JP5036894B1 - スパークプラグ - Google Patents

Abstract

【課題】電極が被覆部分と芯部分とを有する構成のスパークプラグにおいて、被覆部分と芯部分との間の隙間の発生を抑制する。
【解決手段】中心電極と中心電極との間で間隙を形成する接地電極とを有するスパークプラグにおいて、中心電極及び接地電極の少なくとも一方は、被覆部分と被覆部分に覆われ被覆部分と熱膨張率の異なる材料で構成された芯部分とを有する。芯部分の先端部には凹部と凸部とが形成されている。凸部は、電極先端面の重心を通り、かつ、凸部を通る断面において、凸部の二等分線の方向における凸部の先端から０．２ミリメートルの点を通り、かつ、二等分線に垂直な線で囲まれる凸部の面積が、凸部の先端及び凸部の輪郭線と二等分線に垂直な線との交点とを結んで形成される三角形の面積より小さい。
【選択図】図４

Description

本発明は、中心電極および接地電極を備えるスパークプラグに関し、特に、中心電極および接地電極の少なくとも一方が被覆部分と芯部分とを有する構成のスパークプラグに関する。

ガソリンエンジンなどの内燃機関の点火に使用されるスパークプラグは、一般に、中心電極と、中心電極の外側に設けられた絶縁体と、絶縁体の外側に設けられた主体金具と、主体金具に取り付けられて中心電極との間に火花放電のための間隙（放電ギャップ）を形成する接地電極（「外側電極」とも呼ばれる）とを備えている。なお、以下の説明では、上記間隙側を、中心電極または接地電極の「先端側」と呼び、「先端側」とは反対側を「後端側」と呼ぶものとする。

中心電極および接地電極（以下、まとめて単に「電極」とも呼ぶ）の少なくとも一方が、所定の材料（例えばニッケルまたはニッケル合金）で形成された被覆部分と、被覆部分と熱膨張率の異なる材料（例えば銅）で形成されると共に被覆部分に覆われた芯部分と、を有する構成のスパークプラグが知られている（例えば特許文献１，２参照）。このようなスパークプラグでは、芯部分の材料として熱伝導性の高い材料を選択することにより、電極の熱引き性能を高めることができる。

特開平４−２０６３７６号公報 特開２００８−１３０４６３号公報

スパークプラグの電極が被覆部分と芯部分とを有する構成である場合、冷熱サイクルに晒される使用時に、被覆部分と芯部分との熱膨張率の違いを原因として、電極の先端側の被覆部分と芯部分との境界付近に隙間（以下、「先隙」とも呼ぶ）が発生する恐れがある。電極において先隙が発生すると、被覆部分から芯部分への熱伝導が阻害されて電極の熱引き性能が低下するため、芯部分におけるボイド（気孔）の発生、電極膨張による電極や他の部材の破損といった不具合が発生するおそれがある。近年では、スパークプラグの細径化のために電極の細径化の要請が高まっており、先隙の発生の抑制がより大きな課題となっている。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、中心電極および接地電極の少なくとも一方が被覆部分と被覆部分とは熱膨張率の異なる材料で構成された芯部分とを有する構成のスパークプラグにおいて、使用に伴う被覆部分と芯部分との間の隙間の発生を抑制することを目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］中心電極と、前記中心電極との間で間隙を形成する接地電極と、を有するスパークプラグであって、
前記間隙側を前記中心電極又は前記接地電極の先端側としたとき、前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方は、被覆部分と、前記被覆部分に覆われ前記被覆部分と熱膨張率の異なる材料で構成された芯部分と、を有し、
前記芯部分の先端部に、凹部と凸部とが形成されており、
前記凸部は、電極先端面の重心を通り、かつ、前記凸部を通る断面において、前記凸部の二等分線の方向における前記凸部の先端から０．２ミリメートルの点を通り、かつ、前記二等分線に垂直な線で囲まれる前記凸部の面積が、前記凸部の先端及び前記凸部の輪郭線と前記二等分線に垂直な線との交点とを結んで形成される三角形の面積より小さい、スパークプラグ。

このスパークプラグでは、芯部分の先端部に凹部と凸部とが形成されているため、芯部分と被覆部分との接触面積が比較的大きくなり、両者の間に比較的多くの拡散層が形成される。また、形成された凸部は、電極先端面の重心を通り、かつ、当該凸部を通る断面において、凸部の二等分線の方向における凸部の先端から０．２ミリメートルの点を通り、かつ、二等分線に垂直な線で囲まれる凸部の面積が、凸部の先端及び凸部の輪郭線と二等分線に垂直な線との交点とを結んで形成される三角形の面積より小さいため、このような凸部（小凸部）が被覆部分に対する楔のように機能する。そのため、このスパークプラグでは、冷熱サイクルに晒される使用時にも、被覆部分と芯部分との間の隙間の発生を抑制することができる。

［適用例２］適用例１に記載のスパークプラグにおいて、
前記芯部分の先端位置から径に垂直な方向に５ミリメートルの位置における前記芯部分の径に対する前記先端位置から径に垂直な方向に１ミリメートルの位置における前記芯部分の径の比は、０．６以上である、スパークプラグ。

このスパークプラグでは、電極の先端側における芯部分の体積が比較的大きいため、電極の熱引き性能が高くなり、被覆部分と芯部分との間の隙間の発生を良好に抑制することができる。

［適用例３］適用例１または適用例２に記載のスパークプラグにおいて、
前記芯部分の先端位置における径方向の電極断面積は、３．５平方ミリメートル以下である、スパークプラグ。

このスパークプラグでは、熱容量が小さく、冷熱サイクルによって先隙が発生しやすい断面積が３．５平方ミリメートル以下の電極において、被覆部分と芯部分との間の隙間の発生を抑制することができる。

［適用例４］適用例１ないし適用例３のいずれかに記載のスパークプラグにおいて、
前記芯部分に、後端側に向かって径が小さくなる縮径部が形成されている、スパークプラグ。

このスパークプラグでは、縮径部が被覆部分に対する抜け止めのように機能すると共に、縮径部の存在により芯部分と被覆部分との接触面積がさらに大きくなるため、被覆部分と芯部分との間の隙間の発生を良好に抑制することができる。

［適用例５］適用例１ないし適用例４のいずれかに記載のスパークプラグにおいて、
前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方の径方向の断面として、断面の中心を通る少なくとも１つの直線上に前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分とがこの順に並ぶ断面を有する、スパークプラグ。

このスパークプラグでは、芯部分と被覆部分との接触面積がさらに大きくなると共に、上記小凸部が径方向断面の比較的広い範囲に形成されるため、被覆部分と芯部分との間の隙間の発生をさらに良好に抑制することができる。

［適用例６］適用例５に記載のスパークプラグにおいて、
前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方の径方向の断面として、断面の中心を通るすべての直線上に前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分とがこの順に並ぶ断面を有する、スパークプラグ。

このスパークプラグでは、芯部分と被覆部分との接触面積が一層大きくなると共に、上記小凸部が径方向断面の全周にわたる広い範囲に形成されるため、被覆部分と芯部分との間の隙間の発生を極めて良好に抑制することができる。

［適用例７］中心電極と、前記中心電極との間で間隙を形成する接地電極と、を有するスパークプラグであって、
前記間隙側を前記中心電極又は前記接地電極の先端側としたとき、前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方は、被覆部分と、前記被覆部分に覆われ前記被覆部分と熱膨張率の異なる材料で構成された芯部分と、を有し、
前記芯部分の先端部に、凹部が形成されており、
前記芯部分に、後端側に向かって径が小さくなる縮径部が形成されている、スパークプラグ。

このスパークプラグでは、芯部分の先端部に凹部が形成されているため、芯部分と被覆部分との接触面積が比較的大きくなり、両者の間に比較的多くの拡散層が形成される。また、芯部分に、後端側に向かって径が小さくなる縮径部が形成されているため、縮径部が被覆部分に対する抜け止めのように機能すると共に、縮径部の存在により芯部分と被覆部分との接触面積がさらに大きくなる。そのため、このスパークプラグでは、冷熱サイクルに晒される使用時にも、被覆部分と芯部分との間の隙間の発生を抑制することができる。

［適用例８］適用例７に記載のスパークプラグにおいて、
前記芯部分の先端位置から径に垂直な方向に５ミリメートルの位置における前記芯部分の径に対する前記先端位置から径に垂直な方向に１ミリメートルの位置における前記芯部分の径の比は、０．６以上である、スパークプラグ。

このスパークプラグでは、電極の先端側における芯部分の体積が比較的大きいため、電極の熱引き性能が高くなり、被覆部分と芯部分との間の隙間の発生を良好に抑制することができる。

［適用例９］適用例７または適用例８に記載のスパークプラグにおいて、
前記芯部分の先端位置における径方向の電極断面積は、３．５平方ミリメートル以下である、スパークプラグ。

このスパークプラグでは、熱容量が小さく、冷熱サイクルによって先隙が発生しやすい断面積が３．５平方ミリメートル以下の電極において、被覆部分と芯部分との間の隙間の発生を抑制することができる。

［適用例１０］適用例７ないし適用例９のいずれかに記載のスパークプラグにおいて、
前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方の径方向の断面として、断面の中心を通る少なくとも１つの直線上に前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分とがこの順に並ぶ断面を有する、スパークプラグ。

このスパークプラグでは、芯部分と被覆部分との接触面積がさらに大きくなるため、被覆部分と芯部分との間の隙間の発生を極めて良好に抑制することができる。

［適用例１１］適用例１０に記載のスパークプラグにおいて、
前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方の径方向の断面として、断面の中心を通るすべての直線上に前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分とがこの順に並ぶ断面を有する、スパークプラグ。

このスパークプラグでは、芯部分と被覆部分との接触面積が一層大きくなるため、被覆部分と芯部分との間の隙間の発生を極めて良好に抑制することができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、スパークプラグ、スパークプラグ用の中心電極、スパークプラグ用の接地電極、これらの製造方法等の形態で実現することができる。

本発明の実施例におけるスパークプラグ１００の構成を示す説明図である。 スパークプラグ１００用の中心電極２０の詳細構成を示す説明図である。 スパークプラグ１００用の中心電極２０の詳細構成を示す説明図である。 芯部分２５の先端部付近における中心電極２０の詳細構成を示す説明図である。 小凸部と大凸部との区別を示す説明図である。 中心電極２０の他の実施例を示す説明図である。 中心電極２０の他の実施例を示す説明図である。 本実施例における中心電極２０の製造方法を示すフローチャートである。 本実施例における中心電極２０の製造方法を示す説明図である。 本実施例における中心電極２０の製造方法を示す説明図である。 本実施例における中心電極２０の製造方法を示す説明図である。 中心電極２０の性能評価結果の一例を示す説明図である。 中心電極２０の性能評価結果の一例を示す説明図である。 比較例の中心電極２０の構成を示す説明図である。 先隙ＴＧが発生した中心電極２０の一例を示す説明図である。 変形例における中心電極２０の詳細構成を示す説明図である。 変形例の接地電極３０の構成を示す説明図である。 変形例の接地電極３０の構成を示す説明図である。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．実施例：
Ａ−１．スパークプラグの構成：
Ａ−２．スパークプラグ用中心電極の詳細構成：
Ａ−３．スパークプラグ用中心電極の製造方法：
Ａ−４．性能評価：
Ｂ．変形例：

Ａ．実施例：
Ａ−１．スパークプラグの構成：
図１は、本発明の実施例におけるスパークプラグ１００の構成を示す説明図である。図１において、スパークプラグ１００の中心軸である軸線ＯＬの右側にはスパークプラグ１００の側面構成を示しており、軸線ＯＬの左側にはスパークプラグ１００の断面構成を示している。なお、以下では、後述の放電ギャップＤＧ（火花放電のための間隙）側をスパークプラグ１００および中心電極２０の先端側と呼び、先端側とは反対側を後端側と呼ぶものとする。

図１に示すように、スパークプラグ１００は、絶縁碍子１０と、中心電極２０と、接地電極（外側電極）３０と、端子金具４０と、主体金具５０と、を備えている。中心電極２０は絶縁碍子１０によって保持され、絶縁碍子１０は主体金具５０によって保持されている。接地電極３０は主体金具５０の先端側に取り付けられており、端子金具４０は絶縁碍子１０の後端側に取り付けられている。

絶縁碍子１０は、中心電極２０および端子金具４０を収容する貫通孔である軸孔１２が中心に形成された筒状の絶縁体であり、例えばアルミナを始めとするセラミックス材料を焼成して形成される。絶縁碍子１０における軸線ＯＬ方向に沿った中央付近には、他の部分より外径の大きい中央胴部１９が形成されている。中央胴部１９よりも後端側には、端子金具４０と主体金具５０との間を絶縁する後端側胴部１８が形成されている。中央胴部１９よりも先端側には、先端側胴部１７が形成され、先端側胴部１７のさらに先端側には、先端側胴部１７より外径が小さい脚長部１３が形成されている。

主体金具５０は、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の一部から脚長部１３にわたる部位を包囲して保持する略円筒形状の金具であり、例えば低炭素鋼といった金属により形成されている。主体金具５０は、略円筒形状のネジ部５２を有しており、ネジ部５２の側面には、スパークプラグ１００をエンジンヘッドに取り付ける際にエンジンヘッドのネジ孔に螺合するネジ山が形成されている。主体金具５０の先端側の端面である先端面５７は中空円形状であり、先端面５７の中空部分から絶縁碍子１０の脚長部１３の先端が突出している。主体金具５０は、また、スパークプラグ１００をエンジンヘッドに取り付ける際に工具が嵌合する工具係合部５１と、ネジ部５２の後端側に鍔状に形成されたシール部５４と、を有している。シール部５４とエンジンヘッドとの間には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿される。工具係合部５１は、例えば六角形断面形状である。

中心電極２０は、被覆部分２１と被覆部分２１に覆われた芯部分２５とを有する略棒状形状の電極である。芯部分２５の材料としては、被覆部分２１の材料よりも熱伝導性に優れた材料が使用される。そのため、芯部分２５の存在により中心電極２０の熱引き性能は向上する。また、芯部分２５の材料は、被覆部分２１の材料とは熱膨張率が異なっている。本実施例では、被覆部分２１の材料として、ニッケルを主成分とするニッケル合金が使用され、芯部分２５の材料として、銅または銅を主成分とする合金が使用される。中心電極２０は、被覆部分２１の先端側が絶縁碍子１０の脚長部１３の軸孔１２から突出した状態で絶縁碍子１０の軸孔１２内に収容されており、セラミック抵抗３およびシール体４を介して、絶縁碍子１０の後端に設けられた端子金具４０に電気的に接続されている。なお、中心電極２０の先端に、耐火花消耗性や耐酸化消耗性を向上させるために、例えば貴金属で形成された電極チップが接合されているとしてもよい。

接地電極３０は、屈曲した略棒状形状の電極である。接地電極３０は、一方の端部である基端部３７が主体金具５０の先端面５７に接合されており、他方の端部である先端部３８が中心電極２０の先端部と対向するように屈曲されている。接地電極３０の先端部３８と中心電極２０の先端部との間には、火花放電のための間隙（放電ギャップＤＧ）が形成される。なお、接地電極３０の先端部３８における中心電極２０と対向する側に、耐火花消耗性や耐酸化消耗性を向上させるために、例えば貴金属で形成された電極チップが接合されているとしてもよい。

Ａ−２．スパークプラグ用中心電極の詳細構成：
図２および図３は、スパークプラグ１００用の中心電極２０の詳細構成を示す説明図である。図２において、軸線ＯＬの右側には中心電極２０の側面構成を示しており、軸線ＯＬの左側には中心電極２０の軸線ＯＬに平行な断面（より具体的には軸線ＯＬを含む断面）の構成を示している。また、図３には、図２のＡ−Ａの位置における軸線ＯＬに直交する断面（すなわち径方向の断面）の構成を示している。図２に示すように、中心電極２０は、軸線ＯＬに沿って伸びる略棒状形状の電極である。また、図３に示すように、中心電極２０の径方向の断面形状は円形である。本実施例では、中心電極２０の芯部分２５の先端位置における径方向断面の直径Ｒ１は、２．１ミリメートル以下である。すなわち、この位置における中心電極２０の径方向の断面積は、３．５平方ミリメートル以下である。このように、本実施例の中心電極２０は、比較的径の細い電極である。なお、中心電極２０には、最先端部分や支持部２７のように、芯部分２５の先端位置における径とは異なる径を有する部分もある。

図２および図３に示すように、本実施例の中心電極２０は、被覆部分２１が芯部分２５を覆った構成を有している。ここで、被覆部分２１が芯部分２５を覆うとは、芯部分２５の外表面の少なくとも一部が被覆部分２１に覆われていることを意味する。本実施例では、被覆部分２１は芯部分２５の先端部および側部を覆っているが、芯部分２５の後端側の端面は被覆部分２１に覆われずに露出している。

中心電極２０の後端付近には、軸線ＯＬに直交する方向に突出した鍔形状の支持部２７が形成されている。図１に示すように、中心電極２０の支持部２７は、絶縁碍子１０の軸孔１２内の先端側胴部１７と脚長部１３との境界の段差に支持される。

図４は、芯部分２５の先端部付近における中心電極２０の詳細構成を示す説明図である。図４（ａ）には、芯部分２５の先端部付近における中心電極２０の軸線ＯＬに平行な断面（軸線ＯＬを含む断面）の構成を示しており、図４（ｂ）には、図４（ａ）のＢ−Ｂの位置における軸線ＯＬに直交する断面（径方向の断面）の構成を示している。

図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、芯部分２５の先端部は凹凸形状となっている。具体的には、芯部分２５の先端部には、先端凹部ＤＰｔが形成されており、先端凹部ＤＰｔを挟むようにして凸部（中央凸部ＣＰｍおよび縁部凸部ＣＰｅ）が形成されている。中央凸部ＣＰｍは、芯部分２５の先端部の中央付近（軸線ＯＬ付近）に形成されており、縁部凸部ＣＰｅは、芯部分２５の先端部の周縁に形成されている。なお、芯部分２５の先端部に形成される凹部の深さｄは、０．１ミリメートル以上であることが好ましく、０．２ミリメートル以上であることがさらに好ましい。

図４（ｂ）に示すように、中心電極２０のＢ−Ｂの位置における軸線ＯＬに直交する断面（径方向の断面）は、断面の中心ＣＧ（本実施例では軸線ＯＬ上の点）を通るすべての直線上に、芯部分２５と被覆部分２１と芯部分２５と被覆部分２１と芯部分２５とがこの順に並ぶような断面となっている。これは、縁部凸部ＣＰｅが、中央凸部ＣＰｍを囲むように、軸線ＯＬ回りに３６０度連続した部分を有することを意味している。なお、縁部凸部ＣＰｅの軸線ＯＬ方向に沿った高さは、３６０度を通じて一定である必要はない。例えば、中心電極２０のＢ−Ｂの位置より先端側の位置における径方向断面上では、縁部凸部ＣＰｅが軸線ＯＬ回りに３６０度連続することなく途切れていたり、縁部凸部ＣＰｅが複数の部分に分割されていたりしてもよい。

ここで、本明細書では、芯部分２５の先端の凸部ＣＰを、小凸部と大凸部とに区別している。図５は、小凸部と大凸部との区別を示す説明図である。図５には、中心電極２０の先端面の重心（本実施例では軸線ＯＬ上の点）を通り、かつ、凸部ＣＰを通る芯部分２５の断面を示している。図５に示した断面には、先端凹部ＤＰｔを挟む２つの凸部ＣＰ（凸部ＣＰ（１）および凸部ＣＰ（２））が表れている。ここで、図５に示すように、１番目の凸部ＣＰ（１）は、以下の条件１を満たしている。本明細書では、このような条件１を満たす凸部ＣＰを小凸部と呼ぶ。
＜条件１＞中心電極２０の先端面の重心を通り、かつ、凸部ＣＰを通る芯部分２５の少なくとも１つの断面において、当該凸部ＣＰの二等分線ＢＬの方向における凸部ＣＰの先端Ｐ０から距離Ｈ１（＝０．２ミリメートル）の点を通り、かつ、二等分線ＢＬに垂直な線ＰＬで囲まれる凸部ＣＰの面積が、凸部ＣＰの先端Ｐ０と、凸部ＣＰの輪郭線と二等分線ＢＬに垂直な線ＰＬとの交点Ｐ１，Ｐ２と、を結んで形成される三角形（三角形Ｐ０−Ｐ１−Ｐ２）の面積より小さい。

一方、２番目の凸部ＣＰ（２）は、条件１を満たしていない。本明細書では、このような条件１を満たさない凸部ＣＰを大凸部と呼ぶ。小凸部は、細い凸部または鋭い凸部とも表現することができ、大凸部は、太い凸部または鈍い凸部とも表現することができる。

図４に示す中心電極２０では、芯部分２５の先端部に形成された凸部の内、縁部凸部ＣＰｅの少なくとも一部分は、小凸部となっている。すなわち、軸線ＯＬ上の点を通り、かつ、凸部ＣＰを通る芯部分２５の少なくとも１つの断面において、縁部凸部ＣＰｅは上記条件１を満たす。なお、中央凸部ＣＰｍは大凸部となっている。

また、図４に示す中心電極２０では、芯部分２５に縮径部ＳＲが形成されている。縮径部ＳＲは、後端側に向かって径が小さくなる部分である。すなわち、芯部分２５は、径Ｗ０の縮径部ＳＲより先端側に、径がＷ０より大きい部分（図４の例では、縁部凸部ＣＰｅの部分）を有している。

また、図４に示す中心電極２０の芯部分２５では、後端側と比較した先端側の体積減少の程度が抑制されている。具体的には、芯部分２５の先端位置ＰＴから軸線ＯＬ方向（中心電極２０の径に垂直な方向）に距離Ｌ２（＝５ミリメートル）の位置における芯部分２５の径Ｗ２に対する、先端位置ＰＴから軸線ＯＬ方向に距離Ｌ１（＝１ミリメートル）の位置における芯部分２５の径Ｗ１の比（以下、「径比Ｗ１／Ｗ２」とも呼ぶ）が、０．６以上となっている。

図６は、中心電極２０の他の実施例を示す説明図である。図６には、図４（ａ）と同様に、芯部分２５'の先端部付近における中心電極２０'の軸線ＯＬに平行な断面（軸線ＯＬを含む断面）の構成を示している。図６に示す中心電極２０'は、図４に示す中心電極２０と同様に、径方向の断面形状が直径Ｒ１（Ｒ１は２．１ミリメートル以下）の円形であり、被覆部分２１'が芯部分２５'を覆った構成を有している。また、芯部分２５'の先端部は凹凸形状となっている。ただし、図６に示す中心電極２０'では、芯部分２５'の先端部に、先端凹部ＤＰｔと先端凹部ＤＰｔを挟む縁部凸部ＣＰｅとが形成されているが、芯部分２５'の先端部の中央付近（軸線ＯＬ付近）には凸部は形成されていない。縁部凸部ＣＰｅの内、図６の断面の軸線ＯＬより右側に示す部分は小凸部となっている。また、図６に示す中心電極２０'では、図４に示す中心電極２０と同様に、径比Ｗ１／Ｗ２が０．６以上となっている。なお、図６に示す中心電極２０'では、芯部分２５'に縮径部ＳＲは形成されていない。なお、本明細書では、各実施例や比較例を互いに区別して説明するときには、各構成要素の符号の末尾に「'」等の区別記号を付加するものとし、各実施例や比較例について共通して説明するときには、上記区別記号を適宜省略するものとする。

図７は、中心電極２０の他の実施例を示す説明図である。図７には、図４（ａ）と同様に、芯部分２５''の先端部付近における中心電極２０''の軸線ＯＬに平行な断面（軸線ＯＬを含む断面）の構成を示している。図７に示す中心電極２０''は、図４に示す中心電極２０と同様に、径方向の断面形状が直径Ｒ１（Ｒ１は２．１ミリメートル以下）の円形であり、被覆部分２１''が芯部分２５''を覆った構成を有している。また、芯部分２５''の先端部は凹凸形状となっている。ただし、図７に示す中心電極２０''では、芯部分２５''の先端部に、先端凹部ＤＰｔと先端凹部ＤＰｔを挟む縁部凸部ＣＰｅとが形成されているが、芯部分２５''の先端部の中央付近（軸線ＯＬ付近）には凸部は形成されていない。縁部凸部ＣＰｅは大凸部である。また、図７に示す中心電極２０''では、図４に示す中心電極２０と同様に、径比Ｗ１／Ｗ２が０．６以上となっている。また、図７に示す中心電極２０''では、芯部分２５''に、後端側に向かって径が小さくなる縮径部ＳＲが形成されている。

Ａ−３．スパークプラグ用中心電極の製造方法：
図８は、本実施例における中心電極２０の製造方法を示すフローチャートである。また、図９ないし図１１は、本実施例における中心電極２０の製造方法を示す説明図である。中心電極２０の製造の際には、まず初めに出発部材としてのワークＷを準備する（ステップＳ１１０）。図９には、本実施例の中心電極２０の製造に使用されるワークＷの構成を示している。図９において、ワークＷの中心軸であるワーク軸線ＷＡの右側にはワークＷの側面構成を示しており、ワーク軸線ＷＡの左側にはワークＷの断面構成を示している。

ワークＷは、ワーク軸線ＷＡを中心とした柱状形状に形成されている。上述したように、本実施例の中心電極２０は、被覆部分２１と芯部分２５とにより構成されているため、ワークＷは、被覆部分２１の形成材料としての被覆材料２８と芯部分２５の形成材料としての芯材料２９とにより構成されている。被覆材料２８は、芯材料２９の一方の端面である第１の端面ＥＦ１と第１の端面ＥＦ１に連続する側面の少なくとも一部とを覆っているが、芯材料２９の他方の端面である第２の端面ＥＦ２を覆ってはいない。すなわち、ワークＷは、第２の端面ＥＦ２の側において、被覆材料２８の端面が芯材料２９によって覆われている。なお、以下の説明では、ワークＷにおける第１の端面ＥＦ１側（被覆材料２８が端部を形成している側）を被覆側と呼び、第２の端面ＥＦ２側（芯材料２９が端部を形成している側）を芯側と呼ぶ。なお、図９に示した構成のワークＷの製造方法は、例えば特開平４−２９４０８５号公報に記載されているように公知であるため、ここでは説明を省略する。

次に、ワークＷに対する金型Ｃａ１を用いた１回目の押し出し成形（第１次押し出し成形）を行い、第１次成形体Ｍ１を製造する（図８のステップＳ１２０）。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、第１次押し出し成形に用いられる金型Ｃａ１は、内部孔ＩＯを有しており、内部孔ＩＯは、小径孔部ＳＯと小径孔部ＳＯより大径の大径孔部ＬＯとを有している。第１次押し出し成形の際には、ワークＷを芯側から金型Ｃａ１の大径孔部ＬＯ内に挿入し（図１０（ａ））、パンチＰｕ１で小径孔部ＳＯ側に押し出し成形する（図１０（ｂ））。第１次押し出し成形により製造される第１次成形体Ｍ１は、金型Ｃａ１の小径孔部ＳＯの内径と略同一の外径を有する小径部分と、小径孔部より露出する大径部分ＧＰ１と、を含む。また、図１０（ｂ）に示すように、第１次押し出し成形により、第１次成形体Ｍ１には、芯材料２９の被覆側端部に、先端凹部ＤＰｔおよび縁部凸部ＣＰｅ（図４（ａ）参照）となるべき部位（凹凸形状）が形成される。また、第１次押し出し成形により、第１次成形体Ｍ１の芯材料２９に縮径部ＳＲとなるべき部位が形成される場合がある。なお、先端凹部ＤＰｔおよび縁部凸部ＣＰｅとなるべき部位や縮径部ＳＲとなるべき部位は、断面減少率（小径孔部ＳＯの断面積／大径孔部ＬＯの断面積）が５０％以上の金型Ｃａ１を用いて第１次押し出し成形を行うことにより、一定以上の確率で形成することができる。

また、第１次成形体Ｍ１は、芯側の端部において、被覆材料２８の端面と被覆材料２８から突出した芯材料２９の部分の表面とが離間しており、両者の間に空隙ＧＡが存在する。この空隙ＧＡは、たとえば、金型Ｃａに挿入前のワークＷに熱処理を施し、熱処理条件を調整することにより、芯材料２９と被覆材料２８との境界の拡散層の厚みを調整することで形成することができる（たとえば、拡散層の厚みが５μｍ程度に調整する）。このように、第１次押し出し成形は、第１次成形体Ｍ１に空隙ＧＡが形成されるように行われるため、第１次成形体Ｍ１の被覆側の端部において芯材料２９が被覆材料２８の端面を押すことにより芯側の端部における芯材料２９と被覆材料２８との境界付近に空隙が発生することを抑制することができる。第１次押し出し成形の後、第１次成形体Ｍ１を蹴り出して金型Ｃａ１から取り出す。

次に、取り出した第１次成形体Ｍ１の向きを反転し（図８のステップＳ１３０）、図１０（ｃ）に示すように、第１次成形体Ｍ１の芯側を切断する（同ステップＳ１４０）。この切断の際の切断線ＣＬ１は、第１次成形体Ｍ１の芯側における被覆材料２８の端面付近である。

次に、再度、第１次成形体Ｍ１の向きを反転し（図８のステップＳ１５０）、第１次成形体Ｍ１をワークとして金型Ｃａ２を用いた２回目の押し出し成形（第２次押し出し成形）を行い、第２次成形体Ｍ２を製造する（同ステップＳ１６０）。図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、第２次押し出し成形に用いられる金型Ｃａ２は、第１次押し出し成形に用いられる金型Ｃａ１と同様に、内部孔ＩＯを有しており、内部孔ＩＯは、小径孔部ＳＯと小径孔部ＳＯより大径の大径孔部ＬＯとを有している。第２次押し出し成形の際には、第１次押し出し成形と同様に、ワークとしての第１次成形体Ｍ１を芯側から金型Ｃａ２の大径孔部ＬＯ内に挿入し（図１１（ａ））、パンチＰｕ２で小径孔部ＳＯ側に押し出し成形する（図１１（ｂ））。第２次押し出し成形により製造される第２次成形体Ｍ２は、金型Ｃａ２の小径孔部ＳＯの内径と略同一の外径を有する小径部分と、小径孔部より露出する大径部分ＧＰ２と、を含む。また、図１１（ｂ）に示すように、第２次成形体Ｍ２には、第１次押し出し成形により形成された先端凹部ＤＰｔおよび縁部凸部ＣＰｅとなるべき部位（凹凸形状）や縮径部ＳＲとなるべき部位が維持される。第２次押し出し成形の後、第２次成形体Ｍ２を蹴り出して金型Ｃａ２から取り出す。

次に、図１１（ｃ）に示すように、取り出した第２次成形体Ｍ２の被覆側を切断する（図８のステップＳ１７０）。この切断の際の切断線ＣＬ２は、第２次成形体Ｍ２の被覆側における芯材料２９の先端から被覆材料２８の先端までの距離が所定の距離になるように設定される。この所定の距離は、製造すべき中心電極２０の先端側の構成（図２）に応じて予め設定される。

次に、第２次成形体Ｍ２の被覆側におけるバリ処理を行う（図８のステップＳ１８０）。第２次成形体Ｍ２に対する切断処理（同ステップＳ１７０）の際には、切断面に、切断方向（すなわち軸方向に略直行する方向）に沿ったバリが発生する場合がある。バリ処理は、この発生したバリを除去する、または、バリの方向を軸方向に平行な方向に補正する処理である。

次に、第２次成形体Ｍ２の向きを反転し（図８のステップＳ１９０）、図１１（ｄ）に示すように、最終工程として、第２次成形体Ｍ２に支持部２７を形成する。この支持部２７の形成は、例えば、切断工程後の第２次成形体Ｍ２に対する金型を用いた押し出し成形により実行される。この押し出し成形の際には、第２次成形体Ｍ２の最先端部の径をわずかに細くする（絞る）加工も行われる。これにより、図１１（ｄ）に示すように、成形体には、芯材料２９の被覆側端部に中央凸部ＣＰｍ（図４（ａ）参照）が形成される。なお、支持部２７を形成するための押し出し成形の際に、必ずしも第２次成形体Ｍ２の最先端部の径を細くする加工が行われる必要はなく、従って、必ずしも成形体に中央凸部ＣＰｍが形成される必要はない。支持部２７の成形によって、中心電極２０の製造が完了する。なお、支持部２７の成形の後に例えば切削加工やチップ接合加工が行われる場合がある。この場合には、支持部２７の成形によって、中心電極２０となるべき中心電極中間体の製造が完了することとなる。

以上説明した製造方法により、図４に示した中心電極２０、すなわち、芯部分２５の先端部に中央凸部ＣＰｍと縁部凸部ＣＰｅと先端凹部ＤＰｔとが形成されており、縁部凸部ＣＰｅが軸線ＯＬ回りに３６０度連続した部分を有し、縁部凸部ＣＰｅの少なくとも一部分は小凸部であり、芯部分２５には縮径部ＳＲが形成されており、径比Ｗ１／Ｗ２の値が０．６以上である中心電極２０を製造することができる。ただし、使用材料や各部のサイズ、各工程の条件等によっては、製造される中心電極２０において、中央凸部ＣＰｍが形成されなかったり（図６，７）、縁部凸部ＣＰｅが軸線ＯＬ回りに３６０度連続した部分を有さなかったり、縁部凸部ＣＰｅが大凸部となったり（図７）、縮径部ＳＲが形成されなかったり（図６）、径比Ｗ１／Ｗ２の値が０．６より小さくなったりする。

Ａ−４．性能評価：
上述した実施例の中心電極２０および以下に説明する比較例の中心電極２０を対象として、性能評価を実施した。図１２および図１３は、中心電極２０の性能評価結果の一例を示す説明図である。

図１４は、比較例の中心電極２０の構成を示す説明図である。図１４には、図４（ａ）と同様に、芯部分２５'''の先端部付近における中心電極２０'''の軸線ＯＬに平行な断面（軸線ＯＬを含む断面）の構成を示している。比較例の中心電極２０'''は、上述した実施例の中心電極２０の製造方法とは異なる方法で製造される。具体的には、比較例の中心電極２０'''の製造方法では、押し出し成形（図８のステップＳ１２０およびＳ１６０）の際に、ワークＷや成形体Ｍを、上記実施例のように芯側からではなく、被覆側から金型Ｃａに挿入する。そのため、押し出し成形によって、ワークＷや成形体Ｍの芯材料２９は、被覆側端部に近いほど径が小さい先細り形状となり、結果的に、図１４に示すように、中心電極２０'''の先端側において芯部分２５'''が先細り形状となる（径比Ｗ１／Ｗ２の値が０．６より小さくなる）。また、比較例の中心電極２０'''では、芯部分２５'''の先端部に凹部が形成されず（すなわち、芯部分２５'''の先端部が単一の凸形状となり）、縮径部ＳＲも形成されない。

図１２には、中心電極２０の芯部分２５の先端位置における径方向の断面積と、芯部分２５の先端形状と、の組み合わせが異なる１４個のサンプル（サンプルＮｏ．１−１４）を対象とした第１の冷熱試験の結果を示している。サンプルの中心電極２０の径方向断面積は、４．２平方ミリメートル、３．８平方ミリメートル、３．５平方ミリメートル、３．１平方ミリメートルの４種類である。また、サンプルの中心電極２０の芯部分２５の先端形状は、図１２に示すタイプ１−４の４種類である。先端形状のタイプ１は、図１４に示す比較例の中心電極２０'''における芯部分２５'''に相当する形状である。先端形状のタイプ２は、先端凹部ＤＰｔと縁部凸部ＣＰｅとが形成されているが中央凸部ＣＰｍは形成されておらず、縁部凸部ＣＰｅは大凸部であり、縮径部ＳＲは形成されていない形状である。先端形状のタイプ３は、先端凹部ＤＰｔと中央凸部ＣＰｍおよび縁部凸部ＣＰｅとが形成されているが、縁部凸部ＣＰｅおよび中央凸部ＣＰｍは大凸部であり、縮径部ＳＲは形成されていない形状である。先端形状のタイプ４は、先端凹部ＤＰｔと縁部凸部ＣＰｅとが形成されているが中央凸部ＣＰｍは形成されておらず、縁部凸部ＣＰｅの少なくとも一部分は小凸部であり、縮径部ＳＲは形成されていない形状である（図６の実施例に相当）。

第１の冷熱試験では、サンプルＮｏ．８の中心電極２０の先端温度が摂氏８００度となる温度設定で、バーナーによる中心電極２０の先端部分の２分間の加熱と１分間の冷却とを１０００サイクル繰り返した後、中心電極２０の断面を目視および顕微鏡（倍率：３０倍）で観察し、先端側の被覆部分２１と芯部分２５との間に隙間（先隙ＴＧ）が発生したか否かを判定した。判定では、先隙ＴＧが発生しなかった場合を○とし、小さい先隙ＴＧ（０．１ミリメートル以下の隙間）が発生した場合を△とし、大きい先隙ＴＧ（０．１ミリメートルより大きい隙間）が発生した場合を×とした。図１５は、先隙ＴＧが発生した中心電極２０の一例を示す説明図である。図１５（ａ）には、小さい先隙ＴＧが発生した中心電極２０'''の一例を示しており、図１５（ｂ）には、大きい先隙ＴＧが発生した中心電極２０'''の一例を示している。

第１の冷熱試験では、図１２に示すように、中心電極２０の芯部分２５の先端位置における径方向の断面積が３．５平方ミリメートルより大きいサンプル（サンプルＮｏ．１−７）では、芯部分２５の先端形状がいずれのタイプであっても、先隙ＴＧが発生することはなかった。一方、中心電極２０の径方向断面積が３．５平方ミリメートル以下であるサンプル（サンプルＮｏ．８−１４）では、先端形状がタイプ１のサンプル（サンプルＮｏ．８，１２）で、大きい先隙ＴＧが発生した。中心電極２０の径方向断面積が小さいと、熱容量が小さいため、冷熱サイクルによって先隙ＴＧが発生しやすい。第１の冷熱試験の結果から、中心電極２０の径方向断面積が３．５平方ミリメートルより大きい場合には、芯部分２５の先端形状にかかわらず、先隙ＴＧの発生が問題となることは少なく、中心電極２０の径方向断面積が３．５平方ミリメートル以下の場合に、先隙ＴＧの発生が問題となることが多いことがわかる。

また、第１の冷熱試験の結果から、中心電極２０の芯部分２５の先端部が凹凸形状であれば（先端部に凹部および凸部が形成されていれば）、芯部分２５の先端部が凹凸形状でない（先端部が単一の凸形状である）場合と比較して、先隙ＴＧの発生が抑制されることもわかる。中心電極２０の芯部分２５の先端部が凹凸形状であると、芯部分２５と被覆部分２１との接触面積が比較的大きくなり、両者の間に比較的多くの拡散層が形成されるために、先隙ＴＧの発生が抑制されると考えられる。

図１３には、中心電極２０の径方向断面積はすべて３．５平方ミリメートルで共通しているが、芯部分２５の先端形状と、径比Ｗ１／Ｗ２の値と、小凸部の有無と、が異なる１０個のサンプル（サンプルＮｏ．１５−２４）を対象とした第２の冷熱試験の結果を示している。第２の冷熱試験のサンプルの芯部分２５の先端形状は、タイプ１−６の６種類である。先端形状のタイプ１−４は、上述した第１の冷熱試験におけるタイプ１−４と同じである。先端形状のタイプ５は、先端凹部ＤＰｔと縁部凸部ＣＰｅとが形成されているが中央凸部ＣＰｍは形成されておらず、縁部凸部ＣＰｅは大凸部であり、縮径部ＳＲが形成されている形状である（図７の実施例に相当）。先端形状のタイプ６は、先端凹部ＤＰｔと中央凸部ＣＰｍおよび縁部凸部ＣＰｅとが形成されており、縁部凸部ＣＰｅの少なくとも一部分は小凸部であり、縮径部ＳＲが形成されている形状である（図４の実施例に相当）。なお、先端形状がタイプ１−３，５のサンプルは小凸部を有さず、先端形状がタイプ４，６のサンプルは小凸部を有する。

第２の冷熱試験では、サンプルＮｏ．１５の中心電極２０の先端温度が摂氏８５０度となる温度設定で、バーナーによる中心電極２０の先端部分の２分間の加熱と１分間の冷却とを１０００サイクル、１５００サイクル、２０００サイクル繰り返した各段階で、中心電極２０の断面を目視および顕微鏡で観察し、先端側の被覆部分２１と芯部分２５との間に先隙ＴＧが発生したか否かを判定した。このように、第２の冷熱試験は、上述した第１の冷熱試験より厳しい条件下において、先隙ＴＧの発生の有無を調べる試験である。

第２の冷熱試験では、図１３に示すように、先端形状がタイプ１のサンプル（サンプルＮｏ．１５，１６）、および、先端形状がタイプ２で径比Ｗ１／Ｗ２の値が０．５のサンプル（サンプルＮｏ．１７）では、１０００サイクルの段階で大きい先隙ＴＧが発生した。また、先端形状がタイプ２で径比Ｗ１／Ｗ２の値が０．６のサンプル（サンプルＮｏ．１８）、および、先端形状がタイプ３で径比Ｗ１／Ｗ２の値が０．６のサンプル（サンプルＮｏ．１９）では、１０００サイクルの段階で小さい先隙ＴＧが発生し、１５００サイクルの段階で大きい先隙ＴＧが発生した。この結果から、先端形状がタイプ１−３の場合には、径比Ｗ１／Ｗ２の値にかかわらず、先隙ＴＧの発生が大きな問題となることがわかる。

また、先端形状がタイプ４のサンプルの内、径比Ｗ１／Ｗ２の値が０．５のサンプル（サンプルＮｏ．２０）では、１０００サイクルの段階では先隙ＴＧは発生せず、１５００サイクルの段階で小さい先隙ＴＧが発生したものの、２０００サイクルの段階でも小さい先隙ＴＧの発生に留まった。また、先端形状がタイプ４のサンプルの内、径比Ｗ１／Ｗ２の値が０．６のサンプル（サンプルＮｏ．２１）では、１５００サイクルの段階までは先隙ＴＧは発生せず、２０００サイクルの段階でも小さい先隙ＴＧの発生に留まった。この結果から、芯部分２５の先端部に凹部および凸部が形成され、凸部の少なくとも一部分が小凸部であれば、先隙ＴＧの発生を抑制できることがわかる。これは、芯部分２５の先端部の凹凸形状による芯部分２５と被覆部分２１との接触面積増大効果に加えて、芯部分２５の小凸部が被覆部分２１に対する楔のように機能するためであると考えられる。また、径比Ｗ１／Ｗ２の値が大きければ（例えば０．６以上であれば）、先隙ＴＧの発生をさらに良好に抑制できることもわかる。これは、径比Ｗ１／Ｗ２の値が大きいほど、中心電極２０の先端側における芯部分２５の体積が大きく、中心電極２０の熱引き性能が高いためであると考えられる。

また、先端形状がタイプ５のサンプルの内、径比Ｗ１／Ｗ２の値が０．５のサンプル（サンプルＮｏ．２２）では、１０００サイクルの段階では先隙ＴＧは発生せず、１５００サイクルの段階で小さい先隙ＴＧが発生したものの、２０００サイクルの段階でも小さい先隙ＴＧの発生に留まった。また、先端形状がタイプ５のサンプルの内、径比Ｗ１／Ｗ２の値が０．７のサンプル（サンプルＮｏ．２３）では、１５００サイクルの段階までは先隙ＴＧは発生せず、２０００サイクルの段階でも小さい先隙ＴＧの発生に留まった。この結果から、芯部分２５の先端部に凹部および凸部が形成され、さらに、縮径部ＳＲも形成されていれば、先隙ＴＧの発生を抑制できることがわかる。これは、芯部分２５の先端部の凹凸形状による芯部分２５と被覆部分２１との接触面積増大効果に加えて、芯部分２５の縮径部ＳＲが、被覆部分２１に対する抜け止めとして機能すると共に被覆部分２１と芯部分２５との接触面積の増大をもたらすためであると考えられる。また、径比Ｗ１／Ｗ２の値が大きければ（例えば０．７以上であれば）、先隙ＴＧの発生をさらに良好に抑制できることもわかる。これは、径比Ｗ１／Ｗ２の値が大きいほど、中心電極２０の先端側における芯部分２５の体積が大きく、中心電極２０の熱引き性能が高いためであると考えられる。

また、先端形状がタイプ６のサンプル（サンプルＮｏ．２４）では、２０００サイクルの段階でも先隙ＴＧは発生しなかった。この結果から、芯部分２５の先端部に凹部および凸部が形成されており、凸部の少なくとも一部分が小凸部であり、縮径部ＳＲが形成されており、さらに、中心電極２０が軸線ＯＬに直交する断面（径方向の断面）として断面の中心ＣＧを通る少なくとも１つの直線上に芯部分２５と被覆部分２１と芯部分２５と被覆部分２１と芯部分２５とがこの順に並ぶような断面を有していれば、先隙ＴＧの発生を極めて良好に抑制できることがわかる。これは、芯部分２５がこのような形状であれば、被覆部分２１と芯部分２５との接触面積がさらに増大すると共に、小凸部による楔効果や縮径部ＳＲによる抜け止め効果が径方向断面の比較的広い範囲で発揮されるためであると考えられる。

Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

上記実施例におけるスパークプラグ１００およびその構成部品としての中心電極２０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施例では、中心電極２０は、被覆部分２１と芯部分２５とからなる２層構成であるとしているが、例えば、中心電極２０は、芯部分２５が２層構成（例えば、銅で形成された外側部分にニッケル合金で形成された内側部分が被覆された構成）であって、合計３層構成であるとしてもよい。あるいは、中心電極２０は、４層以上の構成であるとしてもよい。また、中心電極２０の各層の材料は、上記実施例に記載された材料に限られない。なお、当然、中心電極２０を製造する際の出発部材としてのワークＷの構成や材料も上記実施例に記載の構成や材料に限られない。

また、中心電極２０の芯部分２５の先端位置における径方向断面の直径Ｒ１が２．１ミリメートルより大きい（この位置における中心電極２０の径方向の断面積が３．５平方ミリメートルより大きい）場合にも本願発明の効果を奏するが、上記実施例のように、直径Ｒ１が２．１ミリメートル以下（断面積が３．５平方ミリメートル以下）の場合には、冷熱サイクルによって先隙ＴＧが発生しやすいため、本発明を適用することによって、一層の先隙ＴＧ発生抑制効果を発揮する。

また、径比Ｗ１／Ｗ２の値が０．６より小さい場合にも本願発明の効果を奏するが、上記実施例のように、径比Ｗ１／Ｗ２の値が０．６以上とすることで、一層の効果を発揮する。

また、図４に示した実施例では、中心電極２０が、軸線ＯＬに直交する断面（径方向の断面）として、断面の中心ＣＧを通るすべての直線上に芯部分２５と被覆部分２１と芯部分２５と被覆部分２１と芯部分２５とがこの順に並ぶような断面（図４（ｂ）の断面）を有するとしているが、中心電極２０が、軸線ＯＬに直交する断面として、断面の中心ＣＧを通る少なくとも１つの直線上に芯部分２５と被覆部分２１と芯部分２５と被覆部分２１と芯部分２５とがこの順に並ぶような断面を有するとしてもよい。図１６は、変形例における中心電極２０の詳細構成を示す説明図である。図１６（ａ）および図１６（ｂ）には、図４（ｂ）に対応する中心電極２０の断面構成を示している。図１６（ａ）に示す変形例の中心電極２０''''では、縁部凸部ＣＰｅが、軸線ＯＬ回りに３６０度は連続しておらず、一部が欠けた形状となっているが、例えば図中の中心ＣＧを通る垂直線上において、芯部分２５''''と被覆部分２１''''と芯部分２５''''と被覆部分２１''''と芯部分２５''''とがこの順に並んでいる。また、図１６（ｂ）に示す変形例の中心電極２０'''''では、縁部凸部ＣＰｅが、軸線ＯＬ回りに３６０度は連続しておらず、２つの部分に分割された形状となっているが、例えば図中の中心ＣＧを通る垂直線上において、芯部分２５'''''と被覆部分２１'''''と芯部分２５'''''と被覆部分２１'''''と芯部分２５'''''とがこの順に並んでいる。図１６に示す変形例の中心電極２０であっても、被覆部分２１と芯部分２５との接触面積がさらに増大すると共に、小凸部による楔効果や縮径部ＳＲによる抜け止め効果が径方向断面の比較的広い範囲で発揮されるため、先隙ＴＧの発生を良好に抑制できる。

また、上記実施例では、中心電極２０の製造の際に、ワークＷに対する２回の押し出し成形を行ってから支持部２７を形成するとしているが、支持部２７の形成の前に実行される押し出し成形の回数は、１回であってもよいし、３回以上であってもよい。また、上記実施例では、成形体Ｍ１，Ｍ２を切断して所定の範囲を除去しているが、切断の代わりに研磨等の他の除去手段によって所定の範囲を除去するとしてもよい。また、上記実施例では、第２次成形体Ｍ２に対する切断処理の後にバリ処理を行うとしているが、第１次成形体Ｍ１に対する切断処理の後にもバリ処理を行うとしてもよい。また、バリ処理は実行しないとしてもよい。

また、上記実施例では、本発明を中心電極２０に適用した場合について説明したが、本発明は、接地電極３０にも適用可能である。図１７および図１８は、変形例の接地電極３０の構成を示す説明図である。図１７には、接地電極３０'の先端部３８付近における中心電極２０側から見た側面構成および断面構成を示しており、図１８には、図１７のＣ−Ｃの位置における接地電極軸線ＳＬに直交する断面の構成を示している。図１７および図１８に示すように、接地電極３０'は、被覆部分３２１と、被覆部分３２１に覆われた芯部分３２５とを有する構成となっている。芯部分３２５は、被覆部分３２１とは熱膨張率の異なる材料で形成されている。接地電極３０'の放電ギャップＤＧに近い側を先端側とすると、接地電極３０'の芯部分３２５の先端部には、先端凹部ＤＰｔと先端凹部ＤＰｔを挟む中央凸部ＣＰｍおよび縁部凸部ＣＰｅとが形成されており、また、縮径部ＳＲも形成されている。このような接地電極３０'では、上記実施例における中心電極２０の場合と同様に、被覆部分３２１と芯部分３２５との間の先隙ＴＧの発生を抑制することができる。

また、上述した実施形態における本発明の構成要素のうち、独立請求項に記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略、または、組み合わせが可能である。

３…セラミック抵抗
４…シール体
５…ガスケット
１０…絶縁碍子
１２…軸孔
１３…脚長部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…中央胴部
２０…中心電極
２１…被覆部分
２５…芯部分
２７…支持部
２８…被覆材料
２９…芯材料
３０…接地電極
３７…基端部
３８…先端部
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…ネジ部
５４…シール部
５７…先端面
１００…スパークプラグ
３２１…被覆部分
３２５…芯部分
Ｗ…ワーク
Ｍ１…第１次成形体
Ｍ２…第２次成形体
ＤＧ…放電ギャップ
ＳＲ…縮径部
ＣＰｅ…縁部凸部
ＣＰｍ…中央凸部
ＤＰｔ…先端凹部

Claims (11)

1. 中心電極と、前記中心電極との間で間隙を形成する接地電極と、を有するスパークプラグであって、
   前記間隙側を前記中心電極又は前記接地電極の先端側としたとき、前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方は、被覆部分と、前記被覆部分に覆われ前記被覆部分と熱膨張率の異なる材料で構成された芯部分と、を有し、
   前記芯部分の先端部に、凹部と凸部とが形成されており、
   前記凸部は、電極先端面の重心を通り、かつ、前記凸部を通る断面において、前記凸部の二等分線の方向における前記凸部の先端から０．２ミリメートルの点を通り、かつ、前記二等分線に垂直な線で囲まれる前記凸部の面積が、前記凸部の先端及び前記凸部の輪郭線と前記二等分線に垂直な線との交点とを結んで形成される三角形の面積より小さい、スパークプラグ。
2. 請求項１に記載のスパークプラグにおいて、
   前記芯部分の先端位置から径に垂直な方向に５ミリメートルの位置における前記芯部分の径に対する前記先端位置から径に垂直な方向に１ミリメートルの位置における前記芯部分の径の比は、０．６以上である、スパークプラグ。
3. 請求項１または請求項２に記載のスパークプラグにおいて、
   前記芯部分の先端位置における径方向の電極断面積は、３．５平方ミリメートル以下である、スパークプラグ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のスパークプラグにおいて、
   前記芯部分に、後端側に向かって径が小さくなる縮径部が形成されている、スパークプラグ。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のスパークプラグにおいて、
   前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方の径方向の断面として、断面の中心を通る少なくとも１つの直線上に前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分とがこの順に並ぶ断面を有する、スパークプラグ。
6. 請求項５に記載のスパークプラグにおいて、
   前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方の径方向の断面として、断面の中心を通るすべての直線上に前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分とがこの順に並ぶ断面を有する、スパークプラグ。
7. 中心電極と、前記中心電極との間で間隙を形成する接地電極と、を有するスパークプラグであって、
   前記間隙側を前記中心電極又は前記接地電極の先端側としたとき、前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方は、被覆部分と、前記被覆部分に覆われ前記被覆部分と熱膨張率の異なる材料で構成された芯部分と、を有し、
   前記芯部分の先端部に、凹部が形成されており、
   前記芯部分に、後端側に向かって径が小さくなる縮径部が形成されている、スパークプラグ。
8. 請求項７に記載のスパークプラグにおいて、
   前記芯部分の先端位置から径に垂直な方向に５ミリメートルの位置における前記芯部分の径に対する前記先端位置から径に垂直な方向に１ミリメートルの位置における前記芯部分の径の比は、０．６以上である、スパークプラグ。
9. 請求項７または請求項８に記載のスパークプラグにおいて、
   前記芯部分の先端位置における径方向の電極断面積は、３．５平方ミリメートル以下である、スパークプラグ。
10. 請求項７ないし請求項９のいずれかに記載のスパークプラグにおいて、
    前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方の径方向の断面として、断面の中心を通る少なくとも１つの直線上に前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分とがこの順に並ぶ断面を有する、スパークプラグ。
11. 請求項１０に記載のスパークプラグにおいて、
    前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方の径方向の断面として、断面の中心を通るすべての直線上に前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分と前記被覆部分と前記芯部分とがこの順に並ぶ断面を有する、スパークプラグ。

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