JP5642032B2 - スパークプラグ - Google Patents

Description

本発明は、スパークプラグに関する。

従来、スパークプラグの接地電極に貴金属チップを接合する方法として、例えば、抵抗溶接やＹＡＧレーザ溶接を用いることが知られている。また、近年のエンジン高出力化よるスパークプラグの使用環境の高温化に伴って、貴金属チップの溶接強度をより向上させるために、ファイバーレーザ溶接を用いることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４６１９４４３号公報 特開２０１１−３４８２６号公報 特開２００５−１２３１６６号公報 特開２００２−２３７３６５号公報

ファイバーレーザ溶接を用いて、スパークプラグの接地電極に貴金属チップを接合する技術においては、接地電極と貴金属チップの溶接強度は向上している。しかし、従来から、スパークプラグには、燃費向上や未燃焼ガスの低減のために、着火性を向上させたいという更なる要望があった。

本発明は、接地電極と貴金属チップの溶接強度を向上させたスパークプラグにおいて、さらに、着火性を向上させることを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
軸線方向に貫通する軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔の先端側に設けられた中心電極と、
前記絶縁体を保持する筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部に取り付けられる基部と、前記中心電極の先端部と対向する先端部とを有する接地電極と、
前記接地電極の前記先端部に設けられ、前記中心電極との間で間隙を形成する放電面を有する貴金属チップと、
前記接地電極と前記貴金属チップとの間の少なくとも一部に設けられ、前記接地電極と前記貴金属チップとが溶け合って形成された溶融部と、
を備えるスパークプラグであって、
前記貴金属チップおよび前記溶融部を前記放電面に平行な面に投影した場合に、投影された前記貴金属チップの面積のうち８０％以上の面積が、投影された前記溶融部と重なり合っており、
前記放電面に垂直な平面であって、前記貴金属チップの重心を通り、前記接地電極の幅方向に垂直な平面によって切断された第１の断面において、
前記貴金属チップと前記溶融部との境界のうち、前記接地電極の最も先端部側に位置する点をＡとし、
前記溶融部および前記接地電極のうち、前記接地電極の最も前記先端部側に位置する部位を最先端部Ｂとし、
前記最先端部Ｂを基準として前記軸線と平行な方向に引いた仮想直線ＬＢと、前記点Ａを基準として前記仮想直線ＬＢの垂直方向に引いた仮想直線ＬＡとの交点をＣとし、
前記点Ａと前記交点Ｃとを結んだ第１の線分と、前記点Ａと前記最先端部Ｂとを結んだ第２の線分とから形成される角度をθ１［°］、前記点Ａから前記交点Ｃまでの距離をＬ［ｍｍ］とした場合に、
０．０５≦Ｌ≦１．００
５≦θ１≦８５
の条件を満たすことを特徴とする、スパークプラグ。
このような構成とすれば、放電面に平行な面に投影された貴金属チップの面積のうち８０％以上の面積が、投影された溶融部と重なり合っており、貴金属チップから最先端部までの水平距離である距離Ｌは、０．０５ｍｍ以上、１．００ｍｍ以下であり、接地電極の火花ギャップ側の端部の角度である角度θ１は、５°以上、８５°以下であるため、接地電極と貴金属チップの溶接強度を向上させたスパークプラグにおいて、さらに、着火性を向上させることができる。

［適用例２］
適用例１記載のスパークプラグであって、
前記第１の断面において、
前記接地電極の先端部側かつ前記貴金属チップが設けられる側の反対側に位置する、前記接地電極の端点をＤとし、
前記仮想直線ＬＢと、前記端点Ｄを基準として前記仮想直線ＬＢの垂直方向に引いた仮想直線ＬＤとの交点をＥとし、
前記最先端部Ｂと前記端点Ｄを結んだ第３の線分と、前記端点Ｄと前記交点Ｅを結んだ第４の線分とから形成される角度をθ２［°］とした場合に、
３０≦θ２≦９０
の条件を満たすことを特徴とする、スパークプラグ。
このような構成とすれば、接地電極の外側端部の角度である角度θ２は、３０°以上、９０°以下であるため、適用例１記載のスパークプラグにおいて、さらに着火性を向上させることができる。

［適用例３］
適用例１または２記載のスパークプラグであって、
前記第１の断面において、
前記溶融部のうち、前記点Ａを基準として軸線方向に引いた仮想直線ＬＯよりも前記接地電極の前記最先端部Ｂ側に位置する部分の硬度をＡ１［Ｈｖ］とし、
前記溶融部のうち、前記仮想直線ＬＯよりも前記接地電極の前記基部側に位置する部分の硬度をＡ２［Ｈｖ］とし、
前記接地電極のうち、前記仮想直線ＬＯよりも前記接地電極の前記最先端部Ｂ側に位置する部分の硬度をＡ３［Ｈｖ］とした場合に、
０．６≦Ａ２／Ａ１≦１．７
の条件と、
０．５≦Ａ３／Ａ１≦１．８
の条件を満たすことを特徴とする、スパークプラグ。
このような構成とすれば、溶融部のうち接地電極の最先端部側に位置する太径部分の硬度Ａ１と、溶融部のうち接地電極の基部側に位置する細径部分の硬度Ａ２と、接地電極のうち接地電極の最先端部側に位置する外側部分の硬度Ａ３とが、０．６≦Ａ２／Ａ１≦１．７、かつ、０．５≦Ａ３／Ａ１≦１．８という条件を満たすため、適用例１または２記載のスパークプラグにおいて、さらに接地電極と貴金属チップの溶接強度をより向上させることができる。

［適用例４］
適用例１ないし３のいずれか一項記載のスパークプラグであって、
前記貴金属チップの前記中心電極と対向する面には、前記溶融部が形成されていないことを特徴とする、スパークプラグ。
このような構成とすれば、貴金属チップの中心電極と対向する面には、溶融部が形成されていないため、適用例１〜３記載のスパークプラグにおいて、さらに耐火花消耗性の低下を抑制することができる。

［適用例５］
適用例１ないし４のいずれか一項記載のスパークプラグであって、
前記溶融部は、前記接地電極と前記貴金属チップとの境界に対してファイバーレーザまたは電子ビームが照射されることによって形成されていることを特徴とする、スパークプラグ。
このような構成とすれば、溶融部は、接地電極と貴金属チップとの境界に対してファイバーレーザまたは電子ビームが照射されることによって形成されているため、接地電極と貴金属チップの境界を奥深くまで溶融させることが可能であり、接地電極と貴金属チップとを強固に接合することができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、スパークプラグの製造方法および製造装置、製造システム等の形態で実現することができる。

本発明の一実施形態としてのスパークプラグの部分断面図である。 スパークプラグの中心電極の先端部付近の拡大図である。 接地電極の先端部の放電面に平行な面に対する投影図である。 図３におけるＸ−Ｘ断面において接地電極チップから最先端部までの水平距離を説明するための説明図である。 図３におけるＸ−Ｘ断面において接地電極の先端部の角度を説明するための説明図である。 図３におけるＸ−Ｘ断面において接地電極の先端部付近の硬度を説明するための説明図である。 第２実施形態におけるスパークプラグの中心電極の先端部付近の拡大図である。 第３実施形態におけるスパークプラグの接地電極の先端部の放電面に平行な面に対する投影図である。 第４実施形態におけるスパークプラグのＸ−Ｘ断面において接地電極チップ８０が設けられる位置を説明するための説明図である。 接地電極チップの溶融部に対する重なり率に関する耐剥離性評価試験の結果を示す図である。 酸化スケール発生割合について説明するための説明図である。 接地電極チップから最先端部までの水平距離に関する着火性評価試験の結果を示す図である。 接地電極の火花ギャップ側端部の角度に関する着火性評価試験の結果を示す図である。 接地電極の外側端部の角度に関する着火性評価試験の結果を示す図である。 接地電極の先端部の硬度に関する耐剥離性評価試験の結果を示す図である。

次に、本発明の一態様であるスパークプラグの実施の形態を、以下の順序で説明する。

Ａ．第１実施形態：
（Ａ−１）スパークプラグの構造：
図１は、本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００の部分断面図である。なお、図１において、スパークプラグ１００の軸線方向ＯＤを図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１００の先端側、上側を後端側として説明する。

スパークプラグ１００は、絶縁碍子１０と、主体金具５０と、中心電極２０と、接地電極３０と、端子金具４０とを備えている。中心電極２０は、絶縁碍子１０内に軸線方向ＯＤに延びた状態で保持されている。絶縁碍子１０は、絶縁体として機能しており、主体金具５０は、この絶縁碍子１０を保持している。端子金具４０は、絶縁碍子１０の後端部に設けられている。なお、中心電極２０と接地電極３０の構成については、図２において詳述する。

絶縁碍子１０は、アルミナ等を焼成して形成され、軸中心に軸線方向ＯＤへ延びる軸孔１２が形成された筒形状を有する。軸線方向ＯＤの略中央には外径が最も大きな鍔部１９が形成されており、それより後端側（図１における上側）には後端側胴部１８が形成されている。鍔部１９より先端側（図１における下側）には、後端側胴部１８よりも外径の小さな先端側胴部１７が形成され、さらにその先端側胴部１７よりも先端側に、先端側胴部１７よりも外径の小さな脚長部１３が形成されている。脚長部１３は先端側ほど縮径され、スパークプラグ１００が内燃機関のエンジンヘッド２００に取り付けられた際には、その燃焼室に曝される。脚長部１３と先端側胴部１７との間には支持部１５が形成されている。

主体金具５０は、低炭素鋼材より形成された円筒状の金具であり、スパークプラグ１００を内燃機関のエンジンヘッド２００に固定する。そして、主体金具５０は、絶縁碍子１０を内部に保持しており、絶縁碍子１０は、その後端側胴部１８の一部から脚長部１３にかけての部位を主体金具５０によって取り囲まれている。

また、主体金具５０は、工具係合部５１と、取付ねじ部５２とを備えている。工具係合部５１は、スパークプラグレンチ（図示せず）が嵌合する部位である。主体金具５０の取付ねじ部５２は、ねじ山が形成された部位であり、内燃機関の上部に設けられたエンジンヘッド２００の取付ねじ孔２０１に螺合する。

主体金具５０の工具係合部５１と取付ねじ部５２との間には、鍔状のシール部５４が形成されている。取付ねじ部５２とシール部５４との間のねじ首５９には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿されている。ガスケット５は、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付けた際に、シール部５４の座面５５と取付ねじ孔２０１の開口周縁部２０５との間で押し潰されて変形する。このガスケット５の変形により、スパークプラグ１００とエンジンヘッド２００間が封止され、取付ねじ孔２０１を介したエンジン内の気密漏れが防止される。

主体金具５０の工具係合部５１より後端側には、薄肉の加締部５３が設けられている。また、シール部５４と工具係合部５１との間には、加締部５３と同様に、薄肉の座屈部５８が設けられている。主体金具５０の工具係合部５１から加締部５３にかけての内周面と、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の外周面との間には、円環状のリング部材６，７が介在されている。さらに両リング部材６，７間にタルク（滑石）９の粉末が充填されている。加締部５３を内側に折り曲げるようにして加締めると、絶縁碍子１０は、リング部材６，７およびタルク９を介して主体金具５０内の先端側に向け押圧される。これにより、絶縁碍子１０の支持部１５は、主体金具５０の内周に形成された段部５６に支持され、主体金具５０と絶縁碍子１０とは、一体となる。このとき、主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性は、絶縁碍子１０の支持部１５と主体金具５０の段部５６との間に介在された環状の板パッキン８によって保持され、燃焼ガスの流出が防止される。座屈部５８は、加締めの際に、圧縮力の付加に伴い外向きに撓み変形するように構成されており、タルク９の圧縮ストロークを稼いで主体金具５０内の気密性を高めている。なお、主体金具５０の段部５６よりも先端側と絶縁碍子１０との間には、所定寸法のクリアランスＣＬが設けられている。

図２は、スパークプラグ１００の中心電極２０の先端部２２付近の拡大図である。中心電極２０は、電極母材２１の内部に芯材２５を埋設した構造を有する棒状の電極である。電極母材２１は、インコネル（登録商標）６００または６０１等のニッケルまたはニッケルを主成分とする合金から形成されている。芯材２５は、電極母材２１よりも熱伝導性に優れる銅または銅を主成分とする合金から形成されている。通常、中心電極２０は、有底筒状に形成された電極母材２１の内部に芯材２５を詰め、底側から押出成形を行って引き延ばすことで作製される。芯材２５は、胴部分においては略一定の外径をなすものの、先端側においては縮径部が形成される。また、中心電極２０は、軸孔１２内を後端側に向けて延設され、シール体４およびセラミック抵抗３（図１）を経由して、端子金具４０（図１）に電気的に接続されている。端子金具４０には、高圧ケーブル（図示せず）がプラグキャップ（図示せず）を介して接続され、高電圧が印加される。

中心電極２０の先端部２２は、絶縁碍子１０の先端部１１よりも突出している。中心電極２０の先端部２２の先端には、中心電極チップ９０が接合されている。中心電極チップ９０は、軸線方向ＯＤに伸びた略円柱形状を有しており、耐火花消耗性を向上するため、高融点の貴金属によって形成されている。中心電極チップ９０は、例えば、イリジウム（Ｉｒ）や、Ｉｒを主成分として、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、レニウム（Ｒｅ）のうち、１種類あるいは２種類以上を添加したＩｒ合金によって形成される。

接地電極３０は、耐腐食性の高い金属から形成され、例えば、インコネル（登録商標）６００または６０１等のニッケル合金から形成されている。この接地電極３０の基部３２は、溶接によって、主体金具５０の先端部５７に接合されている。また、接地電極３０は屈曲しており、接地電極３０の先端部３３は、中心電極２０の先端部２２と対向しており、さらに、中心電極チップ９０の先端面９２とも対向している。

さらに、接地電極３０の先端部３３には、溶融部８５を介して接地電極チップ８０が接合されている。接地電極チップ８０の放電面８２は、中心電極チップ９０の先端面９２と対向しており、接地電極チップ８０の放電面８２と、中心電極チップ９０の先端面９２との間には、火花ギャップＧが形成されている。なお、接地電極チップ８０は、中心電極チップ９０と同様の材料で形成することができる。なお、接地電極チップ８０は、特許請求の範囲における「貴金属チップ」に相当する。

（Ａ−２）各部の形状および寸法：
図３は、接地電極３０の先端部３３の、放電面８２に平行な面に対する投影図である。図４は、図３におけるＸ−Ｘ断面において、接地電極チップ８０から最先端部８６までの水平距離を説明するための説明図である。なお、Ｘ−Ｘ断面は、接地電極チップ８０の重心を通り、放電面８２に垂直な平面であり、かつ、接地電極３０の幅方向に垂直な平面である。Ｘ−Ｘ断面は、特許請求の範囲における「第１の断面」に相当する。

接地電極チップ８０は、四角柱状を有し、接地電極３０に形成された溝部分３４（図４）に埋設された状態で、溶接されている。接地電極チップ８０と接地電極３０との間の少なくとも一部には、溶融部８５が形成されている。溶融部８５は、Ｘ−Ｘ断面において、接地電極３０の先端部３３から基部３２へ向けて先細りとなるテーパー形状を有している。溶融部８５は、接地電極チップ８０と接地電極３０とが溶け合って形成されており、接地電極チップ８０と接地電極３０の成分の中間的な組成を有している。

溶融部８５は、接地電極３０と接地電極チップ８０との境界に対して略並行な方向ＬＬ（図４）から高エネルギービームを照射することによって形成することができる。このようにすれば、接地電極チップ８０の中心電極チップ９０と対向する面（すなわち放電面８２）には、溶融部８５が形成されない。溶融部８５は、接地電極チップ８０と比較して耐火花消耗性に劣るため、耐火花消耗性の低下を抑制する観点からは、このように、放電面に溶融部８５が存在しないことが好ましい。また、溶融部８５を形成するための高エネルギービームとしては、例えば、ファイバーレーザや電子ビームを用いることが好ましい。特に、ファイバーレーザは、接地電極３０と接地電極チップ８０の境界を奥深くまで溶融させることが可能であり、接地電極３０と接地電極チップ８０とを強固に接合可能な点において特に好ましい。

なお、図３では、説明の便宜上、溶融部８５を実際よりも大きく図示している。実際のスパークプラグ１００では、軸線方向ＯＤに沿った方向からは溶融部８５の大部分は見えない。また、図４では、説明の便宜上、接地電極チップ８０と接地電極３０との境界に破線を図示している。実際のスパークプラグ１００では、溶融部８５が形成されている部分は接地電極チップ８０と接地電極３０とが溶融して一体となっており、境界の破線は消滅している。これらのことは、後述の図においても同様である。

ここで、図３に示すように、接地電極３０の接地電極チップ８０を、放電面８２に平行な面に投影した場合の、投影された接地電極チップ８０の面積をＰＤとする。また、接地電極チップ８０の面積ＰＤについて、放電面８２に平行な面に投影された溶融部８５と重なり合っている部分の割合を「接地電極チップ８０の溶融部８５に対する重なり率（％）」、または「溶融部重なり率（％）」と呼ぶ。このとき、接地電極チップ８０の溶融部８５に対する重なり率は、８０％以上であることが好ましい。なお、本条件を「第１の条件」とも呼ぶ。

スパークプラグ１００が第１の条件を満たすことが好ましい理由について説明する。溶融部８５は、接地電極チップ８０と接地電極３０とが溶け合って形成されていることから、放電面８２に平行な面に投影された接地電極チップ８０のうち、溶融部８５と重なっている部分は、すなわち、接地電極チップ８０が接地電極３０と接合されている部分とみなすことができる。接地電極チップ８０の面積ＰＤのうちの８０％以上が接地電極３０と接合されていれば、高出力エンジンの高温環境下でスパークプラグ１００が使用された場合であっても、接地電極チップ８０の溶接強度を確保し、接地電極チップ８０の剥離を抑制することが可能となる。

さらに、図４に示すように、溶融部８５および接地電極３０のうち、接地電極３０の最も先端部３３側に位置する部位である最先端部８６（点Ｂ）を基準として、軸線方向ＯＤと平行な方向に引いた仮想直線をＬＢとする。接地電極チップ８０と溶融部８５の境界のうち、接地電極３０の最も先端部３３側に位置する端点８３（点Ａ）を基準として、軸線方向ＯＤの垂直方向（換言すれば、仮想直線ＬＢの垂直方向）に引いた仮想直線をＬＡとする。このとき、端点８３（点Ａ）から、仮想直線ＬＢと仮想直線ＬＡとの交点Ｃまでの距離Ｌは、
０．０５ｍｍ≦Ｌ≦１．００ｍｍ
であることが好ましい。なお、本条件を「第２の条件」とも呼ぶ。また、距離Ｌを「接地電極チップ８０から最先端部８６までの水平距離」とも呼ぶ。

スパークプラグ１００が第２の条件を満たすことが好ましい理由について説明する。スパークプラグ１００は、互いに対向するように配置された中心電極チップ９０と接地電極チップ８０との間に高電圧を印加することによって、火花ギャップＧに火花放電を発生させる。燃焼室では、スパークプラグ１００の火花放電をきっかけとして、火花ギャップＧの近傍の領域に火炎核と呼ばれる火種が生じ、その火炎核が成長することによって、混合気が燃焼する。従って、着火性向上のためには、火花ギャップＧ近傍に生じた火炎核の成長を阻害しないように、接地電極チップ８０の近傍に適度な空間が存在することが好ましい。以上の理由によって、接地電極チップ８０から最先端部８６までの水平距離である距離Ｌは、０．０５ｍｍ以上、１．００ｍｍ以下であることが好ましい。

図５は、図３におけるＸ−Ｘ断面において、接地電極３０の先端部３３の角度を説明するための説明図である。端点８３（点Ａ）と、最先端部８６（点Ｂ）と、交点Ｃとは、図４で説明した通りである。図５に示すように、端点８３（点Ａ）と交点Ｃとを結んだ線分ＬＮ１と、端点８３（点Ａ）と最先端部８６（点Ｂ）とを結んだ線分ＬＮ２とから形成される角度をθ１とする。このとき、θ１は、
５°≦（θ１）≦８５°
であることが好ましい。なお、本条件を「第３の条件」とも呼ぶ。また、角度θ１を「接地電極３０の火花ギャップ側端部の角度」とも呼ぶ。

スパークプラグ１００が第３の条件を満たすことが好ましい理由は、上述した第２の条件を満たすことが好ましい理由と同じである。すなわち、接地電極３０の火花ギャップ側端部の角度θ１を５°以上、８５°以下とすれば、接地電極チップ８０の近傍に適度な空間を確保することができるため、スパークプラグ１００の着火性を向上させることができる。

さらに、図５に示すように、接地電極３０のうち、先端部３３側かつ接地電極チップ８０が設けられる側の反対側に位置する端点３６（点Ｄ）を基準として、軸線方向ＯＤの垂直方向（換言すれば、仮想直線ＬＢの垂直方向）に引いた仮想直線をＬＤとする。また、仮想直線ＬＢと仮想直線ＬＤとの交点をＥとする。最先端部８６（点Ｂ）と端点３６（点Ｄ）とを結んだ線分ＬＮ３と、端点３６（点Ｄ）と交点Ｅとを結んだ線分ＬＮ４とから形成される角度をθ２とする。このとき、θ２は、
３０°≦θ２≦９０°
であると、より好ましい。なお、本条件を「第４の条件」とも呼ぶ。また、角度θ２を「接地電極３０の外側端部の角度」とも呼ぶ。

スパークプラグ１００が第４の条件を満たすことが好ましい理由は、上述した第２の条件を満たすことが好ましい理由と同じである。すなわち、θ２を３０°以上、９０°以下とすれば、接地電極チップ８０の近傍に適度な空間を確保することができるため、スパークプラグ１００の着火性を、より向上させることができる。

なお、線分ＬＮ１は特許請求の範囲における「第１の線分」に相当する。同様に、線分ＬＮ２は特許請求の範囲における「第２の線分」に、線分ＬＮ３は特許請求の範囲における「第３の線分」に、線分ＬＮ４は特許請求の範囲における「第４の線分」に、それぞれ相当する。

図６は、図３におけるＸ−Ｘ断面において、接地電極３０の先端部３３付近の硬度を説明するための説明図である。端点８３（点Ａ）と、最先端部８６（点Ｂ）とは、図４で説明した通りである。図６に示すように、溶融部８５のうち、端点８３（点Ａ）を基準として軸線方向ＯＤに引いた仮想直線ＬＯよりも最先端部８６（点Ｂ）側に位置する、溶融部８５の太径部分ＡＲ１の硬度をＡ１［Ｈｖ］とする。また、溶融部８５のうち、仮想直線ＬＯよりも接地電極３０の基部３２（図２）側に位置する、溶融部８５の細径部分ＡＲ２の硬度をＡ２［Ｈｖ］とする。また、接地電極３０のうち、仮想直線ＬＯよりも最先端部８６（点Ｂ）側に位置する、外側部分ＡＲ３の硬度をＡ３［Ｈｖ］とする。このとき、上記各部の硬度Ａ１、Ａ２、Ａ３は、
０．６≦Ａ２／Ａ１≦１．７
の条件と、
０．５≦Ａ３／Ａ１≦１．８
の条件を満たすと、より好ましい。なお、本条件を「第５の条件」とも呼ぶ。

なお、硬度［Ｈｖ］は、ビッカース硬度であり、日本工業規格（ＪＩＳ）の「Ｚ ２２４４」に規定された硬度測定方法によって、試験力を１．９６１Ｎ、保持時間を１５秒とした際に得られる値である。また、太径部分ＡＲ１の硬度は、太径部分ＡＲ１に含まれる複数個所における硬度を測定し、それらの平均値とすることが好ましい。細径部分ＡＲ２、外側部分ＡＲ３についても同様である。なお、図６では、太径部分ＡＲ１は斜線ハッチング、細径部分ＡＲ２はクロスハッチング、外側部分ＡＲ３は点線ハッチングを用いて示す。

スパークプラグ１００が第５の条件を満たすことが好ましい理由について説明する。一般に、接地電極チップ８０と接地電極３０とをレーザ溶接すると、接地電極チップ８０と溶融部８５の境界付近に、溶接後に残留応力が発生する。本実施形態のスパークプラグ１００では、溶融部８５の形状が、接地電極３０の先端部３３から基部３２へ向けて（換言すれば、太径部分ＡＲ１から細径部分ＡＲ２へ向けて）先細りとなるテーパー形状である。このため、特に、太径部分ＡＲ１において、熱膨張差から残留応力が集中し、接地電極チップ８０が剥離しやすくなる。そこで、溶融部８５の太径部分ＡＲ１の硬度Ａ１と、細径部分ＡＲ２の硬度Ａ２と、接地電極３０の外側部分ＡＲ３の硬度Ａ３とを上記のようにすれば、各部分の硬度を好ましい関係とすることができ、接地電極チップ８０の剥離を抑制することができる。

Ｂ．第２実施形態：
本発明の第２実施形態では、いわゆる横放電型のスパークプラグについて説明する。なお、以下では、第１実施形態と異なる構成を有する部分についてのみ説明する。図中において第１実施形態と同様の構成部分については先に説明した第１実施形態と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図７は、第２実施形態におけるスパークプラグ１００ａの中心電極２０の先端部２２付近の拡大図である。図２に示した第１実施形態との違いは、中心電極チップ９０に代えて胴長に形成された中心電極チップ９０ａを備える点と、接地電極３０に代えて接地電極３０ａを備える点のみであり、他の構成は第１実施形態と同じである。

接地電極３０ａの基部３２ａは、溶接によって、主体金具５０の先端部５７に接合されている。また、接地電極３０ａは屈曲しており、接地電極３０ａの先端部３３ａは、中心電極チップ９０ａの側面部９１ａと対向している。すなわち、このスパークプラグ１００ａはいわゆる横放電型プラグであり、放電方向は軸線方向ＯＤに対して垂直である。

接地電極３０ａの先端面３１ａに形成された溝部分３４ａには、四角柱状を有する接地電極チップ８０ａが、埋設された状態で溶接されている。接地電極チップ８０ａと接地電極３０ａとの間の少なくとも一部には、溶融部８５ａが形成されている。溶融部８５ａは、Ｘ−Ｘ断面において、スパークプラグ１００ａの先端側から後端側へ向けて先細りとなるテーパー形状を有している。溶融部８５ａは、接地電極チップ８０ａと接地電極３０ａとが溶け合って形成されており、接地電極チップ８０ａと接地電極３０ａの成分の中間的な組成を有している。第２実施形態のスパークプラグ１００ａにおいて、溶融部８５ａの形状と、接地電極３０ａの形状との関係は、向きが９０度回転している点を除いては、第１実施形態のスパークプラグ１００と同様である。従って、第２実施形態のスパークプラグ１００ａは、第１実施形態において示した条件のうち、少なくとも第１〜第３の条件を満たしている。

Ｃ．第３実施形態：
本発明の第３実施形態では、円柱状の接地電極チップを備えるスパークプラグについて説明する。なお、以下では、第１実施形態と異なる構成を有する部分についてのみ説明する。図中において第１実施形態と同様の構成部分については先に説明した第１実施形態と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図８は、第３実施形態におけるスパークプラグ１００ｂの接地電極３０の先端部３３の、放電面８２ｂに平行な面に対する投影図である。図３に示した第１実施形態との違いは、四角柱状の接地電極チップ８０に代えて、円柱状の接地電極チップ８０ｂを備える点のみであり、他の構成は第１実施形態と同じである。第３実施形態のスパークプラグ１００ｂにおいて、溶融部８５の形状と、接地電極３０の形状との関係は、第１実施形態のスパークプラグ１００と同様である。従って、第３実施形態のスパークプラグ１００ｂは、第１実施形態において示した条件のうち、少なくとも第１〜第３の条件を満たしている。

Ｄ．第４実施形態：
本発明の第４実施形態では、接地電極チップが設けられる位置が異なるスパークプラグについて説明する。なお、以下では、第１実施形態と異なる構成を有する部分についてのみ説明する。図中において第１実施形態と同様の構成部分については先に説明した第１実施形態と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図９は、第４実施形態におけるスパークプラグ１００ｃのＸ−Ｘ断面において、接地電極チップ８０が設けられる位置を説明するための説明図である。図４に示した第１実施形態との違いは、溝部分３４を有する接地電極３０に代えて、溝部分を有しない接地電極３０ｃに対して接地電極チップ８０が溶接されている点のみであり、他の構成は第１実施形態と同じである。第４実施形態のスパークプラグ１００ｃにおいて、溶融部８５の形状と、接地電極３０ｃの形状との関係は、第１実施形態のスパークプラグ１００と同様である。従って、第４実施形態のスパークプラグ１００ｃは、第１実施形態において示した条件のうち、少なくとも第１〜第３の条件を満たしている。

Ｅ．接地電極チップの溶融部に対する重なり率に関する実験例：
図１０は、接地電極チップ８０の溶融部８５に対する重なり率に関する耐剥離性評価試験の結果を示す図である。図１１は、酸化スケール発生割合について説明するための説明図である。耐剥離性評価試験では、接地電極チップ８０の溶融部８５に対する重なり率と、酸化スケールの発生割合との関係を調べるために冷熱試験を実施した。なお、以降では「接地電極チップ８０の溶融部８５に対する重なり率」を「溶融部重なり率」とも呼ぶ。

耐剥離性評価試験では、溶融部重なり率（図３）が異なる６つのスパークプラグ１００のサンプル＃１１〜＃１６を用意した。サンプル＃１１〜＃１５は、第１実施形態（図１〜図６）として示したスパークプラグ１００であって、さらに、距離Ｌ（図４）が０．０５ｍｍ、角度θ１（図５）が５°のものである。サンプル＃１６は、第１実施形態（図１〜図６）として示したスパークプラグ１００であって、さらに、距離Ｌ（図４）が０ｍｍ、角度θ１（図５）が９０°のものである。

耐剥離性評価試験では、サンプル＃１１〜＃１６のそれぞれに対して、以下の手順１ａおよび手順２ａを１サイクルとした作業を１０００サイクル繰り返した後、溶融部８５付近に発生したクラック（裂け目）の長さを半断面から計測した。そして、計測されたクラックの長さから、酸化スケール発生割合を求めた。
手順１ａ）接地電極３０をバーナーで熱し、接地電極３０の温度を９００℃まで上昇させた状態を２分間保持する。
手順２ａ）手順１ａの後、バーナーを切り、接地電極３０を１分間徐冷する。

酸化スケール発生割合とは、接地電極チップ８０の長さＬＧに対する、溶融部８５付近に発生したクラック（裂け目）の長さの割合を示し、次式で求めることができる。
酸化スケール発生割合（％）＝クラックの長さ／接地電極チップ８０の長さＬＧ×１００

なお、図１１（Ａ）のように、溶融部８５付近に互いに重ならない複数のクラックが発生した場合、上記式における「クラックの長さ」は、当該複数のクラックのそれぞれの長さの和とする。すなわち、図１１（Ａ）の場合は、「クラックの長さ」は、クラックＣＫ１の長さＣＬ１＋クラックＣＫ２の長さＣＬ２となる。また、図１１（Ｂ）のように、溶融部８５付近に重なった複数のクラックが発生した場合、上記式における「クラックの長さ」は、当該複数のクラックのうち、長い方のクラックの長さとする。すなわち、図１１（Ｂ）の場合は、「クラックの長さ」は、クラックＣＫ２の長さＣＬ２となる。

図１０に示す耐剥離性評価試験の結果において、横軸は接地電極チップ８０の溶融部８５に対する重なり率（％）を、縦軸は酸化スケール発生割合（％）を、それぞれ示している。この評価試験において、酸化スケール発生割合が５０％より大きいサンプルは、接地電極チップ８０の剥離が起こる恐れがあるという理由から、判定を「不可」とした。

この評価試験の結果より、溶融部重なり率が大きくなるにしたがって、酸化スケール発生割合が低下することがわかる。これは、換言すれば、接地電極チップ８０の面積のうち、接地電極３０と接合されている部分の面積の割合が大きくなるにしたがって、接地電極チップ８０が剥離しにくくなる（すなわち、溶接強度が向上する）ことを示している。ここで、溶融部重なり率が８０％、距離Ｌ（図４）が０．０５ｍｍ、角度θ１（図５）が５°のサンプル＃１４は、酸化スケール発生割合が５０％以下で、判定が「可」である。一方、溶融部重なり率が同じく８０％、距離Ｌ（図４）が０ｍｍ、角度θ１（図５）が９０°のサンプル＃１６は、酸化スケール発生割合が僅かに５０％を超過し、判定が「不可」である。

以上より、スパークプラグの接地電極チップの剥離を抑制し、接地電極チップの溶接強度を確保するためには、溶融部重なり率（接地電極チップ８０の溶融部８５に対する重なり率）が８０％以上であること、すなわち、第１の条件を満たすことが好ましいことがわかる。さらに、サンプル＃１６の試験結果より、距離Ｌに関する第２の条件と、角度θ１に関する第３の条件を満たした場合、接地電極チップの溶接強度がより向上することがわかる。この点については後述する。

Ｆ．接地電極チップから最先端部までの水平距離に関する実験例：
図１２は、接地電極チップ８０から最先端部８６までの水平距離に関する着火性評価試験の結果を示す図である。本着火性評価試験では、接地電極チップ８０から最先端部８６までの水平距離Ｌと、混合気の着火性との関係を調べる。

着火性評価試験では、接地電極チップ８０から最先端部８６までの水平距離Ｌ（図４）が異なる４つのスパークプラグ１００のサンプル＃２１〜＃２４を用意した。サンプル＃２１〜＃２４は、第１実施形態（図１〜図６）として示したスパークプラグ１００であって、さらに、角度θ１（図５）が５°のものである。

着火性評価試験では、排気量２０００ｃｃ、６気筒のＤＯＨＣ型ガソリンエンジンにサンプル＃２１〜＃２４で示したスパークプラグをそれぞれ装着した上で、吸気圧−３５０ｍｍＨｇ、２０００ｒｐｍでアイドリング運転を行った。そして、１０００回の火花放電中に放電異常（失火等）が発生した回数を計測するという作業を、空燃比を徐々に増加させつつ繰り返し実施した。なお、「空燃比」とは、混合気における空気の質量を燃料の質量で除した値（Ａ／Ｆ）である。着火性評価試験では、上述の手順で、１０００回の火花放電中に１０回以上の放電異常を計測した際の空燃比を、限界空燃比として記録した。限界空燃比は、その値が高いほど、スパークプラグによる混合気の着火性に優れることを意味している。

図１２に示す着火性評価試験の結果において、横軸は距離Ｌ（ｍｍ）を、縦軸は限界空燃比（Ａ／Ｆ）を、それぞれ示している。この評価試験の結果より、距離Ｌが１．００ｍｍ以下であるサンプル＃２１、＃２２、＃２３では、距離Ｌの増加に伴って緩やかに限界空燃比が低下していることがわかる。また、距離Ｌが１．５０ｍｍであるサンプル＃２４では、距離Ｌが１．００ｍｍ以下のサンプルに比べて、急激に限界空燃比が低下していることがわかる。これは、換言すれば、距離Ｌが小さいほど接地電極チップ８０の近傍の空間が大きくなるため、限界空燃比が高くなる（すなわち、着火性に優れる）ことを示している。

以上より、スパークプラグの着火性向上のためには、距離Ｌ（接地電極チップ８０から最先端部８６までの水平距離）が１．００ｍｍ以下であることが好ましいことがわかる。さらに、距離Ｌが０ｍｍであるサンプル＃２１に関しては、着火性には優れるものの、先述の耐剥離性評価試験（図１０）のサンプル＃１６の試験結果より、溶接強度が不足するため、好ましくないことがわかる。従って、接地電極チップの溶接強度を向上させつつ、スパークプラグの着火性を向上させるためには、接地電極チップ８０から最先端部８６までの水平距離Ｌは、０．０５ｍｍ以上、１．００ｍｍ以下であること、すなわち、第２の条件を満たすことが好ましいことがわかる。

Ｇ．接地電極の火花ギャップ側端部の角度に関する実験例：
図１３は、接地電極３０の火花ギャップ側端部の角度に関する着火性評価試験の結果を示す図である。本着火性評価試験では、接地電極３０の火花ギャップ側端部の角度θ１と、混合気の着火性との関係を調べる。

着火性評価試験では、接地電極３０の火花ギャップ側端部の角度θ１（図５）が異なる５つのスパークプラグ１００のサンプル＃３１〜＃３５を用意した。サンプル＃３１〜＃３５は、第１実施形態（図１〜図６）として示したスパークプラグ１００であって、さらに、距離Ｌ（図４）が１．００ｍｍのものである。本着火性評価試験では、図１２で説明した方法と同様の方法を用いて、サンプル＃３１〜＃３５のそれぞれに対して、限界空燃比（Ａ／Ｆ）を求めた。

図１３に示す着火性評価試験の結果において、横軸は角度θ１（°）を、縦軸は限界空燃比（Ａ／Ｆ）を、それぞれ示している。この評価試験の結果より、角度θ１が０°であるサンプル＃３１と、５°であるサンプル＃３２とは、限界空燃比に殆ど差異が見られないことがわかる。また、角度θ１が５°を超えてからは、角度θ１の大きさに比例して限界空燃比が上昇していくことがわかる。これは、換言すれば、角度θ１が大きいほど、接地電極チップ８０の近傍の空間が大きくなるため、限界空燃比が高くなる（すなわち、着火性に優れる）ことを示している。

以上より、スパークプラグの着火性向上のためには、角度θ１（接地電極３０の火花ギャップ側端部の角度）は５°以上であることが好ましいことがわかる。さらに、角度θ１が９０°である場合、図１３の試験結果から着火性には優れることが推定されるものの、先述の耐剥離性評価試験（図１０）のサンプル＃１６の試験結果より、溶接強度が不足するため、好ましくないことがわかる。従って、接地電極チップの溶接強度を向上させつつ、スパークプラグの着火性を向上させるためには、接地電極３０の火花ギャップ側端部の角度θ１は、５°以上、８５°以下であること、すなわち、第３の条件を満たすことが好ましいことがわかる。

Ｈ．接地電極の外側端部の角度に関する実験例：
図１４は、接地電極３０の外側端部の角度に関する着火性評価試験の結果を示す図である。本着火性評価試験では、接地電極３０の外側端部の角度θ２と、混合気の着火性との関係を調べる。

着火性評価試験では、接地電極３０の外側端部の角度θ２（図５）が異なる３つのスパークプラグ１００のサンプル＃４１〜＃４３を用意した。サンプル＃４１〜＃４３は、第１実施形態（図１〜図６）として示したスパークプラグ１００であって、さらに、距離Ｌ（図４）が１．００ｍｍ、角度θ１（図５）が５°のものである。本着火性評価試験では、図１２で説明した方法と同様の方法を用いて、サンプル＃４１〜＃４３のそれぞれに対して、限界空燃比（Ａ／Ｆ）を求めた。

図１４に示す着火性評価試験の結果において、横軸は角度θ２（°）を、縦軸は限界空燃比（Ａ／Ｆ）を、それぞれ示している。この評価試験の結果より、角度θ２が３０°であるサンプル＃４１は、他のサンプルに比べて限界空燃比が僅かに高いことがわかる。また、角度θ２が４０°であるサンプル＃４２と、９０°であるサンプル＃４３とは、限界空燃比に殆ど差異が見られないことがわかる。これは、換言すれば、角度θ２が小さいほど、接地電極チップ８０の近傍の空間が大きくなるため、限界空燃比が高くなる（すなわち、着火性に優れる）ことを示している。

一方で、角度θ２を９０°以上に形成した場合、接地電極３０の外側部分が大きくなるため、着火性が悪化する。また、角度θ２を３０°以下にした場合、接地電極３０の外側部分が細くなりすぎるため、熱膨張差による残留応力を吸収しきれなくなり、接地電極チップ８０が剥離しやすくなる。

以上より、スパークプラグの着火性をより向上させるためには、角度θ２（接地電極３０の外側端部の角度）は３０°以上、９０°以下であること、すなわち、第４の条件を満たすことが好ましいことがわかる。

Ｉ．接地電極の先端部の硬度に関する実験例：
図１５は、接地電極３０の先端部３３付近の硬度に関する耐剥離性評価試験の結果を示す図である。耐剥離性評価試験では、接地電極３０の先端部３３付近の硬度と、酸化スケールの発生割合との関係を調べるために冷熱試験を実施した。

対剥離性評価試験では、溶融部８５の太径部分ＡＲ１（図６）の硬度Ａ１と、溶融部８５の細径部分ＡＲ２（図６）の硬度Ａ２と、接地電極３０の外側部分ＡＲ３（図６）の硬度Ａ３とが、それぞれ異なる９つのスパークプラグ１００のサンプル＃５１〜＃５９を用意した。サンプル＃５１〜＃５９は、第１実施形態（図１〜図６）として示したスパークプラグ１００である。なお、各サンプルにおける硬度は、上述の通りビッカース硬度であり、硬度Ａ１は溶融部８５の太径部分ＡＲ１に含まれる任意の３箇所における硬度の平均値を採用した。硬度Ａ２、硬度Ａ３についても同様に、任意の３箇所における硬度の平均値である。

耐剥離性評価試験では、サンプル＃５１〜＃５９のそれぞれに対して、以下の手順１ｂおよび手順２ｂを１サイクルとした作業を１０００サイクル繰り返した後、溶融部８５付近に発生したクラックの長さを半断面から計測した。そして、計測されたクラックの長さから、酸化スケール発生割合を求めた。なお、酸化スケール発生割合の求め方については、図１０、図１１で説明した通りである。
手順１ｂ）接地電極３０をバーナーで熱し、接地電極３０の温度を１０００℃まで上昇させた状態を２分間保持する。
手順２ｂ）手順１ｂの後、バーナーを切り、接地電極３０を１分間徐冷する。

図１５では、各サンプルについて、サンプル番号と、硬度Ａ１と、硬度Ａ２と、硬度Ａ３と、硬度Ａ１と硬度Ａ２の硬度比と、硬度Ａ１と硬度Ａ３の硬度比と、酸化スケール発生割合の判定結果と、を表形式で示している。この評価試験において、酸化スケール発生割合が３０％より小さいサンプルは、接地電極チップ８０の剥離が起こる恐れが極めて小さいことから、判定を「Ａ」とした。また、酸化スケール発生割合が３０％以上、５０％以下であるサンプルは、接地電極チップ８０の剥離が起こる恐れが小さいことから、判定を「Ｂ」とした。また、酸化スケール発生割合が５０％より大きいサンプルは、接地電極チップ８０の剥離が起こる恐れがあることから、判定を「Ｃ」とした。

この評価試験の結果より、硬度Ａ１と硬度Ａ２の硬度比（Ａ２／Ａ１）が０．６、かつ、硬度Ａ１と硬度Ａ３の硬度比（Ａ３／Ａ１）が０．４であるサンプル＃５２では、酸化スケール発生割合が５０％を超過し、Ｃ判定となることがわかる。一方、硬度Ａ１と硬度Ａ２の硬度比（Ａ２／Ａ１）が０．６、かつ、硬度Ａ１と硬度Ａ３の硬度比（Ａ３／Ａ１）が０．５であるサンプル＃５３では、酸化スケール発生割合が５０％以下となり、Ｂ判定となることがわかる。従って、硬度Ａ１と硬度Ａ３の硬度比（Ａ３／Ａ１）の下限は０．５とすることが好ましいことがわかる。また、硬度Ａ１と硬度Ａ２の硬度比（Ａ２／Ａ１）が０．３、かつ、硬度Ａ１と硬度Ａ３の硬度比（Ａ３／Ａ１）が０．５であるサンプル＃５１では、酸化スケール発生割合が５０％を超過し、Ｃ判定となることがわかる。一方、硬度Ａ１と硬度Ａ２の硬度比（Ａ２／Ａ１）が０．６、かつ、硬度Ａ１と硬度Ａ３の硬度比（Ａ３／Ａ１）が０．５であるサンプル＃５３では、酸化スケール発生割合が５０％以下となり、Ｂ判定となることがわかる。従って、硬度Ａ１と硬度Ａ２の硬度比（Ａ２／Ａ１）の下限は０．６とすることが好ましいことがわかる。

さらに、硬度Ａ１と硬度Ａ２の硬度比（Ａ２／Ａ１）が１．７、かつ、硬度Ａ１と硬度Ａ３の硬度比（Ａ３／Ａ１）が１．８であるサンプル＃５７では、酸化スケール発生割合が５０％以下となり、Ｂ判定となることがわかる。一方、硬度Ａ１と硬度Ａ２の硬度比（Ａ２／Ａ１）が１．７、かつ、硬度Ａ１と硬度Ａ３の硬度比（Ａ３／Ａ１）が１．９であるサンプル＃５８では、酸化スケール発生割合が５０％を超過し、Ｃ判定となることがわかる。従って、硬度Ａ１と硬度Ａ３の硬度比（Ａ３／Ａ１）の上限は１．８とすることが好ましいことがわかる。また、硬度Ａ１と硬度Ａ２の硬度比（Ａ２／Ａ１）が１．７、かつ、硬度Ａ１と硬度Ａ３の硬度比（Ａ３／Ａ１）が１．８であるサンプル＃５７では、酸化スケール発生割合が５０％以下となり、Ｂ判定となることがわかる。一方、硬度Ａ１と硬度Ａ２の硬度比（Ａ２／Ａ１）が２、かつ、硬度Ａ１と硬度Ａ３の硬度比（Ａ３／Ａ１）が１．８であるサンプル＃５９では、酸化スケール発生割合が５０％を超過し、Ｃ判定となることがわかる。従って、硬度Ａ１と硬度Ａ２の硬度比（Ａ２／Ａ１）の上限は１．７とすることが好ましいことがわかる。

また、本耐剥離性評価試験において、硬度Ａ１と硬度Ａ２の硬度比（Ａ２／Ａ１）が０．９、かつ、硬度Ａ１と硬度Ａ３の硬度比（Ａ３／Ａ１）が０．８であるサンプル＃５４と、硬度Ａ１と硬度Ａ２の硬度比（Ａ２／Ａ１）が１．１、かつ、硬度Ａ１と硬度Ａ３の硬度比（Ａ３／Ａ１）が１であるサンプル＃５５と、においては、酸化スケール発生割合が３０％より小さくなり、特に良好な結果を得ることができた。なお、サンプル＃５２と、＃５８においては、接地電極３０の外側先端が平坦な場合、すなわち、接地電極３０の外側端部の角度θ２が９０°である場合に限り、Ｂ判定を得ることができた。

以上より、スパークプラグの接地電極チップの剥離を抑制し、接地電極チップの溶接強度を確保するためには、溶融部８５の太径部分ＡＲ１（図６）の硬度Ａ１と、溶融部８５の細径部分ＡＲ２（図６）の硬度Ａ２と、接地電極３０の外側部分ＡＲ３（図６）の硬度Ａ３とが、次に示す第５の条件を満たすことが好ましいことがわかる。
０．６≦Ａ２／Ａ１≦１．７
０．５≦Ａ３／Ａ１≦１．８

上記実験例Ｅ〜Ｉを総合すると、スパークプラグの接地電極チップの溶接強度を確保しつつ、着火性を向上させるためには、第１〜第３の条件を少なくとも満たすことが好ましいことがわかる。また、スパークプラグの着火性をより一層向上させるためには、付加的に第４の条件を満たすことが好ましいことがわかる。さらに、スパークプラグの接地電極チップの溶接強度をより一層高めるためには、付加的に第５の条件を満たすことが好ましいことがわかる。

Ｊ．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。

Ｊ１．変形例１：
上記実施形態では、縦放電型のスパークプラグと、横放電型のスパークプラグを例として、スパークプラグの構成の一例について説明した。しかし、接地電極の先端部と、中心電極の先端部との位置関係は、スパークプラグの用途や、必要とされる性能等に応じて適宜設定することが可能である。また、１つの中心電極に対して複数の接地電極が設けられる構成とすることもできる。

Ｊ２．変形例２：
上記実施形態では、接地電極チップは、四角柱状、もしくは、円柱状を有するものとして説明した。しかし、上述した接地電極チップの形状は、あくまで一例であり、様々な形状を採用することができる。

３…セラミック抵抗
４…シール体
５…ガスケット
６…リング部材
８…板パッキン
９…タルク
１０…絶縁碍子
１１…先端部
１２…軸孔
１３…脚長部
１５…支持部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…鍔部
２０…中心電極
２１…電極母材
２２…先端部
２５…芯材
３０、３０ａ〜ｃ…接地電極
３１、３１ａ…先端面
３２、３２ａ…基部
３３、３３ａ…先端部
３４、３４ａ…溝部分
３６…端点
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ねじ部
５３…加締部
５４…シール部
５５…座面
５６…段部
５７…先端部
５８…座屈部
５９…ねじ首
８０、８０ａ〜ｃ…接地電極チップ
８２、８２ｂ…放電面
８３…端点
８５、８５ａ…溶融部
８６…最先端部
９０、９０ａ…中心電極チップ
９１ａ…側面部
９２…先端面
１００、１００ａ〜ｃ…スパークプラグ
２００…エンジンヘッド
２０１…孔
２０５…開口周縁部

Claims (5)

1. 軸線方向に貫通する軸孔を有する絶縁体と、
   前記軸孔の先端側に設けられた中心電極と、
   前記絶縁体を保持する筒状の主体金具と、
   前記主体金具の先端部に取り付けられる基部と、前記中心電極の先端部と対向する先端部とを有する接地電極と、
   前記接地電極の前記先端部に設けられ、前記中心電極との間で間隙を形成する放電面を有する貴金属チップと、
   前記接地電極と前記貴金属チップとの間の少なくとも一部に設けられ、前記接地電極と前記貴金属チップとが溶け合って形成された溶融部と、
   を備えるスパークプラグであって、
   前記貴金属チップおよび前記溶融部を前記放電面に平行な面に投影した場合に、投影された前記貴金属チップの面積のうち８０％以上の面積が、投影された前記溶融部と重なり合っており、
   前記放電面に垂直な平面であって、前記貴金属チップの重心を通り、前記接地電極の幅方向に垂直な平面によって切断された第１の断面において、
   前記貴金属チップと前記溶融部との境界のうち、前記接地電極の最も先端部側に位置する点をＡとし、
   前記溶融部および前記接地電極のうち、前記接地電極の最も前記先端部側に位置する部位を最先端部Ｂとし、
   前記最先端部Ｂを基準として前記軸線と平行な方向に引いた仮想直線ＬＢと、前記点Ａを基準として前記仮想直線ＬＢの垂直方向に引いた仮想直線ＬＡとの交点をＣとし、
   前記点Ａと前記交点Ｃとを結んだ第１の線分と、前記点Ａと前記最先端部Ｂとを結んだ第２の線分とから形成される角度をθ１［°］、前記点Ａから前記交点Ｃまでの距離をＬ［ｍｍ］とした場合に、
   ０．０５≦Ｌ≦１．００
   ５≦θ１≦８５
   の条件を満たすことを特徴とする、スパークプラグ。
2. 請求項１記載のスパークプラグであって、
   前記第１の断面において、
   前記接地電極の先端部側かつ前記貴金属チップが設けられる側の反対側に位置する、前記接地電極の端点をＤとし、
   前記仮想直線ＬＢと、前記端点Ｄを基準として前記仮想直線ＬＢの垂直方向に引いた仮想直線ＬＤとの交点をＥとし、
   前記最先端部Ｂと前記端点Ｄを結んだ第３の線分と、前記端点Ｄと前記交点Ｅを結んだ第４の線分とから形成される角度をθ２［°］とした場合に、
   ３０≦θ２≦９０
   の条件を満たすことを特徴とする、スパークプラグ。
3. 請求項１または２記載のスパークプラグであって、
   前記第１の断面において、
   前記溶融部のうち、前記点Ａを基準として軸線方向に引いた仮想直線ＬＯよりも前記接地電極の前記最先端部Ｂ側に位置する部分の硬度をＡ１［Ｈｖ］とし、
   前記溶融部のうち、前記仮想直線ＬＯよりも前記接地電極の前記基部側に位置する部分の硬度をＡ２［Ｈｖ］とし、
   前記接地電極のうち、前記仮想直線ＬＯよりも前記接地電極の前記最先端部Ｂ側に位置する部分の硬度をＡ３［Ｈｖ］とした場合に、
   ０．６≦Ａ２／Ａ１≦１．７
   の条件と、
   ０．５≦Ａ３／Ａ１≦１．８
   の条件を満たすことを特徴とする、スパークプラグ。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項記載のスパークプラグであって、
   前記貴金属チップの前記中心電極と対向する面には、前記溶融部が形成されていないことを特徴とする、スパークプラグ。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項記載のスパークプラグであって、
   前記溶融部は、前記接地電極と前記貴金属チップとの境界に対してファイバーレーザまたは電子ビームが照射されることによって形成されていることを特徴とする、スパークプラグ。

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