JP6974372B2 - スパークプラグ - Google Patents

Description

本発明はスパークプラグに関し、特に接地電極の母材にチップが接合されたスパークプラグに関するものである。

４本の辺に囲まれた放電面を有するチップが、溶融部を介して、接地電極の母材に接合されたスパークプラグは知られている（例えば特許文献１）。溶融部は、母材の線膨張係数とチップの線膨張係数との差によって生じる応力を緩和し、チップの剥離を抑制する。

特開２０１７−１９１６５５号公報

近年、エンジンの高性能化や燃焼効率の向上などに伴い、使用環境下におけるスパークプラグの電極の温度は高くなる傾向にある。これにより、チップの熱膨張収縮がチップの寿命にますます影響する。チップの耐剥離性に加えて耐クラック性の向上が望まれる。

本発明はこの要求に応えるためになされたものであり、チップの剥離およびクラックの発生を抑制できるスパークプラグを提供することを目的としている。

この目的を達成するために本発明のスパークプラグは、母材と、４本の辺に囲まれた矩形の放電面を有するチップと、チップと母材との間に介在しチップを母材に接合する溶融部と、を備える接地電極と、放電面との間に火花ギャップを形成する中心電極と、を備える。放電面に垂直な方向から接地電極をみたときに、チップの金属繊維は、放電面の１組の対辺を結ぶ方向に延びており、溶融部は、チップの周囲に全周に亘って存在する周縁部を備え、１組の対辺の少なくとも一辺から周縁部の外側の縁までの間の、一辺に垂直な方向における最短距離は、１組の対辺以外の辺から周縁部の外側の縁までの間の、辺に垂直な方向における最長距離よりも長い。

また、本発明のスパークプラグは、放電面に垂直な方向から接地電極をみたときに、チップの金属繊維は、放電面の１組の対角を結ぶ対角線の方向に延びており、溶融部は、チップの周囲に全周に亘って存在する周縁部を備え、１組の対角の少なくとも一方の第１頂点から第１頂点に最も近い周縁部の角までの最長距離は、１組の対角以外の角の第２頂点から第２頂点に最も近い周縁部の角までの最長距離よりも長い。

請求項１記載のスパークプラグによれば、チップの放電面に垂直な方向から接地電極をみたときに、チップの金属繊維（鍛流線）は、放電面の１組の対辺を結ぶ方向に延びている。溶融部の周縁部は、チップの周囲に全周に亘って存在する。チップの１組の対辺の少なくとも一辺から周縁部の外側の縁までの間の、一辺に垂直な方向における最短距離は、チップの１組の対辺以外の辺から周縁部の外側の縁までの間の、辺に垂直な方向における最長距離よりも長いので、溶融部は、金属繊維が延びる方向よりも、チップの金属繊維が延びる方向と交わる方向の変位を小さくできる。これにより、チップは、金属繊維が延びる方向と交わる方向の引張荷重を、金属繊維が延びる方向の引張荷重よりも小さくできるので、チップにクラックを生じ難くできる。よって、チップの剥離およびクラックの発生を抑制できる。

請求項２記載のスパークプラグによれば、チップの１組の対辺の両辺から周縁部の外側の縁までの間の、１組の対辺に垂直な方向における最短距離は、チップの１組の対辺以外の辺から周縁部の外側の縁までの間の、辺に垂直な方向における最長距離よりも長い。よって、請求項１の効果に加え、チップにクラックをさらに生じ難くできる。

請求項３記載のスパークプラグによれば、チップの放電面に垂直な方向から接地電極をみたときに、チップの金属繊維は、放電面の１組の対角を結ぶ対角線の方向に延びている。溶融部の周縁部は、チップの周囲に全周に亘って存在する。チップの１組の対角の少なくとも一方の第１頂点から第１頂点に最も近い周縁部の角までの最長距離は、チップの１組の対角以外の角の第２頂点から第２頂点に最も近い周縁部の角までの最長距離よりも長いので、請求項１と同様の効果がある。

請求項４記載のスパークプラグによれば、チップの１組の対角の両方の第１頂点から第１頂点に最も近い周縁部の角までの最長距離は、第２頂点から第２頂点に最も近い周縁部の角までの最長距離よりも長い。よって、請求項３の効果に加え、チップにクラックをさらに生じ難くできる。

第１実施の形態におけるスパークプラグの片側断面図である。 （ａ）は接地電極の背面図であり、（ｂ）は第２実施の形態におけるスパークプラグの接地電極の背面図である。 （ａ）は第３実施の形態におけるスパークプラグの接地電極の背面図であり、（ｂ）は第４実施の形態におけるスパークプラグの接地電極の背面図である。 （ａ）は第５実施の形態におけるスパークプラグの接地電極の背面図であり、（ｂ）は第６実施の形態におけるスパークプラグの接地電極の背面図である。 （ａ）は放電面の模式図であり、（ｂ）は周縁部の模式図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は第１実施の形態におけるスパークプラグ１０の軸線Ｏを境にした片側断面図である。図１では、紙面下側をスパークプラグ１０の先端側、紙面上側をスパークプラグ１０の後端側という。図１に示すようにスパークプラグ１０は、絶縁体１１、中心電極２０、主体金具３０及び接地電極４０を備えている。

絶縁体１１は、軸線Ｏに沿って貫通する軸孔１２が形成された略円筒状の部材であり、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等のセラミックスにより形成されている。絶縁体１１は、軸孔１２により形成された内周面の先端側に、後端側を向く円環状の面である後端向き面１３が形成されている。後端向き面１３は先端側へ向けて縮径している。

中心電極２０は、頭部２１が後端向き面１３に係止される棒状の部材であり、後端向き面１３よりも先端側の軸孔１２に軸部２２が配置されている。中心電極２０は、Ｎｉを主成分とする有底円筒状の母材が、銅を主成分とする芯材を覆っている。芯材を省略することは可能である。中心電極２０の母材の先端にはチップ２３が接合されている。チップ２３は、例えばＰｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｕ等の貴金属のうちの１種または２種以上を含み、これらの貴金属の１種を５０ｗｔ％以上含む化学組成を有する。中心電極２０は、軸孔１２内で端子金具２５と電気的に接続されている。

端子金具２５は、高圧ケーブル（図示せず）が接続される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。端子金具２５は、先端側が軸孔１２に挿入された状態で、絶縁体１１の後端に固定されている。

主体金具３０は、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成された略円筒状の部材である。主体金具３０は絶縁体１１の先端側を取り囲み、絶縁体１１を内側に保持する。主体金具３０は、自身の先端側の胴部３１の外周面におねじ３２が形成されている。おねじ３２は、エンジン（図示せず）のねじ穴に螺合する部位である。主体金具３０は、胴部３１の後端側に連接される座部３３と、座部３３の後端側に連接される後端部３４と、を備えている。

座部３３は、エンジン（図示せず）のねじ穴とおねじ３２との隙間を塞ぐための部位であり、胴部３１の外径よりも外径が大きく形成されている。後端部３４には、エンジンのねじ穴におねじ３２を締め付けるときにレンチ等の工具が係合する工具係合部が形成されている。主体金具３０は、胴部３１に接地電極４０が接続されている。

接地電極４０は、導電性を有する金属材料（例えばＮｉ基合金等）によって形成された母材４１と、母材４１に接合された板状のチップ４４と、を備えている。母材４１は、チップ４４が接合された第１端部４２と、主体金具３０に接合された第２端部４３と、を備える棒状の部材である。チップ４４の材質は母材４１の材質と異なり、チップ４４の線膨張係数は母材４１の線膨張係数と異なる。チップ４４は、例えばＰｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｕ等の貴金属のうちの１種または２種以上を含み、これらの貴金属の１種を５０ｗｔ％以上含む化学組成を有する。この中では、特に、Ｉｒを５０ｗｔ％以上含む化学組成や、Ｐｔを５０ｗｔ％以上含みさらにＩｒを含有する化学組成が好ましい。

後端側を向くチップ４４の放電面４５と中心電極２０（チップ２３の先端面２４）との間に火花ギャップ４６が形成されている。母材４１の第１端部４２には、母材４１及びチップ４４が溶け合った溶融部４７が形成されている。チップ４４は溶融部４７によって母材４１に接合されている。溶融部４７の形成により、チップ４４の放電面４５の反対側の面は全体が溶けて消失している。

図２（ａ）はチップ４４を後端側からみた接地電極４０の背面図である。図２（ａ）は母材４１の第１端部４２が図示され、第２端部４３の図示が省略されている（図２（ｂ）から図４（ｂ）においても同じ）。図５（ａ）は放電面４５の模式図である。

チップ４４の放電面４５は、第１辺５１、第２辺５２、第３辺５３及び第４辺５４からなる４辺に囲まれた四角形である。第１辺５１及び第２辺５２は互いに向き合い、第３辺５３及び第４辺５４は互いに向き合う。チップ４４は、母材４１の端面４１ａに最も近い位置に第４辺５４が配置され、第３辺５３は、第４辺５４に対し母材４１の第２端部４３（図１参照）側に位置する。

チップ４４は、塑性変形により金属材料を薄く伸ばして板状にし、それを四角形に切断して製造される。チップ４４の放電面４５に垂直な方向からみたときに、溶融部４７（図１参照）のうち母材４１の表面に現れる周縁部４８は、チップ４４の周囲に全周に亘って存在する。チップ４４の放電面４５には金属繊維５０が現出する。金属繊維５０は、金属材料を塑性変形させたときの鍛流線（メタルフロー）の一部である。金属繊維５０は、チップ４４の放電面４５をエッチングして顕微鏡で観察される金属組織である。金属繊維５０を観察するための前処理として、放電面４５を研磨した後、エッチングしても良い。

溶融部４７は、チップ４４の放電面４５と略平行な方向から、レーザビーム等の高エネルギービームをチップ４４と母材４１との境界に照射して形成できる。例えば、まず第２辺５２に沿って頂点５７から頂点５８までビームを移動させながらチップ４４と母材４１との境界にビームを照射する。次いで、第１辺５１に沿って頂点５６から頂点５５までビームを移動させながらチップ４４と母材４１との境界にビームを照射する。第１辺５１側からのビーム照射によって形成された溶融部と第２辺５２側からのビーム照射によって形成された溶融部とが一部重なるように、ビームのエネルギー等を調整する。これにより溶融部４７に周縁部４８が形成される。

チップ４４と母材４１とが溶け合う溶融部４７は、母材４１の線膨張係数とチップ４４の線膨張係数との間の線膨張係数を有するので、これらの間に生じる応力を緩和し、チップ４４の剥離を抑制する。また、熱膨張収縮の程度は溶融部自身の大きさに依存するので、周縁部４８の広がりが大きい方向には熱膨張収縮し易く、逆に周縁部４８の広がりが小さい方向には熱膨張収縮し難い。

金属繊維５０は、放電面４５の１組の対辺（第１辺５１及び第２辺５２）を結ぶ方向に延びている。つまり図５（ａ）に示すように、第１辺５１の中点６０と頂点５６との中点６１及び放電面４５の中心５９を通る第１直線６１ａと、第２辺５２の中点６２と頂点５８との中点６３及び放電面４５の中心５９を通る第２直線６３ａと、が交差してできる第１領域６７（第１直線６１ａと第２直線６３ａと第１辺５１とで囲まれる領域、及び、第１直線６１ａと第２直線６３ａと第２辺５２とで囲まれる領域）に、金属繊維５０のうち中心５９を通る部位が位置する。但し、第１直線６１ａ及び第２直線６３ａは第１領域６７に含まれる。なお、放電面４５の中心５９は、頂点５５と頂点５８とを結ぶ対角線と頂点５６と頂点５７とを結ぶ対角線との交点である。

放電面４５の第１辺５１から周縁部４８の外側の縁４９までの間の、第１辺５１に垂直な方向における最短距離Ｄ１は、１組の対辺以外の辺（第３辺５３又は第４辺５４）から周縁部４８の外側の縁４９までの間の、第３辺５３又は第４辺５４に垂直な方向における最長距離Ｄ３よりも長い。これにより溶融部４７は、金属繊維５０が延びる方向（第１辺５１と第２辺５２とを結ぶ方向）よりも、金属繊維５０の方向と交わる方向（第３辺５３と第４辺５４とを結ぶ方向）の熱膨張の程度を小さくできる。この結果、溶融部４７と共に熱膨張収縮をするチップ４４は、金属繊維５０が延びる方向よりも、金属繊維５０の方向と交わる方向における引張荷重が小さくなる。

チップ４４にクラックが生じる場合、そのクラックはチップ４４の金属繊維５０の方向に沿って伸展し易い。これに対して本実施形態は、チップ４４は、熱膨張収縮において、金属繊維５０の方向と交わる方向の引張荷重を、金属繊維５０が延びる方向の引張荷重よりも小さくできる。その結果、金属繊維５０に沿って伸展するクラックをチップ４４に生じ難くできる。よって、チップ４４の剥離およびクラックの発生を抑制できる。さらに、第２辺５２から周縁部４８の外側の縁４９までの間の、第２辺５２に垂直な方向における最短距離Ｄ２は最長距離Ｄ３よりも長いので、チップ４４にクラックをさらに生じ難くできる。

図２（ｂ）を参照して第２実施の形態について説明する。第２実施形態は、周縁部７１の形状が、第１実施形態の周縁部４８の形状と異なる。なお、第１実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図２（ｂ）は第２実施の形態におけるスパークプラグの接地電極７０の背面図である。接地電極７０は、第１実施形態におけるスパークプラグ１０の接地電極４０に代えて配置される。

チップ４４の放電面４５に垂直な方向からみたときに、溶融部４７（図１参照）のうち母材４１の表面に現れる周縁部７１は、チップ４４の周囲に全周に亘って存在する。第２辺５２から周縁部７１の外側の縁７２までの間の、第２辺５２に垂直な方向における最短距離Ｄ１は、１組の対辺以外の辺（第３辺５３又は第４辺５４）から周縁部７１の外側の縁７２までの間の、第３辺５３又は第４辺５４に垂直な方向における最長距離Ｄ３よりも長い。これにより溶融部４７は、金属繊維５０が延びる方向の周縁部７１の変位よりも、金属繊維５０の方向と交わる方向の周縁部７１の変位を小さくできる。

その結果、チップ４４は、熱膨張収縮において、金属繊維５０の方向と交わる方向の引張荷重を、金属繊維５０が延びる方向の引張荷重よりも小さくできる。その結果、金属繊維５０の方向に伸展するクラックをチップ４４に生じ難くできる。よって、チップ４４の剥離およびクラックの発生を抑制できる。さらに、第１辺５１から周縁部７１の外側の縁７２までの間の、第１辺５１に垂直な方向における最短距離Ｄ２は最長距離Ｄ３よりも長いので、チップ４４にクラックをさらに生じ難くできる。

図３（ａ）を参照して第３実施の形態について説明する。第３実施形態は、金属繊維８４の方向が、第１実施形態および第２実施形態と異なる。なお、第１実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図３（ａ）は第３実施の形態におけるスパークプラグの接地電極８０の背面図である。接地電極８０は、第１実施形態におけるスパークプラグ１０の接地電極４０に代えて配置される。

チップ８３の放電面４５に垂直な方向からみたときに、溶融部４７（図１参照）のうち母材４１の表面に現れる周縁部８１は、チップ８３の周囲に全周に亘って存在する。チップ８３の放電面４５には金属繊維８４が現出する。金属繊維８４は、放電面４５の１組の対辺（第３辺５３及び第４辺５４）を結ぶ方向に延びている。つまり図５（ａ）に示すように、第４辺５４の中点６４と頂点５６との中点６５及び放電面４５の中心５９を通る第３直線６５ａと、第４辺５４の中点６４と頂点５８との中点６６及び放電面４５の中心５９を通る第４直線６６ａと、が交差してできる第２領域６８（第３直線６５ａと第４直線６６ａと第３辺５３とで囲まれる領域、及び、第３直線６５ａと第４直線６６ａと第４辺５４とで囲まれる領域）に、金属繊維８４のうち中心５９を通る部位が位置する。但し、第３直線６５ａ及び第４直線６６ａは第２領域６８に含まれる。

放電面４５の第３辺５３から周縁部８１の外側の縁８２までの間の、第３辺５３に垂直な方向における最短距離Ｄ１は、１組の対辺以外の辺（第１辺５１又は第２辺５２）から周縁部８１の外側の縁８２までの間の、第１辺５１又は第２辺５２に垂直な方向における最長距離Ｄ３よりも長い。これにより溶融部４７は、金属繊維８４が延びる方向（第３辺５３と第４辺５４とを結ぶ方向）の周縁部８１の変位よりも、金属繊維８４の方向と交わる方向（第１辺５１と第２辺５２とを結ぶ方向）の周縁部８１の変位を小さくできる。

その結果、チップ８３は、熱膨張収縮において、金属繊維８４の方向と交わる方向の引張荷重を、金属繊維８４が延びる方向の引張荷重よりも小さくできる。その結果、金属繊維８４に沿って伸展するクラックをチップ８３に生じ難くできる。よって、チップ８３の剥離およびクラックの発生を抑制できる。さらに、第４辺５４から周縁部８１の外側の縁８２までの間の、第４辺５４に垂直な方向における最短距離Ｄ２は最長距離Ｄ３よりも長いので、チップ８３にクラックをさらに生じ難くできる。

図３（ｂ）を参照して第４実施の形態について説明する。第４実施形態は、周縁部９１の形状が、第３実施形態の周縁部８１の形状と異なる。なお、第１実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図３（ｂ）は第４実施の形態におけるスパークプラグの接地電極９０の背面図である。接地電極９０は、第１実施形態におけるスパークプラグ１０の接地電極４０に代えて配置される。

チップ８３の放電面４５に垂直な方向からみたときに、溶融部４７（図１参照）のうち母材４１の表面に現れる周縁部９１は、チップ８３の周囲に全周に亘って存在する。第４辺５４から周縁部９１の外側の縁９２までの間の、第４辺５４に垂直な方向における最短距離Ｄ１は、１組の対辺以外の辺（第１辺５１又は第２辺５２）から周縁部９１の外側の縁９２までの間の、第１辺５１又は第２辺５２に垂直な方向における最長距離Ｄ３よりも長い。これにより溶融部４７は、金属繊維８４が延びる方向の周縁部９１の変位よりも、金属繊維８４の方向と交わる方向の周縁部９１の変位を小さくできる。

その結果、チップ８３は、熱膨張収縮において、金属繊維８４の方向と交わる方向の引張荷重を、金属繊維８４が延びる方向の引張荷重よりも小さくできる。その結果、金属繊維８４に沿って伸展するクラックをチップ８３に生じ難くできる。よって、チップ８３の剥離およびクラックの発生を抑制できる。さらに、第３辺５３から周縁部９１の外側の縁９２までの間の、第３辺５３に垂直な方向における最短距離Ｄ２は最長距離Ｄ３よりも長いので、チップ８３にクラックをさらに生じ難くできる。

図４（ａ）を参照して第５実施の形態について説明する。第１実施形態から第４実施形態では、１組の対辺を結ぶ方向にチップ４４，８３の金属繊維５０，８４が延びる場合について説明した。これに対し第５実施形態では、１組の対角を結ぶ対角線の方向にチップ１０７の金属繊維１０８が延びる場合について説明する。なお、第１実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図４（ａ）は第５実施の形態におけるスパークプラグの接地電極１００の背面図である。接地電極１００は、第１実施形態におけるスパークプラグ１０の接地電極４０に代えて配置される。

チップ１０７の放電面４５に垂直な方向からみたときに、溶融部４７（図１参照）のうち母材４１の表面に現れる周縁部１０１は、チップ１０７の周囲に全周に亘って存在する。チップ１０７の放電面４５には金属繊維１０８が現出する。金属繊維１０８は、放電面４５の１組の対角（頂点５６及び頂点５７）を結ぶ対角線の方向に延びている。つまり図５（ａ）に示すように、第１直線６１ａと第３直線６５ａとが交差してできる第３領域６９（第１直線６１ａと第３直線６５ａとで囲まれ、頂点５６または頂点５７を含む領域）に、金属繊維１０８のうち中心５９を通る部位が位置する。但し、第１直線６１ａ及び第３直線６５ａは第３領域６９に含まれない。

図５（ｂ）は周縁部１０１の模式図である。放電面４５の１組の対角（頂点５６及び頂点５７）の一方の頂点５６（第１頂点）から頂点５６に最も近い周縁部１０１の角１０４までの最長距離Ｄ４は、頂点５６を中心とし角１０４（縁１０２）に接する最も大きな円１０９の半径である。

接地電極１００は、放電面４５の１組の対角（頂点５６及び頂点５７）以外の角の頂点５５（第２頂点）から頂点５５に最も近い周縁部１０１の角１０３までの最長距離Ｄ６、及び、１組の対角（頂点５６及び頂点５７）以外の角の頂点５８（第２頂点）から頂点５８に最も近い周縁部１０１の角１０６までの最長距離Ｄ７のいずれか長い方の距離（Ｄ６又はＤ７）よりも最長距離Ｄ４が長い。最長距離Ｄ６，Ｄ７も最長距離Ｄ４と同様にして求める。

これにより溶融部４７は、金属繊維１０８が延びる方向（頂点５６，５７を結ぶ対角線の方向）よりも、金属繊維１０８の方向と交わる方向（頂点５５，５８を結ぶ方向）の周縁部１０１の熱膨張の程度を小さくできる。チップ１０７にクラックが生じる場合、そのクラックはチップ１０７の金属繊維１０８の方向に沿って伸展し易い。これに対して本実施形態は、チップ１０７は、熱膨張収縮において、金属繊維１０８の方向と交わる方向の引張荷重を、金属繊維１０８が延びる方向の引張荷重よりも小さくできる。その結果、金属繊維１０８に沿って進展するクラックをチップ１０７に生じ難くできる。よって、チップ１０７の剥離およびクラックの発生を抑制できる。さらに、頂点５７から頂点５７に最も近い周縁部１０１の角１０５までの最長距離Ｄ５は最長距離Ｄ６，Ｄ７よりも長いので、チップ１０７にクラックをさらに生じ難くできる。

図４（ｂ）を参照して第６実施の形態について説明する。第６実施形態は、周縁部１１１の形状が、第５実施形態の周縁部１０１の形状と異なる。なお、第１実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図４（ｂ）は第６実施の形態におけるスパークプラグの接地電極１１０の背面図である。接地電極１１０は、第１実施形態におけるスパークプラグ１０の接地電極４０に代えて配置される。

チップ１１７の放電面４５に垂直な方向からみたときに、溶融部４７（図１参照）のうち母材４１の表面に現れる周縁部１１１は、チップ１１７の周囲に全周に亘って存在する。チップ１１７の放電面４５には金属繊維１１８が現出する。金属繊維１１８は、放電面４５の１組の対角（頂点５５及び頂点５８）を結ぶ対角線の方向に延びている。つまり図５（ａ）に示すように、第２直線６３ａと第４直線６６ａとが交差してできる第４領域６９ａ（第２直線６３ａと第４直線６６ａとで囲まれ、頂点５５又は頂点５８を含む領域）に、金属繊維１１８のうち中心５９を通る部位が位置する。但し、第２直線６３ａ及び第４直線６６ａは第４領域６９ａに含まれない。

放電面４５の１組の対角（頂点５５及び頂点５８）の一方の頂点５５（第１頂点）から頂点５５に最も近い周縁部１１１の角１１３までの最長距離Ｄ４は、放電面４５の１組の対角（頂点５５及び頂点５８）以外の角の頂点５７（第２頂点）から頂点５７に最も近い周縁部１１１の角１１５までの最長距離Ｄ６、及び、１組の対角（頂点５５及び頂点５８）以外の角の頂点５６（第２頂点）から頂点５６に最も近い周縁部１１１の角１１４までの最長距離Ｄ７のいずれか長い方の距離（Ｄ６又はＤ７）よりも長い。なお、本実施形態では、放電面４５の頂点５８から頂点５８に最も近い周縁部１１１の角１１６までの最長距離Ｄ５は、最長距離Ｄ６，Ｄ７よりも短い。

これにより溶融部４７は、金属繊維１１８が延びる方向（頂点５５，５８を結ぶ対角線の方向）よりも、金属繊維１１８の方向と交わる方向（頂点５６，５７を結ぶ方向）における熱膨張の程度を小さくできる。その結果、チップ１１７は、熱膨張収縮において、金属繊維１１８の方向と交わる方向の引張荷重を、金属繊維１１８が延びる方向の引張荷重よりも小さくできる。その結果、金属繊維１１８に沿って進展するクラックをチップ１１７に生じ難くできる。よって、チップ１１７の剥離およびクラックの発生を抑制できる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

実施形態では、接地電極４０，７０，８０，９０，１００，１１０のチップ４４，８３，１０７，１１７の放電面４５が正方形の場合が図示されているが、必ずしもこれに限られるものではない。放電面４５は４つの辺で囲まれた四角形であれば良いので、放電面４５の形状は、例えば長方形、平行四辺形、台形など適宜設定できる。四角形は、角が丸みを帯びたり小さな面取りがされたりしても良い。

また、放電面４５は１辺の長さが２．５ｍｍ以上の四角形としても良い。放電面４５が大きいときは、チップ４４，８３，１０７，１１７の熱膨張収縮の程度が大きくなり易いので、ひいてはチップ４４，８３，１０７，１１７にクラックが生じ易くなる。しかし、実施形態では、金属繊維５０，８４，１０８，１１８の方向と周縁部４８，７１，８１，９１，１０１，１１１の形状とが特定の関係になっているので、チップ４４，８３，１０７，１１７にクラックが発生することを抑制できる。

実施形態では、中心電極２０に貴金属などを含有するチップ２３が設けられる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。中心電極２０のチップ２３を省略することは当然可能である。

実施形態では、溶融部４７の形成により、チップ４４，８３，１０７，１１７の放電面４５の反対側の面の全体が溶けて消失している場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。放電面４５に垂直な方向からみたときに、チップ４４，８３，１０７，１１７の周囲に全周に亘って周縁部４８，７１，８１，９１，１０１，１１１が存在していれば、放電面４５の反対側の面の一部が溶けずに残存していても良い。

１０ スパークプラグ
２０ 中心電極
４０，７０，８０，９０，１００，１１０ 接地電極
４１ 母材
４４，８３，１０７，１１７ チップ
４５ 放電面
４６ 火花ギャップ
４７ 溶融部
４８，７１，８１，９１，１０１，１１１ 周縁部
４９，７２，８２，９２，１０２，１１２ 縁
５０，８４，１０８，１１８ 金属繊維
５１ 第１辺
５２ 第２辺
５３ 第３辺
５４ 第４辺
５５，５６，５７，５８ 頂点
１０３，１０４，１０５，１０６，１１３，１１４，１１５，１１６ 角

Claims (4)

1. 母材と、４本の辺に囲まれた矩形の放電面を有するチップと、前記チップと前記母材との間に介在し前記チップを前記母材に接合する溶融部と、を備える接地電極と、
   前記放電面との間に火花ギャップを形成する中心電極と、を備えるスパークプラグであって、
   前記放電面に垂直な方向から前記接地電極をみたときに、
   前記チップの金属繊維は、前記放電面の１組の対辺を結ぶ方向に延びており、
   前記溶融部は、前記チップの周囲に全周に亘って存在する周縁部を備え、
   前記１組の対辺の少なくとも一辺から前記周縁部の外側の縁までの間の、前記一辺に垂直な方向における最短距離は、前記１組の対辺以外の辺から前記周縁部の外側の縁までの間の、前記辺に垂直な方向における最長距離よりも長いスパークプラグ。
2. 前記１組の対辺の両辺から前記周縁部の外側の縁までの間の、前記１組の対辺に垂直な方向における最短距離は、前記１組の対辺以外の辺から前記周縁部の外側の縁までの間の、前記辺に垂直な方向における最長距離よりも長い請求項１記載のスパークプラグ。
3. 母材と、４本の辺に囲まれた矩形の放電面を有するチップと、前記チップと前記母材との間に介在し前記チップを前記母材に接合する溶融部と、を備える接地電極と、
   前記放電面との間に火花ギャップを形成する中心電極と、を備えるスパークプラグであって、
   前記放電面に垂直な方向から前記接地電極をみたときに、
   前記チップの金属繊維は、前記放電面の１組の対角を結ぶ対角線の方向に延びており、
   前記溶融部は、前記チップの周囲に全周に亘って存在する周縁部を備え、
   前記１組の対角の少なくとも一方の第１頂点から前記第１頂点に最も近い前記周縁部の角までの最長距離は、前記１組の対角以外の角の第２頂点から前記第２頂点に最も近い前記周縁部の角までの最長距離よりも長いスパークプラグ。
4. 前記１組の対角の両方の前記第１頂点から前記第１頂点に最も近い前記周縁部の角までの最長距離は、前記第２頂点から前記第２頂点に最も近い前記周縁部の角までの最長距離よりも長い請求項３記載のスパークプラグ。

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