KR20180037007A

KR20180037007A - 스파크 플러그

Info

Publication number: KR20180037007A
Application number: KR1020187005960A
Authority: KR
Inventors: 가오리 스즈키; 도모아키 가토
Original assignee: 니뽄 도쿠슈 도교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-09-04
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2018-04-10
Also published as: US10181702B2; US20180248340A1; JP6105694B2; WO2017037969A1; EP3346559A1; JP2017050234A; CN107925221A; EP3346559A4

Abstract

전극 재료에 레이저 용접된, 방전층과 중간층을 구비하는 방전 팁이 전극 재료에 대해 휘는 것을 억제한다. 중심 전극측에 배치된 귀금속 또는 귀금속 합금을 함유하는 방전층과, 일단이 방전층에 접합되고, 타단의 적어도 일부가 용융부를 개재하여 전극 모재와 접합됨과 함께, 방전층에 함유되는 귀금속 원소 중 가장 많이 함유되는 귀금속 원소를 방전층보다 소량 함유하는 중간층을 갖고, 용융부는, 축선 방향으로부터 방전 팁을 본 경우에, 방전층의 중심보다 전극 모재의 타단측의 영역에 적어도 형성되어 있고, 접지 전극의 길이 방향을 따른 중심선을 포함하여 축선과 평행한 단면에 있어서, 전극 모재의 길이 방향을 따른 방전 팁의 길이에 대한, 길이 방향을 따라 방전 팁이 존재하는 범위 내에 있어서의 용융부의 길이 방향을 따른 길이의 비율은, 76.2 ％ 이상인, 스파크 플러그.

Description

스파크 플러그

본 발명은, 스파크 플러그에 관한 것이다.

종래, 선팽창 계수가 상이한 2 종류의 금속이 접합된 복합 팁을 전극에 구비하는 스파크 플러그가 알려져 있다 (특허문헌 1 참조).

일본 공개특허공보 평6-60959호

그러나, 이와 같은 복합 팁은, 선팽창 계수의 차이로부터, 전극에 대해 휨이 발생할 가능성이 있었다. 그 때문에, 이와 같은 복합 팁을 구비하는 스파크 플러그에 있어서, 복합 팁이 전극 재료에 대해 휘는 것을 억제 가능한 기술이 요구되고 있었다.

본 발명은, 상기 서술한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 이하의 형태로서 실현하는 것이 가능하다.

(1) 본 발명의 일 형태에 의하면, 축선 방향으로 연장되는 중심 전극과 ; 축공을 갖고 상기 중심 전극이 상기 축공에 형성되는 절연체와 ; 상기 절연체를 유지하는 통 형상의 주체 금구와 ; 상기 주체 금구의 선단에 일단부가 접속되는 전극 모재와, 상기 전극 모재의 타단부의 내측면에 접합되어, 상기 중심 전극과 간극을 개재하여 대향하는 방전 팁을 갖는 접지 전극을 구비하는 스파크 플러그가 제공된다. 이 스파크 플러그에서는, 상기 방전 팁은 ; 상기 중심 전극측에 배치된 귀금속 또는 귀금속 합금을 함유하는 방전층과 ; 일단이 상기 방전층에 접합되고, 타단의 적어도 일부가 용융부를 개재하여 상기 전극 모재와 접합됨과 함께, 상기 방전층에 함유되는 귀금속 원소 중 가장 많이 함유되는 귀금속 원소를 상기 방전층보다 소량 함유하는 중간층을 갖고 ; 상기 용융부는, 상기 축선 방향으로부터 상기 방전 팁을 본 경우에, 상기 방전층의 중심보다 상기 전극 모재의 타단측의 영역에 적어도 형성되어 있고 ; 상기 접지 전극의 길이 방향을 따른 중심선을 포함하여 상기 축선과 평행한 단면에 있어서, 상기 길이 방향을 따른 상기 방전 팁의 길이에 대한, 상기 길이 방향을 따라 상기 방전 팁이 존재하는 범위 내에 있어서의 상기 용융부의 상기 길이 방향을 따른 길이의 비율은, 76.2 ％ 이상이다. 이와 같은 형태의 스파크 플러그이면, 용융부의 길이를 충분히 확보할 수 있으므로, 방전층과 중간층을 구비하는 방전 팁이 전극 모재로부터 휘는 것을 억제할 수 있어, 방전 팁의 내박리성을 향상시킬 수 있다.

(2) 상기 형태의 스파크 플러그에 있어서, 상기 전극 모재의 타단측에 있어서, 상기 중간층의 단면이 노출되어도 된다. 이와 같은 형태의 스파크 플러그이면, 중간층의 단면이 전극 모재의 타단측에 노출되어 있으므로, 중간층의 단면이 용융부에 덮여 있는 경우와 비교하여, 방전 팁의 내불꽃 소모성을 향상시킬 수 있다.

(3) 상기 형태의 스파크 플러그에 있어서, 상기 방전 팁의 상기 중심 전극과 대향하는 면의 면적은, 0.75 ㎟ 이상이어도 된다. 이와 같은 형태의 스파크 플러그이면, 스파크 플러그의 내구성을 향상시킬 수 있다.

(4) 상기 형태의 스파크 플러그에 있어서, 상기 비율은 100 ％ 이상이어도 된다. 이와 같은 형태의 스파크 플러그이면, 방전층과 중간층을 구비하는 방전 팁이 전극 모재로부터 휘는 것을 보다 억제할 수 있어, 방전 팁의 내박리성을 보다 향상시킬 수 있다.

본 발명은, 상기 서술한 스파크 플러그로서의 형태 이외에도, 예를 들어, 스파크 플러그의 제조 방법 등, 여러 가지의 형태로 실현하는 것이 가능하다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 스파크 플러그의 부분 단면도이다.
도 2 는, 접지 전극의 선단부의 종단면도이다.
도 3 은, 접지 전극의 선단부의 횡단면도이다.
도 4 는, 전극 모재와 방전 팁의 레이저 용접 방법을 나타내는 플로 차트이다.
도 5 는, 레이저 용접 공정의 모습을 나타내는 모식도이다.
도 6 은, 비율 D 의 최적인 범위를 구하기 위해서 실시한 실험의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7 은, 제 2 실시형태에 있어서의 스파크 플러그의 접지 전극의 선단부의 종단면도이다.
도 8 은, 접지 전극의 선단부의 종단면도이다.
도 9 는, 접지 전극의 선단부의 종단면도이다.
도 10 은, 접지 전극의 선단부의 횡단면도이다.
도 11 은, 접지 전극의 선단부의 종단면도이다.
도 12 는, 접지 전극의 선단부의 횡단면도이다.
도 13 은, 접지 전극의 선단부의 종단면도이다.

A. 제 1 실시형태 : A1. 스파크 플러그의 구성 : 도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 스파크 플러그 (100) 의 부분 단면도이다. 스파크 플러그 (100) 는, 축선 (O) 을 따른 가늘고 긴 형상을 갖고 있다. 도 1 에 있어서, 일점 파선으로 나타내는 축선 (O) 의 우측은, 외관 정면도를 나타내고, 축선 (O) 의 좌측은, 축선 (O) 을 지나는 단면도를 나타내고 있다. 이하의 설명에서는, 도 1 의 하방측을 스파크 플러그 (100) 의 선단측이라고 부르고, 도 1 의 상방측을 후단측이라고 부른다. 도 1 의 XYZ 축은, 다른 도면의 XYZ 축과 대응하고 있다. 축선 (O) 과 Z 축은 평행하다. 도 1 에 있어서, 스파크 플러그 (100) 의 선단측이 ＋Z 방향이고, 스파크 플러그 (100) 의 후단측이 -Z 방향이다. 간단히 「Z 방향」이라고 할 때에는, Z 축과 평행한 방향 (Z 축을 따른 방향) 을 말한다. 이 것은, X 축 및 Y 축에 대해서도 마찬가지이다.

스파크 플러그 (100) 는, 절연체 (10) 와, 중심 전극 (20) 과, 접지 전극 (30) 과, 주체 금구 (50) 를 구비한다. 절연체 (10) 는, 그 자체의 외주의 적어도 일부가 통 형상의 주체 금구 (50) 에 의해 유지되고, 축선 (O) 을 따른 축공 (12) 을 갖는다. 이 축공 (12) 에는, 중심 전극 (20) 이 형성되어 있다. 접지 전극 (30) 은, 주체 금구 (50) 의 선단면 (57) 에 고정되어, 중심 전극 (20) 과의 사이에 방전 갭 (G) 을 형성한다.

절연체 (10) 는, 알루미나를 비롯한 세라믹스 재료를 소성하여 형성된 절연 애자 (碍子) 이다. 절연체 (10) 는, 선단측에 중심 전극 (20) 의 일부를 수용하고, 후단측에 단자 금구 (40) 의 일부를 수용하는 축공 (12) 이 중심에 형성된 통 형상의 부재이다. 절연체 (10) 의 축 방향 중앙에는 외경을 크게 한 중앙 동체부 (19) 가 형성되어 있다. 중앙 동체부 (19) 보다 단자 금구 (40) 측에는, 단자 금구 (40) 와 주체 금구 (50) 사이를 절연하는 후단측 동체부 (18) 가 형성되어 있다. 중앙 동체부 (19) 보다 중심 전극 (20) 측에는, 후단측 동체부 (18) 보다 외경이 작은 선단측 동체부 (17) 가 형성되고, 선단측 동체부 (17) 의 더욱 앞에는, 선단측 동체부 (17) 보다 작은 외경으로서 중심 전극 (20) 측을 향할수록 외경이 작아지는 다리 길이부 (13) 가 형성되어 있다.

주체 금구 (50) 는, 절연체 (10) 의 후단측 동체부 (18) 의 일부에서부터 다리 길이부 (13) 에 걸친 부위를 둘러싸서 유지하는 원통 형상의 금구이다. 주체 금구 (50) 는, 예를 들어, 저탄소강에 의해 형성되고, 전체적으로 니켈 도금이나 아연 도금 등의 도금 처리가 실시되어 있다. 주체 금구 (50) 는, 후단측으로부터 순서대로, 공구 걸어맞춤부 (51) 와, 시일부 (54) 와, 장착 나사부 (52) 를 구비한다. 공구 걸어맞춤부 (51) 는, 스파크 플러그 (100) 를 엔진 헤드에 장착하기 위한 공구가 끼워 맞춰진다. 장착 나사부 (52) 는, 엔진 헤드의 장착 나사 구멍에 나사 결합하는 나사산을 갖는다. 시일부 (54) 는, 장착 나사부 (52) 의 근원에 플랜지 형상으로 형성되어 있다. 시일부 (54) 와 엔진 헤드 사이에는, 판체를 절곡하여 형성한 환상의 개스킷 (5) 이 끼워 삽입된다. 주체 금구 (50) 의 선단면 (57) 은, 중공 (中空) 의 원 형상이며, 그 중앙으로부터는, 절연체 (10) 의 다리 길이부 (13) 와 중심 전극 (20) 이 돌출된다.

주체 금구 (50) 의 공구 걸어맞춤부 (51) 보다 후단측에는 두께가 얇은 크림핑부 (53) 가 형성되어 있다. 또, 시일부 (54) 와 공구 걸어맞춤부 (51) 사이에는, 크림핑부 (53) 와 마찬가지로 두께가 얇은 압축 변형부 (58) 가 형성되어 있다. 공구 걸어맞춤부 (51) 로부터 크림핑부 (53) 에 걸친 주체 금구 (50) 의 내주면과 절연체 (10) 의 후단측 동체부 (18) 의 외주면 사이에는, 원환상의 링 부재 (6, 7) 가 개재되어 있고, 나아가 양 링 부재 (6, 7) 사이에 탤크 (활석) (9) 의 분말이 충전되어 있다. 스파크 플러그 (100) 의 제조시에는, 크림핑부 (53) 를 내측으로 절곡하도록 하여 선단측으로 가압함으로써 압축 변형부 (58) 가 압축 변형되고, 이 압축 변형부 (58) 의 압축 변형에 의해, 링 부재 (6, 7) 및 탤크 (9) 를 개재하여, 절연체 (10) 가 주체 금구 (50) 내에서 선단측을 향해 가압된다. 이 가압에 의해, 탤크 (9) 가 축선 (O) 방향으로 압축되어 주체 금구 (50) 내의 기밀성이 높아진다.

주체 금구 (50) 의 내주에 있어서는, 장착 나사부 (52) 의 위치에 형성된 금구 내 단차부 (56) 에, 환상의 판 패킹 (8) 을 개재하여, 절연체 (10) 의 다리 길이부 (13) 의 기단 (基端) 에 위치하는 애자 단차부 (15) 가 가압되어 있다. 이 판 패킹 (8) 은, 주체 금구 (50) 와 절연체 (10) 사이의 기밀성을 유지하는 부재로, 연소 가스의 유출을 방지한다.

중심 전극 (20) 은, 중심 전극 모재 (21) 의 내부에, 중심 전극 모재 (21) 보다 열전도성이 우수한 심재 (22) 가 매립 형성된 봉상의 부재이다. 중심 전극 모재 (21) 는, 니켈을 주성분으로 하는 니켈 합금으로 이루어지고, 심재 (22) 는, 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 합금으로 이루어진다.

중심 전극 (20) 의 후단부 (後端部) 근방에는, 외주측으로 비어져 나오는 형상의 플랜지부 (23) 가 형성되어 있다. 플랜지부 (23) 는, 축공 (12) 에 형성된 축공 내 단차부 (14) 에 후단측으로부터 맞닿아, 중심 전극 (20) 을 절연체 (10) 내에서 위치 결정한다. 중심 전극 (20) 의 후단부는, 세라믹 저항 (3) 및 시일체 (4) 를 개재하여 단자 금구 (40) 에 전기적으로 접속된다.

접지 전극 (30) 은, 내부식성이 높은 금속으로 구성된다. 내부식성이 높은 금속으로는, 예를 들어, 인코넬 (상표명) 600 이나 인코넬 601 등의, 니켈을 주성분으로 하는 니켈 합금이 사용된다. 접지 전극 (30) 의 기단은, 주체 금구 (50) 의 선단면 (57) 에 용접되어 있다. 본 실시형태에서는, 접지 전극 (30) 은, 접지 전극 (30) 의 선단 부분의 일측면이 중심 전극 (20) 과 대향하도록, 중간 부분이 굴곡되어 있다. 접지 전극 (30) 은, 그 선단부 (타단부) (32) 의 내측면에, 다른 일방의 전극인 중심 전극 (20) 을 향하여 돌출되고, 방전 갭 (G) 을 형성하는 사각 기둥 형상의 방전 팁 (80) 을 구비하고 있다. 또한, 도 1 에 나타내는 축선 (O) 은, 방전 팁 (80) 의 중심 (P) 을 지난다.

도 2 는, 접지 전극 (30) 의 선단부 (32) 의 종단면도이다. 도 2 에 나타내는 종단면도는, 접지 전극 (30) 의 길이 방향을 따른 중심선 (C) 을 포함하여, 축선 (O) 과 평행한 단면이다. 접지 전극 (30) 의 중심선 (C) 이란, 접지 전극 (30) 을 폭 방향으로 이분 (二分) 하는, 접지 전극 (30) 의 길이 방향을 따른 선이다. 본 실시형태에서는, 접지 전극 (30) 은 중심 전극 (20) 과 대향하도록 중간 부분이 굴곡되어 있지만, 접지 전극 (30) 의 길이 방향은, Y 방향으로 하고 있다. 접지 전극 (30) 의 폭 방향은, X 축 방향과 평행하다. Y 축 방향은, X 축 방향 및 Z 축 방향과 수직인 방향이며, 접지 전극 (30) 의 길이 방향과 평행하다. 접지 전극 (30) 은, 전극 모재 (31) 와, 방전 팁 (80) 과, 용융부 (84) 를 갖는다. 방전 팁 (80) 은, 방전층 (82) 과 중간층 (83) 이 접합되어 형성된 클래드재이다. 본 실시형태에 있어서의 방전 팁 (80) 은, 중심 전극 (20) 과 대향하는 면 (86) 이 정방형의 기둥 형상이다. 또한, 도 2 및 이후의 설명에서는, 방전 팁 (80) 에 대해서는, ＋Y 방향을 선단 (85) 으로 하고, －Y 방향을 후단 (88) 으로 하여 설명한다.

방전층 (82) 은, 중심 전극 (20) 측에 배치되어 있다. 방전층 (82) 은, 귀금속 또는 귀금속 합금을 함유하여, 예를 들어, 백금 (Pt), 이리듐 (Ir), 루테늄 (Ru), 로듐 (Rh) 혹은 이들 합금에 의해 형성되어 있다. 중간층 (83) 은, 일단이 방전층 (82) 에 접합되고, 타단의 적어도 일부가 전극 모재 (31) 에 용접되어 있다. 도 2 에 나타내는 중간층 (83) 의 타단에는, 중간층 (83) 과 전극 모재 (31) 의 경계부 (36) 도 포함된다. 중간층 (83) 은, 방전층 (82) 에 가장 많이 함유되는 귀금속 원소와 전극 모재 (31) 에 함유되는 원소를 함유하고 있다. 중간층 (83) 에 함유되는 귀금속 원소의 양은, 질량 퍼센트에 있어서, 방전층 (82) 보다 적다. 구체적으로는, 예를 들어, 방전층 (82) 이 Pt-Ir 계 합금에 의해 형성되어 있는 경우에는, 중간층 (83) 으로는, Pt 를 방전층 (82) 보다 질량 퍼센트비에 있어서 소량 함유하고, 또한, 전극 모재 (31) 에 함유되는 예를 들어 니켈을 함유한, Pt-Ni 계 합금이 사용된다. 이와 같은 방전층 (82) 과 중간층 (83) 으로 이루어지는 클래드재는, 예를 들어, 방전층 (82) 과 중간층 (83) 을 열을 가하면서 압연하는 것에 의해 형성된다.

용융부 (84) 는, 중간층 (83) 과 전극 모재 (31) 의 경계부 (36) 부근에 위치한다. 용융부 (84) 는, 방전 팁 (80) 의 선단 (85) 측 (＋Y 방향) 으로부터, 전극 모재 (31) 의 길이 방향 (－Y 방향) 을 향해 연장되고 있다. 용융부 (84) 는, 중간층 (83) 과 전극 모재 (31) 가 레이저 용접에 의해 용융되어 응고됨으로써 형성되어 있고, 중간층 (83) 에 함유되는 귀금속 원소와 전극 모재 (31) 에 함유되는 원소를 함유하고 있다. 용융부 (84) 에 있어서의, 귀금속 원소의 합계량은, 예를 들어, 2.8 질량 퍼센트 이하이다. 용융부 (84) 는, 중간층 (83) 과 전극 모재 (31) 를 접합하여 방전 팁 (80) 을 전극 모재 (31) 에 접합시키는 데에 더하여, 스파크 플러그 (100) 의 사용시에 발생하는 열 응력을 완화하기 위한 층이다.

도 2 에는, 추가로, 축선 (O) 을 따른, 방전 팁 (80) 의 높이 (H1) 와, 방전층 (82) 의 높이 (H2) 와, 중간층 (83) 의 높이 (H3) 와, 접지 전극 (30) 의 길이 방향 (－Y 방향) 을 따른 방전 팁 (80) 의 길이 (T) (이하, 길이 (T)) 와, 길이 방향을 따라 방전 팁 (80) 이 존재하는 범위 내에 있어서의 용융부 (84) 의 길이 방향을 따른 길이 (L) (이하, 안길이 (L)) 가 나타나 있다. 안길이 (L) 는, 전극 모재 (31) 의 타단 (35) 측에 위치하는 방전 팁 (80) 의 선단 (85) 으로부터, 방전 팁 (80) 의 후단 (88) 을 향하는, 용융부 (84) 의 길이이기도 하다. 본 실시형태에서는, 길이 (T) 에 대한 안길이 (L) 의 비율 (D) (이하, 비율 (D)) 은, 76.2 ％ 이상 또한 100 ％ 미만이다.

방전 팁 (80) 의 높이 (H1) 는, 0.30 ㎜ 이상 0.65 ㎜ 이하이고, 본 실시형태에서는 0.50 ㎜ 이다. 방전 팁 (80) 의 길이 (T) 는, 1.0 ㎜ 이상 2.0 ㎜ 이하이고, 본 실시형태에서는 1.8 ㎜ 이다. 또, 방전 팁 (80) 의 높이 (H1) 와 길이 (T) 의 비율 H1/T 는, 0.20 이상 0.45 이하이며, 본 실시형태에서는 0.28 이다. 또, 방전층 (82) 의 높이 (H2) 와 중간층 (83) 의 높이 (H3) 의 비율 H2/H3 은, 0.30 이상 2.05 이하이며, 본 실시형태에서는, 1.0 이다. 방전 팁 (80) 의 중심 전극 (20) 과 대향하는 면 (86) 의 면적은, 0.75 ㎟ 이상이다.

도 3 은, 접지 전극 (30) 의 선단부 (32) 의 횡단면도이다. 도 3 에 나타내는 횡단면도는, 도 2 에 있어서의 A-A 단면도이며, 경계부 (36) 를 포함하고 있다. 도 3 에는, 방전 팁 (80) 의 중심 (P) 과, 방전 팁 (80) 의 중심 (P) 을 지나 접지 전극 (30) 의 폭 방향 (X 축 방향) 과 평행한 직선 (m) 과, 접지 전극의 중심선 (C) 과, 방전 팁 (80) 에 있어서 용융부 (84) 가 형성되어 있는 영역 (S) (크로스해치로 나타낸 영역) 이 나타나 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 방전 팁 (80) 의 중심 (P) 은, 방전층 (82) 의 중심이기도 하다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 용융부 (84) 는, 직선 (m) 을 넘어 더욱 －Y 방향에 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 용융부 (84) 는, －Z 방향으로부터 방전 팁 (80) 을 본 경우에, 방전 팁 (80) 의 중심 (P) 보다 전극 모재 (31) 의 타단 (35) 측의 영역 (방전 팁 (80) 의 깊이 T/2 까지의 영역) 전체에 적어도 형성되어 있다. 또한, 영역 (S) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 접지 전극 (30) 의 선단부 (32) 의 횡단면을 관찰함으로써 확인할 수 있지만, X 선 (CT 스캔) 을 사용하여 －Z 방향으로부터 방전 팁 (80) 을 관찰함으로써 확인할 수도 있다.

본 실시형태에서는, 스파크 플러그 (100) 는, 다음과 같이 제조된다. 먼저, 주체 금구 (50) 와, 절연체 (10) 와, 중심 전극 (20) 과, 전극 모재 (31) 가 준비된다. 계속해서, 주체 금구 (50) 에, 굴곡되기 전의 전극 모재 (31) 가 접합된다. 이것과는 별도로, 중심 전극 (20) 과 절연체 (10) 가 장착된다. 그리고, 중심 전극 (20) 이 장착된 절연체 (10) 가, 전극 모재 (31) 가 접합된 주체 금구 (50) 에 장착되는, 장착 공정이 실시된다. 장착 공정의 후에는, 주체 금구 (50) 의 크림핑 공정이 실시된다. 이 크림핑 공정에 의해, 절연체 (10) 가 주체 금구 (50) 에 고정된다. 또, 주체 금구 (50) 의 시일부 (54) 와 장착 나사부 (52) 사이에 개스킷 (5) 이 장착된다.

크림핑 공정이 실시되면, 전극 모재 (31) 에는, 방전 팁 (80) 이 레이저 용접된다. 전극 모재 (31) 와 방전 팁 (80) 의 레이저 용접 방법에 대해서는, 후술한다. 레이저 용접이 실시되면, 접지 전극 (30) 의 선단부 (32) 의 일측면이 중심 전극 (20) 과 대향하도록, 접지 전극 (30) 이 굴곡된다. 이상과 같이 하여, 스파크 플러그 (100) 가 완성된다. 또한, 상기 제조 방법은 일례이며, 이것과는 상이한 여러 가지의 방법으로 스파크 플러그를 제조 가능하다. 예를 들어, 상기 서술한 공정의 순서는, 임의로 변경 가능하다.

A2. 전극 모재와 방전 팁의 레이저 용접 방법 : 도 4 는, 전극 모재 (31) 와 방전 팁 (80) 의 레이저 용접 방법을 나타내는 플로 차트이다. 먼저, 전극 모재 (31) 의 소정의 위치에 방전 팁 (80) 이 배치된다 (스텝 S101). 본 실시형태에서는, 전극 모재 (31) 의 선단부 (32) 에는, 방전 팁 (80) 을 배치하기 위한 패임부 (60) 가 형성되어 있고, 방전 팁 (80) 은 선단부 (32) 의 패임부 (60) 에 배치된다. 또한, 스텝 S101 에서는, 전극 모재 (31) 와 방전 팁 (80) 을 임시 고정을 위해서 저항 용접해도 되고, 전극 모재 (31) 와 방전 팁 (80) 을 지그에 의해 고정시켜도 된다.

다음으로, 전극 모재 (31) 와 방전 팁 (80) 의 경계부 (36) 에 대해 레이저가 조사되는 레이저 용접 공정이 실시된다 (스텝 S103).

도 5 는, 레이저 용접 공정의 모습을 나타내는 모식도이다. 도 5(a) 는, 레이저 용접 공정을 ―X 방향으로부터 본 도면이고, 도 5(b) 는, 레이저 용접 공정을 ―Z 방향으로부터 본 도면이다. 스텝 S103 에서는, 도 5(a) 에 나타내는 바와 같이, 전극 모재 (31) 와 방전 팁 (80) 의 경계부 (36) 에 대해, 접지 전극 (30) 의 타단 (35) 측인 ＋Y 방향으로부터, 경계부 (36) 와 평행하게 레이저 (LB) 가 조사된다. 또, 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 레이저 (LB) 는, 방전 팁 (80) 의 단면 (85) 전체에 걸쳐서 스캔된다. 레이저 (LB) 로는, 예를 들어 고에너지의 파이버 레이저를 사용할 수 있다. 또한, 레이저 (LB) 는, 경계부 (36) 와 평행하게 조사되어 있지 않아도 되고, 예를 들어, 경계부 (36) 에 대해 Z 방향으로 ―5° 내지 5°의 범위에서 경사시켜 조사되어도 된다.

이상과 같이 하여, 용융부 (84) 가, －Z 방향으로부터 방전 팁 (80) 을 본 경우에, 방전 팁 (80) 의 중심 (P) 보다 전극 모재 (31) 의 타단 (35) 측의 영역에 적어도 형성되고, 또한, 비율 (D) 이 76.2 ％ 이상이 되도록, 레이저가 조사되어, 용융부 (84) 가 형성된다. 또한, 이와 같은 용융부 (84) 는, 레이저의 출력값과, 레이저의 스캔 속도와, 영역 (S) 과, 비율 (D) 의 관계를 실험에 의해 구해 두고, 영역 (S) 이 적어도 방전 팁 (80) 의 중심 (P) 보다 전극 모재 (31) 의 타단 (35) 측의 영역에 형성되고, 또한, 비율 (D) 이 76.2 ％ 이상이 되는 레이저의 파워와 스캔 속도를 채용함으로써, 형성할 수 있다.

이상에서 설명한 본 실시형태의 스파크 플러그 (100) 는, 용융부 (84) 가 전극 모재 (31) 의 타단 (35) 측의 영역에 충분히 형성되어 있는 데에 더하여, 용융부 (84) 의 안길이가 충분히 확보될 수 있으므로, 방전층 (82) 과 중간층 (83) 을 구비하는 방전 팁 (80) 이 전극 모재 (31) 로부터 휘는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 방전 팁 (80) 의 내박리성을 향상시킬 수 있다. 또, 방전 팁 (80) 은, 방전층 (82) 과 중간층 (83) 을 구비하는 클래드재이기 때문에, 방전층 (82) 에 의해 스파크 플러그 (100) 의 내구성을 향상시킴과 함께, 중간층 (83) 에 의해 방전층 (82) 과 전극 모재 (31) 의 선팽창 계수의 차이에 의해 발생하는 열 응력을 완화시킬 수 있다.

또, 방전 팁 (80) 의 중심 전극 (20) 과 대향하는 면 (86) 의 면적이, 0.75 ㎟ 이상이기 때문에, 스파크 플러그 (100) 의 내구성을 향상시킬 수도 있다.

이하, 용융부 (84) 가, －Z 방향으로부터 방전 팁 (80) 을 본 경우에, 방전 팁 (80) 의 중심 (P) 보다 전극 모재 (31) 의 타단 (35) 측의 영역에 적어도 형성되고, 또한, 비율 (D) 이 76.2 ％ 이상을 만족시키도록 스파크 플러그 (100) 를 구성하는 것의 근거에 대하여, 실험 결과에 기초하여 설명한다.

A3. 실험 내용 및 그 실험 결과 : 도 6 은, 비율 (D) 의 최적인 범위를 구하기 위해서 실시한 실험의 결과를 나타내는 그래프이다. 본 실험에서는, 상기 서술한 레이저 용접 방법 (도 4, 스텝 S103) 에 있어서, 레이저 (LB) 의 출력값과 스캔 속도를 변경함으로써, 비율 (D) 을 상이하게 하여, 비율 (D) 마다 또한 이하에 나타내는 방전 팁 (80) 의 형상 및 재질마다, 3 개의 스파크 플러그를 제작하였다. 또한, 이 실험에서는, －Z 방향으로부터 방전 팁 (80) 을 본 경우에, 용융부 (84) 가 전극 모재 (31) 의 타단 (35) 측의 영역에 적어도 형성되도록, 레이저 (LB) 를 조사하였다. 방전 팁 (80) 은, 이하의 3 종류의 형상 및 재질을 갖는 방전 팁을 사용하였다. 또, 전극 모재 (31) 의 재질은, 인코넬 601 을 사용하였다.

＜방전 팁 A＞ 형상 : 원 기둥 형상 중심 전극과 대향하는 면 (86) 의 면적 : 0.79 ㎟ (직경 1.0 ㎜) 방전층의 재질 : Pt-Ir 계 합금, 중간층의 재질 : Pt-Ni 계 합금 ＜방전 팁 B＞ 형상 : 사각 기둥 형상 중심 전극과 대향하는 면 (86) 의 면적 : 1.3 ㎟ 방전층의 재질 : Pt-Ir 계 합금, 중간층의 재질 : Pt-Ni 계 합금 ＜방전 팁 C＞ 형상 : 사각 기둥 형상 중심 전극 (20) 과 대향하는 면 (86) 의 면적 : 1.5 ㎟ 방전층의 재질 : Ir 계 합금, 중간층의 재질 : Ir-Pt-Ni 계 합금

다음으로, 비율 (D) 과 방전 팁 (80) 의 내박리성의 관계를 평가하기 위해서, 냉열 시험을 실시하였다. 냉열 시험에서는, 먼저 접지 전극 (30) 의 선단부 (32) 를 버너에 의해 2 분간 가열하여, 접지 전극 (30) 의 온도를 1050 ℃ 까지 상승시켰다. 그 후 버너를 끄고, 접지 전극 (30) 을 1 분간 서랭시키고, 다시 접지 전극 (30) 을 버너에 의해 2 분간 가열하여 접지 전극 (30) 의 온도를 1050 ℃ 까지 상승시켰다. 이 사이클을 1000 회 반복하였다.

다음으로, 접지 전극 (30) 을, 접지 전극 (30) 의 중심선 (C) 을 포함하여, 축선 (O) 과 평행하게 절단하였다. 이 단면 (도 2 에 나타내는 종단면) 에 있어서, 중간층 (83) 과 전극 모재 (31) 가 용융되어 있지 않은 경계부 (36) 의 길이와, 경계부 (36) 부근에 발생한 용융부 (84) 의 산화 스케일 및 크랙의 길이를 합한 길이를 측정하였다. 또, 각각의 스파크 플러그 (100) 에 있어서, 방전 팁의 길이 (T) 에 대한 이 합한 길이의 비율 (K) 을 구하였다. 이 비율 (K) 이 작을수록, 방전 팁 (80) 이 전극 모재 (31) 로부터 박리될 가능성은 낮아진다. 또한, 방전 팁 (80) 의 길이 (T) 에 대한 용융부 (84) 의 안길이 (L) 의 비율 (D) 을 구하였다. 그리고, 동일한 조건에서 제작된 3 개의 스파크 플러그의 비율 (D) 과 비율 (K) 을 각각 평균하여, 비율 (D) 과 비율 (K) 의 관계를 구하였다.

도 6 에 나타내는 바와 같이, 비율 (D) 이 커짐에 따라, 비율 (K) 은 작아졌다. 요컨대, 방전 팁 (80) 과 전극 모재 (31) 의 용접 부분의 길이가 길수록, 방전 팁 (80) 이 전극 모재 (31) 로부터 박리될 가능성이 낮아졌다. 그리고, 비율 (D) 이 76.2 ％ 이상이 되면, 비율 (D) 이 76.2 ％ 미만에 비해 유의하게 비율 (K) 이 작아져, 산화 스케일 및 크랙의 발생이, 방전 팁 (80) 의 박리를 억제 가능한 정도로 억제되고 있는 것을 알아내었다. 또한, 방전 팁의 형상에 의한 내박리성의 유의차는 보이지 않았다.

이상의 결과로부터, 용융부 (84) 는, －Z 방향으로부터 방전 팁 (80) 을 본 경우에, 방전 팁 (80) 의 중심 (P) 보다 전극 모재 (31) 의 타단 (35) 측의 영역에 적어도 형성되어 있고, 방전 팁 (80) 의 길이 (T) 에 대한 용융부 (84) 의 안길이 (L) 의 비율 (D) 이 76.2 ％ 이상인 것이 바람직한 것이 나타났다.

B. 제 2 실시형태 : B1. 스파크 플러그의 구성 : 도 7 은, 제 2 실시형태에 있어서의 스파크 플러그의 접지 전극 (30a) 의 선단부 (32a) 의 종단면도이다. 도 7 에 나타내는 종단면도는, 축선 (O) 과 평행하며, 접지 전극 (30) 의 중심선 (C) 을 포함하고 있다. 본 실시형태에 있어서의 접지 전극 (30a) 에서는, 방전 팁 (80a) 의 중간층 (83a) 의 단면 (87a) 이, 전극 모재 (31a) 의 타단 (35a) 측에 있어서 노출되어 있다. 또한, 본 실시형태의 스파크 플러그에 있어서도, 제 1실시형태의 스파크 플러그와 마찬가지로, 용융부 (84a) 가, －Z 방향으로부터 방전 팁 (80a) 을 본 경우에, 방전 팁 (80a) (방전층 (82a)) 의 중심 (P) 보다 전극 모재 (31a) 의 타단 (35a) 측의 영역에 적어도 형성되어 있고, 용융부 (84a) 의 안길이 (L) 의 비율 (D) 은 76.2 ％ 이상이다. 스파크 플러그의 그 밖의 구성은, 제 1 실시형태의 스파크 플러그 (100) 와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

단면 (87a) 이, 전극 모재 (31a) 의 타단 (35a) 측에 있어서 노출되는 접지 전극 (30a) 은, 상기 서술한 레이저 용접 공정 (도 4, 스텝 S103) 에 있어서, 단면 (87a) 이 노출되도록 레이저 (LB) 의 출력값이나, 레이저 (LB) 의 스캔 속도나, 레이저 (LB) 의 경계부 (36a) 에 대한 조사 각도를 적절히 조절함으로써, 제작할 수 있다.

이상에서 설명한 제 2 실시형태의 스파크 플러그는, 용융부 (84a) 가, －Z 방향으로부터 방전 팁 (80a) 을 본 경우에, 방전 팁 (80a) 의 중심 (P) 보다 전극 모재 (31a) 의 타단 (35a) 측의 영역에 적어도 형성되어 있고, 방전 팁 (80a) 의 길이 (T) 에 대한 용융부 (84a) 의 안길이 (L) 의 비율 (D) 은 76.2 ％ 이상이기 때문에, 제 1 실시형태와 동일한 효과를 발휘한다.

또, 중간층 (83a) 은, 방전층 (82a) 에 가장 많이 함유되는 귀금속 원소를 함유하고 있기 때문에, 전극 모재 (31a) 와 중간층 (83a) 이 용융되어 형성된 용융부 (84a) 와 비교하여, 내불꽃 소모성이 높다. 제 2 실시형태의 스파크 플러그는, 방전 팁 (80a) 의 중간층 (83a) 의 단면 (87a) 이, 전극 모재 (31a) 의 타단 (35a) 측에 있어서 노출되어 있다. 그 때문에, 방전 팁 (80a) 의 선단 (85a) 측에 있어서 스파크 플러그의 방전이 일어나는 경우에도, 중간층 (83) 이 용융부 (84) 에 덮여 있는 제 1 실시형태의 스파크 플러그 (100) 와 비교하여, 내불꽃 소모성을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 도 7 에는, 접지 전극 (30a) 의 중심선 (C) 을 포함한 종단면도에 있어서 중간층 (83a) 의 단면 (87a) 이 노출되어 있는 모습을 나타내고 있지만, 단면 (87a) 이 전극 모재 (31a) 의 타단 (35a) 측에 있어서 노출되어 있는 스파크 플러그이면, 제 2 실시형태와 동일한 효과를 발휘한다.

C. 변형예 : C1. 제 1 변형예 : 상기 서술한 여러 가지의 실시형태에서는, 방전 팁 (80, 80a) 은, 방전층 (82, 82a) 과 중간층 (83, 83a) 을 1 층씩 구비하고 있었다. 이에 반해, 방전 팁 (80c) 은, 2 층 구조의 중간층을 구비하고 있어도 되고, 2 층보다 다층의 중간층을 구비하고 있어도 된다.

도 8 은, 접지 전극 (30c) 의 선단부 (32c) 의 종단면도이다. 도 8 에 나타내는 접지 전극 (30c) 에서는, 방전 팁 (80c) 은, 방전층 (82c) 과, 제 1 중간층 (83b) 과, 제 2 중간층 (83c) 을 구비한다. 제 1 중간층 (83b) 은, 방전층 (82c) 에 가장 많이 함유되는 귀금속 원소 (예를 들어, Pt) 와, 전극 모재 (31c) 에 함유되는 원소 (예를 들어, Ni) 를 함유하고 있다. 제 2 중간층 (83c) 은, 방전층 (82c) 에 가장 많이 함유되는 귀금속 원소 (예를 들어, Pt) 를, 제 1 중간층 (83b) 보다 소량 함유하고 있다. 또, 제 2 중간층 (83c) 은, 전극 모재 (31c) 에 함유되는 원소 (예를 들어, Ni) 를 제 1 중간층 (83b) 보다 많이 함유하고 있다.

이와 같은 방전 팁 (80c) 이면, 제 2 중간층 (83c) 은, 전극 모재 (31c) 에 함유되는 원소 (예를 들어, Ni) 를 제 1 중간층 (83b) 보다 많이 함유하고 있으므로, 제 1 중간층 (83b) 만을 구비하는 경우와 비교하여, 전극 모재 (31c) 에 의해 용융되기 쉽다. 그 때문에, 용융부 (84c) 의 안길이 (L) 의 비율 (D) 을 충분히 확보할 수 있으므로, 방전 팁 (80c) 의 내박리성을 향상시킬 수 있다. 또, 중간층이 제 1 중간층 (83b) 뿐인 경우와 비교하여, 방전 팁 (80c) 에 사용되는 귀금속 원소의 양을 줄일 수 있으므로, 스파크 플러그의 제조에 관련된 비용을 저감시킬 수 있다.

C2. 제 2 변형예 : 상기 서술한 여러 가지의 실시형태에서는, 방전 팁 (80, 80a) 은 중심 전극 (20) 과 대향하는 면 (86, 86a) 의 형상이 정방형인 기둥 형상이었다. 이에 반해, 방전 팁 (80, 80a) 의 형상은, 예를 들어, 중심 전극 (20) 과 대향하는 면 (86, 86a) 의 형상이 사각 형상을 한 기둥 형상이어도 되고, 원 기둥 형상이어도 된다. 즉, 방전 팁 (80, 80a) 의 형상은, 상기 실시형태에 한정되지 않고, 임의의 형상을 채용할 수 있다.

도 9 는, 접지 전극 (30f) 의 선단부 (32f) 의 종단면도이다. 도 9 에 나타내는 종단면도는, 축선 (O) 과 평행하며, 접지 전극 (30f) 의 중심선 (C) 을 포함하고 있다. 도 10 은, 접지 전극 (30f) 의 선단부 (32f) 의 횡단면도이다. 도 10 은, 도 9 에 있어서의 B-B 단면도이고, 경계부 (36f) 를 포함하고 있다. 도 9 및 도 10 에 나타내는 방전 팁 (80f) 의 형상은, 중심 전극 (20) 과 대향하는 면 (86f) 의 형상이 사각 형상을 한 기둥 형상이다. 이와 같은 형상의 방전 팁 (80f) 이어도, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 용융부 (84f) 의 길이 (T) 에 대한 안길이 (L) 의 비율 (D) 이 76.2 ％ 이상이고, 도 10 에 나타내는 바와 같이, －Z 방향으로부터 방전 팁 (80f) 을 본 경우에, 용융부 (84f) 가 방전 팁 (80f) (방전층 (82f)) 의 중심 (P) 보다 전극 모재 (31f) 의 타단 (35f) 측의 영역에 적어도 형성되어 있으면, 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일한 효과를 발휘한다.

C3. 제 3 변형예 : 상기 서술한 여러 가지의 실시형태에서는, 접지 전극 (30, 30a) 의 타단 (35, 35a) 과, 방전 팁 (80, 80a) 의 선단 (85, 85a) 이 일치되어 있고, 동일한 XZ 평면 상에 위치하고 있다. 이에 반해, 접지 전극 (30, 30a) 의 타단 (35, 35a) 과, 방전 팁 (80, 80a) 의 선단 (85, 85a) 은 일치되어 있지 않아도 된다.

도 11 은, 접지 전극 (30e) 의 선단부 (32e) 의 종단면도이다. 도 11 에 나타내는 종단면도는, 축선 (O) 과 평행하며, 접지 전극 (30e) 의 중심선 (C) 을 포함하고 있다. 도 12 는, 접지 전극 (30e) 의 선단부 (32e) 의 횡단면도이다. 도 12 는, 도 11 에 있어서의 E-E 단면도이며, 경계부 (36e) 를 포함하고 있다. 접지 전극 (30e) 에서는, 접지 전극 (30e) 의 타단 (35e) 과, 방전 팁 (80e) 의 선단 (85e) 은 일치되어 있지 않고, 동일한 XZ 평면 상에 위치하고 있지 않다. 또한, 용융부 (84) 는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 안길이 (L) 의 비율 (D) 이 76.2 ％ 이상이다. 또, 중간층 (83e) 의 단면 (87e) 은 노출되어 있다. 또한, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 용융부 (84e) 는, －Z 방향으로부터 방전 팁 (80e) 을 본 경우에, 방전 팁 (80e) (방전층 (82e)) 의 중심 (P) 보다 전극 모재 (31e) 의 타단 (35e) 측의 영역에 적어도 형성되어 있다. 이와 같은 접지 전극 (30e) 을 구비하는 스파크 플러그여도, 상기 서술한 제 2 실시형태와 동일한 효과를 발휘한다.

C4. 제 4 변형예 : 상기 서술한 여러 가지의 실시형태에서는, 방전 팁 (80, 80a) 은, 전극 모재 (31, 31a) 의 패임부 (60) 에 레이저 용접되어 있었다. 이에 반해, 전극 모재 (31, 31a) 에 패임부 (60) 를 형성하지 않고, 방전 팁 (80, 80a) 은 전극 모재 (31, 31a) 의 평탄한 면에 직접 용접되어도 된다.

C5. 제 5 변형예 : 상기 서술한 여러 가지의 실시형태에서는, 용융부의 안길이 (L) 의 비율 (D) 은, 76.2 ％ 이상 또한 100 ％ 미만이다. 이에 반해, 비율 (D) 은 100 ％ 이상이어도 된다.

도 13 은, 접지 전극 (30d) 의 선단부 (32d) 의 종단면도이다. 도 13 에 나타내는 종단면도는, 축선 (O) 과 평행하며, 접지 전극 (30d) 의 중심선 (C) 을 포함하고 있다. 도 13 에 나타내는 접지 전극 (30d) 에서는, 안길이 (L) 의 비율 (D) 이 100 ％ 이상이다. 또한, 도 13 에 나타내는 접지 전극 (30d) 과 같이, 종단면에 있어서 방전 팁 (80d) 과 전극 모재 (31d) 의 경계부가 보이지 않는 경우에는, 방전 팁 (80d) 의 길이 (T) 는, 경계부에 상당하는 방전 팁 (80) 의 길이 (T) (길이 방향을 따른 방전 팁 (80d) 의 최대 길이) 를 측정하면 된다. 또, 용융부 (84d) 의 안길이 (L) 는, 길이 방향을 따른, 방전 팁 (80d) 의 선단 (85d) 으로부터 후단 (88d) 의 방향을 향하는 길이 (L) 를 측정하면 된다. 또한, 도시는 생략하지만, 용융부 (84d) 는, －Z 방향으로부터 방전 팁 (80d) 을 본 경우에, 방전 팁 (80d) 의 중심 (P) 보다 전극 모재 (31d) 의 타단 (35d) 측의 영역에 적어도 형성되어 있다.

이와 같이, 비율 (D) 이 100 ％ 이상인 경우에는, 방전 팁 (80d) 이 전극 모재 (31d) 로부터 휘는 것을 보다 억제할 수 있어, 방전 팁 (80d) 의 내박리성을 보다 향상시킬 수 있다.

C6. 제 6 변형예 : 상기 서술한 제 1 실시형태에서는, 방전 팁 (80) 의 중심 전극 (20) 과 대향하는 면 (86) 의 면적이 0.75 ㎟ 이상이다. 이에 반해, 면 (86) 의 면적은, 0.75 ㎟ 미만이어도 된다.

본 발명은, 상기 서술한 실시형태나 변형예에 한정되는 것이 아니라, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지의 구성으로 실현할 수 있다. 예를 들어, 발명의 개요란에 기재한 각 형태 중의 기술적 특징에 대응하는 실시형태, 변형예 중의 기술적 특징은, 상기 서술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해서, 혹은, 상기 서술한 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해서, 적절히 교체나, 조합을 실시하는 것이 가능하다. 또, 그 기술적 특징이 본 명세서 중에 필수적인 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절히 삭제하는 것이 가능하다.

3 : 세라믹 저항
4 : 시일체
5 : 개스킷
6 : 링 부재
8 : 판 패킹
9 : 탤크
10 : 절연체
12 : 축공
13 : 다리 길이부
14 : 축공 내 단차부
15 : 애자 단차부
17 : 선단측 동체부
18 : 후단측 동체부
19 : 중앙 동체부
20 : 중심 전극
21 : 중심 전극 모재
22 : 심재
23 : 플랜지부
30, 30a, 30c, 30d, 30e, 30f : 접지 전극
31, 31a, 31c, 31d, 31e, 31f : 전극 모재
32, 32a, 32c, 32d, 32e, 32f : 선단부
35, 35a, 35e : 타단
36, 36a, 36e, 36f : 경계부
40 : 단자 금구
50 : 주체 금구
51 : 공구 걸어맞춤부
52 : 장착 나사부
53 : 크림핑부
54 : 시일부
56 : 금구 내 단차부
57 : 선단면
58 : 압축 변형부
60 : 패임부
80, 80a, 80c, 80d, 80e, 80f : 방전 팁
82, 82a, 82c, 82d, 82e, 82f : 방전층
83, 83a, 83e : 중간층
83b : 제 1 중간층
83c : 제 2 중간층
84, 84a, 84c, 84d, 84f : 용융부
85, 85d, 85e : 방전 팁의 선단
86, 86f : 방전 팁의 중심 전극과 대향하는 면
87a, 87e : 중간층의 단면
88, 88d : 방전 팁의 후단
100 : 스파크 플러그
C : 접지 전극의 중심선
G : 방전 갭
LB : 레이저
O : 축선
P : 방전층의 중심
S : 영역
m : 직선

Claims

축선 방향으로 연장되는 중심 전극과, 축공을 갖고 상기 중심 전극이 상기 축공에 형성되는 절연체와, 상기 절연체를 유지하는 통 형상의 주체 금구와,
상기 주체 금구의 선단에 일단부가 접속되는 전극 모재와, 상기 전극 모재의 타단부의 내측면에 접합되어, 상기 중심 전극과 간극을 개재하여 대향하는 방전 팁을 갖는 접지 전극을 구비하는 스파크 플러그로서,
상기 방전 팁은,
상기 중심 전극측에 배치된 귀금속 또는 귀금속 합금을 함유하는 방전층과,
일단이 상기 방전층에 접합되고, 타단의 적어도 일부가 용융부를 개재하여 상기 전극 모재와 접합됨과 함께, 상기 방전층에 함유되는 귀금속 원소 중 가장 많이 함유되는 귀금속 원소를 상기 방전층보다 소량 함유하는 중간층을 갖고,
상기 용융부는, 상기 축선 방향으로부터 상기 방전 팁을 본 경우에, 상기 방전층의 중심보다 상기 전극 모재의 타단측의 영역에 적어도 형성되어 있고,
상기 접지 전극의 길이 방향을 따른 중심선을 포함하여 상기 축선과 평행한 단면에 있어서, 상기 길이 방향을 따른 상기 방전 팁의 길이에 대한, 상기 길이 방향을 따라 상기 방전 팁이 존재하는 범위 내에 있어서의 상기 용융부의 상기 길이 방향을 따른 길이의 비율은, 76.2 ％ 이상인, 스파크 플러그.
제 1 항에 있어서,
상기 전극 모재의 타단측에 있어서, 상기 중간층의 단면이 노출되는, 스파크 플러그.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 방전 팁의 상기 중심 전극과 대향하는 면의 면적은, 0.75 ㎟ 이상인, 스파크 플러그.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비율은 100 ％ 이상인, 스파크 플러그.