WO2009153927A1 - スパークプラグ - Google Patents

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WO2009153927A1
WO2009153927A1 PCT/JP2009/002521 JP2009002521W WO2009153927A1 WO 2009153927 A1 WO2009153927 A1 WO 2009153927A1 JP 2009002521 W JP2009002521 W JP 2009002521W WO 2009153927 A1 WO2009153927 A1 WO 2009153927A1
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WO
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spark plug
center electrode
ground electrode
electrode
base
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/002521
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English (en)
French (fr)
Inventor
福澤怜門
増田浩盟
Original Assignee
日本特殊陶業株式会社
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Publication date
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Priority to JP2009552233A priority patent/JPWO2009153927A1/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/32—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by features of the earthed electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/39—Selection of materials for electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a spark plug.
  • a spark plug In order to improve fuel efficiency and reduce unburned gas, a spark plug is required to have improved ignition performance, and in order to meet such a demand, a spark plug using a noble metal member as a center electrode or a ground electrode is known. Further, in such a spark plug, there is known a technique for further improving the ignitability by providing a narrow portion in the ground electrode (for example, Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to improve the ignitability in a spark plug which does not use a noble metal member for the center electrode or the ground electrode.
  • the spark plug which is one mode of the present invention was constituted as follows. That is, a central electrode extending in the axial direction, an insulator provided on the outer periphery of the central electrode, a cylindrical metal shell surrounding the radial direction of the insulator, and a discharge surface perpendicular or substantially perpendicular to the axial direction And a ground electrode forming a spark gap between the discharge surface and the tip of the center electrode, wherein neither the center electrode nor the ground electrode includes a noble metal member, and the axial direction
  • the ground electrode is joined to the metal shell, and A base which exists above the discharge surface, and a tip which is provided continuously to the base and which is lower than the base and which has the discharge surface, and which is orthogonal to the axial direction, From the base Assuming that the direction toward the recording center electrode is a first direction, the width of
  • the spark plug described above can also be in the following mode.
  • a central electrode extending in the axial direction, an insulator provided on the outer periphery of the central electrode, a cylindrical metal shell surrounding the radial direction of the insulator, and a discharge surface perpendicular or substantially perpendicular to the axial direction
  • the ground electrode forming a spark gap between the discharge surface and the tip of the center electrode, wherein neither the center electrode nor the ground electrode includes a noble metal member, and the axial direction
  • the ground electrode is joined to the metal shell,
  • a base which exists above the discharge surface, and a tip which is provided continuously to the base and which is lower than the base and which has the discharge surface, and which is orthogonal to the axial direction , Said base
  • the direction toward the center electrode is a first direction
  • the width of the center electrode viewed from the first direction is Da
  • the width of the base viewed from the first direction is Da
  • the spark plug described above can also be in the following mode.
  • a central electrode extending in the axial direction, an insulator provided on the outer periphery of the central electrode, a cylindrical metal shell surrounding the radial direction of the insulator, and a discharge surface perpendicular or substantially perpendicular to the axial direction
  • the ground electrode forming a spark gap between the discharge surface and the tip of the center electrode, wherein neither the center electrode nor the ground electrode includes a noble metal member, and the axial direction
  • the ground electrode is joined to the metal shell, A base which exists above the discharge surface, and a tip which is provided continuously to the base and is lower than the base and which has the discharge surface, and which is orthogonal to the axial direction, From the base Assuming that the direction toward the recording center electrode is a first direction, the width of the center electrode viewed from the first direction is Da, and the width of the base viewed from the
  • the spark plug according to claim 1, wherein the discharge surface is a surface corresponding to the position of the chord cut in the substantially straight line.
  • the length of the chord cut in the substantially straight line may be 0.57 mm or more. In this way, the same effect as the above-described spark plug can be obtained while securing the durability of the ground electrode.
  • a shadow of the ground electrode projected onto the center electrode is 2 of the tip surface of the center electrode.
  • the ground electrode and the center electrode may be formed so as not to be formed on any of the two shoulders. In this way, since discharge of the spark plug tends to occur between the two shoulders of the center electrode and the ground electrode, the air-fuel mixture discharges regardless of the orientation of the ground electrode when attached to the engine. It will be easier to reach the position of sparks. As a result, the ignitability can be improved.
  • a width of the tip end viewed from the first direction may be equal to a width of the base.
  • the cross section orthogonal to the axial direction of the center electrode may be circular with a diameter DD satisfying 1.3 mm ⁇ DD ⁇ 2 mm.
  • the base and the tip of the ground electrode may have the same cross-sectional area, and the cross-sectional area may be 1 mm 2 or more. In this way, the same effect as the above-described spark plug can be obtained while securing the durability of the ground electrode.
  • the screw diameter of the screw engaged with the engine head of the metal shell may be M10 or less.
  • the center electrode may be a Ni alloy containing 96.5 wt% or more of Ni. In this way, the ignition performance can be improved while securing the durability of the center electrode.
  • the ground electrode may be a Ni alloy containing 15 wt% or more of Cr. In this way, the ignition performance can be improved while securing the durability of the ground electrode.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a spark plug 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the center electrode 20 of the spark plug 100 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the center electrode 20 of the spark plug 100 in the first embodiment as viewed from the right direction OR (FIG. 2).
  • FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the center electrode 20 of the spark plug 100 in the first embodiment as viewed from the left direction OL (FIG. 2). It is an enlarged view when the front-end
  • FIG. 6 is a diagram showing the results of an ignition performance evaluation test regarding the ground electrode width of the spark plug 100.
  • FIG. 8 is a view showing another result of an ignition performance evaluation test on the ground electrode width of spark plug 100. It is a figure which shows the result of the ignition property evaluation test implemented changing the installation direction of the spark plug 100.
  • FIG. It is a figure which shows the other result of the ignition performance evaluation test implemented by changing the installation direction of the spark plug 100.
  • FIG. It is a figure which shows the result of the ignition property evaluation test regarding the ground electrode width of the spark plug 100a. It is a figure which shows the other result of the ignition performance evaluation test regarding the ground electrode width of the spark plug 100a. It is a figure which shows the result of the ignition property evaluation test implemented changing the installation direction of the spark plug 100a. It is a figure which shows the result of the ignition property evaluation test regarding chamfering dimension R of the ground electrode of the spark plug 100a. It is a figure which shows the other result of the ignition property evaluation test regarding the chamfering dimension R of the ground electrode of the spark plug 100a.
  • FIG. 2 It is a figure which shows the result of the durability evaluation test implemented changing the cross-sectional area of a ground electrode. It is an enlarged view when the front-end
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a spark plug 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the axial direction OD of the spark plug 100 is referred to as the vertical direction in the drawing, and the lower side is described as the front end side of the spark plug 100 and the upper side as the rear end side.
  • the spark plug 100 includes an insulator 10 as an insulator, a metal shell 50 for holding the insulator 10, a center electrode 20 held in the axial direction OD in the insulator 10, a ground electrode 30, and an insulator 10 And a terminal fitting 40 provided at the rear end of the housing.
  • the insulator 10 is formed by firing alumina or the like, and has a cylindrical shape in which an axial hole 12 extending in the axial direction OD is formed at the axial center.
  • a flange portion 19 having the largest outer diameter is formed substantially at the center of the axial direction OD, and a rear end side body portion 18 is formed at the rear end side (upper side in FIG. 1).
  • a distal end side body portion 17 having an outer diameter smaller than that of the rear end side body portion 18 is formed on the distal end side (lower side in FIG. 1) than the flange portion 19 and further on the distal end side than the distal end side body portion 17
  • a long leg portion 13 whose outer diameter is smaller than that of the front end side body portion 17 is formed.
  • the leg length portion 13 is reduced in diameter toward the tip end side, and is exposed to the combustion chamber when the spark plug 100 is attached to the engine head 200 of the internal combustion engine.
  • a step 15 is formed between the long leg 13 and the front end side body 17.
  • the metal shell 50 is a cylindrical metal fitting for fixing the spark plug 100 to the engine head 200 of the internal combustion engine.
  • the metal shell 50 holds the insulator 10 inside so as to surround a portion from the rear end side body portion 18 to the leg length portion 13.
  • the metal shell 50 is formed of a low carbon steel material, and has a tool engaging portion 51 to which a spark plug wrench (not shown) is fitted and a screw thread screwed into a mounting screw hole 201 of the engine head 200 provided on the upper portion of the internal combustion engine.
  • a mounting screw portion 52 formed.
  • the mounting screw portion 52 preferably has an outer diameter (a screw diameter of a screw engaged with the engine head) of M10 or less.
  • a hook-shaped seal portion 54 is formed between the tool engaging portion 51 of the metal shell 50 and the mounting screw portion 52.
  • An annular gasket 5 formed by bending a plate is inserted into a screw neck 59 between the mounting screw portion 52 and the seal portion 54.
  • the gasket 5 is crushed and deformed between the bearing surface 55 of the seal portion 54 and the opening peripheral portion 205 of the mounting screw hole 201. The deformation of the gasket 5 seals the space between the spark plug 100 and the engine head 200, and airtight leakage in the engine through the mounting screw hole 201 is prevented.
  • a thin crimped portion 53 is provided on the rear end side of the metal fitting 50 with respect to the tool engaging portion 51. Further, similarly to the caulking portion 53, a thin buckling portion 58 is provided between the seal portion 54 and the tool engagement portion 51.
  • Annular ring members 6 and 7 are interposed between the inner peripheral surface of the metal shell 50 from the tool engaging portion 51 to the caulking portion 53 and the outer peripheral surface of the rear end side body portion 18 of the insulator 10. Further, powder of talc (talc) is filled between the two ring members 6 and 7. By caulking the caulking portion 53 so as to bend inward, the insulator 10 is pressed toward the tip end inside the metal shell 50 through the ring members 6 and 7 and the talc 9.
  • the stepped portion 15 of the insulator 10 is supported on the step portion 56 formed at the position of the mounting screw portion 52 on the inner periphery of the metal shell 50 via the annular plate packing 8, and the metal shell 50 and the insulation
  • the forceps 10 are integrated.
  • the buckling portion 58 is configured to be flexed and deformed outward with the application of a compressive force at the time of caulking, and the compression length in the axial direction OD of the talc 9 is increased to airtight the inside of the metal shell 50. I am raising sex.
  • a clearance of a predetermined size is provided between the metal shell 50 and the insulator 10 at the tip end side of the step 56.
  • the center electrode 20 is made of copper or copper which is more excellent in thermal conductivity than the electrode base material 21 inside the electrode base material 21 formed of nickel or a nickel-based alloy such as Inconel (trade name) 600 or 601. It is a rod-like electrode having a structure in which a core 25 made of an alloy containing as a main component is embedded.
  • the center electrode 20 is manufactured by packing the core material 25 in the inside of the electrode base material 21 formed in a bottomed cylindrical shape, and performing extrusion molding from the bottom side and drawing it.
  • the core member 25 has a substantially constant outer diameter in the body portion, but a reduced diameter portion is formed on the tip end side.
  • the center electrode 20 is extended toward the rear end in the shaft hole 12 and electrically connected to the rear (upper in FIG. 1) terminal fitting 40 through the seal body 4 and the ceramic resistor 3 (FIG. 1). It is connected.
  • a high voltage cable (not shown) is connected to the terminal fitting 40 through a plug cap (not shown), and a high voltage is applied.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the center electrode 20 of the spark plug 100 in the first embodiment.
  • the front end portion of the spark plug 100 includes a metal shell 50, an insulator 10, a center electrode 20, and a ground electrode 30.
  • the insulator 10 protrudes from the front end surface 57 of the metal shell 50.
  • the center electrode 20 is protruded from the tip end surface 11 of the insulator 10.
  • the center electrode 20 preferably has a substantially circular cross section in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the center electrode (hereinafter also referred to as “cross section of the center electrode 20”).
  • the electrode base material of the ground electrode 30 is made of a metal having high corrosion resistance, and a nickel alloy is used as an example. In this embodiment, a nickel alloy called InconelTM 600 (INC 600) is used.
  • the ground electrode 30 has a substantially rectangular cross section in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the ground electrode (hereinafter also referred to as "the cross section of the ground electrode 30").
  • the base end (one end) 34 of the ground electrode 30 is joined to the front end surface 57 of the metal shell 50 by welding.
  • a discharge surface 32 which is one side surface of the tip end portion (other end portion) 31 of the ground electrode 30 is bent to face the tip end surface 22 of the center electrode 20.
  • a spark gap is formed between the discharge surface 32 and the end surface 22 of the center electrode 20.
  • the spark gap can be, for example, about 0.6 to 1.2 mm.
  • a portion from the base end portion 34 to the position of the discharge surface 32 is referred to as a base portion 33.
  • the composition of the center electrode and the ground electrode base material is not limited to the above nickel alloy, for example, about 0.7 wt% of silicon (Si) component, about 1 wt% of aluminum (Al) component, manganese (Mn (Mn)
  • the Ni alloy may contain about 0.2 wt% of the component C), about 0.03 wt% of the carbon (C) component, and 0.2 wt% of the rare earth component.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the center electrode 20 of the spark plug 100 in the first embodiment as viewed from the right direction OR (FIG. 2).
  • the width of i) the center electrode 20, ii) the base 33, and iii) the tip 31 when the spark plug 100 is viewed in the direction orthogonal to the axial direction OD and connecting the base 33 and the center electrode 20 Compare.
  • the width Da of the center electrode 20 (hereinafter also referred to as “center electrode width Da”) is larger than the width Db of the base 33 (Db ⁇ Da).
  • the diameter DD of the tip surface 22 of the center electrode 20 when viewed from the direction opposite to the axial direction OD of the spark plug 100 be 1.3 mm or more and 2 mm or less .
  • the cross-sectional area (Sa ⁇ Sb) in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the ground electrode 30 is preferably 1 mm 2 or more.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the center electrode 20 of the spark plug 100 in the first embodiment as viewed from the left direction OL (FIG. 2). As shown in FIG. 4, even when viewed from the left direction OL, the two shoulders 20 c of the tip surface 22 of the center electrode 20 can be seen from both ends of the base 33 of the ground electrode 30. There is.
  • the advantages of this configuration are as follows.
  • the installation of the spark plug in the combustion chamber is performed by screwing the attachment screw portion 52 of the spark plug 100 into the attachment screw hole 201 of the engine head 200.
  • the direction in which the spark plug 100 is installed in the combustion chamber varies from product to product.
  • the positions of the intake valve and the exhaust valve in the combustion chamber are fixed. Therefore, depending on the orientation of the ground electrode of the spark plug in the combustion chamber, the ground electrode may become a wall to prevent air-fuel mixture from flowing into the spark point.
  • the orientation of the ground electrode in the combustion chamber greatly affects the ignition performance.
  • the two shoulders 20c of the center electrode 20 can be seen from both ends of the base 33 of the ground electrode 30, even when viewed from the left direction OL.
  • discharge of the spark plug tends to occur between the end of the center electrode and the end of the ground electrode, and therefore, when viewed from the left direction OL of one end of the end face of the center electrode.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the center electrode 20 of the spark plug 100a according to the second embodiment as viewed from the right direction OR (FIG. 2).
  • the difference from the spark plug 100 in the first embodiment is only the shape of the ground electrode 30a.
  • curvilinear chamfering (so-called R-chamfering) is performed at four corners when viewed from the cross section of the ground electrode 30a.
  • the dimension (curvature radius R) of this R-chamfer is preferably 0.3 mm or more.
  • the cross section of the ground electrode 30a may be chamfered in a straight line at its four corners. It is preferable to perform so-called C chamfering as linear chamfering.
  • the chamfering dimension of the linear chamfered portion is also preferably 0.3 mm or more.
  • the cross section of the ground electrode 30a As described above, by making the cross section of the ground electrode 30a substantially elliptical, it is possible to promote the flow of the air-fuel mixture into the spark gap. As a result, it is possible to improve the ignitability while maintaining a sufficient thickness of the ground electrode.
  • FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the center electrode 20 of the spark plug 100b according to the third embodiment as viewed from the right direction OR (FIG. 2).
  • the difference from the spark plug 100 in the first embodiment is that the spark plug 100b is orthogonal to the axial direction OD, and the point Sa of the tip 31b is wide when viewed from the direction connecting the base 33b and the center electrode 20. Only.
  • the width Sa of the tip portion 31 b, the center electrode width Da, and the ground electrode width Db satisfy the relationship of the following equation. Sa ⁇ Da> Db
  • the width of i) the center electrode 20 and ii) the base 33b when the spark plug 100b is viewed in a direction orthogonal to the axial direction OD and connecting the base 33b and the center electrode 20 is the first embodiment.
  • Db / Da ⁇ 0.99 it is preferable to satisfy Db / Da ⁇ 0.92.
  • the diameter DD (FIG. 3) of the front end surface 22 of the center electrode 20 when viewed from the opposite direction to the axial direction OD of the spark plug 100b is 1.3 mm or more and 2 mm or less It is preferable to do.
  • the cross-sectional area (Sa ⁇ Sb) in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the ground electrode 30b is preferably 1 mm 2 or more.
  • the air-fuel mixture is at the position of spark
  • the ignition performance can be improved.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the center electrode 20 of the spark plug 100c in the fourth embodiment as viewed from the right direction OR (FIG. 2).
  • the difference from the spark plug 100a in the second embodiment is that the spark plug 100c is orthogonal to the axial direction OD, and the point Sa of the tip 31c is wide when viewed from the direction connecting the base 33c and the center electrode 20. Only.
  • the width Sa of the tip portion 31c, the center electrode width Da, and the ground electrode width Db satisfy the relationship of the following equation. Sa ⁇ Da> Db
  • the second embodiment is the width of i) the center electrode 20 and ii) the base 33c when the spark plug 100c is viewed in a direction perpendicular to the axial direction OD and connecting the base 33c and the center electrode 20.
  • Db / Da ⁇ 0.99 it is preferable to satisfy Db / Da ⁇ 0.99.
  • the diameter DD (FIG. 3) of the front end surface 22 of the center electrode 20 when viewed in the direction opposite to the axial direction OD of the spark plug 100c is 1.3 mm or more and 2 mm or less It is preferable to do.
  • the cross-sectional area in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the ground electrode 30 c is preferably 1 mm 2 or more.
  • FIG. 18 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the center electrode 20 of the spark plug 100d according to the fifth embodiment as viewed from the right direction OR (FIG. 2).
  • the difference from the spark plug 100 in the first embodiment is only the shape of the ground electrode 30d.
  • the ground electrode 30 d has a shape in which a part of a substantially circular cross section in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the ground electrode 30 is cut by a substantially straight line. That is, the ground electrode 30d before being bent is a substantially cylindrical member whose part is cut in the length direction.
  • the ground electrode 30d is joined to the metal shell 50 in a direction in which the surface corresponding to the position of the chord cut into a substantially straight line becomes the discharge surface 32d after bending.
  • this string is also referred to as "flat portion”.
  • the length of the chord is also referred to as “flat portion length Sc”.
  • the length Sc of the flat portion (hereinafter also referred to as “flat portion length Sc”) is preferably 0.57 mm or more, and more preferably 0.75 mm or more.
  • a part corresponding to the base 33d may not be cut out, and only a part to be the discharge surface 32d may be cut after bending.
  • the spark plug 100d is orthogonal to the axial direction OD thereof and viewed from the direction connecting the base 33d and the center electrode 20, the widths of i) the center electrode 20 and ii) the base 33d are the same as in the first embodiment.
  • the following is. That is, it is preferable to satisfy Db / Da ⁇ 0.99, and it is more preferable to satisfy Db / Da ⁇ 0.92.
  • the diameter DD (FIG. 3) of the tip surface 22 of the center electrode 20 when viewed from the direction opposite to the axial direction OD of the spark plug 100d is 1.3 mm or more and 2 mm or less It is preferable to do.
  • the cross-sectional area in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the ground electrode 30 d is preferably 1 mm 2 or more.
  • the mixture gas can be further promoted into the spark gap.
  • the shape of the base is substantially cylindrical, the air-fuel mixture is smoothly delivered to the spark point. As a result, it is possible to improve the ignitability while maintaining a sufficient thickness of the ground electrode.
  • FIG. 19 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the center electrode 20 of the spark plug 100 e according to the sixth embodiment as viewed from the right direction OR (FIG. 2).
  • the difference from the spark plug 100d in the fifth embodiment is that the diameter Sa of the tip portion 31e when the spark plug 100e is orthogonal to the axial direction OD and viewed from the direction connecting the base 33e and the center electrode 20 is thick Only.
  • the diameter Sa of the end portion 31 e, the center electrode width Da, and the ground electrode width Db satisfy the relationship of the following equation. Sa ⁇ Da> Db
  • the fifth embodiment is the width of i) the center electrode 20 and ii) the base 33e when the spark plug 100e is viewed in a direction orthogonal to the axial direction OD and connecting the base 33e and the center electrode 20.
  • Db / Da ⁇ 0.99 it is preferable to satisfy Db / Da ⁇ 0.92.
  • the diameter DD (FIG. 3) of the front end surface 22 of the center electrode 20 when viewed in the direction opposite to the axial direction OD of the spark plug 100e is 1.3 mm or more and 2 mm or less It is preferable to do.
  • the cross-sectional area in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the ground electrode 30 e is preferably 1 mm 2 or more.
  • the shape of the base is substantially cylindrical, the flow of the air-fuel mixture into the spark gap is further promoted. As a result, it is possible to improve the ignitability while maintaining a sufficient thickness of the ground electrode. Moreover, it is possible to improve durability by thickening the tip portion.
  • FIG. 8 is a view showing the result of the ignition performance evaluation test regarding the ground electrode width of the spark plug 100.
  • FIG. 9 is a view showing another result of the ignitability evaluation test on the ground electrode width of the spark plug 100.
  • a spark plug was attached to a 2000 cc, 6-cylinder DOHC gasoline engine, and idling operation was performed at an intake pressure of -550 mmHg and 750 rpm. Then, the ignition timing of the spark plug was advanced to measure an ignition timing at which no misfire or the like occurs (hereinafter, referred to as “stable combustion limit advance angle”).
  • the spark plug of the sample used at this time is the spark plug 100 shown as the first embodiment, and the protrusion size of the insulator 10 from the front end surface 57 of the metal shell 50 is 1.5 mm.
  • the projection size of the center electrode 20 from the end face 11 is 1.5 mm.
  • FIG. 8A shows the experimental results of Samples # 1 to # 11 in which the center electrode width Da (FIG. 3) is fixed to 1.5 mm.
  • FIG. 9A shows experimental results of Samples # 21 to # 31 in which the center electrode width Da (FIG. 3) is fixed to 2.0 mm. Then, for each sample, the stable combustion limit advance angle ( ⁇ BTDC) is obtained while changing the ground electrode width Db (FIG. 3), and the ratio is represented by “ignition reduction rate (%)”. The ignitability reduction rate was determined by the following equation.
  • Ignition property decrease rate (%) [stable combustion limit advance angle in the direction of poor ignition performance (.BTDC)] / [stable combustion limit advance angle in the direction of good ignition performance (.BTDC)]
  • FIG. 8 (B) is a graph of the evaluation result of FIG. 8 (A).
  • FIG. 9 (B) is a graph of the evaluation result of FIG. 9 (A).
  • FIG. 10 is a diagram showing the results of the ignition performance evaluation test performed with the installation direction of the spark plug 100 changed.
  • a spark plug was attached to a six-cylinder DOHC type gasoline engine with a displacement of 2000 cc, and idling operation was performed at an intake pressure of -550 mmHg and 750 rpm. Then, the ignition timing of the spark plug was advanced, and the ignition timing (stable combustion limit advance angle) at which a misfire did not occur was measured.
  • the plug used at this time is the spark plug 100 shown as the first embodiment, and further, the protrusion dimension of the insulator 10 from the end surface 57 of the metal shell 50 is 1.5 mm, and the end surface 11 of the insulator 10 Of the center electrode 20 is 1.5 mm.
  • FIG. 10A shows the spark plug used in this evaluation.
  • Comparative Example # 41 one having a center electrode width Da of 1.5 mm and a ground electrode width Db of 1.7 mm was used.
  • Example # 42 used the thing similar to sample # 1 of FIG. 8 (A).
  • FIGS. 10 (B) and (C) show the installation direction of the spark plug in this evaluation.
  • FIG. 10 (B) shows a case where the front end portion 31 of the ground electrode of the spark plug 100 is installed so as to face the exhaust valve side.
  • FIG. 10C shows the case where the tip end portion 31 of the ground electrode of the spark plug 100 is installed so as to face the intake valve side.
  • the spark plug 100 has the lowest ignition performance when installed in the direction of FIG. 10B, and the highest ignition performance when installed in the direction of FIG. 10C.
  • FIGS. 10 (B) and 10 (C) show the configuration of the engine used in this evaluation test in a greatly simplified manner.
  • the flow of air-fuel mixture in the combustion chamber is not uniquely determined by the position of the valve because various factors such as the shape of the intake pipe and the structure in the combustion chamber affect the flow of the air-fuel mixture.
  • FIG. 10D shows the evaluation test in which the spark plug is installed on the IN side (FIG. 10B) and the EX side (FIG. 10C) for each of Comparative Example # 41 and Example # 42.
  • the ignitability reduction rate was determined by the following equation.
  • Ignition property decrease rate (%) [stable combustion limit advance angle in the direction of poor ignition ability (IN side) ( ⁇ BTDC)] / [stable combustion limit advance angle in the direction of good ignition performance (EX side) ( ⁇ BTDC)]
  • FIG. 10 (E) is a graph of the evaluation result.
  • the spark plug of Example # 42 has a significantly improved stable combustion limit advance angle (.BTDC) when installed in a direction in which the ignition performance is worse than that of Comparative Example # 41. I understand that. Also, it can be seen that the variation in the ignition performance is suppressed when installed in the direction with good ignition performance and when installed in the direction with poor ignition performance.
  • .BTDC stable combustion limit advance angle
  • FIG. 11 is a diagram showing another result of the ignitability evaluation test carried out with the installation direction of the spark plug 100 changed.
  • Comparative Example # 51 one having a center electrode width Da of 2.0 mm and a ground electrode width Db of 2.2 mm was used.
  • Example # 52 used the thing similar to sample # 1 of FIG. 8 (A).
  • tip part 31 of the ground electrode so that it might face the exhaust valve side (FIG. 9 (B)) was made into 0 degree.
  • the stable combustion limit advance angle (.BTDC) was measured while being shifted clockwise by 45 degrees.
  • the portion at 0 degrees indicates the stable combustion limit advance angle (.BTDC) when the sample spark plug is installed in the direction in which the ignitability is the worst.
  • the portion of 180 degrees indicates the stable combustion limit advance angle (.BTDC) when the sample is installed in the direction in which the ignitability is the best.
  • the spark plug of Example # 52 has a significantly improved stable combustion limit advance angle (.BTDC) compared to Comparative Example # 51. Also, it can be seen that the variation in the ignition performance is suppressed when installed in the direction with good ignition performance and when installed in the direction with poor ignition performance.
  • FIG. 12 is a diagram showing the result of the ignition performance evaluation test regarding the ground electrode width of the spark plug 100a.
  • FIG. 13 is a view showing another result of the ignitability evaluation test on the ground electrode width of the spark plug 100a.
  • These ignitability evaluation tests were conducted according to the methods described in FIGS. 8 and 9.
  • the spark plug of the sample used at this time is the spark plug 100a shown as the second embodiment, and further, the protrusion dimension of the insulator 10 from the front end surface 57 of the metal shell 50 is 1.5 mm, the insulator The projection size of the center electrode 20 from the tip surface 11 of 10 is 1.5 mm.
  • FIG. 12A an experiment of samples # 71 to # 78 in which the center electrode width Da (FIG. 5) is fixed at 1.5 mm and the chamfering dimension R (FIG. 5) of the ground electrode is fixed at 0.3 mm. The results are shown. In these samples, R-chamfering was adopted as a chamfering shape.
  • FIG. 13A an experiment of samples # 81 to # 88 in which the center electrode width Da (FIG. 5) is fixed to 2.0 mm and the chamfering dimension R (FIG. 5) of the ground electrode is fixed to 0.3 mm. The results are shown. Then, for each sample, the stable combustion limit advance angle ( ⁇ BTDC) is obtained while changing the ground electrode width Db (FIG. 5), and the ratio is represented by the “ignitability reduction rate (%)”. The method of calculating the rate of decrease in ignitability is as described in FIG.
  • FIG. 12 (B) is a graph of the evaluation result of FIG. 12 (A).
  • FIG. 13 (B) is a graph of the evaluation result of FIG. 13 (A).
  • FIG. 14 is a diagram showing the results of the ignition performance evaluation test performed by changing the installation direction of the spark plug 100a.
  • the ignitability evaluation test was performed according to the method described in FIG.
  • the spark plug of the sample used at this time is the spark plug 100a shown as the second embodiment, and further, the protrusion dimension of the insulator 10 from the front end surface 57 of the metal shell 50 is 1.5 mm, the insulator The projection size of the center electrode 20 from the tip surface 11 of 10 is 1.5 mm.
  • FIG. 14A shows a spark plug used in this evaluation.
  • Comparative Example # 91 one having a center electrode width Da of 1.5 mm and a ground electrode width Db of 1.7 mm was used.
  • Example # 92 used the thing similar to sample # 71 of FIG. 12 (A).
  • FIGS. 14 (B) and (C) show the flow of air-fuel mixture in the engine used in this evaluation, as in FIG. FIG. 14 (D) shows the evaluation test in which the spark plug is installed on the IN side (FIG. 14 (B)) and the EX side (FIG. 14 (C)) for each of Comparative Example # 91 and Example # 92.
  • .BTDC stable combustion limit advance angle
  • FIG. 14 (E) is a graph of the evaluation result. From the results of this evaluation test, stable combustion limit advance angle (.BTDC) in the case where the ignition performance in Example # 92 is set in the bad direction is the case in which the ignition performance in Comparative Example # 91 is set in the good direction. It can be seen that it becomes larger than the stable combustion limit advance angle (.BTDC). This indicates that the spark plug of Example # 92 has better ignition performance than Comparative Example # 91 regardless of the installation direction.
  • .BTDC stable combustion limit advance angle
  • FIG. 15 is a diagram showing the result of the ignitability evaluation test on the chamfering dimension R of the ground electrode of the spark plug 100a.
  • FIG. 16 is a diagram showing another result of the ignitability evaluation test on the chamfering dimension R of the ground electrode of the spark plug 100a.
  • the spark plug 100a of Example # 76 which is the boundary of the determination in the evaluation test shown in FIG. 12A, is used as a sample.
  • the spark plug 100a of Example # 86 which is the boundary of the determination in the evaluation test shown in FIG. 13A, was used as a sample. Then, for each sample, while changing the chamfering dimension R (Fig. 5) of the ground electrode, the stable combustion limit advance angle (.BTDC) is obtained and the ratio is shown as the ratio of "% decrease in ignitability" is there.
  • the method of calculating the rate of decrease in ignitability is as described in FIG.
  • FIG. 15 (B) is a graph of the evaluation result of FIG. 15 (A).
  • FIG. 16 (B) is a graph of the evaluation result of FIG. 16 (A).
  • the ignitability is improved as the chamfered dimension R of the ground electrode is larger. This is because, when the ground electrode 30a is viewed from the cross section, the larger the chamfer dimensions (mm) at the four corners, the more the flow of the mixture into the spark gap is promoted. From the above, it can be seen that in the spark plug 100a of the second embodiment, when the ground electrode 30a is viewed from the cross section, it is preferable to set the chamfering dimension (mm) at the four corners to 0.3 mm or more.
  • FIG. 17 is a diagram showing the results of a durability evaluation test performed while changing the cross-sectional area of the ground electrode.
  • a spark plug is attached to a 6800 gasoline engine with a displacement of 2800 cc, and continuous operation is performed for 100 hours at a constant rotation of 5000 rpm, and the degree of exhaustion of the ground electrode before and after the test The (gap increase mm) was measured.
  • the spark plug of the sample used at this time is the spark plug 100 shown as the first embodiment, and further has the following configuration.
  • the outer diameter of the metal shell 50 is M14 ii)
  • Initial spark gap between center electrode 20 and ground electrode 30 is 0.9 mm iii)
  • the projection size of the insulator 10 from the front end surface 57 of the metal shell 50 is 1.5 mm iv)
  • the projection size of the center electrode 20 from the end face 11 of the insulator 10 is 1.5 mm v)
  • the diameter DD (FIG. 3) of the tip surface 22 of the center electrode 20 is 1.3 mm vi)
  • the composition of the center electrode 20 and the ground electrode 30 is about 95 wt% of Ni, about 1.5 wt% of Cr, about 1.5 wt% of Si, and about 2 wt% of Mn
  • FIG. 17A center electrodes of a plurality of samples # 61 to # 64 in which the cross-sectional area in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the ground electrode 30 (hereinafter also referred to as “cross-sectional area of the ground electrode”) is changed.
  • the amount of increase in spark gap between the point 20 and the ground electrode 30 was obtained and represented as "increase in gap (mm)". In this evaluation, if the spark gap increases by 0.2 mm or more, the discharge is not performed at the normal position, and the side spark may occur.
  • FIG. 17 (B) is a graph of the evaluation result of FIG. 17 (A).
  • the cross-sectional area of the ground electrode is preferably 1 mm 2 or more.
  • the amount of increase of the spark gap between the center electrode and the ground electrode largely depends on the heat escapeability of the ground electrode (hereinafter also referred to as “heat transfer”). In general, a spark plug in operation is heated to a constant temperature corresponding to operating conditions, and reaches a maximum temperature at the tip of the spark plug ignition portion. And, the thinner the ground electrode, the worse the heat transfer. As a result, the wear rate of the ground electrode is increased.
  • the cross-sectional area of the ground electrode is preferably 1 mm 2 or more regardless of the shape of the cross-sectional area of the ground electrode in order to enhance the durability. From the above, it is understood that also in the spark plugs of the second to fourth embodiments, the cross-sectional area of the ground electrode is preferably 1 mm 2 or more.
  • FIG. 20 is a diagram showing the results of the ignition performance evaluation test regarding the ground electrode width of the spark plug 100d.
  • FIG. 21 is a view showing another result of the ignitability evaluation test on the ground electrode width of the spark plug 100d.
  • FIG. 20A shows experimental results of Samples # 201 to # 205 in which the center electrode width Da (FIG. 18) is fixed to 1.5 mm.
  • FIG. 21A shows the experimental results of Samples # 211 to # 215 in which the center electrode width Da (FIG. 18) is fixed to 2.0 mm.
  • the cross section of the portion corresponding to the base portion 33d and the cross section of the portion corresponding to the end portion 31d have the same diameter, so the ground electrode width Db and the ground electrode diameter Sa have the same value.
  • the stable combustion limit advance angle ( ⁇ BTDC) is determined while changing the ground electrode width Db (FIG. 18), and the ratio is represented by “ignition reduction rate (%)”.
  • the method of calculating the rate of decrease in ignitability is as described in FIG.
  • FIG. 20 (B) is a graph of the evaluation result of FIG. 20 (A).
  • FIG. 21 (B) is a graph of the evaluation result of FIG. 21 (A).
  • sample # 201 can obtain even better results than the example of samples # 1 and # 71.
  • sample # 213 shown in FIG. 21 The experimental results of sample # 213 shown in FIG. 21 are compared with sample # 28 (first embodiment, FIG. 9) and sample # 86 (second embodiment, FIG. 13) tested under the same conditions.
  • the ignitability reduction rate is 92.0%.
  • the spark plug 100d of the fifth embodiment preferably satisfies the relationship of Db / Da ⁇ 0.99, and more preferably satisfies the relationship of Db / Da ⁇ 0.92. .
  • FIG. 22 is a diagram showing the results of a durability evaluation test performed while changing the length of the flat portion of the ground electrode.
  • a spark plug is attached to a 3-cylinder gasoline engine with a displacement of 660 cc, and continuous operation is performed for 150 hours at a constant rotation of 6000 rpm, and the degree of exhaustion of the ground electrode before and after the test The (gap increase mm) was measured.
  • the spark plug of the sample used at this time is the spark plug 100 d shown as the fifth embodiment, and further has the following configuration.
  • the outer diameter of the metal shell 50 is M10 ii)
  • the initial spark gap between the center electrode 20 and the ground electrode 30d is 0.85 mm iii)
  • the length from the front end surface 57 of the metal shell 50 to the front end surface 22 of the center electrode 20 is 3.0 mm iv)
  • the diameter DD (FIG. 3) of the tip surface 22 of the center electrode 20 is 2.0 mm (samples # 221 to # 223), 2.5 mm (samples # 231 to # 233)
  • FIG. 22A the increase in the spark gap between the center electrode 20 and the ground electrode 30d is obtained for a plurality of samples # 221 to # 223 in which the flat portion length Sc (FIG. 18) of the ground electrode 30 is changed. It was expressed as "gap increase (mm)". In this evaluation, if the spark gap increases by 0.2 mm or more, the discharge is not performed at the normal position, and the side spark may occur. .
  • FIG. 22 (B) is a graph showing the evaluation results of the samples # 221 to # 223 of FIG. 22 (A).
  • FIG. 22 (C) is a graph of the evaluation results of the samples # 231 to # 233 of FIG. 22 (A).
  • the length Sc of the flat portion is preferably 0.57 mm or more, and more preferably 0.75 mm or more.
  • FIG. 23 is a diagram showing the results of a durability evaluation test performed while changing the composition of the center electrode.
  • this durability evaluation test after attaching a spark plug to a three-cylinder gasoline engine with a displacement of 660 cc, set the stable combustion limit advance angle (.BTDC) to 5 °, and the air-fuel ratio (A / F) to 10.7. Continuous operation for 100 hours was performed at a constant rotation of 4000 rpm, and the degree of wear (gap increase mm) of the center electrode before and after the test was measured.
  • the spark plug of the sample used at this time is the spark plug 100 d shown as the fifth embodiment, and further has the following configuration.
  • the outer diameter of the metal shell 50 is M10 ii)
  • the initial spark gap between the center electrode 20 and the ground electrode 30d is 0.85 mm iii)
  • the length from the front end surface 57 of the metal shell 50 to the front end surface 22 of the center electrode 20 is 3.0 mm iv)
  • the diameter DD (FIG. 3) of the tip surface 22 of the center electrode 20 is 1.5 mm v)
  • the width Sa (FIG. 18) of the tip 31d of the ground electrode 30d is 1.3 mm
  • FIG. 23A shows the composition of the ground electrode 30d used in the durability evaluation test.
  • FIG. 23B for the plurality of samples # 301 to # 304 in which the composition of the center electrode 20 is changed, the increase amount of the spark gap between the center electrode 20 and the ground electrode 30d is obtained. Expressed as ")". In this evaluation, if the spark gap increases by 0.2 mm or more, the discharge may not be performed at the normal position, and the side spray may occur. ). Note that in each of FIGS. 23A and 23B, the unit is represented by mass percentage (wt%). Further, Ni is obtained as a value obtained by subtracting the analysis value (wt%) of another material from 100 wt%.
  • the center electrode 20 has less protrusion into the combustion chamber as compared to the ground electrode 30d, and the temperature is less likely to rise. For this reason, it is preferable to use, for the center electrode 20, an electrode material having a small additive content and a small specific resistance, in which the fire resistance to fire is emphasized.
  • the center electrode 20 be a Ni alloy containing 96.5 wt% or more of Ni. Further, for the reason described above, also in the spark plug of the other embodiment, it is preferable that the center electrode be a Ni alloy containing 96.5 wt% or more of Ni.
  • FIG. 24 is a diagram showing the results of a durability evaluation test performed while changing the composition of the ground electrode. This durability evaluation test was performed according to the method described in FIG. Further, the spark plug of the sample used at this time is the spark plug 100 d shown as the fifth embodiment, and further has the same configuration as the configuration described in FIG.
  • FIG. 24A shows the composition of the center electrode 20 used in the durability evaluation test.
  • FIG. 24B the increase amount of the spark gap between the center electrode 20 and the ground electrode 30d is obtained for a plurality of samples # 311 to # 313 in which the composition of the ground electrode 30d is changed. Expressed as ")".
  • the spark gap increases by 0.2 mm or more, the discharge may not be performed at the normal position, and the side spray may occur.
  • the unit is represented by mass percentage (wt%).
  • Ni is obtained as a value obtained by subtracting the analysis value (wt%) of another material from 100 wt%.
  • the larger the ratio of Cr in the composition of the ground electrode 30d the smaller the amount of increase in the spark gap, that is, the higher the durability.
  • the ground electrode 30d has a larger protrusion into the combustion chamber than the center electrode 20, and the temperature is likely to rise. Furthermore, since the ground electrode 30d in the present embodiment is formed narrower than the center electrode 20, the temperature is more likely to rise. For this reason, it is preferable to use, as the ground electrode 30d, an electrode material containing a large amount of Cr for forming a stable oxide film, in which importance is attached to oxidation resistance.
  • the ground electrode 30d is preferably made of a Ni alloy containing 15 wt% or more of Cr. Further, for the reason described above, it is preferable that the ground electrode be a Ni alloy containing 15 wt% or more of Cr as well in the spark plugs of the other embodiments.
  • Modification 1 In the above embodiment, the vertical discharge type has been described as an example, but the positional relationship between the tip of the ground electrode and the tip of the center electrode is appropriately set according to the application of the spark plug, the required performance, etc. It is possible. In addition, a plurality of ground electrodes may be provided for one center electrode.
  • the cross section of the ground electrode is described as being substantially rectangular, substantially elliptical, or substantially circular.
  • the shape of the cross section of the ground electrode is not limited to this, and can be various shapes.

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Abstract

　中心電極や接地電極に貴金属部材を用いないスパークプラグにおいて、着火性を向上させる。 　スパークプラグは、中心電極と、絶縁体と、主体金具と、放電面を有し、前記放電面と前記中心電極の先端との間で火花ギャップを形成する接地電極を備える。前記中心電極および前記接地電極はいずれも貴金属部材を備えておらず、前記接地電極は、前記主体金具に接合されているとともに、前記放電面よりも上に存在する基部と、前記基部に連続して前記基部よりも下に設けられているとともに、前記放電面を有する先端部とを備える。前記軸線方向と直交するとともに、前記基部から前記中心電極に向かう方向を第１の方向とし、前記第１の方向から見た前記中心電極の幅をＤａとし、前記第１の方向から見た前記基部の幅をＤｂとしたとき、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９２を満たすことを特徴とする。

Description

スパークプラグ
　本発明は、スパークプラグに関する。
　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の向上が求められ、こうした要求に応えるため、中心電極や接地電極に貴金属部材を用いたスパークプラグが知られている。また、このようなスパークプラグにおいて、接地電極に幅狭部を設けることによって、更なる着火性の向上を図る技術が知られている（例えば、特許文献１）。
　しかし、従来から、高価な貴金属部材を使用せずに、着火性を向上することのできる技術が望まれていた。
特開２００７－２５０３４４公報
　本発明は、中心電極や接地電極に貴金属部材を用いないスパークプラグにおいて、着火性を向上させることを目的とする。
　上記した目的を達成するために、本発明の一態様であるスパークプラグを次のように構成した。すなわち、軸線方向に延在する中心電極と、前記中心電極の外周に設けられる絶縁体と、前記絶縁体の径方向を取り囲む筒状の主体金具と、前記軸線方向に垂直又は略垂直な放電面を有し、前記放電面と前記中心電極の先端との間で火花ギャップを形成する接地電極とを備え、前記中心電極および前記接地電極はいずれも貴金属部材を備えておらず、前記軸線方向のうち、前記中心電極から前記接地電極の放電面に向かう方向を下方向とし、前記下方向と逆の方向を上方向としたとき、前記接地電極は、前記主体金具に接合されているとともに、前記放電面よりも上に存在する基部と、前記基部に連続して前記基部よりも下に設けられているとともに、前記放電面を有する先端部と、を備え、前記軸線方向と直交するとともに、前記基部から前記中心電極に向かう方向を第１の方向とし、前記第１の方向から見た前記中心電極の幅をＤａとし、前記第１の方向から見た前記基部の幅をＤｂとしたとき、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９２を満たすことを特徴とする、スパークプラグ。
　こうすれば、エンジンに取り付けられた際に、接地電極の向きによって混合気が火花ギャップに到達しにくくなるという現象を緩和することができるので、中心電極や接地電極に貴金属部材を用いないスパークプラグにおける着火性を向上させることができる。
　上述したスパークプラグは、次のような態様とすることもできる。例えば、軸線方向に延在する中心電極と、前記中心電極の外周に設けられる絶縁体と、前記絶縁体の径方向を取り囲む筒状の主体金具と、前記軸線方向に垂直又は略垂直な放電面を有し、前記放電面と前記中心電極の先端との間で火花ギャップを形成する接地電極と、を備え、前記中心電極および前記接地電極はいずれも貴金属部材を備えておらず、前記軸線方向のうち、前記中心電極から前記接地電極の放電面に向かう方向を下方向とし、前記下方向と逆の方向を上方向としたとき、前記接地電極は、前記主体金具に接合されているとともに、前記放電面よりも上側に存在する基部と、前記基部に連続して前記基部よりも下側に設けられているとともに、前記放電面を有する先端部と、を備え、前記軸線方向と直交するとともに、前記基部から前記中心電極に向かう方向を第１の方向とし、前記第１の方向から見た前記中心電極の幅をＤａとし、前記第１の方向から見た前記基部の幅をＤｂとしたとき、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９９を満たし、かつ、前記第１の方向とは逆の方向から見た前記先端部の面は、その四隅を曲線または直線で面取りした形状を有しており、前記面取りの寸法は０．３ｍｍ以上であることを特徴とする、スパークプラグ。
　こうすれば、先端部の面が面取りされることによって火花ギャップ内への混合気の流入が促されるため、接地電極の幅をやや大きな値に維持しながら、上述したスパークプラグと同様の効果を得ることができる。
　上述したスパークプラグは、次のような態様とすることもできる。例えば、軸線方向に延在する中心電極と、前記中心電極の外周に設けられる絶縁体と、前記絶縁体の径方向を取り囲む筒状の主体金具と、前記軸線方向に垂直又は略垂直な放電面を有し、前記放電面と前記中心電極の先端との間で火花ギャップを形成する接地電極と、を備え、前記中心電極および前記接地電極はいずれも貴金属部材を備えておらず、前記軸線方向のうち、前記中心電極から前記接地電極の放電面に向かう方向を下方向とし、前記下方向と逆の方向を上方向としたとき、前記接地電極は、前記主体金具に接合されているとともに、前記放電面よりも上に存在する基部と、前記基部に連続して前記基部よりも下に設けられているとともに、前記放電面を有する先端部と、を備え、前記軸線方向と直交するとともに、前記基部から前記中心電極に向かう方向を第１の方向とし、前記第１の方向から見た前記中心電極の幅をＤａとし、前記第１の方向から見た前記基部の幅をＤｂとしたとき、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９９を満たし、かつ、前記接地電極の、前記第１の方向とは逆の方向から見た前記先端部の面の形状は、略円形の一部を略直線で切りとった形状であり、前記放電面は、前記略直線で切りとられた形状の弦の位置に相当する面であることを特徴とする、スパークプラグ。
　こうすれば、基部の形状が略円柱形となるため、混合気が滑らかに火花ポイントに送り出される。この結果、接地電極の幅をやや大きな値に維持しながら、さらに着火性を向上させることができる。
　上記構成のスパークプラグにおいて、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９２を満たすこととしてもよい。
　こうすれば、基部の形状が略円柱形となるため、混合気が滑らかに火花ポイントに送り出される。この結果、さらに着火性を向上させることができる。
　上記構成のスパークプラグにおいて、前記略直線で切りとられた形状の弦の長さは０．５７ｍｍ以上であるものとしてもよい。
　こうすれば、接地電極の耐久性を確保しながら、上述したスパークプラグと同様の効果を得ることができる。
　上記構成のスパークプラグにおいて、前記第１の方向に沿って前記接地電極を前記中心電極に投影したときに、前記中心電極上に投影される前記接地電極の影が前記中心電極の先端面の２つの肩部のいずれにも形成されないように、前記接地電極と前記中心電極が形成されているものとしてもよい。
　こうすれば、スパークプラグの放電は中心電極の２つの肩部と接地電極との間で発生しやすい傾向があるため、エンジンに取り付けられた際の接地電極の向きによらず、混合気が放電による火花の位置に到達しやすくなる。この結果、着火性を向上させることができる。
　上記構成のスパークプラグにおいて、前記第１の方向から見た前記先端部の幅が前記基部の幅と等しいものとしてもよい。
　こうすれば、接地電極の加工の容易性を確保しながら、上述したスパークプラグと同様の効果を得ることができる。
　上記構成のスパークプラグにおいて、前記中心電極の前記軸線方向と直交する断面は、その直径ＤＤが、１．３ｍｍ≦ＤＤ≦２ｍｍを満たす円形であることものとしてもよい。
　上記構成のスパークプラグにおいて、前記接地電極の前記基部と前記先端部とが同一の断面積を有しており、該断面積が１ｍｍ2以上であるものとしてもよい。
　こうすれば、接地電極の耐久性を確保しながら、上述したスパークプラグと同様の効果を得ることができる。
　上記構成のスパークプラグにおいて、前記主体金具のエンジンヘッドと係合するネジのネジ径はＭ１０以下であることものとしてもよい。
　上記構成のスパークプラグにおいて、前記中心電極は、Ｎｉを９６．５ｗｔ％以上含有するＮｉ合金であるものとしてもよい。
　こうすれば、中心電極の耐久性を確保しながら、着火性を向上させることができる。
　上記構成のスパークプラグにおいて、前記接地電極は、Ｃｒを１５ｗｔ％以上含有するＮｉ合金であるものとしてもよい。
　こうすれば、接地電極の耐久性を確保しながら、着火性を向上させることができる。
本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００の部分断面図である。 第１実施形態におけるスパークプラグ１００の中心電極２０の先端付近の拡大図である。 第１実施形態におけるスパークプラグ１００の中心電極２０の先端付近を右方向ＯＲ（図２）から見たときの拡大図である。 第１実施形態におけるスパークプラグ１００の中心電極２０の先端付近を左方向ＯＬ（図２）から見たときの拡大図である。 第２実施形態におけるスパークプラグ１００ａの中心電極２０の先端付近を右方向ＯＲ（図２）から見たときの拡大図である。 第３実施形態におけるスパークプラグ１００ｂの中心電極２０の先端付近を右方向ＯＲ（図２）から見たときの拡大図である。 第４実施形態におけるスパークプラグ１００ｃの中心電極２０の先端付近を右方向ＯＲ（図２）から見たときの拡大図である。 スパークプラグ１００の接地電極幅に関する着火性評価試験の結果を示す図である。 スパークプラグ１００の接地電極幅に関する着火性評価試験の他の結果を示す図である。 スパークプラグ１００の設置方向を変えて実施した着火性評価試験の結果を示す図である。 スパークプラグ１００の設置方向を変えて実施した着火性評価試験の他の結果を示す図である。 スパークプラグ１００ａの接地電極幅に関する着火性評価試験の結果を示す図である。 スパークプラグ１００ａの接地電極幅に関する着火性評価試験の他の結果を示す図である。 スパークプラグ１００ａの設置方向を変えて実施した着火性評価試験の結果を示す図である。 スパークプラグ１００ａの接地電極の面取り寸法Ｒに関する着火性評価試験の結果を示す図である。 スパークプラグ１００ａの接地電極の面取り寸法Ｒに関する着火性評価試験の他の結果を示す図である。 接地電極の断面積を変化させながら実施した耐久性評価試験の結果を示す図である。 第５実施形態におけるスパークプラグ１００ｄの中心電極２０の先端付近を右方向ＯＲ（図２）から見たときの拡大図である。 第６実施形態におけるスパークプラグ１００ｅの中心電極２０の先端付近を右方向ＯＲ（図２）から見たときの拡大図である。 スパークプラグ１００ｄの接地電極幅に関する着火性評価試験の結果を示す図である。 スパークプラグ１００ｄの接地電極幅に関する着火性評価試験の他の結果を示す図である。 接地電極の平坦部の長さを変化させながら実施した耐久性評価試験の結果を示す図である。 中心電極の組成を変化させながら実施した耐久性評価試験の結果を示す図である。 接地電極の組成を変化させながら実施した耐久性評価試験の結果を示す図である。
　次に、本発明の実施の形態および実験結果を以下の順序で説明する。
Ａ．各種の実施形態：
Ｂ．実験結果１（接地電極幅に関する実験結果）：
Ｃ．実験結果２（接地電極幅と面取り寸法に関する実験結果）：
Ｄ．実験結果３（接地電極の断面積に関する実験結果）：
Ｅ．実験結果４（接地電極幅と接地電極径に関する実験結果）：
Ｆ．実験結果５（接地電極の平坦部の長さに関する実験結果）：
Ｇ．実験結果６（中心電極の組成に関する実験結果）：
Ｈ．実験結果７（接地電極の組成に関する実験結果）：
Ｉ．変形例： 
Ａ．各種の実施形態：
　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、絶縁体として絶縁碍子１０と、この絶縁碍子１０を保持する主体金具５０と、絶縁碍子１０内に軸線方向ＯＤに保持された中心電極２０と、接地電極３０と、絶縁碍子１０の後端部に設けられた端子金具４０とを備えている。
　絶縁碍子１０は周知のように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との間には段部１５が形成されている。
　主体金具５０は、内燃機関のエンジンヘッド２００にスパークプラグ１００を固定するための円筒状の金具である。主体金具５０は、絶縁碍子１０を、その後端側胴部１８の一部から脚長部１３にかけての部位を取り囲むようにして内部に保持している。主体金具５０は低炭素鋼材より形成され、図示しないスパークプラグレンチが嵌合する工具係合部５１と、内燃機関の上部に設けられたエンジンヘッド２００の取付ネジ孔２０１に螺合するネジ山が形成された取付ネジ部５２とを備えている。以降に述べる第１～第４実施形態において、この取付ネジ部５２は、その外径（エンジンヘッドと係合するネジのネジ径）をＭ１０以下とすることが好ましい。
　主体金具５０の工具係合部５１と取付ネジ部５２との間には、鍔状のシール部５４が形成されている。取付ネジ部５２とシール部５４との間のネジ首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と取付ネジ孔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、取付ネジ孔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。工具係合部５１から加締部５３にかけての主体金具５０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が介在されており、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ことにより、リング部材６，７およびタルク９を介し、絶縁碍子１０が主体金具５０内で先端側に向け押圧される。これにより、主体金具５０の内周で取付ネジ部５２の位置に形成された段部５６に、環状の板パッキン８を介し、絶縁碍子１０の段部１５が支持されて、主体金具５０と絶縁碍子１０とが一体にされる。このとき、主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性は、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の軸線方向ＯＤの圧縮長を長くして主体金具５０内の気密性を高めている。なお、段部５６よりも先端側における主体金具５０と絶縁碍子１０との間には、所定寸法のクリアランスが設けられている。
　中心電極２０は、インコネル（商標名）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た電極母材２１の内部に、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なる芯材２５を埋設した構造を有する棒状の電極である。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。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、後方（図１における上方）の端子金具４０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（図示外）がプラグキャップ（図示外）を介して接続され、高電圧が印加される。
　図２は、第１実施形態におけるスパークプラグ１００の中心電極２０の先端付近の拡大図である。図２に示すように、スパークプラグ１００の先端部分は、主体金具５０と、絶縁碍子１０と、中心電極２０と、接地電極３０とを備えている。絶縁碍子１０は、主体金具５０の先端面５７から突出している。同様に、中心電極２０は、絶縁碍子１０の先端面１１から突出されている。この中心電極２０は、自身の長手方向と直交する方向における横断面（以下、「中心電極２０の横断面」とも呼ぶ。）が略円形を有することが好ましい。
　接地電極３０の電極母材は耐腐食性の高い金属から構成され、一例として、ニッケル合金が用いられる。本実施例では、インコネル（商標名）６００（ＩＮＣ６００）と呼ばれるニッケル合金が用いられている。この接地電極３０は、自身の長手方向と直交する方向における横断面（以下、「接地電極３０の横断面」とも呼ぶ。）が略長方形を有している。接地電極３０の基端部（一端部）３４は、主体金具５０の先端面５７に溶接にて接合されている。接地電極３０の先端部（他端部）３１の一側面である放電面３２は、中心電極２０の先端面２２と対向するように屈曲されている。そして、この放電面３２と中心電極２０の先端面２２との間には火花ギャップが形成される。この火花ギャップは、例えば、０．６～１．２ｍｍ程度とすることができる。接地電極３０のうち、基端部３４から、放電面３２の位置までの部分（図２においてハッチングを付した部分）を基部３３と呼ぶ。なお、中心電極および接地電極母材の組成は、上記ニッケル合金に限定されるものではなく、例えばシリコン（Ｓｉ）成分が約０．７ｗｔ％、アルミニウム（Ａｌ）成分が約１ｗｔ％、マンガン（Ｍｎ）成分が約０．２ｗｔ％、炭素（Ｃ）成分が約０．０３ｗｔ％、希土類成分が０．２ｗｔ％を含有したＮｉ合金としてもよい。
　図３は、第１実施形態におけるスパークプラグ１００の中心電極２０の先端付近を右方向ＯＲ（図２）から見たときの拡大図である。スパークプラグ１００を、その軸線方向ＯＤと直交し、基部３３と中心電極２０とを結ぶ方向から見たときのｉ）中心電極２０と、ｉｉ）基部３３と、ｉｉｉ）先端部３１との幅を比較する。基部３３の幅Ｄｂ（以降、「接地電極幅Ｄｂ」とも呼ぶ。）と、先端部３１の幅Ｓａとは同じである（Ｓａ＝Ｄｂ）。そして、中心電極２０の幅Ｄａ（以降、「中心電極幅Ｄａ」とも呼ぶ。）は、基部３３の幅Ｄｂよりも大きい（Ｄｂ＜Ｄａ）。なお、このとき、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９９を満足することが好ましく、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９２を満足することがさらに好ましい。また、本実施形態において、スパークプラグ１００の軸線方向ＯＤとは逆方向から見たときの、中心電極２０の先端面２２の径ＤＤは、１．３ｍｍ以上、かつ、２ｍｍ以下とすることが好ましい。さらに、接地電極３０の長手方向と直交する方向における断面積（Ｓａ・Ｓｂ）は、１ｍｍ2以上とすることが好ましい。
　図４は、第１実施形態におけるスパークプラグ１００の中心電極２０の先端付近を左方向ＯＬ（図２）から見たときの拡大図である。図４に示すように、左方向ＯＬから見た場合であっても、接地電極３０の基部３３の両端から、中心電極２０の先端面２２の２つの肩部２０ｃが両方ともに見える構成となっている。この構成による利点は以下のとおりである。
　スパークプラグの燃焼室内への設置は、エンジンヘッド２００の取付ネジ孔２０１に、スパークプラグ１００の取付ネジ部５２を螺合させることにより行う。しかし、取付ネジ孔２０１や取付ネジ部５２の方向には製品ごとにばらつきがあるため、スパークプラグ１００が燃焼室内に設置されたときの向きは製品ごとにばらばらとなる。一方、燃焼室内での吸気バルブや排気バルブ等の位置は決まっている。したがって、燃焼室内でのスパークプラグの接地電極の向きによっては、接地電極が壁となって混合気が火花ポイントに流れ込むのを妨害してしまう。このように、燃焼室内での接地電極の向きは、着火性能に大きな影響を与える。第１実施形態のスパークプラグ１００は、その左方向ＯＬから見た場合であっても接地電極３０の基部３３の両端から、中心電極２０の２つの肩部２０ｃが見える。ここで、一般にスパークプラグの放電は、中心電極の端部と接地電極の端部との間で発生しやすい傾向があるため、中心電極先端面端部一周のうち、左方向ＯＬから見た場合に見える２つの肩部２０ｃで飛火する頻度が高い。したがって、スパークプラグ１００が、接地電極が壁となって混合気が火花ギャップに到達しにくい方向に取り付けられた場合であっても、混合気が放電による火花の位置に到達しやすいので、着火性を向上させることができる。
　図５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の先端付近を右方向ＯＲ（図２）から見たときの拡大図である。第１実施形態におけるスパークプラグ１００との違いは、接地電極３０ａの形状のみである。具体的には、接地電極３０ａの横断面から見た場合の四隅に曲線状の面取り（いわゆるＲ面取り）を行っている。このＲ面取りの寸法（曲率半径Ｒ）は、０．３ｍｍ以上とすることが好ましい。また、接地電極３０ａの横断面は、その四隅に直線状の面取りを行ってもよい。直線状の面取りとしては、いわゆるＣ面取りを行うことが好ましい。直線状の面取り部分の面取り寸法についても、０．３ｍｍ以上とすることが好ましい。
　このように、接地電極３０ａの横断面を略楕円形状とすることによって、火花ギャップ内への混合気の流入が促される。この結果、接地電極の十分な太さを維持した上で、着火性を向上させることができる。
　図６は、第３実施形態におけるスパークプラグ１００ｂの中心電極２０の先端付近を右方向ＯＲ（図２）から見たときの拡大図である。第１実施形態におけるスパークプラグ１００との違いは、スパークプラグ１００ｂを、その軸線方向ＯＤと直交し、基部３３ｂと中心電極２０とを結ぶ方向から見たときの先端部３１ｂの幅Ｓａが太い点のみである。第３実施形態において、この先端部３１ｂの幅Ｓａと、中心電極幅Ｄａと、接地電極幅Ｄｂとは、次式の関係を満たしている。
　Ｓａ≧Ｄａ＞Ｄｂ
　なお、スパークプラグ１００ｂを、その軸線方向ＯＤと直交し、基部３３ｂと中心電極２０とを結ぶ方向から見たときのｉ）中心電極２０と、ｉｉ）基部３３ｂの幅については、第１実施形態と同様に次のとおりである。すなわち、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９９を満足することが好ましく、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９２を満足することがさらに好ましい。また、本実施形態において、スパークプラグ１００ｂの軸線方向ＯＤとは逆方向から見たときの、中心電極２０の先端面２２の径ＤＤ（図３）は、１．３ｍｍ以上、かつ、２ｍｍ以下とすることが好ましい。さらに、接地電極３０ｂの長手方向と直交する方向における断面積（Ｓａ・Ｓｂ）は、１ｍｍ2以上とすることが好ましい。
　このような構成としても、第１実施形態と同様に、接地電極が壁となって混合気が火花ギャップに到達しにくい方向に取り付けられた場合であっても、混合気が放電による火花の位置に到達しやすいので、着火性を向上させることができる。また、先端部を太くすることにより、耐久性の向上を図ることが可能である。
　図７は、第４実施形態におけるスパークプラグ１００ｃの中心電極２０の先端付近を右方向ＯＲ（図２）から見たときの拡大図である。第２実施形態におけるスパークプラグ１００ａとの違いは、スパークプラグ１００ｃを、その軸線方向ＯＤと直交し、基部３３ｃと中心電極２０とを結ぶ方向から見たときの先端部３１ｃの幅Ｓａが太い点のみである。第４実施形態において、この先端部３１ｃの幅Ｓａと、中心電極幅Ｄａと、接地電極幅Ｄｂとは、次式の関係を満たしている。
　Ｓａ≧Ｄａ＞Ｄｂ
　なお、スパークプラグ１００ｃを、その軸線方向ＯＤと直交し、基部３３ｃと中心電極２０とを結ぶ方向から見たときのｉ）中心電極２０と、ｉｉ）基部３３ｃの幅については、第２実施形態と同様に次のとおりである。すなわち、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９９を満足することが好ましい。また、本実施形態において、スパークプラグ１００ｃの軸線方向ＯＤとは逆方向から見たときの、中心電極２０の先端面２２の径ＤＤ（図３）は、１．３ｍｍ以上、かつ、２ｍｍ以下とすることが好ましい。さらに、接地電極３０ｃの長手方向と直交する方向における断面積は、１ｍｍ2以上とすることが好ましい。
　このような構成としても、第２実施形態と同様に、火花ギャップ内への混合気の流入が促される。この結果、接地電極の十分な太さを維持した上で、着火性を向上させることができる。また、先端部を太くすることにより、耐久性の向上を図ることが可能である。
　図１８は、第５実施形態におけるスパークプラグ１００ｄの中心電極２０の先端付近を右方向ＯＲ（図２）から見たときの拡大図である。第１実施形態におけるスパークプラグ１００との違いは、接地電極３０ｄの形状のみである。具体的には、この接地電極３０ｄは、自身の長手方向と直交する方向における横断面が略円形の一部を略直線で切りとった形状を有している。すなわち、屈曲される前の接地電極３０ｄは、長さ方向にその一部を切りとられた略円柱形状の部材である。さらに、接地電極３０ｄは、略直線で切りとられた形状の弦の位置に相当する面が、屈曲後に放電面３２ｄとなる向きで主体金具５０に接合されている。なお、この弦を「平坦部」とも呼ぶ。また、この弦の長さを「平坦部長さＳｃ」とも呼ぶ。この平坦部の長さＳｃ（以降、「平坦部長さＳｃ」とも呼ぶ。）は、０．５７ｍｍ以上とすることが好ましく、０．７５ｍｍ以上とすることがより好ましい。なお、接地電極３０ｄのうち、基部３３ｄに相当する一部は切り取らず、屈曲後、放電面３２ｄとなる一部のみを切りとる構成としてもよい。
　スパークプラグ１００ｄを、その軸線方向ＯＤと直交し、基部３３ｄと中心電極２０とを結ぶ方向から見たときのｉ）中心電極２０と、ｉｉ）基部３３ｄの幅については、第１実施形態と同様に次のとおりである。すなわち、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９９を満足することが好ましく、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９２を満足することがさらに好ましい。また、本実施形態において、スパークプラグ１００ｄの軸線方向ＯＤとは逆方向から見たときの、中心電極２０の先端面２２の径ＤＤ（図３）は、１．３ｍｍ以上、かつ、２ｍｍ以下とすることが好ましい。さらに、接地電極３０ｄの長手方向と直交する方向における断面積は、１ｍｍ2以上とすることが好ましい。
　このように、接地電極の横断面を略円形の一部を略直線で切り取った形状とすることによって、火花ギャップ内への混合気の流入が、より一層促される。具体的には、第５実施形態においては、基部の形状が略円柱形となるため、混合気が滑らかに火花ポイントに送り出される。この結果、接地電極の十分な太さを維持した上で、着火性を向上させることができる。
　図１９は、第６実施形態におけるスパークプラグ１００ｅの中心電極２０の先端付近を右方向ＯＲ（図２）から見たときの拡大図である。第５実施形態におけるスパークプラグ１００ｄとの違いは、スパークプラグ１００ｅを、その軸線方向ＯＤと直交し、基部３３ｅと中心電極２０とを結ぶ方向から見たときの先端部３１ｅの径Ｓａが太い点のみである。第６実施形態において、この先端部３１ｅの径Ｓａと、中心電極幅Ｄａと、接地電極幅Ｄｂとは、次式の関係を満たしている。
　Ｓａ≧Ｄａ＞Ｄｂ
　なお、スパークプラグ１００ｅを、その軸線方向ＯＤと直交し、基部３３ｅと中心電極２０とを結ぶ方向から見たときのｉ）中心電極２０と、ｉｉ）基部３３ｅの幅については、第５実施形態と同様に次のとおりである。すなわち、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９９を満足することが好ましく、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９２を満足することがさらに好ましい。また、本実施形態において、スパークプラグ１００ｅの軸線方向ＯＤとは逆方向から見たときの、中心電極２０の先端面２２の径ＤＤ（図３）は、１．３ｍｍ以上、かつ、２ｍｍ以下とすることが好ましい。さらに、接地電極３０ｅの長手方向と直交する方向における断面積は、１ｍｍ2以上とすることが好ましい。
　このような構成としても、第５実施形態と同様に、基部の形状が略円柱形となるため、火花ギャップ内への混合気の流入がより一層促される。この結果、接地電極の十分な太さを維持した上で、着火性を向上させることができる。また、先端部を太くすることにより、耐久性の向上を図ることが可能である。
Ｂ．実験結果１（接地電極幅に関する実験結果）：
　図８は、スパークプラグ１００の接地電極幅に関する着火性評価試験の結果を示す図である。また、図９は、スパークプラグ１００の接地電極幅に関する着火性評価試験の他の結果を示す図である。これらの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スパークプラグを装着した上で、吸気圧－５５０ｍｍＨｇ、７５０ｒｐｍでアイドリング運転を行った。そしてスパークプラグの点火時期を進めていき、失火等が生じない点火時期（以下、「安定燃焼限界進角」と呼ぶ。）を測定した。このとき使用したサンプルのスパークプラグは、第１実施形態として示したスパークプラグ１００であって、さらに、主体金具５０の先端面５７からの絶縁碍子１０の突出寸法が１．５ｍｍ、絶縁碍子１０の先端面１１からの中心電極２０の突出寸法が１．５ｍｍのものである。
　図８（Ａ）では、中心電極幅Ｄａ（図３）を１．５ｍｍに固定したサンプル＃１～＃１１の実験結果を示している。図９（Ａ）では、中心電極幅Ｄａ（図３）を２．０ｍｍに固定したサンプル＃２１～３１の実験結果を示している。そして、それぞれのサンプルについて、接地電極幅Ｄｂ（図３）を変化させながら、安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）をもとめ、比で示したものが「着火性低下率（％）」である。この着火性低下率は、次式により求めた。
　着火性低下率（％）＝ ［着火性が悪い方向での安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）］／［着火性が良い方向での安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）］
　この評価において、燃焼室内での接地電極の向きによって着火性能に多少のばらつきが生じるという理由から、着火性低下率が約８５～９０％のものは「判定」を△とし、着火性低下率が約８５％未満のものは「判定」を・とした。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の評価結果をグラフ化したものである。同様に、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の評価結果をグラフ化したものである。
　この評価試験の結果より、中心電極幅Ｄａに対する接地電極幅Ｄｂの割合（Ｄｂ／Ｄａ）が小さいほど着火性が向上することがわかる。これは、接地電極幅Ｄｂが小さくなればなるほど、図４の向きからスパークプラグ１００を見た場合であっても、中心電極２０が見えやすくなることによる。以上より、第１実施形態のスパークプラグ１００においては、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９２の関係を満たすことが好ましいことがわかる。
　図１０は、スパークプラグ１００の設置方向を変えて実施した着火性評価試験の結果を示す図である。この着火性評価試験の方法は、図８および図９と同様に、排気量２０００ｃｃ、６気筒のＤＯＨＣ型ガソリンエンジンにスパークプラグを取り付け、吸気圧－５５０ｍｍＨｇ、７５０ｒｐｍでアイドリング運転を行った。そしてスパークプラグの点火時期を進めていき、失火等が生じない点火時期（安定燃焼限界進角）を測定した。このとき使用したプラグは、第１実施形態として示したスパークプラグ１００であって、さらに、主体金具５０の先端面５７からの絶縁碍子１０の突出寸法が１．５ｍｍ、絶縁碍子１０の先端面１１からの中心電極２０の突出寸法が１．５ｍｍのものである。
　図１０（Ａ）は、この評価において用いたスパークプラグを示している。この評価においては、比較例＃４１として、中心電極幅Ｄａが１．５ｍｍ、接地電極幅Ｄｂが１．７ｍｍのものを用いた。実施例＃４２は、図８（Ａ）のサンプル＃１と同様のものを用いた。
　図１０（Ｂ）および（Ｃ）は、この評価におけるスパークプラグの設置方向を示している。図１０（Ｂ）は、スパークプラグ１００の接地電極の先端部３１が排気バルブ側を向くように設置される場合の図を示している。図１０（Ｃ）は、スパークプラグ１００の接地電極の先端部３１が吸気バルブ側を向くように設置される場合の図を示している。このエンジンにおいては、吸気バルブ側（以降、「ＩＮ側」とも呼ぶ。）から排気バルブ側（以降、「ＥＸ側」とも呼ぶ。）へ混合気の流れＲＲがある。このため、スパークプラグ１００は、図１０（Ｂ）の向きに設置されると最も着火性能が低く、図１０（Ｃ）の向きに設置されると最も着火性能が高くなる。なお、図１０（Ｂ）、（Ｃ）におけるバルブの配置および混合気の流れＲＲは、本評価試験に用いたエンジンにおける構成をきわめて簡略化して示したものである。一般に、燃焼室内における混合気の流れには、吸気管の形状や燃焼室内の構造等、種々の要素が影響するため、バルブの位置によって一義的に決定されるものではない。
　図１０（Ｄ）は、比較例＃４１と実施例＃４２のそれぞれについて、スパークプラグを設置する方向をＩＮ側（図１０（Ｂ））、ＥＸ側（図１０（Ｃ））として上記評価試験を行ったときの、安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）と、着火性低下率を示したグラフである。この着火性低下率は、次式により求めた。
　着火性低下率（％）＝ ［着火性が悪い方向（ＩＮ側）での安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）］／［着火性が良い方向（ＥＸ側）での安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）］
　図１０（Ｅ）は、前記評価結果をグラフ化したものである。この評価試験の結果より、実施例＃４２のスパークプラグは、比較例＃４１と比べて着火性が悪い方向に設置された場合の安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）が大幅に改善されていることがわかる。また、着火性が良い方向に設置された場合と、着火性が悪い方向に設置された場合の、着火性能のばらつきが抑えられていることがわかる。
　図１１は、スパークプラグ１００の設置方向を変えて実施した着火性評価試験の他の結果を示す図である。この評価試験では、比較例＃５１として、中心電極幅Ｄａが２．０ｍｍ、接地電極幅Ｄｂが２．２ｍｍのものを用いた。また、実施例＃５２は、図８（Ａ）のサンプル＃１と同様のものを用いた。そして、比較例＃５１と実施例＃５２のそれぞれについて、接地電極の先端部３１が排気バルブ側を向くように設置（図９（Ｂ））した状態を０度として、そこから、設置方向を４５度ずつ時計回りにずらしながら安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）を測定した。すなわち、０度の部分は、着火性が最も悪い方向にサンプルのスパークプラグを設置した場合の安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）を示している。そして、１８０度の部分は、着火性が最も良い方向にサンプルを設置した場合の安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）を示している。この評価試験の結果からも、実施例＃５２のスパークプラグは、は、比較例＃５１と比べて、安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）が大幅に改善されていることがわかる。また、着火性が良い方向に設置された場合と、着火性が悪い方向に設置された場合の、着火性能のばらつきが抑えられていることがわかる。
Ｃ．実験結果２（接地電極幅と面取り寸法に関する実験結果）：
　図１２は、スパークプラグ１００ａの接地電極幅に関する着火性評価試験の結果を示す図である。また、図１３は、スパークプラグ１００ａの接地電極幅に関する着火性評価試験の他の結果を示す図である。これらの着火性評価試験は、図８および図９で述べた方法に即して実施した。また、このとき使用したサンプルのスパークプラグは、第２実施形態として示したスパークプラグ１００ａであって、さらに、主体金具５０の先端面５７からの絶縁碍子１０の突出寸法が１．５ｍｍ、絶縁碍子１０の先端面１１からの中心電極２０の突出寸法が１．５ｍｍのものである。
　図１２（Ａ）では、中心電極幅Ｄａ（図５）を１．５ｍｍに固定し、かつ、接地電極の面取り寸法Ｒ（図５）を０．３ｍｍに固定したサンプル＃７１～＃７８の実験結果を示している。これらのサンプルでは、面取り形状としてＲ面取りを採用した。図１３（Ａ）では、中心電極幅Ｄａ（図５）を２．０ｍｍに固定し、かつ、接地電極の面取り寸法Ｒ（図５）を０．３ｍｍに固定したサンプル＃８１～＃８８の実験結果を示している。そして、それぞれのサンプルについて、接地電極幅Ｄｂ（図５）を変化させながら、安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）をもとめ、比で示したものが「着火性低下率（％）」である。着火性低下率の算出方法については、図８で述べたとおりである。
　この評価においても、図８および図９と同様に燃焼室内での接地電極の向きによって着火性能に多少のばらつきが生じるという理由から、着火性低下率が約８５～９０％のものは「判定」を△とし、着火性低下率が約８５％未満のものは「判定」を・とした。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）の評価結果をグラフ化したものである。同様に、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の評価結果をグラフ化したものである。
　この評価試験の結果より、中心電極幅Ｄａに対する接地電極幅Ｄｂの割合（Ｄｂ／Ｄａ）が小さいほど着火性が向上することがわかる。さらに、第２実施形態のスパークプラグ１００ａにおいては、中心電極幅Ｄａに対する接地電極幅Ｄｂの割合（Ｄｂ／Ｄａ）が比較的高い場合であっても、着火性能を確保することができることがわかる。これは、接地電極３０ａの四隅が面取りされているために、火花ギャップ内への混合気の流入が促されることによる。以上より、第２実施形態のスパークプラグ１００ａにおいては、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９９の関係を満たすことが好ましいことがわかる。
　図１４は、スパークプラグ１００ａの設置方向を変えて実施した着火性評価試験の結果を示す図である。この着火性評価試験は、図１０で述べた方法に即して実施した。また、このとき使用したサンプルのスパークプラグは、第２実施形態として示したスパークプラグ１００ａであって、さらに、主体金具５０の先端面５７からの絶縁碍子１０の突出寸法が１．５ｍｍ、絶縁碍子１０の先端面１１からの中心電極２０の突出寸法が１．５ｍｍのものである。
　図１４（Ａ）は、この評価において用いたスパークプラグを示している。この評価においては、比較例＃９１として、中心電極幅Ｄａが１．５ｍｍ、接地電極幅Ｄｂが１．７ｍｍのものを用いた。実施例＃９２は、図１２（Ａ）のサンプル＃７１と同様のものを用いた。図１４（Ｂ）および（Ｃ）は、図１０と同様、この評価において用いたエンジンにおける混合気の流れを示している。図１４（Ｄ）は、比較例＃９１と実施例＃９２のそれぞれについて、スパークプラグを設置する方向をＩＮ側（図１４（Ｂ））、ＥＸ側（図１４（Ｃ））として上記評価試験を行ったときの、安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）と、着火性低下率を示したグラフである。着火性低下率の算出方法については、図１０で述べたとおりである。
　図１４（Ｅ）は、前記評価結果をグラフ化したものである。この評価試験の結果より、実施例＃９２の着火性が悪い方向に設置された場合の安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）は、比較例＃９１の着火性が良い方向に設置された場合の安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）よりも大きくなることがわかる。これは、実施例＃９２のスパークプラグは、その設置される方向に拘わらず比較例＃９１よりも着火性能が良いということを示している。
　図１５は、スパークプラグ１００ａの接地電極の面取り寸法Ｒに関する着火性評価試験の結果を示す図である。また、図１６は、スパークプラグ１００ａの接地電極の面取り寸法Ｒに関する着火性評価試験の他の結果を示す図である。これらの着火性評価試験は、図８および図９で述べた方法に即して実施した。また、このとき使用したサンプルのスパークプラグは、第２実施形態として示したスパークプラグ１００ａであって、さらに、主体金具５０の先端面５７からの絶縁碍子１０の突出寸法が１．５ｍｍ、絶縁碍子１０の先端面１１からの中心電極２０の突出寸法が１．５ｍｍのものである。
　図１５（Ａ）では、サンプルとして、図１２（Ａ）で示した評価試験での判定の境界となった実施例＃７６のスパークプラグ１００ａを用いた。同様に、図１６（Ａ）では、サンプルとして、図１３（Ａ）で示した評価試験での判定の境界となった実施例＃８６のスパークプラグ１００ａを用いた。そして、それぞれのサンプルについて、接地電極の面取り寸法Ｒ（図５）を変化させながら、安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）をもとめ、比で示したものが「着火性低下率（％）」である。着火性低下率の算出方法については、図８で述べたとおりである。
　この評価においても、図８および図９と同様に燃焼室内での接地電極の向きによって着火性能に多少のばらつきが生じるという理由から、着火性低下率が約８５～９０％のものは「判定」を△とし、着火性低下率が約８５％未満のものは「判定」を・とした。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）の評価結果をグラフ化したものである。同様に、図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）の評価結果をグラフ化したものである。
　この評価試験の結果より、接地電極の面取り寸法Ｒが大きいほど着火性が向上することがわかる。これは、接地電極３０ａを横断面から見たときに、その四隅に有する面取り寸法（ｍｍ）が大きいほど、より火花ギャップ内への混合気の流入が促されることによる。以上より、第２実施形態のスパークプラグ１００ａにおいては、接地電極３０ａを横断面から見たときに、その四隅に有する面取り寸法（ｍｍ）が０．３ｍｍ以上とすることが好ましいことがわかる。
Ｄ．実験結果３（接地電極の断面積に関する実験結果）：
　図１７は、接地電極の断面積を変化させながら実施した耐久性評価試験の結果を示す図である。この耐久性評価試験では、排気量２８００ｃｃ、６気筒のガソリンエンジンにスパークプラグを装着した上で、５０００ｒｐｍの一定回転で１００時間の継続運転を行い、試験開始前と開始後の接地電極の消耗度合い（ギャップ増加ｍｍ）を測定した。このとき使用したサンプルのスパークプラグは、第１実施形態として示したスパークプラグ１００であって、さらに、以下のような構成を有するものである。
　ｉ）主体金具５０の外径がＭ１４
　ｉｉ）中心電極２０と接地電極３０との間の初期火花ギャップは０．９ｍｍ
　ｉｉｉ）主体金具５０の先端面５７からの絶縁碍子１０の突出寸法は１．５ｍｍ
　ｉｖ）絶縁碍子１０の先端面１１からの中心電極２０の突出寸法は１．５ｍｍ
　ｖ）中心電極２０の先端面２２の径ＤＤ（図３）は１．３ｍｍ
　ｖｉ）中心電極２０および接地電極３０の組成は、Ｎｉが約９５ｗｔ％、Ｃｒが約１．５ｗｔ％、Ｓｉが約１．５ｗｔ％、Ｍｎが約２ｗｔ％
　図１７（Ａ）では、接地電極３０の長手方向と直交する方向における断面積（以下、「接地電極の断面積」とも呼ぶ。）を変化させた複数のサンプル＃６１～＃６４について、中心電極２０と接地電極３０との間の火花ギャップの増加量をもとめ、「ギャップ増加（ｍｍ）」として表した。この評価において、火花ギャップの増加量が０．２ｍｍ以上になったものは、正規の位置で放電が行われない、横飛火という現象が起こる可能性があるという理由から「判定」を・とした。そして、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）の評価結果をグラフ化したものである。
　この評価試験の結果により、接地電極の断面積が大きいほど火花ギャップの増加量が少ないこと、すなわち、耐久性が高いことがわかる。以上より、第１実施形態のスパークプラグ１００においては、接地電極の断面積が１ｍｍ2以上であることが好ましいことがわかる。なお、中心電極と接地電極との間の火花ギャップの増加量は、接地電極がもつ熱の逃げやすさ（以降、「熱引き」とも呼ぶ。）に大きく依存する。一般に、運転中のスパークプラグは、運転条件に見合った一定の温度に加熱され、スパークプラグ発火部先端で最高温度となる。そして、接地電極を細くすればするほど熱引きは悪くなる。この結果、接地電極の消耗速度が増すこととなる。したがって、耐久性を高くするためには、接地電極の断面積の形状に関係なく接地電極の断面積が１ｍｍ2以上であることが好ましいことがわかる。以上より、第２実施形態～第４実施形態のスパークプラグにおいても、接地電極の断面積は１ｍｍ2以上であることが好ましいことがわかる。
Ｅ．実験結果４（接地電極幅と接地電極径に関する実験結果）：
　図２０は、スパークプラグ１００ｄの接地電極幅に関する着火性評価試験の結果を示す図である。また、図２１は、スパークプラグ１００ｄの接地電極幅に関する着火性評価試験の他の結果を示す図である。これらの着火性評価試験は、図８および図９で述べた方法に即して実施した。また、このとき使用したサンプルのスパークプラグは、第５実施形態として示したスパークプラグ１００ｄであって、さらに、主体金具５０の先端面５７からの絶縁碍子１０の突出寸法が１．５ｍｍ、絶縁碍子１０の先端面１１からの中心電極２０の突出寸法が１．５ｍｍのものである。
　図２０（Ａ）では、中心電極幅Ｄａ（図１８）を１．５ｍｍに固定したサンプル＃２０１～＃２０５の実験結果を示している。図２１（Ａ）では、中心電極幅Ｄａ（図１８）を２．０ｍｍに固定したサンプル＃２１１～＃２１５の実験結果を示している。なお、第５実施形態のスパークプラグ１００ｄは、基部３３ｄにあたる部分の横断面と先端部３１ｄにあたる部分の横断面が同じ径を有するため、接地電極幅Ｄｂと接地電極径Ｓａは同じ値となる。それぞれのサンプルについて、接地電極幅Ｄｂ（図１８）を変化させながら、安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）をもとめ、比で示したものが「着火性低下率（％）」である。着火性低下率の算出方法については、図８で述べたとおりである。
　この評価においても、図８および図９と同様に、燃焼室内での接地電極の向きによって着火性能に多少のばらつきが生じるという理由から、着火性低下率が約８５～９０％のものは「判定」を△とし、着火性低下率が約８５％未満のものは「判定」を・とした。図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）の評価結果をグラフ化したものである。同様に、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）の評価結果をグラフ化したものである。
　この評価試験の結果より、中心電極幅Ｄａに対する接地電極幅Ｄｂの割合（Ｄｂ／Ｄａ）が小さいほど着火性が向上することがわかる。さらに、図２０に示すサンプル＃２０１の実験結果を、同様の条件下で試験したサンプル＃１（第１実施形態、図８）、サンプル＃７１（第２実施形態、図１２）と比較する。サンプル＃２０１（Ｄｂ／Ｄａ＝０．８７）では、着火性低下率は９９．１％である。一方、サンプル＃１（Ｄｂ／Ｄａ＝０．８７）の着火性低下率は９２．９％、サンプル＃７１（Ｄｂ／Ｄａ＝０．８７）の着火性低下率は９８．３％である。従って、サンプル＃２０１では、サンプル＃１、＃７１の例よりも、さらに優れた結果を得られることがわかる。
　また、図２１に示すサンプル＃２１３の実験結果を、同様の条件下で試験したサンプル＃２８（第１実施形態、図９）、サンプル＃８６（第２実施形態、図１３）と比較する。サンプル＃２１３（Ｄｂ／Ｄａ＝０．９９）では、着火性低下率は９２．０％である。一方、サンプル＃２８（Ｄｂ／Ｄａ＝０．９９）の着火性低下率は８４．０％、サンプル＃８６（Ｄｂ／Ｄａ＝０．９９）の着火性低下率は９１．１％である。従って、サンプル＃２１３においても、サンプル＃２８、＃８６の例よりも、さらに優れた結果を得られることがわかる。
　これらの実験結果より、第５実施形態のスパークプラグ１００ｄは、燃焼室内での接地電極の向きによる着火性能のばらつきがより低減されていることがわかる。これは、基部の形状が略円柱形となるため、混合気が滑らかに火花ポイントに送り出されることによる。これらの実験結果より、第５実施形態のスパークプラグ１００ｄにおいては、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９９の関係を満たすことが好ましく、Ｄｂ／Ｄａ≦０．９２の関係を満たすことがさらに好ましいことがわかる。
Ｆ．実験結果５（接地電極の平坦部の長さに関する実験結果）：
　図２２は、接地電極の平坦部の長さを変化させながら実施した耐久性評価試験の結果を示す図である。この耐久性評価試験では、排気量６６０ｃｃ、３気筒のガソリンエンジンにスパークプラグを装着した上で、６０００ｒｐｍの一定回転で１５０時間の継続運転を行い、試験開始前と開始後の接地電極の消耗度合い（ギャップ増加ｍｍ）を測定した。このとき使用したサンプルのスパークプラグは、第５実施形態として示したスパークプラグ１００ｄであって、さらに、以下のような構成を有するものである。
　ｉ）主体金具５０の外径がＭ１０
　ｉｉ）中心電極２０と接地電極３０ｄとの間の初期火花ギャップは０．８５ｍｍ
　ｉｉｉ）主体金具５０の先端面５７から中心電極２０の先端面２２までの長さは３．０ｍｍ
　ｉｖ）中心電極２０の先端面２２の径ＤＤ（図３）は、２．０ｍｍ（サンプル＃２２１～＃２２３）、２．５ｍｍ（サンプル＃２３１～＃２３３）
　図２２（A）では、接地電極３０の平坦部長さＳｃ（図１８）を変化させた複数のサンプル＃２２１～＃２２３について、中心電極２０と接地電極３０ｄとの間の火花ギャップの増加量をもとめ、「ギャップ増加（ｍｍ）」として表した。この評価において、火花ギャップの増加量が０．２ｍｍ以上になったものは、正規の位置で放電が行われない、横飛火という現象が起こる可能性があるという理由から「判定」を・とした。図２２（Ｂ）は、図２２（Ａ）のサンプル＃２２１～＃２２３の評価結果をグラフ化したものである。同様に、図２２（Ｃ）は、図２２（Ａ）のサンプル＃２３１～＃２３３の評価結果をグラフ化したものである。
　この評価試験の結果により、平坦部の長さＳｃが大きいほど火花ギャップの増加量が少ないこと、すなわち、耐久性が高いことがわかる。以上より、第５実施形態のスパークプラグ１００ｄにおいては、平坦部の長さＳｃは、０．５７ｍｍ以上とすることが好ましく、０．７５ｍｍ以上とすることがより好ましいことがわかる。
Ｇ．実験結果６（中心電極の組成に関する実験結果）：
　図２３は、中心電極の組成を変化させながら実施した耐久性評価試験の結果を示す図である。この耐久性評価試験では、排気量６６０ｃｃ、３気筒のガソリンエンジンにスパークプラグを装着した上で、安定燃焼限界進角（・ＢＴＤＣ）を５°、空燃比（Ａ／Ｆ）を１０．７とし、４０００ｒｐｍの一定回転で１００時間の継続運転を行い、試験開始前と開始後の中心電極の消耗度合い（ギャップ増加ｍｍ）を測定した。このとき使用したサンプルのスパークプラグは、第５実施形態として示したスパークプラグ１００ｄであって、さらに、以下のような構成を有するものである。
　ｉ）主体金具５０の外径がＭ１０
　ｉｉ）中心電極２０と接地電極３０ｄとの間の初期火花ギャップは０．８５ｍｍ
　ｉｉｉ）主体金具５０の先端面５７から中心電極２０の先端面２２までの長さは３．０ｍｍ
　ｉｖ）中心電極２０の先端面２２の径ＤＤ（図３）は、１．５ｍｍ
　ｖ）接地電極３０ｄの先端部３１ｄの幅Ｓａ（図１８）は、１．３ｍｍ
　図２３（Ａ）は、耐久性評価試験に用いた接地電極３０ｄの組成を示している。図２３（Ｂ）は、中心電極２０の組成を変化させた複数のサンプル＃３０１～＃３０４について、中心電極２０と接地電極３０ｄとの間の火花ギャップの増加量をもとめ、「ギャップ増加（ｍｍ）」として表した。この評価において、火花ギャップの増加量が０．２ｍｍ以上になったものは、正規の位置で放電が行われない、横飛火という現象が起こる可能性があるという理由から「判定」を・（不可）とした。なお、図２３（Ａ）、（Ｂ）共に、単位は質量百分率（ｗｔ％）で表している。また、Ｎｉは、１００ｗｔ％から他の材料の分析値（ｗｔ％）を減じた値として求めている。
　この評価試験の結果により、中心電極２０の組成中のＮｉが占める割合が大きいほど火花ギャップの増加量が少ないこと、すなわち、耐久性が高いことがわかる。中心電極２０は、接地電極３０ｄと比較して燃焼室内への突き出しが少なく、温度が上昇しにくい。このため、中心電極２０には、耐火花消耗性が重視された、添加物が少なく比抵抗が小さい電極材料を用いることが好ましいからである。
　以上より、第５実施形態のスパークプラグ１００ｄにおいては、中心電極２０は、Ｎｉを９６．５ｗｔ％以上含有するＮｉ合金とすることが好ましいことがわかる。また、上述の理由により、他の実施形態のスパークプラグにおいても同様に、中心電極は、Ｎｉを９６．５ｗｔ％以上含有するＮｉ合金とすることが好ましい。
Ｈ．実験結果７（接地電極の組成に関する実験結果）：
　図２４は、接地電極の組成を変化させながら実施した耐久性評価試験の結果を示す図である。この耐久性評価試験は、図２３で述べた方法に即して実施した。また、このとき使用したサンプルのスパークプラグは、第５実施形態として示したスパークプラグ１００ｄであって、さらに、図２３で述べた構成と同じ構成を有するものである。
　図２４（Ａ）は、耐久性評価試験に用いた中心電極２０の組成を示している。図２４（Ｂ）は、接地電極３０ｄの組成を変化させた複数のサンプル＃３１１～＃３１３について、中心電極２０と接地電極３０ｄとの間の火花ギャップの増加量をもとめ、「ギャップ増加（ｍｍ）」として表した。この評価において、火花ギャップの増加量が０．２ｍｍ以上になったものは、正規の位置で放電が行われない、横飛火という現象が起こる可能性があるという理由から「判定」を・（不可）とした。なお、図２４（Ａ）、（Ｂ）共に、単位は質量百分率（ｗｔ％）で表している。また、Ｎｉは、１００ｗｔ％から他の材料の分析値（ｗｔ％）を減じた値として求めている。
　この評価試験の結果により、接地電極３０ｄの組成中のＣｒが占める割合が大きいほど火花ギャップの増加量が少ないこと、すなわち、耐久性が高いことがわかる。接地電極３０ｄは、中心電極２０と比較して燃焼室内への突き出しが大きく、温度が上昇しやすい。さらに、本実施例における接地電極３０ｄは、中心電極２０よりも幅細に形成されているため、より温度が上昇しやすい。このため、接地電極３０ｄには、耐酸化性が重視された、安定した酸化皮膜を形成するＣｒを多く含んだ電極材料を用いることが好ましいからである。
　以上より、第５実施形態のスパークプラグ１００ｄにおいては、接地電極３０ｄは、Ｃｒを１５ｗｔ％以上含有するＮｉ合金とすることが好ましいことがわかる。また、上述の理由により、他の実施形態のスパークプラグにおいても同様に、接地電極は、Ｃｒを１５ｗｔ％以上含有するＮｉ合金とすることが好ましい。
Ｉ．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。
Ｉ１．変形例１：
　上記実施形態では、縦放電型を例として説明したが、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。
Ｉ２．変形例２：
　上記実施形態では、接地電極の横断面は略長方形、略楕円形、または略円形であるものとして説明した。しかし、接地電極の横断面の形状は、これに限られず、様々な形状とすることが可能である。
　　３・セラミック抵抗
　　４・シール体
　　５・ガスケット
　　６・リング部材
　　７・リング部材
　　８・板パッキン
　　９・タルク
　　１０・絶縁碍子
　　１１・先端面
　　１２・軸孔
　　１３・脚長部
　　１５・段部
　　１７・先端側胴部
　　１８・後端側胴部
　　１９・鍔部
　　２０・中心電極
　　２０ｃ・肩部
　　２１・電極母材
　　２２・先端面
　　２５・芯材
　　３０、３０ａ～ｅ・接地電極
　　３１、３１ａ～ｅ・先端部
　　３２、３２ａ～ｅ・放電面
　　３３、３３ａ～ｅ・基部
　　３４、３４ａ～ｃ・基端部
　　４０・端子金具
　　５０・主体金具
　　５１・工具係合部
　　５２・取付ネジ部
　　５３・加締部
　　５４・シール部
　　５５・座面
　　５６・段部
　　５７・先端面
　　５８・座屈部
　　５９・ネジ首
　　１００、１００ａ～ｅ・スパークプラグ
　　２００・エンジンヘッド
　　２０１・取付ネジ孔
　　２０５・開口周縁部

Claims (12)

  1. 　軸線方向に延在する中心電極と、
    　前記中心電極の外周に設けられる絶縁体と、
    　前記絶縁体の径方向を取り囲む筒状の主体金具と、
    　前記軸線方向に垂直又は略垂直な放電面を有し、前記放電面と前記中心電極の先端との間で火花ギャップを形成する接地電極と、
    を備え、
    　前記中心電極および前記接地電極はいずれも貴金属部材を備えておらず、
    　前記軸線方向のうち、前記中心電極から前記接地電極の放電面に向かう方向を下方向とし、前記下方向と逆の方向を上方向としたとき、
    　前記接地電極は、
    　前記主体金具に接合されているとともに、前記放電面よりも上に存在する基部と、
    　前記基部に連続して前記基部よりも下に設けられているとともに、前記放電面を有する先端部と、
    を備え、
    　前記軸線方向と直交するとともに、前記基部から前記中心電極に向かう方向を第１の方向とし、
    　前記第１の方向から見た前記中心電極の幅をＤａとし、
    　前記第１の方向から見た前記基部の幅をＤｂとしたとき、
    　Ｄｂ／Ｄａ≦０．９２
    を満たすことを特徴とする、スパークプラグ。
  2. 　軸線方向に延在する中心電極と、
    　前記中心電極の外周に設けられる絶縁体と、
    　前記絶縁体の径方向を取り囲む筒状の主体金具と、
    　前記軸線方向に垂直又は略垂直な放電面を有し、前記放電面と前記中心電極の先端との間で火花ギャップを形成する接地電極と、
    を備え、
    　前記中心電極および前記接地電極はいずれも貴金属部材を備えておらず、
    　前記軸線方向のうち、前記中心電極から前記接地電極の放電面に向かう方向を下方向とし、前記下方向と逆の方向を上方向としたとき、
    　前記接地電極は、
    　前記主体金具に接合されているとともに、前記放電面よりも上側に存在する基部と、
    　前記基部に連続して前記基部よりも下側に設けられているとともに、前記放電面を有する先端部と、
    を備え、
    　前記軸線方向と直交するとともに、前記基部から前記中心電極に向かう方向を第１の方向とし、
    　前記第１の方向から見た前記中心電極の幅をＤａとし、
    　前記第１の方向から見た前記基部の幅をＤｂとしたとき、
    　Ｄｂ／Ｄａ≦０．９９
    を満たし、かつ、
    　前記第１の方向とは逆の方向から見た前記先端部の面は、その四隅を曲線または直線で面取りした形状を有しており、前記面取りの寸法は０．３ｍｍ以上であることを特徴とする、スパークプラグ。
  3. 　軸線方向に延在する中心電極と、
    　前記中心電極の外周に設けられる絶縁体と、
    　前記絶縁体の径方向を取り囲む筒状の主体金具と、
    　前記軸線方向に垂直又は略垂直な放電面を有し、前記放電面と前記中心電極の先端との間で火花ギャップを形成する接地電極と、
    を備え、
    　前記中心電極および前記接地電極はいずれも貴金属部材を備えておらず、
    　前記軸線方向のうち、前記中心電極から前記接地電極の放電面に向かう方向を下方向とし、前記下方向と逆の方向を上方向としたとき、
    　前記接地電極は、
    　前記主体金具に接合されているとともに、前記放電面よりも上に存在する基部と、
    　前記基部に連続して前記基部よりも下に設けられているとともに、前記放電面を有する先端部と、
    を備え、
    　前記軸線方向と直交するとともに、前記基部から前記中心電極に向かう方向を第１の方向とし、
    　前記第１の方向から見た前記中心電極の幅をＤａとし、
    　前記第１の方向から見た前記基部の幅をＤｂとしたとき、
    　Ｄｂ／Ｄａ≦０．９９
    を満たし、かつ、
    　前記接地電極の、前記第１の方向とは逆の方向から見た前記先端部の面の形状は、略円形の一部を略直線で切りとった形状であり、
    　前記放電面は、前記略直線で切りとられた形状の弦の位置に相当する面であることを特徴とする、スパークプラグ。
  4. 　請求項３に記載のスパークプラグであって、
    　Ｄｂ／Ｄａ≦０．９２
    を満たすことを特徴とする、スパークプラグ。
  5. 　請求項３または４記載のスパークプラグであって、
    　前記略直線で切りとられた形状の弦の長さは０．５７ｍｍ以上であることを特徴とする、スパークプラグ。
  6. 　請求項１ないし５のいずれか一項記載のスパークプラグであって、
    　前記第１の方向に沿って前記接地電極を前記中心電極に投影したときに、前記中心電極上に投影される前記接地電極の影が前記中心電極の先端面の２つの肩部のいずれにも形成されないように、前記接地電極と前記中心電極が形成されていることを特徴とする、スパークプラグ。
  7. 　請求項１ないし６のいずれか一項記載のスパークプラグであって、
    　前記第１の方向から見た前記先端部の幅が前記基部の幅と等しいことを特徴とする、スパークプラグ。
  8. 　請求項１ないし７のいずれか一項記載のスパークプラグであって、
    　前記中心電極の前記軸線方向と直交する断面は、その直径ＤＤが、
    　１．３ｍｍ≦ＤＤ≦２ｍｍ
    を満たす円形であることを特徴とする、スパークプラグ。
  9. 　請求項１ないし８のいずれか一項記載のスパークプラグであって、
    　前記接地電極の前記基部と前記先端部とが同一の断面積を有しており、該断面積が１ｍｍ2以上であることを特徴とする、スパークプラグ。
  10. 　請求項１ないし９のいずれか一項記載のスパークプラグであって、
    　前記主体金具のエンジンヘッドと係合するネジのネジ径がＭ１０以下であることを特徴とする、スパークプラグ。
  11. 　請求項１ないし１０のいずれか一項記載のスパークプラグであって、
    　前記中心電極は、Ｎｉを９６．５ｗｔ％以上含有するＮｉ合金であることを特徴とする、スパークプラグ。
  12. 　請求項１ないし１１のいずれか一項記載のスパークプラグであって、
    　前記接地電極は、Ｃｒを１５ｗｔ％以上含有するＮｉ合金であることを特徴とする、スパークプラグ。
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