JP2009158343A - スパークプラグ - Google Patents

Abstract

【課題】 外側電極の耐熱性及び耐折損性を確保しつつ、着火性を向上させることができるスパークプラグを提供すること。
【解決手段】 スパークプラグ１００は、中心電極基材突出部１３１ｔに中心電極チップ１３３を同軸に溶接した中心電極１３０と、接地電極基材１４１に接地電極チップ１４３を溶接し、中心電極チップ１３３の外周面１３０ｓｓｎと火花放電ギャップＧを隔てて離間する接地電極１４０とを備える。接地電極１４０から、中心電極基材突出部１３１ｔと中心電極チップ１３３との溶接部１３５までの最短距離をＦ（ｍｍ）とし、火花放電ギャップＧの長さをＡＤ（ｍｍ）としたとき、Ｆ≧ＡＤ×１．０５を満たしている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、中心電極チップを溶接した中心電極と、外側電極チップを溶接した外側電極とを備える内燃機関用のスパークプラグに関する。

従来より、着火性及び耐久性を両立して向上させるために、外側電極基材に円柱状の外側電極チップを溶接した外側電極を有するスパークプラグが知られている。しかし、このような形態の外側電極では、外側電極チップを溶接しているために、外側電極の全長が長くなりがちで、使用時の熱負荷が大きくなると共に、振動に対する折損強度も低下する。このため、特許文献１に開示されたスパークプラグのように、外側電極に銅芯を封入したり、特許文献２に開示されたスパークプラグのように、主体金具の先端部分を先端側に長く延ばした形態としたり、外側電極の断面積を増やすことで、外側電極の熱引きと強度を向上させることが考えられている。

特許第１９１８１５６号公報 特開昭６０−２３５３７９号公報

近年の内燃機関は、低燃費、低エミッションのために、高着火性能が求められると共に高出力の両立を目指しており、高圧縮比の内燃機関等が開発され、スパークプラグが受ける熱量は更に増加する傾向にある。また、スパークプラグに対する小径化の要求により、外側電極の大きさも小さくする必要があるため、益々、外側電極の耐熱性及び耐折損性が厳しくなる傾向にある。この問題を解決するためには、外側電極の長さを短くすることが最も効果的である。しかし、外側電極を短くできる従来の多極電極型のスパークプラグやセミ沿面型のスパークプラグは、外側電極が長くなる平行電極型のスパークプラグに比して、着火性が劣ることが判っている。

着火性を向上させるためには、中心電極基材及び外側電極基材に、これよりも細径の貴金属チップを溶接して中心電極及び外側電極を形成することが考えられる。このような形態とすることで、各電極の火炎核への消炎作用を抑制できると共に、飛火位置を各電極の先端部分（貴金属チップ）にある程度安定させることができる。しかし、中心電極における外側電極との飛火は、先端部分をなす貴金属チップにだけでなく、中心電極基材に貴金属チップを溶接したことにより形成される溶接部にも生じる場合があり、着火性が低下するおそれがある。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、外側電極の耐熱性及び耐折損性を確保しつつ、着火性を向上させることができるスパークプラグを提供することを目的とする。

その解決手段は、軸線を有する筒状の主体金具と、前記主体金具の径方向内側に挿通された筒状の絶縁体と、前記絶縁体の径方向内側に挿通された中心電極であって、前記絶縁体の絶縁体先端面から軸線方向先端側に突出する中心電極突出部を有し、この中心電極突出部は、軸線方向基端側に位置する中心電極基材突出部、及び、この中心電極基材突出部の軸線方向先端側に位置し、この中心電極基材突出部よりも細く、この中心電極基材突出部に溶接された柱状の中心電極チップを含む、中心電極と、前記主体金具から延びる外側電極基材の基材先端部に、これよりも細い柱状の外側電極チップを溶接してなる外側電極であって、前記外側電極チップのチップ先端面が、前記中心電極チップの外周面と火花放電ギャップを隔てて離間してなる一又は複数の外側電極と、を備えるスパークプラグであって、前記外側電極から、前記中心電極基材突出部と前記中心電極チップとの溶接部までの最短距離を最短距離Ｆ（ｍｍ）とし、前記火花放電ギャップの長さをギャップ長ＡＤ（ｍｍ）としたとき、Ｆ≧ＡＤ×１．０５を満たす形態としてなるスパークプラグである。

本発明のスパークプラグでは、外側電極を、その外側電極チップのチップ先端面が中心電極チップの外周面と火花放電ギャップを隔てて離間してなる形態とし、火花放電経路を一般的な軸線方向から径方向としている。即ち、横放電型のスパークプラグとしている。このようにすることで、外側電極の長さを軸線方向及び径方向のいずれも短くできるので、使用時の外側電極の温度を低減できると共に、耐折損強度を向上させることできる。従って、外側電極の耐熱性及び耐折損性を向上させることができる。

また、外側電極基材にこれよりも細い外側電極チップを溶接して外側電極を構成すると共に、中心電極基材突出部にこれよりも細い中心電極チップ溶接して中心電極（中心電極突出部）を構成しているので、横放電型のスパークプラグでありながら、火炎核への消炎作用を低減できると共に、火炎核の成長を阻害し難くなるので、着火性を向上させることができる。その理由は、外側電極の先端部分及び中心電極の先端部分が細くなることにより、火炎核よりも温度の低い外側電極及び中心電極が、火炎核が拡がる際の障害物になり難くなるためと考えられる。

更に、本発明のスパークプラグでは、外側電極から中心電極の溶接部までの最短距離Ｆ（ｍｍ）と、火花放電ギャップのギャップ長ＡＤ（ｍｍ）とが、Ｆ≧ＡＤ×１．０５を満たす形態としている。これにより、外側電極から中心電極の溶接部までの距離が長くなるので、外側電極から中心電極の溶接部への飛火を抑制できる。従って、スパークプラグの着火性を更に向上させることができる。

なお、「最短距離Ｆ」は、前述のように、外側電極から中心電極の溶接部までの最短距離である。従って、「最短距離Ｆ」は、外側電極のうちの外側電極チップを起点として計測する場合もあれば、外側電極のうちの外側電極基材を起点として計測する場合もある。
「中心電極チップ」及び「外側電極チップ」は、それぞれ柱状であればよく、例えば、円柱状、四角柱などの角柱状、楕円柱状などの形態が挙げられる。
また、「中心電極チップ」及び「外側電極チップ」の材質は、耐久性や着火性などを考慮して適宜変更できる。中でも、Ｐｔを７０重量％以上含むＰｔ合金、または、Ｒｈを添加したＩｒ合金により形成すると、使用に伴って生じるチップの消耗量を抑制できるので、耐久性を特に向上させることができる。

また、「外側電極」は、上記のように、外側電極基材の基材先端部に、これよりも細い柱状の外側電極チップを溶接したものである。このような形態としては、例えば、接地電極基材の基材先端部のうち、その先端面をなす基材先端面の所定位置に、柱状の外側電極チップが中心電極に向かって突出する形態で接合された接地電極が挙げられる。また、例えば、接地電極基材の基材先端部のうち、その周囲を構成する側面（基材先端面に繋がる側面）の所定位置に、柱状の外側電極チップが基材先端面を超えて突出する形態で接合された接地電極が挙げられる。

更に、上記のスパークプラグであって、Ｆ≧ＡＤ×１．２５を満たしてなるスパークプラグとすると良い。

本発明のスパークプラグでは、更にＦ≧ＡＤ×１．２５を満たす形態としているので、外側電極から中心電極の溶接部までの距離が更に長くなるため、外側電極から中心電極の溶接部への飛火を更に効果的に抑制できる。従って、スパークプラグの着火性をより一層向上させることができる。

更に、上記のいずれかに記載のスパークプラグであって、前記溶接部の前記軸線上の中央点を含み、前記軸線に直交する前記溶接部の横断面において、この横断面における前記溶接部の図心を求め、この図心を中心とした中心角１５度毎の各々の範囲について、この図心を中心とし、前記溶接部の外周に接する最大の円の半径Ｒｍａｘと、この図心を中心とし、前記溶接部の外周に接する最小の円の半径Ｒｍｉｎとの差分Ｄ（＝Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）を求め、各差分Ｄの平均を前記溶接部の周方向段差Ｄａ（μｍ）としたとき、Ｄａ≦９を満たす形態としてなるスパークプラグとすると良い。

本発明のスパークプラグでは、中心電極の溶接部の上記周方向段差Ｄａ（μｍ）を、Ｄａ≦９としている。このように溶接部の周方向段差Ｄａを小さくすることで、従来の溶接部よりも溶接部における電界強度が低くなるために、溶接部での飛火には、従来よりも更に高い電圧が必要となるので、溶接部での飛火が生じ難くなる。従って、溶接部への飛火を更に抑制でき、着火性を更に向上させることができる。

更に、上記のスパークプラグであって、Ｄａ≦７を満たす形態としてなるスパークプラグとすると良い。

本発明のスパークプラグでは、更にＤａ≦７としている。このように周方向段差Ｄａを更に小さくすることで、溶接部への飛火を更に抑制できるので、着火性をより一層向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態に係るスパークプラグ１００を示す。また、図２に、スパークプラグ１００のうち、中心電極１３０及び接地電極（外側電極）１４０付近を側方から見た図を示し、また、図３に、中心電極１３０及び接地電極１４０等を軸線ＡＸ方向先端側（以下、単に先端側とも言う。）から基端側に見た図を示す。また、図４に、接地電極１４０を径方向内側から径方向外側に見た図を示す。このスパークプラグ１００は、エンジンのシリンダヘッドに取り付けられて使用に供される内燃機関用のスパークプラグである。

スパークプラグ１００は、図１に示すように、筒状の主体金具１１０と、筒状の絶縁体１２０と、中心電極１３０と、接地電極１４０とを備える。
このうち主体金具１１０は、低炭素鋼からなり、軸線ＡＸ方向に延びる筒状をなす。この主体金具１１０は、径大なフランジ部１１０ｆと、これより軸線ＡＸ方向基端側（以下、単に基端側とも言う。図１中、上方。）に位置し、スパークプラグ１００をシリンダーヘッドに取り付ける際に工具を係合させる横断面六角形状の工具係合部１１０ｈと、更にその基端側に位置し、絶縁体１２０を主体金具１１０に加締め固定するための加締部１１０ｊとを有する。また、フランジ部１１０ｆの先端側（図１中、下方）には、フランジ部１１０ｆより細径で、外周にスパークプラグ１００をシリンダーヘッドにネジ止めするための取付ねじ部１１０ｇが形成された金具先端部１１０ｓを有する。

絶縁体１２０は、アルミナ系セラミックからなり、軸線ＡＸ方向に延びる筒状をなす。この絶縁体１２０は、主体金具１１０の径方向内側に挿通され、先端側に位置する絶縁体突出部１２０ｓが、主体金具１１０の金具先端面１１０ｓｃから先端側に突出すると共に、基端側に位置する絶縁体基端部１２０ｋが、主体金具１１０の加締部１１０ｊから基端側に突出した状態で、主体金具１１０に保持されている。先端側に位置する絶縁体突出部１２０ｓの主体金具１１０の金具先端面１１０ｓｃからの突出長さＺ（図２参照）は、１．０ｍｍ以上（具体的には２．０ｍｍ）である。
また、この絶縁体１２０の先端側の径方向内側には、中心電極１３０が挿通されている。また、この絶縁体１２０の基端側の径方向内側には、高電圧を中心電極１３０に導くための端子金具１５０が挿入されている。

中心電極１３０は、絶縁体１２０の径方向内側に挿通され、先端側に位置する中心電極突出部１３０ｓが絶縁体１２０の絶縁体先端面１２０ｓｃから先端側に突出した状態で、絶縁体１２０に保持されている。中心電極突出部１３０ｓの主体金具１１０の金具先端面１１０ｓｃからの突出長さＴ（図２参照）は、３．５ｍｍ以上（具体的には５．０ｍｍ）である。

この中心電極１３０は、図２及び図３に示すように、基材である棒状の中心電極基材１３１に、これよりも細径の円柱状をなす中心電極チップ１３３を同軸に溶接したものである。中心電極突出部１３０ｓは、中心電極基材１３１の一部をなし、中心電極突出部１３０ｓのうちの基端側部分（図２、下方）を構成する中心電極基材突出部１３１ｔと、この中心電極基材突出部１３１ｔの先端側（図２、上方）に位置し、この中心電極基材突出部１３１ｔに同軸に溶接された中心電極チップ１３３とからなる。

このうち中心電極基材突出部１３１ｔは、基端側に位置し径大な円柱状をなす第１円柱部１３１ｐと、この先端側に位置し先端側ほど径小な円錐台状をなす円錐台部１３１ｑとを有する。中心電極基材１３１は、Ｎｉを主成分とするＮｉ合金からなる。
一方、中心電極チップ１３３は、中心電極基材１３１（中心電極基材突出部１３１ｔ）から先端側（図２、上方）に向かって突出し、中心電極１３０の先端部分をなす円柱状の中心電極先端部１３０ｓｓを形成している。この中心電極チップ１３３は、Ｐｔを７０重量％以上含むＰｔ合金からなる。なお、中心電極チップ１３３は、Ｒｈを添加したＩｒ合金により形成してもよい。
この中心電極チップ１３３と中心電極基材１３１（中心電極基材突出部１３１ｔ）とは、レーザ溶接されているので、中心電極チップ１３３と中心電極基材突出部１３１ｔとの間には、中心電極チップ１３３と中心電極基材突出部１３１ｔとが互いに溶融混合して固化した円錐台状の溶接部１３５が形成されている。

接地電極１４０は、図２〜図４に示すように、四角柱を屈曲させた基材である接地電極基材（外側電極基材）１４１に、これよりも細径で円柱状をなす接地電極チップ（外側電極チップ）１４３を溶接したものである。
このうち接地電極基材１４１は、Ｎｉを主成分とするＮｉ合金からなる。この接地電極基材１４１は、その基材基端部１４１ｋが主体金具１１０の金具先端面１１０ｓｃに接合されており、基材先端部１４１ｓが径方向内側に向けて屈曲され、その基材先端面１４１ｓｃが径方向内側を向いている。

接地電極チップ１４３は、中心軸ＢＸを有する円柱状をなし、接地電極基材１４１の基材先端面１４１ｓｃの中央にレーザ溶接で接合され、径方向内側に向かって突出している。そして、接地電極チップ１４３のチップ先端面１４３ｓｃが、中心電極先端部１３０ｓｓ（中心電極チップ１３３）の外周面１３０ｓｓｎと火花放電を生じさせる火花放電ギャップＧを隔てて離間している。基材先端面１４１ｓｃからチップ先端面１４３ｓｃまでの接地電極チップ１４３のチップ長さを長さＣ（ｍｍ）とすると、０．３≦Ｃ≦１．６を満たしている（具体的にはＣ＝０．９ｍｍ）。また、この接地電極チップ１４３は、Ｐｔを７０重量％以上含むＰｔ合金からなる。なお、接地電極チップ１４３は、Ｒｈを添加したＩｒ合金により形成してもよい。

ここで、このスパークプラグ１００において、図５に示すように、火花放電ギャップＧの長さをギャップ長ＡＤ（ｍｍ）とする。また、接地電極１４０（本実施形態では具体的には接地電極チップ１４３）から、中心電極１３０の溶接部１３５までの最短距離を最短距離Ｆ（ｍｍ）とする。このようなギャップ長ＡＤ（ｍｍ）及び最短距離Ｆ（ｍｍ）について、本実施形態のスパークプラグ１００は、Ｆ≧ＡＤ×１．０５を満たし、更には、Ｆ≧ＡＤ×１．２５を満たす形態としている。なお、長さＡＤ（ｍｍ）及び最短距離Ｆ（ｍｍ）の具体的な数値については後述する。

次いで、溶接部１３５の軸線ＡＸ上の中央点Ｗを含み、軸線ＡＸに直交する溶接部１３５の横断面を見る。図６に、この横断面（図５におけるＨ−Ｈ断面）を示す。また、図７に、図６において破線で示したＪ部分を含む拡大図を示す。
次に、この横断面における溶接部１３５の図心Ｐ（断面の重心）を求める。
そして、この図心Ｐを中心とした中心角１５度毎の各々の範囲について、図心Ｐを中心とし、溶接部１３５の外周１３５ｎに接する最大の円ＥＴ１の半径Ｒｍａｘと、図心Ｐを中心とし、溶接部１３５の外周１３５ｎに接する最小の円ＥＴ２の半径Ｒｍｉｎをそれぞれ求める。そして、これらの差分Ｄ（＝Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）を求める。
更に、全部で２４個（３６０度／１５度＝２４）の各差分Ｄの平均を求めて溶接部１３５の周方向段差Ｄａ（μｍ）とする。
このような周方向段差Ｄａ（μｍ）について、本実施形態のスパークプラグ１００は、Ｄａ≦９を満たし、更には、Ｄａ≦７を満たしている。なお、周方向段差Ｄａ（μｍ）の具体的な数値は後述する。

以上で説明したように、このスパークプラグ１００では、接地電極１４０を、接地電極チップ１４３のチップ先端面１４３ｓｃが、径方向内側を向いて、中心電極先端部１３０ｓｓの外周面１３０ｓｓｎと火花放電ギャップＧを隔てて離間してなる形態とし、火花放電経路を径方向に形成した横放電型のスパークプラグとしている。このようにすることで、接地電極１４０の長さを軸線ＡＸ方向及び径方向のいずれも短くできるので、接地電極１４０の使用時の温度を低減できると共に、耐折損強度を向上させることできる。従って、接地電極１４０の耐熱性及び耐折損性を向上させることができる。

また、接地電極基材１４１にこれよりも細径の接地電極チップ１４３を溶接して接地電極１４０を構成すると共に、中心電極基材１３１に中心電極チップ１３３を溶接して中心電極１３０を構成している。このため、横放電型のスパークプラグでありながら、火炎核への消炎作用を低減できると共に、火炎核の成長を阻害し難くなるので、着火性を向上させることができる。接地電極１４０及び中心電極１３０の先端部分が細径の接地電極チップ１４３及び中心電極チップ１３３であることにより、火炎核よりも温度の低い接地電極１４０（接地電極チップ１４３）及び中心電極１３０（中心電極チップ１３３）が、火炎核が拡がる際の障害物になり難くなるためと考えられる。

更に、本実施形態のスパークプラグ１００では、接地電極１４０から中心電極１３０の溶接部１３５までの最短距離Ｆ（ｍｍ）と、火花放電ギャップＧのギャップ長ＡＤ（ｍｍ）とが、Ｆ≧ＡＤ×１．０５を満たし、更には、Ｆ≧ＡＤ×１．２５を満たす形態としている。これにより、接地電極１４０から中心電極１３０の溶接部１３５までの距離が長くなるので、接地電極１４０から中心電極１３０の溶接部１３５への飛火を効果的に抑制できる。従って、スパークプラグ１００の着火性を大幅に向上させることができる。

また、中心電極１３０の溶接部１３５の前記周方向段差Ｄａ（μｍ）を、Ｄａ≦９とし、更には、Ｄａ≦７としている。このため、従来の溶接部よりも溶接部１３５における電界強度が低くなるために、溶接部１３５での飛火には、従来よりも更に高い電圧が必要となるので、溶接部１３５での飛火が生じ難くなる。従って、溶接部１３５への飛火を更に効果的に抑制でき、着火性をより一層向上させることができる。

なお、このスパークプラグ１００は、次の方法により製造できる。即ち、中心電極基材１３１に中心電極チップ１３３をレーザ溶接して中心電極１３０を形成する。そして、この中心電極１３０を別途用意した絶縁体１２０に組み付けると共に、端子金具１５０等も絶縁体１２０に組み付け、ガラスシールを行う。
次に、主体金具１１０を用意し、主体金具１１０に棒状の接地電極基材１４１（接地電極チップ１４３が接合されておらず、屈曲加工もされていない状態の接地電極基材１４１）を接合する。その後、この接地電極基材１４１を接合した主体金具１１０に、中心電極１３０等を組み付けた絶縁体１２０を組み付け、加締め等を行う。
次に、主体金具１１０に接合された接地電極基材１４１に、接地電極チップ１４３をレーザ溶接して接地電極１４０を形成する。その後は、接地電極１４０を径方向内側に曲げて所定形状とし、中心電極１３０との間に火花放電ギャップＧを形成すれば、スパークプラグ１００が完成する。

次いで、本実施形態のスパークプラグ１００の効果を検証するために行った様々な試験の結果について説明する。
（試験１）
この試験１では、火花放電ギャップＧのギャップ長ＡＤ（ｍｍ）を、０．３ｍｍ、０．６ｍｍ、０．９ｍｍ及び１．２ｍｍとすると共に、接地電極から中心電極の溶接部までの最短距離Ｆ（ｍｍ）を変更した多数のスパークプラグを用意した。そして、各スパークプラグについて、溶接部への飛火率を調べて、着火性を評価した。その結果を図８のグラフに示す。

溶接部への飛火率は、次のように求めた。即ち、加圧チャンバーにスパークプラグを取り付け、高速カメラにて飛火状況を撮影し、飛火位置を調べた。これを各スパークプラグについて、１０００サンプル行った。試験条件は、圧力０．４ＭＰａ、繰り返し周波数１５Ｈｚ、大気雰囲気下とした。

この結果によると、火花放電ギャップＧのギャップ長ＡＤの大きさに拘わらず、Ｆ／ＡＤの比が１．０５よりも小さくなると、溶接部１３５での飛火率が急激に高くなり、飛火率が２０％を超えるようになる。一方、Ｆ／ＡＤの比が１．０５以上では、溶接部での飛火率が十分に小さくなる。更に、Ｆ／ＡＤの比が１．２５以上になると、溶接部での飛火が見られなくなる。このことから、Ｆ／ＡＤ≧１．０５とすることにより、更には、Ｆ／ＡＤ≧１．２５とすることにより、中心電極チップで安定した飛火が行われるようになり、着火性が大きく向上することが判る。

（試験２）
この本試験２では、Ｆ／ＡＤの比を１．０２５、１．０５、１．１及び１．２とすると共に、前述の周方向段差Ｄａ（μｍ）を変更した多数のスパークプラグを用意した。そして、各スパークプラグについて、溶接部での飛火率を調べて、着火性を評価した。溶接部での飛火率は、上記試験１と同様に調査した。その結果を図９のグラフに示す。

この結果によると、Ｆ／ＡＤの比が１．０２５のスパークプラグでは、周方向段差Ｄａが小さくなるに連れて、溶接部での飛火率も小さくなるものの、飛火率が１０％を超えている。
これに対し、Ｆ／ＡＤの比が１．０５、１．１及び１．２の各スパークプラグでは、周方向段差Ｄａを９μｍ以下とすることにより、溶接部への飛火率が５％以下に収まり、着火性が向上している。更に、これらのスパークプラグでは、周方向段差Ｄａを７μｍ以下とすることにより、溶接部への飛火が見られなくなり、着火性が大きく向上している。
このことから、周方向段差Ｄａ（μｍ）を、Ｄａ≦９、更には、Ｄａ≦７とすることで、溶接部１３５への飛火を更に効果的に抑制でき、着火性が大きく向上すると言える。

（変形形態）
次いで、上記実施形態の変形形態について説明する。なお、上記実施形態と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。この変形形態では、接地電極２４０の形態が、上記実施形態の接地電極１４０の形態と異なる。それ以外は基本的に上記実施形態と同様である。図１０に、本変形形態に係るスパークプラグ２００のうち、中心電極１３０及び接地電極２４０付近の側面図を示す。また、図１１（ａ）に、接地電極２４０のうちの接地電極基材２４１の横断面図（図１０におけるＹ−Ｙ断面）を示し、図１１（ｂ）に、径方向内側から径方向外側に見た接地電極２４０の先端付近の正面図を示す。なお、図１１（ａ）では、図中、上方が径方向外側、図中、下方が径方向内側になる。また、図１１（ｂ）では、図中、上方が先端側、図中、下方が基端側になる。

本変形形態に係るスパークプラグ２００の接地電極２４０は、基材である接地電極基材２４１と、これに溶接された接地電極チップ２４３とからなる。
このうち接地電極基材２４１は、その基材基端部２４１ｋが主体金具１１０の金具先端面１１０ｓｃに接合されており、基材先端部２４１ｓが径方向内側に向けて屈曲され、その基材先端面２４１ｓｃが径方向内側を向いている。この接地電極基材２４１は、図１１（ａ）に示すように、横断面が概略半円形状（かまぼこ状）をなす。

接地電極チップ２４３は、接地電極基材２４１よりも細い（断面積が小さい）角柱状をなす。この接地電極チップ２４３は、接地電極基材２４１のうち基材先端部２４１ｓの基材先端面２４１ｓｃ及び基端側側面２４１ｓｄに、抵抗溶接で接合されている。この接地電極チップ２４３は、接地電極基材２４１の基材先端面２４１ｓｃを超えて径方向内側に向かって突出している。そして、接地電極チップ２４３のチップ先端面２４３ｓｃが、中心電極先端部１３０ｓｓの外周面１３０ｓｓｎと火花放電を生じさせる火花放電ギャップＧを隔てて離間している。

このような形態の接地電極２４０を有するスパークプラグ２００においても、上記実施形態のスパークプラグ１００と同様に、接地電極２４０の耐熱性及び耐折損性を確保しつつ、着火性を向上させることができる。また、その他、上記実施形態と同様な部分は、上記実施形態と同様な作用・効果を奏する。

以上において、本発明を実施形態及び変形形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態等では、スパークプラグ１００等に接地電極１４０，２４０を１つ設けたものを例示したが、接地電極１４０，２４０を複数設けてもよい。

実施形態に係るスパークプラグの側面図である。 実施形態に係るスパークプラグのうち、中心電極及び接地電極付近の側面図である。 実施形態に係るスパークプラグのうち、中心電極及び接地電極等を先端側から見た平面図である。 実施形態に係るスパークプラグのうちの接地電極を径方向内側から径方向外側に見た説明図である。 実施形態に係るスパークプラグのうち、中心電極及び接地電極を側方から見た図であり、火花放電ギャップのギャップ長ＡＤ及び最短距離Ｆを説明するための説明図である。 実施形態に係るスパークプラグのうち、中心電極の溶接部の軸線方向中央の横断面図（図５におけるＨ−Ｈ断面図）である。 実施形態に係るスパークプラグのうち、図６に破線で示したＪ部分を含む拡大図である。 火花放電放電ギャップの長さの異なるスパークプラグについて、Ｆ／ＡＤと溶接部への飛火率との関係を示したグラフである。 Ｆ／ＡＤが異なるスパークプラグについて、周方向段差と溶接部への飛火率との関係を示したグラフである。 変形形態に係るスパークプラグのうち、中心電極及び接地電極付近の側面図である。 変形形態に係るスパークプラグの接地電極を示す図であり、（ａ）は、接地電極基材の横断面図（図１０におけるＹ−Ｙ断面）であり、（ｂ）は、径方向内側から径方向外側に見た接地電極の先端付近の正面図である。

符号の説明

１００ スパークプラグ
１１０ 主体金具
１１０ｓｃ 金具先端面
１２０ 絶縁体
１２０ｓ 絶縁体突出部
１２０ｓｃ 絶縁体先端面
１３０ 中心電極
１３０ｓ 中心電極突出部
１３０ｓｓ 中心電極先端部
１３０ｓｓｎ 外周面
１３１ 中心電極基材
１３１ｔ 中心電極基材突出部
１３３ 中心電極チップ
１３５ 溶接部
１３５ｎ 外周
１４０ 接地電極（外側電極）
１４１ 接地電極基材（外側電極基材）
１４３ 接地電極チップ（外側電極チップ）
１４３ｓｃ チップ先端面
１５０ 端子金具
ＡＸ 軸線
ＢＸ 中心軸
Ｇ 火花放電ギャップ
ＡＤ ギャップ長
Ｆ 最短距離
Ｐ 図心
ＥＴ１ 最大の円
ＥＴ２ 最小の円
Ｒｍａｘ （最大の円の）半径
Ｒｍｉｎ （最小の円の）半径

Claims (4)

1. 軸線を有する筒状の主体金具と、
   前記主体金具の径方向内側に挿通された筒状の絶縁体と、
   前記絶縁体の径方向内側に挿通された中心電極であって、
   前記絶縁体の絶縁体先端面から軸線方向先端側に突出する中心電極突出部を有し、
   この中心電極突出部は、軸線方向基端側に位置する中心電極基材突出部、及び、この中心電極基材突出部の軸線方向先端側に位置し、この中心電極基材突出部よりも細く、この中心電極基材突出部に溶接された柱状の中心電極チップを含む、中心電極と、
   前記主体金具から延びる外側電極基材の基材先端部に、これよりも細い柱状の外側電極チップを溶接してなる外側電極であって、前記外側電極チップのチップ先端面が、前記中心電極チップの外周面と火花放電ギャップを隔てて離間してなる一又は複数の外側電極と、
   を備えるスパークプラグであって、
   前記外側電極から、前記中心電極基材突出部と前記中心電極チップとの溶接部までの最短距離を最短距離Ｆ（ｍｍ）とし、
   前記火花放電ギャップの長さをギャップ長ＡＤ（ｍｍ）としたとき、
   Ｆ≧ＡＤ×１．０５を満たす形態としてなる
   スパークプラグ。
2. 請求項１に記載のスパークプラグであって、
   Ｆ≧ＡＤ×１．２５を満たす形態としてなる
   スパークプラグ。
3. 請求項１または請求項２に記載のスパークプラグであって、
   前記溶接部の前記軸線上の中央点を含み、前記軸線に直交する前記溶接部の横断面において、
   この横断面における前記溶接部の図心を求め、
   この図心を中心とした中心角１５度毎の各々の範囲について、この図心を中心とし、前記溶接部の外周に接する最大の円の半径Ｒｍａｘと、この図心を中心とし、前記溶接部の外周に接する最小の円の半径Ｒｍｉｎとの差分Ｄ（＝Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）を求め、
   各差分Ｄの平均を前記溶接部の周方向段差Ｄａ（μｍ）としたとき、
   Ｄａ≦９を満たす形態としてなる
   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、
   Ｄａ≦７を満たす形態としてなる
   スパークプラグ。

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