特開 2024-100382 スパークプラグ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024100382

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】スパークプラグ

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/32 20060101AFI20240719BHJP

   H01T 13/20 20060101ALI20240719BHJP

   H01T 21/02 20060101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

H01T13/32

H01T13/20 B

H01T21/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023004342

(22)【出願日】2023-01-16

(71)【出願人】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000534

【氏名又は名称】弁理士法人真明センチュリー

(72)【発明者】

【氏名】鬼海 高明

(72)【発明者】

【氏名】野口 智史

【テーマコード（参考）】

5G059

【Ｆターム（参考）】

5G059AA10

5G059DD04

5G059DD11

5G059GG01

5G059GG03

5G059GG05

(57)【要約】

【課題】溶融部の強度を確保できるスパークプラグを提供する。
【解決手段】スパークプラグは、中心電極と、中心電極を内側に絶縁保持する主体金具と、主体金具から中心電極へ向かって突き出す接地電極と、を備え、主体金具は、外周におねじが設けられた円筒部を備え、円筒部を径方向に貫通する穴が設けられ、穴の中で円筒部に溶融部を介して接地電極が接続する。穴の中心線と溶融部とを含む断面において、溶融部のうち円筒部と接する部分が、接地電極よりも径方向の外側に存在する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心電極と、
前記中心電極を内側に絶縁保持する主体金具と、
前記主体金具から前記中心電極へ向かって突き出す接地電極と、を備え、
前記主体金具は、外周におねじが設けられた円筒部を備え、前記円筒部を径方向に貫通する穴が設けられ、
前記穴の中で前記円筒部に溶融部を介して前記接地電極が接続するスパークプラグであって、
前記穴の中心線と前記溶融部とを含む断面において、
前記溶融部のうち前記円筒部と接する部分が、前記接地電極よりも前記径方向の外側に存在するスパークプラグ。

【請求項2】

前記穴の中心線と前記溶融部とを含む断面において、
前記部分と前記穴の内面との交点における前記穴の大きさをＡ（ｍｍ）、前記部分の前記中心線に沿う距離をＢ（ｍｍ）としたときに、２＜Ａ／Ｂ≦１５である請求項１記載のスパークプラグ。

【請求項3】

前記穴は、前記円筒部の径方向に一定の大きさである請求項１又は２に記載のスパークプラグ。

【請求項4】

前記主体金具の先端側を閉塞するキャップを備え、
前記キャップで閉塞された空間の内と外とを連通する貫通孔が前記キャップに設けられている請求項１又は２に記載のスパークプラグ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は溶融部を介して主体金具に接地電極が接続されるスパークプラグに関する。

【背景技術】

【0002】

中心電極と、中心電極を内側に絶縁保持する筒状の主体金具と、主体金具から中心電極へ向かって突き出す接地電極と、を備えるスパークプラグに関する先行技術は特許文献１に開示されている。先行技術では主体金具を貫通する穴の中で、溶融部を介して主体金具に接地電極が接続される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０２１／１４０７５６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

先行技術では穴が貫通する主体金具の厚さや穴の大きさに溶融部の接合面積が制約されるため、溶融部の強度が小さくなるおそれがある。

【0005】

本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、溶融部の強度を確保できるスパークプラグを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的を達成するために本発明の第１の態様は、中心電極と、中心電極を内側に絶縁保持する主体金具と、主体金具から中心電極へ向かって突き出す接地電極と、を備え、主体金具は、外周におねじが設けられた円筒部を備え、円筒部を径方向に貫通する穴が設けられ、穴の中で円筒部に溶融部を介して接地電極が接続するスパークプラグであって、穴の中心線と溶融部とを含む断面において、溶融部のうち円筒部と接する部分が、接地電極よりも径方向の外側に存在する。

【0007】

第２の態様は、第１の態様において、穴の中心線と溶融部とを含む断面において、溶融部のうち円筒部と接する部分と穴の内面との交点における穴の大きさをＡ（ｍｍ）、溶融部のうち円筒部と接する部分の中心線に沿う距離をＢ（ｍｍ）としたときに、２＜Ａ／Ｂ≦１５である。

【0008】

第３の態様は、第１又は第２の態様において、穴は、円筒部の径方向に一定の大きさである。

【0009】

第４の態様は、第１から第３の態様のいずれかにおいて、主体金具の先端側を閉塞するキャップを備え、キャップで閉塞された空間の内と外とを連通する貫通孔がキャップに設けられている。

【発明の効果】

【0010】

本発明のスパークプラグによれば、円筒部に設けられた穴の中心線と溶融部とを含む断面において、溶融部のうち円筒部と接する部分が、接地電極よりも径方向の外側に存在する。溶融部のうち円筒部と接する部分を、円筒部の径方向の外側に延ばすことができるので、接地電極よりも径方向の外側に溶融部が存在しない場合に比べ、溶融部の接合面積を大きくできる。従って溶融部の強度を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施の形態におけるスパークプラグの部分断面図である。

【図2】図１のＩＩで示す部分を拡大したスパークプラグの断面図である。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩにおけるスパークプラグの断面図である。

【図4】第２実施の形態におけるスパークプラグの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は一実施の形態におけるスパークプラグ１０の部分断面図である。図１にはスパークプラグ１０の先端側の部分の軸線Ｏを含む断面が図示されている。図１では紙面下側をスパークプラグ１０の先端側、紙面上側をスパークプラグ１０の後端側という（図２においても同じ）。図１に示すようにスパークプラグ１０は、絶縁体１１、中心電極１５、主体金具２０及び接地電極２５を備えている。

【0013】

絶縁体１１は、軸線Ｏに沿って延びる軸孔１２を有する略円筒状の部材であり、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等のセラミックスにより形成されている。絶縁体１１は、係止部１３と、係止部１３の先端側に隣接する先端部１４と、を含む。先端部１４の外径は係止部１３の外径よりも小さい。

【0014】

絶縁体１１の少なくとも係止部１３から先端部１４にかけて軸線Ｏに沿って軸孔１２の中に中心電極１５が配置されている。中心電極１５は、Ｎｉを主成分とする棒状の母材１６と、母材１６の先端に配置されたＰｔ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｉｒ等の貴金属のうちの１種以上を主成分とするチップ１７と、チップ１７と母材１６とを接合する溶融部１８と、を含む。チップ１７や溶融部１８は省略できる。

【0015】

中心電極１５の先端は、絶縁体１１から先端側に突き出している。中心電極１５は軸孔１２内で端子金具１９と電気的に接続されている。端子金具１９は、高圧ケーブル（図示せず）が接続される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。端子金具１９は絶縁体１１の後端に固定されている。

【0016】

主体金具２０は、導電性を有する金属材料（例えば銅、銅合金、低炭素鋼等）によって形成された略円筒状の部材である。主体金具２０は絶縁体１１の外周に配置されている。主体金具２０は、絶縁体１１の少なくとも係止部１３及び先端部１４の外周側に位置する円筒部２１を含む。円筒部２１は外周におねじ２２が設けられた円筒形の部分であり、内周に棚部２３が設けられている。おねじ２２は、エンジン（図示せず）のプラグホールに設けられためねじにはまる。棚部２３は、絶縁体１１の係止部１３の先端側に位置し、係止部１３を係止する。

【0017】

円筒部２１の棚部２３よりも先端側の部分に、円筒部２１を径方向に貫通する穴２４が設けられている。本実施形態では穴２４はおねじ２２の位置に設けられており、穴２４は断面が円形である。円筒部２１の穴２４の中に接地電極２５が配置されている。穴２４に配置された接地電極２５は、円筒部２１から中心電極１５へ向かって突き出している。

【0018】

主体金具２０の先端側を閉塞するキャップ２６によって、キャップ２６の内側に空間２９が設けられている。キャップ２６の材料は、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ等の１種以上を主成分とする金属材料が例示される。本実施形態ではキャップ２６は溶融部２８を介して円筒部２１の先端側に接続されている。空間２９の内と外とを連通する貫通孔２７がキャップ２６に設けられている。

【0019】

図２は図１のＩＩで示す部分を拡大したスパークプラグ１０の断面図である。円筒部２１に設けられた穴２４の内面３０は円筒部２１の外周面３１につながっており、円筒部２１の内周面３２と穴２４の内面３０との間に接地電極２５が設けられている。接地電極２５は、例えばＮｉを主成分とする母材３３と、Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｉｒ等の貴金属のうちの１種以上を主成分とするチップ３４と、チップ３４と母材３３とを接合する溶融部３５と、を含む。チップ３４や溶融部３５は省略できる。母材３３の端面３６は穴２４の中に位置している。円筒部２１に設けられた穴２４は接地電極２５で塞がっている。

【0020】

本実施形態では母材３３は穴２４の中の部分が円柱形であり、母材３３のうち穴２４の中の部分が、溶融部３５が設けられた部分よりも太い。接地電極２５のチップ３４は中心電極１５のチップ１７の側面に対向し、接地電極２５の先端と中心電極１５の側面との間に火花ギャップＧが設けられている。

【0021】

接地電極２５の母材３３は穴２４の中で溶融部３７を介して円筒部２１に接続されている。溶融部３７は、穴２４の中に配置した接地電極２５の母材３３の端面３６にレーザビームを照射して作られる。溶融部３７は、母材３３の端面３６の一部を含む部分と円筒部２１の穴２４の内面３０の一部を含む部分とが溶けてなる。

【0022】

エンジン（図示せず）に取り付けられたスパークプラグ１０は、エンジンのバルブ操作により、エンジンの燃焼室から貫通孔２７を通って空間２９に燃料ガスが流入する。スパークプラグ１０は、中心電極１５と接地電極２５との間の放電により火炎核を生成する。火炎核が成長すると空間２９内の燃料ガスに点火し燃料ガスが燃焼する。燃料ガスの燃焼によって生じる膨張圧力により、火炎を含むガス流が生じ、火炎を含むガスを貫通孔２７から燃焼室に噴射する。その火炎の噴流によって燃焼室内の燃料ガスが燃焼する。すなわちキャップ２６の内側の空間２９は、エンジンの燃焼室の中に設けられた副燃焼室として機能する。

【0023】

図３は図２のＩＩＩ－ＩＩＩにおけるスパークプラグ１０の断面図である。図３では穴２４の中心線Ｃを含む円筒部２１及び接地電極２５の断面の一部が図示されており、紙面下側を円筒部２１の径方向の内側、紙面上側を円筒部２１の径方向の外側という（図４においても同じ）。穴２４の中心線Ｃは穴２４の内面３０の切り口が輪になるように切断した複数の断面を複数の平面図形としたときの各幾何中心を通る直線である。本実施形態では穴２４の中心線Ｃの周りの全長に亘って溶融部３７が設けられているので、中心線Ｃを含む断面図である図３には、中心線Ｃの両側にそれぞれ溶融部３７，３８が現出する。

【0024】

片方の溶融部３７のうち円筒部２１と接する部分３９は、溶融部３７のうち円筒部２１の径方向の外側の表面４０と穴２４の内面３０との交点４１と、溶融部３７に円筒部２１の内周面３２が交わる交点４２と、をつなぐ部分（溶融部３７と円筒部２１との間の界面）である。部分３９の一部は、母材３３（本実施形態では端面３６）よりも円筒部２１の径方向の外側に存在する。

【0025】

母材３３よりも円筒部２１の径方向の外側に部分３９が存在する。接地電極２５よりも径方向の外側に溶融部３７が存在しない場合に比べ、部分３９が長くなるので、溶融部３７の強度に関係する接合面積を大きくできる。従って溶融部３７の強度を確保できる。

【0026】

本実施形態では溶融部３７の表面４０のうち径方向の最も外側の位置は交点４１である。溶融部３７の余盛が過大にならないようにできるので、交点４１に生じる応力を低減できる。その結果、円筒部２１や溶融部３７の疲労強度が低下しないようにできる。

【0027】

もう片方の溶融部３８のうち円筒部２１と接する部分４３は、溶融部３８のうち円筒部２１の径方向の外側の表面４４と穴２４の内面３０との交点４５と、溶融部３８に円筒部２１の内周面３２が交わる交点４６と、をつなぐ部分（溶融部３８と円筒部２１との間の界面）である。部分４３の一部は、母材３３（本実施形態では端面３６）よりも円筒部２１の径方向の外側に存在する。交点４１，４５は、穴２４の内面３０のうちおねじ２２（図１参照）の谷よりも径方向の内側に存在するので、プラグホールに設けられためねじにおねじ２２をはめることができる。

【0028】

母材３３よりも円筒部２１の径方向の外側に部分４３が存在する。接地電極２５よりも径方向の外側に溶融部３８が存在しない場合に比べ、部分４３が長くなるので、溶融部３８の強度に関係する接合面積を大きくできる。従って溶融部３８の強度を確保できる。

【0029】

本実施形態では溶融部３８の表面４４のうち径方向の最も外側の位置は交点４５である。溶融部３８の余盛が過大にならないようにできるので、交点４５に生じる応力を低減できる。その結果、円筒部２１や溶融部３８の疲労強度が低下しないようにできる。

【0030】

部分３９，４３は両方とも母材３３よりも円筒部２１の径方向の外側に存在する。これにより、部分３９，４３のうち片方が、母材３３よりも円筒部２１の径方向の外側に存在する場合に比べ、溶融部３７，３８の強度を大きくできる。

【0031】

母材３３の端面３６を含む部分が溶融し、さらに円筒部２１の径方向の内側へ向かって溶融部３７，３８が延びると、部分３９，４３の全体が、母材３３よりも円筒部２１の径方向の外側に存在するようになる。このときは、母材３３よりも円筒部２１の径方向の外側に部分３９，４３の一部が存在する場合に比べ、母材３３や円筒部２１を溶かすための大きな熱エネルギーが母材３３や円筒部２１に加わることになるため、母材３３や円筒部２１が変形するおそれがある。本実施形態のように部分３９，４３の一部が、母材３３よりも円筒部２１の径方向の外側に存在することにより、溶融部３７，３８の強度を確保できると共に、母材３３や円筒部２１の変形、特におねじ２２の変形を低減できる。

【0032】

本実施形態では穴２４は円筒部２１の径方向に一定の大きさである。これにより溶融部３７，３８を形成するレーザ溶接の条件が制御しやすくなる。穴２４の大きさが円筒部２１の径方向に一定というのは、穴２４の内面３０の差渡し（穴２４の大きさ）を円筒部２１の径方向の全長に亘って複数測定したときの最大値と最小値との差が０．２０ｍｍ以下であることをいう。穴２４の大きさは小数第３位まで測定して最大値と最小値とを求め、最大値と最小値との差の小数第３位を四捨五入する。

【0033】

溶融部３７の交点４１は、溶融部３８の交点４５よりも円筒部２１の径方向の外側に位置する。スパークプラグ１０は、溶融部３７，３８の交点４１，４５のうち径方向の外側に位置する交点４１における穴２４の大きさをＡ（ｍｍ）とし、交点４１を含む部分３９の中心線Ｃに沿う距離をＢ（ｍｍ）としたときに２＜Ａ／Ｂ≦１５を満たすことが好ましい。Ａは、穴２４の内面３０によって中心線Ｃに垂直な直線が切り取られてできる線分の長さである。

【0034】

２＜Ａ／Ｂ≦１５を満たすことが好ましい理由は以下のとおりである。Ａが大きくなるにつれて、おねじ２２の部分を除く穴２４の内面３０の径方向の長さが短くなるため、溶融部３７の接合強度を確保しながら、おねじ２２を変形させずに溶融部３７を内面３０に形成するのが困難になる傾向がみられる。Ｂが大きくなるにつれて、溶融部３７を形成するときの熱エネルギーによって円筒部２１のおねじ２２が変形しやすくなる傾向がみられる。ＡやＢが小さくなるにつれて溶融部３７の接合面積が小さくなるため、溶融部３７の接合強度が小さくなる傾向がみられる。２＜Ａ／Ｂ≦１５であると、おねじ２２を変形させずに溶融部３７の接合強度を確保できるからである。

【0035】

本実施形態は、溶融部３７，３８の交点４１，４５のうち径方向の内側に位置する交点４５を含む部分４３の中心線Ｃに沿う距離をＢ（ｍｍ）としたときにも２＜Ａ／Ｂ≦１５を満たす。中心線Ｃの両側に位置する部分３９，４３が２＜Ａ／Ｂ≦１５を満たすので、溶融部３７，３８の強度を向上できる。

【0036】

穴２４の大きさＡは１ｍｍ＜Ａ≦３ｍｍが好ましい。Ａが１ｍｍ以下であると、穴２４の中にレーザビームを照射して溶融部３７，３８を形成するのが難しくなるからである。Ａが３ｍｍを超えると、おねじ２２の部分を除く穴２４の内面３０に溶融部３７，３８を形成するのが難しくなるからである。

【0037】

スパークプラグ１０はキャップ２６（図１参照）によって主体金具２０の先端側が閉塞され、キャップ２６の内側の空間２９で燃料ガスが燃焼し、その膨張圧力がキャップ２６や円筒部２１、溶融部３７，３８に加わる。溶融部３７，３８はその圧力に耐え得る機械的強度が必要である。スパークプラグ１０は母材３３よりも円筒部２１の径方向の外側に溶融部３７，３８の部分３９，４３が存在するので、溶融部３７，３８の強度を確保できる。従ってキャップ２６を備えるスパークプラグ１０に好適である。

【0038】

図４を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施形態では、溶融部３７，３８の部分３９，４３が、円筒部２１の内周面３２と交わる場合について説明した。これに対し第２実施形態では溶融部５２，５３のうち円筒部２１と接する部分５４，５９が、円筒部２１の外周面３１と内周面３２との間に収まる場合について説明する。第２実施形態において、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

【0039】

図４は第２実施の形態におけるスパークプラグ１０の円筒部２１に設けられた穴４７の中心線Ｃを含む断面図である。穴４７は円筒部２１のおねじ２２（図１参照）の位置に設けられている。穴４７の内面４８は、円筒部２１の外周面３１と交わる第１部４９と、第１部４９の径方向の内側に隣接する第２部５０と、第２部５０の内側に隣接する第３部５１と、を含む。第１部４９における穴４７の大きさは、第３部５１における穴４７の大きさよりも大きい。第２部５０は、おねじ２２の谷の付近に設けられている。

【0040】

本実施形態では第１部４９及び第３部５１は円筒面であり、第２部５０は中心線Ｃに垂直な平面である。中心線Ｃの周りの全長に亘って第３部５１に溶融部が設けられている。従って図４には第３部５１の中心線Ｃの両側にそれぞれ溶融部５２，５３が現出する。穴４７の第３部５１は円筒部２１の径方向に一定の大きさである。これにより溶融部５２，５３を形成するレーザ溶接の条件が制御しやすくなる。

【0041】

第３部５１につながる第２部５０及び第１部４９で、第３部５１に対して穴４７が拡大しているので、穴４７の中にレーザビームを照射して第３部５１に溶融部５２，５３を設けるレーザ溶接の熱影響をおねじ２２が受けにくくなる。従っておねじ２２の変形を低減できる。

【0042】

片方の溶融部５２のうち円筒部２１と接する部分５４は、溶融部５２のうち円筒部２１の径方向の外側の表面５５と穴４７の内面４８（第３部５１）との交点５６と、溶融部５２の径方向の内側の表面５７と穴４７の内面４８との交点５８と、をつなぐ部分（溶融部５２と円筒部２１との間の界面）である。部分５４の一部は、母材３３（本実施形態では端面３６）よりも円筒部２１の径方向の外側に存在する。交点５６は、溶融部５２の表面５５のうち径方向の最も外側に位置する。

【0043】

母材３３よりも円筒部２１の径方向の外側に部分５４が存在する。接地電極２５よりも径方向の外側に溶融部５２が存在しない場合に比べ、部分５４が長くなるので、溶融部５２の強度に関係する接合面積を大きくできる。従って溶融部５２の強度を確保できる。

【0044】

もう片方の溶融部５３のうち円筒部２１と接する部分５９は、溶融部５３のうち円筒部２１の径方向の外側の表面６０と穴４７の内面４８との交点６１と、溶融部５３の径方向の内側の表面６２と穴４７の内面４８との交点６３と、をつなぐ部分（溶融部５３と円筒部２１との間の界面）である。部分５９の一部は、母材３３（本実施形態では端面３６）よりも円筒部２１の径方向の外側に存在する。交点６１は、溶融部５３の表面６０のうち径方向の最も外側に位置する。交点５６，６１は、穴４７の内面４８のうちおねじ２２（図１参照）の谷よりも径方向の内側に存在する。

【0045】

母材３３よりも円筒部２１の径方向の外側に部分５９が存在する。接地電極２５よりも径方向の外側に溶融部５３が存在しない場合に比べ、部分５９が長くなるので、溶融部５３の強度に関係する接合面積を大きくできる。従って溶融部５３の強度を確保できる。

【0046】

溶融部５３の交点６１は、溶融部５２の交点５６よりも円筒部２１の径方向の外側に位置する。溶融部５２，５３のうち径方向の外側に位置する交点６１における穴４７の大きさをＡ（ｍｍ）とし、交点６１を含む部分５９の中心線Ｃに沿う距離をＢ（ｍｍ）としたときに２＜Ａ／Ｂ≦１５を満たす。これによりおねじ２２を変形させずに溶融部５３の接合強度を確保できる。

【0047】

本実施形態は、交点５６，６１のうち径方向の内側に位置する交点５６を含む部分５４の中心線Ｃに沿う距離をＢ（ｍｍ）としたときにも２＜Ａ／Ｂ≦１５を満たす。中心線Ｃの両側に位置する部分５４，５９が２＜Ａ／Ｂ≦１５を満たすので、溶融部５２，５３の強度を向上できる。

【実施例0048】

本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

【0049】

試験者は、第１実施形態におけるスパークプラグ１０の円筒部２１と同形の、厚さ１．５ｍｍの炭素鋼製の円筒の外周におねじを設け、直径が１ｍｍから４ｍｍまでの穴がおねじの部分を貫通したものを準備した。おねじの呼び径は１０ｍｍとし、おねじはＪＩＳ Ｂ８０３１：２００６に準じた。穴は円筒の径方向に一定の大きさの円形とし、円筒の中心線に穴の中心線が垂直に交わるようにした。

【0050】

おねじの谷よりも径方向の内側に円柱の端面が位置するように円柱を穴に入れた後、円柱の端面にレーザビームを照射して、円柱の全周を円筒にレーザ溶接した。円柱の材料はＮｉ基合金（ＮＣＦ６０１）とし、円柱の長さは３ｍｍとし、円柱の直径は穴の直径に対して０．１ｍｍ小さくした。これにより表１に示すＮｏ．１－１０のサンプルを作製した。

【0051】

【表1】

各サンプルの穴の中にピンを入れ、円筒の径方向の内側へ向かう力をピンで円柱に加えたときの最大荷重（Ｎ）を測定した。サンプルＮｏ．１，１０は、円筒に設けられたおねじが変形していたため、最大荷重を測定しなかった。

【0052】

次に各サンプルを切断し、円柱の中心線を含む断面に現出する溶融部の画像を光学顕微鏡で取得し、画像解析により、溶融部の交点における穴の大きさＡ（ｍｍ）、穴の大きさＡを測定した交点を含む溶融部における距離Ｂ（ｍｍ）を測定した。大きさＡ（円の直径）に円周率と距離Ｂとを乗じた値を溶融部の接合面積（ｍｍ^２）とし、最大荷重を接合面積で除した応力（Ｎ／ｍｍ^２）を求めた。

【0053】

応力が、破壊的な異常燃焼（いわゆるメガノック）が発生したときの圧力に安全率を加えた６０Ｎ／ｍｍ^２以下のサンプルは良い（Ｇ）と判定し、応力が６０Ｎ／ｍｍ^２を超えたサンプルは劣る（Ｐ）と判定した。おねじが変形したサンプルＮｏ．１，１０も劣る（Ｐ）と判定した。各サンプルのＡ、Ｂ、Ａ／Ｂ、応力および判定は表１に記した。

【0054】

表１のとおり、２．０＜Ａ／Ｂ≦１５．０を満たすサンプルＮｏ．３－８は判定がＧであったのに対し、Ａ／Ｂ≦２．０のサンプルＮｏ．１，２及びＡ／Ｂ＞１５．０のサンプルＮｏ．９，１０は判定がＰであった。実施例によれば、２．０＜Ａ／Ｂ≦１５．０を満たすことで、おねじの変形を低減できると共に溶融部の強度を確保できることが明らかになった。

【0055】

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

【0056】

実施形態では穴２４，４７が円形の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。穴２４，４７の他の形は、楕円、半円、三角や四角、六角などの多角形、隅が丸みを帯びた多角形が例示される。穴２４，４７の中に配置される接地電極２５の断面の形は、穴２４，４７の形に応じて適宜設定される。

【0057】

実施形態では穴２４，４７の中心線Ｃの周りに連続的に溶融部が設けられている場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。穴２４，４７の中心線Ｃの周りに断続的に溶融部を設けることは当然可能である。穴２４，４７に断続的に溶融部が設けられた場合、穴２４，４７の中心線Ｃと溶融部とを含む断面において、実施形態のように中心線Ｃの両側に溶融部が現出するとは限らず、中心線Ｃの片方だけに溶融部が現出することもある。

【0058】

実施形態では接地電極２５の母材３３の端面３６の一部が溶け残っている場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。母材３３の端面３６の全体が溶融部３７，３８，５２，５３に溶けて端面３６が消失していることはある。母材３３の端面３６が消失している場合、溶融部３７，３８，５２，５３のうち円筒部２１と接する部分３９，４３，５４，５９が、接地電極２５よりも径方向の外側に存在するといえるのは、溶融部と母材３３との間の界面のうち最も径方向の外側に位置する部分よりも、部分３９，４３，５４，５９の少なくとも一部が、円筒部２１の径方向の外側に位置する場合である。

【0059】

実施形態では穴２４の内面３０や穴４７の第３部５１の大きさが、円筒部２１の径方向に一定の大きさである場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。穴の大きさが、円筒部２１の径方向の外側から内側に向かうにつれて小さくなる、いわゆるテーパー状の穴を円筒部２１に設け、その穴の中に接地電極２５を配置することは当然可能である。

【0060】

実施形態では円筒部２１のおねじ２２の部分に穴２４，４７を設ける場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば円筒部２１の先端部におねじ２２のない筒状の部分を設け、円筒部２１の先端部（筒状の部分）に穴をあけて接地電極２５を設けることは当然可能である。

【0061】

実施形態では接地電極２５のうち穴２４，４７の中の部分が、軸線Ｏに近い部分よりも太い場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。接地電極２５の穴２４，４７の中の部分の太さと軸線Ｏに近い部分の太さとを同じにすることは当然可能である。

【0062】

実施形態では中心電極１５の側面と接地電極２５の先端との間に火花ギャップＧを設ける場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。円筒部２１に設ける穴２４，４７の位置を先端側にずらすと共に、接地電極２５を少し長くして、中心電極１５の先端と接地電極２５の側面との間に火花ギャップＧを設けても良い。

【0063】

実施形態では主体金具２０の先端側にキャップ２６が配置される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。キャップ２６を省くことは当然可能である。

【0064】

実施形態では半球状のキャップ２６を主体金具２０に配置する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。キャップ２６の形状は適宜設定できる。キャップ２６の他の形状は、有底円筒状、円板状が例示される。

【0065】

実施形態では、主体金具２０にキャップ２６が溶接されている場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。先端にキャップを設けた筒状部材を準備し、これを主体金具２０に接続して空間２９を形成することは当然可能である。筒状部材はキャップで先端が閉じた筒状の部材であり、主体金具２０のおねじ２２に結合するめねじが内周面に設けられている。筒状部材の外周面には、エンジンのプラグホールのめねじに結合するおねじが設けられている。筒状部材のめねじを主体金具２０のおねじ２２に結合することにより、主体金具２０の先端側にキャップが配置される。このキャップに貫通孔２７が設けられる。

【0066】

筒状部材を主体金具２０に接続して主体金具２０の先端側にキャップを配置する手段は、筒状部材の内周面のめねじを、主体金具２０のおねじ２２に結合するものに限らない。他の手段によって筒状部材を主体金具に接続することは当然可能である。他の手段としては、例えば筒状部材と主体金具とを溶接等によって接合するものが挙げられる。筒状部材の材料は、Ｎｉ基合金やステンレス鋼等の金属材料や窒化ケイ素等のセラミックスが例示される。

【符号の説明】

【0067】

１０ スパークプラグ
１５ 中心電極
２０ 主体金具
２１ 円筒部
２２ おねじ
２４，４７ 穴
２５ 接地電極
２６ キャップ
２７ 貫通孔
２９ 空間
３０ 内面
３７，３８，５２，５３ 溶融部
３９，４３，５４，５９ 溶融部のうち円筒部と接する部分
４１，６１ 交点
Ｃ 穴の中心線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】