特開 2024-82759 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】P2024082759

(43)【公開日】2024-06-20

(54)【発明の名称】スパークプラグ

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/32 20060101AFI20240613BHJP

   H01T 13/39 20060101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

H01T13/32

H01T13/39

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022196846

(22)【出願日】2022-12-09

(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】伴 謙治

(72)【発明者】

【氏名】三原 浩太

(72)【発明者】

【氏名】城谷 亮寛

【テーマコード（参考）】

5G059

【Ｆターム（参考）】

5G059AA04

5G059CC02

5G059DD03

5G059DD04

5G059DD11

5G059EE03

5G059EE04

5G059EE11

5G059EE19

5G059FF02

5G059FF06

5G059GG01

5G059GG03

(57)【要約】

【課題】溶融部の耐剥離性と耐火花消耗性とを向上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、母材と母材が溶融した溶融部とを備え、溶融部は貴金属を含有すると共に曲面または平面からなる放電面を母材の表面に形成する第１電極と、放電面に対向する第２電極と、を備える。放電面の重心を含む表面に垂直な断面において、放電面と表面との境界を示す２点を結ぶ線分を底辺とし、２点と溶融部の最頂点とをそれぞれ結ぶ線分を２つの斜辺とする三角形の内側の、斜辺の少なくとも一方と溶融部との間に母材の一部が存在する。最頂点から三角形の底辺へ下した垂線の長さＡを底辺の長さＢで除した値は０．２以上である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

母材と前記母材が溶融した溶融部とを備え、前記溶融部は、貴金属を含有すると共に曲面または平面からなる放電面を前記母材の表面に形成する第１電極と、
前記放電面に対向する第２電極と、を備えるスパークプラグであって、
前記放電面の重心を含む前記表面に垂直な断面において、前記放電面と前記表面との境界を示す２点を結ぶ線分を底辺とし、前記２点と前記溶融部の最頂点とをそれぞれ結ぶ線分を２つの斜辺とする三角形の内側の、前記斜辺の少なくとも一方と前記溶融部との間に前記母材の一部が存在し、
前記最頂点から前記底辺へ下した垂線の長さＡを前記底辺の長さＢで除した値は０．２以上であるスパークプラグ。

【請求項2】

前記第１電極は接地電極であり、前記第２電極は中心電極であり、前記断面は前記接地電極が延びる長手方向に平行な断面である請求項１記載のスパークプラグ。

【請求項3】

前記値は０．２以上０．４３以下である請求項１又は２に記載のスパークプラグ。

【請求項4】

前記値は０．２以上０．３３以下である請求項１又は２に記載のスパークプラグ。

【請求項5】

前記第１電極は、前記溶融部に占める貴金属の割合よりも貴金属の割合が大きい貴金属部をさらに備え、
前記貴金属部は前記溶融部に接している請求項１又は２に記載のスパークプラグ。

【請求項6】

前記放電面の重心を含む前記表面に垂直な断面において、前記母材のうち前記溶融部の界面と前記斜辺とに囲まれた部分の面積は、前記溶融部のうち前記界面と前記斜辺とに囲まれた部分の面積より大きい請求項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】

本発明はスパークプラグに関する。

【背景技術】

【0002】

貴金属を含む部材と母材とが溶けた溶融部が、電極の放電面に含まれるスパークプラグに係る先行技術は特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６－４５０４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

先行技術は溶融部の耐剥離性と耐火花消耗性とを確保できるが、改善の余地がある。

【0005】

本発明はこの要求に応えるためになされたものであり、溶融部の耐剥離性と耐火花消耗性とを向上できるスパークプラグの提供を目的とする。

【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スパークプラグは、母材と母材が溶融した溶融部とを備え、溶融部は貴金属を含有すると共に曲面または平面からなる放電面を母材の表面に形成する第１電極と、放電面に対向する第２電極と、を備える。放電面の重心を含む母材の表面に垂直な断面において、放電面と母材の表面との境界を示す２点を結ぶ線分を底辺とし、２点と溶融部の最頂点とをそれぞれ結ぶ線分を２つの斜辺とする三角形の内側の、斜辺の少なくとも一方と溶融部との間に母材の一部が存在する。最頂点から三角形の底辺へ下した垂線の長さＡを底辺の長さＢで除した値は０．２以上である。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、放電面の重心を含む母材の表面に垂直な断面において、放電面と母材の表面との境界を示す２点を結ぶ線分を底辺とし、２点と溶融部の最頂点とをそれぞれ結ぶ線分を斜辺とする三角形の、最頂点から底辺へ下した垂線の長さＡを底辺の長さＢで除した値は０．２以上であるため、母材に溶融部を接合する界面の長さを確保し、溶融部の耐剥離性を向上できる。さらに斜辺の少なくとも一方と溶融部との間の三角形の内側に母材の一部が存在するため、溶融部の大きさを制限して溶融部に占める貴金属の割合を確保できる。よって溶融部の耐火花消耗性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施の形態におけるスパークプラグの片側断面図である。

【図2】接地電極の断面図である。

【図3】第２実施の形態におけるスパークプラグの接地電極の断面図である。

【図4】第３実施の形態におけるスパークプラグの接地電極の断面図である。

【図5】第４実施の形態におけるスパークプラグの接地電極の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は第１実施の形態におけるスパークプラグ１０の軸線Ｘを境にした片側断面図である。図１では、紙面下側をスパークプラグ１０の先端側、紙面上側をスパークプラグ１０の後端側という（図２から図５においても同じ）。図１に示すようにスパークプラグ１０は、火花放電が起こる第１電極と第２電極とを備えている。本実施形態では接地電極２０を第１電極、中心電極１３を第２電極とする。

【0010】

絶縁体１１は、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製の略円筒状の部材である。絶縁体１１は軸線Ｘに沿って軸孔１２が設けられている。

【0011】

中心電極１３は、絶縁体１１の軸孔１２の中に配置された棒状の部材である。中心電極１３は、銅を主成分とする芯材が有底円筒状の母材１４に覆われている。芯材を省略することは可能である。母材１４の材料は例えばＮｉ基合金であるが、これに限られるものではない。母材１４の先端にチップ１５が接合されている。チップ１５は絶縁体１１の先端から先端側に突出している。チップ１５は、例えばＰｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｕ等の貴金属のうちの１種または２種以上を含む。チップ１５を省略することは可能である。

【0012】

中心電極１３は、軸孔１２の中で端子金具１６と電気的に接続されている。端子金具１６は、高圧ケーブル又は点火コイル（いずれも図示せず）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１６は、先端側が軸孔１２に挿入された状態で、絶縁体１１の後端側で固定されている。

【0013】

絶縁体１１の外周に主体金具１７が固定されている。主体金具１７は、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成された略円筒状の部材である。主体金具１７は、径方向の外側へ鍔状に張り出す座部１８と、座部１８よりも先端側の外周面に設けられたねじ部１９と、を備えている。主体金具１７は、エンジン（シリンダヘッド）のプラグホール内に設けられたねじ穴（図示せず）にねじ部１９を締結して固定される。

【0014】

主体金具１７に接地電極２０が接続されている。接地電極２０は導電性を有する金属材料によって形成された湾曲した棒状の部材である。接地電極２０は、主体金具１７に接合された母材２１と、母材２１が溶融した溶融部２４と、を備えている。溶融部２４と中心電極１３との間に火花ギャップが設けられている。

【0015】

母材２１の材料は例えばＮｉ基合金であるが、これに限られるものではない。銅を主成分とする芯材を母材２１の中に埋め込むことは当然可能である。溶融部２４はＰｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｕ等の貴金属のうちの１種または２種以上を含む化学組成を有する。溶融部２４は耐火花消耗性を確保するため貴金属を２０ｗｔ％以上含む化学組成を有しているのが好ましい。溶融部２４に占める貴金属の割合は、例えばエネルギー分散型Ｘ線分光器を搭載した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ－ＥＤＳ）による分析で求められる。

【0016】

図２は接地電極２０の断面図であって、接地電極２０が延びる長手方向に平行に接地電極２０を切断した断面図である。図２では接地電極２０のうち溶融部２４の付近が図示され、それ以外の部分の図示が省略されている（図３から図５においても同じ）。母材２１は、後端側を向く第１面２２と、第１面２２につながる第２面２３と、を含む。第２面２３は第１面２２に垂直な面である。第１面２２及び第２面２３は母材２１の表面の一部である。

【0017】

溶融部２４は第１面２２に現れている。溶融部２４は、第１面２２に対して隆起した球冠状の部分を有している。溶融部２４と第１面２２とが交わる溶融部２４の境界２５，２６の形はほぼ円形である。境界２５，２６の内側の面は、溶融部２４の放電面２７である。放電面２７は、角のない滑らかな湾曲面である。

【0018】

放電面２７の重心２８は、第１面２２と平行な平面の上に放電面２７を投影してできる平面図形の、周知の手段で算出した幾何中心である。図２は放電面２７の重心２８を含む第１面２２に垂直な断面図であるため、溶融部２４の境界２５，２６は２点が現出している。

【0019】

接地電極２０は、例えば以下のような方法によって作られる。貴金属を含む円板状の部材を母材２１の第１面２２に置いた後、部材を母材２１に押し付けながら部材と母材２１との間に電流を流す抵抗溶接によって母材２１に部材を固定する。次に、第１面２２に対面した加工ヘッドから部材に向けてレーザビームを照射するレーザ溶接によって、母材２１のうち部材の近傍と部材とを溶融する。これにより貴金属を含む溶融部２４が母材２１に設けられた接地電極２０が得られる。本実施形態では、貴金属を含む部材は溶融部２４に全て溶けているため、溶融部２４における貴金属の分布は一様である。

【0020】

部材の形や母材２１のうち部材に接する部分の形、レーザビームの向きやレーザビームを照射する範囲、レーザビームの空間的強度分布やビーム強度の設定などにより、溶融部２４の形や深さが設定される。部材に含まれる貴金属の量、部材の大きさや母材２１の溶融量などにより、溶融部２４に占める貴金属の割合が設定される。

【0021】

溶融部２４は、溶融部２４の最頂点２９と境界２５との間を結ぶ界面３０と、最頂点２９と境界２６との間を結ぶ界面３１と、を含む。最頂点２９は第１面２２に対する溶融部２４の最も深いところであり、最頂点２９と第１面２２との間の距離（最頂点２９から境界２５，２６を結ぶ線分に下ろした垂線の長さ）は、溶融部２４のうち最頂点２９以外の点と第１面２２との間の距離よりも長い。最頂点２９は、界面３０と界面３１とがつながる角に位置する。

【0022】

図２において放電面２７の境界２５，２６を示す２点を結ぶ線分を底辺３２とし、２点と最頂点２９とを結ぶ線分をそれぞれ斜辺３３，３４とする三角形３５を接地電極２０に設けた場合に、溶融部２４は、三角形３５の内側の、斜辺３３と界面３０との間、及び、斜辺３４と界面３１との間の少なくとも一方に母材２１の一部が存在するように作られている。最頂点２９から底辺３２へ下した垂線の長さＡを底辺３２の長さＢで除した値Ａ／Ｂは０．２以上０．４３以下である。

【0023】

Ａ／Ｂ≧０．２であるため、母材２１に溶融部２４を接合する界面３０，３１の長さを確保し、溶融部２４の耐剥離性を向上できる。また三角形３５の内側に界面３０，３１の少なくとも一部が存在するため、溶融部２４の大きさを制限できる。溶融部２４に占める貴金属の割合を確保できるため、溶融部２４の耐火花消耗性を向上できる。さらにＡ／Ｂ≦０．４３であるため、溶融部２４の大きさがより制限され、溶融部２４の耐火花消耗性をさらに向上できる。

【0024】

本実施形態では、界面３０のうち境界２５の付近と最頂点２９の付近は斜辺３３に重なり、界面３０の中央部は斜辺３３から離れて三角形３５の内側に位置し、界面３１のうち境界２６の付近と最頂点２９の付近は斜辺３４に重なり、界面３１の中央部は斜辺３４から離れて三角形３５の内側に位置する。すなわち界面３０，３１は、三角形３５の斜辺３３，３４の上または三角形３５の内側に位置する。溶融部２４の大きさをさらに制限できるため、耐火花消耗性をさらに向上できる。

【0025】

界面３０，３１は、三角形３５の斜辺３３，３４の上または三角形３５の内側に在るため、溶融部２４のうち界面３０と斜辺３３とに囲まれた部分の面積はゼロであり、溶融部２４のうち界面３１と斜辺３４とに囲まれた部分の面積もゼロである。三角形３５の内側の、斜辺３３と界面３０との間に母材２１の一部が存在し、斜辺３４と界面３１との間に母材２１の一部が存在するため、界面３０，３１を長くできると共に溶融部２４の大きさをさらに制限できる。従って溶融部２４の耐剥離性と耐火花消耗性とをさらに向上できる。

【0026】

母材２１のうち界面３０と斜辺３３とに囲まれた部分の面積と、母材２１のうち界面３１と斜辺３４とに囲まれた部分の面積と、を合わせた面積は、溶融部２４のうち界面３０と斜辺３３とに囲まれた部分の面積と、溶融部２４のうち界面３１と斜辺３４とに囲まれた部分の面積と、を合わせた面積（本実施形態ではゼロ）より大きい。溶融部２４の大きさをさらに制限できるため、溶融部２４の耐火花消耗性の向上に有利である。

【0027】

図３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、貴金属を含む部材が、レーザ溶接のときに溶融部２４に全て溶けた場合について説明した。これに対し第２実施形態では、貴金属を含む部材の一部が、レーザ溶接のときに溶け残る場合について説明する。第２実施形態では、第１実施形態において説明した部分と同一の部分は、同じ符号を付して以下の説明を省略する。

【0028】

図３は第２実施の形態におけるスパークプラグの接地電極４０の断面図である。接地電極４０は、第１実施形態における接地電極２０に代えて、スパークプラグ１０に配置される。接地電極４０は、母材２１と、母材２１が溶融した溶融部４１と、溶融部４１に占める貴金属の割合よりも貴金属の割合が大きい貴金属部４２と、を含む。貴金属部４２は、溶融部４１を作るレーザ溶接のときに溶け残った、貴金属を含む部材の一部である。貴金属部４２は溶融部４１に接している。貴金属部４２の面積は、溶融部４１の面積よりも小さい。本実施形態では貴金属部４２のうち溶融部４１に接していない表面は、接地電極４０の表面に現れている。

【0029】

溶融部４１は母材２１の第１面２２に現れている。溶融部４１は、第１面２２に対して隆起した球冠状の部分を有している。溶融部４１と第１面２２とが交わる溶融部４１の境界４３，４４の形はほぼ円形である。境界４３，４４の内側の面は、溶融部４１の放電面４５である。放電面４５は、角のない滑らかな湾曲面である。放電面４５は円環状の面であり、放電面４５の内側の外形線は貴金属部４２の表面に接し、放電面４５の外側の外形線は第１面２２に接している。図３は放電面４５の重心４６を含む第１面２２に垂直な断面図であるため、溶融部４１の境界４３，４４は２点が現出している。重心４６は、放電面４５の外側の外形線を平面図形としたときの幾何中心である。

【0030】

溶融部４１は、溶融部４１の最頂点４７と境界４３との間を結ぶ界面４８と、最頂点４７と境界４４との間を結ぶ界面４９と、を含む。最頂点４７は、界面４８と界面４９とをつなぐ曲線上に位置する。溶融部４１は、境界４３，４４を示す２点を結ぶ線分を底辺３２とし、２点と最頂点４７とを結ぶ線分をそれぞれ斜辺３３，３４とする三角形３５の内側の、斜辺３４と界面４９との間に母材２１の一部が存在する。界面４８は境界４３と最頂点４７とを除き三角形３５の外に在る。最頂点４７から底辺３２へ下した垂線の長さＡを底辺３２の長さＢで除した値Ａ／Ｂは０．２以上０．４３以下である。

【0031】

Ａ／Ｂ≧０．２であるため、母材２１に溶融部４１を接合する界面４８，４９の長さを確保し、溶融部４１の耐剥離性を向上できる。また三角形３５の内側に界面４９の一部が存在するため、溶融部４１の大きさを制限できる。溶融部４１に占める貴金属の割合を確保できるため、溶融部４１の耐火花消耗性を向上できる。さらにＡ／Ｂ≦０．４３であるため、溶融部４１の大きさがより制限され、溶融部４１の耐火花消耗性をさらに向上できる。

【0032】

レーザ溶接のときに材料が溶け残った貴金属部４２が存在するため、材料が全て溶けてしまって貴金属部４２が存在しない場合に比べ、貴金属部４２の分だけ溶融部４１に占める貴金属の割合が小さくなる。しかし貴金属部４２の面積は、溶融部４１の面積よりも小さいため、溶融部４１に占める貴金属の割合をある程度大きくできる。従って溶融部４１の耐火花消耗性が低下しないようにできる。

【0033】

溶融部４１に接する貴金属部４２が存在し、貴金属部４２は溶融部４１に占める貴金属の割合よりも貴金属の割合が大きいため、貴金属部４２によって耐火花消耗性を向上できる。溶融部４１の界面４８，４９と貴金属部４２とが離れているため、貴金属部４２によって溶融部４１と母材２１との接合面積が小さくならないようにできる。貴金属部４２によって溶融部４１の耐剥離性が低下しないようにできる。

【0034】

図４を参照して第３実施の形態について説明する。第１実施形態および第２実施形態では、断面図において溶融部２４，４１が一方向に突き出ている場合について説明した。これに対し第３実施形態では、断面図において溶融部５１が二方向に突き出ている場合について説明する。第３実施形態では、第１実施形態において説明した部分と同一の部分は、同じ符号を付して以下の説明を省略する。

【0035】

図４は第３実施の形態におけるスパークプラグの接地電極５０の断面図である。接地電極５０は、第１実施形態における接地電極２０に代えて、スパークプラグ１０に配置される。接地電極５０は、母材２１と、母材２１が溶融した溶融部５１と、を含む。溶融部５１は母材２１の第１面２２に現れている。溶融部５１は、第１面２２に対して隆起した球冠状の部分を有している。溶融部５１と第１面２２とが交わる溶融部５１の境界５２，５３の形はほぼ円形である。境界５２，５３の内側の面は放電面５４である。放電面５４は角のない滑らかな湾曲面である。図４は放電面５４の重心５５を含む第１面２２に垂直な断面図であるため、溶融部５１の境界５２，５３は２点が現出している。

【0036】

溶融部５１は、溶融部５１の最頂点５６と境界５２との間を結ぶ界面５７と、最頂点５６と境界５３との間を結ぶ界面５９と、を含む。界面５７は、第１面２２から離れる方向へ突き出る頂点５８を含む。最頂点５６は、界面５７と界面５９とがつながる角に位置する。

【0037】

溶融部５１は、境界５２，５３を示す２点を結ぶ線分を底辺３２とし、２点と最頂点５６とを結ぶ線分をそれぞれ斜辺３３，３４とする三角形３５の内側の、斜辺３３と界面５７との間に母材２１の一部が存在し、斜辺３４と界面５９との間に母材２１の一部が存在する。界面５９は斜辺３４の上または三角形３５の内側に在る。最頂点５６から底辺３２へ下した垂線の長さＡを底辺３２の長さＢで除した値Ａ／Ｂは０．２以上０．４３以下である。

【0038】

Ａ／Ｂ≧０．２であるため、母材２１に溶融部５１を接合する界面５７，５９の長さを確保し、溶融部５１の耐剥離性を向上できる。また三角形３５の内側に界面５７，５９の一部が存在するため、溶融部５１の大きさを制限できる。溶融部５１に占める貴金属の割合を確保できるため、溶融部５１の耐火花消耗性を向上できる。さらにＡ／Ｂ≦０．４３であるため、溶融部５１の大きさがより制限され、溶融部５１の耐火花消耗性をさらに向上できる。

【0039】

界面５７は頂点５８を含むため、頂点５８の分だけ界面５７を長くできる。界面５７によって溶融部５１の耐剥離性をさらに向上できる。

【0040】

図５を参照して第４実施の形態について説明する。第１実施形態から第３実施形態では母材２１の第１面２２に溶融部２４，４１，５１が現れる場合について説明した。これに対し第４実施形態では、母材２１の第１面２２及び第２面２３に溶融部６１が現れる場合について説明する。第４実施形態では、第１実施形態において説明した部分と同一の部分は、同じ符号を付して以下の説明を省略する。

【0041】

図５は第４実施の形態におけるスパークプラグの接地電極６０の断面図である。接地電極６０は、第１実施形態における接地電極２０に代えて、スパークプラグ１０に配置される。接地電極６０は、母材２１と、母材２１が溶融した溶融部６１と、を含む。溶融部６１は母材２１の第１面２２及び第２面２３に現れている。

【0042】

溶融部６１の放電面６４は第１面２２と第２面２３に滑らかにつながった曲面である。放電面６４の形は、第１面２２と同じ方向を向く部分がほぼ矩形であり、第２面２３と同じ方向を向く部分もほぼ矩形である。放電面６４のうち第１面２２と同じ方向を向く部分は、第１面２２に対してほぼ同一の高さの平面状であり、放電面６４のうち第２面２３と同じ方向を向く部分は、第２面２３に対してほぼ同一の高さの平面状である。放電面６４は、第１面２２と同じ方向を向く部分と、第２面２３と同じ方向を向く部分と、が交わる角に丸みが付されており、両者は角のない滑らかな曲面でつながっている。

【0043】

放電面６４の重心６５は、第１面２２と平行な平面の上に放電面６４を投影してできる平面図形の、周知の手段で算出した幾何中心である。図５は放電面６４の重心６５を含む第１面２２に垂直な断面図であるため、溶融部６１の境界６２，６３は２点が現出している。境界６２は放電面６４と第１面２２との間の境界であり、境界６３は放電面６４と第２面２３との間の境界である。

【0044】

接地電極６０は、例えば以下のような方法によって作られる。第１面２２と第２面２３とが交わる角に凹みを設けた母材２１を準備し、貴金属を含む矩形板状の部材を凹みの中に置いた後、部材を母材２１に押し付けながら部材と母材２１との間に電流を流す抵抗溶接によって母材２１に部材を固定する。次に、加工ヘッドから部材に向けてレーザビームを照射するレーザ溶接によって、母材２１のうち部材の近傍と部材とを溶融する。これにより貴金属を含む溶融部６１が母材２１に設けられた接地電極６０が得られる。本実施形態では、貴金属を含む部材は溶融部６１に全て溶けているため、溶融部６１における貴金属の分布は一様である。

【0045】

溶融部６１は、溶融部６１の最頂点６６と境界６２との間を結ぶ界面６７と、最頂点６６と境界６３との間を結ぶ界面６８と、を含む。最頂点６６は、界面６７と界面６８とがつながる角に位置する。溶融部６１は、境界６２，６３を示す２点を結ぶ線分を底辺３２とし、２点と最頂点６６とを結ぶ線分をそれぞれ斜辺３３，３４とする三角形３５の内側の、斜辺３３と界面６７との間に母材２１の一部が存在し、斜辺３４と界面６８との間に母材２１の一部が存在する。界面６７は斜辺３３に交わり、界面６８は斜辺３４に交わる。最頂点６６から底辺３２へ下した垂線の長さＡを底辺３２の長さＢで除した値Ａ／Ｂは０．２以上０．４３以下である。

【0046】

Ａ／Ｂ≧０．２であるため、母材２１に溶融部６１を接合する界面６７，６８の長さを確保し、溶融部６１の耐剥離性を向上できる。また三角形３５の内側に界面６７，６８の一部が存在するため、溶融部６１の大きさを制限できる。溶融部６１に占める貴金属の割合を確保できるため、溶融部６１の耐火花消耗性を向上できる。さらにＡ／Ｂ≦０．４３であるため、溶融部６１の大きさがより制限され、溶融部６１の耐火花消耗性をさらに向上できる。

【0047】

三角形３５の内側の、斜辺３３と界面６７との間に母材２１の一部が存在し、斜辺３４と界面６８との間に母材２１の一部が存在するため、界面６７，６８を長くできると共に溶融部６１の大きさをさらに制限できる。従って溶融部６１の耐剥離性と耐火花消耗性とをさらに向上できる。

【0048】

母材２１のうち界面６７と斜辺３３とに囲まれた部分の面積と、母材２１のうち界面６８と斜辺３４とに囲まれた部分の面積と、を合わせた面積は、溶融部６１のうち界面６７と斜辺３３とに囲まれた部分の面積と、溶融部６１のうち界面６８と斜辺３４とに囲まれた部分の面積と、を合わせた面積より大きい。界面６７，６８によって溶融部６１の大きさをさらに制限できるため、溶融部６１の耐火花消耗性の向上に有利である。

【実施例0049】

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。

【0050】

（サンプルの作製）
試験者は、接地電極の母材の第１面に配置した円板に、レーザビームを異なる条件で照射して円板を全て溶かし、円板と母材とが溶けてなる溶融部を含む接地電極をもつスパークプラグのサンプルＮｏ．１－７を作製した。サンプルは、おねじの呼び径が１２ｍｍの主体金具に接続された接地電極と、主体金具に絶縁保持された中心電極と、の間に火花ギャップが設けられていた。サンプルの接地電極の母材の幅は２．７ｍｍ、母材の厚さは１．３ｍｍ、母材の材料はＮｉ基合金であり、円板の材料はＰｔを５０ｗｔ％以上含む合金であった。試験者は、耐剥離性および耐火花消耗性に溶融部の長さＡ，Ｂが与える影響を調べる試験を行った。サンプルは、溶融部の長さＡ，Ｂ以外の各部の寸法および材料は同一であった。

【0051】

（剥離試験）
剥離試験は、テストベンチに設置した排気量１６００ｃｃの過給機付き直列４気筒のガソリン直噴エンジンにサンプルを取り付け、エンジンを回転数３５００ｒｐｍで２分間運転した後、２分間停止する過程を３００時間経過するまで繰り返した。

【0052】

試験後、サンプルの接地電極が延びる長手方向に平行な切断図であって溶融部の放電面の重心を含む第１面に垂直な切断面を顕微鏡で観察して、長さＡ、長さＢ、溶融部の界面の全長Ｃ、溶融部の界面の端から界面に沿って進展したクラックの長さＤを測定した。クラックは酸化していたため、接合されている界面と界面が破壊したクラックとを判別できた。Ａ／Ｂ、Ｄ／Ｃを算出し、界面の全長に占めるクラックの割合（Ｄ／Ｃ）が０％のサンプルはＥ（耐剥離性が優れる）、クラックの割合が２５％未満のサンプルはＧ（良い）、クラックの割合が２５％以上のサンプルはＦ（劣る）と判定した。結果は表１に記した。

【0053】

サンプルＮｏ．１－７の切断面を観察した結果、全てのサンプルは、放電面の境界を示す２点を結ぶ線分を底辺とし、２点と溶融部の最頂点とをそれぞれ結ぶ線分を斜辺とする三角形の内側の、片方の斜辺と界面との間に母材の一部が存在し、もう片方の斜辺と界面との間に母材の一部が存在していた。また、全てのサンプルは、母材のうち界面と斜辺とに囲まれた部分の面積が、溶融部のうち界面と斜辺とに囲まれた部分の面積より大きかった。

【0054】

（火花消耗試験）
火花消耗試験の前に、サンプルの溶融部の放電面と中心電極との間の距離（火花ギャップの大きさ）を投影機で測定した。火花消耗試験は、テストベンチに設置した排気量１６００ｃｃの過給機付き直列４気筒のガソリン直噴エンジンに、火花ギャップの大きさを予め測定したサンプルを取り付け、エンジンを６０００ｒｐｍ、ＷＯＴ（吸気絞り弁全開）の条件で５００時間運転した。

【0055】

試験後のサンプルの火花ギャップの大きさを投影機で測定した。試験後の火花ギャップの大きさから試験前の火花ギャップの大きさを減じた値が０．０５ｍｍ未満のサンプルはＥ（耐火花消耗性が優れる）、値が０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下のサンプルはＧ（良い）、値が０．１ｍｍを超えたサンプルはＦ（劣る）と判定した。結果は表１に記した。

【0056】

【表1】

【0057】

表１によれば、Ａ／Ｂ≧０．２０のとき（サンプルＮｏ．２－７）は耐剥離性の判定がＥ又はＧであった。サンプルＮｏ．１はＡ／Ｂが０．１８であり、溶融部が作る三角形の底辺の長さＢに比べて最頂点から底辺に下した垂線の長さＡが著しく短いため、溶融部の界面の全長が短くなり、溶融部の接合強度が低下し、溶融部が剥がれ易くなったと推定できる。

【0058】

Ａ／Ｂ≦０．４３のとき（サンプルＮｏ．１－６）は耐火花消耗性の判定がＥ又はＧであった。サンプルＮｏ．７はＡ／Ｂが０．５５であり、溶融部が作る三角形の底辺の長さＢに比べて最頂点から底辺に下した垂線の長さＡが著しく長いため、溶融部の体積が大きくなり、溶融部に占める貴金属の割合が低下し、溶融部が火花消耗し易くなったと推定できる。

【0059】

０．２０≦Ａ／Ｂ≦０．４３のとき（サンプルＮｏ．２－６）は耐剥離性と耐火花消耗性の判定がＥ又はＧであり、耐剥離性と耐火花消耗性とを両立できることが明らかになった。０．２０≦Ａ／Ｂ≦０．３３のとき（サンプルＮｏ．２，３）は耐剥離性と耐火花消耗性の判定がＥであり、耐剥離性と耐火花消耗性とが優れることが明らかになった。

【0060】

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。

【0061】

実施形態では接地電極２０，４０，５０，６０を第１電極とし、中心電極１３を第２電極として、接地電極２０，４０，５０，６０の母材２１に溶融部２４，４１，５１，６１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。中心電極１３を第１電極とし、接地電極２０を第２電極として、中心電極１３の母材１４に溶融部を設けることは当然可能である。

【0062】

第１実施形態から第３実施形態では、溶融部２４，４１，５１が母材２１の第１面２２から隆起する球冠状の部分を含み、放電面２７，４５，５４が湾曲面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。溶融部の放電面を、母材２１の第１面２２に対してほぼ同一の高さの平面状にすることは当然可能である。このような放電面は、例えば母材２１の第１面２２に凹みを設け、貴金属を含む部材を凹みの中に置いた後、部材にレーザビームを照射して形成できる。

【0063】

第４実施形態では、溶融部６１の放電面６４のうち母材２１の第１面２２と同じ方向を向く部分は、第１面２２に対してほぼ同一の高さの平面状であり、放電面６４のうち第２面２３と同じ方向を向く部分は、第２面２３に対してほぼ同一の高さの平面状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。放電面６４のうち母材２１の第１面２２と同じ方向を向く部分を、第１面２２に対して隆起した湾曲面にしたり、放電面６４のうち第２面２３と同じ方向を向く部分を、第２面２３に対して隆起した湾曲面にしたりすることは当然可能である。

【0064】

第１実施形態から第３実施形態では溶融部２４，４１，５１の境界が円形状であり、第４実施形態では溶融部６１の境界が矩形状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。溶融部の境界の形は適宜設定できる。例えば第１実施形態から第３実施形態における溶融部の境界を矩形状にしたり、第４実施形態における溶融部の境界を円形状にしたりすることは当然可能である。

【0065】

実施形態では説明を省略したが、溶融部２４，４１，５１，６１の放電面２７，４５，５４，６４の中に凹凸があっても良い。すなわち放電面は、面の中に凹凸があるものが含まれる。放電面の形状は、溶融金属が凝固して溶融部ができるときの溶融金属の表面張力などの影響を受けて丸みを帯びるため、放電面の凹凸は角のない滑らかな曲面といえるためである。

【0066】

第２実施形態では貴金属部４２の一部が接地電極４０の表面に現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。貴金属部４２は溶融部４１の中に埋まっていても良い。貴金属部４２は溶融部４１に占める貴金属の割合よりも貴金属の割合が大きいため、溶融部４１の中に貴金属部４２が埋まっている場合も、溶融部４１が消耗しても貴金属部４２によって耐火花消耗性を向上できる。

【0067】

第２実施形態において説明した貴金属部４２を、第１実施形態、第３実施形態および第４実施形態における溶融部２４，５１，６１の中に設けることは当然可能である。また溶融部２４，４１，５１，６１の中に複数の貴金属部４２を設けることは当然可能である。

【0068】

第２実施形態では、母材２１のうち界面４９と斜辺３４とに囲まれた部分の面積は、溶融部４１のうち界面４８と斜辺３３とに囲まれた部分の面積と、溶融部４１のうち界面４９と斜辺３４とに囲まれた部分の面積と、を合わせた面積より小さいが、これに限られるものではない。母材２１のうち界面４９と斜辺３４とに囲まれた部分の面積が、溶融部４１のうち界面４８と斜辺３３とに囲まれた部分の面積と、溶融部４１のうち界面４９と斜辺３４とに囲まれた部分の面積と、を合わせた面積より大きくなるように、レーザ溶接の条件を設定して、界面４９の形を変えることは当然可能である。そのようにすれば界面４８，４９によって溶融部４１の大きさを制限できることになるため、溶融部４１の耐火花消耗性の向上に有利である。

【0069】

実施形態では接地電極２０，４０，５０，６０の母材２１の第１面２２が中心電極１３の先端側に位置し、第１面２２に設けられた溶融部２４，４１，５１，６１と中心電極１３との間に火花ギャップが設けられる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。接地電極２０，４０，５０，６０の母材２１の第２面２３を中心電極１３の先端側に配置し、第２面２３に設けられた溶融部と中心電極１３との間に火花ギャップを設けることは当然可能である。また接地電極２０，４０，５０，６０の母材２１の第２面２３を中心電極１３の側方に配置し、第２面２３に設けられた溶融部と中心電極１３との間に火花ギャップを設けることは当然可能である。この場合に接地電極を複数設けることは当然可能である。

【0070】

実施形態では接地電極２０，４０，５０，６０が湾曲した棒状の部材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。中心電極１３の先端の位置あたりまで主体金具１７のねじ部１９を軸方向に延長し、直線状の接地電極をねじ部１９の先端に接続し、中心電極１３と接地電極との間に火花ギャップを設定することは当然可能である。

【符号の説明】

【0071】

１０ スパークプラグ
１３ 中心電極（第２電極）
２０，４０，５０，６０ 接地電極（第１電極）
２１ 母材
２２ 第１面（表面）
２３ 第２面（表面）
２４，４１，５１，６１ 溶融部
２５，２６，４３，４４，５２，５３，６２，６３ 境界
２７，４５，５４，６４ 放電面
２８，４６，５５，６５ 重心
２９，４７，５６，６６ 最頂点
３０，３１，４８，４９，５７，５９，６７，６８ 界面
３２ 底辺
３３，３４ 斜辺
３５ 三角形
４２ 貴金属部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】