特許 7228044 スパークプラグ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-14

(45)【発行日】2023-02-22

(54)【発明の名称】スパークプラグ

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/20 20060101AFI20230215BHJP

   H01T 13/32 20060101ALI20230215BHJP

【ＦＩ】

H01T13/20 B

H01T13/32

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021531962

(86)(22)【出願日】2020-11-17

(86)【国際出願番号】 JP2020042783

(87)【国際公開番号】W WO2021106681

(87)【国際公開日】2021-06-03

【審査請求日】2021-06-04

(31)【優先権主張番号】P 2019217461

(32)【優先日】2019-11-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】関澤 崇

(72)【発明者】

【氏名】鹿島 智克

(72)【発明者】

【氏名】小野 雄也

(72)【発明者】

【氏名】東松 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】川口 雄大

(72)【発明者】

【氏名】鳥居 計良

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１５６７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０４２８０１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｔ １３／２０

Ｈ０１Ｔ １３／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心電極と、
前記中心電極を絶縁保持する主体金具と、
前記主体金具に一端部が接続された母材と、前記母材の他端部に接合されたチップと、を備える接地電極と、を備え、
前記チップは、前記中心電極と火花ギャップを介して対向する放電面を備えるスパークプラグであって、
前記放電面は四角形状であって４辺にはそれぞれ面取りが付されており、
前記４辺のうちの１辺である第１の辺のみにＣ面が付されているスパークプラグ。

【請求項2】

前記第１の辺に付された面取りの大きさは、前記第１の辺以外の３辺に付された面取りの大きさよりも小さい請求項１記載のスパークプラグ。

【請求項3】

中心電極と、
前記中心電極を絶縁保持する主体金具と、
前記主体金具に一端部が接続された母材と、前記母材の他端部に接合されたチップと、を備える接地電極と、を備え、
前記チップは、前記中心電極と火花ギャップを介して対向する放電面を備えるスパークプラグであって、
前記放電面は四角形状であって４辺にはそれぞれ面取りが付されており、
前記４辺のうち第１の辺を含む２つ以上の辺にＣ面が付され、
前記Ｃ面が付された２つ以上の辺の面取りの大きさを比較したときに、前記第１の辺の面取りの大きさが、他の辺の面取りの大きさよりも小さいスパークプラグ。

【請求項4】

前記第１の辺と相対する第２の辺に付された面取りの大きさは、前記第２の辺以外の３辺に付された面取りの大きさよりも大きい請求項３記載のスパークプラグ。

【請求項5】

前記第１の辺と相対する第２の辺にＲ面が付されている請求項３又は４に記載のスパークプラグ。

【請求項6】

前記第１の辺は、前記第１の辺以外の３辺よりも、前記接地電極の前記他端部の端面の近くに配置されている請求項１から５のいずれかに記載のスパークプラグ。

【請求項7】

前記チップは、溶融部を介して前記母材に接合され、
前記溶融部は、前記他端部の前記端面と同じ方向を向く前記チップの側面から前記チップの反対側の側面へ向かって設けられ、
前記放電面に垂直な方向の前記溶融部の厚さは、前記放電面に沿って前記端面から離れるにつれて薄くなる請求項６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し、特に母材にチップが接合された接地電極を備えるスパークプラグに関するものである。

【背景技術】

【0002】

接地電極のチップと中心電極との間に火花ギャップが設けられるスパークプラグにおいて、特許文献１には、放電面が四角形状のチップを用いる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１５６７２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

先行技術において接地電極と中心電極との間に電位差が生じると、接地電極ではチップの放電面の辺の付近に電界が集中するので、チップの放電点（放電の発生位置）は、放電面の４つの辺の付近に広く分布する。４つの辺に放電点がばらつくと、火炎伝播の中心となる初期火炎核の位置がばらつくので、スパークプラグによる着火性を評価するときの燃焼予測の精度が低下するおそれがある。燃焼予測の精度向上のために、放電点のばらつきの低減が要求されている。

【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、放電点のばらつきを低減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スパークプラグは、中心電極と、中心電極を絶縁保持する主体金具と、主体金具に一端部が接続された母材および母材の他端部に接合されたチップを備える接地電極と、を備え、チップは、中心電極と火花ギャップを介して対向する放電面を備える。放電面は四角形状であって４辺にはそれぞれ面取りが付されており、４辺のうちの１辺である第１の辺のみにＣ面が付されている。

【0007】

本発明のスパークプラグは、中心電極と、中心電極を絶縁保持する主体金具と、主体金具に一端部が接続された母材および母材の他端部に接合されたチップを備える接地電極と、を備え、チップは、中心電極と火花ギャップを介して対向する放電面を備える。放電面は四角形状であって４辺にはそれぞれ面取りが付されている。放電面の４辺のうち第１の辺を含む２つ以上の辺にＣ面が付され、Ｃ面が付された２つ以上の辺の面取りの大きさを比較したときに、第１の辺の面取りの大きさが、他の辺の面取りの大きさよりも小さい。

【発明の効果】

【0008】

第１の態様によれば、チップの放電面の４辺にはそれぞれ面取りが付されており、放電面の４辺のうちの１辺である第１の辺のみにＣ面が付されている。第１の辺の付近に電界が集中し易くなるので、第１の辺の付近に放電点が生じ易くなる。よって放電点のばらつきを低減できる。

【0009】

第２の態様によれば、第１の辺に付された面取りの大きさは、第１の辺以外の３辺に付された面取りの大きさよりも小さい。第１の辺の付近に電界がさらに集中するので、第１の態様の効果に加え、放電点のばらつきをさらに低減できる。

【0010】

第３の態様によれば、チップの放電面の４辺にはそれぞれ面取りが付されており、放電面の４辺のうち第１の辺を含む２つ以上の辺にＣ面が付されている。Ｃ面が付された２つ以上の辺の面取りの大きさを比較したときに、第１の辺の面取りの大きさが、他の辺の面取りの大きさよりも小さいので、第１の辺の付近に電界が集中し易くなる。第１の辺の付近に放電点が生じ易くなるので、放電点のばらつきを低減できる。

【0011】

第４の態様によれば、第１の辺と相対する第２の辺に付された面取りの大きさは、第２の辺以外の３辺に付された面取りの大きさよりも大きい。第１の辺と相対する第２の辺の付近に電界が集中し難くなるので、第３の態様の効果に加え、放電点のばらつきをさらに低減できる。

【0012】

第５の態様によれば、第１の辺と相対する第２の辺にＲ面が付されているので、第２の辺にＣ面が付されている場合に比べ、第２の辺の付近に放電点が生じ難くなる。よって第３又は第４の態様の効果に加え、放電点のばらつきをさらに低減できる。

【0013】

第６の態様によれば、第１の辺は、第１の辺以外の３辺よりも、接地電極の他端部の端面の近くに配置されている。端面の近くに配置された第１の辺の付近の放電によって生じる初期火炎核は、エネルギーが母材に奪われ難い。初期火炎核が成長して火炎伝播が開始され易くなるので、第１から第５の態様のいずれかの効果に加え、着火性を向上できる。

【0014】

第７の態様によれば、母材にチップを接合する溶融部は、母材の他端部の端面から放電面に沿って設けられている。放電面の第１の辺の付近は放電の頻度が高くなり発熱し易くなるので、チップの熱応力が大きくなり易い。放電面に垂直な方向の溶融部の厚さは、放電面に沿って端面から離れるにつれて薄くなる。第１の辺の付近のチップの熱応力は溶融部によって緩和され易くなるので、第６の態様の効果に加え、熱応力に起因する溶融部の破壊やチップの剥離を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【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】接地電極の平面図である。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線における接地電極の断面図である。

【図4】図２のＩＶ－ＩＶ線における接地電極の断面図である。

【図5】第２実施の形態におけるスパークプラグの接地電極の平面図である。

【図6】図５のＶＩ－ＶＩ線における接地電極の断面図である。

【図7】図５のＶＩＩ－ＶＩＩ線における接地電極の断面図である。

【図8】第３実施の形態におけるスパークプラグの接地電極の平面図である。

【図9】図８のＩＸ－ＩＸ線における接地電極の断面図である。

【図10】図８のＸ－Ｘ線における接地電極の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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Ｏ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３０を備えている。

【0017】

絶縁体１１は、高温下の絶縁性や機械的特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には、軸線Ｏに沿って延びる軸孔１２が設けられている。絶縁体１１の軸線方向のほぼ中央には、径方向の外側へ向かって張り出す円環状の張出部１３が設けられている。絶縁体１１は、張出部１３よりも先端側に、軸線方向の先端側に向かうにつれて外径が小さくなる段部１４が設けられている。絶縁体１１の軸孔１２の先端側に、中心電極１５が配置されている。

【0018】

中心電極１５は、軸線Ｏに沿って絶縁体１１に保持される棒状の電極である。中心電極１５は、熱伝導性に優れる芯材が母材１６に埋設されている。母材１６は、Ｎｉを主体とする合金またはＮｉからなる金属材料で形成されている。芯材は、銅または銅を主成分とする合金で形成されている。芯材は省略できる。母材１６の先端に、貴金属を含有するチップ１７が接合されている。チップ１７は省略できる。

【0019】

中心電極１５は、絶縁体１１の軸孔１２の中で端子金具１８と電気的に接続されている。端子金具１８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。

【0020】

主体金具２０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、軸線Ｏに沿って延びる略円筒状の部材である。主体金具２０は、絶縁体１１の張出部１３よりも先端側の部分を囲む先端部２１と、先端部２１の後端側に連なる座部２３と、座部２３の後端側に設けられた工具係合部２４と、工具係合部２４の後端側に連なる後端部２５と、を備えている。先端部２１の外周には、先端部２１の軸線方向のほぼ全長に亘って、エンジン（図示せず）のねじ穴に螺合するおねじ２２が設けられている。先端部２１の内周には、軸線方向の先端側に向かうにつれて内径が小さくなる棚部２６が設けられている。

【0021】

座部２３は、エンジンに対するおねじ２２のねじ込み量を規制すると共に、締め付けたおねじ２２に軸力を加えるための部位である。工具係合部２４は、エンジンのねじ穴におねじ２２をねじ込むときに、レンチ等の工具を係合させる部位である。後端部２５は、径方向の内側へ向けて屈曲する円環状の部位である。後端部２５は、絶縁体１１の張出部１３よりも後端側に位置する。

【0022】

絶縁体１１の張出部１３と主体金具２０の後端部２５との間に、タルク等の粉末が充填されたシール部２７が全周に亘って設けられている。絶縁体１１の段部１４と主体金具２０の棚部２６との間に、金属製の円環状のパッキン（図示せず）が介在する。主体金具２０の先端部２１には接地電極３０が接続されている。

【0023】

接地電極３０は、導電性を有する金属材料（例えばＮｉ基合金等）によって形成された母材３１と、母材３１に接合されたチップ３４と、を備えている。母材３１は、主体金具２０に接合された一端部３２と、チップ３４が接合された他端部３３と、を備える棒状の部材である。チップ３４は、例えばＰｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｕ等の貴金属のうちの１種または２種以上を含む化学組成を有する。チップ３４は、溶融部３５を介して母材３１に接合されている。接地電極３０のチップ３４の放電面３６と中心電極１５との間に火花ギャップ３７が設けられる。

【0024】

スパークプラグ１０は、例えば以下のような方法によって製造される。まず、中心電極１５を絶縁体１１の軸孔１２に配置する。次いで、中心電極１５と端子金具１８との導通を確保しながら、絶縁体１１の軸孔１２に端子金具１８を挿入する。次に、予め接地電極３０が接続された主体金具２０に絶縁体１１を挿入し、絶縁体１１に主体金具２０を組み付ける。主体金具２０の棚部２６から後端部２５までの部分が、絶縁体１１の段部１４から張出部１３までの部分に、シール部２７及びパッキン（図示せず）を介して軸線方向の圧縮荷重を加えるので、絶縁体１１は主体金具２０に保持される。次いで、接地電極３０の母材３１を屈曲して火花ギャップ３７を形成し、スパークプラグ１０を得る。

【0025】

図２は接地電極３０の平面図である。図２は母材３１の他端部３３（図１参照）が図示されており、一端部３２（図１参照）の図示が省略されている。図３は図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線における接地電極３０の断面図である。図４は図２のＩＶ－ＩＶ線における接地電極３０の断面図である。

【0026】

図２から図４に示すように、母材３１の他端部３３（図１参照）は、中心電極１５の側を向く第１面３８と、第１面３８に接続され他端部３３側から一端部３２（図１参照）側へ延びる一対の第２面３９と、第１面３８及び第２面３９に接続される端面４０と、第２面３９及び端面４０に接続される第３面４１と、を備えている。第３面４１は第１面３８の反対側に位置する。

【0027】

母材３１の第１面３８には、母材３１の端面４０につながる凹み３１ａが設けられている。チップ３４は凹み３１ａの中に配置されている。チップ３４を母材３１に接合する溶融部３５は、チップ３４の放電面３６の裏面３４ａにおいて、母材３１の端面４０から放電面３６に沿って設けられている。

【0028】

チップ３４の放電面３６は、４辺に囲まれた四角形状である。放電面３６は、チップ３４の側面４２，４３，４４，４５につながっている。チップ３４の側面４２は、母材３１の端面４０と同じ方向を向いている。チップ３４の側面４３，４５は、それぞれ母材３１の第２面３９と同じ方向を向いている。チップ３４の側面４４は、チップ３４の側面４２の反対側に位置する。本実施形態では、チップ３４の放電面３６の面積は中心電極１５の放電面１５ａ（図３参照）の面積よりも大きく、中心電極１５の放電面１５ａの全体が、チップ３４の放電面３６と軸線方向に対向している。放電面１５ａは円形である。

【0029】

放電面３６の４辺は、チップ３４の側面４２，４３，４４，４５と放電面３６との交線である。側面４２と放電面３６との交線は、第１の辺４６である。第１の辺４６に相対する第２の辺４７は、側面４４と放電面３６との交線である。側面４３と放電面３６との交線は、第３の辺４８である。第３の辺４８に相対する第４の辺４９は、側面４５と放電面３６との交線である。

【0030】

本実施形態では、第１の辺４６は、第１の辺４６以外の３つの辺４７，４８，４９よりも、母材３１の端面４０の近くに配置されている。第１の辺４６は、端面４０とほぼ平行に配置されている。第２の辺４７は、第２の辺４７以外の３つの辺４６，４８，４９よりも、母材３１の端面４０から遠くに配置されている。

【0031】

チップ３４の放電面３６を囲む全ての辺４６，４７，４８，４９には、それぞれ面取りが付されている。放電面３６は第１の辺４６を含む２つ以上の辺にＣ面が付されている。本実施形態では第１の辺４６と第２の辺４７にＣ面が付されており、第３の辺４８と第４の辺４９にＲ面が付されている。第３の辺４８や第４の辺４９に付したＲ面に代えて、第３の辺４８や第４の辺４９にＣ面を付しても良い。

【0032】

第１の辺４６（図３参照）に付されたＣ面は、放電面３６と側面４２とをつなぐ角面である。第２の辺４７に付されたＣ面は、放電面３６と側面４４とをつなぐ角面である。Ｃ面は、放電面３６や側面４２，４４に交わる角面の角度が４５°であるものに限られない。角面の角度は０°より大きく９０°より小さい任意の角度に設定される。

【0033】

第１の辺４６に付された面取りの大きさＷ１（図３参照）は、第２の辺４７に付された面取りの大きさＷ２よりも小さい。Ｃ面における面取りの大きさＷ１，Ｗ２は、それぞれ辺４６，４７に垂直な方向であって放電面３６に平行な方向における幅のことをいう。

【0034】

第３の辺４８（図４参照）に付されたＲ面は、放電面３６と側面４３とをつなぐ丸面または楕円面である。第４の辺４９に付されたＲ面は、放電面３６と側面４５とをつなぐ丸面または楕円面である。第３の辺４８に付された面取りの大きさＷ３は、第４の辺４９に付された面取りの大きさＷ４とほぼ同じである。Ｒ面における面取りの大きさＷ３，Ｗ４は、それぞれＲ面の曲率半径のことをいう。面取りの大きさＷ３，Ｗ４は異なっていても良い。本実施形態では、第２の辺４７に付された面取りの大きさＷ２は、他の３辺４６，４８，４９に付された面取りの大きさＷ１，Ｗ３，Ｗ４よりも大きい。

【0035】

チップ３４の放電面３６に垂直な方向の溶融部３５（図３参照）の厚さは、放電面３６に沿って母材３１の端面４０から離れるにつれて、即ち母材３１の一端部３２（図１参照）に近づくにつれて、薄くなっている。溶融部３５のうちチップ３４の側面４２に接する部位の厚さは、溶融部３５のうちチップ３４の側面４４に接する部位よりも厚い。

【0036】

溶融部３５は、母材３１の凹み３１ａの中にチップ３４を配置した後、母材３１の端面４０の側から放電面３６とほぼ平行にレーザ光を照射し、チップ３４の側面４２の端から端までレーザ光を走査することにより得られる。レーザ媒質はファイバーレーザ、ディスクレーザが例示されるが、これに限られるものではない。溶融部３５は、チップ３４と母材３１とが溶け合ってなる。

【0037】

スパークプラグ１０の端子金具１８（図１参照）と主体金具２０との間に電圧を印加し、中心電極１５と接地電極３０との間の電位差が放電電圧に達すると、火花ギャップ３７に放電が生じ、初期火炎核が形成される。初期火炎核が周囲の混合気を発火温度まで加熱すると火炎伝播が始まり、混合気が燃焼する。

【0038】

接地電極３０では、チップ３４の放電面３６の４辺に電界が集中し易いので、放電面３６の辺４６，４７，４８，４９の付近に放電点（放電の発生位置）が生じ易い。特に、面取りが付された４つの辺４６，４７，４８，４９のうちＣ面が付された辺は、Ｒ面が付された辺よりも放電点が生じ易く、面取りの大きさが小さい辺ほど放電点が生じ易い。

【0039】

スパークプラグ１０は第１の辺４６と第２の辺４７にＣ面が付されており、第３の辺４８と第４の辺４９にＲ面が付されている。Ｃ面が付された第１の辺４６の面取りの大きさＷ１と第２の辺４７の面取りの大きさＷ２とを比較すると、第１の辺４６の面取りの大きさＷ１が、第２の辺４７の面取りの大きさＷ２よりも小さいので、第１の辺４６の付近に電界が集中し易くなる。第１の辺４６の付近に放電点が生じ易くなるので、放電点のばらつきを低減できる。その結果、火炎伝播の中心となる初期火炎核が、第１の辺４６の付近に形成され易くなり、初期火炎核の位置のばらつきが低減する。よってスパークプラグ１０による着火性を評価するときの燃焼予測の精度を向上できる。

【0040】

第１の辺４６に付された面取りの大きさＷ１は、他の３辺４７，４８，４９に付された面取りの大きさＷ２，Ｗ３，Ｗ４よりも小さい。第１の辺４６の付近に電界がさらに集中するので、放電点のばらつきをさらに低減できる。

【0041】

第１の辺４６と相対する第２の辺４７に付された面取りの大きさＷ２は、第２の辺４７以外の３つの辺４６，４８，４９に付された面取りの大きさＷ１，Ｗ３，Ｗ４よりも大きい。第１の辺４６と相対する第２の辺４７の付近に電界が集中し難くなるので、第２の辺４７以外の、第１の辺４６により近い部位に放電点が生じ易くなる。よって放電点のばらつきをさらに低減できる。

【0042】

第１の辺４６と第２の辺４７とをつなぐ第３の辺４８及び第４の辺４９にＲ面が付されているので、第３の辺４８や第４の辺４９にＣ面が付されている場合に比べ、第３の辺４８や第４の辺４９の付近に放電点を生じ難くできる。第１の辺４６の付近に放電点が生じ易くなるので、放電点のばらつきをさらに低減できる。

【0043】

中心電極１５では放電面１５ａの縁１５ｂ（図３参照）に電界が集中し易い。放電面１５ａの全体が、チップ３４の放電面３６と軸線方向に対向しており、放電面１５ａは円形なので、放電面１５ａの縁１５ｂと第１の辺４６との間の距離が最も短い点が、第１の辺４６に一意に定まる。第１の辺４６のうち、この点の付近に放電点が生じ易くなるので、放電点のばらつきをさらに低減できる。

【0044】

放電面３６の第１の辺４６は、放電面３６の他の３つの辺４７，４８，４９よりも、母材３１の端面４０の近くに配置されている。面取りが小さい第１の辺４６の付近に放電点は生じ易いので、第１の辺４６の付近に初期火炎核が形成され易い。母材３１の端面４０近くに配置された第１の辺４６の付近は、他の辺４７，４８，４９の付近に比べて開放されているので、第１の辺４６の付近に生じる初期火炎核は、エネルギーが母材３１に奪われ難い。初期火炎核が成長して火炎伝播が開始され易くなるので、着火性を向上できる。

【0045】

一方、第１の辺４６の付近の放電の頻度が高くなると、第１の辺４６の付近が発熱し易くなるので、チップ３４の第１の辺４６の付近の熱応力が大きくなり易い。放電面３６に垂直な方向の溶融部３５の厚さは、放電面３６に沿って母材３１の端面４０に近づくにつれて厚くなっているので、チップ３４の第１の辺４６の付近の熱応力は溶融部３５によって緩和され易くなる。従って熱応力に起因する溶融部３５の破壊やチップ３４の剥離を低減できる。

【0046】

図５から図７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、チップ３４の放電面３６の４つの辺４６，４７，４８，４９のうち２つ以上の辺にＣ面が付されている場合について説明した。これに対し第２実施形態では、チップ５１の放電面５２の４つの辺５３，５４，５５，５６のうち１辺のみにＣ面が付されている場合について説明する。第１実施形態で説明した部分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。

【0047】

図５は第２実施の形態におけるスパークプラグの接地電極５０の平面図である。図６は図５のＶＩ－ＶＩ線における接地電極５０の断面図である。図７は図５のＶＩＩ－ＶＩＩ線における接地電極５０の断面図である。接地電極５０は、第１実施形態におけるスパークプラグ１０の接地電極３０に代えて、主体金具２０に接続される。図５は接地電極５０の母材３１の他端部３３（図１参照）が図示されており、一端部３２（図１参照）の図示が省略されている。

【0048】

図５から図７に示すように接地電極５０のチップ５１は、母材３１に設けられた凹み３１ａの中に配置されている。チップ５１を母材３１に接合する溶融部３５は、チップ５１の放電面５２の裏面５１ａにおいて、母材３１の端面４０から放電面５２に沿って設けられている。

【0049】

チップ５１の放電面５２は、４辺に囲まれた四角形状である。放電面５２は、チップ５１の側面４２，４３，４４，４５につながっている。本実施形態では、チップ５１の放電面５２の面積は中心電極１５の放電面１５ａ（図６参照）の面積よりも大きく、中心電極１５の放電面１５ａの全体が、チップ５１の放電面５２と軸線方向に対向している。

【0050】

放電面５２の４辺は、チップ５１の側面４２，４３，４４，４５と放電面５２との交線である。側面４２と放電面５２との交線は、第１の辺５３である。第１の辺５３に相対する第２の辺５４は、側面４４と放電面５２との交線である。側面４３と放電面５２との交線は、第３の辺５５である。第３の辺５５に相対する第４の辺５６は、側面４５と放電面５２との交線である。本実施形態では、第１の辺５３は、第１の辺５３以外の３つの辺５４，５５，５６よりも、母材３１の端面４０の近くに配置されている。

【0051】

放電面５２を囲む全ての辺５３，５４，５５，５６には、それぞれ面取りが付されている。放電面５２は第１の辺５３のみにＣ面が付されており、他の３つの辺５４，５５，５６にはＲ面が付されている。第１の辺５３（図６参照）に付されたＣ面は、放電面５２と側面４２とをつなぐ角面である。Ｃ面が付された第１の辺５３の付近に電界が集中し易くなるので、第１の辺５３の付近に放電点が生じ易くなる。よって放電点のばらつきを低減できる。

【0052】

第２の辺５４に付されたＲ面は、放電面５２と側面４４とをつなぐ丸面または楕円面である。第１の辺５３と相対する第２の辺５４にＲ面が付されているので、第２の辺５４にＣ面が付されている場合に比べ、第２の辺５４の付近に放電点が生じ難くなる。よって放電点のばらつきをさらに低減できる。

【0053】

第１の辺５３に付された面取りの大きさＷ１は、第２の辺５４に付された面取りの大きさＷ２よりも小さい。第１の辺５３の付近に電界が集中し易くなるので、第１の辺５３の付近に放電点が生じ易くなる。よって放電点のばらつきをさらに低減できる。

【0054】

第３の辺５５（図７参照）に付されたＲ面は、放電面５２と側面４３とをつなぐ丸面または楕円面である。第４の辺５６に付されたＲ面は、放電面５２と側面４５とをつなぐ丸面または楕円面である。第３の辺５５に付された面取りの大きさＷ３は、第４の辺５６に付された面取りの大きさＷ４とほぼ同じである。面取りの大きさＷ３，Ｗ４は異なっていても良い。

【0055】

第１の辺５３に付された面取りの大きさＷ１は、他の３辺５４，５５，５６に付された面取りの大きさＷ２，Ｗ３，Ｗ４よりも小さい。第１の辺５３の付近に電界がさらに集中するので、放電点のばらつきをさらに低減できる。

【0056】

第２の辺５４に付された面取りの大きさＷ２は、他の３辺５３，５５，５６に付された面取りの大きさＷ１，Ｗ３，Ｗ４よりも大きい。第２の辺５４の付近に電界が集中し難くなるので、第２の辺５４以外の、第１の辺５３により近い部位に放電点が生じ易くなる。よって放電点のばらつきをさらに低減できる。

【0057】

円形の放電面１５ａの全体が、チップ５１の放電面５２と軸線方向に対向しているので、放電面１５ａの縁１５ｂと第１の辺５３との間の距離が最も短い点が、第１の辺５３に一意に定まる。第１の辺５３のうち、この点の付近に放電点が生じ易くなるので、放電点のばらつきをさらに低減できる。

【0058】

第１の辺５３は、放電面５２の他の３辺よりも、母材３１の端面４０の近くに配置されている。第１の辺５３の付近に生じる初期火炎核は、エネルギーが母材３１に奪われ難いので、初期火炎核が成長して火炎伝播が開始され易くなる。よって着火性を向上できる。

【0059】

放電面５２に垂直な方向の溶融部３５の厚さは、放電面５２に沿って母材３１の端面４０に近づくにつれて厚くなっているので、チップ５１の第１の辺５３の付近の熱応力が溶融部３５によって緩和され易くなる。よって熱応力に起因する溶融部３５の破壊やチップ５１の剥離を低減できる。

【0060】

図８から図１０を参照して第３実施の形態について説明する。第１実施形態では、チップ３４の放電面３６の４辺のうち対辺にＣ面が付される場合について説明した。これに対し第３実施形態では、頂点を共有する２辺にＣ面が付される場合について説明する。第１実施形態で説明した部分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。

【0061】

図８は第３実施の形態におけるスパークプラグの接地電極６０の平面図である。図９は図８のＩＸ－ＩＸ線における接地電極６０の断面図である。図１０は図８のＸ－Ｘ線における接地電極６０の断面図である。接地電極６０は、第１実施形態におけるスパークプラグ１０の接地電極３０に代えて、主体金具２０に接続される。図８は接地電極６０の母材３１の他端部３３（図１参照）が図示されており、一端部３２（図１参照）の図示が省略されている。

【0062】

図８から図１０に示すように接地電極６０のチップ６１は、母材３１に設けられた凹み３１ａの中に配置されている。チップ６１を母材３１に接合する溶融部３５は、チップ６１の放電面６２の裏面６１ａにおいて、母材３１の端面４０から放電面６２に沿って設けられている。

【0063】

チップ６１の放電面６２は、４辺に囲まれた四角形状である。放電面６２は、チップ６１の側面４２，４３，４４，４５につながっている。本実施形態では、チップ６１の放電面６２の面積は中心電極１５の放電面１５ａ（図９参照）の面積よりも大きく、中心電極１５の放電面１５ａの全体が、チップ６１の放電面６２と軸線方向に対向している。

【0064】

放電面６２の４辺は、チップ６１の側面４２，４３，４４，４５と放電面６２との交線である。側面４２と放電面６２との交線は、第１の辺６３である。第１の辺６３に相対する第２の辺６４は、側面４４と放電面６２との交線である。側面４３と放電面６２との交線は、第３の辺６５である。第３の辺６５に相対する第４の辺６６は、側面４５と放電面６２との交線である。本実施形態では、第１の辺６３は、第１の辺６３以外の３つの辺６４，６５，６６よりも、母材３１の端面４０の近くに配置されている。

【0065】

放電面６２を囲む全ての辺６３，６４，６５，６６には、それぞれ面取りが付されている。放電面６２は第１の辺６３を含む２つ以上の辺にＣ面が付されている。本実施形態では第１の辺６３と第４の辺６６にＣ面が付されており、第２の辺６４と第３の辺６５にＲ面が付されている。第２の辺６４や第３の辺６５に付したＲ面に代えて、第２の辺６４や第３の辺６５にＣ面を付しても良い。

【0066】

第１の辺６３（図９参照）に付されたＣ面は、放電面６２と側面４２とをつなぐ角面である。第２の辺６４に付されたＲ面は、放電面６２と側面４４とをつなぐ丸面または楕円面である。第１の辺６３と相対する第２の辺６４にＲ面が付されているので、第２の辺６４にＣ面が付されている場合に比べ、第２の辺６４の付近に放電点が生じ難くなる。第２の辺６４以外の、第１の辺６３により近い部位に放電点が生じ易くなるので、放電点のばらつきを低減できる。

【0067】

第３の辺６５（図１０参照）に付されたＲ面は、放電面６２と側面４３とをつなぐ丸面または楕円面である。第４の辺６６に付されたＣ面は、放電面６２と側面４５とをつなぐ角面である。本実施形態では、第３の辺６５に付された面取りの大きさＷ３は、第４の辺６６に付された面取りの大きさＷ４よりも小さい。面取りの大きさＷ３，Ｗ４はほぼ同じでも良いし、Ｗ４よりもＷ３が大きくても良い。

【0068】

Ｃ面が付された第１の辺６３の面取りの大きさＷ１は、Ｃ面が付された第４の辺６６の面取りの大きさＷ４よりも小さい。よって第１の辺６３の付近に電界が集中し易くなる。第１の辺６３の付近に放電点が生じ易くなるので、放電点のばらつきを低減できる。

【0069】

第１の辺６３に付された面取りの大きさＷ１は、他の３辺６４，６５，６６に付された面取りの大きさＷ２，Ｗ３，Ｗ４よりも小さい。よって第１の辺６３の付近に電界が集中し易くなる。第１の辺６３の付近に放電点が生じ易くなるので、放電点のばらつきをさらに低減できる。

【0070】

第２の辺６４に付された面取りの大きさＷ２は、他の３辺６３，６５，６６に付された面取りの大きさＷ１，Ｗ３，Ｗ４よりも大きい。第１の辺６３と相対する第２の辺６４の付近に電界が集中し難くなるので、第２の辺６４以外の、第１の辺６３により近い部位に放電点が生じ易くなる。よって放電点のばらつきをさらに低減できる。

【0071】

円形の放電面１５ａの全体が、チップ６１の放電面６２と軸線方向に対向しているので、放電面１５ａの縁１５ｂと第１の辺６３との間の距離が最も短い点が、第１の辺６３に一意に定まる。第１の辺６３のうち、この点の付近に放電点が生じ易くなるので、放電点のばらつきをさらに低減できる。

【0072】

第１の辺６３は、放電面６２の他の３辺よりも、母材３１の端面４０の近くに配置されている。第１の辺６３の付近に生じる初期火炎核は、エネルギーが母材３１に奪われ難いので、初期火炎核が成長して火炎伝播が開始され易くなる。よって着火性を向上できる。

【0073】

放電面６２に垂直な方向の溶融部３５の厚さは、放電面６２に沿って母材３１の端面４０に近づくにつれて厚くなっているので、チップ６１の第１の辺６３の付近の熱応力が溶融部３５によって緩和され易くなる。よって熱応力に起因する溶融部３５の破壊やチップ６１の剥離を低減できる。

【0074】

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。

【0075】

実施形態では、チップ３４，５１，６１の放電面３６，５２，６２が長方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。放電面３６，５２，６２を他の四角形にすることは当然可能である。他の四角形は、正方形、平行四辺形、ひし形、台形が例示される。四角形の４つの頂点の少なくとも１つに丸面や角面を設け、角を取っても良い。

【0076】

実施形態では、放電面３６，５２，６２の４辺のうち第１の辺４６，５３，６３が、母材３１の端面４０の最も近くに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。第２の辺４７，５４，６４を端面４０の最も近くに配置したり、第３の辺４８，５５，６５を端面４０の最も近くに配置したりすることは当然可能である。第４の辺４９，５６，６６を端面４０の最も近くに配置することも当然可能である。すなわち第１の辺は、放電面３６，５２，６２の４辺のうちの任意の辺である。

【0077】

実施形態では、放電面３６，５２，６２の４辺のうち端面４０に最も近い第１の辺４６，５３，６３が、端面４０とほぼ平行に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。放電面３６，５２，６２の４辺のうち端面４０に最も近い辺を、端面４０に対して斜めに配置することは当然可能である。

【0078】

実施形態では、放電面３６，５２，６２の第３の辺４８，５５，６５と第４の辺４９，５６，６６が、母材３１の第２面３９とほぼ平行に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。第２面３９に対する第３の辺４８，５５，６５や第４の辺４９，５６，６６の傾きは任意に設定できる。

【0079】

実施形態では、接地電極３０，５０，６０の母材３１の凹み３１ａにチップ３４，５１，６１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。母材３１に凹み３１ａを設けることなく、母材３１の第１面３８にチップ３４，５１，６１を配置し接合することは当然可能である。

【0080】

実施形態では、接地電極３０，５０，６０の母材３１の端面４０にレーザ光を照射して溶融部３５を形成し、チップ３４，５１，６１を接合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。例えば、母材３１の第２面３９にレーザ光を照射したり母材３１の第３面４１にレーザ光を照射したりして溶融部を形成し、チップ３４，５１，６１を母材３１に接合することは当然可能である。また、レーザ溶接によって母材３１にチップ３４，５１が接合されるものに限られない。抵抗溶接や拡散接合によって母材３１にチップ３４，５１，６１を接合することは当然可能である。

【0081】

実施形態では、チップ３４，５１，６１の放電面３６，５２，６２が中心電極１５の放電面１５ａより大きい場合について説明したが、これに限られるものではない。チップ３４，５１，６１の放電面３６，５２，６２を中心電極１５の放電面１５ａより小さくすることは当然可能である。この場合、中心電極１５の放電面１５ａの一部が、チップ３４，５１，６１の放電面３６，５２，６２と軸線方向に対向する。

【0082】

第３実施形態では、放電面６２の第１の辺６３と第４の辺６６にＣ面が付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。第１の辺６３と第３の辺６５にＣ面を付し、第２の辺６４と第４の辺６６にＲ面を付しても良い。これに加え、第２の辺６４や第４の辺６６に付したＲ面に代えて、第２の辺６４や第４の辺６６にＣ面を付しても良い。

【符号の説明】

【0083】

１０ スパークプラグ
１５ 中心電極
２０ 主体金具
３０，５０，６０ 接地電極
３１ 母材
３２ 母材の一端部
３３ 母材の他端部
３４，５１，６１ チップ
３５ 溶融部
３６，５２，６２ 放電面
３７ 火花ギャップ
４０ 母材の端面
４６，５３，６３ 第１の辺
４７，５４，６４ 第２の辺
４８，５５，６５ 第３の辺
４９，５６，６６ 第４の辺

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】