(57)【要約】  スパークプラグ（１）は、軸線（ＣＬ１）方向に貫通する軸孔（４）を有する絶縁碍子（２）と、軸孔（４）の先端側に挿設された中心電極（５）と、絶縁碍子（２）の外周に設けられた主体金具（３）と、主体金具（３）の先端部に配置され、中心電極（５）との間に火花放電間隙（２８）を形成する接地電極（２７）とを備え、接地電極（２７）の中心軸（ＣＬ２）と直交する方向に沿った任意の断面において、接地電極（２７）の断面積が２．０ｍｍ2以下とされる。接地電極（２７）は、Ｎｉを９３質量％以上含有する金属により形成されるとともに、接地電極（２７）の硬度がビッカース硬度で１３０Ｈｖ以上２６０Ｈｖ以下とされる。これにより、比較的細い接地電極を有するスパークプラグにおいて、接地電極の耐変形性、及び、耐消耗性の双方を向上させることができる。
2012086292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記軸孔の先端側に挿設された中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部に配置され、前記中心電極との間に間隙を形成する接地電極とを備えるスパークプラグであって、
前記接地電極は、ニッケルを９３質量％以上含有する金属により形成されるとともに、
前記接地電極の中心軸と直交する方向に沿った任意の断面において、前記接地電極の断面積が２．０ｍｍ2以下であり、
前記接地電極の硬度を、ビッカース硬度で１３０Ｈｖ以上２６０Ｈｖ以下としたことを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
前記接地電極の硬度を、ビッカース硬度で１５０Ｈｖ以上２４０Ｈｖ以下としたことを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項３】
前記接地電極の中心軸と直交する断面における前記接地電極の最大断面積をＳ（ｍｍ2）とし、前記中心軸に沿った前記接地電極の長さをＬ（ｍｍ）としたとき、Ｌ／Ｓ（１／ｍｍ）が３以上１０以下とされることを特徴とする請求項１又は２に記載のスパークプラグ。
【請求項４】
前記接地電極は、前記中心電極側の平面とは反対側の背面に凸状の湾曲面を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
【請求項５】
前記接地電極は、前記中心電極側の平面とその反対側の平面との間に位置する両側面に凸状の湾曲面を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
【請求項６】
前記接地電極の厚みをＴ（ｍｍ）とし、前記接地電極の幅をＷ（ｍｍ）としたとき、Ｔ／Ｗが０．６以上とされることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
【請求項７】
前記接地電極には、希土類元素が一種以上含有され、
希土類元素の総含有量が、０．０５質量％以上０．４５質量％以下とされることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
【請求項８】
前記接地電極のうち少なくとも一部の表面はメッキで覆われていること特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記接地電極となる接地電極用金属部材を形成する金属部材形成工程を含み、
前記金属部材形成工程においては、
ニッケルを９３質量％以上含有する金属からなる中間部材に対して、熱処理を施し、前記中間部材の硬度を低下させる軟化工程と、
前記軟化工程の後に、前記中間部材に塑性加工を施し、前記中間部材の硬度を上昇させることで、前記接地電極用金属部材を得る硬化工程と
を含むことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等に使用されるスパークプラグ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパークプラグは、例えば、内燃機関（エンジン）に取付けられ、燃焼室内の混合気への着火のために用いられる。一般的にスパークプラグは、軸孔を有する絶縁体と、当該軸孔の先端側に挿通される中心電極と、絶縁体の外周に設けられる主体金具と、主体金具の先端部に接合される接地電極とを備える。接地電極は、自身の略中間部分に設けられた屈曲部において先端部が中心電極と対向するように曲げ返されており、接地電極の先端部と中心電極の先端部との間には火花放電間隙が形成される。そして、中心電極に高電圧が印加されることで火花放電間隙において火花放電が生じ、混合気へと着火されるようになっている（例えば、特許文献１等参照）。また、耐食性の向上を図るべく、接地電極の接合された主体金具に対して、バレルメッキ装置などによりＮｉメッキや亜鉛メッキが施されることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０８４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで近年では、スパークプラグの小型化や小径化が要請されており、小径化した主体金具へと接合可能とすべく接地電極をより細いものとすることが要求されている。このような細い接地電極においては、Ｎｉメッキ等を設けるための工程や、主体金具に接地電極を接合する工程において、接地電極に曲がりやねじれ等が生じてしまうおそれがある。さらに、比較的細い接地電極では、その先端部の熱が主体金具側へと伝導されにくく、使用に伴い接地電極の先端部が急速に消耗してしまうおそれがある。【０００５】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的細い接地電極を有するスパークプラグにおいて、接地電極の耐変形性、及び、耐消耗性の双方を向上させることができるスパークプラグ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。【０００７】
構成１．本構成のスパークプラグは、軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記軸孔の先端側に挿設された中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部に配置され、前記中心電極との間に間隙を形成する接地電極とを備えるスパークプラグであって、
前記接地電極は、ニッケル（Ｎｉ）を９３質量％以上含有する金属により形成されるとともに、
前記接地電極の中心軸と直交する方向に沿った任意の断面において、前記接地電極の断面積が２．０ｍｍ2以下であり、
前記接地電極の硬度を、ビッカース硬度で１３０Ｈｖ以上２６０Ｈｖ以下としたことを特徴とする。【０００８】
上記構成１によれば、接地電極の断面積が２．０ｍｍ2以下とされており、接地電極が非常に細いものとされている。そのため、接地電極における耐変形性や耐消耗性の低下が懸念される。【０００９】
この点、上記構成１によれば、接地電極の硬度が１３０Ｈｖ以上とされており、接地電極が十分な機械的強度を有するように構成されている。従って、接地電極の耐変形性を十分に確保することができる。【００１０】
さらに、上記構成１によれば、接地電極の硬度が２６０Ｈｖ以下とされており、接地電極を構成する金属の結晶粒の歪みが抑制されるように構成されている。従って、接地電極の内部において熱がスムーズに伝導されることとなり、接地電極の熱伝導性を向上させることができる。また、接地電極は、熱伝導性に優れるＮｉを９３質量％以上含む金属により形成されているため、接地電極の熱伝導性を一層向上させることができる。すなわち、接地電極の硬度を２６０Ｈｖ以下としつつ、Ｎｉ含有量が９３質量％以上の金属により接地電極を形成することで、接地電極の熱伝導性を飛躍的に向上させることができる。その結果、断面積が２．０ｍｍ2以下とされ、耐消耗性の低下が特に懸念される接地電極においても、優れた耐消耗性を実現することができる。【００１１】
構成２．本構成のスパークプラグは、上記構成１において、前記接地電極の硬度を、ビッカース硬度で１５０Ｈｖ以上２４０Ｈｖ以下としたことを特徴とする。【００１２】
上記構成２によれば、接地電極の硬度が１５０Ｈｖ以上とされているため、接地電極の機械的強度をより向上させることができ、ひいては接地電極の耐変形性を一層高めることができる。【００１３】
また、上記構成２によれば、接地電極の硬度が２４０Ｈｖ以下とされており、接地電極を構成する金属の結晶粒の歪みがより一層抑制されるように構成されている。従って、接地電極の熱伝導性をさらに向上させることができ、その結果、一層優れた耐消耗性を実現することができる。【００１４】
構成３．本構成のスパークプラグは、上記構成１又は２において、前記接地電極の中心軸と直交する断面における前記接地電極の最大断面積をＳ（ｍｍ2）とし、前記中心軸に沿った前記接地電極の長さをＬ（ｍｍ）としたとき、Ｌ／Ｓ（１／ｍｍ）が３以上１０以下とされることを特徴とする。【００１５】
上記構成３によれば、Ｌ／Ｓが１０（１／ｍｍ）以下とされており、長さＬが過度に大きなものとならないように構成されている。従って、メッキ工程時等において、接地電極に加わる応力を低減させることができる。その結果、接地電極の耐変形性を一層向上させることができる。【００１６】
尚、Ｌ／Ｓが過度に小さい場合には、接地電極の先端部を中心電極に対して十分に接近させることができず、接地電極の先端部と中心電極との間で、前記間隙（火花放電の生じる間隙）を形成できないことが懸念されるが、上記構成３によれば、Ｌ／Ｓが３（１／ｍｍ）以上とされているため、このような懸念を払拭することができる。【００１７】
構成４．本構成のスパークプラグは、上記構成１乃至３のいずれかにおいて、前記接地電極は、前記中心電極側の平面とは反対側の背面に凸状の湾曲面を有することを特徴とする。【００１８】
上記構成４によれば、接地電極の背面に凸状の湾曲面が形成されている。従って、接地電極を回り込む形で間隙に対して燃料ガスが入り込みやすくなり、着火性の向上を図ることができる。【００１９】
一方で、断面矩形状の接地電極と異なり、湾曲面を有する接地電極は、外周に角部が形成されなかったり、また、形成される角部の角度が比較的大きなものとなってしまったりする。そのため、接地電極の機械的強度が低下してしまうおそれがあるが、上記構成１等を採用することで、接地電極の機械的強度を十分に維持することができ、接地電極の曲がり等をより確実に抑制することができる。換言すれば、上記構成１等は、接地電極の背面に凸状の湾曲面が形成されたスパークプラグにおいて、特に有意である。【００２０】
構成５．本構成のスパークプラグは、上記構成１乃至４のいずれかにおいて、前記接地電極は、前記中心電極側の平面とその反対側の平面との間に位置する両側面に凸状の湾曲面を有することを特徴とする。【００２１】
上記構成５によれば、接地電極の両側面に凸状の湾曲面が形成されているため、間隙に対して燃料ガスが入り込みやすくなり、ひいては着火性を一層向上させることができる。【００２２】
また、接地電極が湾曲面を有するように構成することで、接地電極の機械的強度の低下が懸念されるが、上記構成１等を採用することで、機械的強度を十分に維持することができ、接地電極の曲がり等をより確実に抑制することができる。【００２３】
構成６．本構成のスパークプラグは、上記構成１乃至５のいずれかにおいて、前記接地電極の厚みをＴ（ｍｍ）とし、前記接地電極の幅をＷ（ｍｍ）としたとき、Ｔ／Ｗが０．６以上とされることを特徴とする。【００２４】
上述の通り、メッキ工程等において接地電極に曲がり等が生じ得るが、接地電極の曲がりは特に接地電極の厚さ方向に沿って生じやすい。【００２５】
この点を鑑みて、上記構成６によれば、接地電極の厚みＴが、接地電極の幅Ｗの０．６倍以上とされており、接地電極の厚みＴが過度に小さなものとならないように構成されている。従って、接地電極が、厚み方向の負荷に対して十分な強度を有することとなり、接地電極の曲がりをより確実に防止することができる。【００２６】
尚、接地電極の幅Ｗに対して接地電極の厚みＴが過度に大きい場合には、接地電極が接合される主体金具の肉厚を大きくする必要が生じる。しかしながら、主体金具の肉厚を大きくすると、絶縁体に対して主体金具が接近してしまい、中心電極と主体金具との間で火花放電が生じやすくなる等の不具合が発生してしまうおそれがある。従って、この点を考慮して、Ｔ／Ｗを１．０以下とすることが好ましいといえる。【００２７】
構成７．本構成のスパークプラグは、上記構成１乃至６のいずれかにおいて、前記接地電極には、希土類元素が一種以上含有され、
希土類元素の総含有量が、０．０５質量％以上０．４５質量％以下とされることを特徴とする。【００２８】
一般にＮｉを多量に含有する金属は高温下で粒成長しやすい。従って、上記構成１のように、Ｎｉを多量に含む金属により接地電極を形成する場合には、使用時において、接地電極を構成する金属の粒成長が懸念される。【００２９】
この点、上記構成７によれば、接地電極に希土類元素が一種以上含有されるとともに、希土類元素の総含有量が０．０５質量％以上とされている。従って、接地電極を構成する金属の粒成長をより確実に抑制することができ、耐消耗性をより一層向上させることができる。また、粒成長の抑制が図られることで、接地電極に対して高温下で振動が加わった場合であっても、その折損をより確実に防止することができる。【００３０】
一方で、希土類元素の総含有量を過度に大きなものとしてしまうと、使用時において接地電極の表面に発汗粒が生じやすくなってしまう。発汗粒が生じてしまうと、その発汗粒の存在により中心電極と接地電極との間に形成された間隙が局所的に狭くなってしまい、ひいては着火性の低下を招いてしまうおそれがある。この点、上記構成７によれば、希土類元素の総含有量が０．４５質量％以下と十分に小さなものとされている。従って、発汗粒の発生を効果的に抑制することができ、着火性の低下をより確実に防止することができる。【００３１】
構成８．本構成のスパークプラグは、上記構成１乃至７のいずれかにおいて、前記接地電極のうち少なくとも一部の表面はメッキで覆われていること特徴とする。【００３２】
上記構成８によれば、接地電極の表面の少なくとも一部はメッキで覆われているため、接地電極の耐食性を向上させることができる。【００３３】
一方で、断面積が２．０ｍｍ2以下の接地電極においては、メッキが施される際の負荷により曲がりやねじれが生じてしまいやすいが、上記構成１等を採用することで、曲がり等の発生を効果的に抑制することができる。換言すれば、上記構成１等は、接地電極の表面がメッキで覆われる（すなわち、接地電極にメッキ加工が施される）スパークプラグにおいて、特に有意である。【００３４】
構成９．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成１乃至８のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記接地電極となる接地電極用金属部材を形成する金属部材形成工程を含み、
前記金属部材形成工程においては、
Ｎｉを９３質量％以上含有する金属からなる中間部材に対して、熱処理を施し、前記中間部材の硬度を低下させる軟化工程と、
前記軟化工程の後に、前記中間部材に塑性加工を施し、前記中間部材の硬度を上昇させることで、前記接地電極用金属部材を得る硬化工程と
を含むことを特徴とする。【００３５】
金属材料を所定の硬度とするための手法としては、金属材料に熱処理を加えることで、金属材料の硬度を低減させることにより、金属材料を所定の硬度とする手法が考えられる。しかしながら、熱処理により硬度を調節する手法では、熱処理時の加熱温度や加熱時間などに若干の変動が生じただけで、金属材料の硬度が所定の硬度よりも低くなってしまったり、その硬度を所定の硬度まで低減させることができなかったりしてしまうおそれがある。すなわち、熱処理による硬度の調節手法では、温度管理等を極めて慎重に行う必要があり、所定の硬度を有する金属材料を容易に得ることができない。【００３６】
この点、上記構成９によれば、熱処理を施し中間部材を一旦軟化させた上で、塑性加工により中間部材を硬化させることにより、所定の硬度を有する接地電極用金属部材が得られるように構成されている。すなわち、塑性加工により硬度を上昇させることで、部材の硬度を調節し、その硬度を所定の硬度とするように構成されている。ここで、塑性加工では、部材の加工率を調節することで、部材の硬度を容易に調節することができる。従って、所定の硬度を有する接地電極用金属部材を容易に得ることができ、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】スパークプラグの構成を示す一部破断正面図である。
【図２】スパークプラグの先端部の構成を示す一部破断拡大正面図である。
【図３】接地電極の厚さ及び幅を示す接地電極の断面図である。
【図４】（ａ）は中間部材の構成を示す断面図であり、（ｂ）は接地電極用金属部材の構成を示す断面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、別の実施形態における接地電極の断面形状を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、スパークプラグ１を示す一部破断正面図である。尚、図１では、スパークプラグ１の軸線ＣＬ１方向を図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１の先端側、上側を後端側として説明する。
【００３９】
スパークプラグ１は、筒状をなす絶縁体としての絶縁碍子２、これを保持する筒状の主体金具３などから構成されるものである。
【００４０】
絶縁碍子２は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その外形部において、後端側に形成された後端側胴部１０と、当該後端側胴部１０よりも先端側において径方向外向きに突出形成された大径部１１と、当該大径部１１よりも先端側においてこれよりも細径に形成された中胴部１２と、当該中胴部１２よりも先端側においてこれよりも細径に形成された脚長部１３とを備えている。加えて、絶縁碍子２のうち、大径部１１、中胴部１２、及び、大部分の脚長部１３は、主体金具３の内部に収容されている。そして、中胴部１２と脚長部１３との連接部にはテーパ状の段部１４が形成されており、当該段部１４にて絶縁碍子２が主体金具３に係止されている。
【００４１】
さらに、絶縁碍子２には、軸線ＣＬ１に沿って延びる軸孔４が貫通形成されており、当該軸孔４の先端側には中心電極５が挿入、固定されている。当該中心電極５は、銅又は銅合金からなる内層５Ａと、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするＮｉ合金からなる外層５Ｂとを備えている。また、中心電極５は、全体として棒状（円柱状）をなし、その先端部分が絶縁碍子２の先端から突出している。
【００４２】
加えて、軸孔４の後端側には、絶縁碍子２の後端から突出した状態で端子電極６が挿入、固定されている。
【００４３】
さらに、軸孔４の中心電極５と端子電極６との間には、円柱状の抵抗体７が配設されている。当該抵抗体７の両端部は、導電性のガラスシール層８，９を介して、中心電極５と端子電極６とにそれぞれ電気的に接続されている。
【００４４】
加えて、前記主体金具３は、低炭素鋼等の金属により筒状に形成されており、その外周面にはスパークプラグ１を内燃機関や燃料電池改質器等の燃焼装置に取付けるためのねじ部（雄ねじ部）１５が形成されている。また、ねじ部１５の後端側には座部１６が外周側に向けて突出形成されており、ねじ部１５後端のねじ首１７にはリング状のガスケット１８が嵌め込まれている。さらに、主体金具３の後端側には、主体金具３を燃焼装置に取付ける際にレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部１９が設けられている。また、主体金具３の後端部には、径方向内側に向けて屈曲する加締め部２０が設けられている。尚、本実施形態においては、スパークプラグ１の小型化を図るべく、主体金具３が小径化されており、ねじ部１５のねじ径は比較的小径（例えば、Ｍ１２以下）とされている。
【００４５】
また、主体金具３の内周面には、絶縁碍子２を係止するためのテーパ状の段部２１が設けられている。そして、絶縁碍子２は、主体金具３の後端側から先端側に向かって挿入され、自身の段部１４が主体金具３の段部２１に係止された状態で、主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって主体金具３に固定されている。尚、絶縁碍子２及び主体金具３双方の段部１４，２１間には、円環状の板パッキン２２が介在されている。これにより、燃焼室内の気密性を保持し、燃焼室内に晒される絶縁碍子２の脚長部１３と主体金具３の内周面との隙間に入り込む燃料ガスが外部に漏れないようになっている。
【００４６】
さらに、加締めによる密閉をより完全なものとするため、主体金具３の後端側においては、主体金具３と絶縁碍子２との間に環状のリング部材２３，２４が介在され、リング部材２３，２４間には滑石（タルク）２５の粉末が充填されている。すなわち、主体金具３は、板パッキン２２、リング部材２３，２４及び滑石２５を介して絶縁碍子２を保持している。
【００４７】
また、図２に示すように、主体金具３の先端面２６には、屈曲部２７Ｂにて曲げ返されて、その先端側側面が中心電極５の先端部と対向する断面矩形状の接地電極２７が接合されている。加えて、中心電極５の先端部と接地電極２７の先端部との間には、間隙としての火花放電間隙２８が形成されており、当該火花放電間隙２８において、軸線ＣＬ１にほぼ沿った方向で火花放電が行われるようになっている。
【００４８】
さらに、本実施形態においては、接地電極２７は、Ｎｉを９３質量％以上含有する金属により形成されている。また、接地電極２７には、希土類元素が一種類以上含有されており、希土類元素の総含有量は、０．０５質量％以上０．４５質量％以下とされている。尚、希土類元素としては、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プロセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）から成るランタノイド、並びに、スカンジウム（Ｓｃ）を挙げることができる。
【００４９】
さらに、接地電極２７には、ケイ素（Ｓｉ）が所定量（例えば、０．１５質量％以上２．５質量％以下）含有されるとともに、マンガン（Ｍｎ）が所定量（例えば、０．０５質量％以上２．５質量％以下）含有されている。ＳｉやＭｎが前記所定量含有されることで、接地電極２７の表面に、デポジット（オイルや未燃焼燃料等の付着物）に対して強固な酸化膜を形成することができる。
【００５０】
併せて、接地電極２７には、炭素（Ｃ）が含有されており、その含有量が０．１質量％以下とされている。Ｃが含有されることで、接地電極２７の強度が向上し、耐変形性の向上を図ることができる。尚、接地電極２７にＣを含有しなくてもよい。
【００５１】
また、主体金具３の小径化に伴い、主体金具３の先端面２６の径方向に沿った幅（肉厚）も比較的小さくされている。そのため、図３に示すように、主体金具３に接合される接地電極２７の厚さをＴ（ｍｍ）としたとき、Ｔが比較的小さなもの（例えば、０．７ｍｍ〜１．４ｍｍ）とされている。このように接地電極２７が比較的薄肉に形成されているため、接地電極２７の中心軸ＣＬ２と直交する方向に沿った任意の断面において、接地電極２７の断面積は２．０ｍｍ2以下となっている。尚、主体金具３に対する接地電極２７の接合強度を十分に確保する等の観点から、接地電極２７の断面積を０．５ｍｍ2以上とすることが好ましい。
【００５２】
加えて、本実施形態では、接地電極２７の中心軸ＣＬ２と直交する断面における接地電極２７の最大断面積をＳ（ｍｍ2）とし、前記中心軸ＣＬ２に沿った接地電極２７の長さをＬ（ｍｍ）としたとき、Ｌ／Ｓ（１／ｍｍ）が３以上１０以下とされている。
【００５３】
併せて、接地電極２７の厚みをＴ（ｍｍ）とし、接地電極２７の幅をＷ（ｍｍ）としたとき、Ｔ／Ｗが０．６以上１．０以下とされている。
【００５４】
さらに、本実施形態では、接地電極２７の常温における硬度が、ビッカース硬度で１３０Ｈｖ以上２６０Ｈｖ以下（より好ましくは、１５０Ｈｖ以上２４０Ｈｖ以下）とされている。尚、接地電極２７の硬度を測定する部位として、接地電極２７のうち、主体金具３への接合後に加工が施された部位（つまり、加工に伴う硬度変化が生じ得る部位）は除かれる。従って、接地電極２７は、後述するように主体金具３に接合した後に、屈曲加工が施されて中心電極５側へと曲げ返されるため、接地電極２７の硬度を測定する部位として、屈曲部２７Ｂは除かれることとなる。
【００５５】
加えて、本実施形態では、耐食性の向上を図るべく、主体金具３及び接地電極２７の表面に、亜鉛メッキ或いはＮｉメッキが施されている。
【００５６】
次に、上記のように構成されてなるスパークプラグ１の製造方法について説明する。
【００５７】
まず、主体金具３を予め加工しておく。すなわち、円柱状の金属素材（例えば、鉄系素材やステンレス素材）に対して冷間鍛造加工等により概形を形成するとともに、貫通孔を形成する。その後、切削加工を施すことで外形を整え、主体金具中間体を得る。
【００５８】
次いで、金属部材形成工程において、接地電極２７となる接地電極用金属部材３２を製造する。まず、図４（ａ）に示すように、Ｎｉを９３質量％以上含有する線状の中間部材３１を用意する。次いで、中間部材３１に対して熱処理を施すことで、中間部材３１の硬度を低減させる。
【００５９】
この中間部材３１に対して塑性加工（圧延加工や伸線加工）を施すことで、中間部材３１の断面形状を整えるとともに、中間部材３１の断面積を２．０ｍｍ2以下とし、さらには、中間部材３１の硬度を上述の硬度（１３０Ｈｖ以上２６０Ｈｖ以下）に上昇させる。その後、中間部材３１を所定の長さに切断することで、図４（ｂ）に示すように、接地電極用金属部材３２が得られる。
【００６０】
続いて、得られた接地電極用金属部材３２が、主体金具中間体の先端面に抵抗溶接される。当該溶接に際してはいわゆる「ダレ」が生じるので、その「ダレ」を除去した後、主体金具中間体の所定部位にねじ部１５が転造によって形成される。これにより、接地電極用金属部材３２の溶接された主体金具３が得られる。
【００６１】
次いで、接地電極用金属部材３２の溶接された主体金具３に、バレルメッキ装置（図示せず）により亜鉛メッキ或いはＮｉメッキが施される。尚、耐食性向上を図るべく、その表面に、さらにクロメート処理が施されることとしてもよい。
【００６２】
一方、前記主体金具３とは別に、絶縁碍子２を成形加工しておく。例えば、アルミナを主体としバインダ等を含む原料粉末を用いて、成形用素地造粒物を調製するとともに、当該成形用素地造粒物を用いてラバープレス成形を行うことで、筒状の成形体が得られる。そして、得られた成形体に対し、研削加工が施され整形されるとともに、整形されたものが焼成炉で焼成されることにより、絶縁碍子２が得られる。
【００６３】
また、前記主体金具３、絶縁碍子２とは別に、中心電極５を製造しておく。すなわち、中央部に放熱性向上を図るための銅合金等を配置したＮｉ合金に鍛造加工を施すことで中心電極５を作製する。
【００６４】
次に、上記のようにして得られた絶縁碍子２及び中心電極５と、抵抗体７と、端子電極６とが、ガラスシール層８，９によって封着固定される。ガラスシール層８，９は、一般的にホウ珪酸ガラスと金属粉末とが混合されて調製されたものが、抵抗体７を挟むようにして絶縁碍子２の軸孔４内に注入された後、後方から前記端子電極６で押圧しつつ、焼成炉内にて加熱されることで焼成される。尚、このとき、絶縁碍子２の後端側胴部１０表面には釉薬層が同時に焼成されることとしてもよいし、事前に釉薬層が形成されることとしてもよい。
【００６５】
その後、上記のようにそれぞれ作製された中心電極５及び端子電極６を備える絶縁碍子２と、接地電極用金属部材３２を備える主体金具３とが固定される。より詳しくは、主体金具３に絶縁碍子２を挿通した上で、比較的薄肉に形成された主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって絶縁碍子２と主体金具３とが固定される。
【００６６】
そして最後に、接地電極用金属部材３２の略中間部分を中心電極５側に屈曲させることで屈曲部２７Ｂを有する接地電極２７を形成するとともに、中心電極５及び接地電極２７間の火花放電間隙２８の大きさを調整することにより上述したスパークプラグ１が得られる。
【００６７】
以上詳述したように、本実施形態によれば、接地電極２７の硬度が１３０Ｈｖ以上とされており、断面積が２．０ｍｍ2以下の接地電極２７においても機械的強度が十分に確保されるように構成されている。従って、接地電極２７の耐変形性を十分に維持することができる。
【００６８】
さらに、接地電極２７の硬度が２６０Ｈｖ以下とされており、接地電極２７を構成する金属の結晶粒の歪みが抑制されるように構成されている。従って、接地電極２７の熱伝導性を向上させることができる。また、接地電極２７は、熱伝導性に優れるＮｉを９３質量％以上含む金属により形成されているため、接地電極２７の熱伝導性を一層向上させることができる。すなわち、接地電極２７の硬度を２６０Ｈｖ以下としつつ、Ｎｉ含有量が９３質量％以上の金属により接地電極２７を形成することで、接地電極２７の熱伝導性を飛躍的に向上させることができる。その結果、断面積が２．０ｍｍ2以下とされ、耐消耗性の低下が特に懸念される接地電極２７においても、優れた耐消耗性を実現できる。
【００６９】
また、接地電極２７の最大断面積Ｓに対する、接地電極２７の長さＬの比が３（１／ｍｍ）以上とされており、接地電極２７の長さＬが十分に大きなものとされている。従って、接地電極２７の先端部と中心電極５との間で、火花放電間隙２８をより確実に形成することができる。さらに、本実施形態では、Ｌ／Ｓが１０（１／ｍｍ）以下とされており、長さＬが過度に大きなものとならないように構成されている。これにより、メッキ工程時等において、接地電極２７に加わる応力を低減させることができ、接地電極２７の耐変形性を一層向上させることができる。
【００７０】
併せて、本実施形態では、接地電極２７の厚みＴが、接地電極２７の幅Ｗの０．６倍以上とされており、接地電極２７の厚みＴが過度に小さなものとならないように構成されている。従って、接地電極２７が、厚み方向の負荷に対して十分な強度を有することとなり、接地電極２７の曲がりをより確実に防止することができる。
【００７１】
加えて、接地電極２７に希土類元素が一種以上含有されるとともに、希土類元素の総含有量が０．０５質量％以上とされている。従って、接地電極２７を構成する金属の粒成長をより確実に抑制することができ、耐消耗性をより一層向上させることができる。また、粒成長の抑制が図られることで、接地電極２７に対して高温下で振動が加わった場合であっても、その折損をより確実に防止することができる。併せて、希土類元素の総含有量が０．４５質量％以下と十分に小さなものとされているため、発汗粒の発生を効果的に抑制することができ、着火性の低下をより確実に防止することができる。
【００７２】
また、熱処理を施し中間部材３１を一旦軟化させた上で、塑性加工により中間部材３１を硬化させることにより、所定の硬度を有する接地電極用金属部材３２が得られるように構成されている。従って、熱処理により接地電極用金属部材３２を所定の硬度とする場合と比較して、その硬度を容易に調節することができる。従って、所定の硬度を有する接地電極用金属部材３２を容易に得ることができ、生産性の向上を図ることができる。
【００７３】
次いで、上記実施形態によって奏される作用効果を確認すべく、接地電極の断面積が、その長手方向に沿って一定となるように構成した上で、接地電極の硬度及び断面積Ｓ（ｍｍ2）、並びに、接地電極の最大断面積（ｍｍ2；接地電極の断面積Ｓと等しい）に対する接地電極の長さＬ（ｍｍ）の比（Ｌ／Ｓ）及び接地電極の幅Ｗ（ｍｍ）に対する接地電極の厚さＴの比（Ｔ／Ｗ）を種々変更したスパークプラグのサンプルを複数作製するとともに、各サンプルについて耐消耗性評価試験を行った。耐消耗性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、各サンプルを排気量４０００ｃｃの６気筒ガソリンエンジンに組付けた上で、エンジンの燃料として無鉛ガソリンを用いて、スロットル全開状態で、エンジン回転数３０００ｒｐｍを維持して３００時間に亘ってエンジンを動作させた。そして、３００時間経過後において火花放電間隙の大きさを測定し、試験前（初期状態）における火花放電間隙の大きさに対する増加量（ギャップ増加量）を測定した。ここで、ギャップ増加量が０．１０ｍｍ以下となったサンプルは、耐消耗性に極めて優れるとして「☆」の評価を下すこととした。また、ギャップ増加量が０．１０ｍｍ超０．１５ｍｍ以下となったサンプルは、耐消耗性に優れるとして「◎」の評価を下すこととし、ギャップ増加量が０．１５ｍｍ超０．２０ｍｍ以下となったサンプルは、十分な耐消耗性を有するとして「○」の評価を下すこととした。一方で、ギャップ増加量が０．２０ｍｍ超となったサンプルは、耐消耗性が不十分であるとして「×」の評価を下すこととした。
【００７４】
さらに、硬度及び断面積、並びに、Ｌ／Ｓ及びＴ／Ｗを種々変更した接地電極のサンプルを複数用意して、各サンプルについて耐変形性評価試験を行った。耐変形性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、各サンプルをスパークプラグの製造ラインに供給し、主体金具に対する接地電極の接合工程やバレルメッキ装置によるメッキ工程を経た後における、曲がりやねじれが発生した接地電極の本数を測定するとともに、曲がりやねじれの発生率（不良率）を算出した。ここで、不良率が１．０％以下となったサンプルは、耐変形性に極めて優れるとして「☆」の評価を下し、不良率が１．０％超２．０％以下となったサンプルは、耐変形性に優れるとして「◎」の評価を下し、不良率が２．０％超３．０％以下となったサンプルは、十分な耐変形性を有するとして「○」の評価を下すこととした。一方で、不良率が３．０％よりも大きくなったサンプルは、耐変形性に劣るとして「×」の評価を下した。
【００７５】
表１に、耐消耗性評価試験、及び、耐変形性評価試験の試験結果をそれぞれ示す。尚、各接地電極は、Ｎｉを９３質量％以上含有し、熱処理（アニール処理）を十分に行った際に、硬度が１００Ｈｖとなる合金により形成した。また、接地電極の硬度は、塑性加工の条件を調節することで変更した。
【００７６】
加えて、各サンプルともに、ねじ部のねじ径をＭ１４とし、主体金具の先端に対する絶縁碍子の先端の突出長を３ｍｍとし、絶縁碍子の先端に対する中心電極の先端の突出長を３ｍｍとした。また、試験前における火花放電間隙の大きさを０．８ｍｍとし、中心電極の先端の外径を２．５ｍｍとした。尚、以下の耐消耗性評価試験及び耐変形性評価試験においては、各サンプルともに、ねじ部のねじ径などのサイズを上記と同様のものとした。
【００７７】
【表１】
2012086292.tif 000003
【００７８】
表１に示すように、接地電極の断面積を２．５ｍｍ2又は２．２ｍｍ2としたサンプル（サンプル１〜４）は、接地電極の硬度に関わらず、耐消耗性や耐変形性の面で優れていたが、接地電極の断面積を２．０ｍｍ2以下としたサンプルにおいては、耐消耗性や耐変形性の面で十分な性能を実現できないおそれがあることが分かった。これは、接地電極を細くしたことで、接地電極の機械的強度や熱伝導性が低下してしまったことによると考えられる。
【００７９】
これに対して、接地電極の断面積が２．０ｍｍ2以下であっても、接地電極の硬度を１３０Ｈｖ以上２６０Ｈｖ以下としたサンプル（サンプル９〜３２）は、耐消耗性及び耐変形性の双方において十分な性能を有することが明らかとなった。これは、硬度を１３０Ｈｖ以上としたことで、接地電極の機械的強度が向上したこと、及び、硬度を２６０Ｈｖ以下としたことで、接地電極を構成する金属の結晶粒の歪みが抑制され、接地電極の先端側から基端側（主体金具側）へと効率よく熱が伝導されたことに起因すると考えられる。
【００８０】
また特に、接地電極の硬度を１５０Ｈｖ以上２４０ＨＶ以下としたサンプル（サンプル１０〜１３，１６〜１９，２１〜３２）は、耐消耗性及び耐変形性の双方で優れた性能を有することが確認された。
【００８１】
さらに、硬度や断面積Ｓ、Ｔ／Ｗを同一とした上で、Ｌ／Ｓのみを異なるものとしたサンプル（サンプル２１〜２３，２７〜２９）に着目してみると、Ｌ／Ｓを１０以下とすることで、耐変形性を効果的に向上できることが明らかとなった。これは、長さＬが過度に大きなものとならないように構成したことで、メッキ工程時等に、接地電極に加わる応力を低減させることができたためであると考えられる。
【００８２】
加えて、硬度や断面積Ｓ、Ｌ／Ｓを同一とした上で、Ｔ／Ｗのみを異なるものとしたサンプル（サンプル２４〜２６，３０〜３２）の試験結果から、Ｔ／Ｗを０．６以上とすることが、耐変形性の向上に寄与することが確認された。これは、接地電極の曲がりは特にその厚さ方向に沿って生じやすいところ、Ｔ／Ｗを０．６以上としたことで、接地電極がその厚み方向の負荷に対して十分な強度を有することとなったためであると考えられる。
【００８３】
次いで、Ｎｉ含有量を９０質量％、又は、９３質量％とし、硬度を種々変更した接地電極について上述の耐変形性評価試験を行うとともに、このような接地電極を有するスパークプラグのサンプルについて上述の耐消耗性評価試験を行った。表２に、両試験の試験結果を示す。尚、接地電極は、Ｎｉの他に、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｐ、及び、Ｓのうち少なくとも一種を含有する合金により形成した。表２には、ＳｉやＣｒ等の総含有量を併せて示す。また、当該試験においては、各サンプルともに、Ｌ／Ｓを６とし、Ｔ／Ｗを０．８とした。
【００８４】
【表２】
2012086292.tif 000004
【００８５】
表２に示すように、Ｎｉ含有量を９３質量％未満としたサンプル（サンプル４３）は、接地電極の硬度を１３０Ｈｖ以上２６０Ｈｖ以下としたものであっても、耐消耗性に劣ることが確認された。これは、Ｎｉ含有量が比較的少なかったため、接地電極の熱伝導性が低下してしまったことによると考えられる。
【００８６】
これに対して、接地電極の硬度を１３０Ｈｖ以上２６０Ｈｖ以下としつつ、Ｎｉ含有量を９３質量％以上としたサンプル（サンプル４４〜４９）は、耐消耗性及び耐変形性の双方において十分な性能を有することが明らかとなった。
【００８７】
以上の試験結果より、接地電極の断面積が２．０ｍｍ2以下とされ、耐消耗性や耐変形性の低下が懸念されるスパークプラグにおいては、耐消耗性及び耐変形性の双方において十分な性能を実現するために、接地電極のＮｉ含有量を９３質量％以上とするとともに、接地電極の硬度を１３０Ｈｖ以上２６０Ｈｖ以下とすることが好ましいといえる。また、耐消耗性や耐変形性の更なる向上を図るべく、接地電極の硬度を１５０Ｈｖ以上２４０Ｈｖ以下とすることがより好ましいといえる。
【００８８】
さらに、耐変形性をより一層向上させるという観点から、Ｌ／Ｓを１０以下としたり、Ｔ／Ｗを０．６以上としたりすることがより好ましいといえる。
【００８９】
次に、接地電極に希土類元素（少なくともＹを含む）を一種以上含有させるとともに、希土類元素の総含有量を種々変更した接地電極を複数作製し、各接地電極について上述の耐変形性評価試験を行うとともに、このような接地電極を有するスパークプラグのサンプルについて耐消耗性評価試験を行った。また、スパークプラグの各サンプルについて耐発汗性評価試験、及び、耐折損性評価試験を併せて行った。
【００９０】
耐発汗性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、各サンプルを排気量２０００ｃｃの６気筒ガソリンエンジンに組付けた上で、エンジンの燃料として無鉛ガソリンを用いて、スロットル全開状態で、エンジン回転数５０００ｒｐｍを維持して１００時間に亘ってエンジンを動作させた。そして、１００時間経過後に接地電極の表面を観察し、接地電極の表面に発汗粒（酸化物）が発生していたサンプルは、発汗粒の影響による着火性の低下等が懸念されるとして「×」の評価を下すこととした。また、接地電極の表面に発汗粒が発生していなかったものの、接地電極の表面が荒れた状態（酸化物が接地電極の表面上にささくれ立った状態）となったサンプルは、外観上好ましくなく、また、より長期間の使用で着火性等に悪影響を与える可能性があるとして、「△」の評価を下すこととした。一方で、接地電極の表面に発汗が生じておらず、かつ、接地電極の表面が荒れた状態となっていなかったサンプルは、外観や着火性等の面で優れるとして「○」の評価を下すこととした。
【００９１】
また、耐折損性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、接地電極を１０００℃に加熱するとともに、この温度を維持しつつ、各サンプルに対して周波数４０Ｈｚで、加速度３０Ｇの振動を８時間に亘って加えた。そして、８時間経過後に、接地電極の折損が生じていたサンプルは、耐折損性に劣るとして「×」の評価を下すこととし、接地電極に折損は生じていなかったものの、クラックが生じていたサンプルは、耐折損性にやや劣るとして「△」の評価を下すこととした。一方で、接地電極に折損やクラックが生じていなかったサンプルは、耐折損性に優れるとして「○」の評価を下すこととした。
【００９２】
表３に、耐消耗性評価試験、耐変形性評価試験、耐発汗性評価試験、及び、耐折損性評価試験の試験結果をそれぞれ示す。尚、各試験において、接地電極の断面積を１．５ｍｍ2とし、接地電極の硬度を１８０Ｈｖとした。また、耐発汗性評価試験、及び、耐折損性評価試験においては、各サンプルともに、ねじ部のねじ径をＭ１２とし、主体金具の先端に対する絶縁碍子の先端の突出長を３ｍｍとし、絶縁碍子の先端に対する中心電極の先端の突出長を３ｍｍとした。さらに、試験前における火花放電間隙の大きさを０．８ｍｍとし、中心電極の先端の外径を２．５ｍｍとした。加えて、各サンプルともに、Ｌ／Ｓを６とし、Ｔ／Ｗを０．８とした。
【００９３】
【表３】
2012086292.tif 000005
【００９４】
表３に示すように、希土類元素の総含有量を０．０５質量％以上０．４５質量％以下としたサンプル（サンプル５２〜５４）は、耐発汗性及び耐折損性の双方において優れることが明らかとなった。
【００９５】
上記試験の試験結果より、耐発汗性及び耐折損性の双方を向上させるためには、接地電極に希土類元素を一種以上含有するとともに、希土類元素の総含有量を０．０５質量％以上０．４５質量％以下とすることが好ましいといえる。
【００９６】
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【００９７】
（ａ）上記実施形態において、接地電極２７は断面矩形状をなしているが、例えば、図５（ａ）に示すように、接地電極３７が、中心電極５側の平面３７Ｓとは反対側の背面に凸状の湾曲面３７Ｗを有するように構成することとしてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、接地電極４７が、中心電極５側の平面４７Ｓとその反対側の平面４７Ｈとの間に位置する両側面に凸状の湾曲面４７Ｗ１，４７Ｗ２を有するように構成することとしてもよい。この場合には、接地電極３７，４７を回り込む形で、火花放電間隙２８に対して燃料ガスが入り込みやすくなり、着火性の向上を図ることができる。一方で、断面矩形状の接地電極２７と異なり、接地電極３７，４７は、外周に形成される角部の角度が比較的大きなものとなってしまうため、その機械的強度がより低下してしまう。すなわち、接地電極３７，４７は、製造工程における曲がりやねじれの発生がより懸念されるものであるが、本発明を適用することで、曲がり等を効果的に抑制することができる。換言すれば、本発明は、外周面が湾曲状に形成された接地電極において、特に有意である。
【００９８】
（ｂ）上記実施形態では、中心電極５の先端部と接地電極２７の先端部との間に火花放電間隙２８が形成されている。これに対して、電極５，２７の一方又は双方に、貴金属合金（例えば、白金合金やイリジウム合金等）からなる貴金属チップを接合し、火花放電間隙２８を、一方の電極５（２７）に設けられた貴金属チップと他方の電極２７（５）との間に形成したり、両電極５，２７に設けられた両貴金属チップの間に形成したりしてもよい。尚、接地電極２７に貴金属チップを設けた場合、接地電極２７の硬度は、貴金属チップの接合に伴う硬度変化が生じ得る部位以外の部位（例えば、貴金属チップ側面から１．５ｍｍ以上離間した部位）で測定される。
【００９９】
（ｃ）上記実施形態では、塑性加工（圧延加工や伸線加工）を施し、中間部材３１の硬度を上昇させることで、接地電極２７となる接地電極用金属部材３２が得られている。これに対して、熱処理を施し、中間部材３１の硬度を低減させることで、接地電極用金属部材３２を得ることとしてもよい。従って、例えば、塑性加工（伸線加工）を施すことで、中間部材３１の硬度を１３０Ｈｖ以上に上昇させるとともに、中間部材３１の断面積を２．０ｍｍ2以下と十分に細いものとする。その上で、硬度を低減させるために、中間部材３１に対して熱処理（アニール処理）を行い、その後、中間部材３１を所定の長さに切断することで、硬度が１３０Ｈｖ以上２６０Ｈｖ以下とされた接地電極用金属部材３２を得ることしてもよい。尚、熱処理時には、中間部材３１の硬度が過度に低減しないように、加熱時間や加熱温度を調節することが必要である。また、熱処理を、中間部材３１の切断後に行うこととしてもよい。
【０１００】
（ｄ）上記実施形態では、工具係合部１９は断面六角形状とされているが、工具係合部１９の形状に関しては、このような形状に限定されるものではない。例えば、Ｂｉ−ＨＥＸ（変形１２角）形状〔ＩＳＯ２２９７７：２００５（Ｅ）〕等とされていてもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１…スパークプラグ、２…絶縁体（絶縁碍子）、３…主体金具、４…軸孔、５…中心電極、２７…接地電極、２８…火花放電間隙（間隙）、３１…中間部材、３２…接地電極用金属部材、３７Ｗ，４７Ｗ１，４７Ｗ２…湾曲面、ＣＬ１…軸線、ＣＬ２…（接地電極の）中心軸。
【図１】
2012086292.tif 000006
【図２】
2012086292.tif 000007
【図３】
2012086292.tif 000008
【図４】
2012086292.tif 000009
【図５】
2012086292.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月16日(2013.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記軸孔の先端側に挿設された中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部に配置され、前記中心電極との間に間隙を形成する接地電極とを備えるスパークプラグであって、
前記接地電極は、ニッケルを９７質量％以上含有する金属により形成されるとともに、
前記接地電極の中心軸と直交する方向に沿った任意の断面において、前記接地電極の断面積が２．０ｍｍ２以下であり、
前記接地電極の硬度を、ビッカース硬度で１３０Ｈｖ以上２６０Ｈｖ以下としたことを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
前記接地電極の硬度を、ビッカース硬度で１５０Ｈｖ以上２４０Ｈｖ以下としたことを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項３】
前記接地電極の中心軸と直交する断面における前記接地電極の最大断面積をＳ（ｍｍ２）とし、前記中心軸に沿った前記接地電極の長さをＬ（ｍｍ）としたとき、Ｌ／Ｓ（１／ｍｍ）が３以上１０以下とされることを特徴とする請求項１又は２に記載のスパークプラグ。
【請求項４】
前記接地電極は、前記中心電極側の平面とは反対側の背面に凸状の湾曲面を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
【請求項５】
前記接地電極は、前記中心電極側の平面とその反対側の平面との間に位置する両側面に凸状の湾曲面を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
【請求項６】
前記接地電極の厚みをＴ（ｍｍ）とし、前記接地電極の幅をＷ（ｍｍ）としたとき、Ｔ／Ｗが０．６以上とされることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
【請求項７】
前記接地電極には、希土類元素が一種以上含有され、
希土類元素の総含有量が、０．０５質量％以上０．４５質量％以下とされることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
【請求項８】
前記接地電極のうち少なくとも一部の表面はメッキで覆われていること特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記接地電極となる接地電極用金属部材を形成する金属部材形成工程を含み、
前記金属部材形成工程においては、
ニッケルを９７質量％以上含有する金属からなる中間部材に対して、熱処理を施し、前記中間部材の硬度を低下させる軟化工程と、
前記軟化工程の後に、前記中間部材に塑性加工を施し、前記中間部材の硬度を上昇させることで、前記接地電極用金属部材を得る硬化工程と
を含むことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
構成１．本構成のスパークプラグは、軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記軸孔の先端側に挿設された中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部に配置され、前記中心電極との間に間隙を形成する接地電極とを備えるスパークプラグであって、
前記接地電極は、ニッケル（Ｎｉ）を９７質量％以上含有する金属により形成されるとともに、
前記接地電極の中心軸と直交する方向に沿った任意の断面において、前記接地電極の断面積が２．０ｍｍ２以下であり、
前記接地電極の硬度を、ビッカース硬度で１３０Ｈｖ以上２６０Ｈｖ以下としたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
さらに、上記構成１によれば、接地電極の硬度が２６０Ｈｖ以下とされており、接地電極を構成する金属の結晶粒の歪みが抑制されるように構成されている。従って、接地電極の内部において熱がスムーズに伝導されることとなり、接地電極の熱伝導性を向上させることができる。また、接地電極は、熱伝導性に優れるＮｉを９７質量％以上含む金属により形成されているため、接地電極の熱伝導性を一層向上させることができる。すなわち、接地電極の硬度を２６０Ｈｖ以下としつつ、Ｎｉ含有量が９７質量％以上の金属により接地電極を形成することで、接地電極の熱伝導性を飛躍的に向上させることができる。その結果、断面積が２．０ｍｍ２以下とされ、耐消耗性の低下が特に懸念される接地電極においても、優れた耐消耗性を実現することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
構成９．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成１乃至８のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記接地電極となる接地電極用金属部材を形成する金属部材形成工程を含み、
前記金属部材形成工程においては、
Ｎｉを９７質量％以上含有する金属からなる中間部材に対して、熱処理を施し、前記中間部材の硬度を低下させる軟化工程と、
前記軟化工程の後に、前記中間部材に塑性加工を施し、前記中間部材の硬度を上昇させることで、前記接地電極用金属部材を得る硬化工程と
を含むことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
さらに、本実施形態においては、接地電極２７は、Ｎｉを９７質量％以上含有する金属により形成されている。また、接地電極２７には、希土類元素が一種類以上含有されており、希土類元素の総含有量は、０．０５質量％以上０．４５質量％以下とされている。尚、希土類元素としては、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プロセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）から成るランタノイド、並びに、スカンジウム（Ｓｃ）を挙げることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
次いで、金属部材形成工程において、接地電極２７となる接地電極用金属部材３２を製造する。まず、図４（ａ）に示すように、Ｎｉを９７質量％以上含有する線状の中間部材３１を用意する。次いで、中間部材３１に対して熱処理を施すことで、中間部材３１の硬度を低減させる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
さらに、接地電極２７の硬度が２６０Ｈｖ以下とされており、接地電極２７を構成する金属の結晶粒の歪みが抑制されるように構成されている。従って、接地電極２７の熱伝導性を向上させることができる。また、接地電極２７は、熱伝導性に優れるＮｉを９７質量％以上含む金属により形成されているため、接地電極２７の熱伝導性を一層向上させることができる。すなわち、接地電極２７の硬度を２６０Ｈｖ以下としつつ、Ｎｉ含有量が９７質量％以上の金属により接地電極２７を形成することで、接地電極２７の熱伝導性を飛躍的に向上させることができる。その結果、断面積が２．０ｍｍ２以下とされ、耐消耗性の低下が特に懸念される接地電極２７においても、優れた耐消耗性を実現できる。
【国際調査報告】
2012086292.tif 000011
2012086292.tif 000012
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