(57)【要約】【課題】着火性の低下等の不具合をより確実に防止することができるとともに、優れた耐久性及び耐折損性を有する内燃機関用スパークプラグを提供する。【解決手段】スパークプラグ１は、中心電極５と、軸線ＣＬ１方向に延びる軸孔４を有する絶縁碍子２と、主体金具３と、主体金具３の先端部から延びる接地電極２７と、中心電極５の先端面に接合される中心電極側貴金属チップ３１と、接地電極２７の先端面ＴＳ１に接合され、自身の先端面ＴＳ２が中心電極側貴金属チップ３１の側面部と対向する接地電極側貴金属チップ３２とを備える。接地電極２７については、第１直線ＡＬ１と、第２直線ＡＬ２とのなす角度θ１が１２０°以上１４０°以下となるようにして屈曲される。また、接地電極側貴金属チップ３２の先端面ＴＳ２と、軸線ＣＬ１とのなす角度θ２が０°以上３°以下とされる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の中心電極と、
前記中心電極の軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極が前記軸孔に設けられた略円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた略円筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部から延び、先端を前記軸線へ向けて、曲げられて配置された接地電極と、
前記中心電極の先端に接合され、前記軸線方向に沿って延びる中心電極側チップと、
前記接地電極の延伸方向の先端面に接合され、その先端面が前記中心電極側チップの側面部と対向する接地電極側チップとを備える内燃機関用スパークプラグであって、
前記接地電極の前記主体金具の先端部との境界をなす基端面の中心点、及び、前記基端面の中心点から前記軸線方向に沿って先端側に０．５ｍｍ離間した位置における前記接地電極の断面の中心点を通る第１直線と、
前記接地電極の先端面の中心点、及び、前記接地電極の先端面の中心点から前記軸線と直交する方向に沿って前記接地電極の基端部側に０．５ｍｍ離間した位置における前記接地電極の断面の中心点を通る第２直線とのなす角度θ１を１２０°以上１４０°以下とするとともに、
前記接地電極側チップの先端面を含む平面と、前記軸線とのなす角度θ２を０°以上３°以下としたことを特徴とする内燃機関用スパークプラグ。
【請求項２】
前記接地電極の先端面を含む平面と、前記軸線とのなす角度θ３を０°以上１°以下としたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用スパークプラグ。
【請求項３】
前記中心電極側チップは、当該中心電極側チップを構成する材料及び前記中心電極を構成する材料が相互に溶融されてなる溶融部によって前記中心電極に接合されており、
前記接地電極側チップの先端面、及び、前記溶融部間の前記軸線方向に沿った距離を０．６ｍｍ以上としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関用スパークプラグ。
【請求項４】
前記軸線と直交する方向に沿った、前記主体金具の内周面の先端と前記接地電極の先端面との間の距離を１．５ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内燃機関用スパークプラグ。
【請求項５】
前記軸線と直交する方向に沿った、前記主体金具の内周面の先端と前記接地電極の先端面との間の距離を０．９ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内燃機関用スパークプラグ。
【請求項６】
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の製造方法であって、
前記主体金具の先端部に固定された前記接地電極を屈曲させる屈曲工程と、
前記接地電極の先端側を切断する切断工程と、
前記接地電極の切断面に前記接地電極側チップを溶接する溶接工程と、
前記中心電極が設けられた前記絶縁体を前記主体金具に挿通させた状態で、前記絶縁体を前記主体金具に固定する組付工程とを含み、
前記切断工程においては、
前記接地電極の切断面が前記軸線方向先端側から見た前記接地電極の延伸方向と直交するように、前記接地電極の先端側を切断して、当該切断面を略平坦面に形成することを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【請求項７】
前記切断工程においては、
外周に切断する部分を有する切断手段を前記主体金具の中心軸に沿って移動させることで、前記接地電極の先端側を切断することを特徴とする請求項６に記載のスパークプラグの製造方法。
【請求項８】
前記切断工程においては、
外周に切断する部分を有する切断手段を前記主体金具の中心軸と直交する方向に沿って移動させることで、前記接地電極の先端側を切断することを特徴とする請求項６に記載の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、内燃機関に使用す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】
自動車エンジン等の内燃機関に使用されるスパークプラグは、例えば軸線方向に延びる中心電極と、その外側に設けられた絶縁体と、当該絶縁体の外側に設けられた筒状の主体金具と、基端部が前記主体金具の先端部に接合された接地電極とを備える。また、接地電極は、その先端部が前記中心電極の先端部と対向するように曲げ返して配置され、これにより中心電極の先端部及び接地電極の先端部の間に火花放電間隙が形成される。また、近年では、中心電極の先端部、及び、接地電極の先端部に、耐久性（耐火花消耗性）に優れるチップを設けるものがある。このようなチップとしては、例えば、貴金属合金よりなるチップ（貴金属チップ）を挙げることができる。尚、両電極の先端部に前記チップを接合した場合には、両チップ間に火花放電間隙が形成される。
【０００３】
ところで、中心電極側に設けられた貴金属チップ（中心電極側貴金属チップ）に対する接地電極側に設けられた貴金属チップ（接地電極側貴金属チップ）の相対位置関係を変更することによって、火花放電間隙の形成位置を変更することができ、また、火花の放電する方向も変更することができる。ここで、従来では、着火性の向上を図るという観点から、中心電極側貴金属チップの先端面に対して、接地電極側貴金属チップの先端面が対向するようにして接地電極を屈曲させ、軸線方向にほぼ沿って火花を放電させる、いわゆる縦放電タイプのプラグが知られている（例えば、特許文献１等参照）。ところが、このようなタイプのプラグは、接地電極が燃焼室の中心側へと突き出すようにして配置されてしまう。そのため、内燃機関の動作時には接地電極や接地電極側貴金属チップがより高温下に置かれることとなり、耐久性が低下してしまうおそれがある。
【０００４】
これに対して、接地電極の突き出し量を抑制すべく、中心電極側貴金属チップの側面部に対して、接地電極側貴金属チップの先端面が対向するように接地電極を屈曲させ、前記軸線とほぼ直交する方向に沿って火花を放電させる、いわゆる横放電タイプのプラグが提案されている（例えば、特許文献２等参照）。しかしながら、絶縁体に導電性のカーボンが付着した際等における、絶縁体と接地電極との間の放電を防止するという観点から、絶縁体及び接地電極間の間隙を比較的大きくするべきであるところ、横放電タイプのプラグにおいては、前記間隙を確保するために、接地電極を比較的小さな曲率半径で略直角に屈曲させるのが一般的である。そのため、内燃機関の動作に伴う振動等による応力が接地電極の屈曲部分に集中しやすくなってしまい、ひいては当該屈曲部分の折損という事態を招いてしまうおそれがある。特に、近年の高出力エンジンにおいては、接地電極の屈曲部分における折損が一層懸念される。
【０００５】
そこで、中心電極側貴金属チップの先端面に対して、接地電極側貴金属チップの先端エッジ部分が対向するように、接地電極を比較的緩やかな角度で屈曲させ、前記軸線方向に対して斜めに火花を放電させる、いわゆる斜め放電タイプのプラグが提案されている（例えば、特許文献３等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−９３２２０号公報
【特許文献２】特許第３２７３２１５号公報
【特許文献３】特開２００２−３２４６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、このようなプラグにおいては、火花放電によって、接地電極側貴金属チップのうちその先端エッジ部分が集中的に消耗されてしまい、その結果、火花放電間隙が急速に拡大してしまうおそれがある。そして、火花放電間隙が拡大してしまうと、接地電極及び絶縁体等の間における不正常な火花放電が生じやすくなり、ひいては着火性の低下等の不具合を招いてしまうおそれがある。
【０００８】
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、着火性の低下等の不具合をより確実に防止することができるとともに、優れた耐久性及び耐折損性を有する内燃機関用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】
【０００９】
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。
【００１０】
構成１．本構成の内燃機関用スパークプラグは、棒状の中心電極と、
前記中心電極の軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極が前記軸孔に設けられた略円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた略円筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部から延び、先端を前記軸線へ向けて、曲げられて配置された接地電極と、
前記中心電極の先端に接合され、前記軸線方向に沿って延びる中心電極側チップと、
前記接地電極の延伸方向の先端面に接合され、その先端面が前記中心電極側チップの側面部と対向する接地電極側チップとを備える内燃機関用スパークプラグであって、
前記接地電極の前記主体金具の先端部との境界をなす基端面の中心点、及び、前記基端面の中心点から前記軸線方向に沿って先端側に０．５ｍｍ離間した位置における前記接地電極の断面の中心点を通る第１直線と、
前記接地電極の先端面の中心点、及び、前記接地電極の先端面の中心点から前記軸線と直交する方向に沿って前記接地電極の基端部側に０．５ｍｍ離間した位置における前記接地電極の断面の中心点を通る第２直線とのなす角度θ１を１２０°以上１４０°以下とするとともに、
前記接地電極側チップの先端面を含む平面と、前記軸線とのなす角度θ２を０°以上３°以下としたことを特徴とする。
【００１１】
尚、接地電極の先端面に接地電極側チップを接合するにあたっては、金属製（例えば、Ｎｉ合金）の台座部を介して間接的に接合することとしてもよい。また、「中心電極側チップ」及び「接地電極側チップ」とは、それぞれが接合される母材（中心電極や接地電極）よりも耐火花消耗性において優れる部材であり、例えば、周知の貴金属材料を用いて構成することができる。
【００１２】
上記構成１によれば、中心電極の先端面には中心電極側チップが接合されるとともに、接地電極の先端面には接地電極側チップが接合される。このため、耐久性（耐火花消耗性）の向上を図ることができる。
【００１３】
加えて、接地電極側チップの先端面が、中心電極側チップの側面部と対向するように配置され、軸線とほぼ直交する方向に沿って火花放電するように構成されている。これにより、接地電極の燃焼室の中心側への突き出し量を比較的小さなものとすることができ、接地電極や接地電極側チップの耐久性を向上させることができる。
【００１４】
さらに、本構成１によれば、前記軸線方向に延びる第１直線、及び、前記第２直線のなす角度（屈曲角度）θ１が１２０°以上１４０°以下とされている。すなわち、接地電極が比較的緩やかな角度で軸線（中心電極）側へと屈曲されている。そのため、振動等に伴う屈曲部分への応力の集中をより確実に防止することができ、耐折損性の向上を図ることができる。
【００１５】
併せて、接地電極側チップの先端面を含む平面と、前記軸線とのなす角度θ２が０°以上３°以下とされている。すなわち、接地電極側チップの先端面と中心電極側チップの側面部とがほぼ平行な状態となるようにして両チップが配設されている。このため、火花放電に伴って接地電極側チップや中心電極側チップに偏消耗が生じてしまうことをより確実に防止することができ、火花放電間隙の急速な拡大を抑制することができる。その結果、不正常な火花放電や火花放電間隙の拡大に起因する失火等の不具合をより効果的に抑制することができる。
【００１６】
尚、前記第１直線及び第２直線のなす角度θ１を１２０°未満とした場合には、振動等に伴う応力が接地電極の屈曲部分に集中しやすくなってしまい、耐折損性の向上を十分に図ることができないおそれがある。一方で、前記第１直線及び第２直線のなす角度θ１が１４０°を超える場合には、接地電極と絶縁体との間隙が比較的小さなものとなってしまい、不正常な火花放電が生じやすくなってしまうおそれがある。
【００１７】
また、接地電極側チップの先端面と、軸線とのなす角度θ２が３°を超える場合には、接地電極側チップや中心電極側チップに偏消耗が生じてしまい、着火性の低下等の不具合が発生してしまうおそれがある。
【００１８】
尚、中心電極側チップや接地電極側チップを比較的小径（例えば、φ０．３ｍｍ〜φ０．８ｍｍ）に構成するとともに、両チップを両電極から突き出した形で接合することとしてもよい。この場合には、火炎核の熱が電極やチップから引かれてしまうことを抑制でき、着火性の向上を図ることができる。
【００１９】
構成２．本構成の内燃機関用スパークプラグは、上記構成１において、前記接地電極の先端面を含む平面と、前記軸線とのなす角度θ３を０°以上１°以下としたことを特徴とする。
【００２０】
上記構成２によれば、接地電極の先端面を含む平面と軸線とのなす角度θ３が０°以上１°以下とされている。換言すれば、接地電極のうち接地電極側チップが接合される部位と中心電極側チップの側面部とが略平行をなすように構成されている。このため、接地電極の先端面に対して円柱状の接地電極側チップを溶接すれば、溶接に伴って接地電極側チップの先端面と接地電極の先端面との間に多少の傾き（例えば、１°程度）が生じたとしても、自動機による、または手作業による簡単な修正工程を入れることで、接地電極側チップの先端面を含む平面と前記軸線（中心電極側チップの側面部）とのなす角度θ２を０°以上３°以下とすることができる。すなわち、本構成２によれば、何ら特別な工程を経ることなく、接地電極の先端面に対して円柱状の接地電極側チップを単に溶接することで、比較的容易に上記構成１を実現することができる。
【００２１】
構成３．本構成の内燃機関用スパークプラグは、上記構成１又は２において、前記中心電極側チップは、当該中心電極側チップを構成する材料及び前記中心電極を構成する材料が相互に溶融されてなる溶融部によって前記中心電極に接合されており、
前記接地電極側チップの先端面、及び、前記溶融部間の前記軸線方向に沿った距離を０．６ｍｍ以上としたことを特徴とする。
【００２２】
一般的に中心電極と中心電極側チップとは、例えば、レーザー溶接等により両者を構成する金属材料を相互に溶融させて、溶融部を形成することによって接合される。ここで、着火性の向上を図るという観点から、上述のように比較的小径の中心電極側チップが用いられ得るが、この場合には、中心電極及び中心電極側チップの連接部たる溶融部が、中心電極側チップよりも大径に形成され得る。ここで、溶融部が比較的大径に形成されてしまうと、溶融部と接地電極側チップとの間隙が比較的小さなものとなってしまうため、両者の間で不正常な火花放電が生じやすくなってしまい、ひいては着火性が低下してしまうおそれがある。
【００２３】
この点、上記構成３によれば、接地電極側チップ及び溶融部間の軸線方向に沿った距離が０．６ｍｍ以上と比較的大きくされている。従って、接地電極側チップと溶融部との間で不正常な火花放電が生じてしまうことを効果的に抑制することができ、着火性の低下を一層確実に防止することができる。
【００２４】
尚、軸線方向に沿った接地電極側チップ及び溶融部間の距離をより大きくすることで、着火性の低下をより一層確実に防止することができるが、この場合には、接地電極や中心電極が燃焼室の中心側へと突き出して配置されてしまい、両電極について耐久性の低下が懸念される。従って、軸線方向に沿った接地電極側チップ及び溶融部間の距離は、両電極の耐久性が低下しない程度の大きさとすることが好ましい。
【００２５】
構成４．本構成の内燃機関用スパークプラグは、上記構成１乃至３のいずれかにおいて、前記軸線と直交する方向に沿った、前記主体金具の内周面の先端と前記接地電極の先端面との間の距離を１．５ｍｍ以下としたことを特徴とする。
【００２６】
尚、前記軸線に対して接地電極の先端面が傾いている場合において、「前記主体金具の内周面の先端と前記接地電極の先端面との間の距離」とあるのは、「前記主体金具の内周面の先端と前記接地電極の先端面の中心点との間の距離」を意味する（以下、同様）。
【００２７】
上記構成４のように、軸線と直交する方向に沿った主体金具の内周面と接地電極の先端面との距離が１．５ｍｍ以下と比較的短くなるようにして接地電極を屈曲させるにあたっては、接地電極が絶縁体に対して接近し過ぎてしまうことを防止すべく、接地電極を比較的窮屈に（換言すれば、比較的小さな曲率半径で）屈曲させる必要がある。ところが、この場合には、接地電極の屈曲部分に対して応力がより集中しやすくなってしまうため、耐折損性の低下が懸念される。
【００２８】
この点、上述のとおり接地電極を比較的緩やかな角度で屈曲させることによって、本構成４のように接地電極の曲率半径を比較的小さくせざるを得ないような場合であっても、接地電極の屈曲部分に対する応力の集中を抑制することができ、耐折損性の低下を効果的に防止することができる。換言すれば、軸線と直交する方向に沿った、主体金具の内周面の先端と接地電極の先端面との間の距離が比較的小さくなるようにして接地電極を屈曲させる場合（例えば、主体金具が比較的小径化された場合等）において、上記構成１等を採用することが特に有意であるといえる。
【００２９】
構成５．本構成の内燃機関用スパークプラグは、上記構成１乃至４のいずれかにおいて、前記軸線と直交する方向に沿った、前記主体金具の内周面の先端と前記接地電極の先端面との間の距離を０．９ｍｍ以下としたことを特徴とする。
【００３０】
上記構成５のように、軸線と直交する方向に沿った主体金具の内周面の先端と接地電極の先端面との間の距離が０．９ｍｍ以下と一層短くなるようにして接地電極を屈曲させる場合には、屈曲部分の曲率半径をより一層小さくせざるを得ない。従って、接地電極の屈曲部分に対する応力の集中がより一層懸念されるが、上記構成１等を採用することで、接地電極の屈曲部分に対する応力の集中を抑制することができ、耐折損性の低下をより確実に防止することができる。
【００３１】
さて、上記構成１〜５に記載のスパークプラグを製造する際には、次述する構成６の製造方法を使用することが好ましい。
【００３２】
構成６．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成１乃至５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、
前記主体金具の先端部に固定された前記接地電極を屈曲させる屈曲工程と、
前記接地電極の先端側を切断する切断工程と、
前記接地電極の切断面に前記接地電極側チップを溶接する溶接工程と、
前記中心電極が設けられた前記絶縁体を前記主体金具に挿通させた状態で、前記絶縁体を前記主体金具に固定する組付工程とを含み、
前記切断工程においては、
前記接地電極の切断面が前記軸線方向先端側から見た前記接地電極の延伸方向と直交するように、前記接地電極の先端側を切断して、当該切断面を略平坦面に形成することを特徴とする。
【００３３】
一般的に接地電極の屈曲は、中心電極を有する絶縁体と主体金具とを組付けた後に行われる（例えば、特許３３８９１２１号公報等参照）。これは、中心電極及び接地電極間に形成される火花放電間隙の大きさを、視認しながら容易に調節できるためである。ところが、上記各構成のスパークプラグのように、１２０°から１４０°と鈍角に屈曲された接地電極の先端面に接地電極側チップを備えるものにおいては、従前同様の製造方法では次のような不具合が生じ得る。
【００３４】
上記構成のスパークプラグにおいて、従前の手法（すなわち、中心電極を有する絶縁体と主体金具とを組付けた後に接地電極を屈曲させ、火花放電間隙を適切な大きさにする手法）を用いる場合には、接地電極の屈曲に先立ち接地電極側チップを接合しておく必要がある。このとき、接地電極は上記所定の鈍角に屈曲された形状とされるため、接地電極の先端側に予め傾斜面を形成し、その傾斜面に接地電極側チップを接合する必要が生じる。尚、この傾斜面は、本発明における接地電極の先端面に相当する面である。こうして、接地電極にチップが接合された状態で、上記所定の鈍角を有するように接地電極を屈曲させるのであるが、接地電極の先端にはチップが存在するために、当該チップと接地電極の屈曲用の押さえ治具とが干渉してしまい、十分な屈曲角度を得られなかったり、チップの放電面（先端面）が損傷し、放電に支障が生じてしまったりするおそれがある。
【００３５】
そこで、上記構成６によれば、まず主体金具の先端部に接地電極を固定し、次いで接地電極を屈曲させるが、この時点では、接地電極の先端に接地電極側チップが接合されていない。そのため、接地電極の屈曲時に、上述した十分な屈曲角度を得られない等の支障が生じない。
【００３６】
また、本構成６によれば、接地電極屈曲後の切断工程において、接地電極の先端にチップが好適に溶接できるように平坦面を形成する。従って、接地電極の先端に予め傾斜面を形成しておく必要もなく、また、この先端面（切断面）に接合される円柱状のチップが中心電極側チップに対して過度に傾いてしまうという不具合を回避することができる。併せて、接地電極の屈曲後にチップを接合するため、屈曲角度の軽微な変化に起因して火花放電間隙の大きさが増減してしまうことを防止できる。従って、本構成６によれば、従来の手法により作製することが比較的困難な上記構成１等に記載のスパークプラグを、比較的容易に、かつ、精度よく作製することができる。
【００３７】
構成７．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成６において、前記切断工程においては、
外周に切断する部分を有する切断手段を前記主体金具の中心軸に沿って移動させることで、前記接地電極の先端側を切断することを特徴とする。
【００３８】
上記構成７によれば、基本的には上記構成６と同様の作用効果が奏される。加えて、打ち抜き加工のように切断手段を主体金具の内部に挿通可能なものとすれば、切断手段が主体金具に接触してしまい、ひいては主体金具を傷つけてしまうという事態をより確実に防止できる。
【００３９】
構成８．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成６において、前記切断工程においては、
外周に切断する部分を有する切断手段を前記主体金具の中心軸と直交する方向に沿って移動させることで、前記接地電極の先端側を切断することを特徴とする。
【００４０】
上記構成８によれば、基本的には上記構成６と同様の作用効果が奏される。加えて、本構成８によれば、切断工程において、切断刃等の切断手段が軸方向に沿って主体金具に接近することがなく、切断手段と主体金具との間には所定大きさ以上の間隙が形成される。そのため、主体金具への切断手段の接触、ひいては主体金具の損傷をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態の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図である。
【図３】接地電極等の構成を示すための一部破断拡大図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、スパークプラグの製造方法を説明するための拡大正面図である。
【図５】チップ傾きと間隙拡大量との関係を示すグラフである。
【図６】別の実施形態におけるスパークプラグの先端部の構成を示す一部破断拡大図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、屈曲工程を説明するための接地電極や曲げ型等を示す拡大断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、切断工程を説明するための接地電極やガイド等を示す平面模式図である。
【図９】別の実施形態における、切断工程を説明するためのガイド等を示す平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下に、一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、内燃機関用スパークプラグ（以下、「スパークプラグ」）１を示す一部破断正面図である。なお、図１では、スパークプラグ１の径方向の中心点を通る軸線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。
【００４３】
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。
【００４４】
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とを備えている。さらに、前記絶縁碍子２は、前記中胴部１２よりも先端側において、軸線ＣＬ１方向先端側に向けて先細り形状をなす脚長部１３を有しており、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、脚長部１３と中胴部１２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。
【００４５】
さらに、絶縁碍子２には、軸線ＣＬ１に沿って軸孔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、全体として棒状（円柱状）をなすとともに、その中心軸が前記軸線ＣＬ１と一致している。加えて、中心電極５の先端面は平坦に形成されるとともに、絶縁碍子２の先端から突出している。また、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。
【００４６】
さらに、前記中心電極５の先端部には、所定の貴金属合金よりなる中心電極側チップとしての中心電極側貴金属チップ３１が接合されている。より詳しくは、前記外層５Ａと前記中心電極側貴金属チップ３１との当接面の外周に対してレーザー溶接等により溶融部４１が形成されることによって中心電極側貴金属チップ３１が接合されている。また、本実施形態において、前記中心電極側貴金属チップ３１は、円柱状をなすとともに、中心電極５の先端面よりも小径（例えば、φ０．３ｍｍ〜φ０．７ｍｍ）とされている。そのため、中心電極５の先端部（外層５Ｂ）と、中心電極側貴金属チップ３１とが溶融してなる溶融部４１のうちその基端部は、前記中心電極側貴金属チップ３１よりも大径に形成されている（図２等参照）。加えて、中心電極側貴金属チップ３１は、比較的長めに形成されており、自身の先端面が前記溶融部４１から比較的大きく突き出した状態で接合されている。
【００４７】
また、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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をエンジンヘッド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の後端側の外周面には座部１６が形成され、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をエンジンヘッド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が設けられるとともに、後端部において絶縁碍子２を保持するための加締め部２０が設けられている。
【００５０】
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固定される。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の内周面との間隙に入り込む燃料空気が外部に漏れないようになっている。
【００５１】
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間にはタルク（滑石）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及びタルク２５を介して絶縁碍子２を保持している。
【００５２】
また、図２に示すように、主体金具３の先端部２６には、先端側が中心電極５（軸線ＣＬ１）側に曲げ返されてなる接地電極２７が接合されている。さらに、前記接地電極２７の延伸方向の先端面ＴＳ１には、貴金属合金よりなるとともに、円柱状をなし、比較的小径（例えば、φ０．４ｍｍ〜φ０．８ｍｍ）の接地電極側チップとしての接地電極側貴金属チップ３２が接合されている。尚、本実施形態において、接地電極側貴金属チップ３２は、自身の先端面ＴＳ２が前記接地電極の先端面ＴＳ１から所定距離（例えば、０．６ｍｍ〜０．８ｍｍ）だけ突き出すようにして接合されている。加えて、接地電極側貴金属チップ３２の先端面ＴＳ２の大部分が前記中心電極側貴金属チップ３１の側面部に対して対向しており、両チップ３１，３２間には、前記軸線ＣＬ１と略直交する方向に火花放電が行われる火花放電間隙３３が形成されている。
【００５３】
加えて、本実施形態においては、図３に示すように、接地電極２７において、第１直線ＡＬ１と第２直線ＡＬ２とのなす角度（屈曲角度）θ１が１２０°以上１４０°以下とされている。換言すれば、接地電極２７は軸線ＣＬ１側へと比較的緩やかな屈曲角度をもって曲げ返されている。
【００５４】
尚、「第１直線ＡＬ１」とは、接地電極２７のうち主体金具３の先端部との境界をなす面（基端面）の中心点ＢＰ１と、当該中心点ＢＰ１から軸線ＣＬ１方向に沿って先端側に０．５ｍｍ離間した位置における接地電極２７の断面の中心点ＢＰ２とを通る直線を意味するものであり、本実施形態においては、前記軸線ＣＬ１と平行になっている。また、「第２直線ＡＬ２」とは、接地電極２７の先端面ＴＳ１の中心点ＦＰ１と、当該中心点ＦＰ１から前記軸線ＣＬ１と直交する方向に沿って接地電極２７の基端部側に０．５ｍｍ離間した位置における接地電極２７の断面の中心点ＦＰ２とを通る直線を意味する。
【００５５】
さらに、前記接地電極側貴金属チップ３２の先端面ＴＳ２を含む平面と、前記軸線ＣＬ１とのなす角度θ２が０°以上３°以下とされている。すなわち、接地電極側貴金属チップ３２の先端面ＴＳ２と中心電極側貴金属チップ３１の側面部とが略平行な状態で対向している。
【００５６】
また、接地電極２７の先端面ＴＳ１を含む平面と、軸線ＣＬ１とのなす角度θ３が０°以上１°以下とされている。すなわち、本実施形態において、接地電極２７の先端面ＴＳ１は、中心電極側貴金属チップ３１の側面部と略平行となるようにして形成されている。
【００５７】
併せて、軸線ＣＬ１方向に沿った、接地電極側貴金属チップ３２の先端面ＴＳ１、及び、前記溶融部４１間の距離ｈが０．６ｍｍ以上とされている。
【００５８】
加えて、前記主体金具３は比較的小径化されており、ひいては軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った、前記主体金具３の内周面の先端と前記接地電極２７の先端面ＴＳ１との距離ｄが比較的小さく（例えば、１．５ｍｍ以下と）なるようにして接地電極２７が屈曲させられている。このとき、接地電極２７及び絶縁碍子２間の間隙の大きさを、少なくとも火花放電間隙３３よりも大きなものとすべく、接地電極２７は比較的小さな曲率半径をもって屈曲させられている。
【００５９】
尚、本実施形態においては、前記軸線ＣＬ１に沿った主体金具３の先端から中心電極側貴金属チップ３１の先端までの突出長と、軸線ＣＬ１に沿った主体金具３の先端からの接地電極２７の突出長とがほぼ等しいもの（例えば、両突出長の差が０．３ｍｍ以下）とされている。
【００６０】
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。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Ｓ１７ＣやＳ２５Ｃといった鉄系素材やステンレス素材）を冷間鍛造加工により貫通孔を形成し、概形を製造する。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。
【００６１】
続いて、主体金具中間体の先端面に、Ｎｉ合金からなる直棒状の接地電極２７が抵抗溶接される。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、図４（ａ）に示すように、接地電極２７の溶接された主体金具３が得られる。接地電極２７の溶接された主体金具３には、亜鉛メッキ或いはニッケルメッキが施される。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】
次いで、屈曲工程において、図４（ｂ）に示すように、前記接地電極２７を軸線ＣＬ１側へと屈曲させる。このとき、接地電極２７は、比較的小さな曲率半径をもって屈曲させられるものの、その屈曲角度θ１は、１２０°以上１４０°以下と比較的大きなものとされている。尚、接地電極２７を屈曲させる際には、例えば、図７（ａ）に示すように、接地電極２７の屈曲形状に対応する形状の成形面５２を備えた曲げ型５１に、主体金具３を接近移動させ、接地電極２７を前記成形面５２に押し付けることで、接地電極２７を屈曲させることとしてもよい。また、図７（ｂ）に示すように、円柱状のガイド５３を主体金具３に挿通し、接地電極２７の基端部に当該ガイド５３を接触させた上で、前記曲げ型５１に主体金具３を接近移動させて、接地電極２７を屈曲させることとしてもよい。この場合には、接地電極２７の基端部が軸線ＣＬ１側へと倒れてしまうことをより確実に防止できる。
【００６３】
そして、切断工程において、屈曲された接地電極２７を所定の位置に位置合わせした上で、接地電極２７を保持しつつ、接地電極２７の先端部に対して軸線ＣＬ１方向に沿って往復移動可能な切断手段としての切削刃６１を用いて接地電極２７の先端面を平坦面状に加工する。具体的には、打ち抜き加工を施す。詳述すると、まず、主体金具３を自身の中心軸（軸線ＣＬ１と一致する）を回転軸として回転可能に保持する。次いで、図８（ａ）に示すように、一対の挟持部５６，５７を備えるガイド５５を接地電極２７側へと移動させ、前記挟持部５６，５７により接地電極２７を挟むようにしてガイド５５を配置する。尚、前記一対の挟持部５６，５７は、相互に接近・離間移動可能であり、相対向する面が互いに平行とされている。次に、図８（ｂ）に示すように、前記一対の挟持部５６，５７を接近移動させることで、接地電極２７の基端部を挟持部５６，５７により挟み込む。これにより、接地電極２７が、前記所定の位置に位置合わせされるとともに、挟持部５６，５７によって保持される。そして、図８（ｃ）に示すように、断面矩形状をなすとともに、主体金具３の内部に挿通された切削刃６１を、軸線ＣＬ１に沿って接地電極２７側に移動させることで、接地電極２７の先端部が切断される。尚、接地電極２７の切断面は、軸線ＣＬ１方向先端側から見た接地電極２７の延伸方向と直交することとなる。これにより、図４（ｃ）に示すように、接地電極２７の先端面ＴＳ１が前記軸線ＣＬ１と略平行となる（すなわち、前記角度θ３が０°以上１°以下となる）ようにして形成される。
【００６４】
その後、溶接工程において、抵抗溶接によって、接地電極２７の先端面ＴＳ１に対して円柱状の接地電極側貴金属チップ３２が接合される。尚、上述した打ち抜き加工の際は、接地電極の切断面を平面とすることで、接地電極側貴金属チップ３２の接合を容易に行うことが可能となる。
【００６５】
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、成型用素地造粒物を調製し、これ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。得られた成形体に対し、研削加工が施され整形される。そして、整形されたものが焼成炉へ投入され焼成され、絶縁碍子２が得られる。
【００６６】
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、Ｎｉ合金が鍛造加工され、その中央部に放熱性向上を図るべく銅合金からなる内層５Ａが接合される。次に、中心電極５の先端部に対して中心電極側貴金属チップ３１がレーザー溶接により設けられる。より詳しくは、前記外層５Ｂの先端面と円柱状の中心電極側貴金属チップ３１の基端面とを重ね合わせた上で、両者の当接面の外周に対してレーザービームを照射し、溶融部４１を形成することによって、中心電極５の先端部に中心電極側貴金属チップ３１が接合される。
【００６７】
そして、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としては、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ており、当該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、焼成炉内にて加熱しつつ、後方から前記端子電極６で押圧することにより焼き固められる。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。
【００６８】
その後、組付工程において、上記のようにそれぞれ作成された中心電極５及び端子電極６を備える絶縁碍子２と、接地電極２７を備える主体金具３とが組付けられる。より詳しくは、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固定される。
【００６９】
そして、最後に、中心電極側貴金属チップ３１及び接地電極側貴金属チップ３２間の前記火花放電間隙３３を微調整する加工が実施され、スパークプラグ１が得られる。
【００７０】
以上詳述したように、本実施形態によれば、中心電極５の先端部には中心電極側貴金属チップ３１が接合されるとともに、接地電極２７の先端面ＴＳ１には接地電極側貴金属チップ３２が接合される。このため、耐久性（耐火花消耗性）の向上を図ることができる。また、両貴金属チップ３１，３２が比較的小径化されているとともに、両貴金属チップ３１，３２が両電極５，２７から突き出した形で接合されているため、火炎核の熱が電極５，２７や貴金属チップ３１，３２から引かれてしまうことを抑制でき、着火性の向上を図ることができる。
【００７１】
加えて、接地電極側貴金属チップ３２の先端面ＴＳ２が、中心電極側貴金属チップ３１の側面部と対向するように配置され、軸線ＣＬ１とほぼ直交する方向に沿って放電するように構成されている。これにより、接地電極２７の燃焼室の中心側への突き出し量を比較的小さなものとすることができ、接地電極２７や接地電極側貴金属チップ３２の耐久性を向上させることができる。
【００７２】
さらに、前記第１直線ＡＬ１及び第２直線ＡＬ２のなす角度θ１が１２０°以上１４０°以下となるように、接地電極２７が比較的大きな屈曲角度をもって屈曲されている。このため、振動等に伴う屈曲部分への応力の集中を防止することができ、耐折損性の向上を図ることができる。
【００７３】
また、接地電極２７が比較的大きな屈曲角度をもって屈曲されていることから、本実施形態のように、接地電極２７の曲率半径を比較的小さくせざるを得ないような場合であっても、接地電極２７の屈曲部分に対する応力の集中を抑制することができ、耐折損性の低下を効果的に防止することができる。
【００７４】
併せて、接地電極側貴金属チップ３２の先端面ＴＳ２を含む平面と、前記軸線ＣＬ１とのなす角度θ２が０°以上３°以下とされているため、火花放電に伴って接地電極側貴金属チップ３２や中心電極側貴金属チップ３１に偏消耗が生じてしまうことをより確実に防止することができる。その結果、火花放電間隙３３の急速な拡大を抑制することができ、不正常な火花放電や火花放電間隙３３の拡大に起因する失火等の不具合をより効果的に抑制することができる。
【００７５】
また、接地電極２７の先端面ＴＳ２を含む平面と軸線ＣＬ１とのなす角度θ３が０°以上１°以下とされている。このため、接地電極２７の先端面ＴＳ２に対して円柱状の接地電極側貴金属チップ３２を溶接すれば、溶接に伴って接地電極側貴金属チップ３２の先端面ＴＳ２と接地電極２７の先端面ＴＳ１との間に多少の傾き（例えば、１°程度の傾き）が生じたとしても、接地電極側貴金属チップ３２の先端面ＴＳ２を含む平面と軸線ＣＬ１とのなす角度θ２を０°以上３°以下とすることができる。すなわち、何ら特別な工程を経ることなく、接地電極２７の先端面ＴＳ２に対して接地電極側貴金属チップ３２を単に溶接することによって、接地電極側貴金属チップ３２の先端面ＴＳ２と中心電極側貴金属チップ３１の側面部とを略平行に構成することができる。
【００７６】
ところで、表面にメッキ層が形成された接地電極２７に接地電極側貴金属チップ３２を抵抗溶接することは比較的困難である。また、メッキ層の形成された接地電極２７を屈曲させると、メッキ層が剥離してしまい、当該メッキ層の剥離部分と中心電極５との間で火花放電が生じ、着火性の低下を招いてしまうおそれがある。そのため、接地電極２７の所定範囲（例えば、接地電極側貴金属チップ３２の溶接予定部位や接地電極２７の屈曲予定部位）に形成されたメッキ層を除去するための処理が一般的に行われる。
【００７７】
この点において、本実施形態によれば、接地電極２７の先端部に打ち抜き加工が施されるため、メッキ層の除去処理を別途設けることなく、抵抗溶接によって接地電極側貴金属チップ３２を接地電極２７の先端面ＴＳ１に対して溶接することができる。また、接地電極２７の屈曲角度θ１は比較的大きなものとされているため、屈曲予定部分にメッキ層が形成されていても（メッキ層を除去しなくても）、屈曲に伴うメッキ層の剥離は生じにくい。すなわち、本実施形態における接地電極２７の形状及び製造方法を採用することによって、接地電極２７の表面に形成されたメッキ層の除去処理を省略することができ、生産効率の向上を図ることができる。
【００７８】
さらに、スパークプラグ１を製造するにあたっては、絶縁碍子２を主体金具３に固定する組付工程の前段階において接地電極２７が屈曲されるため、屈曲用の押さえ治具（曲げ型５１）が中心電極側貴金属チップ３１の先端部に接触してしまうという不具合も生じない。このため、接地電極２７の屈曲に伴う中心電極側貴金属チップ３１の損傷を確実に防止することができるという付加的な効果も有する。
【００７９】
また、接地電極２７を屈曲させた後に先端面ＴＳ１を切断加工により形成し、接地電極側貴金属チップ３２を溶接するため、接地電極２７を屈曲させる際に接地電極側貴金属チップ３２が損傷してしまうということも生じない。
【００８０】
さらに、切断工程においては、軸線ＣＬ１方向先端側から見た接地電極２７の延伸方向と直交するように接地電極２７の先端側が切断され、その後、接地電極２７の切断面（先端面ＴＳ１）に接地電極側貴金属チップ３２が接合される。すなわち、接地電極２７の屈曲角度が設定された後に接地電極側貴金属チップ３２が溶接されるため、屈曲角度の変化に起因する火花放電間隙３３の大きさの増減を防止できる。また、接地電極２７の切断面（先端面）は、軸線ＣＬ１方向先端側から見た接地電極２７の延伸方向と直交するため、円柱状の接地電極側貴金属チップ３２を接合すれば、中心電極側貴金属チップ３１の側面部に対して接地電極側貴金属チップ３２の先端面をほぼ平行な状態で配置することができる。
【００８１】
次に、本実施形態によって奏される作用効果を確認すべく、第１直線及び第２直線のなす角度（θ１に相当；以下、「屈曲角度」と称す）の大きさを種々変更して構成された接地電極を備える主体金具のサンプルを作製し、各サンプルについて耐折損性評価試験を行った。耐折損性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、接地電極の先端部に５０ｇの錘を取付けた上で、３０秒間で５０Ｈｚから２００Ｈｚまで増加し、３０秒間で２００Ｈｚから５０Ｈｚまで減少する周波数の振動を繰り返し６０分間に亘って与え続け、接地電極に破断が発生した時間（破断発生時間）を計測した。尚、破断発生時間のうち秒数に関しては、繰り上げるものとした（例えば、３８分４０秒で破断が生じた場合には、破断発生時間を３９分とした）。
【００８２】
また、屈曲角度の大きさを種々変更して構成された接地電極を備えるスパークプラグのサンプルを作製するとともに、各サンプルについて飛火位置確認試験を行った。飛火位置確認試験の概要は次の通りである。すなわち、各サンプルを所定の汚損状態（絶縁碍子にカーボンが付着した状態）とした上で、エンジンに組み付け、空燃比１３〜１４を保ちつつ、アイドリング状態（１５００ｒｐｍ）でエンジンを動作させ、放電１００回分の放電波形を得た。そして、得られた放電波形に基づいて、放電１００回中における接地電極側貴金属チップ及び絶縁碍子間の火花放電（横飛火）の発生割合（横飛火発生率）を測定した。
【００８３】
尚、「所定の汚損状態」とは、中心電極から主体金具に至るまでの絶縁碍子（脚長部）に沿った絶縁抵抗値が約１０００Ωとなるように脚長部の表面にカーボンを付着させた状態をいう。また、各スパークプラグのサンプルにおいては、中心電極の先端部に、Ｉｒ−１１Ｒｕ−８Ｒｈ−１Ｎｉ合金によって形成され、円柱状（径が０．６ｍｍで、長さが２．０ｍｍ）をなす中心電極側貴金属チップを接合した。加えて、接地電極の先端面には、Ｐｔ−２０Ｉｒ合金からなる円柱状（径が０．７ｍｍ）の接地電極側貴金属チップを接合した。加えて、火花放電間隙の大きさを１．０５ｍｍとするとともに、ねじ部の径をＭ１２とした。また、接地電極側貴金属チップの先端面と軸線とのなす角度（θ２に相当）、及び、接地電極の先端面と軸線とのなす角度（θ３に相当）をともに０°とし、接地電極側貴金属チップと溶融部との間の軸線方向に沿った距離（ｈに相当）を０．８ｍｍとした。さらに、燃焼室の内壁面から中心電極側貴金属チップの先端までの軸線に沿った距離（突き出し量）を３．５ｍｍとした。屈曲角度と、破断発生時間及び横飛火発生率との関係を表１に示す。
【００８４】
【表１】
2010015975.tif 000003
表１に示すように、屈曲角度を１２０°未満とした場合には、６０分間経過前に接地電極に破断が生じてしまうことがわかった。これは、接地電極の屈曲角度が比較的小さくされたことで、振動等に伴う応力が屈曲部分に対してより集中してしまったことによると考えられる。
【００８５】
また、屈曲角度が１４０°を超える場合には、横飛火発生率が２１％となり、横飛火が発生しやすいことが明らかとなった。これは、所定大きさの火花放電間隙を形成すべく、接地電極をより基端部側にて屈曲させた結果、接地電極と絶縁碍子との間隙がより小さくなってしまったことに起因すると考えられる。
【００８６】
これに対して、屈曲角度を１２０°以上１４０°以下とした場合には、６０分間に亘って接地電極に破断が生じることなく、また、横飛火が発生しないことがわかった。これは、屈曲角度を１２０°以上としたことで、所定大きさの火花放電間隙を形成するに際して、接地電極をより先端側にて屈曲させることができ、ひいては接地電極と絶縁碍子との間隙を比較的大きくすることができたこと、並びに、屈曲角度を１４０°以下と比較的緩やかなものとしたことで、屈曲部分への応力の集中を抑制することができたことによると考えられる。
【００８７】
次いで、軸線及び接地電極側貴金属チップの先端面を含む平面のなす角度（θ２に相当；以下、「チップ傾き」と称す）を種々変更したスパークプラグのサンプルを作製し、各サンプルについて耐消耗性試験を行った。耐消耗性試験の概要は次の通りである。すなわち、チップ傾きを等しくした複数のサンプルを直列６気筒で排気量６６０ｃｃのエンジンの各ヘッドに組み付け、空燃比を１０．７、点火時期を上死点前５°として、全開状態（４０００ｒｐｍ）でエンジンを動作させた。そして、３００時間経過時に、所定のサンプルについて火花放電間隙の大きさを計測し、初期の火花放電間隙に対する拡大量（間隙拡大量）を算出した。併せて、放電１００回分の放電波形を得るとともに、得られた放電波形に基づいて横飛火発生率を測定した。尚、各サンプル及び各気筒の配置位置は、５０時間毎に順に変更する（ローテーションさせる）こととした。また、各サンプルの屈曲角度を１２０°とするとともに、各サンプルのねじ部の径や中止電極側貴金属チップの組成等は、チップ傾きを除いて、上述した飛火位置確認試験におけるサンプルと同様のものとした。表２に、チップ傾きと、間隙拡大量及び横飛火発生率との関係を示すとともに、図５に、チップ傾きと間隙拡大量との関係を表すグラフを示す。
【００８８】
【表２】
2010015975.tif 000004
表２及び図５に示すように、チップ傾きが大きくなるほど、火花放電間隙が拡大しやすくなり、特に、チップ傾きが３°を超えると、火花放電間隙が急激に拡大してしまい、また、横飛火が発生してしまうことがわかった。これは、チップ傾きが大きくされたことで、接地電極側貴金属チップや中心電極側貴金属チップにおいて偏消耗が生じやすくなってしまい、ひいては火花放電間隙が急速に拡大してしまったことに起因すると考えられる。
【００８９】
これに対して、チップ傾きが０°以上３°以下の場合には、火花放電間隙の急激な拡大が抑制されることが明らかとなった。これは、接地電極側貴金属チップ及び中心電極側貴金属チップについて、偏消耗が生じることなく、略均等に消耗されたことによると考えられる。
【００９０】
次に、接地電極側貴金属チップ及び溶融部間の軸線方向に沿った距離（ｈに相当；以下、「チップ溶融部間距離」と称す）を種々変更したスパークプラグのサンプルを作製し、内部を視認可能な石英製の高圧チャンバー内にサンプルを配設した。そして、サンプルを放電させるとともに、放電時におけるサンプルの先端部を撮像し、撮像データに基づき、放電１００回中における接地電極側貴金属チップ及び溶融部間での火花放電の発生率（溶融部放電率）を測定した。尚、チップ溶融部間距離を除いて、各サンプルの形状等は、上述した耐消耗性試験におけるサンプルと同様の構成とした。表３に、チップ溶融部間距離と横飛火発生率との関係を示す。
【００９１】
【表３】
2010015975.tif 000005
表３に示すように、チップ溶融部間距離を０．６ｍｍ未満としたサンプルは、溶融部放電率が９％となり、接地電極側貴金属チップ及び溶融部間における不正常な火花放電が比較的発生しやすいことがわかった。これは、接地電極側貴金属チップと溶融部とが接近しすぎてしまったことによると考えられる。
【００９２】
これに対して、チップ溶融部間距離を０．６ｍｍ以上としたサンプルは、溶融部への火花放電が発生せず、優れた着火性を有することが明らかとなった。これは、接地電極側貴金属チップ及び溶融部間の距離が比較的大きくされたことで、両者間における火花放電を効果的に抑制できたことに起因すると考えられる。
【００９３】
尚、チップ溶融部間距離を大きくすると、接地電極や中心電極側貴金属チップがより燃焼室の中心側へと突き出すこととなり、耐久性の低下を招いてしまうおそれがある。そのため、チップ溶融部間距離は、接地電極や中心電極側貴金属チップの耐久性を十分に確保可能な程度の大きさ（例えば、２．５ｍｍ以下）とすることが好ましい。
【００９４】
以上、各試験の結果を総合的に勘案すると、屈曲角度を１２０°以上１４０°以下とするとともに、チップ傾きを０°以上３°以下とすることで、着火性の低下を防止しつつ、優れた耐久性及び耐折損性を実現することができるといえる。また、着火性の低下を一層確実に防止するという観点からは、チップ溶融部間距離を０．６ｍｍ以上とすることがより好ましいといえる。
【００９５】
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。
【００９６】
（ａ）上記実施形態では、接地電極側貴金属チップ３２の先端面ＴＳ２の大部分が前記中心電極側貴金属チップ３１の側面部と対向するように構成されている。これに対して、図６に示すように、接地電極側貴金属チップ３２の先端面ＴＳ２の軸線ＣＬ１方向に沿った全面が中心電極側貴金属チップ３１の側面部と対向するよう構成することとしてもよい。この場合には、接地電極側貴金属チップ３２や中心電極側貴金属チップ３１の偏消耗をより一層抑制することができるとともに、両貴金属チップ３１，３２においては消耗可能な体積量を増大させることができる。その結果、耐久性等のより一層の向上を図ることができる。
【００９７】
（ｂ）上記実施形態では、中心電極側貴金属チップ３１を構成する貴金属材料について特に言及していないが、中心電極側貴金属チップ３１を、イリジウム（Ｉｒ）を主成分とするＩｒ合金によって構成することとしてもよい。ここで、Ｉｒ合金は、融点が比較的高く、また、優れた強度を有するため、中心電極側貴金属チップ３１が前記溶融部４１から比較的大きく突き出した状態で配設されても、中心電極側貴金属チップ３１に溶損や折損等の不具合が生じてしまうことをより確実に防止できる。尚、耐久性の一層の向上を図るという観点から、中心電極側貴金属チップ３１を、Ｉｒを主成分とするとともに、ルテニウム（Ｒｕ）やロジウム（Ｒｈ）を含有してなる合金で形成することとしてもよい。
【００９８】
（ｃ）上記実施形態では、接地電極側貴金属チップ３２を構成する貴金属材料について特に言及していないが、接地電極側貴金属チップ３２を、白金（Ｐｔ）を主成分とするＰｔ合金によって構成することとしてもよい。ここで、Ｐｔ合金は、耐酸化性に優れるため、接地電極側貴金属チップ３２の耐消耗性を向上させることができる。尚、耐久性の向上を図るべく、接地電極側貴金属チップ３２を、Ｐｔを主成分とするとともに、Ｉｒ，Ｒｈ、及び、Ｎｉのうち少なくとも一種を含有してなる合金で形成することとしてもよい。
【００９９】
（ｄ）上記実施形態では、中心電極側チップ及び接地電極側チップとして、貴金属材料よりなる中心電極側貴金属チップ３１及び接地電極側貴金属チップ３２を用いているが、中心電極側チップや接地電極側チップを構成する材料は貴金属材料に限定されるものではない。従って、例えば、タングステンなどの卑金属をベースとした耐火花消耗性に優れる材料によって中心電極側チップや接地電極側チップを構成することとしてもよい。
【０１００】
（ｅ）上記実施形態では、軸線ＣＬ１方向に沿った、主体金具３の内周面の先端と接地電極２７の先端面ＴＳ１との距離ｄが１．５ｍｍ以下とされているが、当該距離ｄの大きさは特に限定されるものではない。従って、距離ｄをより小さく（例えば、０．９ｍｍ以下と）してもよい。尚、この場合には、接地電極２７はより小さな曲率半径で屈曲させられることとなり、ひいては耐折損性の低下が懸念されるところであるが、屈曲角度θ１が１２０°以上１４０°以下と比較的緩やかにされているため、当該懸念を払拭できる。すなわち、距離ｄがより小さな場合において、屈曲角度θ１を１２０°以上１４０°以下とすることがより有意であるといえる。
【０１０１】
（ｆ）上記実施形態では、接地電極２７に対して接地電極側貴金属チップ３２が直接接合されているが、例えば、Ｎｉ合金からなる台座部を介して、接地電極２７に接地電極側貴金属チップ３２を間接的に接合することとしてもよい。この場合には、接地電極２７に対して接地電極側貴金属チップ３２をより強固に接合することができるとともに、火炎核の熱が接地電極２７から引かれてしまうことを防止することができ、一層優れた着火性を実現することができる。
【０１０２】
（ｇ）上記実施形態では、主体金具３の先端部２６の先端面に、接地電極２７が接合される場合について具体化しているが、主体金具の一部（又は、主体金具に予め溶接してある先端金具の一部）を削り出すようにして接地電極を形成する場合についても適用可能である（例えば、特開２００６−２３６９０６号公報等）。また、主体金具３の先端部２６の側面に接地電極２７を接合することとしてもよい。
【０１０３】
（ｈ）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。
【０１０４】
（ｉ）上記実施形態では、接地電極２７の屈曲工程前に、接地電極２７の溶接された主体金具３に亜鉛メッキ等のメッキが施されるが、接地電極２７の屈曲後にメッキを施すこととしてもよい。この場合には、接地電極２７の屈曲に伴うメッキの剥離（耐腐食性の低下）を防止することができる。
【０１０５】
（ｊ）上記実施形態では、切断手段としての切削刃６１を軸線ＣＬ１に沿って移動させる打ち抜き加工により接地電極２７の先端側を切断したが、軸線ＣＬ１と直交する方向に切削刃を移動させて、接地電極２７の先端側を切断することとしてもよい。この場合には、切削刃が軸線ＣＬ１方向に沿って主体金具に接近することがなく、切削刃と主体金具３との間には所定大きさ以上の間隙が形成される。そのため、主体金具３への切削刃の接触、ひいては主体金具３の損傷をより確実に防止することができる。
【０１０６】
（ｋ）上記実施形態では、図８に示すように、一対の挟持部５６，５７を備えるガイド５５が紙面左側のみに配置されたものであったが、例えば、図９に示すように、左側を含めた上下左右４箇所に挟持部５６，５７が配置されるようにしてもよい。また、この場合、打ち抜き加工を行う切削刃６１の切断する部分（切れ刃）はそれぞれのガイド５５側を向くようにするとよい。このような構成とすることにより、接地電極２７の先端側を切断する際のピースタイムを短くすることができる。もちろん、ガイドの位置は４箇所に９０°毎で配置されることに限定されず、ガイドを複数配置するとともに、切れ刃がそれぞれのガイドを向くように配置・形成された切削刃を用いればよい。
【０１０７】
（ｌ）上記実施形態では、軸線ＣＬ１に沿った主体金具３の先端からの中心電極側貴金属チップ３１の突出長と、軸線ＣＬ１に沿った主体金具３の先端からの接地電極２７の突出長とがほぼ等しいものとされているが、両突出長が相違していてもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１…内燃機関用スパークプラグ、２…絶縁体としての絶縁碍子、３…主体金具、４…軸孔、５…中心電極、２７…接地電極、３１…中心電極側チップとしての中心電極側貴金属チップ、３２…接地電極側チップとしての接地電極側貴金属チップ、６１…切断手段、ＡＬ１…第１直線、ＡＬ２…第２直線、ＣＬ１…軸線、ＴＳ１…接地電極の先端面、ＴＳ２…接地電極側貴金属チップの先端面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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