(57)【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、
自身の先端部に前記中心電極が内周に配置される環状部と、当該環状部の後端側外周から後端側に向けて延び、周方向に沿って複数設けられた脚部と、を有し、当該脚部の基端部が前記主体金具に固定される接地電極と、
前記環状部の内周に接合され、自身の内周面と前記中心電極との間で間隙を形成する環状のチップとを備えるスパークプラグであって、
前記脚部よりも幅広な前記環状部の内周及び外周のうちの少なくとも一方には、凹部が設けられることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
前記凹部は、少なくとも前記環状部の先端面から前記チップ後端まで延びている、または、少なくとも前記環状部の後端面から前記チップ先端まで延びている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】
前記凹部は、前記環状部の内周から外周に貫通す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】
前記凹部は、前記環状部の周方向に沿って間欠的に複数設けられ、
隣接する前記凹部間の領域において、前記チップが前記環状部に接合されてい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】
隣接する前記凹部間を前記周方向に沿って３つの領域に等分したとき、中心に位置する領域において、前記チップが前記環状部に接合されていることを特徴とする請求項４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、内燃機関等に使用されるスパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
スパークプラグは、内燃機関（エンジン）等に取付けられ、燃焼室内の混合気等への着火のために用いられる。一般にスパークプラグは、軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、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固定される接地電極とを備える。そして、接地電極の先端部と中心電極の先端部との間に形成された間隙に高電圧が印加され、火花放電が生じることで、混合気等への着火がなされるようになっている。
【０００３】
ところで、火花放電等に伴う中心電極や接地電極の消耗により、前記間隙の大きさが増大すると、火花放電を発生させるために必要な電圧（放電電圧）も増大する。そして、放電電圧が過度に大きくなってしまうと、火花放電を発生させることができなくなってしまう（いわゆる失火を招いてしまう）。
【０００４】
そこで、前記間隙の急激な増大を抑制することにより長寿命化を実現すべく、接地電極の先端部に環状部を設け、当該環状部の内周面と中心電極の外周面との間に前記間隙を形成する手法が考えられる。当該手法によれば、中心電極の全周を均等に消耗させることができ、前記間隙の急激な増大を効果的に抑制することができる。また近年では、更なる長寿命化を図るために、環状部の内周のうち中心電極の外周面との間で前記間隙を形成する部位に、耐消耗性に優れる金属（例えば、イリジウムや白金等を含む金属）からなる環状のチップを接合する技術が提案されている（例えば、特許文献１，２等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６０６４１４４号明細書
【特許文献２】特開平８−１７１９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、接地電極は、例えば、ニッケルを主成分とする金属により形成され、一般にチップの熱膨張係数は、接地電極の熱膨張係数よりも小さなものとされる。従って、使用時の高温下において、環状部がその径方向、及び、軸方向に沿って大きく熱膨張する一方で、チップはさほど熱膨張せず、ひいては、チップ及び環状部間において大きな応力差が生じてしまうおそれがある。その結果、図２４（ａ），（ｂ）に示すように、環状部２７Ａからチップ３２が剥離してしまったり、チップ３２に割れが生じてしまったりするおそれがある。
【０００７】
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、チップ及び環状部間で生じる応力差を効果的に低減することができ、チップの剥離や割れをより確実に防止することができるスパークプラグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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、
自身の先端部に前記中心電極が内周に配置される環状部と、当該環状部の後端側外周から後端側に向けて延び、周方向に沿って複数設けられた脚部と、を有し、当該脚部の基端部が前記主体金具に固定される接地電極と、
前記環状部の内周に接合され、自身の内周面と前記中心電極との間で間隙を形成する環状のチップとを備えるスパークプラグであって、
前記脚部よりも幅広な前記環状部の内周及び外周のうちの少なくとも一方には、凹部が設けられることを特徴とする。
【００１０】
上記構成１によれば、高温下において、環状部は、凹部側へと熱膨張する（凹部を埋めるようにして変形する）こととなる。従って、環状部において、その径方向や軸方向に沿った熱膨張を抑制することができ、環状部の内周（つまり、チップが接合される部位）の変形量を小さくすることができる。その結果、チップ及び環状部間で生じる応力差を効果的に低減させることができ、チップの剥離や割れをより確実に防止することができる。
【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、前記凹部は、少なくとも前記環状部の先端面から前記チップ後端まで延びている、または、少なくとも前記環状部の後端面から前記チップ先端まで延びている。
【００１２】
上記構成２によれば、凹部は、環状部の周方向と交差する方向に沿って延びるとともに、軸線方向におけるチップの存在範囲に対応して形成されている。従って、高温下において、環状部のうちチップが内周に位置する部位を、凹部側へとより確実に熱膨張させることができる。これにより、環状部のうちチップが内周に位置する部位における径方向に沿った変形をより効果的に抑制することができ、チップ及び環状部間で生じる応力差を一層効果的に低減させることができる。その結果、チップの剥離や割れをより一層確実に防止することができる。
【００１３】
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、前記凹部は、前記環状部の内周から外周に貫通することを特徴とする。
【００１４】
上記構成３によれば、凹部の容積をより増大させることができるとともに、高温下において環状部が凹部側へとより熱膨張しやすくなる。従って、高温下において、環状部のその径方向や軸方向に沿った変形をより効果的に抑制することができる。その結果、チップ及び環状部間で生じる応力差をさらに低減させることができ、チップの剥離や割れをより効果的に防止することができる。
【００１５】
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、前記凹部は、前記環状部の周方向に沿って間欠的に複数設けられ、
隣接する前記凹部間の領域において、前記チップが前記環状部に接合されていることを特徴とする。
【００１６】
環状部のうち隣接する凹部間に位置する部位は、高温下において、凹部を埋めるようにして周方向に沿って変形し、径方向に沿って変形しにくい。すなわち、環状部のうち隣接する凹部間に位置する部位は、高温下において、その内径が非常に増大しにくい。
【００１７】
この点を鑑みて、上記構成４によれば、隣接する凹部間の領域において、チップが環状部に接合されている。すなわち、環状部のうち内径が特に増大しにくい部位に対して、チップが接合されている。従って、チップ及び環状部間で生じる応力差を非常に効果的に低減させることができる。その結果、チップの剥離や割れの防止効果を一層向上させることができる。
【００１８】
構成５．本構成のスパークプラグは、上記構成４において、隣接する前記凹部間を前記周方向に沿って３つの領域に等分したとき、中心に位置する領域において、前記チップが前記環状部に接合されていることを特徴とする。
【００１９】
上述の通り、環状部のうち隣接する凹部間に位置する部位は、高温下において、凹部を埋めるようにして周方向に沿って変形する（延びる）。しかしながら、環状部のうち凹部間の中央に位置する領域は、環状部のうち凹部と隣り合う部位と比較して、高温下における周方向に沿った延び量が非常に小さい。
【００２０】
この点を鑑みて、上記構成５によれば、隣接する凹部間を周方向に沿って３つの領域に等分したとき、中心に位置する領域において、チップが環状部に接合されている。すなわち、環状部のうち周方向に沿った変形が特に小さい部位に対して、チップが接合されている。従って、チップ及び環状部間で生じる応力差を極めて効果的に低減させることができる。その結果、チップの剥離や割れの防止効果をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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拡大断面図である。
【図３】凹部等の構成を示す拡大正面図である。
【図４】凹部等の構成を示す拡大底面図である。
【図５】凹部の別例を示す拡大正面図である。
【図６】凹部の別例を示す拡大正面図である。
【図７】凹部の別例を示す拡大底面図である。
【図８】環状部に対するチップの接合位置を示す拡大断面図である。
【図９】接合強度評価試験の手法を説明するための断面模式図である。
【図１０】サンプル１の構成を示す拡大断面模式図である。
【図１１】サンプル５の構成を示す拡大底面模式図である。
【図１２】サンプル６の構成を示す拡大底面模式図である。
【図１３】別の実施形態における凹部の構成を示す拡大正面図である。
【図１４】別の実施形態における凹部の構成を示す拡大断面図である。
【図１５】別の実施形態における凹部の構成を示す拡大正面図である。
【図１６】別の実施形態における凹部の構成を示す拡大正面図である。
【図１７】別の実施形態における凹部の構成を示す拡大正面図である。
【図１８】別の実施形態における凹部の構成を示す拡大正面図である。
【図１９】別の実施形態における凹部の構成を示す拡大正面図である。
【図２０】別の実施形態における凹部の構成を示す拡大底面図である。
【図２１】別の実施形態における凹部の構成を示す拡大底面図である。
【図２２】別の実施形態における溶融部の構成を示す拡大断面図である。
【図２３】別の実施形態における脚部の構成を示す拡大底面図である。
【図２４】（ａ）は、チップの剥離を示す断面模式図であり、（ｂ）は、チップの割れを示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とする金属により形成されており、全体として棒状（円柱状）をなしている。また、中心電極５は、その先端部分が絶縁碍子２の先端から突出している。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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よりも後端側には座部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と、径方向内側に向けて屈曲する加締め部２０とが設けられている。
【００２９】
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に対してそ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、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。
【００３０】
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。
【００３１】
また、図２に示すように、主体金具３の先端部２６には、所定の金属（例えば、Ｎｉを主成分とする金属等）により形成された接地電極２７が接合されている。接地電極２７は、軸線ＣＬ１を中心とする環状をなし、中心電極５の先端部が内周に配置される環状部２７Ａと、当該環状部２７Ａの後端側外周から後端側に向けて延び、周方向に沿って等間隔に複数（本実施形態では、４本）設けられた棒状の脚部２７Ｂとを備えている。
【００３２】
加えて、環状部２７Ａの内周には、所定の金属〔本実施形態では、イリジウム（Ｉｒ）又はＩｒを主成分とする金属〕からなる環状のチップ３２が接合されている。尚、本実施形態では、接地電極２７（少なくとも環状部２７Ａ）を構成する金属の線膨張率が、チップ３２を構成する金属の線膨張率よりも大きなものとされている。
【００３３】
また、チップ３２の内周面全域と中心電極５の先端部外周面との間には、間隙としての火花放電間隙２８が形成されている。火花放電間隙２８は、軸線ＣＬ１を中心とする環状をなし、当該火花放電間隙２８において、軸線ＣＬ１と直交する方向にほぼ沿って火花放電が行われるようになっている。尚、本実施形態では、チップ３２の内周面全域において火花放電を生じさせることができるため、チップ３２をより有効的に利用することができる。その結果、失火に至るまでのチップ３２の消耗体積を飛躍的に増大させることができ、優れた耐久性を実現することができる。
【００３４】
さらに、図３及び図４に示すように、環状部２７Ａの外周及び内周の少なくとも一方（本実施形態では、外周）には、環状部２７Ａの周方向と交差する方向（本実施形態では、軸線ＣＬ１方向）に延びる溝状の凹部３５が形成されている。凹部３５は、環状部２７Ａ及び脚部２７Ｂの連接部分から環状部２７Ａの周方向に沿ってずれた位置に形成されるとともに、環状部２７Ａの周方向に沿って等間隔に複数（本実施形態では、４つ）設けられている。また、凹部３５は、少なくとも環状部２７Ａの先端面からチップ３２後端まで、または、少なくとも環状部２７Ａの後端面からチップ３２先端まで延びるように構成されている。すなわち、凹部３５は、軸線ＣＬ１に沿ったチップ３２の存在範囲ＲＡの全域に亘って延びるように構成されている。特に本実施形態において、凹部３５は、環状部２７Ａの後端面から先端面までの間を貫通するように構成されている。
【００３５】
尚、必ずしも凹部が軸線ＣＬ１に沿ったチップ３２の存在範囲ＲＡの全域に亘って存在している必要はなく、例えば、図５に示すように、凹部３９が、軸線ＣＬ１に沿ったチップ３２の存在範囲ＲＡからずれた位置に存在するように構成してもよいし、図６に示すように、凹部４０が、軸線ＣＬ１に沿ったチップ３２の存在範囲ＲＡの一部に対応して存在するように構成してもよい。
【００３６】
また、本実施形態において、凹部３５は、環状部２７Ａの外周から内周に貫通することなく、溝状とされている。そのため、環状部２７Ａは、周方向に分割されることなく、連結された状態となっている。
【００３７】
尚、凹部は、必ずしも溝状である必要はなく、例えば、図７に示すように、凹部４６が、環状部２７Ａの内周から外周に貫通するように構成してもよい。
【００３８】
加えて、図２及び図８に示すように、チップ３２は、環状部２７Ａの外周からレーザービーム等を照射することにより形成されてなる自身と環状部２７Ａとが溶け合ってなる溶融部３７によって、環状部２７Ａに接合されている。溶融部３７は、軸線ＣＬ１方向に沿って連続的に複数設けられるとともに、当該連続的に設けられた溶融部３７が、周方向に沿って等間隔に設けられている。
【００３９】
また、チップ３２は、隣接する凹部３５間の領域において、環状部２７Ａに接合されており、特に本実施形態では、隣接する凹部３５間を環状部２７Ａの周方向に沿って３つの領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に等分したとき、中心に位置する領域Ａ２において、環状部２７Ａに接合されている。
【００４０】
加えて、本実施形態において、チップ３２は、中心に位置する領域Ａ２のみにおいて環状部２７Ａに接合される一方で、領域Ａ１，Ａ３のうち少なくとも凹部３５側の領域（本実施形態では、領域Ａ１，Ａ３の全域）において環状部２７Ａに接合されていない。尚、「領域Ａ１，Ａ３のうち少なくとも凹部３５側の領域」とあるのは、領域Ａ１，Ａ３を環状部２７Ａの周方向に沿って３つの領域に等分したとき、当該等分された３つの領域のうち凹部３５に隣接する領域ということができる。
【００４１】
以上詳述したように、本実施形態によれば、高温下において、環状部２７Ａは、凹部側３５へと熱膨張する（凹部３５を埋めるようにして変形する）こととなる。従って、環状部２７Ａにおいて、その径方向や軸方向に沿った熱膨張を抑制することができ、環状部２７Ａの内周（つまり、チップ３２が接合される部位）の変形量を小さくすることができる。その結果、チップ３２及び環状部２７Ａ間で生じる応力差を効果的に低減させることができ、チップ３２の剥離や割れをより確実に防止することができる。
【００４２】
さらに、凹部３５は、環状部２７Ａの周方向と交差する方向に沿って延びるとともに、軸線ＣＬ１方向におけるチップ３２の存在範囲ＲＡに対応して形成されている。従って、高温下において、環状部２７Ａのうちチップ３２が内周に位置する部位を、凹部３５側へとより確実に熱膨張させることができる。これにより、環状部２７Ａのうちチップ３２が内周に位置する部位における径方向に沿った変形をより効果的に抑制することができ、チップ３２及び環状部２７Ａ間で生じる応力差を一層効果的に低減させることができる。その結果、チップ３２の剥離や割れをより一層確実に防止できる。
【００４３】
加えて、本実施形態では、隣接する凹部３５間の領域において、チップ３２が環状部２７Ａに接合されている。すなわち、環状部２７Ａのうち内径が特に増大しにくい部位に対して、チップ３２が接合されている。従って、チップ３２及び環状部２７Ａ間で生じる応力差を非常に効果的に低減させることができる。その結果、チップ３２の剥離や割れの防止効果を一層向上させることができる。
【００４４】
また、前記中心に位置する領域Ａ２において、チップ３２が環状部２７Ａに接合されている。すなわち、環状部２７Ａのうち周方向に沿った変形が特に小さい部位に対して、チップ３２が接合されている。従って、チップ３２及び環状部２７Ａ間で生じる応力差を極めて効果的に低減させることができる。その結果、チップ３２の剥離や割れの防止効果をさらに高めることができる。
【００４５】
さらに、本実施形態では、チップ３２は、前記領域Ａ１，Ａ３のうち少なくとも凹部３５側の領域において環状部２７Ａに接合されないように構成されている。すなわち、環状部２７Ａのうち周方向に沿った変形量がやや大きくなる部位には、チップ３２が接合されないように構成されている。これにより、チップ３２及び環状部２７Ａ間で生じる応力差を一層低減させることができ、チップ３２の剥離や割れをより一層確実に防止することができる。
【００４６】
また、本実施形態において、環状部２７Ａは、周方向に分割されることなく、連結されている。そのため、接地電極２７（環状部２７Ａ）に対するチップ３２の接合を容易に行うことができ、生産性の向上を図ることができる。
【００４７】
尚、凹部４６が環状部２７Ａの内周から外周に貫通するように構成することで、高温下において、環状部２７Ａが凹部４６側に向けてより容易に熱膨張しやすくなる。従って、環状部２７Ａのその径方向や軸方向に沿った変形をより効果的に抑制することができる。その結果、環状部２７Ａ及びチップ３２間における応力差を一層低減させることができ、チップ３２の割れや剥離をより効果的に防止することができる。
【００４８】
加えて、凹部３５は、環状部２７Ａの外周に設けられているため、環状部２７Ａの内周面とチップ３２との接合面積をより大きく確保することができる。その結果、接地電極２７（環状部２７Ａ）に対するチップ３２の接合強度を十分に高めることができる。
【００４９】
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、環状部に凹部を設けることなく構成したスパークプラグのサンプル１（比較例）と、環状部に凹部を設けたスパークプラグのサンプル２〜６とを作製し、各サンプルについて接合強度評価試験を行った。接合強度評価試験の概要は次の通りである。すなわち、図９に示すように、所定のプレス装置ＰＭにより、チップを軸線方向先端側から押圧し、チップに破断や剥離が生じた際の荷重（新品時破断荷重）を測定した。次いで、チップを８００℃に加熱した後、冷却することを１サイクルとして１０００サイクル行い、その後、前記プレス装置ＰＭによりチップを軸線方向先端側から押圧し、チップに破断や剥離が生じた際の荷重（冷熱後破断荷重）を測定した。尚、新品時破断荷重に対する冷熱後破断荷重の低減量が小さいほど、冷熱負荷による接合強度の低下が生じにくく、チップの剥離や割れをより確実に防止できるといえる。表１に、上記試験の結果を示す。
【００５０】
尚、サンプル１〜６は、次のように構成した。すなわち、サンプル１（比較例）は、図１０に示すように、環状部に凹部を設けず、周方向に沿って等間隔に設けられた４つの溶融部により、環状部に対してチップを接合した。また、サンプル２〜６（実施例）は、それぞれ環状部の周方向に沿って凹部を等間隔に４つ設けた。その上で、サンプル２は、凹部を溝状とする（つまり、凹部が環状部の内周から外周に貫通しない構成とする）とともに、凹部がチップの存在範囲の一部に対応して存在し（図６と同様の構成とし）、かつ、隣接する凹部間を環状部の周方向に沿って３つの領域に等分したときに中心に位置する領域において環状部にチップを接合した（図８と同様の構成とした）。さらに、サンプル３は、凹部を溝状とするとともに、凹部が軸線方向に沿ったチップの存在範囲の全域に対応して存在し（図１５と同様の構成とし）、かつ、前記中心に位置する領域において環状部にチップを接合した（図８と同様の構成とした）。加えて、サンプル４は、凹部が環状部の内周から外周に貫通する（図７と同様の構成とする）とともに、軸線方向に沿ったチップの存在範囲の一部に対応して凹部が存在し、かつ、前記中心に位置する領域において環状部にチップを接合した（図８と同様の構成とした）。併せて、サンプル５は、凹部を溝状とするとともに、凹部がチップの存在範囲の一部に対応して存在し（図６と同様の構成とし）、かつ、図１１に示すように、環状部の周方向に沿った凹部の形成位置と同一位置（つまり、隣接する凹部間に位置する領域以外の領域であり、凹部の軸線方向後端側）において環状部にチップを接合した。また、サンプル６は、凹部を溝状とするとともに、凹部がチップの存在範囲の一部に対応して存在し（図６と同様の構成とし）、かつ、図１２に示すように、隣接する凹部間に位置する領域のうち前記中心に位置する領域以外の領域において環状部にチップを接合した。
【００５１】
尚、各サンプルともに、溶融部を形成する際の条件を同一とした。
【００５２】
【表１】
0005643878.tif 000002
表１に示すように、凹部を設けなかったサンプル（サンプル１）は、新品時破断荷重に対して冷熱後破断荷重が著しく低下してしまい、加熱・冷却が繰り返される環境下において、チップの剥離や割れが生じてしまいやすいことが分かった。これは、チップ及び環状部間で生じる応力差が極めて大きくなったためであると考えられる。
【００５３】
これに対して、環状部に凹部を設けたサンプル（サンプル２〜６）は、新品時破断荷重に対する冷熱後破断荷重の低減量が十分に小さなものとなり、チップの剥離や割れを抑制できることが明らかとなった。これは、凹部の存在により、チップ及び環状部間で生じる応力差が低減したことによると考えられる。
【００５４】
また、軸線方向に沿ったチップの存在範囲のみを異なるものしたサンプル（サンプル２，３）を比較した結果、軸線方向に沿ったチップの存在範囲の全域に対応して凹部が存在するように構成したサンプル（サンプル３）は、一層良好な耐剥離性を有することが確認された。これは、環状部のうちチップが内周に位置する部位の径方向に沿った変形が効果的に抑制され、チップ及び環状部間で生じる応力差がさらに低減したためであると考えられる。
【００５５】
加えて、凹部が環状部を貫通するか否かのみを異なるものとしたサンプル（サンプル２，４）を比較した結果、凹部が環状部の外周から内周に貫通するように構成したサンプル（サンプル４）は、チップの剥離や割れが一層生じにくいことが分かった。これは、高温下において、環状部のその径方向や軸方向に沿った変形がより効果的に抑制され、チップ及び環状部間で生じる応力差がより低減したためであると考えられる。
【００５６】
さらに、溶融部の形成位置のみを異なるものとしたサンプル（サンプル２，５，６）を比較した結果、隣接する凹部間の領域において環状部にチップを接合したサンプル（サンプル２，６）は、耐剥離性に一層優れることが明らかとなった。これは、環状部のうち、高温下において内径が特に増大しにくい凹部間の部位にチップを接合したことで、チップ及び環状部間で生じる応力差がより一層低減したことによると考えられる。
【００５７】
さらに、隣接する凹部間の領域のうち中心に位置する領域において環状部にチップを接合したサンプル（サンプル２）は、極めて良好な耐剥離性を有することが分かった。これは、環状部のうち凹部間の領域の中心に位置する部位は、高温下における内径の増大量が非常に小さく、当該部位にチップを接合したことで、チップ及び環状部間で生じる応力差が極めて小さくなったためであると考えられる。
【００５８】
上記試験の結果より、加熱・冷却が繰り返される環境下において、チップの剥離や割れを効果的に抑制すべく、環状部に凹部を設けることが好ましいといえる。
【００５９】
また、耐剥離性の一層の向上を図るという観点から、軸線方向に沿ったチップの存在範囲の全域に対応して凹部を設けたり、凹部が環状部の外周から内周に貫通するように構成したりすることがより好ましいといえる。
【００６０】
さらに、耐剥離性の更なる向上を図るべく、隣接する凹部間の領域において環状部にチップを接合することがより好ましく、隣接する凹部間の領域のうち中心に位置する領域において環状部にチップを接合することがより一層好ましいといえる。
【００６１】
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。
【００６２】
（ａ）上記実施形態において、凹部３５は、環状部２７Ａの周方向と交差する方向（軸線ＣＬ１方向）に沿って延びるように構成されているが、図１３及び図１４に示すように、凹部４１が、チップ３２の存在範囲ＲＡにおいて、環状部２７Ａの周方向に延びるように構成してもよい。尚、この場合において、チップ３２は、凹部４１から離間した位置において環状部２７Ａに接合することが好ましい。すなわち、環状部２７Ａは、高温下において凹部４１側に向けて熱膨張する構成とされているため、環状部２７Ａのうち凹部４１側に位置する部位は、高温下で比較的大きく変形する。従って、この比較的大きく変形する部位を避けた位置において環状部２７Ａ及びチップ３２を接合することで、環状部２７Ａ及びチップ３２間で生じる応力差をより確実に低減させることができる。その結果、チップ３２の割れや剥離をより確実に防止することができる。
【００６３】
加えて、上記実施形態において、凹部３５は、環状部２７Ａの後端面から先端面までの間を貫通するように構成されているが、凹部は、必ずしも環状部２７Ａの後端面から先端面までの間を貫通していなくてもよい。従って、例えば、図１５に示すように、凹部４２を、環状部２７Ａの先端面からチップ３２後端まで延びるように構成してもよい。また、図１６に示すように、凹部４３を、環状部２７Ａの後端面からチップ３２先端まで延びるように構成してもよい。
【００６４】
加えて、凹部は、必ずしも連続的に延びる必要はなく、例えば、図１７及び図１８に示すように、凹部４４，４５が間欠的に延びるように構成してもよい。
【００６５】
また、凹部は、必ずしも環状部２７Ａの周方向や軸線ＣＬ１方向等に延びる形状である必要はなく、図１９に示すように、凹部４７を、点状の窪みにより構成してもよい。
【００６６】
加えて、図２０に示すように、凹部４８を、環状部２７Ａの内周に設けることとしてもよいし、図２１に示すように、凹部４９を、環状部２７Ａの内周及び外周の双方に設けることとしてもよい。
【００６７】
（ｂ）上記実施形態では、環状部２７Ａの外周から内周に向けてレーザービーム等を照射することで溶融部３７を形成し、当該溶融部３７により、環状部２７Ａに対してチップ３２が接合されているが、環状部２７Ａに対するチップ３２の接合態様は、これに限定されるものではない。従って、例えば、図２２に示すように、軸線ＣＬ１方向先端側から、環状部２７Ａの内周とチップ３２の外周との境界部分にレーザービーム等を照射し、これにより形成された溶融部５７によって、環状部２７Ａに対してチップ３２を接合してもよい。また、ロウ付けにより、環状部２７Ａに対してチップ３２を接合してもよい。
【００６８】
（ｃ）上記実施形態では、４本の脚部２７Ｂが設けられているが、脚部の数は特に限定されるものではない。従って、図２３に示すように、例えば、脚部２７Ｂを３本設けることとしてもよい。
【００６９】
（ｄ）上記実施形態における溶融部の数などは例示であって、溶融部の数などは適宜変更してもよい。
【００７０】
（ｅ）上記実施形態では、主体金具３の先端部２６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）。
【００７１】
（ｆ）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、工具係合部１９を、Ｂｉ−ＨＥＸ（変形１２角）形状〔ＩＳＯ２２９７７：２００５（Ｅ）〕等としてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１…スパークプラグ
２…絶縁碍子（絶縁体）
３…主体金具
４…軸孔
５…中心電極
２７…接地電極
２７Ａ…環状部
２８…火花放電間隙（間隙）
３２…チップ
３５…凹部
ＣＬ１…軸線
【要約】
【課題】チップ及び環状部間で生じる応力差を効果的に低減させ、チップの剥離や割れをより確実に防止する。
【解決手段】スパークプラグ１は、軸孔４を有する絶縁碍子２と、軸孔４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、自身の先端部に中心電極５が内周に配置される環状部２７Ａを有し、自身の基端部が主体金具３に固定される接地電極２７と、環状部２７Ａの内周に接合され、自身の内周面と中心電極５との間で火花放電間隙２８を形成する環状のチップ３２とを備える。環状部２７Ａの内周及び外周のうちの少なくとも一方には、凹部３５が設けられる。
【選択図】      図４【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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