(57)【要約】【課題】接地電極に対するチップの接合強度を十分に高め、接地電極からのチップの脱落をより確実に防止する。【解決手段】スパークプラグ１は、中心電極５と、接地電極２７と、接地電極２７のうち中心電極５側に位置する面に対して自身の一部が埋没した状態で接合されるとともに、中心電極５との間で火花放電間隙３３を形成する接地電極側チップ３２とを備える。接地電極側チップ３２の中心軸ＣＬ２を含み、接地電極２７の中心軸ＣＬ３と平行な断面において、前記中心軸ＣＬ２よりも接地電極２７の先端側における、接地電極２７に対する接地電極側チップ３２の埋没部分の面積Ｓ１（ｍｍ2）が、前記中心軸ＣＬ２よりも接地電極２７の基端側における、接地電極２７に対する接地電極側チップ３２の埋没部分の面積Ｓ２（ｍｍ2）よりも大きくされる。【選択図】      図４
2014216120.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、
自身の基端部が前記主体金具の先端部に固定された棒状の接地電極と、
前記接地電極のうち前記中心電極側に位置する面に対して、自身の一部が埋没した状態で接合されるとともに、前記中心電極との間で間隙を形成するチップとを備えるスパークプラグであって、
前記チップの中心軸を含み、前記接地電極の中心軸と平行な断面において、
前記チップの中心軸よりも前記接地電極の先端側における、前記接地電極に対する前記チップの埋没部分の面積Ｓ１（ｍｍ2）が、前記チップの中心軸よりも前記接地電極の基端側における、前記接地電極に対する前記チップの埋没部分の面積Ｓ２（ｍｍ2）よりも大きいことを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
Ｓ１／Ｓ２≧１．０５を満たす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】
Ｓ１／Ｓ２≦１．５０を満たす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】
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の製造方法であって、
前記チップを前記接地電極に接合する接合工程を含み、
前記接合工程においては、前記接地電極のうち前記チップが接合される接合予定面に対して前記チップのうち前記接地電極に接合される被接合面を２°以上１２°以下傾斜させ、前記チップのうち前記接地電極の先端側に配置される部位を前記接地電極に接触させた上で、前記接地電極に対して前記チップを押圧しつつ、前記接地電極及び前記チップ間を通電することにより、前記チップを前記接地電極に接合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５】
前記接合工程においては、前記接地電極のうち前記チップが接合される接合予定面に対して前記チップのうち前記接地電極に接合される被接合面を３°以上１２°以下傾斜させることを特徴とする請求項４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】
内燃機関等に使用されるスパークプラグは、例えば、軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、軸孔の先端側に挿設された中心電極と、絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、主体金具の先端部に固定された棒状の接地電極とを備えている。また、接地電極の先端部と中心電極の先端部との間には間隙が形成され、当該間隙に電圧を印加することで、火花放電を生じさせるようになっている。
【０００３】
また、火花放電に対する耐消耗性の向上を図るべく、接地電極のうち中心電極の先端部と対向する部位に、貴金属合金などの耐久性に優れる金属からなるチップを接合し、当該チップと中心電極の先端部との間に前記間隙を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−８９３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで近年では、燃費性能の向上等を図るために、内燃機関等の高圧縮化が進んでおり、このような内燃機関等においては、チップが極めて高温となりやすい。そのため、接地電極とチップとの間で生じる熱膨張差（熱応力）がより大きなものとなりやすく、接地電極からチップが脱落してしまうおそれがある。
【０００６】
特に、耐消耗性の向上を図るべく、チップの外径を比較的大きなものとした場合〔例えば、接地電極の幅Ａに対するチップの外径Ｂの割合（Ｂ／Ａ）が０．５以上である場合〕には、チップが非常に高温となりやすく、チップの脱落がより一層懸念される。
【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、接地電極に対するチップの接合強度を十分に高めることができ、チップの脱落をより確実に防止す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】
【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、
自身の基端部が前記主体金具の先端部に固定された棒状の接地電極と、
前記接地電極のうち前記中心電極側に位置する面に対して、自身の一部が埋没した状態で接合されるとともに、前記中心電極との間で間隙を形成するチップとを備えるスパークプラグであって、
前記チップの中心軸を含み、前記接地電極の中心軸と平行な断面において、
前記チップの中心軸よりも前記接地電極の先端側における、前記接地電極に対する前記チップの埋没部分の面積Ｓ１（ｍｍ2）が、前記チップの中心軸よりも前記接地電極の基端側における、前記接地電極に対する前記チップの埋没部分の面積Ｓ２（ｍｍ2）よりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
上記構成１によれば、接地電極の先端側におけるチップの埋没量に相当する面積Ｓ１が、接地電極の基端側におけるチップの埋没量に相当する面積Ｓ２よりも大きくなるように構成されている。従って、チップのうち接地電極に埋没する部位がいわば楔形状となるため、接地電極からチップに対して、チップを挟み込む方向の力を加えることができる。さらに、高温下においては、熱膨張量が大きな接地電極の先端側から、チップのうちその中心軸よりも接地電極の先端側に位置する部分に対して、大きな挟み込み力を加えることができる。これらの結果、接地電極に対するチップの接合強度を十分に高めることができ、チップの脱落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、Ｓ１／Ｓ２≧１．０５を満たすことを特徴とする。
【００１２】
上記構成２によれば、接地電極からチップに加わる挟み込み力をより増大させることができる。従って、接合強度を一層向上させることができ、チップの脱落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、Ｓ１／Ｓ２≦１．５０を満たすことを特徴とする。
【００１４】
Ｓ１／Ｓ２を過度に大きなものとすると、接地電極のうちチップが接合された部位において微小な空間が多数形成されてしまうが、上記構成３によれば、Ｓ１／Ｓ２≦１．５０とされているため、前記空間の形成をより確実に防止することができる。従って、接地電極における機械的強度の低下を抑制することができ、接地電極に対するチップの接合強度（特に機械的負荷に対する）を高めることができる。その結果、チップの脱落防止効果を一層向上させることができる。
【００１５】
構成４．本構成のスパークプラグの製造方法は、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の製造方法であって、
前記チップを前記接地電極に接合する接合工程を含み、
前記接合工程においては、前記接地電極のうち前記チップが接合される接合予定面に対して前記チップのうち前記接地電極に接合される被接合面を２°以上１２°以下傾斜させ、前記チップのうち前記接地電極の先端側に配置される部位を前記接地電極に接触させた上で、前記接地電極に対して前記チップを押圧しつつ、前記接地電極及び前記チップ間を通電することにより、前記チップを前記接地電極に接合することを特徴とする。
【００１６】
上記構成４によれば、前記面積Ｓ１を前記面積Ｓ２よりも大きくしつつ、面積Ｓ２に対して面積Ｓ１が過度に大きくなってしまうこと（つまり、Ｓ１／Ｓ２＞１．５０となってしまう）ことをより確実に防止できる。すなわち、上記構成４によれば、簡易な手法により、上記構成１及び構成３を満たす（つまり、チップの接合強度が極めて優れる）スパークプラグを得ることができる。
【００１７】
構成５．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成４において、前記接合工程においては、前記接地電極のうち前記チップが接合される接合予定面に対して前記チップのうち前記接地電極に接合される被接合面を３°以上１２°以下傾斜させることを特徴とする。
【００１８】
上記構成５によれば、製造されたスパークプラグにおいて、より確実にＳ１／Ｓ２≧１．０５を満たすものとすることができる。つまり、チップの接合強度がより一層良好なものとされたスパークプラグを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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】接地電極及び接地電極側チップを示す部分拡大図である。
【図４】接地電極に対する接地電極側チップの埋没状態を説明するための拡大断面図である。
【図５】接合工程における、接地電極及び接地電極側チップの相対位置関係を説明するための模式図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、電極屈曲試験の手法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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が挿設されている。当該中心電極５は、熱伝導性に優れる金属（例えば、銅や銅合金等）からなる内層５Ａ、及び、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とする合金からなる外層５Ｂを備えている。さらに、中心電極５の先端部には、耐消耗性に優れる金属（例えば、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、及び、Ｒｅ等のうち１種類以上を含有する金属など）からなる円柱状の中心電極側チップ３１が設けられている。また、中心電極５は、全体として棒状（円柱状）をなし、絶縁碍子２の先端から突出している。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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を燃焼装置（例えば、内燃機関や燃料電池改質器等）の取付孔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よりも後端側の外周面には径方向外側に突出する座部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を前記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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
また、図２に示すように、主体金具３の先端部２６には、棒状をなす接地電極２７の基端部が固定されている。接地電極２７は、Ｎｉを主成分とする合金等により形成されるとともに、自身の略中間部分にて曲げ返されている。また、本実施形態において、接地電極２７は、断面矩形状をなすとともに、自身の長手方向に沿った幅が一定となるように構成されている。
【００３０】
加えて、接地電極２７の先端部には、抵抗溶接により、耐消耗性に優れる金属（例えば、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ、及び、Ｒｅ等のうち１種類以上を含有する金属など）からなる円柱状の接地電極側チップ３２（本発明の「チップ」に相当する）が接合されている。そして、中心電極５の先端部（中心電極側チップ３１）と、接地電極側チップ３２との間には、間隙としての火花放電間隙３３が形成されており、火花放電間隙３３にて軸線ＣＬ１にほぼ沿った方向で火花放電が生じるように構成されている。尚、接地電極側チップ３２は、Ｐｔ、又は、Ｐｔを主成分（「主成分」とあるのは、材料中、最も質量比の高い成分を指すものである）とする合金により構成することが好ましい。また、前記合金にＮｉを含有させることが好ましく、Ｎｉの含有量は、３０質量％以下とすることがより好ましく、５質量％以上２５質量％以下とすることが一層好ましく、１０質量％以上２０質量％以下とすることがさらに好ましい。
【００３１】
さらに、接地電極側チップ３２は、接地電極２７の幅方向に沿った中央部分に接合されている。また、接地電極側チップ３２は、接地電極２７のうち中心電極５側に位置する内周側面２７Ｓに対して、自身の厚さ方向に沿った少なくとも一部が埋没した状態で接地電極２７に接合されている。
【００３２】
尚、本実施形態では、図３に示すように、接地電極側チップ３２が接合された部位における接地電極２７の幅をＡ（ｍｍ）とし、接地電極側チップ３２の外径をＢ（ｍｍ）としたとき、Ｂ／Ａ≧０．５を満たすように構成されている。すなわち、内燃機関等の動作時において、接地電極側チップ３２の受熱量が比較的多い一方で、接地電極側チップ３２の熱が接地電極２７を介して主体金具３側へと伝導しにくく、接地電極側チップ３２がより高温となりやすい構成とされている。
【００３３】
加えて、本実施形態では、接地電極２７に対する接地電極側チップ３２の埋没部分が、次の態様となるように構成されている。すなわち、図４（図４では、図示の便宜上、接地電極２７や接地電極側チップ３２に図１等で付されているハッチングを省略している）に示すように、接地電極側チップ３２の中心軸ＣＬ２（本実施形態において、中心軸ＣＬ２は軸線ＣＬ１と一致する）を含み、接地電極２７の中心軸ＣＬ３と平行な断面を取る。このとき、中心軸ＣＬ２よりも接地電極２７の先端側における、接地電極２７に対する接地電極側チップ３２の埋没部分ＢＲ１（図４中、斜線を付した部位）の面積Ｓ１（ｍｍ2）が、中心軸ＣＬ２よりも接地電極２７の基端側における、接地電極２７に対する接地電極側チップ３２の埋没部分ＢＲ２（図４中、散点模様を付した部位）の面積Ｓ２（ｍｍ2）よりも大きなものとされている。尚、本実施形態では、接地電極２７に埋没する接地電極側チップ３２の端面が、接地電極２７の内周側面２７Ｓに対して傾斜するように構成されている。
【００３４】
さらに、本実施形態では、１．０５≦Ｓ１／Ｓ２≦１．５０を満たすように構成されている。尚、前記断面において、接地電極側チップ３２のうち接地電極２７に埋没している部分の面積（面積Ｓ１及び面積Ｓ２の和）が０．２９５ｍｍ2以上０．５５ｍｍ2以下とされている。
【００３５】
尚、埋没部分ＢＲ１，ＢＲ２は、前記断面において、内周側面２７Ｓの外形線のうち接地電極２７の基端部側に位置する直線を接地電極２７の先端側に延長してなる仮想線ＶＬよりも接地電極２７の内部側に位置する部分ということができる。
【００３６】
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。
【００３７】
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を施すことで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。
【００３８】
続いて、主体金具中間体の先端面に直棒状の接地電極２７を抵抗溶接する。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２７の溶接された主体金具３が得られる。また、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、耐食性の向上を図るべく、その表面に、さらにクロメート処理を施すこととしてもよい。
【００３９】
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。すなわち、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、筒状の成形体を得る。そして、研削加工が施すことで、得られた成形体を整形するとともに、整形されたものを焼成炉で焼成することにより、絶縁碍子２が得られる。
【００４０】
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。さらに、レーザー溶接等により、中心電極５の先端部に対して中心電極側チップ３１を接合する。
【００４１】
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、後方から端子電極６で押圧しつつ、焼成炉内にて加熱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。
【００４２】
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２７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。
【００４３】
次に、接合工程において、接地電極２７の先端部に接地電極側チップ３２を接合する。具体的には、まず、接地電極２７の先端部における亜鉛メッキ等を除去した上で、図５に示すように、主体金具３に対して接地電極２７を軸線ＣＬ１側へと若干傾斜させておく。これにより、接地電極２７のうち接地電極側チップ３２が接合される接合予定面である内周側面２７Ｓに対して接地電極側チップ３２のうち接地電極２７に接合される被接合面３２Ｓを角度θだけ傾斜させる。本実施形態では、角度θが２°以上１２°以下（より好ましくは、３°以上１２°以下）となるように主体金具３に対する接地電極２７の傾斜角度が設定されている。尚、接合前における接地電極側チップ３２は、一定の厚さを有するものとされている。
【００４４】
次いで、接地電極２７に対して接地電極側チップ３２を接触させた上で、所定の溶接電極棒ＷＲにより、接地電極２７に対して接地電極側チップ３２を押圧しつつ、接地電極２７及び接地電極側チップ３２間を所定の電流値で通電する。これにより、接地電極側チップ３２は、その厚さ方向に沿った一部が接地電極２７に埋没した状態で接地電極２７に溶接される。
【００４５】
尚、上述の通り、内周側面２７Ｓに対して被接合面３２Ｓが傾斜しているため、接地電極側チップ３２のうち接地電極２７の先端側に配置される部位のみが接地電極２７に接触した状態で溶接が開始される。そのため、通電により、接地電極側チップ３２のうち接地電極２７の先端側に配置される部位と接地電極２７との接触部分が特に高温となり、接地電極側チップ３２のうち接地電極２７の先端側に配置される部位が接地電極２７に対して比較的深く埋没することとなる。尚、接地電極側チップ３２のうち接地電極２７の先端側に配置される部位が深く埋没することで、接地電極２７のうち前記部位に隣接する部位は膨出変形する。
【００４６】
接地電極２７に対する接地電極側チップ３２の埋没がある程度進むと、接地電極側チップ３２のうち接地電極２７の基端側に配置される部位と接地電極２７とが接触するが、この状態では接地電極２７と接地電極側チップ３２との接触面積が十分に大きくなっている。従って、接地電極側チップ３２のうち接地電極２７の基端側に配置される部位と接地電極２７との接触部分は高温となりにくく、接地電極側チップ３２のうち接地電極２７の基端側に配置される部位の接地電極２７に対する埋没量は比較的小さなものとなる。これにより、前記面積Ｓ１を容易に前記面積Ｓ２よりも大きくすることができる。
【００４７】
また、接地電極側チップ３２のうち接地電極２７の基端側に配置される部位は、押圧されることで潰れ変形し、結果的に、当該部位の最大厚さは、接地電極側チップ３２のうち接地電極２７の先端側に配置される部位の最大厚さよりも小さなものとなる。尚、接地電極側チップ３２を押圧する際の荷重や通電電流、溶接前における接地電極側チップ３２の形状、角度θを変更することで、前記面積Ｓ１，Ｓ２ひいてはＳ１／Ｓ２を変更することができる。
【００４８】
接地電極側チップ３２の接合後、接地電極２７を中心電極５側に屈曲させるとともに、中心電極５（中心電極側チップ３１）及び接地電極側チップ３２間に形成された火花放電間隙３３の大きさを調整することで、上述したスパークプラグ１が得られる。
【００４９】
以上詳述したように、本実施形態によれば、面積Ｓ１が面積Ｓ２よりも大きくなるように構成されている。従って、接地電極側チップ３２のうち接地電極２７に埋没する部位がいわば楔形状となるため、接地電極２７から接地電極側チップ３２に対して、接地電極側チップ３２を挟み込む方向の力を加えることができる。さらに、高温下においては、熱膨張量が大きな接地電極２７の先端側から、接地電極側チップ３２のうちその中心軸ＣＬ２よりも接地電極２７の先端側に位置する埋没部分ＢＲ１に対して、大きな挟み込み力を加えることができる。これらの結果、接地電極２７に対する接地電極側チップ３２の接合強度を十分に高めることができ、接地電極側チップ３２の脱落をより確実に防止することができる。
【００５０】
特に本実施形態では、Ｓ１／Ｓ２≧１．０５とされているため、接地電極２７から接地電極側チップ３２に加わる挟み込み力をより増大させることができる。従って、接合強度を一層向上させることができ、接地電極側チップ３２の脱落をより一層確実に防止することができる。
【００５１】
また、Ｓ１／Ｓ２≦１．５０とされているため、接地電極側チップ３２の接合に伴い、接地電極２７に微小な空間が形成されてしまうことをより確実に防止できる。従って、接地電極２７における機械的強度の低下を抑制することができ、接地電極２７に対する接地電極側チップ３２の接合強度（特に機械的負荷に対する）を高めることができる。その結果、接地電極側チップ３２の脱落防止効果を一層向上させることができる。
【００５２】
加えて、接合工程においては、角度θが２°以上１２°以下となるように構成されている。従って、前記面積Ｓ１を前記面積Ｓ２よりも大きくしつつ、面積Ｓ２に対して面積Ｓ１が過度に大きくなってしまうこと（つまり、Ｓ１／Ｓ２＞１．５０となってしまう）ことをより確実に防止できる。すなわち、簡易な手法により、接地電極側チップ３２の接合強度が極めて優れるスパークプラグ１を得ることができる。
【００５３】
特に、本実施形態では、主体金具３に対して接地電極２７を傾斜させるという簡便な手法で、角度θが２°以上１２°以下となるように構成されている。そのため、上述のスパークプラグ１を一層容易に得ることができる。
【００５４】
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、接地電極の幅Ａを２．７ｍｍとし、接地電極側チップの外径Ｂを１．６ｍｍとした上で、面積Ｓ１，Ｓ２を調節することにより、Ｓ１／Ｓ２を種々変更したスパークプラグのサンプルと、接地電極の幅Ａを４．４ｍｍとし、接地電極側チップの外径Ｂを２．２ｍｍとした上で、面積Ｓ１，Ｓ２を調節することにより、Ｓ１／Ｓ２を種々変更したスパークプラグのサンプルとを複数作製し、各サンプルについて、机上冷熱試験を行った。
【００５５】
机上冷熱試験の概要は次の通りである。すなわち、所定の高周波加熱装置により、接地電極の先端部が１０００℃となるように３０秒間加熱した後、２分間放冷することを１サイクルとして、５０００サイクル行った。５０００サイクル終了後に、接地電極側チップの中心軸を含み接地電極の中心軸と平行な断面を取るとともに、接地電極と接地電極側チップとの境界部分において、接地電極側チップが接地電極から剥離している部分（剥離部分）の長さを測定した。そして、前記境界部分の長さに対する前記剥離部分の長さの割合（剥離割合）を算出した。ここで、剥離割合が３０％超４０％以下となったサンプルは、高温下において前記境界部分に酸化スケールが生じにくく、熱的負荷に対して良好な耐剥離性を有するとして「○」の評価を下し、剥離割合が３０％以下となったサンプルは、熱的負荷に対して非常に良好な耐剥離性を有するとして「◎」の評価を下すこととした。一方で、剥離割合が４０％よりも大きくなったサンプルは、高温下において前記境界部分にて酸化スケールが形成されやすく、熱的負荷に対する耐剥離性が不十分であるとして「×」の評価を下すこととした。
【００５６】
表１に、接地電極の幅Ａを２．７ｍｍとし、接地電極側チップの外径Ｂを１．６ｍｍとしたサンプルの試験結果を示し、表２に、接地電極の幅Ａを４．４ｍｍとし、接地電極側チップの外径Ｂを２．２ｍｍとしたサンプルの試験結果を示す。尚、外径Ｂを１．６ｍｍとした接地電極側チップは、接地電極に対する接合前の厚さを０．４ｍｍとし、外径Ｂを２．２ｍｍとした接地電極側チップは、接地電極に対する接合前の厚さを１．０ｍｍとした。尚、外径Ｂを１．６ｍｍとした接地電極側チップは、Ｐｔ−１０Ｎｉにより形成し、外径Ｂを２．２ｍｍとした接地電極側チップは、Ｐｔ−２０Ｎｉにより形成した。
【００５７】
【表１】
2014216120.tif 000003
【００５８】
【表２】
2014216120.tif 000004
【００５９】
表１及び表２に示すように、面積Ｓ１を面積Ｓ２よりも大きくしたサンプルは、良好な耐剥離性を有することが分かった。これは、接地電極側チップのうち接地電極に埋没する部位がいわば楔形状となったため、接地電極から接地電極側チップに対して、接地電極側チップを挟み込む方向の力が加わることとなった点、及び、高温下においては、熱膨張量が大きな接地電極の先端側から、接地電極側チップのうちその中心軸よりも接地電極の先端側に位置する部分に対して、大きな挟み込み力が加わった点によると考えられる。
【００６０】
また特に、Ｓ１／Ｓ２≧１．０５を満たすサンプルは、非常に良好な耐剥離性を有することが確認された。これは、接地電極から接地電極側チップに加わる挟み込み力がより増大したためであると考えられる。
【００６１】
上記試験の結果より、耐剥離性の向上を図るべく、面積Ｓ１を面積Ｓ２よりも大きくすることが好ましいといえる。
【００６２】
また、耐剥離性の更なる向上を図るべく、Ｓ１／Ｓ２≧１．０５を満たすことがより好ましいといえる。
【００６３】
次に、接地電極の幅Ａを２．７ｍｍとし、接地電極側チップの外径Ｂを１．６ｍｍとした上で、面積Ｓ１，Ｓ２を調節することにより、Ｓ１／Ｓ２を種々変更したチップ付きの接地電極を複数作製し、各接地電極について、電極屈曲試験を行った。電極屈曲試験の概要は次の通りである。すなわち、図６（ａ），（ｂ）に示すように、接地電極側チップの中心部分が接合された位置において接地電極を直角に屈曲させた。その後、接地電極側チップを観察し、接地電極から接地電極側チップが剥離しているか否かを確認した。ここで、図６（ａ）に示すように、接地電極側チップの剥離が生じなかった場合には、機械的負荷に対して優れた耐剥離性を有するとして「○」の評価を下すこととした。一方で、図６（ｂ）に示すように、接地電極側チップの少なくとも一部において剥離が生じていた場合には、機械的な負荷に対する耐剥離性が不十分であるとして「×」の評価を下すこととした。表３に、当該試験の結果を示す。尚、接地電極側チップは、接合前における厚さを０．４ｍｍとした。
【００６４】
【表３】
2014216120.tif 000005
【００６５】
表３に示すように、Ｓ１／Ｓ２≦１．５０を満たすことで、機械的負荷に対して優れた耐剥離性を実現できることが明らかとなった。これは、Ｓ１／Ｓ２を過度に大きなものとすると、接地電極のうち接地電極側チップが溶接された部位において微小な空間が多数形成されてしまうところ、Ｓ１／Ｓ２≦１．５０としたことで、前記空間の形成がより確実に防止され、接地電極における機械的強度の低下が抑制されたためであると考えられる。
【００６６】
上記試験の結果より、耐剥離性の更なる向上を図るべく、Ｓ１／Ｓ２≦１．５０を満たすことがより好ましいといえる。
【００６７】
次いで、前記角度θを種々異なるものした上で、接地電極に対して接地電極側チップを接合してなるスパークプラグのサンプルを作製した。そして、作製されたサンプルにおいて、面積Ｓ１及び面積Ｓ２を測定し、Ｓ１，Ｓ２の大小関係を調べるとともに、接合に伴い接地電極に微小な空間が形成されているか否かを確認した。ここで、Ｓ１＞Ｓ２を満たすとともに、接地電極に空間が形成されていないサンプルは、熱的負荷及び機械的負荷に対して良好な耐剥離性を有するとして「○」の評価を下すこととした。一方で、Ｓ１≦Ｓ２となっていたり、接地電極に空間が形成されていたりしたサンプルは、熱的負荷及び機械的負荷の少なくとも一方に対して耐剥離性が不十分であるとして「×」の評価を下すこととした。
【００６８】
表４に、当該試験の結果を示す。尚、各サンプルともに、接地電極の幅Ａを２．７ｍｍとし、接地電極側チップの外径Ｂを１．６ｍｍとした。また、接地電極側チップは、接合前における厚さを０．４ｍｍとした。
【００６９】
【表４】
2014216120.tif 000006
【００７０】
表４に示すように、角度θを２°以上１２°以下とした場合には、Ｓ１＞Ｓ２を満たすとともに、接地電極に微小な空間が形成されにくく、熱的負荷及び機械的負荷に対して良好な耐剥離性を有することが分かった。これは、角度θを２°以上としたことで、接地電極側チップのうち接地電極の先端側に位置する部位を接地電極に対して深く入り込ませることができ、また、角度θを１２°以下としたことで、面積Ｓ１が過度に大きくなってしまうことをより確実に防止できたためであると考えられる。
【００７１】
また特に、角度θを３°以上とすることで、Ｓ１／Ｓ２≧１．０５とすることができ、熱的負荷に対する耐剥離性を一層向上できることが確認された。
【００７２】
上記試験の結果より、良好な耐剥離性を有するスパークプラグをより確実に製造可能とすべく、接合工程において、接地電極のうち接地電極側チップが接合される接合予定面に対して接地電極側チップのうち接地電極に接合される被接合面を２°以上１２°以下傾斜させることが好ましいといえる。
【００７３】
また、一層優れた耐剥離性を有するスパークプラグをより確実に製造可能とすべく、接合工程において、接地電極のうち接地電極側チップが接合される接合予定面に対して接地電極側チップのうち接地電極に接合される被接合面を３°以上１２°以下傾斜させることがより好ましいといえる。
【００７４】
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。
【００７５】
（ａ）上記実施形態において、接地電極側チップ３２は円柱状をなしているが、接地電極側チップ３２の形状は特に限定されるものではない。従って、例えば、接地電極側チップが直方体状や多角柱状をなすように構成してもよい。尚、この場合には、前記外径Ｂとあるのは、接地電極側チップの中心軸と直交する平面に対して、前記中心軸に沿って接地電極側チップを投影したときに、接地電極側チップの投影領域を内側に含む最小の円の直径をいう。
【００７６】
（ｂ）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）。
【００７７】
（ｃ）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】
【００７８】
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、３２…接地電極側チップ（チップ）、３３…火花放電間隙（間隙）、ＣＬ１…軸線、ＣＬ２…（接地電極側チップの）中心軸、ＣＬ３…（接地電極の）中心軸。
【図１】
2014216120.tif 000007
【図２】
2014216120.tif 000008
【図３】
2014216120.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
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