(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心電極と、当該中心電極との間に火花放電間隙を有する接地電極とを備えた内燃機関用スパークプラグにおいて、
他方の電極に対し前記火花放電間隙を介して対向する方向である対向方向に直交する方向である幅方向を面方向とする板状部及び、当該板状部側を基端側として前記対向方向に延設され前記幅方向に沿った断面の断面積が前記板状部よりも小さな脚部を有する貴金属チップと、
自身の先端に、前記脚部と係合する係合部を有する電極母材とを備え、
前記貴金属チップは、前記脚部が前記係合部に係合された状態で、前記脚部の先端側の溶融部にて前記電極母材と溶接固定されており、
一方の電極を構成する貴金属チップの脚部の基端と、板状部の先端面との距離を、０．２ｍｍ以下に設定することで、
前記板状部に接続された前記脚部の基端が、電極の消耗予定範囲に配置されるように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】
請求項１に記載の内燃機関用スパークプラグにおいて、
前記脚部と前記係合部とのそれぞれの対向面は、少なくとも前記溶融部を除いて、非接合状態であることを特徴とする内燃機関用スパークプラグ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関用スパークプラグにおいて、
前記火花放電間隙は、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする内燃機関用スパークプラグ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関用スパークプラグにおいて、
前記一方の電極と前記他方の電極との間に所定電圧が印加されたときに、前記板状部と前記他方の電極との間に火花放電経路を形成する一方、前記溶融部と前記他方の電極との間に火花放電経路を形成しないことを特徴とする内燃機関用スパークプラグ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関用スパークプラグにおいて、
前記中心電極及び前記接地電極の両方が、前記貴金属チップ及び前記電極母材を備えていることを特徴とする内燃機関用スパークプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中心電極及び接地電極のうち少なくとも一方に貴金属が溶接されてなる内燃機関用スパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジン等の内燃機関用スパークプラグでは、火花の発生毎に、電極（中心電極及び接地電極）の溶融、飛散、蒸着等が繰り返されながら、電極の消耗が進行していく。これにより、中心電極と接地電極とで形成される火花放電間隙は徐々に広くなり、電極間の火花放電に必要な放電電圧（要求電圧）も徐々に高くなっていく。そして、放電電圧が機関の供給可能電圧を上回ると、電極間の火花放電を発生させることができなくなる。したがって、内燃機関用スパークプラグの長寿命化は、上記火花放電間隙の成長率を低下させることなどにより、放電電圧の経時的な上昇を抑制することで達成できる。
【０００３】
従来のスパークプラグには、火花放電間隙の成長率を低下させるために、電極の放電面に貴金属チップを溶接したものがある。また、中心電極の径を大きくする等、電極のサイズを大きくしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特に、コージェネレーション用のガスエンジン等は、運転負荷が常に高く、また、長時間に亘って運転される。そのため、このようなエンジンにおいては、スパークプラグは厳しい環境下で使用されることになり、その火花放電間隙の成長率が、例えばガソリン自動車用のエンジンに用いられるスパークプラグと比べて高い傾向がある。したがって、上述したように電極のサイズを大きくすることによって、火花放電間隙の成長率を低下させることが有効である。
【特許文献１】特開２００２−８３６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電極のサイズを大きくすることで放電面の面積が大きくなると、火花放電間隙の成長率は低下させられるものの、放電電圧が放電面の面積に影響を受けることから、電極の消耗が進んで火花放電間隙がある程度の距離になると、放電電圧の急激な上昇を招くことになってしまう。結果として、電極のサイズを単に大きくすることだけでは、さらなる長寿命化の要請にこたえられないおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、電極の消耗が進んだ場合の放電電圧の上昇を抑制することにより、内燃機関用スパークプラグのさらなる長寿命化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題等を解決するのに適した各構成を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等を付記する。
【０００８】
構成１．本構成の内燃機関用スパークプラグは、中心電極と、当該中心電極との間に火花放電間隙を有する接地電極とを備えた内燃機関用スパークプラグにおいて、
他方の電極に対し前記火花放電間隙を介して対向する方向である対向方向に直交する方向である幅方向を面方向とする板状部及び、当該板状部側を基端側として前記対向方向に延設され前記幅方向に沿った断面の断面積が前記板状部よりも小さな脚部を有する貴金属チップと、
自身の先端に、前記脚部と係合する係合部を有する電極母材とを備え、
前記貴金属チップは、前記脚部が前記係合部に係合された状態で、前記脚部の先端側の溶融部にて前記電極母材と溶接固定されており、
一方の電極を構成する貴金属チップの脚部の基端と、板状部の先端面との距離を、０．２ｍｍ以下に設定することで、
前記板状部に接続された前記脚部の基端が、電極の消耗予定範囲に配置されるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
上記構成１では、中心電極及び接地電極のうち少なくとも一方が、貴金属チップと、電極母材とを備えてなる。ここで特に、貴金属チップは、板状部及び脚部を有している。貴金属チップは、一方の電極（例えば中心電極）に、その板状部が他方の電極（例えば接地電極）に対向して火花放電間隙を形成するように配置される。この対向する方向（対向方向）が、前記板状部の厚み方向となっており、前記対向方向に直交する方向（幅方向）が、板状部の面方向となっている。そして、板状部では、幅方向に沿った断面の断面積が、脚部よりも大きくなっている。脚部は、その基端側を板状部とし、先端が前記対向方向に沿って他方の電極から遠ざかる方向に配置されている。また、板状部の説明として既に述べたが、脚部においては、幅方向に沿った断面の断面積が板状部よりも小さくなっている。一方、電極母材は自身の先端に係合部を有し、この係合部によって、貴金属チップの脚部が係合されるスペースが形成されている。そして、この係合部に貴金属チップの脚部が係合した状態で、貴金属チップは、脚部の先端側の溶融部にて電極母材に溶接固定されている。
【００１０】
上記構成１によれば、当初、貴金属チップのうち比較的面積の大きな板状部が放電面となっており、この間、火花放電間隙の成長率が抑えられる。そして、電極の消耗が進むと（板状部が消耗すると）、次に、貴金属チップの脚部が出現し、このとき、一般的に電極母材の方が脚部（貴金属）に比べて消耗速度が速いため、脚部が突出した状態となる。したがって、脚部が針のごとく突出するため、この部分における電界傾度は急峻なものとなり（いわば針効果が得られる）、火花放電間隙の拡張による放電電圧（要求電圧）の上昇を針効果によって相殺し抑制することができる。特に、電極の消耗を抑制するために電極のサイズを大きくしたスパークプラグが知られているが、そのようなスパークプラグであっても、放電電圧の急激な上昇を抑制することができる。結果として、内燃機関用スパークプラグのさらなる長寿命化を図ることができる。
【００１１】
上記効果を得るために、貴金属チップは、その脚部の先端側の溶融部で溶接固定されている。溶融部は溶融していない貴金属に比較して火花放電が生じやすい傾向がある。そのために溶融部において積極的に火花放電が生じてしまうと、溶融部が率先して消耗してしまうため貴金属チップの脱落の懸念が生じる。そこで上記の構成のごとく、貴金属チップを溶接固定する部位を脚部の先端、つまり火花放電間隙から遠ざける位置としているのである。
また、構成１によれば、一方の電極を構成する貴金属チップの脚部の基端と、板状部の先端面との距離を、０．２ｍｍ以下に設定することで、前記板状部に接続された前記脚部の基端が、電極の消耗予定範囲に配置されるようになっているため、電極の消耗が進んだ場合に脚部が現出し、上記針効果が確実に得られる。
【００１２】
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、前記脚部と前記係合部とのそれぞれ対向面が、少なくとも前記溶融部を除いて、非接合状態であることを特徴とする。
【００１３】
上記構成２によれば、貴金属チップの脚部と電極母材の係合部との対向面が非接合状態となっているため、上述したように電極の消耗が進んだ場合、突出する貴金属チップの脚部に、エッジが現れる。これにより、放電電圧の急激な上昇を確実に抑制することができる。この効果は脚部と係合部との対向し合う面同士が接合されてしまっていては期待しにくい。特に溶接によって接合されているとその嫌いは大きくなる。したがって、この対向面同士が、当接・非当接は問わず、脚部と係合部とを両者の界面において明確に区別できる構成であればよい。
【００１４】
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、前記火花放電間隙が、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする。
【００１５】
上記構成３では、火花放電間隙が０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の範囲となっている。このようなスパークプラグは、絶縁破壊強度が高いガスエンジンなどに使用され、電極の消耗が著しいため、上記構成による効果が際立つ。
【００１６】
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、前記一方の電極と前記他方の電極との間に（中心電極と前記接地電極との間に）所定電圧が印加されたときに、前記板状部と前記他方の電極との間に火花放電経路を形成する一方、前記溶融部と前記他方の電極との間に火花放電経路を形成しないことを特徴とする。
【００１７】
溶融部は、貴金属と電極母材を構成する卑金属（例えばニッケル（Ｎｉ））合金とが溶融してなるため、貴金属よりもこの溶融部を介した火花放電が生じやすい。そして、溶融部において火花放電が頻発すると、溶融部の消耗を招き、場合によっては、貴金属チップの脱落を招くおそれがある。この点、上記構成４によれば、電極の溶融部は火花放電の基点とならないようにしているため、溶融部を介した火花放電を確実に抑制することができる。なお、この効果を得るための具体例として、例えば対向方向（プラグの長手方向）における溶融部と貴金属チップ（例えば板状部の先端面）との距離を０．５ｍｍとすることが考えられる。
【００２０】
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、前記中心電極及び前記接地電極の両方が、前記貴金属チップ及び前記電極母材を備えていることを特徴とする。
【００２１】
上記構成１等においては少なくとも中心電極及び接地電極のいずれか一方が貴金属チップ及び電極母材を備える構成であったが、本構成５では、両方の電極が、貴金属チップ及び電極母材を備える構成となっている。これにより、両方の電極の消耗が進むと、各電極の貴金属チップの脚部が現出し、両電極において針効果が得られる。その結果、放電電圧の急激な上昇を確実に抑制でき、内燃機関用スパークプラグのさらなる長寿命化に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図１は、例えばコージェネレーションシステムなどのガスエンジンに使用される「内燃機関用スパークプラグ」としてのスパークプラグ１００の構成を示す説明図である。
【００２４】
図１に示すように、スパークプラグ１００は、主体金具１と、絶縁体２と、中心電極３と、接地電極４とを備えている。また、特に符号を付さないが絶縁体２の後端側（図１の上側）には、抵抗体やガラスシール体を介して中心電極３に電気的に接続された接続端子等を備えている。主体金具１は筒状をなしており、その内側に絶縁体２が滑石（タルク）やパッキン等を介して保持されている。絶縁体２の先端部２１は主体金具１から突出している。また、中心電極３は、その先端を突出させた状態で絶縁体２の内側に設けられている。さらに、接地電極４は、前記主体金具１に対しその基端部が主体金具１の先端面に溶接されるとともに、先端側が曲げ返されて、その一側面が中心電極３の先端面と対向するように配置されている。これにより、中心電極３と接地電極４との間に、火花放電間隙ｇが形成されている。
【００２５】
前記絶縁体２は、例えばアルミナからなるセラミック焼結体により構成され、その内部には自身の軸方向に沿って中心電極３を保持するための孔部６が形成されている。また、主体金具１は、低炭素鋼等の金属により円筒状に形成されており、スパークプラグ１００のハウジングを構成するとともに、その外周面には、図示しないエンジンのシリンダヘッドにプラグ１００を取り付けるためのねじ部７が形成されている。
【００２６】
図２に示すように、中心電極３及び接地電極４はそれぞれ、電極母材３２，４２と、その先端部に溶接固定された貴金属チップ３１，４１とを備えている。電極母材３２，４２は、Ｎｉ合金等で構成されている。また、貴金属チップ３１，４１は、例えばイリジウム（Ｉｒ）を主成分とする合金等により構成されている。そして、この貴金属チップ３１，４１の対向面が火花の放電面となり、貴金属チップ３１，４１同士の間隙が、上記火花放電間隙ｇを形成している。
【００２７】
次に、中心電極３の構成について図３を参照して説明する。図３（ａ）は中心電極３の先端部の縦断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線平断面図である。また図３（ｃ）は、貴金属チップ３１を電極母材３２から離脱させた態様を示す説明図である。
【００２８】
中心電極３の貴金属チップ３１は、図３（ａ）に示すように、板状部３１ａと、脚部３１ｂとを有している。板状部３１ａは、軸方向（同図の上下方向、「対向方向」）に沿った厚さ方向よりも当該軸方向に直交する径方向（同図の左右方向、「幅方向」）に沿った面方向が大きな円形板状の部材である。脚部３１ｂは、板状部３１ａの周縁部から軸方向へ延設されており、図３（ｂ）に示すように、環状をなしている。ここで、脚部３１ｂの径方向に沿った断面の断面積は、板状部３１ａの断面積と比較して小さくなっている。
【００２９】
中心電極３の電極母材３２において貴金属チップ３１に近い部分は、その先端を除いて、板状部３１ａと同様の断面形状となっている。電極母材３２の先端には、径の小さな係合部３２ａが一体形成されており、図３（ｃ）に示すように、係合部３２ａの周囲に脚部３１ｂとほぼ同形状のスペースＳ１が形成されている。そして、係合部３２ａの外側面Ｔ１と脚部３１ｂの内側面Ｔ２とが当接するようにして、換言すれば脚部３１ｂが係合部３２ａに係合された状態で、貴金属チップ３１が電極母材３２に取り付けられる。貴金属チップ３１は、その脚部３１ｂの先端外縁部にレーザー溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接等により溶融部３３が形成されることで、電極母材３２に対して溶接固定されている。
【００３０】
このように溶融部３３によって貴金属チップ３１が固定されており、係合部３２ａと脚部３１ｂとの当接面Ｔ１，Ｔ２は、非接合状態となっている。また、溶融部３３は、脚部３１ｂの先端外縁部に形成されるのであるが、使用の際に中心電極３の放電面として火花放電経路の基点とならないように、中心電極３の当初放電面から一定距離ｄ１（本実施形態では、０．５ｍｍ）以上離間させられている。さらに、脚部３１ｂの基端３１ｃ（板状部３１ａとの接続部位３１ｃ、図３（ｃ）参照）は、中心電極３の消耗予定範囲に配置されるように構成されている。例えば本実施形態では、貴金属チップ３１の脚部３１ｂの基端３１ｃと板状部３１ａの先端面（当初放電面）との距離ｄ２が、０．２ｍｍに設定されている。
【００３１】
次に、接地電極４の構成について図４を参照して詳述する。図４（ａ）は接地電極４の先端部の縦断面図であり、図面下方が中心電極３が位置する側である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線平断面図であり、図４（ｃ）は、貴金属チップ４１を電極母材４２から離脱させた態様を示す説明図である。
【００３２】
接地電極４の貴金属チップ４１は、図４（ａ）に示すように、板状部４１ａと、脚部４１ｂとを有している。板状部４１ａは、軸方向（同図の上下方向、「対向方向」）に沿った厚み方向よりも当該軸方向に直交する径方向（同図の左右方向、「幅方向」）に沿った面方向が大きな円形板状の部材である。脚部４１ｂは、板状部４１ａの中央部から軸方向へ延設されており、図４（ｂ）に示すように、円柱状をなしている。ここで、脚部４１ｂの径方向に沿った断面の断面積は、板状部４１ａの断面積と比較して小さくなっている。
【００３３】
接地電極４の電極母材４２は、上述したようにその一側面が中心電極３の先端部と対向するように配置されているが、その対向面に、係合部４２ａが設けられており、図４（ｃ）に示すように、上記脚部４１ｂとほぼ同形状のスペースＳ２が形成されている。そして、係合部４２ａの内側面Ｔ３と脚部４１ｂの外側面Ｔ４とが当接するようにして、換言すれば脚部４１ｂが係合部４２ａに係合された状態で、貴金属チップ４１が電極母材４２に取り付けられる。貴金属チップ４１は、その脚部４１ｂの先端外縁部にレーザー溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接等により溶融部４３が形成されることで、電極母材４２に対して溶接固定されている。
【００３４】
このように接地電極４においても中心電極３と同様、溶融部４３によって貴金属チップ４１が固定されており、係合部４２ａと脚部４１ｂとの当接面Ｔ３，Ｔ４は、非接合状態となっている。また、溶融部４３は、脚部４１ｂの先端外縁部に形成されるのであるが、接地電極４の放電面として火花放電経路の基点とならないように、中心電極３に対して接地電極４の背面側に形成されている。さらに、脚部４１ｂの基端４１ｃ（板状部４１ａとの接続部位４１ｃ、図４（ｃ）参照）は、接地電極４の消耗予定範囲に配置されるように構成されている。例えば本実施形態では、貴金属チップ４１の脚部４１ｂの基端４１ｃと板状部４１ａの先端面（当初放電面）との距離ｄ３が、０．２ｍｍに設定されている。
【００３５】
次に、上記のように構成されてなる中心電極３及び接地電極４による作用について説明する。図５は、中心電極３及び接地電極４が火花放電によって消耗した態様を模式的に示す説明図である。
【００３６】
図５に二点鎖線で示すように、中心電極３及び接地電極４の貴金属チップ３１，４１同士は、当初、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下（本実施形態では０．２ｍｍ）の火花放電間隙ｇを形成するように配置される。このときは、貴金属チップ３１，４１の板状部３１ａ，４１ａの対向面が主として放電面となる。
【００３７】
その後、図５に示すように、貴金属チップ３１，４１の板状部３１ａ，４１ａが消耗すると、脚部３１ｂ，４１ｂが放電間隙に出現するのであるが、Ｎｉ合金からなる電極母材３２，４２の消耗速度が貴金属チップ３１，４１の消耗速度よりも大きいため、また、脚部３１ｂ，４１ｂの基端３１ｃ，４１ｃが電極消耗予定範囲に配置されているため、電極母材３２，４２から脚部３１ｂ，４１ｂが突出した状態となる。
【００３８】
このとき、脚部３１ｂ，４１ｂの断面積が板状部３１ａ，４１ａと比べて小さくなっていることにより、この部分における電界傾度は急峻なものとなる（いわば針効果が得られる）。また、貴金属チップ３１，４１の脚部３１ｂ，４１ｂと電極母材３２，４２の係合部３２ａ，４２ａとの当接面Ｔ１とＴ２，Ｔ３とＴ４が非接合状態となっているため、突出した脚部３１ｂ，４１ｂの当接面Ｔ２，Ｔ４には、新たなエッジＥ１，Ｅ２が現れる。
【００３９】
以上詳述したように、本実施形態によれば、当初、貴金属チップ３１，４１の板状部３１ａ，４１ａが放電面となり、火花放電間隙ｇの成長率が抑えられる。そして、電極３，４の消耗が進むと（板状部３１ａ，４１ａが消耗すると）、次に、貴金属チップ３１，４１の脚部３１ｂ，４１ｂが出現し、このとき、脚部３１ｂ，４１ｂが突出した状態となる（図５参照）。したがって、この部分における電界傾度が急峻なものとなる（いわば針効果が得られる）。また、貴金属チップ３１，４１の脚部３１ｂ，４１ｂと電極母材３２，４２の係合部３２ａ，４２ａとの当接面Ｔ１とＴ２，Ｔ３とＴ４が非接合状態となっているため、上述したように電極３，４の消耗が進んだ場合、貴金属チップ３１，４１の脚部３１ｂ，４１ｂに、エッジＥ１，Ｅ２が現れる（図５参照）。したがって、いわゆるエッジ効果が得られることになる。しかも、中心電極３及び接地電極４の両方に脚部３１ｂ，４１ｂを有する貴金属チップ３１，４１を備える構成であるため、上記針効果及びエッジＥ１，Ｅ２による効果が両電極３，４で得られる。したがって、放電電圧（要求電圧）の急激な上昇を抑制することができる。すなわち、火花放電間隙の拡張による放電電圧（要求電圧）の上昇を、針効果及びエッジ効果によって相殺することができる。結果として、スパークプラグ１００のさらなる長寿命化を図ることができる。
【００４０】
ところで、溶融部３３，４３は、Ｎｉ合金と貴金属とが溶融してなるため、この溶融部３３，４３を介した火花放電が生じやすい。そして、溶融部３３，４３を介した火花放電が生じると、溶融部３３，４３の消耗を招き、場合によっては、貴金属チップ３１，４１の脱落を招くおそれがある。この点、本実施形態によれば、貴金属チップ３１，４１は、その脚部３１ｂ，４１ｂの先端の溶融部３３，４３で溶接固定されている。すなわち、電極３，４の溶融部３３，４３が火花放電の放電面として火花放電経路の基点とならないよう当該電極３，４の放電面から一定距離だけ離間させて形成されているため、溶融部３３，４３を介した火花放電を確実に抑制することができる。その結果、溶融部３３，４３の消耗を招きにくく、電極３，４が消耗したとしても、貴金属チップ３１，４１の脱落を招くようなことがない。
【００４１】
ところで、溶融部３３，４３は、貴金属と電極母材３２，４２を構成する卑金属合金とが溶融してなるため、この溶融部３３，４３を介した火花放電が生じやすい。そして、溶融部３３，４３において火花放電が頻発すると、溶融部３３，４３の消耗を招き、場合によっては、貴金属チップ３１，４１の脱落を招くおそれがある。この点、本実施形態によれば、貴金属チップ３１，４１は、その脚部３１ｂ，４１ｂの先端の溶融部３３，４３で溶接固定されている。すなわち、電極３，４の溶融部３３，４３が放電面として火花放電の基点とならないようにしているため、溶融部３３，４３を介した火花放電を確実に抑制することができる。その結果、溶融部３３，４３の消耗を招きにくく、電極３，４が消耗したとしても、貴金属チップ３１，４１の脱落を招くようなことがない。
【００４２】
また、本実施形態のスパークプラグ１００は、例えばコージェネレーションシステムなどのガスエンジンに使用されるものである。このようなガスエンジンにおいては、常時運転等によりエンジン負荷の大きな状態が継続する。そのため、電極３，４の消耗が著しく電極サイズが大きくされる傾向にある。したがって、上記構成による効果が際立つ。
［第２実施形態］
本第２実施形態では、上記第１実施形態とは相違する中心電極５０を有している。そこで、以下では主として、中心電極５０の構成について説明する。図６（ａ）は、本実施形態における中心電極５０の先端部の縦断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ線平断面図である。また、本実施形態においても、図６（ａ）に示すように、中心電極５０は、貴金属チップ５１と電極母材５２とを備えている。図６（ｃ）は、貴金属チップ５１を電極母材５２から離脱させた態様を示す説明図である。
【００４３】
中心電極５０の貴金属チップ５１は、図６（ａ）に示すように、板状部５１ａと、脚部５１ｂとを有している。板状部５１ａは、軸方向（同図の上下方向、「対向方向」）に沿った厚さ方向よりも当該軸方向に直交する径方向（同図の左右方向、「幅方向」）に沿った面方向が大きな円形板状の部材である。脚部５１ｂは、板状部５１ａの中央部から軸方向へ延設されており、図６（ｂ）に示すように円柱状をなしている。ここで、脚部５１ｂの径方向に沿った断面の断面積は、板状部５１ａの断面積と比較して小さくなっている。
【００４４】
中心電極５０の電極母材５２において貴金属チップ５１に近い部分は、その先端を除いて、板状部５１ａと同様の断面形状となっている。電極母材５２の先端には、係合部５２ａが設けられており、図６（ｃ）に示すように、脚部５１ｂとほぼ同形状のスペースＳ３が形成されている。そして、係合部５２ａの内側面Ｔ５と脚部５１ｂの外側面Ｔ６とが当接するようにして、換言すれば脚部５１ｂが係合部５２ａに係合された状態で、貴金属チップ５１が電極母材５２に取り付けられる。貴金属チップ５１は、その脚部５１ｂの先端外縁部にレーザー溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接等により溶融部５３が形成されることで、電極母材５２に対して溶接固定されている。
【００４５】
このように本第２実施形態の中心電極５０においても、上記第１実施形態の中心電極３と同様、溶融部５３によって貴金属チップ５１が固定されており、係合部５２ａと脚部５１ｂとの当接面Ｔ５，Ｔ６は、非接合状態となっている。また、溶融部５３は、脚部５１ｂの先端外縁部に形成されるのであるが、中心電極５０の放電面として火花放電経路の基点とならないように、板状部５１ａの先端面（当初放電面）から一定距離ｄ４（本実施形態では、０．５ｍｍ）離間させられている。さらに、脚部５１ｂの基端５１ｃ（板状部５１ａとの接続部位５１ｃ、図６（ｃ）参照）は、中心電極５０の消耗予定範囲に配置されるように構成されている。例えば本実施形態では、貴金属チップ５１の脚部５１ｂの基端５１ｃと板状部５１ａの先端面（当初放電面）との距離ｄ５が、０．２ｍｍに設定されている。
【００４６】
次に、上記のように構成されてなる中心電極５０及び接地電極４による作用について説明する。図７は、中心電極５０及び接地電極４が火花放電によって消耗した態様を模式的に示す説明図である。
【００４７】
図７に二点鎖線で示すように、中心電極５０及び接地電極４の貴金属チップ５１，４１同士は、当初、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下（本実施形態では０．２ｍｍ）の火花放電間隙ｇを形成するように配置される。このときは、貴金属チップ５１，４１の板状部５１ａ，４１ａの対向面が主として放電面となる。
【００４８】
その後、図７に示すように、貴金属チップ５１，４１の板状部５１ａ，４１ａが消耗すると、脚部５１ｂ，４１ｂが放電間隙に出現するのであるが、Ｎｉ合金からなる電極母材５２，４２の消耗速度が貴金属チップ５１，４１の消耗速度よりも大きいため、また、貴金属チップ５１，４１の脚部５１ｂ，４１ｂと電極母材５２，４２の係合部５２ａ，４２ａとの当接面Ｔ５とＴ６，Ｔ３とＴ４が非接合状態となっているため、電極母材５２，４２から脚部５１ｂ，４１ｂが突出した状態となる。
【００４９】
このとき、脚部５１ｂ，４１ｂの断面積が板状部５１ａ，４１ａと比べて小さくなっていることにより、この部分における電界傾度は急峻なものとなる（いわば針効果が得られる）。また、貴金属チップ５１，４１の脚部５１ｂ，４１ｂと電極母材５２，４２の係合部５２ａ，４２ａとの当接面Ｔ５とＴ６，Ｔ３とＴ４が非接合状態となっているため、突出した脚部５１ｂ，４１ｂの当接面Ｔ５，Ｔ４には、新たなエッジＥ３，Ｅ２が現れる。
【００５０】
したがって、本第２実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果が奏される。
【００５１】
なお、上述した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。
【００５２】
（ａ）上記第２実施形態では、中心電極５０において、貴金属チップ５１の有する脚部５１ｂの断面形状が円形状であった（図６（ｂ）参照）。しかし、貴金属チップの脚部の断面形状は、これに限定されるものではない。
【００５３】
例えば、図８（ａ）に示すように、円柱状の電極母材７１に対し、平断面四角形状の脚部６１を採用してもよい。また、図８（ｂ）に示すように、電極母材７２に対し、平断面三角形状の脚部６２を採用してもよい。同様に、図８（ｃ）に示すように電極母材７３に対し平断面五角形状の脚部６３を採用してもよいし、図８（ｄ）に示すように電極母材７４に対し平断面星形状の脚部６４を採用してもよい。特に星形状の脚部６４を採用する場合、電極消耗時に出現する脚部６４のエッジの長さ（周長）が長くなるという点で有利である。
【００５４】
また例えば、図９（ａ）に示すように、円柱状の電極母材７５に対し、電極母材７５の外側面に露出するような板形状の脚部６５を採用してもよい。また、図９（ｂ）に示すように、平断面において、左半分が脚部６６となり、右半分が電極母材７６となるような構成としてもよい。さらにまた、図９（ｃ）に示すように、電極母材７７の外側面に露出するような十字形状の脚部６７を採用してもよい。
【００５５】
なお、図８（ａ）〜（ｄ），図９（ａ）〜（ｃ）において、脚部６１〜６７と電極母材７１〜７７との関係を逆転させた構成としてもよい。すなわち、符号６１〜６７に対応する部分を電極母材（係合部）とし、符号７１〜７７に対応する部分を脚部としてもよい。
【００５６】
（ｂ）上記実施形態では、接地電極４は、その先端側が曲げ返されて、その側面が中心電極３，５０の先端部と対向するように配置されていた。これに対し、図１０に示すように、接地電極９が中心電極８の側方に配置されるスパークプラグ１０１においては、次のような接地電極を採用してもよい。
【００５７】
図１１（ａ）〜（ｃ）は、スパークプラグ１０１の構成を示す図であって、軸方向先端から見た状態を示す説明図である。図１１（ａ）〜（ｃ）に示す各接地電極９は、電極母材９２，９４，９６の先端に貴金属チップ９１，９３，９５が溶接固定されたものである。図９（ａ）に示す接地電極９では、貴金属チップ９１が、中心電極８に対応するように放電面が曲面とされた板状部９１ａ及び、板状部９１の幅方向両端部から延設された２つの脚部９１ｂを有してなる。また、図９（ｂ）に示す接地電極９では、貴金属チップ９２が、中心電極８に対応するように放電面が曲面とされた板状部９３ａ及び、板状部９１の幅方向中央部から延設された脚部９３ｂを有してなる。さらにまた、図９（ｃ）に示す接地電極９では、貴金属チップ９５が、中心電極８に対し放電面を平面とする板状部９５ａと、板状部９５ａの幅方向両端部から延設された脚部９５ｂを有してなる。
【００５８】
このような接地電極９によれば、図１０に示したスパークプラグ１０１において、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【００５９】
（ｃ）また、図１１に示すスパークプラグ１０１は一つの接地電極９を具備しているものであるが、同図における上下左右方向等、任意の方向から複数の接地電極を対向させるようにしてもよい。
【００６０】
（ｄ）上記実施形態では、貴金属チップ３１，４１，５１の脚部３１ｂ，４１ｂ，５１ｂの側面と、電極母材３２，４２，５２の係合部３２ａ，４２ａ，５２ａの側面とが、当接するよう構成されていた。これに対し、脚部３１ｂ，４１ｂ，５１ｂの側面と係合部３２ａ，４２ａ，５２ａの側面との間に隙間を有する構成としてもよい。非接合状態であれば所定のエッジ効果が得られるからである。
【００６１】
（ｅ）なお、「非接合状態」であるのは、脚部と係合部とのそれぞれが対向しあった面で非接合状態であることが特に針効果を得る上で重要であり、板状部が電極母材と接合している分には何ら問題はない。
【００６２】
例えば図１２（ａ）に示す接地電極４００のように、貴金属チップ４０１の脚部４０１ｂの先端外縁部に溶融部４０３を設けると共に、符号４０４にて示す、板状部４０１ａと電極母材４０２との当接界面に溶融部４０５を形成するようにしてもよい。
【００６３】
（ｆ）また、接地電極４に代わるものとして次に示す接地電極を採用してもよい。すなわち、図１２（ｂ）に示す接地電極４１０のように、貴金属チップ４１１の板状部４１１ａの一部が、脚部４１１ｂと共に、電極母材４１２に収容されているものとしてもよい。あるいは、図１２（ｃ）に示す接地電極４２０のように、貴金属チップ４２１の板状部４２１ａの全部が、脚部４２１ｂと共に、電極母材４２２に収容されているものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】スパークプラグの構成を示す説明図である。
【図２】中心電極及び接地電極の配置関係を示す部分拡大図である。
【図３】（ａ）は中心電極の先端部分の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線平断面図であり、（ｃ）は、貴金属チップを電極母材から離脱させた態様を示す説明図である。
【図４】（ａ）は接地電極の先端部分の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線平断面図であり、（ｃ）は、貴金属チップを電極母材から離脱させた態様を示す説明図である。
【図５】中心電極及び接地電極が火花放電によって消耗した態様を模式的に示す説明図である。
【図６】第２実施形態における中心電極の構成を示す断面図であり、（ａ）は中心電極の先端部分の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線平断面図であり、（ｃ）は、貴金属チップを電極母材から離脱させた態様を示す説明図である。
【図７】第２実施形態における中心電極及び接地電極が火花放電によって消耗した態様を模式的に示す説明図である。
【図８】別実施形態の脚部の形状を示す説明図である。
【図９】別実施形態の脚部の形状を示す説明図である。
【図１０】別実施形態における中心電極及び接地電極の配置関係を示す部分拡大図である。
【図１１】別実施形態の接地電極の構成を示す説明図である。
【図１２】第１及び第２実施形態における接地電極の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１…主体金具、２…絶縁体、３，８，５０…中心電極、４，９，４００，４１０，４２０…接地電極、３１，４１，５１，９１，９３，９５，４０１，４１１，４２１…貴金属チップ、３１ａ，４１ａ，５１ａ，９１ａ，９３ａ，９５ａ，４０１ａ，４１１ａ，４２１ａ…板状部、３１ｂ，４１ｂ，５１ｂ，６１〜６７，９１ｂ，９３ｂ，９５ｂ，４０１ｂ，４１１ｂ，４２１ｂ…脚部、３２，４２，５２，７１〜７７，９２，９４，９６，４０２，４１２，４２２…電極母材、４０４…当接界面、３２ａ，４２ａ，５２ａ…係合部、３３，４３，５３，４０３，４０５…溶融部、Ｅ１〜Ｅ３…エッジ、Ｓ１〜Ｓ３…スペース、Ｔ１〜Ｔ６…当接面、ｇ…火花放電間隙。
【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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