JP6490025B2 - スパークプラグ - Google Patents

Description

本発明はスパークプラグに関し、特に耐衝撃性を向上できるスパークプラグに関するものである。

スパークプラグは、絶縁体の軸孔に挿入された中心電極が、中心電極の鍔部および頭部の周囲に充填されたガラスシールによって軸孔に固着される。頭部に接合するガラスシールの接合強度を向上させるため、頭部の頂面に凹みが形成される（特許文献１）。

特開平８−３１５９５４号公報

しかしながら近年のエンジンの高出力化等に伴い、スパークプラグに加えられる負荷や衝撃はより大きくなるので、耐衝撃性のさらなる向上が望まれる。

本発明は上述した要求に応えるためになされたものであり、耐衝撃性を向上できるスパークプラグを提供することを目的としている。

課題を解決するための手段および発明の効果

この目的を達成するために請求項１記載のスパークプラグによれば、絶縁体は、第１孔部と第１孔部より内径の大きい第２孔部とが段部を介して連なる軸孔を備え、中心電極は、絶縁体の段部に配置される鍔部と、鍔部から第２孔部側へ突出する頭部と、鍔部から第１孔部側へ延びる脚部とを備える。ガラスシールは、鍔部および頭部を第２孔部に固定する。頭部は頂面に凹みが形成され、頂面の外周の角を取った面取部が設けられる。

中心電極の中心軸と凹みの最深部とを含む断面または中心軸に平行な直線と凹みの最深部とを含む断面において、最深部と面取部とをそれぞれ結ぶ２本の直線が最深部で交わる角度は９０°以上である。頭部の角に面取部が設けられているので、頭部の角が取られていない場合に比べて、頭部と第２孔部との隙間にガラスシールを充填し易くできると共に、角をガラスシールの破壊の起点にさせ難くできる。よって、耐衝撃性を向上できる効果がある。

請求項２記載のスパークプラグによれば、第２孔部の内径ｄ１と頭部の外径ｄ２との差ｄ１−ｄ２は０．９ｍｍ以下である。第２孔部の内径ｄ１と頭部の外径ｄ２との差ｄ１−ｄ２が小さくなるにつれて、頭部と第２孔部との隙間にガラスシールが充填し難くなるが、頭部の角に面取部が設けられているので、それを防止できる。その結果、請求項１の効果に加え、第２孔部の内径と頭部の外径との差が０．９ｍｍ以下のスパークプラグであっても、頭部と第２孔部との隙間にガラスシールを充填し易くして強度を向上できると共に、ガラスシールを破壊し難くできる効果がある。

請求項３記載のスパークプラグによれば、第２孔部の内径ｄ１、頭部の外径ｄ２、頭部の軸方向の長さｈは、ｈ≧５／２×（ｄ１−ｄ２）の関係を満たす。第２孔部の内径ｄ１と頭部の外径ｄ２との差ｄ１−ｄ２が小さくなるにつれて、頭部と第２孔部との隙間にガラスシールが充填し難くなるが、頭部の角に面取部が設けられているので、それを防止できる。

その結果、請求項１又は２の効果に加え、ｈ≧５／２×（ｄ１−ｄ２）の関係を満たすスパークプラグであっても、頭部と第２孔部との隙間にガラスシールを充填し易くして強度を向上できると共に、ガラスシールを破壊し難くできる効果がある。

請求項４記載のスパークプラグによれば、面取部は頭部の外周面と凹みとに接し、面取部の値は０．１〜１ｍｍである。凹みの表面積を確保できるので、請求項１から３のいずれかの効果に加え、頭部に接合するガラスシールの接合強度を向上できる効果がある。

本発明の第１実施の形態におけるスパークプラグの断面図である。 中心電極の斜視図である。 図１の部分拡大図である。 第２実施の形態におけるスパークプラグの中心電極の斜視図である。 第３実施の形態におけるスパークプラグの部分拡大断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施の形態におけるスパークプラグ１０の中心軸Ｏを含む面で切断した断面図である。図１では、紙面下側をスパークプラグ１０の先端側、紙面上側をスパークプラグ１０の後端側という。図１に示すようにスパークプラグ１０は、主体金具２０、接地電極３０、絶縁体４０、中心電極５０、端子金具６０及び抵抗体７０を備えている。

主体金具２０は、内燃機関のねじ穴（図示せず）に固定される略円筒状の部材であり、中心軸Ｏに沿って貫通する貫通孔２１が形成されている。主体金具２０は導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。主体金具２０は、径方向の外側へ鍔状に張り出す座部２２と、座部２２より先端側の外周面に形成されたねじ部２３とを備えている。座部２２とねじ部２３との間に環状のガスケット２４が嵌め込まれている。ガスケット２４は、内燃機関のねじ穴にねじ部２３が嵌められたときに、主体金具２０と内燃機関（エンジンヘッド）との隙間を封止する。

接地電極３０は、主体金具２０の先端に接合される金属製（例えばニッケル基合金製）の電極母材３１と、電極母材３１の先端に接合されるチップ３２とを備えている。電極母材３１は、中心軸Ｏと交わるように中心軸Ｏへ向かって屈曲する棒状の部材である。チップ３２は、白金、イリジウム、ルテニウム、ロジウム等の貴金属またはこれらを主成分とする合金によって形成される柱状の部材であり、レーザ溶接によって中心軸Ｏと交わる位置に接合されている。

絶縁体４０は、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等により形成された略円筒状の部材であり、中心軸Ｏに沿って貫通する軸孔４１が形成されている。絶縁体４０は、主体金具２０の貫通孔２１に挿入され、外周に主体金具２０が固定されている。絶縁体４０は、先端および後端が、主体金具２０の貫通孔２１からそれぞれ露出している。

軸孔４１は、絶縁体４０の先端側に位置する断面が円形状の第１孔部４２と、第１孔部４２の後端に連なり後端側へ向かって拡径する段部４３と、段部４３の後端側に位置する断面が円形状の第２孔部４４とを備えている。第２孔部４４は、内径が、第１孔部４２の内径より大きく設定されている。

中心電極５０は、有底筒状に形成された電極母材の内部に、電極母材よりも熱伝導性に優れる芯材５４を埋設した棒状の電極である。芯材５４は銅または銅を主成分とする合金で形成されている。中心電極５０は、軸孔４１の段部４３に配置される鍔部５１と、中心軸Ｏに沿って鍔部５１から第２孔部４４側へ突出する頭部５２と、鍔部５１から中心軸Ｏに沿って第１孔部４２側へ延びる脚部５３とを備えている。

脚部５３は先端が第１孔部４２から露出し、チップ５５がレーザ溶接によって接合されている。チップ５５は、白金、イリジウム、ルテニウム、ロジウム等の貴金属またはこれらを主成分とする合金によって形成される柱状の部材であり、火花ギャップを介して接地電極３０のチップ３２と対向する。

端子金具６０は、高圧ケーブル（図示せず）が接続される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。端子金具６０の先端側は絶縁体４０の軸孔４１内に配置される。

抵抗体７０は、スパーク時に発生する電波ノイズを抑えるための部材であり、端子金具６０と中心電極５０との間の第２孔部４４内に配置されている。抵抗体７０と中心電極５０との間、抵抗体７０と端子金具６０との間に、導電性を有するガラスシール８０，９０がそれぞれ配置される。ガラスシール８０は抵抗体７０と中心電極５０とにそれぞれ接触し、ガラスシール９０は抵抗体７０と端子金具６０とにそれぞれ接触する。この結果、中心電極５０と端子金具６０とは、抵抗体７０とガラスシール８０，９０とを介して電気的に接続される。

ガラスシール８０，９０は、例えばガラス粒子と金属粒子（Ｃｕ，Ｆｅ等）とを１対１程度の比率で含んでいる。ガラス粒子としては、例えばＢ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＢａＯ−Ｂ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−ＣａＯ−ＢａＯ系などの材料が採用され得る。ガラスシール８０，９０は、比抵抗が、中心電極５０及び端子金具６０の比抵抗と抵抗体７０の比抵抗との間にある。よって、中心電極５０及び端子金具６０や抵抗体７０との接触抵抗を安定化させることができ、中心電極５０と端子金具６０との間の抵抗値を安定にできる。

スパークプラグ１０は、例えば、以下のような方法によって製造される。まず、絶縁体４０の第２孔部４４から中心電極５０を挿入する。中心電極５０は、脚部５３の先端にチップ５５が溶接されている。中心電極５０は段部４３に鍔部５１が支持され、先端部が軸孔４１の先端から外部に露出するように配置される。

次に、ガラスシール８０の原料粉末を第２孔部４４から入れて、鍔部５１及び頭部５２の周囲および後端側に充填する。圧縮用棒材（図示せず）を用いて、第２孔部４４に充填したガラスシール８０の原料粉末を予備圧縮する。成形されたガラスシール８０の原料粉末の成形体の上に、抵抗体７０の原料粉末を充填する。圧縮用棒材（図示せず）を用いて、第２孔部４４に充填した抵抗体７０の原料粉末を予備圧縮する。次いで、抵抗体７０の原料粉末の上に、ガラスシール９０の原料粉末を充填する。圧縮用棒材（図示せず）を用いて、第２孔部４４に充填したガラスシール９０の原料粉末を予備圧縮する。

その後、軸孔４１の後端側から端子金具６０の先端部６１を挿入して、先端部６１がガラスシール９０の原料粉末に接触するように端子金具６０を配置する。次いで、例えば各原料粉末に含まれるガラス成分の軟化点より高い温度まで加熱しつつ、端子金具６０の後端側に設けられた張出部６２の先端面が絶縁体４０の後端面に当接するまで端子金具６０を圧入して、先端部６１によってガラスシール８０、抵抗体７０及びガラスシール９０の原料粉末に軸方向の荷重を加える。この結果、各原料粉末が圧縮・焼結され、絶縁体４０の内部にガラスシール８０、抵抗体７０及びガラスシール９０が形成される。

次に、予め接地電極３０が接合された主体金具２０を絶縁体４０の外周に組み付ける。その後、接地電極３０の電極母材３１にチップ３２を溶接し、接地電極３０のチップ３２が中心電極５０のチップ５４と軸方向に対向するように電極母材３１を屈曲して、スパークプラグ１０を得る。

図２及び図３を参照して中心電極５０について説明する。図２は中心電極５０の斜視図であり、図３は図１のガラスシール８０付近の部分拡大図である。なお、図２では脚部５３の先端側の図示が省略されている。図２及び図３に示すように中心電極５０は、円盤状に形成される鍔部５１と、鍔部５１から脚部５３の反対側へ突出する円柱状の頭部５２とを備えている。頭部５２は、頂面（鍔部５１の反対側の面）に凹み５６が形成されている。

凹み５６は、逆円錐形に形成されており、中心電極５０の中心軸Ｏ上に最深部５７が位置する。頭部５２は、頂面の外周の角に全周に亘って面取部５８が設けられている。面取部５８は、頭部５２の外周の角を取って角を角面または丸面にするための部位である。凹み５６及び面取部５８は、頭部５２の冷間圧造加工時に設けられる。

図３に示すように面取部５８は、本実施の形態では、頭部５２の外周面５９と凹み５６とに接する丸みである。面取部５８の値（丸みを表す半径の大きさ）は０．１〜１ｍｍである。凹み５６は、面取部５８を介して頭部５２の外周面５９に接しており、面取部５８の値が０．１〜１ｍｍなので、頭部５２の頂面のほぼ全体に凹み５６を設けることができる。よって、凹み５６の表面積を確保できる。

中心電極５０の中心軸Ｏと凹み５６の最深部５７とを含む断面において、最深部５７と面取部５８とをそれぞれ結ぶ２本の直線Ｌ１，Ｌ２が最深部５７で交わる角度θは９０°以上に設定されている。直線Ｌ１，Ｌ２の交わる角度θが９０°以上なので、冷間圧造加工時に頭部５２の凹み５６にプレス工具を付着し難くできる。また、スパークプラグ１０の製造工程において、ガラスシール８０を凹み５６に充填させ易くすることができ、ガラスシール８０の接合強度を確保できる。

頭部５２の外周に面取部５８が設けられているので、スパークプラグ１０の製造工程において、ガラスシール８０の原料粉末を鍔部５１及び頭部５２の周りに充填するときに、面取部５８を設けない場合に比べて、原料粉末を頭部５２と第２孔部４４との隙間に流入させ易くできる。頭部５２と第２孔部４４との隙間の原料粉末の充填密度を向上できるので、原料粉末を圧縮・焼結した後のガラスシール８０の接合強度を確保できると共に、気密性や耐衝撃性も確保できる。頭部５２の外周の角に面取部５８が付けられているので、頭部５２の角が、焼結後のガラスシール８０の破壊の起点になることを抑制できる。よって、耐衝撃性を向上できる。

面取部５８（丸み）によって頭部５２の外周の角に丸面が作られているので、稜が作られない。よって、頭部５２の外周の角を角面にする面取りに比べて、ガラスシール８０に生じる応力を緩和できる。その結果、頭部５２に面取りを施すよりも、頭部５２に丸みを付けることによって、ガラスシール８０の破壊の起点になり難くできる。

ここで、面取部５８の値（丸みを表す半径の大きさ）が０．１ｍｍより小さくなると、面取部５８を設けた効果が得られなくなるおそれがある。また、面取部５８の分だけ頭部５２の表面積が小さくなるので、面取部５８の値が１ｍｍより大きくなると、ガラスシール８０の接合強度が低下するおそれがある。面取部５８の値を０．１〜１ｍｍに設定することにより、ガラスシール８０の接合強度を確保できると共に耐衝撃性を向上できる。なお、面取部５８の値（丸みを表す半径の大きさ）は、中心軸Ｏを含む頭部５２の断面をＳＥＭやＣＴスキャナ等によって観察し、画像解析等を行うことによって求められる。

頭部５２に面取部５８を設けるのは、絶縁体４０に形成された第２孔部４４の内径ｄ１と中心電極５０の頭部５２の外径ｄ２との差ｄ１−ｄ２が０．９ｍｍ以下に設定されるスパークプラグ１０に好適である。スパークプラグ１０の製造工程において、差ｄ１−ｄ２が小さくなるにつれて（特に差ｄ１−ｄ２が０．９ｍｍ以下になると）、頭部５２と第２孔部４４との隙間にガラスシール８０の原料粉末が流入し難くなるが、面取部５８によってこれを抑制できるからである。

また、差ｄ１−ｄ２が小さくなるにつれて（特に差ｄ１−ｄ２が０．９ｍｍ以下になると）、頭部５２と第２孔部４４との間のガラスシール８０が薄くなるので、頭部５２が破壊の起点になってガラスシール８０に生じたクラックが絶縁体４０に伝搬し易くなるが、面取部５８によってクラックの発生自体を抑制できるからである。なお、差ｄ１−ｄ２は０．１ｍｍ以上が好ましい。差ｄ１−ｄ２が０．１ｍｍ未満になると、頭部５２と第２孔部４４との隙間にガラスシール８０の原料粉末が流入し難くなるからである。

また、頭部５２に面取部５８を設けるのは、第２孔部４４の内径ｄ１、頭部５２の外径ｄ２、頭部５２の軸方向の長さｈがｈ≧５／２×（ｄ１−ｄ２）の関係を満たすスパークプラグ１０に好適である。（ｄ１−ｄ２）／２は第２孔部４４と頭部５２の外周面５９との隙間の大きさを示すので、ｈ≧５／２×（ｄ１−ｄ２）の関係を満たすのは、頭部５２の長さｈが、その隙間の大きさの５倍以上の場合である。スパークプラグ１０の製造工程において、差ｄ１−ｄ２が小さく且つ長さｈが長くなるにつれて、頭部５２と第２孔部４４との隙間にガラスシール８０の原料粉末が充填され難くなるが、面取部５８によってこれを抑制できるからである。

次に図４を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、頭部５２の頂面のほぼ全体に凹み５６が形成される場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、頭部５２の頂面１０１の一部に凹み１０２が形成される場合について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

図４は第２実施の形態におけるスパークプラグの中心電極１００の斜視図である。図４では脚部５３の先端側の図示が省略されている。中心電極１００は、第１実施の形態で説明した中心電極５０に代えてスパークプラグ１０に配置される。

図４に示すように中心電極１００は、中心軸Ｏに直交する平面である頂面１０１の中央に凹み１０２が形成されている。凹み１０２は、逆四角錐形に形成されており、中心電極１００の中心軸Ｏ上に最深部１０３が位置する。頭部５２は、頂面１０１の外周の角に全周に亘って面取部１０４が設けられている。

面取部１０４は、本実施の形態では、頭部５２の頂面１０１と外周面５９とに接する面取りである。面取部１０４（円錐状の傾斜面）によって、頂面１０１の外周の角が斜めに取られている。面取部１０４の値は０．１〜１ｍｍに設定される。面取部１０４（面取り）の値は、中心軸Ｏを含む断面において、外周面５９に平行な、面取部１０４に接する直線と外周面５９との距離である。中心軸Ｏを含む断面における面取部１０４と外周面５９との角度は、本実施の形態では略４５°であるが、これに限られるものではなく適宜設定できる。なお、面取部１０４の値は、中心軸Ｏを含む頭部５２の断面をＳＥＭやＣＴスキャナ等によって観察し、画像解析等を行うことによって求められる。

凹み１０２は、第１実施の形態と同様に、中心電極１００の中心軸Ｏと凹み１０２の最深部１０３とを含む断面（凹み１０２の稜を含む断面）において、最深部１０３と面取部１０４とをそれぞれ結ぶ２本の直線（図示せず）が最深部１０３で交わる角度θが９０°以上に設定されている。本実施の形態のように、断面の位置によって角度θが変わる場合には、角度θが最も大きくなる断面における角度θを採用する。その結果、第１実施の形態で説明した作用効果と同様の作用効果が得られる。さらに、頭部５２の頂面１０１と外周面５９とに接する位置に面取部１０４が形成されているので、凹み１０２の大きさを適宜設定することができ、中心電極１００の設計の自由度を向上できる。

次に図５を参照して第３実施の形態について説明する。第１実施の形態では、頭部５２に逆円錐形の凹み５６が形成される場合について説明した。これに対し第３実施の形態では、中心電極１１１の頭部５２に半球形の１１２が形成される場合について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図５は第３実施の形態におけるスパークプラグ１１０の中心軸Ｏを含む部分拡大断面図である。スパークプラグ１１０は、中心電極１１１が、第１実施の形態で説明したスパークプラグ１０の中心電極５０に代えて配置されている。

図５に示すようにスパークプラグ１１０は、中心電極１１１は、頭部５２の頂面（鍔部５１の反対側の面）に凹み１１２が形成されている。凹み１１２は、逆半円形に形成されており、中心電極１１１の中心軸Ｏ上に最深部１１３が位置する。頭部５２は、頂面の外周の角に全周に亘って面取部１１４が設けられている。

面取部１１４は、頭部５２の外周面５９と凹み１１２とに接する丸みである。面取部５８の値（丸みを表す半径の大きさ）は０．１〜１ｍｍである。中心電極１１１の中心軸Ｏと凹み１１２の最深部１１３とを含む断面において、最深部１１３と面取部１１４とをそれぞれ結ぶ２本の直線Ｌ１，Ｌ２が最深部１１３で交わる角度θは９０°以上に設定されている。スパークプラグ１１０は頭部５２の外周に面取部１１４が設けられているので、第１実施の形態と同様の作用効果を実現できる。

本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
第１実施の形態で説明したスパークプラグ１０において、面取部５８（丸み）の値が異なる供試体を作成した。これらの供試体は、第２孔部４４の内径ｄ１＝３．０ｍｍ、頭部５２の外径ｄ２＝２．２ｍｍ、頭部５２の軸方向の長さｈ＝１．２ｍｍ、直線Ｌ１，Ｌ２の交わる角度θ＝１３０°に設定した。なお、面取部５８（丸み）の値は、２．０ｍｍ、１．５ｍｍ、１．０ｍｍ、０．５ｍｍ、０．１ｍｍ、０ｍｍ（丸み無し）の６種とした。

これらの供試体について、ＪＩＳ Ｂ８０３１（２００６年版）に準拠した耐衝撃性試験を行った。試験は振動振幅２２ｍｍの衝撃を毎分４００回の割合で各供試体に３０分間加え、試験前後の中心電極と接地電極との間の絶縁抵抗を測定した。試験前の抵抗値に対する試験後の抵抗値の増加率が５％未満を「優れている（○）」、５％以上１５％未満を「やや劣っている（△）」、１５％以上を「劣っている（×）」と評価した。表１は丸みの値（単位：ｍｍ）と評価との関係を示す表である。試験後の抵抗値の増加は、ガラスシール８０と頭部５２との接合やガラスシール８０等に異常があることを示している。

表１に示すように、面取部５８（丸み）の値を０．１〜１．０ｍｍにすることにより、試験前の抵抗値に対する試験後の抵抗値の増加率を５％未満にすることができた。なお、面取部５８（丸み）の値が２．０ｍｍの供試体の抵抗値の増加率が１５％以上になったのは、面取部５８の大きさに起因して頭部５２の表面積が低下し、頭部５２とガラスシール８０との接合力が低下したことが原因ではないかと推察している。

＜実施例２＞
第１実施の形態で説明したスパークプラグ１０において、面取部５８（丸み）の値が異なる供試体を作成した。これらの供試体は、第２孔部４４の内径ｄ１＝３．９ｍｍ、頭部５２の外径ｄ２＝２．９ｍｍ、頭部５２の軸方向の長さｈ＝１．５ｍｍ、直線Ｌ１，Ｌ２の交わる角度θ＝１３０°に設定した。なお、面取部５８（丸み）の値は、２．０ｍｍ、１．５ｍｍ、１．０ｍｍ、０．５ｍｍ、０．１ｍｍ、０ｍｍ（丸み無し）の６種とした。

これらの供試体について、実施例１で行ったのと同じ耐衝撃性試験を行った。試験結果は実施例１と同様であり、面取部５８（丸み）の値を０．１〜１．０ｍｍにすることにより、試験前の抵抗値に対する試験後の抵抗値の増加率を５％未満にすることができた。

＜実施例３＞
第２実施の形態で説明したスパークプラグにおいて、面取部１０４（面取り）の値が異なる供試体を作成した。これらの供試体は、第２孔部４４の内径ｄ１＝３．０ｍｍ、頭部５２の外径ｄ２＝２．２ｍｍ、頭部５２の軸方向の長さｈ＝１．２ｍｍ、直線Ｌ１，Ｌ２の交わる角度θ＝９０°に設定した。なお、面取部１０４の面取りの角度は４５°、面取りの値は、２．０ｍｍ、１．５ｍｍ、１．０ｍｍ、０．５ｍｍ、０．１ｍｍ、０ｍｍ（面取り無し）の６種とした。

これらの供試体について、実施例１で行ったのと同じ耐衝撃性試験を行った。試験結果は実施例１と同様であり、面取部１０４（面取り）の値を０．１〜１．０ｍｍにすることにより、試験前の抵抗値に対する試験後の抵抗値の増加率を５％未満にすることができた。

＜実施例４＞
第１実施の形態で説明したスパークプラグ１０において、頭部５２の軸方向の長さｈが異なる供試体を作成した。これらの供試体は、第２孔部４４の内径ｄ１＝３．０ｍｍ、頭部５２の外径ｄ２＝２．２ｍｍ、直線Ｌ１，Ｌ２の交わる角度θ＝１３０°、面取部５８（丸み）の値は０．５ｍｍに設定した。なお、頭部５２の軸方向の長さｈは０．８ｍｍ、１．２ｍｍ、１．６ｍｍ、２．０ｍｍ、２．４ｍｍ、２．８ｍｍの６種とした。

これらの供試体について、実施例１で行ったのと同じ耐衝撃性試験を行った。表２はｈ（単位：ｍｍ）と評価との関係を示す表である。

表２に示すように、長さｈが０．８〜２．８ｍｍの全ての供試体において、試験前の抵抗値に対する試験後の抵抗値の増加率を５％未満にすることができた。

＜比較例＞
面取部５８を設けない以外は実施例４と同様にして、比較例における供試体を作成した。これらの供試体について、実施例１で行ったのと同じ耐衝撃性試験を行った。表３はｈ（単位：ｍｍ）と評価との関係を示す表である。

表３に示すように、長さｈが０．８〜１．６ｍｍの供試体において、試験前の抵抗値に対する試験後の抵抗値の増加率を５％未満にすることができた。しかし、長さｈが２．０〜２．８ｍｍの供試体は、試験前の抵抗値に対する試験後の抵抗値の増加率が１５％以上であった。抵抗値の増加率が１５％以上となった長さｈ＝２．０〜２．８ｍｍの供試体は、ｈ＝ｎ／２×（ｄ１−ｄ２）の関係式においてｎ＝５，６，７の値を示す。上記の関係式においてｎ≧５の場合は、面取部５８が設けられないと、頭部５２と第２孔部４４との隙間にガラスシール８０が形成され難くなるので、耐衝撃性が低下するものと推察される。実施例４によれば、上記の関係式においてｎ≧５の場合であっても、面取部５８を設けることにより耐衝撃性を向上できることが明らかになった。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、凹み５６，１０２，１１２や面取部５８，１０４，１１４の形状や大きさは一例であり適宜設定できる。凹み５６，１０２，１１２の形状は逆円錐形、逆四角錐形、逆半球形に限らない。

上記各実施の形態では、中心電極５０，１００，１１１の鍔部５１の外径よりも頭部５２の外径が小さい場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、鍔部５１の外径と頭部５２の外径とを等しくすることは当然可能である。この場合も頭部５２に面取部５８，１０４，１１４を設けることによって、上記各実施の形態と同様の作用効果を実現できる。

上記各実施の形態では、抵抗体７０が絶縁体４０に内蔵されるスパークプラグ１０，１１０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。抵抗体７０を内蔵しないスパークプラグに上記各実施の形態を適用することは当然可能である。中心電極５０，１００，１１１がガラスシール８０によって固定されていれば、上記各実施の形態と同様の作用効果を実現できるからである。

上記各実施の形態では、凹み５６，１０２，１１２の最深部５７，１０３，１１３がスパークプラグ１０，１１０の中心軸Ｏ上に位置する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。凹み５６，１０２，１１２の最深部５７，１０３，１１３がスパークプラグ１０，１１０の中心軸Ｏ上に存在しなくても良いのは当然である。この場合には、角度θは、凹み５６，１０２，１１２の最深部５７，１０３，１１３を通る、中心軸Ｏに平行な直線を考え、この直線と最深部５７，１０３，１１３とを含む断面において、最深部５７，１０３，１１３と面取部５８，１０４，１１４とをそれぞれ結ぶ２本の直線Ｌ１，Ｌ２が最深部５７，１０３，１１３で交わる角度とする。

なお、上記の各実施形態は、それぞれ、他の実施形態が有する構成の一部または複数部分を、その実施形態に追加し或いはその実施形態の構成の一部または複数部分と交換等することにより、その実施形態を変形して構成するようにしても良い。例えば、第２実施の形態で説明した頭部５２の頂面１０１の中央に凹み１０２が形成される構成を、第１実施の形態や第３実施の形態の凹み５６，１１２に採用することは当然可能である。また、第２実施の形態で説明した面取部１０４（面取り）と、第１実施の形態や第３実施の形態で説明した面取部５８，１１４（丸み）とを交換することは当然可能である。

１０，１１０ スパークプラグ
４０ 絶縁体
４１ 軸孔
４２ 第１孔部
４３ 段部
４４ 第２孔部
５０，１００，１１１ 中心電極
５１ 鍔部
５２ 頭部
５３ 脚部
５６，１０２，１１２ 凹み
５７，１０３，１１３ 最深部
５８，１０４，１１４ 面取部
５９ 外周面
８０ ガラスシール
１０１ 頂面
ｄ１ 内径
ｄ２ 外径
ｈ 長さ
Ｌ１，Ｌ２ 直線
Ｏ 中心軸
θ 角度

Claims (4)

1. 第１孔部と当該第１孔部より内径の大きい第２孔部とが段部を介して連なる軸孔を備える絶縁体と、
   前記絶縁体の前記段部に配置される鍔部と、前記鍔部から前記第２孔部側へ突出する頭部と、前記鍔部から前記第１孔部側へ延びる脚部とを備える中心電極と、
   前記鍔部および前記頭部を前記第２孔部に固定するガラスシールとを備えるスパークプラグにおいて、
   前記頭部は、頂面に形成される凹みと、前記頂面の外周の角を取った面取部とを備え、
   前記中心電極の中心軸と前記凹みの最深部とを含む断面または前記中心軸に平行な直線と前記凹みの最深部とを含む断面において、前記最深部と前記面取部とをそれぞれ結ぶ２本の直線が前記最深部で交わる角度は９０°以上であることを特徴とするスパークプラグ。
2. 前記第２孔部の内径ｄ１と前記頭部の外径ｄ２との差ｄ１−ｄ２は０．９ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のスパークプラグ。
3. 前記第２孔部の内径ｄ１、前記頭部の外径ｄ２、前記頭部の軸方向の長さｈは、
   ｈ≧５／２×（ｄ１−ｄ２）の関係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。
4. 前記面取部は、前記頭部の外周面と前記凹みとに接し、
   前記面取部の値は０．１〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスパークプラグ。

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