JP2008077838A - 内燃機関用のスパークプラグ及びその製造方法 - Google Patents

内燃機関用のスパークプラグ及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】高着火性を確保すると共に要求電圧を低減した長寿命の内燃機関用のスパークプラグを提供すること。
【解決手段】放電ギャップを形成して対向配置された中心電極２と接地電極３とを有する内燃機関用のスパークプラグ１。中心電極２と接地電極３とには、それぞれの対向面に貴金属チップ２１、３１が固定されている。接地電極３側の貴金属チップ２は、接地電極母材３０の表面から０．３ｍｍ以上突出している。中心電極２側の貴金属チップ２１と接地電極３側の貴金属チップ３１との少なくとも一方は、軸方向に直交する断面の面積が先端面の面積よりも大きい部分を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車エンジン等の内燃機関用のスパークプラグ及びその製造方法に関する。
従来より、互いの間に放電ギャップを形成して対向配置された中心電極と接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記中心電極と上記接地電極とには、それぞれの対向面に貴金属チップが固定されたものがある（特許文献１）。そして、貴金属チップの断面積を小さくすることにより、放電ギャップにおいて生成した火炎核の成長を阻害し難い構成として、高着火性を確保している。
しかしながら、近年、エンジンの高圧縮比、高過給化等に伴い、貴金属チップの消耗が増大し、単位時間当たりの放電ギャップの拡大量が大きくなる。それ故、貴金属チップが細いと、その消耗に伴う放電ギャップの拡大は促進され、また、熱伝導による貴金属チップの放熱が不充分となりやすく、消耗が激しくなるおそれがある。
また、放電ギャップ近傍においてガスの流速が速くなり、火花が流され易くなり、放電し難くなるおそれがある。
その結果、要求電圧が高くなってしまい、寿命が短くなってしまうという問題がある。
また、プラス極性である接地電極の貴金属チップが細いと、飛火範囲が狭くなるという問題もある。
また、要求電圧を低減するために、放電ギャップを縮小する、貴金属チップを太くするといった方法が考えられるが、これらの手法によると、着火性が低下してしまうという問題が生じる。
特開２００２−１８４５５１号公報
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、高着火性を確保すると共に要求電圧を低減した長寿命の内燃機関用のスパークプラグを提供しようとするものである。
第１の発明は、互いの間に放電ギャップを形成して対向配置された中心電極と接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグであって、
上記中心電極と上記接地電極とには、それぞれの対向面に貴金属チップが固定されており、
上記接地電極側の貴金属チップは、接地電極母材の表面から０．３ｍｍ以上突出しており、
上記中心電極側の貴金属チップと上記接地電極側の貴金属チップとの少なくとも一方は、軸方向に直交する断面の面積が先端面の面積よりも大きい部分を有することを特徴とする内燃機関用のスパークプラグにある（請求項１）。
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記内燃機関用のスパークプラグにおいては、上記中心電極側の貴金属チップと上記接地電極側の貴金属チップとの少なくとも一方に、軸方向に直交する断面の面積が先端面の面積よりも大きい部分を有する。そのため、上記貴金属チップを、先端部分を細くしつつ、他の部分を太くした形状とすることができる。これにより、高着火性を確保しつつ、要求電圧の低減を図ることができる。
即ち、貴金属チップの先端部分を細くすることにより、放電ギャップにおける火炎核の成長を阻害することを防ぎ、高着火性を確保することができる。また、他の部分を太くすることにより、母材側への熱伝導を向上させることができ、貴金属チップの消耗を抑制することができる。また、断面積の大きい部分を有することにより、単位時間当たりの貴金属チップの消耗長さを低減することができる。その結果、放電ギャップの拡大を抑制し、要求電圧の低減を図ることができ、寿命を長くすることができる。
また、貴金属チップの先端部が消耗すると、断面積の大きい部分が先端面として現れることとなるため、飛火範囲が拡大することとなる。それ故、放電ギャップが拡大した分、飛火範囲が拡大し、要求電圧の上昇を抑制することができる。
一方、耐久前の状態においては、貴金属チップの先端面の面積が小さいため、放電ギャップが小さくても、火炎核の成長を阻害し難く、高着火性を確保することができる。
また、上記接地電極側の貴金属チップは、接地電極母材の表面から０．３ｍｍ以上突出しているため、上述の着火性向上の効果を充分に発揮することができる。
以上のごとく、本発明によれば、高着火性を確保すると共に要求電圧を低減した長寿命の内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
第２の発明は、互いの間に放電ギャップを形成して対向配置された中心電極と接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグであって、
上記中心電極と上記接地電極とには、それぞれの対向面に貴金属チップが固定されており、
上記接地電極側の貴金属チップは、接地電極母材の表面から０．３ｍｍ以上突出しており、少なくとも接地電極母材側の端部に、先端面側から上記接地電極母材側に向かって断面積が大きくなる形状のテーパ部を有しており、
かつ、上記接地電極側の貴金属チップは、レーザ溶接により形成された溶融部を介して上記接地電極母材に接合されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグにある（請求項１６）。
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記接地電極側の貴金属チップは、接地電極母材側の端部に上記テーパ部を有している。これにより、貴金属チップの先端部分を細く、根元部分を太くすることができる。それ故、上記第１の発明と同様に、高着火性を確保しつつ、要求電圧の低減を図ることができる。
また、上記テーパ部を設けることにより、接地電極母材と貴金属チップとの溶接の際に、貴金属チップのえぐれを抑制することができる。これにより、貴金属チップの接地電極母材への熱伝導を確保し、貴金属チップの消耗を抑制することができる。その結果、要求電圧の低減を図ることができ、長寿命化を図ることができる。また、えぐれの抑制により、貴金属チップと接地電極母材との接合信頼性を確保することもできる。
また、上記接地電極側の貴金属チップは、接地電極母材の表面から０．３ｍｍ以上突出しているため、上述の着火性向上の効果を充分に発揮することができる。
以上のごとく、本発明によれば、高着火性を確保すると共に要求電圧を低減した長寿命の内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
第３の発明は、互いの間に放電ギャップを形成して対向配置された中心電極と接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグの製造方法であって、
上記接地電極における上記中心電極との対向面に貴金属チップを接合するにあたり、
軸方向長さが０．３ｍｍ以上であると共に少なくとも接地電極母材側の端部に該接地電極母材側に向かうに従って断面積が大きくなるテーパ部を有する貴金属チップを、上記接地電極母材の表面に配置し、上記接地電極母材と上記貴金属チップとの界面近傍にレーザ光を照射することにより、上記接地電極母材に上記貴金属チップを溶接することを特徴とする内燃機関用のスパークプラグの製造方法（請求項２７）。
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記製造方法においては、上記テーパ部を有する貴金属チップを接地電極母材にレーザ溶接する。それ故、貴金属チップの先端部分を細く、接地電極側の端部を太くした状態で、接合することができる。それ故、上記第１の発明と同様に、高着火性を確保しつつ、要求電圧の低減を図ることができる。
また、貴金属チップの根元部分に上記テーパ部を配し、この部分において溶接するため、上記第２の発明に示したように、えぐれを抑制し、貴金属チップの接地電極母材への熱伝導を確保し、貴金属チップの消耗を抑制することができる。その結果、要求電圧の低減を図ることができ、長寿命化を図ることができる。また、えぐれの抑制により、貴金属チップと接地電極母材との接合信頼性を確保することもできる。
また、上記接地電極側の貴金属チップは、接地電極母材の表面から０．３ｍｍ以上突出することとなるため、上述の着火性向上の効果を充分に発揮することができる。
以上のごとく、本発明によれば、高着火性を確保すると共に要求電圧を低減した長寿命の内燃機関用のスパークプラグの製造方法を提供することができる。
上記第１〜第３の発明において、上記内燃機関用のスパークプラグは、例えば、自動車、コージェネレーション、ガス圧送用ポンプ等における着火手段として用いることができる。
また、上記接地電極母材の表面からの上記貴金属チップの突出量が０．３ｍｍ未満である場合には、高着火性を確保することが困難となるおそれがある。即ち、上記突出量が０．３ｍｍ未満の場合には、放電ギャップにおいて形成された火炎核が、接地電極母材に接触しやすく、火炎核の成長を阻害するおそれがある。
次に、第１の発明（請求項１）において、上記接地電極側の貴金属チップは、軸方向に直交する断面積が互いに異なる複数の部位からなり、該複数の部位のうち最も断面積の小さい最小断面積部が先端部に形成されているものであってもよい（請求項２）。
この場合にも、高着火性を確保すると共に要求電圧を低減した長寿命の内燃機関用のスパークプラグの製造方法を提供することができる。
また、上記最小断面積部の断面積および上記中心電極側の貴金属チップの断面積は、いずれも０．１〜０．６ｍｍ2であることが好ましい（請求項３）。
この場合には、高着火性の確保と要求電圧の低減を充分に図ることができる。
上記断面積が０．１ｍｍ2未満の場合には、貴金属チップの先端部がヒートスポットとなり、異常消耗を招くおそれがあり、要求電圧の上昇に繋がるおそれがある。一方、上記断面積が０．６ｍｍ2を超える場合には、高着火性を確保することが困難となるおそれがある。
また、上記放電ギャップの大きさをＧ、上記最小断面積部の軸方向長さをｈとしたとき、Ｇ≧０．５ｍｍ、Ｇ＋ｈ≧０．８ｍｍであることが好ましい（請求項４）。
この場合には、充分に高着火性を確保することができる。
Ｇ＜０．５ｍｍの場合、又はＧ＋ｈ＜０．８ｍｍの場合には、貴金属チップが火炎核の成長を妨げ、高着火性を確保することが困難となるおそれがある。
また、上記最小断面積部の軸方向長さは、０．２ｍｍ以上であることが好ましい（請求項５）。
この場合には、高着火性を充分に確保することができる。
上記軸方向長さが０．２ｍｍ未満の場合には、上記最小断面積部を形成した効果が充分に得られず、高着火性を確保することが困難となるおそれがある。
また、上記接地電極側の貴金属チップにおける上記最小断面積部に隣接する第２断面積部の断面積は、１．１３ｍｍ2以下であることが好ましい（請求項６）。
この場合には、高着火性を充分に確保することができる。
上記断面積が１．１３ｍｍ2を超える場合には、上記第２段面積部による火炎の冷却損失が増大し、高着火性を維持することが困難となるおそれがある。
また、上記最小断面積部の軸方向長さは、０．８ｍｍ以下であることが好ましい（請求項７）。
この場合には、要求電圧を抑制し、長寿命のスパークプラグを得ることができる。
上記軸方向長さが０．８ｍｍを超える場合には、上記最小断面積部の消耗により放電ギャップが拡大しやすく、早期に要求電圧が許容範囲を超えてしまい、長寿命を確保することが困難となるおそれがある。
また、上記接地電極側の貴金属チップにおける上記最小断面積部に隣接する第２断面積部の断面積は、上記中心電極側の貴金属チップの断面積よりも大きいことが好ましい（請求項８）。
この場合には、上記最小断面積部が消耗しても、飛火範囲が充分に大きくなるため、要求電圧を充分に低減することができる。
また、上記接地電極側の貴金属チップは、少なくとも先端部にテーパ部を有していることが好ましい（請求項９）。
この場合には、より効果的に、高着火性を確保すると共に要求電圧を低減した長寿命の内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
即ち、貴金属チップの先端部にテーパ部を有することにより、貴金属チップが消耗するにつれて、貴金属チップの先端面の面積が大きくなる。それ故、放電ギャップの拡大量が徐々に小さくなる。その結果、要求電圧の上昇を抑制し、長寿命化を図ることができる。更に、貴金属チップの先端面の面積が大きくなることにより、飛火範囲が拡大され、要求電圧低減効果を得ることができる。
また、上記接地電極側の貴金属チップの先端面の面積および上記中心電極側の貴金属チップの断面積は、いずれも０．１〜０．６ｍｍ2であることが好ましい（請求項１０）。
この場合には、高着火性の確保と要求電圧の低減を充分に図ることができる。
また、上記放電ギャップの大きさをＧｍｍ、上記テーパ部における対角位置のテーパ面同士のなす角度をθ１°としたとき、Ｇ≧０．５であり、かつ、Ｇ＜０．６の場合にはθ１≦｛１００＋２００（Ｇ−０．５）｝を満たし、Ｇ≧０．６の場合にはθ１≦１２０を満たすことが好ましい（請求項１１）。
この場合には、充分に高着火性を確保することができる。
Ｇ＜０．５ｍｍの場合には、火炎の冷却損失を抑制することが困難となり、高着火性を維持することが困難となるおそれがある。
また、Ｇ≧０．５ｍｍであっても、Ｇ＜０．６のときにθ１＞｛１００＋２００（Ｇ−０．５）｝となる場合、或いは、Ｇ≧０．６のときにはθ１＞１２０となる場合には、貴金属チップの先端部による火炎の冷却損失を充分に抑制することが困難となり、高着火性を確保することが困難となるおそれがある。
また、上記テーパ部における対角位置のテーパ面同士のなす角度は、１００°以下であることが好ましい（請求項１２）。
この場合には、高着火性を充分に確保することができる。
上記角度が１００°を超える場合には、火炎の冷却損失を充分に抑制できず、高着火性を得ることが困難となるおそれがある。
また、上記接地電極側の貴金属チップにおける上記テーパ部以外の部分の断面積は、０．９５ｍｍ2以下であることが好ましい。
この場合には、高着火性を充分に確保することができる。
上記断面積が０．９５ｍｍ2を超える場合には、上記テーパ部以外の部分による火炎の冷却損失が増大し、高着火性を充分に確保することが困難となるおそれがある。
また、上記テーパ部における対角位置のテーパ面同士のなす角度は、２０°以上であることが好ましい（請求項１４）。
この場合には、要求電圧の上昇を充分に抑制し、長寿命のスパークプラグを得ることができる。
上記角度が２０°未満の場合には、貴金属チップの消耗が早くなり、充分な寿命が得られないおそれがある。
また、上記貴金属チップは、上記中心電極母材又は上記接地電極母材にレーザ溶接によって固定されていることが好ましい（請求項１５）。
この場合には、上記中心電極母材又は上記接地電極母材と、上記貴金属チップとの間に、互いの材料が溶融しあった溶融部が形成される。そして、この溶融部は、母材と貴金属チップとの間の線膨張係数を有することとなる。それ故、母材と貴金属チップとの間に生ずる熱応力を低減して、貴金属チップの接合信頼性を向上させることができる。
次に、上記第２の発明（請求項１６）において、上記接地電極側の貴金属チップの先端面の面積および中心電極側の貴金属チップの断面積は、いずれも０．１〜０．６ｍｍ2であることが好ましい（請求項１７）。
この場合には、高着火性の確保と要求電圧の低減を充分に図ることができる。
また、上記テーパ部における対角位置のテーパ面同士のなす角度は、７°以上であることが好ましい（請求項１８）。
この場合には、レーザ溶接による貴金属チップのえぐれを充分に抑制することができる。
上記角度が７°未満の場合には、レーザ溶接により、貴金属チップの根元部分にえぐれが生じるおそれがある。
また、上記貴金属チップは、円錐台形状を有することが好ましい（請求項１９）。
この場合には、上記貴金属チップを接地電極母材にレーザ溶接する際に、貴金属チップの軸を中心に回転させながらレーザ光を接合部に照射することにより、レーザ照射の焦点を一定に保つことができ、全周略均一な溶融部を形成することが可能となる。
また、上記放電ギャップの大きさをＧｍｍ、上記テーパ部における対角位置のテーパ面同士のなす角度をθ２°としたとき、Ｇ≧０．５であり、かつ、Ｇ＜０．６の場合にはθ２≦｛１００＋２００（Ｇ−０．５）｝を満たし、Ｇ≧０．６の場合にはθ２≦１２０を満たすことが好ましい（請求項２０）。
この場合には、充分に高着火性を確保することができる。
Ｇ＜０．５の場合には、火炎の冷却損失を抑制することが困難となり、高着火性を維持することが困難となるおそれがある。
また、Ｇ≧０．５であっても、Ｇ＜０．６のときにθ２＞｛１００＋２００（Ｇ−０．５）｝となる場合、或いは、Ｇ≧０．６のときにθ２＞１２０となる場合には、貴金属チップの先端部による火炎の冷却損失を充分に抑制することが困難となり、高着火性を確保することが困難となるおそれがある。
また、上記テーパ部における対角位置のテーパ面同士のなす角度は、１００°以下であることが好ましい（請求項２１）。
この場合には、高着火性を充分に確保することができる。
上記角度が１００°を超える場合には、火炎の冷却損失を充分に抑制できず、高着火性を得ることが困難となるおそれがある。
また、上記テーパ部における対角位置のテーパ面同士のなす角度は、２０°以上であることが好ましい（請求項２２）。
この場合には、要求電圧の上昇を充分に抑制し、長寿命のスパークプラグを得ることができる。
上記角度が２０°未満の場合には、貴金属チップの消耗が早くなり、充分な寿命が得られないおそれがある。
次に、上記第１、第２の発明において、上記中心電極側の貴金属チップは、融点が１９００℃以上の貴金属または貴金属合金からなり、上記接地電極側の貴金属チップは、融点が１７００℃以上の貴金属または貴金属合金からなることが好ましい（請求項２３）。
この場合には、貴金属チップの消耗を抑制し、長寿命のスパークプラグを得ることが可能となる。特に、一般にマイナス電極となり火花による溶融、飛散による消耗が多い中心電極側の貴金属チップの融点を高くすることにより、効果的に長寿命化を実現することができる。
また、上記中心電極側の貴金属チップは、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕのいずれかを５０重量％以上含有する合金からなり、上記接地電極側の貴金属チップはＰｔ、Ｒｈのいずれかを５０重量％以上含有する合金からなることが好ましい（請求項２４）。
この場合には、より効果的に貴金属チップの消耗を抑制し、長寿命のスパークプラグを得ることが可能となる。特に、火花による溶融、飛散による消耗が多い中心電極側の貴金属チップに、融点のより高いＩｒ、Ｒｈ、Ｒｕのいずれかを５０重量％以上含有させ、高温酸化揮発消耗が多い接地電極側の貴金属チップに、高温酸化揮発特性に優れたＰｔ、Ｒｈのいずれかを５０重量％以上含有させることにより、効果的に長寿命を実現することができる。
また、上記接地電極側の貴金属チップは、該貴金属チップと上記接地電極母材との中間の線膨張係数を有する材料を介して、上記接地電極母材に接合されていることが好ましい（請求項２５）。
この場合には、貴金属チップと接地電極母材との間において熱応力を低減することができ、貴金属チップの接合信頼性を向上させることができる。
また、上記放電ギャップの大きさは、１．２ｍｍ以下であることが好ましい（請求項２６）。
この場合には、放電ギャップの拡大が殆どない初期の段階において貴金属チップのエッジ部分が消耗しても、要求電圧の許容電圧に対して余裕があり、その後、放電ギャップが拡大するにしたがって、本発明の効果が発揮されて要求電圧上昇を抑制し、要求電圧が許容限界を超えることを防ぐことができる。
逆に、上記放電ギャップの大きさが１．２ｍｍを超える場合には、放電ギャップの拡大が殆どない状態でも、貴金属チップのエッジ部分が消耗して要求電圧が上昇した時点で、許容限界に対して余裕がない状態となってしまい、長寿命を確保することが困難となる。即ち、初期の放電ギャップが大きすぎるために、初期の要求電圧が高く、ギャップ拡大による本発明の作用効果を発揮する前に、要求電圧が許容限界を超えてしまうおそれがある。
次に、上記第３の発明（請求項２７）において、上記レーザ光は、上記接地電極母材の表面に対して斜めの角度から照射し、上記接地電極母材と上記貴金属チップとが互いに溶け合った溶融部を形成することが好ましい（請求項２８）。
この場合には、上記接地電極母材と上記貴金属チップとの溶融状態にばらつきの少ない上記溶融部を容易に形成することができる。
また、上記レーザ光は、上記貴金属チップのテーパ部に対して略直交する方向から照射することが好ましい（請求項２９）。
この場合には、上記溶融部における上記接地電極母材と上記貴金属チップとの溶融状態のばらつきを、より少なくすることができる。
（実施例１）
本発明の実施例にかかる内燃機関用のスパークプラグにつき、図１、図２を用いて説明する。
本例の内燃機関用のスパークプラグ１は、図１、図２に示すごとく、互いの間に放電ギャップを形成して対向配置された中心電極２と接地電極３とを有する。
中心電極２と接地電極３とには、それぞれの対向面に貴金属チップ２１、３１が固定されている。
上記接地電極３側の貴金属チップ３１は、接地電極母材３０の表面から０．３ｍｍ以上突出している。即ち、図２における突出量Ｈが、Ｈ≧０．３ｍｍである。
また、図２に示すごとく、接地電極３側の貴金属チップ３１は、軸方向に直交する断面の面積が先端面３１１の面積よりも大きい部分を有する。
本例においては、貴金属チップ３１は、軸方向に直交する断面積が互いに異なる複数の部位からなり、該複数の部位のうち最も断面積の小さい最小断面積部３１２が先端部に形成されている。より具体的には、貴金属チップ３１は、先端部における最小断面積部３１２と接地電極母材３０に接合される第２断面積部３１３とからなり、第２断面積部３１３は、上記最小断面積部３１２の断面積よりも大きい断面積を有する。
本例のスパークプラグ１は、図１に示すごとく、中心電極２をその先端部を突出させた状態で内側に保持する絶縁碍子１１と、該絶縁碍子１１を内側に挿通保持すると共に外周に取付ねじ部１２１を有する取付金具１２とを有する。また、取付金具１２の先端面に、接地電極母材３０の一端が接合されており、該接地電極母材３０の他端が中心電極２と対向する位置に配されるよう、接地電極母材３０は屈曲形成されている。
本例においては、中心電極２側の貴金属チップ２１は円柱形状を有し、接地電極３側の貴金属チップ３１は、互いに直径の異なる最小断面積部３１２と第２断面積部３１３とを中心軸を略一致させた状態で組合わせた形状を有する。
また、最小断面積部３１２の断面積および中心電極２側の貴金属チップ２１の断面積は、いずれも０．１〜０．６ｍｍ2である。
また、上記放電ギャップの大きさをＧ、上記最小断面積部の軸方向長さをｈとしたとき、１．２ｍｍ≧Ｇ≧０．５ｍｍ、Ｇ＋ｈ≧０．８ｍｍであり、０．２ｍｍ≦ｈ≦０．８ｍｍである。
また、貴金属チップ３１における第２断面積部３１３の断面積は、１．１３ｍｍ2以下であるが、中心電極２側の貴金属チップ２１の断面積よりも大きい。
貴金属チップ２１、３１は、それぞれ中心電極母材２０、接地電極母材３０にレーザ溶接によって固定されている。
また、中心電極２側の貴金属チップ２１は、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕのいずれかを５０重量％以上含有する合金からなり、接地電極３側の貴金属チップ３１は、Ｐｔ、Ｒｈのいずれかを５０重量％以上含有する合金からなる。これにより、貴金属チップ２１は融点が１９００℃以上となり、貴金属チップ３１は融点が１７００℃以上となる。
次に、本例の作用効果につき説明する。
内燃機関用のスパークプラグ１においては、接地電極３側の貴金属チップ３１に、軸方向に直交する断面の面積が先端面３１１の面積よりも大きい部分を有する。そのため、上記貴金属チップ３１を、先端部分を細くしつつ、他の部分を太くした形状とすることができる。具体的には、図２に示すごとく、先端部に最小断面積部３１２を設け、接地電極母材３０側に第２断面積部３１３を設け、該第２断面積部３１３の断面積を最小断面積部３１２の断面積よりも大きくすることができる。これにより、高着火性を確保しつつ、要求電圧の低減を図ることができる。
即ち、貴金属チップ３１の先端部分（最小断面積部３１２）を細くすることにより、放電ギャップにおける火炎核の成長を阻害することを防ぎ、高着火性を確保することができる。また、他の部分（第２断面積部３１３）を太くすることにより、母材側への熱伝導を向上させることができ、貴金属チップの消耗を抑制することができる。また、断面積の大きい部分（第２断面積部３１３）を有することにより、単位時間当たりの貴金属チップ３１の消耗長さを低減することができる。その結果、放電ギャップの拡大を抑制し、要求電圧の低減を図ることができ、寿命を長くすることができる。
また、貴金属チップ３１の先端部（最小断面積部３１２）が消耗すると、断面積の大きい部分が先端面として現れることとなるため、飛火範囲が拡大することとなる。それ故、放電ギャップが拡大した分、飛火範囲が拡大し、要求電圧の上昇を抑制することができる。
一方、耐久前の状態においては、貴金属チップ３１の先端面３１１の面積が小さいため、放電ギャップが小さくても、火炎核の成長を阻害し難く、高着火性を確保することができる。
また、接地電極３側の貴金属チップ３１は、接地電極母材３０の表面から０．３ｍｍ以上突出している（Ｈ≧０．３ｍｍである）ため、上述の着火性向上の効果を充分に発揮することができる。
また、最小断面積部３１２の断面積および中心電極２側の貴金属チップ２１の断面積は、いずれも０．１〜０．６ｍｍ2であるため、高着火性の確保と要求電圧の低減を充分に図ることができる。
また、放電ギャップの大きさをＧ、最小断面積部３１２の軸方向長さをｈとしたとき、Ｇ≧０．５ｍｍ、Ｇ＋ｈ≧０．８ｍｍである。これにより、充分に高着火性を確保することができる。
また、Ｇ≦１．２ｍｍであるため、放電ギャップの拡大が殆どない初期の段階において貴金属チップ３１のエッジ部分が消耗しても、要求電圧の許容電圧に対して余裕があり、その後、放電ギャップが拡大するにしたがって、本発明の効果が発揮されて要求電圧上昇を抑制し、要求電圧が許容限界を超えることを防ぐことができる。
また、最小断面積部３１２の軸方向長さｈは、０．２ｍｍ以上であるため、高着火性を充分に確保することができる。また、上記長さｈは、０．８ｍｍ以下であるため、要求電圧を抑制し、長寿命のスパークプラグ１を得ることができる。
また、接地電極３側の貴金属チップ３１における第２断面積部３１３の断面積は、１．１３ｍｍ2以下であるため、高着火性を充分に確保することができる。
また、第２断面積部３１３の断面積は、中心電極２側の貴金属チップ２１の断面積よりも大きいため、最小断面積部３１２が消耗しても、飛火範囲が充分に大きくなるため、要求電圧を充分に低減することができる。
また、貴金属チップ２１、３１は、それぞれ中心電極母材２０、接地電極母材３０にレーザ溶接によって固定されている。それ故、中心電極母材２０、接地電極母材３０と、貴金属チップ２１、３１との間に、互いの材料が溶融しあった溶融部が形成される。そして、この溶融部は、母材と貴金属チップ２１、３１との間の線膨張係数を有することとなる。それ故、母材と貴金属チップ２１、３１との間に生ずる熱応力を低減して、貴金属チップ２１、３１の接合信頼性を向上させることができる。
また、中心電極２側の貴金属チップ２１は、融点が１９００℃以上であり、接地電極３側の貴金属チップ３１は、融点が１７００℃以上であるため、貴金属チップ２１、３１の消耗を抑制し、長寿命のスパークプラグ１を得ることが可能となる。特に、一般にマイナス電極となり火花による溶融、飛散による消耗が多い中心電極２側の貴金属チップ２１の融点を高くすることにより、効果的に長寿命化を実現することができる。
また、中心電極２側の貴金属チップ２１は、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕのいずれかを５０重量％以上含有する合金からなり、接地電極３側の貴金属チップ３１はＰｔ、Ｒｈのいずれかを５０重量％以上含有する合金からなる。これにより、より効果的に貴金属チップ２１、３１の消耗を抑制し、長寿命のスパークプラグ１を得ることが可能となる。特に、火花による溶融、飛散による消耗が多い中心電極２側の貴金属チップ２１に、融点のより高いＩｒ、Ｒｈ、Ｒｕのいずれかを５０重量％以上含有させ、高温酸化揮発消耗が多い接地電極３側の貴金属チップ３１に、高温酸化揮発特性に優れたＰｔ、Ｒｈのいずれかを５０重量％以上含有させることにより、効果的に長寿命を実現することができる。
以上のごとく、本例によれば、高着火性を確保すると共に要求電圧を低減した長寿命の内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
（実施例２）
本例は、図３に示すごとく、接地電極３側の貴金属チップ３１の先端部にテーパ部３１４を有する内燃機関用のスパークプラグ１の例である。
また、接地電極３側の貴金属チップ３１の先端面３１１の面積および中心電極２側の貴金属チップ２１の断面積は、いずれも０．１〜０．６ｍｍ2である。
また、放電ギャップの大きさをＧｍｍ、上記テーパ部３１４における対角位置のテーパ面同士のなす角度をθ１°としたとき、Ｇ≧０．５であって、Ｇ＜０．６の場合にはθ１≦｛１００＋２００（Ｇ−０．５）｝を満たし、Ｇ≧０．６の場合にはθ１≦１２０を満たす。また、２０°≦θ１≦１００°とすることが好ましい。
また、接地電極３側の貴金属チップ３１におけるテーパ部３１４以外の部分の断面積は、０．９５ｍｍ2以下である。
その他は、実施例１と同様である。
本例の場合には、接地電極３側の貴金属チップ３１が、先端部にテーパ部３１４を有しているため、より効果的に、高着火性を確保すると共に要求電圧を低減した長寿命の内燃機関用のスパークプラグ１を提供することができる。
即ち、貴金属チップ３１の先端部にテーパ部３１４を有することにより、貴金属チップ３１が消耗するにつれて、貴金属チップ３１の先端面３１１の面積が大きくなる。それ故、放電ギャップの拡大量が徐々に小さくなる。その結果、要求電圧の上昇を抑制し、長寿命化を図ることができる。更に、貴金属チップ３１の先端面３１１の面積が大きくなることにより、飛火範囲が拡大され、要求電圧低減効果を得ることができる。
また、接地電極３側の貴金属チップ３１の先端面３１１の面積および中心電極２側の貴金属チップ２１の断面積は、いずれも０．１〜０．６ｍｍ2であるため、高着火性の確保と要求電圧の低減を充分に図ることができる。
また、放電ギャップの大きさをＧｍｍ、テーパ部３１４における対角位置のテーパ面同士のなす角度をθ１°としたとき、Ｇ≧０．５であって、Ｇ＜０．６の場合にはθ１≦｛１００＋２００（Ｇ−０．５）｝を満たし、Ｇ≧０．６の場合にはθ１≦１２０を満たす。これにより、充分に高着火性を確保することができる。
また、テーパ部３１４における上記角度θ１を１００°以下とすることにより、高着火性を充分に確保することができる。また、上記角度θ１を２０°以上とすることにより、要求電圧の上昇を充分に抑制し、長寿命のスパークプラグ１を得ることができる。
また、接地電極３側の貴金属チップ３１におけるテーパ部３１４以外の部分の断面積が、０．９５ｍｍ2以下であるため、高着火性を充分に確保することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
（比較例１）
本例は、図４に示すごとく、中心電極９２側の貴金属チップ９２１及び接地電極９３側の貴金属チップ９３１の形状を、直棒形状とした内燃機関用のスパークプラグ９の例である。
即ち、上記貴金属チップ９２１、９３１を、いずれも円柱の直棒形状としている。
その他は、実施例１と同様である。
本例のスパークプラグ９においては、貴金属チップ９２１、９３１の断面積を小さくすることにより、放電ギャップにおいて生成した火炎核の成長を阻害し難い構成として、高着火性を確保することができる。
しかしながら、貴金属チップ９２１、９３１が細いと、上述のごとく、消耗に伴う放電ギャップの拡大が激しくなるおそれがある。その結果、要求電圧が高くなってしまい、寿命が短くなってしまうという問題がある。
また、プラス極性である接地電極９３の貴金属チップ９３１が細いと、飛火範囲が狭くなるという問題もある。
これに対し、上記実施例１、２に記載のスパークプラグ１は、上述のごとく、中心電極２側の貴金属チップ２１と接地電極３側の貴金属チップ３１との少なくとも一方を、軸方向に直交する断面の面積が先端面２１１、３１１の面積よりも大きい部分を有する形状とすることにより、着火性を確保しつつ、要求電圧の上昇を抑制し、長寿命化を図ることができる。
（実施例３）
本例は、図５〜図８に示すごとく、上記実施例１及び２において示した本発明のスパークプラグ１と、比較例１（図４）に示したスパークプラグ９とにつき、耐久試験を行った例である。
試料１として、実施例１（図２）に示す構成のスパークプラグを用いた。そして、試料１の各部の寸法は、中心電極側の貴金属チップ２１の断面積が０．２４ｍｍ2、接地電極側の貴金属チップ３１の最小断面積部３１２の断面積が０．２４ｍｍ2、第２断面積部３１３の断面積が０．７９ｍｍ2、貴金属チップ３１の高さＨが１．０ｍｍ、放電ギャップの大きさＧが０．８ｍｍ、最小断面積部３１２の高さｈが０．３ｍｍである。
試料２として、実施例２（図３）に示す構成のスパークプラグを用いた。そして、試料２の各部の寸法は、中心電極側の貴金属チップ２１の断面積が０．２４ｍｍ2、接地電極側の貴金属チップ３１の先端面３１１の面積が０．２４ｍｍ2、テーパ部３１４以外の部分の断面積が０．７９ｍｍ2、貴金属チップ３１の高さＨが１．０ｍｍ、放電ギャップの大きさＧが０．８ｍｍ、貴金属チップ３１のテーパ部３１４の角度θ１が９０°である。
また、比較試料として、比較例１（図４）に示す構成のスパークプラグを用いた。そして、比較試料の各部の寸法は、中心電極側の貴金属チップ９２１の断面積が０．２４ｍｍ2、接地電極側の貴金属チップ９３１の断面積が０．２４ｍｍ2、貴金属チップ９３１の高さＨが１．０ｍｍ、放電ギャップの大きさＧが０．８ｍｍである。
上記各試料につき、車両用の一般的なエンジン（１６００ｃｃ、４気筒、自然吸気）および高過給／高圧縮比エンジン（１６００ｃｃ、４気筒、過給機付）での耐久時間（グラフは、走行距離に換算）に対する要求電圧の変化を示したものである。評価は、エンジンベンチにて市場走行を模擬した耐久パターンを用い、規定の耐久時間毎に要求電圧が最も高くなるエンジン条件にて要求電圧を測定した。
測定結果を図５に示す。図５において、曲線Ｋが一般的なエンジンにおける比較試料の測定値を示し、曲線Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２がそれぞれ、高過給／高圧縮比エンジンにおける比較試料、試料１、試料２の測定値を示す。以下の図６、図７についても同様である。
また、図５において、要求電圧の許容限界（３５ｋＶ）を直線Ｍ１、目標寿命（２０万ｋｍ）を直線Ｍ２にて示す。
また、耐久中の放電ギャップの変化（Ｇ＋ΔＧ）についても測定した。測定結果を図６に示す。ここで、Ｇは、初期の放電ギャップを表し、ΔＧは放電ギャップの拡大量を示す。
また、高過給／高圧縮エンジンにおける接地電極３の貴金属チップ３１の消耗量ΔＧ２を測定した。その結果を、図７に示す。
放電ギャップの大きさＧ、及び貴金属チップ２１、３１の消耗量ΔＧ１、ΔＧ２の定義については、図８に示す通りであり、放電ギャップの拡大量ΔＧは、ΔＧ＝ΔＧ１＋ΔＧ２である。
ここで、スパークプラグの寿命に至るまでの一般的な過程について説明する。新品時には中心電極２の貴金属チップ２１にエッジが存在するため、要求電圧が低い。これは、エッジ部に電界が集中するためである。火花により貴金属チップ２１、３１はエッジ部から消耗し、走行距離が短い段階で要求電圧が大幅に上昇する（図５参照）。このとき、図６に示すように放電ギャップ（Ｇ＋ΔＧ）はほとんど拡大しない。
その後は、貴金属チップ２１、３１は、その放電面（先端面２１１、３１１）とほぼ平行に消耗し、放電ギャップの拡大により要求電圧が徐々に上昇していく。そして、要求電圧が許容限界を超えた時点で、寿命へと至る。許容電圧は、点火コイルの発生電圧、スパークプラグ１の絶縁碍子耐電圧等の要因から決まる。
図５に示すように、従来品（比較試料）は、一般エンジンでは目標寿命（Ｍ２）である２０万ｋｍ（メンテナンスフリーのためには２０万ｋｍの寿命が必要）において要求電圧が許容限界（Ｍ１）以下であり、長寿命を実現していると言える。しかしながら、高過給／高圧縮比エンジンでは約１２〜１３万ｋｍで許容限界を超えてしまい、寿命が大幅に低下していることが分かる。
一方、発明品は試料１、２ともに高過給／高圧縮比エンジンでも、目標寿命である２０万ｋｍにおいて要求電圧が許容限界以下であることが分かる。すなわち、本発明（接地電極の貴金属チップの形状）により要求電圧を低減でき、高過給／高圧縮比エンジンでも長寿命を実現していると言える。尚、図５には示さないが、発明品（試料１、２）のような構成にすることで、一般エンジンでも要求電圧を低減でき、寿命を更に拡大できることは言うまでもない。
ここで発明品（試料１、２）により、要求電圧が低減する理由について説明する。
まず、試料１は、従来品（比較試料）に対して接地電極３における貴金属チップ３１の熱伝導が向上するため、図７に示すように接地電極３における貴金属チップ３１の消耗量ΔＧ２を小さくすることができる。その結果、図６に示すように放電ギャップ拡大量ΔGを小さくすることができるため、要求電圧を低減できる。また、試料１については、約１５万ｋｍあたりから更に放電ギャップ拡大が抑制されている。これは、接地電極３における貴金属チップ３１の最小断面積部３１２の大半が消耗しており、最小断面積部３１２だけでなく第２断面積部３１３にも放電し始めたため、単位時間（走行距離）当たりの最小断面積部３１２への放電回数が減少した、すなわち最小断面積部３１２の消耗量が減少したからであると考えられる。
更に、飛火範囲が拡大されることによる要求電圧低減効果も加わり、従来品に対して大幅に要求電圧を低減できるのである。
次に、試料２は、試料１よりも更に比較試料に対して接地電極３における貴金属チップ３１の熱伝導率が向上するだけでなく、走行距離が増加するほど（消耗すればするほど）断面積が大きくなるため、図７に示すように接地電極３における貴金属チップ３１の消耗量ΔＧ２を更に小さくすることができる。その結果、図６に示すように放電ギャップ拡大量ΔＧを更に小さくできるため、要求電圧を低減できる。更に、走行距離が増加するほど飛火範囲が拡大されることによる要求電圧低減効果も加わり、従来品（比較試料）に対して大幅に要求電圧を低減できるのである。
以上より、試料１、２のように接地電極３の貴金属チップ３１の断面積を先端面から根元にかけて断続的または連続的に大きくなっている部位を有する構成とすれば、要求電圧を低減でき、高過給／高圧縮比エンジンでの長寿命を実現できると言える。
また、図には示さないが、従来品（比較試料）における接地電極９３の貴金属チップ９３１の断面積を大きくした場合（例えば、試料１の第２断面積部３１３の断面積と同等にした場合）でも発明品（試料１、２）と同様に要求電圧低減効果は認められるが、接地電極９３の貴金属チップ９３１の先端面の面積が大きいため、火炎の成長を阻害してしまい、高着火性を維持することが困難となる。
これに対して、試料１、２のようにチップ先端面の面積を小さくおけば、従来品と同等の高着火性を維持しつつ、長寿命化を実現できるのである。
また、本発明において接地電極３の貴金属チップ３１の突き出し量Ｈが着火性に及ぼす影響を調べた。具体的には、上記実施例１に示すスパークプラグ１において、突き出し量Ｈを変化させて、連続２００サイクルの燃焼変動率を調べた。
試料の各部の寸法は、中心電極側の貴金属チップ２１の断面積が０．２４ｍｍ2、接地電極側の貴金属チップ３１の最小断面積部３１２の断面積が０．２４ｍｍ2、第２断面積部３１３の断面積が０．７９ｍｍ2、貴金属チップ３１の高さＨが１．０ｍｍ、放電ギャップの大きさＧが０．８ｍｍ、最小断面積部３１２の高さｈが０．１ｍｍである。
また、評価は、上記の高過給／高圧縮比エンジンを用い、条件はアイドリング、７００ｒｐｍとした。ここで、燃焼変動率とは、図示平均有効圧の（標準偏差／平均）×１００％で示されるものであり、燃焼変動率が１５％以下であれば高着火性を維持できるものとした。測定結果を図９に示す。
図９から分かるように、突き出し量Ｈが０．３ｍｍよりも小さいと、着火性が大幅に低下している（燃焼変動率が大幅に高くなっている）。これは、接地電極細化による着火性向上効果が薄れてしまうためである。
なお、上記の寸法条件以外の試料についても同様の試験を行ったが、同様の結果を得ることができた。また、上記実施例２に示すスパークプラグにおいても、同様の試験を行ったが、同様の結果を得ることができた。
また、本実施例ではより効果の認められた接地電極３の貴金属チップ３１の形状を比較例１（比較試料）に対して変更したものについて示しているが、中心電極２においても同様の構成とすることで、放電ギャップ拡大量ΔＧを抑制できるため、要求電圧を低減できる。
（実施例４）
本例は、図１０〜図１３に示すごとく、上記実施例１に示したスパークプラグ１の各部の寸法につき検討した例である。
まず、図１０に示すごとく、放電ギャップの大きさＧおよび最小断面積部３１２の突き出し量ｈが着火性に及ぼす影響について、連続２００サイクルの燃焼変動率を測定することにより調べた。
評価は、上記実施例３（図９）における実験と同様の方法で行った。
試料として用いたスパークプラグ１のＧ、ｈ以外の寸法については、中心電極２側の貴金属チップ２１の断面積を０．１ｍｍ2、接地電極３側の貴金属チップ３１の最小断面積部３１２の断面積を０．１ｍｍ2、第２断面積部３１３の断面積を１．１３ｍｍ2、突き出し量Ｈを１．０ｍｍとした。
また、比較試料として、比較例１（図４）に示すスパークプラグ９を用いた。そして、該スパークプラグ９の各部の寸法は、中心電極９２側の貴金属チップ９２１の断面積を０．１ｍｍ2、接地電極９３側の貴金属チップ９３１の断面積を０．１ｍｍ2、突き出し量Ｈを１．０ｍｍとした。
測定結果を図１０に示す。同図において、曲線Ｇ０４、Ｇ０５、Ｇ０６、Ｇ０７、Ｇ０８がそれぞれ、放電ギャップの大きさＧが０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍの試料についての結果を示す。また、比較試料については、ｈ＝Ｈとなるため、ｈ＝１．０ｍｍにおけるプロットが比較試料についての測定結果を表す。また、図１０において、燃焼変動率の許容限界（１５％）を直線Ｍ３にて示す。図１１、図１４、図１５においても同様である。
図１０から、放電ギャップＧについて、Ｇ＝０．４ｍｍの場合、従来品でも高着火性を維持することができない。一方、放電ギャップＧが０．５ｍｍ以上の場合、発明品においてＧ＋ｈを０．８ｍｍ以上とすれば高着火性を維持することができる。すなわち、放電ギャップＧが小さい場合は、ｈを大きくする（例えば、Ｇ＝０．５ｍｍの場合はｈを０．３ｍｍ以上、Ｇ＝０．６ｍｍの場合はｈを０．２ｍｍ以上とする）ことで接地電極３の貴金属チップ３１の先端部による火炎の冷却損失を抑制し、高着火性を維持することができるのである。
また、図１０において、ｈ＝０．１ｍｍとなると、従来品よりも着火性が低下してしまい、Ｇ＝０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍの場合には、許容限界（Ｍ３）を超えてしまう。一方、ｈが０．２ｍｍ以上であれば、比較試料とほぼ同等の着火性であることからｈは０．２ｍｍ以上が好ましい。
次に、第２断面積部３１３の断面積Ｓ３が着火性に及ぼす影響について、上記と同様に燃焼変動率を調べた。測定結果を図１１に示す。尚、図１１はＳ３の影響が最も顕著であった条件（Ｇ＋ｈ＝０．８ｍｍ、Ｇ＝０．５ｍｍ）での結果を一例として示している。
図１１から分かるように、Ｓ３が１．１３ｍｍ2（チップ径に換算するとφ１．２ｍｍ）よりも大きいと燃焼変動率が許容限界（Ｍ３）を超えてしまい、高着火性を維持できないと言える。これは、第２断面積部３１３による火炎の冷却損失が増大してしまうためである。よって、Ｓ３は１．１３ｍｍ2以下であると高着火性を維持できることから好ましい。
次に、高過給／高圧縮比エンジンを用い、上述した市場模擬パターン耐久試験にて発明品（実施例１）の最小断面積部３１２の突き出し量ｈを変更させた場合の、耐久中の放電ギャップの変化（Ｇ＋ΔＧ）を調べた。
用いた試料の各寸法は、中心電極２側の貴金属チップ２１の断面積を０．６ｍｍ2、接地電極３側の貴金属チップ３１の最小断面積部３１２の断面積を０．１ｍｍ2、第２断面積部３１３の断面積を１．１３ｍｍ2、突き出し量Ｈを１．０ｍｍ、初期の放電ギャップの大きさＧを０．５ｍｍとした。
測定結果を図１２に示す。なお、同図において、◆が第２断面積部３１３に放電が始まった時点を示す。
また、走行距離２０万ｋｍの時点において、各スパークプラグの要求電圧を測定した。その結果を図１３に示す。
図１２、図１３から、ｈが小さいと放電ギャップの拡大を抑制でき、要求電圧を低減できることが分かる。これは、ｈが小さいほど走行距離が短い段階で第２断面積部３１３への放電が始まるため、上述した本発明の効果が早い段階から発揮されるからである。逆に、ｈが大きいほど効果が発揮されるのが遅くなるため、ｈが０．８ｍｍよりも大きいと２０万ｋｍでの電圧が許容限界（Ｍ１）を超えてしまい、目標寿命を満足することができない。よって、ｈが０．８ｍｍ以下であると長寿命を実現できることから好ましい。
（実施例５）
本例は、図１４〜図１６に示すごとく、上記実施例２に示したスパークプラグ１の各部の寸法につき検討した例である。
まず、放電ギャップの大きさＧおよびテーパ部３１４の角度θ１が着火性に及ぼす影響について、上述と同様の評価にて燃焼変動率を調べた。
試料として用いたスパークプラグ１のＧ、θ１以外の寸法については、中心電極２側の貴金属チップ２１の断面積を０．１ｍｍ2、接地電極３側の貴金属チップ３１の先端面の面積を０．１ｍｍ2、テーパ部以外の断面積を０．９５ｍｍ2、突き出し量Ｈを１．０ｍｍとした。
また、比較試料として、比較例１（図４）に示すスパークプラグ９を用いた。そして、該スパークプラグ９の各部の寸法は、中心電極９２側の貴金属チップ９２１の断面積を０．１ｍｍ2、接地電極９３側の貴金属チップ９３１の断面積を０．１ｍｍ2、突き出し量Ｈを１．０ｍｍとした。
測定結果を図１４に示す。同図において、曲線Ｇ０４、Ｇ０５、Ｇ０６、Ｇ０７、Ｇ０８がそれぞれ、放電ギャップの大きさＧが０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍの試料についての結果を示す。また、θ１＝０におけるプロットが比較試料についての測定結果を表す。
図１４から分かるように、放電ギャップＧについて、Ｇ＝０．４ｍｍの場合、比較試料でも高着火性を維持することができない。一方、発明品においてＧ＝０．５ｍｍの場合にはθ１を１００°以下、Ｇを０．６ｍｍ以上とした場合にはθ１を１２０°以下にすれば、高着火性を維持することができる。これは、θ１をより小さくすることで接地電極３の貴金属チップ３１の先端部による火炎の冷却損失を抑制できるためである。
以上より、放電ギャップＧは０．５ｍｍ以上であり、０．５ｍｍ≦Ｇ＜０．６ｍｍの場合、θ１≦｛１００＋２００（Ｇ−０．５）｝、０．６ｍｍ≦Ｇの場合、θ１≦１２０°とすることで高着火性を維持することができるのである。尚、０．５ｍｍ≦Ｇ＜０．６ｍｍの場合については、Ｇ＝０．５５ｍｍ、θ１=１１２°の燃焼変動率（図１４のＧ０５５）を調査することで、θ１≦｛１００＋２００（Ｇ−０．５）｝を導いた。
また、図１４から分かるように、Ｇが０．５ｍｍ以上においてθ１を１００°以下とすればＧに関係なく高着火性を維持できることから、θ１は１００°以下が好ましい。
次に、テーパ部３１４以外の部位における貴金属チップ３１の断面積Ｓ５が着火性に及ぼす影響について、上記と同様に燃焼変動率を調べた。その結果を図１５に示す。尚、図１５は上記断面積Ｓ５の影響が最も顕著であった条件（θ１＝１００°、Ｇ＝０．５ｍｍ）を一例として示している。
図１５から、上記断面積Ｓ５が０．９５ｍｍ2（チップ径に換算するとφ１．０ｍｍ）よりも大きいと燃焼変動率が許容限界（Ｍ３）を超えてしまい、高着火性を維持できないと言える。これは、テーパ部３１４以外の部位による火炎の冷却損失が増大してしまうためである。よって、上記断面積Ｓ５が０．９５ｍｍ2以下であると高着火性を維持できることから好ましい。
次に、高過給／高圧縮比エンジンを用い、上述した市場模擬パターン耐久試験を実施し、発明品（実施例２）のテーパ部３１４の角度θ１を変更させたときの、２０万ｋｍ相当の耐久時間における要求電圧を測定した。測定結果を図１６に示す。
図１６から分かるように、θ１が大きいほど要求電圧を低減できることが分かる。これは、θ１が大きいほど上述した本発明の効果がより大きく発揮されるからである。逆に、θ１が小さいほど効果が小さくなるため、θ１が２０°よりも小さいと２０万ｋｍでの電圧が許容限界（Ｍ１）を超えてしまい、目標寿命を満足することができない。よって、θ１を２０°以上とすることにより長寿命を実現できることから好ましい。
（実施例６）
本例は、図１７〜図２０に示すごとく、接地電極３側の貴金属チップ３１における少なくとも接地電極母材３０側の端部に、先端面３１１側から接地電極母材３０側に向かって断面積が大きくなる形状のテーパ部３１５を設けたスパークプラグ１の例である。
そして、接地電極３側の貴金属チップ３１は、レーザ溶接により形成された溶融部３１６を介して接地電極母材３０に接合されている。
本例においては、貴金属チップ３１は、円錐台形状を有する。
上記接地電極３側の貴金属チップ３１の先端面３１１の面積および中心電極２側の貴金属チップ２１の断面積は、いずれも０．１〜０．６ｍｍ2である。
また、テーパ部３１５における対角位置のテーパ面同士のなす角度は、７°以上である。
また、放電ギャップの大きさをＧｍｍ、テーパ部３１５における対角位置のテーパ面同士のなす角度をθ２°としたとき、Ｇ≧０．５であり、かつ、Ｇ＜０．６の場合にはθ２≦｛１００＋２００（Ｇ−０．５）｝を満たし、Ｇ≧０．６の場合にはθ２≦１２０を満たす。また、上記角度θ２は、２０°〜１００°とすることが好ましい。
以下に、接地電極母材３０と貴金属チップとのレーザ溶接工程につき説明する。
まず、軸方向長さが０．３ｍｍ以上で軸方向にテーパ形状を有する貴金属チップ３１を、図１８（Ａ）、（Ｂ）に示すごとく、接地電極母材３０側に向かって断面積が大きくなるように接地電極母材３０の表面に配置する。そして、接地電極母材３０と貴金属チップ３１との界面近傍へレーザ光ＬＺを照射することにより、溶融部３１６を形成する。その後、図１９（Ａ）、（Ｂ）に示すごとく、貴金属チップ３１全周にわたり溶融部３１６を形成するように、矢印Ｒに示すごとく、貴金属チップ３１の軸を基準にワーク（接地電極母材３０及び貴金属チップ３１）を回転させ、規定の角度毎にレーザ光ＬＺを照射する（例えば、４５°×８回照射）。
また、図１８（Ｂ）に示すように接地電極母材３０の表面に対して斜めからレーザ光ＬＺを照射している。
尚、一例としてワークを回転させてレーザ光ＬＺを照射する方法を示しているが、レーザ照射方法については限定するものではない。
また、接地電極母材３０への貴金属チップ３１の溶接を、スパークプラグ１の組立工程におけるどの段階で行うかは、特に限定されるものではない。
即ち、例えば、図２０（Ａ）に示すごとく、接地電極母材３０を取付金具１２へ溶接固定し、絶縁碍子１１を取付金具１２へ組み付けた後、接地電極母材３０が伸びた状態（接地電極母材３０を曲げる前の状態）でレーザ照射を実施することもできる。
また、図２０（Ｂ）に示すごとく、取付金具１２へ接地電極母材３０を溶接固定した後、絶縁碍子１１を取付金具１２へ組み付ける前に、レーザ照射を実施することもできる。
また、図２０（Ｃ）に示すごとく、接地電極母材３０を取付金具１２へ溶接固定する前の状態（接地電極母材３０のみの状態）でレーザ照射を実施することもできる。
また、図２０（Ｄ）に示すごとく、接地電極母材３０を取付金具１２へ溶接固定し、絶縁碍子１１を取付金具１２へ組み付けた後、接地電極母材３０の曲げ加工を実施した後の状態で、レーザ照射を実施することもできる。
なお、本例において、接地電極３の貴金属チップ３１が円錐台形状のものを一例として示しているが、本発明は、これに限定するものではない。
その他は、実施例１と同様である。
次に、本例の作用効果につき説明する。
接地電極３側の貴金属チップ３１は、接地電極母材３０側の端部にテーパ部３１５を有している。これにより、貴金属チップ３１の先端部分を細く、根元部分を太くすることができる。それ故、上記実施例１と同様に、高着火性を確保しつつ、要求電圧の低減を図ることができる。
また、テーパ部３１５を設けることにより、接地電極母材３０と貴金属チップ３１との溶接の際に、貴金属チップ３１のえぐれを抑制することができる。これにより、貴金属チップ３１の接地電極母材３０への熱伝導を確保し、貴金属チップ３１の消耗を抑制することができる。その結果、要求電圧の低減を図ることができ、長寿命化を図ることができる。また、えぐれの抑制により、貴金属チップ３１と接地電極母材３０との接合信頼性を確保することもできる。
また、接地電極３側の貴金属チップ３１の先端面３１１の面積および中心電極２側の貴金属チップ２１の断面積は、いずれも０．１〜０．６ｍｍ2であるため、高着火性の確保と要求電圧の低減を充分に図ることができる。
また、テーパ部３１５における対角位置のテーパ面同士のなす角度θ２は、７°以上であるため、レーザ溶接による貴金属チップ３１のえぐれを充分に抑制することができる。
また、貴金属チップ３１は、円錐台形状を有する。これにより、貴金属チップ３１を接地電極母材３０にレーザ溶接する際に、図１８に示すごとく、貴金属チップ３１の軸を中心に回転させながらレーザ光ＬＺを接合部に照射することにより、レーザ照射の焦点を一定に保つことができ、全周略均一な溶融部を形成することが可能となる。
また、放電ギャップの大きさＧｍｍが、Ｇ≧０．５であり、かつ、Ｇ＜０．６の場合にはθ２≦｛１００＋２００（Ｇ−０．５）｝を満たし、Ｇ≧０．６の場合にはθ２≦１２０を満たす。これにより、充分に高着火性を確保することができる。
また、θ２≦１００°とすることにより、高着火性を充分に確保することができる。そして、θ２≧２０°とすることにより、要求電圧の上昇を充分に抑制し、長寿命のスパークプラグを得ることができる。
また、上記のようなレーザ溶接工程（図１８、図１９）を行うことにより、先述したようにレーザ溶接によるえぐれを抑制できるため、異常消耗等の問題を防止でき、接合信頼性に優れたスパークプラグ１を提供できる。
また、図１８（Ｂ）に示すように接地電極母材３０の表面に対して斜めからレーザ光ＬＺを照射しているため、接地電極母材３０と貴金属チップ３１とが互いに溶け合った溶融部３１６をばらつきなく形成できる。また、貴金属チップ３１のテーパ部３１５に対してほぼ垂直方向からレーザ光ＬＺを照射すれば、よりばらつきの少ない溶融部３１６を形成できることから、好ましい。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
（比較例２）
本例は、図２１に示すごとく、比較例１に示したスパークプラグ９の接地電極母材９３０と貴金属チップ９３１との接合部に対し、上記実施例６と同様にレーザ溶接により溶融部３１６を形成したスパークプラグ９の例である。
直棒状の貴金属チップ９３１にレーザ照射した場合、図２１に示すように溶融部３１６にえぐれが発生してしまうため、貴金属チップ９３１から接地電極母材９３０への熱伝導が悪化し、異常消耗等の問題が懸念される。特に、従来品における貴金属チップ９３１の断面積が小さい場合は、接合信頼性に優れたレーザ溶接を採用することが困難となる。
それに対し、上記実施例６に示すような貴金属チップ３１の形状とすることでレーザ溶接によるえぐれを抑制することができるため、異常消耗等の問題を防止でき、要求電圧低減効果だけでなく、接合信頼性に優れたスパークプラグを提供できる。
（実施例７）
本例は、図２２に示すごとく、実施例６のスパークプラグ１における接地電極３側の貴金属チップ３１のテーパ部３１５の角度θ２と、レーザ溶接によるえぐれとの関係を調べた例である。
評価は、レーザ溶接後の溶融部３１６における最小断面積Ｓminを指標とし、Ｓminが０．１ｍｍ2以上であれば熱伝導悪化による異常消耗を防止できることより、Ｓminを０．１ｍｍ2以上確保できるθ２について調査した。測定結果を図２２に示す。
図２２から、θ２が７°以上であれば、Ｓminを０．１ｍｍ2以上確保できることが分かる。よって、θ２が７°以上あれば、レーザ溶接によるえぐれを抑制することができるため、異常消耗等の問題を防止でき、接合信頼性に優れたスパークプラグを提供できる。
（実施例８）
本例は、図２３、図２４に示すごとく、接地電極母材３０と貴金属チップ３１とを、接地電極母材３０と貴金属チップ３１との中間の線膨張係数を有する材料からなる中間部材３２を介して接合する例である。
図２３に示す接地電極３は、中間部材３２を接地電極母材３０と貴金属チップ３１との間に介在させた状態で、接地電極母材３０の表面に貴金属チップ３１を配置し、抵抗溶接により固定したものである。
また、図２４に示す接地電極３は、中間部材３２を接地電極母材３０と貴金属チップ３１との間に介在させた状態で、接地電極母材３０の表面に貴金属チップ３１を抵抗溶接によって仮固定した後、レーザ溶接を行うことにより、接地電極母材３０と貴金属チップ３１と中間部材３２とが溶融しあった溶融部３１６を形成して、貴金属チップ３１を接地電極母材３０に接合したものである。
例えば、接地電極母材３０がＮｉ合金からなり、貴金属チップ３１がＰｔ−Ｒｈ合金からなる場合、上記中間部材３２としては、Ｐｔ−Ｎｉ合金等を用いることができる。
その他は、実施例６と同様である。
本例によれば、更に熱応力を低減でき、接合信頼性を向上できる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
なお、溶接手法については、特に限定されるものではない。
（実施例９）
本例は、図２５〜図２７に示すごとく、実施例１又は実施例２のスパークプラグの接地電極３の変形例である。
即ち、図２５（Ａ）に示す貴金属チップ３１は、最小断面積部３１２と第２断面積部３１３との間に、テーパ部３１７を設けた例である。
図２５（Ｂ）に示す貴金属チップ３１は、最小断面積部３１２の先端部にテーパ部３１７を設けた例である。即ち、実施例１と実施例２とを組合わせた例である。
図２５（Ｃ）に示す貴金属チップ３１は、第２断面積部３１３と接地電極母材３０との間に、第２断面積部３１３よりも断面積の大きい第３断面積部３１８を設けた例である。この場合には、更に要求電圧の上昇を抑制しやすく、長寿命化を図ることができる。
図２５（Ｄ）に示す貴金属チップ３１は、第２断面積部３１３の先端部にテーパ部３１７を設けた例である。
図２５（Ｅ）に示す貴金属チップ３１は、実施例２に示したテーパ部３１４を角度の異なる２段階のテーパ部３１４ａ、３１４ｂによって構成した例である。
図２５（Ｆ）に示す貴金属チップ３１は、実施例２に示した貴金属チップ３１において、テーパ部３１４を曲面状に形成した例である。
上記の形状に限らず、貴金属チップ３１が、軸方向に直交する断面の面積が先端面の面積よりも大きい部分を有すれば、図に示したチップ形状以外でも本発明の効果は得られる。
即ち、図２６に示すごとく、貴金属チップ３１の断面積が先端部において先端面３１１側から中央部に向かって断続的または連続的に大きくなっており、接地電極母材３０側においては、中央部から接地電極母材３０側に向かって断続的または連続的に小さくなっている形状を有していてもよい。こういった形状でも、先端部において本発明の効果が発揮される。
例えば、図２６（Ａ）に示す貴金属チップ３１は、接地電極母材３０側において、中央部から接地電極母材３０に近付くにしたがって断面積が小さくなるテーパ部３１７を有する。
また、図２６（Ｂ）に示す貴金属チップ３１は、第２断面積部３１３と接地電極母材３０との間に第２断面積部３１３よりも断面積の小さい第３断面積部３１８を有する。
また、図２６（Ｃ）に示す貴金属チップ３１は、軸方向中央部分が太くなるように、縦断面による側面輪郭が円弧状に形成されている。
また、貴金属チップ３１の形状として、図２７に示すごとく、回転対称ではなく、線対称となる形状を採用することもできる。
図２７（Ａ）に示す貴金属チップ３１は、接地電極母材３０の幅方向の寸法については同じであり、長さ方向の寸法については異なる、最小断面積部３１２と第２断面積部３１３とよりなる。
図２７（Ｂ）に示す貴金属チップ３１は、接地電極母材３０の幅方向については一定幅を有し、長さ方向の両端部にテーパ面３１７を有する。
図２７（Ｃ）に示す貴金属チップ３１は、接地電極母材３０の長さ方向の寸法については同じであり、幅方向の寸法については異なる、最小断面積部３１２と第２断面積部３１３とよりなる。
図２７（Ｄ）に示す貴金属チップ３１は、接地電極母材３０の長さ方向については一定長さを有し、幅方向の両端部にテーパ面３１７を有する。
なお、これらの形状もまた、例示にすぎない。また、回転対称や線対称等の対称性も必ずしも必要ではない。
（実施例１０）
本例は、図２８、図２９に示すごとく、中心電極２の貴金属チップ２１にも、軸方向に直交する断面の面積が先端面２１１の面積よりも大きい部分を有する形状を採用した例である。
すなわち、例えば図２８に示すスパークプラグ１は、実施例１に示した接地電極３の貴金属チップ３１の形状を中心電極２側の貴金属チップ２１にも採用したものであり、貴金属チップ２１は、先端部の最小断面積部２１２とこれよりも断面積の大きい第２断面積部２１３とからなる。
また、図２９に示すスパークプラグ１は、実施例２に示した接地電極３の貴金属チップ３１の形状を中心電極２側の貴金属チップ２１にも採用したものであり、貴金属チップ２１は、先端部にテーパ部２１４を設けてなる。
なお、中心電極２または接地電極３の少なくとも一方の貴金属チップ２１、３１を、上述した「軸方向に直交する断面の面積が先端面の面積よりも大きい部分を有する形状」とすれば、本発明の効果は発揮される。
（実施例１１）
本例は、図３０、図３１に示すごとく、実施例６のスパークプラグ１の接地電極３の変形例である。
図３０（Ａ）に示す貴金属チップ３１は、接地電極母材３０側にのみテーパ部３１５を設けた例である。
図３０（Ｂ）に示す貴金属チップ３１は、接地電極母材３０側と先端部とに、互いに不連続なテーパ部３１５、３１４を設けた例である。
図３０（Ｃ）に示す貴金属チップ３１は、上記図３０（Ｂ）の貴金属チップ３１における先端部のテーパ部３１４の代わりに断面積の小さい円柱形状部３１９を設けた例である。
図３０（Ｄ）に示す貴金属チップ３１は、上記図３０（Ｃ）の貴金属チップ３１における円柱形状部３１９をテーパ部３１５に直接設けた形状とした例である。
また、図３１に示すごとく、回転対称ではなく、線対称の形状の貴金属チップ３１を用いることもできる。
図３１（Ａ）に示す貴金属チップ３１は、接地電極母材３０の長さ方向の両端にテーパ面を有し、そのテーパ面において、溶融部３１６を介して接地電極母材３０に接合されている。
図３１（Ｂ）に示す貴金属チップ３１は、接地電極母材３０の幅方向の両端にテーパ面を有し、そのテーパ面において、溶融部３１６を介して接地電極母材３０に接合されている。
このように、第２の発明のスパークプラグ１においては、接地電極母材３０側の端部に、先端面側から接地電極母材３０側に向かって断面積が大きくなる形状のテーパ部３１５を有していればよく、図３０、図３１に示した形状以外であっても、本発明の作用効果を得ることは可能である。また、対称性も必ずしも必要ではない。
実施例１における、内燃機関用のスパークプラグの一部断面正面図。 実施例１における、スパークプラグの放電部付近の説明図。 実施例２における、スパークプラグの放電部付近の説明図。 比較例１における、スパークプラグの放電部付近の説明図。 実施例３における、要求電圧の変化を示す線図。 実施例３における、放電ギャップの拡大量の変化を示す線図。 実施例３における、接地電極の貴金属チップの消耗量の変化を示す線図。 実施例３における、放電ギャップに関する各寸法の定義を説明する説明図。 実施例３における、接地電極の貴金属チップの突出量と着火性との関係を示す線図。 実施例４における、最小断面積部の軸方向長さと着火性との関係を示す線図。 実施例４における、第２断面積部の断面積と着火性との関係を示す線図。 実施例４における、最小断面積部の軸方向長さによる放電ギャップの拡大量の変化を示す線図。 実施例４における、最小断面積部の軸方向長さによる要求電圧の相違を示す線図。 実施例５における、テーパ部の角度θ１と着火性との関係を示す線図。 実施例５における、テーパ部以外の部分の断面積と着火性との関係を示す線図。 実施例５における、テーパ部の角度θ１による要求電圧の相違を示す線図。 実施例６における、スパークプラグの放電部付近の説明図。 実施例６における、レーザ溶接方法を示す説明図であって、（Ａ）接地電極の平面図、（Ｂ）側面図。 実施例６における、レーザ溶接後の状態の説明図であって、（Ａ）接地電極の平面図、（Ｂ）側面図。 実施例６における、レーザ溶接工程を行う種々のタイミングを示す説明図。 比較例２における、スパークプラグの放電部付近の説明図。 実施例７における、テーパ部の角度θ２と貴金属チップの最小断面積Ｓminとの関係を示す線図。 実施例８における、仮固定状態の接地電極の説明図。 実施例８における、レーザ溶接後の接地電極の説明図。 実施例９における、回転対称の種々の形状の貴金属チップの説明図。 実施例９における、接地電極母材側も細くした種々の形状の貴金属チップの説明図。 実施例９における、線対称の種々の形状の貴金属チップの説明図。 実施例１０における、中心電極側の貴金属チップにも最小断面積部を採用したスパークプラグの説明図。 実施例１０における、中心電極側の貴金属チップにもテーパ部を採用したスパークプラグの説明図。 実施例１１における、回転対称の種々の形状の貴金属チップの説明図。 実施例１１における、線対称の種々の形状の貴金属チップの説明図。
符号の説明
１ スパークプラグ
２ 中心電極
２０中心電極母材
２１ 貴金属チップ
３ 接地電極
３０ 接地電極母材
３１ 貴金属チップ
３１１ 先端面
３１２ 最小断面積部
３１３ 第２断面積部
３１４ テーパ部
３１５ テーパ部

Claims (29)

  1. 互いの間に放電ギャップを形成して対向配置された中心電極と接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグであって、
    上記中心電極と上記接地電極とには、それぞれの対向面に貴金属チップが固定されており、
    上記接地電極側の貴金属チップは、接地電極母材の表面から０．３ｍｍ以上突出しており、
    上記中心電極側の貴金属チップと上記接地電極側の貴金属チップとの少なくとも一方は、軸方向に直交する断面の面積が先端面の面積よりも大きい部分を有することを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  2. 請求項１において、上記接地電極側の貴金属チップは、軸方向に直交する断面積が互いに異なる複数の部位からなり、該複数の部位のうち最も断面積の小さい最小断面積部が先端部に形成されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  3. 請求項２において、上記最小断面積部の断面積および上記中心電極側の貴金属チップの断面積は、いずれも０．１〜０．６ｍｍ2であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  4. 請求項２又は３において、上記放電ギャップの大きさをＧ、上記最小断面積部の軸方向長さをｈとしたとき、Ｇ≧０．５ｍｍ、Ｇ＋ｈ≧０．８ｍｍであることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  5. 請求項２〜４のいずれか一項において、上記最小断面積部の軸方向長さは、０．２ｍｍ以上であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  6. 請求項２〜５のいずれか一項において、上記接地電極側の貴金属チップにおける上記最小断面積部に隣接する第２断面積部の断面積は、１．１３ｍｍ2以下であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  7. 請求項２〜６のいずれか一項において、上記最小断面積部の軸方向長さは、０．８ｍｍ以下であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  8. 請求項２〜７のいずれか一項において、上記接地電極側の貴金属チップにおける上記最小断面積部に隣接する第２断面積部の断面積は、上記中心電極側の貴金属チップの断面積よりも大きいことを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  9. 請求項１において、上記接地電極側の貴金属チップは、少なくとも先端部にテーパ部を有していることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  10. 請求項９において、上記接地電極側の貴金属チップの先端面の面積および上記中心電極側の貴金属チップの断面積は、いずれも０．１〜０．６ｍｍ2であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  11. 請求項９又は１０において、上記放電ギャップの大きさをＧｍｍ、上記テーパ部における対角位置のテーパ面同士のなす角度をθ１°としたとき、Ｇ≧０．５であり、かつ、Ｇ＜０．６の場合にはθ１≦｛１００＋２００（Ｇ−０．５）｝を満たし、Ｇ≧０．６の場合にはθ１≦１２０を満たすことを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  12. 請求項９〜１１のいずれか一項において、上記テーパ部における対角位置のテーパ面同士のなす角度は、１００°以下であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  13. 請求項９〜１２のいずれか一項において、上記接地電極側の貴金属チップにおける上記テーパ部以外の部分の断面積は、０．９５ｍｍ2以下であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  14. 請求項９〜１３のいずれか一項において、上記テーパ部における対角位置のテーパ面同士のなす角度は、２０°以上であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  15. 請求項１〜１４のいずれか一項において、上記貴金属チップは、上記中心電極母材又は上記接地電極母材にレーザ溶接によって固定されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  16. 互いの間に放電ギャップを形成して対向配置された中心電極と接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグであって、
    上記中心電極と上記接地電極とには、それぞれの対向面に貴金属チップが固定されており、
    上記接地電極側の貴金属チップは、接地電極母材の表面から０．３ｍｍ以上突出しており、少なくとも接地電極母材側の端部に、先端面側から上記接地電極母材側に向かって断面積が大きくなる形状のテーパ部を有しており、
    かつ、上記接地電極側の貴金属チップは、レーザ溶接により形成された溶融部を介して上記接地電極母材に接合されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  17. 請求項１６において、上記接地電極側の貴金属チップの先端面の面積および中心電極側の貴金属チップの断面積は、いずれも０．１〜０．６ｍｍ2であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  18. 請求項１６又は１７のいずれか一項において、上記テーパ部における対角位置のテーパ面同士のなす角度は、７°以上であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  19. 請求項１６〜１８のいずれか一項において、上記貴金属チップは、円錐台形状を有することを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  20. 請求項１６〜１９のいずれか一項において、上記放電ギャップの大きさをＧｍｍ、上記テーパ部における対角位置のテーパ面同士のなす角度をθ２°としたとき、Ｇ≧０．５であり、かつ、Ｇ＜０．６の場合にはθ２≦｛１００＋２００（Ｇ−０．５）｝を満たし、Ｇ≧０．６の場合にはθ２≦１２０を満たすことを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  21. 請求項１６〜２０のいずれか一項において、上記テーパ部における対角位置のテーパ面同士のなす角度は、１００°以下であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  22. 請求項１６〜２１のいずれか一項において、上記テーパ部における対角位置のテーパ面同士のなす角度は、２０°以上であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  23. 請求項１〜２２のいずれか一項において、上記中心電極側の貴金属チップは、融点が１９００℃以上の貴金属または貴金属合金からなり、上記接地電極側の貴金属チップは、融点が１７００℃以上の貴金属または貴金属合金からなることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  24. 請求項１〜２３のいずれか一項において、上記中心電極側の貴金属チップは、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕのいずれかを５０重量％以上含有する合金からなり、上記接地電極側の貴金属チップはＰｔ、Ｒｈのいずれかを５０重量％以上含有する合金からなることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  25. 請求項１〜２４のいずれか一項において、上記接地電極側の貴金属チップは、該貴金属チップと上記接地電極母材との中間の線膨張係数を有する材料を介して、上記接地電極母材に接合されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  26. 請求項１〜２５のいずれか一項において、上記放電ギャップの大きさは、１．２ｍｍ以下であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
  27. 互いの間に放電ギャップを形成して対向配置された中心電極と接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグの製造方法であって、
    上記接地電極における上記中心電極との対向面に貴金属チップを接合するにあたり、
    軸方向長さが０．３ｍｍ以上であると共に少なくとも接地電極母材側の端部に該接地電極母材側に向かうに従って断面積が大きくなるテーパ部を有する貴金属チップを、上記接地電極母材の表面に配置し、上記接地電極母材と上記貴金属チップとの界面近傍にレーザ光を照射することにより、上記接地電極母材に上記貴金属チップを溶接することを特徴とする内燃機関用のスパークプラグの製造方法。
  28. 請求項２７において、上記レーザ光は、上記接地電極母材の表面に対して斜めの角度から照射し、上記接地電極母材と上記貴金属チップとが互いに溶け合った溶融部を形成することを特徴とする内燃機関用のスパークプラグの製造方法。
  29. 請求項２８において、上記レーザ光は、上記貴金属チップのテーパ部に対して略直交する方向から照射することを特徴とする内燃機関用のスパークプラグの製造方法。
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