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WO2014189079A1 - スパークプラグ - Google Patents

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Publication number
WO2014189079A1
WO2014189079A1 PCT/JP2014/063470 JP2014063470W WO2014189079A1 WO 2014189079 A1 WO2014189079 A1 WO 2014189079A1 JP 2014063470 W JP2014063470 W JP 2014063470W WO 2014189079 A1 WO2014189079 A1 WO 2014189079A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ground electrode
spark plug
gap
electrode
noble metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2014/063470
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
坂倉　靖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to US14/787,508 priority Critical patent/US9368944B2/en
Priority to JP2014534863A priority patent/JP5730447B1/ja
Priority to EP14800991.3A priority patent/EP3001520B1/en
Priority to CN201480029269.0A priority patent/CN105229878B/zh
Publication of WO2014189079A1 publication Critical patent/WO2014189079A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/39—Selection of materials for electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/32—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by features of the earthed electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/46—Sparking plugs having two or more spark gaps
    • H01T13/467—Sparking plugs having two or more spark gaps in parallel connection

Definitions

  • the present invention relates to a spark plug.
  • spark plugs have been used in internal combustion engines.
  • a configuration of the spark plug for example, a configuration including a center electrode and a ground electrode is used.
  • the center electrode and the ground electrode form a gap for generating a spark.
  • the durability of the spark plug can be improved, various problems can be suppressed. For example, the maintenance labor of the internal combustion engine can be reduced.
  • the durability of the spark plug can be influenced by various factors. For example, when the internal combustion engine is operated, the electrode may be easily consumed due to the temperature of the electrode being increased. As the electrode wears out, the spark plug may fail to perform its intended performance (eg, poor ignition).
  • the present invention aims to provide a new technique for improving the durability of a spark plug.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following application examples.
  • a central electrode extending in the axial direction; An insulator having an axial hole extending in the axial direction, the center electrode being inserted into the axial hole; A metal shell disposed on the outer periphery of the insulator; A first ground electrode that is electrically connected to the metal shell and forms a first gap with a tip surface of the center electrode; It is electrically connected to the metal shell, joined to the metal shell, extends from the metal shell to a position facing the side surface of the center electrode, and has an annular shape between the side surface of the center electrode and its inner peripheral surface.
  • a second ground electrode forming a second gap;
  • a spark plug comprising: The ratio of the size of the first gap to the size of the second gap is 0.80 or more and 1.25 or less. Spark plug.
  • the spark plug according to application example 1 includes a first nickel portion that is a portion formed of nickel or a nickel alloy, and the nickel content of the first nickel portion is 90% by weight or more,
  • the second ground electrode includes a second nickel portion which is a portion formed of nickel or a nickel alloy, and the nickel content of the second nickel portion is 90 wt% or more. Spark plug.
  • At least one of the first ground electrode and the second ground electrode includes a surface layer forming a surface of the first ground electrode and a core portion formed inside the surface layer and having a higher thermal conductivity than the surface layer. including, Spark plug.
  • the temperature of the first ground electrode is likely to be higher than when the first ground electrode is directly joined to the metal shell, but the thermal conductivity is improved by the core portion. It is possible to suppress wear due to high temperatures.
  • the spark plug according to any one of Application Examples 1 to 5 The first ground electrode has a first noble metal portion made of a noble metal or a noble metal alloy at a position where the first gap is formed,
  • the second ground electrode has a second noble metal portion made of a noble metal or a noble metal alloy at a position where the second gap is formed, Of the center electrode, at least a first part that forms the first gap with the first noble metal part, and a second part that forms the second gap with the second noble metal part; Is made of noble metal or noble metal alloy, Spark plug.
  • the spark plug according to application example 6 The noble metal or noble metal alloy is iridium or an iridium alloy. Spark plug.
  • the present invention can be realized in various modes, for example, in a mode such as a spark plug or an internal combustion engine equipped with the spark plug.
  • FIG. 1 It is sectional drawing of the spark plug 100 of 1st Example. 1 is a schematic view showing the configuration of electrodes 20, 30, and 90 of a spark plug 100.
  • FIG. It is explanatory drawing of creeping discharge. It is the schematic which shows 2nd Example of a spark plug. It is the schematic which shows 3rd Example of a spark plug. It is the schematic which shows 4th Example of a spark plug.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the spark plug 100 of the first embodiment.
  • the illustrated line CL indicates the central axis of the spark plug 100.
  • the center axis CL is also referred to as “axis line CL”
  • the direction parallel to the center axis CL is also referred to as “axis direction”
  • the radial direction of the circle centered on the center axis CL is also simply referred to as “radial direction”.
  • the circumferential direction of the circle centered on the central axis CL is also referred to as “circumferential direction”.
  • a first direction D1 and a second direction D2 in the drawing are parallel to the axis CL, and the second direction D2 is a direction opposite to the first direction D1.
  • the center electrode 20, the first ground electrode 30, and the second ground electrode 90 that form a spark gap form the end of the spark plug 100 on the first direction D1 side. is doing.
  • the first direction D1 side is also referred to as “front end side”
  • the second direction D2 side is also referred to as “rear end side”.
  • the spark plug 100 includes an insulator 10, a center electrode 20, a first ground electrode 30, a second ground electrode 90, a terminal fitting 40, a metal shell 50, a conductive seal 60, a resistor 70, The conductive seal 80, the front end side packing 8, the talc 9 as an example of the buffer material, the first rear end side packing 6, and the second rear end side packing 7 are provided.
  • an enlarged view of a cross section of a portion of the center electrode 20, the first ground electrode 30, and the second ground electrode 90 forming gaps g1 and g2 to be described later as seen from another direction is shown. ing.
  • the insulator 10 is a substantially cylindrical member having a through hole 12 (axial hole) extending along the central axis CL and penetrating the insulator 10.
  • the insulator 10 is formed by firing alumina (other insulating materials can also be used).
  • the insulator 10 includes a leg portion 13, a first reduced outer diameter portion 15, a distal end side body portion 17, a flange portion 19, and a second reduced outer diameter portion, which are arranged in order from the front end side to the rear end side. 11 and a rear end side body portion 18.
  • the flange portion 19 is a portion located in the approximate center of the insulator 10 in the axial direction, and is the maximum outer diameter portion of the insulator 10.
  • a front end side body portion 17 is provided on the front end side of the flange portion 19.
  • a first reduced outer diameter portion 15 is provided on the distal end side of the distal end side body portion 17. The outer diameter of the first reduced outer diameter portion 15 gradually decreases from the rear end side toward the front end side.
  • a leg portion 13 is provided on the distal end side of the first reduced outer diameter portion 15. With the spark plug 100 attached to an internal combustion engine (not shown), the leg 13 is exposed to the combustion chamber.
  • a second reduced outer diameter portion 11 is provided on the rear end side of the flange portion 19.
  • the outer diameter of the second reduced outer diameter portion 11 gradually decreases from the front end side toward the rear end side.
  • a rear end side body portion 18 is provided on the rear end side of the second reduced outer diameter portion 11.
  • a center electrode 20 is inserted on the tip side of the through hole 12 of the insulator 10.
  • the center electrode 20 is a rod-shaped member extending along the center axis CL.
  • the center electrode 20 includes an electrode base material 21, a core material 22 embedded in the electrode base material 21, a columnar tip 28 that is joined to the tip side of the electrode base material 21 and has a center axis CL as the center, It has.
  • the rear end portion of the core material 22 is exposed from the electrode base material 21 and forms the rear end portion of the center electrode 20.
  • the other part of the core material 22 is covered with the electrode base material 21. However, the entire core material 22 may be covered with the electrode base material 21.
  • the electrode base material 21 is formed using, for example, an alloy containing nickel.
  • the core material 22 is made of, for example, an alloy containing copper.
  • the chip 28 is formed of an alloy containing iridium (however, another conductive material (for example, a metal material) can be adopted).
  • the tip 28 is joined to the electrode base material 21 by, for example, laser welding.
  • a part of the rear end side of the center electrode 20 is disposed in the through hole 12 of the insulator 10, and a part of the front end side of the center electrode 20 is exposed to the front end side of the insulator 10.
  • a terminal fitting 40 is inserted on the rear end side of the through hole 12 of the insulator 10.
  • the terminal fitting 40 is a rod-shaped member that extends along the central axis CL.
  • the terminal fitting 40 is formed using low carbon steel (however, other conductive materials (for example, metal materials) can also be used).
  • the terminal fitting 40 includes a flange portion 42, a cap mounting portion 41 that forms a portion on the rear end side of the flange portion 42, and a leg portion 43 that forms a portion on the front end side of the flange portion 42.
  • the cap mounting part 41 is exposed on the rear end side of the insulator 10.
  • the leg portion 43 is inserted into the through hole 12 of the insulator 10.
  • a resistor 70 is arranged between the terminal fitting 40 and the center electrode 20 in the through hole 12 of the insulator 10.
  • the resistor 70 reduces radio noise when a spark is generated.
  • the resistor 70 is formed of a composition containing, for example, glass particles such as B 2 O 3 —SiO 2 , ceramic particles such as ZrO 2 , and a conductive material such as carbon particles and metal.
  • a gap between the resistor 70 and the center electrode 20 is filled with a conductive seal 60.
  • a gap between the resistor 70 and the terminal fitting 40 is filled with a conductive seal 80.
  • the conductive seal is formed using, for example, the above-described various glass particles and metal particles (Cu, Fe, etc.).
  • the main metal fitting 50 is a cylindrical metal fitting for fixing the spark plug 100 to an engine head (not shown) of the internal combustion engine.
  • the metal shell 50 is formed using a low carbon steel material (other conductive materials (for example, metal materials) can also be used).
  • the metal shell 50 is formed with a through hole 59 penetrating along the central axis CL.
  • the insulator 10 is inserted into the through hole 59 of the metal shell 50, and the metal shell 50 is fixed to the outer periphery of the insulator 10.
  • the tip of the insulator 10 is exposed from the tip of the metal shell 50, and the rear end of the insulator 10 is exposed from the rear end of the metal shell 50.
  • the metal shell 50 includes a body portion 55, a seal portion 54, a deformation portion 58, a tool engagement portion 51, and a caulking portion 53 that are arranged in order from the front end side to the rear end side. .
  • the shape of the seal portion 54 is a substantially cylindrical shape.
  • a barrel portion 55 is provided on the distal end side of the seal portion 54.
  • the outer diameter of the trunk portion 55 is smaller than the outer diameter of the seal portion 54.
  • a threaded portion 52 is formed on the outer peripheral surface of the body portion 55 to be screwed into a mounting hole of the internal combustion engine.
  • An annular gasket 5 formed by bending a metal plate is fitted between the seal portion 54 and the screw portion 52.
  • the trunk portion 55 of the metal shell 50 has a reduced inner diameter portion 56.
  • the reduced inner diameter portion 56 is disposed on the distal end side of the flange portion 19 of the insulator 10.
  • the inner diameter of the reduced inner diameter portion 56 gradually decreases from the rear end side toward the front end side.
  • a front end side packing 8 is sandwiched between the reduced inner diameter portion 56 of the metal shell 50 and the first reduced outer diameter portion 15 of the insulator 10.
  • the front end packing 8 is an iron-shaped O-shaped ring.
  • Other materials for example, metal materials such as copper can also be used.
  • a deformed portion 58 having a thickness smaller than that of the seal portion 54 is provided on the rear end side of the seal portion 54.
  • the deformed portion 58 is deformed so that the center portion protrudes outward in the radial direction (in a direction away from the central axis CL).
  • a tool engagement portion 51 is provided on the rear end side of the deformation portion 58.
  • the shape of the tool engaging portion 51 is a shape (for example, a hexagonal column) with which the spark plug wrench is engaged.
  • a caulking portion 53 that is thinner than the tool engaging portion 51 is provided on the rear end side of the tool engaging portion 51.
  • the caulking portion 53 is disposed on the rear end side of the second contracted outer diameter portion 11 of the insulator 10 and forms the rear end of the metal shell 50.
  • the caulking portion 53 is bent toward the inner side in the radial direction.
  • An annular space SP is formed between the inner peripheral surface of the rear end portion of the metal shell 50 and the outer peripheral surface of the insulator 10.
  • This space SP is a space surrounded by the inner peripheral surface of the metal shell 50 and the outer peripheral surface of the insulator 10 between the caulking portion 53 and the second reduced outer diameter portion 11.
  • a first rear end side packing 6 is disposed on the rear end side in the space SP, and a second rear end side packing 7 is disposed on the front end side in the space SP.
  • these rear end side packings 6 and 7 are made of iron and are C-shaped rings (other materials can also be used). Between the two rear end side packings 6 and 7 in the space SP, powder of talc (talc) 9 is filled.
  • the insulator 10 is pressed toward the front end side in the metal shell 50 through the packings 6 and 7 and the talc 9 by crimping the crimping portion 53 inwardly. Thereby, the front end side packing 8 is pressed between the first reduced outer diameter portion 15 and the reduced inner diameter portion 56. And the front end side packing 8 seals between the metal shell 50 and the insulator 10. As described above, the gas in the combustion chamber of the internal combustion engine is prevented from leaking outside through the space between the metal shell 50 and the insulator 10.
  • the first ground electrode 30 includes a base material 32 joined to the tip of the metal shell 50 and a chip 38 joined to the tip 31 of the base material 32.
  • the base material 32 extends from the end joined to the metal shell 50 in the first direction D1, is bent about 90 degrees toward the center axis CL, and is attached to the tip 31 disposed on the tip side of the center electrode 20. It reaches.
  • An X direction Dx in the figure is a direction from the joined portion of the metal shell 50 and the base material 32 toward the central axis CL perpendicular to the central axis CL.
  • the partially enlarged view in FIG. 1 shows a cross section including the central axis CL and perpendicular to the X direction Dx.
  • the tip 38 is positioned on the base material 32 at a position facing the tip surface of the tip 28 of the center electrode 20, specifically, on the surface of the tip portion 31 on the second direction D2 side, for example, by laser welding. It is joined.
  • the shape of the tip 38 is a disc shape centered on the central axis CL.
  • the base material 32 is formed using a nickel alloy containing 90% by weight or more of nickel.
  • the chip 38 is formed using an alloy containing iridium.
  • the surface on the second direction D2 side of the tip 38 of the first ground electrode 30 and the surface (tip surface) on the first direction D1 side of the tip 28 of the center electrode 20 form a first gap g1.
  • the second ground electrode 90 includes a hole forming portion 91 that forms a cylindrical through-hole centered on the central axis CL, a support portion 92 that is joined to the tip portion of the metal shell 50, and an inner periphery of the hole forming portion 91. And a cylindrical tip 98 (also referred to as “cylindrical tip 98”) that is joined to the surface and has a central axis CL as a center.
  • the cylindrical tip 98 is joined to the inner peripheral surface of the hole forming portion 91 by, for example, brazing.
  • the support portion 92 is joined to the inner peripheral surface of the distal end portion of the metal shell 50 (details will be described later).
  • the support part 92 is formed using a nickel alloy containing 90% by weight or more of nickel.
  • the cylindrical tip 98 is formed using an alloy containing iridium.
  • the inner peripheral surface of the cylindrical tip 98 of the second ground electrode 90 and the outer peripheral surface of the tip 28 of the center electrode 20 form an annular second
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the electrodes 20, 30, 90 of the spark plug 100.
  • 2A shows a cross-sectional view (cross-sectional view including the central axis CL) parallel to the X direction Dx on the first direction D1 side of the spark plug 100
  • FIG. 2B shows the same portion.
  • a cross-sectional view (cross-sectional view including the central axis CL) perpendicular to the X direction Dx is shown
  • FIG. 2C shows a schematic view of the spark plug 100 viewed from the first direction D1 side in the second direction D2.
  • FIG. 2D shows a schematic view of the remaining portion where the first ground electrode 30 is deleted from the schematic diagram of FIG.
  • FIG. 2A is a cross section taken along the line AA of FIG. 2C, and is a cross section that bisects the base material 32 of the first ground electrode 30.
  • FIG. 2B is a BB cross section of FIG.
  • FIG. 2 (A) and FIG. 2 (B) about the insulator 10, the external appearance seen facing the direction perpendicular
  • the cylindrical tip 98 of the second ground electrode 90 surrounds the outer periphery in the radial direction of the tip 28 of the center electrode 20 over the entire circumference.
  • the inner peripheral surface 98s (FIG. 2A: radially inner surface) of the cylindrical tip 98 and the outer peripheral surface 28s2 (radially outer surface) of the tip 28 of the center electrode 20 are annular second gaps. g2 is formed.
  • the support portion 92 of the second ground electrode 90 has a plate shape extending along the Y direction Dy from the ⁇ Dy direction side to the + Dy direction side of the central axis CL. It is a member.
  • the + Dy direction indicates the Y direction Dy
  • the -Dy direction indicates the direction opposite to the Y direction Dy.
  • two connection portions 92s and 92t forming the support portion 92 are shown.
  • the first connection portion 92s is a portion of the support portion 92 that is closer to the ⁇ Dy direction than the center axis CL.
  • the radially outer end 921 of the first connection portion 92s is joined to the metal shell 50 on the ⁇ Dy direction side of the central axis CL.
  • the second connection portion 92t is a portion on the + Dy direction side of the center axis CL in the support portion 92.
  • the radially outer end 921 of the second connection portion 92t is joined to the metal shell 50 on the + Dy direction side with respect to the central axis CL.
  • the shapes of the first connection portion 92s and the second connection portion 92t are the same as each other.
  • the support portion 92 (specifically, the connection portions 92s and 92t) extends from the connection portion with the cylindrical tip 98 (ie, the hole forming portion 91) toward the outside in the radial direction. Extending toward the second direction D2, extending toward the second direction D2, and reaching the end 921.
  • the outer peripheral surface of the end 921 is joined to the inner peripheral surface of the metal shell 50 by welding.
  • the boundary portion W95 between the end portion 921 of the support portion 92 and the metal shell 50 is welded by laser welding from the first direction D1 side.
  • the second ground electrode 90 is electrically connected to the metal shell 50.
  • a large inner diameter portion 501 having a relatively large inner diameter is formed at the end of the metal shell 50 (specifically, the body portion 55) on the first direction D1 side.
  • a small inner diameter portion 502 having an inner diameter smaller than that of the large inner diameter portion 501 is formed on the side of the portion 501 in the second direction D2.
  • a step is formed in which the inner diameter changes stepwise.
  • the second ground electrode 90 is fitted into the large inner diameter portion 501 from the first direction D1 side toward the second direction D2.
  • the second ground electrode 90 has two end portions 921 of the support portion 92 in contact with the inner peripheral surface of the large inner diameter portion 501 of the metal shell 50. It is configured. Specifically, as shown in FIG. 2D, when viewed in a direction parallel to the central axis CL, the shape of the outer edge of the two end portions 921 is larger than the inner diameter of the small inner diameter portion 502. A circular arc having a diameter slightly larger than the inner diameter of the large inner diameter portion 501. Therefore, when the second ground electrode 90 is fitted into the large inner diameter portion 501, the surface on the second direction D2 side of the two end portions 921 of the support portion 92 is between the large inner diameter portion 501 and the small inner diameter portion 502.
  • the second ground electrode 90 is suppressed from entering the small inner diameter portion 502, and the displacement of the second ground electrode 90 in the first direction D1 with respect to the metal shell 50 is suppressed. Further, when the two end portions 921 of the support portion 92 are in contact with the inner peripheral surface of the large inner diameter portion 501, a positional shift in a direction orthogonal to the central axis CL (a positional shift of the second ground electrode 90 with respect to the metal shell 50). ) Is suppressed. As a result, the size dg2 (also referred to as “second gap size dg2”) of the second gap g2 is substantially constant over the entire circumference on the outer circumferential surface 28s2 of the tip 28 of the center electrode 20.
  • the first ground electrode 30 is welded to the front end surface 501s of the metal shell 50 (for example, laser welding). Thereby, the first ground electrode 30 is electrically connected to the metal shell 50.
  • the first ground electrode 30 is disposed so as to extend in the X direction Dx perpendicular to the direction in which the support portion 92 of the second ground electrode 90 extends (that is, the Y direction Dy). Yes.
  • the tip surface 28s1 of the tip 28 of the center electrode 20 is a plane orthogonal to the center axis CL.
  • first gap size dg1 The size dg1 of the first gap g1 (also referred to as “first gap size dg1”), that is, the distance between the two surfaces 28s1 and 38s is approximately constant regardless of the position in the first gap g1.
  • first gap size dg1 the angle of bending of the first ground electrode 30 is adjusted so that the first gap size dg1 becomes a predetermined size.
  • the first ground electrode 30 has the tip 38 made of a noble metal alloy (specifically, an alloy containing iridium) at a position where the first gap g1 is formed.
  • the second ground electrode 90 has a cylindrical tip 98 made of a noble metal alloy (specifically, an alloy containing iridium) at a position where the second gap g2 is formed.
  • the central electrode 20 at least a portion for forming the first gap g 1 with the tip 38 (that is, the tip surface 28 s 1 of the tip 28) and a portion for forming the second gap g 2 with the cylindrical tip 98 ( That is, the outer peripheral surface 28s2) of the chip 28 is formed of a noble metal alloy (specifically, an alloy containing iridium). Therefore, consumption of each of the center electrode 20, the first ground electrode 30, and the second ground electrode 90 can be suppressed.
  • First evaluation test A first evaluation test using a spark plug sample will be described.
  • the relationship between the ratio of the first gap size dg1 to the second gap size dg2 and the deviation in the number of discharges between the first gap g1 and the second gap g2 was evaluated.
  • a spark plug having a center electrode having a tip 28, a first ground electrode having a tip 38, and a second ground electrode having a cylindrical tip 98 is used in the first evaluation test.
  • a test sample was used (not shown).
  • the configurations of the center electrode and the first ground electrode of the test sample are the same as the configurations of the center electrode 20 and the first ground electrode 30 in FIGS. 1 and 2A to 2D.
  • the shape of the support portion is not the same as the shape of the support portion 92 of FIGS. 1 and 2A to 2D.
  • the support portion of the test sample includes a hole forming portion into which the cylindrical tip 98 is inserted, similarly to the hole forming portion 91 described with reference to FIGS. 2 (A) to 2 (D).
  • the cylindrical tip 98 is joined to the inner peripheral surface of the hole forming portion.
  • the support portion for the test sample is joined to the tip of the metal shell.
  • the three chips 28, 38, 98 of the test sample are respectively the same as the three chips 28, 38, 98 described in FIGS. 2 (A) to 2 (D). The same.
  • the structure of the other part of the sample is the same as that of the spark plug 100 of FIG.
  • four spark plug samples having different ratios dg1 / dg2 (hereinafter referred to as “gap ratios”) of the first gap size dg1 to the second gap size dg2 (FIG. 2A) are used.
  • the ratio of the number of discharges generated between the center electrode and the second ground electrode with respect to the total number of discharges (here, 100 times) generated in the spark plug sample (hereinafter referred to as “second discharge ratio”). ) was measured.
  • the discharge occurs between the center electrode and the first ground electrode or between the center electrode and the second ground electrode. Table 1 below shows the measurement results.
  • the dimensions common to the four samples used in the evaluation test are as follows. 1) Outer diameter of center electrode tip 28: 2.2 mm 2) Inner diameter of cylindrical tip 98: 2.8 mm 3) Second gap size dg2: 0.3 mm Between the four samples, the first gap size dg1 is different from each other. The first gap size dg1 is adjusted by adjusting the bending state (for example, the bending radius) of the first ground electrode.
  • the test method is as follows. A sample of a spark plug is placed in an experimental container filled with air, and the pressure in the container is increased to 1 MPa. This pressure is determined assuming the pressure at the time of ignition in the combustion chamber of the internal combustion engine. In this state, a voltage is applied to the spark plug sample to discharge. Each time a discharge is performed, it is visually confirmed whether the ground electrode that caused the discharge is the first ground electrode or the second ground electrode. Hereinafter, the ground electrode that causes discharge is referred to as a “discharge ground electrode”. By performing repeated discharge, the second discharge ratio, that is, the ratio of the number of discharges generated between the center electrode and the second ground electrode to the total number of discharges is calculated.
  • the second discharge ratio is 30%, that is, the discharge ground electrode is biased toward the first ground electrode.
  • the second discharge ratio is 70%, that is, the discharge ground electrode is biased toward the second ground electrode.
  • the gap ratio is 0.80, the second discharge ratio is 45%, and when the gap ratio is 1.25, the second discharge ratio is 55%. In these two cases, the discharge occurs approximately evenly between the first ground electrode and the second ground electrode.
  • both the first ground electrode and the second ground electrode can be used for discharging approximately equally.
  • the durability of the spark plug can be improved. For example, stable discharge can be realized over a long period of time.
  • test sample has three chips 28, 38, and 98 that form the first gap g1 and the second gap g2, similarly to the spark plug 100 shown in FIG.
  • the above preferred range of gap ratios is applicable to the spark plug 100 of FIG. 2, and thus to various configurations of spark plugs having three tips 28, 38, 98.
  • the distance between the two discharge surfaces varies depending on the position on the discharge surface.
  • the positional deviation of the center electrode 20 may be greater than zero.
  • the positional deviation of the second ground electrode 90 may be larger than zero.
  • the shortest distance between the two discharge surfaces (here, the two discharge surfaces 28s2 and 98s) forming the second gap g2 may be adopted as the second gap size dg2.
  • the distance between two discharge surfaces (here, the tip surface 28s1 of the chip 28 and the surface 38s of the chip 38) forming the first gap g1 may differ depending on the position on the discharge surface.
  • the shortest distance between the two discharge surfaces (here, the two discharge surfaces 28s1 and 38s) forming the first gap g1 may be adopted as the first gap size dg1.
  • the gap ratio (dg1 / dg2) calculated using the first gap size dg1 and the second gap size dg2 obtained as described above is in the range of 0.80 or more and 1.25 or less. Is preferred. In this way, both the first ground electrode 30 and the second ground electrode 90 can be used for discharging approximately equally.
  • the difference in ease of discharge between the first gap g1 and the second gap g2 is presumed to be mainly caused by the difference between the first gap size dg1 and the second gap size dg2. Therefore, the above preferable range of the gap ratio is estimated to be applicable regardless of the configuration other than the gap sizes dg1 and dg2.
  • the material of the part of the electrode that forms the first gap g1 here, the material of the chip 28 and the material of the chip 38
  • the material of the part of the electrode that forms the second gap g2 here, It is estimated that the above preferable range is applicable regardless of the material of the tip 28 and the material of the cylindrical tip 98) and the area of the surface of the electrodes 20, 30, 90 forming the gaps g1, g2.
  • Second evaluation test The second evaluation test using a spark plug sample will be described. In the second evaluation test, the ratio of occurrence of creeping discharge was measured in a spark plug (referred to as “post-use spark plug”) after an internal combustion engine equipped with a spark plug sample was operated for 1000 hours.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of creeping discharge.
  • creeping discharge will be described using the spark plug 100 shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 3A shows a schematic diagram of the spark plug 100 before use
  • FIG. 3B shows a schematic diagram of the spark plug 100 after use (the spark plug 100 after 1000 hours of operation).
  • Thick lines p1 and p2 in FIG. 3A indicate examples of discharge paths.
  • the first discharge path p1 is an example of a discharge path that can occur in the first gap g1, and is a path from the tip surface 28s1 of the chip 28 to the surface 38s of the chip 38.
  • the second discharge path p2 is an example of a path of discharge generated in the second gap g2, and is a path from the outer peripheral surface 28s2 of the tip 28 to the inner peripheral surface 98s of the cylindrical tip 98.
  • the distance h shown in FIG. 3A indicates the shortest distance between the surface of the insulator 10 and the surface of the second ground electrode 90.
  • the shortest distance h is the surface 10s (referred to as “tip surface 10s”) on the first direction D1 side of the insulator 10 and the surface on the second direction D2 side of the support portion 92 of the second ground electrode 90.
  • the distance between them and 92 us (the distance measured in parallel with the central axis CL) is the same.
  • the first gap size dg1 is the same as the second gap size dg2.
  • the electrode 20, 30, 90 can be consumed by 1000 hours of operation.
  • the portion where discharge occurs that is, the tip surface 28s1 of the chip 28, the outer peripheral surface 28s2 of the chip 28, the surface 38s of the chip 38, and the inner peripheral surface 98s of the chip 98 are easily consumed.
  • FIG. 3B shows a schematic diagram after 1000 hours of use.
  • Each surface 28s1e, 28s2e, 38se, 98se in the figure is a surface obtained by the consumption of the original surfaces 28s1, 28s2, 38s, 98s, respectively.
  • the first gap size dg1e of the first gap g1 after use is larger than the first gap size dg1 before use (FIG.
  • the second gap size dg2e of the second gap g2 after use is The second gap size dg2 before use is larger.
  • the first gap size dg1 before use is also called “first initial gap size dg1”
  • the second gap size dg2 before use is also called “second initial gap size dg2”.
  • the electrode consumption can proceed non-uniformly.
  • the shortest distance between the tip surface 28s1e and the surface 38se corresponds to the first gap size dg1e after use.
  • the shortest distance between the outer peripheral surface 28s2e and the inner peripheral surface 98se corresponds to the second gap size dg2e after use.
  • a thick line px in FIG. 3B shows an example of a creeping discharge path.
  • the creeping discharge path px extends from the surface 92us of the support portion 92 of the second ground electrode 90 to the tip surface 10s of the insulator 10, and proceeds toward the center electrode 20 along the tip surface 10s. It reaches the outer peripheral surface (here, the outer peripheral surface of the electrode base material 21).
  • the creeping discharge that crawls on the tip surface 10s of the insulator 10 can occur when it is difficult for the gaps g1 and g2 to be discharged.
  • creeping discharge is more likely to occur as the gap sizes dg1e and dg2e are larger than the shortest distance h, in other words, as the shortest distance h to the gap sizes dg1e and dg2e is smaller.
  • the insulator 10 may be damaged. Therefore, it is preferable that the ratio of occurrence of unintended creeping discharge is small.
  • the creeping discharge that can occur in the spark plug 100 of FIG. 2 has been described above.
  • the sample of the spark plug used in the second evaluation test is the same as the sample used in the first evaluation test.
  • the sample support portion has a surface 92us that realizes the shortest distance h between the surface of the insulator 10 and the surface of the second ground electrode, like the support portion 92 of FIGS. 3 (A) and 3 (B). Contains. Therefore, in the test sample, when the chips 28, 38, and 98 are consumed due to discharge, creeping discharge can occur as in the spark plug 100 shown in FIG.
  • the initial distance ratio (h / dg) in Table 2 is the ratio of the shortest distance h to the initial gap sizes dg1 and dg2 of the spark plug sample before use.
  • the occurrence rate of creeping discharge after 1000 hours of use is that of creeping discharge with respect to the total number of discharges when the discharge is repeated under the same conditions as in the first evaluation test using the spark plug sample after 1000 hours of use. It is the ratio of the number of times. Whether or not the discharge was a creeping discharge was confirmed by visual observation.
  • the dimensions common to the four samples used in the evaluation test are as follows. 1) External shape of the tip 28 of the center electrode: 2.2 mm 2) Inner diameter of cylindrical tip 98: 2.8 mm 3) First initial gap size dg1: 0.3 mm 4) Second initial gap size dg2: 0.3 mm Among the four samples, the shortest distance h is different from each other. The shortest distance h is adjusted by adjusting the length of the leg portion 13 of the insulator 10 along the central axis CL.
  • the gap sizes dg1e and dg2e can be larger than the initial gap sizes dg1 and dg2 after 1000 hours of operation.
  • the ratio of the used gap sizes dg1e and dg2e to the shortest distance h is smaller than when the initial distance ratio is small. That is, when the initial distance ratio is large, discharge is more likely to occur in the gaps g1 and g2 than when the initial distance ratio is small. Therefore, when the operation time is the same, that is, when the consumption of the electrodes is approximately the same, the larger the initial distance ratio, the smaller the creeping discharge ratio.
  • the initial distance ratio when the initial distance ratio is 2.0 or more, specifically, when the initial distance ratio is 2.0 and 2.1, creeping discharge occurs. The rate is zero percent. When the initial distance ratio is 1.9, the occurrence rate of creeping discharge is 10%, and when the initial distance ratio is 1.8, the occurrence rate of creeping discharge is 30%. Thus, if the initial distance ratio is set to 2 or more, creeping discharge can be suppressed. As a result, the durability of the spark plug can be improved.
  • the first initial gap size dg1 may be different from the second initial gap size dg2.
  • the shortest distance h is preferably at least twice the maximum value of the first initial gap size dg1 and the second initial gap size dg2. According to this configuration, creeping discharge can be suppressed even when either the first ground electrode 30 or the second ground electrode 90 is consumed.
  • the initial distance ratio may be set to “2.1” or less, which is a value evaluated in the second evaluation test. Further, as the upper limit of the initial distance ratio, a value larger than 2.1 (for example, a value arbitrarily selected from 3, 3.5, 4) may be adopted (the initial distance ratio is equal to or less than the upper limit).
  • the first initial gap size dg1 is different from the second initial gap size dg2
  • the shortest distance h with respect to the maximum value of the first initial gap size dg1 and the second initial gap size dg2 is set as the initial distance ratio. The ratio can be adopted.
  • the shortest distance h is large, the portion of the center electrode 20 located outside the through-hole 12 of the insulator 10 (referred to as an outer portion) is often long.
  • the outer part of the center electrode 20 is long, the durability of the center electrode 20 tends to be low. Therefore, it is preferable that the shortest distance h, and hence the initial distance ratio is small.
  • the above-mentioned preferable range of the initial distance ratio is applicable to the spark plug 100 of FIG. 2 and, consequently, the spark plugs having various configurations having the three chips 28, 38, 98 and the support portion that realizes the shortest distance h. Is possible.
  • the speed of electrode consumption depends on the material of the chips 28, 38, 98, the presence / absence of the chips 28, 38, 98, the electrode 20, It can change according to the area of the part which forms the gaps g1 and g2 in the surface of 30,90. In any case, if the shortest distance h is at least twice the maximum value of the first initial gap size dg1 and the second initial gap size dg2, the gap sizes dg1 and dg2 are increased twice.
  • the shortest distance h may be less than twice the maximum value of the first initial gap size dg1 and the second initial gap size dg2.
  • the shortest distance h is a distance measured in parallel with the first direction D1, but the arrangement of the points on the insulator and the points on the second ground electrode that define the shortest distance h. May be variously arranged depending on the shape of the insulator 10 and the shape of the second ground electrode. For example, the distance between the insulator and the second ground electrode measured along an oblique direction intersecting the first direction D1 may be the shortest distance.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a second embodiment of the spark plug.
  • 4A illustrates a cross-sectional view similar to FIG. 2A
  • FIG. 4B illustrates a cross-sectional view similar to FIG. 2B
  • FIG. 4C illustrates FIG.
  • a schematic diagram similar to FIG. 2C is shown
  • FIG. 4D shows a schematic diagram similar to FIG.
  • the first difference is that the base material 32 of the first ground electrode 30 of the first embodiment is replaced with a surface layer 36 that forms the surface and a core portion 37 that is formed inside the surface layer 36. Is a point.
  • the second difference is that the support portion 92 of the first embodiment is replaced with a surface layer 96 that forms the surface and a core portion 97 that is formed inside the surface layer 96.
  • the other configuration of the spark plug 100a of the second embodiment is the same as the configuration of the spark plug 100 of the first embodiment (in the figure, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted). ).
  • the arrangement of the chips 28, 38 and 98 forming the gaps g1 and g2 is the same as the arrangement in the embodiment shown in FIG.
  • the core part 37 is shown by hatching.
  • the core 97 is indicated by hatching.
  • the first ground electrode 30a includes a surface layer 36, a core portion 37 provided inside the surface layer 36, and a chip 38 joined to the tip portion 31a of the first ground electrode 30a.
  • the outer shape of the surface layer 36 is the same as the outer shape of the base material 32 of the first embodiment.
  • the core portion 37 extends from a joint portion with the metal shell 50 and extends to the middle of the first ground electrode 30a reaching the tip portion 31a.
  • the tip portion 31a is a portion corresponding to the tip portion 31 (FIG. 2A) of the first embodiment.
  • the core part 37 is formed using a material having a higher thermal conductivity than the surface layer 36. Therefore, heat conduction by the first ground electrode 30a can be promoted as compared with the case where the core portion 37 is omitted. As a result, since heat can be easily released from the first ground electrode 30a to the metal shell 50 during operation of the internal combustion engine, the temperature of the first ground electrode 30a increases and the temperature of the first ground electrode 30a increases. It can suppress that a high state continues for a long time. As a result, consumption of the first ground electrode 30a (for example, oxidation of the surface of the first ground electrode 30a) can be suppressed.
  • various materials can be used as the material of the surface layer 36.
  • the same alloy containing nickel as the base material 32 of the first embodiment can be used.
  • the material of the core portion 37 various materials having higher thermal conductivity than the surface layer 36 can be used.
  • copper or an alloy containing copper can be used.
  • the second ground electrode 90a includes a surface layer 96, a core portion 97 provided in the surface layer 96, a cylindrical tip 98 bonded to the inner peripheral surface of the surface layer 96, It has.
  • the outer shape of the surface layer 96 is the same as the outer shape of the support portion 92 of the first embodiment.
  • the entire surface layer 96 and the core portion 97 are referred to as a “support portion 92a”.
  • the elements of the support part 92a are given the reference numerals with the letter “a” added to the end of the reference numerals of the corresponding elements of the support part 92 of FIG.
  • the first connection portion 92sa indicates the same portion as the first connection portion 92s in FIG.
  • An end portion 921a indicates the same portion as the end portion 921 in FIG.
  • the core portion 97 is located inside the support portion 92a from the vicinity of the end of the support portion 92a on the ⁇ Dy direction side to the vicinity of the end on the + Dy direction side. It extends along the Y direction Dy.
  • the core portion 97 is formed in a ring shape so as to bypass the through hole and the hole forming portion 91a.
  • the core portion 97 is formed using a material having a higher thermal conductivity than the surface layer 96. Therefore, heat conduction by the second ground electrode 90a can be promoted as compared with the case where the core portion 97 is omitted. As a result, since heat can be easily released from the second ground electrode 90a to the metal shell 50 during operation of the internal combustion engine, the temperature of the second ground electrode 90a increases and the temperature of the second ground electrode 90a increases. It can suppress that a high state continues for a long time. As a result, consumption of the second ground electrode 90a (for example, oxidation of the surface of the second ground electrode 90a) can be suppressed.
  • the material of the surface layer 96 can be used as the same alloy as that of the connection portion 92 of the first embodiment.
  • various materials having higher thermal conductivity than the surface layer 96 can be employed.
  • copper or an alloy containing copper can be used.
  • the configuration of the spark plug 100a of the second embodiment other than the above two differences is the same as the configuration of the spark plug 100 of the first embodiment. Accordingly, the spark plug 100a of the second embodiment can realize the same advantages as the spark plug 100 of the first embodiment. For example, by setting the ratio of the first gap size dg1 to the second gap size dg2 to be 0.80 or more and 1.25 or less, both the first ground electrode 30a and the second ground electrode 90a are It can be used for discharging evenly. As a result, since one ground electrode can be prevented from being greatly consumed as compared with the other ground electrode, the durability of the spark plug 100a can be improved. Similarly to the first embodiment described with reference to FIG.
  • the shortest distance h is set to be equal to or more than twice the maximum value of the first initial gap size dg1 and the second initial gap size dg2. Discharge can be suppressed. As a result, the durability of the spark plug 100 can be improved. Further, since the first gap g1 is formed of a noble metal alloy (specifically, the chip 28 and the chip 38), it is possible to suppress wear of the center electrode 20 and the first ground electrode 30a. In addition, since the second gap g2 is formed of a noble metal alloy (specifically, the tip 28 and the cylindrical tip 98), consumption of the center electrode 20 and the second ground electrode 90a can be suppressed. Moreover, since iridium is used as the noble metal, it is possible to appropriately suppress the consumption of the electrodes 20, 30a, 90a.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a third embodiment of the spark plug.
  • 5A illustrates a cross-sectional view similar to FIG. 4A
  • FIG. 5B illustrates a cross-sectional view similar to FIG. 4B
  • FIG. 5C illustrates FIG.
  • a schematic diagram similar to FIG. 4C is shown
  • FIG. 5D shows a schematic diagram similar to FIG.
  • Differences from the spark plug 100a of the second embodiment are the following three points. 1) The first difference is that the large inner diameter portion 501 of the metal shell 50 is omitted.
  • the second difference is that the support portion 92b (here, the surface layer 96b) of the second ground electrode 90b extends outward in the radial direction to the position of the outer peripheral surface of the front end portion 501b of the metal shell 50b. It is a point. 3)
  • the third difference is that the first ground electrode 30b is joined to the surface 92bs on the first direction D1 side of the support portion 92b of the second ground electrode 90b. As shown in FIGS. 5B and 5C, when viewed in a direction parallel to the central axis CL, the first ground electrode 30b is directed from the joint portion with the metal shell 50b toward the central axis CL.
  • the extending direction is parallel to the extending direction of the second ground electrode 90b (here, the Y direction Dy).
  • the other configuration of the spark plug 100b of the third embodiment is the same as the configuration of the spark plug 100a of the second embodiment (in the figure, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted).
  • the configuration of the metal shell 50b of the third embodiment is the same as that of the metal shell 50 of the first and second embodiments, except that the portion forming the large inner diameter portion 501 is omitted.
  • the arrangement of the chips 28, 38, 98 forming the gaps g1, g2 is the same as the arrangement in the embodiment shown in FIGS.
  • the second ground electrode 90b includes a support portion 92b and a cylindrical tip 98.
  • the support portion 92b has the same hole forming portion 91a as in the embodiment of FIG.
  • the cylindrical tip 98 is joined to the inner peripheral surface of the hole forming portion 91a.
  • the core portion 97 is provided inside the support portion 92b as in the embodiments of FIGS. 4B and 4D.
  • the remaining part of the support part 92b excluding the core part 97 is the surface layer 96b.
  • the surface layer 96b is formed using a nickel alloy.
  • the end portion 921b of the support portion 92b is an end portion 921b on the outer side in the radial direction and on the second direction D2 side.
  • the end surface 92s2 on the second direction D2 side of the end portion 921b is joined to the end surface on the first direction D1 side of the metal shell 50b (referred to as “tip surface 501sb”).
  • the boundary portion W95b between the support portion 92b and the metal shell 50b is welded by laser welding from the outside in the radial direction.
  • the surfaces 92s2 and 501sb are planes orthogonal to the central axis CL.
  • FIG. 5B and FIG. 5D two connection portions 92sb and 92tb are shown.
  • the first connection portion 92sb is a portion on the ⁇ Dy direction side of the central axis CL in the support portion 92b
  • the second connection portion 92tb is a portion on the + Dy direction side of the support portion 92b in relation to the central axis CL.
  • the end 921b of the first connection portion 92sb is joined to the metal shell 50b on the ⁇ Dy direction side of the central axis CL.
  • An end portion 921b of the second connection portion 92tb is joined to the metal shell 50b on the + Dy direction side of the central axis CL.
  • the shape of the edge 92so on the outer peripheral side of the two end faces 92s2 of the support portion 92b is a circle having approximately the same diameter as the outer diameter of the front end face 501sb of the metal shell 50b. Is the same as a part of (i.e., arc).
  • the shape of the inner peripheral edge 92si of the two end faces 92s2 of the support portion 92b is a circle having a diameter slightly smaller than the inner diameter of the front end face 501sb of the metal shell 50b. Part (ie, arc).
  • the front end surface 501sb of the metal shell 50b can be easily joined to the two end surfaces 92s2 of the support portion 92b, so that the joining strength can be improved. Further, by disposing the outer peripheral edge 92so of the two end surfaces 92s2 of the support portion 92 on the outer peripheral edge of the front end surface 501sb of the metal shell 50b, the position of the second ground electrode 90b relative to the metal shell 50b ( (Positional deviation in a direction orthogonal to the central axis CL) can be suppressed. As a result, the second gap size dg2 is substantially constant over the entire circumference on the outer circumferential surface 28s2 of the tip 28 of the center electrode 20.
  • the first ground electrode 30b is joined to the surface 92bs on the first direction D1 side of the support portion 92b of the second ground electrode 90b (for example, laser welding).
  • the configuration of the first ground electrode 30b is such that when the first ground electrode 30a of FIG. 4A is overlaid on FIG. 5B so that the chip 38 overlaps, the first ground electrode 30b of FIG. ) Is the same as the configuration obtained by omitting the portion overlapping the second ground electrode 90b.
  • the first ground electrode 30b has a surface layer 36b, a core portion 37b formed inside the surface layer 36b, and a chip 38. .
  • the first ground electrode 30b is joined to the metal shell 50b via the second ground electrode 90b.
  • the heat conduction from the first ground electrode 30b to the metal shell 50b is suppressed as compared with the case where the first ground electrode 30b is directly joined to the metal shell 50b, so that the temperature of the first ground electrode 30b is reduced. Tends to rise.
  • the core portion 37b is embedded in the first ground electrode 30b, it is possible to prevent the temperature of the first ground electrode 30b from increasing and the state in which the temperature of the first ground electrode 30b is high from continuing for a long time. it can. As a result, consumption of the first ground electrode 30b (for example, oxidation of the surface of the first ground electrode 30b) can be suppressed.
  • the configuration of the spark plug 100b of the third embodiment other than the above differences is the same as the configuration of the spark plug 100a of the second embodiment. Therefore, the spark plug 100b of the third embodiment can realize the same advantages as the spark plug 100a of the second embodiment. For example, by setting the ratio of the first gap size dg1 to the second gap size dg2 to be 0.80 or more and 1.25 or less, both the first ground electrode 30b and the second ground electrode 90b are It can be used for discharging evenly. As a result, since one ground electrode can be prevented from being greatly consumed compared to the other ground electrode, the durability of the spark plug 100b can be improved. Similarly to the first embodiment described with reference to FIG.
  • the shortest distance h is set to be equal to or more than twice the maximum value of the first initial gap size dg1 and the second initial gap size dg2. Discharge can be suppressed. As a result, the durability of the spark plug 100b can be improved. Further, since the first gap g1 is formed of a noble metal alloy (specifically, the chip 28 and the chip 38), it is possible to suppress wear of the center electrode 20 and the first ground electrode 30b. Further, since the second gap g2 is formed of a noble metal alloy (specifically, the tip 28 and the cylindrical tip 98), it is possible to suppress wear of the center electrode 20 and the second ground electrode 90b.
  • a core portion 37b having a higher thermal conductivity than the surface layer 36b is embedded in the first ground electrode 30b. Therefore, during operation of the internal combustion engine, it is possible to prevent the temperature of the first ground electrode 30b from increasing and the state in which the temperature of the first ground electrode 30b is high from continuing for a long time. As a result, consumption of the first ground electrode 30b (for example, oxidation of the surface of the first ground electrode 30b) can be suppressed.
  • a core 97 having a higher thermal conductivity than the surface layer 96b is embedded in the second ground electrode 90b.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a fourth embodiment of the spark plug.
  • 6A illustrates a cross-sectional view similar to FIG. 5A
  • FIG. 6B illustrates a cross-sectional view similar to FIG. 5B
  • FIG. 6C illustrates FIG.
  • a schematic diagram similar to FIG. 5C is shown
  • FIG. 6D shows a schematic diagram similar to FIG.
  • the only difference from the spark plug 100b of the third embodiment is that the joint surface between the metal shell 50c and the support portion 92c changes in a step shape.
  • the other configuration of the spark plug 100c is the same as the configuration of the spark plug 100b of the third embodiment (in the figure, the same configuration is denoted by the same reference numeral and description thereof is omitted).
  • the structure of the metal shell 50c of the fourth embodiment is the same as the structure of the metal shell 50 of the first and second embodiments, except that the shape of the tip portion 501c is different.
  • the configuration of the second ground electrode 90c of the fourth embodiment is such that the shape of the end 921c of the support portion 92c (the shape of the portion joined to the metal shell 50c) is the end of the support portion 92b of FIG. Except for the difference from the shape of 921b (the shape of the portion joined to the metal shell 50b), it is the same as the configuration of the second ground electrode 90b of FIG.
  • the arrangement of the chips 28, 38 and 98 forming the gaps g1 and g2 is the same as the arrangement of the embodiments of FIGS. Note that an enlarged view of a joint portion between the metal shell 50c and the second ground electrode 90c is shown on the right side of FIG. 6B.
  • the second ground electrode 90c includes a support portion 92c and a cylindrical tip 98.
  • the configuration of the support portion 92c other than the shape of the joint surface with the metal shell 50c is the same as the configuration of the support portion 92b in FIGS. 5B and 5D.
  • the cylindrical tip 98 is joined to the inner peripheral surface of the hole forming portion 91a of the support portion 92c.
  • the same core portion 97 as that of the third embodiment is provided inside the support portion 92c.
  • the remaining part of the support part 92c excluding the core part 97 is the surface layer 96c.
  • the first connection portion 92sc is a portion on the ⁇ Dy direction side of the center axis CL in the support portion 92c, and the second connection portion 92tc is in the + Dy direction from the center axis CL in the support portion 92c.
  • the end portion 921c of the first connection portion 92sc is joined to the metal shell 50c on the ⁇ Dy direction side with respect to the central axis CL.
  • An end portion 921c of the second connection portion 92tc is joined to the metal shell 50c on the + Dy direction side with respect to the central axis CL.
  • the end portion 921c of the support portion 92c includes an inner portion 941d that is a portion on the inner peripheral side, and an outer portion 941e that is a radially outer portion of the inner portion 941d. It is equipped with.
  • the surface 941ds on the second direction D2 side of the inner portion 941d and the surface 941es on the second direction D2 side of the outer portion 941e are both planes orthogonal to the central axis CL. is there.
  • the surface 941es of the outer portion 941e is located closer to the first direction D1 than the surface 941ds of the inner portion 941d.
  • An outer peripheral surface 941fs (also referred to as a partial cylindrical surface 941fs) having the same shape as a part of the cylinder centering on the central axis CL is formed at the boundary portion between the inner portion 941d and the outer portion 941e.
  • the front end portion 501c of the metal shell 50c includes an inner portion 501d and an outer portion 501e that is a radially outer portion of the inner portion 501d.
  • a surface 501ds on the first direction D1 side of the inner portion 501d and a surface 501es on the first direction D1 side of the outer portion 501e are planes orthogonal to the central axis CL.
  • the surface 501es of the outer part 501e is located closer to the first direction D1 than the surface 501ds of the inner part 501d.
  • An inner peripheral surface 501fs (also referred to as a partial cylindrical surface 501fs) having the same shape as a part of the cylinder centering on the central axis CL is formed at a boundary portion between the inner portion 501d and the outer portion 501e.
  • the second ground electrode 90c is fitted into the front end portion 501c of the metal shell 50c from the first direction D1 side toward the second direction D2.
  • the surface 941es of the outer portion 941e of the support portion 92c is in contact with the surface 501es of the outer portion 501e of the metal shell 50c, and the surface 941ds of the inner portion 941d of the support portion 92c is the surface 501ds of the inner portion 501d of the metal shell 50c.
  • the boundary portion W95c between the support portion 92c and the metal shell 50c is welded by laser welding from the outside in the radial direction.
  • the partial cylindrical surface 941fs of the support portion 92c is in contact with the partial cylindrical surface 501fs of the metal shell 50c. Accordingly, it is possible to suppress the displacement of the second ground electrode 90c with respect to the metal shell 50c (the displacement in the direction orthogonal to the central axis CL). As a result, the second gap size dg2 is substantially constant over the entire circumference on the outer circumferential surface of the tip 28 of the center electrode 20.
  • the first ground electrode 30b is joined to the surface 92bs on the first direction D1 side of the support portion 92c of the second ground electrode 90c (for example, laser welding).
  • a recess or notch is provided in the surface 92bs on the first direction D1 side of the support portion 92c of the second ground electrode 90c, and one end portion of the first ground electrode 30b is disposed and joined to the recess or notch. Good.
  • the configuration of the spark plug 100c of the fourth embodiment other than the above differences is the same as the configuration of the spark plug 100b of the third embodiment. Therefore, the spark plug 100c of the fourth embodiment can realize various advantages similar to those of the spark plug 100b of the third embodiment. For example, by setting the ratio of the first gap size dg1 to the second gap size dg2 to be 0.80 or more and 1.25 or less, both the first ground electrode 30b and the second ground electrode 90c are It can be used for discharging evenly. As a result, since one ground electrode can be prevented from being greatly consumed compared to the other ground electrode, the durability of the spark plug 100c can be improved. Similarly to the first embodiment described with reference to FIG.
  • the shortest distance is set to at least twice the maximum value of the first initial gap size dg1 and the second initial gap size dg2, thereby causing creeping discharge. Can be suppressed. As a result, the durability of the spark plug 100c can be improved. Further, since the first gap g1 is formed of a noble metal alloy (specifically, the chip 28 and the chip 38), it is possible to suppress wear of the center electrode 20 and the first ground electrode 30b. Further, since the second gap g2 is formed of a noble metal alloy (specifically, the tip 28 and the cylindrical tip 98), consumption of the center electrode 20 and the second ground electrode 90c can be suppressed.
  • iridium is used as the noble metal, it is possible to appropriately suppress the consumption of the electrodes 20, 30b, 90c.
  • a core portion 37b having a higher thermal conductivity than the surface layer 36b is embedded in the first ground electrode 30b. Therefore, consumption of the first ground electrode 30b can be suppressed.
  • a core 97 having a higher thermal conductivity than the surface layer 96c is embedded in the second ground electrode 90c. Therefore, consumption of the second ground electrode 90c can be suppressed.
  • the first ground electrode includes a first nickel portion that is a portion formed of nickel or a nickel alloy, and the nickel content of the first nickel portion is 90 wt% or more.
  • the base material 32 in FIG. 2A and the surface layers 36 and 36b in FIG. 4A, FIG. 5B, and FIG. Corresponds to the part.
  • the thermal conductivity of the first ground electrode can be improved. Therefore, since heat can be easily released from the first ground electrode to the metal shell during operation of the internal combustion engine, the temperature of the first ground electrode becomes high and the state where the temperature of the first ground electrode is high continues for a long time. Can be suppressed. As a result, consumption of the first ground electrode (for example, oxidation of the surface of the first ground electrode) can be suppressed.
  • the nickel content of the first nickel portion of the first ground electrode may be less than 90% by weight.
  • the second ground electrode includes a second nickel portion that is a portion formed of nickel or a nickel alloy, and the nickel content of the second nickel portion is preferably 90% by weight or more.
  • the entire support portion 92 of FIG. 2A and the surface layers 96, 96b, and 96c of FIG. 4B, FIG. 5B, and FIG. Corresponding to the second nickel part.
  • the nickel content of the second nickel portion is 90% by weight or more, heat can be easily released from the second ground electrode to the metal shell during operation of the internal combustion engine, so the temperature of the second ground electrode is high. It can be suppressed that the state in which the temperature of the second ground electrode is high continues for a long time. As a result, consumption of the second ground electrode (for example, oxidation of the surface of the second ground electrode) can be suppressed.
  • the nickel content of the second nickel portion of the second ground electrode may be less than 90% by weight.
  • the first ground electrode may be formed using a conductive material other than nickel without including nickel.
  • the second ground electrode may be formed using a conductive material other than nickel without including nickel.
  • the core portions 37, 37b may be omitted.
  • a core portion for example, core portions 37 and 37b
  • the core portion 97 may be omitted.
  • the core portion 97 may be added.
  • the core part may be provided in only one of the first ground electrode and the second ground electrode.
  • the core portion may be omitted from both the first ground electrode and the second ground electrode.
  • a core part may be provided in both the 1st ground electrode and the 2nd ground electrode.
  • the material of the core part various materials having a higher thermal conductivity than the surface layer provided around the core part can be adopted.
  • a conductive material such as copper, an alloy containing copper, or silver can be used.
  • the noble metal tips that are separated from each other may be provided in a portion where the first gap g1 is formed and a portion where the second gap g2 is formed.
  • at least one of the noble metal tips 38 and 98 provided on the ground electrode may be omitted.
  • One or more noble metal tips arbitrarily selected from the part forming the second gap g2 of the second ground electrode may be omitted.
  • the material of the noble metal tip is not limited to iridium or an alloy containing iridium, and various other materials can be adopted.
  • platinum or an alloy containing platinum may be employed.
  • a noble metal or a noble metal alloy can be adopted.
  • the material of each noble metal tip of the part forming the second gap g2 may be selected independently of each other.
  • the tip 28 may be formed using a noble metal (for example, iridium), and the noble metal tip 38 and the cylindrical tip 98 may be formed using a noble metal alloy (for example, iridium alloy).
  • the area of the discharge surface forming the second gap g2 of the second ground electrode (in each of the above embodiments, the area of the inner peripheral surface 98s of the cylindrical tip 98) is the first gap g1 of the first ground electrode.
  • the area of the discharge surface to be formed (in each of the above embodiments, the area of the surface 38s of the chip 38) is preferably twice or more. According to this configuration, since the area of the discharge surface is three times that of the case where the second ground electrode is omitted, the durability of the spark plug can be improved. For example, stable discharge can be realized over a long period of time.
  • the second ground electrode is a surface in contact with the metallic shell, It is preferable to have a surface (referred to as a “position specifying surface”) defined by a normal line intersecting the first direction D1.
  • a position specifying surface defined by a normal line intersecting the first direction D1.
  • the normal direction of the position specifying surface is the same as the radial direction of the position specifying surface.
  • the second ground electrode has two or more position specifying surfaces which are arranged in different directions as viewed from the central axis CL and have different normal directions. According to this configuration, it is possible to appropriately suppress the positional deviation of the second ground electrode with respect to the metal shell (the positional deviation in the direction crossing the central axis CL). For example, it is possible to employ a configuration in which the concave portion or the convex portion of the second ground electrode is fitted to the convex portion or the concave portion of the metal shell.
  • the normal direction of the position specifying surface may be a direction inclined obliquely with respect to a plane orthogonal to the central axis CL.
  • the normal direction of the position specifying surface is the same as the radial direction of the position specifying surface.
  • the configuration of the center electrode, the first ground electrode, and the second ground electrode is not limited to the above configuration, and various other configurations can be adopted.
  • the present invention forms a first ground electrode that forms a first gap between the center electrode, the tip surface of the center electrode, and an annular second gap between the side surface of the center electrode and its inner peripheral surface. It can utilize suitably for a spark plug provided with the 2nd earthing electrode to do.

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Abstract

　スパークプラグの耐久性を向上する新たな技術を提供する。スパークプラグは、軸線方向に延びる中心電極と、軸線方向に延びる軸孔を有し軸孔に中心電極が挿設される絶縁体と、絶縁体の外周に配置される主体金具と、主体金具と電気的に導通し中心電極の先端面との間で第１ギャップを形成する第１接地電極と、主体金具と電気的に導通し主体金具に接合され主体金具から中心電極の側面と対向する位置まで延び中心電極の側面と自身の内周面との間で環状の第２ギャップを形成する第２接地電極と、を備える。ここで、第２ギャップの大きさに対する第１ギャップの大きさの割合は、０．８０以上、かつ、１．２５以下である。

Description

スパークプラグ
　本発明は、スパークプラグに関するものである。
　従来から、内燃機関に、スパークプラグが用いられている。スパークプラグの構成としては、例えば、中心電極と接地電極とを備える構成が用いられている。中心電極と接地電極は、火花を生じさせるためのギャップを形成する。
特開２００３－２５７５８５
　ところで、スパークプラグの耐久性が向上すれば、種々の不具合を抑制できる。例えば、内燃機関のメンテナンスの労力を低減できる。ここで、スパークプラグの耐久性は、種々の要因から、影響を受け得る。例えば、内燃機関の動作時に、電極の温度が高くなることによって、電極が消耗しやすくなる場合がある。電極の消耗が進行すると、スパークプラグは、意図された性能を発揮できなくなる場合がある（例えば、点火不良）。
　本発明は、スパークプラグの耐久性を向上する新たな技術を提供することを目的とする。
　本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
　軸線方向に延びる中心電極と、
　前記軸線方向に延びる軸孔を有し、前記軸孔に前記中心電極が挿設される絶縁体と、
　前記絶縁体の外周に配置される主体金具と、
　前記主体金具と電気的に導通し、前記中心電極の先端面との間で第１ギャップを形成する第１接地電極と、
　前記主体金具と電気的に導通し、前記主体金具に接合され、前記主体金具から前記中心電極の側面と対向する位置まで延び、前記中心電極の側面と自身の内周面との間で環状の第２ギャップを形成する第２接地電極と、
　を備えたスパークプラグであって、
　前記第２ギャップの大きさに対する前記第１ギャップの大きさの割合は、０．８０以上、かつ、１．２５以下である、
　スパークプラグ。
　この構成によれば、第１接地電極と第２接地電極との両方が放電に利用されるので、スパークプラグの耐久性を向上できる。
［適用例２］
　適用例１に記載のスパークプラグであって、
　前記第１接地電極は、ニッケル、または、ニッケル合金で形成された部分である第１ニッケル部分を含み、前記第１ニッケル部分のニッケル含有量は、９０重量％以上であり、
　前記第２接地電極は、ニッケル、または、ニッケル合金で形成された部分である第２ニッケル部分を含み、前記第２ニッケル部分のニッケル含有量は、９０重量％以上である、
　スパークプラグ。
　この構成によれば、第１接地電極と第２接地電極とのそれぞれの熱伝導性が向上するので、第１接地電極と第２接地電極との高温による消耗を抑制できる。
［適用例３］
　適用例１または２に記載のスパークプラグであって、
　前記第１接地電極と前記第２接地電極との少なくとも一方は、自身の表面を形成する表面層と、該表面層よりも内部に形成され、該表面層よりも熱伝導率が大きい芯部とを含む、
　スパークプラグ。
　この構成によれば、芯部によって熱伝導性が向上するので、接地電極の高温による消耗を抑制できる。
［適用例４］
　適用例３に記載のスパークプラグであって、
　前記第１接地電極は、前記第２接地電極に接合されている、
　スパークプラグ
　この構成によれば、第１接地電極が主体金具に直接的に接合される場合よりも、第１接地電極の温度が上がりやすいが、しかし、芯部によって熱伝導性が向上するので、接地電極の高温による消耗を抑制できる。
［適用例５］
　適用例１ないし４のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
　前記第２接地電極の表面と、前記絶縁体の表面と、の間の最短距離は、前記第１ギャップの大きさと前記第２ギャップの大きさとのうちの最大値の２倍以上である、スパークプラグ。
　この構成によれば、接地電極の消耗によって第１間隔と第２間隔が大きくなった場合であっても、絶縁体の表面に沿って放電が生じることを抑制できる。従って、スパークプラグの耐久性を向上できる。
［適用例６］
　適用例１ないし５のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
　前記第１接地電極は、前記第１ギャップを形成する位置に貴金属または貴金属合金からなる第１貴金属部を有し、
　前記第２接地電極は、前記第２ギャップを形成する位置に貴金属または貴金属合金からなる第２貴金属部を有し、
　前記中心電極のうちの、少なくとも、前記第１貴金属部との間で前記第１ギャップを形成する第一部位と、前記第２貴金属部との間で前記第２ギャップを形成する第二部位とは、貴金属または貴金属合金で形成されている、
　スパークプラグ。
　この構成によれば、中心電極と第１接地電極と第２接地電極とのそれぞれの消耗を抑制できる。
［適用例７］
　適用例６に記載のスパークプラグであって、
　前記貴金属または貴金属合金は、イリジウム、または、イリジウム合金である、
　スパークプラグ。
　この構成によれば、中心電極と第１接地電極と第２接地電極とのそれぞれの消耗を適切に抑制できる。
　なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、スパークプラグや、そのスパークプラグを搭載する内燃機関、等の態様で実現することができる。
第１実施例のスパークプラグ１００の断面図である。 スパークプラグ１００の電極２０、３０、９０の構成を示す概略図である。 沿面放電の説明図である。 スパークプラグの第２実施例を示す概略図である。 スパークプラグの第３実施例を示す概略図である。 スパークプラグの第４実施例を示す概略図である。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．スパークプラグの構成：
　図１は、第１実施例のスパークプラグ１００の断面図である。図示されたラインＣＬは、スパークプラグ１００の中心軸を示している。以下、中心軸ＣＬのことを「軸線ＣＬ」とも呼び、中心軸ＣＬと平行な方向を「軸線方向」とも呼び、中心軸ＣＬを中心とする円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、中心軸ＣＬを中心とする円の円周方向を「周方向」とも呼ぶ。図中の第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とは、軸線ＣＬと平行であり、第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１と反対の方向である。後述するように、火花ギャップ（単に「ギャップ」とも呼ぶ）を形成する中心電極２０と第１接地電極３０と第２接地電極９０とは、スパークプラグ１００の第１方向Ｄ１側の端部を形成している。以下、このような第１方向Ｄ１側を「先端側」とも呼び、第２方向Ｄ２側を「後端側」とも呼ぶ。
　スパークプラグ１００は、絶縁碍子１０と、中心電極２０と、第１接地電極３０と、第２接地電極９０と、端子金具４０と、主体金具５０と、導電性シール６０と、抵抗体７０と、導電性シール８０と、先端側パッキン８と、緩衝材の一例としてのタルク９と、第１後端側パッキン６と、第２後端側パッキン７と、を備えている。図中の右側には、中心電極２０と第１接地電極３０と第２接地電極９０とのうちの後述するギャップｇ１、ｇ２を形成する部分を別の方向から見た断面の拡大図が示されている。
　絶縁碍子１０は、中心軸ＣＬに沿って延びて絶縁碍子１０を貫通する貫通孔１２（軸孔）を有する略円筒形状の部材である。絶縁碍子１０はアルミナを焼成して形成されている（他の絶縁材料も採用可能である）。絶縁碍子１０は、先端側から後端側に向かって順番に並ぶ、脚部１３と、第１縮外径部１５と、先端側胴部１７と、鍔部１９と、第２縮外径部１１と、後端側胴部１８と、を備えている。
　鍔部１９は、絶縁碍子１０における軸方向の略中央に位置する部分であり、絶縁碍子１０の最大外径部分である。鍔部１９の先端側には、先端側胴部１７が設けられている。先端側胴部１７の先端側には、第１縮外径部１５が設けられている。第１縮外径部１５の外径は、後端側から先端側に向かって、徐々に小さくなる。第１縮外径部１５の先端側には、脚部１３が設けられている。スパークプラグ１００が内燃機関（図示せず）に取り付けられた状態では、脚部１３は、燃焼室に曝される。
　鍔部１９の後端側には、第２縮外径部１１が設けられている。第２縮外径部１１の外径は、先端側から後端側に向かって、徐々に小さくなる。第２縮外径部１１の後端側には、後端側胴部１８が設けられている。
　絶縁碍子１０の貫通孔１２の先端側には、中心電極２０が挿入されている。中心電極２０は、中心軸ＣＬに沿って延びる棒状の部材である。中心電極２０は、電極母材２１と、電極母材２１の内部に埋設された芯材２２と、電極母材２１の先端側に接合され中心軸ＣＬを中心とする円柱状のチップ２８と、を備えている。芯材２２の後端部は、電極母材２１から露出し、中心電極２０の後端部を形成する。芯材２２の他の部分は、電極母材２１によって被覆されている。ただし、芯材２２の全体が、電極母材２１によって覆われていても良い。電極母材２１は、例えば、ニッケルを含む合金を用いて形成されている。芯材２２は、例えば、銅を含む合金で形成されている。チップ２８は、イリジウムを含む合金で形成されている（但し、他の導電材料（例えば、金属材料）を採用可能である）。チップ２８は、電極母材２１に、例えば、レーザ溶接によって、接合されている。中心電極２０の後端側の一部は、絶縁碍子１０の貫通孔１２内に配置され、中心電極２０の先端側の一部は、絶縁碍子１０の先端側に露出している。
　絶縁碍子１０の貫通孔１２の後端側には、端子金具４０が挿入されている。端子金具４０は、中心軸ＣＬに沿って延びる棒状の部材である。端子金具４０は、低炭素鋼を用いて形成されている（但し、他の導電材料（例えば、金属材料）も採用可能である）。端子金具４０は、鍔部４２と、鍔部４２より後端側の部分を形成するキャップ装着部４１と、鍔部４２より先端側の部分を形成する脚部４３と、を備えている。キャップ装着部４１は、絶縁碍子１０の後端側に露出している。脚部４３は、絶縁碍子１０の貫通孔１２に挿入されている。
　絶縁碍子１０の貫通孔１２内において、端子金具４０と中心電極２０との間には、抵抗体７０が配置されている。抵抗体７０は、火花発生時の電波ノイズを低減する。抵抗体７０は、例えば、Ｂ2Ｏ3－ＳｉＯ2系等のガラス粒子と、ＺｒＯ２等のセラミック粒子と、炭素粒子や金属等の導電材料と、を含む組成物で形成されている。
　貫通孔１２内において、抵抗体７０と中心電極２０との間の隙間は、導電性シール６０によって埋められている。抵抗体７０と端子金具４０との間の隙間は、導電性シール８０によって埋められている。この結果、中心電極２０と端子金具４０とは、抵抗体７０と導電性シール６０、８０とを介して、電気的に接続される。導電性シールは、例えば、上述の各種ガラス粒子と、金属粒子（Ｃｕ、Ｆｅなど）と、を用いて形成される。
　主体金具５０は、内燃機関のエンジンヘッド（図示省略）にスパークプラグ１００を固定するための円筒状の金具である。主体金具５０は、低炭素鋼材を用いて形成されている（他の導電材料（例えば、金属材料）も採用可能である）。主体金具５０には、中心軸ＣＬに沿って貫通する貫通孔５９が形成されている。主体金具５０の貫通孔５９には、絶縁碍子１０が挿入され、主体金具５０は、絶縁碍子１０の外周に固定されている。絶縁碍子１０の先端は、主体金具５０の先端から露出し、絶縁碍子１０の後端は、主体金具５０の後端から露出している。
　主体金具５０は、先端側から後端側に向かって順番に並ぶ、胴部５５と、シール部５４と、変形部５８と、工具係合部５１と、加締部５３と、を備えている。シール部５４の形状は、略円柱形状である。シール部５４の先端側には、胴部５５が設けられている。胴部５５の外径は、シール部５４の外径よりも、小さい。胴部５５の外周面には、内燃機関の取付孔に螺合するためのネジ部５２が形成されている。シール部５４とネジ部５２との間には、金属板を折り曲げて形成された環状のガスケット５が嵌挿されている。
　主体金具５０の胴部５５は、縮内径部５６を有している。縮内径部５６は、絶縁碍子１０の鍔部１９よりも先端側に、配置されている。縮内径部５６の内径は、後端側から先端側に向かって、徐々に小さくなる。主体金具５０の縮内径部５６と、絶縁碍子１０の第１縮外径部１５と、の間には、先端側パッキン８が挟まれている。先端側パッキン８は、鉄製でＯ字形状のリングである。なお、他の材料（例えば、銅等の金属材料）も採用可能である。
　シール部５４の後端側には、シール部５４よりも肉厚が薄い変形部５８が設けられている。変形部５８は、径方向の外側（中心軸ＣＬから離れる方向）に向かって中央部が突出するように、変形している。変形部５８の後端側には、工具係合部５１が設けられている。工具係合部５１の形状は、スパークプラグレンチが係合する形状（例えば、六角柱）である。工具係合部５１の後端側には、工具係合部５１よりも肉厚が薄い加締部５３が設けられている。加締部５３は、絶縁碍子１０の第２縮外径部１１よりも後端側に配置され、主体金具５０の後端を形成する。加締部５３は、径方向の内側に向かって屈曲されている。
　主体金具５０の後端側の部分の内周面と、絶縁碍子１０の外周面と、の間には、環状の空間ＳＰが形成されている。この空間ＳＰは、加締部５３と第２縮外径部１１との間の、主体金具５０の内周面と絶縁碍子１０の外周面とに囲まれた空間である。この空間ＳＰ内の後端側には、第１後端側パッキン６が配置され、この空間ＳＰ内の先端側には、第２後端側パッキン７が配置されている。本実施例では、これらの後端側パッキン６、７は、鉄製でＣ字形状のリングである（他の材料も採用可能である）。空間ＳＰ内における２つの後端側パッキン６、７の間には、タルク（滑石）９の粉末が充填されている。
　加締部５３を内側に折り曲げるように加締めることによって、パッキン６、７とタルク９とを介して、絶縁碍子１０が、主体金具５０内で、先端側に向けて押圧される。これにより、第１縮外径部１５と縮内径部５６との間で、先端側パッキン８が押圧される。そして、先端側パッキン８は、主体金具５０と絶縁碍子１０との間をシールする。以上により、内燃機関の燃焼室内のガスが、主体金具５０と絶縁碍子１０との間を通って外に漏れることが、抑制される。
　第１接地電極３０は、主体金具５０の先端に接合された母材３２と、母材３２の先端部３１に接合されたチップ３８と、を備えている。母材３２は、主体金具５０に接合された端から、第１方向Ｄ１に向かって延び、中心軸ＣＬに向かって約９０度折り曲げられ、中心電極２０の先端側に配置された先端部３１に至る。図中のＸ方向Ｄｘは、主体金具５０と母材３２との接合部分から、中心軸ＣＬに垂直に、中心軸ＣＬに向かう方向である。図１中の部分拡大図は、中心軸ＣＬを含み、かつ、Ｘ方向Ｄｘに垂直な断面を示している。チップ３８は、母材３２上の、中心電極２０のチップ２８の先端面と対向する位置に、具体的には、先端部３１の第２方向Ｄ２側の表面上に、例えば、レーザ溶接によって、接合されている。チップ３８の形状は、中心軸ＣＬを中心とする円板形状である。母材３２は、９０重量％以上のニッケルを含有するニッケル合金を用いて形成されている。チップ３８は、イリジウムを含む合金を用いて形成されている。第１接地電極３０のチップ３８の第２方向Ｄ２側の表面と、中心電極２０のチップ２８の第１方向Ｄ１側の表面（先端面）とは、第１ギャップｇ１を形成する。
　第２接地電極９０は、中心軸ＣＬを中心とする円柱状の貫通孔を形成する孔形成部９１を含み主体金具５０の先端部分に接合された支持部９２と、孔形成部９１の内周面に接合され中心軸ＣＬを中心とする円筒状のチップ９８（「円筒チップ９８」とも呼ぶ）と、を備えている。円筒チップ９８は、孔形成部９１の内周面に、例えば、ロウ付けによって、接合されている。支持部９２は、主体金具５０の先端部分の内周面に接合されている（詳細は後述）。支持部９２は、９０重量％以上のニッケルを含有するニッケル合金を用いて形成されている。円筒チップ９８は、イリジウムを含む合金を用いて形成されている。第２接地電極９０の円筒チップ９８の内周面と、中心電極２０のチップ２８の外周面とは、環状の第２ギャップｇ２を形成する。
Ａ２．電極の構成：
　図２は、スパークプラグ１００の電極２０、３０、９０の構成を示す概略図である。図２（Ａ）は、スパークプラグ１００の第１方向Ｄ１側の一部のＸ方向Ｄｘに平行な断面図（中心軸ＣＬを含む断面図）を示し、図２（Ｂ）は、同じ部分のＸ方向Ｄｘに垂直な断面図（中心軸ＣＬを含む断面図）を示し、図２（Ｃ）は、スパークプラグ１００を第１方向Ｄ１側から第２方向Ｄ２を向いて見た概略図を示し、図２（Ｄ）は、図２（Ｃ）の概略図から第１接地電極３０を消去した残りの部分の概略図を示している。図中には、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とに加えて、中心軸ＣＬと直交する２つの方向Ｄｘ、Ｄｙが示されている。Ｙ方向Ｄｙは、Ｘ方向Ｄｘと直交する方向である。図２（Ａ）は、図２（Ｃ）のＡ－Ａ断面であり、第１接地電極３０の母材３２を二等分する断面である。図２（Ｂ）は、図２（Ｃ）のＢ－Ｂ断面である。
　なお、図２（Ａ）、図２（Ｂ）では、絶縁碍子１０については、断面に垂直な方向を向いて見た外観が示されている。また、図２（Ａ）中の右側には、チップ２８を含む部分の拡大図が示されている。図２（Ｃ）では、第１接地電極３０にハッチングが付されている。図２（Ｄ）では、チップ２８と第２接地電極９０とにハッチングが付されている。
　図２（Ａ）、図２（Ｄ）に示すように、第２接地電極９０の円筒チップ９８は、中心電極２０のチップ２８の径方向外側の周囲を、全周に亘って囲んでいる。そして、円筒チップ９８の内周面９８ｓ（図２（Ａ）：径方向内側の表面）と、中心電極２０のチップ２８の外周面２８ｓ２（径方向外側の表面）とは、環状の第２ギャップｇ２を形成している。
　図２（Ｂ）、図２（Ｄ）に示すように、第２接地電極９０の支持部９２は、中心軸ＣＬの－Ｄｙ方向側から＋Ｄｙ方向側まで、Ｙ方向Ｄｙに沿って延びる板状の部材である。ここで、＋Ｄｙ方向は、Ｙ方向Ｄｙを示し、－Ｄｙ方向は、Ｙ方向Ｄｙに反対の方向を示している。また、図中には、支持部９２を形成する２つの接続部９２ｓ、９２ｔが示されている。第１接続部９２ｓは、支持部９２のうち、中心軸ＣＬよりも－Ｄｙ方向側の部分である。第１接続部９２ｓの径方向外側の端部９２１は、中心軸ＣＬよりも－Ｄｙ方向側で、主体金具５０に接合されている。第２接続部９２ｔは、支持部９２のうち、中心軸ＣＬよりも＋Ｄｙ方向側の部分である。第２接続部９２ｔの径方向外側の端部９２１は、中心軸ＣＬよりも＋Ｄｙ方向側で、主体金具５０に接合されている。第１接続部９２ｓと第２接続部９２ｔのそれぞれの形状は、互いに同じである。
　図２（Ｂ）に示すように、支持部９２（具体的には、接続部９２ｓ、９２ｔ）は、円筒チップ９８との接続部分（すなわち、孔形成部９１）から、径方向の外側に向かって延び、第２方向Ｄ２に向かって曲がり、第２方向Ｄ２側に延びて、端部９２１に至る。端部９２１の外周面は、主体金具５０の内周面に、溶接によって接合されている。例えば、支持部９２の端部９２１と主体金具５０との境界部分Ｗ９５が、第１方向Ｄ１側から、レーザ溶接によって溶接される。これにより、第２接地電極９０は、主体金具５０と、電気的に導通する。
　図２（Ａ）に示すように、主体金具５０（具体的には、胴部５５）の第１方向Ｄ１側の端部には、内径が比較的大きい大内径部５０１が形成され、大内径部５０１の第２方向Ｄ２側には、大内径部５０１よりも内径が小さい小内径部５０２が形成されている。大内径部５０１と小内径部５０２との境界部分には、内径が階段状に変化する段差が形成されている。第２接地電極９０は、この大内径部５０１に、第１方向Ｄ１側から第２方向Ｄ２に向かって、嵌め込まれている。
　図２（Ｂ）、図２（Ｄ）に示すように、第２接地電極９０は、支持部９２の２つの端部９２１が、主体金具５０の大内径部５０１の内周面に接触するように、構成されている。具体的には、図２（Ｄ）に示すように中心軸ＣＬに平行な方向を向いて見る場合に、２つの端部９２１の外周側の縁の形状は、小内径部５０２の内径よりも大きく大内径部５０１の内径よりも若干小さい径を有する円弧である。従って、第２接地電極９０を大内径部５０１に嵌め込む場合に、支持部９２の２つの端部９２１の第２方向Ｄ２側の表面が、大内径部５０１と小内径部５０２との間の段差に接触する。従って、第２接地電極９０が小内径部５０２に入り込むことが抑制され、そして、主体金具５０に対する第２接地電極９０の第１方向Ｄ１の位置ズレが抑制される。また、支持部９２の２つの端部９２１が、大内径部５０１の内周面に接触することによって、中心軸ＣＬと直交する方向の位置ズレ（主体金具５０に対する第２接地電極９０の位置ズレ）が、抑制される。この結果、第２ギャップｇ２の大きさｄｇ２（「第２ギャップサイズｄｇ２」とも呼ぶ）は、中心電極２０のチップ２８の外周面２８ｓ２上の全周に亘って、おおよそ一定である。
　図２（Ａ）に示すように、第１接地電極３０は、主体金具５０の先端面５０１ｓに溶接されている（例えば、レーザ溶接）。これにより、第１接地電極３０は、主体金具５０と、電気的に導通する。図２（Ｃ）に示すように、第１接地電極３０は、第２接地電極９０の支持部９２の延びる方向（すなわち、Ｙ方向Ｄｙ）に垂直なＸ方向Ｄｘに延びるように、配置されている。図２（Ａ）中の拡大図に示すように、中心電極２０のチップ２８の先端面２８ｓ１は、中心軸ＣＬと直交する平面である。また、第１接地電極３０のチップ３８の第２方向Ｄ２側の表面３８ｓは、中心軸ＣＬと直交する平面である。これらの表面２８ｓ１、３８ｓは、第１ギャップｇ１を形成する。第１ギャップｇ１の大きさｄｇ１（「第１ギャップサイズｄｇ１」とも呼ぶ）、すなわち、２つの表面２８ｓ１、３８ｓの間の距離は、第１ギャップｇ１内の位置によらず、おおよそ一定である。スパークプラグ１００の製造時には、第１ギャップサイズｄｇ１が、所定の大きさとなるように、第１接地電極３０の折れ曲がりの角度が調整される。
　以上のように、第１接地電極３０は、第１ギャップｇ１を形成する位置に、貴金属合金（具体的には、イリジウムを含む合金）からなるチップ３８を有している。第２接地電極９０は、第２ギャップｇ２を形成する位置に貴金属合金（具体的には、イリジウムを含む合金）からなる円筒チップ９８を有している。中心電極２０のうちの少なくとも、チップ３８との間で第１ギャップｇ１を形成する部位（すなわち、チップ２８の先端面２８ｓ１）と、円筒チップ９８との間で第２ギャップｇ２を形成する部位（すなわち、チップ２８の外周面２８ｓ２）とは、貴金属合金（具体的には、イリジウムを含む合金）で形成されている。従って、中心電極２０と第１接地電極３０と第２接地電極９０とのそれぞれの消耗を抑制できる。
Ａ３．第１評価試験：
　スパークプラグのサンプルを用いた第１評価試験について説明する。第１評価試験では、第２ギャップサイズｄｇ２に対する第１ギャップサイズｄｇ１の比率と、第１ギャップｇ１と第２ギャップｇ２との間の放電回数の偏りと、の関係が評価された。このような関係を評価するために、第１評価試験では、チップ２８を有する中心電極と、チップ３８を有する第１接地電極と、円筒チップ９８を有する第２接地電極と、を有するスパークプラグの試験用のサンプルが用いられた（図示省略）。試験用のサンプルの中心電極と第１接地電極の構成は、図１、図２（Ａ）～図２（Ｄ）の中心電極２０と第１接地電極３０の構成と同様である。第２接地電極については、支持部の形状が、図１、図２（Ａ）～図２（Ｄ）の支持部９２の形状と同じではない。ただし、試験用サンプルの支持部は、図２（Ａ）～図２（Ｄ）で説明した孔形成部９１と同様に、円筒チップ９８が挿入される孔形成部を含んでいる。円筒チップ９８は、孔形成部の内周面に接合されている。また、試験用サンプルの支持部は、主体金具の先端部に接合されている。そして、上記の評価を適切に行うために、試験用サンプルの３つのチップ２８、３８、９８は、図２（Ａ）～図２（Ｄ）で説明した３つのチップ２８、３８、９８とそれぞれ同じである。サンプルの他の部分の構成は、図１のスパークプラグ１００の構成と同じである。第１評価試験では、第２ギャップサイズｄｇ２（図２（Ａ））に対する第１ギャップサイズｄｇ１の比率ｄｇ１／ｄｇ２（以下、「ギャップ比率」と呼ぶ）が互いに異なる４つのスパークプラグのサンプルを用いて、スパークプラグのサンプルで生じた放電の全回数（ここでは、１００回）に対する、中心電極と第２接地電極との間で生じた放電の回数の割合（以下「第２放電割合」と呼ぶ）を、測定した。なお、放電は、中心電極と第１接地電極との間、または、中心電極と第２接地電極との間で、生じる。以下の表１は、測定結果を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　評価試験に用いられた４つのサンプルに共通な寸法は、以下の通りである。
１）中心電極のチップ２８の外径　　　：　２．２ｍｍ
２）円筒チップ９８の内径　　　　　　：　２．８ｍｍ
３）第２ギャップサイズｄｇ２　　　　：　０．３ｍｍ
　４つのサンプルの間では、第１ギャップサイズｄｇ１が、互いに異なっている。第１接地電極の曲げ状態（例えば、曲げ半径等）を調整することによって、第１ギャップサイズｄｇ１が調整されている。
　試験方法は、以下の通りである。空気が充填された実験用の容器内に、スパークプラグのサンプルを配置し、容器内の圧力を、１ＭＰａに上昇させる。この圧力は、内燃機関の燃焼室内の点火時の圧力を想定して、決められている。この状態で、スパークプラグのサンプルに電圧を印加して、放電を行う。放電が行われる毎に、目視によって、放電を生じさせた接地電極が、第１接地電極と第２接地電極とのいずれであるのかを、確認する。以下、放電を生じさせた接地電極を「放電接地電極」と呼ぶ。繰り返し放電を行うことによって、第２放電割合、すなわち、放電の全回数に対する、中心電極と第２接地電極との間で生じた放電の回数の割合を、算出する。
　表１に示すように、ギャップ比率が大きいほど、第２放電割合が高い。この理由は、ギャップ比率が大きい場合には、ギャップ比率が小さい場合よりも、第２ギャップサイズｄｇ２に対する第１ギャップサイズｄｇ１が大きいので、第１ギャップｇ１で放電が生じ難くなるからと、推定される。具体的には、表１に示すように、ギャップ比率が０．７０である場合には、第２放電割合は、３０％である、すなわち、放電接地電極は、第１接地電極に偏っている。ギャップ比率が１．３０である場合には、第２放電割合は、７０％である、すなわち、放電接地電極は、第２接地電極に偏っている。ギャップ比率が０．８０である場合には、第２放電割合は、４５％であり、ギャップ比率が１．２５である場合には、第２放電割合は、５５％である。これら２つの場合には、第１接地電極と第２接地電極との間で、おおよそ均等に、放電が生じている。
　ギャップ比率を、０．８０以上、かつ、１．２５以下の範囲内に設定すれば、第１接地電極と第２接地電極との両方を、おおよそ均等に放電に利用することができる。この結果、一方の接地電極が他方の接地電極と比べて大きく消耗することを抑制できるので、スパークプラグの耐久性を向上できる。例えば、長期間に亘って、安定した放電を実現できる。
　なお、試験用のサンプルは、図２に示すスパークプラグ１００と同様に、第１ギャップｇ１と第２ギャップｇ２とを形成する３つのチップ２８、３８、９８を有している。従って、ギャップ比率の上記の好ましい範囲は、図２のスパークプラグ１００、ひいては、３つのチップ２８、３８、９８を有する種々の構成のスパークプラグに、適用可能である。
　なお、第２ギャップｇ２を形成する２つの放電面（ここでは、チップ２８の外周面２８ｓ２と、円筒チップ９８の内周面９８ｓ）の間の距離が、放電面上の位置に応じて異なる場合がある。例えば、中心電極２０の位置ズレ（特に、中心軸ＣＬと直交する方向の位置ズレ）がゼロよりも大きい場合がある。また、第２接地電極９０の位置ズレがゼロよりも大きい場合がある。このような位置ズレが生じた場合には、２つの放電面２８ｓ２、９８ｓの間の距離が、放電面２８ｓ２上の位置に応じて異なり得る。このような場合には、第２ギャップサイズｄｇ２として、第２ギャップｇ２を形成する２つの放電面（ここでは、２つの放電面２８ｓ２、９８ｓ）の間の最短距離を採用すればよい。同様に、第１ギャップｇ１を形成する２つの放電面（ここでは、チップ２８の先端面２８ｓ１と、チップ３８の表面３８ｓ）の間の距離が、放電面上の位置に応じて異なる場合がある。この場合には、第１ギャップサイズｄｇ１として、第１ギャップｇ１を形成する２つの放電面（ここでは、２つの放電面２８ｓ１、３８ｓ）の間の最短距離を採用すればよい。以上のように得られる第１ギャップサイズｄｇ１と第２ギャップサイズｄｇ２とを用いて算出されるギャップ比率（ｄｇ１／ｄｇ２）が、０．８０以上、かつ、１．２５以下の範囲内にあることが好ましい。こうすれば、第１接地電極３０と第２接地電極９０との両方を、おおよそ均等に放電に利用することができる。
　なお、第１ギャップｇ１と第２ギャップｇ２と間の放電のし易さの差異は、主に、第１ギャップサイズｄｇ１と第２ギャップサイズｄｇ２との間の差異によって生じると推定される。従って、ギャップ比率の上記の好ましい範囲は、ギャップサイズｄｇ１、ｄｇ２以外の構成に拘わらずに、適用可能と推定される。例えば、電極のうちの第１ギャップｇ１を形成する部分の材料（ここでは、チップ２８の材料とチップ３８の材料）や、電極のうちの第２ギャップｇ２を形成する部分の材料（ここでは、チップ２８の材料と円筒チップ９８の材料）や、電極２０、３０、９０の表面のうちのギャップｇ１、ｇ２を形成する部分の面積、に拘わらずに、上記の好ましい範囲を適用可能と推定される。
Ａ４．第２評価試験：
　スパークプラグのサンプルを用いた第２評価試験について説明する。第２評価試験では、スパークプラグのサンプルを搭載した内燃機関を１０００時間に亘って運転した後のスパークプラグ（「使用後スパークプラグ」と呼ぶ）で沿面放電が生じる割合を測定した。
　図３は、沿面放電の説明図である。以下、図１、図２に示すスパークプラグ１００を用いて、沿面放電について説明する。図中には、図１、図２（Ｂ）に示す断面図のうちのギャップｇ１、ｇ２を含む部分の拡大図が示されている。図３（Ａ）は、使用前のスパークプラグ１００の概略図を示し、図３（Ｂ）は、使用後のスパークプラグ１００（１０００時間の運転後のスパークプラグ１００）の概略図を示している。図３（Ａ）中の太線ｐ１、ｐ２は、放電路の例を示している。第１放電路ｐ１は、第１ギャップｇ１で生じ得る放電の経路の例であり、チップ２８の先端面２８ｓ１からチップ３８の表面３８ｓへ至る経路である。第２放電路ｐ２は、第２ギャップｇ２で生じる放電の経路の例であり、チップ２８の外周面２８ｓ２から円筒チップ９８の内周面９８ｓへ至る経路である。
　図３（Ａ）に示された距離ｈは、絶縁碍子１０の表面と第２接地電極９０の表面との間の最短距離を示している。本実施例では、最短距離ｈは、絶縁碍子１０の第１方向Ｄ１側の表面１０ｓ（「先端面１０ｓ」と呼ぶ）と、第２接地電極９０の支持部９２の第２方向Ｄ２側の表面９２ｕｓと、の間の距離（中心軸ＣＬと平行に測定した距離）と、同じである。スパークプラグ１００を使用する前には、最短距離ｈ＞第１ギャップサイズｄｇ１、かつ、最短距離ｈ＞第２ギャップサイズｄｇ２、である。そして、第１ギャップサイズｄｇ１は、第２ギャップサイズｄｇ２と、同じである。
　１０００時間の運転によって、電極２０、３０、９０は、消耗し得る。特に、放電が生じる部分、すなわち、チップ２８の先端面２８ｓ１と、チップ２８の外周面２８ｓ２と、チップ３８の表面３８ｓと、チップ９８の内周面９８ｓとが、消耗し易い。図３（Ｂ）は、１０００時間の使用後の概略図を示している。図中の各表面２８ｓ１ｅ、２８ｓ２ｅ、３８ｓｅ、９８ｓｅは、元の表面２８ｓ１、２８ｓ２、３８ｓ、９８ｓが、それぞれ、消耗することによって得られる表面である。使用後の第１ギャップｇ１の第１ギャップサイズｄｇ１ｅは、使用前の第１ギャップサイズｄｇ１（図３（Ａ））よりも大きく、そして、使用後の第２ギャップｇ２の第２ギャップサイズｄｇ２ｅは、使用前の第２ギャップサイズｄｇ２よりも大きくなっている。以下、使用前の第１ギャップサイズｄｇ１を、「第１初期ギャップサイズｄｇ１」とも呼び、使用前の第２ギャップサイズｄｇ２を、「第２初期ギャップサイズｄｇ２」とも呼ぶ。なお、電極の消耗は、不均一に進行し得る。この場合、先端面２８ｓ１ｅと表面３８ｓｅとの間の最短距離が、使用後の第１ギャップサイズｄｇ１ｅに対応する。そして、外周面２８ｓ２ｅと内周面９８ｓｅとの間の最短距離が、使用後の第２ギャップサイズｄｇ２ｅに対応する。
　図３（Ｂ）中の太線ｐｘは、沿面放電の経路の例を示している。この沿面放電路ｐｘは、第２接地電極９０の支持部９２の表面９２ｕｓから絶縁碍子１０の先端面１０ｓに至り、この先端面１０ｓに沿って中心電極２０に向かって進んで、中心電極２０の外周面（ここでは、電極母材２１の外周面）に至る。このように絶縁碍子１０の先端面１０ｓ上を這う沿面放電は、ギャップｇ１、ｇ２での放電が生じ難い場合に、生じ得る。例えば、最短距離ｈに対してギャップサイズｄｇ１ｅ、ｄｇ２ｅが大きいほど、換言すれば、ギャップサイズｄｇ１ｅ、ｄｇ２ｅに対する最短距離ｈが小さいほど、沿面放電が生じ易い。このような沿面放電が生じると、絶縁碍子１０が損傷を受ける場合がある。従って、意図しない沿面放電が生じる割合が小さいことが好ましい。
　以上、図２のスパークプラグ１００で生じ得る沿面放電について説明した。第２評価試験で用いられたスパークプラグのサンプルは、第１評価試験で用いられたサンプルと同じである。サンプルの支持部は、図３（Ａ）、図３（Ｂ）の支持部９２と同様に、絶縁碍子１０の表面と第２接地電極の表面との間の最短距離ｈを実現する表面９２ｕｓを含んでいる。従って、試験用のサンプルでは、放電によってチップ２８、３８、９８が消耗した場合には、図３（Ｂ）に示すスパークプラグ１００と同様に、沿面放電が生じ得る。
　第２評価試験では、最短距離ｈが異なる４つのスパークプラグのサンプルを用いて、１０００時間の運転後に沿面放電が生じる割合を測定した。以下の表２は、測定結果を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２中の初期距離比率（ｈ／ｄｇ）は、使用前のスパークプラグのサンプルの初期ギャップサイズｄｇ１、ｄｇ２に対する最短距離ｈの比率である。１０００時間使用後の沿面放電の発生率は、１０００時間の使用後のスパークプラグのサンプルを用いて、第１評価試験と同じ条件下で放電を繰り返した場合の、放電の全回数に対する沿面放電の回数の割合である。放電が沿面放電であるか否かは、目視によって確認された。
　評価試験に用いられた４つのサンプルに共通な寸法は、以下の通りである。
１）中心電極のチップ２８の外形　　　　　：　２．２ｍｍ
２）円筒チップ９８の内径　　　　　　　　：　２．８ｍｍ
３）第１初期ギャップサイズｄｇ１　　　　：　０．３ｍｍ
４）第２初期ギャップサイズｄｇ２　　　　：　０．３ｍｍ
　４つのサンプルの間では、最短距離ｈが、互いに異なっている。絶縁碍子１０の脚部１３の中心軸ＣＬに沿った長さを調整することによって、最短距離ｈが調整されている。
　表２に示すように、初期距離比率が大きいほど、沿面放電の割合は小さい。この理由は、以下のように推定される。上述したように、１０００時間の運転によってギャップサイズｄｇ１ｅ、ｄｇ２ｅが、初期ギャップサイズｄｇ１、ｄｇ２よりも大きくなり得る。ここで、初期距離比率が大きい場合には、初期距離比率が小さい場合よりも、最短距離ｈに対する使用後のギャップサイズｄｇ１ｅ、ｄｇ２ｅの割合が小さい。すなわち、初期距離比率が大きい場合には、初期距離比率が小さい場合よりも、ギャップｇ１、ｇ２で放電が生じ易い。従って、運転時間が同じ場合、すなわち、電極の消耗が同程度である場合、初期距離比率が大きいほど、沿面放電の割合が小さくなる。
　具体的には、表２に示すように、初期距離比率が２．０以上である場合、具体的には、初期距離比率が２．０、および、２．１である場合、沿面放電の発生率はゼロ％である。初期距離比率が１．９である場合、沿面放電の発生率は１０％であり、初期距離比率が１．８である場合、沿面放電の発生率は３０％である。このように、初期距離比率を、２以上に設定すれば、沿面放電を抑制できる。この結果、スパークプラグの耐久性を向上できる。
　なお、第１初期ギャップサイズｄｇ１が、第２初期ギャップサイズｄｇ２と異なっていてもよい。この場合、最短距離ｈは、第１初期ギャップサイズｄｇ１と第２初期ギャップサイズｄｇ２とのうちの最大値の２倍以上であることが好ましい。この構成によれば、第１接地電極３０と第２接地電極９０とのいずれが消耗した場合であっても、沿面放電を抑制できる。
　いずれの場合も、初期距離比率の上限としては、種々の値を採用可能である。例えば、初期距離比率を、第２評価試験で評価済の値である「２．１」以下に設定してもよい。また、初期距離比率の上限として、２．１よりも大きな値（例えば、３、３．５、４から任意に選択された値）を採用してもよい（初期距離比率は、上限以下）。第１初期ギャップサイズｄｇ１が、第２初期ギャップサイズｄｇ２と異なっている場合には、初期距離比率として、第１初期ギャップサイズｄｇ１と第２初期ギャップサイズｄｇ２とのうちの最大値に対する最短距離ｈの比率を採用可能である。なお、最短距離ｈが大きい場合には、中心電極２０のうち絶縁碍子１０の貫通孔１２の外に位置する部分（外部分と呼ぶ）が長い場合が多い。中心電極２０の外部分が長い場合には、中心電極２０の耐久性が低くなり易い。従って、最短距離ｈ、ひいては、初期距離比率が小さいことが好ましい。
　また、上述したように、試験用のサンプルでは、放電によってチップ２８、３８、９８が消耗した場合には、図３（Ｂ）に示すスパークプラグ１００と同様に、沿面放電が生じ得る。従って、初期距離比率の上記の好ましい範囲は、図２のスパークプラグ１００、ひいては、３つのチップ２８、３８、９８と最短距離ｈを実現する支持部とを有する種々の構成のスパークプラグに、適用可能である。
　なお、電極の消耗の速さ（例えば、単位運転時間当たりのギャップサイズｄｇ１、ｄｇ２の増加量）は、チップ２８、３８、９８の材料や、チップ２８、３８、９８の有無や、電極２０、３０、９０の表面のうちのギャップｇ１、ｇ２を形成する部分の面積等に応じて変化し得る。いずれの場合も、最短距離ｈが、第１初期ギャップサイズｄｇ１と第２初期ギャップサイズｄｇ２とのうちの最大値の２倍以上であれば、ギャップサイズｄｇ１、ｄｇ２が２倍に増大するまで、ギャップサイズｄｇ１、ｄｇ２よりも大きな最短距離ｈを維持できるので、最短距離ｈが、上記最大値の２倍未満である場合と比べて、長期間に亘って沿面放電を抑制できる。このように、スパークプラグの耐久性を向上できる。ただし、最短距離ｈが、第１初期ギャップサイズｄｇ１と第２初期ギャップサイズｄｇ２とのうちの最大値の２倍未満であってもよい。
　なお、図３の実施例では、最短距離ｈは、第１方向Ｄ１と平行に測定した距離であるが、最短距離ｈを規定する絶縁碍子上の点と第２接地電極上の点との配置は、絶縁碍子１０の形状と第２接地電極の形状とに応じて、種々の配置であり得る。例えば、第１方向Ｄ１と交差する斜め方向に沿って測定された、絶縁碍子と第２接地電極との間の距離が、最短距離であってもよい。
Ｂ．第２実施例：
　図４は、スパークプラグの第２実施例を示す概略図である。図４（Ａ）は、図２（Ａ）と同様の断面図を示し、図４（Ｂ）は、図２（Ｂ）と同様の断面図を示し、図４（Ｃ）は、図２（Ｃ）と同様の概略図を示し、図４（Ｄ）は、図２（Ｄ）と同様の概略図を示している。第１実施例のスパークプラグ１００からの差異は、２つある。第１の差異は、第１実施例の第１接地電極３０の母材３２が、表面を形成する表面層３６と、表面層３６の内部に形成された芯部３７と、に置換されている点である。第２の差異は、第１実施例の支持部９２が、表面を形成する表面層９６と、表面層９６の内部に形成された芯部９７と、に置換されている点である。第２実施例のスパークプラグ１００ａの他の構成は、第１実施例のスパークプラグ１００の構成と、同じである（図中では、同じ構成には、同じ符号を付して、説明を省略する）。例えば、ギャップｇ１、ｇ２を形成するチップ２８、３８、９８の配置は、図２に示す実施例での配置と、同じである。なお、図４（Ｃ）中では、芯部３７が、ハッチングで示されている。図４（Ｄ）中では、芯部９７が、ハッチングで示されている。
　第２実施例では、第１接地電極３０ａは、表面層３６と、表面層３６の内部に設けられた芯部３７と、第１接地電極３０ａの先端部３１ａに接合されたチップ３８と、を備えている。表面層３６の外形は、第１実施例の母材３２の外形と、同じである。図４（Ａ）に示すように、芯部３７は、主体金具５０との接合部分から延びており、先端部３１ａへ至る第１接地電極３０ａの途中まで、延びている。先端部３１ａは、第１実施例の先端部３１（図２（Ａ））に対応する部分である。
　芯部３７は、表面層３６よりも熱伝導率が高い材料を用いて形成されている。従って、芯部３７が省略された場合と比べて、第１接地電極３０ａによる熱伝導を促進できる。この結果、内燃機関の運転時に、第１接地電極３０ａから主体金具５０へ容易に熱を逃がすことができるので、第１接地電極３０ａの温度が高くなることと、第１接地電極３０ａの温度が高い状態が長く続くこととを、抑制できる。この結果、第１接地電極３０ａの消耗（例えば、第１接地電極３０ａの表面の酸化）を抑制できる。
　なお、表面層３６の材料としては、種々の材料を採用可能である。例えば、第１実施例の母材３２と同じ、ニッケルを含む合金を採用可能である。また、芯部３７の材料としては、表面層３６よりも熱伝導率が高い種々の材料を採用可能である。例えば、銅や、銅を含む合金を採用可能である。
　また、第２実施例では、第２接地電極９０ａは、表面層９６と、表面層９６の内部に設けられた芯部９７と、表面層９６の内周面に接合された円筒チップ９８と、を備えている。表面層９６の外形は、第１実施例の支持部９２の外形と、同じである。以下、表面層９６と芯部９７との全体を「支持部９２ａ」と呼ぶ。また、支持部９２ａの要素には、図２の支持部９２の対応する要素の符号の末尾に文字「ａ」を付加した符号が付されている。例えば、第１接続部９２ｓａは、図２（Ｄ）の第１接続部９２ｓと同じ部分を示している。また、端部９２１ａは、図２（Ｂ）の端部９２１と同じ部分を示している。図４（Ｂ）、図４（Ｄ）に示すように、芯部９７は、支持部９２ａの内部で、支持部９２ａの－Ｄｙ方向側の端の近傍から＋Ｄｙ方向側の端の近傍まで、Ｙ方向Ｄｙに沿って延びている。また、芯部９７は、貫通孔と孔形成部９１ａとを迂回するようにリング状に形成されている。
　芯部９７は、表面層９６よりも熱伝導率が高い材料を用いて形成されている。従って、芯部９７が省略された場合と比べて、第２接地電極９０ａによる熱伝導を促進できる。この結果、内燃機関の運転時に、第２接地電極９０ａから主体金具５０へ容易に熱を逃がすことができるので、第２接地電極９０ａの温度が高くなることと、第２接地電極９０ａの温度が高い状態が長く続くことを、抑制できる。この結果、第２接地電極９０ａの消耗（例えば、第２接地電極９０ａの表面の酸化）を抑制できる。
　なお、表面層９６の材料としては、種々の材料を採用可能である。例えば、第１実施例の接続部９２と同じ、ニッケルを含む合金を採用可能である。また、芯部９７の材料としては、表面層９６よりも熱伝導率が高い種々の材料を採用可能である。例えば、銅や、銅を含む合金を採用可能である。
　また、第２実施例のスパークプラグ１００ａの上記の２つの差異以外の部分の構成は、第１実施例のスパークプラグ１００の構成と同じである。従って、第２実施例のスパークプラグ１００ａは、第１実施例のスパークプラグ１００と同じ利点を実現可能である。例えば、第２ギャップサイズｄｇ２に対する第１ギャップサイズｄｇ１の割合を、０．８０以上、かつ、１．２５以下に設定することによって、第１接地電極３０ａと第２接地電極９０ａとの両方を、おおよそ均等に放電に利用することができる。この結果、一方の接地電極が他方の接地電極と比べて大きく消耗することを抑制できるので、スパークプラグ１００ａの耐久性を向上できる。また、図３で説明した第１実施例と同様に、最短距離ｈを、第１初期ギャップサイズｄｇ１と第２初期ギャップサイズｄｇ２とのうちの最大値の２倍以上に設定することによって、沿面放電を抑制できる。この結果、スパークプラグ１００の耐久性を向上できる。また、第１ギャップｇ１は、貴金属合金（具体的には、チップ２８とチップ３８）で形成されているので、中心電極２０と第１接地電極３０ａとのそれぞれの消耗を抑制できる。また、第２ギャップｇ２は、貴金属合金（具体的には、チップ２８と円筒チップ９８）で形成されているので、中心電極２０と第２接地電極９０ａとのそれぞれの消耗を抑制できる。また、貴金属としては、イリジウムが用いられているので、電極２０、３０ａ、９０ａの消耗を適切に抑制できる。
Ｃ．第３実施例：
　図５は、スパークプラグの第３実施例を示す概略図である。図５（Ａ）は、図４（Ａ）と同様の断面図を示し、図５（Ｂ）は、図４（Ｂ）と同様の断面図を示し、図５（Ｃ）は、図４（Ｃ）と同様の概略図を示し、図５（Ｄ）は、図４（Ｄ）と同様の概略図を示している。第２実施例のスパークプラグ１００ａからの差異は、以下の３点である。
１）第１の差異は、主体金具５０の大内径部５０１が省略されている点である。
２）第２の差異は、第２接地電極９０ｂの支持部９２ｂ（ここでは、表面層９６ｂ）が、径方向の外側に向かって、主体金具５０ｂの先端部５０１ｂの外周面の位置まで延びている点である。
３）第３の差異は、第１接地電極３０ｂが、第２接地電極９０ｂの支持部９２ｂの第１方向Ｄ１側の表面９２ｂｓに接合されている点である。図５（Ｂ）、図５（Ｃ）に示すように、中心軸ＣＬに平行な方向を向いて見た場合、第１接地電極３０ｂが主体金具５０ｂとの接合部分から中心軸ＣＬに向かって延びる方向は、第２接地電極９０ｂの延びる方向（ここでは、Ｙ方向Ｄｙ）に平行である。
　第３実施例のスパークプラグ１００ｂの他の構成は、第２実施例のスパークプラグ１００ａの構成と同じである（図中では、同じ構成には、同じ符号を付して、説明を省略する）。例えば、第３実施例の主体金具５０ｂの構成は、大内径部５０１を形成する部分が省略された点を除いて、第１と第２の実施例の主体金具５０の構成と同じである。ギャップｇ１、ｇ２を形成するチップ２８、３８、９８の配置は、図２、図４に示す実施例での配置と、同じである。
　図５（Ｂ）、図５（Ｄ）に示すように、第２接地電極９０ｂは、支持部９２ｂと、円筒チップ９８と、を備えている。支持部９２ｂは、図４（Ｂ）の実施例と同じ孔形成部９１ａを有している。円筒チップ９８は、この孔形成部９１ａの内周面に接合されている。図５（Ｂ）、図５（Ｄ）に示すように、芯部９７は、図４（Ｂ）、図４（Ｄ）の実施例と同様に、支持部９２ｂの内部に設けられている。支持部９２ｂのうち芯部９７を除いた残りの部分が、表面層９６ｂである。表面層９６ｂは、ニッケル合金を用いて形成されている。
　図５（Ｂ）に示すように、支持部９２ｂの端部９２１ｂは、径方向外側、かつ、第２方向Ｄ２側の端部９２１ｂである。この端部９２１ｂの第２方向Ｄ２側の端面９２ｓ２は、主体金具５０ｂの第１方向Ｄ１側の端面（「先端面５０１ｓｂ」と呼ぶ）に接合されている。例えば、支持部９２ｂと主体金具５０ｂとの境界部分Ｗ９５ｂが、径方向外側から、レーザ溶接によって溶接される。また、これらの面９２ｓ２、５０１ｓｂは、それぞれ、中心軸ＣＬと直交する平面である。図５（Ｂ）、図５（Ｄ）には、２つの接続部９２ｓｂ、９２ｔｂが示されている。第１接続部９２ｓｂは、支持部９２ｂのうち中心軸ＣＬよりも－Ｄｙ方向側の部分であり、第２接続部９２ｔｂは、支持部９２ｂのうち中心軸ＣＬよりも＋Ｄｙ方向側の部分である。第１接続部９２ｓｂの端部９２１ｂは、中心軸ＣＬよりも－Ｄｙ方向側で、主体金具５０ｂに接合されている。第２接続部９２ｔｂの端部９２１ｂは、中心軸ＣＬよりも＋Ｄｙ方向側で、主体金具５０ｂに接合されている。
　本実施例では、図５（Ｄ）に示すように、支持部９２ｂの２つの端面９２ｓ２の外周側の縁９２ｓｏの形状は、主体金具５０ｂの先端面５０１ｓｂの外径とおおよそ同じ径を有する円の一部（すなわち、円弧）と同じである。また、図５（Ｄ）に示すように、支持部９２ｂの２つの端面９２ｓ２の内周側の縁９２ｓｉの形状は、主体金具５０ｂの先端面５０１ｓｂの内径よりも若干小さい径を有する円の一部（すなわち、円弧）と同じである。従って、主体金具５０ｂの先端面５０１ｓｂを、容易に、支持部９２ｂの２つの端面９２ｓ２に接合させることができるので、接合強度を向上できる。また、支持部９２の２つの端面９２ｓ２の外周側の縁９２ｓｏを、主体金具５０ｂの先端面５０１ｓｂの外周側の縁上に配置することによって、主体金具５０ｂに対する第２接地電極９０ｂの位置ズレ（中心軸ＣＬと直交する方向の位置ズレ）を抑制できる。この結果、第２ギャップサイズｄｇ２は、中心電極２０のチップ２８の外周面２８ｓ２上の全周に亘って、おおよそ一定である。
　図５（Ｂ）に示すように、第１接地電極３０ｂは、第２接地電極９０ｂの支持部９２ｂの第１方向Ｄ１側の表面９２ｂｓに接合されている（例えば、レーザ溶接）。第１接地電極３０ｂの構成は、チップ３８が重なるように図４（Ａ）の第１接地電極３０ａを図５（Ｂ）上に重ねる場合に、第１接地電極３０ａのうちの図５（Ｂ）の第２接地電極９０ｂと重なる部分を省略して得られる構成と、同じである。第１接地電極３０ｂは、図４（Ａ）の第１接地電極３０ａと同様に、表面層３６ｂと、表面層３６ｂの内部に形成された芯部３７ｂと、チップ３８と、を有している。
　第１接地電極３０ｂは、第２接地電極９０ｂを介して、主体金具５０ｂに接合されている。この場合、第１接地電極３０ｂが直接的に主体金具５０ｂに接合される場合と比べて、第１接地電極３０ｂから主体金具５０ｂへの熱伝導が抑制されるので、第１接地電極３０ｂの温度が上昇し易い。しかし、第１接地電極３０ｂには、芯部３７ｂが埋設されているので、第１接地電極３０ｂの温度が高くなることと、第１接地電極３０ｂの温度が高い状態が長く続くことを、抑制できる。この結果、第１接地電極３０ｂの消耗（例えば、第１接地電極３０ｂの表面の酸化）を抑制できる。
　また、第３実施例のスパークプラグ１００ｂの上記の差異以外の部分の構成は、第２実施例のスパークプラグ１００ａの構成と同じである。従って、第３実施例のスパークプラグ１００ｂは、第２実施例のスパークプラグ１００ａと同じ利点を実現可能である。例えば、第２ギャップサイズｄｇ２に対する第１ギャップサイズｄｇ１の割合を、０．８０以上、かつ、１．２５以下に設定することによって、第１接地電極３０ｂと第２接地電極９０ｂとの両方を、おおよそ均等に放電に利用することができる。この結果、一方の接地電極が他方の接地電極と比べて大きく消耗することを抑制できるので、スパークプラグ１００ｂの耐久性を向上できる。また、図３で説明した第１実施例と同様に、最短距離ｈを、第１初期ギャップサイズｄｇ１と第２初期ギャップサイズｄｇ２とのうちの最大値の２倍以上に設定することによって、沿面放電を抑制できる。この結果、スパークプラグ１００ｂの耐久性を向上できる。また、第１ギャップｇ１は、貴金属合金（具体的には、チップ２８とチップ３８）で形成されているので、中心電極２０と第１接地電極３０ｂとのそれぞれの消耗を抑制できる。また、第２ギャップｇ２は、貴金属合金（具体的には、チップ２８と円筒チップ９８）で形成されているので、中心電極２０と第２接地電極９０ｂとのそれぞれの消耗を抑制できる。また、貴金属としては、イリジウムが用いられているので、電極２０、３０ｂ、９０ｂの消耗を適切に抑制できる。また、第１接地電極３０ｂの内部には、表面層３６ｂよりも熱伝導率が高い芯部３７ｂが埋設されている。従って、内燃機関の運転時に、第１接地電極３０ｂの温度が高くなることと、第１接地電極３０ｂの温度が高い状態が長く続くこととを、抑制できる。この結果、第１接地電極３０ｂの消耗（例えば、第１接地電極３０ｂの表面の酸化）を抑制できる。また、第２接地電極９０ｂの内部には、表面層９６ｂよりも熱伝導率が高い芯部９７が埋設されている。従って、内燃機関の運転時に、第２接地電極９０ｂの温度が高くなることと、第２接地電極９０ｂの温度が高い状態が長く続くこととを、抑制できる。この結果、第２接地電極９０ｂの消耗（例えば、第２接地電極９０ｂの表面の酸化）を抑制できる。
Ｄ．第４実施例：
　図６は、スパークプラグの第４実施例を示す概略図である。図６（Ａ）は、図５（Ａ）と同様の断面図を示し、図６（Ｂ）は、図５（Ｂ）と同様の断面図を示し、図６（Ｃ）は、図５（Ｃ）と同様の概略図を示し、図６（Ｄ）は、図５（Ｄ）と同様の概略図を示している。第３実施例のスパークプラグ１００ｂからの差異は、主体金具５０ｃと支持部９２ｃとの接合面がステップ状に変化している点だけである。スパークプラグ１００ｃの他の構成は、第３実施例のスパークプラグ１００ｂの構成と同じである（図中では、同じ構成には、同じ符号を付して、説明を省略する）。例えば、第４実施例の主体金具５０ｃの構成は、先端部５０１ｃの形状が異なる点を除いて、第１と第２の実施例の主体金具５０の構成と同じである。また、第４実施例の第２接地電極９０ｃの構成は、支持部９２ｃの端部９２１ｃの形状（主体金具５０ｃに接合される部分の形状）が図５（Ｂ）の支持部９２ｂの端部９２１ｂの形状（主体金具５０ｂに接合される部分の形状）と異なる点を除いて、図５（Ａ）の第２接地電極９０ｂの構成と同じである。ギャップｇ１、ｇ２を形成するチップ２８、３８、９８の配置は、図２、図４、図５の実施例の配置と同じである。なお、図６（Ｂ）の右側には、主体金具５０ｃと第２接地電極９０ｃとの接合部分の拡大図が示されている。
　図６（Ｂ）、図６（Ｄ）に示すように、第２接地電極９０ｃは、支持部９２ｃと、円筒チップ９８と、を備えている。支持部９２ｃの構成のうち主体金具５０ｃとの接合面の形状以外の構成は、図５（Ｂ）、図５（Ｄ）の支持部９２ｂの構成と同じである。円筒チップ９８は、支持部９２ｃの孔形成部９１ａの内周面に接合されている。また、第３実施例と同じ芯部９７が、支持部９２ｃの内部に設けられている。支持部９２ｃのうち芯部９７を除いた残りの部分が、表面層９６ｃである。図中の第１接続部９２ｓｃは、支持部９２ｃのうちの中心軸ＣＬよりも－Ｄｙ方向側の部分であり、第２接続部９２ｔｃは、支持部９２ｃのうちの中心軸ＣＬよりも＋Ｄｙ方向側の部分である。図６（Ｂ）に示すように、第１接続部９２ｓｃの端部９２１ｃは、中心軸ＣＬよりも－Ｄｙ方向側で、主体金具５０ｃに接合されている。第２接続部９２ｔｃの端部９２１ｃは、中心軸ＣＬよりも＋Ｄｙ方向側で、主体金具５０ｃに接合されている。
　図６（Ｂ）中の拡大図に示すように、支持部９２ｃの端部９２１ｃは、内周側の部分である内部分９４１ｄと、内部分９４１ｄの径方向外側の部分である外部分９４１ｅと、を備えている。図６（Ｂ）に示すように、内部分９４１ｄの第２方向Ｄ２側の表面９４１ｄｓと、外部分９４１ｅの第２方向Ｄ２側の表面９４１ｅｓとは、いずれも、中心軸ＣＬと直交する平面である。ただし、外部分９４１ｅの表面９４１ｅｓは、内部分９４１ｄの表面９４１ｄｓよりも、第１方向Ｄ１側に位置している。内部分９４１ｄと外部分９４１ｅとの境界部分には、中心軸ＣＬを中心とする円筒の一部と同じ形状の外周面９４１ｆｓ（部分円筒面９４１ｆｓとも呼ぶ）が形成されている。
　図６（Ｂ）に示すように、主体金具５０ｃの先端部５０１ｃは、内部分５０１ｄと、内部分５０１ｄの径方向外側の部分である外部分５０１ｅと、を備えている。内部分５０１ｄの第１方向Ｄ１側の表面５０１ｄｓと、外部分５０１ｅの第１方向Ｄ１側の表面５０１ｅｓとは、それぞれ、中心軸ＣＬと直交する平面である。ただし、外部分５０１ｅの表面５０１ｅｓは、内部分５０１ｄの表面５０１ｄｓよりも、第１方向Ｄ１側に位置している。内部分５０１ｄと外部分５０１ｅとの境界部分には、中心軸ＣＬを中心とする円筒の一部と同じ形状の内周面５０１ｆｓ（部分円筒面５０１ｆｓとも呼ぶ）が形成されている。
　図６（Ｂ）に示すように、第２接地電極９０ｃは、主体金具５０ｃの先端部５０１ｃに、第１方向Ｄ１側から第２方向Ｄ２に向かって、嵌め込まれる。支持部９２ｃの外部分９４１ｅの表面９４１ｅｓは、主体金具５０ｃの外部分５０１ｅの表面５０１ｅｓと、接触し、支持部９２ｃの内部分９４１ｄの表面９４１ｄｓは、主体金具５０ｃの内部分５０１ｄの表面５０１ｄｓと接触する。そして、支持部９２ｃと主体金具５０ｃとの境界部分Ｗ９５ｃは、径方向外側から、レーザ溶接によって溶接される。
　また、支持部９２ｃの部分円筒面９４１ｆｓは、主体金具５０ｃの部分円筒面５０１ｆｓと、接触する。従って、主体金具５０ｃに対する第２接地電極９０ｃの位置ズレ（中心軸ＣＬと直交する方向の位置ズレ）を抑制できる。この結果、第２ギャップサイズｄｇ２は、中心電極２０のチップ２８の外周面上の全周に亘って、おおよそ一定である。
　図６（Ｂ）に示すように、第１接地電極３０ｂは、第２接地電極９０ｃの支持部９２ｃの第１方向Ｄ１側の表面９２ｂｓに接合されている（例えば、レーザ溶接）。なお、第２接地電極９０ｃの支持部９２ｃの第１方向Ｄ１側の表面９２ｂｓに凹部または切欠きを設け、その凹部または切欠きに第１接地電極３０ｂの一端部を配置して接合してもよい。
　なお、第４実施例のスパークプラグ１００ｃの上記の差異以外の部分の構成は、第３実施例のスパークプラグ１００ｂの構成と同じである。従って、第４実施例のスパークプラグ１００ｃは、第３実施例のスパークプラグ１００ｂと同様の種々の利点を実現可能である。例えば、第２ギャップサイズｄｇ２に対する第１ギャップサイズｄｇ１の割合を、０．８０以上、かつ、１．２５以下に設定することによって、第１接地電極３０ｂと第２接地電極９０ｃとの両方を、おおよそ均等に放電に利用することができる。この結果、一方の接地電極が他方の接地電極と比べて大きく消耗することを抑制できるので、スパークプラグ１００ｃの耐久性を向上できる。また、図３で説明した第１実施例と同様に、最短距離を、第１初期ギャップサイズｄｇ１と第２初期ギャップサイズｄｇ２とのうちの最大値の２倍以上に設定することによって、沿面放電を抑制できる。この結果、スパークプラグ１００ｃの耐久性を向上できる。また、第１ギャップｇ１は、貴金属合金（具体的には、チップ２８とチップ３８）で形成されているので、中心電極２０と第１接地電極３０ｂとのそれぞれの消耗を抑制できる。また、第２ギャップｇ２は、貴金属合金（具体的には、チップ２８と円筒チップ９８）で形成されているので、中心電極２０と第２接地電極９０ｃとのそれぞれの消耗を抑制できる。また、貴金属としては、イリジウムが用いられているので、電極２０、３０ｂ、９０ｃの消耗を適切に抑制できる。また、第１接地電極３０ｂの内部には、表面層３６ｂよりも熱伝導率が高い芯部３７ｂが埋設されている。従って、第１接地電極３０ｂの消耗を抑制できる。また、第２接地電極９０ｃの内部には、表面層９６ｃよりも熱伝導率が高い芯部９７が埋設されている。従って、第２接地電極９０ｃの消耗を抑制できる。
Ｅ．変形例：
（１）上記各実施例において、第１接地電極は、ニッケル、または、ニッケル合金で形成された部分である第１ニッケル部分を含み、第１ニッケル部分のニッケル含有量は、９０重量％以上であることが好ましい。例えば、上述の実施例では、図２（Ａ）の母材３２と、図４（Ａ）、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）の表面層３６、３６ｂとが、それぞれ、第１ニッケル部分に対応する。ニッケル含有量を増大することによって、第１接地電極の熱伝導率を向上することができる。従って、内燃機関の運転時に、第１接地電極から主体金具へ容易に熱を逃がすことができるので、第１接地電極の温度が高くなることと、第１接地電極の温度が高い状態が長く続くこととを、抑制できる。この結果、第１接地電極の消耗（例えば、第１接地電極の表面の酸化）を抑制できる。ただし、第１接地電極の第１ニッケル部分のニッケル含有量が、９０重量％未満であってもよい。
　同様に、第２接地電極は、ニッケル、または、ニッケル合金で形成された部分である第２ニッケル部分を含み、第２ニッケル部分のニッケル含有量は、９０重量％以上であることが好ましい。例えば、上述の実施例では、図２（Ａ）の支持部９２の全体と、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）の表面層９６、９６ｂ、９６ｃとが、それぞれ、第２ニッケル部分に対応する。この第２ニッケル部分のニッケル含有量が９０重量％以上である場合、内燃機関の運転時に、第２接地電極から主体金具へ容易に熱を逃がすことができるので、第２接地電極の温度が高くなることと、第２接地電極の温度が高い状態が長く続くこととを、抑制できる。この結果、第２接地電極の消耗（例えば、第２接地電極の表面の酸化）を抑制できる。ただし、第２接地電極の第２ニッケル部分のニッケル含有量が、９０重量％未満であってもよい。
　ただし、第１接地電極が、ニッケルを含まずに、ニッケル以外の導電材料を用いて形成されていてもよい。同様に、第２接地電極が、ニッケルを含まずに、ニッケル以外の導電材料を用いて形成されていてもよい。
（２）上述の第１接地電極の芯部３７、３７ｂを備える実施例において、芯部３７、３７ｂを省略してもよい。また、芯部がない実施例において、芯部（例えば、芯部３７、３７ｂ）を追加してもよい。また、第２接地電極の芯部９７を備える実施例において、芯部９７を省略してもよい。また、芯部９７がない実施例において、芯部９７を追加してもよい。このように、第１接地電極と第２接地電極とのうちのいずれか一方のみに、芯部が設けられていてもよい。また、第１接地電極と第２接地電極との双方から、芯部が省略されてもよい。また、第１接地電極と第２接地電極との双方に、芯部が設けられてもよい。
　また、芯部の材料としては、芯部の周囲に設けられた表面層と比べて熱伝導率が大きい種々の材料を採用可能である。例えば、銅、銅を含む合金、銀等の導電材料を採用可能である。
（３）上述の各実施例において、中心電極２０の第１ギャップｇ１を形成する部位と第２ギャップｇ２を形成する部位とに、互いに離れた貴金属チップが、それぞれ、設けられても良い。また、上述の各実施例において、接地電極に設けられた貴金属チップ３８、９８の少なくとも一方を省略してもよい。また、上述の各実施例において、中心電極２０の第１ギャップｇ１を形成する部位と、中心電極２０の第２ギャップｇ２を生成する部位と、第１接地電極の第１ギャップｇ１を形成する部位と、第２接地電極の第２ギャップｇ２を形成する部位と、から任意に選択された１以上の部位の貴金属チップを省略してもよい。
　また、貴金属チップの材料としては、イリジウム、または、イリジウムを含む合金に限らず、他の種々の材料を採用可能である。例えば、白金、または、白金を含む合金を採用してもよい。一般には、貴金属、または、貴金属合金を採用可能である。また、中心電極２０の第１ギャップｇ１を形成する部位と、中心電極２０の第２ギャップｇ２を生成する部位と、第１接地電極の第１ギャップｇ１を形成する部位と、第２接地電極の第２ギャップｇ２を形成する部位と、のそれぞれの貴金属チップの材料は、互いに独立に選択されてもよい。例えば、チップ２８が貴金属（例えば、イリジウム）を用いて形成され、貴金属チップ３８と円筒チップ９８とが貴金属合金（例えば、イリジウム合金）を用いて形成されていてもよい。
（４）第２接地電極の第２ギャップｇ２を形成する放電面の面積（上記各実施例においては、円筒チップ９８の内周面９８ｓの面積）は、第１接地電極の第１ギャップｇ１を形成する放電面の面積（上記各実施例においては、チップ３８の表面３８ｓの面積）の、２倍以上であることが好ましい。この構成によれば、第２接地電極が省略された場合と比べて、３倍の放電面の面積が実現されるので、スパークプラグの耐久性を向上できる。例えば、長期間に亘って、安定した放電を実現できる。
（５）主体金具に対する第２接地電極の位置ズレ（特に、中心軸ＣＬと交差する方向の位置ズレ）を抑制するためには、第２接地電極が、主体金具と接触する表面であって、第１方向Ｄ１と交差する法線で規定される表面（「位置特定面」と呼ぶ）を有することが好ましい。例えば、上述の実施例では、図２、図４の支持部９２、９２ａの２つの端部９２１、９２１ａの径方向外側の表面と、図６の支持部９２ｃの２つの端部９２１ｃの内部分９４１ｄの径方向外側の表面（部分円筒面９４１ｆｓ）とが、位置特定面に対応する。これらの実施例では、位置特定面の法線方向は、位置特定面における径方向と同じである。一般的には、第２接地電極は、中心軸ＣＬから見て互いに異なる方向に配置された、互いに法線方向が異なる２以上の位置特定面を、有することが好ましい。この構成によれば、主体金具に対する第２接地電極の位置ズレ（中心軸ＣＬと交差する方向の位置ズレ）を、適切に抑制できる。例えば、第２接地電極の凹部または凸部が、主体金具の凸部または凹部に、嵌合する構成を採用可能である。なお、位置特定面の法線方向は、中心軸ＣＬと直交する平面に対して斜めに傾斜する方向であってもよい。ただし、第２接地電極の第１方向Ｄ１の位置ズレを抑制するためには、位置特定面の法線方向が、位置特定面における径方向と同じであることが好ましい。
　なお、中心電極と第１接地電極と第２接地電極との構成としては、上記の構成に限らず、他の種々の構成を採用可能である。
　以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。
　本発明は、中心電極と、中心電極の先端面との間で第１ギャップを形成する第１接地電極と、中心電極の側面と自身の内周面との間で環状の第２ギャップを形成する第２接地電極と、を備えるスパークプラグに、好適に利用できる。
５...ガスケット、６...第１後端側パッキン、７...第２後端側パッキン、８...先端側パッキン、９...タルク、１０...絶縁碍子、１０ｓ...先端面、１１...第２縮外径部、１２...貫通孔、１３...脚部、１５...第１縮外径部、１７...先端側胴部、１８...後端側胴部、１９...鍔部、２０...中心電極、２１...電極母材、２２...芯材、２８ｓ２ｅ...外周面、２８ｓ１ｅ...先端面、２８...チップ、２８ｓ１...先端面、２８ｓ２...外周面、３０、３０ａ、３０ｂ...第１接地電極、３１...先端部、３１ａ...先端部、３２...母材、３６、３６ｂ...表面層、３７、３７ｂ...芯部、３８...チップ、３８ｓ...表面、３８ｓｅ...表面、４０...端子金具、４１...キャップ装着部、４２...鍔部、４３...脚部、５０...主体金具、５０ｂ...主体金具、５０ｃ...主体金具、５１...工具係合部、５２...ネジ部、５３...加締部、５４...シール部、５５...胴部、５６...縮内径部、５８...変形部、５９...貫通孔、６０...導電性シール、７０...抵抗体、８０...導電性シール、９０、９０ａ、９０ｂ、９０ｃ...第２接地電極、９１、９１ａ...孔形成部部、９２、９２ａ、９２ｂ、９２ｃ...支持部、９２ｓ、９２ｓａ～９２ｓｃ...第１接続部、９２ｔ、９２ｔａ～９２ｔｃ...第２接続部、９２ｓ２...端面、９２ｓｏ、９２ｓｉ... 縁、９２ｕｓ、９２ｂｓ...表面、９６、９６ｂ、９６ｃ...表面層、９７...芯部、９８...円筒チップ、９８ｓ...内周面、９８ｓｅ...内周面、１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ...スパークプラグ、５０１...大内径部、５０１ｂ、５０１ｃ...先端部、５０１ｄ...内部分、５０１ｅ...外部分、５０１ｓ、５０１ｓｂ...先端面、５０１ｄｓ、５０１ｅｓ...表面、５０１ｆｓ...内周面（部分円筒面）、５０２...小内径部、９２１、９２１ａ～９２１ｃ...端部、９４１ｄ...内部分、９４１ｅ...外部分、９４１ｄｓ、９４１ｅｓ...表面、９４１ｆｓ...外周面（部分円筒面）、ｈ...最短距離、Ｗ９５、Ｗ９５ｂ、Ｗ９５ｃ...境界部分、ｇ１...第１ギャップ、ｇ２...第２ギャップ、ＣＬ...中心軸、ｄｇ１、ｄｇ１ｅ...第１ギャップサイズ、ｄｇ２、ｄｇ２ｅ...第２ギャップサイズ

Claims (7)

  1. 　軸線方向に延びる中心電極と、
    　前記軸線方向に延びる軸孔を有し、前記軸孔に前記中心電極が挿設される絶縁体と、
    　前記絶縁体の外周に配置される主体金具と、
    　前記主体金具と電気的に導通し、前記中心電極の先端面との間で第１ギャップを形成する第１接地電極と、
    　前記主体金具と電気的に導通し、前記主体金具に接合され、前記主体金具から前記中心電極の側面と対向する位置まで延び、前記中心電極の側面と自身の内周面との間で環状の第２ギャップを形成する第２接地電極と、
    　を備えたスパークプラグであって、
    　前記第２ギャップの大きさに対する前記第１ギャップの大きさの割合は、０．８０以上、かつ、１．２５以下である、
    　スパークプラグ。
  2. 　請求項１に記載のスパークプラグであって、
    　前記第１接地電極は、ニッケル、または、ニッケル合金で形成された部分である第１ニッケル部分を含み、前記第１ニッケル部分のニッケル含有量は、９０重量％以上であり、
    　前記第２接地電極は、ニッケル、または、ニッケル合金で形成された部分である第２ニッケル部分を含み、前記第２ニッケル部分のニッケル含有量は、９０重量％以上である、
    　スパークプラグ。
  3. 　請求項１または２に記載のスパークプラグであって、
    　前記第１接地電極と前記第２接地電極との少なくとも一方は、自身の表面を形成する表面層と、該表面層よりも内部に形成され、該表面層よりも熱伝導率が大きい芯部とを含む、
    　スパークプラグ。
  4. 　請求項３に記載のスパークプラグであって、
    　前記第１接地電極は、前記第２接地電極に接合されている、
    　スパークプラグ
  5. 　請求項１ないし４のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
    　前記第２接地電極の表面と、前記絶縁体の表面と、の間の最短距離は、前記第１ギャップの大きさと前記第２ギャップの大きさとのうちの最大値の２倍以上である、スパークプラグ。
  6. 　請求項１ないし５のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
    　前記第１接地電極は、前記第１ギャップを形成する位置に貴金属または貴金属合金からなる第１貴金属部を有し、
    　前記第２接地電極は、前記第２ギャップを形成する位置に貴金属または貴金属合金からなる第２貴金属部を有し、
    　前記中心電極のうちの、少なくとも、前記第１貴金属部との間で前記第１ギャップを形成する第一部位と、前記第２貴金属部との間で前記第２ギャップを形成する第二部位とは、貴金属または貴金属合金で形成されている、
    　スパークプラグ。
  7. 　請求項６に記載のスパークプラグであって、
    　前記貴金属または貴金属合金は、イリジウム、または、イリジウム合金である、
    　スパークプラグ。
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