(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に取付用ネジ部を設けた取付金具と、上記取付金具に保持される絶縁碍子と、電極先端部が突出するように上記絶縁碍子に保持される中心電極と、上記取付金具に固定されるとともに上記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを備えた内燃機関用のスパークプラグであって、
上記中心電極における上記電極先端部から、軸方向に略直交する方向であって互いに反対方向の双方に延設された高電圧側延設電極と、
上記中心電極の上記電極先端部に対向する上記接地電極の対向部から、上記高電圧側延設電極と略同一方向に延設された低電圧側延設電極とを備え、
上記高電圧側延設電極の一端部と上記低電圧側延設電極の一端部との間の一端ギャップと、上記高電圧側延設電極の他端部と上記低電圧側延設電極の他端部との間の他端ギャップとは、互いに異なる大きさを有することを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項２】
外周に取付用ネジ部を設けた取付金具と、上記取付金具に保持される絶縁碍子と、電極先端部が突出するように上記絶縁碍子に保持される中心電極と、上記取付金具に固定されるとともに上記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを備えた内燃機関用のスパークプラグであって、
上記中心電極における上記電極先端部から、軸方向に略直交する方向に延設された高電圧側延設電極と、
上記中心電極の上記電極先端部に対向する上記接地電極の対向部から、上記高電圧側延設電極と略同一方向に延設された低電圧側延設電極と、
燃焼室内における上記火花放電ギャップ付近の気流を減速させるための気流減速機構を備え、
上記高電圧側延設電極の延設側端部と上記低電圧側延設電極の延設側端部との間の端部ギャップは、上記中心電極の上記電極先端部と上記接地電極の上記対向部との間の中心ギャップよりも大きく、
上記高電圧側延設電極及び上記低電圧側延設電極は、延設方向の長さが３ｍｍ以上であって、
上記気流減速機構は、上記中心ギャップを上記端部ギャップとの間に挟む位置において、上記取付金具から先端側に突出形成され、かつ軸方向及び上記高電圧側延設電極の延設方向に直交する方向の上記気流減速機構の幅が２ｍｍ以下であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記気流減速機構の幅が１．６〜１．９ｍｍであることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記中心電極における上記電極先端部は、上記高電圧側延設電極よりも、先端側へ突出した中心突起部を形成してなることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記接地電極における上記対向部は、上記低電圧側延設電極よりも、中心電極側へ突出した接地突起部を形成してなることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記接地電極は、上記取付金具から先端側へ立設された立設部と、該立設部から略直角に屈曲されてその先端部に上記対向部を有する横設部とを有し、上記高電圧側延設電極及び上記低電圧側延設電極は、上記軸方向から見たとき、上記横設部と直交していることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記高電圧側延設電極は、上記軸方向に直交する方向に延設され、上記軸方向及び上記高電圧側延設電極の延設方向に直交する方向から見たとき、上記低電圧側延設電極は、上記高電圧側延設電極に対して傾斜していることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、自動二輪、コージェネレーション、ガス圧送用ポンプ等に使用する内燃機関用のスパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、図１１（Ａ）に示すように、例えば、自動車等の内燃機関の燃焼室に導入される混合気の着火手段として用いられる内燃機関用のスパークプラグ９がある。
該スパークプラグ９は中心電極９４と接地電極９５とを有する。
該接地電極９５はその一端が取付金具９２に固定されるとともに屈曲して、他端を中心電極９４に対向する位置に配置している。
【０００３】
上記接地電極９５における上記中心電極９４側の面である電極対向面は、上記中心電極９４と接地電極９５との間に火花放電ギャップを形成し、該火花放電ギャップに放電がなされ、この放電により混合気に着火する。
【０００４】
ここで、近年、燃費向上を図るべく、希薄燃焼による内燃機関が種々開発されている。かかる希薄燃焼においては混合気への着火性を保持すべく、燃焼室内の混合気の流速を大きくする必要があった。
ところが、その場合、混合気の流速を大きくする分、火花放電ギャップにおいて混合気が放電される火花によって温められる前に、放電が引き伸ばされて切れてしまうという問題が生じていた。
【０００５】
上記問題点を解消するため、放電電流を大きくして、切れにくくすることが考えられるが、その場合、中心電極や接地電極の消耗が早くなり、スパークプラグの耐久性が低下するおそれが生じる。
そこで、放電切れを防ぐべく、火花放電ギャップの前に混合気の流れを遮る装置を設けたスパークプラグが提案されている（例えば特許文献１参照）。
また、中心電極と接地電極とに、互いの対向部からそれぞれプラグ径方向に延設した電極延長部を設けたスパークプラグが提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２３５８８５号公報
【特許文献２】特開２００８−３０３８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、一般にスパークプラグにおける燃焼室内の燃焼は、火花放電によって生成される火炎が周囲の混合気に伝播して成長することによって行われるが、その際、火炎の外形が多少乱れることで伝播が促進される。そして、この乱れは混合気の流れによって生じるものである。
ところが、上記特許文献１のように混合気の流れを遮ると火炎の外形に乱れが生じず、火炎が成長しにくく着火性が低下してしまうことが懸念される。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載のスパークプラグを、電極延長部が混合気の流動方向を向くように、燃焼室に設置することで、放電が流されても、多少は放電を維持することができる。
しかし、上記電極延長部は電極中心部を起点に半径方向の一方へ延びている短いものであるため、放電の維持時間を充分に稼ぎにくい。
特に、希薄燃焼による内燃機関の高気流速度場においては、放電の維持時間が短くなりすぎ、混合気の加熱時間が短くなるため、着火性を充分に改善できなかった。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、混合気の流速の大きい燃焼室において、特に放電電流を高くすることなく、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグを提供できるものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、外周に取付用ネジ部を設けた取付金具と、上記取付金具に保持される絶縁碍子と、電極先端部が突出するように上記絶縁碍子に保持される中心電極と、上記取付金具に固定されるとともに上記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを備えた内燃機関用のスパークプラグであって、
上記中心電極における上記電極先端部から、軸方向に略直交する方向であって互いに反対方向の双方に延設された高電圧側延設電極と、
上記中心電極の上記電極先端部に対向する上記接地電極の対向部から、上記高電圧側延設電極と略同一方向に延設された低電圧側延設電極とを備え、
上記高電圧側延設電極の一端部と上記低電圧側延設電極の一端部との間の一端ギャップと、上記高電圧側延設電極の他端部と上記低電圧側延設電極の他端部との間の他端ギャップとは、互いに異なる大きさを有することを特徴とする内燃機関用のスパークプラグにある（請求項１）。
【００１１】
第２の発明は、外周に取付用ネジ部を設けた取付金具と、上記取付金具に保持される絶縁碍子と、電極先端部が突出するように上記絶縁碍子に保持される中心電極と、上記取付金具に固定されるとともに上記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを備えた内燃機関用のスパークプラグであって、
上記中心電極における上記電極先端部から、軸方向に略直交する方向に延設された高電圧側延設電極と、
上記中心電極の上記電極先端部に対向する上記接地電極の対向部から、上記高電圧側延設電極と略同一方向に延設された低電圧側延設電極と、
燃焼室内における上記火花放電ギャップ付近の気流を減速させるための気流減速機構を備え、
上記高電圧側延設電極の延設側端部と上記低電圧側延設電極の延設側端部との間の端部ギャップは、上記中心電極の上記電極先端部と上記接地電極の上記対向部との間の中心ギャップよりも大きく、
上記高電圧側延設電極及び上記低電圧側延設電極は、延設方向の長さが３ｍｍ以上であって、
上記気流減速機構は、上記中心ギャップを上記端部ギャップとの間に挟む位置において、上記取付金具から先端側に突出形成され、かつ軸方向及び上記高電圧側延設電極の延設方向に直交する方向の上記気流減速機構の幅が２ｍｍ以下であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグにある（請求項２）。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明にかかるスパークプラグは、上記中心電極における電極先端部から、軸方向に略直交する方向であって互いに反対方向の双方に延設された高電圧側延設電極と、上記接地電極の対向部から、上記高電圧側延設電極と略同一方向に延設された低電圧側延設電極とを備える。
【００１３】
これによって、混合気の流れが生じている燃焼室内において、上記高電圧側延設電極及び上記低電圧側延設電極の延設方向が、混合気の流れと略平行となるようにスパークプラグを設置することにより、火花放電ギャップに発生した放電は、混合気の気流に流されても、引き伸ばされることなく、上記高電圧側延設電極と上記低電圧側延設電極との間を、その延設方向に沿って、混合気と併走するように移動することができる。
したがって、放電が高気流速度の混合気により引き伸ばされて切れるまでの時間を稼ぐことができる。しかも、混合気と共に放電が移動する。
それ故、この間に放電によって混合気の温度が充分に高まり、着火しやすくなる。
【００１４】
特に第１の発明においては、上記高電圧側延設電極及び上記低電圧側延設電極が、それぞれ電極先端部及び対向部から、軸方向に略直交する方向であって互いに反対方向の双方に延設されている。それ故、上記高電圧側延設電極及び上記低電圧側延設電極の長さを長くしやすい。
その結果、火花放電ギャップにおいて発生した放電の維持時間を略直径長さに亘り稼ぐことができ、着火性を向上させることができる。
【００１５】
さらに、上記一端ギャップと上記他端ギャップとは、互いに異なる大きさを有する。
それ故、上記一端ギャップと上記他端ギャップのうち小さい方（以下これを「小ギャップ」という。）を混合気の流れの上流側に、大きい方（以下これを「大ギャップ」という。）を下流側に配置することによって、確実に上記のような混合気との放電の併走現象が実現でき、着火の確実性を向上できる。
【００１６】
すなわち、火花放電ギャップにおける放電は、上記小ギャップが混合気の上流側となるようにスパークプラグを配設することで、混合気の上流側で最初にブレイクダウン（発生）し、その後上記高電圧側延設電極及び低電圧側延設電極の延設方向に沿って、上記大ギャップへ向かって混合気と併走することができる。
よって、上述したごとく、放電の維持時間を稼ぐとともに、放電によって混合気の温度を高めやすくなるため、放電電流を高くすることなく着火性を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明のスパークプラグにおいては、火花放電ギャップにおける気流を遮ることも特にないため、火炎の成長が妨げられることもない。
すなわち、上述したごとく、混合気の流れによって生じる火炎の外形の乱れによって、火炎が周囲の混合気と伝播して、火炎が成長することとなるが、本発明の構成によれば、このような火炎の成長を妨げることはない。それ故、着火性を充分に確保できる。
【００１８】
第２の発明にかかるスパークプラグは、上記中心電極における電極先端部と、上記接地電極の対向部から、互いに略同一方向に延設された上記高電圧側延設電極と上記低電圧側延設電極とを備える。
これによって、混合気の流れが生じている燃焼室内において、上記高電圧側延設電極及び上記低電圧側延設電極の延設方向を混合気の流れと略平行に配置することにより、火花放電ギャップに発生した放電は引き伸ばされることなく、上記高電圧側延設電極と上記低電圧側延設電極との間を、混合気と併走するように移動することができる。
【００１９】
特に、第２の発明においては、上記気流減速機構が設けられているため、燃焼室内における上記火花放電ギャップ付近の気流を減速できる。
その結果、火花放電ギャップに発生した放電が、上記高電圧側延設電極と上記低電圧側延設電極との間において、これらに沿って流される速度を小さくすることができる。
これにより、放電が混合気と併走する時間を稼ぐことができる。
したがって、この間に放電によって混合気の温度が充分に高まり着火しやすくなる。
【００２０】
さらに、上記端部ギャップは、上記中心ギャップよりも大きい。
それ故、上記気流減速機構を上記中心ギャップよりも混合気の流れの上流側となるように配置したとき、より小さい小ギャップである上記中心ギャップが混合気の流れの上流側に、より大きい大ギャップである上記端部ギャップが下流側に配置されることとなる。
これによって、確実に、上記のような混合気との放電の併走現象が実現でき、着火の確実性を向上できる。
【００２１】
すなわち、火花放電ギャップにおける放電は、ギャップの小さい上記小ギャップが混合気の上流側となるようにスパークプラグを配設することで、混合気の上流側で最初にブレイクダウン（発生）し、その後上記高電圧側延設電極及び低電圧側延設電極の延設方向に沿って、上記大ギャップへ向かって混合気と併走することができる。
よって、上述したごとく、放電の維持時間を稼ぐとともに、放電によって混合気の温度を高めやすくなるため、放電電流を高くすることなく着火性を向上させることができる。
【００２２】
また、第２の発明においては、上記高電圧側延設電極及び上記低電圧側延設電極は、延設方向の長さが３ｍｍ以上であるため、放電の維持時間を稼ぐことができる。
また、上記気流減速機構の幅は２ｍｍ以下である。そのため、上記気流減速機構が、火花放電ギャップへの気流を遮りすぎることも特にないため、火炎の成長が妨げられることもなく、充分な着火性を得ることができる。
すなわち、上述したごとく、混合気の流れによって生じる火炎の外形の乱れによって、火炎が周囲の混合気と伝播して、火炎が成長することとなるが、本発明の構成によれば、このような火炎の成長を妨げることはない。それ故、着火性を充分に確保できる。
【００２３】
以上のごとく、本発明によれば、混合気の流速の大きい燃焼室において、特に放電電流を高くすることなく、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１における、スパークプラグの正面図による説明図。
【図２】実施例１における、スパークプラグの側面図による説明図。
【図３】実施例１における、スパークプラグの底面図による説明図。
【図４】実施例１における、スパークプラグの先端部分説明図。
【図５】実施例２における、スパークプラグの先端部分説明図。
【図６】実施例３における、スパークプラグの正面図による説明図。
【図７】実施例３における、スパークプラグの側面図による説明図。
【図８】実施例３における、スパークプラグの底面図による説明図。
【図９】実施例３における、スパークプラグの先端部分説明図。
【図１０】実施例４における、スパークプラグの先端部分説明図。
【図１１】比較例１における、スパークプラグの先端部分の説明図であって、（Ａ）放電発生直後の状態の図、（Ｂ）放電が気流に引き延ばされた状態の図、（Ｃ）放電切れの状態の図。
【図１２】比較例２における、スパークプラグの先端部分の説明図であって、（Ａ）放電発生直後の状態の図、（Ｂ）中心電極延長部と接地電極延長部の間を放電が混合気と併走しながら移動する状態の図、（Ｃ）放電切れの状態の図。
【図１３】実施例１における、スパークプラグの先端部分の説明図であって、（Ａ）放電発生直後の状態の図、（Ｂ）中心電極延長部と接地電極延長部の間を放電が混合気と併走しながら移動する状態の図、（Ｃ）火炎が成長した状態の図。
【図１４】実施例３における、スパークプラグの先端部分の説明図であって、（Ａ）放電発生直後の状態の図、（Ｂ）中心電極延長部と接地電極延長部の間を放電が混合気と併走しながら移動する状態の図、（Ｃ）火炎が成長した状態の図。
【図１５】実験例１における、放電時間と火炎核面積との関係を表す線図。
【図１６】実験例２における、気流減速機構の幅Ｗと電極延設部間の気流速度Ｖとの関係を表す線図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本願発明において、上記内燃機関用のスパークプラグは、例えば、自動車、自動二輪、コージェネレーション、ガス圧送用ポンプ等における内燃機関の着火手段として用いることができる。
また、本願発明のスパークプラグにおいて、内燃機関の燃焼室内に挿入される側を先端側、その反対側を基端側として説明する。
【００２６】
第２の発明において、上記気流減速機構の幅が２．０ｍｍを超える場合には上記気流減速機構が気流を遮り、火炎の成長を妨げるおそれがある（図１６参照）。
また、上記気流減速機構の幅が１．６〜１．９ｍｍであることが好ましい（請求項３）。
この場合には、火花放電ギャップにおける混合気の気流を適度に減速し、着火性の一層の向上を図ることができる（図１６参照）。
また、上記気流減速機構の幅が１．６ｍｍ未満の場合には、上記気流減速機構が気流を減速する効果が低くなるおそれがある（図１６参照）。
【００２７】
また、第２の発明において、上記中心電極における上記電極先端部は、上記高電圧側延設電極よりも、先端側へ突出した中心突起部を形成してもよい（請求項４）。
この場合には、上記中心ギャップを容易に、上記端部ギャップよりも小さくすることができ、中心ギャップにおいて、最初にブレイクダウン（放電）させやすくすることができる。
【００２８】
また、第２の発明において、上記接地電極における上記対向部は、上記低電圧側延設電極よりも、中心電極側へ突出した接地突起部を形成してなることが好ましい（請求項５）。
この場合も、上記中心ギャップを容易に、上記端部ギャップよりも小さくすることができ、中心ギャップにおいて、最初にブレイクダウン（放電）させやすくすることができる。
【００２９】
第１の発明又は第２の発明において、上記接地電極は、上記取付金具から先端側へ立設された立設部と、該立設部から略直角に屈曲されてその先端部に上記対向部を有する横設部とを有し、上記高電圧側延設電極及び上記低電圧側延設電極は、上記軸方向から見たとき、上記横設部と直交していることが好ましい（請求項６）。
この場合には、上記高電圧側延設電極及び上記低電圧側延設電極が、火花放電ギャップにおける混合気の流れ方向に略平行となるように、スパークプラグを燃焼機関に取り付けたとき、上記立設部が混合気の気流を妨げにくい。
【００３０】
すなわち、上記高電圧側延設電極及び上記低電圧側延設電極が、軸方向から見たとき、上記横設部と直交していることにより、上記高電圧側延設電極及び上記低電圧側延設電極を、火花放電ギャップにおける混合気の流れ方向に略平行にした状態において、上記立設部が、上記高電圧側延設電極と上記低電圧側延設電極との間の火花放電ギャップの上流側又は下流側に配置されることはない。そのため、火花放電ギャップに発生した放電の上記併走現象や火炎の外形の乱れを効果的に生じさせることができ、着火性を向上させることができる。
【００３１】
また、上記高電圧側延設電極は、上記軸方向に直交する方向に延設され、上記軸方向及び上記高電圧側延設電極の延設方向に直交する方向から見たとき、上記低電圧側延設電極は、上記高電圧側延設電極に対して傾斜していることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記一端ギャップと上記他端ギャップとを互いに異なる大きさとなる構成、あるいは上記端部ギャップと上記中心ギャップとを互いに異なる大きさとなる構成を簡単な構成にて実現することができる。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
本願発明の第１の発明の実施例に係る内燃機関用のスパークプラグについて、図１〜図４及び図１３を用いて説明する。
本例のスパークプラグ１は、図１に示すように、外周に取付用ネジ部２０を設けた取付金具２と、取付金具２に保持される絶縁碍子３と、電極先端部４０が突出するように絶縁碍子３に保持される中心電極４と、取付金具２に固定されるとともに中心電極４との間に火花放電ギャップを形成する接地電極５とを有する。
【００３３】
また、スパークプラグ１は、中心電極４における電極先端部４０から、軸方向に略直交する方向であって互いに反対方向の双方に延設された高電圧側延設電極４２と、中心電極４の電極先端部４０に対向する接地電極５の対向部５５から、高電圧側延設電極４２と略同一方向に延設された低電圧側延設電極５２とを備える。
【００３４】
高電圧側延設電極４２の一端部４２１と低電圧側延設電極５２の一端部５２１との間の一端ギャップＥＧ１と、高電圧側延設電極４２の他端部４２２と低電圧側延設電極５２の他端部５２２との間の他端ギャップＥＧ２と、互いに異なる大きさに構成されている。本例では、ＥＧ１＜ＥＧ２の関係で形成される。
【００３５】
ここで、本例では、図２に示されるとおり、接地電極５は取付金具２から先端側へ立設された立設部５０と、該立設部５０から略直角に屈曲されてその先端部に対向部５５を有する横設部５１とを有する。
そして、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２は、図３に示すとおり、軸方向から見たとき、上記横設部５１と直交して形成される。
【００３６】
また、本例では、図１及び図４に示すとおり、高電圧側延設電極４２の一端部４２１には、高電圧側延設電極４２から先端側（低電圧側延設電極５２側）へ突出した中心突起部４３が形成されている。
また、低電圧側延設電極５２の一端部５２１には、低電圧側延設電極５２から基端側（高電圧側延設電極４２側）へ突出した接地突起部５３が形成されている。
これにより、一端ギャップＥＧ１は、中心突起部４３と接地突起部５３との間に形成され、ＥＧ１＜ＥＧ２の関係となる。
上記中心突起部４３及び接地突起部５３は、例えば、Ｐｔ（白金）、Ｉｒ（イリジウム）、あるいはこれらの合金からなる。
【００３７】
本例のスパークプラグ１は、例えば、自動車、自動二輪、コージェネレーション、ガス圧送用ポンプ等における内燃機関用の着火手段に用いることができる。特に、希薄燃焼を用いる内燃機関の着火手段に用いることができる。
スパークプラグ１は上述のように、外周に取付用ネジ部２０を有する取付金具２を有する。そして、取付用ネジ部２０において、内燃機関用の燃焼室（図示略）の壁部に螺合される。
【００３８】
本例における上記高電圧側延設電極４２と低電圧側延設電極５２とは、互いに略同等の長さ及び幅にて構成される。
また、高電圧側延設電極４２と低電圧側延設５２の延設方向の長さは、例えば、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２の両端が、中心電極４の外形よりも外側へ突出し、取付用ネジ部２０よりは外側へ突出しない程度とする。
すなわち、中心電極４の直径よりも大きく、取付用ネジ部２０の直径よりも小さい。
【００３９】
高電圧側延設電極４２は中心電極４の電極先端部４０に対して溶接され、高電圧側延設電極４２における一端部４２１の先端側の面に中心突起部４３が溶接されている。
また、低電圧側延設電極５２は接地電極５の立設部５０及び横設部５１と共に一体的に成形されてなる。そして、低電圧側延設電極５２における一端部５２１の基端側の面に接地突起部５３が溶接されている。
【００４０】
次に、本例の作用効果について、説明する。
本例のスパークプラグ１は、中心電極４における電極先端部４０から、軸方向に略直交する方向であって互いに反対方向の双方に延設された高電圧側延設電極４２と、接地電極５の対向部５５から、高電圧側延設電極４２と略同一方向に延設された低電圧側延設電極５２とを備える。
【００４１】
これによって、混合気Ｍの流れが生じている燃焼室内において、図４に示すとおり、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２の延設方向が混合気Ｍの流れと略平行となるようにスパークプラグ１を設置することにより、火花放電ギャップに発生した放電Ｅは、混合気Ｍの気流に流されても、引き伸ばされることなく、高電圧側延設電極４２と低電圧側延設電極５２との間を、その延設方向に沿って、混合気Ｍと併走するように移動することができる（図１３参照）。
したがって、放電Ｅが高気流速度の混合気Ｍにより引き伸ばされて切れるまでの時間を稼ぐことができる。しかも、混合気Ｍと共に放電Ｅが移動する。
それ故、この間に放電Ｅによって混合気Ｍの温度が充分に高まり、着火しやすくなる。
【００４２】
特に第１の発明に係る本例においては、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２が、それぞれ電極先端部４０及び対向部５５から、軸方向に略直交する方向であって互いに反対方向の双方に延設されている。それ故、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２の長さを長くしやすい。
その結果、火花放電ギャップにおいて発生した放電Ｅの維持時間を略直径長さに亘り稼ぐことができ、着火性を向上させることができる。
【００４３】
さらに、一端ギャップＥＧ１と他端ギャップＥＧ２とは、互いに異なる大きさを有する。
それ故、一端ギャップＥＧ１と他端ギャップＥＧ２のうち小さい方（小ギャップ）を混合気Ｍの流れの上流側に、大きい方（大ギャップ）を下流側に配置することによって、確実に上記のような混合気Ｍとの放電Ｅの併走現象が実現でき、着火の確実性を向上できる。
【００４４】
すなわち、火花放電ギャップにおける放電Ｅは、小ギャップの一端ギャップＥＧ１が混合気Ｍの上流側となるようにスパークプラグ１を配設することで、図１３（Ａ）に示すとおり、混合気Ｍの上流側で最初にブレイクダウン（発生）し、その後、図１３（Ｂ）、（Ｃ）に示すとおり、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２の延設方向に沿って、大ギャップへ向かって混合気Ｍと併走することができる。
よって、上述したごとく、放電Ｅの維持時間を稼ぐとともに、放電Ｅによって混合気Ｍの温度を高めやすくなるため、放電電流を高くすることなく着火性を向上させることができる。
【００４５】
また、本発明のスパークプラグ１においては、火花放電ギャップにおける気流を遮ることも特にないため、火炎Ｆの成長が妨げられることもない。
すなわち、上述したごとく、混合気Ｍの流れによって生じる火炎Ｆの外形の乱れによって、火炎Ｆが周囲の混合気Ｍと伝播して、火炎Ｆが成長することとなるが、本発明の構成によれば、このような火炎Ｆの成長を妨げることはない。それ故、着火性を充分に確保できる。
【００４６】
以上のごとく、本例によれば、混合気の流速の大きい燃焼室において、特に放電電流を高くすることなく、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
【００４７】
（実施例２）
本例は、図５に示すとおり、軸方向及び高電圧側延設電極４２の延設方向に直交する方向から見たとき、低電圧側延設電極５２が高電圧側延設電極４２に対して傾斜したスパークプラグ１の例である。
【００４８】
また、高電圧側延設電極４２の一端部４２１と低電圧側延設電極５２の一端部５２１との間の一端ギャップＥＧ１は、高電圧側延設電極４２の他端部４２２と低電圧側延設電極５２の他端部５２２との間の他端ギャップＥＧ２よりも小さい。すなわちＥＧ１＜ＥＧ２の関係が成立する。
高電圧側延設電極４２は、軸方向に直交する方向に延設されている。
そして、軸方向及び高電圧側延設電極４２の延設方向に直交する方向から見たとき、低電圧側延設電極５２は、高電圧側延設電極４２に対して傾斜するように形成してある。
【００４９】
具体的には、低電圧側延設電極５２は、一端部５２１から他端部５２２へ行くに従い高電圧側延設電極４２から遠ざかるように傾斜している。
本例のスパークプラグ１は、一端ギャップＥＧ１が混合気Ｍの流れの上流側に、他端ギャップＥＧ２が下流側となるように、内燃機関の燃焼室内に取り付けられる。その他は、実施例１と同様である。
【００５０】
本例の場合には、中心突起部４３及び接地突起部５３（図４参照）を設ける必要がない。そのため、小ギャップの一端ギャップＥＧ１と大ギャップの他端ギャップＥＧ２の構成を簡素化できると共に、コスト低減を図ることができる。
すなわち、小ギャップが混合気Ｍの上流側となるようにスパークプラグ１を配設することで、放電Ｅは、混合気Ｍの上流側で最初にブレイクダウン（発生）し、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２の延設方向に沿って、略直径長さに亘り大ギャップへ向かって、混合気Ｍと併走することができる。
その他は実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５１】
（実施例３）
本願の第２の発明の実施例に係る内燃機関用のスパークプラグについて、図６〜図９及び図１４を用いて説明する。
本例のスパークプラグ１は図６に示すように、中心電極４における電極先端部４０から、軸方向に略直交する方向に延設された高電圧側延設電極４２と、中心電極４の電極先端部４０に対向する接地電極５の対向部５５から、高電圧側延設電極４２と略同一方向に延設された低電圧側延設電極５２と、燃焼室内における火花放電ギャップ付近の気流を減速させるための気流減速機構２２を備える。
【００５２】
上記高電圧側延設電極４２の延設側端部４２０と上記低電圧側延設電極５２の延設側端部５２０との間の端部ギャップＥＧは、中心電極４の電極先端部４０と接地電極５の対向部５５との間の中心ギャップＣＧよりも大きく構成されている。
すなわち、ＣＧ＜ＥＧの関係で形成される。
【００５３】
また、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２は、延設方向の長さが３ｍｍ以上に構成される。
そして、気流減速機構２２は、中心ギャップＣＧを端部ギャップＥＧとの間に挟む位置において、取付金具２０から先端側に突出形成されている。また、軸方向及び高電圧側延設電極４２の延設方向に直交する方向の気流減速機構２２の幅は２ｍｍ以下である。
【００５４】
また、本例では、図６及び図９に示すとおり、中心電極４における電極先端部４０は、高電圧側延設電極４２よりも、先端側へ突出した中心突起部４３を有する。また、接地電極５における対向部５５は、低電圧側延設電極５２よりも、中心電極４側へ突出した接地突起部５３を有する。
これにより、中心ギャップＣＧは、中心突起部４３と接地突起部５３との間に形成され、ＣＧ＜ＥＧの関係となる。
【００５５】
本例における上記高電圧側延設電極４２と低電圧側延設電極５２とは、互いに略同等の長さ及び幅にて構成される。
また、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設５２の延設方向の長さは、例えば、中心電極４の外形よりも外側へ突出し、取付用ネジ部２０よりは外側へ突出しない程度とする。
本例では、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２は、延設方向の長さが３ｍｍ以上に構成される。
高電圧側延設電極４２は中心電極４に対して溶接され、電極先端部４０は高電圧側延設電極４２における先端側の面に中心突起部４３を溶接することにより形成されている。
【００５６】
また、低電圧側延設電極５２は接地電極５の立設部５０及び横設部５１と共に一体的に成形されてなる。そして、横設部５１と低電圧側延設電極５２との交わる位置（屈曲部）において、その基端側の面に接地突起部５３が溶接されている。
また、上記中心突起部４３及び接地突起部５３は中心電極４の中心軸上に配置されている。
【００５７】
そして、気流減速機構２２は、中心ギャップＣＧを端部ギャップＥＧとの間に挟む位置において、取付金具２０から先端側に突出するよう溶接される。
ここで、軸方向及び高電圧側延設電極４２の延設方向に直交する方向の気流減速機構２２の幅は２ｍｍ以下に形成される。
また、図８に示すごとく、気流減速機構２２は、略四角柱状の金属部材によって構成することができる。
【００５８】
次に、本例の作用効果について、説明する。
本例のスパークプラグ１は、中心電極４における電極先端部４０と、接地電極５の対向部５５から、互いに略同一方向に延設された高電圧側延設電極４２と低電圧側延設電極５２とを備える。
【００５９】
これによって、混合気Ｍの流れが生じている燃焼室内において、図９に示すとおり、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２の延設方向を混合気Ｍの流れと略平行に配置することにより、火花放電ギャップに発生した放電Ｅは引き伸ばされることなく、高電圧側延設電極４２と低電圧側延設電極５２との間を、混合気Ｍと併走するように移動することができる（図１４参照）。
【００６０】
特に、本例においては、気流減速機構２２が設けられているため、燃焼室内における火花放電ギャップ付近の気流を減速できる。
その結果、火花放電ギャップに発生した放電Ｅが、高電圧側延設電極４２と低電圧側延設電極５２との間において、それらに沿って流される速度を小さくすることができる。
これにより、放電Ｅが混合気Ｍと併走する時間を稼ぐことができる。
したがって、この間に放電Ｅによって混合気Ｍの温度が充分に高まり着火しやすくなる。
【００６１】
さらに、端部ギャップＥＧは、中心ギャップＣＧよりも大きい。
それ故、気流減速機構２２を中心ギャップＣＧよりも混合気Ｍの流れの上流側となるように配置したとき、より小さい小ギャップである中心ギャップＣＧが混合気Ｍの流れの上流側に、より大きい大ギャップである端部ギャップＥＧが下流側に配置されることとなる。これによって、確実に、上記のような混合気Ｍとの放電Ｅの併走現象が実現でき、着火の確実性を向上できる。
【００６２】
すなわち、火花放電ギャップにおける放電Ｅは、小ギャップの中心ギャップＣＧが混合気Ｍの上流側となるようにスパークプラグ１を配設することで、図１４（Ａ）に示すとおおり、混合気Ｍの上流側で最初にブレイクダウン（発生）し、その後、図１４（Ｂ）、（Ｃ）に示すとおり、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２の延設方向に沿って、大ギャップへ向かって混合気Ｍと併走することができる。
よって、上述したごとく、放電Ｅの維持時間を稼ぐとともに、放電Ｅによって混合気Ｍの温度を高めやすくなるため、放電電流を高くすることなく着火性を向上させることができる。
【００６３】
また、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２は、延設方向の長さが３ｍｍ以上であるため、放電Ｅの維持時間を稼ぐことができる。
また、気流減速機構２２の幅は２ｍｍ以下である。
そのため、気流減速機構２２が火花放電ギャップへの気流を遮りすぎることも特にないため、火炎Ｆの成長が妨げられることもなく、充分な着火性を得ることができる。
すなわち、上述したごとく、混合気Ｍの流れによって生じる火炎Ｆの外形の乱れによって、火炎Ｆが周囲の混合気Ｍと伝播して、火炎Ｆが成長することとなるが、本発明の構成によれば、このような火炎Ｆの成長を妨げることはない。それ故、着火性を充分に確保できる。
【００６４】
以上のごとく、本例によれば、混合気の流速の大きい燃焼室において、特に放電電流を高くすることなく、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグを提供できる。
【００６５】
（実施例４）
本例は、図１０に示すとおり、軸方向及び高電圧側延設電極４２の延設方向に直交する方向から見たとき、低電圧側延設電極５２が高電圧側延設電極４２に対して傾斜した第２の発明にかかるスパークプラグ１の例である。
【００６６】
低電圧側延設電極５２は、上記接地電極５の対向部５５から延設方向へ行くほど、高電圧側延設電極４２から離れるように、傾斜している。
すなわち、中心ギャップＣＧが端部ギャップＥＧよりも小さく、ＣＧ＜ＥＧの関係が成立する。
また、本例のスパークプラグ１は、中心突起部４３及び接地突起部５３を設けていない。
そして、本例のスパークプラグ１は、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２の、電極先端部４０及び対向部５５からの延設方向が、混合気Ｍの流れの下流側方向となるように、内燃機関の燃焼室内に取り付けられる。その他は、実施例３と同様である。
【００６７】
本例の場合には、中心突起部４３及び接地突起部５３（図４参照）を設ける必要がない。そのため、小ギャップの中心ギャップＣＧと大ギャップの端部ギャップＥＧの構成を簡素化できると共に、コスト低減を図ることができる。
すなわち、小ギャップが混合気Ｍの上流側となるようにスパークプラグ１を配設することで、放電Ｅは、混合気Ｍの上流側で最初にブレイクダウン（発生）し、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２の延設方向に沿って、大ギャップへ向かって、混合気Ｍと併走することができる。
その他は実施例３と同様の作用効果を有する。
【００６８】
（比較例１）
本例は、図１１に示すごとく、上記高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２を有していないスパークプラグ９の例である。
気流速度が特に大きくない低気流速度場の燃焼室内にスパークプラグ９を設置した場合、図１１（Ａ）に示すごとく、スパークプラグ９における中心電極９４と接地電極９５との火花放電ギャップに生じた放電Ｅが、上流から流れる混合気Ｍにさらされることで、混合気Ｍが温められ、着火に至る。
【００６９】
しかし、燃焼室内の混合気Ｍの流速が大きいと、図１１（Ｂ）、（Ｃ）に示すごとく、放電Ｅが混合気Ｍの流れ方向に大きく引き伸ばされることがある。そして、混合気Ｍが放電Ｅより生成される火炎核によって温められ着火に至る前に、放電切れが生じ、火炎核が消炎してしまうことがある。
【００７０】
（比較例２）
本例は、図１２に示すごとく、中心電極９４と接地電極９５とに、互いの対向部からそれぞれプラグ径方向に延設した中心電極延長部９６及び接地電極延長部９７を設けたスパークプラグ９０の例である。
【００７１】
この場合、中心電極延長部９６及び接地電極延長部９７の延設方向を燃焼室内の気流の方向に沿うようにスパークプラグ９０を設置すれば、中心電極９４と接地電極９５との火花放電ギャップに放電された放電Ｅが、気流に流されても、中心電極延長部９６及び接地電極延長部９７の間を混合気Ｍと併走しながら移動する［図１２（Ｂ）参照］。
ここで、気流の速度が小さければ、この間に放電Ｅによって、混合気Ｍが温められ着火に至る。
【００７２】
しかし、燃焼室内の混合気Ｍの流速が大きいと、図１２（Ｂ）、（Ｃ）に示すごとく、中心電極延長部９６及び接地電極延長部９７の先端まで放電Ｅが移動する時間が短くなり、混合気Ｍが放電Ｅによって温められ着火に至る前に、放電切れが生じ火炎核が消炎してしまう。
【００７３】
上記比較例１及び比較例２に対し、実施例１のスパークプラグ１を高気流速度場となる燃焼室内に取り付けた場合、図１３（Ａ）に示すとおり、一端ギャップＥＧ１において飛火した放電Ｅが、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２に沿って、他端ギャップＥＧ２に至るまで、混合気Ｍと併走することができる。
実施例１のスパークプラグ１における高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２は、中心電極４の電極先端部４０及び接地電極５の対向部５５からそれぞれ、径方向の双方へ延設されており、その長さを図１２に示すスパークプラグ９０の中心電極延長部９６と接地電極延長部９７よりも長くすることができる。
【００７４】
その結果、放電Ｅと混合気Ｍとの併走距離を長くでき、放電Ｅの維持時間を稼ぐことができ、着火性を向上させることができる。［図１３（Ｂ）、（Ｃ）参照］。
すなわち、混合気Ｍが放電Ｅにより温められ着火するまで、放電Ｅが高気流速度の混合気Ｍにより引き伸ばされて、放電切れ及び消炎することなく維持できる［図１３（Ｃ）参照］。
その結果、上記比較例にかかるスパークプラグ９及びスパークプラグ９０に比べ着火性を大きく向上させることができる。
【００７５】
また、上記比較例１及び比較例２に対し、実施例３のスパークプラグ１を高気流速度場となる燃焼室内に取り付けた場合は、図１４（Ａ）に示すとおり、気流減速機構２２が設けられているため、燃焼室内における火花放電ギャップ付近の気流を減速できる。
その結果、火花放電ギャップに発生した放電Ｅが、高電圧側延設電極４２と低電圧側延設電極５２との間において、これらに沿って流される速度を小さくすることができる。
これにより、放電Ｅが混合気Ｍと併走する時間を稼ぐことができる。
したがって、この間に放電Ｅによって混合気Ｍの温度が充分に高まり着火しやすくなる。［図１４（Ｂ）、（Ｃ）参照］。
【００７６】
つまり、実施例３のスパークプラグ１は、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２の長さが比較例２のスパークプラグ９０と同等であっても、放電Ｅの移動速度を落とすことができるために、放電Ｅの維持時間を稼ぐことができる。
よって、混合気Ｍが放電Ｅにより温められ着火するまで、放電Ｅが高気流速度の混合気Ｍにより引き伸ばされて、放電切れ及び消炎することなく維持できる［図１４（Ｃ）参照］。
その結果、上記比較例にかかるスパークプラグ９及びスパークプラグ９０に比べ着火性を向上することができる。
【００７７】
（実験例１）
本例は、図１５に示すごとく、上記実施例１に示したスパークプラグ１と、上記比較例１のスパークプラグ９とによる着火性能の比較を行った実験例である。
まず、内燃機関の燃焼室と同様の状況を作ることができる試験容器にスパークプラグを取り付け、空燃比（Ａ／Ｆ）が２３．５の混合気Ｍを試験容器内に噴射するとともに、火花放電ギャップにおける混合気Ｍの流速が２５ｍ／秒となるような気流を形成した。
【００７８】
この状況下において、試験容器内の圧力を０．６ＭＰａとすると共に、スパークプラグの電極間に放電電流が５０ｍＡとなるように電圧をかけて火花放電を行う。
このとき、放電Ｅによって火花放電ギャップに火炎核が形成され成長する。この火炎核の大きさを観察窓から観察し、スパークプラグの接地電極における横設部（図２の符号５１参照）の延設方向（図１のように見える方向）から見た火炎核の面積を遂時測定した。
【００７９】
その結果を図１５に示す。同図において、Ａを付したデータ群が実施例１にかかる本発明のスパークプラグ１によるものであり、Ｂを付したデータ群が比較例のスパークプラグ９によるものである。
同図から分かるように実施例１のスパークプラグ１は、放電時間の経過に伴い、火炎核の面積が大きくなっている。
【００８０】
これは放電が切れることなく火炎核が成長していることを意味する。そして、火炎核の面積が基準となっている１５．０ｍｍ２を超えており、混合気Ｍへの着火が正常に行える状態になっている。
一方、比較例のスパークプラグ９は放電時間が経過しても、火炎核の面積は大きくならない。これは、放電、放電切れ、再放電を繰り返して、火炎核が成長せず着火に至らないことを意味する。
【００８１】
なお、図示しないが、本実験例における同条件下では、上記比較例２におけるスパークプラグ９０による着火性能の実験を行った場合、スパークプラグ９０の中心電極延長部９６及び接地電極延長部９７は、図１２に示すとおり中心電極９４と接地電極９５とに、互いの対向部からそれぞれプラグ径方向に延設したものであるため、実施例１のスパークプラグ１の放電時間経過の約半分の時点までしか、火炎核面積は拡大しないと考えられる。
【００８２】
すなわち、図１５に示すＡを付したデータ群の約半分の放電時間しか、放電Ｅを維持できず、同データ群から鑑みて、着火可能な火炎核の面積の基準である１５．０ｍｍ２を大きく下回る火炎核面積しか得ることができず、火炎核が成長せず着火に至らないと考えられる。
【００８３】
以上により、高気流速度場において、比較例のスパークプラグ９及びスパークプラグ９０では着火が困難であったが本発明のスパークプラグを用いることにより、より充分に着火が可能となることがわかる。
なお、上記の実験は、スパークプラグ１、スパークプラグ９のプラグ径（直径）が１２ｍｍのものを用いて行ったが、少なくともプラグ径１０〜１４ｍｍのものについては、同様の傾向が得られる。
【００８４】
（実験例２）
本例は、上記実施例３に示したスパークプラグ１における気流減速機構２２の幅Ｗ（ｍｍ）と、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２の間における気流速度Ｖ（ｍ／秒）との相関関係を調べた実験例である。
まず、内燃機関の燃焼室と同様の状況を作ることができる試験容器にスパークプラグを取り付け、空燃比（Ａ／Ｆ）が２３．５の混合気Ｍを試験容器内に噴射するとともに、火花放電ギャップにおける混合気Ｍの流速が３０ｍ／秒となるような気流を形成した。
【００８５】
なお、本実験例では、取付用ネジ部２０の直径が１２ｍｍのスパークプラグを用いた。
また、軸方向及び高電圧側延設電極４２の延設方向に直交する方向の気流減速機構２２の厚みは１．３ｍｍにて一定とした。
そして、気流減速機構２２の外縁から電極先端部４０の中央までの径方向の距離を４．７ｍｍとする。
【００８６】
この状況下において、試験容器内の圧力を０．６ＭＰａとすると共に、スパークプラグの電極間に放電電流が５０ｍＡとなるように電圧をかけて火花放電を行う。
このとき、上記実施例３に示したスパークプラグ１における気流減速機構２２の幅Ｗと、高電圧側延設電極４２及び低電圧側延設電極５２の間における気流速度Ｖとの相関関係を図１６に示す。
【００８７】
同図から分かるように実施例３のスパークプラグ１は、気流減速機構２２の幅Ｗが１．０ｍｍから２．３ｍｍまで大きくなるに伴い、高電圧側延設電極４２と低電圧側延設電極５２との間における気流速度Ｖが２４ｍ／秒から０ｍ／秒まで減少している。
そして、幅Ｗが２．０ｍｍを超え、２．３ｍｍとなると気流減速機構２２が気流を完全に遮蔽し、電極延設部間の気流がほとんどなくなってしまう。
これは気流減速機構２２の幅Ｗを広げれば気流の減速効果が確実に高まるが、幅Ｗが広すぎると、高電圧側延設電極４２と低電圧側延設電極５２との間の混合気Ｍの流動を遮蔽してしまうことを意味する。
【００８８】
上述したごとく、混合気Ｍの流れにより生じる火炎Ｆの外形の乱れによって、火炎Ｆが周囲の混合気Ｍと伝播して、火炎Ｆが成長することができず、着火性を充分に確保できない。
したがって、この結果から鑑みて、気流減速機構２２の幅Ｗは２．０ｍｍ以下とする必要があることがわかる。
また、気流減速機構２２の幅Ｗが１．３ｍｍ以下のとき、気流速度Ｖは２０ｍ／秒以上であり、気流減速機構２２による気流の減速の効果が不十分であり、放電Ｅの維持時間を充分に稼げない。
【００８９】
一方、気流減速機構２２の幅Ｗが１．６〜１．９ｍｍ以下の場合、気流を完全に遮ることを確実に防ぎつつ、気流速度Ｖを充分に抑制することができる。
それ故、気流減速機構２２の幅を１．６ｍｍ〜１．９ｍｍとすることによって、火炎Ｆの外形を適度に乱しつつ、放電Ｅの維持時間を充分に長くすることができるため、着火性を確保することができる。
したがって、気流減速機構２２の幅Ｗが１．６〜１．９ｍｍであることがより好ましい。
【００９０】
以上により、高気流速度場において、本発明のスパークプラグを用いることにより、着火性を大きく向上させることができることがわかる。
【符号の説明】
【００９１】
１  スパークプラグ
２  取付金具
２０  取付用ネジ部
３  絶縁碍子
４  中心電極
４０  電極先端部
４２  高電圧側延設電極
４２１  一端部
４２２  他端部
５  接地電極
５２  低電圧側延設電極
５２１  一端部
５２２  他端部
５５  対向部
ＥＧ１  一端ギャップ
ＥＧ２  他端ギャップ
【図１】
0005451510.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005451510.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005451510.tif 000006
【図６】
0005451510.tif 000007
【図７】
0005451510.tif 000008
【図８】
0005451510.tif 000009
【図９】
0005451510.tif 000010
【図１０】
0005451510.tif 000011
【図１１】
0005451510.tif 000012
【図１２】
0005451510.tif 000013
【図１３】
0005451510.tif 000014
【図１４】
0005451510.tif 000015
【図１５】
0005451510.tif 000016
【図１６】
0005451510.tif 000017