(57)【要約】【課題】定電圧素子が高温に加熱されることを防止し、安定した放電火花を発生させることができるスパークプラグを提供すること。【解決手段】スパークプラグ１は、中心電極６と、絶縁碍子４と、ハウジング５と、接地電極５１と、ステム７とを有している。ハウジング５は、絶縁碍子４の基端側の一部を露出させつつ挿通保持している。接地電極５１は、中心電極６との間に火花放電ギャップ１０を形成している。ステム７は、絶縁碍子４の内側に挿通保持されたステム本体７２と、ステム本体７２の基端側端部に配され絶縁碍子４の基端から突出したターミナル７１とを備えている。絶縁碍子４のハウジング５よりも基端側には、定電圧素子２と、定電圧素子２とターミナル７１とを電気的に接続するステム側接続部材３１と、定電圧素子２とハウジング５とを電気的に接続するアース側接続部材３２とが配されている。【選択図】図１
2014239000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心電極（６）と、
該中心電極（６）を内側に挿通保持する絶縁碍子（４）と、
該絶縁碍子（４）の基端側の一部を露出させつつ、該絶縁碍子（４）を内側に挿通保持するハウジング（５）と、
該ハウジング（５）に接合されて上記中心電極（６）との間に火花放電ギャップ（１０）を形成する接地電極（５１）と、
上記絶縁碍子（４）の内側に挿通保持されたステム本体（７２）と、該ステム本体（７２）の基端側端部に配され上記絶縁碍子（４）の基端から突出したターミナル（７１）とを備えると共に、上記中心電極（６）と電気的に接続されたステム（７）とを有しており、
上記絶縁碍子（４）の上記ハウジング（５）よりも基端側に、設定電圧以上の電圧が上記火花放電ギャップ（１０）に印加されることを防止する放電電圧低減手段（２０）が配されていることを特徴とする内燃機関用スパークプラグ（１）。
【請求項２】
上記放電電圧低減手段（２０）は定電圧素子（２）であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用スパークプラグ。
【請求項３】
上記定電圧素子（２）と上記ステム（７）とを電気的に接続するステム側接続部材（３１）と、上記定電圧素子（２）と上記ハウジング（５）とを電気的に接続するアース側接続部材（３２）とが配されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項４】
上記絶縁碍子（４）の外周側面には、径方向内側に向かって窪むと共に、上記絶縁碍子（４）の軸方向に沿うように素子配置溝（４５）が形成されており、該素子配置溝（４５）の内側に上記定電圧素子（２）、上記ステム側接続部材（３１）及び上記アース側接続部材（３２）が、上記絶縁碍子（４）の外周側面よりも径方向内側に納まるよう配置されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項５】
上記素子配置溝（４５）は、上記定電圧素子（２）を配置する素子配置部（４７）と、上記ステム側接続部材（３１）及び上記アース側接続部材（３２）をそれぞれ配置する一対の接続配置部（４８）とを有しており、少なくとも一方の上記接続配置部（４８）における上記絶縁碍子（４）の軸方向と直交する断面積は、上記素子配置部（４７）における上記軸方向と直交する断面積よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項６】
上記絶縁碍子（４）には、上記絶縁碍子（４）の内部において上記軸方向に沿って形成された素子配置孔（４６）と、上記ハウジング（５）と隣り合う位置において上記絶縁碍子（４）の外周側面と上記素子配置孔（４６）とを連通する挿通孔（４６１）が形成されており、該素子配置孔（４６）の内側に上記定電圧素子（２）が収容されると共に、上記挿通孔（４６１）に挿通された上記アース側接続部材（３２）と上記ハウジング（５）とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項７】
上記アース側接続部材（３２）と上記ステム（７）との間における上記絶縁碍子（４）の厚さを、１ｍｍ以上に設定してあることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項８】
上記定電圧素子（２）は、基端側から先端側に向かうにつれて、上記ステム（７）との間の距離を拡大するように傾斜して配置されていることを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項９】
上記アース側接続部材（３２）は、上記軸方向と直交する断面において、径方向の厚さ寸法が、外周側面の接線方向における幅寸法に比べて小さいことを特徴とする請求項３〜８のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項１０】
上記定電圧素子（２）と上記絶縁碍子（４）との間に配された空気よりも熱伝導率の高い熱伝導性部材（４９）を有していることを特徴とする請求項３〜９のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項１１】
上記定電圧素子（２）は、素子本体部（２１）と、該素子本体部（２１）を搭載した金属からなる基板部（２３）とを有しており、該基板部（２３）において上記絶縁碍子（４）と接触していることを特徴とする請求項３〜１０のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項１２】
上記絶縁碍子（４）は、該絶縁碍子（４）の外周側面の法線方向と直交する平面と平行で、かつ上記外周側面よりも径方向内側の位置に形成された素子配置面（４７１）と、該素子配置面（４７１）における周方向両端から外周側に立設した側方面（４７２）とを有しており、上記素子配置面（４７１）と上記側方面（４７２）との間の角度θが９０°≦θ≦１２０°に設定されていることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用のスパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の内燃機関には、着火手段としてスパークプラグが用いられている。スパークプラグは、中心電極を内側に挿通保持する絶縁碍子と、絶縁碍子の先端側を内側に挿通保持するハウジングと、ハウジングに接合されて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有している。
スパークプラグにおいては、点火コイルから高電圧を印加することにより、中心電極と接地電極との間において、火花放電ギャップの絶縁を破壊し放電火花を発生させる。
【０００３】
このようなスパークプラグとしては、特許文献１に示されたものがある。特許文献１のスパークプラグは、絶縁碍子に内蔵された定電圧素子を有している。この定電圧素子は、一定電圧以上で抵抗値が減少するという特性を有するものであり、アバランシェダイオードや、バリスタ等が用いられている。定電圧素子は、ハウジングの内側に設けられると共に、点火プラグの２次側とハウジングとに並列接続されている。この定電圧素子を備えることにより、定電圧素子における設定電圧以上の電圧が火花放電ギャップに印加されることを防止し、放電電圧のばらつき低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平６−８０３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のスパークプラグには、以下の問題点がある。
スパークプラグは、その先端側が内燃機関における燃焼室内に配されるため、燃焼時に生じる熱によって加熱され高温になる。また、ハウジングは、比較的熱伝導の高い金属によって形成されているため、スパークプラグ先端側の熱を伝達しやすい。そのため、スパークプラグ先端側が加熱された際には、熱がハウジングに伝達され、スパークプラグの先端からハウジングが配された範囲においては、高温になりやすい。それゆえ、ハウジングの内側に配された定電圧素子が加熱され、耐熱温度以上の高温にさらされるおそれがある。これにより、定電圧素子における設定電圧の変化や損傷が発生し、機能を果たさなくなるといった不具合が生じることがある。この場合、安定した放電火花の発生を阻害することとなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、定電圧素子が高温に加熱されることを防止し、安定した放電火花を発生することのできるスパークプラグを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、中心電極と、
該中心電極を内側に挿通保持する絶縁碍子と、
該絶縁碍子の基端側の一部を露出させつつ、該絶縁碍子を内側に挿通保持するハウジングと、
該ハウジングに接合されて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、
上記絶縁碍子の内側に挿通保持されたステム本体と、該ステム本体の基端側端部に配され上記絶縁碍子の基端から突出したターミナルとを備えると共に、上記中心電極と電気的に接続されたステムとを有しており、
上記絶縁碍子の上記ハウジングよりも基端側に、設定電圧以上の電圧が上記火花放電ギャップに印加されることを防止する放電電圧低減手段が配されていることを特徴とする内燃機関用スパークプラグにある。
【発明の効果】
【０００８】
上記スパークプラグにおいては、上記絶縁碍子の上記ハウジングよりも基端側の位置に放電電圧低減手段が配されている。そのため、上記定電圧素子が加熱され高温になることを防止することができる。
【０００９】
すなわち、上記スパークプラグの先端側は、内燃機関の燃焼室内に配されるため、燃料の燃焼により生じる熱を受けて高温となる。また、上記ハウジングは、比較的熱伝導性の高い金属によって形成されることから、上記ハウジングに熱が伝達され、上記スパークプラグの先端から上記ハウジングが配された範囲は、高温にさらされることとなる。
【００１０】
一方、上記スパークプラグにおける上記絶縁碍子は、セラミック等によって形成される。つまり、上記絶縁碍子は、金属と比べて熱伝導率の低い材料で形成されている。また、上記絶縁碍子の基端側は、上記ハウジングに覆われることなく露出している。したがって、上記絶縁碍子には、上記スパークプラグの先端側及び上記ハウジングからの熱が伝わりにくく、上記絶縁碍子の基端側において露出した部位は、上記ハウジングよりも先端側の温度に比べて低温となる。
【００１１】
上記スパークプラグにおいては、上記絶縁碍子における上記ハウジングから露出し低温である部位に上記放電電圧低減手段を配するものである。そのため、該放電電圧低減手段が高温に熱せられることを防止することができる。したがって、上記放電電圧低減手段における、熱に起因した不具合の発生を防止することができる。これにより、上記放電電圧低減手段が確実に機能し、上記スパークプラグにおける放電火花を安定して発生させることができる。
【００１２】
以上のごとく、上記スパークプラグによれば、放電電圧低減手段が高温に加熱されることを防止し、安定した放電火花を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１における、スパークプラグの部分断面図。
【図２】図１における、II-II矢視断面図。
【図３】実施例１における、絶縁碍子の部分断面図。
【図４】図３における、IV矢視図。
【図５】実施例１における、スパークプラグの等価回路図。
【図６】実施例２における、スパークプラグの部分断面図。
【図７】図６における、VII-VII矢視断面図。
【図８】実施例２における、絶縁碍子の部分断面図。
【図９】実施例３における、スパークプラグの部分断面図。
【図１０】図９における、部分拡大図。
【図１１】実施例４における、スパークプラグの部分拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上記スパークプラグにおいて、上記放電電圧低減手段は、定電圧素子を用いることが好ましい。この場合には、上記定電圧素子によって、シンプルな構成で、かつ容易に上記放電電圧低減手段を構成することができる。
また、上記定電圧素子にかかる熱を低下させることにより、該定電圧素子における設定電圧値の変化度合いを抑えることができる。これにより、上記スパークプラグによって、容易に安定した放電火花を発生させることができる。
上記定電圧素子としては、例えば、ツェナーダイオード、アバランシェダイオード等の各種ダイオードや、バリスタ等を用いることができる。
【００１５】
また、上記スパークプラグは、上記定電圧素子と上記ステムとを電気的に接続するステム側接続部材と、上記定電圧素子と上記ハウジングとを電気的に接続するアース側接続部材とが配されていることが好ましい。この場合には、上記定電圧素子を、上記火花放電ギャップに対して、容易かつ確実に並列接続することができる。
【００１６】
また、上記絶縁碍子の外周側面には、径方向内側に向かって窪むと共に、上記絶縁碍子の軸方向に沿うように素子配置溝が形成されており、該素子配置溝の内側に上記定電圧素子、上記ステム側接続部材及び上記アース側接続部材が、上記絶縁碍子の外周側面よりも径方向内側に納まるよう配置されていてもよい。この場合には、上記スパークプラグに点火コイルを接続する際に、上記定電圧素子、上記ステム側接続部材及び上記アース側接続部材と点火コイルとが接触することを防止できる。これにより、上記定電圧素子、上記ステム側接続部材及び上記アース側接続部材を上記絶縁碍子に、確実に固定することができる。尚、点火コイルとの接触が生じない範囲においては、上記ステム側接続部材及び上記アース側接続部材の一部が、前記絶縁碍子の外周側面よりも径方向外側に配置されていてもよい。
【００１７】
また、上記素子配置溝は、上記定電圧素子を配置する素子配置部と、上記ステム側接続部材及び上記アース側接続部材をそれぞれ配置する一対の接続配置部とを有しており、少なくとも一方の上記接続配置部における上記絶縁碍子の軸方向と直交する断面積は、上記素子配置部における上記軸方向と直交する断面積よりも小さくてもよい。この場合には、上記ステム側接続部材及び上記アース側接続部材と上記ステムとの間に配される上記絶縁碍子の厚さを確保しやすい。そのため、上記ステム側接続部材及び上記アース側接続部材と上記ステムとの間における電気的絶縁性を確実に確保することができる。
【００１８】
上記絶縁碍子には、上記絶縁碍子の内部において上記軸方向に沿って形成された素子配置孔と、上記ハウジングと隣り合う位置において上記絶縁碍子の外周側面と上記素子配置孔とを連通する挿通孔が形成されており、該素子配置孔の内側に上記定電圧素子が収容されると共に、上記挿通孔に挿通された上記アース側接続部材と上記ハウジングとが電気的に接続されていてもよい。この場合には、上記定電圧素子を上記絶縁碍子内に、容易かつ確実に保持することができる。また、上記絶縁碍子の外周側面に対して加工を施す範囲が小さいため、整った表面形状を得ることができる。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
上記内燃機関用のスパークプラグにかかる実施例について図１〜図４を参照して説明する。
図１に示すごとく、スパークプラグ１は、中心電極６と、中心電極６を内側に挿通保持する絶縁碍子４と、絶縁碍子４を内側に挿通保持するハウジング５と、ハウジング５に接合された接地電極５１と、中心電極と電気的に接続されたステム７とを有している。
【００２０】
図１に示すごとく、ハウジング５は、絶縁碍子４の基端側の一部を露出させつつ挿通保持している。
接地電極５１は、中心電極６との間に火花放電ギャップ１０を形成している。
ステム７は、絶縁碍子４の内側に挿通保持されたステム本体７２と、ステム本体７２の基端側端部に配され絶縁碍子４の基端から突出したターミナル７１とを備えている。
図１に示すごとく、絶縁碍子４のハウジング５よりも基端側には、設定電圧以上の電圧が火花放電ギャップ１０に印加されることを防止する放電電圧低減手段２０が配されている。
【００２１】
以下、さらに詳細に説明する。
図１に示すごとく、本例のスパークプラグ１は、内燃機関であるガスエンジンにおいて、混合気への着火をするためのものである。軸方向において、スパークプラグ１の一端は、点火コイル（図示略）と接続され、反対側の他端は、燃焼室内に配される。尚、本例においては、図１に示すごとく、軸方向における点火コイルと接続される側を基端側とし、燃焼室内に配される側を先端側として説明する。
【００２２】
図１に示すごとく、スパークプラグ１は、筒状の絶縁碍子４と、絶縁碍子４を内側に保持する筒状のハウジング５と、中心電極６の先端部が突出するように絶縁碍子４の内側に保持された中心電極６と、ハウジング５と接続された接地電極５１とを備えている。
【００２３】
図１に示すごとく、中心電極６は略円柱状に形成されたニッケル合金からなる電極母材６１と、電極母材６１の先端に溶接された放電チップ６２とを有している。
放電チップ６２は、絶縁碍子４の先端から露出するように配されており、電極母材６１と同一の直径を有する略円柱状をなしている。放電チップ６２の材料には、イリジウム、白金、ロジウム等の貴金属又はその合金等が用いられる。なお、放電チップ６２は、必ずしも貴金属である必要がなく、例えば、タングステン、レニウム、タンタル、ニオブ又はその合金からなる高融点の材料であってもよい。
【００２４】
図１に示すごとく、中心電極６の基端側に接続されたステム７は、絶縁碍子４の内側に挿通保持されるステム本体７２と、ステム本体７２の基端側において絶縁碍子４から露出したターミナル７１とを有している。本例においては、ステム本体７２とターミナル７１とを一つの部材で形成してあるが、これに限るものではなく、ステム本体７２とターミナル７１とを別部材によって形成してもよい。
中心電極６とステム本体７２とは、ガラスシールによって、互いに溶着されると共に絶縁碍子４の内面に溶着固定されている。
【００２５】
図１に示すごとく、ハウジング５は、略円筒形状に形成されており、その内側に絶縁碍子４を挿通保持している。
ハウジング５は、絶縁碍子４における基端側を露出させると共に、絶縁碍子４の先端側を覆っている。また、ハウジング５の外周側面には、内燃機関のシリンダヘッド（図示略）と螺号するためのネジ山が形成されておりハウジング５の先端面には、接地電極５１が配されている。
【００２６】
図１に示すごとく、接地電極５１は、ハウジング５の先端面の一部から、先端側に延びる延設部５１１と、延設部５１１の先端から径方向内側に向かって、軸方向と直角に屈曲した対向部５１２とを有している。対向部５１２の先端近傍は、中心電極６の先端と軸方向において対向している。
【００２７】
図１に示すごとく、絶縁碍子４は、アルミナを略円筒形状に形成してなり、その内側に中心電極６とステム７とを保持できるように形成されている。絶縁碍子４は、基端側において円筒状に形成された基端円筒部４１と、基端円筒部４１の先端側に形成された大径部４２と、大径部４２の先端側に形成された小径部４３と、小径部４３の先端側に形成されたテーパ部４４とを有している。本例においては、絶縁碍子４の外周側における、大径部４２から先端側にハウジング５が配されており、基端円筒部４１は、ハウジン５から露出している。
【００２８】
図１〜図４に示すごとく、基端円筒部４２の外周側面には、径方向内側に向かって窪むと共に、絶縁碍子４の軸方向に沿うように素子配置溝４５が形成されている。素子配置溝４５は、放電電圧低減手段２０を構成する定電圧素子２を配置する素子配置部４７と、定電圧素子２とステム７とを接続するステム側接続部材３１及び定電圧素子２とハウジング５とをアース側接続部材３２をそれぞれ配置する一対の接続配置部４８とを有している。
【００２９】
図２〜図４に示すごとく、素子配置部４７は、絶縁碍子４の外周側面の法線方向と直交する平面と平行で、かつ外周側面よりも径方向内側の位置に形成された素子配置面４７１と、素子配置面４７１における周方向両端から外周側に立設した一対の側方面４７２とを有している。
本例において、一対の側方面４７２は、素子配置面４７１から垂直に立設しており、その立設高さは、定電圧素子２における厚さ寸法よりも大きく設定してある。また、一対の側方面４７２の間の距離は、定電圧素子２における幅方向寸法よりも大きく設定されている。尚、本例においては、素子配置面４７１とステム７との間に配される絶縁碍子４の厚さｔは、１ｍｍに設定してある。したがって、本例においては、アース側接続部材３２とステム７との間における絶縁碍子４の最小厚さが１ｍｍとなる。
【００３０】
図３及び図４に示すごとく、接続配置部４８は、ステム側接続部材３１を配置するターミナル側配置部４８１と、アース側接続部材３２を配置するアース側配置部４８２とを有している。
アース側配置部４８２は、絶縁碍子４の外周側面の法線方向と直交する平面と平行で、かつ外周側面よりも径方向内側の位置に形成された接続配置面４８３と、接続配置面４８３における周方向両端から外周側に立設した一対の接続側方面４８４とを有している。
【００３１】
本例において、一対の接続側方面４８４は、接続配置面４８３から垂直に立設しており、その立設高さは、アース側接続部材３２における厚さ寸法よりも大きく設定してある。また、一対の接続側方面４８４の間の距離は、アース側接続部材３２における幅方向寸法よりも大きく設定されている。また、アース側配置部４８２における絶縁碍子４の軸方向と直交する断面積は、素子配置部４７における軸方向と直交する断面積よりも小さい。
図３及び図４に示すごとく、ターミナル側配置部４８１は、素子配置部４７を基端側に延長して形成されており、素子配置部４７と同一の断面形状を有している。
【００３２】
図１及び図２に示すごとく、放電電圧低減手段２０は、素子配置溝４５に配された定電圧素子２によって構成されている。本例において、定電圧素子２は、２つ設けてあり、各定電圧素子は、ツェナーダイオードからなる。２つの定電圧素子２は、直列に接続してあり、各定電圧素子２は、角柱状をなしている。定電圧素子２は、長手方向が軸方向となるよう素子配置溝４５の素子配置面４７１上に配されており、素子配置面４７１の法線方向と軸方向とに直交する幅方向の幅寸法が、素子配置面４７１の法線方向における厚さ寸法よりも大きく設定されている。
【００３３】
図１に示すごとく、一対の定電圧素子は、アノードが基端側を向くと共にカソードが先端側を向くように配されており、先端側に配された定電圧素子２のアノードと、基端側に配された定電圧素子２のカソードとが接続されている。
【００３４】
図１に示すごとく、基端側の定電圧素子２におけるアノードには、ステム側接続部材３１が接続されており、先端側の定電圧素子２におけるカソードにはアース側接続部材３２が接続されている。
ステム側接続部材３１及びアース側接続部材３２は、軸方向と直交する断面が長方形をなしており、断面の長手方向が幅方向となるように配されている。
【００３５】
図１に示すごとく、ステム側接続部材３１は、定電圧素子２とステム７のターミナル７１とを接続しており、定電圧素子２の電極から素子配置面４７１に沿うように、基端側に延びている。ステム側接続部材３１とターミナル７１とは、スポット溶接によって接合されている。尚、本例においては、ステム側接続部材３１の基端側端部をターミナル７１に接続したが、ステム本体７２に接続してもよい。
アース側接続部材３２は、定電圧素子２とハウジング５とを接続しており、定電圧素子２の電極から素子配置面４７１に沿って配されたのち、接続配置面４８３に沿うように先端側に延びている。アース側接続部材３２とハウジング５とは、スポット溶接によって接合されている
【００３６】
図１及び図２に示すごとく、絶縁碍子４において、定電圧素子２、ステム側接続部材３１及びアース側接続部材３２が配された素子配置溝４５には、熱伝導性部材４９が配されている。本例において、熱伝導性部材４９は、熱伝導率が約１．０Ｗ／ｍＫの高熱伝導性樹脂からなり、素子配置溝４５を埋めるよう定電圧素子２の周囲に充填されている。素子配置溝４５に充填された熱伝導性部材４９は、絶縁碍子４の外周側面と略同一の外周面を形成している。
【００３７】
尚、本例においては、熱伝導性部材４９を高熱伝導性樹脂によって形成したが、これに限るものではなく、空気よりも熱伝導率が高い種々の材料によって形成することができる。具体的には、樹脂、ガラス、セラミックス等における、熱伝導率が０．２Ｗ／ｍＫ以上の材料であることが好ましい。この場合には、熱伝導性部材４９における放熱性を確実に確保することができる。また、より好ましくは、熱伝導性部材４９を形成する材料の熱伝導率が、０．３Ｗ／ｍＫ〜５０Ｗ／ｍＫの範囲内にあることが好ましい。この場合には、成形性及び入手性のよい材料を用いることができる。
【００３８】
図５に示すごとく、本例のスパークプラグ１の内部には、定電圧素子２、ステム側接続部材３１及びアース側接続部材３２によって、中心電極６と設置電極５１とを電気的に接続する定電圧用経路Ｌが形成されている。
【００３９】
図５に示すごとく、点火コイル８においては、一次コイル８２の電圧変化に伴って、二次コイル８１に高電圧が誘起される。この高電圧は、２次コイル８１と接続されたスパークプラグ１の中心電極６と設置電極５１との間の火花放電ギャップ１０に印加される。
【００４０】
スパークプラグ１において、定電圧用経路Ｌにかかる電圧が、定電圧素子２における降伏電圧以下の場合、定電圧素子２にはほとんど電流が流れない。一方、定電圧用経路Ｌにかかる電圧が、定電圧素子２における降伏電圧を超える場合、定電圧素子２に電流が流れる。これにより、降伏電圧を超える電圧がスパークプラグ１に印加された場合においても、火花放電ギャップ１０に過大な電圧が印加されることを防止できる。
【００４１】
次に、本例の作用効果について説明する。
スパークプラグ１においては、絶縁碍子４のハウジング５よりも基端側の位置に定電圧素子２が配されている。そのため、放電電圧低減手段２０である定電圧素子２が加熱され高温になることを防止することができる。
【００４２】
すなわち、スパークプラグ１の先端側は、内燃機関の燃焼室内に配されるため、燃料の燃焼により生じる熱を受けて高温となる。ハウジング５は、比較的熱伝導性の高い金属によって形成されるており、ハウジング５に熱が伝達することで、スパークプラグ１の先端からハウジング５が配された範囲は、高温にさらされることとなる。
【００４３】
一方、スパークプラグ１における絶縁碍子４は、セラミック等によって形成される。つまり、絶縁碍子４は、金属と比べて熱伝導率の低い材料で形成されている。また、絶縁碍子４の基端側は、ハウジング５に覆われることなく露出している。したがって、絶縁碍子４には、スパークプラグ１の先端側及びハウジング５からの熱が伝わりにくく、絶縁碍子４の基端側において露出した部位は、ハウジング５よりも先端側の温度に比べて低温となる。
【００４４】
スパークプラグ１においては、絶縁碍子４におけるハウジング５から露出し低温である部位に定電圧素子２を配するものである。そのため、定電圧素子２が高温に熱せられることを防止することができる。したがって、定電圧素子２における、熱に起因した不具合の発生を防止することができる。これにより、定電圧素子２が確実に機能し、スパークプラグ１における放電火花を安定して発生させることができる。
【００４５】
また、放電電圧低減手段２０に、定電圧素子２を用いている。そのため、定電圧素子２によって、シンプルな構成で、かつ容易に放電電圧低減手段２０を構成することができる。尚、本例においては、定電圧素子２としてツェナーダイオードを用いたが、これに限るものではなく、例えば、アバランシェダイオードや、バリスタ等を用いることもできる。
【００４６】
また、定電圧素子２とステム７とを電気的に接続するステム側接続部材３１と、定電圧素子２とハウジング５とを電気的に接続するアース側接続部材３２とが配されている。そのため、定電圧素子２を、火花放電ギャップ１０に対して、容易かつ確実に並列接続することができる。
【００４７】
また、絶縁碍子４の外周側面には、径方向内側に向かって窪むと共に、絶縁碍子４の軸方向に沿うように素子配置溝４５が形成されており、素子配置溝４５の内側に定電圧素子２、ステム側接続部材３１及びアース側接続部材３２が、絶縁碍子４の外周側面よりも径方向内側に納まるよう配置されている。そのため、スパークプラグ１に点火コイルを接続する際に、定電圧素子２、ステム側接続部材３１及びアース側接続部材３２と点火コイルとが接触することを防止できる。これにより、定電圧素子２、ステム側接続部材３１及びアース側接続部材３２を絶縁碍子４に、容易かつ確実に固定することができる。また、点火コイルとの接触が生じない範囲においては、ステム側接続部材３１及びアース側接続部材３２の一部が、絶縁碍子４の外周側面よりも径方向外側に配置されていてもよい。
【００４８】
また、素子配置溝４５は、定電圧素子２を配置する素子配置部４７と、ステム側接続部材３１及びアース側接続部材３２をそれぞれ配置する一対の接続配置部４８とを有しており、少なくとも一方の接続配置部４８における絶縁碍子４の軸方向と直交する断面積は、素子配置部４７における軸方向と直交する断面積よりも小さい。そのため、接続配置部４８に配されたステム側接続部材３１及びアース側接続部材３２とステム７との間に配される絶縁碍子４の厚さを確保しやすい。ステム側接続部材３１及びアース側接続部材３２とステム７との間における電気的絶縁性をより確実に確保することができる。
【００４９】
また、アース側接続部材３２とステム７との間における絶縁碍子４の厚さを、１ｍｍ以上に設定してある。スパークプラグ１においては、アースに接続されるハウジング５と定電圧素子２とを繋ぐアース側接続部材３２において、電圧ストレスが最大となる。そのため、アース側接続部材３２とステム７との間における絶縁碍子４の厚さを確保することにより、アース側接続部材３２とステム７との間の電気的絶縁を確実に維持することができる。
【００５０】
また、アース側接続部材３２は、軸方向と直交する断面において、径方向の厚さ寸法が、外周側面の接線方向における幅寸法に比べて小さい。そのため、アース側接続部材３２の厚さを小さくし、アース側接続部材３２とステム７との間における距離を確保することができる。これにより、アース側接続部材３２とステム７との間における絶縁碍子４の厚さを確保し、アース側接続部材３２とステム７との間における絶縁破壊を確実に防止することができる。
【００５１】
また、定電圧素子２と絶縁碍子４との間に配された空気よりも熱伝導率の高い熱伝導性部材４９を有している。そのため、定電圧素子２に生じた熱を、熱伝導性部材４９を通じて効率よく放熱することができる。
【００５２】
以上のごとく、本例のスパークプラグ１によれば、定電圧素子２が高温に加熱されることを防止し、安定した放電火花を発生させることができる。
【００５３】
（実施例２）
本例は、実施例１におけるスパークプラグ１の構造を一部変更した例である。
図６及び図８に示すごとく、本例のスパークプラグ１における絶縁碍子４は、絶縁碍子４の内部において軸方向に沿って形成された素子配置孔４６と、絶縁碍子４の外周側面と素子配置孔４６とを連通する挿通孔４６１とを有している。
【００５４】
図７に示すごとく、素子配置孔４６において、軸方向と直交する平面における断面は、長方形状をなしており、長手方向が径方向と直交している。素子配置孔４６における径方向内側の内周面には、定電圧素子２及びステム側接続部材３１が収容配置されている。
挿通孔４６１は、素子配置孔４６における先端側端部から、外周側面におけるハウジング５と隣り合う位置に貫通しており、その内側には、ハウジング５と接続されたアース側接続部材３２が挿通配置されている。
【００５５】
図６及び図７に示すごとく、素子配置孔４６及び挿通孔４６１の内側には、定電圧素子２、ステム側接続部材３１及びアース側接続部材３２と、素子配置孔４６及び挿通孔４６１との間における空隙を埋めるように、熱伝導性部材４９が充填されている。
尚、本例又は本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００５６】
本例のスパークプラグ１における絶縁碍子４には、絶縁碍子４の内部において軸方向に沿って形成された素子配置孔４６と、ハウジング５と隣り合う位置において絶縁碍子４の外周側面と素子配置孔４６とを連通する挿通孔４６１が形成されており、素子配置孔４６の内側に定電圧素子２が収容されると共に、挿通孔４６１に挿通されたアース側接続部材３２とハウジング５とが電気的に接続されている。そのため、定電圧素子２を絶縁碍子４内に、容易かつ確実に保持することができる。また、絶縁碍子４の外周側面に対して加工を施す範囲が小さいため、整った表面形状を得ることができる。
また、本例においても、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００５７】
（実施例３）
本例は、実施例１におけるスパークプラグ１の構造を変更した例である。
図９及び図１０に示すごとく、本例のスパークプラグ１の絶縁碍子４における素子配置溝４５は、素子配置面４７１が軸方向に対して傾斜した傾斜面からなる。素子配置面４７１は、基端側から先端側に向かうにつれて、径方向外側に広がるように傾斜している。つまり、素子配置面４７１に配された定電圧素子２は、端側から先端側に向かうにつれて、径方向内側に配されたステム７との間の距離を拡大するように傾斜して配置される。
【００５８】
図１０に示すごとく、先端側に配された定電圧素子２は、その先端側でかつ外周側に配された角部に外周傾斜面２４が形成されている。この外周傾斜面２４は、定電圧素子２におけるモールド樹脂部を絶縁碍子４における外周側面の形状とあわせるように整形されている。
尚、本例又は本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００５９】
本例のスパークプラグ１の定電圧素子２は、基端側から先端側に向かうにつれて、ステム７との間の距離を拡大するように傾斜して配置されている。そのため、アース側接続部材３２とステム７との間の距離を容易に確保することができる。これにより、アース側接続部材３２とステム７との間における絶縁碍子４の厚さを確保し、アース側接続部材３２とステム７との間における絶縁破壊を確実に防止することができる。
また、本例においても実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００６０】
（実施例４）
本例は、実施例１におけるスパークプラグ１の構造を変更した例である。
図１１に示すごとく、本例のスパークプラグ１における素子配置溝４５は、素子配置面４７１と側方面４７２との間の角度θが１２０°となるように設定されている。
【００６１】
図１１に示すごとく、定電圧素子２はダイオード素子を樹脂モールドした素子本体部２１と、素子本体部２１を搭載した基板部２３とを有している。基板部２３は、アルミニウム合金によって形成されており、基板部２３と素子配置面４７１とが当接するように配されている。本例においては、基板部２３をアルミニウム合金によって形成したが、これに限るものではなく、種々の材料によって形成することができる。基板部２３を形成する材料としては、熱伝導率が５Ｗ／ｍＫ〜４５０Ｗ／ｍＫの金属であることが好ましい。具体的には、銅、炭素鋼、アルミ等があげられる。この場合には、比較的入手性の高い材料を用いて、確実に放熱性を向上することができる。
【００６２】
尚、本例又は本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００６３】
また、定電圧素子２は、素子本体部２１と、素子本体部２１を搭載した金属からなる基板部２３とを有しており、基板部２３において絶縁碍子４と接触していてもよい。この場合には、定電圧素子２に生じた熱を、基板部２３を通じ絶縁碍子４へと効率よく放熱することができる。
【００６４】
本例のスパークプラグ１の絶縁碍子４は、絶縁碍子４の外周側面の法線方向と直交する平面と平行で、かつ外周側面よりも径方向内側の位置に形成された素子配置面４７１と、素子配置面４７１における周方向両端から外周側に立設した側方面４７２とを有しており、素子配置面４７１と側方面４７２との間の角度θが９０°≦θ≦１２０°に設定されている。そのため、定電圧素子２の熱を効率よく、かつ安定して放熱することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１  内燃機関用のスパークプラグ
１０  火花放電ギャップ
２  定電圧素子
３１  ステム側接続部材
３２  アース側接続部材
４  絶縁碍子
５  ハウジング
５１  接地電極
６  中心電極
７  ステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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