(57)【要約】【課題】良好な耐久性を維持しつつ、着火性の一層の向上を図る。【解決手段】接地電極２７は、本体部２８と、本体部２８の先端面２８Ｆ及び内側面２８Ｎから突出した状態で本体部２８に配置され、自身の幅が本体部２８の幅よりも小さい突出部２９とを有する。突出部２９の放電面２９Ｄと、中心電極５の先端面５Ｆとの間に火花放電間隙３３が形成される。第１平面ＶＳ１に、先端面５Ｆと接地電極２７とを投影したとき、突出部２９の投影領域２９Ｐの少なくとも一部は、先端面５Ｆの投影領域５ＦＰと重なる。幅Ｌｅ（ｍｍ）、幅Ｌｃ（ｍｍ）、断面積Ｓｇ（ｍｍ2）、断面積Ｓｃ（ｍｍ2）角度θ１（°）、角度θ２（°）、角度θ３（°）、及び、角度θ４（°）が、Ｌｅ＜Ｌｃ、２．９≦Ｓｃ＋Ｓｇ≦４．２５、及び、０．３０≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６７を満たす。【選択図】      図４
2014239015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記軸孔の先端側に挿設された中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部に配置された棒状の接地電極とを備え、
前記接地電極は、
自身の先端部に前記中心電極の先端面側を向く平坦状の内側面を具備し、自身の基端部が前記主体金具の先端部に固定された棒状の本体部と、
前記本体部の先端面及び前記本体部の内側面から突出した状態で前記本体部の先端部に配置され、自身の幅が前記本体部の幅よりも小さい突出部とを有し、
前記突出部のうち前記中心電極側に位置する放電面と、前記中心電極の先端面との間に間隙が形成されたスパークプラグであって、
前記軸線と直交する第１平面に、前記中心電極の先端面と前記接地電極とを前記軸線に沿って投影したときにおいて、前記突出部の投影領域の少なくとも一部は、前記中心電極の先端面の投影領域と重なり、
下記の幅Ｌｅ（ｍｍ）、幅Ｌｃ（ｍｍ）、断面積Ｓｇ（ｍｍ2）、断面積Ｓｃ（ｍｍ2）角度θ１（°）、角度θ２（°）、角度θ３（°）、及び、角度θ４（°）が、次の式（１）、（２）、及び、（３）を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
Ｌｅ＜Ｌｃ…（１）
２．９≦Ｓｃ＋Ｓｇ≦４．２５…（２）
０．３０≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６７…（３）
幅Ｌｅ：前記本体部の先端部における前記本体部の中心軸と直交する第２平面に、前記接地電極を前記中心軸に沿って投影したときにおける、前記突出部の投影領域のうち前記突出部の放電面に相当する部位の幅。
幅Ｌｃ：前記第２平面に、前記中心電極を前記中心軸に沿って投影したときにおける、前記中心電極の投影領域のうち前記中心電極の先端面に相当する部位の幅。
断面積Ｓｇ：前記本体部の中心軸と直交する断面における、前記本体部の先端部のうち前記突出部よりも前記本体部の基端側に位置する部位の断面積。
断面積Ｓｃ：前記軸線と直交する断面における、前記中心電極の先端部の断面積。
角度θ１：前記第１平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記軸線に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の先端面の幅方向両端に対応する両端点から、前記中心電極の先端面の投影領域のうちその中心よりも前記本体部の基端側とは反対側に位置する領域に接し、かつ、それぞれ交差する２本の第１接線を引いたときにおいて、当該２本の第１接線により形成されるとともに、前記本体部の先端面側に位置する角の角度。
角度θ２：前記第１平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記軸線に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の先端面の幅方向両端に対応する両端点から、前記突出部の投影領域のうち前記突出部の先端面に対応する部位に接し、かつ、それぞれ交差する２本の第２接線を引いたとき、当該２本の第２接線により形成されるとともに、前記突出部の先端面側に位置する角の角度。
角度θ３：前記第２平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記中心軸に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の内側面の幅方向両端に対応する両端点と、前記中心電極の投影領域のうち前記中心電極の先端面に対応する部位とを通過し、かつ、それぞれ交差する２本の第３接線を引いたときにおいて、当該２本の第３接線により形成されるとともに、前記本体部の内側面側に位置する角の角度。
角度θ４：前記第２平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記中心軸に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の内側面の幅方向両端に対応する両端点から、前記突出部の投影領域のうち前記突出部の放電面に対応する部位に接し、かつ、それぞれ交差する２本の第４接線を引いたとき、当該２本の第４接線により形成されるとともに、前記突出部の放電面側に位置する角の角度。
【請求項２】
０．３２≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６１
を満たすことを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項３】
前記突出部は、白金を主成分とする金属からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のスパークプラグ。
【請求項４】
前記突出部は、イリジウムを主成分とする金属からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のスパークプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等に使用されるスパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関等に使用されるスパークプラグは、例えば、軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、軸孔の先端側に挿設された中心電極と、絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、主体金具の先端部に固定された棒状の接地電極とを備えている。また、接地電極の先端部と中心電極の先端部との間には火花放電間隙が形成され、当該火花放電間隙に電圧を印加することで、火花放電を生じさせるようになっている。
【０００３】
また、着火性及び耐久性の向上を図るべく、接地電極の先端部に貴金属合金等からなるチップを設け、当該チップと中心電極との間に前記間隙を形成する技術が知られている。さらに、接地電極の先端面から突出するようにしてチップを接合することで、接地電極による消炎作用を低減し、着火性の更なる向上を図る技術が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０６６７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら近年では、燃費性能の向上等を図るために、内燃機関等において、高圧縮化や高過給化、燃焼室内における流速の増大が進められている。そのため、混合気への着火がより難しくなることがあり、着火性を一層向上させることが求められている。
【０００６】
また、内燃機関としては、図１５（ａ）に示すように、燃焼室１０１内において、シリンダ１０２の軸の外周を回転するように旋回するスワール流が発生するものと、図１５（ｂ）に示すように、燃焼室１０１内において、ピストン１０３側への流動とスパークプラグ１００側への流動とを繰り返すように旋回するタンブル流が発生するものとが知られている。そして、特にタンブル流が発生する内燃機関においては、良好な着火性を確保することがより難しくなるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な耐久性を維持しつつ、着火性の一層の向上を図ることができるスパークプラグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。
【０００９】
構成１．本構成のスパークプラグは、軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記軸孔の先端側に挿設された中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部に配置された棒状の接地電極とを備え、
前記接地電極は、
自身の先端部に前記中心電極の先端面側を向く平坦状の内側面を具備し、自身の基端部が前記主体金具の先端部に固定された棒状の本体部と、
前記本体部の先端面及び前記本体部の内側面から突出した状態で前記本体部の先端部に配置され、自身の幅が前記本体部の幅よりも小さい突出部とを有し、
前記突出部のうち前記中心電極側に位置する放電面と、前記中心電極の先端面との間に間隙が形成されたスパークプラグであって、
前記軸線と直交する第１平面に、前記中心電極の先端面と前記接地電極とを前記軸線に沿って投影したときにおいて、前記突出部の投影領域の少なくとも一部は、前記中心電極の先端面の投影領域と重なり、
下記の幅Ｌｅ（ｍｍ）、幅Ｌｃ（ｍｍ）、断面積Ｓｇ（ｍｍ2）、断面積Ｓｃ（ｍｍ2）角度θ１（°）、角度θ２（°）、角度θ３（°）、及び、角度θ４（°）が、次の式（１）、（２）、及び、（３）を満たすことを特徴とする。
Ｌｅ＜Ｌｃ…（１）
２．９≦Ｓｃ＋Ｓｇ≦４．２５…（２）
０．３０≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６７…（３）
幅Ｌｅ：前記本体部の先端部における前記本体部の中心軸と直交する第２平面に、前記接地電極を前記中心軸に沿って投影したときにおける、前記突出部の投影領域のうち前記突出部の放電面に相当する部位の幅。
幅Ｌｃ：前記第２平面に、前記中心電極を前記中心軸に沿って投影したときにおける、前記中心電極の投影領域のうち前記中心電極の先端面に相当する部位の幅。
断面積Ｓｇ：前記本体部の中心軸と直交する断面における、前記本体部の先端部のうち前記突出部よりも前記本体部の基端側に位置する部位の断面積。
断面積Ｓｃ：前記軸線と直交する断面における、前記中心電極の先端部の断面積。
角度θ１：前記第１平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記軸線に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の先端面の幅方向両端に対応する両端点から、前記中心電極の先端面の投影領域のうちその中心よりも前記本体部の基端側とは反対側に位置する領域に接し、かつ、それぞれ交差する２本の第１接線を引いたときにおいて、当該２本の第１接線により形成されるとともに、前記本体部の先端面側に位置する角の角度。
角度θ２：前記第１平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記軸線に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の先端面の幅方向両端に対応する両端点から、前記突出部の投影領域のうち前記突出部の先端面に対応する部位に接し、かつ、それぞれ交差する２本の第２接線を引いたとき、当該２本の第２接線により形成されるとともに、前記突出部の先端面側に位置する角の角度。
角度θ３：前記第２平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記中心軸に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の内側面の幅方向両端に対応する両端点と、前記中心電極の投影領域のうち前記中心電極の先端面に対応する部位とを通過し、かつ、それぞれ交差する２本の第３接線を引いたときにおいて、当該２本の第３接線により形成されるとともに、前記本体部の内側面側に位置する角の角度。
角度θ４：前記第２平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記中心軸に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の内側面の幅方向両端に対応する両端点から、前記突出部の投影領域のうち前記突出部の放電面に対応する部位に接し、かつ、それぞれ交差する２本の第４接線を引いたとき、当該２本の第４接線により形成されるとともに、前記突出部の放電面側に位置する角の角度。  
【００１０】
上記構成１によれば、突出部の投影領域の少なくとも一部は、中心電極の先端面の投影領域と重なるように構成されているため、主として突出部と中心電極の先端面との間において火花放電が生じることとなる。その上で、上記構成１によれば、Ｌｅ＜Ｌｃを満たすように構成されており、中心電極の先端部の幅（外径）が、突出部の幅よりも大きくなるように構成されている。従って、火花放電が吹き流された際における中心電極の先端面を這った火花放電の移動可能量を増大させることができ、火花放電をより長期間に亘って維持することができる。その結果、着火性の向上を図ることができる。
【００１１】
また、火花放電は、上述の通り、主として突出部と中心電極との間において生じるが、Ｌｅ＜Ｌｃを満たすことで、突出部と中心電極との間だけでなく、中心電極と本体部との間においても火花放電を生じさせることができる。その結果、接地電極において火花放電に伴い消耗する部位を分散させることができ、耐久性を向上させることができる。
【００１２】
尚、Ｌｅ≧Ｌｃを満たすように構成した場合において、スワール流が発生する条件では、火花放電をより長期間に亘って維持することができる。しかしながら、Ｌｅ≧Ｌｃを満たすように構成した場合において、タンブル流が発生する条件では、火花が吹き消えやすくなり、着火性を向上させることができないおそれがある。これに対して、上記構成１のように、Ｌｅ＜Ｌｃとすることで、タンブル流が発生する条件であっても、火花放電を長期間維持することができ、着火性を向上させることができる。従って、上記構成１のスパークプラグは、タンブル流が生じる内燃機関に対して適用することが好ましい。
【００１３】
また、上記構成１によれば、２．９≦Ｓｃ＋Ｓｇ≦４．２５を満たすように構成されている。従って、中心電極や本体部の消耗体積を十分に確保しつつ、中心電極や本体部による消炎作用の抑制を図ることができる。その結果、着火性及び耐久性を一層向上させることができる。
【００１４】
さらに、本願発明者が、角度θ１〜θ４について鋭意検討したところ、０．３０≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６７を満たすことで、上述した着火性及び耐久性の向上効果を損なうことなく、着火性及び耐久性を一層向上できることが見出された。従って、上記構成１によれば、着火性及び耐久性の更なる向上を図ることができる。
【００１５】
以上のように、上記構成１によれば、上述した作用効果が相乗的に作用することで、着火性及び耐久性の双方において優れた性能を実現することができる。
【００１６】
構成２．本構成のスパークプラグは、上記構成１において、０．３２≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６１
を満たすことを特徴とする。
【００１７】
本願発明者が、角度θ１〜θ４について鋭意検討したところ、０．３２≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６１を満たすことで、着火性及び耐久性をより一層向上できることが見出された。従って、上記構成２によれば、一層優れた着火性及び耐久性を得ることができる。
【００１８】
構成３．本構成のスパークプラグは、上記構成１又は２において、前記突出部は、白金を主成分とする金属からなることを特徴とする。
【００１９】
尚、「主成分」とあるのは、材料中、最も質量比の高い成分を指すものである（以下、同様）。
【００２０】
上記構成３によれば、突出部の耐消耗性を良好なものとすることができ、耐久性を一層向上させることができる。また、良好な耐消耗性を確保できることから、突出部の幅をより小さくすることができ、着火性の一層の向上を図ることが可能となる。
【００２１】
構成４．本構成のスパークプラグは、上記構成１又は２において、前記突出部は、イリジウムを主成分とする金属からなることを特徴とする。
【００２２】
上記構成４によれば、突出部の耐消耗性を向上させることができ、耐久性をより一層向上させることができる。また、良好な耐消耗性を確保できることから、突出部の幅をより小さくすることができ、着火性の更なる向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】スパークプラグの構成を示す一部破断正面図である。
【図２】スパークプラグの先端部の構成を示す拡大断面図である。
【図３】スパークプラグの先端部の構成を示す拡大側面図である。
【図４】第１平面に投影された中心電極等を示す投影図である。
【図５】第２平面に投影された中心電極等を示す投影図である。
【図６】第２平面に投影された中心電極等を示す投影図である。
【図７】（ａ）は、本体部の先端部等を示す部分拡大正面図であり、（ｂ）は、本体部の先端部の断面を示す部分拡大断面図である。
【図８】（ａ）は、中心電極の先端部を示す部分拡大正面図であり、（ｂ）は、中心電極の先端部の断面を示す部分拡大断面図である。
【図９】（ａ）は、幅Ｌｅを幅Ｌｃ以上とした場合における火花放電の態様を示す模式図であり、（ｂ）は、幅Ｌｅを幅Ｌｃ未満とした場合における火花放電の態様を示す模式図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、角度θ１がより小さなものとなる場合における接地電極等の構成を示す投影図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、角度θ２がより小さなものとなる場合における接地電極等の構成を示す投影図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、角度θ３がより小さなものとなる場合における接地電極等の構成を示す投影図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、角度θ４がより小さなものとなる場合における接地電極等の構成を示す投影図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は、別の実施形態における本体部の構成を示す部分拡大側面図である。
【図１５】（ａ）は、燃焼室内におけるスワール流を説明するための説明図であり、（ｂ）は、燃焼室内におけるタンブル流を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、スパークプラグ１を示す一部破断正面図である。尚、図１では、スパークプラグ１の軸線ＣＬ１方向を図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１の先端側、上側を後端側として説明する。
【００２５】
スパークプラグ１は、筒状をなす絶縁体としての絶縁碍子２、これを保持する筒状の主体金具３などから構成されるものである。
【００２６】
絶縁碍子２は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その外形部において、後端側に形成された後端側胴部１０と、当該後端側胴部１０よりも先端側において径方向外向きに突出形成された大径部１１と、当該大径部１１よりも先端側においてこれよりも細径に形成された中胴部１２と、当該中胴部１２よりも先端側においてこれよりも細径に形成された脚長部１３とを備えている。加えて、絶縁碍子２のうち、大径部１１、中胴部１２、及び、大部分の脚長部１３は、主体金具３の内部に収容されている。そして、中胴部１２と脚長部１３との連接部にはテーパ状の段部１４が形成されており、当該段部１４にて絶縁碍子２が主体金具３に係止されている。
【００２７】
さらに、絶縁碍子２には、軸線ＣＬ１に沿って軸孔４が貫通形成されており、当該軸孔４の先端側には中心電極５が挿設されている。当該中心電極５は、熱伝導性に優れる金属（例えば、銅や銅合金等）からなる内層５Ａ、及び、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とする合金からなる外層５Ｂを備えている。さらに、中心電極５は、その先端部に、耐消耗性に優れる金属からなる円柱状の中心電極側チップ３１を備えている。本実施形態において、当該中心電極側チップ３１は、耐消耗性に優れる金属〔例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、及び、レニウム（Ｒｅ）等のうち１種類以上を含有する金属など〕により形成されている。また、中心電極５は、全体として棒状（円柱状）をなし、絶縁碍子２の先端から突出している。
【００２８】
加えて、軸孔４の後端側には、絶縁碍子２の後端から突出した状態で端子電極６が挿入、固定されている。
【００２９】
さらに、軸孔４の中心電極５と端子電極６との間には、円柱状の抵抗体７が配設されている。当該抵抗体７の両端部は、導電性のガラスシール層８，９を介して、中心電極５と端子電極６とにそれぞれ電気的に接続されている。
【００３０】
加えて、前記主体金具３は、低炭素鋼等の金属により筒状に形成されており、その外周面にはスパークプラグ１を燃焼装置（例えば、内燃機関や燃料電池改質器等）の取付孔に取付けるためのねじ部（雄ねじ部）１５が形成されている。また、ねじ部１５よりも後端側の外周面には径方向外側に突出する座部１６が形成され、ねじ部１５後端のねじ首１７にはリング状のガスケット１８が嵌め込まれている。さらに、主体金具３の後端側には、主体金具３を前記燃焼装置に取付ける際にレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部１９が設けられるとともに、後端部において絶縁碍子２を保持するための加締め部２０が設けられている。
【００３１】
また、主体金具３の内周面には、絶縁碍子２を係止するためのテーパ状の段部２１が設けられている。そして、絶縁碍子２は、主体金具３に対してその後端側から先端側に向かって挿入され、自身の段部１４が主体金具３の段部２１に係止された状態で、主体金具３の後端側開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって主体金具３に固定されている。尚、段部１４，２１間には、円環状の板パッキン２２が介在されている。これにより、燃焼室内の気密性を保持し、燃焼室内に晒される絶縁碍子２の脚長部１３と主体金具３の内周面との隙間に入り込む燃料ガスが外部に漏れないようになっている。
【００３２】
さらに、加締めによる密閉をより完全なものとするため、主体金具３の後端側においては、主体金具３と絶縁碍子２との間に環状のリング部材２３，２４が介在され、リング部材２３，２４間にはタルク（滑石）２５の粉末が充填されている。すなわち、主体金具３は、板パッキン２２、リング部材２３，２４及びタルク２５を介して絶縁碍子２を保持している。
【００３３】
また、図２に示すように、主体金具３の先端部２６には、棒状をなす接地電極２７が配置されている。接地電極２７は、図２及び図３に示すように、Ｎｉを主成分とする合金等により形成された棒状の本体部２８と、当該本体部２８の先端部に配置された突出部２９とを備えている。
【００３４】
本体部２８は、自身の中間部分にて曲げ返されており、自身の先端部に、中心電極５の先端面５Ｆ側を向く平坦状の内側面２８Ｎを備えている。また、本体部２８の基端部が主体金具３の先端部２６に接合されることで、主体金具３の先端部に接地電極２７が配置されている。さらに、本実施形態において、本体部２８は、自身の中心軸ＣＬ２と直交する断面において、矩形の角部に相当する部分が外側に凸の湾曲状とされた形状をされており、自身の長手方向に沿った幅が一定となるように構成されている。
【００３５】
突出部２９は、直方体状をなしており、本実施形態では、Ｐｔを主成分とする金属、又は、Ｉｒを主成分とする金属により形成されている。さらに、突出部２９のうち中心電極５側に位置する面である放電面２９Ｄは、中心電極５の先端面５Ｆと対向しており、放電面２９Ｄと先端面５Ｆとの間には、間隙としての火花放電間隙３３が形成されている。そして、火花放電間隙３３に電圧を印加することで、火花放電間隙３３にて軸線ＣＬ１にほぼ沿った方向で火花放電が生じるように構成されている。尚、本実施形態において、火花放電間隙３３の大きさ（先端面５Ｆ及び放電面２９Ｄ間の最短距離）が、所定数値範囲内（例えば、０．５ｍｍ以上１．１ｍｍ以下）に設定されている。
【００３６】
また、突出部２９は、その先端面２９Ｆが本体部２８の先端面２８Ｆから突出するとともに、前記放電面２９Ｄが本体部２８の内側面２８Ｎから突出した状態で、本体部２８の先端部に接合されている。加えて、突出部２９の幅は、本体部２８の幅よりも小さなものとされている。
【００３７】
さらに、本実施形態では、中心電極５、本体部２８、及び、突出部２９の配置位置が、次の位置関係を満たすように構成されている。
【００３８】
すなわち、図４に示すように、軸線ＣＬ１を直交する平面である第１平面ＶＳ１に、中心電極５の先端面５Ｆと接地電極２７（本体部２８及び突出部２９）とを軸線ＣＬ１に沿って投影する。このとき、突出部２９の投影領域２９Ｐの少なくとも一部は、前記先端面５Ｆの投影領域５ＦＰと重なるように構成されている。
【００３９】
さらに、前記第１平面ＶＳ１に、中心電極５と接地電極２７とを軸線ＣＬ１に沿って投影したときに形成される角度θ１（°）及び角度θ２（°）と、図５に示すように、本体部２８の先端部における本体部２８の中心軸ＣＬ２と直交する第２平面ＶＳ２に、中心電極５と接地電極２７とを前記中心軸ＣＬ２に沿って投影したときに形成される角度θ３（°）及び角度θ４（°）とが、０．３０≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６７を満たすように構成されている。尚、角度θ１〜θ４は、０．３２≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６１を満たすように構成することがより好ましい。
【００４０】
また、角度θ１は、次のように規定される。すなわち、図４に示すように、前記第１平面ＶＳ１に、中心電極５と接地電極２７とを軸線ＣＬ１に沿って投影するとともに、本体部２８の投影領域２８Ｐのうち本体部２８の先端面２８Ｆの幅方向両端に対応する両端点Ｅ１，Ｅ２から、前記先端面５Ｆの投影領域５ＦＰのうちその中心ＣＰよりも本体部２８の基端側とは反対側に位置する領域（図４中、散点模様を付した領域）に接し、かつ、それぞれ交差する２本の第１接線ＴＬ１１，ＴＬ１２を引く。このとき、両第１接線ＴＬ１１，ＴＬ１２により形成するとともに、本体部２８の先端面２８Ｆ側に位置する角の角度が角度θ１である。
【００４１】
尚、投影領域２８Ｐのうち前記先端面２８Ｆに対応する線と、投影領域２８Ｐのうち本体部２８の側面２８Ｓ１，２８Ｓ２（図３参照）に対応する２本の線との間が湾曲状である場合、前記先端面２８Ｆに対応する線と前記側面２８Ｓ１，２８Ｓ２に対応する２本の線との交点を両端点Ｅ１，Ｅ２ということができる。
【００４２】
さらに、角度θ２は、次のように規定される。すなわち、前記第１平面ＶＳ１に、中心電極５と接地電極２７とを軸線ＣＬ１に沿って投影するとともに、前記両端点Ｅ１，Ｅ２から、突出部２９の投影領域２９Ｐのうち突出部２９の先端面２９Ｆに対応する部位に接し、かつ、それぞれ交差する２本の第２接線ＴＬ２１，ＴＬ２２を引く。このとき、両第２接線ＴＬ２１，ＴＬ２２により形成されるとともに、突出部２９の先端面２９Ｆ側に位置する角の角度が角度θ２である。
【００４３】
加えて、角度θ３は、次のように規定される。すなわち、図５に示すように、前記第２平面ＶＳ２に、中心電極５と接地電極２７とを前記中心軸ＣＬ２に沿って投影するとともに、本体部２８の投影領域２８Ｐのうち本体部２８の内側面２８Ｎの幅方向両端に対応する両端点Ｅ３，Ｅ４と、中心電極５の投影領域５Ｐのうち中心電極５の先端面５Ｆに対応する部位とを通過し、かつ、それぞれ交差する２本の第３接線ＴＬ３１，ＴＬ３２を引く。このとき、両第３接線ＴＬ３１，ＴＬ３２により形成されるとともに、本体部２８の内側面２８Ｎ側に位置する角の角度が角度θ３である。
【００４４】
併せて、角度θ４は、次のように規定される。すなわち、前記第２平面ＶＳ２に、中心電極５と接地電極２７とを前記中心軸ＣＬ２に沿って投影するとともに、前記両端点Ｅ３，Ｅ４から、突出部２９の投影領域２９Ｐのうち突出部２９の放電面２９Ｄに対応する部位に接し、かつ、それぞれ交差する２本の第４接線ＴＬ４１，ＴＬ４２を引く。このとき、両第４接線ＴＬ４１，ＴＬ４２により形成されるとともに、突出部２９の放電面２９Ｄ側に位置する角の角度が角度θ４である。
【００４５】
また、図６に示すように、前記第２平面ＶＳ２に、中心電極５及び接地電極２７を前記中心軸ＣＬ２に沿って投影する。そして、突出部２９の投影領域２９Ｐのうち突出部２９の放電面２９Ｄに相当する部位の幅をＬｅ（ｍｍ）とし、中心電極５の投影領域５Ｐのうち中心電極５の先端面５Ｆに相当する部位の幅をＬｃ（ｍｍ）とする。このとき、Ｌｅ＜Ｌｃを満たすように構成されている。すなわち、中心電極５の先端面５Ｆの幅（外径）が、突出部２９の放電面２９Ｄの幅よりも小さくなるように構成されている。尚、本実施形態において、幅Ｌｅは所定数値範囲内（例えば、０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下）とされており、幅Ｌｃは所定数値範囲内（例えば、０．６ｍｍ以上１ｍｍ以下）とされている。また、本体部２８の幅は、中心電極５の先端面５Ｆの外径よりも大きくされており、所定数値範囲内（例えば、２ｍｍ以上２．７ｍｍ以下）に設定されている。
【００４６】
さらに、図７（ａ），（ｂ）に示すように、本体部２８の中心軸ＣＬ２と直交する断面における、本体部２８の先端部のうち突出部２９よりも本体部２８の基端側に位置する部位の断面積をＳｇ（ｍｍ2）とし、図８（ａ），（ｂ）に示すように、軸線ＣＬ１と直交する断面における、中心電極５の先端部（中心電極側チップ３１）の断面積をＳｃ（ｍｍ2）とする。このとき、２．９≦Ｓｃ＋Ｓｇ≦４．２５を満たすように構成されている。
【００４７】
尚、本実施形態において、本体部２８のうち突出部２９よりも本体部２８の基端側に位置する部位は、前記中心軸ＣＬ２と直交する断面における断面積が、前記中心軸ＣＬ２に沿って一定となるように構成されている。また、中心電極５の先端部は、軸線ＣＬ１と直交する断面における断面積が、軸線ＣＬ１に沿って一定となるように構成されている。
【００４８】
以上詳述したように、本実施形態によれば、突出部２９の投影領域２９Ｐの少なくとも一部は、中心電極５の先端面５Ｆの投影領域５ＦＰと重なるように構成されているため、主として突出部と中心電極の先端面との間において火花放電が生じることとなる。その上で、本実施形態では、Ｌｅ＜Ｌｃを満たすように構成されており、中心電極５の先端面５Ｆの幅（外径）が、突出部２９の幅よりも大きくなるように構成されている。従って、火花放電が吹き流された際における中心電極５の先端面５Ｆを這った火花放電の移動可能量を増大させることができ、火花放電をより長期間に亘って維持することができる。その結果、着火性の向上を図ることができる。
【００４９】
また、火花放電は、主として突出部と中心電極との間に生じるが、Ｌｅ＜Ｌｃを満たすことで、突出部と中心電極との間だけでなく、中心電極と本体部との間においても火花放電を生じさせることができる。その結果、接地電極において火花放電に伴い消耗する部位を分散させることができ、耐久性を向上させることができる。
【００５０】
尚、Ｌｅ＜Ｌｃを満たすことで、タンブル流が生じる条件であっても、良好な着火性を実現することができる。すなわち、本実施形態のスパークプラグ１は、タンブル流が生じる内燃機関に対して適用することが好ましい。
【００５１】
また、本実施形態では、２．９≦Ｓｃ＋Ｓｇ≦４．２５を満たすように構成されている。従って、中心電極５や本体部２８の消耗体積を十分に確保しつつ、中心電極５や本体部２８による消炎作用の抑制を図ることができる。その結果、着火性及び耐久性を一層向上させることができる。
【００５２】
さらに、０．３０≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６７を満たすため、上述した着火性及び耐久性の向上効果を損なうことなく、着火性及び耐久性を一層向上させることができる。
【００５３】
尚、０．３２≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６１を満たすことで、着火性及び耐久性をより一層向上させることができる。
【００５４】
また、突出部２９は、Ｐｔを主成分とする金属、又は、Ｉｒを主成分とする金属により形成されている。従って、突出部２９の耐消耗性を良好なものとすることができ、耐久性を一層向上させることができる。また、良好な耐消耗性を確保できることから、突出部２９の幅をより小さくすることができ、着火性の一層の向上を図ることができる。
【００５５】
次いで、上記実施形態によって奏される作用効果を確認すべく、前記幅Ｌｅ（ｍｍ）、前記幅Ｌｃ（ｍｍ）、前記断面積Ｓｇ（ｍｍ2）、前記断面積Ｓｃ（ｍｍ2）、及び、前記角度θ１〜θ４（°）を種々変更したスパークプラグのサンプルを作製し、各サンプルについて、着火性評価試験、及び、耐久性評価試験を行った。
【００５６】
着火性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、各サンプルを所定の単気筒エンジンに取付けた上で、点火タイミングをＭＢＴ（最適点火位置）として、回転数１６００ｒｐｍにて前記エンジンを動作させた。そして、空燃比（Ａ／Ｆ）を徐々に増大（燃料を薄く）させつつ、各空燃比ごとにエンジントルクの変動率を測定し、エンジントルクの変動率が５％を上回ったときの空燃比を限界空燃比として特定した（尚、限界空燃比が大きいほど、着火性に優れるといえる）。さらに、突出部を備えず、本体部のみを有する接地電極を具備するとともに、接地電極の先端部側面が中心電極（中心電極側チップ）の先端面と対向し、かつ、中心電極（中心電極側チップ）の先端面の外径を０．６ｍｍとした従来品のサンプルについて、上述の手法により限界空燃比（基準空燃比）を特定した。そして、各サンプルにおいて特定された限界空燃比と前記基準空燃比とを比較し、各サンプルにおける着火性を評価した。具体的には、特定された限界空燃比が基準空燃比よりも１．１以上大きくなったサンプルは、着火性に極めて優れるとして「◎」の評価を下し、限界空燃比が基準空燃比よりも０．０超１．１未満大きくなったサンプルは、良好な着火性を有するとして「○」の評価を下すこととした。一方で、限界空燃比が基準空燃比と同一又は基準空燃比よりも１．１未満小さくなったサンプルは、着火性にやや劣るとして「△」の評価を下し、限界空燃比が基準空燃比よりも１．１以上小さくなったサンプルは、着火性が不十分であるとして「×」の評価を下すこととした。
【００５７】
また、耐久性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、各サンプルを３気筒ＤＯＨＣ過給器付エンジンに取付けた上で、回転数６０００ｒｐｍにて６００時間に亘って前記エンジンを動作させた。その後、火花放電間隙の大きさ（ギャップ長）を計測し、試験前のギャップ長に対する増加値（ギャップ増加量）を算出した（尚、ギャップ増加量が小さいほど、耐久性に優れるといえる）。さらに、前記従来品サンプルについて、上述の手法によりギャップ増加量（基準増加量）を算出した。そして、各サンプルにおいて算出されたギャップ増加量と前記基準増加量とを比較し、各サンプルにおける耐久性を評価した。より詳しくは、算出されたギャップ増加量が基準増加量よりも０．２１ｍｍ以上小さくなったサンプルは、非常に優れた耐久性を有するとして「◎」の評価を下し、ギャップ増加量が基準増加量よりも０．００ｍｍ超０．２１ｍｍ未満小さくなったサンプルは、耐久性が良好であるとして「○」の評価を下すこととした。一方で、ギャップ増加量が基準増加量と同一又は基準増加量よりも０．２１ｍｍ未満大きくなったサンプルは、耐久性にやや劣るとして「△」の評価を下し、ギャップ増加量が基準増加量よりも０．２１ｍｍ以上大きくなったサンプルは、耐久性に劣るとして「×」の評価を下すこととした。
【００５８】
表１に、両試験の結果を示す。尚、表１には、参考として、各サンプルにおける本体部の幅と試験前のギャップ長とを合わせて示す。また、両試験において用いたエンジンは、それぞれ吸気ポートに工夫を加えることで、導入された新気により、燃焼室内でタンブル流が生じるように構成した。
【００５９】
【表１】
2014239015.tif 000003
表１に示すように、突出部の幅Ｌｅを中心電極の先端部の幅Ｌｃ以上としたサンプル（サンプル１〜９）は、着火性に比較的劣ることが分かった。
【００６０】
さらに、Ｓｃ＋Ｓｇを２．９０ｍｍ2未満としたサンプル（サンプル１０）は、耐久性に劣り、Ｓｃ＋Ｓｇを４．２５ｍｍ2超としたサンプル（サンプル１１，１２）は、着火性に比較的劣ることが確認された。
【００６１】
加えて、（θ１／θ２）×（θ３／θ４）を０．３０未満としたサンプル（サンプル１３〜１５）は、着火性及び耐久性に劣ることが分かった。
【００６２】
これに対して、Ｌｅ＜Ｌｃ、２．９≦Ｓｃ＋Ｓｇ≦４．２５、及び、０．３０≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６７を満たすサンプル（サンプル１６〜２８）は、着火性及び耐久性に双方において、良好な性能を有することが分かった。
【００６３】
さらに、０．３２≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６１を満たすサンプル（サンプル１９〜２８）は、着火性及び耐久性の双方に優れることが明らかとなった。
【００６４】
尚、Ｌｅ＜Ｌｃとしたことは、着火性の向上に寄与したと考えられる。すなわち、着火性の向上を図るという観点では、火花放電を長期間に亘って維持することが好ましい。そこで、燃焼室内においてスワール流が発生することを想定した従来技術では、幅Ｌｅを幅Ｌｃ以上とすることで、火花放電が吹き流された際における接地電極の表面を這った火花放電の移動可能量を増大させることで、火花放電が長期間維持されるようにしている。しかしながら、燃焼室内にタンブル流が発生する条件下では、図９（ａ）に示すように、幅Ｌｅを幅Ｌｃ以上としたときに、スワール流が発生する場合とは逆に、火花放電が容易に吹き消えてしまいやすくなる。その結果、火花放電の維持時間が比較的短くなってしまい、着火性の十分に向上させることができないと考えられる。これに対して、Ｌｅ＜Ｌｃとすることで、図９（ｂ）に示すように、燃焼室内にタンブル流が発生する条件下であっても、火花放電が吹き消えにくくなり、ひいては火花放電の維持時間の長期化を図ることができたと考えられる。
【００６５】
また、２．９≦Ｓｃ＋Ｓｇ≦４．２５を満たすことで、中心電極や本体部の消耗体積が十分に確保されるとともに、中心電極や本体部による消炎作用が軽減され、耐久性及び着火性の向上が図られたと考えられる。
【００６６】
さらに、０．３０≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６７を満たすことで、Ｌｅ＜Ｌｃや２．９≦Ｓｃ＋Ｓｇ≦４．２５を満たすことによる作用効果が損なわれることなく、着火性及び耐久性がさらに高められたと考えられる。
【００６７】
尚、（θ１／θ２）×（θ３／θ４）が上述の数値範囲を満たすことが好ましいという知見は、本願発明者による次の着眼に基づいて得られた。すなわち、角度θ１〜θ４の大きさを変更した場合、着火性が向上する一方で、耐久性が低下するときもあれば、耐久性が向上する一方で、着火性が低下するときもある。
【００６８】
具体的には、本体部の幅（より詳しくは、両端点Ｅ１，Ｅ２間の距離）と中心電極の先端面の外径とを一定とした場合において、本体部の先端面に対する突出部の突出方向に沿って本体部の先端面から中心電極の先端面がより離間すると、図１０（ａ）に示すように、角度θ１がより小さなものとなる。この場合には、本体部のうち中心電極との間で火花放電を生じ得る部位の面積が減少するため、中心電極と突出部との間で火花放電が集中的に生じやすくなるとともに、突出部の先端側と中心電極との間で火花放電が生じやすくなるため、突出部が過熱されやすくなり、結果的に、耐久性が低下する。その一方で、本体部の先端面から中心電極の先端面がより離間すると、本体部による消炎作用がより抑制されるため、着火性が向上する。また、前記突出方向に沿って本体部の先端面に対して中心電極の先端面がより接近すると、角度θ１がより大きなものとなり、この場合には、耐久性が向上する一方で、着火性が低下する。
【００６９】
さらに、本体部及び突出部の位置関係と中心電極の先端面の外径とを一定とした場合において、本体部の幅をより小さなものとすると、図１０（ｂ）に示すように、角度θ１がより小さなものとなる。この場合には、本体部のうち中心電極との間で火花放電を生じ得る部位の面積が減少するとともに、本体部の断面積の減少により突出部の熱引きが不十分となる（突出部が過熱されやすくなる）ため、耐久性が低下する。その一方で、本体部による消炎作用が抑制されるため、着火性が向上する。また、本体部の幅をより大きなものとすると、角度θ１がより大きなものとなり、この場合には、耐久性が向上する一方で、着火性が低下する。
【００７０】
加えて、本体部及び突出部の位置関係と本体部の幅とを一定とした場合において、中心電極の先端面の外径をより大きなものとすると、図１０（ｃ）に示すように、角度θ１がより小さなものとなる。この場合には、中心電極の先端面の面積が増大し、さらに、中心電極の体積の増大に伴い中心電極の熱引きが良好となるため、耐久性が向上する。その一方で、中心電極による消炎作用がより増大するため、着火性が低下する。すなわち、上記同様に角度θ１を小さくしても、耐久性及び着火性の優劣はそれぞれ上記とは逆の結果となる。また、中心電極の先端面の外径をより小さなものとすると、角度θ１がより大きなものとなり、この場合には、耐久性が低下する一方で、着火性が向上する。すなわち、上記同様に角度θ１を大きくしても、耐久性及び着火性の優劣はそれぞれ上記とは逆の結果となる。
【００７１】
以上のように、角度θ１の大きさに合わせて、着火性や耐久性の優劣は一義的に定まるものではない。
【００７２】
また、本体部の幅（より詳しくは、両端点Ｅ１，Ｅ２間の距離）と中心電極の先端面の外径とを一定とした場合において、本体部の先端面に対する突出部の突出長をより大きなものとすると、図１１（ａ）に示すように、角度θ２がより小さなものとなる。この場合には、突出部の熱が引かれにくくなり、突出部（特にその先端部）が過熱されやすくなるため、耐久性が低下する。その一方で、火花放電が本体部から離間した位置で生じやすくなるため、本体部による消炎作用が低減され、着火性が向上する。また、突出部の突出長をより小さなものとすると、角度θ２がより大きなものとなり、この場合には、耐久性が向上する一方で、着火性が低下する。
【００７３】
さらに、本体部及び突出部の位置関係と本体部の先端面に対する突出部の突出長とを一定とした場合において、本体部の幅をより小さなものとすると、図１１（ｂ）に示すように、角度θ２がより小さなものとなる。この場合には、本体部のうち中心電極との間で火花放電を生じ得る部位の面積が減少するとともに、本体部による突出部の熱引きが不十分となる（突出部が過熱されやすくなる）ため、耐久性が低下する。その一方で、本体部による消炎作用が抑制されるため、着火性が向上する。また、本体部の幅をより大きなものとすると、角度θ２がより大きなものとなり、この場合には、耐久性が向上する一方で、着火性が低下する。
【００７４】
加えて、本体部の幅と本体部の先端面に対する突出部の突出長とを一定とした場合において、突出部の幅をより大きなものとすると、図１１（ｃ）に示すように、角度θ２がより小さなものとなる。この場合には、突出部の放電面の面積が増大し、耐久性が向上する一方で、突出部による消炎作用が増大し、着火性が低下する。すなわち、上記同様に角度θ２を小さくしても、耐久性及び着火性の優劣はそれぞれ上記とは逆の結果となる。また、突出部の幅をより小さなものとすると、角度θ２がより大きなものとなり、この場合には、耐久性が低下する一方で、着火性が向上する。すなわち、上記同様に角度θ２を大きくしても、耐久性及び着火性の優劣はそれぞれ上記とは逆の結果となる。
【００７５】
以上のように、角度θ２の大きさに合わせて、着火性や耐久性の優劣は一義的に定まるものではない。
【００７６】
また、本体部の幅（より詳しくは、両端点Ｅ３，Ｅ４間の距離）と中心電極の先端面の外径とを一定とした場合において、火花放電間隙の大きさをより大きなものとすると、図１２（ａ）に示すように、角度θ３がより小さなものとなる。この場合には、放電電圧が増大するため、耐久性が低下する。その一方で、中心電極や本体部による消炎作用が低減され、かつ、火花放電間隙が大きくなるため、着火性が向上する。また、火花放電間隙の大きさをより小さなものとすると、角度θ３がより大きなものとなり、この場合には、耐久性が向上する一方で、着火性が低下する。
【００７７】
さらに、中心電極の先端面の外径と火花放電間隙の大きさとを一定とした場合において、本体部の幅をより小さなものとすると、図１２（ｂ）に示すように、角度θ３がより小さなものとなる。この場合には、本体部のうち中心電極との間で火花放電を生じ得る部位の面積が減少するとともに、本体部による突出部の熱引きが不十分となるため、耐久性が低下する。その一方で、本体部による消炎作用が抑制されるため、着火性が向上する。また、本体部の幅をより大きなものとすると、角度θ３がより大きなものとなり、この場合には、耐久性が向上する一方で、着火性が低下する。
【００７８】
加えて、本体部の幅と火花放電間隙の大きさとを一定とした場合において、中心電極の先端面の外径をより大きなものとすると、図１２（ｃ）に示すように、角度θ３がより小さなものとなる。この場合には、中心電極の先端面の面積が増大し、さらに、中心電極の体積の増大に伴い中心電極の熱引きが良好となるため、耐久性が向上する。その一方で、中心電極による消炎作用が増大するため、着火性が低下する。すなわち、上記同様に角度θ３を小さくしても、耐久性及び着火性の優劣はそれぞれ上記とは逆の結果となる。また、中心電極の外径をより小さなものとすると、角度θ３がより大きなものとなり、この場合には、耐久性が低下する一方で、着火性が向上する。すなわち、上記同様に角度θ３を大きくしても、耐久性及び着火性の優劣はそれぞれ上記とは逆の結果となる。
【００７９】
以上のように、角度θ３の大きさに合わせて、着火性や耐久性の優劣は一義的に定まるものではない。
【００８０】
また、本体部の幅と突出部の放電面の幅とを一定とし、かつ、火花放電間隙の大きさを一定とした場合において、本体部の内側面に対する突出部の放電面の突出長をより大きなものとすると、図１３（ａ）に示すように、角度θ４がより小さなものとなる。この場合には、突出部における熱引きが低下するとともに、本体部のうち中心電極との間で火花放電を生じ得る部位の面積が低減するため、耐久性が低下する。その一方で、本体部による消炎作用が低減するため、着火性が向上する。また、突出部の突出長をより小さなものとすると、角度θ４がより大きなものとなり、この場合には、耐久性が向上する一方で、着火性が低下する。
【００８１】
さらに、突出部の放電面の幅と本体部の内側面に対する突出部の放電面の突出長とを一定とした場合において、本体部の幅をより小さなものとすると、図１３（ｂ）に示すように、角度θ４がより小さなものとなる。この場合には、本体部のうち中心電極との間で火花放電を生じ得る部位の面積が減少するとともに、本体部による突出部の熱引きが不十分となるため、耐久性が低下する。その一方で、本体部による消炎作用が抑制されるため、着火性が向上する。また、本体部の幅をより大きなものとすると、角度θ４がより大きなものとなり、この場合には、耐久性が向上する一方で、着火性が低下する。
【００８２】
加えて、本体部の幅と本体部の内側面に対する突出部の放電面の突出長とを一定とした場合において、突出部の放電面の幅をより大きなものとすると、図１３（ｃ）に示すように、角度θ４がより小さなものとなる。この場合には、突出部の放電面の面積が増大し、さらに、突出部の体積の増大に伴い突出部の熱引きが良好となるため、耐久性が向上する。その一方で、突出部による消炎作用が増大するため、着火性が低下する。すなわち、上記同様に角度θ４を小さくしても、耐久性及び着火性の優劣はそれぞれ上記とは逆の結果となる。また、突出部の放電面の幅をより小さなものとすると、角度θ４がより大きなものとなり、この場合には、耐久性が低下する一方で、着火性が向上する。すなわち、上記同様に角度θ４を大きくしても、耐久性及び着火性の優劣はそれぞれ上記とは逆の結果となる。
【００８３】
以上のように、角度θ４の大きさに合わせて、着火性や耐久性の優劣は一義的に定まるものではない。
【００８４】
上記の通り、それぞれの角度θ１〜θ４を単に増減させただけでは、着火性及び耐久性を向上させることができないおそれがある。その一方で、角度θ１〜θ４は、耐久性及び着火性の優劣と関係があり、また、１つの角度を変更した際に、それに合わせてその他の角度が変化する場合があるなど、それぞれが密接に関連している。この点を鑑みて、本願発明者が鋭意検討したところ、上述の試験結果が得られ、０．３０≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６７を満たすことで、着火性及び耐久性を向上できることが見出された。また、０．３２≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６１を満たすことで、着火性及び耐久性をより一層向上できることが見出された。
【００８５】
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【００８６】
（ａ）上記実施形態において、本体部２８は、前記中心軸ＣＬ２と直交する断面において、矩形の角部に相当する部分が外側に凸の湾曲状とされた形状をされているが、本体部２８の形状はこれに限定されるものではない。従って、例えば、図１４（ａ）に示すように、本体部３８が断面矩形状をなすように構成してもよい。また、図１４（ｂ）に示すように、内側面３９Ｎに隣接する両側面３９Ｓ１，３９Ｓ２が外側に向けて凸の湾曲面状をなすように本体部３９を構成してもよい。さらに、図１４（ｃ）に示すように、前記中心軸ＣＬ２と直交する断面において、矩形の角部に相当する部位が面取り形状となるように本体部４０を構成してもよい。さらに、図１４（ｄ）に示すように、本体部４１の外周面のうち内側面４１Ｎ以外の面が外側に凸の湾曲面状をなすように構成してもよい。
【００８７】
（ｂ）上記実施形態において、突出部２９は直方体状とされているが、突出部の形状はこれに限定されるものではない。従って、例えば、突出部を円柱状や多角柱状としてもよい。
【００８８】
（ｃ）上記実施形態では、本体部２８に対してこれとは別体の突出部２９が接合されることで接地電極２７が構成されているが、１の材料により本体部及び突出部を形成し、本体部及び突出部を一体としてもよい。
【００８９】
（ｄ）上記実施形態において、中心電極５は中心電極側チップ３１を備えているが、中心電極５に中心電極側チップ３１を設けないこととしてもよい。
【００９０】
（ｅ）上記実施形態では、主体金具３の先端部２６に、接地電極２７が接合される場合について具体化しているが、主体金具の一部（又は、主体金具に予め溶接してある先端金具の一部）を削り出すようにして接地電極を形成する場合についても適用可能である（例えば、特開２００６−２３６９０６号公報等）。
【００９１】
（ｆ）上記実施形態では、工具係合部１９は断面六角形状とされているが、工具係合部１９の形状に関しては、このような形状に限定されるものではない。例えば、Ｂｉ−ＨＥＸ（変形１２角）形状〔ＩＳＯ２２９７７：２００５（Ｅ）〕等とされていてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１…スパークプラグ、２…絶縁碍子（絶縁体）、３…主体金具、４…軸孔、５…中心電極、５Ｆ…（中心電極の）先端面、５ＦＰ…（中心電極の先端面の）投影領域、５Ｐ…中心電極の）投影領域、２７…接地電極、２８…本体部、２８Ｆ…（本体部の）先端面、２８Ｎ…内側面、２８Ｐ…（本体部の）投影領域、２９…突出部、２９Ｄ…放電面、２９Ｐ…（突出部の）投影領域、３３…火花放電間隙（間隙）、ＣＬ１…軸線、ＣＬ２…（本体部の）中心軸、ＴＬ１１，ＴＬ１２…第１接線、ＴＬ２１，ＴＬ２２…第２接線、ＴＬ３１，ＴＬ３２…第３接線、ＴＬ４１，ＴＬ４２…第４接線、ＶＳ１…第１平面、ＶＳ２…第２平面。
【図１】
2014239015.tif 000004
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年5月12日(2014.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記軸孔の先端側に挿設された中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部に配置された棒状の接地電極とを備え、
前記接地電極は、
自身の先端部に前記中心電極の先端面側を向く平坦状の内側面を具備し、自身の基端部が前記主体金具の先端部に固定された棒状の本体部と、
前記本体部の先端面及び前記本体部の内側面から突出した状態で前記本体部の先端部に配置され、自身の幅が前記本体部の幅よりも小さい突出部とを有し、
前記突出部のうち前記中心電極側に位置する放電面と、前記中心電極の先端面との間に間隙が形成されたスパークプラグであって、
前記軸線と直交する第１平面に、前記中心電極の先端面と前記接地電極とを前記軸線に沿って投影したときにおいて、前記突出部の投影領域の少なくとも一部は、前記中心電極の先端面の投影領域と重なり、
下記の幅Ｌｅ（ｍｍ）、幅Ｌｃ（ｍｍ）、断面積Ｓｇ（ｍｍ2）、断面積Ｓｃ（ｍｍ2）角度θ１（°）、角度θ２（°）、角度θ３（°）、及び、角度θ４（°）が、次の式（１）、（２）、及び、（３）を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
Ｌｅ＜Ｌｃ…（１）
２．９≦Ｓｃ＋Ｓｇ≦４．２５…（２）
０．３０≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６７…（３）
幅Ｌｅ：前記本体部の先端部における前記本体部の中心軸と直交する第２平面に、前記接地電極を前記中心軸に沿って投影したときにおける、前記突出部の投影領域のうち前記突出部の放電面に相当する部位の幅。
幅Ｌｃ：前記第２平面に、前記中心電極を前記中心軸に沿って投影したときにおける、前記中心電極の投影領域のうち前記中心電極の先端面に相当する部位の幅。
断面積Ｓｇ：前記本体部の中心軸と直交する断面における、前記本体部の先端部のうち前記突出部よりも前記本体部の基端側に位置する部位の断面積。
断面積Ｓｃ：前記軸線と直交する断面における、前記中心電極の先端部の断面積。
角度θ１：前記第１平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記軸線に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の先端面の幅方向の２つの端に対応する２つの端点から、前記中心電極の先端面の投影領域のうちその中心よりも前記本体部の基端側とは反対側に位置する領域に接し、かつ、それぞれ交差する２本の第１接線を引いたときにおいて、当該２本の第１接線により形成されるとともに、前記本体部の先端面側に位置する角の角度。
角度θ２：前記第１平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記軸線に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の先端面の幅方向の２つの端に対応する２つの端点の一方の端点から前記突出部の投影領域のうち前記突出部の先端面に対応する部位の前記一方の端点の最も近い部分に接し、前記２つの端点の他方の端点から前記突出部の投影領域のうち前記突出部の先端面に対応する部位の前記他方の端点に最も近い部位に接し、かつ、それぞれが交差する２本の第２接線を引いたとき、当該２本の第２接線により形成されるとともに、前記突出部の先端面側に位置する角の角度。
角度θ３：前記第２平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記中心軸に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の内側面の幅方向の２つの端に対応する２つの端点の一方の端点から前記中心電極の投影領域のうち前記中心電極の先端面に対応する部位の前記一方の端点に最も近い部分に接し、前記２つの端点の他方の端点から前記中心電極の投影領域のうち前記中心電極の先端面に対応する部位の前記他方の端点に最も近い部分に接し、かつ、それぞれが交差する２本の第３接線を引いたときにおいて、当該２本の第３接線により形成されるとともに、前記本体部の内側面側に位置する角の角度。
角度θ４：前記第２平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記中心軸に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の内側面の幅方向の２つの端に対応する２つの端点の一方の端点から前記突出部の投影領域のうち前記突出部の放電面に対応する部位の前記一方の端点に最も近い部分に接し、前記２つの端点の他方の端点から前記突出部の投影領域のうち前記突出部の放電面に対応する部位の前記他方の端点に最も近い部分に接し、かつ、それぞれが交差する２本の第４接線を引いたとき、当該２本の第４接線により形成されるとともに、前記突出部の放電面側に位置する角の角度。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
構成１．本構成のスパークプラグは、軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記軸孔の先端側に挿設された中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部に配置された棒状の接地電極とを備え、
前記接地電極は、
自身の先端部に前記中心電極の先端面側を向く平坦状の内側面を具備し、自身の基端部が前記主体金具の先端部に固定された棒状の本体部と、
前記本体部の先端面及び前記本体部の内側面から突出した状態で前記本体部の先端部に配置され、自身の幅が前記本体部の幅よりも小さい突出部とを有し、
前記突出部のうち前記中心電極側に位置する放電面と、前記中心電極の先端面との間に間隙が形成されたスパークプラグであって、
前記軸線と直交する第１平面に、前記中心電極の先端面と前記接地電極とを前記軸線に沿って投影したときにおいて、前記突出部の投影領域の少なくとも一部は、前記中心電極の先端面の投影領域と重なり、
下記の幅Ｌｅ（ｍｍ）、幅Ｌｃ（ｍｍ）、断面積Ｓｇ（ｍｍ2）、断面積Ｓｃ（ｍｍ2）角度θ１（°）、角度θ２（°）、角度θ３（°）、及び、角度θ４（°）が、次の式（１）、（２）、及び、（３）を満たすことを特徴とする。
Ｌｅ＜Ｌｃ…（１）
２．９≦Ｓｃ＋Ｓｇ≦４．２５…（２）
０．３０≦（θ１／θ２）×（θ３／θ４）≦０．６７…（３）
幅Ｌｅ：前記本体部の先端部における前記本体部の中心軸と直交する第２平面に、前記接地電極を前記中心軸に沿って投影したときにおける、前記突出部の投影領域のうち前記突出部の放電面に相当する部位の幅。
幅Ｌｃ：前記第２平面に、前記中心電極を前記中心軸に沿って投影したときにおける、前記中心電極の投影領域のうち前記中心電極の先端面に相当する部位の幅。
断面積Ｓｇ：前記本体部の中心軸と直交する断面における、前記本体部の先端部のうち前記突出部よりも前記本体部の基端側に位置する部位の断面積。
断面積Ｓｃ：前記軸線と直交する断面における、前記中心電極の先端部の断面積。
角度θ１：前記第１平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記軸線に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の先端面の幅方向の２つの端に対応する２つの端点から、前記中心電極の先端面の投影領域のうちその中心よりも前記本体部の基端側とは反対側に位置する領域に接し、かつ、それぞれ交差する２本の第１接線を引いたときにおいて、当該２本の第１接線により形成されるとともに、前記本体部の先端面側に位置する角の角度。
角度θ２：前記第１平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記軸線に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の先端面の幅方向の２つの端に対応する２つの端点の一方の端点から前記突出部の投影領域のうち前記突出部の先端面に対応する部位の前記一方の端点の最も近い部分に接し、前記２つの端点の他方の端点から前記突出部の投影領域のうち前記突出部の先端面に対応する部位の前記他方の端点に最も近い部位に接し、かつ、それぞれが交差する２本の第２接線を引いたとき、当該２本の第２接線により形成されるとともに、前記突出部の先端面側に位置する角の角度。
角度θ３：前記第２平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記中心軸に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の内側面の幅方向の２つの端に対応する２つの端点の一方の端点から前記中心電極の投影領域のうち前記中心電極の先端面に対応する部位の前記一方の端点に最も近い部分に接し、前記２つの端点の他方の端点から前記中心電極の投影領域のうち前記中心電極の先端面に対応する部位の前記他方の端点に最も近い部分に接し、かつ、それぞれが交差する２本の第３接線を引いたときにおいて、当該２本の第３接線により形成されるとともに、前記本体部の内側面側に位置する角の角度。
角度θ４：前記第２平面に、前記中心電極と前記接地電極とを前記中心軸に沿って投影するとともに、前記本体部の投影領域のうち前記本体部の内側面の幅方向の２つの端に対応する２つの端点の一方の端点から前記突出部の投影領域のうち前記突出部の放電面に対応する部位の前記一方の端点に最も近い部分に接し、前記２つの端点の他方の端点から前記突出部の投影領域のうち前記突出部の放電面に対応する部位の前記他方の端点に最も近い部分に接し、かつ、それぞれが交差する２本の第４接線を引いたとき、当該２本の第４接線により形成されるとともに、前記突出部の放電面側に位置する角の角度。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
また、図６に示すように、前記第２平面ＶＳ２に、中心電極５及び接地電極２７を前記中心軸ＣＬ２に沿って投影する。そして、突出部２９の投影領域２９Ｐのうち突出部２９の放電面２９Ｄに相当する部位の幅をＬｅ（ｍｍ）とし、中心電極５の投影領域５Ｐのうち中心電極５の先端面５Ｆに相当する部位の幅をＬｃ（ｍｍ）とする。このとき、Ｌｅ＜Ｌｃを満たすように構成されている。すなわち、中心電極５の先端面５Ｆの幅（外径）が、突出部２９の放電面２９Ｄの幅よりも大きくなるように構成されている。尚、本実施形態において、幅Ｌｅは所定数値範囲内（例えば、０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下）とされており、幅Ｌｃは所定数値範囲内（例えば、０．６ｍｍ以上１ｍｍ以下）とされている。また、本体部２８の幅は、中心電極５の先端面５Ｆの外径よりも大きくされており、所定数値範囲内（例えば、２ｍｍ以上２．７ｍｍ以下）に設定されている。