(57)【要約】【課題】耐くすぶり性、耐久性に優れた内燃機関用スパークプラグを提供すること。【解決手段】外周に取付け用ネジ部を設けた取付金具４と、碍子先端部２１が突出するように取付金具４に保持される絶縁碍子２と、電極先端部３１が碍子先端部２１から突出するように絶縁碍子２に保持される中心電極３と、電極先端部３１との間に主火花放電ギャップ１１を形成する主接地電極５１と、碍子先端部２１との間に補助火花放電ギャップ１２を形成する補助接地電極５２とを備えた内燃機関用のスパークプラグ１。補助接地電極５２は基端面５２９と先端面５２１と内側面５２２とを有する。補助火花放電ギャップ１２は、絶縁碍子２１と補助接地電極５２との間の距離が最短となる部分であって、補助接地電極５２の内側面５２２と碍子先端部２１との間に形成される。碍子先端部２１の肉厚Ｔが、０．３ｍｍ≦Ｔ≦０．７ｍｍである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に取付け用ネジ部を設けた取付金具と、碍子先端部が突出するように上記取付金具に保持される絶縁碍子と、電極先端部が上記碍子先端部から突出するように上記絶縁碍子に保持される中心電極と、上記電極先端部との間に主火花放電ギャップを形成する主接地電極と、上記碍子先端部との間に補助火花放電ギャップを形成する補助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、
上記補助接地電極は、上記取付金具に接合した基端面と、該基端面の反対側の端面である先端面と、上記基端面と上記先端面との間であって上記中心電極側の内側面とを有し、
上記補助火花放電ギャップは、上記絶縁碍子と上記補助接地電極との間の距離が最短となる部分であって、上記補助接地電極の上記内側面と上記碍子先端部との間に形成され、
かつ、上記碍子先端部の肉厚Ｔが、０．３ｍｍ≦Ｔ≦０．７ｍｍ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２】
請求項１において、上記補助火花放電ギャップは、上記碍子先端部の外周側面と、これに対向する上記補助接地電極の上記内側面との間に形成され、該内側面のうち上記補助火花放電ギャップを形成するギャップ形成領域の軸方向長さをＥとしたとき、Ｅ≧０．５ｍｍ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１において、上記補助火花放電ギャップは、上記絶縁碍子の先端角部と、これに対向する上記補助接地電極の上記内側面との間に形成されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記主火花放電ギャップの長さをＸ、上記補助火花放電ギャップの長さをＹとしたとき、Ｘ＞Ｙ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５】
請求項４において、上記主火花放電ギャップの長さＸと上記補助火花放電ギャップの長さＹとは、Ｘ≦０．９ｍｍ、０．３ｍｍ≦Ｙ≦Ｘ−０．１ｍｍを満たすことを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、上記中心電極の先端面と上記補助接地電極の先端面との最短距離をＤとしたとき、Ｄ＞Ｔ＋Ｙ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７】
請求項１〜６のいずれか一項において、上記取付金具の先端面から上記中心電極の先端面までの軸方向長さをＡ、上記取付金具の先端面から上記碍子先端部における上記補助火花放電ギャップを形成する部分の中心までの軸方向長さをＣとしたとき、Ａ−Ｃ≦３ｍｍ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８】
請求項１〜７のいずれか一項において、上記中心電極及び上記主接地電極は、互いに上記主火花放電ギャップを形成する部分を、それぞれ貴金属チップによって構成しており、上記中心電極における上記貴金属チップは、軸直交断面積が０．０７〜０．６４ｍｍ2、軸方向高さが０．３〜１．５ｍｍであり、上記主接地電極における上記貴金属チップは、軸直交断面積が０．１２〜０．８０ｍｍ2であり、軸方向高さが０．３〜１．５ｍｍ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９】
請求項１〜８のいずれか一項において、上記取付け用ネジ部は、ネジ径がＭ１２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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、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、自動車等の内燃機関の着火装置として用いられる内燃機関用スパークプラグがある。図１２に示すごとく、内燃機関用のスパークプラグ９は、絶縁碍子９２と、該絶縁碍子９２に保持された中心電極９３と、上記絶縁碍子９２の碍子先端部９２１を突出させた状態で該絶縁碍子９２を保持する取付金具９４と、上記中心電極９３の先端部９３１との間に主火花放電ギャップ９１１を形成する主接地電極９５１とを有する。
【０００３】
上記内燃機関用のスパークプラグ９においては、燃焼温度が極端に低く、絶縁碍子９２表面の温度が上がらない場合、カーボンが絶縁碍子９２に堆積する、いわゆる「くすぶり」という現象が生ずることがある。これにより、中心電極９３と取付金具９４との間の絶縁抵抗が低下するために、最悪失火へと至ってしまうおそれがある。
【０００４】
この「くすぶり」の問題に対応するため、図１２に示すごとく、絶縁碍子９２の碍子先端部９２１において、中心電極９３の側面に対向するように補助接地電極９５２を配設して、該補助接地電極９５２と絶縁碍子９２との間に補助火花放電ギャップ９１２を形成する技術がある（特許文献１参照）。
上記補助接地電極９５２を備えることにより、絶縁碍子９２の表面にカーボンが堆積した場合、そのカーボンを、補助火花放電ギャップ９１２における放電により焼き切り、絶縁碍子９２の表面を清浄させることができる。
【０００５】
また、上記スパークプラグ９は、くすぶり時のみ補助火花放電ギャップ９１２において放電し、主たる放電は、中心電極９３と上記主接地電極９５１との間のギャップである主火花放電ギャップ９１１で放電するよう構成してある。これにより、「チャネリング」（補助火花放電ギャップ放電により、絶縁碍子９２の表面に損傷を与えること）（図１０、図１１参照）や「中心電極側周面の消耗」（図８参照）を抑制し、くすぶりに極めて強く、高信頼性を有する長寿命スパークプラグを実現している。
【０００６】
しかしながら、近年の高圧縮比化、過給、希薄燃焼、大量ＥＧＲ化等に伴い、エンジン筒内が高流速となり、放電が流されるため、補助火花放電ギャップ９１２での放電割合が大幅に増加してしまうという問題が生じている。すなわち、正常時（くすぶっていない時）でも補助火花放電ギャップ９１２で放電してしまうため、「チャネリング」や「中心電極側周面の消耗」が促進され、スパークプラグ９の寿命が大幅に短縮してしまうといった問題が顕在化してきた。
【０００７】
特に、スパークプラグ９の中心軸に対向する補助接地電極９５２の先端面９５３における基端側の角部９５４に、強電界部が形成される。この強電界部の存在により、絶縁碍子９２がカーボンによって汚損されていない正常時にも、補助火花放電ギャップ９１２において頻繁に放電してしまう。その結果、上記のごとく、チャネリングや中心電極側周面の消耗が促進されるおそれがある。
一方、上記補助接地電極９５２の形状を、上記強電界部が形成されないような形状にすることも考えられる。ところが、この場合、くすぶり時にも補助火花放電ギャップ９１２における放電が減少することとなり、耐くすぶり性を悪化させてしまうおそれがある。
【０００８】
【特許文献１】特許第３１４０００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、耐くすぶり性、耐久性に優れた内燃機関用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】
【００１０】
本発明は、外周に取付け用ネジ部を設けた取付金具と、碍子先端部が突出するように上記取付金具に保持される絶縁碍子と、電極先端部が上記碍子先端部から突出するように上記絶縁碍子に保持される中心電極と、上記電極先端部との間に主火花放電ギャップを形成する主接地電極と、上記碍子先端部との間に補助火花放電ギャップを形成する補助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、
上記補助接地電極は、上記取付金具に接合した基端面と、該基端面の反対側の端面である先端面と、上記基端面と上記先端面との間であって上記中心電極側の内側面とを有し、
上記補助火花放電ギャップは、上記絶縁碍子と上記補助接地電極との間の距離が最短となる部分であって、上記補助接地電極の上記内側面と上記碍子先端部との間に形成され、
かつ、上記碍子先端部の肉厚Ｔが、０．３ｍｍ≦Ｔ≦０．７ｍｍ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１）。
【００１１】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記補助火花放電ギャップは、上記補助接地電極の内側面と上記碍子先端部との間に形成される。そのため、上記補助接地電極に、電界強度が特に大きくなる部分が形成されることを防ぎ、補助火花放電ギャップにおける過度な放電を抑制することができる。即ち、くすぶりが生じていない正常時において、補助火花放電ギャップにおける放電を抑制することができる。
その結果、チャネリングや中心電極の側周面の消耗を抑制することができる。
【００１２】
また、上記絶縁碍子の碍子先端部の肉厚Ｔが、Ｔ≦０．７ｍｍであるため、碍子先端部におけるカーボンの付着面積を充分に小さくすることができ、耐くすぶり性を確保することができる。即ち、上述のごとく、上記補助接地電極の内側面によって補助火花放電ギャップを形成することにより、該補助火花放電ギャップにおける放電の頻度は抑制されるが、この放電により清浄すべきカーボンの付着量が少なくなることにより、耐くすぶり性を充分に確保することができる。
また、上記絶縁碍子の碍子先端部の肉厚Ｔが、Ｔ≧０．３ｍｍであるため、絶縁碍子の強度を確保して、成形時における割れや亀裂等の発生を防止することができる。
【００１３】
以上のごとく、本発明によれば、耐くすぶり性、耐久性に優れた内燃機関用スパークプラグを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明（請求項１）において、上記内燃機関用のスパークプラグは、例えば、自動車、コージェネレーション、ガス圧送用ポンプ等における着火手段として用いることができる。
本明細書において、上記スパークプラグにおける、内燃機関の燃焼室に挿入する側を先端側とし、その反対側を基端側とする。
【００１５】
また、上記絶縁碍子の碍子先端部の肉厚Ｔが、Ｔ＞０．７ｍｍの場合には、碍子先端部におけるカーボンの付着面積が大きくなり、耐くすぶり性を確保することが困難となるおそれがある。即ち、カーボンの付着量が多くなると、上述のごとく、補助火花放電ギャップにおける放電頻度を抑制した本発明のスパークプラグにおいては、耐くすぶり性を充分に確保することが困難となるおそれがある。
また、上記絶縁碍子の碍子先端部の肉厚Ｔが、Ｔ＜０．３ｍｍの場合には、絶縁碍子の強度の確保が困難となり、成形時において割れや亀裂等の発生を防止することが困難となるおそれがある。
【００１６】
また、上記補助火花放電ギャップは、上記碍子先端部の外周側面と、これに対向する上記補助接地電極の上記内側面との間に形成され、該内側面のうち上記補助火花放電ギャップを形成するギャップ形成領域の軸方向長さをＥとしたとき、Ｅ≧０．５ｍｍであることが好ましい（請求項２）。
この場合には、補助火花放電ギャップの長さＹを容易に調整することができる。また、上記ギャップ形成領域の軸方向長さＥを０．５ｍｍ以上としていることから、補助接地電極の耐消耗性を充分に確保し、スパークプラグの寿命を確保することができる。
【００１７】
また、上記補助火花放電ギャップは、上記絶縁碍子の先端角部と、これに対向する上記補助接地電極の上記内側面との間に形成されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記補助火花放電ギャップの位置を燃焼室の奥に配置することが可能となり、補助火花放電ギャップにおける放電による着火性を向上させることができる。
【００１８】
また、上記主火花放電ギャップの長さをＸ、上記補助火花放電ギャップの長さをＹとしたとき、Ｘ＞Ｙであることが好ましい（請求項４）。
この場合には、くすぶり時に上記補助火花放電ギャップにおいて放電しやすくすることができ、耐くすぶり性を向上させることができる。
【００１９】
また、上記主火花放電ギャップの長さＸと上記補助火花放電ギャップの長さＹとは、Ｘ≦０．９ｍｍ、０．３ｍｍ≦Ｙ≦Ｘ−０．１ｍｍを満たすことが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記主火花放電ギャップにおける放電電圧を低減することができるため、碍子耐電圧の余裕度を拡大しつつ、耐くすぶり性を確保することができる。
【００２０】
Ｘ＞０．９ｍｍの場合には、上記主火花放電ギャップにおける放電電圧が高くなり、絶縁碍子による中心電極の絶縁確保が困難となるおそれがある。
また、Ｙ＞Ｘ−０．１ｍｍの場合には、くすぶり時において、補助火花放電ギャップにおける放電が困難となるおそれがある。
また、Ｙ＜０．３ｍｍの場合には、補助火花放電ギャップにおいて燃料ブリッジが生じてしまうおそれがある。
【００２１】
また、上記中心電極の先端面と上記補助接地電極の先端面との最短距離をＤとしたとき、Ｄ＞Ｔ＋Ｙであることが好ましい（請求項６）。
この場合には、中心電極と補助接地電極との間において絶縁碍子の表面を介することなく放電することを防ぐことができる。そのため、くすぶり時において、補助火花放電ギャップにおける放電によって、絶縁碍子の表面に付着したカーボンを確実に焼き切ることができ、耐くすぶり性を確保することができる。
Ｄ≦Ｔ＋Ｙの場合には、中心電極から、絶縁碍子の表面を介することなく補助接地電極に飛火するおそれがあり、耐くすぶり性を確保することが困難となるおそれがある。
【００２２】
また、上記取付金具の先端面から上記中心電極の先端面までの軸方向長さをＡ、上記取付金具の先端面から上記碍子先端部における上記補助火花放電ギャップを形成する部分の中心までの軸方向長さをＣとしたとき、Ａ−Ｃ≦３ｍｍであることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記補助火花放電ギャップにおける放電による着火性を確保することができる。
即ち、補助火花放電ギャップの位置が燃焼室の奥にあるほど、補助火花放電ギャップによる着火性が向上する。そこで、上記軸方向長さＣを、Ａ−Ｃ≦３ｍｍとなるように大きくして、補助火花放電ギャップの位置を充分に燃焼室の奥に配置することを可能とする。これにより、補助火花放電ギャップにおける着火性を向上させることができる。
なお、Ａ−Ｃ＞３ｍｍの場合には、補助火花放電ギャップにおける放電に基づく着火性が低下するおそれがある。
【００２３】
また、上記中心電極及び上記主接地電極は、互いに上記主火花放電ギャップを形成する部分を、それぞれ貴金属チップによって構成しており、上記中心電極における上記貴金属チップは、軸直交断面積が０．０７〜０．６４ｍｍ2、軸方向高さが０．３〜１．５ｍｍであり、上記主接地電極における上記貴金属チップは、軸直交断面積が０．１２〜０．８０ｍｍ2であり、軸方向高さが０．３〜１．５ｍｍであることが好ましい（請求項８）。
この場合には、着火性に優れた長寿命のスパークプラグを得ることができる。
【００２４】
上記中心電極の貴金属チップにおいて、軸直交断面積が０．０７ｍｍ2未満の場合には、上記貴金属チップがヒートスポットとなり、消耗が大幅に増加し、寿命が短縮するおそれがある。一方、軸直交断面積が０．６４ｍｍ2を超える場合には、着火性向上効果が小さくなってしまうおそれがある。また、上記軸方向高さが０．３ｍｍ未満の場合には、着火性向上効果が小さくなってしまうおそれがある。上記軸方向高さが１．５ｍｍを超える場合には、上記貴金属チップがヒートスポットとなり、消耗が大幅に増加し、寿命が短縮するおそれがある。
【００２５】
また、上記主接地電極の貴金属チップにおいて、軸直交断面積が０．１２ｍｍ2未満の場合には、上記と同様に、寿命が短縮するおそれがある。一方、軸直交断面積が０．８０ｍｍ2を超える場合には、着火性向上効果が小さくなってしまうおそれがある。また、上記軸方向高さが０．３ｍｍ未満の場合には、着火性向上効果が小さくなってしまうおそれがある。上記軸方向高さが１．５ｍｍを超える場合には、寿命が短縮するおそれがある。
【００２６】
また、上記中心電極の貴金属チップは、Ｉｒを主成分として５０重量％以上含有すると共に、少なくとも１種の添加物を含有した合金であり、融点が２０００℃以上であることが好ましい。上記添加物は、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ａｌ、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ、Ｙ2Ｏ3の少なくとも１種であることが望ましい。
また、上記主接地電極の貴金属チップは、Ｐｔを主成分として５０重量％以上含有すると共に、少なくとも１種の添加物を含有した合金であり、融点が１５００℃以上であることが好ましい。上記添加物は、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｅの少なくとも１種であることが望ましい。
【００２７】
また、上記取付け用ネジ部は、ネジ径がＭ１２以下であることが好ましい（請求項９）。
この場合には、内燃機関用のスパークプラグの小型化を図ることができる。そのため、例えば、バルブ径大化、水廻り改良等、内燃機関の設計自由度を拡大することができる。また、ネジ径をＭ１２以下と小さくすることにより、補助接地電極の曲げ量を小さくすることができ、曲げ加工を容易にすることができる。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる内燃機関用のスパークプラグにつき、図１、図２を用いて説明する。
本例の内燃機関用のスパークプラグ１は、図１、図２に示すごとく、外周に取付け用ネジ部４１を設けた取付金具４と、碍子先端部２１が突出するように取付金具４に保持される絶縁碍子２と、電極先端部３１が碍子先端部２１から突出するように絶縁碍子２に保持される中心電極３とを備えている。さらに、スパークプラグ１は、上記電極先端部３１との間に主火花放電ギャップ１１を形成する主接地電極５１と、上記碍子先端部２１との間に補助火花放電ギャップ１２を形成する補助接地電極５２とを備えている。
【００２９】
図１に示すごとく、上記補助接地電極５２は、取付金具４に接合した基端面５２９と、該基端面５２９の反対側の端面である先端面５２１と、基端面５２９と先端面５２１との間であって中心電極３側の内側面５２２とを有する。
上記補助火花放電ギャップ１２は、絶縁碍子２と補助接地電極５２との間の距離が最短となる部分であって、補助接地電極５２の内側面５２２と碍子先端部２１との間に形成されている。
また、上記碍子先端部２１の肉厚Ｔが、０．３ｍｍ≦Ｔ≦０．７ｍｍである。
【００３０】
また、図１に示すごとく、上記補助火花放電ギャップ１２は、上記碍子先端部２１の外周側面２１２と、これに対向する補助接地電極５２の内側面５２２との間に形成される。そして、該内側面５２２のうち補助火花放電ギャップ１２を形成するギャップ形成領域の軸方向長さをＥとしたとき、Ｅ≧０．５ｍｍである。
上記補助接地電極５２は、上記基端面５２９から先端側へ行くほど中心電極３に近付くように傾斜した傾斜部５２３と、碍子先端部２１の外周側面２１２に平行に形成された平行部５２４とからなる。そして、該平行部５２４に上記ギャップ形成領域が存在する。
【００３１】
また、上記主火花放電ギャップ１１の長さをＸ、上記補助火花放電ギャップ１２の長さをＹとしたとき、Ｘ＞Ｙである。
また、上記主火花放電ギャップ１１の長さＸと上記補助火花放電ギャップ１２の長さＹとは、Ｘ≦０．９ｍｍ、０．３ｍｍ≦Ｙ≦Ｘ−０．１ｍｍを満たす。
【００３２】
また、中心電極３の先端面３１１と上記補助接地電極５２の先端面５２１との最短距離をＤとしたとき、Ｄ＞Ｔ＋Ｙである。
また、取付金具４の先端面４２から中心電極３の先端面３１１までの軸方向長さをＡ、取付金具４の先端面４２から碍子先端部２１における補助火花放電ギャップ１２を形成する部分の中心までの軸方向長さをＣとしたとき、Ａ−Ｃ≦３ｍｍである。
なお、本例においては、上記軸方向長さＣは、上記先端面４２と上記補助接地電極５２の内側面５２２におけるギャップ形成領域の軸方向中心との間の軸方向長さとなる。
【００３３】
また、上記取付け用ネジ部４１のネジ径はＭ１２（１２ｍｍ）以下である。
なお、図１に示すごとく、補助接地電極５２は、中心電極３を挟んでスパークプラグ１の対角上に一対配されている。ただし、補助接地電極５２は、１本とすることもできるし、３本以上とすることもできる。
【００３４】
次に、本例の作用効果につき説明する。
図１に示すごとく、上記補助火花放電ギャップ１２は、上記補助接地電極５２の内側面５２２と上記碍子先端部２１との間に形成される。そのため、補助接地電極５２に、電界強度が特に大きくなる部分が形成されることを防ぎ、補助火花放電ギャップ１２における過度な放電を抑制することができる。即ち、くすぶりが生じていない正常時において、補助火花放電ギャップ１２における放電を抑制することができる。
その結果、チャネリングや中心電極の側周面の消耗を抑制することができる。
【００３５】
また、上記絶縁碍子２の碍子先端部２１の肉厚Ｔが、Ｔ≦０．７ｍｍであるため、碍子先端部２１におけるカーボンの付着面積を充分に小さくすることができ、耐くすぶり性を確保することができる。即ち、上述のごとく、上記補助接地電極５２の内側面５２２によって補助火花放電ギャップ１２を形成することにより、該補助火花放電ギャップ１２における放電の頻度は抑制されるが、この放電により清浄すべきカーボンの付着量が少なくなることにより、耐くすぶり性を充分に確保することができる。
また、上記絶縁碍子２の碍子先端部２１の肉厚Ｔが、Ｔ≧０．３ｍｍであるため、絶縁碍子２の強度を確保して、成形時における割れや亀裂等の発生を防止することができる。
【００３６】
また、上記補助火花放電ギャップ１２は、碍子先端部２１の外周側面２１２と、これに対向する補助接地電極５２の内側面５２２との間に形成されるため、補助火花放電ギャップ１２の長さＹを容易に調整することができる。また、上記内側面５２２のうちのギャップ形成領域の軸方向長さＥを０．５ｍｍ以上としていることから、補助接地電極５２の耐消耗性を充分に確保し、スパークプラグ１の寿命を確保することができる。
【００３７】
また、主火花放電ギャップ１１の長さＸと補助火花放電ギャップ１２の長さＹとが、Ｘ＞Ｙであるため、くすぶり時に補助火花放電ギャップ１２において放電しやすくすることができ、耐くすぶり性を向上させることができる。
また、主火花放電ギャップ１１の軸方向長さＸと補助火花放電ギャップ１２の径方向長さＹとは、Ｘ≦０．９ｍｍ、０．３ｍｍ≦Ｙ≦Ｘ−０．１ｍｍを満たす。これにより、主火花放電ギャップ１１における放電電圧を低減することができるため、碍子耐電圧の余裕度を拡大しつつ、耐くすぶり性を確保することができる。
【００３８】
また、中心電極３の先端面３１１と補助接地電極５２の先端面５２１との最短距離Ｄが、Ｄ＞Ｔ＋Ｙであるため、中心電極３と補助接地電極５２との間において絶縁碍子２の表面を介することなく放電することを防ぐことができる。そのため、くすぶり時において、補助火花放電ギャップ１２における放電によって、絶縁碍子２の表面に付着したカーボンを確実に焼き切ることができ、耐くすぶり性を確保することができる。
【００３９】
また、上記軸方向長さＡと上記軸方向長さＣとがＡ−Ｃ≦３ｍｍの関係にあるため、補助火花放電ギャップ１２における放電による着火性を確保することができる。即ち、補助火花放電ギャップ１２の位置が燃焼室の奥にあるほど、補助火花放電ギャップ１２による着火性が向上する。そこで、軸方向長さＣを、Ａ−Ｃ≦３ｍｍとなるように大きくして、補助火花放電ギャップ１２の位置を充分に燃焼室の奥に配置することを可能とする。これにより、補助火花放電ギャップ１２における放電による着火性を向上させることができる。
【００４０】
また、上記取付け用ネジ部４１のネジ径がＭ１２以下であるため、内燃機関用のスパークプラグ１の小型化を図ることができる。そのため、例えば、バルブ径大化、水廻り改良等、内燃機関の設計自由度を拡大することができる。また、ネジ径をＭ１２以下と小さくすることにより、補助接地電極５２の曲げ量を小さくすることができ、曲げ加工を容易にすることができる。
【００４１】
以上のごとく、本例によれば、耐くすぶり性、耐久性に優れた内燃機関用スパークプラグを提供することができる。
【００４２】
（実施例２）
本例は、図３に示すごとく、補助火花放電ギャップ１２を、絶縁碍子２の先端角部２１３と、これに対向する補助接地電極５２の内側面５２２との間に形成した内燃機関用のスパークプラグ１の例である。
上記補助接地電極５２は、取付金具４の先端面４２から碍子先端部２１の外周側面２１２に平行に突出した平行部５２５と、該平行部５２５の先端から中心電極３側へ傾斜した状態で延設された傾斜部５２６とからなる。そして、該傾斜部５２６と絶縁碍子２の先端角部２１３との間に上記補助火花放電ギャップ１２が形成される。
その他は、実施例１と同様である。
【００４３】
本例の場合には、上記補助火花放電ギャップ１２の位置を燃焼室の奥に配置することが可能となり、補助火花放電ギャップ１２における放電による着火性を向上させることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４４】
（実施例３）
本例は、図４に示すごとく、中心電極３及び主接地電極５１において、互いに主火花放電ギャップ１１を形成する部分を、それぞれ貴金属チップ３５、５５によって構成した内燃機関用のスパークプラグ１の例である。
上記中心電極３における貴金属チップ３５は、軸直交断面積が０．０７〜０．６４ｍｍ2、軸方向高さｈ１が０．３〜１．５ｍｍである。また、上記主接地電極５１における貴金属チップ５５は、軸直交断面積が０．１２〜０．８０ｍｍ2であり、軸方向高さｈ２が０．３〜１．５ｍｍである。
本例の場合、上記貴金属チップ３５が電極先端部３１となり、貴金属チップ３５と貴金属チップ５５とのギャップが、長さＸの主火花放電ギャップ１１となる。
【００４５】
また、上記中心電極３の貴金属チップ３５は、Ｉｒを主成分として５０重量％以上含有すると共に、少なくとも１種の添加物を含有した合金であり、融点が２０００℃以上である。上記添加物は、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ａｌ、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ、Ｙ2Ｏ3の少なくとも１種である。
【００４６】
また、上記主接地電極５１の貴金属チップ５５は、Ｐｔを主成分として５０重量％以上含有すると共に、少なくとも１種の添加物を含有した合金であり、融点が１５００℃以上である。上記添加物は、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｅの少なくとも１種である。
その他は、実施例１と同様である。
【００４７】
本例の場合には、着火性に優れた長寿命のスパークプラグを得ることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４８】
（実験例１）
本例は、内燃機関用のスパークプラグにおける絶縁碍子２の碍子先端部２１の肉厚Ｔの薄肉化による、耐くすぶり性への影響につき調査した例である。
即ち、上記実施例１（図１）において示すように、補助接地電極５２の内側面５２２と碍子先端部２１との間に補助火花放電ギャップ１２を形成した内燃機関用のスパークプラグ１であって、絶縁碍子２の碍子先端部２１の肉厚Ｔを、０．５ｍｍ、０．７ｍｍ、０．９ｍｍ、１．０ｍｍとしたサンプルをそれぞれ用意した。また、比較サンプルとして、補助接地電極９５２の先端部９５３と碍子先端部９２１との間に補助火花放電ギャップ９１２を形成した従来の内燃機関用のスパークプラグ９（図１２）であって、碍子先端部９２１の肉厚Ｔを１．０ｍｍとしたものを用意した。
【００４９】
また、上記各サンプルは、図１、図１２に示す各種寸法を、以下のように設定した。即ち、Ｘ＝１．０ｍｍ、Ｙ＝０．５ｍｍ、Ａ＝４．５ｍｍ、Ｂ＝３．０ｍｍ、Ｃ＝２．２５ｍｍ、Ｄ＝２．４５ｍｍ、Ｅ＝０．７ｍｍとした。
ただし、比較サンプルにおける長さＥ、及び取付金具９４の先端面９４２から補助接地電極９５２の先端面９５３の中心までの軸方向長さＣについては、Ｅ＝１．１ｍｍ、Ｃ＝３．０ｍｍである。この比較サンプルにおける長さＥは、図１２に示すごとく、補助接地電極９５２の先端面９５３の軸方向長さである。
なお、上記寸法Ｂは、取付金具４の先端面４２から絶縁碍子２の先端面２１１までの軸方向長さである。
【００５０】
評価条件としては、JIS D 1606に規定されている低温くすぶり汚損試験を、くすぶりの生じやすい直噴エンジンを用いて行った。
判定基準としては、碍子先端部２１の外観、即ち碍子先端部２１のカーボンの清浄状況、中心電極３と取付金具４との間の絶縁抵抗、ドラビリ（ドライバビリティ、燃焼状態）の３項目とし、これらを総合的に判断した。
評価結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
2006085941.tif 000003
【００５２】
表１において、比較サンプルよりも優れているものを○、同等のものを△、劣るものを×として表した。
表１から分かるように、Ｔが０．７ｍｍ以下であれば、全ての項目において従来よりも優れており、耐くすぶり性を向上させることができることが分かる。
【００５３】
Ｔ＝１．０ｍｍ、０．９ｍｍの場合には、補助接地電極５２の内側面５２２によって補助火花放電ギャップ１２を形成することにより強電界部を排除した分、補助火花放電ギャップ１２において放電しにくくなるため、強電界部が存在する従来のスパークプラグ９に比べて、耐くすぶり性を向上させることが困難となるものと考えられる。
本例の結果から、Ｔ≦０．７ｍｍとすることにより、耐くすぶり性を従来品よりも高めることができることが分かる。
【００５４】
（実験例２）
本例は、図５に示すごとく、本発明のスパークプラグ１（図１）において、取付金具４の先端面４２から中心電極３の先端面３１１までの軸方向長さＡと、碍子先端部２１における補助火花放電ギャップ１２を形成する部分の中心までの軸方向長さＣとの関係が、補助火花放電ギャップ１２において放電した際における着火性に及ぼす影響につき調査した例である。
【００５５】
評価に当っては、実施例１において示した形状のスパークプラグ１において、Ａ＝４．５ｍｍとすると共に、Ｃ＝３．０ｍｍ、２．０ｍｍ、１．５ｍｍ、１．０ｍｍとしたサンプルをそれぞれ用意した。また、長さＢについては、Ｂ−Ｃ＝０．７５ｍｍとなるように長さＣの寸法に応じて各サンプルごとに変化させた。その他の寸法は、上記実験例１におけるものと同様である。
【００５６】
評価方法としては、上述した低温くすぶり汚損試験（JIS D 1606）を行い、火花放電の際の電圧波形を、オシロスコープにて観察し、主火花放電ギャップ１１における放電と、補助火花放電ギャップ１２における放電とに分解した。そして、それぞれの燃焼変動率を測定した。
【００５７】
測定結果を図５に示す。図５において、主火花放電ギャップ１１において放電した場合の燃焼変動率を○、補助火花放電ギャップ１２において放電した場合の燃焼変動率を△によりプロットした。
ここで、燃焼変動率とは、図示平均有効圧の（標準偏差／平均）×１００％で示されるものである。
【００５８】
図５から分かるように、長さＣが１．５ｍｍ以上、即ちＡ−Ｃ≦３ｍｍであれば、補助火花放電ギャップ１２において放電した場合にも、主火花放電ギャップ１１において放電した場合と同等の燃焼変動率となり、同等の着火性が得られることが分かる。
【００５９】
（実験例３）
本例は、図６に示すごとく、くすぶり時において、スパークプラグ１（図１）の補助火花放電ギャップ１２に飛火する頻度につき、主火花放電ギャップ１１の長さＸと補助火花放電ギャップ１２の長さＹとの関係において、調査した例である。
試験方法としては、まず、強制的にくすぶらせるため、エンジンで回転数１２００ｒｐｍ固定でスロットル全開、全閉を繰り返し、絶縁抵抗を１０ＭΩとさせ、くすぶりの状態を形成した。その後、アイドル８００ｒｐｍにて運転し、そのときの主火花放電ギャップ１１における放電と、補助火花放電ギャップ１２における放電との発生割合を、実験例２と同様の方法で確認した。
この結果を、図６に示す。
【００６０】
図６において、補助火花放電ギャップ１２への飛火割合が８０％以上のものを○、５０〜８０％のものを△、５０％未満のものを×として表した。
図６から分かるように、Ｙ≦Ｘ−０．１ｍｍとすることにより、補助火花放電ギャップ１２への飛火割合を充分に確保することができ、Ｙ≦Ｘ−０．２ｍｍとすることにより、より確実に、補助火花放電ギャップ１２へ飛火させることができることが分かる。
【００６１】
（実験例４）
本例は、図７〜図１１に示すごとく、本発明のスパークプラグについて、「中心電極側周面の消耗」及び「チャネリング」の評価を実施した例である。
即ち、本発明品として実施例１のスパークプラグ１（図１）を用い、従来のスパークプラグ９（図１２）との比較において評価した。
スパークプラグ１、９の各部の寸法（図１、図１２参照）は、表２に示す代表的な寸法を採用した。
【００６２】
【表２】
2006085941.tif 000004
【００６３】
図７は、表２に示す寸法のスパークプラグ１、９を用いて、図８に示す「中心電極側周面の消耗」を評価した結果である。評価は、２５００ｃｃ、６気筒、過給機付きの高流速エンジンを用い、補助火花放電ギャップ１２、９１２にて放電し易い条件（フルスロットル、５６００ｒｐｍ）にて実施し、最大消耗深さｄ１を３０時間毎に測定し、１８０時間まで継続した。最大消耗深さｄ１は、図８における消耗部分３９の最も深い部分の深さである。
【００６４】
また、図７において、△にてプロットした曲線ｃ０が従来例にかかるスパークプラグ９の最大消耗深さ、□にてプロットした曲線ｃ１が本発明にかかるスパークプラグ１の最大消耗深さを表す。
図７から、本発明品は最大消耗深さｄ１を大幅に低減できることが分かる。
【００６５】
次に、図９に、表２のスパークプラグを用いて「チャネリング」の評価を実施した結果を示す。評価は、上記の高流速エンジンを用い、図１０、図１１に示すチャネリング２９の発生し易い条件（スロットル開度８０％、３６００ｒｐｍ）で実施し、４００時間後の最大チャネリング深さｄ２を測定した。
【００６６】
チャネリング深さｄ２は、図１１に示すごとく、絶縁碍子２の先端面２１１からの損傷の深さのうち最も深い部分の損傷の深さである。
図９から、本発明品については、最大チャネリング深さｄ２を大幅に低減できることが分かる。
以上のごとく、本発明によれば、「中心電極側周面の消耗」、「チャネリング」の生じにくい、耐久性に優れたスパークプラグを提供することができることが確認された。
【００６７】
なお、上記実験例１〜４に示す実験は、上記実施例２（図３）において示した「補助接地電極５２の内側面５２２と絶縁碍子２の先端角部２１３との間に補助火花放電ギャップ１２を形成したスパークプラグ１」についても、同様に行い同様の結果を得た。このスパークプラグ１の寸法については、長さＥ以外は実験例１〜４と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施例１における、内燃機関用スパークプラグの先端部の軸方向断面図。
【図２】実施例１における、内燃機関用スパークプラグの部分断面説明図。
【図３】実施例２における、内燃機関用スパークプラグの先端部の軸方向断面図。
【図４】実施例３における、内燃機関用スパークプラグの先端部の軸方向断面図。
【図５】実験例２における、補助火花放電ギャップの放電と主火花放電ギャップの放電の際の放電燃焼変動率を示す線図。
【図６】実験例３における、補助火花放電ギャップへの飛火頻度の変化を示す線図。
【図７】実験例４における、中心電極の最大消耗深さの変化を示す線図。
【図８】実験例４における、中心電極の最大消耗深さの説明図。
【図９】実験例４における、最大チャネリング深さを示す線図。
【図１０】実験例４における、先端側から見たチャネリングの説明図。
【図１１】実験例４における、側方から見たチャネリングの説明図。
【図１２】従来例における、内燃機関用スパークプラグの先端部の軸方向断面図。
【符号の説明】
【００６９】
１  内燃機関用のスパークプラグ
１１  主火花放電ギャップ
１２  補助火花放電ギャップ
２  絶縁碍子
２１  碍子先端部
３  中心電極
３１  電極先端部
４  取付金具
４１  取付け用ネジ部
５１  主接地電極
５２  補助接地電極
５２１  先端面
５２２  内側面
５２９  基端面
【図１】
2006085941.tif 000005
【図２】
2006085941.tif 000006
【図３】
2006085941.tif 000007
【図４】
2006085941.tif 000008
【図５】
2006085941.tif 000009
【図６】
2006085941.tif 000010
【図７】
2006085941.tif 000011
【図８】
2006085941.tif 000012
【図９】
2006085941.tif 000013
【図１０】
2006085941.tif 000014
【図１１】
2006085941.tif 000015
【図１２】
2006085941.tif 000016