(57)【要約】【課題】高温時には接地電極の温度上昇を抑制し、低温時には、接地電極を速やかに昇温することができる内燃機関用スパークプラグを提供すること。【解決手段】内燃機関用スパークプラグ１は、中心電極２と、中心電極２を内側に挿通保持する絶縁碍子３と、絶縁碍子３の基端側の一部を露出させつつ、絶縁碍子３を内側に挿通保持するハウジング４と、ハウジング４に接合されて中心電極２との間に火花放電ギャップＧを形成する接地電極１１とを有している。接地電極１１は、ハウジング４から延設された芯材部１２と、芯材部１２が挿通配置される挿入穴１４を備えた有底筒状の表層部１３とを有している。芯材部１２の先端部と、表層部１３における挿入穴１４の底部１４１との間には先端側隙間Ｓ１が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心電極（２）と、
該中心電極（２）を内側に挿通保持する絶縁碍子（３）と、
該絶縁碍子（３）の基端側の一部を露出させつつ、該絶縁碍子（３）を内側に挿通保持するハウジング（４）と、
該ハウジング（４）に接合されて上記中心電極（２）との間に火花放電ギャップ（Ｇ）を形成する接地電極（１１）とを有しており、
上記接地電極（１１）は、上記ハウジング（４）から延設された芯材部（１２）と、該芯材部（１２）が挿通配置される挿入穴（１４）を備えた有底筒状の表層部（１３）とを有しており、
上記芯材部（１２）の先端部と、上記表層部（１３）における上記挿入穴（１４）の底部（１４１）との間には先端側隙間が形成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】
上記芯材部（１２）における上記挿入穴（１４）への挿入長をＬ、上記表層部（１３）の線膨張係数をａ、上記芯材部（１２）の線膨張係数をｂ、内燃機関の運転前における上記接地電極（１１）の温度を想定した基準温度ｔ０と内燃機関の運転時における上記接地電極（１１）の温度を想定した設定温度ｔ１との温度差をΔｔとしたとき、上記先端側隙間の大きさＳ１は、Ｓ１＝Ｌ×｛（１＋ｂ×Δｔ）／（１＋ａ×Δｔ）−１｝の関係を満たす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（１）。
【請求項３】
上記芯材部（１２）における軸方向と直交する径方向において、上記芯材部（１２）と上記表層部（１３）との間には、径方向隙間が形成されていることを特徴とする上記請求項１又は２に記載の内燃機関用スパークプラグ（１）。
【請求項４】
上記芯材部（１２）における上記径方向の寸法をＷ、上記表層部（１３）の線膨張係数をａ、上記芯材部（１２）の線膨張係数をｂ、内燃機関の運転前における上記接地電極（１１）の温度を想定した基準温度ｔ０と内燃機関の運転時における上記接地電極（１１）の温度を想定した設定温度ｔ１との温度差をΔｔとしたとき、上記径方向隙間の大きさＳ２は、Ｓ２＝Ｗ×｛（１＋ｂ×Δｔ）／（１＋ａ×Δｔ）−１｝／２の関係を満たすことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用スパークプラグ（１）。
【請求項５】
上記芯材部（１２）の外周面には、該芯材部（１２）の径方向に突出する位置決め部（１２３）が少なくとも一つ形成されており、該位置決め部（１２３）と上記表層部（１３）における上記挿入穴（１４）との間の部分隙間の大きさＳ３は、上記径方向隙間の大きさＳ２よりも小さいことを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関用スパークプラグ（１）。
【請求項６】
上記接地電極（１１）は、上記ハウジング（４）から上記内燃機関用スパークプラグ（１）の軸方向に延設された延設部（１３２）と、上記中心電極（２）の先端と対向して配される対向部（１３３）と、上記延設部（１３２）と上記対向部（１３３）とを繋ぐ屈曲部（１３４）とを有しており、上記芯材部（１２）は、上記屈曲部（１３４）よりも上記対向部（１３３）側の位置まで延びていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関用スパークプラグ（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】
スパークプラグは、温度が高くなりすぎるとプレイグニッション（過早着火）が発生し、中心電極と接地電極の消耗が進みやすくなる。プレイグニッションを抑制し、耐消耗性を向上するスパークプラグとしては、例えば、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、ニッケル合金等の金属からなる外層と、外層の内部に設けられた銅合金からなる内層とを有する接地電極を有している。熱伝導性の高い銅合金によって内層を形成することにより、接地電極の熱をハウジングへと効率良く伝達し、接地電極における温度上昇を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１２０７０１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に示されたスパークプラグには以下の課題がある。
特許文献１のスパークプラグは、上述のごとく、接地電極の温度上昇を抑制することで、接地電極の耐消耗性を向上することができる。その一方で、内燃機関の冷間時や低負荷運転時には、接地電極の温度が上昇しにくい。そのため、スパークプラグの着火性能が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、高温時には接地電極の温度上昇を抑制し、低温時には、接地電極を速やかに昇温することができる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】
【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を有しており、
上記接地電極は、上記ハウジングから延設された芯材部と、該芯材部よりも線膨張係数が小さい材料からなり上記芯材部が挿通配置される挿入穴を備える有底筒状の表層部とを有しており、
上記芯材部の先端部と、上記表層部における上記挿入穴の底部との間には先端側隙間が形成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】
上記内燃機関用スパークプラグ（以下、適宜スパークプラグと記す）の上記接地電極は、上記芯材部と、該芯材部よりも線膨張係数が小さい材料からなり上記芯材部が挿通配置される挿入穴を備える有底筒状の表層部とを有している。さらに、上記芯材部の先端部と、上記表層部における上記挿入穴の底部との間には先端側隙間が形成されている。そのため、上記スパークプラグの温度が低い状態においては、上記接地電極を速やかに昇温し、上記スパークプラグの温度が高い状態においては、上記接地電極の温度上昇を抑制することができる。
【０００９】
すなわち、上記スパークプラグの温度が低い状態においては、上記接地電極の内部に上記先端側隙間が形成されている。そのため、上記接地電極における上記先端側隙間が形成された範囲においては、上記挿入穴が形成され中空の上記表層部のみが伝熱経路となる。したがって、上記接地電極における熱抵抗が大きくなり、該接地電極から上記ハウジングへと放熱される熱量が小さくなる。これにより、上記接地電極を速やかに昇温し、上記スパークプラグの着火性能を向上することができる。
【００１０】
また、上記スパークプラグの温度が上昇すると、上記接地電極を構成する上記芯材部及び上記表層部は線膨張する。このとき、上記芯材部を形成する材料の線膨張係数が、上記表層部を形成する材料の線膨張係数よりも大きいため、上記芯材部が上記表層部よりも大きく線膨張し、該芯材部の先端が上記挿入穴の上記底部と当接する。このように、上記先端側隙間が上記芯材部によって塞がれることにより、上記芯材部及び上記表層部の両方を伝熱経路として利用することができる。したがって、上記接地電極における熱抵抗が小さくなり、該接地電極から上記ハウジングへと伝達される熱量を増大させることができる。これにより、上記接地電極の昇温を抑制し、プレイグニッションの発生を防止すると共に、上記接地電極の耐消耗性を向上することができる。
【００１１】
以上のごとく、上記内燃機関用スパークプラグによれば、高温時には接地電極の温度上昇を抑制し、低温時には、接地電極を速やかに昇温することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における、スパークプラグを示す部分断面図。
【図２】図１における、部分拡大図。
【図３】実施例１における、低温時の接地電極を示す部分断面図。
【図４】実施例１における、高温時の接地電極を示す部分断面図。
【図５】確認試験における、接地電極の温度変化を示すグラフ。
【図６】実施例２における、スパークプラグを示す部分断面図。
【図７】実施例２における、接地電極の部分断面図。
【図８】実施例３における、スパークプラグを示す部分断面図。
【図９】実施例３における、接地電極の部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記芯材部における上記挿入穴への挿入長をＬ、上記表層部の線膨張係数をａ、上記芯材部の線膨張係数をｂ、内燃機関の運転前における上記接地電極の温度を想定した基準温度ｔ０と内燃機関の運転時における上記接地電極の温度を想定した設定温度ｔ１との温度差をΔｔとしたとき、上記先端側隙間の大きさＳ１は、Ｓ１＝Ｌ×｛（１＋ｂ×Δｔ）／（１＋ａ×Δｔ）−１｝の関係を満たすことが好ましい。この場合には、上記接地電極が、上記設定温度（ｔ１）まで昇温した際に、上記芯材部の先端面が上記表層部の挿入穴における底部と当接し上記先端側隙間が埋められる。これにより、上記接地電極が上記設定温度に達するまでは、上記接地電極を速やかに昇温し、上記接地電極が上記設定温度以上に昇温された際に、上記接地電極における熱伝導性を向上し、上記接地電極の昇温を抑制することができる。すなわち、内燃機関の運転始動時等には、上記接地電極を速やかに昇温して上記接地電極における着火性を向上することができる。また、内燃機関の運転時に上記接地電極の温度が高くなりすぎることを防ぎ、上記接地電極の耐消耗性を効果的に向上させることができる。
【００１４】
また、上記芯材部における軸方向と直交する径方向において、上記芯材部と上記表層部との間には、径方向隙間が形成されていることが好ましい。上記接地電極の温度が低い場合、上記径方向隙間が形成されることにより、上記芯材部と上記表層部との接触面積が、上記径方向隙間が形成されていない場合に比べて小さくなる。そのため、上記芯材部と上記表層部との間における熱抵抗を大きくすることができる。したがって、上記表層部から上記芯材部へと伝達される熱量が小さくなる。これにより、上記接地電極をより速やかに昇温することができる。また、上記スパークプラグの温度が上昇すると、上記芯材部が膨張し、上記径方向隙間が埋められる。これにより、上記芯材部と上記表層部との接触面積を増大させ、上記接地電極から上記ハウジングへと伝達される熱量を増大させることができる。それゆえ、上記接地電極の温度上昇をより効果的に抑制することができる。
【００１５】
また、上記芯材部における上記径方向の寸法をＷ、上記表層部の線膨張係数をａ、上記芯材部の線膨張係数をｂ、内燃機関の運転前における上記接地電極の温度を想定した基準温度ｔ０と内燃機関の運転時における上記接地電極の温度を想定した設定温度ｔ１との温度差をΔｔとしたとき、上記径方向隙間の大きさＳ２は、Ｓ２＝Ｗ×｛（１＋ｂ×Δｔ）／（１＋ａ×Δｔ）−１｝／２の関係を満たすことが好ましい。この場合には、上記接地電極が、上記設定温度に昇温した際に、上記芯材部の先端面が上記表層部の挿入穴における底部と当接し上記径方向隙間が埋められる。これにより、上記接地電極が上記設定温度に達するまでは、上記接地電極を速やかに昇温し、上記接地電極が上記設定温度以上に昇温された際に、上記接地電極における熱伝導性を向上し、上記接地電極の昇温を抑制することができる。すなわち、内燃機関の運転始動時等には、上記接地電極を速やかに昇温して上記接地電極における着火性をより向上することができる。また、内燃機関の運転時に上記接地電極の温度が高くなりすぎることを防ぎ、上記接地電極の耐消耗性をより効果的に向上させることができる。
【実施例】
【００１６】
（実施例１）
上記内燃機関用スパークプラグにかかる実施例について、図１〜図３を参照して説明する。
図１に示すごとく、内燃機関用スパークプラグ１は、中心電極２と、中心電極２を内側に挿通保持する絶縁碍子３と、絶縁碍子３の基端側の一部を露出させつつ、絶縁碍子３を内側に挿通保持するハウジング４と、ハウジング４に接合されて中心電極２との間に火花放電ギャップＧを形成する接地電極１１とを有している。図２及び図３に示すごとく、接地電極１１は、ハウジング４から延設された芯材部１２と、芯材部１２が挿通配置される挿入穴１４を備えた有底筒状の表層部１３とを有している。芯材部１２の先端部と、表層部１３における挿入穴１４の底部１４１との間には先端側隙間Ｓ１が形成されている。
【００１７】
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、内燃機関において、混合気の着火に用いられる。スパークプラグ１の軸方向において、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、内燃機関の燃焼室（図示略）内に配される。尚、本例においては、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。
【００１８】
スパークプラグ１は、筒状の絶縁碍子３と、絶縁碍子３を内側に保持する筒状のハウジング４と、先端部が突出するように絶縁碍子３の内側に保持された中心電極２と、中心電極２の基端側に配されたステム５と、ハウジング４と接続された接地電極１１とを備えている。
【００１９】
絶縁碍子３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２とステム５とを保持するように形成されている。
ステム５は、絶縁碍子３の内側に挿通保持されるステム本体５１と、ステム本体５１の基端側において絶縁碍子３から露出し点火コイルと接続されるターミナル５２とを有している。
また、ステム５と中心電極２との間には、レジスター６が配されている。このレジスター６は、スパークプラグ１における点火ノイズを抑制するためのものである。
【００２０】
レジスター６を介してステム５と接続された中心電極２は、電極母材２１と、電極母材２１の先端に接合された中心放電チップ２２とを有している。
電極母材２１は、銅合金からなる内層部材と、ニッケル合金からなり内層部材を覆う外層部材とを有している。
中心放電チップ２２は、絶縁碍子３の先端から露出するよう電極母材２１の先端に接合されている。中心放電チップ２２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、中心放電チップ２２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。
【００２１】
ハウジング４は、略円筒形状に形成されており、その内側に絶縁碍子３を挿通保持している。ハウジング４は、絶縁碍子３における基端側を露出させると共に、絶縁碍子３の先端側を覆っている。また、ハウジング４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４の先端面には、接地電極１１が配されている。
【００２２】
図２及び図３に示すごとく、接地電極１１は、ハウジング４から延設された芯材部１２と、芯材部１２を覆う表層部１３とを有している。
芯材部１２は、スパークプラグ１の軸方向に延びる一直線状の四角柱形状に形成されており、その基端部はハウジング４に接合されている。芯材部１２は、銅合金からなり、その線膨張係数の大きさｂは、１６．８×１０−６μｍ／ｍ℃である。なお、線膨張係数の大きさｂは、芯材部１２を形成する材料や、設定温度の温度条件等によって決定される。
【００２３】
表層部１３は、接地電極１１の外形形状と同形状に形成されており、ハウジング４から軸方向の先端側に延びる延設部１３２と、中心電極２の先端と対向して配される対向部１３３と、延設部１３２と対向部１３３とを繋ぐ屈曲部１３４とを形成している。表層部１３は、ニッケル合金からなり、その線膨張係数の大きさａは、１４×１０−６μｍ／ｍ℃である。なお、線膨張係数の大きさａは、表層部１３を形成する材料や、設定温度の温度条件等によって決定される。
対向部１３３は、中心電極２と対向するように配設されており、中心電極２と同軸上に接地電極チップ１１１が配設されている。接地電極チップ１１１の材料としては、中心放電チップ２２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、中心放電チップ２２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。また、接地電極チップ１１１と中心電極２との間には、火花放電ギャップＧが形成されている。
【００２４】
延設部１３２の内側には、芯材部１２を挿入する挿入穴１４が形成されている。挿入穴１４は、軸方向と直交する断面において、芯材部１２よりも一回り大きく形成されており、挿入穴１４の内面と芯材部１２との間には径方向隙間Ｓ２が形成されている。また、挿入穴１４の軸方向の全長は、芯材部１２の全長よりも長く形成されており、芯材部１２の先端部と挿入穴１４の底部１４１との間には先端側隙間Ｓ１が形成されている。
【００２５】
本例において、芯材部１２における挿入穴１４への挿入長をＬ、芯材部１２における径方向の寸法をＷ、表層部１３の線膨張係数をａ、芯材部１２の線膨張係数をｂ、基準温度ｔ０と設定温度ｔ１との温度差をΔｔとする。尚、基準温度ｔ０は、内燃機関の運転前における接地電極１１の温度を想定した温度であり、１５℃〜２５℃程度に設定される。また、設定温度ｔ１は、内燃機関の運転時における接地電極１１の温度を想定した温度であり、４５０〜８００℃程度に設定される。本例において、表層部１３の線膨張係数は、ａ＝１４×１０−６μｍ／ｍ℃であり、芯材部１２の線膨張係数は、ｂ＝１６．８×１０−６μｍ／ｍ℃である。また基準温度は、ｔ０＝２５℃とし、設定温度は、ｔ１＝６５０℃とした。先端側隙間Ｓ１の大きさは、Ｓ１＝Ｌ×｛（１＋ｂ×Δｔ）／（１＋ａ×Δｔ）−１｝の関係を満たすように求められる。また、径方向寸法Ｓ２の大きさは、Ｓ２＝Ｗ×｛（１＋ｂ×Δｔ）／（１＋ａ×Δｔ）−１｝／２の関係を満たすように求められる。
【００２６】
次に本例の作用効果について説明する。
内燃機関用スパークプラグ１の接地電極１１は、芯材部１２と、芯材部１２よりも線膨張係数が小さい材料からなり芯材部１２が挿通配置される挿入穴１４を備える有底筒状の表層部１３とを有している。さらに、芯材部１２の先端部と、表層部１３における挿入穴１４の底部１４１との間には先端側隙間Ｓ１が形成されている。そのため、スパークプラグ１の温度が低い状態においては、接地電極１１を速やかに昇温し、スパークプラグ１の温度が高い状態においては、接地電極１１の温度上昇を抑制することができる。
【００２７】
すなわち、図３に示すごとく、スパークプラグ１の温度が低い状態においては、接地電極１１の内部に先端側隙間Ｓ１が形成されている。そのため、接地電極１１における先端側隙間Ｓ１が形成された範囲においては、挿入穴１４が形成され中空の表層部１３のみが伝熱経路となる。したがって、接地電極１１における熱抵抗が大きくなり、接地電極１１からハウジング４へと放熱される熱量が小さくなる。これにより、接地電極１１を速やかに昇温し、スパークプラグ１の着火性能を向上することができる。
【００２８】
また、図４に示すごとく、スパークプラグ１の温度が上昇すると、接地電極１１を構成する芯材部１２及び表層部１３は線膨張する。このとき、芯材部１２を形成する材料の線膨張係数が、表層部１３を形成する材料の線膨張係数よりも大きいため、芯材部１２が表層部１３よりも大きく線膨張し、芯材部１２の先端が挿入穴１４の底部１４１と当接する。このように、先端側隙間Ｓ１が芯材部１２によって塞がれることにより、芯材部１２及び表層部１３の両方を伝熱経路として利用することができる。したがって、接地電極１１における熱抵抗が小さくなり、接地電極１１からハウジング４へと放熱される熱量を増大させることができる。これにより、接地電極１１の昇温を抑制し、プレイグニッションの発生を防止すると共に、接地電極１１の耐消耗性を向上することができる。
【００２９】
また、芯材部１２における挿入穴１４への挿入長をＬ、表層部１３の線膨張係数をａ、芯材部１２の線膨張係数をｂ、内燃機関の運転前における接地電極１１の温度を想定した基準温度ｔ０と内燃機関の運転時における接地電極１１の温度を想定した設定温度ｔ１との温度差をΔｔとしたとき、先端側隙間Ｓ１の大きさは、Ｓ１＝Ｌ×｛（１＋ｂ×Δｔ）／（１＋ａ×Δｔ）−１｝の関係を満たしている。そのため、接地電極１１が、設定温度（ｔ１）まで昇温した際に、芯材部１２の先端面が表層部１３の挿入穴１４における底部１４１と当接し先端側隙間Ｓ１が埋められる。これにより、接地電極１１が設定温度に達するまでは、接地電極１１を速やかに昇温し、接地電極１１が設定温度以上に昇温された際に、接地電極１１における熱伝導性を向上し、接地電極１１の昇温を抑制することができる。すなわち、内燃機関の運転始動時等には、接地電極１１を速やかに昇温して接地電極１１における着火性を向上することができる。また、内燃機関の運転時に接地電極１１の温度が高くなりすぎることを防ぎ、接地電極１１の耐消耗性を効果的に向上させることができる。
【００３０】
また、芯材部１２における軸方向と直交する径方向において、芯材部１２と表層部１３との間には、径方向隙間Ｓ２が形成されている。接地電極１１の温度が低い場合、径方向隙間Ｓ２が形成されることにより、芯材部１２と表層部１３との接触面積が、径方向隙間Ｓ２が形成されていない場合に比べて小さくなる。そのため、芯材部１２と表層部１３との間における熱抵抗を大きくすることができる。したがって、表層部１３から芯材部１２へと伝達される熱量が小さくなる。これにより、接地電極１１をより速やかに昇温することができる。また、スパークプラグ１の温度が上昇すると、芯材部１２が膨張し、径方向隙間Ｓ２が埋められる。これにより、芯材部１２と表層部１３との接触面積を増大させ、接地電極１１からハウジング４へと伝達される熱量を増大させることができる。それゆえ、接地電極１１の温度上昇をより効果的に抑制することができる。
【００３１】
また、芯材部１２における径方向の寸法をＷ、表層部１３の線膨張係数をａ、芯材部１２の線膨張係数をｂ、内燃機関の運転前における接地電極１１の温度を想定した基準温度ｔ０と内燃機関の運転時における接地電極１１の温度を想定した設定温度ｔ１との温度差をΔｔとしたとき、径方向隙間Ｓ２の大きさは、Ｓ２＝Ｗ×｛（１＋ｂ×Δｔ）／（１＋ａ×Δｔ）−１｝／２の関係を満たしている。そのため、接地電極１１が設定温度に達するまでは、接地電極１１を速やかに昇温し、接地電極１１が、設定温度に昇温した際に、芯材部１２の先端面が表層部１３の挿入穴１４における底部１４１と当接し径方向隙間Ｓ２が埋められる。そのため、設定温度において、接地電極１１における熱伝導性を向上し、接地電極１１の昇温を抑制することができる。すなわち、内燃機関の運転始動時等には、接地電極１１を速やかに昇温して接地電極１１における着火性を向上することができる。また、内燃機関の運転時に接地電極１１の温度が高くなりすぎることを防ぎ、接地電極１１の耐消耗性を効果的に向上させることができる。
【００３２】
以上のごとく、本例の内燃機関用スパークプラグ１によれば、高温時には接地電極１１の温度上昇を抑制し、低温時には、接地電極１１を速やかに昇温することができる。
【００３３】
（確認試験）
本試験においては、図５に示すごとく、実施例１のスパークプラグ１を加熱した際の接地電極１１における温度変化の推移を確認した。
本試験は、内燃機関の回転数を１２００ｒｐｍ〜３６００ｒｐｍ、負荷を５５〜１５６Ｎｍの間で変化させることにより、スパークプラグ１の温度を変化させ、接地電極１１の温度変化を確認した。
試料としては、１つの実施例と２つの従来例とを用いた。
実施例としてのスパークプラグ１は、実施例１に示したスパークプラグ１である。
従来例１のスパークプラグ１は、接地電極１１が芯材部１２と表層部１３とに分割されておらず、一部材によって形成されている。従来例２のスパークプラグ１は、接地電極１１が芯材部１２と表層部１３とに分割されており、芯材部１２と表層部１３との間に先端側隙間Ｓ１及び径方向隙間Ｓ２が形成されていない。その他の構成は実施例１と同様である。
【００３４】
図５は、縦軸を接地電極１１の温度（℃）とし、横軸をスパークプラグ１の温度（℃）とした接地電極１１の温度変化を示すグラフである。尚、スパークプラグ１の温度としては、絶縁碍子３における温度を示している。実線Ｌ１は、実施例のスパークプラグ１における接地電極１１の温度変化を示すものである。破線Ｂ１及び破線Ｂ２は、従来例１及び従来例２のスパークプラグ１における接地電極１１の温度変化をそれぞれ示すものである。
【００３５】
破線Ｂ１に示すごとく、従来例１のスパークプラグ１における接地電極１１の温度は、スパークプラグ１の温度上昇に比例して変化している。また、破線Ｂ２に示すごとく、従来例２のスパークプラグ１における接地電極１１の温度は、従来例１のスパークプラグ１よりも低い温度域で、スパークプラグ１の温度上昇に比例して変化している。
【００３６】
実線Ｌ１に示すごとく、実施例のスパークプラグ１における接地電極１１の温度は、絶縁碍子３の温度が約４１０℃以下の温度域Ｔ１においては、従来例１及び従来例２のスパークプラグ１における接地電極１１の温度よりも高いことが確認された。また、実施例のスパークプラグ１は、スパークプラグ１の温度が約３８０℃〜約５３０℃の間において、接地電極１１の温度が設定温度近傍に達すると、絶縁碍子３の温度上昇に対して、接地電極１１の温度上昇が緩やかになり、温度上昇が抑制されることが確認された。また、実施例のスパークプラグ１は、スパークプラグ１の温度が約５３０℃を超える温度域において、スパークプラグ１の温度上昇に比例して接地電極１１の温度が上昇することが確認された。
【００３７】
このように、実施例のスパークプラグ１においては、スパークプラグ１の温度が比較的低温となる温度域においては、接地電極１１の温度が速やかに昇温されることが確認された。また、接地電極１１の温度が設定温度ｔ1近傍に達すると、接地電極１１の温度上昇が緩やかとなり、温度上昇が抑制されることが確認された。
【００３８】
（実施例２）
本例は、図６及び図７に示すごとく、実施例１のスパークプラグにおける構造を一部変更した例である。
本例のスパークプラグ１において、表層部１３の挿入穴１４は屈曲部１３４の内側まで形成されている。
芯材部１２は、挿入穴１４の形状に沿うように形成されており、ハウジング４から軸方向に延びる芯材延設部１２１と、芯材延設部１２１の先端から表層部１３の屈曲部１３４に沿って形成された芯材屈曲部１２２とを有している。芯材屈曲部１２２の先端部には、芯材屈曲部１２２の径方向外側に向かって突出した位置決め部１２３が形成されている。位置決め部１２３は、芯材屈曲部１２２の先端部における外縁の全周に、鍔状に形成されている。本例においては、位置決め部１２３と挿入穴１４の内周面との間の部分隙間Ｓ３はほぼ０ｍｍに設定してあり、部分隙間Ｓ３の大きさＳ３は、径方向隙間Ｓ２の大きさＳ２よりも小さい。
【００３９】
尚、本例の接地電極１１は、直線状の芯材部１２と、直線状の表層部１３とを準備し、表層部１３の挿入穴１４内に芯材部１２を挿通した後、曲げ加工を施すことにより、接地電極１１の延設部１３２、対向部１３３、屈曲部１３４を形成している。
その他の構成は実施例１と同様である。尚、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、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。
【００４０】
本例のスパークプラグ１においては、芯材部１２に位置決め部１２３を形成することにより、挿入穴１４内において、芯材部１２の位置決めを容易に行うことができる。これにより、芯材部１２と表層部１３との間に径方向隙間Ｓ２を容易に形成することができる。また、屈曲部１３４を形成する際に、芯材部１２と表層部１３との間に径方向隙間Ｓ２を容易に形成することができる。
【００４１】
（実施例３）
本例は、図８及び図９に示すごとく、実施例１のスパークプラグにおける構造を一部変更した例である。
本例のスパークプラグ１において、表層部１３は、表層本体部１３５と表層先端部１３６とを有している。
表層本体部１３５は、接地電極１１における延設部１３２、屈曲部１３４及び対向部１３３の一部を形成している。また、挿入穴１４は表層部１３の全長に貫通して形成されている。
表層先端部１３６は、略直方体形状をなしており、表層本体部１３５との対向面には、表層本体部１３５と反対側に向かって窪んだ凹部１３７を有している。凹部１３７の深さは、先端側隙間Ｓ１の大きさに設定してある。また接地電極チップ１１１は、表層先端部１３６における中心電極２との対向面上に配設されている。
【００４２】
芯材部１２は、挿入穴１４の形状に沿うように形成されており、ハウジング４から軸方向に延びる芯材延設部１２１と、芯材延設部１２１の先端から表層部１３の屈曲部１３４に沿って形成された芯材屈曲部１２２と、対向部１３３の内側に配置される芯材対向部１３３とを有している。本例においては、芯材部１２と表層部１３との間に径方向隙間Ｓ２は形成されていない。
【００４３】
尚、本例の接地電極１１は、直線状の芯材部１２と、直線状の表層本体部１３５とを準備し、表層本体部１３５の挿入穴１４内に芯材部１２を挿通した後、先端側に配置される芯材部１２の端面と表層本体部１３５の端面とを揃えるように切削加工を行う。切削加工を行った端面に表層先端部１３６を接合し、曲げ加工を施すことにより接地電極１１が形成される。このとき、凹部１３７が先端側隙間Ｓ１を形成する。
その他の構成は実施例１と同様である。尚、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、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。
【００４４】
本例のスパークプラグ１によれば、接地電極１１内に先端側隙間Ｓ１を容易かつ確実に形成することができる。
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。
【００４５】
上述の実施例１〜実施例３は、態様の一部を示すものであり、これら以外にも種々の態様とすることができる。例えば、実施例１〜実施例３の構造を組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  内燃機関用スパークプラグ
１１  接地電極
１２  芯材部
１３  表層部
１４  挿入穴
１４１  底部
２  中心電極
３  絶縁碍子
４  ハウジング
【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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