(57)【要約】【課題】  スパークプラグにおいて、放電電圧を適切に低下させてスパークプラグの小型化に適した構成を提供する。【解決手段】  筒状の主体金具１０と、この主体金具１０の内部に収納保持された絶縁碍子２０と、先端部が絶縁碍子２０から露出した形で絶縁碍子２０に収納保持された中心電極３０と、主体金具１０に取り付けられて中心電極３０の先端部と放電ギャップ５０を介して対向して配置された接地電極４０とを備えるスパークプラグにおいて、中心電極３０の先端部は、円錐状の円錐部３１の先端に円柱状の円柱部３２が形成された形状をなしており、円柱部３２の径φ１が０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下（断面積にすると０．１２ｍｍ2以上０．５１ｍｍ2以下）であり、円錐部３１のテーパ角度θ１が２０°以上８０°未満である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の主体金具（１０）と、
この主体金具の内部に収納保持された絶縁碍子（２０）と、
先端部が前記絶縁碍子から露出した形で前記絶縁碍子に収納保持された中心電極（３０）と、
前記主体金具に取り付けられて前記中心電極の前記先端部と放電ギャップ（５０）を介して対向して配置された接地電極（４０）と、を備えるスパークプラグにおいて、
前記中心電極の前記先端部は、円錐状の円錐部（３１）の先端に円柱状の円柱部（３２）が形成された形状をなしており、
前記円柱部の径（φ１）が０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であり、前記円錐部のテーパ角度（θ１）が８０°未満であることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
前記テーパ角度（θ１）が６０°以下である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】
前記テーパ角度（θ１）が２０°以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のスパークプラグ。
【請求項４】
前記円柱部（３２）の長さ（Ｌ１）が０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のスパークプラグ。
【請求項５】
前記主体金具（１０）の外周にはエンジンへ取り付けるための取付ネジ部（１１）が形成されており、
前記取付ネジ部のネジ径がＭ１０以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のスパークプラグ。
【請求項６】
前記接地電極（４０）が、１極であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のスパークプラグ。
【請求項７】
前記円柱部（３２）が、イリジウム合金からなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のスパークプラグ。
【請求項８】
前記円錐部（３１）の形状は、前記円柱部（３２）の円周面もしくはこの円周面を前記円錐部側へ延長した面と前記円錐部の円錐面との交線により形成される円と、
前記円錐部（３１）の底面側の円と、
これら２つの円を結ぶ円錐面から突出しない面とにより規定されるものであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つ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、スパークプラグに関し、特に中心電極の先端部構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にスパークプラグは、筒状の主体金具と、この主体金具の内部に収納保持された絶縁碍子と、先端部が絶縁碍子から露出した形で絶縁碍子に収納保持された中心電極と、主体金具に取り付けられて中心電極の先端部と放電ギャップを介して対向して配置された接地電極とを備える。
【０００３】
このようなスパークプラグにおいては、中心電極と接地電極との間に電圧を印加することによって、放電ギャップにて火花を飛ばすのであるが、この放電電圧が高電圧であるほど電極の消耗が早くなる。この電極の消耗を抑制するためには、放電電圧の低下が有効である。
【０００４】
また、昨今、エンジンの限られた燃焼空間を有効に活用するために、スパークプラグおよびこれに電圧を供給するための点火コイルの小型化が要望されている。
【０００５】
しかし、スパークプラグを小型化することは、形状的に中心電極を囲む絶縁碍子を薄くすることになり、高い放電電圧に耐えることが困難になってくる。そのため、スパークプラグの小型化に伴い、点火時の放電電圧をより低く抑える必要がある。
【０００６】
従来より、放電電圧を低下させる手法として、中心電極の先端部を構成する円柱チップの径を細くして、この先端部に電界を集中させる方法が知られている。
【０００７】
しかし、あまりチップを細くしても、例えばチップ径を０．４ｍｍよりも細くしても、それに見合っただけの放電電圧低減の効果を得ることはできず、チップの細径化には限界がある。
【０００８】
これに対して、従来では、放電電圧を低減する目的で、中心電極の先端部に径小部を有し、この径小部と中心電極胴部との間に中心電極の軸に向かって凹状となるテーパ面を形成した構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１−１０９６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記した凹状のテーパ面を有する中心電極の先端部構成では、凹状部分の加工が困難であり、寸法のばらつきがある等の問題が生じる。
【００１０】
また、この凹状のテーパ面を有する中心電極の先端部構成において、径小部の先端からテーパ面との連結部までの長さ、すなわち実質的に径小部の長さを、より大きくすれば放電電圧が更に低下することが提案されている。
【００１１】
しかし、当該長さをあまり大きくする（例えば１．３ｍｍよりも大きくする）と、径小部の先端温度が高くなりすぎて電極の消耗が早くなるという問題が生じる。
【００１２】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、スパークプラグにおいて、放電電圧を適切に低下させてスパークプラグの小型化に適した構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明者らは、中心電極の先端部が、円錐状の円錐部とこの円錐部の先端に円錐部の先端よりも径小である円柱状の円柱部が形成された形状をなすものにおいて、円錐部のテーパ角度および円柱部の長さを種々変えて実験検討を行った。本発明は、この検討結果に基づき、実験的に創出されたものである。
【００１４】
すなわち、請求項１に記載の発明では、筒状の主体金具（１０）と、この主体金具の内部に収納保持された絶縁碍子（２０）と、先端部が絶縁碍子から露出した形で絶縁碍子に収納保持された中心電極（３０）と、主体金具に取り付けられて中心電極の先端部と放電ギャップ（５０）を介して対向して配置された接地電極（４０）とを備えるスパークプラグにおいて、中心電極の先端部は、円錐状の円錐部（３１）の先端に円柱状の円柱部（３２）が形成された形状をなしており、円柱部の径（φ１）が０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下（断面積にすると０．１２ｍｍ2以上０．５１ｍｍ2以下）であり、円錐部のテーパ角度（θ１）が８０°未満であることを特徴とする。
【００１５】
それによれば、中心電極の先端部を、円錐状の円錐部の先端に円柱状の円柱部が形成された形状をなすものとしているため、中心電極胴部と径小部である円柱部との間を結ぶテーパ面は、そのテーパ形状が直線状である錐面となる。そのため、そのテーパ面の加工は容易なものになる。
【００１６】
そして、円柱部の径を０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下（断面積にすると０．１２ｍｍ2以上０．５１ｍｍ2以下）とし、円錐部のテーパ角度を８０°未満とすることにより、スパークプラグの放電電圧を低減できるとともに、その低減をカバーするように電界強度を集中させ得ることが実験的に確認された（図３〜図６参照）。
【００１７】
また円柱部の断面積と同じであれば、断面形状が異なっても放電電圧の低減効果は同じであることがわかっている。
【００１８】
よって、本発明によれば、スパークプラグにおいて、放電電圧を適切に低下させてスパークプラグの小型化に適した構成を提供することができる。
【００１９】
ここで、請求項２に記載の発明のように、テーパ角度（θ１）を６０°以下とすれば、より大幅な放電電圧の低下を実現することができ、好ましい。
【００２０】
また、中心電極の先端部の強度を鑑みると、請求項３に記載の発明のように、テーパ角度（θ１）が２０°以上であることが好ましい。
【００２１】
これは、テーパ角度が２０°未満では放電電圧の低下度合が飽和し、それ以上テーパ角度を小さくしても放電電圧低下の効果が小さくなることと、テーパ角度を小さくしすぎると中心電極の先端部の強度が弱くなることのためである。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明のように、円柱部（３２）の長さ（Ｌ１）が０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
これは、径小部としての円柱部の長さが０．３ｍｍ未満であると、短すぎて円柱部の消耗により寿命が短くなり、円柱部の長さが１．０ｍｍよりも大きいと、長すぎて円柱部の放熱性が悪くなって消耗しやすくなるためである。
【００２４】
また、請求項５に記載の発明のように、主体金具（１０）のエンジンへの取付ネジ部（１１）のネジ径がＭ１０以下であるスパークプラグにおいて、上記各手段を用いて好適である。
【００２５】
また、請求項６に記載の発明では、接地電極（４０）が１極であることを特徴としている。
【００２６】
それによれば、円柱部の径を０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下とし、円錐部のテーパ角度を８０°未満とすることにより、スパークプラグの放電電圧を低減できるという効果を適切に実現することができる。
【００２７】
また、請求項７に記載の発明のように、円柱部（３２）としてはイリジウム合金からなるものにできる。
【００２８】
また、請求項８に記載の発明のように、円錐部（３１）の形状は、円柱部（３２）の円周面もしくはこの円周面を円錐部側へ延長した面と円錐部の円錐面との交線により形成される円と、円錐部（３１）の底面側の円と、これら２つの円を結ぶ円錐面から突出しない面とにより規定されるものにできる。
【００２９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るスパークプラグの要部構成を示す図である。
【００３１】
主体金具１０は、炭素鋼を用いて冷間鍛造や切削加工等を行うことにより筒状に形成されている。図１には、主体金具１０の一端部１２側が示されており、主体金具１０の外周面にはエンジンに取り付けるための取付ネジ部１１が形成されている。この取付ネジ部１１のネジ径はＭ１０以下であることが好ましい。
【００３２】
主体金具１０の内部には、アルミナ等の電気絶縁材料よりなる絶縁碍子２０が収納され、主体金具１０に保持されている。
【００３３】
この絶縁碍子２０の軸孔には中心電極３０が収納されており、この中心電極３０は、主体金具１０に対して電気的に絶縁されて保持されている。
【００３４】
中心電極３０はプラグの軸方向（主体金具１０の軸方向）に延びる棒状をなし、その先端部は主体金具１０の一端部１２および絶縁碍子２０の端部２１から突出し露出している。
【００３５】
中心電極３０の先端部は、円錐状の円錐部３１の先端にこの円錐部３１の先端の径以下の径を有する円柱状の円柱部３２が形成された形状をなしている。
【００３６】
そして、円錐部３１は、中心電極３０の先端部に向かって一定のテーパ角度θにて細くなっており、円柱部３２は、円錐部３１からプラグの軸方向に長さＬ１にて延びる径（直径）φ１の円柱状をなしている。
【００３７】
ここで、中心電極３０の先端部において、円錐部３１と円柱部３２とは別体のものである場合、プレス加工や切削加工等にて形成したニッケル合金等からなる円錐部３１の先端部に白金合金やイリジウム合金等からなるチップとしての円柱部３２を溶接等により固定した構成とすることができる。本例では、円錐部３１と円柱部３２とはレーザ溶接されたものとなっている。
【００３８】
なお、円錐部３１と円柱部３２とは、例えば、プレス加工や切削加工等を行うことにより形成された一体のものであっても良い。
【００３９】
ここで、上述したように、本例では、円錐部３１と円柱部３２とを別体のものとし、イリジウム合金からなる円柱部３２をレーザ溶接によりニッケル合金からなる円錐部３１に固定した構成を採用している。図２（ａ）、（ｂ）は、このような本例の中心電極３０の先端部の詳細構成を示す図である。
【００４０】
本例においては、中心電極３０の先端部は、図２（ａ）に示されるように、円錐部３１と円柱部３２との界面において、これら両部３１、３２が溶け合った溶融部３３が存在し、この溶融部３３を介して両部３１、３２が固定されている。このような溶融部３３を有する場合、円柱部３２の長さＬ１は次のように定義される。
【００４１】
図２（ｂ）に示されるように、円柱部３２の先端から円柱部３２の外周面を溶融部３３側へ延長した仮想面と、円錐部３１の外周面すなわちテーパ面を溶融部３３側へ延長した仮想面との交点をＫとする。そして、円柱部３２の長さＬ１は、円柱部３２の先端とこの交点Ｋとの距離として定義される。
【００４２】
また、この円錐部３１の形状は、円柱部３２の円周面もしくはこの円周面を円錐部３１側へ延長した面と円錐部３１の円錐面との交線により形成される円と、円錐部３１の底面側の円と、これら２つの円を結ぶ円錐面から突出しない面とにより規定される。
【００４３】
ここで、溶融部３３のある場合には、上記した２つの円のうちの前者の円は、円柱部３２の円周面を円錐部３１側へ延長した面と円錐部３１の円錐面との交線により形成される円である。
【００４４】
ここにおいて、本実施形態では、円柱部３２の径φ１が０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であり、円錐部３１のテーパ角度θ１が８０°未満であるものにしている。
【００４５】
なお、ここでいう円錐部のテーパ角度とはＪＩＳ  Ｂ０６１２に規定されるものと同じである。また、好ましくはテーパ角度θ１の上限は６０°以下であり、下限は２０°以上であることが望ましい。
【００４６】
また、円柱部３２の長さＬ１は０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましく、また、絶縁碍子２０の端部２１から中心電極３０の先端（円柱部３２の先端）までの長さＬ２（以下、中心電極先端部長さＬ２という）は１．０ｍｍ〜６．０ｍｍ程度にすることができる。
【００４７】
また、中心電極３０の先端部と対向するように、すなわち円柱部３２の先端部と対向するように、接地電極４０が設けられている。
【００４８】
この接地電極４０は、一端部が主体金具１０の一端部に溶接等にて固定されたものであり、他端部が円柱部３２の先端部に対向するように途中部が曲がった形状をなすものである。
【００４９】
そして、互いに対向する接地電極４０の他端部と円柱部３２の先端部との間が放電ギャップ５０として形成されている。そして、中心電極３０と接地電極４０との間に電圧を印加することによって、この放電ギャップ５０にて火花を飛ばし、エンジンの燃焼が行われる。
【００５０】
ところで、本実施形態では、上述したように、中心電極３０の先端部を、円錐状の円錐部３１の先端に円柱状の円柱部３２が形成された形状をなすものとしたことを特徴としている。
【００５１】
そのため、中心電極３０の胴部と径小部である円柱部３２との間を結ぶテーパ面は、テーパ形状が直線状である錐面となり、上述した従来の凹状のテーパ面を有するものに比べて、そのテーパ面の加工は容易なものになる。
【００５２】
また、本実施形態では、円柱部３２の径φ１や長さＬ１、円錐部３１のテーパ角度θ１、さらには上記中心電極先端部長さＬ２について、好ましい寸法を規定したことを特徴としている。
【００５３】
このような寸法の規定は、本発明者等の実験検討結果を根拠とするものであり、限定するものではないが、その検討結果の一例について図３〜図５を参照して述べる。
【００５４】
まず、図３は、円柱部３２の径φ１と放電電圧とテーパ角度θ１との関係を調べた結果を示す図である。ここで、放電電圧とは、中心電極３０と接地電極４０とに電圧を印加したとき放電ギャップ５０にて両電極３０、４０間に火花が飛び始めるときの電圧、すなわち放電が開始されるときの電圧である。
【００５５】
図３では、テーパ角度θ１を６０°、１０５°、１８０°と変えたものについて、円柱部３２の径φ１を変えて放電電圧を測定した。ここでは、円柱部３２の長さＬ１は０．８ｍｍとした。図３からわかるように、テーパ角度θ１が１０５°と１８０°との場合では、円柱部３２の径φ１と放電電圧との関係がほぼ同一である。
【００５６】
これらθ１＝１０５°、１８０°の場合に対し、テーパ角度θ１が６０°の場合では、円柱部３２の径φ１が０．４ｍｍ〜０．８ｍｍの間にて最大で約１０％の放電電圧の低下が見られた。つまり、テーパ角度θ１の小角化の効果が現れた。
【００５７】
なお、円柱部３２の径φ１が０．４ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲外では、このテーパ角度θ１の小角化効果は小さいものになる。
【００５８】
この図３に示される、円柱部３２の径φ１が０．４ｍｍ〜０．８ｍｍの間におけるテーパ角度θ１の小角化効果は、円柱部３２の長さＬ１が０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の間にて普遍的に確認された。この円柱部３２の長さＬ１の範囲は、消耗性を考慮して実用的なレベルである。
【００５９】
これは、径小部としての円柱部３２の長さＬ１が０．３ｍｍ未満であると、短すぎて円柱部３２の消耗により寿命が短くなり、円柱部３２の長さＬ１が１．０ｍｍよりも大きいと、長すぎて円柱部３２の放熱性が悪くなって消耗しやすくなるためである。
【００６０】
次に、図４は、円錐部３１のテーパ角度θ１と放電電圧との関係を調べた結果を示す図である。図４では、円柱部３２の径φ１は０．６ｍｍ、円柱部３２の長さＬ１は０．８ｍｍとした。
【００６１】
図４からわかるように、円錐部３１のテーパ角度θ１が８０°以上まではこのテーパ角度θ１を小さくしていっても放電電圧の低下はほとんど見られないが、テーパ角度θ１が８０°未満に小さくなると、放電電圧の低下が顕著になってくる。
【００６２】
そして、テーパ角度θ１が８０°未満の範囲では、テーパ角度が８０°以上の場合に比べて最大１ｋＶ程度放電電圧が低下している。これは、スパークプラグにおいては、放電電圧の大きな低下を実現しているといえる。また、テーパ角度θ１が２０°未満では、放電電圧の低下度合がほぼ飽和し、それ以上低下しないことを確認している。
【００６３】
また、この図４に示される、円錐部３１のテーパ角度θ１を８０°未満とすることによる放電電圧の低減効果は、円柱部３２の径φ１が０．４ｍｍ〜０．８ｍｍの間、および円柱部３２の長さＬ１が０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの間にて普遍的に確認された。
【００６４】
なお、これら図３、図４に示す放電電圧の低減効果は、上記中心電極先端部長さＬ２が１．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下の範囲で、特に有効に発揮できることを確認している。しかしながら、これをもって本効果の有効性を、中心電極先端部長さＬ２が１．０ｍｍ〜６．０ｍｍの範囲に限定するものではない。
【００６５】
さらに、放電電圧の低下が、中心電極の先端部での電界強度が高くなることによるものであることを確認するため、円錐部３１のテーパ角度θ１と電場解析による電界強度との関係を調べた。電場解析は有限要素法（ＦＥＭ）を用いた。
【００６６】
図５は、その電場解析の結果の一例を示す図であり、電場解析にて中心電極に３０ｋＶ（接地電極は０ｋＶ）の電圧を印加したときの等電位分布を表すものである。図５中、（ａ）は、テーパ角度θ１が１０５°の場合、（ｂ）は、テーパ角度θ１が４０°の場合である。
【００６７】
この等電位分布において等電位線の間隔が狭くなれば、それだけ電界強度が集中していることを表している。図５からわかるように、テーパ角度θ１を１０５°から４０°へ小角化することにより、円柱部３２の先端部における等電位線の曲がりが急になる。すなわち、局所的に電界強度が高くなっている。
【００６８】
テーパ角度θ１が４０°のときは１０５°のときに比べて、円錐部３１のテーパ形状が急であるため、等電位線の間隔が狭くなっており、その影響で中心電極３０の先端すなわち円柱部３２の先端においても等電位線の間隔が狭くなり、電界強度が大きくなる。
【００６９】
図６は、このような電場解析をテーパ角度θ１を変えていった場合について行い、テーパ角度θ１と電場解析による電界強度との関係を求めた結果を示す図である。この電場解析においては、円柱部３２の径φ１は０．６ｍｍ、円柱部３２の長さＬ１は０．８ｍｍとした。
【００７０】
図６からわかるように、テーパ角度θ１が８０°未満の範囲で、中心電極３０の先端すなわち円柱部３２の先端に集中する電界強度の大きさが、テーパ角度θ１が８０°以上のときに比べて１０％程度高くなる。
【００７１】
このことからテーパ角度θ１を８０°未満にすれば、放電電圧が低下しても中心電極の先端に電界が集中することによって適切な火花放電が実現できるといえる。
【００７２】
以上、図３〜図６を参照して、本発明者らの検討結果を述べてきた。ここで、この検討結果をまとめると、円柱部３２の径φ１を０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下とし、円錐部３１のテーパ角度θ１を８０°未満とすることにより、電界強度をより集中させ得ることで、スパークプラグの放電電圧を低減できることが実験的に確認された。
【００７３】
また、図４や図６からわかるように、テーパ角度θ１の上限を６０°以下とすれば、より中心電極３０の先端への電界強度の集中を高めることができ、より大幅な放電電圧の低下を実現できるため、好ましい。
【００７４】
また、テーパ角度θ１の下限が２０°以上であることが好ましい理由は、テーパ角度θ１が２０°未満では放電電圧の低下度合が飽和し、それ以上テーパ角度θ１を小さくしても放電電圧低下の効果が小さくなること（上記図４参照）と、テーパ角度θ１を小さくしすぎると中心電極３０の先端部の強度が弱くなることのためである。
【００７５】
また、一般に、中心電極の先端のエッジ部を鋭く尖らせると、電界強度が高くなり放電電圧が低下することが知られている。
【００７６】
しかし、本実施形態では、上記図５、図６に示したように、中心電極３０の先端部すなわち円柱部３２の先端のエッジ部を鋭く尖らせなくても、放電火花に接しない円錐部３１のテーパ角度θ１を鋭くすることで当該エッジ部を鋭く尖らせたのと同様の効果が得られる。
【００７７】
中心電極の先端のエッジ部は、スパークプラグの使用に伴い、次第に丸まってくるが、本実施形態では、そのようなエッジ部が丸まってきたときでも、適切に電界強度を集中させることができる。
【００７８】
そのため、放電電圧の低電圧化を長期に渡って維持でき、特に取付ネジ部１１のネジ径がＭ１０以下であるスパークプラグに対し、効果が大きい。
【００７９】
以上述べてきたように、本実施形態によれば、スパークプラグにおいて、放電電圧を適切に低下させてスパークプラグの小型化に適した構成を提供することができる。
【００８０】
［接地電極形状についての検討例］
さらに、円錐部３１のテーパ角度θ１と放電電圧との関係が、接地電極形状によって影響するのかどうかを調査した。
【００８１】
ここでは、図７（ａ）に示されるように、接地電極４０が１極のもの、すなわち上記図１に示されるスパークプラグと同様のものと、図７（ｂ）に示されるように、接地電極４０、４０ａ、４０ｂが３極のスパークプラグとを比較した。
【００８２】
図７（ｂ）に示される接地電極３極構成のスパークプラグは、メインの接地電極４０に加えて、２本のサブ接地電極４０ａおよび４０ｂが設けられている。
【００８３】
これらサブ接地電極４０ａおよび４０ｂは、沿面放電用の接地電極であり、いわゆる「くすぶり」防止のためのものである。
【００８４】
そして、これらサブ接地電極４０ａおよび４０ｂは、一端部が主体金具１０の一端部に溶接等にて固定されたものであり、他端部が円柱部３２の先端部の側面に対向するように途中部が曲がった形状をなしている。
【００８５】
図８は、これら図７に示される接地電極１極構成のスパークプラグと接地電極３極構成のスパークプラグとについて、円錐部３１のテーパ角度θ１と放電電圧との関係が、接地電極形状によって影響するのかどうかを調査した結果を示す図である。
【００８６】
この図８では、円柱部３２の径φ１は０．６ｍｍ、円柱部３２の長さＬ１は０．８ｍｍとした。図８からわかるように、接地電極１極構成の場合は、上記図４と同様の結果が得られている。
【００８７】
すなわち、接地電極１極構成の場合、円錐部３１のテーパ角度θ１が８０°以上まではこのテーパ角度θ１を小さくしていっても放電電圧の低下はほとんど見られないが、テーパ角度θ１が８０°未満に小さくなると、放電電圧の低下が顕著になってくる。そして、テーパ角度θ１が８０°未満の範囲では、テーパ角度が８０°以上の場合に比べて最大１ｋＶ程度放電電圧が低下している。
【００８８】
一方、図８からわかるように、接地電極３極構成のスパークプラグの場合、テーパ角度θ１が８０°未満に小さくなっても、接地電極１極構成の場合ほどには、放電電圧の低下効果がないことが確認された。
【００８９】
その理由としては、次のようなことが考えられる。接地電極３極構成の場合、上記図７（ｂ）に示されるように、中心電極３０の先端部の近傍に沿面放電用のサブ接地電極４０ａおよび４０ｂが存在する。
【００９０】
そのサブ接地電極４０ａおよび４０ｂと中心電極３０との距離が近くなると、これら両者の間の等電位分布の間隔（等電位線の間隔）が狭くなり、中心電極３０の先端部の電界強度が大きくなる。
【００９１】
そのため、接地電極３極構成のスパークプラグにおいては、メイン接地電極４０へ放電するときの放電電圧が、接地電極１極構成のスパークプラグよりも低いものになってしまう。
【００９２】
このような理由から、テーパ角度θ１を８０°以上とした場合であっても、接地電極３極構成のスパークプラグでは、テーパ角度θ１を６０°以下にしたときの接地電極１極構成のスパークプラグ並みの低い放電電圧となっている（図８参照）。
【００９３】
したがって、接地電極３極構成のスパークプラグは、テーパ角度θ１を小さくしても、放電電圧の低下効果は飽和すると考えられるため、接地電極１極構成のスパークプラグの方が、上記実施形態による放電電圧低下効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施形態に係るスパークプラグの要部構成を示す図である。
【図２】レーザ溶接を採用した例における中心電極３０の先端部の詳細構成を示す図である。
【図３】円柱部の径φ１と放電電圧とテーパ角度θ１との関係を示す図である。
【図４】円錐部のテーパ角度θ１と放電電圧との関係を示す図である。
【図５】電場解析による等電位分布の様子を示す図である。
【図６】テーパ角度θ１と電場解析による電界強度との関係を示す図である。
【図７】（ａ）は接地電極が１極であるスパークプラグの要部構成を示す図、（ｂ）は接地電極が３極であるスパークプラグの要部構成を示す図である。
【図８】接地電極１極構成のスパークプラグと接地電極３極構成のスパークプラグとについて、円錐部のテーパ角度θ１と放電電圧との関係を調査した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０…主体金具、２０…絶縁碍子、３０…中心電極、３１…円錐部、
３２…円柱部、４０…接地電極、５０…放電ギャップ、
Ｌ１…円柱部の長さ、φ１…円柱部の径、θ１…テーパ角度。
【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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