(57)【要約】【課題】  中心電極１２、１３を複数備える点火プラグにおいて、碍子１１の耐電圧性の低下を抑制しつつ、発火部間距離Ｓ１を拡大可能にする。【解決手段】  複数の中心電極１２、１３は、複数の中心電極１２、１３における先端部の相互の間隔が、複数の中心電極１２、１３における反先端部側の相互の間隔よりも広くなるように、複数の中心電極１２、１３の各中心軸Ｚ２、Ｚ３が所定の角度θをなして配置されている。これによると、強電界部に近い部位である中心電極１２、１３における反先端部側は、相互の間隔が相対的に狭いため、碍子１１における強電界部の肉厚ｔが薄くなるのを抑制することができる。また、中心電極１２、１３における先端部側は相互の間隔が相対的に広いため、発火部間距離Ｓ１を従来よりも大きくとることができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心電極（１２、１３、１３Ａ）における燃焼室側に位置する電極先端部が接地電極（２０、２１、２１Ａ）に対向して配置された点火プラグにおいて、
前記中心電極を複数備え、
前記複数の中心電極は、前記複数の中心電極における前記電極先端部の相互の間隔が、前記複数の中心電極における反電極先端部側の相互の間隔よりも広くなるように、前記複数の中心電極の各中心軸（Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４）が所定の角度（θ）をなして配置されていることを特徴とする内燃機関用点火プラグ。
【請求項２】
前記所定の角度（θ）は、０°を超え６°以下であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用点火プラグ。
【請求項３】
前記所定の角度（θ）は、１．５°を超え４．５°以下であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関用点火プラグ。
【請求項４】
前記中心電極（１２、１３）が筒状の碍子（１１）に絶縁保持され、前記碍子が筒状のハウジング（１０）に収納され、前記接地電極（２０、２１）が前記ハウジングに接合された点火プラグであって、
前記接地電極における前記中心電極の電極先端部に対向する面（２０１、２１１）が、前記碍子の中心軸（Ｚ１）に直交する面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の内燃機関用点火プラグ。
【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、ガス送圧用ポンプなどに使用される内燃機関用点火プラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
中心電極および接地電極を２つ設けて発火部（放電ギャップ）を２つ形成した従来の点火プラグは、２つの中心電極が互いに平行に配置されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５７−１９３７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
２つの中心電極が互いに平行に配置されたプラグの着火性を更に改善する工夫として、２つの中心電極を碍子の径方向外側に移動させて配置する検討を試みたが、碍子における強電界部の肉厚が薄くなってしまい、碍子の耐電圧性が低下してしまうという問題が発生した。
【０００４】
本発明は上記点に鑑みて、碍子の耐電圧性の低下を抑制しつつ、発火部間距離を拡大可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、中心電極（１２、１３、１３Ａ）における燃焼室側に位置する電極先端部が接地電極（２０、２１、２１Ａ）に対向して配置された点火プラグにおいて、中心電極を複数備え、複数の中心電極は、複数の中心電極における電極先端部の相互の間隔が、複数の中心電極における反電極先端部側の相互の間隔よりも広くなるように、複数の中心電極の各中心軸（Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４）が所定の角度（θ）をなして配置されていることを特徴とする。
【０００６】
これによると、強電界部に近い部位である中心電極における反電極先端部側は、相互の間隔が相対的に狭いため、碍子における強電界部の肉厚が薄くなるのを抑制することができる。また、中心電極における電極先端部側は相互の間隔が相対的に広いため、発火部間距離を従来よりも大きくとることができる。したがって、碍子の強電界部の肉厚を確保して碍子の耐電圧性の低下を抑制しつつ、発火部間距離を拡大して着火性を向上させることができる。
【０００７】
ところで、発火部間距離を大きくとるとポケット隙間（碍子とハウジングとの隙間）が狭くなり、くすぶり時に横飛びし易くなり着火性が低下するため、請求項２に記載の発明のように、所定の角度（θ）は、０°を超え６°以下にするのが望ましい。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、所定の角度（θ）は、１．５°を超え４．５°以下であることを特徴とする。これによると、設計、製造上のバラツキを考慮した場合に、碍子の強電解部の肉厚を確実に確保することができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、中心電極（１２、１３）が筒状の碍子（１１）に絶縁保持され、碍子が筒状のハウジング（１０）に収納され、接地電極（２０、２１）がハウジングに接合された点火プラグであって、接地電極における中心電極の電極先端部に対向する面（２０１、２１１）が、碍子の中心軸（Ｚ１）に直交する面に対して傾斜していることを特徴とする。
【００１０】
これによると、接地電極における中心電極の電極先端部に対向する面が碍子の中心軸に直交する面と平行な、いわゆるオーバハングタイプの接地電極を採用した点火プラグ（図１参照）と比較すると、請求項４に記載の発明のようないわゆるスラントタイプの接地電極（図６参照）にした場合、発火部間距離Ｓ１を更に拡大可能となる。
【００１１】
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ものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。図１（ａ）は本発明の第１実施形態に係る点火プラグの全体構成を示す正面断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の下面図、図２は図１の点火プラグにおける発火部近傍の拡大断面図である。
【００１３】
図１および図２に示す点火プラグ１は、１気筒２点点火を行うために一対の発火部（放電ギャップ）Ｇ１、Ｇ２が形成されている。そして、それらの発火部Ｇ１、Ｇ２を図示しない内燃機関の１つの燃焼室に共に臨ませた状態でシリンダヘッドに装着され、発火部Ｇ１、Ｇ２で放電して燃焼室内の混合気を着火させるものである。
【００１４】
点火プラグ１は、導電性の鉄鋼材料よりなる略円筒形状のハウジング１０を有しており、このハウジング１０は、内燃機関におけるシリンダヘッドの雌ネジに螺合される雄ネジ１０１を備えている。ハウジング１０の内部には、アルミナセラミックからなる碍子１１が固定されており、この碍子１１の両端はハウジング１０から突出している。
【００１５】
碍子１１には碍子１１の中心軸Ｚ１方向に延びる２つの穴１１１、１１２が設けられ、その各々の穴１１１、１１２には、導電性の鉄鋼材料よりなる円柱状の中心電極１２、１３、カーボンよりなる抵抗体１４、１５、導電性の鉄鋼材料よりなる円柱状のステム１６、１７が埋設され、それらの構成部品の間はシールグラスで封止されている。
【００１６】
各中心電極１２、１３における燃焼室側に位置する先端面には、貴金属もしくはその合金よりなるチップ１８、１９が接合されている。各ステム１６、１７の頭部には、高電圧を導く線が接続されるターミナルが設けられ、そのターミナルはステム１６、１７に一体もしくは別体で形成されている。また、そのターミナル間の絶縁距離を保つために、ターミナルは碍子１１内に埋没している。
【００１７】
一方、ハウジング１０の端部には、導電性の鉄鋼材料よりなる一対の接地電極２０、２１が接合されている。接地電極２０、２１における中心電極１２、１３の先端部に対向する面２０１、２１１は、碍子中心軸Ｚ１に直交する面と平行になっている。そして、第１中心電極１２のチップ１８と第１接地電極２０が第１発火部Ｇ１を隔てて対向し、第２中心電極１３のチップ１９と第２接地電極２１が第２発火部Ｇ２を隔てて対向している。
【００１８】
碍子１１の２つの穴１１１、１１２は、抵抗体１４、１５やステム１６、１７が埋設された部位は碍子中心軸Ｚ１と平行であり、中心電極１２、１３が埋設された部位は碍子中心軸Ｚ１に対して傾斜している。詳細には、碍子１１の２つの穴１１１、１１２における中心電極１２、１３が埋設された部位は、抵抗体１４、１５やステム１６、１７が埋設された部位側から接地電極２０、２１側に向かうにともなって、碍子中心軸Ｚ１から次第に離れるように傾斜しており、碍子１１の２つの穴１１１、１１２における中心電極１２、１３が埋設された部位はハの字形状になっている。
【００１９】
これにより、２つの中心電極１２、１３の各中心軸Ｚ２、Ｚ３が所定の角度θ（ただし、θ＞０°）をなし、中心電極１２、１３における先端部の相互の間隔が中心電極１２、１３における反先端部側の相互の間隔よりも広くなる。したがって、第１発火部Ｇ１と第２発火部Ｇ２との間の距離（以下、発火部間距離という）Ｓ１を従来よりも大きくとることができ、具体的には、ハウジング１０の雄ネジ１０１がＭ１４のプラグの場合、発火部間距離Ｓ１を１ｍｍ以上拡大可能となる。但し、発火部間距離Ｓ１を大きくとると、碍子１１とハウジング１０との間のポケット隙間Ｓ２が狭くなり、くすぶり時に横飛びし易くなるため、所定の角度θは６°以下とするのが望ましい。
【００２０】
また、強電界部に近い部位である中心電極１２、１３における反先端部側は、相互の間隔が相対的に狭いため、碍子１１における強電界部の肉厚ｔが薄くなるのを抑制することができる。ただし、設計、製造上のバラツキを考慮した場合に、碍子の強電解部の肉厚を確実に確保するためには、所定の角度θは１．５°を超え４．５°以下とするのが望ましい。
【００２１】
次に、上記構成になる点火プラグについて、発火部間距離Ｓ１をパラメータとして着火性の評価を行った。
【００２２】
評価品として、発火部間距離Ｓ１が、５ｍｍ、１０ｍｍのプラグを用意した。また、比較のために従来のプラグを用意した。その従来のプラグは、２つの中心電極が互いに平行で、発火部間距離Ｓ１が３ｍｍである。なお、いずれのプラグも、ハウジング１０の雄ネジ１０１はＭ１４である。
【００２３】
評価試験は、上記評価品を排気量１８００ｃｃの内燃機関に搭載し、３４Ｎｍ／１６００ｒｐｍ、理論空燃比の条件で行った。着火性は、発火部Ｇ１、Ｇ２での放電開始からの経過時間に対する火炎体積にて評価した。図３はその結果を示すもので、縦軸は火炎体積、横軸は放電開始からの経過時間であり、発火部間距離Ｓ１が大きいプラグほど火炎の成長が速くなり、着火性が向上することが確認された。
【００２４】
上記した本実施形態によれば、中心電極１２、１３における反先端部側は相互の間隔が相対的に狭いため、碍子１１における強電界部の肉厚ｔが薄くなるのを抑制することができ、一方、中心電極１２、１３における先端部側は相互の間隔が相対的に広いため、発火部間距離Ｓ１を従来よりも大きくとることができる。したがって、碍子１１の強電界部の肉厚ｔを確保して碍子１１の耐電圧性の低下を抑制しつつ、発火部間距離Ｓ１を拡大して着火性を向上させることができる。
【００２５】
（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態に係る点火プラグの要部の斜視図、図５（ａ）は図４のＡ−Ａ線に沿う断面図、図５（ｂ）は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図５（ｃ）は図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００２６】
第１実施形態では、碍子１１の２つの穴１１１、１１２における抵抗体１４、１５やステム１６、１７が埋設された部位は碍子中心軸Ｚ１と平行であったが、本実施形態では、その部位を碍子中心軸Ｚ１に対して傾斜させたものである。なお、その他の点は第１実施形態と共通している。
【００２７】
図４および図５に示すように、碍子１１の２つの穴１１１、１１２の各軸は、高電圧が供給される側の開口端部（図４の上部側）から中心電極１２、１３側の開口端部までストレートである。また、碍子１１の２つの穴１１１、１１２の各軸は非平行になっていて、碍子１１の２つの穴１１１、１１２は、碍子１１の強電界部近傍で最も近接し、中心電極１２、１３側の開口端部で最も離れている。
【００２８】
本実施形態によれば、碍子１１の強電界部の肉厚ｔを確保して碍子１１の耐電圧性の低下を抑制しつつ、発火部間距離Ｓ１を拡大して着火性を向上させることができる。
【００２９】
（第３実施形態）
図６は本発明の第３実施形態に係る点火プラグの要部の断面図である。第１実施形態では、接地電極２０、２１における中心電極１２、１３の先端部に対向する面２０１、２１１を、碍子中心軸Ｚ１に直交する面と平行にしたが、本実施形態では、接地電極２０、２１における中心電極１２、１３の先端部に対向する面２０１、２１１を、碍子中心軸Ｚ１に直交する面に対して傾斜させたものである。なお、その他の点は第１実施形態と共通している。
【００３０】
第１実施形態のようないわゆるオーバハングタイプの接地電極２０、２１を採用した点火プラグ（図１参照）と比較すると、本実施形態のようないわゆるスラントタイプの接地電極２０、２１にした場合、発火部間距離Ｓ１を更に１ｍｍ以上拡大可能となる。
【００３１】
（第４実施形態）
図７は本発明の第４実施形態に係る点火プラグの要部の断面図である。第１実施形態では、中心電極１２、１３および接地電極２０、２１をそれぞれ２つ設けたが、本実施形態は、中心電極１２、１３、１３Ａおよび接地電極２０、２１、２１Ａをそれぞれ３つ設けたものである。なお、その他の点は第１実施形態と共通している。
【００３２】
そして、中心電極１２、１３、１３Ａにおける先端部の相互の間隔が中心電極１２、１３、１３Ａにおける反先端部側の相互の間隔よりも広くなるように、３つの中心電極１２、１３、１３Ａの各中心軸Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４に所定の角度θを持たせることにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る点火プラグの全体構成を示す正面断面図、（ｂ）は（ａ）の下面図である。
【図２】図１の点火プラグにおける発火部近傍を拡大して示す正面断面図である。
【図３】図１の点火プラグの着火性に関する評価結果を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る点火プラグの要部の斜視図である。
【図５】（ａ）は図４のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る点火プラグの要部の断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る点火プラグの要部の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１２、１３、１３Ａ…中心電極、２０、２１、２１Ａ…接地電極、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４…中心電極の中心軸、θ…所定の角度。
【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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