(57)【要約】【課題】  セミ沿面放電による絶縁体の早期消耗・貫通破壊を抑制することができる内燃機関用スパークプラグをを提供する。【解決手段】  本発明の内燃機関用スパークプラグ１００は、絶縁体１４０、中心電極１２０、主体金具１３０、及び沿面接地電極１１０を備えている。このうち、沿面接地電極１１０は、主体金具１３０の先端面１３２から中心電極１２０側を向いて延びる滑らかな内側面１１４であって、絶縁体１４０の先端１４１ｂよりも軸線Ｃ方向先端側まで延びる内側面１１４を有している。この内側面１１４は、絶縁体先端部１１４との間でセミ沿面放電ギャップをなす電極側ギャップ位置１１０ｇを含んでいる。さらに、絶縁体１４０の先端１４１ｂを起点とし、軸線Ｃ方向先端側を正の方向、軸線Ｃ方向基端側を負の方向としたとき、絶縁体１４０の先端１１４ｂから電極側ギャップ位置１１０ｇまでの軸線Ｃ方向距離Ｌ１（ｍｍ）は、−０．８≦Ｌ１≦０．０の関係を満たしている。【選択図】  図２
2005050746.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、
上記軸孔に挿設された中心電極であって、上記絶縁体の先端から突出する中心電極先端部を有する中心電極と、
筒状の主体金具であって、上記絶縁体の周囲を取り囲み、自身の先端より上記絶縁体の一部が突出するように配置された主体金具と、
上記主体金具の先端面に接合された１または複数の沿面接地電極であって、この沿面接地電極と上記中心電極先端部との間に生じさせる火花放電の放電経路の一部に、上記絶縁体のうち上記主体金具の先端よりも先端側に突出する絶縁体先端部の表面に沿う沿面放電経路を含むように、上記絶縁体先端部及び上記中心電極先端部に対する形態を定めてなる沿面接地電極と、
を備える内燃機関用スパークプラグであって、
上記沿面接地電極は、上記主体金具の先端面から上記中心電極側を向いて延びる滑らかな内側面であって、上記絶縁体の先端よりも上記軸線方向先端側まで延びる内側面を有し、
上記沿面接地電極と上記絶縁体先端部との間隙のうち最短の間隙をセミ沿面放電ギャップとしたとき、上記沿面接地電極の内側面は、上記絶縁体先端部との間で上記セミ沿面放電ギャップをなす電極側ギャップ位置を含み、
上記絶縁体の先端を起点とし、上記軸線方向先端側を正の方向、上記軸線方向基端側を負の方向としたとき、上記絶縁体の先端から上記電極側ギャップ位置までの上記軸線方向距離Ｌ１（ｍｍ）は、−０．８≦Ｌ１≦０．０の関係を満たす
内燃機関用スパークプラグ。
【請求項２】
軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁体と、
上記軸孔に挿設された中心電極であって、上記絶縁体の先端から突出する中心電極先端部を有する中心電極と、
筒状の主体金具であって、上記絶縁体の周囲を取り囲み、自身の先端より上記絶縁体の一部が突出するように配置された主体金具と、
上記主体金具の先端面に接合された１または複数の沿面接地電極であって、この沿面接地電極と上記中心電極先端部との間に生じさせる火花放電の放電経路の一部に、上記絶縁体のうち上記主体金具の先端よりも先端側に突出する絶縁体先端部の表面に沿う沿面放電経路を含むように、上記絶縁体先端部及び上記中心電極先端部に対する形態を定めてなる沿面接地電極と、
を備える内燃機関用スパークプラグであって、
上記沿面接地電極は、上記主体金具の先端面から上記中心電極側を向いて延びる滑らかな内側面であって、上記絶縁体の先端よりも上記軸線方向先端側まで延びる内側面を有し、
上記沿面接地電極と上記絶縁体先端部との間隙のうち最短の間隙をセミ沿面放電ギャップとしたとき、上記沿面接地電極の内側面は、上記絶縁体先端部との間で上記セミ沿面放電ギャップをなし、
上記セミ沿面放電ギャップの寸法Ｇ２（ｍｍ）は、０．３５≦Ｇ２≦０．８０の関係を満たす
内燃機関用スパークプラグ。
【請求項３】
軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁体と、
上記軸孔に挿設された中心電極であって、上記絶縁体の先端から突出する中心電極先端部を有する中心電極と、
筒状の主体金具であって、上記絶縁体の周囲を取り囲み、自身の先端より上記絶縁体の一部が突出するように配置された主体金具と、
上記主体金具の先端面に接合された１または複数の沿面接地電極であって、この沿面接地電極と上記中心電極先端部との間に生じさせる火花放電の放電経路の一部に、上記絶縁体のうち上記主体金具の先端よりも先端側に突出する絶縁体先端部の表面に沿う沿面放電経路を含むように、上記絶縁体先端部及び上記中心電極先端部に対する形態を定めてなる沿面接地電極と、
を備える内燃機関用スパークプラグであって、
上記沿面接地電極は、上記主体金具の先端面から上記中心電極側を向いて延びる滑らかな内側面であって、上記絶縁体の先端よりも上記軸線方向先端側まで延びる内側面を有し、
上記沿面接地電極と上記絶縁体先端部との間隙のうち最短の間隙をセミ沿面放電ギャップとしたとき、上記沿面接地電極の内側面は、上記絶縁体先端部との間で上記セミ沿面放電ギャップをなし、
上記中心電極は、
上記絶縁体の先端の近傍に位置し、上記軸線方向先端側ほど縮径する縮径部と、
上記縮径部から上記軸線方向基端側に延びる円筒形状の基端側部と、を有し、
上記絶縁体の先端を起点とし、上記軸線方向先端側を正の方向、上記軸線方向基端側を負の方向としたとき、上記絶縁体の先端から上記縮径部と上記基端側部との間に形成される環状稜線までの上記軸線方向距離Ｎ（ｍｍ）は、Ｎ≧−０．５の関係を満たす
内燃機関用スパークプラグ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３に記載の内燃機関用スパークプラグであって、
前記主体金具に固着され、前記中心電極の先端との間で気中放電ギャップを形成する気中電極を有する
内燃機関用スパークプラグ。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関用スパークプラグであって、
前記沿面接地電極の先端は、前記中心電極の先端より前記軸線方向基端側に位置してなる
内燃機関用スパークプラグ。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の内燃機関用スパークプラグであって、
前記セミ沿面放電ギャップの寸法Ｇ２（ｍｍ）は、０．３５≦Ｇ２≦０．８０の関係を満たし、且つ
前記気中放電ギャップの寸法Ｇ１（ｍｍ）は、０．５≦Ｇ１≦１．１の関係を満たす
内燃機関用スパークプラグ。
【請求項７】
請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の内燃機関用スパークプラグであって、
前記気中電極は、
前記主体金具に固着され前記軸線方向先端側に延びる基端部、この基端部から延設されて上記主体金具の径方向内側に屈曲する屈曲部、及びこの屈曲部から延設されて前記中心電極と上記軸線方向に対向する位置まで延びる先端部を備える気中電極本体部と、
上記気中電極本体部の上記先端部に直接あるいは間接に固着され、上記中心電極の先端との間で前記気中放電ギャップを形成する貴金属チップと、を有し、
上記気中電極本体部の上記先端部のうち上記中心電極側を向く先端部内側面から、上記貴金属チップのうち前記気中放電ギャップを形成するチップ側ギャップ位置までの上記先端部内側面に垂直な方向への距離をＨ（ｍｍ）としたとき、Ｈ≧０．１の関係を満たす
内燃機関用スパークプラグ。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の内燃機関用スパークプラグであって、
前記主体金具の先端外径は１０．１ｍｍ以下である
内燃機関用スパークプラグ。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の内燃機関用スパークプラグであって、
前記沿面接地電極は、前記主体金具の先端面から延び前記軸線方向先端側ほど前記中心電極に近づく形態の基端部を有する
内燃機関用スパークプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用スパークプラグ、特に、沿面接地電極と絶縁体との間では気中放電し、絶縁体と中心電極との間では絶縁体の先端部表面を経由した沿面放電形態で伝播する火花放電が発生する内燃機関用スパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジン性能の改良に伴い、内燃機関用スパークプラグには更なる長寿命化や耐汚損性向上等が求められている。例えば、耐汚損性を改善した内燃機関用スパークプラグとして、セミ沿面放電を生じさせるスパークプラグが知られている（例えば、特許文献１参照）。セミ沿面放電とは、沿面接地電極と絶縁体との間では気中放電し、絶縁体と中心電極との間では絶縁体の先端部表面を経由した沿面放電形態で伝播する火花放電のことをいう。一般に、内燃機関用スパークプラグは、低温環境下で長時間使用されると、いわゆる「燻り」や「かぶり」の状態となり、絶縁体の先端部表面がカーボンなどの導電性汚損物質で覆われて作動不良が生じやすくなる。これに対し、上記のように、セミ沿面放電を生じさせるスパークプラグは、絶縁体の先端部表面に沿う沿面放電によってカーボンなどの汚損物質を焼き切ることができるので、耐汚損性に優れている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６８０３２号公報（第１図、第２図）
【特許文献２】特表平１１−５１０９５８号公報（第１図）
【０００４】
ところで、特許文献１のセミ沿面放電型スパークプラグでは、沿面接地電極の先端が絶縁体先端部に対向しているため、沿面接地電極と絶縁体先端部との間の電界強度が過度に強くなる虞があった。従って、セミ沿面放電により、絶縁体が早期消耗し、あるいは貫通破壊してしまう危険性があった。
【０００５】
これに対し、特許文献２の第１図に示されるセミ沿面放電型スパークプラグでは、沿面接地電極の先端が絶縁体先端部に対向することなく、さらに、絶縁体先端部の径方向外側にも存在することなく、沿面接地電極のうち中心電極側を向いて沿面接地電極の長手方向に延びる内側面と絶縁体先端部との間でセミ沿面放電ギャップ（沿面接地電極と絶縁体先端部との最短距離）を形成している。これにより、沿面接地電極と絶縁体先端部との間の電界強度が過度に強くならず、セミ沿面放電による絶縁体の早期消耗・貫通破壊を抑制するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、セミ沿面放電を生じさせるスパークプラグでは、セミ沿面放電による絶縁体の早期消耗・貫通破壊を抑制することの他、良好な耐汚損性や良好な着火性など、様々な条件を満たすことが求められている。これらの条件を満たすためには、沿面接地電極と他の部位との様々な位置関係（寸法関係）を調整する必要がある。これに対し、特許文献２の第１図に示されるセミ沿面放電型スパークプラグでは、沿面接地電極の寸法形状に関し、沿面接地電極は、単に絶縁体の先端から沿面接地電極の厚さもしくは太さに相当する長さだけ先端側に突出していれば良いとされているだけで、接地電極と他の部位との様々な位置関係（寸法関係）については不明であった。
【０００７】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、セミ沿面放電による絶縁体の早期消耗・貫通破壊を抑制しつつ、良好な耐汚損性、良好な着火性などを得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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
その解決手段は、軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁体と、上記軸孔に挿設された中心電極であって、上記絶縁体の先端から突出する中心電極先端部を有する中心電極と、筒状の主体金具であって、上記絶縁体の周囲を取り囲み、自身の先端より上記絶縁体の一部が突出するように配置された主体金具と、上記主体金具の先端面に接合された１または複数の沿面接地電極であって、この沿面接地電極と上記中心電極先端部との間に生じさせる火花放電の放電経路の一部に、上記絶縁体のうち上記主体金具の先端よりも先端側に突出する絶縁体先端部の表面に沿う沿面放電経路を含むように、上記絶縁体先端部及び上記中心電極先端部に対する形態を定めてなる沿面接地電極と、を備える内燃機関用スパークプラグであって、上記沿面接地電極は、上記主体金具の先端面から上記中心電極側を向いて延びる滑らかな内側面であって、上記絶縁体の先端よりも上記軸線方向先端側まで延びる内側面を有し、上記沿面接地電極と上記絶縁体先端部との間隙のうち最短の間隙をセミ沿面放電ギャップとしたとき、上記沿面接地電極の内側面は、上記絶縁体先端部との間で上記セミ沿面放電ギャップをなす電極側ギャップ位置を含み、上記絶縁体の先端を起点とし、上記軸線方向先端側を正の方向、上記軸線方向基端側を負の方向としたとき、上記絶縁体の先端から上記電極側ギャップ位置までの上記軸線方向距離Ｌ１（ｍｍ）は、−０．８≦Ｌ１≦０．０の関係を満たす内燃機関用スパークプラグである。
【０００９】
本発明の内燃機関用スパークプラグは、沿面接地電極が、主体金具の先端面から中心電極側を向いて延びる滑らかな内側面であって、絶縁体の先端よりも軸線方向先端側まで延びる内側面を有している。さらに、この内側面は、絶縁体先端部との間でセミ沿面放電ギャップをなす電極側ギャップ位置を含んでいる。換言すれば、セミ沿面放電ギャップは、沿面接地電極のうち滑らかな内側面と絶縁体先端部との間で形成される。このため、沿面接地電極と絶縁体先端部との間で電界強度が過度に強くならず、セミ沿面放電（沿面接地電極と絶縁体との間で気中放電し、絶縁体と中心電極との間では絶縁体先端部の表面に沿って沿面放電する火花放電をいう）による絶縁体の早期消耗、貫通破壊を抑制することができる。
【００１０】
さらに、本発明の内燃機関用スパークプラグでは、絶縁体の先端を起点とし、軸線方向先端側を正の方向、軸線方向基端側を負の方向としたとき、絶縁体の先端から電極側ギャップ位置までの軸線方向距離Ｌ１（ｍｍ）が、−０．８≦Ｌ１≦０．０の関係を満たしている。Ｌ１を０．０ｍｍ以下とすることで、換言すれば、セミ沿面放電ギャップを絶縁体の先端よりも軸線方向基端側の位置に形成することで、絶縁体先端部の表面のうち比較的長い距離に亘って沿面放電させることができる。従って、カーボン等の付着によりスパークプラグが汚損した場合には、絶縁体先端部の表面のうち比較的広範囲に亘ってカーボン等の汚損物質を焼き切ることができるので、耐汚損性が良好となる。一方、Ｌ１を−０．８ｍｍ以上とすることで、換言すれば、セミ沿面放電ギャップを絶縁体の先端よりも軸線方向基端側に０．８ｍｍを超えない範囲で形成することで、混合気への着火性を良好とすることができる。これは、沿面接地電極と絶縁体に挟まれた領域では、軸線方向基端側ほど混合気が希薄となる傾向にあるため、セミ沿面放電ギャップが軸線方向基端側に位置するほど混合気への着火性が低下する傾向にあることに基づいている。
【００１１】
なお、沿面接地電極の滑らかな内側面の形状としては、緩やかに屈曲して延びる曲面形状や真っ直ぐ延びる平滑面などが挙げられる。
また、本発明の内燃機関用スパークプラグとしては、例えば、中心電極との間で火花放電する電極として沿面接地電極のみを有するセミ沿面放電型スパークプラグが挙げられる。また、このセミ沿面放電型スパークプラグに、中心電極の先端との間で気中放電ギャップを形成する気中電極を組合わせたスパークプラグとしても良い。
【００１２】
他の解決手段は、軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁体と、上記軸孔に挿設された中心電極であって、上記絶縁体の先端から突出する中心電極先端部を有する中心電極と、筒状の主体金具であって、上記絶縁体の周囲を取り囲み、自身の先端より上記絶縁体の一部が突出するように配置された主体金具と、上記主体金具の先端面に接合された１または複数の沿面接地電極であって、この沿面接地電極と上記中心電極先端部との間に生じさせる火花放電の放電経路の一部に、上記絶縁体のうち上記主体金具の先端よりも先端側に突出する絶縁体先端部の表面に沿う沿面放電経路を含むように、上記絶縁体先端部及び上記中心電極先端部に対する形態を定めてなる沿面接地電極と、を備える内燃機関用スパークプラグであって、上記沿面接地電極は、上記主体金具の先端面から上記中心電極側を向いて延びる滑らかな内側面であって、上記絶縁体の先端よりも上記軸線方向先端側まで延びる内側面を有し、上記沿面接地電極と上記絶縁体先端部との間隙のうち最短の間隙をセミ沿面放電ギャップとしたとき、上記沿面接地電極の内側面は、上記絶縁体先端部との間で上記セミ沿面放電ギャップをなし、上記セミ沿面放電ギャップの寸法Ｇ２（ｍｍ）は、０．３５≦Ｇ２≦０．８０の関係を満たす内燃機関用スパークプラグである。
【００１３】
本発明の内燃機関用スパークプラグは、セミ沿面放電ギャップ寸法Ｇ２（ｍｍ）が０．３５≦Ｇ２≦０．８０の関係を満たしている。０．３５≦Ｇ２≦０．８０とすることで、適切にセミ沿面放電ギャップでの火花放電を生じさせることができる。具体的には、Ｇ２を０．３５ｍｍ以上とすることで、例えば、混合気中の燃料がセミ沿面放電ギャップに入り込んだり、あるいは、セミ沿面放電ギャップの位置でカーボンブリッジが生じることによって、失火する危険性が小さくなる。一方、Ｇ２を０．８０ｍｍ以下とすることで、例えば、カーボン等の導電性汚損物質が、主体金具の筒内の絶縁体表面にまで付着した場合でも、主体金具の内周面と絶縁体汚損部分との間で火花放電してしまう危険性が小さく、適切にセミ沿面放電ギャップにおいて火花放電させることができる。
【００１４】
なお、沿面接地電極の滑らかな内側面としては、請求項１と同様に、緩やかに屈曲して延びる曲面や真っ直ぐ延びる平滑面などが挙げられる。
また、本発明の内燃機関用スパークプラグとしては、請求項１と同様に、セミ沿面放電型スパークプラグや、このセミ沿面放電型スパークプラグに気中電極を組合わせたスパークプラグなどが挙げられる。
【００１５】
さらに、本発明の内燃機関用スパークプラグであって、絶縁体の先端から沿面接地電極の内側面のうち絶縁体先端部との間でセミ沿面放電ギャップをなす電極側ギャップ位置までの軸線方向基端側への距離をＬ１（ｍｍ）としたとき、０．０≦Ｌ１≦０．８の関係を満たす内燃機関用スパークプラグとするのが好ましい。このようにすることで、前述のように、耐汚損性が良好となると共に、混合気への着火性をも良好とすることができる。
【００１６】
他の解決手段は、軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁体と、上記軸孔に挿設された中心電極であって、上記絶縁体の先端から突出する中心電極先端部を有する中心電極と、筒状の主体金具であって、上記絶縁体の周囲を取り囲み、自身の先端より上記絶縁体の一部が突出するように配置された主体金具と、上記主体金具の先端面に接合された１または複数の沿面接地電極であって、この沿面接地電極と上記中心電極先端部との間に生じさせる火花放電の放電経路の一部に、上記絶縁体のうち上記主体金具の先端よりも先端側に突出する絶縁体先端部の表面に沿う沿面放電経路を含むように、上記絶縁体先端部及び上記中心電極先端部に対する形態を定めてなる沿面接地電極と、を備える内燃機関用スパークプラグであって、上記沿面接地電極は、上記主体金具の先端面から上記中心電極側を向いて延びる滑らかな内側面であって、上記絶縁体の先端よりも上記軸線方向先端側まで延びる内側面を有し、上記沿面接地電極と上記絶縁体先端部との間隙のうち最短の間隙をセミ沿面放電ギャップとしたとき、上記沿面接地電極の内側面は、上記絶縁体先端部との間で上記セミ沿面放電ギャップをなし、上記中心電極は、上記絶縁体の先端の近傍に位置し、上記軸線方向先端側ほど縮径する縮径部と、上記縮径部から上記軸線方向基端側に延びる円筒形状の基端側部と、を有し、上記絶縁体の先端を起点とし、上記軸線方向先端側を正の方向、上記軸線方向基端側を負の方向としたとき、上記絶縁体の先端から上記縮径部と上記基端側部との間に形成される環状稜線までの上記軸線方向距離Ｎ（ｍｍ）は、Ｎ≧−０．５の関係を満たす
内燃機関用スパークプラグである。
【００１７】
本発明の内燃機関用スパークプラグでは、絶縁体の先端を起点とし、軸線方向先端側を正の方向、軸線方向基端側を負の方向としたとき、絶縁体の先端から中心電極の縮径部と基端側部との間に形成される環状稜線までの軸線方向距離Ｎ（ｍｍ）が、Ｎ≧−０．５の関係を満たすようにしている。中心電極の環状稜線は角部となるため、その付近に電界が集中し、放電の端点（起点あるいは終点）となる傾向にある。このため、この環状稜線を絶縁体の先端より大きく基端側に位置させると、沿面放電せずに、絶縁体中を貫通して放電してしまう虞がある。これに対し、本発明では、中心電極の環状稜線を、絶縁体の先端から軸線方向基端側に０．５ｍｍ離れた位置よりも軸線方向先端側に配置させている。これにより、この環状稜線付近の電界強度が強くなることで環状稜線を端点として火花放電が生じてしまった場合でも、火花放電が絶縁体を貫通することなく、適切に沿面放電させることができる。
【００１８】
なお、絶縁体の先端から中心電極の環状稜線までの軸線方向距離Ｎ（ｍｍ）は、負の値（環状稜線が絶縁体の先端よりも軸線方向基端側に位置する場合）に限らず、正の値（環状稜線が絶縁体の先端よりも軸線方向先端側に位置する場合）であっても良い。
また、沿面接地電極の滑らかな内側面としては、請求項１と同様に、緩やかに屈曲して延びる曲面や真っ直ぐ延びる平滑面などが挙げられる。また、本発明の内燃機関用スパークプラグとしては、請求項１と同様に、セミ沿面放電型スパークプラグや、このセミ沿面放電型スパークプラグに気中電極を組合わせたスパークプラグなどが挙げられる。
【００１９】
さらに、上記いずれかの内燃機関用スパークプラグであって、前記主体金具に固着され、前記中心電極の先端との間で気中放電ギャップを形成する気中電極を有する内燃機関用スパークプラグとすると良い。
【００２０】
本発明は、セミ沿面放電型スパークプラグに、中心電極の先端との間で気中放電ギャップを形成する気中電極を組合わせたスパークプラグについても適用することができる。このようなスパークプラグにおいても、セミ沿面放電による絶縁体の早期消耗、貫通破壊を抑制しつつ、良好な耐汚損性、良好な着火性などを得ることができる。
【００２１】
なお、気中放電ギャップとは、中心電極の先端と気中電極との間隙のうち最短の間隙をいう。また、着火性と耐久性を向上するため、中心電極の先端及び気中電極のうち中心電極の先端と対向する位置の少なくともいずれかに、貴金属チップを設けるようにしても良い。中心電極の先端に貴金属チップを設けた場合、中心電極の先端は貴金属チップの先端となり、さらに、気中電極に貴金属チップを設けた場合は、気中放電ギャップは両電極の貴金属チップ同士の最短距離となる。この貴金属チップとしては、例えば、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｈなどの貴金属を主成分とする合金が挙げられる。
【００２２】
さらに、上記の内燃機関用スパークプラグであって、前記沿面接地電極の先端は、前記中心電極の先端より前記軸線方向基端側に位置してなる内燃機関用スパークプラグとすると良い。
【００２３】
本発明の内燃機関用スパークプラグは、セミ沿面放電型スパークプラグに、中心電極の先端との間で気中放電ギャップを形成する気中電極を組合わせたスパークプラグにおいて、沿面接地電極の先端を、中心電極の先端より軸線方向基端側に位置させている。このため、気中放電ギャップにおいて火花放電した場合の火炎の拡がりが、沿面接地電極によって妨げられる虞がない。従って、気中放電ギャップにおいて火花放電した際の混合気への着火性を良好とすることができる。
【００２４】
さらに、上記いずれかの内燃機関用スパークプラグであって、前記セミ沿面放電ギャップの寸法Ｇ２（ｍｍ）は、０．３５≦Ｇ２≦０．８０の関係を満たし、且つ前記気中放電ギャップの寸法Ｇ１（ｍｍ）は、０．５≦Ｇ１≦１．１の関係を満たす内燃機関用スパークプラグとすると良い。
【００２５】
本発明の内燃機関用スパークプラグは、セミ沿面放電型スパークプラグに、中心電極の先端との間で気中放電ギャップを形成する気中電極を組合わせたスパークプラグにおいて、セミ沿面放電ギャップ寸法Ｇ２（ｍｍ）を０．３５≦Ｇ２≦０．８０とした場合に、気中放電ギャップ寸法Ｇ１（ｍｍ）が０．５≦Ｇ１≦１．１の関係を満たしている。Ｇ１を０．５ｍｍ以上とすることで、気中放電ギャップにおいて火花放電した際、混合気への着火性を良好とすることができる。具体的には、Ｇ１を０．５ｍｍ以上とすることで、気中放電ギャップに十分な混合気を介在させることができると共に、この混合気に着火するための十分な火花放電を生じさせることができる。
【００２６】
一方、Ｇ１を１．１ｍｍ以下とすることで、気中放電ギャップを経由する放電経路の放電電圧が高くなりすぎないようにし、適切に気中放電ギャップを経由する火花放電を生じさせることができる。具体的には、例えば、気中放電ギャップを経由する放電経路の放電電圧が高すぎることで、汚損していない（絶縁体先端部の表面にカーボン等が付着していない）状況でもセミ沿面放電ギャップにおいて火花放電が生じてしまい、着火性が低下する危険性を小さくできる。あるいは、気中放電ギャップ及びセミ沿面放電ギャップのいずれにおいても火花放電が生じることなく、絶縁体を貫通する放電が生じてしまう危険性を小さくできる。
【００２７】
さらに、上記いずれかの内燃機関用スパークプラグであって、前記気中電極は、前記主体金具に固着され前記軸線方向先端側に延びる基端部、この基端部から延設されて上記主体金具の径方向内側に屈曲する屈曲部、及びこの屈曲部から延設されて前記中心電極と上記軸線方向に対向する位置まで延びる先端部を備える気中電極本体部と、上記気中電極本体部の上記先端部に直接あるいは間接に固着され、上記中心電極の先端との間で前記気中放電ギャップを形成する貴金属チップと、を有し、上記気中電極本体部の上記先端部のうち上記中心電極側を向く先端部内側面から、上記貴金属チップのうち前記気中放電ギャップを形成するチップ側ギャップ位置までの上記先端部内側面に垂直な方向への距離をＨ（ｍｍ）としたとき、Ｈ≧０．１の関係を満たす内燃機関用スパークプラグとすると良い。
【００２８】
本発明の内燃機関用スパークプラグは、気中電極本体部の先端部に、中心電極の先端との間で気中放電ギャップを形成する貴金属チップを設けている。このため、着火性と耐久性（耐火花消耗性）が良好となる。さらに、気中電極本体部の先端部内側面からチップ側ギャップ位置までの先端部内側面に垂直な方向への距離をＨ（ｍｍ）とすると、Ｈ≧０．１の関係を満たすようにしている。換言すれば、気中放電ギャップを気中電極本体部の先端部内側面から０．１ｍｍ以上離れた位置に設けるようにしている。これにより、気中放電ギャップにおいて火花放電した場合の火炎の拡がりが、気中電極本体部の先端部によって妨げられ難くなる。従って、気中放電ギャップにおいて火花放電した際の混合気への着火性を良好とすることができる。
【００２９】
なお、貴金属チップの固着形態としては、例えば、気中電極本体部の先端部内側面上に直接固着した形態が挙げられる。あるいは、気中電極本体部の先端部内側面と貴金属チップとの間に他の貴金属チップ等を介在させる形態で、貴金属チップを設けるようにしても良い。あるいは、気中電極本体部に設けた凹部内に貴金属チップを配置し、少なくとも貴金属チップの先端が気中電極本体部の先端部内側面から突出する形態としても良い。
貴金属チップとしては、例えば、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｈなどの貴金属を主成分とする合金が挙げられる。
【００３０】
さらに、上記いずれかの内燃機関用スパークプラグであって、前記主体金具の先端外径は１０．１ｍｍ以下である内燃機関用スパークプラグとすると良い。
【００３１】
近年、内燃機関の高出力化に伴って燃焼室内における吸気及び排気バルブの大型化や４バルブ化が検討され、また、エンジンが小型化される傾向から、内燃機関用スパークプラグは小型化を望まれている。しかし、セミ沿面放電型スパークプラグ等の沿面放電するスパークプラグでは、小型化（小径化）するほど絶縁体の肉厚は薄くなる傾向にある。このため、絶縁体の早期消耗・貫通破壊の問題は、特に、主体金具のネジ径をＭ１２以下（主体金具の先端外径を１０．１ｍｍ以下）とした場合に深刻となる。
【００３２】
これに対し、本発明の内燃機関用スパークプラグは、主体金具の先端外径を１０．１ｍｍ以下（ネジ径がＭ１２以下の主体金具の先端外径に相当する）としても、沿面接地電極と絶縁体先端部との間の電界強度が過度に強くならず、セミ沿面放電による絶縁体の早期消耗、貫通破壊を抑制することができる。
なお、主体金具の先端外径とは、主体金具の先端角部に形成された面取り部を除いた先端の外径をいい、本発明は、主体金具の外側面に取付ネジ部が形成されていない、いわゆるネジなしプラグについても適用できる。
【００３３】
さらに、上記いずれかの内燃機関用スパークプラグであって、前記沿面接地電極は、前記主体金具の先端面から延び前記軸線方向先端側ほど前記中心電極に近づく形態の基端部を有する内燃機関用スパークプラグとすると良い。
【００３４】
従来の内燃機関用スパークプラグ（特許文献２，Ｆｉｇ．１参照）の沿面接地電極は、その基端部が主体金具の先端面から軸線方向に延びる形状であった。このため、沿面接地電極のうち中心電極側を向いて沿面接地電極の長手方向に延びる内側面と絶縁体先端部との間でセミ沿面放電ギャップを形成するために、一旦沿面接地電極を中心電極側に屈曲させて、絶縁体先端部に近づける必要があった。
これに対し、本発明の内燃機関用スパークプラグでは、沿面接地電極の基端部を、主体金具の先端面から延び、軸線方向先端側ほど中心電極に近づく形態としている。従って、沿面接地電極を中心電極側に屈曲させることなく、沿面接地電極の内側面と絶縁体先端部との間でセミ沿面放電ギャップを形成することができる。このため、沿面接地電極の形成が容易となり、低コストとなる。
【００３５】
さらに、本発明の内燃機関用スパークプラグでは、上記のように沿面接地電極の基端部を中心電極に近づけるために屈曲させる必要がないため、沿面接地電極のセミ沿面放電ギャップ付近の形状を特許文献２（Ｆｉｇ．１）の形状と同一にする場合は、スパークプラグの軸線方向及び径方向のそれぞれについて沿面接地電極の長さを短縮することができる。反対に、沿面接地電極を特許文献２（Ｆｉｇ．１）と同じ軸線方向長さにする場合には、特許文献２（Ｆｉｇ．１）の形状よりも緩やかなカーブを描かせこの部分での電界集中を緩和するなど、適切なセミ沿面放電が生じるように、適切な形状を選択する選択範囲を広げることができる。
【００３６】
特に、本発明の内燃機関用スパークプラグは、Ｍ１２以下の小径プラグについて好適となる。具体的には、以下のような理由による。スパークプラグは、小型化（小径化）するほど、主体金具のうち沿面接地電極が固着される固着面と絶縁体先端部との径方向距離は短くなる。また、主体金具の先端からの絶縁体及び中心電極の突出量が小さくなる傾向にある。このため、特許文献２（Ｆｉｇ．１）のように２カ所で屈曲する形態の沿面接地電極では、スパークプラグの軸線方向及び径方向のそれぞれについて沿面接地電極の長さを小さくするには限界があり、Ｍ１２以下の小径プラグに適用することは困難であった。これに対し、本発明のスパークプラグでは、上述のように、沿面接地電極について中心電極側に屈曲する部分を削減できる分、スパークプラグの軸線方向及び径方向のそれぞれについて沿面接地電極の長さを小さくすることができるので、Ｍ１２以下の小径プラグについても適切なセミ沿面放電ギャップを形成することができる。
【００３７】
なお、沿面接地電極の基端部は、主体金具の先端面から延び、軸線方向先端側ほど中心電極に近づく形態を有していれば良い。例えば、主体金具の先端面を軸線方向先端側ほど軸線から遠くなる斜面とし、この斜面から垂直に延びる直線形状の基端部が挙げられる。また、主体金具の先端面を、特許文献２（Ｆｉｇ．１）と同様に軸線方向に垂直な面とするが、沿面接地電極のうち主体金具の先端面と接合する接合端面を基端部の延びる方向に対し斜めにして接合するようにしても良い。また、基端部は直線形状に限らず、湾曲形状としても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明にかかる実施例１〜４について説明する。
【実施例１】
【００３９】
実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００は、図１に示すように、沿面接地電極１１０、中心電極１２０、主体金具１３０、絶縁体１４０、及び気中電極１５０を備えている。この内燃機関用スパークプラグ１００は、主体金具１３０の外側面に形成されているネジ部１３０ｂを利用して図示しないエンジンのシリンダヘッドに取り付けられ、使用に供される。
【００４０】
ここで、内燃機関用スパークプラグ１００の先端側部分（図１のＢ部）の拡大図を図２に示すと共に、内燃機関用スパークプラグ１００ついて詳細に説明する。絶縁体１４０はアルミナからなり、軸線Ｃ方向に貫通する軸孔１４０ｂを有する筒状体である。主体金具１３０は、外側面に呼びがＭ１０のネジ部１３０ｂが形成された筒状の金属体であり、絶縁体１４０の周囲を間隙を設けて取り囲んでいる。さらに、主体金具１３０の先端面１３２は、軸線Ｃ方向先端側（図２中下方向）ほど軸線Ｃから遠くなる傾斜を有している。なお、本実施例１では、主体金具１３０の先端外径Ｄは、８．５ｍｍとなっている。
【００４１】
中心電極１２０は、絶縁体１４０の軸孔１４０ｂに挿設され、その先端部１２１が絶縁体１４０の先端１４１ｂより先端側に突出するように固設された軸状金属体である。この中心電極１２０は、絶縁体１４０の先端１４１ｂの近傍に位置し軸線Ｃ方向先端側ほど縮径する縮径部１２３と、この縮径部１２３から軸線Ｃ方向基端側に延びる円筒形状の基端側部１２４とを有している。ここで、この縮径部１２３と基端側部１２４との間に形成される環状の稜線を環状稜線１２５（縮径部１２３と基端側部１２４との境界線に相当し、図２中破線で示す）とする。また、絶縁体１４０の先端１４１ｂを起点とし、軸線Ｃ方向先端側（図２中下方向）を正の方向、軸線Ｃ方向基端側（図２中上方向）を負の方向としたとき、絶縁体１４０の先端１４１ｂから中心電極１２０の環状稜線１２５までの距離をＮ（ｍｍ）とする。
【００４２】
このような中心電極１２０を構成する電極母材の金属体としては、Ｎｉ耐熱合金、Ｆｅ耐熱合金等が挙げられる。また、これら電極母材内にＣｕまたはＣｕ合金からなる良熱伝導性金属芯が封入されていても良い。なお、内燃機関用スパークプラグ１００では、中心電極１２０の先端に円盤状の貴金属チップ１２２がレーザ溶接によって固設されている。この貴金属チップ１２２は、例えば、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｈなどの貴金属を主成分とする合金によって形成される。ここで、絶縁体１４０の先端１４１ｂから中心電極１２０の先端１２０ｂ（本実施例１では、貴金属チップ１２２の先端に相当する）までの軸線Ｃ方向先端側への距離をＪ（ｍｍ）とする。
【００４３】
沿面接地電極１１０は、例えば、Ｎｉ耐熱合金やＦｅ耐熱合金からなる金属体であり、中心電極１２０を間に挟んで対向する位置に２つ設けられている。具体的には、沿面接地電極１１０は、主体金具１３０の先端面１３２に固着された直線形状の基端部１１１と、軸線Ｃ方向に延びる直線形状の先端部１１２とを有している。このような沿面接地電極１１０のうち主体金具１３０の先端面１３２から中心電極１２０側を向いて延びる内側面１１４は、滑らかな面を構成している。
【００４４】
ここで、沿面接地電極１１０と絶縁体先端部１４１との間隙のうち最短の間隙をセミ沿面放電ギャップといい、このセミ沿面放電ギャップの寸法をＧ２（ｍｍ）とする。また、絶縁体１４０の先端１４１ｂを起点とし、軸線Ｃ方向先端側を正の方向、軸線Ｃ方向基端側を負の方向としたとき、絶縁体１４０の先端１４１ｂから沿面接地電極１１０の先端１１３（本実施例１では、先端が先端面と一致する）までの軸線方向距離をＬ２（ｍｍ）とする。同様に、絶縁体１４０の先端１４１ｂから沿面接地電極１１０のうち絶縁体先端部１４１との間でセミ沿面放電ギャップをなす電極側ギャップ位置１１０ｇまでの軸線方向距離をＬ１（ｍｍ）とする。
【００４５】
沿面接地電極１１０の基端部１１１は、直線形状を有しており、この基端部１１１のうち主体金具１３０の先端面１３２と接合する接合端面１１６が、基端部１１１の延長方向を向いている（換言すれば、接合端面１１６が、基端部１１１の軸線に垂直となっている）。そして、沿面接地電極１１０の接合端面１１６が先端面１３２と接する形態で先端面１３２に対し垂直に固着されている。これにより、沿面接地電極１１０の基端部１１１が軸線Ｃ方向先端側（図２中下方向）ほど中心電極１２０に近づく形態となっている。
【００４６】
ところで、従来の内燃機関用スパークプラグ（特許文献２，Ｆｉｇ．１参照）の沿面接地電極は、基端部が主体金具の先端面から軸線方向に延びる形状であった。このため、沿面接地電極の内側面と絶縁体先端部との間でセミ沿面ギャップを形成するために、一旦沿面接地電極を中心電極側に屈曲させて、絶縁体先端部に近づけていた。これに対し、本実施形態の内燃機関用スパークプラグ１００では、上述のように、沿面接地電極１１０の基端部１１１が軸線Ｃ方向先端側ほど中心電極１２０に近づく形態となっているので、沿面接地電極１１０を中心電極１２０側に屈曲させることなく、沿面接地電極１１０の内側面１１４と絶縁体先端部１４１との間で、適切なセミ沿面ギャップ寸法Ｇ２を確保することができる。このため、沿面接地電極１１０の形成が容易となり、低コストとなる。
【００４７】
特に、スパークプラグを小型化（小径化）するほど、主体金具１３０の先端面１３２と絶縁体先端部１４１との径方向距離は短くなる。また、主体金具１３０の先端１３１からの絶縁体１４０及び中心電極１２０の突出量が小さくなる傾向にある。このため、特許文献２（Ｆｉｇ．１）のように２カ所で屈曲する形態の沿面接地電極では、スパークプラグの軸線方向及び径方向のそれぞれについて沿面接地電極の長さを小さくするには限界があり、Ｍ１２以下の小径プラグに適用することは困難であった。
【００４８】
これに対し、本実施形態の内燃機関用スパークプラグ１００では、沿面接地電極１１０を中心電極１２０に近づけるために屈曲させる必要がないため、特許文献２（Ｆｉｇ．１）に比して、スパークプラグの軸線Ｃ方向及び径方向のそれぞれについて沿面接地電極１１０の長さを短縮することができる。従って、本実施形態の内燃機関用スパークプラグ１００は、主体金具１３０の先端外径Ｄを８．５ｍｍ（ネジ径がＭ１０の主体金具の先端外径に相当する）としても、適切なセミ沿面ギャップ寸法Ｇ２を確保することができる。
【００４９】
気中電極１５０は、図３に示すように、気中電極本体部１５５と貴金属チップ１５２とを有している。このうち、気中電極本体部１５５は、金属体であり、主体金具１３０の先端面１３２に固着され軸線Ｃ方向先端側に延びる基端部１５４、この基端部１５４から延設されて主体金具１３０の径方向内側に屈曲する屈曲部１５３、及びこの屈曲部１５３から延設されて中心電極１２０と軸線Ｃ方向に対向する位置まで延びる先端部１５１を有している。なお、本実施例１では、気中電極本体部１５５の先端部１５１は、軸線Ｃ方向に対し直交する方向に延びている。
【００５０】
貴金属チップ１５２は、例えば、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｈなどの貴金属を主成分とする合金からなり、気中電極本体部１５５の先端部１５１のうち中心電極１２０の先端１２０ｂと略対向する位置に、抵抗溶接あるいはレーザ溶接によって固設されている。これによって、中心電極１２０の先端１２０ｂと気中電極１５０の貴金属チップ１５２との間で、気中放電ギャップが形成される。なお、この気中放電ギャップの寸法をＧ１（ｍｍ）とする。また、気中電極本体部１５５の先端部１５１のうち中心電極１２０側を向く先端部内側面１５１ｂから貴金属チップ１５２のうち気中放電ギャップを形成するチップ側ギャップ位置１５２ｂまでの先端部内側面１５１ｂに垂直な方向への距離（本実施例１では、先端部内側面１５１ｂからの貴金属チップ１５２の突出量に相当する）をＨ（ｍｍ）とする。
【００５１】
このような内燃機関用スパークプラグ１００に関し、前述した寸法値Ｈ（ｍｍ），Ｎ（ｍｍ），Ｌ１（ｍｍ），Ｌ２（ｍｍ），Ｇ１（ｍｍ），Ｇ２（ｍｍ）の適切な寸法範囲を調査すべく、サンプルを用意して火花放電試験を行った。
まず、絶縁体１４０の先端１４１ｂから沿面接地電極１１０の先端１１３までの距離Ｌ２（ｍｍ）の適切な寸法範囲を調査すべく、Ｊ（ｍｍ），Ｈ（ｍｍ），Ｎ（ｍｍ），Ｌ１（ｍｍ），Ｇ２（ｍｍ），Ｇ１（ｍｍ）の値が同一で、Ｌ２（ｍｍ）の値のみが異なる４種類のサンプルを用意した。具体的には、Ｊ＝１．５（ｍｍ），Ｈ＝０．１（ｍｍ），Ｎ＝−０．３（ｍｍ），Ｌ１＝−０．３（ｍｍ），Ｇ２＝０．３５（ｍｍ），Ｇ１＝２．０（ｍｍ）とし、Ｌ２のみＬ２＝−０．２，−０．１，０．０，０．１（ｍｍ）の４種類とした。なお、本試験では、気中放電ギャップにおいて気中放電させないようにするために、Ｇ１＝２．０（ｍｍ）と大きな値に設定している。
【００５２】
このような４種類のサンプルをそれぞれ、排気量２０００ｃｃのエンジンに取付け、エンジン回転数３５００ｒｐｍで５時間の連続運転を行い、Ｌ２（ｍｍ）と火花放電による絶縁体１４０の貫通破壊との関係を調査した。この試験結果を表１に示す。表１では、貫通破壊が生じたものを×、生じなかったものを○で表示している。なお、４種類のサンプルの放電電圧は、それぞれ３０ｋＶ程度としている。
【００５３】
【表１】
2005050746.tif 000003
【００５４】
表１に示すように、Ｌ２（ｍｍ）を負の値、具体的にはＬ２＝−０．２，−０．１（ｍｍ）に設定した２つのサンプルでは、絶縁体１４０の貫通破壊が生じてしまった。これに対し、Ｌ２（ｍｍ）を０以上の値、具体的にはＬ２＝０．０，０．１（ｍｍ）に設定した２つのサンプルでは、絶縁体１４０の貫通破壊が生じなかった。ところで、本試験で用いたサンプルでは、図２に示すように、沿面接地電極１１０の先端１１３の軸線方向位置と内側面１１４の先端の軸線方向位置とが一致しており、内側面１１４は滑らかに形成されている。換言すれば、沿面接地電極１１０の滑らかな内側面１１４は、沿面接地電極１１０の先端１１３の軸線方向位置まで延びている。
【００５５】
従って、本試験結果より、Ｌ２（ｍｍ）を０以上の値、換言すれば、沿面接地電極１１０の滑らかな内側面１１４を絶縁体の先端よりも軸線方向先端側まで延ばし、この内側面１１４が電極側ギャップ位置１１０ｇを含むようにすることで、絶縁体１４０の貫通破壊を抑制することができるといえる。これは、沿面接地電極１１０の滑らかな内側面１１４が電極側ギャップ位置１１０ｇを含むようにすることで、換言すれば、滑らかな内側面１１４と絶縁体先端部１４１との間でセミ沿面放電ギャップを形成することで、沿面接地電極１１０と絶縁体先端部１４１との間の電界強度が過度に強くならないためと考えられる。
【００５６】
さらに、Ｌ２（ｍｍ）の適切な寸法範囲を調査すべく、Ｊ（ｍｍ），Ｈ（ｍｍ），Ｎ（ｍｍ），Ｌ１（ｍｍ），Ｇ２（ｍｍ），Ｇ１（ｍｍ）の値を同一とし、Ｌ２（ｍｍ）の値のみが異なる７種類のサンプルを用意した。具体的には、Ｊ＝１．５（ｍｍ），Ｈ＝０．１（ｍｍ），Ｎ＝−０．３（ｍｍ），Ｌ１＝−０．３（ｍｍ），Ｇ２＝０．５（ｍｍ），Ｇ１＝０．９（ｍｍ）とし、Ｌ２のみＬ２＝０．０，０．５，１．０，１．５，２．０，２．５，３．０（ｍｍ）の７種類とした。
【００５７】
このような７種類のサンプルをそれぞれ、排気量２０００ｃｃのエンジンに取付け、Ａ／Ｆ（空燃比）をリーン側から推移させ、アイドリング（エンジン回転数７００ｒｐｍ）の条件で着火性の試験を行った。本試験では、上記エンジン条件で、ＨＣスパイクが２分あたり３回発生したときのＡ／Ｆの値を着火限界と判断し、このときのＡ／Ｆの値とＬ２（ｍｍ）との関係を調査した。この試験結果を図４のグラフに示す。
【００５８】
図４に示すように、Ｌ２（ｍｍ）＝０．０，０．５，１．０，１．５（ｍｍ）に設定した４つのサンプルでは、着火限界におけるＡ／Ｆの値が共に１６．８と高い値を示し、極めて良好な着火性を得ることができた。ところが、Ｌ２が１．５ｍｍより大きくなると、具体的にはＬ２＝２．０，２．５，３．０（ｍｍ）に設定した３つのサンプルでは、Ａ／Ｆの値が１６．５，１６．０，１５．０と次第に低下してしまった。すなわち、Ｌ２を１．５ｍｍより大きくすると、着火性が低下してしまった。
【００５９】
ところで、本試験で用いたサンプルでは、上記のように、絶縁体１４０の先端１４１ｂから中心電極１２０の先端１２０ｂまでの軸線Ｃ方向先端側への距離Ｊ＝１．５（ｍｍ）としている。従って、本試験結果より、沿面接地電極１１０の先端１１３を、中心電極１２０の先端１２０ｂよりも軸線Ｃ方向先端側（図２中下方向）に位置させると、着火性が低下してしまうといえる。反対に、沿面接地電極１１０の先端１１３を、中心電極１２０の先端１２０ｂより軸線Ｃ方向基端側に位置させることで、混合気への着火性を良好にできるといえる。これは、気中放電ギャップにおいて火花放電した場合の火炎の拡がりが、沿面接地電極１１１０によって妨げられないためであると考えられる。
【００６０】
次に、絶縁体１４０の先端１４１ｂから電極側ギャップ位置１１０ｇまでの軸線Ｃ方向距離Ｌ１（ｍｍ）の適切な寸法範囲を調査すべく、Ｊ（ｍｍ），Ｈ（ｍｍ），Ｎ（ｍｍ），Ｌ２（ｍｍ），Ｇ２（ｍｍ），Ｇ１（ｍｍ）の値を同一とし、Ｌ１（ｍｍ）の値のみが異なる４種類のサンプルを用意した。具体的には、Ｊ＝１．５（ｍｍ），Ｈ＝０．１（ｍｍ），Ｎ＝−０．２（ｍｍ），Ｌ２＝０．５（ｍｍ），Ｇ２＝０．５（ｍｍ），Ｇ１＝１．０（ｍｍ）とし、Ｌ１のみＬ１＝−０．２，−０．１，０．０，０．１（ｍｍ）の４種類とした。
【００６１】
このような４種類のサンプルをそれぞれ、排気量２０００ｃｃのエンジンに取付け、ＪＩＳ Ｄ １６０６に規定に基づいて、くすぶり汚損試験を行った。本試験では、ＪＩＳ Ｄ １６０６に規定されている所定の運転パターンを１サイクルとし、それぞれのサンプルについて、絶縁抵抗が１０ＭΩに到達するまでのサイクル数を調査した。この試験結果を表２に示す。
【００６２】
【表２】
2005050746.tif 000004
【００６３】
表２に示すように、Ｌ１（ｍｍ）を正の値、具体的にはＬ２＝０．１（ｍｍ）に設定したサンプルでは、７サイクル経過後に絶縁抵抗が１０ＭΩに到達してしまった。これに対し、Ｌ１（ｍｍ）を０．０ｍｍ以下、具体的にはＬ２＝−０．２，−０．１，０．０（ｍｍ）に設定した３つのサンプルでは、絶縁抵抗が１０ＭΩに到達するまでに、８サイクル運転することができた。従って、本試験結果より、Ｌ１（ｍｍ）を０．０ｍｍ以下とすることで、換言すれば、セミ沿面放電ギャップＧ２を絶縁体１４０の先端１４１ｂよりも軸線Ｃ方向基端側の位置に形成することで、絶縁抵抗の低下を抑制、すなわち耐汚損性を良好にできるといえる。
【００６４】
この試験結果の要因は、次のように考えられる。Ｌ１を０．０ｍｍ以下とすることで、換言すれば、セミ沿面放電ギャップＧ２を絶縁体１４０の先端１４１ｂよりも軸線Ｃ方向基端側の位置に形成することで、絶縁体先端部１４１の表面のうち比較的長い距離に亘って沿面放電させることが可能となる。従って、カーボン等の付着によりスパークプラグが汚損した場合には、絶縁体先端部１４１の表面のうち比較的広範囲に亘ってカーボン等の汚損物質を焼き切ることができるので、耐汚損性が良好となる。
【００６５】
さらに、Ｌ１（ｍｍ）の適切な寸法範囲を調査すべく、Ｊ（ｍｍ），Ｈ（ｍｍ），Ｎ（ｍｍ），Ｌ２（ｍｍ），Ｇ２（ｍｍ）の値については変更することなく、Ｌ１のみＬ１＝−１．５，−１．０，−０．５，０．０，０．５（ｍｍ）とした５種類のサンプルを用意した。なお、本試験では、気中放電ギャップにおいて気中放電させないようにするために、Ｇ１＝２．０（ｍｍ）と大きな値に設定している。
【００６６】
このような５種類のサンプルをそれぞれ、排気量２０００ｃｃのエンジンに取付け、Ａ／Ｆ（空燃比）をリーン側から推移させ、アイドリング（エンジン回転数７００ｒｐｍ）の条件で着火性の試験を行った。本試験では、上記エンジン条件で、ＨＣスパイクが２分あたり３回発生したときのＡ／Ｆの値を着火限界と判断し、このときのＡ／Ｆの値とＬ２（ｍｍ）との関係を調査した。この試験結果を図５のグラフに示す。
【００６７】
図５に示すように、Ｌ１＝−１．５，−１．０（ｍｍ）に設定したサンプルでは、着火限界におけるＡ／Ｆの値が１４．５，１５．０と低かったが、Ｌ１＝−０．５，０．０，０．５（ｍｍ）と大きくなるにしたがって、着火限界におけるＡ／Ｆの値が１６．０，１６．５，１６．８と高い値を示し、良好な着火性を得ることができた。このように、本試験では、Ｌ１（ｍｍ）の値が大きくなるにしたがって、換言すれば、セミ沿面放電ギャップＧ２を軸線Ｃ方向基端側に配置するほど、着火限界におけるＡ／Ｆの値が上昇し、着火性が向上することがわかった。特に、図５のグラフより、Ｌ１＝−０．８（ｍｍ）以上で着火限界におけるＡ／Ｆの値が１５．５以上となり、着火性が良好となることがわかった。
【００６８】
従って、Ｌ１を−０．８ｍｍ以上とすることで、換言すれば、セミ沿面放電ギャップＧ２を絶縁体１４０の先端１４１ｂよりも軸線Ｃ方向基端側に０．８ｍｍを超えない範囲で形成することで、混合気への着火性を良好とすることができるといえる。これは、沿面接地電極１１０と絶縁体１４０に挟まれた領域では、軸線Ｃ方向基端側ほど混合気が希薄となる傾向にあるため、セミ沿面放電ギャップＧ２が軸線Ｃ方向基端側に位置するほど混合気への着火性が低下する傾向にあるためと考えられる。
以上で説明したように、Ｌ１（ｍｍ）を０．０ｍｍ以下とすることで耐汚損性を良好にでき、−０．８ｍｍ以上とすることで混合気への着火性を良好とすることができた。従って、−０．８≦Ｌ１≦０．０の関係を満たすことで、耐汚損性を良好にできると共に、着火性をも良好にできるといえる。
【００６９】
次に、セミ沿面放電ギャップ寸法Ｇ２（ｍｍ）の適切な寸法範囲を調査すべく、Ｊ（ｍｍ），Ｈ（ｍｍ），Ｎ（ｍｍ），Ｌ２（ｍｍ），Ｌ１（ｍｍ），Ｇ１（ｍｍ）の値が同一で、Ｇ２（ｍｍ）の値のみが異なる５種類のサンプルを用意した。具体的には、Ｊ＝１．５（ｍｍ），Ｈ＝０．１（ｍｍ），Ｎ＝−０．２（ｍｍ），Ｌ２＝０．５（ｍｍ），Ｌ１＝−０．３（ｍｍ），とし、Ｇ２のみＧ２＝０．３０，０．３５，０．４０，０．４５，０．５０（ｍｍ）の５種類とした。なお、本試験では、気中放電ギャップにおいて気中放電させないようにするために、Ｇ１＝２．０（ｍｍ）と大きな値に設定している。
【００７０】
このような５種類のサンプルをそれぞれ、排気量２０００ｃｃのエンジンに取付け、ＪＩＳ Ｄ １６０６に規定に基づいて、くすぶり汚損試験を行った。本試験では、ＪＩＳ Ｄ １６０６に規定されている所定の運転パターンを１サイクルとし、それぞれのサンプルについて、絶縁抵抗が１０ＭΩに到達するまで運転を行った。その後、それぞれのサンプルについて、セミ沿面放電ギャップの位置でのカーボンブリッジの有無を調査した。この試験結果を表３に示す。表３では、カーボンブリッジが生じたものを×、生じなかったものを○で表示している。なお、本試験は、室温−１０℃の温度条件下で行っている。
【００７１】
【表３】
2005050746.tif 000005
【００７２】
表３に示すように、Ｇ２＝０．３０（ｍｍ）に設定したサンプルでは、カーボンブリッジが生じてしまった。これに対し、Ｇ２を０．３５ｍｍ以上、具体的にはＧ２＝０．３５，０．４０，０．４５，０．５０（ｍｍ）に設定した４つのサンプルでは、カーボンブリッジが生じなかった。従って、本試験結果より、Ｇ２を０．３５ｍｍ以上とすることで、セミ沿面放電ギャップの位置でのカーボンブリッジの発生を抑制することができ、ひいては失火の危険性を小さくできるといえる。
【００７３】
さらに、Ｇ２（ｍｍ）の適切な寸法範囲を調査すべく、Ｊ（ｍｍ），Ｈ（ｍｍ），Ｎ（ｍｍ），Ｌ２（ｍｍ），Ｌ１（ｍｍ）の値については変更することなく、Ｇ２＝０．５，０．６，０．７，０．８，０．９，１．０（ｍｍ）とした６種類のサンプルを用意した。なお、本試験では、Ｇ１＝０．９（ｍｍ）に設定している。
【００７４】
このような６種類のサンプルをそれぞれ、絶縁抵抗が１００ＭΩの燻った状態で、排気量２０００ｃｃのエンジンに取付け、０．２ＭＰａの加圧下で火花放電試験を行った。本試験では、このときのリーク発生率（％）を調査した。なお、本試験でのリークとは、セミ沿面放電ギャップにおいて火花放電することなく、例えば、主体金具の内周面と絶縁体汚損部分との間で火花放電してしまう現象をいう。この試験結果を表４に示す。
【００７５】
【表４】
2005050746.tif 000006
【００７６】
表４に示すように、Ｇ２＝０．５，０．６，０．７，０．８（ｍｍ）に設定した４つのサンプルでは、リークが発生することなく、セミ沿面放電ギャップにおいて適切に火花放電した。これに対し、Ｇ２が０．８０ｍｍを超えたサンプル、具体的にはＧ２＝０．９０，１．００（ｍｍ）に設定した２つのサンプルでは、リークが発生してしまった。具体的には、リーク発生率（％）がそれぞれ５％、１５％となり、Ｇ２が大きくなるにしたがってリーク発生率（％）も上昇した。従って、本試験の結果より、Ｇ２を０．８０ｍｍ以下とすることで、スパークプラグが燻った状態（例えば、カーボン等の導電性汚損物質が、主体金具の筒内の絶縁体表面にまで付着した状態）となっても、リークしてしまう（例えば、主体金具の内周面と絶縁体汚損部分との間で火花放電してしまう）危険性が小さく、適切にセミ沿面放電ギャップにおいて火花放電させることができるといえる。
以上より、０．３５≦Ｇ２≦０．８０とすることで、適切にセミ沿面放電ギャップでの火花放電を生じさせることができるといえる。
【００７７】
次に、絶縁体１４０の先端１４１ｂから中心電極１２０の環状稜線１２５までの軸線Ｃ方向距離Ｎ（ｍｍ）の適切な寸法範囲を調査すべく、Ｊ（ｍｍ），Ｈ（ｍｍ），Ｌ２（ｍｍ），Ｌ１（ｍｍ），Ｇ２（ｍｍ），Ｇ１（ｍｍ）の値が同一で、Ｎ（ｍｍ）の値のみが異なる４種類のサンプルを用意した。具体的には、Ｊ＝１．５（ｍｍ），Ｈ＝０．１（ｍｍ），Ｌ２＝０．０（ｍｍ），Ｌ１＝−０．３（ｍｍ），Ｇ２＝０．３５（ｍｍ），Ｇ１＝２．０（ｍｍ）とし、ＮをＮ＝−０．７，−０．５，−０．３，−０．１（ｍｍ）の４種類とした。なお、本試験では、気中放電ギャップにおいて気中放電させないようにするために、Ｇ１＝２．０（ｍｍ）と大きな値に設定している。
【００７８】
このような４種類のサンプルをそれぞれ、排気量２０００ｃｃのエンジンに取付け、エンジン回転数３５００ｒｐｍで５時間の連続運転を行い、Ｎ（ｍｍ）と絶縁体１４０の貫通破壊との関係を調査した。この試験結果を表５に示す。表５では、貫通破壊が生じたものを×、生じなかったものを○で表示している。なお、４種類のサンプルの放電電圧は、それぞれ３０ｋＶ程度としている。
【００７９】
【表５】
2005050746.tif 000007
【００８０】
表５に示すように、Ｎ＝−０．７（ｍｍ）に設定したサンプルでは、絶縁体１４０の貫通破壊が生じてしまった。これは、次のような理由によるものと考えられる。中心電極１２０の環状稜線１２５は角部となっているため、その付近に電界が集中し、放電の端点（起点あるいは終点）となり易い。従って、この環状稜線１２５を絶縁体１４０の先端１４１ｂより大きく軸線方向基端側に位置させると、絶縁体先端部１４１の表面に沿った沿面放電よりも絶縁体１４０を貫通する放電が生じやすくなるためと考えられる。
【００８１】
これに対し、Ｎ（ｍｍ）を−０．５以上の値、具体的にはＮ＝−０．５，−０．３，−０．１（ｍｍ）に設定した３つのサンプルでは、絶縁体１４０の貫通破壊が生じなかった。従って、本試験結果より、Ｎ≧−０．５、換言すれば、中心電極１２０の環状稜線１２５を、絶縁体１４０の先端１４１ｂから軸線方向基端側に０．５ｍｍ離れた位置よりも軸線方向先端側に配置させることで、絶縁体１４０の貫通破壊を抑制することができるといえる。これは、環状稜線１２５の位置が、絶縁体１４０の先端１４１ｂよりも軸線方向基端側であっても、比較的絶縁体１４０の先端１４１ｂに近い位置であるため、中心電極１２０の環状稜線１２５を起点に火花放電が生じても、火花放電が絶縁体１４０を貫通することなく、適切に沿面放電させることができると考えられる。
【００８２】
次に、０．３５≦Ｇ２≦０．８０とした場合に、気中放電ギャップＧ１（ｍｍ）の適切な寸法範囲を調査すべく、Ｊ（ｍｍ），Ｈ（ｍｍ），Ｌ２（ｍｍ），Ｌ１（ｍｍ），Ｇ２（ｍｍ），Ｎ（ｍｍ）の値が同一で、Ｇ１（ｍｍ）の値のみが異なる５種類のサンプルを用意した。具体的には、Ｊ＝１．５（ｍｍ），Ｈ＝０．１（ｍｍ），Ｌ２＝０．０（ｍｍ），Ｌ１＝−０．３（ｍｍ），Ｎ＝−０．２（ｍｍ）とし、Ｇ１をＧ１＝０．３，０．５，０．７，０．９，１．１（ｍｍ）の５種類とした。なお、本試験では、０．３５≦Ｇ２≦０．８０の好適範囲からＧ２＝０．５（ｍｍ）を選択している。
【００８３】
このような５種類のサンプルをそれぞれ、排気量２０００ｃｃのエンジンに取付け、Ａ／Ｆ（空燃比）をリーン側から推移させ、アイドリング（エンジン回転数７００ｒｐｍ）の条件で着火性の試験を行った。本試験では、上記エンジン条件で、ＨＣスパイクが２分あたり３回発生したときのＡ／Ｆの値を着火限界と判断し、このときのＡ／Ｆの値とＬ２（ｍｍ）との関係を調査した。この試験結果を図６のグラフに示す。
【００８４】
図６に示すように、Ｇ１＝０．３（ｍｍ）に設定したサンプルでは、着火限界におけるＡ／Ｆの値が１５．０と低かったが、Ｇ１＝０．５，０．７，０．９（ｍｍ）と大きくなるにしたがって、着火限界におけるＡ／Ｆの値が、１５．５，１６．０，１７．０と上昇し、良好な着火性を得ることができた。また、Ｇ１＝１．１（ｍｍ）に設定したサンプルでは、Ｇ１＝０．９（ｍｍ）に設定したサンプルに比して着火限界におけるＡ／Ｆの値が低下したが、Ａ／Ｆ＝１５．５と着火性は良好であった。この試験結果より、０．５≦Ｇ１≦１．１とすることで、着火限界におけるＡ／Ｆの値が１５．５以上となり、着火性を良好にできることがわかった。
【００８５】
これは、次のような理由によるものと考えられる。Ｇ１を０．５ｍｍ以上とすることで、気中放電ギャップに十分な混合気を介在させることができると共に、この混合気に着火するための十分な火花放電を生じさせることができるためと考えられる。一方、Ｇ１を１．１ｍｍ以下とすることで、気中放電ギャップを経由する放電経路の放電電圧が高くなりすぎないようにし、適切に気中放電ギャップを経由する火花放電を生じさせることができるためと考えられる。
【００８６】
次に、気中電極本体部１５５の先端部内側面１５１ｂからチップ側ギャップ位置１５２ｂまでの先端部内側面１５１ｂに垂直な方向への距離Ｈ（ｍｍ）の適切な寸法範囲を調査すべく、Ｊ（ｍｍ），Ｎ（ｍｍ），Ｌ２（ｍｍ），Ｌ１（ｍｍ），Ｇ２（ｍｍ），Ｇ１（ｍｍ）の値が同一で、Ｈ（ｍｍ）の値のみが異なる５種類のサンプルを用意した。具体的には、Ｊ＝１．５（ｍｍ），Ｎ＝−０．２（ｍｍ），Ｌ２＝０．５（ｍｍ），Ｌ１＝−０．３（ｍｍ），Ｇ２＝０．５（ｍｍ），Ｇ１＝０．８（ｍｍ）とし、ＨをＨ＝０，０．０５，０．１０，０．１５，０．２０（ｍｍ）の５種類とした。
【００８７】
このような５種類のサンプルをそれぞれ、排気量２０００ｃｃのエンジンに取付け、Ａ／Ｆ（空燃比）をリーン側から推移させ、アイドリング（エンジン回転数７００ｒｐｍ）の条件で着火性の試験を行った。本試験では、上記エンジン条件で、ＨＣスパイクが２分あたり３回発生したときのＡ／Ｆの値を着火限界と判断し、このときのＡ／Ｆの値とＬ２（ｍｍ）との関係を調査した。この試験結果を図７のグラフに示す。
【００８８】
図７に示すように、Ｈ＝０，０．０５（ｍｍ）に設定した２つのサンプルでは、着火限界におけるＡ／Ｆの値が１５．３と低かったが、Ｈ＝０．１０，０．１５，０．２０（ｍｍ）の３つのサンプルでは、着火限界におけるＡ／Ｆの値が、１６．８，１６．９，１７．０と高い値を示し、良好な着火性を得ることができた。従って、本試験結果より、Ｈ≧０．１とすることで、換言すれば、気中放電ギャップを気中電極本体部１５５の先端部内側面１５１ｂから０．１ｍｍ以上離れた位置に設けるようにすることで、混合気への着火性を良好にできるといえる。これは、Ｈ≧０．１とすることで、気中放電ギャップにおいて火花放電した場合の火炎の拡がりが、気中電極本体部１５５の先端部１５１によって妨げられ難くなるためと考えられる。
【００８９】
本実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００は、次のようにして製造する。
まず、主原料にアルミナを使用し、高温で所定の形状に焼成することによって絶縁体１４０を形成する。また、鋼材を使用し、所定の形状に塑性加工することによって略円筒状の主体金具１３０を形成する。次いで、この主体金具１３０の先端側を切削加工し、軸線Ｃ方向先端側ほど軸線Ｃから遠くなる傾斜となる先端面１３２を形成する（図２参照）。
【００９０】
一方、Ｎｉ耐熱合金からなる直線棒状の沿面接地電極１１０を２つ、気中電極１５０を１つ用意する。なお、沿面接地電極１１０のうち主体金具１３０の先端面１３２と接合する接合端面１１６は、直線棒状の沿面接地電極１１０の延長方向を向くように形成する（換言すれば、接合端面１１６は、沿面接地電極１１０の軸線に垂直に形成する）（図８参照）。また、気中電極１５０のうち主体金具１３０の先端面１３２と接合する接合端面１５６は、直線棒状の気中電極１５０の延長方向に対し斜めに形成している（図９参照）。詳細には、気中電極１５０の延長方向を軸線Ｃ方向に一致させたときに、接合端面１５６の傾斜が主体金具１３０の先端面１３２の傾斜と一致するようにしている。また、気中電極１５０の先端部１５２には、貴金属チップ１５２をレーザ溶接によって固着しておく。
【００９１】
次いで、図８に示すように、電気抵抗溶接によって、２つの沿面接地電極１１０を、軸線Ｃを間に挟んで対向するように主体金具１３０の先端面１３２に固着する。このとき、沿面接地電極１１０は、軸線Ｃ方向先端側ほど中心電極１２０に近づく形態となる。次いで、電気抵抗溶接によって、気中電極１５０を、主体金具１３０の先端面１３２のうち２つの沿面接地電極１１０が固着された固着面１３２ｂから９０度ずれた位置に固着する（図８（ｂ）参照）。このとき、気中電極１５０は、図９に示すように、軸線Ｃ方向に延びる形態で主体金具１３０の先端面１３２に固着される。
【００９２】
次いで、沿面接地電極１１０の先端部１１２が軸線Ｃから遠ざかるよに沿面接地電極１１０を屈曲させ、沿面接地電極１１０の先端部１１２を軸線Ｃ方向に延びる形状にする。
その後、呼びがＭ１０のネジ部１３０ｂを主体金具１３０の外側面に形成する。次いで、絶縁体１４０、中心電極１２０、沿面接地電極１１０及び気中電極１５０が固着された主体金具１３０等を組み付ける。次いで、気中電極１５０の先端部１５１がの軸線Ｃ方向に対し垂直に延びるように、気中電極１５０を屈曲させる。このようにして、図１に示すような、内燃機関用スパークプラグ１００が完成する。
【実施例２】
【００９３】
次に、実施例２の内燃機関用スパークプラグ４００ついて説明する。本実施例２の内燃機関用スパークプラグ４００は、図１０に示すように、実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００と比較して、沿面接地電極及び気中電極の形状が異なり、その他の部分については同様である。
【００９４】
実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００では、沿面接地電極１１０の基端部１１１は、軸線Ｃ方向先端側ほど中心電極１２０に近づく形態で、直線形状を有していた（図２参照）。これに対し、本実施例２の内燃機関用スパークプラグ４００では、図１０（ａ）に示すように、沿面接地電極４１０の基端部４１１は、湾曲形状となっているが、軸線Ｃ方向先端側ほど中心電極１２０に近づく形態を有している。このため、本実施例２の内燃機関用スパークプラグ４００でも、沿面接地電極４１０を中心電極１２０側に屈曲させることなく、沿面接地電極４１０の内側面４１４と絶縁体先端部１４１との間で、適切なセミ沿面ギャップＧ２を形成することができる。このように、沿面接地電極の基端部は、その形状に拘わらず、軸線方向先端側ほど中心電極に近づく形態とすることで、沿面接地電極を中心電極側に屈曲させることなく、沿面接地電極の内側面と絶縁体先端部との間で、適切なセミ沿面ギャップを形成することができる。
【００９５】
また、実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００では、図３に示すように、気中電極本体部１５５の先端部１５１を、軸線Ｃ方向に直交する方向に延びるようにした。これに対し、本実施例２の内燃機関用スパークプラグ４００では、図１０（ｂ）に示すように、気中電極４５０の先端部４５１を、軸線Ｃ方向に対し斜めに延びるようにしている。このようにすることで、気中電極４５０の先端部４５１は、中心電極１２０の先端１２０ｂの角部との間で気中放電ギャップを形成することとなる。このため、気中放電ギャップ付近の電界強度が強くなり、気中放電ギャップでの火花放電が良好となる。
【００９６】
さらに、実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００では、図３に示すように、気中電極１５０の先端部１５１に貴金属チップ１５２を設けていた。これに対し、本実施例２の内燃機関用スパークプラグ４００では、図１０に示すように、気中電極４５０の先端部４５１に貴金属チップ１５２が設けられていない。このように、高価な貴金属チップ１５２を削減することで、本実施例２の内燃機関用スパークプラグ４００は低コストとなる。
このような本実施例２の内燃機関用スパークプラグ４００においても、Ｈ（ｍｍ），Ｎ（ｍｍ），Ｌ１（ｍｍ），Ｌ２（ｍｍ），Ｇ１（ｍｍ），Ｇ２（ｍｍ）について、実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００と同様な寸法範囲とすることで、絶縁体１４０の貫通破壊を抑制し、また、着火性を良好とすることができる。
【実施例３】
【００９７】
次に、実施例３の内燃機関用スパークプラグ３００について説明する。本実施例３の内燃機関用スパークプラグ３００は、図１１に示すように、実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００と比較して、沿面接地電極の形状が異なり、その他の部分については同様である。
【００９８】
実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００では、沿面接地電極１１０は１カ所だけ屈曲した形態で、沿面接地電極１１０の先端部１１２を軸線Ｃ方向に延びる形状とした（図２参照）。これに対し、本実施例３の内燃機関用スパークプラグ３００では、実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００と同様に沿面接地電極３１０は１カ所だけ屈曲した形態であるが、沿面接地電極３１０の先端部３１２は、軸線Ｃ方向先端側ほど中心電極１２０に近づく形態となっている。しかしながら、実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００と同様に、沿面接地電極３１０の先端部３１２を、仮想沿面接地電極３１０ｋの仮想先端部３１２ｋに比して中心電極１２０から遠くに位置させているので、適切なセミ沿面ギャップＧ２を形成することができる（図１１参照）。なお、仮想沿面接地電極とは、沿面接地電極を基端部の延長方向に直線状に延ばしたと仮定した場合の沿面接地電極をいう。
【００９９】
このような本実施例３の内燃機関用スパークプラグ３００においても、Ｈ（ｍｍ），Ｎ（ｍｍ），Ｌ１（ｍｍ），Ｌ２（ｍｍ），Ｇ１（ｍｍ），Ｇ２（ｍｍ）について、実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００と同様な寸法範囲とすることで、絶縁体１４０の貫通破壊を抑制し、また、着火性を良好とすることができる。
【実施例４】
【０１００】
次に、実施例４の内燃機関用スパークプラグ５００について説明する。本実施例４の内燃機関用スパークプラグ５００は、図１２に示すように、実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００と比較して、主体金具の先端面及び沿面接地電極の形状が異なり、その他の部分については同様である。
【０１０１】
実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００では、主体金具１３０の先端面１３２を軸線Ｃ方向先端側ほど軸線Ｃから遠くなる斜面とし、この先端面１３２から基端部１１１が垂直に延びるように沿面接地電極１１０を固着した（図２参照）。これにより、沿面接地電極１１０の基端部１１１を軸線Ｃ方向先端側ほど中心電極１２０に近づく形態とした。
これに対し、本実施例４の内燃機関用スパークプラグ５００では、図１２に示すように、主体金具５３０の先端面５３２を軸線Ｃに垂直な面とするが、沿面接地電極５１０の接合端面５１６を基端部５１１の延びる方向に対し斜めに形成し、沿面接地電極５１０の基端部５１１を軸線Ｃ方向先端側ほど中心電極１２０に近づく形態としている。
【０１０２】
このように、本実施例４の内燃機関用スパークプラグ５００においても、実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００と同様に、沿面接地電極の基端部を軸線Ｃ方向先端側ほど中心電極１２０に近づく形態としているので、沿面接地電極５１０を中心電極１２０側に屈曲させることなく、沿面接地電極５１０の内側面５１４と絶縁体先端部１４１との間でセミ沿面ギャップＧ２を形成することができる。
このような本実施例４の内燃機関用スパークプラグ５００においても、Ｈ（ｍｍ），Ｎ（ｍｍ），Ｌ１（ｍｍ），Ｌ２（ｍｍ），Ｇ１（ｍｍ），Ｇ２（ｍｍ）について、実施例１の内燃機関用スパークプラグ１００と同様な寸法範囲とすることで、絶縁体１４０の貫通破壊を抑制し、また、着火性を良好とすることができる。
【０１０３】
以上において、本発明を実施例１〜４に即して説明したが、本発明は、上記実施例１〜４に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施例１〜４の内燃機関用スパークプラグ１００，３００，４００，５００では、主体金具１３０のネジ部１３０ｂの呼び径がＭ１０のスパークプラグを用いた。しかし、本発明はＭ１０のスパークプラグに限定されるものではない。さらに言えば、Ｍ１２以下のもの、例えば、Ｍ１２，Ｍ８の主体金具を有する内燃機関用スパークプラグに対して特に有効となる。
また、本発明は、主体金具の外側面に取付ネジ部が形成さていない、いわゆるネジなしプラグについても適用することができる。
【０１０４】
また、実施例１〜４のの内燃機関用スパークプラグ１００，３００，４００，５００では、沿面接地電極１１０，３１０，４１０，５１０を２つ設け、さらに気中電極１５０，４５０を設けたスパークプラグとした。しかし、気中電極を設けることなく、沿面接地電極のみを有するセミ沿面放電型スパークプラグとしても良い。また、沿面接地電極は１または複数であれば良く、例えば、沿面接地電極を３つあるいは４つ設けるようにしても良い。
また、実施例１〜４のの内燃機関用スパークプラグ１００，３００，４００，５００では、絶縁体１４０の先端１４１ｂから中心電極１２０の環状稜線１２５までの軸線Ｃ方向距離Ｎ（ｍｍ）を負の値（環状稜線１２５を絶縁体１４０の先端１４１ｂよりも軸線Ｃ方向基端側に配置）とした。しかし、正の値（環状稜線１２５を絶縁体１４０の先端１４１ｂよりも軸線Ｃ方向先端側に配置）としても、絶縁体１４０の貫通破壊を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】実施例１にかかる内燃機関用スパークプラグ１００の正面図である。
【図２】実施例１にかかる内燃機関用スパークプラグ１００の先端側の拡大図であり、図１Ｂ部の部分断面図に相当する。
【図３】実施例１にかかる内燃機関用スパークプラグ１００の先端側の拡大図であり、図２の側面図に相当する。
【図４】実施例１にかかる内燃機関用スパークプラグ１００の着火性試験の結果を示すグラフであり、Ｌ２（ｍｍ）の変動に伴うＡ／Ｆの値を示す。
【図５】実施例１にかかる内燃機関用スパークプラグ１００の着火性試験の結果を示すグラフであり、Ｌ１（ｍｍ）の変動に伴うＡ／Ｆの値を示す。
【図６】実施例１にかかる内燃機関用スパークプラグ１００の着火性試験の結果を示すグラフであり、Ｇ１（ｍｍ）の変動に伴うＡ／Ｆの値を示す。
【図７】実施例１にかかる内燃機関用スパークプラグ１００の着火性試験の結果を示すグラフであり、Ｈ（ｍｍ）の変動に伴うＡ／Ｆの値を示す。
【図８】実施例１にかかる内燃機関用スパークプラグ１００の製造方法を説明する説明図である。
【図９】実施例１にかかる内燃機関用スパークプラグ１００の製造方法を説明する説明図である。
【図１０】実施例２にかかる内燃機関用スパークプラグ４００の先端側を示す図であり、（ａ）は部分断面図、（ｂ）はその側面図である。
【図１１】実施例３にかかる内燃機関用スパークプラグ３００の先端側の部分断面図である。
【図１２】実施例４にかかる内燃機関用スパークプラグ５００の先端側の部分断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１００，３００，４００，５００  内燃機関用スパークプラグ
１１０，３１０，４１０，５１０  沿面接地電極
１１０ｇ，３１０ｇ，４１０ｇ，５１０ｇ  電極側ギャプ位置
１１１，３１１，４１１，５１１  沿面接地電極の基端部
１１２，３１２，４１２  沿面接地電極の先端部
１１４，３１４，４１４，５１４  沿面接地電極の内側面
１２０  中心電極
１２０ｂ  チップ側ギャップ位置
１２１  中心電極先端部
１２２，１５２  貴金属チップ
１２３  中心電極の縮径部
１２４  中心電極の基端側部
１２５  中心電極の環状稜線
１３０，５３０  主体金具
１４０  絶縁体
１４１  絶縁体先端部
１４１ｂ  絶縁体の先端
１５０，４５０  気中電極
１５５，４５５  気中電極本体部
１５１ｂ  気中電極本体部の先端部内側面
Ｃ  軸線
Ｄ  主体金具の先端外径
Ｇ１  気中放電ギャップ寸法
Ｇ２  セミ沿面放電ギャップ寸法
Ｈ  気中電極本体部の先端部内側面からチップ側ギャップ位置までの先端部内側面に垂直な方向への距離
Ｊ  絶縁体の先端から中心電極の先端までの軸線Ｃ方向先端側への距離
Ｌ１  絶縁体の先端から電極側ギャップ位置までの軸線方向距離
Ｌ２  絶縁体の先端から沿面接地電極の先端までの軸線方向距離
Ｎ  絶縁体の先端から環状稜線までの軸線方向距離
【図１】
2005050746.tif 000008
【図２】
2005050746.tif 000009
【図３】
2005050746.tif 000010
【図４】
2005050746.tif 000011
【図５】
2005050746.tif 000012
【図６】
2005050746.tif 000013
【図７】
2005050746.tif 000014
【図８】
2005050746.tif 000015
【図９】
2005050746.tif 000016
【図１０】
2005050746.tif 000017
【図１１】
2005050746.tif 000018
【図１２】
2005050746.tif 000019