(57)【要約】  【課題】  燃焼安定性に優れた内燃機関の点火プラグを提供する。  【解決手段】  内燃機関の点火プラグ１は、金属製のハウジング２の内側に絶縁体８，９，１０を介して保持され、先端に中心電極６が形成された電極部材４と、接地されハウジングに保持された外側電極５と、を有し、中心電極６と外側電極５との間で放電し火花を発生させることによって筒内の混合気を点火させるものであって、内燃機関の暖機状態に応じて熱価を変化させ、冷機時には点火プラグの熱価を下げ、暖機後には点火プラグの熱価を上げる。  【選択図】  図１
2005188340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のハウジングの内側に絶縁体を介して保持され、先端に中心電極が形成された電極部材と、接地されハウジングに保持された外側電極と、を有し、中心電極と外側電極との間で放電し火花を発生させることによって筒内の混合気を点火させる内燃機関の点火プラグにおいて、
内燃機関の暖機状態に応じて熱価を変化させ、冷機時には点火プラグの熱価を下げ、暖機後には点火プラグの熱価を上げることを特徴とする内燃機関の点火プラグ。
【請求項２】
プラグギャップを変化させることで熱価を変化させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の点火プラグ。
【請求項３】
冷機時にはプラグギャップを広げ、暖機後にはプラグギャップを相対的に狭めることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の点火プラグ。
【請求項４】
ハウジングと絶縁体との間に内燃機関の暖機状態に応じて体積が変化する物質を密封し、上記物質の熱膨張を利用してプラグギャップを変化させることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の点火プラグ。
【請求項５】
電極部材を進退駆動するアクチュエータを有し、暖機状態に応じてアクチュエータを制御することでプラグギャップを変化させることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の点火プラグ。
【請求項６】
絶縁体とハウジングとの接触面積を変化させることで熱価を変化させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の点火プラグ。
【請求項７】
内燃機関との取り付け部位の近傍で、絶縁体とハウジングとの接触面積を変化させることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の点火プラグ。
【請求項８】
冷機時には絶縁体とハウジングとの接触面積を小さくし、暖機後には絶縁体とハウジングとの接触面積を相対的に大きくすることを特徴とする請求項６または７に記載の内燃機関の点火プラグ。
【請求項９】
ハウジングと絶縁体との間に内燃機関の暖機状態に応じて膨張する物質を密封し、上記物質の熱膨張を利用して絶縁体とハウジングとの接触面積を変化させることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の内燃機関の点火プラグ。
【請求項１０】
絶縁体を進退駆動するアクチュエータを有し、暖機状態に応じてアクチュエータを制御することで絶縁体とハウジングとの接触面積を変化させることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の内燃機関の点火プラグ。
【請求項１１】
絶縁体とハウジングとの接触面積及びプラグギャップを変化させることで熱価を変化させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の点火プラグ。
【請求項１２】
冷機時には、プラグギャップを広げると共に絶縁体とハウジングとの接触面積を小さくし、
暖機後には、プラグギャップを相対的に狭めると共に絶縁体とハウジングとの接触面積を相対的に大きくすることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の点火プラグ。
【請求項１３】
ハウジングと絶縁体との間に内燃機関の暖機状態に応じて膨張する物質を密封し、上記物質の熱膨張を利用して、絶縁体とハウジングとの接触面積及びプラグギャップを変化させることを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関の点火プラグ。
【請求項１４】
電極部材及び絶縁体を進退駆動するアクチュエータを有し、暖機状態に応じてアクチュエータを制御することで絶縁体とハウジングとの接触面積及びプラグギャップを変化させることを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関の点火プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火プラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
点火プラグは、低温時の汚損性と高温時のプレイグニッションとの両立が可能な熱価を選定する必要があり、特に高温時のプレイグニションを防ぐため熱価の高いプラグを使用する場合が多い。そのため冷機始動時の着火性が悪く、排気性能及び燃焼安定性が悪化してしまうという問題がある。
【０００３】
また、特許文献１には、エンジン回転数を含む機関パラメータに応じてプラグギャップを変化させ、希薄燃料使用による排気清浄化及び燃費向上を図った点火プラグが開示されている。
【特許文献１】特開平９−２１９２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された点火プラグにおいては、エンジン回転数等に応じてプラグギャップを変化させるため、運転条件の細かな変化に応じてプラグギャップが変化することになり、かえって燃焼が不安定になってしまう可能性がある。例えば、冷機時には、本来プラグギャップを広めにし、スパークで発生する火炎核の冷却を抑制した場合でも、中高負荷時にはプラグギャップが縮小することなり、燃焼が安定しないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明は、金属製のハウジングの内側に絶縁体を介して保持され、先端に中心電極が形成された電極部材と、接地されハウジングに保持された外側電極と、を有し、中心電極と外側電極との間で放電し火花を発生させることによって筒内の混合気を点火させる内燃機関の点火プラグにおいて、内燃機関の暖機状態に応じて熱価を変化させ、冷機時には点火プラグの熱価を下げ、暖機後には点火プラグの熱価を上げることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、冷機時には点火プラグの熱価が下がるため、スパークによって中心電極と外側電極との間に生じる火炎核の冷却が抑制され着火性を向上させることができると共に、燃焼が安定するため更なる点火時期遅角化を実施することが可能となり、触媒の早期活性化のための排気温度上昇を積極的に行うことができる。また、暖機後には点火プラグの熱価が上がるので、高負荷時のノッキング回避を実現でき、更なる燃焼安定性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明の第１実施形態における点火プラグ１を示している。点火プラグ１は、略筒状で金属製のハウジング２と、ハウジング２の内側に絶縁体を介して保持され、ターミナル３を介してイグニッションコイル（図示せず）からの高電圧が印加される略円柱形状の電極部材４と、接地されハウジング２と一体に形成された外側電極５と、から大略構成されており、電極部材４の先端部には、外側電極と対向する中心電極６が突出形成されている。
【０００９】
ハウジング２の一端側は、他端側に比べて小径となっていると共に、その外周には、シリンダヘッド（図示せず）のネジ孔（図示せず）に螺合するネジ部７が形成されている。点火プラグ１がシリンダヘッドに固定されると、外側電極５と中心電極６とが燃焼室内に進入した状態となる。
【００１０】
絶縁体は、ハウジング２に固定された第１絶縁碍子８及び第２絶縁碍子９、ハウジング２に対して摺動可能な第３絶縁碍子１０、の３つの絶縁碍子から構成されており、これら３つの絶縁碍子８，９，１０はハウジング２の軸方向（図１における上下方向）に直列に配置されている。
【００１１】
第１絶縁碍子８は、略筒状を呈し、その一端部（図１における下方側の端部）がハウジング２の他端側に固定され、その他端部にターミナル３が固定されている。また、この第１絶縁碍子８の内側には、略円柱形状で通電性のあるステム１１が収容固定されている。このステム１１の他端（図１おける上方側の端部）は、ターミナル３に連結されている。
【００１２】
第２絶縁碍子９は、略筒状を呈し、その他端部（図１における上方側）がハウジング２の一端側に固定されている。
【００１３】
第３絶縁碍子１０は、略筒状でかつ段付き形状に形成され、小径部１２と、小径部１２に対して大径な大径部１３と、小径部１２と大径部１３との間に位置するテーパ部１４と、を有している。この第３絶縁碍子１０は、ハウジング２の内側に収容され、第１絶縁碍子８と第２絶縁碍子９との間に位置している。そして、第３絶縁碍子１０は、その一端部となる大径部１３の端面が第２絶縁碍子９の他端部に対向していると共に、その他端部となる小径部１２が第１絶縁碍子８の一端部に形成された凹部１５に摺動可能に保持されている。
【００１４】
電極部材４は、第２絶縁碍子９及び第３絶縁碍子１０の内側に収容されており、第２絶縁碍子９に対しては摺動可能に保持され、第３絶縁碍子１０に対しては固定されている。また、電極部材４は、第２絶縁碍子９及び第３絶縁碍子１０を貫通しており、先端部に設けられた中心電極６が第２絶縁碍子９の一端から突出し外側電極５と対向していると共に、その後端部が第３絶縁碍子１０の他端部から突出し、ステム１１の一端部の端面に凹設された凹部１６に摺動可能に保持されている。
【００１５】
そして、ハウジング２と第３絶縁碍子１０との間には、エンジンの暖機状態に応じて体積が変化するワックスが充填密封された可変容積部１７が画成されている。この可変容積部１７は、第２絶縁碍子９のテーパ部１４及び小径部１２の外周面と、ハウジング２の内周面とによって画成された空間であって、ワックスの膨張に応じて第３絶縁碍子１０が第２絶縁碍子９に向かって押し出されることでその容積が可変となるよう構成されている。つまり、この可変容積部１７の容積が変化することで、第３絶縁碍子１０及び電極部材４が、ハウジング２内で第１絶縁碍子８と第２絶縁碍子９の間をハウジング２の軸方向に沿って進退する。
【００１６】
詳述すれば、エンジンが冷機時では、可変容積部１７内のワックスの熱膨張は小さく、第３絶縁碍子１０の第２絶縁碍子９側への変位量は小さくなり、プラグギャップ（中心電極と外側電極との距離）は相対的に広くなる。一方、エンジンが暖機後では、可変容積部１７内のワックスの熱膨張は大きく、第３絶縁碍子１０の第２絶縁碍子９側への変位量は大きくなり、プラグギャップは相対的に狭くなる。
【００１７】
換言すれば、エンジンが冷機時では中心電極６がステム１１側に後退することで燃焼室内への進入量が減り、プラグギャップが相対的に広くなって点火プラグ１の熱価が小さくなり、エンジンが暖機後では中心電極６が外側電極５側に前進することで、燃焼室内への進入量が増え、プラグギャップが相対的に狭くなって点火プラグ１の熱価が大きくなる。
【００１８】
ここで、第３絶縁碍子１０の第２絶縁碍子９側への最大変位量は、第３絶縁碍子１０の一端部が第２絶縁碍子９の他端部に当接することで規制されている。
【００１９】
尚、図１中の１８は点火プラグ１をエンジンにマウントした際にシリンダヘッドとハウジング２とを密着させるガスケット、１９はシール部材、２０は電極部材４の外周面及びステム１１の外周面が内接する通電性を有するスプリングである。
【００２０】
このような第１実施形態においては、エンジンの暖機状態に応じてプラグギャップが変化する。そのため、冷機時にはプラグギャップが広くなり、スパークによって中心電極６と外側電極５との間に生じる火炎核の冷却が抑制され着火性を向上させることができると共に、燃焼が安定するため更なる点火時期遅角化を実施することが可能となり、触媒の早期活性化のための排気温度上昇を積極的に行うことができる。また、暖機後にはプラグギャップが狭くなり、高負荷時のノッキング回避を実現できると共に、より燃焼室の中心側で点火が行われることになるため更なる燃焼安定性を得ることができる。
【００２１】
次に、図２を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態における点火プラグ３１は、上述した第１実施形態と同様に、暖機状態に応じてプラグギャップが変化するものであるが、プラグギャップはアクチュエータ（後述）を用いて制御される。
【００２２】
点火プラグ３１は、略筒状で金属製のハウジング３２と、ハウジング３２の内側に固定された略筒状の絶縁体としての第１絶縁碍子３３と、第１絶縁碍子３３の内側に摺動可能に保持された略円柱形状の電極部材３４と、接地されハウジング３２と一体に形成された外側電極３５と、イグニッションコイル（図示せず）からの高電圧が印加されるターミナル３６が固定された略筒状の絶縁体としての第２絶縁碍子３７と、第２絶縁碍子３７の内側に保持固定された略円柱形状で通電性のあるステム３８と、第１絶縁碍子３３と第２絶縁碍子３７との間に位置し両者を連結するアクチュエータ３９と、から大略構成されており、電極部材３４の先端部には、外側電極３５と対向する中心電極４０が突出形成されている。また、電極部材３４には、ステム３８を介してターミナル３６に印加された高電圧が供給されている。
【００２３】
第１、第２絶縁碍子３３，３７は、ハウジング３２の軸方向（図２における上下方向）に直列に配置されている。
【００２４】
ハウジング３２の一端側は、他端側に比べて小径となっていると共に、その外周には、シリンダヘッド（図示せず）のネジ孔（図示せず）に螺合するネジ部４１が形成されている。点火プラグ３１がシリンダヘッドに固定されると、外側電極３５と中心電極４０とが燃焼室内に進入した状態となる。
【００２５】
アクチュエータ３９は、略筒状のケーシング４２内に、略筒状で内側に電極部材３４が固定された可動部４３と、可動部４３の外周側に配置されたコイル４４と、プラグギャップが広がる方向に可動部４３を付勢するリターンスプリング４５とを有し、ケーシング４２の一端部（図２における下方側の端部）が第１絶縁碍子３３の他端部（図２における上方側の端部）に固定され、ケーシング４２の他端部が第２絶縁碍子３７の一端部（図２における下方側の端部）に固定されている。
【００２６】
電極部材３４は、第１絶縁碍子３３及びアクチュエータ３９の可動部４３を貫通しており、その先端部に形成された中心電極４０が第１絶縁碍子３３の一端部（図２における下方側の端部）から突出し外側電極３５と対向していると共に、その後端部が可動部４３の他端部（図２おける上方側の端部）から突出し、ステム３８の一端部（図２における下方側の端部）の端面に凹設された凹部４６に摺動可能に保持されている。ステム３８の他端部はターミナル３６に連結されている。
【００２７】
尚、図２中の４７は点火プラグ３１をエンジンにマウントした際にシリンダヘッドとハウジング３２とを密着させるガスケット、４８はシール部材、４９は電極部材３４の外周面及びステム３８の外周面に内接する通電性を有するスプリングである。
【００２８】
アクチュエータ３９は、図示せぬコントロールユニットによって制御されており、コイル４４に通電することによって可動部４３が電極部材３４と伴にハウジング３２の上下方向（図２の上下方向）に沿って移動し、プラグギャップを変化させる。ここで、コントロールユニットは、エンジンの冷却水温に基づいて、プラグギャップを変化させる。すなわち、コントロールユニットは、エンジンが冷機時では中心電極３４がステム３８側に後退することで燃焼室内への進入量が減り、プラグギャップが相対的に広くなって点火プラグ３１の熱価が小さくなり、エンジンが暖機後では中心電極３４が外側電極３５側に前進することで燃焼室内への進入量が増え、プラグギャップが相対的に狭くなって点火プラグ３１の熱価が大きくなるように、アクチュエータ３９を制御し、電極部材３４を進退させている。
【００２９】
このような第２実施形態においても、上述した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３０】
次に、図３を用いて本発明の第３実施形態について説明する。
【００３１】
この第３実施形態における点火プラグ５１は、略筒状で金属製のハウジング５２と、ハウジング５２の内側に絶縁体を介して保持され、ターミナル５３を介してイグニッションコイル（図示せず）からの高電圧が印加される略円柱形状の電極部材５４と、接地されハウジング５２と一体に形成された外側電極５５と、から大略構成されており、電極部材５４の先端部には、外側電極５５と対向する中心電極５６が突出形成されている。
【００３２】
ハウジング５２の一端側は、他端側に比べて小径となっていると共に、その外周には、シリンダヘッド（図示せず）のネジ孔（図示せず）に螺合するネジ部５７が形成されている。
【００３３】
絶縁体は、ハウジング５２に固定された第１絶縁碍子５８、ハウジング５２に対して摺動可能な第２絶縁碍子５９、の２つの絶縁碍子から構成されており、これら２つの絶縁碍子５８，５９は、ハウジング５２の軸方向（図３における上下方向）に直列に配置されている。
【００３４】
第１絶縁碍子５８は、略筒状を呈し、その一端部（図３における下方側の端部）がハウジング５２の他端側（図３における上方側）に固定され、その他端部にターミナル５３が固定されている。第１絶縁碍子５８の一端部には、第２絶縁碍子５９の他端部（図３における上方側）を摺動可能に保持する凹部６０が形成されている。
【００３５】
第２絶縁碍子５９は、略筒状を呈し、第１絶縁碍子５８の一端部に形成された凹部６０に摺動可能に保持される第１軸部６１と、第１軸部６１よりも大径となる第２軸部６２と、第１軸部６１と第２軸部６２との間に位置し両者を連続させるテーパ状の第１テーパ部６３と、第２軸部６２の下方に位置し第１軸部６１よりも大径で第２軸部６２よりも小径となる第３軸部６４と、第２軸部６２と第３軸部６４の間に位置し両者を連続させるテーパ状の第２テーパ部６５と、第３軸部６４の下方に位置し第３軸部６４よりも小径となる第４軸部６６と、第３軸部６４と第４軸部６６の間に位置し両者を連続させるテーパ状の第３テーパ部６７と、を有している。換言すれば、第２絶縁碍子５９は、その他端側（図３における上方側）から、第１軸部６１、第１テーパ部６３、第２軸部６２、第２テーパ部６５、第３軸部６４、第３テーパ部６７、第４軸部６６、の順番で構成され、全体として外周面が段付き状に形成されている。
【００３６】
一方、第２絶縁碍子５９を収容するハウジング５２の内側には、第１絶縁碍子５８の凹部６０内周面に連続し第１軸部６１の外周面を摺動可能に保持する第１内周面６８と、第２軸部６２の外周面を摺動可能に保持する第２内周面６９と、第１テーパ部６３に対応した第１テーパ内周面７０と、第３軸部６４の外周面を摺動可能に保持する第３内周面７１と、第２テーパ部６５に対応した第２テーパ内周面７２と、第４軸部６６の外周面を摺動可能に保持する第４内周面７３と、第３テーパ部６７に対応した第３テーパ内周面７４と、が形成されている。
【００３７】
また、第３内周面７１は、点火プラグ５１をシリンダヘッドに取り付けた際の取り付け部位の近傍に形成されている。詳述すれば、シリンダヘッドに埋め込まれるネジ部５７の略裏側に第３内周面７１は形成されている。また、第２絶縁碍子５９は、その第３軸部６４がハウジング５２の第３内周面７１に保持されるよう構成されている。
【００３８】
電極部材５４は、第１絶縁碍子５８及び第２絶縁碍子５９の内側に収容されており、第１絶縁碍子５８に対しては固定され、第２絶縁碍子５９に対しては摺動可能に保持されている。また、電極部材５４の後端部はターミナル５３に連結されている。
【００３９】
そして、ハウジング５２と第２絶縁碍子５９との間には、エンジンの暖機状態に応じて体積が変化するワックスが充填密封された可変容積部７５が画成されている。この可変容積部７５は、第２絶縁碍子５９の第１軸部６１及び第１テーパ部６３の外周面と、ハウジング５２の第１テーパ内周面７０及び第２内周面６９とによって画成された空間であって、ワックスの膨張に応じて第２絶縁碍子５９が電極部材５４の先端側（図３における下方）に向かって押し出されることでその容積が可変となるよう構成されている。
【００４０】
尚、図３中の７６は点火プラグ５１をエンジンにマウントした際にシリンダヘッドとハウジング５２とを密着させるガスケット、７７はシール部材である。
【００４１】
このような第３実施形態においては、ワックスが膨張して可変容積部７５の容積が増大すると、ハウジング５２に対して第２絶縁碍子５９が図３における下方に変位する。このとき、ハウジング５２の第３内周面７１と第２絶縁碍子５９の第３軸部６４との接触面積は、可変容積部７５の容積の増大に伴い増加する。一方、第１絶縁碍子５８の凹部６０内周面及びハウジング５２の第１内周面６８と、第２絶縁碍子５９の第１軸部６１との接触面積は、可変容積部７５の容積の増大に伴い減少するが、第１軸部６１の外径は第３軸部６４の外径よりも小径となっているため、電極部材５４を保持する第１絶縁碍子５８及び第２絶縁碍子５９と、ハウジング５２との接触面積は、可変容積部７５の容積の増大に伴い増加することになる。
【００４２】
つまり、エンジンが冷機時では可変容積部７５内のワックスの熱膨張は小さくハウジング５２と絶縁体（第１及び第２絶縁碍子５８，５９）との接触面積は相対的に小さくなる。一方、エンジンが暖機後では、可変容積部７５内のワックスの熱膨張は大きくハウジング５２と絶縁体（第１及び第２絶縁碍子５８，５９）との接触面積は相対的に大きくなる。
【００４３】
換言すれば、エンジンが冷機時ではハウジング５２と絶縁体との接触面積が小さくなって点火プラグ５１の熱価が相対的に小さくなり、エンジンが暖機後ではハウジング５２と絶縁体との接触面積が相対的に大きくなって点火プラグ５１の冷却が促進され点火プラグ５１の熱価が大きくなる。特に、この第３実施形態においては、第３軸部６４の外周面と第３内周面７１の摺動接触部分が、内燃機関との取付部位の近傍に位置していることから、点火プラグ５１から内燃機関側に逃げる熱量の調節が確実に行われる。
【００４４】
そのため、冷機時に点火プラグ５１の熱価が小さくなり、スパークによって中心電極５６と外側電極５５との間に生じる火炎核の冷却が抑制され着火性を向上させることができると共に、燃焼が安定するため更なる点火時期遅角化を実施することが可能となり、触媒の早期活性化のための排気温度上昇を積極的に行うことができる。また、暖機後には点火プラグ５１の熱価が大きくなり、高負荷時のノッキング回避を実現でき、更なる燃焼安定性を得ることができる。
【００４５】
次に、図４を用いて、本発明の第４実施形態について説明する。この第４実施形態における点火プラグ８１は、上述した第３実施形態と同様に、暖機状態に応じてハウジング８２（後述）と電極部材８９（後述）を保持する絶縁体との接触面積が変化するものであるが、ハウジング８２と絶縁体との接触面積はアクチュエータ８８（後述）を用いて制御される。
【００４６】
点火プラグ８１は、略筒状で金属製のハウジング８２と、接地されハウジング８２と一体に形成された外側電極８３と、ハウジング８２の一端側（図４における下方側）の内側に摺動可能に保持された略筒状の絶縁体としての第１絶縁碍子８４と、イグニッションコイル（図示せず）からの高電圧が印加されるターミナル８５が固定された略筒状の絶縁体としての第２絶縁碍子８６と、ハウジング８２の他端側に固定された略筒状の絶縁体としての第３絶縁碍子８７と、第２絶縁碍子８６と第３絶縁碍子８７との間に位置し両者を連結するアクチュエータ８８と、第１〜第３絶縁碍子８４，８７，８８及びアクチュエータ８８を貫通し第２絶縁碍子８６に保持固定された略円柱形状の電極部材８９と、から大略構成されており、電極部材８９の先端部には、外側電極８３と対向する中心電極９０が突出形成されている。
【００４７】
第１〜第３絶縁碍子８４，８６，８７は、ハウジング８２の軸方向（図４における上下方向）に直列に配置されている。
【００４８】
ハウジング８２の一端側は、他端側に比べて小径となっていると共に、その外周には、シリンダヘッド（図示せず）のネジ孔（図示せず）に螺合するネジ部９１が形成されている。
【００４９】
アクチュエータ８８は、略筒状のケーシング９２内に、略筒状で内側に電極部材８９を摺動可能に保持する可動部９３と、可動部９３の外周側に配置されたコイル９４と、ハウジング８２と絶縁体（主として第１絶縁碍子８４及び第３絶縁碍子８７）との接触面積を小さくする方向に可動部９３を付勢するリターンスプリング９５とを有し、ケーシング９２の一端部（図４における下方側の端部）が第３絶縁碍子８７の他端部（図４における上方側の端部）に固定され、ケーシング９２の他端部が第２絶縁碍子８６の一端部（図４における下方側の端部）に固定されている。また可動部９３は、その一端側（図４における下方側）が第３絶縁碍子８７の内側に摺動可能に保持されている。
【００５０】
電極部材８９は、その先端部に形成された中心電極９０が第１絶縁碍子８４の一端部（図４における下方側の端部）から突出し外側電極８３と対向していると共に、その後端部がターミナル８５に連結されている。
【００５１】
第１絶縁碍子８４は、第３絶縁碍子８７の一端部に形成された凹部９６に摺動可能に保持される第１軸部９７と、第１軸部９７よりも大径となる第２軸部９８と、第１軸部９７と第２軸部９８との間に位置し両者を連続させるテーパ状の第１テーパ部９９と、第２軸部９８の下方に位置し第１軸部９７よりも大径で第２軸部９８よりも小径となる第３軸部１００と、第２軸部９８と第３軸部１００の間に位置し両者を連続させるテーパ状の第２テーパ部１０１と、第３軸部１００の下方に位置し第３軸部１００よりも小径となる第４軸部１０２と、第３軸部１００と第４軸部１０２の間に位置し両者を連続させるテーパ状の第３テーパ部１０３と、を有している。換言すれば、第１絶縁碍子８４は、その他端側（図４における上方側）から、第１軸部９７、第１テーパ部９９、第２軸部９８、第２テーパ部１０１、第３軸部１００、第３テーパ部１０３、第４軸部１０２、の順番で構成され、全体として外周面が段付き状に形成されている。
【００５２】
一方、第１絶縁碍子８４を収容するハウジング８２の内側には、第３絶縁碍子８７の凹部９６内周面に連続し第１軸部９７の外周面を摺動可能に保持する第１内周面１０４と、第２軸部９８の外周面を摺動可能に保持する第２内周面１０５と、第１テーパ部９９に対応した第１テーパ内周面１０６と、第３軸部１００の外周面を摺動可能に保持する第３内周面１０７と、第２テーパ部１０１に対応した第２テーパ内周面１０８と、第４軸部１０２の外周面を摺動可能に保持する第４内周面１０９と、第３テーパ部１０３に対応した第３テーパ内周面１１０と、が形成されている。
【００５３】
また、第３内周面１０７は、点火プラグ８１をシリンダヘッドに取り付けた際の取り付け部位の近傍に形成されている。詳述すれば、シリンダヘッドに埋め込まれるネジ部９１の略裏側に第３内周面１０７は形成されている。また、第１絶縁碍子８４は、その第３軸部１００がハウジング８２の第３内周面１０７に保持されるよう構成されている。
【００５４】
尚、図４中の１１１は点火プラグ８１をエンジンにマウントした際にシリンダヘッドとハウジング８２とを密着させるガスケット、１１２はシール部材である。
【００５５】
アクチュエータ８８は、図示せぬコントロールユニットによって制御されており、コイル９４に通電することによって可動部９３がハウジング８２の上下方向（図４の上下方向）に沿って移動し、第１絶縁碍子８４をハウジング８２の上下方向に変位させる。ここで、コントロールユニットは、エンジンの冷却水温に基づいてアクチュエータ８８の通電制御を行い、第１絶縁碍子８４を進退させている。すなわち、コントロールユニットは、エンジンが冷機時では、第１絶縁碍子８４を相対的にハウジング８２の他端側（図４における上方側）に変位させ、エンジンが暖機後には、第１絶縁碍子８４を相対的にハウジング８２の一端側（図４における下方側）に変位させるように、アクチュエータ８８を制御し、第１絶縁碍子８４を進退させている。
【００５６】
このような第４実施形態においては、冷却水温度が上昇すると、ハウジングに８２対して第１絶縁碍子８４が図４における下方に変位する。このとき、ハウジング８４の第３内周面１０７と第１絶縁碍子８４の第３軸部１００との接触面積は、第１絶縁碍子８４が図４における下方へ変位するのに伴い増加する。一方、第３絶縁碍子８７の凹部９６内周面及びハウジング８２の第１内周面１０４と、第１絶縁碍子８４の第１軸部９７との接触面積は、第１絶縁碍子８４が図４における下方へ変位するのに伴い減少するが、第１軸部９７の外径は第３軸部１００の外径よりも小径となっているため、電極部材８９を保持する第１、第２及び第３絶縁碍子８４，８６，８７と、ハウジング８２との接触面積は、第１絶縁碍子８４が図４における下方へ変位するのに伴い増加することになる。
【００５７】
つまり、エンジンが冷機時ではハウジング８２と絶縁体（第１〜第３絶縁碍子８４，８６，８７）との接触面積は相対的に小さくなる。一方、エンジンが暖機後ではハウジング８２と絶縁体（第１〜第３絶縁碍子８４，８６，８７）との接触面積は相対的に大きくなる。
【００５８】
換言すれば、エンジンが冷機時ではハウジング８２と絶縁体との接触面積が小さくなって点火プラグ８１の熱価が相対的に小さくなり、エンジンが暖機後ではハウジング８２と絶縁体との接触面積が相対的に大きくなって点火プラグ８１の冷却が促進され点火プラグ８１の熱価が大きくなる。特に、この第４実施形態においては、第３軸部１００の外周面と第３内周面１０７の摺動接触部分が、内燃機関との取付部位の近傍に位置していることから、点火プラグ８１から内燃機関側に逃げる熱量の調節が確実に行われる。
【００５９】
そのため、この第４実施形態においても上述した第３実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６０】
次に、図５を用いて本発明の第５実施形態について説明する。
【００６１】
この第５実施形態における点火プラグ１２１は、略筒状で金属製のハウジング１２２と、ハウジング１２２の内側に絶縁体を介して保持され、ターミナル１２３を介してイグニッションコイル（図示せず）からの高電圧が印加される略円柱形状の電極部材１２４と、接地されハウジング１２２と一体に形成された外側電極１２５と、から大略構成されており、電極部材１２４の先端部には、外側電極１２５と対向する中心電極１２６が突出形成されている。
【００６２】
ハウジング１２２の一端側は、他端側に比べて小径となっていると共に、その外周には、シリンダヘッド（図示せず）のネジ孔（図示せず）に螺合するネジ部１２７が形成されている。点火プラグ１２１がシリンダヘッドに固定されると、外側電極１２５と中心電極１２６とが燃焼室内に進入した状態となる。
【００６３】
絶縁体は、１２２ハウジングに固定された第１絶縁碍子１２８、ハウジング１２２に対して摺動可能な第２絶縁碍子１２９、の２つの絶縁碍子から構成されており、これら２つの絶縁碍子１２８，１２９は、ハウジング１２２の軸方向（図５における上下方向）に直列に配置されている。
【００６４】
第１絶縁碍子１２８は、略筒状を呈し、その一端部（図５における下方側の端部）がハウジング１２２の他端側（図５における上方側）に固定され、その他端部にターミナル１２３が固定されている。第１絶縁碍子１２８の一端部には、第２絶縁碍子１２９の他端部を摺動可能に保持する凹部１３０が形成されている。この第１絶縁碍子１２８の内側には、略円柱形状で通電性のあるステム１３１が収容固定されている。このステム１２１の他端（図５における上方側の端部）は、ターミナル１２３に連結されている。
【００６５】
第２絶縁碍子１２９は、略筒状を呈し、第１絶縁碍子１２８の一端部に形成された凹部１３０に摺動可能に保持される第１軸部１３２と、第１軸部１３２よりも大径となる第２軸部１３３と、第１軸部１３２と第２軸部１３３との間に位置し両者を連続させるテーパ状の第１テーパ部１３４と、第２軸部１３３の下方に位置し第１軸部１３２よりも大径で第２軸部１３３よりも小径となる第３軸部１３５と、第２軸部１３３と第３軸部１３５の間に位置し両者を連続させるテーパ状の第２テーパ部１３６と、第３軸部１３５の下方に位置し第３軸部１３５よりも小径となる第４軸部１３７と、第３軸部１３５と第４軸部１３７の間に位置し両者を連続させるテーパ状の第３テーパ部１３８と、を有している。換言すれば、第２絶縁碍子１２９は、その他端側（図５における上方側）から、第１軸部１３２、第１テーパ部１３４、第２軸部１３３、第２テーパ部１３６、第３軸部１３５、第３テーパ部１３８、第４軸部１３７、の順番で構成され、全体として外周面が段付き状に形成されている。
【００６６】
一方、第２絶縁碍子１２９を収容するハウジング１２２の内側には、第１絶縁碍子１２８の凹部１３０内周面に連続し第１軸部１３２の外周面を摺動可能に保持する第１内周面１３９と、第２軸部１３３の外周面を摺動可能に保持する第２内周面１４０と、第１テーパ部１３４に対応した第１テーパ内周面１４１と、第３軸部１３５の外周面を摺動可能に保持する第３内周面１４２と、第２テーパ部１３６に対応した第２テーパ内周面１４３と、第４軸部１３７の外周面を摺動可能に保持する第４内周面１４４と、第３テーパ部１３８に対応した第３テーパ内周面１４５と、が形成されている。
【００６７】
また、第３内周面１４２は、点火プラグ１２１をシリンダヘッドに取り付けた際の取り付け部位の近傍に形成されている。詳述すれば、シリンダヘッドに埋め込まれるネジ部１２７の略裏側に第３内周面１４２は形成されている。また、第２絶縁碍子１２９は、その第３軸部１３５がハウジング１２２の第３内周面１４２に保持されるよう構成されている。
【００６８】
電極部材１２４は、第２絶縁碍子１２９の内側に収容固定されている。また、電極部材１２４は、第２絶縁碍子１２９を貫通しており、先端部に設けられた中心電極１２６が第２絶縁碍子１２９の一端から突出し外側電極１２５と対向していると共に、その後端部が第２絶縁碍子１２９の他端部から突出し、ステム１３１の一端部の端面に凹設された凹部１４６に摺動可能に保持されている。
【００６９】
そして、ハウジング１２２と第２絶縁碍子１２９との間には、エンジンの暖機状態に応じて体積が変化するワックスが充填密封された可変容積部１４７が画成されている。この可変容積部１４７は、第２絶縁碍子１２９の第１軸部１３２及び第１テーパ部１３４の外周面と、ハウジング１２２の第１テーパ内周面１４１及び第２内周面１４０とによって画成された空間であって、ワックスの膨張に応じて第２絶縁碍子１２９が電極部材１２４の先端側（図５における下方）に向かって押し出されることでその容積が可変となるよう構成されている。
【００７０】
尚、図５中の１４８は点火プラグ１２１をエンジンにマウントした際にシリンダヘッドとハウジング１２２とを密着させるガスケット、１４９はシール部材、１５０は電極部材１２４の外周面及びステム１３１の外周面が内接する通電性を有するスプリングである。
【００７１】
このような第５実施形態においては、ワックスが膨張して可変容積部１４７の容積が増大すると、ハウジング１２２に対して第２絶縁碍子１２９及び電極部材１２４が一体となって図５における下方に変位する。
【００７２】
このとき、ハウジング１２２の第３内周面１４２と第２絶縁碍子１２９の第３軸部１３５との接触面積は可変容積部１４７の容積の増大に伴い増加する。一方、第１絶縁碍子１２８の凹部１３０内周面及びハウジング１２２の第１内周面１３９と、第２絶縁碍子１２９の第１軸部１３２との接触面積は、可変容積部１４７の容積の増大に伴い減少するが、第１軸部１３２の外径は第３軸部１３５の外径よりも小径となっているため、電極部材１２４を保持する絶縁体（主として第１絶縁碍子１２８）と、ハウジング１２２との接触面積は、可変容積部１４７の容積の増大に伴い増加することになる。
【００７３】
また、電極部材１２４は第２絶縁碍子１２９と一体となって変位するので、可変容積部１４７の容積の増大に伴いプラグギャップは相対的に狭くなる。
【００７４】
つまり、エンジンが冷機時では可変容積部１４７内のワックスの熱膨張は小さいため、ハウジング１２２と絶縁体（第１、第２絶縁碍子１２８，１２９）との接触面積は相対的に小さくなると共に、プラグギャップは相対的に広くなる。一方、エンジンが暖機後では、可変容積部１４７内のワックスの熱膨張は大きいため、ハウジング１２２と絶縁体（第１、第２絶縁碍子１２８，１２９）との接触面積は相対的に大きくなると共に、プラグギャップは相対的に狭くなる。
【００７５】
換言すれば、エンジンが冷機時では、ハウジング１２２と絶縁体との接触面積が小さくなると共に、中心電極１２６がステム１３１側に後退することで燃焼室内への進入量が減ってプラグギャップが相対的に広くなり、点火プラグ１２１の熱価を相対的一層に小さくすることができる。そして、エンジンが暖機後では、ハウジング１２２と絶縁体との接触面積が相対的に大きくなると共に、中心電極１２６が外側電極１２５側に前進することで燃焼室内への進入量が増えてプラグギャップが相対的に狭くなり、点火プラグ１２１の冷却が一層促進され点火プラグ１２１の熱価を相対的に一層大きくすることができる。特に、この第５実施形態においては、第３軸部１３５の外周面と第３内周面１４２の摺動接触部分が、内燃機関との取付部位の近傍に位置していることから、点火プラグ１２１から内燃機関側に逃げる熱量の調節が確実に行われる。
【００７６】
そのため、この第５実施形態においては、上述した第１〜４実施形態と同様の作用効果を、上述した第１〜第４実施形態よりも一層効果的に得ることができる。
【００７７】
次に、図６を用いて、本発明の第６実施形態について説明する。この第６実施形態における点火プラグ１６１は、上述した第５実施形態と同様に、暖機状態に応じて、プラグギャップ並びに、ハウジング１６２（後述）と電極部材１６９（後述）を保持する絶縁体との接触面積が変化するものであるが、プラグギャップ並びに、ハウジング１６２と絶縁体との接触面積はアクチュエータ１６８（後述）を用いて制御される。
【００７８】
点火プラグ１６１は、略筒状で金属製のハウジング１６２と、接地されハウジング１６２と一体に形成された外側電極１６３と、ハウジング１６２の一端側（図６における下方側）の内側に摺動可能に保持された略筒状の絶縁体としての第１絶縁碍子１６４と、イグニッションコイル（図示せず）からの高電圧が印加されるターミナル１６５が固定された略筒状の絶縁体としての第２絶縁碍子１６６と、ハウジング１６２の他端側に固定された略筒状の絶縁体としての第３絶縁碍子１６７と、第２絶縁碍子１６６と第３絶縁碍子１６７との間に位置し両者を連結するアクチュエータ１６８と、第１及び第３絶縁碍子１６４，１６７とアクチュエータ１６８を貫通し、第１絶縁碍子１６４及び可動部１７３（後述）に保持固定された略円柱形状の電極部材１６９と、から大略構成されており、電極部材１６９の先端部には、外側電極１６３と対向する中心電極１７０が突出形成されている。
【００７９】
第１、第２及び第３絶縁碍子１６４，１６６，１６７は、ハウジング１６２の軸方向（図６における上下方向）に直列に配置されている。
【００８０】
ハウジング１６２の一端側は、他端側に比べて小径となっていると共に、その外周には、シリンダヘッド（図示せず）のネジ孔（図示せず）に螺合するネジ部１７１が形成されている。点火プラグ１６１がシリンダヘッドに固定されると、外側電極１６３と中心電極１７０とが燃焼室内に進入した状態となる。
【００８１】
アクチュエータ１６８は、略筒状のケーシング１７２内に、略筒状で内側に電極部材１６９を摺動可能に保持する可動部１７３と、可動部１７３の外周側に配置されたコイル１７４と、ハウジング１６２と絶縁体（主として第１絶縁碍子及び第３絶縁碍子）との接触面積を小さくする方向に可動部１７３を付勢するリターンスプリング１７５とを有し、ケーシング１７２の一端部（図６における下方側の端部）が第３絶縁碍子１６７の他端部（図６における上方側の端部）に固定され、ケーシング１７２の他端部が第２絶縁碍子１６６の一端部（図６における下方側の端部）に固定されている。また可動部１７３は、その一端側（図６における下方側）が第３絶縁碍子１６７の内側に摺動可能に保持されている。
【００８２】
第１絶縁碍子１６４は、第３絶縁碍子１６７の一端部に形成された凹部１７６に摺動可能に保持される第１軸部１７７と、第１軸部１７７よりも大径となる第２軸部１７８と、第１軸部１７７と第２軸部１７８との間に位置し両者を連続させるテーパ状の第１テーパ部１７９と、第２軸部１７８の下方に位置し第１軸部１７７よりも大径で第２軸部１７８よりも小径となる第３軸部１８０と、第２軸部１７８と第３軸部１８０の間に位置し両者を連続させるテーパ状の第２テーパ部１８１と、第３軸部１８０の下方に位置し第３軸部１８０よりも小径となる第４軸部１８２と、第３軸部１８０と第４軸部１８２の間に位置し両者を連続させるテーパ状の第３テーパ部１８３と、を有している。換言すれば、第１絶縁碍子１６４は、その他端側（図６における上方側）から、第１軸部１７７、第１テーパ部１７９、第２軸部１７８、第２テーパ部１８１、第３軸部１８０、第３テーパ部１８３、第４軸部１８２、の順番で構成され、全体として外周面が段付き状に形成されている。
【００８３】
一方、第１絶縁碍子１６４を収容するハウジング１６２の内側には、第２軸部１７８の外周面を摺動可能に保持する第２内周面１８５と、第１テーパ部１７９に対応した第１テーパ内周面１８６と、第３軸部１８０の外周面を摺動可能に保持する第３内周面１８７と、第２テーパ部１８１に対応した第２テーパ内周面１８８と、第４軸部１８２の外周面を摺動可能に保持する第４内周面１８９と、第３テーパ部１８３に対応した第３テーパ内周面１９０と、が形成されている。
【００８４】
また、第３内周面１８７は、点火プラグ１６１をシリンダヘッドに取り付けた際の取り付け部位の近傍に形成されている。詳述すれば、シリンダヘッドに埋め込まれるネジ部１７１の略裏側に第３内周面１８７は形成されている。また、第１絶縁碍子１６４は、その第３軸部１８０がハウジング１６２の第３内周面１８７に保持されるよう構成されている。
【００８５】
第２絶縁碍子１６６は、その内側に略円柱形状で通電性のあるステム１９１が収容固定されている。このステム１９１の他端（図６における上方側の端部）は、ターミナル１６５に連結されている。
【００８６】
電極部材１６９は、その先端部に形成された中心電極１７０が第１絶縁碍子１６４の一端部（図６における下方側の端部）から突出し外側電極１６３と対向していると共に、その後端部が可動部１７３の他端側から突出し、ステム１９１の一端部の端面に凹設された凹部１９２に摺動可能に保持されている。
【００８７】
尚、図６中の１９３は点火プラグ１６１をエンジンにマウントした際にシリンダヘッドとハウジング１６２とを密着させるガスケット、１９４はシール部材、１９５は電極部材１６９の外周面及びステム１９１の外周面に内接する通電性を有するスプリングである。
【００８８】
アクチュエータ１６８は、図示せぬコントロールユニットによって制御されており、コイル１７４に通電することによって可動部１７３がハウジング１６２の上下方向（図６の上下方向）に沿って移動し、第１絶縁碍子１６４及び電極部材１６９が一体となってハウジング１６２の上下方向に変位する。ここで、コントロールユニットは、エンジンの冷却水温に基づいてアクチュエータ１６８の通電制御を行い、第１絶縁碍子１６４及び電極部材１６９を進退させている。すなわち、コントロールユニットは、エンジンが冷機時では、第１絶縁碍子１６４及び中心電極１６９を相対的にハウジング１６２の他端側（図６における上方側）に変位させ、エンジンが暖機後には、第１絶縁碍子１６４及び中心電極１６９を相対的にハウジング１６２の一端側（図６における下方側）に変位させるように、アクチュエータ１６８を制御し、第１絶縁碍子１６４及び電極部材１６９をを進退させている。
【００８９】
このような第６実施形態においては、冷却水温度が上昇すると、ハウジング１６２に対して第１絶縁碍子１６４及び中心電極１６９が図６における下方に変位する。このとき、ハウジング１６２の第３内周面１８７と第１絶縁碍子１６４の第３軸部１８０との接触面積は、第１絶縁碍子１６４が図６における下方へ変位するのに伴い増加する。一方、第３絶縁碍子１６７の凹部内周面と、第１絶縁碍子１６４の第１軸部１７７との接触面積は、第１絶縁碍子１６４が図６における下方へ変位するのに伴い減少するが、第１軸部１７７の外径は第３軸部１８０の外径よりも小径となっているため、電極部材１６９を保持する第１、第２及び第３絶縁碍子１６４，１６６，１６７と、ハウジング１６２との接触面積は、第１絶縁碍子１６４が図６における下方へ変位するのに伴い増加することになる。すなわち、エンジンが冷機時ではハウジングと絶縁体（第１〜第３絶縁碍子１６４，１６６，１６７）との接触面積は相対的に小さくなる。一方、エンジンが暖機後ではハウジング１６２と絶縁体（第１〜第３絶縁碍子１６４，１６６，１６７）との接触面積は相対的に大きくなる。
【００９０】
また、電極部材１６９は第１絶縁碍子１６４と一体となって変位するので、冷機時にはプラグギャップは相対的に広くなり、暖機後にはプラグギャップは相対的に狭くなる。
【００９１】
つまり、エンジンが冷機時では、ハウジング１６２と絶縁体との接触面積が小さくなると共に、中心電極１７０がステム１９１側に後退することで燃焼室内への進入量が減ってプラグギャップが相対的に広くなり、点火プラグ１６１の熱価を相対的一層に小さくすることができる。そして、エンジンが暖機後では、ハウジング１６２と絶縁体との接触面積が相対的に大きくなると共に、中心電極１７０が外側電極１６３側に前進することで燃焼室内への進入量が増えてプラグギャップが相対的に狭くなり、点火プラグ１６１の冷却が一層促進され点火プラグ１６１の熱価を相対的に一層大きくすることができる。特に、この第６実施形態においては、第３軸部１８０の外周面と第３内周面１８７の摺動接触部分が、内燃機関との取付部位の近傍に位置していることから、点火プラグ１６１から内燃機関側に逃げる熱量の調節が確実に行われる。
【００９２】
そのため、この第６実施形態においては、上述した第５実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００９３】
尚、上述した第１、第３、第５実施形態においては、点火プラグが取り付けられるシリンダヘッドの冷却系統を２系統設定しておき、エンジンを冷却したくないとき（冷機時）には、相対的に点火プラグの近傍を通る一方の冷却系統内を流れる冷却水を止め、他方の冷却系統に冷却水を流すようすれば、一層着火性を向上させることができる。また、可変容積部に充填される物質はワックスに限定されるものではなく、ワックス以外の物質も適宜選定可能である。
【００９４】
また、第２、第４、第６実施形態においては、油温やエンジン始動後時間等によってアクチュエータを制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る点火プラグの説明図。
【図２】本発明の第２実施形態に係る点火プラグの説明図。
【図３】本発明の第３実施形態に係る点火プラグの説明図。
【図４】本発明の第４実施形態に係る点火プラグの説明図。
【図５】本発明の第５実施形態に係る点火プラグの説明図。
【図６】本発明の第６実施形態に係る点火プラグの説明図。
【符号の説明】
【００９６】
１…点火プラグ
２…ハウジング
３…ターミナル
４…電極部材
５…外側電極
６…中心電極
８…第１絶縁碍子（絶縁体）
９…第２絶縁碍子（絶縁体）
１０…第３絶縁碍子（絶縁体）
１７…可変容積部
【図１】
2005188340.tif 000003
【図２】
2005188340.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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