(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びた棒状の中心電極と、
筒状の主体金具と、
基端部および先端部を有し、前記基端部が前記主体金具に固定され、前記中心電極の先端に向けて屈曲して前記先端部が前記中心電極との間で前記軸線方向に間隙を形成する接地電極と
を備えるスパークプラグであって、
前記接地電極は、前記基端部から前記先端部にわたって前記中心電極に対向する対向面を有し、
前記軸線方向に沿った前記間隙の長さの中点から前記軸線方向に沿った両方向にそれぞれ０．３０ｍｍの範囲において、前記軸線方向に直交する平面上に位置する前記接地電極の断面形状の外形線は、
前記対向面を構成する直線状の対向辺と、
前記対向辺の端点である２つの基点Ｐ１，Ｐ２と、前記対向辺に沿ったＸ軸方向における前記断面形状の最大長さをとる２つの基点Ｐ３，Ｐ４とのうち、前記基点Ｐ１と前記基点Ｐ３との間を繋ぐ外側に突出した第１湾曲部と、
前記基点Ｐ２と前記基点Ｐ４との間を繋ぐ外側に突出した第２湾曲部と、
前記軸線方向および前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に沿って前記基点Ｐ１を通る直線に交わる前記外形線上の基点Ｐ５と、前記基点Ｐ３との間を繋ぐ外側に突出した第３湾曲部と、
前記Ｙ軸方向に沿って前記基点Ｐ２を通る直線に交わる前記外形線上の基点Ｐ６と、前記基点Ｐ４との間を繋ぐ外側に突出した第４湾曲部と、
前記対向辺との間で前記Ｙ軸方向における前記断面形状の最大長さをとる基点Ｐ７を通り、前記基点Ｐ５と前記基点Ｐ６との間を繋ぐ連結部と
を有し、
前記Ｘ軸方向に沿った前記基点Ｐ３と前記基点Ｐ４との間の長さをＡとし、前記基点Ｐ３と前記基点Ｐ４とを結ぶ直線から前記基点Ｐ７までの前記Ｙ軸方向に沿った長さをＢとし、前記第１湾曲部の平均曲率半径をｒ１とし、前記第２湾曲部の平均曲率半径をｒ２とし、前記第３湾曲部の平均曲率半径をＲ１とし、前記第４湾曲部の平均曲率半径をＲ２としたとき、
Ｂ＞（Ａ／２）、Ｒ１＞ｒ１、かつ、Ｒ２＞ｒ２を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
請求項１に記載のスパークプラグであって、
前記Ｘ軸に沿った前記基点Ｐ１と前記基点Ｐ３との間の長さをａとし、
前記Ｙ軸に沿った前記基点Ｐ１と前記基点Ｐ３との間の長さをｂとし、
前記Ｘ軸に沿った前記基点Ｐ２と前記基点Ｐ４との間の長さをｃとし、
前記Ｙ軸に沿った前記基点Ｐ２と前記基点Ｐ４との間の長さをｄとしたとき、
Ｂ（ｍｍ）≧（Ａ（ｍｍ）／２）＋０．０６（ｍｍ）、ａ＜ｂ、かつ、ｃ＜ｄを満たすことを特徴とするスパークプラグ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスパークプラグであって、
前記軸線方向に沿った前記間隙の長さＨは１．１０ｍｍよりも小さく、
前記軸線方向から見て前記接地電極が前記中心電極に重なる範囲において、前記軸線方向および前記Ｘ軸方向に平行な平面上に位置する前記接地電極の断面形状である先端部断面形状の外形線は、
前記対向面を構成する直線状の辺である先端部対向辺と、
前記先端部対向辺の端点である２つの基点Ｐ’１，Ｐ’２と、前記先端部対向辺に沿ったＸ’軸方向における前記先端部断面形状の最大長さをとる２つの基点Ｐ’３，Ｐ’４とのうち、前記基点Ｐ’１と前記基点Ｐ’３との間を繋ぐ外側に突出した第１の先端湾曲部と、
前記基点Ｐ’２と前記基点Ｐ’４との間を繋ぐ外側に突出した第２の先端湾曲部と
を有し、
前記Ｘ’軸方向に沿った前記基点Ｐ’３と前記基点Ｐ’４との間の長さをＣとし、前記Ｘ’軸方向に沿った前記基点Ｐ’１と前記基点Ｐ’３との間の長さをＤとし、前記Ｘ’軸方向に沿った前記基点Ｐ’２と前記基点Ｐ’４との間の長さをＥとしたとき、
（Ｄ＋Ｅ）／Ｃ≧０．２７を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
【請求項４】
（ａ＋ｃ）／Ａ≧０．２７を満たすことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のスパークプラグ。
【請求項５】
前記Ｘ’軸方向に沿った前記基点Ｐ’１と前記基点Ｐ’２との間の長さＦは０．８０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載のスパークプラグ。
【請求項６】
前記接地電極は、ニッケル（Ｎｉ）を９５重量％以上含有するニッケル合金からなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のスパークプラグ。
【請求項７】
前記主体金具に形成されたネジ部の呼び径がＭ１０以下である請求項１ないし請求項６のいずれか一項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、スパークプラグの接地電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパークプラグは、相互間に間隙を形成する中心電極および接地電極を備え、中心電極と接地電極との間の間隙に火花放電を発生させる着火装置である。スパークプラグは、燃焼室内に中心電極および接地電極を露出させた状態で内燃機関に取り付けられる。内燃機関に対する接地電極の相対的な位置関係は、スパークプラグに形成された雄ネジと内燃機関に形成された雌ねじとの係合関係により決まる。そのため、一般的に、スパークプラグを内燃機関に取り付ける際に接地電極の位置関係を調整することは困難である。その結果、接地電極の位置関係によっては、燃焼前の混合気の流れを阻害して着火性が低下してしまう場合や、着火後の火炎の成長を阻害して燃焼エネルギを損失してしまう場合がある。
【０００３】
特許文献１，２には、接地電極の位置関係による着火性の低下や燃焼エネルギの損失を抑制するため、スパークプラグにおける接地電極の断面形状について、中心電極に対応する側の外形線を直線状とし、その他の外形線を外側に突出した湾曲状とすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３４３１９号公報
【特許文献２】特開２００７−１３４３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２では、スパークプラグにおける接地電極の断面形状によって、接地電極の位置関係による着火性の低下や燃焼エネルギの損失を抑制することについて十分な検討がなされていなかった。
【０００６】
本発明は、上述した課題を踏まえ、内燃機関の燃焼効率を向上させることができる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】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］適用例１のスパークプラグは、軸線方向に延びた棒状の中心電極と、筒状の主体金具と、基端部および先端部を有し、前記基端部が前記主体金具に固定され、前記中心電極の先端に向けて屈曲して前記先端部が前記中心電極との間で前記軸線方向に間隙を形成する接地電極とを備えるスパークプラグであって、前記接地電極は、前記基端部から前記先端部にわたって前記中心電極に対向する対向面を有し、前記軸線方向に沿った前記間隙の長さの中点から前記軸線方向に沿った両方向にそれぞれ０．３０ｍｍの範囲において、前記軸線方向に直交する平面上に位置する前記接地電極の断面形状の外形線は、前記対向面を構成する直線状の対向辺と、前記対向辺の端点である２つの基点Ｐ１，Ｐ２と、前記対向辺に沿ったＸ軸方向における前記断面形状の最大長さをとる２つの基点Ｐ３，Ｐ４とのうち、前記基点Ｐ１と前記基点Ｐ３との間を繋ぐ外側に突出した第１湾曲部と、前記基点Ｐ２と前記基点Ｐ４との間を繋ぐ外側に突出した第２湾曲部と、前記軸線方向および前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に沿って前記基点Ｐ１を通る直線に交わる前記外形線上の基点Ｐ５と、前記基点Ｐ３との間を繋ぐ外側に突出した第３湾曲部と、前記Ｙ軸方向に沿って前記基点Ｐ２を通る直線に交わる前記外形線上の基点Ｐ６と、前記基点Ｐ４との間を繋ぐ外側に突出した第４湾曲部と、前記対向辺との間で前記Ｙ軸方向における前記断面形状の最大長さをとる基点Ｐ７を通り、前記基点Ｐ５と前記基点Ｐ６との間を繋ぐ連結部とを有し、前記Ｘ軸方向に沿った前記基点Ｐ３と前記基点Ｐ４との間の長さをＡとし、前記基点Ｐ３と前記基点Ｐ４とを結ぶ直線から前記基点Ｐ７までの前記Ｙ軸方向に沿った長さをＢとし、前記第１湾曲部の平均曲率半径をｒ１とし、前記第２湾曲部の平均曲率半径をｒ２とし、前記第３湾曲部の平均曲率半径をＲ１とし、前記第４湾曲部の平均曲率半径をＲ２としたとき、Ｂ＞（Ａ／２）、Ｒ１＞ｒ１、かつ、Ｒ２＞ｒ２を満たすことを特徴とする。この適用例によれば、Ｙ軸方向に沿って接地電極側から間隙へと流れる混合気の逆流が間隙で発生することを防止することができる。したがって、接地電極の位置関係による着火性の低下を抑制することができる。その結果、内燃機関の燃焼効率を向上させることができる。
【０００９】
［適用例２］適用例１のスパークプラグにおいて、前記Ｘ軸に沿った前記基点Ｐ１と前記基点Ｐ３との間の長さをａとし、前記Ｙ軸に沿った前記基点Ｐ１と前記基点Ｐ３との間の長さをｂとし、前記Ｘ軸に沿った前記基点Ｐ２と前記基点Ｐ４との間の長さをｃとし、前記Ｙ軸に沿った前記基点Ｐ２と前記基点Ｐ４との間の長さをｄとしたとき、Ｂ（ｍｍ）≧（Ａ（ｍｍ）／２）＋０．０６（ｍｍ）、ａ＜ｂ、かつ、ｃ＜ｄを満たすとしても良い。この適用例によれば、Ｙ軸方向に沿って接地電極側から間隙へと流れる混合気の逆流が間隙で発生することを一層防止することができる。
【００１０】
［適用例３］適用例１または適用例２のスパークプラグにおいて、前記軸線方向に沿った前記間隙の長さＨは１．１０ｍｍよりも小さく、前記軸線方向から見て前記接地電極が前記中心電極に重なる範囲において、前記軸線方向および前記Ｘ軸方向に平行な平面上に位置する前記接地電極の断面形状である先端部断面形状の外形線は、前記対向面を構成する直線状の辺である先端部対向辺と、前記先端部対向辺の端点である２つの基点Ｐ’１，Ｐ’２と、前記先端部対向辺に沿ったＸ’軸方向における前記先端部断面形状の最大長さをとる２つの基点Ｐ’３，Ｐ’４とのうち、前記基点Ｐ’１と前記基点Ｐ’３との間を繋ぐ外側に突出した第１の先端湾曲部と、前記基点Ｐ’２と前記基点Ｐ’４との間を繋ぐ外側に突出した第２の先端湾曲部とを有し、前記Ｘ’軸方向に沿った前記基点Ｐ’３と前記基点Ｐ’４との間の長さをＣとし、前記Ｘ’軸方向に沿った前記基点Ｐ’１と前記基点Ｐ’３との間の長さをＤとし、前記Ｘ’軸方向に沿った前記基点Ｐ’２と前記基点Ｐ’４との間の長さをＥとしたとき、（Ｄ＋Ｅ）／Ｃ≧０．２７を満たすとしても良い。この適用例によれば、着火後に軸線方向に沿って間隙から接地電極の先端部へと拡がる火炎の成長が接地電極によって阻害される影響を抑制することができる。したがって、接地電極による燃焼エネルギの損失を抑制することができる。その結果、内燃機関の燃焼効率を更に向上させることができる。
【００１１】
［適用例４］適用例１ないし適用例３のいずれかのスパークプラグにおいて、（ａ＋ｃ）／Ａ≧０．２７を満たすとしても良い。この適用例によれば、着火後にＹ軸方向に沿って間隙から接地電極へと拡がる火炎の成長が接地電極によって阻害される影響を抑制することができる。したがって、接地電極の位置関係による燃焼エネルギの損失を抑制することができる。その結果、内燃機関の燃焼効率を更に向上させることができる。
【００１２】
［適用例５］適用例３のスパークプラグにおいて、前記Ｘ’軸方向に沿った前記基点Ｐ’１と前記基点Ｐ’２との間の長さＦは０．８０ｍｍ以上であるとしても良い。この適用例によれば、接地電極の耐久性を向上させることができる。
【００１３】
［適用例６］適用例１ないし適用例５のいずれかのスパークプラグにおいて、前記接地電極は、ニッケル（Ｎｉ）を９５重量％以上含有するニッケル合金からなるとしても良い。この適用例によれば、接地電極の耐久性を向上させることができる。
【００１４】
［適用例７］適用例１ないし適用例６のいずれかのスパークプラグにおいて、前記主体金具に形成されたネジ部の呼び径がＭ１０以下であるとしても良い。この適用例によれば、標準的なＭ１４サイズよりも小径のスパークプラグを用いて内燃機関の燃焼効率を向上させることができる。
【００１５】
本発明の形態は、スパークプラグの形態に限るものではなく、例えば、接地電極の素材、スパークプラグを備える内燃機関、スパークプラグの製造方法、スパークプラグを用いた着火方法などの種々の形態に適用することも可能である。また、本発明は、前述の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】スパークプラグを示す部分断面図である。
【図２】接地電極を拡大して示す説明図である。
【図３】接地電極の中間部の断面形状を示す説明図である。
【図４】接地電極の先端部の断面形状を示す説明図である。
【図５】接地電極における中間部の断面形状に関する第１評価試験の結果を示す表である。
【図６】接地電極における中間部の断面形状に関する第２評価試験の結果を示す表である。
【図７】接地電極における中間部の断面形状に関する第３評価試験の結果を示す表である。
【図８】第３評価試験の結果を示すグラフである。
【図９】接地電極における先端部の断面形状に関する第４評価試験の結果を示す表である。
【図１０】第４評価試験の結果を示すグラフである。
【図１１】接地電極における先端部の断面形状に関する第５評価試験の結果を示すグラフである。
【図１２】接地電極のニッケル含有量に関する第６評価試験の結果を示すグラフである。
【図１３】第２実施形態における接地電極を拡大して示す説明図である。
【図１４】第３実施形態における先端部の断面形状を示す説明図である。
【図１５】第４実施形態における先端部の断面形状を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．スパークプラグの構成：
図１は、スパークプラグ１００を示す部分断面図である。図１には、スパークプラグ１００の軸心である軸線ＣＡ１を境界として、紙面右側にスパークプラグ１００の外観形状を図示し、紙面左側にスパークプラグ１００の断面形状を図示した。本実施形態の説明では、スパークプラグ１００における図１の紙面下側を「先端側」といい、図１の紙面上側を「後端側」という。
【００１８】
スパークプラグ１００は、中心電極１０と、絶縁体２０と、主体金具３０と、接地電極４０とを備える。本実施形態では、スパークプラグ１００の軸線ＣＡ１は、中心電極１０、絶縁体２０および主体金具３０の各部材における軸心でもある。
【００１９】
図１には、相互に直交するＸＹＺ軸を図示した。図１のＸＹＺ軸は、後述する他の図におけるＸＹＺ軸に対応する。
【００２０】
図１のＸＹＺ軸のうち、軸線ＣＡ１に沿った軸をＺ軸とする。Ｚ軸に沿ったＺ軸方向（軸線方向）に関し、スパークプラグ１００の先端側から後端側に向かって＋Ｚ軸方向とし、その逆を−Ｚ軸方向とする。
【００２１】
図１のＸＹＺ軸のうち、接地電極４０が軸線ＣＡ１に向けて屈曲する方向に沿った軸をＹ軸とする。Ｙ軸に沿ったＹ軸方向に関し、接地電極４０が軸線ＣＡ１に向けて屈曲する方向を−Ｙ軸方向とし、その逆を＋Ｙ軸方向とする。
【００２２】
図１のＸＹＺ軸のうち、Ｙ軸およびＺ軸に直交する軸をＸ軸とする。Ｘ軸に沿ったＸ軸方向に関し、図１の紙面奥から紙面手前に向かって＋Ｘ軸方向とし、その逆を−Ｘ軸方向とする。
【００２３】
スパークプラグ１００の中心電極１０は、導電性を有する電極体である。中心電極１０は、Ｚ軸方向（軸線方向）に延びた棒状をなす。本実施形態では、中心電極１０は、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル合金（例えば、インコネル（登録商標））からなる。中心電極１０の外側面は、絶縁体２０によって外部から電気的に絶縁されている。中心電極１０の先端１１は、絶縁体２０の先端側から突出している。中心電極１０の後端側は、絶縁体２０の後端側へと電気的に接続されている。本実施形態では、中心電極１０の後端側は、シール体１６、セラミック抵抗１７、シール体１８、端子金具１９を介して絶縁体２０の後端側へと電気的に接続されている。
【００２４】
スパークプラグ１００の絶縁体２０は、電気絶縁性を有する碍子である。絶縁体２０は、Ｚ軸方向（軸線方向）に沿った筒状をなす。本実施形態では、絶縁体２０は、絶縁性セラミックス材料（例えば、アルミナ）を焼成してなる。絶縁体２０は、軸線ＣＡ１に沿った貫通孔である軸孔２８を備える。絶縁体２０の軸孔２８には、中心電極１０が保持されている。
【００２５】
スパークプラグ１００の主体金具３０は、導電性を有する金具である。主体金具３０は、Ｚ軸方向（軸線方向）に沿った筒状をなす。本実施形態では、主体金具３０は、筒状に成形した低炭素鋼にニッケルメッキを施した金具である。他の実施形態では、主体金具３０は、亜鉛メッキを施した金具であっても良いし、メッキを施していない金具（無メッキ）であっても良い。主体金具３０は、中心電極１０から電気的に絶縁された状態で絶縁体２０の外側面にカシメ固定されている。
【００２６】
主体金具３０は、端面３１およびネジ部３２を備える。主体金具３０の端面３１は、主体金具３０の先端側を構成する中空円状の面である。端面３１には、接地電極４０が接合されている。端面３１の中央からは、絶縁体２０および中心電極１０が突出している。主体金具３０のネジ部３２は、ネジ山が外側面に形成されている円筒状の部位である。本実施形態では、主体金具３０のネジ部３２を内燃機関２００のネジ孔２１０に螺合させることによって、スパークプラグ１００を内燃機関２００に取り付けることが可能である。
【００２７】
本実施形態では、主体金具３０に形成されたネジ部３２の呼び径は、Ｍ１０である。他の実施形態では、ネジ部３２の呼び径は、Ｍ１０よりも小さくても良いし、Ｍ１０よりも大きくても良い。
【００２８】
スパークプラグ１００の接地電極４０は、導電性を有する電極体である。接地電極４０は、屈曲した棒状をなす。接地電極４０は、主体金具３０の端面３１から−Ｚ軸方向に一旦延びた後に軸線ＣＡ１に向けて屈曲した形状を有する。
【００２９】
接地電極４０は、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル合金（例えば、インコネル（登録商標））からなる。接地電極４０の耐久性を向上させる観点から、接地電極４０は、ニッケルを９５重量％以上含有するニッケル合金からなることが好ましい。接地電極４０のニッケル含有量の評価値については後述する。
【００３０】
図２は、接地電極４０を拡大して示す説明図である。図２には、＋Ｘ軸方向から見た接地電極４０を中心電極１０の先端側と共に図示した。接地電極４０は、対向面４０５と、基端部４１０と、中間部４６０と、先端部４８０とを有する。
【００３１】
接地電極４０は、先端部４８０において中心電極１０の先端１１との間でＺ軸方向（軸線方向）に間隙ＳＧを形成する。スパークプラグ１００を内燃機関２００に取り付けた状態で、２万〜３万ボルトの高電圧を中心電極１０に印加することによって、間隙ＳＧに火花放電を発生させることが可能である。間隙ＳＧは、火花ギャップとも呼ばれる。
【００３２】
接地電極４０の対向面４０５は、基端部４１０から先端部４８０にわたって中心電極１０に対向するＸ軸に平行な面である。
【００３３】
接地電極４０の基端部４１０は、棒状の接地電極４０における２つの端部のうち先端部４８０とは異なる方の端部である。基端部４１０は、主体金具３０に固定されている。本実施形態では、基端部４１０は、溶接によって主体金具３０の端面３１に固定されている。
【００３４】
接地電極４０の中間部４６０は、図２に示すように、Ｚ軸方向（軸線方向）に沿った間隙ＳＧの長さＨの中点ＰＬｈから、＋Ｚ軸方向および−Ｚ軸方向の両方向（軸線方向に沿った両方向）にそれぞれ０．３０ｍｍ（ミリメートル）の範囲の部位である。図２には、中間部４６０に対応する部位にハッチングを施した。
【００３５】
図３は、接地電極４０の中間部４６０の断面形状を示す説明図である。図３に示す中間部４６０の断面形状は、図２の矢視Ｆ３−Ｆ３から見たＸＹ平面上（すなわち、軸線方向に直交する平面上）に位置する接地電極４０の断面形状である。中間部４６０の断面形状の外形線４６０Ｌは、第１湾曲部４６１と、第２湾曲部４６２と、第３湾曲部４６３と、第４湾曲部４６４と、対向辺４６５と、連結部４６６とを有する。
【００３６】
外形線４６０Ｌの対向辺４６５は、対向面４０５を構成するＸ軸に沿った直線状の部位である。対向辺４６５の２つの端点のうち、−Ｘ軸方向側の端点を基点Ｐ１とし、＋Ｘ軸方向側の端点を基点Ｐ２とする。
【００３７】
外形線４６０Ｌの第１湾曲部４６１は、基点Ｐ１と基点Ｐ３との間を繋ぐ外側に突出した部位である。基点Ｐ３は、Ｘ軸方向における中間部４６０の断面形状の最大長さＡをとる直線Ｌｘ上の２つの基点のうち、−Ｘ軸方向側の基点である。第１湾曲部４６１の平均曲率半径ｒ１は、第１湾曲部４６１を０．１０ｍｍ毎に分割した各線分から求めた曲率半径の平均値である。
【００３８】
外形線４６０Ｌの第２湾曲部４６２は、基点Ｐ２と基点Ｐ４との間を繋ぐ外側に突出した部位である。基点Ｐ４は、Ｘ軸方向における中間部４６０の断面形状の最大長さＡをとる直線Ｌｘ上の２つの基点のうち、＋Ｘ軸方向側の基点である。第２湾曲部４６２の平均曲率半径ｒ２は、第２湾曲部４６２を０．１０ｍｍ毎に分割した各線分から求めた曲率半径の平均値である。
【００３９】
外形線４６０Ｌの第３湾曲部４６３は、基点Ｐ３と基点Ｐ５との間を繋ぐ外側に突出した部位である。基点Ｐ５は、Ｙ軸方向に沿って基点Ｐ１を通る直線Ｌ１に交わる外形線４６０Ｌ上の基点である。第３湾曲部４６３の平均曲率半径Ｒ１は、第３湾曲部４６３を０．１０ｍｍ毎に分割した各線分から求めた曲率半径の平均値である。
【００４０】
外形線４６０Ｌの第４湾曲部４６４は、基点Ｐ４と基点Ｐ６との間を繋ぐ外側に突出した部位である。基点Ｐ６は、Ｙ軸方向に沿って基点Ｐ２を通る直線Ｌ２に交わる外形線４６０Ｌ上の基点である。第４湾曲部４６４の平均曲率半径Ｒ２は、第４湾曲部４６４を０．１０ｍｍ毎に分割した各線分から求めた曲率半径の平均値である。
【００４１】
外形線４６０Ｌの連結部４６６は、基点Ｐ７を通り基点Ｐ５と基点Ｐ６との間を繋ぐ部位である。基点Ｐ７は、対向辺４６５との間でＹ軸方向における中間部４６０の断面形状の最大長さをとる基点である。本実施形態では、連結部４６６は、基点Ｐ５と基点Ｐ６との間を繋ぐ外側に突出した部位である。本実施形態では、基点Ｐ７は、中間部４６０の断面形状におけるＸ軸方向の中央を通る直線Ｌｙ上に位置する。
【００４２】
Ｙ軸方向に沿って接地電極４０側から間隙ＳＧへと流れる混合気の逆流が間隙ＳＧで発生することを防止する観点から、中間部４６０の全域にわたって、Ｘ軸方向に沿った基点Ｐ３と基点Ｐ４との間の長さＡと、直線Ｌｘから基点Ｐ７までのＹ軸方向に沿った長さＢと、平均曲率半径Ｒ１，Ｒ２，ｒ１，ｒ２との関係は、Ｂ＞（Ａ／２）、Ｒ１＞ｒ１、かつ、Ｒ２＞ｒ２を満たすことが好ましい。この条件に関する評価値については後述する。
【００４３】
Ｙ軸方向に沿って接地電極４０側から間隙ＳＧへと流れる混合気の逆流が間隙ＳＧで発生することを防止する観点から、中間部４６０の全域にわたって、長さＡ，Ｂと、Ｘ軸に沿った基点Ｐ１と基点Ｐ３との間の長さａと、Ｙ軸に沿った基点Ｐ１と基点Ｐ３との間の長さｂと、Ｘ軸に沿った基点Ｐ２と基点Ｐ４との間の長さｃと、Ｙ軸に沿った基点Ｐ２と基点Ｐ４との間の長さｄとの関係は、Ｂ（ｍｍ）≧（Ａ（ｍｍ）／２）＋０．０６（ｍｍ）、ａ＜ｂ、かつ、ｃ＜ｄを満たすことが一層好ましい。この条件に関する評価値については後述する。
【００４４】
着火後にＹ軸方向に沿って間隙ＳＧから接地電極４０へと拡がる火炎の成長が接地電極４０によって阻害される影響を抑制する観点から、中間部４６０の全域にわたって、長さＡ，ａ，ｃの関係は、（ａ＋ｃ）／Ａ≧０．２７を満たすことが好ましい。この条件に関する評価値については後述する。
【００４５】
図２の説明に戻り、接地電極４０の先端部４８０は、棒状の接地電極４０における２つの端部のうち基端部４１０とは異なる方の端部である。先端部４８０における対向面４０５と中心電極１０の先端１１との間に間隙ＳＧが形成される。先端部４８０は、図２に示すように、Ｚ軸方向（軸線方向）から見て接地電極４０が中心電極１０に重なる範囲の部位である。図２には、先端部４８０に対応する部位にハッチングを施した。
【００４６】
図４は、接地電極４０の先端部４８０の断面形状を示す説明図である。図４に示す先端部４８０の断面形状（先端部断面形状）は、図２の矢視Ｆ４−Ｆ４から見たＺＸ平面上（すなわち、軸線方向およびＸ軸方向に平行な平面上）に位置する接地電極４０の断面形状である。先端部４８０の断面形状の外形線４８０Ｌは、第１の先端湾曲部４８１と、第２の先端湾曲部４８２と、第３の先端湾曲部４８３と、第４の先端湾曲部４８４と、先端部対向辺４８５と、連結部４８６とを有する。本実施形態では、先端部対向辺４８５に沿ったＸ’軸は、Ｘ軸に対応する。
【００４７】
外形線４８０Ｌの先端部対向辺４８５は、対向面４０５を構成するＸ軸に沿った直線状の部位である。先端部対向辺４８５の２つの端点のうち、−Ｘ軸方向側の端点を基点Ｐ’１とし、＋Ｘ軸方向側の端点を基点Ｐ’２とする。
【００４８】
外形線４８０Ｌの第１の先端湾曲部４８１は、基点Ｐ’１と基点Ｐ’３との間を繋ぐ外側に突出した部位である。基点Ｐ’３は、Ｘ軸方向における先端部４８０の断面形状の最大長さＣをとる直線Ｌ’ｘ上の２つの基点のうち、−Ｘ軸方向側の基点である。第１の先端湾曲部４８１の平均曲率半径ｒ’１は、第１の先端湾曲部４８１を０．１０ｍｍ毎に分割した各線分から求めた曲率半径の平均値である。
【００４９】
外形線４８０Ｌの第２の先端湾曲部４８２は、基点Ｐ’２と基点Ｐ’４との間を繋ぐ外側に突出した部位である。基点Ｐ’４は、Ｘ軸方向における先端部４８０の断面形状の最大長さＣをとる直線Ｌ’ｘ上の２つの基点のうち、＋Ｘ軸方向側の基点である。第２の先端湾曲部４８２の平均曲率半径ｒ’２は、第２の先端湾曲部４８２を０．１０ｍｍ毎に分割した各線分から求めた曲率半径の平均値である。
【００５０】
外形線４８０Ｌの第３の先端湾曲部４８３は、基点Ｐ’３と基点Ｐ’５との間を繋ぐ外側に突出した部位である。基点Ｐ’５は、Ｚ軸方向に沿って基点Ｐ’１を通る直線Ｌ’１に交わる外形線４８０Ｌ上の基点である。第３の先端湾曲部４８３の平均曲率半径Ｒ’１は、第３の先端湾曲部４８３を０．１０ｍｍ毎に分割した各線分から求めた曲率半径の平均値である。
【００５１】
外形線４８０Ｌの第４の先端湾曲部４８４は、基点Ｐ’４と基点Ｐ’６との間を繋ぐ外側に突出した部位である。基点Ｐ’６は、Ｚ軸方向に沿って基点Ｐ’２を通る直線Ｌ’２に交わる外形線４８０Ｌ上の基点である。第４の先端湾曲部４８４の平均曲率半径Ｒ’２は、第４の先端湾曲部４８４を０．１０ｍｍ毎に分割した各線分から求めた曲率半径の平均値である。
【００５２】
外形線４８０Ｌの連結部４８６は、基点Ｐ’７を通り基点Ｐ’５と基点Ｐ’６との間を繋ぐ部位である。基点Ｐ’７は、先端部対向辺４８５との間でＺ軸方向における先端部４８０の断面形状の最大長さＧをとる基点である。本実施形態では、連結部４８６は、基点Ｐ’５と基点Ｐ’６との間を繋ぐ外側に突出した部位である。本実施形態では、基点Ｐ’７は、先端部４８０の断面形状におけるＸ軸方向の中央を通る直線Ｌ’ｙ上に位置する。
【００５３】
着火後にＺ軸方向（軸線方向）に沿って間隙ＳＧから接地電極４０の先端部４８０へと拡がる火炎の成長が接地電極４０によって阻害される影響を抑制する観点から、先端部４８０の全域にわたって、Ｘ軸方向に沿った基点Ｐ’３と基点Ｐ’４との間の長さＣと、Ｘ軸方向に沿った基点Ｐ’１と基点Ｐ’３との間の長さＤと、前記Ｘ’軸方向に沿った前記基点Ｐ’２と前記基点Ｐ’４との間の長さＥとの関係は、（Ｄ＋Ｅ）／Ｃ≧０．２７を満たすことが好ましい。特に、Ｚ軸方向（軸線方向）に沿った間隙ＳＧの長さＨが１．１０ｍｍよりも狭くなると、接地電極４０の先端部４８０の形状が火炎の成長に与える影響が大きくなるため、Ｈ＜１．１０（ｍｍ）である場合に、（Ｄ＋Ｅ）／Ｃ≧０．２７を満たすことが効果的である。この条件に関する評価値については後述する。
【００５４】
接地電極４０の耐久性を向上させる観点から、先端部４８０の全域にわたって、Ｘ軸方向に沿った基点Ｐ’１と基点Ｐ’２との間の長さＦは０．８０ｍｍ以上であることが好ましい。この条件に関する評価値については後述する。
【００５５】
本実施形態では、接地電極４０は、図４に示した先端部４８０の断面形状を一様に有する棒状の部材を折り曲げることによって形成され、その結果、図３に示した中間部４６０の断面形状が形成される。他の実施形態では、切削、研削、研磨などの機械加工によって接地電極４０の各部の形状を成形しても良い。
【００５６】
Ａ−２．接地電極に関する評価：
＜第１評価試験＞
図５は、接地電極４０における中間部４６０の断面形状に関する第１評価試験の結果を示す表である。第１評価試験では、接地電極４０における中間部４６０の断面形状が異なる複数のスパークプラグ１００を試料として用意して、これらの試料を風洞管に取り付けて流体解析を行い、Ｙ軸方向に沿って接地電極４０側から間隙ＳＧへと流れる（−Ｙ軸方向に沿った）一様流れの状況で、間隙ＳＧに逆流が発生するか否かを確認した。具体的には、接地電極４０の中間部４６０が間隙ＳＧよりも流れの上流側となるように、中心電極１０および接地電極４０を風洞管の内側に突出させて、試料であるスパークプラグ１００を風洞管に取り付け、風洞管内に管内流速８ｍ／ｓ（メートル毎秒）の一様流れを発生させた状況で、間隙ＳＧに逆流が発生するか否かを確認した。
【００５７】
図５には、試料を識別する識別符号と、長さＡ，Ｂ，ａ，ｂ，ｃ，ｄの各値と、平均曲率半径Ｒ１，Ｒ２，ｒ１，ｒ２の各値と、間隙ＳＧでの逆流発生の有無とを示した。第１評価試験では、中間部４６０の全域にわたって図５の各値を満たす１６個の試料Ａ１〜Ａ１６を用意した。試料Ａ１〜Ａ１６は、いずれも、ａ＜ｂ、かつ、ｃ＜ｄを満たす。
【００５８】
Ｂ＞（Ａ／２）を満たす試料Ａ１〜Ａ８の評価結果によれば、試料Ａ３，Ａ４，Ａ７，Ａ８のように、Ｂ＞（Ａ／２）、Ｒ１＞ｒ１、かつ、Ｒ２＞ｒ２を満たす場合に、間隙ＳＧに逆流が発生しないことが分かる。試料Ａ１，Ａ２，Ａ５，Ａ６のように、Ｂ＞（Ａ／２）を満たしていても、Ｒ１＞ｒ１、かつ、Ｒ２＞ｒ２を満たさない場合には、間隙ＳＧに逆流が発生することが分かる。
【００５９】
Ｂ＝（Ａ／２）を満たす試料Ａ９〜Ａ１２の評価結果によれば、Ｒ１＞ｒ１、かつ、Ｒ２＞ｒ２を満たしていても、間隙ＳＧに逆流が発生する場合（試料Ａ１１）と、間隙ＳＧに逆流が発生しない場合（試料Ａ１２）とがあった。試料Ａ９，Ａ１０のように、Ｂ＝（Ａ／２）、Ｒ１＜ｒ１、かつ、Ｒ２＜ｒ２の場合には、間隙ＳＧに逆流が発生することが分かる。
【００６０】
Ｂ＜（Ａ／２）を満たす試料Ａ１３〜Ａ１６の評価結果によれば、Ｒ１＞ｒ１、かつ、Ｒ２＞ｒ２を満たすか否かにかかわらず、間隙ＳＧに逆流が発生することが分かる。
【００６１】
よって、第１評価試験の結果によれば、Ｙ軸方向に沿って接地電極４０側から間隙ＳＧへと流れる混合気の逆流が間隙ＳＧで発生することを防止する観点から、中間部４６０の全域にわたって、試料Ａ３，Ａ４，Ａ７，Ａ８のように、Ｂ＞（Ａ／２）、Ｒ１＞ｒ１、かつ、Ｒ２＞ｒ２を満たすことが好ましいと判断できる。
【００６２】
＜第２評価試験＞
図６は、接地電極４０における中間部４６０の断面形状に関する第２評価試験の結果を示す表である。第２評価試験は、第１評価試験よりも速い管内流速１０ｍ／ｓの一様流れで流体解析を行う点を除き、第１評価試験と同様である。
【００６３】
図６には、試料を識別する識別符号と、長さＡ，Ｂ，ａ，ｂ，ｃ，ｄの各値と、平均曲率半径Ｒ１，Ｒ２，ｒ１，ｒ２の各値と、間隙ＳＧでの逆流発生の有無とを示した。図６には、長さＡに基づく評価値Ｓ（＝（Ａ（ｍｍ）／２）＋０．０６（ｍｍ））の各値についても示した。第２評価試験では、中間部４６０の全域にわたって図６の各値を満たす２４個の試料Ｂ１〜Ｂ２４を用意した。試料Ｂ１〜Ｂ２４は、いずれも、Ｒ１＞ｒ１、かつ、Ｒ２＞ｒ２を満たす。
【００６４】
ａ＜ｂ、かつ、ｃ＜ｄを満たす試料Ｂ１〜Ｂ６の評価結果によれば、試料Ｂ４〜Ｂ６のように、Ｂ≧Ｓ（すなわち、Ｂ≧Ａ／２＋０．０６）を満たす場合に、間隙ＳＧに逆流が発生しないことが分かる。試料Ｂ１〜Ｂ３のように、ａ＜ｂ、かつ、ｃ＜ｄを満たしていても、Ｂ＜Ｓ（すなわち、Ｂ＜Ａ／２＋０．０６）の場合には、間隙ＳＧに逆流が発生することが分かる。
【００６５】
ａ＝ｂ、かつ、ｃ＝ｄを満たす試料Ｂ７〜Ｂ１２の評価結果によれば、Ｂ≧Ｓ（すなわち、Ｂ≧Ａ／２＋０．０６）を満たしていても、間隙ＳＧに逆流が発生する場合（試料Ｂ１０，Ｂ１１）と、間隙ＳＧに逆流が発生しない場合（試料Ｂ１２）とがあった。試料Ｂ７〜Ｂ９のように、Ｂ＜Ｓ（すなわち、Ｂ＜Ａ／２＋０．０６）、ａ＝ｂ、かつ、ｃ＝ｄの場合には、間隙ＳＧに逆流が発生することが分かる。
【００６６】
ａ＞ｂ、かつ、ｃ＞ｄを満たす試料Ｂ１３〜Ｂ１８の評価結果によれば、Ｂ≧Ｓ（すなわち、Ｂ≧Ａ／２＋０．０６）を満たすか否かにかかわらず、間隙ＳＧに逆流が発生することが分かる。
【００６７】
ａ＜ｂ、かつ、ｃ＜ｄを満たす試料Ｂ１９〜Ｂ２４の評価結果によれば、試料Ｂ２２〜Ｂ２４のように、Ｂ≧Ｓ（すなわち、Ｂ≧Ａ／２＋０．０６）を満たす場合に、間隙ＳＧに逆流が発生しないことが分かる。試料Ｂ１９〜Ｂ２１のように、ａ＜ｂ、かつ、ｃ＜ｄを満たしていても、Ｂ＜Ｓ（すなわち、Ｂ＜Ａ／２＋０．０６）の場合には、間隙ＳＧに逆流が発生することが分かる。
【００６８】
よって、第２評価試験の結果によれば、Ｙ軸方向に沿って接地電極４０側から間隙ＳＧへと流れる混合気の逆流が間隙ＳＧで発生することを防止する観点から、中間部４６０の全域にわたって、Ｂ（ｍｍ）≧（Ａ（ｍｍ）／２）＋０．０６（ｍｍ）、ａ＜ｂ、かつ、ｃ＜ｄを満たすことが一層好ましいと判断できる。
【００６９】
＜第３評価試験＞
図７は、接地電極４０における中間部４６０の断面形状に関する第３評価試験の結果を示す表である。第３評価試験では、接地電極４０における中間部４６０の断面形状が異なる複数のスパークプラグ１００を試料として用意し、これらの試料を燃焼室に取り付けて混合気に着火させた際に火炎核が拡がる伝播面積を評価した。具体的には、覗き窓付きの燃焼室を配置したシュリーレン光学装置を用いて、覗き窓を通じて着火から０．５ｍｓｅｃ（ミリ秒）後における間隙ＳＧの近傍を高速度カメラで撮影してシュリーレン画像を取得した。その後、そのシュリーレン画像を二値化して、軸線ＣＡ１を通りＹ軸に平行な平面上における火炎核の伝播面積を求めた。第３評価試験では、プロパンガスの混合気を０．０５ＭＰａ（メガパスカル）の圧力で燃料室内に供給し、５０ｍＪ（ミリジュール）の電力エネルギを試料に印加することによって火花放電を発生させて着火させた。
【００７０】
図７には、試料を識別する識別符号と、長さＡの値と、長さ（ａ＋ｃ）の値と、評価値Ｔ（＝（ａ＋ｃ）／Ａ）の値と、平均曲率半径Ｒ１，Ｒ２，ｒ１，ｒ２の各値と、伝播面積の値と、伝播面積換算比の値とを示した。図７の評価値Ｔは、長さＡに対する長さ（ａ＋ｃ）の比率を示す。図７の伝播面積換算比は、長さＡが同じ試料の伝播面積のうち、最も大きな値となる良好な伝播面積を１とした各伝播面積の比であり、数値が１よりも小さくなる程、伝播面積が小さく火炎の成長が阻害されることを示す。
【００７１】
第３評価試験では、中間部４６０の全域にわたって図７の各値を満たす１６個の試料Ｃ１〜Ｃ１６を用意した。試料Ｃ１〜Ｃ８の長さＡは１．５０ｍｍであり、試料Ｃ９〜Ｃ１６の長さＡは１．２０ｍｍである。試料Ｃ１〜Ｃ１６は、いずれも、Ｒ１＞ｒ１、かつ、Ｒ２＞ｒ２を満たす。試料Ｃ１〜Ｃ１６におけるネジ部３２の呼び径は、いずれもＭ１０である。
【００７２】
図８は、第３評価試験の結果を示すグラフである。図８では、横軸に評価値Ｔをとり、縦軸に伝播面積換算比をとって、第３評価試験の結果を示した。
【００７３】
Ｘ軸方向の最大長さＡが１．５０ｍｍである試料Ｃ１〜Ｃ８の評価結果によれば、長さＡに対する長さ（ａ＋ｃ）の比率を示す評価値Ｔの値が小さくなる程、伝播面積換算比の値が小さくなり、中間部４６０によって火炎の成長が阻害されることが分かる。特に、評価値Ｔが０．２７を示す試料Ｃ３よりも評価値Ｔの値が小さい試料Ｃ１，Ｃ２では、試料Ｃ３よりも評価値Ｔの値が大きい試料Ｃ４〜Ｃ８と比較して、伝播面積換算比の値の減少率が大きくなることが分かる。
【００７４】
Ｘ軸方向の最大長さＡが１．２０ｍｍである試料Ｃ９〜Ｃ１６の評価結果によれば、試料Ｃ１〜Ｃ８と同様に、評価値Ｔの値が小さくなる程、伝播面積換算比の値が小さくなり、中間部４６０によって火炎の成長が阻害されることが分かる。特に、評価値Ｔが０．２７を示す試料Ｃ１２よりも評価値Ｔの値が小さい試料Ｃ９〜Ｃ１１では、試料Ｃ１２よりも評価値Ｔの値が大きい試料Ｃ１３〜Ｃ１６と比較して、伝播面積換算比の値の減少率が大きくなることが分かる。
【００７５】
よって、第３評価試験の結果によれば、着火後にＹ軸方向に沿って間隙ＳＧから接地電極４０へと拡がる火炎の成長が接地電極４０によって阻害される影響を抑制する観点から、中間部４６０の全域にわたって、評価値Ｔは０．２７以上であること、すなわち、長さＡ，ａ，ｃの関係は、（ａ＋ｃ）／Ａ≧０．２７を満たすことが好ましいと判断できる。
【００７６】
＜第４評価試験＞
図９は、接地電極４０における先端部４８０の断面形状に関する第４評価試験の結果を示す表である。第４評価試験は、着火から０．３ｍｓｅｃ後のシュリーレン画像を取得する点を除き、第３評価試験と同様である。
【００７７】
図９には、試料を識別する識別符号と、長さＣ，Ｇの値と、長さ（Ｄ＋Ｅ）の値と、評価値Ｕ（＝（Ｄ＋Ｅ）／Ｃ）の値と、平均曲率半径Ｒ’１，Ｒ’２，ｒ’１，ｒ’２の各値と、伝播面積の値と、伝播面積換算比の値とを示した。図９の評価値Ｕは、長さＣに対する長さ（Ｄ＋Ｅ）の比率を示す。図８の伝播面積換算比は、長さＣ，Ｇが同じ試料の伝播面積のうち、最も大きな値となる良好な伝播面積を１とした各伝播面積の比であり、数値が１よりも小さくなる程、伝播面積が小さく火炎の成長が阻害されることを示す。
【００７８】
第４評価試験では、先端部４８０の全域にわたって図９の各値を満たす１６個の試料Ｄ１〜Ｄ１６を用意した。試料Ｄ１〜Ｄ８の長さＣは１．５０ｍｍ、長さＧは１．２０ｍｍであり、試料Ｄ９〜Ｄ１６の長さＣは１．２０ｍｍ、長さＧは１．００ｍｍである。試料Ｄ１〜Ｄ１６は、いずれも、Ｒ’１＞ｒ’１、かつ、Ｒ’２＞ｒ’２を満たす。試料Ｄ１〜Ｄ１６におけるネジ部３２の呼び径は、いずれもＭ１０である。試料Ｄ１〜Ｄ１６における間隙ＳＧの長さＨは、いずれも０．９０ｍｍである。
【００７９】
図１０は、第４評価試験の結果を示すグラフである。図１０では、横軸に評価値Ｕをとり、縦軸に伝播面積換算比をとって、第４評価試験の結果を示した。
【００８０】
Ｘ軸方向の最大長さＣが１．５０ｍｍ、Ｚ軸方向の最大長さＧが１．２０ｍｍである試料Ｄ１〜Ｄ８の評価結果によれば、長さＣに対する長さ（Ｄ＋Ｅ）の比率を示す評価値Ｕの値が小さくなる程、伝播面積換算比の値が小さくなり、先端部４８０によって火炎の成長が阻害されることが分かる。特に、評価値Ｕが０．２７を示す試料Ｄ３よりも評価値Ｕの値が小さい試料Ｄ１，Ｄ２では、試料Ｄ３よりも評価値Ｕの値が大きい試料Ｄ４〜Ｄ８と比較して、伝播面積換算比の値の減少率が大きくなることが分かる。
【００８１】
Ｘ軸方向の最大長さＣが１．２０ｍｍ、Ｚ軸方向の最大長さＧが１．００ｍｍである試料Ｄ９〜Ｄ１６の評価結果によれば、試料Ｄ１〜Ｄ８と同様に、評価値Ｕの値が小さくなる程、伝播面積換算比の値が小さくなり、先端部４８０によって火炎の成長が阻害されることが分かる。特に、評価値Ｕが０．２７を示す試料Ｄ１２よりも評価値Ｕの値が小さい試料Ｄ９〜Ｄ１１では、試料Ｄ１２よりも評価値Ｕの値が大きい試料Ｄ１３〜Ｄ１６と比較して、伝播面積換算比の値の減少率が大きくなることが分かる。
【００８２】
よって、第４評価試験の結果によれば、着火後にＺ軸方向（軸線方向）に沿って間隙ＳＧから接地電極４０の先端部４８０へと拡がる火炎の成長が接地電極４０によって阻害される影響を抑制する観点から、先端部４８０の全域にわたって、評価値Ｕは０．２７以上であること、すなわち、長さＣ，Ｄ，Ｅの関係は、（Ｄ＋Ｅ）／Ｃ≧０．２７を満たすことが好ましいと判断できる。特に、Ｚ軸方向（軸線方向）に沿った間隙ＳＧの長さＨが１．１０ｍｍよりも狭くなると、接地電極４０の先端部４８０の形状が火炎の成長に与える影響が大きくなるため、Ｈ＜１．１０（ｍｍ）である場合に、（Ｄ＋Ｅ）／Ｃ≧０．２７を満たすことが効果的である。
【００８３】
＜第５評価試験＞
図１１は、接地電極４０における先端部４８０の断面形状に関する第５評価試験の結果を示すグラフである。第５評価試験では、先端部対向辺４８５の長さＦが異なる複数のスパークプラグ１００を試料として用意し、これらの試料について机上火花耐久試験を行った。具体的には、圧力０．６ＭＰａの大気雰囲気において、試料であるスパークプラグ１００による火花放電を周波数６０Ｈｚ（ヘルツ）の頻度で７５時間行った。その後、Ｘ軸に沿った間隙ＳＧの長さＨを測定し、試験前の時点からの長さＨの増加量である間隙増加量を求めた。図１１では、横軸に長さＦをとり、縦軸に間隙増加量をとって、第５評価試験の結果を示した。
【００８４】
第５評価試験では、２４個の試料Ｅ１〜Ｅ２４を用意した。試料Ｅ１〜Ｅ２４におけるネジ部３２の呼び径は、いずれもＭ１０である。試料Ｅ１〜Ｅ２４における間隙ＳＧの長さＨは、いずれも試験前の時点で０．９０ｍｍである。試料Ｅ１〜Ｅ２４における中心電極１０の先端１１の直径は、１．５０ｍｍである。
【００８５】
試料Ｅ１〜Ｅ６では、先端部４８０におけるＸ軸方向の最大長さＣを１．５０ｍｍ、先端部４８０におけるＺ軸方向の最大長さＧを１．２０ｍｍ、接地電極４０のニッケル（Ｎｉ）含有量を８８ｗｔ％（重量パーセント）で共通とし、先端部対向辺４８５の長さＦを０．６０〜１．１０ｍｍの範囲で異なる値とした。試料Ｅ７〜Ｅ１２では、長さＣを１．２０ｍｍ、長さＧを１．００ｍｍ、ニッケル含有量を９８ｗｔ％で共通とし、長さＦを０．６０〜０．９５ｍｍの範囲で異なる値とした。試料Ｅ１３〜Ｅ１８では、長さＣを１．５０ｍｍ、長さＧを１．２０ｍｍ、ニッケル含有量を９５ｗｔ％で共通とし、長さＦを０．６０〜１．１０ｍｍの範囲で異なる値とした。試料Ｅ１９〜Ｅ２４では、長さＣを１．５０ｍｍ、長さＧを１．２０ｍｍ、ニッケル含有量を９８ｗｔ％で共通とし、長さＦを０．６０〜１．１０ｍｍの範囲で異なる値とした。
【００８６】
試料Ｅ１〜Ｅ２４の評価結果によれば、長さＣ，Ｇがいずれの値であっても、先端部対向辺４８５の長さＦの値が小さくなる程、間隙増加量の値が大きくなり、先端部４８０の耐久性が低下することが分かる。特に、長さＦの値が０．８０ｍｍ未満になると、長さＦの値が０．８０ｍｍ以上の場合と比較して、間隙増加量の値の増加率が大きくなることが分かる。
【００８７】
よって、第５評価試験の結果によれば、接地電極４０の耐久性を向上させる観点から、先端部４８０の全域にわたって、長さＦは０．８０ｍｍ以上であることが好ましいと判断できる。
【００８８】
＜第６評価試験＞
図１２は、接地電極４０のニッケル含有量に関する第６評価試験の結果を示すグラフである。第６評価試験では、ニッケル含有量が異なる複数のスパークプラグ１００を試料として用意し、これらの試料について机上火花耐久試験を行った。第６評価試験の具体的な内容は、第５評価試験と同様である。図１２では、横軸にニッケル含有量をとり、縦軸に間隙増加量をとって、第６評価試験の結果を示した。
【００８９】
第６評価試験では、６個の試料Ｆ１〜Ｆ６を用意した。試料Ｆ１〜Ｆ６におけるネジ部３２の呼び径は、いずれもＭ１０である。試料Ｆ１〜Ｆ６における間隙ＳＧの長さＨは、いずれも試験前の時点で０．９０ｍｍである。試料Ｆ１〜Ｆ６における中心電極１０の先端１１の直径は、１．５０ｍｍである。試料Ｆ１〜Ｆ６では、長さＣを１．５０ｍｍ、長さＧを１．２０ｍｍ、長さＤ，Ｅを０．３５ｍｍ、長さＦを０．８０ｍｍで共通とし、ニッケル含有量を８８〜９８ｗｔ％の範囲で異なる値とした。
【００９０】
試料Ｆ１〜Ｆ６の評価結果によれば、ニッケル含有量の値が小さくなる程、間隙増加量の値が大きくなり、先端部４８０の耐久性が低下することが分かる。特に、ニッケル含有量が９５ｗｔ％未満になると、ニッケル含有量が９５ｗｔ％以上の場合と比較して、間隙増加量の値の増加率が大きくなることが分かる。
【００９１】
よって、第６評価試験の結果によれば、接地電極４０の耐久性を向上させる観点から、接地電極４０は、ニッケルを９５ｗｔ％以上含有するニッケル合金からなることが好ましいと判断できる。
【００９２】
Ａ−３．効果：
以上説明した第１実施形態によれば、Ｂ＞（Ａ／２）、Ｒ１＞ｒ１、かつ、Ｒ２＞ｒ２を満たすことによって、Ｙ軸方向に沿って接地電極４０側から間隙ＳＧへと流れる混合気の逆流が間隙ＳＧで発生することを防止することができる。したがって、接地電極４０の位置関係による着火性の低下を抑制することができる。その結果、内燃機関２００の燃焼効率を向上させることができる。
【００９３】
また、Ｂ（ｍｍ）≧（Ａ（ｍｍ）／２）＋０．０６（ｍｍ）、ａ＜ｂ、かつ、ｃ＜ｄを満たすことによって、Ｙ軸方向に沿って接地電極４０側から間隙ＳＧへと流れる混合気の逆流が間隙で発生することを一層防止することができる。
【００９４】
また、（ａ＋ｃ）／Ａ≧０．２７を満たすことによって、着火後にＹ軸方向に沿って間隙ＳＧから接地電極４０へと拡がる火炎の成長が接地電極４０によって阻害される影響を抑制することができる。したがって、接地電極４０の位置関係による燃焼エネルギの損失を抑制することができる。その結果、内燃機関２００の燃焼効率を更に向上させることができる。
【００９５】
また、（Ｄ＋Ｅ）／Ｃ≧０．２７を満たすことによって、着火後にＺ軸方向に沿って間隙ＳＧから接地電極４０の先端部４８０へと拡がる火炎の成長が接地電極４０によって阻害される影響を抑制することができる。したがって、接地電極４０による燃焼エネルギの損失を抑制することができる。その結果、内燃機関２００の燃焼効率を更に向上させることができる。
【００９６】
また、長さＦは０．８０ｍｍ以上とすることによって、接地電極４０の耐久性を向上させることができる。また、接地電極４０のニッケル含有率を９５ｗｔ％以上とすることによって、接地電極の耐久性を向上させることができる。
【００９７】
Ｂ．第２実施形態：
第２実施形態の説明では、第１実施形態と同様の構成については第１実施形態と同じ符号を用い、形状や配置などが異なるものの第１実施形態に対応する構成については第１実施形態の符号に英文字「ａ」を付した符号を用いる。
【００９８】
図１３は、第２実施形態における接地電極４０ａを拡大して示す説明図である。第２実施形態のスパークプラグ１００ａは、貴金属チップ４５０ａを有する接地電極４０ａを備える点を除き、第１実施形態と同様である。図２には、＋Ｘ軸方向から見た接地電極４０ａを中心電極１０の先端側と共に図示した。
【００９９】
接地電極４０ａの貴金属チップ４５０ａは、先端部４８０ａにおける対向面４０５ａに溶接されている。第２実施形態では、Ｚ軸方向（軸線方向）に沿った間隙ＳＧの長さＨは、中心電極１０の先端１１から、先端部４８０ａの対向面４０５ａまでのＺ軸方向に沿った長さである。
【０１００】
貴金属チップ４５０ａは、火花放電や酸化に対する耐久性が接地電極４０ａの母材よりも優れた貴金属を含有する金属体である。本実施形態では、貴金属チップ４５０ａは、白金を主成分とし２０ｗｔ％のロジウムを含有する合金からなる。他の実施形態では、貴金属チップ４５０ａの材料は、他の合金であっても良いし、合金ではない貴金属（例えば、白金、イリジウム、ルテニウム、ロジウムなど）であっても良い。
【０１０１】
以上説明した第２実施形態によっても、第１実施形態と同様に、内燃機関２００の燃焼効率を向上させることができる。
【０１０２】
Ｃ．第３実施形態：
第３実施形態の説明では、第１実施形態と同様の構成については第１実施形態と同じ符号を用い、形状や配置などが異なるものの第１実施形態に対応する構成については第１実施形態の符号に英文字「ｂ」を付した符号を用いる。
【０１０３】
図１４は、第３実施形態における先端部４８０ｂの断面形状を示す説明図である。図１４に示す先端部４８０ｂの断面形状は、ＺＸ平面上に位置する。第３実施形態における先端部４８０ｂの断面形状の外形線４８０Ｌｂは、Ｘ軸に沿って基点Ｐ’５と基点Ｐ’６との間を繋ぐ連結部４８６ｂを備える点を除き、第１実施形態と同様である。第３実施形態の基点Ｐ’７ｂは、基点Ｐ’５および基点Ｐ’６と共に、先端部対向辺４８５との間でＺ軸方向における先端部４８０の断面形状の最大長さＧをとる連結部４８６ｂ上の基点である。
【０１０４】
以上説明した第３実施形態によっても、第１実施形態と同様に、内燃機関２００の燃焼効率を向上させることができる。
【０１０５】
Ｄ．第４実施形態：
第４実施形態の説明では、第１実施形態と同様の構成については第１実施形態と同じ符号を用い、形状や配置などが異なるものの第１実施形態に対応する構成については第１実施形態の符号に英文字「ｃ」を付した符号を用いる。
【０１０６】
図１５は、第４実施形態における先端部４８０ｃの断面形状を示す説明図である。図１５に示す先端部４８０ｃの断面形状は、ＺＸ平面上に位置する。第４実施形態における先端部４８０ｃの断面形状の外形線４８０Ｌｃは、連結部４８６ｃを備える点を除き、第１実施形態と同様である。第４実施形態の連結部４８６ｃは、基点Ｐ’５側において第３の先端湾曲部４８３と滑らかに連結し、基点Ｐ’６側において第４の先端湾曲部４８４と滑らかに連結すると共に、中央においてＸ軸に沿った直線をなす。第４実施形態の基点Ｐ’７ｃは、連結部４８６ｂにおける中央の直線上に位置し、先端部対向辺４８５との間でＺ軸方向における先端部４８０の断面形状の最大長さＧをとる基点である。
【０１０７】
以上説明した第３実施形態によっても、第１実施形態と同様に、内燃機関２００の燃焼効率を向上させることができる。
【０１０８】
Ｅ．他の実施形態：
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０…中心電極
１１…先端
１６…シール体
１７…セラミック抵抗
１８…シール体
１９…端子金具
２０…絶縁体
２８…軸孔
３０…主体金具
３１…端面
３２…ネジ部
４０，４０ａ…接地電極
１００，１００ａ…スパークプラグ
２００…内燃機関
２１０…ネジ孔
４０５，４０５ａ…対向面
４１０…基端部
４５０ａ…貴金属チップ
４６０…中間部
４６０Ｌ…外形線
４６１…第１湾曲部
４６２…第２湾曲部
４６３…第３湾曲部
４６４…第４湾曲部
４６５…対向辺
４６６…連結部
４８０…先端部
４８０Ｌ，４８０Ｌｂ，４８０Ｌｃ…外形線
４８０ａ…先端部
４８０ｂ…先端部
４８０ｃ…先端部
４８１…第１の先端湾曲部
４８２…第２の先端湾曲部
４８３…第３の先端湾曲部
４８４…第４の先端湾曲部
４８５…先端部対向辺
４８６，４８６ｂ，４８６ｃ…連結部
【要約】
【課題】内燃機関の燃焼効率を向上させることができるスパークプラグを提供する。
【解決手段】スパークプラグ１００における接地電極４０の中間部４６０の断面形状は、Ｘ軸方向に沿った基点Ｐ３と基点Ｐ４との間の長さをＡとし、基点Ｐ３と基点Ｐ４とを結ぶ直線から基点Ｐ７までのＹ軸方向に沿った長さをＢとし、第１湾曲部の平均曲率半径をｒ１とし、第２湾曲部の平均曲率半径をｒ２とし、第３湾曲部の平均曲率半径をＲ１とし、第４湾曲部の平均曲率半径をＲ２としたとき、Ｂ＞（Ａ／２）、Ｒ１＞ｒ１、かつ、Ｒ２＞ｒ２を満たす。
【選択図】図３【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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