(57)【要約】【課題】接地電極の冷却効果を高め、接地電極が熱源となって発生するプレイグニッションを防止する。【解決手段】スパークプラグにおいて、絶縁体６の先端部をハウジング４よりも軸方向先端側に突出させ、ハウジング４に、中心電極５との間の火花ギャップを形成すべく接地電極８を突出させて設ける。絶縁体６がハウジング４よりも突出している軸方向位置において、絶縁体６の半径方向外側に接地電極８の一部８Ａを配置する。前記軸方向位置における断面視において、第１の方向＋Ｘにおける基準位置Ｏから絶縁体の外周端６+Xまでの長さＬ+Xが、第１の方向と９０°異なる第２の方向＋Ｙにおける基準位置Ｏから絶縁体の外周端６+Yまでの長さＬ+Yより大きくなるよう、絶縁体６の断面形状を設定した。【選択図】図２
2013143267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びるハウジングの中心部に絶縁体を介在させて中心電極を設け、絶縁体の先端部をハウジングよりも軸方向先端側に突出させ、中心電極の先端部を絶縁体よりも軸方向先端側に突出させ、ハウジングに、中心電極との間の火花ギャップを形成すべく接地電極を突出させて設けたスパークプラグであって、
絶縁体がハウジングよりも突出している軸方向位置において、絶縁体の半径方向外側に接地電極の一部を配置し、
前記軸方向位置における断面視において、中心電極の中心を基準位置、基準位置から前記接地電極の一部に向かう方向を第１の方向、基準位置から第１の方向と９０°異なる方向に向かう方向を第２の方向とし、第１の方向における基準位置から絶縁体の外周端までの長さが、第２の方向における基準位置から絶縁体の外周端までの長さより大きくなるよう、絶縁体の断面形状を設定した
ことを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
絶縁体の断面形状を、長軸が第１の方向に平行な略卵形に設定した
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】
前記軸方向位置における断面視において、基準位置から前記接地電極の一部の反対側に向かう方向を第３の方向とし、
絶縁体の断面形状を、卵形の短軸が基準位置に対し第３の方向にオフセットされるよう設定した
ことを特徴とする請求項２に記載のスパークプラグ。
【請求項４】
絶縁体の断面形状を、長軸が第１の方向に平行な楕円形に設定した
ことを特徴とする請求項１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、主に火花点火式内燃機関に用いられるスパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、スパークプラグは、中心電極、絶縁体、ハウジングおよび接地電極を備え、中心電極と接地電極の間に形成された火花ギャップに火花放電を行い、燃焼室内の混合気に点火するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１６５６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種のスパークプラグを備える内燃機関において、スパークプラグが熱源となって発生するプレイグニッションを防止する必要がある。ここでプレイグニッションとは、燃焼室内で局所的に高温となったスパークプラグの一部の部位が熱源となり、火花放電が行われる本来の点火時期より前に、混合気が点火してしまうことをいう。
【０００５】
かかる高温部位として接地電極が挙げられる。すなわち、例えば自然吸気式エンジンに比べ熱負荷の高い過給式エンジンにおいて、接地電極が高温となり、これが熱源となってプレイグニッションが起きる可能性がある。
【０００６】
通常、接地電極は、燃焼室内に導入された混合気または新気の気流によって冷却されるため、高温となり難い。しかし、スパークプラグの向きによっては、接地電極に向かう気流が絶縁体によって遮られてしまい、その冷却効果が減少され、その結果、接地電極がプレイグニッションを生起させるほどの高温になる可能性がある。
【０００７】
そこで本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、接地電極の冷却効果を高め、接地電極が熱源となって発生するプレイグニッションを防止することができるスパークプラグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、
軸方向に延びるハウジングの中心部に絶縁体を介在させて中心電極を設け、絶縁体の先端部をハウジングよりも軸方向先端側に突出させ、中心電極の先端部を絶縁体よりも軸方向先端側に突出させ、ハウジングに、中心電極との間の火花ギャップを形成すべく接地電極を突出させて設けたスパークプラグであって、
絶縁体がハウジングよりも突出している軸方向位置において、絶縁体の半径方向外側に接地電極の一部を配置し、
前記軸方向位置における断面視において、中心電極の中心を基準位置、基準位置から前記接地電極の一部に向かう方向を第１の方向、基準位置から第１の方向と９０°異なる方向に向かう方向を第２の方向とし、第１の方向における基準位置から絶縁体の外周端までの長さが、第２の方向における基準位置から絶縁体の外周端までの長さより大きくなるよう、絶縁体の断面形状を設定した
ことを特徴とするスパークプラグが提供される。
【０００９】
好ましくは、絶縁体の断面形状を、長軸が第１の方向に平行な略卵形に設定する。
【００１０】
好ましくは、前記軸方向位置における断面視において、基準位置から前記接地電極の一部の反対側に向かう方向を第３の方向とし、
絶縁体の断面形状を、卵形の短軸が基準位置に対し第３の方向にオフセットされるよう設定する。
【００１１】
好ましくは、絶縁体の断面形状を、長軸が第１の方向に平行な楕円形に設定する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、接地電極の冷却効果を高め、接地電極が熱源となって発生するプレイグニッションを防止することができるという、優れた作用効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るスパークプラグを示す半断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】プラグ角度と絶縁体温度との関係を参考的に示すグラフである。
【図４】一般的なスパークプラグの場合の吸気の流れを示すＩＩ−ＩＩ断面相当図である。
【図５】本実施形態のスパークプラグの場合の吸気の流れを示すＩＩ−ＩＩ断面相当図である。
【図６】第１の他の実施形態を示すＩＩ−ＩＩ断面相当図である。
【図７】第２の他の実施形態を示すＩＩ−ＩＩ断面相当図である。
【図８】試験に用いた絶縁体の突出部と接地電極の付け根部との断面形状および配置を示す概略図である。
【図９】試験に用いたＲ１とＲ２の組み合わせを示す表である。
【図１０】試験結果を示す図である。
【図１１】試験結果から得られた間隔ｈとＲ１との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好適実施形態を説明する。
【００１５】
図１に本実施形態に係るスパークプラグ１を示す。Ｏはプラグ中心軸であり、これに沿った図の上下方向を軸方向という。図の下側が先端側、上側が基端側である。理解容易のため、先端側および基端側を単に下および上ということもある。
【００１６】
図示するスパークプラグ１は、火花点火式内燃機関であるエンジンのシリンダヘッド２に取り付けられている。プラグ中心軸Ｏの位置を境に、左側が吸気側ＩＮ、右側が排気側ＥＸである。周知のように、吸気側ＩＮには吸気弁、吸気ポート等の吸気系要素（図示せず）が配設され、排気側ＥＸには排気弁、排気ポート等の排気系要素（図示せず）が配設される。スパークプラグ１の先端部は、混合気（ポート噴射式の場合）または新気（直噴式の場合）が導入され且つ燃焼が行われる燃焼室３内に臨まされている。
【００１７】
スパークプラグ１は、軸方向に延びる概ね円筒状の金属製ハウジング４と、ハウジング４の中心部に配設された円軸状の中心電極５と、ハウジング４および中心電極５の間に介設された碍子からなる絶縁体６と、中心電極５との間の火花ギャップ７を形成すべくハウジング４に突出して設けられた接地電極８とを備える。
【００１８】
ハウジング４は、プラグレンチが嵌合される工具係合部９と、シリンダヘッド２のねじ孔１０に螺合される雄ネジ部１１とを備える。雄ネジ部１１の基端部にガスケット１２が嵌合され、スパークプラグ１が締め付け固定されたとき、燃焼室３からのガス漏れがガスケット１２によって防止される。ハウジング４は熱可締め等により絶縁体６を外周側から保持する。
【００１９】
絶縁体６は、ハウジング４に内挿される概ね円筒状の部材である。絶縁体６の内側に中心電極５が挿入され、中心電極５が絶縁体６によって保持される。
【００２０】
中心電極５よりも上方の位置において、絶縁体６の内側に内部抵抗１３と端子金具１４が挿入されている。端子金具１４の上端部は絶縁体６より突出され、プラグコード（図示せず）に接続される。プラグコードから供給された高電圧が端子金具１４、内部抵抗１３を通じて中心電極５に印加され、火花ギャップ７に火花を生じさせる。
【００２１】
ハウジング４と中心電極５と絶縁体６は全てプラグ中心軸Ｏと同軸に配置される。他方、接地電極８は、ハウジング４の先端面４Ａの周方向所定位置に溶接等により接続される細長い金属製部材からなり、ハウジング４の先端面４Ａから下方に延び、途中で中心電極５の先端面の真下に向けて湾曲して折れ曲がるＬ字状とされる。接地電極８の断面形状は任意であるが、本実施形態では長方形とされている。
【００２２】
ここで、スパークプラグ１の先端部について詳述する。図示する取付状態において、ハウジング４の先端面４Ａは、燃焼室３の頂面３Ａとほぼ同一の軸方向位置ないし高さに位置される。
【００２３】
そして絶縁体６の先端部は、ハウジング４よりも軸方向先端側に突出されている。この突出部を６Ａで示す。これにより突出部６Ａは燃焼室３内に露出されることとなる。
【００２４】
さらに中心電極５の先端部は、絶縁体６よりも軸方向先端側に突出されている。この中心電極５の真下に、火花ギャップ７を隔てて接地電極８が対向されている。これら中心電極５の突出部と接地電極８も当然に燃焼室３内に露出されることとなる。なお、中心電極５と接地電極８の対向面にそれぞれ電極チップを設けてもよい。
【００２５】
絶縁体６における突出部６Ａの直上部は、上方に向かうにつれ徐々に拡径され、ハウジング４の可締め部４Ｂに可締められる。この可締め部４Ｂの下方にて、絶縁体６の直上部とハウジング４との間に筒状の隙間であるポケット１３が形成される。
【００２６】
図２には、絶縁体６がハウジング４よりも突出している軸方向位置、言い換えれば絶縁体６の突出部６Ａがある軸方向位置における、軸方向に垂直な断面を示す。図示するように、絶縁体６の突出部６Ａの半径方向外側には接地電極８の一部が配置されている。この接地電極８の一部は、接地電極８のうち、ハウジング４への取付部分をなす付け根部８Ａに相当する。よって以下、当該接地電極８の一部を付け根部８Ａと称す。図示するように付け根部８Ａの断面は長方形である。
【００２７】
図２に示す断面視において、中心電極５の中心を基準位置とする。本実施形態において中心電極５はプラグ中心軸Ｏに同軸であるので、基準位置はプラグ中心軸Ｏの位置に等しい。よって基準位置をＯで示す。
【００２８】
また、基準位置Ｏから接地電極８の付け根部８Ａに向かう方向を＋Ｘ方向とする。より詳細には、基準位置Ｏから、接地電極８の付け根部８Ａの幅Ｗの中心に向かう方向を＋Ｘ方向とする。基準位置Ｏから＋Ｘ方向に延びる軸を＋Ｘ軸とする。
【００２９】
また、基準位置Ｏから、＋Ｘ方向に対し反時計回り（図中矢示）に９０°異なる方向に向かう方向を＋Ｙ方向とし、基準位置Ｏから＋Ｙ方向に延びる軸を＋Ｙ軸とする。
【００３０】
同様に、基準位置Ｏから、接地電極８の付け根部８Ａの反対側に向かう方向を−Ｘ方向とし、基準位置Ｏから−Ｘ方向に延びる軸を−Ｘ軸とする。そして基準位置Ｏから、＋Ｘ方向に対し反時計回りに２７０°異なる方向に向かう方向を−Ｙ方向とし、基準位置Ｏから−Ｙ方向に延びる軸を−Ｙ軸とする。
【００３１】
基準位置Ｏを中心とする回転方向の角度については、−Ｙ軸の位置を０°および３６０°の基準角度位置とし、＋Ｘ軸の位置を９０°、＋Ｙ軸の位置を１８０°、−Ｘ軸の位置を２７０°とする。図示例では９０°の位置に接地電極８の付け根部８Ａが位置されている。
【００３２】
なお、図示例の場合、互いに一直線上にある＋Ｙ軸および−Ｙ軸（これらを総称してＹ軸という）に対し左側（−Ｘ側）が吸気側ＩＮ、右側（＋Ｘ側）が排気側ＥＸである。また、互いに一直線上にある＋Ｘ軸および−Ｘ軸（これらを総称してＸ軸という）に対し下側（−Ｙ側）がエンジンのフロント側Ｆｒ、上側（＋Ｙ側）がリヤ側Ｒｒである。Ｙ軸はクランクシャフトの中心軸に平行である。
【００３３】
図示例では、中心電極５の断面形状が基準位置Ｏを中心とする円形であり、ハウジング４の下端面４Ａにおける内周縁４Ｃおよび外周縁４Ｄも基準位置Ｏを中心とする円形である。
【００３４】
一方、本実施形態は、図示するような絶縁体６の突出部６Ａの断面形状に特徴がある。すなわち、＋Ｘ方向あるいは＋Ｘ軸上における基準位置Ｏから絶縁体６の外周端６+Xまでの長さＬ+Xが、＋Ｙ方向あるいは＋Ｙ軸上における基準位置Ｏから絶縁体６の外周端６+Yまでの長さＬ+Yより大きくなるよう、絶縁体６の突出部６Ａの断面形状が設定されている。
【００３５】
より具体的に述べると、突出部６Ａの断面形状は凹みのない凸図形である。そして図示例の場合、突出部６Ａの断面形状は、卵形またはこれに近い形状（すなわち略卵形）である。
【００３６】
断面形状における卵形には、卵形自身の最大直径を規定する長軸と、長軸に直角な方向における最大直径を規定する短軸とが存在する。これら長軸と短軸は互いに直交し、その交差位置が卵形の中心となる。
【００３７】
図示例の場合、卵形の中心は基準位置Ｏにあり、卵形の長軸はＸ軸に平行、特にＸ軸上にあり、卵形の短軸はＹ軸に平行、特にＹ軸上にある。結局、突出部６Ａの断面形状は、Ｘ軸に対し対称であり、Ｙ軸に対し非対称である。
【００３８】
＋Ｘ方向における基準位置Ｏから絶縁体６の外周端６+Xまでの長さＬ+Xは、−Ｘ方向における基準位置Ｏから絶縁体６の外周端６-Xまでの長さＬ-Xより大きい。また＋Ｙ方向における基準位置Ｏから絶縁体６の外周端６+Yまでの長さＬ+Yは、−Ｙ方向における基準位置Ｏから絶縁体６の外周端６-Yまでの長さＬ-Yに等しい。外周端６-Yから外周端６+Yまでの長さ（つまり卵形の短軸の長さ）は接地電極８の付け根部８Ａの幅Ｗより大きい。
【００３９】
次に、本実施形態の作用効果を説明する。
【００４０】
一般に、スパークプラグはネジ止めされるため、その取付状態における取付角度にはばらつきがある。本実施形態も同様である。図示例では接地電極８の付け根部８Ａが９０°の角度位置に位置されているが、付け根部８Ａの角度位置は任意に変わり得る。
【００４１】
図３は、付け根部８Ａの角度位置（以下、プラグ角度という）と、エンジン運転時における絶縁体６の温度との関係を参考的に示す。図中＃１〜＃４は気筒番号を表す。
【００４２】
図示するように、９０°のプラグ角度のときに絶縁体６の温度が最低となっている。その理由は次の通りである。吸気弁の開弁により燃焼室３内に入ってきた混合気または新気（以下、吸気という）は、図１および図２に矢印Ｇで示される如く、吸気側ＩＮから排気側ＥＸに向かう傾向にある。そして９０°のプラグ角度のとき、吸気の流れは付け根部８Ａに阻害されず、直接的に且つ最高の効率で絶縁体６の突出部６Ａに当たる。よって突出部６Ａが最も冷却され、絶縁体６の温度が最も低下する。
【００４３】
他方、図３に示すように、絶縁体６の温度は、プラグ角度が正反対の２７０°のときに最高となる。その理由は次の通りである。吸気は、吸気側ＩＮから排気側ＥＸに向かう途中で、絶縁体６の突出部６Ａに当たる前に、接地電極８の付け根部８Ａに当たる。よって突出部６Ａに当たる手前で付け根部８Ａにより吸気の流れが遮られ、絶縁体６の温度が最も上昇する。
【００４４】
これは逆に言えば、付け根部８Ａに吸気が直接当たることとなり、接地電極８の冷却という点では好ましい。しかしながら前者の９０°のプラグ角度のときには、吸気の流れに対し付け根部８Ａが突出部６Ａの陰に隠れてしまい、吸気が当たりづらい。よって付け根部８Ａひいては接地電極８の温度上昇が懸念される。
【００４５】
このように、９０°のプラグ角度のときに接地電極８が最も高温となる傾向にある。そしてこれに対し何等かの対策を施さないと、接地電極を熱源とするプレイグニッションが生じる可能性がある。
【００４６】
図４は、一般的なスパークプラグの場合の吸気Ｆの流れを示す。ここで絶縁体６’の突出部６Ａ’の断面形状は、中心電極５’の中心を中心とする半径一定の円形である。
【００４７】
この場合、吸気Ｆは、突出部６Ａ’の前面に当たった後、突出部６Ａ’の表面から剥離してしまって、その後方にある接地電極８’を避けるように接地電極８’を通過してしまう。よって接地電極８’に吸気が当たらず、吸気による接地電極８’の冷却効果は乏しい。
【００４８】
これに対し、図５は、本実施形態のスパークプラグの場合の吸気Ｆの流れを示す。この場合、吸気Ｆは、Ｙ軸より左側の絶縁体６の突出部６Ａの前面に当たった後、Ｙ軸より右側の絶縁体６の突出部６Ａの後面にできるだけ沿うように、剥離が抑制された状態で流れる。よって、突出部６Ａの後方あるいは陰に隠れた接地電極８の付け根部８Ａに、吸気をより積極的に多く当てることができ、吸気による接地電極８の冷却効果を格段と向上することが出来る。
【００４９】
これにより、接地電極８の冷却効果を高め、接地電極８が熱源となって発生するプレイグニッションを未然に防止することが可能である。
【００５０】
なお、図２に示す断面形状において、Ｙ軸より左側の断面形状を、基準位置Ｏに対し一定の半径を有する半円形としてもよい。この場合半径は当然に長さＬ+Xより短い。またＹ軸より右側の断面形状を、長軸が＋Ｘ方向に平行な半楕円形としてもよい。これらも上述の略卵形に含まれる。
【００５１】
次に、他の実施形態を説明する。なお前記実施形態（基本実施形態という）と同様の部分については説明を省略し、以下相違点を中心に説明する。
【００５２】
図６に第１の他の実施形態を示す。この実施形態では、絶縁体６の突出部６Ａの断面形状が基本実施形態と同じ卵形である。しかしながらその位置が異なり、当該断面形状は、卵形の短軸が基準位置Ｏに対し所定のオフセット長ΔＸだけ−Ｘ方向にオフセットされるよう設定されている。つまり中心電極５に対する絶縁体６の突出部６Ａの相対位置が−Ｘ方向にオフセットされている。
【００５３】
オフセット長ΔＸは、＋Ｘ方向における基準位置Ｏから絶縁体６の外周端６+Xまでの長さＬ+Xが、−Ｘ方向における基準位置Ｏから絶縁体６の外周端６-Xまでの長さＬ-Xと等しくなるように設定されている。これにより、絶縁体６の突出部６Ａは、Ｘ軸方向に関して内周縁４Ｃの直径範囲内の中央に配されるようになる。
【００５４】
こうすると、基本実施形態よりも絶縁体６の突出部６Ａの位置を−Ｘ方向すなわち吸気Ｆの流れ方向上流側にずらすことができる。そして絶縁体６の突出部６Ａと接地電極８の付け根部８Ａとの間隔あるいは隙間を拡大することができる。よって、絶縁体６の突出部６Ａの後面に沿うように流れてきた吸気Ｆをより多く接地電極８の付け根部８Ａに当てることができ、接地電極８の冷却効果をさらに向上することが可能である。
【００５５】
なお、代替的にまたは追加的に、絶縁体６の突出部６Ａの断面形状を、卵形の長軸が基準位置Ｏに対し＋Ｙ方向または−Ｙ方向にオフセットされるよう設定してもよい。こうすると、オフセット側の吸気流は接地電極８の付け根部８Ａに対し当たり難くなるが、非オフセット側の吸気流は接地電極８の付け根部８Ａに対し当たり易くなり、トータルで同等量の吸気流を当てることができると考えられる。
【００５６】
また、基本実施形態における中心電極５と絶縁体６の突出部６Ａとの相対位置を保ったまま、両者を一緒にプラグ中心軸Ｏから−Ｘ方向にオフセットしても、同様の作用効果を発揮することができる。
【００５７】
図７に第２の他の実施形態を示す。この実施形態では、絶縁体６の突出部６Ａの断面形状が、よりシンプルな楕円形に設定されている。
【００５８】
図示例の場合、楕円形の中心は基準位置Ｏにあり、楕円形の長軸ないし長径はＸ軸に平行、特にＸ軸上にあり、楕円形の短軸ないし短径もＹ軸に平行、特にＹ軸上にある。絶縁体６の断面形状はＸ軸に対してもＹ軸に対しても対称である。
【００５９】
＋Ｘ方向における基準位置Ｏから絶縁体６の外周端６+Xまでの長さＬ+Xは、−Ｘ方向における基準位置Ｏから絶縁体６の外周端６-Xまでの長さＬ-Xに等しい。また＋Ｙ方向における基準位置Ｏから絶縁体６の外周端６+Yまでの長さＬ+Yは、−Ｙ方向における基準位置Ｏから絶縁体６の外周端６-Yまでの長さＬ-Yに等しい。
【００６０】
この絶縁体６の突出部６Ａの断面形状によっても、基本実施形態と同様の作用効果を発揮することができる。また、第１の他の実施形態と同様の作用効果を発揮すべく、楕円形の短軸が基準位置Ｏに対し−Ｘ方向にオフセットされるよう突出部６Ａの断面形状を設定してもよい。また楕円形の長軸が基準位置Ｏに対し＋Ｙ方向または−Ｙ方向にオフセットされるよう突出部６Ａの断面形状を設定してもよい。さらに図示する中心電極５と絶縁体６の突出部６Ａとの相対位置を保ったまま、両者を一緒にプラグ中心軸Ｏから−Ｘ方向にオフセットしてもよい。
【００６１】
ところで、突出部６Ａの後方に隠れた付け根部８Ａに吸気をより多く当てるために、突出部６Ａを小径化することが考えられる。しかし、突出部６Ａを小径化すると機械的強度が低下するという問題がある。また、付け根部８Ａないし接地電極８の幅Ｗを拡大することも考えられるが、こうすると点火によって出来た火炎が接地電極８で冷却されてしまって成長し難くなるという問題がある。このように突出部６Ａおよび付け根部８Ａの寸法変更には一定の制約がある。
【００６２】
本実施形態は、このような寸法変更ではなく形状変更によって対応するものである。従ってこれらの問題を回避しつつプレイグニッションを効果的に防止することが可能である。なお、凸図形の断面形状は、凹部を形成することによる局所的な出っ張りがなく、本実施形態ではほぼ全体が滑らかなＲ面で形成されるので、機械的強度の点で好ましい。
【００６３】
次に、上記実施形態の効果を確認するためのシミュレーション試験の結果を示す。
【００６４】
図８に、試験に用いた絶縁体６の突出部６Ａと接地電極８の付け根部８Ａとの断面形状および配置を示す。突出部６Ａについては、その断面形状を円または楕円とし、その中心ないし基準位置Ｏを一定とし、Ｘ軸方向の長半径（長径の１／２）Ｒ２とＹ軸方向の短半径（短径の１／２）Ｒ１とを変化させて試験を行った。
【００６５】
基準位置Ｏから付け根部８Ａまでの距離Ｌは、スパークプラグ１の雄ネジ部１１のネジ径によって定まる。一般にネジ径がＭ１２〜Ｍ１４の場合、距離Ｌは３．５〜５ｍｍである。試験は、付け根部８Ａの冷却効果に関して最も厳しいＬ＝３．５ｍｍで行った。これより距離Ｌが長いと突出部６Ａと付け根部８Ａの隙間が大きくなり、付け根部８Ａに吸気が当たり易くなるからである。逆に言えば、Ｌ＝３．５ｍｍで十分な効果が出ればＬ＞３．５ｍｍでも同等以上の効果が発揮できる。
【００６６】
試験では、Ｒ１を１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍと変化させた。これらの寸法は突出部６Ａの一般的な寸法である。またＲ２をＲ１、１．０５Ｒ１、１．２Ｒ１、１．６Ｒ１、２．０Ｒ１と変化させた。但し、Ｒ２＜Ｌであることを条件とした。Ｒ２≧Ｌだと突出部６Ａが付け根部８Ａに当たってしまうからである。
【００６７】
Ｒ１とＲ２の組み合わせは図９に示す通りである。○は試験が行われた組み合わせ、×はＲ２＜Ｌを満たさず試験が行われなかった組み合わせを示す。Ｒ２＝Ｒ１のとき断面形状は真円となり、他は全て楕円となる。
【００６８】
かかる条件の下、図５に示したのと同様に、突出部６Ａにその左側から所定流速の吸気を当てるものとして試験を行った。流速はここでは３０ｍ／ｓであり、この値はプレイグニッションが起こり得る範囲内の最も遅い流速に該当する。
【００６９】
そして図８に示すように、付け根部８Ａの前面の位置において、剥離点ａ+、ａ-からの主流ｂ+、ｂ-がなす間隔ｈを調べた。
【００７０】
図１０（Ａ）にはＲ１＝２．５ｍｍで且つＲ２＝Ｒ１のときのシミュレーション結果を示す。また図１０（Ｂ）にはＲ１＝２ｍｍで且つＲ２＝１．２Ｒ１のときのシミュレーション結果を示す。こうして図９に示した各組み合わせに対応する間隔ｈが得られる。
【００７１】
図１１に、得られた間隔ｈと短半径Ｒ１との関係を示す。この関係から、短半径Ｒ１、長半径Ｒ２および付け根部８Ａの幅Ｗを以下に示すような関係とすれば、間隔ｈが幅Ｗ以下となり、主流ｂ+、ｂ-を付け根部８Ａに当てて冷却できることが判明した。
（１）１．０５Ｒ１≦Ｒ２＜１．２Ｒ１のとき、Ｗ≧２．１５Ｒ１＋０．２４
（２）１．２Ｒ１≦Ｒ２＜１．６Ｒ１のとき、Ｗ≧２．１２Ｒ１＋０．３２
（３）１．６Ｒ１≦Ｒ２＜２．０Ｒ１のとき、２．１２Ｒ１＋０．３２＞Ｗ≧２．１０Ｒ１＋０．６５
つまり（１）のときにはＷ＝２．１５Ｒ１＋０．２４、（２）のときにはＷ＝２．１２Ｒ１＋０．３２、（３）のときにはＷ＝２．１０Ｒ１＋０．６５が、それぞれ付け根部８Ａの幅Ｗの最小幅ということになる。
【００７２】
以上、本発明の好適な実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。上記実施形態における数値はあくまで例示であり、様々な変更が可能である。
【００７３】
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。上述の各実施形態および各構成要素は可能な限りにおいて組み合わせ可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１  スパークプラグ
４  ハウジング
５  中心電極
６  絶縁体
６Ａ  突出部
６+X、６+Y、６-X、６-Y  絶縁体の外周端
７  火花ギャップ
８  接地電極
８Ａ  付け根部
Ｏ  プラグ中心軸、基準位置
Ｌ+X、Ｌ+Y、Ｌ-X、Ｌ-Y  基準位置から絶縁体の外周端までの長さ
ΔＸ  オフセット長
【図１】
2013143267.tif 000003
【図２】
2013143267.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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【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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