特許 5804966 内燃機関用のスパークプラグ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5804966

(24)【登録日】2015年9月11日

(45)【発行日】2015年11月4日

(54)【発明の名称】内燃機関用のスパークプラグ

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/20 20060101AFI20151015BHJP

   H01T 13/32 20060101ALI20151015BHJP

【ＦＩ】

   H01T13/20 B

   H01T13/32

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-33171(P2012-33171)

(22)【出願日】2012年2月17日

(65)【公開番号】特開2013-171632(P2013-171632A)

(43)【公開日】2013年9月2日

【審査請求日】2014年9月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社日本自動車部品総合研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】青地 高伸

(72)【発明者】

【氏名】柴田 正道

【審査官】 関 信之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−３８０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−３１５０４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｔ １３／２０

Ｈ０１Ｔ １３／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状のハウジング（２）と、該ハウジング（２）の内側に保持された筒状の絶縁碍子（３）と、先端部（４１）が突出するように上記絶縁碍子（３）の内側に保持された中心電極（４）と、上記ハウジング（２）に接続されると共に上記中心電極（４）との間に火花放電ギャップ（Ｇ）を形成する接地電極（５）と、上記ハウジング（２）の先端部（２１）から先端側へ突出した先端突起部（２２）とを有し、
上記接地電極（５）は、上記ハウジング（２）の先端部（２１）から先端側へ立設する立設部（５１）と、該立設部（５１）からプラグ径方向の内側へ屈曲して上記中心電極（４）とプラグ軸方向に対向する対向部（５２）と、該対向部（５２）における上記中心電極（４）側の面に突出形成された接地突起部（５３）とを備え、
上記プラグ軸方向から見て、上記接地電極（５）の上記立設部（５１）のプラグ周方向における中心とプラグ中心（Ｏ）とを結ぶ直線Ｌ１と、上記プラグ中心（Ｏ）において上記直線Ｌ１に直交する直線Ｌ２とによって区画される４つの区画領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）のうち、上記立設部（５１）の一部が存在する２つの電極側領域（Ａ１、Ａ２）の一方に、上記先端突起部（２２）の少なくとも一部が配置されており、
上記接地突起部（５３）及び上記中心電極（４）の先端部（４１）の少なくとも一方は、上記プラグ中心（Ｏ）からずれた位置であって、上記区画領域（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）のうち、上記電極側領域（Ａ１、Ａ２）以外の２つの開放側領域（Ａ３、Ａ４）のいずれか、もしくは、上記先端突起部（２２）の少なくとも一部が存在する上記電極側領域（Ａ１）に配置されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ（１）。

【請求項2】

請求項１に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）において、上記先端突起部（２２）は、上記プラグ径方向の寸法（Ｗ１）が上記ハウジング（２）の先端部（２１）の径方向の厚み（Ｗ３）以下であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ（１）。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）において、上記先端突起部（２２）は、上記プラグ周方向の寸法（Ｗ２）が、上記接地電極（５）における上記プラグ周方向の寸法（Ｗ４）よりも小さいことを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ（１）。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）において、上記先端突起部（２２）は、上記プラグ周方向の寸法（Ｗ２）が上記プラグ径方向の寸法（Ｗ１）よりも小さいことを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ（１）。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）において、上記接地突起部（５３）及び上記中心電極（４）の先端部（４１）の少なくとも一方は、上記先端突起部（２２）の少なくとも一部が形成された上記電極側領域（Ａ１）に隣接する上記開放側領域（Ａ３、Ａ４）に配置されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ（１）。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）において、上記中心電極（４）の先端部（４１）の中心軸は、上記プラグ中心（Ｏ）に配置されており、上記プラグ軸方向から見たとき、上記接地突起部（５３）は、上記中心電極（４）の先端部（４１）と重ならない位置に配置されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ（１）。

【請求項7】

請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）において、上記接地突起部（５３）及び上記中心電極（４）の先端部（４１）は、上記開放側領域（Ａ３、Ａ４）、もしくは、上記先端突起部（２２）の少なくとも一部が存在する上記電極側領域（Ａ１）に配置されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車のエンジン等に用いる内燃機関用のスパークプラグに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車のエンジン等の内燃機関における着火手段として用いられるスパークプラグとして、軸方向に中心電極と接地電極とを対向させて火花放電ギャップを形成したものがある。かかるスパークプラグは、火花放電ギャップに放電を生じさせ、この放電により、燃焼室内の混合気に着火している。
ここで、燃焼室内においては、例えばスワール流やタンブル流といった混合気の気流が形成されており、この気流が火花放電ギャップにおいても適度に流れることにより、着火性を確保することができる。

【0003】

ところが、内燃機関へのスパークプラグの取付姿勢によっては、ハウジングの先端部に接合された接地電極の一部が、気流における火花放電ギャップの上流側に配置されることがある。この場合、燃焼室内の気流が接地電極によって遮られ、火花放電ギャップ付近の気流が停滞するおそれがある。その結果、スパークプラグの着火性が低下するおそれがある。すなわち、内燃機関への取付姿勢によって、スパークプラグの着火性がばらつくという問題が生じるおそれがある。特に近年、希薄燃焼による内燃機関が多く用いられているが、このような内燃機関においては、スパークプラグの取付姿勢によって、燃焼安定性が低下するおそれがある。

【0004】

また、内燃機関へのスパークプラグの取付姿勢、すなわちプラグ周方向についての接地電極の位置を制御することは困難である。これは、ハウジングにおける取付用ネジの形成状態や内燃機関への取り付け作業時におけるスパークプラグの締付度合い等によって、取付姿勢が変化してしまうからである。

【0005】

特許文献１に記載のスパークプラグは、火花放電ギャップをなるべく本体から遠い位置に形成することで、火花放電ギャップがより多くの混合気に曝されるようにすると共に、火花放電ギャップにおいて気体が入れ替わりやすくしようとするものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平５−３１５０４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載の構成においても、内燃機関へのスパークプラグの取付姿勢、すなわちプラグ周方向についての接地電極の位置によって、着火性にばらつきが生じることを防ぐことは困難である。すなわち、特許文献１に記載の構成においても、スパークプラグの取付姿勢によっては、接地電極もしくは中心電極が火花放電ギャップの上流側に配置されてしまい、火花放電ギャップにおける気流の停滞を招いてしまう。それゆえ、スパークプラグの取付姿勢によって着火性がばらついてしまうおそれがある。

【0008】

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、内燃機関に対する取付姿勢に関わらず安定した着火性を確保することができる内燃機関用のスパークプラグを提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様は、筒状のハウジングと、該ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子と、先端部が突出するように上記絶縁碍子の内側に保持された中心電極と、上記ハウジングに接続されると共に上記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極と、上記ハウジングの先端部から先端側へ突出した先端突起部とを有し、
上記接地電極は、上記ハウジングの先端部から先端側へ立設する立設部と、該立設部からプラグ径方向の内側へ屈曲して上記中心電極とプラグ軸方向に対向する対向部と、該対向部における上記中心電極側の面に突出形成された接地突起部とを備え、
上記プラグ軸方向から見て、上記接地電極の上記立設部のプラグ周方向における中心とプラグ中心とを結ぶ直線Ｌ１と、該直線Ｌ１に直交すると共に上記プラグ中心を通る直線Ｌ２とによって区画される４つの区画領域のうち、上記立設部の一部が存在する２つの電極側領域の一方に、上記先端突起部の少なくとも一部が配置されており、
上記接地突起部及び上記中心電極の先端部の少なくとも一方は、上記プラグ中心からずれた位置であって、上記区画領域のうち、上記電極側領域以外の２つの開放側領域、もしくは、上記先端突起部の少なくとも一部が存在する上記電極側領域に配置されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグにある（請求項１）。

【発明の効果】

【0010】

上記スパークプラグは、上記ハウジングの先端部から先端側へ突出した先端突起部を有する。これにより、上記スパークプラグが内燃機関に対してどのような姿勢で取付けられても、火花放電ギャップへ向かう燃焼室内の気流が妨げられることを抑制することができる。つまり、例えば、上記接地電極の立設部がプラグ中心に対して気流の上流側に配置された場合において、上流側から上記立設部の脇を通過した気流を上記先端突起部によって、プラグ中心付近へ導くことができる。すなわち、上記先端突起部が上記気流のガイドとなり、上記気流をプラグ中心に向かって導くことができる。そのため、火花放電ギャップ付近の気流の停滞を防ぐことができる。

【0011】

ただし、上記のように接地電極の立設部が気流の上流側に配された場合において、立設部の下流側であり、立設部に近い所定の空間においては、どうしても気流が停滞しやすく、淀みが生じ得る。つまり、上記先端突起部によって気流をプラグ中心側へ導くことはできるが、気流の淀みを解消できるわけではない。この場合、気流の淀みは、接地電極の立設部に近い位置であり、かつ立設部を挟んで先端突起部と反対側の位置に形成されやすい。すなわち、上記４つの区画領域のうち、先端突起部が存在する側と反対側の上記電極側領域を中心に、淀みが生じることとなる。

【0012】

そこで、上記スパークプラグは、上記接地電極の接地突起部と上記中心電極の先端部との少なくとも一方を、上記プラグ中心からずれた位置であって、上記区画領域のうち、上記電極側領域以外の２つの開放側領域、もしくは、上記先端突起部の少なくとも一部が存在する上記電極側領域に配置している。これにより、火花放電ギャップを、気流の淀みが生じ難い位置に配置することができる。その結果、接地電極の立設部が燃焼室の気流の上流側に配置されても、着火性を充分に確保することができる。
これにより、内燃機関に対するスパークプラグの取付姿勢に関わらず、安定した着火性を確保することができる。

【0013】

以上のごとく、本発明によれば、内燃機関に対する取付姿勢に関わらず安定した着火性を確保することができる内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施例１における、スパークプラグの先端部の斜視図。

【図2】実施例１における、プラグ軸方向の先端側から見たスパークプラグの平面説明図。

【図3】実施例１における、接地電極の立設部が気流の上流側に配置された状態のスパークプラグの先端部の側面説明図。

【図4】図３のIV−IV線矢視断面図。

【図5】実施例２における、接地電極の立設部が気流の上流側に配置された状態のスパークプラグの先端部の側面説明図。

【図6】図５のVI−VI線矢視断面図。

【図7】実施例３における、接地電極の立設部が気流の上流側に配置された状態のスパークプラグの先端部の側面説明図。

【図8】図７のVIII−VIII線矢視断面図。

【図9】実施例４における、接地電極の立設部が気流の上流側に配置された状態のスパークプラグの先端部の側面説明図。

【図10】図９のＸ−Ｘ線矢視断面図。

【図11】実施例５における、接地電極の立設部が気流の上流側に配置された状態のスパークプラグの先端部の側面説明図。

【図12】図１１のXII−XII線矢視断面図。

【図13】実施例６における、接地電極の立設部が気流の上流側に配置された状態のスパークプラグの先端部の平面説明図。

【図14】実施例７における、接地電極の立設部が気流の上流側に配置された状態のスパークプラグの先端部の平面説明図。

【図15】比較例１における、スパークプラグの先端部の斜視図。

【図16】比較例１における、接地電極の立設部が気流の上流側に配置された状態のスパークプラグの先端部の側面説明図。

【図17】図１６のXVII−XVII線矢視断面図。

【図18】比較例２における、接地電極の立設部が気流の上流側に配置された状態のスパークプラグの先端部の平面説明図。

【図19】実験例における、内燃機関に対する比較例１のスパークプラグの取付姿勢とＡ／Ｆ限界との関係を示す線図。

【図20】実験例における、内燃機関に対する比較例２のスパークプラグの取付姿勢とＡ／Ｆ限界との関係を示す線図。

【図21】実験例における、内燃機関に対する実施例１のスパークプラグの取付姿勢とＡ／Ｆ限界との関係を示す線図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

上記内燃機関用のスパークプラグにおいては、燃焼室へ挿入される側を先端側、その反対側を基端側として説明する。
また、「プラグ軸方向」、「プラグ径方向」、「プラグ周方向」とは、それぞれ、上記スパークプラグの軸方向、径方向、周方向を意味する。また、「プラグ中心」とは、プラグ軸方向から見たときのスパークプラグの中心を意味し、ハウジングの中心に相当する。
また、上記接地突起部及び上記中心電極の先端部の少なくとも一方は、複数の区画領域にまたがって配置されていてもよい。すなわち、例えば、上記接地突起部及び上記中心電極の先端部の少なくとも一方が、２つの開放側領域にまたがったり、先端突起部が存在する電極側領域とこれに隣接する開放側領域にまたがったりしてもよい。

【0016】

また、上記先端突起部は、上記プラグ径方向の寸法が上記ハウジングの先端部の径方向の厚み以下であることが好ましい（請求項２）。この場合には、上記先端突起部がハウジングの内周面よりも中心電極に近付くことを防ぐことができる。そのため、上記先端突起部と上記中心電極との間における横飛び火を防ぐことができ、安定した着火性を確保することができる。

【0017】

また、上記先端突起部は、上記プラグ周方向の寸法が、上記接地電極における上記プラグ周方向の寸法よりも小さいことが好ましい（請求項３）。この場合には、上記先端突起部自身によって上記気流を遮蔽することを防ぎやすく、火花放電ギャップ付近の気流の停滞を効果的に防ぐことができる。

【0018】

また、上記先端突起部は、上記プラグ周方向の寸法が上記プラグ径方向の寸法よりも小さいことが好ましい（請求項４）。この場合には、上流側からスパークプラグの先端部付近へ向かう気流を、上記先端突起部によって上記火花放電ギャップへ効率的に導きやすく、かつ、上記先端突起部が上流側からスパークプラグの先端部付近へ向かう気流を妨げにくくなる。つまり、上記先端突起部は、上記接地電極の立設部が火花放電ギャップの上流側に配された場合において、気流を火花放電ギャップへ導く機能（以下、適宜これをガイド機能という）を果たすが、上記先端突起部自身が火花放電ギャップの上流側に配置された場合には、その形状によっては火花放電ギャップへ向かう気流を遮蔽するおそれが考えられる。上記ガイド機能は、先端突起部のプラグ径方向の寸法が大きいほど発揮されやすく、上述の火花放電ギャップへ向かう気流を遮蔽する効果は、先端突起部のプラグ周方向の寸法が大きいほど生じやすい。それゆえ、上記先端突起部を、プラグ径方向の寸法がプラグ周方向の寸法よりも大きい形状とすることにより、火花放電ギャップへ向かう気流の遮蔽を抑制しつつ、火花放電ギャップへの気流の導入を効率的に行いやすくなる。

【0019】

また、上記接地突起部及び上記中心電極の先端部の少なくとも一方は、上記先端突起部の少なくとも一部が形成された上記電極側領域に隣接する上記開放側領域に配置されていることが好ましい（請求項５）。この場合には、上記接地電極の立設部が気流の上流側に配置されたときに、より淀みが生じ難い区画領域に火花放電ギャップを配置することができる。その結果、内燃機関に対する取付姿勢に関わらず、より安定した着火性を確保しやすい。

【0020】

また、上記中心電極の先端部の中心軸は、上記プラグ中心に配置されており、上記プラグ軸方向から見たとき、上記接地突起部は、上記中心電極の先端部と重ならない位置に配置されていることが好ましい（請求項６）。この場合には、中心電極の先端部をプラグ中心からずらす必要がないため、スパークプラグの製造を容易に行うことができる。

【0021】

また、上記接地突起部及び上記中心電極の先端部の双方が、上記開放側領域、もしくは、上記先端突起部の少なくとも一部が存在する上記電極側領域に配置されていてもよい（請求項７）。この場合にも、内燃機関に対する取付姿勢に関わらず安定した着火性を確保することができる。

【実施例】

【0022】

（実施例１）
上記内燃機関用のスパークプラグの実施例につき、図１〜図４を用いて説明する。
本例の内燃機関用のスパークプラグ１は、図１、図２に示すごとく、筒状のハウジング２と、ハウジング２の内側に保持された筒状の絶縁碍子３と、先端部が突出するように絶縁碍子３の内側に保持された中心電極４と、ハウジング２に接続されると共に中心電極４との間に火花放電ギャップＧを形成する接地電極５とを有する。また、スパークプラグ１は、ハウジング２の先端部２１から先端側へ突出した先端突起部２２を有する。

【0023】

接地電極５は、ハウジング２の先端部２１から先端側へ立設する立設部５１と、立設部５１からプラグ径方向の内側へ屈曲して中心電極４とプラグ軸方向に対向する対向部５２と、対向部５２における中心電極４側の面に突出形成された接地突起部５３とを備えている。

【0024】

図２に示すごとく、プラグ軸方向から見て、接地電極５の立設部５１のプラグ周方向における中心とプラグ中心Ｏとを結ぶ直線Ｌ１と、プラグ中心Ｏにおいて直線Ｌ１に直交する直線Ｌ２とによって区画される４つの区画領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４のうち、立設部５１の一部が存在する２つの電極側領域Ａ１、Ａ２の一方（Ａ１）に、先端突起部２２の少なくとも一部が配置されている。本例においては、先端突起部２２は、その全体が電極側領域Ａ１に配置されている。

【0025】

接地突起部５３は、プラグ中心Ｏからずれた位置であって、区画領域Ａ１〜Ａ４のうち、電極側領域Ａ１、Ａ２以外の２つの開放側領域Ａ３、Ａ４のいずれか、もしくは、先端突起部２２の少なくとも一部が存在する電極側領域Ａ１に配置されている。本例においては、接地突起部５３は、先端突起部２２が形成された電極側領域Ａ１に隣接する開放側領域Ａ４に配置されている。

【0026】

本例において、スパークプラグ１は、ハウジング２と絶縁碍子３と中心電極４とは、共通の中心軸を中心にした回転体の形状を有する。また、中心電極４の先端部４１は、円柱状の貴金属チップからなり、母材４０の先端に接合してなるが、先端部４１（貴金属チップ）の中心軸も、ハウジング２等の中心軸と共通である。すなわち、ハウジング２、絶縁碍子３、及び、先端部４１を含めた中心電極４の中心軸は、すべてプラグ中心Ｏにある。
また、図２に示すごとく、プラグ軸方向から見たとき、接地突起部５３は、中心電極４の先端部４１と重ならない位置に配置されている。接地突起部５３も、円柱形状の貴金属チップからなり、接地電極５の対向部５２に接合されている。

【0027】

図２に示すごとく、先端突起部２２は、プラグ径方向の寸法Ｗ１がハウジング２の先端部２１の径方向の厚みＷ３以下である。本例においては、寸法Ｗ１と寸法Ｗ３は、略同等である。また、先端突起部２２は、プラグ周方向の寸法Ｗ２がプラグ径方向の寸法Ｗ１よりも小さい。さらに、先端突起部２２のプラグ周方向の寸法Ｗ２は、接地電極５におけるプラグ周方向の寸法Ｗ４よりも小さい。

【0028】

また、図３に示すごとく、先端突起部２２は、ハウジング２の先端部２１からのプラグ軸方向への突出量Ｈ１が接地電極５の突出量Ｈ２よりも小さい。
先端突起部２２は、略四角柱形状を有し、プラグ軸方向に平行に立設している。先端突起部２２は、接地電極５側の側面２２１を含む平面がプラグ中心Ｏを通るか若しくはその近傍を通るように、配置されている。

【0029】

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記スパークプラグ１は、ハウジング２の先端部２１から先端側へ突出した先端突起部２２を有する。これにより、スパークプラグ１が内燃機関に対してどのような姿勢で取付けられても、火花放電ギャップＧへ向かう燃焼室内の気流が妨げられることを抑制することができる。つまり、例えば、図３、図４に示すごとく、接地電極５の立設部５１がプラグ中心Ｏに対して気流Ｆの上流側に配置された場合において、上流側から立設部５１の脇を通過した気流Ｆを先端突起部２２によって、プラグ中心Ｏ付近へ導くことができる。すなわち、先端突起部２２が気流Ｆのガイドとなり、気流Ｆをプラグ中心Ｏに向かって導くことができる。そのため、火花放電ギャップＧ付近の気流Ｆの停滞を防ぐことができる。

【0030】

ただし、上記のように接地電極５の立設部５１が気流Ｆの上流側に配された場合において、立設部５１の下流側であり、立設部５１に近い所定の空間においては、どうしても気流Ｆが停滞しやすく、淀みＺが生じ得る。つまり、先端突起部２２によって気流Ｆをプラグ中心Ｏ側へ導くことはできるが、気流の淀みＺを解消できるわけではない。この場合、図３、図４に示すごとく、気流の淀みＺは、接地電極５の立設部５１に近い位置であり、かつ立設部５１を挟んで先端突起部２２の反対側の位置に形成されやすい。すなわち、上記４つの区画領域Ａ１〜Ａ４のうち、先端突起部２２が存在する側と反対側の電極側領域Ａ２を中心に、淀みＺが形成されることとなる。そして、特にこの電極側領域Ａ２と対角をなす位置である開放側領域Ａ４が、最も淀みＺが生じにくい。

【0031】

そこで、図２に示すごとく、スパークプラグ１は、接地電極５の接地突起部５３を、プラグ中心Ｏからずれた位置であって、先端突起部２２の少なくとも一部が存在する電極側領域Ａ４に配置している。これにより、火花放電ギャップＧを、気流の淀みＺが生じ難い位置に配置することができる。その結果、接地電極５の立設部５１が燃焼室の気流Ｆの上流側に配置されても、着火性を充分に確保することができる。すなわち、立設部５１が気流Ｆの上流側に配された場合でも、火花放電ギャップＧにおいては淀みＺが生じにくいため、火花放電ギャップＧに生じた放電火花Ｓが気流Ｆによって充分に引き伸ばされ、着火しやすくなる。
これにより、内燃機関に対するスパークプラグ１の取付姿勢に関わらず、安定した着火性を確保することができる。

【0032】

また、先端突起部２２は、プラグ径方向の寸法Ｗ１がハウジング２の先端部２１の径方向の厚みＷ３以下である。これにより、先端突起部２２がハウジング２の内周面よりも中心電極４に近付くことを防ぐことができる。そのため、先端突起部２２と中心電極４との間における横飛び火を防ぐことができ、安定した着火性を確保することができる。
特に本例においては、寸法Ｗ１が厚みＷ３と略同等であるため、先端突起部２２の側面２２１によるガイド機能を高めつつ、横飛び火を防ぐことができる。

【0033】

また、先端突起部２２は、プラグ周方向の寸法Ｗ２が、接地電極５におけるプラグ周方向の寸法Ｗ４よりも小さい。これにより、先端突起部２２自身によって気流Ｆを遮蔽することを防ぎやすく、火花放電ギャップＧ付近の気流の停滞を効果的に防ぐことができる。

【0034】

また、先端突起部２２は、プラグ周方向の寸法Ｗ２がプラグ径方向の寸法Ｗ１よりも小さい。これにより、上流側からスパークプラグ１の先端部付近へ向かう気流Ｆを、先端突起部２２によって火花放電ギャップＧへ効率的に導きやすく、かつ、先端突起部２２が上流側からスパークプラグ１の先端部付近へ向かう気流Ｆを妨げにくくなる。つまり、先端突起部２２は、接地電極５の立設部５１が火花放電ギャップＧの上流側に配された場合において、上記ガイド機能を果たすが、先端突起部２２自身が火花放電ギャップＧの上流側に配置された場合には、その形状によっては火花放電ギャップＧへ向かう気流Ｆを遮蔽するおそれが考えられる。上記ガイド機能は、先端突起部２２のプラグ径方向の寸法Ｗ１が大きいほど発揮されやすく、上述の火花放電ギャップＧへ向かう気流Ｆを遮蔽する効果は、先端突起部２２のプラグ周方向の寸法Ｗ２が大きいほど生じやすい。それゆえ、先端突起部２２を、Ｗ１＞Ｗ２となる形状とすることにより、火花放電ギャップＧへ向かう気流Ｆの遮蔽を防ぎつつ、火花放電ギャップＧへの気流Ｆの導入を効率的に行いやすくなる。

【0035】

また、中心電極４の先端部４１の中心軸は、プラグ中心Ｏに配置されており、プラグ軸方向から見たとき、接地突起部５３は中心電極４の先端部４１と重ならない位置に配置されている。このような構成とすることにより、中心電極４の先端部４１をプラグ中心Ｏからずらす必要がないため、スパークプラグ１の製造を容易に行うことができる。すなわち、スパークプラグ１の構造上、中心電極４の先端部４１をプラグ中心Ｏからずらすよりも、接地電極５の接地突起部５３をプラグ中心Ｏからずらす方が、構成を簡単にし易く、製造も容易となりやすい。

【0036】

以上のごとく、本例によれば、内燃機関に対する取付姿勢に関わらず安定した着火性を確保することができる内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。

【0037】

（実施例２）
本例は、図５、図６に示すごとく、接地電極５の接地突起部５３をプラグ中心Ｏに配置し、中心電極４の先端部４１をプラグ中心Ｏからずらした例である。
中心電極４の先端部４１は、４つの区画領域のうち、開放側領域Ａ４に配置されている。

【0038】

そして、この配置を実現するために、本例においては、中心電極４の母材４０の先端に中間部材４２を介して貴金属チップを先端部４１として接合している。中間部材４２は、母材４０の先端から開放側領域Ａ４へ向かって延びるように配設されている。そして、中間部材４２の延設側の端部において、プラグ軸方向の先端側へ向かって貴金属チップからなる先端部４１を接合している。
その他は、実施例１と同様である。また、図５、図６に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素を表す。

【0039】

本例の場合にも、火花放電ギャップＧを気流の淀みＺが生じにくい位置に配置することができるため、安定した着火性を確保することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

【0040】

（実施例３）
本例は、図７、図８に示すごとく、絶縁碍子３の中心軸と中心電極４の先端部４１の中心軸とをずらすことによって、中心電極４の先端部４１をプラグ中心Ｏからずらした例である。
ハウジング２と絶縁碍子３とは、中心軸を共有しており、これらの中心軸は、プラグ中心Ｏにある。しかし、絶縁碍子３の内側に保持された中心電極４の母材４０を、４つの区画領域のうちの開放側領域Ａ４側へずらして配置している。また、さらに、中心電極４の母材４０に対する先端部４１の配置も、開放側領域Ａ４側へずらしている。
その他は、実施例２と同様である。また、図７、図８に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素を表す。

【0041】

本例の場合には、実施例２の場合と異なり、中間部材４２を母材４０と先端部４１との間に設ける必要がない。そのため、実施例２の場合に比べ、溶接等の接合工程を削減することができる。
その他、実施例２と同様の作用効果を有する。

【0042】

（実施例４）
本例は、図９、図１０に示すごとく、接地突起部５３及び中心電極４の先端部４１の双方を、プラグ中心Ｏからずらした例である。
接地突起部５３及び中心電極４の先端部４１は、開放側領域Ａ４に配置されている。また、接地突起部５３と中心電極４の先端部４１とは、互いにプラグ軸方向に重なるように対向配置されている。また、中心電極４の母材４０と先端部４１との間には、実施例２と同様に中間部材４２を介設している。
その他は、実施例１と同様である。また、図９、図１０に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素を表す。

【0043】

本例の場合にも、内燃機関に対する取付姿勢に関わらず安定した着火性を確保することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

【0044】

（実施例５）
本例も、図１１、図１２に示すごとく、接地突起部５３及び中心電極４の先端部４１の双方を、プラグ中心Ｏからずらした例である。
ただし、中心電極４の先端部４１のずらし方は、実施例３と同様である。すなわち、絶縁碍子３に対して中心電極４の母材４０を開放側領域Ａ４側へずらすと共に、母材４０に対して先端部４１を開放側領域Ａ４にずらしている。

【0045】

これにより、接地突起部５３及び中心電極４の先端部４１の双方を、開放側領域Ａ４に配置している。
その他は、実施例４と同様である。また、図１１、図１２に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素を表す。

【0046】

本例の場合には、実施例３の作用効果と実施例４の作用効果とを奏する。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

【0047】

（実施例６）
本例は、図１３に示すごとく、接地突起部５３を、４つの区画領域のうちの電極側領域Ａ１に配置した例である。
すなわち、本例のスパークプラグ１は、接地突起部５３を、先端突起部２２が存在する電極側領域Ａ１に配置してなる。
その他は、実施例１と同様である。また、図１３に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素を表す。

【0048】

本例の場合にも、気流の淀みＺが形成されやすい電極側領域Ａ２とは異なる区画領域である電極側領域Ａ１に火花放電ギャップＧを配置することができる。そのため、内燃機関に対する取付姿勢に関わらず安定した着火性を確保することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

【0049】

（実施例７）
本例は、図１４に示すごとく、接地突起部５３を、４つの区画領域のうちの開放側領域Ａ３に配置した例である。
すなわち、本例のスパークプラグ１は、接地突起部５３を、先端突起部２２が存在する電極側領域Ａ１と対角をなす区画領域である開放側領域Ａ３に配置してなる。
その他は、実施例１と同様である。また、図１４に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素を表す。

【0050】

本例の場合にも、気流の淀みＺが形成されやすい電極側領域Ａ２とは異なる区画領域である開放側領域Ａ３に火花放電ギャップＧを配置することができる。そのため、内燃機関に対する取付姿勢に関わらず安定した着火性を確保することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

【0051】

（比較例１）
本例は、図１５〜図１７に示すごとく、中心電極４の先端部４１と接地電極５の接地突起部５３とがプラグ中心Ｏにおいて対向配置されていると共に、実施例１〜７に示したような先端突起部２２を設けていないスパークプラグ９の例である。
その他の構成は、実施例１と同様である。また、図１５〜図１７に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素を表す。

【0052】

本例の場合には、図１６、図１７に示すごとく、接地電極５の立設部５１がプラグ中心Ｏに対して気流Ｆの上流側に配置されたとき、気流の淀みＺが火花放電ギャップＧを覆うように形成される。その結果、放電火花Ｓも引き伸ばされ難く、着火性が低下しやすい。
その一方で、例えば、プラグ中心Ｏに対する接地電極５の立設部５１の位置が気流Ｆの方向に対して直交する位置にあるなど、気流Ｆの上流側に立設部５１がないような取付姿勢となった場合には、火花放電ギャップＧに淀みＺが形成されることはなく、放電火花Ｓが大きく引き伸ばされ、着火性が向上する。
このように、本例のスパークプラグ９は、内燃機関への取付姿勢によって、着火性が大きく変動し、安定した着火性を確保することが困難である。

【0053】

（比較例２）
本例は、図１８に示すごとく、先端突起部２２を設けており、中心電極４の先端部４１と接地電極５の接地突起部５３とがプラグ中心Ｏにおいて対向配置されているスパークプラグ９０の例である。
すなわち、本例のスパークプラグ９０は、実施例１と同様に、先端突起部２２を設けているが、中心電極４の先端部４１と接地電極５の接地突起部５３とを、プラグ中心Ｏからずらすことなく、プラグ中心Ｏにおいて対向配置してなる。
その他は、実施例１と同様である。また、図１８に用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素を表す。

【0054】

本例においては、接地電極５の立設部５１がプラグ中心Ｏに対して気流Ｆの上流側に配置されても、先端突起部２２のガイド機能により、気流Ｆをプラグ中心Ｏ付近へ導くことができる。そのため、放電火花Ｓはある程度引き伸ばされ、比較例１に対して着火性の向上が期待できる。
しかし、気流の淀みＺが火花放電ギャップＧを部分的に覆うように形成されるため、引き伸ばされる放電火花Ｓの長さは、実施例１に比べて小さくなり、着火性の向上に限界があると考えられる。

【0055】

（実験例）
本例は、図１９〜図２１に示すごとく、実施例１のスパークプラグ１、比較例１のスパークプラグ９、比較例２のスパークプラグ９０を用いて、それぞれのＡ／Ｆ限界が、気流Ｆに対する接地電極５の立設部５１の配置位置によってどのように変化するかを調べた例である。

【0056】

具体的には、スパークプラグを軸方向先端側から見たときに、気流Ｆの上流方向が、プラグ中心Ｏに対する接地電極５の立設部５１の配置位置となす角度βを、０°〜３３０°まで、３０°おきに変化させ、それぞれの状態で、Ａ／Ｆ限界を測定した。つまり、角度βが０°のときは、接地電極５の立設部５１がプラグ中心Ｏの上流側に配置され、角度βが１８０°のときは、接地電極５の立設部５１が、プラグ中心Ｏの下流側に配置されていることになる。このＡ／Ｆ限界の測定を、実施例１のスパークプラグ１、比較例１のスパークプラグ９、比較例２のスパークプラグ９０について、それぞれ行った。

【0057】

実施例１のスパークプラグ１、比較例１のスパークプラグ９、比較例１のスパークプラグ９、比較例２のスパークプラグ９０のそれぞれについて、上記のように気流Ｆに対する向きを変化させつつ、Ａ／Ｆ限界を測定した。ここで、気流Ｆの流速は１４ｍ/ｓとした。
測定の結果を、図１９〜図２１に示す。図１９の符号Ｃ１を付した折れ線が比較例１のスパークプラグ９の測定結果であり、図２０の符号Ｃ２を付した折れ線が比較例２のスパークプラグ９０の測定結果であり、図２１の符号Ｅ１を付した折れ線が実施例１のスパークプラグ１の測定結果である。

【0058】

また、これらの図において、破線で示す同心円の中心（原点）より外側に向かうほど、Ａ／Ｆ限界が高いことを意味する。すなわち、図中に示すグラフにおけるＡ／Ｆ限界の値は、破線で示される同心円の中心（原点）が２４であり、最も外側の円が２６である。また、その間に等間隔に存在する複数の同心円は、内側からそれぞれＡ／Ｆ限界の値が２４．４、２４．８、２５．２、２５．６であることを表す目盛である。

【0059】

図１９に示すごとく、比較例１のスパークプラグ９におけるＡ／Ｆ限界を示す折れ線グラフＣ１は、いびつな形状となっている。これは、比較例１のスパークプラグ９のＡ／Ｆ限界つまり着火性が、気流Ｆの上流方向、換言すれば、スパークプラグ９の内燃機関への取付姿勢によって大きく変動することを意味する。また特に、角度βが０°となる部分においては、Ａ／Ｆ限界が極めて低くなっている。このことから、接地電極５の立設部５１が火花放電ギャップＧに対して気流Ｆの上流側に配置されたときに、Ａ／Ｆ限界が極端に低下し、着火性が大きく低下することが分かる。
このように、比較例１のスパークプラグ９は、内燃機関への取付姿勢によって、着火性能が大きく変動してしまう。

【0060】

これに対して、図２０に示すごとく、比較例２のスパークプラグ９０におけるＡ／Ｆ限界を示す折れ線グラフＣ２は、原点を中心とした円形に近い形状となっている。これは、比較例２のスパークプラグ９０が、気流Ｆに対する取付姿勢によって着火性が大きく変動せず、ある程度安定した着火性を確保できていることを意味する。しかし、折れ線グラフＣ２において、上記角度βが０°のとき、すなわち接地電極５の立設部５１が気流Ｆの上流側に配置されたとき、Ａ／Ｆ限界が低下している。このことから、先端突起部２２を設けたことにより、着火性を安定化させることはできているが、まだ改善の余地が残されていることも分かる。

【0061】

そこで、図２１を見てみると、同図に示す実施例１のスパークプラグ１におけるＡ／Ｆ限界を示す折れ線グラフＥ１は、図２０の折れ線グラフＣ２よりも、さらに円形に近い形状をなしている。特に、上記角度βが０°のとき、すなわち接地電極５の立設部５１が気流Ｆの上流側に配置されたときのＡ／Ｆ限界も、充分に大きな値を示している。これは、実施例１のスパークプラグ１が、取付姿勢に関わらず、充分な着火性を安定して確保することができていることを意味する。
以上の結果から、実施例１のスパークプラグ１を採用することにより、取付姿勢に関わらず、安定した着火性を確保することができることが分かる。

【0062】

なお、上記実施例１〜７において、先端突起部２２は、その全体が電極側領域Ａ１に配置された状態を示したが、例えば、先端突起部２２が電極側領域Ａ１と開放側領域Ａ４とにまたがるように配置されていてもよい。すなわち、先端突起部２２の側面２２１が電極側領域Ａ１に存在していればよい。
また、先端突起部２２、接地突起部５３、中心電極４の先端部４１等の配置に関して、直線Ｌ１を基準に反転させた配置としても、同様の効果が得られることは言うまでもない。

【0063】

また、実施例１〜７においては、中心電極４の先端部４１及び接地突起部５３を貴金属チップによって構成した例を示したが、これらは、必ずしも貴金属チップでなくてもよい。例えば、先端部４１を中心電極４の母材４０と同じ材料であって、母材４０を延長させたものであってもよい。また、接地電極５の対向部５２の一部を突出変形させて接地突起部５３を形成してもよい。
また、中心電極４の先端部４１及び接地突起部５３の形状についても、特に限定されるものではなく、円柱形状以外にも、例えば多角柱形状とすることもできる。

【符号の説明】

【0064】

１ スパークプラグ
２ ハウジング
２１ （ハウジングの）先端部
２２ 先端突起部
３ 絶縁碍子
４ 中心電極
４１ （中心電極の）先端部
５ 接地電極
５１ 立設部
５２ 対向部
５３ 接地突起部
Ａ１、Ａ２ 区画領域（電極側領域）
Ａ３、Ａ４ 区画領域（開放側領域）
Ｇ 火花放電ギャップ
Ｏ プラグ中心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】