JP2001237045A - Spark plug - Google Patents

Spark plug

Info

Publication number
JP2001237045A
JP2001237045A JP2000366400A JP2000366400A JP2001237045A JP 2001237045 A JP2001237045 A JP 2001237045A JP 2000366400 A JP2000366400 A JP 2000366400A JP 2000366400 A JP2000366400 A JP 2000366400A JP 2001237045 A JP2001237045 A JP 2001237045A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulator
semi
spark plug
tip
gap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000366400A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4469489B2 (en
Inventor
Yoshihiro Matsubara
佳弘 松原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP2000366400A priority Critical patent/JP4469489B2/en
Publication of JP2001237045A publication Critical patent/JP2001237045A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4469489B2 publication Critical patent/JP4469489B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a spark plug which is strong to 'smoke' and superior to ignitability with a long life. SOLUTION: A main air gap (α) is formed between a parallel ground electrode 11 and an apical surface of center electrode 2, and a semi-creepage gap (β) is formed between an end face 12C of semi-creepage ground electrode 12 and side circumferential face 2A of center electrode 2, and a semi-creepage insulator gap (γ) is formed between the end face 12C and circumferential face 1E of insulator 1. Then, the main air gap (α) and semi-creepage insulator gap (β) satisfy a relation of α<β, and the main air gap (α) and the semi-creepage insulator gap (γ) satisfy a relation of α>γ, and the main air gap (α) is α=1.1 mm or less, and the semi-creepage insulator gap (γ) is 0.5 mm<=γ<=0.7 mm, and a diameter difference (δ) between that of insulator and main metal fittings, is constituted to becomes 3.6 mm or more.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の着火装
置として用いられるスパークプラグに関する。
The present invention relates to a spark plug used as an ignition device for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のスパークプラグは、絶縁碍子の先
端面から下方に突出するようにされた中心電極と、この
中心電極に対向して配設され一端が主体金具に接合され
た平行接地電極とを備え、中心電極と平行接地電極との
間の気中ギャップに火花放電させて燃料混合ガスに着火
するものが一般的である。
2. Description of the Related Art A conventional spark plug comprises a center electrode projecting downward from a front end face of an insulator, and a parallel ground electrode disposed opposite to the center electrode and having one end joined to a metal shell. In general, a spark discharge is caused in the air gap between the center electrode and the parallel ground electrode to ignite the fuel mixture gas.

【0003】また、気中ギャップでの着火性を向上させ
るため、特開平5−326107号公報及び特開平7−
130454号公報には、中心電極の端面に対向する平
行接地電極の他に、中心電極の側周面に対向した補助接
地電極を設けたものが提案されている。これらの補助接
地電極は補助接地電極と中心電極との間のギャップに飛
火させることが目的ではなく、補助接地電極の存在によ
り平行接地電極と中心電極の間の電界分布を改善し、よ
り低い放電電圧で平行接地電極と中心電極の間のギャッ
プに飛火させ着火性を向上させようとするものである。
このため、これらのスパークプラグは構造的に見て、補
助接地電極の端面の端縁が必ずしも絶縁碍子の先端面の
近傍に位置するものではなかった。
Further, in order to improve the ignitability in the air gap, Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
JP-A-130454 proposes an arrangement in which, in addition to a parallel ground electrode facing the end surface of the center electrode, an auxiliary ground electrode facing the side peripheral surface of the center electrode is provided. These auxiliary ground electrodes are not intended to ignite the gap between the auxiliary ground electrode and the center electrode, but the presence of the auxiliary ground electrode improves the electric field distribution between the parallel ground electrode and the center electrode, resulting in lower discharge. A voltage is applied to the gap between the parallel ground electrode and the center electrode to improve the ignitability.
For this reason, these spark plugs are structurally such that the edge of the end face of the auxiliary ground electrode is not always located near the tip face of the insulator.

【0004】さらに、特開平9−199260号公報に
は、中心電極の端面に対向する平行接地電極の他に、絶
縁碍子の先端面の近傍に補助接地電極を設けたものが提
案されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-199260 proposes an arrangement in which an auxiliary ground electrode is provided near the front end surface of an insulator in addition to a parallel ground electrode facing the end surface of a center electrode.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平5−326107号公報及び特開平7−13045
4号公報に記載の従来のスパークプラグはいずれも、い
わゆる「くすぶり」に弱いという問題点があった。内燃
機関が所定温度において所定回転数以上で回っている定
常運転時は、スパークプラグの絶縁碍子の下方部分であ
る脚長部は適度に温度が上昇し、燃焼室内部に位置する
絶縁碍子の先端面近傍の表面温度は500゜C程度に上
昇する。この程度に温度が上昇すると、絶縁碍子の表面
に付着したカーボンは焼き浄められるため、絶縁碍子の
表面は清浄に保たれる。このため「くすぶり」は生じな
い。しかしながら、内燃機関の温度が極端に低く、回転
数も低い低負荷の場合は、絶縁碍子の表面の温度が上が
らず絶縁碍子の表面に燃焼によるカーボンが付着蓄積し
て、いわゆる「くすぶり」の状態になる。これがさらに
進むと、中心電極と接地電極との絶縁が低下して火花放
電が不能になり、エンジンストールにいたる。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-326107 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-13045 described above.
All of the conventional spark plugs described in Japanese Patent Application Laid-open No. 4 (1999) have a problem that they are vulnerable to so-called "smoldering". During a steady operation in which the internal combustion engine is rotating at a predetermined temperature at a predetermined rotation speed or more, the temperature of the leg portion, which is a lower portion of the insulator of the spark plug, rises moderately, and the tip surface of the insulator located inside the combustion chamber. The nearby surface temperature rises to about 500 ° C. When the temperature rises to this extent, the carbon adhering to the surface of the insulator is burned and cleaned, so that the surface of the insulator is kept clean. Therefore, "smoldering" does not occur. However, when the temperature of the internal combustion engine is extremely low and the engine speed is low and the load is low, the temperature of the insulator surface does not rise and carbon due to combustion adheres and accumulates on the insulator surface, resulting in a so-called "smoldering" state. become. If this progresses further, the insulation between the center electrode and the ground electrode decreases, so that spark discharge becomes impossible, leading to engine stall.

【0006】また、上記特開平9−199260号公報
記載の従来のスパークプラグは、平行接地電極若しくは
補助接地電極から中心電極までの距離(主気中ギャップ
若しくはセミ沿面ギャップ)、及び補助接地電極の端面
から絶縁碍子の側周面までの距離(セミ沿面碍子ギャッ
プ)の関係は明らかにされていない。
The conventional spark plug described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-199260 discloses a conventional spark plug having a distance from a parallel ground electrode or an auxiliary ground electrode to a center electrode (main air gap or semi-surface gap), and an auxiliary ground electrode. The relationship between the distance from the end surface to the side surface of the insulator (semi-surface insulator gap) has not been clarified.

【0007】さらに、特開昭59−71279号公報に
は絶縁碍子の側周面に対向して接地電極を配設したセミ
沿面プラグが開示されている。このプラグでは、火花が
絶縁碍子の表面に沿って走るため絶縁碍子の表面に付着
したカーボンは焼き切られ、「くすぶり」の問題はあま
り生じない。しかし、火花が絶えず絶縁碍子の表面に沿
って走るため絶縁碍子表面が火花による損傷を受ける、
いわゆる「チャンネリング」の問題が生じる。このた
め、スパークプラグの寿命が短いという問題点があっ
た。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. S59-71279 discloses a semi-creep plug in which a ground electrode is provided so as to face the side peripheral surface of the insulator. In this plug, the sparks run along the surface of the insulator, so that the carbon attached to the surface of the insulator is burned off, and the problem of "smoldering" does not occur much. However, because the sparks constantly run along the surface of the insulator, the insulator surface is damaged by the spark,
The so-called "channeling" problem arises. For this reason, there was a problem that the life of the spark plug was short.

【0008】そこで、本発明は、「くすぶり」に強く、
かつ、着火性にも優れたスパークプラグを提供すること
を目的とする。
Therefore, the present invention is strong against "smoldering",
It is another object of the present invention to provide a spark plug having excellent ignition performance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段及び作用効果】上記の目的
を達成するため、本発明のスパークプラグは以下の基本
構造を有する。すなわち、本発明のスパークプラグは、
中心貫通孔を有する絶縁碍子と、中心貫通孔に保持され
絶縁碍子の先端部に配設された中心電極と、絶縁碍子の
先端部を自身の先端面から突出するように保持する主体
金具と、その主体金具の先端面に一端が接合され他端が
中心電極の先端面に対向するように配設された平行接地
電極とを備え、平行接地電極と中心電極の先端面とによ
り主気中ギャップ(α)が形成されている。また、主体
金具に一端が接合され他端が中心電極の側周面若しくは
絶縁碍子の側周面に対向するように配設された複数のセ
ミ沿面接地電極を備え、セミ沿面接地電極の他端の端面
と、この端面と対向する中心電極の側周面との間にセミ
沿面ギャップ(β)が形成されている。そして、セミ沿
面接地電極の端面と、この端面と対向する絶縁碍子の側
周面との間にセミ沿面碍子ギャップ(γ)が形成されて
おり、主気中ギャップ(α)の距離αとセミ沿面ギャッ
プ(β)の距離βとが、α<βの関係を満足する。ま
た、主気中ギャップ(α)の距離αとセミ沿面碍子ギャ
ップ(γ)の距離γとが、α>γの関係を満足する。
In order to achieve the above object, a spark plug according to the present invention has the following basic structure. That is, the spark plug of the present invention
An insulator having a center through-hole, a center electrode held in the center through-hole and disposed at a tip of the insulator, and a metal shell for holding the tip of the insulator so as to protrude from its own tip surface, A parallel ground electrode having one end joined to the distal end surface of the metal shell and the other end facing the distal end surface of the center electrode, and the main air gap is formed by the parallel ground electrode and the distal end surface of the center electrode. (Α) is formed. Also, a plurality of semi-creeping ground electrodes are provided, one end of which is joined to the metal shell and the other end is disposed so as to face the side peripheral surface of the center electrode or the side peripheral surface of the insulator. A semi-creeping gap (β) is formed between the end face of the other end and the side peripheral face of the center electrode facing this end face. A semi-surface insulator gap (γ) is formed between the end surface of the semi-surface ground electrode and the side peripheral surface of the insulator facing the end surface, and the distance α between the main air gap (α) and The semi-creeping gap (β) distance β satisfies the relationship α <β. Further, the distance α of the main air gap (α) and the distance γ of the semi-surface insulator gap (γ) satisfy the relationship α> γ.

【0010】このように形成すると、セミ沿面ギャップ
(β)の距離βより主気中ギャップ(α)の距離αの方
が小さい(α<β)から、「くすぶり」の状態ではない
正常時には、平行接地電極との間の主気中ギャップ
(α)で火花放電が生じる。一方、主気中ギャップ
(α)の距離αよりセミ沿面碍子ギャップ(γ)の距離
γは小さい(γ<α)。従って、絶縁碍子の先端面が燃
焼により生じたカーボンにより汚損された「くすぶり」
の状態になると、セミ沿面接地電極の端縁と中心電極の
側周面の間に、絶縁碍子の先端面の沿面を経由して火花
放電が生じる(以下、セミ沿面放電と称する)。セミ沿
面放電の火花はセミ沿面碍子ギャップ(γ)を飛んだ
後、絶縁碍子の表面に沿って走る(電圧極性が反転して
いる場合はこの逆)。何回かセミ沿面放電を繰り返すと
絶縁碍子の先端面に堆積したカーボンが焼き切られて絶
縁碍子の表面は清浄な状態に戻り、再び絶縁碍子表面の
絶縁が回復して「くすぶり」が解消され、火花放電はセ
ミ沿面ギャップ(β)から主気中ギャップ(α)に戻
る。なお、本明細書においてセミ沿面ギャップ(β)の
距離βとは、絶縁碍子の先端面の位置における中心電極
の側周面とセミ沿面接地電極とのスパークプラグの軸線
に対して垂直方向の最小距離を言う。また、セミ沿面碍
子ギャップ(γ)の距離γとは、絶縁碍子とセミ沿面接
地電極との最短距離を言う。
When formed in this manner, the distance α of the main air gap (α) is smaller than the distance β of the semi-creeping gap (β) (α <β). A spark discharge occurs in the main air gap (α) between the parallel ground electrode. On the other hand, the distance γ of the semi-surface insulator gap (γ) is smaller than the distance α of the main air gap (α) (γ <α). Therefore, "smoldering" in which the tip surface of the insulator is contaminated by carbon generated by combustion
In this state, a spark discharge is generated between the edge of the semi-surface ground electrode and the side peripheral surface of the center electrode via the surface of the front end surface of the insulator (hereinafter, referred to as semi-surface discharge). The spark of the semi-creeping discharge runs along the surface of the insulator after flying over the semi-creeping insulator gap (γ) (or vice versa if the voltage polarity is reversed). After several semi-surface discharges, the carbon deposited on the tip surface of the insulator is burned off and the surface of the insulator returns to a clean state. Then, the spark discharge returns from the semi-surface gap (β) to the main air gap (α). In the present specification, the distance β of the semi-surface gap (β) is defined as the direction perpendicular to the axis of the spark plug between the side peripheral surface of the center electrode and the semi-surface surface ground electrode at the position of the front end surface of the insulator. Say the minimum distance. The distance γ of the semi-creep insulator gap (γ) refers to the shortest distance between the insulator and the semi-creep ground electrode.

【0011】上記基本構造を有したスパークプラグで
は、殆どの時間において平行接地電極との間の主気中ギ
ャップ(α)で火花放電が生じ、絶縁碍子の表面がカー
ボンにより汚損された「くすぶり」の状態の時にのみセ
ミ沿面接地電極との間のセミ沿面ギャップ(β)でセミ
沿面放電が生じて燃焼室の混合ガスに着火する。殆どの
時間を主気中ギャップ(α)での火花放電で混合ガスに
着火するから着火性に優れる。また、セミ沿面放電は絶
縁碍子の表面に堆積したカーボンを焼き切る自己清浄作
用を備えるから、このスパークプラグは「くすぶり」に
極めて強い。さらに、セミ沿面放電が生じる頻度は低く
その放電時間がごく短時間で終了するから火花による
「チャンネリング」の作用は弱くなり、チャンネリング
は殆ど発生しない。このため、このスパークプラグの寿
命は十分に長い。
In the spark plug having the above basic structure, spark discharge occurs in the main air gap (α) between the spark plug and the parallel ground electrode almost all the time, and the surface of the insulator is smoldered by carbon. Only in the state of (1), a semi-surface discharge occurs in the semi-surface gap (β) between the semi-surface ground electrode and the mixed gas in the combustion chamber to ignite. Most of the time, the mixed gas is ignited by the spark discharge in the main air gap (α), so that the ignitability is excellent. In addition, since the semi-creeping discharge has a self-cleaning effect of burning off carbon deposited on the surface of the insulator, the spark plug is extremely resistant to "smoldering". Furthermore, since the semi-surface discharge does not occur frequently and the discharge time is completed in a very short time, the effect of "channeling" due to sparks is weakened, and almost no channeling occurs. Therefore, the life of the spark plug is sufficiently long.

【0012】なお、図23に示すように、セミ沿面接地
電極(12,12)を2本有する場合における本発明のス
パークプラグ(100)を直噴式内燃機関(150)に
取り付ける際には、インテークバルブ(201)とエキ
ゾーストバルブ(203)の中間方向にセミ沿面接地電
極(12,12)を位置させると良い。
As shown in FIG. 23, when the spark plug (100) of the present invention having two semi-creeping ground electrodes (12, 12) is attached to the direct injection type internal combustion engine (150), It is preferable that the semi-creeping ground electrodes (12, 12) are located in the middle direction between the intake valve (201) and the exhaust valve (203).

【0013】図23に示す例では、シリンダヘッド
(S)に取り付けられたスパークプラグ(100)の中
心軸線(O)を含む仮想的な基準面(SP)と、同じく
中心軸線(O)を含んで基準面(SP)と直交する仮想
的な補助基準面(CSP)を考えたとき、基準面(S
P)に関して片側にインテークバルブ(201,20
1)が、反対側にエキゾーストバルブ(203,20
3)が、それぞれ基準面(SP)からの距離が略等しく
なる位置関係にて配置されている。なお、インテークバ
ルブ(201,201)とエキゾーストバルブ(20
3,203)とは、それぞれ補助基準面(CSP)の両
側に各1の都合2つずつが配置されている。そして、セ
ミ沿面接地電極(12)は、主体金具(5)への取付基
端位置が補助基準面(CSP)よりも基準面(SP)に
近くなるように、ここでは略基準面(SP)上に位置す
るように配置されている。また、平行接地電極(11)
は、主体金具(5)への取付基端位置が基準面(SP)
よりも補助基準面(CSP)に近くなるように、ここで
は略補助基準面(CSP)上に位置するように配置され
ている。
In the example shown in FIG. 23, a virtual reference plane (SP) including the center axis (O) of the spark plug (100) attached to the cylinder head (S) and a center axis (O) are also included. When a virtual auxiliary reference plane (CSP) orthogonal to the reference plane (SP) is considered, the reference plane (S
P) and intake valves (201, 20) on one side
1) has an exhaust valve (203, 20) on the other side.
3) are arranged in a positional relationship such that the distances from the reference plane (SP) are substantially equal. The intake valve (201, 201) and the exhaust valve (20
3, 203), two each for convenience are arranged on both sides of the auxiliary reference plane (CSP). In this case, the semi-creeping ground electrode (12) has a substantially reference plane (SP) so that the base position of attachment to the metal shell (5) is closer to the reference plane (SP) than to the auxiliary reference plane (CSP). ). In addition, the parallel ground electrode (11)
Is the reference plane (SP) when the base position of the attachment to the metal shell (5)
Here, it is arranged so as to be closer to the auxiliary reference plane (CSP), so that it is located substantially on the auxiliary reference plane (CSP).

【0014】上記のようなスパークプラグ(100)の
取付方向は、一般的な平行接地電極のみを持つスパーク
プラグの取付方向とは異なる。すなわち、内燃機関(1
50)の燃焼室(CR)内部における吸気の流れ方向は
インテークバルブ(201)からエキゾーストバルブ
(203)に向かう方向に流れるのであるが、本発明者
らが検討したところによると、キャビティがピストン
(P)の中央部を含むインテークバルブ側に偏芯して存
在することによる縦方向の流れ(タンブル)と、ピスト
ン(P)が上昇することによって燃焼室(CR)壁面周
囲からキャビティ方向に生じる横方向の流れ(スキッシ
ュ)とを考慮する必要のある直噴式内燃機関に適用され
る本発明のスパークプラグ(100)では、セミ沿面接
地電極(12)の着火性を確保できる方向に向けること
が重要であることがわかった。そこで、上記のような位
置関係にてスパークプラグ(100)を取り付ければ、
燃焼室壁面に近い位置に存在するためにスキッシュの影
響を受けやすいセミ沿面接地電極(12)による火花は
吸気の流れに対して垂直に近くなる方向に飛火する形と
なる。
The mounting direction of the spark plug (100) as described above is different from the mounting direction of a general spark plug having only a parallel ground electrode. That is, the internal combustion engine (1
The flow direction of the intake air in the combustion chamber (CR) of 50) flows from the intake valve (201) to the exhaust valve (203). According to the study by the present inventors, the cavity is formed by the piston ( The vertical flow (tumble) due to the eccentric existence on the intake valve side including the center portion of P), and the lateral flow generated in the cavity direction from the periphery of the combustion chamber (CR) wall by the rise of the piston (P). In the spark plug (100) of the present invention applied to a direct injection type internal combustion engine that needs to consider the flow in the direction (squish), the spark plug (100) can be directed in a direction that can ensure the ignitability of the semi-surface creeping ground electrode (12). It turned out to be important. Therefore, if the spark plug (100) is attached in the above positional relationship,
The spark generated by the semi-surface ground electrode (12), which is susceptible to squish because it is located close to the combustion chamber wall surface, has a shape that ignites in a direction that is almost perpendicular to the flow of the intake air.

【0015】特に、平行接地電極(11)に対して両側
90゜の位置に2個のセミ沿面接地電極(12,12)
を持つタイプのスパークプラグ(100)では、平行接
地電極(11)の主体金具(5)への溶接部をインテー
クバルブ(201)側に向けることが特に効果的であ
る。即ち、平行接地電極(11)が主体金具(5)に溶
接されていない方向をエキゾーストバルブ(203)の
方向に向けると良い。平行接地電極(11)による火花
は、タンブルとスキッシュとの両方の影響を受けるた
め、スパークプラグの斜め先端側から吸気の流れを受け
ることになる。この吸気の流れは、相当に大きな流れで
あるため、逆方向に向けられた場合には、火花の発生中
に火花が平行接地電極(11)の存在しない位置にまで
流されて途切れ易くなる。このように位置させることに
よって、たとえ火花が流されても平行接地電極(11)
が存在するために途中で途切れ難くなり着火性の低下が
起こりにくくなる。
In particular, two semi-surface creeping ground electrodes (12, 12) are located at 90 ° on both sides with respect to the parallel ground electrode (11).
In the spark plug (100) of the type having the above, it is particularly effective to direct the welded portion of the parallel ground electrode (11) to the metal shell (5) toward the intake valve (201). That is, the direction in which the parallel ground electrode (11) is not welded to the metal shell (5) may be directed toward the exhaust valve (203). Since the spark by the parallel ground electrode (11) is affected by both the tumble and the squish, the spark flows from the oblique tip end side of the spark plug. Since the flow of the intake air is a considerably large flow, if the flow is directed in the opposite direction, the spark flows to a position where the parallel ground electrode (11) does not exist during the generation of the spark, so that the flow tends to be interrupted. By arranging in this way, even if a spark is swept, the parallel ground electrode (11)
Because of the presence of, it is hard to be interrupted on the way and the ignitability is hardly reduced.

【0016】なお、インテークバルブ(201,20
1)及びエキゾーストバルブ(203,203)を各2
個有するタイプの内燃機関(即ち、4バルブ内燃機関)
では、互いに向かい合うインテークバルブ(201,2
01)とエキゾーストバルブ(203,203)の対で
上記の考えを当てはめれば良い。つまり、次のように考
えれば良い。一般に4バルブ内燃機関では、内燃機関の
前方向から見ると三角屋根状をしたペントルーフタイプ
のシリンダヘッド(S)の片側(すなわち、基準面(S
P)に関していずれか一方の側)にインテークバルブ2
個(201,201)が、他方の側にエキゾーストバル
ブ2個(203,203)が配置されている。また、補
助基準面(CSP)に関して同じ側にあるインテークバ
ルブ(201)及びエキゾーストバルブ(203)同士
は、基準面(SP)を挟んで互いに向かい合う形とな
る。そして、中心軸線(O)に関して、これら互いに向
かい合うインテークバルブ及びエキゾーストバルブの対
(201,203)の中間の角度位置に各セミ沿面接地
電極(12,12)が位置するように、スパークプラグ
(100)を取り付ければよいのである。
The intake valves (201, 20)
1) and the exhaust valves (203, 203) are each 2
Type internal combustion engine (ie, a four-valve internal combustion engine)
Then, the intake valves facing each other (201,
01) and the exhaust valve (203, 203) may be applied to the above idea. That is, the following can be considered. Generally, in a four-valve internal combustion engine, when viewed from the front of the internal combustion engine, one side of a pent roof type cylinder head (S) having a triangular roof shape (that is, a reference surface (S
Intake valve 2 on either side of P)
(201, 201), and two exhaust valves (203, 203) are arranged on the other side. Further, the intake valve (201) and the exhaust valve (203) on the same side with respect to the auxiliary reference plane (CSP) have a shape facing each other with the reference plane (SP) interposed therebetween. Then, with respect to the center axis (O), the spark plug ( 100) can be attached.

【0017】次に、上記のような基本構造をもつスパー
クプラグについて本発明者らが検討したところによる
と、火花の発生位置は電極間距離の単純な大小関係で一
義的に決定されるものではなく、条件によっては距離が
大きい場所でも火花を生じる場合があることがわかった
(以下、本明細書では、これを「反転飛火現象」と称す
る)。こうした反転飛火現象が起こると、「くすぶり」
が生じた場合、本来期待されるべきセミ沿面碍子ギャッ
プ(γ)での飛火ではなく、主体金具の先端面と絶縁碍
子との間で火花を生じてしまう不具合(以下、本明細書
において、これを「金具/碍子飛火」と称する)などを
生ずる。本発明に係るスパークプラグのいくつかの構成
は、反転飛火現象に基づく金具/碍子飛火等の不具合の
具体的な解決手段を与えるものである。
The inventors of the present invention have examined the spark plug having the above-described basic structure. According to the study, the spark generation position cannot be uniquely determined by the simple magnitude relationship between the electrodes. It has been found that sparks may occur even in a place where the distance is large depending on the conditions (hereinafter, this phenomenon is referred to as "reversal spark phenomenon" in the present specification). When this phenomenon occurs, "smoldering"
In the case of occurrence of a spark, a spark is generated between the front end face of the metal shell and the insulator, not a spark at the semi-surface insulator gap (γ), which should be expected (hereinafter, in this specification, Are referred to as “metal fittings / insulator sparks”). Some configurations of the spark plug according to the present invention provide specific means for solving problems such as a metal fitting / insulator spark based on a reversal spark phenomenon.

【0018】例えば金具/碍子飛火を防止できること
は、特に層状燃焼方式の直噴式内燃機関において効果が
非常に大きい。即ち、直噴式内燃機関では主体金具の先
端面と絶縁碍子との間で火花を生じることによって、着
火性が低下しやすい。これは、火花の発生する位置が大
きく影響しているものと考えられる。つまり、層状燃焼
方式の内燃機関では、燃焼室内の濃混合気の層が非常に
狭い範囲にあり、その範囲を外れると混合気は非常に薄
くなる。そして、該濃混合気層に対して確実に火花を飛
ばせるか否かが、混合気への正常な着火の成否の鍵を握
ることになる。すなわち、濃混合気層がスパークプラグ
の正規の火花放電ギャップである中心電極と接地電極と
の間に到達した際に、該位置で確実に火花を生じること
ができれば、この火花によって混合気に着火することが
できる。
For example, the ability to prevent metal fittings / insulator sparks is very effective especially in a stratified combustion type direct injection internal combustion engine. That is, in the direct injection type internal combustion engine, the spark is easily generated between the front end face of the metal shell and the insulator, so that the ignitability tends to decrease. This is considered to be largely due to the position where the spark is generated. That is, in the stratified combustion type internal combustion engine, the layer of the rich mixture in the combustion chamber is in a very narrow range, and outside the range, the mixture becomes very thin. Whether or not a spark can be reliably blown to the rich air-fuel mixture layer is the key to the success or failure of normal ignition of the air-fuel mixture. That is, when a rich mixture layer can reliably generate a spark at this position when it reaches between the center electrode and the ground electrode, which is the regular spark discharge gap of the spark plug, the spark ignites the mixture. can do.

【0019】しかし、既に説明した通り、濃混合気層は
非常に狭い範囲でしか形成されないので、正規の火花放
電ギャップで火花が生じず、例えば金具/碍子飛火のよ
うに、正規の火花放電ギャップ以外の位置(すなわち、
燃焼室の壁面近傍)で火花が生じてしまうと、この位置
での混合気は非常に薄いため、火花が生じているにもか
かわらず混合気に着火しないという現象、即ち、失火が
起こってしまうのである。このような燃焼室の壁面近傍
のような位置で火花が生じてしまうと、その燃焼サイク
ルでは失火となるため、内燃機関の出力が低下するとと
もに、未燃焼の混合気が排気管から排出されるためエミ
ッション規制を満足できなくなるおそれがある。さら
に、未燃焼のガスは排気管から排出されきらずに燃焼室
の壁面に付着し、同時にスパークプラグにも付着するこ
とになるため、絶縁碍子が燃料で濡れた状態になって次
サイクルでの火花発生をさらに生じ難くする。
However, as already described, since the rich mixture layer is formed only in a very narrow range, no spark is generated in the regular spark discharge gap, and the regular spark discharge gap, such as a metal fitting / insulator spark, is generated. Other positions (ie,
If a spark is generated in the vicinity of the wall of the combustion chamber), the air-fuel mixture at this position is very thin. It is. If a spark is generated at such a position near the wall surface of the combustion chamber, a misfire occurs in the combustion cycle, so that the output of the internal combustion engine is reduced and the unburned mixture is discharged from the exhaust pipe. Therefore, emission regulations may not be satisfied. In addition, the unburned gas will not be exhausted from the exhaust pipe and will adhere to the wall of the combustion chamber, and will also adhere to the spark plug. It is even less likely to occur.

【0020】従って、反転飛火現象ひいては金具/碍子
飛火を防止して、主気中ギャップ(α)若しくはセミ沿
面ギャップ(β)で確実に火花を発生させることができ
れば、「くすぶり」を生じた場合においてもセミ沿面接
地電極で火花を生じることにより「くすぶり」を焼き切
ることができるようになる。また、直噴式内燃機関であ
ってもセミ沿面接地電極で火花を生じるのであれば濃混
合気内であることから着火性の低下を抑制することがで
きる。しかしながら、前述の特開平9−199260号
公報を始めとする従来技術においては、こうした観点か
らのスパークプラグの改良に関する具体的な提案は何ら
なされていなかった。
Therefore, if sparks can be reliably generated at the main air gap (α) or semi-creepage gap (β) by preventing the reversal spark phenomenon and, hence, the metal fitting / insulator spark, if "smoldering" occurs. In this case, it is possible to burn off "smoldering" by generating a spark at the semi-surface creeping ground electrode. Further, even in a direct injection type internal combustion engine, if a spark is generated at the semi-surface ground electrode, the ignition is in a rich mixture, so that a decrease in ignitability can be suppressed. However, in the prior arts such as the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-199260, there has been no specific proposal regarding improvement of the spark plug from such a viewpoint.

【0021】以上を前提として、以下、本発明のスパー
クプラグのさらに詳細な各構成について説明する。ま
ず、第一の構成は、前記した基本構成に加え、主気中ギ
ャップ(α)がα≦1.1mmであり(1−);セミ
沿面碍子ギャップ(γ)が0.5mm≦γ≦0.7mm
であり(1−);主体金具の先端面の位置における絶
縁碍子と主体金具との径差δがδ≧3.6mm(1−
);であることを特徴とする。
On the premise of the above, further detailed configurations of the spark plug of the present invention will be described below. First, in the first configuration, in addition to the basic configuration described above, the main air gap (α) is α ≦ 1.1 mm (1−); and the semi-creep insulator gap (γ) is 0.5 mm ≦ γ ≦ 0. 0.7mm
(1-); the diameter difference δ between the insulator and the metal shell at the position of the front end face of the metal shell is δ ≧ 3.6 mm (1-
) ;.

【0022】本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、前記
基本構造を有するスパークプラグにおいて、主気中ギャ
ップ(α)、セミ沿面碍子ギャップ(γ)及び絶縁碍子
と主体金具との径差(δ)が上記(1−)〜(1−
)の関係を満たすことで、例えば「くすぶり」が生じ
た場合であっても前記した反転飛火現象ひいては金具/
碍子飛火が効果的に抑制され、セミ沿面碍子ギャップ
(γ)での火花を確実に生じえることを初めて実験的に
実証し、上記第一の構成の発明を完成するに至ったもの
である。
As a result of extensive studies by the present inventors, in the spark plug having the basic structure, the main air gap (α), the semi-surface insulator gap (γ), and the diameter difference between the insulator and the metal shell ( δ) is above (1-) to (1-
Satisfies the relationship, for example, even when "smoldering" occurs, the above-described reversal spark phenomenon and, consequently, metal fittings /
It has been experimentally demonstrated for the first time that an insulator spark is effectively suppressed and a spark can be reliably generated in a semi-surface insulator gap (γ), and the invention of the first configuration has been completed.

【0023】主気中ギャップ(α)の大きさは、要求さ
れる着火性のレベルや混合気の空燃比などに応じて、設
計上種々の値に設定されうる。また、セミ沿面碍子ギャ
ップ(γ)もα>γの関係を充足する必要があるので、
主気中ギャップ(α)の大きさに応じて適宜の範囲に設
定される。そして、上記第一の構成のスパークプラグに
おいては、主気中ギャップ(α)とセミ沿面碍子ギャッ
プ(γ)とを(1−)及び(1−)の範囲内に設定
されることを前提とする。そして、この前提のもとにお
いて、主体金具先端面の位置における絶縁碍子と主体金
具との径差δを(1−)の範囲のものとすることが上
記第一の構成の要旨である。すなわち、径差(δ)をこ
のように設定することで、「くすぶり」を生じた場合に
おいても、セミ沿面接地電極で火花を生じれば絶縁碍子
への汚損付着物を焼き切ることができる。また、直噴式
内燃機関であってもセミ沿面接地電極で火花を生じるの
であれば、濃混合気内であることから着火性の低下を抑
制することができる。なお、主気中ギャップ(α)の距
離αは、無制限に小さくすることはできず、着火性確保
及び汚損時など導電性の異物が付着したときの短絡防止
等を考慮して、例えば0.6mm以上は確保することが
有効である(これは、本発明の他の構成に係るスパーク
プラグにおいても同様である)。また、径差(δ)につ
いても、無制限に大きくすることはできず、主体金具・
中心電極の強度確保及び絶縁碍子の耐電圧性確保等を考
慮して、例えば5.4mm以下にする有効であり、望ま
しくは、5.0mm以下にすると良い(これは、本発明
の他の構成に係るスパークプラグにおいても同様であ
る)。
The size of the main air gap (α) can be set to various values in design according to the required level of ignitability, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture, and the like. In addition, since the semi-creep insulator gap (γ) also needs to satisfy the relationship of α> γ,
It is set to an appropriate range according to the size of the main air gap (α). In the spark plug of the first configuration, it is assumed that the main air gap (α) and the semi-creep insulator gap (γ) are set within the range of (1-) and (1-). I do. Under this premise, the gist of the first configuration is that the diameter difference δ between the insulator and the metal shell at the position of the metal shell tip surface is in the range of (1-). That is, by setting the diameter difference (δ) in this way, even if “smoldering” occurs, if a spark is generated at the semi-surface creeping ground electrode, it is possible to burn off fouling deposits on the insulator. In addition, even in a direct injection type internal combustion engine, if a spark is generated at the semi-surface ground electrode, it is possible to suppress a decrease in ignitability since the mixture is in a rich mixture. Note that the distance α of the main air gap (α) cannot be reduced indefinitely, and may be set to, for example, 0. It is effective to secure a length of 6 mm or more (this is the same in a spark plug according to another configuration of the present invention). Also, the diameter difference (δ) cannot be increased without limit, and the metal shell
In consideration of ensuring the strength of the center electrode and ensuring the withstand voltage of the insulator, it is effective to set the thickness to, for example, 5.4 mm or less, and desirably to 5.0 mm or less (this is another configuration of the present invention). The same applies to the spark plug according to (1).

【0024】第二の構成に係るスパークプラグは、前記
した基本構成に加え、主気中ギャップ(α)は0.8m
m≦α≦1.0mmであり(2−)、セミ沿面碍子ギ
ャップ(γ)が0.5mm≦γ≦0.7mmであり(2
−)、主気中ギャップ(α)とセミ沿面碍子ギャップ
(γ)とが0.2mm≦(α−γ)≦0.4mm(2−
)、であることを特徴とする。なお、該第二の構成の
発明は、第一の構成の発明と組み合わせることができ
る。
The spark plug according to the second configuration has a main air gap (α) of 0.8 m in addition to the basic configuration described above.
m ≦ α ≦ 1.0 mm (2-), and the semi-creep insulator gap (γ) is 0.5 mm ≦ γ ≦ 0.7 mm (2)
−), The main air gap (α) and the semi-surface insulator gap (γ) are 0.2 mm ≦ (α−γ) ≦ 0.4 mm (2-
). Note that the invention of the second configuration can be combined with the invention of the first configuration.

【0025】該構成のスパークプラグにおいては、火花
を発生電圧の低減を目的として、主気中ギャップ(α)
が幾分狭い(2−)のような範囲に設定され、セミ沿
面碍子ギャップ(γ)は(2−)の範囲(前記した第
一の構成と同様)に設定する。このとき、主気中ギャッ
プ(α)とセミ沿面碍子ギャップ(γ)との関係(α−
γ)を上記(2−)の範囲に設定することによって、
反転飛火現象ひいては金具/碍子飛火を効果的に抑制で
きるようになる。また、新たな効果としては、特に直噴
式内燃機関においては、失火が発生しない噴射終了時期
の領域を広くすることができる。
In the spark plug having the above configuration, the main air gap (α) is generated for the purpose of reducing the spark generation voltage.
Is set to a somewhat narrow range such as (2-), and the semi-creep insulator gap (γ) is set to a range of (2-) (similar to the first configuration described above). At this time, the relationship between the main air gap (α) and the semi-creep insulator gap (γ) (α−
By setting γ) in the range of the above (2-),
The inversion spark phenomenon and, consequently, the metal / insulator spark can be effectively suppressed. Further, as a new effect, particularly in a direct injection type internal combustion engine, it is possible to widen the region of the injection end timing in which misfire does not occur.

【0026】一般に内燃機関では、主気中ギャップ
(α)が広くなるほど着火性が向上する。しかし、主気
中ギャップ(α)が広くなると放電電圧が上昇すること
になる。直噴式内燃機関では、非常に「くすぶり」が生
じ易いため、通常の運転時でも「くすぶり」が発生す
る。このような「くすぶり」が発生した状態では、放電
電圧が高いことは失火を生じる可能性がより高くなる。
つまり、直噴式内燃機関では、クランク角におけるスパ
ークプラグに火花を発生させる点火時期、及び燃料噴射
の終了時期のそれぞれについて、失火を生じることのな
い範囲が広いほど着火性が良いとされている。
In general, in an internal combustion engine, the ignitability improves as the main air gap (α) increases. However, when the main air gap (α) is widened, the discharge voltage increases. In a direct injection internal combustion engine, "smoldering" is very likely to occur, so "smoldering" occurs even during normal operation. In a state where such “smoldering” occurs, a high discharge voltage increases the possibility of causing a misfire.
That is, in the direct injection type internal combustion engine, it is considered that the ignition timing at which a spark is generated in the spark plug at the crank angle and the end timing of the fuel injection are set such that the wider the range in which no misfire occurs, the better the ignitability.

【0027】直噴式内燃機関では、噴射直後の濃混合気
領域が燃焼室内を徐々に移動しながら拡散していくた
め、燃料噴射の終了時期が早いほど、スパークプラグで
火花を発生させる時において濃混合気領域が拡散して薄
くなる傾向にある。従って、薄い混合気領域で着火する
ことが必要になるが、混合気が薄いために同じギャップ
間隙であっても放電電圧が上昇する。一方、上述したよ
うにスパークプラグは通常「くすぶり」の状態にあるた
め、混合気が薄いことによる放電電圧の上昇とも相俟っ
て、主体金具と絶縁碍子との間で火花、すなわち金具/
碍子飛火が発生しやすくなり、この結果失火を生じやす
くなる。また、逆に燃料噴射の終了時期が遅いほど濃混
合気中で火花を発生させることになる。この状態では安
定して燃焼を生じるのであるが、混合気が濃いために、
たとえ安定して燃焼していても、より「くすぶり」を生
じ易くなる。この結果、主体金具と絶縁碍子との間で火
花を発生してしまい、失火を生じる可能性がある。
In the direct injection type internal combustion engine, the rich mixture region immediately after the injection gradually diffuses while moving in the combustion chamber. The mixture region tends to diffuse and become thin. Therefore, it is necessary to ignite in a thin air-fuel mixture region. However, since the air-fuel mixture is thin, the discharge voltage increases even in the same gap. On the other hand, as described above, since the spark plug is normally in the state of "smoldering", the spark, that is, the metal /
Insulator sparks are more likely to occur and, as a result, misfires are more likely to occur. Conversely, the later the fuel injection end time is, the more sparks are generated in the rich mixture. In this state, stable combustion occurs, but due to the rich mixture,
Even if combustion is stable, "smoldering" is more likely to occur. As a result, a spark is generated between the metal shell and the insulator, which may cause a misfire.

【0028】すなわち、本発明者が検討したところによ
ると、一般的な内燃機関では、主気中ギャップ(α)が
広いほど着火性が良くなるのであるが、直噴式内燃機関
では、ギャップが広いために放電電圧が上昇し、却って
着火性が低下するという現象が生じることがわかった。
上記第二の構成の発明では、主気中ギャップ(α)とセ
ミ沿面碍子ギャップ(γ)を(2−)に示す適度な範
囲に設定するとともに、主気中ギャップ(α)とセミ沿
面碍子ギャップ(γ)との関係を(2−)に示す範囲
に適切に設定することで、主体金具の先端面と絶縁碍子
との間で火花が発生することを抑制し、安定燃焼領域を
広くすることができるのである。
That is, according to the study by the present inventors, in a general internal combustion engine, the ignitability increases as the main air gap (α) increases, but in a direct injection internal combustion engine, the gap increases. Therefore, it was found that the discharge voltage was increased, and the ignitability was rather lowered.
In the invention of the second configuration, the main air gap (α) and the semi-surface insulator are set to appropriate ranges shown in (2-), and the main air gap (α) and the semi-surface insulator are set. By appropriately setting the relationship with the gap (γ) in the range shown in (2-), generation of sparks between the tip surface of the metal shell and the insulator is suppressed, and the stable combustion region is widened. You can do it.

【0029】なお、安定燃焼領域を広くすることが望ま
しいのは以下の理由による。即ち、直噴式内燃機関で
は、点火時期と燃料噴射時期とを運転条件に対して一定
になるように制御するのであるが、スロットル開度の急
激な変化等を行なうと、制御とスパークプラグ回りの雰
囲気変化とが整合しない場合が生じる。このような状態
では、燃料噴射時期にずれが生じたり、点火時期にずれ
が生じたり等の過渡的な現象等によりスパークプラグ回
りの混合気が薄くなったり、濃くなったりすることがあ
る。燃料の噴射時期と点火時期とが離れる傾向になる
と、混合気が薄い状態になるため、放電電圧が上昇す
る。また、噴射時期と点火時期とが近づく傾向になる
と、更に濃い混合気中で火花が発生することになるため
くすぶりがより進むことになる。このため、特性的に安
定燃焼領域が広いスパークプラグを用いることによっ
て、このような過渡的な現象に対しても失火を生じるこ
となく良好な燃焼を確保できる。
It is desirable to widen the stable combustion region for the following reasons. That is, in the direct injection type internal combustion engine, the ignition timing and the fuel injection timing are controlled so as to be constant with respect to the operating conditions. There is a case where the change in atmosphere does not match. In such a state, the air-fuel mixture around the spark plug may become thin or thick due to a transient phenomenon such as a shift in the fuel injection timing or a shift in the ignition timing. When the fuel injection timing and the ignition timing tend to separate from each other, the air-fuel mixture becomes thin, so that the discharge voltage increases. Further, when the injection timing and the ignition timing tend to approach each other, a spark is generated in a richer mixture, so that the smoldering is further advanced. For this reason, by using a spark plug having a characteristically wide stable combustion region, good combustion can be ensured without causing misfire even in such a transient phenomenon.

【0030】なお、中心電極の先端部が縮径されている
とともに、絶縁碍子の先端部を軸線方向前方側から平面
視した場合の中心電極の中心点の位置における平行接地
電極の幅は、2.2mm以下であって、かつ、中心電極
の先端面における外径の2倍以上にすることが望まし
い。このような寸法関係に設定することで、放電電圧を
低減させることができるとともに、着火性を確保しつつ
燃料が中心電極と接地電極との間で保持されてしまう、
いわゆるブリッジを生じにくくすることができる。
The width of the parallel ground electrode at the position of the center point of the center electrode when the front end of the insulator is planarly viewed from the front in the axial direction is 2 mm. .2 mm or less, and preferably at least twice the outer diameter of the front end surface of the center electrode. By setting such a dimensional relationship, the discharge voltage can be reduced, and the fuel is held between the center electrode and the ground electrode while ensuring ignitability.
A so-called bridge can be hardly generated.

【0031】第三の構成は、前記した基本構成に加え、
主気中ギャップ(α)がα≦0.9mmであり(3−
)、セミ沿面碍子ギャップ(γ)が0.5mm≦γ≦
0.7mmであり(3−)、主体金具の先端面の位置
における絶縁碍子と主体金具との径差δが、2.8mm
以上(3−)、であることを特徴とする。該第三の構
成は、第一又は第二の構成の少なくともいずれかと組み
合わせることができる。
The third configuration is, in addition to the basic configuration described above,
The main air gap (α) is α ≦ 0.9 mm (3-
), Semi-creep insulator gap (γ) is 0.5mm ≦ γ ≦
0.7 mm (3-), and the diameter difference δ between the insulator and the metal shell at the position of the front end face of the metal shell is 2.8 mm.
The above is (3-). The third configuration can be combined with at least one of the first and second configurations.

【0032】上記第三の構成のスパークプラグにおいて
は、主気中ギャップ(α)とセミ沿面碍子ギャップ
(γ)とを(3−)及び(3−)の範囲内に設定さ
れることを前提とする。主気中ギャップ(α)は、第二
の構成と同様の理由により、第一の構成における(1−
)よりも狭い範囲を選択している。そして、この前提
のもとにおいて、主体金具先端面の位置における絶縁碍
子と主体金具との径差(δ)を(3−)の範囲に設定
することで、「くすぶり」を生じた場合においても、セ
ミ沿面接地電極で火花を生じれば絶縁碍子への汚損付着
物を焼き切ることができる。また、直噴式内燃機関であ
ってもセミ沿面接地電極で火花を生じるのであれば濃混
合気内であることから着火性の低下を抑制することがで
きる。
In the spark plug of the third configuration, it is assumed that the main air gap (α) and the semi-creep insulator gap (γ) are set within the ranges of (3-) and (3-). And For the same reason as in the second configuration, the main air gap (α) is (1−1) in the first configuration.
). Under this premise, by setting the diameter difference (δ) between the insulator and the metal shell at the position of the metal shell tip end surface in the range of (3-), even when “smoldering” occurs. If a spark is generated at the semi-creeping ground electrode, it is possible to burn off fouling deposits on the insulator. Further, even in a direct injection type internal combustion engine, if a spark is generated at the semi-surface ground electrode, the ignition is in a rich mixture, so that a decrease in ignitability can be suppressed.

【0033】第四の構成は、前記した基本構成に加え、
該主気中ギャップ(α)がα≦1.1mmであり(4−
)、該セミ沿面碍子ギャップ(γ)が、0.5mm≦
γ≦0.7mmであり(4−)、かつ、前記セミ沿面
接地電極の配設個数が3個以上であること(4−)、
を特徴とする。該第四の構成は、前記第一乃至第三の構
成の少なくともいずれかと組み合わせることができる。
The fourth configuration is similar to the basic configuration described above.
The main air gap (α) is α ≦ 1.1 mm (4-
), The semi-creep insulator gap (γ) is 0.5 mm ≦
γ ≦ 0.7 mm (4-), and the number of the semi-creeping ground electrodes provided is 3 or more (4-),
It is characterized by. The fourth configuration can be combined with at least one of the first to third configurations.

【0034】上記第四の構成のスパークプラグにおいて
は、主気中ギャップ(α)とセミ沿面碍子ギャップ
(γ)との設定範囲(4−)及び(4−)は、前記
した第一の構成における(1−)及び(1−)と同
じである。そして、第一の構成と異なる点は、前記径差
(δ)とは別の手段、具体的には、セミ沿面接地電極の
配設個数が3個以上となすことにより、前記した反転飛
火現象ひいては金具/碍子飛火の発生頻度の減少を図る
点にある。
In the spark plug according to the fourth configuration, the setting ranges (4-) and (4-) of the main air gap (α) and the semi-surface insulator gap (γ) are determined according to the first configuration. Are the same as (1-) and (1-). The first configuration is different from the first embodiment in that the number of the semi-surface ground electrodes is three or more. The aim is to reduce the frequency of occurrence of phenomena and thus of metal / insulator sparks.

【0035】すなわち、セミ沿面接地電極の配設個数が
増えるということは、セミ沿面接地電極で火花が発生す
る確率が高められることを意味する。従って、セミ沿面
接地電極が少なければ金具/碍子飛火が生じてしまうよ
うなスパークプラグ回りの雰囲気条件になったとして
も、主体金具の先端面に近い位置に有るセミ沿面接地電
極をより多くすることによって、「くすぶり」を生じた
場合においてもセミ沿面接地電極で火花を確実に生じさ
せることができ、「くすぶり」による汚損付着物を焼き
切ることができる。また、直噴式内燃機関であってもセ
ミ沿面接地電極で火花を生じるのであれば濃混合気内で
あることから着火性の低下を抑制することができる。
That is, an increase in the number of semi-surface ground electrodes provided means that the probability of spark generation at the semi-surface ground electrodes is increased. Therefore, even if the ambient condition around the spark plug is such that if the number of semi-creeping ground electrodes is small, metal fittings / insulators may ignite, more semi-creeping grounding electrodes are located close to the front end face of the metal shell. By doing so, even when "smoldering" occurs, sparks can be reliably generated at the semi-surface creeping ground electrode, and contaminants adhering to the "smoldering" can be burned off. Further, even in a direct injection type internal combustion engine, if a spark is generated at the semi-surface ground electrode, the ignition is in a rich mixture, so that a decrease in ignitability can be suppressed.

【0036】なお、スパークプラグを内燃機関に装着し
た場合に、吸気バルブから燃焼室内に吸入されてくる比
較的低温度の吸入空気によって、絶縁碍子の先端部は冷
却されるのであるが、セミ沿面接地電極の数が増加する
に従って、絶縁碍子の先端部がセミ沿面接地電極の陰に
隠れてしまい冷却され難くなることがある。これは、プ
レイグニッションを誘起する原因ともなるので、これを
考慮してセミ沿面接地電極の配設個数は4個以下にする
ことが望ましい。なお、該第四の構成においても、前記
第一の構成における前記径差δの数値範囲(1−)を
満足するように構成することが可能である。
When the spark plug is mounted on the internal combustion engine, the distal end of the insulator is cooled by the relatively low temperature intake air drawn into the combustion chamber from the intake valve. As the number of surface ground electrodes increases, the tip of the insulator may be hidden behind the semi-surface ground electrode, making it difficult to cool. This causes pre-ignition. Therefore, it is desirable to reduce the number of semi-creeping ground electrodes to four or less in consideration of this. In the fourth configuration, it is possible to configure so as to satisfy the numerical range (1-) of the diameter difference δ in the first configuration.

【0037】第五の構成のスパークプラグにおいては、
前記した基本構成に加え、絶縁碍子の先端部に直管状部
を有し、絶縁碍子の軸線方向において先端部の位置する
側を前方側としたときに、直管状部の後端位置に対しセ
ミ沿面接地電極の端面の後端側縁が一致しているか又は
前方側にあり、先端面の高さ位置とセミ沿面接地電極の
端面の後端側縁の高さ位置との軸線方向における段差E
(単位:mm)と、絶縁碍子の先端面から側周面に至る
曲面の曲率半径R(単位:mm)との差が、R−E≦
0.1mmである(5−)であることを特徴とする。
該第五の構成は、前記第一乃至第四の構成の少なくとも
いずれかと組み合わせることができる。ここで、段差E
は、絶縁碍子の中心軸線方向において、先端側に向かう
方向を正方向として定義する。従って、絶縁碍子の先端
面の高さ位置がセミ沿面接地電極端面の後端側縁の高さ
位置よりも先端側(前方側)にあるとき、段差Eは正の
数となり、逆の場合は負の数となる。
In the spark plug of the fifth configuration,
In addition to the basic configuration described above, the insulator has a straight tubular portion at the front end thereof, and when the side where the front end is located in the axial direction of the insulator is the front side, the rear end position of the straight tubular portion is semi-conductive. The rear end side edge of the end surface of the creeping ground electrode coincides or is on the front side, and in the axial direction between the height position of the front end surface and the height position of the rear end side edge of the end surface of the semi-creeping ground electrode Step E
(Unit: mm) and the difference between the radius of curvature R (unit: mm) of the curved surface from the tip end surface of the insulator to the side peripheral surface is expressed as RE ≦≦
(5) which is 0.1 mm.
The fifth configuration can be combined with at least one of the first to fourth configurations. Here, step E
Is defined as a positive direction in the direction of the center axis of the insulator toward the front end. Therefore, when the height position of the front end surface of the insulator is on the front end side (front side) from the height position of the rear end side edge of the semi-creeping ground electrode end surface, the step E becomes a positive number, and Is a negative number.

【0038】該第五の構成によると、セミ沿面接地電極
の後端側縁から中心電極に向かう火花が、絶縁碍子の先
端部に遮られることによってセミ沿面接地電極の火花発
生位置から中心電極に向けて直線上に火花が発生せず、
絶縁碍子の周方向に曲げられる。この結果、火花の発生
毎に火花の放電経路が替わるため、絶縁碍子の先端面を
這っていく火花の範囲が広がり、チャンネリングを低減
することができるとともに、広い範囲で「くすぶり」を
火花清浄できる。
According to the fifth configuration, the spark from the rear edge of the semi-surface ground electrode toward the center electrode is blocked by the front end portion of the insulator, so that the center of the spark is generated from the spark generation position of the semi-surface ground electrode. No spark is generated on the straight line toward the electrode,
It is bent in the circumferential direction of the insulator. As a result, the discharge path of the spark changes each time a spark is generated, so that the range of the spark crawling on the front end surface of the insulator can be widened, channeling can be reduced, and "smoldering" can be reduced over a wide range. it can.

【0039】また、絶縁碍子の周方向に曲げられる飛火
は放電経路が長くなって火花発生電圧が高くなるので、
そのような飛火を回避しようとして、セミ沿面接地電極
の後端側縁よりも、絶縁碍子へのアタックが柔らかい前
端縁側での飛火が増える傾向となる。このため、これも
チャンネリング抑制に寄与する形となる。また、前端縁
側での飛火は着火性の向上にも有効であり、失火等の不
具合を効果的に抑制することができる。特に、前記した
段差E、つまり、中心軸線方向におけるセミ沿面接地電
極端面と絶縁碍子側周面とのラップ長さが小さい場合に
は、セミ沿面接地電極の後端側縁側での火花が、飛火距
離が比較的小さくなるためどうしても起こりやすくな
る。しかしながら、絶縁碍子の先端面から側周面に至る
曲面の曲率半径Rとの間に、前記した(5−)の関係
が成立するように調整することで、前端縁側での飛火頻
度を増やすことができ、チャンネリング抑制あるいは着
火性の向上に寄与する。具体的には、段差Eの長さが
0.5mm以下の、ラップ長さの小さいスパークプラグ
において本構成は特に波及効果が大きい。Eの値の下限
値は、セミ沿面放電が不能とならない範囲で適宜定めら
れ、例えば図4のように負の数となる場合、その絶対値
が主気中ギャップαよりも小さくなるように設定され
る。
In the case of a spark that is bent in the circumferential direction of the insulator, the discharge path becomes longer and the spark generation voltage becomes higher.
In an attempt to avoid such sparks, the sparks tend to increase on the front edge side where the attack on the insulator is softer than on the rear edge of the semi-surface ground electrode. Therefore, this also contributes to the suppression of channeling. In addition, the spark on the front edge side is also effective for improving the ignitability, and it is possible to effectively suppress problems such as misfire. In particular, when the above-mentioned step E, that is, the wrap length between the semi-surface ground electrode end surface and the insulator side peripheral surface in the central axis direction is small, sparks on the rear end side edge side of the semi-surface ground electrode are generated. It becomes inevitably occurs easily because the sparks distance is relatively small. However, by increasing the radius of curvature R of the curved surface from the front end surface to the side peripheral surface of the insulator so that the above-mentioned relationship (5-) is satisfied, the frequency of sparks on the front edge side can be increased. And contributes to suppression of channeling or improvement of ignitability. Specifically, in the case of a spark plug having a small wrap length, in which the length of the step E is 0.5 mm or less, this configuration has a particularly large ripple effect. The lower limit of the value of E is appropriately determined within a range in which semi-creeping discharge is not disabled. For example, when the value is a negative number as shown in FIG. 4, the absolute value is set to be smaller than the main air gap α. Is done.

【0040】また、本構成では絶縁碍子に直管状部を形
成する。絶縁碍子の先端部を直管状にすることで、内燃
機関内での燃焼サイクルの際に先端部に受けた熱が絶縁
碍子の主体金具との保持部に向かうことを抑制する作用
があるため、絶縁碍子の先端温度を上昇しやすくするこ
とができる。従って、通常の運転時に温度の上がり難い
直噴式内燃機関であっても、絶縁碍子の先端部温度を上
昇しやすくすることができ、「くすぶり」によって堆積
したカーボン等の汚損付着物を焼き切ることが容易にな
る。また、このような構成であれば、絶縁碍子の先端部
の熱ボリュームが小さいことから、吸気管から吸入され
てきた比較的低温度のガスによって絶縁碍子の冷却が行
われやすい。このため、内燃機関内での燃焼サイクルの
際に、プレイグニッションが発生するほどの温度上昇は
生じにくくなる。
In this configuration, a straight tubular portion is formed on the insulator. By making the tip of the insulator a straight tube, it has the effect of suppressing heat received at the tip during the combustion cycle in the internal combustion engine from going to the holding part of the insulator with the metal shell. The temperature of the tip of the insulator can be easily increased. Therefore, even in a direct injection type internal combustion engine in which the temperature does not easily rise during normal operation, the temperature at the tip of the insulator can be easily increased, and fouling deposits such as carbon deposited by smoldering can be burned off. It will be easier. In addition, with such a configuration, since the heat volume at the distal end of the insulator is small, the insulator is easily cooled by relatively low-temperature gas sucked from the intake pipe. For this reason, during the combustion cycle in the internal combustion engine, the temperature rise such that preignition occurs hardly occurs.

【0041】なお、直管状部の後端位置よりもセミ沿面
接地電極の端面の後端側縁が後方側にあると、ギャップ
の寸法設定が困難になるので、直管状部の後端位置に対
しセミ沿面接地電極の端面の後端側縁はこれと一致して
いるか又は前方側となるよう位置関係を設定する。他
方、直管状部の長さが必要以上に長くなりすぎると、セ
ミ沿面接地電極にて発生する火花が直管状部に沿って大
きく後方側に垂れ下がりやすくなり、着火性が損なわれ
てしまう不具合につながる場合がある。また、直管状部
の長さは最低0.5mm以上確保されていないと、ギャ
ップの寸法設定が困難になるとともに、上記の効果が十
分に得られなくなる場合がある。直管状部の長さは、望
ましくは0.5mm以上1.5mm以下の範囲で設定す
ることが望ましい。
If the rear edge of the end surface of the semi-surface creeping ground electrode is on the rear side of the rear end position of the straight tubular portion, it is difficult to set the dimension of the gap. On the other hand, the positional relationship is set such that the rear end side edge of the end surface of the semi-surface creeping ground electrode coincides with this or is on the front side. On the other hand, if the length of the straight tubular portion is excessively long, sparks generated at the semi-creeping ground electrode are likely to droop greatly to the rear side along the straight tubular portion, and the ignitability is impaired. May lead to If the length of the straight tubular portion is not at least 0.5 mm or more, it is difficult to set the dimension of the gap, and the above effect may not be sufficiently obtained. The length of the straight tubular portion is desirably set in the range of 0.5 mm or more and 1.5 mm or less.

【0042】第六の構成のスパークプラグにおいては、
前記した基本構成に加え、このスパークプラグが適用さ
れるスパークプラグのJIS規格(JIS:B803
1)若しくは当該JIS規格中に対応表示されるISO
規格(ISO1910、ISO2704、ISO234
6、ISO/DIS8479、ISO2705、ISO
2344、ISO2345、ISO2347、ISO3
412)の中で定められたA寸法よりも先端側に突出す
る絶縁碍子の突出量Fが、3.0mm≦F≦5.0mm
(6−)であることを特徴とする。該第六の構成は、
前記第一乃至第五の構成の少なくともいずれかと組み合
わせることができる。
In the spark plug of the sixth configuration,
In addition to the basic configuration described above, a JIS standard (JIS: B803) for a spark plug to which this spark plug is applied.
1) Or ISO displayed corresponding to the JIS standard
Standards (ISO 1910, ISO 2704, ISO 234
6, ISO / DIS8479, ISO2705, ISO
2344, ISO2345, ISO2347, ISO3
412), the amount of protrusion F of the insulator projecting to the tip side from the dimension A is 3.0 mm ≦ F ≦ 5.0 mm
(6-). The sixth configuration includes:
It can be combined with at least one of the first to fifth configurations.

【0043】上記第六の構成によると、絶縁碍子の突出
量Fを(6−)の範囲とすることで、混合気への着火
性が向上するとともに、絶縁碍子の先端温度を上昇させ
ることができる。また火花発生位置と比較して、主体金
具の先端面と絶縁碍子との間の位置では、混合気の濃度
が非常に薄くなるが、絶縁碍子の突出量Fを(6−)
の範囲とすることで、このように混合気が薄くなる主体
金具の先端面と絶縁碍子との間において、火花が発生す
るのに必要な電圧が上昇し、この位置での火花発生を更
に抑えることができる。この結果、失火を生じない燃料
噴射終了時期の範囲を広くすることができる。
According to the sixth configuration, by setting the protrusion F of the insulator in the range of (6-), it is possible to improve the ignitability to the air-fuel mixture and to raise the temperature of the tip of the insulator. it can. Further, compared with the spark generation position, the concentration of the air-fuel mixture is extremely low at the position between the tip end surface of the metal shell and the insulator, but the protrusion amount F of the insulator is (6-).
In this range, the voltage required to generate a spark rises between the distal end surface of the metal shell and the insulator where the air-fuel mixture becomes thinner in this manner, and the generation of a spark at this position is further suppressed. be able to. As a result, it is possible to widen the range of the fuel injection end timing that does not cause misfire.

【0044】第七の構成のスパークプラグにおいては、
前記した基本構成に加え、主気中ギャップ(α)が、α
≦1.1mmであり(7−)、セミ沿面碍子ギャップ
(γ)が、0.5mm≦γ≦0.7mmであり(7−
)、絶縁碍子の軸線に平行な仮想平面に対し、該絶縁
碍子を正射影にて表したとき、先端面を示す線を外方へ
延長した第1の延長線と、絶縁碍子のセミ沿面ギャップ
(β)部に臨む軸線を挟んだ両側の側周面を示す2本の
線を先端面の方向へ延長した2本の第2の延長線との交
点間の距離(以下、単に「絶縁碍子先端径」φD(単
位:mm)という)とセミ沿面接地電極の幅との差ψ
(単位:mm)が、ψ≦1.8mmである(7−)、
ことを特徴とする。該第七の構成は、前記第一乃至第六
の構成の少なくともいずれかと組み合わせることができ
る。
In the spark plug of the seventh configuration,
In addition to the basic configuration described above, the main air gap (α) is α
≦ 1.1 mm (7−), and the semi-creep insulator gap (γ) is 0.5 mm ≦ γ ≦ 0.7 mm (7−).
), A first extension line extending outward from a line indicating the tip surface when the insulator is represented by an orthogonal projection with respect to a virtual plane parallel to the axis of the insulator, and a semi-creep gap of the insulator. The distance between the intersections of the two lines extending from the two lines indicating the side peripheral surfaces on both sides of the axis facing the (β) portion toward the tip surface (hereinafter simply referred to as “insulator”) The difference between the tip diameter “φD (unit: mm)” and the width of the semi-surface creeping ground electrode.
(Unit: mm) is ψ ≦ 1.8 mm (7−),
It is characterized by the following. The seventh configuration can be combined with at least one of the first to sixth configurations.

【0045】絶縁碍子先端径φDとセミ沿面接地電極の
幅との差ψを小さくすることによって、セミ沿面接地電
極で発生する火花が絶縁碍子の後方側に大きく垂れ下が
りやすくなることを防止することができる。この結果、
失火を生じない燃料噴射終了時期の範囲を広くすること
ができ、燃料リーン状態での着火性を向上させることが
できる。この差が大きくなると、セミ沿面接地電極と中
心電極との間で火花が発生する際に、絶縁碍子の先端部
外周を大きく回り込むことになる。これは、以下の理由
によると考えられる。即ち、セミ沿面接地電極端面の後
方角部から斜め後方に向けて火花が発生した場合に、そ
の火花が絶縁碍子の先端部にぶつかった後に中心電極に
達する。絶縁碍子の先端部にぶつかった際には、火花は
斜め後方に向けて外周面に沿って這うことになり、その
後、向きを変えて中心電極先端側周面方向に這うことに
なる。従って、絶縁碍子先端径とセミ沿面接地電極の幅
との差が大きいと、絶縁碍子外周面に沿って斜め後方に
火花が這う量が大きくなるため、火花が大きく垂れ下が
るものと考えられる。
By reducing the difference ψ between the insulator tip diameter φD and the width of the semi-creeping ground electrode, it is possible to prevent the spark generated at the semi-creeping ground electrode from easily drooping greatly toward the rear side of the insulator. be able to. As a result,
It is possible to widen the range of the fuel injection end timing that does not cause misfire, and it is possible to improve the ignitability in the fuel lean state. When this difference is large, when a spark is generated between the semi-surface creeping ground electrode and the center electrode, it goes around the outer periphery of the distal end portion of the insulator greatly. This is considered for the following reason. That is, when a spark is generated obliquely rearward from the rear corner of the end surface of the semi-surface creeping ground electrode, the spark reaches the center electrode after hitting the tip of the insulator. When the spark collides with the tip of the insulator, the spark crawls obliquely rearward along the outer peripheral surface, and then changes direction and crawls in the direction of the peripheral surface on the center electrode tip side. Therefore, when the difference between the diameter of the insulator tip and the width of the semi-surface creeping ground electrode is large, the amount of spark crawling obliquely rearward along the outer peripheral surface of the insulator becomes large, and it is considered that the spark droops greatly.

【0046】第1の延長線及び2本の第2の延長線の交
点間の距離と前記セミ沿面接地電極の幅との差ψが(7
−)の関係を満足するためには、第1の延長線と絶縁
碍子のセミ沿面ギャップ(β)部に臨む側周面を示す線
を先端面の方向へ延長した第2の延長線との交点から、
第1の延長線と中心貫通孔の延長線との交点までの最短
距離として定義された絶縁碍子先端肉厚ρが、ρ≦0.
9mm(7−)となっていることが望ましい。この関
係を満足すると絶縁碍子先端肉厚を薄くすることができ
るため、電界強度が集中することによる放電電圧の低減
が可能となるとともに、セミ沿面ギャップ(β)におけ
る放電電圧を抑えてチャンネリングの低減が可能とな
る。さらに、絶縁碍子先端の温度が上昇しやすくなるた
め、くすぶりの生じやすい直噴式内燃機関における自己
清浄性を向上させる効果が大きい。また、絶縁碍子を全
体に薄くすることができるため、特に径の小さいスパー
クプラグでは、主体金具と絶縁碍子との間隔を広く保つ
ことができる。なお、絶縁碍子の肉厚が薄くなりすぎる
と、絶縁碍子の貫通を生じる恐れが大きくなってくるた
め、絶縁碍子先端肉厚ρをρ≧0.6mmとすることが
望ましく、さらに望ましくはρ≧0.7とすると良い。
The difference ψ between the distance between the intersection of the first extension line and the two second extension lines and the width of the semi-creeping ground electrode is (7)
In order to satisfy the relationship of-), the first extended line and the second extended line obtained by extending the line indicating the side peripheral surface facing the semi-creep gap (β) portion of the insulator in the direction of the front end surface are required. From the intersection,
The insulator tip thickness ρ defined as the shortest distance to the intersection of the first extension and the extension of the center through hole is ρ ≦ 0.
It is preferably 9 mm (7-). When this relationship is satisfied, the thickness of the insulator tip can be reduced, so that the discharge voltage can be reduced due to the concentration of the electric field and the discharge voltage at the semi-creep gap (β) can be suppressed to reduce the channeling. Reduction is possible. Further, the temperature at the tip of the insulator is easily increased, so that the effect of improving the self-cleaning property in the direct injection type internal combustion engine in which smoldering tends to occur is great. In addition, since the insulator can be made thinner as a whole, the gap between the metal shell and the insulator can be kept wide especially in a spark plug having a small diameter. If the thickness of the insulator is too thin, the possibility of penetration of the insulator increases. Therefore, the thickness ρ of the insulator tip is preferably set to ρ ≧ 0.6 mm, and more preferably ρ ≧ 0.6 mm. It is good to be 0.7.

【0047】第八の構成のスパークプラグにおいては、
前記した基本構成に加え、中心電極が絶縁碍子の先端面
から突出する量HをH≦1.25mm(8−)となし
たことを特徴とする。該第八の構成は、前記第一乃至第
七の構成の少なくともいずれかと組み合わせることがで
きる。
In the spark plug of the eighth configuration,
In addition to the basic structure described above, the amount H of the center electrode protruding from the front end surface of the insulator is H ≦ 1.25 mm (8−). The eighth configuration can be combined with at least one of the first to seventh configurations.

【0048】特に直噴式内燃機関では、高速運転時にセ
ミ沿面ギャップ(β)で火花が発生すると、失火を生じ
ない燃料噴射終了時期の範囲が狭くなってくる。しか
し、上記第八の構成によれば、中心電極が絶縁碍子の先
端面から突出する量Hを(8−)のように選択するこ
とによって、正規火花放電ギャップである主気中ギャッ
プ(α)の位置とセミ沿面接地電極による火花発生位置
との差を更に小さくすることができる。従って、火花発
生位置によって着火性の差が出やすい直噴式内燃機関で
あっても、「くすぶり」が生じた場合に発生するセミ沿
面接地電極での火花位置で、十分な着火性を有する。な
お、中心電極が絶縁碍子の先端面から突出する量Hは、
H≦0.5mmとすることが、中心電極の周囲に形成さ
れる火花の伝播経路が分散しやすくなり、耐チャンネリ
ング性と「くすぶり」に対する清浄性とを高めることが
できる。Hは負の数、すなわち中心電極が絶縁碍子の先
端面から引っ込んでいてもよいが、この場合、H≧−
0.3mmとなっていること(引っ込み深さが0.3m
m以内であること)が、耐チャンネリング性及び「くす
ぶり」清浄性効果をさらに向上させる上で望ましい。
In particular, in a direct injection type internal combustion engine, when a spark is generated in the semi-creep gap (β) during high-speed operation, the range of the fuel injection end timing at which no misfire occurs becomes narrower. However, according to the eighth configuration, the main air gap (α), which is a regular spark discharge gap, is selected by selecting the amount H at which the center electrode projects from the front end surface of the insulator as (8−). And the spark generation position by the semi-surface ground electrode can be further reduced. Therefore, even a direct-injection internal combustion engine in which a difference in ignitability easily occurs depending on the spark generation position, has a sufficient ignitability at the spark position at the semi-surface ground electrode generated when "smoldering" occurs. The amount H of the center electrode protruding from the front end surface of the insulator is
When H ≦ 0.5 mm, the propagation path of the spark formed around the center electrode is easily dispersed, and the channeling resistance and the cleanliness against “smoldering” can be improved. H is a negative number, that is, the center electrode may be recessed from the front end surface of the insulator. In this case, H ≧ −
0.3 mm (withdrawal depth of 0.3 m
m) is desirable for further improving the channeling resistance and the “smoldering” cleaning effect.

【0049】第九の構成のスパークプラグにおいては、
前記した基本構成に加え、主気中ギャップ(α)、セミ
沿面ギャップ(β)及びセミ沿面碍子ギャップ(γ)と
が、α≦0.4×(β−γ)+γの関係(9−)を満
足することを特徴とする。該第九の構成は、前記第一乃
至第八の構成の少なくともいずれかと組み合わせること
ができる。
In the ninth configuration of the spark plug,
In addition to the basic configuration described above, the main air gap (α), semi-creep gap (β), and semi-creep insulator gap (γ) have a relationship of α ≦ 0.4 × (β−γ) + γ (9−). Is satisfied. The ninth configuration can be combined with at least one of the first to eighth configurations.

【0050】このように主気中ギャップ(α)、セミ沿
面ギャップ(β)及びセミ沿面碍子ギャップ(γ)とが
上記(9−)の関係を満足することによって、前記反
転飛火ひいては金具/碍子飛火の問題を効果的に抑制す
ることができる。また、(9−)の関係を満足するよ
うにすることにより、実際の内燃機関に装着した場合の
ように、スパークプラグのギャップ周りの雰囲気ガスが
流れを持っているような場合には、主体金具の先端面と
絶縁碍子との間で火花がより発生しやすくなる、という
点でも好都合であるといえる。
As described above, when the main air gap (α), the semi-creeping gap (β) and the semi-creeping insulator gap (γ) satisfy the above-mentioned relationship (9-), the reversal spark and the metal fitting / insulator are obtained. The problem of sparks can be effectively suppressed. By satisfying the relationship of (9-), when the atmosphere gas around the gap of the spark plug has a flow as in the case where the spark plug is mounted on an actual internal combustion engine, It can be said that it is also advantageous in that sparks are more easily generated between the distal end surface of the fitting and the insulator.

【0051】上記第九の構成においては、主気中ギャッ
プ(α)とセミ沿面碍子ギャップ(γ)とは、(α−
γ)≦0.4mmを満足することが望ましい。このよう
な関係を満足することによって、チャンネリングに対し
て特に厳しい過給を行なう内燃機関や高圧縮比の内燃機
関でのチャンネリングを低減することができる。ただ
し、α−γが0.2mmより小さくなると、セミ沿面接
地電極側の放電頻度が下がり、「くすぶり」に対する清
浄効果が損なわれる場合があるので、α−γは0.2m
m以上であることが望ましい。
In the ninth configuration, the main air gap (α) and the semi-creep insulator gap (γ) are (α−
It is desirable to satisfy γ) ≦ 0.4 mm. By satisfying such a relationship, it is possible to reduce channeling in an internal combustion engine that performs particularly strict supercharging on channeling or an internal combustion engine with a high compression ratio. However, when α-γ is smaller than 0.2 mm, the discharge frequency on the semi-creeping ground electrode side decreases, and the cleaning effect on “smoldering” may be impaired.
m or more.

【0052】一般に「くすぶり」を生じていない場合で
あっても、火花は主気中ギャップ(α)でのみ発生する
ことはなく、セミ沿面碍子ギャップ(γ)でも発生する
ことがある。そして、同一の条件で内燃機関を運転させ
ていたとしても、スパークプラグのギャップ間における
環境雰囲気にばらつきがあることから、ギャップ間で火
花が発生するために必要な電圧にもばらつきが生じえ
る。従って、火花発生の必要電圧が、主気中ギャップ
(α)においてセミ沿面碍子ギャップ(γ)よりも低い
場合には、主気中ギャップ(α)で火花が発生する。
In general, even when "smoldering" does not occur, sparks do not occur only in the main air gap (α) but may also occur in the semi-surface insulator gap (γ). Even if the internal combustion engine is operated under the same conditions, there is variation in the environmental atmosphere between the gaps of the spark plug, so that the voltage required to generate a spark between the gaps may also vary. Therefore, when the required voltage for spark generation is lower than the semi-surface crevice insulator gap (γ) in the main air gap (α), a spark is generated in the main air gap (α).

【0053】一方、各ギャップで火花が発生するために
必要な電圧にはばらつきがあるため、その電圧の最小値
と最大値とを測定すると、主気中ギャップ(α)とセミ
沿面碍子ギャップ(γ)との各々の電圧幅が一部オーバ
ーラップすることがある。このオーバーラップする幅は
各ギャップの間隙の大きさによってほぼ一義的に決定で
きる。そして、スパークプラグのギャップ間の環境雰囲
気に応じて火花発生のための必要な放電電圧が上昇する
と、オーバーラップする部分にまで電圧が上昇すること
になる。この場合、主気中ギャップ(α)で火花が発生
するのか、セミ沿面碍子ギャップ(γ)で火花が発生す
るのかが確定しなくなる。従って、このように電圧が上
昇したときにセミ沿面碍子ギャップ(γ)で火花が発生
すると、その高い放電電圧のためにチャンネリングが生
じやすくなる。
On the other hand, since the voltage required for generating a spark in each gap varies, when the minimum value and the maximum value of the voltage are measured, the main air gap (α) and the semi-surface insulator gap ( γ) may partially overlap each other. The overlapping width can be almost uniquely determined by the size of each gap. Then, when the discharge voltage required for spark generation rises according to the environmental atmosphere between the gaps of the spark plug, the voltage rises to the overlapping portion. In this case, it is not determined whether a spark is generated in the main air gap (α) or a spark is generated in the semi-surface crevice insulator gap (γ). Therefore, if a spark is generated in the semi-surface insulator gap (γ) when the voltage is increased in this manner, channeling is likely to occur due to the high discharge voltage.

【0054】そこで、主気中ギャップ(α)を狭くする
ことによってセミ沿面碍子ギャップ(γ)との差を小さ
くすると、主気中ギャップ(α)で火花が発生するに必
要な電圧の最大値が低下するため、オーバーラップする
部分が狭くなる。この結果、セミ沿面碍子ギャップ
(γ)での不要な火花発生を抑えることができるととも
に、セミ沿面碍子ギャップ(γ)で火花が発生するとき
の放電電圧も低くなることからチャンネリングも低減で
きる。また、主気中ギャップ(α)をα≦0.9mmに
設定すると、火花発生のために必要な電圧を低く抑える
ことができることから、「くすぶり」が生じた場合に中
心電極と主体金具間の絶縁抵抗値が低下しやすい、高熱
価型プラグ(絶縁碍子の主体金具との保持部から絶縁碍
子先端までの距離が短いプラグ)に対し特に有効な手法
となる。
Therefore, when the difference from the semi-surface insulator gap (γ) is reduced by narrowing the main air gap (α), the maximum value of the voltage required to generate a spark in the main air gap (α) is reduced. , The overlapping portion becomes narrow. As a result, unnecessary spark generation at the semi-surface insulator gap (γ) can be suppressed, and channeling can be reduced because the discharge voltage when a spark is generated at the semi-surface insulator gap (γ) is also reduced. Further, when the main air gap (α) is set to α ≦ 0.9 mm, the voltage required for spark generation can be kept low. Therefore, when “smoldering” occurs, the distance between the center electrode and the metal shell is reduced. This is a particularly effective method for a high heat value type plug (a plug having a short distance from the holding portion of the insulator to the metal shell to the tip of the insulator) in which the insulation resistance value tends to decrease.

【0055】第十の構成のスパークプラグにおいては、
前記した基本構成に加え、絶縁碍子の先端部を軸線方向
前方側から平面視したときに、セミ沿面接地電極は少な
くとも他端の端面において、絶縁碍子の中心貫通孔の先
端開口径よりも大きな幅を有することを特徴とする。該
第十の構成は、前記第一乃至第九の構成の少なくともい
ずれかと組み合わせることができる。
In the spark plug of the tenth configuration,
In addition to the basic configuration described above, when the front end of the insulator is viewed in plan from the front side in the axial direction, the semi-creeping ground electrode is larger than the front opening diameter of the center through hole of the insulator at least at the other end face. It has a width. The tenth configuration can be combined with at least one of the first to ninth configurations.

【0056】上記の構成によると、セミ沿面接地電極は
少なくとも先端面において、絶縁碍子の中心貫通孔の先
端開口径(ひいては中心電極先端面ないし後述する貴金
属チップの先端面の外径)よりも大きな幅を有するもの
として構成されているので、絶縁碍子の先端面を這って
いく火花の範囲がより広くなり、チャンネリングを低減
することができるとともに、広い範囲で「くすぶり」を
火花清浄できる。
According to the above configuration, the semi-surface creeping ground electrode has at least a tip end surface with a diameter of a tip end opening of the center through hole of the insulator (and, consequently, an outer diameter of a center electrode tip end surface or a tip end surface of a noble metal tip described later). Since it is configured as having a large width, the range of sparks crawling on the front end surface of the insulator is wider, and channeling can be reduced, and "smoldering" can be cleaned with sparks in a wide range.

【0057】第十一の構成のスパークプラグにおいて
は、前記した基本構成に加え、絶縁碍子には縮径された
先端部をなす直管状部が形成され、また、該直管状部の
軸線方向後方側に隣接して該直管状部よりも径大の膨ら
み部が形成され、直管状部の長さが1.5mm以下であ
り、また、セミ沿面接地電極は、他端の端面の、絶縁碍
子の軸線方向における後方側縁の中点と、該絶縁碍子の
軸線とを含む仮想的な平面上において、セミ沿面碍子ギ
ャップの大きさをγ(単位:mm)として、後方側縁の
中点を中心とする(γ+0.1)mmの円を描いたとき
に、膨らみ部の全体が該円の外側に位置することを特徴
とする。該第十一の構成は、前記第一乃至第十の構成の
少なくともいずれかと組み合わせることができる。
In the eleventh configuration of the spark plug, in addition to the basic configuration described above, the insulator is formed with a reduced diameter straight tubular portion which is a tip portion, and the axially rearward portion of the straight tubular portion in the axial direction. A bulged portion having a diameter larger than that of the straight tubular portion is formed adjacent to the side, the length of the straight tubular portion is 1.5 mm or less, and the semi-creeping ground electrode is an insulating surface of the other end. On a virtual plane including the midpoint of the rear side edge in the axial direction of the insulator and the axis of the insulator, the midpoint of the rear side edge is defined as γ (unit: mm), where the size of the semi-creep insulator gap is γ. When a circle of (γ + 0.1) mm centered on is drawn, the entire bulge portion is located outside the circle. The eleventh configuration can be combined with at least one of the first to tenth configurations.

【0058】本構成でも長さを1.5mm以下(望まし
くは0.5mm以上)の直管状部を設けている。その効
果は、第五の構成で説明した通りである。そして、上記
直管状部には、構造上、これよりも径大の膨らみ部が軸
線方向後方側に隣接して形成される形となる。この膨ら
み部の位置がセミ沿面接地電極の後方側縁に近くなりす
ぎると、該後方縁側からの火花が、膨らみ部における電
界集中部(特にアール等が付与された段差縁部など)に
向けて後方側に垂れ下がりやすくなり、ひいては着火性
が損なわれやすくなる。
Also in this configuration, a straight tubular portion having a length of 1.5 mm or less (preferably 0.5 mm or more) is provided. The effect is as described in the fifth configuration. In the straight tubular portion, a bulged portion having a diameter larger than that of the straight tubular portion is formed adjacent to the rear side in the axial direction. If the position of the bulge is too close to the rear edge of the semi-creeping ground electrode, sparks from the rear edge may be directed toward the electric field concentration part (particularly, a step edge provided with a radius or the like) in the bulge. As a result, it is easy to sag to the rear side, and the ignitability is easily impaired.

【0059】そこで、上記第十一の構成では、セミ沿面
接地電極の他端の端面(セミ沿面ギャップに対する放電
面となる)の、絶縁碍子の軸線方向における後方側縁の
中点と、該絶縁碍子の軸線とを含む仮想的な平面上にお
いて、セミ沿面碍子ギャップの大きさをγ(単位:m
m)として、後方側縁の中点を中心とする(γ+0.
1)mmの円を描いたときに、膨らみ部の全体が該円の
外側に位置するようにした。このように、膨らみ部の位
置を、セミ沿面接地電極の他端の端面の後方側縁よりも
遠ざけることで、セミ沿面接地電極からの火花の垂れ下
がりを効果的に抑制でき、着火性を良好に保つことがで
きる。
Therefore, in the eleventh configuration, the midpoint of the rear side edge of the other end of the semi-creeping ground electrode (which becomes a discharge surface for the semi-creeping gap) in the axial direction of the insulator is provided. On a virtual plane including the axis of the insulator, the magnitude of the semi-surface insulator gap is defined as γ (unit: m
m) centered on the midpoint of the rear side edge (γ + 0.m).
1) When a circle of mm was drawn, the entire bulge was located outside the circle. In this way, by making the position of the bulging portion farther from the rear side edge of the other end face of the semi-creeping ground electrode, it is possible to effectively suppress the dripping of sparks from the semi-creeping ground electrode, and to reduce the ignitability Can be kept good.

【0060】第十二の構成のスパークプラグにおいて
は、前記した基本構成に加え、絶縁碍子の中心貫通孔が
該絶縁碍子の先端部側にて縮径されていることを特徴と
する。該第十二の構成は、前記第一乃至第十一の構成の
少なくともいずれかと組み合わせることができる。本発
明のスパークプラグはセミ沿面接地電極を備えているた
めに、このようにすれば、内燃機関内での燃焼サイクル
の際に先端部に受けた熱が中心電極側に逃げる傾向が適
度に抑制され、絶縁碍子の先端温度を上昇しやすくする
ことができる。従って、通常の運転時に温度の上がり難
い直噴式内燃機関であっても、絶縁碍子の先端部温度を
上昇しやすくすることができ、「くすぶり」によって堆
積したカーボンを焼き切ることが容易になる。また、こ
れに伴って主体金具の先端面と絶縁碍子との間で火花が
発生したり、更に保持部近傍で火花が発生したりするこ
とを防止することができるため、直噴式内燃機関におい
ても安定して燃焼する領域を広くとることができる。な
お、この構成においては、後記する付加要件3を満たし
ているとなお望ましい。
The spark plug of the twelfth configuration is characterized in that, in addition to the basic configuration described above, the center through hole of the insulator is reduced in diameter at the tip end side of the insulator. The twelfth configuration can be combined with at least one of the first to eleventh configurations. Since the spark plug of the present invention includes the semi-creeping ground electrode, the heat received at the tip during the combustion cycle in the internal combustion engine has a moderate tendency to escape to the center electrode side. Thus, the temperature of the tip of the insulator can be easily increased. Therefore, even in a direct injection type internal combustion engine in which the temperature does not easily rise during normal operation, the temperature at the tip of the insulator can be easily increased, and carbon deposited by "smoldering" can be easily burned off. In addition, it is possible to prevent sparks from being generated between the distal end surface of the metal shell and the insulator, and to prevent sparks from being generated in the vicinity of the holding portion. A stable combustion area can be widened. In this configuration, it is more preferable that the additional requirement 3 described later is satisfied.

【0061】第十三の構成のスパークプラグにおいて
は、前記した基本構成に加え、絶縁碍子の軸線方向にお
いて先端部の位置する側を前方側とし、さらに、セミ沿
面接地電極の、他端の端面の後方側縁の中点と軸線とを
含む仮想的な平面に対し、軸線を含んで該平面と直交す
る平面を投影面として定め、該投影面への正射影にて表
したときに、他端の端面は、投影面上にて軸線と後方側
縁との交点をXとし、同じく前方側縁との交点をYとし
て、線分XYの中点を通って軸線と直交する基準線より
も前方側に位置する領域の面積S1が、後方側に位置す
る領域の面積S2よりも大きくなる形状を有してなるこ
とを特徴とする。該第十三の構成は、前記第一乃至第十
二の構成の少なくともいずれかと組み合わせることがで
きる。
In the spark plug of the thirteenth configuration, in addition to the basic configuration described above, the side where the tip is located in the axial direction of the insulator is defined as the front side, and further, the other end of the semi-creeping ground electrode is formed. For a virtual plane that includes the midpoint and the axis of the rear side edge of the end face, a plane that includes the axis and is orthogonal to the plane is defined as a projection plane, and is represented by an orthogonal projection to the projection plane. The end face of the other end is defined as X at the intersection of the axis and the rear side edge on the projection plane, and Y at the intersection with the front side edge. Also has a shape in which the area S1 of the region located on the front side is larger than the area S2 of the region located on the rear side. The thirteenth configuration can be combined with at least one of the first to twelfth configurations.

【0062】セミ沿面接地電極における飛火は、放電面
となる他端の端面において、後端側よりも、絶縁碍子へ
のアタックが柔らかい前端側での飛火が増えたほうが、
チャンネリング抑制及び着火性向上の観点において望ま
しい。そこで、上記のように、他端の端面の形状を、前
端縁と後端縁との中間に位置する基準線を境界として、
それよりも前方側に位置する領域の面積S1が、後方側
に位置する領域の面積S2よりも大きくなるように設定
することで、該他端の端面の先端側における飛火頻度を
増やすことができ、チャンネリング抑制あるいは着火性
の向上に寄与する。
The spark at the semi-surface creeping ground electrode is more likely to occur on the front end side where the attack on the insulator is softer than on the rear end side at the other end face serving as the discharge surface.
It is desirable from the viewpoint of suppressing channeling and improving ignitability. Therefore, as described above, the shape of the end face of the other end is defined by using a reference line located between the front edge and the rear edge as a boundary.
By setting the area S1 of the region located on the front side to be larger than the area S2 of the region located on the rear side, it is possible to increase the frequency of sparks on the front end side of the other end surface. And contributes to suppressing channeling or improving ignitability.

【0063】第十四の構成のスパークプラグにおいて
は、絶縁碍子の軸線方向において先端部の位置する側を
前方側とし、さらに、セミ沿面接地電極の、他端の端面
の後方側縁の中点と軸線とを含む仮想的な平面に対し、
軸線を含んで該平面と直交する平面を投影面として定
め、該投影面への正射影にて表したときに、他端の端面
の外周縁には、投影面上にて軸線と後方側縁との交点を
Xとし、同じく前方側縁との交点をYとして、線分XY
の中点を通って軸線と直交する基準線よりも後方側に位
置する領域において少なくとも、角部が先端曲率半径又
は面取り幅を0.2mm以上又はこの角部を形成する2
辺部が90度より大きい角度を有することを特徴とす
る。該第十四の構成は、前記第一乃至第十三の構成の少
なくともいずれかと組み合わせることができる。
In the spark plug of the fourteenth configuration, the side where the front end portion is located in the axial direction of the insulator is defined as the front side, and the semi-creeping ground electrode has the rear side edge of the other end face. For a virtual plane containing points and axes,
A plane that includes the axis and is orthogonal to the plane is defined as the projection plane, and when the plane is orthogonally projected on the projection plane, the outer peripheral edge of the other end face has the axis and the rear side edge on the projection plane. X is the intersection with, and Y is the intersection with the front side edge.
At least in the region located behind the reference line orthogonal to the axis through the middle point, the corner has a tip curvature radius or chamfer width of 0.2 mm or more or forms this corner 2
The side part has an angle of more than 90 degrees. The fourteenth configuration can be combined with at least one of the first to thirteenth configurations.

【0064】上記構成の主旨は、セミ沿面接地電極の放
電面となる他端の端面において、後端側の飛火を抑制す
ることにある。すなわち、先鋭な角部が存在すると火花
発生の起点となりやすいが、これを前記した基準線より
も後方側に位置する領域から排除することで、他端の端
面における後端側の飛火が抑制される。その結果、先端
側における飛火頻度を増やすことができ、チャンネリン
グ抑制あるいは着火性の向上に寄与する。また、後端縁
の両端に上記のような先鋭な角部が形成されていると、
ここを起点として火花が斜め外方下向きに大きく垂れ下
がる形で飛ぶことがあり、着火性が著しく損なわれてし
まう場合があるが、上記構成によればこうした位置から
も先鋭な角部は当然排除されるから、該不具合も合わせ
て防止ないし抑制することができる。なお、本構成は、
前記した第十三の構成と組み合わせると、チャンネリン
グ抑制あるいは着火性の向上において一層効果的であ
る。
The gist of the above-described structure is to suppress a spark on the rear end side at the other end surface serving as the discharge surface of the semi-creeping ground electrode. That is, the presence of a sharp corner tends to be a starting point of spark generation, but by excluding this from the region located on the rear side of the above-described reference line, the rear end side spark on the other end surface is suppressed. You. As a result, the frequency of sparks on the tip side can be increased, which contributes to suppressing channeling or improving ignitability. Also, if the above-mentioned sharp corners are formed at both ends of the rear edge,
From this point, sparks may fly in the form of drooping obliquely outward and downward, and the ignitability may be significantly impaired.However, according to the above configuration, sharp corners are naturally excluded from such positions. Therefore, the problem can be prevented or suppressed at the same time. This configuration is
When combined with the thirteenth configuration described above, it is more effective in suppressing channeling or improving ignitability.

【0065】以下、以上説明した第一〜第十四の構成の
スパークプラグ(組合せを含む)に、共通に付加可能な
要件について説明する。 (付加要件1)まず、絶縁碍子には、その先端部に直管
状部を設けることができ、この直管状部が主体金具の先
端面より後端側にまで延設されている構成とすることが
できる。このようにすれば、主体金具の先端面と絶縁碍
子との径差を更に大きく保ちやすく、この位置での火花
の発生を抑制しやすい。なお、ここでも、直管状部の長
さは最大で1.5mmまでとすることが望ましい。この
場合における、直管状部を設けることの作用・効果は第
十一の構成にて説明したものと同様である。
Hereinafter, requirements that can be added in common to the above-described first to fourteenth spark plugs (including combinations) will be described. (Additional requirement 1) First, the insulator is provided with a straight tubular portion at the front end thereof, and the straight tubular portion extends from the front end surface of the metal shell to the rear end side. Can be. In this case, the diameter difference between the distal end face of the metal shell and the insulator can be easily kept larger, and the generation of sparks at this position can be easily suppressed. In this case, it is desirable that the length of the straight tubular portion is 1.5 mm at the maximum. In this case, the operation and effect of providing the straight tubular portion are the same as those described in the eleventh configuration.

【0066】(付加要件2)また、中心電極の母材の先
端部に融点1600℃以上の貴金属又は貴金属合金で形
成された貴金属チップを接合することができる。この場
合、この接合部が絶縁碍子の中心貫通孔内で接合されて
いる構造とすることができる。このように接合部を絶縁
碍子の中心貫通孔内で接合することによって、主気中ギ
ャップ(α)で火花が発生するときのみならず、セミ沿
面ギャップ(β)で火花が発生する場合においてもセミ
沿面接地電極と貴金属チップとの間で火花が発生する。
従って、いずれのギャップで火花が発生したとしても耐
久性が向上する。貴金属合金としては、Pt、Irの他
に、Pt−Ir、Ir−Rh、Ir−Pt、Ir−Y
等のPt合金やIr合金等の1600℃以上の融点
を持つものが好ましい。
(Additional requirement 2) Further, a noble metal tip formed of a noble metal or a noble metal alloy having a melting point of 1600 ° C. or more can be joined to the tip of the base material of the center electrode. In this case, it is possible to adopt a structure in which this joint is joined in the center through hole of the insulator. By joining the joint in the center through hole of the insulator in this way, not only when a spark is generated at the main air gap (α), but also when a spark is generated at the semi-surface gap (β). A spark is generated between the semi-creeping ground electrode and the noble metal tip.
Therefore, even if sparks are generated in any of the gaps, the durability is improved. The noble metal alloy, Pt, in addition to the Ir, Pt-Ir, Ir- Rh, Ir-Pt, Ir-Y 2
Pt alloys such as O 3 and Ir alloys having a melting point of 1600 ° C. or more are preferable.

【0067】(付加要件3)また、絶縁碍子が主体金具
と係止されて保持される保持部よりも先端側における、
中心貫通孔の最小径(D3)は、D3≦2.1mmとす
ることが望ましい。このように絶縁碍子の内径を狭くす
ることによって、中心電極外径も小さくなる。このた
め、内燃機関内での燃焼サイクルの際に先端部に受けた
熱を中心電極側に若干逃げ難くするため、絶縁碍子の先
端温度を上昇しやすくすることができる。従って、通常
の運転時に温度の上がり難い直噴式内燃機関であって
も、絶縁碍子の先端部温度を上昇しやすくすることがで
き、「くすぶり」によって堆積したカーボンを焼き切る
ことが容易になる。また、これに伴って主体金具の先端
面と絶縁碍子との間で火花が発生したり、更に保持部近
傍で火花が発生したりすることを防止することができる
ため、直噴式内燃機関においても安定して燃焼する領域
を広くとることができる。ただし、チャンネリング防止
の観点から、D3≧0.8mmとすることが望ましい。
(Additional Requirement 3) Also, the insulator on the distal end side with respect to the holding portion which is locked and held by the metal shell,
It is desirable that the minimum diameter (D3) of the center through hole be D3 ≦ 2.1 mm. By thus reducing the inner diameter of the insulator, the outer diameter of the center electrode is also reduced. For this reason, since the heat received at the tip portion during the combustion cycle in the internal combustion engine is hardly released to the center electrode side, the tip temperature of the insulator can be easily increased. Therefore, even in a direct injection type internal combustion engine in which the temperature does not easily rise during normal operation, the temperature at the tip of the insulator can be easily increased, and carbon deposited by "smoldering" can be easily burned off. In addition, it is possible to prevent sparks from being generated between the distal end surface of the metal shell and the insulator, and to prevent sparks from being generated in the vicinity of the holding portion. A stable combustion area can be widened. However, from the viewpoint of preventing channeling, it is desirable that D3 ≧ 0.8 mm.

【0068】(付加要件4)また、前述の貴金属チップ
を使用する場合は、この貴金属チップと中心電極母材と
の接合部側の外径が主気中ギャップ(α)を形成する先
端側の外径よりも大に構成することができる。このよう
に構成することにより、セミ沿面ギャップ(β)で火花
が発生した場合であっても、貴金属チップが中心電極母
材から脱落することを防止することができる。すなわ
ち、セミ沿面ギャップ(β)で火花発生した場合には、
貴金属チップの側面とセミ沿面接地電極との間で火花が
発生することになる。この位置で頻繁に火花が発生する
ことになると、絶縁碍子の先端面近傍での貴金属チップ
が消耗し、貴金属チップ先端部よりも細くなってしま
う。このようにセミ沿面ギャップ(β)での火花発生が
繰り返されると、ついには貴金属チップの先端部が脱落
してしまうことがある。しかし、上記のように接合部側
を径大にすることによって、このような現象を抑えるこ
とができる。
(Additional Requirement 4) When the above-mentioned noble metal tip is used, the outer diameter of the joining portion between the noble metal tip and the center electrode base material is equal to the outer diameter of the tip side where the main air gap (α) is formed. It can be configured to be larger than the outer diameter. With this configuration, it is possible to prevent the noble metal tip from falling off from the center electrode base material even when a spark occurs at the semi-surface gap (β). In other words, if sparks occur at the semi-creep gap (β),
A spark will be generated between the side surface of the noble metal tip and the semi-creeping ground electrode. If sparks occur frequently at this position, the noble metal tip near the tip surface of the insulator will be consumed and become thinner than the noble metal tip tip. When the spark generation at the semi-creep gap (β) is repeated as described above, the leading end of the noble metal tip may fall off. However, such a phenomenon can be suppressed by increasing the diameter of the joint portion as described above.

【0069】更に、貴金属チップの先端部は接合部側と
比べて径が小さいため、主気中ギャップ(α)で火花が
発生する際の放電電圧を低減させることができ、ひいて
は着火性を向上させることができる。また、特に直噴式
内燃機関では安定燃焼領域を広くすることができる。な
お、貴金属チップの径大にした部分は、絶縁碍子の先端
面よりも内部にあってもよい。この場合には、セミ沿面
ギャップ(β)で火花が発生した場合に絶縁碍子の先端
面を這う火花は、更に絶縁碍子の中心貫通孔の内壁を這
って貴金属チップの径大にした部分に至る。従って、径
大部が絶縁碍子の中心貫通孔内部にあったとしても、火
花は径大部とセミ沿面接地電極との間で発生するため上
述したような効果を生じることになる。
Further, since the tip of the noble metal tip has a smaller diameter than the joint side, the discharge voltage when a spark is generated in the main air gap (α) can be reduced, and the ignitability is improved. Can be done. In particular, in a direct injection internal combustion engine, the stable combustion region can be widened. The enlarged diameter portion of the noble metal tip may be located inside the tip surface of the insulator. In this case, when a spark is generated at the semi-creep gap (β), the spark crawling on the front end face of the insulator further crawls on the inner wall of the center through hole of the insulator and reaches a portion where the diameter of the noble metal tip is increased. . Therefore, even if the large-diameter portion is inside the center through hole of the insulator, the above-described effect is produced because the spark is generated between the large-diameter portion and the semi-creeping ground electrode.

【0070】(付加要件5)また、貴金属チップ外径と
絶縁碍子の中心貫通孔内径との径差の最小値は、0.2
mm以下とすることができる。これにより、中心電極母
材の火花放電による消耗を抑えることがより容易にな
る。上述したように、セミ沿面ギャップ(β)で火花が
発生した場合には、絶縁碍子の中心貫通孔内壁を火花が
這うことになる。この時、貴金属チップ外径と絶縁碍子
の中心貫通孔内径との径差が大きくなると、火花が貴金
属チップに飛ばずに更に奥深く入り込んで中心電極母材
にまで至る場合がある。中心電極母材は貴金属チップと
比較して耐火花消耗性は低いため、急速に消耗しやす
く、チップの脱落に至る場合がある。従って、この径差
を小さくすることによって、中心電極母材に火花が至る
現象を抑えることができ、耐久性が向上する。なお、こ
こでいう「径差の最小値」とは、次のような径差の代表
値としての意義を持つものである。すなわち、貴金属チ
ップ外径と中心貫通孔内径とが軸線方向に一様な場合に
は、上記径差も軸線方向において略一様となる。しかし
ながら、貴金属チップ外径と中心貫通孔内径とのいずれ
かが軸線方向において一様でない場合(例えば中心貫通
孔に僅かなテーパが形成されている場合)は、該軸線方
向における最小値を径差の代表値として採用する。
(Additional requirement 5) The minimum value of the diameter difference between the outer diameter of the noble metal tip and the inner diameter of the center through hole of the insulator is 0.2.
mm or less. This makes it easier to suppress the consumption of the center electrode base material due to spark discharge. As described above, when a spark occurs in the semi-surface gap (β), the spark crawls on the inner wall of the center through hole of the insulator. At this time, if the diameter difference between the outer diameter of the noble metal tip and the inner diameter of the center through hole of the insulator becomes large, the sparks may enter deeper without jumping to the noble metal tip and reach the center electrode base material. Since the center electrode base material has a lower spark wear resistance than the noble metal tip, the center electrode base material is liable to be consumed quickly, and the tip may fall off. Therefore, by reducing the diameter difference, the phenomenon that sparks reach the center electrode base material can be suppressed, and the durability is improved. Here, the “minimum value of the diameter difference” has significance as a representative value of the following diameter difference. That is, when the outer diameter of the noble metal tip and the inner diameter of the center through hole are uniform in the axial direction, the difference in diameter is also substantially uniform in the axial direction. However, when either the outer diameter of the noble metal tip or the inner diameter of the center through hole is not uniform in the axial direction (for example, when the center through hole has a slight taper), the minimum value in the axial direction is determined by the diameter difference. Is adopted as a representative value.

【0071】[0071]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図1は第1の実施の形態に係るス
パークプラグ100の部分断面図である。周知のよう
に、アルミナ等からなる絶縁碍子1は、その後端部に沿
面距離を稼ぐためのコルゲーション1Aを、先端部に内
燃機関の燃焼室に曝される脚長部1Bを備え、その軸中
心には中心貫通孔1Cを備えている。中心貫通孔1Cに
は、貴金属チップを有する場合にはインコネル(商標
名)、貴金属チップを持たない場合には、耐火花消耗性
の確保のため、95質量%ニッケル(残部例えばクロ
ム、マンガン、シリコン、アルミ、鉄)、ニッケル含有
率が85質量%以上のニッケル系金属等からなる中心電
極2が保持され、中心電極2は絶縁碍子1の先端面から
突出するようにされている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial sectional view of a spark plug 100 according to the first embodiment. As is well known, the insulator 1 made of alumina or the like is provided with a corrugation 1A at a rear end thereof for increasing a creepage distance, and a leg portion 1B at a front end exposed to a combustion chamber of an internal combustion engine. Has a central through hole 1C. In the center through hole 1C, if there is a noble metal tip, Inconel (trade name) is used, and if there is no noble metal tip, 95% by mass nickel (remainder such as chromium, manganese, silicon , Aluminum, iron), a center electrode 2 made of a nickel-based metal or the like having a nickel content of 85% by mass or more.

【0072】中心電極2は中心貫通孔1Cの内部に設け
られたセラミック抵抗3を経由して上方の端子金具4に
電気的に接続されている。端子金具4には図示しない高
圧ケーブルが接続され高電圧が印加される。上記絶縁碍
子1は主体金具5に囲まれ保持部51及びかしめ部5C
によって支持されている。主体金具5は低炭素鋼材で形
成され、スパークプラグレンチと嵌合する6角形部5A
と、ねじの呼びが例えばM14Sのねじ部5Bとを備え
ている。主体金具5はそのかしめ部5Cにより絶縁碍子
1にかしめられ、主体金具5と絶縁碍子1が一体にされ
る。かしめによる密閉を完全なものとするため、主体金
具5と絶縁碍子1との間に板状のパッキング部材6とワ
イヤ状のシール部材7,8が介在され、シール部材7,
8の間にはタルク(滑石)9の粉末が充填されている。
また、ねじ部5Bの後端、即ち、主体金具5の座面52
にはガスケット10が嵌挿されている。
The center electrode 2 is electrically connected to an upper terminal fitting 4 via a ceramic resistor 3 provided inside the center through hole 1C. A high voltage cable (not shown) is connected to the terminal fitting 4 to apply a high voltage. The insulator 1 is surrounded by a metal shell 5 and is provided with a holding portion 51 and a caulking portion 5C.
Supported by The metal shell 5 is formed of a low-carbon steel material, and has a hexagonal portion 5A fitted with a spark plug wrench.
And a screw part 5B of M14S, for example. The metal shell 5 is caulked to the insulator 1 by the caulking portion 5C, and the metal shell 5 and the insulator 1 are integrated. In order to complete the sealing by caulking, a plate-shaped packing member 6 and wire-shaped sealing members 7, 8 are interposed between the metal shell 5 and the insulator 1, and the sealing members 7, 8 are provided.
The talc (powder) 9 is filled with the powder between 8.
Further, the rear end of the screw portion 5B, that is, the seat surface 52 of the metallic shell 5
Is fitted with a gasket 10.

【0073】主体金具5の先端面5Dには、少なくとも
表層部をなす母材がニッケル合金からなる平行接地電極
11が溶接により接合されている。平行接地電極11は
中心電極2の先端面と軸方向に対向し、中心電極2と平
行接地電極11とで主気中ギャップ(α)を形成してい
る。また、6角径部5Aの対辺寸法は16mmであり、
主体金具5の座面52から先端面5Dまでの長さは例え
ば19mmに設定されている。この寸法設定は、JI
S:B 8031に規定されている14mm小形六角形
の、A寸法が19mmのスパークプラグの基準寸法であ
る。なお、図24に示すように、平行接地電極11は、
その先端部の温度を低減させ、火花消耗を抑えるため
に、内部に母材11bよりも熱伝導性の良好な材料(例
えばCuや純Ni又はその複合材料等)からなる良熱伝
導材11aを有していても良い。ここまでは従来のスパ
ークプラグと同じである。
A parallel ground electrode 11 made of a nickel alloy at least as a base material constituting a surface layer is joined to the distal end face 5D of the metal shell 5 by welding. The parallel ground electrode 11 is axially opposed to the tip surface of the center electrode 2, and forms a main air gap (α) between the center electrode 2 and the parallel ground electrode 11. The opposite side dimension of the hexagonal diameter portion 5A is 16 mm,
The length from the bearing surface 52 to the distal end surface 5D of the metal shell 5 is set to, for example, 19 mm. This dimension setting is based on JI
S: A standard size of a spark plug having a small hexagon of 14 mm and a dimension A of 19 mm specified in B 8031. As shown in FIG. 24, the parallel ground electrode 11
In order to reduce the temperature of the tip portion and suppress spark consumption, a good heat conductive material 11a made of a material (for example, Cu, pure Ni or a composite material thereof) having better heat conductivity than the base material 11b is provided inside. You may have. Up to this point, it is the same as the conventional spark plug.

【0074】この実施の形態に係るスパークプラグ10
0では、平行接地電極11とは別に、複数のセミ沿面接
地電極12を備えている。セミ沿面接地電極12は少な
くとも表層部をなす母材12b(図2(a)参照)がニ
ッケル合金からなり、その一端が主体金具5の先端面5
Dに溶接により接合され、他端の端面12Cが中心電極
2の側周面2A若しくは脚長部1Bの側周面1Eに対向
するように配設されている。図26に示すように、2個
のセミ沿面接地電極12はそれぞれ平行接地電極11か
ら90゜ずれた位置に配設され、セミ沿面接地電極12
同士は略180゜ずれた位置に配設されている。また、
図26は、絶縁碍子1の先端部を軸線30の方向前方側
から平面視した状態を表しているが、セミ沿面接地電極
12は他端の端面12Cにおいて、絶縁碍子1の中心貫
通孔1Cの先端開口径よりも大きな幅を有するものとな
っている。図2に示すように、各セミ沿面接地電極12
の端面12Cと中心電極2の側周面2Aとの間にはセミ
沿面ギャップ(β)がそれぞれ形成され、各セミ沿面接
地電極12の端面12Cと脚長部1Bの側周面1Eとの
間でセミ沿面碍子ギャップ(γ)がそれぞれ形成されて
いる。
The spark plug 10 according to this embodiment
0, a plurality of semi-creeping ground electrodes 12 are provided separately from the parallel ground electrodes 11. The semi-surface creeping ground electrode 12 has at least a base material 12b (see FIG. 2 (a)) forming a surface layer made of a nickel alloy, and one end of which is formed on the front end face 5 of the metal shell 5.
D is welded, and the other end surface 12C is disposed so as to face the side peripheral surface 2A of the center electrode 2 or the side peripheral surface 1E of the leg long portion 1B. As shown in FIG. 26, the two semi-creeping ground electrodes 12 are disposed at positions shifted by 90 ° from the parallel grounding electrodes 11, respectively.
They are arranged at positions shifted from each other by approximately 180 °. Also,
FIG. 26 shows a state in which the distal end of the insulator 1 is viewed from the front side in the direction of the axis 30 in a plan view. Has a width larger than the opening diameter of the tip. As shown in FIG. 2, each semi-creeping ground electrode 12
A semi-creeping gap (β) is formed between the end face 12C of the center electrode 2 and the side peripheral face 2A of the center electrode 2, respectively. Respectively, a semi-creep insulator gap (γ) is formed.

【0075】なお、図26においては、セミ沿面接地電
極12の端面12Cは平面状に形成されているが、絶縁
碍子2の側周面に沿って略一様な間隔のセミ沿面ギャッ
プが形成されるよう、図27に示すように、端面12C
を、例えば打抜加工等により絶縁碍子2の軸線(30:
図2)を中心とする円筒面状に形成することもできる。
In FIG. 26, the end surface 12C of the semi-creeping ground electrode 12 is formed flat, but semi-creeping gaps are formed at substantially uniform intervals along the side peripheral surface of the insulator 2. As shown in FIG.
The axis of the insulator 2 (30:
It can also be formed in a cylindrical shape centered on FIG. 2).

【0076】なお、セミ沿面接地電極12も平行接地電
極11と同様に、内部にCuや純Ni又はその複合材料
等からなる良熱伝導材12aを有していても良い。この
場合、セミ沿面接地電極12は、表層部を形成する母材
12bと、内層部を形成するとともに母材12bよりも
熱伝導性の良好な材料からなる良熱伝導材12aとを有
するものとなる。
The semi-surface creeping ground electrode 12, like the parallel ground electrode 11, may have a good heat conducting material 12a made of Cu, pure Ni, or a composite material thereof inside. In this case, the semi-creeping ground electrode 12 has a base material 12b forming the surface layer portion and a good heat conductive material 12a forming the inner layer portion and having a better heat conductivity than the base material 12b. Becomes

【0077】図2(a)は、第1の実施の形態のうち、
第1態様のスパークプラグの中心電極2、平行接地電極
11、セミ沿面接地電極12の近傍を拡大して示す部分
断面図であり、図2(b)はセミ沿面接地電極12を拡
大して示す説明図である。該図では、中心電極2の先端
面と平行接地電極11との間の主気中ギャップ(α)の
距離をα、絶縁碍子1の先端面1Dの位置における中心
電極2の側周面2Aとセミ沿面接地電極12の端面12
Cとの間のセミ沿面ギャップ(β)の距離をβとする。
また、セミ沿面接地電極12と絶縁碍子1とを中心軸線
30に沿って切断した場合の、絶縁碍子1の先端面1D
を示す線を外方へ延長した第1の延長線31と、絶縁碍
子1のセミ沿面ギャップ(β)部近傍の側周面1Eを示
す線を先端面1Dの方向へ延長した第2の延長線32
と、セミ沿面接地電極12の端面12Cを示す線を先端
側へ延長した第3の延長線33とを描いている。そし
て、第1の延長線31および第2の延長線32の交点P
1から、第1の延長線31および第3の延長線33の交
点P2までの距離をセミ沿面碍子ギャップ(γ)の距離
γとすると、このγは、絶縁碍子1とセミ沿面接地電極
12との最短距離を表している。そして、これらα、
β、γとの間にはα<β及びγ<αの関係がある。
FIG. 2A shows the first embodiment.
FIG. 2B is an enlarged partial cross-sectional view showing the vicinity of a center electrode 2, a parallel ground electrode 11, and a semi-creeping ground electrode 12 of the spark plug according to the first embodiment, and FIG. FIG. In the figure, the distance of the main air gap (α) between the front end surface of the center electrode 2 and the parallel ground electrode 11 is α, and the distance between the side peripheral surface 2A of the center electrode 2 at the position of the front end surface 1D of the insulator 1 is End surface 12 of semi-surface ground electrode 12
The distance of the semi-creep gap (β) from C is β.
Further, when the semi-creeping ground electrode 12 and the insulator 1 are cut along the central axis 30, the tip surface 1D of the insulator 1
And a second extension obtained by extending a line indicating the side peripheral surface 1E near the semi-creep gap (β) of the insulator 1 in the direction of the tip surface 1D. Line 32
And a third extension line 33 obtained by extending a line indicating the end surface 12C of the semi-surface creeping ground electrode 12 to the distal end side. Then, the intersection P of the first extension line 31 and the second extension line 32
Assuming that the distance from No. 1 to the intersection P2 of the first extension line 31 and the third extension line 33 is the distance γ of the semi-surface insulator gap (γ), γ is the distance between the insulator 1 and the semi-surface earth electrode 12. Represents the shortest distance to And these α,
There is a relationship of α <β and γ <α between β and γ.

【0078】このように設定することにより、絶縁碍子
1の表面の絶縁が高い正常時には、平行接地電極11と
の間の主気中ギャップ(α)で放電させることができ、
絶縁碍子1の表面の絶縁が低下した「くすぶり」時に
は、セミ沿面接地電極12との間のセミ沿面ギャップ
(β)で放電させることができる。また、絶縁碍子1の
先端面1Dとセミ沿面接地電極12の端面12Cの後端
側縁12Bとの段差をE、絶縁碍子1の主体金具5の先
端面5Dからの突き出し量をF、中心電極2の絶縁碍子
1の先端面1Dからの突き出し量をHとする。なお、本
実施の形態における絶縁碍子1の主体金具5の先端面5
Dからの突き出し量Fは、このスパークプラグが適用さ
れるJIS規格(JIS:B8031)若しくは当該J
IS規格中に対応表示されるISO規格の中で定められ
たA寸法よりも先端側に突出する絶縁碍子の突出量に相
当する。
By setting in this way, when the insulation on the surface of the insulator 1 is normal and high, discharge can be performed in the main air gap (α) between the insulator 1 and the parallel ground electrode 11.
At the time of “smoldering” in which the insulation on the surface of the insulator 1 is reduced, the discharge can be performed in the semi-creeping gap (β) between the insulator 1 and the semi-creeping ground electrode 12. Further, the step between the front end face 1D of the insulator 1 and the rear end side edge 12B of the end face 12C of the semi-creeping ground electrode 12 is E, the protrusion amount of the insulator 1 from the front end face 5D of the metal shell 5 is F, and the center is F. Let H be the amount of protrusion of the electrode 2 from the front end face 1D of the insulator 1. In addition, the front end face 5 of the metal shell 5 of the insulator 1 in the present embodiment.
The amount of protrusion F from D is determined according to the JIS standard (JIS: B8031) to which this spark plug is applied or the J value.
This corresponds to the amount of protrusion of the insulator that protrudes to the tip side from the dimension A defined in the ISO standard corresponding to the IS standard.

【0079】また、絶縁碍子1の先端部には、直管状部
102(中心軸線30を中心とする直円筒状の外周面を
有する部分)が形成されており、主体金具5の先端面5
Dよりも後端側にまで延設されている。このように構成
することによって、主体金具5の先端面5Dと絶縁碍子
1との径差を更に大きく保ちやすく、この位置での火花
の発生を抑制しやすい。また、絶縁碍子1の先端部が直
管状になっていることから、内燃機関内での燃焼サイク
ルの際に先端部に受けた熱を絶縁碍子1の主体金具5と
の保持部51方向に若干逃げ難くする作用があるため、
絶縁碍子1の先端温度を上昇しやすくすることができ
る。従って、通常の運転時に温度の上がり難い直噴式内
燃機関であっても、絶縁碍子1の先端部温度を上昇しや
すくすることができ、「くすぶり」によって堆積したカ
ーボンを焼き切ることが容易になる。また、このような
構成であれば、絶縁碍子1の先端部の熱ボリュームが小
さいことから、吸気管から吸入されてきた比較的低温度
のガスによって絶縁碍子の冷却が行われやすい。このた
め、内燃機関内での燃焼サイクルの際に、プレイグニッ
ションが発生するほどの温度上昇は生じ難い。なお、セ
ミ沿面接地電極12の端面12Cの後方側縁は、直管状
部102の後方側縁よりも前方側にある。
At the tip of the insulator 1, a straight tubular portion 102 (portion having a straight cylindrical outer peripheral surface centered on the center axis 30) is formed.
It extends to the rear end side from D. With this configuration, the diameter difference between the distal end face 5D of the metal shell 5 and the insulator 1 can be more easily maintained, and the generation of sparks at this position can be easily suppressed. Further, since the tip of the insulator 1 is a straight tube, heat received at the tip during a combustion cycle in the internal combustion engine is slightly applied to the holder 51 of the insulator 1 with the metal shell 5. Because it has the effect of making it difficult to escape,
The temperature of the tip end of the insulator 1 can be easily increased. Therefore, even in a direct injection type internal combustion engine in which the temperature hardly rises during normal operation, the temperature at the tip end of the insulator 1 can be easily increased, and the carbon deposited by "smoldering" can be easily burned off. In addition, with such a configuration, since the heat volume of the distal end portion of the insulator 1 is small, the insulator is easily cooled by relatively low-temperature gas sucked from the intake pipe. For this reason, during a combustion cycle in the internal combustion engine, a temperature rise that causes preignition hardly occurs. Note that the rear side edge of the end surface 12C of the semi-surface creeping ground electrode 12 is located forward of the rear side edge of the straight tubular portion 102.

【0080】また、本実施形態では特に説明のない限
り、絶縁碍子1の突き出し量Fは3.0mmとし、中心
電極2の元径D2を2.0mmとした。なお、セミ沿面
接地電極12には、幅が2.2mmで厚さが1.0mm
のものを用いており、平行接地電極11には、幅が2.
5mmで厚さが1.4mmのものを用いている。
In this embodiment, unless otherwise specified, the protrusion F of the insulator 1 was 3.0 mm, and the original diameter D2 of the center electrode 2 was 2.0 mm. The semi-creeping ground electrode 12 has a width of 2.2 mm and a thickness of 1.0 mm.
The parallel ground electrode 11 has a width of 2.
The one having a thickness of 5 mm and a thickness of 1.4 mm is used.

【0081】絶縁碍子1の先端面1Dの高さ位置と、セ
ミ沿面接地電極12の、端面12Cの後端側縁12Bの
高さ位置との段差Eには、セミ沿面接地電極12の高さ
位置により以下のような3種類がある。即ち、第1番目
は、図2(a)に示すようにセミ沿面接地電極12の後
端側縁12Bおよび先端側縁12A(図2(b))が絶
縁碍子1の先端面1Dよりも後端側にある場合である。
第2番目は、図3に示すような、第1の実施形態のう
ち、第2態様のスパークプラグのセミ沿面接地電極12
の後端側縁12Bのみが絶縁碍子1の先端面1Dよりも
後端側にある場合、そして、第3番目は、図4に示すよ
うな、第1の実施の形態のうち、第3態様のスパークプ
ラグのセミ沿面接地電極12の後端側縁12Bが絶縁碍
子1の先端面1Dよりも先端側にある場合である。
A step E between the height position of the front end face 1D of the insulator 1 and the height position of the rear end side edge 12B of the end face 12C of the semi-creeping ground electrode 12 is provided with a semi-creeping ground electrode 12 There are the following three types depending on the height position. That is, first, as shown in FIG. 2A, the rear end side edge 12B and the front end side 12A of the semi-surface creeping ground electrode 12 (FIG. 2B) are larger than the front end face 1D of the insulator 1. This is the case at the rear end side.
Second, as shown in FIG. 3, of the first embodiment, the semi-surface creeping ground electrode 12 of the spark plug according to the second aspect.
In the case where only the rear end side edge 12B is located on the rear end side with respect to the front end face 1D of the insulator 1, the third is the third mode of the first embodiment as shown in FIG. In this case, the rear end side edge 12B of the semi-surface creeping ground electrode 12 of the spark plug is located on the front end side of the front end face 1D of the insulator 1.

【0082】いずれにしても、セミ沿面接地電極12の
端面12Cの後端側縁12Bおよび先端側縁12Aの一
方が、絶縁碍子1の先端面1D近傍の高さ位置にあるこ
とが好ましい。すなわち、段差Eは小さい方が好まし
い。これは、セミ沿面放電は鋭角で電界の集中するセミ
沿面接地電極12の後端側縁12Bおよび先端側縁12
Aから火花が飛ぶと考えられるから、後端側縁12Bお
よび先端側縁12Aから飛ぶ火花を絶縁碍子1の先端面
1Dに近づけ、絶縁碍子1の表面に堆積したカーボンを
焼き切る自己清浄作用を強めるためである。
In any case, it is preferable that one of the rear end side edge 12B and the front end side edge 12A of the end face 12C of the semi-surface creeping ground electrode 12 is located at a height near the front end face 1D of the insulator 1. That is, the step E is preferably small. This is because the semi-creeping discharge has a sharp edge and the electric field is concentrated at an acute angle.
Since sparks are considered to fly from A, the sparks flying from the rear end side edge 12B and the front end side edge 12A are brought closer to the front end face 1D of the insulator 1 to enhance the self-cleaning action of burning off carbon deposited on the surface of the insulator 1. That's why.

【0083】上記のスパークプラグ100は、「課題を
解決するための手段及び作用・効果」の欄にて説明した
種々の構成のいずれとなすかに応じて、各部の寸法ある
いは寸法関係が適宜に定められる。以下、その具体的な
構成を、その作用・効果を裏付けるための実験結果とと
もに詳細に説明する。
In the above-described spark plug 100, the dimensions or dimensional relationships of the respective parts are appropriately determined depending on which of the various configurations described in the section “Means for Solving the Problems and the Functions and Effects”. Determined. Hereinafter, the specific configuration will be described in detail along with experimental results for supporting the operation and effect.

【0084】(実験1:第一の構成;α≦1.1mm、
0.5mm≦γ≦0.7mm、δ≧3.6mmとする根
拠)主気中ギャップ(α)をα=1.1mmとし、ま
た、セミ沿面接地電極12を図26のように2個設け、
セミ沿面碍子ギャップ(γ)をいずれもγ=0.6m
m、セミ沿面ギャップ(β)をいずれもβ=1.6mm
に設定するとともに、主体金具5の保持部51よりも先
端側の部分の内径を種々変更したスパークプラグを用意
した。表1は、これらスパークプラグを用いて、主体金
具5の先端面5Dの位置における絶縁碍子1と主体金具
5との径差(δ)を種々に変化させたときの、主体金具
5の先端面5Dと絶縁碍子1との間で火花放電する現象
(金具/碍子飛火)の割合を調べた結果を示す。なお、
実験は、1800cc直列4気筒の直噴式内燃機関を用い
た自動車を使用してシフトレバーをDレンジに入れ、ア
イドリング600rpmにて行った。また、スパークプ
ラグの点火時期は上死点前(以下「BTDC」という)
15゜、燃料噴射終了時期はBTDC30゜に固定し
た。さらに結果は、金具/碍子飛火の発生が1分間あた
り3回以上となったものを×、1回から2回となったも
のを△、金具/碍子飛火が全く起こらなかったものを○
にて評価判定した。
(Experiment 1: First Configuration; α ≦ 1.1 mm,
Grounds for 0.5 mm ≦ γ ≦ 0.7 mm, δ ≧ 3.6 mm) Main air gap (α) is set to α = 1.1 mm, and two semi-creeping ground electrodes 12 are provided as shown in FIG. Provided,
Both semi-surface insulator gaps (γ) are γ = 0.6m
m, semi creepage gap (β): β = 1.6 mm
And a spark plug in which the inner diameter of the portion of the metal shell 5 closer to the tip end than the holding portion 51 was variously changed was prepared. Table 1 shows the tip surface of the metallic shell 5 when the diameter difference (δ) between the insulator 1 and the metallic shell 5 at the position of the distal end surface 5D of the metallic shell 5 is variously changed using these spark plugs. The result of examining the ratio of the phenomenon of spark discharge between the 5D and the insulator 1 (metal fitting / insulator spark) is shown. In addition,
The experiment was carried out at an idling speed of 600 rpm by using an automobile using a 1800 cc in-line four-cylinder direct injection internal combustion engine with the shift lever in the D range. The spark plug ignition timing is before top dead center (hereinafter referred to as "BTDC").
15 °, the fuel injection end timing was fixed at 30 ° BTDC. Furthermore, the results are as follows: those in which the occurrence of metal fittings / insulator sparks occurred 3 times or more per minute; x: from 1 to 2 times; and ○: those in which no metal fitting / insulator sparks occurred.
Was evaluated and evaluated.

【0085】[0085]

【表1】 [Table 1]

【0086】主体金具5の先端面5Dの位置において、
絶縁碍子1と主体金具5との径差(δ)が3.4mm以
下の場合には、この位置で火花が少なくとも1回以上発
生した。従って、径差を3.6mm以上にすることによ
って、「くすぶり」が生じた場合であっても主体金具5
の先端面5Dと絶縁碍子1との間で火花を生じることな
く、セミ沿面碍子ギャップ(γ)で火花を生じさせるこ
とができることがわかる。金具/碍子飛火を防止するこ
とによる効果、特に層状燃焼方式の直噴式内燃機関にお
ける効果は既に説明した通りである。
At the position of the distal end face 5D of the metal shell 5,
When the diameter difference (δ) between the insulator 1 and the metal shell 5 was 3.4 mm or less, sparks occurred at least once at this position. Therefore, by setting the diameter difference to 3.6 mm or more, even when “smoldering” occurs, the metallic shell 5
It can be seen that a spark can be generated at the semi-surface creepage insulator gap (γ) without generating a spark between the tip surface 5D of the insulator 1 and the insulator 1. The effect of preventing a metal fitting / insulator from sparking, particularly in a stratified combustion type direct injection internal combustion engine, has already been described.

【0087】(実験2:第三の構成;α≦0.9mm、
0.5mm≦γ≦0.7mm、δ≧2.8mmとする根
拠)主体金具5の先端面5Dの位置における絶縁碍子1
と主体金具5との径差(δ)を2.8mmとし、また、
セミ沿面接地電極を2個設け、セミ沿面碍子ギャップ
(γ)をいずれもγ=0.6mm、セミ沿面ギャップ
(β)をいずれもβ=1.6mmに設定するとともに、
主気中ギャップ(α)を種々設定したスパークプラグを
用意した。これらスパークプラグを用いた以外は、実験
1と全く同じ条件にて試験を行ない、同様に評価判定し
た。表2にその結果を示す。
(Experiment 2: Third Configuration: α ≦ 0.9 mm,
0.5 mm ≦ γ ≦ 0.7 mm, δ ≧ 2.8 mm) Insulator 1 at the position of tip end face 5D of metal shell 5
The diameter difference (δ) between the metal shell 5 and the metal shell 5 is 2.8 mm, and
Two semi-creeping ground electrodes are provided, the semi-creeping insulator gap (γ) is set to γ = 0.6 mm, the semi-creeping gap (β) is set to β = 1.6 mm, and
Spark plugs with various main air gaps (α) were prepared. Except for using these spark plugs, a test was performed under exactly the same conditions as in Experiment 1, and evaluation and judgment were similarly performed. Table 2 shows the results.

【0088】[0088]

【表2】 [Table 2]

【0089】これによると、主気中ギャップ(α)が、
α≧1.0mmの場合には、主体金具5の先端面5Dの
位置において金具/碍子飛火が少なくとも1回以上発生
していることがわかる。従って、主気中ギャップ(α)
をα≦0.9mmにすることによって、「くすぶり」が
生じた場合であっても金具/碍子飛火を生じることな
く、セミ沿面碍子ギャップ(γ)で火花を生じさせるこ
とができることがわかる。
According to this, the main air gap (α) is
In the case of α ≧ 1.0 mm, it can be seen that the metal / insulator spark has occurred at least once at the position of the tip end face 5D of the metal shell 5. Therefore, the main air gap (α)
It can be seen that by setting α to 0.9 mm, a spark can be generated in the semi-surface creepage insulator gap (γ) without causing a fitting / insulator spark even when “smoldering” occurs.

【0090】(実験3:第四の構成;セミ沿面接地電極
を3個以上とする根拠)主気中ギャップ(α)をα=
1.1mm、主体金具5の先端面5Dの位置における絶
縁碍子1と主体金具5との径差(δ)を2.8mmと
し、セミ沿面碍子ギャップ(γ)をγ=0.6mm、セ
ミ沿面ギャップ(β)をβ=1.6mmに設定するとと
もに、該ギャップを有するセミ沿面接地電極12の配設
個数を種々変化させたスパークプラグを用意した。これ
らスパークプラグを用いた以外は、実験1と全く同じ条
件にて試験を行ない、同様に評価判定した。表3にその
結果を示す。
(Experiment 3: Fourth Configuration; Grounds for Using Three or More Semi-Creepage Grounding Electrodes) When the main air gap (α) is α =
1.1 mm, the diameter difference (δ) between the insulator 1 and the metal shell 5 at the position of the distal end face 5D of the metal shell 5 is 2.8 mm, the semi-surface insulator gap (γ) is γ = 0.6 mm, and the semi-surface Spark plugs were prepared in which the gap (β) was set to β = 1.6 mm and the number of semi-creeping ground electrodes 12 having the gap was varied. Except for using these spark plugs, a test was performed under exactly the same conditions as in Experiment 1, and evaluation and judgment were similarly performed. Table 3 shows the results.

【0091】[0091]

【表3】 [Table 3]

【0092】該結果によると、実験1では良好な結果が
得られなかった、主気中ギャップ(α)がα=1.1m
mであって径差δが2.8mmの条件においても、セミ
沿面接地電極12の数を3個以上に増やすと、主体金具
5の先端面5Dの位置における金具/碍子飛火が効果的
に抑制されていることがわかる。従って、セミ沿面接地
電極12の数を3個以上にすることによって、「くすぶ
り」が生じた場合であっても金具/碍子飛火を生じるこ
となく、セミ沿面碍子ギャップ(γ)で火花を生じさせ
ることができることがわかる。図24には、図2のスパ
ークプラグ100に対し、第三のセミ沿面接地電極12
(一点鎖線にて表している)を追加した態様を示してい
る。また、図25は、その平面図であり、3つのセミ沿
面接地電極12と平行接地電極11とが、絶縁碍子30
の中心軸線の周りに略90゜の間隔にて配置されてい
る。
According to the results, good results were not obtained in Experiment 1. The main air gap (α) was α = 1.1 m.
m and the diameter difference δ is 2.8 mm, when the number of the semi-creeping ground electrodes 12 is increased to three or more, the metal / insulator spark at the position of the distal end face 5D of the metal shell 5 is effectively reduced. It turns out that it is suppressed. Therefore, by setting the number of the semi-creeping ground electrodes 12 to three or more, even if “smoldering” occurs, a spark is generated in the semi-creeping insulator gap (γ) without causing a metal fitting / insulator spark. It can be seen that it can be done. FIG. 24 shows a third semi-creeping ground electrode 12 with respect to the spark plug 100 of FIG.
(Indicated by a dashed line) is shown. FIG. 25 is a plan view thereof, in which three semi-creeping ground electrodes 12 and parallel ground electrodes 11 are
Are arranged at an interval of about 90 ° around the central axis.

【0093】(実験4:第五の構成;絶縁碍子の先端面
の高さ位置とセミ沿面接地電極の端面後端側縁の高さ位
置との段差Eと、絶縁碍子の先端面から側周面に至る曲
面の曲率半径Rとの差をR−E≦0.1mmとする根
拠)図2のスパークプラグにおいて、平行接地電極11
をなくし、セミ沿面接地電極12を2個設け、セミ沿面
碍子ギャップ(γ)をいずれもγ=0.6mm、セミ沿
面ギャップ(β)をいずれもβ=1.6mmに設定する
とともに、絶縁碍子1の先端面1Dの高さ位置とセミ沿
面接地電極12の端面12Cの後端側縁12Bの高さ位
置との段差Eと、絶縁碍子1の先端面1Dから側周面1
Eに至る曲面の曲率半径Rとを種々設定したものを用意
した。これらスパークプラグの耐チャンネリング性を評
価するために、以下の実験を行なった。すなわち、スパ
ークプラグをチャンバに取り付け、チャンバ内を0.6
MPaに加圧するとともに、フルトランジスタ電源によ
り1秒間に60回の火花を発生させる動作を100Hr
継続した。そして、動作終了後のスパークプラグのチャ
ンネリング深さを測定するとともに、チャンネリング溝
深さが、0.2mm未満のものを軽度(○)、0.2〜
0.4mmのものを中度(△)、0.4mmを超えるも
のを重度(×)として評価判定した。該結果を表4に示
す。
(Experiment 4: Fifth Configuration: Step E between the height of the front end surface of the insulator and the height position of the rear end side edge of the semi-surface ground electrode, and the side from the front end surface of the insulator Grounds for setting the difference between the radius of curvature R of the curved surface reaching the peripheral surface and R−E ≦ 0.1 mm) In the spark plug of FIG.
And two semi-creeping ground electrodes 12 are provided, the semi-creeping insulator gap (γ) is set to γ = 0.6 mm, the semi-creeping gap (β) is set to β = 1.6 mm, and the insulation is performed. A step E between the height position of the front end surface 1D of the insulator 1 and the height position of the rear end side edge 12B of the end surface 12C of the semi-surface creeping ground electrode 12, and the side peripheral surface 1D from the front end surface 1D of the insulator 1
A variety of curvature radii R of a curved surface reaching E was prepared. The following experiment was performed to evaluate the channeling resistance of these spark plugs. That is, a spark plug is attached to the chamber,
The operation of generating a spark 60 times a second by a full transistor power supply while applying pressure to MPa is performed for 100 hours.
Continued. Then, while measuring the channeling depth of the spark plug after the end of the operation, a spark plug having a channeling groove depth of less than 0.2 mm is slightly (○), 0.2 to
Those having a thickness of 0.4 mm were evaluated as moderate (△), and those exceeding 0.4 mm were evaluated as severe (x). The results are shown in Table 4.

【0094】[0094]

【表4】 [Table 4]

【0095】この結果から、主気中ギャップ(α)とセ
ミ沿面ギャップ(β)とが、α<βであり、かつ、主気
中ギャップ(α)とセミ沿面碍子ギャップ(γ)とが、
α>γのとき、R−E≦0.1mmに設定することで、
チャンネリングを効果的に低減できることがわかる。こ
れは、セミ沿面接地電極12の後端側縁12Bから中心
電極2に向かう火花が、絶縁碍子1の先端部に遮られる
ことによってセミ沿面接地電極12の火花発生位置から
中心電極2に向けて直線上に火花が発生せず、絶縁碍子
1の周方向に曲げられるからであると考えられる。この
結果、火花の発生毎に火花の放電経路が替わるため、絶
縁碍子1の先端面1Dを這っていく火花の範囲が広が
り、チャンネリングを低減することができるとともに、
広い範囲で「くすぶり」を火花清浄できる。なお、本発
明のスパークプラグは本来、平行接地電極11を備えて
いるものであるが、これをそのまま用いると、汚損が進
行しない限りセミ沿面接地電極12側での飛火が生じ
ず、仮に発生しても汚損堆積物が焼き切られれば飛火が
途切れてしまうので、チャンネリング評価には非常な長
時間を有する。従って、セミ沿面接地電極12側のチャ
ンネリング挙動を加速して調べるために、敢えて平行接
地電極11を取り除いた状態での評価を行なった。
From these results, the main air gap (α) and the semi-surface gap (β) satisfy α <β, and the main air gap (α) and the semi-surface creepage gap (γ)
When α> γ, by setting R−E ≦ 0.1 mm,
It can be seen that channeling can be effectively reduced. This is because the spark from the rear end side edge 12B of the semi-creeping ground electrode 12 toward the center electrode 2 is blocked by the tip of the insulator 1, so that the spark is generated from the semi-creeping ground electrode 12 to the center electrode 2. It is considered that no spark is generated on the straight line toward the insulator 1 and the insulator 1 is bent in the circumferential direction. As a result, the discharge path of the spark changes every time a spark is generated, so that the range of the spark crawling on the front end face 1D of the insulator 1 is widened, and the channeling can be reduced.
"Smoldering" sparks can be cleaned in a wide range. Although the spark plug of the present invention originally has the parallel ground electrode 11, if it is used as it is, a spark does not occur on the semi-creeping ground electrode 12 unless contamination proceeds, and Even if the fouled sediment is burned off, the spark is interrupted, so that the channeling evaluation has a very long time. Therefore, in order to accelerate and investigate the channeling behavior of the semi-creeping ground electrode 12, the evaluation was performed with the parallel ground electrode 11 removed.

【0096】また、Eの値を0.1〜0.7mmの範囲
にて選択し、さらに各Eの値について、R−Eを0.2
mmにした場合のチャンネリング溝深さδ0(mm)
と、R−Eを0mmとした場合のチャンネリング溝深さ
δ1(mm)とを測定し、 λ=δ0−δ1(mm) にて表されるチャンネリング改善幅λを算出して、R−
Eを0.2mmから0mmへと縮小することによりどの
程度チャンネリングが改善されるかを見積もった。結果
を表5に示す。
Further, the value of E is selected in the range of 0.1 to 0.7 mm, and for each value of E, RE is set to 0.2.
mm when channeling groove depth δ0 (mm)
And a channeling groove depth δ1 (mm) when RE is set to 0 mm, and a channeling improvement width λ expressed by λ = δ0−δ1 (mm) is calculated.
It was estimated how much channeling could be improved by reducing E from 0.2 mm to 0 mm. Table 5 shows the results.

【0097】[0097]

【表5】 [Table 5]

【0098】これを見てもわかるとおり、段差Eの長さ
が0.5mm以下のとき、特にチャンネリング効果が大
きいことがわかる。
As can be seen from this, when the length of the step E is 0.5 mm or less, the channeling effect is particularly large.

【0099】(実験5:第六の構成;絶縁碍子1の突出
量(F)を、3.0mm≦F≦5.0mmとする根拠)
主気中ギャップ(α)をα=1.1mm、主体金具5の
先端面5Dの位置における絶縁碍子1と主体金具5との
径差(δ)を2.8mmとし、セミ沿面接地電極12を
2個設け、セミ沿面碍子ギャップ(γ)をいずれもγ=
0.6mm、セミ沿面ギャップ(β)をいずれもβ=
1.6mmに設定するとともに、このスパークプラグが
適用されるスパークプラグのJIS規格(JIS B
8031)若しくは当該JIS規格中に対応表示される
ISO規格の中で定められたA寸法よりも先端側に突出
する絶縁碍子1の突出量(F)を種々設定したスパーク
プラグを用意した。そして、これらスパークプラグを実
験1と同様に、1800cc直列4気筒の直噴式内燃機関
を用いた自動車に取り付けてシフトレバーをDレンジに
入れ、アイドリング600rpmにて運転を行った。ま
た、スパークプラグの点火時期はBTDC15゜に固定
した。そして、各絶縁碍子1の突出量(F)の場合にお
ける、1分間あたりの失火発生頻度が略ゼロとなる噴射
終了時期の幅(燃焼安定領域)を測定した。直噴式内燃
機関ではこの幅が着火性の良否を定める尺度になる。
(Experiment 5: Sixth configuration; grounds for setting protrusion amount (F) of insulator 1 to be 3.0 mm ≦ F ≦ 5.0 mm)
The main air gap (α) is set to α = 1.1 mm, the diameter difference (δ) between the insulator 1 and the metal shell 5 at the position of the distal end face 5D of the metal shell 5 is set to 2.8 mm, and the semi-surface creeping ground electrode 12 is formed. Are provided, and the semi-creep insulator gap (γ) is γ =
0.6 mm, semi-creeping gap (β) is β =
The spark plug is set to 1.6 mm and the JIS standard (JIS B
8031) or a spark plug in which the amount of protrusion (F) of the insulator 1 protruding toward the distal end side from the dimension A defined in the ISO standard corresponding to the JIS standard is prepared. Then, similarly to Experiment 1, these spark plugs were attached to an automobile using a 1800 cc in-line four-cylinder direct-injection internal combustion engine, the shift lever was put in the D range, and the engine was operated at an idling speed of 600 rpm. The spark timing of the spark plug was fixed at 15 ° BTDC. Then, in the case of the protrusion amount (F) of each of the insulators 1, the width of the injection end time at which the frequency of misfiring per minute becomes substantially zero (combustion stable region) was measured. In a direct injection internal combustion engine, this width is a measure for determining the quality of ignitability.

【0100】図5は、その結果を示すものであるが、絶
縁碍子1の突出量(F)を、3.0mm≦F≦5.0m
mとすることによって、失火を生じない燃料噴射終了時
期の範囲(すなわち、安定燃焼領域の幅)を広くするこ
とができることがわかる。なお、図6に示すような、第
1の実施の形態のうち、第4態様のスパークプラグの主
体金具5のねじ部5Bより先端部分5Eを延長させたエ
クステンドシェルタイプのスパークプラグの場合におい
ても、同様の結果を得ている。ただし、この場合におい
ては、絶縁碍子1の突出量(F)は、主体金具5の先端
面5Dからの寸法ではなく、先端部分5Eが延長された
長さ、即ち、JIS規格中に定められたA寸法より先端
側の長さ、を更に加えた長さになる。
FIG. 5 shows the results. The protrusion amount (F) of the insulator 1 is 3.0 mm ≦ F ≦ 5.0 m.
It can be seen that by setting m, the range of the fuel injection end timing that does not cause misfire (that is, the width of the stable combustion region) can be widened. In the spark plug according to the first embodiment, as shown in FIG. 6, an extended shell type spark plug in which the tip 5E is extended from the threaded portion 5B of the metal shell 5 of the spark plug according to the fourth aspect. Have obtained similar results. However, in this case, the protrusion amount (F) of the insulator 1 is not the dimension from the front end surface 5D of the metal shell 5, but the length of the extended end portion 5E, that is, is determined in the JIS standard. The length is a length obtained by further adding the length on the distal end side to the dimension A.

【0101】(実験6:第八の構成;中心電極2の絶縁
碍子1からの突出量(H)を、(H)≦1.25mmと
する根拠)主気中ギャップ(α)をα=1.1mmと
し、セミ沿面接地電極12を2個設け、セミ沿面碍子ギ
ャップ(γ)をいずれもγ=0.6mmに設定し、セミ
沿面ギャップ(β)をいずれもβ=1.6mmに設定
し、中心電極径をφ2.5mmに設定するとともに、絶
縁碍子1の先端面1Dから突出する中心電極2の突出量
(H)を種々設定したスパークプラグを用意した。そし
て、これらスパークプラグを用いて実験5と同様の自動
車を用い、安定燃焼領域を測定した結果を示す。ただ
し、走行条件はアイドリングではなく100km/hの
定地走行条件(高速運転を想定)とした。また、スパー
クプラグの点火時期はBTDC25゜に固定した。他の
条件は実験5と同様であり、各中心電極2の突出量
(H)の場合において、1分間あたりの失火発生頻度が
略ゼロとなる噴射終了時期の幅を測定した。結果を図7
に示している。
(Experiment 6: Eighth Configuration; Basis for Making the Center Electrode 2 Protrude Amount (H) from the Insulator 1 as (H) ≦ 1.25 mm) Main Air Gap (α) is α = 1 .1 mm, two semi-creeping ground electrodes 12 are provided, the semi-creeping insulator gaps (γ) are both set to γ = 0.6 mm, and the semi-creeping gaps (β) are both set to β = 1.6 mm. Then, spark plugs were prepared in which the center electrode diameter was set to φ2.5 mm and the amount of protrusion (H) of the center electrode 2 projecting from the front end face 1D of the insulator 1 was variously set. And the result of having measured the stable combustion area | region using the same vehicle as the experiment 5 using these spark plugs is shown. However, the traveling condition was not idling but a constant traveling condition of 100 km / h (assuming high-speed operation). The spark plug ignition timing was fixed at BTDC 25 °. The other conditions were the same as in Experiment 5, and in the case of the protrusion amount (H) of each center electrode 2, the width of the injection end time at which the misfire occurrence frequency per minute became substantially zero was measured. Fig. 7 shows the results.
Is shown in

【0102】この結果から、主気中ギャップ(α)とセ
ミ沿面ギャップ(β)とが、α<βであり、かつ、主気
中ギャップ(α)とセミ沿面碍子ギャップ(γ)とが、
α>γであり、中心電極が絶縁碍子の先端面から突出す
る量(H)を、H≦1.25mmとすることによって、
高速運転時にセミ沿面ギャップ(β)で火花が発生して
も、失火を生じない燃料噴射終了時期の範囲を広くする
ことができる。従って、火花発生位置によって着火性の
差が出やすい直噴式内燃機関であっても、「くすぶり」
が生じた場合に発生するセミ沿面接地電極12での火花
位置で、十分な着火性を有する。なお、Hの値は、ここ
では図28(a)に示すように正の値の場合を示した
が、同図(b)に示すようにHがほとんどゼロとなる
(すなわち、中心電極2の先端面あるいは後述する貴金
属チップの先端面が、絶縁碍子1の先端面と略面一とな
る)形であってもよいし、さらには(c)に示すよう
に、Hが負の数となる(つまり、先端面が絶縁碍子1の
先端面よりも引っ込んでいる)形となっていてもよい。
この場合、耐チャンネリング性及び「くすぶり」清浄性
効果をさらに向上させる観点において、−0.3mm≦
H≦0.5となっていればさらによい。
From these results, the main air gap (α) and the semi-surface gap (β) satisfy α <β, and the main air gap (α) and the semi-surface insulator gap (γ)
α> γ, and the amount (H) by which the center electrode projects from the front end surface of the insulator is H ≦ 1.25 mm.
Even if a spark is generated in the semi-surface gap (β) during high-speed operation, it is possible to widen the range of the fuel injection end timing at which misfire does not occur. Therefore, even in a direct-injection type internal combustion engine in which the ignitability tends to differ depending on the spark generation position, the "smoldering"
At the spark position at the semi-creeping ground electrode 12 which is generated when the occurrence of the fire occurs. Here, the value of H is shown here as a positive value as shown in FIG. 28 (a), but H becomes almost zero as shown in FIG. 28 (b) (that is, H of the center electrode 2). The tip face or the tip face of a noble metal tip described later may be substantially flush with the tip face of the insulator 1), or H may be a negative number as shown in (c). (That is, the front end surface is recessed from the front end surface of the insulator 1).
In this case, from the viewpoint of further improving the channeling resistance and the “smoldering” cleaning effect, −0.3 mm ≦
It is even better if H ≦ 0.5.

【0103】(実験7:第九の構成;α≦0.4×(β
−γ)+γとする根拠)セミ沿面ギャップ(β)を1.
6mmに設定し、種々の大きさの主気中ギャップ(α)
を有する平行接地電極11と、同一寸法の種々のセミ沿
面碍子ギャップ(γ)を有する2つのセミ沿面接地電極
12,12を設けた各種スパークプラグを作製した。そ
して、該スパークプラグをチャンバに取り付け、チャン
バ内を1.0MPaに加圧した状態で火花の発生する方
向を観察する机上試験を行ない、主体金具5の先端面5
Dと絶縁碍子1との間で火花が発生するか否かを調べ
た。なお、火花はフルトランジスタ電源により1秒間に
60回の割合で発生させ、測定時間は1分間とした。
(Experiment 7: Ninth Configuration: α ≦ 0.4 × (β
Grounds for setting -γ) + γ) Semi creepage gap (β) is set to 1.
Main air gap (α) of various sizes, set at 6 mm
And a plurality of spark plugs provided with two parallel semi-surface ground electrodes 12 having the same size and various semi-surface crimp insulator gaps (γ). Then, the spark plug is attached to the chamber, and a desk test for observing the direction in which sparks are generated is performed with the interior of the chamber pressurized to 1.0 MPa.
It was examined whether a spark was generated between D and the insulator 1. The spark was generated 60 times per second by a full transistor power supply, and the measurement time was 1 minute.

【0104】以上の結果を図8に示す。図中で、直線1
01は、主体金具5の先端面5Dと絶縁碍子1との間で
火花が発生するか否かの境界を示す。この直線より上の
領域AAでは、主体金具5の先端面5Dと絶縁碍子1と
の間で火花が発生し、下の領域BBでは、発生しなかっ
たことを示している。直線101は、次の式(1)で表
され、主体金具5の先端面5Dと絶縁碍子1との間で火
花が発生するか否かを示す境界線となる。 α=0.4×(β−γ)+γ ‥‥(1) 従って、主体金具5の先端面5Dと絶縁碍子1との間で
火花が発生しないためには、下記式(2)の条件が必要
であることが分かる。 α≦0.4×(β−γ)+γ ‥‥(2)
FIG. 8 shows the above results. In the figure, line 1
Reference numeral 01 denotes a boundary as to whether or not a spark occurs between the distal end face 5D of the metal shell 5 and the insulator 1. In the area AA above this straight line, a spark is generated between the distal end face 5D of the metal shell 5 and the insulator 1, and in the area BB below, no spark is generated. The straight line 101 is represented by the following equation (1), and serves as a boundary line indicating whether or not a spark occurs between the distal end face 5D of the metal shell 5 and the insulator 1. α = 0.4 × (β−γ) + γ ‥‥ (1) Therefore, in order to prevent a spark from being generated between the distal end face 5D of the metal shell 5 and the insulator 1, the condition of the following equation (2) is satisfied. It turns out that it is necessary. α ≦ 0.4 × (β−γ) + γ ‥‥ (2)

【0105】この結果から、主気中ギャップ(α)とセ
ミ沿面ギャップ(β)とが、α<βであり、かつ、主気
中ギャップ(α)とセミ沿面碍子ギャップ(γ)とが、
α>γであり、主気中ギャップ(α)、セミ沿面ギャッ
プ(β)及びセミ沿面碍子ギャップ(γ)とが、α≦
0.4×(β−γ)+γとすることによって、主体金具
5の先端面5Dと絶縁碍子1との間での火花の発生を抑
制することができる。また、実際の内燃機関に装着した
場合のように、スパークプラグのギャップ周りの雰囲気
ガスが流れを持っているような場合には、主体金具の先
端面と絶縁碍子との間で火花がより発生しやすくなるた
め、α≦0.3×(β−γ)+γであることがより好ま
しい。
From these results, the main air gap (α) and the semi-surface creepage gap (β) satisfy α <β, and the main air gap (α) and the semi-surface creepage gap (γ)
α> γ, and the main air gap (α), the semi-creeping gap (β) and the semi-creeping insulator gap (γ) satisfy α ≦
By setting 0.4 × (β−γ) + γ, it is possible to suppress the occurrence of sparks between the distal end face 5 </ b> D of the metal shell 5 and the insulator 1. Also, when the ambient gas around the gap of the spark plug has a flow, such as when mounted on an actual internal combustion engine, sparks are more likely to occur between the distal end surface of the metal shell and the insulator. It is more preferable that α ≦ 0.3 × (β−γ) + γ to facilitate the operation.

【0106】(実験8:(α−γ)≦0.4mmに設定
することの根拠)種々の大きさの主気中ギャップ(α)
を有する平行接地電極11と、同一寸法の種々のセミ沿
面碍子ギャップ(γ)を有する2つのセミ沿面接地電極
12,12を設けた各種スパークプラグを作製した。こ
れらスパークプラグの耐チャンネリング性を評価するた
めに、以下の実験を行なった。すなわち、スパークプラ
グを、2500cc直列6気筒ターボチャージャ式の内
燃機関を用いた自動車に取り付けてシフトレバーをDレ
ンジに入れ、3500rpmで、インテークマニホール
ド内における圧力が、+70kPaの条件にて100H
r運転継続した。そして、動作終了後のスパークプラグ
のチャンネリング深さを測定するとともに、チャンネリ
ング溝深さが、0.2mm未満のものを軽度(○)、
0.2〜0.4mmのものを中度(△)、0.4mmを
超えるものを重度(×)として評価判定した。該結果を
表6に示す。
(Experiment 8: Grounds for setting (α−γ) ≦ 0.4 mm) Main air gaps (α) of various sizes
And a plurality of spark plugs provided with two parallel semi-surface ground electrodes 12 having the same size and various semi-surface crimp insulator gaps (γ). The following experiment was performed to evaluate the channeling resistance of these spark plugs. That is, the spark plug is mounted on an automobile using a 2500 cc in-line six-cylinder turbocharged internal combustion engine, and the shift lever is put into the D range.
r operation continued. Then, while measuring the channeling depth of the spark plug after the end of the operation, the spark plug having a channeling groove depth of less than 0.2 mm is slightly ((),
Those having a thickness of 0.2 to 0.4 mm were evaluated as moderate (△), and those exceeding 0.4 mm were evaluated as severe (x). The results are shown in Table 6.

【0107】[0107]

【表6】 [Table 6]

【0108】この結果から、主気中ギャップ(α)とセ
ミ沿面碍子ギャップ(γ)とは、(α−γ)≦0.4m
mに設定することで、チャンネリングを低減することが
できることが分かる。このような関係を満足することに
よって、チャンネリングに対して特に厳しい、過給を行
なう内燃機関や高圧縮比の内燃機関でのチャンネリング
を低減することができることがわかる。
From these results, the main air gap (α) and the semi-surface insulator gap (γ) are (α−γ) ≦ 0.4 m
It can be seen that channeling can be reduced by setting m. By satisfying such a relationship, it can be seen that channeling in a supercharged internal combustion engine or an internal combustion engine with a high compression ratio, which is particularly severe for channeling, can be reduced.

【0109】(実験9:第二の構成;0.2mm≦(α
−γ)≦0.4mmとする根拠)中心電極2の径をφ
2.5mm、主体金具5の先端面5Dの位置における絶
縁碍子1と主体金具5との径差(δ)を2.8mmと
し、セミ沿面接地電極12を2個設け、セミ沿面碍子ギ
ャップ(γ)をいずれもγ=0.6mm、セミ沿面ギャ
ップ(β)をいずれもβ=1.6mmに設定し、主気中
ギャップ(α)とセミ沿面碍子ギャップ(γ)との関係
を種々設定したスパークプラグを用意した。そして、こ
れらスパークプラグを1800cc直列4気筒の直噴式内
燃機関を用いた自動車に取り付けてシフトレバーをDレ
ンジに入れ、アイドリング600rpmにて運転を行っ
た。また、スパークプラグの点火時期はBTDC15゜
に固定した。そして、α−γの各値について、1分間あ
たりの失火発生頻度が略ゼロとなる噴射終了時期の幅
(燃焼安定領域)を測定した。結果を図9に示す。
(Experiment 9: Second configuration; 0.2 mm ≦ (α
-Γ) ≦ 0.4 mm) The diameter of the center electrode 2 is φ
2.5 mm, the diameter difference (δ) between the insulator 1 and the metal shell 5 at the position of the distal end face 5D of the metal shell 5 is 2.8 mm, two semi-surface ground electrodes 12 are provided, and the semi-surface insulator gap ( γ) is set to γ = 0.6 mm for all, and the semi-creeping gap (β) is set to β = 1.6 mm for all, and the relationship between the main air gap (α) and the semi-creeping insulator gap (γ) is variously set. A spark plug was prepared. Then, these spark plugs were mounted on an automobile using a 1800 cc in-line four-cylinder direct-injection internal combustion engine, the shift lever was put in the D range, and operation was performed at idling at 600 rpm. The spark timing of the spark plug was fixed at 15 ° BTDC. Then, for each value of α-γ, the width (combustion stable region) of the injection end timing at which the misfire occurrence frequency per minute becomes substantially zero was measured. FIG. 9 shows the results.

【0110】この結果から、主気中ギャップ(α)が
0.8mm≦α≦1.0mmであり、セミ沿面碍子ギャ
ップ(γ)が0.5mm≦γ≦0.7mmであり、(α
−γ)が0.2mm≦(α−γ)≦0.4mmを満たす
場合に、噴射終了時期の領域を広くできることがわか
る。
From these results, the main air gap (α) is 0.8 mm ≦ α ≦ 1.0 mm, the semi-creep insulator gap (γ) is 0.5 mm ≦ γ ≦ 0.7 mm, and (α)
It can be seen that when −γ) satisfies 0.2 mm ≦ (α−γ) ≦ 0.4 mm, the region of the injection end timing can be widened.

【0111】(実験10;平行接地電極の幅を2.2m
m以下、中心電極先端面における外径の2倍以上とする
根拠)絶縁碍子1の内部における中心電極2の太径部で
の径をφ2.2mm、主気中ギャップ(α)を形成する
中心電極2の縮径部先端面における外径をφ0.6m
m、主気中ギャップ(α)を1.1mm、主体金具5の
先端面5Dの位置における絶縁碍子1と主体金具5との
径差(δ)を2.8mmとし、セミ沿面接地電極12を
2個設け、セミ沿面碍子ギャップ(γ)をいずれもγ=
0.6mm、セミ沿面ギャップ(β)をいずれもβ=
1.6mmに設定した。そして、絶縁碍子1の軸線方向
前方側から平面視した場合の中心電極の中心点の位置に
おける平行接地電極の幅Wを種々設定したスパークプラ
グを用意した。なお、平行接地電極11の先端部を、第
1の実施の形態のうち、図10に示す第5態様のスパー
クプラグ205の様にテーパ状にカットしてあり、中心
点Oの位置における平行接地電極11の幅Wは、そのテ
ーパ状のカット11kの挟み角θを一定にした状態で、
平行接地電極全体11の幅を変更することによって設定
した。そして、これらスパークプラグを用いて以下の試
験を行った。まず、2000cc直列6気筒の内燃機関を
用いた自動車に取り付けてシフトレバーをNレンジに入
れ、アイドリング600rpmから急激にアクセルを踏
み込んで3000rpm以上になるまでレーシングを行
った。そして、Wと中心電極2の先端面における外径と
の比の各値について、放電電圧の最大値を測定した。結
果を図11に示す。
(Experiment 10: The width of the parallel ground electrode was 2.2 m)
m, not less than twice the outer diameter of the center electrode tip surface) The diameter of the center electrode 2 inside the insulator 1 at the large diameter portion is φ2.2 mm, and the center of the main air gap (α) is formed. The outer diameter of the tip of the reduced diameter portion of the electrode 2 is φ0.6 m
m, the main air gap (α) is 1.1 mm, the diameter difference (δ) between the insulator 1 and the metal shell 5 at the position of the distal end face 5D of the metal shell 5 is 2.8 mm, and the semi-creeping ground electrode 12 Are provided, and the semi-creep insulator gap (γ) is γ =
0.6 mm, semi-creeping gap (β) is β =
It was set to 1.6 mm. Then, spark plugs were prepared in which the width W of the parallel ground electrode at the position of the center point of the center electrode when viewed from the front of the insulator 1 in the axial direction was varied. The tip of the parallel ground electrode 11 is cut in a tapered shape like the spark plug 205 of the fifth embodiment shown in FIG. 10 in the first embodiment. The width W of the electrode 11 is set in a state where the included angle θ of the tapered cut 11k is constant.
This was set by changing the width of the entire parallel ground electrode 11. The following tests were performed using these spark plugs. First, the vehicle was mounted on an automobile using a 2000 cc in-line six-cylinder internal combustion engine, the shift lever was put into the N range, and the accelerator was suddenly depressed from idling at 600 rpm until racing became 3000 rpm or more. Then, the maximum value of the discharge voltage was measured for each value of the ratio of W to the outer diameter of the front end surface of the center electrode 2. The results are shown in FIG.

【0112】この結果から、主気中ギャップ(α)が
0.8mm≦α≦1.0mmであり、セミ沿面碍子ギャ
ップ(γ)が0.5mm≦γ≦0.7mmであり、(α
−γ)が0.2mm≦(α−γ)≦0.4mmを満たす
とともに、平行接地電極の幅を中心電極先端面における
外径の2倍以上にすることによって、平行接地電極にお
ける放電電圧を十分に低減することができることがわか
る。従って、必要以上にセミ沿面接地電極12,12で
火花放電が発生することを抑制することができる。
From these results, the main air gap (α) is 0.8 mm ≦ α ≦ 1.0 mm, the semi-creep insulator gap (γ) is 0.5 mm ≦ γ ≦ 0.7 mm, and (α)
−γ) satisfies 0.2 mm ≦ (α−γ) ≦ 0.4 mm, and by making the width of the parallel ground electrode twice or more the outer diameter of the center electrode tip surface, the discharge voltage at the parallel ground electrode is reduced. It can be seen that it can be reduced sufficiently. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of spark discharge at the semi-surface creeping ground electrodes 12 and 12 more than necessary.

【0113】次に、下記に示す燃料ブリッジテストを行
った。本実験においては、内燃機関に一般に用いられる
ガソリンの替わりに水を用いた。この理由は、燃料ブリ
ッジは一般に非常に温度の低い状態、即ち、燃料の粘度
が低下した状態での、火花放電ギャップで生じたブリッ
ジの切れやすさが問題になるためである。水の常温にお
ける粘度がガソリンの約−40℃における粘度とほぼ同
等であることが分かっているため、本発明の主目的であ
る燃料ブリッジの切れやすさを確認するためには、最も
手近な代替材である。まず、図12に示すような燃料ブ
リッジ試験機500のアーム501に各試料SPを装着
し、火花放電ギャップ間にスポイトを用いて水を約0.
05ml付着させた。そして、アーム501を30゜傾
けた後に各5回自由落下させて、その間にブリッジが切
れたか否かを落下させる毎に観察した。そして、各試験
品を各3本行った。なお、1本の試験品は試験終了まで
水の補充を行わなかった。
Next, the following fuel bridge test was performed. In this experiment, water was used instead of gasoline generally used for internal combustion engines. The reason for this is that the brittleness of the bridge created in the spark discharge gap generally becomes a problem when the fuel bridge is at a very low temperature, that is, when the viscosity of the fuel is reduced. It has been found that the viscosity of water at room temperature is almost equal to the viscosity of gasoline at about -40 ° C. Material. First, each sample SP is mounted on the arm 501 of the fuel bridge tester 500 as shown in FIG.
05 ml was attached. After tilting the arm 501 by 30 °, the arm 501 was allowed to freely fall five times each time, and during that time, it was observed whether or not the bridge was broken every time the arm 501 was dropped. Then, three test samples were performed. One test sample was not supplemented with water until the end of the test.

【0114】試験結果を図13に示す。○は、ブリッジ
が切れたことを示し、×は、ブリッジが切れなかったこ
とを示す。この試験の結果、主気中ギャップ(α)が
0.8mm≦α≦1.0mmであり、セミ沿面碍子ギャ
ップ(γ)が0.5mm≦γ≦0.7mmであり、(α
−γ)が0.2mm≦(α−γ)≦0.4mmを満たす
とともに、平行接地電極の幅を2.2mm以下にするこ
とによって、ブリッジの発生を十分に低減することがで
きることがわかる。
FIG. 13 shows the test results. ○ indicates that the bridge was broken, and X indicates that the bridge was not broken. As a result of this test, the main air gap (α) was 0.8 mm ≦ α ≦ 1.0 mm, the semi-creep insulator gap (γ) was 0.5 mm ≦ γ ≦ 0.7 mm, (α
It can be seen that the occurrence of bridges can be sufficiently reduced by satisfying 0.2 mm ≦ (α−γ) ≦ 0.4 mm and setting the width of the parallel ground electrode to 2.2 mm or less.

【0115】次に、下記に示す着火性テストを行った。
この試験は、2000cc直列6気筒のエンジンを用いた
自動車を使用してシフトレバーをDレンジに入れ、70
km/hの定地走行条件(均質リーンバーン燃焼状態を
想定)で行った。このエンジン条件で、1%失火が発生
したときのA/Fの値を着火限界と判断した。この試験
の結果を、図14に示す。この結果から、この試験の結
果、主気中ギャップ(α)が0.8mm≦α≦1.0m
mであり、セミ沿面碍子ギャップ(γ)が0.5mm≦
γ≦0.7mmであり、(α−γ)が0.2mm≦(α
−γ)≦0.4mmを満たすとともに、平行接地電極の
幅を2.2mm以下にすることによって、ブリッジの発
生を十分に低減することができることがわかる。
Next, the following ignitability test was performed.
In this test, the shift lever was set to the D range using a car using a 2000 cc in-line 6-cylinder engine,
The test was performed under the constant running conditions of km / h (assuming a homogeneous lean burn combustion state). Under these engine conditions, the value of A / F when 1% misfire occurred was determined to be the ignition limit. FIG. 14 shows the results of this test. From this result, as a result of this test, the main air gap (α) was 0.8 mm ≦ α ≦ 1.0 m.
m, and the semi-creep insulator gap (γ) is 0.5 mm ≦
γ ≦ 0.7 mm, and (α−γ) is 0.2 mm ≦ (α
It can be seen that the occurrence of bridges can be sufficiently reduced by satisfying −γ) ≦ 0.4 mm and setting the width of the parallel ground electrode to 2.2 mm or less.

【0116】以上の試験結果から、主気中ギャップ
(α)が0.8mm≦α≦1.0mmであり、セミ沿面
碍子ギャップ(γ)が0.5mm≦γ≦0.7mmであ
り、(α−γ)が0.2mm≦(α−γ)≦0.4mm
を満たすとともに、平行接地電極の幅を2.2mm以下
であって、かつ、中心電極先端面における外径の2倍以
上にすることによって、燃料ブリッジを生ずることなく
平行接地電極における放電電圧を十分に低減することが
でき、その結果、優れた着火性を有することがわかる。
From the above test results, the main air gap (α) is 0.8 mm ≦ α ≦ 1.0 mm, the semi-creep insulator gap (γ) is 0.5 mm ≦ γ ≦ 0.7 mm, and α-γ) is 0.2 mm ≦ (α-γ) ≦ 0.4 mm
And the width of the parallel ground electrode is 2.2 mm or less and at least twice the outer diameter at the front end surface of the center electrode, so that the discharge voltage at the parallel ground electrode can be sufficiently increased without causing a fuel bridge. It can be seen that as a result, it has excellent ignitability.

【0117】(実験11:第七の構成;α≦1.1m
m、0.5mm≦γ≦0.7mm、ψ≦1.8mmとす
る根拠)絶縁碍子1の内部における中心電極2の太径部
での径をφ2.2mm、主気中ギャップ(α)を形成す
る中心電極2の縮径部先端面における外径をφ0.6m
m、主気中ギャップ(α)を1.1mm、主体金具5の
先端面5Dの位置における絶縁碍子1と主体金具5との
径差(δ)を2.8mmとし、幅2.2mmのセミ沿面
接地電極12を2個設け、セミ沿面碍子ギャップ(γ)
をいずれもγ=0.6mm、セミ沿面ギャップ(β)を
いずれもβ=1.6mmに設定した。そして、絶縁碍子
先端径φDを変更することによってセミ沿面接地電極1
2の幅との差ψを種々設定したスパークプラグを用意し
た。そして、これらスパークプラグを用いて実験6と同
様の条件に設定した自動車を用い、安定燃焼領域を測定
した結果を図15に示す。
(Experiment 11: Seventh Configuration; α ≦ 1.1 m)
m, 0.5 mm ≦ γ ≦ 0.7 mm, ψ ≦ 1.8 mm) The diameter of the large diameter portion of the center electrode 2 inside the insulator 1 is φ2.2 mm, and the main air gap (α) is The outer diameter of the center electrode 2 to be formed at the distal end face of the reduced diameter portion is φ0.6 m.
m, the main air gap (α) is 1.1 mm, the diameter difference (δ) between the insulator 1 and the metal shell 5 at the position of the tip end face 5D of the metal shell 5 is 2.8 mm, and the semi-metal is 2.2 mm wide. Two creepage ground electrodes 12 are provided, and semi-creepage insulator gap (γ)
Were set to γ = 0.6 mm and the semi-creeping gap (β) was set to β = 1.6 mm. Then, by changing the diameter φD of the insulator tip, the semi-surface creeping ground electrode 1 is changed.
Spark plugs in which the difference ψ from the width of No. 2 was set variously were prepared. FIG. 15 shows the results of measuring a stable combustion region using an automobile set under the same conditions as in Experiment 6 using these spark plugs.

【0118】この結果から、α≦1.1mmであり、
0.5mm≦γ≦0.7mmであり、ψ≦1.8mmと
することによって、失火を生じない燃料噴射終了時期の
範囲(すなわち、安定燃焼領域の幅)を広くすることが
でき、燃料リーン状態での着火性を向上させることがで
きることがわかる。このような現象は、以下の理由によ
るものと考えられる。即ち、絶縁碍子先端径とセミ沿面
接地電極12の幅との差が大きくなると、セミ沿面接地
電極12と中心電極2との間で火花が発生する際に、絶
縁碍子1の先端部外周を大きく回り込むことになる。セ
ミ沿面接地電極12端面の後方角部から斜め後方に向け
て火花が発生した場合に、その火花が絶縁碍子1の先端
部にぶつかった後に中心電極2に達する。絶縁碍子1の
先端部にぶつかった際には、火花は斜め後方に向けて外
周面に沿って這うことになり、その後、向きを変えて中
心電極1先端側周面方向に這うことになる。従って、絶
縁碍子1先端径とセミ沿面接地電極12の幅との差が大
きいと、絶縁碍子1外周面に沿って斜め後方に火花が這
う量が大きくなるため、火花が大きく垂れ下がるものと
考えられる。
From these results, α ≦ 1.1 mm, and
By setting 0.5 mm ≦ γ ≦ 0.7 mm and 1 ≦ 1.8 mm, the range of the fuel injection end timing that does not cause misfire (that is, the width of the stable combustion region) can be widened, and the fuel lean It can be seen that the ignitability in the state can be improved. Such a phenomenon is considered to be due to the following reasons. In other words, if the difference between the diameter of the insulator tip and the width of the semi-creeping ground electrode 12 increases, when sparks occur between the semi-creeping ground electrode 12 and the center electrode 2, the outer periphery of the tip of the insulator 1 Will go around greatly. When a spark is generated obliquely rearward from the rear corner of the end surface of the semi-creeping ground electrode 12, the spark hits the front end of the insulator 1 and reaches the center electrode 2. When the spark collides with the front end of the insulator 1, the spark crawls obliquely rearward along the outer peripheral surface, and then changes direction and crawls in the direction of the peripheral surface on the front end side of the center electrode 1. Therefore, if the difference between the tip diameter of the insulator 1 and the width of the semi-creeping ground electrode 12 is large, the amount of spark crawls obliquely rearward along the outer peripheral surface of the insulator 1 becomes large, and the spark droops greatly. Can be

【0119】(実験12:付加要件3;絶縁碍子の先端
部における中心貫通孔の最小径(D3)を、D3≦2.
1mmとする根拠)主体金具5の先端面5Dの位置にお
ける絶縁碍子1と主体金具5との径差(δ)をδ=2.
8mm、主気中ギャップ(α)をα=1.1mmとし、
セミ沿面接地電極12を2個設け、セミ沿面碍子ギャッ
プ(γ)をいずれもγ=0.6mm、セミ沿面ギャップ
(β)をいずれもβ=1.6mmに設定するとともに、
絶縁碍子1が主体金具5の保持部51よりも先端側にお
ける中心貫通孔の最小径(D3)を種々設定したスパー
クプラグを作製した。なお、中心電極2の外径は中心貫
通孔の径に応じて種々変更する。これらスパークプラグ
を、実験1と同様に1800cc直列4気筒の直噴式内燃
機関を用いた自動車に取り付けてシフトレバーをDレン
ジに入れ、アイドリング600rpmにて運転を行っ
た。また、スパークプラグの点火時期はBTDC15゜
に固定した。そして、D3の各値について、1分間あた
りの失火発生頻度が略ゼロとなる噴射終了時期の幅(燃
焼安定領域)を測定した。結果を図16に示す。この結
果から、絶縁碍子1の中心貫通孔の最小径をφ2.1m
m以下にすることによって、アイドリング運転時におけ
る安定燃焼領域を広くとることができることがわかる。
(Experiment 12: Additional requirement 3: The minimum diameter (D3) of the center through hole at the tip of the insulator is D3 ≦ 2.
Basis for 1 mm) The diameter difference (δ) between the insulator 1 and the metal shell 5 at the position of the tip end face 5D of the metal shell 5 is δ = 2.
8 mm, the main air gap (α) is α = 1.1 mm,
Two semi-creeping ground electrodes 12 are provided, the semi-creeping insulator gap (γ) is set to γ = 0.6 mm, the semi-creeping gap (β) is set to β = 1.6 mm, and
Spark plugs in which the insulator 1 had variously set minimum diameters (D3) of the center through-holes on the tip side of the holding portion 51 of the metal shell 5 were manufactured. Note that the outer diameter of the center electrode 2 is variously changed according to the diameter of the center through hole. These spark plugs were mounted on an automobile using a 1800 cc in-line four-cylinder direct injection internal combustion engine as in Experiment 1, the shift lever was put in the D range, and the engine was operated at idling at 600 rpm. The spark timing of the spark plug was fixed at 15 ° BTDC. Then, for each value of D3, the width of the injection end timing at which the misfiring occurrence frequency per minute becomes substantially zero (combustion stable region) was measured. FIG. 16 shows the results. From this result, the minimum diameter of the center through hole of the insulator 1 was φ2.1 m
It can be seen that a stable combustion region during idling operation can be widened by setting m or less.

【0120】また、上記スパークプラグについてはプレ
デリバリ汚損試験を行った。試験条件は以下の通りであ
る。すなわち、排気量3000ccの6気筒直噴式内燃
機関を用いた自動車にスパークプラグを取り付ける。そ
して、該自動車を−10゜Cの低温試験室に置き、JI
SD1606の低負荷適合性試験で規定されている運転
パターンにより、低速で数回寸動させる所定の運転パタ
ーンを1サイクルとして10MΩに到達するまでのサイ
クル数を測定した。以上の結果を表7に示す。
Further, a pre-delivery fouling test was performed on the spark plug. The test conditions are as follows. That is, a spark plug is attached to an automobile using a 6-cylinder direct injection internal combustion engine having a displacement of 3000 cc. Then, the vehicle is placed in a low-temperature test room at -10 ° C.
According to the operation pattern specified in the low load compatibility test of SD1606, the number of cycles until reaching 10 MΩ was measured as one cycle of a predetermined operation pattern in which the jogging was performed several times at a low speed. Table 7 shows the above results.

【0121】[0121]

【表7】 [Table 7]

【0122】この結果によると、絶縁碍子1の中心貫通
孔の最小径をφ2.1mm以下にすることによって、プ
レデリバリ汚損テストにおいても問題を生じることが非
常に少なくなる、10MΩに到達するサイクル数を10
サイクル以上にすることができることがわかる。
According to the results, by setting the minimum diameter of the center through hole of the insulator 1 to be not more than φ2.1 mm, the number of cycles reaching 10 MΩ is extremely reduced even in the pre-delivery fouling test. 10
It can be seen that the number of cycles can be increased.

【0123】以上2種類の評価結果から、絶縁碍子1が
主体金具5と係止されて保持される保持部51よりも先
端側における中心貫通孔の最小径(D3)を、D3≦
2.1mmとすることによって、直噴式内燃機関であっ
ても安定燃焼領域を広くとることができ、さらにプレデ
リバリ汚損試験においても問題を生じにくくなることが
示された。絶縁碍子1の内径を狭くすることによって中
心電極2の外径も小さくなり、燃焼サイクルの際に碍子
先端部に受けた熱が中心電極2側に逃げることが適度に
抑制されるため、絶縁碍子1の先端温度を上昇しやすく
する。従って、通常の運転時に温度の上がり難い直噴式
内燃機関であっても、絶縁碍子1の先端部温度を上昇し
やすくすることができ、「くすぶり」によって堆積した
カーボンを焼き切ることが容易になる。また、これに伴
って主体金具5の先端面5Dと絶縁碍子1との間で火花
が発生したり、更に保持部近傍で火花が発生したりする
ことを防止することができるため、直噴式内燃機関にお
いても安定して燃焼する領域を広くとることができるよ
うになる。なお、図17に示すような、第2の実施の形
態である、中心電極2の先端部のみを縮径したタイプの
スパークプラグ200の場合においても、同様の結果を
得ている。
From the above two types of evaluation results, the minimum diameter (D3) of the center through-hole at the tip end side of the holding portion 51 where the insulator 1 is locked and held by the metal shell 5 is given by D3 ≦
It has been shown that by setting it to 2.1 mm, a stable combustion region can be widened even in a direct injection type internal combustion engine, and furthermore, a problem hardly occurs in a pre-delivery fouling test. By reducing the inner diameter of the insulator 1, the outer diameter of the center electrode 2 is also reduced, and the heat received at the tip of the insulator during the combustion cycle is appropriately suppressed from escaping to the center electrode 2. 1 makes it easy to raise the tip temperature. Therefore, even in a direct injection type internal combustion engine in which the temperature hardly rises during normal operation, the temperature at the tip end of the insulator 1 can be easily increased, and the carbon deposited by "smoldering" can be easily burned off. In addition, it is possible to prevent a spark from being generated between the distal end face 5D of the metal shell 5 and the insulator 1 and a spark from being generated near the holding portion. Also in the engine, it is possible to widen a stable combustion area. Similar results are obtained in the case of a spark plug 200 of the second embodiment in which only the tip of the center electrode 2 is reduced in diameter, as shown in FIG.

【0124】次に、本発明における他の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態
では、上記の実施の形態に比して絶縁碍子1、主体金具
5と中心電極2の形状以外は変更ないので説明を省略
し、異なる部分のみ説明する。これらの説明は、図18
〜図22に示す部分断面図により、中心電極2、平行接
地電極11、セミ沿面接地電極12及び主体金具5'先
端の近傍を拡大する形で行なう。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, the description will be omitted because there is no change other than the shapes of the insulator 1, the metal shell 5, and the center electrode 2 as compared with the above embodiment, and only different portions will be described. These explanations are given in FIG.
22 to the central electrode 2, the parallel ground electrode 11, the semi-surface creeping ground electrode 12, and the vicinity of the tip of the metal shell 5 '.

【0125】まず、図18に示す第3の実施の形態のス
パークプラグ210では、主体金具5'の先端部を内径
側に縮径することによって、先端面5D'の面積が広く
なっている。主体金具5'の先端部をこの様な形状にす
ることによって燃料が主体金具5'の内部にまで入り込
むことを抑制することができる。直噴式内燃機関では、
燃料噴射ノズルがピストンの方向を向いているため、一
度ピストンにぶつかって跳ね返ってきた燃料がタンブル
とスキッシュによる吸気の流れの影響を受けながらスパ
ークプラグの斜め先端側から近づいてくる。この角度で
燃料がくると主体金具の内部に入り込みやすい。従っ
て、本実施形態のように主体金具5'の先端部を内径側
に縮径することで燃料が内部にまで入り込むことを抑制
しやすくなる。また、先端面5D’の面積が広くなるこ
とから、本発明のように複数の接地電極を持つスパーク
プラグにとって溶接を容易にできるとともに、接地電極
の厚みを厚くすることができる。更に、主体金具5'の
保持部51'より先端側を広くとることができるので、
保持部51'近傍で火花が発生することを抑制すること
ができる。このように主体金具5'の先端部を縮径する
ときの縮径部の内径は、絶縁碍子1との径差δが、主気
中ギャップ(α)に対して、δ≧2.6×αの関係を満
足する程度にすると良い。
First, in the spark plug 210 according to the third embodiment shown in FIG. 18, the area of the distal end face 5D 'is increased by reducing the distal end of the metal shell 5' to the inner diameter side. By making the distal end portion of the metal shell 5 'in such a shape, it is possible to suppress the fuel from entering the inside of the metal shell 5'. In a direct injection internal combustion engine,
Since the fuel injection nozzle is directed toward the piston, the fuel that once hits the piston and rebounds approaches the diagonal tip side of the spark plug under the influence of the flow of intake air due to tumble and squish. When the fuel comes at this angle, it tends to get inside the metal shell. Therefore, by reducing the diameter of the distal end portion of the metal shell 5 ′ toward the inner diameter side as in the present embodiment, it is easy to suppress the fuel from entering the inside. In addition, since the area of the distal end face 5D 'is widened, welding can be facilitated and the thickness of the ground electrode can be increased for the spark plug having a plurality of ground electrodes as in the present invention. Furthermore, since the tip side can be wider than the holding portion 51 'of the metal shell 5',
The generation of a spark in the vicinity of the holding portion 51 'can be suppressed. As described above, the inner diameter of the reduced diameter portion when the distal end portion of the metal shell 5 ′ is reduced is such that the diameter difference δ from the insulator 1 is δ ≧ 2.6 × with respect to the main air gap (α). It is good to satisfy the relation of α.

【0126】図19に示す第4の実施の形態のスパーク
プラグ220では、中心電極2'の電極母材先端が絶縁
碍子1の先端面1Dよりも先端側で縮径されてその先端
に貴金属チップ21'が全周レーザ溶接により接合され
ている。なお、絶縁碍子1の先端面1Dを示す線を外方
へ延長した第1の延長線31がセミ沿面接地電極12の
先端面12Cに位置するような位置関係にセミ沿面接地
電極12が設定されている。また、本実施形態では、例
えば中心電極母材の径はφ1.8mmであり、その先端
にφ0.8mmのIr−5質量%Ptチップが接合され
ている。更に、本実施例の場合のセミ沿面ギャップ
(β)の距離βは、絶縁碍子1の先端面1Dの位置にお
ける中心電極2の外径、即ち、中心電極母材が縮径され
る前の基径とセミ沿面接地電極12との本スパークプラ
グの軸線方向に対して垂直方向の距離となる。
In the spark plug 220 according to the fourth embodiment shown in FIG. 19, the tip of the electrode base material of the center electrode 2 ′ is reduced in diameter on the tip side of the tip face 1 D of the insulator 1, and a noble metal tip is attached to the tip. 21 ′ are joined by laser welding all around. The semi-creeping ground electrode 12 has a positional relationship such that a first extension line 31 extending outward from a line indicating the tip end face 1D of the insulator 1 is located on the tip end face 12C of the semi-creeping ground electrode 12. Is set. In the present embodiment, for example, the diameter of the center electrode base material is φ1.8 mm, and an Ir-5 mass% Pt tip of φ0.8 mm is joined to the tip thereof. Further, the distance β of the semi-surface gap (β) in the case of this embodiment is the outer diameter of the center electrode 2 at the position of the front end face 1D of the insulator 1, that is, the base before the center electrode base material is reduced in diameter. The distance between the diameter and the semi-creeping ground electrode 12 is the distance in the direction perpendicular to the axial direction of the spark plug.

【0127】図20に示す第5の実施の形態のスパーク
プラグ230では、中心電極2'の電極母材先端が縮径
されて、その先端に貴金属チップ21'が全周レーザ溶
接により接合されている。
In the spark plug 230 of the fifth embodiment shown in FIG. 20, the tip of the electrode base material of the center electrode 2 'is reduced in diameter, and the noble metal tip 21' is joined to the tip by laser welding all around. I have.

【0128】他方、図21に示す第6の実施の形態のス
パークプラグ240では、中心電極2'の電極母材先端
は縮径されておらず、先端に略凸状の形状をした貴金属
チップ21'が全周レーザ溶接により接合されている。
また、レーザ溶接部212の先端が絶縁碍子1の先端面
1Dとほぼ同一面に位置している。なお、本実施形態で
は、例えば中心電極母材の径はφ1.8mmであり、そ
の先端に先端側の径がφ0.6mm、径大部211'の
径がφ1.8mmのIr−20質量%Rhチップが接合
されている。そして、絶縁碍子1の中心貫通孔内径がφ
1.9mmに設定されている。更に、本実施例の場合の
セミ沿面ギャップ(β)の距離βは、絶縁碍子1の先端
面1Dの位置における中心電極2の外径、即ち、貴金属
チップ21'の径大部211'とセミ沿面接地電極12と
の本スパークプラグの軸線方向に対して垂直方向の距離
になる。このように構成することにより、セミ沿面ギャ
ップ(β)で火花が発生した場合であっても、貴金属チ
ップ21'が中心電極母材から脱落することを防止する
ことができる。セミ沿面ギャップ(β)で火花が発生し
た場合には、貴金属チップ21'の側面とセミ沿面接地
電極12との間で火花が発生することになる。この位置
で頻繁に火花が発生することになると、絶縁碍子1の先
端面1D近傍での貴金属チップ21'が消耗したとして
も、貴金属チップ21'先端部よりも細くなってしまう
ことがなく、貴金属チップ21'の先端部が脱落してし
まうことを防止できる。更に、先端部は径が細いため、
主気中ギャップ(α)で火花が発生する際の放電電圧を
低減させることができる。このため、着火性が向上す
る。また、特に直噴式内燃機関では安定燃焼領域を広く
することができる。
On the other hand, in the spark plug 240 of the sixth embodiment shown in FIG. 21, the tip of the electrode base material of the center electrode 2 'is not reduced in diameter, and the noble metal tip 21 having a substantially convex shape at the tip. 'Are joined by laser welding all around.
Further, the tip of the laser weld 212 is located on substantially the same plane as the tip face 1D of the insulator 1. In the present embodiment, for example, the diameter of the center electrode base material is φ1.8 mm, and the diameter of the distal end side is φ0.6 mm, and the diameter of the large diameter portion 211 ′ is Ir-20 mass% of φ1.8 mm. Rh chips are bonded. The inner diameter of the center through hole of the insulator 1 is φ
It is set to 1.9 mm. Further, the distance β of the semi-surface gap (β) in the case of the present embodiment is equal to the outer diameter of the center electrode 2 at the position of the front end face 1D of the insulator 1, that is, the semi-creep gap and the large diameter portion 211 ′ of the noble metal tip 21 ′. The distance from the creeping ground electrode 12 is perpendicular to the axial direction of the spark plug. With this configuration, it is possible to prevent the noble metal tip 21 ′ from falling off from the center electrode base material even when a spark occurs in the semi-creep gap (β). When a spark is generated in the semi-creeping gap (β), a spark is generated between the side surface of the noble metal tip 21 ′ and the semi-creeping ground electrode 12. If sparks occur frequently at this position, even if the noble metal tip 21 ′ near the distal end face 1 </ b> D of the insulator 1 is consumed, the noble metal tip 21 ′ does not become thinner than the tip of the noble metal tip 21 ′. The tip of the tip 21 'can be prevented from falling off. Furthermore, because the tip is thin,
It is possible to reduce the discharge voltage when a spark occurs in the main air gap (α). Therefore, the ignitability is improved. In particular, in a direct injection internal combustion engine, the stable combustion region can be widened.

【0129】図22に示す第7の実施の形態のスパーク
プラグも、同様に中心電極2'の電極母材先端は縮径さ
れておらず、先端に略凸状の形状をした貴金属チップ2
1'が全周レーザ溶接により接合されている。この実施
形態では、貴金属チップ21'の径大部211'が絶縁碍
子1の先端面1Dよりも内部に位置している。なお、本
実施形態では、例えば中心電極母材の径はφ1.8mm
であり、その先端に先端側の径がφ0.6mm、径大部
211'の径がφ1.8mmのIr−20質量%Rhチッ
プが接合されている。そして、絶縁碍子1の中心貫通孔
内径がφ1.9mmに設定されているため、絶縁碍子1
の中心貫通孔内径と貴金属チップ21'外径との径差
は、0.1mmに設定されている。更に、本実施例の場
合のセミ沿面ギャップ(β)の距離βは、絶縁碍子1の
先端面1Dの位置における中心電極2の外径、即ち、貴
金属チップ21'の貴金属チップ21'の細径部とセミ沿
面接地電極12との距離になる。
Similarly, in the spark plug of the seventh embodiment shown in FIG. 22, the tip of the electrode base material of the center electrode 2 'is not reduced in diameter, and the noble metal tip 2 has a substantially convex shape at the tip.
1 ′ are joined by laser welding all around. In this embodiment, the large-diameter portion 211 ′ of the noble metal tip 21 ′ is located inside the distal end face 1 D of the insulator 1. In the present embodiment, for example, the diameter of the center electrode base material is φ1.8 mm.
An Ir-20 mass% Rh chip having a diameter of φ0.6 mm on the distal end side and a diameter of φ1.8 mm on the large diameter portion 211 ′ is bonded to the distal end. Since the inner diameter of the center through hole of the insulator 1 is set to φ1.9 mm, the insulator 1
Is set to 0.1 mm between the inner diameter of the center through hole and the outer diameter of the noble metal tip 21 '. Further, the distance β of the semi-surface gap (β) in the case of the present embodiment is the outer diameter of the center electrode 2 at the position of the front end face 1D of the insulator 1, that is, the small diameter of the noble metal tip 21 ′ of the noble metal tip 21 ′. It is the distance between the part and the semi-creeping ground electrode 12.

【0130】セミ沿面ギャップ(β)で火花が発生した
場合に絶縁碍子1の先端面1Dを這う火花は、更に絶縁
碍子1の中心貫通孔の内壁を這って貴金属チップ21'
の径大部211'に至る。従って、径大部211'が絶縁
碍子1の中心貫通孔内部にあったとしても火花は径大部
211'とセミ沿面接地電極12との間で発生するた
め、貴金属チップ21'の先端部が脱落してしまうこと
を防止できる。更に、先端部は径が細いため、主気中ギ
ャップ(α)で火花が発生する際の放電電圧を低減させ
ることができる。このため、着火性が向上する。また、
特に直噴式内燃機関では安定燃焼領域を広くすることが
できる。そして、貴金属チップ21'外径と絶縁碍子1
の中心貫通孔内径との径差の最小値が0.1mmである
ため、中心電極2'母材の火花放電による消耗を抑える
ことがより容易になる。これは、以下の理由によるもの
であると考えられる。即ち、セミ沿面ギャップ(β)で
火花が発生した場合には、絶縁碍子1の中心貫通孔内壁
を火花が這うことになる。この時、貴金属チップ21'
外径と絶縁碍子1の中心貫通孔内径との径差が大きくな
ると、火花が貴金属チップ21'に飛ばずに更に奥深く
入り込んで中心電極2'母材にまで至る場合がある。中
心電極2'母材は貴金属チップ21'と比較して耐火花消
耗性は低いため、急速に消耗しやすく、チップの脱落に
至る場合がある。従って、この径差を小さくすることに
よって、中心電極2'母材に火花が至る現象を抑えるこ
とができ、耐久性が向上するのである。
When a spark is generated at the semi-creep gap (β), the spark crawling on the front end face 1D of the insulator 1 further crawls on the inner wall of the center through hole of the insulator 1 and the noble metal tip 21 '.
Large diameter portion 211 ′. Therefore, even if the large-diameter portion 211 ′ is inside the center through hole of the insulator 1, a spark is generated between the large-diameter portion 211 ′ and the semi-surface creeping ground electrode 12, so that the tip of the noble metal tip 21 ′ Can be prevented from falling off. Further, since the tip portion has a small diameter, it is possible to reduce a discharge voltage when a spark is generated in the main air gap (α). Therefore, the ignitability is improved. Also,
Particularly in a direct injection type internal combustion engine, the stable combustion region can be widened. Then, the outer diameter of the noble metal tip 21 ′ and the insulator 1
Since the minimum value of the diameter difference from the inner diameter of the center through hole is 0.1 mm, it is easier to suppress the consumption of the base material of the center electrode 2 ′ due to spark discharge. This is considered to be due to the following reasons. That is, when a spark is generated in the semi-surface gap (β), the spark crawls on the inner wall of the center through hole of the insulator 1. At this time, the noble metal tip 21 '
If the diameter difference between the outer diameter and the inner diameter of the center through hole of the insulator 1 becomes large, the sparks may enter the precious metal tip 21 'further deeply without reaching the precious metal tip 21' and reach the base material of the center electrode 2 '. Since the base material of the center electrode 2 'has a lower spark wear resistance than the noble metal tip 21', the base material is liable to be consumed quickly and the chip may fall off. Therefore, by reducing the diameter difference, the phenomenon that sparks reach the base material of the center electrode 2 'can be suppressed, and the durability is improved.

【0131】なお、図30に示すように、平行接地電極
11の主気中ギャップに面する位置にも、貴金属チップ
50を溶接接合することができる。該スパークプラグ2
70は、図9のスパークプラグ220において、平行接
地電極11にも貴金属チップ50を設けた例を示してい
る。貴金属チップ50の材質は、平行接地電極11側の
貴金属チップ21’と同様のものを使用できる。他方、
中心電極2側が負となる電圧極性にてスパークプラグを
使用する場合、平行接地電極11側においては中心電極
2側と比較して火花消耗が若干緩やかであるので、中心
電極2側よりもやや融点の低い貴金属チップ50を使用
することも可能である(例えば、中心電極2側の貴金属
チップ21’がイリジウム合金である場合、平行接地電
極11側の貴金属チップ50を白金あるいは白金合金に
て構成できる)。
As shown in FIG. 30, the noble metal tip 50 can be welded to a position facing the main air gap of the parallel ground electrode 11 as well. The spark plug 2
Reference numeral 70 denotes an example in which the noble metal tip 50 is also provided on the parallel ground electrode 11 in the spark plug 220 of FIG. The material of the noble metal tip 50 can be the same as the noble metal tip 21 'on the parallel ground electrode 11 side. On the other hand,
When a spark plug is used with a voltage polarity at which the center electrode 2 side is negative, spark consumption is slightly slower on the parallel ground electrode 11 side than on the center electrode 2 side, so that the melting point is slightly higher than on the center electrode 2 side. (For example, when the noble metal tip 21 ′ on the center electrode 2 side is made of an iridium alloy, the noble metal tip 50 on the parallel ground electrode 11 side can be made of platinum or a platinum alloy. ).

【0132】平行接地電極11とセミ沿面接地電極12
とは、表層部をなす母材をいずれもニッケル又はニッケ
ル合金にて構成できる。この場合、両電極11,12に
おいて、使用する母材の材質を異ならせることも可能で
ある。すなわち、平行接地電極11の母材を、ニッケル
を主成分とする第一のニッケル系母材金属にて構成し、
セミ沿面接地電極12の母材を、ニッケルを主成分とす
る第二のニッケル系母材金属にて構成できる。
Parallel ground electrode 11 and semi-creeping ground electrode 12
Means that any of the base materials forming the surface layer portion can be made of nickel or a nickel alloy. In this case, it is possible to use different materials for the base materials for the electrodes 11 and 12. That is, the base material of the parallel ground electrode 11 is made of a first nickel base metal containing nickel as a main component,
The base material of the semi-creeping ground electrode 12 can be composed of a second nickel base metal containing nickel as a main component.

【0133】例えば、図30(セミ沿面接地電極12の
形態は図2あるいは図19と同じ;符号をこれらの図か
ら援用する)では、セミ沿面接地電極12の他端の端面
部12Cに貴金属チップが溶接されず、かつ該端面部の
全体が第二のニッケル系母材金属からなる一方、平行接
地電極11の少なくとも表層部11bが第一のニッケル
系母材金属にて構成され、中心電極2との対向面に貴金
属チップ50が溶接されている。この場合、第二のニッ
ケル系母材金属のニッケル含有率よりも低くすることが
できる。すなわち、平行接地電極11側は貴金属チップ
50が溶接してあるので、母材の火花消耗はそれほど問
題とならない。他方、セミ沿面接地電極12側は、平行
接地電極11側と比較すれば飛火頻度は高くないので、
貴金属チップを省略してコスト削減を図るとともに、こ
の場合は母材表面そのものが放電面となることから、そ
のニッケル含有率の向上により火花消耗抑制を図ろうと
いう思想である。この場合、第二のニッケル系母材金属
のニッケル含有率は、85質量%以上であることが望ま
しい。例えば、第一のニッケル系母材金属をインコネル
600(商標名)とし、第二のニッケル系母材金属を9
5質量%ニッケル合金(残部クロム、マンガン、シリコ
ン、アルミ、鉄等)にて構成することができる。
For example, in FIG. 30 (the form of the semi-surface creeping ground electrode 12 is the same as that of FIG. 2 or FIG. 19; The noble metal tip is not welded, and the entire end face is made of the second nickel-based base metal, while at least the surface layer portion 11b of the parallel ground electrode 11 is made of the first nickel-based base metal, A noble metal tip 50 is welded to the surface facing the electrode 2. In this case, the nickel content of the second nickel base metal can be made lower. That is, since the noble metal tip 50 is welded to the parallel ground electrode 11, the spark consumption of the base material does not matter much. On the other hand, since the semi-creeping ground electrode 12 side has a higher spark frequency than the parallel ground electrode 11 side,
The idea is to reduce the cost by omitting the noble metal tip and, in this case, to reduce the spark consumption by improving the nickel content, since the base material surface itself becomes the discharge surface. In this case, the nickel content of the second nickel base metal is desirably 85% by mass or more. For example, the first nickel base metal is Inconel 600 (trade name), and the second nickel base metal is 9
It can be composed of a 5 mass% nickel alloy (the balance is chromium, manganese, silicon, aluminum, iron, etc.).

【0134】(その他の実施の形態)以上説明した各実
施の形態ではセミ沿面接地電極12を2極としたが、セ
ミ沿面接地電極12は単極であっても良いし3極以上の
多極としても良い。しかしながら、単極では絶縁碍子1
の端面の全周に渡って火花でカーボンを焼き切るのが難
しく、火花清浄性が悪くなるので、セミ沿面接地電極1
2は2極から4極が好ましいと考える。また、セミ沿面
接地電極12の位置は、多くの実施形態でセミ沿面接地
電極12の先端面12Cの全面が絶縁碍子1の直管状部
102に対向する例を説明したが、絶縁碍子1の先端面
1Dを示す線を外方へ延長した第1の延長線31がセミ
沿面接地電極12の先端面12Cに位置するような位置
関係に設定してもよい。さらに、絶縁碍子1の先端内部
において中心電極の縮径(いわゆるサーモ)されていな
いスパークプラグについて説明したが、1段または2段
以上に縮径されているスパークプラグであっても良い。
(Other Embodiments) In each of the embodiments described above, the semi-creeping ground electrode 12 has two poles. However, the semi-creeping ground electrode 12 may be a single pole or three or more poles. It may be multipolar. However, for a single pole, the insulator 1
It is difficult to burn off carbon with sparks over the entire circumference of the end face of the electrode, and the spark cleanliness deteriorates.
2 is preferably 2 to 4 poles. In addition, the position of the semi-creeping ground electrode 12 has been described in many embodiments in the case where the entire front end surface 12C of the semi-creeping grounding electrode 12 faces the straight tubular portion 102 of the insulator 1. May be set such that a first extension line 31 obtained by extending a line indicating the front end surface 1D of the semi-surface creeping ground electrode 12 is located on the front end surface 12C of the semi-surface creeping ground electrode 12. Furthermore, the spark plug in which the diameter of the center electrode is not reduced (so-called thermo) inside the front end of the insulator 1 has been described, but the spark plug may be reduced in diameter in one or more stages.

【0135】また、図29のスパークプラグ260は、
階段状の縮径部を経て直管状部102Bを形成した例で
ある。図23あるいは図29に示すスパークプラグ10
0,260においては、いずれも絶縁碍子1の先端部に
直管状部102あるいは102Bが形成されている。直
管状部102あるいは102Bの軸線30の向きにおけ
る長さは、いずれも0.5〜1.5mmである。これら
の構成では、直管状部102あるいは102Bの後方
に、図31(c)に示すようなテーパ状の膨らみ部10
5、あるいは図31(a)に示すような階段状の膨らみ
部102Aが隣接形成される形となる。
The spark plug 260 shown in FIG.
This is an example in which a straight tubular portion 102B is formed through a stepwise reduced diameter portion. Spark plug 10 shown in FIG. 23 or FIG.
0 and 260, the straight tubular portion 102 or 102B is formed at the tip of the insulator 1. The length of the straight tubular portion 102 or 102B in the direction of the axis 30 is 0.5 to 1.5 mm. In these configurations, a tapered bulging portion 10 as shown in FIG. 31 (c) is provided behind the straight tubular portion 102 or 102B.
5, or a step-like bulging portion 102A as shown in FIG.

【0136】上記の膨らみ部がセミ沿面接地電極12の
端面12Cの後方側縁12Bに近づきすぎると、ここか
らの火花が後方側に垂れ下がる形で発生しやすくなる。
例えば、図32(a)に示すように、階段状の膨らみ部
102Aのアール付与された移行部102Tには電界が
集中しやすく、セミ沿面接地電極12の後方側縁12B
からの火花SP3はこの移行部102Tを目指して放出
される結果、後方側に垂れ下がり、絶縁碍子1の側周面
後方部を大きく回り込む形で飛火することになる。この
ような火花が着火性を悪化させることは明らかである。
If the bulging portion is too close to the rear side edge 12B of the end surface 12C of the semi-surface creeping ground electrode 12, sparks from the bulging portion tend to hang down rearward.
For example, as shown in FIG. 32 (a), the electric field tends to concentrate on the rounded transition portion 102T of the step-shaped bulging portion 102A, and the rear side edge 12B of the semi-creeping ground electrode 12
As a result, the spark SP3 is discharged toward the transition portion 102T, so that the spark SP3 hangs rearward and fires around the rear portion of the side peripheral surface of the insulator 1. It is clear that such sparks deteriorate the ignitability.

【0137】そこで、図31に示すように、セミ沿面接
地電極12の端面12Cの、絶縁碍子2の軸線30の方
向における後方側縁12Bの中点と、該絶縁碍子2の軸
線30とを含む仮想的な平面上において、セミ沿面ギャ
ップの大きさをγ(単位:mm)として、後方側縁12
Aの中点を中心とする(γ+0.1)mmの円Ckを描
いたときに、膨らみ部102Aの全体が該円Ckの外側
に位置するようにすれば、図32のSP3のような火花
の垂れ下がりを効果的に防止することができる。なお、
図31(b)に示すように、膨らみ部102Aの移行部
102Tを円Ckに倣う傾斜面とすれば、図31(a)
のように移行部102Tが直管状部102Bの外周面か
ら垂直に立ち上がる形態と比較して、直管状部102B
自体の長さを短くすることができ、また、移行部102
Tに電界集中しやすい小角度の縁部を生じにくくなるの
で、火花の垂れ下がり防止に一層効果的である。
Therefore, as shown in FIG. 31, the midpoint of the rear side edge 12B of the end surface 12C of the semi-creeping ground electrode 12 in the direction of the axis 30 of the insulator 2 and the axis 30 of the insulator 2 are aligned. On the imaginary plane including the surface, the size of the semi-creeping gap is defined as γ (unit: mm),
When a circle Ck of (γ + 0.1) mm centering on the middle point of A is drawn, if the entire bulging portion 102A is positioned outside the circle Ck, a spark such as SP3 in FIG. Can be effectively prevented from sagging. In addition,
As shown in FIG. 31B, if the transition portion 102T of the bulging portion 102A is formed as an inclined surface following the circle Ck, FIG.
As compared with a mode in which the transition portion 102T rises vertically from the outer peripheral surface of the straight tubular portion 102B as shown in FIG.
The length of the transition section 102 can be reduced.
Since a small-angle edge that tends to concentrate the electric field at T is less likely to be generated, it is more effective to prevent the spark from drooping.

【0138】上記の効果を確認するために、以下の実験
を行なった。 (実験13)図3のスパークプラグにおいて、絶縁碍子
1の直管状部102の形態を、図31(c)に示すタイ
プのもの(タイプA)及び(a)に示すタイプのもの
(タイプB)を種々用意した。これらスパークプラグ
は、いずれも平行接地電極11をなくし、セミ沿面接地
電極12を2個設け、セミ沿面碍子ギャップ(γ)をい
ずれもγ=0.6mm、セミ沿面ギャップ(β)をいず
れもβ=1.6mmに設定するとともに、絶縁碍子1の
先端面1Dの高さ位置とセミ沿面接地電極12の端面1
2Cの後端側縁12Bの高さ位置との段差Eは0.9m
mとした。そして、直管状部(102あるいは102
B)の長さを、表8に示す0.9〜1.8mmの種々の
値とした。なお、表8には、前記した半径(γ+0.
1)mmの円の範囲内に、膨らみ部105あるいは10
2Aが存在しているものを「*」、存在していないもの
を「◎」で表している。これらのスパークプラグを用い
て、以下の実験を行なった。すなわち、スパークプラグ
をチャンバに取り付け、チャンバ内を0.6MPaに加
圧するとともに、フルトランジスタ電源により1秒間に
1回の火花を発生させる動作を1分間継続した。そし
て、その間の火花発生状況をビデオ撮影し、その画像を
解析することにより、セミ沿面接地電極12の端面12
Cの後方側縁12Bから発生した火花の、該後方側縁1
2Bから軸線30の方向における最大垂れ下がり長さL
を求め、その長さが2.5mm以内に収まっているもの
を良好(○)、そうでないものを不良(×)として評価
した。以上の結果を表8に示す。
The following experiment was conducted to confirm the above effects. (Experiment 13) In the spark plug of FIG. 3, the shape of the straight tubular portion 102 of the insulator 1 is changed to the type shown in FIG. 31 (c) (type A) and the type shown in FIG. 31 (a) (type B). Were prepared. In each of these spark plugs, the parallel ground electrode 11 is eliminated, two semi-creeping ground electrodes 12 are provided, the semi-creeping insulator gap (γ) is γ = 0.6 mm, and the semi-creeping gap (β) is both. β is set to 1.6 mm, and the height position of the end face 1D of the insulator 1 and the end face 1 of the semi-creeping ground electrode 12 are set.
The step E from the height of the rear edge 12B of the 2C is 0.9 m.
m. Then, the straight tubular portion (102 or 102
The lengths of B) were various values shown in Table 8 from 0.9 to 1.8 mm. Table 8 shows the radius (γ + 0.
1) The bulge 105 or 10 within the range of the circle of mm.
The case where 2A exists is indicated by “*”, and the case where 2A does not exist is indicated by “◎”. The following experiment was performed using these spark plugs. That is, the spark plug was attached to the chamber, the inside of the chamber was pressurized to 0.6 MPa, and the operation of generating a spark once per second by the full transistor power supply was continued for one minute. A video of the state of spark generation during that time is taken, and the image is analyzed, so that the end surface 12
C, the rear side edge 1 of the spark generated from the rear side edge 12B.
Maximum droop length L in the direction from 2B to axis 30
Were evaluated as good (○) when the length was within 2.5 mm, and as poor (x) when the length was not within 2.5 mm. Table 8 shows the above results.

【0139】[0139]

【表8】 [Table 8]

【0140】すなわち、直管状部の長さが1.5mm以
下であるか、あるいは前記した半径(γ+0.1)mm
の円内に膨らみ部が存在していない場合に、火花の垂れ
下がりが効果的に抑制されていることがわかる。
That is, the length of the straight tubular portion is 1.5 mm or less, or the radius (γ + 0.1) mm
It can be seen that when there is no bulging portion in the circle, the sagging of the spark is effectively suppressed.

【0141】次に、セミ沿面接地電極12の端面12C
からの火花の発生形態は、該端面12Cの形状を工夫す
ることによっても改善することが可能である。まず、端
面12Cの形態を規定するに際しては、以下のような幾
何学的な定義を行なう。すなわち、図2(b)におい
て、軸線30の方向において絶縁碍子1の先端部の位置
する側を前方側とし、これと反対側を後方側とする。さ
らに、セミ沿面接地電極12の、端面12Cの後方側縁
12Bの中点M1と軸線30とを含む仮想的な平面VP
に対し、軸線30を含んで該平面VPと直交する平面を
投影面PPとして定める。そして、該投影面PPへの端
面12Cの正射影を12NP(以下、端面正射影12N
Pと記載する)とする。なお、図26に示すように、端
面12Cが投影面PPと平行な場合は、図2(b)に示
すように、正射影12NPは端面12Cと幾何学的に合
同となる。他方、図21に示すように、端面12Cを平
面となす代わりに円弧状面となした場合には、端面12
Cの形状は曲面であるものの図2(c)に示すように、
その端面正射影12NPの形状は、図2(b)に示す場
合と基本的に相違しない。
Next, the end surface 12C of the semi-creeping ground electrode 12
It is possible to improve the form of generation of sparks from the surface by devising the shape of the end face 12C. First, when defining the form of the end face 12C, the following geometrical definition is made. That is, in FIG. 2B, the side where the tip of the insulator 1 is located in the direction of the axis 30 is defined as the front side, and the opposite side is defined as the rear side. Furthermore, a virtual plane VP including the midpoint M1 of the rear side edge 12B of the end surface 12C and the axis 30 of the semi-surface creeping ground electrode 12
In contrast, a plane that includes the axis 30 and is orthogonal to the plane VP is defined as the projection plane PP. Then, the orthogonal projection of the end face 12C onto the projection plane PP is referred to as 12NP (hereinafter, referred to as an end face orthogonal projection 12N).
P). When the end face 12C is parallel to the projection plane PP as shown in FIG. 26, the orthographic projection 12NP is geometrically congruent with the end face 12C as shown in FIG. 2B. On the other hand, as shown in FIG. 21, when the end face 12C is formed into an arc-shaped surface instead of a plane,
Although the shape of C is a curved surface, as shown in FIG.
The shape of the end face orthographic projection 12NP is basically not different from the case shown in FIG.

【0142】セミ沿面接地電極12を、例えば長方形状
の軸断面を有する線状部材を曲げ加工して作ったもので
ある場合、図32(b)に示すように、その端面正射影
12NPの形状も長方形状のものとなる。このとき、投
影面PP上にて軸線30と後方側縁12Bとの交点をX
とし、同じく前方側縁12Aとの交点をYとして、線分
XYの中点Qを通って軸線30と直交する基準線RLを
引いたとき、該基準線RLよりも前方側に位置する領域
(以下、前方側領域FAという)の面積S1は、同じく
後方側に位置する領域(以下、後方側領域RAという)
の面積S2と略等しくなる。なお、投影面PP上での議
論においては、「‥の正射影」とその都度称することは
煩雑であるので、これを省略し、単に「後方側縁12
B」、「前方側縁12A」等と称する。
When the semi-surface creeping ground electrode 12 is formed by bending a linear member having a rectangular axial cross section, for example, as shown in FIG. The shape is also rectangular. At this time, the intersection of the axis 30 and the rear side edge 12B on the projection plane PP is represented by X
Similarly, when a point of intersection with the front side edge 12A is set to Y, and a reference line RL orthogonal to the axis 30 is drawn through the midpoint Q of the line segment XY, an area located forward of the reference line RL ( Hereinafter, the area S1 of the front area FA is the same as the area located on the rear side (hereinafter, the rear area RA).
Is approximately equal to the area S2. In the discussion on the projection plane PP, it is complicated to refer to each time as “orthogonal projection of 都”.
B "," front side edge 12A "and the like.

【0143】端面正射影12NPがこのような形状とな
る端面12Cの場合、前方側領域FAと後方側領域RA
とでは、単位時間あたりの火花の発生頻度は略等しくな
る。例えば、図32(c)に示すように、領域DWにお
いて何らかの理由により局所的に火花消耗が遅れた場合
を想定すると、消耗から取り残された領域DWのギャッ
プ間隔は他の領域よりも小さくなるから、以降は領域D
Wでの火花放電が逆に生じやすくなる。該事実から因果
律的に考えれば、セミ沿面接地電極12は、局所的なギ
ャップ間隔異常がなるべく生じないように、放電面とな
る端面12Cの全体にわたって一様に消耗すること、換
言すれば単位面積/単位時間あたりの火花発生頻度が、
端面12Cの全面に渡って略均等でなければならない。
従って、基準線RLに関して二分される端面正射影12
NPの2つの領域、すなわち前方側領域FAと後方側領
域RAとの面積S1とS2とが等しいので、各領域FA
とRAとで発生する単位時間あたりの火花発生頻度も略
等しくなるのである。その結果、前方側領域FAも後方
側領域RAも略同じ頻度で火花が発生するのであるか
ら、チャンネリング抑制や着火性改善の効果は期待でき
ない。
If the end face orthographic projection 12NP is the end face 12C having such a shape, the front area FA and the rear area RA
In, the frequency of occurrence of sparks per unit time is substantially equal. For example, as shown in FIG. 32 (c), when it is assumed that spark wear is locally delayed in the area DW for some reason, the gap interval of the area DW left behind from the wear becomes smaller than other areas. , And after that area D
Conversely, spark discharge at W tends to occur. From a causal point of view based on this fact, the semi-surface ground electrode 12 is consumed uniformly over the entire end surface 12C serving as a discharge surface, in other words, in a unit, so that local gap interval abnormality is not generated as much as possible. Spark frequency per area / unit time is
It must be substantially uniform over the entire end face 12C.
Therefore, the end face orthographic projection 12 bisected with respect to the reference line RL
Since the two areas of the NP, that is, the areas S1 and S2 of the front area FA and the rear area RA are equal, each area FA
Thus, the frequency of sparks generated per unit time between and RA is also substantially equal. As a result, sparks occur at substantially the same frequency in both the front area FA and the rear area RA, so that the effects of suppressing channeling and improving ignitability cannot be expected.

【0144】そこで、図33においては、端面正射影N
Pにおける前方側領域FAの面積S1が後方側領域RA
の面積S2よりも大となるような、端面12Cの形状が
選択されている。このようなセミ沿面接地電極12は、
面積が増えた分だけ前方側領域FAでの単位時間あたり
の火花SPの発生頻度が高くなり、絶縁碍子1へのアタ
ックが柔らかい前方側領域FAが増加するので、チャン
ネリング抑制及び着火性改善を効果的に図ることができ
るようになる。図33では、平行対辺のうち短辺が後方
側縁12Bとなる台形状の形状が採用されている。ま
た、火花SPの発生頻度を矢印の長さにより模式的に表
している。他方、図34は、後方側縁12Bが弧と一致
する弓形ないし半月状の形状とした例であり、S1>S
2が成り立っていることは明らかである。
Therefore, in FIG. 33, the end face orthographic projection N
The area S1 of the front area FA in P is the rear area RA
The shape of the end face 12C is selected so as to be larger than the area S2. Such a semi-creeping ground electrode 12
As the area increases, the frequency of sparks SP per unit time in the front side area FA increases, and the front side area FA with a soft attack on the insulator 1 increases, thereby suppressing channeling and improving ignitability. It can be achieved effectively. In FIG. 33, a trapezoidal shape in which the shorter side of the parallel opposite side is the rear side edge 12B is adopted. The frequency of occurrence of the spark SP is schematically represented by the length of the arrow. On the other hand, FIG. 34 shows an example in which the rear side edge 12B has an arcuate or semilunar shape coinciding with the arc, and S1> S.
It is clear that 2 holds.

【0145】次に、セミ沿面接地電極12が、図32
(b)に示すような長方形状の端面12Cを有している
とき、その角部、特に後方側縁12Bの両端の角部が図
に示すようなピン角になっていると、ここを起点として
火花SP3が斜め外方下向きに放出されやすくなる。こ
のような火花SP3は、図32(a)に示すように、絶
縁碍子1の軸線方向に沿って大きく垂れ下がる形で飛ぶ
ことがあり、着火性が著しく損なわれてしまう不具合に
つながる。特に、直管部102Bの基端部に、鋭い階段
状の移行部102Tが形成されている場合は、火花SP
3は電界集中しやすい稜線部を目指して大きく回りこむ
形になるため、垂れ下がりは一層甚だしくなり、着火性
が大きく損なわれてしまう不具合につながる。
Next, the semi-surface creeping ground electrode 12 is
When a rectangular end face 12C as shown in (b) is provided, if its corners, particularly the corners at both ends of the rear side edge 12B, have a pin angle as shown in the figure, the starting point is set here. As a result, the spark SP3 is easily emitted obliquely outward and downward. As shown in FIG. 32 (a), such a spark SP3 may fly in a drooping shape along the axial direction of the insulator 1, leading to a problem that the ignitability is significantly impaired. In particular, when a sharp step-like transition portion 102T is formed at the base end of the straight pipe portion 102B, the spark SP
3 has a shape in which it wraps around a ridge line portion where electric field concentration is likely to occur, so that drooping becomes even more severe, leading to a problem that ignitability is greatly impaired.

【0146】そこで、図35に示すように、少なくとも
後方側領域RAにおいて、角部の先端曲率半径又は面取
り幅が0.2mm以上若しくはこの角部を形成する2辺
部が90度を超える角度をなすように形成されており端
面正射影12NPにおいて先鋭な角部が現われないよう
な、端面12Cの形状を選択することで、後方側領域R
Aからの上記のような垂れ下がりを伴う火花の発生を効
果的に抑制することができる。また、火花発生の起点と
なりやすい先鋭な角部を後方側領域RAから排除するこ
とにより、該領域側での火花発生頻度自体も低減され
る。
Therefore, as shown in FIG. 35, at least in the rear area RA, the radius of curvature or the chamfer width at the tip of the corner is 0.2 mm or more, or the angle between two sides forming this corner exceeds 90 degrees. By selecting the shape of the end face 12C such that no sharp corner appears in the end face orthographic projection 12NP, the rear side region R
It is possible to effectively suppress the generation of the spark accompanying the dripping from A as described above. In addition, by eliminating sharp corners that are likely to be the starting points of spark generation from the rear area RA, the spark generation frequency itself on the area side is also reduced.

【0147】図35(a)は、直線状の後方側縁12B
の両端に生ずる角部(2辺部のなす角度は略90℃)R
C1,RC2を、先端曲率半径が0.2mm以上(例え
ば上限1.0mm程度まで)のアール状部とした例であ
る。また、図35(b)は、角部RC1,RC2を幅
0.2mm以上の面取り部となした例である。この場
合、面取り部の両端に1ずつの角部が生じることになる
が、これらの角部は、2辺部がいずれも鈍角となり、敏
感な火花発生起点部とはなりにくいので、先端曲率半径
は0.2mm未満となっていても差し支えない。
FIG. 35A shows a straight rear side edge 12B.
(The angle between the two sides is approximately 90 ° C.)
In this example, C1 and RC2 are rounded portions having a radius of curvature of 0.2 mm or more (for example, up to about 1.0 mm). FIG. 35B is an example in which the corners RC1 and RC2 are chamfers having a width of 0.2 mm or more. In this case, one corner is formed at each end of the chamfered portion. However, since these two corners have obtuse angles on both sides and are unlikely to be sensitive spark generation starting portions, the radius of curvature at the tip is small. May be less than 0.2 mm.

【0148】なお、図35(a)及び(b)において
は、後方側縁12Bの両端に生ずる角部RC1,RC2
にのみアール状部あるいは面取り部を形成している。そ
の結果、前方側領域FAの面積S1は後方側領域RAの
面積S2よりも多少は大きくなり、S1>S2とする効
果も多少は生ずることとなる。ただし、図35(c)に
示すように、前方側縁12Aの両端に生ずる角部FC
1,FC2も含めた4つの角部の全てにアール状部(面
取り部でもよい)を形成し、S1とS2とを略等しくす
ることももちろん可能である。また、図33の構成は、
端面正射影12NPが略等脚台形状となっており、後方
側縁12Bの両端に生ずる角部RC1,RC2はいずれ
も鈍角であるから、先鋭な角部を排除する効果も生ず
る。また、図34の構成においても、後方側縁12B
が、先鋭な角部が本質的に生じない円弧状に形成されて
いるので、先鋭な角部は同様に排除されているといえ
る。
In FIGS. 35A and 35B, the corners RC1 and RC2 formed at both ends of the rear side edge 12B are shown.
Only a round portion or a chamfered portion is formed. As a result, the area S1 of the front side area FA is slightly larger than the area S2 of the rear side area RA, and the effect of S1> S2 is somewhat generated. However, as shown in FIG. 35 (c), corners FC formed at both ends of the front side edge 12A.
It is of course possible to form rounded portions (chamfered portions) at all four corners including FC1 and FC2 so that S1 and S2 are substantially equal. The configuration in FIG.
Since the end face orthographic projection 12NP has a substantially equilateral trapezoidal shape, and the corners RC1 and RC2 formed at both ends of the rear side edge 12B are both obtuse, the effect of eliminating sharp corners is also produced. Also in the configuration of FIG. 34, the rear side edge 12B
However, since it is formed in an arc shape in which a sharp corner is essentially not generated, it can be said that the sharp corner is similarly excluded.

【0149】図36(a)は、図33の台形状の端面1
2Cにおいて、各角部をそれぞれアール状となした例で
あり、S1>S2とする効果と先鋭な角部排除の効果が
一層理想的に達成される形となる。この場合、(b)に
示すように、端面12Cが図27のような円筒面状とさ
れる場合、端面12Cを展開してみれば明らかなよう
に、後方側縁12Bの両端の角部RC1,RC2は二辺
間角度がさらに大きくなり、火花発生抑制効果を一層顕
著なものとすることができる。
FIG. 36A shows the trapezoidal end face 1 of FIG.
In FIG. 2C, each corner is formed in a round shape, and the effect of S1> S2 and the effect of eliminating sharp corners are more ideally achieved. In this case, as shown in (b), when the end face 12C has a cylindrical shape as shown in FIG. 27, as will be apparent when the end face 12C is developed, the corners RC1 at both ends of the rear side edge 12B are apparent. , RC2, the angle between the two sides is further increased, and the spark generation suppressing effect can be made more remarkable.

【0150】なお、図33〜図36に示す、いずれの形
状のセミ沿面接地電極12も、所望とする端面正射影形
状と略同じ軸断面を有する線状部材の曲げ加工により形
成できる。
Note that the semi-creeping ground electrode 12 of any shape shown in FIGS. 33 to 36 can be formed by bending a linear member having the same axial cross section as the desired end face orthographic shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態に係るスパークプラグの部分
断面図。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a spark plug according to a first embodiment.

【図2】図2(a)は第1態様のスパークプラグの電極
近傍を拡大して示す部分断面図であり、図2(b)、
(c)はセミ沿面接地電極12の面PPへの投影を説明
する図。
FIG. 2A is an enlarged partial cross-sectional view showing the vicinity of an electrode of a spark plug according to a first embodiment; FIG.
(C) is a diagram for explaining the projection of the semi-surface creeping ground electrode 12 onto the plane PP.

【図3】第2態様のスパークプラグの電極近傍を拡大し
て示す部分断面図。
FIG. 3 is an enlarged partial sectional view showing the vicinity of an electrode of a spark plug according to a second embodiment.

【図4】第3態様のスパークプラグの電極近傍を拡大し
て示す部分断面図。
FIG. 4 is an enlarged partial sectional view showing the vicinity of an electrode of a spark plug according to a third embodiment.

【図5】このスパークプラグが適用されるスパークプラ
グのJIS規格(JIS B8031)若しくは当該J
IS規格中に対応表示されるISO規格の中で定められ
たA寸法よりも先端側に突出する前記絶縁碍子の突出量
(F)と安定燃焼する噴射終了時期との関係を示すグラ
フ図。
FIG. 5 is a JIS standard (JIS B8031) of a spark plug to which the spark plug is applied or the J
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a protrusion amount (F) of the insulator protruding to the distal end side from a dimension A defined in the ISO standard corresponding to the IS standard and an injection end timing for stable combustion.

【図6】第4態様のスパークプラグの電極近傍を拡大し
て示す部分断面図。
FIG. 6 is an enlarged partial sectional view showing the vicinity of an electrode of a spark plug according to a fourth embodiment.

【図7】中心電極2の絶縁碍子1の先端面1Dからの突
出量と安定燃焼する噴射終了時期との関係を示すグラフ
図。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the amount of protrusion of the center electrode 2 from the front end face 1D of the insulator 1 and the injection end timing for stable combustion.

【図8】縦軸に主気中ギャップ(α)の距離α、横軸に
セミ沿面碍子ギャップ(γ)の距離γをとり、主体金具
5の先端面5Dと絶縁碍子1との間で火花が発生し始め
た点をプロットしたグラフ図。
FIG. 8 shows a spark between the distal end face 5D of the metal shell 5 and the insulator 1 with the vertical axis representing the distance α of the main air gap (α) and the horizontal axis representing the distance γ of the semi-surface creepage gap (γ). FIG. 4 is a graph in which points at which the occurrence of phenomena have started are plotted.

【図9】主気中ギャップ(α)とセミ沿面碍子ギャップ
(γ)との差(α−γ)と安定燃焼する噴射終了時期と
の関係を示すグラフ図。
FIG. 9 is a graph showing a relationship between a difference (α−γ) between a main air gap (α) and a semi-surface crevice insulator gap (γ) and an injection end timing for stable combustion.

【図10】第5態様のスパークプラグの電極近傍を拡大
して示す部分断面図。
FIG. 10 is an enlarged partial sectional view showing the vicinity of an electrode of a spark plug according to a fifth embodiment.

【図11】中心電極の中心点の位置における平行接地電
極の幅Wと中心電極先端径との比に対する放電電圧の関
係を示すグラフ図。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the ratio of the width W of the parallel ground electrode to the center electrode tip diameter at the position of the center point of the center electrode and the discharge voltage.

【図12】燃料ブリッジ試験機の概要を示す図。FIG. 12 is a diagram showing an outline of a fuel bridge tester.

【図13】燃料ブリッジ試験の結果を示す図。FIG. 13 is a diagram showing the results of a fuel bridge test.

【図14】中心電極の中心点の位置における平行接地電
極の幅Wと中心電極先端径との比に対する着火性の関係
を示すグラフ図。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the ratio of the width W of the parallel ground electrode to the center electrode tip diameter at the position of the center point of the center electrode, and the ignitability.

【図15】絶縁碍子先端径とセミ沿面接地電極の幅との
差ψと安定燃焼する噴射終了時期との関係を示すグラフ
図。
FIG. 15 is a graph showing the relationship between the difference の between the diameter of the insulator tip and the width of the semi-creeping ground electrode and the injection end timing for stable combustion.

【図16】絶縁碍子の、主体金具と係止されて保持され
る保持部よりも先端部における中心貫通孔の最小径(D
3)と、安定燃焼する噴射終了時期との関係を示すグラ
フ図。
FIG. 16 is a view showing a minimum diameter (D) of a center through hole at a tip portion of a holding portion of an insulator which is locked and held by a metal shell.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between 3) and an injection end time at which stable combustion is performed.

【図17】第2の実施の形態に係るスパークプラグの電
極近傍を拡大して示す部分断面図。
FIG. 17 is an enlarged partial sectional view showing the vicinity of an electrode of a spark plug according to a second embodiment.

【図18】第3の実施の形態に係るスパークプラグの電
極近傍を拡大して示す部分断面図。
FIG. 18 is an enlarged partial sectional view showing the vicinity of an electrode of a spark plug according to a third embodiment.

【図19】第4の実施の形態に係るスパークプラグの電
極近傍を拡大して示す部分断面図。
FIG. 19 is an enlarged partial sectional view showing the vicinity of an electrode of a spark plug according to a fourth embodiment.

【図20】第5の実施の形態に係るスパークプラグの電
極近傍を拡大して示す部分断面図。
FIG. 20 is an enlarged partial sectional view showing the vicinity of an electrode of a spark plug according to a fifth embodiment.

【図21】第6の実施の形態に係るスパークプラグの電
極近傍を拡大して示す部分断面図。
FIG. 21 is an enlarged partial sectional view showing the vicinity of an electrode of a spark plug according to a sixth embodiment.

【図22】第7の実施の形態に係るスパークプラグの電
極近傍を拡大して示す部分断面図。
FIG. 22 is an enlarged partial cross-sectional view showing the vicinity of an electrode of a spark plug according to a seventh embodiment.

【図23】直噴型エンジンへのスパークプラグの取付形
態の一例を示す説明図。
FIG. 23 is an explanatory view showing an example of a mode of attaching a spark plug to a direct injection engine.

【図24】セミ沿面接地電極を3個設け、平行接地電極
内に良熱伝導材を配置したスパークプラグの一例を示す
要部側面図。
FIG. 24 is a main part side view showing an example of a spark plug in which three semi-creeping ground electrodes are provided and a good heat conductive material is arranged in the parallel ground electrodes.

【図25】セミ沿面接地電極を3個設けたスパークプラ
グの一例を示す底面図。
FIG. 25 is a bottom view showing an example of a spark plug provided with three semi-creeping ground electrodes.

【図26】図2のスパークプラグの底面図。FIG. 26 is a bottom view of the spark plug of FIG. 2;

【図27】図26において、セミ沿面接地電極の端面を
円筒面状とした例を示す底面図。
FIG. 27 is a bottom view showing an example in which the end surface of the semi-surface creeping ground electrode in FIG. 26 is cylindrical.

【図28】中心電極先端面と絶縁碍子先端面との種々の
関係を例示して示す模式図。
FIG. 28 is a schematic view exemplarily showing various relationships between a center electrode front end surface and an insulator front end surface.

【図29】絶縁碍子の直管状部を2段に形成したスパー
クプラグの一例を示す要部正面部分断面図。
FIG. 29 is a partial front sectional view showing an example of a spark plug in which a straight tubular portion of an insulator is formed in two steps.

【図30】平行接地電極に貴金属チップを接合したスパ
ークプラグの一例を示す要部側面図。
FIG. 30 is an essential part side view showing an example of a spark plug in which a noble metal tip is joined to a parallel ground electrode.

【図31】絶縁碍子の直管状部とセミ沿面ギャップとの
種々の位置関係を例示して示す模式図。
FIG. 31 is a schematic view illustrating various positional relationships between the straight tubular portion of the insulator and the semi-creeping gap.

【図32】セミ沿面接地電極におけける種々の火花発生
形態と電極先端面形状との関係を示す説明図。
FIG. 32 is an explanatory view showing the relationship between various spark generation forms and the shape of the electrode tip surface in the semi-surface creeping ground electrode.

【図33】セミ沿面接地電極の端面形状の第一の改善例
を示す側面図及び正面図。
FIGS. 33A and 33B are a side view and a front view showing a first improvement example of the end surface shape of the semi-creeping ground electrode. FIGS.

【図34】セミ沿面接地電極の端面形状の第二の改善例
を示す側面図及び正面図。
34A and 34B are a side view and a front view showing a second improvement example of the end surface shape of the semi-surface creeping ground electrode.

【図35】セミ沿面接地電極の端面形状の第三、第四及
び第五の改善例を示す側面図。
FIG. 35 is a side view showing third, fourth, and fifth improved examples of the end surface shape of the semi-surface creeping ground electrode.

【図36】セミ沿面接地電極の端面形状の第六及び第七
の改善例を示す説明図。
FIG. 36 is an explanatory view showing sixth and seventh examples of improvement of the end surface shape of the semi-surface ground electrode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁碍子 1D 絶縁碍子の先端面 1E 絶縁碍子の側周面 2 中心電極 2′ 中心電極 2A 中心電極の側周面 5 主体金具 5D 主体金具の先端面 11 平行接地電極 12 セミ沿面接地電極 12' セミ沿面接地電極 12A 先端側縁 12B 後端側縁 12C セミ沿面接地電極の端面 21、21’、50 貴金属チップ 30 中心軸 31 第1の延長線 32 第2の延長線 33 第3の延長線 102 直管状部 (α) 主気中ギャップ α 主気中ギャップの距離 (β) セミ沿面ギャップ β セミ沿面ギャップの距離 (γ) セミ沿面碍子ギャップ γ セミ沿面碍子ギャップの距離 φD 絶縁碍子先端径 D2 中心電極元径 D3 絶縁碍子の中心貫通孔の最小径 E セミ沿面接地電極の後端側縁と、絶縁碍子の前端
面との段差 F 絶縁碍子の突き出し量 H 中心電極の突き出し量 P1 第1および第2の延長線の交点 P2 第1および第3の延長線の交点 W 中心電極の中心点の位置における平行接地電極の
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulator 1D Insulator tip surface 1E Insulator side peripheral surface 2 Center electrode 2 'Center electrode 2A Center electrode side peripheral surface 5 Metal shell 5D Metal shell tip surface 11 Parallel ground electrode 12 Semi creeping ground electrode 12 'Semi creeping ground electrode 12A Front end side edge 12B Rear end side edge 12C End surface of semi creeping ground electrode 21, 21', 50 Noble metal tip 30 Central axis 31 First extension line 32 Second extension line 33 Third Extension line 102 Straight tubular part (α) Main air gap α Main air gap distance (β) Semi creepage gap β Semi creepage gap distance (γ) Semi creepage insulator gap γ Semi creepage insulator gap distance φD Insulator tip Diameter D2 Center electrode base diameter D3 Minimum diameter of center through hole of insulator E Step between rear end side edge of semi-creeping ground electrode and front end face of insulator F Insulation amount of insulator H Central power Pole protruding amount P1 Intersection point of first and second extension lines P2 Intersection point of first and third extension lines W Width of parallel ground electrode at position of center point of center electrode

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中心貫通孔を有する絶縁碍子と、前記中
心貫通孔に保持され前記絶縁碍子の先端部に配設された
中心電極と、前記絶縁碍子の先端部を自身の先端面から
突出するように保持する主体金具と、その主体金具の前
記先端面に一端が接合され他端が前記中心電極の先端面
に対向するように配設された平行接地電極とを備え、前
記平行接地電極と前記中心電極の先端面とにより主気中
ギャップ(α)が形成されているとともに、前記主体金
具に一端が接合され他端が前記中心電極の側周面若しく
は前記絶縁碍子の側周面に対向するように配設された複
数のセミ沿面接地電極を備え、前記セミ沿面接地電極の
他端の端面と、この端面と対向する前記中心電極の側周
面との間にセミ沿面ギャップ(β)が形成されており、
かつ、前記セミ沿面接地電極の端面と、この端面と対向
する前記絶縁碍子の側周面との間にセミ沿面碍子ギャッ
プ(γ)が形成されており、前記主気中ギャップ(α)
の距離α(単位:mm)と前記セミ沿面ギャップ(β)
の距離β(単位:mm)とが、α<βの関係を満足し、
かつ、該主気中ギャップ(α)の距離αと前記セミ沿面
碍子ギャップ(γ)の距離γ(単位:mm)とが、α>
γの関係を満足していることを特徴とするスパークプラ
グ。
1. An insulator having a center through hole, a center electrode held in the center through hole and disposed at a tip of the insulator, and a tip of the insulator protruding from its tip surface. And a parallel ground electrode, one end of which is joined to the front end surface of the metal shell and the other end is disposed so as to face the front end surface of the center electrode. A main air gap (α) is formed by the front end surface of the center electrode, and one end is joined to the metallic shell and the other end is opposed to the side peripheral surface of the center electrode or the side peripheral surface of the insulator. A plurality of semi-creeping ground electrodes arranged so that the semi-creeping ground electrode has a semi-creeping ground gap between an end face of the other end of the semi-creeping ground electrode and a side peripheral face of the center electrode opposed to this end face. β) is formed,
A semi-surface insulator gap (γ) is formed between an end surface of the semi-surface ground electrode and a side peripheral surface of the insulator facing the end surface, and the main air gap (α) is formed.
Distance α (unit: mm) and the semi-creeping gap (β)
And the distance β (unit: mm) satisfies the relationship α <β,
In addition, the distance α of the main air gap (α) and the distance γ (unit: mm) of the semi-surface insulator gap (γ) are α>
A spark plug characterized by satisfying the relationship of γ.
【請求項2】 前記主気中ギャップ(α)が、α≦1.
1mmであり、前記セミ沿面碍子ギャップ(γ)が、
0.5mm≦γ≦0.7mmであり、前記主体金具の前
記先端面の位置における前記絶縁碍子と前記主体金具と
の径差δ(単位:mm)が、δ≧3.6mmである請求
項1記載のスパークプラグ。
2. The method according to claim 1, wherein the main air gap (α) is α ≦ 1.
1 mm, and the semi-surface insulator gap (γ) is:
0.5 mm ≦ γ ≦ 0.7 mm, and a diameter difference δ (unit: mm) between the insulator and the metal shell at the position of the distal end surface of the metal shell is δ ≧ 3.6 mm. The spark plug according to 1.
【請求項3】 前記主気中ギャップ(α)は、0.8m
m≦α≦1.0mmであり、前記セミ沿面碍子ギャップ
(γ)が、0.5mm≦γ≦0.7mmであり、該主気
中ギャップ(α)と前記セミ沿面碍子ギャップ(γ)と
が、0.2mm≦(α−γ)≦0.4mmである請求項
1又は2に記載のスパークプラグ。
3. The main air gap (α) is 0.8 m.
m ≦ α ≦ 1.0 mm, and the semi-surface insulator gap (γ) is 0.5 mm ≦ γ ≦ 0.7 mm, and the main air gap (α) and the semi-surface insulator gap (γ) 3. The spark plug according to claim 1, wherein 0.2 mm ≦ (α−γ) ≦ 0.4 mm.
【請求項4】 前記中心電極は先端部が縮径されている
とともに、前記絶縁碍子の軸線方向前方側から平面視し
た場合の前記中心電極の中心点の位置における前記平行
接地電極の幅Wは、2.2mm以下であって、かつ、前
記中心電極の先端面における外径の2倍以上である請求
項3に記載のスパークプラグ。
4. The center electrode has a tip portion reduced in diameter and a width W of the parallel ground electrode at a position of a center point of the center electrode when viewed in plan from the axial front side of the insulator. 4. The spark plug according to claim 3, wherein the spark plug is not more than 2.2 mm and at least twice as large as the outer diameter of the front end surface of the center electrode.
【請求項5】 前記主気中ギャップ(α)がα≦0.9
mmであり、前記セミ沿面碍子ギャップ(γ)が、0.
5mm≦γ≦0.7mmであり、前記主体金具の前記先
端面の位置における前記絶縁碍子と前記主体金具との径
差δが、δ≧2.8mmである請求項1ないし4のいず
れかにスパークプラグ。
5. The main air gap (α) is α ≦ 0.9.
mm, and the semi-creep insulator gap (γ) is 0.
5 .ltoreq.2.8 mm, wherein 5 mm.ltoreq..gtoreq..ltoreq.0.7 mm, and the diameter difference .delta. Between the insulator and the metallic shell at the position of the distal end face of the metallic shell is .delta..gtoreq.2.8 mm. Spark plug.
【請求項6】 前記主気中ギャップ(α)がα≦1.1
mmであり、前記セミ沿面碍子ギャップ(γ)が、0.
5mm≦γ≦0.7mmであり、かつ、前記セミ沿面接
地電極の配設個数が3個以上である請求項1ないし5の
いずれかに記載のスパークプラグ。
6. The main air gap (α) is α ≦ 1.1.
mm, and the semi-creep insulator gap (γ) is 0.
6. The spark plug according to claim 1, wherein 5 mm ≦ γ ≦ 0.7 mm, and the number of the semi-creeping ground electrodes is three or more. 7.
【請求項7】 前記絶縁碍子の先端部に直管状部を有
し、前記絶縁碍子の軸線方向において前記先端部の位置
する側を前方側としたときに、前記直管状部の後端位置
に対し前記セミ沿面接地電極の前記端面の後端側縁が一
致しているか又は前方側にあり、前記先端面の高さ位置
と前記セミ沿面接地電極の前記端面の後端側縁の高さ位
置との前記軸線方向における段差E(単位:mm)と、
前記絶縁碍子の前記先端面から側周面に至る曲面の曲率
半径R(単位:mm)との差が、R−E≦0.1mmで
ある請求項1ないし6のいずれかに記載のスパークプラ
グ。
7. The insulator has a straight tubular portion at the tip end thereof, and when the side where the tip end is located in the axial direction of the insulator is the front side, the straight tubular portion is located at the rear end position. On the other hand, the rear end side edge of the end surface of the semi-creeping ground electrode is coincident or located on the front side, and the height position of the front end surface and the height of the rear end side edge of the end surface of the semi-creeping ground electrode A step E (unit: mm) in the axial direction from the height position,
The spark plug according to any one of claims 1 to 6, wherein a difference between a radius of curvature R (unit: mm) of a curved surface from the distal end surface to the side peripheral surface of the insulator is RE 0.1 mm. .
【請求項8】 前記段差Eの値が0.5mm以下である
請求項7に記載のスパークプラグ。
8. The spark plug according to claim 7, wherein the value of the step E is 0.5 mm or less.
【請求項9】 前記スパークプラグが適用されるスパー
クプラグのJIS規格(JIS:B8031)若しくは
当該JIS規格中に対応表示されるISO規格の中で定
められたA寸法よりも先端側に突出する前記絶縁碍子の
突出量F(単位:mm)が、3.0mm≦F≦5.0m
mである請求項1ないし8のいずれかに記載のスパーク
プラグ。
9. The spark plug, to which the spark plug is applied, protrudes forward from a dimension A defined in the JIS standard (JIS: B8031) or the ISO standard indicated in the JIS standard. The protrusion amount F (unit: mm) of the insulator is 3.0 mm ≦ F ≦ 5.0 m
The spark plug according to any one of claims 1 to 8, wherein m is m.
【請求項10】 前記平行接地電極は、表層部を形成す
る母材と、内層部を形成するとともに前記母材よりも熱
伝導性の良好な材料からなる良熱伝導材とを有する請求
項9に記載のスパークプラグ。
10. The parallel ground electrode has a base material forming a surface layer portion and a good heat conductive material forming an inner layer portion and made of a material having better heat conductivity than the base material. Spark plug according to 1.
【請求項11】 前記主気中ギャップ(α)が、α≦
1.1mmであり、前記セミ沿面碍子ギャップ(γ)
が、0.5mm≦γ≦0.7mmであり、前記絶縁碍子
の軸線に平行な仮想平面に対し、該絶縁碍子を正射影に
て表したとき、先端面を示す線を外方へ延長した第1の
延長線と、前記絶縁碍子の前記セミ沿面ギャップ(β)
部に臨む前記軸線を挟んだ両側の側周面を示す2本の線
を前記先端面の方向へ延長した2本の第2の延長線との
交点間の距離(以下、単に「絶縁碍子先端径」φD(単
位:mm)という)と前記セミ沿面接地電極の幅との差
ψ(単位:mm)が、ψ≦1.8mmである請求項1な
いし10いずれかに記載のスパークプラグ。
11. The main air gap (α) is defined as α ≦
1.1 mm, the semi-surface insulator gap (γ)
Is 0.5 mm ≦ γ ≦ 0.7 mm, and when the insulator is represented by an orthogonal projection with respect to a virtual plane parallel to the axis of the insulator, a line indicating the tip surface is extended outward. A first extension line and the semi-creeping gap (β) of the insulator
The distance between the intersections of two lines indicating the side peripheral surfaces on both sides of the axis facing the portion and extending in the direction of the front end surface (hereinafter simply referred to as "the insulator tip"). The spark plug according to any one of claims 1 to 10, wherein a difference ψ (unit: mm) between a diameter “φD (unit: mm)” and a width of the semi-creeping ground electrode is ψ ≤ 1.8 mm.
【請求項12】 前記第1の延長線と前記絶縁碍子の前
記セミ沿面ギャップ(β)部に臨む側周面を示す線を前
記先端面の方向へ延長した第2の延長線との交点から、
前記第1の延長線と前記中心貫通孔の延長線との交点ま
での最短距離(以下、単に「絶縁碍子先端肉厚」ρ(単
位:mm)という。)が、ρ≦0.9mmである請求項
11に記載のスパークプラグ。
12. An intersection point of a first extension line and a second extension line extending from a line indicating a side peripheral surface of the insulator facing the semi-surface crevice gap (β) toward the tip end surface. ,
The shortest distance (hereinafter simply referred to as “insulator tip thickness” ρ (unit: mm)) to the intersection of the first extension line and the extension line of the center through hole is ρ ≦ 0.9 mm. The spark plug according to claim 11.
【請求項13】 前記中心電極が前記絶縁碍子の先端面
から突出する量H(単位:mm)がH≦1.25mmで
ある請求項1ないし12のいずれかに記載のスパークプ
ラグ。
13. The spark plug according to claim 1, wherein an amount H (unit: mm) of the center electrode protruding from a front end surface of the insulator satisfies H ≦ 1.25 mm.
【請求項14】 前記中心電極が前記絶縁碍子の先端面
から突出する量HがH≦0.5mmである請求項13記
載のスパークプラグ。
14. The spark plug according to claim 13, wherein an amount H by which the center electrode projects from a tip end surface of the insulator satisfies H ≦ 0.5 mm.
【請求項15】 前記主気中ギャップ(α)、前記セミ
沿面ギャップ(β)及び前記セミ沿面碍子ギャップ
(γ)とが、α≦0.4×(β−γ)+γの関係を満足
する請求項1ないし14のいずれかに記載のスパークプ
ラグ。
15. The main air gap (α), the semi-creeping gap (β) and the semi-creeping insulator gap (γ) satisfy a relationship of α ≦ 0.4 × (β−γ) + γ. The spark plug according to any one of claims 1 to 14.
【請求項16】 前記絶縁碍子の先端部を軸線方向前方
側から平面視したときに、前記セミ沿面接地電極は少な
くとも前記他端の端面において、前記絶縁碍子の前記中
心貫通孔の先端開口径よりも大きな幅を有する請求項1
ないし15のいずれかに記載のスパークプラグ。
16. The semi-creeping ground electrode has at least an end face diameter of the center through hole of the insulator at least at an end face of the other end when the tip end of the insulator is viewed from the axial front side in a plan view. Claim 1 having a greater width than
16. The spark plug according to any one of claims 15 to 15.
【請求項17】 前記絶縁碍子の前記中心貫通孔が該絶
縁碍子の先端部側にて縮径されている請求項1ないし1
6のいずれかに記載のスパークプラグ。
17. The insulator according to claim 1, wherein said central through-hole of said insulator is reduced in diameter at a tip end side of said insulator.
7. The spark plug according to any of 6.
【請求項18】 前記絶縁碍子には縮径された先端部を
なす直管状部が形成され、また、該直管状部の軸線方向
後方側に隣接して該直管状部よりも径大の膨らみ部が形
成され、 前記直管状部の長さが1.5mm以下であり、 また、前記セミ沿面接地電極は、前記他端の端面の、前
記絶縁碍子の軸線方向における後方側縁の中点と、該絶
縁碍子の軸線とを含む仮想的な平面上において、前記セ
ミ沿面碍子ギャップ(γ)の距離をγ(単位:mm)と
して、前記後方側縁の中点を中心とする(γ+0.1)
mmの円を描いたときに、前記膨らみ部の全体が該円の
外側に位置する請求項1ないし17のいずれかに記載の
スパークプラグ。
18. The insulator has a reduced diameter straight tubular portion forming a tip portion, and a bulge larger in diameter than the straight tubular portion adjacent to an axially rear side of the straight tubular portion in the axial direction. A length of the straight tubular portion is 1.5 mm or less; and the semi-creeping ground electrode is a midpoint of a rear side edge of the other end face in the axial direction of the insulator. And on the imaginary plane including the axis of the insulator and the distance of the semi-creeping insulator gap (γ) as γ (unit: mm), centering on the midpoint of the rear side edge (γ + 0. 1)
The spark plug according to any one of claims 1 to 17, wherein when a circle of mm is drawn, the whole of the bulging portion is located outside the circle.
【請求項19】 前記絶縁碍子の軸線方向において前記
先端部の位置する側を前方側とし、さらに、前記セミ沿
面接地電極の、前記他端の端面の後方側縁の中点と前記
軸線とを含む仮想的な平面に対し、前記軸線を含んで該
平面と直交する平面を投影面として定め、該投影面への
正射影にて表したときに、前記他端の端面は、前記投影
面上にて前記軸線と後方側縁との交点をXとし、同じく
前方側縁との交点をYとして、線分XYの中点を通って
前記軸線と直交する基準線よりも前方側に位置する領域
の面積S1が、後方側に位置する領域の面積S2よりも
大きくなる形状を有してなる請求項1ないし18のいず
れかに記載のスパークプラグ。
19. A side where the tip portion is located in the axial direction of the insulator is defined as a front side, and further, a midpoint of a rear side edge of the other end face of the semi-surface creeping ground electrode and the axis line. With respect to a virtual plane including, the plane including the axis and orthogonal to the plane is defined as a projection plane, and when the plane is orthogonally projected on the projection plane, the other end face is the projection plane. Above, the intersection point between the axis and the rear side edge is X, and the intersection point with the front side edge is Y, which is located on the front side of a reference line orthogonal to the axis through the midpoint of the line XY. 19. The spark plug according to claim 1, wherein the area S1 of the region has a shape larger than the area S2 of the region located on the rear side.
【請求項20】 前記絶縁碍子の軸線方向において前記
先端部の位置する側を前方側とし、さらに、前記セミ沿
面接地電極の、前記他端の端面の後方側縁の中点と前記
軸線とを含む仮想的な平面に対し、前記軸線を含んで該
平面と直交する平面を投影面として定め、該投影面への
正射影にて表したときに、前記他端の端面の外周縁に
は、前記投影面上にて前記軸線と後方側縁との交点をX
とし、同じく前方側縁との交点をYとして、線分XYの
中点を通って前記軸線と直交する基準線よりも後方側に
位置する領域において少なくとも、角部が先端曲率半径
又は面取り幅が0.2mm以上となっているか又は角部
を形成する2辺部が90度より大きい角度を有すること
を特徴とする請求項1ないし19のいずれかに記載のス
パークプラグ。
20. A side where the tip portion is located in the axial direction of the insulator is defined as a front side, and further, a midpoint of a rear side edge of the other end face of the semi-creeping ground electrode and the axis line. For a virtual plane including, the plane including the axis and orthogonal to the plane is defined as a projection plane, and when expressed by orthographic projection on the projection plane, the outer peripheral edge of the end face of the other end is X is the intersection of the axis and the rear side edge on the projection plane.
Similarly, assuming that the intersection with the front side edge is Y, at least in the region located behind the reference line orthogonal to the axis through the midpoint of the line segment XY, at least the corner has a tip radius of curvature or chamfer width. The spark plug according to any one of claims 1 to 19, wherein two sides forming the corners have an angle larger than 90 degrees.
【請求項21】 前記絶縁碍子の先端部に直管状部を有
し、該直管状部は前記主体金具の先端面より後端側にま
で延設されていることを特徴とする請求項1ないし20
のいずれかに記載のスパークプラグ。
21. The insulator according to claim 1, further comprising a straight tubular portion at a tip end of the insulator, the straight tubular portion extending from a tip end surface of the metal shell to a rear end side. 20
The spark plug according to any one of the above.
【請求項22】 前記中心電極は、母材の先端部に融点
1600℃以上の貴金属又は貴金属合金で形成された貴
金属チップが接合されることによって構成されていると
ともに、該接合部が前記絶縁碍子の前記中心貫通孔内で
接合されている請求項1ないし21のいずれかに記載の
スパークプラグ。
22. The center electrode is formed by joining a noble metal tip formed of a noble metal or a noble metal alloy having a melting point of 1600 ° C. or more to a tip portion of a base material, and the joining portion is formed of the insulator. 22. The spark plug according to claim 1, wherein the spark plug is joined in the center through hole.
【請求項23】 前記絶縁碍子が前記主体金具と係止さ
れて保持される保持部よりも先端側における前記中心貫
通孔の最小径D3(単位:mm)が、D3≦2.1mm
である請求項1ないし22のいずれかに記載のスパーク
プラグ。
23. A minimum diameter D3 (unit: mm) of the center through hole at a tip end side of a holding portion where the insulator is locked and held by the metal shell is D3 ≦ 2.1 mm.
The spark plug according to any one of claims 1 to 22, wherein
【請求項24】 前記貴金属チップは、前記接合部側の
外径が先端側の外径よりも大に構成されている請求項2
3に記載のスパークプラグ。
24. The noble metal tip is configured such that an outer diameter on the joint side is larger than an outer diameter on a distal end side.
3. The spark plug according to 3.
【請求項25】 前記貴金属チップ外径と前記絶縁碍子
の中心貫通孔内径との径差の最小値が0.2mm以下で
ある請求項23又は24に記載のスパークプラグ。
25. The spark plug according to claim 23, wherein a minimum value of a difference between an outer diameter of the noble metal tip and an inner diameter of a center through hole of the insulator is 0.2 mm or less.
【請求項26】 前記平行接地電極は、表層部を形成す
る母材と、内層部を形成するとともに前記母材よりも熱
伝導性の良好な材料からなる良熱伝導材が配置されてい
る請求項1ないし25のいずれかに記載のスパークプラ
グ。
26. The parallel ground electrode includes a base material forming a surface layer portion and a good heat conductive material forming an inner layer portion and made of a material having better heat conductivity than the base material. Item 29. The spark plug according to any one of Items 1 to 25.
【請求項27】 前記セミ沿面接地電極は、前記他端の
端面部に貴金属チップが溶接されず、かつ該端面部の全
体がニッケルを主成分とする第二のニッケル系母材金属
からなる一方、前記平行接地電極の少なくとも表層部が
ニッケルを主成分とする第一のニッケル系母材金属にて
構成されるとともに、前記中心電極との対向面に貴金属
チップが溶接されてなり、さらに、前記第二のニッケル
系母材金属のニッケル含有率が、前記第一のニッケル系
母材金属のニッケル含有率よりも高くされた請求項1な
いし26のいずれかに記載のスパークプラグ。
27. The semi-surface creeping ground electrode, wherein a noble metal tip is not welded to the end face of the other end, and the entire end face is made of a second nickel base metal mainly composed of nickel. On the other hand, at least the surface layer of the parallel ground electrode is made of a first nickel base metal having nickel as a main component, and a noble metal tip is welded to a surface facing the center electrode, and further, 27. The spark plug according to claim 1, wherein the nickel content of the second nickel-base metal is higher than the nickel content of the first nickel-base metal.
【請求項28】 前記第二のニッケル系母材金属のニッ
ケル含有率が85質量%以上である請求項27記載のス
パークプラグ。
28. The spark plug according to claim 27, wherein the nickel content of the second nickel base metal is 85% by mass or more.
JP2000366400A 1999-12-13 2000-11-30 Spark plug Expired - Fee Related JP4469489B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000366400A JP4469489B2 (en) 1999-12-13 2000-11-30 Spark plug

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35376999 1999-12-13
JP11-353769 1999-12-13
JP2000366400A JP4469489B2 (en) 1999-12-13 2000-11-30 Spark plug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001237045A true JP2001237045A (en) 2001-08-31
JP4469489B2 JP4469489B2 (en) 2010-05-26

Family

ID=26579915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000366400A Expired - Fee Related JP4469489B2 (en) 1999-12-13 2000-11-30 Spark plug

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4469489B2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005079095A (en) * 2003-08-28 2005-03-24 Robert Bosch Gmbh Spark plug
EP1544969A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-22 Ngk Spark Plug Co., Ltd Spark plug
JP2005203353A (en) * 2003-12-19 2005-07-28 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug
JP2008021643A (en) * 2006-06-14 2008-01-31 Ngk Spark Plug Co Ltd Semi-creepage spark plug
US7368864B2 (en) 2003-12-19 2008-05-06 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug
WO2009069796A1 (en) * 2007-11-26 2009-06-04 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug
WO2012147262A1 (en) 2011-04-25 2012-11-01 日本特殊陶業株式会社 Spark plug and production method therefor
JP2015060760A (en) * 2013-09-19 2015-03-30 株式会社日本自動車部品総合研究所 Ignition plug
JP2015122196A (en) * 2013-12-24 2015-07-02 日本特殊陶業株式会社 Spark plug

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005079095A (en) * 2003-08-28 2005-03-24 Robert Bosch Gmbh Spark plug
JP2010257985A (en) * 2003-12-19 2010-11-11 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug
EP1544969A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-22 Ngk Spark Plug Co., Ltd Spark plug
JP2005203353A (en) * 2003-12-19 2005-07-28 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug
US7368864B2 (en) 2003-12-19 2008-05-06 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug
JP4562030B2 (en) * 2003-12-19 2010-10-13 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
JP2008021643A (en) * 2006-06-14 2008-01-31 Ngk Spark Plug Co Ltd Semi-creepage spark plug
US8115371B2 (en) 2007-11-26 2012-02-14 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug
WO2009069796A1 (en) * 2007-11-26 2009-06-04 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug
JP5167257B2 (en) * 2007-11-26 2013-03-21 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
KR101483817B1 (en) 2007-11-26 2015-01-16 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 Spark plug
WO2012147262A1 (en) 2011-04-25 2012-11-01 日本特殊陶業株式会社 Spark plug and production method therefor
US8981633B2 (en) 2011-04-25 2015-03-17 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug and production method therefor
JP2015060760A (en) * 2013-09-19 2015-03-30 株式会社日本自動車部品総合研究所 Ignition plug
JP2015122196A (en) * 2013-12-24 2015-07-02 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
US9548592B2 (en) 2013-12-24 2017-01-17 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug

Also Published As

Publication number Publication date
JP4469489B2 (en) 2010-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2001043246A1 (en) Spark plug
US6707237B2 (en) Spark plug
US7408294B2 (en) Spark plug with high capability to ignite air-fuel mixture
JP2004055142A (en) Spark plug
US20060028107A1 (en) Spark plug with multiple ground electrodes
JP6843933B2 (en) Spark plug
US9000658B2 (en) Spark plug for internal combustion engine
WO2005060060A1 (en) Spark plug
JP2001237045A (en) Spark plug
US20050057134A1 (en) High performance, long-life spark plug
US7122948B2 (en) Spark plug having enhanced capability to ignite air-fuel mixture
JPH10308272A (en) Semi-surface discharge spark plug
JP2001307858A (en) Spark plug
US5680002A (en) Multi-polarity type spark plug for use in an internal combustion engine
JPH11219771A (en) Spark plug for stratified combustion engine
JP2004022450A (en) Spark plug for internal combustion engine
JP2006202684A (en) Spark plug
JP4431271B2 (en) Spark plug
JPH06176849A (en) Spark plug for semi-creeping discharge type internal combustion engine
JP2002289318A (en) Spark plug
JP3131978B2 (en) Spark plug for internal combustion engine and method of manufacturing the same
JPH07288170A (en) Spark pug for internal combustion engine
JP2001068251A (en) Spark plug for internal combustion engine
JP2006073205A (en) Spark plug
JPH0350393B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070402

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090904

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090910

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091109

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100203

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100301

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140305

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees