JP2001237046A - スパークプラグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐汚損性に優れてしかもチャンネリングが生
じにくく、良好な耐久性を有するとともに、着火性にも
優れたスパークプラグを提供する。 【解決手段】 スパークプラグ１００は、中心貫通孔を
有する絶縁碍子１と、中心貫通孔に保持され絶縁碍子１
の先端面から突出するようにされた中心電極２と、絶縁
碍子１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５と、主体金具５に一端が接合され他端が
中心電極２の側周面若しくは絶縁碍子１の側周面に対向
するように配設されたセミ沿面接地電極１２を備える。
そして、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の後端側縁の高さ位置との段
差をＥとし、絶縁碍子１の先端面１Ｄから側周面に至る
曲面の曲率半径をＲとして、Ｒ−Ｅ≦０．１ｍｍとす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関用のス
パークプラグに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、耐汚損性を改善した内燃機関用の
スパークプラグとして沿面放電型スパークプラグと呼ば
れるものが知られている。これは、火花放電ギャップに
て発生する火花が、常時あるいは条件により、絶縁碍子
表面を経由した沿面放電形態にて伝播するように構成し
たものである。例えばセミ沿面放電型スパークプラグと
称されるものは、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、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セミ沿面接地電極を備える。そし
て、沿面放電時には、セミ沿面接地電極の発火面と絶縁
碍子表面との間が気中放電となる以外は、絶縁碍子先端
面の表面に沿う形態にて飛火する形となる。スパークプ
ラグは、例えばプレデリバリ時のように電極温度が４５
０℃以下の低温環境で長時間使用されると、いわゆる
「燻り」や「かぶり」の状態となり、絶縁碍子表面がカ
ーボンなどの導電性汚損物質で覆われて作動不良が生じ
やすくなる。しかしながら、上記沿面放電型のスパーク
プラグによれば、絶縁碍子表面を這う形で火花放電が生
ずるため、汚損物質が絶えず焼き切られる形となり、気
中放電型のスパークプラグと比べて耐汚損性が向上す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、沿面放
電型のスパークプラグでは、絶縁碍子の表面を這う火花
が頻繁に発生するため、絶縁碍子の表面が溝状に削られ
る、いわゆるチャンネリングが生じやすくなることが知
られている。チャンネリングが進行すると、スパークプ
ラグの耐熱性が損なわれたり、あるいは信頼性が低下す
るなどの不具合が生じたりしやすくなる。このようなチ
ャンネリングは、高速あるいは高負荷運転時に特に生じ
やすい。近年はエンジンの高出力化に伴い、さらに耐久
性に優れたスパークプラグが求められており、チャンネ
リングの防止ないし抑制に対する要求も厳しくなってき
ている。

【０００４】また、別の問題としては、絶縁碍子を這う
形で発生する火花が、常に混合気への着火に有利な位置
にて発生するとは限らず、セミ沿面接地電極と絶縁体と
の形状や配置関係によっては、必ずしも最良の着火性が
得られない場合がある。

【０００５】本発明の課題は、耐汚損性に優れてしかも
チャンネリングが生じにくく、良好な耐久性を有すると
ともに、着火性にも優れたスパークプラグを提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記の課
題を解決するため、本発明のスパークプラグの第一の構
成は、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、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
配設されたセミ沿面接地電極を備え、絶縁碍子の先端部
に長さ１．５ｍｍ以下の直管状部を有し、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、直管状部の後端位置に対し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、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：ｍ
ｍ）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（１−）であることを特徴とする。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。

【０００７】該本発明のスパークプラグの第一の構成に
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。

【０００８】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（１−）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
れる。

【０００９】また、本構成では絶縁碍子に長さ１．５ｍ
ｍ以下の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。

【００１０】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。そこで、本構成
では、直管状部の長さを１．５ｍｍ以下に限定してい
る。他方、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。

【００１１】本発明のスパークプラグにおいては、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（ＩＳＯ１９１０、ＩＳＯ２７
０４、ＩＳＯ２３４６、ＩＳＯ／ＤＩＳ８４７９、ＩＳ
Ｏ２７０５、ＩＳＯ２３４４、ＩＳＯ２３４５、ＩＳＯ
２３４７、ＩＳＯ３４１２）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、３．０ｍ
ｍ≦Ｆ≦５．０ｍｍ（Ｓ１−）であることを特徴とす
る。

【００１２】上記構成によると、絶縁碍子の突出量Ｆを
（Ｓ１−）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（Ｓ１−）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。

【００１３】また、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ものとすることもできる。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。

【００１４】本発明のスパークプラグにおいては、絶縁
碍子には縮径された先端部をなす直管状部を形成するこ
とができる。そして、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る場
合、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形成されるセミ沿面碍子ギャップ
（γ）が形成され、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
ことが望ましい。

【００１５】また、本発明のスパークプラグの第二の構
成は、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、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
配設されたセミ沿面接地電極を備え、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、セミ沿面接地電極は、前
記他端の端面の、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（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、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。

【００１６】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、第一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。

【００１７】そこで、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：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。

【００１８】本発明のスパークプラグにおいては、絶縁
碍子の中心貫通孔を該絶縁碍子の先端部側にて縮径した
構造とすることができる。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。

【００１９】次に、本発明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
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ものとして構成することが
できる。

【００２０】また、本発明のスパークプラグの第三の構
成は、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、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
配設されたセミ沿面接地電極を備え、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前
記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。

【００２１】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。

【００２２】本発明のスパークプラグはまた、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ものとして構成できる。

【００２３】また、本発明のスパークプラグの第四の構
成は、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、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
配設されたセミ沿面接地電極を備え、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。

【００２４】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。

【００２５】また、すでに説明した組合せに限らず、本発
明のスパークプラグの第一〜第四の構成は、任意の２な
いしそれ以上のものを互いに組み合わせて実施すること
が可能である。

【００２６】以下、以上説明した本発明のスパークプラ
グに、さら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、直管状部の長さはここで
も最大で１．５ｍｍまでとすることが望ましい。直管状
部を設けることの作用・効果はすでに説明したものと同
様である。

【００２７】（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。貴金属
合金としては、Ｐｔ、Ｉｒの他に、Ｐｔ−Ｉｒ、Ｉｒ−
Ｒｈ、Ｉｒ−Ｐｔ、Ｉｒ−Ｙ_２Ｏ_３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。

【００２８】（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。

【００２９】(付加要件４）また、本発明のスパークプラ
グは、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、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（Ｓ２−）ものとして構成することができる。

【００３０】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。

【００３１】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（Ｓ
２−）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（Ｓ２−）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。

【００３２】

【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は本発明の一実施形態をなす
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の先端部に保
持されており、具体的には先端面から突出するように配
置されている。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】次に、スパークプラグ１００においては、
平行接地電極１１とは別に、複数のセミ沿面接地電極１
２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５Ｄ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６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１
８０゜ずれた位置に配設されている。また、図６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。

【００３６】なお、図６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７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。

【００３７】なお、セミ沿面接地電極１２も平行接地電
極１１と同様に、図２に示すように、内部にＣｕや純Ｎ
ｉ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。

【００３８】図２（ａ）は、スパークプラグ１００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１２Ｃ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）部に臨む側周面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Ｐ１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。

【００３９】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。

【００４０】また、絶縁碍子１の先端部には、直管状部
１０２Ｂ（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）が形成されている。直管状部１０２Ｂの
軸線３０の向きにおける長さは、０．５〜１．５ｍｍで
ある。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。

【００４１】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。

【００４２】ここで、セミ沿面接地電極１２の端面１２
Ｃの後端側縁１２Ｂおよび先端側縁１２Ａの一方は、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１２Ａ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。

【００４３】そして、図２のスパークプラグ１００にお
いては、絶縁碍子１の先端面の高さ位置とセミ沿面接地
電極１２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としている。以下、その効果を確
認するために行なった実験結果について説明する。 （実験１）図２のスパークプラグ１００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＝０．６
ｍｍ、セミ沿面ギャップ（β）をいずれもβ＝１．６ｍ
ｍ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１
２Ｂ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１Ｅ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０．６ＭＰａ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１に示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】この結果から、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１
２Ｂ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、平行接地電極１１を備えたスパークプラグ１００
は、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１
２側のチャンネリング挙動を加速して調べるために、平
行接地電極１１を取り除いた状態での評価を行なった。
また、この評価結果は当然、平行接地電極１１を有さない
セミ沿面放電型スパークプラグのチャンネリング試験結
果を反映したものであるともいえる。

【００４６】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２に示す。

【００４７】

【表２】

【００４８】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。

【００４９】また、図２のスパークプラグ１００におい
ては、絶縁碍子１の先端部における中心貫通孔の最小径
（Ｄ３）を、Ｄ３≦２．１ｍｍとしている。その効果を
確認するために行なった実験結果について、以下に説明
する。 （実験２）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、１８
００cc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４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φ２．１ｍｍ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。

【００５０】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３に示す。

【００５１】

【表３】

【００５２】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。

【００５３】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(図１）
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。

【００５４】次に、図２のスパークプラグ１００におい
ては、直管状部１０２Ｂの後方に、図８（ａ）に示すよ
うな階段状の膨らみ部１０２Ａが隣接形成されている。
膨らみ部は、図８（ｃ）に示すようなテーパ状の膨らみ
部１０５であってもよい。

【００５５】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９（ａ）に示すように、階段状の膨らみ部１
０２Ａ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。

【００５６】そこで、図８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１２Ａ
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９（ａ）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８（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８（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。

【００５７】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３）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の形態が、図８（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を有さず、また、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１２
Ｃの後端側縁１２Ｂの高さ位置との段差Ｅは０．９ｍｍ
とした。そして、直管状部（１０２あるいは１０２Ｂ）
の長さを、表４に示す０．９〜１．８ｍｍの種々の値と
した。なお、表４には、前記した半径（γ＋０．１）ｍ
ｍの円の範囲内に、膨らみ部１０５あるいは１０２Ａ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４に示す。

【００５８】

【表４】

【００５９】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。

【００６０】また、以下は、付加要件４の効果を確認す
るために行なった実験の詳細である。 （実験４）図２において、絶縁碍子１の内部における中
心電極２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φ
０．６ｍｍ、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１２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１８００
cc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、１００ｋｍ／ｈの
定地走行条件（高速運転を想定）にてにて運転を行っ
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）２５゜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。結果を図１４に示す。

【００６１】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。

【００６２】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。まず、本発明は、図１及
び図２のように平行接地電極１１を備えたものに限ら
ず、図３に示すように、平行接地電極１１を省略した通
常のセミ沿面放電型スパークプラグ２００に適用するこ
とが可能である。

【００６３】図５に示すスパークプラグ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。

【００６４】以上説明したスパークプラグ１００、２０
０及び２２０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１２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。

【００６５】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６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７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１２Ｃ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。

【００６６】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９（ｂ）に示すように、その端面正射影１
２ＮＰ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Ｘ
Ｙ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。

【００６７】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９（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ＤＷ
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１２Ｎ
Ｐ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。

【００６８】そこで、図１０においては、端面正射影１
２ＮＰ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１０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１１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＞
Ｓ２が成り立っていることは明らかである。

【００６９】次に、セミ沿面接地電極１２が、図９
（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９（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ＳＰ３
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。

【００７０】そこで、図１２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。

【００７１】図１２（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１２（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。

【００７２】なお、図１２（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よりもある程度大きくなり、Ｓ１＞Ｓ２とする
効果も多少は生ずることとなる。ただし、図１２（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１０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１１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。

【００７３】図１３（ａ）は、図１０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７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。

【００７４】なお、図１０〜図１３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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスパークプラグの第一実施例を示す部
分断面図。

【図２】図１のスパークプラグの電極近傍を拡大して示
す部分断面図及びセミ沿面接地電極の投影面への投影を
説明する図。

【図３】本発明のスパークプラグの第四実施例の電極近
傍を拡大して示す部分断面図。

【図４】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。

【図５】本発明のスパークプラグの第五実施例の電極近
傍を拡大して示す部分断面図。

【図６】図２のスパークプラグの底面図。

【図７】図６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。

【図８】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。

【図９】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。

【図１０】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。

【図１１】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。

【図１２】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。

【図１３】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。

【図１４】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。

【符号の説明】

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’ 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 １０２Ｂ 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 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
幅

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【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、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セミ沿面
   接地電極を備え、 前記絶縁碍子の先端部に長さ１．５ｍｍ以下の直管状部
   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≦０．１ｍ
   ｍであることを特徴とするスパークプラグ。
2. 【請求項２】 前記段差Ｅの値が０．５ｍｍ以下である
   請求項１に記載のスパークプラグ。
3. 【請求項３】 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又は２に記載のスパークプラグ。
4. 【請求項４】 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３のいずれかに記載のスパークプラグ。
5. 【請求項５】 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４の
   いずれかに記載のスパークプラグ。
6. 【請求項６】 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５
   のいずれかに記載のスパークプラグ。
7. 【請求項７】 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、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セミ沿面
   接地電極を備え、 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ことを特徴とする
   スパークプラグ。
8. 【請求項８】 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７のいずれか
   に記載のスパークプラグ。
9. 【請求項９】 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、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セミ沿面
   接地電極を備え、 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
   有してなることを特徴とするスパークプラグ。
10. 【請求項１０】 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請求
    項１ないし９のいずれかに記載のスパークプラグ。
11. 【請求項１１】 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、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セミ沿
    面接地電極を備え、 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スパー
    クプラグ。
12. 【請求項１２】 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、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」φ
    Ｄ（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１１いずれかに記載のスパークプラグ。