JP2008303840A - 点火プラグ及び内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】火花放電部を構成する電極の減耗が進む時期を遅らせて、火花ギャップが早期に拡大することを抑制可能な点火プラグ及び内燃機関を提供する。
【解決手段】内燃機関には、点火プラグ５０が設けられている。点火プラグ５０の中心電極６０は、点火プラグ中心軸Ｃに沿って設けられた中心電極中心部６４と、中心電極中心部６４から点火プラグ径方向Ｒの所定の向き（延長方向）に延びている中心電極延長部６６とを有し、中心電極延長部６６は、天井壁に沿って燃焼室内のガスが主に流動する向きであるガス流動方向に延びている。アーク放電開始時に、中心電極中心部と接地電極との間で生じた電気火花は、中心電極延長部６６が延びている向きに高い頻度で流される。これにより、中心電極６０は、主に中心電極延長部６６から減耗していくこととなり、アーク放電開始時に電気火花が生じる中心電極中心部６４においては、減耗が進む時期を遅らせる。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関に用いられる点火プラグに関し、詳細には、点火プラグの火花放電部の電極構造に関する。

内燃機関には、気筒内の混合気や燃料噴霧を着火させるため、気筒ごとに点火プラグが設けられている。点火プラグは、通常、点火コイルの２次コイルにより２次電圧が印加されて、気筒内に突出して配設された火花放電部に電気火花（火花放電）を生じさせて、気筒内に形成された混合気に点火を行う。

点火プラグの火花放電部は、一般的に、点火コイルの２次コイルに電気的に接続されており、且つ点火プラグの中心軸に沿って延びている中心電極と、シリンダヘッド等に接地（アース）されており、且つ中心電極と対向して設けられている接地電極とを有している。点火プラグ軸方向に互いに対向して設けられた中心電極と接地電極との間には、所定の間隔の空隙（以下、火花ギャップと記す）が設けられている。点火プラグの火花放電部に２次電圧が印加されると、火花ギャップに電気火花が生じる。

中心電極と接地電極との間で電気火花を形成可能な点火プラグにおいて、中心電極が、略円柱形を呈する点火プラグの径方向に延設されているものや、中心電極が点火プラグ径方向のうち異なる複数の向きに延設されているものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

実開昭６２−１４２１８７号公報

ところで、点火プラグにおいては、要求される絶縁破壊電圧をなるべく低い値とするために、火花ギャップの寸法をなるべく小さく設定することが求められる。火花ギャップの間隔を小さく設定することで、放電経路が短くなり、絶縁破壊に要する電圧を低くすることができる。一方、火花ギャップの間隔を大きく設定することで、放電経路を長くして、混合気の着火性を向上させることができる。特に、過給機を備えた内燃機関や、希薄混合気に点火を行う内燃機関においては、着火性を向上させるため火花ギャップの間隔を大きく設定することが求められる。つまり、内燃機関には、その仕様に応じて最適な火花ギャップの間隔が存在しており、これを維持することが求められている。

しかし、図１６に示すように、点火プラグの火花放電部１５１を構成する電極、すなわち中心電極１６４及び接地電極１７４は、点火を繰り返すことで、互いに対向する面（以下、対向面と記す）１６４ａ，１７４ａから徐々に減耗が進むことが知られている。このようにして、電極１６４，１７４が減耗していくと、火花ギャップの間隔が拡大してしまい、要求される絶縁破壊電圧が高くなるという問題が生じる。

特に、燃焼室において混合気等のガスの流動速度が大きい場合、絶縁破壊電圧に達して、中心電極と接地電極との間に直線状に形成された電気火花Ａ１は、図１７に示すように、燃焼室において混合気等のガスが主に流動する方向（矢印Ｆで示す）に流されて、中心電極１６４及び接地電極１７４の対向面１６４ａ，１７４ａのうち、それぞれ、電気火花が主に流される側（端面１６４ｅ，１７４ｅ側）の部位が偏って減耗するという問題が生じる。

なお、特許文献１には、中心電極の先端部が点火プラグの径方向に延びている点火プラグが開示されている。この点火プラグでは、中心電極の先端部と外部電極（ハウジング）との間において電気火花が形成されるため、中心電極の先端部の減耗に比例して火花ギャップの間隔が拡大してしまうという問題が生じる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、火花放電部を構成する電極の減耗が進む時期を遅らせて、火花ギャップが早期に拡大することを抑制可能な点火プラグ及び内燃機関を提供する。

上記の目的を達成するために、本発明に係る内燃機関は、燃焼室の形状を規定する天井壁に点火プラグが設けられた内燃機関であって、点火プラグは、点火プラグ中心軸に沿って設けられた中心電極中心部と、当該中心部から点火プラグ径方向の所定の向きに延設されている中心電極延長部と、を有する中心電極と、中心電極中心部と点火プラグ軸方向に対向して設けられた接地電極と、を備え、中心電極延長部は、天井壁に沿って燃焼室内のガスが主に流動する方向に延びていることを特徴とする。

また、本発明に係る内燃機関において、点火プラグの接地電極は、中心電極の中心部と点火プラグ軸方向に対向して設けられている接地電極中心部と、当該接地電極中心部から点火プラグ径方向に延設されている接地電極延長部と、を有するものとすることができる。

本発明に係る内燃機関において、吸気ポート及び排気ポートは、クロスフロー式に配置されており、点火プラグは、燃焼室の天井壁中央部に設けられており、中心電極延長部は、排気側に向けて延びているものとすることができる。

本発明に係る内燃機関において、中心電極延長部及び接地電極延長部は、それぞれ、点火プラグ周方向に所定の角度を付けて複数の向きに延びているものとすることができる。

本発明に係る内燃機関において、中心電極延長部と、接地電極延長部は、点火プラグ周方向において交互に設けられているものとすることができる。

本発明に係る内燃機関において、中心電極延長部と接地電極延長部との点火プラグ軸方向の間隔は、点火プラグ中心軸から点火プラグ径方向外側に向かうに従って大きくなるよう設定されているものとすることができる。

本発明に係る内燃機関において、中心電極延長部と接地電極延長部との点火プラグ軸方向の間隔は、中心電極中心部と接地電極中心部との間隔に比べて大きく設定されているものとすることができる。

本発明に係る内燃機関において、中心電極延長部と接地電極延長部は、それぞれ中心電極中心部及び接地電極中心部に比べて点火プラグ軸方向に薄くなるよう設定されているものとすることができる。

本発明に係る点火プラグは、内燃機関に用いられる点火プラグであって、点火プラグ中心軸に沿って設けられた中心電極中心部と、当該中心部から点火プラグ径方向の所定の向きに延設されている中心電極延長部と、を有する中心電極と、中心電極中心部と点火プラグ軸方向に対向して設けられた接地電極と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る点火プラグにおいて、接地電極は、中心電極の中心部と点火プラグ軸方向に対向して設けられている接地電極中心部と、当該接地電極中心部から点火プラグ径方向に延設されている接地電極延長部と、を有するものとすることができる。

本発明に係る点火プラグにおいて、接地電極は、ハウジングから点火プラグ軸方向に突出して設けられ、途中で湾曲して、点火プラグ径方向に延びており、先端部が中心電極と点火プラグ軸方向に対向する脚部を備えるものであり、接地電極中心部と接地電極延長部は、一体に結合されて、脚部の先端部から点火プラグ軸方向を中心電極に向けて突出する突出部を構成しているものとすることができる。

本発明によれば、点火プラグの中心電極は、点火プラグ中心軸に沿って設けられた中心電極中心部と、中心電極中心部から点火プラグ径方向の所定の向き（延長方向）に延びている中心電極延長部とを有しており、中心電極延長部は、天井壁に沿って燃焼室内のガスが主に流動する向きであるガス流動方向に延びているものとしたので、アーク放電開始時に、中心電極中心部と接地電極との間で生じた電気火花は、延長部が延びている向きに高い頻度で流されて、延長部において放電終了まで維持される。これにより、中心電極は、主に延長部から減耗していくこととなり、アーク放電開始時に電気火花が生じる中心電極中心部においては、減耗が進む時期を遅らせることができる。これにより、中心電極中心部と接地電極との間に形成される火花ギャップの寸法が早期に拡大することを抑制することができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

まず、本実施例に係る内燃機関の概略構成と点火プラグの配置について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、内燃機関の気筒周辺の概略構成を示す断面図である。図２は、点火プラグと吸・排気弁の配置関係を示す図であり、ピストン側からシリンダヘッドの天井壁を見た図である。なお、図１及び図２には、本発明に関連する要部のみを模式的に示している。

本実施例に係る内燃機関は、燃料噴射弁が吸気通路内に燃料を噴射するガソリン機関であり、気筒内に形成される混合気に点火プラグにより点火を行う火花点火機関である。以下、内燃機関が有する複数の気筒のうち一つの気筒について説明する。

図１に示すように、内燃機関１０には、内部に気筒が形成される機関本体系の部品として、シリンダブロック１２と、シリンダヘッド２０と、ピストン３０と、図示しないコンロッド及びクランク軸が設けられている。シリンダブロック１２には、シリンダボア１４が形成されており、ピストン３０は、シリンダボア１４内を、その軸心（以下、ボア軸心と記す）に沿って往復運動する。

ピストン３０の往復運動は、回転運動に変換されて図示しないクランク軸から出力される。内燃機関１０には、クランク軸の回転角位置（以下、クランク角と記す）を検出するクランク角センサ（図示せず）が設けられており、クランク角に係る信号を、制御装置に送出している。

シリンダブロック１２には、ピストン３０に対向してシリンダボア１４を塞ぐようにシリンダヘッド２０が結合されている。シリンダヘッド２０には、燃焼室４０が形成されており、シリンダボアの軸心（図に一点鎖線Ｃで示す）を挟んで、一方の側には、吸入空気を燃焼室４０に導く吸気ポート２４が形成されており、他方の側には、燃焼室４０からの排気ガスを排出する排気ポート２６が形成されている。

また、シリンダヘッド２０には、吸気ポート２４及び排気ポート２６に対応して、それぞれ吸気弁２５と排気弁２７が設けられている。これら吸気弁２５と排気弁２７は、カムシャフトを介して、クランク軸からの機械的動力を受けて駆動される。吸気弁２５及び排気弁２７は、クランク軸の回転角位置（以下、クランク角と記す）に応じて所定のタイミングで開閉可能に構成されている。

吸気弁２５を開くと、吸気ポート２４と燃焼室４０が連通し、図示しない吸気通路からの空気を、吸気ポート２４から気筒内の燃焼室４０に吸入することが可能となる。また、排気弁２７を開くと、排気ポート２６と燃焼室４０が連通し、気筒内の燃焼室４０にある排気ガスを、排気ポート２６から図示しない排気通路に排出することが可能となる。

これら吸気ポート２４と排気ポート２６は、図２に示すように、それぞれ２つ設けられており、シリンダボア１４の軸心を含み、且つクランク軸の軸方向（図に矢印Ｓで示す）に延びる仮想平面である気筒列平面（図中、一点鎖線Ｅで示す）を挟んで、互いに対向するよう配置されている。すなわち、内燃機関において、複数ある気筒はクランク軸方向に列をなしており、各気筒において、吸気ポート２４と排気ポート２６、即ち吸気弁２５と排気弁２７は、いわゆる「クロスフロー式」の配置となっている。

なお、以下の説明において、シリンダボア１４の軸心を含む気筒列平面Ｅに対して、吸気ポート２４及び吸気弁２５が設けられる側を、「吸気側」と記し、図に符号ＩＮで示す。一方、平面Ｅに対して排気ポート２６及び排気弁２７が設けられる側を、「排気側」と記し、図に符号ＥＸで示す。

シリンダヘッド２０には、燃焼室４０の形状を規定する壁面である天井壁２２が形成されている。天井壁２２は、その周縁２２ｅにおいてシリンダボア１４の壁面であるシリンダ壁１５に滑らかに連続するよう形成されている。シリンダヘッド２０に形成された燃焼室４０の天井壁２２の中央部２２ａ（以下、天井壁中央部と記す）には、点火プラグ５０の火花放電部５１が配設されている。

なお、「天井壁中央部」２２ａとは、図２に示すように、燃焼室４０の天井壁２２のうちシリンダボア１４の軸心が通る部位に加えて、吸気ポート２４の外縁２４ｅと排気ポート２６の外縁２６ｅとの間に挟まれた部位を含んでいる。一方、「天井壁周縁部」２２ｃとは、天井壁２２の周縁２２ｅに加え、天井壁２２の周縁２２ｅと、吸気ポート２４の外縁２４ｅ又は排気ポート２６の外縁２６ｅとの間に挟まれた部位を含んでいる。

本実施例において、点火プラグ５０は、図１に示すように、略円柱形状をなしており、本実施例において、点火プラグの中心軸（図に一点鎖線Ｃで示す）がシリンダボア１４の軸心に一致するように配設されている。点火プラグ５０の火花放電部５１は、シリンダヘッド２０の燃焼室４０に突出して設けられている。点火プラグ５０は、図示しない点火コイルにより要求される絶縁破壊電圧（２次電圧）が印加されて、火花放電部５１の火花ギャップに電気火花（火花放電）を生じさせて、燃焼室４０内の混合気を着火させる。火花放電部５１の詳細については、後述する。

なお、以下の説明において、シリンダボア１４の軸心、すなわち点火プラグの中心軸Ｃに沿う方向を、「点火プラグ軸方向」と記し、図に矢印Ｐで示す。また、シリンダボア１４の径方向すなわち点火プラグ５０の径方向を、単に「点火プラグ径方向」と記して、図に矢印Ｒで示す。また、シリンダボア１４の周方向すなわち点火プラグ５０の中心軸Ｃを中心とする周方向を「ピストン周方向」と記し、図に矢印Ｇで示す。

また、シリンダボア１４の軸心Ｃに沿う方向、すなわち点火プラグ軸方向Ｐのうち、ピストン３０が天井壁２２に向かう向きを「ヘッド側」記して図に矢印Ｕで示す。また、ボア軸心Ｃに沿う方向のうちヘッド側とは反対の向きを「クランク側」と記して図に矢印Ｄで示す。

さらに、シリンダボア軸心Ｃ、すなわち点火プラグ軸方向Ｐに直交し、且つクランク軸方向Ｓに直交する方向、すなわちピストン３０とシリンダ壁１５との間でスラスト力及びスラスト反力が作用する方向を、以下の説明において、「スラスト方向」と記して、図に矢印Ｔで示す。なお、スラスト方向Ｔは、気筒列平面Ｅに直交する方向となっている。

以上に説明した、シリンダブロック１２のシリンダ壁１５、シリンダヘッド２０の天井壁２２、及びピストン３０の頂面３２で囲まれた空間が、いわゆる「気筒」となる。本実施例において、気筒には、シリンダブロック１２に形成されたシリンダボア１４に加え、シリンダヘッド２０に形成された燃焼室４０が含まれている。

気筒内において、吸気ポート２４から流入した空気と、図示しない燃料噴射装置により供給された燃料が、混合されて混合気が形成される。点火プラグは、気筒内に形成された混合気に点火を行い、混合気は着火することとなる。点火プラグの点火時期と、放電時間は、図示しない制御装置により制御されている。

次に、本実施例に係る点火プラグの火花放電部の構成について、図１、図３及び図４を用いて説明する。図３は、点火プラグの火花放電部の側面図である。図４は、点火プラグの火花放電部の底面図である。なお、図３及び図４において、本発明に関連する要部のみを図示している。

図３及び図４に示すように、点火プラグ５０は、中心電極６０と接地電極７０とを絶縁する碍子５６（ガイシ）と、点火コイルの２次コイル（図示せず）に電気的に接続されており、碍子５６から突出して延びて、燃焼室に露出する中心電極６０の露出部６１と、中心電極６０の露出部６１と点火プラグ軸方向Ｐに対向して設けられており電気的に接地（アース）されている接地電極７０と、接地電極７０が結合されると共に碍子５６を介して中心電極６０を保持するハウジング５８とを有している。点火プラグ５０の火花放電部５１は、中心電極６０の露出部６１と、接地電極７０から構成されている。

ハウジング５８は、略円筒形状をなす金属製部材であり、その外周面には、雄ねじ５９が形成されている。この雄ねじ５９に対応して、シリンダヘッド２０には、雌ねじ（図示せず）が形成されている。この雌ねじにハウジング５８の雄ねじ５９を螺合して、点火プラグ５０をシリンダヘッド２０に装着する。

中心電極６０の露出部６１は、点火プラグ中心軸に沿って設けられており、碍子５６から点火プラグ軸方向Ｐに延びている中心部６４（以下、中心電極中心部と記す）と、中心電極中心部６４から点火プラグ径方向Ｒ外側の所定の方向に延設されている延長部６６（以下、中心電極延長部と記す）とを有している。

中心電極中心部６４は、中心電極６０のうち、接地電極７０との間を電気的に絶縁する絶縁体である碍子５６から点火プラグ中心軸に沿って突出して延びており、燃焼室４０に露出する柱状の部分である。中心電極中心部６４は、点火プラグ中心軸Ｃを中心として、碍子５６から点火プラグ軸方向Ｐに突出して延びている。なお、中心電極中心部６４の形状は、四角柱状であっても、円柱状であっても良い。

これに対し、中心電極延長部６６は、接地電極７０中心部から点火プラグ径方向Ｒに延設されている部分であり、中心電極中心部６４と中心電極延長部６６の境界を図に点線で示す。中心電極延長部６６は、点火プラグ径方向Ｒのうち所定の一方向（以下、延長方向と記し、図に矢印Ｘで示す）に延びており、略直方体状をなしている。

中心電極中心部６４と中心電極延長部６６は、一体に結合されており、中心電極６０のうち碍子５６から突出して延びて燃焼室に露出する部分６１（以下、露出部と記す）を構成している。中心電極６０の露出部６１は、点火プラグ中心軸Ｃから点火プラグ径方向Ｒ外側に延びる略直方体状をなしている。なお、中心電極６０の露出部６１は、点火プラグ中心軸Ｃを中心に設けられ、点火プラグ軸方向Ｐに高さを有する円柱を、点火プラグ径方向Ｒ外側に直線状に移動させたときに生じる円柱群の包絡線形状としても良い。

なお、中心電極中心部６４および中心電極延長部６６のうち、接地電極７０と点火プラグ軸方向Ｐに対向する面を、「対向面」と記し、それぞれ、符号６４ａ，６６ａで示す。また、中心電極延長部６６のうち、点火プラグ径方向Ｒ外側の端面を、「外端面」と記し、符号６６ｅで示す。

一方、接地電極７０は、ハウジング５８から点火プラグ軸方向Ｐをクランク側Ｄに突出して設けられ、途中で湾曲して点火プラグ径方向Ｒに延びている脚部７２と、脚部７２から中心電極中心部６４に向けて点火プラグ軸方向Ｐに突出して設けられている接地電極中心部７４と、接地電極中心部７４から点火プラグ径方向Ｒ外側に延設されている接地電極延長部７６とを有している。

脚部７２は、略Ｌ字状をなしており、一端がハウジング５８に結合されており、これと反対側の先端部７３が、中心電極６０の露出部６１と点火プラグ軸方向Ｐに対向するよう点火プラグ径方向Ｒに延びている。先端部７３のうち中心電極６０の露出部６１と対向する先端部７３対向面７３ａからは、接地電極中心部７４が、点火プラグ中心軸に沿って点火プラグ軸方向Ｐに突出して設けられている。

接地電極中心部７４は、接地電極７０のうち、先端部７３対向面から突出して設けられ、点火プラグ中心軸Ｃを中心として点火プラグ軸方向Ｐに延びている柱状の部分である。つまり、接地電極中心部７４は、中心電極中心部６４に対して点火プラグ軸方向Ｐに対向して設けられている。なお、接地電極中心部７４の形状は、四角柱状であっても、円柱状であっても良い。

これに対し、接地電極延長部７６は、上述の接地電極中心部７４から点火プラグ径方向Ｒ外側に延設されている略直方体状の部分である。接地電極中心部７４と接地電極延長部７６との境界を図に点線で示す。接地電極延長部７６は、点火プラグ径方向Ｒ外側のうち中心電極延長部６６が延びる方向と同一の向き、すなわち延長方向Ｘに延びている。つまり、接地電極延長部７６は、中心電極延長部６６に対して点火プラグ軸方向Ｐに対向して設けられている。

接地電極中心部７４及び接地電極延長部７６は、一体に結合されており、接地電極７０の突出部７１を構成している。突出部７１は、脚部７２の先端部７３対向面７３ａから点火プラグ軸方向Ｐを中心電極６０側に設けられている部分である。突出部７１は、中心電極６０の露出部６１と略同一の形状をなしており、中心電極６０と点火プラグ軸方向Ｐに対向している。なお、接地電極７０の突出部７１は、中心電極６０の露出部６１と同様に、点火プラグ軸方向Ｐに高さを有する円柱（接地電極中心部７４）を、点火プラグ径方向Ｒ外側に直線状に移動させたときに生じる円柱群の包絡線形状としても良い。突出部７１と脚部７２は、一体に結合されて接地電極７０を構成している。

なお、接地電極中心部７４、接地電極延長部７６のうち、中心電極６０に対向する面を、「対向面」と記し、それぞれ符号７４ａ，７６ａで示す。また、接地電極延長部７６のうち、点火プラグ径方向Ｒ外側の端面を、「外端面」と記し、符号７６ｅで示す。

以上に説明した中心電極中心部６４と接地電極中心部７４は、それぞれ点火プラグ中心軸Ｃに沿って設けられており、点火プラグ軸方向Ｐに互いに対向している。中心電極中心部６４の対向面６４ａと、接地電極中心部７４の対向面７６ａとの間には、所定間隔の空隙（以下、火花ギャップと記す）が設定されている。火花ギャップには、点火プラグ５０に印加された２次電圧が絶縁破壊電圧に達すると、アーク放電が開始されて、点火プラグ中心軸Ｃに沿って略直線状の電気火花が発生することとなる。

この火花ギャップを挟んで、中心電極６０の露出部６１と、接地電極７０の突出部７１は、点火プラグ軸方向Ｐに互いに対向して設けられている。詳細には、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４が、点火プラグ中心軸Ｃに沿って対向していると共に、中心電極延長部６６と接地電極延長部７６が点火プラグ軸方向Ｐに対向している。つまり、中心電極６０の露出部６１と接地電極７０の突出部７１は、火花ギャップの中央を通り且つ点火プラグ径方向Ｒに延びる仮想平面（図に二点鎖線Ｈで示す）に対して、互いに面対称となる形状に構成されている。

接地電極７０の突出部７１の、点火プラグ中心軸Ｃ及び延長方向Ｘと直交する方向における幅（図に寸法Ｊで示す）は、中心電極６０の露出部６１の幅と同一に設定されており、脚部７２の幅（図に寸法Ｋで示す）に比べて小さく設定されている。これにより、火花ギャップに隣接する接地電極７０の熱容量を、接地電極７０に突出部７１を有しない型の点火プラグに比べて、小さなものとしている。これにより、混合気が着火して火花ギャップに生じた火炎が、接地電極７０により熱を奪われて消炎してしまうことを抑制している。

なお、以下の説明において、「火花ギャップの間隔」とは、中心電極中心部６４の対向面６４ａと接地電極中心部７４の対向面７４ａとの間に形成される火花ギャップの点火プラグ軸方向Ｐの間隔である。火花ギャップの間隔は、内燃機関の仕様や使用環境に応じて、予め所定の長さに設定されている。本実施例に係る点火プラグの初期状態において、中心電極中心部６４の対向面６４ａと接地電極中心部７４の対向面７４ａとの距離、すなわち火花ギャップの間隔Ｌと、中心電極延長部６６の対向面６６ａと接地電極延長部７６の対向面７６ａとの距離は、同一に設定されている。

このように構成された点火プラグ５０は、図１に示すように、中心電極中心部６４から中心電極延長部６６が延びる向きである延長方向Ｘが、内燃機関のスラスト方向Ｔの排気側となるように、内燃機関のシリンダヘッド２０のうち、燃焼室４０の形状を規定する天井壁２２の中央部２２ａに装着される。

次に、本実施例に係る内燃機関における点火プラグが発した電気火花の態様と、中心電極及び接地電極の減耗について、図１及び図５〜図７を用いて説明する。図５は、点火プラグの火花放電部の側面図であり、アーク放電開始時における電気火花の状態を示す図である。図６は、点火プラグの火花放電部の側面図であり、電気火花が気筒内のガス流動により流された状態を示す図である。図７は、点火プラグ中心電極と接地電極の減耗が進んだ状態を示す図である。

内燃機関１０は、図１に示すように、シリンダヘッド２０の吸気ポート２４及び排気ポート２６がクロスフロー式の配置となっているため、吸気行程から圧縮行程にかけて、気筒内には、高い頻度でタンブル流が形成される。このタンブル流により、点火プラグ５０の点火時期においても、シリンダヘッド２０に形成された燃焼室４０のうち点火プラグ５０の火花放電部５１近傍においては、天井壁中央部２２ａに沿って吸気側から排気側に向かう混合気等のガスの流れが、高い頻度で生じている。

したがって、燃焼室４０のうち点火プラグ５０の火花放電部５１の近傍において、混合気等のガスが主に流動する向き（以下、ガス流動方向と記す）は、本実施例に係る内燃機関１０において、図５に矢印Ｆ１で示すように、スラスト方向Ｔの排気側、すなわち吸気側から排気側に向かう向きとなっている。このガス流動方向に対応して、点火プラグ５０は、中心電極延長部６６及び接地電極延長部７６が、内燃機関１０のスラスト方向Ｔ排気側を向くように配設されている。

このように点火プラグ５０が配設された内燃機関１０は、図示しない点火コイルにより点火プラグに２次電圧が印加されて絶縁破壊電圧に達すると、図５に示すように、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間で、アーク放電が開始されて、点火プラグの中心軸に沿って略直線状の電気火花Ａ１が生じる。

このとき、内燃機関１０の燃焼室４０には、上述のように吸気側から排気側に向かうガスの流れが存在しているため、略直線状の電気火花Ａ１は、図６に示すように、スラスト方向Ｔを排気側に流され、中心電極延長部６６と接地電極延長部７６との間にすぐさま移動して電気火花Ａ２となる。電気火花Ａ２は、ガス流動方向Ｆに凸となって湾曲しており、中心電極延長部６６の対向面６６ａと接地電極延長部７６の対向面７６ａとの間において、アーク放電終了まで維持される。詳細には、中心電極延長部６６の対向面６６ａのうち最も外端面６６ｅ側の部位と、接地電極延長部７６の対向面７６ａのうち最も外端面７６ｅ側の部位との間で維持される。

点火プラグ５０において、このように電気火花（火花放電）が生じることで、図７に示すように、中心電極６０の露出部６１は、中心電極延長部６６のうち外端面６６ｅ側から減耗が進む。これと共に、接地電極７０の突出部７１は、接地電極延長部７６の外端面７６ｅ側から減耗が進む。これにより、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４において減耗が進む時期を、中心電極延長部６６及び接地電極延長部７６を有しない点火プラグに比べて遅らせることができ、火花ギャップの間隔が中心電極中心部６４及び接地電極中心部７４の減耗により拡大することを抑制することができる。

加えて、中心電極延長部６６と接地電極延長部７６の減耗が進み、それぞれの対向面６６ａ，７６ａ同士の間隔が拡がっても、点火プラグにおけるアーク放電開始は、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間で行われるため、点火プラグに要求される絶縁破壊電圧に影響を及ぼすことを抑制することができる。

また、このように減耗が進むことにより、中心電極延長部６６の対向面６６ａと接地電極延長部７６の対向面７６ａとの間隔が拡がり、電気火花の放電経路が長くなることで、燃焼室４０における混合気の着火性を向上させることもできる。

以上に説明した本実施例に係る内燃機関では、燃焼室４０の形状を規定する天井壁２２に点火プラグ５０が設けられており、点火プラグ５０は、点火プラグ中心軸Ｃに沿って設けられた中心電極中心部６４と、当該中心部６４から点火プラグ径方向Ｒの所定の向き（延長方向）に延びている中心電極延長部６６と、を有する中心電極６０と、中心電極中心部６４と点火プラグ軸方向Ｐに対向して設けられた接地電極７０と、を備えており、中心電極延長部６６は、天井壁に沿って燃焼室４０内のガスが主に流動する向きであるガス流動方向に、延びているものとした。

ガス流動方向に中心電極延長部６６が延びているので、アーク放電開始時に、中心電極中心部６４と接地電極７０との間で生じた電気火花は、中心電極延長部６６が延びている向きに高い頻度で流されて、延長部において放電終了まで維持される。これにより、中心電極６０は、主に中心電極延長部６６から減耗していくこととなり、アーク放電開始時に電気火花が生じる中心電極中心部６４においては、減耗が進む時期を遅らせることができる。このため、中心電極中心部６４と接地電極７０との間に形成される火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。

また、本実施例において、点火プラグの接地電極７０は、中心電極中心部６４と点火プラグ軸方向Ｐに対向して設けられている接地電極中心部７４と、当該接地電極中心部７４から点火プラグ径方向Ｒに延設されている接地電極延長部７６とを有するものとした。

ガス流動方向に流された電気火花を、中心電極延長部６６と接地電極延長部７６との間で維持することで、接地電極７０においても接地電極延長部７６から減耗させることができ、接地電極７０のうち中心電極中心部６４と点火プラグ軸方向Ｐに対向する接地電極中心部７４の減耗が進む時期を遅らせることができる。これにより、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間に形成される火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。

また、本実施例において、吸気ポート２４及び排気ポート２６は、クロスフロー式に配置されており、点火プラグ５０は、燃焼室４０の天井壁中央部２２ａに設けられており、中心電極延長部６６は、スラスト方向Ｔの排気側に延びているものとした。

内燃機関１０は、クロスフロー式の配置となっているため、このようにポートと点火プラグ５０が配設された内燃機関１０においては、吸気行程から圧縮行程にかけて高い頻度でタンブル流が形成される。このため、点火時期において、燃焼室４０の天井壁中央部２２ａに配設された中心電極６０及び接地電極７０の近傍には、天井壁２２に沿って吸気側から排気側に向かうガスの流れが高い頻度で生じることとなる。したがって、点火プラグ５０の中心電極６０及び接地電極７０の近傍において、天井壁２２に沿って燃焼室４０内のガスが主に流動する方向（ガス流動方向）は、スラスト方向Ｔの排気側となっている。

この内燃機関１０において、中心電極延長部６６がスラスト方向Ｔの排気側に延びるよう点火プラグ５０が配設されているため、アーク放電開始時において、中心電極中心部６４と接地電極７０との間に生じた電気火花は、ガス流動により中心電極延長部６６が延びる向きに移動する。中心電極延長部６６に移動した電気火花は、中心電極延長部６６と接地電極７０との間でアーク放電終了まで維持されることとなり、中心電極延長部６６から減耗させることができる。これにより、中心電極中心部６４の減耗が進む時期を遅らせることができ、火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。

また、本実施例に係る点火プラグ５０は、点火プラグ中心軸Ｃに沿って設けられた中心電極中心部６４と、中心電極中心部６４から点火プラグ径方向Ｒの所定の向きに延設されている中心電極延長部７４と、を有する中心電極６０と、中心電極中心部６４と点火プラグ軸方向Ｐに対向して設けられた接地電極７０と、を備えるものとした。

中心電極延長部６６が延びている所定の向きが、内燃機関１０の燃焼室４０の形状を規定する天井壁２２に沿ってガスが主に流動する向きであるガス流動方向となるよう、点火プラグ５０を内燃機関１０に装着することで、アーク放電開始時に、中心電極中心部６４と接地電極７０との間で生じた電気火花は、ガス流動方向すなわち中心電極延長部６６が延びている向きに、高い頻度で流されて、中心電極延長部６６において放電終了まで維持される。

これにより、中心電極６０は、主に中心電極延長部６６から減耗していくこととなり、アーク放電開始時に電気火花が生じる中心電極中心部６４においては、減耗が進む時期を遅らせることができる。このため、中心電極中心部６４と接地電極７０との間に形成される火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。

また、本実施例に係る点火プラグ５０において、接地電極７０は、中心電極中心部６４と点火プラグ軸方向Ｐに対向して設けられている接地電極中心部７４と、当該接地電極中心部７４から点火プラグ径方向Ｒに延設されている接地電極延長部７６と、を有するものとした。ガス流動方向に流された電気火花を、中心電極延長部６６と接地電極延長部７６との間で維持することで、接地電極７０においても接地電極延長部７６から減耗させることができ、接地電極７０のうち中心電極中心部６４と点火プラグ軸方向Ｐに対向する接地電極中心部７４の減耗が進む時期を遅らせることができる。これにより、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間に形成される火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。

本実施例に係る点火プラグの構成について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、点火プラグの火花放電部の側面図である。図９は、点火プラグの火花放電部の底面図である。なお、図８及び図９において、本発明に関連する要部のみを図示している。本実施例に係る点火プラグは、中心電極延長部と、接地電極延長部は、それぞれ、点火プラグ周方向に一定の角度を付けて、複数の向きに延びている点で、実施例１に係る点火プラグと異なり、以下に詳細を説明する。なお、実施例１と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図８及び図９に示すように、点火プラグ５０Ｂの中心電極６０Ｂの露出部６１Ｂは、点火プラグ中心軸Ｃに沿って設けられた中心電極中心部６４と、中心電極中心部６４から点火プラグ径方向Ｒ外側に、それぞれ異なる向き（図に延長方向を矢印Ｘ，Ｙ，Ｚで示す）に延設されている３つの中心電極延長部６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃとを有している。３つの中心電極延長部６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃは、点火プラグ周方向（図に矢印Ｇで示す）において互いに一定の角度（１２０°）を付けて、それぞれ、点火プラグ径方向Ｒのうち異なる３つの延長方向（向き）Ｘ，Ｙ，Ｚに延びている。

各中心電極延長部６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃは、中心電極６０Ｂの露出部６１Ｂうち点火プラグ径方向Ｒに延びる略直方体状の部分であり、中心電極中心部６４と中心電極延長部６６の境界を図に点線で示す。各中心電極延長部６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃと中心電極中心部６４は、一体となって中心電極６０Ｂの露出部６１Ｂを構成している。なお、中心電極６０Ｂの露出部６１Ｂは、点火プラグ中心軸Ｃを中心に設けられ、点火プラグ軸方向Ｐに高さを有する円柱（中心部）を、点火プラグ径方向Ｒ外側に直線状に移動させたときに生じる円柱群の包絡線形状としても良い。

一方、接地電極７０Ｂは、脚部７２から中心電極中心部６４に向けて点火プラグ軸方向Ｐに突出して設けられている接地電極中心部７４と、接地電極中心部７４から点火プラグ径方向Ｒ外側に延設されている接地電極延長部７６とを有している。

接地電極中心部７４は、接地電極７０Ｂのうち、脚部７２の先端部７３対向面７３ａから突出して設けられ、点火プラグ中心軸Ｃを中心に点火プラグ軸方向Ｐに延びる円柱状の部分であり、中心電極中心部６４に対して点火プラグ軸方向Ｐに対向して設けられている。

接地電極中心部７４から点火プラグ径方向Ｒ外側には、中心電極６０Ｂと同様に、それぞれ異なる向きに３つの接地電極延長部７６が延設されている。３つの接地電極延長部７６は、中心電極６０Ｂと同様に、点火プラグ周方向Ｇにおいて互いに１２０°の角度を付けて、それぞれ、点火プラグ径方向Ｒのうち異なる３つの向き（延長方向）Ｘ，Ｙ，Ｚに延びている。

各接地電極延長部７６は、接地電極７０Ｂのうち点火プラグ径方向Ｒに延びる略直方体状の部分であり、接地電極中心部７４との境界を図に点線で示す。３つの接地電極延長部７６は、点火プラグ径方向Ｒのうち、３つの中心電極延長部６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃが延びる延長方向Ｘ，Ｙ，Ｚと同一方向に延びている。すなわち、３つの接地電極延長部７６は、それぞれ３つの中心電極延長部６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃに対して、それぞれ点火プラグ軸方向Ｐに対向して設けられている。

接地電極中心部７４及び３つの接地電極延長部７６Ａ，７６Ｂ，７６Ｃは、一体となって接地電極７０Ｂの突出部７１Ｂを構成している。接地電極７０Ｂの突出部７１Ｂは、後述する火花ギャップを挟んで点火プラグ軸方向Ｐにおいて中心電極６０Ｂの露出部６１Ｂに対向しており、中心電極６０Ｂの露出部６１Ｂと同一形状をなしている。突出部７１Ｂと脚部７２は、一体に結合されて接地電極７０Ｂを構成している。

以上に説明した中心電極中心部６４と接地電極中心部７４は、点火プラグ中心軸Ｃに沿って設けられており点火プラグ軸方向Ｐに対向している。中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間には、所定間隔の空隙（以下、火花ギャップと記す）が設定されている。火花ギャップには、点火プラグ５０Ｂに印加された２次電圧が絶縁破壊電圧に達すると、アーク放電が開始されて、点火プラグ中心軸Ｃに沿って略直線状の電気火花が生じる。

この火花ギャップを挟んで、中心電極６０Ｂの露出部６１Ｂと接地電極７０Ｂの突出部７１Ｂは、点火プラグ軸方向Ｐに互いに対向している。詳細には、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４が、点火プラグ中心軸Ｃに沿って対向していると共に、３つの中心電極延長部６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃと３つの接地電極延長部７６Ａ，７６Ｂ，７６Ｃが点火プラグ軸方向Ｐに互いに対向している。つまり、中心電極６０Ｂの露出部６１Ｂと接地電極７０Ｂの突出部７１Ｂは、火花ギャップの中央を通り且つ点火プラグ径方向Ｒに延びる仮想平面（図に二点鎖線Ｈで示す）に対して、互いに面対称となる形状に構成されている。

このように構成された点火プラグ５０Ｂは、シリンダヘッド２０のうち燃焼室４０の天井壁中央部２２ａに装着される。点火プラグ５０Ｂが配設された内燃機関１０において、点火プラグ５０Ｂに２次電圧が印加されて絶縁破壊電圧に達すると、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間の火花ギャップで、アーク放電が開始されて、点火プラグ中心軸Ｃに沿って略直線状の電気火花が生じる。

このとき、略直線状の電気火花Ａ１は、中心電極延長部６６及び接地電極延長部７６が延びている３つの延長方向Ｘ，Ｙ、Ｚのうち、いずれかの延長方向に流される。例えば、ガス流動方向が図９にＦ２で示す向きである場合、電気火花は、３つの延長方向Ｘ，Ｙ，Ｚのうち最も近い延長方向Ｘに流されて、中心電極延長部６６Ａと、これに対向する接地電極延長部７６Ａとの間に移動する。電気火花は、中心電極延長部６６Ａと接地電極延長部７６Ａとの間で、アーク放電終了まで維持される。

この場合、中心電極６０Ｂの露出部６１Ｂは、中心電極延長部６６Ａのうち外端面６６ｅ側から減耗が進む。これと共に、接地電極７０Ｂは、接地電極延長部７６Ａのうち外端面７６ｅ側から減耗が進む。これにより、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４において減耗が進む時期を、中心電極延長部６６及び接地電極延長部７６を有しない点火プラグ５０Ｂに比べて遅らせることができ、火花ギャップの間隔が中心電極中心部６４及び接地電極中心部７４の減耗により拡大することを抑制することができる。

以上に説明したように本実施例では、中心電極延長部及び接地電極延長部は、それぞれ、点火プラグ周方向Ｇに一定の角度を付けて、複数の向きＸ，Ｙ，Ｚに延びているものとしたので、ガス流動方向に流された電気火花を、複数の向きＸ，Ｙ，Ｚのうちいずれかの向きに移動させて、移動した方向にある中心電極延長部と接地電極延長部との間でアーク放電終了まで電気火花を維持することができる。

これにより、点火プラグ５０Ｂを内燃機関１０に装着する際に、点火プラグ５０Ｂの中心電極延長部及び接地電極延長部が延びている向きを、内燃機関のガス流動方向に合わせることなく、中心電極延長部と、接地電極延長部から減耗させることができ、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４において減耗が進む時期を遅らせることができる。これにより、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間に形成される火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。

本実施例に係る点火プラグの構成について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、点火プラグの火花放電部の側面図である。図１１は、点火プラグの火花放電部の底面図である。図１２は、電気火花の放電経路と放電維持電圧の変化を説明する図である。なお、図１０及び図１１において、説明を容易にするため、一部、外形線及びかくれ線を省略すると共に、接地電極延長部をスマッジングで表示している。

本実施例に係る点火プラグは、中心電極延長部と接地電極延長部が、点火プラグ周方向において交互に延びるよう向きが設定されている点で、実施例２に係る点火プラグと異なり、以下に詳細を説明する。なお、実施例１，２と共通の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。

図１０及び図１１に示すように、点火プラグ５０Ｃの中心電極６０Ｃに設けられた３つの中心電極延長部６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃは、中心電極中心部６４を中心として、点火プラグ周方向Ｇにおいて互いに１２０°の角度を付けて、それぞれ、点火プラグ径方向Ｒの異なる３つの向き（延長方向）Ｘ，Ｙ，Ｚに延びている。一方、点火プラグ５０Ｃの接地電極７０Ｃに設けられた３つの接地電極延長部７６Ｘ，７６Ｙ，７６Ｚは、中心電極６０Ｂと同様に、接地電極中心部７４を中心として、点火プラグ周方向Ｇにおいて互いに１２０°の角度を付けて、それぞれ、点火プラグ径方向Ｒのうち異なる３つの向き（延長方向）Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２に延びている。

３つの中心電極延長部６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃが中心電極中心部６４から延びる３つの延長方向Ｘ，Ｙ，Ｚと、３つの接地電極延長部７６Ｘ，７６Ｙ，７６Ｚが接地電極中心部７４から延びる３つの延長方向Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２は、点火プラグ周方向Ｇにおいて、６０°ごとに、交互に設定されている。詳細には、各延長方向（向き）は、点火プラグ周方向Ｇにおいて、Ｘを基準として、Ｘ２、Ｙ、Ｙ２、Ｚ、Ｚ２の順で６０°ごとに設定されている。このように中心電極延長部６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃの延長方向Ｘ，Ｙ，Ｚと接地電極延長部７６Ｘ，７６Ｙ，７６Ｚの延長方向Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２を、交互に設定することで、中心電極延長部と、接地電極延長部は、点火プラグ周方向Ｇにおいて、必ず隣り合うこととなる。

このように構成された点火プラグ５０Ｃは、点火プラグ軸方向Ｐにおいて、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４が対向しており、これらの間には、所定の間隔の空隙（火花ギャップ）が設定されている。火花ギャップには、点火プラグ５０Ｃに印加された２次電圧が絶縁破壊電圧に達すると、アーク放電が開始されて、点火プラグ中心軸Ｃに沿って略直線状の電気火花が生じる。

このとき火花ギャップすなわち中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間に生じた電気火花は、燃焼室４０の天井壁２２に沿って流れるガス流動により、点火プラグ径方向Ｒ外側に流される。例えば、ガス流動方向が図１１にＦ３で示す向きである場合、電気火花Ａ１は、６つの延長方向Ｘ，Ｘ２，Ｙ，Ｙ２，Ｚ，Ｚ２のうち、ガス流動方向Ｆ３と最も向きが近い２つの延長方向ＸとＸ２との間に流されて、中心電極延長部６６Ａと接地電極延長部７６Ｘとの間を、点火プラグ径方向Ｒ外側に移動する。

この場合、電気火花が、点火プラグ径方向Ｒ外側に移動するに従って、中心電極延長部６６Ａと接地電極延長部７６Ｘとの点火プラグ周方向Ｇの間隔が大きくなり、電気火花の放電経路は長いものとなる。電気火花は、中心電極延長部６６Ａの外端面６６ｅと、接地電極延長部７６Ｘの外端面７６ｅとの間において、アーク放電終了まで維持される。

このように構成された点火プラグ５０Ｃは、電気火花が点火プラグ径方向Ｒ外側に流されることで、電気火花の放電経路が長くなると、図１２に示すように、火花放電を維持するのに必要な電圧である放電維持電圧Ｖｋは、電気火花が流されない場合（実線で示す）に比べて、破線で示すように高いものとなる。なお、電気火花の発生すなわちアーク放電の開始は、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間の火花ギャップにおいて行われるため、要求される絶縁破壊電圧Ｖｂに影響を及ぼすことはない。

電気火花が点火プラグ径方向Ｒ外側に流されて、放電経路が長くなることで、中心電極延長部６６Ａと接地電極延長部７６Ｘとの間においては、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間に比べて、混合気の着火性が向上することとなる。

中心電極６０Ｂは、中心電極延長部６６Ａのうち外端面６６ｅ側から減耗が進むと共に、接地電極７０Ｃは、接地電極延長部７６Ｘのうち外端面７６ｅ側から減耗が進むこととなる。これにより、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４において減耗が進む時期を、中心電極延長部６６及び接地電極延長部７６を有しない点火プラグに比べて遅らせることができ、火花ギャップの間隔が中心電極中心部６４及び接地電極中心部７４の減耗により拡大することを抑制することができる。

以上に説明したように本実施例では、中心電極延長部６６と、接地電極延長部７６は、点火プラグ周方向Ｇにおいて交互に延びるよう向きが設定されているものとしたので、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間で生じた電気火花を、ガス流動により、例えば、点火プラグ周方向Ｇに隣り合う中心電極延長部６６Ａと接地電極延長部７６Ｘとの間に移動させて、放電経路を増大させることができる。これにより、中心電極延長部６６Ａと接地電極延長部７６Ｘの間において混合気の着火性を向上させつつ、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４においては、火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。

本実施例に係る点火プラグの構成について、図１及び図１３を用いて説明する。図１３は、点火プラグの火花放電部の側面図である。本実施例に係る点火プラグは、中心電極延長部と接地電極延長部との点火プラグ軸方向Ｐの間隔が、点火プラグ中心軸Ｃから点火プラグ径方向Ｒ外側に向かうに従って大きくなるよう設定されている点で、実施例１に係る点火プラグと異なり、以下に詳細を説明する。なお、実施例１と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１３に示すように、中心電極６０Ｄの露出部６１Ｄは、点火プラグ中心軸Ｃに沿って設けられており碍子５６から点火プラグ軸方向Ｐに延びている中心電極中心部６４と、当該中心部から点火プラグ径方向Ｒ外側の所定の向き（延長方向Ｘ）に延設されている中心電極延長部６６Ｄとを有している。中心電極中心部６４と中心電極延長部６６Ｄの境界を図に点線で示す。中心電極延長部６６Ｄは、点火プラグ径方向Ｒのうち所定の延長方向Ｘに延びている。

中心電極延長部６６Ｄのうち、接地電極７０Ｃと点火プラグ軸方向Ｐに対向する面を、「対向面」と記し、符号６６ｆで示す。また、延長部のうち点火プラグ径方向Ｒ外側の端面を「外端面」と記し、符号６６ｇで示す。また、火花ギャップの中央を通り、点火プラグ径方向Ｒに延びる仮想平面を二点鎖線Ｈで示す。

中心電極延長部６６Ｆの対向面６６ｆは、平面状をなしており、中心電極中心部６４すなわち点火プラグ中心軸Ｃから、点火プラグ径方向Ｒ外側に離れるに従って、碍子５６側に位置するよう形成されている。すなわち、中心電極中心部６４から点火プラグ径方向Ｒの延長方向Ｘに離れるに従って、仮想平面Ｈとの距離が大きくなるよう仮想平面Ｈに対して傾斜している。

一方、接地電極７０Ｄは、脚部７２から中心電極中心部６４に向けて点火プラグ軸方向Ｐに突出して設けられている接地電極中心部７４と、接地電極中心部７４から点火プラグ径方向Ｒ外側の所定の向きに延設されている接地電極延長部７６Ｄとを有している。接地電極中心部７４と接地電極延長部７６Ｄとの境界を図に点線で示す。接地電極延長部７６Ｄは、点火プラグ径方向Ｒのうち中心電極延長部６６Ｄが延びる延長方向Ｘと同一の向きに延びている。

接地電極延長部７６Ｄのうち、中心電極６０Ｄに対向する面を「対向面」と記し、符号７６ｆ，で示す。また、接地電極延長部７６Ｄのうち、点火プラグ径方向Ｒ外側の端面を、「外端面」と記し、符号７６ｇで示す。

接地電極延長部７６Ｄの対向面７６ｆは、中心電極６０Ｄと同様に、平面状をなしており、接地電極中心部７４から点火プラグ径方向Ｒの延長方向Ｘに離れるに従って、仮想平面Ｈとの距離が大きくなるよう仮想平面Ｈに対して傾斜している。

接地電極中心部７４及び接地電極延長部７６Ｄは、一体となって接地電極７０Ｄの突出部７１Ｄを構成している。突出部７１Ｄは、脚部７２の先端部７３対向面７３ａより点火プラグ軸方向Ｐの中心電極６０Ｄ側に設けられている部分である。突出部７１Ｄは、中心電極６０Ｄの露出部６１Ｄと略同一の形状をなしており、中心電極６０Ｄと点火プラグ軸方向Ｐに対向している。すなわち接地電極７０Ｄの突出部７１Ｄと中心電極６０Ｄの露出部６１Ｄは、仮想平面（図に二点鎖線Ｈで示す）に対して互いに面対称となる形状に構成されている。突出部７１Ｆと脚部７２は、一体に結合されて接地電極７０Ｄを構成している。

このように構成された点火プラグ５０Ｄの火花放電部５１Ｄは、中心電極中心部６４の対向面６４ａと、接地電極中心部７４の対向面７４ａとの間には、所定の間隔の空隙（火花ギャップ）が設定されている。これに対し、中心電極延長部６６Ｄの対向面６６ｆと、接地電極延長部７６Ｄの対向面７６ｆとの点火プラグ軸方向Ｐの間隔（以下、延長部ギャップと記す）は、点火プラグ中心軸Ｃから点火プラグ径方向Ｒの延長方向Ｘに向かうに従って大きくなっている。

点火プラグ５０Ｄは、図１に示すように、中心電極中心部６４から中心電極延長部６６Ｆが延びている向き（延長方向Ｘ）、すなわち接地電極中心部７４から接地電極延長部７６Ｆが延びている向きＸが、内燃機関１０のスラスト方向Ｔのうち排気側を向くように、燃焼室４０の天井壁中央部２２ａに装着される。このように点火プラグ５０Ｄが配設された内燃機関１０は、絶縁破壊電圧に達すると、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間の火花ギャップでは、アーク放電が開始されて、点火プラグ５０Ｄの中心軸に沿って略直線状の電気火花が生じる。

このとき、内燃機関１０の燃焼室４０には、図に矢印Ｆ１で示すように、スラスト方向Ｔを吸気側から排気側に向かうガスの流れが存在しているため、電気火花は、スラスト方向Ｔの排気側、すなわち延長方向Ｘに流されて、中心電極延長部６６Ｄと接地電極延長部７６Ｄとの間の延長部ギャップに移動する。

電気火花が中心電極延長部６６Ｄと接地電極延長部７６Ｄの間を、スラスト方向Ｔ排気側すなわち延長方向Ｘに移動するに従って、延長部ギャップは大きくなり、これに応じて電気火花の放電経路も長いものとなる。電気火花は、中心電極延長部６６Ｄの外端面６６ｇと接地電極延長部７６Ｄの外端面７６ｇとの間において、アーク放電終了まで維持される。

電気火花が、中心電極延長部６６Ｄと接地電極延長部７６Ｄとの間を延長方向Ｘに移動するに従って放電経路が長くなることで、中心電極延長部６６Ｄと接地電極延長部７６Ｄとの間においては、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間に比べて、混合気の着火性が向上することとなる。電気火花が延長方向Ｘに流されるに従って、徐々に放電経路が長くなるため、放電維持電圧が急激に上昇してしまうことがない。

中心電極６０Ｄは、中心電極延長部６６Ｄのうち外端面６６ｇ側から減耗が進むと共に、接地電極７０Ｄは、接地電極延長部７６Ｄのうち外端面７６ｇ側から減耗が進むこととなる。これにより、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４において減耗が進む時期を、中心電極延長部６６Ｄ及び接地電極延長部７６Ｄを有しない点火プラグに比べて遅らせることができ、火花ギャップの間隔が中心電極中心部６４及び接地電極中心部７４の減耗により早期に拡大することを抑制することができる。

なお、本実施例に係る中心電極延長部６６Ｄ及び接地電極延長部７６Ｄは、延長方向Ｘに離れるに従って延長部ギャップが大きくなるように設定されているため、実施例１のように中心電極６０の露出部６１と接地電極７０の突出部７１が略直方体状をなしているものに比べて、点火プラグ径方向Ｒの長さの割に中心電極延長部６６Ｄ及び接地電極延長部７６Ｄの容積が小さいものとなっている。したがって、電気火花が移動する中心電極延長部６６Ｄと接地電極延長部７６Ｄの熱容量を、実施例１の略直方体状に延びる点火プラグ５０に比べて小さくすることができ、延長部ギャップにある火炎が、中心電極延長部６６Ｄと接地電極延長部７６Ｄに熱を奪われて消炎してしまうことを抑制している。

以上に説明したように本実施例では、中心電極延長部６６Ｄと、接地電極延長部７６Ｄとの点火プラグ軸方向Ｐの間隔は、点火プラグ中心軸Ｃから点火プラグ径方向Ｒ外側に向かうに従って大きくなるよう設定されているものとした。

これにより、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間で生じた電気火花を、ガス流動により、中心電極延長部６６Ｄと接地電極延長部７６Ｄとの間を点火プラグ径方向Ｒ外側に移動させ、徐々に放電経路を増大させることで、放電維持電圧を急激に上昇させることなく、混合気の着火性を向上させることができる。中心電極延長部６６Ｄと接地電極延長部７６Ｄの間において混合気の着火性を向上させつつ、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４においては、火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。

本実施例に係る点火プラグの構成について、図１及び図１４を用いて説明する。図１４は、点火プラグの火花放電部の側面図である。本実施例に係る点火プラグは、中心電極延長部と接地電極延長部との点火プラグ軸方向Ｐの間隔が、中心電極中心部と接地電極中心部との間隔に比べて大きく設定されている点で、実施例１に係る点火プラグと異なり、以下に詳細を説明する。なお、実施例１と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１４に示すように、中心電極６０Ｅの露出部６１Ｅは、点火プラグ中心軸Ｃに沿って設けられており碍子５６から点火プラグ軸方向Ｐに突出して設けられている中心電極中心部６４と、中心電極中心部６４から点火プラグ径方向Ｒ外側の所定の向き（延長方向Ｘ）に延設されている中心電極延長部６６Ｅとを有している。中心電極中心部６４と中心電極延長部６６Ｅの境界を図に点線で示す。中心電極延長部６６Ｅは、点火プラグ径方向Ｒのうち所定の延長方向Ｘに延びている。

中心電極延長部６６Ｅのうち、接地電極７０Ｅと点火プラグ軸方向Ｐに対向する面を、「対向面」と記し、符号６６ｈで示す。また、延長部のうち点火プラグ径方向Ｒ外側の端面を「外端面」と記し、符号６６ｉで示す。また、火花ギャップを通り、点火プラグ径方向Ｒに延びる仮想平面を二点鎖線Ｈで示す。

中心電極延長部６６Ｅの対向面６６ｈは、平面状をなしており、中心電極中心部６４の対向面６４ａに比べて、碍子５６側にオフセットして設けられている。すなわち、中心電極延長部６６Ｅの対向面６６ｈは、中心電極中心部６４の対向面６４ａに比べて、仮想平面Ｈとの距離が大きくなるよう設定されており、点火プラグ径方向Ｒすなわち仮想平面Ｈに対して平行に延びている。中心電極中心部６４の対向面６４ａと中心電極中心部６４の対向面６４ａとの間には段差が設けられている。中心電極延長部６６Ｅの点火プラグ軸方向Ｐの厚さは、中心電極中心部６４に比べて薄いものとなっている。

一方、接地電極７０Ｅは、脚部７２から中心電極中心部６４に向けて点火プラグ軸方向Ｐに突出して設けられている接地電極中心部７４と、接地電極中心部７４から点火プラグ径方向Ｒ外側の所定の向きに延設されている接地電極延長部７６Ｅとを有している。接地電極中心部７４と接地電極延長部７６Ｅとの境界を図に点線で示す。接地電極延長部７６Ｅは、点火プラグ径方向Ｒのうち中心電極延長部６６Ｅが延びる延長方向Ｘと同一の向きに延びている。

接地電極延長部７６Ｅのうち中心電極６０Ｅに対向する面を「対向面」と記し、符号７６ｈで示す。また、接地電極延長部７６Ｅのうち点火プラグ径方向Ｒ外側の端面を、「外端面」と記し、符号７６ｉで示す。

接地電極延長部７６Ｅの対向面は、中心電極６０Ｅと同様に、平面状をなしており、接地電極中心部７４の対向面７４ａに比べて脚部７２の先端部７３側にオフセットして設けられている。すなわち、接地電極延長部７６Ｅの対向面７６ｈは、接地電極中心部７４の対向面７４ａに比べて、仮想平面Ｈとの距離が大きくなるよう設定されている。接地電極延長部７６Ｅの対向面７６ｈは、点火プラグ径方向Ｒに、すなわち仮想平面Ｈに平行に延びている。接地電極中心部７４の対向面７４ａと接地電極延長部７６Ｅの対向面７６ｈとの間には段差が設けられている。接地電極延長部７６Ｅの点火プラグ軸方向Ｐの厚さは、接地電極中心部７４に比べて薄いものとなっている。

接地電極中心部７４及び接地電極延長部７６Ｅは、一体となって接地電極７０Ｅの突出部７１Ｅを構成している。突出部７１Ｅは、中心電極６０Ｅの露出部６１Ｅと略同一のＬ字形状をなしており、中心電極６０Ｅと点火プラグ軸方向Ｐに対向している。すなわち接地電極７０Ｅの突出部７１Ｅと中心電極６０Ｅの露出部６１Ｅは、仮想平面（図に二点鎖線Ｈで示す）に対して互いに面対称となる形状に構成されている。中心電極６０Ｅの露出部６１Ｅ及び接地電極７０Ｅの突出部７１Ｅは、線材を曲げて構成することができる。突出部７１Ｅと脚部７２は、一体に結合されて接地電極７０Ｅを構成している。

このように構成された点火プラグ５０Ｅの火花放電部５１Ｅは、中心電極中心部６４の対向面６４ａと、接地電極中心部７４の対向面７４ａとの間に、所定の間隔の火花ギャップが設定されている。これに対し、中心電極延長部６６Ｅの対向面６６ｈと、接地電極延長部７６Ｅの対向面７６ｈとの点火プラグ軸方向Ｐの間隔（以下、延長部ギャップと記す）は、火花ギャップに比べて大きくなっている。

点火プラグ５０Ｅは、図１に示すように、中心電極中心部６４から中心電極延長部６６Ｅが延びている向き（延長方向）、すなわち接地電極中心部７４から接地電極延長部７６Ｅが延びている向きが、内燃機関１０のスラスト方向Ｔのうち排気側を向くように、燃焼室４０の天井壁中央部２２ａに装着される。このように点火プラグ５０Ｅが配設された内燃機関１０は、絶縁破壊電圧に達すると、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間で、アーク放電が開始されて、点火プラグ５０Ｅの中心軸に沿って略直線状の電気火花が生じる。

このとき、内燃機関１０の燃焼室４０には、図に矢印Ｆ１で示すように、スラスト方向Ｔの吸気側から排気側に向かうガスの流れが存在しているため、電気火花は、スラスト方向Ｔの排気側、すなわち延長方向Ｘに流されて、中心電極延長部６６Ｅと接地電極延長部７６Ｅとの間にある延長部ギャップに移動する。

このとき電気火花は、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間から、中心電極延長部６６Ｅと接地電極延長部７６Ｅの間に移動すると、点火プラグ軸方向Ｐの間隔が大きくなり、電気火花の放電経路が長いものとなる。電気火花は、中心電極延長部６６Ｅの外端面と接地電極延長部７６Ｅの外端面との間において、アーク放電終了まで維持される。

中心電極中心部６４と接地電極延長部７６Ｅとの間（火花ギャップ）で生じた電気火花が、中心電極延長部６６Ｅと接地電極延長部７６Ｅとの間（延長部ギャップ）に移動して、放電経路が長くなることで、延長部ギャップにある電気火花は、火花ギャップにあるものに比べて、混合気の着火性が向上することとなる。中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間にある電気火花が、延長方向Ｘに僅かに流されるだけで、放電経路が長くなるため、燃焼室４０の天井壁２２に沿って流れるガス流動を利用して確実に着火性を向上させることができる。

中心電極６０Ｅは、中心電極延長部６６Ｅのうち外端面６６ｉ側から減耗が進むと共に、接地電極７０Ｅは、接地電極延長部７６Ｅのうち外端面７６ｉ側から減耗が進むこととなる。これにより、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４において減耗が進む時期を、中心電極延長部６６Ｅ及び接地電極延長部７６Ｅを有しない点火プラグに比べて遅らせることができ、火花ギャップの間隔が中心電極中心部６４及び接地電極中心部７４の減耗により拡大することを抑制することができる。

なお、本実施例に係る中心電極延長部６６Ｅ及び接地電極延長部７６Ｅは、それぞれ中心電極中心部６４と接地電極中心部７４に比べて点火プラグ軸方向Ｐの厚さが薄いものとなっているので、実施例１のように中心電極６０の露出部６１と接地電極７０の突出部７１が略直方体状をなしているものに比べて、点火プラグ径方向Ｒの長さの割に中心電極延長部６６Ｅ及び接地電極延長部７６Ｅの容積が小さいものとなっている。したがって、電気火花が移動する中心電極延長部６６Ｅと接地電極延長部７６Ｅの熱容量を、上述の略直方体状に延びる点火プラグ５０に比べて小さくすることができ、延長部ギャップにある火炎が、中心電極延長部６６Ｅと接地電極延長部７６Ｅに熱を奪われて消炎してしまうことを抑制している。

以上に説明したように本実施例では、中心電極延長部６６Ｅと接地電極延長部７６Ｅとの点火プラグ軸方向Ｐの間隔は、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間隔に比べて大きく設定されているものとした。

これにより、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間で生じた電気火花を、ガス流動により、中心電極延長部６６Ｅと接地電極延長部７６Ｅとの間を点火プラグ径方向Ｒ外側に移動させ、放電経路を増大させることで、混合気の着火性を向上させることができる。中心電極延長部６６Ｅと接地電極延長部７６Ｅの間において混合気の着火性を向上させつつ、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４においては、火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。

本実施例に係る点火プラグの構成について、図１及び図１５を用いて説明する。図１５は、点火プラグの火花放電部の側面図である。本実施例に係る点火プラグは、中心電極延長部と接地電極延長部との点火プラグ軸方向Ｐの間隔が、中心電極中心部と接地電極中心部との間隔に比べて大きく設定されている点で、実施例１に係る点火プラグと異なり、以下に詳細を説明する。なお、実施例１と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１５に示すように、中心電極６０Ｆの露出部６１Ｆは、点火プラグ中心軸Ｃに沿って設けられており碍子５６から点火プラグ軸方向Ｐに突出して設けられている中心部と、中心電極中心部６４から点火プラグ径方向Ｒ外側の所定の向き（延長方向Ｘ）に延設されている中心電極延長部６６Ｆとを有している。中心電極中心部６４と中心電極延長部６６Ｆの境界を図に点線で示す。中心電極延長部６６Ｆは、点火プラグ径方向Ｒのうち所定の延長方向Ｘに延びている。中心電極延長部６６Ｆのうち、点火プラグ径方向Ｒ外側の端面を「外端面」と記し、符号６６ｋで示す。

中心電極延長部６６Ｆの対向面６６ｈは、平面状をなしており、中心電極中心部６４の対向面６４ａに連続しており、点火プラグ径方向Ｒにすなわち仮想平面Ｈに対して平行に延びている。中心電極延長部６６Ｆの点火プラグ軸方向Ｐの厚さは、中心電極中心部６４に比べて薄くなるように設定されている。

一方、接地電極７０Ｆは、脚部７２から中心電極中心部６４に向けて点火プラグ軸方向Ｐに突出して設けられている接地電極中心部７４と、接地電極中心部７４から点火プラグ径方向Ｒ外側の所定の向きに延設されている接地電極延長部７６Ｆとを有している。接地電極中心部７４と接地電極延長部７６Ｆとの境界を図に点線で示す。接地電極延長部７６Ｆは、点火プラグ径方向Ｒのうち中心電極延長部６６Ｆが延びる延長方向Ｘと同一の向きに延びている。接地電極延長部７６Ｆのうち点火プラグ径方向Ｒ外側の端面を、「外端面」と記し、符号７６ｋで示す。

接地電極延長部７６Ｆの対向面７６ａは、中心電極６０Ｆと同様に、接地電極中心部７４の対向面７４ａに連続しており、点火プラグ径方向Ｒすなわち仮想平面Ｈに対して平行に延びている。接地電極延長部７６Ｆの点火プラグ軸方向Ｐの厚さは、接地電極中心部７４に比べて薄くなるように設定されている。

接地電極中心部７４及び接地電極延長部７６Ｆは、一体となって接地電極７０Ｆの突出部７１Ｆを構成している。突出部７１Ｆは、中心電極６０Ｆの露出部６１Ｆと略同一のＬ字形状をなしており、中心電極６０Ｆと点火プラグ軸方向Ｐに対向している。すなわち接地電極７０Ｆの突出部７１Ｆと中心電極６０Ｆの露出部６１Ｆは、仮想平面（図に二点鎖線Ｈで示す）に対して互いに面対称となる形状に構成されている。中心電極６０Ｆの露出部６１Ｆ及び接地電極７０Ｆの突出部７１Ｆは、線材を曲げて構成することができる。突出部７１Ｆと脚部７２は、一体に結合されて接地電極７０Ｆを構成している。

このように構成された点火プラグ５０Ｆの火花放電部５１Ｆは、中心電極中心部６４の対向面６４ａと、接地電極中心部７４の対向面７４ａとの間に、所定の間隔の火花ギャップが設定されている。これに対し、中心電極延長部６６Ｆの対向面６６ｈと、接地電極延長部７６Ｆの対向面７６ａとの点火プラグ軸方向Ｐの間隔（以下、延長部ギャップと記す）は、火花ギャップに比べて大きくなっている。

点火プラグ５０Ｆは、図１に示すように、中心電極中心部６４から中心電極延長部６６Ｆが延びている向きＸ（延長方向）、すなわち接地電極中心部７４から接地電極延長部７６Ｆが延びている向きが、内燃機関１０のスラスト方向Ｔのうち排気側を向くように、燃焼室４０の天井壁中央部２２ａに装着される。このように点火プラグ５０Ｆが配設された内燃機関１０は、絶縁破壊電圧に達すると、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４との間で、アーク放電が開始されて、点火プラグ５０Ｆの中心軸に沿って略直線状の電気火花が生じる。

このとき、内燃機関１０の燃焼室４０には、図に矢印Ｆ１で示すように、スラスト方向Ｔの吸気側から排気側に向かうガスの流れが存在しているため、電気火花は、スラスト方向Ｔの排気側、すなわち延長方向Ｘに流されて、中心電極延長部６６Ｆと接地電極延長部７６Ｆとの間にある延長部ギャップに移動する。電気火花は、中心電極延長部６６Ｆの外端面６６ｋと接地電極延長部７６Ｆの外端面７６ｋとの間において、アーク放電終了まで維持される。

中心電極６０Ｆは、中心電極延長部６６Ｆのうち外端面６６ｋ側から減耗が進むと共に、接地電極７０Ｆは、接地電極延長部７６Ｆのうち外端面７６ｋ側から減耗が進むこととなる。これにより、中心電極中心部６４と接地電極中心部７４において減耗が進む時期を、中心電極延長部６６Ｆ及び接地電極延長部７６Ｆを有しない点火プラグに比べて遅らせることができ、火花ギャップの間隔が中心電極中心部６４及び接地電極中心部７４の減耗により拡大することを抑制することができる。

以上に説明したように本実施例に係る点火プラグ５０Ｆでは、中心電極延長部６６Ｆと接地電極延長部７６Ｆは、それぞれ中心電極中心部６４及び接地電極中心部７４に比べて点火プラグ軸方向Ｐに薄くなるよう設定されているものとしたので、実施例１のように中心電極６０の露出部６１と接地電極７０の突出部７１が略直方体状をなしているものに比べて、点火プラグ径方向Ｒの長さの割に中心電極延長部６６Ｆ及び接地電極延長部７６Ｆの容積が小さく、電気火花が移動する中心電極延長部６６Ｆと接地電極延長部７６Ｆの熱容量を、上述の略直方体状に延びる点火プラグ５０に比べて小さくすることができる。これにより、延長部ギャップにある火炎が、中心電極延長部６６Ｆと接地電極延長部７６Ｆに熱を奪われて消炎してしまうことを抑制することができる。

なお、上述した各実施例において、ガス流動方向は、内燃機関１０のスラスト方向Ｔの排気側であるものとしたが、ガス流動方向は、これに限定されるものではない。例えば、内燃機関が気筒内において、特定の向きのスワールを形成するように構成されており、且つ点火プラグが燃焼室の天井壁周縁部に配設されているような場合、ガス流動方向を、シリンダ壁に沿う方向、すなわちシリンダボア軸心の周方向とし、この向きに応じて、点火プラグをシリンダヘッドに配設することも好適である。

以上のように、本発明は、中心電極と接地電極との間で電気火花を生じさせる点火プラグに有用であり、燃焼室の形状を規定する天井壁に点火プラグが設けられた内燃機関に適している。

実施例１に係る内燃機関の気筒周辺の概略構成を示す断面図である。 実施例１に係る点火プラグと吸・排気弁の配置関係を示す図であり、ピストン側からシリンダヘッドの天井壁を見た図である。 実施例１に係る点火プラグの火花放電部の側面図である。 実施例１に係る点火プラグの火花放電部の底面図である。 実施例１に係る点火プラグの火花放電部の側面図であり、アーク放電開始時における電気火花の状態を示す図である。 実施例１に係る点火プラグの火花放電部の側面図であり、電気火花が気筒内のガス流動により流された状態を示す図である。 実施例１に係る点火プラグ中心電極と接地電極の減耗が進行した状態を示す図である。 実施例２に係る点火プラグの火花放電部の側面図である。 実施例２に係る点火プラグの火花放電部の底面図である。 実施例３に係る点火プラグの火花放電部の側面図である。 実施例３に係る点火プラグの火花放電部の底面図である。 電気火花の放電経路と放電維持電圧の変化を説明する図である。 実施例４に係る点火プラグの火花放電部の側面図である。 実施例５に係る点火プラグの火花放電部の側面図である。 実施例６に係る点火プラグの火花放電部の側面図である。 従来例に係る点火プラグの火花放電部における中心電極と接地電極の減耗を説明する図である。 従来例に係る点火プラグの火花放電部における、電気火花がガス流動により流された場合の中心電極と接地電極の減耗を説明する図である。

符号の説明

１０ 内燃機関
１２ シリンダブロック
１４ シリンダボア
２０ シリンダヘッド
２２ 燃焼室の天井壁
２２ａ 天井壁中央部
２２ｃ 天井壁周縁部
２４ 吸気ポート
２５ 吸気弁
２６ 排気ポート
２７ 排気弁
３０ ピストン
４０ 燃焼室
５０，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆ 点火プラグ
５１，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ，５１Ｅ，５１Ｆ 火花放電部
５６ 碍子
６０，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ，６０Ｆ 中心電極
６４ 中心電極中心部
６６，６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄ，６６Ｅ，６６Ｆ 中心電極延長部
７０，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ，７０Ｅ，７０Ｆ 接地電極
７６，７６Ａ，７６Ｂ，７６Ｃ，７６Ｄ，７６Ｅ，７６Ｆ，７６Ｘ，７６Ｙ，７６Ｚ 接地電極延長部
Ｖｂ 絶縁破壊電圧（２次電圧、要求電圧）
Ｖｋ 放電維持電圧（２次電圧）

Claims (11)

1. 燃焼室の形状を規定する天井壁に点火プラグが設けられた内燃機関であって、
   点火プラグは、
   点火プラグ中心軸に沿って設けられた中心電極中心部と、当該中心部から点火プラグ径方向の所定の向きに延設されている中心電極延長部と、を有する中心電極と、
   中心電極中心部と点火プラグ軸方向に対向して設けられた接地電極と、
   を備え、
   中心電極延長部は、天井壁に沿って燃焼室内のガスが主に流動する方向に延びていることを特徴とする内燃機関。
2. 請求項１に記載の内燃機関において、
   点火プラグの接地電極は、
   中心電極の中心部と点火プラグ軸方向に対向して設けられている接地電極中心部と、
   当該接地電極中心部から点火プラグ径方向に延設されている接地電極延長部と、
   を有するものであることを特徴とする内燃機関。
3. 請求項１又は２に記載の内燃機関において、
   吸気ポート及び排気ポートは、クロスフロー式に配置されており、
   点火プラグは、燃焼室の天井壁中央部に設けられており、
   中心電極延長部は、排気側に向けて延びていることを特徴とする内燃機関。
4. 請求項２又は３に記載の内燃機関において、
   中心電極延長部及び接地電極延長部は、それぞれ、点火プラグ周方向に所定の角度を付けて複数の向きに延びていることを特徴とする内燃機関。
5. 請求項４に記載の内燃機関において、
   中心電極延長部と、接地電極延長部は、点火プラグ周方向において交互に設けられていることを特徴とする内燃機関。
6. 請求項２〜４のいずれか１項に記載の内燃機関において、
   中心電極延長部と接地電極延長部との点火プラグ軸方向の間隔は、点火プラグ中心軸から点火プラグ径方向外側に向かうに従って大きくなるよう設定されていることを特徴とする内燃機関。
7. 請求項２〜４のいずれか１項に記載の内燃機関において、
   中心電極延長部と接地電極延長部との点火プラグ軸方向の間隔は、中心電極中心部と接地電極中心部との間隔に比べて大きく設定されていることを特徴とする内燃機関。
8. 請求項２〜７のいずれか１項に記載の内燃機関において、
   中心電極延長部と接地電極延長部は、それぞれ中心電極中心部及び接地電極中心部に比べて点火プラグ軸方向に薄くなるよう設定されていることを特徴とする内燃機関。
9. 内燃機関に用いられる点火プラグであって、
   点火プラグ中心軸に沿って設けられた中心電極中心部と、当該中心部から点火プラグ径方向の所定の向きに延設されている中心電極延長部と、を有する中心電極と、
   中心電極中心部と点火プラグ軸方向に対向して設けられた接地電極と、
   を備えることを特徴とする点火プラグ。
10. 請求項９に記載の点火プラグにおいて、
    接地電極は、
    中心電極の中心部と点火プラグ軸方向に対向して設けられている接地電極中心部と、
    当該接地電極中心部から点火プラグ径方向に延設されている接地電極延長部と、
    を有することを特徴とする点火プラグ。
11. 請求項１０に記載の点火プラグにおいて、
    接地電極は、
    ハウジングから点火プラグ軸方向に突出して設けられ、途中で湾曲して、点火プラグ径方向に延びており、先端部が中心電極と点火プラグ軸方向に対向する脚部を備えるものであり、
    接地電極中心部と接地電極延長部は、一体に結合されて、脚部の先端部から点火プラグ軸方向を中心電極に向けて突出する突出部を構成していることを特徴とする点火プラグ。

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