JP2020155324A - 内燃機関用のスパークプラグ - Google Patents

Abstract

【課題】着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグを提供すること。【解決手段】内燃機関用のスパークプラグ１は、筒状の絶縁碍子と、中心電極４と、筒状のハウジングと、カバー部５とを有する。絶縁碍子は中心電極４を内側に保持する。中心電極４は、絶縁碍子の先端側に先端突出部４１を突出させている。筒状のハウジングは、絶縁碍子を内周側に保持する。カバー部５は、先端突出部４１の少なくとも一部を覆うようにハウジングの先端部に設けられている。カバー部５には、カバー部５の内側空間５１とカバー部５の外部とを連通させる貫通孔が形成されている。また、カバー部５における少なくとも一部の貫通孔の内周端部５２１は、中心電極４との間に放電ギャップＧを形成する接地電極を構成している。接地電極は、接地電極が面する貫通孔である第１貫通孔５２の内側へ向かうほど厚みが小さくなる先細り形状を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関用のスパークプラグに関する。

スパークプラグは、車両用エンジン、コージェネレーション等の内燃機関における着火手段として用いられる。特許文献１に記載されたスパークプラグは、先端部に、カバー部に囲われた内側空間を有する。内側空間内には、火花放電を発生させる一対の電極が設けられている。そして、カバー部は、主燃焼室と内側空間とを連通する複数の貫通孔を備える。そして、複数の貫通孔を偏在させることで、内側空間の中央部で火花放電を発生させた際、初期火炎は、電極から遠ざかる方向に成長する。その結果、初期火炎の熱を、電極によって奪われにくくすることで、内側空間内の燃焼を促進させている。

特開２０１４−１５９７７８号公報

しかしながら、貫通孔から流入した気流が内側空間内の中央部に届くまでに減衰されやすい。それゆえ、特許文献１に記載のスパークプラグのように、放電ギャップが内側空間の中央部付近に配置されていると、発生した火花放電が伸長しにくい。それゆえ、火花放電から燃料への熱の伝達が部分的なものとなるおそれがあり、着火性を向上させる観点から改善の余地がある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、筒状の絶縁碍子（３）と、
該絶縁碍子の内側に保持されると共に該絶縁碍子の先端側に先端突出部（４１）を突出させた中心電極（４）と、
上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング（２）と、
上記先端突出部の少なくとも一部を覆うように上記ハウジングの先端部に設けられたカバー部（５）と、を有し、
上記カバー部には、該カバー部の内側空間（５１）と上記カバー部の外部とを連通させる貫通孔が形成されており、
上記カバー部における少なくとも一部の上記貫通孔の内周端部（５２１）は、上記中心電極との間に放電ギャップＧを形成する接地電極を構成しており、
該接地電極は、該接地電極が面する上記貫通孔である第１貫通孔（５２）の内側へ向かうほど厚みが小さくなる先細り形状を有する、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。

上記の内燃機関用のスパークプラグにおいては、貫通孔の内周端部が、中心電極との間に放電ギャップを形成する接地電極を構成している。これにより、放電ギャップに形成された火花放電が、貫通孔を通過する気流によって伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

また、接地電極は、上記のような先細り形状を有するため、その先端付近の電界強度が強くなりやすい。これにより、放電ギャップにおいて確実に生じる火花放電が、上述のように、気流によって伸長することで、着火性を向上させることができる。

以上のごとく、上記態様によれば、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、スパークプラグの断面図。 実施形態１における、スパークプラグを先端側（Ｚ方向）から見た平面図。 図２におけるIII−III線矢視断面図。 実施形態１における、内側傾斜面と外側傾斜面の長さを示す、スパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態１における、スパークプラグを用いた内燃機関の断面図。 実施形態１における、圧縮行程時の、火花放電が伸長する前のスパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態１における、圧縮行程時の、火花放電が伸長したときのスパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態１における、膨張行程時の、火花放電が伸長する前のスパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態１における、膨張行程時の、火花放電が伸長したときのスパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態２における、スパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態２における、内側傾斜面と外側傾斜面の長さを示す、スパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態２における、圧縮行程時の、火花放電が伸長する前のスパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態２における、圧縮行程時の、火花放電が伸長したときのスパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態３における、圧縮行程時の、火花放電が伸長する前のスパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態３における、圧縮行程時の、火花放電が伸長したときのスパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態４における、膨張行程時の、火花放電が伸長する前のスパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態４における、膨張行程時の、火花放電が伸長したときのスパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態５における、スパークプラグを先端側（Ｚ方向）から見た平面図。 実施形態６における、スパークプラグを先端側（Ｚ方向）から見た平面図。 実施形態７における、スパークプラグの断面図。 実施形態７における、スパークプラグを先端側（Ｚ方向）から見た平面図。 図２１におけるXXII−XXII線矢視断面図。 実施形態７における、スパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態７における、内側傾斜面と外側傾斜面の長さを示す、スパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態７における、圧縮行程時の、火花放電が伸長する前のスパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態７における、圧縮行程時の、火花放電が伸長したときのスパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態７における、膨張行程時の、火花放電が伸長する前のスパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態７における、膨張行程時の、火花放電が伸長したときのスパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態８における、膨張行程時の、火花放電が伸長する前のスパークプラグの内側空間周辺の断面図。 実施形態８における、膨張行程時の、火花放電が伸長したときのスパークプラグの内側空間周辺の断面図。

（実施形態１）
内燃機関用のスパークプラグ１に係る実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
本実施形態における内燃機関用のスパークプラグ１は、図１に示すごとく、筒状の絶縁碍子３と、中心電極４と、筒状のハウジング２と、カバー部５とを有する。絶縁碍子３は、中心電極４を内側に保持する。中心電極４は、絶縁碍子３の先端側に先端突出部４１を突出させている。ハウジング２は、筒状を呈している。ハウジング２は、絶縁碍子３を内周側に保持する。カバー部５は、先端突出部４１の少なくとも一部を覆うようにハウジング２の先端部２４に設けられている。カバー部５には、カバー部５の内側空間５１とカバー部５の外部とを連通させる貫通孔が形成されている。また、図３に示すごとく、カバー部５における少なくとも一部の貫通孔の内周端部５２１は、中心電極４との間に放電ギャップＧを形成する接地電極を構成している。接地電極は、第１貫通孔５２の内側へ向かうほど厚みが小さくなる先細り形状を有する。第１貫通孔５２は、接地電極が面する貫通孔である。

本明細書において、スパークプラグ１の中心軸Ｃ１が延びる方向を、適宜、Ｚ方向という。また、Ｚ方向における点火コイルと接続される側を基端側といい、主燃焼室６内に配される側を先端側という。

絶縁碍子３は、筒状を呈する。また、絶縁碍子３は、図１に示すごとく、その先端側において、先端突出部４１を突出させるように、中心電極４を内周側に保持している。絶縁碍子３は、例えばアルミナ等のセラミックからなる。

中心電極４は、全体として略円柱形状を呈している。また、中心電極４は、図１に示すごとく、その中心軸をスパークプラグ１の中心軸Ｃ１と略一致するよう配されている。また、中心電極４は、先端突出部４１を絶縁碍子３から露出させている。

ハウジング２は、図１に示すごとく、略円筒形状を呈する。ハウジング２は、図１、図２に示すごとく、スパークプラグ１を内燃機関のシリンダヘッド６１に取り付けるための取付ネジ部２１を有する。そして、スパークプラグ１は、図５に示すごとく、ハウジング２の取付ネジ部２１を、シリンダヘッド６１に設けられた雌ネジ穴６１１に螺合することで、内燃機関に取り付けられる。また、図１に示すごとく、取付ネジ部２１の基端側の外周には、シリンダヘッド６１とスパークプラグ１との間をシールするガスケット２２が配されている。そして、ハウジング２におけるガスケット２２の基端側には、シリンダヘッド６１に対してガスケット２２を介して圧接する座部２３が形成されている。座部２３は、取付ネジ部２１よりも外周側に突出するよう形成されている。

カバー部５は、図１に示すごとく、中心電極４の先端突出部４１を覆うように、ハウジング２の先端部２４に設けられている。そして、カバー部５は、取付ネジ部２１の先端側に設けてある。また、カバー部５の内側には、内側空間５１が形成される。カバー部５には、複数の貫通孔５２、５３が形成されている。貫通孔５２、５３は、カバー部５の内側空間５１と、カバー部５の外部である主燃焼室６（図５参照）とを連通させる。カバー部５は、図３に示すごとく、貫通孔５２、５３として、放電ギャップＧを形成する第１貫通孔５２と、第１貫通孔５２とは異なる方向に開口した第２貫通孔５３とを有する。

また、カバー部５は、ハウジング２と一体で形成されてもよい。また、カバー部５は、ハウジング２とは異なる別部材で形成されていてもよい。カバー部５がハウジング２とは異なる別部材であるときは、第１貫通孔５２及び第２貫通孔５３が形成されたキャップ状のカバー部５を、ハウジング２の先端部２４に溶接することで固定される。溶接を行う方法としては、例えば、抵抗溶接、レーザー溶接を用いることができる。

第１貫通孔５２は、図１、図３に示すごとく、スパークプラグ１の中心軸Ｃ１に沿って形成されている。そして、第１貫通孔５２は、内側空間５１と、カバー部５の外部とをつなぐように形成されている。また、第１貫通孔５２は、カバー部５の先端部分に設けられている。第１貫通孔５２は、Ｚ方向の先端側へ向かって開口している。そして、スパークプラグ１の中心軸Ｃ１と、第１貫通孔５２の中心軸Ｃ２とは、同軸上にある。

第２貫通孔５３は、図２に示すごとく、スパークプラグ１をＺ方向の先端側から見ると、周方向に等間隔で複数設けられている。複数の第２貫通孔５３は、開口方向が放射状となっている。そして、図３に示すごとく、第２貫通孔５３は、先端側へ行くほど外側へ向かうように、Ｚ方向に対して傾斜して開口している。本実施形態では、図２に示すごとく、８個の第２貫通孔５３が設けられている。そして、Ｚ方向から見て、スパークプラグ１の中心軸Ｃ１と、第２貫通孔５３の中心とを通る直線において、隣り合う２つの第２貫通孔５３を通る直線同士がなす角度が４５°となるように、各第２貫通孔５３は等間隔に配されている。

上述のように、第１貫通孔５２の内周端部５２１が接地電極を構成している。そして、本形態において、接地電極は、図３に示すごとく、厚み方向の両側に、傾斜面５２２、５２３を有する。また、接地電極は、傾斜面として、内側空間５１側を向いた内側傾斜面５２２と、カバー部５の外側を向いた外側傾斜面５２３とを有する。

また、図３に示すごとく、第１貫通孔５２の径方向において、外側傾斜面５２３は内側傾斜面５２２よりも長い。つまり、第１貫通孔５２の径方向における外側傾斜面５２３の長さＬ２は、第１貫通孔５２の径方向における内側傾斜面５２２の長さＬ１よりも長い。そして、第１貫通孔５２の径方向は、Ｚ方向に直交している。

また、図３に示すごとく、中心電極４の先端は、第１貫通孔５２の中に配置されている。つまり、中心電極４の先端は、Ｚ方向において、第１貫通孔５２の先端側の開口面よりも基端側に配置されている。また、第１貫通孔５２の基端側の開口面よりも先端側に配置されている。より具体的には、中心電極４の先端面の外周端縁４１１は、Ｚ方向において、第１貫通孔５２の内周面の基端側の端部５２４と、第１貫通孔５２の内周面の先端側の端部５２５との間に配置される。

また、図４に示すごとく、第１貫通孔５２の中心軸Ｃ２を含む平面による断面形状において、外側傾斜面５２３は、内側傾斜面５２２よりも長い。つまり、第１貫通孔５２の中心軸Ｃ２を含む平面による断面である図４において、外側傾斜面５２３の長さＬ１２は、内側傾斜面５２２の長さＬ１１よりも長い。

カバー部５は、貫通孔として、第１貫通孔５２とは異なる第２貫通孔５３を有する。第２貫通孔５３の開口面積は、放電ギャップＧの開口面積よりも小さい。ここで、放電ギャップＧの開口面積とは、第１貫通孔５２の中心軸Ｃ２が延びる方向（本形態においては、Ｚ方向）からスパークプラグ１を見たときの第１貫通孔５２の面積から、中心電極４の面積を引いた面積をいう。

次に、スパークプラグ１を備えた内燃機関について説明する。
本実施形態におけるスパークプラグ１を備えた内燃機関は、図５に示すごとく、シリンダヘッド６１と、シリンダブロック６５と、シリンダ６０内を往復運動するピストン６４とを備える。そして、シリンダヘッド６１、シリンダブロック６５、及びピストン６４に囲まれて、主燃焼室６が形成される。シリンダヘッド６１には、吸気ポート６２１及び排気ポート６３１が形成されており、それぞれ吸気バルブ６２及び排気バルブ６３が備えられている。そして、シリンダヘッド６１における吸気ポート６２１と排気ポート６３１との間には、スパークプラグ１が取り付けられる。

本実施形態のスパークプラグ１を備えた内燃機関において、ピストン６４の往復運動により、主燃焼室６の容積は随時変動する。そして、ピストン６４の往復運動により、内燃機関は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程によるサイクルを順次繰り返す。本実施形態におけるスパークプラグ１を備えた内燃機関は、４ストロークエンジンである。

そして、図５に示すごとく、スパークプラグ１のカバー部５の先端は、内燃機関における主燃焼室６に露出している。そして、第１貫通孔５２及び第２貫通孔５３が、主燃焼室６に露出している。

次に、スパークプラグ１における火花放電Ｓの点火の制御について述べる。
本実施形態におけるスパークプラグ１の火花放電Ｓの点火は、内燃機関の制御部（図示略）によって制御されている。そして、制御部からの点火信号に基づき、所定のタイミングにて、点火コイル（図示略）からスパークプラグ１に高電圧を印加する。本実施形態においては、１サイクル中に少なくとも１回の点火を行うように制御されている。また、圧縮行程及び膨張行程の少なくとも一方において、火花放電Ｓの点火を行うよう制御されている。

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
本実施形態のスパークプラグ１は、第１貫通孔５２の内周端部５２１が、中心電極４との間に放電ギャップＧを形成する接地電極を構成している。これにより、図６、図７に示すごとく、放電ギャップＧに形成された火花放電Ｓが、第１貫通孔５２を通過する気流Ａによって、伸長しやすい。それゆえ、火花放電Ｓと混合気との接触面積を稼ぎやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

また、接地電極は先細り形状を有するため、その先端付近の電界強度が強くなりやすい。これにより、放電ギャップＧにおいて確実に生じる火花放電Ｓが気流Ａによって伸長することで、着火性を向上させることができる。

また、接地電極は、厚み方向の両側に、傾斜面５２２、５２３を有する。それゆえ、第１貫通孔５２を通過する気流Ａによって、火花放電Ｓの接地電極側の起点である接地側起点Ｓ２が、傾斜面５２２、５２３に沿って外周側へ移動しやすい。そのため、火花放電Ｓの両起点間の直線距離を稼ぎやすい。それゆえ、火花放電Ｓは、大きく膨らむように一層伸長しやすい。

また、接地電極の厚み方向の両側に傾斜面５２２、５２３を有することで、後述するように、圧縮行程においても、膨張行程においても、火花放電Ｓが伸長しやすい。

例えば、内燃機関の圧縮行程において火花放電Ｓを放電ギャップＧに生じさせる場合、図６、図７に示すごとく、火花放電Ｓは、主燃焼室６から内側空間５１へと流れる気流Ａに押される。そして、図７に示すごとく、火花放電Ｓは、内側空間５１内に大きく膨らむように伸長しやすい。

また、圧縮行程において火花放電Ｓが気流Ａに押される際、図７に示すごとく、火花放電Ｓの接地側起点Ｓ２は、内側傾斜面５２２に沿って、第１貫通孔５２の内周面の基端側の端部５２４に向かって移動しやすい。つまり、接地側起点Ｓ２は、中心電極４から遠ざかる方向に移動しやすい。また、火花放電Ｓの中心電極４側の起点である電極側起点Ｓ１は、先端突出部４１の表面に沿って、外周端縁４１１から先端突出部４１の基端側へと移動しやすい。そのため、火花放電Ｓの両起点間の直線距離を稼ぎやすい。それゆえ、火花放電Ｓは、内側空間５１内に大きく膨らむように一層伸長しやすい。

また、膨張行程において火花放電Ｓを放電ギャップＧに生じさせる場合、図８、図９に示すごとく、火花放電Ｓは、内側空間５１から主燃焼室６へと流れる気流Ａに押される。そして、図９に示すごとく、火花放電Ｓは、主燃焼室６に向かって大きく膨らむように伸長しやすい。

また、図９に示すごとく、膨張行程において、火花放電Ｓが内側空間５１から主燃焼室６へと流れる気流Ａに押されることで、接地側起点Ｓ２は主燃焼室６側へと移動しやすい。つまり、膨張行程において、接地側起点Ｓ２は、外側傾斜面５２３に沿って、第１貫通孔５２の内周面の先端側の端部５２５に向かって移動しやすい。そして、接地側起点Ｓ２は、中心電極４から遠ざかる方向に移動しやすい。それゆえ、火花放電Ｓの両起点間の直線距離を稼ぎやすい。その結果、火花放電Ｓは、主燃焼室６に向かって膨らむように一層伸長しやすい。

また、第１貫通孔５２の径方向において、外側傾斜面５２３は内側傾斜面５２２よりも長い。それゆえ、膨張行程において、接地側起点Ｓ２が一層、中心電極４から遠くまで移動しやすい。その結果、火花放電Ｓの両起点間の直線距離を一層稼ぎやすい。

また、第１貫通孔５２の中心軸Ｃ２を含む平面による断面形状において、外側傾斜面５２３は、内側傾斜面５２２よりも長い。それゆえ、膨張行程において、接地側起点Ｓ２の移動する距離が長くなりやすい。その結果、火花放電Ｓの両起点間の直線距離を一層稼ぎやすい。

また、自動車エンジン等の内燃機関が冷えている状態で稼働させる冷間始動時などにおいては、膨張行程で火花放電Ｓを発生させることで、以下のメリットがある。冷間始動時などは、カバー部５やハウジング２、絶縁碍子３等が低温となっていることがある。したがって、特に冷間始動時等においては、主燃焼室６に向かって火花放電Ｓを伸長させ、初期火炎とカバー部５等との接触面積を抑制する。これにより、初期火炎のエネルギ損失を抑えやすい。その結果、冷間始動時等における着火性を向上させることができる。

また、第２貫通孔５３の開口面積は、放電ギャップＧの開口面積よりも小さい。それゆえ、放電ギャップＧを通る気流Ａを確保しやすい。その結果、火花放電Ｓは、気流Ａによる伸長を確保しやすい。

また、本実施形態のスパークプラグ１は、主燃焼室６と内側空間５１とを連通する貫通孔の付近において、火花放電Ｓを発生させる。つまり、放電ギャップＧから貫通孔までの距離が短い。そして、貫通孔付近の混合気を着火させやすい。それゆえ、貫通孔を介して、内側空間５１から主燃焼室６へと、火炎を早く噴出させやすい。その結果、主燃焼室６における混合気の着火遅れが生じにくい。

以上のごとく、本実施形態によれば、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグ１を提供することができる。

（実施形態２）
本実施形態は、図１０に示すごとく、中心電極４の先端が、内側空間５１内に配置された形態である。そして、Ｚ方向において、中心電極４の先端は、第１貫通孔５２の内周面の基端側の端部５２４よりも基端側に配置される。

また、第１貫通孔５２の径方向において、内側傾斜面５２２は外側傾斜面５２３よりも長い。つまり、図１０に示すごとく、第１貫通孔５２の径方向における内側傾斜面５２２の長さＬ３は、第１貫通孔５２の径方向における外側傾斜面５２３の長さＬ４よりも長い。

また、図１１に示すごとく、第１貫通孔５２の中心軸Ｃ２を含む平面による断面形状において、内側傾斜面５２２は、外側傾斜面５２３よりも長い。つまり、第１貫通孔５２の中心軸Ｃ２を含む平面による断面である図１１において、内側傾斜面５２２の長さＬ１３は、外側傾斜面５２３の長さＬ１４よりも長い。

その他の構成は、実施形態１と同様である。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

例えば、内燃機関の圧縮行程において火花放電Ｓを放電ギャップＧに生じさせる場合、図１２、図１３に示すごとく、火花放電Ｓは、主燃焼室６から内側空間５１へと流れる気流Ａに押される。そして、図１３に示すごとく、火花放電Ｓは、内側空間５１内に大きく膨らむように伸長しやすい。

本実施形態のスパークプラグ１は、第１貫通孔５２の径方向において、内側傾斜面５２２は外側傾斜面５２３よりも長い。それゆえ、図１３に示すごとく、圧縮行程において、接地側起点Ｓ２が一層、中心電極４から遠くまで移動しやすい。その結果、火花放電Ｓの両起点間の直線距離を一層稼ぎやすい。

また、第１貫通孔５２の中心軸Ｃ２を含む平面による断面形状において、内側傾斜面５２２は、外側傾斜面５２３よりも長い。それゆえ、圧縮行程において、接地側起点Ｓ２の移動する距離が長くなりやすい。その結果、火花放電Ｓの両起点間の直線距離を一層稼ぎやすい。

本実施形態のスパークプラグ１は、中心電極４の先端が内側空間５１内に配されている。そのため、放電ギャップＧを形成するための距離を確保できると共に、第１貫通孔５２の開口面積を小さくすることができる。それゆえ、内側空間５１の混合気が燃焼して膨張する際に、内側空間５１内の圧力を高く維持することができる。その結果、貫通孔を通じて、内側空間５１から主燃焼室６へと勢いよく火炎を噴出させることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態３）
本実施形態は、図１４、図１５に示すごとく、内周端部５２１の全体に、内側傾斜面５２２が形成されている形態である。すなわち、本形態においては、接地電極における第１貫通孔５２に面する端面が、先端側へ行くほどスパークプラグ１の中心軸Ｃ１に近付くように傾斜している。
その他の構成は、実施形態１と同様である。

例えば、内燃機関の圧縮行程において火花放電Ｓを放電ギャップＧに生じさせる場合、図１４、図１５に示すごとく、火花放電Ｓは、主燃焼室６から内側空間５１へと流れる気流Ａに押される。そして、図１５に示すごとく、火花放電Ｓは、内側空間５１内に大きく膨らむように伸長しやすい。

また、内周端部５２１の全体に、内側傾斜面５２２が形成されている。そして、圧縮行程において、火花放電Ｓは主燃焼室６から内側空間５１へと流れる気流Ａに押される。それゆえ、図１５に示すごとく、火花放電Ｓの接地側起点Ｓ２が、内側傾斜面５２２に沿って外周側へ大きく移動しやすい。そのため、火花放電Ｓの両起点間の直線距離を拡大しやすい。その結果、火花放電Ｓは、大きく膨らむように一層伸長しやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態４）
本実施形態は、図１６、図１７に示すごとく、内周端部５２１の全体に、外側傾斜面５２３が形成されている形態である。すなわち、本形態においては、接地電極における第１貫通孔５２に面する端面が、基端側へ行くほどスパークプラグ１の中心軸Ｃ１に近付くように傾斜している。
その他の構成は、実施形態１と同様である。

例えば、内燃機関の膨張行程において火花放電Ｓを放電ギャップＧに生じさせる場合、図１６、図１７に示すごとく、火花放電Ｓは、内側空間５１から主燃焼室６へと流れる気流Ａに押される。そして、図１７に示すごとく、火花放電Ｓは、主燃焼室６側に大きく膨らむように伸長しやすい。

また、内周端部５２１の全体に、外側傾斜面５２３が形成されている。そして、膨張行程において、火花放電Ｓは内側空間５１から主燃焼室６へと流れる気流Ａに押される。それゆえ、図１７に示すごとく、火花放電Ｓの接地側起点Ｓ２が、外側傾斜面５２３に沿って外周側へ大きく移動しやすい。そのため、火花放電Ｓの両起点間の直線距離を拡大しやすい。その結果、火花放電Ｓは、大きく膨らむように一層伸長しやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態５）
本実施形態は、図１８に示すごとく、第１貫通孔５２の形状が略楕円形状となっている形態である。中心電極４の中心軸と、第１貫通孔５２の中心軸Ｃ２とは、略同軸上にある。そして、中心電極４の外周端縁４１１から第１貫通孔５２の内周端部５２１までの距離は、Ｚ方向と直交する第１貫通孔５２の長径方向で最大となり、短径方向で最小となる。
その他の構成は、実施形態１と同様である。

本実施形態において、外周端縁４１１から内周端部５２１までの距離は、Ｚ方向と直交する第１貫通孔５２の短径方向で最小となる。そのため、第１貫通孔５２の形状の設計を行う際、短径方向で火花放電Ｓが発生しやすいよう設計できる。それゆえ、Ｚ方向と直交する第１貫通孔５２の長径方向の形状を変更することで、放電ギャップＧの開口面積を調整しやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態６）
本実施形態は、図１９に示すごとく、第１貫通孔５２の中心軸Ｃ２が、中心電極４の中心軸とずれている形態である。そして、スパークプラグ１の中心軸Ｃ１と、中心電極４の中心軸とは、略同軸上にある。
その他の構成及び作用効果は、実施形態１と同様である。

（実施形態７）
本実施形態においては、図２０〜図２４に示すごとく、ハウジング２の先端部２４に接合した環状の電極部材５４によって、接地電極を構成した形態である。環状の電極部材５４の内周側の空間が、第１貫通孔５２となっている。本実施形態においては、ハウジング２の先端部２４と、環状の電極部材５４とによって、カバー部５が構成されている。つまり、環状の電極部材５４が接地電極を構成すると共に、カバー部５の一部を構成している。

環状の電極部材５４は、金属製の部材からなる。環状の電極部材５４は、例えば、ニッケル基合金からなる環状の電極母材と、電極母材の内周面に形成された貴金属層とを有する。本実施形態において、環状の電極部材５４の内周面は、内側傾斜面５２２と外側傾斜面５２３とを有する。貴金属層は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）などの単体、もしくはこれらの合金からなる。

また、図２２に示すごとく、環状の電極部材５４のＺ方向の厚みは、連通孔５０のＺ方向の厚みよりも大きい。

環状の電極部材５４は、ハウジング２の先端部２４に溶接することで固定される。溶接を行う方法としては、例えば、抵抗溶接、レーザー溶接を用いることができる。

本実施形態において、図２３に示すごとく、第１貫通孔５２の径方向における外側傾斜面５２３の長さＬ６は、第１貫通孔５２の径方向における内側傾斜面５２２の長さＬ５よりも長い。そして、第１貫通孔５２の径方向は、Ｚ方向に直交している。
なお、第１貫通孔５２の径方向における外側傾斜面５２３の長さＬ６よりも、第１貫通孔５２の径方向における内側傾斜面５２２の長さＬ５の方が長い形態を採用することもできる。

本実施形態において、スパークプラグ１の中心軸Ｃ１と、第１貫通孔５２の中心軸Ｃ２とは、同軸上にある。そして、第１貫通孔５２の中心軸Ｃ２を含む平面による断面である図２４において、外側傾斜面５２３の長さＬ１６は、内側傾斜面５２２の長さＬ１５よりも長い。
なお、第１貫通孔５２の中心軸Ｃ２を含む平面による断面形状において、外側傾斜面５２３の長さＬ１６よりも、内側傾斜面５２２の長さＬ１５の方が長い形態を採用することもできる。

第２貫通孔５３は、図２１に示すごとく、スパークプラグ１をＺ方向の先端側から見ると、周方向に等間隔で複数設けられている。本実施形態では、４個の第２貫通孔５３が設けられている。

複数の第２貫通孔５３は、図２１、図２２に示すごとく、ハウジング２の先端部２４に形成された連通孔５０の一部を、環状の電極部材５４が塞ぐことによって形成されている。すなわち、ハウジング２の先端部２４には、カバー部５の内側空間５１と外部とを連通する連通孔５０が設けられている。連通孔５０は、図２１に示すごとく、Ｚ方向から見ると、第１貫通孔５２の径方向に向かって、四方に突出するように形成されている。そして、連通孔５０は、回転対称形状を有する。

このように形成された連通孔５０の一部が、ハウジング２の先端部２４に設けられた環状の電極部材５４により覆われている。これにより、図２１に示すごとく、連通孔５０における環状の電極部材５４の外周側に複数の第２貫通孔５３が形成される。そして、環状の電極部材５４の内側が、第１貫通孔５２として、内側空間５１と外部とを連通させることとなる。

また、第１貫通孔５２及び第２貫通孔５３は、図２１、図２２に示すごとく、Ｚ方向に沿って形成されている。そして、第１貫通孔５２及び第２貫通孔５３は、Ｚ方向の先端側が、外部に向かって開口している。
その他の構成は、実施形態１と同様である。

例えば、内燃機関の圧縮行程において火花放電Ｓを放電ギャップＧに生じさせる場合、図２５、図２６に示すごとく、火花放電Ｓは、主燃焼室６から内側空間５１へと流れる気流Ａに押される。そして、図２６に示すごとく、火花放電Ｓは、内側空間５１に大きく膨らむように伸長しやすい。

また、内燃機関の膨張行程において火花放電Ｓを放電ギャップＧに生じさせる場合、図２７、図２８に示すごとく、火花放電Ｓは、内側空間５１から主燃焼室６へと流れる気流Ａに押される。そして、図２８に示すごとく、火花放電Ｓは、主燃焼室６側に大きく膨らむように伸長しやすい。

また、第１貫通孔５２の径方向において、外側傾斜面５２３は内側傾斜面５２２よりも長い。それゆえ、膨張行程において、接地側起点Ｓ２が一層、中心電極４から遠くまで移動しやすい。その結果、火花放電Ｓの両起点間の直線距離を一層稼ぎやすい。

また、第１貫通孔５２の中心軸Ｃ２を含む平面による断面形状において、外側傾斜面５２３は、内側傾斜面５２２よりも長い。それゆえ、膨張行程において、接地側起点Ｓ２の移動する距離が長くなりやすい。その結果、火花放電Ｓの両起点間の直線距離を一層稼ぎやすい。

また、本実施形態は、環状の電極部材５４が接地電極を構成している。そして、環状の電極部材５４のＺ方向の厚みは、連通孔５０のＺ方向の厚みよりも大きい。それゆえ、傾斜面５２２、５２３を長くしやすい。その結果、火花放電Ｓの両起点間の直線距離を一層稼ぎやすい。

また、環状の電極部材５４とハウジング２の先端部２４とは、Ｚ方向において互いに対向して接触している。そして、環状の電極部材５４とハウジング２の先端部２４との接触面積を大きく確保しやすい。これにより、放電ギャップＧに面する接地電極からハウジング２への放熱経路を短くできる。その結果、接地電極の温度上昇を抑制することで、接地電極の電極消耗を抑制することができる。すなわち、スパークプラグ１の長寿命化が可能となる。

また、中心電極４の先端面の外周端縁４１１に対向する環状の電極部材５４が、ハウジング２の先端部２４に接合されている。それゆえ、環状の電極部材５４をハウジング２に接合する際に、中心電極４との位置関係を調整しやすい。すなわち、環状の電極部材５４をハウジング２の先端部２４に沿って移動させながら、中心電極４に対する相対位置を調整することができる。その結果、各部品の寸法バラツキや組付けバラツキが大きい場合においても、放電ギャップＧを容易に調整することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
（実施形態８）
本実施形態は、図２９、図３０に示すごとく、中心電極４の外周端縁４１１が、第１貫通孔５２の内周面の先端側の端部５２５よりも先端側に配置された形態である。そして、外周端縁４１１は、内燃機関に設置された際には、主燃焼室６内に配される。
その他の構成は、実施形態７と同様である。

例えば、内燃機関の膨張行程において火花放電Ｓを放電ギャップＧに生じさせる場合、図２９、図３０に示すごとく、火花放電Ｓは、内側空間５１から主燃焼室６へと流れる気流Ａに押される。そして、図３０に示すごとく、火花放電Ｓは、主燃焼室６側に大きく膨らむように伸長しやすい。
その他、実施形態７と同様の作用効果を有する。

上記実施形態のスパークプラグ１は、中心電極４の先端突出部４１が、絶縁碍子３の内周側に保持された部位と一体的に形成されている。ただし、先端突出部４１の少なくとも一部を、それよりも基端側の部位に溶接などの方法で接合した構成とすることもできる。

また、上記実施形態のスパークプラグ１は、第１貫通孔５２を、内側空間５１と主燃焼室６とを連通する貫通孔のうち、いずれの貫通孔としてもよい。

例えば、先端突出部４１の外周端縁４１１を、上記実施形態１のスパークプラグ１よりも基端側に配置することができる。そして、スパークプラグ１の中心軸Ｃ１に沿って形成された貫通孔以外の貫通孔を、中心電極４と最も近い貫通孔とすることができる。そして、その貫通孔と先端突出部４１との間で放電ギャップＧを形成させることができる。そして、その貫通孔を、第１貫通孔５２とすることができる。

本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

１ スパークプラグ
２ ハウジング
３ 絶縁碍子
４ 中心電極
４１ 先端突出部
５ カバー部
５１ 内側空間
５２ 第１貫通孔
５２１ 内周端部
Ｇ 放電ギャップ

Claims (5)

1. 筒状の絶縁碍子（３）と、
   該絶縁碍子の内側に保持されると共に該絶縁碍子の先端側に先端突出部（４１）を突出させた中心電極（４）と、
   上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング（２）と、
   上記先端突出部の少なくとも一部を覆うように上記ハウジングの先端部に設けられたカバー部（５）と、を有し、
   上記カバー部には、該カバー部の内側空間（５１）と上記カバー部の外部とを連通させる貫通孔が形成されており、
   上記カバー部における少なくとも一部の上記貫通孔の内周端部（５２１）は、上記中心電極との間に放電ギャップ（Ｇ）を形成する接地電極を構成しており、
   該接地電極は、該接地電極が面する上記貫通孔である第１貫通孔（５２）の内側へ向かうほど厚みが小さくなる先細り形状を有する、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
2. 上記接地電極は、厚み方向の両側に、傾斜面を有する、請求項１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
3. 上記接地電極は、上記傾斜面として、上記内側空間側を向いた内側傾斜面（５２２）と、上記カバー部の外側を向いた外側傾斜面（５２３）とを有し、上記第１貫通孔の径方向において、上記外側傾斜面は上記内側傾斜面よりも長い、請求項２に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
4. 上記接地電極は、上記傾斜面として、上記内側空間側を向いた内側傾斜面（５２２）と、上記カバー部の外側を向いた外側傾斜面（５２３）とを有し、上記第１貫通孔の中心軸（Ｃ２）を含む平面による断面形状において、上記外側傾斜面は、上記内側傾斜面よりも長い、請求項２又は３に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
5. 上記カバー部は、上記貫通孔として、上記第１貫通孔とは異なる第２貫通孔（５３）を有し、上記第２貫通孔の開口面積は、上記放電ギャップの開口面積よりも小さい、請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
   

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