JP4875016B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、中心電極及び接地電極を有するスパークプラグを、燃焼室内壁面に開口するプラグ取付孔に取り付けた内燃機関に関する。

内燃機関を構成するスパークプラグのうち、中心電極の先端面に対向するように接地電極の延伸方向の先端部側面を配置した、いわゆる「平行電極型接地電極」と呼称される最も一般的な形態の接地電極を有するスパークプラグでは、接地電極（平行電極型接地電極）の軸線方向（プラグ軸方向）の長さが十分に長い。このため、その製造時に主体金具の金具先端面に溶接した棒状の接地電極を所定形状に屈曲させる際、溶接面やその近傍に掛かる曲げ応力は小さい。これは、接地電極が十分に長いため、屈曲させる際の曲げ応力が、溶接面やその近傍に伝わるまでの間に十分に緩和されるからと考えられる。

これに対し、くすぶり汚損等に効果を発揮するスパークプラグとして、いわゆる「セミ沿面放電型接地電極」と呼称される接地電極を有するスパークプラグや、「セミ沿面放電型接地電極」と他の形態の接地電極とを有するハイブリッドタイプのスパークプラグも知られている。セミ沿面放電型接地電極は、主として、中心電極との間の火花放電の一部が気中放電、他が絶縁体の絶縁体先端面に沿った沿面放電となる、いわゆる「セミ沿面放電」が生じるように、主体金具の金具先端面に接合した棒状の接地電極を屈曲させて形成している。このため、セミ沿面放電型接地電極は、平行電極型接地電極と比較すると、軸線方向長さが短くなりがちである。接地電極の軸線方向長さが短くなると、その製造時に主体金具の金具先端面に溶接した棒状の接地電極を所定形状に屈曲させる際、溶接面やその近傍に掛かる曲げ応力が大きくなる。このため、セミ沿面放電型接地電極の場合には、特に、接地電極と主体金具との溶接部分の強度が低下して、使用時等に接地電極に折損等の不具合が生じるおそれがあった。

しかしながら、一般的には、セミ沿面放電型接地電極でも、火花放電ギャップを燃焼室の中心へ向けて突き出して形成するほど着火性が優れるため、その軸線方向長さも十分に確保されていた。従って、その製造時に主体金具の金具先端面に溶接した棒状の接地電極を所定形状に屈曲させる際に前述の不具合が生じるおそれも少なかった実情がある。
またその一方で、特許文献１の図３等に開示されているように、セミ沿面放電型接地電極に屈曲加工を施さないことで、前述の不具合を回避し得るスパークプラグも提案されている。

特開２００６−８５９９７号公報

近年の内燃機関では、燃費改善と出力向上を両立させるため、筒内噴射エンジンの開発が盛んに行われており、くすぶり汚損対策として、セミ沿面タイプやハイブリッドタイプのスパークプラグの利用が増加している。こうした中、燃焼室内の燃焼噴霧領域やスワール及びタンブル流は、各内燃機関毎に非常に細かく制御されており、スパークプラグの最適発火位置についても、燃焼室の中心へ向けて突き出せば着火性が向上するという一般的な考え方から、逆に、発火位置を燃焼室内壁面に近づける方が、着火性が優れる場合も出てきた。発火位置を燃焼室内壁面に近づけると、接地電極の軸線方向長さがそれだけ短くなる。このため、特にセミ沿面放電型接地電極の場合には、軸線方向長さが短くなるため、製造時に主体金具の金具先端面に溶接した棒状の接地電極を所定形状に屈曲させる際、溶接部分の強度が低下しやすくなり、使用時等に接地電極に折損等の不具合が生じるおそれがある。

一方、特許文献１で開示された形態のセミ沿面放電型接地電極は、その製造過程で屈曲加工を必要としないものの、火花放電を発生する箇所が、電極の先端面ではなく、電極の角部（エッジ部）となることから、耐久性に問題がある。即ち、電極の角部は、電極の先端面を含む部分に比して体積が小さい。このため、火花放電により同じ体積だけ電極が消耗すると考えると、電極の角部で火花放電が生じる特許文献１のセミ沿面放電型接地電極の方が、電極の先端面で火花放電が生じるセミ沿面放電型接地電極よりも、火花放電ギャップが増大する。従って、特許文献１のセミ沿面放電型接地電極は、電極の先端面で火花放電が生じるセミ沿面放電型接地電極よりも、寿命が短い。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、セミ沿面放電型接地電極の寿命が低下するのを回避すると共に耐折損性及び耐剥離性を確保しつつ、火花放電ギャップの位置を燃焼室内壁面に近づけることにも対応した内燃機関を提供することを目的とする。

その解決手段は、軸線を有する筒状の主体金具であって、外周に雄ネジが形成されたネジ部、及び、外周に雄ネジが形成されることなく、前記ネジ部の軸線方向先端側に位置し、この主体金具の軸線方向先端をなして軸線と直交する平面状の金具先端面を含む金具先端部、を有する主体金具と、前記主体金具の径方向内側に挿通してなり、軸線方向先端側で主体金具から露出する絶縁体露出部を有する筒状の絶縁体と、前記絶縁体の径方向内側に挿通してなり、前記絶縁体露出部の軸線方向先端に位置する絶縁体先端面よりも軸線方向先端側に突出する中心電極突出部を有する中心電極と、前記主体金具の金具先端部から延び、自身の延伸方向の先端面である接地電極先端面が、径方向内側を向いて、前記中心電極突出部の外周面と火花放電ギャップを隔てて離間してなり、接地電極先端面と前記外周面との間に生じる火花放電の放電形式が、前記接地電極先端面から前記絶縁体先端面までの気中放電と、前記絶縁体先端面に沿った沿面放電とからなるセミ沿面放電を生じる一又は複数のセミ沿面放電型接地電極であって、前記金具先端部に溶接した後に径方向内側に向けて屈曲させてなるセミ沿面放電型接地電極と、を備えるスパークプラグを、燃焼室内壁面に開口するプラグ取付孔内に取り付けてなる内燃機関であって、前記主体金具の前記金具先端部は、前記金具先端面と平行なスリット底面、及び、このスリット底面から前記金具先端面まで延びる２つのスリット側面を含み、前記金具先端面で開口するスリットを有し、前記セミ沿面放電型接地電極を、前記金具先端部の前記スリット底面に溶接してなり、前記スリット底面を、前記燃焼室内壁面よりも軸線方向基端側に後退させて前記プラグ取付孔内に配置し、前記燃焼室内壁面から前記スリット底面までの軸線方向の距離Ｄ（ｍｍ）を、Ｄ≧１．０としてなり、前記スリット底面を延ばした第１仮想面により前記セミ沿面放電型接地電極を仮想的に切断した場合の、このセミ沿面放電型接地電極の第１仮想断面の中心を第１中心Ｋ１とし、前記第１仮想面から軸線方向先端側に１．０ｍｍ離れた位置で、前記第１仮想面と平行な第２仮想面により前記セミ沿面放電型接地電極を仮想的に切断した場合の、このセミ沿面放電型接地電極の第２仮想断面の中心を第２中心Ｋ２とし、前記燃焼室内壁面を前記プラグ取付孔内まで延ばした第３仮想面により前記セミ沿面放電型接地電極を仮想的に切断した場合の、このセミ沿面放電型接地電極の第３仮想断面の中心を第３中心Ｋ３とし、前記第３仮想面から軸線方向先端側に１．０ｍｍ離れた位置で、前記第３仮想面と平行な第４仮想面により前記セミ沿面放電型接地電極を仮想的に切断した場合の、このセミ沿面放電型接地電極の第４仮想断面の中心を第４中心Ｋ４としたとき、前記第１中心Ｋ１から前記第２中心Ｋ２までの、前記軸線に直交する方向についての第１ズレ量Ｂ（ｍｍ）を、Ｂ≦０．２としてなり、前記第３中心Ｋ３から前記第４中心Ｋ４までの径方向内側への第２ズレ量Ｃ（ｍｍ）を、Ｃ＞０．２としてなる内燃機関である。

本発明の内燃機関では、スパークプラグの接地電極として、接地電極先端面が、径方向内側を向いて、中心電極突出部の外周面と火花放電ギャップを隔てて離間した形態をなし、火花放電の放電形式が、接地電極先端面から絶縁体先端面までの気中放電と、絶縁体先端面に沿った沿面放電とからなるセミ沿面放電を生じるセミ沿面放電型接地電極を有する。このようなセミ沿面放電型接地電極は、接地電極先端面が径方向内側を向いているため、火花放電は、従来技術で示した特許文献１の接地電極のように電極角部で生じるのではなく、この接地電極先端面を起点として生じる。このため、火花放電が接地電極角部に集中して生じることがないので、接地電極の寿命が低下することを回避できる。

更に、この内燃機関では、主体金具の金具先端部に、スリット底面を燃焼室内壁面よりも軸線方向基端側のプラグ取付孔内に後退させたスリットを設け、このスリット底面にセミ沿面放電型接地電極を接合することで、セミ沿面放電型接地電極の一部（以下、この部位を接地電極引込部とも言う。）を、燃焼室内壁面よりも軸線方向基端側に配置している。そして、この接地電極引込部の上記第１ズレ量Ｂ（ｍｍ）を、Ｂ≦０．２としているので、接地電極引込部のうち少なくともスリット底面に近い部分は、直棒またはそれに近い小さな曲げ量を有する形状となる。これにより、製造時に主体金具のスリット底面に溶接したセミ沿面放電型接地電極を所定形状に屈曲させる際に、この接地電極引込部で曲げ加工時に生じ得る応力の伝達を緩和できているので、溶接面やその近傍に掛けられる曲げ応力が少なくなっている。従って、この溶接面付近の残留応力が小さく、セミ沿面放電型接地電極と主体金具との溶接部分の強度を十分に確保できているので、使用時等にセミ沿面放電型接地電極に折損等の不具合が発生することを防止できる。

その一方で、セミ沿面放電型接地電極のうち、燃焼室内壁面よりも軸線方向先端側の燃焼室内に配置される部位（以下、この部位を接地電極突出部とも言う。）では、上記第２ズレ量Ｃ（ｍｍ）を、Ｃ＞０．２としている。つまり、接地電極突出部を燃焼室内壁面近傍から径方向内側に大きく屈曲させている。従って、接地電極突出部の軸線方向長さを短くして、火花放電ギャップの位置を燃焼室内壁面に近づけることができる。
このように本発明の内燃機関では、セミ沿面放電型接地電極の寿命が低下するのを回避すると共に耐折損性及び耐剥離性を確保しつつ、火花放電ギャップの位置を燃焼室内壁面に近づけることにも対応できる。

なお、「中心電極」は、上記の要件を満たすものであればよく、一体的に形成したものでもよいし、例えば、基材である中心電極基材に柱状の中心電極チップを溶接して形成したものでもよい。また、「セミ沿面放電型接地電極」は、上記の要件を満たすものであればよく、一体的に形成したものでもよいし、例えば、基材である接地電極基材に柱状の接地電極チップを溶接して形成したものでもよい。なお、「セミ沿面放電型接地電極」が複数ある場合には、少なくともいずれかのセミ沿面放電型接地電極に対して本発明を適用すればよい。少なくとも本発明の要件を満たすセミ沿面放電型接地電極については、上述の作用効果を得ることができるからである。

更に、上記の内燃機関であって、前記セミ沿面放電型接地電極は、前記スリット底面に抵抗溶接してなり、一方の前記スリット側面と前記セミ沿面放電型接地電極との間隙Ｈ１（ｍｍ）を、Ｈ１≧１．０とすると共に、他方の前記スリット側面と前記セミ沿面放電型接地電極との間隙Ｈ２（ｍｍ）を、Ｈ２≧１．０としてなる内燃機関とすると良い。

各スリット側面とセミ沿面放電型接地電極との間隙Ｈ１，Ｈ２（ｍｍ）が狭すぎると、具体的にはそれぞれ１．０ｍｍよりも狭いと、スリット底面にセミ沿面放電型接地電極を抵抗溶接により溶接する際、溶融したセミ沿面放電型接地電極の一部が直ぐ近くに存在するスリット側面にも接触してしまうことがある。そうすると、セミ沿面放電型接地電極とスリット底面との間に十分な電流が流れなくなり、セミ沿面放電型接地電極をスリット底面に確実に溶接できないおそれがある。

これに対し本発明では、上記のように各スリット側面とセミ沿面放電型接地電極との間隙Ｈ１，Ｈ２（ｍｍ）を、Ｈ１≧１．０、Ｈ２≧１．０とそれぞれ十分に広くしている。このため、スリット底面にセミ沿面放電型接地電極を抵抗溶接する際、溶融したセミ沿面放電型接地電極の一部がスリット側面に接触することを防止できる。従って、セミ沿面放電型接地電極をスリット底面に確実に溶接できるので、セミ沿面放電型接地電極の接続信頼性を向上させることができる。

更に、上記のいずれかに記載の内燃機関であって、一方の前記スリット側面と前記セミ沿面放電型接地電極との間隙を間隙Ｈ１（ｍｍ）とし、他方の前記スリット側面と前記セミ沿面放電型接地電極との間隙を間隙Ｈ２（ｍｍ）とし、前記金具先端部の内径を内径Ｍ（ｍｍ）としたとき、前記スパークプラグを、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍ≦０．４を満たす形態としてなる内燃機関とすると良い。

上記のように間隙Ｈ１，Ｈ２（ｍｍ）及び内径Ｍ（ｍｍ）について、スパークプラグを、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍ≦０．４を満たす形態とすることにより、スリットにより構成される空間が少なくなる。このため、絶縁体露出部の周囲の空間をその分だけ小さくでき、絶縁体露出部の周囲のガスボリュームをその分だけ少なくできる。これにより、絶縁体露出部のくすぶり汚損を抑制できる。

また、他の解決手段は、軸線を有する筒状の主体金具であって、外周に雄ネジが形成されたネジ部、及び、外周に雄ネジが形成されることなく、前記ネジ部の軸線方向先端側に位置し、この主体金具の軸線方向先端をなして軸線と直交する平面状の金具先端面を含む金具先端部、を有する主体金具と、前記主体金具の径方向内側に挿通してなり、軸線方向先端側で主体金具から露出する絶縁体露出部を有する筒状の絶縁体と、前記絶縁体の径方向内側に挿通してなり、前記絶縁体露出部の軸線方向先端に位置する絶縁体先端面よりも軸線方向先端側に突出する中心電極突出部を有する中心電極と、前記主体金具の金具先端部から延び、自身の延伸方向の先端面である接地電極先端面が、径方向内側を向いて、前記中心電極突出部の外周面と火花放電ギャップを隔てて離間してなり、接地電極先端面と前記外周面との間に生じる火花放電の放電形式が、前記接地電極先端面から前記絶縁体先端面までの気中放電と、前記絶縁体先端面に沿った沿面放電とからなるセミ沿面放電を生じる一又は複数のセミ沿面放電型接地電極であって、前記金具先端部に溶接した後に径方向内側に向けて屈曲させてなるセミ沿面放電型接地電極と、を備えるスパークプラグを、燃焼室内壁面に開口するプラグ取付孔内に取り付けてなる内燃機関であって、前記主体金具の前記金具先端部は、前記金具先端面と平行なスリット底面、及び、このスリット底面から前記金具先端面まで延びる２つのスリット側面を含み、前記金具先端面で開口するスリットを有し、前記セミ沿面放電型接地電極を、前記金具先端部の前記スリット底面に溶接してなり、前記スリット底面を、前記燃焼室内壁面よりも軸線方向基端側に後退させて前記プラグ取付孔内に配置し、前記燃焼室内壁面から前記スリット底面までの軸線方向の距離Ｄ（ｍｍ）を、Ｄ≧１．０としてなり、前記セミ沿面放電型接地電極のうち、前記燃焼室内壁面よりも軸線方向基端側の前記プラグ取付孔内に位置する部位を接地電極引込部とし、前記燃焼室内壁面よりも軸線方向先端側の燃焼室内に位置する部位を接地電極突出部としたとき、前記接地電極引込部を、軸線方向先端側に向かって延びる直棒としてなり、前記接地電極突出部を、径方向内側に屈曲する形態としてなる内燃機関である。

本発明の内燃機関では、スパークプラグの接地電極として、接地電極先端面が、径方向内側を向いて、中心電極突出部の外周面と火花放電ギャップを隔てて離間した形態をなし、火花放電の放電形式が、接地電極先端面から絶縁体先端面までの気中放電と、絶縁体先端面に沿った沿面放電とからなるセミ沿面放電を生じるセミ沿面放電型接地電極を有する。このようなセミ沿面放電型接地電極は、接地電極先端面が径方向内側を向いているため、火花放電は、従来技術で示した特許文献１の接地電極のように電極角部で生じるのではなく、この接地電極先端面を起点として生じる。このため、火花放電が接地電極角部に集中して生じることがないので、接地電極の寿命が低下することを回避できる。

更に、この内燃機関では、主体金具の金具先端部に、スリット底面を燃焼室内壁面よりも軸線方向基端側のプラグ取付孔内に後退させたスリットを設け、このスリット底面にセミ沿面放電型接地電極を接合することで、セミ沿面放電型接地電極の一部（接地電極引込部）を、燃焼室内壁面よりも軸線方向基端側に配置している。そして、この接地電極引込部を、軸線方向先端側に向かって延びる直棒としている。このため、製造時に主体金具のスリット底面に溶接したセミ沿面放電型接地電極を所定形状に屈曲させる際に、この接地電極引込部で曲げ加工時に生じ得る応力の伝達を緩和できているので、溶接面やその近傍に掛けられる曲げ応力が少なくなっている。従って、この溶接面付近の残留応力が小さく、セミ沿面放電型接地電極と主体金具との溶接部分の強度を十分に確保できているので、使用時等にセミ沿面放電型接地電極に折損等の不具合が発生することを防止できる。

その一方で、セミ沿面放電型接地電極のうち、燃焼室内壁面よりも軸線方向先端側の燃焼室内に配置される部位（接地電極突出部）では、径方向内側に屈曲する形態としている。つまり、接地電極突出部を燃焼室内壁面近傍から径方向内側に大きく屈曲させている。従って、接地電極突出部の軸線方向長さを短くして、火花放電ギャップの位置を更に燃焼室内壁面に近づけることができる。
このように本発明の内燃機関では、セミ沿面放電型接地電極の寿命が低下するのを回避すると共に耐折損性及び耐剥離性を確保しつつ、火花放電ギャップの位置を燃焼室内壁面に近づけることにも対応することができる。

更に、上記のいずれかに記載の内燃機関であって、前記中心電極の前記中心電極突出部は、基材である中心電極基材の軸線方向先端に溶融部を介して柱状の中心電極チップが溶接されてなり、前記主体金具の前記金具先端面から延び、自身の延伸方向の先端面である接地電極先端面が、径方向内側を向いて、前記中心電極チップの外周面と火花放電ギャップを隔てて離間してなり、前記接地電極先端面と前記外周面との間に生じる火花放電の放電形式が、径方向の気中放電である一又は複数の径方向放電型接地電極をも備える内燃機関とするのが好ましい。

火花放電の放電形式が、沿面放電を含まない、径方向の気中放電である径方向放電型接地電極は、一般的に着火性に優れるため、前述のセミ沿面放電型接地電極に、径方向放電型接地電極を加えることで、着火性の優れた内燃機関とすることができる。
径方向放電型接地電極では、火花放電が中心電極チップの外周面に対してだけでなく、中心電極チップと中心電極基材との溶融部に対しても生じることがある。溶融部の仕事関数が中心電極チップの仕事関数よりも小さいためである。溶融部への火花放電の頻度が高いと、中心電極チップよりも溶融部の方が早く消耗し、溶融部が大きく抉り取られて、中心電極チップが剥離し脱落するおそれがある。そうすると、スパークプラグが本来の寿命を全うできないだけでなく、脱落した中心電極チップにより内燃機関が損傷するおそれすらある。

これを回避するためには、中心電極チップの軸線方向長さをある程度長くして、径方向放電型接地電極の接地電極先端面を溶融部から遠ざけることにより、溶融部への火花放電の頻度を減らすことが考えられる。しかしながら、単に中心電極チップを長くしただけでは、中心電極チップが燃焼室の中心側に突出し過ぎてしまうため、中心電極の耐熱性やエンジン設計の観点から好ましくない。

そこで、中心電極チップの軸線方向長さをある程度長くする一方で、絶縁体の軸線方向長さを短くすることが考えられる。このようにすれば、中心電極チップが燃焼室の中心側に突出し過ぎるのを防止できるので、中心電極の耐熱性やエンジン設計の問題を回避できる。しかしながら、絶縁体の軸線方向長さを短くすると、それに応じてセミ沿面放電型接地電極の軸線方向長さも短くせざるを得ない。そうすると、従来技術で述べたように、製造時に主体金具の金具先端面に溶接したセミ沿面放電型接地電極を所定形状に屈曲させる際、溶接面やその近傍に掛かる曲げ応力が大きくなり、溶接部分の強度が低下する問題が生じる。

そこで、前述の発明を採用することにより、製造時に主体金具に溶接したセミ沿面放電型接地電極を所定形状に屈曲させる際に、前述の不具合が生じることを防止できる。このように、上記構成の内燃機関では、高い着火性を有すると共に、くすぶり汚損にも強いスパークプラグを実現しつつ、セミ沿面放電型接地電極の寿命が低下するのを回避すると共に耐折損性及び耐剥離性を確保することができる。

（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１に、本実施形態１に係る内燃機関２００を構成するスパークプラグ１００を示す。また、図２に、スパークプラグ１００の先端部付近を示す。また、図３に、内燃機関２００のうち、スパークプラグ１００の先端部付近を示す。また、図４に、スパークプラグ１００の接地電極（セミ沿面放電型接地電極）１４０及び中心電極１３０の一部を示す。

本実施形態１の内燃機関２００は、内燃機関本体２１０と、これに取り付けたスパークプラグ１００とを備える（図３参照）。
このうちスパークプラグ１００は、図１に示すように、筒状の主体金具１１０と、筒状の絶縁体１２０と、棒状の中心電極１３０と、所定形状に屈曲させた４つの接地電極１４０，１４０，…（紙面裏側に位置する接地電極１４０は不図示。）とを有する。

主体金具１１０は、低炭素鋼からなり、軸線ＡＸ方向に延びる筒状をなす。この主体金具１１０は、径大なフランジ部１１０ｆと、これより軸線方向基端側ＡＫ（以下、単に基端側ＡＫとも言う。図１中、上方。）に位置し、スパークプラグ１００を内燃機関本体２１０に取り付ける際に工具を係合させる横断面六角形状の工具係合部１１０ｈを有する。また、主体金具１１０は、更にその基端側ＡＫに、絶縁体１２０を主体金具１１０に加締め固定するための加締部１１０ｊを有する。

また、主体金具１１０は、フランジ部１１０ｆの軸線方向先端側ＡＳ（以下、単に先端側ＡＳとも言う。図１中、下方。）に、フランジ部１１０ｆより細径で、外周にスパークプラグ１００を内燃機関本体２１０にネジ止めするための取り付け用の雄ネジを形成したネジ部１１０ｍを有する。また、主体金具１１０は、更に先端側ＡＳに、主体金具１１０の先端に位置して軸線ＡＸと直交する平面をなすリング状の金具先端面１１０ｓｃを含む金具先端部１１０ｓを有する。この金具先端部１１０ｓの内径Ｍ（ｍｍ）は、Ｍ＝７．２（ｍｍ）である（図２参照）。

この金具先端部１１０ｓには、金具先端面１１０ｓｃまで開口する４つスリット１１３，１１３，…が、周方向に等間隔（９０度毎の間隔）に形成されている（図１の他、図２及び図３も参照）。各スリット１１３，１１３，…は、金具先端面１１０ｓｃと平行な平面状のスリット底面１１３ｃと、このスリット底面１１３ｓに直交し、このスリット底面１１３ｓから金具先端面１１０ｓｃまで延びる互いに平行な２つの平面状のスリット側面１１３ｄ１，１１３ｄ２とを有する形態をなす。これらのスリット１１３，１１３，…は、軸線ＡＸ方向に沿う縦方向の長さ（スリット１１３の深さＬ（ｍｍ））が、Ｌ＝２．０（ｍｍ）であり、深さ方向と直交する幅方向の長さ（スリット側面１１３ｄ１，１１３ｄ２同士の間の長さ）が５．０ｍｍである。

絶縁体１２０は、アルミナ系セラミックからなり、軸線ＡＸ方向に延びる筒状をなす。この絶縁体１２０は、主体金具１１０の径方向内側に挿通してなり、先端側ＡＳに位置する絶縁体露出部１２０ｒが、主体金具１１０内から外部に露出すると共に、基端側に位置する絶縁体基端部１２０ｋが、主体金具１１０の加締部１１０ｊから基端側に突出した状態で、主体金具１１０に保持されている（図１の他、図２〜図４も参照）。なお、絶縁体露出部１２０ｒのうち、先端側ＡＳに位置する絶縁体先端部１２０ｓは、主体金具１１０の金具先端面１１０ｓｃから先端側ＡＳに突出している。
また、この絶縁体１２０の先端側の径方向内側には、中心電極１３０が挿入されている。一方、絶縁体１２０の基端側の径方向内側には、高電圧を中心電極１３０に導くための端子金具１５０が挿入されている。

中心電極１３０は、Ｎｉを主成分とするＮｉ合金から一体的に形成されている。この中心電極１３０は、絶縁体１２０の径方向内側に挿通してなり、先端側ＡＳに位置する中心電極突出部１３０ｓが絶縁体１２０の絶縁体先端面１２０ｓｃから先端側ＡＳに突出した状態で、絶縁体１２０に保持されている（図１の他、図３及び図４も参照）。中心電極突出部１３０ｓは、軸線ＡＸと同軸で軸線ＡＸ方向に延びる円柱形状をなす。

本実施形態１の４つの接地電極１４０，１４０，…は、いずれも、その接地電極先端面１４０ｓｃと中心電極１３０の外周面１３０ｓｎとの間に生じる火花放電の放電形式が、接地電極先端面１４０ｓｃから絶縁体先端面１２０ｓｃまでの気中放電と、絶縁体先端面１２０ｓｃに沿った沿面放電とからなるセミ沿面放電を生じるセミ沿面放電型接地電極である。各接地電極１４０，１４０，…は、それぞれＮｉを主成分とするＮｉ合金から一体的に形成されており、四角柱を径方向内側に向けて所定形状に屈曲させた形状を有する。具体的には、各々の接地電極基端部１４０ｋ，１４０ｋ，…は、主体金具１１０の金具先端部１１０ｓのうち、各スリット１１３，１１３，…のスリット底面１１３ｃ，１１３ｃ，…の周方向中央に、抵抗溶接により接合されている。

また、各接地電極１４０，１４０，…は、スリット底面１１３ｃ，１１３ｃ，…から先端側ＡＳに延びて金具先端面１１０ｓｃを超える。各々の接地電極先端部１４０ｓ，１４０ｓ，…は、径方向内側に向けて所定形状に屈曲され、その接地電極先端面（外側電極先端面）１４０ｓｃ，１４０ｓｃ，…が軸線ＡＸ方向と平行となって径方向内側を向いている。そして、各々の接地電極先端面１４０ｓｃ，１４０ｓｃ，…が、中心電極突出部１３０ｓの外周面１３０ｓｎと火花放電を生じさせる火花放電ギャップＧを隔てて離間している。

これら４つの接地電極１４０，１４０，…は、金具先端部１１０ｓに周方向に等間隔に設けられたスリット１１３，１１３，…に配置されているので、これらの接地電極１４０，１４０，…も、周方向に等間隔に配置されている。従って、２つの接地電極１４０，１４０が互いに対向すると共に、残り２つの接地電極１４０，１４０も互いに対向している。

図２に示すように、接地電極１４０と対向する側から見たとき、その接地電極１４０と、これが接合されたスリット１１３の一方のスリット側面１１３ｄ１との間隙Ｈ１（ｍｍ）は、Ｈ１≧１．０である。また、この接地電極１４０と他方のスリット側面１１３ｄ２との間隙Ｈ２（ｍｍ）も、Ｈ２≧１．０である。具体的には、Ｈ１＝Ｈ２＝１．２（ｍｍ）である。また、前述のように金具先端部１１０ｓの内径Ｍ（ｍｍ）は、Ｍ＝７．２（ｍｍ）であるので、これらの間隙Ｈ１，Ｈ２（ｍｍ）と内径Ｍ（ｍｍ）とは、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍ≦０．４の関係を満たしている。

次に、内燃機関本体２１０について説明する（図３参照）。内燃機関本体２１０は、内部に燃焼室ＮＳ（図３中、下方）を形成する燃焼室内壁面２３１を有するシリンダヘッド２３０を備える。このシリンダヘッド２３０は、燃焼室内壁面２３１を貫通すると共に内燃機関２００外部に繋がるプラグ取付孔２４０を有する。このプラグ取付孔２４０の燃焼室内壁面２３１近傍の内周面は、スパークプラグ１００を取り付けるための雌ネジが形成されたネジ部２４１とされている。

このプラグ取付孔２４０には、前述のスパークプラグ１００が取り付けられている。具体的には、スパークプラグ１００の先端側を燃焼室ＮＳ内に向けると共に、基端側を内燃機関２００外部に向けた状態で、スパークプラグ１００がプラグ取付孔２４０に挿入されている。そして、スパークプラグ１００のネジ部１１０ｍがプラグ取付孔２４０のネジ部２４１に螺合して、スパークプラグ１００がプラグ取付孔２４０に固定されている。

このようにスパークプラグ１００を内燃機関本体２１０に取り付けた内燃機関２００では、図３に示すように、主体金具１１０の金具先端面１１０ｓｃの軸線ＡＸ方向の位置ＮＭ１と、燃焼室内壁面２３１（プラグ取付孔２４０の開口端２４０ｃ）の位置ＮＭ１とが一致している。そして、各スリット底面１１３ｃ，１１３ｃ，…は、燃焼室内壁面２３１よりも基端側に後退したプラグ取付孔２４０内に位置している。具体的には、燃焼室内壁面２３１（燃焼室内壁面２３１の軸線ＡＸ方向の位置ＮＭ１）からスリット底面１１３ｃ（スリット底面１１３ｃの軸線ＡＸ方向の位置ＤＭ１）までの軸線ＡＸ方向の距離Ｄ（ｍｍ）を、Ｄ≧１．０としている。本実施形態１では、距離Ｄ（ｍｍ）を、Ｄ＝２．０（ｍｍ）としている。
なお、本実施形態１では、上記のように金具先端面１１０ｓｃと燃焼室内壁面２３１の位置ＮＭ１が一致しているので、上記の距離Ｄ（ｍｍ）は、スリット１１３の深さＬ（ｍｍ）にも相当する（Ｄ＝Ｌ）。

このようにスリット底面１１３ｃ，１１３ｃ，…を燃焼室内壁面２３１よりも基端側に後退させることにより、スリット底面１１３ｃ，１１３ｃ，…に接合された接地電極１４０，１４０，…は、燃焼室内壁面２３１よりも先端側ＡＳの燃焼室ＮＳ内に位置する接地電極突出部１４０ｔ，１４０ｔ，…と、燃焼室内壁面２３１よりも基端側ＡＫのプラグ取付孔２４０内に位置する接地電極引込部１４０ｈ，１４０ｈ，…とを有することになる。

次に、この内燃機関２００における接地電極１４０，１４０，…について更に詳細を説明する（図４参照）。
各接地電極１４０の接地電極引込部１４０ｈのうち、スリット底面１１３ｃを延ばした第１仮想平面Ｚ１によりこれを仮想的に切断した場合の（軸線ＡＸ方向の位置ＤＭ１で軸線ＡＸに直交する方向に仮想的に切断した場合の）、この接地電極引込部１４０ｈの第１仮想横断面Ｙ１の中心を第１中心Ｋ１とする。
また、この接地電極引込部１４０ｈのうち、第１仮想平面Ｚ１（スリット底面１１３ｃ）から先端側ＡＳに１．０ｍｍ離れた位置ＤＭ２で、第１仮想平面Ｚ１と平行な第２仮想平面Ｚ２により、軸線ＡＸに直交する方向にこれを切断した場合の、この接地電極引込部１４０ｈの第２仮想横断面Ｙ２の中心を第２中心Ｋ２とする。

そして、第１中心Ｋ１から第２中心Ｋ２までの、軸線ＡＸに直交する方向についてのズレ量を第１ズレ量Ｂ（ｍｍ）とする。本実施形態１では、この軸線ＡＸに直交する方向については、径方向にのみズレているので、径方向内側へのズレ量（図４中、右側へのズレ量）が第１ズレ量Ｂ（ｍｍ）に該当する。そして、この第１ズレ量Ｂ（ｍｍ）を、Ｂ≦０．２としている。具体的には、第１ズレ量Ｂ（ｍｍ）が、Ｂ＝０．１（ｍｍ）となっており、接地電極引込部１４０ｈは、先端側ＡＳに向かって延びる直棒状をなしている。

一方、各接地電極１４０の接地電極突出部１４０ｔのうち、燃焼室内壁面２３１をプラグ取付孔２４０内まで延ばした第３仮想平面Ｚ３によりこれを仮想的に切断した場合の（軸線ＡＸ方向の位置ＮＭ１で軸線ＡＸに直交する方向に仮想的に切断した場合の）、この接地電極突出部１４０ｔの第３仮想横断面Ｙ３の中心を第１中心Ｋ３とする。
また、この接地電極突出部１４０ｔのうち、第３仮想平面Ｚ３から先端側ＡＳに１．０ｍｍ離れた位置ＮＭ２で、第３仮想平面Ｚ３と平行な第４仮想平面Ｚ４により、軸線ＡＸに直交する方向にこれを切断した場合の、この接地電極突出部１４０ｔの第４仮想断面Ｙ４の中心を第４中心Ｋ４とする。

そして、第３中心Ｋ３から第４中心Ｋ４までの径方向内側へのズレ量（図４中、右側へのズレ量）を第２ズレ量Ｃ（ｍｍ）とする。本実施形態１では、この第２ズレ量Ｃ（ｍｍ）を、Ｃ＞０．２としている。具体的には、第２ズレ量Ｃ（ｍｍ）が、Ｃ＝０．４（ｍｍ）となっており、接地電極突出部１４０ｔは、燃焼室内壁面２３１近傍から径方向内側に大きく屈曲している。

以上で説明したように、この内燃機関２００では、スパークプラグ１００の接地電極として、接地電極先端面１４０ｓｃが、径方向内側を向いて、中心電極突出部１３０ｓの外周面１３０ｓｎと火花放電ギャップＧを隔てて離間した形態をなし、火花放電の一部が気中放電、残りが絶縁体先端面１２０ｓｃに沿った沿面放電であるセミ沿面放電を生じるセミ沿面放電型接地電極１４０，１４０，…を有する。このようなセミ沿面放電型接地電極１４０，１４０，…は、接地電極先端面１４０ｓｃ，１４０ｓｃ，…が径方向内側を向いているので、火花放電は、接地電極角部で生じるのではなく、この接地電極先端面１４０ｓｃ，１４０ｓｃ，…を起点として生じる。このため、火花放電が接地電極角部に集中して生じることがないので、セミ沿面放電型接地電極１４０，１４０，…の寿命が低下することを回避できる。

更に、この内燃機関２００では、主体金具１１０の金具先端部１１０ｓに、スリット底面１１３ｃを燃焼室内壁面２３１よりも基端側ＡＫに後退させたスリット１１３を設け、このスリット底面１１３ｃに接地電極１４０を接合することで、接地電極１４０の一部（接地電極引込部１４０ｈ）を、燃焼室内壁面２３１よりも基端側に配置している。
そして、接地電極引込部２３１ｈの前記第１ズレ量Ｂ（ｍｍ）が、Ｂ≦０．２となっており、接地電極引込部２３１ｈが、先端側ＡＳに向かって延びる直棒状となっている。このため、製造時に主体金具１１０のスリット底面１１３ｃに溶接した棒状の接地電極１４０を所定形状に屈曲させる際に、溶接面１４９やその近傍に掛けられる曲げ応力が少なくなっている。従って、この溶接面１４９付近の残留応力が小さく、接地電極１４０と主体金具１１０との溶接部分の強度を十分に確保できているので、使用時等に接地電極１４０に折損等の不具合が発生することを防止できる。

またその一方で、接地電極１４０のうち、燃焼室内壁面２３１よりも突出して燃焼室ＮＳ内に配置される接地電極突出部１４０ｔについては、前述の径方向内側への第２ズレ量Ｃ（ｍｍ）が、Ｃ＞０．２となっている。つまり、接地電極突出部１４０ｔが、燃焼室内壁面２３１近傍から径方向内側に大きく屈曲している。従って、接地電極突出部１４０ｔの軸線ＡＸ方向長さが短く、火花放電ギャップＧの位置が燃焼室内壁面２３１に近づいている。
このように本実施形態１の内燃機関２００は、セミ沿面放電型接地電極１４０，１４０，…の寿命が低下するのを回避すると共に、その耐折損性及び耐剥離性を確保しつつ、火花放電ギャップＧの位置を燃焼室内壁面２３１に近づけることにも対応できる。

また、本実施形態１では、前述のように、接地電極１４０とスリット側面１１３ｄ１，１１３ｄ２との間隙Ｈ１，Ｈ２（ｍｍ）をそれぞれ１．０ｍｍ以上と十分に広くしている。このため、スリット底面１１３ｃに接地電極１４０を抵抗溶接する際、溶融した接地電極１４０の一部がスリット側面１１３ｄ１，１１３ｄ２に接触することを防止できるので、接地電極１４０をスリット底面１１３ｃに確実に溶接できる。

また、前述のように、スパークプラグ１００の形態を、接地電極１４０とスリット側面１１３ｄ１，１１３ｄ２との間隙Ｈ１，Ｈ２（ｍｍ）と、金具先端部１１０ｓの内径Ｍ（ｍｍ）とが、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍ≦０．４を満たす形態としている。このため、スリット１１３により構成される空間が少なくなるので、絶縁体露出部１２０ｒの周囲の空間をその分だけ小さくでき、絶縁体露出部１２０ｒの周囲のガスボリュームをその分だけ小さくできる。これにより、絶縁体露出部１２０ｒのくすぶり汚損を抑制できる。

なお、この内燃機関２００は、内燃機関本体２１０とスパークプラグ１００を別途製造した後、内燃機関本体２１０のプラグ取付孔２４０にスパークプラグ１００を取り付けることにより製造できる。
このうちスパークプラグ１００は、次の方法により製造できる。即ち、中心電極１３０を絶縁体１２０に組み付けると共に、端子金具１５０等も絶縁体１２０に組み付け、ガラスシールを行う。

次に、スリット１１３，１１３，…を設けた主体金具１１０を用意し、各スリット１１３，１１３，…のスリット底面１１３ｃ，１１３ｃ，…に、棒状の接地電極１４０，１４０，…（屈曲加工がされていない状態の接地電極１４０，１４０，…）を抵抗溶接する。その際、接地電極１４０とスリット側面１１３ｄ１，１１３ｄ２との間隙Ｈ１，Ｈ２（ｍｍ）はそれぞれ１．０ｍｍ以上と十分に広いので、溶融した接地電極１４０の一部がスリット側面１１３ｄ１，１１３ｄ２に接触することを防止できる。従って、接地電極１４０をスリット底面１１３ｃに確実に溶接できる。
なお、この溶接はレーザ溶接でもよい。その後は、これらの接地電極１４０，１４０，…を接合した主体金具１１０に、中心電極１３０等を組み付けた絶縁体１２０を組み付け、加締め等を行う。

次に、主体金具１１０に接合された各接地電極１４０，１４０，…を径方向内側に曲げて所定形状とし、中心電極１３０との間に火花放電ギャップＧを形成する。その際、各接地電極１４０，１４０，…は、軸線ＡＸ方向に十分な長さを有するので、溶接面１４９，１４９，…やその近傍に掛かる曲げ応力を少なくできる。従って、各接地電極１４０，１４０，…と主体金具１１０との溶接部分の強度を十分に確保できる。
その後、このスパークプラグ１００を、別途用意した内燃機関本体２１０に取り付ければ、内燃機関２００が完成する。

（実施形態２）
次いで、第２の実施形態について説明する。本実施形態２の内燃機関４００では、中心電極３３０の形態が上記実施形態１の中心電極１３０の形態と異なる。
また、接地電極１４０，１４０，３４０を全部で３つ設けてあり、このうち互いに対向する２つの接地電極１４０，１４０は、上記実施形態１のセミ沿面放電型接地電極１４０，１４０と同様であるが、残りの接地電極３４０の形態が、上記実施形態１のセミ沿面放電型接地電極１４０の形態と異なる。また、これに伴い、主体金具１１０の金具先端部１１０ｓには、上記実施形態１と同様なスリット１１３，１１３が接地電極１４０，１４０に対応して２つのみ設けてある。
それ以外は、上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。図５に、本実施形態２に係る内燃機関４００のうち、スパークプラグ３００の先端部付近を示す。

この内燃機関４００を構成するスパークプラグ３００の中心電極３３０は、先端側ＡＳ（図５中、下方）に位置する中心電極突出部３３０ｓが絶縁体１２０の絶縁体先端面１２０ｓｃから先端側ＡＳに突出した状態で、絶縁体１２０に内挿され保持されている。この中心電極３３０は、基材である棒状の中心電極基材３３１の先端に、これよりも細径で円柱状をなす中心電極チップ３３３を同軸にレーザ溶接して形成したものである。中心電極基材３３１と中心電極チップ３３３との間には、これらが互いに溶融して固化した溶融部３３２が形成されている。このうち中心電極基材３３１は、Ｎｉを主成分とするＮｉ合金からなる。一方、中心電極チップ３３３は、Ｐｔを７０重量％以上含むＰｔ合金からなる。

接地電極１４０，１４０，３４０のうち、互いに対向する２つの接地電極１４０，１４０は、前述したように上記実施形態１のセミ沿面放電型接地電極１４０，１４０と同様であり、中心電極突出部３３０ｓの外周面３３０ｓｎと火花放電ギャップＧを隔てて離間している。
一方、残りの接地電極３４０は、いわゆる平行電極タイプの接地電極であり、Ｎｉを主成分とするＮｉ合金からなり、四角柱を所定形状に屈曲させた形状を有する。具体的には、その接地電極基端部３４０ｋが主体金具１１０の金具先端面１１０ｓｃに接合される一方、接地電極先端部３４０ｓが他の接地電極１４０，１４０よりも更に先端側ＡＳまで延び、中心電極突出部３３０ｓを超えて、径方向内側に向けて所定形状に屈曲されている。そして、この接地電極先端部３４０ｓのうち、基端側を向く基端側側面３４０ｓｄ（図５中、上側の側面）が、中心電極突出部３３０ｓの円状の先端面３３０ｓｓと対向して火花放電を生じさせる火花放電ギャップＪを形成している。

このようなスパークプラグ３００を有する内燃機関４００も、上記実施形態１のセミ沿面放電型接地電極１４０，１４０，…と同様な形態のセミ沿面放電型接地電極１４０，１４０を有する。従って、少なくともこれらのセミ沿面放電型接地電極１４０，１４０については、上記実施形態１の内燃機関２００と同様に、セミ沿面放電型接地電極１４０，１４０の寿命が低下するのを回避すると共に、その耐折損性及び耐剥離性を確保しつつ、火花放電ギャップＧの位置を燃焼室内壁面２３１に近づけることにも対応できる。また、その他、上記実施形態１と同様な部分は、上記実施形態１と同様な作用・効果を奏する。

（実施形態３）
次いで、第３の実施形態について説明する。本実施形態３の内燃機関６００では、中心電極５３０の形態が上記実施形態１の中心電極１３０の形態と異なる。また、接地電極１４０，１４０，５４０を全部で３つ設けてあり、このうち互いに対向する２つの接地電極１４０，１４０は、上記実施形態１のセミ沿面放電型接地電極１４０，１４０と同様であるが、残りの接地電極５４０の形態が、上記実施形態１のセミ沿面放電型接地電極１４０の形態と異なる。それ以外は、上記実施形態１と同様であるので、上記実施形態１と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。図６に、本実施形態３に係る内燃機関６００のうち、スパークプラグ５００の先端部付近を示す。

この内燃機関６００を構成するスパークプラグ５００の中心電極５３０は、先端側ＡＳ（図６中、下方）に位置する中心電極突出部５３０ｓが絶縁体１２０の絶縁体先端面１２０ｓｃよりも先端側ＡＳに突出した状態で、絶縁体１２０に内挿され保持されている。この中心電極５３０は、基材である棒状の中心電極基材５３１の先端に、これよりも細径で円柱状をなす中心電極チップ５３３を同軸にレーザ溶接して形成したものである。中心電極基材５３１と中心電極チップ５３３との間には、これらが互いに溶融して固化した溶融部５３２が形成されている。このうち中心電極基材５３１は、Ｎｉを主成分とするＮｉ合金からなる。一方、中心電極チップ５３３は、Ｐｔを７０重量％以上含むＰｔ合金からなる。

接地電極１４０，１４０，５４０のうち、互いに対向する２つの接地電極１４０，１４０は、前述したように上記実施形態１のセミ沿面放電型接地電極１４０，１４０と同様であり、中心電極突出部５３０ｓの外周面５３０ｓｎと火花放電ギャップＧを隔てて離間している。

一方、残りの接地電極５４０は、火花放電として、沿面放電を含まずに、径方向の気中放電を生じる径方向放電型接地電極である。この接地電極５４０は、その接地電極基端部５４０ｋが主体金具１１０の金具先端面１１０ｓｃに接合されて金具先端面１１０ｓｃから延び、自身の延伸方向の先端面である接地電極先端面５４０ｓｃが、軸線ＡＸと平行となって径方向内側を向いている。そして、この接地電極先端面５４０ｓｃが、中心電極突出部５３０ｓの外周面５３０ｓｎ（具体的には中心電極チップ５３３の外周面５３３ｎ）と火花放電を生じさせる火花放電ギャップＬを隔てて離間している。

この接地電極５４０は、基材である接地電極基材５４１の先端部５４１ｓの基端側側面５４１ｓｄ（図６中、上方の側面）に、これよりも細い四角柱をなす接地電極チップ５４３を溶接して形成したものである。接地電極基材５４１は、Ｎｉを主成分とするＮｉ合金からなり、四角柱を径方向内側に向けて所定形状に屈曲させた形状を有する。一方、接地電極チップ５４３は、Ｐｔを７０重量％以上含むＰｔ合金からなる。

このように本実施形態３では、径方向の気中放電を生じる径方向放電型接地電極５４０を設けているので、セミ沿面放電型接地電極１４０，１４０のみを有する場合よりも、着火性に優れる。
径方向放電型接地電極５４０では、火花放電が中心電極チップ５３３の外周面５３３ｎに対してだけでなく、中心電極チップ５３３と中心電極基材５３１との間の溶融部５３２に対しても生じることがある。溶融部５３２の仕事関数が中心電極チップ５３３の仕事関数よりも小さいためである。

溶融部５３２への火花放電の頻度が高いと、中心電極チップ５３３よりも溶融部５３２の方が早く消耗し、溶融部５３２が大きく抉り取られて、中心電極チップ５３３が剥離し脱落するおそれがある。そうすると、スパークプラグ５００の本来の寿命を全うできないだけでなく、脱落した中心電極チップ５３３により内燃機関６００が損傷するおそれすらある。

これを回避するためには、中心電極チップ５３３の軸線ＡＸ方向長さをある程度長くして、径方向放電型接地電極５４０の接地電極先端面５４０ｓｃを溶融部５３２から遠ざけることにより、溶融部５３２への火花放電の頻度を減らすことが考えられる。しかしながら、単に中心電極チップ５３３を長くしただけでは、中心電極チップ５３３が燃焼室ＮＳの中心側に突出し過ぎてしまうため、中心電極５３０の耐熱性やエンジン設計の観点から好ましくない。

そこで、中心電極チップ５３３の軸線ＡＸ方向長さをある程度長くする一方で、絶縁体１２０の軸線ＡＸ方向長さを短くすることが考えられる。このようにすれば、中心電極チップ５３３が燃焼室ＮＳの中心側に突出し過ぎるのを防止できるので、中心電極５３０の耐熱性やエンジン設計の問題を回避できる。しかしながら、絶縁体１２０の軸線ＡＸ方向長さを短くすると、それに応じてセミ沿面放電型接地電極１４０，１４０の軸線ＡＸ方向長さも短くせざるを得ない。そうすると、従来技術で述べたように、製造時に主体金具１１０の金具先端面１１０ｓｃに溶接したセミ沿面放電型接地電極１４０，１４０を所定形状に屈曲させる際、溶接面付近に掛かる曲げ応力が大きくなり、この溶接部分の強度が低下する問題が生じる。

これに対し、本実施形態３では、上記実施形態１のセミ沿面放電型接地電極１４０，１４０，…と同様な形態のセミ沿面放電型接地電極１４０，１４０を有する。従って、少なくともこれらのセミ沿面放電型接地電極１４０，１４０については、上記実施形態１と同様に、セミ沿面放電型接地電極１４０，１４０の寿命が低下するのを回避すると共に、その耐折損性及び耐剥離性を確保しつつ、火花放電ギャップＧの位置を燃焼室内壁面２３１に近づけることにも対応できる。
このように、本実施形態３の内燃機関６００では、高い着火性を有すると共に、くすぶり汚損にも強いスパークプラグ５００を実現しつつ、セミ沿面放電型接地電極１４０，１４０の寿命が低下するのを回避すると共に、その耐折損性及び耐剥離性を確保することができる。また、その他、上記実施形態１または２と同様な部分は、上記実施形態１または２と同様な作用・効果を奏する。

次いで、本発明の効果を検証するために行った様々な試験の結果について説明する。
（試験１）
この試験１では、上記実施形態１で説明したスパークプラグ１００において、各接地電極１４０，１４０，…の前記第２ズレ量Ｃ（ｍｍ）（図４参照）を、０ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲で様々に変更したスパークプラグを用意した。
なお、これらのスパークプラグは、スリット１１３，１１３，…を設けずに、接地電極を従来通りに金具先端面に溶接したものである。それ以外は、上記実施形態１で説明したスパークプラグ１００と同じである。従って、接地電極に燃焼室内壁面よりも後退した接地電極引込部が存在しないので（接地電極全体が接地電極突出部であるので）、前記第２ズレ量Ｃ（ｍｍ）は、前記第１ズレ量Ｂ（ｍｍ）にも相当すると考えることができる。

これらのスパークプラグに対して、接地電極の衝撃試験を行い、接地電極の前記第１ズレ量Ｂ（ｍｍ）と、接地電極の衝撃に対する耐久時間との関係を調査した。この試験１は、ＪＩＳ Ｂ８０３１（２００６年）に準拠し、ＪＩＳ型衝撃試験器を用いて行った。試験条件は、毎分４００回の衝撃を与え、接地電極が破損して折れるまで最大１０時間行った。これらの結果を図７のグラフに示す。

この結果によると、前記第１ズレ量Ｂが０．３ｍｍ以上のスパークプラグでは、衝撃試験開始から５時間以内に、溶接面付近にて接地電極に折れが発生した。一方、前記第１ズレ量Ｂが０．２ｍｍ以下のスパークプラグでは、衝撃試験を１０時間行っても、接地電極に折れ等の破損が認められなかった。

前記第１ズレ量Ｂが０．３ｍｍ以上のスパークプラグでは、接地電極が溶接面に近い部分から大きく屈曲しているので、製造時に棒状の接地電極を所定形状に屈曲させる際に、溶接面付近に掛けられる曲げ応力が大きくなっている。このため、接地電極と主体金具との溶接部分の強度が低下し、その結果、上記衝撃試験で早期に接地電極に折れが生じたと考えられる。

これに対し、前記第１ズレ量Ｂが０．２ｍｍ以下のスパークプラグでは、接地電極のうち溶接面に近い部分が、直棒またはそれに近い小さな曲げ量を有する形状である。このため、製造時に棒状の接地電極を所定形状に屈曲させる際に、溶接面付近に掛けられる曲げ応力が小さくなっている。従って、接地電極と主体金具との溶接部分の強度を十分に確保できているため、上記衝撃試験を長時間行っても、接地電極に折れ等の破損が生じなかったと考えられる。
このことから、接地電極の前記第１ズレ量Ｂ（ｍｍ）を、Ｂ≦０．２とすることにより、使用時等に接地電極に折損等の不具合が生じるのを効果的に防止できることが判る。

（試験２）
この試験２では、上記実施形態１で説明したスパークプラグ１００において、前記距離Ｄ（ｍｍ）を、Ｄ＝１．０（ｍｍ）とすると共に、各接地電極１４０，１４０，…の接地電極突出部１４０ｔ，１４０ｔの前記第２ズレ量Ｃ（ｍｍ）と、各接地電極１４０，１４０，…の接地電極引込部１４０ｈ，１４０ｈの前記第１ズレ量Ｂ（ｍｍ）とを様々に変更したスパークプラグを用意した。
そして、これらのスパークプラグに対して、上記試験１と同様の衝撃試験を行い、接地電極の前記第２ズレ量Ｃ（ｍｍ）と、接地電極の衝撃に対する耐久時間との関係を調査した。これらの結果を図８のグラフに示す。

この結果によると、前記第１ズレ量Ｂが０．３ｍｍ及び０．５ｍｍのスパークプラグでは、前記第２ズレ量Ｃの値に関わらず、衝撃試験開始から５時間以内に、溶接面付近にて接地電極に折れが生じた。一方、前記第１ズレ量Ｂが０．２ｍｍのスパークプラグでは、前記第２ズレ量Ｃの値に関わらず、衝撃試験を１０時間行っても、接地電極に折れ等の破損が認められなかった。

前記第１ズレ量Ｂが０．３ｍｍ以上のスパークプラグでは、接地電極が主体金具のスリット底面に近い部分から大きく屈曲しているので、製造時にスリット底面に溶接した棒状の接地電極を所定形状に屈曲させる際に、溶接面付近に掛けられる曲げ応力が大きくなっている。このため、接地電極と主体金具との溶接部分の強度が低下し、その結果、上記衝撃試験で接地電極に折れが生じたと考えられる。

これに対し、前記第１ズレ量Ｂが０．２ｍｍのスパークプラグでは、接地電極のうちスリット底面に近い部分が、直棒に近い小さな曲げ量を有する形状である。このため、製造時にスリット底面に溶接した棒状の接地電極を所定形状に屈曲させる際に、溶接面付近に掛けられる曲げ応力が小さくなっている。従って、接地電極と主体金具との溶接部分の強度を十分に確保できているため、上記衝撃試験を長時間行っても、接地電極に折れ等の破損が生じなかったと考えられる。

このことから、接地電極の前記第１ズレ量Ｂ（ｍｍ）を、Ｂ≦０．２とすることにより、使用時等に接地電極に折損等の不具合が生じるのを効果的に防止できることが判る。また、接地電極の前記第２ズレ量Ｃ（ｍｍ）は、接地電極と主体金具との溶接部分の強度に依存しないので、前記第２ズレ量Ｃ（ｍｍ）を大きくしてもよいことが判る。つまり、接地電極突出部の範囲では、接地電極を燃焼室内壁面近傍から大きく屈曲させて、火花放電ギャップＧの位置を燃焼室内壁面に近づけることが可能であることが判る。

（試験３）
この試験３では、上記実施形態１で説明したスパークプラグ１００において、接地電極１４０とスリット側面１１３ｄ１，１１３ｄ２との間隙Ｈ１，Ｈ２（ｍｍ）（図３参照）を様々に変更して、接地電極の接合強度を調査した。具体的には、棒状の接地電極を主体金具のスリット底面に抵抗溶接した後、この棒状の接地電極を径方向内側に９０度屈曲させる。その後、これを曲げ返して元の棒状に戻す。そして、これを３往復繰り返しても、接地電極が溶接面付近で折損しないものを、接地電極の接合強度が良好であると判断した。一方、上記曲げ試験を３往復繰り返すまでに、接地電極が溶接面付近で折損したものを、接地電極の接合強度が足りないと判断した。これらの結果を表１に示す。

この結果によると、間隙Ｈ１，Ｈ２（ｍｍ）のうち、少なくとも一方が０．５ｍｍ以下の場合には、上記曲げ試験を３往復繰り返すまでに、接地電極が溶接面付近で折損しており（表中に×印で示す。）、接地電極の接合強度が足りない。一方、間隙Ｈ１，Ｈ２（ｍｍ）が共に１．０ｍｍ以上の場合には、上記曲げ試験を３往復繰り返しても、接地電極が溶接面付近で折損せず（表中に○印で示す。）、接地電極の接合強度が十分に高い。このことから、接地電極とスリット側面との間隙Ｈ１，Ｈ２（ｍｍ）をそれぞれ１．０ｍｍ以上と十分に広くすることにより、接地電極の接合強度を十分に確保できることが判る。

なお、このような結果は、次の理由によるものと考えられる。即ち、接地電極とスリット側面との間隙Ｈ１，Ｈ２（ｍｍ）が０．５ｍｍ以下と狭すぎると、スリット底面に接地極を抵抗溶接する際、溶融した接地電極の一部がスリット側面にも接触してしまう。そうすると、接地電極とスリット底面に十分な電流が流れなくなり、接地電極をスリット底面に確実に溶接できなかったと考えられる。
これに対し、接地電極とスリット側面との間隙Ｈ１，Ｈ２（ｍｍ）をそれぞれ１．０ｍｍ以上と十分に広くすると、スリット底面に接地電極を抵抗溶接する際、溶融した接地電極の一部がスリット側面に接触することを防止できる。従って、接地電極をスリット底面に確実に溶接できたと考えられる。

（試験４）
この試験４では、上記実施形態１で説明したスパークプラグ１００において、前記距離Ｄ（スリット１１３の深さＬ）（ｍｍ）が異なると共に、前記間隙Ｈ１，Ｈ２及び前記内径Ｍが異なるスパークプラグを多数用意した。そして、これらのスパークプラグについて、絶縁体（絶縁体露出部）の耐汚損性を調査した。具体的には、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍの値と絶縁体の絶縁抵抗値との関係を調べて、絶縁体の耐汚損性を評価した。

この試験４では、排気量１８００ｃｃの４気筒直噴式ガソリンエンジンに各スパークプラグを組み付け、室温−１０℃の試験室においてＪＩＳ規格Ｄ１６０６で規定されているプレデリバリ汚損試験を行った。具体的には、エンジンを始動させ、空ぶかしを数回行った後に３速３５ｋｍ／ｈで４０秒駆動し、アイドリングを９０秒行ってから再度３速３５ｋｍ／ｈで４０秒駆動してエンジンを停止する。そして、冷却水の温度が室温となるまで完全冷却を行い、再度エンジンを始動させて空ぶかしし、１速１５ｋｍ／ｈで１５秒駆動とエンジン停止３０秒を２回、再び１速１５ｋｍ／ｈで再度１５秒駆動してエンジンを停止する。この一連のテストパターンを１サイクルとして、１０サイクル繰り返し試験を行った。そして、絶縁体の絶縁抵抗値を測定した。これらの結果を図９のグラフに示す。

この結果によると、前記距離Ｄ（スリットの深さＬ）の値に関わらず、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍの値が少なくとも０．４以下では、絶縁体（絶縁体露出部）のくすぶり汚損が少なく、絶縁体の絶縁抵抗値にも変化が見られなかった。一方、前記距離Ｄ（スリットの深さＬ）の値に関わらず、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍの値が０．４を超えたあたりから、この値が大きいほど絶縁体（絶縁体露出部）のくすぶり汚損が多くなり、それだけ絶縁体の絶縁抵抗値が低くなった。このことから、前記間隙Ｈ１，Ｈ２及び前記内径Ｍが、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍ≦０．４を満たす形態とすることにより、絶縁体露出部のくすぶり汚損を抑制できることが判る。

なお、絶縁体露出部のくすぶり汚損が抑制できるのは、次のような理由によるものと考えられる。即ち、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍの値が小さくなると、スリットにより構成される空間が少なくなるので、絶縁体露出部の周囲の空間をその分だけ小さくできる。従って、絶縁体露出部の周囲のガスボリュームをその分だけ小さくできる。これにより、汚染物質が絶縁体露出部に付着するのを抑制でき、絶縁体露出部のくすぶり汚損を抑制できると考えられる。

（試験５）
この試験５では、上記実施形態１で説明したスパークプラグ１００において、スリット１１３及び接地電極１４０の個数（ｎ＝１〜４）が異なると共に、前記間隙Ｈ１，Ｈ２及び前記内径Ｍが異なるスパークプラグを多数用意した。そして、これらのスパークプラグについて、絶縁体（絶縁体露出部）の耐汚損性を調査した。具体的には、上記試験４と同様にして、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍの値と絶縁体の絶縁抵抗値との関係を調べ、絶縁体の耐汚損性を評価した。これらの結果を図１０のグラフに示す。

この結果によると、スリット及び接地電極の個数ｎに関わらず、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍの値が少なくとも０．４以下では、絶縁体（絶縁体露出部）のくすぶり汚損が少なく、絶縁体の絶縁抵抗値にも変化が見られなかった。
一方、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍの値が０．４を超えたあたりから、この値が大きいほど絶縁体（絶縁体露出部）のくすぶり汚損が多くなり、それだけ絶縁体の絶縁抵抗値が低くなった。特に、スリット及び接地電極の個数ｎが多くなると、絶縁体のくすぶり汚損が多くなり、絶縁体の絶縁抵抗値が低くなる傾向にあるが、スリット及び接地電極の個数がｎ＝３個以上では、絶縁体のくすぶり汚損に差はなく、絶縁体の絶縁抵抗値もそれ以上低下することはなかった。
このことから、スリット及び接地電極の個数ｎに関わらず、前記間隙Ｈ１，Ｈ２及び前記内径Ｍが、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍ≦０．４を満たす形態とすることにより、絶縁体露出部のくすぶり汚損を抑制できることが判る。

以上において、本発明を実施形態１〜３に即して説明したが、本発明は上述の実施形態１〜３に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態１〜３では、セミ沿面放電型接地電極１４０を複数設けたものを例示したが、セミ沿面放電型接地電極１４０を単数とすることもできる。

また、上記実施形態１〜３では、セミ沿面放電型接地電極１４０として、一体的に形成したもの例示したが、例えば、基材である接地電極基材に柱状の接地電極チップを溶接して形成したものでもよい。
また、上記実施形態１〜３では、主体金具１１０の金具先端面１１０ｓｃと燃焼室内壁面２３１の位置ＮＭ１を一致させたものを例示したが、金具先端面１１０ｓｃを燃焼室内壁面２３１よりも基端側ＡＫに後退させたり、あるいは逆に、金具先端面１１０ｓｃを燃焼室内壁面２３１よりも先端側ＡＳに突出させた形態とすることもできる。

実施形態１に係る内燃機関を構成するスパークプラグの側面図である。 実施形態１に係る内燃機関を構成するスパークプラグの先端付近の部分拡大側面図である。 実施形態１に係る内燃機関のうち、スパークプラグの先端部付近を示す説明図である。 実施形態１に係る内燃機関を構成するスパークプラグの接地電極及び中心電極の一部を示す説明図である。 実施形態２に係る内燃機関のうち、スパークプラグの先端部付近を示す説明図である。 実施形態３に係る内燃機関のうち、スパークプラグの先端部付近を示す説明図である。 接地電極の第２ズレ量Ｃ（第１ズレ量Ｂ）と、接地電極の衝撃に対する耐久時間との関係を示したグラフである。 接地電極の第１ズレ量Ｂが異なるスパークプラグについて、接地電極の第２ズレ量Ｃと、接地電極の衝撃に対する耐久時間との関係を示したグラフである。 距離Ｄ（スリットの深さＬ）が異なると共に、間隙Ｈ１，Ｈ２及び内径Ｍが異なるスパークプラグについて、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍの値と絶縁体の絶縁抵抗値との関係を示したグラフである。 スリット及び接地電極の個数が異なると共に、間隙Ｈ１，Ｈ２及び内径Ｍが異なるスパークプラグについて、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍの値と、絶縁体の絶縁抵抗値との関係を示したグラフである。

１００，３００，５００ スパークプラグ
１１０ 主体金具
１１０ｓ 金具先端部
１１０ｓｃ 金具先端面
１１３ スリット
１１３ｃ スリット底面
１１３ｄ１，１１３ｄ２ スリット側面
１２０ 絶縁体
１２０ｒ 絶縁体露出部
１３０，３３０，５３０ 中心電極
１３０ｓ，３３０ｓ，５３０ｓ 中心電極突出部
１３０ｓｎ，３３０ｓｎ，５３０ｓｎ 外周面
１４０，３４０，５４０ 接地電極
１４０ｓ，３４０ｓ，５４０ｓ 接地電極先端部
１４０ｓｃ，５４０ｓｃ 接地電極先端面
１４０ｔ 接地電極突出部
１４０ｈ 接地電極引込部
２００，４００，６００ 内燃機関
２１０ 内燃機関本体
２３１ 燃焼室内壁面
２４０ プラグ取付孔
Ｂ 第１ズレ量
Ｃ 第２ズレ量
Ｄ 距離
Ｇ，Ｊ 火花放電ギャップ
Ｌ 深さ
Ｍ 内径
ＡＸ 軸線
ＡＳ 先端側（軸線方向先端側）
ＡＫ 基端側（軸線方向基端側）
Ｋ１ 第１中心
Ｋ２ 第２中心
Ｋ３ 第３中心
Ｋ４ 第４中心
Ｙ１ 第１仮想横断面
Ｙ２ 第２仮想横断面
Ｙ３ 第３仮想横断面
Ｙ４ 第４仮想横断面
Ｚ１ 第１仮想平面
Ｚ２ 第２仮想平面
Ｚ３ 第３仮想平面
Ｚ４ 第４仮想平面
ＮＳ 燃焼室
ＤＭ１，ＤＭ２，ＮＭ１，ＮＭ２ 位置
Ｈ１，Ｈ２ 間隙

Claims (4)

1. 軸線を有する筒状の主体金具であって、
   外周に雄ネジが形成されたネジ部、及び、
   外周に雄ネジが形成されることなく、前記ネジ部の軸線方向先端側に位置し、この主体金具の軸線方向先端をなして軸線と直交する平面状の金具先端面を含む金具先端部、
   を有する主体金具と、
   前記主体金具の径方向内側に挿通してなり、軸線方向先端側で主体金具から露出する絶縁体露出部を有する筒状の絶縁体と、
   前記絶縁体の径方向内側に挿通してなり、前記絶縁体露出部の軸線方向先端に位置する絶縁体先端面よりも軸線方向先端側に突出する中心電極突出部を有する中心電極と、
   前記主体金具の金具先端部から延び、自身の延伸方向の先端面である接地電極先端面が、径方向内側を向いて、前記中心電極突出部の外周面と火花放電ギャップを隔てて離間してなり、接地電極先端面と前記外周面との間に生じる火花放電の放電形式が、前記接地電極先端面から前記絶縁体先端面までの気中放電と、前記絶縁体先端面に沿った沿面放電とからなるセミ沿面放電を生じる一又は複数のセミ沿面放電型接地電極であって、前記金具先端部に溶接した後に径方向内側に向けて屈曲させてなるセミ沿面放電型接地電極と、
   を備えるスパークプラグを、燃焼室内壁面に開口するプラグ取付孔内に取り付けてなる内燃機関であって、
   前記主体金具の前記金具先端部は、前記金具先端面と平行なスリット底面、及び、このスリット底面から前記金具先端面まで延びる２つのスリット側面を含み、前記金具先端面で開口するスリットを有し、
   前記セミ沿面放電型接地電極を、前記金具先端部の前記スリット底面に溶接してなり、 前記スリット底面を、前記燃焼室内壁面よりも軸線方向基端側に後退させて前記プラグ取付孔内に配置し、
   前記燃焼室内壁面から前記スリット底面までの軸線方向の距離Ｄ（ｍｍ）を、Ｄ≧１．０としてなり、
   前記スリット底面を延ばした第１仮想面により前記セミ沿面放電型接地電極を仮想的に切断した場合の、このセミ沿面放電型接地電極の第１仮想断面の中心を第１中心Ｋ１とし、
   前記第１仮想面から軸線方向先端側に１．０ｍｍ離れた位置で、前記第１仮想面と平行な第２仮想面により前記セミ沿面放電型接地電極を仮想的に切断した場合の、このセミ沿面放電型接地電極の第２仮想断面の中心を第２中心Ｋ２とし、
   前記燃焼室内壁面を前記プラグ取付孔内まで延ばした第３仮想面により前記セミ沿面放電型接地電極を仮想的に切断した場合の、このセミ沿面放電型接地電極の第３仮想断面の中心を第３中心Ｋ３とし、
   前記第３仮想面から軸線方向先端側に１．０ｍｍ離れた位置で、前記第３仮想面と平行な第４仮想面により前記セミ沿面放電型接地電極を仮想的に切断した場合の、このセミ沿面放電型接地電極の第４仮想断面の中心を第４中心Ｋ４としたとき、
   前記第１中心Ｋ１から前記第２中心Ｋ２までの、前記軸線に直交する方向についての第１ズレ量Ｂ（ｍｍ）を、Ｂ≦０．２としてなり、
   前記第３中心Ｋ３から前記第４中心Ｋ４までの径方向内側への第２ズレ量Ｃ（ｍｍ）を、Ｃ＞０．２としてなる
   内燃機関。
2. 請求項１に記載の内燃機関であって、
   前記セミ沿面放電型接地電極は、前記スリット底面に抵抗溶接してなり、
   一方の前記スリット側面と前記セミ沿面放電型接地電極との間隙Ｈ１（ｍｍ）を、Ｈ１≧１．０とすると共に、
   他方の前記スリット側面と前記セミ沿面放電型接地電極との間隙Ｈ２（ｍｍ）を、Ｈ２≧１．０としてなる
   内燃機関。
3. 請求項１または請求項２に記載の内燃機関であって、
   一方の前記スリット側面と前記セミ沿面放電型接地電極との間隙を間隙Ｈ１（ｍｍ）とし、
   他方の前記スリット側面と前記セミ沿面放電型接地電極との間隙を間隙Ｈ２（ｍｍ）とし、
   前記金具先端部の内径を内径Ｍ（ｍｍ）としたとき、
   前記スパークプラグを、（Ｈ１＋Ｈ２）／Ｍ≦０．４を満たす形態としてなる
   内燃機関。
4. 軸線を有する筒状の主体金具であって、
   外周に雄ネジが形成されたネジ部、及び、
   外周に雄ネジが形成されることなく、前記ネジ部の軸線方向先端側に位置し、この主体金具の軸線方向先端をなして軸線と直交する平面状の金具先端面を含む金具先端部、
   を有する主体金具と、
   前記主体金具の径方向内側に挿通してなり、軸線方向先端側で主体金具から露出する絶縁体露出部を有する筒状の絶縁体と、
   前記絶縁体の径方向内側に挿通してなり、前記絶縁体露出部の軸線方向先端に位置する絶縁体先端面よりも軸線方向先端側に突出する中心電極突出部を有する中心電極と、
   前記主体金具の金具先端部から延び、自身の延伸方向の先端面である接地電極先端面が、径方向内側を向いて、前記中心電極突出部の外周面と火花放電ギャップを隔てて離間してなり、接地電極先端面と前記外周面との間に生じる火花放電の放電形式が、前記接地電極先端面から前記絶縁体先端面までの気中放電と、前記絶縁体先端面に沿った沿面放電とからなるセミ沿面放電を生じる一又は複数のセミ沿面放電型接地電極であって、前記金具先端部に溶接した後に径方向内側に向けて屈曲させてなるセミ沿面放電型接地電極と、
   を備えるスパークプラグを、燃焼室内壁面に開口するプラグ取付孔内に取り付けてなる内燃機関であって、
   前記主体金具の前記金具先端部は、前記金具先端面と平行なスリット底面、及び、このスリット底面から前記金具先端面まで延びる２つのスリット側面を含み、前記金具先端面で開口するスリットを有し、
   前記セミ沿面放電型接地電極を、前記金具先端部の前記スリット底面に溶接してなり、
   前記スリット底面を、前記燃焼室内壁面よりも軸線方向基端側に後退させて前記プラグ取付孔内に配置し、
   前記燃焼室内壁面から前記スリット底面までの軸線方向の距離Ｄ（ｍｍ）を、Ｄ≧１．０としてなり、
   前記セミ沿面放電型接地電極のうち、前記燃焼室内壁面よりも軸線方向基端側の前記プラグ取付孔内に位置する部位を接地電極引込部とし、前記燃焼室内壁面よりも軸線方向先端側の燃焼室内に位置する部位を接地電極突出部としたとき、
   前記接地電極引込部を、軸線方向先端側に向かって延びる直棒としてなり、
   前記接地電極突出部を、径方向内側に屈曲する形態としてなる
   内燃機関。

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