JP5953894B2 - 内燃機関用のスパークプラグ - Google Patents

Description

本発明は、自動車のエンジン等に用いる内燃機関用のスパークプラグに関する。

例えば自動車の内燃機関の燃焼室に導入される混合気に着火するための着火手段として、互いの間に火花放電ギャップを設けた中心電極と接地電極とを備えたスパークプラグがある（特許文献１）。
かかるスパークプラグにおいて、その寿命の要因は、火花放電ギャップが拡大することによる要求電圧の上昇にある。すなわち、繰返し火花放電が行われることにより、火花放電ギャップが少しずつ拡大する。これに伴い、中心電極と接地電極との間に印加する電圧として要求される要求電圧が大きくなり、その値が所定の値を超えることにより、スパークプラグが寿命を迎えることとなる。
そこで、初期の火花放電ギャップを縮小してその要求電圧を低減するなど、中心電極及び接地電極の構成を工夫することによって長寿命のスパークプラグを得るための方策としては、種々の方策が考えられる。

特開平１１−２１９７７１号公報

しかしながら、一般に考えられる下記の方法では、それぞれ以下の問題が生じるおそれがある。
まず、初期の火花放電ギャップを縮小することによって要求電圧を低減することが考えられる。しかし、火花放電ギャップを小さくすると、初期火炎の消炎作用が大きくなり、着火不良を起こしやすくなるという問題がある。すなわち、この方策は、着火性の面で不利となりやすい。

また、火花放電ギャップの拡大を防ぐために、耐消耗性に優れた材料を中心電極の先端部及びこれに対する接地電極の対向部に用いることが考えられる。しかし、この場合には、材料コストが高くなり、スパークプラグの高コスト化につながる。また、中心電極の先端部のチップや、接地電極の対向部におけるチップの直径を大きくして、火花放電ギャップの拡大を抑制することも考えられるが、この場合にも、コストが高くなりやすく、また、着火性の観点からも不利である。また、チップ周囲における電界強度が低下しやすくなり、却って要求電圧が高くなるおそれもある。

また、逆にチップの直径を小さくして、火花放電ギャップにおける電界強度を高くすると共に、着火性を向上させることが考えられる。しかし、この場合には、チップの消耗によって火花放電ギャップの拡大が速くなり、結局スパークプラグの寿命を延ばすことは困難である。
このように、中心電極及び接地電極の構成を工夫することによるスパークプラグの長寿命化には、限界がある。

なお、上記特許文献１に記載のスパークプラグは、ハウジングの先端部に、内側へ突出した突条内縁を設け、中心電極と突条内縁との間の補助ギャップに火花放電を生じさせて絶縁碍子の表面に付着したカーボンを除去することができるよう構成されている。しかし、上記突条内縁は、絶縁碍子の側面に向かって突出しており、火花放電ギャップ（主ギャップ）から基端側へ離れた位置に形成されている。それゆえ、火花放電ギャップ（主ギャップ）における電界強度を高めにくく、要求電圧を低減し難いため、スパークプラグの長寿命化を図る構成とはなっていない。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、中心電極及び接地電極の構成に頼ることなく、長寿命化を図ることができる内燃機関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、筒状のハウジングと、該ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子と、先端部が突出するように上記絶縁碍子の内側に保持された中心電極と、上記ハウジングに接続されると共に上記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグであって、
上記ハウジングは、先端部において内側に突出する先端内方突出部を備え、
該先端内方突出部は、上記ハウジングの先端部における周方向の一部であって、上記接地電極が上記ハウジングに接続された側に形成されており、
上記ハウジングは、上記先端内方突出部を設けた部分を、他の部位よりもプラグ軸方向の先端側に突出させており、
上記先端内方突出部は、上記中心電極の側面に対向した内側端部を備え、
上記先端内方突出部における上記内側端部の全体が、上記絶縁碍子の先端よりもプラグ軸方向の先端側に配されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグにある（請求項１）。

上記スパークプラグにおいて、上記ハウジングは上記先端内方突出部を備え、該先端内方突出部の少なくとも一部は上記絶縁碍子の先端よりもプラグ軸方向の先端側に配されている。それゆえ、上記先端内方突出部の少なくとも一部は、上記中心電極に向かって突出していることとなる。これにより、中心電極の周辺における電界強度を高くすることができる。そのため、中心電極から電子が放出されやすくなり、初期のスパークプラグの要求電圧を低減することができる。これにより、火花放電ギャップが経時的に拡大した場合、要求電圧が所定の限界値を超えてスパークプラグが寿命に至るまでの時間を長くすることができる。すなわち、スパークプラグの長寿命化を図ることができる。

また、上記のようにハウジングの形状を工夫することによって、スパークプラグの長寿命化を図っているため、中心電極及び接地電極の構成を特に工夫するなど、その構成に頼る必要がない。それゆえ、中心電極及び接地電極の構成を設計変更することによって生じる着火性の低下や高コスト化などの問題を招くことなく、容易にスパークプラグの長寿命化を図ることができる。

以上のごとく、上記態様によれば、中心電極及び接地電極の構成に頼ることなく、長寿命化を図ることができる内燃機関のスパークプラグを提供することができる。

参考例１における、スパークプラグの先端部付近の部分断面説明図。 参考例１における、スパークプラグを先端側から見たときの平面説明図。 図１のＡ−Ａ線矢視断面図。 参考例１における、スパークプラグの側面図。 参考例１における、中心軸を含む平面によるスパークプラグの先端部付近の断面説明図。 実施例１における、スパークプラグの先端部付近の部分断面説明図。 実施例１における、スパークプラグを先端側から見たときの平面説明図。 図６のＢ−Ｂ線矢視断面図。 実施例１における、先端内方突出部の形成範囲を説明する平面説明図。 参考例２における、スパークプラグの先端部付近の部分断面説明図。 参考例２における、スパークプラグを先端側から見たときの平面説明図。 図３のＣ−Ｃ線矢視断面図。 参考例３における、先端内方突出部をプラグ周方向の半分に形成したスパークプラグを先端側から見たときの説明図。 参考例３における、先端内方突出部をプラグ周方向に分割して形成したスパークプラグを先端側から見たときの説明図。 参考例３における、先端内方突出部の内側端部に凹凸を設けたスパークプラグを先端側から見たときの説明図。 実験例１における、要求電圧の測定結果を示す線図。 比較例における、中心軸を含む平面によるスパークプラグの先端部付近の断面説明図。 実験例２における、要求電圧の測定結果を示す線図。 実験例３における、要求電圧の測定結果を示す線図。 実験例４における、要求電圧の測定結果を示す線図。 実験例４における、（Ａ）θ＝１８０°の試料として用いたスパークプラグの説明図、（Ｂ）θ＝２４０°の試料として用いたスパークプラグの説明図。

上記内燃機関用のスパークプラグにおいて、燃焼室へ挿入される側を先端側、その反対側を基端側とする。
また、上記先端内方突出部は、その全体が、上記絶縁碍子の先端よりもプラグ軸方向の先端側に配されていてもよいし、その一部が上記絶縁碍子の先端よりもプラグ軸方向の先端側に配されていてもよい。そして、上記先端内方突出部は、中心電極の側面に対向していることが好ましい。

上記内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記先端内方突出部と上記中心電極との間の距離Ｌ、上記火花放電ギャップの大きさＧとは、Ｇ＜Ｌの関係を有することが好ましい（請求項２）。この場合には、上記先端内方突出部と上記中心電極との間において火花放電が生じることを防ぎ、上記中心電極と上記接地電極との間の上記火花放電ギャップにおける正常な火花放電を確保することができる。その結果、良好な着火性を確保することができる。

また、上記距離Ｌと上記大きさＧとは、Ｇ＋０．５ｍｍ＜Ｌの関係を有することが、さらに好ましい（請求項３）。この場合には、火花放電ギャップが経時的に拡大しても、先端内方突出部への放電を防ぎ、かつ、より良好な着火性を確保することができる。

また、上記中心電極は、上記ハウジングよりも先端へ突出していることが好ましい（請求項４）。この場合には、中心電極の側面に対して先端内方突出部を充分に対向配置させることができ、中心電極の周辺の電界強度を高くしやすい。その結果、スパークプラグの要求電圧をより低減することができる。また、ハウジングによる消炎作用を抑制し、スパークプラグの着火性を向上させることができる。

また、上記中心電極の先端と上記ハウジングの先端との間のプラグ軸方向距離Ｈと、上記先端内方突出部と上記中心電極との間の距離Ｌとは、Ｌ≧Ｈ／√３の関係を有することが好ましい（請求項５）。この場合には、より一層スパークプラグの要求電圧を低減することができる。

また、上記先端内方突出部の内側端部のプラグ軸方向の厚みｔと、上記中心電極の先端部の直径Ｄとは、ｔ≦Ｄの関係を有することが好ましい（請求項６）。この場合には、より一層スパークプラグの要求電圧を低減することができる。

また、上記先端内方突出部は、プラグ周方向の９０°以上の角度領域に形成されていることが好ましい（請求項７）。この場合には、中心電極の周辺における電界強度を充分に高めて、スパークプラグの要求電圧を充分に低減することができる。

（参考例１）
実施例にかかる内燃機関用のスパークプラグにつき、図１〜図５を用いて説明する。
本例の内燃機関用のスパークプラグ１は、筒状のハウジング２と、ハウジング２の内側に保持された筒状の絶縁碍子３と、先端部が突出するように絶縁碍子３の内側に保持された中心電極４と、ハウジング２に接続されると共に中心電極４との間に火花放電ギャップ１１を形成する接地電極５とを有する。

ハウジング２は、図１に示すごとく、先端部において内側に突出する先端内方突出部２１を備えている。
先端内方突出部２１の少なくとも一部は、絶縁碍子３の先端よりもプラグ軸方向の先端側に配されている。本例においては、先端内方突出部２１は、その全体が絶縁碍子３の先端よりもプラグ軸方向の先端側に配されており、また、絶縁碍子３よりも先端側において、中心電極４の側面に対向している。
また、図３に示すごとく、先端内方突出部２１は、ハウジング２の先端部における全周に形成されている。そして、先端内方突出部２１の突出量は、全周にわたって一定である。

本例のスパークプラグ１は、例えば、自動車、コージェネレーション、ガス圧送用ポンプ等における内燃機関の着火手段として用いることができる。
スパークプラグ１は、図４に示すようにハウジング２の外周に形成された取付用ネジ部２０によって、内燃機関の燃焼室（図示略）の壁部に螺合できるよう構成されている。ハウジング２は、例えば炭素鋼等の金属からなると共に略円筒形状を有する。

図１に示すごとく、この略円筒状のハウジング２の内側に、例えばアルミナ等のセラミックスからなる略円筒状の絶縁碍子３が挿通保持されており、絶縁碍子３の内側に略円柱状の中心電極４が挿通保持されている。中心電極４は、Ｎｉ合金等からなる中心電極母材４０の先端に、略円柱状のＩｒ、Ｒｈ、Ｒｕ等からなる貴金属チップ４１を接合してなる。少なくともこの貴金属チップ４１は、絶縁碍子３の先端部から突出している。そして、貴金属チップ４１の一部がハウジング２の先端からプラグ軸方向の先端側に突出している。また、貴金属チップ４１における先端面には、溝が形成されている。

また、ハウジング２の先端面に、Ｎｉ合金等からなる接地電極５の一端が接合されている。そして、図１、図２に示すごとく、接地電極５の他端付近の対向部５１が、中心電極４の貴金属チップ４１と対向する位置に配されるよう、接地電極５は屈曲形成されている。接地電極５の対向部５１にも、中心電極４に対向するように、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ等からなる貴金属チップ５１１が配設されている。すなわち、接地電極５に設けた貴金属チップ５１１と中心電極４に設けた貴金属チップ４１との間に、火花放電ギャップ１１が形成されている。

また、図５に示すごとく、先端内方突出部２１と中心電極４との間の距離Ｌと、火花放電ギャップ１１の大きさＧとは、Ｇ＜Ｌの関係を有する。特に、本例においては、Ｇ＋０．５ｍｍ＜Ｌとなる。
また、中心電極４の先端とハウジング２の先端との間のプラグ軸方向距離Ｈと、先端内方突出部２１と中心電極４との間の距離Ｌとは、Ｌ≧Ｈ／√３の関係を有する。
また、先端内方突出部２１の内側端部２１１は、プラグ軸方向に平行な面を構成している。そしてこの内側端部２１１のプラグ軸方向の厚みｔと、中心電極４の先端部（貴金属チップ４１）の直径Ｄとは、ｔ≦Ｄの関係を有する。

また、先端内方突出部２１は、その先端側の面がプラグ軸方向に対して直交し、ハウジング２の先端面を構成している。また、先端内方突出部２１の基端側の面は、中心電極４に近付くに従って徐々にプラグ軸方向の先端側に向かうようなテーパ状に形成されている。
接地電極５の基端部は、ハウジング２の内側面から先端内方突出部２１が突出している部分よりも外側において、ハウジング２の先端面に接合されている。

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記スパークプラグ１において、ハウジング２は先端内方突出部２１を備え、先端内方突出部２１の少なくとも一部は絶縁碍子３の先端よりもプラグ軸方向の先端側に配されている。それゆえ、先端内方突出部２１の少なくとも一部は、中心電極４に向かって突出していることとなる。これにより、中心電極４の周辺における電界強度を高くすることができる。そのため、中心電極４から電子が放出されやすくなり、初期のスパークプラグ１の要求電圧を低減することができる。これにより、火花放電ギャップ１１が経時的に拡大した場合、要求電圧が所定の限界値を超えてスパークプラグ１が寿命に至るまでの時間を長くすることができる。すなわち、スパークプラグ１の長寿命化を図ることができる。

また、上記のようにハウジング２の形状を工夫することによって、スパークプラグ１の長寿命化を図っているため、中心電極４及び接地電極５の構成を特に工夫するなど、その構成に頼る必要がない。それゆえ、中心電極４及び接地電極５の構成を設計変更することによって生じる着火性の低下や高コスト化などの問題を招くことなく、容易にスパークプラグ１の長寿命化を図ることができる。

また、先端内方突出部２１と中心電極４との間の距離Ｌと、火花放電ギャップ１１の大きさＧとは、Ｇ＜Ｌの関係を有する。これにより、先端内方突出部２１と中心電極４との間において火花放電が生じることを防ぎ、中心電極４と接地電極５との間の火花放電ギャップ１１における正常な火花放電を確保することができる。その結果、良好な着火性を確保することができる。
さらに、Ｇ＋０．５ｍｍ＜Ｌとすることにより、火花放電ギャップ１１が経時的に拡大しても、先端内方突出部２１への放電を防ぎ、かつ、一層良好な着火性を確保することができる。

また、中心電極４は、ハウジング２よりも先端へ突出している。そのため、中心電極４に対する先端内方突出部２１の対向面積を大きくすることができ、中心電極４の周辺の電界強度を高くしやすい。その結果、スパークプラグ１の要求電圧をより低減することができる。また、ハウジング２による消炎作用を抑制し、スパークプラグ１の着火性を向上させることができる。

また、中心電極４の先端とハウジング２の先端との間のプラグ軸方向距離Ｈと、先端内方突出部２１と中心電極４との間の距離Ｌとは、Ｌ≧Ｈ／√３の関係を有する。これにより、より一層スパークプラグ１の要求電圧を低減することができる。
また、先端内方突出部２１の内側端部２１１のプラグ軸方向の厚みｔと、中心電極４の先端部の直径Ｄとは、ｔ≦Ｄの関係を有する。これによっても、より一層スパークプラグ１の要求電圧を低減することができる。

以上のごとく、本例によれば、中心電極及び接地電極の構成に頼ることなく、長寿命化を図ることができる内燃機関のスパークプラグを提供することができる。

（実施例１）
本例は、図６〜図９に示すごとく、先端内方突出部２１がハウジング２の先端部における周方向の一部に形成されたスパークプラグ１の例である。
すなわち、参考例１においては、先端内方突出部２１を、ハウジング２の先端部の全周にわたって形成した例を示したが、本例のスパークプラグ１は、ハウジング２の先端部の一部にのみ先端内方突出部２１を形成してなる。

先端内方突出部２１は、図６、図７に示すごとく、接地電極５がハウジング２に接合された側において、ハウジング２の先端部に形成されている。そして、図８に示すごとく、先端内方突出部２１の内側端部２１１は、プラグ軸方向の先端側から見たとき、接地電極５の対向部５１の長手方向に対して直交する直線部２１１ａと、中心電極４の側面に沿って弧状に形成された弧状部２１１ｂとを有する。直線部２１１ａは弧状部２１１ｂの両側に形成されている。
先端内方突出部２１は、プラグ周方向の９０°以上の角度領域に形成されている。具体的に本例においては、スパークプラグ１の中心軸を中心とした先端内方突出部２１の形成範囲の中心角θは１２０°である。

また、ハウジング２は、先端内方突出部２１を設けた部分を、他の部位よりもプラグ軸方向の先端側に突出させている。逆に言えば、ハウジング２における先端内方突出部２１を設けていない非突出先端面２２は、先端内方突出部２１を設けた部分よりもプラグ軸方向の基端側に後退している。
その他は、参考例１と同様である。

本例の場合には、ハウジング２による消炎作用を抑制することができ、スパークプラグ１の着火性を向上させることができる。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。

（参考例２）
本例は、図１０〜図１２に示すごとく、プラグ軸方向の先端側から見たとき、先端内方突出部２１が複数の凸状部２１２を備えた形状となっているスパークプラグ１の例である。
複数の凸状部２１２は、プラグ周方向の全周にわたって繰返し形成されている。隣り合う凸状部２１２の間には、くさび状のスリットが形成されている。
また、図１０に示すごとく、スパークプラグ１の中心軸を含む平面による断面の形状において、先端内方突出部２１は、内側端部２１１を鋭角に尖らせた形状を有する。
その他は、参考例１と同様である。
本例の場合にも、参考例１と同様の作用効果が得られる。

（参考例３）
本例は、図１３〜図１５に示すごとく、先端内方突出部２１の形成領域を種々変更したバリエーションの例である。
図１３に示すスパークプラグ１においては、先端内方突出部２１をプラグ周方向の半分に形成してある。また、先端内方突出部２１は、ハウジング２に対する接地電極５の接合部と反対側に配されている。

図１４に示すスパークプラグ１においては、先端内方突出部２１をプラグ周方向の４か所に分割して形成してある。
また、図１５に示すスパークプラグ１においては、同じく、先端内方突出部２１をプラグ周方向の４か所に分割して形成してあるが、先端内方突出部２１の内側端部２１１に凹凸を設けてある。

その他、本例のスパークプラグ１は、参考例１と同様の構成を備え、同様の作用効果を奏する。
なお、先端内方突出部２１の形状としては、上記実施例において示した以外にも、種々の形状を採用することができる。

（実験例１）
本例においては、図１６に示すごとく、参考例１に示したスパークプラグ１の要求電圧を、図１７に示すような先端内方突出部２１を有しないスパークプラグ９（比較例）の要求電圧と比較した。なお、図１７において付した符号は、参考例１に用いた符号に準ずる。
ここで、参考例１のスパークプラグ１の各部の寸法は、以下の通りとした。なお、各符号は、図５を用いて参考例１において示した各部の寸法を示す。
すなわち、Ｌ＝２ｍｍ、ｔ＝１ｍｍ、Ｄ＝２ｍｍ、Ｈ＝０．５ｍｍとした。
一方、比較例のスパークプラグ９においては、図１７に示すごとく、ハウジング２の先端部と中心電極４との間の距離Ｌｃを、Ｌｃ＝４ｍｍとした。その他の部分の寸法は、参考例１のスパークプラグ１と同様とした。

そして、参考例１のスパークプラグ１及び比較例のスパークプラグ９において、火花放電ギャップ１１の大きさＧを０．２ｍｍ〜１．４ｍｍまで、０．２ｍｍ刻みで変化させたサンプルをそれぞれ用意した。
これらのサンプルにつき、要求電圧を測定した。
具体的には、ＳＦ６（６フッ化硫黄）ガスを、０．４ＭＰａの雰囲気とした測定容器にスパークプラグを装着し、要求電圧を測定した。この測定においては、３０Ｈｚにて１２０回放電させ、各放電時における放電電圧を測定し、これら１２０回分の測定値を平均した値を、当該スパークプラグの要求電圧とした。

測定結果を、図１６に示す。同図において、折れ線Ｍ１が参考例１のスパークプラグ１についての測定結果であり、Ｍ２が比較例のスパークプラグ９についての測定結果である。
同図から分かるように、比較例のスパークプラグ９に比べて、参考例１のスパークプラグ１の方が、要求電圧が低い。すなわち、先端内方突出部２１を設けることにより、要求電圧を低下させることができることが確認できた。また、特に、火花放電ギャップ１１の大きさＧが０．８ｍｍ以上のとき、この傾向は顕著である。これは、Ｇが０．６ｍｍ以下の場合は、元々要求電圧が充分低いためである。ただし、Ｇを小さくしすぎると、着火性において不利となりやすい。それゆえ、ある程度Ｇを大きく保ちつつ要求電圧を低くすることが望まれ、参考例１のスパークプラグ１によってこれを実現することができることが、本実験例によって確認されたと言える。

（実験例２）
本例においては、図１８に示すごとく、先端内方突出部２１の内側端部２１１の先端側角部２１４（図５参照）と、中心電極４の先端面角部４１１との間の最短距離と、先端内方突出部と中心電極との間の距離Ｌとの関係が、要求電圧に及ぼす影響を調べた。
内側端部２１１の先端側角部２１４と、中心電極４の先端面角部４１１との間の最短距離は、上述した各種寸法におけるＨとＬとを用いて、（Ｈ²＋Ｌ²）^1/2と表すことができる。

そこで、参考例１のスパークプラグ１において、ＨとＬとを種々変化させることにより、（Ｈ²＋Ｌ²）^1/2を種々変化させたものをそれぞれ作製した。ここで、Ｇ＝０．３ｍｍ、ｔ＝１ｍｍ、Ｄ＝２ｍｍとした。そして、それらについて、実験例１と同様の方法で、要求電圧を測定した。その結果を、図１８に示す。同図においては、横軸に（Ｈ²＋Ｌ²）^1/2をとった。また、各折れ線は、Ｌの値が同じものを繋げて作成したものである。そして、各折れ線に付した「Ｌ＝０．４」〜「Ｌ＝１．６」は、その折れ線が、Ｌ＝０．４ｍｍ、・・・、Ｌ＝１．６ｍｍとしたサンプルについての測定結果であることを示す。

同図から分かるように、（Ｈ²＋Ｌ²）^1/2≦２Ｌを満たす場合、要求電圧を特に低減することができる。（Ｈ²＋Ｌ²）^1/2≦２Ｌの関係式を変形すると、Ｌ≧Ｈ／√３となる。すなわち、Ｌ≧Ｈ／√３の関係を満たすように設計することにより、要求電圧をより低減することができることが分かる。これは、先端内方突出部２１から２Ｌ以内の領域において特に電界強度が高められるためと考えられ、その領域内に火花放電ギャップ１１の一端を構成する中心電極４の先端が存在することで、期待する火花放電ギャップ１１における放電電圧を低減することができると考えられる。

（実験例３）
本例においては、図１９に示すごとく、先端内方突出部２１の内側端部２１１のプラグ軸方向の厚みｔと、中心電極４の先端部の直径Ｄとの関係が、要求電圧に及ぼす影響を調べた。
本例においては、参考例１のスパークプラグ１を用い、その各部の寸法を、Ｇ＝０．４ｍｍ、Ｌ＝２ｍｍ、Ｈ＝１ｍｍとした。

そして、Ｄ＝０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、３．０ｍｍとしたものについて、それぞれ厚みｔを変化させて、実験例１と同様の方法で要求電圧を測定した。測定結果を図１９に示す。同図において、各折れ線に付した「Ｄ＝０．５」〜「Ｄ＝３．０」は、その折れ線が、Ｄ＝０．５ｍｍ、・・・、Ｄ＝３．０ｍｍとしたサンプルについての測定結果であることを示す。なお、ｔ＝０ｍｍのサンプルは、先端内方突出部２１の内側端部２１１が尖った形状を有するものである。

同図から分かるように、ｔ≦Ｄとすることにより、要求電圧が特に小さくなる。
すなわち、先端内方突出部２１の内側端部２１１のプラグ軸方向の厚みｔを、中心電極４の先端部の直径Ｄよりも小さくすることにより、要求電圧をより小さくすることができることが分かる。これは、先端内方突出部２１の内側端部２１１の厚みｔを小さくすることで、先端内方突出部２１と中心電極４との間の電界が強化され、その影響により、火花放電ギャップ１１における電界強化が生じたためであると考えられる。

（実験例４）
本例においては、図２０に示すごとく、先端内方突出部２１をハウジング２の先端部における周方向の一部に形成する場合において、先端内方突出部２１の形成範囲の中心角θと、要求電圧との関係を調べた。
すなわち、実施例１のスパークプラグ１において、先端内方突出部２１の形成範囲の中心角θ（図９参照）を、３０°〜３００°の間で、種々変化させたサンプルを作製した。そして、各スパークプラグ１について実験例１と同様の方法で要求電圧を測定した。その結果を、図２０に示す。なお、上記種々のサンプルのうち、図９のようにθが鋭角である場合以外の物の代表例として、θ＝１８０°、θ＝２４０°としたスパークプラグ１の説明図を、それぞれ図２１（Ａ）、（Ｂ）に示す。

図２０から分かるように、中心角θが９０°以上となると、要求電圧を低減することができる。
それゆえ、先端内方突出部２１は、プラグ周方向の９０°以上の角度領域に形成されていることが好ましいことが分かる。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。

なお、上記実施例においては、中心電極４の先端部および接地電極５の対向部５１に、貴金属チップ４１、５１１を設けた例を示したが、貴金属チップ４１、５１１を設けない構成とすることもできる。この場合、例えば、中心電極４の先端部と接地電極５１の対向部５１１とにおける、火花放電ギャップ１１に面する放電面が、ニッケル合金等、比較的耐久性の低いものとなることもある。そうすると、特にスパークプラグの寿命が課題となりやすいが、上記のように先端内方突出部２１を設けて、中心電極４付近の電界強度を高めることで、スパークプラグ１の長寿命化を図ることができる。

１ スパークプラグ
１１ 火花放電ギャップ
２ ハウジング
２１ 先端内方突出部
３ 絶縁碍子
４ 中心電極
５ 接地電極

Claims (7)

1. 筒状のハウジングと、該ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子と、先端部が突出するように上記絶縁碍子の内側に保持された中心電極と、上記ハウジングに接続されると共に上記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグであって、
   上記ハウジングは、先端部において内側に突出する先端内方突出部を備え、
   該先端内方突出部は、上記ハウジングの先端部における周方向の一部であって、上記接地電極が上記ハウジングに接続された側に形成されており、
   上記ハウジングは、上記先端内方突出部を設けた部分を、他の部位よりもプラグ軸方向の先端側に突出させており、
   上記先端内方突出部は、上記中心電極の側面に対向した内側端部を備え、
   上記先端内方突出部における上記内側端部の全体が、上記絶縁碍子の先端よりもプラグ軸方向の先端側に配されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
2. 請求項１に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記先端内方突出部と上記中心電極との間の距離Ｌと、上記火花放電ギャップの大きさＧとは、Ｇ＜Ｌの関係を有することを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
3. 請求項２に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記距離Ｌと上記大きさＧとは、Ｇ＋０．５ｍｍ＜Ｌの関係を有することを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記中心電極は、上記ハウジングよりも先端へ突出していることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
5. 請求項４に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記中心電極の先端と上記ハウジングの先端との間のプラグ軸方向距離Ｈと、上記先端内方突出部と上記中心電極との間の距離Ｌとは、Ｌ≧Ｈ／√３の関係を有することを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記先端内方突出部の内側端部のプラグ軸方向の厚みｔと、上記中心電極の先端部の直径Ｄとは、ｔ≦Ｄの関係を有することを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記先端内方突出部は、プラグ周方向の９０°以上の角度領域に形成されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。

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