JP6254969B2 - スパークプラグ - Google Patents

Description

本発明は、スパークプラグに関する。

スパークプラグの着火性は、スパークプラグをエンジンヘッドに取り付けた際の、気筒内における接地電極の位置によって変化する。そのため、スパークプラグの着火性を向上させるために、接地電極の位置合わせを行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−９２４１０号公報

そこで、本発明では、接地電極の位置合わせが行われた場合に、特に着火性を向上させることのできるスパークプラグを提供することを課題とする。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
本発明の第１の形態は、筒状の主体金具と、外周の少なくとも一部が前記主体金具によって保持され、軸線に沿った軸孔を有する絶縁体と、前記軸孔に設けられ、前記主体金具よりも前記軸線の先端側に突き出る中心電極と、前記主体金具に基端が固定され、前記中心電極の先端面である中心電極側先端面に対向する対向面を有する接地電極と、を備え、前記中心電極側先端面は、前記軸線上に位置し、前記中心電極側先端面と前記対向面とは、前記軸線に垂直な第１仮想面に投影した場合に、重複する領域を有し、前記対向面の幅方向の中心は、前記軸線からずれており、前記対向面の少なくとも一部が前記第１仮想面に対して傾斜しており、内燃機関のインテークマニホールドに連通する１以上の第１開口部と、エキゾーストマニホールドに連通する１以上の第２開口部とを有する気筒に備えられ、前記対向面の幅方向の中心が前記軸線からずれる方向は、前記気筒内において、前記第２開口部の位置の重心から前記第１開口部の位置の重心へ向かう方向に対して前記軸線を中心に±４０度の範囲でずれた方向であることを特徴とするスパークプラグである。
本発明の第２の形態は、筒状の主体金具と、外周の少なくとも一部が前記主体金具によって保持され、軸線に沿った軸孔を有する絶縁体と、前記軸孔に設けられ、前記主体金具よりも前記軸線の先端側に突き出る中心電極と、前記主体金具に基端が固定され、前記中心電極の先端面である中心電極側先端面に対向する対向面を有する接地電極と、を備え、前記中心電極側先端面は、前記軸線上に位置し、前記中心電極側先端面と前記対向面とは、前記軸線に垂直な第１仮想面に投影した場合に、重複する領域を有し、前記対向面の幅方向の中心は、前記軸線からずれており、前記対向面の少なくとも一部が前記第１仮想面に対して傾斜しており、前記接地電極は、貴金属チップを備え、前記貴金属チップと前記中心電極側先端面とは、前記第１仮想面に投影したときに重複する領域を有し、前記中心電極側先端面内の位置であって前記軸線に垂直な方向において前記接地電極との距離が最も近い位置から、前記主体金具の先端面である金具側先端面とのなす角が４５度になる直線を引いた場合に、前記直線が前記貴金属チップに交差することを特徴とするスパークプラグである。また、本発明は、以下の形態としても実現できる。

（１）本発明の一形態によれば、スパークプラグが提供される。このスパークプラグは、筒状の主体金具と；外周の少なくとも一部が前記主体金具によって保持され、軸線に沿った軸孔を有する絶縁体と；前記軸孔に設けられ、前記主体金具よりも前記軸線の先端側に突き出る中心電極と；前記主体金具に基端が固定され、前記中心電極の先端面である中心電極側先端面に対向する対向面を有する接地電極と；を備え、前記中心電極側先端面は、前記軸線上に位置し、前記中心電極側先端面と前記対向面とは、前記軸線に垂直な第１仮想面に投影した場合に、重複する領域を有し、前記対向面の幅方向の中心は、前記軸線からずれており、前記対向面が前記第１仮想面に対して傾斜していることを特徴とする。このような形態のスパークプラグであれば、中心電極の先端面に対向する接地電極の対向面が軸線に垂直な第１仮想面に対して傾斜しているので、その傾斜部分に沿って気筒内の気流が通過するようにスパークプラグを位置合わせしてエンジンに取り付けることにより、接地電極と中心電極との間における気流の流速を上げることができる。そのため、放電時に発生する火花を伸張させることが可能になり、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、本実施形態では、接地電極の対向面の中心が、軸線からずれているため、接地電極によって火炎の成長が妨げられることを抑制することができる。そのため、スパークプラグの着火性をより向上させることができる。

（２）上記形態のスパークプラグにおいて、前記接地電極の先端面である接地電極側先端面に垂直な方向から見た場合に、前記中心電極側先端面を含む第２仮想面と、前記対向面との前記軸線に沿った距離が、前記中心電極側先端面上において最短になるよう、前記対向面が傾斜してもよい。このような形態のスパークプラグであれば、軸線上で、接地電極の対向面と中心電極の先端面の距離が最短になるように対向面が傾斜しているので、接地電極の存在によって火炎の成長が妨げられることをより効果的に抑制することができる。

（３）上記形態のスパークプラグにおいて、前記接地電極は、貴金属チップを備え、前記貴金属チップと前記中心電極側先端面とは、前記第１仮想面に投影したときに重複する領域を有してもよい。このような形態のスパークプラグによれば、接地電極に貴金属チップが備えられているため、接地電極の耐久性を向上させることができる。

（４）上記形態のスパークプラグにおいて、前記貴金属チップは、前記対向面の幅方向の中心が前記軸線からずれる方向とは逆方向に、前記接地電極から突き出てもよい。このような形態のスパークプラグによれば、接地電極の側面側に火花が飛んだ場合であっても、その部分に貴金属チップが存在しているため、接地電極の耐久性を向上させることができる。

（５）上記形態のスパークプラグにおいて、前記中心電極側先端面内の位置であって前記軸線に垂直な方向において前記接地電極との距離が最も近い位置から、前記主体金具の先端面である金具側先端面とのなす角が４５度になる直線を引いた場合に、前記直線が前記貴金属チップに交差してもよい。このような形態のスパークプラグによれば、接地電極の広い範囲に貴金属チップが配置されることになるため、接地電極の耐久性をより向上させることができる。

（６）上記形態のスパークプラグにおいて、前記スパークプラグは、内燃機関のインテークマニホールドに連通する１以上の第１開口部と、エキゾーストマニホールドに連通する１以上の第２開口部とを有する気筒に備えられ、前記対向面の幅方向の中心が前記軸線からずれる方向は、前記気筒内において、前記第２開口部の位置の重心から前記第１開口部の位置の重心へ向かう方向に沿った方向であってもよい。このような形態のスパークプラグであれば、気筒内に気流が流れる方向と反対の方向に接地電極がずれて配置される可能性が高くなるので、接地電極の存在によって火花の伸張や火炎の成長が妨げられることを抑制することができる。

本発明は、上述したスパークプラグとしての形態以外にも、例えば、スパークプラグの製造方法や、スパークプラグを用いた点火システム、スパークプラグを備える内燃機関など、種々の形態で実現することが可能である。

第１実施形態におけるスパークプラグの部分断面図である。 接地電極の正面の形状を示す図である。 接地電極の先端面の形状を模式的に示す図である。 接地電極の側面の形状を示す説明図である。 気筒内における気流の方向を示す図である。 第２実施形態における接地電極の正面の形状を示す図である。 第３実施形態における接地電極の正面の形状を示す図である。 第４実施形態における接地電極の正面の形状を示す図である。 第５実施形態における接地電極の正面の形状を示す図である。 第６実施形態における接地電極の正面の形状を示す図である。 第７実施形態における接地電極の正面の形状を示す図である。 第１変形例における接地電極の側面の形状を示す図である。

Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態におけるスパークプラグ１００の部分断面図である。スパークプラグ１００は、図１に示すように、軸線Ｏに沿った細長形状を有している。図１において、一点破線で示す軸線Ｏの右側は、外観正面図を示し、軸線Ｏの左側は、スパークプラグ１００の中心軸を通る断面でスパークプラグ１００を切断した断面図を示している。以下の説明では、図１の上方側を軸線方向ＯＤにおける先端側と呼び、図１の下方側を後端側と呼ぶ。

スパークプラグ１００は、絶縁体１０と、中心電極２０と、接地電極３０と、端子金具４０と、主体金具５０とを備える。絶縁体１０は、外周の少なくとも一部が筒状の主体金具５０によって保持され、軸線方向ＯＤに沿った軸孔１２を有する。中心電極２０は、軸孔１２に設けられ、主体金具５０よりも軸線方向ＯＤの先端側に突き出ている。接地電極３０は、主体金具５０に基端が固定されており、中心電極２０との間に、火花を発生させる隙間である火花ギャップを形成する。

絶縁体１０は、アルミナを始めとするセラミックス材料を焼成して形成された絶縁碍子である。絶縁体１０は、中心電極２０および端子金具４０を収容する軸孔１２が中心に形成された筒状の部材である。絶縁体１０の軸方向中央には外径を大きくした中央胴部１９が形成されている。中央胴部１９よりも端子金具４０側には、端子金具４０と主体金具５０との間を絶縁する後端側胴部１８が形成されている。中央胴部１９よりも中心電極２０側には、後端側胴部１８よりも外径が小さい先端側胴部１７が形成され、先端側胴部１７の更に先には、先端側胴部１７よりも小さい外径であって中心電極２０側へ向かうほど外径が小さくなる脚長部１３が形成されている。

主体金具５０は、絶縁体１０の後端側胴部１８の一部から脚長部１３に亘る部位を包囲して保持する円筒状の金具である。主体金具５０は、例えば、低炭素鋼により形成され、全体にニッケルめっきや亜鉛めっき等のめっき処理が施されている。主体金具５０は、後端側から順に、工具係合部５１と、シール部５４と、取付ネジ部５２とを備える。工具係合部５１は、スパークプラグ１００をエンジンヘッドに取り付けるための工具が嵌合する。取付ネジ部５２は、エンジンヘッドの取付ネジ孔に螺合するネジ山を有する。シール部５４は、取付ネジ部５２の根元に鍔状に形成されている。シール部５４とエンジンヘッドとの間には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿される。主体金具５０の先端面（以下、金具側先端面５７という）は、中空の円状であり、その中央からは、絶縁体１０の脚長部１３と中心電極２０とが突出する。

主体金具５０の工具係合部５１より後端側には厚みの薄い加締部５３が設けられている。また、シール部５４と工具係合部５１との間には、加締部５３と同様に厚みの薄い圧縮変形部５８が設けられている。工具係合部５１から加締部５３にかけての主体金具５０の内周面と絶縁体１０の後端側胴部１８の外周面との間には、円環状のリング部材６，７が介在されており、さらに両リング部材６，７間にタルク（滑石）９の粉末が充填されている。スパークプラグ１００の製造時には、加締部５３を内側に折り曲げるようにして先端側に押圧することにより圧縮変形部５８が圧縮変形し、この圧縮変形部５８の圧縮変形により、リング部材６，７およびタルク９を介し、絶縁体１０が主体金具５０内で先端側に向け押圧される。この押圧により、タルク９が軸線Ｏ方向に圧縮されて主体金具５０内の気密性が高められる。

主体金具５０の内周においては、取付ネジ部５２の位置に形成された金具内段部５６に、環状の板パッキン８を介し、絶縁体１０の脚長部１３の基端に位置する碍子段部１５が押圧されている。この板パッキン８は、主体金具５０と絶縁体１０との間の気密性を保持する部材であり、燃焼ガスの流出を防止する。

中心電極２０は、電極母材２１の内部に、電極母材２１よりも熱伝導性に優れる芯材２２が埋設された棒状の部材である。電極母材２１は、ニッケルを主成分とするニッケル合金からなり、芯材２２は、銅または銅を主成分とする合金からなる。なお、主成分とは、その物体の成分中、最も質量％が多いことを意味しており、その比率が、５０質量％を超えるとは限らない。

中心電極２０の後端部近傍には、外周側に張り出した形状の鍔部２３が形成されている。鍔部２３は、軸孔１２に形成された軸孔内段部１４に後端側から当接して、中心電極２０を絶縁体１０内で位置決めする。中心電極２０の後端部は、セラミック抵抗３およびシール体４を介して端子金具４０に電気的に接続される。中心電極２０の先端には略円柱状の貴金属チップ２４が溶接されている。貴金属チップ２４は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）あるいはこれらの合金によって形成されている。以下では、貴金属チップ２４も含めて、中心電極２０という場合がある。

接地電極３０は、耐腐食性の高い金属から構成され、例えば、インコネル（商標名）６００やインコネル６０１等の、ニッケルを主成分とするニッケル合金が用いられる。接地電極３０の基端は、金具側先端面５７に溶接されている。接地電極３０は、接地電極３０の先端部の一側面（図２における対向面３１）が中心電極２０と対向するように、中間部分が約９０°屈曲されている。接地電極３０は、上述したニッケル合金を母材として、その内部に、銅や銅合金を埋め込んだ２層構造としてもよく、更に、銅、銅合金の内部にニッケルまたはニッケル合金を埋め込んだ３層構造としてもよい。

図２は、接地電極３０の正面の形状を示す図である。本実施形態では、図の左側から右側に気筒内の気流が流れるように、スパークプラグ１００が位置合わせされてエンジンヘッドに取り付けられる。接地電極３０は、金具側先端面５７に基端が固定されており、中心電極２０の先端面（以下、中心電極側先端面２５という）に対向する対向面３１を有する。この対向面３１には、貴金属チップ３２が設けられている。接地電極３０の対向面３１には、貴金属チップ３２の軸線方向ＯＤにおける後端側の面も含まれる。貴金属チップ３２は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）あるいはこれらの合金によって形成されている。以下では、貴金属チップ３２も含めて、接地電極３０という場合がある。中心電極側先端面２５は、軸線Ｏ上に位置している。中心電極側先端面２５と、接地電極３０の対向面３１とは、それぞれを軸線Ｏに垂直な第１仮想面ＶＳ１に投影したときに、重複する領域ＡＲ１を有している。また、中心電極側先端面２５と、接地電極３０に設けられた貴金属チップ３２とも、それぞれを第１仮想面ＶＳ１に投影したときに、重複する領域ＡＲ２を有している。本実施形態では、中心電極側先端面２５の第１仮想面ＶＳ１に対する投影面積は、対向面３１の投影面積よりも小さく、また、貴金属チップ３２の投影面積よりも小さい。更に、中心電極側先端面２５の投影領域は、対向面３１の投影領域にも含まれ、また、貴金属チップ３２の投影領域にも含まれる。従って、領域ＡＲ１および領域ＡＲ２は、いずれも中心電極側先端面２５の投影領域となり、それらの位置および大きさは同じである。

接地電極３０の対向面３１の幅方向ＷＤの中心Ｃは、軸線Ｏから気流の上流側に向けてずれている。幅方向ＷＤは、軸線Ｏに垂直な方向である。一方で、貴金属チップ３２は、気流の下流側、つまり、接地電極３０の中心Ｃが軸線Ｏからずれる方向とは逆側に向けて突き出すように、接地電極３０に設けられている。接地電極３０の対向面３１の少なくとも一部は、第１仮想面ＶＳ１や金具側先端面５７に対して傾斜している。より詳しくは、接地電極３０の先端面（以下、接地電極側先端面３３という）に垂直な方向からスパークプラグ１００を見た場合に、中心電極側先端面２５を含む第２仮想面ＶＳ２と、接地電極３０の対向面３１との軸線方向ＯＤに沿った距離Ｄ１が、中心電極側先端面２５上において最短になるよう、接地電極３０の対向面３１の少なくとも一部は傾斜している。

図３は、接地電極側先端面３３の形状を模式的に示す図である。本実施形態では、接地電極３０の対向面３１の反対側の第１側面３４は、軸線Ｏに垂直である。また、第１側面３４から、軸線方向ＯＤの後端側に延びる第２側面３５と第３側面３６とは、軸線Ｏに略平行である。第２側面３５は、気流方向において上流側の面であり、第３側面３６は下流側の面である。第２側面３５の軸線Ｏに沿った厚みＴ１は、第３側面３６の軸線Ｏに沿った厚みＴ２よりも小さい。また、第１側面３４の軸線Ｏに垂直な方向における幅Ｗ１は、第２側面３５の厚みＴ１および第３側面３６の厚みＴ２よりも大きい。接地電極側先端面３３は、その幅方向ＷＤの中心線Ｃで分割したときに、面積の小さい領域Ａ１と、面積の大きい領域Ａ２とに分割される。本実施形態では、これらの領域のうち、面積の小さい領域Ａ１が、気流の上流側に配置され、面積の大きい部分が、気流の下流側に配置される。

図４は、接地電極３０の側面の形状を示す説明図である。図４は、図２に示したスパークプラグ１００を図２の右側（気流方向の下流側）から見た図である。本実施形態では、接地電極３０の先端部は、軸線Ｏと垂直な方向において、中心電極先端面２５内の位置であって軸線Ｏに垂直な方向において接地電極３０との距離が最も遠い位置まで延びている。また、本実施形態では、貴金属チップ３２は、長手方向に延びる略直方体状の形状を有しており、接地電極３０の最も先端側（図４の左側）に配置されている。更に、貴金属チップ３２は、中心電極側先端面２５内の位置であって軸線Ｏに垂直な方向において接地電極３０との距離が最も近い位置Ｐ１から、金具側先端面５７とのなす角が４５度になる直線Ｘを引いた場合に、その直線Ｘが貴金属チップ３２に交差する位置に配置されている。貴金属チップ３２の長手方向における長さＤは、直線Ｘが貴金属チップ３２に交差する交点Ｐ２から、接地電極側先端面３３までの距離Ｅよりも長い。交点Ｐ２を求めるための直線Ｘの角度を４５度とした理由は、中心電極側先端面２５の端部から火花が飛ぶ場合、図４に示すように、斜め４５度の方向が、最も電界強度が強く、火花が飛びやすい経路だからである。そのため、接地電極側先端面３３から上記交点Ｐ２まで貴金属チップ３２が配置されていれば、電極の消耗を効果的に抑制することができる。

図５は、エンジンの気筒７０内における気流の方向を示す図である。図５には、ピストン側から見た気筒７０内の様子を概略的に示している。気筒７０内の天面７５の略中央部には、スパークプラグ１００が配置されている。スパークプラグ１００の周囲には、インテークマニホールド７１に連通する２つの第１開口部６１，６２と、エキゾーストマニホールド７２に連通する２つの第２開口部６３，６４とが備えられている。第１開口部６１，６２には、吸気バルブが配置され、第２開口部６３，６４には、排気バルブが配置される。本実施形態では、気筒７０内の気流は、第１開口部６１，６２のそれぞれの中心位置Ｐ１１，Ｐ１２の重心Ｐ１３から、第２開口部６３，６４のそれぞれの中心位置Ｐ２１，Ｐ２２の重心Ｐ２３へ向かう方向に沿って流れるものとして仮定している。より詳しくは、気筒７０内の気流は、スパークプラグ１００の軸線Ｏに垂直な投影面に第１開口部６１，６２と第２開口部６３，６４とを投影したときに、その投影面における第１開口部６１，６２のそれぞれの中心位置Ｐ１１，Ｐ１２の重心Ｐ１３から、その投影面における第２開口部６３，６４のそれぞれの中心位置Ｐ２１，Ｐ２２の重心Ｐ２３へ向かう方向に沿って流れるものとして仮定している。そのため、図２において、接地電極３０の対向面３１の幅方向ＷＤの中心Ｃが軸線Ｏからずれる方向は、図５において、気流方向と反対の方向、すなわち、第２開口部６３，６４のそれぞれの位置Ｐ２１，Ｐ２２の重心Ｐ２３から、第１開口部６１，６２のそれぞれの位置Ｐ１１，Ｐ１２の重心Ｐ１３へ向かう方向である。なお、図５には、第１開口部と第２開口部とがそれぞれ２つ配置された例を示しているが、これらの数は、エンジンによって異なり、任意である。

以上で説明した本実施形態のスパークプラグ１００によれば、中心電極側先端面２５に対向する接地電極３０の対向面３１が傾斜しているので、その傾斜部分に沿って気筒７０内の気流が通過するようにスパークプラグ１００をエンジンヘッドに取り付けることにより、火花ギャップ間における気流の流速を上げることができる。そのため、放電時に発生する火花を気流が流れる方向に沿って伸張させることが可能になり、スパークプラグ１００の着火性を向上させることができる。また、本実施形態では、接地電極３０の対向面３１の中心Ｃが、軸線Ｏからずれているため、接地電極３０によって火炎の成長が妨げられることを抑制することができる。そのため、スパークプラグ１００の着火性をより向上させることができる。

また、本実施形態では、軸線Ｏ上で、接地電極３０の対向面３１と中心電極側先端面２５との距離Ｄ１が最短になるように、対向面３１が傾斜しているので、接地電極３０の存在によって火炎の成長が妨げられることを効果的に抑制することができる。

更に、本実施形態では、貴金属チップ３２が、気流の下流側の方向に突き出すように、接地電極３０に設けられている。そのため、気流に乗って火花が接地電極３０の側面側に飛んだ場合であっても、その部分に貴金属チップ３２が存在していることになるので、接地電極３０の耐久性を向上させることができる。

また、火花を伸張させるために点火システムに含まれる点火コイルから大きなエネルギーが印加された場合には、火花の飛ぶ範囲が広範囲に亘る可能性が高くなる。しかし、本実施形態では、図４に示したように、広範囲に貴金属チップ３２が設けられているので、広範囲に亘って飛ぶ火花によって接地電極３０が消耗することを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、気筒７０内に気流が流れる方向と反対の方向に接地電極３０がずれて配置されるので、接地電極３０の存在によって火炎の成長が妨げられることを抑制することができる。

Ｂ．他の実施形態：
図６は、第２実施形態における接地電極３０ａの正面の形状を示す図である。第２実施形態では、接地電極側先端面３３の形状が、第１実施形態と異なり、他の部分は第１実施形態と同じである。具体的には、第２実施形態では、対向面３１ａは第１実施形態と同様に傾斜しているものの、第１側面３４と対向面３１ａの間に第２側面３５が存在せず、第１側面３４と対向面３１ａとによって鋭角な角部３７が形成されている。このような接地電極３０ａであっても、接地電極側先端面３３に垂直な方向からスパークプラグ１００ａを見た場合に、中心電極側先端面２５を含む第２仮想面ＶＳ２と、接地電極３０の対向面３１との軸線方向ＯＤに沿った距離Ｄ１が、中心電極側先端面２５上において最短になるように対向面３１ａが傾斜している。そのため、第１実施形態と同様に、火花ギャップ間の流速を速くすることができ、スパークプラグ１００ａの着火性を向上させることができる。

図７は、第３実施形態における接地電極３０ｂの正面の形状を示す図である。第３実施形態では、接地電極３０ｂの対向面３１ｂの形状が、第１実施形態と異なり、他の部分は第１実施形態と同じである。具体的には、第１実施形態では、対向面３１ｂが接地電極側先端面３３において直線状であったのに対して、第３実施形態では、図７において右上方向（気流の下流方向かつ軸線方向ＯＤにおける先端側の方向）に向かって凸になる曲線状となっている。このような接地電極３０ｂであっても、接地電極側先端面３３に垂直な方向からスパークプラグ１００ｂを見た場合に、中心電極側先端面２５を含む第２仮想面ＶＳ２と、接地電極３０の対向面３１ｂとの軸線方向ＯＤに沿った距離Ｄ１が、中心電極側先端面２５上において最短になるように対向面３１ｂが傾斜している。そのため、第１実施形態と同様に、火花ギャップ間の流速を速くすることができ、スパークプラグ１００ｂの着火性を向上させることができる。

図８は、第４実施形態における接地電極３０ｃの正面の形状を示す図である。第４実施形態では、接地電極３０ｃの対向面３１ｃの形状が、第１実施形態と異なり、他の部分は第１実施形態と同じである。具体的には、第４実施形態では、対向面３１ｃの形状が、第３実施形態とは逆の方向（気流の上流方向かつ軸線方向ＯＤにおける後端側の方向）に凸になる曲線状となっている。このような接地電極３０ｃであっても、接地電極側先端面３３に垂直な方向からスパークプラグ１００ｃを見た場合に、中心電極側先端面２５を含む第２仮想面ＶＳ２と、接地電極３０ｃの対向面３１ｃとの軸線方向ＯＤに沿った距離Ｄ１が、中心電極側先端面２５上において最短になるように対向面３１ｃが傾斜している。そのため、第１実施形態と同様に、火花ギャップ間の流速を速くすることができ、スパークプラグ１００ｃの着火性を向上させることができる。

図９は、第５実施形態における接地電極３０ｄの正面の形状を示す図である。第５実施形態では、接地電極３０ｄの対向面３１ｄと第１側面３４ｄの形状が、第１実施形態と異なり、他の部分は第１実施形態と同じである。具体的には、第５実施形態では、対向面３１ｄは、図８に示した第４実施形態と同様の形状である。一方、第１側面３４ｄは、図９の左上方向（気流の上流方向かつ軸線方向ＯＤにおける先端側の方向）に向かって凸になるように、曲線状になっている。このような接地電極３０ｄであっても、接地電極側先端面３３に垂直な方向からスパークプラグ１００ｄを見た場合に、中心電極側先端面２５を含む第２仮想面ＶＳ２と、接地電極３０ｄの対向面３１ｄとの軸線方向ＯＤに沿った距離Ｄ１が、中心電極側先端面２５上において最短になるように対向面３１ｄが傾斜している。そのため、第１実施形態と同様に、火花ギャップ間の流速を速くすることができ、スパークプラグ１００ｄの着火性を向上させることができる。

図１０は、第６実施形態における接地電極３０ｅの正面の形状を示す図である。第６実施形態では、接地電極３０ｅの第３側面３６ｅの形状が、第１実施形態と異なり、他の部分は第１実施形態と同じである。具体的には、第６実施形態では、第３側面３６ｅの軸線方向ＯＤの先端側が、後端側に比べて、気流の上流側に位置するように傾斜している。このような接地電極３０ｅであっても、接地電極側先端面３３に垂直な方向からスパークプラグ１００ｅを見た場合に、中心電極側先端面２５を含む第２仮想面ＶＳ２と、接地電極３０ｅの対向面３１ｅとの軸線方向ＯＤに沿った距離Ｄ１が、中心電極側先端面２５上において最短になるように対向面３１ｅが傾斜している。そのため、第１実施形態と同様に、火花ギャップ間の流速を速くすることができ、スパークプラグ１００ｅの着火性を向上させることができる。

図１１は、第７実施形態における接地電極３０ｆの正面の形状を示す図である。第７実施形態では、貴金属チップ３２ｆの形状が、第１実施形態と異なり、他の部分は第１実施形態と同じである。具体的には、第７実施形態では、貴金属チップ３２ｆが、第１実施形態よりも大きく、接地電極３０ｆの第３側面３６ｆ全体を覆う大きさとなっている。このような接地電極３０ｆであっても、接地電極側先端面３３に垂直な方向からスパークプラグ１００ｆを見た場合に、中心電極側先端面２５を含む第２仮想面ＶＳ２と、接地電極３０ｆの対向面３１ｆとの軸線方向ＯＤに沿った距離Ｄ１が、中心電極側先端面２５上において最短になるように対向面３１ｆが傾斜している。そのため、第１実施形態と同様に、火花ギャップ間の流速を速くすることができ、スパークプラグ１００ｆの着火性を向上させることができる。また、本実施形態では、貴金属チップ３２ｆの大きさが大きいため、接地電極３０ｆの耐久性を更に高めることができる。特に、本実施形態では、貴金属チップ３２ｆが、接地電極３０ｆの先端部において第３側面３６ｆの全体を覆っているため、接地電極３０ｆの第３側面３６ｆ側に火花が飛んだ場合であっても、その部分に広範囲に貴金属チップ３２ｆが存在していることになり、接地電極３０ｆの耐久性をより一層向上させることができる。

Ｃ．変形例：
＜第１変形例＞
図１２は、第１変形例における接地電極３０ｇの側面の形状を示す図である。この変形例においても、図４に示したように、貴金属チップ３２は、中心電極側先端面２５内の位置であって軸線Ｏに垂直な方向において接地電極３０との距離が最も近い位置Ｐ１から、金具側先端面５７とのなす角が４５度になる直線Ｘを引いた場合に、その直線Ｘが貴金属チップ３２に交差する位置に配置されている。本変形例では、接地電極３０ｇの先端部の構造が、図４に示した構造と異なる。具体的には、本変形例では、接地電極３０ｇの先端が、貴金属チップ３２よりも先端側に延びている。このように、接地電極３０ｇの形状は、上述した種々の実施形態の形状に限られない。

＜第２変形例＞
上記実施形態では、接地電極３０に貴金属チップ３２が、中心電極２０に貴金属チップ２４が、それぞれ設けられているが、これらの貴金属チップ２４，３２のいずれか一方または両方を省略してもよい。

＜第３変形例＞
上記実施形態では、接地電極側先端面３３に垂直な方向からスパークプラグ１００を見た場合に、中心電極側先端面２５を含む第２仮想面ＶＳ２と、接地電極３０の対向面３１との軸線方向ＯＤに沿った距離Ｄ１が、中心電極側先端面２５上において最短になるように対向面３１を傾斜させている。これに対して、対向面３１は、中心電極側先端面２５上ではない位置において、距離Ｄ１が最短になるように傾斜させてもよい。

＜第４変形例＞
上記実施形態では、接地電極３０の貴金属チップ３２と中心電極側先端面２５とは、第１仮想面ＶＳ１に投影したときに重複する領域を有している。重複とは、全部が重複すること、および、一部が重複することを含む。つまり、接地電極３０の貴金属チップ３２と中心電極側先端面２５とは、第１仮想面ＶＳ１に投影したときに少なくとも一部の領域が重複していればよい。また、中心電極側先端面２５は、第１仮想面ＶＳ１に投影したときに、接地電極３０の対向面３１と、少なくとも一部の領域が重複していればよく、接地電極３０の貴金属チップ３２と中心電極側先端面２５とが、第１仮想面ＶＳ１に投影したときに重複する領域を有しない構成とすることも可能である。

＜第５変形例＞
上記実施形態では、接地電極３０の貴金属チップ３２は、対向面３１の幅方向ＷＤの中心Ｃが軸線Ｏからずれる方向とは逆方向に、接地電極３０から突き出ているが、貴金属チップ３２は、対向面３１の幅方向ＷＤの中心Ｃが軸線Ｏからずれる方向とは逆方向に突き出ていなくてもよい。

＜第６変形例＞
上記実施形態では、中心電極側先端面２５内の位置であって軸線Ｏに垂直な方向において接地電極３０との距離が最も近い位置Ｐ１から、金具側先端面５７とのなす角が４５度になる直線Ｘを引いた場合に、直線Ｘが交点Ｐ２において貴金属チップ３２に交差している。しかし、直線Ｘは、貴金属チップ３２に交差しなくてもよい。

＜第７変形例＞
上記実施形態では、対向面３１の幅方向ＷＤの中心Ｃが軸線Ｏからずれる方向は、気筒７０内において、第２開口部６３，６４の位置の重心Ｐ２３から第１開口部６１，６２の位置の重心Ｐ１３へ向かう方向に沿った方向である。この方向は、正確に、重心Ｐ２３から重心Ｐ１３へ向かう方向に沿っていなくても構わない。例えば、気流の流速を速めることができるのであれば、重心Ｐ２３から重心Ｐ１３へ向かう方向に対して軸線Ｏを中心に、±４０度程度の範囲でずれた方向であってもよい。

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態や変形例の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

３…セラミック抵抗
４…シール体
５…ガスケット
６，７…リング部材
８…板パッキン
９…タルク
１０…絶縁体
１２…軸孔
１３…脚長部
１４…軸孔内段部
１５…碍子段部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…中央胴部
２０…中心電極
２１…電極母材
２２…芯材
２３…鍔部
２４…貴金属チップ
２５…中心電極側先端面
３０…接地電極
３１…対向面
３２…貴金属チップ
３３…接地電極側先端面
３４…第１側面
３５…第２側面
３６…第３側面
３７…角部
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ネジ部
５３…加締部
５４…シール部
５６…金具内段部
５７…金具側先端面
５８…圧縮変形部
６１，６２…第１開口部
６３，６４…第２開口部
７０…気筒
７１…インテークマニホールド
７２…エキゾーストマニホールド
７５…天面
１００…スパークプラグ
ＶＳ１…第１仮想面
ＶＳ２…第２仮想面

Claims (7)

1. 筒状の主体金具と、
   外周の少なくとも一部が前記主体金具によって保持され、軸線に沿った軸孔を有する絶縁体と、
   前記軸孔に設けられ、前記主体金具よりも前記軸線の先端側に突き出る中心電極と、
   前記主体金具に基端が固定され、前記中心電極の先端面である中心電極側先端面に対向する対向面を有する接地電極と、を備え、
   前記中心電極側先端面は、前記軸線上に位置し、
   前記中心電極側先端面と前記対向面とは、前記軸線に垂直な第１仮想面に投影した場合に、重複する領域を有し、
   前記対向面の幅方向の中心は、前記軸線からずれており、
   前記対向面の少なくとも一部が前記第１仮想面に対して傾斜しており、
   内燃機関のインテークマニホールドに連通する１以上の第１開口部と、エキゾーストマニホールドに連通する１以上の第２開口部とを有する気筒に備えられ、
   前記対向面の幅方向の中心が前記軸線からずれる方向は、前記気筒内において、前記第２開口部の位置の重心から前記第１開口部の位置の重心へ向かう方向に対して前記軸線を中心に±４０度の範囲でずれた方向であることを特徴とするスパークプラグ。
2. 請求項１に記載のスパークプラグであって、
   前記接地電極の先端面である接地電極側先端面に垂直な方向から見た場合に、前記中心電極側先端面を含む第２仮想面と、前記対向面との前記軸線に沿った距離が、前記中心電極側先端面上において最短になるよう、前記対向面が傾斜していることを特徴とするスパークプラグ。
3. 請求項１または請求項２に記載のスパークプラグであって、
   前記接地電極は、貴金属チップを備え、
   前記貴金属チップと前記中心電極側先端面とは、前記第１仮想面に投影したときに重複する領域を有することを特徴とするスパークプラグ。
4. 請求項３に記載のスパークプラグであって、
   前記貴金属チップは、前記対向面の幅方向の中心が前記軸線からずれる方向とは逆方向に、前記接地電極から突き出ていることを特徴とするスパークプラグ。
5. 請求項３または請求項４に記載のスパークプラグであって、
   前記中心電極側先端面内の位置であって前記軸線に垂直な方向において前記接地電極との距離が最も近い位置から、前記主体金具の先端面である金具側先端面とのなす角が４５度になる直線を引いた場合に、前記直線が前記貴金属チップに交差することを特徴とするスパークプラグ。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
   前記対向面の幅方向の中心が前記軸線からずれる方向は、前記気筒内において、前記第２開口部の位置の重心から前記第１開口部の位置の重心へ向かう方向に沿った方向であることを特徴とするスパークプラグ。
7. 筒状の主体金具と、
   外周の少なくとも一部が前記主体金具によって保持され、軸線に沿った軸孔を有する絶縁体と、
   前記軸孔に設けられ、前記主体金具よりも前記軸線の先端側に突き出る中心電極と、
   前記主体金具に基端が固定され、前記中心電極の先端面である中心電極側先端面に対向する対向面を有する接地電極と、を備え、
   前記中心電極側先端面は、前記軸線上に位置し、
   前記中心電極側先端面と前記対向面とは、前記軸線に垂直な第１仮想面に投影した場合に、重複する領域を有し、
   前記対向面の幅方向の中心は、前記軸線からずれており、
   前記対向面の少なくとも一部が前記第１仮想面に対して傾斜しており、
   前記接地電極は、貴金属チップを備え、
   前記貴金属チップと前記中心電極側先端面とは、前記第１仮想面に投影したときに重複する領域を有し、
   前記中心電極側先端面内の位置であって前記軸線に垂直な方向において前記接地電極との距離が最も近い位置から、前記主体金具の先端面である金具側先端面とのなす角が４５度になる直線を引いた場合に、前記直線が前記貴金属チップに交差することを特徴とするスパークプラグ。

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