JP6800781B2 - 内燃機関用のスパークプラグ - Google Patents

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、自動車のエンジン等の内燃機関における着火手段として用いられる。スパークプラグは、中心電極と接地電極とを軸方向に対向させてこれらの間に火花放電ギャップを形成している。中心電極と接地電極との間にパルス電圧をかけることにより、火花放電ギャップに火花放電が発生する。

ここで、特許文献１には、中心電極及び接地電極のそれぞれが、母材と当該母材に接合された貴金属チップとを有し、中心電極の貴金属チップと接地電極の貴金属チップとの間に火花放電ギャップを形成しているスパークプラグが開示されている。かかるスパークプラグにおいては、中心電極の貴金属チップ及び接地電極の貴金属チップを起点とした火花放電が生じる。この火花放電によって生じた放電火花は、燃焼室内の混合気の気流により、放電火花の両起点間の部位が下流側に引き伸ばされる。これにより、放電火花と混合気との接触領域を稼ぎ、混合気への着火性を確保している。

特開２０１４−２３９０１５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のスパークプラグにおいては、中心電極と接地電極との間に生じた放電火花が、混合気によって吹き消され、再度、中心電極と接地電極との間に火花放電が生じる再放電が生じやすい。このことにつき、以下説明する。

特許文献１に記載のスパークプラグにおいては、中心電極と接地電極との間に生じた放電火花の起点が、中心電極の貴金属チップ或いは接地電極の貴金属チップから、当該貴金属チップを接合する母材に移動することが懸念される。放電火花の起点が、貴金属チップから母材に移動すると、軸方向における放電火花の両起点間の距離が大きくなる。軸方向における放電火花の両起点間の距離が大きくなりすぎると、放電火花の両起点間の部位は混合気の下流側に過度に膨らむように引き伸ばされやすく、これによって放電火花の吹き消えが生じやすくなる場合がある。放電火花が吹き消されると、軸方向における中心電極と接地電極との間で、再放電が生じる。以上のように、特許文献１に記載のスパークプラグにおいては、再放電が生じやすい。

なお、再放電の頻度が増えると、例えば、火花放電の位置の変動が大きくなることによって混合気の過熱箇所がばらついて着火性が悪くなったり、中心電極及び接地電極の消耗が増加したりすることが懸念される。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、再放電を生じ難くすることにより着火性を向上させやすい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。

本発明の第一の態様は、筒状のハウジング（１１）と、
前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子（１２）と、
先端部が突出するように前記絶縁碍子の内側に保持された中心電極（２）と、
前記ハウジングに接続される接続部（３３１）を有するとともに、前記中心電極との間に火花放電ギャップ（１３）を形成する接地電極（３）と、を有し、
前記接地電極は、前記接続部を備えた接地母材（３１）と、前記接地母材から前記中心電極側に突出するとともに、前記中心電極との間に前記火花放電ギャップを形成する接地突出部（３２）とを有し、
前記接地突出部における前記火花放電ギャップに対向する接地放電面（３２１）と、前記接地突出部の側面（３２７、３２８、３２９）との間の角は、直角又は鋭角であり、
前記接地突出部の前記側面の少なくとも一部と、前記接地母材の側面の少なくとも一部とは、面一に形成されており、
前記接地突出部は、複数の前記側面を有し、
軸方向に直交する方向であって、かつ、前記接地電極の前記接続部と前記中心電極とが並ぶ横方向（Ｘ）と、軸方向との双方に平行な面方向のうち、前記中心電極と前記火花放電ギャップと前記接地電極とが並ぶギャップ方向（Ｇ）に直交する方向を直交方向と定義したとき、前記接地突出部の複数の前記側面間の角の少なくとも１つは、前記接地突出部における、前記直交方向の前記接続部側と反対側の端部に位置した接地特定角（３２ａ）であり、
前記接地突出部の前記側面における前記接地特定角を形成する面（３２８、３２９）のそれぞれは、前記接地母材の前記側面と面一に形成されているとともに、前記接地放電面との間の角が鋭角である、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。

本発明の第二の態様は、筒状のハウジング（１１）と、
前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子（１２）と、
先端部が突出するように前記絶縁碍子の内側に保持された中心電極（２）と、
前記ハウジングに接続される接続部（３３１）を有するとともに、前記中心電極との間に火花放電ギャップ（１３）を形成する接地電極（３）と、を有し、
前記中心電極は、中心母材（２１）と、前記中心母材から前記接地電極側に突出するとともに、前記接地電極との間に前記火花放電ギャップを形成する中心突出部（２２）とを有し、
前記中心突出部における前記火花放電ギャップに対向する中心放電面（２２１）と、前記中心突出部の側面（２２２、２２３、２２４）との間の角は、直角又は鋭角であり、
前記中心突出部は、複数の前記側面を有し、
軸方向に直交する方向であって、かつ、前記接地電極の前記接続部と前記中心電極とが並ぶ横方向（Ｘ）と、軸方向との双方に平行な面方向のうち、前記中心電極と前記火花放電ギャップと前記接地電極とが並ぶギャップ方向（Ｇ）に直交する方向を直交方向と定義したとき、前記中心突出部の複数の前記側面間の角の少なくとも１つは、前記中心突出部における、前記直交方向の前記接続部側と反対側の端部に位置した中心特定角（２２ａ）であり、
前記中心突出部の前記側面における前記中心特定角を形成する面のそれぞれは、前記中心母材の側面と面一に形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。

前記第一の態様の内燃機関用のスパークプラグにおいて、接地突出部における火花放電ギャップに対向する接地放電面と、接地突出部の側面との間の角は、直角又は鋭角である。それゆえ、接地放電面と接地突出部の側面との間の角の周囲の電界強度を確保しやすい。これにより、放電火花の接地電極側の起点を、接地放電面と接地突出部の側面との間の角にとどめやすく、放電火花の接地電極側の起点が接地母材に移動することを抑制することができる。これによって、放電火花の吹き消え、再放電を抑制することができる。

また、接地突出部の側面の少なくとも一部と、接地母材の側面の少なくとも一部とは、面一に形成されている。それゆえ、接地母材における接地突出部が配された部位の周囲に電界が集中することを抑制することができる。そのため、放電火花の接地電極側の起点が接地突出部から接地母材へ移動することを抑制することができる。これによっても、放電火花の吹き消え、再放電を抑制することができる。

また、前記第二の態様の内燃機関用のスパークプラグにおいて、中心放電面と中心突出部の側面との間の角は、直角又は鋭角である。これによって、放電火花の中心電極側の起点を、中心放電面と中心突出部の側面との間の角にとどめやすく、放電火花の吹き消え及び再放電が生じることを抑制することができる。

また、中心突出部の複数の側面間の角の少なくとも１つは、中心突出部における、前記直交方向の接続部側と反対側の端部に位置した中心特定角である。すなわち、中心突出部において、周囲に電界が集中しやすい角を、中心突出部における前記直交方向の接続部側と反対側の端部に形成している。それゆえ、放電火花の中心電極側の起点を、中心突出部における前記直交方向の前記接続部側と反対側の端部にとどめやすい。それゆえ、放電火花が接地電極における中心突出部の前記直交方向の接続部側の部位に近接すること起因して、放電火花から混合気へ着火して生じた火炎の熱が接地電極に奪われること（いわゆる消炎作用）を抑制することができる。

以上のごとく、前記態様によれば、再放電を生じ難くすることにより着火性を向上させやすい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、スパークプラグの先端部周辺を縦方向から見た図。 実施形態１における、スパークプラグの先端部周辺を横方向から見た図。 図３の、IV−IV線矢視断面図。 図４の、Ｖ−Ｖ線矢視断面図。 図４において、接地突出部を除いた図。 実施形態１における、点火装置のスパークプラグの先端部周辺の拡大正面図であって、初期の放電火花を表した説明図。 実施形態１における、点火装置のスパークプラグの先端部周辺の拡大正面図であって、初期の放電火花の両起点間の部位が燃焼室内の気流によって大きく引き伸ばされた状態を示す説明図。 実施形態１における、点火装置のスパークプラグの先端部周辺の拡大正面図であって、短絡する直前の放電火花と、短絡した直後の放電火花とを表した説明図。 比較形態における、接地電極を中心電極側からみた一部断面図。 比較形態における、点火装置のスパークプラグの先端部周辺の拡大正面図であって、初期の放電火花を表した説明図。 比較形態における、点火装置のスパークプラグの先端部周辺の拡大正面図であって、初期の放電火花の両起点間の部位が燃焼室内の気流によって大きく引き伸ばされた状態を示す説明図。 比較形態における、点火装置のスパークプラグの先端部周辺の拡大正面図であって、短絡する直前の放電火花と、短絡した直後の放電火花とを表した説明図。 実験例１における、突出長さＬ１と、接地側起点移動率との関係を示す線図。 実験例１における、接地側起点移動率と、燃焼変動率との関係を示す線図。 参考形態における、スパークプラグの先端部周辺を横方向から見た図。 参考形態における、スパークプラグの先端部周辺を縦方向から見た図。 図１６の、XVIII−XVIII線矢視断面図。 実施形態２における、スパークプラグの先端部周辺を横方向から見た図。 実施形態２における、スパークプラグの先端部周辺を縦方向から見た図。 図１９の、XXI−XXI線矢視断面図。 図２１の、XXII−XXII線矢視断面図。 実施形態３における、スパークプラグの先端部周辺を縦方向から見た図。 実施形態４における、スパークプラグの先端部周辺を横方向から見た図。 実施形態４における、スパークプラグの先端部周辺を縦方向から見た図。 実施形態４における、中心電極の先端部をギャップ方向における接地電極側から見た図。 図２６の、XXVII−XXVII線矢視断面図。 図２６の、XXVIII−XXVIII線矢視断面図。 実施形態４の変形形態における、スパークプラグの先端部周辺を縦方向から見た図。 実験例２における、突出長さＬ２と、中心側起点移動率との関係を示す線図。 実験例２における、中心側起点移動率と、燃焼変動率との関係を示す線図。 実施形態５における、スパークプラグの先端部周辺を横方向から見た図。 実施形態５における、スパークプラグの先端部周辺を縦方向から見た図。 実施形態５における、中心電極の先端部をギャップ方向における接地電極側から見た図。 実施形態６における、スパークプラグの先端部周辺を横方向から見た図。 実施形態６における、スパークプラグの先端部周辺を縦方向から見た図。 実施形態６における、中心電極の先端部をギャップ方向における接地電極側から見た図。 図３７の、XXXVIII−XXXVIII線矢視断面図。 図３７の、XXXIX−XXXIX線矢視断面図。 実施形態７における、スパークプラグの先端部周辺を横方向から見た図。 実施形態７における、スパークプラグの先端部周辺を縦方向から見た図。 参考形態と実施形態４とを組み合わせた変形形態における、スパークプラグの先端部周辺を横方向から見た図。 実施形態２と実施形態４とを組み合わせた変形形態における、スパークプラグの先端部周辺を横方向から見た図。

（実施形態１）
内燃機関用のスパークプラグの実施形態につき、図１〜図９を用いて説明する。
本実施形態の内燃機関用のスパークプラグ１は、図１に示すごとく、筒状のハウジング１１と、ハウジング１１の内側に保持された筒状の絶縁碍子１２と、中心電極２と接地電極３とを有する。中心電極２は、先端部が突出するように絶縁碍子１２の内側に保持されている。接地電極３は、ハウジング１１に接続される接続部３３１を有する。接地電極３は、中心電極２との間に火花放電ギャップ１３を形成する。

図２に示すごとく、接地電極３は、接続部３３１を備えた接地母材３１と、接地母材３１から中心電極２側に突出するとともに、中心電極２との間に火花放電ギャップ１３を形成する接地突出部３２とを有する。中心電極２と火花放電ギャップ１３と接地電極３とが並ぶギャップ方向Ｇにおいて、接地母材３１からの接地突出部３２の突出長さＬ１は、０．５ｍｍ以上である。

図２、図５に示すごとく、接地突出部３２における火花放電ギャップ１３に対向する接地放電面３２１と、接地突出部３２の側面３２２、３２３、３２４との間の角は、直角又は鋭角である。本実施形態においては、接地放電面３２１と接地突出部３２の側面３２２、３２３、３２４との間のすべての角は、いずれも直角である。接地突出部３２の側面３２２、３２３、３２４の少なくとも一部と、接地母材３１の側面の少なくとも一部とは、面一に形成されている。換言すると、接地突出部３２の側面３２２、３２３、３２４の少なくとも一部と、接地母材３１の側面の少なくとも一部とは、滑らかに連続するよう形成されている。

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等の内燃機関における着火手段として用いることができる。軸方向におけるスパークプラグ１の一端は、図示しない点火コイルと接続され、軸方向におけるスパークプラグ１の他端は、内燃機関の燃焼室内に配される。

本明細書において、単に「軸方向」というときは、特に断らない限りスパークプラグ１の中心軸が延びる方向を意味するものとする。

軸方向に直交する方向であって、かつ、接地電極３の接続部３３１と中心電極２とが並ぶ方向を横方向Ｘという。また、横方向Ｘにおける接続部３３１に対する中心電極２側をＸ１側といい、その反対側をＸ２側という。また、軸方向及び横方向Ｘの双方に直交する方向を縦方向Ｙという。

ギャップ方向Ｇにおいて、中心電極２に対する接地電極３側をＧ１側、その反対側をＧ２側という。なお、後述するように、本実施形態においてギャップ方向Ｇは軸方向である。

図１に示すごとく、ハウジング１１には、スパークプラグ１をエンジンヘッド１０１（図７参照）に取り付けるための取付ネジ部１１１が形成されている。絶縁碍子１２は、先端部をハウジング１１のＧ１側に突出させ、基端部をハウジング１１のＧ２側に突出させつつハウジング１１に保持されている。絶縁碍子１２内における先端部に、中心電極２が保持されている。

中心電極２は、その中心軸をスパークプラグ１の中心軸と略一致させるよう配されている。中心電極２は、全体として略円柱形状を呈している。図２、図３に示すごとく、中心電極２は、中心母材２１と、中心母材２１から接地電極３側に突出するとともに、接地電極３との間に火花放電ギャップ１３を形成する中心突出部２２とを有する。本実施形態において、中心母材２１と中心突出部２２とは互いに別体である。中心母材２１の先端部である母材先端部２１０は、Ｇ１側へ向かうほど縮径する円錐台形状を呈している。中心突出部２２は、母材先端部２１０の先端面に接合されている。中心突出部２２は、円柱状を呈している。中心突出部２２のＧ１側の面は、火花放電ギャップ１３に対向する中心放電面２２１である。

接地母材３１は、立設部３３及び内向部３４を有する。立設部３３は、ハウジング１１の先端面からＧ１側へ向かってギャップ方向Ｇに立設している。図２に示すごとく、立設部３３は、Ｇ２側の端部に前述の接続部３３１を有し、接続部３３１においてハウジング１１の先端面に接続されている。立設部３３は、横方向Ｘに厚みを有する。

内向部３４は、立設部３３のＧ１側の端部から、横方向ＸのＸ１側に延設されている。本実施形態において、内向部３４は、その一部が、中心突出部２２の中心放電面２２１とギャップ方向Ｇに重なるよう形成されている。内向部３４は、ギャップ方向Ｇに厚みを有する。なお、図４においては、ギャップ方向Ｇに直交する面方向における中心放電面２２１の外形位置を、破線にて表している。

図２に示すごとく、接地母材３１は、長手方向における接続部３３１と反対側の端部に、接地母材端部３４１を有する。図６に示すごとく、接地母材端部３４１は、Ｘ１側に向かうほど幅狭となる三角柱状を呈している。接地母材端部３４１は、ギャップ方向Ｇに直交する断面が三角形である。本実施形態において接地母材端部３４１は、少なくとも一部が、中心突出部２２の中心放電面２２１とギャップ方向Ｇに重なるよう形成されている。

内向部３４における接地母材端部３４１のＸ２側に隣接する部位には、テーパ部３４２が形成されている。ギャップ方向Ｇから見たとき、テーパ部３４２は、Ｘ１側に向かうほど幅狭となる台形状を呈している。

図６に示すごとく、テーパ部３４２の側面３４２ｓ及び接地母材端部３４１の側面３４１ａ、３４１ｂのそれぞれは、ギャップ方向Ｇ及び横方向Ｘの双方に平行な面に対して傾斜した平面となっている。ギャップ方向Ｇ及び横方向Ｘの双方に平行な面に対する傾斜角度は、テーパ部３４２の側面３４２ｓよりも、接地母材端部３４１の側面３４１ａ、３４１ｂのほうが若干大きい。

なお、接地電極３は、例えば、長尺な金属板材をその厚み方向に曲げ加工し、その後、テーパ部３４２の側面３４２ｓや、接地母材端部３４１の側面３４１ａ、３４１ｂを切削加工により形成することができる。前述の金属部材は、その幅方向の両端面が、前記は場方向の外側に向かって膨らんだ湾曲面であるが、これに限られない。

図２、図３に示すごとく、接地母材端部３４１のＧ２側の面からＧ２側に向かって接地突出部３２が突出している。本実施形態において、接地母材３１と接地突出部３２とは、互いに別体である。接地突出部３２は、三角柱形状を有する。接地突出部３２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が三角形である。具体的には、接地突出部３２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が、Ｘ１側に向かうほど幅狭となる三角形状を呈している。

接地突出部３２は、複数の側面３２２、３２３、３２４を有する。本実施形態において、接地突出部３２は、３つの側面３２２、３２３、３２４を有する。３つの側面３２２、３２３、３２４は、いずれも、接地放電面３２１との間の角が直角である。

３つの側面３２２、３２３、３２４は、ギャップ方向Ｇ及び縦方向Ｙに平行な側面３２２と、当該側面３２２における縦方向Ｙの両側の辺からＸ１側に延設された一対の側面３２３、３２４とからなる。一対の側面３２３、３２４は、側面３２２からＸ１側に向かうにつれて、互いに近付くよう形成されており、ギャップ方向Ｇ及び横方向Ｘの双方に平行な面に対して傾斜している。そして、一対の側面３２３、３２４は、側面３２２と反対側の辺同士で接している。

横方向Ｘと軸方向との双方に平行な面方向のうち、ギャップ方向Ｇに直交する方向を直交方向と定義する。このとき、図２〜図４に示すごとく、接地突出部３２の複数の側面３２２、３２３、３２４間の角の少なくとも１つは、接地突出部３２における、直交方向の接続部３３１側と反対側の端部に位置した接地特定角３２ａである。なお、本実施形態において、直交方向は横方向Ｘであるため、直交方向を横方向Ｘという。本実施形態において、接地特定角３２ａは、一対の側面３２３、３２４の間の角である。

図２〜図５に示すごとく、接地突出部３２の側面３２２、３２３、３２４における接地特定角３２ａを形成する面（すなわち一対の側面３２２、３２３）のそれぞれは、接地母材３１の側面と面一に形成されている。一対の側面３２３、３２４のうち、一方の側面３２３の全体は、接地母材端部３４１の一方の側面３４１ａの全体と平面状に面一に形成されており、他方の側面３２４の全体は、接地母材端部３４１の他方の側面３４１ｂの全体と平面状に面一に形成されている。

本実施形態において、接地母材端部３４１の全体は、接地突出部３２に対してギャップ方向Ｇに重なっている。接地母材端部３４１のギャップ方向Ｇに直交する断面形状は、接地突出部３２のギャップ方向Ｇに直交する断面形状と同じである。そして、接地母材端部３４１の側面３４１ａ、３４１ｂは、接地突出部３２の側面３２３、３２４と面一に形成されている。接地母材端部３４１の側面３４１ａ、３４１ｂ全体は、接地突出部３２の側面３２３、３２４と面一に形成されている。

図２、図３に示すごとく、接地特定角３２ａは、ギャップ方向Ｇに形成されている。また、接地母材端部３４１の一対の側面３４１ａ、３４１ｂ間の角は、ギャップ方向Ｇに形成されている。そして、接地母材端部３４１の一対の側面３４１ａ、３４１ｂ間の角は、接地特定角３２ａと直線状に滑らかにつながっている。

図２に示すごとく、接地突出部３２は、ギャップ方向Ｇにおける内向部３４からの突出長さＬ１が、０．５ｍｍ以上である。すなわち、接地突出部３２における、内向部３４からギャップ方向Ｇに露出した部位のギャップ方向Ｇの長さＬ１が、０．５ｍｍ以上である。なお、接地突出部３２は、突出長さＬ１を１．０ｍｍ以下とすることが、プレイグニッション防止の観点から好ましい。すなわち、突出長さＬ１が１．０ｍｍを超えるほど大きくなると、接地母材３１の位置も、よりＧ１側、すなわち比較的高温である燃焼室の中央側、に形成される。その結果、突出長さＬ１が１．０ｍｍを超えると、接地電極３の高温化を招き、ひいてはプレイグニッションを招くおそれがある。

接地突出部３２の接地放電面３２１は、ギャップ方向Ｇに直交している。接地放電面３２１は、中心電極２の中心放電面２２１とギャップ方向Ｇに対向している。そして、ギャップ方向Ｇにおける接地放電面３２１と中心放電面２２１との間に、火花放電ギャップ１３が形成されている。

なお、中心母材２１は、Ｎｉ基合金等の金属材料からなる円柱体であり、内部にＣｕ等の熱伝導性に優れた金属材料が配されるものとすることができる。中心突出部２２は、例えばＩｒやＰｔ等の貴金属から構成することができる。接地母材３１は、例えばＮｉを主成分とするＮｉ基合金から構成することができる。接地突出部３２は、例えばＩｒやＰｔなどの貴金属から構成することができる。

図１に示すごとく、絶縁碍子１２の内側において、中心電極２のＧ２側には、導電性を有するガラスシール１４を介して抵抗体１５が配置されている。抵抗体１５は、カーボン又はセラミック粉末等の抵抗材及びガラス粉末を含むレジスタ組成物を加熱封着することにより形成する、或いはカートリッジ型抵抗体を挿入することによって構成することができる。ガラスシール１４は、ガラスに銅粉を混入させてなる銅ガラスからなる。また、抵抗体１５のＧ２側には、銅ガラスからなるガラスシール１７を介してステム１６が配されている。ステム１６は、例えば鉄合金からなる。スパークプラグ１は、ステム１６において、点火コイルに接続される。

次に、図７に示すごとく、本実施形態のスパークプラグ１を内燃機関に取り付けた点火装置１０について説明する。
スパークプラグ１は、縦方向Ｙが、火花放電ギャップ１３を通過する混合気の気流Ｆの方向となるような姿勢で配されている。なお、以後、単に「下流側」といったときは、火花放電ギャップ１３を流れる混合気の気流Ｆの下流側を意味するものとし、単に「上流側」といったときは、火花放電ギャップ１３を流れる混合気の気流Ｆの上流側を意味するものとする。

次に、図７〜図９を用いて、中心電極２と接地電極３との間に生じる放電火花Ｓが気流Ｆによって引き伸ばされる様子の一例について説明する。

図７に示すごとく、中心電極２と接地電極３との間に所定の電圧を印加することにより、火花放電ギャップ１３に放電火花Ｓが生じる。初期の放電火花Ｓは、例えば、中心電極２の中心放電面２２１と、接地突出部３２の接地特定角３２ａのＧ２側端部とを起点として生じやすい。中心電極２と接地電極３とは、中心放電面２２１と接地特定角３２ａのＧ２側端部との間の距離が比較的小さくなり、かつ、接地特定角３２ａのＧ２側端部の周囲の電界強度が比較的高くなりやすいからである。以後、放電火花Ｓの中心電極２側の起点を、「中心電極側起点Ｓ２」といい、放電火花Ｓの設置電極側の起点を、「接地電極側起点Ｓ１」という。

図８に示すごとく、放電火花Ｓが気流Ｆに押されることにより、放電火花Ｓは、少なくとも接地電極側起点Ｓ１の位置を接地特定角３２ａのＧ２側端部に維持しつつ、両起点間の部位が下流側に膨らむよう引き伸ばされる。放電火花Ｓの両起点間の部位が下流側に引き伸ばされるにつれて、放電火花Ｓの最も下流側の部位である折返し部Ｓｔの曲率が大きくなる。そのため、放電火花Ｓの両起点間の部位が下流側に引き伸ばされるにつれて、放電火花Ｓにおける折返し部Ｓｔの両側に隣接する部位Ｓａ同士が、ギャップ方向Ｇに近付き、やがて図９に示すごとく短絡する。この短絡により、放電火花Ｓの縦方向Ｙの長さが若干小さくなる。そして、その後は、放電火花Ｓの両起点間の部位の引き伸ばしと、短絡が繰り返される。

なお、図９において、短絡する直前の放電火花を破線で表しており、短絡した直後の放電火花Ｓを実線で表している。また、図９において、放電火花Ｓが短絡する直前の、放電火花Ｓの下流側端部の位置から、放電火花Ｓが短絡した直後の、放電火花Ｓの下流側端部の位置までの縦方向Ｙの長さをΔｙ１で表している。

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
内燃機関用のスパークプラグ１において、ギャップ方向Ｇの、接地母材３１からの接地突出部３２の突出長さＬ１は、０．５ｍｍ以上である。それゆえ、火花放電ギャップ１３に生じた放電火花Ｓの接地電極側起点Ｓ１が、接地突出部３２から接地母材３１へ移動することを抑制することができる。これにより、ギャップ方向Ｇにおいて、放電火花の両起点間の距離が拡大することを抑制することができる。それゆえ、放電火花Ｓの両起点間の部位は、下流側端部において急角度で折れ曲がり、全体として下流側に鋭い形状となるよう引き伸ばされる。そのため、放電火花Ｓの両起点間の部位は、下流側に引き伸ばされたとき、その一部が他の一部と短絡しやすい。そのため、放電火花Ｓの吹き消え及び再放電が生じ難い。なお、この数値に関しては、後述する実験例によって裏付けられる。

また、接地突出部３２における火花放電ギャップ１３に対向する接地放電面３２１と、接地突出部３２の側面３２２、３２３、３２４との間の角は、直角である。それゆえ、接地放電面３２１と接地突出部３２の側面３２２、３２３、３２４との間の角の周囲の電界強度を確保しやすい。これにより、放電火花Ｓの接地電極側起点Ｓ１を接地放電面３２１と接地突出部３２の側面３２２、３２３、３２４との間の角にとどめやすく、放電火花Ｓの接地電極側起点Ｓ１が接地母材３１に移動することを抑制することができる。これによっても、放電火花Ｓの吹き消え、再放電を抑制することができる。

また、接地突出部３２の側面３２２、３２３、３２４の少なくとも一部と、接地母材３１の側面の少なくとも一部とは、面一に形成されている。それゆえ、接地母材３１における接地突出部３２が配された部位の周囲に電界が集中することを抑制することができる。そのため、放電火花Ｓの接地電極側起点Ｓ１が接地突出部３２から接地母材３１へ移動することを抑制することができる。これによっても、放電火花Ｓの吹き消え、再放電を抑制することができる。

また、接地突出部３２の複数の側面３２２、３２３、３２４間の角の少なくとも１つは、接地突出部３２における、横方向Ｘの接続部３３１と反対側の端部に位置した接地特定角３２ａである。すなわち、接地突出部３２において、周囲に電界が集中しやすい角を、接地突出部３２における横方向Ｘの接続部３３１側と反対側の端部に形成している。それゆえ、放電火花Ｓの接地電極側起点Ｓ１が、接地突出部３２から、接地母材３１における接地突出部３２の横方向ＸのＸ２側の部位に移動することを抑制できる。また、放電火花Ｓが接地電極３における接地突出部３２の横方向ＸのＸ２側の部位に近接することに起因して、放電火花Ｓから混合気へ着火して生じた火炎の熱が接地電極３に奪われる消炎作用を抑制することができる。そして、接地突出部３２の側面３２２、３２３、３２４における接地特定角３２ａを形成する側面３２３、３２４のそれぞれは、接地母材３１の側面と面一に形成されている。それゆえ、放電火花Ｓの接地電極側起点Ｓ１を、横方向ＸのＸ１側の端部に形成された接地特定角３２ａのＧ２側の端部に一層維持しやすい。

また、接地母材端部３４１の側面３４１ａ、３４１ｂは、接地突出部３２の側面３２３、３２４と面一に形成されている。それゆえ、接地母材端部３４１の側面３４１ａ、３４１ｂと接地突出部３２の側面３２３、３２４との間に、周囲の電界が集中しやすくなる部位が形成されることを防止することができる。それゆえ、放電火花Ｓの接地電極側起点Ｓ１を、接地放電面３２１に一層維持しやすい。

また、接地突出部３２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が三角形である。それゆえ、接地突出部３２に、周囲の電界が集中しやすい角を容易に形成しやすい。それゆえ、放電火花Ｓの接地電極側起点Ｓ１が接地突出部３２から接地母材３１に移動することを抑制しやすい。

以上のごとく、本実施形態によれば、再放電が生じ難い内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。

（比較形態）
本比較形態は、図１０〜図１３に示すごとく、実施形態１に対して、接地電極の構成を変更した形態である。具体的には、図１０、図１１に示すごとく、実施形態１に対して、内向部と接地突出部とを変更している。図１０に示すごとく、本比較形態において、内向部９３４は、縦方向Ｙの幅が、横方向Ｘにおいて一定となるよう、一様に形成されている。内向部９３４は、Ｇ２側を向く内側面９３４ａと、Ｇ１側を向く外側面９３４ｂ（図１１参照）と、縦方向Ｙの両端において、内側面９３４ａと外側面９３４ｂとをつなぐ一対の第一側面９３４ｃと、Ｘ１側の端部において、内側面９３４ａと外側面９３４ｂとをつなぐ第二側面９３４ｄとを有する。第一側面９３４ｃは、縦方向Ｙを向いており、第二側面９３４ｄは、横方向ＸのＸ１側を向いている。

内向部９３４の内側面９３４ａに、円柱状の接地チップ９３２が配されている。図１１に示すごとく、接地チップ９３２は、中心突出部２２の中心放電面２２１とギャップ方向Ｇに対向している。そして、本比較形態において、接地チップ９３２の側面と接地母材９３１の側面とは、面一に形成されていない。ギャップ方向Ｇからみたとき、接地チップ９３２の外形は、内向部９３４の一対の第一側面９３４ｃ及び第二側面９３４ｄの内側に収まっている。ギャップ方向Ｇからみたとき、接地チップ９３２の外形と一対の第一側面９３４ｃ及び第二側面９３４ｄとは重なっていない。ギャップ方向Ｇから見たとき、接地チップ９３２のＸ１側に、内向部９３４の内側面９３４ａと第一側面９３４ｃとの間の角、内側面９３４ａと第二側面９３４ｄとの間の角、第一側面９３４ｃと第二側面９３４ｄとの間の角が位置している。その他の基本的な構造は、実施形態１と同様である。

次に、図１１〜図１３を用いて、本比較形態のスパークプラグ９において、放電火花Ｓが燃焼室内の気流Ｆによって引き伸ばされる様子の一例について説明する。

図１１に示すごとく、初期の放電火花Ｓは、中心放電面２２１と接地チップ９３２のＧ２側の面との間に生じる。そして、放電火花Ｓは、気流Ｆによって押され、両起点間の部位が下流側に大きく膨らむ。図１１、図１２に示すごとく、放電火花Ｓの両起点間の部位が下流側に膨らむ間、放電火花Ｓの接地電極側起点Ｓ１は、気流Ｆに押されて移動する。

まず、放電火花Ｓの接地電極側起点Ｓ１は、接地チップ９３２から、周囲に電界が集中しやすい第一側面９３４ｃと第二側面９３４ｄとの間の角のＧ２側端部に移動する。

次いで、放電火花Ｓの接地電極側起点Ｓ１は、さらに気流Ｆに押され、第一側面９３４ｃと第二側面９３４ｄとの間の角上をＧ１側に向かって移動し、図１２に示すごとく、第一側面９３４ｃと第二側面９３４ｄとの間の角のＧ１側端部に到達する。

このように、放電火花Ｓは、ギャップ方向Ｇにおける放電火花Ｓの両起点間の距離を拡大させながら、両起点間の部位が下流側に大きく膨らむ。そのため、図１２に示すごとく、放電火花Ｓの両起点間の部位が下流側に引き伸ばされた場合であっても、放電火花Ｓの最も下流側の部位である折返し部Ｓｔの曲率は、大きくなり難い。それゆえ、放電火花Ｓの折返し部Ｓｔに隣接する部位Ｓａは、近付き難く、短絡し難いため、放電火花Ｓは、吹き消えるまで下流側に過度に引き伸ばされる。

そして、図１３に示すごとく、下流側に過度に引き伸ばされた放電火花Ｓは、やがて吹き消えて、中心電極２の中心放電面２２１と接地チップ９３２のＧ２側端面との間において、再放電が生じる。そして、その後は、放電火花Ｓの両起点間の部位の引き伸ばし、吹き消え、再放電が繰り返される。

ここで、図１３において、吹き消える直前の放電火花を破線で表しており、再放電した直後の放電火花Ｓを実線で表している。また、吹き消える直前の放電火花の下流側端部の位置から、再放電した直後の放電火花Ｓの下流側端部の位置までの縦方向Ｙの長さをΔｙ２で表している。

本比較形態においては、放電火花の吹き消え、再放電が生じやすい。そのため、図１３に示すごとく、吹き消える直前の放電火花の下流側端部の位置から、再放電した直後の放電火花Ｓの下流側端部の位置までの縦方向Ｙの長さΔｙ２が、比較的大きくなりやすい。つまり、本比較形態においては、放電火花Ｓの下流側端部の位置が変動しやすい。そのため、放電火花Ｓから燃焼室内の混合気へ熱の移動が効率的に行われない。それゆえ、混合気への着火性を向上させにくい。

一方、前記実施形態１のスパークプラグ１においては、吹き消え、再放電が生じ難く、図９に示すごとく、放電火花Ｓが短絡する直前の、放電火花Ｓの下流側端部の位置から、放電火花Ｓが短絡した直後の、放電火花Ｓの下流側端部の位置までの縦方向Ｙの長さΔｙ１が大きくなり難い。そのため、放電火花Ｓから燃焼室内の混合気への熱移動が効率的に行われ、着火性を向上させやすい。

また、本比較形態においては、放電火花Ｓの再放電が生じやすいため、中心電極及び接地電極の消耗が増加しやすい。一方、実施形態１のスパークプラグ１においては、再放電が生じ難く、中心電極２、接地電極３の消耗を抑制することができる。

（実験例１）
本例は、図１４に示すごとく、基本構造を実施形態１と同様とするスパークプラグにおいて、突出長さＬ１と、後述の接地側起点移動率との関係を評価した例である。接地側起点移動率は、中心電極と接地電極との間に２０回行った放電を観測した中での、放電火花の接地電極側起点が、接地突出部３２から接地母材３１へ移動した割合である。

本例においては、基本構造を実施形態１のスパークプラグ１と同様としつつ、突出長さＬ１を、０ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．５ｍｍ、０．７５ｍｍとした４つの試料を用意した。

そして、本例においては、各試料を、燃焼室を模した試験装置に取り付けた。各試料は、各試料の火花放電ギャップ１３を通過する気流の向きが縦方向Ｙとなるような姿勢で試験装置に取り付けた。そして、装置内の圧力を０．５ＭＰａとし、各試料の火花放電ギャップ１３に向かって流速２０ｍ／ｓの混合気を流した。放電時間を１．５ｍｓとし、各試料につき２０回放電を行い、接地側起点移動率を測定した。その結果を、図１４に示す。

図１４からわかるように、突出長さＬ１が０．５ｍｍ以上となると、接地側起点移動率が略０％と、小さい値となることが分かる。一方、突出長さＬ１が０．２５ｍｍ以下になると、突出長さＬ１が０．５ｍｍ以上の場合と比べて、接地側起点移動率が急激に上昇することが分かる。すなわち、接地側起点移動率を低減する観点から、ギャップ方向Ｇにおける接地母材３１からの接地突出部３２の突出長さＬ１は、０．５ｍｍ以上が好ましいことが分かる。

次に、図１５に示すごとく、接地側起点移動率と燃焼変動率との関係を調べた。燃焼変動率は、図示平均有効圧ＩＭＥＰの（標準偏差／平均）×１００で示されるものである。スパークプラグの着火性が良いほど、燃焼変動率の値が低い。

本例においては、接地側起点移動率の異なる種々の試料を用意した。そして、各試料を、２．５Ｌの４気筒の過給エンジンに取り付けた、そして、エンジン回転数１２００ｒｐｍ、正味平均有効圧力（ＢＭＥＰ）０．５ＭＰａの条件で燃焼変動率を測定した。結果を図１５に示す。

図１５から分かるように、接地側起点移動率が小さいほど、燃焼変動率が小さいことがわかる。すなわち、接地側起点移動率が小さいほど、着火性が良くなる。

以上より、図１５から、接地側起点移動率が小さいほど着火性が向上することが分かり、図１４から、接地側起点移動率を低減する観点から、ギャップ方向Ｇにおける接地母材３１からの接地突出部３２の突出長さＬ１は、０．５ｍｍ以上が好ましいことが分かる。すなわち、着火性向上の観点から、ギャップ方向Ｇにおける接地母材３１からの接地突出部３２の突出長さＬ１は、０．５ｍｍ以上が好ましい。

（参考形態）
本形態は、図１６〜図１８に示すごとく、実施形態１に対して、接地電極３の形状を変更した形態である。まず、本形態において、接地母材端部３４１は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が、四角形状を呈している。接地母材端部３４１の縦方向Ｙの両側の側面３４１ｃ、３４１ｄは、縦方向Ｙに直交しており、接地母材端部３４１のＸ１側の側面３４１ｅは、横方向Ｘに直交している。

そして、接地突出部３２は、四角柱形状を呈している。すなわち、接地突出部３２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が四角形である。図１７に示すごとく、接地突出部３２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が、接地母材端部３４１よりも横方向Ｘに長尺となるよう形成されている。

図１６に示すごとく、接地突出部３２は、縦方向Ｙの両側の側面３２５ａ、３２５ｂが、接地母材端部３４１の縦方向Ｙの両側の側面３４１ｃ、３４１ｄと面一となるよう配されている。具体的には、接地突出部３２における縦方向Ｙの一方の側面３２５ａの一部は、接地母材端部３４１における縦方向Ｙの一方の側面３４１ｃの全体と平面状に面一となるよう形成されている。そして、接地突出部３２における縦方向Ｙの他方の側面３２５ｂの一部は、接地母材端部３４１における縦方向Ｙの他方の側面３４１ｄの全体と平面状に面一となるよう形成されている。

横方向Ｘにおいて、接地突出部３２は、内向部３４よりもＸ１側に突出するよう配されている。すなわち、接地突出部３２のＸ１側の側面３２６は、接地母材端部３４１のＸ１側の側面３４１ｅよりも、Ｘ１側に位置している。なお、図１８において、接地母材端部３４１のＸ１側の側面３４１ｅを破線にて表している。

本形態においても、接地突出部３２の複数の側面３２５ａ、３２５ｂ、３２６間の角の少なくとも１つは、接地突出部３２における、横方向Ｘの接続部３３１側と反対側の端部に位置した接地特定角３２ａである。本形態において、接地特定角３２ａは、接地突出部３２の側面３２６と、一対の側面３２５ａ、３２５ｂとの間の２つの角である。すなわち、本形態においては、２つの接地特定角３２ａを有する。接地突出部３２は、接地母材端部３４１のＸ１側の側面３４１ｅよりもＸ１側に、接地突出部３２の縦方向Ｙの両側の側面３２５ａ、３２５ｂとＸ１側の側面３２６との間の角が配される。

その他は、実施形態１と同様である。
なお、参考形態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。

本形態において、接地突出部３２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が四角形である。それゆえ、接地突出部３２に、周囲の電界が集中しやすい角を容易に形成することができる。それゆえ、放電火花の接地電極側起点が接地突出部３２から接地母材３１に移動することを抑制しやすい。

また、接地突出部３２は、内向部３４のＸ１側端面よりもＸ１側に突出している。そして、接地突出部３２は、内向部３４のＸ１側端部よりもＸ１側に突出した部位に、接地突出部３２の縦方向Ｙの両側の側面３２５とＸ１側の側面３２６との間の角が配される。それゆえ、放電火花Ｓの接地電極側起点Ｓ１が、接地突出部３２の縦方向Ｙの両側の側面３２５とＸ１側の側面３２６との間の角から、接地母材３１に移動することを一層抑制しやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態２）
本実施形態も、図１９〜図２２に示すごとく、実施形態１に対して、接地電極３の形状を変更した実施形態である。本実施形態において、接地放電面３２１と接地突出部３２の少なくとも一つの側面３２８、３２９との間の角は鋭角である。

図２１に示すごとく、接地突出部３２は、実施形態１と同様、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が三角形となっており、３つの側面３２７、３２８、３２９を有する。３つの側面３２７、３２８、３２９は、ギャップ方向Ｇ及び縦方向Ｙに平行な側面３２７と、当該側面３２７における縦方向Ｙの両側の辺からＸ１側に延設された一対の側面３２８、３２９とからなる。一対の側面３２８、３２９は、側面３２７からＸ１側に向かうにつれて、互いに近付くよう形成されており、ギャップ方向Ｇ及び横方向Ｘの双方に平行な面に対して傾斜している。図２２に示すごとく、本実施形態において、接地突出部３２の一対の側面３２８、３２９は、Ｇ１側へ向かうほど、互いに近付くよう傾斜している。すなわち、接地放電面３２１と接地突出部３２の側面３２８、３２９との間の角が、鋭角である。そして、接地放電面３２１と接地突出部３２の側面３２７との間の角は、直角である。

接地母材端部３４１は、実施形態１と同様、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が三角形となっている。そして、接地母材端部３４１の一対の側面３４１ｆ、３４１ｇは、Ｇ１側へ向かうほど、互いに近付くよう傾斜している。なお、図２１においては、接地母材端部３４１の一対の側面３４１ｆ、３４１ｇのＧ１側端縁を、破線にて表している。換言すると、図２１において、接地母材端部３４１のＧ１側の面の外形位置を、破線にて表している。

接地突出部３２の一対の側面３２８、３２９は、接地母材端部３４１の側面３４１ｆ、３４１ｇと面一になるよう形成されている。すなわち、接地突出部３２の一方の側面３２８全体は、接地母材端部３４１の一方の側面３４１ｆ全体と平面状に面一に形成されており、他方の側面３２９全体は、接地母材端部３４１の他方の側面３４１ｇ全体と平面状に面一に形成されている。そして、互いに隣接する接地突出部３２の側面３２８及び接地母材端部３４１の側面３４１ｆ、並びに、互いに隣接する接地突出部３２の側面３２９及び接地母材端部３４１の側面３４１ｇは、Ｇ１側へ向かうほど、縦方向Ｙの内側に向かうように、平面状に面一に形成されている。

図１９〜図２１に示すごとく、本実施形態においても、接地突出部３２の一対の側面３２８、３２９間の角は、接地突出部３２における、横方向Ｘの接続部３３１側と反対側の端部に位置した接地特定角３２ａである。図２０に示すごとく、接地特定角３２ａは、Ｇ１側へ向かうほどＸ２側へ向かうよう傾斜している。また、接地母材端部３４１の側面３４１ｆ、３４１ｇ間の角も、Ｇ１側へ向かうほどＸ２側へ向かうよう傾斜している。接地特定角３２ａと、接地母材端部３４１の側面３４１ｆ、３４１ｇ間の角とは、直線状に滑らかにつながっている。
その他は、実施形態１と同様である。

本実施形態においては、接地放電面３２１と、接地突出部３２の少なくとも一つの側面３２８、３２９との間の角が、鋭角である。それゆえ、接地放電面３２１と接地突出部３２の少なくとも一つの側面３２８、３２９との間の角の周囲に電界を集中させやすい。それゆえ、接地放電面３２１と接地突出部３２の少なくとも一つの側面３２８、３２９との間の角に、放電火花の接地電極側起点をとどめやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態３）
本実施形態は、図２３に示すごとく、横方向Ｘにおいて、接地電極３の接続部３３１側と反対側の端縁は、中心電極２の軸芯ａｘよりも横方向Ｘの接続部３３１側に位置している。すなわち、横方向Ｘにおいて、軸芯ａｘのＸ２側に、接地突出部３２のＸ１側端部、及び、内向部３４のＸ１側端部が位置している。なお、図２３において、縦方向Ｙから見たときの中心電極２の軸芯ａｘ位置を一点鎖線にて表している。
その他は、実施形態１と同様である。

本実施形態においては、放電火花の接地電極側起点を、接地放電面３２１のＸ１側端部に発生させやすい。それゆえ、放電火花の接地電極側起点が、接地突出部３２の接地放電面３２１から、内向部３４における接地放電面３２１よりもＸ２側の部位に移動することを抑制しやすい。
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２４〜図２８に示すごとく、基本構造を実施形態１と同様としつつ、中心電極２の形状を工夫した実施形態である。

図２４、図２５、図２７、図２８に示すごとく、中心母材２１の母材先端部２１０は、Ｇ１側へ向かうほど縮径する母材縮径部２１１と、母材縮径部２１１からＧ１側に向かってギャップ方向Ｇに延設された母材延設部２１２とを有する。母材延設部２１２は、四角柱形状を有する。すなわち、母材延設部２１２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が四角形である。なお、母材縮径部２１１も、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が四角形である。そして、母材縮径部２１１の４つの側面２１１ａは、母材延設部２１２の４つの側面２１２ａと面一に形成されている。

中心突出部２２は、四角柱形状を有する。すなわち、中心突出部２２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が四角形である。中心突出部２２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が、母材延設部２１２のギャップ方向Ｇに直交する断面形状と同じである。

図２６に示すごとく、中心突出部２２は、４つの側面２２２を有する。図２８に示すごとく、中心突出部２２の中心放電面２２１と、中心突出部２２の側面２２２との間の角は、直角である。本実施形態においては、中心突出部２２の中心放電面２２１と、中心突出部２２の４つの側面２２２との間の角は、それぞれ直角である。また、図２６に示すごとく、中心突出部２２は、隣接する側面２２２間に形成される角を４つ有する。中心突出部２２の側面間の４つの角は、縦方向Ｙ又は横方向Ｘを向いている。

中心突出部２２の複数の側面２２２間の角の少なくとも１つは、中心突出部２２における、横方向Ｘの接続部３３１側と反対側の端部に位置した中心特定角２２ａである。本実施形態においては、中心突出部２２の側面２２２間の角のうち、横方向ＸのＸ１側を向く角が、中心特定角２２ａである。中心突出部２２の側面２２２における中心特定角２２ａを形成する面のそれぞれは、中心母材２１の側面と面一に形成されている。本実施形態においては、母材先端部２１０の側面は、中心突出部２２の側面２２２と面一に形成されている。つまり、母材先端部２１０の側面全体が、中心突出部２２の側面２２２と面一に形成されている。すなわち、中心突出部２２の４つの側面２２２のすべてが、中心母材２１の母材先端部２１０の母材延設部２１２の４つの側面２１２ａと平面状に面一に形成されている。また、図２７に示すごとく、中心突出部２２の隣接する側面２２２間に形成される４つの角は、中心母材２１の母材延設部２１２の隣接する側面２１２ａ間に形成される４つの角と、直線状に滑らかにつながっている。

図２４に示すごとく、ギャップ方向Ｇにおいて、中心母材２１からの中心突出部２２の突出長さＬ２は、０．５ｍｍ以上である。すなわち、ギャップ方向Ｇにおける母材先端部２１０の先端面から中心突出部２２の中心放電面２２１までの長さＬ２は、０．５ｍｍ以上である。なお、中心突出部２２は、ギャップ方向Ｇにおける中心母材２１からの突出長さＬ２を、１．０ｍｍ以下とすることが、プレイグニッション防止の観点から好ましい、すなわち、突出長さＬ２が１．０ｍｍを超えるほど大きくなると、接地電極３の位置も、よりＧ１側、すなわち比較的高温である燃焼室の中央側、に形成される。その結果、突出長さＬ２が１．０ｍｍを超えると、接地電極３の高温化を招き、ひいてはプレイグニッションを招くおそれがある。さらに、突出長さＬ２が１．０ｍｍ超え、接地電極３の高温化を招くことにより、その近傍の中心電極２の中心突出部２２の過度な高温化を招くおそれがある。中心突出部２２は、高温になると、その表面に酸化皮膜を形成し、当該酸化皮膜が中心突出部２２を保護する役割を果たすが、中心突出部２２が過度に温度上昇しすぎると、中心突出部２２に酸化皮膜が形成されない事態が生じうる。そのため、中心突出部２２の耐酸化消耗性確保の観点からも、突出長さＬ２を１．０ｍｍ以下とすることが好ましい。

本実施形態において、接地電極３の形状は、比較形態で示したものと同様である。すなわち、接地電極３の内向部３４は、縦方向Ｙの幅が、横方向Ｘにおいて一定となるよう、一様に形成されている。そして、内向部３４のＧ２側の面からＧ２側に向かって、円柱状の接地突出部３２が突出している。ギャップ方向Ｇからみたとき、接地突出部３２の外形は、内向部３４の外形の内側に収まっている。
その他は、実施形態１と同様である。

本実施形態においては、ギャップ方向Ｇの、中心母材２１からの中心突出部２２の突出長さは、０．５ｍｍ以上である。これによって、ギャップ方向Ｇにおける放電火花の両起点間の距離の拡大を抑制し、放電火花Ｓの吹き消え及び再放電が生じることを抑制することができる。なお、この数値に関しても、後述する実験例によって裏付けられる。

また、中心放電面２２１と中心突出部２２の側面２２２との間の角は、直角又は鋭角である。これによって、放電火花の中心電極側起点を、中心放電面２２１と中心突出部２２の側面２２２との間の角にとどめやすく、放電火花の吹き消え及び再放電が生じることを抑制することができる。

また、中心突出部２２の複数の側面２２２間の角の少なくとも１つは、中心突出部２２における、横方向Ｘの接続部３３１側と反対側の端部に位置した中心特定角２２ａである。それゆえ、中心突出部２２における周囲の電界が集中しやすい部分を、横方向ＸのＸ１側の端部に形成することができる。そのため、放電火花の中心電極側起点を、中心放電面２２１と中心突出部２２の側面２２２との間の角のうち、横方向ＸのＸ１側の端部にとどめやすい。そして、中心突出部２２の側面２２２における中心特定角２２ａを形成する面のそれぞれは、中心母材２１の側面と面一に形成されている。それゆえ、中心特定角２２ａ、及び当該中心特定角２２ａを形成する面近傍の中心母材２１の部位において、周囲の電界が集中することを抑制することができる。そのため、放電火花の中心電極側起点が中心突出部２２から中心母材２１へ移動することを抑制することができる。これによっても、放電火花の吹き消え、再放電を抑制することができる。

また、母材先端部２１０の側面は、中心突出部２２の側面２２２と面一に形成されている。それゆえ、母材先端部２１０の側面と中心突出部２２の側面２２２との間に、周囲の電界が集中しやすくなる部位が形成されることを防止することができる。それゆえ、放電火花の中心電極側起点を、中心放電面２２１に一層維持しやすい。

また、中心突出部２２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が四角形である。それゆえ、中心突出部２２に、周囲の電界が集中しやすい角を容易に形成することができる。それゆえ、放電火花の中心電極側起点が、中心突出部２２から中心母材２１に移動することを抑制やすい。

以上のごとく、本実施形態によっても、再放電が生じ難い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、図２９に示すごとく、基本構造を本実施形態と同じくしつつ、実施形態３のように、横方向Ｘにおいて、接地電極３の接続部３３１側と反対側の端縁を、中心電極２の軸芯ａｘよりも横方向Ｘの接続部３３１側に位置させることもできる。これにより、放電火花の接地電極側起点が、接地突出部３２の接地放電面３２１から、内向部３４における接地放電面３２１よりもＸ２側の部位に移動することを抑制しやすい。

（実験例２）
本例は、図３０に示すごとく、基本構造を実施形態４と同様とするスパークプラグにおいて、突出長さＬ２と、中心側起点移動率との関係を評価した例である。中心起点移動率は、中心電極と接地電極との間に２０回行った放電を観測した中での、放電火花の中心電極側起点が、中心突出部２２から中心母材２１へ移動した割合である。

本例においては、基本構造を実施形態４のスパークプラグ１と同様としつつ、突出長さＬ２を、０ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．５ｍｍ、０．７５ｍｍとした４つの試料を用意した。

そして、各試料につき、中心側起点移動率を測定した。その結果を図３０に示す。なお、試験条件は、実験例１と同じである。

図３０から分かるように、突出長さＬ２が０．５ｍｍ以上となると、中心側起点移動率が略０％と、小さい値となることが分かる。一方、突出長さＬ２が、０．２５ｍｍ以下になると、突出長さＬ２が０．５ｍｍ以上の場合と比べて、中心側起点移動率が急激に上昇することが分かる。すなわち、中心側起点移動率を低減する観点から、ギャップ方向Ｇにおける中心母材２１からの中心突出部２２の突出長さＬ２は、０．５ｍｍ以上が好ましいことが分かる。

次に、図３１に示すごとく、中心側起点移動率と燃焼変動率との関係を調べた。なお、試験条件は、実験例１と同様である。

図３１から分かるように、中心側起点移動率が小さいほど、燃焼変動率が小さいことが分かる。すなわち、中心側起点移動率が小さいほど、着火性が良くなる。

以上より、図３１から、中心側起点移動率が小さいほど着火性が向上することが分かり、図３０から、中心側起点移動率を低減する観点から、ギャップ方向Ｇにおける中心母材２１からの中心突出部２２の突出長さＬ２は、０．５ｍｍ以上が好ましいことが分かる。すなわち、着火性向上の観点から、ギャップ方向Ｇにおける中心母材２１からの中心突出部２２の突出長さＬ２は、０．５ｍｍ以上が好ましい。

（実施形態５）
本実施形態は、図３２〜図３４に示すごとく、実施形態４に対して、中心電極２の形状を変更した実施形態である。本実施形態において、中心突出部２２は、三角柱形状を呈している。図３４に示すごとく、中心突出部２２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が三角形である。具体的には、中心突出部２２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が、Ｘ１側に向かうほど幅狭となる三角形状を呈している。

中心突出部２２は、３つの側面２２３を有する。中心突出部２２は、隣接する側面２２３間に形成される角を３つ有する。３つの角のうちの１つの角は、中心突出部２２におけるＸ１側端部に位置した中心特定角２２ａである。中心特定角２２ａは、横方向ＸのＸ１側を向いている。

また、中心母材２１の母材先端部２１０の母材延設部２１２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が三角形である。母材延設部２１２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が、中心突出部２２のギャップ方向Ｇに直交する断面形状と同じである。
その他は、実施形態４と同様である。

本実施形態において、中心突出部２２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が三角形である。それゆえ、中心突出部２２に、周囲の電界が集中しやすい角を容易に形成することができる。それゆえ、放電火花の中心電極側起点が中心突出部２２から中心母材２１に移動することを抑制しやすい。
その他、実施形態４と同様の作用効果を有する。

（実施形態６）
本実施形態も、図３５〜図３９に示すごとく、実施形態４に対して、中心電極２の形状を変更した実施形態である。図３８、図３９に示すごとく、本実施形態において、中心突出部２２は、Ｇ２側に向かうにつれて縮径する。中心放電面２２１と中心突出部２２の少なくとも一つの側面２２４との間の角は鋭角である。

本実施形態においても、中心突出部２２は、ギャップ方向Ｇに直交する断面形状が四角形である。中心突出部２２の４つの側面２２４は、Ｇ２側へ向かうほど、中心突出部２２の内周側に向かうよう傾斜している。すなわち、本実施形態においては、中心放電面２２１と中心突出部２２のすべての側面２２４との間の角が鋭角である。

また、図３５、図３６に示すごとく、中心母材２１の母材先端部２１０の母材延設部２１２は、Ｇ２側に向かうにつれて縮径する。図３８、図３９に示すごとく、母材延設部２１２の４つの側面２１２ｂは、Ｇ２側へ向かうほど、母材延設部２１２の内周側に向かうよう傾斜している。本実施形態においても、母材延設部２１２の４つの側面２１２ｂは、中心突出部２２の４つの側面２２４と面一に形成されている。そして、母材先端部２１０の母材延設部２１２の４つの側面２１２ｂは、母材先端部２１０の母材縮径部２１１の側面２１１ｂと面一に形成されている。
その他は、実施形態４と同様である。

本実施形態において、中心放電面２２１と中心突出部２２の側面２２４との間の角は鋭角である。それゆえ、中心放電面２２１と中心突出部２２の側面２２４との間の角の周囲の電界強度を確保しやすい。これにより、放電火花の中心電極側起点を中心放電面２２１と中心突出部２２の側面２２４との間の角にとどめやすい。
その他、実施形態４と同様の作用効果を有する。

（実施形態８）
本実施形態は、図４０、図４１に示すごとく、接地電極３の形状を実施形態１に示したものと同様とし、中心電極２の形状を実施形態４に示したものと同様とした実施形態である。その他の基本構造は、実施形態１と同様である。

本実施形態においては、実施形態１の作用効果と実施形態４の作用効果を得ることができる。更に、本実施形態においては、接地放電面３２１と接地突出部３２の側面３２２、３２３、３２４との間の角の周囲、及び、中心放電面２２１と中心突出部２２の側面２２２との間の角の周囲、の双方に電界を集中させることができる。そのため、放電火花の両起点を、接地放電面３２１と接地突出部３２の側面３２２との間の角、及び、中心放電面２２１と中心突出部２２の側面２２２との間の角に一層とどめやすい。

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。

例えば、図４２に示すごとく、接地電極３の形状を参考形態に示したものと同様とし、中心電極２の形状を実施形態４に示したものと同様とした形態を採用することも可能である。

また、図４３に示すごとく、接地電極の形状を実施形態３に示したものと同様とし、中心電極の形状を実施形態４に示したものと同様とした形態を採用することも可能である。

また、実施形態１等において、ギャップ方向Ｇは軸方向であるため、前述の直交方向（すなわち、横方向Ｘと軸方向との双方に平行な面方向のうち、ギャップ方向Ｇに直交する方向）は横方向Ｘとなるものの、ギャップ方向Ｇが軸方向に対して傾斜している場合は、直交方向は横方向Ｘに対して傾斜する方向となる。

１ 内燃機関用のスパークプラグ
２ 中心電極
２２ 中心突出部
２２１ 中心放電面
２２２ 中心突出部の側面
２２ａ 中心特定角
３ 接地電極
３２ 接地突出部
３２１ 接地放電面
３２２、３２３、３２４ 接地突出部の側面

Claims (18)

1. 筒状のハウジング（１１）と、
   前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子（１２）と、
   先端部が突出するように前記絶縁碍子の内側に保持された中心電極（２）と、
   前記ハウジングに接続される接続部（３３１）を有するとともに、前記中心電極との間に火花放電ギャップ（１３）を形成する接地電極（３）と、を有し、
   前記接地電極は、前記接続部を備えた接地母材（３１）と、前記接地母材から前記中心電極側に突出するとともに、前記中心電極との間に前記火花放電ギャップを形成する接地突出部（３２）とを有し、
   前記接地突出部における前記火花放電ギャップに対向する接地放電面（３２１）と、前記接地突出部の側面（３２７、３２８、３２９）との間の角は、直角又は鋭角であり、
   前記接地突出部の前記側面の少なくとも一部と、前記接地母材の側面の少なくとも一部とは、面一に形成されており、
   前記接地突出部は、複数の前記側面を有し、
   軸方向に直交する方向であって、かつ、前記接地電極の前記接続部と前記中心電極とが並ぶ横方向（Ｘ）と、軸方向との双方に平行な面方向のうち、前記中心電極と前記火花放電ギャップと前記接地電極とが並ぶギャップ方向（Ｇ）に直交する方向を直交方向と定義したとき、前記接地突出部の複数の前記側面間の角の少なくとも１つは、前記接地突出部における、前記直交方向の前記接続部側と反対側の端部に位置した接地特定角（３２ａ）であり、
   前記接地突出部の前記側面における前記接地特定角を形成する面（３２８、３２９）のそれぞれは、前記接地母材の前記側面と面一に形成されているとともに、前記接地放電面との間の角が鋭角である、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
2. 前記中心電極と前記火花放電ギャップと前記接地電極とが並ぶギャップ方向（Ｇ）において、前記接地母材からの前記接地突出部の突出長さＬ１は、０．５ｍｍ以上である、請求項１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
3. 前記接地放電面と、前記接地突出部の少なくとも一つの前記側面との間の角は、鋭角である、請求項１又は２に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
4. 軸方向に直交する方向であって、かつ、前記接地電極の前記接続部と前記中心電極とが並ぶ横方向（Ｘ）において、前記接地電極の前記接続部側と反対側の端縁は、前記中心電極の軸芯（ａｘ）よりも前記横方向の前記接続部側に位置している、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。
5. 前記接地母材の長手方向における前記接続部と反対側の端部である接地母材端部（３４１）の側面（３４１ａ、３４１ｂ、３４１ｆ、３４１ｇ）は、前記接地突出部の前記側面と面一に形成されている、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。
6. 前記接地突出部は、前記中心電極と前記火花放電ギャップと前記接地電極とが並ぶギャップ方向（Ｇ）に直交する断面形状が三角形又は四角形である、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。
7. 筒状のハウジング（１１）と、
   前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子（１２）と、
   先端部が突出するように前記絶縁碍子の内側に保持された中心電極（２）と、
   前記ハウジングに接続される接続部（３３１）を有するとともに、前記中心電極との間に火花放電ギャップ（１３）を形成する接地電極（３）と、を有し、
   前記中心電極は、中心母材（２１）と、前記中心母材から前記接地電極側に突出するとともに、前記接地電極との間に前記火花放電ギャップを形成する中心突出部（２２）とを有し、
   前記中心突出部における前記火花放電ギャップに対向する中心放電面（２２１）と、前記中心突出部の側面（２２２、２２３、２２４）との間の角は、直角又は鋭角であり、
   前記中心突出部は、複数の前記側面を有し、
   軸方向に直交する方向であって、かつ、前記接地電極の前記接続部と前記中心電極とが並ぶ横方向（Ｘ）と、軸方向との双方に平行な面方向のうち、前記中心電極と前記火花放電ギャップと前記接地電極とが並ぶギャップ方向（Ｇ）に直交する方向を直交方向と定義したとき、前記中心突出部の複数の前記側面間の角の少なくとも１つは、前記中心突出部における、前記直交方向の前記接続部側と反対側の端部に位置した中心特定角（２２ａ）であり、
   前記中心突出部の前記側面における前記中心特定角を形成する面のそれぞれは、前記中心母材の側面と面一に形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
8. 前記ギャップ方向において、前記中心母材からの前記中心突出部の突出長さＬ２は、０．５ｍｍ以上である、請求項７に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
9. 前記中心放電面と、前記中心突出部の少なくとも一つの前記側面との間の角は、鋭角である、請求項７又は８に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
10. 前記横方向において、前記接地電極の前記接続部側と反対側の端縁は、前記中心電極の軸芯（ａｘ）よりも前記横方向の前記接続部側に位置している、請求項７〜９のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
11. 前記中心母材の先端部である母材先端部（２１０）の側面は、前記中心突出部の前記側面と面一に形成されている、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
12. 前記中心突出部は、前記ギャップ方向に直交する断面形状が三角形又は四角形である、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
13. 前記接地電極は、前記接続部を備えた接地母材（３１）と、前記接地母材から前記中心電極側に突出する接地突出部（３２）とを有し、
    前記接地突出部における前記火花放電ギャップに対向する接地放電面（３２１）と、前記接地突出部の前記側面との間の角は、直角又は鋭角であり、
    前記接地突出部の前記側面の少なくとも一部と、前記接地母材の側面の少なくとも一部とは、面一に形成されている、請求項７〜１２のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
14. 前記ギャップ方向において、前記接地母材からの前記接地突出部の突出長さＬ１は、０．５ｍｍ以上である、請求項１３に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
15. 前記接地放電面と、前記接地突出部の少なくとも一つの前記側面との間の角は、鋭角である、請求項１３又は１４に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
16. 前記接地突出部は、複数の前記側面を有し、前記接地突出部の複数の前記側面間の角の少なくとも１つは、前記接地突出部における、前記直交方向の前記接続部側と反対側の端部に位置した接地特定角（３２ａ）であり、前記接地突出部の前記側面における前記接地特定角を形成する面のそれぞれは、前記接地母材の前記側面と面一に形成されている、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
17. 前記接地母材の長手方向における前記接続部と反対側の端部である接地母材端部（３４１）の側面（３４１ｆ、３４１ｇ）は、前記接地突出部の前記側面と面一に形成されている、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
18. 前記接地突出部は、前記ギャップ方向に直交する断面形状が三角形又は四角形である、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

Images