JP7022628B2 - 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。

例えば特許文献１に開示されているように、内燃機関用のスパークプラグとして、中心電極に高周波電圧を印加することによって、接地電極と中心電極との間に放電を生じさせるものがある。かかるスパークプラグは、絶縁碍子の表面を這うような沿面火花放電を、中心電極と接地電極との間に生じさせる。

ここで、特許文献１に開示されたスパークプラグは、筒状の接地電極の内側に絶縁碍子が配置されており、絶縁碍子の更に内側に中心電極が配置されている。絶縁碍子は、その先端が接地電極の先端側に突出するように配置されている。そして、中心電極は、その先端が絶縁碍子の先端側に突出するように配置されている。

特開昭６１－２９２８７５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、絶縁碍子の先端部の角部（すなわち絶縁碍子の先端面と外周面との間の角）が露出している。それゆえ、中心電極と接地電極との間において、絶縁碍子の前記角部の表面を這うような沿面火花放電が形成される。これにより、中心電極と接地電極との間に生じた放電が、絶縁碍子の表面、特に前記角部の表面から剥離しにくい。それゆえ、前記スパークプラグは、中心電極と接地電極との間に生じる放電が、燃焼室内の気流によって大きく引き伸ばされにくく、混合気への着火性を確保し難い。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、混合気への着火性の向上を図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。

本発明の第一の態様は、筒状の接地電極（２）と、
前記接地電極の内側に配されると共に、前記接地電極の先端よりもプラグ軸方向（Ｚ）の先端側へ突出した碍子突出部（３１）を有する筒状の絶縁碍子（３）と、
前記絶縁碍子の内側に保持されると共に、前記碍子突出部の先端から露出した露出部（４１）を有する中心電極（４）と、を備え、
前記中心電極の前記露出部は、前記碍子突出部をプラグ軸方向の先端側から覆う第一部位（４１１）と、前記第一部位からプラグ軸方向の基端側に延設されると共に前記碍子突出部の外周面（３１ｂ）の全周を、プラグ径方向の外周側から覆う第二部位（４１２）とを有し、
プラグ軸方向における、前記第一部位と前記碍子突出部との間には、軸方向空隙（ａｃ）が形成されている、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、筒状の接地電極（２）と、
前記接地電極の内側に配されると共に、前記接地電極の先端よりもプラグ軸方向（Ｚ）の先端側へ突出した碍子突出部（３１）を有する筒状の絶縁碍子（３）と、
前記絶縁碍子の内側に保持されると共に、前記碍子突出部の先端から露出した露出部（４１）を有する中心電極（４）と、を備え、
前記中心電極の前記露出部は、前記碍子突出部をプラグ軸方向の先端側から覆う第一部位（４１１）と、前記第一部位からプラグ軸方向の基端側に延設されると共に前記碍子突出部の外周面（３１ｂ）の全周を、プラグ径方向の外周側から覆う第二部位（４１２）とを有し、
プラグ径方向における、前記碍子突出部の前記外周面と前記中心電極の前記第二部位の内周面（４１２ｂ）との間には、径方向空隙（ｒｃ）が形成されており、
前記露出部には、前記露出部の内外を貫通するとともに、一端が前記径方向空隙に向かって開口する通気孔（４０）が形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
本発明の第三の態様は、筒状の接地電極（２）と、
前記接地電極の内側に配されると共に、前記接地電極の先端よりもプラグ軸方向（Ｚ）の先端側へ突出した碍子突出部（３１）を有する筒状の絶縁碍子（３）と、
前記絶縁碍子の内側に保持されると共に、前記碍子突出部の先端から露出した露出部（４１）を有する中心電極（４）と、を備え、
前記中心電極の前記露出部は、前記碍子突出部をプラグ軸方向の先端側から覆う第一部位（４１１）と、前記第一部位からプラグ軸方向の基端側に延設されると共に前記碍子突出部の外周面（３１ｂ）の全周を、プラグ径方向の外周側から覆う第二部位（４１２）とを有し、
前記碍子突出部は、全体として、プラグ軸方向の先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有し、
前記中心電極における前記碍子突出部の内側に配された部位は、プラグ径方向の外周側に突出した電極大径部（４２）を有する、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
本発明の第四の態様は、筒状の接地電極（２）と、
前記接地電極の内側に配されると共に、前記接地電極の先端よりもプラグ軸方向（Ｚ）の先端側へ突出した碍子突出部（３１）を有する筒状の絶縁碍子（３）と、
前記絶縁碍子の内側に保持されると共に、前記碍子突出部の先端から露出した露出部（４１）を有する中心電極（４）と、を備え、
前記中心電極の前記露出部は、前記碍子突出部をプラグ軸方向の先端側から覆う第一部位（４１１）と、前記第一部位からプラグ軸方向の基端側に延設されると共に前記碍子突出部の外周面（３１ｂ）の全周を、プラグ径方向の外周側から覆う第二部位（４１２）とを有し、
前記中心電極の前記露出部は、プラグ軸方向から見たとき、前記接地電極の内側に収まるよう形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。

本発明の第五の態様は、筒状の接地電極（２）と、
前記接地電極の内側に配されると共に、前記接地電極の先端よりもプラグ軸方向（Ｚ）の先端側へ突出した碍子突出部（３１）を有する筒状の絶縁碍子（３）と、
前記絶縁碍子の内側に保持されると共に、前記碍子突出部の先端から露出した露出部（４１）を有する中心電極（４）と、を備え、
前記中心電極の前記露出部は、前記碍子突出部をプラグ軸方向の先端側から覆う第一部位（４１１）と、前記第一部位からプラグ軸方向の基端側に延設されると共に前記碍子突出部の外周面（３１ｂ）のプラグ周方向の一部を、プラグ径方向の外周側から覆う第二部位（４１２）とを有し、
前記碍子突出部の少なくともプラグ周方向の前記第二部位が形成された領域は、プラグ軸方向の全体において、プラグ軸方向の先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有し、
プラグ軸方向から見たとき、前記中心電極の前記露出部は、前記接地電極の内側に収まるよう形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
本発明の第六の態様は、筒状の接地電極（２）と、
前記接地電極の内側に配されると共に、前記接地電極の先端よりもプラグ軸方向（Ｚ）の先端側へ突出した碍子突出部（３１）を有する筒状の絶縁碍子（３）と、
前記絶縁碍子の内側に保持されると共に、前記碍子突出部の先端から露出した露出部（４１）を有する中心電極（４）と、を備え、
前記中心電極の前記露出部は、前記碍子突出部をプラグ軸方向の先端側から覆う第一部位（４１１）と、前記第一部位からプラグ軸方向の基端側に延設されると共に前記碍子突出部の外周面（３１ｂ）のプラグ周方向の一部を、プラグ径方向の外周側から覆う第二部位（４１２）とを有し、
前記碍子突出部の少なくともプラグ周方向の前記第二部位が形成された領域は、プラグ軸方向の全体において、プラグ軸方向の先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有し、
前記中心電極における前記碍子突出部の内側に配された部位は、プラグ径方向の外周側に突出した電極大径部（４２）を有する、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。

前記第一～第四の態様の内燃機関用のスパークプラグにおいて、中心電極の露出部は、前記第一部位と前記第二部位と、を有する。つまり、碍子突出部の先端部の角部は、中心電極の第一部位及び第二部位に覆われている。それゆえ、放電は、碍子突出部の先端部の角部上に生じることなく、中心電極の第二部位と接地電極との間で形成されることになる。これにより、燃焼室内の混合気の気流或いは電気的な反発作用により、放電を碍子突出部の表面から剥がして、下流側に引き伸ばしやすい。これにより、混合気への着火性の向上を図ることができる。また、碍子突出部の先端部全周を覆う中心電極の露出部と、碍子突出部の全周を覆う接地電極との間の全体が、放電形成可能な領域となる。そのため、碍子突出部の表面の特定の経路で沿面放電が繰り返し形成されることにより、碍子表面が溝状に削られるいわゆるチャネリングが特定の経路において集中して形成されることを防止できる。

前記第五、第六の態様の内燃機関用のスパークプラグにおいて、碍子突出部の先端部の角部の一部は、中心電極の第一部位および第二部位に覆われている。それゆえ、本態様においても、放電が碍子突出部の先端部の角部上に生じることがなく、中心電極の第二部位と接地電極との間で形成される。これにより燃焼室内の混合気の気流或いは電気的な反発作用により、放電を碍子突出部の表面から剥がして、下流側に引き伸ばしやすい。これにより、混合気への着火性の向上を図ることができる。

さらに、第五、第六の態様の内燃機関用のスパークプラグにおいては、碍子突出部の少なくともプラグ周方向の第二部位が形成された領域は、プラグ軸方向の全体において、プラグ軸方向の先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有する。それゆえ、第二部位から接地電極までの、碍子突出部の表面に沿った経路を長くすることができる。これにより、碍子突出部をプラグ軸方向に伸ばすことなく、沿面放電の距離を確保することができ、着火性を高めることができる。さらに、碍子突出部の先端部のプラグ軸方向に直交する断面の面積が小さくなるため、スパークプラグの放電によって生じた火炎の熱が碍子突出部に奪われることによる冷損を低減することができる。これによっても、混合気への着火性の向上を図ることができる。

以上のごとく、前記各態様によれば、混合気への着火性の向上を図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、内燃機関用のスパークプラグの一部を正面図で表し、他の部位を断面図で表した図。 実施形態１における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態１における、スパークプラグの先端部周辺の拡大側面図。 実施形態１における、中心電極及び接地電極を、プラグ軸方向の先端側からみた図。 図３の、Ｖ－Ｖ線矢視断面図において、中心電極のみを表した図。 実施形態１における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図において、初期の放電火花を表した説明図。 実施形態１における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図において、放電火花が気流に押されて碍子露出部の表面から離れた様子を示す説明図。 実施形態１における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図において、放電火花が気流に押されて大きく引き伸ばされている様子を示す説明図。 比較形態における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図において、初期の放電火花を表した説明図。 比較形態における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図において、放電火花が、気流に押された状態を示す説明図。 実施形態２における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態３における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態４における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態４における、スパークプラグの先端部周辺の拡大側面図。 実施形態４における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図において、初期の放電火花を表した説明図。 実施形態４における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図において、放電火花が気流に押されて碍子露出部の表面から離れた様子を示す説明図。 実施形態４における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図において、放電火花が気流に押されて大きく引き伸ばされている様子を示す説明図。 実施形態５における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態５における、スパークプラグの先端部周辺の拡大側面図。 実施形態５における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図において、初期の放電火花を表した説明図。 実施形態５における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図において、放電火花が気流に押されて碍子露出部の表面から離れた様子を示す説明図。 実施形態５における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図において、放電火花が気流に押されて大きく引き伸ばされている様子を示す説明図。 実施形態６における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態６における、スパークプラグの先端部周辺の拡大側面図。 実施形態６における、中心電極及び接地電極を、プラグ軸方向の先端側からみた図。 実施形態７における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態７における、中心電極及び接地電極を、プラグ軸方向の先端側からみた図。 実施形態８における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態８における、スパークプラグの先端部周辺の拡大側面図。 実施形態８における、中心電極、絶縁碍子、及び接地電極を、プラグ軸方向の先端側からみた図。 実施形態８における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図において、初期の放電火花を表した説明図。 実施形態９における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態１０における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態１１における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態１２における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態１３における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態１３における、スパークプラグの先端部周辺の拡大側面図。 実施形態１３における、スパークプラグの先端部周辺の拡大正面図。 実施形態１３における、中心電極、絶縁碍子、及び接地電極を、プラグ軸方向の先端側からみた図。 実施形態１４における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態１４の変形形態を示す、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態１５における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態１６における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 実施形態１６における、スパークプラグの先端部周辺の拡大正面図。 実施形態１６における、中心電極、絶縁碍子、及び接地電極を、プラグ軸方向の先端側からみた図。 実施形態１７における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。

（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８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、筒状の接地電極２と、接地電極２の内側に配された筒状の絶縁碍子３と、絶縁碍子３の内側に保持された中心電極４と、を有する。絶縁碍子３は、接地電極２よりもプラグ軸方向Ｚの先端側へ突出した碍子突出部３１を有する。中心電極４は、碍子突出部３１の先端から露出した露出部４１を有する。なお、プラグ軸方向Ｚとは、スパークプラグ１の中心軸が延びる方向を意味する。また、図１において、中心電極４は、一部を断面図、他の一部を正面図で表している。

図１、図２に示すごとく、中心電極４の露出部４１は、第一部位４１１と第二部位４１２とを有する。第一部位４１１は、碍子突出部３１をプラグ軸方向Ｚの先端側から覆っている。第二部位４１２は、第一部位４１１からプラグ軸方向Ｚの基端側に延設されると共に碍子突出部３１の外周面３１ｂの全周を、プラグ径方向の外周側から覆っている。なお、プラグ径方向とは、スパークプラグ１の径方向を意味するものとする。また、プラグ周方向といったときは、スパークプラグ１の周方向を意味するものとし、プラグ中心軸といったときは、スパークプラグ１の中心軸を意味するものとする。

本実施形態のスパークプラグ１は、例えば、自動車等の車両用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。内燃機関用のスパークプラグ１は、中心電極４に高電圧を印加することによって、接地電極２と中心電極４との間に放電を生じさせるよう構成されている。スパークプラグ１は、プラグ軸方向Ｚの一端側において図示しない高電圧電源部と接続され、他端側において内燃機関の燃焼室内に配される。高電圧電源部は、例えば、一般的な点火コイル、放電を持続制御可能な点火装置の電源、或いは中心電極４に２００ｋＨｚ～５ＭＨｚの高周波電圧を印加することができる高周波電源等とすることができる。

本明細書において、プラグ軸方向Ｚにおいて、スパークプラグ１が燃焼室に挿入される側を先端側、その反対側を基端側という。

接地電極２は、筒状を呈している。接地電極２は、絶縁碍子３を全周から囲むように形成されている。図４に示すごとく、接地電極２の先端面２１は、円環状を呈している。先端面２１は、プラグ軸方向Ｚに直交する。接地電極２の先端面２１は、その全体が、プラグ軸方向Ｚに直交する面上において面一に形成されている。図２に示すごとく、接地電極２の先端面２１と内周面との間の角は、直角である。

図１、図２に示すごとく、絶縁碍子３は、プラグ軸方向Ｚに貫通する貫通孔３０を有する。絶縁碍子３は、プラグ軸方向Ｚに直交する断面形状が円環状を呈している。絶縁碍子３は、その一部を接地電極２の内側に配しつつ、碍子突出部３１を接地電極２の先端面２１よりも先端側へ突出させている。絶縁碍子３の外周面は、接地電極２の内周面と微小隙間を介してプラグ径方向に対向している。なお、当該微小隙間は、形成されていなくてもよい。つまり、絶縁碍子３の外周面と接地電極２の内周面とは、接していてもよい。

図２、図３に示すごとく、碍子突出部３１の外周面３１ｂは、プラグ軸方向Ｚの先端側へ向かうほどプラグ径方向の内周側へ向かうよう傾斜している。図２に示すごとく、碍子突出部３１の外周面３１ｂは、プラグ軸方向Ｚに平行な断面形状が、先端側へ向かうほどプラグ径方向の内周側へ向かうよう傾斜した直線形状を有する。これに伴い、碍子突出部３１における中心電極４及び接地電極２の双方から露出した碍子露出部３１０の外周面も、プラグ軸方向Ｚの先端側へ向かうほどプラグ径方向の内周側へ向かうよう傾斜している。そして、碍子露出部３１０の外周面も、プラグ軸方向Ｚに平行な断面形状が、先端側へ向かうほどプラグ径方向の内周側へ向かうよう傾斜した直線形状を有する。本実施形態において、碍子露出部３１０は、碍子突出部３１における、プラグ軸方向Ｚの、接地電極２の先端面２１と、中心電極４の第二部位４１２におけるプラグ軸方向Ｚの基端側の端面４１２ａとの間の部位である。

図２に示すごとく、碍子突出部３１の先端面３１ａは、プラグ軸方向Ｚに直交するよう形成されている。碍子突出部３１の先端面３１ａと外周面３１ｂとの間の角は、鈍角に形成されている。碍子突出部３１の先端面３１ａと外周面３１ｂとの間の角は、第二部位４１２の端面４１２ａよりも、プラグ軸方向Ｚにおける先端側に位置している。碍子突出部３１の先端面３１ａと外周面３１ｂとの間の角は、碍子露出部３１０の一部ではない。すなわち、碍子突出部３１の先端面３１ａと外周面３１ｂとの間の角は、中心電極４の第一部位４１１及び第二部位４１２に覆われており、中心電極４から露出していない。

絶縁碍子３の貫通孔３０における先端部に、中心電極４が挿通保持されている。中心電極４は、全体として略円柱形状を呈している。

中心電極４の露出部４１は、全体として、プラグ軸方向Ｚの基端側に向かって開口するカップ形状を呈している。露出部４１は、図４に示すごとく、円盤状に形成された第一部位４１１と、図２に示すごとく、第一部位４１１の外縁部から基端側に向かって延設され、全体として円筒状に形成された第二部位４１２とを有する。図２に示すごとく、第一部位４１１は、碍子突出部３１の先端面３１ａの全体と、プラグ軸方向Ｚに対向している。第二部位４１２は、碍子突出部３１の外周面３１ｂの全周を、碍子突出部３１の外周側から覆っている。これにより、露出部４１は、碍子突出部３１の先端部の角全体を覆っている。なお、プラグ径方向において、碍子突出部３１の外周面３１ｂと第二部位４１２の内周面４１２ｂとの間には、径方向空隙ｒｃが形成されている。すなわち、第二部位４１２の内周面４１２ｂは、碍子突出部３１の外周面３１ｂからプラグ径方向の外周側に離れた位置に形成されている。径方向空隙ｒｃは、プラグ軸方向Ｚの基端側に向かって開口している。なお、径方向空隙ｒｃは、形成されていなくてもよい。つまり、第二部位４１２の内周面４１２ｂが碍子突出部３１の外周面３１ｂに接触していてもよい。

図５に示すごとく、第二部位４１２におけるプラグ軸方向Ｚの基端側の端面４１２ａは、円環状を呈している。また、第二部位４１２におけるプラグ軸方向Ｚの基端側の端面４１２ａは、プラグ軸方向Ｚに直交する。図２に示すごとく、中心電極４の第二部位４１２と接地電極２との間の空間距離は、全周において一定である。つまり、中心電極４及び接地電極２の双方を通る断面であって、プラグ軸方向Ｚに平行なあらゆる断面において、中心電極４と接地電極２との間の空間距離は、略一定である。また、第二部位４１２の端面４１２ａと接地電極２の先端面２１とは、直接対向しており、これらの間に絶縁碍子３は介在していない。

図２に示すごとく、碍子突出部３１の先端面３１ａの直径を直径Ａ［ｍｍ］、第二部位４１２の基端側の端面４１２ａの内径を内径Ｂ［ｍｍ］、端面４１２ａの外径を外径Ｃ［ｍｍ］、接地電極２と中心電極４との間の最短の空間距離を空間距離Ｄ［ｍｍ］、と定義する。このとき、直径Ａ、内径Ｂ、及び外径Ｃは、Ａ＜Ｂ＜Ｃ、の関係を満たしている。また、直径Ａ及び内径Ｂは、Ａ＋０．２５ｍｍ≦Ｂを満たすことが好ましい。また、内径Ｂ及び外径Ｃは、Ｂ＋１．０ｍｍ≦Ｃを満たすことが好ましい。また、空間距離Ｄは、３．０ｍｍ≦Ｄ≦５．０ｍｍを満たすことが好ましい。本実施形態において、直径Ａは４．５５ｍｍであり、内径Ｂは５．５５ｍｍであり、外径Ｃは６．５ｍｍであり、空間距離Ｄは５．０ｍｍである。また、本実施形態において、第二部位４１２のプラグ軸方向Ｚの長さは、１．０ｍｍである。

露出部４１は、中心電極４における碍子突出部３１の内側の部位と別体で形成されていてもよいし、一体的に形成されていてもよい。

図１に示すごとく、接地電極２は、ハウジング１１の先端から、先端側に向かって延設されている。ハウジング１１は、筒状を呈しており、絶縁碍子３を内側に保持している。ハウジング１１の外周面には、内燃機関に螺合するための取付ネジ部１１１が形成されている。ハウジング１１における、取付ネジ部１１１が設けられた部位の先端部に、接地電極２が接合されている。

絶縁碍子３の貫通孔３０における中心電極４の基端側には、導電性を有するガラスシール１２を介して抵抗体１３が配置されている。抵抗体１３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１２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１３の基端側には、銅ガラスからなるガラスシール１４を介してステム１５が配されている。ステム１５は、例えば鉄合金からなる。ステム１５は、その基端部が絶縁碍子３から突出している。そして、スパークプラグ１は、ステム１５の突出部において、高電圧電源部に接続される。

次に、本実施形態の作用効果につき、説明する。
本実施形態の内燃機関用のスパークプラグ１において、中心電極４の露出部４１は、第一部位４１１と第二部位４１２と、を有する。つまり、碍子突出部３１の先端部の角部は、中心電極４の第一部位４１１及び第二部位４１２に覆われている。それゆえ、碍子突出部３１の先端部の角部上に、放電が生じ、維持、固定されることを防止することができる。これにより、燃焼室内の混合気の気流或いは電気的な反発作用により、放電を碍子突出部の表面から剥がして、下流側に引き伸ばしやすい。これにより、混合気への着火性の向上を図ることができる。さらに、碍子突出部３１の先端部の角部に、チャネリングが生じることを防止することができる。また、碍子突出部の先端部全周を覆う中心電極の露出部と、碍子突出部の全周を覆う接地電極との間の全体が、放電形成可能な領域となる。そのため、碍子突出部の表面の特定の経路で沿面放電が繰り返し形成されることにより、碍子表面が溝状に削られるいわゆるチャネリングが特定の経路において集中して形成されることを防止できる。

また、第二部位４１２におけるプラグ軸方向Ｚの基端側の端面４１２ａは、プラグ軸方向Ｚに直交する。さらに、接地電極２の先端面２１も、プラグ軸方向Ｚに直交する。それゆえ、スパークプラグ１が取り付けられた内燃機関の燃焼室内の気流によって、中心電極４と接地電極２との間に生じる放電を、碍子露出部３１０の表面から引き離し、かつ、気流の下流側に大きく引き伸ばしやすい。このことにつき、以後説明する。

図６に示すごとく、本実施形態において、放電は、第二部位４１２におけるプラグ軸方向Ｚの基端側の端面４１２ａにおける内周端と、接地電極２の先端面２１における内周端とを起点として生じる。そして、当該放電により発生する放電火花Ｓの両起点間の部位は、碍子突出部３１の碍子露出部３１０の外周面を這うように生じる。

そして、図６～図８に示すごとく、放電火花Ｓの両起点は、スパークプラグ１が取り付けられた内燃機関の燃焼室内において、プラグ軸方向Ｚに直交する方向に流れる気流Ｆに押され、第二部位４１２の端面４１２ａ上及び接地電極２の先端面２１上を、プラグ径方向の外周側に向かって移動する。すなわち、放電火花Ｓの中心電極４側の起点Ｓ１は、第二部位４１２の端面４１２ａの内周端部から外周端部に向かって移動し、放電火花Ｓの接地電極２側の起点Ｓ２は、接地電極２の先端面２１の内周端部から外周端部に向かって移動する。これにより、放電火花Ｓの両起点が、プラグ径方向において、碍子露出部３１０から離れる方向に移動する。

放電火花Ｓの両起点が、プラグ径方向において、碍子露出部３１０から離れる方向に移動することに伴い、放電火花Ｓの両起点間の部位も、図６～図８に示すごとく、碍子露出部３１０の外周面から外周側に離れる。そして、図８に示すごとく、碍子露出部３１０の外周面から外周側に離れた放電火花Ｓの両起点間の部位は、燃焼室内の気流Ｆにより、当該気流Ｆの下流側に向かって大きく引き伸ばされる。これにより、本実施形態においては、放電火花Ｓと混合気との接触面積を稼ぎ、混合気への着火性を確保しやすい。また、混合気の着火点がスパークプラグ１から遠ざかるため、初期に形成される火炎、いわゆる初期火炎の熱が、スパークプラグ１に奪われることによる冷却損失を抑制できる。

次に、図９、図１０に示すように、中心電極４が第一部位及び第二部位の双方を有していないスパークプラグ９につき、まずその構造を説明し、次いで放電の様子につき説明する。

スパークプラグ９は、碍子突出部３１の先端側に突出する円柱状の中心電極突出部９４１を有する。中心電極突出部９４１は円柱状を呈している。プラグ軸方向Ｚからみたとき、中心電極突出部９４１は、絶縁碍子３の貫通孔３０の内側に収まっている。中心電極突出部９４１の外周面９４１ｂは、プラグ軸方向Ｚに形成されている。また、絶縁碍子３の碍子突出部３１の先端の角部３１９は、緩やかな曲面状に形成されている。

図９に示すごとく、スパークプラグ９において、放電は、接地電極２の先端面２１の内周端と、中心電極４の中心電極突出部９４１の外周面９４１ｂとを起点として生じる。そして、当該放電により発生する放電火花Ｓの両起点間の部位は、碍子突出部３１の表面を這うように生じる。このとき、放電火花Ｓの両起点間の部位は、少なくとも碍子突出部３１の先端の角部３１９上を這うように生じる。

そして、図９、図１０に示すごとく、放電火花Ｓの接地電極２側の起点Ｓ２は、スパークプラグ９が取り付けられた内燃機関の燃焼室内において、プラグ軸方向Ｚに直交する方向に流れる気流Ｆに押され、接地電極２の先端面２１上を、プラグ径方向の外周側に向かって移動する。

一方、図９、図１０に示すごとく、放電火花Ｓの接地電極２側の起点Ｓ２が移動している間、放電火花Ｓの中心電極４側の起点Ｓ１は、初期の位置からほとんど動かない。すなわち、放電火花Ｓの中心電極４側の起点Ｓ１は、碍子突出部３１の表面から離れる方向に移動しない。これは、中心電極突出部９４１の外周面９４１ｂがプラグ軸方向Ｚに形成されているため、放電火花Ｓの中心電極４側の起点Ｓ１が、中心電極突出部９４１の外周面９４１ｂ上をプラグ径方向の外周側に移動することができないことに起因する。

そのため、放電火花Ｓの両起点間の部位は、碍子突出部３１の先端の角部３１９上から離れ難い。これに伴い、放電火花Ｓは、気流Ｆに押されても、両起点間の部位が下流側に大きく引き伸ばされにくい。そのため、スパークプラグ９は、燃焼室内の混合気への着火性が本実施形態のスパークプラグ１と比べて悪くなる。

また、スパークプラグ１の中心電極４の第二部位４１２と接地電極２との間の空間距離は、全周において一定である。それゆえ、中心電極４の第二部位４１２と、接地電極２との間に生じる放電が、プラグ周方向において偏った位置に集中して生じることを防止することができる。それゆえ、絶縁碍子３において、プラグ周方向において偏った位置にチャネリングが集中して生じることに起因して絶縁碍子３の消耗が促進されることを防止することができる。

また、プラグ径方向における碍子突出部３１の外周面３１ｂと中心電極４の第二部位４１２の内周面４１２ｂとの間には、径方向空隙ｒｃが形成されている。それゆえ、燃焼室内の気流が、径方向空隙ｒｃ内にも流入する。そして、径方向空隙ｒｃに流入された気流は、中心電極４と接地電極２との間において、プラグ径方向の外側に向かうよう、すなわち、碍子露出部３１０から遠ざかる側に向かうよう、流出される。それゆえ、放電火花を、碍子露出部３１０から遠ざけるように引き伸ばしやすい。

以上のごとく、本実施形態によれば、混合気への着火性の向上を図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。

（実施形態２）
本実施形態は、図１１に示すごとく、プラグ軸方向Ｚにおける第一部位４１１と碍子突出部３１との間に軸方向空隙ａｃを形成した実施形態である。すなわち、碍子突出部３１の先端面３１ａは、第一部位４１１におけるプラグ軸方向Ｚの基端側の端面４１１ａから基端側に離れた位置に形成されている。一方、碍子突出部３１の先端面３１ａは、第二部位４１２におけるプラグ軸方向Ｚの基端側の端面４１２ａよりもプラグ軸方向Ｚの先端側に位置している。これにより、碍子突出部３１の角部は、中心電極４の第一部位４１１及び第二部位４１２によって覆われている。軸方向空隙ａｃは、径方向空隙ｒｃと連通している。

なお、本実施形態において、直径Ａは４．５５ｍｍであり、内径Ｂは４．８５ｍｍであり、外径Ｃは５．８５ｍｍであり、空間距離Ｄは５．０ｍｍである。

その他は、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。

本実施形態においては、燃焼室内の気流が、軸方向空隙ａｃ内及び径方向空隙ｒｃ内にも流入する。そして、軸方向空隙ａｃ及び径方向空隙ｒｃに流入された気流は、中心電極４と接地電極２との間において、プラグ径方向の外側に向かうよう、すなわち、碍子露出部３１０から遠ざかる側に向かうよう、流出される。それゆえ、放電火花を、碍子露出部３１０から遠ざけるように引き伸ばしやすい。

また、絶縁碍子３の線膨張係数と中心電極４の線膨張係数との差に起因して、絶縁碍子３及び中心電極４に生じる熱応力を低減することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態３）
本実施形態は、図１２に示すごとく、実施形態２に対して、第一部位４１１におけるプラグ軸方向Ｚの基端側の端面４１１ａと、第二部位４１２の内周面４１２ｂとの形状を変更した実施形態である。すなわち、本実施形態において、第一部位４１１の端面４１１ａと第二部位４１２の内周面４１２ｂとは、曲面状に滑らかにつながっている。本実施形態において、第一部位４１１の端面４１１ａと第二部位４１２の内周面４１２ｂとの間の曲面の曲率半径は、０．５ｍｍである。
その他は、実施形態２と同様である。

本実施形態においては、軸方向空隙ａｃ及び径方向空隙ｒｃに流入された気流を、中心電極４と接地電極２との間に向かって、滑らかに送り出すことができる。それゆえ、軸方向空隙ａｃ及び径方向空隙ｒｃから流出された気流に乱れが生じにくく、一層放電火花を引き伸ばしやすい。
その他、実施形態２と同様の作用効果を有する。

（実施形態４）
本実施形態は、図１３、図１４に示すごとく、実施形態１に対して、露出部４１の形状を変更した実施形態である。露出部４１の外周面４１ｂは、プラグ軸方向Ｚの先端側に向かうほどプラグ径方向の外周側に向かうよう傾斜した部位を有する。本実施形態において、露出部４１の外周面４１ｂの全体は、プラグ軸方向Ｚの先端側に向かうほどプラグ径方向の外周側に向かうよう傾斜している。すなわち、露出部４１の外形は、プラグ軸方向Ｚの基端側に向かうほど縮径している。そして、図１３に示すごとく、露出部４１の外周面４１ｂと、第二部位４１２の内周面４１２ｂとの間の角は、鋭角である。なお、本実施形態において、プラグ軸方向Ｚにおける露出部４１の外周面４１ｂの長さは、２．０ｍｍである。また、直径Ａ、内径Ｂ、外径Ｃ、空間距離Ｄのそれぞれの長さは、実施形態２と同様である。
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、スパークプラグ１が取り付けられた内燃機関の燃焼室内の気流によって、中心電極４と接地電極２との間に生じる放電を、碍子露出部３１０の表面から引き離し、かつ、気流の下流側に大きく引き伸ばしやすい。このことにつき、図１５～１６を用いて以後説明する。

図１５に示すごとく、本実施形態において、放電火花Ｓの中心電極４側の起点Ｓ１は、第二部位４１２におけるプラグ軸方向Ｚの基端側の端部の角に生じる。そして、図１６、図１７に示すごとく、放電火花Ｓの中心電極４側の起点Ｓ１は、燃焼室内においてプラグ軸方向Ｚに直交する方向に流れる気流Ｆに押され、露出部４１の外周面４１ｂ上を、プラグ軸方向Ｚの先端側及びプラグ径方向の外周側に向かって移動する。なお、このとき、放電火花Ｓの接地電極２側の起点Ｓ２は、実施形態１と同様、接地電極２の先端面２１をプラグ径方向の外周側に向かって移動する。これにより、放電火花Ｓの両起点が、プラグ径方向において碍子露出部３１０から離れる方向に移動するとともに、放電火花Ｓの両起点間の距離を、プラグ軸方向Ｚに拡大させるように移動する。

放電火花Ｓの両起点が、プラグ径方向において碍子露出部３１０から離れる方向に移動することに伴い、放電火花Ｓの両起点間の部位も、碍子露出部３１０の外周面から外周側に離れる。そして、碍子露出部３１０の外周面から外周側に離れた放電火花Ｓの両起点間の部位は、燃焼室内の気流Ｆにより、当該気流Ｆの下流側に向かって大きく引き伸ばされる。特に、本実施形態においては、放電火花Ｓの両起点間のプラグ軸方向Ｚの距離を拡大させるように、放電火花Ｓの両起点が移動するため、放電火花Ｓの両起点間の部位は、一層大きく引き伸ばされやすい。これにより、放電火花Ｓと混合気との接触面積を一層稼ぎやすく、混合気への着火性を一層確保しやすい。
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、図１９に示すごとく、実施形態１に対して、接地電極２の形状を変更した実施形態である。接地電極２の先端面２１は、プラグ径方向の外周側に向かうほどプラグ軸方向Ｚの基端側に向かうよう傾斜した部位を有する。本実施形態において、接地電極２の先端面２１の全体は、プラグ径方向の外周側に向かうほどプラグ軸方向Ｚの基端側に向かうよう傾斜している。接地電極２の先端面２１と内周面との間の角は、鋭角である。なお、直径Ａ、内径Ｂ、外径Ｃ、空間距離Ｄのそれぞれの長さは、実施形態２と同様である。
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、スパークプラグ１が取り付けられた内燃機関の燃焼室内の気流によって、中心電極４と接地電極２との間に生じる放電を、碍子露出部３１０の表面から引き離し、かつ、気流の下流側に大きく引き伸ばしやすい。このことにつき、図２０～図２２を用いて以後説明する。

図２０に示すごとく、本実施形態において、放電火花Ｓの接地電極２側の起点Ｓ２は、接地電極２の先端面２１における内周端の角を起点として生じる。そして、図２１、図２２に示すごとく、放電火花Ｓの接地電極２側の起点Ｓ２は、燃焼室内においてプラグ軸方向Ｚに直交する方向に流れる気流Ｆに押され、接地電極２の先端面２１上を、プラグ軸方向Ｚの基端側及びプラグ径方向の外周側に向かって移動する。なお、このとき、放電火花Ｓの中心電極４側の起点Ｓ１は、実施形態１と同様、第二部位４１２におけるプラグ軸方向Ｚの基端側の端面４１２ａ上を、プラグ径方向の外周側に向かって移動する。これにより、放電火花Ｓの両起点が、プラグ径方向において碍子露出部３１０から離れる方向に移動するとともに、放電火花Ｓの両起点間の距離をプラグ軸方向Ｚに拡大されるように移動する。

放電火花Ｓの両起点が、プラグ径方向において碍子露出部３１０から離れる方向に移動することに伴い、放電火花Ｓの両起点間の部位も、碍子露出面の外周面から外周側に離れる。そして、碍子露出部３１０の外周面から外周側に離れた放電火花Ｓの両起点間の部位は、燃焼室内の気流により、当該気流の下流側に向かって大きく引き伸ばされる。特に、本実施形態においては、放電火花Ｓの両起点間のプラグ軸方向Ｚの距離を拡大させるように、放電火花Ｓの両起点が移動するため、放電火花Ｓの両起点間の部位は、一層大きく引き伸ばされやすい。これにより、放電火花Ｓと混合気との接触面積を一層稼ぎやすく、混合気への着火性を一層確保しやすい。
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２３～図２５に示すごとく、露出部４１に、露出部４１の内外を貫通する通気孔４０を形成した実施形態である。通気孔４０は、一端が径方向空隙ｒｃに向かって開口している。本実施形態において、通気孔４０は、中心電極４の第二部位４１２に形成されている。図２３に示すごとく、通気孔４０は、第二部位４１２をプラグ径方向に貫通するよう形成されている。通気孔４０の他端は、露出部４１の外周面４１ｂの外周側に向かって開口している。

図２５に示すごとく、本実施形態において、通気孔４０は複数、具体的には４つ形成されている。４つの通気孔４０は、プラグ周方向において等間隔に配されている。すなわち、４つの通気孔４０は、プラグ周方向の４箇所に、９０°の間隔で形成されている。なお、図２５においては、プラグ軸方向Ｚからみたときの通気孔４０の外形位置を、破線にて表している。

図２３、図２４に示すごとく、露出部４１の外周面４１ｂは、内周側に向かって凹む形状を有する。具体的には、露出部４１の外周面４１ｂは、プラグ軸方向Ｚにおいて通気孔４０から遠ざかるほど、プラグ径方向の外周側に向かうよう凹んでいる。すなわち、露出部４１の外周面４１ｂは、通気孔４０が形成された部位が、最も小さい径を有する。なお、直径Ａ、内径Ｂ、外径Ｃ、空間距離Ｄのそれぞれの長さは、実施形態２と同様である。
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、中心電極４と接地電極２との間において、プラグ径方向の外側、すなわち碍子露出部３１０の表面から離れる側、に向かって気流を生じさせやすい。すなわち、本実施形態において、燃焼室内の気流の一部は、まず、通気孔４０を介して、スパークプラグ１の外側から、径方向空隙ｒｃに燃焼室内の気流を流入される。そして、径方向空隙ｒｃに流入した気流は、中心電極４と接地電極２との間において、プラグ径方向の外周側に向かうよう、すなわち、碍子露出部３１０から遠ざかる側に向かうよう、流出される。それゆえ、放電火花を一層引き伸ばしやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態７）
本実施形態は、図２６、図２７に示すごとく、通気孔４０を、中心電極４の第一部位４１１に形成した実施形態である。図２６に示すごとく、通気孔４０は、第一部位４１１をプラグ軸方向Ｚに貫通するよう形成されている。通気孔４０の一端は、碍子突出部３１の外周面３１ｂと中心電極４の露出部４１の第二部位４１２の内周面４１２ｂとの間の空間に向かって開口している。通気孔４０の他端は、第一部位４１１におけるプラグ軸方向Ｚの先端側に向かって開口している。

図２７に示すごとく、本実施形態においても、通気孔４０は複数、具体的には４つ形成されている。４つの通気孔４０は、プラグ周方向において等間隔に配されている。すなわち、４つの通気孔４０は、プラグ周方向の４箇所に、９０°の間隔で形成されている。

図２６に示すごとく、露出部４１におけるプラグ軸方向Ｚの先端側の端面４１ａは、凹凸状に形成されている。露出部４１の端面４１ａは、プラグ径方向において、通気孔４０から遠ざかるほど、プラグ軸方向Ｚの先端側に突出するような凹凸状に形成されている。すなわち、露出部４１の端面４１ａは、通気孔４０が形成された部位が、最もプラグ軸方向Ｚの基端側に位置するよう凹んでいる。
その他は、実施形態６と同様である。

本実施形態においても、実施形態６と同様の作用効果を有する。

（実施形態８）
本実施形態は、図２８～図３０に示すごとく、実施形態１に対して、碍子突出部３１の形状を変更した実施形態である。

図２８、図２９に示すごとく、碍子突出部３１は、プラグ軸方向Ｚの先端側が、基端側よりも小径となる碍子段部３１２を有する。また、碍子突出部３１は、全体として、プラグ軸方向Ｚの先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有する。これに伴い、碍子露出部３１０も、全体として、プラグ軸方向Ｚの先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有する。

碍子突出部３１は、プラグ軸方向Ｚの基端側に形成された碍子大径部３１１と、その先端側に形成された碍子小径部３１３と、これらを連結する碍子段部３１２とを有する。碍子小径部３１３の外径は、碍子大径部３１１の外径よりも小さい。碍子段部３１２は、プラグ軸方向Ｚにおける碍子突出部３１のうちの碍子露出部３１０の中央に形成されている。碍子露出部３１０の外周面における、碍子小径部３１３と碍子段部３１２と碍子大径部３１１とは、滑らかな曲線状につながっている。すなわち、碍子露出部３１０の外周面における、碍子小径部３１３と碍子段部３１２との境界、碍子段部３１２と碍子大径部３１１との境界は、鋭利な角部になっていない。碍子突出部３１において、碍子段部３１２は、プラグ軸方向Ｚの一か所に形成されている。すなわち、本実施形態における碍子突出部３１は、一段の段形状である。碍子段部３１２は、中心電極４の第二部位４１２におけるプラグ軸方向Ｚの基端側の端面４１２ａよりも、基端側に離れた位置にある。

図２８に示すごとく、第二部位４１２は、碍子小径部３１３の外周面に沿うよう形成されている。また、図３０に示すごとく、中心電極４の露出部４１は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、接地電極２の内側に収まるよう形成されている。すなわち、中心電極４の露出部４１の最大外径は、接地電極２の最小内径よりも小さい。なお、図２８の断面図をプラグ軸方向Ｚから見たときの露出部４１の外形位置を一点鎖線にて表している。図２８においても、露出部４１の外形位置は、接地電極２の内側に収まっていることが分かる。

図３０に示すごとく、本実施形態において、中心電極４の露出部４１は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、接地電極２に加え、ハウジング（図１の符号１１参照）の内側にも収まるよう形成されている。さらに、中心電極４の露出部４１は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、碍子段部３１２の外形よりも内側に収まるよう形成されている。なお、図３０において、便宜上、碍子段部３１２にハッチングを施している。
その他は、実施形態１と同様である。

本実施形態において、碍子突出部３１は、全体として、プラグ軸方向Ｚの先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有する。それゆえ、第二部位４１２から接地電極２までの、碍子露出部３１０の表面に沿った経路を長くすることができる。これにより、碍子露出部３１０をプラグ軸方向Ｚに伸ばすことなく、沿面放電の距離を確保することができ、着火性を高めることができる。すなわち、図３１に示すごとく、放電は、第二部位４１２におけるプラグ軸方向Ｚの基端側の端面４１２ａにおける内周端と、接地電極２２の先端面２１における内周端とを起点として生じ、当該放電により発生する放電火花Ｓの両起点間の部位は、碍子突出部３１の碍子露出部３１０の外周面を這うよう段状に生じる。このように、放電が段状に生じることにより、放電が直線状に生じる場合よりも、沿面距離を確保することができる。

さらに、碍子突出部３１の先端部のプラグ軸方向Ｚに直交する断面の面積が小さくなるため、スパークプラグ１の放電によって生じた火炎の熱が碍子突出部３１に奪われることによる冷損を低減することができる。これによっても、混合気への着火性の向上を図ることができる。

また、中心電極４の露出部４１は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、接地電極２の内側に収まるよう形成されている。それゆえ、スパークプラグ１の生産性を向上させやすい。すなわち、予めハウジング１１及び接地電極２以外の構成部品を絶縁碍子３に組み付けた構造体を形成し、その構造体をハウジング１１及び接地電極２に対しハウジング１１及び接地電極２の基端側から挿通させることにより、容易にスパークプラグ１を製造することができる。逆に、中心電極４の露出部４１が接地電極２よりも大径に形成されている場合、中心電極４の露出部４１を接地電極２の内側に挿通させることはできないため、まず中心電極４の露出部４１が組み付けられていない絶縁碍子３を接地電極２に挿通させ、その後中心電極４の露出部４１を絶縁碍子３に対して先端側から組み付ける等する必要があり、製造工程の増加につながる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態９）
本実施形態は、図３２に示すごとく、基本構造を実施形態８と同様としつつ、プラグ径方向における、碍子突出部３１の外周面３１ｂと第二部位４１２の内周面４１２ｂとの間に、実施形態１で説明した径方向空隙ｒｃを形成した実施形態である。すなわち、第二部位４１２の内周面４１２ｂは、碍子突出部３１の外周面３１ｂからプラグ径方向の外周側に離れた位置に形成されている。径方向空隙ｒｃは、プラグ周方向の全周に環状に形成されている。径方向空隙ｒｃは、プラグ軸方向Ｚの基端側に向かって開口している。

なお、本実施形態において、プラグ径方向における中心電極４の露出部４１の外周面４１ｂの位置は、接地電極２の内周面の位置と同等に形成されている。
その他は、実施形態８と同様である。

本実施形態においては、燃焼室内の気流が、径方向空隙ｒｃ内にも流入する。そして、径方向空隙ｒｃに流入された気流は、中心電極４と接地電極２との間において、プラグ径方向の外側に向かうよう、すなわち、碍子露出部３１０から遠ざかる側に向かうよう、流出される。それゆえ、放電火花を、碍子露出部３１０から遠ざけるように引き伸ばしやすい。
その他、実施形態８と同様の作用効果を有する。

（実施形態１０）
本実施形態は、図３３に示すごとく、基本構造を実施形態９と同様としつつ、中心電極４の第二部位４１２に貫通孔２０を形成した実施形態である。貫通孔２０の構成、形成位置等は、実施形態６で示した貫通孔２０と同様である。
その他は、実施形態９と同様である。

本実施形態においては、実施形態６、及び、実施形態９と同様の作用効果を有する。

（実施形態１１）
本実施形態は、図３４に示すごとく、基本構造を実施形態９と同様としつつ、中心電極４の第一部位４１１に貫通孔２０を形成した実施形態である。貫通孔２０の構成、形成位置等は、実施形態７と同様である。

本実施形態においては、実施形態７、及び実施形態９と同様の作用効果を有する。

（実施形態１２）
本実施形態は、図３５に示すごとく、実施形態８に対し、中心電極４の形状を変更した実施形態である。

本実施形態において、中心電極４における碍子突出部３１の内側に配された部位は、プラグ径方向の外周側に突出した電極大径部４２を有する。すなわち、電極大径部４２は、中心電極４における碍子突出部３１の内側の部位における先端部に形成されている。プラグ軸方向Ｚにおいて、電極大径部４２は、碍子段部３１２よりも先端側に位置している。すなわち、電極大径部４２は、碍子突出部３１の碍子小径部３１３の内側に形成されている。電極大径部４２の先端側は、露出部４１と接続している。

電極大径部４２は、プラグ中心軸を中心として回転対称の形状を有する。電極大径部４２には、プラグ軸方向Ｚの基端側から先端側に向かって、電極拡径部４２１、電極同径部４２２、及び電極縮径部４２３が形成されている。電極拡径部４２１は、プラグ軸方向Ｚの先端側に向かうほど拡径する。電極同径部４２２は、電極拡径部４２１からプラグ軸方向Ｚの先端側に延設するようプラグ軸方向Ｚにまっすぐ形成された円柱状を呈している。電極縮径部４２３は、電極同径部４２２からプラグ軸方向Ｚの先端側に向かうほど縮径する。プラグ軸方向Ｚの変化に対する径の変化は、電極縮径部４２３の方が電極拡径部４２１よりも大きい。
その他は、実施形態８と同様である。

本実施形態においては、碍子突出部３１の内側に配された部位に電極大径部４２を形成しているため、プレイグニッションの発生を防止しやすい。このことにつき以後説明する。
まず、本実施形態においては、碍子突出部３１が、全体として、プラグ軸方向Ｚの先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有するため、碍子突出部３１の先端部の熱容量は小さくなり昇温しやすくなる。これに伴い、碍子突出部３１の先端部周辺に位置する中心電極４の先端部も昇温しやすくなる。そこで、本実施形態のように、碍子突出部３１の内側に配された部位に電極大径部４２を形成し、中心電極４先端部の熱容量を確保することにより、中心電極４先端部が急激に昇温することを防止することができる。
その他、実施形態８と同様の作用効果を有する。

（実施形態１３）
本実施形態は、図３６～図３９に示すごとく、実施形態８に対して、中心電極４の露出部４１の形状を変更した実施形態である。

図３６、図３９に示すごとく、露出部４１は、中心電極４における絶縁碍子３の内側の部位から先端側に延設された延設露出部４１３と、延設露出部４１３に取り付けられた取付露出部４１４とを有する。延設露出部４１３と取付露出部４１４とは別体である。延設露出部４１３は、円柱状を呈している。取付露出部４１４は、プラグ軸方向Ｚに貫通するとともに延設露出部４１３と略同径の取付孔４１０が形成されている。そして、取付露出部４１４は、取付孔４１０に延設露出部４１３を挿入し、延設露出部４１３に接合されている。

図３６に示すごとく、取付露出部４１４が第一部位４１１と第二部位４１２とを有する。第一部位４１１は、碍子突出部３１をプラグ軸方向Ｚの先端側から覆う。第二部位４１２は、第一部位４１１からプラグ軸方向Ｚの基端側に延設されると共に碍子突出部３１の外周面３１ｂのプラグ周方向の一部を、プラグ径方向の外周側から覆う。

図３９に示すごとく、第一部位４１１は、プラグ軸方向Ｚに直交する横方向Ｘに長尺な角丸長方形状であり、かつプラグ軸方向Ｚに厚みを有する板状に形成されている。第一部位４１１には、前述の取付孔４１０が形成されている。図３６、図３７に示すごとく、第一部位４１１における横方向Ｘの一方の部分は、碍子突出部３１の先端面３１ａの外周端よりも外周側にはみ出るよう形成されている。

そして、第二部位４１２は、第一部位４１１における横方向Ｘの一方の端部から基端側に延設されている。第二部位４１２は、横方向Ｘに厚みを有する板状に形成されている。また、図３８に示すごとく、第二部位４１２は、プラグ軸方向Ｚに短尺な角丸正方形状を呈している。

第一部位４１１及び第二部位４１２は、碍子突出部３１の先端部の角のプラグ周方向の一部を覆っている。第二部位４１２は、碍子小径部３１３の外周面に沿うよう形成されている。また、本実施形態においても、第二部位４１２の基端側の端面４１２ａは、碍子段部３１２から先端側に離れた位置に形成されている。

図３９に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、スパークプラグ１の先端部を通る混合気の気流は、第二部位４１２とプラグ中心軸との並び方向（すなわち横方向Ｘ）に直交する方向に流れるよう構成されている。ここでいう気流は、エンジン点火時期においてスパークプラグ１の先端部を通す混合気の気流である。内燃機関におけるスパークプラグ１の取付姿勢は、燃焼室内におけるスパークプラグ１の先端部周辺の気流の流れを考慮してハウジング（図１の符号１１参照）の取付ネジ部（図１の符号１１１参照）のネジの切り方等を調整することにより、調整することができる。
その他は、実施形態８と同様である。

本実施形態においては、碍子突出部３１の先端部の角部の一部は、中心電極４の第一部位４１１および第二部位４１２に覆われている。それゆえ、放電が碍子突出部３１の先端部の角部上に生じることがなく、中心電極４の第二部位４１２と接地電極２との間で形成される。これにより燃焼室内の混合気の気流或いは電気的な反発作用により、放電を碍子突出部３１の表面から剥がして、下流側に引き伸ばしやすい。これにより、混合気への着火性の向上を図ることができる。

さらに、碍子突出部３１の少なくともプラグ周方向の第二部位４１２が形成された領域は、プラグ軸方向Ｚの全体において、プラグ軸方向Ｚの先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有する。それゆえ、第二部位４１２から接地電極２までの、碍子露出部３１０の表面に沿った経路を長くすることができる。これにより、碍子露出部３１０をプラグ軸方向Ｚに伸ばすことなく、沿面放電の距離を確保することができ、着火性を高めることができる。さらに、碍子突出部３１の先端部のプラグ軸方向Ｚに直交する断面の面積が小さくなるため、スパークプラグ１の放電によって生じた火炎の熱が碍子突出部３１に奪われることによる冷損を低減することができる。これによっても、混合気への着火性の向上を図ることができる。

また、プラグ軸方向Ｚから見たとき、スパークプラグ１の先端部を通る混合気の気流は、第二部位４１２とプラグ中心軸との並び方向（すなわち横方向Ｘ）に直交する向きに流れるよう構成されている。それゆえ、燃焼室内の気流は、直接的に第二部位４１２と接地電極２との間を通る。これにより、第二部位４１２と接地電極２との間を通る気流が、乱れることを防止することができ第二部位４１２と接地電極２との間に生じた放電火花を一層引き伸ばしやすい。
その他、実施形態８と同様の作用効果を有する。

（実施形態１４）
本実施形態は、図４０に示すごとく、実施形態１３に対して、碍子突出部３１の形状を変更した実施形態である。

本実施形態において、碍子突出部３１は、複数の碍子段部３１２を有する。具体的には、碍子突出部３１は、２つの碍子段部３１２を有する。２つの碍子段部３１２は、プラグ軸方向Ｚにおいて、碍子露出部３１０を３等分するような位置に配されている。つまり、第二部位４１２の基端側の端面４１２ａと２つの碍子段部３１２と接地電極２の先端面２１とは、プラグ軸方向Ｚに等間隔に配されている。
その他は、実施形態１３と同様である。

本実施形態においては、碍子突出部３１は複数の碍子段部３１２を有するため、碍子露出部３１０のプラグ軸方向Ｚの長さを短くしても、碍子露出部３１０の表面に沿った第二部位４１２から接地電極２までの沿面距離を確保できる。それゆえ、着火性に影響を及ぼすことなくスパークプラグ１の小型化を実現できる。
その他、実施形態１３と同様の作用効果を有する。

なお、本実施形態においては、碍子突出部３１が２つの碍子段部３１２を有する例を示したがこれに限られず、例えば図４１に示すごとく、３つの碍子段部３１２を形成したり、その他３つ以上の碍子段部を形成したりすることも可能である。

（実施形態１５）
本実施形態は、図４２に示すごとく、実施形態１３に対して、碍子突出部３１の形状を変更した実施形態である。

本実施形態において、碍子小径部３１３の外周面は、プラグ軸方向Ｚに平行な断面が波形状（凹凸形状）を呈している。本実施形態の碍子小径部３１３は、ミクロに見ればプラグ軸方向Ｚにおいて外径が変動しているが、マクロに見ればプラグ軸方向Ｚにおいて一定の外径を有する。そして、碍子突出部３１は、マクロに見た場合において、プラグ軸方向Ｚの全体が、プラグ軸方向Ｚの先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有する。
その他は、実施形態１３と同様である。

本実施形態においては、碍子小径部３１３の外周面が波形状となっているため、碍子露出部３１０のプラグ軸方向Ｚの長さを短くしても、碍子露出部３１０の表面に沿った第二部位４１２から接地電極２までの沿面距離を確保できる。それゆえ、着火性に影響を及ぼすことなくスパークプラグ１の小型化を実現できる。
その他、実施形態１３と同様の作用効果を有する。

なお、本実施形態においては、碍子小径部３１３の外周面のみを波形状としたが、これに限られず、碍子大径部３１１の外周面のみを波形状にしたり、碍子小径部３１３の外周面と碍子大径部３１１の外周面との双方を波形状にしたりすることも可能である。

（実施形態１６）
本実施形態は、図４３～図４５に示すごとく、実施形態１３に対して、碍子突出部３１の形状を変更した実施形態である。

図４３、図４４に示すごとく、本実施形態において、碍子突出部３１の外周面の大部分は、先端側へ向かうほどやや縮径する形状を有する。そして、図４３～図４５に示すごとく、碍子突出部３１の段形状は、プラグ周方向における第二部位４１２が配された領域にのみ形成されている。当該段形状は、後述の段形成凹部３１４により形成されている。段形成凹部３１４は、碍子突出部３１の外周面３１ｂにおけるプラグ周方向の第二部位４１２が配された領域が、内周側に凹むよう形成されている。段形成凹部３１４は、碍子突出部３１におけるプラグ軸方向Ｚの中央から碍子突出部３１の先端面３１ａにつながるよう形成されている。段形成凹部３１４のプラグ軸方向Ｚの基端側端面が、プラグ軸方向Ｚの先端側を向く碍子段部３１２となっている。

また、図４５に示すごとく、段形成凹部３１４のプラグ周方向の両端壁３１５は、プラグ径方向の外周側に向かうほど、互いにプラグ周方向に遠ざかるようテーパ状に形成されている。そして、図４３、図４４に示すごとく、第二部位４１２は、プラグ周方向、プラグ径方向のいずれにおいても、段形成凹部３１４内に収まるよう形成されている。
その他は、実施形態１３と同様である。

本実施形態においては、プラグ周方向において、碍子突出部３１の段形状は、第二部位４１２が配された領域にのみ形成されている。このように、沿面距離を確保するために必要な箇所にのみ段形状を形成することにより、絶縁碍子３の体積が過度に小さくなり、熱容量が過度に小さくなることを防止することができる。それゆえ、プレイグニッションの発生を防止しやすい。
その他、実施形態１３と同様の作用効果を有する。

（実施形態１７）
本実施形態は、実施形態１３に対して、中心電極４の形状を変更した実施形態である。

本実施形態において、中心電極４における碍子突出部３１の内側に配された部位は、プラグ径方向の外周側に突出した電極大径部４２を有する。すなわち、電極大径部４２は、中心電極４における碍子突出部３１の内側の部位における先端部に形成されている。プラグ軸方向Ｚにおいて、電極大径部４２は、碍子段部３１２よりも先端側に位置している。すなわち、電極大径部４２は、碍子突出部３１の碍子小径部３１３の内側に形成されている。電極大径部４２の先端側は、露出部４１と接続している。電極大径部４２の形状は、実施形態１２の電極大径部４２と同様である。
その他は、実施形態１３と同様である。

本実施形態においては、碍子突出部３１の内側に配された部位に電極大径部４２を形成しているため、実施形態１２と同様、プレイグニッションの発生を防止しやすい。
その他、実施形態１３と同様の作用効果を有する。

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。

例えば、実施形態４と実施形態５とを組み合わせ、中心電極の形状を実施形態４で示したものとし、接地電極の形状を実施形態５で示したものとすることもできる。

また、露出部を、中心電極における碍子突出部の内側の部位と一体的に形成したが、これに限られず、露出部と、中心電極における碍子突出部の内側の部位とを別体とすることも可能である。

また、接地電極をハウジングの先端部に接合する形態を示したが、ハウジングと接地電極とを一体的に形成してもよい。すなわち、ハウジングの一部を接地電極とすることもできる。

また、実施形態６、実施形態７において、中心電極の露出部に、４つの通気孔を形成した形態を示したが、露出部における通気孔の数は、１つでも良いし、２つ以上でも良い。

１ 内燃機関用のスパークプラグ
２ 接地電極
３ 絶縁碍子
３１ 碍子突出部
３１ｂ 碍子突出部の外周面
４ 中心電極
４１ 露出部
４１１ 第一部位
４１２ 第二部位
Ｚ プラグ軸方向

Claims (25)

1. 筒状の接地電極（２）と、
   前記接地電極の内側に配されると共に、前記接地電極の先端よりもプラグ軸方向（Ｚ）の先端側へ突出した碍子突出部（３１）を有する筒状の絶縁碍子（３）と、
   前記絶縁碍子の内側に保持されると共に、前記碍子突出部の先端から露出した露出部（４１）を有する中心電極（４）と、を備え、
   前記中心電極の前記露出部は、前記碍子突出部をプラグ軸方向の先端側から覆う第一部位（４１１）と、前記第一部位からプラグ軸方向の基端側に延設されると共に前記碍子突出部の外周面（３１ｂ）の全周を、プラグ径方向の外周側から覆う第二部位（４１２）とを有し、
   プラグ軸方向における、前記第一部位と前記碍子突出部との間には、軸方向空隙（ａｃ）が形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
2. プラグ径方向における、前記碍子突出部の前記外周面と前記中心電極の前記第二部位の内周面（４１２ｂ）との間には、径方向空隙（ｒｃ）が形成されている、請求項１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
3. 前記露出部には、前記露出部の内外を貫通するとともに、一端が前記径方向空隙に向かって開口する通気孔（４０）が形成されている、請求項２に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
4. 前記碍子突出部は、全体として、プラグ軸方向の先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有する、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. 前記中心電極における前記碍子突出部の内側に配された部位は、プラグ径方向の外周側に突出した電極大径部（４２）を有する、請求項４に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
6. 前記中心電極の前記露出部は、プラグ軸方向から見たとき、前記接地電極の内側に収まるよう形成されている、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. 筒状の接地電極（２）と、
   前記接地電極の内側に配されると共に、前記接地電極の先端よりもプラグ軸方向（Ｚ）の先端側へ突出した碍子突出部（３１）を有する筒状の絶縁碍子（３）と、
   前記絶縁碍子の内側に保持されると共に、前記碍子突出部の先端から露出した露出部（４１）を有する中心電極（４）と、を備え、
   前記中心電極の前記露出部は、前記碍子突出部をプラグ軸方向の先端側から覆う第一部位（４１１）と、前記第一部位からプラグ軸方向の基端側に延設されると共に前記碍子突出部の外周面（３１ｂ）の全周を、プラグ径方向の外周側から覆う第二部位（４１２）とを有し、
   プラグ径方向における、前記碍子突出部の前記外周面と前記中心電極の前記第二部位の内周面（４１２ｂ）との間には、径方向空隙（ｒｃ）が形成されており、
   前記露出部には、前記露出部の内外を貫通するとともに、一端が前記径方向空隙に向かって開口する通気孔（４０）が形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
8. 前記碍子突出部は、全体として、プラグ軸方向の先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有する、請求項７に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
9. 前記中心電極における前記碍子突出部の内側に配された部位は、プラグ径方向の外周側に突出した電極大径部（４２）を有する、請求項８に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
10. 前記中心電極の前記露出部は、プラグ軸方向から見たとき、前記接地電極の内側に収まるよう形成されている、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. 筒状の接地電極（２）と、
    前記接地電極の内側に配されると共に、前記接地電極の先端よりもプラグ軸方向（Ｚ）の先端側へ突出した碍子突出部（３１）を有する筒状の絶縁碍子（３）と、
    前記絶縁碍子の内側に保持されると共に、前記碍子突出部の先端から露出した露出部（４１）を有する中心電極（４）と、を備え、
    前記中心電極の前記露出部は、前記碍子突出部をプラグ軸方向の先端側から覆う第一部位（４１１）と、前記第一部位からプラグ軸方向の基端側に延設されると共に前記碍子突出部の外周面（３１ｂ）の全周を、プラグ径方向の外周側から覆う第二部位（４１２）とを有し、
    前記碍子突出部は、全体として、プラグ軸方向の先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有し、
    前記中心電極における前記碍子突出部の内側に配された部位は、プラグ径方向の外周側に突出した電極大径部（４２）を有する、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
12. プラグ径方向における、前記碍子突出部の前記外周面と前記中心電極の前記第二部位の内周面（４１２ｂ）との間には、径方向空隙（ｒｃ）が形成されている、請求項１１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
13. 前記中心電極の前記露出部は、プラグ軸方向から見たとき、前記接地電極の内側に収まるよう形成されている、請求項１１又は１２に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
14. 筒状の接地電極（２）と、
    前記接地電極の内側に配されると共に、前記接地電極の先端よりもプラグ軸方向（Ｚ）の先端側へ突出した碍子突出部（３１）を有する筒状の絶縁碍子（３）と、
    前記絶縁碍子の内側に保持されると共に、前記碍子突出部の先端から露出した露出部（４１）を有する中心電極（４）と、を備え、
    前記中心電極の前記露出部は、前記碍子突出部をプラグ軸方向の先端側から覆う第一部位（４１１）と、前記第一部位からプラグ軸方向の基端側に延設されると共に前記碍子突出部の外周面（３１ｂ）の全周を、プラグ径方向の外周側から覆う第二部位（４１２）とを有し、
    前記中心電極の前記露出部は、プラグ軸方向から見たとき、前記接地電極の内側に収まるよう形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
15. プラグ径方向における、前記碍子突出部の前記外周面と前記中心電極の前記第二部位の内周面（４１２ｂ）との間には、径方向空隙（ｒｃ）が形成されている、請求項１４に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
16. 前記碍子突出部は、全体として、プラグ軸方向の先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有する、請求項１４又は１５に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
17. 前記第二部位におけるプラグ軸方向の基端側の端面（４１２ａ）は、プラグ軸方向に直交する、請求項１～１６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. 前記露出部の外周面（４１ｂ）は、プラグ軸方向の先端側に向かうほどプラグ径方向の外周側に向かうよう傾斜した部位を有する、請求項１～１７のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
19. 前記接地電極の先端面（２１）は、プラグ径方向の外周側に向かうほどプラグ軸方向の基端側に向かうよう傾斜した部位を有する、請求項１～１８のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
20. 前記中心電極の前記第二部位と前記接地電極との間の空間距離は、全周において一定である、請求項１～１９のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
21. 筒状の接地電極（２）と、
    前記接地電極の内側に配されると共に、前記接地電極の先端よりもプラグ軸方向（Ｚ）の先端側へ突出した碍子突出部（３１）を有する筒状の絶縁碍子（３）と、
    前記絶縁碍子の内側に保持されると共に、前記碍子突出部の先端から露出した露出部（４１）を有する中心電極（４）と、を備え、
    前記中心電極の前記露出部は、前記碍子突出部をプラグ軸方向の先端側から覆う第一部位（４１１）と、前記第一部位からプラグ軸方向の基端側に延設されると共に前記碍子突出部の外周面（３１ｂ）のプラグ周方向の一部を、プラグ径方向の外周側から覆う第二部位（４１２）とを有し、
    前記碍子突出部の少なくともプラグ周方向の前記第二部位が形成された領域は、プラグ軸方向の全体において、プラグ軸方向の先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有し、
    プラグ軸方向から見たとき、前記中心電極の前記露出部は、前記接地電極の内側に収まるよう形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
22. 前記中心電極における前記碍子突出部の内側に配された部位は、プラグ径方向の外周側に突出した電極大径部（４２）を有する、請求項２１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
23. 筒状の接地電極（２）と、
    前記接地電極の内側に配されると共に、前記接地電極の先端よりもプラグ軸方向（Ｚ）の先端側へ突出した碍子突出部（３１）を有する筒状の絶縁碍子（３）と、
    前記絶縁碍子の内側に保持されると共に、前記碍子突出部の先端から露出した露出部（４１）を有する中心電極（４）と、を備え、
    前記中心電極の前記露出部は、前記碍子突出部をプラグ軸方向の先端側から覆う第一部位（４１１）と、前記第一部位からプラグ軸方向の基端側に延設されると共に前記碍子突出部の外周面（３１ｂ）のプラグ周方向の一部を、プラグ径方向の外周側から覆う第二部位（４１２）とを有し、
    前記碍子突出部の少なくともプラグ周方向の前記第二部位が形成された領域は、プラグ軸方向の全体において、プラグ軸方向の先端側に向かうほど段階的に外径が小さくなる段形状を有し、
    前記中心電極における前記碍子突出部の内側に配された部位は、プラグ径方向の外周側に突出した電極大径部（４２）を有する、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
24. プラグ周方向において、前記碍子突出部の前記段形状は、前記第二部位が配された領域にのみ形成されている、請求項２１～２３のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
25. プラグ軸方向から見たとき、前記スパークプラグの先端部を通る混合気の気流は、前記第二部位とプラグ中心軸との並び方向に直交する向きに流れるよう構成されている、請求項２１～２４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