JP7113714B2 - 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。

特許文献１には、スパークプラグとして、絶縁碍子の表面に沿った放電を生じさせるものが開示されている。特許文献１に記載のスパークプラグは、絶縁碍子と、絶縁碍子の内側に保持された中心電極と、絶縁碍子の表面におけるプラグ軸方向の複数箇所に配された複数のリング電極とを備える。特許文献１に記載のスパークプラグは、複数のリング電極を通って、中心電極と、スパークプラグが取り付けられるエンジンヘッドとの間に放電を生じさせる。

特開平１－２６５４７６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、放電が開示される位置がプラグ周方向における特定の位置に決まらない。すなわち、特許文献１に記載のスパークプラグにおいては、プラグ周方向における放電開始位置がランダムとなり、混合気に対する着火性向上の観点から、改善の余地がある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、着火性の向上を図り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１の態様は、先端部に接地電極（２１）を有する、筒状のハウジング（２）と、
碍子先端部（３１）を前記ハウジングから先端側に突出させつつ、前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子（３）と、
前記絶縁碍子の内側に配された内側電極部（４１）、及び前記絶縁碍子から先端側に露出した外側電極部（４２）を有する中心電極（４）と、
前記碍子先端部の外周面に配された中間電極（５）と、を備え、
前記中心電極から前記中間電極までの最短空間経路を第一経路（Ｒ１）とし、前記中間電極から前記接地電極までの最短空間経路を第二経路（Ｒ２）としたとき、前記第一経路と前記第二経路とは、プラグ周方向の互いに異なる位置に配されており、
前記外側電極部は、前記碍子先端部の表面に沿う方向において、前記内側電極部との境界部から遠ざかる方向に突出した突出部（４２０）を、プラグ周方向の一部に有し、前記突出部の突出側の端部と前記中間電極との間に、前記第一経路が形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
本発明の第２の態様は、先端部に接地電極（２１）を有する、筒状のハウジング（２）と、
碍子先端部（３１）を前記ハウジングから先端側に突出させつつ、前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子（３）と、
前記絶縁碍子の内側に配された内側電極部（４１）、及び前記絶縁碍子から先端側に露出した外側電極部（４２）を有する中心電極（４）と、
前記碍子先端部の外周面に配された中間電極（５）と、を備え、
前記中心電極から前記中間電極までの最短空間経路を第一経路（Ｒ１）とし、前記中間電極から前記接地電極までの最短空間経路を第二経路（Ｒ２）としたとき、前記第一経路と前記第二経路とは、プラグ周方向の互いに異なる位置に配されており、
プラグ軸方向（Ｚ）から見たとき、前記第一経路とプラグ中心軸とをつなぐ直線を第一直線（Ａ１）、前記第二経路とプラグ中心軸とをつなぐ直線を第二直線（Ａ２）としたとき、前記第一直線と前記第二直線との間になす角（θ１、θ２）は、９０°以上である、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
本発明の第３の態様は、先端部に接地電極（２１）を有する、筒状のハウジング（２）と、
碍子先端部（３１）を前記ハウジングから先端側に突出させつつ、前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子（３）と、
前記絶縁碍子の内側に配された内側電極部（４１）、及び前記絶縁碍子から先端側に露出した外側電極部（４２）を有する中心電極（４）と、
前記碍子先端部の外周面に配された中間電極（５）と、を備え、
前記中心電極から前記中間電極までの最短空間経路を第一経路（Ｒ１）とし、前記中間電極から前記接地電極までの最短空間経路を第二経路（Ｒ２）としたとき、前記第一経路と前記第二経路とは、プラグ周方向の互いに異なる位置に配されており、
プラグ周方向における前記第一経路が形成された領域に位置する前記中間電極の部位を第一部位（５１）とし、プラグ周方向における前記第二経路が形成された領域に位置する前記中間電極の部位を第二部位（５２）としたとき、前記第一部位は、前記第二部位よりもプラグ軸方向の基端側に位置している、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
本発明の第４の態様は、先端部に接地電極（２１）を有する、筒状のハウジング（２）と、
碍子先端部（３１）を前記ハウジングから先端側に突出させつつ、前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子（３）と、
前記絶縁碍子の内側に配された内側電極部（４１）、及び前記絶縁碍子から先端側に露出した外側電極部（４２）を有する中心電極（４）と、
前記碍子先端部の外周面に配された中間電極（５）と、を備える内燃機関用のスパークプラグ（１）であって、
前記中心電極から前記中間電極までの最短空間経路を第一経路（Ｒ１）とし、前記中間電極から前記接地電極までの最短空間経路を第二経路（Ｒ２）としたとき、前記第一経路と前記第二経路とは、プラグ周方向の互いに異なる位置に配されており、
プラグ軸方向（Ｚ）から見たとき、前記第一経路とプラグ中心軸とをつなぐ直線を第一直線（Ａ１）、前記第二経路とプラグ中心軸とをつなぐ直線を第二直線（Ａ２）としたとき、内燃機関に取り付けられた状態において、プラグ軸方向から見たとき、前記第一直線と前記第二直線との少なくとも一方は、前記スパークプラグの先端部を通る混合気の主流の流通方向（Ｆ）に直交する、内燃機関用のスパークプラグにある。

前記態様のスパークプラグにおいて、第一経路と第二経路とは、プラグ周方向の互いに異なる位置に配されている。それゆえ、放電火花を、プラグ周方向の複数箇所に形成しやすい。これにより、燃焼室内において、複数箇所から火炎を広げることができるため、着火性を向上させやすい。

以上のごとく、前記態様によれば、着火性の向上を図り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、スパークプラグを備えた点火装置の一部断面図。 実施形態１における、スパークプラグ先端部の正面図。 実施形態１における、スパークプラグ先端部の側面図。 図３の、IV－IV線矢視断面図。 実施形態１における、スパークプラグ先端部の平面図。 実施形態１における、スパークプラグが混合気に着火することによって生じた火炎の成長の様子を説明するための、スパークプラグ先端部の平面図。 実施形態２における、スパークプラグ先端部の正面図。 実施形態２における、スパークプラグ先端部の側面図。 実施形態３における、スパークプラグ先端部の正面図。 実施形態３における、スパークプラグ先端部の平面図。 実施形態３における、スパークプラグに放電が形成された様子を示すスパークプラグの正面図。 実施形態４における、スパークプラグ先端部の正面図。 実施形態４における、スパークプラグ先端部の側面図。 実施形態５における、スパークプラグ先端部の正面図。 実施形態５における、スパークプラグ先端部の平面図。 実施形態６における、スパークプラグ先端部の平面図。 その他の実施形態における、スパークプラグ先端部の正面図。

（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６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～図５に示すごとく、ハウジング２と絶縁碍子３と中心電極４と中間電極５とを備える。ハウジング２は、先端部に接地電極２１を有する。ハウジング２は、筒状を呈している。絶縁碍子３は、碍子先端部３１をハウジング２から先端側に突出させている。また、絶縁碍子３は、ハウジング２の内側に保持されており、筒状を呈している。

図４に示すごとく、中心電極４は、内側電極部４１と外側電極部４２とを有する。内側電極部４１は、絶縁碍子３の内側に配されている。外側電極部４２は、絶縁碍子３から先端側に露出している。図１～図５に示すごとく、中間電極５は、碍子先端部３１の外周面に配されている。

図２、図４に示すごとく、中心電極４から中間電極５までの最短空間経路を第一経路Ｒ１とし、中間電極５から接地電極２１までの最短空間経路を第二経路Ｒ２とする。このとき、第一経路Ｒ１と第二経路Ｒ２とは、プラグ周方向の互いに異なる位置に配されている。
以後、本実施形態につき詳説する。

本明細書において、スパークプラグ１の中心軸を、プラグ中心軸という。プラグ中心軸が延びる方向を、プラグ軸方向という。以後、プラグ軸方向をＺ方向ということもある。プラグ径方向は、スパークプラグ１の径方向を意味する。プラグ周方向は、スパークプラグ１の周方向を意味する。

本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。図１に示すごとく、スパークプラグ１が内燃機関のエンジンヘッド１０１に取り付けられた状態において、スパークプラグ１は、Ｚ方向の一端部が燃焼室１０２内に配される。本明細書において、Ｚ方向の一方側であって、スパークプラグ１における燃焼室１０２内に配される側を先端側といい、その反対側を基端側という。また、Ｚ方向に直交する方向であって、プラグ中心軸と第一経路Ｒ１とが並ぶ方向をＸ方向という。

図１に示すごとく、ハウジング２は、外周部に、内燃機関のエンジンヘッド１０１に形成された雌ネジ穴１０３に螺合可能な取付ネジ部２２を有する。スパークプラグ１がエンジンヘッド１０１に取り付けられることにより、ハウジング２はエンジンヘッド１０１に接地される。スパークプラグ１は、取付ネジ部２２よりも先端側の部位が、燃焼室１０２に曝される。

図２～図５に示すごとく、ハウジング２における取付ネジ部２２の先端側には、先端筒状部２３が形成されている。先端筒状部２３は、円筒状を呈している。図５に示すごとく、先端筒状部２３は、絶縁碍子３の全周をプラグ径方向の外周側から囲むよう形成されている。プラグ径方向において、絶縁碍子３の外周面と先端筒状部２３の内周面との間には、全周に隙間が形成されているが、これに限られず、絶縁碍子３の外周面と先端筒状部２３の内周面とは、当接していてもよい。先端筒状部２３の先端面２３１から先端側に接地電極２１が立設している。

図２～図５に示すごとく、接地電極２１は、先端筒状部２３の先端面２３１におけるプラグ周方向の一部から先端側に突出するよう形成されている。接地電極２１は、Ｚ方向に延在する四角柱状に形成されている。図４、図５に示すごとく、接地電極２１の側面のうち、プラグ径方向の内周側の側面は、先端筒状部２３の内周面とプラグ径方向の同等の位置に形成されている。接地電極２１の先端面は、Ｚ方向に直交するよう形成されている。接地電極２１は、先端筒状部２３及び取付ネジ部２２を介してエンジンヘッド１０１に接地されている。

ハウジング２は、接地電極２１とその他の部位とを一体に構成してもよいし、接地電極２１とその他の部位とを別体にし、これらを接合する構成にしてもよい。また、ハウジング２は、例えば、先端筒状部２３及び接地電極２１とその他の部位とを別体にし、これらを接合したものとすることもできる。ハウジング２の内側には、絶縁碍子３が配されている。

図１に示すごとく、絶縁碍子３は、Ｚ方向の中央部をハウジング２の内側に配しつつ、基端部をハウジング２よりも基端側へ突出させており、碍子先端部３１をハウジング２の先端筒状部２３よりも先端側へ露出させている。図４に示すごとく、絶縁碍子３は、筒状を呈している。絶縁碍子３には、絶縁碍子３をＺ方向に貫通する軸孔３０が形成されている。

図２～図４に示すごとく、碍子先端部３１の外周面は、Ｚ方向にまっすぐ形成された円筒状を呈している。碍子先端部３１の先端面は、Ｚ方向に直交する平面状に形成されている。碍子先端部３１の外周面と先端面とをつなぐ碍子角部３１１は、アール状に形成されている。

なお、これに限られず、碍子先端部３１の外周面は、例えばＺ方向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てもよい。また、碍子先端部３１の先端面は、例えば先端側に向かうほど内周側へ向かうような傾斜面、或いは曲面等に形成することも可能である。

図４に示すごとく、絶縁碍子３の軸孔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の内側電極部４１は、全体として略円柱形状を呈している。そして、中心電極４は、外側電極部４２を軸孔３０から露出させている。

図４に示すごとく、外側電極部４２は、内側電極部４１から先端側に延設された円柱部４２１と、円柱部４２１に取り付けられた取付部材４２２とを有する。取付部材４２２は、Ｚ方向に貫通する貫通孔４２２ａを有する。そして、取付部材４２２は、貫通孔４２２ａに円柱部４２１を挿入させるよう、円柱部４２１に組み付けられた後、円柱部４２１に溶接等により接合される。なお、外側電極部４２は、例えば円柱部４２１と取付部材４２２とが一体的に形成されていてもよいし、中心電極４全体が一体物で構成されていてもよい。

図２、図４、図５に示すごとく、取付部材４２２は、延設部４２３と突出部４２０とを有する。延設部４２３は、円柱部４２１から外周側に向かうよう延設されている。突出部４２０は、延設部４２３から先端側に突出するよう形成されている。すなわち、取付部材４２２は、碍子先端部３１の表面に沿う方向において、内側電極部４１との境界部から遠ざかる方向に突出した突出部４２０を、プラグ周方向の一部に有する。延設部４２３及び突出部４２０は、碍子先端部３１の表面に沿うように形成されている。

図５に示すごとく、延設部４２３は、プラグ周方向における接地電極２１の位置と異なる領域において、プラグ径方向にまっすぐ形成されている。本実施形態において、延設部４２３は、Ｘ方向における接地電極２１側と反対側に向かって形成されている。図２、図４、図５に示すごとく、延設部４２３の外周側端部は、碍子先端部３１の碍子角部３１１よりも外周側に形成されている。

図２、図４に示すごとく、突出部４２０は、延設部４２３の外周側端部から基端側に突出するよう形成されている。図５に示すごとく、突出部４２０は、碍子先端部３１に対して、Ｘ方向の接地電極２１側の反対側に位置している。図２～図４に示すごとく、突出部４２０は、碍子角部３１１よりも基端側、かつ、接地電極２１よりも先端側の位置まで形成されている。すなわち、突出部４２０は、碍子先端部３１とプラグ径方向に対向しているとともに、Ｚ方向における接地電極２１との間に間隔が形成されている。突出部４２０の内周面及び外周面のそれぞれは、碍子先端部３１の外周面に沿うよう、曲面状に形成されている。

図３に示すごとく、突出部４２０の基端側部分は、基端側に向かうほどプラグ周方向の内周側に向かうよう形成された尖鋭部４２４を有する。尖鋭部４２４は、外周側から見た形状が、基端側に突出した三角形状を呈している。そして、尖鋭部４２４におけるＺ方向の基端部には、角状の突出端部４２４ａが形成されている。

図１～図５に示すごとく、碍子先端部３１の外周面には、中間電極５が配されている。中間電極５は、円環状を呈しており、碍子先端部３１の外周面の全周に配されている。中間電極５は、Ｚ方向に直交する面に平行に形成されている。図２、図３に示すごとく、中間電極５は、Ｚ方向において、接地電極２１の先端位置（すなわち接地電極２１の先端面の位置）と、外側電極部４２のＺ方向の基端位置（すなわち突出部４２０の突出端部４２４ａの位置）との間に位置している。本実施形態において、中間電極５は、Ｚ方向における接地電極２１の先端面と突出端部４２４ａとの間の略中央位置に配されている。

図２～図５に示すごとく、中間電極５は、他の導電部材には接続されていない。すなわち、中間電極５は、電気的に浮いた状態で碍子先端部３１の外周面に配されている。中間電極５は、例えば、碍子先端部３１の外周面に嵌合されることで、碍子先端部３１の外周面に配することができる。なお、これに限られず、中間電極５は、例えば碍子先端部３１の外周面に接着剤にて接着されていてもよい。また、中間電極５は、導電性ペーストを配し、それを焼成することにより形成してもよい。

図２、図４に示すごとく、突出部４２０の突出端部４２４ａと中間電極５との間に、第一経路Ｒ１が形成されている。具体的には、中間電極５における、プラグ周方向の外側電極部４２の突出端部４２４ａが形成された領域に配された部位と、外側電極部４２の突出端部４２４ａとの間に、第一経路Ｒ１が形成されている。前述のごとく、第一経路Ｒ１は、中心電極４から中心電極４までの最短空間経路である。ある２つの部位間の最短空間経路とは、２つの部位同士を最短の空間距離で結ぶ経路を意味する。

図２、図４に示すごとく、接地電極２１の先端と中間電極５との間に、第二経路Ｒ２が形成されている。具体的には、中間電極５における接地電極２１の先端面が形成された領域に配された部位と、接地電極２１の先端面の内周端縁との間に、第二経路Ｒ２が形成されている。前述のごとく、第二経路Ｒ２は、中間電極５から接地電極２１までの最短空間経路である。

図５に示すごとく、スパークプラグ１をＺ方向から見たとき、第一経路Ｒ１とプラグ中心軸とをつなぐ直線を第一直線Ａ１、第二経路Ｒ２とプラグ中心軸とをつなぐ直線を第二直線Ａ２とする。このとき、第一直線Ａ１と第二直線Ａ２との間になす角θ１は、９０°以上である。第二経路Ｒ２は、Ｘ方向における碍子先端部３１に対する第一経路Ｒ１側の反対側に配されている。すなわち、角θ１は、１８０°あるいは１８０°に近傍の値（例えば１７０～１９０°）である。

図示は省略するが、絶縁碍子３の軸孔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を介して抵抗体が配置されている。抵抗体は、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、抵抗体の基端側には、銅ガラスからなるガラスシールを介して図１に示す端子金具１１が配されている。端子金具１１は、例えば鉄合金からなる。端子金具１１は、その基端部が絶縁碍子３から突出している。

図１に示すごとく、端子金具１１における絶縁碍子３から基端側に突出した部位に、電源部１０４が接続される。電源部１０４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１０の電源、又は中心電極４に例えば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。

次に、図１に示すごとく、本形態のスパークプラグ１を内燃機関に取り付けてなる点火装置１０につき説明する。

点火装置１０は、スパークプラグ１に電圧を印加する電源部１０４を備える。また、点火装置１０は、スパークプラグ１が取り付けられるエンジンヘッド１０１を有する。

スパークプラグ１は、取付ネジ部２２においてエンジンヘッド１０１の雌ネジ穴１０３に螺合される。これにより、スパークプラグ１がエンジンヘッド１０１に締結固定されている。そして、スパークプラグ１の先端部分が燃焼室１０２に配される。

図５に示すごとく、スパークプラグ１が内燃機関に取り付けられた状態において、Ｚ方向から見たとき、第一直線Ａ１と第二直線Ａ２との少なくとも一方は、スパークプラグ１先端部を通る混合気の主流の流通方向Ｆに直交する。本実施形態においては、内燃機関に取り付けられた状態において、Ｚ方向から見たとき、第一直線Ａ１と第二直線Ａ２との双方が、スパークプラグ１先端部を通る混合気の主流の流通方向Ｆに直交する。

なお、本明細書において、混合気の主流とは、エンジン点火時期においてスパークプラグ１の先端部を通る混合気の主流を意味するものとするとし、以後、単に主流ということもある。混合気の主流の流通方向Ｆは、例えば、内燃機関の吸気バルブ側から排気バルブ側に向かう方向である。すなわち、主流の流通方向Ｆは、吸気バルブと排気バルブの並び方向に平行に形成され得る。なお、燃焼室１０２内の混合気の気流は、複数のサイクルにおいて概ね一定の方向となる主流と、乱流、渦流等の発生により主流の流通方向Ｆとは異なる方向に流通する副流とが生じ得るが、前記主流は、副流を無視した燃焼室１０２内の気流の流れである。

内燃機関におけるスパークプラグ１の取付姿勢は、スパークプラグ１の先端部を通る混合気の主流の流通方向Ｆを考慮して調整される。前記取付姿勢は、例えば、ハウジング２の取付ネジ部２２のネジの切り方等により、調整することができる。なお、内燃機関におけるスパークプラグ１の取付姿勢の調整は、これに限られない。例えば、取付ネジ部２２の基端側に、エンジンヘッド１０１とハウジング２とで挟持されるスペーサ又はガスケットを配し、エンジンヘッド１０１に対するスパークプラグ１の螺合の止まり位置を調整することで、スパークプラグ１の姿勢を調整してもよい。

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
本形態のスパークプラグ１において、第一経路Ｒ１と第二経路Ｒ２とは、プラグ周方向の互いに異なる位置に配されている。それゆえ、放電火花を、プラグ周方向の複数箇所に形成しやすい。これにより、燃焼室１０２内において、複数箇所から火炎を広げることができるため、着火性を向上させやすい。

また、突出部４２０の突出端部４２４ａと中間電極５との間に、第一経路Ｒ１が形成されている。このように、突出部４２０の突出端部４２４ａに第一経路Ｒ１の一端を形成することで、第一経路Ｒ１の位置を特定しやすい。それゆえ、中心電極４と中間電極５との間の予期せぬ位置に放電が形成されることを防止しやすい。

また、ハウジング２は、プラグ周方向の一部の領域に、先端側に突出するよう形成された接地電極２１を有し、接地電極２１の先端と中間電極５との間に、第二経路Ｒ２が形成されている。このように、プラグ周方向において局所的に形成された接地電極２１の先端に第二経路Ｒ２の一端を形成することで、第二経路Ｒ２の位置を特定しやすい。それゆえ、ハウジング２と接地電極２１との間の予期せぬ位置に放電が形成されることを防止しやすい。

また、Ｚ方向から見たとき、第一直線Ａ１と第二直線Ａ２との間になす角θ１は、９０°以上である。すなわち、第一経路Ｒ１と第二経路Ｒ２とは、プラグ周方向において離れた位置に形成される。それゆえ、第一経路Ｒ１周辺に形成された放電が混合気に着火することによって生じる火炎と、第二経路Ｒ２周辺に形成された放電が混合気に着火することによって生じる火炎とが、互いに干渉し難い。そのため、一層、混合気に対するスパークプラグ１の着火性を向上させやすい。

また、第二経路Ｒ２は、Ｘ方向における碍子先端部３１に対する第一経路Ｒ１側の反対側に配されている。それゆえ、図６に示すごとく、第一経路Ｒ１周辺に形成された放電が混合気に着火することによって生じる第一火炎ｆ１と、第二経路Ｒ２周辺に形成された放電が混合気に着火することによって生じる第二火炎ｆ２とは、Ｘ方向における碍子先端部３１の互いに反対側に形成される。それゆえ、第一火炎ｆ１と第二火炎ｆ２とは、一層干渉し難く、それぞれが独自に成長しやすい。そのため、一層、混合気に対するスパークプラグ１の着火性を向上させやすい。なお、図６においては、火炎の成長の様子を、符号ｆａ～ｆｄにて表している。符号ｆａ～ｆｄは、時間別の火炎の外郭位置を示しており、符号ｆａからｆｄの順に、時間が進んでいる。また、図６において、第一火炎ｆ１及び第二火炎ｆ２にハッチングを施している。

また、内燃機関に取り付けられた状態において、スパークプラグ１をＺ方向から見たとき、第一直線Ａ１と第二直線Ａ２との双方は、混合気の主流の流通方向Ｆに直交する。それゆえ、スパークプラグ１は、主流の流通方向Ｆにおける第一経路Ｒ１の両側、及び第二経路Ｒ２の両側に、スパークプラグ１の一部分が配され難く、主流が第一経路Ｒ１周辺を通り抜けやすい。そのため、第一経路Ｒ１周辺に形成された放電による放電火花と、第二経路Ｒ２周辺に形成された放電による放電火花とは、混合気の主流により、下流側に大きく引き伸ばされやすい。これにより、放電火花と混合気との接触面積を大きくでき、混合気に対するスパークプラグ１の着火性を向上させやすい。

以上のごとく、本形態によれば、着火性の向上を図り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。

（実施形態２）
本実施形態は、図７、図８に示すごとく、実施形態１に対して、中間電極５の形状を変更したものである。

プラグ周方向における第一経路Ｒ１が形成された領域に位置する中間電極５の部位を第一部位５１と定義する。プラグ周方向における第二経路Ｒ２が形成された領域に位置する中間電極５の部位を第二部位５２とする。本実施形態において、第一部位５１は、第二部位５２よりもＺ方向の基端側に位置している。図７に示すごとく、第一経路Ｒ１の長さＬ１と第二経路Ｒ２の長さＬ２との和は、Ｚ方向における中心電極４と接地電極２１との間の最短距離Ｔよりも大きい。すなわち、Ｌ１、Ｌ２、及びＴは、Ｌ１＋Ｌ２＞Ｔ、の関係を満たす。

中間電極５は、プラグ周方向において、第一部位５１から第二部位５２側に向かうほど、Ｚ方向の先端側に向かうように傾斜した形状を有する。すなわち、中間電極５は、Ｚ方向に直交する面に対して傾斜した円環状に形成されている。

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、第一部位５１が第二部位５２よりもＺ方向の基端側に位置している。それゆえ、第一経路Ｒ１、第二経路Ｒ２それぞれの長さを確保しやすい。それゆえ、第一経路Ｒ１の周囲に形成される放電と、第二経路Ｒ２の周囲に形成される放電との長さを確保しやすい。これに伴い、それぞれの放電によって生じた放電火花と混合気との接触面積を稼ぎやすく、一層混合気に対するスパークプラグ１の着火性を向上させることができる。
その他、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９～図１１に示すごとく、碍子先端部３１の表面に複数の中間電極５を設けた実施形態である。

図９、図１０に示すごとく、本実施形態において、碍子先端部３１の外周面には、７つの中間電極５が形成されている。７つの中間電極５のそれぞれは、プラグ周方向に平行に形成されている。図９に示すごとく、７つの中間電極５は、碍子先端部３１の表面上を、中心電極４の突出端部４２４ａから基端側に向かう螺旋方向に沿って、所定間隔で配されている。本実施形態において、７つの中間電極５は、プラグ周方向に４５°おきに配されている。以後、７つの中間電極５のうち、前記螺旋方向の突出端部４２４ａに最も近い側に配された中間電極５を、第一端電極５３といい、前記螺旋方向における突出端部４２４ａから最も遠い側に配された中間電極５を、第二端電極５４という。

図１０に示すごとく、第一端電極５３は、突出端部４２４ａに対してプラグ周方向の一方に４５°ずれた位置に配されている。第二端電極５４は、突出端部４２４ａに対してプラグ周方向の他方に４５°ずれた位置に配されている。そして、第一端電極５３と突出端部４２４ａとの間に、第一経路Ｒ１が形成されており、第二端電極５４と接地電極２１との間に第二経路Ｒ２が形成されている。本実施形態において、先端筒状部２３の先端に、ハウジング２の一部は突出しておらず、先端筒状部２３の先端部が接地電極２１を構成している。
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、プラグ周方向の複数箇所に、複数の中間電極５が配されている。それゆえ、プラグ周方向の広い範囲に放電を形成することができる。本実施形態においては、図１１に示すごとく、中心電極４の突出端部４２４ａと第一端電極５３との間、前記螺旋方向に隣り合う中間電極５の間、及び第二端電極５４と接地電極２１との間に、放電Ｓが生じる。すなわち、本実施形態においては、プラグ周方向の略全体に、放電が形成される。それゆえ、プラグ周方向の広い範囲から混合気に着火することができ、一層混合気に対する着火性を向上させやすい。

また、プラグ周方向の広い範囲に放電が形成されるため、内燃機関におけるスパークプラグ１の取付姿勢によって、着火性が変動することを抑制することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態４）
本実施形態は、図１２、図１３に示すごとく、実施形態１に対して、中心電極４、接地電極２１、及び中間電極５の形状を変更した実施形態である。

中心電極４の外側電極部４２は、円柱部４２１のみで構成されている。また、接地電極２１は、先端筒状部２３の先端部によって構成されている。すなわち、ハウジング２は、先端筒状部２３よりも先端側に突出する部位を有さない。

中間電極５は、中心電極４の外側電極部４２に向かって突出する第一突出部５５を有する。そして、第一突出部５５と外側電極部４２との間に、第一経路Ｒ１が形成されている。第一突出部５５は、中間電極５の一部が、Ｚ方向の先端側に突出するよう形成されている。

中間電極５は、接地電極２１側に突出する第二突出部５６を有する。第二突出部５６と接地電極２１との間に、第二経路Ｒ２が形成されている。第二突出部５６は、中間電極５の一部が、Ｚ方向の基端側に突出するよう形成されている。第二突出部５６は、Ｘ方向における碍子先端部３１に対する第一突出部５５側の反対側に配されている。
その他は、実施形態１と同様である。

本形態において、中間電極５は、中心電極４の外側電極部４２に向かって突出する第一突出部５５を有する。そして、第一突出部５５と外側電極部４２との間に、第一経路Ｒ１が形成されている。それゆえ、プラグ周方向における第一経路Ｒ１の位置を特定しやすく、中心電極４と中間電極５との間の予期せぬ位置に放電が形成されることを防止しやすい。

また、中間電極５は、接地電極２１側に突出する第二突出部５６を有する。第二突出部５６と接地電極２１との間に、第二経路Ｒ２が形成されている。それゆえ、プラグ周方向における第二経路Ｒ２の位置を特定しやすく、ハウジング２と接地電極２１との間の予期せぬ位置に放電が形成されることを防止しやすい。

また、本実施形態においては、中間電極５のみを加工する（すなわち第一突出部５５及び第二突出部５６を形成する）ことにより、第一経路Ｒ１及び第二経路Ｒ２の位置が定まるので、スパークプラグ１の生産性の向上を図りやすい。
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１４、図１５に示すごとく、実施形態１に対して、外側電極部４２の形状を変更した実施形態である。

外側電極部４２は、円柱部４２１と、円柱部４２１からプラグ周方向の一部においてプラグ径方向の外周側に突出する突出部４２０を有する。すなわち、本実施形態において、外側電極部４２は、絶縁碍子３の先端面より基端側の領域には形成されていない。

突出部４２０は、外周側端部に尖鋭部４２４を備える。尖鋭部４２４は、Ｘ方向における接地電極２１側と反対側に突出するよう形成されている。そして、尖鋭部４２４の突出端部４２４ａは、Ｘ方向における接地電極２１側の反対側に向かって突出するよう形成されている。

その他は、実施形態１と同様である。
本実施形態においても、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１６に示すごとく、実施形態１に対して、第一経路Ｒ１及び第二経路Ｒ２のプラグ周方向の位置関係を変更した実施形態である。

本実施形態において、接地電極２１は、プラグ周方向における中心電極４の突出端部４２４ａが形成された位置からプラグ周方向に１８０°ずれた位置に対して、プラグ周方向に若干ずれた位置に配されている。第一直線Ａ１（すなわち第一経路Ｒ１とプラグ中心軸とをつなぐ直線）と、第二直線Ａ２（第二経路Ｒ２とプラグ中心軸とをつなぐ直線）との間になす角θ２は鈍角である。

その他は、実施形態１と同様である。
本実施形態においても、実施形態１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１、２、４～６においては、中間電極が碍子先端部の外周面の全周に配された例を示したが、これに限られず、第一経路と第二経路とがプラグ周方向の互いに異なる位置に配されていれば、中間電極がプラグ周方向の一部の領域に配されていてもよい。また、中間電極は、例えば、プラグ周方向に断続的に配されていてもよい。

また、碍子表面の形状を工夫することで、中心電極と中間電極との間の空間距離や、中間電極と接地電極との間の空間距離を、プラグ周方向において変動させ、第一経路及び第二経路を形成することができる。例えば図１７に示すごとく、プラグ周方向の一部において碍子先端部３１の角部３１２を周囲よりも凹ますことにより、中心電極４の外側電極部４２はプラグ周方向において一様な円柱形状（例えば、実施形態４で示したような形状）、中間電極５はプラグ周方向において一様な円環形状であっても、当該凹みの内側の領域に第一経路Ｒ１を形成することができる。

また、前記各実施形態において、碍子先端部の表面に、中間電極を配置するための配置溝を形成し、ここに中間電極を配置することも可能である。この場合、中間電極が碍子先端部の表面から剥がれ落ちることを防止しやすい。このとき、中間電極を、配置溝内に収まるよう配置することにより、中間電極の剥がれ落ちを一層抑制できる。

１ 内燃機関用のスパークプラグ
２ ハウジング
２１ 接地電極
３ 絶縁碍子
３１ 碍子先端部
４ 中心電極
４２ 外側電極部
５ 中間電極
Ｒ１ 第一経路
Ｒ２ 第二経路

Claims (11)

1. 先端部に接地電極（２１）を有する、筒状のハウジング（２）と、
   碍子先端部（３１）を前記ハウジングから先端側に突出させつつ、前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子（３）と、
   前記絶縁碍子の内側に配された内側電極部（４１）、及び前記絶縁碍子から先端側に露出した外側電極部（４２）を有する中心電極（４）と、
   前記碍子先端部の外周面に配された中間電極（５）と、を備え、
   前記中心電極から前記中間電極までの最短空間経路を第一経路（Ｒ１）とし、前記中間電極から前記接地電極までの最短空間経路を第二経路（Ｒ２）としたとき、前記第一経路と前記第二経路とは、プラグ周方向の互いに異なる位置に配されており、
   前記外側電極部は、前記碍子先端部の表面に沿う方向において、前記内側電極部との境界部から遠ざかる方向に突出した突出部（４２０）を、プラグ周方向の一部に有し、前記突出部の突出側の端部と前記中間電極との間に、前記第一経路が形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
2. プラグ軸方向（Ｚ）から見たとき、前記第一経路とプラグ中心軸とをつなぐ直線を第一直線（Ａ１）、前記第二経路とプラグ中心軸とをつなぐ直線を第二直線（Ａ２）としたとき、前記第一直線と前記第二直線との間になす角（θ１、θ２）は、９０°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. 先端部に接地電極（２１）を有する、筒状のハウジング（２）と、
   碍子先端部（３１）を前記ハウジングから先端側に突出させつつ、前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子（３）と、
   前記絶縁碍子の内側に配された内側電極部（４１）、及び前記絶縁碍子から先端側に露出した外側電極部（４２）を有する中心電極（４）と、
   前記碍子先端部の外周面に配された中間電極（５）と、を備え、
   前記中心電極から前記中間電極までの最短空間経路を第一経路（Ｒ１）とし、前記中間電極から前記接地電極までの最短空間経路を第二経路（Ｒ２）としたとき、前記第一経路と前記第二経路とは、プラグ周方向の互いに異なる位置に配されており、
   プラグ軸方向（Ｚ）から見たとき、前記第一経路とプラグ中心軸とをつなぐ直線を第一直線（Ａ１）、前記第二経路とプラグ中心軸とをつなぐ直線を第二直線（Ａ２）としたとき、前記第一直線と前記第二直線との間になす角（θ１、θ２）は、９０°以上である、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
4. プラグ軸方向に直交する方向であって、前記第一経路とプラグ中心軸とをつなぐ方向を特定方向（Ｘ）としたとき、前記第二経路は、前記特定方向における前記碍子先端部に対する前記第一経路側の反対側に配されている、請求項２又は３に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
5. プラグ周方向における前記第一経路が形成された領域に位置する前記中間電極の部位を第一部位（５１）とし、プラグ周方向における前記第二経路が形成された領域に位置する前記中間電極の部位を第二部位（５２）としたとき、前記第一部位は、前記第二部位よりもプラグ軸方向の基端側に位置している、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. 先端部に接地電極（２１）を有する、筒状のハウジング（２）と、
   碍子先端部（３１）を前記ハウジングから先端側に突出させつつ、前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子（３）と、
   前記絶縁碍子の内側に配された内側電極部（４１）、及び前記絶縁碍子から先端側に露出した外側電極部（４２）を有する中心電極（４）と、
   前記碍子先端部の外周面に配された中間電極（５）と、を備え、
   前記中心電極から前記中間電極までの最短空間経路を第一経路（Ｒ１）とし、前記中間電極から前記接地電極までの最短空間経路を第二経路（Ｒ２）としたとき、前記第一経路と前記第二経路とは、プラグ周方向の互いに異なる位置に配されており、
   プラグ周方向における前記第一経路が形成された領域に位置する前記中間電極の部位を第一部位（５１）とし、プラグ周方向における前記第二経路が形成された領域に位置する前記中間電極の部位を第二部位（５２）としたとき、前記第一部位は、前記第二部位よりもプラグ軸方向の基端側に位置している、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
7. プラグ軸方向（Ｚ）から見たとき、前記第一経路とプラグ中心軸とをつなぐ直線を第一直線（Ａ１）、前記第二経路とプラグ中心軸とをつなぐ直線を第二直線（Ａ２）としたとき、内燃機関に取り付けられた状態において、プラグ軸方向から見たとき、前記第一直線と前記第二直線との少なくとも一方は、前記スパークプラグの先端部を通る混合気の主流の流通方向（Ｆ）に直交する、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。
8. 先端部に接地電極（２１）を有する、筒状のハウジング（２）と、
   碍子先端部（３１）を前記ハウジングから先端側に突出させつつ、前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子（３）と、
   前記絶縁碍子の内側に配された内側電極部（４１）、及び前記絶縁碍子から先端側に露出した外側電極部（４２）を有する中心電極（４）と、
   前記碍子先端部の外周面に配された中間電極（５）と、を備える内燃機関用のスパークプラグ（１）であって、
   前記中心電極から前記中間電極までの最短空間経路を第一経路（Ｒ１）とし、前記中間電極から前記接地電極までの最短空間経路を第二経路（Ｒ２）としたとき、前記第一経路と前記第二経路とは、プラグ周方向の互いに異なる位置に配されており、
   プラグ軸方向（Ｚ）から見たとき、前記第一経路とプラグ中心軸とをつなぐ直線を第一直線（Ａ１）、前記第二経路とプラグ中心軸とをつなぐ直線を第二直線（Ａ２）としたとき、内燃機関に取り付けられた状態において、プラグ軸方向から見たとき、前記第一直線と前記第二直線との少なくとも一方は、前記スパークプラグの先端部を通る混合気の主流の流通方向（Ｆ）に直交する、内燃機関用のスパークプラグ。
9. 前記ハウジングは、プラグ周方向の一部の領域に、先端側に突出するよう形成された前記接地電極を有し、前記接地電極の先端と前記中間電極との間に、前記第二経路が形成されている、請求項１～８のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
10. 前記中間電極は、前記中心電極の前記外側電極部側に向かって突出する第一突出部（５５）を有し、前記第一突出部と前記外側電極部との間に、前記第一経路が形成されている、請求項１～９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. 前記中間電極は、前記接地電極側に突出する第二突出部（５６）を有し、前記第二突出部と前記接地電極との間に、前記第二経路が形成されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

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