JP7194550B2 - 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、接地電極と中心電極との間に、絶縁碍子の表面に沿った沿面放電を生じさせるものがある。

ここで、接地電極と中心電極との間に生じる放電が、絶縁碍子の表面に沿ったままでは、前記放電によって生じた放電火花を引き伸ばしにくく、着火性を向上させ難い。

そこで、特許文献１に記載のスパークプラグは、接地電極に、部分的に接地電極の先端部を先端側へ突出させた接地突出部を周方向の一部に形成している。これにより、スパークプラグの周方向における放電の形成位置を、所望の位置（すなわち周方向における接地突出部が形成された位置）にしようとしている。そして、特許文献１に記載のスパークプラグは、周方向における放電の形成位置と燃焼室内の混合気の気流の向きとが適切な関係となるよう、内燃機関に取り付けられる。これにより、燃焼室内の気流で、放電火花を絶縁碍子の表面から引き離し、気中に引き伸ばしやすくしようとしている。

特開２０１６－５８１９６号公報

しかしながら、燃焼室内の気流の向きは、常に一定ではなく変動することが考えられる。それゆえ、特許文献１に記載のスパークプラグにおいては、燃焼室内における気流の向きが変動することに起因し、混合気に対する着火性にばらつきが生じることが懸念される。そのため、特許文献１に記載のスパークプラグにおいては、混合気に対する着火性向上に関して改善の余地がある。

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、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、を備え、
前記ハウジングの先端部には、先端側に突出する接地電極（２１）が、プラグ周方向の一部に形成されており、
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側に突出して、前記接地電極との間に放電を形成する突出部（４２０）を有し、
前記突出部は、プラグ周方向の一部の領域に形成されており、
前記突出部と前記接地電極とは、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、前記内側電極部との境界部からプラグ径方向の外周側に延設された延設部（４２３）を有し、前記突出部は、前記延設部から基端側に突出す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２の態様は、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、を備え、
前記ハウジングの先端部には、先端側に突出する接地電極（２１）が、プラグ周方向の一部に形成されており、
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側に突出して、前記接地電極との間に放電を形成する突出部（４２０）を有し、
前記突出部は、プラグ周方向の一部の領域に形成されており、
前記突出部と前記接地電極とは、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、複数の前記突出部を有する、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
本発明の第３の態様は、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、を備え、
前記ハウジングの先端部には、先端側に突出する接地電極（２１）が、プラグ周方向の一部に形成されており、
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側に突出して、前記接地電極との間に放電を形成する突出部（４２０）を有し、
前記突出部は、プラグ周方向の一部の領域に形成されており、
前記突出部と前記接地電極とは、プラグ周方向の互いに異なる位置に配されており、
前記ハウジングには、複数の前記接地電極が形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
本発明の第４の態様は、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、を備え、
前記ハウジングの先端部には、先端側に突出する接地電極（２１）が、プラグ周方向の一部に形成されており、
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側に突出して、前記接地電極との間に放電を形成する突出部（４２０）を有し、
前記突出部は、プラグ周方向の一部の領域に形成されており、
前記突出部と前記接地電極とは、プラグ周方向の互いに異なる位置に配されており、
前記接地電極から前記突出部までの最短空間経路を第一経路（Ｒ１）、前記接地電極を除く前記ハウジングの部位から前記突出部までの最短空間経路を第二経路（Ｒ２）と定義したとき、前記絶縁碍子の表面に前記第二経路をプラグ径方向に投影した第二投影領域は、凹凸形状を有し、前記絶縁碍子の表面に前記第一経路をプラグ径方向に投影した第一投影領域は、前記第二投影領域よりも平坦に形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。

前記態様の内燃機関用のスパークプラグにおいて、突出部と接地電極とは、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、中心電極と接地電極との間に生じる、絶縁碍子の表面に沿った沿面放電は、プラグ軸方向の一方から他方に向かうにつれて、プラグ周方向の一方に向かうよう、螺旋状に形成される。すなわち、沿面放電は、プラグ周方向にある程度の長さを持った範囲に形成される。それゆえ、燃焼室内の気流の向きが変動した場合においても、沿面放電によって生じた放電火花の少なくとも一部は、燃焼室の気流によって引き伸ばされやすい領域に配されやすい。そのため、本態様のスパークプラグは、燃焼室内の混合気の気流の向きが変動による着火性のばらつきが生じ難く、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２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、スパークプラグ先端部を外周から見たときの形状を、プラグ周方向に展開した展開図。 実施形態１における、主流の流通方向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１における、スパークプラグ先端部の平面図において、初期の放電火花を表した説明図。 実施形態１における、スパークプラグ先端部の平面図において、放電火花が燃焼室内の混合気の副流によって大きく引き伸ばされている様子を示す説明図。 図８の、Ｘ線矢視図。 図９の、XI線矢視図。 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平面図。 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平面図。 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を外周から見たときの形状を、プラグ周方向に展開した展開図。 図１８の、XX－XX線矢視断面図。 参考形態１における、スパークプラグ先端部の正面図。 参考形態１における、スパークプラグ先端部の平面図。

（実施形態１）
内燃機関用のスパークプラグの実施形態につき、図１～図１１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４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つつ、ハウジング２の内側に保持されている。絶縁碍子３は、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及び外側電極部４２を有する。内側電極部４１は、中心電極４における、絶縁碍子３の内側に配された部位である。外側電極部４２は、中心電極４における、絶縁碍子３から先端側に露出した部位である。

図１～図５に示すごとく、ハウジング２の先端部には、先端側に突出する接地電極２１が、プラグ周方向の一部に形成されている。図３、図４に示すごとく、外側電極部４２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側に突出して、接地電極２１との間に放電を形成する突出部４２０を有する。突出部４２０は、プラグ周方向の一部の領域に形成されている。突出部４２０と接地電極２１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。プラグ軸方向Ｚは、プラグ中心軸が延びる方向を意味する。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、プラグ軸方向Ｚの一端部が燃焼室１０２内に配される。本明細書において、プラグ軸方向Ｚ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。

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４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、プラグ軸方向Ｚに延在する四角柱状に形成されている。接地電極２１の側面は、プラグ周方向に対向する一対の第一側面２１１と、プラグ径方向に対向する一対の第二側面２１２とを有する。そして、接地電極２１の先端面は、プラグ軸方向Ｚに直交するよう形成されている。図１に示すごとく、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、プラグ軸方向Ｚ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。絶縁碍子３は、筒状を呈している。図４に示すごとく、絶縁碍子３には、絶縁碍子３をプラグ軸方向Ｚ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、プラグ軸方向Ｚ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、プラグ軸方向Ｚ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３～図５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。図５に示すごとく、取付部材４２２は、プラグ軸方向Ｚ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３～図５に示すごとく、外側電極部４２の取付部材４２２は、円柱部４２１から外周側に向かうよう延設された延設部４２３を備える。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。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３～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。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３、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。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、プラグ軸方向Ｚにおける接地電極２１との間に間隔が形成されている。図５に示すごとく、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２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。尖鋭部４２４の突出側（すなわちプラグ軸方向Ｚの基端側）の端部である突出端部４２４ａと、接地電極２１に形成された後述の放電形成角部２１３とは、互いにプラグ周方向に離れた位置に配されている。放電形成角部２１３は、接地電極２１における一対の第二側面２１２のうちの内周側の第二側面２１２と一対の第一側面２１１のうちの中心電極４に近い側の第一側面２１１との間に形成された角部である。

図５に示すごとく、スパークプラグ１をプラグ軸方向Ｚから見た状態において、プラグ周方向における接地電極２１の中心とプラグ中心軸とをプラグ径方向につなぐ直線を第一直線Ａ、プラグ周方向における突出部４２０の中心とプラグ中心軸とをプラグ径方向につなぐ直線を第二直線Ｂとする。このとき、第一直線Ａと第二直線Ｂとの間になす角θ１は、２０°以上であることが、プラグ周方向の広い範囲に放電を形成する観点から好ましい。また、角θ１は、９０°以下であることが、放電の起点を突出部４２０と接地電極２１とにしやすくする観点から好ましい。

図６に示すごとく、接地電極２１から突出部４２０までの最短空間経路である第一経路Ｒ１は、プラグ軸方向Ｚに直交する方向の長さＬ１が、プラグ軸方向Ｚの長さＬ２よりも長い。ここで、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。第一経路Ｒ１は、接地電極２１の放電形成角部２１３の先端と、突出部４２０の尖鋭部４２４の突出端部４２４ａとをつなぐよう形成されている。そして、第一経路Ｒ１は、第一経路Ｒ１及びプラグ軸方向Ｚの双方に平行な面において、プラグ軸方向Ｚに直交する方向の長さＬ１が、プラグ軸方向Ｚの長さＬ２よりも長い。

図６に示すごとく、第一経路Ｒ１は、接地電極２１を除くハウジング２の部位から突出部４２０までの最短空間経路である第二経路Ｒ２よりも短い。第二経路Ｒ２は、ハウジング２の先端筒状部２３の先端面２３１における、内周端部であって突出端部４２４ａとプラグ周方向の同じ位置に形成された部位と、突出端部４２４ａとをつなぐよう形成されている。

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、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。

図１に示すごとく、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７に示すごとく、スパークプラグ１をプラグ軸方向Ｚから見たとき、プラグ周方向における第一経路Ｒ１は、絶縁碍子３に対して混合気の後述する主流の流通方向Ｆ１と直交する方向の一方側に位置する。これにより、スパークプラグ１は、主流の流通方向Ｆ１における第一経路Ｒ１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。

本形態においては、特に断らない限り、スパークプラグ１の先端部を通る混合気の気流とは、エンジン点火時期に、スパークプラグ１の先端部を通る混合気の気流を意味する。また、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とは異なる方向に流通する副流とが生じ得る。混合気の主流の流通方向は、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。

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Ｆ１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、図８～図１１に示すごとく、スパークプラグ１に生じた放電火花Ｓが、燃焼室１０２内の副流によって引き伸ばされる様子の一例を示す。ここでは、第一経路（図７等の符号Ｒ１参照）の形成位置が、副流の最も下流側に配された例につき説明する。

まず、図８を用いて、副流の流通方向Ｆ２につき説明する。副流は、碍子先端部３１の外周面を通過する際、碍子先端部３１の外周面に沿うよう進行方向が曲げられる。そして、副流の少なくとも一部は、碍子先端部３１の下流側付近において、第一経路（図７等の符号Ｒ１参照）の少なくとも一部を通過する。

次に、放電火花Ｓが引き伸ばされる様子につき説明する。まず、図８、図１０に示すごとく、スパークプラグ１の放電は、接地電極２１の放電形成角部２１３の先端と突出部４２０の突出端部４２４ａとを起点として生じる。なお、単に放電といったときは、特に断らない限り、接地電極２１と中心電極４との間に形成される初期の放電を意味するものとする。

ここで、図８、図１０に示すごとく、放電により発生する放電火花Ｓの両起点間の部位は、碍子先端部３１の外周面を這うように生じる。また、接地電極２１と中心電極４の突出部４２０とはプラグ周方向における互いに異なる位置に配されているため、放電火花Ｓは、プラグ軸方向Ｚの一方から他方に向かうほど、プラグ周方向の一方に向かう螺旋状に形成される。これにより、放電火花Ｓは、プラグ周方向のある程度の範囲に形成される。

そして、図８～図１１に示すごとく、放電火花Ｓの少なくとも一部は、プラグ周方向における放電形成角部２１３と突出部４２０の突出端部４２４ａとの間を通過する副流によって、副流の下流側に引っ張られる。これにより、放電火花Ｓが絶縁碍子３の表面から引き剥がされ、副流の下流側に大きく引き伸ばされる。これにより、放電火花Ｓと混合気との間の接触面積が確保でき、混合気に対するスパークプラグ１の着火性を向上させることができる。以上のように、本形態においては、燃焼室内に副流が発生した場合においても、スパークプラグ１の着火性を十分確保できる。

次に、本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、突出部４２０と接地電極２１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、中心電極４と接地電極２１との間に生じる、絶縁碍子３の表面に沿った沿面放電は、プラグ軸方向Ｚの一方から他方に向かうにつれて、プラグ周方向の一方に向かうよう、螺旋状に形成される。すなわち、沿面放電は、プラグ周方向にある程度の長さを持った範囲に形成される。それゆえ、燃焼室１０２内の気流の向きが変動した場合においても、沿面放電によって生じた放電火花の少なくとも一部は、燃焼室１０２の気流によって引き伸ばされやすい領域に配されやすい。そのため、本態様のスパークプラグ１は、燃焼室１０２内の混合気の気流の向きが変動による着火性のばらつきが生じ難く、着火性を向上させやすい。また、プラグ周方向のある程度の長さを有する範囲に放電が形成されることに伴い、プラグ周方向のある程度の長さを有する範囲から燃焼室１０２内に火炎が形成されやすく、火炎が燃焼室１０２内を広がりやすい。

また、外側電極部４２は、内側電極部４１との境界部からプラグ径方向の外周側に延設された延設部４２３と、延設部４２３から基端側に突出する突出部４２０とを有する。それゆえ、スパークプラグ１に生じる沿面放電は、碍子先端部３１の先端面に沿うようには形成され難く、大部分或いは全体が碍子先端部３１の外周面に沿うよう形成される。これにより、碍子先端部３１の外周面に沿う沿面放電のプラグ周方向の長さを稼ぐことができる。それゆえ、燃焼室１０２内の気流の向きが変動した場合においても、沿面放電によって生じた放電火花の少なくとも一部は、燃焼室１０２の気流によって引き伸ばされやすい領域に一層配されやすい。

また、接地電極２１から突出部４２０までの最短空間経路である第一経路Ｒ１は、プラグ軸方向Ｚに直交する方向の長さが、プラグ軸方向Ｚの長さよりも長い。これによっても、沿面放電のプラグ周方向の長さを稼ぎやすい。

また、接地電極２１から突出部４２０までの最短空間経路である第一経路Ｒ１は、接地電極２１を除くハウジング２の部位から突出部４２０までの最短空間経路である第二経路よりも短い。それゆえ、沿面放電を、接地電極２１と突出部４２０との間に確実に生じさせやすい。すなわち、例えばハウジング２の先端筒状部２３の先端面２３１と中心電極４の突出部４２０との間に沿面放電が生じることを防ぐことができる。これにより、確実に接地電極２１と突出部４２０との間において、螺旋状の沿面放電を発生させやすく、スパークプラグ１における混合気に対する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１２、図１３に示すごとく、ハウジング２に複数の接地電極２１が形成されている実施形態である。本実施形態においては、ハウジング２に２つの接地電極２１が形成されている。

２つの接地電極２１は、互いに同じ形状を有するが、互いに異なる姿勢で配されている。プラグ周方向において、２つの接地電極２１は、中心電極４の突出部４２０の両側に離れた位置に配されている。プラグ周方向において、突出部４２０と接地電極２１とは、交互に、等間隔で配されている。図１３に示すごとく、各接地電極２１は、一対の第一側面２１１をプラグ周方向に対向させ、一対の第二側面２１２をプラグ径方向に対向させるよう形成されている。

図１３に示すごとく、スパークプラグ１をプラグ軸方向Ｚから見た状態において、一方の接地電極２１により定まる第一直線Ａと第二直線Ｂとの間になす角θ２と、他方の接地電極２１によって決定される第一直線Ａと第二直線Ｂとの間になす角θ３とは、互いに同等の角度を有する。第一直線Ａは、実施形態１と同様に、スパークプラグ１をプラグ軸方向Ｚから見た状態において、プラグ周方向における接地電極２１の中心とプラグ中心軸とをプラグ径方向につなぐ直線である。第二直線Ｂは、実施形態１と同様に、スパークプラグ１をプラグ軸方向Ｚから見た状態において、プラグ周方向における突出部４２０の中心とプラグ中心軸とをプラグ径方向につなぐ直線である。

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。

本形態において、ハウジング２には、複数の接地電極２１が形成されている。それゆえ、万一、１つの接地電極２１が、繰り返しの放電により消耗した場合であっても、他の接地電極２１によって放電を形成することができる。これにより、長期にわたり、中心電極４と接地電極２１との間で放電を形成しやすく、スパークプラグ１の寿命を確保しやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態３）
本実施形態は、図１４、図１５に示すごとく、外側電極部４２が、複数の突出部４２０を有する実施形態である。本実施形態において、外側電極部４２は、２つの突出部４２０を備える。

外側電極部４２の取付部材４２２は、円柱部４２１から、プラグ周方向の互いに異なる位置に形成された２つの延設部４２３と、２つの延設部４２３の外周端部から基端側に突出する２つの突出部４２０とを有する。プラグ周方向において、２つの突出部４２０は、接地電極２１の両側に離れた位置に配されている。プラグ周方向において、突出部４２０と接地電極２１とは、交互に、等間隔で配されている。プラグ周方向の一方側に形成された延設部４２３及び突出部４２０の形状は、他方側に形成された延設部４２３及び突出部４２０の形状と同じ形状で、異なる姿勢で配されている。

図１５に示すごとく、スパークプラグ１をプラグ軸方向Ｚから見た状態において、一方の突出部４２０によって定まる第二直線Ｂと第一直線Ａとの間になす角θ４と、他方の突出部４２０によって定まる第二直線Ｂと第一直線Ａとの間になす角θ５とは、互いに同等の角度を有する。
その他は、実施形態１と同様である。

本形態において、外側電極部４２は、複数の突出部４２０を有する。それゆえ、万一、１つの突出部４２０が、繰り返しの放電により消耗した場合であっても、他の突出部４２０によって放電を形成することができる。これにより、長期にわたり、中心電極４と接地電極２１との間で放電を形成しやすく、スパークプラグ１の寿命を確保しやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態４）
図１６、図１７に示すごとく、本実施形態は、複数の接地電極２１、及び、複数の突出部４２０を備えた実施形態である。本実施形態においては、ハウジング２に３つの接地電極２１が形成されているとともに、中心電極４に２つの突出部４２０が形成されている。

本形態のスパークプラグ１は、３つの接地電極２１、及び２つの突出部４２０を有する。接地電極２１と突出部４２０とは、プラグ周方向に交互に、等間隔で配されている。

図１６においては、３つの接地電極２１のそれぞれによって決定される３つの第一直線Ａと、２つの突出部４２０によって決定される２つの第二直線Ｂを表している。スパークプラグ１をプラグ軸方向Ｚから見た状態において、周方向に隣り合う第一直線Ａ及び第二直線Ｂとの間になす角を、プラグ周方向の一方側から順に、θ６、θ７、θ８、θ９とする。このときθ６、θ７、θ８、θ９は、互いに同等の角度を有する。

本形態においては、プラグ周方向の一端に配された第一直線Ａと、プラグ周方向の他端に配された第一直線Ａとの間になす角は、１８０°以下である。また、プラグ周方向における、複数の接地電極２１及び複数の突出部４２０の形成範囲は、プラグ中心軸を中心とする中心角が１８０°となる領域（例えば、図１７に示したハッチング内の領域）内に収まるよう配されている。
その他は、実施形態１と同様である。

本形態においては、実施形態２及び実施形態３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２０に示すごとく、実施形態１に対して、絶縁碍子３の表面に、凹凸形状を有する実施形態である。なお、図１８、図１９においては、凹凸形状の図示を省略し、凹凸形状の形成範囲をハッチングで示している。

実施形態１と同様、接地電極２１から突出部４２０までの最短空間経路を第一経路Ｒ１、接地電極２１を除くハウジング２の部位から突出部４２０までの最短空間経路を第二経路Ｒ２とする。このとき、図１９に示すごとく、絶縁碍子３の表面に第二経路Ｒ２をプラグ径方向に投影した第二投影領域（すなわち図１９の両向き矢印Ｒ２の領域）は、図２０に示すごとく凹凸形状を有している。また、図１９に示すごとく、絶縁碍子３の表面に第一経路Ｒ１をプラグ径方向に投影した第一投影領域（すなわち図１９の両向き矢印Ｒ１の領域）は、第二投影領域よりも平坦に形成されている。

本形態においては、絶縁碍子３の表面における図１９のハッチングの領域に、凹凸面３２を有する。すなわち、プラグ周方向における接地電極２１及び第一経路Ｒ１から中心電極４側に若干離れた位置から、プラグ周方向における接地電極２１に対する中心電極４側の領域に形成されている。凹凸面３２は、プラグ周方向において中心電極４よりも接地電極２１側の反対側まで形成されている。第一投影領域（すなわち図１９の両向き矢印Ｒ１の領域）には、凹凸面３２は形成されていない。

図２０に示すごとく、凹凸面３２は、プラグ中心軸を通るプラグ軸方向Ｚに平行な断面において、凹凸形状を呈している。プラグ軸方向Ｚにおいて、凹凸面３２は、外側電極部４２の突出部４２０の突出端部４２４ａから若干基端側に離れた部位から、ハウジング２の先端筒状部２３の先端面２３１よりも基端側の領域まで形成されている。
その他は、実施形態１と同様である。

本形態において、第二投影領域は、凹凸形状を有する。さらに、第一投影領域は、第二投影領域よりも平坦に形成されている。それゆえ、第二投影領域の沿面距離を稼ぎやすい。これにより、放電が第二投影領域に沿って形成されることを防ぎやすく、接地電極２１と突出部４２０との間に確実に放電を形成しやすい。これにより、確実に接地電極２１と突出部４２０との間において、螺旋状の沿面放電を発生させやすく、スパークプラグ１における混合気に対する着火性を向上させやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（参考形態１）
本形態は、図２１、図２２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、プラグ周方向における接地電極２１から遠い側の側面が、プラグ径方向の外周側に向かうほど、プラグ周方向の接地電極２１側に向かうようテーパ状に形成されている。そして、尖鋭部４２４の突出端部４２４ａは、プラグ周方向における接地電極２１側の端部であって、プラグ径方向の外周側端部に形成されている。

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。

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
４１ 内側電極部
４２ 外側電極部
４２０ 突出部

Claims (12)

1. 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、を備え、
   前記ハウジングの先端部には、先端側に突出する接地電極（２１）が、プラグ周方向の一部に形成されており、
   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側に突出して、前記接地電極との間に放電を形成する突出部（４２０）を有し、
   前記突出部は、プラグ周方向の一部の領域に形成されており、
   前記突出部と前記接地電極とは、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、前記内側電極部との境界部からプラグ径方向の外周側に延設された延設部（４２３）を有し、前記突出部は、前記延設部から基端側に突出するよう形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
2. 前記接地電極から前記突出部までの最短空間経路である第一経路（Ｒ１）は、プラグ軸方向（Ｚ）に直交する方向の長さが、プラグ軸方向の長さよりも長い、請求項１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
3. 前記外側電極部は、複数の前記突出部を有する、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. 前記ハウジングには、複数の前記接地電極が形成されている、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. 前記接地電極から前記突出部までの最短空間経路を第一経路（Ｒ１）、前記接地電極を除く前記ハウジングの部位から前記突出部までの最短空間経路を第二経路（Ｒ２）と定義したとき、前記絶縁碍子の表面に前記第二経路をプラグ径方向に投影した第二投影領域は、凹凸形状を有し、前記絶縁碍子の表面に前記第一経路をプラグ径方向に投影した第一投影領域は、前記第二投影領域よりも平坦に形成されている、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. 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、を備え、
   前記ハウジングの先端部には、先端側に突出する接地電極（２１）が、プラグ周方向の一部に形成されており、
   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側に突出して、前記接地電極との間に放電を形成する突出部（４２０）を有し、
   前記突出部は、プラグ周方向の一部の領域に形成されており、
   前記突出部と前記接地電極とは、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、複数の前記突出部を有する、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
7. 前記ハウジングには、複数の前記接地電極が形成されている、請求項６に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
8. 前記接地電極から前記突出部までの最短空間経路を第一経路（Ｒ１）、前記接地電極を除く前記ハウジングの部位から前記突出部までの最短空間経路を第二経路（Ｒ２）と定義したとき、前記絶縁碍子の表面に前記第二経路をプラグ径方向に投影した第二投影領域は、凹凸形状を有し、前記絶縁碍子の表面に前記第一経路をプラグ径方向に投影した第一投影領域は、前記第二投影領域よりも平坦に形成されている、請求項６又は７に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
9. 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、を備え、
   前記ハウジングの先端部には、先端側に突出する接地電極（２１）が、プラグ周方向の一部に形成されており、
   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側に突出して、前記接地電極との間に放電を形成する突出部（４２０）を有し、
   前記突出部は、プラグ周方向の一部の領域に形成されており、
   前記突出部と前記接地電極とは、プラグ周方向の互いに異なる位置に配されており、
   前記ハウジングには、複数の前記接地電極が形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
10. 前記接地電極から前記突出部までの最短空間経路を第一経路（Ｒ１）、前記接地電極を除く前記ハウジングの部位から前記突出部までの最短空間経路を第二経路（Ｒ２）と定義したとき、前記絶縁碍子の表面に前記第二経路をプラグ径方向に投影した第二投影領域は、凹凸形状を有し、前記絶縁碍子の表面に前記第一経路をプラグ径方向に投影した第一投影領域は、前記第二投影領域よりも平坦に形成されている、請求項９に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
11. 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、を備え、
    前記ハウジングの先端部には、先端側に突出する接地電極（２１）が、プラグ周方向の一部に形成されており、
    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側に突出して、前記接地電極との間に放電を形成する突出部（４２０）を有し、
    前記突出部は、プラグ周方向の一部の領域に形成されており、
    前記突出部と前記接地電極とは、プラグ周方向の互いに異なる位置に配されており、
    前記接地電極から前記突出部までの最短空間経路を第一経路（Ｒ１）、前記接地電極を除く前記ハウジングの部位から前記突出部までの最短空間経路を第二経路（Ｒ２）と定義したとき、前記絶縁碍子の表面に前記第二経路をプラグ径方向に投影した第二投影領域は、凹凸形状を有し、前記絶縁碍子の表面に前記第一経路をプラグ径方向に投影した第一投影領域は、前記第二投影領域よりも平坦に形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
12. 前記接地電極から前記突出部までの最短空間経路である第一経路（Ｒ１）は、前記接地電極を除く前記ハウジングの部位から前記突出部までの最短空間経路である第二経路（Ｒ２）よりも短い、請求項１～１１のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

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