JPH1187014A - 層状燃焼方式エンジン用スパークプラグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発火部におけるフラッシュオーバーが発生し
難く、広範囲の使用条件で混合気中に正規の火花放電を
発生できる。 【解決手段】 先端が燃焼室内にある中心電極３と、中
心電極３を保持する絶縁体と、シリンダに取り付けられ
て絶縁体を固持する主体金具８とからなる。中心電極３
は、絶縁体内に挿入される円柱部３０と、円柱部３０の
後端側に接続し円柱部３０よりも外径が大きく絶縁体内
に係止される鍔部とからなる。円柱部３０の先端部３１
は先端に向かって先細りの略円錐台状の段差部３３と、
段差部３３の先端面３９に接合し先端面３９と同径の円
板状の耐火花消耗性部材の貴金属チップ３４とからな
る。円柱部３０と段差部３３との境界３６が絶縁体の脚
長部６２の先端面６３の内側に位置する。また、段差部
３３の先端面３９は脚長部６２の先端面６３の外側に位
置する。さらには、中心電極３の先端３７は、絶縁体の
先端外周部と内接する円錐面を形成し，この円錐面の中
心角が１１０°以下となるように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、層状燃焼方式を採
用するくすぶりの非常に生じ易いエンジンにおいても高
電圧印加時に絶縁体の先端面から奥方へのフラッシュオ
ーバーを効果的に抑制するように改良を加えたスパーク
プラグに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、混合気中で火花放電を発生させる
スパークプラグは、棒状の中心電極と、中心電極を内部
に保持する絶縁体と、絶縁体を内部に保持する主体金具
と、中心電極の先端部との間に気中の放電ギャップを形
成する接地電極を有する構造になっている。そして、中
心電極の先端部と接地電極との間の放電ギャップで火花
放電を行わせている。この構成を有するスパークプラグ
には、図８に示すように着火性を向上させるため中心電
極の先端側を円柱部１００と円柱部１００の先端側に接
続し先端に向かって先細りの略円錐台形状の段差部１０
１と段差部１０１の先端側に接続し中心電極の先端に至
る小円柱部１０２を有するものが知られている。さら
に、斯かる小円柱部１０２はＰｔ−Ｉｒ合金等の貴金属
材料により形成したものが知られている。

【０００３】また、中心電極の円柱部１００と段差部１
０１との境界１０３が絶縁体の先端面１０４よりも外側
に有る場合、境界１０３の位置での電界強度は大きくな
る。このため、中心電極と接地電極との間の正規の放電
ギャップでの放電よりも、図８中に記号ＦＯで示すよう
に、境界１０３より主体金具に至るフラッシュオ−バー
を起こし易くなることがある。

【０００４】特に、燃焼室内に直接燃料を噴射するエン
ジン（以下筒内噴射エンジンともいう）においては、特
にくすぶりを生じ易くフラッシュオーバーを起こし易か
った。即ち、筒内噴射エンジンにおいてはその特徴の一
つに、圧縮行程において燃料を噴射することによってス
パークプラグの発火部近傍に濃混合気を形成しスパーク
プラグによる燃焼をさせる行程を有する（以下「層状燃
焼方式」ともいう）という点が挙げられる。これによっ
て、燃焼室内部のトータルとしての混合比を薄くするこ
とができ、低燃費化を図ることができる。この層状燃焼
方式では燃料噴射タイミングを圧縮行程の所定の点火時
期近くに設定し、点火プラグ近傍の濃混合気によって燃
焼させるようにしたもので、例えば特開平４−１８３９
２２号公報、及び特開昭５８−１７８８３５号公報に開
示されている。このような層状燃焼方式では、上述した
ようにスパークプラグの発火部近傍の混合気は非常に濃
く設定されており、しかも燃焼温度がそれほど高くなら
ないのでスパークプラグにカーボン汚損によるくすぶり
を生じる場合がある。

【０００５】また、合衆国特許第４、９１４、３４４号
では、境界が絶縁体３の先端面より内側にあるものの、
中心電極１の先端部からは補助ギャッツプＳ２を介して
第３の電極４の先端部４１に容量放電させる構成である
から、勢い絶縁体３の先端面へのフラッシュオ−バーを
起こすことがある。さらに、合衆国特許第４、８４５、
４００号では、境界はもとより中間円錐台部３１自体が
絶縁体２の先端面から内方に埋没しているため、中間円
錐台部３１と絶縁体２の先端部の内周面との間に広い空
間が生じ、この空間に篭もった熱により中心電極先端部
を早期に劣化する不具合がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スパークプ
ラグは、カーボン等が絶縁碍子に付着しても、火花清浄
作用により、カーボンを焼き切ったり飛ばしたりして汚
損の進行を防止し、絶縁抵抗（ＭΩ値）の低下を抑える
ことができる。

【０００７】しかし、筒内噴射エンジンのような層状燃
焼方式の場合には、火花清浄作用が追いつかず、また、
燃焼温度もそれほど高くならないので堆積したカーボン
が熱によって燃焼する自己清浄作用も生じ難いためカー
ボン汚損が進行する場合がある。カーボン汚損が進行す
ると、絶縁抵抗（ＭΩ値）が低下し、フラッシュオーバ
ーを起こし易くエンジン不調（エンジンストール、アイ
ドル不調、ドライバビリティ不良、始動不良）に陥り易
い。

【０００８】本発明の目的は、くすぶりを生じ易い層状
燃焼方式を採用するエンジンであっても、フラッシュオ
ーバーを起こし難く、広範囲の使用条件で混合気中に正
規の火花放電を発生できるスパークプラグの提供にあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、棒状の中心
電極と、前記中心電極を内部に保持する絶縁体と、前記
絶縁体を内部に保持する主体金具と、前記中心電極の先
端部との間に気中の放電ギャップを形成する接地電極を
有する層状燃焼方式エンジン用スパークプラグにおい
て、前記中心電極の前記先端部は、先細り段差部を有す
るとともに、該先細り段差部の先端面に耐火花消耗性部
材を備へ、前記中心電極の円柱部と前記先細り段差部と
の境界が前記絶縁体の先端面よりも内側にあるととも
に、前記先細り段差部の先端面は前記絶縁体の先端面よ
りも外側に位置することを特徴とする。

【００１０】この場合、本発明の層状燃焼方式エンジン
用スパークプラグにおいては、前記中心電極と同軸で、
中心角が１１０°以下である円錐面に前記絶縁体の先端
外周が内接するとともに、前記中心電極の前記先端部が
内接していることが望ましい。

【００１１】さらに、本発明の層状燃焼方式エンジン用
スパークプラグにおいては、前記中心電極の先端部は、
前記接地電極の先端部に対向する部位に耐火花消耗性部
材として貴金属材料が用いられていてもよい。

【００１２】また、本発明では、棒状の中心電極と、前
記中心電極を内部に保持する絶縁体と、前記絶縁体を内
部に保持する主体金具と、前記中心電極の先端部との間
に気中の放電ギャップを形成する接地電極を有する層状
燃焼方式エンジン用スパークプラグにおいて、前記中心
電極の先端部は、先細り段差部を有するとともに、該先
細り段差部の先端面に前記段差部の先端面と同径で前記
中心電極の先端に至る小円柱部を備え、前記接地電極の
先端部が前記小円柱部の側面に対向し、前記中心電極の
円柱部と前記先細り段差部との境界が前記絶縁体の先端
面よりも内側にあるとともに、前記先細り段差部の先端
面は前記絶縁体の先端面よりも外側に位置することを特
徴とする。

【００１３】この場合、本発明の層状燃焼方式エンジン
用スパークプラグにおいては、前記中心電極と同軸で、
中心角が１１０°以下である円錐面に前記絶縁体の先端
外周が内接するとともに、前記中心電極の前記先端部が
内接していることが望ましい。

【００１４】さらに、本発明の層状燃焼方式エンジン用
スパークプラグにおいては、少なくとも前記中心電極の
先端部は、前記接地電極の先端部に対向する部位に耐火
花消耗性部材として貴金属材料が用いられていてもよ
い。

【００１５】さらには、前記耐火花消耗性部材として用
いた貴金属材料は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐｔ合金、Ｉｒ合金、
あるいはそれらにＹ₂ Ｏ₃ などの酸化物を含んだ合金の
うち少なくとも一つからなることが望ましい。

【００１６】

【発明の作用及び効果】本発明に係る中心電極において
は、絶縁体内に保持される円柱部、先細り段差部を備
え、中心電極の円柱部と該先細り段差部との境界を前記
絶縁体の先端面よりも内側に位置させるとともに、前記
先細り段差部の先端面は前記絶縁体の先端面よりも外側
に位置させている。このように、段差部の境界を絶縁体
の先端面より内側に位置するように引っ込ませているの
で、フラッシュオーバーの行程が長くなり、フラッシュ
オーバー電圧が高くなる。従って、通常の運転ではフラ
ッシュオーバーを起こし難い。すなわち、段差部の境界
から絶縁体の段座に至る間の電位が、正規の放電ギャッ
プ間の電位よりも常に高くなるので、高電圧印加の点火
時には正規の火花放電を生じ、絶縁体の先端面から奥方
へのフラッシュオーバーを効果的に抑制できるものであ
る。

【００１７】また、中心電極における先細り段差部の先
端面を絶縁体の先端面より外側に位置させたので、先細
り段差部の外周と絶縁体の先端内周との間の空間が小さ
くなる。この結果、絶縁体の先端部から先細り段差部へ
熱が伝達し易くなり、絶縁体が過加熱状態になることを
防止できる。

【００１８】また、前記中心電極と同軸で、中心角が１
１０°以下である円錐面に絶縁体の先端外周を内接する
とともに、前記中心電極の先端部が内接している。この
理由は以下のような利点があるためである。フラッシュ
オーバー抑制のためには火花放電用の放電電圧を低減す
る必要があり、その一手法として、中心電極の先端部と
絶縁体の先端外周とに内接する円錐面の中心角を小さく
設定し、絶縁体の先端外周を小さくするのが効果的であ
ることを見出した。これにより、比較的低い放電電圧で
もって電極間には正規の火花放電を生じ、絶縁体の先端
面奥方へのフラッシュオーバーを効果的に抑制できるも
のである。

【００１９】さらには、電極の先端部には、耐火花消耗
性部材としてＰｔ、Ｉｒ、Ｐｔ合金、Ｉｒ合金、あるい
はそれらにＹ₂ Ｏ₃ などの酸化物を含んだ合金を代表す
る貴金属材料を用いているので、電極の消耗を抑制で
き、長寿命化を実現し得るものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の層状燃焼方式エン
ジン用スパークプラグを、図１および図２に示す第１の
実施形態に基づき説明する。本実施形態の層状燃焼方式
エンジン用スパークプラグは平行電極型であり、自動車
の内燃機関用で各シリンダに取り付けられて使用され
る。層状燃焼方式エンジン用スパークプラグ１は、図１
に示すように点火コイルの２次コイルに電気的に接続さ
れ先端が燃焼室（図示しない）内にある中心電極３と、
中心電極３を保持する絶縁体６と、シリンダに取り付け
られて絶縁体６を内部に固持する主体金具８とからな
る。

【００２１】鋼材よりなるハウジングである主体金具８
の先端面には、中心電極３の先端部と対向し放電ギャッ
プＧを形成する接地電極２が抵抗溶接等の接合手段を用
いて接合されている。そして主体金具８の外周には、内
燃機関の各シリンダヘッドに取り付けるための雄ねじ部
８２および締付け用レンチ等の工具を係合させるための
六角部８３が形成されている。

【００２２】中心電極３は、耐熱性、耐食性に優れたニ
ッケル合金よりなる電極母材内に熱伝導性に優れる導電
性金属よりなる芯材を封入し、冷間押出し成形により一
体形成される。中心電極３は、絶縁体６の軸孔６０内に
挿入される円柱部３０と、円柱部３０の後端部に接続し
円柱部３０よりも外径が大きく絶縁体６の軸孔６０内に
係止される鍔部３５とからなる。

【００２３】ここで、中心電極３における先端部３１
は、円柱部３０に一体成形され先端部側に向かって、例
えば略円錐台状に形成された先細り段差部３３と、該段
差部３３の先端面３９に接合され先端面３９と同径の円
板状の耐火花消耗性部材としての貴金属チップ３４とか
らなる。なお、貴金属チップ３４は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐｔ
合金、Ｉｒ合金、あるいはそれらにＹ₂ Ｏ₃ などの酸化
物を含んだ合金のうち少なくとも一つからなりレーザ溶
接、抵抗溶接等により先細り段差部３３の先端面３９に
接合している。また貴金属チップ３４の代りに耐火花消
耗性を有する高クロムチップ或いはクロムにセラミック
粉末を分散したクロム合金等を用いてもよい。これによ
り電極の消耗を抑制でき、長寿命化を実現し得るもので
ある。また、先細り段差部３３を特に略円錐台状に形成
したのは、これにより先細り段差部３３自体の容積を大
きく確保でき熱引き性を向上でき、中心電極の先端部が
過度に加熱されるといった不具合を回避できるからであ
る。

【００２４】端子電極４は、導電性金属（例えば軟鋼）
により一体成形される。端子電極４は、丸棒状の軸部４
０と、軸部４０の一端に形成され絶縁体６の後端に当接
する軸部４０より径大の円環をなす鍔状の係止部４３
と、係止部４３に形成され２次コイルに接続する端子部
４４とからなる。軸部４０は、絶縁体６及び導電性ガラ
スシール材５２との密着を高めるため、先端側の外周に
ねじを形成した先端ねじ部４１を有する。

【００２５】中心電極３は先端部が燃焼室内に突出する
ように絶縁体６の軸孔６０内に配され、また、２次コイ
ルに接続する端子電極４が軸孔６０内の中心電極３の後
端部に配されている。中心電極３と端子電極４との間に
は、モノリシック抵抗体粉末５１が導電性ガラスシール
材５２に挟持され軸孔６０内に封着されている。絶縁体
６は、主体金具８との間に滑石粉末７によって気密状態
に固定されている。

【００２６】絶縁体６は、酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ
₃ ：アルミナ）を主成分とするもので、焼結助剤を添加
して焼成してなるセラミックス焼結体である。また、絶
縁体６には先端部から後端部に至る軸方向の軸孔６０が
貫通している。

【００２７】この軸孔６０の先端側に中心電極３が挿入
されるとともに段部６６に鍔部３５が当接し、軸孔６０
内の中心電極３の鍔部３５上に導電性ガラスシール材５
２及びモノリシック抵抗体粉末５１、さらに導電性ガラ
スシール材５２が充填され、端子電極４が挿入されて加
熱・圧縮されて、これらが絶縁体６の軸孔６０内に一体
に封着される。

【００２８】そして、絶縁体６は、軸孔６０の後端部に
挿入された端子電極４の軸部４０を覆うコルゲーション
部６１と、軸孔６０の先端部に挿入された中心電極３を
覆い燃焼室内の混合気に晒される脚長部６２と、コルゲ
ーション部６１と脚長部６２との間に形成され主体金具
８と係合する径大の係合部６７とからなる。

【００２９】コルゲーション部６１の外周には、端子電
極４と主体金具８との間に生ずるフラッシュオーバーの
発生電圧を上げるための段が設けられている。そして、
主体金具８の内腔に設けた段部８４に絶縁体６の段座６
８を係止し、内腔とコルゲーション部６１との間の滑石
粉末７を配して主体金具８の後端部８５を内方に加締め
て絶縁体６が固定される。

【００３０】そして、図２に示すように中心電極３の円
柱部３０と先細り段差部３３との境界３６が絶縁体６の
先端面６３よりも、例えば０．２ｍｍないし０．３ｍｍ
だけ内側に位置させているとともに、先細り段差部３３
の先端面３９を絶縁体６の先端面６３の外部に位置させ
ている。また、中心電極３の先端３７と接地電極２の先
端部２１との間には所定の放電ギャップＧが形成され、
絶縁体６の先端面６３から中心電極３の先端３７までは
２ｍｍの長さＳ（図５（ａ）における記号Ｓに対応す
る）を有する。

【００３１】〔実施形態の作用および効果〕このよう
に、中心電極３の円柱部３０と先細り段差部３３との境
界３６を絶縁体６の先端面６３よりも内側に位置させた
ので、フラッシュオーバーに長めの行程が必要になり、
フラッシュオーバー電圧が高くなり、フラッシュオーバ
ーを引起こし難くしている。すなわち、中心電極３にお
ける段差部３３の境界３６から絶縁体６の段座６８に至
る間の電位が、正規の放電ギャップ間の電位よりも常に
高くなるので、高電圧印加の点火時においても、中心電
極３と接地電極２の正規の放電ギャップで火花放電を生
じ、絶縁体６の先端面６３から奥方へのフラッシュオー
バーを効果的に抑制できる。

【００３２】〔放電電圧特性〕次に、加圧チャンバ内の
圧力と放電電圧の関係について示す。図３に示すよう
に、本発明の第１実施形態である中心電極３の突出量Ｓ
が２．０ｍｍで、かつ先細り段差部３３の境界３６が絶
縁体６の先端面６３より０．２ｍｍだけ絶縁体６内に引
込むように位置した放電ギャップ１．１ｍｍの層状燃焼
方式エンジン用スパークプラグＡは、本発明の第１実施
形態にて説明した理由により絶縁体６の先端外周６４に
対するフラッシュオーバー発生に要する電圧が高くな
る。このため、フラッシュオーバーの発生電圧Ｖ１は、
従来の境界３６が絶縁体６の先端面６３より外側へ０．
２ｍｍ突出したスパークプラグＢの発生電圧Ｖ２より２
ｋＶ向上することができる。また、中心電極３の先端３
７の外周と絶縁体６の先端外周６４とに内接する円錐面
の中心角θが１１０°以下をなすように形成したので、
図５（ｂ）に示すように、外方に広く引き延びたような
等電界曲線分布Ｅｑとならない。従って、絶縁体６の先
端外周６４の外径が大きい場合と異なり、比較的低い放
電電圧で、中心電極３と接地電極２の間の正規の放電ギ
ャップで火花放電を生じ、絶縁体６の先端面６３から奥
方へのフラッシュオーバーを効果的に抑制できるもので
ある。

【００３３】〔失火試験〕また、図４には失火試験を行
った結果を示す。本試験では、１８００ｃｃ直列４気筒
ＤＯＨＣ方式を採用し燃焼室内に直接燃料を噴射するエ
ンジンであり、層状燃焼方式をとる４０ｋｍ／ｈ相当で
走行した場合の失火状態を調べたものである。Ａ１及び
Ａ２は図８に示す従来のスパークプラグを当該エンジン
に装着した場合の試験結果を表し、Ｂ１及びＢ２は本実
施形態のスパークプラグを当該エンジンに装着した場合
の試験結果を表す。この棒グラフの白抜き部分は中心電
極と接地電極間の絶縁抵抗値が５０ＭΩ以上（１０００
ボルトメガー）を示す試験開始からの経過時間を表し、
黒色部分は失火を生じる割合が１時間あたり５回以上１
０回以下の経過時間を表したものである。本実施形態の
層状燃焼方式エンジン用スパークプラグでは、失火を生
じ難いことが分かる。

【００３４】〔実施形態の効果〕本実施形態の層状燃焼
方式エンジン用スパークプラグは、失火を生じ難く、高
い放電電圧までフラッシュオーバーを発生することなく
使用できる。即ち、失火を生じた場合にはスパークプラ
グ周りに形成された濃混合気は充分に燃焼せずにスパー
クプラグ周りに堆積し、カーボン汚損を生ずる。このカ
ーボン汚損が進行すると更にフラッシュオーバーを発生
しやすくなり、失火の回数が増加するようになる。特に
接地電極、中心電極の消耗が進行し、正規の放電ギャッ
プで放電するために必要な放電電圧が高くなってくると
よりフラッシュオーバーを起こし易くなる。このため、
高放電電圧が要求される電極の消耗時や高い燃焼室内圧
力のエンジンでも使用できる。

【００３５】〔第２実施形態〕次に、本発明の層状燃焼
方式エンジン用スパークプラグを、図３ないし図５に示
す第２実施形態に基づき説明する。本実施形態の層状燃
焼方式エンジン用スパークプラグは、第１実施形態のス
パークプラグ１と次の点で相違する。

【００３６】絶縁体６の先端面６３から中心電極３の先
端３７までは突出量Ｓが２．０ｍｍ未満（１．５ｍｍ）
である。また、図５（ａ）に示すように、中心電極３の
先端３７の外周と絶縁体６の先端外周６４に内接する円
錐面を形成し、この円錐面の中心角θが１１０°以下を
なすように形成されている。この中心角θは、便宜上、
円錐面を中心軸を含む平面で切断して得られた三角形断
面の頂角を採用している。この中心角θの放電電圧に対
する特性を図６に示す。

【００３７】〔実施形態の効果〕本実施形態の層状燃焼
方式エンジン用スパークプラグは、中心角θを小さくす
るほど放電電圧を低くすることができる。この結果から
もわかるように中心電極３の先端径が太いほど効果が大
きい。中心角は１００°以下にすることが望ましい。中
心角θが９０°以下にすると角度を小さくしていくこと
による放電電圧低減の効果は小さくなる。

【００３８】〔第３実施形態〕次に、本発明の層状燃焼
方式エンジン用スパークプラグを、図７に示す第３実施
形態に基づき説明する。本実施形態の層状燃焼方式エン
ジン用スパークプラグ１０は、多極型のスパークプラグ
であり第１実施形態の層状燃焼方式エンジン用スパーク
プラグ１と次の点で相違する。

【００３９】中心電極３の先端部３１は、略円錐台状に
形成された先細り段差部３３と、この段差部３３の先端
面３９と同径の小円柱部３８とを先端部３１に形成し、
主体金具８には複数の接地電極１４を設け、小円柱部３
８の先端側面に接地電極１４の先端部１５を対向させ
る。また小円柱部３８は、接地電極１４の先端部１５が
対向する位置に、第１実施形態と同様の白金等の薄い円
板状の貴金属チップ３４を公知のレーザ溶接、塑性加工
により設けている。そして、先細り段差部３３の先端面
３９を絶縁体６の先端面６３よりも外部に位置させると
ともに、先細り段差部３３の境界３６は、同様に絶縁体
６の先端面６３より絶縁体６内に引込むように内側に位
置している。この場合にも、第２実施形態と同様に、図
５に示す円錐面の中心角θとの幾何学的関係を満たすよ
うに構成してもよい。

【００４０】〔実施形態の効果〕本実施形態の層状燃焼
方式エンジン用スパークプラグは、特にディストリビュ
ータレスイグナイタ（ＤＬＩ）式点火装置を備えた内燃
機関に用いられ、燃焼室において高い放電電圧まで内部
フラッシュオーバーを発生することなく使用できる。こ
のため、高い燃焼室内圧力まで使用できる。

【００４１】〔変形例〕第１ないし第３実施形態におい
て、中心電極３の先細り段差部３３と円柱部３０との周
状の境界３６に、曲率半径０．１ｍｍあるいはそれ以上
の丸みＲをつけてもさらにフラッシュオーバーの発生す
る放電電圧が上り、フラッシュオーバー電圧を上昇させ
ることができる。

【００４２】

【発明の効果】高い放電電圧までフラッシュオーバーが
発生しないことから、混合気中に中心電極と接地電極と
の間の正規の放電ギャップで火花放電を発生できるた
め、内燃機関の着火性を高めることができる。特に、層
状燃焼方式を採用する筒内噴射エンジンにおいて有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の層状燃焼方式エンジン
用スパークプラグの正面半断面図である。

【図２】図１の層状燃焼方式エンジン用スパークプラグ
の発火部の要部拡大断面図である。

【図３】放電電圧と加圧チャンバー内の圧力との関係を
示すグラフである。

【図４】失火試験の結果を表すグラフである。

【図５】（ａ）は本発明の第２実施形態の絶縁体の先端
部の拡大正面図で、（ｂ）は前記先端部の等電界曲線の
分布状態を示す概略図である。

【図６】放電電圧と円錐面の中心角θとの関係を示すグ
ラフである。

【図７】本発明の第３実施形態の層状燃焼方式エンジン
用スパークプラグの発火部の要部拡大断面図である。

【図８】従来の層状燃焼方式エンジン用スパークプラグ
の中心電極および絶縁体の先端部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１、１０ 層状燃焼方式エンジン用スパークプラグ ２ 接地電極 ３ 中心電極 ６ 絶縁体 ８ 主体金具 ３０ 円柱部 ３１ 先端部 ３３ 段差部 ３４ 貴金属チップ（耐火花消耗性部材） ３６ 境界 ３７ 中心電極の先端 ３８ 小円柱部 ３９ 段差部の先端面 ６２ 脚長部（絶縁体） ６３ 脚長部の先端面 ６４ 脚長部の先端外周 Ｇ 放電ギャップ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状の中心電極と、 前記中心電極を内部に保持する絶縁体と、 前記絶縁体を内部に保持する主体金具と、 前記中心電極の先端部との間に気中の放電ギャップを形
   成する接地電極を有し、圧縮行程において燃料を噴射す
   ることによってスパークプラグの発火部近傍に濃混合気
   を形成しスパークプラグによる燃焼をさせる行程を有す
   る（以下「層状燃焼方式」という）エンジン用スパーク
   プラグにおいて、 前記中心電極の前記先端部は、先細り段差部を有すると
   ともに、該先細り段差部の先端面に耐火花消耗性部材を
   備へ、 前記中心電極の円柱部と前記先細り段差部との境界が前
   記絶縁体の先端面よりも内側にあるとともに、前記先細
   り段差部の先端面は前記絶縁体の先端面よりも外側に位
   置することを特徴とする層状燃焼方式エンジン用スパー
   クプラグ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の層状燃焼方式エンジン
   用スパークプラグにおいて、 前記中心電極と同軸で、中心角が１１０°以下である円
   錐面に前記絶縁体の先端外周が内接するとともに、前記
   中心電極の前記先端部が内接していることを特徴とする
   層状燃焼方式エンジン用スパークプラグ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の層状燃
   焼方式エンジン用スパークプラグにおいて、 前記中心電極の前記先端部は、前記接地電極の先端部に
   対向する部位に耐火花消耗性部材として貴金属材料が用
   いられていることを特徴とする層状燃焼方式エンジン用
   スパークプラグ。
4. 【請求項４】 棒状の中心電極と、 前記中心電極を内部に保持する絶縁体と、 前記絶縁体を内部に保持する主体金具と、 前記中心電極の先端部との間に気中の放電ギャップを形
   成する接地電極を有する層状燃焼方式エンジン用スパー
   クプラグにおいて、 前記中心電極の先端部は、先細り段差部を有するととも
   に、該先細り段差部の先端面に前記段差部の先端面と同
   径で前記中心電極の先端に至る小円柱部を備え、 前記接地電極の先端部が前記小円柱部の側面に対向し、 前記中心電極の円柱部と前記先細り段差部との境界が前
   記絶縁体の先端面よりも内側にあるとともに、前記先細
   り段差部の先端面は前記絶縁体の先端面よりも外側に位
   置することを特徴とする層状燃焼方式エンジン用スパー
   クプラグ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の層状燃焼方式エンジン
   用スパークプラグにおいて、 前記中心電極と同軸で、中心角が１１０°以下である円
   錐面に前記絶縁体の先端外周が内接するとともに、前記
   中心電極の前記先端部が内接していることを特徴とする
   層状燃焼方式エンジン用スパークプラグ。
6. 【請求項６】 請求項４または請求項５に記載の層状燃
   焼方式エンジン用スパークプラグにおいて、 前記中心電極の前記先端部は、少なくとも前記接地電極
   の先端部に対向する部位に耐火花消耗性部材として貴金
   属材料が用いられていることを特徴とする層状燃焼方式
   エンジン用スパークプラグ。
7. 【請求項７】 請求項３または請求項６に記載の層状燃
   焼方式エンジン用スパークプラグにおいて、 前記耐火花消耗性部材としての貴金属材料は、Ｐｔ、Ｉ
   ｒ、Ｐｔ合金、Ｉｒ合金あるいは、これらにＹ₂ Ｏ₃ な
   どの酸化物を含んだ合金のうちの少なくとも一つからな
   ることを特徴とする層状燃焼方式エンジン用スパークプ
   ラグ。