JP7186044B2 - 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、車両用エンジン、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られる。特許文献１には、火花放電を発生させる放電ギャップをプラグカバーで覆い、プラグカバーの内側に副燃焼室を形成した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、プラグカバーに形成された噴孔を介して内燃機関の燃焼室内の混合気を副燃焼室に導入すると共に、放電ギャップにおいて火花放電を行うことにより混合気に着火し、副燃焼室において火炎を発生させる。そして、噴孔から副燃焼室外の燃焼室に火炎ジェットを噴出させ、燃焼室全体に火炎を広げる。これにより、燃焼速度の大きい内燃機関を得ることができる。

特開２０１８－６３０４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、副燃焼室内における火炎の成長時に、副燃焼室を構成する金属部材（例えばハウジングやプラグカバー）が火炎から熱を奪い、火炎の成長を阻害するおそれがある。それゆえ、前記スパークプラグは、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、着火性を向上す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１の態様は、中心電極（１１）と、
前記中心電極との間に放電ギャップ（Ｇ）を形成する接地電極（２）と、
前記中心電極を内側に保持する軸孔（３０）を備えた筒状の絶縁碍子（３）と、
内側に前記放電ギャップが配される副燃焼室（１２）と、を有し、
前記絶縁碍子は、前記軸孔の先端側の開口（３００）よりも先端側に突出する碍子先端部（３１）を備え、
前記碍子先端部は、前記副燃焼室を外周側から覆うよう形成されており、
前記絶縁碍子を内側に保持する筒状のハウジング（４）を備え、
前記接地電極は、前記ハウジングに固定された固定端部から前記副燃焼室内に突出していると共に、その突出方向に長尺な形状を有し、
前記碍子先端部には、前記接地電極の長手方向に貫通する、配置凹部（３５）が形成されており、
前記接地電極は、前記配置凹部に挿通されているとともに、前記副燃焼室の外側において、前記ハウジングに固定されている、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、中心電極（１１）と、
前記中心電極との間に放電ギャップ（Ｇ）を形成する接地電極（２）と、
前記中心電極を内側に保持する軸孔（３０）を備えた筒状の絶縁碍子（３）と、
内側に前記放電ギャップが配される副燃焼室（１２）と、を有し、
前記絶縁碍子は、前記軸孔の先端側の開口（３００）よりも先端側に突出する碍子先端部（３１）を備え、
前記碍子先端部は、前記副燃焼室を外周側から覆うよう形成されており、
前記絶縁碍子を内側に保持する筒状のハウジング（４）と、前記ハウジングの先端部に固定されるとともに、内側に前記副燃焼室を形成するプラグカバー（５）と、を備え、
前記接地電極は、前記プラグカバーに固定された固定端部から前記副燃焼室内に突出していると共に、その突出方向に長尺な形状を有し、
前記碍子先端部には、前記接地電極の長手方向に貫通する、電極配置孔（３２）又は配置凹部（３５）が形成されており、
前記接地電極は、前記電極配置孔又は前記配置凹部に挿通されているとともに、前記副燃焼室の外側において、前記プラグカバーに固定されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。

前記第１及び第２の態様の内燃機関用のスパークプラグにおいて、絶縁碍子は、軸孔の先端側の開口よりも先端側に突出する碍子先端部を備える。そして、碍子先端部は、副燃焼室を外周側から覆うよう形成されている。それゆえ、軸孔の先端側の開口よりも先端側の領域において、副燃焼室の少なくとも一部を、比較的熱伝導性の低い絶縁碍子の碍子先端部で覆うことができる。そのため、副燃焼室内に生じる火炎の熱が、副燃焼室を構成する部材に奪われることを抑制しやすい。これにより、スパークプラグの着火性の向上を図りやすい。

以上のごとく、前記態様によれば、着火性を向上す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、スパークプラグの一部断面正面図。 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断面図。 図２の、III－III線矢視断面図。 実施形態１における、ハウジングに保持された碍子本体部に、碍子カバー部を組み付ける様子を示す説明断面図。 実施形態１における、ハウジング及びこれに保持された絶縁碍子に、プラグカバー及び接地電極を組み付ける様子を示す説明断面図。 実施形態２における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 図６の、VI－VI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の拡大断面図であって、接地電極に直交する断面図。 実施形態２における、絶縁碍子の分解断面図。 変形形態１における、スパークプラグの先端部周辺の分解断面図。 変形形態１における、スパークプラグの先端部周辺の断面図。 変形形態２における、スパークプラグの先端部周辺の拡大断面図。 図１２の、XIII－XIII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の拡大断面図。 実施形態３における、スパークプラグを先端側から見た図。 実施形態３における、絶縁碍子の分解断面図。 参考形態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）
内燃機関用のスパークプラグの実施形態につき、図１～図３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、中心電極１１と接地電極２と絶縁碍子３と副燃焼室１２とを有する。接地電極２は、中心電極１１との間に放電ギャップＧを形成する。絶縁碍子３は、中心電極１１を内側に保持する軸孔３０を備える。絶縁碍子３は、筒状を呈している。副燃焼室１２は、内側に放電ギャップＧが配される。絶縁碍子３は、軸孔３０の先端側の開口３００よりも先端側に突出する碍子先端部３１を備える。碍子先端部３１は、副燃焼室１２を外周側から覆うよう形成されている。
以後、本実施形態につき詳説する。

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。スパークプラグ１の軸方向Ｚにおいて、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、他端は、内燃機関の燃焼室１４内に配される。なお、本明細書において、スパークプラグ１の中心軸Ｃが延びる方向を、単に「軸方向Ｚ」という。また、軸方向Ｚにおける点火コイルと接続される側を「基端側」といい、燃焼室１４内に配される側を「先端側」という。また、スパークプラグ１の径方向を、単に「径方向」という。

絶縁碍子３は、例えばアルミナ等の絶縁材を筒状に形成してなる。絶縁碍子３は、スパークプラグ１の中心軸Ｃを回転軸とした回転体形状を呈している。絶縁碍子３は、軸方向Ｚから見たときの中央部に、軸方向Ｚに延在する軸孔３０を有する。図１に示すごとく、軸孔３０内の空間は、軸方向Ｚの両側に開放されている。軸孔３０は、その先端側の部位の内径が、その基端側の部位の内径よりも小さくなる段部３０１を有する。絶縁碍子３は、段部３０１において中心電極１１を支承している。

図１、図２に示すごとく、絶縁碍子３は、軸孔３０の先端側の開口３００よりも先端側に突出する碍子先端部３１を備える。図２に示すごとく、軸方向Ｚにおいて、碍子先端部３１は、放電ギャップＧよりも先端側まで形成されている。すなわち、放電ギャップＧは、外周側から碍子先端部３１によって囲まれている。碍子先端部３１は、副燃焼室１２の全周に形成されているとともに、先端側が閉塞されている。つまり、碍子先端部３１は、副燃焼室１２をスパークプラグ１の周方向の全周から囲むとともに、副燃焼室１２を先端側から覆っている。碍子先端部３１は、副燃焼室１２全体を包囲するよう形成されている。換言すると、碍子先端部３１の内側の空間が、副燃焼室１２を構成している。副燃焼室１２は、燃焼室１４から区画された空間であり、かつ、放電ギャップＧを包囲する空間である。また、副燃焼室１２は、後述のカバー噴孔５２１及び碍子噴孔３１３ａを介してスパークプラグ１の外側の燃焼室１４と連通する空間である。

碍子先端部３１は、後述のハウジング４の内面及び後述のプラグカバー５の内面を覆うように形成されている。そして、後述のハウジング４及び後述のプラグカバー５は、副燃焼室１２に面していない。

図２に示すごとく、碍子先端部３１は、基端側から順に、第一部位３１１、第二部位３１２、及び第三部位３１３を有する。第一部位３１１は、碍子先端部３１の基端部に形成されている。第一部位３１１は、内周面３１１ａが、先端側へ向かうほど径方向の外周側へ向かうよう形成されている部位である。本実施形態において、第一部位３１１の内周面３１１ａは、外周側に膨らむよう湾曲した湾曲面である。

図２、図３に示すごとく、第二部位３１２は、軸方向Ｚに平行な筒状を呈している。図２に示すごとく、軸方向Ｚにおいて、第二部位３１２の略中央部に放電ギャップＧが配されており、第二部位３１２の先端部は放電ギャップＧよりも先端側に位置している。

図２に示すごとく、第三部位３１３は、第二部位３１２を先端側から覆うように形成されている。第三部位３１３は、先端側に膨らむよう形成された半球状を呈している。第三部位３１３は、碍子先端部３１の内外に貫通する複数の碍子噴孔３１３ａを有する。図３に示すごとく、複数の碍子噴孔３１３ａは、周方向に等間隔に形成されている。図２に示すごとく、各碍子噴孔３１３ａは、先端側へ向かうにつれて径方向の外周側に向かうよう形成されている。

図２に示すごとく、絶縁碍子３は、絶縁碍子３の主要部を構成する碍子本体部３３と、碍子本体部３３に組み付けられた碍子カバー部３４とからなる。本実施形態において、碍子本体部３３は、絶縁碍子３における第一部位３１１の先端から基端側の部位によって構成されており、碍子カバー部３４は、碍子先端部３１の第二部位３１２及び第三部位３１３によって構成されている。碍子本体部３３と碍子カバー部３４とは、碍子本体部３３の第一部位３１１の先端部と、碍子カバー部３４の第二部位３１２の基端部とを突き合わせた状態で配される。後述のハウジング４及びプラグカバー５と絶縁碍子３とが互いに組み付けられた状態において、碍子カバー部３４は、プラグカバー５の内面を覆っているとともに、プラグカバー５によって位置決めされている。なお、碍子本体部３３と碍子カバー部３４とは、互いの突合せ部を接着等により接合して、互いに固定してもよい。

ハウジング４は、筒状を呈している。絶縁碍子３は、基端部及び先端部をハウジング４から突出させつつ、ハウジング４の内側に保持されている。

図１、図２に示すごとく、ハウジング４は、外周部に取付ネジ部４１を有する。図１に示すごとく、スパークプラグ１は、取付ネジ部４１において、シリンダヘッド１３に設けられた雌ネジ穴１３１に螺合されて、シリンダヘッド１３に取り付けられる。スパークプラグ１がシリンダヘッド１３に取り付けられた状態においては、スパークプラグ１における取付ネジ部４１よりも先端側の部位が燃焼室１４に曝される。

図２に示すごとく、ハウジング４における取付ネジ部４１の先端側には、先端側に向かって突出した円筒状のハウジング先端部４２が形成されている。軸方向Ｚにおいて、ハウジング先端部４２の先端位置は、放電ギャップＧよりも基端側に位置している。取付ネジ部４１の内周面、及びハウジング先端部４２の内周面は、絶縁碍子３の外周面に沿うように形成されている。取付ネジ部４１の内周面、及びハウジング先端部４２の内周面は、絶縁碍子３の外周面と、微小隙間を介して対向している。ハウジング先端部４２には、プラグカバー５が接続されている。

図２に示すごとく、プラグカバー５は、碍子先端部３１の碍子カバー部３４の外面に沿うように形成されている。換言すると、碍子先端部３１の碍子カバー部３４は、プラグカバー５の内面を覆っている。プラグカバー５は、先端側が閉塞されるとともに基端側が開放されたカップ状を呈している。プラグカバー５は、スパークプラグ１の中心軸Ｃを回転軸とした回転体形状を有する。

図２に示すごとく、プラグカバー５は、筒状部５１と半球状部５２とを有する。筒状部５１は、取付ネジ部４１から先端側に延設されており、軸方向Ｚに平行な円筒状を呈している。筒状部５１は、碍子先端部３１の第二部位３１２の外面に沿うよう形成されており、半球状部５２は、碍子先端部３１の第三部位３１３の外面に沿うように形成されている。半球状部５２は、先端側に膨らむよう形成された半球状を呈している。プラグカバー５は、筒状部５１の基端部が、全周にわたってハウジング４のハウジング先端部４２に溶接等により接合されている。

図２に示すごとく、碍子先端部３１におけるプラグカバー５に対向する部位（すなわち第二部位３１２の一部及び第三部位３１３）の最大厚みは、プラグカバー５の厚み以下である。本実施形態において、碍子先端部３１におけるプラグカバー５に対向する部位の最大厚みは、プラグカバー５の厚み未満である。これにより、碍子先端部３１の熱容量を小さくしている。

図２に示すごとく、プラグカバー５は、プラグカバー５の内外に貫通する複数のカバー噴孔５２１を有する。カバー噴孔５２１は、碍子噴孔３１３ａに連通している。すべての碍子噴孔３１３ａの外側に重なるように、複数のカバー噴孔５２１が形成されている。カバー噴孔５２１は、連通する碍子噴孔３１３ａの中心軸と直線状に並んでいる。碍子噴孔３１３ａの中心軸に直交する断面において、カバー噴孔５２１の形状と碍子噴孔３１３ａの形状とは同形状である。プラグカバー５の内面から、基端側に向かって立設するよう接地電極２が形成されている。

図２、図３に示すごとく、接地電極２は、軸方向Ｚの先端側から見たときのプラグカバー５の中心部から基端側に立設している。接地電極２は、軸方向Ｚに延在する柱状に形成されており、その中心軸をスパークプラグ１の中心軸Ｃと一致させている。本実施形態において、接地電極２は円柱状であるがこれに限られない。

図２、図３に示すごとく、接地電極２は、碍子先端部３１の第三部位３１３に貫通形成された電極配置孔３２に挿入されているとともに、先端部がプラグカバー５に接合されている。ここで、ハウジング４及びプラグカバー５は、鉄、ニッケル、鉄ニッケル合金、ステンレス等の導電部材からなり、接地電極２は、プラグカバー５を介してハウジング４に導通している。接地電極２は、中心電極１１と放電ギャップＧを介して軸方向Ｚに対向している。

図１に示すごとく、中心電極１１は、先端部を絶縁碍子３の軸孔３０から先端側に露出させつつ、軸孔３０に保持されている。中心電極１１は、その中心軸をスパークプラグ１の中心軸Ｃと一致させている。そして、軸方向Ｚにおける中心電極１１の先端面と接地電極２の基端面との間に、放電ギャップＧが形成されている。

図１に示すごとく、軸孔３０における中心電極１１の基端側には、導電性を有するガラスシール１７ａ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１７ａは、ガラスに銅粉を混入させてなる銅ガラスからなる。

抵抗体１５の基端側には、前述のガラスシール１７ａと同様に銅ガラスからなるガラスシール１７ｂを介して端子金具１６が配されている。端子金具１６は、例えば鉄合金からなり、その基端部が軸孔３０から露出している。スパークプラグ１は、端子金具１６において、点火コイルに電気的に接続される。

スパークプラグ１は、カバー噴孔５２１及び碍子噴孔３１３ａを介して内燃機関の燃焼室１４内の混合気を副燃焼室１２に導入すると共に、放電ギャップＧにおいて火花放電を行うことにより混合気に着火し、副燃焼室１２において火炎を発生させ、成長させる。そして、カバー噴孔５２１及び碍子噴孔３１３ａから副燃焼室１２外の燃焼室１４に火炎ジェットを噴出させ、燃焼室１４全体に火炎を広げ、燃焼室１４内の混合気に着火させる。このようにして、スパークプラグ１は、燃焼室１４の混合気に着火させ燃焼させる。

次に、図４、図５を用いて、スパークプラグ１の製造方法の一例を説明する。
図４に示すごとく、絶縁碍子３を構成する２つの部材のうちの碍子本体部３３をハウジング４に保持させる。次いで、図４、図５に示すごとく、碍子カバー部３４を、開放された側（すなわち基端側）からハウジング４内に挿入しつつ、碍子本体部３３に組み付ける。このとき、ハウジング４の内周面に碍子カバー部３４の外周面を沿わせるよう、碍子カバー部３４をハウジング４内に挿入し、碍子カバー部３４を碍子本体部３３に突き合わせる。なお、碍子本体部３３と碍子カバー部３４との突合せ部は、さらに、接着、溶接等により接合してもよい。

そして、図５に示すごとく、プラグカバー５に、接地電極２を接合する。そして、接地電極２が接合されたプラグカバー５を、ハウジング４及びこれに保持された絶縁碍子３に対して組み付ける。このとき、接地電極２が接合されたプラグカバー５を、プラグカバー５の開放方向、すなわち軸方向Ｚに近付ける。このとき、プラグカバー５の内側に碍子先端部３１を挿入させるとともに、接地電極２を碍子先端部３１の電極配置孔３２に挿入させる。そして、プラグカバー５の開口端をハウジング４のハウジング先端部４２に接合する。

以上のように、スパークプラグ１を製造する。ここで、碍子カバー部３４を碍子本体部３３に組み付ける際、ハウジング４の内周面をガイドにすることで、ハウジング４、碍子本体部３３、及び碍子カバー部３４が、互いに位置ずれすることを抑制するとともに、これらの組み付けを容易にできる。さらに、プラグカバー５が、ハウジング４に対するプラグカバー５の組付方向に開放されているとともに、接地電極２が前記組付方向に形成されているため、前述のように、接地電極２が取り付けられたプラグカバー５をハウジング４及び絶縁碍子３に対して軸方向Ｚに組み付けることが可能となる。

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
本実施形態のスパークプラグ１において、絶縁碍子３は、軸孔３０の先端側の開口３００よりも先端側に突出する碍子先端部３１を備える。そして、碍子先端部３１は、副燃焼室１２を外周側から覆うよう形成されている。それゆえ、軸孔３０の先端側の開口３００よりも先端側の領域において、副燃焼室１２の少なくとも一部を、比較的熱伝導性の低い絶縁碍子３の碍子先端部３１で覆うことができる。そのため、副燃焼室１２内に生じる火炎の熱が、副燃焼室１２を構成する部材に奪われることを抑制しやすい。これにより、スパークプラグ１の着火性の向上を図りやすい。

また、碍子先端部３１は、プラグカバー５の内面を覆うよう形成されている。それゆえ、副燃焼室内に生じる火炎がプラグカバー５に当たることで前記火炎の熱がプラグカバー５に奪われることを抑制しやすい。これにより、スパークプラグ１の着火性の向上を図りやすい。

また、軸方向Ｚにおいて、碍子先端部３１は、放電ギャップＧよりも先端側まで形成されている。すなわち、径方向における放電ギャップＧの外周側に、碍子先端部３１が配される。これにより、副燃焼室１２内で火炎が成長する過程において、火炎が比較的熱伝導性の高いハウジング４やプラグカバー５に早期に接触することに起因して、火炎の熱がハウジング４やプラグカバー５に早期に奪われることを防止しやすい。これにより、副燃焼室１２内における火炎の成長を一層促進しやすい。

また、碍子先端部３１は、副燃焼室１２を先端側から覆っている。これにより、副燃焼室１２の広い領域を、碍子先端部３１で覆うことができる。これにより、副燃焼室１２内で火炎が成長する過程において、火炎の熱がハウジング４やプラグカバー５に奪われることを一層防止しやすく、副燃焼室１２内における火炎の成長を一層促進しやすい。

また、碍子先端部３１の基端部における内周面３１１ａは、先端側へ向かうほど径方向の外周側へ向かうよう形成されている。それゆえ、碍子先端部３１の基端部の内周面３１１ａの表面積を小さくしやすい。これによって、副燃焼室１２内に生じた火炎の熱が碍子先端部３１から奪われることを防止しやすい。これによっても、副燃焼室１２内における火炎の成長を促進しやすくすることができる。

以上のごとく、本態様によれば、着火性を向上す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６～図９に示すごとく、実施形態１に対して、接地電極２の配置を変更した実施形態である。

図６、図７に示すごとく、接地電極２は、プラグカバー５の筒状部５１から内周側に立設している。接地電極２は、径方向に延在する柱状に形成されている。径方向において、接地電極２は、プラグカバー５の筒状部５１から、中心電極１１の先端面の位置よりも、プラグカバー５に対する接地電極２の付け根部側と反対側の領域まで形成されている。図６に示すごとく、接地電極２の一部は、中心電極１１の先端面と放電ギャップＧを介して軸方向Ｚに対向している。なお、接地電極２は、実施形態１と同様な円柱形状を呈しているが、これに限られない。例えば、接地電極２における中心電極１１側（すなわち軸方向Ｚの基端側）を平面とし、繰り返しの放電に対する接地電極２の耐消耗性を高めてもよい。

図６～図９に示すごとく、絶縁碍子３の碍子本体部３３と碍子カバー部３４との境界部は、軸方向Ｚにおける碍子先端部３１の第二部位３１２の略中央部に形成されている。これに伴い、本実施形態の碍子カバー部３４は、第二部位３１２の一部と第三部位３１３とによって構成されている。図６、図８に示すごとく、碍子本体部３３と碍子カバー部３４との境界部は、接地電極２における軸方向Ｚの基端位置に形成されている。

図６、図８、図９に示すごとく、碍子カバー部３４の基端部は、接地電極２を挿入配置する配置凹部３５を有する。配置凹部３５は、碍子カバー部３４の基端面の周方向の一部が先端側に凹むよう形成されている。そして、接地電極２は、配置凹部３５内に挿入されているとともに、外周端部がプラグカバー５に接続されている。

配置凹部３５の底部は、接地電極２に沿う形状を有する。すなわち、接地電極２が円柱状の場合、配置凹部３５の底部は、円柱状の接地電極２の側面に沿うようＲ状に形成されている。これにより、接地電極２を配置凹部３５へ配置するとき等において配置凹部３５に応力集中が生じることを抑制することができ、碍子カバー部３４の機械的強度を高めることができる。なお、配置凹部３５の形状はこれに限られず、例えば配置凹部３５の内側空間が四角形等となるよう形成されていてもよい。

碍子本体部３３と碍子カバー部３４とを組み合わせることにより、配置凹部３５の開口端は閉塞されている。なお、配置凹部３５の代わりに、例えば第二部位３１２を径方向に貫通する貫通孔を形成し、貫通孔内に接地電極２を挿入する構成を採用することもできる。

例えば、プラグカバー５に挿入された碍子カバー部３４に対して軸方向Ｚの基端側から接地電極２を配置凹部３５に挿入することで、配置凹部３５内に接地電極２を配置することが可能である。また、配置凹部３５の代わりに前記貫通孔を形成した場合、接地電極２は、例えば、絶縁碍子３の碍子先端部３１に対してプラグカバー５を取り付けた状態において、プラグカバー５の外側から、プラグカバー５及び碍子先端部３１の前記貫通孔を貫通させるよう配置することができる。

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、実施形態１と同様の作用効果を有する。

なお、本実施形態を、後述する変形形態１、変形形態２のように変更することも可能である。

図１０、図１１に、変形形態１を示す。変形形態１のスパークプラグ１は、プラグカバー５を、接地電極２の形成方向Ｘに分割することで、スパークプラグ１の生産性を向上させたものである。ここでは、分割されたプラグカバー５の一方であって、接地電極２が接続される側を第一カバー５ａといい、分割されたプラグカバー５の他方を第二カバー５ｂと呼ぶ。スパークプラグ１を製造するに当たっては、第一カバー５ａに接地電極２を接続する。そして、絶縁碍子３に対し、接地電極２が接続された第一カバー５ａを、接地電極２の形成方向Ｘに組み付ける。このとき、接地電極２を配置凹部３５に挿入させながら、第一カバー５ａを絶縁碍子３に組み付ける。そして、第二カバー５ｂも、第一カバー５ａと反対側から、接地電極２の形成方向Ｘに、絶縁碍子３に組み付ける。次いで、第一カバー５ａと第二カバー５ｂとの合わせ面を接合する。以上のように、容易にスパークプラグ１を製造することができる。

次に、図１２、図１３に変形形態２を示す。変形形態２のスパークプラグ１は、碍子カバー部３４における互いに対向する２か所に配置凹部３５を形成し、この２つの配置凹部３５に接地電極２を配置し、接地電極２の両端部をプラグカバー５の筒状部５１に接続している。このように、接地電極２が両持ちでプラグカバー５に接続されることで、接地電極２の機械的強度を高めることができる。

（実施形態３）
本実施形態は、図１４～図１６に示すごとく、基本的な構成を実施形態２と同様としつつ、プラグカバー（図６～図７等の符号５参照）を無くした実施形態である。

図１４に示すごとく、軸方向Ｚにおいて、ハウジング先端部４２は、取付ネジ部４１から、放電ギャップＧの先端側までの領域に形成されている。図１４、図１５に示すごとく、ハウジング先端部４２は、円筒状を呈している。なお、図１５において、ハウジング４は、ハウジング先端部４２のみを図示している。

図１４、図１５に示すごとく、ハウジング先端部４２は、碍子先端部３１の外周面に沿うよう形成されている。そして、ハウジング先端部４２の先端は、開放されている。碍子先端部３１の第三部位３１３は、ハウジング先端部４２から先端側に突出している。

図１４に示すごとく、絶縁碍子３の碍子本体部３３と碍子カバー部３４との境界部は、接地電極における軸方向Ｚの先端位置に形成されている。そして、図１４、図１６に示すごとく、碍子本体部３３の先端部に、配置凹部３５が形成されている。配置凹部３５は、碍子本体部３３の先端面の周方向の一部が基端側に凹むよう形成されている。そして、接地電極２は、配置凹部３５内に挿入されているとともに、外周端部がプラグカバー５に接続されている。碍子本体部３３と碍子カバー部３４とを組み合わせることにより、配置凹部３５の開口端は閉塞されている。

例えば、ハウジング４に保持された碍子本体部３３に対して軸方向Ｚの先端側から接地電極２を配置凹部３５に挿入することで、配置凹部３５内に接地電極２を配置することが可能である。
その他は、実施形態２と同様である。また、本実施形態においても、実施形態２で示した変形形態２（図１２、図１３の構成）と同様の変更が可能である。

本実施形態においては、プラグカバー５を有さない分、部品点数の削減、製造工数の削減を図りやすい。

また、軸方向Ｚにおいて、ハウジング先端部４２は、取付ネジ部４１から放電ギャップＧの先端側までの領域に形成されており、かつ、ハウジング先端部４２は、碍子先端部３１の外周面に沿うよう形成されている。それゆえ、碍子先端部３１を、ハウジング先端部４２によって支えることができ、碍子先端部３１の耐久性を向上させやすい。
その他、実施形態２と同様の作用効果を有する。

（参考形態１）
本形態は、図１７に示すごとく、実施形態１に対して、絶縁碍子３、ハウジング先端部４２、プラグカバー５の形状を変更した形態である。

本形態において、碍子先端部３１は、先端側が開放されている。すなわち、本形態において、碍子先端部３１は、実施形態１等で示した第一部位３１１及び第二部位３１２を有するが、第三部位（図２等の符号３１３参照）は有さない。碍子先端部３１は、軸方向Ｚにおける放電ギャップＧよりも先端側の領域まで形成されている。碍子先端部３１の先端面、すなわち第二部位３１２の先端面は、内周側に向かうほど先端側に向かうよう傾斜した傾斜面３１２ａとなっている。絶縁碍子３は、一部材からなる。すなわち、絶縁碍子３は、複数部材を接合等により一体化したものではない。

ハウジング先端部４２は、碍子先端部３１の外周面に沿うよう、円筒状に形成されている。軸方向Ｚにおいて、ハウジング先端部４２の先端位置は、碍子先端部３１の先端位置と同等の位置に形成されている。ハウジング先端部４２の先端面４２１は、軸方向Ｚに直交する方向に直交する面上に形成されており、円環状を呈している。そして、ハウジング先端部４２の先端面４２１及び碍子先端部３１の傾斜面３１２ａに、プラグカバー５が取り付けられている。本形態においては、碍子先端部３１及びプラグカバー５によって、副燃焼室１２が構成されている。

プラグカバー５は、先端側に膨らむ半球状を呈している。プラグカバー５の基端面は、ハウジング先端部４２の先端面４２１と対向する第一基端面５３と、碍子先端部３１の傾斜面３１２ａと対向する第二基端面５４とを有する。第一基端面５３はハウジング先端部４２の先端面４２１と平行であり、第二基端面５４は、碍子先端部３１の傾斜面３１２ａと平行である。第一基端面５３は、ハウジング先端部４２の先端面４２１に接合されている。

第二基端面５４は、伝熱部材６を介して碍子先端部３１の傾斜面３１２ａに当接している。これにより、碍子先端部３１は、伝熱部材６を介して、ハウジング４に熱的に接触している。ここて、ハウジング４及びプラグカバー５は、実施形態１と同様、鉄、ニッケル、鉄ニッケル合金、ステンレス等の熱伝導性を有する金属材料から構成することができる。そして、本形態において、伝熱部材６は、ハウジング４及びプラグカバー５よりも熱伝導率が高い材料、例えば銅からなる。

伝熱部材６は、碍子先端部３１の傾斜面３１２ａの全周、及びプラグカバー５の第二基端面５４の全周のそれぞれに密着している。そして、碍子先端部３１は、伝熱部材６及びプラグカバー５を介してハウジング４に熱的に接触している。
その他は、実施形態１と同様である。

本形態において、碍子先端部３１は、ハウジング４よりも熱伝導性の高い伝熱部材６を介してハウジング４に熱的に接触している。それゆえ、碍子先端部３１からハウジング４への熱伝導を促進することができ、例えば内燃機関が高負荷で運転しているとき等において、副燃焼室１２が過度に高温になることに起因してプレイグニッションが生じることを防止することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

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１～３において、絶縁碍子３における碍子本体部３３と碍子カバー部３４との境界部の位置を、適宜変更してもよいし、境界部を例えば軸方向Ｚに複数形成してもよい。

また、実施形態１～３においては、絶縁碍子３を複数部材（すなわち碍子本体部３３及び碍子カバー部３４）を組み合わせることにより構成したが、これに限られず、絶縁碍子３を一部材で形成してもよい。また、参考形態１においては、絶縁碍子３を一部材とした構成を示したが、例えば碍子先端部３１を軸方向Ｚに複数分割し、複数部材で構成してもよい。

また、参考形態１においては、碍子先端部３１とプラグカバー５との間に伝熱部材６を介在させる構成を示したが、これに限られず、例えば径方向における碍子先端部３１とハウジング４との間に伝熱部材６を介在させる、等も可能である。

また、各実施形態において、碍子先端部３１を、軸方向Ｚに分割された複数部材同士を接合することによって一体的に構成してもよい。

また、各実施形態において、碍子先端部３１は、副燃焼室１２を全周から覆った構成を示したが、これに限られない。例えば、ハウジング４やプラグカバー５等において副燃焼室１２が形成されていれば、碍子先端部３１は、周方向の一部において副燃焼室１２を外周側から覆っていてもよい。

１ 内燃機関用のスパークプラグ
１１ 中心電極
１２ 副燃焼室
２ 接地電極
３ 絶縁碍子
３０ 軸孔
３１ 碍子先端部
３００ 開口
Ｇ 放電ギャップ

Claims (7)

1. 中心電極（１１）と、
   前記中心電極との間に放電ギャップ（Ｇ）を形成する接地電極（２）と、
   前記中心電極を内側に保持する軸孔（３０）を備えた筒状の絶縁碍子（３）と、
   内側に前記放電ギャップが配される副燃焼室（１２）と、を有し、
   前記絶縁碍子は、前記軸孔の先端側の開口（３００）よりも先端側に突出する碍子先端部（３１）を備え、
   前記碍子先端部は、前記副燃焼室を外周側から覆うよう形成されており、
   前記絶縁碍子を内側に保持する筒状のハウジング（４）を備え、
   前記接地電極は、前記ハウジングに固定された固定端部から前記副燃焼室内に突出していると共に、その突出方向に長尺な形状を有し、
   前記碍子先端部には、前記接地電極の長手方向に貫通する、配置凹部（３５）が形成されており、
   前記接地電極は、前記配置凹部に挿通されているとともに、前記副燃焼室の外側において、前記ハウジングに固定されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
2. 中心電極（１１）と、
   前記中心電極との間に放電ギャップ（Ｇ）を形成する接地電極（２）と、
   前記中心電極を内側に保持する軸孔（３０）を備えた筒状の絶縁碍子（３）と、
   内側に前記放電ギャップが配される副燃焼室（１２）と、を有し、
   前記絶縁碍子は、前記軸孔の先端側の開口（３００）よりも先端側に突出する碍子先端部（３１）を備え、
   前記碍子先端部は、前記副燃焼室を外周側から覆うよう形成されており、
   前記絶縁碍子を内側に保持する筒状のハウジング（４）と、前記ハウジングの先端部に固定されるとともに、内側に前記副燃焼室を形成するプラグカバー（５）と、を備え、
   前記接地電極は、前記プラグカバーに固定された固定端部から前記副燃焼室内に突出していると共に、その突出方向に長尺な形状を有し、
   前記碍子先端部には、前記接地電極の長手方向に貫通する、電極配置孔（３２）又は配置凹部（３５）が形成されており、
   前記接地電極は、前記電極配置孔又は前記配置凹部に挿通されているとともに、前記副燃焼室の外側において、前記プラグカバーに固定されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
3. 前記ハウジングの先端部に固定されるとともに、内側に前記副燃焼室を形成するプラグカバー（５）を備え、前記碍子先端部は、前記プラグカバーの内面を覆うよう形成されている、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（Ｚ）において、前記碍子先端部は、前記放電ギャップよりも先端側まで形成されている、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. 前記碍子先端部は、前記副燃焼室を先端側から覆っている、請求項４に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
6. 前記碍子先端部は、前記ハウジングよりも熱伝導率の高い伝熱部材（６）を介して、前記ハウジングに熱的に接触している、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. 前記碍子先端部の基端部における内周面（３１１ａ）は、先端側へ向かうほど径方向の外周側へ向かうよう形成されている、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。

Images