特開 2022-137969 スパークプラグ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022137969

(43)【公開日】2022-09-22

(54)【発明の名称】スパークプラグ

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/54 20060101AFI20220914BHJP

   F02P 13/00 20060101ALI20220914BHJP

【ＦＩ】

H01T13/54

F02P13/00 301J

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021037718

(22)【出願日】2021-03-09

(71)【出願人】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000534

【氏名又は名称】弁理士法人真明センチュリー

(72)【発明者】

【氏名】後澤 達哉

(72)【発明者】

【氏名】前田 俊介

(72)【発明者】

【氏名】後藤 大希

【テーマコード（参考）】

3G019

5G059

【Ｆターム（参考）】

3G019CA02

3G019KA01

5G059AA01

5G059CC02

5G059FF08

5G059GG03

5G059KK23

(57)【要約】

【課題】キャップに流入した燃料ガスのプレイグニッションを低減できるスパークプラグを提供する。
【解決手段】スパークプラグは、棚部が内周に設けられた筒状の主体金具と、棚部に係止される係止部、及び、係止部の先端側に隣接する先端部を有する絶縁体と、主体金具の先端側に配置され、絶縁体の先端部を先端側から覆うキャップと、を備え、厚さ方向に貫通する複数の噴口がキャップに設けられている。複数の噴口は、断面積の最小値の大きさが異なる噴口を含み、複数の噴口のうち断面積の最小値が最も大きい最大噴口の数と、断面積の最小値が最大噴口の断面積の最小値の９０％以上である大噴口の数と、を合わせた数が、最大噴口および大噴口以外の噴口の数よりも少なく、絶縁体の先端と係止部の先端との間の先端部の軸線方向の長さは１２ｍｍ以下である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

径方向の内側に張り出す棚部が内周に設けられた筒状の主体金具と、
前記棚部に直接または他部材を介して先端側から係止される係止部と、前記係止部の先端側に隣接する先端部と、を有し、軸線に沿って延びる絶縁体と、
前記主体金具の先端側に配置され、前記絶縁体の前記先端部を先端側から覆うキャップと、を備え、前記キャップの厚さ方向に貫通する複数の噴口が前記キャップに設けられたスパークプラグであって、
前記複数の噴口は、断面積の最小値の大きさが異なる噴口を含み、
前記複数の噴口のうち断面積の最小値が最も大きい最大噴口の数と、断面積の最小値が前記最大噴口の断面積の最小値の９０％以上である大噴口の数と、を合わせた数が、前記最大噴口および前記大噴口以外の噴口の数よりも少なく、
前記絶縁体の先端と前記係止部の先端との間の前記先端部の軸線方向の長さは１２ｍｍ以下であるスパークプラグ。

【請求項2】

前記複数の噴口それぞれにおける断面積の最小値は、最大値の９０％以上である請求項１記載のスパークプラグ。

【請求項3】

前記最大噴口の断面積の最小値は、前記複数の噴口のうち断面積の最小値が最も小さい最小噴口の断面積の最小値の１２０％以上５００％以下である請求項１又は２に記載のスパークプラグ。

【請求項4】

前記複数の噴口は、前記キャップのうち前記軸線が交わる位置を除く領域に設けられている請求項１から３のいずれかに記載のスパークプラグ。

【請求項5】

前記軸線に垂直な平面上に前記キャップを投影した投影図において、前記投影図と前記軸線との交点を通り前記噴口の数と同じ数の直線を等角に引いたときに、全ての前記噴口と前記直線とが交わる請求項４記載のスパークプラグ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は主体金具の先端側にキャップが配置されたスパークプラグに関する。

【背景技術】

【0002】

絶縁体と、絶縁体の外周に配置された筒状の主体金具と、主体金具の先端側に配置されたキャップと、を備え、厚さ方向に貫通する複数の噴口をキャップに設けたスパークプラグは知られている（特許文献１）。この種のスパークプラグは、噴口からキャップに流入した燃料ガスに点火して火炎を生成し、火炎を含むガス流を噴口から燃焼室に噴射して、その噴流によって燃焼室内の燃料ガスを燃焼させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１５９３５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

先行技術においてキャップの内側の温度が上昇し、絶縁体が過熱すると、噴口からキャップに流入した燃料ガスの過早着火（プレイグニッション）を起こす火種となる。

【0005】

本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、キャップに流入した燃料ガスのプレイグニッションを低減できるスパークプラグを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的を達成するために本発明のスパークプラグは、径方向の内側に張り出す棚部が内周に設けられた筒状の主体金具と、棚部に直接または他部材を介して先端側から係止される係止部と、係止部の先端側に隣接する先端部と、を有し、軸線に沿って延びる絶縁体と、主体金具の先端側に配置され、絶縁体の先端部を先端側から覆うキャップと、を備え、キャップの厚さ方向に貫通する複数の噴口がキャップに設けられている。複数の噴口は、断面積の最小値の大きさが異なる噴口を含み、複数の噴口のうち断面積の最小値が最も大きい最大噴口の数と、断面積の最小値が最大噴口の断面積の最小値の９０％以上である大噴口の数と、を合わせた数が、最大噴口および大噴口以外の噴口の数よりも少なく、絶縁体の先端と係止部の先端との間の先端部の軸線方向の長さは１２ｍｍ以下である。

【発明の効果】

【0007】

第１の態様によれば、絶縁体の先端部の軸線方向の長さは１２ｍｍ以下なので、絶縁体が加熱される先端部の表面積を低減できる。断面積の最小値の大きさが異なる噴口がキャップに設けられているので、噴口からキャップに流入した燃料ガスの流速を異ならせることができる。速度が異なる複数の流れによって燃料ガスの流動性が富むので、燃料ガスによって絶縁体の先端部が冷やされる。よって先端部の過熱を低減しプレイグニッションを低減できる。

【0008】

さらに最大噴口の数と大噴口の数とを合わせた数が、最大噴口および大噴口以外の噴口の数よりも少ないので、最大噴口および大噴口以外の噴口からも火炎を含むガス流を噴射できる。従って燃焼室内の燃料ガスの安定した点火が可能になり、燃焼安定性を向上できる。

【0009】

第２の態様によれば、複数の噴口それぞれにおける断面積の最小値は、最大値の９０％以上である。噴口の断面積の変化が原因となる噴流のエネルギー損失を低減できるので、第１の態様の効果に加え、燃焼安定性をさらに向上できる。

【0010】

第３の態様によれば、最大噴口の断面積の最小値は、複数の噴口のうち断面積の最小値が最も小さい最小噴口の断面積の最小値の１２０％以上５００％以下である。燃料ガスの流動により点火の安定性が向上し、さらに最大噴口以外の噴口からのガス流の噴射を確保できるので、第１又は第２の態様の効果に加え、燃焼安定性をさらに向上できる。

【0011】

第４の態様によれば、複数の噴口は、キャップのうち軸線が交わる位置を除く領域に設けられている。キャップの内側の燃料ガスの流動性を向上できるので、第１から第３の態様のいずれかの効果に加え、燃料ガスによる絶縁体の先端部の冷却能力を高め、プレイグニッションをさらに低減できる。

【0012】

第５の態様によれば、軸線に垂直な平面上にキャップを投影した投影図において、投影図と軸線との交点を通り噴口の数と同じ数の直線を等角に引いたときに、全ての噴口と直線とが交わるように噴口が設けられている。燃料ガスや噴流が噴口を通過して生じる熱の出入りをキャップの軸線周りでほぼ均等にできるので、キャップの軸線周りの熱負荷をほぼ均等にできる。よって第４の態様の効果に加え、燃焼安定性をさらに向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】一実施の形態におけるスパークプラグの部分断面図である。

【図2】図１のＩＩで示す部分を拡大したスパークプラグの断面図である。

【図3】図１のＩＩＩで示す部分を拡大したキャップの断面図である。

【図4】軸線に垂直な平面上にキャップを投影した投影図である。

【図5】図３のＶ－Ｖ線におけるキャップの噴口の断面の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は一実施の形態におけるスパークプラグ１０の部分断面図である。図１には、スパークプラグ１０の先端側の部位の軸線Ｏを含む断面が図示されている。図２は図１のＩＩで示す部分を拡大したスパークプラグ１０の軸線Ｏを含む断面図である。図１及び図２では、紙面下側をスパークプラグ１０の先端側、紙面上側をスパークプラグ１０の後端側という。

【0015】

図１に示すようにスパークプラグ１０は、絶縁体１１、主体金具２１及びキャップ３０を備えている。絶縁体１１は、軸線Ｏに沿って延びる軸孔１２を有する略円筒状の部材であり、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等のセラミックスにより形成されている。

【0016】

図２に示すように絶縁体１１は、係止部１３と、係止部１３の先端側に隣接する先端部１５と、を備えている。先端部１５の外径は係止部１３の外径よりも小さい。係止部１３には、先端側を向く係止面１４が設けられている。本実施形態では、係止面１４は先端側に向かうにつれて縮径する円錐面からなるが、これに限られない。係止面１４は軸線Ｏに垂直な面であっても良い。先端部１５には、径方向の外側を向く外周面１６が設けられている。外周面１６は係止面１４の先端側に隣接している
絶縁体１１のうち係止部１３と先端部１５との間の境界１４ａ（係止部１３の先端）を含む部分であって境界１４ａよりも後端側の部分にパッキン１７が接している。パッキン１７は、主体金具２１を構成する金属材料よりも軟質の鉄や鋼などの金属材料からなる円環状の板材である。本実施形態では、係止面１４のみにパッキン１７が接しているが、これに限られるものではない。係止面１４及び外周面１６の両方にまたがってパッキン１７が接していても良い。

【0017】

先端部１５は、絶縁体１１のうちパッキン１７が接している部分よりも先端側の部分である。先端部１５の軸線方向の長さＬは、絶縁体１１の先端１８と境界１４ａとの間の軸線方向の距離のことをいう。軸線Ｏを含む断面を観察したときに、軸線Ｏの両側に境界１４ａと絶縁体１１の先端１８とがそれぞれ現れる。絶縁体１１の先端１８と境界１４ａとの間の、軸線Ｏの両側の２つの距離のうち、少なくとも一方は１２ｍｍ以下である。

【0018】

図１に戻って説明する。絶縁体１１の軸孔１２の先端側に中心電極１９が配置されている。中心電極１９の先端は、絶縁体１１から先端側に突き出している。中心電極１９は軸孔１２内で端子金具２０と電気的に接続されている。端子金具２０は、高圧ケーブル（図示せず）が接続される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。端子金具２０は絶縁体１１の後端に固定されている。

【0019】

主体金具２１は、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成された略円筒状の部材である。主体金具２１は絶縁体１１の外周に配置されている。主体金具２１の胴部２２の外周には、おねじ２３が設けられている。おねじ２３は、エンジンのねじ穴（図示せず）にはまる。本実施形態では、おねじ２３の呼び径は１４ｍｍ以下である。絶縁体１１の先端部１５の外径、即ち先端部１５の表面積は、おねじ２３の呼び径にほぼ比例する。通常は先端部１５の外径はおねじ２３の呼び径のほぼ半分である。

【0020】

図２に示すように主体金具２１の胴部２２の内周に棚部２４が設けられている。棚部２４は絶縁体１１の係止面１４の先端側に位置する。棚部２４は絶縁体１１の係止部１３を係止する。本実施形態では、係止部１３と棚部２４との間にパッキン１７が介在する。主体金具２１は、絶縁体１１を介して中心電極１９を支持する。絶縁体１１の先端部１５の外周面１６は、パッキン１７にも主体金具２１にも接していない。

【0021】

図１に戻って説明する。主体金具２１の胴部２２には接地電極２５が配置されている。接地電極２５は、例えばＰｔ，Ｎｉ，Ｉｒ等のうちの１種以上を主成分とする金属製の棒状の部材である。本実施形態では接地電極２５はおねじ２３の位置に配置されており、胴部２２を貫通している。接地電極２５の一部は中心電極１９に対向し、中心電極１９と接地電極２５との間に火花ギャップが設けられている。

【0022】

主体金具２１の胴部２２にキャップ３０が接続されている。キャップ３０は半球状の部材である。キャップ３０の材料は、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ等の１種以上を主成分とする金属材料が例示される。本実施形態では、キャップ３０は主体金具２１に溶接されている。キャップ３０は、絶縁体１１の先端部１５（図２参照）を先端側から覆い、主体金具２１の胴部２２とキャップ３０とに囲まれた副室３１を形成する。

【0023】

絶縁体１１の先端部１５（図２参照）の外周面１６は、副室３１に露出している。キャップ３０には、キャップ３０を厚さ方向に貫通する噴口３２が複数設けられている。噴口３２はエンジン（図示せず）の燃焼室と副室３１とを連通する。

【0024】

エンジン（図示せず）に取り付けられたスパークプラグ１０は、エンジンのバルブ操作により、エンジンの燃焼室から噴口３２を通って副室３１に燃料ガスが流入する。スパークプラグ１０は、中心電極１９と接地電極２５との間の放電により火炎核を生成する。火炎核が成長すると副室３１内の燃料ガスに点火し燃料ガスが燃焼する。燃料ガスの燃焼によって生じる膨張圧力により、火炎を含むガス流が生じ、火炎を含むガスを噴口３２から燃焼室に噴射する。その火炎の噴流によって燃焼室内の燃料ガスが燃焼する。

【0025】

副室３１内の燃料ガスの燃焼、火炎を含むガス流の噴射および燃焼室内の燃料ガスの燃焼に伴い、絶縁体１１、中心電極１９、主体金具２１の胴部２２及びキャップ３０は加熱される。エンジンのバルブ操作によって燃焼室や副室３１に流入した燃料ガスにより、絶縁体１１、中心電極１９、主体金具２１の胴部２２及びキャップ３０は冷やされる。主体金具２１の胴部２２、接地電極２５及びキャップ３０の熱は、おねじ２３を通ってエンジンに移動する。中心電極１９及び絶縁体１１の熱は、パッキン１７（図２参照）からおねじ２３を通ってエンジンに移動する。

【0026】

図３は図１のＩＩＩで示す部分を拡大したキャップ３０の断面図である。噴口３２はキャップ３０の内面３３から外面３４まで突き抜けている。噴口３２の中心線Ｃに垂直な噴口３２の断面は円形である。

【0027】

キャップ３０の内面３３と噴口３２とが交わる噴口３２の縁３５には面取りや丸みが付されている。キャップ３０の外面３４と噴口３２とが交わる噴口３２の縁３６にも面取りや丸みが付されている。従って縁３５，３６の付近における噴口３２の中心線Ｃに垂直な噴口３２の断面積は、縁３５，３６から離れた位置における噴口３２の中心線Ｃに垂直な噴口３２の断面積より大きい。縁３５，３６の面取りや丸みの影響を避けるため、噴口３２の断面積とは、中心線Ｃに沿って縁３５，３６から０．２ｍｍ以上離れた位置における中心線Ｃに垂直な噴口３２の断面の面積をいう。

【0028】

中心線Ｃに沿って縁３５，３６から０．２ｍｍ以上離れた範囲の任意の位置における噴口３２の断面積を測定したときの噴口３２の断面積の最小値は、その範囲の噴口３２の断面積の最大値の９０％以上である。噴口３２の断面積の変化が原因となる噴流のエネルギー損失を低減するためである。

【0029】

図４は軸線Ｏに垂直な平面上にキャップ３０を投影した投影図４１である。噴口３２は、半球状のキャップ３０のうち軸線Ｏが交わる位置を除く領域に設けられているので、投影図４１に現れる噴口３２は楕円形である。キャップ３０のうち軸線Ｏが交わる位置を除く領域に噴口３２が設けられているので、燃焼室から噴口３２を通って副室３１に流入した燃料ガスの流動を大きな渦流にできる。副室３１の燃料ガスの流動性を向上できるので、燃料ガスによる絶縁体１１の先端部１５の冷却能力を高め、プレイグニッションをさらに低減できる。

【0030】

噴口３２は、最大噴口３７、大噴口３８、小噴口３９及び最小噴口４０を含む。本実施形態ではキャップ３０に８つの噴口３２が設けられている。８つの噴口３２は、噴口３２の各々と軸線Ｏとの間の距離がほぼ等しい。

【0031】

キャップ３０は、軸線Ｏの周りにほぼ等間隔に噴口３２が設けられている。従って投影図４１において、投影図４１と軸線Ｏとの交点を通り噴口３２の数と同じ数の直線４２を等角に引いたときに、全ての噴口３２と直線４２とが交わるような位置に直線４２を引くことができる。投影図４１において、噴口３２の中心で直線４２と噴口３２が交わる必要はなく、噴口３２のどこかが直線４２と交われば良い。これにより燃料ガスや噴流が噴口３２を通過して生じる熱の出入りをキャップ３０の軸線周りでほぼ均等にできる。従ってキャップ３０の軸線周りの熱負荷をほぼ均等にできる。本実施形態では噴口３２は８つなので直線４２は８本であり、軸線Ｏを中心にして等角に引かれた直線４２，４２同士が交わる最も小さい角度は４５°である。

【0032】

図５は図３のＶ－Ｖ線におけるキャップ３０の噴口３２の断面の模式図である。図５には、噴口３２の各々の中心線Ｃ（図３参照）に垂直な断面がまとめて図示されている。噴口３２は断面積の最小値の大きさが異なる最大噴口３７、大噴口３８、小噴口３９及び最小噴口４０を含む。図５に示す噴口３２の断面が大きいほど、噴口３２の断面積の最小値が大きいことを表している。

【0033】

最大噴口３７は、噴口３２のうち断面積の最小値が最も大きい噴口である。本実施形態では最大噴口３７の数は１つである。大噴口３８は、断面積の最小値が、最大噴口３７の断面積の最小値の９０％以上の噴口である。本実施形態では大噴口３８の数は２つである。小噴口３９は、断面積の最小値が、最大噴口３７の断面積の最小値の９０％未満の噴口である。最小噴口４０は、噴口３２のうち断面積の最小値が最も小さい噴口である。最小噴口４０は、断面積の最小値が、最大噴口３７の断面積の最小値の９０％未満である。

【0034】

噴口３２は断面積の最小値の大きさが異なる噴口を含むので、噴口３２からキャップ３０の副室３１に流入した燃料ガスの流速を異ならせることができる。流速が異なる複数の流れによって燃料ガスの流動性が富むので、副室３１に露出した絶縁体１１の先端部１５が燃焼ガスによって冷やされる。先端部１５の軸線方向の長さＬは１２ｍｍ以下なので、先端部１５の熱容量を小さくできる。燃焼ガスによる先端部１５の冷却効果を高められるので、噴口３２から副室３１に流入した燃料ガスのプレイグニッションを低減できる。

【0035】

最大噴口３７の数と大噴口３８の数とを合わせた数（本実施形態では３）は、最大噴口３７及び大噴口３８以外の、小噴口３９の数と最小噴口４０の数とを合わせた数（本実施形態では５）よりも少ない。これにより最大噴口３７及び大噴口３８以外の小噴口３９や最小噴口４０からも火炎を含むガス流を噴射できる。従って燃焼室内の燃料ガスの安定した点火が可能になり、燃焼安定性を向上できる。

【0036】

最大噴口３７の断面積の最小値は、最小噴口４０の断面積の最小値の１２０％以上５００％以下である。副室３１内の燃料ガスの流動が富むので、新鮮な燃料ガスが火花ギャップに到達し易くなり、点火の安定性が向上し、さらに最小噴口４０からのガス流の噴射を確保できるので、燃焼安定性をさらに向上できる。

【実施例0037】

本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

【0038】

（サンプルの作製）
試験者は、一実施の形態におけるスパークプラグ１０と同様にして、表１に示すように絶縁体１１の先端部１５の長さＬ（ｍｍ）、「小噴口３９の数と最小噴口４０の数とを合わせた数」から「最大噴口３７の数と大噴口３８の数とを合わせた数」を減じた数、最小噴口４０の断面積の最小値に対する最大噴口３７の断面積の最小値の割合（％）、投影図４１における全ての噴口３２と直線４２との交差の有無が異なるサンプルＮｏ．１－１１を作製した。サンプルＮｏ．１－１１は、これ以外の部分の数や寸法、形状は一定にした。サンプルＮｏ．１－１１はキャップ３０に噴口３２をそれぞれ８つ設け、おねじ２３の呼び径は１４ｍｍとした。

【0039】

【表1】

サンプルＮｏ．１－１０は噴口３２の断面積の最小値が異なっていた。サンプルＮｏ．１１は噴口３２の断面積の最小値が一定だった。

【0040】

サンプルＮｏ．１－８，１０は、「小噴口３９の数と最小噴口４０の数とを合わせた数」から「最大噴口３７の数と大噴口３８の数とを合わせた数」を減じた数が、正の数であった。即ちＮｏ．１－８，１０は、「最大噴口３７の数と大噴口３８の数とを合わせた数」が、「小噴口３９の数と最小噴口４０の数とを合わせた数」よりも少なかった。サンプルＮｏ．９は、「最大噴口３７の数と大噴口３８の数とを合わせた数」が、「小噴口３９の数と最小噴口４０の数とを合わせた数」と等しかった。

【0041】

サンプルＮｏ．１－４，１０は、投影図４１における全ての噴口３２と直線４２とが交差する関係にあった。サンプルＮｏ．５－９，１１は、投影図４１において直線４２と交差しない噴口３２が存在した。

【0042】

（試験１）
試験１はプレイグニッションに関する試験である。試験者は、排気量１．３リットルの自然吸気式４気筒ガソリンエンジンの各気筒にサンプルを取り付け、エンジンを作動し、吸気絞り弁を全開の状態にした。ある点火時期となるように１分間エンジンを作動してプレイグニッションが生じるか否かを調べた。プレイグニッションが生じなければ２°進角させて１分間エンジンを作動するという操作を、プレイグニッションが発生するまで繰り返した。

【0043】

プレイグニッションが発生したクランク角が大きいほど、プレイグニッションが生じ難いことを示す。プレイグニッションが発生したクランク角が上死点前３０°以上のサンプルはＡ（優れる）、プレイグニッションが発生したクランク角が上死点前３０°未満のサンプルはＤ（劣る）と判定した。結果は表１に記した。

【0044】

（試験２）
試験２は燃焼安定性に関する試験である。試験者は、排気量１．６リットルの過給式４気筒直噴ガソリンエンジンの各気筒にサンプルを取り付け、エンジンを作動し、回転数２０００ｒｐｍ、圧力１２００ｋＰａ、空燃比１４．５の条件下における３０００サイクルのサイクル間のＣＯＶ（図示平均有効圧力の変動率）を算出した。

【0045】

ＣＯＶが小さいほど燃焼安定性が高いことを示す。ＣＯＶが１％未満のサンプルはＡ（優れる）、ＣＯＶが１％以上２％未満のサンプルはＢ（良い）、ＣＯＶが２％以上３％未満のサンプルはＣ（やや良い）、ＣＯＶが３％以上のサンプルはＤ（劣る）と判定した。結果は表１に記した。

【0046】

（評価）
試験１（プレイグニッション）は、Ｎｏ．１－９の判定がＡであったが、Ｎｏ．１０，１１の判定がＤであった。Ｎｏ．１－９のサンプルは、先端部１５の長さが１２ｍｍ以下であり、噴口３２の断面積の最小値が異なっていた。Ｎｏ．１－９のサンプルは、Ｎｏ．１０，１１のサンプルに比べ、副室３１内の燃料ガスの流動性が富み、熱容量が比較的小さい先端部１５を冷やすことができるので、先端部１５の過熱を低減しプレイグニッションを低減できたと推察される。

【0047】

試験２（燃焼安定性）は、Ｎｏ．１－８の判定がＡ，Ｂ又はＣであったが、Ｎｏ．９の判定がＤであった。Ｎｏ．１－８のサンプルは「最大噴口３７の数と大噴口３８の数とを合わせた数」が、「小噴口３９の数と最小噴口４０の数とを合わせた数」よりも少なかった。Ｎｏ．１－８のサンプルは、Ｎｏ．９のサンプルに比べ、最大噴口３７及び大噴口３８以外の噴口３２（小噴口３９や最小噴口４０）からも火炎を含むガス流が噴射され、燃焼室内の燃料ガスの安定した点火が可能になり、燃焼安定性を向上できたと推察される。

【0048】

試験２において、Ｎｏ．１－６の判定はＡ又はＢであったが、Ｎｏ．７，８の判定はＣであった。Ｎｏ．１－６のサンプルは、最小噴口４０の断面積の最小値に対する最大噴口３７の断面積の最小値の割合が１２０％以上５００％以下であった。Ｎｏ．１－６のサンプルは、Ｎｏ．７，８のサンプルに比べ、副室３１内の燃料ガスの流動が富み、新鮮な燃料ガスが火花ギャップに到達し易くなり、点火の安定性が向上し、さらに最小噴口４０からのガス流の噴射を確保できたので、燃焼安定性がさらに向上したと推察される。

【0049】

試験２において、Ｎｏ．１－４の判定はＡであったが、Ｎｏ．５，６の判定はＢであった。Ｎｏ．１－４のサンプルは、投影図４１において全ての噴口３２と直線４２とが交差する関係にあった。Ｎｏ．１－４のサンプルは、Ｎｏ．５，６のサンプルに比べ、燃料ガスや噴流が噴口３２を通過して生じる熱の出入りがキャップ３０の軸線周りでほぼ均等になったので、キャップ３０の軸線周りの熱負荷がほぼ均等になり、燃焼安定性をさらに向上できたと推察される。

【0050】

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

【0051】

実施形態では、キャップ３０に噴口３２が８つ設けられる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。キャップ３０に設ける噴口３２の数は３つ以上（少なくとも最大噴口３７が１つと小噴口３９が２つ）であれば適宜設定できる。キャップ３０に設ける噴口３２の数が３つの場合、大噴口３８は無く、小噴口３９のうち小さい方の噴口が最小噴口である。２つの小噴口３９が同じ大きさの場合は、最小噴口の断面積の最小値は、小噴口３９の断面積の最小値に等しい。

【0052】

実施形態では、キャップ３０に設けられた噴口３２の断面が円形の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。他の噴口３２の断面は、楕円形、多角形、隅が丸みを帯びた多角形が例示される。

【0053】

実施形態では、球冠状の内面３３及び外面３４を有する半球状のキャップ３０を主体金具２１に配置する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。キャップ３０の形状は適宜設定できる。例えば有底円筒状のキャップを採用することは当然可能である。

【0054】

実施形態では、キャップ３０に最大噴口３７や最小噴口４０がそれぞれ１つずつ設けられる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。断面積の最小値が最も大きい噴口が複数存在する場合には、最大噴口３７は複数存在する。断面積の最小値が最も小さい噴口が複数存在する場合には、最小噴口４０は複数存在する。

【0055】

実施形態では、絶縁体１１の係止部１３と主体金具２１の棚部２４との間にパッキン１７（別部材）が介在する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。絶縁体１１の係止部１３と主体金具２１の棚部２４とが直接接触するように、絶縁体１１の外周に主体金具２１を配置することは当然可能である。この場合、先端部１５は、絶縁体１１のうち棚部２４が接している部分よりも先端側の部分をいう。

【0056】

実施形態では、主体金具２１のおねじ２３の位置に直線状の接地電極２５が配置される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。接地電極２５は主体金具２１に配置されていても、キャップ３０に配置されていても構わない。接地電極２５は直線状であるものに限られない。接地電極２５は屈曲していても良い。中心電極１９の先端側に火花ギャップを設けるものに限られない。中心電極１９の径方向の外側に火花ギャップを設けても良い。

【0057】

実施形態では、主体金具２１にキャップ３０が溶接されている場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。先端にキャップを設けた筒状部材を準備し、これを主体金具２１に接続して副室３１を形成することは当然可能である。筒状部材はキャップで先端が閉じた筒状の部材であり、主体金具２１のおねじ２３に結合するめねじが内周面に形成されている。筒状部材の外周面には、エンジンのねじ穴に結合するおねじが設けられている。筒状部材のめねじを主体金具２１のおねじ２３に結合することにより、主体金具２１の先端側にキャップが配置される。このキャップに噴口３２が設けられる。

【0058】

筒状部材を主体金具２１に接続して主体金具２１の先端側にキャップを配置する手段は、筒状部材の内周面のめねじを、主体金具２１のおねじ２３に結合するものに限らない。他の手段によって筒状部材を主体金具に接続することは当然可能である。他の手段としては、例えば筒状部材と主体金具とを溶接等によって接合するものが挙げられる。筒状部材の材料は、ニッケル基合金やステンレス鋼等の金属材料や窒化ケイ素等のセラミックスが例示される。

【符号の説明】

【0059】

１０ スパークプラグ
１１ 絶縁体
１３ 係止部
１４ａ 境界（係止部の先端）
１５ 先端部
１７ パッキン（別部材）
１８ 絶縁体の先端
２１ 主体金具
２４ 棚部
３０ キャップ
３２ 噴口
３７ 最大噴口
３８ 大噴口
３９ 小噴口
４０ 最小噴口
４１ 投影図
４２ 直線
Ｌ 先端部の軸線方向の長さ
Ｏ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】