特開 2022-191001 内燃機関用のスパークプラグ及び内燃機関

(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】P2022191001

(43)【公開日】2022-12-27

(54)【発明の名称】内燃機関用のスパークプラグ及び内燃機関

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/54 20060101AFI20221220BHJP

   H01T 13/32 20060101ALI20221220BHJP

   F02P 13/00 20060101ALI20221220BHJP

   F02B 19/12 20060101ALI20221220BHJP

【ＦＩ】

H01T13/54

H01T13/32

F02P13/00 301J

F02P13/00 301A

F02B19/12 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021099588

(22)【出願日】2021-06-15

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 明光

【テーマコード（参考）】

3G019

3G023

5G059

【Ｆターム（参考）】

3G019KA01

3G019KA11

3G019KA12

3G019KA15

3G019KA17

3G023AA01

3G023AB01

3G023AB03

3G023AC03

3G023AD03

3G023AD21

3G023AD25

3G023AD28

3G023AD30

5G059AA01

5G059CC02

5G059DD11

5G059EE11

5G059EE21

5G059EE24

(57)【要約】

【課題】着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグ及び内燃機関を提供すること。
【解決手段】絶縁碍子３と中心電極４とハウジング２と接地電極６とプラグカバー５とを有する内燃機関用のスパークプラグ１。接地電極６は、固定端部６１から副燃焼室５０内に突出している。プラグカバー５には、大噴孔５１と小噴孔５２とが形成されている。大噴孔５１及び小噴孔５２は、噴孔軸が、プラグ先端側へ向かうにつれて、プラグ径方向の外周側へ向かうように傾斜している。大噴孔５１を噴孔軸に平行に延長した延長領域の少なくとも一部は、上記放電ギャップの少なくとも一部を通る。プラグ軸方向Ｚから見たときの、大噴孔５１と接地電極６の固定端部６１との間の距離は、大噴孔５１の直径以下である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の絶縁碍子（３）と、
該絶縁碍子の内周側に保持されると共に該絶縁碍子の先端側に突出した中心電極（４）と、
上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング（２）と、
上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（６）と、
上記放電ギャップが配される副燃焼室（５０）を覆うよう上記ハウジングの先端部に設けられたプラグカバー（５）と、を有する内燃機関用のスパークプラグ（１）であって、
上記接地電極は、上記副燃焼室の外周側において上記ハウジング又は上記プラグカバーに固定された固定端部（６１）から上記副燃焼室内に突出しており、
上記プラグカバーには、大噴孔（５１）と、該大噴孔よりも開口面積が小さい小噴孔（５２）とが形成されており、
上記大噴孔及び上記小噴孔は、噴孔軸が、プラグ先端側へ向かうにつれて、プラグ径方向の外周側へ向かうように傾斜しており、
上記大噴孔を噴孔軸（５１Ｌ）に平行に延長した延長領域（５１Ｅ）の少なくとも一部は、上記放電ギャップの少なくとも一部を通り、
プラグ軸方向（Ｚ）から見たときの、上記大噴孔と上記接地電極の上記固定端部との間の距離は、上記大噴孔の直径以下である、内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項2】

上記接地電極は、上記大噴孔側の周方向側面（６２）における、プラグ軸方向の先端側の端縁（６２１）が、上記放電ギャップに近い側から上記固定端部に向かうほど先端側に向かうように傾斜している、又は、プラグ軸方向に直交している、請求項１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項3】

上記放電ギャップは、互いにプラグ径方向に対向する、上記接地電極における上記大噴孔側の周方向側面（６２）と上記中心電極の側面との間に形成されている、請求項１又は２に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項4】

上記放電ギャップは、互いにプラグ軸方向に対向する、上記接地電極の基端面（６３）と上記中心電極の先端との間に形成されている、請求項１又は２に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項5】

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を搭載した内燃機関（１０）であって、
主燃焼室（１０１）と、該主燃焼室に設けられた吸気弁（７２）及び排気弁（７３）と、を有し、
プラグ軸方向から見たとき、上記大噴孔は、外側開口部が上記吸気弁側を向くように形成されている、内燃機関。

【請求項6】

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を搭載した内燃機関（１０）であって、
主燃焼室（１０１）と、該主燃焼室に設けられた吸気弁（７２）及び排気弁（７３）と、上記主燃焼室に直接燃料を噴射するインジェクタ（７１）と、を有し、
上記スパークプラグは、上記インジェクタから噴射された上記燃料を含む噴射流（Ｆ）が、上記大噴孔の外側開口部に向かうように、配置されている、内燃機関。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関用のスパークプラグ及び内燃機関に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１に開示されているように、先端に副燃焼室を備えた内燃機関用のスパークプラグが知られている。当該スパークプラグにおいて、副燃焼室を覆うプラグカバーには、噴孔が形成されている。これにより、噴孔を介して副燃焼室から主燃焼室に火炎を噴出させ、主燃焼室の混合気を燃焼させようとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１８４４３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の内燃機関用のスパークプラグは、副燃焼室内における混合気への着火、すなわち、初期火炎の形成自体については、考慮されていない。つまり、副燃焼室内の放電を引き伸ばして着火性を向上させることについては、何ら考慮されていない。

【0005】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグ及び内燃機関を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、筒状の絶縁碍子（３）と、
該絶縁碍子の内周側に保持されると共に該絶縁碍子の先端側に突出した中心電極（４）と、
上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング（２）と、
上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（６）と、
上記放電ギャップが配される副燃焼室（５０）を覆うよう上記ハウジングの先端部に設けられたプラグカバー（５）と、を有する内燃機関用のスパークプラグ（１）であって、
上記接地電極は、上記副燃焼室の外周側において上記ハウジング又は上記プラグカバーに固定された固定端部（６１）から上記副燃焼室内に突出しており、
上記プラグカバーには、大噴孔（５１）と、該大噴孔よりも開口面積が小さい小噴孔（５２）とが形成されており、
上記大噴孔及び上記小噴孔は、噴孔軸が、プラグ先端側へ向かうにつれて、プラグ径方向の外周側へ向かうように傾斜しており、
上記大噴孔を噴孔軸（５１Ｌ）に平行に延長した延長領域（５１Ｅ）の少なくとも一部は、上記放電ギャップの少なくとも一部を通り、
プラグ軸方向（Ｚ）から見たときの、上記大噴孔と上記接地電極の上記固定端部との間の距離は、上記大噴孔の直径以下である、内燃機関用のスパークプラグにある。

【0007】

本発明の他の態様は、上記内燃機関用のスパークプラグを搭載した内燃機関（１０）であって、
主燃焼室（１０１）と、該主燃焼室に設けられた吸気弁（７２）及び排気弁（７３）と、を有し、
プラグ軸方向から見たとき、上記大噴孔は、外側開口部が上記吸気弁側を向くように形成されている、内燃機関にある。

【0008】

本発明のさらに他の態様は、上記内燃機関用のスパークプラグを搭載した内燃機関（１０）であって、
主燃焼室（１０１）と、該主燃焼室に設けられた吸気弁（７２）及び排気弁（７３）と、上記主燃焼室に直接燃料を噴射するインジェクタ（７１）と、を有し、
上記スパークプラグは、上記インジェクタから噴射された上記燃料を含む噴射流（Ｆ）が、上記大噴孔の外側開口部に向かうように、配置されている、内燃機関にある。

【発明の効果】

【0009】

上記内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記大噴孔を噴孔軸に平行に延長した延長領域の少なくとも一部は、放電ギャップの少なくとも一部を通る。これにより、内燃機関の膨張行程及び圧縮行程において、大噴孔を通過する気流に伴って、放電ギャップに気流が形成されやすい。

【0010】

そして、大噴孔と接地電極の固定端部との間の距離は、大噴孔の直径以下である。それゆえ、膨張行程においては、接地電極側の放電端を大噴孔に近づく方向に移動させやすくなる。また、圧縮行程においては、接地電極の突出側へ放電を引き伸ばしやすくなる。
これにより、着火性を向上させることができる。

【0011】

以上のごとく、上記態様によれば、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグ及び内燃機関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。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態１における、スパークプラグの先端部付近の正面図であって、図２のＩ矢視相当図。

【図2】図１のII－II線矢視断面相当図。

【図3】図２のIII－III線矢視断面相当図。

【図4】図２のIV－IV線矢視断面相当図。

【図5】実施形態１における、膨張行程時の、放電が伸長した状態の断面説明図。

【図6】図５のVI－VI線矢視断面相当図。

【図7】実施形態１における、膨張行程時の、放電がさらに伸長した状態の断面説明図。

【図8】図７のVIII－VIII線矢視断面相当図。

【図9】実施形態１における、圧縮行程時の、放電が伸長した状態の断面説明図。

【図10】図９のＸ－Ｘ線矢視断面相当図。

【図11】実施形態１における、圧縮行程時の、副燃焼室内のタンブル流の説明図。

【図12】実施形態２における、内燃機関の断面説明図。

【図13】実施形態２における、主燃焼室に形成された気流の向きを説明する、内燃機関を先端側から見た説明図。

【図14】実施形態３における、内燃機関の断面説明図。

【図15】実施形態４における、スパークプラグの先端部付近の、プラグ軸方向に沿った断面図であって、図１６のXV－XV線矢視断面相当図。

【図16】図１５のXVI－XVI線矢視断面相当図。

【図17】実施形態５における、スパークプラグの先端部付近の正面図。

【図18】実施形態６における、スパークプラグの先端部付近の正面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（実施形態１）
内燃機関用のスパークプラグに係る実施形態について、図１～図１１を参照して説明する。
本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、筒状の絶縁碍子３と、中心電極４と、筒状のハウジング２と、接地電極６と、プラグカバー５と、を有する。

【0014】

中心電極４は、絶縁碍子３の内周側に保持されると共に絶縁碍子３の先端側に突出している。ハウジング２は、絶縁碍子３を内周側に保持する。接地電極６は、中心電極４との間に放電ギャップＧを形成する。プラグカバー５は、放電ギャップＧが配される副燃焼室５０を覆うようハウジング２の先端部に設けられている。

【0015】

接地電極６は、固定端部６１から副燃焼室５０内に突出している。固定端部６１は、接地電極６の一端部であって、副燃焼室５０の外周側においてハウジング２又はプラグカバー５に固定された端部である。プラグカバー５には、大噴孔５１と、大噴孔５１よりも開口面積が小さい小噴孔５２とが形成されている。大噴孔５１及び小噴孔５２は、噴孔軸が、プラグ先端側へ向かうにつれて、プラグ径方向の外周側へ向かうように傾斜している。

【0016】

図２、図３に示すごとく、大噴孔５１を噴孔軸５１Ｌに平行に延長した延長領域５１Ｅの少なくとも一部は、放電ギャップＧの少なくとも一部を通る。図２に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たときの、大噴孔５１と接地電極６の固定端部６１との間の距離は、大噴孔５１の直径以下である。

【0017】

本形態において、図３に示すごとく、プラグ径方向から見たときの、大噴孔５１と接地電極６の固定端部６１との間の距離も、大噴孔５１の直径以下である。さらに好ましくは、大噴孔５１と接地電極６の固定端部６１との間の直線距離は、大噴孔５１の直径以下である。

【0018】

大噴孔５１の直径は、例えば、小噴孔５２の直径の１．２～１．４倍とすることができる。大噴孔５１の直径をこの範囲に規定することで、大噴孔５１から流出する気流を充分に強くしやすくなる。本形態においては、すべての小噴孔５１０が、互いに同じ直径を有する。なお、噴孔の直径は、当該噴孔が円形ではない場合には、当該噴孔の開口面積と同じ面積を有する円の直径を意味するものとする。

【0019】

本形態のスパークプラグ１は、図２に示すごとく、噴孔５１として、１個の大噴孔５１と、３個の小噴孔５２とを有する。これら４個の噴孔（すなわち１個の大噴孔５１と３個の小噴孔５２）は、プラグ周方向に等間隔に配置されている。それゆえ、プラグ周方向に隣り合う噴孔同士は、プラグ周方向に９０°、互いにずれた位置に形成されている。そして、プラグ軸方向Ｚから見て、大噴孔５１の近傍に、接地電極６の固定端部６１が配されている。なお、大噴孔５１と小噴孔５２との合計数は、４個に限定されるものではないが、３個以上であることが好ましい。

【0020】

本形態のスパークプラグ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のプラグ軸方向Ｚの一端が、内燃機関の主燃焼室に配置される（後述の図１２参照）。プラグ軸方向Ｚにおいて、主燃焼室に露出する側を先端側、その反対側を基端側というものとする。また、スパークプラグ１の中心軸ＰＣ（図３、図４参照）に直交する方向を、プラグ径方向というものとする。また、プラグ中心軸を中心とした円周に沿った方向をプラグ周方向というものとする。

【0021】

図３、図４に示すごとく、放電ギャップＧは、互いにプラグ軸方向Ｚに対向する接地電極６の基端面６３と中心電極４の先端との間に形成されている。接地電極６は、固定端部６１から、プラグ軸方向Ｚに対して直交する方向に突出している。接地電極６は、突出方向に直交する断面の形状が、略長方形状を有する。そして、接地電極６の基端面６３は、略平坦面となっている。この接地電極６の基端面６３が、プラグ軸方向Ｚにおいて、中心電極４の先端と対向している。互いに対向する接地電極６の基端面６３と中心電極４との間に、放電ギャップＧが形成されている。

【0022】

上述のように、大噴孔５１の延長領域５１Ｅの少なくとも一部は、放電ギャップＧの少なくとも一部を通る（図２、図３参照）。本形態においては、大噴孔５１の噴孔軸５１Ｌも、放電ギャップＧの一部を通過する。ここで、噴孔軸５１Ｌは、大噴孔５１の中心軸を延長した軸線である。

【0023】

図１に示すごとく、接地電極６は、大噴孔５１側の周方向側面６２における、プラグ軸方向Ｚの先端側の端縁６２１が、プラグ軸方向Ｚに直交している。本形態において、接地電極６の基端面６３も、プラグ軸方向Ｚに直交する。

【0024】

次に、本形態の作用効果につき説明する。
上記内燃機関用のスパークプラグ１において、大噴孔５１を噴孔軸５１Ｌに平行に延長した延長領域５１Ｅの少なくとも一部は、放電ギャップＧの少なくとも一部を通る。これにより、内燃機関の膨張行程及び圧縮行程において、大噴孔５１を通過する気流に伴って、放電ギャップＧに気流が形成されやすい。

【0025】

そして、大噴孔５１と接地電極６の固定端部６１との間の距離は、大噴孔５１の直径以下である。それゆえ、膨張行程においては、接地電極６側の放電端を大噴孔５１に近づく方向に移動させやすくなる。また、圧縮行程においては、接地電極６の突出側へ放電を引き伸ばしやすくなる。
これにより、着火性を向上させることができる。

【0026】

この点につき、膨張行程点火の場合と、圧縮行程点火の場合とにおいて、それぞれ詳説する。
膨張行程においては、図５、図６に示すごとく、大噴孔５１及び小噴孔５２において、副燃焼室５０から主燃焼室へ流出する気流が生じる。そして、特に大噴孔５１から流出する気流Ａｏｕｔがより強く生じる。これに伴い、副燃焼室５０における放電ギャップＧと大噴孔５１との間の領域付近に、大噴孔５１へ向かう気流Ａ１１が生じる。また、プラグ軸方向Ｚから見たときの接地電極６における大噴孔５１側の周方向側面６２に沿って、固定端部６１側へ向かう気流Ａ１２も形成される。

【0027】

それゆえ、膨張行程点火によって生じた放電Ｓは、気流Ａ１１によって、大噴孔５１に向かって引き伸ばされる。また、放電Ｓの接地電極６側の放電端は、接地電極６の周方向側面６２に沿って、固定端部６１側へ移動する。その結果、放電Ｓは、大きく引き伸ばされることとなる。それゆえ、副燃焼室５０における着火性を向上させることができ、ひいては、副燃焼室５０から主燃焼室へのジェット噴射を強化することができる。

【0028】

また、場合によっては、図７、図８に示すごとく、放電端は、大噴孔５１の内面にまで移動することもある。この場合には、放電Ｓが大噴孔５１から主燃焼室に突出したり、放電プラズマが大噴孔５１から主燃焼室へ噴出したりすることも期待できる。その結果、主燃焼室における着火性を向上させることができる。

【0029】

圧縮行程においては、図９、図１０に示すごとく、大噴孔５１及び小噴孔５２において、主燃焼室から副燃焼室５０へ流入する気流が生じる。そして、特に大噴孔５１から流入する気流Ａｉｎがより強く生じる。この気流Ａｉｎに伴い、放電ギャップＧ付近には、接地電極６の突出側へ向かう気流Ａ２１が形成される。

【0030】

それゆえ、圧縮行程点火によって生じた放電Ｓは、気流Ａ２１によって、接地電極６の突出側へ向かって引き伸ばされる。その結果、放電Ｓは、副燃焼室５０における冷損を受けにくい空間へ引き伸ばされる。それゆえ、副燃焼室５０における着火性を向上させることができ、ひいては、副燃焼室５０から主燃焼室へのジェット噴射を強化することができる。

【0031】

また、本形態においては、放電ギャップＧが、互いにプラグ軸方向Ｚに対向する、接地電極６の基端面６３と中心電極４の先端との間に形成されている。それゆえ、図１１に示すごとく、大噴孔５１から流入した気流Ａｉｎによって、副燃焼室５０において、基端側へ向かう気流Ａ２２が生じる。この気流Ａ２２は、副燃焼室５０の基端部において向きを変え、接地電極６の固定端部６１付近における基端面６３に向かう。すなわち、副燃焼室５０において、いわゆるタンブル流が形成される。この気流Ａ２２は、接地電極６の基端面６３によって、放電ギャップＧに導かれる。そうすると、この気流Ａ２２によっても、放電Ｓが、接地電極６の突出側へ引き伸ばされることが期待できる。

【0032】

なお、上述の接地電極６による気流のガイド機能の観点から、接地電極６の基端面６３は、平坦面もしくは凹曲面となっていることが好ましい。なお、基端面６３を凹曲面とする場合は、接地電極６の突出方向に直交する断面形状が凹曲線状となるような凹曲面となるようにする。

【0033】

以上のごとく、本形態によれば、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグ及び内燃機関を提供することができる。

【0034】

（実施形態２）
本形態においては、図１２、図１３を参照して、スパークプラグ１を搭載した内燃機関１０につき説明する。
内燃機関１０は、主燃焼室１０１と、主燃焼室１０１に設けられた吸気弁７２及び排気弁７３と、を有する。図１３に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、大噴孔５１は、外側開口部が吸気弁７２側を向くように形成されている。なお、外側開口部は、大噴孔５１における主燃焼室１０１側の開口部である。つまり、図３の符号５１１を付した部位が、外側開口部に相当する。

【0035】

本形態の内燃機関１０は、図１２に示すごとく、シリンダヘッド７６と、シリンダブロック７５と、シリンダ７０内を往復運動するピストン７４とを備える。そして、シリンダヘッド７６、シリンダブロック７５、及びピストン７４に囲まれて、主燃焼室１０１が形成される。シリンダヘッド７６には、吸気ポート７２１及び排気ポート７３１が形成されており、それぞれ吸気弁７２又は排気弁７３が備えられている。そして、シリンダヘッド７６における吸気ポート７２１と排気ポート７３１との間には、スパークプラグ１が取り付けられる。すなわち、図１２、図１３に示すごとく、スパークプラグ１は、シリンダヘッド７６における、２つの吸気ポート７２１と２つの排気ポート７３１とに囲まれた位置に配設されている。

【0036】

吸気ポート７２１及び排気ポート７３１は、その開口方向が主燃焼室１０１の中心軸側に向かうように、ピストン７４の進退方向に対して傾斜している。また、主燃焼室１０１の基端面は、スパークプラグ１から遠ざかるにつれて先端側へ向かうように傾斜している。

【0037】

内燃機関１０においては、ピストン７４の往復運動に伴って、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程が順次繰り返される。吸気行程において、吸気ポート７２１からガス（主として空気）が主燃焼室１０１内に導入され、排気行程において、排気ポート７３１から主燃焼室１０１内のガスが排出される。吸気行程における気流の導入のされ方等に起因して、主燃焼室１０１に所定の気流が形成され、圧縮行程においても、その気流は残る。

【0038】

そして、主燃焼室１０１内においては、主として、図１２の矢印ＡＦ２に示すごとく、ピストン７４の摺動方向に直交する方向の軸周りの気流である、タンブル流が形成される。そして、この気流ＡＦ２は、図１２、図１３に示すごとく、主燃焼室１０１内のスパークプラグ１の先端部付近においては、吸気弁７２側から排気弁７３側へ向かう向きとなる。より具体的には、図１３に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、２つの吸気ポート７２１の中間位置から、２つの排気ポート７３１の中間位置へ向かう方向に沿った気流ＡＦ２が、スパークプラグ１の先端部付近の主な気流となる。

【0039】

なお、主燃焼室１０１内の気流は、常に一定となっているわけではなく、サイクル間、或いは１サイクル中の異なるタイミングの間において、変動し得る。ただし、主な気流の向き、特に、点火タイミングにおける気流の向きは、概略定まっており、上述した気流ＡＦ２は、点火タイミングにおける主な気流を意味する。そして、「主燃焼室１０１の気流」というときは、特に断らない限り、上述の、点火タイミングにおける、スパークプラグ１の先端部付近の気流ＡＦ２を意味する。

【0040】

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。

【0041】

本形態の内燃機関において、プラグ軸方向Ｚから見たとき、大噴孔５１は、外側開口部が吸気弁７２側を向くように形成されている。これにより、大噴孔５１は、主燃焼室１０１の気流ＡＦ２の上流側を向くこととなる。そうすると、特に圧縮行程において、大噴孔５１からの流入気流（図９～図１１における矢印Ａｉｎ参照）を、より強化することができる。その結果、上述の実施形態１において説明した圧縮行程における着火性の向上効果を、より効果的に得ることができる。

【0042】

また、副燃焼室５０から主燃焼室１０１へ噴出する火炎としては、大噴孔５１を介して噴出する火炎が特に大きくなる。それゆえ、プラグ軸方向Ｚから見たとき、大噴孔５１が主燃焼室１０１の吸気弁７２側を向いていることにより、吸気弁７２側へ大きい火炎を噴出させることができることとなる。そのため、プラグ軸方向Ｚから見て主燃焼室１０１における吸気弁７２側の混合気の着火性を向上させることができる。それゆえ、主燃焼室１０１全体の混合気をバランスよく燃焼させることができる。その結果、ノッキング等の原因となる燃焼異常の抑制を図ることができる。

【0043】

つまり、主燃焼室１０１は、排気弁７３側と比較して、吸気弁７２側が低温となりやすい。吸気ポート７２１から、比較的低温のガスが主燃焼室１０１へ導入されるからである。それゆえ、一般に、主燃焼室１０１における、排気弁７３側の混合気に対し、吸気弁７２側の混合気の燃焼が遅れやすく、主燃焼室１０１における混合気の燃焼のバランスが悪くなる傾向がある。しかし、本形態においては、上記のごとく、副燃焼室５０から主燃焼室１０１の吸気弁７２側へ大きい火炎を噴出させることができる。そのため、主燃焼室１０１全体の混合気をバランスよく燃焼させることができる。その結果、ノッキング等の原因となる燃焼異常の抑制を図ることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

【0044】

（実施形態３）
本形態は、図１４に示すごとく、主燃焼室１０１に直接燃料を噴射するインジェクタ７１を有する内燃機関１０の形態である。
スパークプラグ１は、インジェクタ７１から噴射された燃料を含む噴射流Ｆが、大噴孔５１の外側開口部に向かうように、配置されている。

【0045】

内燃機関１０の吸気行程から圧縮行程までのいずれかのタイミングにおいて、インジェクタ７１から燃料が、主燃焼室１０１へ噴出される。この燃料を含む噴射流Ｆが、主燃焼室１０１において形成され、大噴孔５１の外側開口部に向かう。

【0046】

なお、図１４に示す矢印Ｆは、燃料噴射直後の噴射流の向きを示すものであり、これは、必ずしも、吸気行程、圧縮行程又は膨張行程における主燃焼室１０１内の気流と一致するものではない。また、噴射流Ｆが大噴孔５１の外側開口部に向かう状態とは、プラグカバー５近傍の噴射流Ｆの方向から大噴孔５１の外側開口部が見えるような状態である。

【0047】

吸気ポート７２１に隣接する位置に、インジェクタ７１が設けてある。インジェクタ７１は、主燃焼室１０１の中心軸側に向かって燃料を噴射するような姿勢にて、取り付けられている。

【0048】

主燃焼室１０１へ噴射された燃料は、例えば、図１４に示すごとく、主燃焼室１０１内の空気と共に噴射流Ｆを形成して、ピストン７４の基端面に当たる。本形態において、ピストン７４の基端面は、凹状面を有する。ピストン７４の基端面に当たった噴射流Ｆは、軌道を変えて、基端側、すなわちスパークプラグ１側へ向かう。このとき、噴射流Ｆは、スパークプラグ１の大噴孔５１付近に到達する。

【0049】

噴射流Ｆは、燃料割合の比較的大きい混合気となっている。それゆえ、噴射流Ｆが到達した大噴孔５１付近は、燃料を多く含む混合気となる。そして、この混合気は、大噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入されることとなる。
その他、実施形態１と同様である。

【0050】

本形態の内燃機関１０において、スパークプラグ１は、インジェクタ７１から噴射された噴射流Ｆが、大噴孔５１に向かうように、配置されている。これにより、燃料密度の高い混合気が、大噴孔５１から副燃焼室５０内へ導入されやすくなる。その結果、副燃焼室５０における着火性が向上し、ひいては主燃焼室１０１の着火性を向上させることができる。

【0051】

例えば、内燃機関の高負荷運転時のリタード噴射、リタード点火を行う際の着火性の向上効果を、特に期待することができる。リタード噴射が行われる圧縮行程においては、主燃焼室１０１内の雰囲気が圧縮され、大噴孔５１及び小噴孔５２を介して、副燃焼室５０へ空気が流入する。これにより、副燃焼室５０内の圧力も上昇する。したがって、リタード点火のタイミングにおいては、比較的、副燃焼室５０内へ混合気が流入しにくいところ、本形態によれば、高濃度の混合気を大噴孔５１経由にて副燃焼室５０へ導入しやすくなる。あるいは、比較的気流が弱く、燃焼濃度にムラが生じやすい、内燃機関の始動時における着火性の向上にも、特に有効といえる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

【0052】

（実施形態４）
本形態は、図１５、図１６に示すごとく、放電ギャップＧが、互いにプラグ径方向に対向する、接地電極６と中心電極４との間に形成されている、内燃機関用のスパークプラグ１の形態である。

【0053】

すなわち、放電ギャップＧは、接地電極６における大噴孔５１側の周方向側面６２と中心電極４の側面との間に形成されている。

【0054】

図１６に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見て、接地電極６は、プラグ径方向に対して傾斜している。そして、接地電極６の突出端部付近における周方向側面６２が、プラグ径方向において、中心電極４の側面とプラグ径方向に対向している。この互いにプラグ径方向に対向した接地電極６の周方向側面６２と中心電極４の側面との間に、放電ギャップＧが形成されている。

【0055】

本形態においては、プラグ軸方向Ｚから見て、接地電極６の突出方向が、大噴孔５１の噴孔軸５１Ｌと略平行となっている。また、接地電極６は、プラグ軸方向Ｚの幅を、突出方向及びプラグ軸方向Ｚに直交する方向の幅よりも、大きくすることができる。また、周方向側面６２は、平坦面となっている。
その他は、実施形態１と同様である。

【0056】

本形態においては、大噴孔５１から副燃焼室５０へ流入する気流が、接地電極６に遮られることなく、放電ギャップＧへ向かいやすい。それゆえ、圧縮行程点火における、放電の引き伸ばしをより効果的に実現することができる。また、大噴孔５１から流出する気流に伴って、放電ギャップＧと大噴孔５１との間に生じる気流も、接地電極６によって遮られにくい。それゆえ、膨張行程点火における、放電の引き伸ばしをより効果的に実現することができる。

【0057】

また、接地電極６の周方向側面６２がガイドとなって、気流を放電ギャップＧに導くことも期待できる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

【0058】

（実施形態５）
本形態のスパークプラグ１は、図１７に示すごとく、接地電極６の、大噴孔５１側の周方向側面６２における、プラグ軸方向Ｚの先端側の端縁６２１が、傾斜している形態である。
端縁６２１は、放電ギャップＧに近い側から固定端部６１に向かうほど先端側に向かうように傾斜している。
その他は、実施形態１と同様である。

【0059】

本形態においては、膨張行程点火の際に生じた放電の放電端が周方向側面６２の端縁６２１に沿って大噴孔５１の近傍に移動しやすい。つまり、膨張行程時において、放電ギャップＧと大噴孔５１との間の空間における気流の向きは、概ねプラグ径方向の外側へ向かうと共に、先端側へも徐々に向かうように、傾斜する（図５、図７参照）。

【0060】

それゆえ、本形態のように接地電極６の周方向側面６２の端縁６２１を傾斜させることで、端縁６２１に沿って大噴孔５１に近づく向きと、気流の向きとを近付けることができる。そのため、放電端が大噴孔５１近傍へ向かう移動を、より円滑にすることが可能となる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

【0061】

（実施形態６）
本形態のスパークプラグ１は、図１８に示すごとく、接地電極６の周方向側面６２におけるプラグ軸方向Ｚの先端側の端縁６２１が、固定端部６１から突出端部に向かうほど先端側に向かうように傾斜している。
つまり、端縁６２１の傾斜の向きを、実施形態５における端縁６２１の傾斜の向きと逆向きにしている。
その他は、実施形態１と同様である。

【0062】

この場合には、上記実施形態１において説明した副燃焼室５０内におけるタンブル流（図１１の符号Ａ２２参照）を、より放電ギャップＧに導きやすくなる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

【0063】

なお、上記実施形態に示したスパークプラグにおいて、放電ギャップを形成する中心電極の先端部と接地電極との一方又は双方に、チップを接合することもできる。チップは、例えば、イリジウムや白金等の貴金属、又はこれらを主成分とする合金とすることができる。

【0064】

また、上記実施形態においては、接地電極６の形状として、突出方向に直交する断面の形状が略長方形状のものを示したが、接地電極の形状は特に限定されるものではない。

【0065】

本発明は上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。

【符号の説明】

【0066】

１…スパークプラグ、２…ハウジング、３…絶縁碍子、４…中心電極、５…プラグカバー、５０…副燃焼室、５１…大噴孔、５２…小噴孔、６…接地電極、６１…固定端部、６３…基端面、Ｌ１…大噴孔の中心軸の延長線、Ｇ…放電ギャップ、Ｚ…プラグ軸方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】