特許 7447656 スパークプラグ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-04

(45)【発行日】2024-03-12

(54)【発明の名称】スパークプラグ

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/54 20060101AFI20240305BHJP

   H01T 13/20 20060101ALI20240305BHJP

   H01T 13/32 20060101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

H01T13/54

H01T13/20 B

H01T13/32

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020073226

(22)【出願日】2020-04-16

(65)【公開番号】P2021170478

(43)【公開日】2021-10-28

【審査請求日】2023-02-15

(73)【特許権者】

【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】青木 文明

(72)【発明者】

【氏名】水谷 圭祐

(72)【発明者】

【氏名】西尾 典晃

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１１８１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０１８５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９５９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１３０３０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｔ １３／５４

Ｈ０１Ｔ １３／２０

Ｈ０１Ｔ １３／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

副燃焼室（２）と、前記副燃焼室を外部に連通する複数の噴孔（３３）と、前記副燃焼室内に電極先端部（４１）が配された中心電極（４）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（５）とを備え、前記噴孔の少なくとも１つである火花形成噴孔（３０）の内壁と前記電極先端部との間に放電を形成することができるよう構成されたスパークプラグ（１）であって、
前記火花形成噴孔以外の前記噴孔のそれぞれは、その中心軸の延長線（３３Ｌ）が前記接地電極を通過しない、スパークプラグ。

【請求項2】

前記延長線は、前記接地電極、前記放電ギャップ、及び前記電極先端部を通過しない、請求項１に記載のスパークプラグ。

【請求項3】

副燃焼室（２）と、前記副燃焼室を外部に連通する複数の噴孔（３３）と、前記副燃焼室内に電極先端部（４１）が配された中心電極（４）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（５）とを備え、前記噴孔の少なくとも１つである火花形成噴孔（３０）の内壁と前記電極先端部との間に放電を形成することができるよう構成されたスパークプラグ（１）であって、
前記火花形成噴孔以外の前記噴孔のそれぞれは、その中心軸の延長線（３３Ｌ）が前記放電ギャップを通過しない、スパークプラグ。

【請求項4】

副燃焼室（２）と、前記副燃焼室を外部に連通する複数の噴孔（３３）と、前記副燃焼室内に電極先端部（４１）が配された中心電極（４）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（５）とを備え、前記噴孔の少なくとも１つである火花形成噴孔（３０）の内壁と前記電極先端部との間に放電を形成することができるよう構成されたスパークプラグ（１）であって、
前記火花形成噴孔以外の前記噴孔のそれぞれは、その中心軸の延長線（３３Ｌ）が前記電極先端部を通過しない、スパークプラグ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スパークプラグに関する。

【背景技術】

【0002】

スパークプラグは、車両用エンジ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、絶縁碍子から突出した中心電極をプラグカバーで覆ったスパークプラグが開示されている。前記プラグカバーには、プラグカバーを貫通する貫通孔が複数形成されており、当該貫通孔の１つである挿入孔に中心電極の先端部が挿入されている。そして、特許文献１に記載のスパークプラグは、中心電極と前記挿入孔の内壁との間を、火花放電を発生させるための放電ギャップとしている。また、特許文献１に記載のスパークプラグは、放電ギャップに生じた放電火花を主燃焼室側に向かって引き伸ばすことができるように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－９５９８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のスパークプラグにおいては、着火性向上の観点から改善の余地がある。

【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スパークプラグ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】

本発明の第一の態様は、副燃焼室（２）と、前記副燃焼室を外部に連通する複数の噴孔（３３）と、前記副燃焼室内に電極先端部（４１）が配された中心電極（４）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（５）とを備え、前記噴孔の少なくとも１つである火花形成噴孔（３０）の内壁と前記電極先端部との間に放電を形成することができるよう構成されたスパークプラグ（１）であって、
前記火花形成噴孔以外の前記噴孔のそれぞれは、その中心軸の延長線（３３Ｌ）が前記接地電極を通過しない、スパークプラグ
にある。

【0007】

本発明の第二の態様は、副燃焼室（２）と、前記副燃焼室を外部に連通する複数の噴孔（３３）と、前記副燃焼室内に電極先端部（４１）が配された中心電極（４）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（５）とを備え、前記噴孔の少なくとも１つである火花形成噴孔（３０）の内壁と前記電極先端部との間に放電を形成することができるよう構成されたスパークプラグ（１）であって、
前記火花形成噴孔以外の前記噴孔のそれぞれは、その中心軸の延長線（３３Ｌ）が前記放電ギャップを通過しない、スパークプラグにある。

【0008】

本発明の第三の態様は、副燃焼室（２）と、前記副燃焼室を外部に連通する複数の噴孔（３３）と、前記副燃焼室内に電極先端部（４１）が配された中心電極（４）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（５）とを備え、前記噴孔の少なくとも１つである火花形成噴孔（３０）の内壁と前記電極先端部との間に放電を形成することができるよう構成されたスパークプラグ（１）であって、
前記火花形成噴孔以外の前記噴孔のそれぞれは、その中心軸の延長線（３３Ｌ）が前記電極先端部を通過しない、スパークプラグにある。

【発明の効果】

【0009】

前記各態様のスパークプラグは、電極先端部と火花形成噴孔の内壁との間に放電を形成することができるよう構成されている。それゆえ、例えば点火タイミングを適宜調整することで、副燃焼室内にも、副燃焼室外にも放電火花を引き伸ばすことができる。

【0010】

また、前記第一の態様のスパークプラグにおいて、火花形成噴孔以外の噴孔のそれぞれは、その中心軸の延長線が接地電極を通過しない。それゆえ、放電火花を副燃焼室内に引き伸ばす場合に、各噴孔を通過する気流は、接地電極に干渉せず、滑らかに副燃焼室内を流れる。それゆえ、副燃焼室内に放電火花を引き伸ばす場合において、放電火花を引き伸ばしやすく、スパークプラグの着火性を向上させやすい。

【0011】

また、前記第二の態様のスパークプラグにおいて、火花形成噴孔以外の噴孔のそれぞれは、その中心軸の延長線が放電ギャップを通過しない。それゆえ、放電火花を副燃焼室内に引き伸ばす場合に、各噴孔を通過する気流が直接的に放電ギャップに導かれることによって放電火花が吹き消されることを防止することができる。それゆえ、副燃焼室内に放電火花を引き伸ばす場合において、放電火花を引き伸ばしやすく、スパークプラグの着火性を向上させやすい。

【0012】

また、前記第三の態様のスパークプラグにおいて、火花形成噴孔以外の噴孔のそれぞれは、その中心軸の延長線が電極先端部を通過しない。それゆえ、放電火花を副燃焼室内に引き伸ばす場合に、各噴孔を通過する気流は、電極先端部に干渉せず、滑らかに副燃焼室内を流れる。それゆえ、副燃焼室内に放電火花を引き伸ばす場合において、放電火花を引き伸ばしやすく、スパークプラグの着火性を向上させやすい。

【0013】

以上のごとく、前記態様によれば、着火性を向上させることができる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。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態１における、内燃機関に取り付けられたスパークプラグの、一部断面正面図。

【図2】実施形態１における、スパークプラグの先端部の断面図。

【図3】実施形態１における、スパークプラグをプラグ先端側から見た図。

【図4】図２の、IV－IV線矢視断面図。

【図5】実施形態１における、圧縮行程での放電火花の引き伸ばされ方を示すスパークプラグの先端部の断面図。

【図6】実施形態１における、膨張行程での放電火花の引き伸ばされ方を示すスパークプラグの先端部の断面図。

【図7】実施形態２における、スパークプラグをプラグ先端側から見た図。

【図8】実施形態３における、スパークプラグの先端部の断面図。

【図9】実施形態３における、スパークプラグをプラグ先端側から見た図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（実施形態１）
スパークプラグの実施形態につき、図１～図６を用いて説明する。
本形態のスパークプラグ１は、図２に示すごとく、副燃焼室２と、副燃焼室２を外部に連通する複数の噴孔３３と、副燃焼室２内に電極先端部４１が配された中心電極４と、中心電極４との間に放電ギャップＧを形成する接地電極５とを備える。スパークプラグ１は、噴孔３３の少なくとも１つである火花形成噴孔３０の内壁と電極先端部４１との間に放電を形成することができるよう構成されている。本形態においては、詳細は後述するが、内燃機関の膨張行程において、火花形成噴孔３０と電極先端部４１との間に放電が形成される。

【0016】

図３に示すごとく、火花形成噴孔３０以外の噴孔３３のそれぞれは、その中心軸の延長線である噴孔延長線３３Ｌが接地電極５及び放電ギャップＧを通過しない。つまり、噴孔延長線３３Ｌ上には、接地電極５及び放電ギャップＧが形成されていない。
以後、本形態につき詳説する。

【0017】

本形態において、スパークプラグ１の中心軸をプラグ中心軸ＰＣという。プラグ中心軸ＰＣが延在する方向をＺ方向という。Ｚ方向は、筒状に形成されたハウジング６の軸方向、及び筒状に形成された絶縁碍子７の軸方向に一致している。また、詳細は後述するが、プラグ中心軸ＰＣと火花形成噴孔３０の軸方向とは同じ方向である。Ｚ方向の一方側であって、スパークプラグ１における副燃焼室２が形成された側（例えば、図１及び図２の下側）をプラグ先端側といい、その反対側をプラグ基端側という。また、Ｚ方向に直交する方向であって、中心電極４と接地電極５とが対向する方向をＸ方向という。そして、Ｘ方向及びＺ方向の双方に直交する方向をＹ方向という。スパークプラグ１の径方向を、プラグ径方向という。スパークプラグ１の周方向を、プラグ周方向という。

【0018】

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のプラグ基端側の端部は、図示しない点火コイルと接続され、スパークプラグ１のプラグ先端側の端部は、内燃機関の燃焼室内に配される。図１に示すごとく、燃焼室は、内燃機関のシリンダブロック、ピストン、シリンダヘッド１１に囲まれた領域であり、燃焼室のうち、スパークプラグ１の外部側を主燃焼室１２、スパークプラグ１の後述のプラグカバー３の内側を副燃焼室２という。スパークプラグ１は、ハウジング６において内燃機関のシリンダヘッド１１に取り付けられる。

【0019】

ハウジング６は、導電性、熱伝導性、及び耐熱性を有する材料を筒状に形成してなる。図１、図２に示すごとく、ハウジング６の外周部には、取付ネジ部６１が形成されている。図１に示すごとく、取付ネジ部６１は、シリンダヘッド１１に設けられた雌ネジ穴１１１に螺合される部位である。スパークプラグ１がシリンダヘッド１１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６１のプラグ先端側の部位が主燃焼室１２内に曝される。ハウジング６は、その内周部において絶縁碍子７を保持している。

【0020】

絶縁碍子７は、例えば電気的絶縁性を有する材料を円筒状に形成してなる。図示は省略するが、絶縁碍子７は、ハウジング６に対してＺ方向に係止されている。図示は省略するが、絶縁碍子７とハウジング６との係止部には、これらの間のシール性を確保するパッキンが設けられている。絶縁碍子７は、その内周部において中心電極４を保持している。

【0021】

中心電極４は、例えば金属をＺ方向に長尺に形成してなる。図２に示すごとく、中心電極４は、絶縁碍子７からプラグ先端側に突出した電極先端部４１を備える。電極先端部４１は、Ｚ方向に延在する円柱状を呈している。電極先端部４１は、ハウジング６のプラグ先端側の端面よりもプラグ先端側に突出している。

【0022】

電極先端部４１は、絶縁碍子７の内側に配された中心電極４の部位と同材料で一体的に形成された電極先端本体４１１と、電極先端本体４１１の側面に配された中心チップ４１２とを備える。図２、図４に示すごとく、電極先端本体４１１のプラグ先端側の端部には、Ｘ方向の両側に平面部４１１ａが形成されている。平面部４１１ａは、Ｘ方向に直交する平面上に形成されている。そして、一方の平面部４１１ａに、中心チップ４１２が配されている。

【0023】

中心チップ４１２は、電極先端本体４１１よりも耐消耗性の高い材料からなり、例えば貴金属からなる。中心チップ４１２は、当該中心チップ４１２が配される平面部４１１ａの法線方向（すなわちＸ方向）に厚みを有する矩形板状に形成されている。図２に示すごとく、中心チップ４１２は、プラグ先端側の端部の位置を、電極先端本体４１１のプラグ先端側の端部の位置と一致させている。中心チップ４１２は、接地電極５との間に放電ギャップＧを形成している。放電ギャップＧは、初期の火花放電を形成する空間である。後述するように、放電火花は、副燃焼室２内の気流に押されて移動するが、初期の火花放電は、移動する前の放電火花を意味するものとする。

【0024】

図１、図２に示すごとく、ハウジング６のプラグ先端側の端部に、副燃焼室２を区画するプラグカバー３が配されている。プラグカバー３は、導電性、熱伝導性、及び耐熱性を有する材料からなる。プラグカバー３は、プラグ基端側に開口するカップ状に形成されている。すなわち、図２に示すごとく、プラグカバー３は、副燃焼室２をプラグ周方向に覆うカバー側壁３１と、副燃焼室２をプラグ先端側から覆う円板状のカバー底壁３２とを備える。プラグカバー３のプラグ基端側の端部は、ハウジング６に全周において接合されており、ハウジング６に対して電気的、熱的に接続されている。なお、本形態において、ハウジング６とプラグカバー３とは別体で構成したが、これらを一つの部材によって構成してもよい。

【0025】

図２、図３に示すごとく、プラグカバー３は、電極先端部４１の先端面４１３とＺ方向に対向する領域に火花形成噴孔３０を有する。火花形成噴孔３０は、カバー底壁３２をＺ方向に貫通するよう形成されている。そして、火花形成噴孔３０の軸方向は、Ｚ方向と同じ方向となるよう形成されている。

【0026】

図２に示すごとく、火花形成噴孔３０の内壁は、Ｚ方向の副燃焼室２側に向かってＺ方向に直交する断面の面積が拡大する拡大面部３０１を、Ｚ方向の少なくとも一部の領域に有する。拡大面部３０１を含む火花形成噴孔３０の孔軸方向Ｘに直交する断面の面積は、前記断面に表れる火花形成噴孔３０の内側領域の面積である。本形態において、火花形成噴孔３０の内壁は、プラグ先端側から順に、円筒面部３０２と拡大面部３０１とを備える。

【0027】

円筒面部３０２は、Ｚ方向にまっすぐ形成された円筒状を呈している。すなわち、円筒面部３０２は、Ｚ方向の各位置における形状が互いに同様の円形となる。円筒面部３０２のプラグ先端側の端部は、プラグ先端側に向かって開口した外側開口部３０３となっている。円筒面部３０２のプラグ基端側の端部からプラグ基端側に、拡大面部３０１が形成されている。

【0028】

拡大面部３０１は、プラグ基端側に向かうほど拡径するテーパ状に形成されている。すなわち、拡大面部３０１は、Ｚ方向の各位置における形状が、互いに相似形の円形となり、かつ、プラグ基端側に向かうほど、拡大面部３０１の内側領域におけるＺ方向に直交する断面積が大きくなる。そして、拡大面部３０１のプラグ基端側の端部は、プラグ基端側に開口した内側開口部３０４となっている。火花形成噴孔３０は、副燃焼室２側の内側開口部３０４の面積が、スパークプラグ１の外部側の外側開口部３０３の面積よりも大きくなるよう構成されている。

【0029】

図２、図４に示すごとく、火花形成噴孔３０の内側領域と電極先端部４１の先端面４１３とは、互いにＺ方向に重なる位置に形成されている。なお、電極先端部４１の先端面４１３は、電極先端部４１のプラグ先端側の面のうち最もプラグ先端側にあるものを意味する。本形態において、電極先端部４１を構成する電極先端本体４１１と中心チップ４１２とは、プラグ先端側の端部の位置が同じであるため、電極先端部４１の先端面４１３は、電極先端本体４１１と中心チップ４１２との双方の先端面である。図４に示すごとく、火花形成噴孔３０における副燃焼室２側の内側開口部３０４の面積は、電極先端部４１の先端面４１３よりも大きい。Ｚ方向から見たとき、内側開口部３０４の少なくとも一部は、電極先端部４１の先端面４１３の外周側に形成されている。本形態において、Ｚ方向から見たとき、内側開口部３０４の全体は、電極先端部４１の先端面４１３の外周側に形成されている。また、Ｚ方向から見たとき、外側開口部３０３の全体は、電極先端部４１の先端面４１３の内側に収まるよう形成されている。

【0030】

図２に示すごとく、プラグカバー３の内壁面（すなわち副燃焼室２側の面）に、接地電極５が設けられている。接地電極５は、接地本体部５１と接地チップ５２とを有する。

【0031】

接地本体部５１は、Ｚ方向に延在する矩形板状に形成されている。図２、図４に示すごとく、接地本体部５１の厚み方向は、中心チップ４１２の厚み方向と一致している。図２に示すごとく、接地本体部５１のプラグ先端側の端部は、プラグカバー３の内壁面における、内側開口部３０４近傍に接合されている。本形態においては、接地本体部５１のプラグ先端側の端部は、プラグカバー３の内壁面における、内側開口部３０４から若干離れた領域に接合されている。接地本体部５１におけるプラグ基端側の部位は、中心電極４の中心チップ４１２とＸ方向に対向している。そして、接地本体部５１のプラグ基端側の部位における中心電極４側の面に、中心チップ４１２とＸ方向に対向するよう接地チップ５２が設けられている。

【0032】

接地チップ５２は、接地本体部５１よりも耐消耗性の高い材料からなり、例えば貴金属からなる。図２、図４に示すごとく、接地チップ５２は、矩形板状に形成されており、その厚み方向が中心チップ４１２の厚み方向と一致するよう配されている。図２に示すごとく、接地チップ５２は、そのプラグ基端側の端部の位置を、接地本体部５１のプラグ基端側の端部の位置と一致させている。また、図４に示すごとく、接地チップ５２のＺ方向に直交する幅方向（すなわちＹ方向）の両端の位置は、Ｙ方向における接地本体部５１の両端の位置と一致している。

【0033】

図４に示すごとく、Ｙ方向における接地チップ５２の寸法と中心チップ４１２の寸法とは、互いに同等である。また、図２に示すごとく、接地チップ５２のプラグ基端側の端部は、中心チップ４１２よりもプラグ基端側に突出しており、接地チップ５２のプラグ先端側の端部は、中心チップ４１２のプラグ先端側の端部よりもプラグ基端側の位置にある。そして、接地チップ５２と中心チップ４１２との間に、放電ギャップＧが形成されている。放電ギャップＧは、接地チップ５２と中心チップ４１２との対向方向（すなわちＸ方向）における、接地チップ５２と中心チップ４１２との間の空間である。図４に示すごとく、放電ギャップＧは、少なくとも一部が内側開口部３０４の内側領域にＺ方向に重なる位置に配されている。

【0034】

図３に示すごとく、プラグカバー３は、火花形成噴孔３０以外にも、プラグカバー３を貫通する４つの噴孔３３を有する。以後、単に噴孔３３といったときは、特に断らない限り火花形成噴孔３０以外の噴孔３３を意味するものとする。４つの噴孔３３は、火花形成噴孔３０よりもプラグ径方向の外周側に形成されている。複数の噴孔３３は、プラグ周方向に等間隔に形成されている。プラグ先端側から見たとき、噴孔３３は、プラグ周方向において、接地電極５の位置から４５＋（９０×ｎ）［°］ずれた位置に配されている。ここで、ｎは、０～３である。

【0035】

図２に示すごとく、各噴孔３３は、プラグ先端側へ向かうにつれてプラグ径方向の外周側に向かうよう傾斜して形成されている。図３に示すごとく、それぞれの噴孔３３は、その中心軸の延長線である噴孔延長線３３Ｌが接地電極５及び放電ギャップＧを通過しない。Ｚ方向からみたときにおいても、それぞれの噴孔３３の噴孔延長線３３Ｌは、接地電極５及び放電ギャップＧを通過しない。なお、噴孔３３の数、形状等は、要請に応じて適宜決定される。

【0036】

次に、図５、図６を用いて、本形態のスパークプラグ１において放電ギャップＧに形成される放電火花が引き伸ばされる様子につき説明する。本形態のスパークプラグ１は、内燃機関の圧縮行程（すなわち上死点前；ＢＴＤＣ）又は膨張行程（すなわち上死点後；ＴＤＣ）において放電を生じさせるよう制御されている。内燃機関の圧縮行程において放電を生じさせた場合と、膨張行程において放電を生じさせた場合とで、スパークプラグ１の放電の引き伸ばされ方が異なる。

【0037】

まず、図５を用いて、圧縮行程において火花放電を放電ギャップＧに生じさせる場合につき説明する。圧縮行程においては、火花形成噴孔３０周辺では主燃焼室１２側から副燃焼室２側に向かって流れる気流Ｆ１が生じている。当該気流Ｆ１は、主燃焼室１２から火花形成噴孔３０の円筒面部３０２に流入するとき、流路断面積が急減することにより、局所的に流速が速くなる。そして、当該気流Ｆ１は、円筒面部３０２から拡大面部３０１に流入されるとき、流路断面積が徐々に拡大していくため、気流が拡散されて流速が低下する。そして、副燃焼室２内に到達した気流Ｆ１は、中心電極４を避けるようプラグ基端側に向かい、一部が放電ギャップＧを通過する。そして、火花形成噴孔３０以外の噴孔３３は、いずれも噴孔延長線（図３の符号３３Ｌ）が接地電極５及び放電ギャップＧを通過しないため、火花形成噴孔３０以外の噴孔３３を通過した気流は、接地電極５にかき乱され難く、また、放電ギャップＧを直接的に通過することがないため、火花形成噴孔３０を通過する気流Ｆ１をかき乱すことを防止しやすい。

【0038】

そして、放電ギャップＧに生じる初期の放電火花Ｓは、例えば、中心電極４と接地電極５の間の空間距離が最も近くなる、中心チップ４１２と接地チップ５２との間において生じる。そして、当該初期の放電火花Ｓは、前述のように放電ギャップＧを通る、拡散された気流Ｆ１に押され、その両起点間の部位がプラグ基端側に向かって大きく引き伸ばされる。そして、放電火花Ｓは、副燃焼室２内に大きく引き伸ばされ、副燃焼室２内の混合気に直接着火し、副燃焼室２内に火炎を形成する。副燃焼室２で成長した火炎は、火花形成噴孔３０及びその他の噴孔３３から主燃焼室１２に火炎ジェットとして噴出される。ここで、火花形成噴孔３０は、プラグ先端側に向かうほど流路断面積が減少するため、火花形成噴孔３０を通過して噴出される火炎ジェットの勢いが増す。これにより、内燃機関の燃焼期間を短くすることができる。なお、便宜上、図５においては初期の放電火花Ｓと当該初期の放電火花Ｓが引き伸ばされた状態との２つを表している。

【0039】

例えば、プラグカバー３、ハウジング６、絶縁碍子７、中心電極４等の副燃焼室２に面する部材がある程度高温となる、冷間始動時以外のときに、圧縮行程において火花放電を生じさせることができる。

【0040】

次に、図６を用いて、膨張行程において火花放電を放電ギャップＧに生じさせる場合につき説明する。膨張行程においては、火花形成噴孔３０周辺では副燃焼室２側から主燃焼室１２側に向かって流れる気流Ｆ２が生じている。放電ギャップＧに生じる初期の放電火花Ｓは、例えば、中心電極４と接地電極５との間の空間距離が最も近くなる、中心チップ４１２と接地チップ５２との間において生じる。

【0041】

初期の放電火花Ｓは、前述の気流Ｆ２に押され、その両起点間の部位がプラグ先端側に向かって大きく引き伸ばされると同時に、接地チップ５２側の起点が、接地チップ５２から火花形成噴孔３０の内壁上をプラグ先端側に移動し、やがて火花形成噴孔３０の内壁のプラグ先端側の端部付近まで移動する。このようにして、火花形成噴孔３０の内壁と中心電極４の電極先端部４１との間に放電が形成される。そして、引き伸ばされた放電火花Ｓは、火花形成噴孔３０からプラグ先端側、すなわち主燃焼室１２内に形成され、主燃焼室１２内の混合気に直接着火する。

【0042】

自動車エンジン等の内燃機関が冷えている状態で稼働させる冷間始動時等においては、膨張行程で火花放電を発生させることで、以下のメリットがある。冷間始動時などは、プラグカバー３、ハウジング６、絶縁碍子７等の副燃焼室２に面する部材が低温となっていることがある。したがって、特に冷間始動時等においては、主燃焼室１２に向かって放電火花Ｓを伸長させ、初期火炎とプラグカバー３等との接触面積を抑制する。これにより、初期火炎の熱がプラグカバー３等に奪われる冷損を抑えやすい。その結果、冷間始動時等における着火性を向上させることができる。

【0043】

次に、本形態の作用効果につき説明する。
本形態にのスパークプラグ１は、電極先端部４１と火花形成噴孔３０の内壁との間に放電を形成することができるよう構成されている。それゆえ、例えば点火タイミングを適宜調整することで、副燃焼室２内にも、副燃焼室２外にも放電火花を引き伸ばすことができる。

【0044】

また、本形態のスパークプラグ１において、火花形成噴孔３０以外の噴孔３３のそれぞれは、その噴孔延長線３３Ｌが接地電極５を通過しない。それゆえ、放電火花を副燃焼室２内に引き伸ばす場合に、各噴孔３３を通過する気流は、接地電極５に干渉せず、滑らかに副燃焼室２内を流れる。それゆえ、副燃焼室２内に放電火花を引き伸ばす場合において、放電火花を引き伸ばしやすく、スパークプラグ１の着火性を向上させやすい。

【0045】

また、本形態のスパークプラグ１において、火花形成噴孔３０以外の噴孔３３のそれぞれは、その噴孔延長線３３Ｌが放電ギャップＧを通過しない。それゆえ、放電火花を副燃焼室２内に引き伸ばす場合に、各噴孔３３を通過する気流が直接的に放電ギャップＧに導かれることによって放電火花が吹き消されて、再放電が頻発することを防止することができる。また、各噴孔３３を通過する気流が、火花形成噴孔３０から導入される気流をかき乱すことを防止することができる。それゆえ、副燃焼室２内に放電火花を引き伸ばす場合において、放電火花を引き伸ばしやすく、スパークプラグ１の着火性を向上させやすい。

【0046】

以上のごとく、前記態様によれば、着火性を向上させることができるスパークプラグを提供することができる。

【0047】

（実施形態２）
本形態は、図７に示すごとく、実施形態１に対して、噴孔３３の形状を変更した形態である。

【0048】

本形態において、噴孔３３は、噴孔３３を介して副燃焼室２の外側から副燃焼室２内に流入する気流が、副燃焼室２内においてスワール流（すなわち、プラグ中心軸ＰＣを中心とした螺旋状に流れる気流）となるよう構成されている。

【0049】

それぞれの噴孔３３の噴孔延長線３３Ｌは、内周側に向かうほどプラグ周方向の一方側Ｃ１に向かうよう形成されている。Ｚ方向から見たとき、噴孔３３におけるプラグ周方向の他方側Ｃ２の端部とプラグ中心軸ＰＣとを通過するプラグ径方向に延びる仮想直線ＶＬと、噴孔延長線３３Ｌとの間の角度αは、０°超過９０°未満である。本形態において、各噴孔３３に関する前記角度αは、互いに同等である。Ｚ方向からみたとき、それぞれの噴孔３３の噴孔延長線３３Ｌは、接地電極５、放電ギャップＧ、及び中心電極４の電極先端部４１を通過しない。

【0050】

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。

【0051】

本形態においては、それぞれの噴孔３３の噴孔延長線３３Ｌは、接地電極５、放電ギャップＧ、及び中心電極４の電極先端部４１を通過しない。それゆえ、放電火花を副燃焼室２内に引き伸ばす場合に、各噴孔３３を通過する気流は、接地電極５及び電極先端部４１に干渉せず、滑らかに副燃焼室２内を流れる。さらに、各噴孔３３を通過する気流が直接的に放電ギャップＧに導かれることによって放電火花が吹き消されたり、火花形成噴孔３０を通る気流をかき乱したりすることを防止することができる。それゆえ、副燃焼室２内に放電火花を引き伸ばす場合において、放電火花を一層引き伸ばしやすく、スパークプラグ１の着火性を一層向上させやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

【0052】

（実施形態３）
本形態は、図８、図９に示すごとく、実施形態１に対し、噴孔３３の配置及び形状を変更した形態である。

【0053】

Ｚ方向から見たとき、図９に示すごとく、プラグ先端側から見たとき、噴孔３３は、プラグ周方向において、接地電極５の位置から９０×ｎ［°］ずれた位置に配されている。ここで、ｎは、０～３である。２つの噴孔３３は、接地電極５とＸ方向に重なる位置に形成されている。

【0054】

図８に示すごとく、噴孔延長線３３ＬとＺ方向に直交する方向に延びる直線Ｌとの間になす角度βは、４５°超過、９０°未満である。そして、噴孔延長線３３Ｌを通る断面において、接地電極５、放電ギャップＧ、及び電極先端部４１は、噴孔延長線３３Ｌのプラグ先端側に配されている。
その他は、実施形態１と同様である。

【0055】

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。

【0056】

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。

【符号の説明】

【0057】

１ スパークプラグ
２ 副燃焼室
３０ 火花形成噴孔
３３ 噴孔
３３Ｌ 噴孔延長線
４ 中心電極
４１ 電極先端部
５ 接地電極
Ｇ 放電ギャップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】