特許 7524738 内燃機関用のスパークプラグ及びこれを備えた内燃機関

(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】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】内燃機関用のスパークプラグ及びこれを備えた内燃機関

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/54 20060101AFI20240723BHJP

   H01T 13/20 20060101ALI20240723BHJP

   F02P 13/00 20060101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

H01T13/54

H01T13/20 B

F02P13/00 301J

F02P13/00 302A

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2020197050

(22)【出願日】2020-11-27

(65)【公開番号】P2022085392

(43)【公開日】2022-06-08

【審査請求日】2023-09-07

(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】杉浦 明光

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２７０５４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｔ １３／５４

Ｈ０１Ｔ １３／２０

Ｆ０２Ｐ １３／００

(57)【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先端突出部（４１）を突出させた中心電極（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、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔（５１）が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線（５１Ｌ）は、上記放電ギャップを通過せず、
上記複数の噴孔のうちの一部の上記噴孔は、当該噴孔の中心軸の延長線が、他の上記噴孔の中心軸の延長線よりも上記放電ギャップの近くを通過するギャップ側噴孔（５１０）であり、
プラグ軸方向（Ｚ）から見たとき、上記噴孔は、該噴孔の中心軸の延長線が、該噴孔とプラグ中心軸（Ｃ）とを通る仮想直線（ＶＬ）に対して傾斜しており、
プラグ軸方向から見たとき、上記ギャップ側噴孔における上記仮想直線に対する該ギャップ側噴孔の中心軸の延長線の傾斜角度（α１）は、上記ギャップ側噴孔以外の上記噴孔における上記仮想直線に対する該噴孔の中心軸の延長線の傾斜角度（α２）よりも小さい、内燃機関用のスパークプラグ（１）。

【請求項2】

上記ギャップ側噴孔の内側開口部（５１２）の周囲の少なくとも一部には、上記プラグカバーの内側から外側に向かって凹んだ凹部（５２）が、上記内側開口部に隣接して形成されており、上記ギャップ側噴孔の開口方向から見たとき、上記凹部は、上記内側開口部に対して少なくとも上記放電ギャップ側に隣接している、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】

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先端突出部（４１）を突出させた中心電極（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、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔（５１）が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線（５１Ｌ）は、上記放電ギャップを通過せず、
上記複数の噴孔のうちの一部の上記噴孔は、当該噴孔の中心軸の延長線が、他の上記噴孔の中心軸の延長線よりも上記放電ギャップの近くを通過するギャップ側噴孔（５１０）であり、
上記ギャップ側噴孔の内側開口部（５１２）の周囲の少なくとも一部には、上記プラグカバーの内側から外側に向かって凹んだ凹部（５２）が、上記内側開口部に隣接して形成されており、上記ギャップ側噴孔の開口方向から見たとき、上記凹部は、上記内側開口部に対して少なくとも上記放電ギャップ側に隣接している、内燃機関用のスパークプラグ（１）。

【請求項4】

上記ギャップ側噴孔は、他の上記噴孔よりも開口面積が大きい、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。

【請求項5】

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先端突出部（４１）を突出させた中心電極（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、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔（５１）が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線（５１Ｌ）は、上記放電ギャップを通過せず、
上記複数の噴孔のうちの一部の上記噴孔は、当該噴孔の中心軸の延長線が、他の上記噴孔の中心軸の延長線よりも上記放電ギャップの近くを通過するギャップ側噴孔（５１０）であり、
上記ギャップ側噴孔は、他の上記噴孔よりも開口面積が大きい、内燃機関用のスパークプラグ（１）。

【請求項6】

上記放電ギャップは、上記先端突出部と上記接地電極とが、プラグ軸方向（Ｚ）に互いに対向することにより形成されている、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。

【請求項7】

上記先端突出部は、大径部（４１２）と、該大径部の先端側に形成されると共に該大径部よりも外径が小さい小径部（４１１）と、を有し、上記放電ギャップは、上記小径部と上記接地電極との間に形成されており、プラグ軸方向から見たとき、上記ギャップ側噴孔は、該ギャップ側噴孔の中心軸の延長線が、上記大径部を通過しないように形成されている、請求項６に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項8】

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先端突出部（４１）を突出させた中心電極（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、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔（５１）が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線（５１Ｌ）は、上記放電ギャップを通過せず、
上記複数の噴孔のうちの一部の上記噴孔は、当該噴孔の中心軸の延長線が、他の上記噴孔の中心軸の延長線よりも上記放電ギャップの近くを通過するギャップ側噴孔（５１０）であり、
上記放電ギャップは、上記先端突出部と上記接地電極とが、プラグ軸方向（Ｚ）に互いに対向することにより形成されており、
上記先端突出部は、大径部（４１２）と、該大径部の先端側に形成されると共に該大径部よりも外径が小さい小径部（４１１）と、を有し、上記放電ギャップは、上記小径部と上記接地電極との間に形成されており、プラグ軸方向から見たとき、上記ギャップ側噴孔は、該ギャップ側噴孔の中心軸の延長線が、上記大径部を通過しないように形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。

【請求項9】

上記接地電極は、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いると共に、プラグ軸方向から見たとき、プラグ径方向に沿って設けられており、
プラグ軸方向から見たとき、上記接地電極の突出方向と、上記ギャップ側噴孔とプラグ中心軸（Ｃ）とを通る仮想直線（ＶＬ）と、のなす角度（α３）は、４５°～１３５°である、請求項６～８のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項10】

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先端突出部（４１）を突出させた中心電極（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、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔（５１）が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線（５１Ｌ）は、上記放電ギャップを通過せず、
プラグ軸方向（Ｚ）から見たとき、上記噴孔は、該噴孔の中心軸の延長線が、該噴孔とプラグ中心軸（Ｃ）とを通る仮想直線（ＶＬ）に対して傾斜しており、
少なくとも一つの上記噴孔は、当該噴孔の内側開口部（５１２）の周囲の少なくとも一部に、上記プラグカバーの内側から外側に向かって凹んだ凹部（５２）が、上記内側開口部に隣接して形成された、凹部形成噴孔（５１１）であり、
上記凹部形成噴孔の開口方向から見たとき、上記凹部は、上記内側開口部に対して少なくとも上記放電ギャップ側に隣接している、内燃機関用のスパークプラグ（１）。

【請求項11】

上記放電ギャップは、上記先端突出部と上記接地電極とが、プラグ軸方向に互いに対向することにより形成されている、請求項１０に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項12】

上記先端突出部は、大径部（４１２）と、該大径部の先端側に形成されると共に該大径部よりも外径が小さい小径部（４１１）と、を有し、上記放電ギャップは、上記小径部と上記接地電極との間に形成されており、プラグ軸方向から見たとき、上記凹部形成噴孔は、該凹部形成噴孔の中心軸の延長線が、上記大径部を通過しないように形成されている、請求項１１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項13】

上記接地電極は、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いると共に、プラグ軸方向から見たとき、プラグ径方向に沿って設けられており、
プラグ軸方向から見たとき、上記接地電極の突出方向と、上記凹部形成噴孔とプラグ中心軸とを通る上記仮想直線と、のなす角度（α４）は、４５°～１３５°である、請求項１１又は１２に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項14】

上記凹部形成噴孔は、他の上記噴孔よりも開口面積が大きい、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項15】

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先端突出部（４１）を突出させた中心電極（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）、を備えた内燃機関（１０）であって、
主燃焼室（１１）と、
該主燃焼室に設けられた吸気弁（７２）及び排気弁（７３）と、
上記プラグカバーの外表面（５３）が上記主燃焼室に面するように配置された上記スパークプラグと、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と上記主燃焼室とを連通させる複数の噴孔（５１）が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線（５１Ｌ）は、上記放電ギャップを通過せず、
上記複数の噴孔のうちの一部の上記噴孔は、当該噴孔の中心軸の延長線が、他の上記噴孔の中心軸の延長線よりも上記放電ギャップの近くを通過するギャップ側噴孔（５１０）であり、
上記スパークプラグは、プラグ軸方向（Ｚ）から見たとき、少なくとも一つの上記ギャップ側噴孔の外側開口部（５１３）が上記吸気弁側を向くように、配置されている、内燃機関。

【請求項16】

プラグ軸方向から見たとき、上記噴孔は、該噴孔の中心軸の延長線が、該噴孔とプラグ中心軸（Ｃ）とを通る仮想直線（ＶＬ）に対して傾斜しており、
プラグ軸方向から見たとき、上記ギャップ側噴孔における上記仮想直線に対する該ギャップ側噴孔の中心軸の延長線の傾斜角度（α１）は、上記ギャップ側噴孔以外の上記噴孔における上記仮想直線に対する該噴孔の中心軸の延長線の傾斜角度（α２）よりも小さい、請求項１５に記載の内燃機関。

【請求項17】

上記ギャップ側噴孔の内側開口部（５１２）の周囲の少なくとも一部には、上記プラグカバーの内側から外側に向かって凹んだ凹部（５２）が、上記内側開口部に隣接して形成されており、上記ギャップ側噴孔の開口方向から見たとき、上記凹部は、上記内側開口部に対して少なくとも上記放電ギャップ側に隣接している、請求項１５又は１６に記載の内燃機関。

【請求項18】

上記放電ギャップは、上記先端突出部と上記接地電極とが、プラグ軸方向に互いに対向することにより形成されている、請求項１５～１７のいずれか一項に記載の内燃機関。

【請求項19】

上記先端突出部は、大径部（４１２）と、該大径部の先端側に形成されると共に該大径部よりも外径が小さい小径部（４１１）と、を有し、上記放電ギャップは、上記小径部と上記接地電極との間に形成されており、プラグ軸方向から見たとき、上記ギャップ側噴孔は、該ギャップ側噴孔の中心軸の延長線が、上記大径部を通過しないように形成されている、請求項１８に記載の内燃機関。

【請求項20】

上記接地電極は、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いると共に、プラグ軸方向から見たとき、プラグ径方向に沿って設けられており、
プラグ軸方向から見たとき、上記接地電極の突出方向と、上記ギャップ側噴孔とプラグ中心軸（Ｃ）とを通る仮想直線（ＶＬ）と、のなす角度（α３）は、４５°～１３５°である、請求項１８又は１９に記載の内燃機関。

【請求項21】

上記ギャップ側噴孔は、他の上記噴孔よりも開口面積が大きい、請求項１５～２０のいずれか一項に記載の内燃機関。

【請求項22】

請求項１０～１４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備えた内燃機関（１０）であって、
主燃焼室（１１）と、
該主燃焼室に設けられた吸気弁（７２）及び排気弁（７３）と、
上記プラグカバーの外表面（５３）が上記主燃焼室に面するように配置された上記スパークプラグと、を有し、
上記スパークプラグは、プラグ軸方向から見たとき、少なくとも一つの上記凹部形成噴孔の外側開口部（５１３）が上記吸気弁側を向くように、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これを備えた内燃機関に関する。

【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、副燃焼室を覆うカバー部には、複数の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】

【文献】特開２０２０－００９７４７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これを備えた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】

本発明の第１の態様は、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先端突出部（４１）を突出させた中心電極（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、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔（５１）が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線（５１Ｌ）は、上記放電ギャップを通過せず、
上記複数の噴孔のうちの一部の上記噴孔は、当該噴孔の中心軸の延長線が、他の上記噴孔の中心軸の延長線よりも上記放電ギャップの近くを通過するギャップ側噴孔（５１０）であり、
プラグ軸方向（Ｚ）から見たとき、上記噴孔は、該噴孔の中心軸の延長線が、該噴孔とプラグ中心軸（Ｃ）とを通る仮想直線（ＶＬ）に対して傾斜しており、
プラグ軸方向から見たとき、上記ギャップ側噴孔における上記仮想直線に対する該ギャップ側噴孔の中心軸の延長線の傾斜角度（α１）は、上記ギャップ側噴孔以外の上記噴孔における上記仮想直線に対する該噴孔の中心軸の延長線の傾斜角度（α２）よりも小さい、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、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先端突出部（４１）を突出させた中心電極（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、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔（５１）が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線（５１Ｌ）は、上記放電ギャップを通過せず、
上記複数の噴孔のうちの一部の上記噴孔は、当該噴孔の中心軸の延長線が、他の上記噴孔の中心軸の延長線よりも上記放電ギャップの近くを通過するギャップ側噴孔（５１０）であり、
上記ギャップ側噴孔の内側開口部（５１２）の周囲の少なくとも一部には、上記プラグカバーの内側から外側に向かって凹んだ凹部（５２）が、上記内側開口部に隣接して形成されており、上記ギャップ側噴孔の開口方向から見たとき、上記凹部は、上記内側開口部に対して少なくとも上記放電ギャップ側に隣接している、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
本発明の第３の態様は、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先端突出部（４１）を突出させた中心電極（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、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔（５１）が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線（５１Ｌ）は、上記放電ギャップを通過せず、
上記複数の噴孔のうちの一部の上記噴孔は、当該噴孔の中心軸の延長線が、他の上記噴孔の中心軸の延長線よりも上記放電ギャップの近くを通過するギャップ側噴孔（５１０）であり、
上記ギャップ側噴孔は、他の上記噴孔よりも開口面積が大きい、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
本発明の第４の態様は、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先端突出部（４１）を突出させた中心電極（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、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔（５１）が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線（５１Ｌ）は、上記放電ギャップを通過せず、
上記複数の噴孔のうちの一部の上記噴孔は、当該噴孔の中心軸の延長線が、他の上記噴孔の中心軸の延長線よりも上記放電ギャップの近くを通過するギャップ側噴孔（５１０）であり、
上記放電ギャップは、上記先端突出部と上記接地電極とが、プラグ軸方向（Ｚ）に互いに対向することにより形成されており、
上記先端突出部は、大径部（４１２）と、該大径部の先端側に形成されると共に該大径部よりも外径が小さい小径部（４１１）と、を有し、上記放電ギャップは、上記小径部と上記接地電極との間に形成されており、プラグ軸方向から見たとき、上記ギャップ側噴孔は、該ギャップ側噴孔の中心軸の延長線が、上記大径部を通過しないように形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。

【0007】

本発明の第５の態様は、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先端突出部（４１）を突出させた中心電極（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、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔（５１）が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線（５１Ｌ）は、上記放電ギャップを通過せず、
プラグ軸方向（Ｚ）から見たとき、上記噴孔は、該噴孔の中心軸の延長線が、該噴孔とプラグ中心軸（Ｃ）とを通る仮想直線（ＶＬ）に対して傾斜しており、
少なくとも一つの上記噴孔は、当該噴孔の内側開口部（５１２）の周囲の少なくとも一部に、上記プラグカバーの内側から外側に向かって凹んだ凹部（５２）が、上記内側開口部に隣接して形成された、凹部形成噴孔（５１１）であり、
上記凹部形成噴孔の開口方向から見たとき、上記凹部は、上記内側開口部に対して少なくとも上記放電ギャップ側に隣接している、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。

【0008】

本発明の第６の態様は、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先端突出部（４１）を突出させた中心電極（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）、を備えた内燃機関（１０）であって、
主燃焼室（１１）と、
該主燃焼室に設けられた吸気弁（７２）及び排気弁（７３）と、
上記プラグカバーの外表面（５３）が上記主燃焼室に面するように配置された上記スパークプラグと、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と上記主燃焼室とを連通させる複数の噴孔（５１）が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線（５１Ｌ）は、上記放電ギャップを通過せず、
上記複数の噴孔のうちの一部の上記噴孔は、当該噴孔の中心軸の延長線が、他の上記噴孔の中心軸の延長線よりも上記放電ギャップの近くを通過するギャップ側噴孔（５１０）であり、
上記スパークプラグは、プラグ軸方向（Ｚ）から見たとき、少なくとも一つの上記ギャップ側噴孔の外側開口部（５１３）が上記吸気弁側を向くように、配置されている、内燃機関にある。

【0009】

本発明の第７の態様は、上記第５の態様の内燃機関用のスパークプラグを備えた内燃機関（１０）であって、
主燃焼室（１１）と、
該主燃焼室に設けられた吸気弁（７２）及び排気弁（７３）と、
上記プラグカバーの外表面（５３）が上記主燃焼室に面するように配置された上記スパークプラグと、を有し、
上記スパークプラグは、プラグ軸方向から見たとき、少なくとも一つの上記凹部形成噴孔の外側開口部（５１３）が上記吸気弁側を向くように、配置されている、内燃機関にある。

【発明の効果】

【0010】

上記第１～第４の態様にかかる内燃機関用のスパークプラグは、複数の噴孔のうちの一部として、ギャップ側噴孔を有する。それゆえ、ギャップ側噴孔を介して副燃焼室に導入された気流が、放電ギャップの近くを通過しやすい。それゆえ、副燃焼室の気流によって、放電ギャップに生じた放電が伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

【0011】

上記第５の態様にかかる内燃機関用のスパークプラグは、凹部形成噴孔を有する。凹部形成噴孔の開口方向から見たとき、凹部は、内側開口部に対して少なくとも放電ギャップ側に隣接している。それゆえ、凹部形成噴孔を介して副燃焼室に導入される気流の一部は、凹部に沿って流れやすいと共に、放電ギャップに向かいやすい。それゆえ、副燃焼室の気流によって、放電ギャップに生じた放電が伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

【0012】

上記第６の態様にかかる内燃機関において、上記スパークプラグは、プラグ軸方向から見たとき、少なくとも一つのギャップ側噴孔の外側開口部が吸気弁側を向くように、配置されている。それゆえ、ギャップ側噴孔の外側開口部は、主燃焼室に形成される気流の上流側を向きやすい。これにより、ギャップ側噴孔を介して、主燃焼室から副燃焼室へと気流が導入されやすくなる。それゆえ、ギャップ側噴孔を介して副燃焼室に導入された気流によって、放電ギャップに生じた放電が確実に伸長しやすい。その結果、着火性を確実に向上させることができる。

【0013】

上記第７の態様にかかる内燃機関において、上記スパークプラグは、プラグ軸方向から見たとき、少なくとも一つの凹部形成噴孔の外側開口部が吸気弁側を向くように、配置されている。それゆえ、凹部形成噴孔の外側開口部は、主燃焼室に形成される気流の上流側を向きやすい。これにより、凹部形成噴孔を介して、主燃焼室から副燃焼室へと気流が導入されやすくなる。それゆえ、凹部形成噴孔を介して副燃焼室に導入された気流によって、放電ギャップに生じた放電が確実に伸長しやすい。その結果、着火性を確実に向上させることができる。

【0014】

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これを備えた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】

【0015】

【図1】実施形態１における、スパークプラグを先端側から見た平面図であって、図２のI矢視図。

【図2】図１のII－II線矢視断面相当図。

【図3】図１のIII－III線矢視断面相当図。

【図4】実施形態１における、噴孔の中心軸の傾きを説明する、先端側から見た図。

【図5】実施形態１における、凹部形成噴孔のストレート部の延長領域と放電ギャップとの関係を説明する、先端側から見た図。

【図6】実施形態１における、凹部形成噴孔の開口方向から見た拡大図。

【図7】実施形態１における、凹部形成噴孔周辺の拡大断面図であって、図６のVII－VII線矢視断面相当図。

【図8】実施形態１における、接地電極とギャップ側噴孔との位置関係を説明する、先端側から見た図。

【図9】実施形態１における、圧縮行程において副燃焼室に形成されたスワール流の向きを説明する、先端側から見た図。

【図10】実施形態１における、内燃機関の断面説明図。

【図11】実施形態１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図。

【図12】実施形態１における、ギャップ側噴孔を介して導入された気流によって放電が伸長する前のスパークプラグの先端部の断面図であって、図２のXII－XII線矢視断面相当図。

【図13】実施形態１における、ギャップ側噴孔を介して導入された気流によって放電が伸長したときのスパークプラグの先端部の断面図。

【図14】実施形態１における、凹部に沿って流れる気流によって放電が伸長する前のスパークプラグの先端部の断面図。

【図15】実施形態１における、凹部に沿って流れる気流によって放電が伸長したときのスパークプラグの先端部の断面図。

【図16】実施形態２における、スパークプラグを先端側から見た平面図であって、図１７のXVI矢視図。

【図17】図１６のXVII－XVII線矢視断面相当図。

【図18】実施形態３における、凹部形成噴孔の開口方向から見た拡大図。

【図19】実施形態３における、凹部形成噴孔周辺の拡大断面図であって、図１８のXIX－XIX線矢視断面相当図。

【図20】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。

【図21】実施形態５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。

【図22】実施形態６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。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（実施形態１）
内燃機関用のスパークプラグ及びこれを備えた内燃機関に係る実施形態について、図１～図１５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３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。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の先端側に先端突出部４１を突出させている。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。

【0017】

プラグカバー５には、副燃焼室５０と外部とを連通させる複数の噴孔５１が形成されている。噴孔５１の中心軸の延長線５１Ｌは、放電ギャップＧを通過しない。複数の噴孔５１のうちの一部の噴孔５１は、当該噴孔５１の中心軸の延長線５１Ｌが、他の噴孔５１の中心軸の延長線５１Ｌよりも放電ギャップＧの近くを通過するギャップ側噴孔５１０である。

【0018】

図１に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、噴孔５１は、噴孔５１の中心軸の延長線５１Ｌが、噴孔５１とプラグ中心軸Ｃとを通る仮想直線ＶＬに対して傾斜している。少なくとも一つの噴孔５１は、図７に示すごとく、当該噴孔５１の内側開口部５１２の周囲の少なくとも一部に、プラグカバー５の内側から外側に向かって凹んだ凹部５２が、内側開口部５１２に隣接して形成された、凹部形成噴孔５１１である。図６に示すごとく、凹部形成噴孔５１１の開口方向から見たとき、凹部５２は、内側開口部５１２に対して少なくとも放電ギャップＧ側に隣接している。

【0019】

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。図１０に示すごとく、ハウジング２の外周面に形成した取付ネジ部２１を、シリンダヘッド７６のプラグホール７６１の雌ネジ部に螺合して、スパークプラグ１が内燃機関１０に取り付けられる。そして、スパークプラグ１の軸方向Ｚの一端を、内燃機関１０の主燃焼室１１に配置する。スパークプラグ１の軸方向Ｚにおいて、主燃焼室１１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の軸方向Ｚを、適宜、プラグ軸方向Ｚ、或いは単に、Ｚ方向ともいう。なお、プラグ中心軸Ｃは、スパークプラグ１の中心軸Ｃを意味するものとする。また、プラグ中心軸Ｃは、本形態において、中心電極４の中心軸でもある。

【0020】

図２、図３に示すごとく、プラグカバー５は、ハウジング２の先端部に溶接等によって接合されている。スパークプラグ１が内燃機関に取り付けられた状態において、プラグカバー５は、副燃焼室５０を主燃焼室と区画している。また、プラグカバー５に形成された噴孔５１は、副燃焼室５０と主燃焼室とを連通させている。

【0021】

内燃機関の圧縮行程等においては、噴孔５１を通じて主燃焼室から副燃焼室５０へ、気流が導入される。ここで、噴孔５１を通じて副燃焼室５０に導入される気流によって、副燃焼室５０にスワール流（図９の破線矢印ＡＦ２参照）が生じるように、噴孔５１が形成されている。具体的には、図１に示すごとく、Ｚ方向から見たとき、噴孔５１とプラグ中心軸Ｃとを通過するプラグ径方向に延びる仮想直線ＶＬに対して、噴孔の中心軸の延長線５１Ｌは鋭角の角度をもって傾斜している。複数の噴孔５１は、各噴孔５１における仮想直線ＶＬに対する噴孔の中心軸の延長線５１Ｌの傾斜方向が、プラグ周方向における同じ側となっている。なお、プラグ径方向とは、スパークプラグ１の中心軸Ｃに直交する平面上において、スパークプラグ１の中心軸Ｃを中心とする円の半径方向を意味する。また、プラグ周方向は、プラグ中心軸Ｃを中心とする円周に沿った方向である。

【0022】

このような噴孔５１の形成態様により、図９に示すごとく、噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入された気流によって、副燃焼室５０にスワール流が形成される。本形態の場合、副燃焼室５０の気流ＡＦ２であるスワール流は、プラグ中心軸Ｃの周りに、図９における反時計回りの螺旋状に生じる。

【0023】

また、内燃機関の膨張行程においては、それぞれの噴孔５１を介して、副燃焼室５０から主燃焼室へと気流が流出することにより、圧縮行程において形成されるスワール流とは逆回りのスワール流が形成される。

【0024】

本形態において、噴孔５１は、略円柱形状に形成されている。噴孔５１は、図１に示すごとく、Ｚ方向から見たとき、プラグ周方向に等間隔で形成されている。また、噴孔５１は、図２、図３に示すごとく、先端側へ向かうほどプラグ径方向の外側へ向かうように、Ｚ方向に対して傾斜して開口している。

【0025】

本形態において、プラグカバー５には、図１に示すごとく、４つの噴孔５１が形成されており、そのうちの一つがギャップ側噴孔５１０となっている。

【0026】

また、本形態において、ギャップ側噴孔５１０は、凹部形成噴孔５１１でもある。

【0027】

つまり、図７に示すごとく、ギャップ側噴孔５１０の内側開口部５１２の周囲の少なくとも一部には、凹部５２が、内側開口部５１２に隣接して形成されている。そして、図６に示すごとく、ギャップ側噴孔５１０の開口方向から見たとき、凹部５２は、内側開口部５１２に対して少なくとも放電ギャップＧ側に隣接している。本形態において、凹部５２は、内側開口部５１２の全周ではなく、放電ギャップＧに近い側の一部に形成されている。

【0028】

また、ギャップ側噴孔５１０は、図１、図２に示すごとく、他の噴孔５１よりも開口面積が大きい。

【0029】

つまり、本形態において、凹部形成噴孔５１１は、他の噴孔５１よりも開口面積が大きいともいえる。

【0030】

ギャップ側噴孔５１０の内径は、例えば、ギャップ側噴孔５１０以外の噴孔５１の内径の１．２倍～１．４倍とすることができる。また、ギャップ側噴孔５１０の開口面積は、例えば、ギャップ側噴孔５１０以外の噴孔５１の開口面積の１．４倍～２．０倍とすることができる。

【0031】

図４に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、ギャップ側噴孔５１０における仮想直線ＶＬに対するギャップ側噴孔５１０の中心軸の延長線５１Ｌの傾斜角度α１は、ギャップ側噴孔５１０以外の噴孔５１における仮想直線ＶＬに対する噴孔５１の中心軸の延長線５１Ｌの傾斜角度α２よりも小さい。

【0032】

傾斜角度α２は、例えば、３０°以上とすることができる。また、傾斜角度α１は、例えば、２０°以下とすることができる。

【0033】

図２に示すごとく、ギャップ側噴孔５１０を通過する仮想直線ＶＬと、Ｚ方向と、の双方に直交する方向から見たとき、ギャップ側噴孔５１０の中心軸の延長線５１Ｌと、放電ギャップＧとは、互いに重なっている。

【0034】

また、凹部形成噴孔５１１における凹部５２は、図７に示すごとく、凹部形成噴孔５１１の開口方向の一部にのみ形成されている。すなわち、凹部形成噴孔５１１は、凹部５２よりも、プラグカバー５の外側に近い側に、略円柱形状の貫通空間であるストレート部５１４を有する。本形態において、凹部形成噴孔５１１の開口方向におけるストレート部５１４の長さＬ１は、凹部形成噴孔５１１の開口方向における凹部５２の長さＬ２よりも長い。ストレート部５１４の長さＬ１は、例えば、０．７５ｍｍ以上とすることが好ましい。また、ストレート部５１４の長さＬ１は、１ｍｍ以上とすることが、より好ましい。また、本形態において、プラグカバー５の厚みは、０．７５ｍｍよりも大きい。

【0035】

本形態において、凹部５２は、副燃焼室５０に近付くに従い、凹部形成噴孔５１１の中心軸から遠ざかるように形成されている。

【0036】

図５に示すごとく、本形態において、凹部形成噴孔５１１は、凹部形成噴孔５１１のストレート部５１４を開口方向に延長した延長領域Ｅが、放電ギャップＧと接するように、開口している。

【0037】

また、ギャップ側噴孔５１０以外の噴孔５１を開口方向に延長した延長領域（図示略）は、放電ギャップＧと接しないと共に、放電ギャップＧを通過しない。

【0038】

また、放電ギャップＧは、図２、図３に示すごとく、先端突出部４１と接地電極６とが、プラグ軸方向Ｚに互いに対向することにより形成されている。

【0039】

具体的には、図３に示すごとく、中心電極４の先端面４１３と接地電極６の基端面６３とが互いにＺ方向に対向することにより、放電ギャップＧが形成されている。なお、Ｚ方向において互いに対向する中心電極４の先端面４１３と接地電極６の基端面６３とのそれぞれに、チップを接合することもできる（図示略）。つまり、中心電極４の先端面４１３に接合されたチップと接地電極６の基端面６３に接合されたチップとの間に、放電ギャップＧを形成することもできる。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。

【0040】

放電ギャップＧは、例えば、後述する中心電極４の小径部４１１をＺ方向に投影した領域であって、小径部４１１の先端面４１３と接地電極６の基端面６３との間の領域である。

【0041】

図１～図３に示すごとく、先端突出部４１は、大径部４１２と小径部４１１とを有する。図２、図３に示すごとく、小径部４１１は、大径部４１２の先端側に形成されると共に大径部４１２よりも外径が小さい。放電ギャップＧは、小径部４１１と接地電極６との間に形成されている。図１に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、ギャップ側噴孔５１０は、ギャップ側噴孔５１０の中心軸の延長線５１Ｌが、大径部４１２を通過しないように形成されている。

【0042】

つまり、プラグ軸方向Ｚから見たとき、凹部形成噴孔５１１は、凹部形成噴孔５１１の中心軸の延長線５１Ｌが、大径部４１２を通過しないように形成されている。

【0043】

また、本形態において、接地電極６は、図１に示すごとく、ハウジング２又はプラグカバー５に固定された固定端部６１から副燃焼室５０内に突出していると共に、プラグ軸方向Ｚから見たとき、プラグ径方向に沿って設けられている。図８に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、接地電極６の突出方向と、ギャップ側噴孔５１０とプラグ中心軸Ｃとを通る仮想直線ＶＬと、のなす角度α３は、４５°～１３５°である。

【0044】

つまり、本形態においては、プラグ軸方向Ｚから見たとき、接地電極６の突出方向と、凹部形成噴孔５１１とプラグ中心軸Ｃとを通る仮想直線ＶＬと、のなす角度α４は、４５°～１３５°であるともいえる。

【0045】

角度α４は、Ｚ方向から見たとき、図８に示す直線６Ｌと、凹部形成噴孔５１１を通過する仮想直線ＶＬと、のなす角度である。なお、本形態においては、角度α３と角度α４とは同じ角度を意味する。

【0046】

本形態において、接地電極６は、略四角柱形状をなしている。つまり、接地電極６は、４つの平坦な側面を備えており、そのうちの一つが基端面６３となっている。つまり、基端面６３の全体が平坦な面となっている。

【0047】

接地電極６の基端面６３は、図３に示すごとく、接地電極６の突出端部６２に近づくに従って先端側に向かうように、Ｚ方向に対して傾斜している。

【0048】

また、本形態において、接地電極６の固定端部６１は、ハウジング２に固定されている。そして、接地電極６をハウジング２に固定した後に、プラグカバー５をハウジング２に固定することによって、本形態のスパークプラグ１を製造することができる。

【0049】

次に、上記スパークプラグ１を備えた内燃機関１０を、図１０、図１１に示す。
内燃機関１０は、主燃焼室１１と、主燃焼室１１に設けられた吸気弁７２及び排気弁７３と、スパークプラグ１とを有する。スパークプラグ１は、プラグカバー５の外表面５３が主燃焼室１１に面するように配置されている。スパークプラグ１は、図１１に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、少なくとも一つのギャップ側噴孔５１０の外側開口部５１３が吸気弁７２側を向くように、配置されている。

【0050】

つまり、本形態の内燃機関１０において、スパークプラグ１は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、少なくとも一つの凹部形成噴孔５１１の外側開口部５１３が吸気弁７２側を向くように、配置されている。

【0051】

また、本形態の内燃機関１０は、図１０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１１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、スパークプラグ１が取り付けられる。詳細には、スパークプラグ１は、図１１に示すごとく、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。

【0052】

吸気ポート７２１及び排気ポート７３１は、図１０に示すごとく、その開口方向が主燃焼室１１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１１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。

【0053】

また、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。内燃機関１０の吸気行程において、２つの吸気ポート７２１からガスが主燃焼室１１内に導入され、排気行程において、２つの排気ポート７３１から主燃焼室１１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１１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。

【0054】

そして、主燃焼室１１内においては、主として、図１０の矢印ＡＦ１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ＡＦ１は、図１０、図１１に示すごとく、主燃焼室１１内のスパークプラグ１の先端部付近において、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１１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ＡＦ１が、スパークプラグ１の先端部付近の主な気流となる。

【0055】

なお、主燃焼室１１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ＡＦ１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１１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ＡＦ１を意味する。

【0056】

上述のように構成された内燃機関１０においては、圧縮行程において、主燃焼室１１のガスが、噴孔５１を介して、副燃焼室５０に導入される。ここで、ギャップ側噴孔５１０は、その他の噴孔５１に対して開口面積が大きいと共に、図１０、図１１に示すごとく、ギャップ側噴孔５１０の外側開口部５１３が主燃焼室１１の気流ＡＦ１の上流側を向いている。そのため、ギャップ側噴孔５１０以外の噴孔５１に対し、ギャップ側噴孔５１０を介して、より多くのガスが副燃焼室５０に導入される。つまり、凹部形成噴孔５１１以外の噴孔５１に対し、凹部形成噴孔５１１を介して、より多くのガスが副燃焼室５０に導入される。

【0057】

次に、本形態の作用効果を説明する。
上記内燃機関用のスパークプラグ１は、複数の噴孔５１のうちの一部として、ギャップ側噴孔５１０を有する。それゆえ、ギャップ側噴孔５１０を介して副燃焼室５０に導入された気流が、放電ギャップＧの近くを通過しやすい。それゆえ、副燃焼室５０の気流によって、放電ギャップＧに生じた放電が伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

【0058】

すなわち、ギャップ側噴孔５１０の中心軸の延長線５１Ｌは、他の噴孔５１の中心軸の延長線５１Ｌよりも放電ギャップＧの近くを通過する。そのため、他の噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入された気流に対し、ギャップ側噴孔５１０を介して副燃焼室５０に導入された気流は、放電ギャップＧの近くを通過しやすい。それゆえ、放電ギャップＧ及びその周辺のガスが、ギャップ側噴孔５１０を介して副燃焼室５０に導入された気流に引き込まれやすい。それゆえ、図１２、図１３に示すごとく、放電ギャップＧ及びその周辺において、ギャップ側噴孔５１０を介して副燃焼室５０に導入された気流ＡＦ２に向かう気流ＡＦ２１が形成されやすい。それゆえ、図１２に示すごとく、放電ギャップＧに形成された放電Ｓは、図１３に示すごとく、放電ギャップＧ及びその周辺に形成された気流ＡＦ２１によって伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。また、着火性が向上することにより、ＥＧＲ（すなわち排気再循環）量の上限を向上でき、燃費を向上させることができる。

【0059】

また、噴孔５１の中心軸の延長線５１Ｌは、放電ギャップＧを通過しない。それゆえ、噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入された気流の流速が比較的速い場合であっても、流速の速い気流は放電ギャップＧに流入しにくい。その結果、流速の速い気流による、放電ギャップＧに形成された放電の吹き消え、短絡を抑制することができる。

【0060】

上記内燃機関用のスパークプラグ１は、凹部形成噴孔５１１を有する。凹部形成噴孔５１１の開口方向から見たとき、凹部５２は、内側開口部５１２に対して少なくとも放電ギャップＧ側に隣接している。それゆえ、凹部形成噴孔５１１を介して副燃焼室５０に導入される気流の一部は、凹部５２に沿って流れやすいと共に、放電ギャップＧに向かいやすい。それゆえ、副燃焼室５０の気流によって、放電ギャップＧに生じた放電が伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

【0061】

すなわち、凹部形成噴孔５１１を介して副燃焼室５０に導入される気流の流速が比較的速い場合、流速の速い気流は、ストレート部５１４に沿って流れやすく、凹部５２に沿う気流は生じにくい。一方、凹部形成噴孔５１１を介して副燃焼室５０に導入される気流の流速が比較的遅い場合、その気流の一部は、凹部５２に沿って流れやすい。そして、凹部形成噴孔５１１の開口方向から見たとき、凹部５２は、内側開口部５１２に対して少なくとも放電ギャップＧ側に隣接している。それゆえ、図１４、図１５に示すごとく、凹部５２に沿って流れる気流ＡＦ２は、放電ギャップＧに向かいやすい。その結果、図１４に示すごとく、放電ギャップＧに形成された放電Ｓは、図１５に示すごとく、凹部５２に沿って流れる気流ＡＦ２により、伸長しやすい。また、このとき、比較的速度の遅い気流ＡＦ２が放電ギャップに向かうため、放電Ｓは、気流ＡＦ２によって吹き消え等することなく、伸長しやすい。

【0062】

本形態のスパークプラグ１は、ギャップ側噴孔５１０であると共に、凹部形成噴孔５１１でもある噴孔５１を有する。それゆえ、この噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入される気流は、その流速によらず、放電ギャップＧに形成された放電を効果的に伸長させることができる。その理由を説明するにあたり、まず、当該噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入される気流の流速が比較的速い場合を考える。この場合、流速の速い気流は、放電ギャップＧに直接流入しにくいと共に、放電ギャップＧの近くを通過しやすい。これにより、放電ギャップＧに生じた放電は、吹き消え等することなく、放電ギャップＧ及びその周辺に形成された気流により伸長しやすい。また、当該噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入される気流の流速が比較的遅い場合、気流の一部は、凹部５２に沿って流れやすい。これにより、流速の比較的遅い気流が放電ギャップＧに向かいやすく、放電が伸長しやすい。その結果、内燃機関の運転条件によらず、着火性を確実に向上させることができる。

【0063】

また、本形態において、ストレート部５１４の長さＬ１（図７参照）は、０．７５ｍｍ以上である。それゆえ、凹部形成噴孔５１１を介して副燃焼室５０に導入される流速の比較的速い気流は、ストレート部５１４に沿って、より流れやすく、流速が減衰しにくい。その結果、凹部形成噴孔５１１を介して副燃焼室５０に導入された気流によって、放電ギャップＧに形成された放電を、確実に伸長させることができる。

【0064】

プラグ軸方向Ｚから見たとき、噴孔５１は、噴孔５１の中心軸の延長線５１Ｌが、噴孔５１とプラグ中心軸Ｃとを通る仮想直線ＶＬに対して傾斜している。これにより、副燃焼室５０にスワール流を形成することができる。そして、プラグ軸方向Ｚから見たとき、傾斜角度α１は、傾斜角度α２よりも小さい（図４参照）。それゆえ、他の噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入される気流よりも、ギャップ側噴孔５１０を介して副燃焼室５０に導入された気流を、放電ギャップＧの近くに通過させやすい。そのため、放電ギャップＧの気流を特定の向きに形成しやすい。その結果、放電ギャップＧに生じた放電を効果的に伸長させることができる。

【0065】

放電ギャップＧは、先端突出部４１と接地電極６とが、プラグ軸方向Ｚに互いに対向することにより形成されている。それゆえ、ギャップ側噴孔５１０を介して副燃焼室５０に導入された気流を、放電ギャップＧの近くに通過させやすい。その結果、放電ギャップＧに生じた放電を伸長させやすい。

【0066】

また、放電ギャップＧがプラグ軸方向Ｚに形成されていることにより、凹部５２に沿って副燃焼室５０に流入した気流を、放電ギャップＧに流入させやすい。それゆえ、放電ギャップＧに生じた放電を伸長させやすい。

【0067】

プラグ軸方向Ｚから見たとき、ギャップ側噴孔５１０は、ギャップ側噴孔５１０の中心軸の延長線５１Ｌが、大径部４１２を通過しないように形成されている。それゆえ、ギャップ側噴孔５１０を介して副燃焼室５０に導入された流速の比較的速い気流が、放電ギャップＧに流入することを抑えることができる。その結果、気流による放電の吹き消え、短絡を確実に抑えることができる。

【0068】

プラグ軸方向Ｚから見たとき、凹部形成噴孔５１１は、凹部形成噴孔５１１の中心軸の延長線５１Ｌが、大径部４１２を通過しないように形成されている。それゆえ、凹部形成噴孔５１１を介して副燃焼室５０に導入された流速の比較的速い気流が、放電ギャップＧに流入することを抑えることができる。その結果、気流による放電の吹き消え、短絡を確実に抑えることができる。

【0069】

接地電極６は、固定端部６１から副燃焼室５０内に突出していると共に、プラグ軸方向Ｚから見たとき、プラグ径方向に沿って設けられている。また、プラグ軸方向Ｚから見たとき、角度α３は４５°～１３５°である（図８参照）。それゆえ、ギャップ側噴孔５１０を介して副燃焼室５０に導入された気流は、接地電極６によって遮られにくい。それゆえ、ギャップ側噴孔５１０を介して導入された気流は、放電ギャップＧの近くを確実に通過することができる。その結果、放電を確実に伸長させることができる。

【0070】

また、角度α３が上記の範囲であるため、形成された初期火炎が、接地電極６に近接しにくい。それゆえ、初期火炎の冷却損失を抑えやすい。その結果、着火性を確実に向上させることができる。

【0071】

また、プラグ軸方向Ｚから見たとき、角度α４は、４５°～１３５°である（図８参照）。それゆえ、凹部５２に沿って副燃焼室５０に流入した気流は、接地電極６によって遮られにくい。それゆえ、凹部５２に沿って副燃焼室５０に流入した気流は、放電ギャップＧに確実に向かいやすい。その結果、放電を確実に伸長させることができる。

【0072】

また、角度α４が上記の範囲であるため、形成された初期火炎が、接地電極６に近接しにくい。それゆえ、初期火炎の冷却損失を抑えやすい。

【0073】

また、噴孔５１は、噴孔５１を通じて副燃焼室５０に導入される気流によって、副燃焼室５０にスワール流が生じるように、形成されている。それゆえ、形成された初期火炎は、スワール流によって、副燃焼室５０内に広がりやすい。その結果、副燃焼室５０内の燃焼が促進されることにより、主燃焼室への火炎ジェットを強化することができる。

【0074】

また、ギャップ側噴孔５１０と、ギャップ側噴孔５１０以外の噴孔５１とは、各噴孔５１における仮想直線ＶＬに対する噴孔の中心軸の延長線５１Ｌの傾斜方向が、プラグ周方向における同じ側となっている。それゆえ、副燃焼室５０に形成されたスワール流を阻害することなく、ギャップ側噴孔５１０を介して副燃焼室５０に気流を導入、又は副燃焼室５０から気流を導出させることができる。また、凹部形成噴孔５１１においても、スワール流を阻害することなく、副燃焼室５０に気流を導入、又は副燃焼室５０から気流を導出させることができる。

【0075】

また、ギャップ側噴孔５１０は、他の噴孔５１よりも開口面積が大きい。それゆえ、ギャップ側噴孔５１０を介して副燃焼室５０に導入される気流を確実に確保することができる。その結果、確実に放電を伸長させることができる。

【0076】

つまり、内燃機関の回転数又は負荷が低い場合、噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入される気流は弱くなりやすい。しかし、このような場合であっても、ギャップ側噴孔５１０は開口面積が大きいため、ギャップ側噴孔５１０を介して副燃焼室５０に導入される気流を確実に確保できる。その結果、確実に放電を伸長させることができる。

【0077】

また、ギャップ側噴孔５１０は、他の噴孔５１に対し開口面積が大きいため、膨張行程において、ギャップ側噴孔５１０を介して副燃焼室５０からガスが導出されやすい。それゆえ、副燃焼室５０内において、ギャップ側噴孔５１０に向かう気流が強くなりやすい。それゆえ、放電ギャップＧに生じた放電がギャップ側噴孔５１０に向かって伸長しやすい。その結果、膨張行程において、副燃焼室５０内での着火性を向上させることができる。また、着火位置をギャップ側噴孔５１０に近付けやすいため、例えば、副燃焼室５０の温度が低い運転条件などでは、冷損も抑制され、主燃焼室への火炎ジェットを強化することができる。さらに、放電ギャップＧにて生じた放電或いは放電プラズマ、又は初期火炎が、ギャップ側噴孔５１０から噴出しやすいため、主燃焼室での着火性向上を図ることができる。

【0078】

凹部形成噴孔５１１は、他の噴孔５１よりも開口面積が大きい。それゆえ、凹部形成噴孔５１１を介して副燃焼室５０に導入される気流を確保することができる。それゆえ、凹部５２に沿って副燃焼室５０に流入する気流を、確保することができる。その結果、確実に放電を伸長させることができる。

【0079】

また、凹部形成噴孔５１１は、他の噴孔５１に対し開口面積が大きいため、膨張行程において、凹部形成噴孔５１１を介して副燃焼室５０からガスが導出されやすい。それゆえ、副燃焼室５０内において、凹部形成噴孔５１１に向かう気流が強くなりやすい。それゆえ、放電ギャップＧに生じた放電が凹部形成噴孔５１１に向かって伸長しやすい。その結果、膨張行程において、着火性を向上させることができる。

【0080】

上記内燃機関１０において、スパークプラグ１は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、少なくとも一つのギャップ側噴孔５１０の外側開口部５１３が吸気弁７２側を向くように、配置されている。それゆえ、ギャップ側噴孔５１０の外側開口部５１３は、主燃焼室１１に形成される気流の上流側を向きやすい。これにより、ギャップ側噴孔５１０を介して、主燃焼室１１から副燃焼室５０へと気流が導入されやすくなる。それゆえ、ギャップ側噴孔５１０を介して副燃焼室５０に導入された気流によって、放電ギャップＧに生じた放電が確実に伸長しやすい。その結果、着火性を確実に向上させることができる。

【0081】

また、上記内燃機関１０において、スパークプラグ１は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、少なくとも一つの凹部形成噴孔５１１の外側開口部５１３が吸気弁７２側を向くように、配置されている。それゆえ、凹部形成噴孔５１１の外側開口部５１３は、主燃焼室１１に形成される気流の上流側を向きやすい。これにより、凹部形成噴孔５１１を介して、主燃焼室１１から副燃焼室５０へと気流が導入されやすくなる。それゆえ、凹部形成噴孔５１１を介して副燃焼室５０に導入された気流によって、放電ギャップＧに生じた放電が確実に伸長しやすい。その結果、着火性を確実に向上させることができる。

【0082】

また、ギャップ側噴孔５１０は、他の噴孔５１よりも開口面積が大きい。これにより、Ｚ方向から見たとき、ギャップ側噴孔５１０を介して、副燃焼室５０から主燃焼室１１の吸気弁７２側へ大きい火炎を噴出させることができる。それゆえ、Ｚ方向から見て主燃焼室１１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１１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。

【0083】

つまり、Ｚ方向から見たとき、主燃焼室１１における、高温のガスを排出する排気ポート７３１が設けられた排気弁７３側と比較し、比較的低温のガスを主燃焼室１１へ導入する吸気ポート７２１が設けられた吸気弁７２側は、低温となりやすい。それゆえ、Ｚ方向から見たとき、主燃焼室１１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ることによって、主燃焼室１１における混合気の燃焼のバランスが悪くなるおそれがある。しかし、本形態においては、上記のごとく、Ｚ方向から見たとき、副燃焼室５０から主燃焼室１１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１１全体の混合気をバランスよく燃焼させることができ、未燃燃料の局所的な残留も抑えることができる。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。

【0084】

つまり、Ｚ方向から見たとき、凹部形成噴孔５１１を介して、副燃焼室５０から主燃焼室１１の吸気弁７２側へ大きい火炎を噴出させることができる。それゆえ、主燃焼室１１全体の混合気をバランスよく燃焼させることができる。

【0085】

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１及びこれを備えた内燃機関１０を提供することができる。

【0086】

（実施形態２）
本形態は、図１６、図１７に示すごとく、実施形態１に対し、ギャップ側噴孔５１０以外の噴孔５１の開口方向を変更した形態である。
すなわち、図１６に示すごとく、Ｚ方向から見たとき、ギャップ側噴孔５１０以外の噴孔５１は、噴孔５１の中心軸の延長線５１Ｌがプラグ径方向に沿うように、形成されている。つまり、ギャップ側噴孔５１０以外の噴孔５１は、噴孔５１の中心軸の延長線５１Ｌが実質的にプラグ中心軸Ｃを通過するように、形成されている。

【0087】

また、図１７に示すごとく、ギャップ側噴孔５１０以外の噴孔５１の中心軸の延長線５１Ｌは、放電ギャップＧを通過しないと共に、放電ギャップＧの基端側を通過する。つまり、ギャップ側噴孔５１０以外の噴孔５１は、ギャップ側噴孔５１０に対し、Ｚ方向に直交する面に対する噴孔の中心軸の傾きが大きい。
その結果、三次元的に見て、ギャップ側噴孔５１０の中心軸の延長線５１Ｌは、他の噴孔５１の中心軸の延長線５１Ｌよりも、放電ギャップＧの近くを通過している。
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。
本形態においても、スワール流が形成されることによる作用効果を除き、実施形態１と同様の作用効果を有する。

【0088】

（実施形態３）
本形態は、図１８、図１９に示すごとく、実施形態１に対し、凹部５２の形成範囲を変更した形態である。

【0089】

図１８、図１９に示すごとく、本形態においては、凹部形成噴孔５１１の内側開口部５１２の周囲の全周に、凹部５２が、内側開口部５１２に隣接して形成されている。つまり、凹部５２は、環状に形成されている。
その他は、実施形態１と同様である。

【0090】

本形態においては、凹部形成噴孔５１１の内側開口部５１２の周囲の全周に、凹部５２が、内側開口部５１２に隣接して形成されている。それゆえ、凹部５２を容易に形成することができる。その結果、本形態のスパークプラグ１を容易に製造することができる。

【0091】

つまり、凹部を形成する前の噴孔（図示略）において、当該噴孔の内側開口部の周囲に対し、ドリルを用いた切削等を行うことにより、凹部５２を容易に形成することができる。それゆえ、本形態のスパークプラグ１を容易に製造することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

【0092】

（実施形態４）
本形態は、図２０に示すごとく、実施形態１に対し、接地電極６の形状を変更した形態である。

【0093】

本形態において、接地電極６は、図２０に示すごとく、プラグカバー５に固定されている。接地電極６は、プラグ中心軸Ｃに沿って、固定端部６１から基端側に向かって突出している。接地電極６の長手方向は、Ｚ方向となっている。

【0094】

本形態において、放電ギャップＧは、接地電極６の突出端部６２と中心電極４の小径部４１１とがＺ方向に互いに対向することにより、形成されている。つまり、突出端部６２は、放電ギャップＧを形成する基端面６３を有する。
その他の構成及び作用効果は、実施形態１と同様である。

【0095】

（実施形態５）
本形態は、図２１に示すごとく、実施形態１に対し、中心電極４の先端部の形状を変更した形態である。
すなわち、中心電極４の先端面４１３は、接地電極６の基端面６３に沿って傾斜している。

【0096】

本形態において、中心電極４の先端面４１３と接地電極６の基端面６３とは、それぞれ平坦な面となっている。そして、図２１に示すごとく、それぞれの平坦な面同士が、互いに略平行に対向配置されることにより、放電ギャップＧが形成されている。

【0097】

また、放電ギャップＧは、ハウジング２の先端よりも先端側に形成されている。すなわち、中心電極４の先端突出部４１が、ハウジング２の先端よりも先端側に突出している。
その他は、実施形態１と同様である。

【0098】

中心電極４の先端面４１３は、接地電極６の基端面６３に沿って傾斜している。それゆえ、中心電極４の先端面４１３と接地電極６の基端面６３とを略平行にすることができる。これにより、中心電極４側の放電の起点位置を分散させやすい。そのため、中心電極４が局部的に摩耗することを抑制し、放電ギャップＧの距離が拡大することを抑制することができる。その結果、スパークプラグ１の寿命を延ばすことができる。

【0099】

放電ギャップＧは、ハウジング２の先端よりも先端側に形成されている。それゆえ、ハウジング２にプラグカバー５を固定する前において、ハウジング２に固定された接地電極６と中心電極４との間に形成された放電ギャップＧを確認しやすい。それゆえ、放電ギャップＧの調整を容易に行うことができる。その結果、スパークプラグ１を容易に製造することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

【0100】

（実施形態６）
本形態は、図２２に示すごとく、実施形態６に対し、中心電極４の先端部の形状を変更した形態である。

【0101】

本形態において、中心電極４の先端部は、図２２に示すごとく、先端側に向かうに従って縮径したテーパ形状を有する。テーパ形状を有する中心電極４の先端部は、略円錐台形状を有する。なお、中心電極４の先端部は、略円錐形状、略四角錐台形状、略四角錐形状等とすることができる。

【0102】

中心電極４におけるテーパ形状を有する先端部のテーパ面４１４は、環状に形成されている。テーパ面４１４の一部は、接地電極６の基端面６３に沿って傾斜している。そして、テーパ面４１４と、接地電極６の基端面６３との間に、放電ギャップＧが形成されている。
その他は、実施形態５と同様である。

【0103】

本形態は、テーパ面４１４と基端面６３との間に、放電ギャップＧが形成されている。それゆえ、本形態においても、中心電極４の局部的な摩耗を抑制し、放電ギャップＧの距離が拡大することを抑制することができる。
その他、実施形態５と同様の作用効果を有する。

【0104】

上記実施形態１～６においては、複数の噴孔５１のうちの１つが、凹部形成噴孔５１１となっている。ただし、複数の噴孔に対し、それぞれ面取り等を行うことにより、内側開口部の周囲に、凹部を、内側開口部に隣接させて形成することもできる。この場合、一部の噴孔における凹部を、他の噴孔における凹部よりも、凹部を形成する面の面積が大きくなるように、形成する。そして、他の噴孔に対し凹部を形成する面の面積が大きい一部の噴孔において、凹部を、当該噴孔の開口方向から見たとき、内側開口部に対して少なくとも放電ギャップ側に隣接させる。これにより、当該一部の噴孔における凹部に沿って流れる気流によって、放電ギャップに形成された放電を伸長させることができる。

【0105】

また、上記実施形態１～６において、プラグカバー５には、４つの噴孔５１が形成されている。ただし、噴孔の数は、３つ以下、又は５つ以上とすることができる。

【0106】

また、放電ギャップは、先端突出部と接地電極とを、プラグ軸方向以外の方向に互いに対向させることにより、形成することができる。例えば、放電ギャップは、先端突出部と接地電極とを、プラグ径方向に互いに対向させることにより形成することもできる。

【0107】

また、上記実施形態１～６において、プラグ軸方向Ｚから見たとき、ギャップ側噴孔５１０は、ギャップ側噴孔５１０の中心軸の延長線５１Ｌが、大径部４１２を通過しないように形成されている。ただし、ギャップ側噴孔は、例えば、Ｚ方向から見たとき、ギャップ側噴孔の中心軸の延長線が、大径部と接するように、形成することもできる。

【0108】

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】

【0109】

１…スパークプラグ、２…ハウジング、３…絶縁碍子、４…中心電極、４１…先端突出部、５…プラグカバー、５０…副燃焼室、５１…噴孔、５１０…ギャップ側噴孔、６…接地電極、５１Ｌ…噴孔の中心軸の延長線、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】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】