特許 7580356 内燃機関用のスパークプラグ及びその製造方法

(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】2024-10-31

(45)【発行日】2024-11-11

(54)【発明の名称】内燃機関用のスパークプラグ及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/54 20060101AFI20241101BHJP

   H01T 13/20 20060101ALI20241101BHJP

【ＦＩ】

H01T13/54

H01T13/20 E

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021154170

(22)【出願日】2021-09-22

(65)【公開番号】P2023045636

(43)【公開日】2023-04-03

【審査請求日】2024-02-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(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】渡辺 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】嶋本 大祐

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 明光

【審査官】片岡 弘之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０９６０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１１３７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１７７７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２７０５３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｔ １３／５４

Ｈ０１Ｔ １３／２０

(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から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、
上記噴孔の内周面（５１１）と上記プラグカバーの内壁面（５２）との間の内側角部（５３）には、噴孔軸（５１Ｌ）側に凸の状態にて湾曲した角部曲面（５３１）が形成され、
上記内側角部の位置によって、上記角部曲面の弧の長さが異なっている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。

【請求項2】

角度が最小の上記内側角部は、角度が最大の上記内側角部よりも、上記角部曲面の弧の長さが長い、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】

上記噴孔は、プラグ軸方向（Ｚ）から見て、上記噴孔軸が、プラグ径方向に対して傾斜している、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】

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から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、上記噴孔の内周面（５１１）と上記プラグカバーの内壁面（５２）との間の内側角部（５３）には、噴孔軸（５１Ｌ）側に凸の状態にて湾曲した角部曲面（５３１）が形成され、上記内側角部の位置によって、上記角部曲面の弧の長さが異なっている、内燃機関用のスパークプラグ（１）を製造する方法であって、
上記ハウジングに取り付ける前の上記プラグカバーに対し、上記噴孔を開口する噴孔形成工程と、
該噴孔形成工程の後に、上記内側角部を、研磨材を含有する研磨流体（Ｆ）によって研磨し、上記角部曲面を形成する研磨工程と、を有し、
上記研磨工程においては、上記研磨流体を噴出させる噴出ポート（１１１）を備えた噴出治具（１１）を、上記プラグカバーの基端側開口端に取り付け、上記プラグカバーの上記内壁面のうち上記副燃焼室の外周面に対応する部分に向けて、上記研磨流体を上記噴出治具から噴出させると共に、上記プラグカバーと上記噴出治具とによって囲まれた内側空間（５０１）から、上記噴孔を介して上記研磨流体を外部へ排出することによって、上記内側角部を研磨する、内燃機関用のスパークプラグの製造方法。

【請求項5】

上記噴出治具は先端側に突出した凸部（１１２）を有し、上記研磨工程においては、該凸部の外周側であって上記プラグカバーの内周側に、上記内側空間が形成されると共に、上記噴孔は上記内側空間に開口している、請求項４に記載の内燃機関用のスパークプラグの製造方法。

【請求項6】

上記噴孔は、プラグ軸方向（Ｚ）から見て、上記噴孔軸が、プラグ径方向に対して傾斜しており、該噴孔は、該噴孔を介して上記副燃焼室に気流が導入されることによって該副燃焼室にスワール流が生じるように形成されており、
上記研磨工程において、上記噴出治具は、上記内側空間において、上記研磨流体がプラグ周方向に沿って流動するように、上記研磨流体を噴出させ、プラグ軸方向から見て、該研磨流体の流動方向は、上記スワール流に沿う方向である、請求項４又は５に記載の内燃機関用のスパークプラグの製造方法。

【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その製造方法に関する。

【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、副燃焼室を覆うプラグカバーには、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燃焼ガスを噴出させ、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２００８－１２３８６５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において、噴孔の内周面とプラグカバーの内壁面との間の内側角部の一部は鋭角となっている。それゆえ、燃焼ガスが噴孔を介して副燃焼室から主燃焼室に噴出する際、燃焼ガスが噴孔の内周面から剥離するおそれがある。そのため、主燃焼室に噴出する燃焼ガスの勢いが弱くなるおそれがある。そのため、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内燃機関用のスパークプラグ及びその製造方法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から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、
上記噴孔の内周面（５１１）と上記プラグカバーの内壁面（５２）との間の内側角部（５３）には、噴孔軸（５１Ｌ）側に凸の状態にて湾曲した角部曲面（５３１）が形成され、
上記内側角部の位置によって、上記角部曲面の弧の長さが異なっている、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。

【0007】

本発明の他の態様は、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から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、上記噴孔の内周面（５１１）と上記プラグカバーの内壁面（５２）との間の内側角部（５３）には、噴孔軸（５１Ｌ）側に凸の状態にて湾曲した角部曲面（５３１）が形成され、上記内側角部の位置によって、上記角部曲面の弧の長さが異なっている、内燃機関用のスパークプラグ（１）を製造する方法であって、
上記ハウジングに取り付ける前の上記プラグカバーに対し、上記噴孔を開口する噴孔形成工程と、
該噴孔形成工程の後に、上記内側角部を、研磨材を含有する研磨流体（Ｆ）によって研磨し、上記角部曲面を形成する研磨工程と、を有し、
上記研磨工程においては、上記研磨流体を噴出させる噴出ポート（１１１）を備えた噴出治具（１１）を、上記プラグカバーの基端側開口端に取り付け、上記プラグカバーの上記内壁面のうち上記副燃焼室の外周面に対応する部分に向けて、上記研磨流体を上記噴出治具から噴出させると共に、上記プラグカバーと上記噴出治具とによって囲まれた内側空間（５０１）から、上記噴孔を介して上記研磨流体を外部へ排出することによって、上記内側角部を研磨する、内燃機関用のスパークプラグの製造方法にある。

【発明の効果】

【0008】

上記スパークプラグにおいて、内側角部には角部曲面が形成されている。それゆえ、噴孔を介して副燃焼室から主燃焼室に噴出する燃焼ガスが、噴孔の内周面から剥離しにくい。それゆえ、噴孔を介して、主燃焼室に燃焼ガスを勢いよく噴出させることができる。その結果、着火性を向上させることができる。

【0009】

上記スパークプラグの製造方法は、内側角部を研磨流体によって研磨し、角部曲面を形成する研磨工程を有する。それゆえ、内側角部に角部曲面を有するスパークプラグを効率的に製造することができる。その結果、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を効率的に製造することができる。

【0010】

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その製造方法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】

【0011】

【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プラグ軸方向に沿った断面図であって、図２のI－I線矢視断面相当図。

【図2】図１のII－II線矢視断面相当図。

【図3】実施形態１における、内側角部の角度を示す、噴孔付近の拡大断面図。

【図4】実施形態１における、角部曲面の弧の長さを示す、噴孔付近の拡大断面図。

【図5】実施形態１における、噴出治具から研磨流体を噴出する様子を示す断面図であって、図６のV－V線矢視断面相当図。

【図6】図５のVI－VI線矢視断面相当図。

【図7】図５のVII－VII線矢視断面相当図。

【図8】実施形態１における、スパークプラグを取り付けた内燃機関の断面図。

【図9】比較形態１における、噴出治具から研磨流体を噴出する様子を示す断面図であって、図１０のIX－IX線矢視断面相当図。

【図10】図９のX－X線矢視断面相当図。

【図11】実施形態２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１２のXI－XI線矢視断面相当図。

【図12】図１１のXII－XII線矢視断面相当図。

【図13】実施形態２における、長さＤ１と長さＤ２とを示す、噴孔付近の拡大断面図。

【図14】実施形態２における、各部位の長さを示す、噴孔付近の拡大断面図。

【図15】実施形態２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、プラグ軸方向から見た説明図。

【図16】実施形態２における、噴出治具から研磨流体を噴出する様子を示す断面図であって、図１８のXVI－XVI線矢視断面相当図。

【図17】図１６のXVII－XVII線矢視断面相当図。

【図18】実施形態２における、研磨流体の流動方向を説明する、プラグ軸方向から見た断面説明図であって、図１６のXVIII－XVIII線矢視断面相当図。

【図19】実験例１における、Ｄ３／Ｄ４の値と流量係数との関係を示すグラフ。

【図20】比較形態２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２１のXX－XX線矢視断面相当図。

【図21】図２０のXXI－XXI線矢視断面相当図。

【図22】実験例２における、比較形態２のスパークプラグの噴孔から燃焼ガスが噴出したときの解析図。

【図23】実験例２における、実施形態２のスパークプラグの噴孔から燃焼ガスが噴出したときの解析図。

【図24】実施形態３における、噴出治具から研磨流体を噴出する様子を示す断面図。

【図25】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26】実施形態４における、噴出治具から研磨流体を噴出する様子を示す断面図。

【図27】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。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（実施形態１）
内燃機関用のスパークプラグ及びその製造方法に係る実施形態について、図１～図８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２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から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。

【0013】

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の内周面５１１とプラグカバー５の内壁面５２との間の内側角部５３には、噴孔軸５１Ｌ側に凸の状態にて湾曲した角部曲面５３１が形成されている。内側角部５３の位置によって、角部曲面５３１の弧の長さが異なっている。

【0014】

本形態のスパークプラグ１は、例えば、自動車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８に示すごとく、ハウジング２の外周面に形成したネジ部２１を、シリンダヘッド７１のプラグホール７１１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。

【0015】

内燃機関１０は、シリンダ７０内を往復運動するピストン７４を備える。主燃焼室１０１は、ピストン７４の往復運動によって、容積変化する。また、内燃機関１０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。

【0016】

そして、スパークプラグ１の軸方向Ｚの一端が、内燃機関１０の主燃焼室１０１に配置される。スパークプラグ１の軸方向Ｚにおいて、主燃焼室１０１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、図１、図２に示すごとく、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。また、プラグ径方向とは、プラグ中心軸Ｃに直交する平面上において、プラグ中心軸Ｃを中心とする円の半径方向を意味する。

【0017】

図８に示すごとく、スパークプラグ１が内燃機関１０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１０１と区画している。噴孔５１は、副燃焼室５０と主燃焼室１０１とを連通させている。

【0018】

本形態において、プラグカバー５は、図１に示すごとく、周壁部５４と底壁部５５と角部５６とを有する。周壁部５４は、副燃焼室５０の外周側の一部を覆う略円筒形状の部分である。底壁部５５は、副燃焼室５０の先端側を覆う部分である。角部５６は、周壁部５４の先端と底壁部５５の外周とを曲面状に繋ぐ部分である。周壁部５４の基端部は、ハウジング２の先端部に接合されている。噴孔５１は、角部５６に形成されている。

【0019】

噴孔５１は、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。噴孔５１は、噴孔軸５１Ｌに直交する断面形状が略円形状となるように形成されている。また、本形態において、噴孔５１は、図１、図２に示すごとく、噴孔軸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。

【0020】

噴孔５１の内側開口部５１２の周囲には、内側角部５３が、内側開口部５１２に隣接するように形成されている。本形態においては、内側開口部５１２の周囲において、より基端側に位置する内側角部５３ほど、角度が小さくなっている。ここで、内側角部５３の角度は、図３に示すごとく、噴孔軸５１Ｌを含む断面において、噴孔５１の内周面５１１の延長線５１１Ｌと、プラグカバー５の内壁面５２の延長線５２Ｌとが互いに交差する角度を意味する。

【0021】

内側角部５３の最小の角度を角度θ１とし、内側角部５３の最大の角度を角度θ２とする。本形態においては、図３に示すごとく、噴孔軸５１Ｌを含むと共にＺ方向に沿った断面において、噴孔軸５１Ｌよりも基端側の内側角部５３の角度が、角度θ１となっており、噴孔軸５１Ｌよりも先端側の内側角部５３の角度が、角度θ２となっている。本形態において、角度θ１は鋭角である。

【0022】

また、内側角部５３には、角部曲面５３１が形成されている。角部曲面５３１は、内側開口部５１２に隣接するように形成されている。本形態において、角部曲面５３１は、内側開口部５１２の周囲の全体において、内側開口部５１２に隣接するように形成されている。

【0023】

また、角度が最小の内側角部５３は、角度が最大の内側角部５３よりも、角部曲面５３１の弧の長さが長い。ここで、角部曲面５３１の弧の長さは、噴孔軸５１Ｌを含む断面における、角部曲面５３１の輪郭線の長さを意味する。

【0024】

つまり、本形態においては、図４に示すごとく、噴孔軸５１Ｌを含むと共にＺ方向に沿った断面において、角度が最小の内側角部５３に形成された角部曲面５３１の輪郭線の長さＤ１は、角度が最大の内側角部５３に形成された角部曲面５３１の輪郭線の長さＤ２よりも長くなっている。

【0025】

本形態において、内側角部５３は、角度が小さいほど、角部曲面５３１の弧の長さが長くなっている。

【0026】

また、本形態において、接地電極６は、図１、図２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、図１に示すごとく、プラグカバー５に固定された固定端部から基端側に向けて、副燃焼室５０に突出している。

【0027】

また、中心電極４の先端部には、チップ４１が接合されている。そして、チップ４１と接地電極６との間に放電ギャップＧが形成されている。本形態において、放電ギャップＧは、中心電極４と接地電極６とが、互いにプラグ径方向に対向することにより、形成されている。チップ４１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。

【0028】

次に、本形態のスパークプラグ１の製造方法について説明する。
本形態の内燃機関用のスパークプラグ１の製造方法は、噴孔形成工程と研磨工程とを有する。噴孔形成工程においては、ハウジング２に取り付ける前のプラグカバー５に対し、噴孔５１を開口する。研磨工程においては、噴孔形成工程の後に、内側角部５３を、研磨材を含有する研磨流体Ｆによって研磨し、角部曲面５３１を形成する。

【0029】

研磨工程においては、図５に示すごとく、研磨流体Ｆを噴出させる噴出ポート１１１を備えた噴出治具１１を、プラグカバー５の基端側開口端に取り付ける。そして、プラグカバー５の内壁面５２のうち副燃焼室５０の外周面に対応する部分に向けて、研磨流体Ｆを噴出治具１１から噴出させる。そして、プラグカバー５と噴出治具１１とによって囲まれた内側空間５０１から、噴孔５１を介して研磨流体Ｆを外部へ排出することによって、内側角部５３を研磨する。

【0030】

噴孔形成工程においては、例えば、パンチを用いたプレス加工、又はドリルによる切削加工によって、ハウジング２に取り付ける前のプラグカバー５に対し噴孔５１を開口する。そして、プラグカバー５に噴孔５１を開口することにより、内側角部５３が形成される。

【0031】

また、研磨工程においては、研磨流体Ｆに対し、例えば、数メガパスカルの圧力をかけることにより、内側空間５０１内に研磨流体Ｆを噴出させると共に、噴孔５１を介して研磨流体Ｆを外部に排出させる。

【0032】

研磨流体Ｆに含有される研磨材は、例えば、酸化ケイ素からなる。そして、研磨流体Ｆは、例えば、流体媒体としてのオイルに、酸化ケイ素等からなる研磨材を添加したものとすることができる。

【0033】

また、噴出治具１１は、プラグカバー５の基端側開口端の全体を覆うように、プラグカバー５に対し、取り付けられている。つまり、噴出治具１１は、プラグカバー５の基端側開口端を塞ぐように、取り付けられている。

【0034】

本形態において、噴出治具１１は、内壁面５２における噴孔５１の基端側に向けて、研磨流体Ｆを噴出させる。つまり、噴出治具１１には、図７に示すごとく、噴孔５１の数に合わせて、４つの噴出ポート１１１が形成されている。そして、４つの噴出ポート１１１は、図５、図６に示すごとく、それぞれ、別々の噴孔５１の基端側に向けて研磨流体Ｆを噴出する。

【0035】

また、Ｚ方向から見たとき、噴出ポート１１１の開口部と噴孔５１の内側開口部５１２とが互いに重なるように、プラグカバー５に対し噴出治具１１が取り付けられている（図示略）。

【0036】

また、噴出治具１１は先端側に突出した凸部１１２を有する。研磨工程においては、凸部１１２の外周側であってプラグカバー５の内周側に、内側空間５０１が形成される。また、噴孔５１は内側空間５０１に開口している。

【0037】

本形態において、凸部１１２は、図５に示すごとく、Ｚ方向における、噴出ポート１１１の開口部の位置から、先端側に突出している。また、凸部１１２は、Ｚ方向における、プラグカバー５の基端の位置から、先端側に突出している。凸部１１２は、先端側に向かうほど縮径するように、形成されている。

【0038】

本形態において、凸部１１２の先端面は、底壁部５５の内壁面５２と当接している。つまり、内側空間５０１は、環状に形成されている。

【0039】

また、噴出ポート１１１の開口部は、プラグ径方向において、凸部１１２よりも外側に形成されている。

【0040】

次に、本形態の作用効果を説明する。
上記スパークプラグ１において、内側角部５３には角部曲面５３１が形成されている。それゆえ、噴孔５１を介して副燃焼室５０から主燃焼室に噴出する燃焼ガスが、噴孔５１の内周面５１１から剥離しにくい。それゆえ、噴孔５１を介して、主燃焼室に燃焼ガスを勢いよく噴出させることができる。その結果、着火性を向上させることができる。

【0041】

本形態のスパークプラグ１は、放電ギャップＧに放電を生じさせることにより、副燃焼室５０内の混合気を着火させ、燃焼ガスを生じさせる。そして、副燃焼室５０内にて生じた燃焼ガスを、噴孔５１を介して、主燃焼室に噴出させる。これにより、主燃焼室に火炎を伝播させて混合気を燃焼させる。ここで、燃焼ガスは、常温の空気と比較し、粘度が高くなりやすい。そのため、仮に、内側角部が角部曲面を有さない場合、角度が鋭角となった内側角部を起点として、燃焼ガスが噴孔の内周面から剥離するおそれがある。それゆえ、主燃焼室に噴出する燃焼ガスの勢いが弱くなりやすく、主燃焼室内での着火範囲が狭くなりやすい。一方、本形態においては、内側角部５３に角部曲面５３１が形成されている。それゆえ、燃焼ガスは、噴孔５１の内周面５１１から剥離しにくい。そのため、燃焼ガスを主燃焼室に勢いよく噴出させることができる。それゆえ、主燃焼室内での着火範囲が広がることにより、燃焼速度が速くなりやすい。その結果、着火性を向上させることができると共に、燃費の向上も期待できる。

【0042】

また、内側角部５３の位置によって、角部曲面５３１の弧の長さが異なっている。それゆえ、内側角部５３全体において、角部曲面５３１の弧の長さが同じ場合と比べ、研磨加工量及び研磨時間を少なくしやすい。つまり、燃焼ガスの噴出方向に応じて、内側角部５３における角部曲面５３１の弧の長さを異ならせることで、燃焼ガスの勢いを保ちつつ、研磨流体Ｆによる研磨加工量等を少なくしやすい。それゆえ、着火性を向上させることができるスパークプラグ１を効率的に製造することができる。

【0043】

また、角度が最小の内側角部５３は、角度が最大の内側角部５３よりも、角部曲面５３１の弧の長さが長い。それゆえ、燃焼ガスが、噴孔５１の内周面５１１から確実に剥離しにくい。その結果、噴孔５１を介して、主燃焼室に燃焼ガスを確実に勢いよく噴出させることができる。

【0044】

また、本形態において、内側角部５３は、角度が小さいほど、角部曲面５３１の弧の長さが長くなっている。それゆえ、燃焼ガスが、噴孔５１の内周面５１１から、より確実に剥離しにくい。その結果、着火性を、より確実に向上させることができる。

【0045】

上記スパークプラグ１の製造方法は、内側角部５３を研磨流体Ｆによって研磨し、角部曲面５３１を形成する研磨工程を有する。それゆえ、内側角部５３に角部曲面５３１を有するスパークプラグ１を効率的に製造することができる。その結果、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を効率的に製造することができる。

【0046】

図９、図１０に示す比較形態１のように、仮に、プラグカバー５の中心部に向かって噴出治具１１９から研磨流体Ｆを噴出させた場合、研磨流体Ｆは底壁部５５の内壁面５２に衝突した後、噴孔５１に向かうこととなる。それゆえ、研磨流体Ｆは、底壁部５５の内壁面５２に沿って噴孔５１に向かうと共に、主に、角度が大きい内側角部５３付近を通って、噴孔５１から外部へと排出されやすい。そのため、角度が大きい内側角部５３付近を通る研磨流体Ｆの速度と比較し、角度が小さい内側角部５３付近を通る研磨流体Ｆの速度は遅くなりやすい。それゆえ、角度が小さい内側角部５３を充分に研磨するための加工時間が長くなりやすく、スパークプラグ１を効率的に製造しにくい。一方、本形態の研磨工程においては、図５に示すごとく、プラグカバー５の内壁面５２のうち副燃焼室５０の外周面に対応する部分に向けて、研磨流体Ｆを噴出治具１１から噴出させる。そのため、角度が大きい内側角部５３付近を通る研磨流体Ｆの速度と比較し、角度が小さい内側角部５３付近を通る研磨流体Ｆの速度を速くすることができる。それゆえ、角度が小さい内側角部５３を効率的に研磨することができる。その結果、着火性を向上させることができるスパークプラグ１を効率的に製造することができる。

【0047】

研磨工程においては、凸部１１２の外周側であってプラグカバー５の内周側に、内側空間５０１が形成されると共に、噴孔５１は内側空間５０１に開口している。つまり、凸部１１２は、プラグカバー５によって囲われた空間の内側に配置されている。それゆえ、研磨流体Ｆを通過させる必要のない空間を小さくすることができる。それゆえ、研磨流体Ｆは、効率的に噴孔５１から外部へと排出されやすく、内側角部５３付近の通過速度が早くなりやすい。それゆえ、内側角部５３を一層効率的に研磨しやすい。その結果、スパークプラグ１を一層効率的に製造することができる。

【0048】

また、噴出ポート１１１の開口部は、プラグ径方向において、凸部１１２よりも外側に形成されている。それゆえ、角度が小さい内側角部５３の近くから、研磨流体Ｆを噴出させることができる。それゆえ、角度が小さい内側角部５３付近を通過する研磨流体Ｆの速度が、より一層速くなりやすい。その結果、スパークプラグ１を、より一層効率的に製造することができる。

【0049】

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及びその製造方法を提供することができる。

【0050】

（実施形態２）
本形態は、図１１～図１８に示すごとく、実施形態１に対し、噴孔５１の開口方向を変更した形態である。
すなわち、噴孔５１は、噴孔５１を介して副燃焼室５０に気流が導入されることによって副燃焼室５０にスワール流が生じるように形成されている。

【0051】

内燃機関に設置されたスパークプラグ１において、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。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。そして、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１５の破線矢印Ａ参照）が形成される。

【0052】

具体的には、図１２に示すごとく、噴孔５１は、プラグ軸方向Ｚから見て、噴孔軸５１Ｌが、プラグ径方向に対して傾斜している。つまり、本形態において、噴孔５１は、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ＶＬ１に対して、噴孔軸５１Ｌが鋭角の角度をもって傾斜している。噴孔５１は、各噴孔５１における仮想直線ＶＬ１に対する噴孔軸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。

【0053】

このような噴孔５１の形成態様により、図１５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Ａが形成される。本形態の場合、スワール流Ａは、プラグ中心軸Ｃの周りに、図１５における反時計回りの螺旋状に生じる。

【0054】

本形態においては、図１２に示すごとく、Ｚ方向から見たとき、噴孔軸５１Ｌに対しスワール流の下流側に位置する内側角部５３よりも、噴孔軸５１Ｌに対しスワール流の上流側に位置する内側角部５３の方が、角度が鋭角となっている範囲が広い。

【0055】

また、本形態において、角度が最小の内側角部５３は、内側開口部５１２の基端に隣接する内側角部５３と、Ｚ方向から見て、スワール流の最も上流側に位置する内側角部５３と、の間に位置している。また、角度が最大の内側角部５３は、内側開口部５１２の先端に隣接する内側角部５３と、Ｚ方向から見て、スワール流の最も下流側に位置する内側角部５３と、の間に位置している。

【0056】

図１３に示すごとく、噴孔軸５１Ｌを含むと共に、角度が最小の内側角部５３と角度が最大の内側角部５３とを通る断面において、弧の長さＤ１は、最も長い角部曲面５３１の弧の長さとなっている。

【0057】

次に、本形態のスパークプラグ１の製造方法について説明する。
研磨工程において、噴出治具１１は、図１８に示すごとく、内側空間５０１において、研磨流体Ｆがプラグ周方向に沿って流動するように、研磨流体Ｆを噴出させる。プラグ軸方向Ｚから見て、研磨流体Ｆの流動方向は、スワール流に沿う方向である。

【0058】

本形態において、噴出治具１１に形成された噴出ポート１１１は、図１７に示すごとく、Ｚ方向から見たとき、中心軸１１１Ｌが、プラグ径方向に対して傾斜している。つまり、噴出ポート１１１は、Ｚ方向から見たとき、噴出ポート１１１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ＶＬ２に対して、中心軸１１１Ｌが鋭角の角度をもって傾斜している。噴出ポート１１１は、各噴出ポート１１１における仮想直線ＶＬ２に対する中心軸１１１Ｌ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。

【0059】

また、基端側から見たときの仮想直線ＶＬ２に対する噴出ポート１１１の中心軸１１１Ｌの傾斜方向は（図示略）、図１２に示すように、基端側から見たときの仮想直線ＶＬ１に対する噴孔軸５１Ｌの傾斜方向と、反対側となっている。これにより、Ｚ方向から見たとき、研磨流体Ｆの流動方向を、スワール流に沿う方向とすることができる。

【0060】

また、本形態においては、図１６に示すごとく、凸部１１２の先端面と底壁部５５の内壁面５２との間には、隙間が形成されている。つまり、凸部１１２の先端面と底壁部５５の内壁面５２とは、互いに当接していない。
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。

【0061】

噴孔５１は、プラグ軸方向Ｚから見て、噴孔軸５１Ｌが、プラグ径方向に対して傾斜している。これにより、噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入される気流によって、副燃焼室５０内にスワール流を形成することができる。それゆえ、放電によって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。それゆえ、副燃焼室５０内の燃焼が促進されやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

【0062】

研磨工程において、噴出治具１１は、内側空間５０１において、研磨流体Ｆがプラグ周方向に沿って流動するように、研磨流体Ｆを噴出させる。また、プラグ軸方向Ｚから見て、研磨流体Ｆの流動方向は、スワール流Ａに沿う方向である。それゆえ、Ｚ方向から見てスワール流Ａの上流側に位置する内側角部５３付近の、研磨流体Ｆの流速を速くすることができる。それゆえ、角度が鋭角となった内側角部５３を効率的に研磨することができる。その結果、着火性を向上させることができるスパークプラグ１を効率的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。

【0063】

（実験例１）
本例では、基本構造を実施形態２と同様としつつ、角部曲面の弧の長さが互いに異なる複数のスパークプラグを用意し、図１９のグラフに示すように、角部曲面の弧の長さと、オリフィスの流量計算式における流量係数との関係を解析した。具体的には、噴孔軸５１Ｌを含むと共にＺ方向に沿った断面において、鋭角となった内側角部５３に形成された角部曲面の弧の長さＤ３（図１４参照）を噴孔の直径Ｄ４（図１４参照）で割った値と、噴孔をオリフィスとみなしたときの流量係数との関係を解析した。

【0064】

図１９のグラフに示すように、Ｄ３／Ｄ４の値が大きくなるほど、流量係数も大きくなることが分かる。つまり、Ｄ３／Ｄ４の値が大きくなるほど、噴孔を通過する燃焼ガスの質量流量が増加すると考えられる。したがって、Ｄ３／Ｄ４の値が大きくなるほど、噴孔を通過する燃焼ガスの運動量が大きくなり、主燃焼室に燃焼ガスを勢いよく噴出させることができると考えられる。つまり、角度が鋭角となった内側角部に形成された角部曲面の弧の長さを長くするほど、噴孔を介して、主燃焼室に燃焼ガスを勢いよく噴出させることができると考えられる。

【0065】

（比較形態２）
本形態は、図２０、図２１に示すごとく、実施形態２に対し、内側角部５３に角部曲面が形成されていない形態である。
その他は、実施形態２と同様である。

【0066】

（実験例２）
本例では、図２２、図２３に示すごとく、内燃機関に設置されたスパークプラグから噴出する燃焼ガスＣＧの速度について、ＣＦＤ解析（「Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ解析」の略）を行った。具体的には、比較形態２のスパークプラグ９と、実施形態２のスパークプラグ１とを用いて、噴孔５１を介して副燃焼室５０から主燃焼室１０１に噴出する燃焼ガスＣＧの速度を解析した。図２２は、内燃機関９０に設置された比較形態２のスパークプラグ９の解析図を示し、図２３は、内燃機関１０に設置された実施形態２のスパークプラグ１の解析図を示す。

【0067】

図２２に示すごとく、比較形態２の場合、噴孔５１から燃焼ガスＣＧが噴出した際、噴孔５１の内周面５１１に沿って、燃焼ガスＣＧの剥離領域ＳＥが確認された。ここで、高温の燃焼ガスＣＧは、常温の空気と比較し、粘度が高くなりやすい。そのため、内側角部５３に角部曲面が形成されていない比較形態２の場合、燃焼ガスＣＧが噴出した際、角度が鋭角となった内側角部５３を起点として、燃焼ガスＣＧの剥離が生じたと考えられる。なお、剥離領域ＳＥは、主燃焼室１０１に燃焼ガスＣＧが噴出した際、噴孔５１の内側に形成された、噴孔５１の内側の他の領域と比較し流速が大幅に低い、又は流速がほとんどない領域を意味する。

【0068】

一方、図２３に示すごとく、実施形態２の場合、噴孔５１から燃焼ガスＣＧが噴出した際に、燃焼ガスＣＧの剥離はほとんど確認されなかった。特に、角度が鋭角となった内側角部５３に、弧の長さが長い角部曲面５３１が形成されていることにより、燃焼ガスＣＧの剥離がほとんど生じなかったと考えられる。そのため、燃焼ガスＣＧを勢いよく主燃焼室１０１に噴出させることができると考えられる。

【0069】

（実施形態３）
本形態は、図２４に示すごとく、実施形態２に対し、噴出治具１１における噴出ポート１１１の形成位置を変更した形態である。
すなわち、噴出ポート１１１は、噴出治具１１の凸部１１２にも形成されている。

【0070】

噴出ポート１１１は、Ｚ方向に沿って形成された軸方向ポート１１３と、軸方向ポート１１３から各噴孔５１の基端側に向かって開口された噴孔側ポート１１４とを有する。噴出治具１１において、噴孔側ポート１１４は、噴孔５１の数に対応するように、４つ形成されている。また、内側空間５０１に開口する噴孔側ポート１１４の開口部は、凸部１１２の側面に形成されている。
その他は、実施形態２と同様である。

【0071】

本形態において、内側空間５０１に開口する噴孔側ポート１１４の開口部は、凸部１１２の側面に形成されている。それゆえ、噴孔側ポート１１４の開口部を内側角部５３に近づけやすい。それゆえ、内側角部５３付近を通過する研磨流体Ｆの流速を速くしやすい。その結果、内側角部５３を効率的に研磨することができる。
その他、実施形態２と同様の作用効果を有する。

【0072】

（実施形態４）
本形態は、図２５、図２６に示すごとく、プラグカバー５に軸方向噴孔５１３が形成された形態である。

【0073】

軸方向噴孔５１３は、図２５に示すごとく、Ｚ方向に沿って、副燃焼室５０と外部とを連通するように形成されている。軸方向噴孔５１３は、プラグ中心軸Ｃに沿うように形成されている。軸方向噴孔５１３は、底壁部５５に形成されている。

【0074】

軸方向噴孔５１３は、Ｚ方向における副燃焼室５０側において、基端側に向かうほど拡径する拡径部を有する。軸方向噴孔５１３の拡径部は、例えば、拡径部を形成する前の軸方向噴孔に対し、切削加工を行うことによって形成することができる。

【0075】

次に、本形態のスパークプラグ１の製造方法について説明する。
図２６に示すごとく、研磨工程において、凸部１１２の先端面は、底壁部５５の内壁面５２と当接している。そして、凸部１１２は、その先端面が、軸方向噴孔５１３の副燃焼室側の開口部全体を塞ぐように配置されている。つまり、研磨工程において、軸方向噴孔５１３は、内側空間５０１に開口していない。そのため、研磨流体Ｆは、軸方向噴孔５１３を通過しない。
その他は、実施形態２と同様である。

【0076】

凸部１１２は、その先端面が、軸方向噴孔５１３の副燃焼室側の開口部全体を塞ぐように配置されている。それゆえ、研磨流体Ｆは、軸方向噴孔５１３を通過することなく、他の噴孔５１を通って外部へと流出しやすい。そのため、所望の噴孔５１のみに対し、角部曲面５３１を形成することができる。その結果、スパークプラグ１を効率的に製造することができる。
その他、実施形態２と同様の作用効果を有する。

【0077】

（実施形態５）
本形態は、図２７に示すごとく、実施形態２に対し、接地電極６の形状を変更した形態である。

【0078】

本形態において、接地電極６は、ハウジング２に固定されている。接地電極６は、図２７に示すごとく、ハウジング２に固定された固定端部から、プラグ中心軸Ｃに向かって突出している。接地電極６は、突出端部６１に近づくほど、先端側に向かうように、Ｚ方向に対して傾斜している。そして、接地電極６の基端面と中心電極４の先端部との間に放電ギャップＧが形成されている。
その他の構成及び作用効果は、実施形態２と同様である。

【0079】

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】

【0080】

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…噴孔、５１Ｌ…噴孔軸、５１１…内周面、５２…内壁面、５３…内側角部、５３１…角部曲面、６…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】

【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】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】