特許 7582107 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(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 20060101AFI20241106BHJP

   H01T 13/20 20060101ALI20241106BHJP

   F02P 13/00 20060101ALI20241106BHJP

   F02B 19/12 20060101ALI20241106BHJP

   F02B 23/10 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

H01T13/54

H01T13/20 B

F02P13/00 302B

F02P13/00 302A

F02P13/00 303A

F02B19/12 D

F02B23/10 P

F02B23/10 T

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021121092

(22)【出願日】2021-07-22

(65)【公開番号】P2023016619

(43)【公開日】2023-02-02

【審査請求日】2024-02-08

(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２０２０－００９７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２８４６６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｔ １３／５４

Ｈ０１Ｔ １３／２０

Ｆ０２Ｐ １３／００

Ｆ０２Ｂ １９／１２

Ｆ０２Ｂ ２３／１０

(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、を有する内燃機関用のスパークプラグ（１）であって、
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３個以上の噴孔（５１）が形成されており、
上記噴孔の噴孔軸（５１１Ｌ、５１２Ｌ）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、プラグ軸方向（Ｚ）に対して傾斜していると共に、プラグ軸方向から見たとき、プラグ径方向に沿うように形成されており、
プラグ中心軸（Ｃ）を含む仮想平面（Ｐ）によって上記スパークプラグを第一プラグ部（１１）と第二プラグ部（１２）とに２分割したとき、上記第一プラグ部に形成された上記噴孔である第一噴孔（５１１）と、上記第二プラグ部に形成された上記噴孔である第二噴孔（５１２）と、を有し、
プラグ軸方向に対する上記第一噴孔の噴孔軸（５１１Ｌ）の傾斜角度（θ１）は、プラグ軸方向に対する上記第二噴孔の噴孔軸（５１２Ｌ）の傾斜角度（θ２）よりも大きい、内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項2】

上記第一噴孔を噴孔軸に沿って延長した延長領域（５１１Ｅ）と、上記第二噴孔を噴孔軸に沿って延長した延長領域（５１２Ｅ）とは、上記プラグ中心軸上において互いに重ならないように、上記第一噴孔及び上記第二噴孔が形成されている、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】

上記第一噴孔と上記第二噴孔との一方は、噴孔軸に沿って延長した延長領域（５１１Ｅ、５１２Ｅ）が、上記放電ギャップの少なくとも一部と重なる、又は上記放電ギャップに接するように形成されたギャップ向き噴孔であり、上記第一噴孔と上記第二噴孔との他方は、噴孔軸に沿って延長した延長領域（５１２Ｅ、５１１Ｅ）が、上記放電ギャップと重ならないように形成されている、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】

上記噴孔として、他の噴孔よりも開口面積が大きい大噴孔を有し、該大噴孔は、上記ギャップ向き噴孔である、請求項３に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項5】

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おり、上記放電ギャップは、上記中心電極の先端部と上記接地電極とが、互いにプラグ軸方向に対向することにより形成されており、上記固定端部は、上記第一プラグ部と上記第二プラグ部とのうち上記ギャップ向き噴孔が形成された方に配されている、請求項３又は４に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項6】

請求項３～５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、
上記スパークプラグは、上記第一プラグ部と上記第二プラグ部とのうち上記ギャップ向き噴孔が形成された方が、上記吸気弁側を向いている、内燃機関。

【請求項7】

請求項４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（１０１）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、上記内燃機関の圧縮行程において該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、上記大噴孔に向かうように、配置されている、内燃機関。

【請求項8】

上記主燃焼室に設けられた吸気弁（７２）及び排気弁（７３）を有し、上記スパークプラグは、上記大噴孔が上記吸気弁側を向いている、請求項７に記載の内燃機関。

【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】

副燃焼室を備えたスパークプラグが、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されたスパークプラグにおいては、火炎ジェットの向きを考慮して、プラグカバーに形成した噴孔の向きを規定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－９７４７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、上記特許文献１に開示のスパークプラグにおいては、副燃焼室内に流入する気流については特に考慮されていない。すなわち、複数の噴孔から副燃焼室内に流入する気流同士が、副燃焼室内において互いに衝突することが考えられる。この場合、放電ギャップ付近において充分な気流が得られ難く、着火性の観点で改善の余地があるといえる。

【0005】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、着火性を向上す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、を有する内燃機関用のスパークプラグ（１）であって、
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３個以上の噴孔（５１）が形成されており、
上記噴孔の噴孔軸（５１１Ｌ、５１２Ｌ）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、プラグ軸方向（Ｚ）に対して傾斜していると共に、プラグ軸方向から見たとき、プラグ径方向に沿うように形成されており、
プラグ中心軸（Ｃ）を含む仮想平面（Ｐ）によって上記スパークプラグを第一プラグ部（１１）と第二プラグ部（１２）とに２分割したとき、上記第一プラグ部に形成された上記噴孔である第一噴孔（５１１）と、上記第二プラグ部に形成された上記噴孔である第二噴孔（５１２）と、を有し、
プラグ軸方向に対する上記第一噴孔の噴孔軸（５１１Ｌ）の傾斜角度（θ１）は、プラグ軸方向に対する上記第二噴孔の噴孔軸（５１２Ｌ）の傾斜角度（θ２）よりも大きい、内燃機関用のスパークプラグにある。

【発明の効果】

【0007】

上記内燃機関用のスパークプラグにおいて、プラグ軸方向に対する第一噴孔の噴孔軸の傾斜角度は、プラグ軸方向に対する第二噴孔の噴孔軸の傾斜角度よりも大きい。これにより、第一噴孔の噴孔軸と第二噴孔の噴孔軸とが、プラグ中心軸において互いに交わることがない。それゆえ、第一噴孔及び第二噴孔からそれぞれ流入した気流は、少なくともプラグ中心軸付近までは、互いに邪魔されることなく、到達する。それゆえ、放電ギャップ付近における気流を確保しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

【0008】

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】

【0009】

【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中心軸に沿った断面図であって、図２のＩ－Ｉ線矢視断面図。

【図2】図１のII－II線矢視断面図。

【図3】図２のIII－III線矢視断面図。

【図4】実施形態１における、延長領域を示したスパークプラグの先端部付近の断面図。

【図5】実施形態１における、流入気流を示したスパークプラグの先端部付近の断面図。

【図6】図５のVI－VI線矢視断面相当の説明図。

【図7】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中心軸に沿った断面図であって、図８のVII－VII線矢視断面図。

【図8】図７のVIII－VIII線矢視断面図。

【図9】図８のIX矢視正面相当図であって、副燃焼室内の気流を示す説明図。

【図10】実施形態３における、内燃機関の断面説明図。

【図11】実施形態３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12】実施形態４における、内燃機関の断面説明図。

【図13】実施形態５における、内燃機関の断面説明図。

【図14】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。

【図15】実施形態７における、スパークプラグの先端部付近のプラグ中心軸に沿った断面図であって、図１６のXV－XV線矢視断面図。

【図16】図１５のXVI－XVI線矢視断面図。

【図17】実施形態８における、プラグ軸方向に直交する平面による、スパークプラグの先端部付近の断面図。

【図18】実施形態９における、スパークプラグの先端部付近のプラグ中心軸に沿った断面図であって、図１９のXVIII－XVIII線矢視断面図。

【図19】図１８のXIX－XIX線矢視断面図。

【図20】図１９のXX－XX線矢視断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（実施形態１）
内燃機関用のスパークプラグ及び内燃機関に係る実施形態について、図１～図６を参照して説明する。
本形態のスパークプラグ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。

【0011】

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。

【0012】

プラグカバー５には、副燃焼室５０と外部とを連通させる３個以上の噴孔５１が形成されている。
図１に示すごとく、噴孔５１の噴孔軸５１１Ｌ、５１２Ｌ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、プラグ軸方向Ｚに対して傾斜している。また、図２に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、噴孔軸５１１Ｌ、５１２Ｌは、プラグ径方向に沿うように形成されている。

【0013】

スパークプラグ１は、以下に定義される第一噴孔５１１及び第二噴孔５１２を有する。図１～図３に示すごとく、プラグ中心軸Ｃを含む仮想平面Ｐによってスパークプラグ１を第一プラグ部１１と第二プラグ部１２とに２分割する。このとき、第一プラグ部１１に形成された噴孔５１を、第一噴孔５１１とする。第二プラグ部１２に形成された噴孔５１を、第二噴孔５１２とする。

【0014】

図１に示すごとく、プラグ軸方向Ｚに対する第一噴孔５１１の噴孔軸５１１Ｌの傾斜角度θ１は、プラグ軸方向Ｚに対する第二噴孔５１２の噴孔軸５１２Ｌの傾斜角度θ２よりも大きい。
換言すると、傾斜角度が比較的大きい噴孔５１である第一噴孔５１１の形成範囲と、傾斜角度θ２が比較的小さい噴孔５１である第二噴孔５１２の形成範囲とを、仮想平面Ｐによって２つの領域に分けることができる。そして、２分割された２つの領域のうち、第一噴孔５１１が形成された領域を第一プラグ部１１といい、第二噴孔５１２が形成された領域を第二プラグ部１２という。

【0015】

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。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（すなわちプラグ中心軸Ｃ）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Ｃ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。

【0016】

本形態において、噴孔５１は４個形成されている。図２に示すごとく、４個の噴孔５１は、プラグ周方向において等間隔に配設されている。これら４個の噴孔５１の噴孔軸５１１Ｌ、５１２Ｌは、プラグ軸方向Ｚから見て、プラグ径方向に沿っている。４個の噴孔５１のうちの２個が、第一プラグ部１１に形成された第一噴孔５１１であり、他の２個が、第二プラグ部１２に形成された第二噴孔５１２である。

【0017】

本形態において、２個の第一噴孔５１１の噴孔軸５１１Ｌの傾斜角度θ１は、互いに同じである。また、本形態において、２個の第二噴孔５１２の噴孔軸５１２Ｌの傾斜角度θ２は、互いに同じである。

【0018】

ただし、複数の第一噴孔５１１がある場合、それぞれの噴孔軸５１１Ｌの傾斜角度θ１が互いに異なるものとすることができる。同様に、複数の第二噴孔５１２がある場合、それぞれの噴孔軸５１２Ｌの傾斜角度θ２が異なるものとすることができる。かかる場合においても、すべての噴孔軸５１１Ｌの傾斜角度θ１が、すべての噴孔軸５１２Ｌの傾斜角度θ２よりも大きい。

【0019】

図４に示すごとく、第一噴孔５１１を噴孔軸５１１Ｌに沿って延長した延長領域５１１Ｅと、第二噴孔５１２を噴孔軸５１２Ｌに沿って延長した延長領域５１２Ｅとは、プラグ中心軸Ｃ上において互いに重ならないように、第一噴孔５１１及び第二噴孔５１２が形成されている。延長領域５１１Ｅと延長領域５１２Ｅとは、第二プラグ部１２において互いに重なっている。

【0020】

第一噴孔５１１は、噴孔軸５１１Ｌに沿って延長した延長領域５１１Ｅが、放電ギャップＧの少なくとも一部と重なる、又は放電ギャップＧに接するように形成されている。このように形成された噴孔５１を、ギャップ向き噴孔というものとする。本形態においては、第一噴孔５１１がギャップ向き噴孔となる。第二噴孔５１２は、噴孔軸５１２Ｌに沿って延長した延長領域５１２Ｅが、放電ギャップＧと重ならないように形成されている。本形態において、ギャップ向き噴孔の延長領域５１１Ｅが、放電ギャップＧの少なくとも一部と重なる。

【0021】

図３に示すごとく、接地電極６は、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。放電ギャップＧは、中心電極４の先端部と接地電極６とが、互いにプラグ軸方向Ｚに対向することにより形成されている。固定端部６１は、第一プラグ部１１に配されている。

【0022】

本形態においては、固定端部６１は、ハウジング２の先端部に溶接等にて接合されている。接地電極６は、固定端部６１において、屈曲部６１１を有する。この屈曲部６１１からプラグ中心軸Ｃに向かって、接地電極６は、プラグ径方向に延びている。接地電極６の突出端部付近の部位が、中心電極４の先端に対して、放電ギャップＧを介して、プラグ軸方向Ｚに対向している。

【0023】

図２に示すごとく、固定端部６１は、プラグ周方向において、２つの第一噴孔５１１の間に配されている。プラグ軸方向Ｚから見て、接地電極６の延設方向が、仮想平面Ｐに直交している。つまり、本形態においては、仮想平面Ｐは、プラグ軸方向Ｚから見て、接地電極６の延設方向に直交する平面である。

【0024】

プラグ軸方向Ｚから見て、２つの第一噴孔５１１は接地電極６を挟んで互いに対称となる位置及び向きに形成されている。また、プラグ軸方向Ｚから見て、２つの第二噴孔５１２は接地電極６の延長線を挟んで互いに対称となる位置及び向きに形成されている。

【0025】

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、プラグ軸方向Ｚに対する第一噴孔５１１の噴孔軸５１１Ｌの傾斜角度θ１は、プラグ軸方向Ｚに対する第二噴孔５１２の噴孔軸５１２Ｌの傾斜角度θ２よりも大きい。これにより、第一噴孔５１１と第二噴孔５１２とが、プラグ中心軸Ｃにおいて互いに交わることがない。それゆえ、図５、図６に示すごとく、第一噴孔５１１から流入した気流Ａ１は、少なくともプラグ中心軸Ｃ付近までは、第二噴孔５１２から流入した気流Ａ２によって邪魔されることなく、到達する。それゆえ、放電ギャップＧ付近における気流を確保しやすい。

【0026】

それゆえ、放電ギャップＧにおいて生じた放電が伸長しやすくなる。また、副燃焼室５０内において、初期火炎が拡散しやすくすくなる。その結果、副燃焼室５０内における着火性を向上させることができる。これに伴い、噴孔５１から主燃焼室に噴出する火炎ジェットが強化されやすくなり、主燃焼室における着火性も向上する。

【0027】

なお、２つの第一噴孔５１１からそれぞれ流入する気流Ａ１同士が、副燃焼室５０内において衝突することはあり得る。しかし、この衝突後の気流は、合流して、第一プラグ部１１から第二プラグ部１２へ向かう流れとなる。それゆえ、放電ギャップＧ付近の気流は確保される。

【0028】

また、図４に示すごとく、第一噴孔５１１の延長領域５１１Ｅと、第二噴孔５１２の延長領域５１２Ｅとは、プラグ中心軸Ｃ上において互いに重ならない。それゆえ、より、第一噴孔５１１から流入した気流Ａ１が、第二噴孔５１２から流入した気流Ａ２によって邪魔されることなく、プラグ中心軸Ｃ付近まで到達しやすくなる。

【0029】

また、第一噴孔５１１の延長領域５１１Ｅが、放電ギャップＧの少なくとも一部と重なる、又は放電ギャップＧに接する。そして、第二噴孔５１２の延長領域５１２Ｅが、放電ギャップＧと重ならない。これにより、第一噴孔５１１から流入した気流Ａ１が、第二噴孔５１２から流入した気流Ａ２によって邪魔されることなく、放電ギャップＧまで到達しやすくなる。また、放電ギャップＧにおける気流が、気流Ａ２によって乱されることを防ぎやすい。それゆえ、放電ギャップＧを通過する気流を充分に確保して、着火性を向上させることができる。

【0030】

また、接地電極６の固定端部６１は、ギャップ向き噴孔が形成された第一プラグ部１１に配されている。これにより、放電ギャップＧ付近の気流を、接地電極６の突出側へ向かう向きとしやすくなる。それゆえ、放電を、接地電極６から遠ざかる方向へ引き伸ばしやすくなる。また、初期火炎を、接地電極６から遠ざかる方向へ広げやすくなる。その結果、より効果的に、着火性を向上させることができる。

【0031】

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。

【0032】

（実施形態２）
本形態は、図７～図９に示すごとく、噴孔５１として、他の噴孔５１よりも開口面積が大きい大噴孔５２を有する、スパークプラグ１の形態である。
大噴孔５２は、ギャップ向き噴孔でもある第一噴孔５１１である。

【0033】

本形態においては、２個の第一噴孔５１１のうちの一個が、大噴孔５２である。つまり、４個の噴孔５１のうちの一個が、他の３つの噴孔５１よりも開口面積が大きい大噴孔５２である。本形態において、大噴孔５２以外の３つの噴孔５１は、開口面積が同等である。また、大噴孔５２の開口面積は、他の３つの噴孔５１のそれぞれの開口面積の約１．４～２倍程度である。大噴孔５２の開口径は、他の３つの噴孔５１のそれぞれの開口径の約１．２～１．４倍程度である。なお、開口面積は、各噴孔５１の噴孔軸に直交する断面の面積である。

【0034】

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。

【0035】

本形態においては、図９に示すごとく、大噴孔５２である第一噴孔５１１から流入する気流Ａ１が強化されすい。そのため、放電ギャップＧを通過する気流を強化しやすい。その結果、着火性をより向上させることができる。

【0036】

また、大噴孔５２から流入した気流Ａ１が第二プラグ部１２の副燃焼室５０において、基端側へ向かう。そして、これに伴い、タンブル流Ａｔが形成され、その一部が、再び放電ギャップＧに導かれやすくなる。それゆえ、一層着火性を向上させることができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

【0037】

（実施形態３）
本形態においては、図１０、図１１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。スパークプラグ１は、第一プラグ部１１が吸気弁７２側を向いている。つまり、ギャップ向き噴孔が形成されている第一プラグ部１１が、吸気弁７２側を向いている。

【0038】

図１１に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、ギャップ向き噴孔である第一噴孔５１１は、吸気弁７２側を向くように形成されている。より具体的には、第一噴孔５１１の外側開口部が、吸気弁７２側を向いている。本形態においては、２つの第一噴孔５１１が、吸気弁７２側を向いている。

【0039】

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１０、図１１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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

そして、主燃焼室１０１内においては、主として、図１０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１０、図１１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ＡＦ２が、スパークプラグ１の先端部付近の主な気流となる。

【0043】

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。
その他は、実施形態１と同様である。

【0044】

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、ギャップ向き噴孔である第一噴孔５１１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、第一噴孔５１１は、その外側開口部が主燃焼室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、第一噴孔５１１からの流入気流（図５、図６における矢印Ａ１参照）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。
なお、第二噴孔５１２をギャップ向き噴孔としたスパークプラグ１（例えば、後述する実施形態９参照）を用いた場合には、第二プラグ部１２を吸気弁７２側に向ける。これにより、上述と同様の作用効果を得ることができる。

【0045】

また、上述の実施形態３は、実施形態１のスパークプラグ１を内燃機関に取り付けた構成につき説明したが、実施形態２のスパークプラグ１を内燃機関に取り付けた構成も考えられる。この場合は、第一噴孔５１１である大噴孔５２が、プラグ軸方向Ｚから見て、吸気弁７２側を向くこととなる。これにより、大噴孔５２からの流入気流Ａ１を、さらに強化することができる。その結果、実施形態２において説明した作用効果を、より一層効果的に得ることができる。

【0046】

また、この場合、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５２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５２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。

【0047】

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。

【0048】

（実施形態４）
本形態は、図１２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５２に向かうように、配置されている。

【0049】

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５２の外側開口部に向かう。

【0050】

なお、図１２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５２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５２の外側開口部が見えるような状態である。

【0051】

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。

【0052】

主燃焼室１０１へ噴射された燃料は、例えば、図１２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５２付近に到達する。

【0053】

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５２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５２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。

【0054】

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５２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５２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。

【0055】

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、噴孔５１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５２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。

【0056】

（実施形態５）
本形態は、図１３に示すごとく、実施形態７に対し、内燃機関１０に設置されたスパークプラグ１の配置の向きを変更した形態である。

【0057】

本形態の内燃機関１０は、インジェクタ７１から噴射された噴射流Ｆの一部が、直接、スパークプラグ１に向かうよう構成されている。そこで、本形態においては、スパークプラグ１を、噴射流Ｆの一部が大噴孔５２に直接向かうような向きに配設している。つまり、インジェクタ７１は、燃料を含む噴射流Ｆが、直接、大噴孔５２の外側開口部に向かうように、主燃焼室１０１に燃料を噴射することとなる。

【0058】

本形態において、スパークプラグ１は、Ｚ方向から見たとき、大噴孔５２の外側開口部が、吸気弁７２側を向くように、配置されている（図示略）。
その他は、実施形態４と同様である。

【0059】

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、直接、大噴孔５２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５２から副燃焼室５０内へ確実に導入されやすくなる。
その他、実施形態４と同様の作用効果を有する。

【0060】

（実施形態６）
本形態は、図１４に示すごとく、接地電極６を、プラグ軸方向Ｚに対して傾斜させた形態である。
すなわち、本形態において、接地電極６は、固定端部６１から突出端に向かうほど、プラグ軸方向Ｚの先端側へ向かうよう傾斜している。接地電極６の放電ギャップＧ側の面も、固定端部６１から突出端に向かうほど、プラグ軸方向Ｚの先端側へ向かうよう傾斜している。

【0061】

本形態において、接地電極６は、略直棒形状を有し、特に屈曲部（図３の符号６１１参照）を設けていない。また、実施形態２と同様に、第一噴孔５１１の少なくとも一つは、大噴孔５２である。
その他は、実施形態２と同様である。

【0062】

本形態においては、実施形態２において説明したタンブル流Ａｔの一部が、接地電極６にガイドされながら、放電ギャップＧに向かいやすくなる。その結果、放電ギャップＧに生じた放電を引き伸ばしやすくなり、着火性を向上させることができる。
その他、実施形態２と同様の作用効果を有する。

【0063】

（実施形態７）
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。
すなわち、放電ギャップＧは、接地電極６における側面と中心電極４の側面との間に形成されている。

【0064】

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側面が、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の側面と中心電極４の側面との間に、放電ギャップＧが形成されている。

【0065】

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、大きくすることもできる。また、接地電極６における放電ギャップＧ側の側面は、平坦面となっている。
その他は、実施形態１と同様である。
本形態においても、実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。

【0066】

（実施形態８）
本形態は、図１７に示すごとく、第一噴孔５１１の個数と、第二噴孔５１２の個数とを、互いに異ならせた形態である。
本形態においては、第一噴孔５１１を２個、第二噴孔５１２を１個とした。第二噴孔５１２は、プラグ軸方向Ｚから見て、接地電極６を突出方向に延長した延長線上に、配置されている。
その他は、実施形態１と同様である。本形態においても、実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。

【0067】

なお、第一噴孔５１１及び第二噴孔５１２の個数は、特に限定されるものではない。また、第一噴孔５１１の個数と第二噴孔５１２の個数とは、実施形態１等のように互いに同数とすることもできるし、実施形態８のように互いに異ならせることもできる。また、第一噴孔５１１の個数よりも、第二噴孔５１２の個数を多くすることもできる。

【0068】

（実施形態９）
本形態は、図１８～図２０に示すごとく、第二噴孔５１２をギャップ向き噴孔とした形態である。
つまり、第二噴孔５１２を噴孔軸５１２Ｌに沿って延長した延長領域５１２Ｅが、放電ギャップＧの少なくとも一部と重なる、又は放電ギャップＧに接する。換言すると、ギャップ向き噴孔の噴孔軸５１２Ｌの傾斜角度θ２が、第一噴孔５１１の噴孔軸５１１Ｌの傾斜角度θ１よりも、小さい。

【0069】

本形態においては、第一噴孔５１１の噴孔軸５１１Ｌは、放電ギャップＧよりも、プラグ先端側を通過する。また、本形態においては、図１９、図２０に示すごとく、接地電極６の固定端部６１が、第二プラグ部１２に配されている。つまり、固定端部６１は、第一プラグ部１１と第二プラグ部１２とのうちギャップ向き噴孔が形成された方である、第二プラグ部１２に形成されている。

【0070】

また、本形態においては、図１８に示すごとく、放電ギャップＧがハウジング２の先端よりも基端側に配されている。接地電極６の固定端部６１は、ハウジング２の内面に固定されている。そして、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。
その他は、実施形態１と同様である。
本形態の場合にも、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

【0071】

上述した実施形態１の他にも、種々の形態が考えられる。また、上記各実施形態を適宜互いに組み合わせた実施形態とすることもできる。

【0072】

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】

【0073】

１…スパークプラグ、１０…内燃機関、１１…第一プラグ部、１２…第二プラグ部、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、５１１…第一噴孔、５１１Ｌ…（第一噴孔の）噴孔軸、５１２…第二噴孔、５１２Ｌ…（第二噴孔の）噴孔軸、６…接地電極、Ｃ…プラグ中心軸、Ｇ…放電ギャップ、Ｐ…仮想平面、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】

【図19】

【図20】