特許 7585844 内燃機関用のスパークプラグ

(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】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】内燃機関用のスパークプラグ

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/54 20060101AFI20241112BHJP

【ＦＩ】

H01T13/54

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021020321

(22)【出願日】2021-02-11

(65)【公開番号】P2022123179

(43)【公開日】2022-08-24

【審査請求日】2023-12-11

(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】西尾 典晃

【審査官】荒木 崇志

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１７７７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１９２０１５７０（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１８４４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１６１２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１９２０５４７８（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０３５８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１０４３１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１８４４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９９２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２９４６２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１８２２１９１７（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１３０３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－００４５６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｔ ７／００ － ２３／００

(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噴孔（５１）が形成されており、
上記絶縁碍子の外周面の一部である被支承部（３１）は、上記ハウジングの内周面の一部である支承部（２１）によってプラグ軸方向（Ｚ）から支承されており、
上記プラグカバーの体積をＶｃ、上記ハウジングにおける上記支承部よりも先端側の部分の体積をＶｈとしたとき、下記式（１）を満たし、
上記絶縁碍子における上記被支承部よりも先端側の部分のプラグ軸方向の長さＤ５は、上記ハウジングにおける上記支承部よりも先端側の部分のプラグ軸方向の長さＤ４よりも短く、
プラグ軸方向における、上記プラグカバーの基端から上記副燃焼室の先端までの長さＤ３は、上記長さＤ４よりも短く、
上記プラグカバーは、上記副燃焼室の外周側を覆う周壁部（５２）と、上記副燃焼室の先端側を覆う底壁部（５３）と、上記周壁部の先端と上記底壁部の外周とを曲面状に繋ぐ角部（５４）とを有し、
上記底壁部の厚みＤ１は、上記周壁部の厚みＤ２よりも小さく、上記周壁部は、プラグ軸方向の全体にわたって、上記厚みＤ２が上記厚みＤ１よりも厚く、
上記ハウジングの先端部の外周側に上記周壁部の基端部が接合されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
Ｖｃ／Ｖｈ≦０．５ ・・・（１）

【請求項2】

下記式（２）を満たす、請求項１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
Ｖｃ／Ｖｈ≦０．２５ ・・・（２）

【請求項3】

上記体積Ｖｃは、０．２７ｃｃ以下である、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】

上記体積Ｖｃは、０．１４ｃｃ以下である、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】

上記絶縁碍子における上記被支承部よりも先端側の部分の体積をＶｉとしたとき、下記式（３）を満たす、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。
（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈ≦０．６ ・・・（３）

【請求項6】

下記式（４）を満たす、請求項５に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈ≦０．３８ ・・・（４）

【請求項7】

上記絶縁碍子における上記被支承部よりも先端側の部分の体積をＶｉとしたとき、上記体積Ｖｃに上記体積Ｖｉを加えた体積は、０．３３ｃｃ以下である、請求項１～６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8】

上記体積Ｖｃに上記体積Ｖｉを加えた体積は、０．２１ｃｃ以下である、請求項７に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項9】

上記ハウジングの外周には、ネジ部（２２）が形成されており、
該ネジ部の呼び径は、Ｍ１４以下である、請求項１～８のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【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は、先端部の厚みが薄くなっている。これにより、当該先端部が高温になることを抑え、スパークプラグによる放電の発生よりも前に混合気が着火すること（すなわちプレイグニッション）を抑制しようとしている。

【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、主燃焼室内の燃焼による受熱については考慮されているものの、副燃焼室内の燃焼による受熱については、考慮されていない。すなわち、副燃焼室内の燃焼により、スパークプラグにおける副燃焼室に面する部位が高温になることを抑制することについては考慮されていない。

【0005】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、プレイグニッションを抑制することができる内燃機関用の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噴孔（５１）が形成されており、
上記絶縁碍子の外周面の一部である被支承部（３１）は、上記ハウジングの内周面の一部である支承部（２１）によってプラグ軸方向（Ｚ）から支承されており、
上記プラグカバーの体積をＶｃ、上記ハウジングにおける上記支承部よりも先端側の部分の体積をＶｈとしたとき、下記式（１）を満たし、
上記絶縁碍子における上記被支承部よりも先端側の部分のプラグ軸方向の長さＤ５は、上記ハウジングにおける上記支承部よりも先端側の部分のプラグ軸方向の長さＤ４よりも短く、
プラグ軸方向における、上記プラグカバーの基端から上記副燃焼室の先端までの長さＤ３は、上記長さＤ４よりも短く、
上記プラグカバーは、上記副燃焼室の外周側を覆う周壁部（５２）と、上記副燃焼室の先端側を覆う底壁部（５３）と、上記周壁部の先端と上記底壁部の外周とを曲面状に繋ぐ角部（５４）とを有し、
上記底壁部の厚みＤ１は、上記周壁部の厚みＤ２よりも小さく、上記周壁部は、プラグ軸方向の全体にわたって、上記厚みＤ２が上記厚みＤ１よりも厚く、
上記ハウジングの先端部の外周側に上記周壁部の基端部が接合されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
Ｖｃ／Ｖｈ≦０．５ ・・・（１）

【発明の効果】

【0007】

上記スパークプラグは、上記式（１）を満たす。それゆえ、スパークプラグにおける副燃焼室に面する部位は、副燃焼室内の燃焼によって受熱した際、ハウジングを通して外部に放熱しやすい。それゆえ、副燃焼室に面する部位が高温になることを抑制することができる。その結果、プレイグニッションを抑制することができる。

【0008】

以上のごとく、上記態様によれば、プレイグニッションを抑制することができる内燃機関用の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】

【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矢視図。

【図3】実施形態１における、支承部及び被支承部の周辺の拡大断面図。

【図4】実施形態１における、プラグカバーの各部位の寸法を示す断面図。

【図5】実施形態１における、体積Ｖｈの対象となる範囲を示す断面説明図。

【図6】実施形態１における、体積Ｖｉの対象となる範囲を示す断面説明図。

【図7】実施形態１における、スパークプラグが設置された内燃機関の断面説明図。

【図8】実施形態１における、内燃機関に設置されたスパークプラグの周辺の断面図。

【図9】実験例１における、Ｖｃ／Ｖｈの値とプレイグニッションが発生する点火時期との関係を示すグラフ。

【図10】実験例１における、体積ＶｃとＶｃ／Ｖｈの値との関係を示すグラフ。

【図11】実験例２における、（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値とプレイグニッションが発生する点火時期との関係を示すグラフ。

【図12】実験例２における、体積Ｖｉと（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値との関係を示すグラフ。

【図13】実験例２における、体積Ｖｉと体積Ｖｃとの関係を示すグラフ。

【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。プラグカバー５には、副燃焼室５０と外部とを連通させる噴孔５１が形成されている。

【0011】

図１、図３に示すごとく、絶縁碍子３の外周面の一部である被支承部３１は、ハウジング２の内周面の一部である支承部２１によってプラグ軸方向Ｚから支承されている。スパークプラグ１は、プラグカバー５の体積をＶｃ、ハウジング２における支承部２１よりも先端側の部分の体積をＶｈとしたとき、下記式（１）を満たす。
Ｖｃ／Ｖｈ≦０．５ ・・・（１）

【0012】

また、本形態のスパークプラグ１は、下記式（２）も満たす。
Ｖｃ／Ｖｈ≦０．２５ ・・・（２）

【0013】

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７、図８に示すごとく、ハウジング２の外周には、ネジ部２２が形成されている。そして、ハウジング２のネジ部２２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。

【0014】

図７に示すごとく、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、体積変化する。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。

【0015】

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。また、図１に示すごとく、スパークプラグ１の中心軸Ｃは、本形態において、中心電極４の中心軸でもある。

【0016】

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。本形態において、プラグカバー５の基端は、ハウジング２のネジ部２２の先端よりも先端側に位置している。プラグカバー５とハウジング２とは、互いに熱的に接触している。プラグカバー５は、例えば、鉄、ニッケル、鉄或いはニッケルの合金、ステンレス鋼等の材料からなる。

【0017】

図７、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。プラグカバー５の外表面５５は、主燃焼室１０１に面している。また、図１に示すごとく、プラグカバー５の内壁面５０２は、副燃焼室５０に面している。

【0018】

副燃焼室５０は、絶縁碍子３から先端側に突出した中心電極４の周辺における、ハウジング２の先端部の内周側の空間を含む。また、副燃焼室５０は、絶縁碍子３の外周面とハウジング２の内周面との間に形成された環状の空間であるポケット部５０１をも含む。

【0019】

また、本形態において、プラグカバー５は、周壁部５２と底壁部５３と角部５４とを有する。周壁部５２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５３は、副燃焼室５０の先端側を覆う部分である。角部５４は、周壁部５２の先端と底壁部５３の外周とを曲面状に繋ぐ部分である。本形態において、噴孔５１は、角部５４に形成されている。内燃機関に設置されたスパークプラグ１において、噴孔５１は、副燃焼室５０と主燃焼室とを連通させている。

【0020】

図４に示すごとく、本形態において、底壁部５３の厚みＤ１は、周壁部５２の厚みＤ２よりも小さい。また、Ｚ方向における、プラグカバー５の基端から副燃焼室５０の先端までの長さＤ３は、図５に示すごとく、ハウジング２における支承部２１よりも先端側の部分のＺ方向の長さＤ４よりも短い。

【0021】

また、本形態のスパークプラグ１は、図７、図８に示すごとく、ハウジング２が主燃焼室１０１に露出しないように、内燃機関１０に取り付けられる。ハウジング２と内燃機関１０のシリンダヘッド７１とは、互いに熱的に接触している。ハウジング２は、例えば、鉄、ニッケル、鉄或いはニッケルの合金、ステンレス鋼等の材料からなる。

【0022】

また、ハウジング２のネジ部２２の呼び径は、Ｍ１４以下である。本形態において、ネジ部２２の呼び径はＭ１２である。

【0023】

ハウジング２は、図１、図３に示すごとく、段状に形成された支承側段部２３を有する。支承側段部２３の内周面は、図３に示すごとく、先端側へ向かうほど縮径する支承側面２４を有する。

【0024】

また、ハウジング２に保持される絶縁碍子３は、図１に示すごとく、先端側へ向かうほど縮径する脚部３４を有する。脚部３４の外周面は、副燃焼室５０に面している。絶縁碍子３は、例えばアルミナ等のセラミックからなる。

【0025】

絶縁碍子３は、図１、図３に示すごとく、脚部３４の基端側に、段状に形成された被支承側段部３２を有する。図３に示すごとく、被支承側段部３２の外周面は、先端側へ向かうほど縮径する被支承側面３３を有する。

【0026】

ハウジング２の支承側面２４と絶縁碍子３の被支承側面３３との間には、環状のガスケット１１が介在している。ガスケット１１は、ハウジング２と絶縁碍子３との双方に当接し、これらの間をシールしている。ハウジング２と絶縁碍子３とは、ガスケット１１を介して、互いに熱的に接触している。ガスケット１１は、例えば、金属材料を環状に形成してなる。

【0027】

ハウジング２の支承側面２４は、環状のガスケット１１を介して、絶縁碍子３の被支承側面３３を支承している。つまり、本形態において、支承側面２４におけるガスケット１１と当接する部分が支承部２１となっており、被支承側面３３におけるガスケット１１と当接する部分が被支承部３１となっている。

【0028】

また、ガスケット１１よりも先端側に、ポケット部５０１が形成されている。つまり、絶縁碍子３の外周面は、被支承部３１よりも先端側の部分が副燃焼室５０に面している。また、ハウジング２の内周面は、支承部２１よりも先端側の部分が副燃焼室５０に面している。

【0029】

本形態においては、図６に示すごとく、絶縁碍子３における被支承部３１よりも先端側の部分のＺ方向の長さＤ５は、図５に示す長さＤ４よりも短い。

【0030】

つまり、支承部２１の先端を通過すると共に、Ｚ方向に直交する平面を平面Ｐ１とする。また、図６に示すごとく、被支承部３１の先端を通過すると共に、Ｚ方向に直交する平面を平面Ｐ２とする。Ｚ方向における平面Ｐ２から絶縁碍子３の先端までの長さは、Ｚ方向における平面Ｐ１からハウジング２の先端までの長さよりも短い。

【0031】

また、接地電極６は、図１に示すごとく、ハウジング２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。接地電極６とハウジング２とは、互いに熱的に接触している。

【0032】

次に、各部位の体積について説明する。
本形態において、プラグカバー５の体積Ｖｃは、０．２７ｃｃ以下である。また、体積Ｖｃは、０．１４ｃｃ以下である。

【0033】

また、本形態のスパークプラグ１は、絶縁碍子３における被支承部３１よりも先端側の部分の体積をＶｉとしたとき、下記式（３）を満たす。
（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈ≦０．６ ・・・（３）

【0034】

つまり、図６に示すごとく、平面Ｐ２よりも先端側に位置する絶縁碍子３の部分の体積が、体積Ｖｉとなっている。また、図５に示すごとく、平面Ｐ１よりも先端側に位置するハウジング２の部分の体積が、体積Ｖｈとなっている。

【0035】

また、本形態のスパークプラグ１は、下記式（４）を満たす。
（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈ≦０．３８ ・・・（４）

【0036】

また、体積Ｖｃに体積Ｖｉを加えた体積は、０．３３ｃｃ以下である。本形態において、体積Ｖｃに体積Ｖｉを加えた体積は、０．２１ｃｃ以下である。

【0037】

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、上記式（１）を満たす。それゆえ、スパークプラグ１における副燃焼室５０に面する部位は、副燃焼室５０内の燃焼によって受熱した際、ハウジング２を通して外部に放熱しやすい。それゆえ、副燃焼室５０に面する部位が高温になることを抑制することができる。その結果、プレイグニッションを抑制することができる。

【0038】

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の混合気を着火させ、火炎を形成する。そして、副燃焼室５０内にて生じた火炎を、副燃焼室５０と主燃焼室とを連通させる噴孔５１から噴出させる。これにより、主燃焼室内に火炎を伝搬させて混合気を燃焼させる。つまり、スパークプラグ１は、副燃焼室５０内に火炎を形成するため、副燃焼室５０に面する部位が受熱する。ここで、ハウジング２は、内燃機関のシリンダヘッドと熱的に接触している。それゆえ、ハウジング２は、副燃焼室５０内の燃焼によって受けた熱を外部、すなわちシリンダヘッドに放熱しやすい。そのため、ハウジング２は、スパークプラグ１における副燃焼室５０に面する他の部位と比較し、温度が低くなりやすい。また、プラグカバー５は、ハウジング２と熱的に接触している。そのため、副燃焼室５０内の混合気の燃焼により受熱したプラグカバー５は、ハウジング２を介して、外部に放熱することができる。ここで、体積Ｖｃは、体積Ｖｈよりも小さい。また、スパークプラグ１は、上記式（１）を満たす。それゆえ、スパークプラグ１は、プラグカバー５が高温になる前に、プラグカバー５の熱を、ハウジング２を介して外部に放熱しやすい。それゆえ、プレイグニッションを抑制することができる。その結果、内燃機関の高負荷運転が可能となり、燃費向上、出力向上を図ることができる。

【0039】

スパークプラグ１は、上記式（２）を満たす。それゆえ、スパークプラグ１における副燃焼室５０に面する部位は、ハウジング２を通して外部に一層放熱しやすい。それゆえ、副燃焼室５０に面する部位が高温になることを一層抑制することができる。その結果、スパークプラグ１が過給機を備えた内燃機関に設置された場合等であっても、プレイグニッションを確実に抑制することができる。

【0040】

また、体積Ｖｃは、０．２７ｃｃ以下である。それゆえ、Ｖｃ／Ｖｈの値を小さくしやすい。その結果、プラグカバー５が高温になる前に、プラグカバー５の熱を、ハウジング２を介して外部に放熱しやすい。

【0041】

また、本形態において、体積Ｖｃは、０．１４ｃｃ以下である。それゆえ、Ｖｃ／Ｖｈの値を一層小さくしやすい。それゆえ、プラグカバー５が高温になる前に、プラグカバー５の熱を、ハウジング２を介して外部に一層放熱しやすい。その結果、スパークプラグ１が過給機を備えた内燃機関に設置された場合等であっても、プレイグニッションを確実に抑制することができる。

【0042】

スパークプラグ１は、上記式（３）を満たす。それゆえ、スパークプラグ１における副燃焼室５０に面する部位は、ハウジング２を通して外部に一層放熱しやすい。それゆえ、副燃焼室５０に面する部位が高温になることを一層抑制することができる。その結果、プレイグニッションを確実に抑制することができる。

【0043】

本形態において、絶縁碍子３は、ガスケット１１を介してハウジング２と熱的に接触している。それゆえ、副燃焼室５０内の混合気の燃焼によって受熱した絶縁碍子３は、ハウジング２を介して、外部に放熱することができる。ここで、体積Ｖｉは、体積Ｖｈよりも小さい。また、スパークプラグ１は、上記式（３）を満たす。それゆえ、絶縁碍子３及びプラグカバー５が高温になる前に、絶縁碍子３及びプラグカバー５の熱を、ハウジング２を介して外部に放熱しやすい。その結果、プレイグニッションを確実に抑制することができる。

【0044】

スパークプラグ１は、上記式（４）を満たす。それゆえ、スパークプラグ１における副燃焼室５０に面する部位は、ハウジング２を通して外部に、より一層放熱しやすい。それゆえ、副燃焼室５０に面する部位が高温になることを、より一層抑制することができる。その結果、スパークプラグ１が過給機を備えた内燃機関に設置された場合等であっても、プレイグニッションを確実に抑制することができる。

【0045】

体積Ｖｃに体積Ｖｉを加えた体積は、０．３３ｃｃ以下である。それゆえ、（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値を小さくしやすい。それゆえ、プラグカバー５及び絶縁碍子３が高温になる前に、プラグカバー５及び絶縁碍子３の熱を、ハウジング２を介して外部に放熱しやすい。

【0046】

体積Ｖｃに体積Ｖｉを加えた体積は、０．２１ｃｃ以下である。それゆえ、（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値を一層小さくしやすい。それゆえ、プラグカバー５及び絶縁碍子３が高温になる前に、プラグカバー５及び絶縁碍子３の熱を、ハウジング２を介して外部に一層放熱しやすい。その結果、スパークプラグ１が過給機を備えた内燃機関に設置された場合等であっても、プレイグニッションを確実に抑制することができる。

【0047】

ネジ部２２の呼び径は、Ｍ１４以下である。それゆえ、スパークプラグ１を、自動車等の内燃機関に搭載しやすい。その結果、スパークプラグ１を自動車等の内燃機関の着火手段として用いた際、プレイグニッションを抑制することができる。

【0048】

以上のごとく、本形態によれば、プレイグニッションを抑制することができる内燃機関用のスパークプラグ１を提供することができる。

【0049】

上記実施形態１において、支承部２１と被支承部３１との間には、ガスケット１１が介在している。ただし、支承部は、例えば、ガスケットを介在させることなく、被支承部を支承することができる。

【0050】

（実験例１）
本例では、基本構造を実施形態１と同様としつつ、Ｖｃ／Ｖｈの値が互いに異なる６つのスパークプラグを用意し、図９のグラフに示すように、Ｖｃ／Ｖｈの値とプレイグニッションが発生する点火時期との関係を解析した。一般に、点火時期を進角させるほど、プレイグニッションが発生しやすい。そのため、本例では、内燃機関に設置したそれぞれのスパークプラグにつき、点火時期を徐々に進角させ、プレイグニッションの発生する点火時期を解析した。試験条件は、スパークプラグを設置する内燃機関を単気筒の内燃機関とし、スロットル全開、回転数を６５００ｒ／ｍとした。また、下記の表１に示す試料を用意し、これらの試料のうち、Ｖｃ／Ｖｈの値が互いに異なる試料１～４、１１、１２を用い、解析を行った。ここで、プレイグニッションの発生する点火時期がＢＴＤＣ（圧縮上死点前の略）２９°ＣＡ（クランク角の略）以上となる場合を、自動車等の内燃機関用のスパークプラグとして用いる際に充分にプレイグニッションを抑制できる基準としている。そこで、上記解析結果から、当該基準を満たすＶｃ／Ｖｈの値を求めた。また、プレイグニッションの発生する点火時期がＢＴＤＣ４５°ＣＡ以上となる場合を、過給機を備えた自動車等の内燃機関用のスパークプラグとして用いる際に充分にプレイグニッションを抑制できる基準としている。そこで、上記解析結果から、当該基準を満たすＶｃ／Ｖｈの値も求めた。

【0051】

【表1】

【0052】

表１に示すごとく、試料１を、基準となる構成のスパークプラグとした。そして、試料２～１２は、試料１に対し、厚みＤ１（図４参照）、長さＤ３（図４参照）、長さＤ５（図６参照）を変更することにより、体積Ｖｃ等の値を変更したスパークプラグである。また、体積Ｖｈは、すべての試料において、同等とした。

【0053】

図９のグラフにおいて、丸印は、試料１～４の解析結果をプロットしたものであり、四角印は、試料１１、１２の解析結果をプロットしたものである。また、図９のグラフには、これらのプロットにおける近似直線を示した。また、試料２～４は、試料１に対し、長さＤ３を変更することにより、体積Ｖｃを変更したスパークプラグである。試料１１、１２は、試料１に対し、厚みＤ１を変更することにより、体積Ｖｃを変更したスパークプラグである。

【0054】

図９のグラフより、Ｖｃ／Ｖｈの値が小さくなるに従って、プレイグニッションの発生する点火時期が進角することが分かる。この結果より、体積Ｖｈに対する体積Ｖｃの値の割合を小さくするほど、プレイグニッションを抑制することができると考えられる。

【0055】

また、図９のグラフに示す近似直線より、プレイグニッションの発生する点火時期がＢＴＤＣ２９°ＣＡ以上となるＶｃ／Ｖｈの値は、０．５以下と推測された。また、プレイグニッションの発生する点火時期がＢＴＤＣ４５°ＣＡ以上となるＶｃ／Ｖｈの値は、０．２５以下と推測された。

【0056】

また、図１０は、それぞれのスパークプラグにおける体積ＶｃとＶｃ／Ｖｈの値との関係を示したグラフである。図１０のグラフにおいて、丸印は、試料１～４の値をプロットしたものであり、四角印は、試料１１、１２の値をプロットしたものである。当該グラフより、Ｖｃ／Ｖｈの値が０．５以下となる体積Ｖｃは、０．２７ｃｃ以下となった。また、Ｖｃ／Ｖｈの値が０．２５以下となる体積Ｖｃは、０．１４ｃｃ以下となった。この結果より、本例にて用いたネジ部の呼び径がＭ１４以下のスパークプラグにおいては、体積Ｖｃを０．２７ｃｃ以下とすることにより、自動車等の内燃機関用のスパークプラグとして用いた際、プレイグニッションを抑制することができると考えられる。また、ネジ部の呼び径がＭ１４以下のスパークプラグにおいては、体積Ｖｃを０．１４ｃｃ以下とすることにより、過給機を備えた自動車等の内燃機関用のスパークプラグとして用いたとしても、プレイグニッションを抑制することができると考えられる。

【0057】

（実験例２）
本例では、基本構造を実施形態１と同様としつつ、（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値が互いに異なる９つのスパークプラグを用意し、図１１のグラフに示すように、（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値とプレイグニッションが発生する点火時期との関係を解析した。本解析は、上記表１の試料１～３、試料５～１０を用いて行った。その他の試験条件は、実験例１と同様である。

【0058】

表１に示すごとく、試料５～７は長さＤ５（図６参照）が２．５ｍｍ、試料１～３は長さＤ５が６．５ｍｍ、試料８～１０は長さＤ５が１１ｍｍである。図１１のグラフにおいて、丸印は、試料５～７の解析結果をプロットしたものである。また、三角印は、試料１～３の解析結果をプロットしたものであり、四角印は、試料８～１０の解析結果をプロットしたものである。また、図１１のグラフには、これらのプロットにおける近似直線を示した。

【0059】

図１１のグラフに示すように、（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値が小さくなるに従って、プレイグニッションの発生する点火時期が進角することが分かる。また、長さＤ５が１１ｍｍであって、（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値が０．６を超える試料９、１０は、プレイグニッションの発生する点火時期がそれぞれＢＴＤＣ２９°ＣＡよりも低い結果となった。これらの結果より、体積Ｖｈに対する、体積Ｖｃに体積Ｖｉを加えた体積の値の割合を小さくするほど、プレイグニッションを抑制することができると考えられる。

【0060】

また、図１１のグラフに示す近似直線より、プレイグニッションの発生する点火時期がＢＴＤＣ２９°ＣＡ以上となる（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値は０．６以下と推測された。また、プレイグニッションの発生する点火時期がＢＴＤＣ４５°ＣＡ以上となる（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値は、０．３８以下と推測された。

【0061】

また、図１２は、体積Ｖｉと（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値との関係を示したグラフである。当該グラフにおいて、体積Ｖｈは、０．５５７ｃｃとした。図１２のグラフにおいて、丸印は、体積Ｖｃを０．２７ｃｃとしたときの体積Ｖｉと（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値との関係を示し、四角印は、体積Ｖｃを０．１４ｃｃとしたときの体積Ｖｉと（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値との関係を示す。当該グラフより、体積Ｖｃを０．２７ｃｃとしたとき、（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値が０．６以下となる体積Ｖｉは、０．０６ｃｃ以下となる。これより、下記式（５）を導くことができる。また、下記式（５）を変形すると、下記式（６）となる。
Ｖｃ＋Ｖｉ≦０．２７＋０．０６ ・・・（５）
Ｖｃ≦－Ｖｉ＋０．３３ ・・・（６）

【0062】

また、図１２のグラフより、体積Ｖｃを０．１４ｃｃとしたとき、（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値が０．３８以下となる体積Ｖｉは、０．０７ｃｃ以下となる。これより、下記式（７）を導くことができる。また、下記式（７）を変形すると、下記式（８）となる。
Ｖｃ＋Ｖｉ≦０．１４＋０．０７ ・・・（７）
Ｖｃ≦－Ｖｉ＋０．２１ ・・・（８）

【0063】

また、図１３のグラフにおいて、直線Ｌ１は下記式（９）、直線Ｌ２は下記式（１０）をそれぞれ表した直線である。下記式（９）は、上記式（６）の不等号を等号に変えたものであり、下記式（１０）は、上記式（８）の不等号を等号に変えたものである。したがって、（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値が０．６以下となる体積Ｖｃと体積Ｖｉとの組み合わせは、図１３のグラフおいて、直線Ｌ１から左側の領域となる。また、（Ｖｃ＋Ｖｉ）／Ｖｈの値が０．３８以下となる体積Ｖｃと体積Ｖｉとの組み合わせは、図１３のグラフおいて、直線Ｌ２から左側の領域となる。
Ｖｃ＝－Ｖｉ＋０．３３ ・・・（９）
Ｖｃ＝－Ｖｉ＋０．２１ ・・・（１０）

【0064】

ここで、実験例１の図１０のグラフに示すように、Ｖｃ／Ｖｈの値が０．５以下となる体積Ｖｃは０．２７ｃｃ以下である。したがって、Ｖｃ／Ｖｈの値も含めて考慮すると、プレイグニッションの発生する点火時期がＢＴＤＣ２９°ＣＡ以上になると予想される体積Ｖｃと体積Ｖｉとの組み合わせは、図１３のグラフおいて、直線Ｌ１から左側の領域であって、かつＶｃが０．２７ｃｃ以下となる領域となる。つまり、当該領域の体積Ｖｃと体積Ｖｉとの組み合わせとすることにより、自動車等の内燃機関用のスパークプラグとして用いた際、プレイグニッションを抑制することができると考えられる。

【0065】

また、実験例１の図１０のグラフにおいて、Ｖｃ／Ｖｈの値が０．２５以下となる体積Ｖｃは０．１４ｃｃ以下である。したがって、Ｖｃ／Ｖｈの値も含めて考慮すると、プレイグニッションの発生する点火時期がＢＴＤＣ４５°ＣＡ以上になると予想される体積Ｖｃと体積Ｖｉとの組み合わせは、図１３のグラフおいて、直線Ｌ２から左側の領域であって、かつＶｃが０．１４ｃｃ以下となる領域となる。つまり、当該領域の体積Ｖｃと体積Ｖｉとの組み合わせとすることにより、過給機を備えた自動車等の内燃機関用のスパークプラグとして用いたとしても、プレイグニッションを抑制することができると考えられる。

【0066】

本発明は上記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】

【0067】

１…スパークプラグ、２…ハウジング、２１…支承部、３…絶縁碍子、３１…被支承部、４…中心電極、５…プラグカバー、６…接地電極、５０…副燃焼室、５１…噴孔、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】