(57)【要約】【課題】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。【解決手段】内燃機関用のスパークプラグ１は、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、カバー部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の先端側に先端露出部４１を露出させている。ハウジング２は、絶縁碍子３を内周側に保持する。カバー部５は、先端露出部４１を覆うようにハウジング２の先端部に設けられている。カバー部５には、カバー部５の内側の空間である副室５１とカバー部５の外部とを連通させる複数の貫通孔が形成されている。カバー部５における少なくとも一部の貫通孔は、貫通孔の内周端部５２１が、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となる第１貫通孔５２である。第１貫通孔５２の中心は、プラグ中心軸Ｃから離れている。【選択図】図１
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【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露出部（４１）を露出させた中心電極（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、
上記先端露出部を覆うように上記ハウジングの先端部に設けられたカバー部（５）と、を有し、
上記カバー部には、該カバー部の内側の空間である副室（５１）と上記カバー部の外部とを連通させる複数の貫通孔が形成されており、
上記カバー部における少なくとも一部の上記貫通孔は、該貫通孔の内周端部（５２１）が、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となる第１貫通孔（５２）であり、
該第１貫通孔の中心（Ｃ１）は、プラグ中心軸（Ｃ）から離れている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項２】
上記貫通孔として、上記第１貫通孔と、該第１貫通孔とは異なる第２貫通孔（５３）とを有し、プラグ軸方向から見て、上記第１貫通孔と上記プラグ中心軸との並び方向において、上記第２貫通孔は上記プラグ中心軸を挟んで上記第１貫通孔と反対側に形成されている、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１貫通孔の中心と、上記第２貫通孔の中心（Ｃ２）とを結ぶ線分の長さ（Ｌ）は、上記副室の半径（Ｒ）よりも長い、請求項２に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項４】
上記中心電極は、上記プラグ中心軸に対して交差する方向に突出した電極突出部（４１１）を有し、該電極突出部と上記第１貫通孔の上記内周端部との間に、上記放電ギャップが形成されている、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】
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を備えた内燃機関（１０）であって、
主燃焼室（６）と、
上記スパークプラグと、
上記主燃焼室に設けられた吸気バルブ（６２）及び排気バルブ（６３）と、を有し、
プラグ軸方向から見て、上記第１貫通孔は、上記プラグ中心軸よりも上記排気バルブに近い側に配されている、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】
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に記載されたスパークプラグは、主燃焼室と副室とを連通する複数の貫通孔を備える。そして、複数の貫通孔を偏在させることで、副室の中央部で火花放電を発生させた際、初期火炎は、電極から遠ざかる方向に成長する。その結果、初期火炎の熱を、電極によって奪われにくくすることで、副室内の燃焼を促進させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１５９７７８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、副室内の中央部は、気流が弱くなりやすい。それゆえ、特許文献１に記載のスパークプラグのように、放電ギャップが副室の中央部付近に配されていると、発生した火花放電が伸長しにくい。それゆえ、着火性を向上させる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の先端側に先端露出部（４１）を露出させた中心電極（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、
上記先端露出部を覆うように上記ハウジングの先端部に設けられたカバー部（５）と、を有し、
上記カバー部には、該カバー部の内側の空間である副室（５１）と上記カバー部の外部とを連通させる複数の貫通孔が形成されており、
上記カバー部における少なくとも一部の上記貫通孔は、該貫通孔の内周端部（５２１）が、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となる第１貫通孔（５２）であり、
該第１貫通孔の中心（Ｃ１）は、プラグ中心軸（Ｃ）から離れている、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
【０００７】
本発明の他の態様は、上記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（６）と、
上記スパークプラグと、
上記主燃焼室に設けられた吸気バルブ（６２）及び排気バルブ（６３）と、を有し、
プラグ軸方向から見て、上記第１貫通孔は、上記プラグ中心軸よりも上記排気バルブに近い側に配されている、内燃機関にある。
【発明の効果】
【０００８】
上記内燃機関用のスパークプラグは、第１貫通孔の内周端部と中心電極との間に放電ギャップを形成する。それゆえ、第１貫通孔の近傍に火花放電が生じ、初期火炎が生じることとなる。その結果、副室内と共に副室外にも火炎が伝播しやすい。
【０００９】
また、第１貫通孔の中心は、プラグ中心軸から離れている。この第１貫通孔を、プラグ軸方向から見て、プラグ中心軸よりも排気バルブに近い側に配する姿勢にて、スパークプラグを内燃機関に取り付けることで、第１貫通孔を通って副室から外部へ向かう気流が形成されやすい。それゆえ、この気流によって、火花放電を副室外へ伸ばすことも可能となる。その結果、着火性を向上させることができる。
【００１０】
上記内燃機関は、上記スパークプラグを有する。そして、プラグ軸方向から見て、第１貫通孔は、プラグ中心軸よりも排気バルブに近い。それゆえ、上記内燃機関は、着火性を向上させることができる。
【００１１】
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】
【００１２】
【図１】実施形態１における、スパークプラグの断面図。
【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、スパークプラグを先端側（Ｚ方向）から見た平面図。
【図４】図２におけるIV−IV線矢視断面相当の副室の断面図。
【図５】実施形態１における、スパークプラグの先端部を第１貫通孔の中心軸方向から見た平面図。
【図６】実施形態１における、スパークプラグを用いた内燃機関の断面図。
【図７】実施形態１における、スパークプラグを用いた内燃機関をＺ方向から見た平面図。
【図８】実施形態１における、火花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９】実施形態１における、火花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１０】実施形態２における、スパークプラグの先端部の断面図。
【図１１】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１２】実施形態４における、スパークプラグの先端部の断面図。
【図１３】実施形態５における、スパークプラグの先端部の断面図。
【図１４】実施形態６における、スパークプラグの先端部の断面図。
【図１５】図１４におけるXV−XV線矢視断面相当の電極突出部の断面図。
【図１６】実施形態６における、スパークプラグの先端部を第１貫通孔の中心軸方向から見た平面図。
【図１７】実施形態７における、スパークプラグの先端部の断面図。
【図１８】実施形態８における、スパークプラグの先端部の断面図。
【図１９】実施形態９における、スパークプラグの先端部の断面図。
【図２０】実施形態１０における、スパークプラグの先端部の断面図。
【図２１】実施形態１０における、スパークプラグを先端側（Ｚ方向）から見た平面図。
【図２２】実施形態１１における、スパークプラグの先端部を第１貫通孔の中心軸方向から見た平面図。
【図２３】実施形態１２における、スパークプラグの先端部の断面図。
【図２４】第２貫通孔を５個形成した、スパークプラグを先端側（Ｚ方向）から見た平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態１）
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に係る実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
本形態における内燃機関用のスパークプラグ１は、図１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、カバー部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の先端側に先端露出部４１を露出させている。ハウジング２は、絶縁碍子３を内周側に保持する。カバー部５は、先端露出部４１を覆うようにハウジング２の先端部に設けられている。
【００１４】
カバー部５には、カバー部５の内側の空間である副室５１とカバー部５の外部とを連通させる複数の貫通孔が形成されている。カバー部５における少なくとも一部の貫通孔は、第１貫通孔５２である。第１貫通孔５２は、図２に示すごとく、貫通孔の内周端部５２１が、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となる貫通孔である。第１貫通孔５２の中心Ｃ１は、図２に示すごとく、プラグ中心軸Ｃから離れている。
【００１５】
なお、本明細書において、スパークプラグ１の中心軸Ｃに平行な方向を、適宜、Ｚ方向という。また、Ｚ方向における点火コイルと接続される側を基端側といい、主燃焼室６内に配される側を先端側という。また、スパークプラグ１の中心軸Ｃを、単にプラグ中心軸Ｃという。
【００１６】
絶縁碍子３は、略円筒形状を呈する。絶縁碍子３は、例えばアルミナ等のセラミックからなる。中心電極４は、後述する電極突出部４１１を除き、略円柱形状を呈している。また、中心電極４は、図１に示すごとく、後述する電極突出部４１１を除き、その中心軸をプラグ中心軸Ｃと略一致させるよう配されている。
【００１７】
中心電極４は、図２に示すごとく、プラグ中心軸Ｃに対して交差する方向に突出した電極突出部４１１を有する。電極突出部４１１と第１貫通孔５２の内周端部５２１との間に、放電ギャップＧが形成されている。
【００１８】
電極突出部４１１は、図２に示すごとく、先端側へ行くほどプラグ中心軸Ｃから遠ざかるように、Ｚ方向に対して傾斜して形成されている。そして、電極突出部４１１の中心軸は、第１貫通孔５２の中心軸と略同軸上にある。また、電極突出部４１１は、その突出端に突出側端面４１２を有する。突出側端面４１２は、第１貫通孔５２と対向するように配されている。また、電極突出部４１１の突出側端面４１２は、第１貫通孔５２の内側開口端５２３と略同一面上に配置されている。
【００１９】
ハウジング２は、図１に示すごとく、略円筒形状を呈し、絶縁碍子３を内周側に保持する。ハウジング２は、図１〜図３、図６に示すごとく、スパークプラグ１を内燃機関１０のシリンダヘッド６１に取り付けるための取付ネジ部２１を有する。また、図１に示すごとく、取付ネジ部２１の基端側の外周には、シリンダヘッド６１とスパークプラグ１との間をシールするガスケット２２が配されている。そして、ハウジング２におけるガスケット２２の基端側には、シリンダヘッド６１に対してガスケット２２を介して圧接する座部２３が形成されている。座部２３は、取付ネジ部２１よりも外周側に突出するよう形成されている。
【００２０】
ハウジング２における取付ネジ部２１の先端側には、図２に示すごとく、カバー部５が設けられている。カバー部５の内側には、副室５１が形成される。
【００２１】
カバー部５は、図２、図３に示すごとく、貫通孔として、第１貫通孔５２と、第１貫通孔５２とは異なる第２貫通孔５３とを有する。また、図３に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見て、第１貫通孔５２とプラグ中心軸Ｃとの並び方向において、第２貫通孔５３はプラグ中心軸Ｃを挟んで第１貫通孔５２と反対側に形成されている。なお、図３において、Ｚ方向と直交する方向であって、第１貫通孔５２とプラグ中心軸Ｃとの並び方向を、適宜、Ｘ方向という。また、Ｘ方向におけるプラグ中心軸Ｃに対して第１貫通孔５２が形成された側をＸ２側、その反対側をＸ１側という。
【００２２】
すなわち、図３に示すごとく、Ｘ方向において、第１貫通孔５２は、プラグ中心軸ＣよりもＸ２側に設けられ、第２貫通孔５３は、プラグ中心軸ＣよりもＸ１側に設けられている。
【００２３】
第１貫通孔５２及び第２貫通孔５３は、図２に示すごとく、先端側へ行くほど外周側へ向かうように、Ｚ方向に対して傾斜して開口している。また、カバー部５には、図３に示すごとく、第１貫通孔５２が１個、第２貫通孔５３が３個、それぞれ形成されている。そして、図４に示すごとく（中心電極の図は省略）、Ｚ方向から見て、隣り合う２つの第２貫通孔５３同士は、プラグ周方向における配置間隔が、中心角にして鋭角となるように配されている。複数の第２貫通孔５３は、プラグ周方向に等間隔に配されている。また、第１貫通孔５２の直径は、第２貫通孔５３の直径よりも大きい。
【００２４】
また、第１貫通孔５２は、図４に示すごとく、スパークプラグ１をＺ方向から見たとき、第１貫通孔５２の中心Ｃ１、プラグ中心軸Ｃ、及び最もＸ１側に位置する第２貫通孔５３の中心Ｃ２がＸ方向と平行な直線上にのるよう配されている。
【００２５】
また、第１貫通孔５２の中心Ｃ１と、第２貫通孔５３の中心Ｃ２とを結ぶ線分の長さＬは、図４に示すごとく、副室５１の半径Ｒよりも長い。つまり、第１貫通孔５２の中心Ｃ１と、各第２貫通孔５３の中心Ｃ２とを結ぶ長さＬ（Ｌ１〜Ｌ３）は、カバー部５に形成された第２貫通孔５３のすべてにおいて、副室５１の半径Ｒよりも長い。ここで、副室５１の半径Ｒの長さは、図２に示すごとく、プラグ中心軸Ｃと直交する方向であって、スパークプラグ１の径方向における長さである。そして、半径Ｒの長さは、プラグ中心軸Ｃと副室５１の外周とを結ぶ線分の長さが最も長くなるＺ方向の位置における、当該線分の長さである。
【００２６】
また、第１貫通孔５２の直径は、図２、図５に示すごとく、電極突出部４１１の直径よりも大きい。そして、電極突出部４１１は、図５に示すごとく、第１貫通孔５２の中心軸方向からカバー部５を見たとき、電極突出部４１１の突出側端面４１２の全体が、第１貫通孔５２の内側に配されている。
【００２７】
次に、本形態における内燃機関１０について説明する。
本形態における内燃機関用のスパークプラグ１を備えた内燃機関１０は、図６に示すごとく、主燃焼室６と、スパークプラグ１と、主燃焼室６に設けられた吸気バルブ６２及び排気バルブ６３とを有する。本形態における内燃機関１０は、図７に示すごとく、プラグ軸方向から見て、第１貫通孔５２は、プラグ中心軸Ｃよりも排気バルブ６３に近い側に配されている。
【００２８】
内燃機関１０は、図６に示すごとく、シリンダヘッド６１と、シリンダブロック６５と、シリンダ６０内を往復運動するピストン６４とを備える。ピストン６４は、シリンダ６０内に、摺動可能に配置されている。そして、シリンダヘッド６１、シリンダブロック６５、及びピストン６４に囲まれて、主燃焼室６が形成される。シリンダヘッド６１には、吸気ポート６２１及び排気ポート６３１が形成されており、それぞれ吸気バルブ６２及び排気バルブ６３が備えられている。そして、シリンダヘッド６１における吸気ポート６２１と排気ポート６３１との間には、スパークプラグ１が配されている。また、図６において、吸気バルブ６２と排気バルブ６３との並び方向に、Ｘ方向が一致するような姿勢にて、スパークプラグ１が配されている。
【００２９】
また、本形態における内燃機関１０において、吸気ポート６２１及び排気ポート６３１は、それぞれ２箇所ずつ形成されている。これに伴い、主燃焼室６には、図７に示すごとく、吸気バルブ６２及び排気バルブ６３が、それぞれ２箇所ずつ備えられている。
【００３０】
２つの吸気バルブ６２と２つの排気バルブ６３とは、図７に示すごとく、スパークプラグ１の周りにおいて、周状に配列されている。スパークプラグ１の周りにおいて、２つの吸気バルブ６２同士が互いに隣り合い、２つの排気バルブ６３同士が互いに隣り合っている。図６に示すごとく、吸気ポート６２１及び排気ポート６３１は、その開口方向が主燃焼室６の中心軸側に向かうように、ピストン６４の進退方向に対して傾斜している。また、主燃焼室６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。
【００３１】
スパークプラグ１は、図６に示すごとく、ハウジング２の取付ネジ部２１を、シリンダヘッド６１に設けられた雌ネジ穴６１１に螺合することで、内燃機関１０に取り付けられる。例えば、取付ネジ部２１のネジの切り出し方と雌ネジ穴６１１の切り出し方などを調整することにより、内燃機関１０におけるスパークプラグ１の取付姿勢を調整することもできる。これにより、スパークプラグ１は、図６、図７に示すごとく、第１貫通孔５２を、排気バルブ６３に近い側に配することができる。
【００３２】
そして、図６に示すごとく、本形態のスパークプラグ１を内燃機関１０に取り付けた際、スパークプラグ１の先端部は、主燃焼室６へ突出している。すなわち、カバー部５を主燃焼室６に露出させており、第１貫通孔５２及び第２貫通孔５３を、主燃焼室６に露出させている。
【００３３】
内燃機関１０は、ピストン６４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、２つの吸気ポート６２１からガスが主燃焼室６内に導入され、排気行程において、２つの排気ポート６３１から主燃焼室６内のガスが排出される。
【００３４】
そして、主燃焼室６内においては、主として、図６の矢印Ａに示すごとく、ピストン６４の摺動方向に直交する方向の軸周りの気流Ａである、タンブル流が形成される。そして、この気流Ａは、主燃焼室６内のスパークプラグ１の先端部付近においては、吸気バルブ６２側から排気バルブ６３へ向かう向きとなる。より具体的には、図７に示すごとく、Ｚ方向から見たとき、２つの吸気ポート６２１の中間位置から、２つの排気ポート６３１の中間位置へ向かうＸ方向に沿った気流Ａが、スパークプラグ１の先端部付近の主な気流Ａとなる。
【００３５】
なお、主燃焼室６内の気流Ａ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Ａの向き、特に、点火タイミングにおける気流Ａは、概略定まっており、上述した気流Ａは、点火タイミングにおける主な気流Ａを意味する。
【００３６】
スパークプラグ１は、図６、図７に示すごとく、主燃焼室６において、第１貫通孔５２が、排気バルブ６３側、第２貫通孔５３が、吸気バルブ６２側を、それぞれ向くよう設置されている。それゆえ、第１貫通孔５２が、気流Ａの下流側、第２貫通孔５３が、気流の上流側を向くこととなる。そして、主燃焼室６の気流Ａは、第２貫通孔５３を通って副室５１に流入する。そして、副室５１に流入した気流Ａは、排気バルブ６３側に配された第１貫通孔５２を通って、主燃焼室６へと流れる。
【００３７】
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
本形態の内燃機関用のスパークプラグ１は、第１貫通孔５２の内周端部５２１と中心電極４との間に放電ギャップＧを形成する。それゆえ、第１貫通孔５２の近傍に火花放電Ｓが生じ、初期火炎が生じることとなる。その結果、副室５１内と共に副室５１外にも火炎が伝播しやすい。
【００３８】
また、第１貫通孔５２の中心Ｃ１は、プラグ中心軸Ｃから離れている。この第１貫通孔５２を、Ｚ方向から見て、プラグ中心軸Ｃよりも排気バルブ６３に近い側に配する姿勢にて、スパークプラグ１を内燃機関１０に取り付けることで、第１貫通孔５２を通って副室５１から外部へ向かう気流Ａが形成されやすい。それゆえ、この気流Ａによって、火花放電Ｓを副室５１外へ伸ばすことも可能となる。その結果、着火性を向上させることができる。
【００３９】
すなわち、主燃焼室６における第１貫通孔５２付近にて形成された火炎と、副室５１内にて着火して第１貫通孔５２から噴出する火炎との双方によって、主燃焼室６の混合気に着火させることができる。それゆえ、安定した着火性を得ることができる。
【００４０】
また、Ｚ方向から見たとき、Ｘ方向において、第２貫通孔５３はプラグ中心軸Ｃを挟んで第１貫通孔５２と反対側に形成されている。それゆえ、スパークプラグ１を内燃機関１０に設置した際、第１貫通孔５２を排気バルブ６３に近い側、そして第２貫通孔５３を吸気バルブ６２に近い側に配しやすい。その結果、第２貫通孔５３を通って主燃焼室６から副室５１へ流入する気流を確保しやすいと共に、第１貫通孔５２を通って副室５１から主燃焼室６へ向かう気流Ａを確保しやすい。
【００４１】
また、本形態におけるスパークプラグ１を備えた内燃機関１０において、スパークプラグ１の第１貫通孔５２は、主燃焼室６における気流Ａの下流側に配される。それゆえ、主燃焼室６における第１貫通孔５２の近傍は、副室５１よりも負圧になりやすい。その結果、副室５１から主燃焼室６へと流れる気流Ａを確保しやすい。
【００４２】
また、中心電極４は、電極突出部４１１を有し、電極突出部４１１と第１貫通孔５２の内周端部５２１との間に、放電ギャップＧが形成されている。それゆえ、第１貫通孔５２を、より排気バルブ６３に近い側に配しやすい。その結果、第１貫通孔５２を通って副室５１から主燃焼室６へと向かう気流Ａを一層確保しやすい。
【００４３】
また、第１貫通孔５２の中心Ｃ１と、第２貫通孔５３の中心Ｃ２とを結ぶ線分の長さＬは、副室５１の半径Ｒよりも長い。それゆえ、第１貫通孔５２と第２貫通孔５３との間の距離を確保しやすい。それゆえ、第１貫通孔５２の近傍にて形成された初期火炎が成長し、副室５１内の圧力が充分に上昇した後に、第２貫通孔５３を介して、副室５１から主燃焼室６へと火炎を勢いよく噴出させやすい。その結果、主燃焼室６の着火性を向上させることができる。
【００４４】
また、第１貫通孔５２の外側開口端５２４は、内側開口端５２３よりも電極突出部４１１の突出端からの距離が長い。それゆえ、火花放電Ｓの接地側起点Ｓ１は、図８、図９に示すごとく、放電ギャップＧに生じた火花放電Ｓが気流Ａに押される際、内周端部５２１に沿って、第１貫通孔５２の内側開口端５２３から外側開口端５２４に向かって移動しやすい。つまり、接地側起点Ｓ１は、中心電極４から遠ざかる方向に移動しやすい。それゆえ、火花放電Ｓの両起点間の直線距離を稼ぎやすい。それゆえ、火花放電Ｓは、主燃焼室６に向かって大きく膨らむように伸長することで、混合気との接触面積を稼ぎやすい。その結果、着火性を向上させることができる。
【００４５】
以上のごとく、本実施形態によれば、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。
【００４６】
（実施形態２）
本形態のスパークプラグ１は、実施形態１のスパークプラグ１に対して、第１貫通孔５２及び第２貫通孔５３の形状を変更した形態である。
【００４７】
第１貫通孔５２は、図１０に示すごとく、副室５１から外部に向けて縮径したテーパ形状を有する。また、第２貫通孔５３は、外部から副室５１に向けて縮径したテーパ形状を有する。つまり、第１貫通孔５２の外側開口端５２４の直径は、内側開口端５２３の直径と比べて小さくなっている。また、第２貫通孔５３の内側開口端５３３の直径は、外側開口端５３４の直径と比べて小さくなっている。
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。
【００４８】
本形態のスパークプラグ１は、第２貫通孔５３の内側開口端５３３の直径が、外側開口端５３４の直径と比べて小さくなっている。それゆえ、第２貫通孔５３を通って、外部から副室５１へと流入する気流Ａの流速を向上させやすい。それゆえ、副室５１内の気流が形成されやすい。その結果、第１貫通孔５２を通って副室５１から主燃焼室６へ向かう気流Ａを形成しやすい。
【００４９】
また、本形態のスパークプラグ１は、第１貫通孔５２の外側開口端５２４の直径が、内側開口端５２３の直径と比べて小さくなっている。それゆえ、第１貫通孔５２を通って、副室５１から主燃焼室６へと向かう気流Ａの流速を向上させやすい。その結果、火花放電Ｓは、主燃焼室６へ向かって一層伸長しやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００５０】
（実施形態３）
本形態のスパークプラグ１は、実施形態１のスパークプラグ１に対して、第２貫通孔５３の形状を変更した形態である。
【００５１】
本形態のスパークプラグ１は、図１１に示すごとく、第２貫通孔５３が、副室５１から外部に向けて縮径したテーパ形状を有する。つまり、第２貫通孔５３の外側開口端５３４の直径は、内側開口端５３３の直径と比べて小さくなっている。
その他は、実施形態１と同様である。
【００５２】
本形態のスパークプラグ１は、第２貫通孔５３の外側開口端５３４の直径が、内側開口端５３３の直径と比べて小さくなっている。それゆえ、内燃機関１０に設置したスパークプラグ１は、副室５１の混合気の燃焼によって副室５１内の圧力が上昇した際に、副室５１から主燃焼室６に向けて、勢いよく火炎を噴出させることができる。その結果、主燃焼室６の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。
【００５３】
（実施形態４）
本形態のスパークプラグ１は、実施形態１のスパークプラグ１に対して、中心電極４の電極突出部４１１の配置を変更した形態である。
【００５４】
本形態のスパークプラグ１は、図１２に示すごとく、電極突出部４１１の突出側端面４１２が、第１貫通孔５２の内側開口端５２３よりも、副室５１の中心側に配されている。
その他は、実施形態１と同様である。
【００５５】
本形態のスパークプラグ１は、電極突出部４１１の突出側端面４１２が、内側開口端５２３よりも副室５１の中心側に配されている。それゆえ、電極突出部４１１と内周端部５２１との間の放電ギャップＧに発生する火花放電Ｓは、副室５１内の混合気との接触面積を稼ぎやすい。その結果、副室５１内の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。
【００５６】
（実施形態５）
本形態のスパークプラグ１は、実施形態１のスパークプラグ１に対して、中心電極４の電極突出部４１１の配置を変更した形態である。
【００５７】
本形態のスパークプラグ１は、図１３に示すごとく、電極突出部４１１の突出側端面４１２が、第１貫通孔５２の内側に配されている。
その他は、実施形態１と同様である。
なお、突出側端面４１２は、第１貫通孔５２の外側開口端５２４と、同一面上に配されていても良い。
【００５８】
本形態のスパークプラグ１は、電極突出部４１１の一部が第１貫通孔５２の内側に配されている。それゆえ、第１貫通孔５２と電極突出部４１１との間における流路の流路断面積が小さくなっている。それゆえ、第１貫通孔５２を通る、副室５１から外部へ向かう気流Ａの速度を速くしやすい。その結果、放電ギャップＧに生じた火花放電Ｓは、外部に向かって一層伸長しやすい。
【００５９】
また、放電ギャップＧは、より主燃焼室６に近い位置に配される。それゆえ、放電ギャップＧに生じた火花放電Ｓを、主燃焼室６へと伸長させやすい。その結果、主燃焼室６の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。
【００６０】
（実施形態６）
本形態のスパークプラグ１は、実施形態１のスパークプラグ１に対して、中心電極４の電極突出部４１１の形状を変更した形態である。
【００６１】
本形態のスパークプラグ１は、図１４、図１５に示すごとく、電極突出部４１１の軸方向に沿った外周面の一部に平坦面４１３を有する。平坦面４１３は、斜め先端側を向いている。そして、図１６に示すごとく、第１貫通孔５２の中心軸方向から見ると、電極突出部４１１の平坦面４１３と、第１貫通孔５２の内周端部５２１との間に隙間が形成されている。
【００６２】
本形態における電極突出部４１１は、例えば、略円柱形状を有する電極突出部４１１を、切削加工によって成形することで形成される。
その他は、実施形態１と同様である。
【００６３】
本形態のスパークプラグ１においては、副室５１内の気流Ａが、電極突出部４１１の平坦面４１３に沿って、第１貫通孔５２に向かいやすい。その結果、第１貫通孔５２を通って副室５１から主燃焼室６へ向かう気流Ａを確保しやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００６４】
（実施形態７）
本形態のスパークプラグ１は、実施形態１のスパークプラグ１に対して、カバー部５の内側面の形状を変更した形態である。
【００６５】
本形態のカバー部５は、図１７に示すごとく、第１貫通孔５２よりも基端側の一部において、内側に向かって突出した内側凸部５７を有する。内側凸部５７は、斜め先端側を向いたガイド面５７１を有する。ガイド面５７１は、スパークプラグ１の先端側へ向かうに従い、径方向における外側に向かうよう形成されている。
内側凸部５７は、例えば、溶接等によって凸状部材をカバー部５の内側に接合することで形成することができる。
本形態においては、ガイド面５７１の先端は、内周端部５２１の内側開口端５２３と一致している。
その他は、実施形態１と同様である。
【００６６】
本形態のスパークプラグ１は、第１貫通孔５２の基端側において、内側凸部５７のガイド面５７１が、先端側へ向かうに従い、径方向における外側に向かうよう形成されている。それゆえ、副室５１内の気流Ａは、内側凸部５７のガイド面５７１に沿って、第１貫通孔５２に向かいやすい。その結果、第１貫通孔５２を通って副室５１から外部へ向かう気流Ａを確保しやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００６７】
（実施形態８）
本形態のスパークプラグ１は、実施形態１のスパークプラグ１に対して、カバー部５の外側の形状を変更した形態である。
【００６８】
本形態のスパークプラグ１は、図１８に示すごとく、カバー部５の先端側の端部が、先端側に向かって突出した、先端凸部５８を有する。そして、先端凸部５８が形成されることによって、カバー部５の外側に段差部５８１が形成される。段差部５８１は、第１貫通孔５２の近傍にも形成される。また、先端凸部５８の先端面５４は、Ｚ方向と直交するように、平面状に形成されている。
その他は、実施形態１と同様である。
【００６９】
本形態においては、主燃焼室６の気流Ａは、先端凸部５８の先端面５４に沿って、Ｘ１側からＸ２側へと流れやすい。そして、先端面５４に沿って流れる気流Ａは、主燃焼室６における段差部５８１においてカバー部５の表面から剥離し、当該段差部５８１のＸ２側の位置に負圧を形成しやすい。それゆえ、主燃焼室６における第１貫通孔５２の近傍は、副室５１よりも負圧になりやすい。その結果、第１貫通孔５２を通る、副室５１から主燃焼室６へ向かう気流Ａの速度を速くしやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００７０】
（実施形態９）
本形態のスパークプラグ１は、実施形態８のスパークプラグ１に対して、先端凸部５８の形状を変更した形態である。
【００７１】
本形態のスパークプラグ１は、図１９に示すごとく、先端凸部５８の先端面５４が、Ｘ１側からＸ２側に向かうにつれて先端側へ向かうように、Ｘ方向に対して傾斜している。また、段差部５８１は、第１貫通孔５２の近傍にも形成される。
その他は、実施形態８と同様である。
【００７２】
本形態のスパークプラグ１は、先端凸部５８の先端面５４が、Ｘ１側からＸ２側に向かうにつれて先端側へ向かうよう形成されている。それゆえ、主燃焼室６において、段差部５８１近傍に、斜め先端側へ向かう気流を形成しやすい。その結果、第１貫通孔５２近傍の火炎を先端側へ引き伸ばしやすい。
その他、実施形態８と同様の作用効果を有する。
【００７３】
（実施形態１０）
本形態のスパークプラグ１は、実施形態１のスパークプラグ１に対して、カバー部５の外側の形状を変更した形態である。
【００７４】
本形態のスパークプラグ１は、図２０、図２１に示すごとく、カバー部５のＸ２方向を向く第１側面５５が、Ｘ方向と直交するように、平面状に形成されている。また、第１側面５５は、Ｚ方向と直交するように平面状に形成された先端面５４と、直交するように交わっている。そして、当該交わっている部分において、先端面５４及び第１側面５５のＹ方向の幅は、図２１に示すごとく、カバー部５のＹ方向の最大幅と、略同等である。なお、Ｘ方向とＺ方向の両方に直交する方向を、適宜、Ｙ方向という。
【００７５】
また、プラグ中心軸Ｃを挟んで、カバー部５におけるＹ方向の両側に配される第２側面５６は、プラグ中心軸ＣよりもＸ２側において、Ｙ方向と直交するように、平面状に形成されている。そして、双方の第２側面５６は、先端面５４及び第１側面５５と直交するように交わっている。
その他は、実施形態１と同様である。
【００７６】
本形態のスパークプラグ１は、第１側面５５、先端面５４、及び双方の第２側面５６が、平面状に形成されている。そして、本形態のスパークプラグ１を内燃機関１０に設置した際、主燃焼室６の気流Ａは、カバー部５の先端面５４及び双方の第２側面５６に沿って、Ｘ１側からＸ２側へと流れやすい。そして、気流Ａは、第１側面５５から剥離しやすい。そのため、第１側面５５における先端部付近及びＹ方向の両端部付近に対向する位置に負圧を形成しやすい。それゆえ、主燃焼室６における第１貫通孔５２の近傍は、副室５１よりも負圧になりやすい。その結果、第１貫通孔５２を通る、副室５１から主燃焼室６へ向かう気流Ａの速度を速くしやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００７７】
（実施形態１１）
本形態のスパークプラグ１は、実施形態１のスパークプラグ１に対して、第１貫通孔５２の形状を変更した形態である。
【００７８】
本形態の第１貫通孔５２は、図２２に示すごとく、第１貫通孔５２の中心軸方向から見ると、略楕円形状となっている。そして、電極突出部４１１から第１貫通孔５２の内周端部５２１までの距離は、第１貫通孔５２の長径方向で最大となり、短径方向で最小となる。また、第１貫通孔は、Ｚ方向に長径となっている。
その他は、実施形態１と同様である。
なお、第１貫通孔５２の形状は、楕円形状に限らず、例えば楕円に該当しない長円形状や、長方形状その他の多角形状とすることもできる。
【００７９】
本形態のスパークプラグ１において、電極突出部４１１から内周端部５２１までの距離は、第１貫通孔５２の短径方向で最小となる。それゆえ、電極突出部４１１は、第１貫通孔５２の短径方向に位置する内周端部５２１との間で放電ギャップＧを形成しやすい。それゆえ、スパークプラグ１の組み付け時において、電極突出部４１１の位置が、第１貫通孔５２の長径方向にずれたとしても、確実に放電ギャップＧを確保しやすい。その結果、スパークプラグ１の組み付け時において、放電ギャップＧを形成しやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００８０】
（実施形態１２）
本形態のスパークプラグ１は、実施形態１のスパークプラグ１に対して、中心電極４の形状、及び第１貫通孔５２の位置を変更した形態である。
【００８１】
本形態のスパークプラグ１は、図２３に示すごとく、先端露出部４１を含む中心電極４の中心軸が、プラグ中心軸Ｃと略同軸上にある。つまり、中心電極４は、電極突出部４１１（図２参照）を有さない。また、中心電極４の突出側端面４１２は、第１貫通孔５２の内側開口端５２３よりも、基端側に配されている。
【００８２】
第１貫通孔５２は、プラグ中心軸ＣよりもＸ２側に配されている。そして、プラグ中心軸Ｃは、第１貫通孔５２を通らない。また、第１貫通孔５２は、カバー部５の先端面５４を通って、副室５１と外部（すなわち主燃焼室６）とを連通するように形成されている。
その他は、実施形態１と同様である。
【００８３】
本形態のスパークプラグ１は、中心電極４の中心軸が、プラグ中心軸Ｃと略同軸上にある。それゆえ、スパークプラグ１の組み付け時において、放電ギャップＧを調整しやすい。
また、電極突出部４１１（図２参照）を設けないため、スパークプラグ１を簡素化しやすい。
【００８４】
また、第１貫通孔５２は、カバー部５の先端面５４を通って、副室５１と外部とを連通している。それゆえ、スパークプラグ１を内燃機関１０に取り付けた際、副室５１内の混合気の燃焼によって生じた火炎は、第１貫通孔５２を通って、主燃焼室６の先端側に向かって噴出しやすい。その結果、主燃焼室６の広範囲に向けて、火炎を噴出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。
【００８５】
上記実施形態１〜１１においては、中心電極４の先端露出部４１及び電極突出部４１１が、絶縁碍子３の内周側に保持された部位と一体的に形成されている。ただし、先端露出部４１又は電極突出部４１１の少なくとも一部を、それよりも基端側の部位に溶接などの方法で接合した構成とすることもできる。
【００８６】
また、上記実施形態のスパークプラグ１は、カバー部５において、第２貫通孔５３が３個形成されている。ただし、第２貫通孔５３の数は、内燃機関の条件等によって適宜変更できる。したがって、第２貫通孔５３の数は、１個又は２個とすることもできる。また、第２貫通孔５３は、４個以上形成することもできる。その一例として、図２４に、第２貫通孔５３を５個形成した例を示す。
【００８７】
また、第２貫通孔５３の径の大きさについても、内燃機関の条件等によって適宜変更できる。したがって、上記実施形態のスパークプラグ１で示したものに限定されない。
【００８８】
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】
【００８９】
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  先端露出部
５  カバー部
５１  副室
５２  第１貫通孔
５２１  内周端部
Ｇ  放電ギャップ
Ｃ  プラグ中心軸
Ｃ１  第１貫通孔の中心
【図１】
2020187892.tif 000003
【図２】
2020187892.tif 000004
【図３】
2020187892.tif 000005
【図４】
2020187892.tif 000006
【図５】
2020187892.tif 000007
【図６】
2020187892.tif 000008
【図７】
2020187892.tif 000009
【図８】
2020187892.tif 000010
【図９】
2020187892.tif 000011
【図１０】
2020187892.tif 000012
【図１１】
2020187892.tif 000013
【図１２】
2020187892.tif 000014
【図１３】
2020187892.tif 000015
【図１４】
2020187892.tif 000016
【図１５】
2020187892.tif 000017
【図１６】
2020187892.tif 000018
【図１７】
2020187892.tif 000019
【図１８】
2020187892.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
2020187892.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
2020187892.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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