JP2009004257A - スパークプラグ取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】着火性に優れたスパークプラグ取付構造を提供すること。
【解決手段】スパークプラグ１をエンジンヘッド７０に取り付けてなるスパークプラグ取付構造１０。スパークプラグ１は、スパークプラグ１をエンジンヘッド７０のプラグ取付孔７１に取り付けるための取付金具２と、取付金具２の内側に保持された絶縁碍子３と、絶縁碍子３の内側に保持された中心電極４と、中心電極４との間に火花放電ギャップ１１を形成する接地電極５とを有する。取付金具２が絶縁碍子３を係止する係止部２１よりも燃焼室７側における取付金具２と絶縁碍子３との間には、燃焼室７側に開口したポケット部１２が形成されている。取付金具２の金具先端面２２は、内側へ向かうにつれてポケット部１２の奥へ向かうように傾斜している。金具先端面２２の外側端部２２１は、燃焼室７の内壁面７２よりも燃焼室７側に突出している。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室に供給される混合気に点火するためのスパークプラグをエンジンヘッドに取り付けてなるスパークプラグ取付構造に関する。

自動車のエンジン等の内燃機関には、燃焼室に供給される混合気に点火するためのスパークプラグが取付けられている。スパークプラグは、中心電極と接地電極との間の火花放電ギャップにおいて火花放電を起こすことにより混合気に点火する。これにより、火炎核が形成されると共にその周囲に火炎が成長していき着火することとなる。
しかし、この火炎が燃焼室の内壁面に近い位置において形成されると、内壁面によって火炎が冷却されて火炎の成長が妨げられてしまい、着火性が低下するおそれがある。

このような燃焼室の内壁面による火炎の冷却を防ぐべく、スパークプラグの火花放電ギャップを燃焼室の奥まで大きく突き出すことも考えられるが、その場合には、接地電極の温度が高くなりすぎて、着火のタイミングが早まってしまうプレイグニッションが生じやすくなるという問題がある。

また、取付金具の側部に連通孔を設けると共に、燃焼室から上記連通孔に繋がる連通路をエンジンヘッドに設けることにより、燃焼室内の気流を、上記連通路と上記連通孔を通じて、取付金具と絶縁碍子との間に燃焼室側に開口したポケット部に導入するよう構成した点火栓装置が提案されている（特許文献１）。これにより、ポケット部において燃焼室側へ向かう気流が形成されて、ポケット部に侵入した混合気も燃焼室内に押し出されて燃焼されるようにしている。
この構造を利用して、火花放電ギャップに生じた火花を燃焼室における内壁面から離れた位置に移動させて混合気に点火するように構成することも考えられる。

しかしながら、かかる構成を採るためには、エンジンヘッドに連通路を形成するなど、実際の加工が極めて困難となるおそれがあるという問題がある。また、スパークプラグを取付ける際にも、エンジンヘッドに形成した連通路とスパークプラグの取付金具に形成した連通孔との位置が一致するようにする必要がある。そのため、取付作業性においても不利であって、上記の構成は現実的ではない。

実開平５−８７２７４号公報

本発明は、かかる従来の問題に鑑みてなされたもので、着火性に優れたスパークプラグ取付構造を提供しようとするものである。

第１の発明は、内燃機関の燃焼室に供給される混合気に点火するためのスパークプラグをエンジンヘッドに取り付けてなるスパークプラグ取付構造であって、
上記スパークプラグは、該スパークプラグを上記エンジンヘッドのプラグ取付孔に取り付けるための取付金具と、該取付金具の内側に保持された絶縁碍子と、該絶縁碍子の内側に保持された中心電極と、該中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを有し、
上記取付金具が上記絶縁碍子を係止する係止部よりも上記燃焼室側における上記取付金具と上記絶縁碍子との間には、上記燃焼室側に開口したポケット部が形成されており、
上記取付金具の金具先端面は、内側へ向かうにつれて上記ポケット部の奥へ向かうように傾斜しており、
上記金具先端面の外側端部は、上記燃焼室の内壁面よりも上記燃焼室側に突出していることを特徴とするスパークプラグ取付構造にある（請求項１）。

次に、本発明の作用効果につき説明する。
内燃機関の燃焼室においては、通常、スパークプラグの軸方向に対して略直交する方向に気流（スワール流またはタンブル流）が形成される。それ故、この気流の方向が特に変化しないとしたら、火花放電ギャップにおいて生じた火花は、この気流の方向すなわち燃焼室の内壁面と略平行な方向に流されるだけである。ところが、上記スパークプラグ取付構造においては、上記金具先端面の外側端部が燃焼室の内壁面よりも燃焼室側に突出している。そのため、上記の気流が、取付金具の先端部の外側面に衝突して、この部分において渦が形成される。この渦の形成によって、ポケット部の開口部の周辺において気流の向きが変化し、ポケット部の奥へと向かう気流も形成される。

また、上記取付金具の金具先端面は、内側へ向かうにつれて上記ポケット部の奥へ向かうように傾斜している。そのため、上述のごとくポケット部の開口部の周辺において向きの変化した気流が、金具先端面の傾斜に沿ってポケット部に侵入しやすい。これにより、一部の気流がポケット部の奥へ向かって侵入することとなる。

そうすると、ポケット部に侵入してポケット部から燃焼室へ押し出される気流が形成される。このポケット部から押し出される気流によって、火花放電ギャップにおいて形成された火花が、燃焼室における内壁面から遠ざかる方向へ流される。その結果、内壁面から遠い位置において混合気に点火され火炎核が形成される。そのため、火炎が成長しやすくなり、着火性を向上させることができる。

以上のごとく、本発明によれば、着火性に優れたスパークプラグ取付構造を提供することができる。

第２の発明は、内燃機関の燃焼室に供給される混合気に点火するためのスパークプラグをエンジンヘッドに取り付けてなるスパークプラグ取付構造であって、
上記スパークプラグは、該スパークプラグを上記エンジンヘッドのプラグ取付孔に取り付けるための取付金具と、該取付金具の内側に保持された絶縁碍子と、該絶縁碍子の内側に保持された中心電極と、該中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを有し、
上記取付金具が上記絶縁碍子を係止する係止部よりも上記燃焼室側における上記取付金具と上記絶縁碍子との間には、上記燃焼室側に開口したポケット部が形成されており、
上記取付金具の金具先端面は、内側へ向かうにつれて上記ポケット部の奥へ向かうように傾斜しており、
上記金具先端面の外周には、上記金具先端面の外側端部よりも後退した溝部が形成されていることを特徴とするスパークプラグ取付構造にある（請求項４）。

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記第２の発明にかかるスパークプラグ取付構造においては、上記金具先端面の外周に、上記金具先端面の外側端部よりも後退した溝部が形成されている。これにより、燃焼室の内壁面に沿った気流が、上記溝部の形成部分の近傍において乱れて渦を形成する。そのため、上記第１の発明にかかるスパークプラグ取付構造の場合と同様の気流が新たに形成されて、火花放電ギャップの火花が、燃焼室における内壁面から遠ざかる方向へ流される。その結果、内壁面から遠い位置において混合気に点火され火炎核が形成される。そのため、火炎が成長しやすくなり、着火性を向上させることができる。

以上のごとく、本発明によれば、着火性に優れたスパークプラグ取付構造を提供することができる。

上記第１の発明（請求項１）及び上記第２の発明（請求項４）において、上記取付金具の金具先端面は、上記スパークプラグの中心軸を含む平面による断面形状が、直線状であってもよいし、曲線状であってもよい。なお、上記金具先端面の断面形状を曲線状とする場合には、凸状の曲線状とすることが好ましい。
また、本明細書において、スパークプラグにおける燃焼室に向かう側を、スパークプラグの先端側とし、その反対側を後端側として説明する。

上記第１の発明（請求項１）において、上記金具先端面は、上記燃焼室の内壁面に対する傾斜角度が２０〜４０°であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、燃焼室内の気流が上記金具先端面に沿ってポケット部に侵入しやすい。それ故、ポケット部に侵入してポケット部から燃焼室へ押し出される気流が形成されやすくなり、着火性を効果的に向上させることができる。

上記傾斜角度が２０°未満の場合には、ポケット部に侵入してポケット部から燃焼室へ押し出される気流を充分に形成することが困難となり、着火性の向上を図ることが困難となるおそれがある。一方、上記傾斜角度が４０°を超える場合には、燃焼室の内壁面に沿う気流の方向が金具先端面に沿う方向に変化し難くなるおそれがある。そのため、ポケット部に侵入してポケット部から燃焼室へ押し出される気流を充分に形成することが困難となり、着火性の向上を図ることが困難となるおそれがある。
なお、上記傾斜角度の基準となる上記燃焼室の内壁面は、上記スパークプラグを取付けたプラグ取付孔の開口部に隣接する位置の内壁面であり、スパークプラグの中心軸と直交する面である。

また、上記金具先端面の外側端部は、上記燃焼室の内壁面からの突出量が０．５〜１．５ｍｍであることが好ましい（請求項３）。
この場合には、燃焼室内の気流が取付金具の先端部付近において渦を形成しやすくなる。これにより、気流が上記金具先端面に沿ってポケット部に侵入しやすくなる。それ故、ポケット部に侵入してポケット部から燃焼室へ押し出される気流が形成されやすくなり、着火性を効果的に向上させることができる。

上記突出量が０．５ｍｍ未満の場合には、取付金具の先端部付近において気流の渦を充分に形成し難くなるおそれがある。一方、上記突出量が１．５ｍｍを超える場合には、取付金具の先端部付近において形成される気流の渦の大きさが大きくなりすぎるために、ポケット部へ侵入する気流が形成され難くなるおそれがある。

次に、上記第２の発明（請求項４）において、上記溝部は、上記取付金具の先端部の外側面と、上記燃焼室の内壁面から突出した突出部との間に形成することができる（請求項５）。
この場合には、上記取付金具の先端部を上記燃焼室の内壁面から突出して配置することにより、上記溝部を容易に形成することができる。

また、上記溝部は、上記取付金具の先端部の外側面と、上記燃焼室の内壁面を上記プラグ取付孔の開口端において切り欠いたヘッド切欠部との間に形成することもできる（請求項６）。
この場合には、上記取付金具の先端部を上記燃焼室の内壁面から突出させることなく、上記溝部を形成することができる。
なお、本発明の構成において、上記取付金具の先端部を上記燃焼室の内壁面から突出させてもよい。

また、上記溝部は、上記取付金具の先端部の外側面と、上記プラグ取付孔の開口部の内側面との間に形成することもできる（請求項７）。
この場合には、上記取付金具の先端部の外径を上記プラグ取付孔の内径よりも小さくしておくことにより、燃焼室の内壁面に特別な加工を施すことなく、容易に上記溝部を形成することができる。

また、上記溝部は、上記金具先端面の外側端部からの後退深さが０．５〜１．５ｍｍであることが好ましい（請求項８）。
上記後退深さが０．５ｍｍ未満の場合には、取付金具の先端部付近において気流の渦を充分に形成し難くなるおそれがある。一方、上記後退深さが１．５ｍｍを超える場合には、取付金具の先端部付近において形成される気流の渦の大きさが大きくなりすぎるために、ポケット部へ侵入する気流が形成され難くなるおそれがある。

（実施例１）
本発明の実施例にかかるスパークプラグ取付構造につき、図１〜図３を用いて説明する。
本例のスパークプラグ取付構造１０は、図１に示すごとく、内燃機関の燃焼室７に供給される混合気に点火するためのスパークプラグ１をエンジンヘッド７０に取り付けてなる。
スパークプラグ１は、該スパークプラグ１をエンジンヘッド７０のプラグ取付孔７１に取り付けるための取付金具２と、該取付金具２の内側に保持された絶縁碍子３と、該絶縁碍子３の内側に保持された中心電極４と、該中心電極４との間に火花放電ギャップ１１を形成する接地電極５とを有する。

取付金具２が絶縁碍子３を係止する係止部２１よりも燃焼室７側における取付金具２と絶縁碍子３との間には、燃焼室７側に開口したポケット部１２が形成されている。
取付金具２の金具先端面２２は、内側へ向かうにつれてポケット部１２の奥へ向かうように傾斜している。
金具先端面２２の外側端部２２１は、燃焼室７の内壁面７２よりも燃焼室７側に突出している。

スパークプラグ１における取付金具２は、外側面に雄ネジを設けてなり、エンジンヘッド７０のプラグ取付孔７１の内側面に形成した雌ネジに螺合している。取付金具２は、略円筒形状を有し、その内側に絶縁碍子３を保持している。すなわち、取付金具２の内側面の一部に、内側に突出した係止部２１が形成されており、該係止部２１において、パッキン（図示略）を介して絶縁碍子３の段部３１を係止している。

また、取付金具２の先端における円環状の金具先端面２２が、内側に向かうほどポケット部１２の奥（スパークプラグ１の後端側）に向かうように傾斜している。本例においては、金具先端面２２は、スパークプラグ１の中心軸を含む平面による断面形状（図１〜図３に表れる断面形状）が直線状となるテーパ形状を有する。
図３に示すごとく、燃焼室７の内壁面７２に対する金具先端面２２の傾斜角度θは、２０〜４０°である。

また、絶縁碍子３における上記段部３１よりも先端側（燃焼室７側）には、先端へ向かうほど縮径するテーパ形状を有する脚部３２が形成されている。この脚部３２の外側面と取付金具２の内側面との間に、上記ポケット部１２が形成されている。
また、絶縁碍子３も略円筒形状を有しており、その内側に中心電極４が保持され、中心電極４は、絶縁碍子３の先端部よりも先端側（燃焼室７側）に突出している。また、絶縁碍子３の先端部は、取付金具２の先端部（金具先端面２２の外側端部２２１）よりも先端側（燃焼室７側）に突出している。

また、取付金具２における金具先端面２２の外側端部２２１は、燃焼室７の内壁面７２から、先端側（燃焼室７側）に突出している。図３に示すごとく、燃焼室７の内壁面７２からの金具先端面２２の外側端部２２１の突出量Ｈは、０．５〜１．５ｍｍである。
また、接地電極５は、取付金具２の先端面に後端部を接合していると共に略Ｌ字状に屈曲して中心電極４の先端側に、火花放電ギャップ１１を介して対向配置されている。

なお、図１〜図３は、スパークプラグ１の中心軸を含む平面によってエンジンヘッド７０及び取付金具２を切った断面を表すが、取付金具２の内側における構成要素（絶縁碍子３等）は側面図として表してある。後述する図６、図７、図９〜図１１についても同様である。

次に、本例の作用効果につき説明する。
図２に示すごとく、内燃機関の燃焼室７においては、通常、スパークプラグ１の軸方向に対して略直交する方向に気流Ａ１（スワール流またはタンブル流）が形成される。それ故、この気流Ａ１の方向が特に変化しないとしたら、火花放電ギャップ１１において生じた火花は、この気流Ａ１の方向すなわち燃焼室７の内壁面７２と略平行な方向に流されるだけである（図２のＳ１）。ところが、本例のスパークプラグ取付構造１０においては、金具先端面２２の外側端部２２１が燃焼室７の内壁面７２よりも燃焼室７側に突出している。そのため、上記の気流Ａ１が、取付金具２の先端部の外側面２３に衝突して、この部分において渦Ａ２が形成される。この渦Ａ２の形成によって、ポケット部１２の開口部の周辺において気流の向きが変化し、ポケット部１２の奥へと向かう気流Ａ３も形成される。

また、取付金具２の金具先端面２２は、内側へ向かうにつれてポケット部１２の奥へ向かうように傾斜している。そのため、上述のごとくポケット部１２の開口部の周辺において向きの変化した気流Ａ３が、金具先端面２２の傾斜に沿ってポケット部１２に侵入しやすい。これにより、一部の気流Ａ３がポケット部１２の奥へ向かって侵入することとなる。

そうすると、ポケット部１２に侵入してポケット部１２から燃焼室７へ押し出される気流Ａ４が形成される。このポケット部１２から押し出される気流Ａ４によって、火花放電ギャップ１１において形成された火花が、燃焼室７における内壁面７２から遠ざかる方向へ流される（図２のＳ２）。その結果、内壁面７２から遠い位置において混合気に点火され火炎核が形成される。そのため、火炎が成長しやすくなり、着火性を向上させることができる。

また、金具先端面２２の傾斜角度θが２０〜４０°であるため、燃焼室７内の気流が金具先端面２２に沿ってポケット部１２に侵入しやすい。それ故、ポケット部１２に侵入してポケット部１２から燃焼室７へ押し出される気流Ａ３、Ａ４が形成されやすくなり、着火性を効果的に向上させることができる。

また、燃焼室７の内壁面７２からの金具先端面２２の外側端部２２１の突出量Ｈが０．５〜１．５ｍｍであるため、燃焼室７内の気流が取付金具２の先端部付近において渦Ａ２を形成しやすくなる。これにより、気流Ａ３が金具先端面２２に沿ってポケット部１２に侵入しやすくなる。それ故、ポケット部１２に侵入してポケット部１２から燃焼室７へ押し出される気流Ａ３、Ａ４が形成されやすくなり、着火性を効果的に向上させることができる。

以上のごとく、本例によれば、着火性に優れたスパークプラグ取付構造を提供することができる。

（実験例１）
本例は、図４に示すごとく、取付金具２の金具先端面２２の傾斜角度θと、火花放電ギャップ１１において発生する火花（図３の符号Ｓ）の放電位置Ｚとの関係を調べた例である。
すなわち、実施例１に示した構成のスパークプラグ取付構造１０において、金具先端面２２の外側端部２２１の突出量Ｈを１ｍｍと一定として、上記傾斜角度θを１５〜４５°の間で５°刻みで変化させたサンプルを用意した。そして、これらのスパークプラグ１をエンジンヘッド７０に取付け、燃焼室７の内壁面７２に沿った気流Ａ１を１０ｍ／秒の速度にて流した。

この状態において、スパークプラグ１に電圧をかけて、火花放電を１００回繰り返し、火花Ｓを観測した。これらの火花Ｓにおける最も先端側（燃焼室７の内壁面７２から遠い側）の位置を、接地電極５の背面５１（火花放電ギャップ１１側と反対側の面）を基準として測定した。ここで、測定値（放電位置Ｚ）は、接地電極５の背面５１から燃焼室７の内壁面７２に近い側をプラス、その反対をマイナスとした。
各水準における、１００回分の測定データの平均値を図４に示す。

同図から分かるように、傾斜角度θが２０〜４０°の場合には、燃焼室７の内壁面７２から大きく遠ざかる方向に流されている。これにより、上述のごとく着火性の向上を大きく図ることができる。
これに対して、傾斜角度θが２０°未満の場合、及び４０°を超える場合には、放電位置Ｚの流され方が小さい。この結果の原因は、以下のように考えることができる。

傾斜角度が２０°未満の場合には、金具先端面２２に沿った気流がポケット部１２の奥に充分に向かい難く、ポケット部１２に侵入してポケット部１２から燃焼室７へ押し出される気流Ａ４を充分に形成することが困難となる。その結果、火花が充分に燃焼室７の内壁面７２から遠ざかる方向に流され難いと考えられる。
一方、傾斜角度θが４０°を超える場合には、燃焼室７の内壁面７２に沿う気流Ａ１の方向が金具先端面２２に沿う方向に変化し難くなる。そのため、ポケット部１２に侵入してポケット部１２から燃焼室７へ押し出される気流Ａ３、Ａ４を充分に形成することが困難となる。その結果、火花が充分に燃焼室７の内壁面７２から遠ざかる方向に流され難いと考えられる。

本例の結果から、金具先端面２２の傾斜角度θは、２０〜４０°とすることが好ましいことが分かる。

（実験例２）
本例は、図５に示すごとく、燃焼室７の内壁面７２からの取付金具２の突出量Ｈと、火花放電ギャップ１１において発生する火花Ｓの放電位置Ｚとの関係を調べた例である。
すなわち、実施例１に示した構成のスパークプラグ取付構造１０において、金具先端面２２の傾斜角度θが３０°のスパークプラグ１を用いた。そして、金具先端面２２の外側端部２２１の突出量Ｈを０〜２．５ｍｍの間で０．５ｍｍ刻みで変化させて、エンジンヘッド７０に取付けたそれぞれの状態で、上記実験例１と同様の火花放電試験を行った。
試験結果を、図５に示す。

同図から分かるように、突出量Ｈが０．５〜１．５ｍｍの場合には、火花が燃焼室７の内壁面７２から大きく遠ざかる方向に流されている。これにより、上述のごとく着火性の向上を大きく図ることができる。
これに対して、突出量Ｈが０．５ｍｍ未満の場合、及び１．５ｍｍを超える場合には、放電位置Ｚの流され方が小さい。この結果の原因は、以下のように考えることができる。

上記突出量Ｈが０．５ｍｍ未満の場合には、取付金具２の先端部付近において気流の渦Ａ２を充分に形成し難くなるおそれがある。そのため、ポケット部１２に侵入してポケット部１２から燃焼室７へ押し出される気流Ａ４を充分に形成することが困難となる。その結果、火花が充分に燃焼室７の内壁面７２から遠ざかる方向に流され難いと考えられる。
一方、上記突出量Ｈが１．５ｍｍを超える場合には、取付金具２の先端部付近において形成される気流の渦Ａ２の大きさが大きくなりすぎるために、ポケット部１２へ侵入する気流Ａ３が形成され難くなるおそれがある。そのため、ポケット部１２に侵入してポケット部１２から燃焼室７へ押し出される気流Ａ４を充分に形成することが困難となる。その結果、火花が充分に燃焼室７の内壁面７２から遠ざかる方向に流され難いと考えられる。

本例の結果から、取付金具２の突出量Ｈは、０．５〜１．５ｍｍとすることが好ましいことが分かる。

（実施例２）
本例は、図６、図７に示すごとく、金具先端面２２の外周に、金具先端面２２の外側端部２２１よりも後退した溝部１３を形成したスパークプラグ取付構造１０の例である。
溝部１３は、取付金具２の先端部の外側面２３と、燃焼室７の内壁面７２をプラグ取付孔７１の開口端において切り欠いたヘッド切欠部７２１との間に形成されている。

また、取付金具２の金具先端面２２の外側端部２２１は、燃焼室７の内壁面７２と略同一平面上に配置される。
また、図７に示す溝部１３の幅Ｗは、例えば０．５〜２ｍｍである。
その他は、実施例１と同様である。

本例のスパークプラグ取付構造１０においては、金具先端面２２の外周に、金具先端面２２の外側端部２２１よりも後退した溝部１３が形成されている。これにより、燃焼室７の内壁面７２に沿った気流が、溝部１３の形成部分の近傍において乱れて渦を形成する。そのため、上記実施例１にかかるスパークプラグ取付構造の場合と同様の気流（図２のＡ３、Ａ４）が新たに形成される。そのため、火花放電ギャップ１１の火花が、燃焼室７における内壁面７２から遠ざかる方向へ流される。その結果、内壁面７２から遠い位置において混合気に点火され火炎核が形成される。そのため、火炎が成長しやすくなり、着火性を向上させることができる。

また、溝部１３は、取付金具２の先端部の外側面２３と、燃焼室７の内壁面７２を切り欠いたヘッド切欠部７２１との間に形成する。そのため、取付金具２の先端部を燃焼室７の内壁面７２から突出させることなく、溝部１３を形成することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実験例３）
本例は、図８に示すごとく、取付金具２の金具先端面２２の外側端部２２１からの溝部１３の後退深さＤと、火花放電ギャップ１１において発生する火花Ｓの放電位置Ｚとの関係を調べた例である。
すなわち、実施例２に示した構成のスパークプラグ取付構造１０において、金具先端面２２の傾斜角度θが３０°のスパークプラグ１を、エンジンヘッド７０に取付けた。そして、溝部１３の後退深さＤを、０〜２．５ｍｍの間で０．５ｍｍ刻みで変化させた状態で、上記実験例１と同様の火花放電試験を行った。なお、溝部１３の幅Ｗは１ｍｍで一定とした。
試験結果を、図８に示す。

同図から分かるように、後退深さＤが０．５〜１．５ｍｍの場合には、火花が燃焼室７の内壁面７２から大きく遠ざかる方向に流されている。これにより、上述のごとく着火性の向上を大きく図ることができる。
これに対して、後退深さＤが０．５ｍｍ未満の場合、及び１．５ｍｍを超える場合には、放電位置Ｚの流され方が小さい。この結果の原因は、以下のように考えることができる。

上記後退深さＤが０．５ｍｍ未満の場合には、取付金具２の先端部付近において気流の渦（図２のＡ２）を充分に形成し難くなるおそれがある。そのため、ポケット部１２に侵入してポケット部１２から燃焼室７へ押し出される気流（図２のＡ３、Ａ４）を充分に形成することが困難となる。その結果、火花が充分に燃焼室７の内壁面７２から遠ざかる方向に流され難いと考えられる。

一方、上記後退深さＤが１．５ｍｍを超える場合には、取付金具２の先端部付近において形成される気流の渦（図２のＡ２）の大きさが大きくなりすぎるために、ポケット部１２へ侵入する気流（図２のＡ３）が形成され難くなるおそれがある。そのため、ポケット部１２に侵入してポケット部１２から燃焼室７へ押し出される気流（図２のＡ３、Ａ４）を充分に形成することが困難となる。その結果、火花が充分に燃焼室７の内壁面７２から遠ざかる方向に流され難いと考えられる。

本例の結果から、取付金具２の後退深さＤは、０．５〜１．５ｍｍとすることが好ましいことが分かる。

（実施例３）
本例は、図９に示すごとく、溝部１３を、取付金具２の先端部の外側面２３と、プラグ取付孔７１の開口部の内側面７１１との間に形成したスパークプラグ取付構造１０の例である。すなわち、取付金具２の先端部の外径をプラグ取付孔７１の内径よりも小さくしておくことにより、スパークプラグ１をエンジンヘッド７０のプラグ取付孔７１に取付けたとき、取付金具２の先端部とプラグ取付孔７１の内側面７１１との間に、溝部１３が形成される。
その他は、実施例１と同様である。

本例の場合には、取付金具２の先端部の外径をプラグ取付孔７１の内径よりも小さくしておくことにより、燃焼室７の内壁面７２に特別な加工を施すことなく、容易に溝部１３を形成することができる。
その他、実施例２と同様の作用効果を有する。

（実施例４）
本例は、図１０に示すごとく、溝部１３を、取付金具２の先端部の外側面２３と、燃焼室７の内壁面７２から突出した突出部７２２との間に形成したスパークプラグ取付構造１０の例である。
すなわち、燃焼室７の内壁面７２に、エンジンヘッド７０に設けたプラグ取付孔７１の開口部を取り囲むように円環状に突出部７２２を形成している。

そして、取付金具２の金具先端面２２の外側端部２２１は、突出部７２２の先端部と略同一平面上に配置している。すなわち、内壁面７２に対して、突出部７２２の突出量と取付金具２の先端部の突出量を略同等としている。これらの突出量は、０．５〜１．５ｍｍである。
その他は、実施例２と同様である。

本例の場合には、取付金具２の先端部を燃焼室７の内壁面７２から突出して配置することにより、溝部１３を容易に形成することができる。
その他、実施例２と同様の作用効果を有する。

（比較例）
本例は、図１１に示すごとく、取付金具２の金具先端面２２に傾斜を付けず、スパークプラグ９の軸方向に直交する平面に形成し、金具先端面２２を、燃焼室７の内壁面７２と同一平面上に配置した、スパークプラグ取付構造９０の例である。
なお、「スパークプラグ９」及び「スパークプラグ取付構造９０」以外については、図１１において用いた符号は、上記実施例１において用いた符号に準ずる。
その他は、実施例１と同様である。

本例の場合には、金具先端面２２を、燃焼室７の内壁面７２と同一平面上に配置している。また、金具先端面２２は、内壁面７２と平行な平面となっている。そのため、燃焼室７においてスパークプラグ１の軸方向に対して略直交する方向（内壁面７２に沿った方向）の気流Ａ１の方向が特に変化しない。

したがって、火花放電ギャップ１１において生じた火花は、この気流Ａ１の方向すなわち燃焼室７の内壁面７２と略平行な方向に流されるだけである（図１１のＳ１）。すなわち、火花Ｓ１の放電位置が内壁面７２から遠ざかる方向に積極的に流されない。
それ故、火花によって混合気に点火して形成される火炎核が、燃焼室７の内壁面７２に比較的近い位置において形成されることとなる。その結果、火炎が成長する過程において、内壁面７２によって火炎が冷却されてしまい、着火性が低下するおそれがある。

これに対して、上述した実施例１〜４に代表される本発明のスパークプラグ取付構造１０によれば、火炎核が燃焼室７における内壁面７２から遠い位置に形成されるため、火炎の成長が妨げられることを抑制し、着火性を向上することができる。

なお、上記実施例１〜４に示したスパークプラグ取付構造における取付金具２の金具先端面２２は、スパークプラグ１の中心軸を含む平面による断面形状（図１等に表れる形状）が直線状であるが、この断面形状を曲線状とすることもできる。この場合には、凸状の曲線状とすることが好ましい。これにより、燃焼室７の内壁面７２に沿った気流が、凸状曲線状の断面を有する金具先端面に沿ってポケット部１２に侵入しやすくなる。

実施例１における、スパークプラグ取付構造の断面説明図。 実施例１における、気流の変化と火花放電位置の変化とを説明する説明図。 実施例１における、傾斜角度θ、突出量Ｈ等を示す断面説明図。 実験例１における、測定結果を示す線図。 実験例２における、測定結果を示す線図。 実施例２における、スパークプラグ取付構造の断面説明図。 実施例２における、傾斜角度θ、後退深さＤ等を示す断面説明図。 実験例３における、測定結果を示す線図。 実施例３における、スパークプラグ取付構造の断面説明図。 実施例４における、スパークプラグ取付構造の断面説明図。 比較例における、スパークプラグ取付構造の断面説明図。

符号の説明

１ スパークプラグ
１０ スパークプラグ取付構造
１１ 火花放電ギャップ
１２ ポケット部
１３ 溝部
２ 取付金具
２１ 係止部
２２ 金具先端面
２２１ 外側端部
３ 絶縁碍子
４ 中心電極
５ 接地電極
７ 燃焼室
７０ エンジンヘッド
７１ プラグ取付孔
７２ 内壁面

Claims (8)

1. 内燃機関の燃焼室に供給される混合気に点火するためのスパークプラグをエンジンヘッドに取り付けてなるスパークプラグ取付構造であって、
   上記スパークプラグは、該スパークプラグを上記エンジンヘッドのプラグ取付孔に取り付けるための取付金具と、該取付金具の内側に保持された絶縁碍子と、該絶縁碍子の内側に保持された中心電極と、該中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを有し、
   上記取付金具が上記絶縁碍子を係止する係止部よりも上記燃焼室側における上記取付金具と上記絶縁碍子との間には、上記燃焼室側に開口したポケット部が形成されており、
   上記取付金具の金具先端面は、内側へ向かうにつれて上記ポケット部の奥へ向かうように傾斜しており、
   上記金具先端面の外側端部は、上記燃焼室の内壁面よりも上記燃焼室側に突出していることを特徴とするスパークプラグ取付構造。
2. 請求項１において、上記金具先端面は、上記燃焼室の内壁面に対する傾斜角度が２０〜４０°であることを特徴とするスパークプラグ取付構造。
3. 請求項１又は２において、上記金具先端面の外側端部は、上記燃焼室の内壁面からの突出量が０．５〜１．５ｍｍであることを特徴とするスパークプラグ取付構造。
4. 内燃機関の燃焼室に供給される混合気に点火するためのスパークプラグをエンジンヘッドに取り付けてなるスパークプラグ取付構造であって、
   上記スパークプラグは、該スパークプラグを上記エンジンヘッドのプラグ取付孔に取り付けるための取付金具と、該取付金具の内側に保持された絶縁碍子と、該絶縁碍子の内側に保持された中心電極と、該中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを有し、
   上記取付金具が上記絶縁碍子を係止する係止部よりも上記燃焼室側における上記取付金具と上記絶縁碍子との間には、上記燃焼室側に開口したポケット部が形成されており、
   上記取付金具の金具先端面は、内側へ向かうにつれて上記ポケット部の奥へ向かうように傾斜しており、
   上記金具先端面の外周には、上記金具先端面の外側端部よりも後退した溝部が形成されていることを特徴とするスパークプラグ取付構造。
5. 請求項４において、上記溝部は、上記取付金具の先端部の外側面と、上記燃焼室の内壁面から突出した突出部との間に形成されていることを特徴とするスパークプラグ取付構造。
6. 請求項４において、上記溝部は、上記取付金具の先端部の外側面と、上記燃焼室の内壁面を上記プラグ取付孔の開口端において切り欠いたヘッド切欠部との間に形成されていることを特徴とするスパークプラグ取付構造。
7. 請求項４において、上記溝部は、上記取付金具の先端部の外側面と、上記プラグ取付孔の開口部の内側面との間に形成されていることを特徴とするスパークプラグ取付構造。
8. 請求項４〜７のいずれか一項において、上記溝部は、上記金具先端面の外側端部からの後退深さが０．５〜１．５ｍｍであることを特徴とするスパークプラグ取付構造。

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