JP2023045635A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】長寿命化を図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】スパークプラグ１において、接地電極６の基端側面６２は、接地側ギャップ面６２１とガイド面６２２とを有する。ガイド面６２２は、放電ギャップＧよりも固定端部６１側であって、中心電極４の先端よりも先端側に形成されている。また、中心電極４の先端部は、中心側ギャップ面４１と外周面４２とを繋ぐ角部４３を有する。また、接地側ギャップ面６２１は中心側ギャップ面４１に対し傾斜している。接地側ギャップ面６２１は、突出端部６３に近づくほど先端側に向かうように、プラグ軸方向Ｚに対して傾斜している。プラグ中心軸Ｃを含むと共に仮想平面Ｐに直交する断面において、ガイド面６２２の延長線は、放電ギャップＧのプラグ軸方向Ｚにおける中間位置よりも基端側に位置する、放電ギャップＧの一部を通過する。【選択図】図１

Description

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。

内燃機関用のスパークプラグとして、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。特許文献１には、先端に副燃焼室を備えると共に、中心電極の先端面と接地電極の基端側面とを互いに対向させることにより放電ギャップを形成したスパークプラグが開示されている。

特開２０２１－２８８９２号公報

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、接地電極の基端側面は中心電極の先端面に対し傾斜している。また、中心電極の先端部は、先端面と外周面とを繋ぐ角部を有する。それゆえ、中心電極側の放電の起点位置が、接地電極に最も近い角部に集中しやすく、場合によっては、当該角部が局部的に摩耗するおそれがある。そのため、中心電極の先端部の局部的な摩耗を抑制し、スパークプラグの寿命を延ばす観点から、更なる改善の余地があるといえる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、長寿命化を図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。

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複数の噴孔（５１）が形成されており、
上記接地電極は、上記ハウジング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、
プラグ中心軸（Ｃ）を含むと共に、プラグ軸方向（Ｚ）から見て上記接地電極の突出方向と直交する仮想平面（Ｐ）によって、上記スパークプラグを、上記固定端部を含む第一プラグ部（１１）と、第二プラグ部（１２）とに２分割したとき、上記複数の噴孔のうちの少なくとも一つは、上記第一プラグ部に形成されており、
上記第一プラグ部に形成された上記噴孔を第一噴孔（５１１）としたとき、該第一噴孔は、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、プラグ軸方向に対して傾斜して開口しており、
上記接地電極の基端側面（６２）は、上記中心電極との間に上記放電ギャップを形成する接地側ギャップ面（６２１）と、上記放電ギャップよりも上記固定端部側であって、上記中心電極の先端よりも先端側に形成されたガイド面（６２２）と、を有し、
上記放電ギャップは、上記接地側ギャップ面と、上記中心電極の先端側の面である中心側ギャップ面（４１）とが互いに対向することにより形成されており、
上記中心電極の先端部は、上記中心側ギャップ面と外周面（４２）とを繋ぐ角部（４３）を有し、
上記接地側ギャップ面は、上記中心側ギャップ面に対し傾斜していると共に、上記接地電極の突出端部（６３）に近づくほど先端側に向かうように、プラグ軸方向に対して傾斜しており、
上記プラグ中心軸を含むと共に上記仮想平面に直交する断面において、上記ガイド面の延長線（６２２Ｌ）は、上記放電ギャップのプラグ軸方向における中間位置よりも基端側に位置する、該放電ギャップの一部を通過する、内燃機関用のスパークプラグにある。

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（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、プラグ軸方向から見たとき、上記第一噴孔のうちの少なくとも一つが、上記吸気弁側を向くように、配置されている、内燃機関にある。

上記スパークプラグは、上記条件を満たすガイド面を有する。それゆえ、副燃焼室内の気流は、ガイド面に案内されることにより、放電ギャップにおける中心側ギャップ面付近を通過しやすい。それゆえ、中心電極側の放電の起点は、気流によって中心側ギャップ面上を移動しやすい。それゆえ、中心電極の先端部の局部的な摩耗を抑制することができる。その結果、中心電極の長寿命化を図ることができる。

上記内燃機関において、スパークプラグは、プラグ軸方向から見たとき、第一噴孔のうちの少なくとも一つが、吸気弁側を向くように、配置されている。それゆえ、第一噴孔は、主燃焼室に形成される気流の上流側を向きやすい。これにより、第一噴孔を介して、主燃焼室から副燃焼室へと気流が導入されやすくなる。それゆえ、中心電極側の放電の起点は、ガイド面に案内された気流によって中心側ギャップ面上を確実に移動しやすい。その結果、中心電極の長寿命化を確実に図ることができる。

以上のごとく、上記態様によれば、長寿命化を図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。

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１のII－II線矢視断面相当図。 図２のIII－III線矢視断面相当図。 実施形態１における、放電ギャップ付近の拡大断面図。 図４のV－V線矢視断面相当図。 実施形態１における、ガイド面の幅と中心側ギャップ面の幅とを示す、プラグ軸方向から見た図。 実施形態１における、中心電極の先端部からガイド面までの距離と、放電ギャップの距離とを示す、放電ギャップ付近の拡大断面図。 実施形態１における、内燃機関の断面図。 実施形態１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図。 実施形態１における、放電の起点が気流によって移動する前の、スパークプラグの先端部付近の断面図。 実施形態１における、放電の起点が気流によって移動したときの、放電ギャップ付近の拡大断面図。 比較形態１における、放電の起点が気流によって移動したときの、放電ギャップ付近の拡大断面図。 変形形態１における、放電ギャップ付近の拡大断面図。 変形形態２における、ガイド面を、ガイド面とプラグ中心軸との並び方向から見た図であって、図４のV－V線矢視断面相当図。 変形形態３における、ガイド面を、ガイド面とプラグ中心軸との並び方向から見た図であって、図４のV－V線矢視断面相当図。 変形形態４における、ガイド面を、ガイド面とプラグ中心軸との並び方向から見た図であって、図４のV－V線矢視断面相当図。 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。 実施形態３における、スパークプラグの先端部の、プラグ軸方向に直交する断面図。 実施形態４における、放電ギャップ付近の拡大断面図。 実施形態５における、放電ギャップ付近の拡大断面図。 実施形態６における、放電ギャップ付近の拡大図。 実施形態６における、放電ギャップ付近の拡大断面図。 実施形態７における、ガイド面付近の拡大断面図。 実施形態８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。 変形形態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。

（実施形態１）
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係る実施形態について、図１～図１１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。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複数の噴孔５１が形成されている。また、接地電極６は、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。

プラグ中心軸Ｃを含むと共に、プラグ軸方向Ｚから見て接地電極６の突出方向と直交する仮想平面Ｐによって、スパークプラグ１を、固定端部６１を含む第一プラグ部１１と、第二プラグ部１２とに２分割する。このとき、複数の噴孔５１のうちの少なくとも一つは、第一プラグ部１１に形成されている。

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。このとき、第一噴孔５１１は、図３に示すごとく、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に対して傾斜して開口している。

また、接地電極６の基端側面６２は、図１、図２、図４に示すごとく、接地側ギャップ面６２１と、ガイド面６２２と、を有する。接地側ギャップ面６２１は、中心電極４との間に放電ギャップＧを形成する。ガイド面６２２は、放電ギャップＧよりも固定端部６１側であって、中心電極４の先端よりも先端側に形成されている。

放電ギャップＧは、接地側ギャップ面６２１と、中心電極４の先端側の面である中心側ギャップ面４１とが互いに対向することにより形成されている。中心電極４の先端部は、中心側ギャップ面４１と外周面４２とを繋ぐ角部４３を有する。

接地側ギャップ面６２１は、図１、図４に示すごとく、中心側ギャップ面４１に対し傾斜している。また、接地側ギャップ面６２１は、接地電極６の突出端部６３に近づくほど先端側に向かうように、プラグ軸方向Ｚに対して傾斜している。

図４に示すごとく、プラグ中心軸Ｃを含むと共に仮想平面Ｐに直交する断面において、ガイド面６２２の延長線６２２Ｌは、放電ギャップＧのプラグ軸方向Ｚにおける中間位置よりも基端側に位置する、放電ギャップＧの一部を通過する。

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。

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。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。

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、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。また、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。また、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。

本形態において、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。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。

副燃焼室５０は、図１に示すごとく、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。

図２に示すごとく、本形態において、プラグカバー５には、４つの噴孔５１が形成されている。そして、４つの噴孔５１のうち、２つの噴孔５１が第一噴孔５１１となっている。Ｚ方向から見たとき、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、噴孔５１は第二プラグ部１２にも形成されている。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。本形態において、プラグカバー５には、２つの第二噴孔５１２が形成されている。

第一噴孔５１１と第二噴孔５１２との双方は、図３に示すごとく、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。なお、図３においては、便宜上、接地電極の図示を省略している。

また、接地電極６の固定端部６１は、図２に示すごとく、第一プラグ部１１において、プラグ周方向における、２つの第一噴孔５１１同士の間に配されている。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、ハウジング２と熱的に接触している。

本形態において、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からプラグ中心軸Ｃに向かって、屈曲することなく突出している。接地電極６は、プラグ中心軸Ｃに向かうほど先端側に向かうように傾斜している。また、接地電極６は、図２に示すごとく、Ｚ方向から見たとき、プラグ径方向に沿うように固定されている。

また、接地電極６は、図１、図２、図４に示すごとく、基端側面６２の一部が中心電極４の先端部に向かって突出することにより形成された凸部６４を有する。凸部６４には、接地側ギャップ面６２１が形成されている。また、凸部６４は、接地電極６のガイド面６２２よりも先端側に形成されている。

ガイド面６２２は、平坦面であるか、又はプラグ軸方向Ｚに直交する方向であって仮想平面Ｐに平行な方向から見て、先端側に凸の状態にて湾曲している。また、プラグ中心軸Ｃを含むと共に仮想平面Ｐに直交する断面において、ガイド面６２２の延長線６２２Ｌは、中心側ギャップ面４１と平行になっているか、又はガイド面６２２からプラグ中心軸Ｃに向かうほど基端側に向かうようにプラグ軸方向Ｚに対して傾斜している。本形態において、ガイド面６２２は、図１、図２、図４、図５に示すごとく、平坦面である。また、図４に示すごとく、プラグ中心軸Ｃを含むと共に仮想平面Ｐに直交する断面において、ガイド面６２２の延長線６２２Ｌは、中心側ギャップ面４１と平行になっている。

本形態において、ガイド面６２２は、Ｚ方向に直交するように形成されている。ガイド面６２２は、接地側ギャップ面６２１よりも基端側に形成されている。また、ガイド面６２２と中心側ギャップ面４１とは、実質的に互いに平行になっている。

図６に示すごとく、プラグ軸方向Ｚに直交する方向であって仮想平面Ｐに平行な方向において、ガイド面６２２の幅Ｄ１は、中心側ギャップ面４１の幅Ｄ２以上である。

また、図１、図４に示すごとく、ガイド面６２２よりも固定端部６１側にある接地電極６の基端側面６２は、ガイド面６２２に近づくほど先端側に向かうように傾斜している。

また、本形態において、接地電極６は、母材６５と接地チップ６６とを有する。母材６５には、ガイド面６２２が形成されている。接地チップ６６は母材６５に接合されている。接地電極６の母材６５は、例えば、ニッケル基合金等からなる。

接地チップ６６は、接地電極６の凸部６４の一部を構成している。接地チップ６６には、接地側ギャップ面６２１が形成されている。

また、中心電極４における絶縁碍子３の先端よりも先端側の部分は、大径部４５と、大径部４５よりも外径が小さい小径部４６とを有する。小径部４６は、大径部４５の先端側に形成されている。

中心電極４の小径部４６は中心チップ４４を有する。中心チップ４４には、中心側ギャップ面４１及び角部４３が形成されている。つまり、中心チップ４４と接地チップ６６との間に、放電ギャップＧが形成されている。中心チップ４４及び接地チップ６６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。

また、放電ギャップＧを形成する中心側ギャップ面４１と接地側ギャップ面６２１とは、それぞれ平坦な面となっている。中心側ギャップ面４１は、Ｚ方向に直交するように形成されている。

放電ギャップＧは、例えば、互いに対向する中心側ギャップ面４１と接地側ギャップ面６２１との間の領域である。また、放電ギャップＧのＺ方向における中間位置は、例えば、Ｚ方向における、接地側ギャップ面６２１の先端と、中心側ギャップ面４１の基端との中間位置とすることができる。ここで、本形態において、中心側ギャップ面４１は、平坦な面であると共に、Ｚ方向に直交するように形成されている。そのため、本形態において、放電ギャップＧのＺ方向における中間位置は、例えば、Ｚ方向における、接地側ギャップ面６２１の先端と、中心側ギャップ面４１との中間位置とすることができる。

図４に示すごとく、プラグ中心軸Ｃを含むと共に仮想平面Ｐに直交する断面において、Ｚ方向に直交すると共に、放電ギャップＧのＺ方向における中間位置を通過する直線を直線ＧＬとする。このとき、プラグ中心軸Ｃを含むと共に仮想平面Ｐに直交する断面において、ガイド面６２２の延長線６２２Ｌは、直線ＧＬよりも基端側に位置する、放電ギャップＧの一部を通過する。

また、図７に示すごとく、中心電極４の先端部からガイド面６２２までの距離Ｄ３は、放電ギャップＧの距離Ｄ４よりも長い。

次に、上記スパークプラグ１を備えた内燃機関１０について説明する。
内燃機関１０は、図８、図９に示すごとく、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、図９に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、第一噴孔５１１のうちの少なくとも一つが、吸気弁７２側を向くように、配置されている。本形態においては、Ｚ方向から見たとき、すべての第一噴孔５１１が吸気弁７２側を向いている。

スパークプラグ１は、図８、図９に示すごとく、プラグカバー５の外表面５２が主燃焼室１０１に面するように配置されている。また、スパークプラグ１は、シリンダヘッド７１における吸気ポート７２１と排気ポート７３１との間に取り付けられる。詳細には、スパークプラグ１は、図９に示すごとく、シリンダヘッド７１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。

吸気ポート７２１及び排気ポート７３１は、図８に示すごとく、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。

また、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。内燃機関１０の吸気行程において、２つの吸気ポート７２１からガスが主燃焼室１０１内に導入され、排気行程において、２つの排気ポート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。

そして、主燃焼室１０１内においては、主として、図８の矢印Ａ１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Ａ１は、図８、図９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、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９に示すごとく、Ｚ方向から見たとき、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Ａ１が、スパークプラグ１の先端部付近の主な気流となる。

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Ａ１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Ａ１を意味する。また、単に「上流側」、「下流側」というときは、特に断らない限り、上記「主燃焼室１０１の気流」における、上流側、下流側を意味する。

上記のように構成された内燃機関１０においては、圧縮行程において、主燃焼室１０１のガスが、噴孔５１を介して、副燃焼室５０に導入される。ここで、第一噴孔５１１は主燃焼室１０１の気流Ａ１の上流側を向いている。そのため、第二噴孔５１２に対し、第一噴孔５１１を介して、より多くのガスが副燃焼室５０に導入される。

圧縮行程において、第一噴孔５１１を介して副燃焼室５０に導入されたガスの主流は、図１０の矢印Ａ２に示すごとく、副燃焼室５０の下流側の内壁面５０２に向かうと共に、当該内壁面５０２に沿うように基端側へ向かい、下流側のポケット部５０１に導入される。下流側のポケット部５０１に入ったガスの主流は、ポケット部５０１内において上流側に向きを変えると共に、上流側のポケット部５０１に沿って、先端側へ向かう。つまり、Ｚ方向に直交する方向の軸周りの気流（すなわち、タンブル流）が形成される。そして、先端側へ向かう気流Ａ２は、接地電極６のガイド面６２２に案内されることにより、放電ギャップＧにおける中心側ギャップ面４１付近へと向かう。そのため、図１０に示すごとく、圧縮行程において、放電ギャップＧに形成された放電Ｓの中心電極４側の起点Ｓ１は、図１１に示すごとく、気流Ａ２によって中心側ギャップ面４１上を移動することとなる。以上の気流Ａ２は、あくまでも主流であり、必ずしもすべてのガスがそのような流れとなるとは限らない。

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は、上記条件を満たすガイド面６２２を有する。それゆえ、副燃焼室５０内の気流は、ガイド面６２２に案内されることにより、放電ギャップＧにおける中心側ギャップ面４１付近を通過しやすい。それゆえ、中心電極４側の放電の起点は、気流によって中心側ギャップ面４１上を移動しやすい。それゆえ、中心電極４の先端部の局部的な摩耗を抑制することができる。その結果、中心電極４の長寿命化を図ることができる。

仮に、図１２に示す比較形態１のスパークプラグ９のように、ガイド面を有さない場合を考える。この場合、接地電極６の基端側面６２に案内された気流Ａ２は、基端側面６２から離れるほど弱くなりやすい。それゆえ、基端側面６２から離れた位置にある中心側ギャップ面４１付近は、気流Ａ２が弱くなりやすい。また、放電ギャップＧへと向かう気流Ａ２は、放電ギャップＧ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た方向に流れやすい。それゆえ、気流Ａ２が中心電極４によって遮られることにより、放電ギャップＧにおける中心側ギャップ面４１付近は、気流Ａ２がほとんどない領域Ｅが形成されやすい。それゆえ、中心電極４側の放電Ｓの起点Ｓ１は、実施形態１と比較し、中心側ギャップ面４１上を移動しにくい。それゆえ、実施形態１と比較し、起点Ｓ１の位置が、接地電極６に最も近い角部４３に集中しやすい。また、接地電極６側の放電Ｓの起点Ｓ２が、気流Ａ２によって接地側ギャップ面６２１から母材６５に移動するおそれもある。そのため、接地チップ６６よりも耐消耗性に劣る母材６５を消耗させるおそれがある。

一方、本形態において、副燃焼室５０内の気流Ａ２は、図１１に示すごとく、ガイド面６２２に案内されることにより、放電ギャップＧにおける中心側ギャップ面４１付近を通過しやすい。それゆえ、中心電極４側の放電Ｓの起点Ｓ１は、気流Ａ２によって中心側ギャップ面４１上を移動しやすい。それゆえ、中心電極４の先端部の局部的な摩耗を抑制することができる。また、ガイド面６２２に案内された気流Ａ２は、主に放電ギャップＧにおける中心側ギャップ面４１付近を通過しやすいため、接地電極６側の放電Ｓの起点Ｓ２は、接地側ギャップ面６２１から母材６５に移動しにくい。そのため、母材６５の消耗が抑制され、母材６５の消耗を起因とするチップの脱落等を抑制することができる。

また、ガイド面６２２に案内された気流Ａ２が、中心側ギャップ面４１付近を通過することにより、中心側ギャップ面４１は冷却されやすい。それゆえ、中心電極４の先端部の消耗を一層抑制しやすい。

また、本形態において、ガイド面６２２は、平坦面である。また、プラグ中心軸Ｃを含むと共に仮想平面Ｐに直交する断面において、ガイド面６２２の延長線６２２Ｌは、中心側ギャップ面４１と平行になっている。それゆえ、副燃焼室５０内の気流は、ガイド面６２２に案内されることにより、放電ギャップＧにおける中心側ギャップ面４１付近を一層通過しやすい。それゆえ、中心電極４側の放電の起点は、気流によって中心側ギャップ面４１上を一層移動しやすい。それゆえ、中心電極４の先端部の局部的な摩耗を一層抑制することができる。その結果、中心電極４の長寿命化を一層図ることができる。

ガイド面６２２の幅Ｄ１は、中心側ギャップ面４１の幅Ｄ２以上である。それゆえ、ガイド面６２２は、Ｚ方向から見て放電ギャップＧの全体に気流が通過するように、副燃焼室５０内の気流をガイドしやすい。それゆえ、中心電極４側の放電の起点は、気流によって中心側ギャップ面４１上を、より一層移動しやすい。その結果、中心電極４の先端部の局部的な摩耗を、より一層抑制することができる。

接地電極６は凸部６４を有する。また、凸部６４には、接地側ギャップ面６２１が形成されている。それゆえ、中心電極４の先端部を、より基端側に配置しやすい。それゆえ、ガイド面６２２の面積を確保しやすい。それゆえ、放電ギャップＧにおける中心側ギャップ面４１付近を通過する気流を確実に確保しやすい。その結果、中心電極４側の放電の起点は、気流によって中心側ギャップ面４１上を確実に移動しやすい。

中心電極４とガイド面６２２との間に放電が生じることを防ぎ、放電ギャップＧに放電を確実に生じさせるためには、図７に示すごとく、距離Ｄ３を距離Ｄ４よりも長くする必要がある。ここで、仮に、図１３に示すごとく、接地電極６が凸部を有さない場合を考える。この場合、距離Ｄ３を距離Ｄ４よりも長くすると、ガイド面６２２の面積が小さくなりやすい。一方、凸部６４を有する本形態の場合、中心電極４の先端部を、より基端側に配置しやすい。それゆえ、図７に示すごとく、距離Ｄ３を距離Ｄ４よりも長くしたとしても、ガイド面６２２の面積を確保しやすい。それゆえ、放電ギャップＧに放電を確実に生じさせることができると共に、放電ギャップＧにおける中心側ギャップ面４１付近の気流を確実に確保することができる。

また、副燃焼室５０の気流は、ガイド面６２２に案内されることによって、放電ギャップＧを通過しやすい。それゆえ、放電ギャップＧに生じた放電は伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

また、接地電極６は、ハウジング２に固定された固定端部６１からプラグ中心軸Ｃに向かって、屈曲することなく突出している。それゆえ、接地電極６は、副燃焼室５０内の混合気の燃焼によって受熱した際、ハウジング２を介して外部に放熱しやすい。それゆえ、接地電極６の過熱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。

ガイド面６２２よりも固定端部６１側にある基端側面６２は、ガイド面６２２に近づくほど先端側に向かうように傾斜している。それゆえ、当該基端側面６２は、副燃焼室５０に形成されたタンブル流をガイド面６２２側に案内しやすい。それゆえ、ガイド面６２２に案内される気流を強化しやすい。その結果、中心電極４側の放電の起点は、気流によって中心側ギャップ面４１上を一層移動しやすい。

上記内燃機関１０において、スパークプラグ１は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、第一噴孔５１１のうちの少なくとも一つが、吸気弁７２側を向くように、配置されている。それゆえ、第一噴孔５１１は、主燃焼室１０１に形成される気流の上流側を向きやすい。これにより、第一噴孔５１１を介して、主燃焼室１０１から副燃焼室５０へと気流が導入されやすくなる。それゆえ、中心電極４側の放電の起点は、ガイド面６２２に案内された気流によって中心側ギャップ面４１上を確実に移動しやすい。その結果、中心電極４の長寿命化を確実に図ることができる。

本形態においては、すべての第一噴孔５１１が、Ｚ方向から見たとき、吸気弁７２側を向いている。それゆえ、中心電極４側の放電の起点は、ガイド面６２２に案内された気流によって中心側ギャップ面４１上を一層確実に移動しやすい。その結果、中心電極４の長寿命化を一層確実に図ることができる。

以上のごとく、本形態によれば、長寿命化を図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。

なお、図１４～図１６に示すごとく、ガイド面６２２とプラグ中心軸Ｃとの並び方向から見たときの、ガイド面６２２の形状を、先端側に向かって凹んだ形状とすることもできる。この場合、ガイド面６２２は、気流が放電ギャップＧにおける中心側ギャップ面４１付近に向かうように、気流を一層ガイドしやすい。なお、図１４～図１６は、図４のV－V線矢視断面相当の図である。

図１４に示す変形形態１において、ガイド面６２２は、ガイド面６２２とプラグ中心軸Ｃとの並び方向から見たとき、先端側に向かって凹んだ凹曲面形状に形成されている。

また、図１５に示す変形形態２において、ガイド面６２２は、接地電極６の幅方向の略中央から当該幅方向の両側に向かうほど、基端側に向かうように形成されている。

また、図１６に示す変形形態３において、ガイド面６２２は、接地電極６の幅方向の中央付近において、Ｚ方向に直交する平坦な面を有する。また、ガイド面６２２は、当該平坦な面から、接地電極６の幅方向の両側に向かうほど、基端側に向かうように形成されている。

また、ガイド面６２２よりも固定端部６１側の基端側面６２は、基端側面６２とプラグ中心軸Ｃとの並び方向から見たとき、先端側に向かって凹んだ凹面とすることもできる（図示略）。

（実施形態２）
本形態は、図１７に示すごとく、実施形態１に対し、放電ギャップＧの形成位置を変更した形態である。

放電ギャップＧは、図１７に示すごとく、ハウジング２の先端よりも先端側に形成されている。すなわち、中心側ギャップ面４１は、ハウジング２の先端よりも先端側に位置している。

また、接地電極６の先端部は、法線方向が先端側を向く、先端平坦面６７を有する。先端平坦面６７は、副燃焼室５０の先端側を覆うプラグカバー５の底壁部５３の、内壁面５０２に沿って形成されている。
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。

放電ギャップＧは、ハウジング２の先端よりも先端側に形成されている。それゆえ、ハウジング２にプラグカバー５を固定する前において、ハウジング２に固定された接地電極６と中心電極４との間に形成された放電ギャップＧを確認しやすい。それゆえ、放電ギャップＧの調整を容易に行うことができる。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。

接地電極６は先端平坦面６７を有する。それゆえ、接地側ギャップ面６２１を、より先端側に配置しやすい。その結果、放電ギャップＧを、ハウジング２の先端よりも先端側に形成しやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態３）
本形態は、図１８に示すごとく、実施形態１に対し、噴孔５１の開口面積を変更した形態である。

本形態において、第一噴孔５１１は、第二噴孔５１２よりも開口面積が大きい。つまり、図１８に示すごとく、第一噴孔５１１の内径Ｄ５は第二噴孔５１２の内径Ｄ６よりも大きい。

内径Ｄ５は、例えば、内径Ｄ６の１．２倍～１．４倍とすることができる。また、第一噴孔５１１の開口面積は、例えば、第二噴孔５１２の開口面積の１．４倍～２．０倍とすることができる。また、本形態において、複数の第一噴孔５１１のそれぞれの開口面積は、互いに同等の大きさとなっている。
その他は、実施形態１と同様である。

第一噴孔５１１は、第二噴孔５１２よりも開口面積が大きい。それゆえ、第一噴孔５１１を介して副燃焼室５０に導入される気流を強化することができる。それゆえ、ガイド面６２２に案内される気流を強化しやすい。それゆえ、放電ギャップＧにおける中心側ギャップ面４１付近を通過する気流を強化しやすい。それゆえ、中心電極４側の放電の起点は、気流によって中心側ギャップ面４１上を一層移動しやすい。その結果、中心電極４の先端部の局部的な摩耗を一層抑制することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態４）
本形態は、図１９に示すごとく、実施形態１に対し、中心電極４の先端部に対する接地側ギャップ面６２１の位置を変更した形態である。

図１９に示すごとく、接地電極６の突出方向において、接地側ギャップ面６２１の中心６２１Ｃは、接地電極６に最も近い中心電極４の角部４３よりも突出端部６３に近い。つまり、接地電極６の突出方向において、中心６２１Ｃから突出端部６３までの距離Ｄ７は、接地電極６に最も近い角部４３から突出端部６３までの距離Ｄ８よりも短い。
その他は、実施形態１と同様である。

接地電極６の凸部６４には、接地側ギャップ面６２１が形成されている。また、接地電極６の突出方向において、中心６２１Ｃは、接地電極６に最も近い角部４３よりも突出端部６３に近い。それゆえ、接地電極６側の放電の起点は、気流によって、接地側ギャップ面６２１上を広範囲に移動しやすい。それゆえ、凸部６４における接地側ギャップ面６２１が形成された部分は、均一に消耗しやすい。その結果、接地電極６の局部的な摩耗を抑制することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態５）
本形態は、図２０に示すごとく、Ｚ方向に対し、ガイド面６２２を傾斜させた形態である。

図２０に示すごとく、プラグ中心軸Ｃを含むと共に仮想平面Ｐに直交する断面において、ガイド面６２２の延長線６２２Ｌは、ガイド面６２２からプラグ中心軸Ｃに向かうほど基端側に向かうようにＺ方向に対して傾斜している。つまり、本形態において、ガイド面６２２は、プラグ中心軸Ｃに近づくほど基端側に向かうように、Ｚ方向に対して傾斜している。

また、プラグ中心軸Ｃを含むと共に仮想平面Ｐに直交する断面において、ガイド面６２２の延長線６２２Ｌは中心側ギャップ面４１を通過する。
その他は、実施形態１と同様である。

プラグ中心軸Ｃを含むと共に仮想平面Ｐに直交する断面において、ガイド面６２２の延長線６２２Ｌは中心側ギャップ面４１を通過する。それゆえ、ガイド面６２２に案内された気流は、中心側ギャップ面４１に沿って放電ギャップＧを通過しやすい。それゆえ、中心電極４側の放電の起点は、気流によって中心側ギャップ面４１上を、より一層移動しやすい。その結果、中心電極４の先端部の局部的な摩耗を、より一層抑制することができる。

また、中心側ギャップ面４１に沿って気流が通過することにより、中心側ギャップ面４１は一層冷却されやすい。それゆえ、中心電極４の先端部の消耗を一層抑制することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態６）
本形態は、図２１、図２２に示すごとく、実施形態５に対し、ガイド面６２２の形状を変更した形態である。

ガイド面６２２は、図２１に示すごとく、プラグ軸方向Ｚに直交する方向であって仮想平面Ｐに平行な方向から見て、先端側に凸の状態にて湾曲している。また、図２２に示すごとく、プラグ中心軸Ｃを含むと共に仮想平面Ｐに直交する断面において、ガイド面６２２の延長線６２２Ｌは、ガイド面６２２からプラグ中心軸Ｃに向かうほど基端側に向かうようにプラグ軸方向Ｚに対して傾斜している。ここで、延長線６２２Ｌは、例えば、プラグ中心軸Ｃを含むと共に仮想平面Ｐに直交する断面において、ガイド面６２２におけるプラグ中心軸Ｃに最も近い部分の接線とすることができる。
その他は、実施形態５と同様である。

本形態において、ガイド面６２２は、プラグ軸方向Ｚに直交する方向であって仮想平面Ｐに平行な方向から見て、先端側に凸の状態にて湾曲している。また、プラグ中心軸Ｃを含むと共に仮想平面Ｐに直交する断面において、ガイド面６２２の延長線６２２Ｌは、ガイド面６２２からプラグ中心軸Ｃに向かうほど基端側に向かうようにプラグ軸方向Ｚに対して傾斜している。それゆえ、副燃焼室５０内の気流は、ガイド面６２２に案内されることにより、放電ギャップＧにおける中心側ギャップ面４１付近を一層通過しやすい。それゆえ、中心電極４側の放電の起点は、気流によって中心側ギャップ面４１上を一層移動しやすい。それゆえ、中心電極４の先端部の局部的な摩耗を一層抑制することができる。その結果、中心電極４の長寿命化を一層図ることができる。
その他、実施形態５と同様の作用効果を有する。

（実施形態７）
本形態は、図２３に示すごとく、接地電極６の母材６５に別部材を接合することによってガイド面６２２を形成した形態である。

本形態においては、図２３に示すごとく、接地電極６の母材６５に対し、略三角柱形状の部材６８を接合することにより、ガイド面６２２が形成されている。

また、接地側ギャップ面６２１における接地電極６の突出側の端縁と、接地電極６の突出側面６９とは、接地電極６の突出方向において、実質的に同等の位置となっている。
その他は、実施形態１と同様である。

本形態は、母材６５に別部材を接合することによってガイド面６２２を形成している。それゆえ、ガイド面６２２を、所望の位置に容易に形成することができる。その結果、長寿命化を図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。

また、接地側ギャップ面６２１における接地電極６の突出側の端縁と、突出側面６９とは、接地電極６の突出方向において、実質的に同等の位置となっている。それゆえ、接地電極６側の放電の起点は、気流が放電ギャップＧを通過する際、接地側ギャップ面６２１以外の部位に一層移動しにくい。それゆえ、接地電極６側の放電の起点は母材６５に一層移動しにくい。その結果、母材６５の消耗を一層抑制することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態８）
本形態は、図２４に示すごとく、接地電極６をプレス加工等によって形成した形態である。

本形態において、接地電極６は、棒状の部材に対し、プレス加工、又は打ち出し加工を行うことによって形成されている。より具体的には、略四角柱形状の棒状の部材を、プレス加工によって屈曲させることにより、図２４に示すごとく、ガイド面６２２及び接地側ギャップ面６２１を有する接地電極６を形成する。また、本形態において、接地電極６は、凸部を有さない。
その他は、実施形態１と同様である。

接地電極６は、棒状の部材に対し、プレス加工等を行うことによって形成されている。それゆえ、ガイド面６２２を有する接地電極６を効率的に製造することができる。その結果、長寿命化を図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。

なお、例えば、図２５に示す変形形態５のように、凸部６４を有する棒状の部材に対し、プレス加工を行うことによって、接地電極６を形成することもできる。

上記実施形態１～８において、プラグカバー５には、４つの噴孔５１が形成されている。ただし、噴孔は、プラグカバーに５つ以上形成することもできる。また、プラグカバーに形成された噴孔の数は、３つ以下とすることもできる。また、第一噴孔の数と第二噴孔の数とを、互いに異なる数とすることもできる。

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。

１…スパークプラグ、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、４１…中心側ギャップ面、４２…外周面、４３…角部、５…プラグカバー、５０…副燃焼室、５１…噴孔、５１１…第一噴孔、６…接地電極、６１…固定端部、６２…基端側面、６２１…接地側ギャップ面、６２２…ガイド面、６２２Ｌ…延長線、６３…突出端部、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

Claims (9)

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複数の噴孔（５１）が形成されており、
   上記接地電極は、上記ハウジング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、
   プラグ中心軸（Ｃ）を含むと共に、プラグ軸方向（Ｚ）から見て上記接地電極の突出方向と直交する仮想平面（Ｐ）によって、上記スパークプラグを、上記固定端部を含む第一プラグ部（１１）と、第二プラグ部（１２）とに２分割したとき、上記複数の噴孔のうちの少なくとも一つは、上記第一プラグ部に形成されており、
   上記第一プラグ部に形成された上記噴孔を第一噴孔（５１１）としたとき、該第一噴孔は、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、プラグ軸方向に対して傾斜して開口しており、
   上記接地電極の基端側面（６２）は、上記中心電極との間に上記放電ギャップを形成する接地側ギャップ面（６２１）と、上記放電ギャップよりも上記固定端部側であって、上記中心電極の先端よりも先端側に形成されたガイド面（６２２）と、を有し、
   上記放電ギャップは、上記接地側ギャップ面と、上記中心電極の先端側の面である中心側ギャップ面（４１）とが互いに対向することにより形成されており、
   上記中心電極の先端部は、上記中心側ギャップ面と外周面（４２）とを繋ぐ角部（４３）を有し、
   上記接地側ギャップ面は、上記中心側ギャップ面に対し傾斜していると共に、上記接地電極の突出端部（６３）に近づくほど先端側に向かうように、プラグ軸方向に対して傾斜しており、
   上記プラグ中心軸を含むと共に上記仮想平面に直交する断面において、上記ガイド面の延長線（６２２Ｌ）は、上記放電ギャップのプラグ軸方向における中間位置よりも基端側に位置する、該放電ギャップの一部を通過する、内燃機関用のスパークプラグ。
2. 上記ガイド面は、平坦面であるか、又はプラグ軸方向に直交する方向であって上記仮想平面に平行な方向から見て、先端側に凸の状態にて湾曲しており、
   上記プラグ中心軸を含むと共に上記仮想平面に直交する断面において、上記ガイド面の延長線は、上記中心側ギャップ面と平行になっているか、又は上記ガイド面から上記プラグ中心軸に向かうほど基端側に向かうようにプラグ軸方向に対して傾斜している、請求項１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
3. 上記プラグ中心軸を含むと共に上記仮想平面に直交する断面において、上記ガイド面の延長線は上記中心側ギャップ面を通過する、請求項１又は２に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
4. プラグ軸方向に直交する方向であって上記仮想平面に平行な方向において、上記ガイド面の幅（Ｄ１）は、上記中心側ギャップ面の幅（Ｄ２）以上である、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。
5. 上記放電ギャップは、上記ハウジングの先端よりも先端側に形成されている、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。
6. 上記噴孔は上記第二プラグ部にも形成されており、上記第二プラグ部に形成された上記噴孔を第二噴孔（５１２）としたとき、上記第一噴孔は、該第二噴孔よりも開口面積が大きい、請求項１～５のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
7. 上記接地電極は、上記基端側面の一部が上記中心電極の先端部に向かって突出することにより形成された凸部（６４）を有し、該凸部には、上記接地側ギャップ面が形成されている、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。
8. 上記接地電極の突出方向において、上記接地側ギャップ面の中心（６２１Ｃ）は、上記接地電極に最も近い上記中心電極の上記角部よりも上記突出端部に近い、請求項７に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
9. 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を備えた内燃機関（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、プラグ軸方向から見たとき、上記第一噴孔のうちの少なくとも一つが、上記吸気弁側を向くように、配置されている、内燃機関。

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