JP2023081535A - 内燃機関用のスパークプラグ及び内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】低負荷から高負荷にわたる内燃機関の運転領域において安定した燃焼性を得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。【解決手段】絶縁碍子と中心電極４とハウジングと接地電極６とプラグカバー５とを有する内燃機関用のスパークプラグ１。接地電極６は固定端部６１から副燃焼室５０内に突出している。プラグカバー５には３個以上の噴孔５１が形成されている。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分割し、固定端部６１が配された側を第一プラグ部１１とし、第一プラグ部１１に形成された噴孔５１を第一噴孔５１１とし、第二プラグ部１２に形成された噴孔５１を第二噴孔５１２としたとき、第一噴孔５１１の個数は第二噴孔５１２の個数よりも多く、第一噴孔５１１の内径は第二噴孔５１２の内径よりも小さい。【選択図】図２

Description

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。

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。

特開２０２０－９７４７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のスパークプラグにおいては、内燃機関の低負荷運転領域と高負荷運転領域との双方における燃焼性を考慮した対策は特に講じられていない。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、低負荷から高負荷にわたる内燃機関の運転領域において安定した燃焼性を得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。

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、
上記接地電極は、上記副燃焼室の外周側において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）に対して傾斜しており、
プラグ中心軸（Ｃ）を含むと共にプラグ軸方向から見て上記接地電極の延設方向に直交する仮想平面（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、上記固定端部が配された側を上記第一プラグ部とし、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、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、
上記第一噴孔の個数は、上記第二噴孔の個数よりも多く、
上記第一噴孔の内径は、上記第二噴孔の内径よりも小さい、
内燃機関用のスパークプラグにある。

上記内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記第一噴孔の個数は、上記第二噴孔の個数よりも多く、上記第一噴孔の内径は、上記第二噴孔の内径よりも小さい。これにより、内燃機関にスパークプラグを適切に装着することで、低負荷から高負荷にわたる内燃機関の運転領域において安定した燃焼性を得ることが可能となる。

以上のごとく、上記態様によれば、低負荷から高負荷にわたる内燃機関の運転領域において安定した燃焼性を得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。

実施形態１における、スパークプラグの断面説明図であって、図２のＩ－Ｉ線矢視断面図。 図１のII－II線矢視断面図。 図２のIII－III線矢視断面図。 実施形態１における、内燃機関の断面説明図。 図４のＶ－Ｖ線矢視断面相当の説明図。 実施形態１における、作用効果を説明する断面説明図。 実施形態１における、比較的低負荷の場合の、プラグ軸方向から見た火炎ジェットの説明図。 実施形態１における、比較的高負荷の場合の、プラグ軸方向から見た火炎ジェットの説明図。 実施形態２における、内燃機関の断面説明図。 実施形態３における、内燃機関の断面説明図。 実施形態４における、スパークプラグの、プラグ中心軸に沿った断面説明図。 実施形態５における、スパークプラグの、プラグ中心軸に直交する断面説明図。 実施形態６における、スパークプラグの断面説明図であって、図１４のXIII－XIII線矢視断面図。 図１３のXIV－XIV線矢視断面図。 実施形態６における、作用効果を説明する断面説明図。 実施形態７における、スパークプラグの断面説明図。

（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。

接地電極６は、副燃焼室５０の外周側においてハウジング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。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。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。

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の延設方向に直交する仮想平面Ｐを想定する。この仮想平面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。固定端部６１が配された側を第一プラグ部１１とする。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。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。このとき、第一噴孔５１１の個数は、第二噴孔５１２の個数よりも多い。第一噴孔５１１の内径は、第二噴孔５１２の内径よりも小さい。

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。図４に示すごとく、スパークプラグ１のプラグ軸方向Ｚの一端が、内燃機関１０の主燃焼室１０１に配置される。プラグ軸方向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。

図２に示すごとく、本形態において、噴孔５１は３個形成されている。３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である。本形態において、２個の第一噴孔５１１の噴孔軸５１１Ｌは、プラグ軸方向Ｚから見て、プラグ径方向に沿っている。つまり、第一噴孔５１１の噴孔軸５１１Ｌは、実質的に、プラグ中心軸Ｃと交わる。プラグ軸方向Ｚから見て、接地電極６の固定端部６１を挟んだ両側にそれぞれ第一噴孔５１１が配されている。なお、本形態において、接地電極６はハウジング２の先端部に溶接等にて接合されている。

また、本形態において、３個の噴孔５１のうちの他の１個が、第二プラグ部１２に形成された第二噴孔５１２である。第二噴孔５１２も、プラグ軸方向Ｚから見て、プラグ径方向に沿っている。つまり、第二噴孔５１２の噴孔軸５１２Ｌも、実質的に、プラグ中心軸Ｃと交わる。

複数の第一噴孔５１１は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、接地電極６の中心軸Ｃ６を対称軸とした線対称の位置に配置されている。また、第二噴孔５１２は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、接地電極６の中心軸Ｃ６上に配置されている。プラグ軸方向Ｚから見て、接地電極６の中心軸Ｃ６と第二噴孔５１２の噴孔軸５１２Ｌとは互いに重なる。

また、図１に示すごとく、接地電極６は、固定端部６１からプラグ中心軸Ｃに近づくに従って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。すなわち、接地電極６は、固定端部６１から突出端側へ向かうにつれて、プラグ軸方向Ｚの先端側に向かうように傾斜して設けてある。

また、放電ギャップＧは、ハウジング２の先端２１よりも先端側に配置されている。中心電極４の先端面が、ハウジング２の先端２１よりも、プラグ軸方向Ｚの先端側に配されている。

本形態において、第二噴孔５１２の内径は、第一噴孔５１１の内径の約１．４倍である。そして、第二噴孔５１２の開口面積は、第一噴孔５１１の開口面積の約２倍である。これにより、２個の第一噴孔５１１の開口面積の総和と、１個の第二噴孔５１２の開口面積とが、略同等となっている。

なお、第一噴孔５１１の個数が第二噴孔５１２の個数よりも多ければ、これらの個数は特に限定されるものではない。例えば、第一噴孔５１１を３個とし、第二噴孔５１２を１個または２個とすることもできる。あるいは、第一噴孔５１１を４個とし、第二噴孔５１２を１個、２個、又は３個とすることもできる。いずれの場合においても、すべての第一噴孔５１１の開口面積の総和と、すべての第二噴孔５１２の開口面積とを、略同等とすることが考えられる。

本形態のスパークプラグ１を搭載した内燃機関１０につき、図４、図５を参照して説明する。
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。プラグ軸方向Ｚから見たとき、第一プラグ部１１が吸気弁７２側を向いている。

すなわち、第一プラグ部１１が吸気弁７２側を向くように、スパークプラグ１を内燃機関１０に取り付ける。

内燃機関１０は、図４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、スパークプラグ１が取り付けられる。すなわち、図４、図５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。

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。

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。

そして、主燃焼室１０１内においては、主として、図４に示すごとく、タンブル流、すなわちピストン７４の摺動方向に直交する方向の軸周りの気流ＡＦ１が形成される。そして、この気流ＡＦ１は、図４、図５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５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ＡＦ１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ＡＦ１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ＡＦ１を意味する。

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、第一噴孔５１１の個数は、第二噴孔５１２の個数よりも多く、第一噴孔５１１の内径は、第二噴孔５１２の内径よりも小さい。これにより、内燃機関１０にスパークプラグ１を適切に装着することで、低負荷から高負荷にわたる内燃機関の運転領域において安定した燃焼性を得ることが可能となる。

すなわち、第一プラグ部１１が吸気弁７２側を向くように、スパークプラグ１を内燃機関１０に装着することで、比較的低負荷の運転領域と、比較的高負荷の運転領域とのそれぞれにおいて、以下のような現象が期待できる。

比較的低負荷の運転領域においては、図４、図５に示すごとく、主燃焼室１０１内における、スパークプラグ１の先端部付近に、吸気弁７２側から排気弁７３側へ向かう気流ＡＦ１が形成される。これにより、図６に示すごとく、第一噴孔５１１から副燃焼室５０内に気流ＡＦ２が流入する。

この気流ＡＦ２によって、副燃焼室５０内に一旦、第二プラグ部１２において基端側へ向かった後に第一プラグ部１１において先端側へ向かう気流ＡＦ３である、タンブル流が形成される。そして、気流ＡＦ３は、接地電極６の基端側面に沿って、放電ギャップＧを通過し、第二噴孔５１２へ向かう。これにより、放電ギャップＧにおける放電Ｓが引き伸ばされる。

それゆえ、副燃焼室５０内における燃焼は、第二噴孔５１２に近い位置を中心に拡散する。ここで、第二噴孔５１２の内径が大きいため、第二噴孔５１２から噴射される火炎ジェットは、プラグカバー５からの冷却損失を受けにくい。それゆえ、図７に示すごとく、第二噴孔５１２からの火炎ジェットＪ２が噴射されやすくなり、着火性を向上させることができる。例えば、ＥＧＲ（すなわち排気再循環）環境においても、その着火性を確保しやすくなる。

比較的高負荷の運転領域においては、燃料濃度も高く、温度も高い。そのため、副燃焼室５０内における燃焼拡散が早く、複数の噴孔５１への火炎の到着時間に差が生じにくい。つまり、第一噴孔５１１と第二噴孔５１２とにおいて、火炎の到着時間に大きな差は生じない。また、火炎が冷却損失を受けることも抑制される。それゆえ、第一噴孔５１１からも第二噴孔５１２からも、火炎ジェットＪ１、Ｊ２は充分に噴射される。

そして、第一噴孔５１１は、内径が小さいため、火炎ジェットＪ１の貫徹力が高く、第一噴孔５１１からは、勢いよく火炎ジェットＪ１が噴射される。また、第一噴孔５１１は個数が多いため、第一噴孔５１１から噴射した火炎ジェットＪ１が、主燃焼室１０１における、吸気弁７２側の領域に、広く拡散しやすくなる。つまり、主燃焼室１０１において、比較的温度の低い吸気弁７２側において、燃焼を促進することができる。これにより、主燃焼室１０１における燃焼バランスを改善することができ、内燃機関のノック等を抑制することができる。

また、図２に示すごとく、複数の第一噴孔５１１は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、接地電極６の中心軸Ｃ６を対称軸とした線対称の位置に配置されている。これにより、複数の第一噴孔５１１から流入した気流が互いに合流して、第二プラグ部１２側へ向かうようにすることができる。これにより、副燃焼室５０におけるタンブル流（図６の矢印ＡＦ３参照）を強化することができ、比較的低負荷の運転領域において、燃焼性をより向上させることができる。

接地電極６は、図６に示すごとく、固定端部６１からプラグ中心軸Ｃに近づくに従って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。これにより、副燃焼室５０における気流ＡＦ３をより円滑に放電ギャップＧへ導くことができる。

また、放電ギャップＧは、ハウジング２の先端２１よりも先端側に配置されている。これにより、初期火炎の冷却損失を抑制することができる。また、放電Ｓを、より第二噴孔５１２に向かって伸長させやすくなる。その結果、比較的低負荷の運転領域において、燃焼性をより向上させることができる。

以上のごとく、本形態によれば、低負荷から高負荷にわたる内燃機関の運転領域において安定した燃焼性を得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。

（実施形態２）
本形態は、図９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、第二噴孔５１２に向かうように、配置されている。

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、第二噴孔５１２の外側開口部に向かう。

なお、図９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が第二噴孔５１２に向かう状態とは、プラグカバー５近傍の噴射流Ｆの方向から第二噴孔５１２の外側開口部が見えるような状態である。

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。

主燃焼室１０１へ噴射された燃料は、例えば、図９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の第二噴孔５１２付近に到達する。

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が到達した第二噴孔５１２付近は、燃料を多く含む混合気となる。この混合気は、第二噴孔５１２を介して副燃焼室５０に導入されることとなる。そして、第二噴孔５１２は第一噴孔５１１よりも内径が大きいため、より、混合気が第二噴孔５１２を介して副燃焼室５０に導入されやすい。

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。

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が第二噴孔５１２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、第二噴孔５１２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。

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、高濃度の混合気を第二噴孔５１２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、燃料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。

（実施形態３）
本形態は、図１０に示すごとく、実施形態２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。

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の一部が第二噴孔５１２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、第二噴孔５１２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。

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、第二噴孔５１２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２と同様である。

スパークプラグ１は、インジェクタ７１から噴射された噴射流Ｆが、直接、第二噴孔５１２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、第二噴孔５１２から副燃焼室５０内へ確実に導入されやすくなる。そして、第二噴孔５１２は第一噴孔５１１よりも内径が大きいため、より、混合気が第二噴孔５１２を介して副燃焼室５０に導入されやすい。
その他、実施形態２と同様の作用効果を有する。

（実施形態４）
本形態は、図１１に示すごとく、延長領域５１１Ｅと延長領域５１２Ｅとが、放電ギャップＧと重ならないように第一噴孔５１１及び第二噴孔５１２が形成されている形態である。

延長領域５１１Ｅは、第一噴孔５１１を噴孔軸５１１Ｌに沿って延長した領域である。延長領域５１２Ｅは、第二噴孔５１２を噴孔軸５１２Ｌに沿って延長した領域である。
そして、第一噴孔５１１及び第二噴孔５１２は、さらに、延長領域５１１Ｅと延長領域５１２Ｅとが互いに交わらないように形成されている。

本形態においては、プラグ軸方向Ｚに対する第一噴孔５１１の噴孔軸５１１Ｌの傾斜角度と第二噴孔５１２の噴孔軸５１２Ｌの傾斜角度とを、互いに異ならせることにより、延長領域５１１Ｅと延長領域５１２Ｅとが互いに交わらないようにしている。

また、本形態においては、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の傾斜角度よりも大きい。
その他は、実施形態１と同様である。

本形態において、第一噴孔５１１及び第二噴孔５１２は、延長領域５１１Ｅと延長領域５１２Ｅとが互いに交わらないように形成されている。これにより、第一噴孔５１１から副燃焼室５０に流入した気流が、第二噴孔５１２から流入した気流によって邪魔されにくい。それゆえ、副燃焼室５０におけるタンブル流（図６の矢印ＡＦ３参照）を形成しやすくなる。その結果、放電ギャップＧに形成された放電Ｓを、第二プラグ部１２側へ伸長させやすくなる。

また、延長領域５１１Ｅと延長領域５１２Ｅとが、放電ギャップＧと重ならない。これにより、上述のタンブル流によって放電ギャップＧを通過する気流を、第一噴孔５１１及び第二噴孔５１２から副燃焼室５０に流入した気流によって乱されにくくなる。これによって、放電ギャップＧに形成された放電Ｓを、第二プラグ部１２側へ伸長させやすくなる。
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）
本形態も、図１２に示すごとく、延長領域５１１Ｅと延長領域５１２Ｅとが、放電ギャップＧと重ならないように第一噴孔５１１及び第二噴孔５１２が形成されている形態である。
また、本形態においても、第一噴孔５１１及び第二噴孔５１２は、延長領域５１１Ｅと延長領域５１２Ｅとが互いに交わらないように形成されている。

本形態においては、プラグ軸方向Ｚから見て、接地電極６の中心軸Ｃ６に対する傾斜角度を、第一噴孔５１１の噴孔軸５１１Ｌと、第二噴孔５１２の噴孔軸５１２Ｌとで異ならせている。

本形態においては、第一噴孔５１１の個数を３個とし、第二噴孔５１２の個数を２個としている。そして、３個の第一噴孔５１１のうちの１個は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、接地電極６の固定端部６１と重なる位置に形成されている。そして、この第一噴孔５１１の噴孔軸５１１Ｌは、プラグ軸方向Ｚから見て、プラグ径方向に沿っている。

一方、３個の第一噴孔５１１のうちの他の２個は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、接地電極６を挟んで互いに反対側の位置に形成されている。そして、これらの第一噴孔５１１の噴孔軸５１１Ｌは、プラグ軸方向Ｚから見たとき、プラグ径方向からずれており、接地電極６の中心軸Ｃ６と、第二プラグ部１２において交わっている。

また、２個の第二噴孔５１２の噴孔軸５１２Ｌも、プラグ軸方向Ｚから見て、第二プラグ部１２において、接地電極６の中心軸Ｃ６と交わっている。

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２と同様の作用効果を得ることができる。

（実施形態６）
本形態は、図１３～図１５に示すごとく、接地電極６を、第二プラグ部１２側へ大きく突出させた形態である。

本形態において、少なくとも一つの第二噴孔５１２は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、接地電極６の中心軸Ｃ６が通過する突出側噴孔５２である。プラグ軸方向Ｚから見たとき、中心電極４と突出側噴孔５２との間には、接地電極６の突出端部６３が配置されている。

図１４に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、突出端部６３は、中心電極４までの距離よりも突出側噴孔５２までの距離が近い位置に配置されている。図１３に示すごとく、突出端部６３は、直線Ｌ１よりも先端側に配置されている。直線Ｌ１は、突出側噴孔５２の外側開口部５２２の基端と中心電極４の先端部とを最短距離でつなぐ直線である。

接地電極６は、接地電極６の長手方向における、固定端部６１よりも突出端部６３に近い側の一部が、突出端部６３に近づくに従ってプラグ軸方向Ｚの厚みが小さくなっている。そして、接地電極６の先細り形状となった部分の先端側の面は、プラグカバー５の底壁部の内面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。

本形態の場合、特に膨張行程において、突出側噴孔５２を介して副燃焼室５０から導出される気流が、接地電極６に案内されると共に、放電ギャップＧを通過しやすい。

この点について、本形態のスパークプラグ１を備えた内燃機関１０（図４参照）の膨張行程につき、考察してみる。膨張行程においては、ピストン７４が先端側に移動することにより、主燃焼室１０１が副燃焼室５０に対して陰圧となる。これにより、噴孔５１を介して、副燃焼室５０から主燃焼室１０１へとガスが導出される。突出側噴孔５２を介したガスの導出に伴って副燃焼室５０に形成された気流ＡＦ４は、図１５に示すごとく、接地電極６に案内され、突出側噴孔５２へ向かうこととなる。そして、接地電極６に案内される気流ＡＦ４は、放電ギャップＧを通過する。

それゆえ、膨張行程において、放電ギャップＧに生じた放電Ｓが、図１５に示すように、気流ＡＦ４によって突出側噴孔５２に向かって伸長し易く、副燃焼室５０内での着火性を向上できる。また、着火位置を突出側噴孔５２に近付けやすいため、例えば、副燃焼室５０の温度が低い運転条件などでは、冷損も抑制され、主燃焼室１０１への火炎ジェットを強化することができる。さらに、放電ギャップＧにて生じた放電Ｓ或いは放電プラズマ、又は初期火炎が、突出側噴孔５２から噴出しやすいため、主燃焼室１０１での着火性を向上させることができる。

また、膨張行程において、放電ギャップＧに生じた放電Ｓの接地電極６側の起点は、突出側噴孔５２を介して導出される気流ＡＦ４により、突出側噴孔５２に向かって移動しやすい。それゆえ、放電Ｓは、突出側噴孔５２に向かって伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

プラグ軸方向Ｚから見たとき、突出端部６３は、中心電極４までの距離よりも突出側噴孔５２までの距離が近い位置に配置されている。それゆえ、膨張行程において、接地電極６によって案内される気流ＡＦ４は、一層、突出側噴孔５２へ向かいやすい。それゆえ、放電ギャップＧに生じた放電Ｓは、突出側噴孔５２に向かって一層伸長しやすい。その結果、着火性を一層向上させることができる。

突出端部６３は、直線Ｌ１よりも先端側に配置されている。それゆえ、膨張行程において、放電ギャップＧに生じた放電Ｓは、突出端部６３によって短絡されることなく、突出側噴孔５２及び主燃焼室に向かって確実に伸長しやすい。その結果、着火性を確実に向上させることができる。

仮に、突出端部６３が直線Ｌ１よりも基端側にある場合を想定する。この場合、突出側噴孔５２に向かって伸長する放電は、突出端部６３よりも突出側噴孔５２側に伸長しようとしたときに、突出端部６３によって短絡されやすい。一方、本形態において、突出端部６３は、上記の位置に配置されている。それゆえ、膨張行程において、放電ギャップＧに生じた放電Ｓは、図１５に示すように、突出端部６３よりも突出側噴孔５２側に伸長したとしても、突出端部６３によって短絡されにくい。その結果、着火性を向上させることができる。

また、突出端部６３が上記の位置に配置されていることにより、放電Ｓの接地電極６側の起点は、図１５に示すように、突出側噴孔５２の内面に移りやすい。さらに、当該起点は、突出側噴孔５２の外側開口部５２２に向かって移動しやすい。それゆえ、放電Ｓを主燃焼室１０１側に一層伸長させやすい。その結果、主燃焼室１０１の着火性を一層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。

（実施形態７）
本形態は、図１６に示すごとく、接地電極６の形状を変更した形態である。
すなわち、本形態においては、接地電極６を、固定端部６１側においてプラグ軸方向Ｚに沿った部分を設けつつ、当該部位からプラグ中心軸Ｃへ向かって屈曲させた形状としている。中心電極４に対向する接地電極６の面は、プラグ軸方向Ｚに略直交する面となっている。
その他は、実施形態１と同様であり、同様の作用効果を有する。

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、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、５１２…第二噴孔、５１１Ｌ、５１２Ｌ…噴孔軸、６…接地電極、６１…固定端部、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、
   上記接地電極は、上記副燃焼室の外周側において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）に対して傾斜しており、
   プラグ中心軸（Ｃ）を含むと共にプラグ軸方向から見て上記接地電極の延設方向に直交する仮想平面（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、上記固定端部が配された側を上記第一プラグ部とし、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、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、
   上記第一噴孔の個数は、上記第二噴孔の個数よりも多く、
   上記第一噴孔の内径は、上記第二噴孔の内径よりも小さい、
   内燃機関用のスパークプラグ。
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、上記放電ギャップと重ならず、かつ、互いに交わらないように、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。
3. 複数の上記第一噴孔は、プラグ軸方向から見たとき、上記接地電極の中心軸を対称軸とした線対称の位置に配置されている、請求項１又は２に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
4. 少なくとも一つの上記第二噴孔は、プラグ軸方向から見たとき、上記接地電極の中心軸（Ｃ６）が通過する突出側噴孔（５２）であり、プラグ軸方向から見たとき、上記中心電極と上記突出側噴孔との間には、上記接地電極の突出端部（６３）が配置されており、プラグ軸方向から見たとき、上記突出端部は、上記中心電極までの距離よりも上記突出側噴孔までの距離が近い位置に配置されており、上記突出端部は、上記突出側噴孔の外側開口部（５２２）の基端と上記中心電極の先端部とを最短距離でつなぐ直線（Ｌ１）よりも先端側に配置されている、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。
5. 上記接地電極は、上記固定端部からプラグ中心軸に近づくに従って先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１～４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. 上記放電ギャップは、上記ハウジングの先端（２１）よりも先端側に配置されている、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. 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、
   プラグ軸方向から見たとき、上記第一プラグ部が上記吸気弁側を向いている、内燃機関。
8. 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を搭載した内燃機関（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）が上記第二噴孔に向かうように、配置されている、内燃機関。
9. 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、プラグ軸方向から見たとき、上記第一プラグ部が上記吸気弁側を向いている、請求項８に記載の内燃機関。

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