JP6906012B2 - スパークプラグ - Google Patents

Description

本発明はスパークプラグに関する。

特許文献１には、点火室を形成するカプセルを備えたスパークプラグが開示されている。このスパークプラグは、点火室が電極ギャップのところあるいはその付近で最も絞られ、かつ、最も絞られた部位の下方に位置する第１平面から底に向かうにつれて点火室が縮径する構成となっている。また、点火室を形成するカプセルは、４つの側方オリフィスと、１つの底オリフィスとを有している。

このスパークプラグにおいて、電極ギャップに火花が生じると、この火花は点火室内の可燃性混合気に点火する。点火された混合気は膨張して、側方オリフィスと底オリフィスを通して火炎を噴出する。これらの火炎ジェットが主燃焼室の可燃性混合気を点火する。

実用新案登録第２５４５６２１号公報

しかし、特許文献１に開示された技術では、点火室の一部を絞ることで副室内の燃焼ガスの温度を上げる作用が奏されたとしても、最も絞られた部位の下方において点火室が縮径するから、この縮径した部分で圧力損失を生じる虞がある。また、特許文献１に開示された技術では、カプセルが底オリフィスを有するから、側方オリフィスから噴出する火炎の長さが小さくなることが懸念される。これらの結果、燃焼室の端まで高温の火炎が届かず、エンジンの燃焼速度が低下する虞があり、問題がある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、エンジンの燃焼速度を向上することを目的とする。本発明は、以下の形態として実現することが可能である。

本発明の一つであるスパークプラグは、
中心電極と、
前記中心電極の先端部に対向する対向部を有し、前記対向部と前記中心電極の前記先端部との間に放電ギャップを形成する接地電極と、
前記中心電極の前記先端部が自身の先端よりも露出した状態で前記中心電極を内部に収容する筒状の絶縁体と、
前記絶縁体を内部に収容する主体金具と、
前記中心電極の前記先端部と、前記接地電極の前記対向部と、を先端側から覆って、副室を形成するとともに、貫通孔たる噴孔が形成されたカバー部と、
を備えたスパークプラグであって、
前記スパークプラグの軸線と垂直な面で切断した、前記カバー部の内壁面で囲まれた領域の断面積について、
前記カバー部は、
前記軸線の方向において前記接地電極よりも先端側に位置し、前記断面積が最小となるように絞られた絞り部と、
前記絞り部の先端側に位置し、前記絞り部より大きい前記断面積を有するとともに自身の先端で前記断面積が最大となるカバー前部と、を有し、
前記カバー前部が、前記絞り部において前記内壁面で囲まれた領域を前記軸線の方向に沿って前記内壁面における先端側の面に投影した第１領域と、前記内壁面において前記第１領域を囲んで位置する第２領域と、を有し、
前記第２領域にのみ前記噴孔が形成されている。

この構成によれば、カバー部が絞り部を有するから、副室内の燃焼ガスの温度を向上することができる。そして、噴孔がカバー前部の第１領域ではなく第２領域に形成されるから、絞り部を通過して勢いを増した火炎を第２領域に形成された噴孔からスパークプラグの径方向外側に向けて噴出させることができる。これらの結果、燃焼室の側端側に高温の火炎が届きやすくなり、エンジンの燃焼速度を向上することができる。

上記スパークプラグにおいて、前記カバー部は、前記接地電極よりも先端側で、前記絞り部の後端側に位置するカバー後部を更に有し、
前記カバー後部の最大の前記断面積を第１断面積Ｓ１とし、
前記絞り部の前記断面積を第２断面積Ｓ２とした場合に、
前記第２断面積Ｓ２は、前記第１断面積Ｓ１の０．０５倍以上０．１５倍以下であってもよい。
この構成によれば、第２断面積Ｓ２が第１断面積Ｓ１の０．１５倍以下であるから、副室内の燃焼ガスの温度を効果的に向上することができる。さらに、第２断面積Ｓ２が第１断面積Ｓ１の０．０５倍以上であるから、絞り部を設けたことに起因して生じ得る圧力損失を抑制することができる。この結果、副室内の燃焼ガスの温度を向上する効果と圧力損失の抑制する効果とを両立することができ、効果的にエンジンの燃焼速度を向上することができる。

上記スパークプラグにおいて、前記カバー部は、前記接地電極よりも先端側で、前記絞り部の後端側に位置するカバー後部を更に有し、
前記カバー後部は、前記絞り部に近づくにつれて連続的に縮径する形の第１テーパ部を有してもよい。
この構成によれば、絞り部を設けたことに起因して生じ得る圧力損失を抑制することができる。

上記スパークプラグにおいて、前記カバー後部は、前記第１テーパ部と前記絞り部との間に、前記絞り部に近づくにつれて連続的に縮径する形の第２テーパ部を有し、
前記第２テーパ部の前記内壁面と前記軸線とがなす角度は、前記第１テーパ部の前記内壁面と前記軸線とがなす角度より小さくてもよい。
この構成によれば、カバー後部のテーパ形状が段階的に縮径する形状とされることによって、絞り部を設けたことに起因して生じ得る圧力損失をより低減することができる。

上記スパークプラグにおいて、前記カバー前部は、前記噴孔よりも後端側の位置において、前記絞り部から先端側に向かうにつれて連続的に拡径する形の第３テーパ部を有してもよい。
この構成によれば、絞り部を通過した火炎が第３テーパ部に沿って噴孔まで拡がりやすくなり、噴孔からスパークプラグの径方向外側に向けて火炎を噴出させることができる。

上記スパークプラグにおいて、前記カバー部の前記内壁面において、内径が変化する部位の少なくとも１つは、前記内径が漸次変化する部位であってもよい。
この構成によれば、カバー部の内壁面において内径が変化する部位における圧力損失を抑制することができる。

上記スパークプラグにおいて、前記カバー前部は、前記内壁面における先端側の面が、前記絞り部側に向かって盛り上がる凸面状をなしてもよい。
この構成によれば、絞り部を通過した火炎をカバー前部の内壁面における先端側の面に沿って噴孔に向かわせることができ、噴孔からスパークプラグの径方向外側に向けて火炎を噴出させることができる。

上記スパークプラグにおいて、前記カバー部は、
少なくとも前記絞り部を形成する第１部材と、
前記カバー前部の少なくとも一部を形成する第２部材と、を有してもよい。
この構成によれば、絞り部とカバー前部を第１部材と第２部材にそれぞれ形成し易く、カバー部を製造し易い。

第１実施形態におけるスパークプラグの構成を示す断面図である。 スパークプラグの一部拡大断面図である。 図２をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断してカバー前部の第１領域及び第２領域を示す断面図である。 スパークプラグが内燃機関に配置された状態を示す断面図である。 Ｓ１に対するＳ２の比（Ｓ２／Ｓ１）と、エンジンの燃焼速度との関係を表すグラフである。 第２実施形態におけるスパークプラグの一部拡大断面図である。 第３実施形態におけるスパークプラグの一部拡大断面図である。 第４実施形態におけるスパークプラグの一部拡大断面図である。 第５実施形態におけるスパークプラグの一部拡大断面図である。

＜第１実施形態＞
以下、スパークプラグ１００の第１実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明では、図１の下方側をスパークプラグ１００の先端側（前方側）とし、図１の上方側を後端側とする。
図１は、第１実施形態におけるスパークプラグ１００の概略構成を示す断面図である。

図１では、スパークプラグ１００の中心軸線ＣＸ（スパークプラグの軸線）が一点鎖線で図示されている。また、図４には、スパークプラグ１００が内燃機関に取り付けられたときの燃焼室１０５の天井面１０５Ａと側壁面１０５Ｂが二点鎖線によって図示されている。なお、図４では、燃焼室１０５内において、上死点に位置するピストン１０７を描いている。

スパークプラグ１００は、内燃機関に取り付けられて、その点火に用いられる。内燃機関に取り付けられたときには、スパークプラグ１００の先端側（紙面下側）は内燃機関の燃焼室１０５内に配置され、後端側（紙面上側）は燃焼室１０５の外部に配置される。スパークプラグ１００は、図１に示すように、中心電極１０と、接地電極１３と、絶縁体２０と、端子電極３０と、主体金具４０と、を備える。

中心電極１０は、軸状の電極部材によって構成され、その中心軸がスパークプラグ１００の中心軸線ＣＸと一致するように配置されている。中心電極１０は、その先端部１１が、主体金具４０の先端側開口部４０Ａ内に位置するように、絶縁体２０を介して主体金具４０に保持されている。中心電極１０は、後端側に配置されている端子電極３０を介して外部電源に電気的に接続される。

接地電極１３は、中心電極１０の先端部１１に向かって延伸している棒状の電極である。接地電極１３は、主体金具４０の先端側開口部４０Ａにおいて内周面から内側へ向かって延びている。そして、接地電極１３は、中心電極１０の先端部１１の前方まで延びている。接地電極１３は、中心電極１０の先端部１１に対向する対向部１３Ａを有している。接地電極１３の対向部１３Ａと、中心電極１０の先端部１１との間に放電ギャップＳＧが形成されている。

絶縁体２０は、中心を貫通する軸孔２１を有する筒状部材である。絶縁体２０は、例えば、アルミナや、窒化アルミニウム等のセラミック焼結体によって構成される。絶縁体２０の軸孔２１の先端側には、中心電極１０が、その先端部１１が露出した状態で収容されている。軸孔２１の後端側には軸状の電極部材である端子電極３０が保持されている。端子電極３０の後端部３１は、外部電源と接続可能なように、絶縁体２０の後端開口部２２から延出している。中心電極１０と端子電極３０とは、火花放電発生時における電波雑音の発生を抑制するために、ガラスシール材に挟まれた抵抗体３５を介して電気的に接続されている。絶縁体２０の中心軸は、スパークプラグ１００の中心軸線ＣＸと一致している。

主体金具４０は、中心に筒孔４１を有する略円筒状の金属部材であり、絶縁体２０を内部に収容する。主体金具４０は、例えば、炭素鋼によって構成される。主体金具４０の中心軸はスパークプラグ１００の中心軸線ＣＸと一致する。主体金具４０の先端側開口部４０Ａには、上述したように、接地電極１３が取り付けられている。

スパークプラグ１００は、図２に示すように、カバー部５０を備えている。カバー部５０は、底壁部と側壁部を有した有底筒状に形成されている。カバー部５０の後端は、主体金具４０の先端に固定される。カバー部５０は、中心電極１０の先端部１１、及び接地電極１３の対向部１３Ａを先端側から覆って、副室５１を形成する。つまり、副室５１は、カバー部５０の内壁面５３と主体金具４０の内周面によって囲まれた空間とされている。カバー部５０には、貫通孔たる噴孔５５が形成されている。

カバー部５０は、絞り部６０と、絞り部６０の先端側に位置するカバー前部７０と、絞り部６０の後端側に位置するカバー後部８０と、を有する。カバー部５０は、接地電極１３よりも先端側において、カバー後部８０、絞り部６０、カバー前部７０が先端側に向かってこの順に設けられている。カバー部５０は先端側に向かうにつれて内径が変化する構成となっている。この構成について、中心軸線ＣＸと垂直な仮想的な平面である第１平面Ｐ１〜第４平面Ｐ４との関係で説明する。カバー部５０は、接地電極１３の先端側において第１平面Ｐ１までは内径が一定とされ、第１平面Ｐ１から第２平面Ｐ２までは内径が小さくなる。この第２平面Ｐ２までの部分がカバー後部８０である。カバー部５０は、第２平面Ｐ２から第３平面Ｐ３までは内径が一定であり、この第２平面Ｐ２から第３平面Ｐ３までの部分が絞り部６０である。カバー部５０は、第３平面Ｐ３から第４平面Ｐ４までは内径が大きくなり、第４平面Ｐ４から内壁面５３における先端側の面（以下、先端面とも称する）５３Ａまでは内径が一定とされる。この第３平面Ｐ３から先端面５３Ａまでの部分がカバー前部７０である。一方、カバー部５０は、接地電極１３から先端面５３Ａの外径が一定とされ、円柱状の外形を有している。以下の説明では、絞り部６０、カバー前部７０、カバー後部８０を説明する際に、単に断面積というときは、中心軸線ＣＸと垂直な面で切断した、カバー部５０の内壁面５３で囲まれた領域の断面積について説明する。この断面積は、スパークプラグ１００の切断面を観察することにより確認することができるが、Ｘ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）スキャナー等により得られた断面画像を観察することにより確認することもできる。

カバー部５０は、第１部材５７と第２部材５９とを有する。第１部材５７は、少なくとも絞り部６０を形成する部材とされる。具体的には、第１部材５７は、カバー部５０において第４平面Ｐ４より後側の部分を構成する部材とされる。第１部材５７は、円柱状の部品を前後両側から加工することにより、カバー後部８０と、絞り部６０と、カバー前部７０のうち前テーパ部７１の形状が付与される。また、第２部材５９は、カバー部５０において第４平面Ｐ４より前側の部分を構成する部材とされる。第２部材５９は、円柱状の部品を後側から加工することにより、カバー前部７０のうち前テーパ部７１を除く部位の形状が付与される。この第１部材５７と第２部材５９とは、例えば溶接等により一体化され、カバー部５０を構成する。

カバー後部８０は、絞り部６０より大きい断面積を有する。カバー後部８０は、中心軸線ＣＮの方向に沿って一定の断面積を有する部分と、先端側に向かうにつれて断面積が小さくなる部分のいずれかにより構成されている。このカバー後部８０は、絞り部６０に近づくにつれて連続的に縮径する形の後テーパ部（第１テーパ部）８１を有する。具体的には、カバー後部８０は、内壁面５３に囲まれた領域が断面視円形状をなし、第１平面Ｐ１までは中心軸線ＣＸを軸とする円柱状の内部空間を有し、第１平面Ｐ１から第２平面Ｐ２までは中心軸線ＣＸを軸とする円錐台状の内部空間を有する。

絞り部６０は、中心軸線ＣＸの方向において接地電極１３よりも先端側に位置し、断面積が最小となるように絞られている。具体的には、絞り部６０は、内壁面５３に囲まれた領域が断面視円形状をなし、中心軸線ＣＸを軸とする円柱状の内部空間を有している。この絞り部６０の内部空間は、カバー後部８０の内部空間と同軸上をなし、互いに連通する。絞り部６０は、中心軸線ＣＸと直交する方向の厚さがカバー後部８０及びカバー前部７０より大きくなっている。つまり、絞り部６０は、カバー部５０において肉厚な部分であり、熱容量が大きく、冷えにくい部分とされる。なお、絞り部６０の断面積については後に説明する。

カバー前部７０は、絞り部６０より大きい断面積を有するとともに自身の先端で断面積が最大となる。このカバー前部７０の最大の断面積は、カバー後部８０の最大の断面積と同等とされる。カバー前部７０は、先端側に向かうにつれて断面積が大きくなる部分と、中心軸線ＣＮの方向に沿って一定の断面積を有する部分のいずれかにより構成されている。このカバー前部７０は、噴孔５５よりも後端側の位置において、絞り部６０から先端側に向かうにつれて連続的に拡径する形の前テーパ部（第３テーパ部）７１を有する。具体的には、カバー前部７０は、内壁面５３に囲まれた領域が断面視円形状をなし、第３平面Ｐ３から第４平面Ｐ４までは中心軸線ＣＸを軸とする円錐台状の空間を有し、第４平面Ｐ４から先端面５３Ａまでは中心軸線ＣＸを軸とする円柱状の空間を有する。カバー前部７０は、先端が円盤状の底壁部で閉塞され、底壁部の内面が先端面５３Ａを構成する。

カバー前部７０は、図２及び図３に示すように、絞り部６０において内壁面５３で囲まれた領域を中心軸線ＣＸの方向に沿って先端面５３Ａに投影した第１領域７３と、内壁面５３において第１領域７３を囲んで位置する第２領域７５と、を有している。第１領域７３は、先端面５３Ａの中心に位置する円形状の領域とされる。第１領域７３は、内壁面５３において、絞り部６０を通過した火炎の前方に位置する領域とされる。第２領域７５は、カバー前部７０において、第１領域の除く全域とされ、底壁部の内面と側壁部の内面の双方を含む。

カバー部５０は、第２領域７５にのみ噴孔５５が形成されている。本実施形態では、噴孔５５は、第２領域７５のうち、底壁部と側壁部の角部付近に形成されている。噴孔５５は、複数（例えば、４〜８個）形成されている。複数の噴孔５５は、スパークプラグ１００の中心軸線ＣＸを中心とする仮想円周上に位置している。複数の噴孔５５は、上記仮想円周上において等間隔に配列している。噴孔５５はいずれも断面視円形状の貫通孔である。噴孔５５は、カバー部５０に覆われた空間である副室５１（着火室）と燃焼室１０５とに連通する。噴孔５５は、スパークプラグ１００を燃焼室１０５に設置した状態において、燃焼室１０５の側方に向けて貫通するようにして形成されている。具体的には、噴孔５５は、スパークプラグ１００の径方向外側に向けて貫通し、貫通方向がスパークプラグ１００の径方向外側に向かうにつれて下降するように傾斜している。

続いて、絞り部６０の断面積について説明する。カバー後部８０の最大の断面積を第１断面積Ｓ１とし、絞り部６０の断面積を第２断面積Ｓ２とした場合に、Ｓ１に対するＳ２の比（Ｓ２／Ｓ１）と、エンジンの燃焼速度との関係についてのシミュレーションを実施した。エンジンの燃焼速度は、燃料が燃焼した割合である質量燃焼割合（ＭＦＢ：Ｍａｓｓ Ｆｒａｃｔｉｏｎ Ｂｕｒｎｔ）で評価し、評価指標としてＭＦＢが１０％〜９０％までになるクランク角度（ＭＦＢ１０−９０のクランク角［ｄｅｇ］）を用いた。ＭＦＢ１０−９０のクランク角［ｄｅｇ］の値が小さいと、燃焼速度が速い。シミュレーションの結果を表１と図５のグラフに示す。また、絞り部６０を有しておらず、カバー部の全域にわたって断面積が第１断面積Ｓ１と同じとされるカバー部について、同様のシミュレーションを実施したところ、ＭＦＢ１０−９０のクランク角［ｄｅｇ］が１２．２であった（図５のグラフにて点線で示す）。

このシミュレーション結果から、絞り部６０の断面積は次のような範囲が好ましいことが示された。第２断面積Ｓ２は、第１断面積Ｓ１の０．０５倍以上０．１５倍以下であることが好ましい。この第２断面積Ｓ２は、第１断面積Ｓ１の０．０７倍以上であることがより好ましい。また、この第２断面積Ｓ２は、第１断面積Ｓ１の０．１３倍以下であることがより好ましい。第２断面積Ｓ２が上記範囲の下限値以上であると、副室５１においてガス経路を確保して圧力損失を低減することができる。また、第２断面積Ｓ２が上記範囲の上限値以下であると、絞り部６０によって副室５１内の燃焼ガスの温度を高くすることができる。このシミュレーション結果では、スパークプラグ１００は、絞り部６０を有していないスパークプラグに比して、最大で１．３％の燃焼速度向上の効果が得られることが示された。

続いて、本実施形態の作用効果について説明する。本実施形態によれば、カバー部５０が絞り部６０を有するから、副室５１内の燃焼ガスの温度を向上することができる。詳細には、絞り部６０が副室５１内に張り出す形態で設けられるから、絞り部６０に蓄えられた熱により副室５１内部において放電ギャップＳＧ近傍の燃焼ガスの温度が所定の温度以下となることが抑えられる。そして、噴孔５５がカバー前部７０の第１領域７３ではなく第２領域７５に形成されるから、絞り部６０を通過して勢いを増した火炎を第２領域７５に形成された噴孔５５からスパークプラグ１００の径方向外側に向けて噴出させることができる。仮に、第１領域７３のみに噴孔が形成された構成では、絞り部６０を通過した火炎が噴孔から先端側に向けて噴出することになる。この場合、火炎がピストン１０６等に向けて噴出して、燃焼室１０５の側壁面１０５Ｂ付近に届かないことが懸念される。一方、本実施形態では、第２領域７５のみに噴孔５５が形成されるから、絞り部６０を通過した火炎が噴孔５５から燃焼室１０５の側壁面１０５Ｂに向けて噴出する。この際、第１領域７３には噴孔５５が形成されないから、第１領域７３と第２領域７５の双方に噴孔５５が形成される構成に比して、噴孔５５から噴出する火炎の長さを大きくすることができる。これらの結果、図４の一点鎖線の矢印で示すように、燃焼室１０５の側端側に高温の火炎が届きやすくなり、エンジンの燃焼速度を向上することができる。

本実施形態では、カバー後部８０の最大の断面積を第１断面積Ｓ１とし、絞り部６０の断面積を第２断面積Ｓ２とした場合に、第２断面積Ｓ２は、第１断面積Ｓ１の０．０５倍以上０．１５倍以下である。第２断面積Ｓ２が第１断面積Ｓ１の０．１５倍以下であるから、副室５１内の燃焼ガスの温度を効果的に向上することができる。さらに、第２断面積Ｓ２が第１断面積Ｓ１の０．０５倍以上であるから、絞り部６０を設けたことに起因して生じ得る圧力損失を抑制することができる。この結果、副室５１内の燃焼ガスの温度を向上する効果と圧力損失の抑制する効果とを両立することができ、効果的にエンジンの燃焼速度を向上することができる。

本実施形態では、カバー後部８０は、絞り部６０に近づくにつれて連続的に縮径する形の後テーパ部８１を有する。この構成によれば、絞り部６０を設けたことに起因して生じ得る圧力損失を抑制することができる。

本実施形態では、カバー前部７０は、噴孔５５よりも後端側の位置において、絞り部６０から先端側に向かうにつれて連続的に拡径する形の前テーパ部７１を有する。この構成によれば、絞り部６０を通過した火炎が前テーパ部７１に沿って噴孔５５まで拡がりやすくなり、噴孔５５からスパークプラグ１００の径方向外側に向けて火炎を噴出させることができる。

本実施形態では、カバー部５０は、少なくとも絞り部６０を形成する第１部材５７と、カバー前部７０の少なくとも一部を形成する第２部材５９と、を有する。この構成によれば、絞り部６０とカバー前部７０を第１部材５７と第２部材５９にそれぞれ形成し易く、カバー部５０を製造し易い。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るスパークプラグ２００について、図６を参照しつつ説明する。第２実施形態のスパークプラグ２００では、カバー部２５０のカバー後部２８０と絞り部２６０の構成が第１実施形態に係るスパークプラグ１００と異なる。その他の構成については、第１実施形態に係るスパークプラグ１００と略同一であり、略同じ構成部位には同符号を付けて、構造、作用、及び効果の説明は省略する。

カバー部２５０は、接地電極１３の先端側において第１平面Ｐ１までは内径が一定とされ、第１平面Ｐ１から第２平面Ｐ２までは内径が小さくなり、さらに、第２平面Ｐ２から第３平面Ｐ３までは内径がより緩やかに小さくなる。この接地電極１３から第３平面Ｐ３までの部分がカバー後部２８０である。カバー部２５０は、第３平面Ｐ３で内径が最小となり、この第３平面Ｐ３に位置する部分が絞り部２６０である。カバー部２５０は、第３平面Ｐ３より先端側の構成は、第１実施形態と同様であり、その説明を省略する。つまり、本実施形態のカバー部２５０は、絞り部２６０の内部空間が中心軸線ＣＸの方向に延びる形状をなしておらず、第１実施形態の絞り部６０の先端のみが本実施形態の絞り部２６０に相当し、第１実施形態の絞り部６０の先端より後側の部位が本実施形態のカバー後部２８０の第２テーパ部２８３を構成する。

カバー後部２８０は、後テーパ部（第１テーパ部）８１と絞り部２６０との間に、絞り部２６０に近づくにつれて連続的に縮径する形の第２テーパ部２８３を有する。第２テーパ部２８３の内壁面５３と中心軸線ＣＸとがなす角度は、後テーパ部８１の内壁面５３と中心軸線ＣＸとがなす角度より小さい。この内壁面５３と中心軸線ＣＸとのなす角度は、共に鋭角となる角度で比較する。言い換えれば、第２テーパ部２８３の勾配角は、後テーパ部８１の勾配角より小さく、第２テーパ部２８３は後テーパ部８１より緩やかな傾斜形状となっている。この第２テーパ部の勾配角が０°となったものが第１実施形態の絞り部６０に係る構成に相当する。この第２テーパ部２８３の内壁面５３と中心軸線ＣＸとがなす角度（鋭角）は、前テーパ部７１と中心軸線ＣＸとがなす角度（鋭角）より小さいものとされる。

本実施形態では、カバー後部２８０のテーパ形状が段階的に縮径する形状とされることによって、絞り部２６０を設けたことに起因して生じ得る圧力損失をより低減することができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係るスパークプラグ３００について、図７を参照しつつ説明する。第３実施形態のスパークプラグ３００では、カバー部３５０の内壁面３５３の形状が第１実施形態に係るスパークプラグ１００と異なる。その他の構成については、第１実施形態に係るスパークプラグ１００と略同一であり、略同じ構成部位には同符号を付けて、構造、作用、及び効果の説明は省略する。

カバー部３５０は、内壁面３５３において、内径が変化する部位５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄの少なくとも１つが、内径が漸次変化する部位である。具体的には、カバー部３５０は、第１平面Ｐ１〜第４平面Ｐ４上に位置する部分が、それぞれ内径が変化する部位５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄとされる。カバー部３５０は、これらの部位５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４ＤがＲ形状をなしている。言い換えれば、部位５４Ａ，５４Ｂは、後テーパ部８１の中心軸線ＣＸ方向両側の角部が面取りされたような形状をなし、部位５４Ｃ，５４Ｄは、前テーパ部７１の中心軸線ＣＸ方向両側の角部が面取りされたような形状をなしている。

本実施形態によれば、カバー部３５０の内壁面３５３において内径が変化する部位における圧力損失を抑制することができる。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態に係るスパークプラグ４００について、図８を参照しつつ説明する。第４実施形態のスパークプラグ４００では、カバー部４５０においてカバー前部４７０の先端面４５３Ａの形状が第１実施形態に係るスパークプラグ１００と異なる。その他の構成については、第１実施形態に係るスパークプラグ１００と略同一であり、略同じ構成部位には同符号を付けて、構造、作用、及び効果の説明は省略する。

カバー前部４７０は、先端面４５３Ａが、絞り部６０側に向かって盛り上がる凸面状をなす。具体的には、先端面４５３Ａは、その周縁が噴孔５５の内周面に連なるとともに噴孔５５の貫通方向に沿って緩やかに傾斜する形状をなす。先端面４３５Ａは、頂部が第１領域７３内に位置し、その頂部の位置が噴孔５５の上部の位置を超えない程度の緩やかな曲面とされる。先端面４５３Ａの形状は、絞り部６０を通過した火炎を噴孔５５に向けて案内するように、噴孔５５の位置や貫通方向に応じて適宜変更することができる。

本実施形態によれば、絞り部６０を通過した火炎をカバー前部４７０の先端面４５３Ａに沿って噴孔５５に向かわせることができ、噴孔５５からスパークプラグ４００の径方向外側に向けて火炎を噴出させることができる。

＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態に係るスパークプラグ５００について、図９を参照しつつ説明する。第５実施形態のスパークプラグ５００では、カバー部５５０において第１部材５５７と第２部材５５９の構成が第１実施形態に係るスパークプラグ１００と異なる。その他の構成については、第１実施形態に係るスパークプラグ１００と略同一であり、略同じ構成部位には同符号を付けて、構造、作用、及び効果の説明は省略する。

カバー部５５０は、第１部材５５７と第２部材５５９とを有する。第１部材５５７は、少なくとも絞り部６０を形成する部材とされる。具体的には、第１部材５５７は、カバー部５５０において噴孔５５の位置より後側の部分の内周側を構成する部材とされる。第１部材５５７は、カバー部５５０より一回り小さい円柱状の部品を前後両側から加工することにより、カバー後部８０と、絞り部６０と、カバー前部７０のうち前テーパ部７１の形状が付与される。また、第２部材５５９は、カバー部５５０において噴孔５５の位置より後側の部分の外周側と噴孔５５の位置を含む前側の部分とを構成する部材とされる。第２部材５５９は、有底円筒状の部品を後側から加工することにより、カバー前部７０の先端側の部分の形状が付与される。この第１部材５５７と第２部材５５９とは、例えば第２部材５５９の内部に第１部材５５７を圧入した後に両部材５５７，５５９を溶接して一体化され、カバー部５５０を構成する。

本実施形態によれば、絞り部６０とカバー前部７０を第１部材５５７と第２部材５５９にそれぞれ形成し易く、カバー部５０を製造し易い。また、第１部材５５７の外周を囲む形で第２部材５５９が接合されるから、両部材５５７，５５９の接合強度を向上するという観点において、好適である。

＜他の実施形態（変形例）＞
なお、この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

（１）上記実施形態以外にも、絞り部の構成は適宜変更可能である。第１実施形態では、カバー部において第２平面から第３平面までの部分が絞り部である構成を例示したが、例えば、絞り部は第２平面から第３平面までの所定の部分であってもよい。さらに、上記実施形態では、絞り部の厚さが他の部分の厚さより大きい構成を例示したが、絞り部の厚さが他の部分の厚さと同等であってもよい。また、上記実施形態以外にも、絞り部の断面積は適宜設計可能である。
（２）上記実施形態以外にも、カバー後部及びカバー前部の構成は適宜変更可能である。例えば、カバー後部は、後テーパ部を有していなくてもよく、また、全体が絞り部に近づくにつれて連続的に縮径する形のテーパ形状をなしていてもよい。また、カバー前部は、前テーパ部を有していなくてもよく、また、全体が絞り部から先端側に向かうにつれて連続的に拡径する形のテーパ形状をなしていてもよい。
（３）上記実施形態以外にも、噴孔の数、位置、噴孔がカバー部を貫通する方向等は適宜変更可能である。例えば、噴孔は、第２領域における先端面に開口する位置に設けられていてもよい。また、噴孔の貫通方向は、スパークプラグが設置される燃焼室の形状等に応じて適宜変更可能である。
（４）上記第３実施形態では、カバー部の内壁面において、内径が変化する部位のすべてが、内径が漸次変化する部位である構成を例示したが、これに限られない。内径が変化する部位の１つでも内径が漸次変化する部位であればよい。
（５）上記実施形態では、カバー部が第１部材と第２部材を有する構成を例示したが、これに限られない。例えば、カバー部は、１つの部材のみにより構成されてもよい。また、第１実施形態及び第４実施形態以外にも、第１部材と第２部材の構成は適宜変更可能である。

１０…中心電極
１１…先端部
１３…接地電極
１３Ａ…対向部
２０…絶縁体
２１…軸孔
２２…後端開口部
３０…端子電極
３１…後端部
３５…抵抗体
４０…主体金具
４０Ａ…先端側開口部
４１…筒孔
５０…カバー部
５１…副室
５３…内壁面
５３Ａ…先端面（内壁面における先端側の面）
５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄ…内径が変化する部位
５５…噴孔
５７…第１部材
５９…第２部材
６０…絞り部
７０…カバー前部
７１…前テーパ部（第３テーパ部）
７３…第１領域
７５…第２領域
８０…カバー後部
８１…後テーパ部（第１テーパ部）
１００…スパークプラグ
１０５…燃焼室
１０５Ａ…天井面
１０５Ｂ…側壁面
２００…スパークプラグ
２５０…カバー部
２６０…絞り部
２８０…カバー後部
２８３…第２テーパ部
３００…スパークプラグ
３５０…カバー部
４００…スパークプラグ
４３５Ａ…先端面
４５０…カバー部
４５３Ａ…先端面
４７０…カバー前部
５００…スパークプラグ
５５０…カバー部
５５７…第１部材
５５９…第２部材
ＣＮ…中心軸線（スパークプラグの軸線）
Ｐ１…第１平面
Ｐ２…第２平面
Ｐ３…第３平面
Ｐ４…第４平面
ＳＧ…放電ギャップ

Claims (7)

1. 中心電極と、
   前記中心電極の先端部に対向する対向部を有し、前記対向部と前記中心電極の前記先端部との間に放電ギャップを形成する接地電極と、
   前記中心電極の前記先端部が自身の先端よりも露出した状態で前記中心電極を内部に収容する筒状の絶縁体と、
   前記絶縁体を内部に収容する主体金具と、
   前記中心電極の前記先端部と、前記接地電極の前記対向部と、を先端側から覆って、副室を形成するとともに、貫通孔たる噴孔が形成されたカバー部と、
   を備えたスパークプラグであって、
   前記スパークプラグの軸線と垂直な面で切断した、前記カバー部の内壁面で囲まれた領域の断面積について、
   前記カバー部は、
   前記軸線の方向において前記接地電極よりも先端側に位置し、前記断面積が最小となるように絞られた絞り部と、
   前記絞り部の先端側に位置し、前記絞り部より大きい前記断面積を有するとともに自身の先端で前記断面積が最大となるカバー前部と、を有し、
   前記カバー前部が、前記絞り部において前記内壁面で囲まれた領域を前記軸線の方向に沿って前記内壁面における先端側の面に投影した第１領域と、前記内壁面において前記第１領域を囲んで位置する第２領域と、を有し、
   前記第２領域にのみ前記噴孔が形成されているスパークプラグ。
2. 前記カバー部は、前記接地電極よりも先端側で、前記絞り部の後端側に位置するカバー後部を更に有し、
   前記カバー後部の最大の前記断面積を第１断面積Ｓ１とし、
   前記絞り部の前記断面積を第２断面積Ｓ２とした場合に、
   前記第２断面積Ｓ２は、前記第１断面積Ｓ１の０．０５倍以上０．１５倍以下である請求項１に記載のスパークプラグ。
3. 前記カバー部は、前記接地電極よりも先端側で、前記絞り部の後端側に位置するカバー後部を更に有し、
   前記カバー後部は、前記絞り部に近づくにつれて連続的に縮径する形の第１テーパ部を有する請求項１又は請求項２に記載のスパークプラグ。
4. 前記カバー後部は、前記第１テーパ部と前記絞り部との間に、前記絞り部に近づくにつれて連続的に縮径する形の第２テーパ部を有し、
   前記第２テーパ部の前記内壁面と前記軸線とがなす角度は、前記第１テーパ部の前記内壁面と前記軸線とがなす角度より小さい請求項３に記載のスパークプラグ。
5. 前記カバー前部は、前記噴孔よりも後端側の位置において、前記絞り部から先端側に向かうにつれて連続的に拡径する形の第３テーパ部を有する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のスパークプラグ。
6. 前記カバー部の前記内壁面において、内径が変化する部位の少なくとも１つは、前記内径が漸次変化する部位である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のスパークプラグ。
7. 前記カバー部は、
   少なくとも前記絞り部を形成する第１部材と、
   前記カバー前部の少なくとも一部を形成する第２部材と、を有する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のスパークプラグ。

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