JP6954944B2 - 点火プラグ - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの燃焼室に副室を形成する点火プラグに関するものである。

エンジンの燃焼室に副室を形成する点火プラグが知られている（例えば特許文献１）。この種の点火プラグは、貫通孔が形成されたキャップ部が、主体金具の先端部に接続されている。点火プラグは、燃焼室から貫通孔を通ってキャップ部の内側に流入した可燃混合気に点火し、燃焼によって生じる膨張圧力により火炎を含むガス流を貫通孔から燃焼室に噴射し、その噴流によって燃焼室内の可燃混合気を急速に燃焼させる。

特開２０１７−１０３１７９号公報

しかし特許文献１の技術では、キャップ部の後端側から先端側に亘ってキャップ部の肉厚がほぼ一定なので、キャップ部の先端側の部位が冷え易く、火炎を含むガス流の熱エネルギーがキャップ部に奪われ易くなる。そのため、貫通孔から燃焼室に噴射される噴流のエネルギーが低下して、燃焼室内の燃焼速度が低下したり失火したりするなど、燃焼が不安定になるという問題点がある。

本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、安定に燃焼できる点火プラグを提供することを目的としている。

この目的を達成するために本発明の点火プラグは、先端側から後端側へ向かって軸線に沿って延びる筒状の主体金具と、主体金具の内側に絶縁保持された中心電極と、主体金具に電気的に接続され、中心電極と自身の端部との間に火花ギャップを形成する接地電極と、主体金具の先端部に接続され、中心電極および接地電極の端部を先端側から覆うと共に、接地電極よりも先端側に複数の貫通孔が形成されたキャップ部と、を備え、軸線を含む断面において、キャップ部は、接地電極の端部の先端を通り軸線に垂直な第１仮想直線と、複数の貫通孔の最も先端側の内側開口端の後端を通り軸線に垂直な第２仮想直線と、の間の領域の少なくとも一部に、キャップ部の外面から内面までの最短距離が、後端側から先端側へ向かうにつれて大きくなる拡大部が存在し、拡大部に囲まれた領域の、軸線に垂直な断面積は、後端側から先端側へ向かうにつれて小さくなる。

請求項１記載の点火プラグによれば、接地電極の端部の先端とキャップ部の複数の貫通孔の最も先端側の内側開口端の後端との間に、キャップ部の外面から内面までの最短距離が、後端側から先端側へ向かうにつれて大きくなる拡大部が存在する。キャップ部は主体金具の先端部に溶融部を介して接続され、拡大部は溶融部の先端から内側開口端の後端まで延びている。拡大部では、先端側から後端側へ向かうにつれて後端側へ熱伝導し難くなり、後端側から先端側へ向かうにつれて熱容量が大きくなる。よって、拡大部の先端側の温度が低下し過ぎないようにできる。その結果、燃焼室に噴射される噴流の熱エネルギーを確保できる。

さらに拡大部に囲まれた領域の、軸線に垂直な断面積は、後端側から先端側へ向かうにつれて小さくなるので、拡大部の先端側におけるガス流の速度を速くできる。これにより燃焼室に噴射される噴流の運動エネルギーを確保できる。噴流の熱エネルギー及び運動エネルギーを確保できるので、燃焼室内の可燃混合気を安定に燃焼できる。

請求項２記載の点火プラグによれば、軸線を含む断面において、拡大部の内面を示す線が略同じ曲率半径からなる。これにより、拡大部の内面に突起部分が形成され難くなる。その結果、拡大部の内面の突起部分での過熱を抑制できるので、請求項１の効果に加え、燃焼室から貫通孔を通ってキャップ部の内側に流入した可燃混合気の、拡大部の内面の突起部分を着火源とする過早着火（プレイグニッション）を抑制できる。

請求項３記載の点火プラグによれば、軸線を含む断面において、キャップ部の外面から内面までの最短距離が、キャップ部の内面の先端で最も小さくなる。これにより拡大部の先端の部位の熱容量より、キャップ部の内面の先端を含む部位の熱容量を小さくできるので、キャップ部の内面の先端を含む部位の温度を低下させ易くできる。よって、請求項１又は２の効果に加え、燃焼室から貫通孔を通ってキャップ部の内側に流入した可燃混合気の、キャップ部の内面の先端を着火源とするプレイグニッションを抑制できる。

請求項４記載の点火プラグによれば、軸線を含む断面において、キャップ部の外面から内面までの最短距離が、キャップ部の外面の先端で最も小さくなる。これによりキャップ部の内面の先端を含む部位のうち外面の先端を含む部位の熱容量を小さくできるので、キャップ部の外面の先端を含む部位の温度を低下させ易くできる。よって、請求項３の効果に加え、燃焼室内の可燃混合気の、キャップ部の外面の先端を着火源とするプレイグニッションを抑制できる。

請求項５記載の点火プラグによれば、キャップ部の外面の先端は平面をなすので、キャップ部の外面の先端の過熱を抑制できる。よって、請求項１から４のいずれかの効果に加え、燃焼室内の可燃混合気の、キャップ部の外面の先端を着火源とするプレイグニッションを抑制できる。

第１実施の形態における点火プラグの部分断面図である。 図１のＩＩで示す部分を拡大した点火プラグの断面図である。 第２実施の形態における点火プラグの断面図である。 第３実施の形態における点火プラグの断面図である。 第４実施の形態における点火プラグの断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は第１実施の形態における点火プラグ１０の部分断面図である。図１では、紙面下側を点火プラグ１０の先端側、紙面上側を点火プラグ１０の後端側という（図２から図５においても同じ）。図１には、点火プラグ１０の先端側の部位の軸線Ｏを含む断面が図示されている。図１に示すように点火プラグ１０は、絶縁体１１、中心電極１３、主体金具２０、接地電極３０及びキャップ部４０を備えている。

絶縁体１１は、軸線Ｏに沿う軸孔１２が形成された略円筒状の部材であり、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等のセラミックスにより形成されている。絶縁体１１の軸孔１２の先端側には中心電極１３が配置されている。中心電極１３は、軸孔１２内で端子金具１４と電気的に接続されている。端子金具１４は、高圧ケーブル（図示せず）が接続される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。端子金具１４は絶縁体１１の後端に固定されている。

主体金具２０は、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成された略円筒状の部材である。主体金具２０は、外周面におねじ２１が形成される先端部２２と、先端部２２の後端側に隣接する座部２３と、座部２３の後端側に形成される工具係合部２４と、を備えている。おねじ２１はエンジン１のねじ穴２に螺合する。座部２３は、エンジン１のねじ穴２とおねじ２１との隙間を塞ぐための部位であり、おねじ２１の外径よりも外径が大きく形成されている。工具係合部２４は、エンジン１のねじ穴２におねじ２１を締め付けるときに、レンチ等の工具が係合する。

接地電極３０は、Ｎｉ等を主成分とする金属材料によって形成された棒状の部材である。本実施形態では接地電極３０はおねじ２１の位置に配置されており、先端部２２を貫通して先端部２２の内側に突き出ている。接地電極３０は端部３１が中心電極１３に対向している。主体金具２０の先端部２２にはキャップ部４０が接続されている。

キャップ部４０は、中心電極１３及び接地電極３０の端部３１を先端側から覆う部位である。キャップ部４０は、Ｎｉ等を主成分とする金属材料によって形成されている。キャップ部４０には、接地電極３０よりも先端側に複数の貫通孔４１が形成されている。おねじ２１によってエンジン１のねじ穴２に点火プラグ１０が取り付けられた状態で、キャップ部４０はエンジン１の燃焼室３に露出する。貫通孔４１はキャップ部４０が形成する副室４２と燃焼室３とを連通する。

図２は図１のＩＩで示す部分を拡大した点火プラグ１０の軸線Ｏを含む断面図である。主体金具２０の先端部２２には、おねじ２１の部位に、径方向の内側に向けて凹む凹部２５が形成されている。先端部２２には、凹部２５の径方向の内側に凹部２５よりも細い穴２６が形成されている。穴２６は先端部２２を径方向に貫通する。穴２６に挿入された接地電極３０は、溶融部２７により先端部２２に接合されている。接地電極３０の端部３１は中心電極１３との間に火花ギャップ３３を形成する。接地電極３０は主体金具２０のおねじ２１の部位に接合されているので、接地電極３０の熱は、おねじ２１からエンジン１に伝わる。

キャップ部４０は外面４３が球冠状に形成され、内面４４が円錐状に形成されている。キャップ部４０には、貫通孔４１によって外面４３に外側開口端４５が形成され、内面４４に内側開口端４６が形成されている。貫通孔４１は、内側開口端４６から外側開口端４５へ近づくにつれて先端側へ向かって傾斜している。本実施形態では、複数の貫通孔４１の内側開口端４６の後端４７は、全てが、軸線Ｏに垂直な平面上に位置する。キャップ部４０は溶融部４８を介して主体金具２０の先端部２２に接合されている。

軸線Ｏを含む断面において、キャップ部４０は、接地電極３０の端部３１の先端３２を通り軸線Ｏに垂直な第１仮想直線４９と、最も先端側の内側開口端４６の後端４７を通り軸線Ｏに垂直な第２仮想直線５０と、の間の領域５１に、第１拡大部５３及び第２拡大部５５が存在する。第２拡大部５５は第１拡大部５３より先端側に位置する。第１拡大部５３及び第２拡大部５５は、キャップ部４０の外面４３から内面４４までの最短距離が、後端側から先端側へ向かうにつれて大きくなる部位である。キャップ部４０の外面４３から内面４４までの最短距離とは、領域５１内の外面４３上の点と内面４４上の点とを結ぶ線分のうち最も短い線分の長さである。

キャップ部４０の領域５１には、第１拡大部５３及び第２拡大部５５以外に、第１ストレート部５２、第２ストレート部５４及び第３ストレート部５６が存在する。後端側から先端側に、第１ストレート部５２、第１拡大部５３、第２ストレート部５４、第２拡大部５５及び第３ストレート部５６の順に並んでいる。溶融部４８の先端は、第１ストレート部５２に接している。

第１ストレート部５２の先端側に第１拡大部５３が隣接し、第１拡大部５３の先端側に第２ストレート部５４が隣接する。第２ストレート部５４の先端側に第２拡大部５５が隣接し、第２拡大部５５の先端側に第３ストレート部５６が隣接する。内側開口端４６の後端４７は、第３ストレート部５６に接している。

第１ストレート部５２で囲まれた第１内側領域５７の、軸線Ｏに垂直な断面積は、第１ストレート部５２の軸線方向の全長に亘って同一である。第１内側領域５７の軸線Ｏに垂直な断面積は、接地電極３０の端部３１の先端３２における副室４２の軸線Ｏに垂直な断面積と同一面積である。

第１拡大部５３に囲まれた第２内側領域５８の、軸線Ｏに垂直な断面積は、後端側から先端側に向かうにつれて小さくなる。第２ストレート部５４で囲まれた第３内側領域５９の、軸線Ｏに垂直な断面積は、第２ストレート部５４の軸線方向の全長に亘って同一である。第２拡大部５５に囲まれた第４内側領域６０の、軸線Ｏに垂直な断面積は、後端側から先端側に向かうにつれて小さくなる。第３ストレート部５６で囲まれた第５内側領域６１の、軸線Ｏに垂直な断面積は、第３ストレート部５６の軸線方向の全長に亘って同一である。

副室４２のうち第５内側領域６１よりも先端側の先端領域６２は、キャップ部４０の内面４４の先端６３を含む。先端領域６２の後端における軸線Ｏに垂直な断面積は、第１拡大部５３の後端における軸線Ｏに垂直な断面積より小さい。内面４４の先端６３は球冠状の湾曲面の一部である。内面４４の先端６３は、貫通孔４１の内側開口端４６と離隔している。内面４４の先端６３は軸線Ｏ上に位置する。キャップ部４０の外面４３から内面４４までの最短距離は、内面４４の先端６３で最も小さくなる。特に本実施形態では、キャップ部４０の外面４３から内面４４までの最短距離は、キャップ部４０の外面４３の先端６４と内面４４の先端６３との間で最も小さくなる。外面４３の先端６４は軸線Ｏに垂直な平面をなす。

点火プラグ１０は、火花ギャップ３３における放電により、燃焼室３から貫通孔４１を通ってキャップ部４０の内側に流入した可燃混合気に点火する。その燃焼によって生じる膨張圧力により火炎を含むガス流を貫通孔４１から燃焼室３に噴射し、噴流によって燃焼室３内の可燃混合気を燃焼させる。

点火プラグ１０は、接地電極３０の端部３１の先端３２とキャップ部４０の複数の貫通孔４１の最も先端側の内側開口端４６の後端４７との間の領域５１に、軸線Ｏを含む断面におけるキャップ部４０の外面４３から内面４４までの最短距離が、後端側から先端側へ向かうにつれて大きくなる第１拡大部５３及び第２拡大部５５が存在する。第１拡大部５３及び第２拡大部５５では、先端側から後端側へ向かうにつれて後端側へ熱伝導し難くなり、後端側から先端側へ向かうにつれて熱容量が大きくなる。よって、エンジン１の負荷が低いとき等に、第２拡大部５５の先端側の温度が低下し過ぎないようにできる。これにより燃焼室３に噴射される噴流の熱エネルギーを確保できる。

さらに第１拡大部５３に囲まれた第２内側領域５８、及び、第２拡大部５５に囲まれた第４内側領域６０の、軸線Ｏに垂直な断面積は、後端側から先端側へ向かうにつれてそれぞれ小さくなるので、第２拡大部５５の先端側における火炎を含むガス流の速度を速くできる。これにより燃焼室３に噴射される噴流の運動エネルギーを確保できる。その結果、高エネルギーの噴流によって、燃焼室３内の燃焼速度の低下や失火などを抑制し、燃焼室３内の可燃混合気を急速に燃焼させることができる。

第１拡大部５３と第２拡大部５５との間に第２ストレート部５４が介在するので、軸線Ｏを含む断面において、キャップ部４０の内面４４の軸線Ｏに対する傾きが変わる。その結果、副室４２内に乱流を生じさせ易くできる。よって、副室４２内の燃焼速度を上げることができる。

点火プラグ１０は、軸線Ｏを含む断面において、キャップ部４０の外面４３から内面４４までの最短距離が、キャップ部４０の内面４４の先端６３で最も小さくなる。これにより第１拡大部５３及び第２拡大部５５の先端の部位の熱容量より、キャップ部４０の内面４４の先端６３を含む部位の熱容量を小さくできるので、放射などによりキャップ部４０の内面４４の先端６３を含む部位の温度を低下させ易くできる。よって、エンジン１の負荷が高いとき等に、燃焼室３から貫通孔４１を通ってキャップ部４０の内側に流入した可燃混合気の、キャップ部４０の内面４４の先端６３を着火源とする過早着火（プレイグニッション）を抑制できる。

点火プラグ１０は、軸線Ｏを含む断面において、キャップ部４０の外面４３から内面４４までの最短距離が、キャップ部４０の外面４３の先端６４で最も小さくなる。これによりキャップ部４０の内面４４の先端６３を含む部位のうち外面４３の先端６４を含む部位の熱容量を小さくできるので、放射などによりキャップ部４０の外面４３の先端６４を含む部位の温度を低下させ易くできる。よって、エンジン１の負荷が高いとき等に、燃焼室３内の可燃混合気の、キャップ部４０の外面４３の先端６４を着火源とするプレイグニッションを抑制できる。

点火プラグ１０は、キャップ部４０の外面４３の先端６４が平面をなすので、球冠のように外面４３の先端が細くなっている場合に比べ、キャップ部４０の外面４３の先端６４の過熱を抑制できる。よって、エンジン１の負荷が高いとき等に、燃焼室３内の可燃混合気の、キャップ部４０の外面４３の先端６４を着火源とするプレイグニッションを抑制できる。

キャップ部４０は、貫通孔４１の後端４７と第２拡大部５５との間に第３ストレート部５６が形成されている。第３ストレート部５６で囲まれた第５内側領域６１の、軸線Ｏに垂直な断面積は、第３ストレート部５６の軸線方向の全長に亘って同一面積なので、第３ストレート部５６においてガス流の損失を抑制しつつガス流を加速できる。その結果、燃焼室３に噴射される噴流の運動エネルギーを確保できるので、燃焼室３内の可燃混合気を安定に燃焼できる。

図３を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施形態では、キャップ部４０に拡大部が複数（第１拡大部５３及び第２拡大部５５）形成される場合について説明した。これに対し第２実施形態では、キャップ部７１に拡大部７３が１つ形成される場合について説明する。なお、第１実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図３は第２実施の形態における点火プラグ７０の軸線Ｏを含む断面図である。図３は、第１実施形態と同様に、点火プラグ７０のＩＩ（図１参照）で示す部分の拡大図である（図４及び図５においても同じ）。

点火プラグ７０のキャップ部７１は、溶融部４８を介して主体金具２０の先端部２２に接合されている。キャップ部７１には、貫通孔４１によって外面４３に外側開口端４５が形成され、キャップ部７１の内面７２に内側開口端４６が形成されている。

キャップ部７１は領域５１に拡大部７３が存在する。拡大部７３では、軸線Ｏを含む断面において、キャップ部７１の外面４３から内面７２までの最短距離が、後端側から先端側へ向かうにつれて大きくなる。溶融部４８の先端は拡大部７３に接している。内側開口端４６の後端４７は拡大部７３に接している。拡大部７３に囲まれた内側領域７４の、軸線Ｏに垂直な断面積は、後端側から先端側に向かうにつれて小さくなる。副室４２のうち内側領域７４よりも先端側の先端領域７５は、キャップ部７１の内面７２の先端６３を含む。

軸線Ｏを含む断面において、拡大部７３の内面７２を示す線は、略同じ曲率半径からなる。拡大部７３の内面７２に大きな変曲点が無いので、拡大部７３の内面７２に突起部分が形成され難くなる。その結果、拡大部７３の内面７２の突起部分での過熱を抑制できるので、燃焼室３から貫通孔４１を通ってキャップ部７１の内側に流入した可燃混合気の、拡大部７３の内面７２の突起部分を着火源とするプレイグニッションを抑制できる。なお、軸線Ｏに垂直な断面において、拡大部７３の内面７２を示す線の曲率半径は、拡大部７３の軸線方向の全長に亘って全く同じであることが好ましい。

図４を参照して第３実施の形態について説明する。第１実施形態では、キャップ部４０の第１拡大部５３と第２拡大部５５との間に第２ストレート部５４が形成される場合について説明した。これに対し第３実施形態では、キャップ部８１の拡大部８４に、軸線Ｏに垂直な垂直面８３が形成される場合について説明する。なお、第１実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図４は第３実施の形態における点火プラグ８０の軸線Ｏを含む断面図である。

点火プラグ８０のキャップ部８１は、溶融部４８を介して主体金具２０の先端部２２に接合されている。キャップ部８１の内面８２の一部に、軸線Ｏに垂直な円環状の垂直面８３が存在する。キャップ部８１には、貫通孔４１によって外面４３に外側開口端４５が形成され、キャップ部８１の内面８２に内側開口端４６が形成されている。

キャップ部８１は領域５１に拡大部８４が存在する。溶融部４８の先端は拡大部８４に接している。内側開口端４６の後端４７は拡大部８４に接している。拡大部８４に囲まれた内側領域８５の、軸線Ｏに垂直な断面積は、後端側から先端側に向かうにつれて小さくなる。副室４２のうち内側領域８５よりも先端側の先端領域８６は、キャップ部８１の内面８２の先端６３を含む。

拡大部８４に垂直面８３が存在する。軸線Ｏを含む断面において、垂直面８３上の各点においては、垂直面８３を含む直線８３ａと外面４３との交点４３ａから垂直面８３（内面８２の一部）までの最短距離が、垂直面８３の径方向の外側から内側へ向かうにつれて大きくなる。拡大部８４では、交点４３ａよりも先端側の外面４３の各点と内面８２との最短距離は、交点４３ａよりも後端側の外面４３の各点と内面８２との最短距離より大きい。よって、拡大部８４では、キャップ部８１の外面４３から内面８２までの最短距離が、後端側から先端側へ向かうにつれて大きくなる。

第３実施形態における点火プラグ８０は拡大部８４を備えているので、第１拡大部５３及び第２拡大部５５を備える第１実施形態における点火プラグ１０と同様の作用効果が得られる。また、拡大部８４に垂直面８３があるので、副室４２内に乱流を生じさせ易くできる。その結果、副室４２内の燃焼速度を上げることができる。

図５を参照して第４実施の形態について説明する。第１実施形態から第３実施形態では、キャップ部４０，７１，８１に形成された複数の貫通孔４１の軸線方向における位置が同一の場合について説明した。これに対し第４実施形態では、貫通孔９３，９７，９９の軸線方向における位置が異なる場合について説明する。なお、第１実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図５は第４実施の形態における点火プラグ９０の断面図である。

点火プラグ９０のキャップ部９１は、溶融部４８を介して主体金具２０の先端部２２に接合されている。キャップ部９１には複数の貫通孔９３，９７，９９が形成されている。貫通孔９３によってキャップ部９１の外面４３に外側開口端９４が形成され、キャップ部９１の内面９２に内側開口端９５が形成されている。貫通孔９７によって内面９２に内側開口端９８が形成されている。貫通孔９９によって外面４３に外側開口端１００が形成され、内面９２に内側開口端１０１が形成されている。内側開口端９５は最も先端側に位置し、内側開口端１０１は最も後端側に位置する。貫通孔９３，９７，９９は、キャップ部９１の内面９２から外面４３に近づくにつれて先端側へ向かって傾斜している。

軸線Ｏを含む断面において、キャップ部９１は、接地電極３０の端部３１の先端３２を通り軸線Ｏに垂直な第１仮想直線４９と、最も先端側の内側開口端９５の後端９６を通り軸線Ｏに垂直な第２仮想直線１０３と、の間の領域１０４に、拡大部１０５が存在する。拡大部１０５では、キャップ部９１の外面４３から内面９２までの最短距離が、後端側から先端側へ向かうにつれて大きくなる。拡大部１０５に囲まれた第１内側領域１０７の、軸線Ｏに垂直な断面積は、後端側から先端側に向かうにつれて小さくなる。

拡大部１０５の先端側にストレート部１０６が隣接している。ストレート部１０６は、貫通孔９３．９７，９９のうち最も後端側に位置する貫通孔９９の内側開口端１０１の後端１０２に接している。ストレート部１０６で囲まれた第２内側領域１０８の、軸線Ｏに垂直な断面積は、ストレート部１０６の軸線方向の全長に亘って同一である。副室４２のうち第２内側領域１０８よりも先端側の先端領域１０９は、キャップ部９１の内面９２の先端６３を含む。

第４実施形態における点火プラグ９０は拡大部１０５及びストレート部１０６を備えているので、第２拡大部５５及び第３ストレート部５６を備える第１実施形態における点火プラグ１０と同様の作用効果が得られる。また、軸線Ｏを含む断面において、拡大部１０５の内面９２のうちストレート部１０６の近くに、径方向の内側に凸の変曲点があるので、副室４２内に乱流を生じさせ易くできる。その結果、副室４２内の燃焼速度を上げることができる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えばキャップ部４０，７１，８１，９１の形状や貫通孔４１，９３，９７，９９の数や形状、大きさ等は適宜設定できる。

実施形態では、主体金具２０にキャップ部４０，７１，８１，９１が溶接される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、先端が閉じた筒状部材を主体金具２０の先端部２２に接続し、筒状部材の先端部をキャップ部にすることは当然可能である。筒状部材は、主体金具２０の先端部２２の外周を取り囲むように配置される。筒状部材の外周面に形成されたおねじが、エンジン１のねじ穴２に螺合する。

主体金具２０の先端部２２に筒状部材（キャップ部）を接続する手段としては、例えば筒状部材の内周面にめねじを形成し、先端部２２に形成されたおねじ２１にめねじを接合することができる。また、筒状部材の後端部と主体金具２０の座部２３とを溶接等によって接合することができる。さらに、筒状部材の後端部にフランジを形成し、主体金具２０の座部２３とフランジとを溶接等によって接合することができる。筒状部材は、例えば、ニッケル基合金等の金属材料や窒化ケイ素等のセラミックスにより形成できる。

実施形態では、主体金具２０の先端部２２を貫通する接地電極３０を、おねじ２１の位置に設ける場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、主体金具２０の先端部２２の先端面が露出するようにキャップ部を配置して、先端部２２の先端面に接地電極を接続することは当然可能である。接地電極の形状は直線状であっても屈曲していても良い。キャップ部に接地電極を接合しても良い。

実施形態では、貫通孔４１，９３，９７，９９の内側開口端４６，９５，９８，１０１が、軸線Ｏを含む平面でキャップ部４０，７１，８１，９１を切断した切り口に現出する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。貫通孔の内側開口端が軸線Ｏを含む断面に現出しないように、軸線Ｏに対する内側開口端の位置をずらして、キャップ部４０，７１，８１，９１に貫通孔を設けることは当然可能である。この場合、貫通孔の内側開口端の位置は、軸線Ｏに平行な平面でキャップ部４０，７１，８１，９１を切断した切り口を作り、その切り口に現出する内側開口端に基づいて特定できる。そこで特定された貫通孔の内側開口端の位置に基づいて、軸線Ｏを含む断面における領域５１，１０４が特定される。キャップ部４０，７１，８１，９１の外面４３から内面４４，７２，８２，９２までの最短距離は、軸線Ｏを含む断面に基づいて測定される。

実施形態では、キャップ部４０，７１，８１，９１の外面４３の先端６４が平面をなす場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。キャップ部４０，７１，８１，９１の外面４３の先端６４を球冠状や円錐状にすることは当然可能である。

実施形態では、キャップ部４０，７１，８１，９１の内面４４の先端６３が湾曲面の一部である場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。キャップ部４０，７１，８１，９１の内面４４の先端６３が平面をなすようにすることは当然可能である。

実施形態では、キャップ部４０，７１，８１，９１の内面４４の先端６３と貫通孔４１，９３，９７，９９の内側開口端４６，９５，９８，１０１の先端とが離隔している場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。貫通孔４１，９３，９７，９９の内側開口端４６，９５，９８，１０１の先端が、内面４４の先端６３に接していても良い。

実施形態では、キャップ部４０，７１，８１，９１に形成された貫通孔４１，９３の内側開口端４６，９５の先端が、キャップ部４０，７１，８１，９１の内面４４，７２，８２，９２の先端６３よりも後端側に位置する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。軸線方向における内側開口端４６，９５の先端の位置を、内面４４，７２，８２，９２の先端６３の位置に合わせることは当然可能である。これにより副室４２内のガス流が、貫通孔４１，９３にスムーズに導入される。

第４実施形態では、軸線Ｏを含む断面において、拡大部１０５の内面９２を示す線が、径方向の内側に凸の変曲点をもつ場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、拡大部１０５の内面９２を示す線の、径方向の内側に凸の変曲点よりも後端側に、径方向の外側に凸の変曲点を設けることは当然可能である。他の実施形態においても同様に、拡大部の内面に、径方向の外側に凸の変曲点を設けることは当然可能である。

なお、各実施形態は、それぞれ、他の実施形態が有する構成の一部または複数部分を、その実施形態に追加し或いはその実施形態の構成の一部または複数部分と交換したり、その実施形態が有する構成の一部を削除したりして、その実施形態を変形して構成するようにしても良い。

例えば第１実施形態において、第１ストレート部５２を省略して、第１拡大部５３が溶融部４８に接するまで第１拡大部５３を後端側へ延長することは当然可能である。第１実施形態において、第２ストレート部５４を省略して、第１拡大部５３と第２拡大部５５とを連続させることは当然可能である。第１実施形態において、第３ストレート部５６を省略して、第２拡大部５５が内側開口端４６の後端４７に接するまで第２拡大部５５を先端側へ延長することは当然可能である。第１実施形態において、第１拡大部５３及び第２拡大部５５の一方を省略したり、拡大部をさらに追加したりすることは当然可能である。

また、第３実施形態において、拡大部８４と内側開口端４６の後端４７との間に、ストレート部を設けることは当然可能である。第３実施形態において、軸線方向における位置を異ならせて垂直面８３を複数設けることは当然可能である。

１０，７０，８０，９０ 点火プラグ
１３ 中心電極
２０ 主体金具
２２ 主体金具の先端部
３０ 接地電極
３１ 接地電極の端部
３２ 端部の先端
３３ 火花ギャップ
４０，７１，８１，９１ キャップ部
４１，９３，９７，９９ 貫通孔
４３ キャップ部の外面
４４，７２，８２，９２ キャップ部の内面
４６，９５，９８，１０１ 内側開口端
４７，９６ 内側開口端の後端
４８ 溶融部
４９ 第１仮想直線
５０，１０３ 第２仮想直線
５１，１０４ 領域
５３ 第１拡大部（拡大部）
５５ 第２拡大部（拡大部）
５６ 第３ストレート部（ストレート部）
５８ 第２内側領域（拡大部に囲まれた領域）
６０ 第４内側領域（拡大部に囲まれた領域）
６１ 第５内側領域（ストレート部に囲まれた領域）
６３ 内面の先端
６４ 外面の先端
７３，８４，１０５ 拡大部
７４，８５ 内側領域（拡大部に囲まれた領域）
１０２ 貫通孔の後端
１０６ ストレート部
１０７ 第１内側領域（拡大部に囲まれた領域）
１０８ 第２内側領域（ストレート部に囲まれた領域）
Ｏ 軸線

Claims (5)

1. 先端側から後端側へ向かって軸線に沿って延びる筒状の主体金具と、
   前記主体金具の内側に絶縁保持された中心電極と、
   前記主体金具に電気的に接続され、前記中心電極と自身の端部との間に火花ギャップを形成する接地電極と、
   前記主体金具の先端部に溶融部を介して接続され、前記中心電極および前記接地電極の端部を先端側から覆うと共に、前記接地電極よりも先端側に複数の貫通孔が形成されたキャップ部と、を備える点火プラグであって、
   前記軸線を含む断面において、
   前記キャップ部は、前記接地電極の端部の先端を通り前記軸線に垂直な第１仮想直線と、前記複数の貫通孔の最も先端側の内側開口端の後端を通り前記軸線に垂直な第２仮想直線と、の間の領域に、
   前記キャップ部の外面から内面までの最短距離が、後端側から先端側へ向かうにつれて大きくなる拡大部が存在し、
   前記拡大部は、前記溶融部の先端から前記内側開口端の後端まで延びており、
   前記拡大部に囲まれた領域の、前記軸線に垂直な断面積は、後端側から先端側へ向かうにつれて小さくなる点火プラグ。
2. 前記軸線を含む断面において、前記拡大部の内面を示す線が、略同じ曲率半径からなる請求項１記載の点火プラグ。
3. 前記軸線を含む断面において、前記最短距離は、前記キャップ部の内面の先端で最も小さくなる請求項１又は２に記載の点火プラグ。
4. 前記軸線を含む断面において、前記最短距離は、前記キャップ部の外面の先端で最も小さくなる請求項３記載の点火プラグ。
5. 前記キャップ部の外面の先端は平面をなす請求項１から４のいずれかに記載の点火プラグ。

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