JP7398218B2 - 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、プレイグニッションの発生を抑制するためのスパークプラグが開示されている。特許文献１に記載されたスパークプラグのハウジングは、スパークプラグが内燃機関に取り付けられた状態において燃焼室内に露出する先端筒部を有する。そして、先端筒部には、その外周面から内周面まで貫通する貫通孔が形成されている。当該貫通孔は、絶縁碍子の先端部に向かって開口している。これにより、貫通孔を通って絶縁碍子の先端部に流れる混合気の気流を確保し、絶縁碍子の先端部が高温化することに起因するプレイグニッションの発生を抑制しようとしている。

特開２０１７－１５７４５１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は、ハウジングと絶縁碍子の先端部との間に形成されるポケット内に混合気が滞留し、滞留した混合気が高温化し、プレイグニッションが発生することが懸念される。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、プレイグニッションの発生を抑制しやすいスパークプラグを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、筒状のハウジング（２）と、
前記ハウジングの内側に保持された絶縁碍子（３）と、
先端部が突出するように前記絶縁碍子の内側に保持された中心電極（５）と、
前記ハウジングに接続された接地電極（６）と、を備え、
前記ハウジングは、部分的に内周側に突出するハウジング係止部（２１）を有し、
前記絶縁碍子は、前記ハウジング係止部の基端側の座面に係止される碍子係止部（３１）を有し、
前記接地電極は、前記ハウジングから先端側へ立設した立設部（６１）と、前記立設部から内周側に延設されるとともに、前記中心電極との間に放電ギャップ（Ｇ）を形成する延設部（６２）とを有し、
前記ハウジングの内周面における前記ハウジング係止部よりも先端側の領域である先端筒面（２２）には、基端側に隣接する部位よりも突出する一対の突起部（２２１）が、プラグ周方向に部分的に設けられており、
プラグ軸方向（Ｚ）から見たとき、一対の前記突起部は、前記立設部とプラグ中心軸（Ｃ）との並び方向（Ｘ）に直交するとともにプラグ中心軸を通る仮想直線（ＶＬ）上において、プラグ中心軸の両側のそれぞれに形成されており、
前記放電ギャップの周辺を通過する気流（Ｆ１）の一部は、前記立設部に沿って基端側に向かい、前記先端筒面と前記絶縁碍子との間に形成されるポケット（Ｐ）に進入し、さらに前記突起部を避けるようにプラグ周方向に導かれて、プラグ周方向に流れる気流（Ｆ３）となる、スパークプラグ（１）にある。

前記態様のスパークプラグにおいて、先端筒面には、基端側に隣接する部位よりも突出する突起部が、プラグ周方向に部分的に設けられている。それゆえ、先端筒面と絶縁碍子との間に形成されるポケットに流れる混合気は、突起部をかわすように流れるため、突起部周囲に流れる混合気の流量、流速を確保することができる。これにより、ポケット内に混合気の気流の流速が速い部分を形成することができ、ポケット内の混合気の気流の停滞を防止し、ポケット内の掃気を促進することができる。その結果、ポケット内が高温化してプレイグニッションが発生することを抑制することができる。

以上のごとく、前記態様によれば、プレイグニッションの発生を抑制しやすいスパークプラグ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、スパークプラグのプラグ軸方向に平行な半断面図。 実施形態１における、スパークプラグのプラグ軸方向に平行な全断面図。 実施形態１における、スパークプラグを先端側から見た図。 実施形態１における、ハウジングのプラグ軸方向に平行な断面図。 実施形態１における、スパークプラグを備えた内燃機関の断面図であって、ポケット内を流れる気流の説明をするための説明図。 実施形態１における、スパークプラグを備えた内燃機関を先端側から見た図であって、ポケット内を流れる気流の説明をするための説明図。 実験例１における、比率Ｌ２／Ｌ１とポケット流速との関係を示すグラフ。 実験例２における、比率Ｌ３／Ｌ１とポケット流速との関係を示すグラフ。 実施形態２における、ハウジングのプラグ軸方向に平行な断面図。 実施形態３における、ハウジングのプラグ軸方向に平行な断面図。 実施形態４における、ハウジングのプラグ軸方向に平行な断面図。 実施形態４における、スパークプラグを先端側から見た図。 実施形態５における、ハウジングのプラグ軸方向に平行な断面図。 参考形態６における、スパークプラグのプラグ軸方向に平行な全断面図。

（実施形態１）
スパークプラグの実施形態につき、図１～図６を用いて説明する。
本実施形態のスパークプラグ１は、図１、図２に示すごとく、筒状のハウジング２と、ハウジング２の内側に保持された絶縁碍子３と、を備える。

図１、図２、図４に示すごとく、ハウジング２は、部分的に内周側に突出するハウジング係止部２１を有する。絶縁碍子３は、ハウジング係止部２１の基端側の座面２１１に係止される碍子係止部３１を有する。ハウジング２の内周面におけるハウジング係止部２１よりも先端側の領域である先端筒面２２には、基端側に隣接する部位よりも内周側に突出する突起部２２１が、プラグ周方向に部分的に設けられている。
以後、本形態につき詳説する。

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。プラグ軸方向におけるスパークプラグ１の一端は、図示しない点火コイルと接続され、プラグ軸方向におけるスパークプラグ１の他端は、内燃機関の燃焼室内に配される。

なお、スパークプラグの中心軸をプラグ中心軸Ｃという。また、プラグ軸方向とは、プラグ中心軸Ｃが延在する方向であり、以後Ｚ方向という。また、Ｚ方向の一方側であり、スパークプラグ１における点火コイルと接続される側（すなわち、図１、図２、図４の上側）を基端側といい、その反対側であり、スパークプラグ１における燃焼室内に配される側（すなわち、図１、図２、図４の下側）を先端側という。また、スパークプラグ１の周方向をプラグ周方向といい、スパークプラグ１の径方向をプラグ径方向という。また、Ｚ方向に直交する方向であって、プラグ中心軸Ｃと後述の接地電極６の立設部６１とが並ぶ方向をＸ方向という。そして、Ｘ方向とＺ方向との双方に直交する方向をＹ方向という。

ハウジング２は、鉄、ニッケル、鉄ニッケル合金、ステンレス等の耐熱性金属材料を筒状に形成してなる。スパークプラグ１は、ハウジング２において内燃機関のプラグホールに取り付けられる。

図１、図２に示すごとく、ハウジング２の先端部の外周部には、取付ネジ部２３が形成されている。図５に示すごとく、取付ネジ部２３は、スパークプラグ１が取り付けられるエンジンヘッド１１のプラグホールに形成された雌ネジ穴１１１に螺合できるよう構成されている。スパークプラグ１は、取付ネジ部２３をプラグホールの雌ネジ穴１１１に螺合することにより、エンジンヘッド１１に取り付けられる。スパークプラグ１がエンジンヘッド１１に取り付けられた状態においては、スパークプラグ１の先端部が燃焼室内に曝される。

前述のごとく、ハウジング２の内周面のうち、ハウジング係止部２１の先端位置から先端側の部位を先端筒面２２とする。図１、図２、図４に示すごとく、先端筒面２２の主面２２０、すなわち先端筒面２２における最も大きな面は、円筒状に形成されている。先端筒面２２の主面２２０は、Ｚ方向の各位置において、同等の内径を有する。

先端筒面２２には、突起部２２１が形成されている。図１、図２に示すごとく、突起部２２１は、先端筒面２２の主面２２０よりも内周側に突出している。図４に示すごとく、突起部２２１は、プラグ径方向の内周側から見た形状が、角部Ｅ１が丸まった正方形（いわゆる角丸正方形）である。

また、突起部２２１の内周面である突起内周面２２１ａに隣接する角部Ｅ２の少なくとも一部は、曲面状に形成されている。本形態において、突起部２２１は、突起内周面２２１ａと、これに隣接する４つの突起側面２２１ｂとのそれぞれの間の角部Ｅ２が、曲面状に形成されている。すなわち、本形態においては、突起内周面２２１ａに隣接する全ての角部Ｅ２が曲面状に形成されている。角部Ｅ２は、突起内周面２２１ａと突起側面２２１ｂとを滑らかにつなぐよう、滑らかな曲面状に形成されている。

突起部２２１の突起内周面２２１ａと絶縁碍子３との間の隙間は、比較的狭くなるよう構成されている。ここで、先端筒面２２にプラグ径方向に対向する絶縁碍子３の外周面を碍子対向面３２１とする。図２に示すごとく、本形態において、プラグ径方向における突起部２２１のプラグ径方向の厚みＴは、Ｚ方向における当該突起部２２１が形成された領域であって、プラグ周方向における突起部２２１が形成されていない領域における、先端筒面２２と碍子対向面３２１との最短距離Ｋの半分以上の厚みを有する。突起部２２１の厚みＴは、突起部２２１と先端筒面２２の主面２２０との境界部と、突起内周面２２１ａとの間のプラグ径方向の長さである。最短距離Ｋは、突起部２２１と先端筒面２２の主面２２０との境界部のうちの基端側端部と絶縁碍子３の外周面との間のプラグ径方向の長さである。

図３に示すごとく、Ｚ方向から見たとき、突起部２２１は、後述の接地電極６の立設部６１とプラグ中心軸Ｃとの並び方向に直交するとともにプラグ中心軸Ｃを通る仮想直線ＶＬ上に形成されている。つまり、Ｚ方向から見たとき、突起部２２１の少なくとも一部は、仮想直線ＶＬと同位置に形成されている。突起部２２１は、プラグ周方向の２か所に形成されている。一対の突起部２２１は、Ｚ方向から見たとき、仮想直線ＶＬ上における、プラグ中心軸Ｃの両側のそれぞれに形成されている。すなわち、突起部２２１は、Ｙ方向において、プラグ中心軸Ｃを挟んで互いに反対側に配されている。

図１、図２、図４に示すごとく、Ｚ方向において、突起部２２１は、Ｚ方向における先端筒面２２の略中央位置に形成されている。そして、突起部２２１のＺ方向の両側、及びプラグ周方向の両側には、先端筒面２２の主面２２０が隣接している。

図２に示すごとく、Ｚ方向におけるハウジング２の先端からハウジング２の座面２１１の先端までの長さをＬ１［ｍｍ］とする。Ｚ方向における突起部２２１の基端とハウジング２の先端との間の長さをＬ２［ｍｍ］とする。このとき、先端筒面２２は、長さＬ１に対する長さＬ２の割合Ｌ２／Ｌ１が、０．７５以下となる突起部２２１を備える。本形態においては、一対の突起部２２１のそれぞれが、割合Ｌ２／Ｌ１≦０．７５を満たす。すなわち、各突起部２２１とハウジング係止部２１との間にはある程度のＺ方向の長さをもつ空間が確保される。

また、図２に示すごとく、Ｚ方向における突起部２２１の長さをＬ３［ｍｍ］とする。このとき、先端筒面２２は、長さＬ１に対する長さＬ３の割合Ｌ３／Ｌ１が０．１以上となる突起部２２１を備える。本形態においては、一対の突起部２２１のそれぞれが、割合Ｌ３／Ｌ１≧０．１を満たす。すなわち、Ｚ方向において、突起部２２１は、先端筒面２２の長さに対して、ある程度以上の長さを有する。突起部２２１の長さＬ３は、突起部２２１のＺ方向の最長長さである。

図１、図２、図４に示すごとく、ハウジング２の内周面は、先端筒面２２の基端側に隣接する位置に、ハウジング係止部２１を有する。ハウジング係止部２１は、ハウジング２の内周面の一部が先端筒面２２の主面２２０よりも内周側に突出している。ハウジング係止部２１は、取付ネジ部２３の内周側の部位に形成されている。ハウジング係止部２１は、ハウジング２の内周面の全周にわたって形成されており、全体として円環状を呈している。

ハウジング係止部２１の基端側の面である座面２１１は、Ｚ方向の先端側へ向かうほど、プラグ径方向の内周側へ向かうテーパ状に形成されている。座面２１１は、プラグ周方向の全周にわたって形成されている。座面２１１は、円環状に形成されている。図２に示すごとく、座面２１１は、パッキン４を介して絶縁碍子３を係止している。

絶縁碍子３は、アルミナ等の絶縁材を筒状に形成してなる。絶縁碍子３は、先端側の部位と基端側の部位とをハウジング２から突出させつつ、碍子係止部３１においてハウジング２に保持されている。

碍子係止部３１は、Ｚ方向の先端側へ向かうほど、プラグ径方向の内周側へ向かうテーパ状に形成されている。碍子係止部３１は、プラグ周方向の全周にわたって形成されている。碍子係止部３１は、円環状に形成されている。ハウジング係止部２１は、円環状の碍子係止部３１とのシール性を確保すべく円環状に形成されている。

座面２１１と碍子係止部３１との間に挟まれたパッキン４は、円環状を呈しており、全周にわたって座面２１１と碍子係止部３１との双方に密着している。つまり、座面２１１と碍子係止部３１との間は、パッキン４により、全周にわたってシールされている。図１、図２に示すごとく、絶縁碍子３は、碍子係止部３１から先端側に形成された碍子脚部３２を有する。

碍子脚部３２は、Ｚ方向の先端側へ向かうほど縮径するよう形成されている。碍子脚部３２の先端部位は、ハウジング２の先端から突出している。碍子脚部３２の外周面は、Ｚ方向に直交する断面形状が円形である。

プラグ径方向のハウジング２と絶縁碍子３との間に、先端側が開放されたポケットＰが形成されている。本形態において、ハウジング２の先端筒面２２の主面２２０は、Ｚ方向において一定の内径を有する一方、絶縁碍子３の碍子脚部３２の外周面が、先端側に向かうほど縮径している。そのため、ポケットＰにおける先端筒面２２と碍子脚部３２との間の部位は、基端側に向かうほど、Ｚ方向に直交する断面積が小さくなっている。

また、本形態において、ハウジング２の先端筒面２２には、突起部２２１が形成されている。そのため、Ｚ方向の突起部２２１が存在する領域において、ポケットＰは、径方向の寸法がプラグ周方向で異なる。すなわち、図３に示すごとく、Ｚ方向の先端筒面２２が存在する領域において、ポケットＰの径方向の寸法は、プラグ周方向における先端筒面２２の突起部２２１が位置する領域が最も小さい。なお、図３において、絶縁碍子３は、絶縁碍子３の先端部のみを表しており、ハウジング２は、その先端面と突起部２２１のみを表している。

図１、図２に示すごとく、絶縁碍子３の内側には、中心電極５が配されている。中心電極５は、Ｎｉ基合金等の導電材料からなる円柱体であり、内部にＣｕ等の熱伝導性に優れた金属材料が配されている。中心電極５は、絶縁碍子３の先端の領域に配されており、絶縁碍子３に保持されている。中心電極５は、先端部を絶縁碍子３から先端側に突出させている。

また、図１～図４に示すごとく、ハウジング２の先端面には、接地電極６が接続されている。接地電極６は、中心電極５との間に、放電ギャップＧを形成している。

接地電極６は、ハウジング２の先端面から先端側に向かってＺ方向に形成された立設部６１と、立設部６１から屈曲部を介して内周側に向かってプラグ径方向に延設された延設部６２とを備える。延設部６２の一部は、中心電極５の先端面とＺ方向に対向しており、Ｚ方向における中心電極５の先端面と接地電極６との間に放電ギャップＧが形成されている。スパークプラグ１は、放電ギャップＧにおいて火花放電を行うことにより、燃焼室内の混合気に着火する。

図５、図６に示すごとく、内燃機関におけるスパークプラグ１の取付姿勢は、エンジン点火時期に、スパークプラグ１の先端部周囲を通る混合気の主流ＭＳの上流側が、立設部６１に対して延設部６２が延設される側となる姿勢である。スパークプラグ１がこの姿勢で内燃機関に取り付けられた場合、混合気の主流ＭＳが立設部６１に衝突して主流がポケットＰ内に導かれやすいことが分かっている。また、これに伴い、スパークプラグ１がこの姿勢で内燃機関に取り付けられた場合、ポケットＰ内に混合気が滞留しやすく、プレイグニッションの発生を招きやすいことが分かっている。そこで、本形態は、最もプレイグニッションの発生が懸念される姿勢で内燃機関に取り付けられた場合であっても、ハウジング２の先端筒面２２に突起部２２１を設けることで、ポケットＰ内の掃気を促進している。この原理の詳細は、後述する。

なお、前記主流ＭＳの向きは、例えばスパークプラグ１が取り付けられる内燃機関の吸気バルブと排気バルブとが並ぶ向きとすることができる。また、内燃機関に対する、スパークプラグ１のプラグ周方向の姿勢は、例えば、ハウジング２の取付ネジ部２３のネジの切り方等により、調整することができる。その他にも、例えば、取付ネジ部２３の基端側に、エンジンヘッド１１とハウジング２とで挟持されるスペーサ又はガスケットを配し、エンジンヘッド１１に対するスパークプラグ１の螺合の止まり位置を調整することで、スパークプラグ１のプラグ周方向の姿勢を調整してもよい。

次に、本形態の作用効果につき説明する。
本形態のスパークプラグ１において、ハウジング２の内周面におけるハウジング係止部２１よりも先端側の領域である先端筒面２２には、基端側に隣接する部位よりも内周側に突出する突起部２２１が、プラグ周方向に部分的に設けられている。それゆえ、先端筒面２２と絶縁碍子３との間に形成されるポケットＰに流れる混合気は、突起部２２１をかわすように流れるため、突起部２２１周囲に流れる混合気の流量、流速を確保することができる。これにより、ポケットＰ内に混合気の気流の流速が速い部分を形成することができ、ポケットＰ内の混合気の気流の停滞を防止し、ポケットＰ内の掃気を促進することができる。その結果、ポケットＰ内が高温化してプレイグニッションが発生することを抑制することができる。この原理については、次のように推測することが可能である。

図５、図６に示すごとく、スパークプラグ１の先端部周囲を通る混合気の主流ＭＳの上流側が、立設部６１に対して延設部６２が延設される側となる姿勢で取り付けられた場合、放電ギャップＧ周辺をＸ方向に通過する気流Ｆ１は、接地電極６の立設部６１に衝突し、Ｚ方向に沿うよう曲げられ、ポケットＰの開放部からポケットＰに進入する。ポケットＰに進入した気流Ｆ２は、ポケットＰの奥側に向かってＺ方向に進入する。

ポケットＰは、ポケットＰの奥側に向かうほどＺ方向に直交する断面積が小さくなるため、ポケットＰ内をポケットＰの奥側に向かって進入する気流は、ポケットＰの奥側（基端側）において、プラグ周方向に曲げられ、プラグ周方向の両側に流れるようになる。

ここで、突起部２２１と絶縁碍子３との間の隙間は比較的狭く形成されているため、ポケットＰをプラグ周方向に流れる気流Ｆ３は、突起部２２１を避けるように導かれる。これにより、ポケットＰをプラグ周方向に流れる気流Ｆ３は、ポケットＰにおける突起部２２１の基端側の領域に多く流れ、突起部２２１の基端側の領域を流れる気流Ｆ３の流速が確保される。これにより、ポケットＰの奥側の流速が確保され、ポケットＰの奥側に気流が滞留することが抑制される。

そして、プラグ周方向の両側に流れる気流Ｆ３は、ポケットＰにおける、プラグ中心軸Ｃを挟んで立設部６１と反対側の領域でぶつかり、次はポケットＰの開放側に向かってＺ方向に曲げられる。曲げられた気流Ｆ４は、ポケットＰの開放部からポケットＰの外部へ流出する。

以上の原理から、特にポケットＰにおける突起部２２１の基端側の領域の流速が確保され、ポケットＰ内の混合気の気流の停滞を防止し、ポケットＰ内の掃気を促進することができる。

また、本形態においては、特に－１８０°ＡＴＤＣ付近（例えば－１３０～－２３０°ＡＴＤＣ）で、ポケットＰ内の気流の流速を確保することができることをシミュレーションにて確認している。

また、Ｚ方向から見たとき、突起部２２１は、立設部６１とプラグ中心軸Ｃとの並び方向に直交するとともにプラグ中心軸Ｃを通る仮想直線ＶＬ上に形成されている。それゆえ、前述のごとく、立設部６１に衝突して立設部６１周囲からポケットＰ内にＺ方向に進入し、その後、ポケットＰの奥側でプラグ周方向に流れる気流は、突起部２２１を通過する。それゆえ、立設部６１に衝突してポケットＰ内に流れる気流の流速を確保しやすく、ポケットＰ内の掃気を一層促進しやすい。

さらに、突起部２２１は、一対の突起部２２１を有し、一対の突起部２２１は、Ｚ方向から見たとき、仮想直線ＶＬ上における、プラグ中心軸Ｃの両側のそれぞれに形成されている。これにより、ポケットＰの奥側でプラグ周方向の両側に流れる気流の流速を確保することができ、一層ポケットＰ内の掃気を促進しやすい。

また、Ｚ方向におけるハウジング２の先端から座面２１１の先端までの長さＬ１に対する、Ｚ方向における突起部２２１の基端とハウジング２の先端との間の長さＬ２の割合Ｌ２／Ｌ１が、０．７５以下となる突起部２２１を備える。すなわち、突起部２２１とハウジング２座面２１１との間には、ある程度のＺ方向の長さをもつポケットＰの空間が確保される。それゆえ、ポケットＰ内をプラグ周方向に流れる気流が、ポケットＰにおける突起部２２１の基端側の領域に導かれやすく、かかる領域の流速を確保しやすい。

また、Ｚ方向におけるハウジング２の先端から座面２１１の先端までの長さＬ１に対する、Ｚ方向における突起部２２１の長さＬ３の割合Ｌ３／Ｌ１が０．１以上となる突起部２２１を備える。それゆえ、Ｚ方向において、突起部２２１は、先端筒面２２の長さに対して、ある程度以上の長さが確保される。これにより、ポケットＰ内をプラグ周方向に流れる気流が、突起部２２１に衝突しやすく、ポケットＰにおける突起部２２１の基端側の領域に導かれやすい。それゆえ、特にポケットＰにおける突起部２２１の基端側の領域の流速を確保しやすい。

また、先端筒面２２に形成された突起部２２１の内周面である突起内周面２２１ａに隣接する角部Ｅ２の少なくとも一部は、曲面状に形成されている。これにより、突起部２２１の周囲の電界集中を抑制でき、例えば中心電極５と突起部２２１との間で絶縁破壊が生じることを防止することができる。

プラグ径方向における突起部２２１のプラグ径方向の厚みＴは、Ｚ方向における当該突起部２２１が形成された領域であって、プラグ周方向における突起部２２１が形成されていない領域における、先端筒面２２と碍子対向面３２１との最短距離Ｋの半分以上の厚みを有する。つまり、突起部２２１は、ある程度以上突出しているため、突起部２２１と絶縁碍子３との間の空間の体積を小さくすることができる。これにより、ポケットＰ内をプラグ周方向に流れる気流が、突起部２２１に衝突しやすく、ポケットＰにおける突起部２２１の基端側の領域に導かれやすい。それゆえ、特にポケットＰにおける突起部２２１の基端側の領域の流速を確保しやすい。

以上のごとく、前記態様によれば、プレイグニッションの発生を抑制しやすいスパークプラグを提供することができる。

（実験例１）
本例は、基本構成を実施形態１のスパークプラグ１と同様としつつ、長さＬ１に対する、長さＬ２の割合Ｌ２／Ｌ１を種々変更したときの、ポケットＰにおける突起部２２１より基端側領域の流速をシミュレーションにより評価した例である。前述のごとく、長さＬ１は、Ｚ方向におけるハウジング２の先端から座面２１１の先端までの長さであり、長さＬ２は、Ｚ方向における突起部２２１の基端とハウジング２の先端との間の長さである。なお、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。

本例においては、各スパークプラグ１を取り付けたエンジンを、回転数５２００ｒ／ｍｉｎ^-1で運転した場合を想定した。この回転数は、プレイグニッションが懸念されやすい高回転のエンジン回転数である。そして、各スパークプラグ１において、ポケットＰにおける突起部２２１より基端側領域の所定の一点の流速を評価した。前記流速は、吸気行程及び圧縮行程の平均の流速とした。結果を図７に示す。図７において、前述の流速を、ポケット流速と表記している。

図７から分かるように、割合Ｌ２／Ｌ１が小さい程、ポケット流速が確保されることが分かる。それゆえ、割合Ｌ２／Ｌ１がある程度以下であると、ポケットＰ内の掃気が促進されることが分かる。それゆえ、例えば割合Ｌ２／Ｌ１を０．７５以下とすると、ポケットＰ内の掃気が促進される。

（実験例２）
本例は、基本構成を実施形態１のスパークプラグ１と同様としつつ、長さＬ１に対する、長さＬ３の割合Ｌ３／Ｌ１を種々変更したときの、ポケットＰにおける突起部２２１より基端側領域の流速をシミュレーションにより評価した例である。前述のごとく、長さＬ１は、Ｚ方向におけるハウジング２の先端から座面２１１の先端までの長さであり、長さＬ３は、Ｚ方向における突起部２２１の長さである。

本例におけるシミュレーションの条件は、実施例１と同様とした。
本例の結果を図８に示す。

図８から分かるように、割合Ｌ３／Ｌ１が大きい程、ポケット流速が確保されることが分かる。それゆえ、割合Ｌ３／Ｌ１がある程度以上であると、ポケットＰ内の掃気が促進されることが分かる。それゆえ、例えば割合Ｌ３／Ｌ１を０．１以下とすると、ポケットＰ内の掃気が促進される。

（実施形態２）
本形態は、図９に示すごとく、実施形態１に対して、プラグ径方向の内周側から見たときの突起部２２１の形状を変更した形態である。

本形態において、突起部２２１の４つの突起側面２２１ｂのうち、基端側の突起側面２２１ｃは、プラグ周方向において、接地電極６の立設部６１から遠ざかるほど、Ｚ方向の基端側に向かうようテーパ状に形成されている。
その他は、実施形態１と同様である。

本形態においても、実施形態１と同様の作用効果が得られる。

（実施形態３）
本形態は、図１０に示すごとく、実施形態１に対して、プラグ径方向の内周側から見たときの突起部２２１の形状を変更した形態である。

本形態において、突起部２２１の４つの突起側面２２１ｂのうち、基端側の突起側面２２１ｃは、プラグ周方向において、接地電極６の立設部６１から遠ざかるほど、Ｚ方向の先端側に向かうようテーパ状に形成されている。
その他は、実施形態１と同様である。

本形態においても、実施形態１と同様の作用効果が得られる。

（実施形態４）
本形態は、図１１、図１２に示すごとく、実施形態１に対して、突起部２２１の形状を変更した形態である。

本形態において、突起部２２１の内周面である突起内周面２２１ａは、プラグ周方向の両端が、先端筒面２２の主面２２０と接している。そして、突起部２２１の突起内周面２２１ａの先端縁と基端縁とは、Ｚ方向に直交する突起側面２２１ｂを介して先端筒面２２の主面２２０に繋がっている。
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１と同様の作用効果が得られる。

なお、実施形態１～４において、クランク角度－３６０°ＡＴＤＣ～０°ＡＴＤＣまでの前述のポケットＰ内の突起部２２１よりも基端側の領域のポケット流速は、互いに同等であることをシミュレーションで確認している。

（実施形態５）
本形態は、図１３に示すごとく、基本構成を実施形態１と同様としつつ、Ｚ方向の複数箇所に突起部２２１を形成した形態である。

本形態においても、実施形態１と同様、プラグ周方向の２か所に突起部２２１が形成されている。プラグ周方向における突起部２２１が形成された領域のそれぞれには、Ｚ方向に並ぶ２つの突起部２２１が形成されている。Ｚ方向に並ぶ２つの突起部２２１のうち、基端側の突起部２２１は、Ｚ方向における先端筒面２２の略中央位置に形成されており、基端側の突起部２２１の基端側には、先端筒面２２の主面２２０が存在する。
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１と同様の作用効果を有する。

（参考形態６）
本形態は、図１４に示すごとく、絶縁碍子３に突起部３２１ａを形成した参考形態である。

本形態において、絶縁碍子３の碍子脚部３２における先端筒面２２にプラグ径方向に対向する碍子対向面３２１に、突起部３２１ａが形成されている。突起部３２１ａは、碍子脚部３２の外周面の主面３２０よりも外周側に突出している。その他、突起部３２１ａの形成箇所、形状等については、実施形態１で示した突起部と同様である。

本形態において、ハウジング２の先端筒面２２は、全体的に円筒状に形成されており、突起部は形成されていない。
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１と同様の作用効果を有する。

本発明は、前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
２ ハウジング
２１ ハウジング係止部
２１１ 座面
２２先端筒面
２２１ 突起部
３ 絶縁碍子
３１ 碍子係止部

Claims (7)

1. 筒状のハウジング（２）と、
   前記ハウジングの内側に保持された絶縁碍子（３）と、
   先端部が突出するように前記絶縁碍子の内側に保持された中心電極（５）と、
   前記ハウジングに接続された接地電極（６）と、を備え、
   前記ハウジングは、部分的に内周側に突出するハウジング係止部（２１）を有し、
   前記絶縁碍子は、前記ハウジング係止部の基端側の座面に係止される碍子係止部（３１）を有し、
   前記接地電極は、前記ハウジングから先端側へ立設した立設部（６１）と、前記立設部から内周側に延設されるとともに、前記中心電極との間に放電ギャップ（Ｇ）を形成する延設部（６２）とを有し、
   前記ハウジングの内周面における前記ハウジング係止部よりも先端側の領域である先端筒面（２２）には、基端側に隣接する部位よりも突出する一対の突起部（２２１）が、プラグ周方向に部分的に設けられており、
   プラグ軸方向（Ｚ）から見たとき、一対の前記突起部は、前記立設部とプラグ中心軸（Ｃ）との並び方向（Ｘ）に直交するとともにプラグ中心軸を通る仮想直線（ＶＬ）上において、プラグ中心軸の両側のそれぞれに形成されており、
   前記放電ギャップの周辺を通過する気流（Ｆ１）の一部は、前記立設部に沿って基端側に向かい、前記先端筒面と前記絶縁碍子との間に形成されるポケット（Ｐ）に進入し、さらに前記突起部を避けるようにプラグ周方向に導かれて、プラグ周方向に流れる気流（Ｆ３）となる、スパークプラグ（１）。
2. 前記ポケットは、基端側へ向かうほど、プラグ軸方向に直交する断面積が小さくなる、請求項１に記載のスパークプラグ。
3. 前記ポケットにおいて、プラグ周方向に流れる前記気流は、前記ポケットにおける前記突起部の基端側の領域に前記突起部の先端側の領域よりも多く流れる、請求項１又は２に記載のスパークプラグ。
4. プラグ軸方向における前記ハウジングの先端から前記座面の先端までの長さ（Ｌ１）に対する、プラグ軸方向における前記突起部の基端と前記ハウジングの先端との間の長さ（Ｌ２）の割合（Ｌ２／Ｌ１）が、０．７５以下となる前記突起部を備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のスパークプラグ。
5. プラグ軸方向における前記ハウジングの先端から前記座面の先端までの長さ（Ｌ１）に対する、プラグ軸方向における前記突起部の長さ（Ｌ３）の割合（Ｌ３／Ｌ１）が０．１以上となる前記突起部を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載のスパークプラグ。
6. 前記突起部は、少なくとも前記先端筒面に形成されており、前記先端筒面に形成された前記突起部の内周面である突起内周面（２２１ａ）に隣接する角部（Ｅ１、Ｅ２）の少なくとも一部は、曲面状に形成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載のスパークプラグ。
7. プラグ径方向における前記突起部のプラグ径方向の厚みＴは、プラグ軸方向における当該突起部が形成された領域であって、プラグ周方向における前記突起部が形成されていない領域における、前記先端筒面と前記先端筒面に対向する前記絶縁碍子の碍子対向面（３２１）との最短距離（Ｋ）の半分以上の厚みを有する、請求項１～６のいずれか一項に記載のスパークプラグ。

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