JP7643293B2 - 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

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。

例えば、特許文献１に開示されているように、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。当該スパークプラグにおいて、副燃焼室を覆うカバー部には、複数の噴孔が形成されている。これにより、噴孔を介して副燃焼室から主燃焼室に火炎を噴出させ、主燃焼室の混合気を燃焼させようとしている。

特開２０２０－００９７４７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は、副燃焼室内における混合気への着火、すなわち、初期火炎の形成自体については、考慮されていない。つまり、副燃焼室内の放電を引き伸ばして着火性を向上させることについては、何ら考慮されていない。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、着火性を向上させ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。

本発明の第１の態様は、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、を有し、
上記接地電極は、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（６２）から上記副燃焼室内に突出しており、
上記放電ギャップは、上記中心電極の先端部と上記接地電極の基端面（６１）とが、プラグ軸方向（Ｚ）に互いに対向することにより形成されており、
上記プラグカバーには、大噴孔（５１）と、該大噴孔よりも開口面積が小さい小噴孔（５２）とが形成されており、
上記大噴孔と上記小噴孔とは、それぞれ上記副燃焼室と外部とを連通させており、
上記大噴孔の中心軸の延長線（Ｌ１）は上記放電ギャップを通過し、
プラグ軸方向から見たとき、上記接地電極の突出端部（６３）の少なくとも一部は、上記接地電極の突出方向において、上記中心電極の先端部と上記大噴孔との間に位置している、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
本発明の第２の態様は、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、を有し、
上記接地電極は、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（６２）から上記副燃焼室内に突出しており、
上記放電ギャップは、上記中心電極の先端部と上記接地電極の基端面（６１）とが、プラグ軸方向（Ｚ）に互いに対向することにより形成されており、
上記プラグカバーには、大噴孔（５１）と、該大噴孔よりも開口面積が小さい小噴孔（５２）とが形成されており、
上記大噴孔と上記小噴孔とは、それぞれ上記副燃焼室と外部とを連通させており、
上記大噴孔の中心軸の延長線（Ｌ１）は上記放電ギャップを通過し、
上記接地電極の突出端部（６３）は、上記中心電極の先端部までの距離（Ｄ１）よりも、上記大噴孔までの距離（Ｄ２）が短い位置に配置されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。

本発明の第３の態様は、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、を有し、
上記接地電極は、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（６２）から上記副燃焼室内に突出しており、
上記放電ギャップは、上記中心電極の中心対向側面（４３）と上記接地電極の接地対向側面（６６）とが、互いにプラグ径方向に対向することにより形成されており、
上記プラグカバーには、大噴孔（５１）と、該大噴孔よりも開口面積が小さい小噴孔（５２）とが形成されており、
上記大噴孔と上記小噴孔とは、それぞれ上記副燃焼室と外部とを連通させており、
上記大噴孔の中心軸の延長線（Ｌ１）を含むと共にプラグ軸方向（Ｚ）に沿った断面視において、該延長線と上記放電ギャップとは互いに重なっており、
上記延長線は、プラグ軸方向から見たとき、プラグ径方向に沿っており、
上記接地電極は先端側の面である接地先端面（６７）を有し、該接地先端面は、少なくとも、上記接地電極の突出端部（６３）の突出方向における、上記放電ギャップの位置から該突出端部までにわたって、該突出端部に近づくほど先端側に向かうように傾斜している、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
本発明の第４の態様は、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、を有し、
上記接地電極は、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（６２）から上記副燃焼室内に突出しており、
上記放電ギャップは、上記中心電極の中心対向側面（４３）と上記接地電極の接地対向側面（６６）とが、互いにプラグ径方向に対向することにより形成されており、
上記プラグカバーには、大噴孔（５１）と、該大噴孔よりも開口面積が小さい小噴孔（５２）とが形成されており、
上記大噴孔と上記小噴孔とは、それぞれ上記副燃焼室と外部とを連通させており、
上記大噴孔の中心軸の延長線（Ｌ１）を含むと共にプラグ軸方向（Ｚ）に沿った断面視において、該延長線と上記放電ギャップとは互いに重なっており、
上記延長線は、プラグ軸方向から見たとき、プラグ径方向に沿っており、
プラグ軸方向から見たとき、上記接地電極の突出端部（６３）の少なくとも一部は、上記接地電極の突出方向において、上記中心電極の先端部と上記大噴孔との間に位置している、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
本発明の第５の態様は、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、を有し、
上記接地電極は、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（６２）から上記副燃焼室内に突出しており、
上記放電ギャップは、上記中心電極の中心対向側面（４３）と上記接地電極の接地対向側面（６６）とが、互いにプラグ径方向に対向することにより形成されており、
上記プラグカバーには、大噴孔（５１）と、該大噴孔よりも開口面積が小さい小噴孔（５２）とが形成されており、
上記大噴孔と上記小噴孔とは、それぞれ上記副燃焼室と外部とを連通させており、
上記大噴孔の中心軸の延長線（Ｌ１）を含むと共にプラグ軸方向（Ｚ）に沿った断面視において、該延長線と上記放電ギャップとは互いに重なっており、
上記延長線は、プラグ軸方向から見たとき、プラグ径方向に沿っており、
上記接地電極の突出端部（６３）は、上記中心電極の先端部までの距離（Ｄ１）よりも、上記大噴孔までの距離（Ｄ２）が短い位置に配置されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。

本発明の第６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、
上記プラグカバーの外表面（５３）が上記主燃焼室に面するように配置された上記スパークプラグと、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、少なくとも一つの上記大噴孔の外側開口部（５１１）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。

本発明の第７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、
上記プラグカバーの外表面（５３）が上記主燃焼室に面するように配置された上記スパークプラグと、
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、上記内燃機関の圧縮行程において該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、上記大噴孔の外側開口部（５１１）に向かうように、配置されている、内燃機関にある。

上記第１及び第２の態様にかかる内燃機関用のスパークプラグにおいて、大噴孔は、大噴孔の中心軸の延長線が放電ギャップを通過するように形成されている。それゆえ、大噴孔を介して副燃焼室に導入された気流又は副燃焼室から流出する気流によって、放電ギャップに形成された放電が伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

上記第３～第５の態様にかかる内燃機関用のスパークプラグにおいては、大噴孔の中心軸の延長線を含むと共にプラグ軸方向に沿った断面視において、延長線と放電ギャップとは互いに重なっている。それゆえ、大噴孔を介して副燃焼室に導入された気流又は副燃焼室から流出する気流によって、放電ギャップに形成された放電が伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

上記第６の態様にかかる内燃機関は、上記スパークプラグを有する。そして、当該スパークプラグは、プラグ軸方向から見たとき、少なくとも一つの大噴孔の外側開口部が吸気弁側を向くように、配置されている。これにより、プラグ軸方向から見たとき、大噴孔を介して、副燃焼室から主燃焼室の吸気弁側へ大きい火炎を噴出させることができる。それゆえ、プラグ軸方向から見て主燃焼室における吸気弁側の混合気の着火性を向上させることができる。それゆえ、主燃焼室全体の混合気をバランスよく燃焼させることができる。その結果、ノッキング等の原因となる燃焼異常の抑制を図ることができる。

上記第７の態様にかかる内燃機関において、上記スパークプラグは、インジェクタから噴射された噴射流が、大噴孔の外側開口部に向かうように、配置されている。これにより、燃料密度の高い混合気が、大噴孔から副燃焼室内へ導入されやすくなる。その結果、燃料密度の高い混合気が、放電ギャップに到達しやすくなり、着火性を向上させることができる。

以上のごとく、上記態様によれば、着火性を向上させ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。 実施形態１における、噴孔の形成位置を説明する、プラグ軸方向に直交する断面説明図。 実施形態１における、内燃機関の断面説明図。 実施形態１における、スパークプラグに対する噴射流の向きを説明する、断面説明図。 実施形態１における、圧縮行程時の、放電が伸長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、圧縮行程時の、放電が伸長したとき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、膨張行程時の、放電が伸長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、膨張行程時の、放電が伸長したときのスパークプラグの先端部付近の断面図。 実施形態２における、内燃機関の断面説明図。 実施形態２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説明図。 実施形態２における、圧縮行程時の、放電が伸長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２における、圧縮行程時の、放電が伸長したときのスパークプラグの先端部付近の断面図。 実施形態３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、大噴孔の中心軸の延長線と接地電極の傾斜面とのなす角度等を説明する、スパークプラグの先端部付近の断面説明図。 実施形態３における、線分Ｌ３と接地電極との関係を説明する、スパークプラグの先端部付近の断面説明図。 実施形態４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６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７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。 実施形態９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９における、噴孔の形成位置を説明する、プラグ軸方向に直交する断面説明図。 実施形態１０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１１における、接地電極を、接地電極の突出方向から見た平面図。 実施形態１２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１２における、距離Ｄ１と距離Ｄ２とを示す断面図。 実施形態１２における、膨張行程時の、放電が伸長したときのスパークプラグの先端部付近の断面図。 実施形態１３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３０のXXIX－XXIX線矢視断面相当図。 図２９のXXX－XXX線矢視断面相当図。 図３０のXXXI－XXXI線矢視断面相当図。 実施形態１３における、圧縮行程時の、放電が伸長する前のスパークプラグの先端部の断面図。 実施形態１３における、圧縮行程時の、放電が伸長したときのスパークプラグの先端部の断面図。 実施形態１３における、膨張行程時の、放電が伸長したときのスパークプラグの先端部の断面図。 実施形態１３における、膨張行程時の、放電が主燃焼室まで伸長したときのスパークプラグの先端部付近の断面図。 実施形態１４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１５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９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２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、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６２から副燃焼室５０内に突出している。放電ギャップＧは、中心電極４の先端部と接地電極６の基端面６１とが、プラグ軸方向Ｚに互いに対向することにより形成されている。プラグカバー５には、大噴孔５１と、大噴孔５１よりも開口面積が小さい小噴孔５２とが形成されている。大噴孔５１と小噴孔５２とは、それぞれ副燃焼室５０と外部とを連通させている。大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１は放電ギャップＧを通過する。

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、ハウジング２の外周面に形成した取付ネジ部２３を、シリンダヘッド７６のプラグホール７６１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。そして、スパークプラグ１の軸方向Ｚの一端を、内燃機関１０の主燃焼室１０１に配置する。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。また、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。

図１に示すごとく、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を主燃焼室と区画している。

本形態において、プラグカバー５には、図２に示すごとく、一つの大噴孔５１と、３つの小噴孔５２とが形成されている。噴孔５１、５２は、略円柱形状に形成されている。大噴孔５１の内径は、例えば、小噴孔５２の内径の１．２倍～１．４倍とすることができる。また、大噴孔５１の開口面積は、例えば、小噴孔５２の開口面積の１．４倍～２．０倍とすることができる。

それぞれの噴孔５１、５２は、図１に示すごとく、先端側へ向かうほど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。噴孔５１、５２は、図１、図２に示すごとく、開口方向が放射状となっている。

噴孔５１、５２は、図２、図３に示すごとく、スパークプラグ１をＺ方向から見ると、プラグ周方向に等間隔で形成されている。図３に示すごとく、Ｚ方向から見て、プラグ中心軸Ｃと、それぞれの噴孔５１、５２の中心とを通る直線を直線Ｌ２とする。Ｚ方向から見たとき、プラグ周方向に隣り合う噴孔５１、５２を通るそれぞれの直線Ｌ２同士のなす角度α１が９０°となるように、噴孔５１、５２が形成されている。なお、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、本形態において、大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１は、図１、図２に示すごとく、プラグ中心軸Ｃを通過する。ただし、延長線Ｌ１は、必ずしもプラグ中心軸Ｃを通過する必要はなく、放電ギャップＧを通過すればよい。延長線Ｌ１は、例えば、中心電極４をＺ方向に投影した領域であって中心電極４と接地電極６の基端面６１との間の領域の一部を通過する。

また、延長線Ｌ１は、接地電極６を通過することなく、放電ギャップＧを通過する。延長線Ｌ１は、図２に示すごとく、Ｚ方向から見たとき、大噴孔５１に対し、中心電極４の先端部を挟んで、プラグ径方向に対向するハウジング２の内周面２１を通過する。図１に示すごとく、延長線Ｌ１を含む断面において、延長線Ｌ１と内周面２１との交差する角度は、延長線Ｌ１の基端側において、鈍角となっている。なお、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、大噴孔５１の開口方向において、大噴孔５１の内側開口部５１２と放電ギャップＧとは、少なくとも一部同士が互いに直接対向している。

図２に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、少なくとも一つの大噴孔５１と固定端部６２とは、プラグ径方向に互いに対向している。

本形態において、接地電極６の固定端部６２は、ハウジング２に固定されている。そして、接地電極６をハウジング２に固定した後に、プラグカバー５をハウジング２に固定することによって、本形態のスパークプラグ１を製造することができる。

接地電極６は、図２に示すごとく、Ｚ方向から見たとき、プラグ径方向に沿って、ハウジング２に固定されている。Ｚ方向から見て、接地電極６の固定端部６２と突出端部６３とは、中心電極４を挟んで互いに反対側に配されている。

本形態において、接地電極６は、略四角柱形状をなしている。つまり、接地電極６は、４つの平坦な側面を備えており、そのうちの一つが基端面６１となっている。基端面６１は、図１に示すごとく、中心電極４の先端面４１とＺ方向に対向している。

接地電極６の基端面６１は、少なくとも放電ギャップＧを形成するギャップ形成面６１２から接地電極６の突出端部６３にわたって、突出端部６３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に対して傾斜した傾斜面６１１を有する。本形態は、基端面６１の全体が、傾斜面６１１となっている。

また、Ｚ方向において互いに対向する中心電極４の先端部と接地電極６の傾斜面６１１とのそれぞれに、チップを接合することもできる（図示略）。つまり、中心電極４に接合されたチップと接地電極６に接合されたチップとの間に、放電ギャップＧを形成することができる。チップは、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、図２に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、接地電極６の突出端部６３の少なくとも一部は、中心電極４の先端部と大噴孔５１との間に位置している。

次に、上記スパークプラグ１を備えた内燃機関１０を、図４に示す。
内燃機関１０は、主燃焼室１０１と、プラグカバー５の外表面５３が主燃焼室１０１に面するように配置されたスパークプラグ１と、主燃焼室１０１に直接燃料を噴射するインジェクタ７１と、を有する。スパークプラグ１は、内燃機関１０の圧縮行程においてインジェクタ７１から噴射された燃料を含む噴射流Ｆが、大噴孔５１の外側開口部５１１に向かうように、配置されている。なお、図４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、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が大噴孔５１の外側開口部５１１に向かうような状態は、図５に示すプラグカバー５近傍の噴射流Ｆの方向から大噴孔５１の外側開口部５１１が見えるような状態である。

また、本形態の内燃機関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との間には、スパークプラグ１が取り付けられる。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、大噴孔５１の外側開口部５１１が、排気弁７３側を向くように、配置されている（図示略）。

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。

そして、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。

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。

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、５２を介して、副燃焼室５０へ気流が流入する。これにより、副燃焼室５０内の圧力も上昇する。そして、例えば、圧縮行程において、インジェクタ７１が燃料を直接、主燃焼室１０１へ噴射する。

そして、主燃焼室１０１へ噴射された燃料は、図４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、図５に示すごとく、スパークプラグ１における大噴孔５１の外側開口部５１１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が到達した大噴孔５１の外側開口部５１１付近は、燃料を多く含む混合気となる。そして、この混合気は、副燃焼室５０に、大噴孔５１を介して導入されることとなる。そして、大噴孔５１から引き込まれた燃料密度の高い混合気の気流ＡＦ１が、放電ギャップＧに向かうこととなる。

そして、圧縮上死点付近において、スパークプラグ１の放電ギャップＧに放電を生じさせる。これにより、混合気への着火が効率的に行われる。なお、上述の燃料噴射タイミング、スパークプラグ１の放電点火タイミングは、後述するように、状況や目的等によって、種々変更しうる。

また、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。そして、大噴孔５１を介して、副燃焼室５０から主燃焼室１０１へ気流が流出する。これにより、図８、図９に示すごとく、気流ＡＦ１が、接地電極６の基端面６１に案内されて、大噴孔５１へ向かうこととなる。また、接地電極６の基端面６１に案内される気流ＡＦ１は、放電ギャップＧを通過する。これにより、図８に示すごとく、膨張行程において、放電ギャップＧに生じさせた放電Ｓは、図９に示すごとく、気流ＡＦ１によって、大噴孔５１に向かって引き伸ばされることとなる。

次に、本形態の作用効果を説明する。
上記内燃機関用のスパークプラグ１において、大噴孔５１は、大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１が放電ギャップＧを通過するように形成されている。それゆえ、大噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入された気流又は副燃焼室５０から流出する気流によって、放電ギャップＧに形成された放電が伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

つまり、大噴孔５１の開口面積は、小噴孔５２の開口面積よりも大きい。そのため、大噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入された気流又は大噴孔５１を介して副燃焼室５０から流出する気流は、小噴孔５２を介して副燃焼室５０に導入された気流又は小噴孔５２を介して副燃焼室５０から流出する気流よりも強くなりやすい。また、延長線Ｌ１が放電ギャップＧを通過するように、大噴孔５１が形成されている。つまり、大噴孔５１の開口方向の延長線上に放電ギャップＧが位置している。そのため、図６、図７に示すごとく、圧縮行程においては、大噴孔５１を介して導入された気流ＡＦ１が放電ギャップＧに向かって流れやすい。それゆえ、図６に示すごとく、放電ギャップＧに生じた放電Ｓが、図７に示すように、気流ＡＦ１によって伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

また、膨張行程においては、大噴孔５１を介して副燃焼室５０から流出する気流ＡＦ１が、接地電極６の基端面６１に案内されることにより、放電ギャップＧを通過しやすい。それゆえ、図８に示すごとく、放電ギャップＧに生じた放電Ｓが、図９に示すように、気流ＡＦ１によって大噴孔５１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、着火位置を大噴孔５１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、大噴孔５１から噴出しやすいため、主燃焼室での着火性向上を図ることができる。

また、小噴孔５２に対して、副燃焼室５０へのガスの導入量及び副燃焼室５０から導出するガスの量が多い大噴孔５１が、放電ギャップに向かって開口している。それゆえ、放電ギャップＧの周辺に強い気流を生じさせることができる。その結果、放電ギャップＧに生じた放電を安定的に伸長させることができる。

また、接地電極６の基端面６１は、平坦な面となっている。それゆえ、膨張行程において、大噴孔５１を介して副燃焼室５０から流出する気流が、基端面６１によって一層案内されやすい。その結果、放電ギャップＧに生じた放電が一層伸長しやすい。

Ｚ方向から見たとき、少なくとも一つの大噴孔５１と固定端部６２とは、プラグ径方向に互いに対向している。それゆえ、膨張行程において、大噴孔５１を介して副燃焼室５０から主燃焼室へと流出する気流を、接地電極６の基端面６１によって一層案内しやすい。その結果、膨張行程において、放電ギャップＧに生じた放電を一層伸長させやすい。

Ｚ方向から見たとき、接地電極６の突出端部６３の少なくとも一部は、中心電極４の先端部と大噴孔５１との間に位置している。それゆえ、図８に示すごとく、膨張行程において、放電ギャップＧに生じさせた放電Ｓの接地電極６側の起点ＳＰが、図９に示すごとく、気流ＡＦ１によって、接地電極６の基端面６１に沿って大噴孔５１に向かって移動しやすい。それゆえ、放電Ｓが大噴孔５１に向かって伸長しやすく、副燃焼室５０内での着火性を向上できる。また、着火位置を大噴孔５１に、より近付けやすいため、冷損が抑制され、主燃焼室１０１への火炎ジェットを一層強化することができる。さらに、放電ギャップＧにて生じた放電或いは放電プラズマ、又は初期火炎が、大噴孔５１から一層噴出しやすい。

接地電極６の基端面６１は、少なくともギャップ形成面６１２から突出端部６３にわたって、傾斜面６１１を有する。それゆえ、膨張行程において、大噴孔５１を介して副燃焼室５０から流出する気流が、傾斜面６１１によって案内されやすい。その結果、放電ギャップＧにて生じた放電が、大噴孔５１に向かって伸長しやすい。

また、大噴孔５１は、先端側へ向かうほど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。それゆえ、圧縮行程において、大噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入された気流が、基端側に向かいやすい。それゆえ、放電ギャップＧに生じた放電Ｓが、副燃焼室５０の基端側に向かって伸長しやすい。その結果、混合気の燃焼が副燃焼室５０における、より基端側の領域を起点に成長することで、火炎が噴孔５１、５２に到達する時点での副燃焼室５０内の圧力が高くなる。それゆえ、主燃焼室１０１への火炎ジェットを強化することができる。

上記内燃機関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、大噴孔５１の外側開口部５１１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、大噴孔５１から副燃焼室５０内へ導入されやすくなる。その結果、燃料密度の高い混合気が、放電ギャップＧに到達しやすくなり、着火性を向上させることができる。

また、例えば、内燃機関の高負荷運転において、プレイグニッションの抑制を目的として、リタード噴射、リタード点火を行う場合がある。リタード噴射、リタード点火は、一般的な燃料噴射及び点火のタイミングよりも遅いタイミングで行う、燃料噴射及び点火である。つまり、インジェクタ７１からの燃料噴射タイミングを、例えば、圧縮行程における、ピストン７４が上死点に達する直前のタイミングとする。具体的には、例えば、ＢＴＤＣ３０°のタイミングにて、燃料を噴射する。ＢＴＤＣは、Before Top Dead Center の略であり、圧縮上死点に対してどの程度前のクランク角のタイミングかを示す。そして、スパークプラグ１の点火を、実質的に圧縮上死点のタイミングとする。

このようなタイミングにて、燃料噴射及び点火を行うことで、所望のタイミングよりも早いタイミングでの着火、すなわち早期着火を抑制し、プレイグニッションを抑制することができる。その一方で、リタード噴射を行う場合、燃料が主燃焼室１０１に供給される際には、すでに副燃焼室５０内にある程度空気が充填されていると共に、主燃焼室１０１内の気流も弱まった状態となる。そうすると、プラグカバー５に形成された噴孔から副燃焼室５０に導入される燃料が、比較的少なくなりやすい状況となる。

しかし、本形態のスパークプラグ１は、上述の大噴孔５１を有する。それゆえ、大噴孔５１から、燃料を含んだ混合気が副燃焼室５０に導入される際、燃料密度の高い混合気が、放電ギャップＧに到達しやすい。それゆえ、仮に副燃焼室５０に導入される燃料が全体として少なくなったとしても、放電ギャップＧに供給される燃料の割合を多くすることができる。その結果、上述のように、副燃焼室５０内における着火性を向上させ、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。

なお、燃料噴射タイミングが吸気行程である場合にも、少なくとも、放電ギャップＧにおける放電を伸ばしやすくするという点では、上記と同様に本形態の作用効果を発揮しうる。すなわち、例えば、ＥＧＲ燃焼（すなわち排気再循環燃焼）を利用する場合には、吸気行程において燃料を噴射し、圧縮行程において点火する。この場合にも、本形態のスパークプラグ１においては、放電が引き伸ばされやすく、着火性を向上させることができる。また、着火性が向上することにより、ＥＧＲ量の上限を向上でき、燃費を向上させることができる。

以上のごとく、本形態によれば、着火性を向上させ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。

（実施形態２）
本形態は、図１１に示すごとく、Ｚ方向から見たとき、大噴孔５１の外側開口部５１１が吸気弁７２側を向いている形態である。

内燃機関１０は、図１０、図１１に示すごとく、主燃焼室１０１に設けられた吸気弁７２及び排気弁７３を有する。スパークプラグ１は、図１１に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、少なくとも一つの大噴孔５１の外側開口部５１１が吸気弁７２側を向くように、配置されている。

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。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。

そして、主燃焼室１０１内においては、主として、図１０の矢印ＡＦ２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ＡＦ２は、図１０、図１１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１１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ＡＦ２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ＡＦ２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ＡＦ２を意味する。

本形態において、インジェクタ（図示略）は、吸気ポート７２１内に燃料を噴射するように、内燃機関１０に設置されている。なお、インジェクタは、実施形態１と同様に、主燃焼室に直接燃料を噴射するように内燃機関に設置することもできる。
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。

内燃機関１０は、上記スパークプラグ１を有する。そして、スパークプラグ１は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、少なくとも一つの大噴孔５１の外側開口部５１１が吸気弁７２側を向くように、配置されている。これにより、プラグ軸方向Ｚから見たとき、大噴孔５１を介して、副燃焼室５０から主燃焼室１０１の吸気弁７２側へ大きい火炎を噴出させることができる。それゆえ、プラグ軸方向Ｚから見て主燃焼室１０１における吸気弁７２側の混合気の着火性を向上させることができる。それゆえ、主燃焼室１０１全体の混合気をバランスよく燃焼させることができる。その結果、ノッキング等の原因となる燃焼異常の抑制を図ることができる。

つまり、Ｚ方向から見たとき、主燃焼室１０１における、高温のガスを排出する排気ポート７３１が設けられた排気弁７３側と比較し、比較的低温のガスを主燃焼室１０１へ導入する吸気ポート７２１が設けられた吸気弁７２側は、低温となりやすい。それゆえ、Ｚ方向から見たとき、主燃焼室１０１における、排気弁７３側の混合気に対し、吸気弁７２側の混合気の燃焼が遅れることによって、主燃焼室１０１における混合気の燃焼のバランスが悪くなるおそれがある。しかし、本形態においては、上記のごとく、Ｚ方向から見たとき、副燃焼室５０から主燃焼室１０１の吸気弁７２側へ大きい火炎を噴出させることができる。そのため、主燃焼室１０１全体の混合気をバランスよく燃焼させることができ、未燃燃料の局所的な残留も抑えることができる。その結果、ノッキング等の原因となる燃焼異常の抑制を図ることができる。

また、スパークプラグ１は、Ｚ方向から見たとき、大噴孔５１の外側開口部５１１が、吸気弁７２側を向いているため、大噴孔５１の外側開口部５１１が主燃焼室１０１の気流ＡＦ２の上流側を向きやすい。それゆえ、大噴孔５１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い。それゆえ、図１２に示すごとく、放電ギャップＧにて生じた放電Ｓが、図１３に示すように、気流ＡＦ１によって確実に伸長しやすい。その結果、副燃焼室５０内での着火性を確実に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３）
本形態は、図１４～図１６に示すごとく、大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１と傾斜面６１１とが互いに交差した形態である。

本形態において、大噴孔５１は、図１４に示すごとく、当該大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１と傾斜面６１１とが互いに交差するように形成されている。大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１は、接地電極６の突出端部６３の基端側を通過する。

接地電極６は、突出端部６３に平坦な突出端面６３１を有する。大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１は、突出端面６３１の基端側を通過する。

本形態において、大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１は、接地電極６を通過する。大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１と傾斜面６１１とは、傾斜面６１１上にある交点Ａにおいて互いに交差している。図１６に示すごとく、大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１上にある、大噴孔５１と交点Ａとをつなぐ線分Ｌ３は、接地電極６を通過しない。

また、図１５に示すごとく、大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１と傾斜面６１１とが互いに交差する角度α２は、延長線Ｌ１の基端側において鈍角となっている。

本形態において、プラグ中心軸Ｃは、延長線Ｌ１と傾斜面６１１とを通過する。図１５に示すごとく、プラグ中心軸Ｃと延長線Ｌ１とを含む断面において、接地電極６の傾斜面６１１とプラグ中心軸Ｃとのなす角度のうち、小さい方の角度α３は、延長線Ｌ１とプラグ中心軸Ｃとのなす角度のうち、小さい方の角度α４よりも小さい。つまり、プラグ軸方向に対し、接地電極６の傾斜面６１１よりも、延長線Ｌ１の方が、より大きく傾いている。角度α４は、例えば、４５°～７５°とすることができる。また、角度α４は、例えば、角度α３よりも、５°以上大きい角度とすることができる。
その他は、実施形態１と同様である。

大噴孔５１は、当該大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１と傾斜面６１１とが互いに交差するように形成されている。また、大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１は、接地電極６の突出端部６３の基端側を通過する。それゆえ、大噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入された気流が、接地電極６の突出端部６３に遮られることなく、接地電極６の傾斜面６１１によって案内されやすい。その結果、放電ギャップＧに生じた放電が、確実に伸長しやすい。

また、大噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入された気流は、接地電極６の傾斜面６１１によって基端側に案内されやすい。それゆえ、放電ギャップＧに生じた放電が、副燃焼室５０の基端側に向かって伸長しやすい。それゆえ、混合気の燃焼を、副燃焼室５０の基端側或いは中央から成長させることができる。その結果、主燃焼室に対し、噴孔５１、５２を介して、火炎ジェットを強く噴出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４）
本形態は、図１７に示すごとく、実施形態１に対し、接地電極６の形状を変更した形態である。
つまり、接地電極６は、ハウジング２の先端部に固定されると共に、固定端部６２を含む固定側部６４と、傾斜面６１１を備えた傾斜部６５とを有する。固定側部６４は、プラグ径方向に沿って形成されている。傾斜部６５は、突出端部６３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。

本形態において、接地電極６の固定端部６２は、図１７に示すごとく、ハウジング２の先端面２２に接合されている。なお、接地電極６は、ハウジング２の先端部の内周面２１に接合することができる。
その他は、実施形態１と同様である。

本形態においては、接地電極６が、固定側部６４と傾斜部６５とを有する。それゆえ、傾斜面６１１を中心電極４に対向させつつ、接地電極６を安定してハウジング２の先端部に固定しやすい。その結果、スパークプラグ１の生産性を向上させやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態５）
本形態は、図１８に示すごとく、実施形態４に対し、接地電極６の形状を変更した形態である。

本形態において、接地電極６は、図１８に示すごとく、プラグ径方向に沿うように、ハウジング２の先端面２２に固定されている。接地電極６は、接地電極６の長手方向における、固定端部６２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Ｚ方向の幅が小さくなるように、テーパ形状となっている。そして、テーパ形状となっている部分に、傾斜面６１１が形成されている。傾斜面６１１と中心電極４の先端部との間に放電ギャップＧが形成されている。
その他の構成及び作用効果は、実施形態４と同様である。

（実施形態６）
本形態は、図１９に示すごとく、実施形態１に対し、放電ギャップＧの位置を変更した形態である。
すなわち、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。
その他は、実施形態１と同様である。

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を容易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。

（実施形態７）
本形態は、図２０に示すごとく、実施形態１に対し、中心電極４の先端部の形状を変更した形態である。
すなわち、中心電極４の先端面４１は、接地電極６の傾斜面６１１に沿って傾斜している。

本形態において、中心電極４の先端面４１と接地電極６の傾斜面６１１とは、それぞれ平坦な面となっている。そして、図２０に示すごとく、それぞれの平坦な面同士が、互いに略平行に対向配置されることにより、放電ギャップＧが形成されている。
その他は、実施形態１と同様である。

中心電極４の先端面４１は、接地電極６の傾斜面６１１に沿って傾斜している。それゆえ、接地電極６又は中心電極４の摩耗により、放電ギャップＧの距離が拡大することを抑制することができる。その結果、スパークプラグ１の寿命を延ばすことができる。
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２１に示すごとく、実施形態７に対し、中心電極４の先端部の形状を変更した形態である。

本形態において、中心電極４の先端部は、図２１に示すごとく、先端側に向かうに従って縮径したテーパ形状を有する。テーパ形状を有する中心電極４の先端部は、略円錐台形状を有する。なお、中心電極４の先端部は、略円錐形状、略四角錐台形状、略四角錐形状等とすることができる。

中心電極４の先端部のテーパ面４２は、環状に形成されている。テーパ面４２の一部は、接地電極６の傾斜面６１１に沿って傾斜している。そして、テーパ面４２と、接地電極６の傾斜面６１１との間に、放電ギャップＧが形成されている。
その他は、実施形態７と同様である。

本形態は、テーパ面４２と傾斜面６１１との間に、放電ギャップＧが形成されている。それゆえ、本形態においても、接地電極６又は中心電極４の摩耗により、放電ギャップＧの距離が拡大することを抑制することができる。
その他、実施形態７と同様の作用効果を有する。

（実施形態９）
本形態は、図２２、図２３に示すごとく、大噴孔５１を２つ有する形態である。

本形態において、プラグカバー５には、図２２に示すごとく、２つの大噴孔５１と、４つの小噴孔５２とが形成されている。

図２３に示すごとく、Ｚ方向から見て、プラグ中心軸Ｃとそれぞれの噴孔５１、５２の中心とを通る直線Ｌ２は、それぞれ２つの噴孔５１、５２を通過する。噴孔５１、５２は、Ｚ方向から見たとき、プラグ周方向に隣り合う噴孔５１、５２を通るそれぞれの直線Ｌ２同士のなす角度α５が６０°となるように、プラグ周方向において、等間隔に配されている。

図２２に示すごとく、プラグ中心軸Ｃを含む所定の平面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分割したとき、大噴孔５１は、第一プラグ部１１に形成されている。また、本形態において、２つの小噴孔５２は、第二プラグ部１２に形成されている。また、残りの２つの小噴孔５２は、それぞれ第一プラグ部１１と第二プラグ部１２との双方にわたって形成されている。

また、２つの大噴孔５１のそれぞれは、大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１が放電ギャップＧを通過するように、形成されている。
その他の構成及び作用効果は、実施形態１と同様である。

（実施形態１０）
本形態は、図２４に示すごとく、噴孔５１、５２が、第一プラグ部１１側に偏って形成された形態である。

本形態において、プラグカバー５には、図２４に示すごとく、３つの大噴孔５１と、２つの小噴孔５２とが形成されている。３つの大噴孔５１は、第一プラグ部１１に形成されている。２つの小噴孔５２は、それぞれ第一プラグ部１１と第二プラグ部１２との双方にわたって形成されている。

また、３つの大噴孔５１のそれぞれは、大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１が放電ギャップＧを通過するように、形成されている。
その他の構成及び作用効果は、実施形態９と同様である。

（実施形態１１）
本形態は、図２５に示すごとく、接地電極６の基端面６１が、先端側に向かって凹んだ凹面を有する形態である。

図２５に示すごとく、接地電極６を、接地電極６の突出方向から見たとき、基端面６１は、先端側に向かって凹んだ凹面となっている。本形態は、基端面６１の全体が凹面となっている。
その他の構成及び作用効果は、実施形態１と同様である。

（実施形態１２）
本形態は、図２６～図２８に示すごとく、実施形態６に対し、接地電極６の位置を変更した形態である。

本形態において、接地電極６の突出端部６３は、図２６に示すごとく、大噴孔５１の外側開口部５１１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Ｌ４よりも先端側に配置されている。

また、突出端部６３は、図２７に示すごとく、中心電極４の先端部までの距離Ｄ１よりも、大噴孔５１までの距離Ｄ２が短い位置に配置されている。
その他は、実施形態６と同様である。

突出端部６３は、距離Ｄ１よりも、距離Ｄ２が短い位置に配置されている。それゆえ、図２８に示すごとく、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ＳＰは、接地電極６の基端面６１に案内された気流ＡＦ１によって、大噴孔５１に向かって移動しやすい。それゆえ、放電Ｓは一層伸長しやすい。その結果、着火性を一層向上させることができる。また、起点ＳＰは、気流ＡＦ１によって、大噴孔５１の内面に移りやすい。それゆえ、放電Ｓは、より一層伸長しやすいと共に、放電Ｓの一部が大噴孔５１から主燃焼室側へと飛び出すことも期待できる。その結果、着火性を、より一層向上させることができる。

突出端部６３は、直線Ｌ４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、放電は、大噴孔５１に向かって伸長する際、突出端部６３によって短絡しにくい。それゆえ、放電は一層伸長しやすい。また、放電の接地電極６側の起点は、大噴孔５１の内面に一層移りやすい。それゆえ、放電の一部が大噴孔５１から主燃焼室側へと一層飛び出しやすい。その結果、着火性を、より一層向上させることができる。
その他、実施形態６と同様の作用効果を有する。

（実施形態１３）
本形態は、図２９～図３５に示すごとく、中心電極４と接地電極６とが、互いにプラグ径方向に対向することにより放電ギャップＧが形成された形態である。

本形態のスパークプラグ１において、放電ギャップＧは、図２９～図３５に示すごとく、中心電極４の中心対向側面４３と接地電極６の接地対向側面６６とが、互いにプラグ径方向に対向することにより形成されている。

図２９に示すごとく、大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１を含むと共にプラグ軸方向Ｚに沿った断面視において、延長線Ｌ１と放電ギャップＧとは互いに重なっている。また、延長線Ｌ１は、図３０に示すごとく、プラグ軸方向Ｚから見たとき、プラグ径方向に沿っている。

本形態において、接地電極６は、図２９に示すごとく、突出端部６３に近づくほど先端側に向かうように傾斜している。また、図３０に示すごとく、Ｚ方向から見たとき、突出端部６３の突出方向が、大噴孔５１と中心電極４の先端部との並び方向に沿うように、接地電極６が設けられている。

プラグ軸方向Ｚから見たとき、接地電極６の突出方向において、大噴孔５１と固定端部６２とは、中心電極４の先端部を挟んで互いに反対側に位置している。

プラグ軸方向Ｚから見たとき、接地電極６の突出端部６３の少なくとも一部は、接地電極６の突出方向において、中心電極４の先端部と大噴孔５１との間に位置している。また、Ｚ方向から見たとき、接地電極６の突出方向において、大噴孔５１と放電ギャップＧとは、突出端部６３を挟んで、互いに反対側に位置している。

また、本形態において、接地対向側面６６は、図２９、図３０に示すごとく、平面状に形成されている。具体的には、接地対向側面６６は、固定端部６２から突出端部６３までにわたって、連続した平面状に形成されている。接地対向側面６６は、突出端部６３の突出方向に沿って形成されている。接地対向側面６６は、法線方向が接地電極６の突出方向に直交する面となっている。

また、本形態において、接地対向側面６６と共に放電ギャップＧを形成する中心対向側面４３は、曲面状となっている。

本形態において、放電ギャップＧは、例えば、図２９に示すごとく、接地電極６と中心電極４とが互いにプラグ径方向に対向する対向方向から見たときに、中心電極４の先端部と重なる接地対向側面６６と、接地電極６と重なる中心対向側面４３との間の領域である。

また、端縁先端６６２は、接地対向側面６６の突出側端縁６６１の先端である。大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１を含むと共にプラグ軸方向Ｚに沿った断面視において、端縁先端６６２は、大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１よりも先端側に位置している。また、端縁先端６６２は、大噴孔５１の基端よりも先端側に位置している。

また、図２９、図３１に示すごとく、接地電極６は先端側の面である接地先端面６７を有する。接地先端面６７は、少なくとも、接地電極６の突出端部６３の突出方向における、放電ギャップＧの位置から突出端部６３までにわたって、突出端部６３に近づくほど先端側に向かうように傾斜している。本形態において、接地先端面６７は、固定端部６２から突出端部６３までにわたって、突出端部６３に近づくほど先端側に向かうように傾斜している。

また、接地対向側面６６の先端側端縁６６３は、少なくとも、突出端部６３の突出方向における、放電ギャップＧの位置から突出端部６３までにわたって、突出端部６３に近づくほど先端側に向かうように傾斜している。本形態において、先端側端縁６６３は、固定端部６２から突出端部６３までにわたって、突出端部６３に近づくほど先端側に向かうように傾斜している。
その他は、実施形態１と同様である。

本形態のスパークプラグ１においては、大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１を含むと共にプラグ軸方向Ｚに沿った断面視において、延長線Ｌ１と放電ギャップＧとは互いに重なっている。それゆえ、大噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入された気流又は副燃焼室５０から流出する気流によって、放電ギャップＧに形成された放電が伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

延長線Ｌ１と放電ギャップＧとの互いの位置関係が上記条件を満たすことにより、圧縮行程等においては、大噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入された気流が放電ギャップＧを通過しやすい。つまり、図３２、図３３に示すごとく、大噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入された気流ＡＦ１は、放電ギャップＧに直接流入しやすいか、又は中心電極４の外周面に沿って放電ギャップＧに流入しやすい。それゆえ、図３２に示すごとく、放電ギャップＧに生じた放電Ｓは、図３３に示すように、気流ＡＦ１によって伸長しやすい。その結果、圧縮行程における着火性を向上させることができる。

また、膨張行程等においては、図３４に示すごとく、放電ギャップＧにおいて、大噴孔５１を介して副燃焼室５０から外部へと流出する気流ＡＦ１が形成されやすい。それゆえ、放電Ｓは、気流ＡＦ１によって大噴孔５１に向かって伸長しやすい。その結果、膨張行程における着火性を向上させることができる。

また、大噴孔５１の中心軸の延長線Ｌ１を含むと共にプラグ軸方向Ｚに沿った断面視において、端縁先端６６２は、延長線Ｌ１よりも先端側に位置している。それゆえ、放電の接地電極６側の起点は、接地電極６から大噴孔５１の内周面に移りやすい。具体的には、図３４に示すごとく、膨張行程時において、放電Ｓの接地電極６側の起点ＳＰは、大噴孔５１を介して副燃焼室５０から流出する気流ＡＦ１によって、大噴孔５１側へと向かい、端縁先端６６２まで移動する。その後、更に、起点ＳＰは、気流ＡＦ１によって、端縁先端６６２からプラグカバー５の内壁面５４に移り、内壁面５４に沿って大噴孔５１の内周面にまで移動する。そうすると、更に放電Ｓは伸長されると共に、図３５に示すごとく、放電Ｓの一部が大噴孔５１から主燃焼室側へ飛び出すことも期待できる。これによって、膨張行程時における主燃焼室の着火性を向上させることができる。

接地先端面６７は、少なくとも、突出端部６３の突出方向における、放電ギャップＧの位置から突出端部６３までにわたって、突出端部６３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、膨張行程において、放電ギャップＧに生じた放電の接地電極６側の起点は、気流によって、接地先端面６７に沿って、大噴孔５１に向かって移動しやすい。それゆえ、膨張行程において、放電が一層伸長しやすい。その結果、膨張行程における着火性を一層向上させることができる。

プラグ軸方向Ｚから見たとき、接地電極６の突出方向において、大噴孔５１と固定端部６２とは、中心電極４の先端部を挟んで互いに反対側に位置している。それゆえ、図３３に示すごとく、圧縮行程において、放電Ｓの接地電極６側の起点ＳＰは、気流ＡＦ１によって、大噴孔５１から離れる方向に移動しやすい。つまり、圧縮行程において、起点ＳＰは、気流ＡＦ１によって、固定端部６２側に移動しやすい。その結果、放電Ｓを一層伸長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の少なくとも一部は、接地電極６の突出方向において、中心電極４の先端部と大噴孔５１との間に位置している。それゆえ、膨張行程において、放電の接地電極６側の起点は、気流によって、大噴孔５１に向かって移動しやすい。それゆえ、放電Ｓが伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

放電ギャップＧは、中心対向側面４３と接地対向側面６６とが、互いにプラグ径方向に対向することにより形成されている。それゆえ、大噴孔５１を介して副燃焼室５０に導入された気流、及び大噴孔５１を介して副燃焼室５０から導出される気流が、接地電極６によって遮られないように、接地電極６を配置しやすい。それゆえ、放電ギャップＧに気流が形成されやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

また、延長線Ｌ１は、プラグ軸方向Ｚから見たとき、プラグ径方向に沿っている。それゆえ、プラグカバー５に対し、大噴孔５１を開口しやすい。つまり、プラグカバー５の外表面の一部に対し、その法線方向に沿って、ドリルを用いた切削加工等により、大噴孔５１を開口することができる。その結果、着火性を向上させ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。

（実施形態１４）
本形態は、図３６に示すごとく、実施形態１３に対し、中心電極４の形状を変更した形態である。

本形態において、中心電極４の先端部は、図３６に示すごとく、中心電極４の長手方向に直交する断面の形状が欠円形状となっている。

本形態において、中心対向側面４３は平面状に形成されている。そして、平面状の中心対向側面４３と、平面状の接地対向側面６６とを、プラグ径方向に互いに対向させることにより、放電ギャップＧが形成されている。また、中心対向側面４３は、接地対向側面６６に沿うように、形成されている。つまり、放電ギャップＧは、中心対向側面４３と接地対向側面６６とが、互いに略平行に対向することにより形成されている。
その他は、実施形態１３と同様である。

放電ギャップＧは、平面状の中心対向側面４３と平面状の接地対向側面６６とが、互いに略平行に対向することにより形成されている。それゆえ、中心電極４側及び接地電極６側の放電の起点位置を分散させやすい。そのため、中心電極４及び接地電極６が局部的に摩耗することを抑制し、放電ギャップＧの距離が拡大することを抑制することができる。その結果、スパークプラグ１の寿命を延ばすことができる。
その他、実施形態１３と同様の作用効果を有する。

（実施形態１５）
本形態は、図３７に示すごとく、実施形態１３に対し、接地電極６の形状を変更した形態である。

接地電極６は、固定端部６２を含むと共にＺ方向に直交する方向に沿って形成された固定部６８と、突出端部６３を含むと共に、Ｚ方向に対して傾斜した突出傾斜部６９と、を有する。突出傾斜部６９は、突出端部６３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ている。
その他の構成及び作用効果は、実施形態１３と同様である。

上記実施形態１３～１５において、放電ギャップＧは、中心対向側面４３と、突出端部６３の突出方向に沿って形成された接地対向側面６６とがプラグ径方向に互いに対向することにより形成されている。ただし、接地電極の突出側の突出端面と中心電極の中心対向側面とがプラグ径方向に互いに対向することにより、放電ギャップを形成することもできる。つまり、突出端面を接地対向側面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、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…大噴孔、５２…小噴孔、６…接地電極、６２…固定端部、６１…基端面、Ｌ１…大噴孔の中心軸の延長線、Ｇ…放電ギャップ、Ｚ…プラグ軸方向

Claims (21)

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、を有し、
   上記接地電極は、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（６２）から上記副燃焼室内に突出しており、
   上記放電ギャップは、上記中心電極の先端部と上記接地電極の基端面（６１）とが、プラグ軸方向（Ｚ）に互いに対向することにより形成されており、
   上記プラグカバーには、大噴孔（５１）と、該大噴孔よりも開口面積が小さい小噴孔（５２）とが形成されており、
   上記大噴孔と上記小噴孔とは、それぞれ上記副燃焼室と外部とを連通させており、
   上記大噴孔の中心軸の延長線（Ｌ１）は上記放電ギャップを通過し、
   プラグ軸方向から見たとき、上記接地電極の突出端部（６３）の少なくとも一部は、上記接地電極の突出方向において、上記中心電極の先端部と上記大噴孔との間に位置している、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
2. 上記接地電極の突出端部（６３）は、上記中心電極の先端部までの距離（Ｄ１）よりも、上記大噴孔までの距離（Ｄ２）が短い位置に配置されている、請求項１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
3. 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、を有し、
   上記接地電極は、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（６２）から上記副燃焼室内に突出しており、
   上記放電ギャップは、上記中心電極の先端部と上記接地電極の基端面（６１）とが、プラグ軸方向（Ｚ）に互いに対向することにより形成されており、
   上記プラグカバーには、大噴孔（５１）と、該大噴孔よりも開口面積が小さい小噴孔（５２）とが形成されており、
   上記大噴孔と上記小噴孔とは、それぞれ上記副燃焼室と外部とを連通させており、
   上記大噴孔の中心軸の延長線（Ｌ１）は上記放電ギャップを通過し、
   上記接地電極の突出端部（６３）は、上記中心電極の先端部までの距離（Ｄ１）よりも、上記大噴孔までの距離（Ｄ２）が短い位置に配置されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
4. プラグ軸方向から見たとき、少なくとも一つの上記大噴孔と上記固定端部とは、プラグ径方向に互いに対向している、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. プラグ軸方向から見たとき、上記接地電極の突出端部（６３）の少なくとも一部は、上記中心電極の先端部と上記大噴孔との間に位置している、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. 上記接地電極の基端面は、少なくとも上記放電ギャップを形成するギャップ形成面（６１２）から上記接地電極の突出端部（６３）にわたって、該突出端部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た傾斜面（６１１）を有する、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. 上記大噴孔は、当該大噴孔の中心軸の延長線と上記傾斜面とが互いに交差するように形成されており、上記大噴孔の中心軸の延長線は、上記接地電極の突出端部の基端側を通過する、請求項６に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
8. 上記接地電極は、上記ハウジングの先端部に固定されると共に、上記固定端部を含む固定側部（６４）と、上記傾斜面を備えた傾斜部（６５）とを有し、
   上記固定側部は、プラグ径方向に沿って形成されており、
   上記傾斜部は、上記突出端部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６又は７に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
9. 上記中心電極の先端面（４１）は、上記接地電極の上記傾斜面に沿って傾斜している、請求項６～８のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
10. 上記接地電極の突出端部（６３）は、上記大噴孔の外側開口部（５１１）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（Ｌ４）よりも先端側に配置されている、請求項１～９のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
11. 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、を有し、
    上記接地電極は、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（６２）から上記副燃焼室内に突出しており、
    上記放電ギャップは、上記中心電極の中心対向側面（４３）と上記接地電極の接地対向側面（６６）とが、互いにプラグ径方向に対向することにより形成されており、
    上記プラグカバーには、大噴孔（５１）と、該大噴孔よりも開口面積が小さい小噴孔（５２）とが形成されており、
    上記大噴孔と上記小噴孔とは、それぞれ上記副燃焼室と外部とを連通させており、
    上記大噴孔の中心軸の延長線（Ｌ１）を含むと共にプラグ軸方向（Ｚ）に沿った断面視において、該延長線と上記放電ギャップとは互いに重なっており、
    上記延長線は、プラグ軸方向から見たとき、プラグ径方向に沿っており、
    上記接地電極は先端側の面である接地先端面（６７）を有し、該接地先端面は、少なくとも、上記接地電極の突出端部（６３）の突出方向における、上記放電ギャップの位置から該突出端部までにわたって、該突出端部に近づくほど先端側に向かうように傾斜している、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
12. プラグ軸方向から見たとき、上記接地電極の突出端部（６３）の少なくとも一部は、上記接地電極の突出方向において、上記中心電極の先端部と上記大噴孔との間に位置している、請求項１１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
13. 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、を有し、
    上記接地電極は、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（６２）から上記副燃焼室内に突出しており、
    上記放電ギャップは、上記中心電極の中心対向側面（４３）と上記接地電極の接地対向側面（６６）とが、互いにプラグ径方向に対向することにより形成されており、
    上記プラグカバーには、大噴孔（５１）と、該大噴孔よりも開口面積が小さい小噴孔（５２）とが形成されており、
    上記大噴孔と上記小噴孔とは、それぞれ上記副燃焼室と外部とを連通させており、
    上記大噴孔の中心軸の延長線（Ｌ１）を含むと共にプラグ軸方向（Ｚ）に沿った断面視において、該延長線と上記放電ギャップとは互いに重なっており、
    上記延長線は、プラグ軸方向から見たとき、プラグ径方向に沿っており、
    プラグ軸方向から見たとき、上記接地電極の突出端部（６３）の少なくとも一部は、上記接地電極の突出方向において、上記中心電極の先端部と上記大噴孔との間に位置している、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
14. 上記接地電極の突出端部（６３）は、上記中心電極の先端部までの距離（Ｄ１）よりも、上記大噴孔までの距離（Ｄ２）が短い位置に配置されている、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
15. 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、を有し、
    上記接地電極は、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（６２）から上記副燃焼室内に突出しており、
    上記放電ギャップは、上記中心電極の中心対向側面（４３）と上記接地電極の接地対向側面（６６）とが、互いにプラグ径方向に対向することにより形成されており、
    上記プラグカバーには、大噴孔（５１）と、該大噴孔よりも開口面積が小さい小噴孔（５２）とが形成されており、
    上記大噴孔と上記小噴孔とは、それぞれ上記副燃焼室と外部とを連通させており、
    上記大噴孔の中心軸の延長線（Ｌ１）を含むと共にプラグ軸方向（Ｚ）に沿った断面視において、該延長線と上記放電ギャップとは互いに重なっており、
    上記延長線は、プラグ軸方向から見たとき、プラグ径方向に沿っており、
    上記接地電極の突出端部（６３）は、上記中心電極の先端部までの距離（Ｄ１）よりも、上記大噴孔までの距離（Ｄ２）が短い位置に配置されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
16. 上記大噴孔の中心軸の延長線を含むと共にプラグ軸方向に沿った断面視において、上記接地対向側面の突出側端縁（６６１）の先端である端縁先端（６６２）は、上記大噴孔の中心軸の延長線よりも先端側に位置している、請求項１１～１５のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
17. 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１～１６のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
18. プラグ軸方向から見たとき、上記接地電極の突出方向において、上記大噴孔と上記固定端部とは、上記中心電極の先端部を挟んで互いに反対側に位置している、請求項１～１７のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
19. 請求項１～１８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、
    上記プラグカバーの外表面（５３）が上記主燃焼室に面するように配置された上記スパークプラグと、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、少なくとも一つの上記大噴孔の外側開口部（５１１）が上記吸気弁側を向くように、配置されている、内燃機関。
20. 請求項１～１８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、
    上記プラグカバーの外表面（５３）が上記主燃焼室に面するように配置された上記スパークプラグと、
    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、上記内燃機関の圧縮行程において該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、上記大噴孔の外側開口部（５１１）に向かうように、配置されている、内燃機関。
21. 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、
    上記スパークプラグは、プラグ軸方向から見たとき、少なくとも一つの上記大噴孔の外側開口部（５１１）が上記吸気弁側を向くように、配置されている、請求項２０に記載の内燃機関。

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