WO2021044668A1

WO2021044668A1 - 点火プラグ

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Publication number: WO2021044668A1
Application number: PCT/JP2020/017968
Authority: WO
Inventors: 謙治伴; 達哉後澤
Original assignee: 日本特殊陶業株式会社
Priority date: 2019-09-05
Filing date: 2020-04-27
Publication date: 2021-03-11
Also published as: JP2021039910A; DE112020004224T5; US20210399532A1; JP6997146B2; CN112913096A; CN112913096B; US11515690B2

Abstract

噴流の体積を確保しつつ到達距離を長くできる点火プラグを提供する。点火プラグは、筒状の主体金具と、主体金具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、主体金具の先端側において、中心電極と接地電極の端部とを先端側から覆うと共に貫通孔が形成されたキャップ部と、を備える。キャップ部は、貫通孔の内面に複数の凸部が設けられ、凸部は貫通孔が延びる延伸方向に延びている。

Description

点火プラグ

　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（特許文献１）。特許文献１に開示の技術では、主体金具に接続されたキャップ部が、燃焼室に副室を形成する。キャップ部に形成された貫通孔を通って燃焼室から副室に可燃混合気が流入する。点火プラグは火花ギャップに到達した可燃混合気に点火し、可燃混合気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キャップ部の貫通孔から燃焼室に噴射する。その火炎の噴流によって燃焼室内の可燃混合気が燃焼する。

特開２０１７－１０３１７９号公報

　この種の点火プラグでは、キャップ部の貫通孔が大きくなるにつれて点火時の副室の圧力が下がるので、副室から燃焼室へ向かう噴流の流速が下がり、噴流の到達距離は短くなる。そのため、噴流によって点火される可燃混合気の体積が小さくなる。一方、貫通孔が小さくなるにつれて点火時の副室の圧力が大きくなるので、噴流の流速が上がり、噴流の到達距離は長くなる。しかし、貫通孔が小さくなるにつれて噴流の体積は小さくなるので、噴流によって点火される可燃混合気の体積が小さくなるという問題点がある。噴流の到達距離が短くても噴流の体積が小さくても、高速燃焼を実現できなくなる可能性がある。

　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、噴流の体積を確保しつつ噴流の到達距離を長くできる点火プラグを提供することを目的とする。

　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、主体金具の先端側において、中心電極と接地電極の端部とを先端側から覆うと共に貫通孔が形成されたキャップ部と、を備え、キャップ部は、貫通孔の内面に複数の凸部が設けられ、凸部は貫通孔が延びる延伸方向に延びている。

　請求項１記載の点火プラグによれば、筒状の主体金具の先端側において中心電極と接地電極の端部とを先端側から覆うキャップ部に、貫通孔が形成されている。キャップ部は、貫通孔の内面に複数の凸部が設けられ、凸部は貫通孔が延びる延伸方向に延びている。凸部によって、ガス流が貫通孔を通過するときの抵抗を低減できるので、貫通孔を小さくすることなく噴流の流速を上げることができる。これにより噴流の到達距離を長くできるので、噴流の体積を確保しつつ噴流の到達距離を長くできる。

　請求項２記載の点火プラグによれば、延伸方向に垂直な断面において、凸部の幅は、凸部の頂に近づくにつれて狭くなる。これによりガス流が貫通孔を通過するときの抵抗をさらに低減できるので、請求項１の効果に加え、噴流の到達距離をさらに長くできる。

　請求項３記載の点火プラグによれば、凸部の頂は平面である。これにより、稜によって凸部の頂が作られる場合に比べ、頂の過熱を抑制できる。よって、請求項１又は２の効果に加え、頂が火種となるプレイグニッションの発生を抑制できる。

　請求項４記載の点火プラグによれば、凸部の頂は曲面の一部である。これにより、稜によって凸部の頂が作られる場合に比べ、頂の過熱を抑制できる。よって、請求項１又は２の効果に加え、頂が火種となるプレイグニッションの発生を抑制できる。

　請求項５記載の点火プラグによれば、凸部は、頂を形成する頂面と、頂面に接続する側面と、を備え、頂面と側面とが接続する角に丸みが付されている。これにより頂面と側面とが接続する角（稜）がある場合に比べ、角の過熱を抑制できる。よって、請求項３の効果に加え、角が火種となるプレイグニッションの発生を抑制できる。

　請求項６記載の点火プラグによれば、延伸方向に垂直な断面において、凸部のうち隣り合う２つの凸部の間隔は、２つの凸部の各々の幅よりも狭い。これにより凸部の間にガス流の一部が入り込むことによって生じる抵抗を抑制できる。よって、請求項１から５のいずれかの効果に加え、噴流の到達距離をさらに長くできる。

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。図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線におけるキャップ部の断面図である。（ａ）は第２実施の形態における点火プラグの貫通孔の正面図であり、（ｂ）は第３実施の形態における点火プラグの貫通孔の正面図であり、（ｃ）は第４実施の形態における点火プラグの貫通孔の正面図である。（ａ）は第５実施の形態における点火プラグの貫通孔の正面図であり、（ｂ）は第６実施の形態における点火プラグの貫通孔の正面図であり、（ｃ）は第７実施の形態における点火プラグの貫通孔の正面図である。（ａ）は第８実施の形態における点火プラグの貫通孔の正面図であり、（ｂ）は第９実施の形態における点火プラグの貫通孔の正面図であり、（ｃ）は第１０実施の形態における点火プラグの貫通孔の正面図である。

　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２３及びキャップ部３０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、先端部２１の外周面におねじ２２が形成されている。エンジン１のねじ穴２に主体金具２０のおねじ２２が螺合することにより、点火プラグ１０はエンジン１に取り付けられる。

　接地電極２３は、Ｐｔ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２３は主体金具２０のおねじ２２の位置に接続されており、先端部２１を貫通して先端部２１の内側に突き出ている。なお、接地電極２３の主成分元素はこれに限られるものではなく、他の元素を主成分とすることは当然可能である。他の元素としては、例えばＮｉやＩｒが挙げられる。

　主体金具２０の先端部２１には、おねじ２２の先端側にキャップ部３０が接続されている。主体金具２０とキャップ部３０とに囲まれて副室３１ができる。エンジン１に点火プラグ１０が取り付けられた状態で、キャップ部３０はエンジン１の燃焼室３に露出する。キャップ部３０は、Ｆｅ等を主成分とする金属材料によって形成されている。なお、キャップ部３０の主成分元素はこれに限られるものではなく、他の元素を主成分とすることは当然可能である。他の元素としては、例えばＮｉやＣｕが挙げられる。

　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。接地電極２３は、主体金具２０の先端部２１の内側に突き出た端部２４が、中心電極１３に対向している。接地電極２３の端部２４と中心電極１３との間に火花ギャップ２５が形成される。接地電極２３は主体金具２０のおねじ２２（図１参照）の部位に接合されているので、接地電極２３の熱は、おねじ２１からエンジン１に伝わる。

　キャップ部３０は、中心電極１３及び接地電極２３の端部２４を先端側から覆う。本実施形態では、キャップ部３０は主体金具２０に溶接されている。キャップ部３０の内面３２は副室３１に接し、キャップ部３０の外面３３は燃焼室３に接する。キャップ部３０には、接地電極２３よりも先端側に貫通孔３４が形成されている。貫通孔３４は副室３１と燃焼室３とを連通する。本実施形態では、貫通孔３４はキャップ部３０に複数形成されている。図２の矢印Ｓは、貫通孔３４が延びる延伸方向を示している。

　図３は図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線におけるキャップ部３０の、貫通孔３４の延伸方向Ｓに垂直な平面で切断した断面図である。図３に示すようにキャップ部３０に形成された貫通孔３４の内面３５は、断面形状が円形である。貫通孔３４の内面３５には、複数の凸部３６が設けられている。本実施形態では、凸部３６は全てが同じ形状であり、全てが同じ大きさである。凸部３６は、例えば、１つの貫通孔３４の内面３５に４～２０個設けられる。

　凸部３６の各々は貫通孔３４の延伸方向（図３紙面垂直方向）に延びている。これは、内面３５の周方向における１つの凸部３６の幅よりも、延伸方向Ｓ（図２参照）における凸部３６の長さの方が長いことを意味する。本実施形態では、凸部３６は、キャップ部３０の内面３２（図２参照）から外面３３まで、貫通孔３４の延伸方向Ｓの全長に亘って、同一の断面形状のものが連なっている。

　延伸方向Ｓに垂直な平面で切断した凸部３６の断面形状は台形である。凸部３６は、凸部３６の頂を形成する頂面３７と、頂面３７に接続する側面３８と、を備えている。頂面３７及び側面３８は、貫通孔３４の延伸方向Ｓに延びる平面である。頂面３７と側面３８とが接続する角（稜）３９、及び、側面３８と内面３５とが接続する隅４０は、延伸方向Ｓに延びている。

　凸部３６の１つに着目すると、凸部３６の片方の角３９ともう片方の角３９との間の距離Ｗ２（頂面３７の幅）は、凸部３６の片方の隅４０ともう片方の隅４０との間の距離Ｗ３（凸部３６の下底の長さ）よりも短い。つまり、貫通孔３４の延伸方向Ｓに垂直な断面において、凸部３６の幅は凸部３６の頂面３７に近づくにつれて狭くなる。

　隣り合う２つの凸部３６に着目すると、２つの凸部３６の角３９と角３９との間の距離Ｗ１は、各々の凸部３６の幅Ｗ２，Ｗ３よりも狭い。また、２つの凸部３６の隅４０と隅４０との間の距離Ｗ４は、各々の凸部３６の幅Ｗ２，Ｗ３よりも狭い。なお、貫通孔３４の内面３５及び凸部３６は、例えば放電加工やエッチング等によってキャップ部３０に形成される。

　エンジン１（図１参照）に取り付けられた点火プラグ１０には、エンジン１のバルブ操作により、燃焼室３から貫通孔３４を通ってキャップ部３０の内側の副室３１に可燃混合気が流入する。点火プラグ１０は、中心電極１３と接地電極２３との間の放電により、火花ギャップ２５に火炎核を生成する。火炎核が成長すると副室３１の可燃混合気に点火し可燃混合気が燃焼する。その燃焼によって生じる膨張圧力により、点火プラグ１０は火炎を含むガス流を貫通孔３４から燃焼室３に噴射する。その火炎の噴流によって燃焼室３内の可燃混合気が燃焼する。

　点火時に、副室３１から貫通孔３４を通過して燃焼室３へ移動するガス流には、ガス流の粘性によって、貫通孔３４の内面３５に速度の遅い境界層が存在する。境界層による速度勾配によって内面３５に摩擦抵抗が発生する。また、貫通孔３４の内面３５からガス流が剥離するときに圧力抵抗が生じる。これらの抵抗は、噴流の流速を低下させる原因となる。

　しかし、キャップ部３０の貫通孔３４の内面３５に、貫通孔３４の延伸方向Ｓに延びる複数の凸部３６が設けられているので、内面３５に存在する境界層が、凸部３６によって層流から乱流に遷移する。これによりガス流が貫通孔３４を通過するときの抵抗を低減できる。その結果、貫通孔３４を通過して燃焼室３へ向かうガス流の流速を上げることができる。副室３１の圧力を上げるために貫通孔３４を小さくして噴流の流速を上げる必要が無いので、貫通孔３４をある程度大きくすることによって噴流の体積を確保できる。従って、火炎の噴流の体積を確保しつつ噴流の到達距離を長くできる。これにより、燃焼室３内の可燃混合気の全体が急速に燃焼する高速燃焼を実現できる。

　延伸方向Ｓに垂直な断面において、凸部３６の幅は、凸部３６の頂面３７に近づくにつれて狭くなる（Ｗ２＜Ｗ３）。凸部３６によれば、Ｗ２＝Ｗ３の場合に比べ、ガス流が貫通孔３４を通過するときの抵抗をさらに低減できる。よって、噴流の到達距離をさらに長くできる。

　凸部３６の頂面３７は平面なので、凸部３６の頂が稜の場合に比べ、頂面３７の過熱を抑制できる。よって、頂面３７が火種となるプレイグニッションの発生を抑制できる。

　延伸方向Ｓに垂直な断面において、凸部３６はＷ２＜Ｗ３となる台形だから、角３９における頂面３７と側面３８とのなす角を鈍角にできる。これにより、頂面３７と側面３８とのなす角が鋭角の場合に比べて、角３９が火種となるプレイグニッションの発生を抑制できる。

　延伸方向Ｓに垂直な断面において、隣り合う２つの凸部３６の間隔Ｗ１，Ｗ４は、２つの凸部３６の各々の幅Ｗ２，Ｗ３よりも狭い。これにより凸部３６の間にガス流の一部が入り込むことによって生じる抵抗を抑制できる。よって、噴流の到達距離をさらに長くできる。

　図４（ａ）を参照して第２実施の形態について説明する。図４（ａ）は第２実施の形態における点火プラグの貫通孔３４の正面図（貫通孔３４の延伸方向Ｓから貫通孔３４を見た図）である。図４（ａ）では貫通孔３４の内面３５の周の一部が図示されている。凸部５０は、第１実施形態で説明した点火プラグ１０の凸部３６に代えて、貫通孔３４の内面３５に設けられる。よって、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。これらの説明の省略や図示は、図４（ｂ）以降の図を用いて説明する他の実施形態においても同じである。

　凸部５０は貫通孔３４の延伸方向（図４（ａ）紙面垂直方向）に延びている。従って、凸部５０によって貫通孔３４の内面３５の抵抗を低減できる。凸部５０は、キャップ部３０（図２参照）の内面３２から外面３３まで、貫通孔３４の延伸方向Ｓの全長に亘って連続している。

　延伸方向Ｓに垂直な平面で切断した凸部５０の断面形状は台形である。凸部５０は、凸部５０の頂を形成する頂面５１と、頂面５１に接続する側面５２と、を備えている。頂面５１及び側面５２は、貫通孔３４の延伸方向Ｓに延びる平面である。頂面５１と側面５２とが接続する角（稜）５３は、延伸方向Ｓに延びている。凸部５０の頂面５１は平面なので、凸部３６の頂が稜の場合に比べ、頂面５１の過熱を抑制できる。よって、頂面５１が火種となるプレイグニッションの発生を抑制できる。

　凸部５０の１つに着目すると、凸部５０の片方の角５３ともう片方の角５３との間の距離Ｗ２（頂面５１の幅）は、凸部５０の下底の長さＷ３よりも短い。つまり、貫通孔３４の延伸方向Ｓに垂直な断面において、凸部５０の幅は凸部５０の頂面５１に近づくにつれて狭くなる。これによりガス流が貫通孔３４を通過するときの抵抗をさらに低減できる。

　隣り合う２つの凸部５０に着目すると、２つの凸部５０の角５３と角５３との間の距離Ｗ１は、各々の凸部５０の幅Ｗ２，Ｗ３よりも狭い。よって、隣り合う凸部５０の間にガス流の一部が入り込むことによって生じる抵抗を抑制できる。

　凸部５０は、内面３５において、隣り合う凸部５０同士が接している。隣り合う凸部５０間の隙間を狭くできるので、隣り合う凸部５０の間にガス流の一部が入り込むことによって生じる抵抗をさらに抑制できる。

　図４（ｂ）を参照して第３実施の形態について説明する。図４（ｂ）は第３実施の形態における点火プラグの貫通孔３４の正面図である。凸部６０は貫通孔３４の延伸方向（図４（ｂ）紙面垂直方向）に延びている。従って、凸部６０によって貫通孔３４の内面３５の抵抗を低減できる。凸部６０は、キャップ部３０（図２参照）の内面３２から外面３３まで、貫通孔３４の延伸方向Ｓの全長に亘って連続している。

　凸部６０は、凸部６０の頂を形成する頂面６１と、頂面６１に接続する側面６２と、を備え、頂面６１と側面６２とが接続する角に丸み６３が付されている。頂面６１及び側面６２は、貫通孔３４の延伸方向Ｓに延びる平面である。側面６２と内面３５とが接続する隅６４は、延伸方向Ｓに延びている。

　凸部６０の１つに着目すると、凸部６０の頂面６１の幅Ｗ２は、凸部６０の片方の隅６４ともう片方の隅６４との間の距離Ｗ３（凸部６０の下底の長さ）よりも短い。つまり、貫通孔３４の延伸方向Ｓに垂直な断面において、凸部６０の幅は凸部６０の頂面６１に近づくにつれて狭くなるので、ガス流が貫通孔３４を通過するときの抵抗をさらに低減できる。

　延伸方向Ｓに垂直な断面において、凸部６０はＷ２＜Ｗ３となるから、丸み６３における頂面６１と側面６２とのなす角を鈍角にできる。これにより、頂面６１と側面６２とのなす角が鋭角の場合に比べて、丸み６３が火種となるプレイグニッションの発生を抑制できる。

　頂面６１と側面６２とが接続する角に丸み６３が付されているので、頂面６１と側面６２とが接続する角（稜）がある場合に比べ、角の過熱を抑制できる。よって、角が火種となるプレイグニッションの発生を抑制できる。

　隣り合う２つの凸部６０に着目すると、２つの凸部６０の頂面６１の端と頂面６１の端との間の距離Ｗ１は、各々の凸部６０の幅Ｗ３よりも短い。また、２つの凸部６０の隅６４と隅６４との間の距離Ｗ４は、各々の凸部６０の幅Ｗ２，Ｗ３よりも短く、Ｗ１はＷ４より長い。よって、隣り合う凸部６０の間にガス流の一部が入り込むことによって生じる抵抗を抑制できる。

　図４（ｃ）を参照して第４実施の形態について説明する。図４（ｃ）は第４実施の形態における点火プラグの貫通孔３４の正面図である。凸部７０は貫通孔３４の延伸方向（図４（ｃ）紙面垂直方向）に延びている。従って、凸部７０によって貫通孔３４の内面３５の抵抗を低減できる。凸部７０は、キャップ部３０（図２参照）の内面３２から外面３３まで、貫通孔３４の延伸方向Ｓの全長に亘って連続している。

　凸部７０は、凸部７０の頂を形成する頂面７１と、頂面７１に接続する側面７２と、を備え、頂面７１と側面７２とが接続する角に丸み７３が付されている。頂面７１及び側面７２は、貫通孔３４の延伸方向Ｓに延びる平面である。

　凸部７０の１つに着目すると、凸部７０の頂面７１の幅Ｗ２は、凸部７０の下底の長さＷ３よりも短い。つまり、貫通孔３４の延伸方向Ｓに垂直な断面において、凸部７０の幅は凸部７０の頂面７１に近づくにつれて狭くなる。これによりガス流が貫通孔３４を通過するときの抵抗をさらに低減できる。

　延伸方向Ｓに垂直な断面において、凸部７０はＷ２＜Ｗ３となるから、丸み７３における頂面７１と側面７２とのなす角を鈍角にできる。これにより、頂面７１と側面７２とのなす角が鋭角の場合に比べて、丸み７３が火種となるプレイグニッションの発生を抑制できる。

　頂面７１と側面７２とが接続する角に丸み７３が付されているので、頂面７１と側面７２とが接続する角（稜）がある場合に比べ、角の過熱を抑制できる。よって、角が火種となるプレイグニッションの発生を抑制できる。

　隣り合う２つの凸部７０に着目すると、２つの凸部７０の頂面７１と頂面７１との間の距離Ｗ１は、各々の凸部７０の幅Ｗ３よりも狭い。凸部７０は、内面３５において、隣り合う凸部７０同士が接している。隣り合う凸部７０間の隙間を狭くできるので、隣り合う凸部７０の間にガス流の一部が入り込むことによって生じる抵抗を抑制できる。

　図５（ａ）を参照して第５実施の形態について説明する。図５（ａ）は第５実施の形態における点火プラグの貫通孔３４の正面図である。凸部８０は貫通孔３４の延伸方向（図５（ａ）紙面垂直方向）に延びている。従って、凸部８０によって貫通孔３４の内面３５の抵抗を低減できる。凸部８０は、キャップ部３０（図２参照）の内面３２から外面３３まで、貫通孔３４の延伸方向Ｓの全長に亘って連続している。

　延伸方向Ｓに垂直な平面で切断した凸部８０の断面形状は三角形である。凸部８０は、凸部８０の頂８１から内面３５に向かって下降する側面８２と、を備えている。凸部８０の側面８２と内面３５とは隅８３で接続する。頂８１及び隅８３は貫通孔３４の延伸方向Ｓに伸びる直線であり、側面８２は貫通孔３４の延伸方向Ｓに延びる平面である。凸部８０の幅は、凸部８０の頂８１に近づくにつれて狭くなるので、ガス流が貫通孔３４を通過するときの抵抗をさらに低減できる。

　隣り合う２つの凸部８０の頂８１と頂８１との間の距離Ｗ５は、凸部８０の隅８３と隅８３との間の距離Ｗ３よりも短い。よって、隣り合う凸部８０の間にガス流の一部が入り込むことによって生じる抵抗を抑制できる。

　隣り合う２つの凸部８０の隅８３と隅８３との間の距離Ｗ４は、距離Ｗ５より短い。よって、隣り合う凸部８０の間にガス流の一部が入り込むことによって生じる抵抗を抑制できる。

　図５（ｂ）を参照して第６実施の形態について説明する。図５（ｂ）は第６実施の形態における点火プラグの貫通孔３４の正面図である。凸部９０は貫通孔３４の延伸方向（図５（ｂ）紙面垂直方向）に延びている。従って、凸部９０によって貫通孔３４の内面３５の抵抗を低減できる。凸部９０は、キャップ部３０（図２参照）の内面３２から外面３３まで、貫通孔３４の延伸方向Ｓの全長に亘って連続している。

　延伸方向Ｓに垂直な平面で切断した凸部９０の断面形状は三角形である。凸部９０は、凸部９０の頂９１から内面３５に向かって下降する側面９２と、を備えている。頂９１は貫通孔３４の延伸方向Ｓに伸びる直線であり、側面９２は貫通孔３４の延伸方向Ｓに延びる平面である。凸部９０の幅は、凸部９０の頂９１に近づくにつれて狭くなるので、ガス流が貫通孔３４を通過するときの抵抗をさらに低減できる。

　隣り合う２つの凸部９０に着目すると、２つの凸部９０の頂９１と頂９１との間の距離Ｗ５は、各々の凸部９０の下底の幅Ｗ３よりも狭い。よって、隣り合う凸部９０の間にガス流の一部が入り込むことによって生じる抵抗を抑制できる。

　凸部９０は、内面３５において、隣り合う凸部９０同士が接している。隣り合う凸部９０間の隙間を狭くできるので、隣り合う凸部９０の間にガス流の一部が入り込むことによって生じる抵抗をさらに抑制できる。

　図５（ｃ）を参照して第７実施の形態について説明する。図５（ｃ）は第７実施の形態における点火プラグの貫通孔３４の正面図である。凸部１００は貫通孔３４の延伸方向（図５（ｃ）紙面垂直方向）に延びている。従って、凸部１００によって貫通孔３４の内面３５の抵抗を低減できる。凸部１００は、キャップ部３０（図２参照）の内面３２から外面３３まで、貫通孔３４の延伸方向Ｓの全長に亘って連続している。

　凸部１００は、凸部１００の頂１０１から内面３５に向かって下降する側面１０２を備えている。側面１０２は、貫通孔３４の延伸方向Ｓに延びる平面である。側面１０２と貫通孔３４の内面３５とは隅１０３で接続する。頂１０１は、側面１０２同士が連なる曲面の一部である。延伸方向Ｓに垂直な断面において、凸部１００の幅は、凸部１００の頂１０１に近づくにつれて狭くなるので、ガス流が貫通孔３４を通過するときの抵抗をさらに低減できる。

　凸部１００の頂１０１は、側面１０２同士が連なる曲面の一部なので、凸部１００の頂１０１が稜の場合に比べ、頂１０１の過熱を抑制できる。よって、頂１０１が火種となるプレイグニッションの発生を抑制できる。

　隣り合う２つの凸部１００の頂１０１と頂１０１との間の距離Ｗ５は、凸部１００の隅１０３と隅１０３との間の距離Ｗ３よりも短い。よって、隣り合う凸部１００の間にガス流の一部が入り込むことによって生じる抵抗を抑制できる。

　隣り合う２つの凸部１００の隅１０３と隅１０３との間の距離Ｗ４は、距離Ｗ５より短い。よって、隣り合う凸部１００の間にガス流の一部が入り込むことによって生じる抵抗を抑制できる。

　図６（ａ）を参照して第８実施の形態について説明する。図６（ａ）は第８実施の形態における点火プラグの貫通孔３４の正面図である。凸部１１０は貫通孔３４の延伸方向（図６（ａ）紙面垂直方向）に延びている。従って、凸部１１０によって貫通孔３４の内面３５の抵抗を低減できる。凸部１１０は、キャップ部３０（図２参照）の内面３２から外面３３まで、貫通孔３４の延伸方向Ｓの全長に亘って連続している。

　凸部１１０は、延伸方向Ｓに垂直な平面で切断した断面形状が半円形である。凸部１１０の頂１１１は、曲面（円柱面）の一部である。延伸方向Ｓに垂直な断面において、凸部１１０の幅は、凸部１１０の頂１１１に近づくにつれて狭くなるので、ガス流が貫通孔３４を通過するときの抵抗をさらに低減できる。

　凸部１１０の頂１１１は曲面の一部なので、凸部１１０の頂１１１が稜の場合に比べ、頂１１１の過熱を抑制できる。よって、頂１１１が火種となるプレイグニッションの発生を抑制できる。

　隣り合う２つの凸部１１０間の、内面３５における距離Ｗ４は、内面３５における凸部１１０の幅Ｗ３よりも短い。よって、隣り合う凸部１１０の間にガス流の一部が入り込むことによって生じる抵抗を抑制できる。

　図６（ｂ）を参照して第９実施の形態について説明する。図６（ｂ）は第９実施の形態における点火プラグの貫通孔３４の正面図である。凸部１２０は貫通孔３４の延伸方向（図６（ｂ）紙面垂直方向）に延びている。従って、凸部１２０によって貫通孔３４の内面３５の抵抗を低減できる。凸部１２０は、キャップ部３０（図２参照）の内面３２から外面３３まで、貫通孔３４の延伸方向Ｓの全長に亘って連続している。

　凸部１２０は、延伸方向Ｓに垂直な平面で切断した断面形状が半楕円形である。凸部１２０の頂１２１は、曲面の一部である。延伸方向Ｓに垂直な断面において、凸部１２０の幅は、凸部１２０の頂１２１に近づくにつれて狭くなるので、ガス流が貫通孔３４を通過するときの抵抗をさらに低減できる。

　凸部１２０の頂１２１は曲面の一部なので、凸部１２０の頂１２１が稜の場合に比べ、頂１２１の過熱を抑制できる。よって、頂１２１が火種となるプレイグニッションの発生を抑制できる。

　隣り合う２つの凸部１２０間の、内面３５における距離Ｗ４は、内面３５における凸部１２０の幅Ｗ３よりも短い。よって、隣り合う凸部１２０の間にガス流の一部が入り込むことによって生じる抵抗を抑制できる。

　図６（ｃ）を参照して第１０実施の形態について説明する。図６（ｃ）は第１０実施の形態における点火プラグの貫通孔３４の正面図である。凸部１３０は貫通孔３４の延伸方向（図６（ｃ）紙面垂直方向）に延びている。従って、凸部１３０によって貫通孔３４の内面３５の抵抗を低減できる。凸部１３０は、キャップ部３０（図２参照）の内面３２から外面３３まで、貫通孔３４の延伸方向Ｓの全長に亘って連続している。

　凸部１３０は、延伸方向Ｓに垂直な平面で切断した断面形状が半円形である。凸部１３０の頂１３１は、曲面（円柱面）の一部である。延伸方向Ｓに垂直な断面において、凸部１３０の幅は、凸部１３０の頂１３１に近づくにつれて狭くなるので、ガス流が貫通孔３４を通過するときの抵抗をさらに低減できる。

　凸部１３０の頂１３１は曲面の一部なので、凸部１３０の頂１３１が稜の場合に比べ、頂１３１の過熱を抑制できる。よって、頂１３１が火種となるプレイグニッションの発生を抑制できる。

　凸部１３０は、内面３５において、隣り合う凸部１３０同士が接している。隣り合う凸部１３０間の隙間を狭くできるので、隣り合う凸部１３０の間にガス流の一部が入り込むことによって生じる抵抗をさらに抑制できる。

　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３０の形状や貫通孔３４の数や形状、大きさ等は適宜設定できる。

　実施形態では、貫通孔３４の内面３５の断面形状が円形の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。内面３５の他の断面形状としては、四角形や五角形等の多角形、楕円形などが挙げられる。

　実施形態では、貫通孔３４の内面３５に設けられた凸部が、全てが同じ形状であり、全てが同じ大きさ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。凸部の大きさや形状を異ならせることは当然可能である。

　実施形態では、キャップ部３０の内面３２から外面３３まで、貫通孔３４の延伸方向Ｓの全長に亘って凸部が連続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３４の延伸方向Ｓにおける凸部の長さを、貫通孔３４の延伸方向Ｓの全長に比べて短くすることは当然可能である。貫通孔３４の内面３５に、延伸方向Ｓに延びる凸部が設けられていれば、凸部が無い場合に比べて、ガス流が貫通孔３４を通過するときの抵抗を低減できるからである。

　実施形態では、貫通孔３４の延伸方向Ｓに垂直な断面において、凸部を台形、三角形、半円形、半楕円形に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。凸部を他の断面形状にすることは当然可能である。他の断面形状としては、正方形や長方形等の台形以外の四角形が挙げられる。また、五角形や六角形等の多角形を半分にした形状を、凸部の断面形状に採用することは当然可能である。

　第１実施形態から第４実施形態では、凸部３６，５０，６０，７０の頂面３７，５１，６１，７１が平面の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。頂面３７，５１，６１，７１を曲面にすることは当然可能である。曲面としては、凸部の幅方向の中央が内面３５側に凹んだ凹面、凸部の幅方向の中央が内面３５から離れる方向へ膨らんだ凸面が挙げられる。凸部３６，５０，６０，７０の頂面３７，５１，６１，７１が凸面の場合には、凸面の中央が頂となる。この場合には、頂が曲面の一部となるので、頂が火種となるプレイグニッションを抑制できる。

　一方、凸部３６，５０，６０，７０の頂面３７，５１，６１，７１が凹面の場合には、頂面（凹面）と側面３８，５２，６２，７２とが接続する角（稜）が、凸部の頂となる。この場合には、その角（頂）に丸みを付し、頂を曲面の一部とすることによって、頂が火種となるプレイグニッションを抑制できる。

　実施形態では説明を省略したが、凸部３６，５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０，１３０と貫通孔３４の内面３５とが接続する隅に丸みを施すことは当然可能である。隅に丸みを施すことにより、隅に生じる応力を緩和できるので、隅の破損を抑制できる。

　実施形態では、主体金具２０の先端部２１を貫通する接地電極２３を、おねじ２２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２１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２１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、接地電極２３の端部２４が中心電極１３の先端側に配置され、中心電極１３の先端側に火花ギャップ２５が形成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、中心電極１３の側面と離隔して接地電極２３の端部２４を配置し、中心電極１３の側面と接地電極２３の端部２４との間に火花ギャップ２５を形成することは当然可能である。また、接地電極２３を複数配置して火花ギャップ２５を複数設けることは当然可能である。

　実施形態では、主体金具２０にキャップ部３０が溶接され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。キャップ部３０の代わりに、先端にキャップ部が形成された筒状部材を準備し、これを主体金具２０に接続して副室３１を形成することは当然可能である。筒状部材は先端が閉じた筒状の部材であり、主体金具２０のおねじ２２に結合するめねじが内周面に形成されている。筒状部材の外周面には、エンジン１のねじ穴２に結合するおねじが形成されている。筒状部材のめねじを主体金具２０のおねじ２２に結合することにより、主体金具２０の先端側にキャップ部が配置される。このキャップ部に形成された貫通孔３４の内面３５に凸部が設けられる。

　なお、筒状部材を主体金具２０に接続して主体金具２０の先端側にキャップ部を配置する手段は、筒状部材の内周面のめねじを、主体金具２０のおねじ２２に結合するものに限らない。他の手段によって、キャップ部が設けられた筒状部材を主体金具に接続することは当然可能である。他の手段としては、例えば筒状部材と主体金具とを溶接等によって接合するものが挙げられる。筒状部材は、例えばニッケル基合金やステンレス鋼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。

　１０　点火プラグ
　１３　中心電極
　２０　主体金具
　２３　接地電極
　２４　接地電極の端部
　２５　火花ギャップ
　３０　キャップ部
　３４　貫通孔
　３５　内面
　３６，５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０，１３０　凸部
　３７，５１，６１，７１　頂面（頂）
　６２，７２　側面
　６３，７３　丸み
　８１，９１，１０１，１１１，１２１，１３１　頂
　Ｓ　　延伸方向

Claims

　先端側から後端側へ向か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側において、前記中心電極と前記接地電極の端部とを先端側から覆うと共に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、
　前記キャップ部は、前記貫通孔の内面に複数の凸部が設けられ、
　前記凸部は、前記貫通孔が延びる延伸方向に延びている点火プラグ。
　前記延伸方向に垂直な断面において、前記凸部の幅は、前記凸部の頂に近づくにつれて狭くなる請求項１記載の点火プラグ。
　前記凸部の頂は、平面である請求項１又は２に記載の点火プラグ。
　前記凸部の頂は、曲面の一部である請求項１又は２に記載の点火プラグ。
　前記凸部は、前記頂を形成する頂面と、前記頂面に接続する側面と、を備え、
　前記頂面と前記側面とが接続する角に丸みが付されている請求項３記載の点火プラグ。
　前記延伸方向に垂直な断面において、前記凸部のうち隣り合う２つの凸部の間隔は、前記２つの凸部の各々の幅よりも狭い請求項１から５のいずれかに記載の点火プラグ。