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JP7653233B2 - Spark plugs for internal combustion engines - Google Patents
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Description

本発明は、内燃機関用のスパークプラグに関する。 The present invention relates to a spark plug for an internal combustion engine.

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、スパークプラグの径方向における絶縁碍子とハウジングとの間には、副燃焼室の一部であるポケット部が形成されている。 For example, as disclosed in Patent Document 1, a spark plug with a pre-combustion chamber at the tip is known. In this spark plug, a pocket portion that is part of the pre-combustion chamber is formed between the insulator and the housing in the radial direction of the spark plug.

独国特許出願公開第102018211009号明細書DE 10 2018 211 009 A1

しかしながら、ポケット部の形成され方によっては、副燃焼室の掃気性が低くなりやすい。副燃焼室の掃気性が低いと、スパークプラグを設けた内燃機関において、混合気の燃焼が不安定になるおそれがある。 However, depending on how the pocket is formed, the scavenging ability of the pre-combustion chamber can easily become poor. If the scavenging ability of the pre-combustion chamber is poor, the combustion of the air-fuel mixture may become unstable in an internal combustion engine equipped with a spark plug.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、混合気を安定的に燃焼させることができる内燃機関用のスパークプラグを提供しようとするものである。 The present invention was made in consideration of these problems, and aims to provide a spark plug for an internal combustion engine that can stably combust the air-fuel mixture.

本発明の一態様は、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、
該ハウジングの先端部に設けられたプラグカバー(5)と、
少なくとも該プラグカバーと上記ハウジングと上記絶縁碍子と上記中心電極とによって囲まれた副燃焼室(50)と、を有し、
プラグ軸方向(Z)における上記絶縁碍子の先端から上記副燃焼室に面する上記ハウジングの内周面(21)の基端(211)までの距離(L1)は、プラグ径方向におけるプラグ中心軸(C)から上記ハウジングの上記内周面までの最短距離(L2)以下であ
上記副燃焼室は、プラグ径方向における上記絶縁碍子と上記ハウジングとの間に、ポケット部(501)を有し、
上記距離(L1)は、該ポケット部の開口部(502)のプラグ径方向における最大幅(L3)以下であり、
上記ポケット部のプラグ径方向における幅は、上記副燃焼室にて形成された火炎の消炎距離よりも大きく、
上記ポケット部に面する上記絶縁碍子及び上記ハウジングの表面積Smm と、上記ポケット部の体積Vmm との関係は、S/V≦10mm -1 を満たす、内燃機関用のスパークプラグ(1)にある。
One aspect of the present invention is a cylindrical insulator (3),
a center electrode (4) held on the inner circumferential side of the insulator and protruding from the insulator toward the tip side;
a cylindrical housing (2) that holds the insulator on its inner periphery;
A plug cover (5) provided at the tip of the housing;
a sub-combustion chamber (50) surrounded by at least the plug cover, the housing, the insulator, and the center electrode,
a distance (L1) from a tip of the insulator in a plug axial direction (Z) to a base end (211) of an inner circumferential surface (21) of the housing facing the auxiliary combustion chamber is equal to or shorter than a shortest distance (L2) from a plug central axis (C) to the inner circumferential surface of the housing in a plug radial direction,
The auxiliary combustion chamber has a pocket portion (501) between the insulator and the housing in the plug radial direction,
The distance (L1) is equal to or less than the maximum width (L3) of the opening (502) of the pocket portion in the plug radial direction,
a width of the pocket portion in a radial direction of the plug is greater than a quenching distance of a flame formed in the auxiliary combustion chamber,
The spark plug (1) for an internal combustion engine has a relationship between a surface area S mm2 of the insulator and the housing facing the pocket portion and a volume V mm3 of the pocket portion that satisfies S/V≦10 mm −1 .

上記内燃機関用のスパークプラグにおいて、プラグ軸方向における絶縁碍子の先端から副燃焼室に面するハウジングの内周面の基端までの距離は、プラグ径方向におけるプラグ中心軸からハウジングの内周面までの最短距離以下である。それゆえ、副燃焼室の掃気性を向上させることができる。その結果、混合気を安定的に燃焼させることができる。 In the above spark plug for an internal combustion engine, the distance in the plug axial direction from the tip of the insulator to the base end of the inner peripheral surface of the housing facing the auxiliary combustion chamber is equal to or shorter than the shortest distance in the plug radial direction from the central axis of the plug to the inner peripheral surface of the housing. This improves the scavenging performance of the auxiliary combustion chamber. As a result, the air-fuel mixture can be burned stably.

以上のごとく、上記態様によれば、混合気を安定的に燃焼させることができる内燃機関用の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。
As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a spark plug for an internal combustion engine that can stably combust an air-fuel mixture.
In addition, the symbols in parentheses described in the claims and the means for solving the problems indicate a correspondence with the specific means described in the embodiments described below, and do not limit the technical scope of the present invention.

実施形態1における、スパークプラグの先端部の断面図。2 is a cross-sectional view of a tip portion of the spark plug according to the first embodiment. FIG. 図1のII矢視平面図。FIG. 2 is a plan view taken along the line II in FIG. 実施形態1における、各部位の距離等を示す、スパークプラグの先端部の断面図。2 is a cross-sectional view of the tip portion of the spark plug according to the first embodiment, showing distances between each portion, etc. 実施形態1における、絶縁碍子の沿面距離を示す、スパークプラグの先端部の断面図。4 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug showing a creepage distance of an insulator in the first embodiment. FIG. 実施形態2における、スパークプラグの先端部の断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a second embodiment. 実施形態2における、放電ギャップの距離等を示す、スパークプラグの先端部の断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a second embodiment, showing a distance of a discharge gap and the like. 比較形態1における、スパークプラグの先端部の平面図。FIG. 4 is a plan view of a tip portion of a spark plug in a comparative example 1. 比較形態2における、スパークプラグの先端部の断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a second comparative example. 比較形態2における、各部位の距離を示す、スパークプラグの先端部の断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug in a comparative embodiment 2, showing distances between each portion. 実験例1における、比較形態1及び比較形態2のスパークプラグの放電電圧を示すグラフ。4 is a graph showing the discharge voltages of spark plugs of Comparative Examples 1 and 2 in Experimental Example 1. 実験例2における、比較形態2のスパークプラグを設置した内燃機関の、圧縮行程における気流の解析図。FIG. 11 is an analytical diagram of airflow during the compression stroke of an internal combustion engine in which a spark plug of Comparative Example 2 is installed in Experimental Example 2. 実験例3における、実施形態1または比較形態1のスパークプラグを設置した内燃機関の、クランク角と熱発生率との関係を示すグラフ。13 is a graph showing the relationship between the crank angle and the heat release rate in an internal combustion engine in which the spark plug of the first embodiment or the first comparative example is installed in an experimental example 3. 参考形態1における、スパークプラグの先端部の断面図。 FIG. 4 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to the first embodiment . 実施形態3における、スパークプラグの先端部の断面図。 FIG. 11 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a third embodiment . 図14のXV矢視平面図。FIG. 15 is a plan view taken along the arrow XV in FIG. 14 . 比較形態3における、スパークプラグの先端部の断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a third comparative example. 比較形態3における、各部位の距離を示す、スパークプラグの先端部の断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug in a comparative embodiment 3, showing distances between each portion. 実験例4における、スパークプラグによる点火後の経過時間と、熱発生量との関係を示すグラフ。13 is a graph showing the relationship between the amount of heat generated and the time elapsed after ignition by a spark plug in Experimental Example 4. 実験例5における、ポケット部の表面積と体積との比と、ポケット部に残留した未燃燃料の量との関係を示すグラフ。13 is a graph showing the relationship between the ratio of the surface area to the volume of the pocket and the amount of unburned fuel remaining in the pocket in Experimental Example 5. 実験例6における、比較形態3のスパークプラグを設置した内燃機関の、点火直後における燃料の燃焼範囲を示す解析図。FIG. 13 is an analytical diagram showing the combustion range of fuel immediately after ignition in an internal combustion engine equipped with a spark plug of Comparative Example 3 in Experimental Example 6. 実験例6における、比較形態3のスパークプラグを設置した内燃機関の、点火から2ms後における燃料の燃焼範囲を示す解析図。FIG. 13 is an analytical diagram showing the combustion range of fuel 2 ms after ignition in an internal combustion engine equipped with a spark plug of Comparative Example 3 in Experimental Example 6. 実験例6における、実施形態3のスパークプラグを設置した内燃機関の、点火直後における燃料の燃焼範囲を示す解析図。FIG. 13 is an analytical diagram showing a combustion range of fuel immediately after ignition in an internal combustion engine in which the spark plug of the third embodiment is installed in an experimental example 6. 実験例6における、実施形態3のスパークプラグを設置した内燃機関の、点火から2ms後における燃料の燃焼範囲を示す解析図。FIG. 13 is an analytical diagram showing the combustion range of fuel 2 ms after ignition in an internal combustion engine in which the spark plug of the third embodiment is installed in an experimental example 6. 参考形態2における、スパークプラグの先端部の断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a second embodiment . 参考形態2における、副燃焼室の気流の流れを説明する、スパークプラグの先端部の断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug, illustrating the flow of air in an auxiliary combustion chamber in the reference embodiment 2 . 参考形態3における、スパークプラグの先端部の断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a third embodiment . 参考形態4における、スパークプラグの先端部の断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a fourth embodiment . 図27のXXVIII-XXVIII線矢視断面図。A cross-sectional view taken along line XXVIII-XXVIII in Figure 27. 参考形態5における、スパークプラグの先端部の断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a fifth embodiment . 参考形態6における、スパークプラグの先端部の断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a sixth embodiment . 参考形態7における、スパークプラグの先端部の断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a seventh embodiment . 実施形態4における、スパークプラグの先端部の断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a fourth embodiment . 実施形態4における、各部位の距離を示す、スパークプラグの先端部の断面図。 13 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a fourth embodiment , showing distances between respective portions.

(実施形態1)
内燃機関用のスパークプラグに係る実施形態について、図1~図4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、プラグカバー5と、副燃焼室50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。プラグカバー5は、ハウジング2の先端部に設けられている。副燃焼室50は、少なくともプラグカバー5とハウジング2と絶縁碍子3と中心電極4とによって囲まれている。
(Embodiment 1)
An embodiment of a spark plug for an internal combustion engine will be described with reference to FIGS.
As shown in Fig. 1, a spark plug 1 for an internal combustion engine according to this embodiment has a cylindrical insulator 3, a center electrode 4, a cylindrical housing 2, a plug cover 5, and an auxiliary combustion chamber 50. The center electrode 4 is held on the inner periphery of the insulator 3 and protrudes from the insulator 3 toward the tip side. The housing 2 holds the insulator 3 on its inner periphery. The plug cover 5 is provided at the tip portion of the housing 2. The auxiliary combustion chamber 50 is surrounded by at least the plug cover 5, the housing 2, the insulator 3, and the center electrode 4.

図3に示すごとく、プラグ軸方向Zにおける絶縁碍子3の先端から副燃焼室50に面するハウジング2の内周面21の基端211までの距離を、距離L1とする。プラグ径方向におけるプラグ中心軸Cからハウジング2の内周面21までの最短距離を、距離L2とする。本形態のスパークプラグ1において、距離L1は、距離L2以下である。 As shown in FIG. 3, the distance from the tip of the insulator 3 in the plug axial direction Z to the base end 211 of the inner circumferential surface 21 of the housing 2 facing the auxiliary combustion chamber 50 is defined as distance L1. The shortest distance from the plug center axis C to the inner circumferential surface 21 of the housing 2 in the plug radial direction is defined as distance L2. In this embodiment of the spark plug 1, distance L1 is equal to or less than distance L2.

本形態のスパークプラグ1は、例えば、自動車等の車両用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。なお、本明細書において、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。また、プラグ中心軸Cに平行な方向を、適宜、プラグ軸方向、又はZ方向という。また、Z方向における点火コイル(図示略)と接続される側を基端側といい、主燃焼室内に配される側を先端側という。また、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。 The spark plug 1 of this embodiment can be used as an ignition means in an internal combustion engine for a vehicle such as an automobile. In this specification, the plug central axis C means the central axis C of the spark plug 1. The direction parallel to the plug central axis C is also referred to as the plug axial direction or Z direction, as appropriate. The side connected to the ignition coil (not shown) in the Z direction is referred to as the base end side, and the side disposed in the main combustion chamber is referred to as the tip side. The plug radial direction means the radial direction of a circle centered on the plug central axis C on a plane perpendicular to the plug central axis C.

中心電極4は、全体として略円柱状をなしている。中心電極4は、図1に示すごとく、プラグ中心軸Cに沿って、配置されている。中心電極4は、例えば、ニッケルを主成分とする金属材料を母材として形成されている。 The center electrode 4 has an approximately cylindrical shape overall. As shown in FIG. 1, the center electrode 4 is arranged along the plug central axis C. The center electrode 4 is formed, for example, from a base material made of a metal material whose main component is nickel.

中心電極4を保持する絶縁碍子3の先端部は、副燃焼室50に面する部分において、先端側に向かうに従い、縮径している。絶縁碍子3の先端部の先端面31は、その外周側の部分が曲面状に形成されている。先端面31は、プラグ径方向における、曲面状に形成された外周側の部分よりも内側の部分が、平坦な面となっている。また、図4に示すごとく、中心電極4とハウジング2との間の絶縁碍子3の沿面距離L5は、図3に示す放電ギャップの長さL4よりも長い。絶縁碍子3は、例えば、アルミナ等のセラミックからなる。 The tip of the insulator 3 that holds the center electrode 4 tapers toward the tip in the portion facing the auxiliary combustion chamber 50. The tip surface 31 of the tip of the insulator 3 is curved on the outer circumferential side. The tip surface 31 is flat on the inner side of the curved outer circumferential side in the plug radial direction. As shown in FIG. 4, the creepage distance L5 of the insulator 3 between the center electrode 4 and the housing 2 is longer than the length L4 of the discharge gap shown in FIG. 3. The insulator 3 is made of a ceramic such as alumina.

また、絶縁碍子3の外周面の一部には、図1に示すごとく、被支承部33が形成されている。被支承部33は、先端側が基端側よりも小径となる段状に形成されている。つまり、被支承部33は、先端側に向かうに従ってプラグ中心軸Cに近づくように、縮径している。被支承部33は、環状に形成されている。 As shown in FIG. 1, a supported portion 33 is formed on a portion of the outer circumferential surface of the insulator 3. The supported portion 33 is formed in a stepped shape with a smaller diameter at the tip end than at the base end. In other words, the diameter of the supported portion 33 decreases toward the tip end so that it approaches the plug central axis C. The supported portion 33 is formed in an annular shape.

絶縁碍子3を保持するハウジング2の先端は、絶縁碍子3の先端よりも先端側に位置している。また、ハウジング2は、内周面21の一部がプラグ径方向における内側に向かって突出した、支承部22を有する。支承部22は、環状に形成されている。ハウジング2は、例えば、鉄、ニッケル、鉄又はニッケルの合金、ステンレス等の金属材料からなる。 The tip of the housing 2 that holds the insulator 3 is located further forward than the tip of the insulator 3. The housing 2 also has a support portion 22 in which a part of the inner circumferential surface 21 protrudes inward in the plug radial direction. The support portion 22 is formed in an annular shape. The housing 2 is made of a metal material such as iron, nickel, an alloy of iron or nickel, or stainless steel.

支承部22は、絶縁碍子3の被支承部33を、Z方向に支承している。具体的には、ハウジング2の支承部22は、環状のガスケット11を介して、絶縁碍子3の被支承部33を支承している。ガスケット11は、例えば、金属材料を環状に形成してなる。 The support portion 22 supports the supported portion 33 of the insulator 3 in the Z direction. Specifically, the support portion 22 of the housing 2 supports the supported portion 33 of the insulator 3 via an annular gasket 11. The gasket 11 is, for example, made of a metal material formed into an annular shape.

図1に示すごとく、プラグ径方向における絶縁碍子3とハウジング2との間には、隙間が形成されている。ガスケット11よりも先端側に形成された隙間であるクリアランス部12は、副燃焼室50と連通している。 As shown in FIG. 1, a gap is formed between the insulator 3 and the housing 2 in the plug radial direction. The clearance portion 12, which is a gap formed on the tip side of the gasket 11, is connected to the auxiliary combustion chamber 50.

クリアランス部12は、副燃焼室50にて形成された火炎が侵入できない程度の、プラグ径方向における幅を有する。つまり、クリアランス部12のプラグ径方向における幅は、副燃焼室50にて形成された火炎の消炎距離以下となっている。本形態において、クリアランス部12のプラグ径方向における幅は、例えば、1mm以下である。
なお、クリアランス部12は、副燃焼室50には含まれない。
The clearance portion 12 has a width in the plug radial direction that does not allow the flame formed in the auxiliary combustion chamber 50 to penetrate therein. In other words, the width of the clearance portion 12 in the plug radial direction is equal to or less than the quenching distance of the flame formed in the auxiliary combustion chamber 50. In this embodiment, the width of the clearance portion 12 in the plug radial direction is, for example, 1 mm or less.
It should be noted that the clearance portion 12 is not included in the auxiliary combustion chamber 50 .

本形態において、副燃焼室50は、図1に示すごとく、プラグ径方向における絶縁碍子3とハウジング2との間に、ポケット部501を有する。図3に示すごとく、距離L1は、ポケット部501の開口部502のプラグ径方向における最大幅L3以下である。 In this embodiment, the auxiliary combustion chamber 50 has a pocket portion 501 between the insulator 3 and the housing 2 in the plug radial direction, as shown in FIG. 1. As shown in FIG. 3, the distance L1 is equal to or less than the maximum width L3 of the opening 502 of the pocket portion 501 in the plug radial direction.

本明細書において、ポケット部501は、プラグ径方向における絶縁碍子3とハウジング2との間に形成された空間であって、副燃焼室50の一部を示す。ポケット部501のプラグ径方向における幅は、例えば、1mmよりも大きい。つまり、クリアランス部12は、ポケット部501には含まれない。 In this specification, the pocket portion 501 is a space formed between the insulator 3 and the housing 2 in the plug radial direction, and indicates a part of the auxiliary combustion chamber 50. The width of the pocket portion 501 in the plug radial direction is, for example, greater than 1 mm. In other words, the clearance portion 12 is not included in the pocket portion 501.

つまり、距離L1は、Z方向におけるポケット部501の先端から基端までの長さとなっている。本形態において、距離L1は、副燃焼室50のプラグ径方向における最大径の1/2以下である。また、距離L1は、Z方向における絶縁碍子3の先端から副燃焼室50の先端までの距離以下である。また、距離L1は、距離L2の、1/2以下である。 In other words, distance L1 is the length from the tip to the base end of the pocket portion 501 in the Z direction. In this embodiment, distance L1 is 1/2 or less of the maximum diameter of the auxiliary combustion chamber 50 in the plug radial direction. Also, distance L1 is less than the distance from the tip of the insulator 3 to the tip of the auxiliary combustion chamber 50 in the Z direction. Also, distance L1 is 1/2 or less of distance L2.

また、ポケット部501に面する絶縁碍子3及びハウジング2の表面積と、ポケット部501の体積との比(以下において、適宜「ポケット部501の表面積と体積との比」という。)は、10以下である。また、ポケット部501の表面積と体積との比は、7以下とすることがより好ましい。なお、ポケット部501の表面積と体積との比は、ポケット部501の体積に対する、ポケット部501に面する絶縁碍子3の表面積とポケット部501に面するハウジング2の表面積との和の比率をいう。 The ratio of the surface area of the insulator 3 and the housing 2 facing the pocket portion 501 to the volume of the pocket portion 501 (hereinafter referred to as the "surface area-to-volume ratio of the pocket portion 501") is 10 or less. It is more preferable that the surface area-to-volume ratio of the pocket portion 501 is 7 or less. The surface area-to-volume ratio of the pocket portion 501 refers to the ratio of the sum of the surface area of the insulator 3 facing the pocket portion 501 and the surface area of the housing 2 facing the pocket portion 501 to the volume of the pocket portion 501.

また、絶縁碍子3の先端面31は、図1、図3に示すごとく、副燃焼室50に面した露出面36を有する。図3に示すごとく、プラグ中心軸Cを含む断面において、中心電極4の外周面とハウジング2の内周面21との間の露出面36の輪郭の最小二乗近似直線S1と、プラグ中心軸Cと、のなす角度のうち小さい方の角度αは、45°よりも大きい。 The tip surface 31 of the insulator 3 has an exposed surface 36 facing the auxiliary combustion chamber 50, as shown in Figs. 1 and 3. As shown in Fig. 3, in a cross section including the plug central axis C, the smaller angle α between the plug central axis C and the least squares approximation straight line S1 of the outline of the exposed surface 36 between the outer peripheral surface of the center electrode 4 and the inner peripheral surface 21 of the housing 2 is greater than 45°.

また、本形態のスパークプラグ1は、中心電極4との間に放電ギャップGを形成する接地電極6を有する。図3に示すごとく、放電ギャップGの長さL4は、0.6mm以下である。 The spark plug 1 of this embodiment also has a ground electrode 6 that forms a discharge gap G between itself and the center electrode 4. As shown in FIG. 3, the length L4 of the discharge gap G is 0.6 mm or less.

接地電極6は、ハウジング2に接合されている。接地電極6は、ハウジング2の内周面21から、プラグ中心軸Cに向かって突出している。そして、接地電極6と、中心電極4とがZ方向に対向し、その間に放電ギャップGが形成されている。放電ギャップGは、副燃焼室50に配置されている。 The ground electrode 6 is joined to the housing 2. The ground electrode 6 protrudes from the inner peripheral surface 21 of the housing 2 toward the plug central axis C. The ground electrode 6 and the central electrode 4 face each other in the Z direction, and a discharge gap G is formed between them. The discharge gap G is located in the auxiliary combustion chamber 50.

また、ハウジング2の先端部には、プラグカバー5が設けられている。プラグカバー5は、副燃焼室50を覆っている。プラグカバー5には、複数の噴孔51が形成されている。噴孔51は、副燃焼室50と外部とを連通させるように形成されている。 A plug cover 5 is provided at the tip of the housing 2. The plug cover 5 covers the auxiliary combustion chamber 50. The plug cover 5 has a plurality of injection holes 51 formed therein. The injection holes 51 are formed to connect the auxiliary combustion chamber 50 to the outside.

本形態において、プラグカバー5には、図1、図2に示すごとく、噴孔51として、Z方向に沿って形成された軸方向噴孔511と、Z方向に対して傾斜した複数の傾斜噴孔512とが形成されている。軸方向噴孔511は、プラグ中心軸Cに沿って形成されている。傾斜噴孔512は、図1に示すごとく、先端側へ向かうに従い、プラグ径方向の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。 In this embodiment, as shown in Figs. 1 and 2, the plug cover 5 is formed with the injection holes 51, which are an axial injection hole 511 formed along the Z direction and a plurality of inclined injection holes 512 inclined with respect to the Z direction. The axial injection hole 511 is formed along the plug central axis C. As shown in Fig. 1, the inclined injection holes 512 open at an incline with respect to the Z direction so as to move outward in the plug radial direction as they move toward the tip side.

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において、距離L1は、距離L2以下である。それゆえ、副燃焼室50の掃気性を向上させることができる。その結果、混合気を安定的に燃焼させることができる。
Next, the effects of this embodiment will be described.
In the spark plug of this embodiment, the distance L1 is equal to or shorter than the distance L2, which improves the scavenging performance of the auxiliary combustion chamber 50. As a result, the air-fuel mixture can be combusted stably.

つまり、仮に、距離L1が長すぎると、副燃焼室50の基端部に未燃燃料又は燃焼後のガスが残留しやすい。副燃焼室50に未燃燃料が残留すると、次の燃焼サイクルにおいて、プレイグニッション等を引き起こすおそれがある。また、副燃焼室50に燃焼後のガスが残留することにより、副燃焼室50における着火性が低下するおそれがある。一方、本形態において、距離L1は、距離L2以下となっている。それゆえ、副燃焼室50の掃気性を向上させることができる。それゆえ、副燃焼室50内において未燃燃料又は燃焼後のガスが残留しにくい。その結果、プレイグニッション等の発生を抑えると共に、副燃焼室50における着火性の低下を抑えることができる。その結果、混合気を安定的に燃焼させることができる。 In other words, if the distance L1 is too long, unburned fuel or gas after combustion is likely to remain at the base end of the auxiliary combustion chamber 50. If unburned fuel remains in the auxiliary combustion chamber 50, it may cause pre-ignition or the like in the next combustion cycle. In addition, if gas after combustion remains in the auxiliary combustion chamber 50, the ignition ability of the auxiliary combustion chamber 50 may decrease. On the other hand, in this embodiment, the distance L1 is equal to or less than the distance L2. Therefore, the scavenging ability of the auxiliary combustion chamber 50 can be improved. Therefore, unburned fuel or gas after combustion is unlikely to remain in the auxiliary combustion chamber 50. As a result, the occurrence of pre-ignition and the like can be suppressed, and the decrease in ignition ability in the auxiliary combustion chamber 50 can be suppressed. As a result, the mixture can be burned stably.

また、距離L1は、ポケット部501の開口部502のプラグ径方向における最大幅L3以下である。それゆえ、副燃焼室50の掃気性を向上させることができる。その結果、混合気を安定的に燃焼させることができる。 The distance L1 is equal to or less than the maximum width L3 of the opening 502 of the pocket portion 501 in the plug radial direction. This improves the scavenging performance of the auxiliary combustion chamber 50. As a result, the air-fuel mixture can be burned stably.

ポケット部501の表面積と体積との比は、10以下である。それゆえ、ポケット部501において未燃燃料が残留しにくい。その結果、混合気を安定的に燃焼させることができる。 The ratio of the surface area to the volume of the pocket portion 501 is 10 or less. Therefore, unburned fuel is less likely to remain in the pocket portion 501. As a result, the mixture can be burned stably.

つまり、仮に、ポケット部501の表面積と体積との比が大きすぎると、ポケット部501において、火炎が熱エネルギーを奪われやすい。つまり、ポケット部501に面するハウジング2及び絶縁碍子3の表面によって、火炎が冷却されやすい。そのため、ポケット部501の燃料が燃焼しにくくなることにより、未燃燃料が残留しやすい。その結果、プレイグニッション等を引き起こすおそれがある。また、ポケット部501において、火炎が熱エネルギーを奪われることにより、噴孔51を介して副燃焼室50から主燃焼室へと噴出する火炎の勢いが弱くなりやすく、内燃機関の燃焼が不安定になるおそれがある。一方、本形態においては、ポケット部501の表面積と体積との比が小さいため、ポケット部501において、火炎の熱エネルギーが奪われにくい。それゆえ、ポケット部501に未燃燃料が残留しにくい。その結果、内燃機関の混合気を安定的に燃焼させることができる。 In other words, if the ratio of the surface area to the volume of the pocket portion 501 is too large, the flame is likely to lose heat energy in the pocket portion 501. In other words, the flame is likely to be cooled by the surfaces of the housing 2 and the insulator 3 facing the pocket portion 501. Therefore, the fuel in the pocket portion 501 is less likely to burn, and unburned fuel is likely to remain. As a result, there is a risk of pre-ignition, etc. Also, if the flame loses heat energy in the pocket portion 501, the momentum of the flame ejected from the auxiliary combustion chamber 50 to the main combustion chamber through the nozzle hole 51 is likely to weaken, and the combustion of the internal combustion engine may become unstable. On the other hand, in this embodiment, since the ratio of the surface area to the volume of the pocket portion 501 is small, the flame is less likely to lose heat energy in the pocket portion 501. Therefore, unburned fuel is less likely to remain in the pocket portion 501. As a result, the mixture of the internal combustion engine can be burned stably.

また、本形態において、ポケット部501の表面積と体積との比は、7以下である。それゆえ、ポケット部501において未燃燃料が一層残留しにくい。 In addition, in this embodiment, the ratio of the surface area to the volume of the pocket portion 501 is 7 or less. Therefore, unburned fuel is less likely to remain in the pocket portion 501.

また、放電ギャップGの長さL4は、0.6mm以下である。それゆえ、距離L1を短くすることができる。その結果、副燃焼室50の掃気性を一層向上させることができる。 In addition, the length L4 of the discharge gap G is 0.6 mm or less. Therefore, the distance L1 can be shortened. As a result, the scavenging performance of the auxiliary combustion chamber 50 can be further improved.

つまり、放電ギャップGの長さが長くなるに従って、放電ギャップGに放電を発生させるための要求電圧が高くなりやすい。また、絶縁碍子3の表面に沿った沿面放電の発生を抑えるため、放電ギャップGの長さが長くなるに従って、中心電極4とハウジング2との間の絶縁碍子3の沿面距離も長くする必要がある。言い換えると、放電ギャップGに放電を確実に発生させるためには、放電ギャップGの長さに合わせて、中心電極4とハウジング2との間の絶縁碍子3の沿面距離を適切な距離にする必要がある。そのため、放電ギャップGの長さが長い場合、中心電極4とハウジング2との間の絶縁碍子3の沿面距離も長くなることにより、ポケット部501のZ方向における長さが長くなりやすい。つまり、放電ギャップGの長さが長くなるに従って、距離L1も長くなりやすい。一方、本形態においては、放電ギャップGの長さL4は、0.6mm以下である。それゆえ、距離L1を短くすることができる。その結果、副燃焼室50の掃気性を向上させることができる。 In other words, as the length of the discharge gap G increases, the required voltage for generating a discharge in the discharge gap G tends to increase. In addition, in order to suppress the generation of a creeping discharge along the surface of the insulator 3, the creeping distance of the insulator 3 between the center electrode 4 and the housing 2 needs to be increased as the length of the discharge gap G increases. In other words, in order to reliably generate a discharge in the discharge gap G, it is necessary to set the creeping distance of the insulator 3 between the center electrode 4 and the housing 2 to an appropriate distance according to the length of the discharge gap G. Therefore, when the length of the discharge gap G is long, the creeping distance of the insulator 3 between the center electrode 4 and the housing 2 also increases, and the length of the pocket portion 501 in the Z direction tends to increase. In other words, as the length of the discharge gap G increases, the distance L1 also tends to increase. On the other hand, in this embodiment, the length L4 of the discharge gap G is 0.6 mm or less. Therefore, the distance L1 can be shortened. As a result, the scavenging performance of the auxiliary combustion chamber 50 can be improved.

また、プラグ中心軸Cを含む断面において、角度αは、45°よりも大きい。それゆえ、距離L1が、距離L2以下となりやすい。その結果、副燃焼室50の掃気性を向上させやすい。 In addition, in a cross section including the plug center axis C, the angle α is greater than 45°. Therefore, the distance L1 is likely to be equal to or less than the distance L2. As a result, it is easy to improve the scavenging performance of the auxiliary combustion chamber 50.

また、絶縁碍子3の先端面31は、その外周側の部分が曲面状に形成されている。それゆえ、組み付けの際、絶縁碍子3の損傷を確実に抑えることができる。 The tip surface 31 of the insulator 3 is curved on its outer periphery. This ensures that the insulator 3 is not damaged during assembly.

以上のごとく、本形態によれば、混合気を安定的に燃焼させることができる内燃機関用のスパークプラグ1を提供することができる。 As described above, this embodiment provides a spark plug 1 for an internal combustion engine that can stably combust an air-fuel mixture.

(実施形態2)
本形態は、図5、図6に示すごとく、実施形態1に対し、放電ギャップGの長さを短くした形態である。
(Embodiment 2)
As shown in Figs. 5 and 6, this embodiment is an embodiment in which the length of the discharge gap G is shorter than that of the first embodiment.

図6に示すごとく、本形態において、放電ギャップGの長さL4は、0.3mm以下である。
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。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, the length L4 of the discharge gap G is 0.3 mm or less.
The rest is the same as in embodiment 1. Note that, among the reference symbols used in embodiment 2 and onwards, the reference symbols that are the same as those used in the above-mentioned embodiments represent the same components, etc. as those in the above-mentioned embodiments, unless otherwise specified.

本形態において、放電ギャップGの長さL4は、0.3mm以下である。それゆえ、中心電極4とハウジング2との間の絶縁碍子3の沿面距離を一層短くすることができる。それゆえ、距離L1を一層短くすることができる。その結果、副燃焼室50の掃気性を一層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。
In this embodiment, the length L4 of the discharge gap G is 0.3 mm or less. Therefore, the creepage distance of the insulator 3 between the center electrode 4 and the housing 2 can be further shortened. Therefore, the distance L1 can be further shortened. As a result, the scavenging performance of the auxiliary combustion chamber 50 can be further improved.
In addition, the second embodiment has the same effects as the first embodiment.

(比較形態1)
本形態のスパークプラグ9は、図7に示すごとく、副燃焼室を有さないスパークプラグ9である。
(Comparative Example 1)
As shown in FIG. 7, the spark plug 9 of this embodiment does not have a sub-combustion chamber.

本形態において、接地電極6は、図7に示すごとく、ハウジング2の先端部に接続されている。接地電極6は、Z方向に沿って形成された立設部61と、プラグ径方向に沿って形成された対向部62と、立設部61と対向部62とを接続する屈曲部63と、を有する。つまり、本形態の接地電極6は、略L字形状をなしている。 In this embodiment, the ground electrode 6 is connected to the tip of the housing 2 as shown in FIG. 7. The ground electrode 6 has an erect portion 61 formed along the Z direction, an opposing portion 62 formed along the plug radial direction, and a bent portion 63 connecting the erect portion 61 and the opposing portion 62. In other words, the ground electrode 6 in this embodiment is substantially L-shaped.

接地電極6の対向部62と中心電極4とは、Z方向に対向している。そして、対向部62と中心電極4との間に、放電ギャップGが形成されている。 The opposing portion 62 of the ground electrode 6 and the center electrode 4 face each other in the Z direction. A discharge gap G is formed between the opposing portion 62 and the center electrode 4.

また、本形態のスパークプラグ9は、副燃焼室を形成するプラグカバーを有しない。そのため、本形態のスパークプラグ9を内燃機関に取り付けた際、放電ギャップGは、主燃焼室に露出した状態にて配置される。
その他は、実施形態1と同様である。
Furthermore, the spark plug 9 of this embodiment does not have a plug cover that forms a sub-combustion chamber, so that when the spark plug 9 of this embodiment is installed in an internal combustion engine, the discharge gap G is disposed in a state where it is exposed to the main combustion chamber.
The rest is the same as in the first embodiment.

(比較形態2)
本形態のスパークプラグ91は、図8、図9に示すごとく、プラグカバー5において、噴孔51がひとつ形成されたスパークプラグ91である。
(Comparative Example 2)
As shown in FIGS. 8 and 9, a spark plug 91 according to this embodiment is a spark plug 91 having one injection hole 51 formed in a plug cover 5 .

図8、図9に示すごとく、プラグカバー5には、Z方向に沿って形成された軸方向噴孔511がひとつ形成されている。 As shown in Figures 8 and 9, the plug cover 5 has one axial injection hole 511 formed along the Z direction.

図9に示すごとく、本形態において、距離L1は、距離L2よりも長い。また、距離L1は、ポケット部501の開口部502のプラグ径方向における最大幅L3よりも長い。 As shown in FIG. 9, in this embodiment, the distance L1 is longer than the distance L2. Also, the distance L1 is longer than the maximum width L3 of the opening 502 of the pocket portion 501 in the plug radial direction.

本形態において、絶縁碍子3の先端から副燃焼室50の先端までの長さは、副燃焼室50のプラグ径方向における最大幅よりも長い。 In this embodiment, the length from the tip of the insulator 3 to the tip of the auxiliary combustion chamber 50 is longer than the maximum width of the auxiliary combustion chamber 50 in the plug radial direction.

また、本形態のスパークプラグ91においては、プラグカバー5の一部が接地電極6となっている。つまり、中心電極4と、軸方向噴孔511の内周面の基端部との間に、放電ギャップGが形成されている。本形態のスパークプラグ91における放電ギャップGの距離は、比較形態1のスパークプラグ9における放電ギャップの距離よりも小さい。
その他は、実施形態1と同様である。
In the spark plug 91 of this embodiment, a part of the plug cover 5 serves as the ground electrode 6. In other words, a discharge gap G is formed between the center electrode 4 and the base end of the inner circumferential surface of the axial injection hole 511. The distance of the discharge gap G in the spark plug 91 of this embodiment is smaller than the distance of the discharge gap in the spark plug 9 of the first comparative embodiment.
The rest is the same as in the first embodiment.

(実験例1)
本例は、図10に示すごとく、比較形態1のスパークプラグ9又は比較形態2のスパークプラグ91を設置した内燃機関において、スパークプラグに対する電圧印加からの経過時間と、放電電圧との関係を解析した例である。本例では、排気量が2000ccであって、自然吸気式かつ直列4気筒の内燃機関を用い、スロットル全開の条件にて行った。また、それぞれのスパークプラグに対する電圧印加は、圧縮行程にて行った。図10(a)が比較形態1の解析結果であり、図10(b)が比較形態2の解析結果である。
(Experimental Example 1)
This example is an example of analyzing the relationship between the time elapsed from application of voltage to the spark plug and the discharge voltage in an internal combustion engine equipped with a spark plug 9 of Comparative Example 1 or a spark plug 91 of Comparative Example 2, as shown in Fig. 10. In this example, a naturally aspirated in-line 4-cylinder internal combustion engine with a displacement of 2000cc was used, and the analysis was performed under a condition of full throttle. Voltage was applied to each spark plug during the compression stroke. Fig. 10(a) shows the analysis result of Comparative Example 1, and Fig. 10(b) shows the analysis result of Comparative Example 2.

本例の結果より、図10(a)の比較形態1よりも、図10(b)の比較形態2の方が、電圧印加後において、放電電圧を高く維持していることが確認された。放電電圧の高さは、放電が伸長することによる抵抗値の上昇に起因していると考えられる。したがって、放電ギャップが主燃焼室に露出した比較形態1よりも、放電ギャップが副燃焼室内に配置された比較形態2の方が、放電がより引き伸ばされたと考えられる。後述する実験例2にて説明するように、副燃焼室を有するスパークプラグが設置された内燃機関では、圧縮行程において、噴孔を介して主燃焼室から副燃焼室へとガスが流入する。これにより、主燃焼室よりも副燃焼室の方が、気流が強くなりやすい。そのため、比較形態1のように放電ギャップが主燃焼室に露出したスパークプラグよりも、比較形態2又は実施形態1のように、放電ギャップが副燃焼室内に設けられたスパークプラグの方が、放電ギャップに発生した放電が伸長しやすいと考えられる。したがって、放電ギャップが副燃焼室内に設けられたスパークプラグは、放電ギャップの長さが短い場合であっても、放電が伸長することにより、着火性を向上させることができると考えられる。 From the results of this example, it was confirmed that the discharge voltage was maintained higher in the comparative form 2 in FIG. 10(b) than in the comparative form 1 in FIG. 10(a) after the voltage was applied. It is believed that the high discharge voltage is due to the increase in the resistance value caused by the discharge being extended. Therefore, it is believed that the discharge was extended more in the comparative form 2 in which the discharge gap was arranged in the auxiliary combustion chamber than in the comparative form 1 in which the discharge gap was exposed to the main combustion chamber. As will be explained in the experimental example 2 described later, in an internal combustion engine in which a spark plug having an auxiliary combustion chamber is installed, gas flows from the main combustion chamber to the auxiliary combustion chamber through the injection hole during the compression stroke. As a result, the air flow is more likely to be stronger in the auxiliary combustion chamber than in the main combustion chamber. Therefore, it is believed that the discharge generated in the discharge gap is more likely to be extended in the spark plug in which the discharge gap is arranged in the auxiliary combustion chamber as in the comparative form 2 or the embodiment 1 than in the spark plug in which the discharge gap is exposed to the main combustion chamber as in the comparative form 1. Therefore, it is believed that a spark plug with a discharge gap located inside the auxiliary combustion chamber can improve ignition performance by extending the discharge, even if the length of the discharge gap is short.

このように、副燃焼室を備えたスパークプラグは、放電が伸長しやすく、着火性を向上させやすい。このことは、着火性を確保しつつ、放電ギャップを短くしやすいといえる。放電ギャップを短くできる分だけ、絶縁碍子の表面に沿った中心電極とハウジングとの間の沿面距離を短くすることが可能となる。それゆえ、例えば実施形態1のように、ポケット部を浅くすることが可能となる。 In this way, a spark plug equipped with a sub-combustion chamber is more likely to extend the discharge and improve ignition performance. This means that it is easier to shorten the discharge gap while ensuring ignition performance. By shortening the discharge gap, it is possible to shorten the creepage distance between the center electrode and the housing along the surface of the insulator. Therefore, it is possible to make the pocket shallower, for example, as in embodiment 1.

(実験例2)
本例は、図11に示すごとく、比較形態2のスパークプラグ91を内燃機関910に設置し、主燃焼室101及び副燃焼室50のそれぞれの気流の強さを解析した例である。この気流の解析は、計算流動力学(以下において、CFDという。)を用いて算出した。すなわち、比較形態2のスパークプラグ91を取り付けた内燃機関910において、実際の自動車用エンジンとして用いる際に生じる気流を想定して、CFDによって一般的なシミュレーション解析を行った。図11は、圧縮行程におけるBTDC(圧縮上死点前)20°CA(クランク角)の時点での、気流の解析結果を表す。また、図11においては、気流の流速を、色の濃淡によって表した。つまり、色が濃いほど、流速が速いことを示す。その他の実験条件は、実験例1と同様である。
(Experimental Example 2)
In this example, as shown in FIG. 11, the spark plug 91 of Comparative Example 2 is installed in an internal combustion engine 910, and the strength of the airflow in each of the main combustion chamber 101 and the auxiliary combustion chamber 50 is analyzed. The analysis of the airflow was calculated using computational flow dynamics (hereinafter referred to as CFD). That is, in the internal combustion engine 910 equipped with the spark plug 91 of Comparative Example 2, a general simulation analysis was performed using CFD, assuming the airflow generated when the engine is used as an actual automobile engine. FIG. 11 shows the analysis result of the airflow at 20° CA (crank angle) before BTDC (compression top dead center) in the compression stroke. In addition, in FIG. 11, the flow velocity of the airflow is represented by the shade of color. In other words, the darker the color, the faster the flow velocity. The other experimental conditions are the same as those of Experimental Example 1.

図11に示すごとく、副燃焼室50における放電ギャップG周辺の気流は、スパークプラグ91の先端部の近傍における主燃焼室101の気流よりも強いことを確認した。この結果より、比較形態1のように放電ギャップが主燃焼室に露出したスパークプラグよりも、比較形態2又は実施形態1のように放電ギャップが副燃焼室内にあるスパークプラグの方が、放電ギャップに生じた放電が気流によって引き伸ばされやすいと考えられる。 As shown in Figure 11, it was confirmed that the airflow around the discharge gap G in the auxiliary combustion chamber 50 is stronger than the airflow in the main combustion chamber 101 near the tip of the spark plug 91. From this result, it is considered that the discharge generated in the discharge gap is more likely to be extended by the airflow in a spark plug whose discharge gap is located in the auxiliary combustion chamber as in Comparative Example 2 or Embodiment 1 than in a spark plug whose discharge gap is exposed to the main combustion chamber as in Comparative Example 1.

(実験例3)
本例は、図12に示すごとく、実施形態1のスパークプラグ1を設置した内燃機関において、混合気の燃焼速度を解析した例である。比較対象として、比較形態1のスパークプラグを設置した内燃機関も、同様に解析した。本例では、排気量が2500ccであって、直列4気筒の内燃機関を用いた。また、実施形態1の放電ギャップの長さを0.5mm、比較形態1の放電ギャップの長さを1.1mmとした。
(Experimental Example 3)
In this example, as shown in Fig. 12, the combustion speed of the air-fuel mixture was analyzed in an internal combustion engine equipped with the spark plug 1 of the first embodiment. As a comparison, an internal combustion engine equipped with the spark plug of the comparative embodiment 1 was also analyzed in the same manner. In this example, an internal combustion engine with a displacement of 2500cc and an in-line 4-cylinder engine was used. The length of the discharge gap in the first embodiment was 0.5 mm, and the length of the discharge gap in the comparative embodiment 1 was 1.1 mm.

また、実施形態1と比較形態1とは、それぞれ圧縮上死点(TDC)の前のタイミングにて放電を行った。また、実施形態1よりも、比較形態1の方を早く放電させた。図12のグラフにおいて、横軸がクランク角、縦軸が内燃機関における熱発生率を示す。 In addition, in both embodiment 1 and comparative embodiment 1, discharge occurs before the top dead center (TDC) of compression. Also, discharge occurs earlier in comparative embodiment 1 than in embodiment 1. In the graph of FIG. 12, the horizontal axis represents the crank angle, and the vertical axis represents the heat generation rate in the internal combustion engine.

本例の結果より、点火タイミングが遅いにもかかわらず、実施形態1の方が、比較形態1よりも、早期に熱発生率が上昇することが確認された。実験例1~実験例3の結果より、副燃焼室に放電ギャップが設けられたスパークプラグの場合、副燃焼室内の強い気流によって放電が伸長しやすいため、放電ギャップの長さを短くしても、着火性を向上させることができると考えられる。そのため、比較形態1に対し、実施形態1の方が、混合気の燃焼速度が速くなったと考えられる。 The results of this example confirmed that, despite the delayed ignition timing, the heat generation rate increases earlier in embodiment 1 than in comparative embodiment 1. The results of experimental examples 1 to 3 suggest that in the case of a spark plug with a discharge gap in the pre-combustion chamber, the discharge is likely to be extended by the strong air current in the pre-combustion chamber, so it is believed that ignition performance can be improved even if the length of the discharge gap is shortened. Therefore, it is believed that the combustion speed of the mixture is faster in embodiment 1 compared to comparative embodiment 1.

参考形態1
本形態は、図13に示すごとく、ポケット部を有さない形態である。
( Reference Form 1 )
As shown in FIG. 13, this embodiment does not have a pocket portion.

図13に示すごとく、本形態において、プラグ径方向における絶縁碍子3の先端部とハウジング2との間には、ポケット部ではなく、クリアランス部12が形成されている。 As shown in FIG. 13, in this embodiment, a clearance portion 12 is formed between the tip of the insulator 3 and the housing 2 in the plug radial direction, rather than a pocket portion.

また、絶縁碍子3の先端面31は、全体が平坦な面となっている。先端面31は、環状に形成されている。
その他は、実施形態1と同様である。
Further, the tip end surface 31 of the insulator 3 is an entirely flat surface. The tip end surface 31 is formed in an annular shape.
The rest is the same as in the first embodiment.

本形態のスパークプラグ1は、ポケット部を有さない。それゆえ、副燃焼室50の掃気性を一層向上させることができる。その結果、混合気を一層安定的に燃焼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。
The spark plug 1 of this embodiment does not have a pocket portion, which further improves the scavenging performance of the auxiliary combustion chamber 50. As a result, the air-fuel mixture can be combusted more stably.
In addition, the second embodiment has the same effects as the first embodiment.

実施形態3
本形態は、図14、図15に示すごとく、プラグカバー5に突出部52が形成された形態である。
( Embodiment 3 )
In this embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, a protrusion 52 is formed on the plug cover 5. As shown in FIG.

本形態において、プラグカバー5には、図14に示すごとく、プラグカバー5の先端部から、基端側に突出した突出部52が形成されている。突出部52は、基端に向かうに従い、縮径している。 In this embodiment, as shown in FIG. 14, the plug cover 5 is formed with a protruding portion 52 that protrudes from the tip end of the plug cover 5 toward the base end. The protruding portion 52 is tapered toward the base end.

また、突出部52は、筒状に形成されている。つまり、突出部52には、軸方向噴孔511が形成されている。軸方向噴孔511は、基端側に向かうに従い、縮径している。 The protruding portion 52 is formed in a cylindrical shape. In other words, the protruding portion 52 has an axial injection hole 511 formed therein. The diameter of the axial injection hole 511 decreases toward the base end.

また、突出部52の基端部には、基端側を向く平坦な基端面521が形成されている。突出部52の基端面521は、軸方向噴孔511の副燃焼室50側の開口部の外周側において、環状に形成されている。 The base end of the protruding portion 52 is formed with a flat base end surface 521 facing the base end side. The base end surface 521 of the protruding portion 52 is formed in an annular shape on the outer periphery of the opening of the axial injection hole 511 on the auxiliary combustion chamber 50 side.

また、中心電極4の先端部には、小径部41が形成されている。小径部41は、中心電極4における、小径部41よりも基端側の部分に対し、直径が小さい。小径部41は、先端側を向く平坦な先端面を有する。 The center electrode 4 has a small diameter portion 41 at its tip. The small diameter portion 41 has a smaller diameter than the portion of the center electrode 4 that is closer to the base end than the small diameter portion 41. The small diameter portion 41 has a flat tip surface that faces the tip side.

本形態において、小径部41の先端面と、突出部52の基端面521とは、それぞれZ方向に直交するように形成されている。小径部41の先端面と、突出部52の基端面521とは、略同一面上に形成されている。 In this embodiment, the tip surface of the small diameter portion 41 and the base end surface 521 of the protruding portion 52 are formed so as to be perpendicular to the Z direction. The tip surface of the small diameter portion 41 and the base end surface 521 of the protruding portion 52 are formed on approximately the same plane.

本形態において、放電ギャップGは、図14、図15に示すごとく、中心電極4の小径部41と、突出部52の基端部との間に形成されている。言い換えると、放電ギャップGは、小径部41と、軸方向噴孔511の内周面の基端部との間に形成されている。また、放電ギャップGは、プラグ径方向に沿って形成されている。
その他の構成及び作用効果は、実施形態1と同様である。
14 and 15 , the discharge gap G is formed between the small diameter portion 41 of the center electrode 4 and the base end of the protruding portion 52. In other words, the discharge gap G is formed between the small diameter portion 41 and the base end of the inner circumferential surface of the axial injection hole 511. The discharge gap G is also formed along the plug radial direction.
The other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.

(比較形態3)
本形態のスパークプラグ92は、図16、図17に示すごとく、実施形態3に対し、Z方向におけるポケット部501の先端から基端までの長さが長いスパークプラグ92である。
(Comparative Example 3)
As shown in FIGS. 16 and 17, a spark plug 92 of this embodiment is a spark plug 92 in which the length from the tip end to the base end of a pocket portion 501 in the Z direction is longer than that of the third embodiment .

図17に示すごとく、本形態において、距離L1は、距離L2よりも長い。また、距離L1は、ポケット部501の開口部502のプラグ径方向における最大幅L3よりも長い。
その他は、実施形態3と同様である。
17, in this embodiment, the distance L1 is longer than the distance L2. Also, the distance L1 is longer than the maximum width L3 of the opening 502 of the pocket portion 501 in the plug radial direction.
The rest is the same as in the third embodiment .

(実験例4)
本例は、図18に示すように、実施形態3のスパークプラグ1、又は比較形態3のスパークプラグ92を設置した内燃機関について、スパークプラグの放電による点火後の経過時間と、内燃機関の熱発生量との関係を解析した例である。本例の試験は、雰囲気圧力を2.0MPa、燃料をプロパンとした条件にて行った。図18のグラフにおいて、横軸がスパークプラグによる点火後の経過時間を示し、縦軸が内燃機関における熱発生量を示す。
(Experimental Example 4)
This example is an example in which the relationship between the amount of heat generated in an internal combustion engine and the time elapsed after ignition by the spark plug discharge was analyzed for an internal combustion engine equipped with the spark plug 1 of the third embodiment or the spark plug 92 of the comparative embodiment 3, as shown in Fig. 18. The test for this example was performed under conditions of an atmospheric pressure of 2.0 MPa and propane fuel. In the graph of Fig. 18, the horizontal axis represents the time elapsed after ignition by the spark plug, and the vertical axis represents the amount of heat generated in the internal combustion engine.

図18に示すごとく、比較形態3のスパークプラグ92を設置した内燃機関よりも、実施形態3のスパークプラグ1を設置した内燃機関の方が、点火後、より早く熱発生量が上昇する結果となった。本例の結果より、Z方向におけるポケット部501の深さを小さくする、またはポケット部501を無くすことにより、早期に主燃焼室の混合気を燃焼させることができると考えられる。つまり、副燃焼室50にて発生した火炎の、ポケット部501による冷却損失が減少する、又は無くなることにより、火炎の成長が早まり、混合気を早期に燃焼させることができると考えられる。 18, the amount of heat generated increases more quickly after ignition in the internal combustion engine equipped with the spark plug 1 of the third embodiment than in the internal combustion engine equipped with the spark plug 92 of the comparative embodiment 3. From the results of this example, it is considered that the mixture in the main combustion chamber can be burned earlier by reducing the depth of the pocket portion 501 in the Z direction or by eliminating the pocket portion 501. In other words, it is considered that the growth of the flame is accelerated and the mixture can be burned earlier by reducing or eliminating the cooling loss of the flame generated in the auxiliary combustion chamber 50 due to the pocket portion 501.

(実験例5)
本例は、図19に示すように、基本構造を実施形態3と同様とするスパークプラグについて、ポケット部の表面積と体積との比と、点火後の未燃燃料の残留と、の関係を解析した例である。スパークプラグのポケット部について、プラグ径方向の長さと、プラグ軸方向の長さとをそれぞれ変更し、表面積と体積との比を変更した。そして、ポケット部の表面積と体積との比を変更したそれぞれのスパークプラグについて、スパークプラグの放電による点火後の未燃燃料の残留を確認した。本例の試験は、スパークプラグを設置した内燃機関において、雰囲気圧力を2.0MPa、燃料をプロパンとした条件にて行った。図19のグラフにおいて、横軸がポケット部のプラグ径方向の長さ、縦軸がポケット部のプラグ軸方向の長さを示す。
(Experimental Example 5)
As shown in FIG. 19, this example is an example in which the relationship between the surface area/volume ratio of the pocket portion and the remaining amount of unburned fuel after ignition is analyzed for a spark plug having the same basic structure as that of the third embodiment. The length of the pocket portion of the spark plug in the plug radial direction and the length of the pocket portion in the plug axial direction are changed, and the ratio of the surface area/volume is changed. Then, for each spark plug in which the surface area/volume ratio of the pocket portion is changed, the remaining amount of unburned fuel after ignition by the discharge of the spark plug is confirmed. The test of this example was performed in an internal combustion engine in which the spark plug was installed, under conditions of an atmospheric pressure of 2.0 MPa and propane fuel. In the graph of FIG. 19, the horizontal axis indicates the length of the pocket portion in the plug radial direction, and the vertical axis indicates the length of the pocket portion in the plug axial direction.

図19中に示した領域A1は、ポケット部の表面積と体積との比が、7以下の領域を示す。領域A2は、ポケット部の表面積と体積との比が、10以下であって、7よりも大きい領域を示す。領域A3は、ポケット部の表面積と体積との比が、20以下であって、10よりも大きい領域を示す。また、ポケット部の表面積と体積との比が異なるそれぞれのスパークプラグについて、未燃燃料の残留の程度を示す記号にて、図19のグラフ中にプロットした。 In FIG. 19, region A1 indicates the region where the ratio of the surface area to the volume of the pocket is 7 or less. Region A2 indicates the region where the ratio of the surface area to the volume of the pocket is 10 or less and greater than 7. Region A3 indicates the region where the ratio of the surface area to the volume of the pocket is 20 or less and greater than 10. In addition, for each spark plug with a different surface area to volume ratio of the pocket, a symbol indicating the degree of remaining unburned fuel is plotted on the graph in FIG. 19.

図19に示すごとく、領域A1のスパークプラグにおいては、未燃燃料の残留がほとんど無い結果となった。また、領域A2のスパークプラグにおいては、未燃燃料の残留が微小であった。領域A3のスパークプラグにおいては、未燃燃料の残留が確認された。つまり、ポケット部の表面積と体積との比が小さいほど、未燃燃料の残留が少なくなる結果となった。この結果より、ポケット部の表面積と体積との比が小さいほど、副燃焼室にて発生した火炎の、ポケット部による冷却損失が減少すると考えられる。 As shown in Figure 19, the spark plug in region A1 had almost no residual unburned fuel. The spark plug in region A2 had very little residual unburned fuel. The spark plug in region A3 had residual unburned fuel. In other words, the smaller the ratio of the surface area to the volume of the pocket, the less residual unburned fuel there was. From these results, it is believed that the smaller the ratio of the surface area to the volume of the pocket, the less cooling loss caused by the pocket for the flame generated in the auxiliary combustion chamber.

(実験例6)
本例は、図20~図23に示すごとく、実施形態3のスパークプラグ1、又は比較形態3のスパークプラグ92を設置した内燃機関10、920について、未燃燃料F1の残留量を解析した例である。それぞれのスパークプラグは、主燃焼室101にプラグカバー5の外表面が露出するように、内燃機関のシリンダヘッド102に設置した。本例の試験は、排気量が2000ccであって、自然吸気式の内燃機関を用い、回転数を2000r/mとし、スロットル全開の条件にて行った。図20及び図21が比較形態3の解析結果を示し、図22及び図23が実施形態3の解析結果を示す。また、図20及び図22が、スパークプラグの放電による点火直後の状況を示し、図21及び図23が、スパークプラグによる点火から2ms後の状況を示す。また、燃焼後のガスF2は、燃料を含むガスが2000℃以上に燃焼したガスのことを示す。
(Experimental Example 6)
As shown in Figs. 20 to 23, this example is an example in which the residual amount of unburned fuel F1 was analyzed for an internal combustion engine 10, 920 in which the spark plug 1 of the third embodiment or the spark plug 92 of the comparative embodiment 3 was installed. Each spark plug was installed in the cylinder head 102 of the internal combustion engine so that the outer surface of the plug cover 5 was exposed to the main combustion chamber 101. The test of this example was performed using a naturally aspirated internal combustion engine with a displacement of 2000 cc, a rotation speed of 2000 rpm, and a fully open throttle. Figs. 20 and 21 show the analysis results of the comparative embodiment 3, and Figs. 22 and 23 show the analysis results of the third embodiment . Figs. 20 and 22 show the situation immediately after ignition by the discharge of the spark plug, and Figs. 21 and 23 show the situation 2 ms after ignition by the spark plug. The gas F2 after combustion indicates gas containing fuel that has been burned to 2000°C or higher.

図21に示すごとく、点火から2ms後に、比較形態3のスパークプラグ92の副燃焼室50において、未燃燃料F1の残留が確認された。また、未燃燃料F1は、主にポケット部501に残留していることを確認した。一方、実施形態3のスパークプラグ1では、図23に示すごとく、点火から2ms後において、副燃焼室50内の大部分が燃焼後のガスF2によって占められており、未燃燃料F1の残留は微小であった。本例の結果より、ポケット部501のZ方向における長さを短くする、またはポケット部501を無くすことにより、副燃焼室50における未燃燃料F1の残留を減少させることができると考えられる。これにより、プレイグニッション等の発生を抑えることができると考えられる。 As shown in FIG. 21, 2 ms after ignition, the remaining unburned fuel F1 was confirmed in the auxiliary combustion chamber 50 of the spark plug 92 of the comparative embodiment 3. It was also confirmed that the unburned fuel F1 mainly remained in the pocket portion 501. On the other hand, in the spark plug 1 of the embodiment 3 , as shown in FIG. 23, 2 ms after ignition, the majority of the interior of the auxiliary combustion chamber 50 was occupied by the gas F2 after combustion, and the remaining unburned fuel F1 was very small. From the results of this example, it is considered that the remaining unburned fuel F1 in the auxiliary combustion chamber 50 can be reduced by shortening the length of the pocket portion 501 in the Z direction or by eliminating the pocket portion 501. It is considered that this can suppress the occurrence of pre-ignition, etc.

参考形態2
本形態は、図24、図25に示すごとく、絶縁碍子3の先端部に窪み部32を形成した形態である。
( Reference Form 2 )
In this embodiment, as shown in FIGS. 24 and 25, a recess 32 is formed at the tip of the insulator 3. As shown in FIG.

絶縁碍子3の先端面31は、図24に示すごとく、先端面31の外周端311よりも基端側へ後退した窪み部32を有する。 As shown in FIG. 24, the tip surface 31 of the insulator 3 has a recessed portion 32 that is recessed toward the base end from the outer peripheral end 311 of the tip surface 31.

本形態において、窪み部32は、基端側に向かうに従って、縮径するように形成されている。つまり、窪み部32は、略円錐形状となるように形成されている。また、本形態において、ポケット部は形成されていない。
その他は、実施形態3と同様である。
In this embodiment, the recess 32 is formed so as to decrease in diameter toward the base end side. That is, the recess 32 is formed so as to have a substantially conical shape. In this embodiment, no pocket is formed.
The rest is the same as in the third embodiment .

本形態のスパークプラグ1において、絶縁碍子3の先端面31は、窪み部32を有する。それゆえ、副燃焼室50において、火炎の成長が阻害されにくい。その結果、混合気を安定的に燃焼させることができる。 In this embodiment of the spark plug 1, the tip surface 31 of the insulator 3 has a recessed portion 32. Therefore, the growth of the flame is less likely to be hindered in the auxiliary combustion chamber 50. As a result, the mixture can be burned stably.

また、窪み部32が形成されていることにより、副燃焼室50の容積を拡大させることができる。つまり、窪み部32が形成されていることにより、副燃焼室50内の混合気量を多くすることができる。それゆえ、副燃焼室50の火炎を、噴孔51を介して、主燃焼室に勢いよく噴出させることができる。その結果、混合気を安定的に燃焼させることができる。 In addition, the recess 32 allows the volume of the auxiliary combustion chamber 50 to be expanded. In other words, the recess 32 allows the amount of air-fuel mixture in the auxiliary combustion chamber 50 to be increased. Therefore, the flame in the auxiliary combustion chamber 50 can be forcefully ejected into the main combustion chamber through the nozzle hole 51. As a result, the air-fuel mixture can be burned stably.

また、窪み部32が形成されていることにより、絶縁碍子3における中心電極4とハウジング2との間の沿面距離を長くすることができる。それゆえ、放電ギャップGの長さを長くしても、中心電極4とハウジング2との間の沿面放電の発生を確実に抑えることができる。それゆえ、放電ギャップGの長さを長くしても、放電ギャップGにおいて、確実に放電を発生させることができる。それゆえ、副燃焼室50の着火性を向上させることができる。その結果、混合気を安定的に燃焼させることができる。 In addition, by forming the recessed portion 32, the creepage distance between the center electrode 4 and the housing 2 in the insulator 3 can be increased. Therefore, even if the length of the discharge gap G is increased, the occurrence of creepage discharge between the center electrode 4 and the housing 2 can be reliably suppressed. Therefore, even if the length of the discharge gap G is increased, discharge can be reliably generated in the discharge gap G. Therefore, the ignition ability of the auxiliary combustion chamber 50 can be improved. As a result, the mixture can be burned stably.

窪み部32は、基端側に向かうに従って、縮径するように形成されている。それゆえ、図25に示すごとく、噴孔51を介して主燃焼室から副燃焼室50に流入した気流AFが、窪み部32に沿って流れることにより、副燃焼室50内のガスを効率的に循環させることができる。それゆえ、副燃焼室50の掃気性を向上させることができる。その結果、副燃焼室50の混合気を安定的に燃焼させることができる。
その他、実施形態3と同様の作用効果を有する。
The recessed portion 32 is formed so as to decrease in diameter toward the base end side. Therefore, as shown in Fig. 25, the airflow AF flowing from the main combustion chamber into the auxiliary combustion chamber 50 through the injection hole 51 flows along the recessed portion 32, and the gas in the auxiliary combustion chamber 50 can be circulated efficiently. Therefore, the scavenging performance of the auxiliary combustion chamber 50 can be improved. As a result, the air-fuel mixture in the auxiliary combustion chamber 50 can be burned stably.
In addition, the present embodiment has the same effects as the third embodiment .

参考形態3
本形態は、図26に示すごとく、参考形態2に対し、窪み部32の形状を変更した形態である。
( Reference Form 3 )
As shown in FIG. 26, this embodiment is an embodiment in which the shape of the recessed portion 32 is changed from that of the second embodiment .

本形態において、窪み部32は、図26に示すごとく、基端側に向かうに従って、ハウジング2の内周面21と中心電極4の外周面との双方から離れるように形成されている。つまり、窪み部32は、プラグ径方向におけるハウジング2の内周面21と中心電極4の外周面との間の略中央の位置において、最も基端側に後退している。 In this embodiment, as shown in FIG. 26, the recess 32 is formed so as to move away from both the inner circumferential surface 21 of the housing 2 and the outer circumferential surface of the center electrode 4 as it moves toward the base end. In other words, the recess 32 is recessed furthest toward the base end at a position approximately in the center between the inner circumferential surface 21 of the housing 2 and the outer circumferential surface of the center electrode 4 in the plug radial direction.

また、絶縁碍子3の先端面31の内周端と、先端面31の外周端311とは、Z方向における位置が略同じとなっている。つまり、ハウジング2の内周面21及び中心電極4の外周面の副燃焼室50への露出を増やすことなく、窪み部32が形成されている。
その他は、参考形態2と同様である。
In addition, the inner peripheral end of the tip surface 31 of the insulator 3 and the outer peripheral end 311 of the tip surface 31 are positioned at substantially the same position in the Z direction. In other words, the recessed portion 32 is formed without increasing the exposure of the inner peripheral surface 21 of the housing 2 and the outer peripheral surface of the center electrode 4 to the auxiliary combustion chamber 50.
The rest is the same as in the second embodiment .

本形態において、窪み部32は、基端側に向かうに従って、ハウジング2の内周面21と中心電極4の外周面との双方から離れるように形成されている。それゆえ、ハウジング2の内周面21及び中心電極4の外周面の副燃焼室50への露出を増やすことなく、窪み部32を形成することができる。それゆえ、副燃焼室50内の火炎が、金属材料からなるハウジング2及び中心電極4によって冷却されることを抑えることができる。その結果、副燃焼室50内の混合気を安定的に燃焼させることができる。
その他、参考形態2と同様の作用効果を有する。
In this embodiment, the recessed portion 32 is formed so as to move away from both the inner circumferential surface 21 of the housing 2 and the outer circumferential surface of the center electrode 4 toward the base end. Therefore, the recessed portion 32 can be formed without increasing the exposure of the inner circumferential surface 21 of the housing 2 and the outer circumferential surface of the center electrode 4 to the auxiliary combustion chamber 50. Therefore, it is possible to suppress the flame in the auxiliary combustion chamber 50 from being cooled by the housing 2 and the center electrode 4 made of a metallic material. As a result, the mixture in the auxiliary combustion chamber 50 can be stably combusted.
In addition, it has the same effects as the second embodiment .

参考形態4
本形態は、図27、図28に示すごとく、絶縁碍子3の先端面31に溝部34が形成された形態である。
( Reference Form 4 )
In this embodiment, as shown in FIGS. 27 and 28, a groove 34 is formed in the tip end surface 31 of the insulator 3. In the embodiment shown in FIG.

本形態のスパークプラグ1は、図27、図28に示すごとく、絶縁碍子3の先端面31において、複数の溝部34が形成されている。溝部34は、先端面31を基端側に後退させることによって形成されている。図28に示すごとく、絶縁碍子3の先端部を先端側から見たとき、それぞれの溝部34は、環状に形成されている。また、絶縁碍子3の先端部を先端側から見たとき、それぞれの溝部34同士は、プラグ中心軸Cを中心として、略同心円状に形成されている。
その他は、参考形態2と同様である。
As shown in Figures 27 and 28, the spark plug 1 of this embodiment has a plurality of grooves 34 formed in the tip surface 31 of the insulator 3. The grooves 34 are formed by receding the tip surface 31 toward the base end. As shown in Figure 28, when the tip portion of the insulator 3 is viewed from the tip side, each of the grooves 34 is formed in an annular shape. Furthermore, when the tip portion of the insulator 3 is viewed from the tip side, each of the grooves 34 is formed in a substantially concentric shape with the plug central axis C as the center.
The rest is the same as in the second embodiment .

本形態のスパークプラグ1は、絶縁碍子3の先端面31において、溝部34が形成されている。それゆえ、中心電極4とハウジング2との間の絶縁碍子3の沿面距離を一層長くすることができる。その結果、放電ギャップGの長さを長くしても、放電ギャップGにおいて、一層確実に放電を発生させることができる。
その他、参考形態2と同様の作用効果を有する。
In the spark plug 1 of this embodiment, a groove 34 is formed in the tip end surface 31 of the insulator 3. This makes it possible to further increase the creepage distance of the insulator 3 between the center electrode 4 and the housing 2. As a result, even if the length of the discharge gap G is increased, discharge can be more reliably generated in the discharge gap G.
In addition, it has the same effects as the second embodiment .

参考形態5
本形態は、図29に示すごとく、参考形態4に対し、溝部34の形状を変更した形態である。
( Reference Form 5 )
As shown in FIG. 29, this embodiment is an embodiment in which the shape of the groove 34 is modified from that of the fourth embodiment .

本形態において、溝部34は、図29に示すごとく、基端側に向かうに従い、プラグ径方向の幅が小さくなるように形成されている。
その他の構成及び作用効果は、参考形態4と同様である。
In this embodiment, as shown in FIG. 29, the groove 34 is formed so that its width in the plug radial direction decreases toward the base end side.
The other configurations and effects are the same as those of the fourth embodiment .

参考形態6
本形態は、図30に示すごとく、絶縁碍子3の先端部において、段部35が形成された形態である。
( Reference Form 6 )
In this embodiment, as shown in FIG. 30, a step 35 is formed at the tip of the insulator 3.

段部35は、図30に示すごとく、絶縁碍子3の先端面31を基端側に後退させることによって形成されている。また、段部35は、中心電極4の外周面の一部を露出させるように形成されている。つまり、プラグ径方向における、中心電極4の外周面の一部と、段部35を形成する絶縁碍子3の表面との間には、環状の空間が形成されている。プラグ径方向における当該環状の空間の幅は、例えば、1mm以下である。
その他は、参考形態2と同様である。
30, the step 35 is formed by recessing the tip end surface 31 of the insulator 3 toward the base end. The step 35 is formed so as to expose a part of the outer circumferential surface of the center electrode 4. In other words, an annular space is formed in the plug radial direction between the part of the outer circumferential surface of the center electrode 4 and the surface of the insulator 3 that forms the step 35. The width of the annular space in the plug radial direction is, for example, 1 mm or less.
The rest is the same as in the second embodiment .

本形態において、絶縁碍子3の先端部には段部35が形成されている。それゆえ、中心電極4とハウジング2との間の絶縁碍子3の沿面距離を一層長くすることができる。
その他、参考形態2と同様の作用効果を有する。
In this embodiment, a step 35 is formed at the tip end of the insulator 3. Therefore, the creepage distance of the insulator 3 between the center electrode 4 and the housing 2 can be further increased.
In addition, it has the same effects as the second embodiment .

参考形態7
本形態は、図31に示すごとく、参考形態6に対し、段部35の形成位置を異ならせた形態である。
( Reference Form 7 )
As shown in FIG. 31, this embodiment is different from the sixth embodiment in that the position at which the step portion 35 is formed is different.

本形態において、段部35は、図31に示すごとく、ハウジング2の内周面21の一部を露出させるように形成されている。プラグ径方向における、ハウジング2の内周面21の一部と、段部35を形成する絶縁碍子3の表面との間には、環状の空間が形成されている。プラグ径方向における当該環状の空間の幅は、例えば、1mm以下である。つまり、当該環状の空間は、副燃焼室50の一部ではなく、クリアランス部12である。
その他の構成及び作用効果は、参考形態6と同様である。
In this embodiment, as shown in Fig. 31 , the step portion 35 is formed so as to expose a part of the inner circumferential surface 21 of the housing 2. An annular space is formed between the part of the inner circumferential surface 21 of the housing 2 and the surface of the insulator 3 that forms the step portion 35 in the plug radial direction. The width of the annular space in the plug radial direction is, for example, 1 mm or less. In other words, the annular space is not a part of the auxiliary combustion chamber 50 but is the clearance portion 12.
The other configurations and effects are the same as those of the sixth embodiment .

実施形態4
本形態は、図32、図33に示すごとく、絶縁碍子3の先端部に小径部37が形成された形態である。
( Embodiment 4 )
In this embodiment, as shown in FIGS. 32 and 33, a small diameter portion 37 is formed at the tip end of the insulator 3.

小径部37は、図32、図33に示すごとく、絶縁碍子3における小径部37よりも基端側の部分に対し、直径が小さい。また、小径部37の基端側の部分は、基端側に向かうに従って拡径するように形成されている。そして、プラグ径方向における小径部37とハウジング2の内周面21との間にポケット部501が形成されている。 As shown in Figures 32 and 33, the small diameter portion 37 has a smaller diameter than the portion of the insulator 3 closer to the base end than the small diameter portion 37. The portion of the small diameter portion 37 closer to the base end is formed so that the diameter increases toward the base end. A pocket portion 501 is formed between the small diameter portion 37 in the plug radial direction and the inner circumferential surface 21 of the housing 2.

本形態のスパークプラグ1において、距離L1は、図33に示すごとく、距離L2以下である。また、距離L1は、ポケット部501の開口部502のプラグ径方向における最大幅L3以下である。
その他の構成及び作用効果は、実施形態3と同様である。
In the spark plug 1 of this embodiment, the distance L1 is equal to or less than the distance L2 as shown in Fig. 33. The distance L1 is also equal to or less than the maximum width L3 of the opening 502 of the pocket portion 501 in the plug radial direction.
The other configurations and effects are the same as those of the third embodiment .

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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the spirit of the present invention.

1…スパークプラグ、2…ハウジング、21…内周面、3…絶縁碍子、4…中心電極、5…プラグカバー、50…副燃焼室、C…プラグ中心軸、Z…プラグ軸方向、211…副燃焼室に面するハウジングの内周面の基端、L1…プラグ軸方向における絶縁碍子の先端から副燃焼室に面するハウジングの内周面の基端までの距離、L2…プラグ径方向におけるプラグ中心軸からハウジングの内周面までの最短距離 1...spark plug, 2...housing, 21...inner surface, 3...insulator, 4...center electrode, 5...plug cover, 50...auxiliary combustion chamber, C...plug center axis, Z...plug axial direction, 211...base end of inner surface of housing facing auxiliary combustion chamber, L1...distance from tip of insulator in plug axial direction to base end of inner surface of housing facing auxiliary combustion chamber, L2...shortest distance from plug center axis to inner surface of housing in plug radial direction

Claims (4)

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、
該ハウジングの先端部に設けられたプラグカバー(5)と、
少なくとも該プラグカバーと上記ハウジングと上記絶縁碍子と上記中心電極とによって囲まれた副燃焼室(50)と、を有し、
プラグ軸方向(Z)における上記絶縁碍子の先端から上記副燃焼室に面する上記ハウジングの内周面(21)の基端(211)までの距離(L1)は、プラグ径方向におけるプラグ中心軸(C)から上記ハウジングの上記内周面までの最短距離(L2)以下であ
上記副燃焼室は、プラグ径方向における上記絶縁碍子と上記ハウジングとの間に、ポケット部(501)を有し、
上記距離(L1)は、該ポケット部の開口部(502)のプラグ径方向における最大幅(L3)以下であり、
上記ポケット部のプラグ径方向における幅は、上記副燃焼室にて形成された火炎の消炎距離よりも大きく、
上記ポケット部に面する上記絶縁碍子及び上記ハウジングの表面積Smm と、上記ポケット部の体積Vmm との関係は、S/V≦10mm -1 を満たす、内燃機関用のスパークプラグ(1)。
A cylindrical insulator (3);
a center electrode (4) held on the inner circumferential side of the insulator and protruding from the insulator toward the tip side;
a cylindrical housing (2) that holds the insulator on its inner periphery;
A plug cover (5) provided at the tip of the housing;
a sub-combustion chamber (50) surrounded by at least the plug cover, the housing, the insulator, and the center electrode,
a distance (L1) from a tip of the insulator in a plug axial direction (Z) to a base end (211) of an inner circumferential surface (21) of the housing facing the auxiliary combustion chamber is equal to or shorter than a shortest distance (L2) from a plug central axis (C) to the inner circumferential surface of the housing in a plug radial direction,
The auxiliary combustion chamber has a pocket portion (501) between the insulator and the housing in the plug radial direction,
The distance (L1) is equal to or less than the maximum width (L3) of the opening (502) of the pocket portion in the plug radial direction,
a width of the pocket portion in a radial direction of the plug is greater than a quenching distance of a flame formed in the auxiliary combustion chamber,
A spark plug (1) for an internal combustion engine , wherein a relationship between a surface area S mm2 of the insulator and the housing facing the pocket portion and a volume V mm3 of the pocket portion satisfies S/V≦10 mm −1 .
さらに、S/V≦7mm -1 を満たす、請求項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。 2. The spark plug for an internal combustion engine according to claim 1 , further satisfying S/V≦7 mm −1 . 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)を有し、
上記放電ギャップの長さ(L4)は、0.6mm以下である、請求項1又は2に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
A ground electrode (6) is provided between the center electrode and the ground electrode to form a discharge gap (G),
3. The spark plug for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the length (L4) of said discharge gap is 0.6 mm or less.
上記放電ギャップの長さは、0.3mm以下である、請求項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。 4. The spark plug for an internal combustion engine according to claim 3 , wherein the length of said discharge gap is 0.3 mm or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7816010B2 (en) * 2022-06-15 2026-02-18 株式会社デンソー Spark plugs for internal combustion engines

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015056258A (en) 2013-09-11 2015-03-23 日本特殊陶業株式会社 Spark plug manufacturing method and spark plug
JP2016512914A (en) 2013-03-15 2016-05-09 ウッドワード, インコーポレーテッドWoodward, Inc. Controlled flow of flame kernels by spark ignition.
JP2017191644A (en) 2016-04-11 2017-10-19 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS578358A (en) * 1980-06-19 1982-01-16 Nippon Soken Inc Igniter of internal combustion engine
JPS617583A (en) * 1984-06-19 1986-01-14 日産自動車株式会社 Ignition plug of internal combustion engine
JPH01286282A (en) * 1988-05-12 1989-11-17 Ngk Spark Plug Co Ltd Lead-in gap type igniter plug
JP4473802B2 (en) * 2005-09-15 2010-06-02 ヤンマー株式会社 Spark ignition engine
JP6153965B2 (en) * 2015-04-02 2017-06-28 日本特殊陶業株式会社 Plasma jet plug
JP6762008B2 (en) * 2016-07-08 2020-09-30 東京電力ホールディングス株式会社 Spark plug device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016512914A (en) 2013-03-15 2016-05-09 ウッドワード, インコーポレーテッドWoodward, Inc. Controlled flow of flame kernels by spark ignition.
JP2015056258A (en) 2013-09-11 2015-03-23 日本特殊陶業株式会社 Spark plug manufacturing method and spark plug
JP2017191644A (en) 2016-04-11 2017-10-19 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
US20200185888A1 (en) 2018-12-06 2020-06-11 Federal-Mogul Ignition Gmbh Pre-chamber spark plug with surface discharge spark gap

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