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JP7584371B2 - Spark plugs for internal combustion engines - Google Patents

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JP7584371B2
JP7584371B2 JP2021121090A JP2021121090A JP7584371B2 JP 7584371 B2 JP7584371 B2 JP 7584371B2 JP 2021121090 A JP2021121090 A JP 2021121090A JP 2021121090 A JP2021121090 A JP 2021121090A JP 7584371 B2 JP7584371 B2 JP 7584371B2
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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.

内燃機関用のスパークプラグとして、放電ギャップが配される副燃焼室を備えたものがある。かかるスパークプラグにおいて、特許文献1に示すように、副燃焼室を形成するプラグカバーに設けた複数の噴孔を、プラグ軸方向から見て、プラグ径方向に対して傾斜させたものがある。これにより、副燃焼室に、プラグ軸方向を軸に旋回する気流であるスワール流を形成させることができる。 Some spark plugs for internal combustion engines are equipped with a sub-combustion chamber in which a discharge gap is arranged. In some such spark plugs, as shown in Patent Document 1, multiple injection holes provided in the plug cover that forms the sub-combustion chamber are inclined relative to the plug radial direction when viewed from the plug axial direction. This allows a swirl flow, which is an air flow that swirls around the plug axial direction, to be formed in the sub-combustion chamber.

特開2009-270539号公報JP 2009-270539 A

しかしながら、上記特許文献1に記載のスパークプラグにおいては、放電ギャップ付近に充分な気流を生じさせにくい。 However, in the spark plug described in Patent Document 1, it is difficult to generate sufficient airflow near the discharge gap.

すなわち、噴孔から副燃焼室に流入する気流によって副燃焼室にスワール流が形成されるものの、副燃焼室の中心部付近においては、気流の淀みが生じやすい。それゆえ、放電ギャップ付近においては、充分な気流を形成しにくい。その結果、放電ギャップに形成された放電を、気流によって引き伸ばしにくい。それゆえ、上記特許文献1に記載のスパークプラグにおいては、着火性の向上の余地があるといえる。 That is, although a swirl flow is formed in the auxiliary combustion chamber by the airflow flowing into the auxiliary combustion chamber from the nozzle hole, the airflow is prone to stagnation near the center of the auxiliary combustion chamber. Therefore, it is difficult to form a sufficient airflow near the discharge gap. As a result, it is difficult to extend the discharge formed in the discharge gap by the airflow. Therefore, it can be said that there is room for improvement in the ignition performance of the spark plug described in the above Patent Document 1.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、着火性に優れた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 internal combustion engines with excellent ignition properties.

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、
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、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔(51)が形成されており、
上記接地電極は、上記副燃焼室の外周側からプラグ中心軸に向かって突出するように形成されており、
上記複数の噴孔は、該噴孔から流入した気流によって、上記副燃焼室に偏心スワール流(Fs)が形成されるように設けてあり、
上記偏心スワール流は、プラグ軸方向(Z)から見て上記放電ギャップよりも上記接地電極の突出側の位置に旋回中心を有する旋回流である、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 ground electrode (6) forming a discharge gap (G) between itself and the center electrode;
a plug cover (5) provided at the tip of the housing so as to cover a sub-combustion chamber (50) in which the discharge gap is disposed,
The plug cover is formed with a plurality of nozzle holes (51) that communicate the auxiliary combustion chamber with the outside,
The ground electrode is formed so as to protrude from an outer periphery of the auxiliary combustion chamber toward a central axis of the plug,
The plurality of nozzle holes are provided so that an eccentric swirl flow (Fs) is formed in the auxiliary combustion chamber by the airflow flowing in from the nozzle holes,
The eccentric swirl flow is a swirling flow having a center of rotation at a position on the protruding side of the ground electrode relative to the discharge gap as viewed in the plug axial direction (Z), in a spark plug (1) for an internal combustion engine.

上記内燃機関用のスパークプラグにおいて、複数の噴孔は、該噴孔から流入した気流によって、副燃焼室に偏心スワール流が形成されるように設けてある。それゆえ、放電ギャップに生じた放電を、偏心スワール流によって引き伸ばすことができる。これにより、着火性を向上させることができる。 In the above spark plug for an internal combustion engine, the multiple nozzle holes are arranged so that the airflow flowing in from the nozzle holes creates an eccentric swirl flow in the auxiliary combustion chamber. Therefore, the discharge generated in the discharge gap can be extended by the eccentric swirl flow. This improves ignition performance.

以上のごとく、上記態様によれば、着火性に優れた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, a spark plug for an internal combustion engine having excellent ignition properties can be provided.
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付近の、プラグ軸方向に沿った断面図。1 is a cross-sectional view taken along an axial direction of a spark plug in a vicinity of a tip portion of the spark plug according to a first embodiment; 図1のII-II線矢視断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 図2のIII-III線矢視断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2 . 実施形態1における、内燃機関に取り付けられたスパークプラグの正面図。FIG. 2 is a front view of the spark plug attached to the internal combustion engine in the first embodiment. 実施形態1における、副燃焼室に生じる気流の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of an airflow generated in an auxiliary combustion chamber in the first embodiment. 図1に、第1噴孔の延長領域を描き足した説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram in which an extension region of a first nozzle hole is added to FIG. 1 . 図2に、第1噴孔の延長領域を描き足した説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram in which an extension region of the first nozzle hole is added to FIG. 2 . 実験例1における、第1噴孔を通りプラグ中心軸を含む断面において見た解析結果の説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram of an analysis result as viewed in a cross section that passes through the first nozzle hole and includes the central axis of the plug in Experimental Example 1. 実験例1における、放電ギャップを通りプラグ軸方向に直交する断面において見た解析結果の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of an analysis result in Experimental Example 1, viewed in a cross section passing through the discharge gap and perpendicular to the plug axial direction. 実験例2における、角度θの説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram of the angle θ in Experimental Example 2. 実験例2における、試験結果を示す線図。13 is a diagram showing test results in Experimental Example 2. 実験例3における、距離L1及び内径dの説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram of the distance L1 and the inner diameter d in Experimental Example 3. 実験例3における、試験結果を示す線図。13 is a diagram showing test results in Experimental Example 3. 実験例4における、試験結果を示す線図。13 is a diagram showing test results in Experimental Example 4. 実験例4における、面積S5の説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram of area S5 in Experimental Example 4. 実験例5における、距離L1及び内径dの説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram of the distance L1 and the inner diameter d in Experimental Example 5. 実験例5における、試験結果を示す線図。13 is a diagram showing test results in Experimental Example 5. 実験例6における、一つの試料の説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram of one sample in Experimental Example 6. 実験例6における、他の一つの試料の説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram of another sample in Experimental Example 6. 実験例6における、試験結果を示す線図。13 is a diagram showing test results in Experimental Example 6. 実験例7における、試験結果を示す線図。13 is a diagram showing test results in Experimental Example 7. 実験例7における、比較試料の噴孔の配置を示す説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram showing the arrangement of nozzle holes in a comparative sample in Experimental Example 7. 実施形態2における、噴孔の配置を示す説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing an arrangement of nozzle holes in a second embodiment. 実施形態3における、噴孔の配置を示す説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing the arrangement of nozzle holes in a third embodiment. 実施形態4における、噴孔の配置を示す説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram showing the arrangement of nozzle holes in a fourth embodiment. 実施形態5における、噴孔の配置を示す説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram showing the arrangement of nozzle holes in a fifth embodiment. 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。FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the axial direction of a spark plug in a vicinity of a tip portion of a spark plug according to a sixth embodiment. 図27のXXVIII-XXVIII線矢視断面図。A cross-sectional view taken along line XXVIII-XXVIII in Figure 27. 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。FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the axial direction of a spark plug in a vicinity of a tip portion of a spark plug according to a seventh embodiment. 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。FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the axial direction of a spark plug in an eighth embodiment, showing the vicinity of a tip portion of the spark plug. 実施形態9における、プラグ軸方向に直交する断面による、スパークプラグの断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view of a spark plug according to a ninth embodiment, taken along a cross section perpendicular to the plug axial direction. 実施形態9における、プラグ軸方向に直交する断面による、他のスパークプラグの断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view of another spark plug according to the ninth embodiment, taken along a cross section perpendicular to the plug axial direction.

(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7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4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。
(Embodiment 1)
An embodiment of a spark plug for an internal combustion engine will be described with reference to FIGS.
A spark plug 1 for an internal combustion engine according to this embodiment includes a cylindrical insulator 3, a center electrode 4, a cylindrical housing 2, a ground electrode 6, and a plug cover 5, as shown in FIGS.

図1、図3に示すごとく、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。 As shown in Figures 1 and 3, 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 the inner periphery. The ground electrode 6 forms a discharge gap G between the center electrode 4 and the ground electrode 6. The plug cover 5 is provided at the tip of the housing 2 so as to cover the auxiliary combustion chamber 50 in which the discharge gap G is located.

図1~図3に示すごとく、プラグカバー5には、副燃焼室50と外部とを連通させる複数の噴孔51が形成されている。
接地電極6は、副燃焼室50の外周側からプラグ中心軸に向かって突出するように形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the plug cover 5 is formed with a plurality of injection holes 51 that communicate the auxiliary combustion chamber 50 with the outside.
The ground electrode 6 is formed so as to protrude from the outer periphery of the auxiliary combustion chamber 50 toward the center axis of the plug.

複数の噴孔51は、噴孔51から流入した気流によって、副燃焼室50に偏心スワール流が形成されるように設けてある。図5に示すごとく、偏心スワール流Fsは、プラグ軸方向Zから見て放電ギャップGよりも接地電極6の突出側の位置に旋回中心を有する旋回流である。 The multiple nozzle holes 51 are provided so that the airflow flowing in from the nozzle holes 51 creates an eccentric swirl flow in the auxiliary combustion chamber 50. As shown in FIG. 5, the eccentric swirl flow Fs is a swirling flow that has a swirl center at a position on the protruding side of the ground electrode 6 relative to the discharge gap G when viewed from the plug axial direction Z.

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。そして、図4に示すごとく、スパークプラグ1の軸方向Zの一端を、内燃機関の燃焼室に配置する。この内燃機関の燃焼室を、上述の「副燃焼室50」に対して、「主燃焼室11」という。 The spark plug 1 of this embodiment can be used as an ignition means in internal combustion engines of automobiles, cogeneration systems, etc. As shown in FIG. 4, one end of the spark plug 1 in the axial direction Z is placed in the combustion chamber of the internal combustion engine. This combustion chamber of the internal combustion engine is called the "main combustion chamber 11" as opposed to the above-mentioned "auxiliary combustion chamber 50."

ハウジング2は、図1、図4に示すごとく、外周面に取付ネジ部23を有する。図4に示すごとく、取付ネジ部23が内燃機関のエンジンヘッド等に設けられたプラグホール12の雌ネジ部に螺合することで、内燃機関にスパークプラグ1が取り付けられる。スパークプラグ1は、先端側の一部を主燃焼室11に露出させた状態にて、内燃機関に取り付けられる。 As shown in Figs. 1 and 4, the housing 2 has a mounting thread 23 on its outer circumferential surface. As shown in Fig. 4, the mounting thread 23 is screwed into the female thread of a plug hole 12 provided in the engine head of the internal combustion engine, thereby mounting the spark plug 1 to the internal combustion engine. The spark plug 1 is mounted to the internal combustion engine with a portion of its tip exposed to the main combustion chamber 11.

スパークプラグ1の軸方向Zにおいて、主燃焼室11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、軸方向Zに沿うスパークプラグ1の中心軸をプラグ中心軸という。プラグ中心軸を中心とする円の周方向をプラグ周方向という。 In the axial direction Z of the spark plug 1, the side exposed to the main combustion chamber 11 is called the tip side, and the opposite side is called the base side. The central axis of the spark plug 1 along the axial direction Z is called the plug central axis. The circumferential direction of a circle centered on the plug central axis is called the plug circumferential direction.

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。接地電極6は、一端がハウジング2又はプラグカバー5に固定されている。この固定端から、接地電極6はプラグ中心軸に向かって突出している。本形態では、図3に示すごとく、接地電極6は、固定端から突出端へ向かうほど先端側へ向かうように傾斜している。ただし、接地電極6を、プラグ軸方向Zに直交するように配設した構成とすることもできる。 The plug cover 5 is joined to the tip of the housing 2 by welding or the like. One end of the ground electrode 6 is fixed to the housing 2 or the plug cover 5. The ground electrode 6 protrudes from this fixed end toward the plug central axis. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the ground electrode 6 is inclined toward the tip as it moves from the fixed end to the protruding end. However, the ground electrode 6 can also be configured to be disposed perpendicular to the plug axial direction Z.

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11と区画している。副燃焼室50にて生じた火炎は、噴孔51から主燃焼室11へ噴出する。 When the spark plug 1 is installed in the internal combustion engine, the plug cover 5 separates the auxiliary combustion chamber 50 from the main combustion chamber 11. The flame generated in the auxiliary combustion chamber 50 is ejected from the nozzle hole 51 into the main combustion chamber 11.

図2に示すごとく、スパークプラグ1は、複数の噴孔51として、少なくとも下記の第1噴孔511及び第2噴孔512を有する。第1噴孔511よりも第2噴孔512の方が、放電ギャップGに近い。 As shown in FIG. 2, the spark plug 1 has at least the following first and second nozzle holes 511 and 512 as multiple nozzle holes 51. The second nozzle hole 512 is closer to the discharge gap G than the first nozzle hole 511.

第1噴孔511は、図6、図7に示すごとく、噴孔軸511Lに沿った延長領域511Eの少なくとも一部が放電ギャップGと重なる。さらに、第1噴孔511は、図5に示すごとく、プラグ軸方向Zから見て、外側開口部511oから内側開口部511iに向かうベクトル511vが、以下の要件を満たすように形成されている。すなわち、ベクトル511vは、放電ギャップGに近づく側を向いているとともに、接地電極6の突出方向6vに対して90°±30°の角度をなす。本形態においては、接地電極6の突出方向6vに対するベクトル511vの角度が、略90°である。 As shown in Figures 6 and 7, at least a portion of the extension region 511E along the nozzle hole axis 511L of the first nozzle hole 511 overlaps with the discharge gap G. Furthermore, as shown in Figure 5, the first nozzle hole 511 is formed such that a vector 511v from the outer opening 511o to the inner opening 511i when viewed from the plug axis direction Z satisfies the following requirements. That is, the vector 511v faces toward the side approaching the discharge gap G and forms an angle of 90°±30° with respect to the protruding direction 6v of the ground electrode 6. In this embodiment, the angle of the vector 511v with respect to the protruding direction 6v of the ground electrode 6 is approximately 90°.

第2噴孔512は、図3に示すごとく、噴孔軸512Lが放電ギャップGを通らない。かつ、第2噴孔512は、図5に示すごとく、プラグ軸方向Zから見て、外側開口部512oから内側開口部512iに向かうベクトル512vが、放電ギャップGから接地電極6の突出側へ遠ざかる側を向いている。 As shown in FIG. 3, the nozzle axis 512L of the second nozzle hole 512 does not pass through the discharge gap G. Also, as shown in FIG. 5, when viewed from the plug axial direction Z, the vector 512v from the outer opening 512o to the inner opening 512i of the second nozzle hole 512 faces away from the discharge gap G toward the protruding side of the ground electrode 6.

第2噴孔512は、プラグ軸方向Zから見て、内側開口部512iの少なくとも一部が、放電ギャップGよりも、接地電極6の突出側、かつ、接地電極6の幅の内側となる位置に配置されている。より好ましくは、第2噴孔512は、プラグ軸方向Zから見て、内側開口部512iの中心512cが、接地電極6の幅方向の中心となる位置に配置されている。また、本形態において、第2噴孔512は、プラグ軸方向Zから見て、内側開口部512iの全体が、接地電極6の幅方向の内側となる位置に配置されている。 When viewed from the plug axial direction Z, the second injection hole 512 is arranged such that at least a part of the inner opening 512i is located closer to the protruding side of the ground electrode 6 than the discharge gap G and is located inside the width of the ground electrode 6. More preferably, when viewed from the plug axial direction Z, the second injection hole 512 is arranged such that the center 512c of the inner opening 512i is located at the center of the width of the ground electrode 6. Also, in this embodiment, when viewed from the plug axial direction Z, the entire inner opening 512i of the second injection hole 512 is located inside the width of the ground electrode 6.

本形態のスパークプラグ1は、図2に示すごとく、噴孔51として、第1噴孔511及び第2噴孔512に加え、第3噴孔513を有する。第3噴孔513は、プラグ軸方向Zから見て、図5に示すごとく、外側開口部513oから内側開口部513iに向かうベクトル513vが第1噴孔511へ向かう噴孔51である。 As shown in FIG. 2, the spark plug 1 of this embodiment has a third injection hole 513 in addition to the first injection hole 511 and the second injection hole 512 as the injection hole 51. As shown in FIG. 5, the third injection hole 513 is an injection hole 51 in which a vector 513v from the outer opening 513o to the inner opening 513i is directed to the first injection hole 511 when viewed from the plug axial direction Z.

また、本形態のスパークプラグ1は、噴孔51として、第1噴孔511、第2噴孔512及び第3噴孔513に加え、第4噴孔514を有する。第4噴孔514は、プラグ軸方向Zから見て、外側開口部514oから内側開口部514iに向かうベクトル514vが第3噴孔513へ向かう噴孔である。 The spark plug 1 of this embodiment also has a fourth nozzle hole 514 as the nozzle hole 51 in addition to the first nozzle hole 511, the second nozzle hole 512, and the third nozzle hole 513. The fourth nozzle hole 514 is a nozzle hole whose vector 514v from the outer opening 514o to the inner opening 514i is directed toward the third nozzle hole 513 when viewed from the plug axial direction Z.

第1噴孔511以外の噴孔51は、内側開口部が放電ギャップGよりも接地電極6の突出側に配されている。すなわち、第2噴孔512の内側開口部512i、第3噴孔513の内側開口部513i、及び第4噴孔514の内側開口部514iは、放電ギャップGよりも接地電極6の突出側に配されている。本形態において、第1噴孔511の内側開口部511iは、接地電極6の突出方向6vにおいて、突出側端部と略同等の位置に配されている。 The inner openings of the injection holes 51 other than the first injection hole 511 are arranged on the protruding side of the ground electrode 6 relative to the discharge gap G. That is, the inner opening 512i of the second injection hole 512, the inner opening 513i of the third injection hole 513, and the inner opening 514i of the fourth injection hole 514 are arranged on the protruding side of the ground electrode 6 relative to the discharge gap G. In this embodiment, the inner opening 511i of the first injection hole 511 is arranged at a position approximately equivalent to the protruding end in the protruding direction 6v of the ground electrode 6.

プラグ軸方向Zから見て、第3噴孔513の噴孔軸513L及び第4噴孔514の噴孔軸514Lは、プラグ径方向に対して傾斜している。プラグ軸方向Zから見て、第3噴孔513の噴孔軸513Lは、第2噴孔512の噴孔軸512Lと略平行となっており、ベクトル513vはベクトル512vと逆向きとなっている。また、プラグ軸方向Zから見て、第4噴孔514の噴孔軸514Lは、第1噴孔511の噴孔軸511Lと略平行となっており、ベクトル514vはベクトル511vと逆向きとなっている。 When viewed from the plug axial direction Z, the injection hole axis 513L of the third injection hole 513 and the injection hole axis 514L of the fourth injection hole 514 are inclined with respect to the plug radial direction. When viewed from the plug axial direction Z, the injection hole axis 513L of the third injection hole 513 is approximately parallel to the injection hole axis 512L of the second injection hole 512, and the vector 513v is in the opposite direction to the vector 512v. When viewed from the plug axial direction Z, the injection hole axis 514L of the fourth injection hole 514 is approximately parallel to the injection hole axis 511L of the first injection hole 511, and the vector 514v is in the opposite direction to the vector 511v.

また、プラグ軸方向Zから見て、第1噴孔511の噴孔軸511L及び第4噴孔514の噴孔軸514Lは、第2噴孔512の噴孔軸512L及び第3噴孔513の噴孔軸513Lに対して、略直交している。 When viewed from the plug axis direction Z, the nozzle hole axis 511L of the first nozzle hole 511 and the nozzle hole axis 514L of the fourth nozzle hole 514 are substantially perpendicular to the nozzle hole axis 512L of the second nozzle hole 512 and the nozzle hole axis 513L of the third nozzle hole 513.

本形態においては、プラグカバー5には第1噴孔511、第2噴孔512、第3噴孔513、第4噴孔514の、4つの噴孔51が形成されている。これら4つの噴孔51のうち、第2噴孔512が、他の噴孔51よりも、流路断面積が大きい。第1噴孔511、第2噴孔512、及び第3噴孔513は、互いに流路断面積が略同等である。ここで、流路断面積は、各噴孔51の噴孔軸に直交する断面の面積である。 In this embodiment, the plug cover 5 is formed with four nozzle holes 51: a first nozzle hole 511, a second nozzle hole 512, a third nozzle hole 513, and a fourth nozzle hole 514. Of these four nozzle holes 51, the second nozzle hole 512 has a larger flow passage cross-sectional area than the other nozzle holes 51. The first nozzle hole 511, the second nozzle hole 512, and the third nozzle hole 513 have approximately the same flow passage cross-sectional area. Here, the flow passage cross-sectional area is the area of a cross section perpendicular to the nozzle hole axis of each nozzle hole 51.

上記複数の噴孔51は、いずれも、外側開口部から内側開口部に向かうベクトルが、基端側を向くベクトル成分を有する。すなわち、外側開口部から内側開口部に向かうベクトルが、斜め基端側を向く。図6に示すごとく、第1噴孔511の噴孔軸511Lは、プラグ軸方向Zに対して、例えば55°~65°傾斜している。また、図3に示すごとく、第2噴孔512噴孔軸512Lは、プラグ軸方向Zに対して、例えば55°~65°傾斜している。 For each of the multiple nozzle holes 51, the vector from the outer opening to the inner opening has a vector component that faces the base end. In other words, the vector from the outer opening to the inner opening faces diagonally toward the base end. As shown in FIG. 6, the nozzle hole axis 511L of the first nozzle hole 511 is inclined, for example, by 55° to 65° with respect to the plug axis direction Z. Also, as shown in FIG. 3, the nozzle hole axis 512L of the second nozzle hole 512 is inclined, for example, by 55° to 65° with respect to the plug axis direction Z.

上述したように、第1噴孔511は、図6、図7に示すごとく、噴孔軸511Lに沿った延長領域511Eの少なくとも一部が放電ギャップGと重なる。しかし、その他の噴孔51、すなわち第2噴孔512、第3噴孔513、第4噴孔514は、それぞれの噴孔軸に沿った延長領域が、放電ギャップGと重ならない。 As described above, as shown in Figures 6 and 7, at least a portion of the extension region 511E of the first nozzle hole 511 along the nozzle hole axis 511L overlaps with the discharge gap G. However, the extension regions of the other nozzle holes 51, i.e., the second nozzle hole 512, the third nozzle hole 513, and the fourth nozzle hole 514 along their respective nozzle hole axes do not overlap with the discharge gap G.

また、第1噴孔511の延長領域511Eは、他の噴孔51、すなわち第2噴孔512、第3噴孔513、第4噴孔514の延長領域と重ならない。 In addition, the extension region 511E of the first nozzle hole 511 does not overlap with the extension regions of the other nozzle holes 51, i.e., the second nozzle hole 512, the third nozzle hole 513, and the fourth nozzle hole 514.

プラグカバー5に、複数の噴孔51が、上述のような態様にて形成されていることにより、内燃機関の圧縮行程において、副燃焼室50内に、図5に示すような回転方向の偏心スワール流Fsを形成することができる。すなわち、本形態の場合には、図5において、放電ギャップGの左下の位置に、旋回中心を有する偏心スワール流Fsが形成される。そして、偏心スワール流Fsは、同図における時計回りに旋回する。それゆえ、この偏心スワール流Fsは、放電ギャップG付近においては、接地電極6の突出側を向くベクトル成分を有することとなる。より具体的には、偏心スワール流Fsの、放電ギャップG付近における向きは、同図における右下方向となる。なお、副燃焼室50内においては、実際には複雑な気流が形成されることとなるが、上述のような偏心スワール流Fsが一部の気流として形成され、この偏心スワール流Fsに着目したとき、その流れの向きが上述のようになる。 By forming the multiple injection holes 51 in the plug cover 5 in the above-mentioned manner, an eccentric swirl flow Fs in the rotational direction as shown in FIG. 5 can be formed in the auxiliary combustion chamber 50 during the compression stroke of the internal combustion engine. That is, in the case of this embodiment, an eccentric swirl flow Fs having a center of rotation is formed at the lower left position of the discharge gap G in FIG. 5. The eccentric swirl flow Fs rotates clockwise in the figure. Therefore, in the vicinity of the discharge gap G, this eccentric swirl flow Fs has a vector component that faces the protruding side of the ground electrode 6. More specifically, the direction of the eccentric swirl flow Fs in the vicinity of the discharge gap G is the lower right direction in the figure. In addition, in the auxiliary combustion chamber 50, a complex air flow is actually formed, but the eccentric swirl flow Fs as described above is formed as part of the air flow, and when focusing on this eccentric swirl flow Fs, the flow direction is as described above.

次に、本形態の作用効果につき説明する。
上記内燃機関用のスパークプラグ1において、複数の噴孔51は、噴孔51から流入した気流によって、副燃焼室50に偏心スワール流Fsが形成されるように設けてある。それゆえ、放電ギャップGに生じた放電を、偏心スワール流Fsによって引き伸ばすことができる。これにより、着火性を向上させることができる。
Next, the effects of this embodiment will be described.
In the spark plug 1 for an internal combustion engine, the multiple nozzle holes 51 are provided so that an eccentric swirl flow Fs is formed in the auxiliary combustion chamber 50 by the airflow flowing in from the nozzle holes 51. Therefore, the discharge generated in the discharge gap G can be elongated by the eccentric swirl flow Fs, thereby improving ignition performance.

このことにつき、副燃焼室内にプラグ中心軸を中心としたスワール流が形成される場合と比較して、具体的に説明する。まず、噴孔から流入する気流によって、副燃焼室内に、プラグ中心軸を中心としたスワール流が形成される場合につき、考察する。 This will be explained in more detail by comparing it with the case where a swirl flow is formed in the auxiliary combustion chamber around the central axis of the plug. First, we will consider the case where a swirl flow is formed in the auxiliary combustion chamber around the central axis of the plug by the airflow flowing in from the injection hole.

すなわち、例えば、上述の特許文献1に開示された構成では、圧縮行程において、主燃焼室から副燃焼室内に流入する気流によって、副燃焼室内にプラグ中心軸を中心としたスワール流が形成される。そうすると、プラグ中心軸付近においては、スワール流の流速は低く、気流の淀みが生じやすい。その結果、圧縮行程点火を行う場合、プラグ中心軸に存在する放電ギャップにおいて生じた放電は、引き伸ばされにくい。それゆえ、例えば、低負荷時等におけるEGR(すなわち排気再循環)を利用した運転時等において、着火性の低下が懸念される。 That is, for example, in the configuration disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, during the compression stroke, the airflow flowing from the main combustion chamber into the auxiliary combustion chamber forms a swirl flow centered on the plug central axis in the auxiliary combustion chamber. As a result, the flow speed of the swirl flow is low near the plug central axis, and airflow stagnation is likely to occur. As a result, when performing compression stroke ignition, the discharge generated in the discharge gap located on the plug central axis is not easily extended. Therefore, for example, there is a concern that ignition performance may decrease during operation using EGR (i.e., exhaust gas recirculation) at low loads, etc.

これに対して、本形態のスパークプラグ1は、上述のように、流入気流によって、偏心スワール流が形成される。それゆえ、圧縮行程においては、放電ギャップGに充分な強さの気流が生じる。圧縮行程点火の場合、この気流によって、放電が引き伸ばされやすい。その結果、着火性を向上させることができる。 In contrast, in the spark plug 1 of this embodiment, as described above, an eccentric swirl flow is formed by the inflow airflow. Therefore, during the compression stroke, an airflow of sufficient strength is generated in the discharge gap G. In the case of compression stroke ignition, this airflow tends to elongate the discharge. As a result, ignition performance can be improved.

また、本形態のスパークプラグ1は、第1噴孔511及び第2噴孔512を有する。そして、第1噴孔511は、延長領域511Eの少なくとも一部が放電ギャップGと重なる(図6参照)。さらに、プラグ軸方向Zから見てベクトル511vが放電ギャップGに近づく側を向いているとともに、接地電極6の突出方向6vに対して90°±30°の角度をなすように形成されている(図5参照)。また、第2噴孔512は、噴孔軸512Lが放電ギャップGを通らず(図3参照)、かつ、プラグ軸方向Zから見て、ベクトル512vが、放電ギャップGから接地電極6の突出側へ遠ざかる側を向いている(図5参照)。これにより、偏心スワール流Fsを効果的に生じさせることができると共に、放電ギャップGにおける気流の強さを充分に得ることができる。それゆえ、圧縮行程点火によって生じた放電を、充分に引き伸ばすことができる。 The spark plug 1 of this embodiment has a first injection hole 511 and a second injection hole 512. At least a part of the extension region 511E of the first injection hole 511 overlaps with the discharge gap G (see FIG. 6). Furthermore, the vector 511v is oriented toward the side approaching the discharge gap G as viewed from the plug axial direction Z, and is formed to form an angle of 90°±30° with respect to the protruding direction 6v of the ground electrode 6 (see FIG. 5). The second injection hole 512 has an injection hole axis 512L that does not pass through the discharge gap G (see FIG. 3), and the vector 512v is oriented away from the discharge gap G toward the protruding side of the ground electrode 6 as viewed from the plug axial direction Z (see FIG. 5). This makes it possible to effectively generate an eccentric swirl flow Fs and to obtain a sufficient strength of the air flow in the discharge gap G. Therefore, the discharge generated by the compression stroke ignition can be sufficiently extended.

また、膨張行程においては、噴孔を介して副燃焼室から主燃焼室へ気流が流出するが、上述の特許文献1に開示された構成の場合、副燃焼室における噴孔から離れた位置においては、流出気流に伴う気流が形成されにくい。それゆえ、放電ギャップ付近に充分な気流が形成されにくく、膨張行程点火の場合にも、充分な放電の引き伸ばし効果は期待できない。
したがって、例えば、低負荷時等における触媒暖機運転等を行う場合において、着火性の低下が懸念される。
In addition, during the expansion stroke, airflow flows from the auxiliary combustion chamber to the main combustion chamber through the nozzle hole, but in the case of the configuration disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, airflow accompanying the outflow airflow is difficult to form in a position in the auxiliary combustion chamber away from the nozzle hole. Therefore, it is difficult to form a sufficient airflow near the discharge gap, and even in the case of expansion stroke ignition, a sufficient discharge extension effect cannot be expected.
Therefore, for example, when performing a catalyst warm-up operation under low load or the like, there is a concern that ignition performance may decrease.

これに対して、本形態のスパークプラグ1は、上述のように、第1噴孔511よりも放電ギャップGに近い第2噴孔512を有する。それゆえ、第2噴孔512から流出する気流に伴って、放電ギャップGの近傍に、第2噴孔512へ向かう気流が生じる。これにより、膨張行程点火によって生じた放電を引き伸ばすことができる。その結果、膨張行程点火においても、着火性を向上させることができる。 In contrast, as described above, the spark plug 1 of this embodiment has the second injection hole 512, which is closer to the discharge gap G than the first injection hole 511. Therefore, along with the airflow flowing out from the second injection hole 512, an airflow toward the second injection hole 512 is generated near the discharge gap G. This makes it possible to extend the discharge generated by the expansion stroke ignition. As a result, ignition performance can be improved even in the expansion stroke ignition.

また、第2噴孔512は、プラグ軸方向Zから見て、内側開口部512iの少なくとも一部が、放電ギャップGよりも接地電極6の突出側、かつ、接地電極6の幅の内側となる位置に配置されている(図2参照)。これにより、膨張行程点火において放電ギャップGに生じた放電を、より第2噴孔512側へ引き伸ばしやすくなる。 In addition, when viewed from the plug axial direction Z, at least a portion of the inner opening 512i of the second injection hole 512 is positioned closer to the protruding side of the ground electrode 6 than the discharge gap G and on the inside of the width of the ground electrode 6 (see FIG. 2). This makes it easier to extend the discharge generated in the discharge gap G during expansion stroke ignition toward the second injection hole 512.

また、本形態のスパークプラグ1は第3噴孔513を有する。これにより、圧縮行程において、偏心スワール流を効果的に形成することができる。 The spark plug 1 of this embodiment also has a third nozzle hole 513. This allows an eccentric swirl flow to be effectively formed during the compression stroke.

また、本形態のスパークプラグ1は、第4噴孔514を有する。これにより、圧縮行程において、偏心スワール流を一層効果的に形成することができる。 The spark plug 1 of this embodiment also has a fourth nozzle hole 514. This makes it possible to more effectively form an eccentric swirl flow during the compression stroke.

また、第1噴孔511以外の噴孔51は、内側開口部が放電ギャップGよりも、接地電極6の突出側に配されている。これにより、偏心スワール流の旋回中心を、放電ギャップGよりも接地電極6の突出側に形成しやすい。 In addition, the inner openings of the nozzle holes 51 other than the first nozzle hole 511 are arranged on the protruding side of the ground electrode 6 rather than the discharge gap G. This makes it easier to form the center of rotation of the eccentric swirl flow on the protruding side of the ground electrode 6 rather than the discharge gap G.

以上のごとく、本形態によれば、着火性に優れた内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。 As described above, this embodiment provides a spark plug for an internal combustion engine with excellent ignition properties.

(実験例1)
本例は、図8、図9に示すごとく、副燃焼室50内における気流の形成のされ方につき、シミュレーションにて確認した例である。なお、本例以降の実験例及び実施形態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。
(Experimental Example 1)
8 and 9, this example is an example in which the formation of an airflow in the auxiliary combustion chamber 50 was confirmed by simulation. Note that, among the reference characters used in the experimental examples and embodiments following this example, the reference characters that are the same as those used in the previously described embodiments represent the same components, etc., as those in the previously described embodiments, unless otherwise specified.

本例においては、実施形態1に示したスパークプラグ1を内燃機関に取り付けた状態において、圧縮行程における、副燃焼室50内外の気流を解析した。
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、実施形態1のスパークプラグ1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。
In this example, with the spark plug 1 shown in the first embodiment attached to an internal combustion engine, the airflow inside and outside the auxiliary combustion chamber 50 during the compression stroke was analyzed.
The airflow was analyzed by computational flow dynamics (hereinafter referred to as CFD). That is, in the spark plug 1 of the first embodiment, a general simulation analysis was performed by CFD, assuming an airflow that occurs when the spark plug 1 is used in an actual automobile engine.

第1噴孔511を通りプラグ中心軸を含む断面において見た解析結果を、図8に示す。放電ギャップGを通りプラグ軸方向Zに直交する断面において見た解析結果を、図9に示す。これらの図において、多数の矢印のそれぞれが各箇所における気流の向きを示し、矢印の長さが長いほど流速が速いことを示す。 Figure 8 shows the analysis results viewed in a cross section that passes through the first nozzle hole 511 and includes the plug center axis. Figure 9 shows the analysis results viewed in a cross section that passes through the discharge gap G and is perpendicular to the plug axial direction Z. In these figures, each of the numerous arrows indicates the direction of the airflow at each location, and the longer the arrow, the faster the flow speed.

図8から分かるように、第1噴孔511から流入した気流の多くが、放電ギャップGに向かう。また、図9において、放電ギャップGの左下あたりを中心に、偏心スワール流が確認できる。偏心スワール流は、プラグ軸方向Zから見て放電ギャップGよりも接地電極6の突出側の位置に旋回中心を有する。そして、この旋回スワール流に着目すると、放電ギャップ付近において、接地電極6の突出側を向くベクトル成分を有するような旋回流となっている。 As can be seen from Figure 8, most of the airflow flowing in from the first nozzle hole 511 heads toward the discharge gap G. Also, in Figure 9, an eccentric swirl flow can be seen centered around the lower left of the discharge gap G. The eccentric swirl flow has its center of rotation at a position on the protruding side of the ground electrode 6 relative to the discharge gap G as viewed from the plug axial direction Z. Furthermore, when focusing on this swirling swirl flow, it becomes a swirling flow that has a vector component that points toward the protruding side of the ground electrode 6 near the discharge gap.

本例の解析結果から、実施形態1のスパークプラグ1は、圧縮行程において、偏心スワール流が形成されることが確認できる。 The analysis results of this example confirm that the spark plug 1 of embodiment 1 creates an eccentric swirl flow during the compression stroke.

(実験例2)
本例においては、図10、図11に示すごとく、接地電極6の突出方向6vに対するベクトル511vの角度θの適切な範囲を調べた。
すなわち、第1噴孔511の形成位置及び向きを変更することで角度θを変更したスパークプラグを、複数種類用意した。その一例が、図5に示す、θ=90°のものである。また、θが90°未満のものの一例を、図10に示す。
(Experimental Example 2)
In this example, as shown in Figs. 10 and 11, an appropriate range of the angle θ of the vector 511v with respect to the protruding direction 6v of the ground electrode 6 was examined.
That is, a number of types of spark plugs were prepared in which the angle θ was changed by changing the position and orientation of the first injection hole 511. An example of such a spark plug is shown in Fig. 5, in which θ is 90°. Also, an example of a spark plug in which θ is less than 90° is shown in Fig. 10.

そして、複数種類のスパークプラグを、それぞれ2L過給エンジンに取り付けて、当該エンジンを、2000rpmにて運転し、EGR燃焼限界を測定した。EGR燃焼限界は、燃焼変動率(以下「COV」という。)を3%以下に抑えることができる限界のEGR率として定義した。 Then, each of the different types of spark plugs was attached to a 2L supercharged engine, and the engine was operated at 2000 rpm to measure the EGR combustion limit. The EGR combustion limit was defined as the EGR rate at which the combustion variation rate (hereafter referred to as "COV") could be kept below 3%.

ここで、COVは、以下の式から算出される。
COV(%)=(図示平均有効圧力(標準偏差))/(図示平均有効圧力(平均値))
また、図示平均有効圧力(平均値)は、500kPaである。
Here, the COV is calculated by the following formula:
COV (%) = (indicated mean effective pressure (standard deviation)) / (indicated mean effective pressure (average value))
The indicated mean effective pressure (average value) is 500 kPa.

測定結果を、角度θとEGR燃焼限界との関係として、図11に示す。同図において、縦軸は、角度θが0°の場合のEGR燃焼限界に対する、EGR燃焼限界の拡大代を示す。 The measurement results are shown in FIG. 11 as the relationship between the angle θ and the EGR combustion limit. In the figure, the vertical axis indicates the extension of the EGR combustion limit relative to the EGR combustion limit when the angle θ is 0°.

同図から分かるように、角度θが60°以上となると、EGR燃焼限界の拡大代が1.5ポイント以上となる。また、角度θが75°以上となると、EGR燃焼限界の拡大代が3ポイント以上となる。さらに、角度θが90°に近づくと、よりEGR燃焼限界の拡大代が大きくなる。なお、EGR燃焼限界の拡大代1.5ポイント、3ポイントは、角度θが0°の場合に比べて、それぞれEGR燃焼限界が、それぞれ1.5%分、3%分、拡大することを意味する。 As can be seen from the figure, when the angle θ is 60° or more, the EGR combustion limit is expanded by 1.5 points or more. When the angle θ is 75° or more, the EGR combustion limit is expanded by 3 points or more. Furthermore, when the angle θ approaches 90°, the EGR combustion limit is expanded even more. Note that the expansion of the EGR combustion limit of 1.5 points and 3 points means that the EGR combustion limit is expanded by 1.5% and 3%, respectively, compared to when the angle θ is 0°.

また、角度θが90°を超える場合については、原理的に考えると、以下のようになると推察される。すなわち、角度θが120°のとき、角度θが60°の場合と略同様のEGR燃焼限界の拡大が期待できる。角度θが105°のとき、角度θが75°の場合と略同様のEGR燃焼限界の拡大が期待できる。 In addition, when the angle θ exceeds 90°, it is theoretically presumed that the following will occur. That is, when the angle θ is 120°, the EGR combustion limit can be expected to be expanded in a manner similar to when the angle θ is 60°. When the angle θ is 105°, the EGR combustion limit can be expected to be expanded in a manner similar to when the angle θ is 75°.

本例の結果から、角度θは、90°±30°とすることが望ましいことが分かる。また、より好ましくは、角度θは、75°~105°、すなわち90°±15°とする。また、角度θは、約90°とすることがさらに好ましい。 The results of this example show that it is desirable to set the angle θ to 90°±30°. More preferably, the angle θ is 75° to 105°, i.e., 90°±15°. It is even more preferable for the angle θ to be approximately 90°.

(実験例3)
本例においては、図12、図13に示すごとく、第2噴孔512の内側開口部512iの中心512cと放電ギャップGとのプラグ径方向の距離L1の適切な範囲を調べた。
(Experimental Example 3)
In this example, as shown in Figs. 12 and 13, an appropriate range of the distance L1 in the plug radial direction between the center 512c of the inner opening 512i of the second injection hole 512 and the discharge gap G was examined.

まず、第2噴孔512の形成位置を変更することで距離L1を変更したスパークプラグを、複数種類用意した。なお、距離L1を特定するための放電ギャップGの位置は、プラグ軸方向Zに中心電極4と接地電極6とが重なる位置のうち、最もプラグ軸方向Zの距離が短い位置とする。 First, several types of spark plugs were prepared in which the distance L1 was changed by changing the position of the second injection hole 512. The position of the discharge gap G for determining the distance L1 was determined to be the position where the center electrode 4 and the ground electrode 6 overlap in the plug axial direction Z, and where the distance in the plug axial direction Z is the shortest.

そして、各スパークプラグを、それぞれ2L過給エンジンに取り付けて、当該エンジンを、1500rpmにて運転した。また、点火時期は、膨張行程であって、ATDC10°の時点とした。このときのCOVを測定した。測定結果を、図13に示す。同図において、横軸は、L1/(d/2)である。ここで、dは、プラグカバー5の内径であり、いずれの試料においても一定としている。縦軸は、COVである。 Each spark plug was then attached to a 2L supercharged engine, and the engine was operated at 1500 rpm. The ignition timing was set to 10° ATDC during the expansion stroke. The COV at this time was measured. The measurement results are shown in Figure 13. In this figure, the horizontal axis is L1/(d/2), where d is the inner diameter of the plug cover 5, which is constant for all samples. The vertical axis is COV.

同図から分かるように、L1/(d/2)が大きくなりすぎると、COVが大きくなりすぎる。そして、L1/(d/2)を0.5以下とすることで、COVを20%以下に低減できることが分かる。さらに、0.2≦L1/(d/2)≦0.5、を満たすことで、COVを15%以下に低減することができる。なお、COV20%以下は、ドライバビリティの問題が生じにくいレベルである。また、COV15%以下は、ドライバビリティの問題が殆ど生じないレベルである。 As can be seen from the figure, if L1/(d/2) becomes too large, the COV becomes too large. It can also be seen that by setting L1/(d/2) to 0.5 or less, the COV can be reduced to 20% or less. Furthermore, by satisfying 0.2≦L1/(d/2)≦0.5, the COV can be reduced to 15% or less. Note that a COV of 20% or less is a level at which drivability problems are unlikely to occur. Also, a COV of 15% or less is a level at which drivability problems rarely occur.

本例の結果から、第2噴孔512の内側開口部512iの中心位置を、放電ギャップGからプラグ径方向に離れすぎないようにすることで、着火性を向上させることができるといえる。また、第2噴孔512の内側開口部512iの中心位置を、放電ギャップGから接地電極6の突出方向に若干離れるようにすることで、着火性を向上させることができるといえる。 From the results of this example, it can be said that ignition performance can be improved by making the center position of the inner opening 512i of the second injection hole 512 not too far away from the discharge gap G in the plug radial direction. It can also be said that ignition performance can be improved by making the center position of the inner opening 512i of the second injection hole 512 slightly away from the discharge gap G in the protruding direction of the ground electrode 6.

(実験例4)
本例においては、図14に示すごとく、第2噴孔512の噴孔軸512L(図3参照)に直交する断面の断面積S2の適切な範囲を調べた。
(Experimental Example 4)
In this example, as shown in FIG. 14, an appropriate range for the cross-sectional area S2 of the second nozzle hole 512 perpendicular to the nozzle hole axis 512L (see FIG. 3) was examined.

まず、第2噴孔512の断面積S2を変更したスパークプラグを、複数種類用意した。そして、各スパークプラグを取り付けた内燃機関において、実験例3と同様に、COVを測定した。測定結果を、図14に示す。同図において、横軸は、S2/S5である。ここで、S5は、プラグカバー5のプラグ軸方向Zに直交する断面の外形の内側の面積である。つまり、図15において輪郭59の内側の斜線ハッチングを付した領域の面積が、S5に相当する。図15における外形(すなわち輪郭59)は、図2に示す断面図の外形と同じ外形を示す。いずれの試料においても、S5は一定としている。縦軸は、COVである。 First, several types of spark plugs were prepared with different cross-sectional areas S2 of the second nozzle hole 512. Then, in the internal combustion engines to which each spark plug was attached, the COV was measured in the same manner as in Experimental Example 3. The measurement results are shown in FIG. 14. In the figure, the horizontal axis is S2/S5. Here, S5 is the inner area of the outline of the cross section of the plug cover 5 perpendicular to the plug axial direction Z. In other words, the area of the region with diagonal lines inside the outline 59 in FIG. 15 corresponds to S5. The outline in FIG. 15 (i.e., outline 59) shows the same outline as the outline of the cross section shown in FIG. 2. S5 is constant in all samples. The vertical axis is COV.

同図から分かるように、S2/S5が小さすぎると、COVが大きくなりすぎる。そして、S2/S5を0.006以上とすることで、COVを20%以下に低減できることが分かる。さらに、S2/S5を0.01以上とすることで、COVを15%以下に低減することができる。これは、ある程度、第2噴孔512の断面積S2を大きくすることで、第2噴孔512から流入する気流による放電の引き伸ばし効果が充分に得られるためと考えられる。 As can be seen from the figure, if S2/S5 is too small, the COV becomes too large. It can also be seen that by making S2/S5 0.006 or more, the COV can be reduced to 20% or less. Furthermore, by making S2/S5 0.01 or more, the COV can be reduced to 15% or less. This is thought to be because by increasing the cross-sectional area S2 of the second nozzle hole 512 to a certain extent, the airflow flowing in from the second nozzle hole 512 can sufficiently extend the discharge.

なお、S2/S5を0.028以下とすることで、圧縮行程において、第2噴孔512からの流入気流が多くなりすぎることを抑制することができる。これにより、副燃焼室50に偏心スワール流の形成を確保することができる。
かかる観点を踏まえ、上述の実験例の結果と合わせて、0.006≦S2/S5≦0.028、を満たすことが好ましいといえる。また、0.01≦S2/S5≦0.028、を満たすことがさらに好ましいといえる。
In addition, by setting S2/S5 to 0.028 or less, it is possible to prevent the inflow airflow from the second injection hole 512 from becoming too large during the compression stroke. This makes it possible to ensure the formation of an eccentric swirl flow in the auxiliary combustion chamber 50.
Considering this point of view, together with the results of the above-mentioned experimental examples, it is preferable to satisfy 0.006≦S2/S5≦0.028. It is even more preferable to satisfy 0.01≦S2/S5≦0.028.

(実験例5)
本例においては、図16、図17に示すごとく、中心電極4の先端と副燃焼室50の先端とのプラグ軸方向Zの距離hの適切な範囲を調べた。
(Experimental Example 5)
In this embodiment, as shown in FIG. 16 and FIG. 17, an appropriate range of the distance h in the plug axial direction Z between the tip of the center electrode 4 and the tip of the auxiliary combustion chamber 50 was examined.

まず、距離hを変更したスパークプラグを、複数種類用意した。そして、各スパークプラグを取り付けた内燃機関において、実験例3と同様に、COVを測定した。測定結果を、図17に示す。同図において、横軸は、h/dである。ここで、dは、プラグカバー5の内径であり、いずれの試料においても一定としている。縦軸は、COVである。 First, several types of spark plugs with different distances h were prepared. Then, in the internal combustion engines equipped with each spark plug, the COV was measured in the same manner as in Experimental Example 3. The measurement results are shown in Figure 17. In the figure, the horizontal axis is h/d, where d is the inner diameter of the plug cover 5, which is constant for all samples. The vertical axis is COV.

同図から分かるように、h/dが大きくなりすぎると、COVが大きくなりすぎる。そして、h/dを0.33以下とすることで、COVを20%以下に低減できることが分かる。さらに、h/dを0.3以下とすることで、COVを15%以下に低減することができる。 As can be seen from the figure, if h/d becomes too large, the COV becomes too large. It can also be seen that by setting h/d to 0.33 or less, the COV can be reduced to 20% or less. Furthermore, by setting h/d to 0.3 or less, the COV can be reduced to 15% or less.

なお、接地電極6とプラグカバー5との干渉を防ぐ観点で、h/dを0.15以上とすることが好ましい。
かかる観点を踏まえて、本実験例の結果と合わせて、0.15≦h/d≦0.33、を満たすことが好ましいといえる。また、0.15≦h/d≦0.3、を満たすことがさらに好ましいといえる。
From the viewpoint of preventing interference between the ground electrode 6 and the plug cover 5, it is preferable that the ratio h/d is 0.15 or more.
In light of this viewpoint, and in addition to the results of this experimental example, it is preferable to satisfy 0.15≦h/d≦0.33. It is even more preferable to satisfy 0.15≦h/d≦0.3.

(実験例6)
本例においては、図18~図20に示すごとく、副燃焼室50における中心電極4よりも先端側の領域の容積に対する副燃焼室50全体の容積の割合の、適切な範囲を調べた。
(Experimental Example 6)
In this embodiment, as shown in Figs. 18 to 20, an appropriate range for the ratio of the volume of the region of the auxiliary combustion chamber 50 on the tip side of the central electrode 4 to the volume of the entire auxiliary combustion chamber 50 was examined.

副燃焼室50における中心電極4よりも先端側の領域の容積に対する副燃焼室50全体の容積の割合に近似する指標として、「V/(h×S50)」を用いている。ここで、hは、上述した図16に示すように、中心電極4の先端と副燃焼室50の先端とのプラグ軸方向Zの距離である。S50は、プラグカバー5のプラグ軸方向Zに直交する断面の内周の内側の面積である。Vは、副燃焼室50の容積である。なお、副燃焼室50は、プラグカバー5の内側の空間のみならず、その基端側に連続するハウジング2の内側の空間をも含む。 "V/(h x S50)" is used as an index that approximates the ratio of the volume of the entire auxiliary combustion chamber 50 to the volume of the area of the auxiliary combustion chamber 50 that is further forward than the center electrode 4. Here, h is the distance in the plug axial direction Z between the tip of the center electrode 4 and the tip of the auxiliary combustion chamber 50, as shown in FIG. 16 above. S50 is the inner area of the inner circumference of the cross section of the plug cover 5 that is perpendicular to the plug axial direction Z. V is the volume of the auxiliary combustion chamber 50. The auxiliary combustion chamber 50 includes not only the space inside the plug cover 5, but also the space inside the housing 2 that is continuous with its base end side.

そこで、本例においては、まず、例えば、図16、図18、図19に示すごとく、容積Vを変更することで、V/(h×S50)を変更したスパークプラグを、複数種類用意した。図18、図19に示すスパークプラグは、絶縁碍子3からの中心電極4の突出長さを大きくするとともに、絶縁碍子3の先端位置を基端側に設けたものである。これにより、これらのスパークプラグは、ハウジング2の内側の空間容積を大きくして、副燃焼室50の容積を大きくしている。 In this example, first, as shown in Figures 16, 18, and 19, several types of spark plugs were prepared in which the volume V was changed to change V/(h x S50). The spark plugs shown in Figures 18 and 19 have a larger protruding length of the center electrode 4 from the insulator 3, and the tip of the insulator 3 is located on the base end side. As a result, these spark plugs have a larger spatial volume inside the housing 2, and a larger volume for the auxiliary combustion chamber 50.

そして、各スパークプラグを取り付けた内燃機関において、実験例3と同様に、COVを測定した。測定結果を、図20に示す。同図において、横軸は、V/(h×S50)である。縦軸は、COVである。 Then, in the internal combustion engine equipped with each spark plug, the COV was measured in the same manner as in Experimental Example 3. The measurement results are shown in Figure 20. In this figure, the horizontal axis is V/(h x S50), and the vertical axis is COV.

同図から分かるように、V/(h×S50)が小さくなりすぎると、COVが大きくなりすぎる。そして、V/(h×S50)を2以上とすることで、COVを20%以下に低減できることが分かる。さらに、V/(h×S50)を2.5以上とすることで、COVを15%以下に低減することができる。 As can be seen from the figure, if V/(h x S50) becomes too small, the COV becomes too large. It can also be seen that by making V/(h x S50) 2 or more, the COV can be reduced to 20% or less. Furthermore, by making V/(h x S50) 2.5 or more, the COV can be reduced to 15% or less.

なお、スパークプラグ1の製造コスト等の観点で、V/(h×S50)を6以下とすることが好ましい。
かかる観点を踏まえて、本実験例の結果と合わせて、2≦V/(h×S50)≦6
、を満たすことが好ましいといえる。また、2.5≦V/(h×S50)≦6、を満たすことがさらに好ましいといえる。
From the viewpoint of the manufacturing cost of the spark plug 1, it is preferable to set V/(h×S50) to 6 or less.
Based on this viewpoint, and in combination with the results of this experimental example, 2≦V/(h×S50)≦6
It is preferable that the following relationship is satisfied. It is further preferable that the following relationship is satisfied: 2.5≦V/(h×S50)≦6.

(実験例7)
本例においては、図21に示すごとく、副燃焼室50の容積によるEGR燃焼限界への影響を確認した。
(Experimental Example 7)
In this example, as shown in FIG. 21, the effect of the volume of the auxiliary combustion chamber 50 on the EGR combustion limit was confirmed.

まず、試料1~3として、実施形態1に示したスパークプラグ1とともに、副燃焼室50の容積を変化させたスパークプラグを複数用意した。実施形態1(図1~図3参照)のスパークプラグ1を試料1とした。試料2、試料3は、試料1に対して、副燃焼室50の容積を大きくした。試料2、試料3は、図18、図19に示したものと同様に、絶縁碍子3からの中心電極4の突出長さを大きくするとともに、絶縁碍子3の先端位置を、基端側に設けたものである。これにより、これらのスパークプラグは、ハウジング2の内側の空間容積を大きくして、副燃焼室50の容積を大きくしている。副燃焼室50の容積は、試料1が0.3cc、試料2が0.4cc、試料3が0.55ccである。 First, as samples 1 to 3, several spark plugs with different volumes of the auxiliary combustion chamber 50 were prepared in addition to the spark plug 1 shown in embodiment 1. The spark plug 1 of embodiment 1 (see Figures 1 to 3) was used as sample 1. Samples 2 and 3 had a larger volume of the auxiliary combustion chamber 50 than sample 1. As with the ones shown in Figures 18 and 19, samples 2 and 3 have a larger protruding length of the center electrode 4 from the insulator 3 and the tip position of the insulator 3 is located on the base end side. As a result, these spark plugs have a larger spatial volume inside the housing 2 and a larger volume of the auxiliary combustion chamber 50. The volumes of the auxiliary combustion chamber 50 are 0.3 cc for sample 1, 0.4 cc for sample 2, and 0.55 cc for sample 3.

また、比較試料として、図22に示すような噴孔951の配置のスパークプラグ9を用意した。このスパークプラグ9の場合、圧縮行程において、副燃焼室950に、プラグ中心軸を中心とするスワール流が形成される。なお、比較試料のスパークプラグ9における、噴孔951以外の構成は、実施形態1と同様である。 As a comparative sample, a spark plug 9 with an arrangement of nozzle holes 951 as shown in FIG. 22 was prepared. In the case of this spark plug 9, a swirl flow centered on the plug central axis is formed in the auxiliary combustion chamber 950 during the compression stroke. Note that the configuration of the comparative spark plug 9 other than the nozzle hole 951 is the same as that of embodiment 1.

試験は、実験例2と同様の方法にて行い、EGR燃焼限界を測定した。その結果を、図21に示す。同図に示すように、試料1~3のいずれにおいても、比較試料に対してEGR燃焼限界の拡大が確認された。なお、同図において、複数本の破線は、EGR燃焼限界の各目盛りを延長したものであるが、上下に隣り合う破線の間隔は、3ポイント分である。 The test was conducted in the same manner as in Experimental Example 2, and the EGR combustion limit was measured. The results are shown in Figure 21. As shown in the figure, it was confirmed that the EGR combustion limit was increased in all of Samples 1 to 3 compared to the comparison sample. Note that in the figure, the multiple dashed lines are extensions of each scale of the EGR combustion limit, but the distance between adjacent dashed lines above and below is three points.

(実施形態2)
本形態は、図23に示すごとく、噴孔51の位置及び向きを、実施形態1に示したものに対して、変更した形態である。
(Embodiment 2)
As shown in FIG. 23, this embodiment is an embodiment in which the position and orientation of the injection hole 51 are changed from those shown in the first embodiment.

本形態のスパークプラグ1においては、第1噴孔511が、放電ギャップGよりも、接地電極6の固定端側に配されている。また、第2噴孔512の内側開口部512iの一部が、放電ギャップGと、プラグ軸方向Zに重なっている。その他の噴孔51の位置及び向きも、実施形態1に示したものに対して若干異なっている。
その他は、実施形態1と同様である。
In the spark plug 1 of this embodiment, the first injection hole 511 is disposed closer to the fixed end of the ground electrode 6 than the discharge gap G. Also, a part of an inner opening 512i of the second injection hole 512 overlaps with the discharge gap G in the plug axial direction Z. The positions and orientations of the other injection holes 51 are also slightly different from those shown in the first embodiment.
The rest is the same as in the first embodiment.

本形態の場合にも、圧縮行程における偏心スワール流の形成が期待できる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を得ることができる。
In the case of this embodiment as well, the formation of an eccentric swirl flow in the compression stroke can be expected.
In addition, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

(実施形態3)
本形態も、図24に示すごとく、噴孔51の位置及び向きを、実施形態1に示したものに対して、変更した形態である。
(Embodiment 3)
As shown in FIG. 24, this embodiment is also an embodiment in which the position and orientation of the injection hole 51 are changed from those shown in the first embodiment.

本形態のスパークプラグ1においては、第1噴孔511の内側開口部511iが、放電ギャップGよりも、接地電極6の突出側に配されている。これにより、すべての噴孔51の内側開口部511i、512i、513i、514iが、放電ギャップGよりも、接地電極6の突出側に配されている。
その他は、実施形態1と同様である。
In the spark plug 1 of this embodiment, the inner opening 511i of the first injection hole 511 is disposed on the protruding side of the ground electrode 6 with respect to the discharge gap G. As a result, the inner openings 511i, 512i, 513i, 514i of all the injection holes 51 are disposed on the protruding side of the ground electrode 6 with respect to the discharge gap G.
The rest is the same as in the first embodiment.

本形態の場合にも、圧縮行程における偏心スワール流の形成が期待できる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を得ることができる。
In the case of this embodiment as well, the formation of an eccentric swirl flow in the compression stroke can be expected.
In addition, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

(実施形態4)
本形態は、図25に示すごとく、噴孔51の個数を3個とした形態である。
また、すべての噴孔51の内側開口部が、放電ギャップGよりも、接地電極6の突出側に配されている。
その他は、実施形態1と同様である。
(Embodiment 4)
In this embodiment, as shown in FIG. 25, the number of injection holes 51 is three.
Further, the inner openings of all the injection holes 51 are disposed on the protruding side of the ground electrode 6 relative to the discharge gap G.
The rest is the same as in the first embodiment.

本形態の場合にも、圧縮行程における偏心スワール流の形成が期待できる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を得ることができる。
なお、噴孔51の個数については、例えば5個以上とすることもできる。
In the case of this embodiment as well, the formation of an eccentric swirl flow in the compression stroke can be expected.
In addition, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
The number of injection holes 51 may be, for example, five or more.

(実施形態5)
本形態は、図26に示すごとく、第2噴孔512の内側開口部512iの中心512cを、接地電極6の幅方向の中心からずらした形態である。
(Embodiment 5)
In this embodiment, as shown in FIG. 26, a center 512c of an inner opening 512i of a second injection hole 512 is shifted from the center of the ground electrode 6 in the width direction.

ただし、本形態においても、第2噴孔512は、プラグ軸方向Zから見て、内側開口部512iの少なくとも一部が、放電ギャップGよりも接地電極6の突出側、かつ、接地電極6の幅の内側(すなわち、図26におけるwを付した領域内)となる位置に配置されている。 However, even in this embodiment, the second injection hole 512 is positioned such that at least a portion of the inner opening 512i is closer to the protruding side of the ground electrode 6 than the discharge gap G and is on the inside of the width of the ground electrode 6 (i.e., within the region marked with w in FIG. 26) when viewed from the plug axial direction Z.

また、本形態においては、第2噴孔512の内側開口部512iの中心512cを、接地電極6の幅方向の中心よりも、第1噴孔511から遠い側であって、かつ接地電極6の幅wの内側に配置している。
その他は、実施形態1と同様である。
本形態の場合にも、実施形態1と同様の作用効果を得ることができる。
In this embodiment, the center 512 c of the inner opening 512 i of the second injection hole 512 is located farther from the first injection hole 511 than the center of the ground electrode 6 in the width direction, and inside the width w of the ground electrode 6 .
The rest is the same as in the first embodiment.
In this embodiment as well, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

(実施形態6)
本形態は、図27、図28に示すごとく、放電ギャップGに面する接地電極6の幅wを小さくした形態である。
例えば、接地電極6の幅wを、中心電極4における絶縁碍子3に保持されている部位の直径よりも小さくすることができる。
(Embodiment 6)
In this embodiment, as shown in Figs. 27 and 28, the width w of the ground electrode 6 facing the discharge gap G is reduced.
For example, the width w of the ground electrode 6 can be made smaller than the diameter of the portion of the center electrode 4 that is held by the insulator 3 .

図28に示すごとく、接地電極6は、ハウジング2又はプラグカバー5に固定される電極本体部60と、電極本体部60からその突出方向に延設された延設部61とを有するものとすることもできる。この場合において、電極本体部60に対して延設部61の幅を小さくすることができる。延設部61は、電極本体部60に対して溶接等にて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。
28, the ground electrode 6 may have an electrode main body 60 fixed to the housing 2 or the plug cover 5, and an extension portion 61 extending from the electrode main body 60 in the protruding direction. In this case, the width of the extension portion 61 may be made smaller than that of the electrode main body 60. The extension portion 61 may be joined to the electrode main body 60 by welding or the like.
The rest is the same as in the first embodiment.

本形態の場合には、放電ギャップG付近に気流が生じた際に、比較的即座に放電の伸長が生じやすい。その結果、着火性を安定させやすい。また、初期火炎の消炎作用を抑制することもできる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
In the case of this embodiment, when an air flow occurs near the discharge gap G, the discharge tends to extend relatively quickly. As a result, the ignition property is easily stabilized. In addition, the quenching effect of the initial flame can be suppressed.
In addition, the second embodiment has the same effects as the first embodiment.

(実施形態7)
本形態は、図29に示すごとく、放電ギャップGを挟んで対向する、中心電極4の放電面42と、接地電極6の放電面62とが、互いに略平行となるように形成されている形態である。
(Embodiment 7)
In this embodiment, as shown in FIG. 29, the discharge surface 42 of the center electrode 4 and the discharge surface 62 of the ground electrode 6 which face each other across a discharge gap G are formed to be approximately parallel to each other.

本形態の場合には、接地電極6の放電面62が、プラグ径方向に対して傾斜しているため、これに合わせて、中心電極4の放電面42を、プラグ径方向に対して傾斜させている。
その他は、実施形態1と同様である。
In this embodiment, since the discharge surface 62 of the ground electrode 6 is inclined with respect to the plug radial direction, the discharge surface 42 of the center electrode 4 is inclined with respect to the plug radial direction accordingly.
The rest is the same as in the first embodiment.

本形態の場合には、中心電極4の消耗による放電ギャップGの拡大を抑制することができる。それゆえ、スパークプラグ1の長寿命化を図ることができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
In the present embodiment, it is possible to suppress the expansion of the discharge gap G due to wear of the center electrode 4. Therefore, it is possible to extend the life of the spark plug 1.
In addition, the second embodiment has the same effects as the first embodiment.

(実施形態8)
本形態は、図30に示すごとく、接地電極6の延設方向及びプラグ軸方向の双方に直交する方向から見たとき、接地電極6の放電面62の延長線が、第2噴孔512の内側開口部512i付近を通るよう構成した形態である。
(Embodiment 8)
As shown in FIG. 30 , in this embodiment, when viewed from a direction perpendicular to both the extension direction of the ground electrode 6 and the plug axial direction, an extension line of the discharge surface 62 of the ground electrode 6 passes near the inner opening 512i of the second injection hole 512.

図30に示すごとく、接地電極6の延設方向及びプラグ軸方向の双方に直交する方向から見たときの、第2噴孔512の内側開口部512iの中心512cと、放電ギャップGの中心とを結ぶ直線を、直線L2とする。なお、ここでの放電ギャップGの中心は、接地電極6と中心電極4とを最短距離にて結ぶ線分の中点である。 As shown in FIG. 30, when viewed from a direction perpendicular to both the extension direction of the ground electrode 6 and the plug axial direction, a straight line connecting the center 512c of the inner opening 512i of the second injection hole 512 and the center of the discharge gap G is defined as a straight line L2. Note that the center of the discharge gap G here is the midpoint of the line segment connecting the ground electrode 6 and the center electrode 4 at the shortest distance.

このとき、放電面62は、直線L2に略平行である。例えば、放電面62と直線L2とのなす角度の絶対値を、5°以下とすることができる。
その他は、実施形態1と同様である。
At this time, the discharge surface 62 is approximately parallel to the straight line L2. For example, the absolute value of the angle between the discharge surface 62 and the straight line L2 can be set to 5° or less.
The rest is the same as in the first embodiment.

本形態においては、放電ギャップGから第2噴孔512の内側開口部512iへ向かうベクトルが、放電面62に略平行とすることができる。それゆえ、放電ギャップGにおいて生じた放電を、より、第2噴孔512へ向かって引き伸ばしやすくすることができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
In this embodiment, the vector extending from the discharge gap G to the inner opening 512i of the second nozzle hole 512 can be made substantially parallel to the discharge surface 62. Therefore, the discharge generated in the discharge gap G can be more easily extended toward the second nozzle hole 512.
In addition, the second embodiment has the same effects as the first embodiment.

(実施形態9)
本形態は、図31、図32に示すごとく、プラグカバー5の側壁の厚みをプラグ周方向位置によって異ならせた形態である。
(Embodiment 9)
In this embodiment, as shown in FIGS. 31 and 32, the thickness of the side wall of the plug cover 5 varies depending on the circumferential position of the plug.

本形態においては、プラグ軸方向Zから見たとき、プラグカバー5の外周輪郭59はプラグ中心軸を中心とする円形状となる。また、放電ギャップGは、プラグ中心軸に存在する。一方、プラグカバー5の内周輪郭58は、プラグ中心軸からずれた点を中心とする円形状となっている。つまり、内周輪郭58を外周輪郭59に対して偏心させている。これにより、プラグ軸方向Zから見たとき、副燃焼室50の中心が、放電ギャップGからずれる。 In this embodiment, when viewed from the plug axial direction Z, the outer peripheral contour 59 of the plug cover 5 is circular and centered on the plug central axis. The discharge gap G exists on the plug central axis. On the other hand, the inner peripheral contour 58 of the plug cover 5 is circular and centered on a point offset from the plug central axis. In other words, the inner peripheral contour 58 is eccentric with respect to the outer peripheral contour 59. As a result, when viewed from the plug axial direction Z, the center of the auxiliary combustion chamber 50 is offset from the discharge gap G.

図31及び図32は、本形態の例示であって、複数の噴孔51の配置が互いに異なるものを示している。図31に示すスパークプラグ1は、複数の噴孔51は、流入する気流によって、副燃焼室50の内壁(すなわち、プラグカバー5の内周輪郭58)に沿うような、スワール流が形成されるような向き及び位置に設けてある。このスワール流は、放電ギャップGよりも接地電極6の突出側に旋回中心を有する偏心スワール流Fsである。 31 and 32 are examples of this embodiment, showing different arrangements of the multiple injection holes 51. In the spark plug 1 shown in FIG. 31, the multiple injection holes 51 are oriented and positioned so that the incoming airflow creates a swirl flow that follows the inner wall of the auxiliary combustion chamber 50 (i.e., the inner circumferential contour 58 of the plug cover 5). This swirl flow is an eccentric swirl flow Fs that has its center of rotation on the protruding side of the ground electrode 6 relative to the discharge gap G.

また、図32に示すスパークプラグも、同様に、流入する気流によって、偏心スワール流Fsが形成されるように、複数の噴孔51が設けてある。そして、同図に示すスパークプラグ1は、複数の噴孔51のうちの一つが、放電ギャップGの近傍に設けてある。 The spark plug shown in FIG. 32 also has multiple injection holes 51 so that the incoming airflow creates an eccentric swirl flow Fs. In the spark plug 1 shown in the figure, one of the multiple injection holes 51 is located near the discharge gap G.

本形態においても、放電ギャップGに生じた放電を、偏心スワール流Fsによって引き伸ばすことができる。これにより、着火性を向上させることができる。 In this embodiment, the discharge generated in the discharge gap G can be extended by the eccentric swirl flow Fs. This improves ignition performance.

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 内燃機関用のスパークプラグ
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 噴孔
6 接地電極
G 放電ギャップ
Reference Signs List 1 Spark plug for internal combustion engine 2 Housing 3 Insulator 4 Center electrode 5 Plug cover 50 Pre-combustion chamber 51 Injection hole 6 Ground electrode G Discharge gap

Claims (10)

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、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔(51)が形成されており、
上記接地電極は、上記副燃焼室の外周側からプラグ中心軸に向かって突出するように形成されており、
上記複数の噴孔は、該噴孔から流入した気流によって、上記副燃焼室に偏心スワール流(Fs)が形成されるように設けてあり、
上記偏心スワール流は、プラグ軸方向(Z)から見て上記放電ギャップよりも上記接地電極の突出側の位置に旋回中心を有する旋回流である、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 ground electrode (6) forming a discharge gap (G) between itself and the center electrode;
a plug cover (5) provided at the tip of the housing so as to cover a sub-combustion chamber (50) in which the discharge gap is disposed,
The plug cover is formed with a plurality of nozzle holes (51) that communicate the auxiliary combustion chamber with the outside,
The ground electrode is formed so as to protrude from an outer periphery of the auxiliary combustion chamber toward a central axis of the plug,
The plurality of nozzle holes are provided so that an eccentric swirl flow (Fs) is formed in the auxiliary combustion chamber by the airflow flowing in from the nozzle holes,
The eccentric swirl flow is a swirling flow having a center of swirl at a position on the protruding side of the ground electrode relative to the discharge gap as viewed in the plug axial direction (Z).
上記複数の噴孔として、少なくとも下記の第1噴孔(511)及び第2噴孔(512)を有し、
上記第1噴孔よりも上記第2噴孔の方が、上記放電ギャップに近く、
上記第1噴孔は、噴孔軸(511L)に沿った延長領域(511E)の少なくとも一部が上記放電ギャップと重なり、かつ、プラグ軸方向から見て、外側開口部(511o)から内側開口部(511i)に向かうベクトルが、上記放電ギャップに近づく側を向いているとともに、上記接地電極の突出方向に対して90°±30°の角度をなすように形成されており、
上記第2噴孔は、噴孔軸(512L)が上記放電ギャップを通らず、かつ、プラグ軸方向から見て、外側開口部(512o)から内側開口部(512i)に向かうベクトルが、上記放電ギャップから上記接地電極の突出側へ遠ざかる側を向いている、
請求項1に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
The plurality of nozzle holes includes at least a first nozzle hole (511) and a second nozzle hole (512) as described below,
the second nozzle hole is closer to the discharge gap than the first nozzle hole;
the first nozzle hole is formed such that at least a part of an extension region (511E) along a nozzle hole axis (511L) overlaps with the discharge gap, and a vector extending from an outer opening (511o) to an inner opening (511i), as viewed in the plug axial direction, faces toward the side approaching the discharge gap and forms an angle of 90°±30° with respect to a protruding direction of the ground electrode,
The second nozzle hole has an injection hole axis (512L) that does not pass through the discharge gap, and a vector extending from an outer opening (512o) to an inner opening (512i) as viewed in the plug axial direction faces a side that moves away from the discharge gap toward the protruding side of the ground electrode.
2. A spark plug for an internal combustion engine according to claim 1.
上記第2噴孔は、プラグ軸方向から見て、内側開口部の少なくとも一部が、上記放電ギャップよりも上記接地電極の突出側、かつ、上記接地電極の幅の内側となる位置に配置されている、請求項2に記載の内燃機関用のスパークプラグ。 The spark plug for an internal combustion engine according to claim 2, wherein at least a portion of the inner opening of the second nozzle hole is disposed on the protruding side of the ground electrode relative to the discharge gap and on the inner side of the width of the ground electrode, as viewed in the plug axial direction. 上記第2噴孔の内側開口部の中心(512c)と上記放電ギャップとのプラグ径方向の距離をL1、上記プラグカバーの内径をd、としたとき、
0≦L1/(d/2)≦0.5
を満たす、請求項3に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
When the distance in the plug radial direction between the center (512c) of the inner opening of the second injection hole and the discharge gap is L1 and the inner diameter of the plug cover is d,
0≦L1/(d/2)≦0.5
4. The spark plug for an internal combustion engine according to claim 3, which satisfies the above.
上記第2噴孔の噴孔軸に直交する断面の断面積をS2、上記プラグカバーのプラグ軸方向に直交する断面の外形の内側の面積をS5としたとき、
0.006≦S2/S5≦0.028
を満たす、請求項2~4のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
When the cross-sectional area of the second nozzle hole in a cross section perpendicular to the nozzle hole axis is S2 and the inner area of the outline of the cross section of the plug cover in a cross section perpendicular to the plug axial direction is S5,
0.006≦S2/S5≦0.028
5. The spark plug for an internal combustion engine according to claim 2, wherein
上記噴孔として、上記第1噴孔及び上記第2噴孔に加え、プラグ軸方向から見て、外側開口部から内側開口部に向かうベクトルが上記第1噴孔へ向かう第3噴孔(513)を有する、請求項2~5のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。 A spark plug for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 5, comprising, as the nozzle holes, in addition to the first nozzle hole and the second nozzle hole, a third nozzle hole (513) whose vector from the outer opening to the inner opening is directed to the first nozzle hole when viewed in the plug axial direction. 上記噴孔として、上記第1噴孔、上記第2噴孔及び上記第3噴孔に加え、プラグ軸方向から見て、外側開口部から内側開口部に向かうベクトルが上記第3噴孔へ向かう第4噴孔(514)を有する、請求項6に記載の内燃機関用のスパークプラグ。 The spark plug for an internal combustion engine according to claim 6, further comprising, as the nozzle holes, a fourth nozzle hole (514) whose vector from the outer opening to the inner opening is directed to the third nozzle hole when viewed in the plug axial direction, in addition to the first nozzle hole, the second nozzle hole, and the third nozzle hole. 上記第1噴孔以外の上記噴孔は、内側開口部が放電ギャップよりも、上記接地電極の突出側に配されている、請求項2~7のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。 A spark plug for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 7, wherein the inner openings of the nozzle holes other than the first nozzle hole are arranged closer to the protruding side of the ground electrode than the discharge gap. 上記中心電極の先端と上記副燃焼室の先端とのプラグ軸方向の距離をh、上記プラグカバーの内径をdとしたとき、
0.15≦h/d≦0.33
を満たす、請求項1~8のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
When the distance in the plug axial direction between the tip of the center electrode and the tip of the auxiliary combustion chamber is h and the inside diameter of the plug cover is d,
0.15≦h/d≦0.33
9. The spark plug for an internal combustion engine according to claim 1, which satisfies the above.
上記中心電極の先端と上記副燃焼室の先端とのプラグ軸方向の距離をh、上記プラグカバーのプラグ軸方向に直交する断面の内周の内側の面積をS50、上記副燃焼室の容積をVとしたとき、
2≦V/(h×S50)≦6
を満たす、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。
Let h be the distance in the plug axial direction between the tip of the center electrode and the tip of the auxiliary combustion chamber, S50 be the inner area of the inner circumference of the cross section of the plug cover perpendicular to the plug axial direction, and V be the volume of the auxiliary combustion chamber.
2≦V/(h×S50)≦6
10. The spark plug for an internal combustion engine according to claim 1, which satisfies the above.
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