JP2009026489A - プラズマ式点火装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性に優れ、かつ着火安定性に優れたプラズマ式点火装置を提供する。
【解決手段】内燃機関４０に装着され、中心電極１１０と接地電極１３１との間を絶縁する筒状の絶縁部材１２０を配設して、絶縁部材１２０内に放電空間１４０を形成したプラズマ式点火プラグ１０に高電圧電源２０、３０からの高電圧の印加と大電流の供給によって、放電空間１４０内の気体を高温高圧のプラズマ状態にして点火を行うプラズマ式点火装置１において、中心電極１１０を陽極とし、接地電極１３０を陰極として、電源２０、３０を構成すると共に、中心電極１１０の少なくとも放電空間側の先端部において、その直径φＤ_３を絶縁部材内径φＤ_１よりも大径に形成し、中心電極１１０の放電空間１４０に対向する表面を反放電空間側に向かって窪ませて、内径φＤ_２、深さＧ_２の凹陥部１１１を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の点火に用いられるプラズマ点火装置の電極消耗対策並びに着火安定性の向上に関するものである。

自動車エンジン等の内燃機関において、図６（ａ）に示すようなプラズマ式点火装置１ｘが知られている。この装置では、プラズマ式点火プラグ１０ｘの中心電極１１０ｘと接地電極１３１ｘとの間に放電用電源２０ｘから高電圧を印加するとともに、中心電極と設置電極との間に形成された放電空間１４０ｘ内で放電が開始する瞬間に、プラズマ発生用電源３０ｘから大電流を供給して、放電空間１４０ｘ内の気体を高温高圧のプラズマ状態にして、放電空間１４０ｘの先端から噴射して点火をおこなうことができる。
プラズマ式点火装置１ｘは、指向性に富み、かつ容積的に大きな範囲で数千から数万Ｋの極めて高い温度域を発生させることができるので、均質リーンバーンや成層リーンバーン等の難着火性の希薄燃焼機関の点火装置としての応用が期待されている。

この様なプラズマ式点火装置の従来技術として、特許文献１には、中心電極の汚染を防止すべく、中心電極と中心に該中心電極を保持し縦に伸びる挿入孔を設けた絶縁体と該絶縁体を覆い下端に挿入孔と連通する開口を設けた接地電極とによって構成し、上記挿入孔内に放電ギャップを形成した表面ギャップ型点火プラグが開示されている。

また、特許文献２には、中心電極の放電面端部に局部的に電界密度が高かくなる凸部または凹部を設けて、放電電圧の低下を図る技術が開示されている。
米国特許第３５８１１４１号明細書 実開昭５６−３５７９３号公報

ところが、特許文献１、２を初めとする従来のプラズマ式点火装置においては、いずれも、中心電極を陰極とし、接地電極を陽極としている。この場合、図６（ｂ）に示すプラズマ式点火装置１ｘのように、中心電極１１０ｘの表面において、高温で質量の大きな陽イオン５０の衝突により分解される陰極スパッタリングが発生しやすい。この陰極スパッタリングによって中心電極１１０ｘの表面は激しく浸食される。
中心電極１１０ｘの侵食に伴い中心電極１１０ｘと接地電極１３１ｘとの距離、即ち放電距離１４１ｘが次第に長くなる。放電距離１４１ｘに比例して放電電圧が次第に上昇し、やがて放電電圧が放電用電源２０ｘの発生電圧以上となると放電できなくなり内燃機関の失火に至る虞がある。

また、特許文献２に記載された考案のように、凸部または凹部の形成によって、中心電極の表面に局部的に電界密度の高くなる部位を設けた場合、使用初期においては、放電電圧を低下させる効果が発揮されるが、中心電極が陰極であることには変わらず、陰極スパッタリングによる中心電極の消耗を避けられず、電界密度を高くした部位が先に消耗され、次第に放電電圧が上昇し、やがて内燃機関の失火に至る虞がある。

一方、一定の放電空間内に、高電圧の印加と大電流の放出を行ったときには、絶縁部材表面を這うように沿面放電がおこり、該沿面放電経路の周囲の気体がプラズマ状態となり、直ちにその密度が高くなるため、電子の放出が続いてもそれ以上の電離が困難となる。
より多くの気体をプラズマ状態にするためには、放電空間の容積を大きくする必要がある。しかし、従来の構成では、放電空間の容積を大きくすると放電距離が長くなり放電電位が高くなってしまう。

更に、希薄混合気の成層燃焼においては、着火源となるプラズマ状態となった気体の噴射長をできる限り長くして、混合気内の燃料濃度の高い層への狙い打ち精度を高くすることが望まれている。

そこで、本願発明は、かかる実情に鑑み、プラズマ式点火装置において、陰極スパッタリングによる電極の消耗を抑制して、耐久性を向上すると共に、プラズマ状態となった気体の噴射長を長くして、着火安定性を向上したプラズマ式点火装置を提供することを目的とするものである。

請求項１の発明では、内燃機関に装着される点火プラグと、該点火プラグに高電圧の印加と大電流の供給とを行う高電圧電源とを具備し、
上記点火プラグは、中心電極と接地電極との間を絶縁する絶縁部材を配設して、上記絶縁部材内に放電空間を形成し、上記中心電極と上記接地電極とのそれぞれの表面の少なくとも一部を該放電空間に対向せしめ、
上記高電圧電源からの高電圧の印加と大電流の供給とによって、上記放電空間内の気体を高温高圧のプラズマ状態にして内燃機関内に噴射するプラズマ式点火装置において、
上記中心電極を陽極とし、上記接地電極を陰極とすると共に、
上記中心電極の下端部表面を上記放電空間に対向させつつ、該下端部表面を反放電空間側に向かって窪ませた中心電極凹陥部を形成する。

請求項２の発明では、上記絶縁部材は、軸状に形成した上記中心電極の外周を覆い、かつ上記中心電極の下端部よりも下方に伸びる筒状に形成し、
上記接地電極は、上記絶縁部材の外周を覆い、先端が上記放電空間に対向し、上記絶縁部材の内径と連通する接地電極開口部を有する筒状に形成する。

また、請求項３の発明の様に、上記放電空間を形成する上記絶縁部材の内周壁は、先端に向かって径小となる円錐状に形成しても良い。

更に、請求項４の発明の様に、上記放電空間を形成する上記絶縁部材の内周壁は、先端に向かって径大となる円錐状に形成しても良い。

請求項５の発明では、上記中心電極凹陥部の下端における開口径を凹陥部開口径φＤ_１とし、上記放電空間を形成する上記絶縁部材の上端の内径を絶縁部材内径φＤ_２としたときに、上記凹陥部開口径φＤ１と上記絶縁部材内径φＤ_２との関係が、下記式１を満たすように設定する、あるいは上記中心電極凹陥部内径φＤ_１と上記絶縁部材内径φＤ_２との違いにより段差のできないように形成する。
Ｄ_２≦Ｄ_１ ・・・式１

請求項６の発明では、上記中心電極凹陥部の内周壁を構成する部位における上記中心電極の外径を中心電極外径φＤ_３とし、上記放電空間を形成する上記絶縁部材の内径を絶縁部材内径φＤ_２としたときに、上記中心電極外径φＤ_３と上記絶縁部材内径φＤ_２との関係が、下記式２を満たす。
Ｄ_２＜Ｄ_３＜２×Ｄ_２ ・・・式２

請求項７の発明では、上記中心電極の下端表面から、上記接地電極と上記絶縁部材下端部との境界における上記接地電極の表面までの距離を放電距離Ｇ_１とし、上記中心電極凹陥部の深さを凹陥部深さＧ_２とし、上記放電空間の容積を放電空間容積Ｖ_１とし、上記中心電極凹陥部の容積を凹陥部容積Ｖ_２としたときに、
放電距離Ｇ_１と凹陥部深さＧ_２と放電空間容積Ｖ_１と凹陥部容積Ｖ_２との関係において、下記式３と式４とを満たす。
Ｇ_２＜Ｇ_１ ・・・式３
Ｖ_１＜Ｖ_１＋Ｖ_２＜２×Ｖ_１ ・・・式４

請求項１の発明によれば、接地電極の最上部表面から、中心電極の最下部表面までの最短距離が放電距離となり、放電電圧は一定となる。一方、大電流供給用電源から供給された大電流によって、絶縁部材の内周壁で区画された放電空間に加えて、中心電極凹陥部の内周壁で区画された空間にも電子が放出されるので、放電電圧を高くすることなく、プラズマ状態となる気体の容積を増やすことができる。
更に、中心電極は陽極となっているので、プラズマ状態となった高温高圧の電離気体中、質量の大きい陽イオンは、静電斥力によって反発し、質量の小さい電子のみが衝突するので、陰極スパッタリングにより浸食され難くなる。
従って、本発明によれば、耐久性が向上すると共に、一定の放電電圧に対して、プラズマ状態となる気体の量を増やすことができ、内燃機関の着火性を向上することができる。

一方、陰極となる接地電極は、陰極スパッタリングにより浸食され得るが、請求項２の発明によれば、接地電極の表面は、プラズマ状態となった気体の噴射方向に対して、略直交する方向に配設されているで、陽イオンの衝突角度が浅く、陽イオンの衝突力が緩和される。加えて接地電極側は内燃機関の接地部位への放熱が容易であるため、従来の中心電極を陰極とした場合よりも、陰極スパッタリングによる電極の消耗が起こり難くなる。
従って、本発明によれば、着火安定性に優れたプラズマ式点火装置の耐久性が更に向上する。

請求項３の発明によれば、放電空間内に発生した高温高圧のプラズマ状態の気体が狭い接地電極開口部から絞り出される様に噴射されるので、更にプラズマ噴射長が長くなり、成層燃焼における着火安定性向上が期待できる。

請求項４の発明によれば、プラズマ噴射長は短くなるものの、プラズマ状態の気体の設置電極開口部における表面積が大きくなり、均質燃焼における着火安定性向上が期待できる。

請求項５の発明によれば、中心電極凹陥部の放電経路により近い部位における容積を最大にすることができるので、供給したエネルギーを最も効率的に放電空間および中心電極凹陥部内の気体のプラズマ状態化に利用できる。

請求項６の発明によれば、中心電極凹陥部の縦壁を構成する部位における電界密度が高くなり、放電電圧を更に低くできる。

中心電極凹陥部を大きくしすぎると、一定放電電圧によって電離可能な気体量が限られているので、放電空間の容積と中心電極凹陥部の容積との総容積に比べてプラズマ状態となる気体の量が相対的に減ってしまうため、放電空間の容積と中心電極凹陥部の容積とには最適値が存在する。
具体的には、請求項７の発明の範囲で、中心電極凹陥部を形成すれば、放電空間内の気体と中心電極凹陥部内の気体とを最も効率的にプラズマ状態とすることができる。従って、極めて耐久性に優れ、かつ内燃機関の着火安定性にすぐれたプラズマ点火装置を実現できる。

以下に、本発明の第１実施形態について、図１を参照して説明する。
本実施形態におけるプラズマ式点火装置１は、放電用電源２０とプラズマ発生用電源３０とからなる高電圧電源とプラズマ式点火プラグ１０とで構成されている。
プラズマ式点火プラグ１０は、中心電極１１０と、中心電極１１０を絶縁保持する筒状の絶縁部材１２０と、絶縁部材１２０を覆う環状の接地電極１３０とで構成されている。
中心電極１１０は、下端部において直径がφＤ_１となる軸状に形成され、放電空間１４０に対向する下端部表面には、反放電空間側（基端側）に向かって窪ませた、内径φＤ_２、深さＧ_２、容積Ｖ_２の凹陥部１１１が形成され、基端側端部には、上記高電圧電源に接続される中心電極端子部１１３が形成されている。

なお、中心電極１１０の先端側は、Ｆｅ、Ｎｉ等の高融点材料１６０によって形成され、その内部にはＣｕ、鉄鋼材料等の良電導性の金属材料からなる中心電極中軸１１２が形成されている。

絶縁部材１２０は耐熱性、機械的強度、高温における絶縁耐力、熱伝導率などに優れた高純度のアルミナ等からなり、先端側には、中心電極１１０の先端面より下方に伸び、内径Ｄ_１、長さＧ_１の筒状の放電空間１４０を形成し、中腹には、絶縁部材１２０とハウジング１３５との気密性を保持するパッキング部材を介してハウジング１３５に係止する中心電極係止部が形成され、基端側には、中心電極１２０とハウジング１３５とを絶縁し、高電圧が上記電極以外に逃げるのを防止する絶縁部材頭部１２２が形成されている。

ハウジング１３５の先端は、絶縁部材１２０の外周を覆い、先端が内側に向かって屈曲する環状の接地電極１３０が形成されている。
ハウジング１３５の中腹外周部には、図略の内燃機関内に接地電極１３０が露出するように内燃機関の壁面（エンジンブロック４０）に固定するとともに接地電極１３０とエンジンブロック４０とを電気的に接地状態とするためのハウジングネジ部１３２が形成され、基端側外周部にはハウジングネジ部１３２を締め付けるためのハウジング六角部１３３が形成されている。

接地電極１３０には、絶縁部材１２０の内径と連通し、放電空間１４０に対向する接地電極開口部１３１が形成されている。
なお、中心電極凹陥部１１１の下端における開口径φＤ_１は、放電空間１４０を形成する絶縁部材１２０の内径φＤ_２と略同一に形成されている。

更に、中心電極凹陥部１１１の内周壁を構成する部位における中心電極１１０の外径φＤ_３と、放電空間１４０を形成する絶縁部材の内径φＤ_２との関係は、Ｄ_２＜Ｄ_３＜２×Ｄ_２に設定されている。

また、中心電極１１０の下端表面から、接地電極１３０と絶縁部材１２０下端部との境界における接地電極１２０の表面までの距離Ｇ_１と、中心電極凹陥部１１１の深さＧ_２と、放電空間１４０の容積Ｖ_１と、中心電極凹陥部の容積Ｖ_２との関係はＧ_２＜Ｇ_１となり、Ｖ_１＜Ｖ_１＋Ｖ_２＜２×Ｖ_１ の範囲で設定されている。

本発明の第１の実施形態においては、図２に示すように、放電用電源２０とプラズマ発生用電源３０の極性を、中心電極１１０側が陽極となり、接地電極１３１側が陰極となるように構成している。
放電用電源２０は、第１のバッテリ２１、イグニッションキー２２、点火コイル２３、トランジスタからなるイグナイタ２４、電子制御装置２５によって構成され、第１の整流素子２６を介してプラズマ式点火プラグ１０に接続されている。第１のバッテリ２１は陽極側が接地されている。

プラズマ発生用電源３０は、第２のバッテリ３１、抵抗体３２、プラズマ発生用コンデンサ３３によって構成され、整流素子３４を介してプラズマ式点火プラグ１０に接続されている。第２のバッテリ３１は、陰極側が接地されている。

イグニッションスイッチ２２が投入され、ＥＣＵ２５からの点火信号により、第１のバッテリ２１から低電圧で負の一次電圧が点火コイル２３の一次コイル２３１に印加され、点火コイル駆動回路２４のスイッチングによって一次電圧が遮断されると、点火コイル２３内の磁界が変化し、自己誘導作用により点火コイル２３の二次コイル２３２に１０〜３０ｋＶの正の二次電圧が誘起される。

一方、第２のバッテリ３１によりプラズマ発生用コンデンサ３３が充電される。印加された上記二次電圧が中心電極１１０と接地電極１３１との間の放電距離１４１に比例する放電電圧を超えると両電極間に放電が開始され、放電空間１４０内の気体が小領域でプラズマ状態となる。
このプラズマ状態の気体は、導電性を有し、プラズマ発生用コンデンサ３３の両極間に蓄えられた電荷の放電を引き起こし、放電空間１４０内の気体の更なるプラズマ状態化を誘発、領域を拡大する。このプラズマ状態の気体は、高温・高圧となり、内燃機関の燃焼室内へ噴射される。
この時、放電空間１４０内の気体のみならず、中心電極凹陥部１１１内の気体が高温・高圧のプラズマ状態となるので、プラズマ噴射長Ｌｐは極めて長くなる。

質量の大きい陽イオン５０は、接地電極１３０に設けられた開口部１３１の表面に衝突するが、プラズマ状態となった気体の噴射方向に対して、略直交する方向に配設されているで、陽イオン５０の衝突角度が浅く、陽イオン５０の衝突力が緩和される。加えて接地電極１３０側はエンジンヘッド４０への放熱が容易であるため、高温の陽イオン５０が衝突しても冷却されやすく、陰極スパッタリングによる接地電極１３０の消耗が起こり難くなっている。

一方、陽極となる中心電極１１０の表面には、陽イオン５０は静電斥力により反発するため衝突せず、質量の軽い電子５１のみが衝突するので、陰極スパッタリングによる浸食は起こり難い。

本発明の効果について、図３、図４を参照して説明する。
表１に示すように、比較例１は、従来の中心電極凹陥部１１１を形成ない構成とし、比較例２は、中心電極の外径φＤ_３と絶縁部材内径φＤ_１とを同径に形成して、中心電極凹陥部の内径φＤ_２を中心電極の外径φＤ_３よりも小径にした構成とし、本発明の実施例１は、中心電極外径φＤ_３を絶縁部材内径φＤ_１より大径に形成し、中心電極凹陥部１１１の内径φＤ_２を絶縁部材内径φＤ_１と同径に形成した構成とし、本発明の実施例２は、中心電極凹陥部１１１の深さＧ_２を実施例１よりも深くした構成とした。

表１に示すように、中心電極凹陥部１１１の存在によって、中心電極凹陥部１１１の竪壁を形成する部位の電界密度が上昇し、放電しやすくなり、中心電極凹陥部１１１の内径φＤ_２と絶縁部材内径φＤ_１とがほぼ等しいときには、中心電極凹陥部１１１の下端開口部の角部と絶縁部材１２０の内周壁表面上にを這うように形成される沿面放電経路との距離が極めて近くなり、放電電圧Ｖが更に低くなるとことが判明した。

図３は、比較例１、比較例２、実施例１、実施例２についてプラズマ噴射長Ｌｐを測定した結果を示す。
本図から明らかなように、本発明によれば、プラズマ噴射長Ｌｐを最も長くできる。

図４は、本発明の効果の確認のために、更に詳細に放電空間総容積Ｖｔを変化させたときのプラズマ噴射長Ｌｐの測定結果を示す特性図である。
図４に示すように、中心電極凹陥部１１１を形成した場合と形成しなかった場合とでは、共に放電空間の総容積を大きくしていくと徐々にプラズマ噴射長Ｌｐも長くなるが、Ｖｔが一定容積以上となるとプラズマ噴射長Ｌｐはかえって短くなってしまうことが判明した。
また、中心電極凹陥部１１１を形成した場合の方が、放電空間総容積が同じでも中心電極凹陥部１１１を形成しない場合よりも、プラズマ噴射長Ｌｐが長くなることが判明した。

図５から図１０は、本発明の複数の実施形態におけるプラズマ式点火装置１に用いられるプラズマ式点火プラグ１０の要部を示す一部切り欠き斜視図である。以下の実施形態においては第１の実施形態と基本となる構成は同一であり、プラズマ式点火プラグ１０の中心電極凹陥部１１１の内周壁および絶縁部材１２０の内周壁の形状的な違いのみが相違する。

図５に示すように、第２の実施形態におけるプラズマ式点火プラグ１０ａは、中心電極凹陥部１１１ａを半楕円球面状に形成してある。この様な構成とすることで、本発明の第１の実施形態と同様の効果に加え、第１の実施形態と同一の凹陥部容積Ｖ_２となるよう中心電極凹陥部１１１ａを形成したときに、第１の実施形態に比べて、中心電極凹陥部１１１ａの内周壁の表面積が大きくなるので、中心電極凹陥部１１１ａ内に放出された電子によって電離される気体の発生確率が高くできると期待される。

図６に示すように、第３の実施形態におけるプラズマ点火プラグ１０ｂは、中心電極凹陥部１１１ｂを円錐状に形成してある。この様な構成とすることで、本発明の第１の実施形態と同様の効果に加え、中心電極凹陥部１１１ｂ内の圧力が高まったときの、噴射圧力を接地電極開口部１３１ｂへ集中させ、よりプラズマ噴射長Ｌｐを長くできると期待される。

図７に示すように、第４の実施形態におけるプラズマ点火プラグ１０ｃは、中心電極凹陥部１１１ｃを円錐台形状に形成してある。この様な構成とすることで、本発明の第１の実施形態と同様の効果に加え、第３の実施形態と同様の効果が期待される。

図８に示すように、第５の実施形態におけるプラズマ点火プラグ１０ｄは、中心電極凹陥部１１１ｄ壁面を部分的に切り欠いて、絶縁部材を介挿して多極となるように形成してある。この様な構成とすることで、本発明の第１の実施形態と同様の効果に加え、中心電極凹陥部１１１ｄにおける電界密度が更に高まり、更に放電電圧を低下できると期待される。

図９に示すように、第６の実施形態におけるプラズマ点火プラグ１０ｅは、絶縁部材１２０ｅの内径が中心電極側から接地電極側に向かって径小となる円錐状に形成してある。この様な構成とすることで、本発明の第１の実施形態と同様の効果に加え、狭い接地電極開口部１３２ｅから絞り出される様に噴射されるので、更にプラズマ噴射長Ｌｐを長くできると期待される。

図１０に示すように、第７の実施形態におけるプラズマ点火プラグ１０ｆは、絶縁部材１２０ｆの内径が中心電極側から接地電極側に向かって径大となるラッパ状に形成してある。この様な構成とすることで、本発明の第１の実施形態と同様の効果に加え、広い接地電極開口部１３２ｆからプラズマ状態となった気体が噴射されるので、プラズマ噴射長Ｌｐは、短くなるので、成層燃焼には不向きとなる虞があるが、高温領域の表面積が広く、均質希薄燃焼への適用ができると期待される。

当然のことながら、本発明は上記実施形態に限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、一つのプラズマ式点火プラグで構成されるプラズマ式点火装置について説明したが、本発明は、多数の点火プラグを含む多気筒エンジンにも適用し得るものである。
また、上記実施形態においては、放電用電源２０とプラズマ発生用電源３０との複数の電源からなる高電圧電源を用いた例について説明したが、高電圧印加用の電源と大電流供給用の電源を一つの電源で構成しても良い。

本発明の第１実施形態におけるプラズマ式点火装置を示す構成図。 本発明のプラズマ式点火装置の回路構成を示す等価回路図。 本発明の効果を比較例と共に示す特性図。 本発明の効果を示す特性図。 中心電極凹陥部を楕円球凹面状に形成した実施例を示す切欠き斜視図。 中心電極凹陥部を円錐状に形成した実施例を示す切欠き斜視図。 中心電極凹陥部を断面略台形状に形成した実施例を示す切欠き斜視図。 中心電極を多極化した実施例を示す切欠き斜視図。 絶縁部材内周壁を噴射方向に向けて径小となる略円錐状に形成した実施例を示す切欠き斜視図。 絶縁部材内周壁を噴射方向に向けて径大となる略円錐状に形成した実施例を示す切欠き斜視図。 （ａ）は、従来のプラズマ式点火装置を示す構成図、（ｂ）は、本図における問題点を示す要部断面図。

符号の説明

１ プラズマ式点火装置
１０ プラズマ式点火プラグ
１１０ 中心電極
１１１ 中心電極凹陥部
１２０ 絶縁部材
１３０ 接地電極
１４０ 第１の放電空間
１４１ 放電距離
１４２ 第２の放電空間
２０ 高電圧印加用電源
３０ 大電流供給用電源
４０ エンジンブロック（内燃機関）
Ｄ１ 絶縁部材内径
Ｄ２ 中心電極凹陥部内径
Ｄ３ 中心電極外形
Ｇ１ 中心電極凹陥部深さ
Ｇ２ 放電空間深さ
Ｖ１ 放電空間容積
Ｖ２ 中心電極容積
Ｖｔ 放電空間総容積
Ｖ 放電電圧
Ｌｐ プラズマ噴射長

Claims (7)

1. 内燃機関に装着される点火プラグと、該点火プラグに高電圧の印加と大電流の供給とを行う高電圧電源とを具備し、
   上記点火プラグは、中心電極と接地電極との間を絶縁する絶縁部材を配設して、上記絶縁部材内に放電空間を形成し、上記中心電極と上記接地電極とのそれぞれの表面の少なくとも一部を該放電空間に対向せしめ、
   上記高電圧電源からの高電圧の印加と大電流の供給とによって、上記放電空間内の気体を高温高圧のプラズマ状態にして内燃機関内に噴射するプラズマ式点火装置において、
   上記中心電極を陽極とし、上記接地電極を陰極とすると共に、
   上記中心電極の下端部表面を上記放電空間に対向させつつ、該下端部表面を反放電空間側に向かって窪ませた中心電極凹陥部を形成したことを特徴とするプラズマ式点火装置。
2. 上記絶縁部材は、軸状に形成した上記中心電極の外周を覆い、かつ上記中心電極の下端部よりも下方に伸びる筒状に形成し、
   上記接地電極は、上記絶縁部材の外周を覆い、先端が上記放電空間に対向し、上記絶縁部材の内径と連通する接地電極開口部を有する筒状に形成した請求項１に記載のプラズマ式点火装置。
3. 上記放電空間を形成する上記絶縁部材の内周壁は、先端に向かって径小となる略円錐状に形成した請求項２に記載のプラズマ式点火装置。
4. 上記放電空間を形成する上記絶縁部材の内周壁は、先端に向かって径大となる略円錐状に形成した請求項２に記載のプラズマ式点火装置。
5. 上記中心電極凹陥部の下端における開口径を凹陥部開口径φＤ_１とし、上記放電空間を形成する上記絶縁部材の上端の内径を絶縁部材内径φＤ_２としたときに、上記凹陥部開口径φＤ１と上記絶縁部材内径φＤ_２との関係が、下記式１を満たすように設定する、あるいは上記中心電極凹陥部内径φＤ_１と上記絶縁部材内径φＤ_２との違いにより段差のできないように形成する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のプラズマ式点火装置。
   Ｄ_２≦Ｄ_１ ・・・式１
6. 上記中心電極凹陥部の内周壁を構成する部位における上記中心電極の外径を中心電極外径φＤ_３とし、上記放電空間を形成する上記絶縁部材の内径を絶縁部材内径φＤ_２としたときに、上記中心電極外径φＤ_３と上記絶縁部材内径φＤ_２との関係が、下記式２を満たす請求項１ないし５のいずれか１項に記載のプラズマ式点火装置。
   Ｄ_２＜Ｄ_３＜２×Ｄ_２ ・・・式２
7. 上記中心電極の下端表面から上記接地電極と上記絶縁部材下端部との境界における上記接地電極の表面までの距離を放電距離Ｇ_１とし、上記中心電極凹陥部の深さを凹陥部深さＧ_２とし、上記放電空間の容積を放電空間容積Ｖ_１とし、上記中心電極凹陥部の容積を凹陥部容積Ｖ_２としたときに、
   放電距離Ｇ_１と凹陥部深さＧ_２と放電空間容積Ｖ_１と凹陥部容積Ｖ_２との関係において、下記式３と式４とを満たす請求項１ないし６のいずれか１項に記載のプラズマ式点火装置。
   Ｇ_２＜Ｇ_１ ・・・式３
   Ｖ_１＜Ｖ_１＋Ｖ_２＜２×Ｖ_１ ・・・式４