JP2016149342A - 内燃機関用の点火プラグ - Google Patents

Abstract

【課題】自動車等に備えられる内燃機関に適した内燃機関用の点火プラグを提供すること。【解決手段】内燃機関用の点火プラグ１は筒状の外部導体１０、筒状誘電体２０、中心電極３０を備える。筒状誘電体２０は外部導体１０の内側に保持され、外部導体１０の先端から露出した誘電体先端部２１を有する。中心電極３０は筒状誘電体２０の内側に保持され、筒状誘電体２０の先端から露出した電極先端部３１を有する。当該点火プラグ１は中心電極３０に高周波電圧が印加されて電極先端部３１からプラグ軸方向Ｙの先端側Ｙ１に向けて放電Ｓ２を形成するように構成されている。そして、電極先端部３１と誘電体先端部２１との間には、中心電極３０に高周波電圧が印加されると、上記放電Ｓ２に先立って電極先端部３１と誘電体先端部２１との間に部分放電Ｓ１が生じるよう両者を離隔させる空間部５０が形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関用の点火プラグに関する。

内燃機関の燃焼室に充填された空気燃料混合気に点火する点火プラグとして、高周波電気エネルギにより点火するものがある。このような点火プラグの例として、特許文献１には、中心電極としての内側導体と、接地電極としての外側導体と、両者の先端において両者の間に設けられる誘電体としてのパッキンとを有する同軸導波構造体を備える点火プラグが開示されている。特許文献１に開示の構成では、同軸導波構造体の先端を内燃機関の燃焼室に突出させる。そして、同軸導波構造体に高周波電圧を印加して内側導体の先端に電界集中させることにより、当該先端にマイクロ波プラズマからなる自由プラズマが形成される。かかる自由プラズマによって当該同軸導波構造体の先端に放電が形成されることにより、燃焼室内の空気燃料混合気に点火される。

特許第４４０４７７０号公報

しかしながら、特許文献１に開示される構成では、マイクロ波による電界集中だけによって放電を形成していることから、高圧力場における放電形成は困難である。例えば、出力が５００Ｗのマイクロ波発振器を用いた場合には、常温での放電形成限界圧力は２気圧程度である。また、アンテナとしての内側導体（すなわち、中心電極）の端部が、高周波による加熱やエンジン筒内の燃焼による加熱に基づいて高温（例えば、ノック限界の９００℃程度）になった場合でも、その放電形成限界圧力は高々８気圧程度である。一方、自動車等の内燃機関における燃焼室の内圧は、高負荷域では２０気圧以上であって、上述の放電形成限界圧力よりも大きい。そのため、自動車等の内燃機関において、高負荷域では、マイクロ波の電界集中だけによって放電を形成することは困難である。

かかる高負荷域でのマイクロ波の電界集中による放電形成を容易にするには、第１の方法として大出力のマイクロ波発振器を用いて電界強度を高めることや、第２の方法として火花放電、レーザなどの放電形成アシストを併用することが考えられる。しかし、第１の方法では、電界強度は入力電力の平方根に比例するため、電界強度を高めるには消費エネルギの大幅な増大を招くという問題が生じる。また、大出力のマイクロ波発振器を使用することに伴うコストの増加及び体格の大型化という問題も生じる。また、第２の方法では、点火システムの複雑化、装置全体の大型化、部品点数の増加に伴う高コスト化という問題が生じる。そのため、いずれも自動車等に備えられる内燃機関に使用するのに適していない。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、自動車等に備えられる内燃機関に適した内燃機関用の点火プラグを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、筒状の外部導体（１０）と、
上記外部導体（１０）の内側に保持されるとともに、上記外部導体におけるプラグ軸方向（Ｙ）の先端側（Ｙ１）に露出した誘電体先端部（２１、２１０、２１１、２１２）を有する筒状誘電体（２０、２００、２０１、２０２）と、
上記筒状誘電体の内側に保持されるとともに、上記筒状誘電体におけるプラグ軸方向の先端側に露出した電極先端部（３１、３１０、３１１）を有する中心電極（３０、３００、３０１）と、
を備え、
上記中心電極に高周波電圧が印加されて上記電極先端部からプラグ軸方向の先端側に向けて放電を形成するように構成された内燃機関用の点火プラグ（１）であって、
上記電極先端部と上記誘電体先端部との間には、上記中心電極に高周波電圧が印加されたときに、上記放電に先立って上記電極先端部と上記誘電体先端部との間において上記電極先端部から部分放電が生じるように両者を離隔させる空間部（５０、５００、５０１、５０２、５０３、５０４、５０５）が形成されていることを特徴とする内燃機関用の点火プラグ（１）にある。

上記内燃機関用の点火プラグにおいては、中心電極に高周波電圧が印加されると、まず、中心電極が加熱されて、中心電極と筒状誘電体との間に形成された空間部における気体密度が低下することにより、当該空間部内の気圧が低下することとなる。これにより、当該空間部における放電開始電圧が低下するため、当該空間部において部分放電が発生しやすくなる。そして、さらに高周波電圧が印加されることにより、電極先端部から当該空間部内に部分放電が形成される。形成された部分放電は、高周波電圧の印加によって中心電極の電極先端部から放出された高周波エネルギを吸収することにより電極先端部からプラグ軸方向の先端側に向かって伸長して、電極先端部から先端側に向けて放電が形成されることとなる。

すなわち、上述の部分放電が中心電極の電極先端部からプラグ軸方向の先端側に向けて形成される放電のトリガ放電となり、より小さなエネルギ（すなわち、低い電界強度）で電極先端部から先端側に向かって放電形成が可能となる。これにより、例えば、２０気圧以上の高圧力条件においても高周波電圧の印加に基づく電界集中による放電形成が容易となる。その結果、内燃機関における高ＥＧＲ条件下での着火限界（いわゆる、ＥＧＲ限界）や、希薄燃料条件（すなわち、リーン燃焼）の着火限界（いわゆる、リーン限界）を改善して内燃機関における熱効率の向上を図ることができ、燃費の向上に寄与することができる。

そして、上記内燃機関用の点火プラグにおいては、大出力のマイクロ波発振器を使用する必要がないため、消費エネルギの低減、コスト低下が可能となり、体格の大型化及び点火システムの複雑化を抑制できる。そのため、自動車用等の内燃機関に使用することに一層適した内燃機関用の点火プラグとなる。

以上のごとく、上記態様によれば、自動車用等の内燃機関に使用することに一層適した内燃機関用の点火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、後述する実施例に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施例１における、内燃機関用の点火プラグの斜視図。 実施例１における、内燃機関用の点火プラグの先端断面図。 実施例１における、内燃機関用の点火プラグでの放電形成を示す模式図。 実施例１における、内燃機関用の点火プラグでの放電形成を示す図。 実施例１における、放電試験の結果を示す図。 実施例２における、内燃機関用の点火プラグの斜視図。 実施例２における、内燃機関用の点火プラグの先端断面図。 実施例２における、内燃機関用の点火プラグでの放電形成を示す模式図。 実施例３における、内燃機関用の点火プラグの先端断面図。 実施例４における、内燃機関用の点火プラグの先端断面図。 実施例５における、内燃機関用の点火プラグの先端断面図。 実施例６における、内燃機関用の点火プラグの先端断面図。 実施例７における、内燃機関用の点火プラグの先端断面図。 実施例８における、内燃機関用の点火プラグの先端断面図。

本発明の内燃機関用の点火プラグは、自動車等に備えられる内燃機関における着火手段として用いることができる。
上記内燃機関用の点火プラグにおいて、燃焼室へ挿入される側を先端側とし、先端側の端部を先端というものとする。また先端側の反対側を基端側とし、基端側の端部を基端というものとする。
また、本明細書において、プラグ軸方向とは、点火プラグの軸方向を意味する。
また、本明細書において、上記空間部は、電極先端部と誘電体先端部との間に空気層を介在させるものであって、電極先端部の外側縁部と誘電体先端部の内側縁部とを結ぶ仮想線分を含む空間として規定されるものである。

（実施例１）
上記内燃機関用の点火プラグの実施例につき、図１〜図３を用いて説明する。
実施例１の内燃機関用の点火プラグ１は、図１、図２に示すように、外部導体１０、筒状誘電体２０及び中心電極３０を備える。
外部導体１０は、筒状を成している。
筒状誘電体２０は、外部導体１０の内側に保持されるとともに、外部導体１０におけるプラグ軸方向Ｙの先端側Ｙ１に露出した誘導体先端部２１を有する。
中心電極３０は、筒状誘電体２０の内側に保持されるとともに、筒状誘電体２０におけるプラグ軸方向Ｙの先端側Ｙ１に露出した電極先端部３１を有する。
そして、内燃機関用の点火プラグ１は、図３に示すように、中心電極３０に高周波電圧が印加されて電極先端部３１からプラグ軸方向Ｙの先端側Ｙ１に向けて放電Ｓ２を形成するように構成されている。電極先端部３１と誘電体先端部２１との間には、中心電極３０に高周波電圧が印加されたときに、電極先端部３１からプラグ軸方向Ｙの先端側Ｙ１に向かって形成される放電Ｓ２に先立って電極先端部３１と誘電体先端部２１との間において電極先端部３１から部分放電Ｓ１が生じるように両者を離隔させる空間部５０が形成されている。
なお、本例では、プラグ軸方向Ｙの先端の方向を先端側Ｙ１とし、先端側Ｙ１と反対側を基端側Ｙ２とする。

以下、本例の内燃機関用の点火プラグ１（以下、単に「点火プラグ１」ともいう）について、詳述する。
図１に示すように、本例では、外部導体１０は、円筒状の第１外部導体１１と、第１外部導体１１の内側に中心軸を共有するように設けられた円筒状の第２外部導体１２とからなる。第１外部導体１１と第２外部導体１２との間には、隙間１０ａが形成されている。第１外部導体１１は、点火プラグ１のハウジング１３も兼ねており、ハウジング１３の外周面には内燃機関に螺合するための取付ネジ部１３１が形成されている。

図２に示すように、筒状誘電体２０は第１外部導体１１及び第２外部導体１２と中心軸を共有するように第２外部導体１２の内側に設けられている。筒状誘電体２０の先端側Ｙ１の先端である誘電体先端部２１は、第２外部導体１２の先端側Ｙ１の端部である外部導体先端部１２１よりも先端側Ｙ１に位置している。すなわち、筒状誘電体２０の誘電体先端部２１は先端側Ｙ１に突出している。筒状誘電体２０の材料として、電極先端部３１の電界強度を向上する材料を採用することが好ましい。電極先端部３１の電界強度を向上することにより、電極先端部３１と誘電体先端部２１との間に部分放電が形成されやすくなるからである。電極先端部３１の電界強度を向上する筒状誘電体２０の材料として、誘電率の高い材質（例えばアルミナ）を用いることができる。

中心電極３０は円柱形状を有しており、筒状誘電体２０と中心軸を共有するように筒状誘電体２０の内側に設けられている。中心電極３０の外径は筒状誘電体２０の内径よりも小さくなっており、中心電極３０の外周面３１ｂと、筒状誘電体２０の内周面２１ｂとは離隔している。中心電極３０の先端側Ｙ１の端部である電極先端部３１は、誘電体先端部２１よりも基端側Ｙ２に位置している。そして、第２外部導体１２の外部導体先端部１２１と、プラグ軸方向Ｙにおける位置が同一となっている。

中心電極３０の材料として、中心電極３０の電極先端部３１が加熱され易いようにするために、比較的導電率の低い材料又は当該材料を一部に含む材料を用いることができる。このような材料として、例えば銅よりも導電率の低い材料を用いることができる。なお、電極先端部３１のみがこのような材料からなることとしてもよい。この場合にも電極先端部３１が加熱され易いようにすることができる。

また、中心電極３０の材料として、中心電極３０の電極先端部３１が加熱され易いようにするために、高周波エネルギを吸収しやすい材料又は当該材料を一部に含む材料を用いることができる。あるいは、中心電極３０の外周面３１ｂ又は筒状誘電体２０の内周面２１ｂに高周波エネルギを吸収しやすい材料をコーティングすることにより、中心電極３０の電極先端部３１が加熱され易いようにしてもよい。高周波エネルギを吸収しやすい材料として、例えばカーボンを用いることができる。高周波エネルギを吸収しやすい材料を一部に含む材料として、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いることができる。

空間部５０は、図２に示すように、筒状誘電体２０の内周面２１ｂと中心電極３０の電極先端部３１及び外周面３１ｂとによって囲まれた空間として形成されている。空間部５０は、電極先端部３１の外側縁部３１ａと誘電体先端部２１の内側縁部２１ａとを結ぶ仮想線分Ｌを含む空間である。すなわち、空間部５０により電極先端部３１と誘電体先端部２１とが離隔している。なお、外部導体１０、筒状誘電体２０及び中心電極３０からなる同軸管のプラグ軸方向Ｙの長さは、電極先端部３１の電界強度が最大となる大きさにすることができ、例えば、印加される高周波の波長の１／４の大きさにすることができる。

点火プラグ１は、図示しない高周波（例えば、マイクロ波）発生器に接続されており、高周波発生器から出力された高周波電力が中心電極３０に入力されるように構成されている。

次に、本例の作用効果につき説明する。
本例の内燃機関用の点火プラグ１においては、中心電極３０に高周波電圧が印加されると、まず、中心電極３０が加熱されて、当該電極先端部３１と誘電体先端部２１との間に形成された空間部５０における気体密度が低下することとなる。これにより、放電開始電圧が低下するため、当該空間部５０において部分放電が発生しやすくなる。そして、さらに高周波電圧が印加されると、図３に示すように、電極先端部３１から当該空間部５０内に部分放電Ｓ１が生じる。当該部分放電Ｓ１は、高周波電圧の印加によって中心電極３０の電極先端部３１から放出された高周波（例えば、マイクロ波）エネルギが入力されることにより電極先端部３１からプラグ軸方向Ｙの先端側Ｙ１に伸長して開放電極すなわちアンテナを形成し、電極先端部３１からプラグ軸方向Ｙの先端側Ｙ１に向けて放電Ｓ２を形成する。これにより、中心電極３０から高周波エネルギが空間部５０に放射されることとなる。

すなわち、上述の部分放電Ｓ１が中心電極３０からプラグ軸方向Ｙの先端側Ｙ１に向かう放電Ｓ２のトリガ放電となり、より小さなエネルギ（すなわち、低い電界強度）で中心電極３０からプラグ軸方向Ｙの先端側Ｙ１に向かう放電Ｓ２の形成が可能となる。これにより、例えば、２０気圧以上の高圧力条件においても高周波電圧の印加に基づく放電形成が容易となる。その結果、内燃機関における高ＥＧＲ条件下での着火限界（いわゆる、ＥＧＲ限界）や、希薄燃料条件下での燃焼（すなわち、リーン燃焼）の着火限界（いわゆる、リーン限界）を改善して内燃機関における熱効率の向上を図ることができ、燃費の向上に寄与することができる。

そして、上記内燃機関用の点火プラグ１においては、大出力のマイクロ波発振器を使用する必要がないため、消費エネルギの低減、コスト低減が可能となり、体格の大型化及び点火システムの複雑化を抑制できる。そのため、自動車等に備えられる内燃機関に使用することに一層適した内燃機関用の点火プラグ１となる。

また、本例では、電極先端部３１は、誘電体先端部２１よりも基端側Ｙ２に位置している。これにより、空間部５０が筒状誘電体２０の内側に形成されることとなる。これにより、空間部５０を十分確保することができ、部分放電の形成を促すことができる。また、当該空間部５０内に形成された部分放電が内燃機関の燃焼室内における混合ガスの気流の影響を受けにくくなり、当該部分放電が高周波エネルギの入力により伸長することを促すことができる。その結果、より小さなエネルギ、すなわちより低い電界強度で中心電極３０からプラグ軸方向Ｙの先端側Ｙ１に向かう放電Ｓ２の形成が可能となり、自動車等に備えられる内燃機関に使用することに一層適した内燃機関用の点火プラグ１となる。

また、本例では、電極先端部３１は、プラグ軸方向Ｙにおいて、外部導体１０の先端側Ｙ１の端部１２１と同じ位置に位置している。これにより、電極先端部３１が外部導体１０、筒状誘電体２０及び中心電極３０からなる同軸管の開放端に位置することとなり、電極先端部３１と筒状誘電体２０との間の空間における電極先端部３１近傍の電界強度を最大にすることが可能となり、両者間での部分放電が発生しやすくなる。

また、本例では、筒状誘電体２０の誘電体先端部２１が、第２外部導体１２の先端部１２１から先端側Ｙ１に突出している。これにより、空間部５０を十分確保することができ、部分放電の形成を促すことができる。その結果、中心電極３０からプラグ軸方向Ｙの先端側Ｙ１に向かう放電Ｓ２の形成を促進することができ、自動車等に備えられた内燃機関に使用することに一層適した内燃機関用の点火プラグ１となる。

以上のごとく、本例によれば、自動車用等に備えられた内燃機関に使用することに一層適した内燃機関用の点火プラグ１を提供することができる。

（放電試験）
次に実施例１の内燃機関用の点火プラグ１について放電試験を行った。
点火プラグ１を設置した燃焼室内における空気燃料混合気の圧力（以下、雰囲気圧力という）を０．６ＭＰａ〜５ＭＰａまで変化させて、電極先端部３１からプラグ軸方向Ｙの先端側Ｙ１に向けて形成される放電Ｓ２の放電長さを観測した。なお、本試験では図３に示すように、プラグ軸方向Ｙにおける、誘電体先端部２１から放電Ｓ２の先端側Ｙ１の端部までの長さを放電Ｓ２の放電長さＭとする。

図４（１）に示すように、雰囲気圧力０．６ＭＰａにおいて、中心電極３０への高周波電圧の印加から０．５５ｍｓ経過後に、電極先端部３１からプラグ軸方向Ｙの先端側Ｙ１に向けて放電Ｓ２が形成され始めた。そして、図４（２）に示す０．７５ｍｓ経過後の状態、図４（３）に示す１．０６ｍｓ経過後の状態を経て、図４（４）に示す２．９５ｍｓ経過後において、当該放電Ｓ２が十分長く形成されることが確認された。そして、図５に示すように、雰囲気圧力０．６ＭＰａにおける放電Ｓ２の長さＭは６．０ｍｍであった。また、放電Ｓ２の長さＭは、雰囲気圧力１．０ＭＰａにおいて６．０ｍｍ、雰囲気圧力２．０ＭＰａにおいて３．８ｍｍ、雰囲気圧力３．０ＭＰａにおいて２．６ｍｍ、雰囲気圧力４．０ＭＰａにおいて１．８ｍｍ、雰囲気圧力５．０ＭＰａにおいて１．４ｍｍであった。

以上のように、実施例１の内燃機関用の点火プラグ１において、中心電極３０への高周波電圧の印加後、電極先端部３１からプラグ軸方向Ｙの先端側Ｙ１に向けて充分に長い放電Ｓ２が形成されることが確認された。

（実施例２）
実施例２の内燃機関用の点火プラグ１は、図６、図７、図８に示すように、接地電極４０を備えている。接地電極４０は、外部導体１０から延設されるとともに、電極先端部３１との間にギャップを形成している。そして、本例の内燃機関用の点火プラグ１は、図８に示すように、中心電極３０に高周波電圧が印加されて電極先端部３１と接地電極４０との間に放電Ｓ２を形成するように構成されている。電極先端部３１と誘電体先端部２１との間には、中心電極３０に高周波電圧が印加されたときに、電極先端部３１と接地電極４０との間の放電に先立って電極先端部３１と誘電体先端部２１との間において電極先端部３１から部分放電Ｓ１が生じるように両者を離隔させる空間部５０が形成されている。
その他の構成は、実施例１の場合と同一である。

本例によれば、上述の実施例１の場合と同等の作用効果を奏する。そして、本例では、第１外部導体１１から延設されるとともに、中心電極３０の電極先端部３１との間にギャップを形成する接地電極４０を備え、該ギャップに放電Ｓ２が形成されるように構成されている。これにより、部分放電Ｓ１の形成後に、接地電極４０に向けて、放電Ｓ２の形成を促すことが期待できる。

本例によれば、実施例１の場合と同様に、自動車用等に備えられた内燃機関に使用することに一層適した内燃機関用の点火プラグ１を提供することができる。

（実施例３）
本例の内燃機関用の点火プラグ１は、実施例２における中心電極３０（図７）に替えて、図９に示す中心電極３００を備える。その他の構成要素は実施例２の場合と同様であり、本例においても実施例２の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。

中心電極３００は円柱形状を有しており、図９に示すように、筒状誘電体２０と中心軸を共有するように筒状誘電体２０の内側に設けられている。中心電極３００の先端側Ｙ１の端部である電極先端部３１０は、誘電体先端部２１よりも基端側Ｙ２に位置しているとともに、第２外部導体１２の外部導体先端部１２１よりも基端側Ｙ２に位置している。

筒状誘電体２０の内周面２１ｂと中心電極３００の電極先端部３１０及び外周面３１０ｂとによって囲まれた空間として空間部５００が形成されている。空間部５００は、電極先端部３１０の外側縁部３１０ａと誘電体先端部２１の内側縁部２１ａとを結ぶ仮想線分Ｌを含む空間である。すなわち、空間部５００により電極先端部３１０と誘電体先端部２１とが離隔している。

本例の点火プラグ１においても、実施例２の場合において誘電体先端部２１がプラグ軸方向Ｙにおいて、外部導体先端部１２１と同じ位置にあることによる作用効果を除いて、実施例２と同様の作用効果を奏する。なお、本例では接地電極４０が備えられた構成としているが、これに替えて、実施例１の場合と同様に接地電極４０が備えられていない構成としてもよい。この場合も本例と同等の作用効果を奏する。

（実施例４）
本例の内燃機関用の点火プラグ１は、実施例３における筒状誘電体２０（図９）に替えて、図１０に示す筒状誘電体２００を備える。図１０に示すように、筒状誘電体２００の先端側Ｙ１の端部である誘電体先端部２１０は、プラグ軸方向Ｙにおける位置が第２外部導体１２の先端側Ｙ１の端部である外部導体先端部１２１と同一となっている。すなわち、筒状誘電体２００の誘電体先端部２１０はプラグ軸方向Ｙにおいて外部導体先端部１２１と面一となっている。

図１０に示すように、筒状誘電体２００の内周面２１０ｂと中心電極３００の電極先端部３１０及び外周面３１０ｂとによって囲まれた空間として空間部５０１が形成されている。空間部５０１は、電極先端部３１０の外側縁部３１０ａと誘電体先端部２１０の内側縁部２１０ａとを結ぶ仮想線分Ｌを含む空間である。すなわち、空間部５０１により電極先端部３１０と誘電体先端部２１０とが離隔している。
その他の構成要素は実施例２の場合と同様であり、本例においても実施例２の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。

本例の点火プラグ１においても、実施例３の場合と同様の作用効果を奏する。なお、本例では接地電極４０が備えられた構成としているが、これに替えて、実施例１の場合と同様に接地電極４０が備えられていない構成としてもよい。この場合も本例と同等の作用効果を奏する。

（実施例５）
本例の内燃機関用の点火プラグ１は、図１１に示すように、実施例２における筒状誘電体２０（図７）に替えて、実施例４における筒状誘電体２００（図１０）を備える。すなわち、本例では、筒状誘電体２００の誘電体先端部２１０、中心電極３０の電極先端部３１及び外部導体１０（すなわち、本例における第２外部導体１２）の先端部１２１は面一となっている。

図１１に示すように、筒状誘電体２００の内周面２１０ｂと中心電極３０の外周面３１ｂとによって囲まれた空間として空間部５０２が形成されている。空間部５０２は、電極先端部３１の外側縁部３１ａと誘電体先端部２１０の内側縁部２１０ａとを結ぶ仮想線分Ｌを含む空間である。すなわち、空間部５０２により電極先端部３１と誘電体先端部２１０とが離隔している。
その他の構成要素は実施例３の場合と同様であり、本例においても実施例３の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。

本例の内燃機関用の点火プラグ１によれば、実施例２の場合において電極先端部３１が誘電体先端部２１よりも基端側Ｙ２に位置していることによる作用効果及び、筒状誘電体２０の誘電体先端部２１が第２外部導体１２の先端部１２１から先端側Ｙ１に突出していることによる作用効果を除いて、実施例２と同様の作用効果を奏する。なお、本例では接地電極４０が備えられた構成としているが、これに替えて、実施例１の場合と同様に接地電極４０が備えられていない構成としてもよい。この場合も本例と同等の作用効果を奏する。

（実施例６）
本例の内燃機関用の点火プラグ１は、実施例５の中心電極３０（図１１）に対して、図１２に示すように、電極先端部３１０が誘電体先端部２１０よりも先端側Ｙ１に突出した中心電極３０１を備えている。

図１２に示すように、中心電極３０１の外周面３１１ｂと筒状誘電体２００の内側縁部２１０ａの間の空間として空間部５０３が形成されている。空間部５０３は、電極先端部３１１の外側縁部３１１ａと誘電体先端部２１０の内側縁部２１０ａとを結ぶ仮想線分Ｌを含む空間である。すなわち、空間部５０３により電極先端部３１１と誘電体先端部２１０とが離隔している。その他の構成要素は実施例５の場合と同様であり、本例においても実施例５の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。

本例の内燃機関用の点火プラグ１によれば、図７に示す実施例２の場合において電極先端部３１が誘電体先端部２１よりも基端側Ｙ２に位置していることによる作用効果と、電極先端部３１がプラグ軸方向Ｙにおいて第２外部導体１２の先端部１２１と同じ位置に位置していることによる作用効果と、筒状誘電体２０の誘電体先端部２１が第２外部導体１２の先端部１２１から先端側Ｙ１に突出していることによる作用効果とを除いて、実施例２と同様の作用効果を奏する。なお、本例では接地電極４０が備えられた構成としているが、これに替えて、実施例１の場合と同様に接地電極４０が備えられていない構成としてもよい。この場合も本例と同等の作用効果を奏する。

（実施例７）
本例の内燃機関用の点火プラグ１は、実施例５の筒状誘電体２００（図１１）に替えて、図１３に示すように、筒状誘電体２０１を備えている。筒状誘電体２０１の内径は、中心電極３０の外径と略同一であって、筒状誘電体２０１の内周面２１１ｂは中心電極３０の外周面３１ｂに接している。

図１３に示すように、筒状誘電体２０１の先端側Ｙ１には、中心電極３０を中心とする円錐状に形成された切り欠き部２２１が形成されている。そして、切り欠き部２２１の壁面２２１ａと中心電極３０の外周面３１ｂとによって囲まれた空間として空間部５０４が形成されている。空間部５０４は、電極先端部３１の外側縁部３１ａと誘電体先端部２１１の内側縁部２１１ａとを結ぶ仮想線分Ｌを含む空間である。すなわち、空間部５０４により電極先端部３１と誘電体先端部２１１とが離隔している。

その他の構成要素は実施例５の場合と同様であり、本例においても実施例５の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。本例の点火プラグ１においても、実施例５の場合と同様の作用効果を奏する。

なお、本例では、切り欠き部２２１を円錐状に形成したが、これに限らず、中心電極３０の電極先端部３１の周囲に、部分放電の形成が可能な程度の空間からなる空間部が形成されていればよい。また、本例では接地電極４０が備えられた構成としているが、これに替えて、実施例１の場合と同様に接地電極４０が備えられていない構成としてもよい。この場合も本例と同等の作用効果を奏する。

（実施例８）
本例の内燃機関用の点火プラグ１は、実施例７の筒状誘電体２０１（図１３）に替えて、図１４に示すように、筒状誘電体２０２を備えている。筒状誘電体２０２の内径は、中心電極３０の外径と略同一であって、筒状誘電体２０１の内周面２１２ｂと中心電極３０の外周面３１ｂとが接している。筒状誘電体２０２の誘電体先端部２１２は、中心電極３０の電極先端部３１及び外部導体１０（第１外部導体１２）の先端部１２１よりも先端側Ｙ１に位置している。

図１４に示すように、筒状誘電体２０２の内周面２１２ｂと中心電極３０の電極先端部３１とによって囲まれた空間として空間部５０５が形成されている。空間部５０５は、電極先端部３１の外側縁部３１ａと誘電体先端部２１２の内側縁部２１２ａとを結ぶ仮想線分Ｌを含む空間である。

その他の構成要素は実施例７の場合と同様であり、本例においても実施例７の場合と同一の符号を用いてその説明を省略する。本例の点火プラグ１においても、実施例７の場合と同様の作用効果を奏する。なお、本例では接地電極４０が備えられた構成としているが、これに替えて、実施例１の場合と同様に接地電極４０が備えられていない構成としてもよい。この場合も本例と同等の作用効果を奏する。

本発明は上記各実施例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、種々の実施例に適用することが可能である。

１ 内燃機関用の点火プラグ
１０ 外部導体
２０、２００、２０１、２０２ 筒状誘電体
２１、２１０、２１１、２１２ 誘導体先端部
３０、３００、３０１ 中心電極
３１、３１０、３１１ 電極先端部
４０ 接地電極
５０、５００、５０１、５０２、５０３、５０４、５０５ 空間部

上記内燃機関用の点火プラグにおいては、中心電極に高周波電圧が印加されると、まず、中心電極が加熱されて、中心電極と筒状誘電体との間に形成された空間部における気体密度が低下することとなる。これにより、当該空間部における放電開始電圧が低下するため、当該空間部において部分放電が発生しやすくなる。そして、さらに高周波電圧が印加されることにより、電極先端部から当該空間部内に部分放電が形成される。形成された部分放電は、高周波電圧の印加によって中心電極の電極先端部から放出された高周波エネルギを吸収することにより電極先端部からプラグ軸方向の先端側に向かって伸長して、電極先端部から先端側に向けて放電が形成されることとなる。

Claims (5)

1. 筒状の外部導体（１０）と、
   上記外部導体（１０）の内側に保持されるとともに、上記外部導体におけるプラグ軸方向（Ｙ）の先端側（Ｙ１）に露出した誘電体先端部（２１、２１０、２１１、２１２）を有する筒状誘電体（２０、２００、２０１、２０２）と、
   上記筒状誘電体の内側に保持されるとともに、上記筒状誘電体におけるプラグ軸方向の先端側に露出した電極先端部（３１、３１０、３１１）を有する中心電極（３０、３００、３０１）と、
   を備え、
   上記中心電極に高周波電圧が印加されて上記電極先端部からプラグ軸方向の先端側に向けて放電を形成するように構成された内燃機関用の点火プラグ（１）であって、
   上記電極先端部と上記誘電体先端部との間には、上記中心電極に高周波電圧が印加されたときに、上記放電に先立って上記電極先端部と上記誘電体先端部との間において上記電極先端部から部分放電が生じるように両者を離隔させる空間部（５０、５００、５０１、５０２、５０３、５０４、５０５）が形成されていることを特徴とする内燃機関用の点火プラグ（１）。
2. 上記電極先端部は、上記誘電体先端部よりもプラグ軸方向の基端側（Ｙ２）に位置していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用の点火プラグ。
3. 上記電極先端部は、プラグ軸方向において、上記外部導体の先端側の端部（１２１）と同じ位置に位置していることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関用の点火プラグ。
4. 上記誘電体先端部は、上記外部導体におけるプラグ軸方向の先端側の端部よりも上記先端側に位置していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火プラグ。
5. 上記外部導体から延設されるとともに、上記電極先端部との間にギャップを形成する接地電極（４０）を備え、該ギャップに上記放電が形成されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火プラグ。