JP2017010699A - 点火プラグおよび点火装置 - Google Patents

Abstract

【課題】点火プラグにおいて過早着火を防止しつつ着火性を向上させる。
【解決手段】点火プラグにおいて、絶縁体の部位のうち主体金具から先端側に突出する部位の体積Ｖ１は、４５ｍｍ^３以上であり；軸線方向において絶縁体が主体金具から先端側に突出する長さＨを基準とするとき、絶縁体の部位のうち軸線方向において絶縁体の先端から長さＨ／２までの部位の体積Ｖ２は、０．１８≦Ｖ２／Ｖ１≦０．３７を満たす。
【選択図】図３

Description

本発明は、点火プラグおよび点火装置に関する。

内燃機関の燃焼室における混合気に点火する点火装置として、非平衡プラズマを用いて点火する点火装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような点火装置は、中心電極を内包する絶縁体を有する点火プラグを備え、交流電圧または複数回のパルス電圧を中心電極に印加することによって、絶縁体の表面に非平衡プラズマを発生させる。

特開２０１４−１２３４３５号公報

特許文献１の点火装置では、非平衡プラズマの生成量を増加させることによって着火性を向上させる観点から、点火プラグの絶縁体が燃焼室へとより長く突出していることが効果的である。しかしながら、点火プラグの絶縁体が燃焼室に突出するほど燃焼熱によって絶縁体が加熱されやすくなり、絶縁体の温度が過剰に上昇した場合、その絶縁体の熱により混合気が着火することによって、意図する燃焼タイミングより早く混合気が着火する過早着火（プレイグニッション）が発生するという課題があった。過早着火は、内燃機関を損傷させる要因となる。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態は、先端側から後端側へと軸線方向に延びた中心電極と；有底筒状を成し、前記中心電極の先端を内包する絶縁体と；前記軸線方向に延びた筒状を成し、前記先端側に前記絶縁体が突出する状態で前記絶縁体を保持する主体金具とを備える点火プラグを提供する。この点火プラグにおいて、前記絶縁体の部位のうち前記主体金具から前記先端側に突出する部位の体積Ｖ１は、４５ｍｍ^３以上であり；前記軸線方向において前記絶縁体が前記主体金具から前記先端側に突出する長さＨを基準とするとき、前記絶縁体の部位のうち前記軸線方向において前記絶縁体の先端から長さＨ／２までの部位の体積Ｖ２は、０．１８≦Ｖ２／Ｖ１≦０．３７を満たす。この形態によれば、０．１８≦Ｖ２／Ｖ１を満たすことによって絶縁体の先端からの熱引きを十分に確保できるため、絶縁体の熱による過早着火の発生を防止できる。また、Ｖ２／Ｖ１≦０．３７を満たすことによって、カーボンの堆積を防止できる程度に絶縁体の温度を維持できるため、絶縁体へのカーボンの堆積による非平衡プラズマの生成量の低下を防止できる。これらの結果、過早着火を防止しつつ着火性を向上させることができる。

（２）上記形態の点火プラグにおいて、前記主体金具の先端孔の内径Ｘと、前記絶縁体の部位のうち前記先端孔に対向する部位の外径Ｙとは、０ｍｍ＜Ｘ−Ｙ≦１．０ｍｍを満たしてもよい。この形態によれば、絶縁体から主体金具を通じた熱引きを向上させることができる。したがって、絶縁体の熱による過早着火の発生をいっそう防止できる。

（３）上記形態の点火プラグにおいて、前記長さＨは、９．７ｍｍ以下であり、前記絶縁体は、前記主体金具から突出し、第１の外径を有する第１の外径部と；前記第１の外径より小さな第２の外径Ｄを有し、前記絶縁体における前記第１の外径部より前記先端側を構成する第２の外径部と；を含み、前記軸線方向における前記第２の外径部の長さＬは、Ｄ／Ｌ≦０．７５を満たしてもよい。この形態によれば、振動による絶縁体の損傷を防止できる。言い換えると、絶縁体の耐振動性を向上させることができる。

（４）上記形態の点火プラグにおいて、前記中心電極は、前記軸線方向において前記絶縁体の前記先端から長さＨ／２までの範囲に、自身の前記後端側より外径が大きい部位を有してもよい。この形態によれば、絶縁体の先端側において非平衡プラズマの生成量を増加させることができる。

（５）上記形態の点火プラグにおいて、前記絶縁体は、前記軸線方向において前記絶縁体の前記先端から長さＨ／２までの範囲に、前記先端側に向かうに従って外径が小さくなる部位を有してもよい。この形態によれば、絶縁体の耐振動性を向上させることができる。

（６）本発明の一形態は、点火装置を提供する。この点火装置は、上記形態の点火プラグと；交流電圧または複数回のパルス電圧を前記中心電極に印加することによって、前記絶縁体の表面に非平衡プラズマを発生させる電圧印加部とを備える。この形態によれば、過早着火を防止しつつ、非平衡プラズマによる着火性を向上させることができる。

本発明は、点火プラグおよび点火装置とは異なる種々の形態で実現可能であり、例えば、点火プラグの部品、ならびに点火方法などの形態で実現可能である。

点火装置の構成を示す説明図である。 点火プラグの構成を示す説明図である。 点火プラグの詳細構成を示す説明図である。 点火プラグの耐熱性および耐汚損性を評価した結果を示す表である。 点火プラグの耐振動性を評価した結果を示す表である。 第２実施形態における点火プラグの詳細構成を示す説明図である。 第３実施形態における点火プラグの詳細構成を示す説明図である。

Ａ．第１実施形態
Ａ１．点火装置の構成
図１は、点火装置２０の構成を示す説明図である。点火装置２０は、内燃機関９０の燃焼室９２における混合気に点火する装置である。点火装置２０は、点火プラグ１０と、電圧印加部２２とを備える。

点火装置２０の点火プラグ１０は、内燃機関９０に取り付けられている。点火プラグ１０の先端は、燃焼室９２の内側に露出している。点火プラグ１０の後端は、電圧印加部２２と電気的に接続されている。点火プラグ１０の詳細についは後述する。

点火装置２０の電圧印加部２２は、交流電圧または複数回のパルス電圧を点火プラグ１０に印加する。これによって、点火プラグ１０の先端において、非平衡プラズマが発生する。この非平衡プラズマによって、燃焼室９２における混合気が着火する。本実施形態では、電圧印加部２２は、鉛蓄電池から供給される電力を用いて、点火プラグ１０に電圧を印加する。

Ａ２．点火プラグの構成
図２は、点火プラグ１０の構成を示す説明図である。図２には、点火プラグ１０の軸線ＡＬを境界として、紙面右側に点火プラグ１０の外観形状が図示され、紙面左側に点火プラグ１０の断面形状が図示されている。本実施形態の説明では、点火プラグ１０における図２の紙面下側を「先端側」といい、図２の紙面上側を「後端側」という。

図２には、ＸＹＺ軸が図示されている。図２のＸＹＺ軸は、互いに直交する３つの空間軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を有する。本実施形態では、Ｚ軸は、点火プラグ１０の軸線ＡＬに沿った軸である。Ｘ軸に沿ったＸ軸方向のうち、＋Ｘ軸方向は、紙面手前から紙面奥に向かう方向であり、−Ｘ軸方向は、＋Ｘ軸方向に対する逆方向である。Ｙ軸に沿ったＹ軸方向のうち、＋Ｙ軸方向は、紙面右側から紙面左側に向かう方向であり、−Ｙ軸方向は、＋Ｙ軸方向に対する逆方向である。Ｚ軸に沿ったＺ軸方向（軸線方向）のうち、＋Ｚ軸方向は、先端側から後端側に向かう方向であり、−Ｚ軸方向は、＋Ｚ軸方向に対する逆方向である。図２のＸＹＺ軸は、他の図におけるＸＹＺ軸に対応する。

点火プラグ１０は、中心電極１００と、絶縁体２００と、主体金具３００とを備える。本実施形態では、点火プラグ１０の軸線ＡＬは、中心電極１００と、絶縁体２００と、主体金具３００などの各部材の軸線でもある。

点火プラグ１０の中心電極１００は、導電性を有する部材である。本実施形態では、中心電極１００は、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするニッケル合金（例えば、インコネル６００（「ＩＮＣＯＮＥＬ」は登録商標））から主に成る。中心電極１００は、先端側から後端側へと軸線方向に延びた形状を成す。本実施形態では、中心電極１００は、軸線ＡＬを中心に延びた棒状を成す。

中心電極１００は、絶縁体２００の内側に設けられている。本実施形態では、中心電極１００は、シール材１６０および端子１８０を介して絶縁体２００の後端側へと電気的に接続されている。シール材１６０は、絶縁体２００の内側に設けられ、中心電極１００と端子１８０との間を接続する導体である。端子１８０は、絶縁体２００から後端側へ突出し、電圧印加部２２へと接続される導体である。中心電極１００は、シール材１６０および端子１８０を介して電圧印加部２２から電圧の印加を受ける。

点火プラグ１０の絶縁体２００は、電気絶縁性を有する部材である。本実施形態では、絶縁体２００は、絶縁性材料（例えば、アルミナ）を焼成したセラミックスである。絶縁体２００は、先端側に底を有する有底筒状を成す。絶縁体２００は、中心電極１００の先端を内包する。本実施形態では、絶縁体２００は、軸線ＡＬを中心に延びた軸孔２９０を有する。本実施形態では、軸孔２９０には、先端側から順に、中心電極１００、シール材１６０および端子１８０が設けられている。

点火プラグ１０の主体金具３００は、導電性を有する部材である。本実施形態では、主体金具３００は、低炭素鋼から主に成る。主体金具３００は、軸線方向に延びた筒状を成す。主体金具３００は、先端側に絶縁体２００が突出する状態で絶縁体２００を保持する。本実施形態では、主体金具３００は、パッキン４１０を介して絶縁体２００の先端側を保持する。本実施形態では、主体金具３００は、リング４２０とリング４４０との間に充填された滑石粉末４３０を介して、絶縁体２００の後端側を保持する。本実施形態では、主体金具３００は、先端部３１０と、雄ねじ部３２０と、胴部３３０と、工具係合部３４０とを有する。

主体金具３００の先端部３１０は、主体金具３００の先端を構成する。本実施形態では、先端部３１０は、Ｘ軸およびＹ軸に沿った＋Ｚ軸方向を向いた平面である。本実施形態では、先端部３１０は、中空円状の平面である。先端部３１０の中央からは、絶縁体２００が先端側に突出する。

主体金具３００の雄ねじ部３２０は、先端部３１０より後端側に形成され、雄ねじが外周に形成された円筒状の部位である。雄ねじ部３２０が内燃機関９０に形成された雌ねじ（図示しない）に嵌まり合うことによって、点火プラグ１０は、内燃機関９０に固定される。本実施形態では、雄ねじ部３２０の呼び径は、Ｍ１４である。他の実施形態では、雄ねじ部３２０の呼び径は、Ｍ１４より小さくてもよいし（例えば、Ｍ１０，Ｍ１２）、Ｍ１４より大きくてもよい。

主体金具３００の胴部３３０は、雄ねじ部３２０より後端側に形成され、雄ねじ部３２０より外周方向に張り出した部位である。点火プラグ１０を内燃機関９０に取り付けた状態で、胴部３３０は、内燃機関９０に対してガスケット５００を押し当てる。

主体金具３００の工具係合部３４０は、胴部３３０より後端側に形成され、外周方向に多角形状に張り出した部位である。工具係合部３４０は、点火プラグ１０を内燃機関９０に取り付けるための工具（図示しない）に係合する形状を成す。本実施形態では、工具係合部３４０の外周形状は、六角形を成す。

図３は、点火プラグ１０の詳細構成を示す説明図である。図３には、点火プラグ１０の先端側における詳細構成が図示されている。

図３に示す長さＨは、軸線方向において絶縁体２００が主体金具３００から先端側に突出する長さである。非平衡プラズマの生成量を増加させる観点から、絶縁体２００の部位のうち主体金具３００から先端側に突出する部位の体積Ｖ１は、４５ｍｍ^３以上であることが好ましい。

絶縁体２００の熱による過早着火の発生を防止する観点から、絶縁体２００の部位のうち軸線方向において絶縁体２００の先端から長さＨ／２までの部位の体積Ｖ２は、０．１８≦Ｖ２／Ｖ１を満たすことが好ましい。また、絶縁体２００へのカーボンの堆積による非平衡プラズマの生成量の低下を防止する観点から、体積Ｖ２は、Ｖ２／Ｖ１≦０．３７を満たすことが好ましい。

図３に示す内径Ｘは、主体金具３００の先端孔３９０の内径である。図３に示す外径Ｙは、絶縁体２００の部位のうち先端孔３９０に対向する部位の外径である。絶縁体２００から主体金具３００を通じた熱引きを向上させる観点から、径差（Ｘ−Ｙ）は、０ｍｍより大きく、１．０ｍｍ以下であることが好ましい。

本実施形態では、絶縁体２００は、主体金具３００から突出した突出部として、元部２１０と、先部２２０とを有する。絶縁体２００の元部２１０は、外径Ｙを有する第１の外径部である。絶縁体２００の先部２２０は、外径Ｙより小さな外径Ｄを有し、元部２１０より先端側を構成する第２の外径部である。図３の長さＬは、軸線方向における先部２２０の長さであり、元部２１０へと繋がる曲面Ｒまでの長さである。振動による絶縁体２００の損傷を防止する観点から、長さＨは９．７ｍｍ以下であるとともに、比Ｄ／Ｌは０．７５以下であることが好ましい。

図３に示すＤｃは、中心電極１００の軸径である。図３に示す長さＬｃは、軸線方向において中心電極１００が主体金具３００から先端側に突出する長さである。

Ａ３．評価試験
図４は、点火プラグの耐熱性および耐汚損性を評価した結果を示す表である。図４の評価試験では、試験者は、相互に仕様が異なる複数の点火プラグである試料Ｓ１〜Ｓ１２を用意した。試料Ｓ１〜Ｓ１２は、各部の寸法が異なる点を除き、点火プラグ１０と同様である。図４に各試料の仕様として示す項目は、点火プラグ１０として説明した同じ符号の項目に対応する。各試料の「金具呼び径」は、主体金具の雄ねじ部に形成されている雄ねじの呼び径である。

試験者は、各試料に対して耐熱評価を行った。耐熱評価では、試験者は、排気量１．６リットルの４気筒ＤＯＨＣエンジンに各試料を取り付けた後、標準の点火時期から所定角度ずつ点火時期を進角させながら、点火時期ごとに２分間、エンジンを運転した。エンジンを運転している間、試験者は、各試料に印加される電流の波形に基づいてプレイグニッション（過早着火）の有無を確認した。なお、プレイグニッションが発生する進角が大きいほど、その試料は、プレイグニッションが発生しにくい点火プラグ、すなわち、耐熱性に優れた点火プラグである。

試験者は、次の評価基準に基づいて各試料の耐熱性を評価した。
＜耐熱性の評価基準＞
優（◎）：進角＋４°までプレイグニッション発生なし。
良（○）：進角＋２°までプレイグニッション発生なし。
不可（×）：進角＋２°までにプレイグニッション発生あり。

体積比Ｖ２／Ｖ１が０．１８未満である試料Ｓ１については、進角＋２°でプレイグニッションが発生したことから、耐熱性が不十分であることがわかった。この結果は、絶縁体２００の先端側の体積Ｖ２が、体積Ｖ１および燃焼熱との関係で小さすぎたために、絶縁体２００の先端側が過剰に加熱されたことに起因すると考えられる。

体積比Ｖ２／Ｖ１が０．１８以上である試料Ｓ２〜Ｓ１２については、進角＋２°までにプレイグニッションが発生せず、さらに進角＋４°までプレイグニッションが発生しないものもあり、耐熱性を確保できることがわかった。この結果は、絶縁体２００の先端側の体積Ｖ２が、体積Ｖ１および燃焼熱との関係で適度に確保されていたために、絶縁体２００の先端側が過剰に加熱される前に、後端側へと効果的に熱を逃すことができたことに起因すると考えられる。

体積比Ｖ２／Ｖ１が０．１８以上である試料Ｓ２〜Ｓ１２のうち、径差（Ｘ−Ｙ）が１．０ｍｍ以下である試料Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５〜Ｓ１０，Ｓ１２については、進角＋４°までプレイグニッションが発生せず、耐熱性を十分に確保できることがわかった。この結果は、絶縁体２００と主体金具３００との隙間が試料Ｓ４，Ｓ１１と比較して狭かったために、絶縁体２００から主体金具３００へと効果的に熱を逃すことができたことに起因すると考えられる。

試験者は、耐熱評価とは別に、各試料に対して耐汚損評価を行った。耐汚損評価では、−１０℃の低温試験室に設置されたシャシダイナモメータに、排気量１．６リットルの４気筒ＤＯＨＣエンジンを搭載した車両を配置し、そのエンジンに各試料を取り付けた。その後、試験者は、次の一連の運転パターンを１サイクルとして、その運転パターンを１０サイクル繰り返した。

＜運転パターン＞
運転１：３回の空吹かしを行った後、３速ギア・速度３５ｋｍ／時で車両を４０秒間走行した後、９０秒間のアイドリングを挟み、再度、３速ギア・速度３５ｋｍ／時で車両を４０秒間走行。その後、エンジンを停止して冷却。
運転２：運転１に次いで、３回の空吹かしを行った後、１速ギア・速度１５ｋｍ／時で車両を２０秒間走行することを、３０秒間のアイドリングを挟みつつ合計３回実施。その後、エンジンを停止して冷却。

試験者は、次の評価基準に基づいて各試料の耐汚損性を評価した。
＜耐汚損性の評価基準＞
良（○）：エンジンの失火が発生することなく１０サイクルの運転を達成。
不可（×）：１０サイクルの運転を達成する前にエンジンの失火が発生。

体積比Ｖ２／Ｖ１が０．３７超過である試料Ｓ１２については、１０サイクルの運転を達成する前にエンジンの失火が発生したことから、耐汚損性が不十分であることがわかった。この結果は、絶縁体２００の先端側の体積Ｖ２が、体積Ｖ１および燃焼熱との関係で大きすぎたために、絶縁体２００の先端側が十分に加熱されなかったことに起因すると考えられる。絶縁体２００の先端側が十分に加熱されない場合、絶縁体２００の表面にカーボンが堆積することによって、絶縁体２００の表面における非平衡プラズマの生成量が低下する。その結果、エンジンの失火が発生しやすくなる。

体積比Ｖ２／Ｖ１が０．３７以下である試料Ｓ１〜Ｓ１１については、エンジンの失火が発生することなく１０サイクルの運転を達成できたことから、耐汚損性を確保できることがわかった。この結果は、絶縁体２００の先端側の体積Ｖ２が、体積Ｖ１および燃焼熱との関係で適度に確保されていたために、絶縁体２００の表面に付着したカーボンを焼き切ることが可能な程度にまで、絶縁体２００の先端側が十分に加熱されたことに起因すると考えられる。耐汚損性に関しては、径差（Ｘ−Ｙ）による影響は見られなかった。

図５は、点火プラグの耐振動性を評価した結果を示す表である。図５の評価試験では、試験者は、図４の評価試験に用いた試料Ｓ１〜Ｓ１２のうち、耐熱性に優れた試料Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５〜Ｓ１０，Ｓ１２に対して耐振動評価を行った。耐振動評価では、試験者は、５０Ｎと３００Ｎと間の往復を１サイクルとして１５Ｈｚで周期的に変化させた力を、各試料における絶縁体の先端から軸線方向に１ｍｍの位置に繰り返し加えた。

試験者は、次の評価基準に基づいて各試料の耐振動性を評価した。
＜耐振動性の評価基準＞
優（◎）：絶縁体に割れが発生することなく１５万サイクルに到達。
良（○）：１０万サイクル以上１５万サイクル未満で絶縁体に割れが発生。
不可（×）：１０万サイクル未満で絶縁体に割れが発生。

耐振動評価の結果によれば、長さＨが９．７ｍｍ以下、かつ、比Ｄ／Ｌが０．７５以下である試料Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１０については、絶縁体に割れが発生することなく１５万サイクルに到達したことから、耐振動性を十分に確保できることがわかった。

Ａ４．効果
以上説明した第１実施形態によれば、体積Ｖ１が４５ｍｍ^３以上であり、かつ、０．１８≦Ｖ２／Ｖ１≦０．３７を満たす。０．１８≦Ｖ２／Ｖ１を満たすことによって絶縁体２００の先端からの熱引きを十分に確保できるため、絶縁体２００の熱による過早着火の発生を防止できる。また、Ｖ２／Ｖ１≦０．３７を満たすことによって、カーボンの堆積を防止できる程度に絶縁体２００の温度を維持できるため、絶縁体２００へのカーボンの堆積による非平衡プラズマの生成量の低下を防止できる。これらの結果、過早着火を防止しつつ着火性を向上させることができる。

また、０ｍｍ＜Ｘ−Ｙ≦１．０ｍｍを満たすことによって、絶縁体２００から主体金具３００を通じた熱引きを向上させることができる。したがって、絶縁体２００の熱による過早着火の発生をいっそう防止できる。

また、長さＨが９．７ｍｍ以下であり、かつ、Ｄ／Ｌ≦０．７５を満たすことによって、振動による絶縁体２００の損傷を防止できる。言い換えると、絶縁体２００の耐振動性を向上させることができる。

Ｂ．第２実施形態
図６は、第２実施形態における点火プラグ１０Ｂの詳細構成を示す説明図である。図６には、点火プラグ１０Ｂの先端側における詳細構成が図示されている。第２実施形態の点火プラグ１０Ｂは、中心電極１００に代えて中心電極１００Ｂを備える点、ならびに、絶縁体２００に代えて絶縁体２００Ｂを備える点を除き、第１実施形態の点火プラグ１０と同様である。

点火プラグ１０Ｂの絶縁体２００Ｂは、元部２１０および先部２２０に代えて突出部２１０Ｂを有する点、ならびに、軸孔２９０に代えて軸孔２９０Ｂを有する点を除き、第１実施形態の絶縁体２００と同様である。絶縁体２００Ｂの突出部２１０Ｂは、主体金具３００から突出した部位である。本実施形態では、突出部２１０Ｂの外径Ｄは、絶縁体２００Ｂの部位のうち先端孔３９０に対向する部位の外径Ｙに等しい。絶縁体２００Ｂの軸孔２９０Ｂは、先端側で孔径が拡張した形状を成す点を除き、第１実施形態の軸孔２９０と同様である。

点火プラグ１０Ｂの中心電極１００Ｂは、導電性を有する部材である。中心電極１００Ｂは、絶縁体２００Ｂの内側に設けられている。本実施形態では、中心電極１００Ｂは、絶縁体２００Ｂの軸孔２９０Ｂに導電性粉末を充填することによって形成されている。中心電極１００Ｂは、先端側から後端側へと軸線方向に延びた形状を成す。本実施形態では、中心電極１００Ｂは、第１実施形態と同様に、シール材１６０および端子１８０を介して絶縁体２００の後端側へと電気的に接続されている。

中心電極１００Ｂは、軸線方向において絶縁体２００Ｂの先端から長さＨ／２までの範囲に、自身の後端側の外径Ｄｃより外径が大きい大径部１１０Ｂを有する。これによって、シール材の外径が先端側まで同じである場合と比較して、絶縁体２００Ｂの先端側において非平衡プラズマの生成量を増加させることができる。

非平衡プラズマの生成量を増加させる観点から、絶縁体２００Ｂの部位のうち主体金具３００から先端側に突出する突出部２１０Ｂの体積Ｖ１は、第１実施形態と同様に４５ｍｍ^３以上であることが好ましい。絶縁体２００Ｂの熱による過早着火の発生を防止する観点から、絶縁体２００Ｂの部位のうち軸線方向において絶縁体２００Ｂの先端から長さＨ／２までの部位の体積Ｖ２は、第１実施形態と同様に、０．１８≦Ｖ２／Ｖ１を満たすことが好ましい。また、絶縁体２００Ｂへのカーボンの堆積による非平衡プラズマの生成量の低下を防止する観点から、体積Ｖ２は、第１実施形態と同様に、Ｖ２／Ｖ１≦０．３７を満たすことが好ましい。絶縁体２００Ｂから主体金具３００Ｂを通じた熱引きを向上させる観点から、第１実施形態と同様に、径差（Ｘ−Ｙ）は、０ｍｍより大きく１．０ｍｍ以下であることが好ましい。

以上説明した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、体積Ｖ１が４５ｍｍ^３以上であり、かつ、０．１８≦Ｖ２／Ｖ１≦０．３７を満たすため、過早着火を防止しつつ着火性を向上させることができる。また、０ｍｍ＜Ｘ−Ｙ≦１．０ｍｍを満たすことによって、第１実施形態と同様に、絶縁体２００Ｂの熱による過早着火の発生をいっそう防止できる。

Ｃ．第３実施形態
図７は、第３実施形態における点火プラグ１０Ｃの詳細構成を示す説明図である。図７には、点火プラグ１０Ｃの先端側における詳細構成が図示されている。第３実施形態の点火プラグ１０Ｃは、絶縁体２００に代えて絶縁体２００Ｃを備える点を除き、第１実施形態の点火プラグ１０と同様である。

点火プラグ１０Ｃの絶縁体２００Ｃは、元部２１０および先部２２０に代えて突出部２１０Ｃを有する点を除き、第１実施形態の絶縁体２００と同様である。絶縁体２００Ｃの突出部２１０Ｃは、主体金具３００から突出した部位である。突出部２１０Ｃは、軸線方向において絶縁体２００の先端から長さＨ／２までの範囲に、先端側に向かうに従って外径が小さくなる部位を有する。本実施形態では、突出部２１０Ｃの外径は、先端側に向かうに従って外径Ｙから外径Ｄまで小さくなる。これによって、絶縁体２００Ｃの耐振動性を向上させることができる。

非平衡プラズマの生成量を増加させる観点から、絶縁体２００Ｃの部位のうち主体金具３００から先端側に突出する突出部２１０Ｃの体積Ｖ１は、第１実施形態と同様に４５ｍｍ^３以上であることが好ましい。絶縁体２００Ｃの熱による過早着火の発生を防止する観点から、絶縁体２００Ｃの部位のうち軸線方向において絶縁体２００Ｃの先端から長さＨ／２までの部位の体積Ｖ２は、第１実施形態と同様に、０．１８≦Ｖ２／Ｖ１を満たすことが好ましい。また、絶縁体２００Ｃへのカーボンの堆積による非平衡プラズマの生成量の低下を防止する観点から、体積Ｖ２は、第１実施形態と同様に、Ｖ２／Ｖ１≦０．３７を満たすことが好ましい。絶縁体２００Ｃから主体金具３００を通じた熱引きを向上させる観点から、第１実施形態と同様に、径差（Ｘ−Ｙ）は、０ｍｍより大きく、１．０ｍｍ以下であることが好ましい。

以上説明した第３実施形態によれば、第１実施形態と同様に、体積Ｖ１が４５ｍｍ^３以上であり、かつ、０．１８≦Ｖ２／Ｖ１≦０．３７を満たすため、過早着火を防止しつつ着火性を向上させることができる。また、０ｍｍ＜Ｘ−Ｙ≦１．０ｍｍを満たすことによって、第１実施形態と同様に、絶縁体２００Ｃの熱による過早着火の発生をいっそう防止できる。

Ｄ．他の実施形態
本発明は、上述した実施形態、実施例および変形例に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、実施形態、実施例および変形例における技術的特徴のうち、発明の概要の欄に記載した各形態における技術的特徴に対応するものは、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えおよび組み合わせを行うことが可能である。また、本明細書中に必須なものとして説明されていない技術的特徴については、適宜、削除することが可能である。

１０，１０Ｂ，１０Ｃ…点火プラグ
２０…点火装置
２２…電圧印加部
９０…内燃機関
９２…燃焼室
１００，１００Ｂ…中心電極
１１０Ｂ…大径部
１６０…シール材
１８０…端子
２００，２００Ｂ，２００Ｃ…絶縁体
２１０…元部
２１０Ｂ，２１０Ｃ…突出部
２２０…先部
２９０，２９０Ｂ…軸孔
３００，３００Ｂ…主体金具
３１０…先端部
３２０…雄ねじ部
３３０…胴部
３４０…工具係合部
３９０…先端孔
４１０…パッキン
４２０…リング
４３０…滑石粉末
４４０…リング
５００…ガスケット
６００…インコネル

Claims (6)

1. 先端側から後端側へと軸線方向に延びた中心電極と、
   有底筒状を成し、前記中心電極の先端を内包する絶縁体と、
   前記軸線方向に延びた筒状を成し、前記先端側に前記絶縁体が突出する状態で前記絶縁体を保持する主体金具と
   を備える点火プラグであって、
   前記絶縁体の部位のうち前記主体金具から前記先端側に突出する部位の体積Ｖ１は、４５ｍｍ^３以上であり、
   前記軸線方向において前記絶縁体が前記主体金具から前記先端側に突出する長さＨを基準とするとき、前記絶縁体の部位のうち前記軸線方向において前記絶縁体の先端から長さＨ／２までの部位の体積Ｖ２は、０．１８≦Ｖ２／Ｖ１≦０．３７を満たすことを特徴とする点火プラグ。
2. 前記主体金具の先端孔の内径Ｘと、前記絶縁体の部位のうち前記先端孔に対向する部位の外径Ｙとは、０ｍｍ＜Ｘ−Ｙ≦１．０ｍｍを満たす、請求項１に記載の点火プラグ。
3. 請求項１または請求項２に記載の点火プラグであって、
   前記長さＨは、９．７ｍｍ以下であり、
   前記絶縁体は、
   前記主体金具から突出し、第１の外径を有する第１の外径部と、
   前記第１の外径より小さな第２の外径Ｄを有し、前記絶縁体における前記第１の外径部より前記先端側を構成する第２の外径部と、を含み、
   前記軸線方向における前記第２の外径部の長さＬは、Ｄ／Ｌ≦０．７５を満たす、点火プラグ。
4. 前記中心電極は、前記軸線方向において前記絶縁体の前記先端から長さＨ／２までの範囲に、自身の前記後端側より外径が大きい部位を有する、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の点火プラグ。
5. 前記絶縁体は、前記軸線方向において前記絶縁体の前記先端から長さＨ／２までの範囲に、前記先端側に向かうに従って外径が小さくなる部位を有する、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の点火プラグ。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の点火プラグと、
   交流電圧または複数回のパルス電圧を前記中心電極に印加することによって、前記絶縁体の表面に非平衡プラズマを発生させる電圧印加部と
   を備える点火装置。

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