JPH10252631A - 内燃機関の点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】取り付け上の制約等を受けにくい簡単な構成で
燃焼室内に広範囲に渡る火花放電を生ぜしめて、燃焼室
内の混合気の燃焼を短時間で迅速に行うことができ、ひ
いてはノッキング等を生じることなく内燃機関の性能の
向上を図ることができる内燃機関の点火装置を提供す
る。 【解決手段】点火電極５を第１の誘電体である電極保持
体６によりシリンダヘッド２に対して絶縁した状態で固
設すると共に、ピストン３の頂面に板状の第２の誘電体
９を固着し、点火電極５からピストン３の頂面に沿った
沿面放電を生ぜしめる。誘電体９は、例えばその誘電率
が電極保持体９よりも大きなものを使用することでピス
トン３の頂面に沿った沿面放電が円滑に生じる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の点火装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の点火装置としては、シ
リンダヘッドに固設した単一の点火プラグの先端部の一
対の電極（中心電極及びサイド電極）間で火花放電を生
ぜしめることにより、シリンダヘッドとピストンとの間
に形成された燃焼室内の混合気に点火するものが一般に
知られている。また、例えば米国特許４８４８２８７号
に見られるようにシリンダヘッドに固設した一つの電極
とピストンとの間で火花放電を生ぜしめることにより、
燃焼室内の混合気に点火するものも知られている。

【０００３】しかしながら、これらの点火装置では、点
火時に前記火花放電により燃焼室内に生成される火炎核
は、その火花放電を生じた燃焼室内の一部分でしか発生
しないため、その火炎核が成長して、燃焼室内の各所に
火炎が伝播するまでに時間がかかり易く、その結果、内
燃機関の高負荷運転時等に、火炎伝播が完了する前に、
混合気が自然発火して所謂ノッキングが生じたり、混合
気の燃焼が終了する前にピストンが下降して燃焼室内の
温度や圧力が低下し、燃焼室内の火炎が消えてしまう等
の不都合を生じ易いものとなっていた。そして、このよ
うな不都合は特に、希薄燃焼型の内燃機関では、顕著に
現れやすい。

【０００４】一方、このような不都合を解消するため、
例えば特開平６−２１３０６７号公報に見られるように
内燃機関の各気筒毎に複数の点火プラグを備え、各気筒
の燃焼室内の複数箇所で火花放電を生ぜしめるようにし
たものも知られている。

【０００５】この場合、各気筒毎の点火プラグの個数を
多くすれば、上記のような不都合を解消し得る程度に、
燃焼室内の火炎伝播に要する時間を短縮することは可能
である。

【０００６】しかるに、このように多数の点火プラグを
内燃機関の各気筒毎に備えることは、それらの点火プラ
グの取り付け上の制約を受ける。このため、実際には、
燃焼室内の火炎伝播に要する時間を充分に短縮すること
ができる程、多くの点火プラグを内燃機関に装着するこ
とは困難であり、従って、燃焼室内の火炎伝播に要する
時間を充分に短縮することが困難なものとなっていた。
尚、このような不都合は、シリンダヘッド側の電極とピ
ストンとの間で火花放電を生ぜしめる場合に、内燃機関
の各気筒毎に複数の電極を具備するようにしたときにも
同様に生じる不都合である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑み、取り付け上の制約等を受けにくい簡単な構成で燃
焼室内に広範囲に渡る火花放電を生ぜしめて、燃焼室内
の混合気の燃焼を短時間で迅速に行うことができ、ひい
てはノッキング等を生じることなく内燃機関の性能の向
上を図ることができる内燃機関の点火装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関の点火
装置はかかる目的を達成するために、シリンダヘッド側
に固設された点火電極から、該シリンダヘッドとピスト
ンとの間に形成された燃焼室内に火花放電を生ぜしめて
該燃焼室内の混合気に点火する内燃機関の点火装置にお
いて、前記点火電極が、前記シリンダヘッドに対して第
１の誘電体により絶縁した状態で該シリンダヘッドに固
設されると共に、前記ピストンの頂面は、前記点火電極
から前記シリンダヘッドへの前記第１の誘電体に沿った
放電を抑制しつつ、該点火電極から該ピストンの頂面に
沿った沿面放電を生ぜしめるように該ピストンの頂面の
少なくとも一部が第２の誘電体により被覆されているこ
とを特徴とする。

【０００９】かかる本発明によれば、前記燃焼室内にお
ける前記点火電極からの放電は、前記第２の誘電体が電
荷を引きつけることで、該第２の誘電体により被覆した
前記ピストンの頂面に沿った沿面放電の形態をとる。こ
のため、該放電による火花は、ピストンの頂面沿いに燃
焼室内の広範囲にわたって作用することとなり、該燃焼
室内の多数の箇所に火炎核が形成される。そして、この
ように燃焼室内の多数の箇所に火炎核が形成されるた
め、該燃焼室内の混合気は短時間で迅速に燃焼する。こ
の場合、前記点火電極はシリンダヘッドに前記第１の誘
電体を介して固設されているため、該点火電極からの放
電が第１の誘電体沿いにシリンダヘッドに向かって行わ
れてしまう虞れがあるが、前記第２の誘電体は上記のよ
うな第１の誘電体に沿った放電を抑制するように設けら
れているため、確実にピストンの頂面に沿った前記沿面
放電が行われる。

【００１０】尚、かかる本発明では、前記点火電極は単
一でよく、また、前記沿面放電を生ぜしめるためにピス
トンの頂面の少なくとも一部を前記第２の誘電体により
被覆するだけでよいため、点火装置の取り付け上等の制
約は受けにくい。

【００１１】従って、本発明によれば、取り付け上の制
約等を受けにくい簡単な構成で燃焼室内に広範囲に渡る
火花放電を生ぜしめて、燃焼室内の混合気の燃焼を短時
間で迅速に行うことができる。そして、燃焼室内の混合
気の燃焼を短時間で迅速に行うことができるため、ノッ
キング等を防止しつつ混合気の圧縮比を高める等して、
内燃機関の熱効率等の性能を向上することができる。

【００１２】かかる本発明では、前述のように前記点火
電極からシリンダヘッドへの第１の誘電体に沿った放電
を抑制するためには、例えば第１の誘電体の誘電率より
も第２の誘電体の誘電率を大きくすることが好ましい。

【００１３】このようにすることで、ピストンの頂面に
固着された第２の誘電体は、第１の誘電体よりも電荷を
引きつけやすくなって、ピストンの頂面に沿った沿面放
電を確実に行うことができる。

【００１４】この場合、点火電極をシリンダヘッドに対
して絶縁する前記第１の誘電体が例えばアルミナ（Al₂O
₃ ）を主成分として構成したときには、該１の誘電体よ
りも誘電率の大きな第２の誘電体としては、ジルコニア
（ZrO₂）やシリコンカーバイド（SiC ）等があるが、特
に第２の誘電体としてジルコニアを主成分としたものを
用いることが好ましい。これは、該ジルコニアはシリコ
ンカーバイド等に比べて耐久性が高く、このようなジル
コニアを主成分として第２の誘電体を構成することで、
該第２の誘電体の良好な耐久性を確保することができる
からである。

【００１５】尚、点火電極からシリンダヘッドへの第１
の誘電体に沿った放電を抑制するためには、上記のよう
に第２の誘電体の誘電率を第１の誘電体の誘電率を大き
くすること以外の手法も可能である。すなわち、本願発
明者等の知見によれば、例えば第１及び第２の誘電体の
両者の誘電率が同一であっても、前記沿面放電は第２の
誘電体の厚みが薄い程、生じやすく、また、第２の誘電
体の表面積が小さい程、生じやすい。さらには、第２の
誘電体の表面形状が平坦あるいは滑らかである程、前記
沿面放電が生じやすい。従って、第２の誘電体の誘電率
が第１の誘電体の誘電率よりも大きくなくとも、第２の
誘電体の厚みや大きさ、形状等を適切に設定しておけ
ば、点火電極からシリンダヘッドへの第１の誘電体に沿
った放電を抑制しつつ、ピストンの頂面に沿った沿面放
電を生ぜしめることが可能である。

【００１６】また、本発明では、前記第２の誘電体は、
前記ピストンの頂面の前記点火電極に最も近接した部分
を含む領域で該ピストンの頂面を被覆することが好まし
い。すなわち、前記第２の誘電体による前記ピストンの
頂面に沿った沿面放電は、前記点火電極から前記ピスト
ンの頂面に向かう気体中放電を経由して行われ、このと
き、第２の誘電体が、ピストンの頂面の前記点火電極に
最も近接した部分を含む領域に存することで、点火電極
から前記ピストンの頂面に向かう気体中放電の放電火花
は、その経路が第２の誘電体の箇所で確実にピストンの
頂面沿いに曲げられ、前記沿面放電を円滑に行うことが
できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態（第１の実施
形態）を図１を参照して説明する。図１は本実施形態の
点火装置を具備した内燃機関の要部の模式的断面図であ
る。

【００１８】図１を参照して、１は内燃機関のシリンダ
（シリンダブロック）、２はシリンダ１上に固定された
シリンダヘッドである。シリンダ１には、その内部を上
下に摺動するピストン３が収納され、このピストン３と
シリンダヘッド２との間に、混合気を燃焼させる燃焼室
４が形成されている。

【００１９】シリンダヘッド２には、燃焼室４の上端箇
所で、中心部に点火電極５を保持した第１の誘電体であ
る電極保持体６が装着され、この電極保持体６を介して
点火電極５がシリンダヘッド２と電気的に絶縁された状
態で該ヘッド２に固設されている。この場合、電極保持
体６は、その先端部（下端部）が燃焼室４内に突出さ
れ、さらに該電極保持体６の先端部から点火電極５の先
端部が燃焼室４内に突出されている。また、電極保持体
６は、例えばアルミナを主成分として構成されている。

【００２０】尚、シリンダヘッド２やシリンダ１は適宜
の外部接地部７に接地されており、点火電極５には、内
燃機関の運転時にピストン３が上死点に向かって摺動す
る際に、上記外部接地部７との間で高圧電源８から高電
圧が付与される。

【００２１】一方、ピストン３の頂面（上端面）は、そ
の頂面に固着された薄い板状の誘電体９（第２の誘電
体）により被覆されている。本実施形態では、この誘電
体９は、ピストン３の頂面の点火電極５と対向する箇所
（点火電極５と最も近接した箇所）を含めて該頂面のほ
ぼ全面を被覆するように該頂面に固着されている。ま
た、誘電体９は、第１の誘電体である前記電極保持体６
の誘電率よりも大きな誘電率を有するものとされ、例え
ばジルコニアを主成分として構成されている（ジルコニ
アの誘電率はアルミナの誘電率の約３．４５倍であ
る）。以下、誘電体９をピストン側誘電体９と称する。

【００２２】かかる本実施形態の点火装置では、内燃機
関の運転時にピストン３が上死点に向かって摺動する際
に、高圧電源８から点火電極５に高電圧が印可され、こ
の時、該点火電極５から例えば図１に実線ａで示すよう
な放電経路で火花放電が生じる。すなわち、該火花放電
は、点火電極５からピストン３の頂面の点火電極５に対
向する部位に向かって燃焼室４内を流れる気体中放電を
経て、ピストン側誘電体９上をピストン３の頂面に沿っ
て該ピストン３の径方向に流れる沿面放電の形態をと
り、最終的には、ピストン３の頂面の外周位置もしくは
その近傍箇所で、シリンダ１に吸収される。この場合、
ピストン３の頂面の点火電極５に対向する部位にはピス
トン側誘電体９が存するため、点火電極５からピストン
３の頂面に向かう気体中放電の放電火花は、その放電経
路ａがピストン側誘電体９上でピストン３の頂面に沿っ
て円滑に曲げられ、前記沿面放電が円滑に生じる。

【００２３】尚、このような沿面放電が生じることにつ
いては、本実施形態では、ピストン側誘電体９（第２の
誘電体）の誘電率が第１の誘電体である前記電極保持体
６の誘電率よりも大きいことが一つの要因として寄与し
ているのであるが、これについては後述する。

【００２４】上記のような沿面放電が行われるため、そ
の放電経路ａ上で、ピストン３の頂面沿いに燃焼室４内
の広範囲にわたって多数の火炎核が形成され、これによ
り燃焼室４内の混合気の燃焼が円滑且つ迅速に行われ
る。

【００２５】そして、このように混合気の燃焼が円滑且
つ迅速に行われるため、内燃機関の高負荷運転時等にお
いても、ノッキング等の不都合を生じることなく内燃機
関の円滑な運転を行うことができ、このことは内燃機関
が希薄燃焼型のものであっても同様である。また、混合
気の燃焼が円滑且つ迅速に行われることで、ノッキング
等の不都合を生じることなく混合気の圧縮比を高めるこ
とができ、それにより内燃機関の熱効率等の性能を向上
させることができる。

【００２６】また、点火電極５は一つでよく、さらに、
前記沿面放電を生ぜしめるための誘電体９は単にピスト
ン３の頂面に固着して該頂面を被覆するだけでよいの
で、混合気の燃焼を前述のように迅速に行うことができ
る点火装置を、取り付け上の制限等を受けることなく、
簡単に構成することができる。

【００２７】尚、上記実施形態では、ピストン側誘電体
９により、ピストン３の頂面のほぼ全面を被覆するよう
にしたが、例えば図２に模式的に示すように（第２の実
施形態）、ピストン３の頂面の周縁部を除いた領域（点
火電極５に対向する部位を含む）でピストン側誘電体９
によりピストン３の頂面を被覆するようにしてもよい。
この場合、同図２に示したものでは、ピストン３の頂面
の周縁部とピストン側誘電体９の表面（上面）とがほぼ
面一となるように、板状のピストン側誘電体９はピスト
ン３の頂面の中央部に形成された凹部３ａに嵌合されて
固着されている。

【００２８】あるいは、例えば図３に示すように（第３
の実施形態）、ピストン側誘電体９を、その表面（上
面）がピストン３の最上面から若干、ピストン３の内部
側に埋没するような形態でピストン３に装着するように
してもよい。この場合、図３に示したものでは、ピスト
ン３は、その上部周縁部を構成する略環状のピストンク
ラウン１０に、その下方から略円板状のピストン側誘電
体９が内挿されている。そして、ピストン側誘電体９
は、その下端部外周に形成されたフランジ９ａがピスト
ンクラウン１０の上端部内周に形成されたフランジ１０
ａに薄い環状のガスケット１１を介して当接されてい
る。この状態で、ピストン側誘電体９の上面は、ピスト
ンクラウン１０の上面（ピストン３の頂面の周縁部）よ
りも若干、該ピストンクラウン１０の内部側に埋没され
ている。

【００２９】さらに、ピストン側誘電体９の下方から、
略凸形状の誘電体押さえ部材１２がピストンクラウン１
０に内挿され、該誘電体押さえ部材１２の上面がピスト
ン側誘電体９の下面に当接されている。この状態で、誘
電体押さえ部材１２は、その下端部に形成されたフラン
ジ１２ａが複数のボルト１３によりピストンクラウン１
０に固定され、該ピストンクラウン１０のフランジ１０
ａとの間にピストン側誘電体９を挟持している。また、
このようにピストンクラウン１０に固定された誘電体押
さえ部材１２は、ピストン３の下部側の本体を構成する
ベースピストン１４に複数のボルト１５により固定され
ている。

【００３０】このような構成により、ピストン側誘電体
９は、その表面（上面）がピストン３の最上面から若
干、ピストン３の内部側に埋没するような形態で、ピス
トン３の頂面の中央部を形成する誘電体押さえ部材１２
の上面を被覆している。

【００３１】尚、図３では仮想線で示すが、ピストン３
は、図１あるいは図２のものと同様に、シリンダ１内に
摺動自在に収納され、また、ピストン３の上方には、シ
リンダヘッド２側に固設された電極保持体６及び点火電
極５が配設される。

【００３２】以上のような構成の図２あるいは図３の点
火装置では、点火電極５に高電圧を印可した時、点火電
極５から例えば図２及び図３にそれぞれ実線ｂで示すよ
うな放電経路で火花放電が生じる。すなわち、該火花放
電は、図１のものと同様に、点火電極５からピストン３
の頂面の点火電極５に対向する部位に向かって燃焼室４
内を流れる気体中放電を経て、ピストン側誘電体９上を
ピストン３の頂面に沿って該ピストン３の径方向に流れ
る沿面放電の形態をとる。そして、この場合は、火花放
電は、最終的には、ピストン側誘電体９の周縁位置で、
ピストン３に吸収される。

【００３３】このような点火装置にあっても、上記の沿
面放電によって、燃焼室４内の広範囲にわたる多数の箇
所に火炎核を形成して、燃焼室４内の混合気の燃焼を短
時間で迅速に行うことができ、図１のものと同様の効果
を奏することができる。

【００３４】ところで、本願発明者等の各種検討によれ
ば、図１あるいは図２、もしくは図３のような形態でピ
ストン側誘電体９によりピストン３の頂面を被覆した場
合に、電極保持体６の誘電率に対するピストン側誘電体
９の誘電率の大きさを変更する等、設定条件を変える
と、点火電極５からの火花放電が、図１乃至図３にそれ
ぞれ仮想線ｘで示すように、電極保持体６の外面に沿っ
てシリンダヘッド２に向かう放電経路ｘで行われること
がある。この現象は放電経路ｘでの火花放電に要する点
火電極５への印可電圧が、前記沿面放電を含む放電経路
ａ，ｂでの火花放電に要する点火電極５への印可電圧よ
りも低い場合に生じる。そして、このような放電経路ｘ
での火花放電では、電極保持体６の近傍箇所にしか、燃
焼室４内に火炎核が形成されないため、燃焼室４内の混
合気を確実に迅速に燃焼させることができない。

【００３５】従って、燃焼室４内の混合気を確実に迅速
に燃焼させるためには、点火電極５からシリンダヘッド
２への電極保持体６に沿った火花放電（放電経路ｘ）を
抑制しつつ、ピストン３の頂面に沿った沿面放電（放電
経路ａ，ｂ）を確実に生ぜしめる必要がある。

【００３６】この場合、前述の図１乃至図３の各実施形
態の点火装置では、ピストン３の頂面に沿った沿面放電
が生じるのは、ピストン側誘電体９（第２の誘電体）の
誘電率が第１の誘電体である電極保持体６の誘電率より
も大きいことが一つの要因として寄与している。

【００３７】このことを図４を参照して説明する。図４
は、電極保持体６をアルミナにより構成した上で、ピス
トン３の頂面を被覆するピストン側誘電体９を、窒化ホ
ウ素（BN）、アルミナ（Al₂O₃ ）、ジルコニア（Zr
O₂）、シリコンカーバイド（SiC）のそれぞれを主成分
として構成した場合に、ピストン３の頂面に沿った沿面
放電を生じる点火電極５への印可電圧（図４では要求電
圧と称している）を実測したデータを示すものである。
尚、図４の横軸（対数軸）は、各種類のピストン側誘電
体９の誘電率を、アルミナの誘電率に対する比（アルミ
ナの誘電率を基準とした相対値）により示している。ま
た、ピストン３の頂面を被覆した各種類のピストン側誘
電体９の形状、サイズ、ピストン３への取付形態等はい
ずれも同一である。

【００３８】この図４に見られるように、電極保持体６
の主成分を構成するアルミナの誘電率よりも大きな誘電
率を有するジルコニア及びシリコンカーバイドをピスト
ン３に装着するピストン側誘電体９の主成分として使用
した場合には、電極保持体６よりも誘電率が高い窒化ホ
ウ素や電極保持体６と同じアルミナをピストン側誘電体
９の主成分として使用した場合に比べて前記沿面放電を
生じる点火電極５への印可電圧は、顕著に低くなる。こ
れは、電極保持体６（アルミナ）よりも誘電率の大きな
ジルコニアやシリコンカーバイドをピストン３の頂面の
ピストン側誘電体９の主成分として使用した場合、該ピ
ストン側誘電体９が火花放電時の電荷を引きつけ易くな
って、前記沿面放電に要する電圧が低下するためである
と考えられる。

【００３９】このことから、電極保持体６よりも誘電率
の高いピストン側誘電体９をピストン３の頂面に装着す
ることで、点火電極５からシリンダヘッド２への電極保
持体６に沿った火花放電を抑制しつつ、ピストン３の頂
面に沿った沿面放電を円滑に生ぜしめることができるこ
とが判る。前述の実施形態は、このような観点から、電
極保持体６を構成するアルミナよりも誘電率の高いジル
コニアやシリコンカーバイドのうち、例えばジルコニア
を主成分としてピストン側誘電体９を構成して、該ピス
トン側誘電体９によりピストン３の頂面を被覆すること
で、前述の如く、混合気を迅速に燃焼させるための前記
沿面放電を円滑且つ確実に発生させるようにしたもので
ある。

【００４０】この場合、電極保持体６を構成するアルミ
ナよりも誘電率の高いジルコニアとシリコンカーバイド
とを比較した場合、前記図３に見られるように、ジルコ
ニアよりも誘電率の高いシリコンカーバイドをピストン
側誘電体９の主成分として使用した方が、前記沿面放電
を発生させるための点火電極５への印可電圧は低い。従
って、前記沿面放電をを円滑且つ確実に発生させる上で
は、ジルコニアよりもシリコンカーバイドを用いた方が
有利である。しかるに、該シリコンカーバイドは一般に
耐久性が弱く、これに対してジルコニアは耐久性が高
い。

【００４１】このため、前述の実施形態では、ピストン
側誘電体９の主成分としてジルコニアを使用し、これに
より該ピストン側誘電体９の耐久性が確保されている。

【００４２】尚、前記図３に示したデータでは、いずれ
の種類のピストン側誘電体９についても、その形状等を
同一としているため、ピストン側誘電体９の主成分とし
てアルミナや窒化ホウ素を使用した場合には、ジルコニ
アやシリコンカーバイドを使用した場合に比して、前記
沿面放電を生じる点火電極５への印可電圧が比較的高い
ものとなっている。

【００４３】しかるに、本願発明者等の各種検討によれ
ば、ピストン側誘電体９の主成分として電極保持体６よ
りも誘電率の高い誘電体を使用した場合はもちろん、電
極保持体６の誘電率と同じ、もしくはそれよりも若干高
い誘電率を有する誘電体を使用した場合であっても、ピ
ストン３の頂面を被覆するピストン側誘電体９の厚みや
サイズ、表面形状等を適切に設定することで、前記沿面
放電を生じる電圧を下げて、該沿面放電を円滑に生ぜし
めることが可能である。例えば、本願発明者等の各種検
討によれば、ピストン側誘電体９の表面積が小さい程、
前記沿面放電が生じ易くなり、また、ピストン側誘電体
９の厚さが小さい程、前記沿面放電が生じ易い。さらに
は、ピストン側誘電体９の表面が平坦で滑らかである
程、前記沿面放電が生じ易い。

【００４４】従って、アルミナを主成分として構成した
電極保持体６と同じアルミナを主成分としてピストン３
の頂面のピストン側誘電体９を構成し、あるいは電極保
持体６よりも誘電率の高い窒化ホウ素を主成分としてピ
ストン側誘電体９を構成した場合であっても、該ピスト
ン側誘電体９の厚さを小さくしたり、その表面積を例え
ば前記図２に示したもののように小さめなものとした
り、あるいは、ピストン側誘電体９の表面を可能な限り
平坦で滑らかなものとしておくことで、前記沿面放電を
確実に生ぜしめることが可能である。

【００４５】実際、ピストン側誘電体９を電極保持体６
と同じアルミナにより構成した場合であっても、ピスト
ン側誘電体９の厚み等を適切に設定しておくことで、図
５に示す実測データにより把握されるように、ピストン
３の頂面に沿った沿面放電を生ぜしめることができるこ
とが本願発明者等により確認された。図５はピストン側
誘電体９を電極保持体６と同じアルミナを主成分として
構成した場合に、点火の際の燃焼室４内の圧力の時間的
変化を測定したデータを実線ｒで示したものである。
尚、図５には、比較のために、通常の点火プラグ（中心
電極及びサイド電極間で放電を行うもの）を使用して点
火を行った場合における燃焼室内の圧力の時間的変化を
測定したデータを破線ｓで示している。

【００４６】この図５に見られるように、ピストン３の
頂面を被覆するピストン側誘電体９を電極保持体６と同
じアルミナを主成分として構成した本発明の一形態の点
火装置では（実線ｒ）、通常的な点火プラグを使用した
場合（破線ｓ）に比べて、燃焼室４内の圧力は、点火開
始後、極めて迅速に上昇し、このことは、燃焼室４内の
混合気の燃焼が迅速に行われることを意味する。このこ
とから、ピストン３の頂面を被覆するピストン側誘電体
９を電極保持体６と同じアルミナにより構成した場合で
あっても、前記沿面放電を円滑に生ぜしめることができ
ることが判る。

【００４７】尚、前述の各実施形態では、ピストン３の
頂面を被覆するピストン側誘電体９をピストン３の頂面
に固着し（図１及び図２のもの）、あるいは、該ピスト
ン３に組み付け固定して（図３のもの）、該ピストン３
の頂面をピストン側誘電体９により被覆するようにした
が、例えばピストン３の頂面にピストン側誘電体９を溶
射する等の手法によって、該ピストン３の頂面をピスト
ン側誘電体９により被覆するようにしてもよい。

【００４８】また、前述の各実施形態では、ピストン側
誘電体９を平板状に形成したが、例えばピストンの頂面
の全体、もしくはその一部が湾曲しているような場合に
は、それに沿わせてピストン側誘電体９を湾曲させるよ
うにしてもよい。

【００４９】さらに、図２あるいは図３に示したような
形態のものでは、ピストン側誘電体９の上面をピストン
３の上面から突出させるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の点火装置を備えた内
燃機関の要部の模式的断面図。

【図２】本発明の第２の実施形態の点火装置を備えた内
燃機関の要部の模式的断面図。

【図３】本発明の第３の実施形態の点火装置を備えた内
燃機関の要部の断面図。

【図４】ピストンの頂面に沿った沿面放電を生じる点火
電極への印可電圧（要求電圧）と、ピストンの頂面に固
着した誘電体の誘電率との関係を示す図。

【図５】点火電極を保持する電極保持体と同じ誘電体を
ピストンの頂面に固着した場合における点火時の燃焼室
内の圧力の変化の様子を示す図。

【符号の説明】

２…シリンダヘッド、３…ピストン、４…燃焼室、５…
点火電極、６…電極保持体（第１の誘電体）、９…第２
の誘電体。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッド側に固設された点火電極か
   ら、該シリンダヘッドとピストンとの間に形成された燃
   焼室内に火花放電を生ぜしめて該燃焼室内の混合気に点
   火する内燃機関の点火装置において、 前記点火電極が、前記シリンダヘッドに対して第１の誘
   電体により絶縁した状態で該シリンダヘッドに固設され
   ると共に、 前記ピストンの頂面は、前記点火電極から前記シリンダ
   ヘッドへの前記第１の誘電体に沿った放電を抑制しつ
   つ、該点火電極から該ピストンの頂面に沿った沿面放電
   を生ぜしめるように該ピストンの頂面の少なくとも一部
   が第２の誘電体により被覆されていることを特徴とする
   内燃機関の点火装置。
2. 【請求項２】前記第２の誘電体の誘電率は前記第１の誘
   電体の誘電率よりも大きいことを特徴とする請求項１記
   載の内燃機関の点火装置。
3. 【請求項３】前記第１の誘電体はその主成分がアルミナ
   （Al₂O₃ ）から成り、前記第２の誘電体はその主成分が
   ジルコニア（ZrO₂）から成ることを特徴とする請求項２
   記載の内燃機関の点火装置。
4. 【請求項４】前記第２の誘電体は、前記ピストンの頂面
   の前記点火電極に最も近接した部分を含む領域で該ピス
   トンの頂面を被覆していることを特徴とする請求項１乃
   至３のいずれかに記載の内燃機関の点火装置。
5. 【請求項５】前記第２の誘電体による前記ピストンの頂
   面に沿った沿面放電は、前記点火電極から前記ピストン
   の頂面に向かう気体中放電を経由して行われることを特
   徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の
   点火装置。