(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に装着され略筒状の絶縁体と、該絶縁体の中心に保持された長軸状の中心電極と、上記絶縁体の先端に配設され、内側に開口部を設けた略環状の接地電極とからなる点火プラグと、該点火プラグに高エネルギを供給する高エネルギ電源とからなる内燃機関点火装置であって、
上記点火プラグが、上記絶縁体の内側に区画して、一端が閉塞し、他端が内燃機関の燃焼室に向かって開放する放電空間を上記中心電極の先端側で上記内燃機関の燃焼室の上面よりも反燃焼室側に引き込んだ位置に有し、
上記中心電極の先端面と上記接地電極の開口部の表面とのいずれか一方を上記絶縁体の一部からなる放電空間隔壁部によって覆い、他方を上記放電空間に露出させ、
上記高エネルギ電源が、上記放電空間内に電子温度は高く、分子温度は低い非平衡プラズマを発生する所定の周波数の高周波を所定の印加時間だけ上記点火プラグに印加することを特徴とする内燃機関点火装置。
【請求項２】
上記中心電極の先端面又は上記接地電極の開口部の表面とのいずれか一方を覆う上記放電空間隔壁部の厚さを上記中心電極と上記接地電極との絶縁を図る上記絶縁体の厚さより薄くした請求項１に記載の内燃機関点火装置。
【請求項３】
上記高エネルギ電源が上記点火プラグに高電圧を高周波で印加する際の発振周波数が１ＭＨｚ以上、５０ＭＨｚ以下である請求項１、又は、２に記載の内燃機関点火装置。
【請求項４】
上記高エネルギ電源が上記点火プラグに高電圧を高周波で印加する際の発振周波数が４ＭＨｚ以上、１０ＭＨｚ以下である請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関点火装置。
【請求項５】
上記高エネルギ電源が一周期内に高電圧を印加する印加時間が１ｎｓ以上、２５０ｎｓ以下である請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関点火装置。
【請求項６】
上記高エネルギ電源が一周期内に高電圧を印加する印加時間が１０ｎｓ以上、１００ｎｓ以下である請求項１ないし５のいずれかに記載の内燃機関点火装置。
【請求項７】
上記中心電極の先端面の一部に上記放電空間に向かって突出する中心電極突起部を設けた請求項１ないし６のいずれかに記載の内燃機関点火装置。
【請求項８】
上記放電空間を区画する上記絶縁体の内周面の一部に上記放電空間内に向かって突出する絶縁体突起部を設けた請求項１ないし７のいずれかに記載の内燃機関点火装置。
【請求項９】
上記放電空間の内径を上記中心電極の外径よりも大きく拡径すると共に、上記接地電極の開口部の内径を上記中心電極の外径よりも小さく縮径した請求項１ないし８のいずれかに記載の内燃機関点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難着火性の燃焼機関に装着され該燃焼機関の点火を行う内燃機関点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＯ２低減の観点から、小型で高出力を達成する高過給、高圧縮の自動車用エンジン、及び高効率、低ＮＯＸを達成するエンジン等の開発が進められている。
高過給、高圧縮の自動車用エンジンの場合は、点火前の筒内圧力が高いため火花点火プラグで着火する場合は、点火プラグに供給するエネルギを従来の数倍に増加する必要がある。  
また、コジェネレーションシステムの発電機用エンジンの場合は、シリンダボア径が大きく、混合気濃度も希薄である。
このような難着火性の内燃機関を高効率で燃焼させるには、燃焼速度が早くしかも着火性に優れた点火装置が望まれている。
【０００３】
難着火性の内燃機関等においても優れた着火性を発揮する点火装置として、中心電極と接地電極とこれらを絶縁する絶縁体とによって区画した放電空間とを有する点火プラグと、高エネルギ電源とを具備し、高電圧の印加により放電空間内の絶縁を破壊し、これをトリガとして、さらに放電空間内に大電流を供給して、高温・高圧のプラズマを噴射させて、内燃機関の混合気に点火するプラズマ点火装置が期待されており、種々提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のプラズマ点火装置では、難着火性の内燃機関においても良好な着火が期待できる反面、極めて高温、高圧で、質量の大きなプラズマが電極に衝突して電極の消耗を引き起こす。
このため、長期の使用に伴い徐々に放電距離が長くなり、放電空間の絶縁を破壊するために印加する高電圧の要求電圧が上昇し、やがて放電できなくなる虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、特定の範囲の周波数及び印加時間の高周波を印加することによって電子温度が高く、分子温度が低い非平衡プラズマ（低温プラズマ）を発生させることができることに着目して想起されたものであり、非平衡プラズマを用いることにより、難着火性の内燃機関においても優れた着火性を示すと共に、高い耐久性を示す内燃機関点火装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明では、内燃機関に装着され略筒状の絶縁体と、該絶縁体の中心に保持された長軸状の中心電極と、上記絶縁体の先端に配設され、内側に開口部を設けた略環状の接地電極とからなる点火プラグと、該点火プラグに高エネルギを供給する高エネルギ電源とからなる内燃機関点火装置であって、
上記点火プラグが、上記絶縁体の内側に区画して、一端が閉塞し、他端が内燃機関の燃焼室に向かって開放する放電空間を上記中心電極の先端側で上記内燃機関の燃焼室の上面よりも反燃焼室側に引き込んだ位置に有し、
上記中心電極の先端面と上記接地電極の開口部の表面とのいずれか一方を上記絶縁体の一部からなる放電空間隔壁部によって覆い、他方を上記放電空間に露出させ、
上記高エネルギ電源が、上記放電空間内に電子温度は高く、分子温度は低い非平衡プラズマを発生する所定の周波数の高周波を所定の印加時間だけ上記点火プラグに印加することを特徴とする。
【０００７】
第１の発明によれば、上記中心電極の先端面と上記接地電極の開口部の表面とのいずれか一方が上記放電空間隔壁部で覆われているため、上記高エネルギ電源から上記点火プラグに上記高周波が印加されたときに、上記中心電極と接地電極との間でアーク放電を起こすことなく、上記放電空間内に非平衡プラズマを発生し、極めて高い電子温度によって上記放電空間内に導入された混合気が励起され火炎となって上記接地電極の開口部から燃焼室内に噴出し、燃焼室内の混合気に着火し燃焼が広がる。
このとき、アーク放電を伴わないので、上記中心電極と上記接地電極との間に電流がほとんど流れず、供給したエネルギを効果的に混合気の燃焼に用いることができるので電極の消耗を招き難くなる。
加えて、燃焼室内に強い気流が発生している場合であっても、上記絶縁体内に区画された放電空間内で混合気の着火を行うため筒内気流に非平衡プラズマが吹き飛ばされることなく確実な着火を実現できる。
【０００８】
第２の発明では、上記中心電極の先端面又は上記接地電極の開口部の表面とのいずれか一方を覆う上記放電空間隔壁部の厚さを上記中心電極と上記接地電極との絶縁を図る上記絶縁体の厚さより薄くする。
【０００９】
第２の発明によれば、上記高エネルギ電源から上記中心電極と上記接地電極との間に高電圧を印加したときに上記中心電極と上記接地電極との絶縁を確保しつつ、上記放電空間への放電が容易となるので、上記放電空間内に非平衡プラズマが発生しやすくなり、さらに電極の消耗が抑制され、耐久性の高い内燃機関点火装置が実現できる。
【００１０】
第３の発明では、上記高エネルギ電源が上記点火プラグに高電圧を高周波で印加する際の発振周波数が１ＭＨｚ以上、５０ＭＨｚ以下である。
【００１１】
第３の発明によれば、上記中心電極と上記接地電極との間で分子温度の高い平衡プラズマを発生するアーク放電を起こすことなく、上記放電空間内に非平衡プラズマを発生させることができる。
このため、平衡プラズマによる電極の消耗を伴うことなく、長期に安定した着火を維持できる点火装置が実現できる。
一方、本発明によらず、高周波の発振周波数が５０ＭＨｚより高い場合には、プラズマが発生し難く、高周波の発信周波数が１ＭＨｚより低い場合には、非平衡プラズマが平衡プラズマに遷移し易く、分子温度が高く質量の大きい平衡プラズマが電極に衝突して消耗を引起し易い。
【００１２】
より望ましくは、第４の発明のように、上記高エネルギ電源が上記点火プラグに高電圧を高周波で印加する際の発振周波数が４ＭＨｚ以上、１０ＭＨｚ以下である。
【００１３】
第４の発明によれば、上記高エネルギ電源からの高電圧の印加により発生した非平衡プラズマの電子温度が１．１６×１０５Ｋ（１０ｅＶ）以上となり、上記放電空間内に導入された混合気との反応性が向上する。
【００１４】
第５の発明では、上記高エネルギ電源が一周期内に高電圧を印加する印加時間が１ｎｓ以上、２５０ｎｓ以下である。
【００１５】
第５の発明によれば、上記中心電極と上記接地電極との間で分子温度の高い平衡プラズマを発生するアーク放電を起こすことなく、上記放電空間内に非平衡プラズマを発生させることができる。
このため、平衡プラズマによる電極の消耗を伴うことなく、長期に安定した着火を維持できる点火装置が実現できる。
一方、本発明によらず、高電圧の印加時間が１ｎｓより短い場合には、プラズマが発生し難く、高電圧の印加時間が２５０ｎｓより長い場合には、非平衡プラズマが平衡プラズマに遷移し易く、分子温度が高く質量の大きい平衡プラズマが電極に衝突して消耗を引起し易い。
【００１６】
より望ましくは、第６の発明のように、上記高エネルギ電源が一周期内に高電圧を印加する印加時間が１０ｎｓ以上、１００ｎｓ以下である。
【００１７】
第６の発明によれば、上記高エネルギ電源からの高電圧の印加により発生した非平衡プラズマの電子温度が１．１６×１０５Ｋ（１０ｅＶ）以上となり、上記放電空間内に導入された混合気との反応性が向上する。
【００１８】
第７の発明では、上記中心電極の先端面の一部に上記放電空間に向かって突出する中心電極突起部を設ける。
【００１９】
第８の発明では、上記放電空間を区画する上記絶縁体の内周面の一部に上記放電空間内に向かって突出する絶縁体突起部を設ける。
【００２０】
第７の発明、又は、第８の発明によれば、上記高エネルギ電源から上記点火プラグへ高電圧が印加されたときに、上記中心電極突起部と上記絶縁体突起部とのいずれかの突起部における電界強度が高くなり上記放電空間内への放電がし易くなる。
したがって、上記放電空間内に非平衡プラズマを発生するために必要とされる上記高エネルギ電源から供給する高電圧の要求電圧を低くできるので、非平衡プラズマは発生し易くなり、平衡プラズマは発生し難くなるので、電極の消耗をさらに抑制できると期待される。
【００２１】
第９の発明では、上記放電空間の内径を上記中心電極の外径よりも大きく拡径すると共に、上記接地電極の開口部の内径を上記中心電極の外径よりも小さく縮径する。
【００２２】
第９の発明によれば、上記放電空間内で発生した火炎の噴出圧力が増加し、燃焼室内への火炎の広がりが促進され着火性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態における内燃機関点火装置の概要を示す模式図。
【図２】本発明の第１の実施形態における内燃機関点火装置の効果を説明するための要部断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態における内燃機関点火装置に適用し得る点火制御方法を示し、（ａ）は、単パルスで点火を行う場合のタイムチャート、（ｂ）は、複数パルスで点火を行う場合のタイムチャート、
【図４】本発明の第２の実施形態における内燃機関点火装置の概要を示す要部断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態における内燃機関点火装置の変形例として、中心電極の形状の違いを（ａ）から（ｄ）に示す斜視図。
【図６】本発明の第３の実施形態における内燃機関点火装置とその変形例を（ａ）から（ｃ）に示す要部断面図。
【図７】本発明の第４の実施形態における内燃機関点火装置とその変形例及び第５の実施形態における内燃機関点火装置をそれぞれ（ａ）から（ｃ）に示す要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明は、高過給、高圧縮、高ＥＧＲ、リーン燃焼による高効率、低ＮＯＸを達成するエンジン等の難着火性の内燃機関に用いられ優れた着火性と耐久性を示す内燃機関点火装置である。
図１を参照して本発明の第１の実施形態における内燃機関点火装置１の概要について説明する。
内燃機関点火装置１は、点火プラグとして、図略の内燃機関３０に設けられ機関燃焼室３００に先端が露出する非平衡プラズマ点火プラグ１０が用いられ、機関の運転状況に応じて、非平衡プラズマ点火プラグ１０に高エネルギを供給する高エネルギ電源２０から、所定の周波数の高周波電圧を、所定の印加時間だけ印加して、非平衡プラズマを非平衡プラズマ点火プラグ１０の絶縁体１２内部に区画した放電空間１４０内に発生させて、放電空間１４０内に導入された混合気の着火を行い、燃焼室３００内に噴射させて、燃焼室３００内に導入された混合気の点火を図るものである。
放電空間１４０内で高温プラズマの発生を伴うことなく、電子温度は高く分子温度は低い非平衡プラズマによって放電空間１４０内に導入された混合気の燃焼反応を励起させることにより、高温プラズマによる電極消耗を抑制した点を最大の特徴とする。
【００２５】
本実施形態の非平衡プラズマ点火プラグ１０は、例えば、アルミナ等の絶縁性耐熱材料を用いて略筒状に形成した絶縁体１２と、その中心に保持され、ニッケル等の良電導性金属材料を用いて長軸状に形成した中心電極１１と、導電性材料を用いて略筒状に形成され絶縁体１２を保持するハウジング１３と、ハウジング１３に延設して絶縁体１２の先端に配設され、内側に開口部１３３を設けた略環状の接地電極１３２とからなり、中心電極１１の先端面１１１、又は、接地電極１３２の内周面の図略のいずれかが絶縁体１２２の一部からなる放電空間隔壁部１２２によって覆われ、後述する条件の下、高電圧が印加されたときに中心電極１１と接地電極１３２との間でアーク放電が発生しないようになっている。
非平衡プラズマ点火プラグ１０は、内燃機関３０に装着され、燃焼室３００内に接地電極１３２の開口部１３３を露出させている。
さらに、非平衡プラズマ点火プラグ１０は、絶縁体１２の内側に区画して、一端が閉塞し、他端が内燃機関３０の燃焼室３００に向かって開放する放電空間１４０を中心電極１１の先端側で内燃機関３０の燃焼室３００の上面よりも反燃焼室側に引き込んだ位置に有している。
【００２６】
本実施形態においては、中心電極１１の先端面１１１を絶縁体１２の一部１２２で覆い、接地電極１３２の開口部１３３表面を放電空間１４０に露出させてある。
中心電極１１の基端側の中心電極端子部１１０には、高エネルギ電源２０から高周波の電圧が印加されるようになっている。
絶縁体１２の基端側はハウジング１３から露出する絶縁体頭部１２０を構成し、中心電極端子部１１０とハウジングとの間の延面距離を長くして、両者の間の絶縁を確保している。
絶縁体１２の中腹に当たる絶縁体固定部１２１が外径方向に拡径され、ハウジング保持部１３０によって保持されている。
絶縁体１２の一部を放電空間隔壁部１２２として、放電空間１４０に対向する中心電極１１と接地電極１３２の一方の電極として中心電極１１の先端面１１１を覆い、他方の電極として接地電極１３２の開口部１３３は放電空間１４０に露出している。
【００２７】
また、絶縁体固定部１２１に延設して中心電極先端面１１１よりも下方に向かって筒状に伸びる絶縁体放電空間区画部１２３によって絶縁体１２の内側に放電空間１４０が区画されている。
絶縁体１２の外周を覆うように、ハウジング１３に延設して、接地電極側面部１３１が形成され、絶縁体１２の下端面を覆いつつ、放電空間１４０の先端側開口に連通するように接地電極開口部１３２を設けた略環状に接地電極１３２が配設されている。
接地電極側面部１３１の外周には、ネジ部１３４が形成され、開口部１３２が内燃機関３０の燃焼室３００に露出するように固定されている。
中心電極１１の先端面１１１、又は、接地電極１３２の開口部１１３３の表面とのいずれか一方を覆う放電空間隔壁部１２２の厚さは、中心電極１１と接地電極１３２との側面方向の絶縁を図る絶縁体１２の厚さより薄く形成してあり、高電圧を印加したときに中心電極１１の側面と接地電極１３２又はハウジング１３との間での絶縁リークが起こり難くなっていおり、放電空間隔壁部１２２を介して対向する放電空間１４０内へのストリーマ状に延びるコロナ放電が発生し易くしてある。
【００２８】
本発明者等の鋭意調査・試験により、高エネルギ電源２０が非平衡プラズマ点火プラグ１０に高電圧を高周波で印加する際の発振周波数を１ＭＨｚ以上、５０ＭＨｚ以下とすることによって、非平衡プラズマが発生し易く、平衡プラズマへの遷移を起こり難くすることができ、さらに、４ＭＨｚ以上、１０ＭＨｚ以下とすることによって、電子温度が１．１６×１０５（１０ｅＶ）以上の非平衡プラズマを発生できることが判明した。
また、高エネルギ電源２０から非平衡プラズマ点火プラグ１０に一周期内に高電圧を印加する印加時間を１ｎｓ以上、２５０ｎｓ以下とすることによって、電子温度が高く、分子温度は低い非平衡プラズマを発生させることができ、さらに、１０ｎｓ以上、１００ｎｓ以下とすることによって、電子温度が１．１６×１０５（１０ｅＶ）以上の非平衡プラズマを発生できることが判明した。
さらに、放電空間１４０内で非平衡プラズマを発生させることにより、電子温度が高く、分子温度は低い非平衡プラズマから、分子温度の高い平衡プラズマに遷移するのではなく、放電空間１４０内に導入された混合気の燃焼反応を引起し、燃焼により膨張した火炎が高い圧力で放電空間１４０から燃焼室３００内に噴出する。
このため、放電空間１４０に露出した接地電極１３２の開口部１３３の表面に高温プラズマの衝突による電極消耗が起こり難くなる。また、放電空間隔壁部１２２に覆われた中心電極先端面１１１にはプラズマが衝突しないので電極消耗が発生し難くなる。
【００２９】
一方、本発明によらず、高エネルギ電源２０から点火プラグへの高電圧の印加時間を１ｎｓ以下とすると、非平衡プラズマを発生し難くなり、２５０ｎｓ以上とすると、非平衡プラズマから平衡プラズマに遷移してアーク放電を引き起こし易くなるので、質量の高い分子プラズマの衝突によって点火プラグの電極の消耗を招く虞がある上に、高い電子温度が混合気の燃焼に用いられるのではなく分子温度の上昇に消費されるので、高エネルギ電源から与えたエネルギの４０％程度が損失となる虞もある。
また、本発明によらず、高周波の発振周波数を５０ＭＨｚより高くした場合には、非平衡プラズマが発生し難くなり、高周波の発信周波数を１ＭＨｚより低くした場合には、非平衡プラズマが平衡プラズマに遷移し易く、分子温度が高く質量の大きい平衡プラズマが放電空間に露出した電極に衝突するので電極の消耗を引起し易くなる。
【００３０】
図２を参照して、本発明の効果についてさらに詳述する。
燃焼室３００内に図略の燃料噴射装置から燃料が噴射され、圧縮行程において、燃焼室３００内の空気と燃料との混合気が燃焼室３００に連通する放電空間１４０内に導入され、高エネルギ電源２０から、高周波の電圧が所定の発信周波数で所定の印加時間だけ印加されると、中心電極先端面１１１を覆う絶縁体隔壁部１２２の内周面から放電空間１４０内に向かってストリーマ状に伸びるコロナ放電が発生し、放電空間１４０内に電子温度は高く、分子温度は低い非平衡プラズマを形成する。
このとき、中心電極１１と接地電極側面部１３１との間、並びに、放電空間隔壁部１２２及び放電空間１４０を介して対向する中心電極先端面１１１と接地電極１３２の開口部１３３内周壁との間には強電界が形成されるが、放電空間隔壁部１２２の厚さｔ１は、絶縁体側面部１２１の厚さｔ２に比べて遙かに薄く形成されており、中心電極１１と接地電極側面部１３１との間は絶縁が確保され、より電界強度の高い放電空間１４０内に向かってコロナ放電が形成され中心電極先端面１１１と接地電極１３２との間でアーク放電を伴うことがない。
このため、中心電極１１と接地電極１３２との間に電流がほとんど流れず、高エネルギ電源２０から印加されたエネルギを効率よく非平衡プラズマの形成に利用できる。
放電空間１４０内に導入された混合気は、極めて高い温度の電子によって励起され、燃焼反応によって膨張して、一定の容積に区画された放電空間１４０から高い圧力の火炎となって燃焼室３００内に噴出し、燃焼室３００内の混合気の燃焼を引き起こす。
【００３１】
図３を参照して本発明の第１の実施形態における内燃機関点火装置１の制御方法について説明する。
本図（ａ）は、高エネルギ電源２０から、単パルスで高電圧を印加する場合のタイムチャートを示し、本図（ｂ）は、複数パルスを発振する高周波の高電圧を印加する場合のタイムチャートを示す。
内燃機関３０の運転状況に応じて内燃機関３０の運転を制御する詳述略のエンジン制御装置から点火信号ＩＧｔが高エネルギ電源２０に発信され、単パルスの場合には、本図（ａ）に示すように、１ＭＨｚ〜５０ＭＨｚの発振周波数で高エネルギ電源が開閉され、一周期あたり１ｎｓ〜２５０ｎｓの時間、高電圧が印加される。
また、複数パルスの場合には、本図（ｂ）に示すように、１回の点火信号ＩＧｔに対して、１ＭＨｚ〜５０ＭＨｚの発振周波数で高エネルギ電源が複数回開閉され、駆動パルスの開閉に応じて一周期あたり１ｎｓ〜２５０ｎｓの時間、高電圧が複数回印加される。
【００３２】
図４を参照して本発明の第２の実施形態における内燃機関点火装置１ａに用いられる非平衡プラズマ点火プラグ１０ａについて説明する。
上記実施形態と同様の構成については同じ符号を付したので説明を省略し、本実施形態の特徴的部分について詳述する。
本実施形態においては、中心電極先端面１１１ａの外周縁に沿ってその一部を放電空間隔壁部１２２側に向かって突出させた突起部１１２が形成してある。
このように、中心電極先端面１１１ａの一部に中心電極突起部１１２を設けることによって、中心電極突起部１１２に電界が集中し、放電空間隔壁部１２２の中心電極突起部１１２に対向する位置から放電空間１４０内に、非平衡プラズマを発生させるために必要な要求電圧低下させることができる。
本実施形態によれば、高エネルギ電源２０から印加される電圧を低くすることによって、さらに電極の消耗を抑制できると期待される。
また、このような構成とすることにより、高エネルギ電源２０の体格を小型にしたり、製造コストの削減を図ったりすることも可能となる。
【００３３】
図５（ａ）〜（ｃ）に本発明の第２の実施形態における非平衡プラズマ点火プラグ１０ａに用いられる中心電極１０ａとその変形例を示す。
本図（ａ）に示すように、中心電極突起部１１２を中心電極先端面１１１ａの外周縁の全周に渡って設けても良いし、本図（ｂ）に示すように、中心電極突起部１１２ｂを中心電極先端面１１１ｂの外周縁の一部に設けても良い。
さらに、本図（ｃ）に示すように、中心電極先端面１１１ｃの表面に複数の中心電極１１２ｃを設けても良いし、本図（ｄ）に示すように、中心電極先端面１１１ｄを先端先細りにして中心電極突起部１１２ｄを形成しても良い。
いずれの場合にも、中心電極突起部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄに電界集中を起こし、印加電圧を低下させ、接地電極１３２の消耗をさらに抑制できる。
【００３４】
図６を参照して、本発明の第３の実施形態における非平衡プラズマ点火プラグ１０ｅとその変形例１０ｆ、１０ｇについて説明する。
本発明の第２の実施形態においては、中心電極先端面１１１に突起部を設けた例を示したが、本実施形態のように、本図（ａ)に示すように、放電空間隔壁部１２２ｅの表面に放電空間１４０内に向かって突出する絶縁体突起部１２４ｅを形成しても良いし、絶縁体放電空間区画部１２３ｆの内周壁に放電空間内に向かって突出する絶縁体突起部１２４ｆを形成しても良い。
いずれの場合にも、突起部１２４ｅ、１２４ｆで電界集中がおこり、放電し易くなるので、放電空間１４０ｅ、１４０ｆ内に非平衡プラズマを発生させるために高エネルギ電源２０から印加する電圧を低くし、接地電極１３２の消耗を抑制できる。
また、放電空間本図（ｃ）に示すように、接地電極１３２ｇの先端側の一部を拡径して放電空間拡大部１４１を形成しても良い。このような形状とすることにより、接地電極１３２ｇが相対的に放電空間１４０に向かって突出した構造となり、電界集中を起こし、印加電圧を低下させ、接地電極１３２ｇの消耗を抑制できる。
なお、本実施形態によれば、放電空間１４０ｇから噴出した燃焼火炎が放電空間拡大部１４１において渦流が発生するので、燃焼室３００内への貫徹力が増したり、混合気との混合が活発となったりして、さらなる着火性の向上も期待できる。
【００３５】
図７を参照して、本発明の第４の実施形態における非平衡プラズマ点火プラグ１０ｈとその変形例１０ｉ、及び、第５の実施形態における非平衡プラズマ点火プラグ１０ｊについて説明する。
上記実施形態においては、放電空間１４０、１４０ａ〜ｇの内径は、中心電極１１の外径に略等しく形成し、接地電極１３２の開口部１３３は放電空間１４０に連通するように内径を等しく形成した例を示したが、本図（ａ）に示すように、非平衡プラズマ点火プラグ１０ｈでは、放電空間１４０ｈの内径を中心電極１１の外径よりも大きく拡径し、さらに、接地電極１３２ｈの開口部１３３ｈの内径を中心電極１１の外径よりも小さく縮径して形成してある。
このように放電空間１４０ｈを形成することにより放電空間１４０内で発生した非平衡プラズマによって燃焼反応を引き起こした混合気の噴出圧力を高めて着火性の向上を図ったり、印加電圧を低下させて耐久性の向上を図ったりすることもできる。なお、本実施形態においても、絶縁体１２ｈの一部に放電空間１４０ｈ内に向かって突出する絶縁体突起部１２４ｈ、１２６を設けても良い。
また、接地電極１３２ｈの放電空間１４０ｈに対向する表面を覆うように絶縁体縮径部１２５ｈを設けて、接地電極１３２ｈの放電空間１４０ｈに対向する表面が放電空間１４０ｈに晒されないようにしてある。
さらに、本図（ｂ）に示すように、非平衡プラズマ点火プラグ１０ｉでは、接地電極１３２ｉの先端側の一部を拡径して放電空間拡大部１４１ｉを形成しても良い。
また、上記実施形態においては、中心電極１１の先端面１１１、１１１ａ側を放電空間隔壁部１２２、１２２ａ〜１２２ｉによって覆い放電空間１４０、１４０ａ〜１４０ｉに晒されないようにしたが、本図（ｃ）に示す本発明の第５の実施形態における非平衡プラズマ点火プラグ１０ｊのように、中心電極１１ｊの先端面１１１ｊを放電空間１４０ｊに露出させ、接地電極１３２ｊの開口部１３３ｊを絶縁体隔壁部１２２ｊで覆っても良い。上記実施形態と同様、絶縁体隔壁部１２２ｊの厚さｔ１ｊは、絶縁体放電空間区画部１２３の厚さｔ２よりも遥かに薄く形成されている。さらに、上記実施形態の変形例を本実施形態に組み合わせて適用しても良い。
いずれの場合も、上記実施形態と同様に、放電空間１４０ｊ内に非平衡プラズマを発生させ、放電空間１４０ｊ内に導入された混合気の燃焼反応を引起し、燃焼室３００内に噴出させて、電極の消耗を抑制しつつ、混合気の着火をすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  内燃機関点火装置
１０  非平衡プラズマ点火プラグ
１１  中心電極
１１０  中心電極基端部
１１１  中心電極先端部
１２  絶縁体
１２０  絶縁体頭部
１２１  絶縁体側面部
１２２  放電空間隔壁部
１２３  絶縁体放電空間区画部
１３  ハウジング
１３０  ハウジング保持部
１３１  接地電極側面部
１３２  接地電極
１３３  接地電極開口部
１３４  接地電極ネジ部
１４０  放電空間
２０  高エネルギ電源
３０  内燃機関
３００  燃焼室
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３７】
【特許文献１】米国特許３５８１１４１明細書
【特許文献２】特表２００８−１５６０３５号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５３３３０号公報
【図１】
0005477253.tif 000002
【図２】
0005477253.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005477253.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0005477253.tif 000008