(57)【要約】  本発明は、中心電極が燃焼室の区画面から燃焼室へ突き出すタイプの点火プラグにおいて、中心電極の熱伝導性を向上させることを目的とする。本発明の点火プラグは、火花放電のための高電圧が印加される中心電極と、中心電極が嵌め込まれる貫通孔が形成された絶縁碍子と、中心電極との間に火花放電が生じる放電ギャップを形成する接地電極とを備え、内燃機関に取り付けられた状態で、内燃機関の区画面から燃焼室へ中心電極が突き出す。中心電極のうち、絶縁碍子の貫通孔に嵌め込まれて固定された本体部の全体が、熱伝導率が２５０Ｗ／ｍＫ以上の高熱伝導性の材料により構成されている。
2013077382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火花放電のための高電圧が印加される中心電極と、
前記中心電極が嵌め込まれる貫通孔が形成された絶縁碍子と、
前記中心電極との間に火花放電が生じる放電ギャップを形成する接地電極とを備え、
内燃機関に取り付けられた状態で、前記内燃機関の区画面から燃焼室へ前記中心電極が突き出す点火プラグであって、
前記中心電極のうち、前記絶縁碍子の貫通孔に嵌め込まれて固定された本体部の全体が、熱伝導率が２５０Ｗ／ｍＫ以上の高熱伝導性の材料により構成されている
ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項２】
請求項１において、
前記内燃機関のピストンが圧縮上死点に位置する状態において、前記点火プラグの設置箇所における燃焼室の高さの中心、又はその中心よりピストン側に、シリンダの軸方向における前記放電ギャップの中心が位置する
ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記中心電極は、前記本体部と、前記本体部の先端に接合されたチップ部とを備え、前記本体部の全体が前記高熱伝導性の単一材料により構成されている
ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１つにおいて、
前記本体部と前記絶縁碍子とは、前記燃焼室から離れるほど広がるテーパー面で互いが当接するように構成されている
ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つにおいて、
前記絶縁碍子は、少なくとも前記点火プラグの下部において、前記燃焼室から離れるに従って広がるテーパー状に形成されている
ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１つに記載の点火プラグと、
燃焼室が形成され、前記点火プラグにより前記燃焼室の混合気が点火されて動力を出力する内燃機関本体とを備えている
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項７】
請求項６において、
膨張行程の開始時点以降に燃焼室へ電磁波を放射する電磁波放射装置を備えている
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項８】
火花放電のための高電圧が印加される中心電極と、
前記中心電極が嵌め込まれる貫通孔が形成された絶縁碍子と、
前記中心電極との間に火花放電が生じる放電ギャップを形成する接地電極とを備え、
内燃機関に取り付けられた状態で、前記内燃機関の区画面から燃焼室へ前記中心電極が突き出す点火プラグであって、
前記内燃機関のピストンが圧縮上死点に位置する状態において、前記点火プラグの設置箇所における燃焼室の高さの中心、又はその中心よりピストン側に、シリンダの軸方向における前記放電ギャップの中心が位置する
ことを特徴とする点火プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中心電極が燃焼室へ突き出すタイプの点火プラグ、及びその点火プラグを備えた内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、中心電極が燃焼室へ突き出すタイプの点火プラグが知られている。例えば、特開２００４−２４７１７５号公報には、希薄燃焼における着火性を改善させる目的で、中心電極の突き出し長を大きくすることが記載されている。このように突き出し長を大きくすると、火花が飛ぶ位置がエンジン燃焼室の壁面から遠ざかり、混合気の流速が早い場所で火花が飛ぶことになる。火花が飛んでいる間に、火花と触れ合うガソリン分子が多くなる。従って、より薄い混合気に着火させることができる。【０００３】
しかし、中心電極の突き出し長を大きくすると、多くの燃焼ガスに電極が触れるため、電極の温度が高くなる。電極が高温状態になると、電極自体が酸化しやすくなったり、プレイグニッションが起こりやすくなったりする。それに対して、特開２００４−２４７１７５号公報に記載されたスパークプラグでは、電極の比抵抗を低く抑えるために、電極の固溶成分が電極全体の９９．０重量％以上を占め、その固溶成分中の９９．６重量％がニッケルを使用している。そのため、火花放電用電流が流れることで上昇する電極温度が低く抑えられる。また、同文献の図４では、中心電極に銅などの良熱伝導体が内装されている。【０００４】
また、特開２００８−１２３９８９号公報には、内燃機関用スパークプラグが開示されている。この内燃機関用スパークプラグは、中心電極チップと接地電極チップの間で火花ギャップが形成され、内燃機関シリンダヘッドにねじ込み固定されている。シリンダヘッドの端面から燃焼室内に突き出た中心電極チップの先端の火花位置長さＨは、同文献の図５に示す着火性評価結果に基づき、６．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４７１７５号公報
【特許文献２】特開２００８−１２３９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、燃焼室の壁面近傍で混合気を着火させる場合は、燃焼室の壁面近傍から火炎が広がる。火炎面は、混合気の燃焼期間の初期段階から燃焼室の壁面に接触する。また、燃焼ガス（燃料を燃焼させて発生した高温ガス）の温度が比較的高い圧縮上死点の直前から直後に亘って、多くの燃焼ガスが燃焼室の壁面に接触する。従って、燃焼室からその壁面への伝熱量が増大し、冷却損失の増大を招く。【０００７】
本願発明者は、そのような問題を改善するために、混合気を着火させる位置が燃焼室の壁面から遠くなるように、点火プラグの突き出し長を大きくすることを思いついた。しかし、従来の点火プラグでは、中心電極に埋設された銅だけが熱伝導率が高く、それ以外のニッケルはそれほど熱伝導率が高くない。そのため、中心電極の先端部の温度が十分に低下せずに、プレイグニッションや酸化などの問題が生じるおそれがあった。【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、中心電極が燃焼室の区画面から燃焼室へ突き出すタイプの点火プラグにおいて、中心電極の熱伝導性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、火花放電のための高電圧が印加される中心電極と、前記中心電極が嵌め込まれる貫通孔が形成された絶縁碍子と、前記中心電極との間に火花放電が生じる放電ギャップを形成する接地電極とを備え、内燃機関に取り付けられた状態で、前記内燃機関の区画面から燃焼室へ前記中心電極が突き出す点火プラグを対象とする。そして、この点火プラグの前記中心電極のうち、前記絶縁碍子の貫通孔に嵌め込まれて固定された本体部の全体が、熱伝導率が２５０Ｗ／ｍＫ以上の高熱伝導性の材料により構成されている。【００１０】
第１の発明では、中心電極の本体部の全体が、熱伝導率が２５０Ｗ／ｍＫ以上の高熱伝導性の材料により構成されている。従って、中心電極において燃焼ガスに接触する面から伝達された熱は、本体部の全断面を通じて良好に放熱される。【００１１】
なお、中心電極の本体部とは、その本体部の先端にチップ部（例えば、イリジウムチップ）が接合されている場合は、中心電極のうちチップ部以外の部分であり、チップ部が接合されていない場合は、中心電極の全体である。【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記内燃機関のピストンが圧縮上死点に位置する状態において、前記点火プラグの設置箇所における燃焼室の高さの中心、又はその中心よりピストン側に、シリンダの軸方向における前記放電ギャップの中心が位置する。【００１３】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記中心電極が、前記本体部と、前記本体部の先端に接合されたチップ部とを備え、前記本体部の全体が前記高熱伝導性の単一材料により構成されている。【００１４】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、前記本体部と前記絶縁碍子とは、前記燃焼室から離れるほど広がるテーパー面で互いが当接するように構成されている。【００１５】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、前記絶縁碍子が、少なくとも前記点火プラグの下部において、前記燃焼室から離れるに従って広がるテーパー状に形成されている。【００１６】
第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明の点火プラグと、燃焼室が形成され、前記点火プラグにより前記燃焼室の混合気が点火されて動力を出力する内燃機関本体とを備えている。【００１７】
第７の発明は、第６の発明において、膨張行程の開始時点以降に燃焼室へ電磁波を放射する電磁波放射装置を備えている。【００１８】
第８の発明は、火花放電のための高電圧が印加される中心電極と、前記中心電極が嵌め込まれる貫通孔が形成された絶縁碍子と、前記中心電極との間に火花放電が生じる放電ギャップを形成する接地電極とを備え、内燃機関に取り付けられた状態で、前記内燃機関の区画面から燃焼室へ前記中心電極が突き出す点火プラグを対象とする。そして、この点火プラグは、前記内燃機関のピストンが圧縮上死点に位置する状態において、前記点火プラグの設置箇所における燃焼室の高さの中心、又はその中心よりピストン側に、シリンダの軸方向における前記放電ギャップの中心が位置する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、中心電極の本体部の全体が、熱伝導率が２５０Ｗ／ｍＫ以上の高熱伝導性の材料により構成されている。中心電極の本体部の中心部だけに高熱伝導性の材料を用いる従来の点火プラグに比べて、中心電極の本体部を通じて多くの熱を放出できる。従って、従来の点火プラグに比べて、中心電極の熱伝導性を向上させることができる。【００２０】
また、第４の発明では、中心電極の本体部と絶縁碍子とをテーパー面で当接させることで、当接面積を大きくしている。従って、中心電極の本体部から絶縁碍子を介してさらに多くの熱を外部へ放出することができる。【００２１】
また、第５の発明では、少なくとも点火プラグの下部において、絶縁碍子の断面積を先端から離れるに従って大きくしているので、中心電極の本体部から絶縁碍子を介してさらに多くの熱を外部へ放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、実施形態に係る内燃機関の縦断面図であり、ピストンが圧縮上死点に位置する状態を示す。
【図２】図２は、実施形態に係る点火プラグの縦断面図である。
【図３】図３は、実施形態の変形例１に係る内燃機関の縦断面図であり、ピストンが圧縮上死点に位置する状態を示す。
【図４】図４は、実施形態の変形例２に係る点火プラグの縦断面図である。
【図５】図５は、実施形態の変形例３に係る内燃機関の縦断面図であり、ピストンが圧縮上死点に位置する状態を示す。
【図６】図６は、その他の実施形態に係る内燃機関の縦断面図であり、ピストンが圧縮上死点に位置する状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２４】
本実施形態は、本発明に係る内燃機関１０である。内燃機関１０は、レシプロタイプの内燃機関である。内燃機関１０は、燃焼室２０が形成された内燃機関本体１１と、燃焼室２０の混合気に点火する点火装置とを備えている。内燃機関１０では、点火装置を用いて混合気に点火して混合気を燃焼させる燃焼サイクルが繰り返し行われる。
−内燃機関本体−
【００２５】
内燃機関本体１１は、図１に示すように、シリンダブロック２１とシリンダヘッド２２とピストン２３とを備えている。シリンダブロック２１には、横断面が円形のシリンダ２４が複数形成されている。各シリンダ２４内には、ピストン２３が往復自在に設けられている。ピストン２３は、コネクティングロッドを介して、クランクシャフトに連結されている（図示省略）。クランクシャフトは、シリンダブロック２１に回転自在に支持されている。各シリンダ２４内においてシリンダ２４の軸方向にピストン２３が往復運動すると、コネクティングロッドがピストン２３の往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換する。
【００２６】
シリンダヘッド２２は、ガスケット１８を挟んで、シリンダブロック２１上に載置されている。シリンダヘッド２２は、シリンダ２４、ピストン２３及びガスケット１８と共に、円形断面の燃焼室２０を区画する区画部材を構成している。
【００２７】
シリンダヘッド２２には、各シリンダ２４に対して、点火装置の一部を構成する点火プラグ４０が１つずつ設けられている。点火プラグ４０の先端部は、燃焼室２０の天井面３０（シリンダヘッド２２における燃焼室２０に露出する面）の中心部に位置している。点火プラグ４０の先端部には、中心電極４１及び接地電極４４が設けられている。中心電極４１の先端と接地電極４４の先端部との間には、放電ギャップが形成されている。点火プラグ４０についての詳細は後述する。
【００２８】
シリンダヘッド２２には、各シリンダ２４に対して、吸気ポート２５及び排気ポート２６が形成されている。吸気ポート２５には、吸気ポート２５の吸気側開口２５ａを開閉する吸気バルブ２７と、燃料を噴射するインジェクター２９とが設けられている。一方、排気ポート２６には、排気ポート２６の排気側開口２６ａを開閉する排気バルブ２８が設けられている。
【００２９】
なお、本実施形態では、図１に示すように、ピストン２３の頂面にクレータ状の凹部３１が形成されているが、ピストン２３の頂面は他の形状（例えば、平坦形状）であってもよい。
−点火プラグ−
【００３０】
点火プラグ４０は、碍子脚部４２ａが長い焼け型のプラグであり、図１に示すように、中心電極４１が燃焼室２０へ突き出している。図２に示すように、点火プラグ４０は、中心電極４１と絶縁碍子４２と主体金具４３と接地電極４４とを備えている。なお、碍子脚部４２ａとは、絶縁碍子４２のうち、主体金具４３の先端の開口から突き出した部分である。
【００３１】
中心電極４１は、火花放電のための高電圧パルスが印加される導体である。中心電極４１は、棒状に形成され、絶縁碍子４２の貫通孔５２の先端側に嵌め込まれている。絶縁碍子４２の貫通孔５２には、中心電極４１に連続して、抵抗体４５及び中軸導体４６が順番に嵌め込まれている。中軸導体４６は、点火装置の一部を構成する点火コイルの出力端子に接続される入力端子４７と一体化されている。
【００３２】
中心電極４１は、中心電極本体部５０と中心電極チップ部５１とを備えている。中心電極本体部５０は、大部分が絶縁碍子４２の貫通孔５２に嵌め込まれ、先端側の一部が碍子脚部４２ａから露出している。一方、中心電極チップ部５１は、円柱状に形成されている。中心電極チップ部５１の一端面は、中心電極本体部５０の先端面に接合されている。中心電極チップ部５１には、高融点で耐酸化性の貴金属（例えば、イリジウム）が用いられている。
【００３３】
絶縁碍子４２は、略円筒状に形成されている。絶縁碍子４２は、電気絶縁性の材料により構成されている。絶縁碍子４２は、貫通孔５２内の導体（中心電極４１、抵抗体４５および中軸導体４６）と、主体金具４３との間を電気的に絶縁する。絶縁碍子４２のうち碍子脚部４２ａは、主体金具４３から突き出している。また、絶縁碍子４２の内径（貫通孔５２の孔径）は、先端部を除いて一様である。絶縁碍子４２の外径は、その軸方向の中央部が先端側及び基端側に比べて大きくなっている。
【００３４】
主体金具４３（シェル）は、略円筒状の金属製ケースである。主体金具４３は、絶縁碍子４２の外周を支持して、絶縁碍子４２を収容している。主体金具４３の先端部の内周面は、絶縁碍子４２の先端部の外周面との間に隙間を存して離間している。主体金具４３の先端側の外周面には、内燃機関１０へ取り付けるための取付構造として雄ネジ部４３ａが形成されている。点火プラグ４０は、主体金具４３の雄ネジ部４３ａをシリンダヘッド２２のプラグホールの雌ネジ部（図示省略）に螺合させることにより、シリンダヘッド２２にねじ込み固定される。主体金具４３の上部には、プラグレンチが嵌め込まれるレンチ嵌合部４３ｂが形成されている。なお、図示は省略するが、主体金具４３と絶縁碍子４２の間にはシール部材が設けられている。
【００３５】
接地電極４４は、中心電極４１との間に火花放電が生じる放電ギャップを形成する。接地電極４４は、接地電極本体部５３と接地電極チップ部５４とを備えている。接地電極本体部５３は、曲板状の導体である。接地電極本体部５３は、一端側が主体金具４３の先端面に接合されている。接地電極本体部５３は、主体金具４３の先端面から点火プラグ４０の軸心に沿って延びて内側へ折れ曲がり、先端側が中心電極４１の先端と対面している。一方、接地電極チップ部５４は、円柱状に形成されている。接地電極チップ部５４の一端は、接地電極本体部５３のうち中心電極に４１に対面する領域に接合されている。接地電極チップ部５４には、高融点で耐酸化性の貴金属（例えば、白金）が用いられている。
【００３６】
本実施形態では、点火プラグ４０の先端部が燃焼室２０の天井面３０から突き出している。具体的に、点火プラグ４０は、主体金具４３の雄ネジ部４３ａより先端側が、燃焼室２０の天井面３０から突出している。また、主体金具４３の先端の開口からは碍子脚部４２ａが突き出し、碍子脚部４２ａの先端からは中心電極４１が突き出している。
【００３７】
ここで、図１に示すように、ピストン２３が圧縮上死点に位置する状態において点火プラグ４０の設置箇所における燃焼室２０の高さをＨとした場合に、シリンダ２４の軸方向における放電ギャップの中心は、Ｈ／２の高さに位置している。つまり、中心電極４１の突き出し長Ｌは、シリンダ２４の軸方向における放電ギャップの中心がＨ／２の高さに位置するように設定されている。
【００３８】
なお、燃焼室２０の高さは、燃焼室２０の天井面３０からピストン２３の凹部３１の底面までの距離である。放電ギャップの中心は、中心電極チップ部５１の先端と接地電極チップ部５４の先端との中間の位置である。
【００３９】
本実施形態によれば、中心電極４１の突き出し長Ｌが本実施形態より短い場合に比べて、混合気の着火時点から火炎面が燃焼室２０の天井面３０に接触するまでの時間が長くなる。また、圧縮上死点の直前から直後までの期間に燃焼室２０の天井面３０に接触する燃焼ガスの量が減少する。この期間は、燃焼ガスの温度が比較的高い。従って、燃焼室２０からその天井面３０を介してシリンダヘッド２２へ伝達される熱量が減少する。
【００４０】
さらに、中心電極４１の突き出し長Ｌをむやみに大きくするのではなく、中心電極４１の先端がピストン２３の頂面に近づき過ぎないようにしている。そのため、混合気の着火時点から火炎面がピストン２３の頂面に接触するまでの時間が長くなる。また、圧縮上死点の直前から直後までの期間にピストン２３の頂面に接触する燃焼ガスの量が減少する。従って、燃焼室２０からピストン２３へ伝達される熱量が減少する。以上より、燃焼室２０からシリンダヘッド２２及びピストン２３へ伝達される熱量が減少するため、内燃機関１０の冷却損失が減少する。
【００４１】
また、本実施形態では、中心電極本体部５０の全体が、熱伝導率が２５０Ｗ／ｍＫ以上の高熱伝導性で耐酸化性及びの単一の材料（例えば、多層カーボンナノチューブ）により構成されている。中心電極本体部の中心部だけに高熱伝導性の材料を用いる従来の点火プラグに比べて、中心電極本体部５０は、全断面を通じて多くの熱を伝達することができる。従って、従来の点火プラグに比べて、中心電極の熱伝導性を向上させることができる。
【００４２】
また、絶縁碍子４２の全体は、熱伝導率が２５０Ｗ／ｍＫ以上の高熱伝導性で電気絶縁性及び耐酸化性を有する材料（例えば、高圧ダイヤモンド）により構成されている。従って、中心電極本体部５０から絶縁碍子４２を介して多くの熱を外部へ放出することができる。
【００４３】
特に、本実施形態では、中心電極本体部５０と絶縁碍子４２をテーパー面で当接させて、両者の当接面積を大きくしている。具体的に、中心電極本体部５０の外周面は、基端部を除いて、先端から離れるに従って広がるテーパー面に形成されている。中心電極本体部５０の外周面は、その外周面に対応してテーパー面に形成された貫通孔５２の孔面に当接している。従って、中心電極本体部５０から絶縁碍子４２を介してさらに多くの熱を外部へ放出することができる。
【００４４】
このように、中心電極本体部５０において多くの熱を伝達でき、さらに中心電極本体部５０から絶縁碍子４２を介して多くの熱を外部へ放出できるので、中心電極４１の突き出し長Ｌを大きくしても、プレイグニッションや酸化などの問題を回避できる。
−実施形態の変形例１−
【００４５】
実施形態の変形例１では、図３に示すように、中心電極４１の突き出し長Ｌが実施形態に比べて大きい。具体的に、シリンダ２４の軸方向における放電ギャップの中心がＨ／２の高さよりピストン２３側に位置するように、中心電極４１の突き出し長Ｌが設定される。つまり、圧縮上死点の直前（又は直後）の状態において点火プラグ４０の設置箇所における燃焼室２０の高さをＨ’とした場合に、シリンダ２４の軸方向における放電ギャップの中心は、Ｈ’／２の高さに位置している。
【００４６】
変形例１によれば、燃焼室２０からシリンダヘッド２２へ伝達される熱量と、燃焼室２０からピストン２３へ伝達される熱量とのうち、前者を優先的に減らしている。シリンダヘッド２２の内部には冷却水が流れている。そのため、前者を優先的に減らすことで、さらに冷却損失を低減させることができる。
−実施形態の変形例２−
【００４７】
実施形態の変形例２では、図４に示すように、中心電極本体部５０の外面が、先端から基端（抵抗体４５側の端）まで、先端から離れるに従って広がるテーパー面になっている。また、点火プラグ４０の下部（主体金具４３の外径が最大の箇所４３ｃより下側部分）では、絶縁碍子４２の外径が、先端から離れるに従って広がりっている。中心電極本体部５０は、先端から基端に亘って、前記テーパー面で絶縁碍子４２に当接する。従って、中心電極本体部５０から絶縁碍子４２を介して多くの熱を外部へ放出することができる。
−実施形態の変形例３−
【００４８】
実施形態の変形例３では、内燃機関１０が、膨張行程の開始時点以降に燃焼室２０へマイクロ波を放射する電磁波放射装置６０を備えている。電磁波放射装置６０は、図５に示すように、マイクロ波発生装置６１とアンテナユニット６２とを備えている。
【００４９】
マイクロ波発生装置６１は、電子制御装置（図示省略）から電磁波駆動信号を受けると、マイクロ波パルスを連続波で出力する。マイクロ波発生装置６１では、半導体発振器がマイクロ波を生成する。なお、半導体発振器の代わりに、マグネトロン等の他の発振器を使用してもよい。
【００５０】
アンテナユニット６２は、内燃機関本体１１に取り付けられている。アンテナユニット６２は、同軸線路を介して、マイクロ波発生装置６１に接続されている。アンテナユニット６２は、マイクロ波発生装置６１から出力されたマイクロ波を受けると、燃焼室２０に露出する先端面からマイクロ波を放射する。アンテナユニット６２の先端面は、燃焼室２０の外周側に露出している。
【００５１】
燃焼室２０では、アンテナユニット６２の先端面からマイクロ波が放射されると、アンテナユニット６２の先端面の近傍、及び凹部３１の外周の突出部の近傍に、燃焼室２０において相対的に電界強度が強い強電界領域が形成される。火炎の移動速度は、その火炎が強電界領域を通過する際にマイクロ波のエネルギーを受けて増大する。
【００５２】
マイクロ波のエネルギーが大きい場合には、強電界領域においてマイクロ波プラズマが生成される。マイクロ波プラズマの生成領域では活性種（例えば、ＯＨラジカル）が生成されるので、強電界領域を通過する火炎の移動速度は、活性種により増大する。電磁波放射装置６０はプラズマ生成装置を構成する。
【００５３】
変形例３では、電磁波放射装置６０が、膨張行程の開始時点以降（例えば、膨張行程の前半）にマイクロ波プラズマを生成して、火炎の伝播速度を増大させる。電子制御装置は、膨張行程の開始時点以降の所定のタイミング（例えば、圧縮上死点からクランク角が１０度進角したタイミング）に電磁波駆動信号を出力する。
【００５４】
ここで、圧縮上死点以前にプラズマを生成して火炎の速度が増大すると、燃焼ガスの温度が高い圧縮上死点の直前から直後までの期間に、多くの燃焼ガスがシリンダヘッド２２やピストン２３に接触して、冷却損失の増大を招く。それに対して、変形例３によれば、膨張行程の開始時点以降にプラズマを生成するので、圧縮上死点のタイミングにおける火炎の広がりが小さくなる。従って、冷却損失の増大を招くことなく、混合気の燃焼を促進させることができる。
【００５５】
なお、燃焼室２０の区画面に、アンテナユニット６２の先端面から放射されたマイクロ波に共振する二次アンテナ（受信アンテナ）を設けてもよい。マイクロ波が放射されると、二次アンテナの近傍には強電界領域が形成され、その強電界領域を通過する火炎の移動速度が増大する。
《その他の実施形態》
【００５６】
前記実施形態は、以下のように構成してもよい。
【００５７】
前記実施形態において、中心電極本体部５０の全体を、好ましくは、熱伝導率が５００Ｗ／ｍＫ以上の高伝熱性材料により構成してもよいし、熱伝導率が１０００Ｗ／ｍＫ以上の高伝熱性材料により構成してもよい。
【００５８】
また、前記実施形態において、点火プラグ４０が、図６に示すように、中心電極４１の先端部の側面に１つ又は複数の接地電極４４が対向するタイプのものであってもよい。この場合に、シリンダ２４の軸方向における放電ギャップの中心は、図６において、中心電極４１の対向面（又は、接地電極４４の対向面）の高さの半分の位置である。図６では、ピストン２３が圧縮上死点に位置する状態において、点火プラグ４０の設置箇所における燃焼室２０の高さの中心に、シリンダ２４の軸方向における放電ギャップの中心が位置しているが、その放電ギャップの中心は図６よりもピストン２３側であってもよい。
【００５９】
また、前記実施形態において、点火プラグ４０の主体金具４３は、燃焼室２０の天井面３０から突出していなくてもよい。その場合は、火炎がより広がりやすくなる。
【００６０】
また、前記実施形態において、中心電極本体部５０の全体を、例えば、ＳｉＣ（炭化珪素）を主成分として気孔率をゼロに近づけた材料により構成してもよい。また、アルミニウム合金に微量の炭素材料（例えば、カーボンナノチューブ）を分散したアルミ複合材料、又は銅に微量の炭素材料を分散した銅複合材料により構成してもよい。また、ハイブリッドマイクロセル構造を有する高熱伝導性の材料により構成してもよい。
また、前記実施形態において、絶縁碍子４２を、酸化アルミニウムを主成分とするセラミックにより構成してもよい。
【００６１】
また、前記実施形態において、中心電極４１の温度が低下して燻りが生じるのを防ぐために、中心電極本体部５０の内部にその外部よりも熱伝導率が低い材料を埋設してもよい。
【００６２】
また、前記実施形態において、内燃機関１０が、圧縮比よりも膨張比が大きいミラーサイクルエンジンであってもよい。これにより、冷却損失の減少に伴う排気ガスの温度の上昇及び排気損失の上昇が抑制される。
また、前記実施形態において、内燃機関１０が、ポート噴射式ではなく直接噴射式の内燃機関であってもよい。
【００６３】
また、前記実施形態において、前記変形例３のように内燃機関１０が電磁波放射装置６０を備える場合は、中心電極４１の温度が低下する期間、またはその期間の直前に、燃焼室２０へマイクロ波を放射してもよい。カーボン系の中心電極４１はマイクロ波を吸収しやすいので、中心電極４１を昇温させて燻りを抑制することができる。また、中心電極４１に、マイクロ波を特に吸収しやすいカーボン系のマイクロコイル（例えば、カーボンマイクロコイル、ＳｉＣマイクロコイル）を混入させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上説明したように、本発明は、中心電極が燃焼室へ突き出すタイプの点火プラグ、及びその点火プラグを備えた内燃機関について有用である。
【符号の説明】
【００６５】
４０       点火プラグ
４１       中心電極
４２       絶縁碍子
４４       接地電極
５０       中心電極本体部（本体部）
５１       中心電極チップ部（チップ部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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