(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の接地電極（２）と、
該接地電極（２）の内側に保持されると共に、上記接地電極（２）の先端よりも先端側へ突出した筒状の絶縁碍子（３）と、
該絶縁碍子（３）の内側に保持されると共に、該絶縁碍子（３）の先端よりも先端側へ突出した中心電極（４）とを備え、
該中心電極（４）に高周波電圧を印加することによって、上記接地電極（２）と上記中心電極（４）との間に放電を生じさせるよう構成された、内燃機関用の点火プラグ（１）であって、
上記接地電極（２）の表面上の任意の起点と、上記絶縁碍子（３）の外周面とを結ぶプラグ径方向の線分を、線分Ｈとし、
該線分Ｈと上記絶縁碍子（３）の外周面との交点を、交点Ｋとし、
上記線分Ｈの長さをＬ１とし、
上記交点Ｋと上記絶縁碍子（３）の先端との間の軸方向距離をＬ２としたとき、
上記接地電極（２）の表面には、Ｌ１＋Ｌ２が最も短くなるような上記起点となる最短放電形成部位（２１）が、プラグ周方向の一部に局部的に設けてあり、
上記接地電極（２）は、部分的に先端部を先端側へ突出させた接地突出部（２２）を有し、
上記接地突出部（２２）は、上記中心電極（２）側を向いた内面（２２１）を有し、該内面（２２１）は、筒状の上記接地電極（２）の外周端縁まで延びており、
上記接地突出部（２２）の上記内面（２２１）に、上記最短放電形成部位（２１）が設けられていることを特徴とする内燃機関用の点火プラグ（１）。
【請求項２】
上記最短放電形成部位（２１）は、プラグ周方向における２箇所に設けられており、一対の最短放電形成部位（２１）の間のプラグ周方向における間隔は、π／２［ｒａｄ］以上であ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（１）。
【請求項３】
上記中心電極（４）には、該中心電極（４）からプラグ径方向外側へ延びる延長電極（４１）を接続してあり、該延長電極（４１）は、上記最短放電形成部位（２１）に向かって延び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（１）。
【請求項４】
上記延長電極（４１）は、プラグ径方向における外側端部から上記絶縁碍子（３）の先端よりも基端側へ屈曲した基端側屈曲部（４１１）を有することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用の点火プラグ（１）。
【請求項５】
上記基端側屈曲部（４１１）の基端と上記絶縁碍子（３）の先端との間のプラグ軸方向の距離をＬ３とし、上記基端側屈曲部（４１１）の基端と上記絶縁碍子（３）の外周面との間のプラグ径方向の距離をＬ４としたとき、Ｌ４＜Ｌ３であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用の点火プラグ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中心電極に高周波電圧を印加することによって、接地電極と中心電極との間に放電を生じさせる、内燃機関用の点火プラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関用の点火プラグとして、中心電極に高周波電圧を印加することによって、接地電極と中心電極との間に放電を生じさせるものがある（特許文献１）。特許文献１に開示された点火プラグは、筒状の接地電極の内側に、先端が突出するように筒状の絶縁碍子が配置され、さらに絶縁碍子の内側に、先端が突出するように中心電極が配置されている。
【０００３】
かかる点火プラグにおいては、中心電極に高周波の交流電圧やパルス電圧を印加すると、まず、主に接地電極側から絶縁碍子の表面を這うようにストリーマ放電が形成される。その後、ストリーマ放電が中心電極まで延び、中心電極と接地電極との間の放電経路が形成されてグロー放電もしくはアーク放電が生ずる。点火プラグは、この放電によって混合気に着火する。なお、以下において、「放電」というときは、特に断らない限り、上述のストリーマ放電ではなく、グロー放電もしくはアーク放電を意味するものとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１８６９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の放電が、絶縁碍子の表面に沿ったままでは、冷損等が大きく、火炎が広がりにくく、着火性を向上させにくい。そこで、燃焼室内の気流によって放電を絶縁碍子の表面から引き離し、気中に伸長させることが求められる。気流によって放電を効率的に引き伸ばすには、絶縁碍子に対する放電の位置と、気流の向きとの関係が、適切な関係となるように点火プラグを内燃機関に設置する必要がある。
【０００６】
ところが、上記特許文献１に開示された点火プラグは、接地電極、絶縁碍子、及び中心電極が、プラグ周方向において一様な形状を有しているため、放電が開始する位置は、プラグ周方向における特定の位置に決まらない。つまり、放電開始位置がランダムとなるため、燃焼室内の気流の向きに対してどのような向きに点火プラグを配置したとしても、安定して放電を引き伸ばすことができず、安定した着火性を得ることが困難である。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、安定した着火性を確保することができる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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、筒状の接地電極と、
該接地電極の内側に保持されると共に、上記接地電極の先端よりも先端側へ突出した筒状の絶縁碍子と、
該絶縁碍子の内側に保持されると共に、該絶縁碍子の先端よりも先端側へ突出した中心電極とを備え、
該中心電極に高周波電圧を印加することによって、上記接地電極と上記中心電極との間に放電を生じさせるよう構成された、内燃機関用の点火プラグであって、
上記接地電極の表面上の任意の起点と、上記絶縁碍子の外周面とを結ぶプラグ径方向の線分を、線分Ｈとし、
該線分Ｈと上記絶縁碍子の外周面との交点を、交点Ｋとし、
上記線分Ｈの長さをＬ１とし、
上記交点Ｋと上記絶縁碍子の先端との間の軸方向距離をＬ２としたとき、
上記接地電極の表面には、Ｌ１＋Ｌ２が最も短くなるような上記起点となる最短放電形成部位が、プラグ周方向の一部に局部的に設けてあり、
上記接地電極は、部分的に先端部を先端側へ突出させた接地突出部を有し、
上記接地突出部は、上記中心電極側を向いた内面を有し、該内面は、筒状の上記接地電極の外周端縁まで延びており、
上記接地突出部の上記内面に、上記最短放電形成部位が設けられていることを特徴とする内燃機関用の点火プラグにある。
【発明の効果】
【０００９】
上記点火プラグにおいては、上記接地電極の表面に、Ｌ１＋Ｌ２が最も短くなるような上記起点となる最短放電形成部位が設けてある。これにより、最短放電形成部位において、放電が開始されやすくなる。つまり、プラグ周方向における特定の位置において、放電が生じやすくなる。それゆえ、最短放電形成部位を起点とした放電が、気流によって効率的に引き伸ばされるような姿勢で、点火プラグを内燃機関に設置することにより、高い確率で放電を絶縁碍子の表面から引き離すことが可能となる。これにより、点火プラグの安定した着火性を確保することができる。
【００１０】
以上のごとく、本発明によれば、安定した着火性を確保することができる内燃機関用の点火プラグを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における、点火プラグの一部断面正面図。
【図２】実施例１における、点火プラグの先端部の斜視図。
【図３】実施例１における、点火プラグの先端部の一部断面正面図。
【図４】実施例１における、点火プラグの先端側から見た平面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線矢視断面図。
【図６】実施例１における、放電が伸ばされる様子を説明する点火プラグの先端側から見た説明図。
【図７】実施例２における、点火プラグの先端側から見た平面図。
【図８】参考例１における、点火プラグの先端部の一部断面正面図。
【図９】参考例１における、点火プラグの先端側から見た平面図。
【図１０】実施例３における、点火プラグの先端部の一部断面正面図。
【図１１】実施例３における、点火プラグの先端側から見た平面図。
【図１２】実験例において用いた点火プラグの先端部の一部断面正面図。
【図１３】実験例において用いた点火プラグの先端側から見た平面図。
【図１４】実験例における、観測結果を示す線図。
【図１５】実験例における、α＝π／２のときの放電の状態を示す説明図。
【図１６】実験例における、α＝０のときの放電の状態を示す説明図。
【図１７】実施例４における、点火プラグの先端部の一部断面正面図。
【図１８】実施例４における、点火プラグの先端側から見た平面図。
【図１９】参考例２における、点火プラグの先端部の一部断面正面図。
【図２０】実施例５における、点火プラグの先端部の一部断面正面図。
【図２１】実施例６における、点火プラグの先端部の一部断面正面図。
【図２２】実施例７における、点火プラグの先端部の一部断面正面図。
【図２３】実施例８における、点火プラグの先端部の一部断面正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上記点火プラグは、例えば、自動車等の車両用の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、その反対側を基端側とする。
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し、プラグ径方向とは、点火プラグの径方向を意味し、プラグ周方向とは、点火プラグの周方向を意味する。
【実施例】
【００１３】
（実施例１）
上記内燃機関用の点火プラグにつき、図１〜図６を用いて説明する。
本例の点火プラグ１は、図１、図２に示すごとく、筒状の接地電極２と、接地電極２の内側に保持されると共に、接地電極２の先端よりも先端側へ突出した筒状の絶縁碍子３と、絶縁碍子３の内側に保持されると共に、絶縁碍子３の先端よりも先端側へ突出した中心電極４とを備えている。
点火プラグ１は、中心電極４に高周波電圧を印加することによって、接地電極２と中心電極４との間に放電を生じさせるよう構成されている。
【００１４】
そして、点火プラグ１は、以下のような条件設定の下、以下の構成を更に備えている。
図３〜図５に示すごとく、接地電極２の表面上の任意の起点と、絶縁碍子３の外周面とを結ぶプラグ径方向の線分を、線分Ｈとする。
また、線分Ｈと絶縁碍子３の外周面との交点を、交点Ｋとする。
線分Ｈの長さをＬ１とする。
交点Ｋと絶縁碍子３の先端との間の軸方向距離をＬ２とする。
そして、接地電極２の表面には、Ｌ１＋Ｌ２が最も短くなるような上記起点となる最短放電形成部位２１が設けてある。
【００１５】
最短放電形成部位２１の定義につき、より詳細に説明すると、以下のとおりである。
まず、接地電極２の表面上の任意の起点と、絶縁碍子３の外周面とを結ぶプラグ径方向の線分を、線分Ｈとする。
ここで、接地電極２の表面上の任意の起点として、例えば、図４、図５の点Ａに示す部位を選ぶと、線分Ｈは、点Ａと、点Ａにプラグ径方向において対向する絶縁碍子３の外周面の点Ｂとを結ぶ線分となる。そして、点Ｂが上記交点Ｋとなる。また、ＡＢ間の距離Ｌａが、線分Ｈの長さＬ１となる。そして、点Ｂと絶縁碍子３の先端との間の軸方向距離Ｌｂが、交点Ｋと絶縁碍子３の先端との軸方向距離Ｌ２となる。
【００１６】
一方、接地電極２の表面上の任意の起点として、図３、図４の点Ｃに示す部位を選ぶと、線分Ｈは、点Ｃと、点Ｃにプラグ径方向において対向する絶縁碍子３の外周面の点Ｄとを結ぶ線分となる。そして、点Ｄが上記交点Ｋとなる。また、ＣＤ間の距離Ｌｃが、線分Ｈの長さＬ１となる。そして、点Ｄと絶縁碍子３の先端との間の軸方向距離Ｌｄが、交点Ｋと絶縁碍子３の先端との軸方向距離Ｌ２となる。
【００１７】
それゆえ、接地電極２の表面上の任意の起点として、点Ａを選んだときは、Ｌ１＋Ｌ２＝Ｌａ＋Ｌｂであり、点Ｃを選んだときは、Ｌ１＋Ｌ２＝Ｌｃ＋Ｌｄである。ここで、Ｌａ＝Ｌｃであるが、Ｌｂ＞Ｌｄであるため、Ｌａ＋Ｌｂ＞Ｌｃ＋Ｌｄである。このように、Ｌ１＋Ｌ２は、当然のことながら、接地電極２の表面上の起点の位置の選び方によって異なる。
【００１８】
そして、プラグ周方向の全周にわたって、その起点によるＬ１＋Ｌ２の大きさを比較すると、本例においては、接地電極２の表面上の任意の起点として点Ｃを選んだときに最もＬ１＋Ｌ２が小さくなる。したがって、この点Ｃが、最短放電形成部位２１であり、接地電極２の表面上の一部に存在することとなる。すなわち、最短放電形成部位２１が、プラグ周方向の一部に局部的に設けてある。そして、最短放電形成部位２１は、中心電極４を挟んで点Ｃと反対側にも存在する。
【００１９】
接地電極２は、点火プラグ１のハウジング１１も兼ねており、図１に示すごとく、ハウジング１１の外周面には内燃機関に螺合するための取付ネジ部１１１が形成されている。
最短放電形成部位２１は、プラグ周方向における２箇所に設けられており、一対の最短放電形成部位２１の間のプラグ周方向における間隔は、π／２［ｒａｄ］以上である。本例においては、両者の間隔はπ［ｒａｄ］であり、中心電極４を挟んで互いに反対側に一対の最短放電形成部位２１が配置している。なお、一対の最短放電形成部位２１の間のプラグ周方向における間隔とは、プラグ先端側から見たとき、プラグ中心と各最短放電形成部位２１とを結ぶ一対の直線同士がなす角度であって、π［ｒａｄ］以下の角度をいう。
【００２０】
図２〜図４に示すごとく、接地電極２は、部分的に先端部を先端側へ突出させた接地突出部２２を有する。そして、接地突出部２２に最短放電形成部位２１が設けられている。
接地突出部２２は２個設けられており、２個の接地突出部２２に、最短放電形成部位２１が設けられている。２個の接地突出部２２は、絶縁碍子３を間に配置した状態で、互いに対向した対向内面２２１を備えている。そして、最短放電形成部位２１は、対向内面２２１の先端に配されることとなる。
【００２１】
本例において、対向内面２２１は、平面状に形成されている。一対の対向内面２２１は互いに平行な状態で対向している。また、対向内面２２１は、絶縁碍子３の外周面に対向している。そして、図４に示すごとく、プラグ先端側から見たとき、プラグ中心から対向内面２２１に下ろした垂線の足が最短放電形成部位２１に一致する。
【００２２】
本例において、中心電極４は円柱形状を有し、絶縁碍子３は中心電極４と中心軸を共有する円筒形状を有する。ハウジング１１でもある接地電極２は、接地突出部２２が形成された部分を除いて、中心電極４及び絶縁碍子３と中心軸を共有する略円筒形状を有する。接地突出部２２の対向内面２２１は、プラグ軸方向から見たとき、円筒状の接地電極２（ハウジング１１）の内周面２３の接線となっている。そして、プラグ先端側から見たときの接地電極２の内周面２３と対向内面２２１との接点位置が、最短放電形成部位２１と一致している。
【００２３】
また、図２は点火プラグ１の先端部を模式的に表したものであり、絶縁碍子３の先端面と外周面との間の角部を曲面状に表していないが、図３、図５等に示すように、絶縁碍子３の先端面と外周面との間の角部は曲面状に形成されている。
【００２４】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記点火プラグ１においては、接地電極２の表面に、Ｌ１＋Ｌ２が最も短くなるような上記起点となる最短放電形成部位２１が設けてある。これにより、最短放電形成部位２１において、放電が開始されやすくなる。つまり、プラグ周方向における特定の位置において、放電が生じやすくなる。それゆえ、最短放電形成部位２１を起点とした放電が、気流によって効率的に引き伸ばされるような姿勢で、点火プラグ１を内燃機関に設置することにより、高い確率で放電を絶縁碍子３の表面から引き離すことが可能となる。これにより、点火プラグ１の安定した着火性を確保することができる。
【００２５】
すなわち、図６に示すごとく、プラグ先端側から見たときに、中心電極４と最短放電形成部位２１との並び方向が、気流Ｆの方向と直交するように、点火プラグ１を内燃機関に取り付けると、最短放電形成部位２１を起点にして形成された放電Ｓ１の方向が、気流Ｆの方向と略直交することとなる。この状態において、放電Ｓ１は気流Ｆによって大きく引き伸ばされて、Ｓ２に示すような状態となる。図６において、符号Ｓ１が放電開始直後の放電を示し、符号Ｓ２が気流によって引き伸ばされた状態の放電を示す。
【００２６】
なお、内燃機関に対する点火プラグ１の設置姿勢は、例えば、ハウジング１１と内燃機関との間に介在させるガスケットの厚みや、ハウジング１１における取付ネジ部１１１及びこれと螺合する内燃機関の雌ネジ部のネジの切り方等を調整することにより、所望の姿勢に合わせることができる。
【００２７】
また、最短放電形成部位２１は、プラグ周方向における２箇所に設けられており、一対の最短放電形成部位２１は、中心電極４を挟んで互いに反対側に配置している。そのため、気流Ｆの方向に対して一対の最短放電形成部位２１の並び方向が直交するような状態で点火プラグ１を内燃機関に取り付けることにより、気流Ｆによって効率的に放電を引き伸ばしやすくなる。つまり、一対の最短放電形成部位２１のうちのいずれかにおいて放電Ｓ１が開始されたとき、絶縁碍子３の表面とこれに沿った放電Ｓ１との並び方向が、気流Ｆの方向に略直交する状態となる。その結果、気流Ｆが効率的に放電を引き伸ばし、絶縁碍子３から放電を引き離しやすくなる。
【００２８】
また、接地電極２は、部分的に先端部を先端側へ突出させた接地突出部２２を有し、接地突出部２２に最短放電形成部位２１が設けられている。これにより、上記線分Ｈの長さＬ１が小さくなる部位を、最短放電形成部位２１として容易に形成することができる。
【００２９】
以上のごとく、本例によれば、安定した着火性を確保することができる内燃機関用の点火プラグを提供することができる。
【００３０】
（実施例２）
本例は、図７に示すごとく、接地突出部２２の形状を変更した点火プラグ１の例である。
本例の点火プラグ１においては、接地突出部２２の対向内面２２１を、曲面状に形成してなる。すなわち、プラグ先端側から見たとき、対向内面２２１は、中心電極４側に凸の状態で略円弧状に湾曲している。
そして、曲面状の対向内面２１１のうち、最も絶縁碍子３の外周面に近い位置における先端部に、最短放電形成部位２１が形成される。
【００３１】
その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００３２】
本例の場合には、対向内面２２１を、中心電極４及び絶縁碍子３に向かって凸の曲面状に形成したことで、最短放電形成部位２１を所定の位置に形成しやすい。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００３３】
（参考例１）
本例は、図８、図９に示すごとく、ピン状の接地突出部２２０を設けた点火プラグ１の例である。
すなわち、本例の点火プラグ１は、接地電極２の本体部２０の先端に、ピン状の接地突出部２２０を固定してなる。接地突出部２２０は、接地電極２の本体部２０から先端側へ向かって突出するように取り付けられている。そして、接地突出部２２０の先端が最短放電形成部位２１となる。
【００３４】
接地電極２の本体部２０の先端部は、接地突出部２２０を除いて、プラグ周方向の全周にわたって、プラグ軸方向の同じ位置に形成されている。そして、上述のように、接地電極２の本体部２０の先端部に接地突出部２２０を設けることにより、Ｌ２の長さを小さくしている。これにより、Ｌ１＋Ｌ２が最短となるような接地電極２の表面上の起点となる最短放電形成部位２１が、接地突出部２２０の先端に形成されることとなる。
【００３５】
その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００３６】
この場合には、接地電極２を容易に製造することができると共に、最短放電形成部位２１を容易に形成することができる。すなわち、接地電極２の本体部２０の形状を特に複雑な形状とする必要がない。そして、本体部２０とは別部材であるピン状の金属部材を本体部２０の先端に取り付けることにより、これを接地突出部２２０とし、その先端を最短放電形成部位２１とすることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００３７】
（実施例３）
本例は、図１０、図１１に示すごとく、一対の最短放電形成部位２１のプラグ周方向における間隔を、π［ｒａｄ］未満とした点火プラグ１の例である。
実施例１の点火プラグ１においては、一対の最短放電形成部位２１のプラグ周方向における間隔が、π［ｒａｄ］であり、一対の最短放電形成部位２１は、中心電極４を挟んで対称となる位置に形成されている（図４）。これに対し、本例の点火プラグ１においては、一対の最短放電形成部位２１が、プラグ中心を挟んで対称となる位置にはない。そして、一対の最短放電形成部位２１の間のプラグ周方向における間隔（角度θ）が、π［ｒａｄ］以下となっている。また、角度θは、π／２［ｒａｄ］以上である。
【００３８】
一対の最短放電形成部位２１の間のプラグ周方向における間隔を、π／２［ｒａｄ］≦θ＜π［ｒａｄ］となる状態の一例として、本例においては、一対の接地突出部２２の対向内面２２１同士を、互いに斜めに対向させている。平面上の一対の対向内面２２１を、互いの法線同士のなす角度が、上記角度θとなる。
【００３９】
そして、一対の対向内面２２１は、プラグ先端側から見たとき、一端側から他端側へ向かって徐々に間隔が狭くなるように形成されている。
なお、プラグ先端側から見たとき、一対の対向内面２２１の法線に対して同等の角度となる方向から、気流が流れるように、点火プラグ１を内燃機関に設置することで、効果的に放電の引き伸ばし効果を得ることができる。
【００４０】
その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００４１】
本例の場合には、実施例１に比べると、放電の引き伸ばし効果が小さくなりやすいが、上記角度θがπ／２［ｒａｄ］以上を確保していることにより、後述する実験例に示すように、充分な放電引き伸ばし効果を得ることができ、着火性を確保することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４２】
（実験例）
本例は、一対の最短放電形成部位２１を形成するにあたり、両者間のプラグ周方向における間隔、すなわち上記角度θをどの程度とすべきかを検証した例である。
実験に当たっては、図１２、図１３に示すごとく、最短放電形成部位２１を有しない点火プラグ９を用いた。すなわち、点火プラグ９は、筒状の接地電極２と、接地電極２の内側に保持されると共に、接地電極２の先端よりも先端側へ突出した筒状の絶縁碍子３と、絶縁碍子３の内側に保持されると共に、絶縁碍子３の先端よりも先端側へ突出した中心電極４とを備えている。
【００４３】
そして、実施例１の点火プラグ１とは異なり、上記点火プラグ９は、プラグ周方向の全周にわたって、接地電極２の先端部の位置が変わらない形状となっている。すなわち、プラグ周方向の全周にわたって、Ｌ１及びＬ２が一定となっている。そして、具体的寸法としては、中心電極４の直径が１．６ｍｍ、絶縁碍子３の直径が４．７５ｍｍ、Ｌ１＝０．２５ｍｍ、Ｌ２＝３．０ｍｍである。
【００４４】
かかる点火プラグ９を試験用の圧力容器に設置して、所定条件の下、放電を生じさせるとともに、放電を観察した。
すなわち、圧力容器に、点火プラグ９を取り付け、圧力容器内に高圧空気を導入すると共に一定の向きに流動させた。高圧空気の圧力は０．６ＭＰａとし、流速は３０ｍ／ｓとした。この状態で、点火プラグ９に高周波電圧を印加して放電を生じさせた。印加した電圧の周波数は、８２０ｋＨｚ、印加電圧は３０ｋＶｐｐ、一回の放電期間は０．８ｍｓとした。
【００４５】
上記の条件の下、放電を繰り返し生じさせ、その放電の伸びる様子を、高速度カメラにて撮影して観察した。観察の結果、放電開始位置は、プラグ周方向における任意の位置において、ランダムであった。これは、上述した考察どおりである。
そして、放電開始位置と放電の伸びとの関係を調べると、図１４のグラフに示す結果が得られた。ここで、放電開始位置は、接地電極２における放電の起点位置Ｐである。そして、プラグ先端側から見たとき、プラグ中心から起点位置Ｐに向かうベクトルの向きと、気流Ｆのベクトルと逆向きのベクトルの向き（図１５、図１６における左方）とのなす角度を、放電開始位置αとした。つまり、図１５に示す放電開始位置αはπ／２［ｒａｄ］であり、図１６に示す放電開始位置αは０［ｒａｄ］である。
また、プラグ中心から最も遠くまで延びた瞬間の放電Ｓ２のプラグ径方向の端部までの距離を、放電Ｓ２の伸びＭとした。なお、図１５、図１６において、符号Ｓ１が放電開始直後の放電を示し、符号Ｓ２が気流Ｆによって引き伸ばされた状態の放電を示す。
【００４６】
図１４に示すごとく、放電開始位置αがπ／２［ｒａｄ］付近において、最も放電の伸びＭが大きくなり、放電開始位置αが０［ｒａｄ］のとき、及びπのとき、放電の伸びＭが極めて小さくなった。また、放電開始位置αが３π／４［ｒａｄ］付近においても、ある程度大きな放電の伸びは観測された。なお、放電開始位置αがπ／４［ｒａｄ］付近においての観測データは得られなかったが、対称性から、この位置においても、α＝３π／４［ｒａｄ］付近と同等の放電の伸びが得られると考えられる。
【００４７】
この結果から、一対の最短放電形成部位２１を形成するにあたり、両者間のプラグ周方向における間隔、すなわち上記角度θ（図１１参照）をπ［ｒａｄ］とすることが好ましいが、θをπ／２［ｒａｄ］以上とすることにより、充分な放電の伸びを実現することができることが分かる。
つまり、角度θをπとすることにより、一対の最短放電形成部位２１の並び方向が気流の方向に対して直交するように点火プラグ１を配置すれば、いずれの最短放電形成部位２１において放電が開始されても、放電が効果的に引き伸ばされることとなる。
また、角度θをπ／２［ｒａｄ］以上としておけば、放電と気流との位置関係、すなわち、上記放電開始位置αをπ／４［ｒａｄ］≦α≦３π／４［ｒａｄ］となるように点火プラグ１を設置することが可能となる。これにより、いずれの最短放電形成部位２１において放電が開始されても、放電が充分に引き伸ばされることとなる。
【００４８】
（実施例４）
本例は、図１７、図１８に示すごとく、中心電極４に、中心電極４からプラグ径方向外側へ延びる延長電極４１を接続してある例である。
延長電極４１は、最短放電形成部位２１に向かって延びている。
【００４９】
延長電極４１は、絶縁碍子３の先端面に沿って配置された板状の部材からなり、中心電極４の外周面の全周に接触している。図１８に示すごとく、プラグ軸方向から見たとき、延長電極４１は、長方形状を有し、その長手方向が、一対の最短放電形成部位２１の並び方向となるように配されている。
【００５０】
図１７に示すごとく、延長電極４１は、プラグ径方向における外側端部から絶縁碍子３の先端よりも基端側へ屈曲した基端側屈曲部４１１を有する。基端側屈曲部４１１は、絶縁碍子３の先端面から外周面に向かって絶縁碍子３の表面に沿うように湾曲している。そして、基端側屈曲部４１１と絶縁碍子３の外周面との間には隙間が形成されている。
【００５１】
基端側屈曲部４１１の基端と絶縁碍子３の先端との間のプラグ軸方向の距離をＬ３とし、基端側屈曲部４１１の基端と絶縁碍子３の外周面との間のプラグ径方向の距離をＬ４としたとき、Ｌ４＜Ｌ３である。
その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００５２】
本例の場合には、最短放電形成部位２１を、より確実に放電開始位置としやすくすることができる。つまり、最短放電形成部位２１と延長電極４１との間において、絶縁碍子３の表面に沿った放電の沿面距離を短くすることができる。その結果、最短放電形成部位２１を起点とした放電をより容易に生じさせることができる。
【００５３】
また、延長電極４１は、基端側屈曲部４１１を有するため、放電開始時における絶縁碍子３の表面に沿った放電経路を、プラグ軸方向に平行な方向に、一直線状とすることができる。その結果、気流によって放電が一様に伸ばされやすくなり、切れにくくなる。また、基端側屈曲部４１１が絶縁碍子３の先端よりも基端側に配されているため、最短放電形成部位２１と延長電極４１との間の沿面距離をより短くすることができる。その結果、放電開始位置を一層確実に、最短放電形成部位２１とすることができる。
【００５４】
また、Ｌ４＜Ｌ３を満たすため、最短放電形成部位２１から延長電極４１への放電経路に、より効果的に放電を誘導することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５５】
（参考例２）
本例は、図１９に示すごとく、接地電極２にピン状の内向突出部２２２を設けた点火プラグ１の例である。
すなわち、接地電極２の本体部２０は、先端側へ突出した先端突出部２２を有する。
先端突出部２２の対向内面２２１から、プラグ径方向の内側に向かって、内向突出部２２２が設けてある。すなわち、内向突出部２２２は、絶縁碍子３の外周面に向かって突出している。そして、内向突出部２２２の内側端縁が、Ｌ１＋Ｌ２が最短となるような接地電極２の表面上の起点となる最短放電形成部位２１である。
【００５６】
先端突出部２２の対向内面２２１は、実施例１の点火プラグ１における対向内面２２１（図３参照）よりも、絶縁碍子３の外周面から遠い位置に形成されている。また、先端突出部２２２は、接地電極２の本体部２０とは別部材の柱状部材を、本体部２０に穿設した孔に打ち込むことによって固定することができる。
その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００５７】
本例の場合にも、効果的に、最短放電形成部位２１において、放電が開始されやすくなり、着火性を向上させることができる。その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５８】
（実施例５）
本例は、図２０に示すごとく、接地電極２の先端突出部２２に段差部２２３を設けた点火プラグ１の例である。
段差部２２３は、先端突出部２２における外周部の一部を内周部よりも先端側へ突出させてなる。段差部２２３の内側端縁は、絶縁碍子３の外周面から遠い位置に配されている。また、段差部２２３には、内側から切り込まれた溝部２２４が、プラグ軸方向に直交する方向に沿って形成されている。
【００５９】
本例において、接地電極２の表面上の任意の起点として、段差部２２３の内側端縁を選んだとき、Ｌ１＋Ｌ２は、最小とならない。つまり、段差部２２３の内側端縁は最短放電形成部位２１ではない。そして、先端突出部２２の対向内面２２１の一部が、実施例１と同様に、Ｌ１＋Ｌ２が最短となるような接地電極２の表面上の起点となる最短放電形成部位２１である。
【００６０】
その他は、実施例１と同様の構成及び作用効果を有する。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００６１】
（実施例６）
本例は、図２１に示すごとく、先端突出部２２の先端面２２５が湾曲している点火プラグ１の例である。
先端突出部２２の先端面２２５は、凹状の曲面となっている。そして、先端突出部２２の先端面２２５の外周端縁２２６が、内周端縁２２７よりも先端側に位置している。ただし、本例において、接地電極２の表面上の任意の起点として、外周端縁２２６を選んだとき、Ｌ１＋Ｌ２は、最小とならない。つまり、外周端縁２２６は最短放電形成部位２１ではない。そして、内周端縁２２７の一部が、Ｌ１＋Ｌ２が最短となるような接地電極２の表面上の起点となる最短放電形成部位２１である。
【００６２】
その他は、実施例１と同様の構成及び作用効果を有する。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００６３】
（実施例７）
本例は、図２２に示すごとく、先端突出部２２の先端面２２５が、プラグ中心軸に近づくほど先端側へ向かうように傾斜したテーパ面となっている、点火プラグ１の例である。
本例の点火プラグ１においても、実施例１と同様に、先端突出部２２の内周端縁が、最短放電形成部位２１となる。
その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００６４】
本例の場合には、最短放電形成部位２１を、周囲の部位よりもＬ１＋Ｌ２が短くなるようにしやすい。つまり、所定の部位に、最短放電形成部位２１を一層容易に形成することができる。
また、最短放電形成部位２１が鋭角状の角部に形成されることとなるため、電界集中が生じやすく、一層放電が生じやすくなる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００６５】
（実施例８）
本例は、図２３に示すごとく、実施例４の変形例であり、延長電極４１の形状を変更した例である。
すなわち、実施例４の点火プラグ１（図１７参照）においては、基端側屈曲部４１１は、絶縁碍子３の先端面から外周面に向かって絶縁碍子３の表面に沿うように湾曲しているが、本例の点火プラグ１においては、図２３に示すごとく、基端側屈曲部４１１が、延長電極４１の外周側端部から略直角に基端側へ屈曲している。
【００６６】
また、基端側屈曲部４１１の基端面４１２は、プラグ中心軸に近づくほど基端側へ向かうように傾斜したテーパ面となっている。これにより、基端側屈曲部４１１における基端面４１２の内周側端縁が、鋭角状の角部となっている。
その他は、実施例４と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例４において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例４と同様の構成要素等を表す。
【００６７】
本例の場合には、基端側屈曲部４１１における基端面４１２の内周側端縁が鋭角状の角部に形成されることとなるため、最短放電形成部位２１と、これに対向する基端面４１２の内周側端縁との間で、放電をより安定して生じさせやすくなる。
その他、実施例４と同様の作用効果を有する。
【符号の説明】
【００６８】
１  点火プラグ
２  接地電極
２１  最短放電形成部位
３  絶縁碍子
４  中心電極
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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