特許 6373321 点火プラグ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6373321

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】点火プラグ

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/20 20060101AFI20180806BHJP

   H01T 13/32 20060101ALI20180806BHJP

   F02P 13/00 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   H01T13/20 B

   H01T13/32

   F02P13/00 301J

【請求項の数】6

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-178385(P2016-178385)

(22)【出願日】2016年9月13日

(65)【公開番号】特開2018-45810(P2018-45810A)

(43)【公開日】2018年3月22日

【審査請求日】2017年10月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001058

【氏名又は名称】特許業務法人鳳国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伴 謙治

(72)【発明者】

【氏名】向山 直志

(72)【発明者】

【氏名】宇佐見 晃平

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 浩貴

【審査官】 太田 義典

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−３３４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１３６０８４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｔ ７／００−２３／００

Ｆ０２Ｐ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線方向に沿って延びる軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記軸線方向に沿って延び、前記軸孔の先端側に配置される棒状の中心電極と、
前記絶縁体の外周に配置される主体金具と、
前記主体金具の先端に接続された接続端部と、前記接続端部とは反対側で、前記中心電極との間に間隙を形成して対向する自由端部と、を備える棒状の接地電極と、
を備える点火プラグであって、
前記絶縁体は、先端が前記中心電極の先端より後端側に位置する筒状の本体部と、周方向の一部分において前記本体部の先端から先端側に突出し、先端が前記中心電極の先端より先端側に位置する突出部と、を備え、
前記軸線と垂直で、前記中心電極の先端を通る断面において、
前記突出部の少なくとも一部は、前記中心電極の中心から前記接地電極に対して引かれた２本の接線の間に位置し、
前記突出部は、前記中心電極の周囲のうちの（１／３）以下の範囲を覆っていることを特徴とする、点火プラグ。

【請求項2】

請求項１に記載の点火プラグであって、
前記断面において、
前記突出部は、前記中心電極の周囲のうちの（１／６）以上の範囲を覆っていることを特徴とする、点火プラグ。

【請求項3】

請求項１または２に記載の点火プラグであって、
前記突出部の前記軸線方向における前記中心電極の先端からの突出量をＨとし、
前記間隙の最短距離をＧとするとき、
０．１５≦（Ｈ／Ｇ）≦０．５を満たすことを特徴とする、点火プラグ。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の点火プラグであって、
前記断面において、
前記突出部は、前記接地電極に対して引かれた２本の接線の間の全ての範囲に亘って位置していることを特徴とする、点火プラグ。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の点火プラグであって、
前記軸線と垂直な平面に前記接地電極と前記中心電極とを投影させた場合において、前記接地電極の前記接続端部から前記自由端部に向かう方向を第１方向とし、前記第１方向の反対方向を第２方向とするとき、
前記中心電極の放電面の前記第１方向の端は、前記自由端部よりも前記第１方向側に位置することを特徴とする、点火プラグ。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の点火プラグと、
前記点火プラグに電力を供給する電源装置と、を備える点火システムであって、
前記電源装置は、前記間隙に火花放電を発生させるための電力を供給する第１電源と、前記第１電源による電力の供給後に、前記間隙に発生した火花放電に、前記第１電源とは別に電力を供給する第２電源と、を含むことを特徴とする点火システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、内燃機関において燃料ガスに点火するための点火プラグに関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関に用いられる点火プラグは、例えば、絶縁体と、絶縁体の軸孔内の先端側に配置された中心電極と、絶縁体の周囲に配置された端子金具と、端子金具に接続された接地電極と、を備えている（例えば、特許文献１）。点火プラグは、中心電極と接地電極との間に形成された間隙に火花を発生させ、該火花のエネルギーによって燃焼ガスの着火が行われる。

【0003】

特許文献１の図７には、絶縁体の先端面が軸線方向に対して傾斜している点火プラグが開示されている。特許文献１では、このような点火プラグは、中心電極と接地電極との間に形成される燃料ブリッジの位置が偏るために、好ましくないとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−２５０２５８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、近年の内燃機関の燃費向上やエミッションの低減のために、燃料ガスの希薄化や排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）技術の採用などが進んでいる。このために、点火プラグの着火性能のさらなる向上が求められている。

【0006】

本明細書は、内燃機関に用いられる点火プラグの着火性能を向上する技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本明細書に開示される技術は、以下の適用例として実現することが可能である。

【0008】

［適用例１］軸線方向に沿って延びる軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記軸線方向に沿って延び、前記軸孔の先端側に配置される棒状の中心電極と、
前記絶縁体の外周に配置される主体金具と、
前記主体金具の先端に接続された接続端部と、前記接続端部とは反対側で、前記中心電極との間に間隙を形成して対向する自由端部と、を備える棒状の接地電極と、
を備える点火プラグであって、
前記絶縁体は、先端が前記中心電極の先端より後端側に位置する筒状の本体部と、周方向の一部分において前記本体部の先端から先端側に突出し、先端が前記中心電極の先端より先端側に位置する突出部と、を備え、
前記軸線と垂直で、前記中心電極の先端を通る断面において、
前記突出部の少なくとも一部は、前記中心電極の中心から前記接地電極に対して引かれた２本の接線の間に位置し、
前記突出部は、前記中心電極の周囲のうちの（１／３）以下の範囲を覆っていることを特徴とする、点火プラグ。

【0009】

上記構成によれば、中心電極と接地電極との間の間隙に発生した火花放電や該火花放電に起因するプラズマを、突出部によって方向付けすることができる。この結果、火花放電やプラズマが接地電極に向かうことを抑制し、火花放電やプラズマを接地電極から遠ざけることができる。また、突出部が電極２０の周囲を覆う範囲は（１／３）以下であるので、突出部による消炎作用が過度に大きくなることもない。この結果、接地電極による消炎作用を抑制して、点火プラグの着火性能を向上することができる。

【0010】

［適用例２］適用例１に記載の点火プラグであって、
前記断面において、
前記突出部は、前記中心電極の周囲のうちの（１／６）以上の範囲を覆っていることを特徴とする、点火プラグ。

【0011】

上記構成によれば、中心電極の周囲のうちの十分に広い範囲に、突出部が配置されるので、火花放電やプラズマをより効果的に接地電極から遠ざけることができる。この結果、さらに、点火プラグの着火性能を向上することができる。

【0012】

［適用例３］適用例１または２に記載の点火プラグであって、
前記突出部の前記軸線方向における前記中心電極の先端からの突出量をＨとし、
前記間隙の最短距離をＧとするとき、
０．１５≦（Ｈ／Ｇ）≦０．５を満たすことを特徴とする、点火プラグ。

【0013】

上記構成によれば、突出部によって、火花放電やプラズマが消炎されることを抑制できる。この結果、さらに、点火プラグの着火性能を向上することができる。

【0014】

［適用例４］適用例１〜３のいずれか１項に記載の点火プラグであって、
前記断面において、
前記突出部は、前記接地電極に対して引かれた２本の接線の間の全ての範囲に亘って位置していることを特徴とする、点火プラグ。

【0015】

上記構成によれば、接地電極に対して引かれた２本の接線との間の全ての範囲に亘って、突出部が位置しているので、火花放電やプラズマをさらに効果的に接地電極から遠ざけることができる。この結果、さらに、点火プラグの着火性能を向上することができる。

【0016】

［適用例５］適用例１〜４のいずれか１項に記載の点火プラグであって、
前記軸線と垂直な平面に前記接地電極と前記中心電極とを投影させた場合において、前記接地電極の前記接続端部から前記自由端部に向かう方向を第１方向とし、前記第１方向の反対方向を第２方向とするとき、
前記中心電極の放電面の前記第１方向の端は、前記自由端部よりも前記第１方向側に位置することを特徴とする、点火プラグ。

【0017】

上記構成によれば、中心電極の第１方向の端は、接地電極の自由端部よりも第１方向側に位置するので、火花放電やプラズマが先端側へ広がることが、接地電極によって妨げられることを効果的に抑制できる。この結果、さらに、点火プラグの着火性能を向上することができる。

【0018】

［適用例６］適用例１〜５のいずれか１項に記載の点火プラグと、
前記点火プラグに電力を供給する電源装置と、を備える点火システムであって、
前記電源装置は、前記間隙に火花放電を発生させるための電力を供給する第１電源と、前記第１電源による電力の供給後に、前記間隙に発生した火花放電に、前記第１電源とは別に電力を供給する第２電源と、を含むことを特徴とする点火システム。

【0019】

上記構成によれば、第１電源による電力の供給後に、発生した火花放電に、第１の電源とは別に電力が供給されるので、点火プラグの着火性能をより向上することができる。

【0020】

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、点火プラグや点火プラグを用いた点火装置、その点火プラグを搭載する内燃機関や、その点火プラグを用いた点火装置を搭載する内燃機関等の態様で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施形態の点火システムのブロック図である。

【図2】実施形態の点火プラグの一例の断面図である。

【図3】点火プラグ１００の先端近傍の構成の説明図である。

【図4】絶縁体１０の先端近傍の斜視図である。

【図5】軸線ＣＯと垂直で中心電極２０の先端を通る断面ＣＦＢを示す図である。

【図6】各サンプルの突出部１３２の設置位置を示す図である。

【図7】変形例の突出部１３２ｂの近傍の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．点火システムの構成：
図１は、本実施形態の点火システムのブロック図である。点火システム６００は、点火プラグ１００と、放電用電源６４０と、高周波電源６５０と、混合回路６６０と、インピーダンスマッチング回路６７０と、制御装置６８０と、点火プラグ１００の端子金具と接続されたプラグコード６９０と、を備えている。

【0023】

放電用電源６４０は、図示しないバッテリと混合回路６６０とに接続されている。放電用電源６４０は、例えば、点火コイルを含み、バッテリの電力を用いて比較的高電圧、例えば、５ｋＶから３０ｋＶのトリガ電圧を生成する。生成されたトリガ電圧は、混合回路６６０とプラグコード６９０とを介して点火プラグ１００に供給される。

【0024】

高周波電源６５０は、図示しないバッテリとインピーダンスマッチング回路６７０とに接続されている。高周波電源６５０は、例えば、ＤＣ／ＡＣコンバータを含み、バッテリの電力を用いて比較的高周波数（例えば、５０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ）の電圧（本実施形態では、交流電圧）を生成する。生成された交流電圧は、インピーダンスマッチング回路６７０と混合回路６６０とプラグコード６９０とを介して点火プラグ１００に供給される。

【0025】

インピーダンスマッチング回路６７０は、混合回路６６０と高周波電源６５０とに接続されている。インピーダンスマッチング回路６７０は、高周波電源６５０側の出力インピーダンスと混合回路６６０側の入力インピーダンスとを整合させる。これによって、点火プラグ１００に供給される交流電圧の減衰が抑制される。

【0026】

混合回路６６０は、放電用電源６４０とインピーダンスマッチング回路６７０とプラグコード６９０とに接続されている。混合回路６６０は、放電用電源６４０（第１電源とも呼ぶ）とプラグコード６９０との間に接続されたコイル６６２と、インピーダンスマッチング回路６７０とプラグコード６９０との間に接続されたコンデンサ６６３と、を備えている。混合回路６６０は、放電用電源６４０と高周波電源６５０（第２電源とも呼ぶ）との一方から他方へ電流が流れることを抑制しつつ、放電用電源６４０からのトリガ電圧と高周波電源６５０から交流電圧との双方を、プラグコード６９０を介して点火プラグ１００に供給する。コイル６６２は、放電用電源６４０からの比較的低周波数の電流が流れることを許容し、高周波電源６５０からの比較的高周波数の電流が流れることを抑制する。コンデンサ６６３は、高周波電源６５０からの比較的高周波数の電流が流れることを許容し、放電用電源６４０からの比較的低周波数の電流が流れることを抑制する。尚、放電用電源６４０に含まれる点火コイルによって、コイル６６２が代用されても良い。

【0027】

制御装置６８０は、放電用電源６４０と高周波電源６５０とに接続されている。制御装置６８０は、例えば、プロセッサとメモリとを含むコンピュータである。制御装置６８０は、放電用電源６４０から点火プラグ１００にトリガ電圧が供給されるタイミングと、高周波電源６５０から点火プラグ１００に交流電圧が供給されるタイミングと、を制御する。

【0028】

点火システム６００の動作を簡単に説明する。制御装置６８０は、放電用電源６４０を制御して、トリガ電圧を点火プラグ１００に供給する。この結果、点火プラグ１００の中心電極と接地電極との間にトリガ電圧が供給され、これらの電極間の間隙にて絶縁破壊による火花放電が発生する。絶縁破壊による火花放電をトリガ放電とも呼ぶ。制御装置６８０は、トリガ電圧の供給直後に、高周波電源６５０を制御して、交流電圧を点火プラグ１００に供給する。この結果、トリガ電圧により発生したトリガ放電に、交流電圧のエネルギーが供給されてプラズマが生成される。生成されたプラズマのエネルギーによって、内燃機関の燃焼室内の混合気へ点火される。このような点火システム６００で利用される点火プラグ１００は、高周波プラズマプラグとも呼ばれる。

【0029】

このように、放電用電源６４０は、火花放電を発生させるための電力を供給する電源であり、高周波電源６５０は、発生した火花放電に、放電用電源６４０とは別に電力を供給する電源である、と言うことができる。

【0030】

なお、本実施形態の高周波電源６５０は、交流電圧を生成するが、交流電圧に代えて、複数個の矩形のパルス電圧を含む電圧を生成しても良い。交流電圧や、複数個の矩形のパルス電圧を含む電圧は、いずれも複数個のピーク電圧を含む電圧であると言うことができる。すなわち、高周波電源６５０は、高周波の複数のピーク電圧を含む電圧（例えば、交流電圧やパルス電圧）を生成すれば良い。放電用電源６４０と高周波電源６５０との全体は、トリガ放電用のトリガ電圧と、プラズマ生成用の複数のピーク電圧と、を点火プラグ１００に供給する電圧供給部と、呼ぶことができる。

【0031】

Ａ−２．点火プラグの構成：
図２は、実施形態の点火プラグの一例の断面図である。図示されたラインＣＯは、点火プラグ１００の軸線を示している。図示された断面は、軸線ＣＯを含む断面である。軸線ＣＯと平行な方向を「軸線方向」とも呼ぶ。軸線ＣＯを中心とし軸線ＣＯと垂直な面上の円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、当該円の円周方向を「周方向」とも呼ぶ。軸線ＣＯと平行な方向のうち、図１における下方向を先端方向ＦＤと呼び、上方向を後端方向ＢＤとも呼ぶ。先端方向ＦＤは、後述する端子金具４０から電極２０、３０に向かう方向である。また、先端方向ＦＤ側を点火プラグ１００の先端側と呼び、後端方向ＢＤ側を点火プラグ１００の後端側と呼ぶ。

【0032】

点火プラグ１００は、内燃機関に取り付けられ、内燃機関の燃焼室内の燃焼ガスに着火するために用いられる。点火プラグ１００は、絶縁体１０と、中心電極２０と、接地電極３０と、端子金具４０と、主体金具５０と、を備える。

【0033】

絶縁体１０はアルミナ等を焼成して形成されている。絶縁体１０は、軸線方向に沿って延び、絶縁体１０を貫通する貫通孔である軸孔１２を有する略円筒状の部材である。絶縁体１０は、鍔部１９と、後端側胴部１８と、先端側胴部１７と、段部１５と、脚長部１３と、を備えている。後端側胴部１８は、鍔部１９より後端側に位置し、鍔部１９の外径より小さな外径を有している。先端側胴部１７は、鍔部１９より先端側に位置し、鍔部１９の外径より小さな外径を有している。脚長部１３は、先端側胴部１７より先端側に位置し、先端側胴部１７の外径よりも小さな外径を有している。脚長部１３は、点火プラグ１００が内燃機関（図示せず）に取り付けられた際には、その燃焼室に曝される。段部１５は、脚長部１３と先端側胴部１７との間に形成されている。

【0034】

主体金具５０は、導電性の金属材料（例えば、低炭素鋼材）で形成され、内燃機関のエンジンヘッド（図示省略）に点火プラグ１００を固定するための略円筒状の部材である。主体金具５０は、軸線ＣＯに沿って貫通する挿入孔５９が形成されている。主体金具５０は、絶縁体１０の外周に配置される。すなわち、主体金具５０の挿入孔５９内に、絶縁体１０が挿入・保持されている。絶縁体１０の先端は、主体金具５０の先端より先端側に突出している。絶縁体１０の後端は、主体金具５０の後端より後端側に突出している。

【0035】

主体金具５０は、プラグレンチが係合する六角柱形状の工具係合部５１と、内燃機関に取り付けるための取付ネジ部５２と、工具係合部５１と取付ネジ部５２との間に形成された鍔状の座部５４と、を備えている。取付ネジ部５２の呼び径は、例えば、Ｍ８（８ｍｍ（ミリメートル））、Ｍ１０、Ｍ１２、Ｍ１４、Ｍ１８のいずれかとされている。

【0036】

主体金具５０の取付ネジ部５２と座部５４との間には、金属板を折り曲げて形成された環状のガスケット５が嵌挿されている。ガスケット５は、点火プラグ１００が内燃機関に取り付けられた際に、点火プラグ１００と内燃機関（エンジンヘッド）との隙間を封止する。

【0037】

主体金具５０は、さらに、工具係合部５１の後端側に設けられた薄肉の加締部５３と、座部５４と工具係合部５１との間に設けられた薄肉の圧縮変形部５８と、を備えている。主体金具５０における工具係合部５１から加締部５３に至る部位の内周面と、絶縁体１０の後端側胴部１８の外周面との間に形成される環状の領域には、環状のリング部材６，７が配置されている。当該領域における２つのリング部材６、７の間には、タルク（滑石）９の粉末が充填されている。加締部５３の後端は、径方向内側に折り曲げられて、絶縁体１０の外周面に固定されている。主体金具５０の圧縮変形部５８は、製造時において、絶縁体１０の外周面に固定された加締部５３が先端側に押圧されることにより、圧縮変形する。圧縮変形部５８の圧縮変形によって、リング部材６、７およびタルク９を介し、絶縁体１０が主体金具５０内で先端側に向け押圧される。金属製の環状の板パッキン８を介して、主体金具５０の取付ネジ部５２の内周に形成された段部５６（金具側段部）によって、絶縁体１０の段部１５（絶縁碍子側段部）が押圧される。この結果、内燃機関の燃焼室内のガスが、主体金具５０と絶縁体１０との隙間から外部に漏れることが、板パッキン８によって防止される。

【0038】

中心電極２０は、軸線方向に延びる棒状の中心電極本体２１と、中心電極本体２１の先端に接合された円柱状の中心電極チップ２９と、を備えている。したがって、本実施形態では、中心電極２０の先端は、中心電極チップ２９の先端（後述する第１放電面２９５）である。中心電極本体２１は、絶縁体１０の軸孔１２の内部の先端側の部分に配置されている。中心電極本体２１は、電極母材２１Ａと、電極母材２１Ａの内部に埋設された芯部２１Ｂと、を含む構造を有する。電極母材２１Ａは、例えば、ニッケル（Ｎｉ）またはＮｉを主成分とする合金（例えば、ＮＣＦ６００、ＮＣＦ６０１）を用いて形成されている。芯部２１Ｂは、電極母材２１Ａを形成する合金よりも熱伝導性に優れる銅または銅を主成分とする合金、本実施形態では、銅で形成されている。

【0039】

また、中心電極本体２１は、軸線方向の所定の位置に設けられた鍔部２４（フランジ部とも呼ぶ。）、鍔部２４よりも後端側の部分である頭部２３（電極頭部）と、鍔部２４よりも先端側の部分である脚部２５（電極脚部）と、を備えている。鍔部２４は、絶縁体１０の段部１６に支持されている。脚部２５の先端部分、すなわち、中心電極本体２１の先端は、絶縁体１０の先端より先端側に突出している。

【0040】

中心電極チップ２９は、略円柱形状を有する部材であり、中心電極本体２１の先端（脚部２５の先端）に、例えば、レーザ溶接を用いて、接合されている。中心電極チップ２９の先端面は、後述する接地電極チップ３９の第２放電面３９５との間で火花ギャップを形成する第１放電面２９５である。火花ギャップは、第１放電面２９５と第２放電面３９５との間の間隙であり、燃焼ガスに着火するための火花放電が発生する部位である。

【0041】

中心電極チップ２９は、高融点の貴金属を主成分とする材料で形成されている。中心電極チップ２９は、例えば、イリジウム（Ｉｒ）や白金などの貴金属や、当該貴金属を主成分とする合金が用いて、形成されている。

【0042】

接地電極３０は、接地電極本体３１と、接地電極チップ３９と、を備えている。接地電極本体３１は、断面が四角形の棒状体である。接地電極本体３１は、両端面として、接続端面３１１と、接続端面３１１の反対側に位置する自由端面３１２と、を有している。接続端面３１１は、主体金具５０の先端面５０Ａに、例えば、抵抗溶接によって、接合されている。これによって、主体金具５０と接地電極本体３１とは、電気的に接続される。

【0043】

接地電極本体３１は、例えば、ＮｉまたはＮｉを主成分とする合金（例えば、ＮＣＦ６００、ＮＣＦ６０１）を用いて形成されている。接地電極本体３１は、耐腐食性の高い金属（例えば、ＮｉまたはＮｉ合金）で形成された母材と、熱伝導性が高い金属（例えば、銅）を用いて形成され、母材に埋設された芯部と、を含む２層構造を有しても良い。

【0044】

接地電極チップ３９は、接地電極本体３１の自由端面３１２の近傍において、自由端面３１２と交差する側面のうち、中心電極２０の第１放電面２９５と対向する側面に沿って配置されている。接地電極チップ３９は、上述した第１放電面２９５と対向する第２放電面３９５を有している。接地電極チップ３９は、高融点の貴金属を主成分とする材料で形成されている。接地電極チップ３９は、例えば、イリジウム（Ｉｒ）や白金などの貴金属や、当該貴金属を主成分とする合金が用いて、形成されている。

【0045】

端子金具４０は、軸線方向に延びる棒状の部材である。端子金具４０は、導電性の金属材料（例えば、低炭素鋼）で形成され、端子金具４０の表面には、防食のための金属層（例えば、Ｎｉ層）がめっきなどによって形成されている。端子金具４０は、軸線方向の所定位置に形成された鍔部４２（端子顎部）と、鍔部４２より後端側に位置するキャップ装着部４１と、鍔部４２より先端側の脚部４３（端子脚部）と、を備えている。端子金具４０のキャップ装着部４１は、絶縁体１０より後端側に露出している。端子金具４０の脚部４３は、絶縁体１０の軸孔１２に挿入されている。キャップ装着部４１には、プラグコード６９０が接続されたプラグキャップが装着され、上述したトリガ電圧や交流電圧が供給される。

【0046】

絶縁体１０の軸孔１２内において、端子金具４０の先端（脚部４３の先端）と中心電極２０の後端（頭部２３の後端）との間は、導電性シール６０によって埋められている。導電性シール６０は、例えば、Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系等のガラス粒子と金属粒子（Ｃｕ、Ｆｅなど）とを含む組成物で形成されている。

【0047】

Ａ−３．点火プラグ１００の先端部分の構成：
上記の点火プラグ１００の先端近傍の構成について、さらに、詳細に説明する。図３は、点火プラグ１００の先端近傍の構成の説明図である。図３（Ａ）には、点火プラグ１００の先端近傍の断面ＣＦＡが示されている。この断面ＣＦＡは、点火プラグ１００の軸線ＣＯを含み、かつ、棒状の接地電極本体３１の軸線と平行な断面である。図３（Ｂ）には、点火プラグ１００の先端近傍を、軸線ＣＯに沿って後端方向ＢＤに向かって見た図である。図３（Ｂ）では、図の煩雑を避けるため、主体金具５０については、先端面５０Ａのみを図示している。同様に、図３（Ｂ）では、絶縁体１０については、脚長部１３のうち、主体金具５０の先端面５０Ａより先端側の部分のみを図示し、中心電極２０については、中心電極チップ２９のみを図示している。図３（Ｂ）の一点破線は、図３（Ａ）の断面ＣＦＡを示している。図４は、絶縁体１０の先端近傍の斜視図である。

【0048】

図３（Ａ）に示すように、接地電極３０のうち、接地電極本体３１の自由端面３１２の近傍を、自由端部３１Ｂとも呼ぶ。接地電極３０のうち、接地電極本体３１の接続端面３１１の近傍を、接続端部３１Ａとも呼ぶ。自由端部３１Ｂは、中心電極２０のより先端側に位置し、接地電極チップ３９を含む部分である。自由端部３１Ｂは、軸線ＣＯと垂直な方向に延びている。接続端部３１Ａは、軸線ＣＯの方向に延びている。接続端部３１Ａと自由端部３１Ｂとの間（すなわち、棒状の接地電極本体３１の中央部分）は、約９０度だけ湾曲している。

【0049】

図３（Ｂ）において、径方向（軸線ＣＯと垂直な方向）のうち、接続端部３１Ａから自由端部３１Ｂに向かう方向（図３（Ｂ）の右方向）を第１方向Ｄ１とし、第１方向Ｄ１の反対方向（図３（Ｂ）の左方向）を第２方向Ｄ２とする。換言すれば、軸線ＣＯと垂直な平面に接地電極３０と中心電極２０とを投影させた場合に、該投影図において、第１方向は、接続端部３１Ａから自由端部３１Ｂに向かう方向であり、第２方向は、自由端部３１Ｂから接続端部３１Ａに向かう方向である。

【0050】

接地電極チップ３９は、自由端部３１Ｂにおいて、接地電極本体３１の第１放電面２９５と対向する側面３１５に沿って抵抗溶接によって接合されている。接地電極チップ３９の第１方向Ｄ１の端は、接地電極本体３１の自由端面３１２より第１方向Ｄ１に僅かに突出している。接地電極チップ３９は、例えば、軸線ＣＯに沿って見た形状が四角形の板状の部材である。

【0051】

絶縁体１０の脚長部１３は、本体部１３１と、突出部１３２と、を備えている。本体部１３１は、略円筒形状を有している。本体部１３１の先端１３１Ａは、主体金具５０の先端面５０Ａより先端側に位置し、中心電極２０の先端（すなわち、本実施形態では、上述した中心電極チップ２９の第１放電面２９５）より後端側に位置している。突出部１３２は、周方向の一部において、本体部１３１の先端１３１Ａから先端側（先端方向ＦＤ）に突出している。突出部１３２の先端１３２Ａは、中心電極２０の先端より先端側に位置している。

【0052】

突出部１３２の軸線方向における中心電極２０の先端からの突出量、図３（Ａ）の例では、第１放電面２９５と、突出部１３２の先端１３２Ａと、の間の軸線方向の距離を、突出量Ｈとする。また、第１放電面２９５と第２放電面３９５との間の間隙の最短距離（ギャップ長とも呼ぶ）をＧとする。

【0053】

図５は、軸線ＣＯと垂直で、中心電極２０の先端（すなわち、第１放電面２９５）を通る断面ＣＦＢを示す図である。この断面ＣＦＢは、図３（Ａ）において、破線で示されている。

【0054】

図５の断面ＣＦＢには、第１放電面２９５と、突出部１３２と、接地電極本体３１と、が表れる。図５には、参考として、図３（Ｂ）の主体金具５０の先端面５０Ａと、接地電極３０と、が破線で示されている。

【0055】

図５の断面ＣＦＢにおいて、中心電極２０の中心ＣＣ（図５の例では、軸線ＣＯの位置）から接地電極３０（図５の例では、接地電極本体３１）に対して引かれた２本の接線を、第１接線Ｌ１、第２接線Ｌ２と、呼ぶ。図５の例では、第１接線Ｌ１は、接地電極本体３１の断面を示す矩形の頂点Ｐ１と、中心電極２０の中心ＣＣと、を通る線であり、第２接線Ｌ２は、該矩形の頂点Ｐ２と、中心電極２０の中心ＣＣと、を通る線である。断面ＣＦＢにおける中心電極２０の中心ＣＣは、第１放電面２９５の重心とも言うことができる。

【0056】

２本の接線Ｌ１、Ｌ２との間の角度のうち、接地電極３０（接地電極本体３１）が位置している側の角度θ１（図５）を、接地電極３０の配置角θ１と呼ぶ。配置角θ１は、中心電極２０の周囲（３６０度分）のうち、接地電極３０の接続端部３１Ａが配置されている範囲を示す値である。

【0057】

図５の断面ＣＦＢにおいて、中心電極２０の中心ＣＣから突出部１３２に対して引かれた２本の接線を、第３接線Ｌ３、第４接線Ｌ４と、呼ぶ。図５の例では、第３接線Ｌ３は、突出部１３２の周方向の一方の端面と接する線であり、第４接線Ｌ４は、突出部１３２の周方向の他方の端面と接する線である。

【0058】

２本の接線Ｌ３、Ｌ４との間の角度のうち、突出部１３２が位置している側の角度θ２（図５）を、突出部１３２の設置角θ２と呼ぶ。設置角θ２は、中心電極２０の周囲（３６０度分）のうち、突出部１３２が覆っている範囲を示す値である。例えば、設置角θ２が６０度以上であるとは、突出部１３２が、中心電極２０の周囲のうちの（１／６）以上の範囲を覆っていることを意味している。

【0059】

ここで、接地電極３０（特に、接地電極本体３１）は、熱伝導率が比較的高く熱引き性能が高い材料で形成されているので、接地電極３０に火花放電やプラズマが接触すると、接地電極３０によって火花放電やプラズマの熱エネルギーが奪われる現象（消炎作用とも呼ぶ）が発生する。このために、接地電極３０による消炎作用を抑制して着火性能を向上するためには、間隙にて生成された火花放電やプラズマを接地電極３０（特に、接地電極本体３１）から遠ざけることが重要である。

【0060】

本実施形態では、断面ＣＦＢにおいて、突出部１３２の少なくとも一部が、２本の接線Ｌ１、Ｌ２の間に位置しており、かつ、突出部１３２は、中心電極２０の周囲のうちの（１／３）以下の範囲を覆っていることが好ましい。突出部１３２が、中心電極２０の周囲のうちの（１／３）以下の範囲を覆っているとは、換言すれば、突出部１３２の設置角θ２が１２０度以下であることである。断面ＣＦＢにおいて、突出部１３２の少なくとも一部が、２本の接線Ｌ１、Ｌ２の間に位置していれば、中心電極２０と接地電極３０との間の間隙に発生した火花放電やプラズマが広がる方向を、突出部１３２によって制限できる。このために、プラズマが、接地電極３０（接地電極本体３１）の方向（例えば、図５の第２方向Ｄ２）に向かわないように、突出部１３２によって火花放電やプラズマに対して方向付けをすることができる。この結果、火花放電やプラズマが接地電極３０に向かうことを抑制し、火花放電やプラズマを接地電極３０から遠ざけることができるので、接地電極３０による消炎作用を抑制できる。

【0061】

ここで、突出部１３２を形成する材料（アルミナなどの絶縁体）は、接地電極本体３１を形成する材料（Ｎｉ合金などの金属）より熱伝導率が低いために、接地電極本体３１と比較して吸収する熱エネルギーは、はるかに少ない。しかしながら、突出部１３２自体も接地電極３０より少ないものの熱エネルギーを吸収するので、突出部１３２による消炎作用によって、着火性能が低下し得る。断面ＣＦＢにおいて、突出部１３２が中心電極２０を覆う範囲（設置角θ２）が過度に大きい場合には、突出部１３２と、火花放電やプラズマと、の接触面積が過度に大きくなるために、突出部１３２による消炎作用が過度に大きくなり、点火プラグ１００の着火性能を向上できない。突出部１３２が中心電極２０を覆う範囲が、（１／３）以下であれば、このような不都合もない。

【0062】

以上の説明から解るように、断面ＣＦＢにおいて、突出部１３２の少なくとも一部が、２本の接線Ｌ１、Ｌ２の間に位置しており、かつ、突出部１３２は、中心電極２０の周囲のうちの（１／３）以下の範囲を覆っている場合には、点火プラグ１００の着火性能を向上できる。例えば、図５の例では、突出部１３２のうちの周方向の中央部分が、２本の接線Ｌ１、Ｌ２の間に位置しており、設置角θ２は、１２０度より十分に小さい約８０度である。

【0063】

さらに、本実施形態では、断面ＣＦＢにおいて、突出部１３２は、中心電極２０の周囲のうちの（１／６）以上の範囲を覆っていることが好ましい。換言すれば、設置角θ２は、６０度以上であることが好ましい。こうすれば、中心電極２０の周囲のうちの十分に広い範囲に、突出部１３２が配置されるので、火花放電やプラズマをより効果的に接地電極３０から遠ざけることができる。この結果、さらに、点火プラグ１００の着火性能を向上することができる。例えば、図５の例では、設置角θ２は、６０度より十分に大きい約８０度である。

【0064】

ここで、上述したように、突出部１３２自体も、熱エネルギーを吸収するので、接地電極３０より小さいものの、突出部１３２による消炎作用によって、着火性能が低下し得る。突出部１３２の突出量Ｈ（図３（Ａ））が、間隙の最短距離Ｇ（ギャップ長Ｇ）に対して過度に大きいと、突出部１３２と、火花放電やプラズマと、の接触面積が大きくなるために、突出部１３２による消炎作用が大きくなり、点火プラグ１００の着火性能が低下し得る。一方、突出量Ｈがギャップ長Ｇに対して過度に小さいと、火花放電やプラズマの方向付けが十分にできず、接地電極３０に向かうことを突出部１３２によって十分に抑制することができない。この結果、接地電極３０による消炎作用を抑制できず、着火性能が低下し得る。

【0065】

本実施形態では、突出部１３２の突出量Ｈ（図３（Ａ））と、ギャップ長Ｇと、は、０．１５≦（Ｈ／Ｇ）≦０．５を満たすことが好ましい。こうすれば、ギャップ長Ｇに対する突出量Ｈが適切な量になるために、接地電極３０による消炎作用を抑制しつつ、突出部１３２による消炎作用を抑制できる。この結果、さらに、点火プラグ１００の着火性能を向上することができる。例えば、図５の例では、（Ｈ／Ｇ）は、上記の範囲を満たす約０．２である。

【0066】

さらに、本実施形態では、断面ＣＦＢにおいて、突出部１３２は、接地電極３０に対して引かれた２本の接線Ｌ１、Ｌ２との間の全ての範囲に亘って位置していることが好ましい。こうすれば、火花放電やプラズマが、接地電極３０の方向に広がることを効果的に抑制できるので、火花放電やプラズマをさらに効果的に接地電極から遠ざけることができる。この結果、さらに、点火プラグ１００の着火性能を向上することができる。例えば、図５の例では、突出部１３２の周方向の両端は、２本の接線Ｌ１、Ｌ２によって規定される範囲の外側に位置しており、突出部１３２は、中心電極２０の周囲のうち、２本の接線Ｌ１、Ｌ２との間の全ての範囲に亘って位置していることが解る。なお、この場合には、突出部１３２の設置角θ２は、接地電極３０の配置角θ１以上になる（θ２≧θ１）。

【0067】

ここで、火花放電やプラズマが燃焼室の中央部に向かって広がると、換言すれば、火花放電やプラズマが点火プラグ１００の先端から先端方向ＦＤに向かって広がると、より燃焼ガスに着火しやすいので、着火性能が向上する。本実施形態では、中心電極２０の第１放電面２９５の第１方向Ｄ１の端は、自由端部３１Ｂよりも第１方向Ｄ１側に位置する。こうすれば、火花ギャップにおいて発生した火花放電やプラズマの先端方向ＦＤへの拡大が、接地電極３０（例えば、接地電極本体３１や接地電極チップ３９）によって妨げられることを効果的に抑制できる。この結果、さらに、点火プラグ１００の着火性能を向上することができる。図５の例では、自由端部３１Ｂの第１方向Ｄ１の端は、接地電極チップ３９の第１方向Ｄ１の端である。図５の例では、第１放電面２９５の第１方向Ｄ１の端は、長さＷだけ、接地電極チップ３９の第１方向Ｄ１の端より第１方向Ｄ１側に位置している。

【0068】

さらに、本実施形態では、点火システム６００（図１）は、上述したように、点火プラグ１００と、点火プラグ１００に電力を供給する電源装置として、火花ギャップに火花放電を発生させるための電力を供給する放電用電源６４０と、放電用電源６４０による電力の供給後に、火花ギャップに発生した火花放電に、放電用電源６４０とは別に電力を供給する高周波電源６５０を含む。この結果、放電用電源６４０による電力の供給後に、発生した火花放電に、放電用電源６４０とは別に電力が供給されるので、点火プラグ１００の着火性能をより向上することができる。また、この場合には、高エネルギーの火花放電やプラズマが生成されるため、突出部１３２を設けることで高エネルギーの火花放電やプラズマの方向付けが可能である。このために、突出部１３２を設けることでより効果的に着火性能を向上することができる。

【0069】

Ａ−４：第１評価試験
第１評価試験では、表１に示すように、３種類の点火プラグのサンプルａ１〜ａ３を作製し、着火性能の試験を行った。各サンプルに共通な寸法は、以下の通りである。
中心電極チップ２９の径：１．６ｍｍ
脚長部１３の外径：３．８５ｍｍ
主体金具５０の先端の内径：７．２ｍｍ
ギャップ長Ｇ：０．８ｍｍ
突出部１３２の突出量Ｈ：０．１ｍｍ
接地電極３０の配置角θ１：４０度
突出部１３２の設置範囲（設置角θ２）：１／３（１２０度）
接地電極３０の被り：全被り

【0070】

接地電極３０の被りが「全被り」であるとは、具体的には、接地電極３０の自由端部３１Ｂの第１方向Ｄ１の端が、中心電極２０の第１放電面２９５の第１方向Ｄ１の端と、一致している、ことを意味している（すなわち、図５のＷ＝０）。

【0071】

【表1】

【0072】

サンプルａ１〜ａ３では、突出部１３２の設置位置が互いに異なっている。図６は、各サンプルの突出部１３２の設置位置を示す図である。図６には、図５の断面ＣＦＢに相当する各サンプルの断面が示されている。図６において、突出部１３２ａ１、１３２ａ２、１３２ａ３は、それぞれ、サンプルａ１、ａ２、ａ３の突出部である。図６の直線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、突出部１３２ａ１、１３２ａ２、１３２ａ３の周方向の中心ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３と、中心電極２０の中心ＣＣと、を結ぶ線である。図６の直線Ｃ０は、接地電極本体３１の周方向の中心ＣＰ０と、中心電極２０の中心ＣＣと、を結ぶ線である。

【0073】

図６に示すように、サンプルａ１の突出部１３２ａ１の周方向の位置は、接地電極本体３１の周方向の位置と一致している。すなわち、接地電極本体３１の周方向の中心ＣＰ０と中心ＣＣとを結ぶ直線Ｃ０と、サンプルａ１の突出部１３２ａ１の周方向の中心ＣＰ１と中心ＣＣとを結ぶ直線Ｃ１とは、一致している。サンプルａ２の突出部１３２ａ２の周方向の位置は、接地電極本体３１の周方向の位置に対して、反時計回りに１２０度ずれている（図６のθａ＝１２０度）。すなわち、接地電極本体３１の周方向の中心ＣＰ０と中心ＣＣとを結ぶ直線Ｃ０に対して、サンプルａ２の突出部１３２ａ２の周方向の中心ＣＰ２と中心ＣＣとを結ぶ直線Ｃ２は、反時計回りに１２０度回転した位置にある。サンプルａ３の突出部１３２ａ３の周方向の位置は、接地電極本体３１の周方向の位置に対して、時計回りに１２０度ずれている（図６のθｂ＝１２０度）。すなわち、接地電極本体３１の周方向の中心ＣＰ０と中心ＣＣとを結ぶ直線Ｃ０に対して、サンプルａ３の突出部１３２ａ３の周方向の中心ＣＰ３と中心ＣＣとを結ぶ直線Ｃ３は、時計回りに１２０度回転した位置にある。このために、サンプルａ１では、接地電極本体３１が設置された周方向の範囲、すなわち、２本の接線Ｌ１、Ｌ２の間の範囲に、突出部１３２ａ１が配置されている。これに対して、サンプルａ２、ａ３では、２本の接線Ｌ１、Ｌ２の間の範囲とは異なる範囲に、突出部１３２ａ２、１３２ａ２が配置されている。突出部を除く構成は、サンプルａ１〜ａ３において同一である。

【0074】

さらに、比較のために１種類の比較サンプルとして、絶縁体１０の脚長部１３が、本体部１３１のみで構成され、突出部１３２が配置されていないサンプルが準備された。比較サンプルの他の構成は、各サンプルａ１〜ａ３と同一である。

【0075】

着火性能の試験では、３種類のサンプルのＥＧＲ限界を調べた。具体的には、直列４気筒、ＤＯＨＣ、排気量１．５Ｌ、自然吸気で、タンブル流が生じるように吸気ポートが改良されたガソリンエンジンに、各サンプルを搭載して、該ガソリンエンジンを１２００ｒｐｍの回転速度で運転した。運転時には、図１の点火システム６００を用いて、トリガ電圧と交流電圧の供給を行い、１放電あたり４００ｍＪの電気エネルギーをサンプルに供給した。排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）を行わない場合に、このガソリンエンジンの図示平均有効圧力は、５００ｋＰａである。

【0076】

運転時には、トルクが最大となる点火時期（ＭＢＴ：Minimum advance for the Best Torque）で、排気再循環を行い、図示平均有効圧力の変動（トルク変動）を調べた。そして、吸気ガスの中に占める再循環ガスの割合（ＥＧＲ率）を変更しながら、試験を繰り返し行うことで、図示平均有効圧力の変動が５％を超える最小のＥＧＲ率を、ＥＧＲ限界として決定した。ＥＧＲ限界を示すＥＧＲ率が大きいほど、着火性能に優れている。

【0077】

そして、比較サンプルと、各サンプルａ１〜ａ３との間で、ＥＧＲ限界を比較して、各サンプルの評価を行った。比較サンプルのＥＧＲ限界ＬＥ１と、評価対象のサンプルのＥＧＲ限界ＬＥ２と、の差分（ＬＥ２−ＬＥ１）が、０．１％未満であるサンプルの評価を「Ｄ」とし、０．１％以上０．５％未満のサンプルの評価を「Ｃ」とした。差分（ＬＥ２−ＬＥ１）が、０．５％以上１％未満のサンプルの評価を「Ｂ」とし、１％以上のサンプルの評価を「Ａ」とした。

【0078】

表１には、各サンプルの着火性能の試験の評価結果が示されている。サンプルａ１の評価は、「Ｂ」であり、比較サンプルと比較して着火性能の明らかな向上が見られた。サンプルａ２、ａ２の評価は、「Ｄ」であり、比較サンプルと比較して着火性能の有意な向上は見られなかった。サンプルａ１では、火花ギャップで発生した火花放電やプラズマが接地電極本体３１の方向（第２方向Ｄ２）に向かうことが、突出部１３２ａ１によって妨げられるので、接地電極本体３１による消炎作用が抑制されるため、着火性能が向上したと考えられる。サンプルａ２、ａ３では、火花ギャップで発生した火花放電やプラズマが接地電極本体３１の方向（第２方向Ｄ２）に向かうことが、突出部１３２ａ１によって妨げられないので、接地電極本体３１による消炎作用が抑制されず、着火性能が向上しなかったと考えられる。

【0079】

以上の説明から解るように、第１評価試験によって、接地電極本体３１が設置された周方向の範囲、すなわち、２本の接線Ｌ１、Ｌ２の間の範囲に、突出部１３２を設置することで、点火プラグの着火性能を向上できることが確認できた。

【0080】

Ａ−５：第２評価試験
第２評価試験では、表２に示すように、７種類の点火プラグのサンプルｂ１〜ｂ７を作製し、着火性能の試験を行った。サンプルｂ１〜ｂ７では、突出部１３２の周方向の位置は、互いに共通であり、表１のサンプルａ１と同様に、接地電極本体３１の周方向の位置と一致している。すなわち、各サンプルｂ１〜ｂ７の突出部１３２の周方向の中心と中心ＣＣとを結ぶ線は、図６に示す接地電極本体３１の周方向の中心ＣＰ０と中心ＣＣとを結ぶ直線Ｃ０と、一致する。サンプルｂ１〜ｂ７では、突出部１３２の設置範囲（設置角θ２）が互いに異なっている。具体的には、サンプルｂ１〜ｂ７の設置範囲（設置角θ２）は、それぞれ、１／８（４５度）、１／７（約５１度）、１／６（６０度）、１／５（７２度）、１／４（９０度）、１／３（１２０度）、１／２（１８０度）である。サンプルｂ１〜ｂ７のその他の構成は、表１のサンプルａ１と同一である。

【0081】

【表2】

【0082】

着火性能の試験の内容、および、評価基準は、第１評価試験と同一である。表２には、各サンプルの着火性能の試験の評価結果が示されている。突出部１３２の設置範囲が、（１／３）より大きな（１／２）であるサンプルｂ７の評価は、「Ｄ」であり、比較サンプルと比較して着火性能の有意な向上は見られなかった。突出部１３２の設置範囲が、（１／３）以下であるサンプルｂ１〜ｂ６の評価は、「Ｂ」または「Ｃ」であり、比較サンプルと比較して着火性能の有意な向上が確認できた。突出部１３２の設置範囲が、（１／３）より大きい場合には、突出部１３２自身の消炎作用が大きくなり、突出部１３２によって接地電極本体３１の消炎作用を抑制する効果が相殺されて、点火プラグの着火性能を向上できないと考えられる。以上のように、突出部１３２の設置範囲は、（１／３）以下であることが好ましいことが確認できた。

【0083】

さらに、突出部１３２の設置範囲が、（１／３）以下であるサンプルｂ１〜ｂ６のうち、設置範囲が（１／６）より小さなサンプルｂ１、ｂ２の評価は、「Ｃ」であり、設置範囲が（１／６）以上であるサンプルｂ３〜ｂ６の評価は、「Ｂ」であった。以上のように、第２評価試験によって、突出部１３２は、中心電極２０の周囲のうちの（１／６）以上の範囲を覆っていることが好ましく、これにより、さらに、点火プラグ１００の着火性能が向上することが確認できた。

【0084】

Ａ−６：第３評価試験
第３評価試験では、表３に示すように、１０種類の点火プラグのサンプルｃ１〜ｃ１０を作製し、着火性能の試験を行った。５種類のサンプルｃ１〜ｃ５では、突出部１３２の突出量Ｈが、互いに異なっている。サンプルｃ１〜ｃ５のその他の構成は、突出部１３２の設置範囲が（１／６）である表２のサンプルｂ３と同一である。サンプルｃ１〜ｃ５の突出部１３２の突出量Ｈは、それぞれ、０．１ｍｍ、０．１２ｍｍ、０．２４ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５６ｍｍである。サンプルｃ１〜ｃ５のギャップ長Ｇは、０．８ｍｍで固定されているので、サンプルｃ１〜ｃ５の（Ｈ／Ｇ）の値は、それぞれ、０．１２５、０．１５、０．３、０．５、０．７である。

【0085】

同様に、５種類のサンプルｃ６〜ｃ１０では、突出部１３２の突出量Ｈが、互いに異なっている。サンプルｃ６〜ｃ１０のその他の構成は、突出部１３２の設置範囲が（１／３）である表２のサンプルｂ６と同一である。サンプルｃ１〜ｃ５と同様に、サンプルｃ６〜ｃ１０の突出部１３２の突出量Ｈは、それぞれ、０．１ｍｍ、０．１２ｍｍ、０．２４ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５６ｍｍであり、（Ｈ／Ｇ）の値は、それぞれ、０．１２５、０．１５、０．３、０．５、０．７である。

【0086】

【表3】

【0087】

着火性能の試験の内容、および、評価基準は、第１評価試験と同一である。表３には、各サンプルの着火性能の試験の評価結果が示されている。（Ｈ／Ｇ）の値が、０．１５≦（Ｈ／Ｇ）≦０．５を満たすサンプルｃ２〜ｃ４、ｃ７〜ｃ９の評価は、突出部１３２の設置範囲が（１／６）、（１／３）のいずれでも、「Ａ」であった。（Ｈ／Ｇ）の値が０．１５未満であるサンプルｃ１、ｃ６、および、（Ｈ／Ｇ）の値が０．５を超えるサンプルｃ５、ｃ１０の評価は、突出部１３２の設置範囲が（１／６）、（１／３）のいずれでも、「Ｂ」であった。以上のように、第３評価試験によって、（Ｈ／Ｇ）の値が、０．１５≦（Ｈ／Ｇ）≦０．５を満たすことが好ましく、これにより、さらに、点火プラグ１００の着火性能が向上することが確認できた。

【0088】

Ａ−７：第４評価試験
第４評価試験では、表４に示すように、４種類の点火プラグのサンプルｄ１〜ｄ４を作製し、着火性能の試験を行った。サンプルｄ１、ｄ３では、比較サンプルと同様に、上述した接地電極の３０の被りが、上述した「全被り」である。

【0089】

サンプルｄ２、ｄ４では、比較サンプルとは異なり、上述した接地電極の３０の被りが「半被り」である。接地電極３０の被りが「半被り」であるとは、具体的には、中心電極２０の第１放電面２９５の第１方向Ｄ１の端が、接地電極３０の自由端部３１Ｂの第１方向Ｄ１の端より、０．５２５ｍｍだけ第１方向Ｄ１側に位置している、ことを意味している（すなわち、図５のＷ＝０．５２５ｍｍ）。

【0090】

サンプルｄ１、ｄ２のその他の構成は、突出部１３２の設置範囲が（１／６）である表２のサンプルｂ３と同一である。サンプルｄ３、ｄ４のその他の構成は、突出部１３２の設置範囲が（１／３）である表２のサンプルｂ６と同一である。

【0091】

【表4】

【0092】

着火性能の試験の内容、および、評価基準は、第１評価試験と同一である。表４には、各サンプルの着火性能の試験の評価結果が示されている。接地電極の３０の被りがないサンプルｄ２、ｄ４の評価は、突出部１３２の設置範囲が（１／６）、（１／３）のいずれでも、「Ａ」であった。接地電極の３０の被りがあるサンプルｄ１、ｄ３の評価は、突出部１３２の設置範囲が（１／６）、（１／３）のいずれでも、「Ｂ」であった。以上のように、第４評価試験によって、接地電極の３０の被りがないこと、すなわち、中心電極２０の第１放電面２９５の第１方向Ｄ１の端は、自由端部３１Ｂよりも第１方向Ｄ１側に位置することが好ましく、これにより、さらに、点火プラグ１００の着火性能が向上することが確認できた。

【0093】

Ｂ．変形例：
（１）図３、図４に示す突出部１３２の形状は、一例であり、これに限られない。図７は、変形例の突出部１３２ｂの近傍の斜視図である。図７の突出部１３２ｂの側面１３２Ｓｂは、軸線方向と平行ではなく、軸線方向に対して傾斜している。このため、図７の突出部１３２ｂでは、軸線方向の位置によって、周方向の長さ、すなわち、中心電極２０の周囲を覆う範囲が異なる。この場合であっても、突出部１３２ｂは、軸線ＣＯと垂直で、中心電極２０の先端（具体的には第１放電面２９５）を通る断面において、突出部１３２ｂは、中心電極２０の周囲のうちの（１／３）以下の範囲を覆っていれば良い。

【0094】

また、図４の突出部１３２の先端１３２Ａ（図４）は、軸線方向と垂直な面を有しているが、例えば、突出部の先端は、尖った稜線や頂点であっても良い。また、図４の突出部１３２は、中心電極２０の中心から接地電極３０に対して引かれた２本の接線Ｌ１、Ｌ２の間の周方向の範囲の全体に亘って配置されている。これに代えて、２本の接線Ｌ１、Ｌ２の間の周方向の範囲の一部分にのみ、突出部１３２が配置されていても良い。一般的には、突出部の少なくとも一部が、中心電極２０の中心から接地電極３０に対して引かれた２本の接線Ｌ１、Ｌ２（図５）の間に位置していれば良い。こうすれば、該突出部は、火花ギャップに発生した火花放電やプラズマが、接地電極３０（接地電極本体３１）に向かうことを、該突出部が無い場合と比較して抑制することができるので、接地電極３０による消炎作用を抑制し得る。

【0095】

（２）図２の点火プラグ１００は、図１の点火システム６００、すなわち、２個の電源６４０、６５０を用いて、駆動される。これに代えて、図２の点火プラグ１００は、１個の電源、例えば、放電用電源６４０のみを用いて駆動されるプラグであっても良い。この場合には、火花ギャップにプラズマが発生しない場合もあるが、例えば、火花ギャップで発生した火花放電が接地電極３０に向かうことを、突出部１３２によって抑制できる。この結果、本変形例の点火プラグは、接地電極３０による消炎作用を抑制し得るので、着火性能を向上することができる。

【0096】

（３）図３（Ａ）では、第１放電面２９５の第１方向Ｄ１の端は、接地電極３０の自由端部３１Ｂの第１方向Ｄ１の端より第１方向Ｄ１に位置している。これに代えて、第１放電面２９５の第１方向Ｄ１の端は、接地電極３０の自由端部３１Ｂの第２方向Ｄ２に位置しても良い。この場合であっても、突出部１３２が配置されていることによって、接地電極３０による消炎作用を抑制することができる。

【0097】

（４）図２の点火プラグ１００の具体的な形状、材料等は、一例であり、これに限られない。例えば、接地電極３０は、接地電極チップ３９がないタイプの電極であっても良い。また、接地電極チップ３９の形状は、四角形の板状であるが、円柱形状であっても良いし、三角柱形状や五角柱形状であっても良い。また、主体金具５０の材質は、亜鉛めっきまたはニッケルめっきされた低炭素鋼でも良いし、めっきがなされていない低炭素鋼でも良い。また、絶縁体１０の材質は、アルミナ以外の様々な絶縁性セラミックスでもよい。

【0098】

以上、実施形態、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。

【符号の説明】

【0099】

５...ガスケット、６...リング部材、８...板パッキン、９...タルク、１０...絶縁体、１２...軸孔、１３...脚長部、１５...段部、１６...段部、１７...先端側胴部、１８...後端側胴部、１９...鍔部、２０...電極、２０...中心電極、２１...中心電極本体、２１Ａ...電極母材、２１Ｂ...芯部、２３...頭部、２４...鍔部、２５...脚部、２９...中心電極チップ、３０...接地電極、３１...接地電極本体、３１Ａ...接続端部、３１Ｂ...自由端部、３９...接地電極チップ、４０...端子金具、４１...キャップ装着部、４２...鍔部、４３...脚部、５０...主体金具、５０Ａ...先端面、５１...工具係合部、５２...取付ネジ部、５３...加締部、５４...座部、５６...段部、５８...圧縮変形部、５９...挿入孔、６０...導電性シール、１００...点火プラグ、１３１...本体部、１３１Ａ...先端、１３２、１３２ｂ...突出部、１３２Ａ...先端、２９５...第１放電面、３１１...接続端面、３１２...自由端面、３１５...側面、３９５...第２放電面、６００...点火システム、６４０...放電用電源、６５０...高周波電源、６６０...混合回路、６６２...コイル、６６３...コンデンサ、６７０...インピーダンスマッチング回路、６８０...制御装置、６９０...プラグコード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】