特許 7439686 内燃機関用のスパークプラグ

(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】

(24)【登録日】2024-02-19

(45)【発行日】2024-02-28

(54)【発明の名称】内燃機関用のスパークプラグ

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/54 20060101AFI20240220BHJP

   H01T 13/46 20060101ALI20240220BHJP

   H01T 13/52 20060101ALI20240220BHJP

   H01T 13/20 20060101ALI20240220BHJP

【ＦＩ】

H01T13/54

H01T13/46

H01T13/52

H01T13/20 B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020129603

(22)【出願日】2020-07-30

(65)【公開番号】P2022026237

(43)【公開日】2022-02-10

【審査請求日】2023-05-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木下 翔太

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 明光

【審査官】内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】特開平３－１０７５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５２－１３３４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９０６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３３１７７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｔ ７／００ － ２３／００

Ｆ０２Ｐ １３／００

Ｆ０２Ｂ １９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の絶縁碍子（３）と、
該絶縁碍子の内周側に保持されると共に該絶縁碍子から先端側に突出した中心電極（４）と、
上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング（２）と、
該ハウジングの先端部に設けられたプラグカバー（５）と、
該プラグカバー及び上記中心電極に対して電気的に絶縁された浮遊電極（７）と、
該浮遊電極を挿通させて保持しつつ上記プラグカバーに固定された絶縁保持体（６）と、を有し、
上記ハウジングと、上記プラグカバーとは、導電性を有し、
一部が上記ハウジングと上記プラグカバーと上記絶縁碍子と上記絶縁保持体とによって囲まれた副燃焼室（５１）が形成され、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる噴孔（５２）が形成されており、
上記副燃焼室には、上記中心電極と上記浮遊電極との間に形成された第１放電ギャップ（Ｇ１）が設けられ、
上記副燃焼室の外部には、上記浮遊電極と上記プラグカバーとの間に形成された第２放電ギャップ（Ｇ２）が設けられ、
上記第２放電ギャップを短絡させたときにおける上記第１放電ギャップに放電を発生させるために要求される要求電圧ＶＡが、上記中心電極と上記ハウジングとの間に上記絶縁碍子の表面（３１１）に沿った沿面放電を発生させるために要求される要求電圧ＶＬ_Ａよりも小さくなるように、上記中心電極と上記ハウジングとの間の上記絶縁碍子の沿面距離（Ｌ_Ａ）が定められており、
上記第１放電ギャップを短絡させたときにおける上記第２放電ギャップに放電を発生させるために要求される要求電圧ＶＢが、上記浮遊電極と上記プラグカバーとの間に上記副燃焼室に面した上記絶縁保持体の副室側表面（６２１）に沿った沿面放電を発生させるために要求される要求電圧ＶＬ_Ｂよりも小さくなるように、上記副燃焼室内における上記浮遊電極と上記プラグカバーとの間の上記絶縁保持体の沿面距離（Ｌ_Ｂ）が定められている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。

【請求項2】

上記中心電極の先端部に形成された中心対向面（４１）と、上記浮遊電極の基端部に形成された浮遊第１対向面（７１２）とは互いに対向しており、
上記第１放電ギャップは、上記中心対向面と上記浮遊第１対向面との間に形成された気中ギャップであり、
上記浮遊電極の先端部に形成された浮遊第２対向面（７１３）と、上記プラグカバーに形成されたカバー対向面（５５１）とは互いに対向しており、
上記第２放電ギャップは、上記浮遊第２対向面と上記カバー対向面との間に形成された気中ギャップであり、
上記中心対向面の面積及び上記浮遊第１対向面の面積のうち、小さい方の面積をＳ_Ａ、上記浮遊第２対向面の面積及び上記カバー対向面の面積のうち、小さい方の面積をＳ_Ｂとし、
上記第１放電ギャップの距離をＧ_Ａ、上記第２放電ギャップの距離をＧ_Ｂ、ｐ＝２、Ｂ＝９３、Ａ／Ｃ＝１６９、ａ＝１２としたとき、下記式（１）を満たす、請求項１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
Ｌ_Ａ＞〔｛ＢｐＧ_Ａ／ｌｎ（ＡｐＧ_Ａ／Ｃ）｝×｛１＋（Ｓ_Ａ／Ｇ_Ａ）／（Ｓ_Ｂ／Ｇ_Ｂ）｝×（１／ａｐ^０．３８）〕^４ ・・・（１）

【請求項3】

ｐ＝５としたときも、上記式（１）を満たす、請求項２に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項4】

１＋（Ｓ_Ａ／Ｇ_Ａ）をＳ_Ｂ／Ｇ_Ｂで除した値が１．５以下である、請求項２又は３に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項5】

１＋（Ｓ_Ａ／Ｇ_Ａ）をＳ_Ｂ／Ｇ_Ｂで除した値が１．１以下である、請求項４に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項6】

上記第２放電ギャップは気中ギャップであり、
上記副燃焼室内における上記浮遊電極と上記プラグカバーとの間の上記絶縁保持体の沿面距離（Ｌ_Ｂ）と、上記副燃焼室の外部における上記浮遊電極と上記プラグカバーとの間の上記絶縁保持体の沿面距離（Ｌ_Ｃ）とは、Ｌ_Ｂ＞Ｌ_Ｃの関係を満たす、請求項１～５のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項7】

上記第２放電ギャップは気中ギャップであり、
上記副燃焼室の外部における上記浮遊電極と上記プラグカバーとの間の上記絶縁保持体の沿面距離（Ｌ_Ｃ）と、上記第２放電ギャップの距離（Ｇ_Ｂ）とは、ｐ＝２、Ｂ＝９３、Ａ／Ｃ＝１６９、ａ＝１２としたとき、下記式（２）を満たす、請求項１～６のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
Ｌ_Ｃ＞〔｛ＢｐＧ_Ｂ／ｌｎ（ＡｐＧ_Ｂ／Ｃ）｝×（１／ａｐ^０．３８）〕^４
・・・（２）

【請求項8】

ｐ＝５としたときも、上記式（２）を満たす、請求項７に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【請求項9】

上記第２放電ギャップは、上記絶縁保持体の外表面（６１１）に沿って形成された沿面ギャップであり、
上記副燃焼室内における上記浮遊電極と上記プラグカバーとの間の上記絶縁保持体の沿面距離（Ｌ_Ｂ）と、上記第２放電ギャップの沿面距離（Ｌ_Ｃ）とは、Ｌ_Ｂ＞Ｌ_Ｃの関係を満たす、請求項１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関用のスパークプラグに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１に開示されているように、内燃機関の主燃焼室と、スパークプラグの先端に形成された副燃焼室との双方に放電ギャップを形成できるように構成されたスパークプラグが知られている。これにより、主燃焼室の混合気を直接着火させると共に、副燃焼室での着火によって燃焼した混合気を、噴孔を介して主燃焼室に噴出させることにより、主燃焼室の燃焼を促進させようとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】欧州特許出願０４１７９３８Ａ２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記のようなスパークプラグに電圧を印加した場合、印加された電圧は、双方の放電ギャップにおいて、それぞれ分圧される。そのため、副燃焼室に形成された放電ギャップにかかる電圧よりも、放電ギャップを介さない中心電極とハウジングとの間にかかる電圧の方が高くなる。それゆえ、放電ギャップではなく、副燃焼室内における中心電極とハウジングとの間に放電が発生するおそれがある。そのため、副燃焼室と主燃焼室との双方に放電を発生させ難くなり、着火性の向上を図ることが困難となるおそれがある。

【0005】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパーク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】

【0006】

本発明の一態様は、筒状の絶縁碍子（３）と、
該絶縁碍子の内周側に保持されると共に該絶縁碍子から先端側に突出した中心電極（４）と、
上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング（２）と、
該ハウジングの先端部に設けられたプラグカバー（５）と、
該プラグカバー及び上記中心電極に対して電気的に絶縁された浮遊電極（７）と、
該浮遊電極を挿通させて保持しつつ上記プラグカバーに固定された絶縁保持体（６）と、を有し、
上記ハウジングと、上記プラグカバーとは、導電性を有し、
一部が上記ハウジングと上記プラグカバーと上記絶縁碍子と上記絶縁保持体とによって囲まれた副燃焼室（５１）が形成され、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる噴孔（５２）が形成されており、
上記副燃焼室には、上記中心電極と上記浮遊電極との間に形成された第１放電ギャップ（Ｇ１）が設けられ、
上記副燃焼室の外部には、上記浮遊電極と上記プラグカバーとの間に形成された第２放電ギャップ（Ｇ２）が設けられ、
上記第２放電ギャップを短絡させたときにおける上記第１放電ギャップに放電を発生させるために要求される要求電圧ＶＡが、上記中心電極と上記ハウジングとの間に上記絶縁碍子の表面（３１１）に沿った沿面放電を発生させるために要求される要求電圧ＶＬ_Ａよりも小さくなるように、上記中心電極と上記ハウジングとの間の上記絶縁碍子の沿面距離（Ｌ_Ａ）が定められており、
上記第１放電ギャップを短絡させたときにおける上記第２放電ギャップに放電を発生させるために要求される要求電圧ＶＢが、上記浮遊電極と上記プラグカバーとの間に上記副燃焼室に面した上記絶縁保持体の副室側表面（６２１）に沿った沿面放電を発生させるために要求される要求電圧ＶＬ_Ｂよりも小さくなるように、上記副燃焼室内における上記浮遊電極と上記プラグカバーとの間の上記絶縁保持体の沿面距離（Ｌ_Ｂ）が定められている、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。

【発明の効果】

【0007】

上記内燃機関用のスパークプラグは、要求電圧ＶＡが要求電圧ＶＬ_Ａよりも小さくなるように絶縁碍子の沿面距離が定められていると共に、要求電圧ＶＢが要求電圧ＶＬ_Ｂよりも小さくなるように絶縁保持体の沿面距離が定められている。それゆえ、副燃焼室及び主燃焼室のそれぞれに確実に放電を発生させることができる。その結果、着火性を向上させることができる。

【0008】

以上のごとく、上記態様によれば、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態１における、スパークプラグの先端部の断面図であって、図２のI－I線矢視断面相当の図。

【図2】図１のII矢視平面図。

【図3】実施形態１における、ギャップの距離を示す断面図。

【図4】実施形態１における、ギャップをキャパシタとして示した説明図。

【図5】実験例１における、絶縁碍子等の外径の寸法を示す断面図。

【図6】実験例２における、放電ギャップの静電容量と昇圧係数との関係を示すグラフ。

【図7】実験例３における、気中ギャップ及び沿面ギャップのそれぞれにおける、ギャップの距離と放電開始電圧との関係を示すグラフ。

【図8】実施形態２における、スパークプラグの先端部の断面図であって、図９のVIII－VIII線矢視断面相当の図。

【図9】図８のIX矢視平面図。

【図10】実施形態２における、ギャップの距離を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（実施形態１）
内燃機関用のスパークプラグに係る実施形態について、図１～図４を参照して説明する。
本形態の内燃機関用のスパークプラグ１は、図１、図２に示すごとく、筒状の絶縁碍子３と、中心電極４と、筒状のハウジング２と、プラグカバー５と、浮遊電極７と、絶縁保持体６と、を有する。中心電極４は、図１に示すごとく、絶縁碍子３の内周側に保持されると共に絶縁碍子３から先端側に突出している。ハウジング２は、絶縁碍子３を内周側に保持する。プラグカバー５は、ハウジング２の先端部に設けられている。浮遊電極７は、プラグカバー５及び中心電極４に対して電気的に絶縁されている。絶縁保持体６は、浮遊電極７を挿通させて保持しつつプラグカバー５に固定されている。ハウジング２と、プラグカバー５とは、導電性を有する。

【0011】

また、スパークプラグ１には、一部がハウジング２とプラグカバー５と絶縁碍子３と絶縁保持体６とによって囲まれた副燃焼室５１が形成されている。プラグカバー５には、副燃焼室５１と外部とを連通させる噴孔５２が形成されている。副燃焼室５１には、中心電極４と浮遊電極７との間に形成された第１放電ギャップＧ１が設けられている。また、副燃焼室５１の外部には、浮遊電極７とプラグカバー５との間に形成された第２放電ギャップＧ２が設けられている。

【0012】

第２放電ギャップＧ２を短絡させたときにおける第１放電ギャップＧ１に放電を発生させるために要求される電圧を要求電圧ＶＡとする。中心電極４とハウジング２との間に絶縁碍子３の表面３１１に沿った沿面放電を発生させるために要求される電圧を要求電圧ＶＬ_Ａとする。図３に示すごとく、要求電圧ＶＡが要求電圧ＶＬ_Ａよりも小さくなるように、中心電極４とハウジング２との間の絶縁碍子３の沿面距離Ｌ_Ａが定められている。

【0013】

第１放電ギャップＧ１を短絡させたときにおける第２放電ギャップＧ２に放電を発生させるために要求される電圧を要求電圧ＶＢとする。浮遊電極７とプラグカバー５との間に副燃焼室５１に面した絶縁保持体６の副室側表面６２１に沿った沿面放電を発生させるために要求される電圧を要求電圧ＶＬ_Ｂとする。要求電圧ＶＢが要求電圧ＶＬ_Ｂよりも小さくなるように、副燃焼室５１内における浮遊電極７とプラグカバー５との間の絶縁保持体６の沿面距離Ｌ_Ｂが定められている。

【0014】

本形態のスパークプラグ１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。なお、本明細書において、プラグ中心軸Ｃは、スパークプラグ１の中心軸Ｃを意味するものとする。また、プラグ中心軸Ｃに平行な方向を、適宜、Ｚ方向という。また、Ｚ方向における点火コイル（図示略）と接続される側を基端側といい、内燃機関の主燃焼室（図示略）に配される側を先端側という。

【0015】

中心電極４は、全体として略円柱状をなしている。本形態において、中心電極４の先端部は、図１に示すごとく、先端側へ向かうに従い、縮径している。

【0016】

中心電極４を内周側に保持する絶縁碍子３は、外周側をハウジング２によって保持されている。絶縁碍子３は、先端側へ向かうほど縮径するテーパ状先端部３１を有する。テーパ状先端部３１の外周面とハウジング２の内周面との間には、副燃焼室５１の一部であるポケット部５１１が形成されている。ポケット部５１１は環状に形成されている。つまり、絶縁碍子３は、その外周面の一部においてハウジング２の内周面の一部に係止されている。具体的には、絶縁碍子３の外周面の一部は、図１に示すごとく、環状のガスケット１１を介して、ハウジング２の内周面の一部に係止されている。絶縁碍子３は、例えば、アルミナ等のセラミックからなる。また、ガスケット１１は、例えば、金属材料を環状に形成してなる。なお、ガスケットは、絶縁保持体６と、後述するプラグカバー５のカバー本体部５３との間に介在させることができる。また、ガスケットは、絶縁保持体６と、後述するプラグカバー５の固定部５４との間に介在させることができる。

【0017】

絶縁碍子３を保持するハウジング２の先端部には、プラグカバー５が設けられている。ハウジング２及びプラグカバー５は、例えば、鉄、ニッケル、鉄又はニッケルの合金、ステンレス等の導電性を有する材料からなる。ハウジング２とプラグカバー５とは、導通している。

【0018】

プラグカバー５は、絶縁保持体６等と共にスパークプラグ１の先端部を囲うことにより、副燃焼室５１を形成している。プラグカバー５は、絶縁保持体６を保持している。

【0019】

本形態において、プラグカバー５は、図１、図２に示すごとく、カバー本体部５３と、固定部５４と、気中電極部材５５とを有する。

【0020】

カバー本体部５３は、全体として略円筒形状をなしている。本形態において、カバー本体部５３は、ハウジング２の先端部に接合されている。また、カバー本体部５３は、例えば、ハウジング２と一体に形成されているものとすることができる。

【0021】

カバー本体部５３には、複数の噴孔５２が形成されている。本形態において、カバー本体部５３には、図２に示すごとく、４つの噴孔５２が形成されている。

【0022】

プラグカバー５の固定部５４は、図１に示すごとく、カバー本体部５３と共に、絶縁保持体６を保持している。固定部５４は、図１、図２に示すごとく、略円環状をなしている。

【0023】

本形態において、固定部５４の先端面には、気中電極部材５５が接合されている。気中電極部材５５は、全体として、略Ｌ字状をなしている。図１に示すごとく、気中電極部材５５と浮遊電極７との間には、第２放電ギャップＧ２が形成されている。

【0024】

また、カバー本体部５３の先端部には、絶縁保持体６の外周部６３及び固定部５４に対応した凹部が形成されている。凹部は、カバー本体部５３の内側から、プラグ径方向の外側に向かって後退することにより形成されている。カバー本体部５３は、凹部の内側に、絶縁保持体６の外周部６３及び固定部５４の外周側の部分を配置した状態にて、固定部５４と共に、外周部６３をＺ方向に挟持固定している。カバー本体部５３と外周部６３とは、互いにＺ方向に当接している。固定部５４と外周部６３とは、互いにＺ方向に当接している。また、カバー本体部５３と固定部５４とは、互いに接合されている。なお、本明細書において、プラグ径方向とは、プラグ中心軸Ｃに直交する平面上において、プラグ中心軸Ｃを中心とする円の半径方向を意味する。

【0025】

絶縁保持体６は、浮遊電極７をプラグカバー５及び中心電極４に対して電気的に絶縁させた状態のまま、浮遊電極７をスパークプラグ１の先端部に配置させている。絶縁保持体６は、例えば、アルミナ等のセラミックからなる。

【0026】

絶縁保持体６は、噴孔５２の先端部よりも基端側へ突出した縮径部６２を有する。縮径部６２は、基端側へ向かうに従い縮径している。縮径部６２は、副燃焼室５１に面した副室側表面６２１を有する。副室側表面６２１の少なくとも一部は、プラグ中心軸Ｃに対して傾斜している。

【0027】

絶縁保持体６は、図１、図２に示すごとく、外周部６３よりも先端側に突出した、略円柱状の円柱部６１を有する。円柱部６１の直径は、外周部６３の直径よりも小さい。円柱部６１の一部は、図１に示すごとく、プラグカバー５の固定部５４よりも先端側に突出している。

【0028】

円柱部６１は、外周面６１２と、先端側を向く先端面６１３とを有する。外周面６１２の一部は、固定部５４とプラグ径方向に当接している。先端面６１３は、プラグ中心軸Ｃと直交する平坦面となっている。

【0029】

円柱部６１の外周面６１２の一部は、副燃焼室５１の外部に面する外表面６１１となっている。つまり、外周面６１２における固定部５４よりも先端側が、外表面６１１となっている。また、円柱部６１の先端面６１３は、後述する第２電極部材７２よりもプラグ径方向の外側の部分が外表面６１１となっている。スパークプラグ１を内燃機関に設置した際、外表面６１１は、主燃焼室に面する。

【0030】

また、絶縁保持体６には、浮遊電極７を挿通させる挿通孔６４が形成されている。つまり、絶縁保持体６は、筒状をなしている。本形態において、挿通孔６４は、プラグ中心軸Ｃに沿って形成されている。

【0031】

浮遊電極７は、第１電極部材７１と第２電極部材７２とを備えている。第１電極部材７１は、絶縁保持体６の挿通孔６４に挿通されている。

【0032】

また、第１電極部材７１は、外周面の一部が径方向の外側に突出した外周突出部７１１を有する。外周突出部７１１は、少なくとも一部が副燃焼室５１に面している。

【0033】

絶縁保持体６の挿通孔６４の基端部は、外周突出部７１１に対応するように拡径している。そして、挿通孔６４の拡径した基端部の内側に、外周突出部７１１が配置されている。外周突出部７１１の先端面と、絶縁保持体６とは、Ｚ方向に当接している。また、第１電極部材７１の基端部は、外周突出部７１１から基端側に突出している。

【0034】

また、第１電極部材７１は、第２電極部材７２の挿通孔７２１に挿通されている。第２電極部材７２は、図１、図２に示すごとく、環状をなしている。本形態において、第２電極部材７２の直径は、絶縁保持体６の円柱部６１の直径よりも小さい。第２電極部材７２の基端面は、図１に示すごとく、円柱部６１の先端面６１３と当接している。

【0035】

第１電極部材７１と第２電極部材７２とは、絶縁保持体６を挟持した状態にて、互いに接合されている。より詳細には、第１電極部材７１と第２電極部材７２とは、第１電極部材７１における外周突出部７１１の先端面と、第２電極部材７２の基端面とにより、絶縁保持体６をＺ方向に挟持した状態にて、互いに接合されている。

【0036】

第１電極部材７１の先端部は、第２電極部材７２から先端側に突出している。第１電極部材７１の先端部と、プラグカバー５の気中電極部材５５とは、Ｚ方向において、互いに対向している。

【0037】

中心電極４の先端部に形成された中心対向面４１と、浮遊電極７の基端部に形成された浮遊第１対向面７１２とは互いに対向している。第１放電ギャップＧ１は、中心対向面４１と浮遊第１対向面７１２との間に形成された気中ギャップである。また、浮遊電極７の先端部に形成された浮遊第２対向面７１３と、プラグカバー５に形成されたカバー対向面５５１とは互いに対向している。本形態において、第２放電ギャップＧ２は、浮遊第２対向面７１３とカバー対向面５５１との間に形成された気中ギャップである。

【0038】

中心対向面４１の面積及び浮遊第１対向面７１２の面積のうち、小さい方の面積をＳ_Ａとする。浮遊第２対向面７１３の面積及びカバー対向面５５１の面積のうち、小さい方の面積をＳ_Ｂとする。図３に示すごとく、第１放電ギャップＧ１の距離をＧ_Ａ、第２放電ギャップＧ２の距離をＧ_Ｂとする。また、ｐ＝２、Ｂ＝９３、Ａ／Ｃ＝１６９、ａ＝１２とする。このとき、本形態のスパークプラグ１は、下記式（１）を満たす。
Ｌ_Ａ＞〔｛ＢｐＧ_Ａ／ｌｎ（ＡｐＧ_Ａ／Ｃ）｝×｛１＋（Ｓ_Ａ／Ｇ_Ａ）／（Ｓ_Ｂ／Ｇ_Ｂ）｝×（１／ａｐ^０．３８）〕^４ ・・・（１）

【0039】

ここで、上記のＢ＝９３、Ａ／Ｃ＝１６９、ａ＝１２は、後述する実験例３の試験により求めたパラメータである。また、ｐは、単位をＭＰａとした主燃焼室の雰囲気圧力である。すなわち、ｐ＝２として上記式（１）が成り立つということは、主燃焼室の雰囲気圧力が２ＭＰａであるとき、上記式（１）が成り立つことで、第１放電ギャップＧ１及び第２放電ギャップＧ２にて確実に放電させることができることとなる。なお、Ｂ＝９３、Ａ／Ｃ＝１６９、ａ＝１２のパラメータは、ｐの圧力の単位をＭＰａ、第１放電ギャップＧ１及び第２放電ギャップＧ２の距離の単位をｍｍとしたときのパラメータである。

【0040】

本形態において、中心対向面４１の面積と浮遊第１対向面７１２の面積とは、略同じとなっている。また、浮遊第２対向面７１３の面積は、カバー対向面５５１の面積よりも小さい。つまり、浮遊第２対向面７１３の面積が、面積Ｓ_Ｂである。

【0041】

本形態において、浮遊第１対向面７１２と中心対向面４１とは、プラグ中心軸Ｃに直交する平坦な面となっている。浮遊第１対向面７１２は、基端側を向いている。中心対向面４１は、先端側を向いている。そして、浮遊第１対向面７１２と中心対向面４１とは、Ｚ方向において、互いに対向している。

【0042】

カバー対向面５５１は、図１、図３に示すごとく、気中電極部材５５に形成されている。カバー対向面５５１は、基端側を向いている。浮遊第２対向面７１３は、先端側を向いている。浮遊第２対向面７１３とカバー対向面５５１とは、プラグ中心軸Ｃに直交する平坦な面となっている。そして、浮遊第２対向面７１３とカバー対向面５５１とは、Ｚ方向において、互いに対向している。

【0043】

また、本形態のスパークプラグ１は、ｐ＝５としたときも、上記式（１）を満たすことが好ましい。

【0044】

つまり、本形態のスパークプラグ１は、少なくとも、ｐの値が２であるときに、上記式（１）を満たし、好ましくは、ｐの値が５であるときも、上記式（１）を満たす。換言すると、主燃焼室の雰囲気圧力が２ＭＰａの状態においてのみならず、５Ｍｐａの状態においても、式（１）が成り立つように、本形態のスパークプラグ１を設計することが好ましい。

【0045】

式（１）を満たすには、主燃焼室の雰囲気圧力が高くなるほど、沿面距離Ｌ_Ａを大きくする必要がある。それゆえ、ｐ＝２とした場合に式（１）が成り立つように沿面距離Ｌ_Ａを設定するのみならず、ｐ＝５とした場合にも式（１）が成り立つように沿面距離Ｌ_Ａを設定することで、主燃焼室の雰囲気圧力が多少高くても、第１放電ギャップＧ１及び第２放電ギャップＧ２にて確実に放電させることができる。

【0046】

また、本形態においては、１＋（Ｓ_Ａ／Ｇ_Ａ）をＳ_Ｂ／Ｇ_Ｂで除した値が１．５以下である。また、本形態においては、１＋（Ｓ_Ａ／Ｇ_Ａ）をＳ_Ｂ／Ｇ_Ｂで除した値が１．１以下である。

【0047】

本形態において、第２放電ギャップＧ２は気中ギャップである。図３に示すごとく、副燃焼室５１の外部における浮遊電極７とプラグカバー５との間の絶縁保持体６の沿面距離を、沿面距離Ｌ_Ｃとする。このとき、沿面距離Ｌ_Ｂと沿面距離Ｌ_Ｃとは、Ｌ_Ｂ＞Ｌ_Ｃの関係を満たす。

【0048】

言い換えると、図３に示すように、副燃焼室５１の外部における浮遊電極７とプラグカバー５との間の沿面ギャップＧ５の距離が、沿面距離Ｌ_Ｃとなっている。副燃焼室５１内における浮遊電極７とプラグカバー５との間の沿面ギャップＧ４の距離が、沿面距離Ｌ_Ｂとなっている。沿面ギャップＧ５は、外表面６１１となっている円柱部６１の先端面６１３と外周面６１２とにわたって形成されている。そして、沿面ギャップＧ４の沿面距離Ｌ_Ｂは、沿面ギャップＧ５の沿面距離Ｌ_Ｃよりも長くなっている。

【0049】

また、沿面距離Ｌ_Ｂは、沿面距離Ｌ_Ｃの２倍以上とすることができる。より好ましくは、沿面距離Ｌ_Ｂは、沿面距離Ｌ_Ｃの５倍以上とすることができる。

【0050】

また、中心電極４とハウジング２との間の絶縁碍子３の表面３１１に沿った沿面ギャップＧ３の距離は、沿面距離Ｌ_Ａとなっている。本形態において、沿面距離Ｌ_Ｂと沿面距離Ｌ_Ａとは、略同じ距離となっている。

【0051】

絶縁保持体６の沿面距離Ｌ_Ｃと、第２放電ギャップＧ２の距離Ｇ_Ｂとは、ｐ＝２、Ｂ＝９３、Ａ／Ｃ＝１６９、ａ＝１２としたとき、下記式（２）を満たす。
Ｌ_Ｃ＞〔｛ＢｐＧ_Ｂ／ｌｎ（ＡｐＧ_Ｂ／Ｃ）｝×（１／ａｐ^０．３８）〕^４
・・・（２）

【0052】

また、本形態のスパークプラグ１は、ｐ＝５としたときも、上記式（２）を満たす。

【0053】

次に、気中ギャップ及び沿面ギャップにかかる電圧について説明する。
各ギャップは、それぞれ固有の静電容量を持つため、キャパシタとして考えることができる。図４に示すごとく、第１放電ギャップＧ１をキャパシタＣＧ_Ａ、第２放電ギャップＧ２をキャパシタＣＧ_Ｂとする。また、沿面ギャップＧ３をキャパシタＣＬ_Ａ、沿面ギャップＧ４をキャパシタＣＬ_Ｂとする。なお、図３に示すごとく、沿面ギャップＧ５もキャパシタとして考えることができるが、図４においては、省略する。また、本明細書において、気中ギャップとは、気中に放電を発生させるギャップを意味する。また、沿面ギャップとは、絶縁碍子３又は絶縁保持体６等の表面に沿って放電を発生させるギャップを意味する。

【0054】

図４に示す電源部Ｐよりスパークプラグ１に印加された電圧を、印加電圧Ｖ_ａｐｐとする。まず、キャパシタＣＧ_ＡとキャパシタＣＬ_Ａとの関係について述べる。図４に示すごとく、キャパシタＣＬ_Ａには、電源部Ｐより印加された印加電圧Ｖ_ａｐｐが、分圧されずに印加される。一方、キャパシタＣＧ_Ａには、電源部Ｐより印加された印加電圧Ｖ_ａｐｐが、キャパシタＣＧ_Ｂ、又はキャパシタＣＬ_Ｂとの間で分圧されて印加される。つまり、キャパシタＣＧ_Ａにかかる電圧ＶＣＧ_Ａは、キャパシタＣＬ_Ａにかかる電圧ＶＣＬ_Ａよりも小さい。

【0055】

ここで、印加電圧Ｖ_ａｐｐがキャパシタＣＧ_ＡとキャパシタＣＧ_Ｂとの間で分圧される場合、印加電圧Ｖ_ａｐｐは、キャパシタＣＧ_Ａにかかる電圧ＶＣＧ_Ａと、キャパシタＣＧ_Ｂにかかる電圧ＶＣＧ_Ｂと、を加えた電圧と考えることができる。つまり、下記式（３）が成り立つ。また、キャパシタＣＧ_Ａに蓄えられる電荷は、キャパシタＣＧ_Ａの静電容量ＣＣＧ_Ａと電圧ＶＣＧ_Ａとの積である。また、キャパシタＣＧ_Ｂに蓄えられる電荷は、キャパシタＣＧ_Ｂの静電容量ＣＣＧ_Ｂと電圧ＶＣＧ_Ｂとの積である。キャパシタＣＧ_ＡとキャパシタＣＧ_Ｂとは直列接続されているため、キャパシタＣＧ_Ａに蓄えられる電荷とキャパシタＣＧ_Ｂに蓄えられる電荷とは、同じと考えることができる。そのため、下記式（４）が成り立つ。また、下記式（３）及び下記式（４）より、下記式（５）を導き出すことができる。
Ｖ_ａｐｐ＝ＶＣＧ_Ａ＋ＶＣＧ_Ｂ・・・（３）
ＣＣＧ_Ａ×ＶＣＧ_Ａ＝ＣＣＧ_Ｂ×ＶＣＧ_Ｂ・・・（４）
Ｖ_ａｐｐ＝｛１＋（ＣＣＧ_Ａ／ＣＣＧ_Ｂ）｝×ＶＣＧ_Ａ・・・（５）

【0056】

また、静電容量は、放電ギャップを形成する２つの対向する面のうち、小さい方の面積に比例し、放電ギャップの距離に反比例すると考えることができる。そのため、上記式（５）より、下記式（６）を導くことができる。
Ｖ_ａｐｐ＝｛１＋（Ｓ_Ａ／Ｇ_Ａ）／（Ｓ_Ｂ／Ｇ_Ｂ）｝×ＶＣＧ_Ａ・・・（６）

【0057】

上記式（６）に示すごとく、印加電圧Ｖ_ａｐｐの値は、電圧ＶＣＧ_Ａの値を「１＋（Ｓ_Ａ／Ｇ_Ａ）／（Ｓ_Ｂ／Ｇ_Ｂ）」倍することにより、求めることができる。また、印加電圧Ｖ_ａｐｐは、分圧されずにキャパシタＣＬ_Ａにかかるため、電圧ＶＣＧ_Ａの値を「１＋（Ｓ_Ａ／Ｇ_Ａ）／（Ｓ_Ｂ／Ｇ_Ｂ）」倍した値が、電圧ＶＣＬ_Ａの値となる。言い換えると、電圧ＶＣＬ_Ａの値を電圧ＶＣＧ_Ａの値によって除した値が、「１＋（Ｓ_Ａ／Ｇ_Ａ）／（Ｓ_Ｂ／Ｇ_Ｂ）」となる。以降、電圧ＶＣＬ_Ａの値を電圧ＶＣＧ_Ａの値によって除した値を、「昇圧係数」という。つまり、本形態において、昇圧係数は、「１＋（Ｓ_Ａ／Ｇ_Ａ）／（Ｓ_Ｂ／Ｇ_Ｂ）」である。

【0058】

また、後述する実験例３にて求めた気中ギャップの放電開始電圧の式（１１）より、第２放電ギャップＧ２を短絡させたときにおける第１放電ギャップＧ１の放電開始電圧は、「ＢｐＧ_Ａ／ｌｎ（ＡｐＧ_Ａ／Ｃ）」となる。つまり、要求電圧ＶＡは、「ＢｐＧ_Ａ／ｌｎ（ＡｐＧ_Ａ／Ｃ）」となる。また、実験例３にて求めた沿面ギャップの放電開始電圧の式（１２）より、沿面ギャップＧ３の放電開始電圧は、「ａＬ_Ａ ^０．２５ｐ^０．３８」となる。つまり、要求電圧ＶＬ_Ａは、「ａＬ_Ａ ^０．２５ｐ^０．３８」となる。ここで、本形態において、要求電圧ＶＬ_Ａは、下記式（７）に示すように、要求電圧ＶＡに昇圧係数をかけた電圧よりも大きい。そして、下記式（７）を変形させることにより、上記式（１）となる。
ａＬ_Ａ ^０．２５ｐ^０．３８＞｛ＢｐＧ_Ａ／ｌｎ（ＡｐＧ_Ａ／Ｃ）｝×｛１＋（Ｓ_Ａ／Ｇ_Ａ）／（Ｓ_Ｂ／Ｇ_Ｂ）｝・・・（７）

【0059】

次に、第２放電ギャップＧ２と沿面ギャップＧ５との関係について述べる。実験例３にて求めた式（１１）より、第１放電ギャップＧ１を短絡させたときにおける第２放電ギャップＧ２の放電開始電圧は、「ＢｐＧ_Ｂ／ｌｎ（ＡｐＧ_Ｂ／Ｃ）」となる。つまり、要求電圧ＶＢは、「ＢｐＧ_Ｂ／ｌｎ（ＡｐＧ_Ｂ／Ｃ）」となる。また、実験例３にて求めた式（１２）より、沿面ギャップＧ５の放電開始電圧は、「ａＬ_Ｃ ^０．２５ｐ^０．３８」となる。つまり、要求電圧ＶＬ_Ｃは、「ａＬ_Ｃ ^０．２５ｐ^０．３８」となる。ここで、本形態において、要求電圧ＶＬ_Ｃは、下記式（８）に示すように、要求電圧ＶＢよりも大きい。そして、下記式（８）を変形させることにより、上記式（２）となる。
ａＬ_Ｃ ^０．２５ｐ^０．３８＞ＢｐＧ_Ｂ／ｌｎ（ＡｐＧ_Ｂ／Ｃ）・・・（８）

【0060】

次に、本形態の作用効果につき説明する。
内燃機関用のスパークプラグ１は、要求電圧ＶＡが要求電圧ＶＬ_Ａよりも小さくなるように絶縁碍子３の沿面距離Ｌ_Ａが定められていると共に、要求電圧ＶＢが要求電圧ＶＬ_Ｂよりも小さくなるように絶縁保持体６の沿面距離Ｌ_Ｂが定められている。それゆえ、副燃焼室５１及び主燃焼室のそれぞれに確実に放電を発生させることができる。その結果、着火性を向上させることができる。

【0061】

つまり、上述のごとく、キャパシタＣＧ_Ａ（図４参照）にかかる電圧は、キャパシタＣＬ_Ａ（図４参照）にかかる電圧よりも小さい。そして、仮に、要求電圧ＶＡが要求電圧ＶＬ_Ａよりも大きい場合、第１放電ギャップＧ１よりも、中心電極４とハウジング２との間の沿面ギャップＧ３に放電が生じやすい。また、仮に、要求電圧ＶＢが要求電圧ＶＬ_Ｂよりも大きい場合、第２放電ギャップＧ２よりも、第１電極部材７１とプラグカバー５との間の沿面ギャップＧ４に放電が生じやすい。そのため、これらの場合、副燃焼室５１の外部である主燃焼室には放電が発生しにくい。一方、本形態の場合、上述のごとく、要求電圧ＶＡが要求電圧ＶＬ_Ａよりも小さいと共に、要求電圧ＶＢが要求電圧ＶＬ_Ｂよりも小さい。それゆえ、副燃焼室５１及び主燃焼室のそれぞれに確実に放電を発生させることができる。その結果、着火性を向上させることができる。

【0062】

本形態のスパークプラグ１は、上記式（１）を満たす。それゆえ、第１放電ギャップＧ１及び第２放電ギャップＧ２のそれぞれに、確実に放電を発生させることができる。その結果、着火性を向上させることができる。

【0063】

つまり、上記式（１）を満たす場合、要求電圧ＶＬ_Ａは、要求電圧ＶＡに昇圧係数をかけた電圧よりも大きい（上記式（７）参照）。それゆえ、印加電圧Ｖ_ａｐｐがキャパシタＣＧ_ＡとキャパシタＣＧ_Ｂ（図４参照）との間で分圧されたとしても、沿面ギャップＧ３よりも、第１放電ギャップＧ１と第２放電ギャップＧ２とのそれぞれに放電が発生しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。

【0064】

本形態のスパークプラグ１は、ｐ＝５としたときも、上記式（１）を満たす。それゆえ、内燃機関の雰囲気圧力が高い場合でも、第１放電ギャップＧ１及び第２放電ギャップＧ２のそれぞれに、確実に放電を発生させることができる。その結果、着火性を向上させることができる。

【0065】

本形態のスパークプラグ１は、１＋（Ｓ_Ａ／Ｇ_Ａ）をＳ_Ｂ／Ｇ_Ｂで除した値が１．５以下である。それゆえ、沿面距離Ｌ_Ａが所定の距離以下であっても、第１放電ギャップＧ１及び第２放電ギャップＧ２のそれぞれに、確実に放電を発生させることができる。その結果、第１放電ギャップＧ１及び第２放電ギャップＧ２のそれぞれに確実に放電を発生させることができるスパークプラグ１を、効率的に生産することができる。

【0066】

つまり、本形態のスパークプラグ１は、昇圧係数が１．５以下である。要求電圧ＶＬ_Ａは、昇圧係数が大きくなるに従い、要求電圧ＶＡに対し、大きくする必要がある。そのため、昇圧係数が大きくなるに従って、沿面距離Ｌ_Ａが長くなりやすい。そして、沿面距離Ｌ_Ａが所定の距離よりも長い場合、その沿面距離Ｌ_Ａを備えた絶縁碍子３をスパークプラグに組み付けることが困難となるおそれがある。一方、本形態においては、昇圧係数が１．５以下である。それゆえ、沿面距離Ｌ_Ａを充分に確保しつつ、沿面距離Ｌ_Ａが長くなりすぎることを抑えることができる。その結果、第１放電ギャップＧ１及び第２放電ギャップＧ２のそれぞれに確実に放電を発生させることができるスパークプラグ１を、効率的に生産することができる。

【0067】

また、本形態のスパークプラグ１は、１＋（Ｓ_Ａ／Ｇ_Ａ）をＳ_Ｂ／Ｇ_Ｂで除した値が１．１以下である。それゆえ、沿面距離Ｌ_Ａを充分に確保しつつ、沿面距離Ｌ_Ａが長くなりすぎることを一層抑えることができる。

【0068】

本形態において、第２放電ギャップＧ２は気中ギャップである。また、沿面距離Ｌ_Ｂと沿面距離Ｌ_Ｃとは、Ｌ_Ｂ＞Ｌ_Ｃの関係を満たす。それゆえ、仮に、絶縁保持体６の表面に沿った沿面放電が発生しやすくなったとしても、副燃焼室５１の外部である主燃焼室に放電を発生させやすい。つまり、内燃機関の運転条件、又は絶縁保持体６の表面における異物の堆積等が原因となり、絶縁保持体６の表面に沿って沿面放電が発生しやすくなったとしても、主燃焼室に放電を発生させやすい。その結果、副燃焼室５１及び主燃焼室のそれぞれに確実に放電を発生させることができる。

【0069】

絶縁保持体６の沿面距離Ｌ_Ｃと、第２放電ギャップＧ２の距離Ｇ_Ｂとは、上記式（２）を満たす。つまり、要求電圧ＶＬ_Ｃは、要求電圧ＶＢよりも大きい（上記式（８）参照）。それゆえ、気中ギャップである第２放電ギャップＧ２に確実に放電を発生させることができる。その結果、主燃焼室における着火性を向上させることができる。

【0070】

本形態のスパークプラグ１は、ｐ＝５としたときも、式（２）を満たす。それゆえ、内燃機関の雰囲気圧力が高い場合でも、気中ギャップである第２放電ギャップＧ２に確実に放電を発生させることができる。その結果、主燃焼室における着火性を向上させることができる。

【0071】

本形態において、第１放電ギャップＧ１及び第２放電ギャップＧ２は、それぞれ気中ギャップである。それゆえ、双方の放電ギャップＧ１、Ｇ２に形成される放電と混合気との接触面積を充分に確保することができる。その結果、副燃焼室５１及び主燃焼室のそれぞれにおいて、確実に着火させることができる。

【0072】

以上のごとく、本形態によれば、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグ１を提供することができる。

【0073】

（実験例１）
本例は、図５、及び後述する表１に示すように、基本構造を実施形態１と同様とするスパークプラグ１において、絶縁保持体６等の外径と昇圧係数との関係を評価した例である。つまり、絶縁保持体６等の外径を変化させることによる、キャパシタＣＬ_Ｂ（図４参照）及びキャパシタＣＬ_Ａ（図４参照）の静電容量の変化に伴い、昇圧係数がどの程度変わるかを評価した。以下、絶縁保持体６及び浮遊電極７のそれぞれの外径と、昇圧係数との関係について説明する。図５に示すごとく、絶縁保持体６の外径をＤ１、浮遊電極７の外径をＤ２とする。

【0074】

また、キャパシタＣＬ_Ｂの単位面積当たりの静電容量は、円筒コンデンサの静電容量として計算を行った。具体的には、キャパシタＣＬ_Ｂの単位面積当たりの静電容量は、下記式（９）を変形させた下記式（１０）にて求めた。下記式（９）中のＣ_{ｃｏａｘｉａｌ}は円筒コンデンサの静電容量を意味し、ｄは円筒の長さを意味する。また、下記式（９）及び下記式（１０）中のｂは円筒の外径を意味する。また、下記式（１０）中のａは、円筒の内径を意味する。下記式（１０）中のε_ｒは電極間の物質の比誘電率を意味し、ε_０は真空の誘電率を意味する。
キャパシタＣＬ_Ｂの単位面積当たりの静電容量＝Ｃ_{ｃｏａｘｉａｌ}／２πｂｄ・・・（９）
キャパシタＣＬ_Ｂの単位面積当たりの静電容量＝ε_ｒε_０／ｂｌｎ（ｂ／ａ）
・・・（１０）

【0075】

表１は、外径Ｄ１及び外径Ｄ２の大きさと、昇圧係数との関係を示したものである。表１において、横軸が絶縁保持体６の外径Ｄ１の大きさを示し、縦軸が浮遊電極７の外径Ｄ２の大きさを示す。表１では、外径Ｄ１の大きさを６．０ｍｍ、外径Ｄ２の大きさを１．０ｍｍとしたときの昇圧係数を基準として、各外径を変化させたときの昇圧係数を示した。つまり、基準とした昇圧係数を１．０００として、各外径の大きさを変化させたときにおける昇圧係数を、その基準とした昇圧係数に対する比として示した。

【0076】

【表1】

【0077】

表１に示すごとく、各外径の大きさを変化させても、基準とした昇圧係数に対する比が０．９９９～１．００２の範囲に収まる結果となった。この結果より、外径Ｄ１及び外径Ｄ２の昇圧係数に与える影響は小さいと考えられる。つまり、外径Ｄ１及び外径Ｄ２を変化させることにより、キャパシタＣＬ_Ｂの静電容量を変化させたとしても、第１放電ギャップＧ１及び第２放電ギャップＧ２における分圧に与える影響は小さいと考えられる。言い換えると、昇圧係数を考慮する際は、キャパシタＣＧ_Ａ（図４参照）及びキャパシタＣＧ_Ｂ（図４参照）の静電容量に着目すればよいと考えられる。なお、絶縁碍子３と中心電極４とについても上記と同様に各外径の大きさを変化させ、昇圧係数との関係を評価した。この場合も、上記と同様に、絶縁碍子３等の外径を変化させることにより、キャパシタＣＬ_Ａの静電容量を変化させたとしても、昇圧係数に与える影響は小さい結果となった。

【0078】

（実験例２）
本例は、図６のグラフに示すように、基本構造を実施形態１と同様とするスパークプラグにおいて、キャパシタＣＧ_Ａ及びキャパシタＣＧ_Ｂの静電容量と、昇圧係数との関係を評価した例である。図６のグラフにおいて、横軸がキャパシタＣＧ_Ａの静電容量ＣＣＧ_ＡをキャパシタＣＧ_Ｂの静電容量ＣＣＧ_Ｂによって除した値、縦軸が昇圧係数を示す。図６のグラフの実線は、ＣＣＧ_Ａ／ＣＣＧ_Ｂと昇圧係数との関係を示す。また、図６においては、ＣＣＧ_ＡとＣＣＧ_Ｂとに加え、キャパシタＣＬ_Ａの静電容量ＣＣＬ_ＡとキャパシタＣＬ_Ｂの静電容量ＣＣＬ_Ｂとの影響を含めたときの昇圧係数の解析値を、丸印にて示す。

【0079】

図６に示すように、実線にて示すＣＣＧ_Ａ／ＣＣＧ_Ｂの値のみを考慮した昇圧係数の値と、丸印にて示すＣＣＬ_ＡとＣＣＬ_Ｂとの影響も含めた昇圧係数の値とは、ほぼ同じ値となった。つまり、実験例１の結果からも示唆されたように、昇圧係数を考慮する際は、キャパシタＣＧ_Ａ及びキャパシタＣＧ_Ｂの静電容量に着目すればよいと考えられる。

【0080】

（実験例３）
本例は、図７のグラフに示すように、ギャップの距離と、ギャップの放電開始電圧との関係を、圧力容器による試験にて評価した例である。本例においては、気中に放電が発生するように構成された気中ギャップと、絶縁碍子３又は絶縁保持体６と同様の材料からなる部材の表面に沿って沿面放電が発生するように構成された沿面ギャップとについて、それぞれ評価した。図７のグラフにおいては、雰囲気圧力を１ＭＰａとしたときの計測値をプロットした。プロットした計測値は、気中ギャップでは四角印、沿面ギャップでは丸印にて示した。また、図７中の気中ギャップのギャップ距離と放電開始電圧との関係を示す実線の式（下記式（１１））は、パッシェンの法則から導き出される式と、本例の圧力容器による試験の結果とにより求めた。また、図７中の沿面ギャップのギャップ距離と放電開始電圧との関係を示す実線の式（下記式（１２））は、下記の参考文献１に定められているインパルス印加時の沿面放電の電圧式（実験式）と、本例の圧力容器による試験の結果とにより求めた。本例の圧力容器による試験は、雰囲気圧力を０．１～５ＭＰａ、温度を２５～３０℃、空気を乾燥空気とした条件にて行った。
〔参考文献１〕「放電ハンドブック」、第３章 沿面放電、オーム社

【0081】

気中ギャップの式は、下記式（１１）にて示す。また、沿面ギャップの式は、下記式（１２）にて示す。下記式中のｐは雰囲気圧力を示し、ｄはギャップ距離を示す。また、下記式中のＢと、Ａ／Ｃと、ａとは、それぞれ本例の圧力容器の試験より求めたパラメータであり、Ｂ＝９３、Ａ／Ｃ＝１６９、ａ＝１２である。また、Ｂ＝９３、Ａ／Ｃ＝１６９、ａ＝１２のパラメータは、ｐの圧力の単位をＭＰａ、ギャップの距離の単位をｍｍとしたときのパラメータである。図７のグラフより、気中ギャップよりも沿面ギャップの方が、ギャップ距離が所定の値以上において、ギャップ距離が大きくなっても、放電開始電圧が上昇しにくいことが示唆された。
気中ギャップの放電開始電圧＝Ｂｐｄ／ｌｎ（Ａｐｄ／Ｃ）・・・（１１）
沿面ギャップの放電開始電圧＝ａｄ^０．２５ｐ^０．３８・・・（１２）

【0082】

（実施形態２）
本形態は、図８～図１０に示すごとく、第２放電ギャップＧ２が沿面ギャップとなった形態である。

【0083】

図８、図１０に示すごとく、本形態において、浮遊電極７の第２電極部材７２の直径と、絶縁保持体６の円柱部６１の直径とは、略同じ大きさとなっている。つまり、円柱部６１の外周面６１２と、第２電極部材７２の外周面とは、略面一となっている。

【0084】

本形態において、第２放電ギャップＧ２は、絶縁保持体６の外表面６１１に沿って形成された沿面ギャップである。図１０に示すごとく、沿面距離Ｌ_Ｂと第２放電ギャップＧ２の沿面距離Ｌ_Ｃとは、Ｌ_Ｂ＞Ｌ_Ｃの関係を満たす。

【0085】

第２放電ギャップＧ２は、プラグカバー５の固定部５４と第２電極部材７２との間に形成されている。また、円柱部６１の外周面６１２の一部が外表面６１１となっている。第２放電ギャップＧ２は、この外表面６１１に沿って形成されている。
その他は、実施形態１と同様である。なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

【0086】

第２放電ギャップＧ２は、沿面ギャップである。また、沿面距離Ｌ_Ｂと沿面距離Ｌ_Ｃとは、Ｌ_Ｂ＞Ｌ_Ｃの関係を満たす。それゆえ、第２放電ギャップＧ２において、確実に放電を発生させることができる。その結果、主燃焼室において、確実に着火させることができる。

【0087】

また、第２放電ギャップＧ２は、沿面ギャップとなっている。それゆえ、第２放電ギャップＧ２にて発生する放電の要求電圧を低くすることができる。その結果、第２放電ギャップＧ２において、確実に放電を発生させることができる。
その他は、実施形態１と同様である。

【0088】

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

【符号の説明】

【0089】

１…スパークプラグ、２…ハウジング、３…絶縁碍子、３１１…絶縁碍子の表面、４…中心電極、５…プラグカバー、５１…副燃焼室、５２…噴孔、６…絶縁保持体、６２１…副室側表面、７…浮遊電極、Ｇ１…第１放電ギャップ、Ｇ２…第２放電ギャップ、ＶＡ…第２放電ギャップを短絡させたときにおける第１放電ギャップに放電を発生させるために要求される要求電圧、ＬＡ…中心電極とハウジングとの間の絶縁碍子の沿面距離、ＶＬＡ…中心電極とハウジングとの間に絶縁碍子の表面に沿った沿面放電を発生させるために要求される要求電圧、ＶＢ…第１放電ギャップを短絡させたときにおける第２放電ギャップに放電を発生させるために要求される要求電圧、ＬＢ…副燃焼室内における浮遊電極とプラグカバーとの間の絶縁保持体の沿面距離、ＶＬＢ…副室側表面に沿った沿面放電を発生させるために要求される要求電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】