JP7018601B2 - 点火プラグ - Google Patents

Description

本発明は、超希薄燃焼（スーパーリーンバーン）や超高排気再循環（超高ＥＧＲ）燃焼を実現するための技術に関し、特に超希薄燃焼や超高ＥＧＲ燃焼に好適な点火プラグに関する。

自動車が排出する地球温暖化の原因となる二酸化炭素を低減するために、ガソリンエンジンの熱効率の向上が重要である。近年、ガソリンエンジンの熱効率を向上する手段として、超希薄燃焼や超高ＥＧＲ燃焼を実現する技術の開発が進められている。超希薄燃焼や超高ＥＧＲ燃焼を安定して実現するためには、着火及び火炎伝播を促進する技術が必要である。

従来の点火プラグとして、接地電極の近傍の気流を剥離させて下流側に後流渦を発生させる渦発生部を形成し、中心電極及び接地電極を、両電極の間を流れる気流によって変形した火花又は火炎が後流渦内に進入するように配置することにより、着火の安定化を図る方法が提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に記載された点火プラグでは、中心電極及び接地電極の間で生じる放電経路を、積極的に点火プラグの中心軸に平行な方向に伸長させることは考慮されていない。このため、特許文献１に記載された点火プラグを超希薄燃焼や超高ＥＧＲ燃焼に適用した場合に、着火及び火炎伝播の促進を図ることは困難である。

特開２０１７－１４７０８７号公報

上記課題に鑑み、本発明は、超希薄燃焼や超高ＥＧＲ燃焼においても着火及び火炎伝播を促進することができ、超希薄燃焼や超高ＥＧＲ燃焼を安定して実現するのに好適な点火プラグを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様は、上記目的を達成するために、本発明の好適な一態様は、燃焼室内の空気過剰率が１．５以上の混合気、又は空気過剰率が１．５未満で且つＥＧＲ率が２０％以上の混合気に点火する点火プラグであって、（ａ）燃焼室内に下端が突出するハウジングと、（ｂ）ハウジングの中心軸に沿ってハウジングの内側に配置された絶縁碍子と、（ｃ）中心軸に沿って絶縁碍子の内側に配置され、絶縁碍子の下端から一部が燃焼室内に突出する中心電極と、（ｄ）ハウジングに一端が接続され、ハウジングから下方に延在し、中心軸側に屈曲した腕部と、腕部の他端に接続され、中心軸と頂部が対向し、頂部から下方向になるに従い中心軸に垂直方向の面積が次第に広くなる形状の火花伸長部とを含む接地電極とを備える点火プラグであることを要旨とする。ここで、当該点火プラグは、燃焼室内の空気過剰率が１．５以上、又は空気過剰率が１．５未満で且つＥＧＲ率が２０％以上の範囲以外の混合気に点火する場合にも適用可能である。

本発明によれば、超希薄燃焼や超高ＥＧＲ燃焼においても着火及び火炎伝播を促進することができ、超希薄燃焼や超高ＥＧＲ燃焼を安定して実現するのに好適な点火プラグを提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関の一例を示す概略図である。 図２（ａ）は本発明の実施形態に係る点火プラグの一例を示す要部正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の側面図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）の接地電極部分の平面図である。 図３は、本発明の実施形態に係る点火装置の一例を示す概略図である。 図４（ａ）～図４（ｃ）は、本発明の実施形態に係る点火プラグの点火時の要部正面図である。 図５は、乱流燃焼ダイアグラム上の燃焼軌跡を示す概略図である。 図６は、比較例に係る点火プラグの要部正面図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、比較例に係る点火プラグを用いて、通常点火で空気過剰率を変化させて放電した場合の積算熱発生量の時間的変化を示すグラフである。 図８（ａ）～図８（ｃ）は、比較例に係る点火プラグを用いて、強力点火で空気過剰率を変化させて放電した場合の積算熱発生量の時間的変化を示すグラフである。 図９（ａ）～図９（ｄ）は、比較例に係る点火プラグを用いて、強力点火且つ強タンブル流で、空気過剰率を変化させて放電した場合の積算熱発生量の時間的変化を示すグラフである。 図１０（ａ）～図１０（ｃ）は、実施例に係る点火プラグを用いて、強力点火且つ強タンブル流で、空気過剰率を変化させて放電した場合の積算熱発生量の時間的変化を示すグラフである。 図１１（ａ）は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示した放電時の放電パターンを表すグラフであり、図１１（ｂ）は、図１０（ｃ）に示した放電時の放電パターンを表すグラフである。 図１２（ａ）～図１２（ｄ）は、強タンブル流とした場合の点火プラグ近傍のタンブル流の向きを示すグラフである。 図１３（ａ）は本発明の実施形態の変形例に係る点火プラグの一例を示す要部正面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の側面図であり、図１３（ｃ）は図１３（ａ）の接地電極部分の平面図である。 図１４（ａ）は本発明の実施形態の変形例に係る点火プラグの一例を示す要部正面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）の側面図であり、図１４（ｃ）は図１４（ａ）の接地電極部分の平面図である。 図１５（ａ）は本発明の実施形態の変形例に係る点火プラグの一例を示す要部正面図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の側面図であり、図１５（ｃ）は図１５（ａ）の接地電極部分の平面図である。 図１６（ａ）は本発明の実施形態の変形例に係る点火プラグの一例を示す要部正面図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）の側面図である。 図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、本発明の実施形態の変形例に係る点火プラグの一例を示す要部正面図である。 図１８は、本発明の実施形態の変形例に係る点火プラグの一例を示す要部側面図である。 図１９は、本発明の実施形態の変形例に係る点火プラグの一例を示す要部側面図である。 図２０（ａ）は本発明の実施形態の変形例に係る点火プラグの一例を示す要部正面図であり、図２０（ｂ）は図２０（ａ）の側面図であり、図２０（ｃ）は図２０（ａ）の接地電極部分の平面図である。 図２１（ａ）は本発明の実施形態の変形例に係る点火プラグの一例を示す要部正面図であり、図２１（ｂ）は図２１（ａ）の側面図であり、図２１（ｃ）は図２１（ａ）の接地電極部分の平面図である。 図２２（ａ）～図２２（ｃ）は、図２１（ａ）～図２１（ｃ）に示した点火プラグの点火時の要部正面図である。 図２３（ａ）は本発明の実施形態の変形例に係る点火プラグの一例を示す要部正面図であり、図２３（ｂ）は図２３（ａ）の側面図であり、図２３（ｃ）は図２３（ａ）の接地電極部分の平面図である。 図２４（ａ）～図２４（ｃ）は、接地電極部分の一例を示す断面図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を貼付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

また、以下の説明における上下等の方向の定義は、単に説明の便宜上の定義であって、本発明の技術的思想を限定するものではない。例えば、対象を９０°回転して観察すれば上下は左右に変換して読まれ、１８０°回転して観察すれば上下は反転して読まれることは勿論である。

＜点火プラグ＞
本発明の実施形態に係る点火プラグは、超希薄燃焼（スーパーリーンバーン）及び超高ＥＧＲ燃焼に適用可能である。超希薄燃焼は、理論混合気（ストイキ）よりも超希薄な混合気を燃焼させることをいう。本明細書においては、説明の便宜上、超希薄燃焼の領域を例えば空気過剰率λ＝１．５程度以上であり、例えば空気過剰率λ＝１．５～３．０程度の範囲とする。なお、超希薄燃焼の領域は、空気過剰率λ＝１．５未満の範囲を含んでいてもよく、空気過剰率λ＝３．０より高い範囲を含んでいてもよい。空気過剰率λは、実際に供給された空気の質量を理論上必要な最少空気質量で除した値である。超希薄燃焼では、従来の理論混合気（ストイキ）の温度（２６００Ｋ程度）よりも低温（２０００Ｋ程度）での燃焼により冷却損失を低減することができ、熱効率を大幅に向上させることができる。一方、超希薄燃焼では混合気の希薄化に伴い燃焼の安定性が低下するため、着火及び火炎伝播を促進する技術が求められる。

また、排気再循環（ＥＧＲ）は、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）低減や燃費向上を目的として、内燃機関において燃焼後の排気ガスの一部を再度吸気させる技術である。超高ＥＧＲ燃焼の領域は、例えばＥＧＲ率が２０％程度以上、例えばＥＧＲ率が２０％～７０％程度の範囲とする。なお、超高ＥＧＲ燃焼の領域は、ＥＧＲ率が２０％程度未満の範囲を含んでいてもよく、ＥＧＲ率が７０％程度より高い範囲を含んでいても良い。ＥＧＲ率は、吸気系に還流させる排出ガス（還流ガス）量を吸入空気（吸気ガス）量で除した数値である。空気過剰率λが１以上、１．５未満であっても、ＥＧＲ率が２０％以上の多量のＥＧＲガスが導入された混合気を用いた超高ＥＧＲ燃焼では、超希薄燃焼と同様に、低温燃焼のため熱効率を大幅に向上させることができる一方で、混合気の希薄化に伴い燃焼の安定性が低下する。本発明の実施形態に係る点火プラグは、燃焼室内の空気過剰率λが１．５以上の混合気、又は空気過剰率λが１．５未満で且つＥＧＲ率が２０％以上の混合気に点火する場合に好適である。なお、本発明の実施形態に係る点火プラグは、空気過剰率λが１．５未満で且つＥＧＲ率が２０％未満の混合気に点火する場合にも使用可能である。

本発明の実施形態に係る内燃機関として、ガソリンエンジンを例示的に説明する。本発明の実施形態に係る内燃機関は、図１に示すように、シリンダ３と、シリンダ３内に配置されたピストン４と、シリンダ３上に配置されたシリンダヘッド２と、シリンダヘッド２に取り付けた点火プラグ１とを備える。ピストン４はシリンダ３内に上下方向に運動可能に配置されている。シリンダヘッド２の内壁とシリンダ３の内壁で囲まれる空間により燃焼室５が形成されている。シリンダヘッド２には、燃焼室５に連通する吸気ポート８と、吸気ポート８を開閉する吸気弁６が配置されている。更に、シリンダヘッド２には、燃焼室５に連通する排気ポート９と、排気ポート９を開閉する排気弁７が配置されている。点火プラグ１は、例えばシリンダヘッド２の略中央付近に取り付けられ、点火プラグ１の一部が燃焼室５に突出する。なお、本発明の実施形態に係る内燃機関は、超高ＥＧＲ燃焼を実現するための外部ＥＧＲシステムとして、吸気ポート８と排気ポート９とを接続する通路と、通路に設けられ、還流ガス量を調節するＥＧＲ弁を備えていてもよい。或いは、本発明の実施形態に係る内燃機関は、超高ＥＧＲ燃焼を実現するための内部ＥＧＲシステムを備えていてもよい。

本発明の実施形態に係る内燃機関の動作（サイクル）の概要としては、吸気行程においてピストン４が下降し、シリンダヘッド２の吸気ポート８から燃料と空気との混合気が燃焼室５内に導入される。次に、圧縮行程において、ピストン４が上昇し、燃焼室５内に導入された混合気が圧縮される。次に、燃焼行程において、圧縮された混合気が点火プラグ１の火花により点火されて燃焼し、燃焼ガスが膨張してピストン４が押し下げられる。その後、排気行程において、慣性によりピストン４が上昇し、燃焼室５内の燃焼ガスがシリンダヘッド２の排気ポート９へ排出される。

吸気行程において燃焼室５に導入された混合気は、燃焼室５内でタンブル流を形成する。タンブル流は、シリンダ３の中心軸回りを旋回する横渦（スワール流）に対して垂直方向に旋回する流れを主な流れとする縦渦である。超希薄燃焼では、混合気の希薄化に伴い燃焼の安定性が低下するが、タンブル流（ガス流動）を強化することにより燃焼の安定性を向上させることができる。本発明の実施形態においては、点火プラグ１近傍のタンブル流を、１５ｍ／秒～５０ｍ／秒程度の流速の強タンブル流に制御する。タンブル流の流速や向きは、吸気ポート８に取り付けるノズル（アダプタ）の形状や吸気ポート８の形状等により調整可能である。タンブル流の流速や向きはマイクロ粒子画像流速計（μＰＩＶ）等により計測可能である。

本発明の実施形態に係る点火プラグ１の下部の燃焼室５に突出する部分を、図２（ａ）～図２（ｃ）に示す。図２（ａ）～図２（ｃ）において、説明の便宜上、本発明の実施形態に係る点火プラグ１の中心軸Ｏに平行な方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する方向をＸ方向とし、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向と定義する。Ｘ方向は、図１の左右方向に対応し、シリンダヘッド２の吸気ポート８と排気ポート９が並ぶ方向とする。なお、本発明の実施形態に係る点火プラグ１の向きは適宜設定可能である。本発明の実施形態に係る点火プラグ１にアクチュエータを取り付け、点火プラグ１を中心軸Ｏ周りに回転することで、点火プラグ１の向きを調整可能としてもよい。

本発明の実施形態に係る点火プラグ１は、図２（ａ）～図２（ｃ）に示すように、円筒状のハウジング３１と、ハウジング３１の内側に配置された円筒状の絶縁碍子３２と、絶縁碍子３２の内側に配置され、燃焼室５に一部が突出した中心電極（１１，１２）と、中心電極（１１，１２）と対向して配置された接地電極（２１，２２，２３）とを備える。

ハウジング３１は導電材料からなり、図１に示したシリンダヘッド２に固定されている。ハウジング３１の下端は燃焼室５内に突出する。絶縁碍子３２は、ハウジング３１の中心軸Ｏ（点火プラグ１の中心軸Ｏともいう。）に沿って配置されている。絶縁碍子３２の下端はハウジング３１の下端よりも下方の燃焼室５内に突出する。

中心電極（１１，１２）は、ハウジング３１の中心軸Ｏに沿っては位置されている。中心電極（１１，１２）は、絶縁碍子３２の下端から燃焼室５内に突出する本体部１２と、本体部１２の下端に接続された針状の先端部１１を有する。本体部１２の材料としては、ニッケル（Ｎｉ）やＮｉ合金等が使用可能である。先端部１１の材料としては、白金（Ｐｔ）やイリジウム（Ｉｒ）等の貴金属やその合金等が使用可能である。先端部１１は、本体部１２にレーザ溶接や抵抗溶接等により接合されている。

図２（ａ）～図２（ｃ）に示すように、接地電極（２１，２２，２３）は、ハウジング３１の下端に一端が接続された腕部２１と、腕部２１の他端に接続された火花伸長部２２と、火花伸長部２２上に配置された針状の突起部２３とを備える。腕部２１の材料としてはＮｉやＮｉ合金等が使用可能である。腕部２１は、例えば四角柱の棒状体からなり、図２（ｂ）に示すようにハウジング３１の下端から下方に延在し、中心軸Ｏ側にＬ字型に近い形状に屈曲（湾曲）している。図２（ａ）から見た腕部２１の幅Ｗ１は例えば２ｍｍ～３ｍｍ程度であり、図２（ｂ）から見た腕部２１の幅Ｗ２は例えば１ｍｍ～２ｍｍ程度である。

火花伸長部２２の材料としてはＮｉやＮｉ合金等が使用可能である。火花伸長部２２の材料は、腕部２１と同一材料であってもよく、異なる材料であってもよい。火花伸長部２２は、腕部２１にレーザ溶接や抵抗溶接等により接合されていてもよく、予め一体的に形成されていてもよい。ここでは、火花伸長部２２の側面２２２の上部が腕部２１と接合された場合を例示するが、火花伸長部２２と腕部２１との接合位置は特に限定されない。火花伸長部２２と腕部２１との接合位置は、タンブル流の流れと、中心電極（１１，１２）と接地電極（２１，２２，２３）の間で生じる放電経路の伸長を阻害しない位置とすることが好ましい。

火花伸長部２２は、中心軸Ｏと頂部２２１が対向し、頂部２２１から下方向になるに従い中心軸Ｏに垂直方向の面積が次第に広くなる形状を有する。火花伸長部２２は、略円錐形状（頂部２２１を上底とする円錐台形状）をなし、火花伸長部２２の側面が円錐面（傾斜面）２２２となる。図２（ｂ）に示すように、火花伸長部２２の底面２２３は、火花伸長部２２に接続する位置の腕部２１の下端よりも下方に位置する。傾斜面２２２を延長した場合の円錐の頂角θ１は、例えば６０°～１００°程度である。即ち、傾斜面２２２は、点火プラグ１の中心軸Ｏに対して例えば３０°～５０°程度の傾斜角（θ１／２）で傾斜している。火花伸長部２２の底面２２３の直径Ｄ１は例えば４ｍｍ～１０ｍｍ程度であり、シリンダヘッド２に設けられたプラグ穴を通る範囲で適宜設定可能である。点火プラグ１の中心軸Ｏに平行な方向（軸方向）における火花伸長部２２の高さＨ１は例えば３ｍｍ～６ｍｍ程度である。

突起部２３は、火花伸長部２２の頂部２２１よりも小径の円柱形状等からなる。なお、突起部２３の直径は、火花伸長部２２の頂部２２１の直径と同一であってもよい。突起部２３の高さＨ２は０．５ｍｍ～１ｍｍ程度である。突起部２３は、火花伸長部２２にレーザ溶接や抵抗溶接等により接合されている。突起部２３の材料としては、ＰｔやＩｒ等の貴金属又はその合金等が使用可能である。突起部２３と先端部１１の放電ギャップＧ１は、例えば０．５ｍｍ～１．５ｍｍ程度であり、イグニションコイルの出力等に応じて適宜選択可能である。放電ギャップＧ１が大きいほど、突起部２３と先端部１１の間に生じる火花（放電経路）が長くなるため火炎伝播がし易くなる一方、放電ギャップＧ１間に印加する電圧が高くなる。

本発明の実施形態に係る点火プラグ１を用いた点火装置は、図３に示すように、点火プラグ１にディストリビュータ４３を介して接続された複数個（１０個）のイグニションコイル５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５９，６０と、イグニションコイル５１～６０に接続された制御回路４１及び定電圧源４２を備える。イグニションコイル５１～６０のそれぞれは、定電圧源４２に接続された一次コイルと、点火プラグ１に接続された二次コイルとで構成される。定電圧源４２は定電圧（例えば１２Ｖ）をイグニションコイル５１～６０に供給する。制御回路４１は、イグニションコイル５１～６０の動作を制御する。

本発明の実施形態に係る点火プラグ１を含む点火装置によれば、複数のイグニションコイル５１～６０を用いて点火エネルギーを強化することで、超希薄燃焼において強タンブル流とした場合でも、着火及び火炎伝播を促進することができる。更に、複数のイグニションコイル５１～６０を順次用いて、１サイクル内で所定の間隔で複数回の放電を行ってもよい。例えば、複数のイグニションコイル５１～６０を２個１組として、１サイクル内で５回放電を行う。１サイクル内で複数回の放電を行うことにより、着火及び火炎伝播の安定化を図ることができ、サイクル毎の着火及び火炎伝播の変動を抑制することができる。

次に、本発明の実施形態に係る点火プラグ１による混合気の点火方法を説明する。圧縮行程における上死点の位置をクランク角度θ＝０°として、例えばクランク角度θ＝－４０°程度で放電を開始する。図４（ａ）に示すように、放電により、中心電極（１１，１２）の先端部１１と、接地電極（２１，２２，２３）の突起部２３の間の放電ギャップＧ１で火花を発生させると、最短距離で略直線状に放電経路Ｓが形成される。本発明の実施形態に係る点火プラグ１の向きや、吸気ポート８に取り付けるノズルの形状等を調整することで、放電ギャップＧ１におけるタンブル流Ｆの向きを、点火プラグ１の中心軸Ｏに直交する方向に制御する。なお、放電ギャップＧ１におけるタンブル流Ｆの向きはこれに限定されず、タンブル流Ｆの流れが阻害されないように異なる向きに制御してもよい。例えば、タンブル流Ｆの向きが点火プラグ１の中心軸Ｏに直交する方向に対して傾いていてもよく、図２（ａ）に示した向きと逆向きであってもよい。

その後、放電を継続させ、図４（ｂ）に示すように、タンブル流Ｆにより放電経路Ｓを変形させて、タンブル流Ｆの下流側に放電経路Ｓを伸長させる。放電経路Ｓが伸長する際、火花は電気抵抗値が小さい経路を選ぶため、放電経路Ｓの火花伸長部２２側の付け根の放電点Ｐが、突起部２３から火花伸長部２２の頂部２２１に移動し、頂部２２１から傾斜面（円錐面）２２２へ移動する。更に放電を継続させると、放電経路Ｓの火花伸長部２２側の放電点Ｐが、火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２に沿って、火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２の下端側（火花伸長部２２の底面２２３側）に向かって移動していく。ここで、理論混合気（ストイキ）近傍（例えば空気過剰率λ＝１．３程度）の場合には絶縁破壊と略同時に初期火炎核が形成し伝播するため、放電経路を僅かしか伸長できない。これに対して、本発明者らは実験により、超希薄燃焼時には理論混合気（ストイキ）近傍とは燃焼メカニズムが異なり、放電経路Ｓを取り囲むように初期火炎帯が形成され、初期火炎帯が直ちに伝播しないことを見出した。そこで、この現象を利用して、初期火炎帯が伝播する前に放電経路Ｓを大きく伸長させるものである。また、これにより燃焼室５内の予混合気内に初期火炎帯を分散させる効果が得られる。

その後、図４（ｃ）に示すように、放電経路Ｓの火花伸長部２２側の放電点Ｐが、火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２の下端（火花伸長部２２の底面２２３の外周部）に到達すると、この位置で放電経路Ｓが安定的に維持される。この時点で放電経路Ｓの周囲に初期火炎帯が形成されて伝播し、着火する。このように、点火プラグ１の中心軸Ｏに平行な方向（軸方向）における実質的な放電ギャップＧ２を、先端部１１と突起部２３の間の放電ギャップＧ１よりも大きくすることができる。

図５は、乱流燃焼ダイアグラム上の空気過剰率λ＝２．０の燃焼軌跡（細線で図示）と、空気過剰率λ＝１．０の場合の燃焼軌跡（太線で図示）を示す。図５の縦軸は乱れ強さｕ’／層流燃焼速度Ｓ_Ｌを示し、横軸は積分長さスケールｌ／火炎帯厚さδを示す。図５中の「Ｋａ」は乱流カルロビッツ数であり、以下の式（１）で表される。

Ｋａ＝（ｌ／δ）^－１／２（ｕ’／Ｓ_Ｌ）^３／２ …（１）

Ｋａが大きいほど、反応（燃焼）に対する乱れの影響が大きくなる。図５において、Ｋａ＜１の皺状層流火炎片（ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ ｆｌａｍｅｌｅｔｓ）領域と定義される領域では、火炎の内部構造は変化しないと考えられる。１００≧Ｋａ≧１の薄層反応帯（Ｔｈｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｚｏｎｅｓ）領域と定義される領域では、乱流運動によって火炎構造の一部が変化すると考えられる。Ｋａ＞１００の分散反応帯（Ｂｒｏｋｅｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｚｏｎｅｓ）領域と定義される領域では、熱発生に関連する化学反応にまで乱流運動の影響が現れ、火炎を実現するのが困難と考えられる。

空気過剰率λ＝２．０の超希薄燃焼の場合、圧縮行程における上死点の位置をクランク角度θ＝０°として、クランク角度θ＝－４０°に火花放電が開始され、放電経路を取り囲むように形成された火炎帯はストレッチ効果で伝播阻害を受け、火炎帯の数及び分散領域が増す。その後、クランク角度θ＝－１０°付近でＫａ＝１０となり火炎伝播が開始され、クランク角度θ＝－５°で燃焼割合が１０％となるクランク角度（ＣＡ１０）に到達する。一方、空気過剰率λ＝１．０の理論混合気の燃焼の場合、放電開始直後に火炎伝播が開始されて熱発生が始まり、クランク角度θ＝－５°にはＣＡ１０に到達する。このように、空気過剰率λ＝２．０の超希薄燃焼の場合と、空気過剰率λ＝１．０の理論混合気の燃焼の場合では火花放電メカニズムが大きく異なる。

本発明の実施形態に係る点火プラグ１によれば、火花伸長部２２が、中心軸Ｏと頂部２２１が対向し、頂部２２１から下方向になるに従い中心軸Ｏに垂直方向の面積が次第に広くなる形状を有する。このため、超希薄、超高ＥＧＲ、高乱流での燃焼において、タンブル流Ｆにより放電経路Ｓがタンブル流Ｆの下流側に伸長する際に、放電経路Ｓの放電点Ｐを、火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２に沿って下方に移動させることができる。即ち、本発明の実施形態では放電経路Ｓの放電点Ｐを積極的に、点火プラグ１の中心軸Ｏと平行な方向（軸方向）に伸長させる。この際、圧縮行程でタンブル流が潰れることにより、点火プラグ１近傍には１ｍｍ程度の微細な渦が多数形成されている。放電経路Ｓの火花伸長部２２側の放電点Ｐを点火プラグ１の中心軸Ｏと平行な方向に伸長させると、この微細な渦間を跨いで伸長することができ、点火プラグ１の中心軸Ｏに対して直交する方向に伸長させる場合と比べて安定的に伸長することができる。このため、放電経路Ｓの放電点Ｐを積極的に、点火プラグ１の中心軸Ｏと平行な方向（軸方向）に伸長させることにより、放電経路Ｓを安定的に伸長させることができ、実質的な放電ギャップＧ２を大きくすることができる。したがって、放電開始のための電圧を高くすることなく、着火及び火炎伝播を促進することができる。

更に、点火プラグ１近傍のタンブル流を、１５ｍ／秒～５０ｍ／秒程度の流速の強タンブル流に制御する場合、点火プラグ１近傍でのタンブル流の向きは、サイクル毎に３６０°の範囲で大きく変動し易く、更には１サイクル内でもクランク角度毎に３６０°の範囲で大きく変動し易いことを見出した。そこで、発明の実施形態に係る点火プラグ１によれば、火花伸長部２２を略円錐形状（円錐台形状）とすることにより、タンブル流Ｆの向きが３６０°の範囲で大きく変動した場合でも、タンブル流Ｆの向きに係わらず、放電経路Ｓを火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２に沿って安定して下方に伸長させることができる。したがって、サイクル毎及びクランク角度毎の着火及び燃焼の変動を減少し、サイクル毎及びクランク角度毎の着火及び燃焼の安定性を向上させることができる。

＜第１の実施例＞
本発明の実施形態に係る点火プラグ１の実施例を作製すると共に、実施例と比較するための比較例を作製した。比較例に係る点火プラグは、図６に示すように、中心電極１０１と接地電極（１０２，１０３）とを備える。接地電極（１０２，１０３）は、火花伸長部を有さず、Ｌ字型の腕部１０２と、腕部１０２上の突起部１０３を有する。比較例に係る点火プラグでは、図６に示すように、タンブル流Ｆにより放電経路Ｓがタンブル流Ｆの下流側に伸長するが、放電経路Ｓの突起部１０３側の放電点は突起部１０３に留まる。作製した実施例及び比較例に係る点火プラグを用いて放電試験を行い、サイクル毎の積算熱発生量の時間的変化を測定した。

図７（ａ）及び図７（ｂ）は、比較例に係る点火プラグを用いて、エンジンの出力を６００ｋＰａ、通常点火（１個のコイル）を共通とし、空気過剰率λをλ＝１、λ＝１．６と変化させた場合の積算熱発生量の時間的変化をそれぞれ示す。図７（ａ）では、クランク角度θ＝－１２°で放電を開始し、クランク角度θ＝２０°程度で燃焼が完了している。図７（ｂ）では、燃焼が不完全なサイクルがあり、図７（ａ）の場合よりも比較して燃焼が不安定であることが分かる。

図８（ａ）～図８（ｃ）は、比較例に係る点火プラグを用いて、エンジンの出力を６００ｋＰａ、強力点火（１０個のコイル）且つ通常のタンブル流を共通とし、空気過剰率λをλ＝１．０１、λ＝１．６８、λ＝１．８７と変化させた場合の積算熱発生量の時間的変化をそれぞれ示す。図８（ａ）～図８（ｃ）に示すように、強力点火とすることで、図７（ａ）及び図７（ｂ）の場合よりも燃焼が安定化するが、空気過剰率λ＝１．８７となると燃焼が不安定となることが分かる。

図９（ａ）～図９（ｄ）は、比較例に係る点火プラグを用いて、エンジンの出力を６００ｋＰａ、強力点火（１０個のコイル）且つアダプタによる強タンブル流（３０ｍ／秒）を共通とし、空気過剰率λをλ＝１、λ＝１．６０、λ＝１．８９、λ＝１．９９と変化させた場合の積算熱発生量の時間的変化をそれぞれ示す。図９（ｄ）～図９（ｄ）に示すように、強力点火且つ強タンブル流とすることで、図８（ａ）～図８（ｃ）の場合よりも燃焼が安定化するが、空気過剰率λ＝１．９９となると燃焼が不安定となることが分かる。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、実施例に係る点火プラグを用いて、エンジンの出力を８００ｋＰａ、強力点火（１０個のコイル）且つアダプタによる強タンブル流（３０ｍ／秒）を共通とし、空気過剰率λをλ＝１．９５、λ＝２．０７と変化させた場合の積算熱発生量の時間的変化をそれぞれ示す。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示す放電では、図１１（ａ）に示すように、１０個のコイルを一括して用いて、１サイクル内で１回放電した。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、実施例に係る点火プラグによれば、空気過剰率λ＝１．９５、λ＝２．０７でも安定した燃焼を実現できたことが分かる。

図１０（ｃ）は、本発明の実施形態に係る点火プラグを用いて、エンジンの出力を６００ｋＰａ、強力点火（１０個のコイル）且つアダプタによる強タンブル流（３０ｍ／秒）とし、空気過剰率λ＝２．０６とした場合の積算熱発生量の時間的変化を示す。図１０（ｃ）に示す放電では、図１１（ｂ）に示すように、１０個のコイルを用いて２個ずつ５組用いて、１サイクル内で放電間隔を０．２ミリ秒として５回放電を繰り返した。図１０（ｃ）に示すように、空気過剰率λ＝２．０６でも安定した燃焼を実現でき、更には図１０（ｂ）に示した１サイクル内で１回放電した場合よりもサイクル毎の変動を低減できたことが分かる。

＜第２の実施例＞
上死点の位置をクランク角度θ＝０°として、クランク角度θ＝－４０°～－１０°における点火プラグ近傍のタンブル流を１５ｍ／秒程度の強タンブル流に制御した場合の、点火プラグ近傍のタンブル流の向きを、μＰＩＶを用いて計測した。計測結果を図１２（ａ）～図１２（ｄ）に示す。図１２（ａ）～図１２（ｄ）中の円周に沿った数字は、点火プラグの位置から見た方位（単位は［°］）を示し、排気ポート側へ向かう方位を０°とし、吸気ポート側へ向かう方位を１８０°とする。また、図１２（ａ）～図１２（ｄ）中の矢印の方向がタンブル流の向きを示し、矢印の長さがタンブル流の向きの頻度を示している。

図１２（ａ）に示すように、クランク角度θ＝－４０°におけるタンブル流の向きは、０°付近に集中する。図１２（ｂ）に示すように、クランク角度θ＝－３０°におけるタンブル流の向きは、０°～１２０°程度で広く分散する。図１２（ｃ）に示すように、クランク角度θ＝－２０°におけるタンブル流の向きは、１２０°～１５０°程度の頻度が高まり、より広範囲に分散する。図１２（ｄ）に示すように、クランク角度θ＝－１０°におけるタンブル流の向きは、１２０°～１８０°程度の頻度が高まり、０°～３６０°の全範囲に分散する。このように、１サイクル内でも、クランク角度θ＝－４０°～－１０°でタンブル流の向きは３６０°の範囲で大きく変動する。

＜変形例＞
本発明の実施形態では、図２（ａ）～図２（ｃ）に示した略円錐形状の接地電極（２１，２２，２３）を例示したが、接地電極の形状はこれに限定されない。例えば、図１３（ａ）～図１３（ｃ）に示すように、接地電極（２１，２２，２３）の火花伸長部２２の側面が、２つの傾斜面２２２ａ，２２２ｂを有していてもよい。２つの傾斜面２２２ａ，２２２ｂは、Ｘ方向に互いに対向して設けられている。例えば、火花伸長部２２のＸ方向の長さＬ１は５ｍｍ～１０ｍｍ程度であり、Ｙ方向の幅Ｗ３は２ｍｍ～３ｍｍ程度であり、２つの傾斜面２２２ａ，２２２ｂの曲率半径Ｒは１ｍｍ～１．５ｍｍ程度である。図１３（ａ）～図１３（ｃ）に示した接地電極（２１，２２，２３）を有する場合でも、先端部１１と突起部２３との間の放電ギャップで発生した放電経路がタンブル流の下流側に伸長する際に、放電経路の突起部２３側の放電点を、２つの傾斜面２２２ａ，２２２ｂのいずれかに沿って下方に移動させることができる。

また、図１４（ａ）～図１４（ｃ）に示すように、接地電極（２１，２２，２３）の火花伸長部２２が、１つの傾斜面２２２ｂを有していてもよい。図１４（ａ）～図１４（ｃ）に示した接地電極（２１，２２，２３）を有する場合、先端部１１と突起部２３との間の放電ギャップで発生した放電経路がタンブル流の下流側に伸長する際に、放電経路の突起部２３側の放電点を、傾斜面２２２ｂに沿って下方に移動させることができる。

また、図１５（ａ）～図１５（ｃ）に示すように、接地電極（２１，２２，２３）の火花伸長部２２が、略角錐形状（角錐台形状）であってもよい。火花伸長部２２は、４つの傾斜面２２２ｅ，２２２ｆ，２２２ｇ，２２２ｈを有する。図１５（ａ）～図１５（ｃ）に示した接地電極（２１，２２，２３）を有する場合には、先端部１１と突起部２３の間の放電ギャップで発生した放電経路をタンブル流の下流に伸長する際に、火花伸長部２２の４つの傾斜面２２２ｅ，２２２ｆ，２２２ｇ，２２２ｈのうちの２つの境界（尾根）に沿って下方に移動させることができる。なお、図１５（ａ）～図１５（ｃ）では四角錐形状を例示するがこれに限定されず、三角錐形状（三角錐台形状）や、五角錐以上の多角錐形状（多角錐台形状）であってもよい。

また、図１６（ａ）に示すように、接地電極（２１，２２，２３）の火花伸長部２２が、外側に凸形状（椀状）の傾斜面２２２を有していてもよい。また、図１６（ｂ）に示すように、接地電極（２１，２２，２３）の火花伸長部２２が、内側に凸形状の傾斜面２２２を有していてもよい。図１６（ａ）又は図１６（ｂ）に示した接地電極（２１，２２，２３）を有する場合でも、先端部１１と突起部２３との間の放電ギャップで発生した放電経路がタンブル流の下流側に伸長する際に、放電経路の突起部２３側の放電点を、火花伸長部２２の傾斜面２２２に沿って下方に移動させることができる。

また、図１７（ａ）～図１７（ｃ）に示すように、接地電極（２１，２２，２３）の火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２の下端（火花伸長部２２の底面２２３の外周部）が、Ｒ加工（面取り）されて曲率を有していてもよい。火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２と底面２２３が鋭角をなす場合、高速・高負荷運転条件において傾斜面（円錐面）２２２の下端が局所的に高温になり易い。これに対して、火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２の下端が曲率を有することにより、高速・高負荷運転条件においても、火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２の下端が局所的に高温になることを抑制でき、熱面点火を抑制できる。また、接地電極（２１，２２，２３）の腕部２１の径を太くすることでも、火花伸長部２２で発生した熱が腕部２１を介して逃げ易くなり、火花伸長部２２の高温化を抑制することができる。なお、図１３（ａ）～図１３（ｃ）に示した傾斜面２２２ａ，２２２ｂ、図１４（ａ）～図１４（ｃ）に示した傾斜面２２２ｂ、図１５（ａ）～図１５（ｃ）に示した傾斜面２２２ｅ，２２２ｆ，２２２ｇ，２２２ｈ、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示した傾斜面２２２のそれぞれの下端も曲率を有していてもよい。

また、図１８に示すように、接地電極（２１ａ，２１ｂ，２２，２３）が、火花伸長部２２に接続された複数（２本）の腕部２１ａ，２１ｂを有していてもよい。複数の腕部２１ａ，２１ｂは、例えばＸ方向に互いに対向するように配置されている。これにより、火花伸長部２２で発生した熱を複数の腕部２１ａ，２１ｂを介して逃がすことができる。したがって、高速・高負荷運転条件においても、火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２の下端が局所的に高温になることを抑制でき、熱面点火を抑制できる。なお、図１８では２本の腕部２１ａ，２１ｂを有する場合を例示したが、火花伸長部２２に接続された３本以上の腕部を有していてもよい。例えば、３本の腕部を点火プラグ１の中心軸Ｏ周りに１２０°離間するように等間隔で配置してもよい。また、４本の腕部を点火プラグ１の中心軸Ｏ周りに９０°離間するように等間隔で配置してもよい。

また、図１９に示すように、接地電極（２１，２２，２３）の火花伸長部２２と腕部２１との接合位置を、火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２の下端部としてもよい。これにより、火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２の下端で発生した熱を、腕部２１を介して逃がし易くすることができる。したがって、高速・高負荷運転条件においても、火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２の下端が局所的に高温になることを抑制でき、熱面点火を抑制できる。

また、図２０（ａ）～図２０（ｃ）に示すように、接地電極（２１，２２）が突出部を有していなくてもよい。接地電極（２１，２２）の火花伸長部２２は円錐形状を有する。この場合、先端部１１と火花伸長部２２の頂部（頂点）２２１との間の放電ギャップで発生した放電経路をタンブル流の下流に伸長する際に、放電経路の頂部（頂点）２２１側の放電点は、火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２に沿って下方に移動し、火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２の下端で安定する。なお、接地電極（２１，２２）が突出部を有しない場合の火花伸長部２２の形状はこれに限定されない。例えば、接地電極（２１，２２）の火花伸長部２２は、図２（ａ）～図２（ｃ）に示した円錐台形状であってもよく、或いは角錐形状であってもよい。

また、図２１（ａ）～図２１（ｃ）に示すように、接地電極（２１，２２，２３）の火花伸長部２２が、腕部２１の端部の下側に配置されていてもよい。火花伸長部２２は略円錐形状（円錐台形状）をなし、点火プラグ１の中心軸Ｏに対して傾斜した傾斜面（円錐面）２２２を有する。火花伸長部２２の頂部２２１が腕部２１の端部の下面にレーザ溶接や抵抗溶接等により接合されている。

この場合、図２２（ａ）に示すように、先端部１１と突起部２３の放電ギャップＧ１で放電が開始し、放電経路Ｓが略直線状に形成される。その後、タンブル流Ｆにより放電経路Ｓがタンブル流Ｆの下流側に伸長する際に、放電経路Ｓの放電点Ｐが腕部２１の側面に移動した後、図２２（ｂ）に示すように、放電経路Ｓが更に伸長して、放電経路Ｓの放電点Ｐが火花伸長部２２の傾斜面（円錐面）２２２に移動する。その後、放電経路Ｓの放電点Ｐが傾斜面（円錐面）２２２に沿って下方に移動し、図２２（ｃ）に示すように、放電経路Ｓが火花伸長部２２の底面２２３の外周部まで到達して安定する。図２１（ａ）～図２１（ｃ）に示した接地電極（２１，２２，２３）によれば、火花伸長部２２が、腕部２１の端部の下側に配置されているので、腕部２１の端部の下端よりも下方まで実質的な放電ギャップＧ２を大きくすることができる。

なお、接地電極（２１，２２，２３）の火花伸長部２２が、腕部２１の下に配置されている場合にも、種々の形状の火花伸長部２２を採用することができる。例えば、図２３（ａ）～図２３（ｃ）に示すように、接地電極（２１，２２，２３）の火花伸長部２２が、２つの傾斜面２２２ｇ，２２２ｈを有していてもよい。２つの傾斜面２２２ｇ，２２２ｈは、Ｘ軸方向に互いに対向して設けられている。図２３（ａ）～図２３（ｃ）に示した接地電極（２１，２２，２３）を有する場合でも、先端部１１と突起部２３との間の放電ギャップで発生した放電経路がタンブル流の下流側に伸長する際に、放電経路の突起部２３側の放電点を、突起部２３から腕部２１の側面を介して、２つの傾斜面２２２ｇ，２２２ｈのいずれかに移動させて、２つの傾斜面２２２ｇ，２２２ｈのいずれかに沿って下方に移動させることができる。なお、火花伸長部２２が腕部２１の下に配置されている場合に、火花伸長部２２の形状を図１４（ａ）～図１４（ｃ）に示した形状、図１５（ａ）～図１５（ｃ）に示した形状、図１６（ａ）に示した形状、図１６（ｂ）に示した形状、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示した形状等とすることができる。

また、図２４（ａ）は、図２（ａ）～図２（ｃ）に示した接地電極（２１，２２，２３）の火花伸長部２２及び突起部２３をＸ方向で切った断面形状を示す。図２４（ａ）に示すように、火花伸長部２２は例えば台形の断面形状を有する。図２４（ｂ）に示すように、火花伸長部２２の底面側に凹部２２４を設けて、円錐内部を空洞化した形状であってもよい。高希薄燃焼や高ＥＧＲ燃焼では点火プラグの冷却損失の影響が大きいが、火花伸長部２２の円錐内部を空洞化することにより、接地電極（２１，２２，２３）の熱容量を小さくし、冷却損失を低減することができる。

また、図２１（ａ）～図２（ｃ）に示した接地電極（２１，２２，２３）の火花伸長部２２も同様に、図２４（ｃ）に示す断面形状のように、火花伸長部２２の底面側に凹部２２４を設け、円錐内部を空洞化した形状であってもよい。なお、火花伸長部２２が、図１３（ａ）～図１３（ｃ）に示した形状、図１４（ａ）～図１４（ｃ）に示した形状、図１５（ａ）～図１５（ｃ）に示した形状、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示した形状、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示した形状、図２０（ａ）～図２０（ｃ）に示した形状、図２３（ａ）～図２３（ｃ）に示した形状等の場合でも、火花伸長部２２の底面に凹部を設けて、火花伸長部２２の内側に空洞を設けた形状としてもよい。

（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１…点火プラグ
２…シリンダヘッド
３…シリンダ
４…ピストン
５…燃焼室
６…吸気弁
７…排気弁
８…吸気ポート
９…排気ポート
１１…先端部
１２…本体部
２１，２１ａ，２１ｂ…腕部
２２…火花伸長部
２３…突起部
３１…ハウジング
３２…絶縁碍子
４１…制御回路
４２…定電圧源
４３…ディストリビュータ
５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５９，６０…イグニションコイル
２２１…頂部
２２２，２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｅ，２２２ｆ，２２２ｇ，２２２ｈ…傾斜面
２２３…底面

Claims (10)

1. 燃焼室内の空気過剰率が１．５以上の混合気、又は前記空気過剰率が１．５未満で且つ排気再循環率が２０％以上の混合気に点火する点火プラグであって、
   前記燃焼室内に下端が突出するハウジングと、
   前記ハウジングの中心軸に沿って前記ハウジングの内側に配置された絶縁碍子と、
   前記中心軸に沿って前記絶縁碍子の内側に配置され、前記絶縁碍子の下端から一部が前記燃焼室内に突出する中心電極と、
   前記ハウジングに一端が接続され、前記ハウジングから下方に延在し、前記中心軸側に屈曲した腕部と、前記腕部の他端に接続され、前記中心軸と頂部が対向し、前記頂部から下方向になるに従い前記中心軸に垂直方向の面積が次第に広くなる形状の火花伸長部とを含む接地電極と、
   を備え、
   前記火花伸長部が、前記腕部の前記他端の下側に配置されていることを特徴とする点火プラグ。
2. 燃焼室内の空気過剰率が１．５以上の混合気、又は前記空気過剰率が１．５未満で且つ排気再循環率が２０％以上の混合気に点火する点火プラグであって、
   前記燃焼室内に下端が突出するハウジングと、
   前記ハウジングの中心軸に沿って前記ハウジングの内側に配置された絶縁碍子と、
   前記中心軸に沿って前記絶縁碍子の内側に配置され、前記絶縁碍子の下端から一部が前記燃焼室内に突出する中心電極と、
   前記ハウジングに一端が接続され、前記ハウジングから下方に延在し、前記中心軸側に屈曲した腕部と、前記腕部の他端に接続され、前記中心軸と頂部が対向し、前記頂部から下方向になるに従い前記中心軸に垂直方向の面積が次第に広くなる形状の火花伸長部とを含む接地電極と、
   を備え、
   前記火花伸長部の底面が、前記腕部の下端よりも下方に位置することを特徴とする点火プラグ。
3. 燃焼室内の空気過剰率が１．５以上の混合気、又は前記空気過剰率が１．５未満で且つ排気再循環率が２０％以上の混合気に点火する点火プラグであって、
   前記燃焼室内に下端が突出するハウジングと、
   前記ハウジングの中心軸に沿って前記ハウジングの内側に配置された絶縁碍子と、
   前記中心軸に沿って前記絶縁碍子の内側に配置され、前記絶縁碍子の下端から一部が前記燃焼室内に突出する中心電極と、
   前記ハウジングに一端が接続され、前記ハウジングから下方に延在し、前記中心軸側に屈曲した腕部と、前記腕部の他端に接続され、前記中心軸と頂部が対向し、前記頂部から下方向になるに従い前記中心軸に垂直方向の面積が次第に広くなる形状の火花伸長部とを含む接地電極と、
   を備え、
   前記火花伸長部の底面の外周部が曲率を有することを特徴とする点火プラグ。
4. 前記中心電極と前記接地電極の間の放電ギャップに生じた放電経路を、前記放電ギャップにおけるタンブル流により当該タンブル流の下流に伸長する際に、前記放電経路の前記接地電極側の放電点を、前記火花伸長部により下方に移動させることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の点火プラグ。
5. 前記タンブル流の流速が１５ｍ／秒～５０ｍ／秒であることを特徴とする請求項４に記載の点火プラグ。
6. 前記火花伸長部が、円錐形状又は角錐形状の錐面を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の点火プラグ。
7. 前記火花伸長部が、円錐台形状又は角錐台形状を有し、
   前記接地電極が、前記火花伸長部上に配置され、前記中心電極と対向する突起部を更に含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の点火プラグ。
8. 前記火花伸長部の内側に空洞が設けられていることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の点火プラグ。
9. 前記接地電極が、前記火花伸長部に接続された前記腕部を複数備えることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の点火プラグ。
10. 複数のイグニションコイルにより、１サイクル内で繰り返し放電することを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の点火プラグ。

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