点火プラグ、及び、点火装置
【課題】点火プラグに高周波電力が供給される際の電力損失を低減できる技術を提供することを目的とする。
【解決手段】点火プラグは、軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁碍子と、軸孔の先端側に配置された中心電極と、軸孔のうち中心電極よりも後端側に配置されると共に中心電極と電気的に接続され、外部から高周波電力が供給される端子金具と、絶縁碍子の周囲を囲むように配置された主体金具と、主体金具に電気的に接続され、高周波電力が端子金具に供給されることで中心電極との間でプラズマを発生させる接地電極と、を備える。軸孔の内面の少なくとも一部は、金属コーティングが形成されており、中心電極が金属コーティングと電気的に接触し、端子金具が中心電極よりも後端側の位置で金属コーティングと接触する。
【解決手段】点火プラグは、軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁碍子と、軸孔の先端側に配置された中心電極と、軸孔のうち中心電極よりも後端側に配置されると共に中心電極と電気的に接続され、外部から高周波電力が供給される端子金具と、絶縁碍子の周囲を囲むように配置された主体金具と、主体金具に電気的に接続され、高周波電力が端子金具に供給されることで中心電極との間でプラズマを発生させる接地電極と、を備える。軸孔の内面の少なくとも一部は、金属コーティングが形成されており、中心電極が金属コーティングと電気的に接触し、端子金具が中心電極よりも後端側の位置で金属コーティングと接触する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点火プラグ、及び、点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料を点火させる点火プラグとしては、中心電極と接地電極との間で火花間隙を形成させ、電極間にプラズマを発生させる技術が知られている（例えば、特許文献１，２）。また、電極間にプラズマを発生させるために、中心電極に高周波電力を供給する技術が知られている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４５６８８５５号明細書
【特許文献２】特表２００９−５２７０７８号公報
【特許文献３】特表２００７−５２９２２９号公報
【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、外部の交流電源から中心電極に高周波電力を供給する場合、交流電源に接続された端子金具から中心電極に至る経路において、抵抗成分の存在により大きな電力損失が生じる場合があった。大きな電力損失が生じることで、点火プラグの電極間に所望とする大きさのプラズマが発生せず、失火が生じる原因となる場合があった。
【０００５】
従って本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、点火プラグに高周波電力が供給される際の電力損失を低減できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［適用例１］軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁碍子と、
前記軸孔内の先端側に配置された中心電極と、
前記軸孔内のうち前記中心電極よりも後端側に配置されると共に前記中心電極と電気的に導通し、外部から高周波電力が供給される端子金具と、
前記絶縁碍子の周囲を囲むように配置された主体金具と、
前記主体金具に電気的に接続され、前記高周波電力が前記端子金具に供給されることで前記中心電極との間でプラズマを発生させる接地電極と、を備える点火プラグにおいて、
前記軸孔の内面の少なくとも一部は、金属コーティングが施されており、
前記中心電極が前記金属コーティングと電気的に接触し、前記端子金具が前記中心電極よりも後端側の位置で前記金属コーティングと接触することで、前記端子金具と前記中心電極とは電気的に導通している、ことを特徴とする点火プラグ。
適用例１に記載の点火プラグによれば、軸孔の内面に金属コーティングが施され、金属コーティングによって端子金具と中心電極とが電気的に導通している。これにより、端子金具から中心電極に至る電流（電力）の経路（「電路」ともいう。）において、電路の断面積を増加できる。よって、端子金具から中心電極に至る電路の抵抗値を低減でき、端子金具から中心電極に至る電路において生じる電力損失を低減できる。
【０００７】
［適用例２］適用例１に記載の点火プラグにおいて、
前記金属コーティングは、少なくとも前記軸孔の内面であって、前記軸線方向について前記中心電極が配置された位置から前記絶縁碍子の後端に向かって延び、
前記端子金具は、前記軸線方向について前記金属コーティングの後端から先端側２０ｍｍ以内の範囲の位置で前記金属コーティングと電気的に接触している、ことを特徴とする点火プラグ。
適用例２に記載の点火プラグによれば、端子金具を金属コーティングの後端から先端側０ｍｍ以内の範囲の位置で金属コーティングと電気的に接触させることで、高周波電力を端子金具に供給した場合に生じるプラズマが小さくなることを抑制できる。
【０００８】
［適用例３］適用例１又は適用例２に記載の点火プラグにおいて、
前記金属コーティングは、少なくとも前記絶縁碍子の後端面から前記軸孔の内面のうち前記中心電極が配置された位置に亘って形成され、
前記端子金具は、前記絶縁碍子の後端面において前記金属コーティングと電気的に接触している、ことを特徴とする点火プラグ。
適用例３に記載の点火プラグによれば、金属コーティングが形成された後端面を利用して端子金具と金属コーティングとの電気的な接触をとることができる。
【０００９】
［適用例４］適用例１又は適用例２に記載の点火プラグにおいて、
前記絶縁碍子は、前記軸孔の内面のうち前記中心電極が配置された位置よりも後端側の位置に前記端子金具を取り付けるために形成された、めねじとしての碍子側ねじ部を有し、
前記端子金具は、前記軸孔内に配置され前記碍子側ねじ部に螺合される、おねじとしての端子側ねじ部を有し、
前記金属コーティングは、少なくとも前記軸孔の内面のうち前記碍子側ねじ部から前記中心電極が配置された位置に亘って形成され、
前記碍子側ねじ部と前記端子側ねじ部が螺合することで、前記端子金具は前記金属コーティングと電気的に接触する、ことを特徴とする点火プラグ。
適用例４に記載の点火プラグによれば、碍子側ねじ部と端子側ねじ部とが螺合することで端子金具と金属コーティングとが電気的に接触していることから、両者の電気的接触を安定に維持できる。
【００１０】
［適用例５］適用例１乃至適用例４のいずれか一つに記載の点火プラグにおいて、
前記金属コーティングは、前記端子金具よりも導電率が高い、ことを特徴とする点火プラグ。
適用例５に記載の点火プラグによれば、電路の抵抗値をより低減でき、電路において生じる電力損失をより低減できる。
【００１１】
［適用例６］適用例１乃至適用例５のいずれか一つに記載の点火プラグにおいて、
前記金属コーティングは、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ａｕ，Ｗ，Ｃｏ，Ｂｅ，Ｉｒ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｍｏから選ばれる１種の金属、又は、１種以上の金属を主成分とする合金により形成された層である、ことを特徴とする点火プラグ。
適用例６に記載の点火プラグによれば、所定の金属や所定の合金により金属コーティングの層を形成することで、電路の抵抗値を低減でき、電路おいて生じる電力損失を低減できる。
【００１２】
［適用例７］適用例１乃至適用例６のいずれか一つに記載の点火プラグにおいて、さらに、
前記端子金具と前記中心電極との間の前記軸孔内の位置で、前記軸孔内に隙間なく設けられた導電性ガラスシール層を有し、
前記端子金具の先端側と前記中心電極の後端側とが前記導電性ガラスシールに接触している、ことを特徴とする点火プラグ。
適用例７に記載の点火プラグによれば、導電性ガラスシールにより端子金具と中心電極とを導通させることができると共に、軸孔内のシール性を確保できる。
【００１３】
［適用例８］適用例１乃至適用例７のいずれか一つに記載の点火プラグと、
前記点火プラグの前記端子金具に高周波電力を供給するための高周波電源と、を備えることを特徴とする点火装置。
適用例８に記載の点火装置によれば、電力損失を低減した点火プラグを用いた点火装置を提供できる。
【００１４】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、点火プラグ、点火プラグを備える点火装置の他に、点火プラグの製造方法、点火プラグを装着した車両等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施例としての点火装置１を示す説明図である。
【図２】第１実施例の好ましい態様を説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施例としての点火装置１ｂを示す説明図である。
【図４】効果の１つを示す実験に用いた点火装置１ｃを説明するための図である。
【図５】効果の１つを示す実験に用いた点火装置１ｄを説明するための図である。
【図６】第１変形例の点火装置１ｅを説明するための図である。
【図７】他の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
Ａ〜Ｃ．各種実施例及び実験結果：
Ｄ．変形例：
【００１７】
Ａ．第１実施例：
Ａ−１：点火装置の構成：
図１は、本発明の第１実施例としての点火装置１を示す説明図である。図１において、点火プラグ１００は断面図を示している。ここで、点火プラグ１００について、点火プラグ１００の軸線ＣＬ方向を図面における上下方向とし、下側を点火プラグ１００の先端側、上側を点火プラグ１００の後端側とする。また、点火プラグ１００の軸線ＣＬ方向に直交する面で点火プラグを切断した場合の断面を、「横断面」ともいう。
【００１８】
点火装置１は、高周波のプラズマを発生させる点火プラグ１００と、点火プラグ１００に電力を供給する電源２００とを備える。電源２００は、高周波電源を含み、点火プラグ１００に高周波電力を供給できる。高周波電力の周波数は、例えば、５０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚである。
【００１９】
Ａ−２．点火プラグの構成：
点火プラグ１００は、筒状の絶縁碍子２０と、中心電極４０と、端子金具１０と、接地電極５０と、主体金具６０と、を備える。
【００２０】
絶縁碍子２０は、軸線ＣＬ方向に延びると共に絶縁碍子２０を貫通する軸孔２８を有する。軸孔２８の横断面は、円形である。本実施例における絶縁碍子２０の軸線ＣＬ方向の長さは７０ｍｍである。絶縁碍子２０は、アルミナ等を焼成して形成されている。軸線ＣＬ方向について、絶縁碍子２０の略中央には外径が最も大きな鍔部２２が形成されている。また、鍔部２２よりも後端側に位置し、絶縁碍子２０の後端面２９に近い後端部２６の内周面には、めねじとしての碍子側ねじ部２１が形成されている。なお、筒状の絶縁碍子２０の内周面を軸孔２８の内面ともいう。碍子側ねじ部２１は、中心電極４０よりも後端側の位置に形成されている。鍔部２２よりも先端側には、絶縁碍子２０の先端を含み後端部２６よりも外径が小さい先端部２４を有する。先端部２４は、先端に近づくほど外径が小さくなる。先端部２４は、点火プラグ１００が内燃機関のエンジンヘッド（図示せず）に取り付けられた際には、その燃焼室内に曝される。また、軸線ＣＬ方向について、絶縁碍子２０の内周面のうち、先端部２４と鍔部２２との間の部分には、段差部２５が形成されている。段差部２５は、軸孔２８の径に違いを持たせることで形成されている。
【００２１】
中心電極４０は、軸孔２８内の先端に配置された棒状の電極である。中心電極４０は、導電性部材である金属から形成されており、本実施例ではニッケル（Ｎｉ）を主成分とする合金から形成されている。中心電極４０は、その先端が絶縁碍子２０の先端から露出するようにして軸孔２８内に保持されている。中心電極４０は、先端側に位置する先端側中心電極４４と、後端側に位置する後端側に位置する後端側中心電極４２と、を備える。先端側中心電極４４と後端側中心電極４２とはそれぞれ円柱状である。また、先端側中心電極４４の外径は、後端側中心電極４２の外径よりも小さい。後端側中心電極４２の外周と軸孔２８の内面との間には隙間が形成されている。軸線ＣＬ方向について、先端側中心電極４４と後端側中心電極４２との境界部分には段差部４６が形成されている。中心電極４０が絶縁碍子２０の後端側から軸孔２８内に挿入されると、中心電極４０の段差部４６が絶縁碍子２０の段差部２５に引っ掛かる。これにより、中心電極４０の軸孔２８内の配置位置が定まる。中心電極４０は、軸線ＣＬ方向について、段差部２５を含む先端側の軸孔２８の内面に形成された金属コーティング３０と接触している。
【００２２】
主体金具６０は、低炭素鋼材等の金属により形成された円筒状の金具であり、点火プラグ１００を内燃機関のエンジンヘッドに固定する際に利用される。主体金具６０は、絶縁碍子２０（詳細には、絶縁碍子２０の鍔部２２近傍から先端部２４近傍に亘る部分）の周囲を囲むように配置され、内部に絶縁碍子２０を保持している。主体金具６０は、工具係合部６１と、取付ねじ部６２と、シール部６６と、を備えている。
【００２３】
工具係合部６１は、スパークプラグレンチ（図示せず）が嵌合する部位である。取付ねじ部６２は、外周面にねじ山が形成された部位であり、内燃機関に設けられたエンジンヘッドの取付ねじ孔に螺合する。シール部６６は、軸線ＣＬ方向について、取付ねじ部６２と工具係合部６１の間に形成された部位であり、外周面が外方に突出した鍔状である。シール部６６の先端面６７には、板状を折り曲げて形成した環状のガスケット５が配置されている。ガスケット５は、点火プラグ１００をエンジンヘッドに取り付けた際に、押し潰されて変形し、点火プラグ１００とエンジンヘッドとの間を封止する。
【００２４】
主体金具６０の工具係合部６１よりも後端側には、薄肉の加締部６８が設けられている。主体金具６０の後端側内周面と絶縁碍子２０の外周面との間には、粉末状のタルク（滑石）８０が充填されている。加締部６８を内側に折り曲げるようにして加締めることで、絶縁碍子２０はタルク８０を介して主体金具６０の先端側に押圧される。これにより、絶縁碍子２０の先端側が主体金具６０の段差部６５に支持される。取付ねじ部６２は、主体金具６０のシール部６６よりも先端側の外周面に形成され、点火プラグ１００を内燃機関に取り付けるために利用される。
【００２５】
端子金具１０は、第１の端子１２と、第２の端子１４とを備える。第１と第２の端子１２，１４は導電性部材である金属で形成される。本実施例では、第１と第２の端子１２，１４は共に、鉄（Ｆｅ）を主成分とする合金により形成されている。第１の端子１２は、先端側に位置する端子先端部１８が軸孔２８内に配置され、後端側に位置する端子後端部１６が絶縁碍子２０の後端面２９から外部に露出するように配置されている。端子後端部１６には配線２２０が取り付けられ、直接に電源２００と電気的に接続されて電力の供給を受ける。端子先端部１８の外周面には、おねじとしての端子側ねじ部１９が形成されている。端子側ねじ部１９が碍子側ねじ部２１と螺合することで第１の端子１２が絶縁碍子２０に取り付けられる。第２の端子１４は、軸線ＣＬ方向に延びる円柱状の部材である。第２の端子１４の後端側は第１の端子１２と接続され、第２の端子１４の先端側は中心電極４０に接続される。詳細には、第２の端子１４の後端側は、端子先端部１８内に挿入され固定される。また、第２の端子１４の先端は、後端側中心電極４２に抵抗溶接等により固定される。これにより、第１の端子１２に供給された電力を中心電極４０に供給するための電路が形成される。軸孔２８内のうち、第２の端子１４と絶縁碍子２０との隙間の一部には、粉末状の滑石（タルク）８が充填されている。
【００２６】
接地電極５０は、導電性部材である金属から形成されている。本実施例では、Ｎｉを主成分とする合金（例えば、インコネル（商標名）６００又は６０１）から形成されている。接地電極５０は板状部材を屈曲させたＬ字形状である。接地電極５０の一端側に位置する基部５２は、溶接によって主体金具６０の先端面６９に接合されている。また接地電極５０は、接地電極５０の他端側に位置する先端部５４が、中心電極４０の先端面と対向するように屈曲している。詳細には、先端部５４が軸線ＣＬ方向と直交するように接地電極５０は屈曲する。中心電極４０の先端と、接地電極５０の先端部５４との間には、プラズマが生じさせるための火花間隙が形成されている。本実施例では、火花間隙は０．５ｍｍである。
【００２７】
軸孔２８（絶縁碍子２０）の内面には、電路を形成するために金属コーティング（「金属膜」ともいう。）３０が施されている。本実施例では、金属コーティング３０は、軸孔２８の内面の周方向全域に亘って形成されている。また本実施例では、金属コーティング３０は、軸線ＣＬ方向について、軸孔２８の後端から先端に亘って形成されている。すなわち、金属コーティング３０の後端側は碍子側ねじ部２１の後端に位置し、先端側は軸孔２８の先端に位置する。金属コーティング３０は、後端側において端子金具１０と電気的に接触し、先端側において中心電極４０と電気的に接触している。これにより、金属コーティング３０は、端子金具１０と中心電極４０とが電気的に接続される。金属コーティング３０は、導電性を有する部材で形成される。例えば、金属コーティング３０は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ａｕ，Ｗ，Ｃｏ，Ｂｅ，Ｉｒ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｍｏから選ばれる１種の金属、又は、１種以上の金属を主成分とする合金により形成された層である。ここで、金属コーティング３０の電気抵抗を低減し、電力損失をより低減させるために、金属コーティング３０は端子金具１０よりも導電率が高いことが好ましい。本実施例では、金属コーティング３０をＮｉにより形成している。金属コーティング３０は、例えば、有機溶剤に粉末状の金属を混合したペーストを軸孔２８内面に塗布することで形成できる。なお、金属コーティング３０は、多層構造としても良い。
【００２８】
また、絶縁碍子２０の外周面のうち、主体金具６０が位置する部分には金属コーティング３６が施されている。金属コーティング３６は、主体金具６０の加締部６８に対向する部位よりも後端側から段差部６５まで絶縁碍子２０の外周面の周方向全域に亘って形成されている。金属コーティング３６は、点火プラグ１００の先端側における主体金具６０と絶縁碍子２０の隙間を埋めるように形成されている。また、金属コーティング３６は少なくとも一部において、主体金具６０に接触し電気的に接続されている。金属コーティング３６は、金属コーティング３０と同様に、導電性を有する部材で形成される。例えば、金属コーティング３６は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ａｕ，Ｗ，Ｃｏ，Ｂｅ，Ｉｒ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｍｏから選ばれる１種の金属、又は、１種以上の金属を主成分とする合金により形成された層である。
【００２９】
上記のように、第１実施例の点火プラグ１００によれば、端子金具１０が中心電極４０に直接に接続されていると共に、端子金具１０と中心電極４０とが金属コーティング３０によって電気的に接続されている。すなわち、点火プラグ１００は、端子金具１０を通って電力が中心電極４０に供給される電路と、端子金具１０と金属コーティング３０を通って電力が中心電極４０に供給される電路とを有する。よって、電源２００から直接に接続され高周波電力が供給される端子後端部１６から中心電極４０に至る電流（電力）の経路（電路）において、電路の断面積を増加できる。これにより、電路の抵抗値が低減でき、点火プラグ１００の電力損失が低減できる。よって、点火プラグ１００は、失火が発生しない程度の大きさのプラズマを安定して形成できる。また、点火プラグ１００は、金属コーティング３０が軸孔２８内の周方向全域に亘って形成されていることから、周方向全域に亘って形成されていない場合に比べ、電路の断面積をより増加できる。よって、電路の抵抗値がより低減でき、電力損失がより低減できる。
【００３０】
また、点火プラグ１００は、碍子側ねじ部２１にも金属コーティング３０が形成され、碍子側ねじ部２１と端子側ねじ部１９とが螺合することで、端子金具１０と金属コーティング３０との電気的接触を良好に維持できる。これにより、点火プラグ１００に振動等の外力が加わった場合でも、金属コーティング３０を介した端子金具１０と中心電極４０との電気的な接続が切断される可能性を低減できる。なお、第１実施例では、金属コーティング３０は碍子側ねじ部２１の後端まで形成されていたが、碍子側ねじ部２１の一部において形成されていても良い。このようにしても、碍子側ねじ部２１に金属コーティング３０が形成されていることで、端子金具１０と金属コーティング３０との電気的接触を良好に維持できる。
【００３１】
図２は、第１実施例の好ましい態様を説明するための図である。図２（Ａ）は、実験に用いた点火プラグ１００ａを説明するための図である。図２（Ｂ）は実験結果を示す図である。図２（Ａ）は、点火プラグ１００ａの端子後端部１６近傍の断面図を示している。第１実施例の点火プラグ１００との違いは、第１の端子１２と金属コーティング３０との接触態様である。その他の構成については第１実施例と同様の構成であるため、同様の構成については同一符号を付すと共に説明を省略する。
【００３２】
図２（Ａ）に示すように、点火プラグ１００ａの絶縁碍子２０ａは碍子側ねじ部を有さない。また、端子金具１０ａは端子側ねじ部を有さない。金属コーティング３０は、軸孔２８の内面の周方向全域に亘って形成されている。また、金属コーティング３０の後端は、軸線ＣＬ方向について後端面２９からｂミリメートルの位置に形成されている。また、金属コーティング３０の先端は、第１実施例と同様に、軸孔２８の先端に位置する。また、金属コーティング３０の先端側は、第１実施例と同様に、中心電極４０と電気的に接触している。端子先端部１８は軸孔２８内に挿入され、その先端部分である拡径部１３が円周方向全域に亘って金属コーティング３０と電気的に接触している。これにより、端子金具１０ａと金属コーティング３０とが導通する。軸線ＣＬ方向について、金属コーティング３０の後端からａミリメートルの位置で、第１の端子１２ａと金属コーティング３０とは電気的に接触している。
【００３３】
点火プラグ１００ａを用いた実験は、長さａとｂとを変更したサンプルを準備し、以下のようにして行なった。詳細には、長さｂが０ｍｍのサンプルタイプ１、長さｂが１０ｍｍのサンプルタイプ２、長さｂが２０ｍｍのサンプルタイプ３の点火プラグ１００ａを準備し、各サンプルタイプの点火プラグ１００ａの長さａを変更して実験を行った。実験は、圧力０．２Ｍｐａのチャンバー内に点火プラグ１００ａの先端側が位置するように点火プラグ１００ａを配置し、周波数１３ＭＨｚ，３００Ｗの高周波電力を端子金具１０に１ｍｓｅｃ供給することで行なった。そして、点火プラグ１００ａに発生した発生したプラズマの大きさを評価した。プラズマの大きさ（面積）は、発生したプラズマを写真撮影し、写真画像から算出した。図２（Ｂ）の縦軸は、各サンプルタイプのそれぞれについて、長さａが０ｍｍの場合に発生したプラズマの大きさを１００とした場合の長さａを変更した場合のプラズマの大きさの割合を示している。
【００３４】
図２（Ｂ）に示すように、各サンプルタイプにおいて長さａが２０ｍｍを超えるサンプルでは、プラズマの大きさの割合が急激に低下した。これは、長さａが２０ｍｍを超えると、長さａが０ｍｍの場合に対して金属コーティング３０の抵抗が大きくなり、電力損失が大きくなったことが一因として考えられる。一方で、各サンプルタイプにおいて長さａが２０ｍｍ以内のサンプルは、長さａが０ｍｍのサンプルの９０％以上の大きさのプラズマを形成できた。
【００３５】
上記のように、中心電極４０と接地電極５０との間に生じるプラズマの大きさが小さくなることを防止するために、端子金具１０ａは金属コーティング３０の後端から先端側２０ｍｍ以内の範囲の位置で金属コーティング３０と電気的に接触していることが好ましい。こうすることで、一定の高周波電力を端子金具１０ａに供給した場合に電極４０，５０間に生じるプラズマが小さくなることを抑制できる。すなわち、第１実施例や後述する点火プラグ１００〜１００ｃも同様に、長さａが２０ｍｍ以内であることが好ましい。
【００３６】
Ｂ．第２実施例：
図３は、本発明の第２実施例としての点火装置１ｂを示す説明図である。図３において、点火プラグ１００ｂは断面図を示している。上記第１実施例の点火装置１（図１）との違いは、点火プラグ１００ｂの構成である。詳細には、点火プラグ１００ｂの端子金具１０ｂ及び絶縁碍子２０ｂの構成と、金属コーティング３０ｂの形成位置が異なる。また、点火プラグ１００ｂは、新たに、導電性ガラスシール層９０を備える。その他の構成については第１実施例と同様の構成であるため、同様の構成については同一符号を付すと共に説明を省略する。
【００３７】
絶縁碍子２０ｂは碍子側ねじ部を有さない。また、端子金具１０ｂは端子側ねじ部を有さない。また、端子金具１０ｂの端子先端部１８ｂは中心電極４０近傍まで延びている。点火プラグ１００ｂは、導電性ガラスシール層９０を備える。導電性ガラスシール層９０は、端子金具１０ｂと中心電極４０との間の軸孔２８内の位置に充填され、端子金具１０ｂと中心電極４０とを電気的に接続する。また、導電性ガラスシール層９０は、端子金具１０ｂと中心電極４０との間の軸孔２８内の位置で、軸孔２８内に隙間なく設けられることで、軸孔２８内のシール性を確保する。すなわち、導電性ガラスシール層９０は、軸孔２８を軸線ＣＬ方向に二分するように軸孔２８内に充填されている。導電性ガラスシール層９０は、Ｃｕ，Ｓｎ，Ｆｅ等から選ばれる１種以上の金属を主体とする金属粉末により構成される。なお、導電性ガラスシール層９０には、必要に応じてＴｉＯ2等の半導体性の無機化合物粉末を適量配合しても良い。
【００３８】
金属コーティング３０ｂは、絶縁碍子２０ｂの後端面２９から軸孔２８の内面の先端に亘って形成されている。また、金属コーティング３０ｂのうち、軸孔２８の内面に形成された部分は、軸孔２８の内面の周方向全域に亘って形成され、後端面２９上に形成された部分は円環状に形成されている。端子金具１０ｂの端子後端部１６の先端面は、後端面２９と接触することで金属コーティング３０ｂと電気的に接触している。
【００３９】
ここで、導電性ガラスシール層９０は、例えば以下のようにして形成できる。すなわち、金属コーティング３０ｂが施された絶縁碍子２０ｂの軸孔２８内に中心電極４０を挿入して配置し、次いで導電性ガラスシール層９０となる導電性のガラス粉末を図３に示すように充填する。そして、充填したガラス粉末を軸線ＣＬ方向の両側から予備圧縮する。そして、図３に示すように端子金具１０ｂの先端が導電性ガラスシール層９０に当接するように端子金具１０ｂを配置する。そして、絶縁碍子２０ｂに配置した端子金具１０ｂ，ガラス粉末，中心電極４０をガラス軟化点以上である８００〜９５０℃の所定温度に加熱し、その後、端子金具１０を後端側から先端側に向けて押圧する。これにより、導電性ガラスシール層９０が形成される。
【００４０】
上記のように、第２実施例の点火プラグ１００ｂは、端子金具１０ｂと金属コーティング３０ｂとが、絶縁碍子２０ｂの後端面２９で電気的に接触している。これにより、端子金具１０ｂと金属コーティング３０ｂの電気的接触が安定に維持できる。すなわち、軸線ＣＬ方向と略直交する平面上の後端面２９で両者１０ｂ，３０ｂを接触させることで、曲面上（例えば、軸孔２８の内面上）で両者１０ｂ，３０ｂを接触させるよりも、良好な接触を図ることができる。また、後端面２９は絶縁碍子２０ｂの外表面であるため、両者１０ｂ，３０ｂを容易に電気的に接触できる。また、点火プラグ１００ｂは、軸孔２８内に配置された導電性ガラスシール層９０を備える。これにより、端子金具１０ｂと中心電極４０とを電気的に接続させることができると共に、軸孔２８内のシール性を確保できる。また、点火プラグ１００ｂは、第１実施例と同様に、金属コーティング３０ｂによって端子金具１０ｂと中心電極４０とが電気的に接続されていることから、電路の抵抗値を低減でき、電力損失を低減できる。なお、導電性ガラスシール層９０は、他の実施例（例えば第１実施例）に適用しても良い。
【００４１】
Ｃ．効果の１つの示す実験結果：
図４は、効果の１つを示す実験に用いた点火装置１ｃを説明するための図である。図５は、効果の１つを示す実験に用いた点火装置１ｄを説明するための図である。図４の点火装置１ｃと第１実施例の点火装置１の異なる点は、金属コーティング３０ｃの後端が軸孔２８内の後端まで達しておらず、金属コーティング３０ｃが段差部２５の部分を含む先端側で中心電極４０と電気的に接触している点である。また図５の点火装置１ｄは、新たに導電性ガラスシール層９０を第２の端子１４と中心電極４０との間に備えた点でのみ図４の点火装置１ｃと異なる。すなわち図５の点火装置１ｄの点火プラグ１００ｄは、図４の点火装置１ｃとは異なり、軸線ＣＬ方向について、段差部２５よりも後端側（第１の端子１２側）で、金属コーティング３０ｃから中心電極４０に電力が供給されるための金属コーティング３０ｃによる電路が形成されている。
【００４２】
実験は、圧力０．２Ｍｐａのチャンバー内に点火プラグ１００ｃ，１００ｄのそれぞれの先端側が位置するように点火プラグ１００ｃ，１００ｄを配置し、周波数１３ＭＨｚ，３００Ｗの高周波電力を端子金具１０に１ｍｓｅｃ供給することで行なった。そして、点火プラグ１００ｃ，１００ｄに発生したプラズマの大きさを評価した。プラズマの大きさ（面積）は、発生したプラズマを写真撮影し、写真画像から算出した。実験の結果、点火プラグ１００ｄの方が、点火プラグ１００ｃよりも発生したプラズマが大きかった。詳細には、点火プラグ１００ｄは点火プラグ１００ｃよりも面積比で９％大きいプラズマが発生した。これは、点火プラグ１００ｄは点火プラグ１００ｃに比べ、電流の経路が増加したためであると考えられる。すなわち、点火プラグ１００ｄは、端子金具１０、導電性ガラスシール層９０を介して中心電極４０に電力が供給される電路に加え、金属コーティング３０ｃを介して中心電極４０に電力が供給される電路を有することで、より大きいプラズマが形成できたと考えられる。すなわち、電路全体の抵抗値が減少し電力損失が低減したことで、点火プラグ１００ｄは点火プラグ１００ｃよりも大きなプラズマが発生した。
【００４３】
上記の点火プラグ１００ｃ，１００ｄを用いた実験からも理解できるように、軸孔２８の内面に金属コーティング３０ｃを形成し、点火プラグのうち外部からの電流が流入する部分から中心電極４０に至る電流の経路（電路）を増やすことで、電路全体の抵抗値を減少できる。これにより、電力損失を低減できる。
【００４４】
Ｄ．変形例：
なお、上記実施例における構成要素の中の、特許請求の範囲の独立項に記載した要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、本発明の上記実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４５】
Ｄ−１．第１変形例：
図６は、第１変形例の点火装置１ｅを示す説明図である。図６において、点火プラグ１００ｅは断面図を示している。上記第１実施例の点火装置１（図１）との違いは、点火プラグ１００ｅの構成である。詳細には、端子金具１０ｅの構成を変更した点と、新たに導電性ガラスシール層９０と金属棒９２とを備えた点で異なる。その他の構成については第１実施例と同様の構成であるため、同様の構成については同一符号を付すと共に説明を省略する。
【００４６】
点火プラグ１００ｅの端子金具１０ｅは、軸孔２８内を軸線ＣＬ方向に延びる第２の端子１４を有さず、第１の端子としての機能のみを有する。すなわち、端子金具１０ｅは、第１実施例の第１の端子１２（図１）と同様に、端子先端部１８が軸孔２８内に配置され、端子後端部１６が絶縁碍子２０の後端面２９から外部に露出するように配置され、中心電極４０とは直接に接触していない。また、点火プラグ１００ｅは、第２実施例と同様に、導電性ガラスシール層９０が軸孔２８内に配置されている。導電性ガラスシール層９０は中心電極４０の後端側に配置されている。また、点火プラグ１００ｅは、導電性ガラスシール層９０の後端面と接するように配置された円柱状の金属棒９２を有する。金属棒９２は、Ｆｅ，Ｃｕ，Ｎｉ等の金属から形成されている。なお、点火プラグ１００ｅは、第１実施例と同様に、金属コーティング３０が軸孔２８の内面の周方向全域に亘って形成されている。なお、軸孔２８内において、端子金具１０ｅと金属棒９２との間は空洞が形成されている。
【００４７】
上記のように、第３実施例の点火プラグ１００ｅは、端子金具１０ｅを軸孔２８内の中心電極４０近傍まで位置させる必要が無いので、点火プラグ１０ｅの軽量化を図ることができると共に、製造コストを低減できる。ここで、金属コーティング３０を端子金具１０ｅよりも導電率の高い部材で形成することが好ましい。これにより、電路の抵抗値をより低減でき、電力損失をより低減できる。
【００４８】
Ｄ−２．第２，第３変形例：
図７は他の変形例を説明するための図である。図７（Ａ）は第２変形例を説明するための図であり、図７（Ｂ）は第３変形例を説明するための図である。図７（Ｂ）は、第３変形例の一例として、第２実施例の点火プラグ１００ｂの一部分の構成を変えた点火プラグ１００ｂａの断面図を示している。
【００４９】
図７（Ａ）の端子金具１０ｆに示すように、上記実施例の端子金具は、端子金具のうち軸孔２８内に配置される部分に軸孔２８の径方向に弾性変形する弾性部１８ｆを有していても良い。第１変形例の弾性部１８ｆは、内部が中空の略楕円体形状である。弾性部１８ｆは、端子金具の他の部分と同様に、導電性部材である金属で形成される。端子金具１０ｆに弾性部１８ｆを設けることで、絶縁碍子２０の軸孔２８内に弾性部１８ｆを圧入することで、端子金具１０ｆの一部分である弾性部１８ｆと端子金具１０ｆとの電気的な接触を容易に図ることができる。これにより、点火プラグの製造効率が向上する。
【００５０】
また、図７（Ｂ）に示すように、端子金具１０ｂａは、端子後端部１６から中心電極４０に電流が流れる経路（電路）内にコイル１８ｂｂを備えていても良い。第２変形例では、端子先端部１８ｂａにコイル１８ｂｂが設けられている。点火プラグ１００ｂａの他の構成は、第２実施例の点火プラグ１００ｂと同様の構成であるため、同様の構成については同一の符号を付すと共に説明を省略する。また、コイル１８ｂｂは、他の実施例の点火プラグ１００〜１００ｂにも適用できる。
【００５１】
Ｄ−３．第４変形例：
上記実施例では、点火プラグ１００〜１００ｂは、電源２００から高周波電力の供給を受けてプラズマを発生させたが、プラズマの発生方法はこれに限定されるものではない。例えば、点火コイル等の直流電源から点火プラグ１００〜１００ｂに直流電力（例えば、数万ボルトの高電圧）を供給し火花放電を点火プラグ１００〜１００ｂの電極４０，５０間に発生させ、その後に、高周波電力を供給し電極４０，５０間に高周波のプラズマを発生させても良い。
【００５２】
Ｄ−４．第５変形例：
上記実施例では、点火プラグ１００〜１００ｂの金属コーティング３０，３０ｂの先端は、軸孔２８の内面の先端まで達していたが、これに限定されるものではなく、金属コーティング３０，３０ｂを介して高周波電力が中心電極４０に供給されるように金属コーティング３０，３０ｂを施せば良い。すなわち、中心電極４０が金属コーティング３０，３０ｂと電気的に接触し、端子金具１０〜１０ｂが中心電極４０よりも後端側で金属コーティング３０，３０ｂと電気的に接触することで、金属コーティング３０，３０ｂを介して中心電極４０と端子金具１０〜１０ｂが電気的に導通していれば良い。例えば、中心電極４０と対向する軸孔２８の内面のうち、点火プラグ１００〜１００ｂが内燃機関に取り付けられた際に燃焼室内に晒される部分には、金属コーティング３０，３０ｂを施さなくても良い。例えば第１実施例の点火プラグ１００では、段差部２５よりも先端側には金属コーティング３０を施さなくても良い。このようにしても、上記実施例と同様に、金属コーティング３０，３０ｂによって端子金具１０〜１０ｂと中心電極４０とが電気的に接続されることから、電路の抵抗値が低減できる。
【００５３】
Ｄ−５．第６変形例：
上記実施例では、金属コーティング３０，３０ｂは軸孔２８内の周方向全域に亘って形成されていたが、これに限定されるものではなく、周方向の一部において形成されていても良い。このようにしても、上記実施例と同様に、金属コーティング３０，３０ｂによって端子金具１０〜１０ｂと中心電極４０とが電気的に接続されることから、電路の抵抗値が低減できる。
【００５４】
Ｄ−６．第７変形例：
上記実施例では、絶縁碍子２０の外周面に形成された金属コーティング３６は、段差部６５近傍から鍔部２２の上部近傍まで形成されていたが（図１）、金属コーティング３６の形成範囲はこれに限定されるものではない。例えば、金属コーティング３６の上部が主体金具６０の加締部６８まで達していても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１〜１ｄ…点火装置
５…ガスケット
９…端子側ねじ部
１０〜１０ｃ，１０ｆ，１０ｂａ…端子金具
１２…第１の端子
１３…拡径部
１４…第２の端子
１６…端子後端部
１８，１８ｂ，１８ｂａ…端子先端部
１８ｆ…弾性部
１８ｂｂ…コイル
１９…端子側ねじ部
２０〜２０ｂ…絶縁碍子
２１…碍子側ねじ部
２２…鍔部
２４…先端部
２５…段差部
２６…後端部
２８…軸孔
２９…後端面
３０，３０ｂ，３０ｃ…金属コーティング
３６…金属コーティング
４０…中心電極
４２…後端側中心電極
４４…先端側中心電極
４６…段差部
５０…接地電極
５２…基部
５４…先端部
６０…主体金具
６１…工具係合部
６２…取付ねじ部
６５…段差部
６６…シール部
６７…先端面
６８…加締部
６９…先端面
８０…タルク
９０…導電性ガラスシール層
９２…金属棒
１００〜１００ｅ，１００ｂａ…点火プラグ
２００…電源
２２０…配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点火プラグ、及び、点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料を点火させる点火プラグとしては、中心電極と接地電極との間で火花間隙を形成させ、電極間にプラズマを発生させる技術が知られている（例えば、特許文献１，２）。また、電極間にプラズマを発生させるために、中心電極に高周波電力を供給する技術が知られている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４５６８８５５号明細書
【特許文献２】特表２００９−５２７０７８号公報
【特許文献３】特表２００７−５２９２２９号公報
【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、外部の交流電源から中心電極に高周波電力を供給する場合、交流電源に接続された端子金具から中心電極に至る経路において、抵抗成分の存在により大きな電力損失が生じる場合があった。大きな電力損失が生じることで、点火プラグの電極間に所望とする大きさのプラズマが発生せず、失火が生じる原因となる場合があった。
【０００５】
従って本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、点火プラグに高周波電力が供給される際の電力損失を低減できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［適用例１］軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁碍子と、
前記軸孔内の先端側に配置された中心電極と、
前記軸孔内のうち前記中心電極よりも後端側に配置されると共に前記中心電極と電気的に導通し、外部から高周波電力が供給される端子金具と、
前記絶縁碍子の周囲を囲むように配置された主体金具と、
前記主体金具に電気的に接続され、前記高周波電力が前記端子金具に供給されることで前記中心電極との間でプラズマを発生させる接地電極と、を備える点火プラグにおいて、
前記軸孔の内面の少なくとも一部は、金属コーティングが施されており、
前記中心電極が前記金属コーティングと電気的に接触し、前記端子金具が前記中心電極よりも後端側の位置で前記金属コーティングと接触することで、前記端子金具と前記中心電極とは電気的に導通している、ことを特徴とする点火プラグ。
適用例１に記載の点火プラグによれば、軸孔の内面に金属コーティングが施され、金属コーティングによって端子金具と中心電極とが電気的に導通している。これにより、端子金具から中心電極に至る電流（電力）の経路（「電路」ともいう。）において、電路の断面積を増加できる。よって、端子金具から中心電極に至る電路の抵抗値を低減でき、端子金具から中心電極に至る電路において生じる電力損失を低減できる。
【０００７】
［適用例２］適用例１に記載の点火プラグにおいて、
前記金属コーティングは、少なくとも前記軸孔の内面であって、前記軸線方向について前記中心電極が配置された位置から前記絶縁碍子の後端に向かって延び、
前記端子金具は、前記軸線方向について前記金属コーティングの後端から先端側２０ｍｍ以内の範囲の位置で前記金属コーティングと電気的に接触している、ことを特徴とする点火プラグ。
適用例２に記載の点火プラグによれば、端子金具を金属コーティングの後端から先端側０ｍｍ以内の範囲の位置で金属コーティングと電気的に接触させることで、高周波電力を端子金具に供給した場合に生じるプラズマが小さくなることを抑制できる。
【０００８】
［適用例３］適用例１又は適用例２に記載の点火プラグにおいて、
前記金属コーティングは、少なくとも前記絶縁碍子の後端面から前記軸孔の内面のうち前記中心電極が配置された位置に亘って形成され、
前記端子金具は、前記絶縁碍子の後端面において前記金属コーティングと電気的に接触している、ことを特徴とする点火プラグ。
適用例３に記載の点火プラグによれば、金属コーティングが形成された後端面を利用して端子金具と金属コーティングとの電気的な接触をとることができる。
【０００９】
［適用例４］適用例１又は適用例２に記載の点火プラグにおいて、
前記絶縁碍子は、前記軸孔の内面のうち前記中心電極が配置された位置よりも後端側の位置に前記端子金具を取り付けるために形成された、めねじとしての碍子側ねじ部を有し、
前記端子金具は、前記軸孔内に配置され前記碍子側ねじ部に螺合される、おねじとしての端子側ねじ部を有し、
前記金属コーティングは、少なくとも前記軸孔の内面のうち前記碍子側ねじ部から前記中心電極が配置された位置に亘って形成され、
前記碍子側ねじ部と前記端子側ねじ部が螺合することで、前記端子金具は前記金属コーティングと電気的に接触する、ことを特徴とする点火プラグ。
適用例４に記載の点火プラグによれば、碍子側ねじ部と端子側ねじ部とが螺合することで端子金具と金属コーティングとが電気的に接触していることから、両者の電気的接触を安定に維持できる。
【００１０】
［適用例５］適用例１乃至適用例４のいずれか一つに記載の点火プラグにおいて、
前記金属コーティングは、前記端子金具よりも導電率が高い、ことを特徴とする点火プラグ。
適用例５に記載の点火プラグによれば、電路の抵抗値をより低減でき、電路において生じる電力損失をより低減できる。
【００１１】
［適用例６］適用例１乃至適用例５のいずれか一つに記載の点火プラグにおいて、
前記金属コーティングは、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ａｕ，Ｗ，Ｃｏ，Ｂｅ，Ｉｒ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｍｏから選ばれる１種の金属、又は、１種以上の金属を主成分とする合金により形成された層である、ことを特徴とする点火プラグ。
適用例６に記載の点火プラグによれば、所定の金属や所定の合金により金属コーティングの層を形成することで、電路の抵抗値を低減でき、電路おいて生じる電力損失を低減できる。
【００１２】
［適用例７］適用例１乃至適用例６のいずれか一つに記載の点火プラグにおいて、さらに、
前記端子金具と前記中心電極との間の前記軸孔内の位置で、前記軸孔内に隙間なく設けられた導電性ガラスシール層を有し、
前記端子金具の先端側と前記中心電極の後端側とが前記導電性ガラスシールに接触している、ことを特徴とする点火プラグ。
適用例７に記載の点火プラグによれば、導電性ガラスシールにより端子金具と中心電極とを導通させることができると共に、軸孔内のシール性を確保できる。
【００１３】
［適用例８］適用例１乃至適用例７のいずれか一つに記載の点火プラグと、
前記点火プラグの前記端子金具に高周波電力を供給するための高周波電源と、を備えることを特徴とする点火装置。
適用例８に記載の点火装置によれば、電力損失を低減した点火プラグを用いた点火装置を提供できる。
【００１４】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、点火プラグ、点火プラグを備える点火装置の他に、点火プラグの製造方法、点火プラグを装着した車両等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施例としての点火装置１を示す説明図である。
【図２】第１実施例の好ましい態様を説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施例としての点火装置１ｂを示す説明図である。
【図４】効果の１つを示す実験に用いた点火装置１ｃを説明するための図である。
【図５】効果の１つを示す実験に用いた点火装置１ｄを説明するための図である。
【図６】第１変形例の点火装置１ｅを説明するための図である。
【図７】他の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
Ａ〜Ｃ．各種実施例及び実験結果：
Ｄ．変形例：
【００１７】
Ａ．第１実施例：
Ａ−１：点火装置の構成：
図１は、本発明の第１実施例としての点火装置１を示す説明図である。図１において、点火プラグ１００は断面図を示している。ここで、点火プラグ１００について、点火プラグ１００の軸線ＣＬ方向を図面における上下方向とし、下側を点火プラグ１００の先端側、上側を点火プラグ１００の後端側とする。また、点火プラグ１００の軸線ＣＬ方向に直交する面で点火プラグを切断した場合の断面を、「横断面」ともいう。
【００１８】
点火装置１は、高周波のプラズマを発生させる点火プラグ１００と、点火プラグ１００に電力を供給する電源２００とを備える。電源２００は、高周波電源を含み、点火プラグ１００に高周波電力を供給できる。高周波電力の周波数は、例えば、５０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚである。
【００１９】
Ａ−２．点火プラグの構成：
点火プラグ１００は、筒状の絶縁碍子２０と、中心電極４０と、端子金具１０と、接地電極５０と、主体金具６０と、を備える。
【００２０】
絶縁碍子２０は、軸線ＣＬ方向に延びると共に絶縁碍子２０を貫通する軸孔２８を有する。軸孔２８の横断面は、円形である。本実施例における絶縁碍子２０の軸線ＣＬ方向の長さは７０ｍｍである。絶縁碍子２０は、アルミナ等を焼成して形成されている。軸線ＣＬ方向について、絶縁碍子２０の略中央には外径が最も大きな鍔部２２が形成されている。また、鍔部２２よりも後端側に位置し、絶縁碍子２０の後端面２９に近い後端部２６の内周面には、めねじとしての碍子側ねじ部２１が形成されている。なお、筒状の絶縁碍子２０の内周面を軸孔２８の内面ともいう。碍子側ねじ部２１は、中心電極４０よりも後端側の位置に形成されている。鍔部２２よりも先端側には、絶縁碍子２０の先端を含み後端部２６よりも外径が小さい先端部２４を有する。先端部２４は、先端に近づくほど外径が小さくなる。先端部２４は、点火プラグ１００が内燃機関のエンジンヘッド（図示せず）に取り付けられた際には、その燃焼室内に曝される。また、軸線ＣＬ方向について、絶縁碍子２０の内周面のうち、先端部２４と鍔部２２との間の部分には、段差部２５が形成されている。段差部２５は、軸孔２８の径に違いを持たせることで形成されている。
【００２１】
中心電極４０は、軸孔２８内の先端に配置された棒状の電極である。中心電極４０は、導電性部材である金属から形成されており、本実施例ではニッケル（Ｎｉ）を主成分とする合金から形成されている。中心電極４０は、その先端が絶縁碍子２０の先端から露出するようにして軸孔２８内に保持されている。中心電極４０は、先端側に位置する先端側中心電極４４と、後端側に位置する後端側に位置する後端側中心電極４２と、を備える。先端側中心電極４４と後端側中心電極４２とはそれぞれ円柱状である。また、先端側中心電極４４の外径は、後端側中心電極４２の外径よりも小さい。後端側中心電極４２の外周と軸孔２８の内面との間には隙間が形成されている。軸線ＣＬ方向について、先端側中心電極４４と後端側中心電極４２との境界部分には段差部４６が形成されている。中心電極４０が絶縁碍子２０の後端側から軸孔２８内に挿入されると、中心電極４０の段差部４６が絶縁碍子２０の段差部２５に引っ掛かる。これにより、中心電極４０の軸孔２８内の配置位置が定まる。中心電極４０は、軸線ＣＬ方向について、段差部２５を含む先端側の軸孔２８の内面に形成された金属コーティング３０と接触している。
【００２２】
主体金具６０は、低炭素鋼材等の金属により形成された円筒状の金具であり、点火プラグ１００を内燃機関のエンジンヘッドに固定する際に利用される。主体金具６０は、絶縁碍子２０（詳細には、絶縁碍子２０の鍔部２２近傍から先端部２４近傍に亘る部分）の周囲を囲むように配置され、内部に絶縁碍子２０を保持している。主体金具６０は、工具係合部６１と、取付ねじ部６２と、シール部６６と、を備えている。
【００２３】
工具係合部６１は、スパークプラグレンチ（図示せず）が嵌合する部位である。取付ねじ部６２は、外周面にねじ山が形成された部位であり、内燃機関に設けられたエンジンヘッドの取付ねじ孔に螺合する。シール部６６は、軸線ＣＬ方向について、取付ねじ部６２と工具係合部６１の間に形成された部位であり、外周面が外方に突出した鍔状である。シール部６６の先端面６７には、板状を折り曲げて形成した環状のガスケット５が配置されている。ガスケット５は、点火プラグ１００をエンジンヘッドに取り付けた際に、押し潰されて変形し、点火プラグ１００とエンジンヘッドとの間を封止する。
【００２４】
主体金具６０の工具係合部６１よりも後端側には、薄肉の加締部６８が設けられている。主体金具６０の後端側内周面と絶縁碍子２０の外周面との間には、粉末状のタルク（滑石）８０が充填されている。加締部６８を内側に折り曲げるようにして加締めることで、絶縁碍子２０はタルク８０を介して主体金具６０の先端側に押圧される。これにより、絶縁碍子２０の先端側が主体金具６０の段差部６５に支持される。取付ねじ部６２は、主体金具６０のシール部６６よりも先端側の外周面に形成され、点火プラグ１００を内燃機関に取り付けるために利用される。
【００２５】
端子金具１０は、第１の端子１２と、第２の端子１４とを備える。第１と第２の端子１２，１４は導電性部材である金属で形成される。本実施例では、第１と第２の端子１２，１４は共に、鉄（Ｆｅ）を主成分とする合金により形成されている。第１の端子１２は、先端側に位置する端子先端部１８が軸孔２８内に配置され、後端側に位置する端子後端部１６が絶縁碍子２０の後端面２９から外部に露出するように配置されている。端子後端部１６には配線２２０が取り付けられ、直接に電源２００と電気的に接続されて電力の供給を受ける。端子先端部１８の外周面には、おねじとしての端子側ねじ部１９が形成されている。端子側ねじ部１９が碍子側ねじ部２１と螺合することで第１の端子１２が絶縁碍子２０に取り付けられる。第２の端子１４は、軸線ＣＬ方向に延びる円柱状の部材である。第２の端子１４の後端側は第１の端子１２と接続され、第２の端子１４の先端側は中心電極４０に接続される。詳細には、第２の端子１４の後端側は、端子先端部１８内に挿入され固定される。また、第２の端子１４の先端は、後端側中心電極４２に抵抗溶接等により固定される。これにより、第１の端子１２に供給された電力を中心電極４０に供給するための電路が形成される。軸孔２８内のうち、第２の端子１４と絶縁碍子２０との隙間の一部には、粉末状の滑石（タルク）８が充填されている。
【００２６】
接地電極５０は、導電性部材である金属から形成されている。本実施例では、Ｎｉを主成分とする合金（例えば、インコネル（商標名）６００又は６０１）から形成されている。接地電極５０は板状部材を屈曲させたＬ字形状である。接地電極５０の一端側に位置する基部５２は、溶接によって主体金具６０の先端面６９に接合されている。また接地電極５０は、接地電極５０の他端側に位置する先端部５４が、中心電極４０の先端面と対向するように屈曲している。詳細には、先端部５４が軸線ＣＬ方向と直交するように接地電極５０は屈曲する。中心電極４０の先端と、接地電極５０の先端部５４との間には、プラズマが生じさせるための火花間隙が形成されている。本実施例では、火花間隙は０．５ｍｍである。
【００２７】
軸孔２８（絶縁碍子２０）の内面には、電路を形成するために金属コーティング（「金属膜」ともいう。）３０が施されている。本実施例では、金属コーティング３０は、軸孔２８の内面の周方向全域に亘って形成されている。また本実施例では、金属コーティング３０は、軸線ＣＬ方向について、軸孔２８の後端から先端に亘って形成されている。すなわち、金属コーティング３０の後端側は碍子側ねじ部２１の後端に位置し、先端側は軸孔２８の先端に位置する。金属コーティング３０は、後端側において端子金具１０と電気的に接触し、先端側において中心電極４０と電気的に接触している。これにより、金属コーティング３０は、端子金具１０と中心電極４０とが電気的に接続される。金属コーティング３０は、導電性を有する部材で形成される。例えば、金属コーティング３０は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ａｕ，Ｗ，Ｃｏ，Ｂｅ，Ｉｒ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｍｏから選ばれる１種の金属、又は、１種以上の金属を主成分とする合金により形成された層である。ここで、金属コーティング３０の電気抵抗を低減し、電力損失をより低減させるために、金属コーティング３０は端子金具１０よりも導電率が高いことが好ましい。本実施例では、金属コーティング３０をＮｉにより形成している。金属コーティング３０は、例えば、有機溶剤に粉末状の金属を混合したペーストを軸孔２８内面に塗布することで形成できる。なお、金属コーティング３０は、多層構造としても良い。
【００２８】
また、絶縁碍子２０の外周面のうち、主体金具６０が位置する部分には金属コーティング３６が施されている。金属コーティング３６は、主体金具６０の加締部６８に対向する部位よりも後端側から段差部６５まで絶縁碍子２０の外周面の周方向全域に亘って形成されている。金属コーティング３６は、点火プラグ１００の先端側における主体金具６０と絶縁碍子２０の隙間を埋めるように形成されている。また、金属コーティング３６は少なくとも一部において、主体金具６０に接触し電気的に接続されている。金属コーティング３６は、金属コーティング３０と同様に、導電性を有する部材で形成される。例えば、金属コーティング３６は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ａｕ，Ｗ，Ｃｏ，Ｂｅ，Ｉｒ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｍｏから選ばれる１種の金属、又は、１種以上の金属を主成分とする合金により形成された層である。
【００２９】
上記のように、第１実施例の点火プラグ１００によれば、端子金具１０が中心電極４０に直接に接続されていると共に、端子金具１０と中心電極４０とが金属コーティング３０によって電気的に接続されている。すなわち、点火プラグ１００は、端子金具１０を通って電力が中心電極４０に供給される電路と、端子金具１０と金属コーティング３０を通って電力が中心電極４０に供給される電路とを有する。よって、電源２００から直接に接続され高周波電力が供給される端子後端部１６から中心電極４０に至る電流（電力）の経路（電路）において、電路の断面積を増加できる。これにより、電路の抵抗値が低減でき、点火プラグ１００の電力損失が低減できる。よって、点火プラグ１００は、失火が発生しない程度の大きさのプラズマを安定して形成できる。また、点火プラグ１００は、金属コーティング３０が軸孔２８内の周方向全域に亘って形成されていることから、周方向全域に亘って形成されていない場合に比べ、電路の断面積をより増加できる。よって、電路の抵抗値がより低減でき、電力損失がより低減できる。
【００３０】
また、点火プラグ１００は、碍子側ねじ部２１にも金属コーティング３０が形成され、碍子側ねじ部２１と端子側ねじ部１９とが螺合することで、端子金具１０と金属コーティング３０との電気的接触を良好に維持できる。これにより、点火プラグ１００に振動等の外力が加わった場合でも、金属コーティング３０を介した端子金具１０と中心電極４０との電気的な接続が切断される可能性を低減できる。なお、第１実施例では、金属コーティング３０は碍子側ねじ部２１の後端まで形成されていたが、碍子側ねじ部２１の一部において形成されていても良い。このようにしても、碍子側ねじ部２１に金属コーティング３０が形成されていることで、端子金具１０と金属コーティング３０との電気的接触を良好に維持できる。
【００３１】
図２は、第１実施例の好ましい態様を説明するための図である。図２（Ａ）は、実験に用いた点火プラグ１００ａを説明するための図である。図２（Ｂ）は実験結果を示す図である。図２（Ａ）は、点火プラグ１００ａの端子後端部１６近傍の断面図を示している。第１実施例の点火プラグ１００との違いは、第１の端子１２と金属コーティング３０との接触態様である。その他の構成については第１実施例と同様の構成であるため、同様の構成については同一符号を付すと共に説明を省略する。
【００３２】
図２（Ａ）に示すように、点火プラグ１００ａの絶縁碍子２０ａは碍子側ねじ部を有さない。また、端子金具１０ａは端子側ねじ部を有さない。金属コーティング３０は、軸孔２８の内面の周方向全域に亘って形成されている。また、金属コーティング３０の後端は、軸線ＣＬ方向について後端面２９からｂミリメートルの位置に形成されている。また、金属コーティング３０の先端は、第１実施例と同様に、軸孔２８の先端に位置する。また、金属コーティング３０の先端側は、第１実施例と同様に、中心電極４０と電気的に接触している。端子先端部１８は軸孔２８内に挿入され、その先端部分である拡径部１３が円周方向全域に亘って金属コーティング３０と電気的に接触している。これにより、端子金具１０ａと金属コーティング３０とが導通する。軸線ＣＬ方向について、金属コーティング３０の後端からａミリメートルの位置で、第１の端子１２ａと金属コーティング３０とは電気的に接触している。
【００３３】
点火プラグ１００ａを用いた実験は、長さａとｂとを変更したサンプルを準備し、以下のようにして行なった。詳細には、長さｂが０ｍｍのサンプルタイプ１、長さｂが１０ｍｍのサンプルタイプ２、長さｂが２０ｍｍのサンプルタイプ３の点火プラグ１００ａを準備し、各サンプルタイプの点火プラグ１００ａの長さａを変更して実験を行った。実験は、圧力０．２Ｍｐａのチャンバー内に点火プラグ１００ａの先端側が位置するように点火プラグ１００ａを配置し、周波数１３ＭＨｚ，３００Ｗの高周波電力を端子金具１０に１ｍｓｅｃ供給することで行なった。そして、点火プラグ１００ａに発生した発生したプラズマの大きさを評価した。プラズマの大きさ（面積）は、発生したプラズマを写真撮影し、写真画像から算出した。図２（Ｂ）の縦軸は、各サンプルタイプのそれぞれについて、長さａが０ｍｍの場合に発生したプラズマの大きさを１００とした場合の長さａを変更した場合のプラズマの大きさの割合を示している。
【００３４】
図２（Ｂ）に示すように、各サンプルタイプにおいて長さａが２０ｍｍを超えるサンプルでは、プラズマの大きさの割合が急激に低下した。これは、長さａが２０ｍｍを超えると、長さａが０ｍｍの場合に対して金属コーティング３０の抵抗が大きくなり、電力損失が大きくなったことが一因として考えられる。一方で、各サンプルタイプにおいて長さａが２０ｍｍ以内のサンプルは、長さａが０ｍｍのサンプルの９０％以上の大きさのプラズマを形成できた。
【００３５】
上記のように、中心電極４０と接地電極５０との間に生じるプラズマの大きさが小さくなることを防止するために、端子金具１０ａは金属コーティング３０の後端から先端側２０ｍｍ以内の範囲の位置で金属コーティング３０と電気的に接触していることが好ましい。こうすることで、一定の高周波電力を端子金具１０ａに供給した場合に電極４０，５０間に生じるプラズマが小さくなることを抑制できる。すなわち、第１実施例や後述する点火プラグ１００〜１００ｃも同様に、長さａが２０ｍｍ以内であることが好ましい。
【００３６】
Ｂ．第２実施例：
図３は、本発明の第２実施例としての点火装置１ｂを示す説明図である。図３において、点火プラグ１００ｂは断面図を示している。上記第１実施例の点火装置１（図１）との違いは、点火プラグ１００ｂの構成である。詳細には、点火プラグ１００ｂの端子金具１０ｂ及び絶縁碍子２０ｂの構成と、金属コーティング３０ｂの形成位置が異なる。また、点火プラグ１００ｂは、新たに、導電性ガラスシール層９０を備える。その他の構成については第１実施例と同様の構成であるため、同様の構成については同一符号を付すと共に説明を省略する。
【００３７】
絶縁碍子２０ｂは碍子側ねじ部を有さない。また、端子金具１０ｂは端子側ねじ部を有さない。また、端子金具１０ｂの端子先端部１８ｂは中心電極４０近傍まで延びている。点火プラグ１００ｂは、導電性ガラスシール層９０を備える。導電性ガラスシール層９０は、端子金具１０ｂと中心電極４０との間の軸孔２８内の位置に充填され、端子金具１０ｂと中心電極４０とを電気的に接続する。また、導電性ガラスシール層９０は、端子金具１０ｂと中心電極４０との間の軸孔２８内の位置で、軸孔２８内に隙間なく設けられることで、軸孔２８内のシール性を確保する。すなわち、導電性ガラスシール層９０は、軸孔２８を軸線ＣＬ方向に二分するように軸孔２８内に充填されている。導電性ガラスシール層９０は、Ｃｕ，Ｓｎ，Ｆｅ等から選ばれる１種以上の金属を主体とする金属粉末により構成される。なお、導電性ガラスシール層９０には、必要に応じてＴｉＯ2等の半導体性の無機化合物粉末を適量配合しても良い。
【００３８】
金属コーティング３０ｂは、絶縁碍子２０ｂの後端面２９から軸孔２８の内面の先端に亘って形成されている。また、金属コーティング３０ｂのうち、軸孔２８の内面に形成された部分は、軸孔２８の内面の周方向全域に亘って形成され、後端面２９上に形成された部分は円環状に形成されている。端子金具１０ｂの端子後端部１６の先端面は、後端面２９と接触することで金属コーティング３０ｂと電気的に接触している。
【００３９】
ここで、導電性ガラスシール層９０は、例えば以下のようにして形成できる。すなわち、金属コーティング３０ｂが施された絶縁碍子２０ｂの軸孔２８内に中心電極４０を挿入して配置し、次いで導電性ガラスシール層９０となる導電性のガラス粉末を図３に示すように充填する。そして、充填したガラス粉末を軸線ＣＬ方向の両側から予備圧縮する。そして、図３に示すように端子金具１０ｂの先端が導電性ガラスシール層９０に当接するように端子金具１０ｂを配置する。そして、絶縁碍子２０ｂに配置した端子金具１０ｂ，ガラス粉末，中心電極４０をガラス軟化点以上である８００〜９５０℃の所定温度に加熱し、その後、端子金具１０を後端側から先端側に向けて押圧する。これにより、導電性ガラスシール層９０が形成される。
【００４０】
上記のように、第２実施例の点火プラグ１００ｂは、端子金具１０ｂと金属コーティング３０ｂとが、絶縁碍子２０ｂの後端面２９で電気的に接触している。これにより、端子金具１０ｂと金属コーティング３０ｂの電気的接触が安定に維持できる。すなわち、軸線ＣＬ方向と略直交する平面上の後端面２９で両者１０ｂ，３０ｂを接触させることで、曲面上（例えば、軸孔２８の内面上）で両者１０ｂ，３０ｂを接触させるよりも、良好な接触を図ることができる。また、後端面２９は絶縁碍子２０ｂの外表面であるため、両者１０ｂ，３０ｂを容易に電気的に接触できる。また、点火プラグ１００ｂは、軸孔２８内に配置された導電性ガラスシール層９０を備える。これにより、端子金具１０ｂと中心電極４０とを電気的に接続させることができると共に、軸孔２８内のシール性を確保できる。また、点火プラグ１００ｂは、第１実施例と同様に、金属コーティング３０ｂによって端子金具１０ｂと中心電極４０とが電気的に接続されていることから、電路の抵抗値を低減でき、電力損失を低減できる。なお、導電性ガラスシール層９０は、他の実施例（例えば第１実施例）に適用しても良い。
【００４１】
Ｃ．効果の１つの示す実験結果：
図４は、効果の１つを示す実験に用いた点火装置１ｃを説明するための図である。図５は、効果の１つを示す実験に用いた点火装置１ｄを説明するための図である。図４の点火装置１ｃと第１実施例の点火装置１の異なる点は、金属コーティング３０ｃの後端が軸孔２８内の後端まで達しておらず、金属コーティング３０ｃが段差部２５の部分を含む先端側で中心電極４０と電気的に接触している点である。また図５の点火装置１ｄは、新たに導電性ガラスシール層９０を第２の端子１４と中心電極４０との間に備えた点でのみ図４の点火装置１ｃと異なる。すなわち図５の点火装置１ｄの点火プラグ１００ｄは、図４の点火装置１ｃとは異なり、軸線ＣＬ方向について、段差部２５よりも後端側（第１の端子１２側）で、金属コーティング３０ｃから中心電極４０に電力が供給されるための金属コーティング３０ｃによる電路が形成されている。
【００４２】
実験は、圧力０．２Ｍｐａのチャンバー内に点火プラグ１００ｃ，１００ｄのそれぞれの先端側が位置するように点火プラグ１００ｃ，１００ｄを配置し、周波数１３ＭＨｚ，３００Ｗの高周波電力を端子金具１０に１ｍｓｅｃ供給することで行なった。そして、点火プラグ１００ｃ，１００ｄに発生したプラズマの大きさを評価した。プラズマの大きさ（面積）は、発生したプラズマを写真撮影し、写真画像から算出した。実験の結果、点火プラグ１００ｄの方が、点火プラグ１００ｃよりも発生したプラズマが大きかった。詳細には、点火プラグ１００ｄは点火プラグ１００ｃよりも面積比で９％大きいプラズマが発生した。これは、点火プラグ１００ｄは点火プラグ１００ｃに比べ、電流の経路が増加したためであると考えられる。すなわち、点火プラグ１００ｄは、端子金具１０、導電性ガラスシール層９０を介して中心電極４０に電力が供給される電路に加え、金属コーティング３０ｃを介して中心電極４０に電力が供給される電路を有することで、より大きいプラズマが形成できたと考えられる。すなわち、電路全体の抵抗値が減少し電力損失が低減したことで、点火プラグ１００ｄは点火プラグ１００ｃよりも大きなプラズマが発生した。
【００４３】
上記の点火プラグ１００ｃ，１００ｄを用いた実験からも理解できるように、軸孔２８の内面に金属コーティング３０ｃを形成し、点火プラグのうち外部からの電流が流入する部分から中心電極４０に至る電流の経路（電路）を増やすことで、電路全体の抵抗値を減少できる。これにより、電力損失を低減できる。
【００４４】
Ｄ．変形例：
なお、上記実施例における構成要素の中の、特許請求の範囲の独立項に記載した要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、本発明の上記実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４５】
Ｄ−１．第１変形例：
図６は、第１変形例の点火装置１ｅを示す説明図である。図６において、点火プラグ１００ｅは断面図を示している。上記第１実施例の点火装置１（図１）との違いは、点火プラグ１００ｅの構成である。詳細には、端子金具１０ｅの構成を変更した点と、新たに導電性ガラスシール層９０と金属棒９２とを備えた点で異なる。その他の構成については第１実施例と同様の構成であるため、同様の構成については同一符号を付すと共に説明を省略する。
【００４６】
点火プラグ１００ｅの端子金具１０ｅは、軸孔２８内を軸線ＣＬ方向に延びる第２の端子１４を有さず、第１の端子としての機能のみを有する。すなわち、端子金具１０ｅは、第１実施例の第１の端子１２（図１）と同様に、端子先端部１８が軸孔２８内に配置され、端子後端部１６が絶縁碍子２０の後端面２９から外部に露出するように配置され、中心電極４０とは直接に接触していない。また、点火プラグ１００ｅは、第２実施例と同様に、導電性ガラスシール層９０が軸孔２８内に配置されている。導電性ガラスシール層９０は中心電極４０の後端側に配置されている。また、点火プラグ１００ｅは、導電性ガラスシール層９０の後端面と接するように配置された円柱状の金属棒９２を有する。金属棒９２は、Ｆｅ，Ｃｕ，Ｎｉ等の金属から形成されている。なお、点火プラグ１００ｅは、第１実施例と同様に、金属コーティング３０が軸孔２８の内面の周方向全域に亘って形成されている。なお、軸孔２８内において、端子金具１０ｅと金属棒９２との間は空洞が形成されている。
【００４７】
上記のように、第３実施例の点火プラグ１００ｅは、端子金具１０ｅを軸孔２８内の中心電極４０近傍まで位置させる必要が無いので、点火プラグ１０ｅの軽量化を図ることができると共に、製造コストを低減できる。ここで、金属コーティング３０を端子金具１０ｅよりも導電率の高い部材で形成することが好ましい。これにより、電路の抵抗値をより低減でき、電力損失をより低減できる。
【００４８】
Ｄ−２．第２，第３変形例：
図７は他の変形例を説明するための図である。図７（Ａ）は第２変形例を説明するための図であり、図７（Ｂ）は第３変形例を説明するための図である。図７（Ｂ）は、第３変形例の一例として、第２実施例の点火プラグ１００ｂの一部分の構成を変えた点火プラグ１００ｂａの断面図を示している。
【００４９】
図７（Ａ）の端子金具１０ｆに示すように、上記実施例の端子金具は、端子金具のうち軸孔２８内に配置される部分に軸孔２８の径方向に弾性変形する弾性部１８ｆを有していても良い。第１変形例の弾性部１８ｆは、内部が中空の略楕円体形状である。弾性部１８ｆは、端子金具の他の部分と同様に、導電性部材である金属で形成される。端子金具１０ｆに弾性部１８ｆを設けることで、絶縁碍子２０の軸孔２８内に弾性部１８ｆを圧入することで、端子金具１０ｆの一部分である弾性部１８ｆと端子金具１０ｆとの電気的な接触を容易に図ることができる。これにより、点火プラグの製造効率が向上する。
【００５０】
また、図７（Ｂ）に示すように、端子金具１０ｂａは、端子後端部１６から中心電極４０に電流が流れる経路（電路）内にコイル１８ｂｂを備えていても良い。第２変形例では、端子先端部１８ｂａにコイル１８ｂｂが設けられている。点火プラグ１００ｂａの他の構成は、第２実施例の点火プラグ１００ｂと同様の構成であるため、同様の構成については同一の符号を付すと共に説明を省略する。また、コイル１８ｂｂは、他の実施例の点火プラグ１００〜１００ｂにも適用できる。
【００５１】
Ｄ−３．第４変形例：
上記実施例では、点火プラグ１００〜１００ｂは、電源２００から高周波電力の供給を受けてプラズマを発生させたが、プラズマの発生方法はこれに限定されるものではない。例えば、点火コイル等の直流電源から点火プラグ１００〜１００ｂに直流電力（例えば、数万ボルトの高電圧）を供給し火花放電を点火プラグ１００〜１００ｂの電極４０，５０間に発生させ、その後に、高周波電力を供給し電極４０，５０間に高周波のプラズマを発生させても良い。
【００５２】
Ｄ−４．第５変形例：
上記実施例では、点火プラグ１００〜１００ｂの金属コーティング３０，３０ｂの先端は、軸孔２８の内面の先端まで達していたが、これに限定されるものではなく、金属コーティング３０，３０ｂを介して高周波電力が中心電極４０に供給されるように金属コーティング３０，３０ｂを施せば良い。すなわち、中心電極４０が金属コーティング３０，３０ｂと電気的に接触し、端子金具１０〜１０ｂが中心電極４０よりも後端側で金属コーティング３０，３０ｂと電気的に接触することで、金属コーティング３０，３０ｂを介して中心電極４０と端子金具１０〜１０ｂが電気的に導通していれば良い。例えば、中心電極４０と対向する軸孔２８の内面のうち、点火プラグ１００〜１００ｂが内燃機関に取り付けられた際に燃焼室内に晒される部分には、金属コーティング３０，３０ｂを施さなくても良い。例えば第１実施例の点火プラグ１００では、段差部２５よりも先端側には金属コーティング３０を施さなくても良い。このようにしても、上記実施例と同様に、金属コーティング３０，３０ｂによって端子金具１０〜１０ｂと中心電極４０とが電気的に接続されることから、電路の抵抗値が低減できる。
【００５３】
Ｄ−５．第６変形例：
上記実施例では、金属コーティング３０，３０ｂは軸孔２８内の周方向全域に亘って形成されていたが、これに限定されるものではなく、周方向の一部において形成されていても良い。このようにしても、上記実施例と同様に、金属コーティング３０，３０ｂによって端子金具１０〜１０ｂと中心電極４０とが電気的に接続されることから、電路の抵抗値が低減できる。
【００５４】
Ｄ−６．第７変形例：
上記実施例では、絶縁碍子２０の外周面に形成された金属コーティング３６は、段差部６５近傍から鍔部２２の上部近傍まで形成されていたが（図１）、金属コーティング３６の形成範囲はこれに限定されるものではない。例えば、金属コーティング３６の上部が主体金具６０の加締部６８まで達していても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１〜１ｄ…点火装置
５…ガスケット
９…端子側ねじ部
１０〜１０ｃ，１０ｆ，１０ｂａ…端子金具
１２…第１の端子
１３…拡径部
１４…第２の端子
１６…端子後端部
１８，１８ｂ，１８ｂａ…端子先端部
１８ｆ…弾性部
１８ｂｂ…コイル
１９…端子側ねじ部
２０〜２０ｂ…絶縁碍子
２１…碍子側ねじ部
２２…鍔部
２４…先端部
２５…段差部
２６…後端部
２８…軸孔
２９…後端面
３０，３０ｂ，３０ｃ…金属コーティング
３６…金属コーティング
４０…中心電極
４２…後端側中心電極
４４…先端側中心電極
４６…段差部
５０…接地電極
５２…基部
５４…先端部
６０…主体金具
６１…工具係合部
６２…取付ねじ部
６５…段差部
６６…シール部
６７…先端面
６８…加締部
６９…先端面
８０…タルク
９０…導電性ガラスシール層
９２…金属棒
１００〜１００ｅ，１００ｂａ…点火プラグ
２００…電源
２２０…配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁碍子と、
前記軸孔内の先端側に配置された中心電極と、
前記軸孔内のうち前記中心電極よりも後端側に配置されると共に前記中心電極と電気的に導通し、外部から高周波電力が供給される端子金具と、
前記絶縁碍子の周囲を囲むように配置された主体金具と、
前記主体金具に電気的に接続され、前記高周波電力が前記端子金具に供給されることで前記中心電極との間でプラズマを発生させる接地電極と、を備える点火プラグにおいて、
前記軸孔の内面の少なくとも一部は、金属コーティングが形成されており、
前記中心電極が前記金属コーティングと電気的に接触し、前記端子金具が前記中心電極よりも後端側の位置で前記金属コーティングと接触することで、前記端子金具と前記中心電極とは電気的に導通している、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において、
前記金属コーティングは、少なくとも前記軸孔の内面であって、前記軸線方向について前記中心電極が配置された位置から前記絶縁碍子の後端に向かって延び、
前記端子金具は、前記軸線方向について前記金属コーティングの後端から先端側２０ｍｍ以内の範囲の位置で前記金属コーティングと電気的に接触している、ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の点火プラグにおいて、
前記金属コーティングは、少なくとも前記絶縁碍子の後端面から前記軸孔の内面のうち前記中心電極が配置された位置に亘って形成され、
前記端子金具は、前記絶縁碍子の後端面において前記金属コーティングと電気的に接触している、ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の点火プラグにおいて、
前記絶縁碍子は、前記軸孔の内面のうち前記中心電極が配置された位置よりも後端側の位置に前記端子金具を取り付けるために形成された、めねじとしての碍子側ねじ部を有し、
前記端子金具は、前記軸孔内に配置され前記碍子側ねじ部に螺合される、おねじとしての端子側ねじ部を有し、
前記金属コーティングは、少なくとも前記軸孔の内面のうち前記碍子側ねじ部から前記中心電極が配置された位置に亘って形成され、
前記碍子側ねじ部と前記端子側ねじ部が螺合することで、前記端子金具は前記金属コーティングと電気的に接触する、ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の点火プラグにおいて、
前記金属コーティングは、前記端子金具よりも導電率が高い、ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の点火プラグにおいて、
前記金属コーティングは、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ａｕ，Ｗ，Ｃｏ，Ｂｅ，Ｉｒ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｍｏから選ばれる１種の金属、又は、１種以上の金属を主成分とする合金により形成された層である、ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の点火プラグにおいて、さらに、
前記端子金具と前記中心電極との間の前記軸孔内の位置で、前記軸孔内に隙間なく設けられた導電性ガラスシール層を有し、
前記端子金具の先端側と前記中心電極の後端側とが前記導電性ガラスシールに接触している、ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の点火プラグと、
前記点火プラグの前記端子金具に高周波電力を供給するための高周波電源と、を備えることを特徴とする点火装置。
【請求項１】
軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁碍子と、
前記軸孔内の先端側に配置された中心電極と、
前記軸孔内のうち前記中心電極よりも後端側に配置されると共に前記中心電極と電気的に導通し、外部から高周波電力が供給される端子金具と、
前記絶縁碍子の周囲を囲むように配置された主体金具と、
前記主体金具に電気的に接続され、前記高周波電力が前記端子金具に供給されることで前記中心電極との間でプラズマを発生させる接地電極と、を備える点火プラグにおいて、
前記軸孔の内面の少なくとも一部は、金属コーティングが形成されており、
前記中心電極が前記金属コーティングと電気的に接触し、前記端子金具が前記中心電極よりも後端側の位置で前記金属コーティングと接触することで、前記端子金具と前記中心電極とは電気的に導通している、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において、
前記金属コーティングは、少なくとも前記軸孔の内面であって、前記軸線方向について前記中心電極が配置された位置から前記絶縁碍子の後端に向かって延び、
前記端子金具は、前記軸線方向について前記金属コーティングの後端から先端側２０ｍｍ以内の範囲の位置で前記金属コーティングと電気的に接触している、ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の点火プラグにおいて、
前記金属コーティングは、少なくとも前記絶縁碍子の後端面から前記軸孔の内面のうち前記中心電極が配置された位置に亘って形成され、
前記端子金具は、前記絶縁碍子の後端面において前記金属コーティングと電気的に接触している、ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の点火プラグにおいて、
前記絶縁碍子は、前記軸孔の内面のうち前記中心電極が配置された位置よりも後端側の位置に前記端子金具を取り付けるために形成された、めねじとしての碍子側ねじ部を有し、
前記端子金具は、前記軸孔内に配置され前記碍子側ねじ部に螺合される、おねじとしての端子側ねじ部を有し、
前記金属コーティングは、少なくとも前記軸孔の内面のうち前記碍子側ねじ部から前記中心電極が配置された位置に亘って形成され、
前記碍子側ねじ部と前記端子側ねじ部が螺合することで、前記端子金具は前記金属コーティングと電気的に接触する、ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の点火プラグにおいて、
前記金属コーティングは、前記端子金具よりも導電率が高い、ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の点火プラグにおいて、
前記金属コーティングは、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ａｕ，Ｗ，Ｃｏ，Ｂｅ，Ｉｒ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｍｏから選ばれる１種の金属、又は、１種以上の金属を主成分とする合金により形成された層である、ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の点火プラグにおいて、さらに、
前記端子金具と前記中心電極との間の前記軸孔内の位置で、前記軸孔内に隙間なく設けられた導電性ガラスシール層を有し、
前記端子金具の先端側と前記中心電極の後端側とが前記導電性ガラスシールに接触している、ことを特徴とする点火プラグ。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の点火プラグと、
前記点火プラグの前記端子金具に高周波電力を供給するための高周波電源と、を備えることを特徴とする点火装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−５１１９６（Ｐ２０１３−５１１９６Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１２４１８７（Ｐ２０１２−１２４１８７）
【出願日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
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