JP2009176558A - プラズマ式点火装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 長時間の使用に伴う放電電圧の上昇を抑制し、より安定した点火を実現する極めて耐久性に優れたプラズマ式点火装置を提供する。
【解決手段】 内燃機関４０に装着された点火プラグ１０と放電用電源２０とプラズマ発生用電源３０とを具備し、高温高圧のプラズマ状態の気体によって、機関の点火を行うプラズマ式点火装置１において、点火プラグ１０は、略長軸状の中心電極１１０と、中心電極１１０の側面と底面１１１とを覆う略有底筒状の絶縁体１２０と、絶縁体１２０の側面と底部１２１とを覆う略有底筒状の接地電極１３０とを含み、放電空間１４０として、絶縁体１２０の底部１２１と接地電極１３０の底部とを貫通する縦穴を複数穿設して、中心電極底面１１１の一部と各縦穴の接地電極開口部１３１の内周壁とを該縦穴に対向せしめて一対の放電空間１４０となす。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の点火に用いられるプラズマ式点火装置の耐久性向上に関するものである。

自動車エンジン等の内燃機関において、図１３に示すようなプラズマ式点火装置１ｚが知られている。この装置は、長軸状の中心電極１１０ｚと、中心電極１１０ｚの周囲を覆いつつ、中心電極１１０ｚの先端よりも下方に伸びる筒状の絶縁体１２０と、絶縁体１２０ｚの外周を覆う筒状の接地電極１３０ｚとによって放電空間１４０ｚを絶縁体１２０内部に区画したプラズマ式点火プラグ１０ｚと、高電圧を印加する放電用電源２０ｚと大電流を供給するプラズマ発生用電源３０ｚとによって構成されている。

図１２（ａ）に示すように、中心電極１１０ｚと接地電極１３１ｚとの間に放電用電源２０ｚから高電圧を印加して、放電空間１４０ｚ内の絶縁を破壊するブレークダウン放電ＢＤＷが行われた瞬間に、プラズマエネルギ供給用電源３０ｚから大電流を供給して、放電空間１４０ｚ内に放出された高エネルギの電子５１によって、放電空間１０ｚ内の気体が励起され陽イオン５０となり、高温高圧のプラズマ状態にして、放電空間１４０ｚの先端から噴射することができる。

プラズマ式点火装置１ｚは、容積的に大きな範囲の高温域ＰＺが発生する上に、指向性に富んだ火炎核が着火源となって圧縮混合気の着火爆発が励起されるので、成層リーンバーン、均質リーンバーン、過給気混合燃焼等の難着火性機関の点火装置としての応用が期待されている。

このようなプラズマ式点火装置として、特許文献１には、中心電極の汚染を防止すべく、中心電極と中心に該中心電極を保持し縦に伸びる挿入孔を設けた絶縁体と該絶縁体を覆い下端に挿入孔と連通する開口を設けた接地電極とによって構成し、上記挿入孔内に放電ギャップを形成した表面ギャップ型点火プラグが開示されている。

ところが、従来のプラズマ式点火装置１ｚにおいては、図１３に示すように、第１の整流素子２６ｚ及び第２の整流素子３４ｚによって、放電用電源２０ｚ及びプラズマ発生用電源３０ｚから供給される電流は、中心電極１１０ｚが陰極となるように整流されている。したがって、図１２（ｂ）に示すように、中心電極１１０ｚの表面において質量の大きな陽イオン５０の衝突により分解される陰極スパッタリングが発生しやすい。この陰極スパッタリングによって中心電極１１０ｚの表面は激しく浸食される。特に中心電極１１０ｚの先端外周縁と絶縁体１２０ｚとの境界において、消耗部位が基端側に向かって徐々に拡大される。陰極スパタリングによる侵食に伴い中心電極１１０ｚと接地電極１３０ｚとの距離、即ち放電距離が次第に長くなり、放電距離に比例してブレークダウンに必要な要求電圧が次第に上昇し、やがて要求電圧が放電用電源２０ｚの発生電圧以上となると放電できなくなり内燃機関の失火に至る虞がある（図４比較例１参照）。

そこで、本発明者等は、先に特許願２００６−３４０７６１において、図１１に示すような、放電用電圧電源２０ｘとプラズマ発生用電源３０ｘとをプラズマ式点火プラグ１０ｚの中心電極１１０ｚを陽極とし接地電極１３０ｚを陰極として接続したプラズマ式点火装置１ｘを提案した。

図１０（ａ）に示すように、プラズマ式点火装置１ｘでは、中心電極１１０ｘが陽極であるため、放電による電子の流れは接地電極１３０ｘから中心電極１１０ｘへ向かい、質量の小さい電子のみが中心電極１１０ｘに衝突し、プラズマ状態の気体中、質量の大きい窒素イオン等の陽イオンは陽極である中心電極１１０ｘと反発するため、中心電極１１０ｘの表面が陰極スパッタリングにより浸食され難くなる。一方、接地電極１３０は陰極となっているので、質量の大きい陽イオンによって、その表面が浸食され得る。しかし、放電空間１４０ｘに接する接地電極１３０ｘの表面は、プラズマ状態の気体の噴射方向に対して略直交するように配設されている。このため、プラズマ状態の気体が噴射する際に、陽イオンは接地電極１３０ｘの開口部１３１ｘ表面に斜めに衝突することになり、陽イオンの衝突する力が弱まる。よって、陰極スパッタリングによる浸食の度合いは、従来の中心電極１１０ｚを陰極としたプラズマ式点火装置１ｚを用いた場合に比べ低くなり、耐久性の改善が見られた。
米国特許第３５８１１４１号明細書

しかし、プラズマ式点火装置１ｘの構造においても、接地電極１３０ｘの陰極スパッタリングによる侵食は不可避であり、接地電極１３０ｘと絶縁体１２０ｘとの界面近くが徐々に侵食され、次第に放電距離が長くなるので要求電圧が徐々に上昇する。
このとき、放電経路は絶縁体１２０ｘの表面に沿うように形成され、陰極スパッタリングによる接地電極１３０ｘの浸食方向は、図１０（ｂ）に示すように、絶縁体１２０ｘと接地電極１３０ｘとの境界部において、接地電極１３０ｘの径方向に対して外側に向かって進行する。消耗部位の拡大によって要求電圧が上昇し、放電が不安定になり、やがて失火に至る虞がある（図４比較例２参照）。

そこで、本願発明は、かかる実情に鑑み、長時間の使用に伴う要求電圧の上昇を抑制し、より耐久性に優れたプラズマ式点火装置を提供することを目的とするものである。

請求項１の発明では、内燃機関に装着される点火プラグと、該点火プラグに高電圧を印加する放電用電源と、大電流を供給するプラズマ発生用電源とを具備し、高電圧の印加と大電流の供給とによって上記点火プラグに形成された放電空間内の気体を高温高圧のプラズマ状態にして上記内燃機関内に噴射して点火を行うプラズマ式点火装置において、上記点火プラグは、略長軸状の中心電極と、該中心電極の側面と底面とを覆う略有底筒状の絶縁体と、該絶縁体の側面と底部とを覆う略有底筒状の接地電極とを含み、上記放電空間として、上記絶縁体の底部と上記接地電極の底部とを貫通する縦穴を複数穿設して、上記中心電極底面の一部と各縦穴の接地電極開口部の内周壁とを該縦穴に対向せしめて一対の放電空間となす。

請求項１の発明によれば、複数の放電空間のうち、最も電極消耗が少なく、要求電圧が低い部位にてブレークダウン放電が開始され、次いで起きる大電流の供給により、その放電空間内の気体がプラズマ状態となって噴射される。このとき、陰極側の電極がスパッタリングにより不可避的に消耗するが、電極消耗部位が複数箇所に分散するので、各々の電極の消耗量が少なくなり、放電空間を形成する上記縦穴の数に比例して上記点火プラグの寿命を長くできる。したがって、点火装置としての信頼性に優れたプラズマ式点火装置が実現できる。

請求項２の発明では、上記放電空間は、等間隔に配設する。

請求項２の発明によれば、各々の放電空間で放電の起こる確率が均等になり電極消耗の集中を防ぐことが可能となる。したがって、点火装置としての信頼性が更に向上したプラズマ式点火装置が実現できる。

請求項３の発明では、上記放電空間は、少なくとも上記中心電極の軸心と同心の仮想円上に配設する。

請求項３の発明によれば、限られた径の中心電極に対して最も多く上記放電空間を形成することができる。したがって、それぞれの放電空間における電極の耐久性を更に向上することが可能となり、点火装置としての信頼性が更に優れたプラズマ式点火装置が実現できる。加えて、複数の放電空間を最も効率的に配設することが可能となり、点火プラグの体格を小さくすることもできる。

請求項４の発明では、上記放電空間は、上記中心電極の軸心に対して、外径方向に傾斜する角度を設けて形成する。

請求項４の発明によれば、接地電極開口部間の間隔が広くなるので、接地電極の消耗に対しての耐久時間をより長くできる。したがって、点火装置としての信頼性が更に優れたプラズマ式点火装置が実現できる。加えて、上記放電空間を形成する上記縦穴の数を増やすことも可能となり、更なる耐久性の向上を図ることができる。

請求項５の発明では上記放電空間は、基端側で上記中心電極の下端外周縁の一部が上記放電空間に露出する位置に配設する。

請求項５の発明によれば、上記中心電極の下端外周縁の角部は、電界集中によって、放電をし易くなっているので、要求電圧を下げることができる。要求電圧の低下に伴い、電源電圧に余裕が生まれる。したがって、電極消耗の進行に伴う要求電圧の上昇に対して、放電可能な期間が長くなり、上記点火プラグの寿命を延ばすことができる。したがって、点火装置としての信頼性に優れたプラズマ式点火装置が実現できる

請求項６の発明では、上記中心電極は、上記中心電極底部の一部を上記放電空間内に突き出せしめた中心電極突部を具備する。

請求項６の発明によれば、上記中心電極突部に電界集中が起こり、更に要求電圧を下げることが可能となる。要求電圧の低下に伴い、電源電圧に余裕が生まれる。したがって、電極消耗の進行に伴う要求電圧の上昇に対して、放電可能な期間が長くなり、上記点火プラグの寿命を延ばすことができる。したがって、点火装置としての信頼性に優れたプラズマ式点火装置が実現できる

請求項７の発明では、上記中心電極先端側下面と上記絶縁体底部の基端側上面との間に間隙を設けて、複数の上記放電空間がつながる共通空間部を形成する。

請求項７の発明によれば、放電空間を複数設けたことにより、点火プラグの耐久性が向上する効果に加えて、上記共通空間内に活性化された気体が残存し、放電を誘発し易くなっているので、更に要求電圧の低減を図ることができる。したがって、電極消耗の進行に伴う要求電圧の上昇に対して、放電可能な期間が長くなり、上記点火プラグの寿命を延ばすことができる。また、中心電極先端の放電部が耐熱性不足より変形、あるいは消耗した場合でも共通空間にある中心電極の先端部は体積が大きくとれるため、長期にわたり放電を継続できる。よって、点火装置としての信頼性に優れたプラズマ式点火装置が実現できる。加えて、上記共通空間によって、中心電極の組付誤差を吸収することもできる。

請求項８の発明では、上記放電用電源は低圧の一次電圧を高圧の二次電圧に昇圧する昇圧回路と第１の整流素子とを含み、上記プラズマ発生用電源は、充放電により大電流を供給するプラズマ発生用コンデンサと第２の整流素子とを含み、上記第１の整流素子と上記第２の整流素子とは、上記点火プラグの中心電極が陽極となるように整流する。

請求項８の発明によれば、中心電極が陽極となっているので、質量の重い陽イオンの衝突が電気的反発により避けられるので、中心電極のスパッタリングによる消耗が抑制される。また、進展性に優れた正コロナが中心電極下端表面に発生するので、要求電圧を低くすることができる。接地電極側は陰極となり、質量の重い陽イオンの衝突によりスパッタリングを引起し消耗されるが、複数の接地電極開口部に渡って電極消耗部位が分散されるので、上記点火プラグの寿命を延ばすことができる。したがって、プラズマ式点火装置としての耐久性が更に向上する。

以下に、本発明の第１実施形態について、図１を参照して説明する。図１（ａ）は、本実施形態におけるプラズマ式点火装置１の全体構成を示す断面図、（ｂ）は下面図である。プラズマ式点火装置１は、プラズマ式点火プラグ１０と高電圧電源として放電用電源２０とプラズマ発生用電源３０とで構成されている。
プラズマ式点火プラグ１０は、軸状の中心電極１１０と、中心電極１１０を覆い絶縁保持する有低筒状の絶縁体１２０と絶縁体１２０を覆う有底筒状の接地電極１３０とによって構成され、本発明の要部である放電空間１４０が、絶縁体１２０の底部１２１に中心電極１１０の軸心と同心の仮想円φＤ上に等間隔で複数穿設されている。

中心電極１１０は、高融点の導電性材料によって形成され、先端側には、複数の放電空間１４０に露出する中心電極放電部１１１が形成され、基端側には放電用電源２０とプラズマ発生用電源３０とに接続される中心電極端子部１１２が形成されている。

絶縁体１２０は、耐熱性、機械的強度、高温における絶縁耐力、熱伝導率などに優れた高純度のアルミナ等によって形成されている。中心電極１１０の先端を覆う絶縁体底部１２１には、本発明の要部である放電空間１４０を構成する縦穴が、中心電極１１０の下端部外周縁の一部が放電空間１４０に露出するように、中心電極１１０の軸心と同心の仮想円φＤ上に等間隔で複数の縦穴が等間隔に穿設されている。本実施形態においては、放電空間１４０が等間隔に３個穿設されている。

絶縁体１２０の中腹には、径大に拡径された絶縁体係止部１２２が形成され、後述するハウジング部１３との気密性を保持する図略のシール部材を介してハウジング部１３の内側に係止されている。絶縁体１２０の基端側は、中心電極端子部１１２とハウジング部１３表面とを絶縁し、高電圧のリークを防止するコルゲート状の絶縁体頭部１２３が形成されている。

接地電極１３０は、導電性金属材料からなり、絶縁体１２０の底部を覆うように平板状に形成されている。接地電極１３０には、本発明の要部である放電空間１４０に連通する複数の接地電極開口部１３１が穿設されている。本実施例においては、３個の接地電極開口部１３１が、中心電極の軸心と同心の仮想円φＤ上に等間隔に設けられている。接地電極１３０の外周部は、絶縁体１２０の外周を覆うように基端側に向かって筒状に伸び、中心電極１１０と絶縁体１２０を介して対向する背後電極部１３２が延設されている。更に、背後電極１３２の基端側は、絶縁体１２０を保持しつつ、図略の内燃機関内に接地電極１３０が露出するように内燃機関のエンジンブロック４０に固定するとともに接地電極１３０とエンジンブロック４０とを電気的に接地状態とするためのハウジング部１３が形成されている。背後電極部１３２の外周には、エンジンブロック４０に螺結するためのネジ部１３３が形成され、ハウジング部１３の基端側外周部にはネジ部１３３を締め付けるための六角部１３４が形成され、更に絶縁体１２０をハウジング部１３内に加締め固定すべく加締め部１３５が形成されている。

図２に、本実施形態に用いられる放電用電源２０及びプラズマ発生用電源３０の等価回路を示す。放電用電源２０は、第１の電源２１、イグニッションキー２２、点火コイル２３、点火コイル駆動回路２４、電子制御装置２５、第１の整流素子２６、電波雑音吸収用抵抗体２７によって構成されている。放電用電源２０は、第１の整流素子２６によって、中心電極１１０が陽極となるように整流されている。プラズマ発生用電源３０は、第２の電源３１、抵抗体３２、プラズマ発生用コンデンサ３３、第２の整流素子３４、雑音電波低減用コンデンサ３５によって構成されている。プラズマ発生用電源３０は、第２の整流素子３４によって、中心電極１１０が陽極となるように整流されている。

イグニッションスイッチ２２が投入され、ＥＣＵ２５からの点火信号により、第１の電源２１から低電圧で負の一次電圧が点火コイル２３の一次コイル２３１に印加され、点火コイル駆動回路２４のスイッチングによって一次電圧が遮断されると、点火コイル２３内の磁界が変化し、自己誘導作用により点火コイル２３の二次コイル２３２に１０〜３０ｋＶの正の二次電圧が誘起される。一方、第２の電源３１によりプラズマ発生用コンデンサ３３が充電されている（例えば、４５０Ｖ、１２０Ａ）。点火コイル２３から印加された二次電圧が中心電極１１０と接地電極１３０との間の放電距離に比例する放電電圧を超えると両電極間にブレークダウン放電ＢＤＷが開始され、放電空間１４０内の気体が小領域でプラズマ状態となる。
このプラズマ状態の気体は、導電性を有し、プラズマ発生用コンデンサ３３の両極間に蓄えられた電荷の放電を引起し、放電空間１４０内の気体の更なるプラズマ状態化を誘発、領域を拡大する。このプラズマ状態の気体は、高温・高圧となり、内燃機関の燃焼室内へ噴射され、機関の点火を行うことができる。

このとき、図３（ａ）に示すように、複数の放電空間１４０の内、最も要求電圧が低い放電空間１４０、即ち、最も電極消耗の低い放電空間内でブレークダウン放電ＢＤＷが起こり、高温高圧のプラズマ状態となった気体ＰＺが噴射される。図３（ｂ）に示すように、点火の度ごとに、放電部位が複数の放電空間１４０に渡って変化するので、電極の消耗部位が分散され、放電空間１４０の数に比例して耐久性が向上する。
また、プラズマ状態となった気体ＰＺの噴射位置が、複数の放電空間１４０間で任意に変化するが、放電空間１４０は、中心電極１１０の軸心と同心の仮想円φＤ上に形成され限られた範囲内に配設されているので、機関の燃焼に与える影響は小さい。
更に、本実施形態においては、中心電極１１０の下端外周縁が放電部位１１１として放電空間１４０に露出しており、角部は電界集中によって放電し易くなっているので、中心電極１１０の下端外周縁の角部が放電の起点となっている。

図４に本発明の第１の実施形態における効果を比較例とともに示す。図１３に示す中心電極１１０ｚを陰極としたプラズマ式点火装置１ｚを用いた場合の要求電圧の経時変化を比較例１とし、図１１に示す中心電極１１０ｘを陽極としたプラズマ式点火装置１ｘを用いた場合の要求電圧の経時変化を比較例２とし、本発明の第１の実施形態におけるプラズマ式点火装置１を用いた場合の要求電圧の経時変化を実施例１として示す。本実施形態においては、本図に示すように、比較例１よりも遥かに長い耐久性を有し、比較例２に比べ略３倍の耐久性向上を図ることができる。

図５を参照して本発明の第２の実施形態におけるプラズマ式点火装置１ａについて説明する。本実施形態においては、基本構造は、上記第１の実施形態におけるプラズマ式点火装置１と同様であり、同一の部分については、同じ符号を付したので説明を省略し、本実施形態における特徴的な部分についてのみ説明する（以下、他の実施形態においても同様である）。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態においては、放電空間１４０ａが中心電極１１０ａの軸心に対して所定の角度θだけ傾斜して形成されている。
このため、接地電極開口部１３１ａの間隔を、第１の実施形態に比べて長くすることができ、耐久性の更なる向上が期待できる。なお、本実施形態においては、プラズマ状態となった気体の噴射角度が、放電空間１４０ａによって変化するため、成層燃焼には不向きであると考えられるが、均質混合燃焼の場合には、点火に与える影響は小さく、耐久性向上のメリットが有効となる。

図６を参照して本発明の第３の実施形態におけるプラズマ式点火装置１ｂについて説明する。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態においては、放電空間１４０ｂは、中心電極１１０ｂ先端の中心電極放電部位１１１ｂの外周縁の側面がわずかに放電空間１４０ｂに露出するように、仮想円φＤｂは、上記第１、第２の実施形態よりも径大に設定されている。このため、中心電極放電部位１１１ｂの放電空間１４０ｄに露出する部分の面積が小さくなるので、更に、中心電極１１０ｂの下端外周縁での電界集中がより起こりやすくなり、要求電圧の更なる低電圧化が可能となる。したがって、要求電圧が供給可能電圧を超える時期を延ばすことができ、プラズマ式点火装置１ｂの更なる耐久性の向上を図ることができる。

図７を参照して本発明の第４の実施形態におけるプラズマ式点火装置１ｃについて説明する。本実施形態においては、本図（ａ）に示すように、中心電極１１０ｃの先端の一部を延設した放電部位１１１ｃが、放電空間１４０ｃ内に突出している。このような形状とすることによって、中心電極１１０ｃの放電部位１１１ｃにおける更なる電界集中を引起し、要求電圧を更に低くできる。したがって、要求電圧が供給可能電圧を超える時期を延ばすことができ、プラズマ式点火装置１ｃの更なる耐久性の向上を図ることができる。

図８を参照して本発明の第５の実施形態におけるプラズマ式点火装置１ｄについて説明する。本実施形態においては、中心電極１１０ｄを上記実施形態よりも径大に設定し、放電空間１４０ｄの数を増やしている。また、中心部に孔を追加することもできる。更に、本実施形態においては互いに隣り合う放電空間１４０ｄが等距離に配設されている。このような構成とすれば、それぞれの放電空間に対向する接地電極１３１ｄが均等に消耗するので、局所的な電極消耗の集中による電極消耗の加速化が抑制され、放電空間１４０ｄの数に比例して、プラズマ式点火装置１ｄの耐久性は向上する。

図９を参照して本発明の第６の実施形態におけるプラズマ式点火装置１ｅについて説明する。本実施形態においては、本図（ａ）に示すように、中心電極１１０ｅの先端側表面と絶縁体底部１２１ｅの基端側表面との間に複数の放電空間１４０ｅがつながる共通空間部１４１ｅが形成されている。複数の放電空間１４０ｅを形成することによって、点火プラグ１０ｅの耐久性が向上する効果に加えて、共通空間１４１内に活性化された気体が残存し、放電を誘発し易くなっているので、更に要求電圧の低減を図ることができる。したがって、要求電圧が供給可能電圧を超える時期を延ばすことができ、プラズマ式点火装置１ｅの更なる耐久性の向上を図ることができる。なお、本実施形態の構造では、中心電極の先端面の全面を放電面として使用できるため、中心電極先端の一部が熱により変形したり消耗したりした場合でも、他の部位にて継続して放電が続けられ、長期に渡り動作可能となる。

本発明は上記実施形態に限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、一つの点火プラグで構成されるプラズマ式点火装置について説明したが、本発明が多数の点火プラグを含む多気筒エンジンにも適用し得るものである。
また、上記実施形態においては、高電圧電源を放電用電源２０とプラズマ発生用電源３０との２電源により構成した場合について説明したが、１の電源からＤｃ−Ｄｃコンバータ等を介して異なる電圧に調整して放電用電源とプラズマ発生用電源として引加しても良い。
更に、上記実施形態においては、放電用電源の昇圧回路として、通常の点火コイルを用いた場合を例に説明したが、コンデンサ放電型点火（ＣＤＩ）コイル、圧電トランス等を用いても良い。

（ａ）は、本発明の第１の実施形態におけるプラズマ式点火装置の全体構成を示す断面図、（ｂ）はその下面図。 本発明の第１の実施形態におけるプラズマ式点火装置の等価回路図。 本発明の効果を示し、（ａ）はプラズマ発生状態を示す要部断面図、（ｂ）は、消耗部位を示す要部断面図。 本発明の効果を比較例とともに示す特性図。 （ａ）は、本発明の第２の実施形態におけるプラズマ式点火装置の要部断面図、（ｂ）は、その下面図。 （ａ）は、本発明の第３の実施形態におけるプラズマ式点火装置の要部断面図、（ｂ）は、その下面図。 （ａ）は、本発明の第４の実施形態におけるプラズマ式点火装置の要部断面図、（ｂ）は、その下面図。 （ａ）は、本発明の第５の実施形態におけるプラズマ式点火装置の要部断面図、（ｂ）は、その下面図。 （ａ）は、本発明の第６の実施形態におけるプラズマ式点火装置の要部断面図、（ｂ）は、その下面図。 従来のプラズマ式点火装置において正電圧印加を行った場合を示し、（ａ）は、プラズマ発生時の状態を示す要部断面模式図、（ｂ）は、耐久後の消耗部位を示す要部断面模式図。 従来のプラズマ式点火装置において、正電圧印加によって耐久性向上を図ったプラズマ式点火装置の全体構成を示す断面図。 従来のプラズマ式点火装置において負電圧印加を行った場合を示し、（ａ）は、プラズマ発生時の状態を示す要部断面模式図、（ｂ）は、耐久後の消耗部位を示す要部断面模式図。 従来のプラズマ式点火装置の全体構成を示す断面図。

符号の説明

１ プラズマ式点火装置
１０ 点火プラグ
１１０ 中心電極
１１１ 中心電極放電部位（底部）
１２０ 絶縁体
１２１ 絶縁体底部
１３０ 接地電極
１３１ 接地電極開口部
１４０ 放電空間（縦穴）
２０ 放電用電源
３０ プラズマ発生用電源３０
４０ 内燃機関

Claims (8)

1. 内燃機関に装着される点火プラグと、該点火プラグに高電圧を印加する放電用電源と、大電流を供給するプラズマ発生用電源とを具備し、高電圧の印加と大電流の供給とによって上記点火プラグに形成された放電空間内の気体を高温高圧のプラズマ状態にして上記内燃機関内に噴射して点火を行うプラズマ式点火装置において、
   上記点火プラグは、略長軸状の中心電極と、該中心電極の側面と底面とを覆う略有底筒状の絶縁体と、該絶縁体の側面と底部とを覆う略有底筒状の接地電極とを含み、
   上記放電空間として、上記絶縁体の底部と上記接地電極の底部とを貫通する縦穴を複数穿設して、
   上記中心電極底面の一部と各縦穴の接地電極開口部の内周壁とを該縦穴に対向せしめて一対の放電空間となしたことを特徴とするプラズマ式点火装置。
2. 上記放電空間は、互いに等間隔で配設したことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ式点火装置。
3. 上記放電空間は、少なくとも上記中心電極の軸心と同心の仮想円上に配設したことを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ式点火装置。
4. 上記放電空間は、上記中心電極の軸心に対して、外径方向に傾斜する角度を設けて形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ式点火装置。
5. 上記放電空間は、基端側で上記中心電極の下端外周縁の一部が上記放電空間に露出する位置に配設したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のプラズマ式点火装置。
6. 上記中心電極は、上記中心電極底部の一部を上記放電空間内に突き出せしめた中心電極突部を具備することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のプラズマ式点火装置。
7. 上記中心電極先端側下面と上記絶縁体底部の基端側上面との間に間隙を設けて、複数の上記放電空間がつながる共通空間部を形成したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のプラズマ式点火装置。
8. 上記放電用電源は低圧の一次電圧を高圧の二次電圧に昇圧する昇圧回路と第１の整流素子とを含み、上記プラズマ発生用電源は、充放電により大電流を供給するプラズマ発生用コンデンサと第２の整流素子とを含み、上記第１の整流素子と上記第２の整流素子とは、上記点火プラグの中心電極が陽極となるように整流することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のプラズマ式点火装置。

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