JP6419109B2

JP6419109B2 - プラズマジェットプラグ

Info

Publication number: JP6419109B2
Application number: JP2016114050A
Authority: JP
Inventors: 大輔笠原; 山田　裕一; 裕一山田; 直志向山
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2018-11-07
Anticipated expiration: 2036-06-08
Also published as: US9979162B2; US20170358905A1; JP2017220363A

Description

本明細書は、内燃機関等において燃料ガスに点火するためのプラズマジェットプラグに関する。

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の１つとして、プラズマジェットプラグが知られている（例えば、特許文献１）。プラズマジェットプラグでは、セラミックス等の絶縁体で囲まれた放電空間（キャビティとも呼ぶ）の内部に、中心電極と接地電極との間の火花ギャップが配置される。火花ギャップに火花を発生（放電）させると、キャビティ内の気体が励起されることによって、キャビティ内にプラズマが生成される。そして、キャビティ内で生成されたプラズマが、キャビティの外部に噴出することによって、燃料ガスへの点火が行われる。プラズマジェットプラグは、火花放電によって直接に燃料ガスに点火するスパークプラグと比較して、燃焼の広がりが速く、空燃比の高い希薄混合気に対しても確実に点火することができる利点がある。

特開２００８−４５４４９号公報

しかしながら、プラズマジェットプラグでは、着火性能と、耐久性能と、を両立することが困難であるという課題があった。例えば、キャビティが比較的大きい場合には、キャビティ内に生成されるプラズマが外部に噴出される量が低下しやすいために、着火性能が低下しやすい。また、キャビティが比較的小さい場合には、キャビティを形成する絶縁体に沿って火花が発生する沿面放電によって絶縁体が損傷を受けやすいために、耐久性能が低下しやすい。

本明細書は、プラズマジェットプラグの着火性能と耐久性能とを両立する技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、上述の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、以下の適用例または形態として実現することが可能である。
［形態１］
軸線の方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線の方向に延び、先端側に前記中心電極が配置された軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周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、前記絶縁体の先端側に配置されたオリフィス電極と、
前記絶縁体の外面と接触するとともに、前記主体金具の内面と接触するパッキンと、
を備えるプラズマジェットプラグであって、
前記絶縁体は、
大径部と、前記大径部よりも小さな外径を有し前記大径部より先端側に配置された小径部と、を備え、前記軸孔を有する第１部材と、
前記軸線の方向に延び、後端側に前記小径部が内挿された貫通孔を有し、外面が前記パッキンと接触する第２部材と、
前記小径部の外周面と前記貫通孔の内周面との間を含む前記第１部材と前記第２部材との隙間をシールする無機シール層と、
を備え、
前記小径部の外周面の一部を含む前記第１部材の先端部分と、前記第２部材の内周面の一部を含む前記第２部材の先端部分と、前記中心電極の表面と、前記オリフィス電極の内面と、によってキャビティが形成され、
前記キャビティの一部を形成する前記小径部の外周面と、前記キャビティの一部を形成する前記第２部材の内周面とは、前記中心電極の先端よりも後端側において、前記軸線と垂直な方向に対向し、
前記軸線を含む断面において、
前記第１部材と前記第２部材との隙間のうち、前記無機シール層によってシールされ、かつ、間隔が０．２ｍｍ以下である部分のシール長の合計は、３ｍｍ以上であることを特徴とする、プラズマジェットプラグ。
［形態２］
軸線の方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線の方向に延び、先端側に前記中心電極が配置された軸孔を有する筒状体の絶縁体と、
前記絶縁体の外周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、前記絶縁体の先端側に配置されたオリフィス電極と、
前記絶縁体の外面と接触するとともに、前記主体金具の内面と接触するパッキンと、
を備えるプラズマジェットプラグの製造方法であって、
前記絶縁体は、
大径部と、前記大径部よりも小さな外径を有し前記大径部より先端側に配置された小径部と、を備え、前記軸孔を有する第１部材と、
前記軸線の方向に延び、後端側に前記小径部が内挿された貫通孔を有し、外面が前記パッキンと接触する第２部材と、
を備え、
前記第１部材の先端部分と、前記第２部材の先端部分と、前記中心電極の表面と、前記オリフィス電極の内面と、によってキャビティが形成され、
前記小径部の外周面の一部を含む前記第１部材の先端部分と、前記第２部材の内周面の一部を含む前記第２部材の先端部分と、前記中心電極の表面と、前記オリフィス電極の内面と、によってキャビティが形成され、
前記キャビティの一部を形成する前記小径部の外周面と、前記キャビティの一部を形成する前記第２部材の内周面とは、前記中心電極の先端よりも後端側において、前記軸線と垂直な方向に対向し、
前記製造方法は、
（ａ）前記小径部の外周面を含む前記第１部材の表面と、前記貫通孔を形成する内周面を含む前記第２部材の表面と、の少なくとも一方に、無機材料の原料粉末を含む泥しょうを塗布する工程と、
（ｂ）前記第２部材の前記貫通孔に、前記第１部材の前記小径部を挿入して、前記絶縁体を形成する工程と、
（ｄ）前記絶縁体を摂氏１２５０度以上１３５０度以下に加熱することによって前記原料粉末を焼結して、前記小径部の外周面と前記貫通孔を形成する内周面との間を含む前記第１部材と前記第２部材との隙間をシールする無機シール層を形成する工程と、
を含み、
前記無機シール層は、前記軸線を含む断面において、前記第１部材と前記第２部材との隙間のうち、前記無機シール層によってシールされ、かつ、間隔が０．２ｍｍ以下である部分のシール長の合計が、３ｍｍ以上になるように形成されることを特徴とする、プラズマジェットプラグの製造方法。

［適用例１］軸線の方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線の方向に延び、先端側に前記中心電極が配置された軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周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、前記絶縁体の先端側に配置されたオリフィス電極と、
前記絶縁体の外面と接触するとともに、前記主体金具の内面と接触するパッキンと、
を備えるプラズマジェットプラグであって、
前記絶縁体は、
大径部と、前記大径部よりも小さな外径を有し前記大径部より先端側に配置された小径部と、を備え、前記軸孔を有する第１部材と、
前記軸線の方向に延び、後端側に前記小径部が内挿された貫通孔を有し、外面が前記パッキンと接触する第２部材と、
前記小径部の外周面と前記貫通孔の内周面との間を含む前記第１部材と前記第２部材との隙間をシールする無機シール層と、
を備え、
前記第１部材の先端部分と、前記第２部材の先端部分と、前記中心電極の表面と、前記オリフィス電極の内面と、によってキャビティが形成され、
前記軸線を含む断面において、
前記第１部材と前記第２部材との隙間のうち、前記無機シール層によってシールされ、かつ、間隔が０．２ｍｍ以下である部分のシール長の合計は、３ｍｍ以上であることを特徴とする、プラズマジェットプラグ。

上記構成によれば、第１部材の先端部分と、第２部材の先端部分と、中心電極の表面と、オリフィス電極の内面と、によってキャビティが形成される。この結果、キャビティを形成する絶縁体の表面の形状を複雑化することができる。このために、キャビティの容量を過度に大きくすることなく、絶縁体の表面に沿って火花が放電する経路（以下、沿面経路）を長くすることができる。この結果、プラズマの噴出量を低下させることなく、沿面放電の発生を抑制できるので、プラズマジェットプラグの耐久性能と着火性能とを両立することができる。さらに、第２部材は、パッキンを介して、主体金具と接触しているとともに、第１部材と第２部材との隙間は、無機シール層によってシールされる。そして、隙間のうち、前記無機シール層によってシールされ、かつ、間隔が０．２ｍｍ以下である部分のシール長の合計は、３ｍｍ以上である。この結果、第１部材と第２部材との隙間への高温の燃焼ガスの侵入を抑制できるとともに、第１部材の熱を、無機シール層と第２部材とパッキンとを経由して、主体金具に逃がすことができる。この結果、絶縁体の熱引き性能を向上することができるので、プレイグニッションの発生を抑制することができる。

［適用例２］適用例１に記載のプラズマジェットプラグであって、
前記パッキンの前記軸線の方向の位置は、前記主体金具の外周面にネジが形成されている前記軸線の方向の範囲内であることを特徴とする、プラズマジェットプラグ。

上記構成によれば、絶縁体の熱引き性能を、さらに、向上することができる。

［適用例３］適用例１または２に記載のプラズマジェットプラグであって、
前記無機シール層は、溶融温度が摂氏１２００度以上であり、かつ、軟化点が摂氏９００度以上であるガラスを含む、プラズマジェットプラグ。

上記構成によれば、第１部材と第２部材との緩みが発生することを抑制できる。

［適用例４］軸線の方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線の方向に延び、先端側に前記中心電極が配置された軸孔を有する筒状体の絶縁体と、
前記絶縁体の外周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、前記絶縁体の先端側に配置されたオリフィス電極と、
前記絶縁体の外面と接触するとともに、前記主体金具の内面と接触するパッキンと、
を備えるプラズマジェットプラグの製造方法であって、
前記絶縁体は、
大径部と、前記大径部よりも小さな外径を有し前記大径部より先端側に配置された小径部と、を備え、前記軸孔を有する第１部材と、
前記軸線の方向に延び、後端側に前記小径部が内挿された貫通孔を有し、外面が前記パッキンと接触する第２部材と、
を備え、
前記第１部材の先端部分と、前記第２部材の先端部分と、前記中心電極の表面と、前記オリフィス電極の内面と、によってキャビティが形成され、
前記製造方法は、
（ａ）前記小径部の外周面を含む前記第１部材の表面と、前記貫通孔を形成する内周面を含む前記第２部材の表面と、の少なくとも一方に、無機材料の原料粉末を含む泥しょうを塗布する工程と、
（ｂ）前記第２部材の前記貫通孔に、前記第１部材の前記小径部を挿入して、前記絶縁体を形成する工程と、
（ｄ）前記絶縁体を摂氏１２５０度以上１３５０度以下に加熱することによって前記原料粉末を焼結して、前記小径部の外周面と前記貫通孔を形成する内周面との間を含む前記第１部材と前記第２部材との隙間をシールする無機シール層を形成する工程と、
を含み、
前記無機シール層は、前記軸線を含む断面において、前記第１部材と前記第２部材との隙間のうち、前記無機シール層によってシールされ、かつ、間隔が０．２ｍｍ以下である部分のシール長の合計が、３ｍｍ以上になるように形成されることを特徴とする、プラズマジェットプラグの製造方法。

この製造方法によれば、第１部材と第２部材との隙間を適切にシールする無機シール層が形成された絶縁体を備えるプラズマジェットプラグを製造することができる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、プラズマジェットプラグやプラズマジェットプラグを用いた点火装置、そのプラズマジェットプラグを搭載する内燃機関、そのプラズマジェットプラグを用いた点火装置を搭載する内燃機関、プラズマジェットプラグ用の絶縁体の製造方法等の態様で実現することができる。

本実施形態のプラズマジェットプラグ１００の全体を示す図である。プラズマジェットプラグ１００の中心電極２０近傍の断面図である。図２の破線で囲んだ部分ＳＡの拡大図である。点火装置１２０の概略構成を示すブロック図である。プラズマジェットプラグ１００の製造工程を示すフローチャートである。変形例の無機シール層７０の一例を示す図である。

Ａ．実施形態：
Ａ−１．プラズマジェットプラグの全体構成：
以下、本発明の実施の態様を実施形態に基づいて説明する。図１は本実施形態のプラズマジェットプラグ１００の全体を示す図である。図１の軸線ＣＯより右側には、プラズマジェットプラグ１００の外観が図示され、軸線ＣＯの左側には、軸線ＣＯを含む面で切断した断面図が示されている。図２は、プラズマジェットプラグ１００の中心電極２０近傍の断面図である。軸線ＣＯと平行な方向（図１、図２の上下方向）を軸線方向とも呼ぶ。軸線ＣＯを中心とする円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、軸線ＣＯを中心とする円の周方向を、単に「周方向」とも呼ぶ。図１、図２における下方向を先端方向Ｄ１と呼び、上方向を後端方向Ｄ２とも呼ぶ。図１、図２における下側をプラズマジェットプラグ１００の先端側と呼び、図１、図２における上側をプラズマジェットプラグ１００の後端側と呼ぶ。

プラズマジェットプラグ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、キャップ部材６０と、を備える（図１）。

絶縁体１０は、軸線方向に沿って延び、絶縁体１０を貫通する軸孔１２Ａを有する略円筒形状を有する筒状体である。絶縁体１０は、第１部材１０Ａと、第２部材１０Ｂと、の２個の部材によって構成されている。第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとは、アルミナ等を焼成して形成されている。

第１部材１０Ａは、絶縁体１０の大部分を占める略円筒形状を有する部材であり、上述した軸孔１２Ａは、第１部材１０Ａに形成されている。第１部材１０Ａは、鍔部１９Ａと、後端側胴部１８Ａと、先端側胴部１７Ａと、脚長部１３Ａと、を備えている。後端側胴部１８Ａは、鍔部１９Ａより後端側に位置し、鍔部１９Ａの外径より小さな外径を有している。先端側胴部１７Ａは、鍔部１９Ａより先端側に位置し、後端側胴部１８Ａの外径より小さな外径を有している。脚長部１３Ａは、先端側胴部１７Ａより先端側に位置し、先端側胴部１７Ａの外径より小さな外径を有している。先端側胴部１７Ａの外径は、脚長部１３Ａの外径より大きいので、先端側胴部１７Ａを、第１部材１０Ａの「大径部」とも呼び、脚長部１３Ａを、第１部材１０Ａの「小径部」とも呼ぶ。

第２部材１０Ｂは、軸線方向に沿って延び、第２部材１０Ｂを貫通する貫通孔１２Ｂを有する略円筒形状を有する部材である。第２部材１０Ｂの軸線方向の長さは、第１部材１０Ａより短く、第１部材１０Ａの脚長部１３Ａより僅かに長い。第２部材１０Ｂの貫通孔１２Ｂの後端側には、第１部材１０Ａの脚長部１３Ａ（小径部）が挿入（内挿）されている。第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂの構成の詳細については、後述する。

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）にプラズマジェットプラグ１００を固定するための略円筒形状の部材（筒状体）である。主体金具５０は、軸線ＣＯに沿って貫通する挿通孔５９が形成されている。主体金具５０は、絶縁体１０の外周に配置されている。換言すれば、挿通孔５９内に、第２部材１０Ｂの全体と、第１部材１０Ａの後端側胴部１８Ａの先端側の一部と、鍔部１９Ａと、先端側胴部１７Ａと、脚長部１３Ａと、が配置されている。

主体金具５０は、スパーク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（図１）。例えば、取付ネジ部５２の呼び径は、Ｍ８（８ｍｍ（ミリメートル））、Ｍ１０、Ｍ１２、Ｍ１４、Ｍ１８のいずれかとされている。

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（図１）。ガスケット５は、プラズマジェットプラグ１００が内燃機関に取り付けられた際に、プラズマジェットプラグ１００と内燃機関（エンジンヘッド）との隙間を封止する。

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（図１）。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、第１部材１０Ａの後端側胴部１８Ａの外周面との間に形成される環状の領域には、環状の線パッキン６、７が配置されている。当該領域における２つの線パッキン６、７の間には、タルク（滑石）９の粉末が充填されている。また、主体金具５０の挿通孔５９は、取付ネジ部５２の先端近傍で後端側から先端側に向かって縮径しており、これによって内周面に段状の係止部５６が形成されている（図２）。

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（第１部材１０Ａ）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（第１部材１０Ａ）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、線パッキン６、７およびタルク９を介し、絶縁体１０（第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂ）が主体金具５０内で先端側に向け押圧される。この結果、金属製の環状の板パッキン８（図２）を介して、主体金具５０の内周面の係止部５６に、絶縁体１０（後述する第２部材１０Ｂの第２中間縮径部１４Ｂ（図２））が押圧される。したがって、板パッキン８は、絶縁体１０の外面（第２部材１０Ｂの外周面）と接触するとともに、主体金具５０の内面（係止部５６を形成する内周面）と接触している。この結果、絶縁体１０と、主体金具５０の係止部５６との間は、板パッキン８を挟んで封止される。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、防止される。金属製の環状の板パッキン８は、熱伝導率が、絶縁体１０や、無機シール層７０より高いため、後述するように、絶縁体１０の熱を主体金具５０に逃がす役割を果たす。

中心電極２０は、軸線ＣＯに沿って延びる棒状の部材であり、第１部材１０Ａの軸孔１２Ａの先端側の部分に配置されている。中心電極２０は、導電性を有し、高温での耐酸化性に優れる金属材料、例えば、ニッケル（Ｎｉ）またはＮｉを主成分とする合金（具体的には、ＮＣＦ６００、ＮＣＦ６０１）を用いて形成されている。なお、中心電極２０は、内部に埋設され、Ｎｉ又はＮｉを主成分として含む合金よりも熱伝導性に優れる金属、例えば、銅または銅を主成分とする合金で形成された芯材を含んでもよい。

キャップ部材６０は、主体金具５０の先端に接合されている。接地電極３０は、キャップ部材６０に取り付けられている。キャップ部材６０および接地電極３０は、導電性を有し、高温での耐酸化性に優れる金属材料を用いて形成されている。例えば、キャップ部材６０には、ニッケル（Ｎｉ）またはＮｉを主成分とする合金（具体的には、ＮＣＦ６００、ＮＣＦ６０１）が用いられる。また、接地電極３０には、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）や、これらの金属を主成分とする合金などが用いられる。中心電極２０、キャップ部材６０、接地電極３０を含むプラズマジェットプラグ１００の先端近傍の構成の詳細については、後述する。

端子金具４０は、軸線ＣＯに沿って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、その表面は、防食のための金属層（例えば、Ｎｉ層）がメッキ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と、を備えている。端子金具４０の後端を含むキャップ装着部４１は、絶縁体１０の後端側に露出している。端子金具４０の先端を含む脚部４３は、第１部材１０Ａの軸孔１２Ａに挿入されている。キャップ装着部４１には、高圧ケーブル（図示省略）が接続されたプラグキャップが装着され、火花を発生するための高電圧が印加される。

第１部材１０Ａの軸孔１２Ａ内において、端子金具４０の脚部４３の先端と中心電極２０の後端との間の領域は、導電性シール４によって埋められている。これにより、端子金具４０と中心電極２０とは、電気的に導通している。導電性シール４は、例えば、金属粒子とガラス粒子とを含む組成物で形成されている。

Ａ−２．プラズマジェットプラグ１００の先端近傍の構成：
上述したプラズマジェットプラグ１００の先端近傍の構成について、さらに、詳細に説明する。図２は、プラズマジェットプラグ１００の先端近傍を、軸線ＣＯが含まれる面で切断した断面図である。

軸孔１２Ａは、後端側の大径孔１２１Ａと、先端側の小径孔１２３Ａと、大径孔１２１Ａと小径孔１２３Ａとの間に位置し、後端側から先端側に向かって縮径する縮径孔１２２Ａと、を含んでいる。

中心電極２０は、頭部２３と、鍔部２４と、脚部２５と、放電部２６と、を備えている。鍔部２４は、頭部２３より先端側に位置し、頭部２３より大きな外径を有する。脚部２５は、鍔部２４より先端側に位置する。脚部２５の外径は、鍔部２４より小さく、小径孔１２３Ａの径とほぼ等しい。放電部２６は、脚部２５より先端側に位置し、脚部２５より小さな外径を有する。放電部２６の先端側の面は、接地電極３０との間で、火花ギャップを形成する放電面２６Ｓである。鍔部２４の先端側の面は、第１部材１０Ａの縮径孔１２２Ａを形成する内周面（縮径面）によって先端側から支持されている。頭部２３および鍔部２４は、導電性シール４によって後端側から支持されている。これによって、中心電極２０は、脚部２５および放電部２６が小径孔１２３Ａ内に位置するように、第１部材１０Ａの軸孔１２Ａ内に保持されている。

脚長部１３Ａは、第１部材１０Ａの最も先端側の部分であり、内部には、上述した小径孔１２３Ａが形成されている。脚長部１３Ａは、第１後端等径部１３１Ａと、第１後端等径部１３１Ａより先端側の第１先端等径部１３３Ａと、第１後端等径部１３１Ａと第１先端等径部１３３Ａとの間に位置する第１中間縮径部１３２Ａと、第１先端等径部１３３Ａより先端側の第１先端縮径部１３４Ａと、を備えている。第１後端等径部１３１Ａの外径は、第１先端等径部１３３Ａの外径より大きい。第１中間縮径部１３２Ａの外径と、第１先端縮径部１３４Ａの外径とは、後端側から先端側に向かって縮径している。第１部材１０Ａの先端（第１先端縮径部１３４Ａの先端）は、主体金具５０の先端面５０Ｓおよび放電面２６Ｓより後端側に位置している。

第２部材１０Ｂの内部には、上述した貫通孔１２Ｂが形成されている。貫通孔１２Ｂには、上述したように、第１部材１０Ａの脚長部１３Ａが内挿されている。第２部材１０Ｂは、第２後端等径部１３Ｂと、第２後端等径部１３Ｂより先端側の第２先端等径部１５Ｂと、第２後端等径部１３Ｂと第２先端等径部１５Ｂとの間に位置する第２中間縮径部１４Ｂと、第２先端等径部１５Ｂより先端側の第２先端縮径部１６Ｂと、を備えている。第２後端等径部１３Ｂの外径は、第２先端等径部１５Ｂの外径より大きい。第２中間縮径部１４Ｂの外径と、第２先端縮径部１６Ｂの外径とは、後端側から先端側に向かって縮径している。第２先端縮径部１６Ｂでは、貫通孔１２Ｂも後端側より縮径している。

第２部材１０Ｂの先端（第２先端縮径部１６Ｂの先端）は、主体金具５０の先端面５０Ｓおよび放電面２６Ｓより先端側に位置している。

主体金具５０の上述した段状の係止部５６は、第２部材１０Ｂの第２中間縮径部１４Ｂの近傍に位置している。第２中間縮径部１４Ｂの外周面は、上述した板パッキン８に後端側から接触しており、係止部５６は、板パッキン８に先端側から接触している。これによって、上述したように、絶縁体１０と、主体金具５０と、の間が、板パッキン８によって封止される。板パッキン８の軸線方向の位置は、主体金具５０の取付ネジ部５２において、外周面にネジが形成されている軸線方向の範囲ＲＧ（図２）内である。

キャップ部材６０は、軸線ＣＯが通る部分に開口６３を有する略円環形状を有しており、外縁部６１と、内縁部６２と、を備えている。外縁部６１は、主体金具５０の先端面５０Ｓに、例えば、抵抗溶接やレーザ溶接によって接合されている。内縁部６２は、主体金具５０の内周面より径方向の内側に延出しており、第２先端縮径部１６Ｂの先端側の一部を覆っている。

接地電極３０は、略円径の板部材であり、第２部材１０Ｂの貫通孔１２Ｂの先端側を覆っている。接地電極３０の軸線ＣＯと交差する部分には、連通孔３１（以下、オリフィス３１とも呼ぶ）が形成されている。接地電極３０の外縁部分は、キャップ部材６０の内縁部６２の径方向内側の端に、例えば、レーザ溶接によって接合されている。接地電極３０には、オリフィス３１が形成されているので、接地電極３０をオリフィス電極とも呼ぶ。

脚長部１３Ａの先端部分と、第２部材１０Ｂの先端部分と、中心電極２０の表面と、接地電極３０の内面（後端側の面）と、によって、キャビティＣＶが形成されている。具体的には、例えば、第１中間縮径部１３２Ａ、第１先端等径部１３３Ａ、第１先端縮径部１３４Ａの外周面は、キャビティＣＶの一部を形成している。また、例えば、第２後端等径部１３Ｂ、第２中間縮径部１４Ｂ、第２先端等径部１５Ｂ、第２先端縮径部１６Ｂの内周面は、キャビティＣＶの一部を形成している。また、中心電極２０の放電面２６Ｓは、キャビティＣＶの一部を形成している。放電面２６Ｓと接地電極３０との間の火花ギャップは、キャビティＣＶ内に位置している。

図３は、図２の破線で囲んだ部分ＳＡの拡大図である。絶縁体１０において、第１部材１０Ａと、第２部材１０Ｂとは、無機シール層７０を介して接合されている。無機シール層７０は、例えば、Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系のガラスを用いて形成されている。無機シール層７０を形成するガラスの軟化点は、摂氏９００度以上であることが好ましく、本実施形態では、約９００度である。無機シール層７０を形成するガラスの溶融温度は、摂氏１２００度以上であることが好ましく、本実施形態では、約１２５０度である。ガラスの溶融温度は、軟化点とは異なる概念であり、ガラスが完全な液状に溶融する温度である。ガラスの溶融温度は、当該ガラスと同一の組成を有する結晶体の融点と、言うことができる。

無機シール層７０は、第１シール部７１と、第２シール部７２と、第３シール部７３と、を備えている。図３に示すように、第１シール部７１は、第１部材１０Ａの先端側胴部１７Ａの先端側の面Ｓａと、第２部材１０Ｂの第２後端等径部１３Ｂの後端側の面Ｓｄと、の間を埋めている。先端側胴部１７Ａの先端側の面Ｓａと、第２後端等径部１３Ｂの後端側の面Ｓｄと、の間の間隔ΔＨは、０．２ｍｍ以下である。図３の断面において、第１シール部７１の長手方向の長さ（径方向の長さ）を、第１シール部７１のシール長をＬ１とする。

第２シール部７２は、第１部材１０Ａの第１後端等径部１３１Ａの外周面Ｓｃと、第２部材１０Ｂの第２後端等径部１３Ｂの内周面Ｓｆと、の間を埋めている。第１後端等径部１３１Ａの外周面Ｓｃと、第２後端等径部１３Ｂの内周面Ｓｆと、の間の間隔ΔＲは、０．２ｍｍ以下である。図３の断面において、第２シール部７２の長手方向の長さ（軸線方向の長さ）を、第２シール部７２のシール長Ｌ２とする。

第３シール部７３は、第１部材１０Ａの外面Ｓｂと、第２部材１０Ｂの内面Ｓｅと、の間を埋めている。外面Ｓｂは、先端側胴部１７Ａの先端側の面Ｓａと、第１後端等径部１３１Ａの外周面Ｓｃと、の間に位置する曲面である。内面Ｓｅは、第２後端等径部１３Ｂの後端側の面Ｓｄと、第２後端等径部１３Ｂの内周面Ｓｆと、の間に位置する傾斜面である。内面Ｓｅは、組み付け時に、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとが干渉して割れることを防ぐために、面取りされた部位である。このために、外面Ｓｂと、内面Ｓｅとは、間隔が０．２ｍｍより大きい部分を含んでいる。

図３の断面において、第１シール部７１のシール長Ｌ１と、第２シール部７２のシール長Ｌ２と、の合計（Ｌ１＋Ｌ２）が、１．５ｍｍ以上である。図２の断面は、軸線ＣＯに対して線対象であり、軸線ＣＯの左側にも、右側（図３）と同様に、シール長Ｌ１の第１シール部７１と、シール長Ｌ２の第２シール部７２と、が存在する。このために、本実施形態では、図２の断面において、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの隙間のうち、無機シール層７０によってシールされ、かつ、間隔が０．２ｍｍ以下である部分のシール長の合計（２×（Ｌ１＋Ｌ２））は、３ｍｍ以上である。

Ａ−３．プラズマジェットプラグ１００の動作：
図４は、点火装置５００の概略構成を示すブロック図である。プラズマジェットプラグ１００は、図４に一例を示す点火装置５００に接続され、点火装置５００から電力の供給を受けることにより、内燃機関の燃焼室内の混合気への点火を行う。

点火装置５００は、例えば、自動車のＥＣＵ（電子制御回路）からの指示に従ってプラズマジェットプラグ１００に電力を供給する。点火装置５００は、火花放電回路部５４０、プラズマ放電回路部５６０、制御回路部５３０、５５０、および逆流防止用の２つのダイオード５４５、５６５が設けられている。

火花放電回路部５４０は、プラズマジェットプラグ１００の中心電極２０と接地電極３０の火花ギャップに、高電圧を印加することで絶縁破壊させて火花放電を生じさせる、いわゆるトリガー放電を行うための電源回路である。火花放電回路部５４０は、ＥＣＵに接続された制御回路部５３０によって制御される。火花放電回路部５４０は、ダイオード５４５を介し、電力供給先となるプラズマジェットプラグ１００の中心電極２０に電気的に接続されている。

また、プラズマ放電回路部５６０は、火花放電回路部５４０によって行われるトリガー放電により絶縁破壊が生じた火花ギャップに高エネルギーを供給するための電源回路である。プラズマ放電回路部５６０は、上記同様、ＥＣＵに接続された制御回路部５５０によって制御される。プラズマ放電回路部５６０も同様に、逆流防止用のダイオード５６５を介し、プラズマジェットプラグ１００の中心電極２０に接続されている。なお、プラズマジェットプラグ１００の接地電極３０は、主体金具５０を介し、接地されている。

プラズマ放電回路部５６０は、電気エネルギーを蓄えておくコンデンサ５６２と、コンデンサ５６２を充電するための高電圧発生回路５６１と、を備えている。コンデンサ５６２は、一端が接地され、他端が、高電圧発生回路５６１と、上記ダイオード５６５を介して中心電極２０に接続されている。ここで、１回のプラズマ噴出を行うため、火花ギャップに供給されるエネルギー量ＥＧ（単位は、ｍＪ）は、トリガー放電によるエネルギーの供給量と、コンデンサ５６２からのエネルギーの供給量との和である。コンデンサ５６２の静電容量は、エネルギー量ＥＧが、規定量となるように調整されている。なお、プラズマジェットプラグ１００は、例えば、プラズマ放電回路部５６０を備えていないタイプの点火装置、すなわち、トリガー放電によるエネルギーのみを供給するタイプの点火装置でも駆動することができるが、図３に示すような点火装置５００を用いることによって、より高エネルギーのプラズマを生成することができる。

点火装置５００によって高電圧が供給されることによって、プラズマジェットプラグ１００の火花ギャップに火花放電が生じると、点火装置５００から供給される火花放電のエネルギーによって、図２に示すキャビティＣＶ内の気体が励起されて、キャビティＣＶ内にプラズマが形成される。キャビティＣＶ内に形成されたプラズマが膨張し、キャビティＣＶ内の圧力が高まると、キャビティＣＶ内のプラズマは、火柱状に、接地電極３０に形成されたオリフィス３１から噴出される。噴出された火柱状のプラズマをプラズマとも呼ぶ。噴出されたプラズマによって、内燃機関の燃焼室内の混合気が着火される。

Ａ−４．プラズマジェットプラグ１００の製造方法：
次に、プラズマジェットプラグ１００の製造方法について、絶縁体１０の製造方法を中心に説明する。図５は、プラズマジェットプラグ１００の製造工程を示すフローチャートである。

Ｓ１００では、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとがそれぞれ準備される。第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂは、通常の絶縁体の製造方法を用いて、それぞれ製造される。例えば、アルミナと焼結助剤とを含む原料粉末を成形型によって加圧成形することによって成形体が製造される。該成形体を研削加工することによって該成形体の形状が整えられ、研削加工後の成形体を焼結炉にて焼結することによって、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとが、別々に製造される。

Ｓ２００では、第１部材１０Ａの表面に、シール材が塗布される。具体的には、脚長部１３Ａの第１後端等径部１３１Ａの外周面Ｓｃ（図３）と、先端側胴部１７Ａの先端側の面Ｓａ（図３）と、面Ｓｃと面Ｓａとの間の外面Ｓｂ（図３）と、にシール材が塗布される。シール材は、無機シール層７０の原料となる無機材料の原料粉末（本実施形態では、ガラスの粉末）と、液体（例えば、水）と、を含む泥しょう（スラリーとも呼ぶ）である。

Ｓ３００では、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとが組み付けられる。具体的には、第２部材１０Ｂの貫通孔１２Ｂに後端側から、第１部材１０Ａの脚長部１３Ａが挿入されて、絶縁体１０が形成される。

Ｓ４００では、絶縁体１０を焼結炉にて加熱することによって、泥しょう内の水分が除去されるとともに、泥しょう内の原料粉末が焼結されて、無機シール層７０が形成される。焼結炉での加熱の温度は、摂氏１２５０度以上、摂氏１３５０度以下であり、例えば、摂氏１３００度である。

Ｓ５００では、無機シール層７０が形成された後の絶縁体１０と、他の部品と、を用いて、プラズマジェットプラグ１００が組み立てられる。

具体的には、絶縁体１０の軸孔１２Ａ内に中心電極２０が配置され、軸孔１２Ａ内の中心電極２０より後端側に、導電性シール４の原料粉末が充填される。そして、絶縁体１０が所定の加熱温度まで加熱された状態で、絶縁体１０の軸孔１２Ａの後端の開口から、端子金具４０が軸線方向に挿入される。この結果、絶縁体１０の軸孔１２Ａ内の原料粉末が軟化・焼結されて、導電性シール４が形成されるとともに、端子金具４０が組み付けられる。導電性シール４の原料粉末は、例えば、無機シール層７０の原料粉末のガラスより軟化点が低いガラス（具体的には、例えば、Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系のガラス）の粉末と、金属（例えば、Ｃｕ−Ｚｎ合金）の粉末と、の混合物が用いられる。所定の加熱温度は、導電性シール４の原料粉末のガラスの軟化点より高く、かつ、無機シール層７０の原料粉末のガラスの軟化点より低い温度（例えば、摂氏８００度）である。この結果、導電性シール４の形成時に、無機シール層７０が軟化して、絶縁体１０において、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの接合が緩むことを抑制できる。

その後、絶縁体１０は、主体金具５０に組み付けられる。そして、主体金具５０の先端には、キャップ部材６０および接地電極３０が接合されて、プラズマジェットプラグ１００が完成される。

以上説明した本実施形態のプラズマジェットプラグ１００によれば、絶縁体１０は、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとを備え、第１部材１０Ａの先端部分と、第２部材１０Ｂの先端部分と、中心電極２０の表面と、接地電極３０（オリフィス電極）の内面と、によってキャビティが形成される。この結果、キャビティＣＶを形成する絶縁体１０の表面の形状を複雑化することができる。このために、キャビティＣＶの容量を過度に大きくすることなく、絶縁体１０の表面に沿って火花が放電する経路（以下、沿面経路）を長くすることができる。この結果、プラズマの噴出量を低下させることなく、沿面放電の発生を抑制できるので、プラズマジェットプラグ１００の耐久性能と着火性能とを両立することができる。

プラズマジェットプラグ１００の中心電極２０と接地電極３０との間で生じる火花放電の放電経路には、気中経路ＲＴ１と、沿面経路ＲＴ２と、の２種類の経路が考えられる。図２に示すように、気中経路ＲＴ１は、中心電極２０から接地電極３０までの間の空間を通る放電経路である。図２に示すように、沿面経路ＲＴ２は、絶縁体１０（第１部材１０Ａおよび第２部材１０Ｂ）の表面に沿った経路である。例えば、図２の沿面経路ＲＴ２は、放電部２６の側面から、第１先端縮径部１３４Ａ、第１先端等径部１３３Ａ、第１中間縮径部１３２Ａの外周面を通り、第２先端等径部１５Ｂ、第２先端縮径部１６Ｂの内周面を通り、接地電極３０に至る経路である。

気中経路のみを通る火花放電を気中放電とも呼ぶ。沿面経路を含む経路を通る火花放電を沿面放電とも呼ぶ。沿面放電よりも気中放電が好ましい。沿面放電が発生すると、火花のエネルギーによって、絶縁体１０が損傷を受けるからである。例えば、絶縁体１０に傷や、チャンネリングと呼ばれる溝状の削れなどが発生し得る。この結果、プラズマジェットプラグ１００の耐久性能が低下し得る。

また、オリフィス３１から噴出されるプラズマの噴出量が低下すると、燃焼室内の混合気に着火するためのエネルギーが低下するために、プラズマジェットプラグ１００の着火性能が低下する。プラズマの噴出量の低下は、例えば、キャビティＣＶの容積が過度に大きい場合に引き起こされる。

例えば、第２先端等径部１５Ｂの径方向の内側に、第１先端等径部１３３Ａや第１先端縮径部１３４Ａが存在するような絶縁体１０の先端部分の形状を、２個の部材を接合することなく、１個の部材で作製することは困難である。一般的に、絶縁体を形成するセラミックスは、例えば、鉄などの金属と比較して、延性が低く、脆性が高い。このために、絶縁体を形成するセラミックスは、例えば、鉄などの金属と比較して、塑性加工や切削加工の加工性が低い。本実施形態の絶縁体１０は、別々に作製された第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとを接合することによって作製されているので、キャビティＣＶの一部を形成する先端部分の形状を複雑にすることができる。

この結果、本実施形態では、キャビティＣＶの形状を複雑にできるので、キャビティＣＶの形状が単純である場合と比較して、キャビティＣＶの容積を大きくすることなく、沿面経路ＲＴ２の経路長を長くすることができる。したがって、プラズマの噴出量を低下させることなく、沿面放電の発生を抑制して、プラズマジェットプラグ１００の耐久性能と着火性能とを両立することができる。

さらに、本実施形態では、第２部材１０Ｂは、板パッキン８を介して、主体金具５０と接触しているとともに、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの隙間は、無機シール層７０によってシールされている。そして、当該隙間のうち、無機シール層７０によってシールされ、かつ、間隔が０．２ｍｍ以下である部分のシール長の合計は、３ｍｍ以上である。この結果、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの隙間への高温の燃焼ガスの侵入を抑制できるとともに、第１部材１０Ａの熱を、無機シール層７０と第２部材１０Ｂと板パッキン８とを経由して、主体金具５０に逃がすことができる。主体金具５０は、温度が低い内燃機関の外壁（例えば、エンジンヘッド）と接触している。したがって、絶縁体１０の熱引き性能を向上することができるので、絶縁体１０の先端部分が過度に加熱されることによって生じるプレイグニッションの発生を抑制することができる。

本実施形態では、キャビティＣＶ内に、火花放電やプラズマが生成されることによって、第１部材１０Ａの先端（第１先端縮径部１３４Ａの先端）近傍が加熱される。第１部材１０Ａの先端の熱は、図２に矢印ＡＲ１、ＡＲ２で示すように、無機シール層７０を介して第２部材１０Ｂへと伝わる。そして、図２に矢印ＡＲ３で示すように、第２部材１０Ｂへと伝えられた熱は、熱伝導率が絶縁体１０より高い金属製の板パッキン８を介して、主体金具５０に伝えられる。仮に、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの間に無機シール層７０が形成されていない場合には、本実施形態で無機シール層７０が形成されている部分に空間や接触抵抗が高い部位が形成されてしまう。この場合には、図２に矢印ＡＲ１、ＡＲ２で示す第１部材１０Ａから第２部材１０Ｂへの伝熱経路の熱伝導率が低下して、絶縁体１０の熱引き性能が低下する。さらに、この場合には、高温の燃焼ガスが、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの隙間に沿って、後端側に向かって侵入してしまうので、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂの温度が高くなりやすく、熱引き性能が低下する。また、無機シール層７０のシール長の合計（２×（Ｌ１＋Ｌ２））（図３）が、３ｍｍ以下であると、第１部材１０Ａから第２部材１０Ｂへの伝熱経路の面積を確保できず、熱引き性能が低下する。この結果、第１部材１０Ａの先端が過度に加熱されて、プレイグニッションが発生する可能性が高くなってしまう。本実施形態では、このような不都合を抑制できる。

さらに、無機シール層７０の厚さ、すなわち、第１シール部７１や第２シール部７２が形成されている部位における第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの間隔ΔＲ、ΔＨ（図３）が、０．２ｍｍより大きいと、第１シール部７１や第２シール部７２の厚さ方向の熱抵抗が過度に大きくなり、熱引き性能が低下する。本実施形態では、無機シール層７０によってシールされ、かつ、間隔が０．２ｍｍ以下である部分のシール長の合計は、３ｍｍ以上であるので、このような不都合を抑制できる。

さらに、本実施形態では、板パッキン８の軸線方向の位置は、主体金具５０（取付ネジ部５２）の外周面にネジが形成されている軸線方向の範囲ＲＧ（図２）内である。この結果、板パッキン８を介して、絶縁体１０から主体金具５０へと伝えられた熱は、ネジを介して、内燃機関の外壁（例えば、エンジンヘッド）へと伝えられ易くなる。この結果、絶縁体１０の熱引き性能を、さらに、向上することができる。

さらに、本実施形態では、無機シール層７０は、溶融温度が摂氏１２００度以上であり、かつ、軟化点が摂氏９００度以上であるガラスを含んでいる。この結果、無機シール層７０に含まれるガラスの軟化点は、導電性シール４に含まれるガラスの軟化点より高くなる。したがって、プラズマジェットプラグ１００の製造時に、導電性シール４を形成する工程において、無機シール層７０が軟化して、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの緩みが発生することを抑制できる。また、内燃機関の運転時に、プラズマジェットプラグ１００が、高温（例えば、摂氏８００度）に曝された場合においても、無機シール層７０が軟化して、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの緩みが発生することを抑制できる。

さらに、本実施形態のプラズマジェットプラグ１００の製造方法は、脚長部１３Ａの外周面を含む第１部材１０Ａの表面部材の表面に、無機材料の原料粉末を含む泥しょうを塗布する工程（図５のＳ２００）と、第２部材１０Ｂの貫通孔１２Ｂに、脚長部１３Ａを挿入して、絶縁体１０を形成する工程（図５のＳ３００）と、絶縁体１０を摂氏１２５０度以上１３５０度以下に加熱することによって原料粉末を焼結して、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの隙間をシールする無機シール層７０を形成する工程（図５のＳ４００）と、を含む。この結果、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの隙間を適切にシールする無機シール層７０が形成された絶縁体１０を備えるプラズマジェットプラグ１００を製造することができる。

Ｂ：評価試験
評価試験では、無機シール層７０のシール長と、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの間の間隔とを、表１に示すように設定した２４種類のサンプルを作製した。無機シール層７０のシール長は、図３に示すように、第１シール部７１と第２シール部７２とのシール長の合計（２×（Ｌ１＋Ｌ２））である。第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの間隔は、図３に示すように、第１シール部７１と第２シール部７２とが配置された部位における第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの間の間隔ΔＨ、ΔＲである。

各サンプルに共通な項目は、以下の通りである。
第１部材１０Ａ、第２部材１０Ｂの材質：アルミナ
無機シール層７０の材質：ＳｉＯ_２３０重量％、Ｂ_２Ｏ_３２０重量％、ＺｎＯ１５重量％を含むガラス（残部は不純物、バインダ等）
主体金具５０のネジ径：Ｍ１２
キャビティ内径（第２部材１０Ｂの貫通孔１２Ｂの内径）：５ｍｍ
中心電極２０の放電部２６の外径：１．５ｍｍ

無機シール層７０のシール長（２×（Ｌ１＋Ｌ２））は、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍのいずれかとされた。無機シール層７０のシール長は、図３の第１シール部７１のシール長Ｌ１を固定し、第２シール部７２のシール長Ｌ２を変更することによって、調整された。第２シール部７２のシール長Ｌ２は、第１部材１０Ａの第１後端等径部１３１Ａの軸線方向の長さと、第２部材１０Ｂの第２後端等径部１３Ｂの軸線方向の長さを変更することによって、変更された。

第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの間の間隔ΔＨ、ΔＲは、０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２ｍｍ、０．２１ｍｍ、０．２５ｍｍのいずれかとされた。０．０５ｍｍより小さな間隔として、０．０２ｍｍの間隔を有するサンプルの作製を試みたが、間隔が狭すぎるために作製できなかった。第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの間の間隔ΔＨ、ΔＲは、第２部材１０Ｂの第２後端等径部１３Ｂの内径を固定し、第１部材１０Ａの第１後端等径部１３１Ａの外径と、無機シール層７０の材料粉末の泥しょうの塗布量と、を変更することで、調整された。

各サンプルについて、以下に説明するように、プレイグニッションに対する耐性（以下、耐プレイグ性とも呼ぶ）の評価試験が行われた。各種類のサンプルを用いて、２分間の実機運転が行われた。実機運転では、４気筒、排気量１．３Ｌ、自然吸気のガソリンエンジンに各サンプルを取り付けて、スロットル全開（ＷＯＴ（Wide-Open Throttle））で、回転速度が６０００ｒｍｐの運転が行われた。運転時には、所定の電源装置（例えば、フルトランジスタ点火装置）を用いて、１回の火花放電ごとに５０ｍＪの放電エネルギーが各サンプルに供給された。このガソリンエンジンは、点火進角２０度（上死点から２０度だけ進角した点火時期）で運転される仕様であるが、本試験では、よりプレイグニッションが発生しやすい条件とするために、点火進角４０度で運転された。

そして、運転中にプレイグニッションの発生が認められなかったサンプルの評価を「Ａ」とし、プレイグニッションの発生が認められたサンプルの評価を「Ｂ」とした。評価結果は、表１に示すとおりである。

無機シール層７０のシール長が、３ｍｍより小さなサンプル、すなわち、シール長が２ｍｍである６種類のサンプルと、シール長が１ｍｍである６種類のサンプルとでは、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの間の間隔ΔＨ、ΔＲに関わらずに、評価結果は、全て「Ｂ」であった。

第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの間の間隔ΔＨ、ΔＲが、０．２ｍｍより大きなサンプル、すなわち、間隔ΔＨ、ΔＲが０．２１ｍｍである４種類のサンプルと、間隔ΔＨ、ΔＲが０．２５ｍｍである４種類のサンプルとでは、無機シール層７０のシール長に関わらずに、評価結果は、全て「Ｂ」であった。

これに対して、無機シール層７０のシール長が、３ｍｍ以上であり、かつ、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの間の間隔ΔＨ、ΔＲが０．２ｍｍ以下であるサンプルの評価は、全て「Ａ」であった。すなわち、シール長が３ｍｍおよび４ｍｍのいずれかであり、かつ、間隔ΔＨ、ΔＲが０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２ｍｍのいずれかである８種類のサンプルの評価は、「Ａ」であった。

以上の評価結果から、図２、図３に示す軸線ＣＯを含む断面において、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの隙間のうち、無機シール層７０によってシールされ、かつ、間隔が０．２ｍｍ以下である部分のシール長の合計が、３ｍｍ以上であれば、絶縁体１０の熱引き性能を向上して、耐プレイグ性を向上できることが確認できた。

Ｃ．変形例
（１）第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの間の無機シール層７０の形状は、図３の形状に限られず、第１部材１０Ａおよび第２部材１０Ｂの形状に応じて様々な変形が可能である。図６は、変形例の無機シール層７０の一例を示す図である。

図６（Ａ）の変形例では、第１部材１０Ａにおいて、先端側胴部１７Ａと、第１後端等径部１３１Ａと、の間には、後端側から先端側に向かって、外径が縮径する縮外径部１１Ａａが形成されている。また、第２部材１０Ｂにおいて、第２後端等径部１３Ｂの後端側には、後端側から先端側に向かって、内径が縮径する縮内径部１１Ｂａが形成されている。このために、図６（Ａ）の変形例では、第１部材１０Ａの縮外径部１１Ａａと、第２部材１０Ｂの縮内径部１１Ｂａとの間に、図６（Ａ）の断面において、軸線ＣＯに対して傾斜した隙間が形成される。そして、当該隙間に、無機シール層７０のうちの後端側の部分が形成されている。このために、図６（Ａ）の変形例では、無機シール層７０は、軸線ＣＯと平行に延びる先端側の部分と、軸線ＣＯに対して傾斜した後端側の部分と、を含んでいる。この場合には、例えば、無機シール層７０のうち、先端側の部分と後端側の部分との両方において、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの間の間隔が０．２ｍｍ以下であり、かつ、先端側の部分と後端側の部分とのシール長の合計が３ｍｍ以上であれば良い。

図６（Ａ）の変形例では、軸線ＣＯを含む断面において、第１部材１０Ａの縮外径部１１Ａａは、外径が直線状に縮径しているが、図６（Ｂ）の変形例では、第１部材１０Ａの縮外径部１１Ａｂは、後端側に凸な曲線状に、外径が縮径している。また、軸線ＣＯを含む断面において、第２部材１０Ｂの縮内径部１１Ｂａは、内径が直線状に縮径しているが、図６（Ｂ）の変形例では、第２部材１０Ｂの縮内径部１１Ｂｂは、後端側に凸な曲線状に、内径が縮径している。このために、図６（Ｂ）の変形例では、無機シール層７０は、軸線ＣＯと平行に延びる先端側の部分と、軸線ＣＯに対して傾斜し、かつ、曲線状に延びる後端側の部分と、を含んでいる。この場合であっても、例えば、無機シール層７０のうち、先端側の部分と後端側の部分との両方において、第１部材１０Ａと第２部材１０Ｂとの間の間隔が０．２ｍｍ以下であり、かつ、先端側の部分と後端側の部分とのシール長の合計が３ｍｍ以上であれば良い。

（２）上記実施形態におけるプラズマジェットプラグ１００の製造方法（図５）において、Ｓ２００では、第１部材１０Ａの表面に、無機シール層７０の原料粉末を含む泥しょうが塗布されている。これとともに、あるいは、これに代えて、第２部材１０Ｂの表面（内面）に泥しょうが塗布されても良い。具体的には、第２部材１０Ｂの第２後端等径部１３Ｂの後端側の面Ｓｄ（図３）と、第２後端等径部１３Ｂの内周面Ｓｆ（図３）と、に泥しょうが塗布されても良い。

（３）上記実施形態では、無機シール層７０は、Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系のガラスを用いて形成されている。これに限られず、無機シール層７０には、様々な無機材料が用いられ得る。例えば、無機シール層７０には、シリカとアルミナを含むガラス、ガラスとは異なる無機材料、例えば、無機ポリマー、あるいは、これらの混合物が用いられても良い。また、無機シール層７０には、例えば、熱伝導性を高めるために、金属粉末が混合されても良い。

（４）プラズマジェットプラグ１００の発火部の構成としては、上記実施形態の構成に代えて、他の種々の構成を採用可能である。例えば、接地電極３０には、複数個のオリフィス３１が設けられても良い。また、中心電極２０の放電部２６の先端には、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｗや、これらの金属を主成分とする合金で形成されたチップが接合されていても良い。

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、上記した本発明の実施形態、変形例は、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。

４...導電性シール、５...ガスケット、６、７...線パッキン、８...板パッキン、９...タルク、１０...絶縁体、１０Ａ...第１部材、１０Ｂ...第２部材、１１Ａａ...縮外径部、１１Ｂａ...縮内径部、１１Ａｂ...縮径部、１１Ｂｂ...縮径部、１２Ａ...軸孔、１２Ｂ...貫通孔、１３Ａ...脚長部、１３Ｂ...第２後端等径部、１４Ｂ...第２中間縮径部、１５Ｂ...第２先端等径部、１６Ｂ...第２先端縮径部、１７Ａ...先端側胴部、１８Ａ...後端側胴部、１９Ａ...鍔部、２０...中心電極、２３...頭部、２４...鍔部、２５...脚部、２６...放電部、２６Ｓ...放電面、３０...接地電極、３１...オリフィス、４０...端子金具、４１...キャップ装着部、４２...鍔部、４３...脚部、５０...主体金具、５０Ｓ...先端面、５１...工具係合部、５２...取付ネジ部、５３...加締部、５４...座部、５６...係止部、５８...圧縮変形部、５９...挿通孔、６０...キャップ部材、６１...外縁部、６２...内縁部、６３...開口、７０...無機シール層、７１...第１シール部、７２...第２シール部、７３...第３シール部、１００...プラズマジェットプラグ、１２１Ａ...大径孔、１２２Ａ...縮径孔、１２３Ａ...小径孔、１３１Ａ...第１後端等径部、１３２Ａ...第１中間縮径部、１３３Ａ...第１先端等径部、１３４Ａ...第１先端縮径部、５００...点火装置、５３０...制御回路部、５４０...火花放電回路部、５４５...ダイオード、５５０...制御回路部、５６０...プラズマ放電回路部、５６１...高電圧発生回路、５６２...コンデンサ、５６５...ダイオード、ＣＶ...キャビティ

Claims

軸線の方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線の方向に延び、先端側に前記中心電極が配置された軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周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、前記絶縁体の先端側に配置されたオリフィス電極と、
前記絶縁体の外面と接触するとともに、前記主体金具の内面と接触するパッキンと、
を備えるプラズマジェットプラグであって、
前記絶縁体は、
大径部と、前記大径部よりも小さな外径を有し前記大径部より先端側に配置された小径部と、を備え、前記軸孔を有する第１部材と、
前記軸線の方向に延び、後端側に前記小径部が内挿された貫通孔を有し、外面が前記パッキンと接触する第２部材と、
前記小径部の外周面と前記貫通孔の内周面との間を含む前記第１部材と前記第２部材との隙間をシールする無機シール層と、
を備え、
前記小径部の外周面の一部を含む前記第１部材の先端部分と、前記第２部材の内周面の一部を含む前記第２部材の先端部分と、前記中心電極の表面と、前記オリフィス電極の内面と、によってキャビティが形成され、
前記キャビティの一部を形成する前記小径部の外周面と、前記キャビティの一部を形成する前記第２部材の内周面とは、前記中心電極の先端よりも後端側において、前記軸線と垂直な方向に対向し、
前記軸線を含む断面において、
前記第１部材と前記第２部材との隙間のうち、前記無機シール層によってシールされ、かつ、間隔が０．２ｍｍ以下である部分のシール長の合計は、３ｍｍ以上であることを特徴とする、プラズマジェットプラグ。
請求項１に記載のプラズマジェットプラグであって、
前記パッキンの前記軸線の方向の位置は、前記主体金具の外周面にネジが形成されている前記軸線の方向の範囲内であることを特徴とする、プラズマジェットプラグ。
請求項１または２に記載のプラズマジェットプラグであって、
前記無機シール層は、溶融温度が摂氏１２００度以上であり、かつ、軟化点が摂氏９００度以上であるガラスを含む、プラズマジェットプラグ。
軸線の方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線の方向に延び、先端側に前記中心電極が配置された軸孔を有する筒状体の絶縁体と、
前記絶縁体の外周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、前記絶縁体の先端側に配置されたオリフィス電極と、
前記絶縁体の外面と接触するとともに、前記主体金具の内面と接触するパッキンと、
を備えるプラズマジェットプラグの製造方法であって、
前記絶縁体は、
大径部と、前記大径部よりも小さな外径を有し前記大径部より先端側に配置された小径部と、を備え、前記軸孔を有する第１部材と、
前記軸線の方向に延び、後端側に前記小径部が内挿された貫通孔を有し、外面が前記パッキンと接触する第２部材と、
を備え、
前記第１部材の先端部分と、前記第２部材の先端部分と、前記中心電極の表面と、前記オリフィス電極の内面と、によってキャビティが形成され、
前記小径部の外周面の一部を含む前記第１部材の先端部分と、前記第２部材の内周面の一部を含む前記第２部材の先端部分と、前記中心電極の表面と、前記オリフィス電極の内面と、によってキャビティが形成され、
前記キャビティの一部を形成する前記小径部の外周面と、前記キャビティの一部を形成する前記第２部材の内周面とは、前記中心電極の先端よりも後端側において、前記軸線と垂直な方向に対向し、
前記製造方法は、
（ａ）前記小径部の外周面を含む前記第１部材の表面と、前記貫通孔を形成する内周面を含む前記第２部材の表面と、の少なくとも一方に、無機材料の原料粉末を含む泥しょうを塗布する工程と、
（ｂ）前記第２部材の前記貫通孔に、前記第１部材の前記小径部を挿入して、前記絶縁体を形成する工程と、
（ｄ）前記絶縁体を摂氏１２５０度以上１３５０度以下に加熱することによって前記原料粉末を焼結して、前記小径部の外周面と前記貫通孔を形成する内周面との間を含む前記第１部材と前記第２部材との隙間をシールする無機シール層を形成する工程と、
を含み、
前記無機シール層は、前記軸線を含む断面において、前記第１部材と前記第２部材との隙間のうち、前記無機シール層によってシールされ、かつ、間隔が０．２ｍｍ以下である部分のシール長の合計が、３ｍｍ以上になるように形成されることを特徴とする、プラズマジェットプラグの製造方法。