JP6942111B2 - 点火プラグ - Google Patents

Description

本発明は点火プラグに関し、特に非平衡プラズマを利用する点火プラグに関する。

非平衡プラズマを利用する点火プラグが知られている（例えば特許文献１）。このような点火プラグは、導電体の先端の周囲を取り囲む有底筒状の先端部を有する絶縁体が、主体金具に保持されている。点火プラグの導電体に交流電圧または複数回のパルス電圧を印加することにより、先端部の表面に非平衡プラズマが発生する。

特開２０１８−１３９１７３号公報

しかし上記従来の技術では、導電体に印加された交流電圧やパルス電圧による電流の一部が導電体と主体金具との間を流れると、先端部の表面に非平衡プラズマを生じさせるエネルギーの一部が失われるので、点火性能が低下するという問題点がある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、非平衡プラズマを生じさせるエネルギーの損失を抑制できる点火プラグを提供することを目的としている。

この目的を達成するために本発明の点火プラグは、先端側から後端側へと軸線に沿って延びる導電体と、導電体の先端の周囲を取り囲む有底筒状の先端部を有し、導電体の後端部が自身の後端側から突出する状態で導電体が内部に配置される絶縁体と、先端部が自身の先端から先端側に突出する状態で絶縁体を外周側から保持する筒状の主体金具と、を備え、導電体と絶縁体の内部表面との間の、主体金具と導電体とが軸線方向に重なる領域の少なくとも一部に配置される抵抗体を備える。

請求項１記載の点火プラグによれば、導電体と絶縁体の内部表面との間の、主体金具と導電体とが軸線方向に重なる領域の少なくとも一部に配置された抵抗体により、導電体に印加された交流電圧やパルス電圧による電流が、導電体と主体金具との間を流れ難くなる。よって、先端部に非平衡プラズマ（以下「プラズマ」と称す）を生じさせるエネルギーの損失を抑制できる。

請求項２記載の点火プラグによれば、抵抗体は、軸線方向において、主体金具の内周面のうち内側に凸である部位の少なくとも一部に存在する。主体金具の内周面のうち内側に凸である部位は、電界が集中し易く不正な放電が生じ易いので、この部位の少なくとも一部に抵抗体が存在することにより、導電体と主体金具との間に電流をより流れ難くできる。よって、請求項１の効果に加え、先端部にプラズマを生じさせるエネルギーの損失をより抑制できる。

請求項３記載の点火プラグによれば、径方向の外側に張り出す絶縁体の係止部が、主体金具の棚部により、金属製のパッキンを介して先端側から係止される。抵抗体は、軸線方向において、パッキンの位置に少なくとも存在する。パッキンの位置は電界が集中し易く電流が流れやすいので、抵抗体が存在することにより、電流をより流れ難くできる。よって、請求項１又は２の効果に加え、先端部にプラズマを生じさせるエネルギーの損失をより抑制できる。

請求項４記載の点火プラグによれば、一端部が主体金具に接続された接地電極の他端部は、絶縁体の先端部のうち導電体と軸線方向に重なる部位と放電ギャップを形成する。抵抗体の先端は、接地電極の他端部よりも後端側に位置する。よって、請求項１から３のいずれかの効果に加え、抵抗体に妨げられることなく絶縁体の先端部と接地電極との間にプラズマを発生できる。

請求項５記載の点火プラグによれば、抵抗体の先端は、主体金具の先端よりも後端側に位置する。よって、請求項１から４のいずれかの効果に加え、抵抗体に妨げられることなく絶縁体の先端部の表面にプラズマを発生できる。

請求項６記載の点火プラグによれば、抵抗体の先端よりも先端側の絶縁体の内部に第１導体が充填され、第１導体は導電体に電気的に接続される。絶縁体の内部表面と導電体との隙間が第１導体に埋められると、請求項１から５のいずれかの効果に加え、第１導体により先端部の表面の広い範囲にプラズマを発生できる。

請求項７記載の点火プラグによれば、先端部の内部表面の少なくとも一部に導電層が形成される。導電層は導電体に電気的に接続され、抵抗体の一部は先端部の内部に充填されているので、請求項１から４のいずれかの効果に加え、導電層により先端部の表面に部分的にプラズマを発生できる。

請求項８記載の点火プラグによれば、先端部のうち導電層が形成された部位に少なくとも第２導体が充填される。第２導体は導電体と接続されるので、請求項７の効果に加え、第２導体により抵抗体の先端の位置を定めることができる。

第１実施の形態における点火プラグの片側断面図である。 （ａ）は図１のＩＩａで示す部分を拡大した部分拡大図であり、（ｂ）は図１のＩＩｂで示す部分を拡大した部分拡大図である。 第２実施の形態における点火プラグの片側断面図である。 第３実施の形態における点火プラグの片側断面図である。 先端部の断面図である。 第４実施の形態における点火プラグの先端部の断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は第１実施の形態における点火プラグ１０の軸線Ｏを境にした片側断面図である。図２（ａ）は図１のＩＩａで示す部分を拡大した部分拡大図であり、図２（ｂ）は図１のＩＩｂで示す部分を拡大した部分拡大図である。図１では、紙面下側を点火プラグ１０の先端側、紙面上側を点火プラグ１０の後端側という（図２から図６においても同じ）。

図１に示すように点火プラグ１０は、絶縁体１１と、導電体２０と、絶縁体１１を介して導電体２０を絶縁保持する主体金具３０と、導電体２０と絶縁体１１との間に配置された抵抗体５０と、を備えている。

絶縁体１１は、高温下の絶縁性や機械的特性に優れるアルミナ等により形成された有底円筒状の部材である。絶縁体１１の内部表面１２は、絶縁体１１の後端に開口し先端が閉じている。絶縁体１１の内部表面１２は軸線Ｏに沿って形成されており、軸線Ｏに垂直な断面は円形である。内部表面１２の先端側には、先端側へ向かって縮径する環状の後端向き面１３が形成されている。

絶縁体１１は、径方向の外側へ張り出す第１係止部１４が、外周面に形成されている。絶縁体１１は、第１係止部１４よりも後端側の絶縁体１１の外周面に、第２係止部１５が形成されている。第１係止部１４の先端の外径は、第２係止部１５の先端の外径よりも小さい。本実施形態では、第１係止部１４は絶縁体１１の後端向き面１３よりも後端側に位置する。

導電体２０は複数の部位からなり、軸線Ｏに沿って先端側から後端側へと延び、絶縁体１１の内部表面１２の内側に配置されている。導電体２０は、本実施形態では中心電極２１、端子金具２５及び接続部２８を備えている。

中心電極２１は導電性を有する金属材料（例えばニッケル基合金等）によって形成された棒状の部材である。中心電極２１は軸線Ｏに沿って絶縁体１１の内部表面１２の先端側に配置されている。中心電極２１は、絶縁体１１の後端向き面１３に係止され、軸線Ｏに沿って後端向き面１３よりも先端側に第１軸部２２が延び、後端向き面１３よりも後端側に第２軸部２３が延びている。絶縁体１１の後端向き面１３は、主体金具３０の先端４０よりも後端側に位置する。第２軸部２３の後端は、主体金具３０の後端４１よりも後端側に位置する。

端子金具２５は、交流電圧やパルス電圧が入力される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。端子金具２５は、先端部２６が絶縁体１１の内側に挿入され、後端部２７が絶縁体１１から後端側へ突出している。端子金具２５は、先端部２６が、導電性ガラス等の接続部２８により中心電極２１の第２軸部２３に電気的に接続されている。

主体金具３０は、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成された略円筒状の部材である。主体金具３０は、外周面の少なくとも一部におねじ３１が形成された胴部３２と、胴部３２の後端側に隣接する座部３３と、座部３３の後端側に隣接する連結部３４と、連結部３４の後端側に隣接する拡径部３５と、拡径部３５の後端側に隣接する後端部３６と、を備えている。

胴部３２に形成されたおねじ３１は、エンジン（図示せず）のねじ穴に螺合する。座部３３は、エンジン（図示せず）のねじ穴とおねじ３１との隙間を塞ぐための部位である。連結部３４は、主体金具３０を絶縁体１１に組み付けるときに湾曲状に塑性変形した部位である。拡径部３５は、エンジンのねじ穴におねじ３１を締め付けるときに、レンチ等の工具が係合する工具係合部である。後端部３６は径方向の内側へ向けて屈曲した部位であり、絶縁体１１の第２係止部１５よりも後端側に位置する。

胴部３２の内周面に、パッキン３７（図２（ｂ）参照）を介して、絶縁体１１の第１係止部１４を先端側から係止する棚部３８が形成されている。パッキン３７は、主体金具３０を構成する金属材料よりも軟質の軟鋼板等の金属製の円環状の板材である。

絶縁体１１の第２係止部１５よりも後端側の外周面の全周に亘って、第２係止部１５と後端部３６との間に、タルク等の粉末が充填されたシール部３９が設けられている。主体金具３０の棚部３８から後端部３６までの部位は、絶縁体１１の第１係止部１４から第２係止部１５までの部位に、パッキン３７及びシール部３９を介して軸線方向の圧縮荷重を加える。これにより主体金具３０は第１係止部１４及び第２係止部１５を係止し、絶縁体１１を保持する。

絶縁体１１の先端部１６は、主体金具３０に保持された絶縁体１１のうち主体金具３０の先端４０から先端側に突出する有底筒状の部位である。先端部１６は、中心電極２１の第１軸部２２の先端２４の周囲を取り囲む。先端部１６は、先端側に位置する第１部１６ａと、第１部１６ａの後端に隣接する第２部１６ｂと、からなる。第１部１６ａは、肉厚（径方向の厚さ）が、第２部１６ｂの肉厚よりも薄い部位である。本実施形態では、第１部１６ａの肉厚は、先端の近傍を除き、軸線方向の全長に亘って同一である。

抵抗体５０は、導電体２０に印加された交流電圧やパルス電圧による電流が、導電体２０と主体金具３０との間に流れるのを抑制する部材である。抵抗体５０は、絶縁体１１の内部表面１２と中心電極２１の第２軸部２３との間に配置されている。

抵抗体５０は、骨材と導電性粉末とを混合したものが用いられる。抵抗体５０の骨材としては、例えばガラス粉末、無機化合物粉末が挙げられる。ガラス粉末としては、例えばＢ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＢａＯ−Ｂ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−ＣａＯ−ＢａＯ系、ＳｉＯ_２−ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ｌｉ_２Ｏ系およびＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ｌｉ_２Ｏ−ＢａＯ系等の粉末が挙げられる。無機化合物粉末としては、例えばアルミナ、窒化ケイ素、ムライト及びステアタイト等の粉末が挙げられる。これらの骨材は１種のみを用いても良いし、２種以上を併用しても良い。

抵抗体５０の導電性粉末としては、例えば半導性酸化物、金属および非金属導電性材料等からなる粉末が挙げられる。半導性酸化物としては、例えばＳｎＯ_２が挙げられる。金属としては、例えばＺｎ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ａｇ及びＮｉ等が挙げられる。非金属導電性材料としては、例えば無定形カーボン（カーボンブラック）、グラファイト、炭化ケイ素、炭化チタン、窒化チタン、炭化タングステン及び炭化ジルコニウム等が挙げられる。これらの導電性粉末は、１種のみを用いても良いし、２種以上を併用しても良い。

抵抗体５０は、主体金具３０と導電体２０とが軸線方向に重なる領域４２の少なくとも一部に配置される。本実施形態では、抵抗体５０の先端は絶縁体１１の後端向き面１３に位置し、抵抗体５０の後端は主体金具３０の後端４１よりも後端側に位置する。絶縁体１１の後端向き面１３は、主体金具３０の先端４０よりも後端側に位置するので、抵抗体５０の先端は主体金具３０の先端４０よりも後端側に位置する。抵抗体５０は、自身の先端から後端まで連続する円筒状に形成されている。

抵抗体５０は、軸線方向において、主体金具３０の内周面のうち内側に凸である部位の少なくとも一部に存在する。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、主体金具３０の内周面のうち内側に凸である部位としては、後端部３６の内側の縁４３、連結部３４の内側の縁４４，４５、座部３３の内側の縁４６、棚部３８の内側の縁４９が挙げられる。

絶縁体１１の第１係止部１４に接触するパッキン３７の角４７，４８も、内側に凸である。パッキン３７の角４７，４８及び棚部３８の縁４９と導電体２０との間の各々の距離は、縁４３，４４，４５，４６と導電体２０との間の各々の距離よりも短い。本実施形態では、主体金具３０の内周面のうち内側に凸である部位の全て、及び、パッキン３７の径方向の内側に抵抗体５０が配置されている。

点火プラグ１０は、例えば以下のような方法によって製造される。まず、絶縁体１１に中心電極２１を挿入し、中心電極２１を後端向き面１３に係止する。次いで、抵抗体５０の原料粉末を絶縁体１１の内部表面１２と中心電極２１の第２軸部２３との間に充填する。圧縮用棒材（図示せず）を用いて、絶縁体１１の内部に充填した原料粉末を予備圧縮する。次に、接続部２８の原料粉末を、抵抗体５０の原料粉末の後端側に充填する。圧縮用棒材を用いて、絶縁体１１の内部に充填した原料粉末を予備圧縮する。

次いで、絶縁体１１を炉内に移送し、例えば原料粉末に含まれるガラス成分の軟化点より高い温度まで加熱する。原料粉末を軟化させた後、絶縁体１１に挿入した端子金具２５によって、軟化した原料粉末を軸線方向へ圧縮する。この結果、原料粉末が圧縮・焼結され、絶縁体１１の内部に抵抗体５０及び接続部２８が形成される。次に、主体金具３０に絶縁体１１を挿入し、連結部３４及び後端部３６を屈曲して主体金具３０を絶縁体１１に組み付け、点火プラグ１０を得る。

エンジン（図示せず）に取り付けられた点火プラグ１０の導電体２０と主体金具３０との間に交流電圧やパルス電圧が入力されると、絶縁体１１の先端部１６の表面に非平衡プラズマ（ストリーマ放電）が生じる。非平衡プラズマは熱エネルギーへの変換が少ないので、燃焼室（図示せず）内の可燃混合気の温度はあまり上がらないが、高いエネルギーをもつ電子が生成される。この高いエネルギーをもつ電子の衝突によりＯ，Ｎ，ＯＨ等のラジカルが大量に生成され、発熱反応による温度上昇およびラジカルによる連鎖反応が進行し点火に至る。

しかし、導電体２０と主体金具３０との間にコロナ放電等の不正な放電が生じ、導電体２０に印加された交流電圧やパルス電圧による電流の一部が導電体２０と主体金具３０との間を流れると、導電体２０に入力されたエネルギーの一部が失われる。そうすると、その分だけ、プラズマが生成する高いエネルギーをもつ電子の量が減少する。発熱反応による温度上昇およびラジカルによる連鎖反応が進行し難くなるので、点火し難くなるおそれがある。

これを防ぐために点火プラグ１０は、導電体２０と絶縁体１１の内部表面１２との間の、主体金具３０と導電体２０とが軸線方向に重なる領域４２の少なくとも一部に抵抗体５０が配置される。これにより導電体２０に印加された交流電圧やパルス電圧による電流が導電体２０と主体金具３０との間を流れ難くなるので、先端部１６にプラズマを生じさせるエネルギーの損失を抑制できる。よって、点火プラグ１０の点火性能を向上できる。

抵抗体５０の先端は主体金具３０の先端４０よりも後端側に位置するので、抵抗体５０に妨げられることなく先端部１６の表面にプラズマを発生できる。

抵抗体５０は、軸線方向において、主体金具３０の内周面のうち内側に凸である部位（縁４３−４６，４９）の少なくとも一部に存在する。これらの各部位は電界が集中し易く不正な放電が生じ易いので、これらの少なくとも一部に抵抗体５０が存在することにより、これらの各部位と導電体２０との間に電流をより流れ難くできる。よって、先端部１６にプラズマを生じさせるエネルギーの損失をより抑制できる。

抵抗体５０は、軸線方向において、パッキン３７の位置に存在する。パッキン３７の位置（パッキン３７の角４７，４８及び棚部３８の縁４９）は電界が集中し易いだけでなく、導電体２０との間の距離が近く電流が流れやすい。軸線方向において、パッキン３７の位置に抵抗体５０を存在させることにより、先端部１６にプラズマを生じさせるエネルギーの損失をより抑制できる。

図３を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施形態では、抵抗体５０の先端が主体金具３０の先端４０よりも後端側に位置する場合について説明した。これに対し第２実施形態では、抵抗体６８の先端６９が主体金具３０の先端４０よりも先端側に位置する場合について説明する。なお、第１実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図３は第２実施の形態における点火プラグ６０の片側断面図である。

点火プラグ６０は、絶縁体１１の内部に配置された導電体６１と、絶縁体１１を保持する主体金具３０と、導電体６１と絶縁体１１との間に配置された抵抗体６８と、を備えている。導電体６１は複数の部位からなり、軸線Ｏに沿って先端側から後端側へと延びている。導電体６１は、本実施形態では中心電極６２及び端子金具６３を備えている。

中心電極６２は導電性を有する金属材料（例えばニッケル基合金等）によって形成された棒状の部材である。中心電極６２は、絶縁体１１の内部表面１２の内側に、内部表面１２と隙間をあけて軸線Ｏに沿って配置されている。中心電極６２の後端は、絶縁体１１の後端向き面１３よりも後端側に位置する。

端子金具６３は、交流電圧やパルス電圧が入力される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。端子金具６３は、先端部６４が絶縁体１１の内側に挿入され、後端部６５が絶縁体１１から後端側へ突出している。端子金具６３は、先端部６４が、導電性ガラス等の接続部６６により中心電極６２に接続されている。

絶縁体１１の内部表面１２と中心電極６２との間に第１導体６７が充填されている。本実施形態では、第１導体６７は先端部１６の内部表面１２と中心電極６２とに接触している。第１導体６７は少なくとも第１部１６ａに存在する。第１導体６７は導電性粉末やろう材等により形成される。ろう材としては、例えば金ろう、銀ろう、白金ろう、ニッケルろう、銅ろう、りん青銅ろう、黄銅ろう、りん銅ろう等が挙げられる。

第１導体６７の導電性粉末としては、例えば半導性酸化物、金属および非金属導電性材料等からなる粉末が挙げられる。半導性酸化物としては、例えばＳｎＯ_２が挙げられる。金属としては、例えばＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｗ，Ｎｉ及びＰｔ等が挙げられる。金属は磁気モーメントによるエネルギー損失を抑制するため、Ｃｕ等の非磁性金属が好ましい。非金属導電性材料としては、例えば無定形カーボン（カーボンブラック）、グラファイト、炭化ケイ素、炭化チタン、窒化チタン、炭化タングステン及び炭化ジルコニウム等が挙げられる。

抵抗体６８は第１導体６７の後端に隣接し、後端向き面１３よりも後端側まで軸線Ｏに沿って延びている。抵抗体６８は略円筒状に形成されている。抵抗体６８の材質は、第１実施形態の抵抗体５０の材質と同様なので、説明を省略する。抵抗体６８は、軸線方向において、パッキン３７（図２（ａ）参照）の位置に少なくとも存在する。抵抗体６８の先端６９は、主体金具３０の先端４０よりも先端側であって、第１部１６ａと第２部１６ｂとの境界に位置する。

点火プラグ６０は、例えば以下のような方法によって製造される。まず、絶縁体１１の内部表面１２の先端に、第１導体６７の粉末等の原料を少量供給する。第１導体６７にろう材を用いる場合、ろう材は箔、線材、箔、粉末、ペースト等の種々の状態で供給できる。絶縁体１１に中心電極６２を挿入し、第１導体６７の原料の後端側に中心電極６２を配置した後、第１導体６７の残りの原料を、中心電極６２と先端部１６の内部表面１２との間に充填する。

次いで、抵抗体６８の原料粉末を絶縁体１１の内部表面１２と中心電極６２との間に充填する。圧縮用棒材（図示せず）を用いて、絶縁体１１の内部に充填した原料粉末を予備圧縮する。次に、接続部６６の原料粉末を、抵抗体６８の原料粉末の後端側に充填する。圧縮用棒材を用いて、絶縁体１１の内部に充填した原料粉末を予備圧縮する。その後、第１実施形態と同様に絶縁体１１を加熱し、絶縁体１１の内部に抵抗体６８及び接続部６６を形成した後、主体金具３０を絶縁体１１に組み付け、点火プラグ６０を得る。

点火プラグ６０の導電体６１と絶縁体１１の内部表面１２との間に配置された抵抗体６８は、軸線方向において、少なくともパッキン３７の位置（パッキン３７の角４７，４８及び棚部３８の縁４９（図２（ｂ）参照））に存在する。これらの各部位は電界が集中し易く不正な放電が生じ易いので、抵抗体６８によって放電の発生を抑制することにより、先端部１６にプラズマを生じさせるエネルギーの損失を抑制できる。これにより抵抗体６８の体積を小さくできると共に、点火プラグ６０の点火性能を向上できる。

点火プラグ６０は、抵抗体６８の先端６９よりも先端側の絶縁体１１（先端部１６）の内部に第１導体６７が充填されており、第１導体６７は導電体６１に電気的に接続されている。先端部１６の内部表面１２と導電体６１（中心電極６２）との隙間が第１導体６７に埋められるので、第１導体６７により先端部１６の表面の広い範囲にプラズマを発生できる。

第１導体６７により中心電極６２と絶縁体１１の内部表面１２との隙間（空気層）をなくすことができる。隙間（空気層）があると点火プラグの見かけの誘電率が低下するので、その分だけ絶縁体の表面に蓄えられる電荷が少なくなる。そのため、点火プラグに投入された電力に対して出力（プラズマの発生量）が低下する、即ちエネルギーの損失が生じるという問題点がある。これに対し点火プラグ６０によれば、中心電極６２と絶縁体１１の内部表面１２との隙間（空気層）が見かけの誘電率に与える影響を抑制できるので、エネルギーの損失を抑制できる。

抵抗体６８の先端６９は、軸線方向において、主体金具３０の先端４０よりも先端側に位置するので、主体金具３０の先端４０と導電体６１との間に不正な放電を生じ難くできる。抵抗体６８の先端６９は、先端部１６の第１部１６ａと第２部１６ｂとの境界に位置し、第２部１６ｂよりも肉厚が薄くプラズマが生じ易い第１部１６ａに抵抗体６８は存在しないので、抵抗体６８に妨げられることなく第１部１６ａの表面にプラズマを発生できる。

絶縁体１１の内部表面１２と中心電極６２との間に充填された第１導体６７の後端に隣接して抵抗体６８が配置される。第１導体６７によって、抵抗体６８の先端６９の位置を定めることができる。抵抗体６８の先端６９は主体金具３０の先端４０よりも先端側に位置するので、第１導体６７及び抵抗体６８により、プラズマが発生し易い部位と発生し難い部位とを先端部１６の表面に区画できる。

図４及び図５を参照して第３実施の形態について説明する。第３実施形態では、主体金具３０に接地電極７１，７４が接続された点火プラグ７０について説明する。なお、第１実施形態および第２実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図４は第３実施の形態における点火プラグ７０の片側断面図であり、図５は先端部１６の軸線Ｏを含む断面図である。

図４に示すように点火プラグ７０は、絶縁体１１の内部に配置された導電体６１と、絶縁体１１を保持する主体金具３０と、主体金具３０に接続された接地電極７１，７４と、導電体６１と絶縁体１１との間に配置された抵抗体６８と、を備えている。

接地電極７１，７４は、主体金具３０の胴部３２に接合された棒状の金属製（例えばニッケル基合金製）の部材である。本実施形態では、接地電極７１，７４は軸線Ｏに沿って配置されており、軸線Ｏに垂直な断面が矩形状である。接地電極７１の一端部７２及び接地電極７４の一端部７５は主体金具３０に接続されている。接地電極７４の他端部７６は、接地電極７１の他端部７３よりも先端側に位置する。接地電極７１の他端部７３及び接地電極７４の他端部７６は、軸線Ｏを中心にして互いに１８０°離れた位置に存在する。

図５に示すように、接地電極７１，７４は他端部７３，７６を除き、軸線Ｏに平行に配置されている。他端部７３，７６は絶縁体１１の先端部１６へ向かって屈曲しているので、接地電極７１，７４の中で他端部７３，７６は先端部１６との距離が最も短い。接地電極７１，７４の他端部７３，７６は、先端部１６のうち中心電極６２と軸線方向に重なる部位との間に、放電ギャップ７７，７８をそれぞれ形成する。

絶縁体１１は、先端部１６の内部表面１２に導電層７９が形成されている。導電層７９は、化学的または物理的な力によって絶縁体１１の内部表面１２に結合した導電性を有する層である。本実施形態では、第１部１６ａの内部表面１２の先端から第１部１６ａと第２部１６ｂとの境界までの全面が導電層７９で覆われている。導電層７９は、例えばめっき、導電ペースト等の導電性樹脂材料の塗布、溶射、蒸着などにより形成される。本実施形態では、無電解ニッケルめっきにより導電層７９が形成されている。

導電層７９と中心電極６２との間に第２導体８０が充填されている。第２導体８０は導電層７９と中心電極６２とに接触している。第２導体８０の材質は、第２実施形態の第１導体６７の材質と同様なので、説明を省略する。抵抗体６８は第２導体８０の後端に隣接する。抵抗体６８の先端６９は、導電層７９の後端よりも後端側に位置する。また、抵抗体６８の先端６９は、接地電極７１，７４の他端部７３，７６よりも後端側に位置する。

点火プラグ７０は、例えば、以下のような方法によって製造される。まず、絶縁体１１の先端部１６の内部表面１２に導電層７９を形成する。次に、先端部１６の内部表面１２の先端に形成された導電層７９の上に、第２導体８０の粉末等の原料を少量供給する。第２導体８０にろう材を用いる場合、ろう材は箔、線材、箔、粉末、ペースト等の種々の状態で供給できる。絶縁体１１に中心電極６２を挿入し、第２導体８０の原料の後端側に中心電極６２を配置した後、第２導体８０の残りの原料を、中心電極６２と先端部１６の内部表面１２との間に充填する。その後、第１実施形態と同様に絶縁体１１を加熱し、絶縁体１１の内部に抵抗体６８及び接続部６６を形成した後、主体金具３０を絶縁体１１に組み付け、点火プラグ７０を得る。

点火プラグ７０は、抵抗体６８の先端６９が、接地電極７１，７４の他端部７３，７６よりも後端側に位置する。接地電極７１，７４の他端部７３，７６に電界を集中させ易くできるので、他端部７３，７６と先端部１６との間に放電を生じさせ易くできる。その結果、抵抗体６８に妨げられることなく先端部１６と接地電極７１，７４との間にプラズマを発生できる。

先端部１６の内部表面１２の少なくとも一部に、化学的または物理的な力によって内部表面１２に結合する導電層７９が形成され、導電層７９は導電体６１に電気的に接続される。導電層７９により中心電極６２と絶縁体１１の内部表面１２との隙間（空気層）をなくすことができるので、隙間（空気層）が見かけの誘電率に与える影響を抑制できる。よって、先端部１６にプラズマを生じさせるエネルギーの損失を抑制できる。

先端部１６のうち導電層７９が形成された部位に少なくとも第２導体８０が充填され、第２導体８０は導電体６１と接続されるので、第２導体８０により抵抗体６８の先端６９の位置を定めることができる。その結果、第２導体８０及び抵抗体６８により、プラズマが発生し易い部位と発生し難い部位とを先端部１６の表面に区画できる。

図６を参照して第４実施の形態について説明する。第１実施形態から第３実施形態では、抵抗体５０，６８が軸線方向に連続する場合について説明した。これに対し第４実施形態では、第１抵抗体９２及び第２抵抗体９４（抵抗体）が軸線方向に離間する場合について説明する。なお、第１実施形態から第３実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図６は第４実施の形態における点火プラグ９０の先端部１６の軸線Ｏを含む断面図である。

図６に示すように点火プラグ９０は、絶縁体１１の内部に配置された導電体６１（中心電極６２）と、絶縁体１１を保持する主体金具３０と、主体金具３０に接続された接地電極７１，７４と、導電体６１と絶縁体１１との間に配置された第１抵抗体９２及び第２抵抗体９４と、を備えている。

点火プラグ９０は、絶縁体１１の内部表面１２と中心電極６２との間に、先端側から後端側へ順に、第１導体９１、第１抵抗体９２、第１導体９３及び第２抵抗体９４が充填されている。第２抵抗体９４の後端の位置は、第２実施形態の抵抗体６８の後端と同じ位置である。第１導体９１，９３は、絶縁体１１の内部表面１２及び中心電極６２に接触している。第１導体９１，９３の材質は、第２実施形態の第１導体６７の材質と同様であり、第１抵抗体９２及び第２抵抗体９４の材質は、第１実施形態の抵抗体５０の材質と同様なので、いずれも説明を省略する。

軸線方向において、第１導体９１は先端部１６の内部表面１２の先端に位置し、第１抵抗体９２は第１導体９１の後端に隣接する。第１導体９３は第１抵抗体９２の後端に隣接し、第２抵抗体９４は第１導体９３の後端に隣接する。第２抵抗体９４の先端９４ａは、主体金具３０の先端よりも先端側であって、接地電極７１の他端部７３よりも後端側に位置する。第１導体９３の先端９３ａは、接地電極７１の他端部７３よりも先端側に位置し、第１抵抗体９２の先端９２ａは、接地電極７４の他端部７６よりも後端側に位置する。中心電極６２及び第１導体９１は、接地電極７４の他端部７６と重なる位置に配置されている。

点火プラグ９０は、例えば以下のような方法によって製造される。まず、絶縁体１１の内部表面１２の先端に、第１導体９１の粉末等の原料を供給する。絶縁体１１に中心電極６２を挿入し、第１導体９１の原料の後端側に中心電極６２を配置した後、第１抵抗体９２の原料を、中心電極６２と先端部１６の内部表面１２との間に充填する。次いで、第１導体９３の原料、第２抵抗体９４の原料を順に充填する。その後、第１実施形態と同様に絶縁体１１を加熱し、絶縁体１１の内部に接続部６６を形成した後、主体金具３０を絶縁体１１に組み付け、点火プラグ９０を得る。

点火プラグ９０は、第１抵抗体９２の先端９２ａが、接地電極７４の他端部７６よりも後端側に位置し、第１導体９１が、接地電極７４の他端部７６と重なる位置に配置されている。第１導体９１は中心電極６２に接続されているので、第１導体９１と接地電極７４との間にストリーマ放電を生じさせることができる。

また、第２抵抗体９４の先端９４ａが、接地電極７１の他端部７３よりも後端側に位置し、第１導体９３が、接地電極７１の他端部７３と重なる位置に配置されている。第１導体９３は中心電極６２に接続されているので、第１導体９３と接地電極７１との間にストリーマ放電を生じさせることができる。

第２抵抗体９４の先端９４ａは主体金具３０の先端よりも先端側に位置するので、接地電極７１の他端部７３以外の部位と中心電極６２との間に放電を生じ難くできる。また、第１導体９３と第１導体９３との間に第１抵抗体９２が存在するので、接地電極７４の他端部７６以外の部位と中心電極６２との間に放電を生じ難くできる。これにより接地電極７１，７４の他端部７３，７６と絶縁体１１の先端部１６との間に、局所的にプラズマを生じさせ易くできる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

実施形態では、絶縁体１１の先端部１６のうち第１部１６ａの外径が、軸線方向の全長に亘って同一の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、第１部１６ａの先端側の外径が後端側の外径よりも小さくなるように第１部１６ａの外周面を先端側へ向けて縮径させたり、第１部１６ａの先端側の外径が後端側の外径よりも大きくなるように第１部１６ａの外周面を先端側へ向けて拡径させたりすることは当然可能である。また、第１部１６ａの軸線方向の中央付近の外径が先端側の外径や後端側の外径よりも大きくなるように第１部１６ａの外周面を中央が膨らんだ円筒状にすることは当然可能である。先端部１６の外周面の形状を適宜変更することより、絶縁体１１の先端部１６の径方向の厚さ等との関係で、先端部１６の周囲の電界強度を適宜設定できる。

実施形態では、絶縁体１１の先端部１６の先端が平面状に形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、先端部１６の先端を球冠状にすることは当然可能である。

実施形態では、抵抗体５０，６８、第１抵抗体９２及び第２抵抗体９４が、円筒状に形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。軸線Ｏに垂直な断面が円弧状となるように抵抗体を形成することは当然可能である。この場合、絶縁体１１の内部表面１２と導電体２０との間に配置できる抵抗体を予め準備しておき、絶縁体１１の内部に導電体２０，６１を配置するときに、絶縁体１１の内部に抵抗体を挿入する。予め準備しておいた抵抗体を絶縁体１１の内部に配置するので、抵抗体を任意の形状にできる。この場合も抵抗体が配置された部位で不正放電の発生を抑制できるので、エネルギー損失を抑制できる。

第３実施形態で説明した導電層７９を、第１実施形態、第２実施形態および第４実施形態の先端部１６の内部表面１２に形成することは当然可能である。第１実施形態、第２実施形態および第４実施形態の先端部１６に導電層７９を形成した場合、中心電極２１，６２を導電層７９に直接接触させても良いし、中心電極２１，６２と導電層７９との間に第２導体を充填し、第２導体を介して中心電極２１，６２を導電層７９に接続しても良い。

第３実施形態および第４実施形態では、接地電極の数が２つの場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。接地電極の数は適宜設定できるので、接地電極の数を１つ、３つ又はそれ以上にすることは当然可能である。

第３実施形態および第４実施形態では、接地電極７１，７４が直線状に形成され、さらに各電極の他端部側の部位が軸線Ｏと平行に配置される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。軸線Ｏを含む平面に接地電極が含まれるように各電極の端部側の部位を傾け、各電極の他端部と先端部１６との間に放電ギャップを形成することは当然可能である。また、軸線Ｏに対してねじれの位置に接地電極を配置したり、接地電極を曲線状にしたりすることは当然可能である。

第４実施形態では第１導体９１，９３間に第１抵抗体９２が配置される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１抵抗体９２の代わりに導体を充填して、第１導体９１から第１導体９３まで連続させることは当然可能である。

１０，６０，７０，９０ 点火プラグ
１１ 絶縁体
１２ 内部表面
１４ 第１係止部（係止部）
１６ 先端部
２０，６１ 導電体
２４ 導電体の先端
２７，６５ 導電体の後端部
３０ 主体金具
３７ パッキン
３８ 棚部
４０ 主体金具の先端
４２ 領域
４３，４４，４５，４６，４９ 縁（凸である部位）
５０，６８ 抵抗体
６７，９１，９３ 第１導体
６９ 抵抗体の先端
７１，７４ 接地電極
７２，７５ 一端部
７３，７６ 他端部
７７，７８ 放電ギャップ
７９ 導電層
８０ 第２導体
９２ 第１抵抗体（抵抗体）
９２ａ 第１抵抗体の先端
９４ 第２抵抗体（抵抗体）
９４ａ 第２抵抗体の先端
Ｏ 軸線

Claims (8)

1. 先端側から後端側へと軸線に沿って延びる導電体と、
   前記導電体の先端の周囲を取り囲む有底筒状の先端部を有し、前記導電体の後端部が自身の後端側から突出する状態で前記導電体が内部に配置される絶縁体と、
   前記先端部が自身の先端から先端側に突出する状態で前記絶縁体を外周側から保持する筒状の主体金具と、を備える点火プラグであって、
   前記導電体と前記絶縁体の内部表面との間の、前記主体金具と前記導電体とが軸線方向に重なる領域の少なくとも一部に配置される抵抗体を備える点火プラグ。
2. 前記抵抗体は、軸線方向において、前記主体金具の内周面のうち内側に凸である部位の少なくとも一部に存在する請求項１記載の点火プラグ。
3. 前記絶縁体は、自身の外周面に、径方向の外側に張り出す係止部を備え、
   前記主体金具は、自身の内周面に、金属製のパッキンを介して前記係止部を先端側から係止する棚部を備え、
   前記抵抗体は、軸線方向において、前記パッキンの位置に少なくとも存在する請求項１又は２に記載の点火プラグ。
4. 一端部が前記主体金具に接続され、他端部が前記先端部のうち前記導電体と軸線方向に重なる部位と放電ギャップを形成する接地電極を備え、
   前記抵抗体の先端は、前記接地電極の前記他端部よりも後端側に位置する請求項１から３のいずれかに記載の点火プラグ。
5. 前記抵抗体の先端は、前記主体金具の前記先端よりも後端側に位置する請求項１から４のいずれかに記載の点火プラグ。
6. 前記抵抗体の先端よりも先端側の前記絶縁体の内部に充填された第１導体を備え、
   前記第１導体は前記導電体に電気的に接続される請求項１から５のいずれかに記載の点火プラグ。
7. 前記先端部の内部表面の少なくとも一部に形成される導電層を備え、
   前記導電層は前記導電体に電気的に接続され、
   前記抵抗体の一部は、前記記先端部の内部に充填されている請求項１から４のいずれかに記載の点火プラグ。
8. 前記先端部のうち前記導電層が形成された部位に少なくとも充填され、前記導電体と接続された第２導体を備える請求項７記載の点火プラグ。

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