(57)【要約】  コロナ点火システムの点火器（２０）は、コロナ（３０）の形態で非熱プラズマを放射し、燃料混合気をイオン化および点火する。点火器（２０）は、電極（３２）と、電極（３２）を取り囲むセラミック絶縁体（２２）とを含む。絶縁体（２２）は、電極（３２）の着火端部（３８）を取り囲み、電極（３２）が燃焼室（２８）に露出するのを妨げる。絶縁体（２２）は、燃焼室（２８）に露出するとともに非熱プラズマを放射する着火面（５６）を提供する。セラミック材料に埋め込まれた金属粒子またはセラミック材料における穴といったような複数の導電要素（２４）が、セラミック材料のマトリックス（２６）において、絶縁体（２２）の着火面（５６）に沿って配置される。これらの導電要素（２４）は、点火器（２０）の動作時にアーク放電を低減し、これにより点火の質を向上する。
2013542572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室（２８）において非熱プラズマを放射するための点火器（２０）であって、
導電材料から形成されるとともに電極端子端部（３６）から電極着火端部（３８）に延在する電極（３２）と、
前記電極（３２）に沿って延在する絶縁体（２２）とを含み、
前記絶縁体（２２）は前記電極着火端部（３８）の周りに電気的絶縁材料のマトリックス（２６）を含み、点火器（２０）はさらに、
前記電気的絶縁材料のマトリックス（２６）に配置される複数の導電要素（２４）を含む、点火器（２０）。
【請求項２】
前記絶縁体（２２）は、前記電極着火端部（３８）が前記電気的絶縁材料のマトリックス（２６）によって前記絶縁体着火端部（４２）から間隔を置くように、前記電極（３２）を通過して絶縁体着火端部（３８）まで延在する、請求項１に記載の点火器（２０）。
【請求項３】
前記絶縁体（２２）は、前記電極着火端部（３８）に着火面（５６）を提供し、前記導電要素（２４）は、前記燃焼室（２８）に露出されるために、前記着火面（５６）に沿って配置される、請求項１に記載の点火器（２０）。
【請求項４】
前記導電要素（２４）は、前記電極着火端部（３８）と前記着火面（５６）との間に配置される、請求項３に記載の点火器（２０）。
【請求項５】
前記絶縁体（２２）の前記着火面（５６）は凸状である、請求項３に記載の点火器（２０）。
【請求項６】
前記電気的絶縁材料のマトリックス（２６）は前記電極着火端部（３８）を被覆している、請求項１に記載の点火器（２０）。
【請求項７】
前記導電要素（２４）は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）によって互いに間隔を置いている、請求項１に記載の点火器（２０）。
【請求項８】
前記着火面（５６）から間隔を置いているとともに所定長さ（ｌ）に沿って延在する前記絶縁体（２２）の部分には前記導電要素（２４）が存在しない、請求項１に記載の点火器（２０）。
【請求項９】
前記導電要素（２４）は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）に埋め込まれた導電材料の粒子を含む、請求項１に記載の点火器（２０）。
【請求項１０】
前記粒子は、周期表の３族から１２族のうちから選択される少なくとも１つの元素を含む、請求項９に記載の点火器（２０）。
【請求項１１】
前記粒子は、０．５μｍ〜２５０μｍの粒径を有する、請求項９に記載の点火器（２０）。
【請求項１２】
前記導電要素（２４）は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）において、前記電極（３２）から前記着火面（５６）に連続的に延在する穴である、請求項１に記載の点火器（２０）。
【請求項１３】
前記穴の各々は、内面（５８）を提供し、前記燃焼室（２８）と流体連通するために前記着火面（５６）にて開口する、請求項１２に記載の点火器（２０）。
【請求項１４】
前記電極（３２）は電極直径（Ｄｅ）を有し、前記穴の各々は、前記電極直径（Ｄｅ）より小さい穴径（Ｄｈ）を有する、請求項１２に記載の点火器（２０）。
【請求項１５】
前記穴の各々は、所定の距離（ｄ）だけ互いに均等に間隔を置いている、請求項１２に記載の点火器（２０）。
【請求項１６】
電圧を電源から受けるとともに、燃料および空気の混合気を内燃機関の燃焼室（２８）においてイオン化するようコロナ（３０）を形成する非熱プラズマを放射するための点火器（２０）であって、
長手方向に電極端子端部（３６）から電極着火端部（３８）まで延在する電極本体部（３４）を含む、エネルギーを前記電源から受けかつ前記電極着火端部（３８）の周りに電界を発するための電極（３２）を含み、
前記電極（３２）は、前記電極（３２）に亘って延びるとともに長手方向の前記電極本体部（３４）と垂直な電極直径（Ｄｅ）を有し、
前記電極（３２）は導電材料から形成され、
前記導電材料はニッケルを含み、点火器（２０）はさらに、
環方向において前記電極本体部（３４）の周りに配置されるとともに長手方向において前記電極本体部（３４）に沿って配置され、絶縁体上端部（４０）から前記電極着火端部（３８）に隣接する絶縁体着火端部（４２）まで延在する絶縁体（２２）を含み、
前記絶縁体（２２）は前記電極着火端部（３８）を通過して前記絶縁体着火端部（４２）まで延在し、
前記絶縁体（２２）は電気的絶縁材料から形成されるマトリックス（２６）を含み、
前記電気的絶縁材料はアルミナを含み、
前記電気的絶縁材料は、電荷を保持することが可能な誘電率を有し、
前記電気的絶縁材料は、前記電極（３２）の前記導電材料の導電率よりも小さい導電率を有し、
前記絶縁体（２２）は、前記絶縁体上端部（４０）から前記絶縁体着火端部（４２）に向かって延在する絶縁体第１領域（４４）を含み、
前記絶縁体第１領域（４４）は、長手方向の前記電極本体部（３４）に略垂直に延びる絶縁体第１直径（Ｄ１）を提供し、
前記絶縁体（２２）は、前記絶縁体第１領域（４４）に隣接するとともに前記絶縁体着火端部（４２）に向かって延在する絶縁体中央領域（４６）を含み、
前記絶縁体中央領域（４６）は、長手方向の前記電極本体部（３４）に略垂直に延びるとともに前記絶縁体第１直径（Ｄ１）よりも大きい絶縁体中央直径（Ｄｍ）を提供し、
前記絶縁体（２２）は、前記絶縁体第１領域（４４）から前記絶縁体中央領域（４６）まで半径方向外方に延在する絶縁体上側肩部（４８）を提供し、
前記絶縁体（２２）は、前記絶縁体中央領域（４６）に隣接するとともに前記絶縁体着火端部（４２）に向かって延在する絶縁体第２領域（５０）を含み、
前記絶縁体第２領域（５０）は、長手方向の前記電極本体部（３４）に略垂直に延びる絶縁体第２直径（Ｄ２）を提供し、
前記絶縁体第２直径（Ｄ２）は、前記絶縁体第１直径（Ｄ１）と等しく、
前記絶縁体（２２）は、前記絶縁体中央領域（４６）から前記絶縁体第２領域（５０）まで半径方向内方に延在する絶縁体下側肩部（５２）を提供し、
前記絶縁体（２２）は、前記燃焼室（２８）に配置および露出されるために前記絶縁体第２領域（５０）から前記絶縁体着火端部（４２）まで延在する絶縁体ノーズ領域（５４）を含んでおり、前記絶縁体第１領域（４４）と、前記絶縁体中央領域（４６）と、前記絶縁体第２領域（５０）とは前記燃焼室（２８）に露出されず、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）は、長手方向の前記電極本体部（３４）に略垂直である、前記絶縁体着火端部（４２）までテーパーする絶縁体ノーズ直径（Ｄｎ）を提供し、
前記絶縁体ノーズ直径（Ｄｎ）は、前記絶縁体第２直径（Ｄ２）よりも小さく、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）は、前記燃焼室（２８）に露出されるために、前記絶縁体着火端部（４２）に亘って延在するとともに前記絶縁体着火端部（４２）を取り囲む着火面（５６）を提供し、
前記着火面（５６）は、前記燃焼室（２８）の中へと下方向に向くための球面半径を有する丸く凸状のプロファイルを提供し、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）の前記絶縁材料は、前記電極（３２）を前記燃焼室（２８）から間隔を置かせるためのものであり、
前記電極着火端部（３８）は、前記絶縁体ノーズ領域（５４）に配置され、前記絶縁材料のマトリックス（２６）によって前記絶縁体着火端部（４２）から間隔を置いており、
前記電極着火端部（３８）は、前記絶縁体着火端部（４２）から０．０６５ｃｍの距離（ｄ）だけ間隔を置いており、点火器（２０）はさらに、
前記着火面（５６）に隣接するとともに前記絶縁体ノーズ領域（５４）の前記着火面（５６）に沿った前記絶縁材料のマトリックス（２６）の部分の全体に亘って配置される、電界を前記電極（３２）から受けるとともに前記導電要素（２４）を取り囲むエリアにおいて電界を発するための複数の導電要素（２４）を含み、前記導電要素（２４）を取り囲むエリアにおける前記電界は、前記絶縁体ノーズ領域（５４）から、コロナ（３０）を形成する非熱プラズマの放射を引き起こし、
前記導電要素（２４）は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）において、前記電極着火端部（３８）と前記絶縁体着火端部（４２）との間に配置されており、
前記導電要素（２４）は、前記燃焼室（２８）に露出されるために、前記着火面（５６）に沿って配置され、
前記絶縁体第１領域（４４）と、前記絶縁体中央領域（４６）と、前記絶縁体第２領域（５０）とには、前記導電要素（２４）が存在せず、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）の一部には前記導電要素（２４）が存在せず、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）には、前記絶縁体第２領域（５０）から所定長さ（ｌ）だけ前記着火端部に向かって延在するエリアにおいて、前記導電要素（２４）が存在せず、
前記導電要素（２４）は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）によって互いに間隔を置いており、点火器（２０）はさらに、
前記絶縁体（２２）に受け入れられる端子（６０）を含み、前記端子（６０）は、前記電源に電気的に接続される端子線に電気的に接続されるとともに、エネルギーを前記電源から受けて前記エネルギーを前記電極（３２）に送るために前記電極（３２）と電気的に連通するためのものであり、
前記端子（６０）は、第１の端子端部（６２）から、前記電極端子端部（３６）に電気的に接続される第２の端子端部（６４）まで延在し、
前記端子（６０）は導電材料から形成され、点火器（２０）はさらに、
前記第２の端子端部（６４）と前記電極端子端部（３６）との間に配置されるとともに前記第２の端子端部（６４）と前記電極端子端部（３６）とを電気的に接続する、エネルギーを前記端子（６０）から前記電極（３２）に提供するための抵抗体層（６６）を含み、
前記抵抗体層（６６）は導電材料から形成され、点火器（２０）はさらに、
前記絶縁体（２２）の周りに環方向に配置されるシェル（６８）を含み、
前記シェル（６８）は金属材料から形成され、
前記シェル（６８）は、前記絶縁体ノーズ領域（５４）が下側シェル端部（７２）の外側に突出するように、前記絶縁体（２２）に沿って長手方向に上側シェル端部（７０）から前記下側シェル端部（７２）まで延在する、点火器（２０）。
【請求項１７】
前記絶縁体ノーズ領域（５４）の一部は、前記絶縁体ノーズ領域（５４）の他の部分とは別個であり、前記他の部分に取り付けられる、請求項１６に記載の点火器（２０）。
【請求項１８】
前記絶縁体第２領域（５０）と前記絶縁体着火端部（４２）との間を連続的に延在する前記絶縁体ノーズ領域（５４）をさらに含み、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）は前記電極（３２）の前記電極着火端部（３８）を被覆しており、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）の前記着火面（５６）は、前記電極（３２）が前記絶縁材料のマトリックス（２６）によって前記燃焼室（２８）から完全に分離されるように、前記電極（３２）が前記燃焼室（２８）との流体連通を妨げるために閉じられており、
前記導電要素（２４）は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）に埋め込まれ、かつ前記着火面（５６）に沿うとともに隣接する前記絶縁体ノーズ領域（５４）の部分全体に亘って分散する粒子であり、
前記粒子は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）によって互いに間隔を置いており、
前記粒子は、元素の周期表の３族から１２族のうちから選択される少なくとも１つの元素を含み、
前記粒子はイリジウムを含み、
前記粒子は０．５μｍ〜２５０μｍの粒径を有する、請求項１６に記載の点火器（２０）。
【請求項１９】
前記絶縁体ノーズ領域（５４）の前記絶縁材料のマトリックス（２６）における穴である前記導電要素（２４）をさらに含み、
前記穴の各々は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）によって互いに間隔を置いており、
前記穴の各々は、前記電極（３２）から前記絶縁体（２２）の前記着火面（５６）に連続的に延在しており、
前記穴の各々は、シリンダ形状を提供する内面（５８）を有し、前記燃焼室（２８）に流体連通するために、前記着火面（５６）にて開口しており、
前記穴の各々の前記内面（５８）は、前記電極直径（Ｄｅ）よりも小さい穴径（Ｄｈ）を提供し、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）は、所定の距離（ｄ）だけ互いに間隔を置く６つの前記穴を含み、
前記穴の１つは、前記電極着火端部（３８）から前記絶縁体着火端部（４２）まで横断方向に延在し、前記穴の５つは、前記中心穴を取り囲み、その各々が前記電極（３２）から前記着火面（５６）まで延在するとともに互いに前記所定の距離（ｄ）だけ均等に間隔を置いており、
前記穴の各々は０．０１６ｃｍの穴径（Ｄｈ）を有する、請求項１６に記載の点火器（２０）。
【請求項２０】
非熱プラズマを放射するための点火器（２０）を形成する方法であって、
電極端子端部（３６）から電極着火端部（３８）まで延在する導電材料から形成される電極（３２）を提供するステップと、
電気的絶縁材料のマトリックス（２６）から形成され、複数の導電要素（２４）が内部に配置される絶縁体（２２）を提供するステップと、
前記絶縁体（２２）を前記電極着火端部（３８）の周りに配置するステップとを含む、方法。
【請求項２１】
前記絶縁体（２２）を提供するステップは、前記電気的絶縁材料の焼結プレフォームを提供するステップと、導電材料の粒子を前記電気的絶縁材料のペーストと混合するステップと、当該混合物を前記焼結プレフォームに適用するステップと、前記混合物と前記焼結プレフォームとを加熱するステップとを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記絶縁体（２２）を提供するステップは、前記電気的絶縁材料の焼結プレフォームを提供するステップと、導電材料の粒子を前記焼結プレフォームに埋め込むステップとを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記絶縁体（２２）を提供するステップは、前記電気的絶縁材料を導電材料の粒子と混合するステップと、当該混合物を焼結するステップとを含む、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
この出願は、本願明細書において参照により全文援用される２０１０年１０月２８日に出願された米国仮出願連続番号第６１／４０７６３３号および２０１０年１０月２８日に出願された米国仮出願連続番号第６１／４０７６４３号の利益を請求する。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
この発明は一般的に、燃焼室の燃料および空気の混合気を点火するよう非熱プラズマを放射するためのコロナ放電点火器と、当該コロナ放電点火器を製造する方法とに関する。
【背景技術】
【０００３】
２．先行技術の説明
コロナ放電点火システムの例が、Ｆｒｅｅｎに譲受される米国特許番号第６，８８３，５０７号に開示されている。このコロナ放電点火システムでは、点火器の電極が高い無線周波数（「ＲＦ」）電圧電位へと帯電され、強いＲＦ電界を燃焼室において作り出す。この電界により、燃焼室における空燃混合気の一部がイオン化し、絶縁破壊を開始し、当該空燃混合気の燃焼を促進する。しかしながら当該電界は、空燃混合気が誘電特性を維持するとともに、非熱プラズマとも呼ばれるコロナ放電が発生するように制御される。電界は、電極と接地されたシリンダ壁またはピストンとの間に熱プラズマおよび電気アークを作り出すすべての誘電特性を空燃混合気が失わないように制御される。コロナ放電の電流は小さく、電極での電圧電位は、アーク放電と比較して高いままである。空燃混合気のイオン化された部分は、火炎前面を形成し、次いで当該火炎前面が自続するとともに、空燃混合気の残りの部分を燃焼する。
【０００４】
当該コロナ放電点火システムの電極は典型的に、電極端子端部から電極着火端部に延在する導電材料から形成される。当該電極に沿って、電気的絶縁材料のマトリックスを含む絶縁体が延在する。コロナ放電点火システムの点火器は、電極に近接近した如何なる接地された電極要素も含まない。むしろ上で示唆したように、接地が内燃機関のシリンダ壁またはピストンによって与えられる。例示的な点火器が、ＬｙｋｏｗｓｋｉおよびＨａｍｐｔｏｎに譲受される米国特許出願公開番号第２０１０／００８３９４２号に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関の適用例の場合、典型的には、形成される非熱プラズマがコロナ放電の形態でイオンの複数のストリームを含むことが好ましい。このストリームは、燃焼室の全体に亘って、当該ストリームの全長に沿って空燃混合気に点火する。これにより、堅牢な点火が提供される。上記Ｆｒｅｅｎ特許において論じられるように、電界は好ましくは、コロナ放電が、上記電極から上記接地されたシリンダ壁部またはピストンへのアーク放電につながる電子なだれへと進まないように制御される。あるしきい値を上回る電圧が点火器に適用される場合のようなある状況では、イオンの密度が増加し、アーク放電が形成され得る。このアーク放電は、上記所望の複数のストリームではなくイオンの単一のストリームを含む。このアーク放電が燃焼室において占める空間はコロナ放電よりもはるかに小さく、これにより点火の質が低減し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の概要
本発明の１つの局面は、電極と、当該電極に沿って延在する絶縁体とを含むコロナ点火システムの点火器を提供する。この電極は、導電材料から形成されるとともに、電極端子端部から電極着火端部まで延在する。絶縁体は、電極着火端部の周りに電気的絶縁材料のマトリックスを含むとともに、当該電気的絶縁材料のマトリックス内に配置された複数の導電要素を含む。
【０００７】
本発明の別の局面は、点火器を形成する方法を提供する。この方法は、電気的絶縁材料のマトリックスから形成され、複数の導電要素が内部に配置される絶縁体を提供するステップと、電極端子端部から電極着火端部まで延在する導電材料から形成される電極を提供するステップとを含む。この方法はさらに、電極着火端部の周りに絶縁体を配置するステップを含む。
【０００８】
導電要素を有する絶縁体を含む本発明の点火器は、導電要素を有さない他の点火器と比較して、コロナ点火システムの動作時のアーキングを低減または除去する。この点火器は、コロナの形態にあるイオンの複数のストリームを含む、制御された繰り返し可能な非熱プラズマを作り出す。点火器から発せられたコロナ放電は、上記燃料混合気の迅速な点火および燃焼を提供する。これにより、内燃機関の適用例において用いられると、燃料の経済性の向上およびＣＯ２排出の低減といった多くの利益が得られる。
【０００９】
本発明の他の利点は、以下の詳細な説明を参照して添付の図面に関連して考慮するとよりよく理解されるので、当該利点は容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】内燃機関の燃焼室に配置される、本発明の１つの局面に従った点火器の断面図である。
【図２】本発明の別の局面に従った点火器の断面図である。
【図２Ａ】図２の点火器の絶縁体ノーズ領域の拡大図である。
【図２Ｂ】図２Ａの絶縁体ノーズ領域の着火面の拡大図である。
【図３】本発明の別の局面に従った点火器の断面図である。
【図３Ａ】図３の点火器の絶縁体ノーズ領域の拡大図である。
【図３Ｂ】図３Ａの絶縁体ノーズ領域の着火面の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
詳細な説明
本発明の１つの局面は、図１〜図３に示されるように、コロナ点火システムのための点火器２０を提供する。点火器２０は、電気的絶縁材料のマトリックス２６中に配置された複数の導電要素２４を有する絶縁体２２を含む。導電要素２４の例としては、マトリックス２６に埋め込まれる金属粒子か、またはマトリックス２６における穴がある。図１に示されるように、点火器２０は、内燃機関の燃焼室２８に配置され、電圧を電源（図示せず）から受け取る。点火器２０の電極３２が高いＲＦ電圧電位へと帯電され、強いＲＦ電界を燃焼室において作り出す。この電界は、燃焼室における燃料および空気の混合気が誘電特性を維持するように制御される。電極３２は、コロナ３０を形成するイオンの複数のストリームを含む非熱プラズマを放射して、当該燃料および空気の一部を燃焼室２８においてイオン化する。
【００１２】
点火器２０の電極３２は、電極端子端部３６から電極着火端部３８まで長手方向に延在する電極本体部３４を含む。電極３２は、図２および図３に示されるように、電極３２に亘って延びるとともに長手方向の電極本体部３４に垂直な電極直径Ｄｅを有する。電極３２は、ニッケル、銅、またはその合金のような導電材料から形成される。図２および図２Ａに示される一実施例では、電極３２は、ニッケル被覆によって取り囲まれる銅コア部を含む。
【００１３】
点火器２０の絶縁体２２は、環方向において電極本体部３４の周りに配置されるとともに、長手方向において電極本体部３４に沿って配置される。絶縁体２２は、絶縁体上端部４０から電極着火端部３８に隣接する絶縁体着火端部４２まで延在する。図２および図３にもっともよく示されるように、絶縁体２２は、電極着火端部３８を通過して絶縁体着火端部４２まで延在する。絶縁体２２は、焼結アルミナまたは他のセラミックもしくはガラス材料のような電気的絶縁材料のマトリックス２６を含む。当該絶縁材料は、好ましくは電荷を保持することが可能な誘電率を有する。当該電気的絶縁材料は、電極３２の導電率よりも有意に小さい導電率を有する。
【００１４】
図２および図３に示されるように、一実施例では、絶縁体２２は、絶縁体上端部４０から絶縁体着火端部４２に向かって延在する絶縁体第１領域４４を含む。絶縁体第１領域４４は、長手方向の電極本体部３４に略垂直に延びる絶縁体第１直径Ｄ１を提供する。絶縁体２２はさらに、絶縁体第１領域４４に隣接するとともに、絶縁体着火端部４２に向かって延在する絶縁体中央領域４６を含む。絶縁体中央領域４６は、長手方向の電極本体部３４に略垂直に延びる絶縁体中央直径Ｄｍを提供する。この実施例の絶縁体中央直径Ｄｍは、絶縁体第１直径Ｄ１よりも大きい。絶縁体上側肩部４８は、絶縁体第１領域４４から絶縁体中央領域４６に半径方向外方に延在する。絶縁体２２はさらに、絶縁体中央領域４６に隣接するとともに絶縁体着火端部４２に向かって延在する絶縁体第２領域５０を含む。絶縁体第２領域５０は、長手方向の電極本体部３４に略垂直に延びる絶縁体第２直径Ｄ２を提供する。絶縁体第２直径Ｄ２は典型的には、絶縁体第１直径Ｄ１と等しい。絶縁体下側肩部５２は、絶縁体中央領域４６から絶縁体第２領域５０まで半径方向内方に延在する。
【００１５】
点火器２０の絶縁体２２はさらに、絶縁体第２領域５０から絶縁体着火端部４２まで延在する絶縁体ノーズ領域５４を含む。絶縁体ノーズ領域５４は典型的には、燃焼室２８に配置される。図２および図３に示されるように、コロナ点火システムの動作時には、絶縁体ノーズ領域５４は、燃焼室２８において燃料および空気の混合気に露出する一方、絶縁体第１領域４４、絶縁体中央領域４６、および絶縁体第２領域５０は、燃焼室２８に露出されないエンジンブロック中にあるままである。絶縁体ノーズ領域５４は、長手方向の電極本体部３４に略垂直な絶縁体ノーズ直径Ｄｎを提供する。絶縁体ノーズ直径Ｄｎは典型的には、絶縁体ノーズ直径Ｄｎが絶縁体第２直径Ｄ２よりも小さくなるように、絶縁体第２領域５０から絶縁体着火端部４２までテーパーする。
【００１６】
絶縁体ノーズ領域５４は、絶縁体着火端部４２に亘って延在するとともに絶縁体着火端部４２を取り囲む着火面５６を提供する。コロナ点火システムにおける点火器２０の使用時には、着火面５６は燃焼室２８に露出し、コロナ３０を形成する非熱プラズマを放射する。一実施例では、着火面５６は、鋭いエッジのない丸く凸状のプロファイルを提供する。着火面５６のこの丸い性質は、燃焼室２８の中へと下方向へ向く球面半径として記載され得る。
【００１７】
絶縁体ノーズ領域５４ならびに他の領域４４、４６、および５０の絶縁材料を含む絶縁体２２の絶縁材料により、電極３２が燃焼室２８から間隔を置いている。図２Ａおよび図３Ａにもっともよく示されるように、電極着火端部３８は、絶縁体ノーズ領域５４に配され、絶縁材料のマトリックス２６によって絶縁体着火端部４２から間隔を置いている。一実施例では、電極着火端部３８は、約０．０６ｃｍ〜０．０７ｃｍの距離ｄだけ絶縁体着火端部４２から間隔を置いている。
【００１８】
上記のように、複数の導電要素２４は、電気的絶縁材料のマトリックス２６の一部に配置され、絶縁材料のマトリックス２６によって互いに間隔が置かれている。導電要素２４は好ましくは、少なくとも導電要素２４の一部が燃焼室２８に直接的に露出するように、絶縁体ノーズ領域５４の着火面５６に沿って、着火面５６に隣接して配置される。図２Ａおよび図３Ａに示されるように、導電要素２４は好ましくは、電極着火端部３８と絶縁体着火端部４２との間に配置される。
【００１９】
コロナ点火システムにおける点火器２０の使用時、電極３２は、電源からエネルギーを受け取り、電極着火端部３８の周りに電界を発する。導電要素２４は、電極３２から発されている電界を受け、次いで導電要素２４を取り囲むエリアに電界を発する。導電要素２４を取り囲む当該エリアにおける電界は、絶縁体ノーズ領域５４の着火面５６からの非熱プラズマの放射を引き起こし、図１〜図３に示されるコロナ３０を形成する。
【００２０】
絶縁体第１領域４４、絶縁体中央領域４６、および絶縁体第２領域５０には典型的には、導電要素２４が存在しない。さらに、絶縁体ノーズ領域５４の一部にも典型的には導電要素２４が存在しない。一実施例において、図２Ａおよび図３Ａに示されるように、絶縁体ノーズ領域５４では、絶縁体第２領域５０から所定長さｌだけ絶縁体着火端部４２に向かって延在する部分において、導電要素２４が存在しない。導電要素２４が存在しない絶縁体ノーズ領域５４のこの部分は典型的には、絶縁体着火面５６から間隔をおいている。代替的な実施例（図示せず）では、絶縁体２２は、絶縁体ノーズ領域５４の全体に亘って、または絶縁体２２の他の領域もしくは部分において導電要素２４を含む。
【００２１】
一実施例では、絶縁体ノーズ領域５４の一部のような導電要素２４を含む絶縁体２２の部分は、導電要素２４が存在しない絶縁体２２の部分と同質である。たとえば、導電要素２４を含む絶縁体ノーズ領域５４は、上で論じた所定の長さｌに沿って延在する部分のような絶縁体ノーズ領域５４の残部と同質である。この実施例では、絶縁体ノーズ領域５４はさらに、絶縁体第２領域５０、絶縁体中央領域４６、および絶縁体第１領域４４と同質である。図２の実施例のような別の実施例では、絶縁体ノーズ領域５４の部分のような導電要素２４を含む絶縁体２２の部分は、導電要素２４が存在しない絶縁体２２の他の部分とは別個に形成され、次いでその後、これらの部分および領域は一緒になるように取り付けられる。
【００２２】
絶縁体２２はさまざまなタイプの導電要素２４を含み得る。１つの好ましい実施例では、導電要素２４は、図１〜図２Ｂに示されるように、絶縁材料のマトリックス２６に埋め込まれた粒子を含む。これらの粒子は典型的には金属を含み、好ましくは、イリジウムのような元素の周期表の３族から１２族のうちから選択される少なくとも１つの元素を含む。上記粒子は、０．５μｍ〜２５０μｍの粒径を有する。これらの粒子は、粒子のいくつかが直接的に燃焼室２８に露出するように、着火面５６に沿い、着火面５６に隣接する絶縁体ノーズ領域５４の部分全体に亘って分散される。図２Ｂは、絶縁体２２の着火面５６に沿った露出した粒子の拡大図を示す図である。当該粒子は、絶縁材料のマトリックス２６によって互いに間隔が置かれている。この実施例では、絶縁体ノーズ領域５４は、絶縁体第２領域５０と絶縁体着火端部４２との間で連続的に延在し、電極３２の電極着火端部３８を被覆している。絶縁体ノーズ領域５４の着火面５６は、閉じられており、電極３２が燃焼室２８と流体連通するのを妨げる。したがって電極３２は、絶縁材料のマトリックス２６によって完全に燃焼室２８から分離される。
【００２３】
図２〜図２Ｂの実施例では、粒子は電極３２から発せられた電界を受け、次いでその周りのエリアに電界を発し、これにより絶縁体ノーズ領域５４からの非熱プラズマの放射を引き起こすとともにコロナ３０を形成する。この実施例の絶縁体２２は、金属粒子と電極着火端部３８との間に高いインピーダンスを提供する。したがって、絶縁体２２は、導電要素２４なしでコロナ点火システムにおいて用いられる他の絶縁体２２と比較して、高密度プラズマが作られた際のアーキングの起こる可能性を低減または除去する。
【００２４】
別の実施例では、導電要素２４は、図３〜図３Ｂに示されるように、絶縁材料のマトリックス２６において、電極３２を燃焼室２８に接続する穴を含む。各穴は、電極３２から絶縁体２２の着火面５６まで連続的に延在し、これらの穴は、絶縁材料のマトリックス２６によって互いに間隔が置かれている。穴の各々はさらに、内面５８を有し、着火面５６にて開口する。したがって、穴の内面５８は、燃焼室２８と流体連通するとともに、燃焼室２８に直接的に露出する。図３Ｂは、着火面５６での穴の開口部の拡大図を示す図である。穴によって与えられる内面５８はさらに、粒子と同様に、電極３２から発せられる電界に露出する。したがって、絶縁体ノーズ領域５４の穴は、燃焼室２８内部において高勾配の電界の形成を促進する。穴の内面５８は、その周りのエリアに電界を発し、これにより絶縁体ノーズ領域５４からの非熱プラズマの放射を引き起こすとともにコロナ３０を形成する。この実施例の絶縁体２２も、導電要素２４のないコロナ３０点火システムにおいて用いられる他の絶縁体２２と比較して、高密度プラズマが作られた際のアーキングの可能性を低減または除去する。
【００２５】
一実施例では、各穴の内面５８は、電極直径Ｄｅよりも小さい穴径Ｄｈを有するシリンダ形状を提供する。一実施例では、穴の各々は、０．０１６ｃｍの穴径Ｄｈを有する。絶縁体ノーズ領域５４は、図３Ｂに示されるように、所定の距離ｄだけ互いに等しく間隔を置かれた６つの上記穴を含み得る。これらの穴のうちの１つは、電極着火端部３８から絶縁体着火端部４２まで横断方向に延在し、これらの穴の５つは、中心穴を取り囲むとともに、各々が電極３２から着火面５６まで延在する。さらに、代替的な実施例では、図示しないが、絶縁体２２は、金属粒子および穴の両方を含むか、または粒子および穴の代わりにもしくは粒子および穴に加えて他のタイプの導電要素２４を含む。
【００２６】
コロナ点火器２０はさらに典型的には、当該技術において公知である他の要素を含む。たとえば、図２および図３に示されるように、導電材料から形成される端子６０が、第１の端子端部６２から第２の端子端部６４まで延在し、絶縁体２２に受け入れられる。第１の端子端部６２はコロナ点火システムの電源に電気的に接続され、第２の端子端部６４は、電極端子端部３６に電気的に接続される。導電材料から形成される抵抗体層６６が、第２の端子端部６４と電極端子端部３６との間に配置され、第２の端子端部６４と電極端子端部３６とを電気的に接続する。端子６０は配線に電気的に接続され、当該配線は、コロナ点火システムの電源に電気的に接続される。コロナ点火システムの動作の間、端子６０は、当該電源からエネルギーを受け取り、このエネルギーを抵抗体層６６を通じて電極３２に送る。点火器２０はさらに典型的には、環方向において絶縁体２２の周りに配される金属材料から形成されるシェル６８を含む。シェル６８は、図２および図３に示されるように、絶縁体ノーズ領域５４が下側シェル端部７２の外方に突出するように、絶縁体２２に沿って上側シェル端部７０から下側シェル端部７２まで長手方向に延在する。
【００２７】
本発明の別の局面は、コロナ点火システムにおいて非熱プラズマを放射するための点火器２０を形成する方法を提供する。この方法は、上述したように電極３２と、および内部に配置される導電要素２４を有する電気的絶縁材料から形成される絶縁体２２とを提供するステップを含む。
【００２８】
絶縁体２２を提供するステップは、さまざまな処理ステップを含み得る。一実施例では、当該方法は、導電要素２４を含むようにマトリックス２６を成型するステップのような、単一の処理ステップで導電要素２４を有する絶縁体２２を形成するステップを含む。代替的には、この方法は、絶縁体２２をいくつかの処理ステップで準備するステップを含み得る。たとえば、絶縁体第１領域４４、絶縁体中央領域４６、絶縁体第２領域５０、および絶縁体ノーズ領域５４の部分の各々はまず導電要素２４が存在しないよう形成され得、その後、導電要素２４を有する絶縁体ノーズ領域５４の部分を他の領域に取り付ける。
【００２９】
一実施例では、導電要素２４が金属粒子を含む場合、絶縁体２２を提供するステップはまず、絶縁材料の焼結プレフォームを提供するステップを含む。次に、この方法は、粒子を電気的絶縁材料のペーストと混合し、その後当該混合物を上記焼結プレフォームに適用するステップを含む。次いで、これらの混合物および焼結プレフォームは加熱され、好ましくは焼結され、これにより当該混合物とプリフォームとを共に融合させる。代替的には、当該ペースト混合物をプリフォームとは別個に焼結し、次いでこれら二つの焼結部分を機械的または他の態様で互いに取り付けることが可能である。別の実施例では、絶縁体２２を提供するステップはまず、焼結プレフォームを提供し、次いで機械的に電気的導電材料の粒子を焼結プレフォームに埋めるステップを含む。さらに別の実施例では、焼結されていない電気的絶縁材料が粒子と混合され、当該混合物が次いで焼結されて、絶縁体２２が提供される。
【００３０】
別の実施例では、導電要素２４が絶縁材料のマトリックス２６において穴を含む場合、絶縁体２２を提供するステップはまず、絶縁材料の焼結プレフォームを提供し、次いで焼結プレフォームに穴を空けるステップを含み得る。代替的には、レーザまたは他の方法により、穴を焼結プレフォームに形成することができる。別の実施例では、成型装置において、絶縁体２２の絶縁材料に穴が成型され、その後当該成型された材料が焼結される。さらに別の実施例では、穴を有する絶縁体２２の部分は、絶縁体２２の他の部分および領域とは別個に形成され、次いで機械的または別の態様で互いに取り付けられる。
【００３１】
上述したように、コロナ点火システムの動作の間は、点火器２０の電極３２は、電源からエネルギーを受け、電界を発する。電極３２からのこの電界は、導電要素２４の各々の周りに電界を引き起こし、これにより、非熱プラズマを燃焼室２８に引き起こす。この非熱プラズマは、コロナ３０を形成し、燃焼室２８において燃料および空気の混合気を点火する。導電要素２４を有する本発明の点火器２０を用いることにより、高密度プラズマが作られた場合であっても、導電要素２４を用いないコロナ点火システムの点火器２０と比較して、非熱プラズマがアーキングする可能性が低くなる。
【００３２】
上記の教示に鑑みて、添付の特許請求の範囲内で、本発明の多くの修正例および変形例が可能であり、具体的に記載されたのとは異なる態様で実施されてもよいことは明らかである。これらの上記の記載は、発明の新規性がその有用性を発揮する任意の組合せをカバーすると解釈されるべきである。さらに、請求項における参照番号は単に簡便さのためのものであり、如何なる態様でも限定的に解釈されるべきではない。
【図１】
2013542572.tif 000003
【図２】
2013542572.tif 000004
【図２Ａ】
2013542572.tif 000005
【図２Ｂ】
2013542572.tif 000006
【図３】
2013542572.tif 000007
【図３Ａ】
2013542572.tif 000008
【図３Ｂ】
2013542572.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月28日(2012.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室（２８）において非熱プラズマを放射するための点火器（２０）であって、
導電材料から形成されるとともに電極端子端部（３６）から電極着火端部（３８）に延在する電極（３２）と、
前記電極（３２）に沿って延在する絶縁体（２２）とを含み、
前記絶縁体（２２）は前記電極着火端部（３８）の周りに電気的絶縁材料のマトリックス（２６）を含み、点火器（２０）はさらに、
前記電気的絶縁材料のマトリックス（２６）に配置される複数の導電要素（２４）を含み、前記導電要素（２４）は、導電材料の粒子と、前記電極（３２）から着火面（５６）まで連続的に延在する穴とのうち少なくとも一方を含む、点火器（２０）。
【請求項２】
前記絶縁体（２２）は、前記電極着火端部（３８）が前記電気的絶縁材料のマトリックス（２６）によって前記絶縁体着火端部（４２）から間隔を置くように、前記電極（３２）を通過して絶縁体着火端部（４２）まで延在する、請求項１に記載の点火器（２０）。
【請求項３】
前記絶縁体（２２）は、前記電極着火端部（３８）に着火面（５６）を提供し、前記導電要素（２４）は、前記燃焼室（２８）に露出されるために、前記着火面（５６）に沿って配置される、請求項１に記載の点火器（２０）。
【請求項４】
前記導電要素（２４）は、前記電極着火端部（３８）と前記着火面（５６）との間に配置される、請求項３に記載の点火器（２０）。
【請求項５】
前記絶縁体（２２）の前記着火面（５６）は凸状である、請求項３に記載の点火器（２０）。
【請求項６】
前記電気的絶縁材料のマトリックス（２６）は前記電極着火端部（３８）を被覆している、請求項１に記載の点火器（２０）。
【請求項７】
前記導電要素（２４）は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）によって互いに間隔を置いている、請求項１に記載の点火器（２０）。
【請求項８】
前記着火面（５６）から間隔を置いているとともに所定長さ（ｌ）に沿って延在する前記絶縁体（２２）の部分には前記導電要素（２４）が存在しない、請求項１に記載の点火器（２０）。
【請求項９】
前記導電要素（２４）は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）に埋め込まれた導電材料の粒子を含む、請求項１に記載の点火器（２０）。
【請求項１０】
前記粒子は、周期表の３族から１２族のうちから選択される少なくとも１つの元素を含む、請求項９に記載の点火器（２０）。
【請求項１１】
前記粒子は、０．５μｍ〜２５０μｍの粒径を有する、請求項９に記載の点火器（２０）。
【請求項１２】
前記導電要素（２４）は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）において、前記電極（３２）から前記着火面（５６）に連続的に延在する穴である、請求項１に記載の点火器（２０）。
【請求項１３】
前記穴の各々は、内面（５８）を提供し、前記燃焼室（２８）と流体連通するために前記着火面（５６）にて開口する、請求項１２に記載の点火器（２０）。
【請求項１４】
前記電極（３２）は電極直径（Ｄｅ）を有し、前記穴の各々は、前記電極直径（Ｄｅ）より小さい穴径（Ｄｈ）を有する、請求項１２に記載の点火器（２０）。
【請求項１５】
前記穴の各々は、所定の距離（ｄ）だけ互いに均等に間隔を置いている、請求項１２に記載の点火器（２０）。
【請求項１６】
電圧を電源から受けるとともに、燃料および空気の混合気を内燃機関の燃焼室（２８）においてイオン化するようコロナ（３０）を形成する非熱プラズマを放射するための点火器（２０）であって、
長手方向に電極端子端部（３６）から電極着火端部（３８）まで延在する電極本体部（３４）を含む、エネルギーを前記電源から受けかつ前記電極着火端部（３８）の周りに電界を発するための電極（３２）を含み、
前記電極（３２）は、前記電極（３２）に亘って延びるとともに長手方向の前記電極本体部（３４）と垂直な電極直径（Ｄｅ）を有し、
前記電極（３２）は導電材料から形成され、
前記導電材料はニッケルを含み、点火器（２０）はさらに、
環方向において前記電極本体部（３４）の周りに配置されるとともに長手方向において前記電極本体部（３４）に沿って配置され、絶縁体上端部（４０）から前記電極着火端部（３８）に隣接する絶縁体着火端部（４２）まで延在する絶縁体（２２）を含み、
前記絶縁体（２２）は前記電極着火端部（３８）を通過して前記絶縁体着火端部（４２）まで延在し、
前記絶縁体（２２）は電気的絶縁材料から形成されるマトリックス（２６）を含み、
前記電気的絶縁材料はアルミナを含み、
前記電気的絶縁材料は、電荷を保持することが可能な誘電率を有し、
前記電気的絶縁材料は、前記電極（３２）の前記導電材料の導電率よりも小さい導電率を有し、
前記絶縁体（２２）は、前記絶縁体上端部（４０）から前記絶縁体着火端部（４２）に向かって延在する絶縁体第１領域（４４）を含み、
前記絶縁体第１領域（４４）は、長手方向の前記電極本体部（３４）に略垂直に延びる絶縁体第１直径（Ｄ１）を提供し、
前記絶縁体（２２）は、前記絶縁体第１領域（４４）に隣接するとともに前記絶縁体着火端部（４２）に向かって延在する絶縁体中央領域（４６）を含み、
前記絶縁体中央領域（４６）は、長手方向の前記電極本体部（３４）に略垂直に延びるとともに前記絶縁体第１直径（Ｄ１）よりも大きい絶縁体中央直径（Ｄｍ）を提供し、
前記絶縁体（２２）は、前記絶縁体第１領域（４４）から前記絶縁体中央領域（４６）まで半径方向外方に延在する絶縁体上側肩部（４８）を提供し、
前記絶縁体（２２）は、前記絶縁体中央領域（４６）に隣接するとともに前記絶縁体着火端部（４２）に向かって延在する絶縁体第２領域（５０）を含み、
前記絶縁体第２領域（５０）は、長手方向の前記電極本体部（３４）に略垂直に延びる絶縁体第２直径（Ｄ２）を提供し、
前記絶縁体第２直径（Ｄ２）は、前記絶縁体第１直径（Ｄ１）と等しく、
前記絶縁体（２２）は、前記絶縁体中央領域（４６）から前記絶縁体第２領域（５０）まで半径方向内方に延在する絶縁体下側肩部（５２）を提供し、
前記絶縁体（２２）は、前記燃焼室（２８）に配置および露出されるために前記絶縁体第２領域（５０）から前記絶縁体着火端部（４２）まで延在する絶縁体ノーズ領域（５４）を含んでおり、前記絶縁体第１領域（４４）と、前記絶縁体中央領域（４６）と、前記絶縁体第２領域（５０）とは前記燃焼室（２８）に露出されず、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）は、長手方向の前記電極本体部（３４）に略垂直である、前記絶縁体着火端部（４２）までテーパーする絶縁体ノーズ直径（Ｄｎ）を提供し、
前記絶縁体ノーズ直径（Ｄｎ）は、前記絶縁体第２直径（Ｄ２）よりも小さく、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）は、前記燃焼室（２８）に露出されるために、前記絶縁体着火端部（４２）に亘って延在するとともに前記絶縁体着火端部（４２）を取り囲む着火面（５６）を提供し、
前記着火面（５６）は、前記燃焼室（２８）の中へと下方向に向くための球面半径を有する丸く凸状のプロファイルを提供し、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）の前記絶縁材料は、前記電極（３２）を前記燃焼室（２８）から間隔を置かせるためのものであり、
前記電極着火端部（３８）は、前記絶縁体ノーズ領域（５４）に配置され、前記絶縁材料のマトリックス（２６）によって前記絶縁体着火端部（４２）から間隔を置いており、
前記電極着火端部（３８）は、前記絶縁体着火端部（４２）から０．０６５ｃｍの距離（ｄ）だけ間隔を置いており、点火器（２０）はさらに、
前記着火面（５６）に隣接するとともに前記絶縁体ノーズ領域（５４）の前記着火面（５６）に沿った前記絶縁材料のマトリックス（２６）の部分の全体に亘って配置される、電界を前記電極（３２）から受けるとともに前記導電要素（２４）を取り囲むエリアにおいて電界を発するための複数の導電要素（２４）を含み、前記導電要素（２４）を取り囲むエリアにおける前記電界は、前記絶縁体ノーズ領域（５４）から、コロナ（３０）を形成する非熱プラズマの放射を引き起こし、
前記導電要素（２４）は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）において、前記電極着火端部（３８）と前記絶縁体着火端部（４２）との間に配置されており、
前記導電要素（２４）は、前記燃焼室（２８）に露出されるために、前記着火面（５６）に沿って配置され、
前記絶縁体第１領域（４４）と、前記絶縁体中央領域（４６）と、前記絶縁体第２領域（５０）とには、前記導電要素（２４）が存在せず、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）の一部には前記導電要素（２４）が存在せず、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）には、前記絶縁体第２領域（５０）から所定長さ（ｌ）だけ前記着火端部に向かって延在するエリアにおいて、前記導電要素（２４）が存在せず、
前記導電要素（２４）は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）によって互いに間隔を置いており、
前記導電要素（２４）は、導電材料の粒子と、前記電極（３２）から前記着火面（５６）まで連続的に延在する穴とのうち少なくとも一方を含んでおり、点火器（２０）はさらに、
前記絶縁体（２２）に受け入れられる端子（６０）を含み、前記端子（６０）は、前記電源に電気的に接続される端子線に電気的に接続されるとともに、エネルギーを前記電源から受けて前記エネルギーを前記電極（３２）に送るために前記電極（３２）と電気的に連通するためのものであり、
前記端子（６０）は、第１の端子端部（６２）から、前記電極端子端部（３６）に電気的に接続される第２の端子端部（６４）まで延在し、
前記端子（６０）は導電材料から形成され、点火器（２０）はさらに、
前記第２の端子端部（６４）と前記電極端子端部（３６）との間に配置されるとともに前記第２の端子端部（６４）と前記電極端子端部（３６）とを電気的に接続する、エネルギーを前記端子（６０）から前記電極（３２）に提供するための抵抗体層（６６）を含み、
前記抵抗体層（６６）は導電材料から形成され、点火器（２０）はさらに、
前記絶縁体（２２）の周りに環方向に配置されるシェル（６８）を含み、
前記シェル（６８）は金属材料から形成され、
前記シェル（６８）は、前記絶縁体ノーズ領域（５４）が下側シェル端部（７２）の外側に突出するように、前記絶縁体（２２）に沿って長手方向に上側シェル端部（７０）から前記下側シェル端部（７２）まで延在する、点火器（２０）。
【請求項１７】
前記絶縁体ノーズ領域（５４）の一部は、前記絶縁体ノーズ領域（５４）の他の部分とは別個であり、前記他の部分に取り付けられる、請求項１６に記載の点火器（２０）。
【請求項１８】
前記絶縁体第２領域（５０）と前記絶縁体着火端部（４２）との間を連続的に延在する前記絶縁体ノーズ領域（５４）をさらに含み、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）は前記電極（３２）の前記電極着火端部（３８）を被覆しており、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）の前記着火面（５６）は、前記電極（３２）が前記絶縁材料のマトリックス（２６）によって前記燃焼室（２８）から完全に分離されるように、前記電極（３２）が前記燃焼室（２８）との流体連通を妨げるために閉じられており、
前記導電要素（２４）は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）に埋め込まれ、かつ前記着火面（５６）に沿うとともに隣接する前記絶縁体ノーズ領域（５４）の部分全体に亘って分散する粒子であり、
前記粒子は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）によって互いに間隔を置いており、
前記粒子は、元素の周期表の３族から１２族のうちから選択される少なくとも１つの元素を含み、
前記粒子はイリジウムを含み、
前記粒子は０．５μｍ〜２５０μｍの粒径を有する、請求項１６に記載の点火器（２０）。
【請求項１９】
前記絶縁体ノーズ領域（５４）の前記絶縁材料のマトリックス（２６）における穴である前記導電要素（２４）をさらに含み、
前記穴の各々は、前記絶縁材料のマトリックス（２６）によって互いに間隔を置いており、
前記穴の各々は、前記電極（３２）から前記絶縁体（２２）の前記着火面（５６）に連続的に延在しており、
前記穴の各々は、シリンダ形状を提供する内面（５８）を有し、前記燃焼室（２８）に流体連通するために、前記着火面（５６）にて開口しており、
前記穴の各々の前記内面（５８）は、前記電極直径（Ｄｅ）よりも小さい穴径（Ｄｈ）を提供し、
前記絶縁体ノーズ領域（５４）は、所定の距離（ｄ）だけ互いに間隔を置く６つの前記穴を含み、
前記穴の１つは、前記電極着火端部（３８）から前記絶縁体着火端部（４２）まで横断方向に延在し、前記穴の５つは、前記中心穴を取り囲み、その各々が前記電極（３２）から前記着火面（５６）まで延在するとともに互いに前記所定の距離（ｄ）だけ均等に間隔を置いており、
前記穴の各々は０．０１６ｃｍの穴径（Ｄｈ）を有する、請求項１６に記載の点火器（２０）。
【請求項２０】
非熱プラズマを放射するための点火器（２０）を形成する方法であって、
電極端子端部（３６）から電極着火端部（３８）まで延在する導電材料から形成される電極（３２）を提供するステップと、
電気的絶縁材料のマトリックス（２６）から形成され、複数の導電要素（２４）が内部に配置される絶縁体（２２）を提供するステップと、
前記絶縁体（２２）を前記電極着火端部（３８）の周りに配置するステップとを含み、複数の導電要素（２４）が配置される絶縁体（２２）を提供するステップは、導電材料の粒子と、前記電極（３２）から着火面（５６）まで連続的に延在する穴とのうち少なくとも一方を提供するステップを含む、方法。
【請求項２１】
前記絶縁体（２２）を提供するステップは、前記電気的絶縁材料の焼結プレフォームを提供するステップと、導電材料の粒子を前記電気的絶縁材料のペーストと混合するステップと、当該混合物を前記焼結プレフォームに適用するステップと、前記混合物と前記焼結プレフォームとを加熱するステップとを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記絶縁体（２２）を提供するステップは、前記電気的絶縁材料の焼結プレフォームを提供するステップと、導電材料の粒子を前記焼結プレフォームに埋め込むステップとを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記絶縁体（２２）を提供するステップは、前記電気的絶縁材料を導電材料の粒子と混合するステップと、当該混合物を焼結するステップとを含む、請求項２０に記載の方法。
【国際調査報告】
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