(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の主体金具と、前記主体金具の内周に配置された筒状のプラグ内絶縁体と、前記プラグ内絶縁体の後端に設けられたプラグ側端子と、を備え、内燃機関に取り付けて用いるスパークプラグと、
前記スパークプラグにおける火花の形成および／または維持のために前記スパークプラグに交流電力を供給する交流電源と、
前記スパークプラグと接続するプラグケーブルを先端に備えて前記スパークプラグと前記交流電源とを接続する伝送路と、
を備える点火装置において、
前記プラグケーブルは、
該プラグケーブルの中心線に沿って延出して設けられる内部導体と、
前記プラグケーブルの外表面に形成される外部導体と、
前記プラグケーブルの内部において前記内部導体の先端に設けられたプラグケーブル端子であって、前記プラグ側端子と接続するプラグケーブル端子と、
前記外部導体と前記内部導体との間において、前記外部導体の先端部を除く部位に設けられ、前記外部導体と前記内部導体の間を絶縁するプラグケーブル内絶縁体と、
を備え、
前記外部導体の前記先端部は、径方向内側に張り出して設けられたくびれ部を、周方向の少なくとも一部に有しており、該くびれ部から前記主体金具に対して生じる径方向内側向きの押圧力によって、該くびれ部の径方向内側に張り出した端部において前記スパークプラグの前記主体金具と接触し、
前記外部導体の先端は、前記スパークプラグが取り付けられる前記内燃機関における取り付け面に接触し、
前記点火装置は、さらに、前記外部導体を前記内燃機関の前記取り付け面へと押圧する押圧部を備える
点火装置。
【請求項２】
請求項１記載の点火装置であって、
前記くびれ部は、前記外部導体の先端から離間して設けられており、
前記外部導体において、前記押圧部が配置される側の端部である後端から前記くびれ部の後端側の境界までの部分のバネ定数をｋ１、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触する前の前記くびれ部の部分のバネ定数をｋ２、前記取り付け面に接触する先端から前記くびれ部の先端側の境界までの部分のバネ定数をｋ３とすると、ｋ２＜ｋ１、かつ、ｋ２＜ｋ３が成立することを特徴とする
点火装置。
【請求項３】
請求項２記載の点火装置であって、
ｋ２≦０．８×ｋ１、かつ、ｋ２≦０．８×ｋ３が成立することを特徴とする
点火装置。
【請求項４】
請求項１記載の点火装置であって、
前記くびれ部は、前記外部導体の先端に設けられており、
前記外部導体において、前記押圧部が配置される側の端部である後端から前記くびれ部の後端側の境界までの部分のバネ定数をｋ１、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触する前の前記くびれ部の部分のバネ定数をｋ２とすると、ｋ２＜ｋ１が成立することを特徴とする
点火装置。
【請求項５】
請求項４記載の点火装置であって、
ｋ２≦０．８×ｋ１が成立することを特徴とする
点火装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか記載の点火装置であって、
前記押圧部は、前記スパークプラグに対して火花の形成および／または維持のために電力を供給する電源を備えることを特徴とする
点火装置。
【請求項７】
請求項６記載の点火装置であって、
前記点火装置は、前記スパークプラグに対して火花の形成および／または維持のために電力を供給する電源として、前記交流電源に加えて、さらに、直流電圧の印加を行なう放電用電源を備え、
前記押圧部は、前記交流電源を備えることなく前記放電用電源を備えることを特徴とする
点火装置。
【請求項８】
請求項３または５記載の点火装置であって、
前記外部導体の厚みは、前記くびれ部において他の部位よりも薄く形成されていることを特徴とする
点火装置。
【請求項９】
請求項３または５記載の点火装置であって、
前記外部導体は、少なくとも前記くびれ部において、軸線方向に沿って延出する複数の穴状のスリットが形成されてことを特徴とする
点火装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９いずれか記載の点火装置であって、
前記外部導体は、前記押圧部と接する後端から前記くびれ部の後端までの部分において、軸線方向に弾性を有するバネ部が形成されている
点火装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の点火装置であって、
前記外部導体において、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触する前の前記くびれ部の部分のバネ定数をｋ２に対して、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触した後の前記くびれ部の部分のバネ定数をｋ４として、前記バネ部の部分のバネ定数をｋ５とすると、ｋ２＜ｋ５、かつ、ｋ４＞ｋ５が成立することを特徴とする
点火装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１記載の点火装置であって、
前記交流電源は、前記バネ部よりも先端側で、前記外部導体と接続している
点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパークプラグの点火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の点火のために用いる点火装置は、点火のための火花を発生させるスパークプラグを備える。このようなスパークプラグでは、一般に、中心電極と接地電極との間に火花が形成される空間であるギャップが形成されている。スパークプラグのギャップに火花を形成する方法としては、中心電極に高電圧を印加する方法の他、交流電力（高周波）を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５１−７７７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
火花形成のために交流電力を用いる場合には、直流電圧の印加のみを行なう場合に比べて、信号線とスパークプラグの電気的な接続状態を充分に維持することが、より強く望まれる。交流電力を用いる場合に、信号線とスパークプラグの接触が不十分になると、例えば、電波の漏れが他の機器でノイズとして影響を与えたり、反射が起こることで十分な交流電力を点火のために供給できなくなりエンジン失火の原因となる可能性があるためである。また、信号線とスパークプラグの接触が不十分な場所があると、その部分が抵抗となって発熱したり、接触が途切れて隙間が生じると、放電が起こって電力ロスが大きくなる可能性があるためである。
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、点火のために交流電力を用いる点火装置において、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なうことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、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、以下の形態または適用例として実施することが可能である。
［形態］
筒状の主体金具と、前記主体金具の内周に配置された筒状のプラグ内絶縁体と、前記プラグ内絶縁体の後端に設けられたプラグ側端子と、を備え、内燃機関に取り付けて用いるスパークプラグと、
前記スパークプラグにおける火花の形成および／または維持のために前記スパークプラグに交流電力を供給する交流電源と、
前記スパークプラグと接続するプラグケーブルを先端に備えて前記スパークプラグと前記交流電源とを接続する伝送路と、
を備える点火装置において、
前記プラグケーブルは、
該プラグケーブルの中心線に沿って延出して設けられる内部導体と、
前記プラグケーブルの外表面に形成される外部導体と、
前記プラグケーブルの内部において前記内部導体の先端に設けられたプラグケーブル端子であって、前記プラグ側端子と接続するプラグケーブル端子と、
前記外部導体と前記内部導体との間において、前記外部導体の先端部を除く部位に設けられ、前記外部導体と前記内部導体の間を絶縁するプラグケーブル内絶縁体と、
を備え、
前記外部導体の前記先端部は、径方向内側に張り出して設けられたくびれ部を、周方向の少なくとも一部に有しており、該くびれ部から前記主体金具に対して生じる径方向内側向きの押圧力によって、該くびれ部の径方向内側に張り出した端部において前記スパークプラグの前記主体金具と接触し、
前記外部導体の先端は、前記スパークプラグが取り付けられる前記内燃機関における取り付け面に接触し、
前記点火装置は、さらに、前記外部導体を前記内燃機関の前記取り付け面へと押圧する押圧部を備える
点火装置。
このような形態であれば、外部導体は、くびれ部を備えることによって軸線方向の弾性を有すると共に、くびれ部から主体金具に対して押圧力が生じる。そのため、点火装置に対していずれの方向の振動が加わっても、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なうことができる。
【０００７】
［適用例１］
筒状の主体金具と、前記主体金具の内周に配置された筒状のプラグ内絶縁体と、前記プラグ内絶縁体の後端に設けられたプラグ側端子と、を備え、内燃機関に取り付けて用いるスパークプラグと、
前記スパークプラグにおける火花の形成および／または維持のために前記スパークプラグに交流電力を供給する交流電源と、
前記スパークプラグと接続するプラグケーブルを先端に備えて前記スパークプラグと前記交流電源とを接続する伝送路と、
を備える点火装置において、
前記プラグケーブルは、
該プラグケーブルの中心線に沿って延出して設けられる内部導体と、
前記プラグケーブルの外表面に形成される外部導体と、
前記プラグケーブルの内部において前記内部導体の先端に設けられたプラグケーブル端子であって、前記プラグ側端子と接続するプラグケーブル端子と、
前記外部導体と前記内部導体との間において、前記外部導体の先端部を除く部位に設けられ、前記外部導体と前記内部導体の間を絶縁するプラグケーブル内絶縁体と、
を備え、
前記外部導体の前記先端部は、径方向内側に張り出して設けられたくびれ部を、周方向の少なくとも一部に有しており、該くびれ部の径方向内側に張り出した端部において前記スパークプラグの前記主体金具と接触し、
前記外部導体の先端は、前記スパークプラグが取り付けられる前記内燃機関における取り付け面に接触し、
前記点火装置は、さらに、前記外部導体を前記内燃機関の前記取り付け面へと押圧する押圧部を備える
点火装置。
【０００８】
適用例１に記載の点火装置によれば、外部導体は、くびれ部を備えることによって軸線方向の弾性を有すると共に、くびれ部から主体金具に対して押圧力が生じる。そのため、点火装置に対していずれの方向の振動が加わっても、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なうことができる。
【０００９】
［適用例２］
適用例１記載の点火装置であって、前記くびれ部は、前記外部導体の先端から離間して設けられており、前記外部導体において、前記押圧部が配置される側の端部である後端から前記くびれ部の後端側の境界までの部分のバネ定数をｋ１、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触する前の前記くびれ部の部分のバネ定数をｋ２、前記取り付け面に接触する先端から前記くびれ部の先端側の境界までの部分のバネ定数をｋ３とすると、ｋ２＜ｋ１、かつ、ｋ２＜ｋ３が成立することを特徴とする点火装置。
適用例２に記載の点火装置によれば、外部導体を構成する各部のバネ定数の間で、ｋ２＜ｋ１、かつ、ｋ２＜ｋ３を成立させることにより、外部導体に対して押圧部から押圧力が加えられたときに、くびれ部が優先的に圧縮される。そのため、くびれ部の径方向内側に張り出した端部が充分に径方向内側に変位して、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なうことができる。
【００１０】
［適用例３］
適用例２記載の点火装置であって、ｋ２≦０．８×ｋ１、かつ、ｋ２≦０．８×ｋ３が成立することを特徴とする点火装置。
適用例３に記載の点火装置によれば、外部導体を構成する各部のバネ定数の間で、ｋ２≦０．８×ｋ１、かつ、ｋ２≦０．８×ｋ３を成立させることにより、外部導体に対して押圧部から押圧力が加えられたときに、くびれ部の径方向内側に張り出した端部の径方向内側への変位量を確保することができる。そのため、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なうことができる。
【００１１】
［適用例４］
適用例１記載の点火装置であって、前記くびれ部は、前記外部導体の先端に設けられており、前記外部導体において、前記押圧部が配置される側の端部である後端から前記くびれ部の後端側の境界までの部分のバネ定数をｋ１、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触する前の前記くびれ部の部分のバネ定数をｋ２とすると、ｋ２＜ｋ１が成立することを特徴とする点火装置。
適用例４に記載の点火装置によれば、外部導体を構成する各部のバネ定数の間で、ｋ２＜ｋ１を成立させることにより、外部導体に対して押圧部から押圧力が加えられたときに、くびれ部が優先的に圧縮される。そのため、くびれ部の径方向内側に張り出した端部が充分に径方向内側に変位して、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なうことができる。
【００１２】
［適用例５］
適用例４記載の点火装置であって、ｋ２≦０．８×ｋ１が成立することを特徴とする点火装置。
適用例５に記載の点火装置によれば、外部導体を構成する各部のバネ定数の間で、ｋ２≦０．８×ｋ１を成立させることにより、外部導体に対して押圧部から押圧力が加えられたときに、くびれ部の径方向内側に張り出した端部の径方向内側への変位量を確保することができる。そのため、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なうことができる。
【００１３】
［適用例６］
適用例１ないし５いずれか記載の点火装置であって、前記押圧部は、前記スパークプラグに対して火花の形成および／または維持のために電力を供給する電源を備えることを特徴とする点火装置。
適用例６に記載の点火装置によれば、点火装置の構成を簡素化することができる。
【００１４】
［適用例７］
適用例６記載の点火装置であって、前記点火装置は、前記スパークプラグに対して火花の形成および／または維持のために電力を供給する電源として、前記交流電源に加えて、さらに、直流電圧の印加を行なう放電用電源を備え、前記押圧部は、前記交流電源を備えることなく前記放電用電源を備えることを特徴とする点火装置。
適用例７に記載の点火装置によれば、点火装置の構成を簡素化すると共に、コスト削減がより容易になる。
【００１５】
［適用例８］
適用例３または５記載の点火装置であって、前記外部導体の厚みは、前記くびれ部において他の部位よりも薄く形成されてい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、くびれ部の厚みを調節することにより、外部導体を構成する各部のバネ定数を、所望の数値範囲に調節することが容易になる。
【００１６】
［適用例９］
適用例３または５記載の点火装置であって、前記外部導体は、少なくとも前記くびれ部において、軸線方向に沿って延出する複数の穴状のスリットが形成されてことを特徴とする点火装置。
適用例９に記載の点火装置によれば、外部導体に設けるスリットの数や形状を調節することにより、外部導体を構成する各部のバネ定数を、所望の数値範囲に調節することが容易になる。
【００１７】
［適用例１０］
適用例１ないし９いずれか記載の点火装置であって、前記外部導体は、前記押圧部と接する後端から前記くびれ部の後端までの部分において、軸線方向に弾性を有するバネ部が形成されている点火装置。
適用例１０に記載の点火装置によれば、外部導体を押圧するように押圧部を配置する動作を容易化することができると共に、外部導体の軸線方向の長さを設定する際の自由度を向上させることができる。また、点火装置内において、くびれ部から主体金具へと、周方向内側向きの適切な押圧力を加えることが容易になる。
【００１８】
［適用例１１］
適用例１０記載の点火装置であって、前記外部導体において、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触する前の前記くびれ部の部分のバネ定数をｋ２に対して、前記外部導体が前記点火装置に組み込まれて前記くびれ部が前記主体金具に接触した後の前記くびれ部の部分のバネ定数をｋ４として、前記バネ部の部分のバネ定数をｋ５とすると、ｋ２＜ｋ５、かつ、ｋ４＞ｋ５が成立することを特徴とする点火装置。
適用例１１に記載の点火装置によれば、くびれ部が主体金具に接触するまでは、外部導体においてバネ部に優先してくびれ部が圧縮されるため、押圧力が加えられることに伴って、くびれ部を充分に径方向内側へと張り出させることができる。
【００１９】
［適用例１２］
適用例１０または１１記載の点火装置であって、前記交流電源は、前記バネ部よりも先端側で、前記外部導体と接続している点火装置。
適用例１２に記載の点火装置によれば、交流電流流れの往路と復路の長さを近づけて、低インピーダンス伝送を可能にし、電力効率を向上させることができる。
【００２０】
本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、スパークプラグを備える点火装置の製造方法や、スパークプラグと電源とを接続するためのケーブルなどの形態で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】点火装置の概略構成を表わすブロック図である。
【図２】スパークプラグの構成を示す部分断面図である。
【図３】スパークプラグとプラグケーブルの結合部の様子を表わす説明図である。
【図４】外部導体の外観を模式的に表わす斜視図である。
【図５】くびれ部近傍の様子を模式的に表わす説明図である。
【図６】外部導体の各部のバネ定数を示す説明図である。
【図７】外部導体の各部の寸法を示す説明図である。
【図８】外部導体の一部の形状のみを有する部材を示す説明図である。
【図９】バネ定数の比とくびれ部における内側への張り出し量との関係を示すグラフである。
【図１０】バネ定数の比とくびれ部における内側への張り出し量との関係を示すグラフである。
【図１１】スパークプラグとプラグケーブルの結合部の様子を表わす説明図である。
【図１２】外部導体の各部のバネ定数を示す説明図である。
【図１３】外部導体の各部の寸法を示す説明図である。
【図１４】バネ定数の比とくびれ部における内側への張り出し量との関係を示すグラフである。
【図１５】スパークプラグとプラグケーブルの結合部の様子を表わす説明図である。
【図１６】スパークプラグとプラグケーブルの結合部の様子を表わす説明図である。
【図１７】外部導体の外観を模式的に表わす斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
Ａ．点火装置の全体構成：
図１は、本発明の第１の実施形態としての点火装置４０の概略構成を表わすブロック図である。点火装置４０は、スパークプラグ１００と、放電用電源４１と、交流電源４２と、混合部４３と、を備えている。
【００２３】
スパークプラグ１００は、中心電極２０と接地電極３０とを備え、これらの電極間に火花放電を生じさせると共に交流プラズマを発生させることによって、スパークプラグ１００が取り付けられた図示しない内燃機関の燃料に点火する装置である。スパークプラグ１００の詳しい構成については後に説明する。
【００２４】
放電用電源４１は、スパークプラグ１００の電極間において火花放電を起こさせるために、スパークプラグ１００に対して高電圧（本実施形態では、数万ボルトの高電圧パルス）を供給する直流電源である。本実施形態では、放電用電源４１として、点火コイルを用いている。
【００２５】
交流電源４２は、火花放電を発生させたスパークプラグ１００の電極間に交流プラズマを発生させるために、スパークプラグ１００に対して交流電力を供給する。本実施形態では、交流電源４２によって生成される交流電力の周波数は、交流プラズマを発生させるために、５０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚとすることが好ましく、５００ｋＨｚ〜２０ＭＨｚとすることがさらに好ましい。
【００２６】
混合部４３は、放電用電源４１に接続する第１の伝送路４６と、交流電源４２に接続する第２の伝送路４７と、第１の伝送路４６および第２の伝送路４７を結合すると共に、スパークプラグ１００に接続する第３の伝送路４８と、を備える。第１の伝送路４６にはコイル（インダクタ）４４が設けられ、交流電源４２から出力される電流の放電用電源４１側への流入が抑制されている。また、第２の伝送路４７にはコンデンサ４５が設けられ、放電用電源４１から出力される電流の交流電源４２側への流入が抑制されている。本実施形態では、交流電源４２からスパークプラグ１００までの交流電力の伝送路である第２の伝送路４７および第３の伝送路４８は、同軸ケーブルとして構成されており、交流電力の反射防止が図られている。なお、第２の伝送路４７および第３の伝送路４８は、特許請求の範囲の「伝送路」に相当する。第３の伝送路４８の先端には、第３の伝送路４８をスパークプラグ１００に接続するための構造であるプラグケーブル６０が設けられている。プラグケーブル６０の詳しい構成については後述する。なお、放電用電源４１として点火コイルを用いる場合には、点火コイルの有する二次コイルを上記コイル４４の代わりとして用い、コイル４４を省略することが可能である。
【００２７】
スパークプラグ１００の中心電極２０は、混合部４３を介して放電用電源４１および交流電源４２に電気的に接続され、スパークプラグ１００の接地電極３０は、電気的に接地されている。そして、点火装置４０では、スパークプラグ１００の電極間における火花放電に伴って交流プラズマが発生するように、放電用電源４１および交流電源４２が制御される。
【００２８】
なお、図１では、点火装置４０は１つのスパークプラグ１００を有しているが、スパークプラグ１００を取り付ける内燃機関が複数の気筒を有する場合には、各気筒に対応してスパークプラグ１００が１つずつ設けられる。本実施形態では、放電用電源４１は各気筒毎に設けている。また、交流電源４２は、複数の気筒に共通して設けており、交流電源４２からの電力は、図示しないディストリビュータを介して各スパークプラグ１００へと供給される。
【００２９】
図２は、スパークプラグ１００の構成を示す部分断面図である。スパークプラグ１００は、図２に示すように、軸線Ａｘに沿って伸長する細長形状を有している。図２において、一点破線で示す軸線Ａｘの右側は、外観正面図を示し、軸線Ａｘの左側は、スパークプラグ１００の中心軸を通る断面でスパークプラグ１００を切断した断面図を示している。以下の説明では、軸線Ａｘに平行な方向において、図２の下方側を先端側と呼び、図２の上方側を後端側と呼ぶ。
【００３０】
スパークプラグ１００は、絶縁碍子１０と、中心電極２０と、接地電極３０と、端子金具３２と、主体金具５０とを備える。絶縁碍子１０の一端から突出する棒状の中心電極２０は、絶縁碍子１０の内部を通じて、絶縁碍子１０の他端に設けられた端子金具３２に電気的に接続されている。中心電極２０の外周は、絶縁碍子１０によって保持され、絶縁碍子１０の外周は、端子金具３２から離れた位置で主体金具５０によって保持されている。主体金具５０に電気的に接続された接地電極３０は、火花を発生させる隙間である火花ギャップを中心電極２０の先端との間に形成する。スパークプラグ１００は、内燃機関のエンジンヘッド２００に形成されたプラグホール２０２の底面である取り付け面２０３に設けられた取付ネジ孔２０１に、主体金具５０を介して取り付けられる。端子金具３２に２万〜３万ボルトの高電圧が印加されると、中心電極２０と接地電極３０との間に形成された火花ギャップに火花が発生する。なお、端子金具３２の後端部であって、絶縁碍子１０から露出する部分を、以下、プラグ側端子３３と呼ぶ。
【００３１】
絶縁碍子１０は、アルミナを始めとするセラミックス材料を焼成して形成された絶縁体である。絶縁碍子１０は、中心電極２０および端子金具３２を収容する軸孔１２が中心に形成された筒状の部材である。絶縁碍子１０の軸方向中央には外径を大きくした中央胴部１９が形成されている。中央胴部１９よりも端子金具３２側には、端子金具３２と主体金具５０との間を絶縁する後端側胴部１８が形成されている。中央胴部１９よりも中心電極２０側には、後端側胴部１８よりも外径が小さい先端側胴部１７が形成され、先端側胴部１７の更に先には、先端側胴部１７よりも小さい外径であって先端側へ向かうほど外径が小さくなる脚長部１３が形成されている。なお、絶縁碍子１０は、特許請求の範囲の「プラグ内絶縁体」に相当する。
【００３２】
主体金具５０は、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の一部から脚長部１３に亘る部位を包囲して保持する円筒状の金具である。本実施形態では、主体金具５０は、低炭素鋼により形成され、全体にニッケルめっきや亜鉛めっき等のめっき処理が施されている。主体金具５０は、工具係合部５１と、取付ネジ部５２と、ガスケット受け部５４とを備える。主体金具５０の工具係合部５１は、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付ける工具（図示せず）が嵌合する部位であり、本実施形態では、横断面が六角形状に形成されている。主体金具５０の取付ネジ部５２は、エンジンヘッド２００の取付ネジ孔２０１に螺合するネジ山を有する。主体金具５０のガスケット受け部５４は、取付ネジ部５２の後端側において、取付ネジ部５２よりも径方向の外周側に張り出して、鍔状に形成されている。また、主体金具５０には、ガスケット受け部５４の先端側端部に接するように、中実の略円環状部材であるガスケット５が嵌挿される。このガスケット５によって、スパークプラグ１００のガスケット受け部５４とエンジンヘッド２００との間のシール性が確保される。なお、主体金具５０の先端面５７は、中央部に開口を有する円形状に形成されており、その中央部では、絶縁碍子１０の脚長部１３から中心電極２０が突出する。
【００３３】
主体金具５０の工具係合部５１より後端側には薄肉の加締部５３が設けられている。また、ガスケット受け部５４と工具係合部５１との間には、加締部５３と同様に薄肉の圧縮変形部５８が設けられている。工具係合部５１から加締部５３にかけての主体金具５０の内周面と絶縁碍子１０の後端側胴部１８の外周面との間には、円環状のリング部材６，７が介在されており、さらに両リング部材６，７間にタルク（滑石）９の粉末が充填されている。スパークプラグ１００の製造時には、加締部５３を内側に折り曲げるようにして先端側に押圧することにより圧縮変形部５８を圧縮変形させる加締加工を行なう。加締加工を行なうことで、リング部材６，７およびタルク９を介し、絶縁碍子１０が主体金具５０内で先端側に向け押圧される。この押圧により、タルク９が軸線方向に圧縮されて主体金具５０内の気密性が高められる。
【００３４】
また、主体金具５０の内周においては、取付ネジ部５２の位置に形成された金具内段部５６に、環状の板パッキン８を介し、絶縁碍子１０の脚長部１３の基端に位置する碍子段部１５が押圧されている。この板パッキン８は、主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性を保持する部材であり、燃焼ガスの流出が防止される。
【００３５】
中心電極２０は、有底筒状に形成された電極母材２１の内部に、電極母材２１よりも熱伝導性に優れる芯材２５を埋設した棒状の部材である。本実施形態では、電極母材２１は、ニッケルを主成分とするニッケル合金から成り、芯材２５は、銅または銅を主成分とする合金から成る。中心電極２０は、電極母材２１の先端が絶縁碍子１０の軸孔１２から突出した状態で絶縁碍子１０の軸孔１２に挿入され、シール体４を介して端子金具３２に電気的に接続されている。
【００３６】
接地電極３０は、耐腐食性の高い金属から構成され、一例として、ニッケル合金が用いられる。この接地電極３０の基端は、主体金具５０の先端面５７に溶接されている。接地電極３０の先端側は、軸線Ａｘと交差する方向に屈曲されており、接地電極３０の先端部が、中心電極２０の先端面と軸線Ａｘ上で対向している。
【００３７】
Ｂ．スパークプラグとプラグケーブルの結合部の構成：
図３は、スパークプラグ１００とプラグケーブル６０の結合部の様子を表わす説明図である。図３では、プラグケーブル６０については断面を表わし、スパークプラグ１００については外観を表わしている。図３に示すように、プラグケーブル６０は、内部導体６１と、外部導体６３と、ケーブル端子６５と、ケーブル内絶縁体６２と、を備えている。プラグケーブル６０は、放電用電源４１および交流電源４２とスパークプラグ１００とを接続すると共に、エンジンヘッド２００のプラグホール２０２内でスパークプラグ１００を保持している。
【００３８】
内部導体６１は、プラグケーブル６０の中心線に沿って延出して設けられると共に、第３の伝送路４８の先端と接続する。外部導体６３は、プラグケーブル６０の外表面に設けられている。内部導体６１および外部導体６３は、導電性材料によって形成されており、例えば、アルミニウム合金、銅合金、鉄合金、およびニッケル合金から選択される材料によって形成することができる。なお、プラグケーブル６０は、より細くする（小型化する）ことが望ましいため、外部導体６３の厚み（肉厚）は、できるだけ薄くすることが望ましい。そのため、外部導体６３の厚みは、例えば、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍとすることができる。
【００３９】
ケーブル端子６５は、内部導体６１の先端に設けられており、プラグケーブル６０とスパークプラグ１００とを接続する際に、スパークプラグ１００の端子金具３２の後端部（プラグ側端子３３）を嵌め込むためのメス端子である。
【００４０】
ケーブル内絶縁体６２は、外部導体６３内で、内部導体６１との間を埋めるように、軸線方向に延出して設けられている。すなわち、ケーブル内絶縁体６２は、外部導体６３内で、内部導体６１、ケーブル端子６５とプラグ側端子３３の結合部、および、スパークプラグ１００の絶縁碍子１０におけるプラグ側端子３３との境界を含む外表面、を覆っている。このケーブル内絶縁体６２の先端は、外部導体６３の先端よりも軸線方向の後端側に位置し、外部導体６３の先端から離間している。
【００４１】
図４は、外部導体６３の外観を模式的に表わす斜視図である。図４に示すように、外部導体６３は、周方向全体に亘って径方向内側に張り出して設けられたくびれ部６６を有している。このくびれ部６６は、図３に示すように、断面がくの字形状であって、外部導体６３において、ケーブル内絶縁体６２が内表面に存在しない先端近傍領域に設けられている。そして、外部導体６３は、このくびれ部６６において径方向内側に最も張り出した部位（以下、張り出し端部６９とも呼ぶ）において、主体金具５０の工具係合部５１と接触している。
【００４２】
外部導体６３は、このようなくびれ部６６を設けることにより、軸線方向に弾性を有することとなる。また、組み付け前のプラグケーブル６０では、くびれ部６６の内径は、工具係合部５１の外径よりも若干大きく形成されている。ここで、工具係合部５１の外径とは、工具係合部５１の六角形の横断面における対角を結んだ線分の長さであり、工具係合部５１の横断面の外接円の径を意味する。くびれ部６６が工具係合部５１と接触する動作については、後に説明する。
【００４３】
プラグケーブル６０を作製するには、まず、外部導体６３を形成するための円筒形状の金属製部材を用意する。そして、用意した金属製部材の先端近傍の工具係合部５１に対応する位置にプレス加工を施して、くびれ部６６を形成し、外部導体６３と成す。また、外部導体６３内の所定の位置に、別途作製したケーブル内絶縁体６２を嵌め込む。このケーブル内絶縁体６２は、内部に収納すべき内部導体６１、ケーブル端子６５、およびスパークプラグ１００に対応する形状となるように、予め、例えば射出成形によって形成すればよい。その後、外部導体６３の先端側（図３の下端側）からケーブル内絶縁体６２内へと、先端にケーブル端子６５を取り付けた内部導体６１を挿入し、内部導体６１およびケーブル端子６５の組付けを行なって、プラグケーブル６０を完成する。
【００４４】
スパークプラグ１００とプラグケーブル６０とを接続する際には、まず、内燃機関のエンジンヘッド２００のプラグホール２０２内の取付ネジ孔２０１へと、スパークプラグ１００を取り付ける（図２参照）。その後、プラグケーブル６０をプラグホール２０２内に挿入し、ケーブル内絶縁体６２内へと、スパークプラグ１００の後端部を嵌め込む。その際、外部導体６３の先端がプラグホール２０２の取り付け面２０３に接するまで、プラグケーブル６０をプラグホール２０２内へと軸線方向に差し込む。このようなプラグケーブル６０の嵌め込み動作と同時に、プラグケーブル６０内では、プラグ側端子３３とケーブル端子６５との接続が行なわれる。ここで、外部導体６３におけるくびれ部６６の位置は、プラグケーブル６０をスパークプラグ１００に嵌め込んだときに、軸線に垂直な方向から見ると、工具係合部５１に重なるように定められている。外部導体６３のくびれ部６６の内径は、既述したように、工具係合部５１の外径よりも若干大きく形成されているため、上記した嵌め込みの動作を支障無く行なうことができる。なお、プラグケーブル６０は、より細くする（小型化する）ことが望ましいため、上記した嵌め込み動作への影響を抑えつつ、外部導体６３をできるだけ細くするために、くびれ部６６の内径と工具係合部５１の外径との差は、例えば、０．５〜０．７ｍｍとすればよい。
【００４５】
プラグケーブル６０をプラグホール２０２内に嵌め込んだ後には、プラグホール２０２を塞ぐように、放電用電源４１を備える押圧部４９をエンジンヘッド２００上に取り付ける（図３参照）。押圧部４９は、ボルト７０を用いてエンジンヘッド２００上に固定される。ここで、外部導体６３の軸線方向の長さは、プラグホール２０２の深さよりも若干長く形成されている。また、押圧部４９におけるエンジンヘッド２００との接触面は、平坦面となっている。そのため、押圧部４９をエンジンヘッド２００上に取り付けることにより、押圧部４９からプラグケーブル６０の外部導体６３へと、軸線方向の押圧力が加えられる。なお、押圧部４９を取り付けたときには、外部導体６３に対して充分な押圧力を加えることができ、かつ、押圧に伴うくびれ部６６の軸線方向の移動距離が過大にならないことが望ましい。そのため、外部導体６３の軸線方向の長さとプラグホール２０２の深さの差は、例えば、０．５〜３ｍｍとすればよい。
【００４６】
図５は、押圧部４９の取付を行なう前後のくびれ部６６近傍の様子を模式的に表わす説明図である。図５（Ａ）は、押圧部４９の取り付け前の様子を表わし、図５（Ｂ）は、押圧部４９の取り付け後の様子を表わす。図５に示すように、外部導体６３に対して軸線方向の押圧力（図５中では矢印αで表わす）が加えられることによって、くびれ部６６が軸線方向に縮み、くびれ部６６における張り出し端部６９が径方向内側へと変位する。これにより、張り出し端部６９が工具係合部５１と接触する。このように、くびれ部６６が軸線方向に圧縮されて張り出し端部６９が工具係合部５１に押し付けられることで、くびれ部６６から工具係合部５１に対して径方向内側向きの押圧力（図５中では矢印βで表わす）が生じる。ここで、外部導体６３に対して軸線方向の押圧力を加えたときにくびれ部６６の張り出し端部６９が充分に変位するのは、外部導体６３において、くびれ部６６のバネ定数が、他の部位のバネ定数よりも小さく、変形しやすいためである。外部導体６３における各部のバネ定数については、後に詳しく説明する。
【００４７】
なお、押圧部４９には、既述した放電用電源４１に加えて、図１に示した混合部４３が設けられており、交流電源４２からの交流電力が、ディストリビュータを介して供給される。エンジンヘッド２００上に押圧部４９を固定する際には、押圧部４９とプラグケーブル６０との間で配線が電気的に接続される。具体的には、押圧部４９において、エンジンヘッド２００との接触面を含む部分には、内部導体６１と第３の伝送路４８とを接続するための接続部７２と、外部導体６３と第３の伝送路４８とを接続するための接続部７３と、が設けられている（図３参照）。そのため、エンジンヘッド２００上に押圧部４９を固定することにより、スパークプラグ１００に対して、内部導体６１およびケーブル端子６５を介して、直流電圧の印加および交流電力の供給が可能になる。なお、プラグケーブル６０の嵌め込み時に、既述したようにくびれ部６６と主体金具５０とが接触するため、主体金具５０は、外部導体６３を介してアースされる。
【００４８】
スパークプラグ１００に対して、放電用電源４１からの直流電圧を印加することにより、電極間の火花ギャップで火花放電を発生させることができる。さらに、交流電源４２からの交流電力をスパークプラグ１００に供給することにより、火花ギャップにおいてプラズマを発生させ、直流電圧の印加によって生じた火花に対して、交流電力を用いて更なるエネルギ供給することができる。このように、直流電源を用いて発生させた火花に対して、交流電力を用いて更なるエネルギを供給することで、直流電源のみを用いて点火を行なう場合に比べて、スパークプラグ１００における着火性を向上させ、点火の動作を安定化することができる。
【００４９】
以上のように構成された本実施形態の点火装置４０によれば、外部導体６３は、くびれ部６６を備えることによって軸線方向の弾性を有すると共に、くびれ部６６から工具係合部５１に対して押圧力が生じる。このように、くびれ部６６から工具係合部５１へと押圧力が加わることにより、点火装置４０に対していずれの方向の振動が加わっても、主体金具５０と外部導体６３とが接続される状態を維持できる。特に、軸線方向の振動は、くびれ部６６によって吸収することができるため、軸線方向の振動に対して、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なう効果を、特に顕著に得ることができる。
【００５０】
点火を行なうのに必要な交流電力を確実に供給できることに伴い、接続不良に起因する不具合、例えば、電波の漏れが他の機器でノイズとして影響を与えたり、反射が起こることで十分な交流電力を点火のために供給できなくなりエンジン失火を引き起こすといった不具合を抑制できる。また、接続不良に起因する発熱や、接続が途切れて放電が起こることに起因する電力ロスを抑えることができる。
【００５１】
また、このとき、プラグケーブル６０を同軸ケーブルとしており、交流電流流れの往路と復路から成るループの面積を小さくしているため、プラグケーブル６０におけるインダクタンスを削減し、その結果インピーダンスを抑えることができる。さらに、本実施形態では、スパークプラグ１００を嵌め込むためのプラグケーブル６０の表皮部分を、主体金具５０と直接接してアースするための外部導体６３としている。このように、スパークプラグと接続して直流電圧を印加するプラグケーブル、スパークプラグに交流電力を供給するための同軸ケーブル、および同軸ケーブルにおけるスパークプラグとの接触部、を一体化しているため、全体構造を簡素化することができる。また、本実施形態によれば、プラグケーブル６０を用いることにより、直流電圧のみを印加して通常用いられるスパークプラグを利用して、交流電力の供給をさらに行なう点火装置を得ることが可能になる。
【００５２】
Ｃ．バネ定数の検討：
図６は、外部導体６３の各部のバネ定数を示す説明図である。外部導体６３において、くびれ部６６よりも軸線方向の後端側の部分を、後端側ストレート部６７と呼び、くびれ部６６よりも軸線方向の先端側の部分を、先端側ストレート部６８と呼ぶ。また、後端側ストレート部６７のバネ定数をｋ１、くびれ部６６のバネ定数をｋ２、先端側ストレート部６８のバネ定数をｋ３と呼ぶ。以下に、外部導体６３に対して軸線方向の押圧力を加える際に、張り出し端部６９を所望量変位させるための、各部のバネ定数の関係を検討した結果を説明する。
【００５３】
図７は、張り出し端部６９の径方向の変位量（内側への張り出し量）と、外部導体６３の各部のバネ定数と、の関係を調べるために用いた外部導体６３の、各部の寸法を示す説明図である。図７（Ａ）に示すように、外部導体６３の寸法として、くびれ部６６の軸線方向の長さ（くびれ部長さ）をＡ、張り出し端部６９における内径（圧縮前くびれ部内径）をＢ、先端側および後端側ストレート部の内径（外部導体内径）をＣとした。そして、各値を、図７（Ｂ）にサンプル形状１として示す値とした外部導体であって、くびれ部６６のバネ定数が異なる複数の外部導体を作製し、各々の外部導体について、各部のバネ定数ｋ１〜ｋ３を測定した。さらに、上記各々の外部導体に対して、外部導体を押圧部４９と共にエンジンに取り付けた際に外部導体６３に対して加わる押圧力と同等の押圧力を加え、張り出し端部６９の内側への張り出し量とバネ定数との関係を調べた。具体的には、外部導体６３の軸線方向の上下端をいずれも自由端として、上下端共に軸線方向に０．５ｍｍずつ変位するように、押圧力を加えた。
【００５４】
ここで、バネ定数とは、外部導体６３を構成する各々の部分に対して軸線方向の押圧力を加えたときに、加えた荷重の大きさと軸線方向の変位量とから求められる値である。具体的には、バネ定数ｋ１〜ｋ３は、外部導体６３を、後端側ストレート部６７と、くびれ部６６と、先端側ストレート部６８の各々の部分となるように切断して、各々の部分に対して軸線方向の荷重を加え、軸線方向の変位量を測定することにより算出した。
【００５５】
また、既述したように、サンプル形状１の外部導体として、くびれ部６６のバネ定数が異なる複数の外部導体を作製しているが、くびれ部６６のバネ定数は、外部導体においてくびれ部の部分の肉厚を変更することにより異ならせた。具体的には、外部導体を形成するための円筒状部材において、くびれ部６６を形成する位置を、外周側から切削により薄型化し、その後、くびれ部形成のためのプレス加工を行なった。
【００５６】
なお、図７（Ｂ）に示したサンプル形状１では、ＨＥＸ（六角対辺）１４ｍｍのスパークプラグを用いる場合を想定して、圧縮前くびれ部内径Ｂおよび外部導体内径Ｃを設定している。具体的には、圧縮前くびれ部内径Ｂは、工具係合部５１の外径よりも、０．７ｍｍ大きく設定した。すなわち、ＨＥＸ１４ｍｍのスパークプラグでは、工具係合部５１の外径の最小値は１５．８ｍｍであるため、圧縮前くびれ部内径Ｂは１６．５ｍｍに設定した。従って、外部導体６３の圧縮時には、張り出し端部６９の内側への張り出し量は、圧縮前くびれ部内径Ｂと上記工具係合部５１の外径の最小値の差の半分の値である０．３５ｍｍ以上であることが必要である。
【００５７】
図８は、外部導体６３の一部の形状のみを有する部材を示す説明図である。ここでは、外部導体６３だけでなく、外部導体６３の一部の形状のみを有するサンプル形状についても、同様に、張り出し端部６９の内側への張り出し量とバネ定数との関係を調べた。図８（Ａ）は、後端側ストレート部６７およびくびれ部６６のみを備えるサンプル形状（以下、サンプル形状１ａと呼ぶ）を表わし、図８（Ｂ）は、くびれ部６６および先端側ストレート部６８のみを備えるサンプル形状（以下、サンプル形状１ｂと呼ぶ）を表わす。サンプル形状１ａおよびサンプル形状１ｂの部材において、くびれ部長さＡ、圧縮前くびれ部内径Ｂ、および外部導体内径Ｃは、図７（Ｂ）に示したサンプル形状１と同じである。サンプル形状１ａ、サンプル形状１ｂの各々についても、サンプル形状１の外部導体と同様に、くびれ部６６のバネ定数が異なる複数の部材を作製した。上記のように、くびれ部６６のバネ定数を異ならせたサンプル形状１の外部導体と、サンプル形状１ａ、１ｂの部材とを作製し、各々について、既述した押圧力を加え、張り出し端部６９の内側への張り出し量とバネ定数との関係を調べた。すなわち、外部導体において、軸線方向に荷重を加えたときのバネ定数と、軸線方向に荷重を加えたときの径方向内側への変位量との関係を調べた。
【００５８】
図９は、サンプル形状１の外部導体と、サンプル形状１ａ、１ｂの部材のそれぞれについて、張り出し端部６９の内側への張り出し量とバネ定数との関係を調べた結果を示すグラフである。図９で、横軸は、サンプル形状１の外部導体およびサンプル形状１ａの部材では「ｋ２／ｋ１」の値であり、サンプル形状１ｂの部材では「ｋ２／ｋ３」の値である。図９中に四角で囲んで示すように、「くびれ部バネ定数／ストレート部バネ定数」の値を０．８以下にすることで、張り出し端部６９の内側への張り出し量を０．３５ｍｍ以上とすることができた。また、「くびれ部バネ定数／ストレート部バネ定数」の値を小さくするほど、張り出し端部６９の内側への張り出し量は大きくなるが、上記値が０．８を堺にして、上記値を小さくするほど上記張り出し量が大きくなる程度が著しく低下した。なお、サンプル形状１の外部導体について「ｋ２／ｋ３」を横軸とした場合にも、「ｋ２／ｋ１」を横軸とした図９の結果とほぼ同様の結果が得られた。
【００５９】
くびれ部バネ定数の値（ｋ２）が、ストレート部バネ定数の値（ｋ１，ｋ３）よりも小さいことにより、外部導体に対して軸線方向の押圧力を加えたときに、くびれ部が優先的に変形して、張り出し端部６９が径方向内側へと変位する。このとき、さらに、「くびれ部バネ定数／ストレート部バネ定数」の値を０．８以下にすることで、張り出し端部６９を径方向内側へと充分に変位させて、張り出し端部６９と主体金具５０との接触を確保可能になることが確認された。なお、サンプル形状１ａの部材およびサンプル形状１ｂの部材で同様の結果が得られたことから、外部導体６３におけるストレート部の長さやくびれ部６６の相対的な位置にかかわらず、バネ定数において上記した数値範囲が成立することが望ましいと考えられる。
【００６０】
図９に結果を示したサンプル形状１の外部導体は、ＨＥＸ（六角対辺）１４ｍｍのスパークプラグを用いる場合を想定しているが、ＨＥＸ（六角対辺）１６ｍｍのスパークプラグを用いる場合を想定した外部導体についても、同様の検討を行なった。ＨＥＸ（六角対辺）１６ｍｍのスパークプラグを用いる場合を想定した外部導体の寸法（くびれ部長さＡ、圧縮前くびれ部内径Ｂ、外部導体内径Ｃ）については、図７（Ｂ）にサンプル形状２として示している。このようなサンプル形状２の外部導体についても、くびれ部６６の肉厚を変更することにより、くびれ部６６のバネ定数した複数の外部導体を作製し、所定の押圧力を加えたときの張り出し端部６９の内側への張り出し量を測定した。また、別途、後端側ストレート部６７、くびれ部６６、および先端側ストレート部６８と同じ形状の部材を作製して、各々のバネ定数を求めた。そして、張り出し端部６９の内側への張り出し量とバネ定数との関係を調べた。
【００６１】
図１０は、サンプル形状１の外部導体と、サンプル形状２の外部導体のそれぞれについて、張り出し端部６９の内側への張り出し量とバネ定数との関係を調べた結果を併せて示すグラフである。図１０に示すように、サンプル形状２の外部導体においても、「くびれ部バネ定数／ストレート部バネ定数」の値を０．８以下にすることで、張り出し端部６９の内側への張り出し量を０．３５ｍｍ以上とすることができた。また、「くびれ部バネ定数／ストレート部バネ定数」の値が０．８となるときを堺にして、上記値を小さくするほど張り出し端部６９の内側への張り出し量が大きくなる程度が著しく低下した。なお、図１０では、横軸を「ｋ２／ｋ１」としたが、「ｋ２／ｋ３」を横軸とした場合にも、ほぼ同様の結果が得られた。
【００６２】
また、既述したサンプル形状１およびサンプル形状２では、外部導体の厚み（ストレート部の肉厚）を０．３ｍｍとしたが、０．０５〜１ｍｍとした場合であっても同様に、「くびれ部バネ定数／ストレート部バネ定数」の値を０．８以下にすることで、同様の結果が得られた。また、既述したサンプル形状１およびサンプル形状２では、外部導体における押圧時の軸線方向の変位量を、自由端である上下端のそれぞれで０．５ｍｍとしたが、０．５〜３ｍｍとした場合であっても同様に、「くびれ部バネ定数／ストレート部バネ定数」の値を０．８以下にすることで、同様の結果が得られた。
【００６３】
Ｄ．第２の実施形態：
図１１は、第２の実施形態の点火装置におけるスパークプラグ１００とプラグケーブル６０の結合部の様子を表わす説明図である。第２の実施形態において、第１の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明を省略する。第２の実施形態のプラグケーブル６０は、外部導体１６３の形状が、第１の実施形態の外部導体６３の形状と異なっている。
【００６４】
外部導体１６３は、その先端部が周方向全体に亘ってテーパ状に縮径された（絞られた）くびれ部１６６を備えている。第２の実施形態の点火装置４０では、くびれ部１６６の先端であって、径方向内側に最も張り出した部位（張り出し端部１６９）は、主体金具５０のガスケット受け部５４と接すると共に、プラグホール２０２の底面である取り付け面２０３と接する。ここで、点火装置４０として組み付ける前の外部導体１６３における張り出し端部１６９の内径は、ガスケット受け部５４および工具係合部５１の外径よりも若干大きく形成されている。そして、点火装置４０の組み付け時に、取り付け面２０３と接する外部導体１６３に対して、押圧部４９から軸線方向の押圧力が加えられることで、くびれ部１６６が軸線方向に縮み、張り出し端部１６９が径方向内側へと変位する。これにより、張り出し端部１６９が、ガスケット受け部５４と接触し、くびれ部１６６からガスケット受け部５４に対して径方向内側向きの押圧力が生じる。このような構成とすることで、第１の実施形態と同様に、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なう効果が得られる。なお、第２の実施形態のように、外部導体の先端にくびれ部１６６を形成する方が、第１の実施形態のように外部導体の中ほどにくびれ部を形成する場合よりも、加工の工程が容易になって有利である。
【００６５】
図１２は、外部導体１６３の各部のバネ定数を示す説明図である。外部導体１６３において、くびれ部１６６よりも軸線方向の後端側の部分を、後端側ストレート部６７と呼ぶ。また、後端側ストレート部６７のバネ定数をｋ１、くびれ部１６６のバネ定数をｋ２と呼ぶ。以下に、第２の実施形態のプラグケーブル６０において、外部導体１６３に対して軸線方向の押圧力を加える際に、張り出し端部１６９を所望量変位させるための、各部のバネ定数の関係を検討した結果を説明する。
【００６６】
図１３は、張り出し端部の径方向の変位量（内側への張り出し量）と、外部導体の各部のバネ定数と、の関係を調べるために用いた外部導体１６３の、各部の寸法を示す説明図である。図１３（Ａ）に示すように、第１の実施形態と同様に、くびれ部長さをＡ、圧縮前くびれ部内径をＢ、外部導体内径をＣとした。そして、各値を、図１３（Ｂ）にサンプル形状３〜５として示す値とした外部導体を作製した。各々のサンプル形状３〜５については、さらに、くびれ部１６６のバネ定数が異なる複数の外部導体を作製し、各々の外部導体について、各部のバネ定数ｋ１〜ｋ３を測定した。さらに、上記各々の外部導体に対して、外部導体を押圧部４９と共にエンジンに取り付けた際に外部導体６３に対して加わる押圧力と同等の押圧力を加え、張り出し端部１６９の内側への張り出し量とバネ定数との関係を調べた。具体的には、外部導体１６３の軸線方向の先端側を、プラグホール２０２底面である取り付け面２０３に相当する面に接触する接触端とし、軸線方向の後端側を自由端として、自由端が軸線方向に０．５ｍｍ変位するように、押圧力を加えた。このとき、取り付け面２０３に相当する面には、実際のプラグホール２０２と同様の環境となるように、油を表面に塗布して充分に接触抵抗を低減した。
【００６７】
なお、図１３（Ｂ）において、サンプル形状３は、スパークプラグ１００のガスケット受け部５４の外径が１５．６ｍｍである場合に対応して設定した値である。また、サンプル形状４は、スパークプラグ１００のガスケット受け部５４の外径が１６．７ｍｍである場合に対応して設定した値である。また、サンプル形状５は、スパークプラグ１００のガスケット受け部５４の外径が１９．０ｍｍである場合に対応して設定した値である。すなわち、点火装置に組み込むべきスパークプラグにおけるガスケット受け部５４の外径よりも、くびれ部１６６における張り出し端部１６９の内径が０．３ｍｍ大きくなるように、組み付け前の外部導体１６３を形成した。
【００６８】
図１４は、サンプル形状３〜５の各々の外部導体について、張り出し端部１６９の内側への張り出し量とバネ定数との関係を調べた結果を、サンプル形状１および２についての結果と併せて示すグラフである。図１４に示すように、第２の実施形態の外部導体を採用する場合であっても、「くびれ部バネ定数／ストレート部バネ定数」の値を０．８以下にすることで、張り出し端部６９の内側への張り出し量を０．３５ｍｍ以上とすることができた。また、「くびれ部バネ定数／ストレート部バネ定数」の値が０．８となるときを堺にして、上記値を小さくするほど張り出し端部６９の内側への張り出し量が大きくなる程度が著しく低下した。
【００６９】
また、既述したサンプル形状３〜５では、外部導体の厚み（ストレート部の肉厚）を０．３ｍｍとしたが、０．０５〜１ｍｍとした場合であっても同様に、「くびれ部バネ定数／ストレート部バネ定数」の値を０．８以下にすることで、同様の結果が得られた。また、既述したサンプル形状３〜５では、外部導体における押圧時の軸線方向の変位量を、自由端側で０．５ｍｍとしたが、０．２５〜１．５ｍｍとした場合であっても同様に、「くびれ部バネ定数／ストレート部バネ定数」の値を０．８以下にすることで、同様の結果が得られた。
【００７０】
Ｅ．第３の実施形態：
図１５は、第３の実施形態の点火装置におけるスパークプラグ１００とプラグケーブル６０の結合部の様子を表わす説明図である。第３の実施形態において、第１の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明を省略する。第３の実施形態のプラグケーブル６０は、外部導体６３に代えて外部導体２６３を備える点が、第１の実施形態と異なっている。
【００７１】
外部導体２６３は、その先端部が周方向全体に亘って径方向内側に折り曲げられたくびれ部２６６を備えている。外部導体に設けるくびれ部は、外部導体内の空間に露出する主体金具５０の表面に接触すれば良く、第３の実施形態の点火装置４０では、くびれ部２６６における径方向内側に最も張り出した部位（張り出し端部２６９）は、主体金具５０の圧縮変形部５８と接する。また、外部導体２６３の先端は、プラグホール２０２の底面である取り付け面２０３と接する。ここで、点火装置４０として組み付ける前の外部導体２６３における張り出し端部２６９の内径は、圧縮変形部５８の外径よりも若干大きく形成されている。そして、点火装置４０の組み付け時に、取り付け面２０３と接する外部導体２６３に対して、押圧部４９から軸線方向の押圧力が加えられることで、くびれ部２６６が軸線方向に縮み、張り出し端部２６９が径方向内側へと変位する。これにより、張り出し端部２６９が、圧縮変形部５８と接触し、張り出し端部２６９から圧縮変形部５８に対して径方向内側向きの押圧力が生じる。このような構成とすることで、第１の実施形態と同様に、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なう効果が得られる。
【００７２】
なお、図１５では、外部導体２６３の各部のバネ定数も併せて示している。外部導体２６３において、くびれ部２６６よりも軸線方向の後端側の部分を、後端側ストレート部６７と呼び、くびれ部６６よりも軸線方向の先端側の部分を、先端側ストレート部６８と呼ぶ。このとき、後端側ストレート部６７のバネ定数をｋ１、くびれ部２６６のバネ定数をｋ２、先端側ストレート部６８のバネ定数をｋ３と呼ぶ。
【００７３】
このような第３の実施形態の外部導体を採用する場合であっても、第１の実施形態と同様に、「くびれ部バネ定数／ストレート部バネ定数」（「ｋ２／ｋ１」あるいは「ｋ２／ｋ３」）の値を０．８以下にすることで、張り出し端部２６９の内側への張り出し量を０．３５ｍｍ以上とすることができる。また、第１の実施形態と同様に、「くびれ部バネ定数／ストレート部バネ定数」の値が０．８となるときを堺にして、上記値を小さくするほど張り出し端部２６９の内側への張り出し量が大きくなる程度が著しく低下する。
【００７４】
Ｆ．第４の実施形態：
図１６は、第４の実施形態の点火装置におけるスパークプラグ１００とプラグケーブル６０の結合部の様子を表わす説明図である。第４の実施形態において、第１の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明を省略する。第４の実施形態のプラグケーブル６０は、外部導体６３に代えて外部導体３６３を備える点が、第１の実施形態と異なっている。
【００７５】
外部導体３６３には、第１の実施形態と同様に、主体金具５０の工具係合部５１と接するくびれ部６６が形成されている。さらに、外部導体３６３には、くびれ部６６よりも後端側であって、押圧部４９との接続部近傍に、軸線方向に弾性を有するバネ部３６４が形成されている。ここで、外部導体３６３が点火装置に組み込まれてくびれ部６６が工具係合部５１に接触する前のくびれ部６６のバネ定数をｋ２、外部導体３６３が点火装置に組み込まれてくびれ部６６が工具係合部５１に接触した後のくびれ部６６のバネ定数をｋ４と呼ぶ。また、バネ部３６４のバネ定数をｋ５と呼ぶ。このとき、本実施形態では、「ｋ２＜ｋ５」、かつ、「ｋ４＞ｋ５」が成立するように、バネ部３６４が形成されている。なお、外部導体３６３のくびれ部６６が工具係合部５１に接触した後のくびれ部６６のバネ定数ｋ４は、以下のように求められる。すなわち、くびれ部６６と同じ形状の部材を作製して、点火装置内に外部導体３６３を組み込んだときと同じ状態を再現し、軸線方向の押圧力をかけることによって張り出し端部６９を工具係合部５１と同じ形状の部材に当接させる。その後、上記部材に対してさらに軸線方向の荷重を加え、張り出し端部６９が上記部材に当接した後の軸線方向の変位量を測定することにより算出する。
【００７６】
外部導体３６３を備えるプラグケーブル６０を点火装置に組み付ける際には、張り出し端部６９が工具係合部５１に接するまでは「ｋ２＜ｋ５」が成り立つため、バネ部３６４に優先してくびれ部６６が軸線方向に圧縮され、張り出し端部６９が工具係合部５１に接する。張り出し端部６９が工具係合部５１に接触すると、くびれ部６６の剛性が高まり、バネ定数が大きくなる。その後、さらに外部導体３６３に軸線方向の押圧力が加えられると、「ｋ４＞ｋ５」となることで、くびれ部６６に優先してバネ部３６４が軸線方向に圧縮されるようになる。
【００７７】
以上のような構成とすれば、バネ部３６４を設けることにより、張り出し端部６９が工具係合部５１に接触した後に、外部導体６３に加えられる軸線方向の押圧力を、バネ部３６４で吸収することが可能になる。そのため、押圧部４９がシリンダヘッドに当接するように押圧部４９を配置する動作を容易化することができる。さらに、外部導体３６３の軸線方向の長さを設定する際の自由度を向上させることができる。また、張り出し端部６９が工具係合部５１に接触した後に、くびれ部６６に過度の押圧力が加わることが抑制できる。そのため、過度の押圧力に起因するくびれ部６６の望ましくない変形を抑え、張り出し端部６９と工具係合部５１との良好な接触状態の維持を容易化することができる。
【００７８】
このとき、各部のバネ定数の間では、「ｋ２＜ｋ５」、かつ、「ｋ４＞ｋ５」が成立しており、張り出し端部６９が工具係合部５１に接触するまでは、くびれ部６６が優先的に圧縮されるため、軸線方向の押圧力を加えることに伴って、張り出し端部６９を充分に内側に張り出させることができる。従って、第１の実施形態と同様に、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なう効果が得られる。なお、他のバネ定数の関係は、既述した実施の形態と同様に、「くびれ部バネ定数／ストレート部バネ定数」（「ｋ２／ｋ１」あるいは「ｋ２／ｋ３」）の値を０．８以下にすることで、張り出し端部６９の内側への張り出し量を所望量とすることができる。また、本実施形態によれば、外部導体６３に軸線方向の弾性を有するバネ部３６４が設けられているため、特に軸線方向の振動に対して、点火を行なうのに必要な交流電力の供給を確実に行なう効果を高めることができる。
【００７９】
第４の実施形態において、外部導体３６３は、第１ないし第３の実施形態と同様に、押圧部４９内の配線を介して交流電源４２と接続しても良いが、図１６に示すように、バネ部３６４よりも先端側に、交流電源４２と接続するための接続部を設けることが望ましい。既述したように、交流電流を伝送する際には、交流電流流れの往路と復路の長さを近づけて、往路と復路から成るループの面積を小さくすることで、インピーダンスを抑えることができる。外部導体３６３にバネ部３６４を設け、バネ部３６４が形成される部分を交流電流の復路として用いると、往路に比べて復路がより長くなる。そのため、バネ部３６４を経由することなく交流電流の復路を構成することで、往路と復路の長さを近づけて、低インピーダンス伝送を可能にし、電力効率を向上させることができる。
【００８０】
図１６では、外部導体３６３に設けるくびれ部として、第１の実施形態と同様に、工具係合部５１と接するくびれ部６６を設けたが、第２の実施形態のくびれ部１６６や、第３の実施形態のくびれ部２６６と同様のくびれ部を設けても良い。くびれ部が、主体金具表面のいずれの箇所に接触する場合であっても、バネ部３６４を設け、また、「ｋ２＜ｋ５」、かつ、「ｋ４＞ｋ５」を満たすことにより、同様の効果が得られる。
【００８１】
Ｇ．変形例：
なお、この発明は上記の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態様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。
【００８２】
Ｇ１．変形例１（所定のバネ定数を実現するためのくびれ部の形状に係る変形）：
第１ないし第４の実施形態では、くびれ部のバネ定数は、外部導体においてくびれ部の部分の肉厚を変更することにより調節したが、異なる構成としても良い。例えば、くびれ部に複数のスリット（切れ込み穴）を設けることとしても良い。
【００８３】
図１７は、スリットを有する外部導体の一例としての外部導体４６３の外観を表わす斜視図である。外部導体４６３は、第１の実施形態において外部導体６３に代えて用いることができる。以下の説明では、第１の実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明を省略する。外部導体４６３は、くびれ部６６において、複数のスリット４６４が形成されている。スリット４６４は、くびれ部６６の先端側の境界から後端側の境界まで設けられた孔部である。くびれ部６６にスリット４６４を設けるには、例えば、外部導体４６３となる円筒状部材を用意して、くびれ部６６を設けるべき領域から、スリット４６４に相当する部分を（例えば略菱形に）切り取り、その後、上記円筒状部材に対して、くびれ部６６を形成するためのプレス加工を施せばよい。くびれ部６６のバネ定数は、設けるスリット４６４の数と、個々のスリット４６４の大きさ（切り取る面積）により、調節することができる。なお、図１７では、第１の実施形態の外部導体６３のくびれ部６６に対してスリット４６４を設けたが、外部導体の異なる位置にくびれ部を設ける場合であっても、スリットによりくびれ部のバネ定数を調節する構成を同様に適用することができる。
【００８４】
Ｇ２．変形例２（くびれ部の形状に係る変形）：
第１ないし第４の実施形態では、くびれ部は、外部導体の先端部において、周方向全体に亘って径方向内側に張り出すように設けたが、異なる構成としても良い。なお、ここでは、既述した変形例１のように、くびれ部に部分的に切れ込み穴が設けられている場合も、「周方向全体に亘って径方向内側に張り出すくびれ部」に相当するものとする。
【００８５】
例えば、外部導体の先端部において、軸線方向に垂直な方向から見たときに互いに重なる位置に、軸線方向に沿って延出する複数のスリットを設ける。そして、スリットに挟まれる複数の領域の一部を、径方向内側に張り出すようにくびれさせ、また、スリットに挟まれる複数の領域の他の一部を、径方向外側に張り出すようにくびれさせることとしても良い。このような構成としても、径方向内側に張り出した端部が主体金具と接触することで、第１ないし第４の実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、この場合には、上記スリットを単なる切れ込みとして、外部導体においてくびれ部の部分の肉厚を変更することによってバネ定数を調節しても良く、上記スリットを切れ込み穴として、切れ込み穴の数および大きさによってバネ定数を調節しても良い。
【００８６】
Ｇ３．変形例３（バネ定数に係る変形）：
第１ないし第４の実施形態では、くびれ部のバネ定数とストレート部のバネ定数との関係を規定したが、このようなバネ定数の関係は、好ましい例を示したものであり、必ずしもこのような関係になるように外部導体を構成する必要はない。例えば、くびれ部がある程度塑性変形する場合には、バネ定数とは無関係に外部導体をスパークプラグの主体金具に接触させることも可能である。
【００８７】
Ｇ４．変形例４（押圧部に係る変形）：
第１ないし第４の実施形態では、押圧部４９は、放電用電源４１および混合部４３を備えているため、点火装置４０全体の構成を簡素化できるが、異なる構成としても良い。例えば、押圧部４９は、放電用電源４１に代えて、あるいは、放電用電源４１に加えて、交流電源４２を備えることとしても良い。すなわち、スパークプラグ１００毎に交流電源４２を設けることとしても良い。ただし、一般に、交流電源４２の方が放電用電源４１よりもコスト高であるため、スパークプラグ毎に設ける押圧部４９がいずれかの電源を備える場合には、放電用電源４１を備える方がコスト的に有利である。あるいは、電源を備えない部材によって押圧部４９を構成しても良く、押圧部４９は、プラグホール２０２上に取り付けたときに、外部導体に対して軸線方向の押圧力を加えることができれば良い。
【００８８】
Ｇ５．変形例５（プラグケーブルに係る変形）：
内部導体６１の先端に設けたケーブル端子６５と、スパークプラグ１００に設けた端子金具３２の接続の形態を異ならせても良い。例えば、ケーブル端子６５側をオス端子とし、スパークプラグ１００の端子金具３２にメス端子を形成しても良い。スパークプラグ１００にプラグケーブルを嵌め込む動作と同時に、内部導体６１と端子金具３２とを接続できれば良い。
【００８９】
Ｇ６．変形例６（プラグケーブルに係る変形）：
第１ないし第４の実施形態では、スパークプラグ１００に対して、放電用電源４１から直流電圧を印加すると共に、交流電源４２から交流電力を供給したが、異なる構成としても良い。交流電源４２から供給される交流電力のみを用いて、点火の動作を行なうこととしても良い。少なくとも交流電源４２からスパークプラグ１００に対して電力供給する点火装置に本願構成を適用することで、点火を行なうのに必要な交流電力の確保に係る既述した効果が得られる。
【符号の説明】
【００９０】
４…シール体
５…ガスケット
６，７…リング部材
８…板パッキン
９…タルク
１０…絶縁碍子
１２…軸孔
１３…脚長部
１５…碍子段部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…中央胴部
２０…中心電極
２１…電極母材
２５…芯材
３０…接地電極
３２…端子金具
３３…プラグ側端子
４０…点火装置
４１…放電用電源
４２…交流電源
４３…混合部
４４…コイル
４５…コンデンサ
４６…第１の伝送路
４７…第２の伝送路
４８…第３の伝送路
４９…押圧部
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ネジ部
５３…加締部
５４…ガスケット受け部
５６…金具内段部
５７…先端面
５８…圧縮変形部
６０…プラグケーブル
６１…内部導体
６２…ケーブル内絶縁体
６３、１６３、２６３、３６３、４６３…外部導体
６５…ケーブル端子
６６、１６６、２６６…くびれ部
６７…後端側ストレート部
６８…先端側ストレート部
６９、１６９、２６９…張り出し端部
７０…ボルト
７２、７３…接続部
１００…スパークプラグ
２００…エンジンヘッド
２０１…取付ネジ孔
２０２…プラグホール
２０３…取り付け面
３６４…バネ部
４６４…スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005829573.tif 000014
【図１４】
0005829573.tif 000015
【図１５】
0005829573.tif 000016
【図１６】
0005829573.tif 000017
【図１７】
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