(57)【要約】【課題】火花放電のための放電電流及び電磁波を、別途ミキサーを配設することなく点火プラグに供給するソケットを提供すること。点火プラグ１の端子部２０と電気的に接続される給電部１１０と、電磁波発振器１０４から供給される電磁波を、点火プラグ１の絶縁碍子３を介し、点火プラグ１の内部導体２と容量結合することで点火プラグの内部導体２に供給する環状のアンテナ１２１とを備えている。この環状のアンテナ１２１は、電磁波の伝送用ケーブルとして使用する同軸ケーブルの先端を巻回して構成することが好ましい。【選択図】図１
2016021727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧発生装置からの給電を受ける端子部を備えた点火プラグに装着するソケットであって、
点火プラグの端子部と電気的に接続される給電部と、
電磁波発振器から供給される電磁波を、点火プラグの絶縁碍子を介し、点火プラグの内部導体と容量結合することで点火プラグの内部導体に供給する環状のアンテナとを備えたソケット。
【請求項２】
前記環状のアンテナは、同軸ケーブルの先端を巻回して構成した請求項１に記載のソケット。
【請求項３】
前記給電部と環状のアンテナとを内部に備えたソケット本体を、
点火プラグの内部導体に供給された電磁波のうち、高電圧発生装置側に流れる電磁波を共振させる共振空洞を備えた外装シールドに、可撓性材料からなる絶縁ブッシングを介して接続した請求項１又は２に記載のソケット。
【請求項４】
前記環状のアンテナより高電圧発生装置側のソケット本体内にチョークを構成する同軸共振器を配設した請求項３に記載のソケット。
【請求項５】
請求項１から請求項４に記載のソケットが装着される点火プラグであって、
外部からの給電を受ける端子部と電気的に接続される中心電極を内部に備える絶縁碍子の表面に、前記環状のアンテナとインピーダンス整合させる結合用のコイルパターンを形成した点火プラグ。
【請求項６】
請求項１から請求項４に記載のソケットが装着される点火プラグであって、
接地電極との間で外部からの給電によって火花放電を生じさせる中心電極と、
該中心電極が嵌め込まれる軸孔が形成された絶縁碍子と、
前記絶縁碍子には、中心電極と同軸に形成された導体筒とを備え、
該導体筒は、前記ソケットが装着されたとき前記環状のアンテナと対応する位置に螺旋状の切り込みが形成されている点火プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火花放電のための高電圧及び火花放電にエネルギとして供給される電磁波を点火プラグに供給するソケット及び当該ソケットに装着する点火プラグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、点火プラグの放電を用いて局所的なプラズマを作り、このプラズマを電磁波（マイクロ波）により拡大させるプラズマ発生装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。このプラズマ発生装置においては、火花放電のための放電電流（放電のためのエネルギ）と電磁波発生装置からの電磁波のエネルギとを混合する混合回路を備えた混合器が設けられており、この混合器は点火プラグの入力端子となる接続端子部に接続されている。これにより、火花放電のための高電圧（放電電流）と電磁波とは同じ伝送線路（電路）を通って点火プラグに給電される。従って、点火プラグの中心電極は、スパーク放電電極と電磁波照射用アンテナとを兼用する。【０００３】
しかし、このように高圧の放電電流と電磁波とを点火プラグの中心電極に流すために点火コイルからの高電圧の放電電流と電磁波発振器からの電磁波とを混合する混合器（以下、ミキサーという。）が必要となる。このミキサーは放電電流が電磁波発振器に、電磁波が点火コイルに漏洩することを防止するための回路であり構造が複雑なものとなり、装置全体のコスト高の要因となっていた（例えば、特許文献２参照）。【０００４】
また、火花放電のための放電電流及び電磁波は、共に中心電極の先端部分から出力される。そのため、中心電極先端と接地電極との間における、放電電流及び電磁波によって生じる電界強度は中心電極の軸芯部分が最も高くなる。このため、放電電流及び電磁波によって生じる電界強度が重畳されることとなるため、中心電極の軸芯が最も高温となり、中心電極先端部分が溶損しやすいという不具合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０３６１９８号公報
【特許文献２】特願２０１３−１８１７００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、火花放電のための放電電流及び電磁波を、別途ミキサーを配設することなく点火プラグに供給するソケット及び当該ソケットに好適に装着することができる点火プラグを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、高電圧発生装置からの給電を受ける端子部を備えた点火プラグに装着するソケットであって、
点火プラグの端子部と電気的に接続される給電部と、
電磁波発振器から供給される電磁波を、点火プラグの絶縁碍子を介し、点火プラグの内部導体と容量結合することで点火プラグの内部導体に供給する環状のアンテナとを備えた点火プラグ用のソケットである。【０００８】
本発明のソケットは、点火プラグの内部導体である中心電極の表面や中心電極と同軸に配設される導体筒の表面に絶縁碍子を介して環状のアンテナから電磁波を容量結合で供給する。【０００９】
この場合において、前記環状のアンテナは、同軸ケーブルの先端を巻回して構成することができる。電磁波送信用のケーブルとして使用する同軸ケーブルの内部導体を外部導体より延伸させて巻回することで容易にアンテナを構成する。【００１０】
また、前記給電部と環状のアンテナとを内部に備えたソケット本体を、内部導体に供給された電磁波のうち、高電圧発生装置側に流れる電磁波を共振させる共振空洞を備えた外装シールドに、可撓性材料からなる絶縁ブッシングを介して接続することができる。通常、電磁気機器に使用する空洞共振器の取り付けと異なり、内燃機関の振動を受けるため、耐震構造を採用し、機器の安定運用を図る。【００１１】
また、環状アンテナより高電圧発生装置側のソケット本体内にチョークを構成する同軸共振器を配設することができる。高電圧発生装置（点火コイル等）に電磁波が漏洩し機器の損傷を有効に防止する。【００１２】
また、上記課題を解決するためになされた第２の発明は、前記ソケットが装着される点火プラグであって、
外部からの給電を受ける端子部と電気的に接続される中心電極を内部に備える絶縁碍子の表面に、前記環状のアンテナとインピーダンス整合させる結合用のコイルパターンを形成した点火プラグである。【００１３】
また、上記課題を解決するためになされた第３の発明は、前記ソケットが装着される点火プラグであって、
接地電極との間で外部からの給電によって火花放電を生じさせる中心電極と、
該中心電極が嵌め込まれる軸孔が形成された絶縁碍子と、
前記絶縁碍子には、中心電極と同軸に形成された導体筒とを備え、
該導体筒は、前記ソケットが装着されたとき前記環状のアンテナと対応する位置に螺旋状の切り込みが形成されている点火プラグである。【００１４】
第２、第３の発明の点火プラグは、第１の発明のソケットが装着されることに適した点火プラグであって、インピーダンス整合を図ることで、アンテナから供給される電磁波との電磁気的結合が最適化される。【００１５】
なお、本発明の用語として、導体（中心電極、端子部、導体筒等）というときは、金属材料、例えば鉄、銀、銅、金、アルミニウム、タングステン、モリブデン、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、ビスマス、鉛、スズ又はこれらを主体とした合金（例えば、ステンレス鋼）若しくはこれらの複合材料等を指し、誘電体（絶縁碍子等）というときは、誘電材料、アルミナ（ＡＬ２Ｏ３）等を基材とするセラミックス等を指す。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、火花放電のための放電電流及び電磁波を、別途ミキサーを配設することなく点火プラグに供給することができ、本発明のソケットを用いることで、装置全体のコストダウンを図ることができる。また、点火プラグの端子部から放電電流、絶縁碍子を介して容量結合によって電磁波を供給するように構成された点火プラグあっても、中心電極先端部分の溶損を有効に防止し、また供給する電磁波の電力損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係るソケットを示す一部断面図の正面図である。
【図２】第２実施形態に係る点火プラグを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はコイルパターン示す要部拡大図で両端を開放した螺旋状の導体線路を形成した状態を、（ｃ）は両端を絶縁パターン（ガラス印刷）を介し、結合線路で短絡した状態を示す。
【図３】第３実施形態に係る点火プラグを示す一部断面図の正面図である。
【図４】第４実施形態に係るソケットを示す一部断面図の正面図である。
【図５】同ソケットのアンテナを示し、（ａ）は切り欠き部が９０°、（ｂ）は１８０°、（ｃ）はスリットを形成した例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００１９】
＜実施形態１＞
−点火プラグ用のソケット−
本実施形態における点火プラグ用のソケット１００は、内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられる点火プラグに、着脱自在に取り付けられる点火プラグ用のソケット装置又はイグニッションコイル（点火コイル）一体型のソケット装置の点火プラグとの接合部分であって、点火コイルからディストリビュータを介して点火プラグに接続するもの、点火コイルと一体型であって、点火プラグと接続するものを含む。
【００２０】
このソケット１００は、図１に示すように、ソケット本体１０１、このソケット本体１０１内に配設された給電部１１０、電磁波を照射する円環状のアンテナ１２１、このアンテナ１２１に電磁波発振器１０４から発振される電磁波を供給するケーブル１２０、例えば、同軸ケーブルとから構成されている。ケーブル１２０として使用する同軸ケーブルは、一般的な同軸ケーブルの他、セミリジットタイプの同軸ケーブルを使用することもできる。
【００２１】
ソケット本体１０１は、筒状に形成され、内部に段上の挿通孔１０２を形成する。ソケット本体１０１、特に点火プラグ１との接合部分は、弾性変形可能な可撓性材料、弾性材料、例えば、弾性変形可能な合成樹脂やゴム等で構成されている。挿通孔１０２は、後述する給電部１１０が挿通される小径部１０２ａと点火プラグの絶縁碍子部分が挿通される大径部１０２ｂとから構成されている。
【００２２】
給電部１１０は、ソケット本体１０１の挿通孔１０２の小径部１０２ａに嵌挿されている。給電部１１０は、点火プラグ１から突出した端子部２０と点火コイルの２次コイル側とを電気的に接続する構造であれば特に限定するものではないが、本実施形態においては、給電部１１０と端子部２０との接合が強固な接続となるように端子部２０の外径よりも若干小径の孔部１１１を開口し、接合部分（点火プラグ側端部）を薄肉の有底筒状に構成するとともに、筒状の周面長手方向に複数の切り欠き部を形成する。これにより、端子部２０の挿入を許容するとともに、電気的な接続を担保する。
【００２３】
本実施形態では、ソケット本体１０１の挿通孔１０２の小径部１０２ａから突出する給電部１１０を覆う接続部１３０を介して、高電圧発生装置１０３からの高電圧を点火プラグ１に供給するように構成している。一般的な点火プラグに対してはこの接続部１３０が点火プラグの端子部に直接接続される。従って、接続部１３０の本体部１０１ａはソケット本体１０１、接続部１３０の給電部１１０ａはソケット１００の給電部１１０と一体として構成するようにしても構わない。
【００２４】
アンテナ１２１は、点火プラグ１の内部導体（中心電極２又は導体筒２２）に、電磁波を供給することができるものであれば特に限定するものではないが、本実施形態においては、電磁波発振器１０４から発振される電磁波を供給するケーブル１２０として使用する同軸ケーブルの内部導体を外部導体よりも延伸し、延伸部分を旋回させて環状のアンテナ１２１を形成するようにしている。
【００２５】
同軸ケーブルは、周知のごとく、内部導体、外部導体及び両導体を絶縁する絶縁体を同軸状に構成したケーブルで、外部導体の表面は保護被膜で覆われている。本実施形態のアンテナ１２１は、同軸ケーブル（ケーブル１２０）の内部導体又は絶縁体に覆われた状態の内部導体を、外部導体及び保護被膜より延伸させて構成する。内部導体の先端は、開放端としても構わないが、本実施形態においては、同軸ケーブル（ケーブル１２０）の外部導体と短絡するようにしている。これによって、アンテナの先端部分でショートスタブを構成することとなる。なお、アンテナ１２１の長さは、供給する電磁波の波長をλとしたときλ／４の整数倍となるように構成することが好ましい。
【００２６】
環状に構成するアンテナ１２１は、複数巻回して構成しても、一巻きで構成しても構わない。この巻き数は、当該ソケット１００が装着される点火プラグが、後述する絶縁碍子表面に結合用のコイルパターンを備えた点火プラグの場合、インピーダンス整合させるための要素となる。
【００２７】
ケーブル１２０は、図例においては直線上に延伸させている例を示すが、電磁波の位相を最適化するため、ソケット本体１０１に巻き付けて構成し、その長さを容易に変更できるように構成することが好ましい。
【００２８】
−点火プラグ−
当該ソケット１００が装着される点火プラグ１は、周知の点火プラグであっても構わないが、電磁波を効率よく燃焼室に照射することができるように、図１に示すように、中心電極２と略同軸に中心電極２（端子部２０を除く）より大径の導体筒２２（筒状の導電部材）を配設する。これにより、アンテナ１２１を介して供給される電磁波の伝送路は、中心電極２の表面でなく、この導体筒２２の表面が利用され、電磁波は燃焼室に円環状に供給することができる。
【００２９】
この導体筒２２は端子部２０と電気的に接続されていても構わないが、端子部から供給される放電用の高電圧を確実に遮断する観点から端子部２０と電気的に切断することが好ましい。
【００３０】
導体筒２２は、金属製の導体であれば特に限定されないが、例えば、ステンレス、銀、銅、金、アルミニウム、タングステン、モリブデン、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、ビスマス、鉛、スズ又はこれらを主体とした合金（例えば、ステンレス鋼）若しくはこれらの複合材料又はこれらをコーティングした材料を用いる。また、コーティング材料（例えば、チタンコーティング）を用いることもできる。また、その厚みは、０．０４ｍｍ〜０．２ｍｍ、好ましくは０．０６ｍｍ〜０．１ｍｍ程度である。
【００３１】
中心電極２の先端部に形成されている電極チップ部２１は、高融点で耐酸化性の貴金属（例えば、白金合金やイリジウム）を用いることが好ましい。
【００３２】
絶縁碍子３は、周知の方法、例えば、高絶縁性と耐熱耐食性を有したアルミナ（ＡＬ２Ｏ３）等を基材とするセラミックスでアルミナ粉を静水圧プレスで成形し、研削装置や砥石等で研削した後、１６００℃前後で焼成し絶縁碍子３を製作する。
【００３３】
中心電極２と導体筒２２を絶縁する絶縁筒は、絶縁碍子３と同様、高絶縁性と耐熱耐食性を有したアルミナ（ＡＬ２Ｏ３）等を基材とするセラミックスを用いることが好ましい。また、絶縁碍子３、導体筒２２及び絶縁筒は一体的に成形しても構わない。
【００３４】
主体金具４は、略円筒状の金属製ケースである。主体金具４は、絶縁碍子３の外周を支持して、絶縁碍子３を収容する。主体金具４の先端部の内周面は、絶縁碍子３の先端部の外周面との間に隙間を存して離間している。主体金具４の先端側の外周面には、内燃機関へ取り付けるための取付構造として雄ネジ部が形成されている。点火プラグ１は、主体金具４の雄ネジ部をシリンダヘッドのプラグホールの雌ネジ部に螺合させることにより、シリンダヘッドにねじ込み固定される。主体金具４の上部には、プラグレンチが嵌め込まれるレンチ嵌合部が形成されている。なお、主体金具４のレンチ嵌合部と絶縁碍子３の間にはシール部材として粉末状のタルク（滑石）が充填され、端部が加締られている。
【００３５】
接地電極５は、中心電極２との間で火花放電が生じる放電ギャップを形成する。接地電極５は、接地電極本体部５ｂと接地電極チップ部５ａとから構成されている。接地電極本体部５ｂは、曲板状の導体である。接地電極本体部５ｂは、一端側が主体金具４の先端面に接合されている。接地電極本体部５ｂは、主体金具４の先端面から点火プラグ１の軸心に沿って延びて内側へ略９０°折れ曲がり、接地電極チップ部５ａが設けられた先端側が中心電極２の先端に設けられた電極チップ部２１と対面している。
【００３６】
上記構成において、点火プラグ１に装着されたソケット１００は、点火プラグ１の端子部２０へ給電部１１０を介して高電圧発生装置１０３からの高電圧を供給し、供給された高電圧が端子部２０及び中心電極２の軸芯を流れ、中心電極２の先端の電極チップ部２１と接地電極５の電極チップ部５ａとの間、即ち放電ギャップで火花放電（スパーク放電）を生じさせる。そして、火花放電にエネルギとして供給される電磁波（マイクロ波）は、電磁波発振器１０４からケーブル１２０、アンテナ１２１を介し、点火プラグ１の内部導体、本実施形態においては導体筒２２へ絶縁碍子３を介して容量結合され、導体筒２２の表面を流れ、接地電極５側端面から円環状に燃焼室に向けて照射（供給）される。これにより、中心電極２と接地電極５との間に形成される放電ギャップで生じる放電プラズマにエネルギとして供給され、プラズマが維持拡大される。ここで、照射される電磁波の電界強度のピーク部分は、中心電極２の軸芯からずれ、放電電流による電界強度のピーク部分から外れることとなる。この結果、中心電極２の軸芯部分での高温化を防止し、中心電極２の先端部分である電極チップ部の溶損を有効に防止することができる。
【００３７】
−実施形態１の効果−
火花放電のための放電電流及び電磁波を、別途ミキサーを配設することなく簡単な構成で点火プラグに供給することができる。
【００３８】
−実施形態１の変形例−
実施形態１の変形例では、給電部１１０と環状のアンテナ１２１とを内部に備えたソケット本体１０１を、点火プラグ１の内部導体に供給された電磁波のうち、高電圧発生装置１０３側に流れる電磁波を共振させる共振空洞を備えた外装シールドに、可撓性材料からなる絶縁ブッシングを介して接続するようにしている。なお、本実施例においては、図１における接続部１３０と当該ソケット１００が一体型（ソケット本体１０１と接続部１３０の本体部１０１ａが一体）が想定されている。
【００３９】
一般的な電磁機器における共振空洞からなる空洞共振器等は、伝送路に対して固定されているが、振動の大きな内燃機関に取り付けることとなる当該ソケット１００では、点火コイルや電磁波発振器を設置空間の確保とケーブル類（ケーブル１２０を含む）の短縮化の観点からソケット１００の頂部に一体的に配設することとなる。従って、可撓性材料からなる絶縁ブッシングを介して接続することにより、機器の耐震性能を高めることができる。また、高電圧発生装置１０３からの高電圧供給の伝送路は両端にコイルバネを配設し容易に撓むことが可能な構成とすることで耐震性能を高めることができる。伝送路にコイルバネを用いることで、コイルバネがアンテナ１２１から点火プラグの内部導体に伝送し、点火コイル側に向かって流れる電磁波を遮断するローパスフィルタとして機能する。
【００４０】
＜実施形態２＞
−点火プラグ−
本実施形態２は、本発明に係る点火プラグである。この点火プラグは、実施形態１のソケットに装着する点火プラグである。
【００４１】
図２に本実施形態２の点火プラグを示す。この点火プラグ１は、外部からの給電を受ける端子部２０と電気的に接続される中心電極２と、この中心電極２が嵌め込まれる軸孔３０が形成された絶縁碍子３と、この絶縁碍子３の周囲を囲むように配置された主体金具４と、この主体金具４の端面から延設され、中心電極２の先端部（中心電極２の電極チップ部２１）との間に火花放電が生じる放電ギャップを形成する接地電極５とを備えている。そして、この点火プラグ１は、絶縁碍子３の表面に、実施形態１のソケットが備える環状のアンテナ１２１とインピーダンス整合させる結合用のコイルパターン３１を形成する。
【００４２】
絶縁碍子３の表面に形成するコイルパターン３１は、スクリーン印刷を用いて、導体を表面に形成することが好ましい。具体的には、絶縁碍子の表面に伝導率の高い導体である銀パラジウムペースト・白金ペースト・銀ペースト等を原料として用い、所望の巻き数の両端を開放した螺旋状の導体線路３１ａ（コイルパターン３１）を印刷する。その後、絶縁材としてコイルパターン３１をガラス印刷で覆い、ガラス印刷のコイル両端部分３１ｂにくり抜き加工を施す。その後、両端部分３１ｂが短絡するように銀パラジウムペーストを原材料として用いた結合線路３１ｃのスクリーン印刷施すことで両端部分３１ｂを短絡したコイルパターン３１を絶縁碍子の表面に形成する。なお、コイルパターン３１の形成箇所は、ソケット１００が装着されたとき環状のアンテナ１２１と対応する位置であることは言うまでもない。
【００４３】
このコイルパターン３１の巻き数は、アンテナ１２１とのインピーダンスの整合を行うため、アンテナ１２１の巻き数に対し、式（１）で示される値Ｎを乗じた巻き数とする。
Ｎ＝（Ｚ１／Ｚ０）１／２・・・式（１）
ここで、Ｚ１はアンテナ側のインピーダンス、Ｚ０は絶縁碍子側のインピーダンスであって、自由空間インピーダンスであり３７７（Ω）である。
アンテナ１２１として、特性インピーダンスが５０Ωの同軸ケーブルを採用した場合、式（１）で求められるＮは、Ｎ≒３となり、アンテナ１２１の巻き数を１とした場合、コイルパターン３１側の巻き数は３となる。
【００４４】
また、コイルパターン３１の表面積は、アンテナ１２１の表面積の１／Ｎとなるように構成することが好ましい。例えば、アンテナ１２１として使用する同軸ケーブルの内部導体の線径が１ｍｍであれば単位長さ当たりの表面積は３．１４ｍｍ２となりコイルパターン３１の表面積は単位長さ当たり約１ｍｍ２とすることが好ましい。
【００４５】
上記構成において、当該点火プラグ１に実施形態１のソケット１００を装着する。そして、点火プラグ１の端子部２０へ給電部１１０を介して高電圧発生装置１０３からの高電圧を供給すると、供給された高電圧が端子部２０及び中心電極２の軸芯を流れ、中心電極２の先端の電極チップ部２１と接地電極５の電極チップ部５ａとの間、即ち放電ギャップで火花放電（スパーク放電）を生じさせる。そして、火花放電にエネルギとして供給される電磁波（マイクロ波）は、電磁波発振器１０４からケーブル１２０、アンテナ１２１を介し、インピーダンス整合されたコイルパターン３１が結合用の二次コイルとして機能する。そして、電磁波は点火プラグ１の内部導体（中心電極２）の表面に容量結合され、中心電極の先端から燃焼室に向けて照射（供給）される。これにより、中心電極２と接地電極５との間に形成される放電ギャップで生じる放電プラズマにエネルギとして供給され、プラズマが維持拡大される。
【００４６】
−実施形態２の変形例−
実施形態２の変形例では、実施形態１で使用した点火プラグと同様、中心電極２と略同軸に中心電極２より大径の導体筒２２（筒状の導電部材）を配設する。この導体筒２２は、供給される電磁波の伝送路となり、電磁波を効率よく燃焼室に照射され、中心電極２と接地電極５との間に形成される放電ギャップで生じる放電プラズマにエネルギとして供給され、プラズマが維持拡大される。また、照射される電磁波の電界強度のピーク部分は、中心電極２の軸芯からずれ、放電電流による電界強度のピーク部分から外れることとなる。この結果、中心電極２の軸芯部分での高温化を防止し、中心電極２の先端部分である電極チップ部の溶損を有効に防止することができる。
【００４７】
−実施形態２の効果−
本実施形態の点火プラグは、碍子表面に結合用の二次コイルを、スクリーン印刷を用いて形成するようにしたから、供給される電磁波と点火プラグ側の電磁的結合が最適化される。
【００４８】
＜実施形態３＞
−点火プラグ−
本実施形態３は、本発明に係る点火プラグである。この点火プラグは、実施形態１のソケットに装着する点火プラグである。
【００４９】
図３に本実施形態３の点火プラグを示す。この点火プラグ１は、外部からの給電を受ける端子部２０と電気的に接続される中心電極２と、この中心電極２が嵌め込まれる軸孔３０が形成された絶縁碍子３と、この絶縁碍子３の周囲を囲むように配置された主体金具４と、この主体金具４の端面から延設され、中心電極２の先端部（中心電極２の電極チップ部２１）との間に火花放電が生じる放電ギャップを形成する接地電極５とを備えている。本実施形態３の点火プラグ１は、中心電極２と略同軸に中心電極２（端子部２０を除く）より大径の導体筒２２（筒状の導電部材）が配設されている。そして、この導体筒２２は、実施形態１のソケット１００が装着されたとき環状のアンテナ１２１と対応する位置に螺旋状の切り込み２３が形成されている。なお、絶縁碍子３の接地電極５側の開放端は、図３に示すように小径の段部を形成し、導体筒２２の抜けを防止するように構成することが好ましい。
【００５０】
この螺旋状の切り込み２３は、その幅や間隔は、特に限定するものではないが、図３に示すように、切り込み幅０．３ｍｍ程度、間隔１ｍｍ程度（幅１ｍｍのコイルが０．３ｍｍ間隔で形成される。）に構成する。螺旋状の切り込み２３の間隔は、実施形態２で説明したコイルパターン３１の表面積と同様の計算で決定することが好ましい。また、螺旋状の切り込み２３によって形成されるコイルの巻き数も同様である。
【００５１】
このように、螺旋状の切り込み２３によってコイルを形成することで、アンテナ１２１から供給される電磁波と導体筒２２との間は誘電結合及び容量結合の合成となり電磁的結合が最適化され、電磁波の結合度を高めることができる。
【００５２】
上記構成において、当該点火プラグ１に実施形態１のソケット１００を装着する。そして、点火プラグ１の端子部２０へ給電部１１０を介して高電圧発生装置１０３からの高電圧を供給すると、供給された高電圧が端子部２０及び中心電極２の軸芯を流れ、中心電極２の先端の電極チップ部２１と接地電極５の電極チップ部５ａとの間、即ち放電ギャップで火花放電（スパーク放電）を生じさせる。そして、火花放電にエネルギとして供給される電磁波（マイクロ波）は、電磁波発振器１０４からケーブル１２０、アンテナ１２１を介し、アンテナ１２１と、導体筒２２の螺旋状の切り込み２３によって形成されたコイルとの間で誘電結合及び容量結合の合成となって電磁波が流れ、円環状の導体筒２２の接地電極５側端部から燃焼室に向けて照射（供給）される。これにより、中心電極２と接地電極５との間に形成される放電ギャップで生じる放電プラズマにエネルギとして供給され、プラズマが維持拡大される。また、照射される電磁波の電界強度のピーク部分は、中心電極２の軸芯からずれ、放電電流による電界強度のピーク部分から外れることとなる。この結果、中心電極２の軸芯部分での高温化を防止し、中心電極２の先端部分である電極チップ部の溶損を有効に防止することができる。
【００５３】
−実施形態３の効果−
本実施形態の点火プラグは、点火プラグの導体筒（内部導体）に螺旋状の切り込みを形成してコイルを形成するようにしたことで、供給される電磁波は、アンテナと導体筒との間で誘導結合と容量結合との合成となり、電磁波の結合度を高めることができる。
【００５４】
＜実施形態４＞
−点火プラグ用のソケット−
本実施形態における点火プラグ用のソケット１００は、実施形態１と同様、内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられる点火プラグに、着脱自在に取り付けられる点火プラグ用のソケット装置又はイグニッションコイル（点火コイル）一体型のソケット装置の点火プラグとの接合部分であって、点火コイルからディストリビュータを介して点火プラグに接続するもの、点火コイルと一体型であって、点火プラグと接続するものを含む。
【００５５】
この点火プラグ用のソケット１００は、図４に示すように、実施形態１と同様、ソケット本体１０１、このソケット本体１０１内に配設された給電部１１０、電磁波を照射する円環状のアンテナ１２１、このアンテナ１２１に電磁波発振器１０４から発振される電磁波を供給するケーブル１２０、例えば、同軸ケーブルとから構成されている。チョーク３の構造及びアンテナ１２１の形状を除くと、実施形態１と同様であり同様の部分については説明を省略する。
【００５６】
ソケット本体１０１全体を金属製のカバー１３０で覆うように構成している。このカバー１３０は筒状の本体部１３０ａ、上蓋１３０ｂ及び点火プラグ１と接することでアースする下蓋１３０ｃとから構成されている。
【００５７】
１４０は、ソケット１００を確実にアースするための金属製ガスケットを示す。
【００５８】
そして、環状のアンテナ１２１より高電圧発生装置１３０側のソケット本体１０１内にチョーク６を構成する同軸共振器を配設するようにしている。これによって、高電圧発生装置１０１（点火コイル等）に電磁波が漏洩し機器の損傷を有効に防止する。チョーク６の内部と給電部１１０の孔部の近傍まで絶縁体７を充填することが好ましい。チョークの深さＬと絶縁体７の種類（比誘電率の違い）は供給する電磁波の周波数によって調整する。
【００５９】
また、本実施形態のアンテナ１２１（結合リング）は、図５に示すように、一部を切り欠いた円筒部材から構成される。電磁波を供給するケーブル１２０との接続箇所は一端部の上面とし、他端の上面にカバー１３０（本体部１３０ａ）と接続するアースラインＥＲを配設することが好ましい。このアースラインＥＲはアンテナ１２１の上面から延設することが好ましい。また、切り欠きの角度は特に限定するものではないが、図５（ａ）に示すように円周の９０％、同図（ｂ）に示すように円周の１８０％等、供給する電磁波の波長によって１／４波長となるように調整することが好ましく、電路長を稼ぐために同図（ｃ）に示すように、アンテナ１２１の周面にスリット１２１ａを形成することができる。このスリット１２１ａの数は特に限定するものではないが、図に示すように２箇所に形成する場合、開口を上下逆とすることで電路長を長く設定することができる。３箇所に形成する場合も隣り合うスリットの開口を逆に形成する。
【００６０】
これによって、アンテナ１２１と点火プラグ１の内部導体との結合度を良好に調整し、反射波を低減させ、中心電極の先端から燃焼室に向けて電磁波（マイクロ波）が十分に照射（供給）される。これにより、中心電極２と接地電極５との間に形成される放電ギャップで生じる放電プラズマにエネルギとして供給され、プラズマが維持拡大される。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明したように、本発明によると、高電圧の放電電流と電磁波とを混合するミキサーを用いることなく、内燃機関の燃焼室に火花放電と火花放電にエネルギとして供給される電磁波（マイクロ波）を供給することができるから、本発明のソケット及び点火プラグは、種々の内燃機関、例えば、自動車、飛行機、船舶等に広く使用することができる。また、内燃機関として、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、天然ガスエンジン等種々の燃料（ガソリン、軽油、天然ガス、シュールガス等）を用いる内燃機関に使用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１      点火プラグ
２      中心電極
２０    端子部
２１    導体筒
２３    螺旋状の切り込み
３      絶縁碍子
３０    軸孔
３１    コイルパターン
４      主体金具
５      接地電極
１００  ソケット
１０１  ソケット本体
１１０  給電部（給電スプリング）
１２０  ケーブル
１２１  アンテナ
【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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【国際調査報告】
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