特許 6685518 点火装置内蔵インジェクタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6685518

(24)【登録日】2020年4月3日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】点火装置内蔵インジェクタ

(51)【国際特許分類】

   F02P 3/01 20060101AFI20200413BHJP

   F02M 57/06 20060101ALI20200413BHJP

   F02M 61/14 20060101ALI20200413BHJP

   F02P 23/04 20060101ALI20200413BHJP

   F02P 13/00 20060101ALI20200413BHJP

   H01T 13/40 20060101ALI20200413BHJP

   H01T 13/22 20060101ALI20200413BHJP

【ＦＩ】

   F02P3/01 A

   F02M57/06

   F02M61/14 310S

   F02P23/04 B

   F02P13/00 303A

   H01T13/40

   H01T13/22

【請求項の数】1

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-523595(P2016-523595)

(86)(22)【出願日】2015年5月29日

(86)【国際出願番号】JP2015065673

(87)【国際公開番号】WO2015182774

(87)【国際公開日】20151203

【審査請求日】2018年5月28日

(31)【優先権主張番号】特願2014-111755(P2014-111755)

(32)【優先日】2014年5月29日

(33)【優先権主張国】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】504293528

【氏名又は名称】イマジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100157428

【弁理士】

【氏名又は名称】大池 聞平

(72)【発明者】

【氏名】池田 裕二

(72)【発明者】

【氏名】牧田 實

【審査官】 種子島 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−３１７３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５７０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５２０４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５０９２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０２５９１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１３−５０３２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５３６１７３７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０００４９０５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第１０２３９４１１（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｐ ３／０１

Ｆ０２Ｍ ５７／０６

Ｆ０２Ｍ ６１／１４

Ｆ０２Ｐ １３／００

Ｆ０２Ｐ ２３／０４

Ｈ０１Ｔ １３／２２

Ｈ０１Ｔ １３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料を噴射する噴射口を備えた燃料噴射装置と、
噴射された燃料を点火する点火装置と、
前記燃料噴射装置及び点火装置を内部に配設するケーシングからなり、
前記点火装置が、電磁波を発信する電磁波発信器と容量結合した共振構造からなる昇圧手段、接地電極及び放電電極を一体的に形成し、前記昇圧手段により、前記接地電極、放電電極間の電位差を高め放電を生じさせるプラズマ生成器であり、
前記昇圧手段は、前記電磁波発信器からの電磁波が入力される入力部に容量結合された電極と、該電極と容量結合されて第２コンデンサを構成すると共に前記接地電極が先端部に設けられたケースと、前記電極と容量結合されて第３コンデンサを構成すると共に前記放電電極が先端部に設けられた中心電極とを有し、前記第３コンデンサに比べ前記第２コンデンサの容量が大きいことで前記電磁波を昇圧する点火装置内蔵インジェクタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、点火装置を内蔵したインジェクタに関する。

【背景技術】

【0002】

点火装置を内蔵したインジェクタとして、種々の点火プラグ一体型インジェクタが提案されている。これらは、ディーゼルエンジン、ガスエンジン及びガソリンエンジンにおいては直噴型エンジンへの使用が期待されている。点火装置を内蔵したインジェクタは、インジェクタ（燃料噴射装置）の軸心と点火装置として使用する点火プラグの中心電極の軸心とを一致させた同軸構造のものと、燃料噴射装置と点火装置とを並列に配置して１のケーシング内に収納した構造のものに大別される。同軸構造のものは、例えば特開平７−７１３４３号公報及び特開平７−１９１４２号公報に開示されている。この点火装置内蔵インジェクタは、点火装置として使用される点火プラグの中心電極を、先端にシート部を形成した段付き中空状に構成し、アクチュエータの作動によってシート部を開閉するニードルを中心電極に挿通するように構成され、内燃機関への取り付けを容易に行うことができる。

【0003】

また、燃料噴射装置と点火装置を並列に配置した構造のものは、例えば特表２００５−５１１９６６及び特開２００８−２５５８３７号公報に開示されている。この点火装置内蔵インジェクタは、燃料噴射装置と点火装置として使用される点火プラグとを筒状のケーシング内に所定間隔を隔てて並列に配置するようにしたもので、通常の燃料噴射装置と点火プラグとを用いることができるように構成されている。そのため燃料噴射装置及び点火プラグのそれぞれを新たに設計する必要がない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平７−７１３４３号公報

【特許文献2】特開平７−１９１４２号公報

【特許文献3】特表２００５−５１１９６６号公報

【特許文献4】特開２００８−２５５８３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特開平７−７１３４３号公報及び特開平７−１９１４２号公報に開示されている点火装置内蔵インジェクタは、点火装置として使用される点火プラグ用の高電圧の影響によって、噴射ノズルのニードルを作動するためのアクチュエータ（例えば、電磁コイルやピエゾ素子）の誤作動や破損する可能性があるという問題がある。また、特表２００５−５１１９６６及び特開２００８−２５５８３７号公報に開示されている点火装置内蔵インジェクタは、燃料噴射装置と点火装置として使用される点火プラグとを１つのケーシング内に配置するようにしたもので、点火プラグの外径の寸法は通常の点火プラグを用いているため小径化には限界があり、ケーシング全体の外径が大径となり、内燃機関への取り付けスペースの確保が困難であるという問題があった。

【0006】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料噴射装置と点火装置として使用される点火プラグとを１つのケーシング内に配置するようにした点火装置内蔵インジェクタであって、点火装置が小径で燃料噴射装置と点火装置とを並列に配置し、１のケーシング内に収納した構造でも、装置全体の外径をコンパクトにすることができる点火装置内蔵インジェクタ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発明は、
燃料を噴射する噴射口を備えた燃料噴射装置と、
噴射された燃料を点火する点火装置と、
前記燃料噴射装置及び点火装置を内部に配設するケーシングからなり、
前記点火装置が、電磁波を発信する電磁波発信器と容量結合した共振構造からなる昇圧手段、接地電極及び放電電極を一体的に形成し、前記昇圧手段により、前記接地電極、放電電極間の電位差を高め放電を生じさせるプラズマ生成器である点火装置内蔵インジェクタである。

【0008】

本発明の点火装置内蔵インジェクタは、燃料噴射装置と点火装置とを並列に配置して１のケーシング内に収納した構造であって、収納する点火装置が、電磁波を発信する電磁波発信器と容量結合した共振構造からなる昇圧手段、接地電極及び放電電極を一体的に形成プラズマ生成器であり、放電部のみを高電界とすることができ、放電部までの経路における絶縁構造を簡素化することが可能となり、一般的に用いられる点火プラグと比べて小型で小径に構成することができる。これにより、装置全体をコンパクトに構成することができる。また、昇圧手段は複数の共振回路から構成することができ、供給される電磁波を十分に昇圧し、接地電極と放電電極との間の電位差を高め（高電圧を発生させ）放電を生じさせ、燃料噴射装置から噴射される燃料を点火する。また、共振構造からなる昇圧手段（共振器）は、電磁波の周波数を高くすること（例えば、２．４５ＧＨｚ）で小さくすることができ、この点もプラズマ生成器の小型化に資する。

【0009】

また、前記プラズマ生成器を、ケーシング内に複数配設することができる。このように点火装置として、燃料点火のためのプラズマ生成器を複数配設することで、燃料噴射装置から噴射される燃料を確実に点火することができる。

【0010】

また、前記プラズマ生成器の放電電極が、燃料噴射装置の軸心と同軸の円周上に位置するように点火装置としてのプラズマ生成器を配設することができる。このようにプラズマ生成器を配設することで複数のプラズマ生成器を備えた点火装置内蔵インジェクタ全体の小型化を図ることができる。このとき、燃料噴射装置の噴射口を軸心と同軸の円周上に複数開口するとともに、各放電電極の位置を、隣り合う噴射口の間となるように調整することが好ましい。このように構成することで、放電電極に燃料が直接当たることが無く、放電部が燃料と空気との混合域となり、良好な点火を実現する。

【発明の効果】

【0011】

本発明の点火装置内蔵インジェクタは、燃料噴射装置と点火装置とを並列に配置して１のケーシング内に収納した構造であっても、装置全体の外径をコンパクトにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態１の点火装置内蔵インジェクタを示し、（ａ）は一部断面の正面図、（ｂ）はケーシングの平面図である。

【図2】同点火装置内蔵インジェクタの燃料噴射装置を示し、（ａ）は燃料遮断状態を示す断面正面図、（ｂ）燃料噴射状態を示す断面正面図である。

【図3】同点火装置内蔵インジェクタの点火装置として使用されるプラズマ生成器を示し、（ａ）ケーシングを２分割した断面正面図、（ｂ）ケーシング非分割の断面正面図である。

【図4】プラズマ生成器の放電電極の異なる実施形態で、（ａ）は正面視ティアドロップ形状、（ｂ）は楕円形状、（ｃ）は周面凹凸形状として放電ギャップを部分的に小さくした例を示す。

【図5】別の実施形態の点火装置内蔵インジェクタを示す一部断面の正面図である。

【図6】実施形態１の変形例の点火装置内蔵インジェクタを示し、（ａ）は一部断面の正面図、（ｂ）はケーシングの平面図である。

【図7】プラズマ生成器の昇圧手段の等価回路である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。

【0014】

＜実施形態１＞点火装置内蔵インジェクタ
本実施形態１は、本発明に係る点火装置内蔵インジェクタ１である。当該点火装置内蔵インジェクタ１は、図１に示すように、燃料噴射装置２、点火装置としてのプラズマ生成器３及びケーシング１０を備えている。

【0015】

この点火装置内蔵インジェクタ１は、円筒状のケーシング１０に図１（ｂ）に示すように、中心に燃料噴射装置２を取り付ける取付口１１、この取付口１１を囲むように取付口１１の軸心と同心円上にプラズマ生成器３を取り付ける複数の取付口１２（本実施形態においては４箇所）を開口している。燃料噴射装置２及びプラズマ生成器３の取付口１１、１２に対する固定手段は特に限定されるものではなく、シール部材を介装し、取付口に刻設した雌ねじ部に燃料噴射装置２及びプラズマ生成器３の外表面に刻設した雄ねじ部を螺合することで固定したり、燃料噴射装置２及びプラズマ生成器３を上方から押圧固定する固定手段によって固定したりすることができる。

【0016】

―燃料噴射装置―
燃料噴射装置２の概略を図２に示す。燃料噴射装置２は、周知のごとく、燃料を噴射する噴射口２ａに連なるオリフィス２３ａ（弁座）からノズルニードル２４の先端（弁体）をアクチュエータ２１の作動によって接離させるように構成されている。アクチュエータ２１は、図に示すように電磁コイルアクチュエータを用いることもできるが、燃料の噴射時間、噴射タイミング（多段噴射）をナノ秒単位で制御可能なピエゾ素子（ピエゾ素子アクチュエータ）を用いることが好ましい。

【0017】

具体的に、高圧燃料は、本体２０に形成されるオリフィス２３ａに連なる燃料溜まり室２３及び圧力室２５に燃料供給流路２８から導入されている。燃料を噴射しない状態（図１（ａ）参照）では、高圧燃料からの圧力が作用するノズルニードル２１の受圧面が、燃料溜まり室２３より圧力室２５の方が大きく、さらにノズルニードル２１は付勢手段２２（例えば、スプリング）によりオリフィス２３ａ側に付勢されているため燃料溜まり室２３からオリフィス２３ａを介して噴射口２ａに燃料が流れることはない。そして、アクチュエータ２１が、制御手段（例えば、ＥＣＵ）からの噴射指令（例えば、電磁コイルアクチュエータに通電される燃料噴射弁駆動電流Ｅ）によって作動し、圧力室２５の機密を保持するバルブ２１ａを引き上げ、圧力室２５内の高圧燃料を、作動流路２９を介してタンク２７に逃がし、圧力室２５の圧力を低下させることでノズルニードル２４をオリフィス２３ａから離間させる（図１（ｂ）参照）。これにより、燃料溜まり室２３の高圧燃料（ガソリン、軽油、ガス燃料等）が、オリフィス２３ａを通過し、燃料噴射口２ａから噴射される。２７は燃料タンク、２６はレギュレータを含む燃料ポンプである。圧力室２５から点火装置内蔵インジェクタ１外に放出される高圧燃料は、燃料タンク２７に循環するように構成することが好ましいが、高圧燃料としてガスを利用する場合、インテークマニホールド（吸入経路）に供給し、吸入空気と混合するように構成することもできる。

【0018】

―プラズマ生成器―
プラズマ生成器３は、電磁波を発信する電磁波発信器ＭＷと容量結合した共振構造からなる昇圧手段５、接地電極（ケース５１の先端部５１ａ）及び放電電極５５ａを一体的に形成している。そして、昇圧手段５により、接地電極（先端部５１ａ）、放電電極５５ａ間の電位差を高め（高電圧を発生させ）放電を生じさせるようにしている。なお、断面図のハッチング部は金属、クロスハッチング部は絶縁体（誘電体）を示す。

【0019】

昇圧手段５は、入力部の中心電極５３、出力部の中心電極５５、結合部の電極５４及び絶縁体５９（誘電体）から構成される。中心電極５３、中心電極５５、電極５４及び絶縁体５９は、ケース５１内に同軸状に収納されているが、これに限定されるものではない。絶縁体５９は、本実施形態においては、絶縁体５９ａ、絶縁体５９ｂ及び絶縁体５９ｃの分割構造としているが、これに限られるものではない。絶縁体５９ａは、入力端５２及び入力部の中心電極５３の一部をケース５１と絶縁する。絶縁体５９ｂは、入力部の中心電極５３と結合部の電極５４とを絶縁するとともに、両電極を容量結合する。絶縁体５９ｃは、結合部の電極５４とケース５１と絶縁するとともに、出力部の中心電極５５の軸部５５ｂとケース５１を絶縁し、共振空間を形成する。また、放電電極５５ａの位置決めを行う機能も有する。

【0020】

出力部の中心電極５５の放電電極５５ａは、軸部５５ｂを介して結合部の電極５４と電気的に結合されている。入力部の中心電極５３は、電磁波発振器ＭＷと入力端５２を介して電気的に接続されている。

【0021】

結合部の電極５４は有底の筒状で、電極５４の筒状部分の内径、中心電極５３の外径及び中心電極５３の先端部と電極５４の筒状部分との結合度（距離Ｌ）によって結合容量Ｃ１が決定される。結合容量Ｃ１の調整のため、中心電極５３は軸芯方向に移動可能に、例えば、ねじ調整可能なように配設することができる。また、電極５４の開放端部を斜めに切断することで結合容量Ｃ１の調節を容易に行うこともできる。

【0022】

共振容量Ｃ２は、結合部の電極５４とケース５１によって形成されるコンデサＣ_２による接地容量（浮遊容量）である。共振容量Ｃ２は、電極５４の筒状長さ、外径、ケース５１の内径（電極５４を覆う部分の内径）、電極５４とケース５１との間隙（電極５４を覆う部分の間隙）及び絶縁体（誘電体）５９ｃの誘電率によって決定される。コンデサＣ_２の部分の詳細寸法は、電磁波発振器ＭＷから発振される電磁波（マイクロ波）の周波数に合わせて共振するように設計される。

【0023】

共振容量Ｃ３は、出力部の中心電極５５とケース５１の中心電極５５を覆う部分によって形成されるコンデサＣ_３による放電側容量（浮遊容量）である。出力部の中心電極５５は、上述したとおり、結合部の電極５４の底板中央から延設される軸部５５ｂと軸部５５ｂの先端に形成される放電電極５５ａとを備えている。放電電極５５ａは、軸部５５ｂよりも大径である。共振容量Ｃ３は、放電電極５５ａ及び軸部５５ｂの長さ、外径、ケース５１の内径（中心電極５５を覆う部分の内径）、中心電極５５とケース５１との間隙（ケース５１の先端部５１ａが中心電極５５を覆う部分の間隙）、軸部５５ｂを覆う絶縁体（誘電体）５９ｃの厚みや誘電率によって決定される。特に、放電電極５５ａの外周面と先端部５１ａの内周面との間隙によって形成される環状部分の面積及び放電電極５５ａの外周面と先端部５１ａの内周面との距離が、共振周波数を決定する際の重要な要素となるため、詳細に計算され決定される。

【0024】

昇圧手段５を構成する共振構造は、電極（入力部の中心電極５３及び結合部の電極５４）とケーシング５１との間で構成するコンデサＣ_２、Ｃ_３（図７に示す等価回路参照）の共振容量Ｃ２、Ｃ３を、Ｃ３に比べてＣ２が十分に大きく（Ｃ２≫Ｃ３）なるように各寸法を調整することで構成するようにしている。このように構成することで、電磁波を十分に昇圧し高電圧として、放電（絶縁破壊）を可能とする。

【0025】

本実施形態において、ケース５１は、コンデサＣ２及びコンデサＣ３の部分を収納する先端ケース部５１Ａと、この先端ケース部５１Ａと入力端５２とを接続して収納する後端ケース部５１Ｂに分割した例を示すが、これに限られることなく、先端ケース部５１Ａと後端ケース部５１Ｂとを一体に構成しても構わない。また、本実施形態においては、後端ケース部５１Ｂに、ケーシング１０への取り付け用ねじ部を刻設し、工具嵌合用の六角面を形成した例を示すがこれに限られるものではない。図３（ｂ）に示すように構成することで、点火装置としてのプラズマ生成器３の外径は５ｍｍ程度とすることが可能となり、点火装置内蔵インジェクタ１全体をコンパクトに構成することができる。

【0026】

放電電極５５ａは軸部５５ｂに対して、軸方向に移動可能に配設することが好ましいが、軸部５５ｂと一体的に形成しても構わない。また、放電電極５５ａは外径の異なる複数種類を用意して共振容量Ｃ３を調整することもできる。具体的には、軸部５５ｂの先端に雄ねじ部を形成し、放電電極５５ａの底面に、軸部５５ｂの雄ねじ部に対応した雌ねじ部を形成する。また、放電電極５５ａとケース５１の先端部５１ａ内面との距離を軸方向と直交する方向で異なるように、放電電極５５ａの周面の形状を波形に構成したり、放電電極５５ａの形状を球状体、半球状体又は回転楕円体形状としたりすることもできる。この放電電極５５ａ及びケース５１の先端部５１ａ内面（接地電極）が放電部６を構成し、放電電極５５ａとケース５１の先端部５１ａ内面（接地電極）とのギャップで放電が生じる。

【0027】

放電部６を構成する放電電極５５ａは、放電を確実に行うようにするために、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、ティアドロップ形状、楕円形状とし、軸部５５ｂに対して偏芯して取り付けたり、図4（ｃ）に示すように、外周形状を連続した凹凸形状としたりすることができる。これによって、ケース５１の先端部５１ａの内周面と放電電極５５ａの尖頭部との間で確実に放電が生じる。なお、この様な形状としたときも放電電極５５ａの外周面と先端部５１ａの内周面との間隙によって形成される環状部分の面積及び放電電極５５ａの外周面と先端部５１ａの内周面との距離が、共振周波数を決定する際の重要な要素となるため、環状部分の面積及び放電電極５５ａの外周面と先端部５１ａの内周面との距離は詳細に計算される。

【0028】

このように、放電ギャップを部分的に短くすることで、高気圧下において、低電力で放電が可能となる。本発明者らの実験によると、放電電極５５ａが円筒形でケース５１と同軸の場合、８気圧において８４０Ｗで放電するものの、９気圧では１ｋＷでも放電しなかったものが、放電ギャップを部分的に短くした形状の場合、１５気圧では５００Ｗで放電することが確認できた。また、１．６ｋＷの出力とすれば４０気圧以上でも放電することが確認できた。

【0029】

−点火装置の動作−
点火装置としてのプラズマ生成器３のプラズマ生成動作について説明する。プラズマ生成動作では、放電部６からの放電により、放電部６の近傍にプラズマが生じ、燃料噴射弁２から噴射される燃料が点火する。

【0030】

具体的なプラズマ生成動作は、まず制御装置（図示省略）が、所定周波数ｆの電磁波発振信号を出力する。この発信信号は燃料噴射装置２への燃料噴射信号と同期（燃料噴射信号の発信後、所定時間経過したタイミング）して、発信される。電磁波用電源（図示省略）から電力の供給を受ける電磁波発振器ＭＷは、このような電磁波発振信号を受けると、所定の設定時間に亘って周波数ｆの電磁波パルスを所定のデューティー比で出力する。電磁波発振器ＭＷから出力された電磁波パルスは、共振周波数がｆであるプラズマ生成器３の昇圧手段５により、高電圧となる。高電圧になる仕組みは、上述したように、共振容量（浮遊容量）Ｃ２、Ｃ３を、Ｃ３に比べてＣ２が十分に大きくなるように構成するとともに、中心電極５５とケース５１との浮遊容量Ｃ３及び結合部の電極５４とケース５１との浮遊容量Ｃ２が、コイル（軸部５５ｂ（等価回路のＬ１）が相当）と共振するように構成しているためである。そして、昇圧された電磁波が放電電極５５ａとケース５１の先端部５１ａ内面（接地電極）との間で放電を起こし、スパークが生じる。このスパークにより、プラズマ生成器３の放電部６の近傍で生成されるガス分子から電子が放出され、プラズマが生成され、燃料が点火する。なお、電磁波発信器ＭＷからの電磁波は、連続波（ＣＷ）であっても構わない。

【0031】

このとき、プラズマ生成器３を、ケーシング１０内に放電部６が、燃料噴射装置２の軸心と同軸の円周上に位置するよう複数配設することで、点火装置内蔵インジェクタ１全体の小型化を図ることができる。このとき、燃料の噴射口２ａを燃料噴射装置２の軸心と同軸の円周上に複数開口するとともに、各放電部６の位置を、隣り合う噴射口の間となるように調整することで、放電部６に燃料が直接当たることが無く、また、放電部６が燃料と空気との混合域で放電することとなり、良好な点火を実現する。

【0032】

また、図５（ａ）に示すように、燃料噴射装置２及びプラズマ生成器３をケーシング１０にそれぞれ１台ずつ配設するように構成することもできる。この際、プラズマ生成器３を、図２（ｂ）に示すケース５１が非分割タイプのものとすることでケーシング１０の外径を大幅に小径化することができる。

【0033】

また、当該点火装置内蔵インジェクタ１は、中古車市場の大型ディーゼルエンジントラックの燃料をガス燃料に置き換える用途に好適に用いることができる。この場合、図５（ｂ）に示すように、例えば、２リッターのディーゼルインジェクタを５００ｃｃのガス用インジェクタ（例えばＣＮＧインジェクタ）に交換することで、ケーシング１０の外径を元々のエンジンに開口するインジェクタ取付口に、当該点火装置内蔵インジェクタ１をそのまま装着して利用することができる。この際、ケース５１が非分割タイプのプラズマ生成器３を用いることで、燃料噴射装置２（５００ｃｃガス用インジェクタ）の軸心に対して、所定角度傾斜させてプラズマ生成器３を配設することができる。このように、プラズマ生成器３を傾斜させ燃料の噴射口２ａから所定間隔を空けることで燃料の点火効率が安定する。また、プラズマ生成器３はケーシング１０の取付口１２内を上下方向（取付口１２の軸心と平行方向）に移動可能に取り付けて燃料が最適に点火する位置で固定するように構成することが好ましい。

【0034】

また、２リッターのディーゼルインジェクタを５００ｃｃのガス用インジェクタに交換することで、制御装置（例えば、ＥＣＵ）からの燃料噴射量、噴射期間の設定は、トータル噴射量が４倍となるように設定する。設定方法としては単純に噴射期間を４倍にする他、所定間隔をあけて４回に分けて噴射するように設定することもできる。

【0035】

このように、中古車市場の大型ディーゼルエンジントラックの燃料をガス燃料に置き換える用途では、元々の燃料噴射装置より外径が小さい小型の燃料噴射装置２を使用し、本発明のプラズマ生成器３と組み合わせ、これら小型の燃料噴射装置２及びプラズマ生成器３が配設可能な取付口を形成し、シリンダヘッドへの取り付け部Ｔの外径の寸法Ｄが元々の燃料噴射装置の外径となるケーシング１０を用いることによって、エンジンのシリンダヘッドに追加工を行うことなく燃料を軽油からガスに変更しても良好な燃料点火を行うことができる。

【0036】

−実施形態１の効果−
本実施形態１の点火装置内蔵インジェクタ１は、燃料噴射装置２と点火装置として使用されるプラズマ生成器３とを並列に配置して１のケーシング１０内に収納した構造であっても、プラズマ生成器３の外形寸法が小径であり装置全体の外径寸法の大幅なコンパクト化を図ることができる。

【0037】

−実施形態１の変形例１−
実施形態１の変形例１では、点火装置としてのプラズマ生成器３からの放電プラズマに電磁波を供給し、プラズマの維持拡大を行うための電磁波照射アンテナ４を備えている。電磁波照射アンテナ４を配設している以外の構成は実施形態１と同様であり、説明を省略する。

【0038】

この電磁波照射アンテナ４は、図６（ａ）に示すようにケーシング１０とは別に、例えば内燃機関のシリンダヘッドに取付口を開口して取り付けることもできるが、図６（ｂ）に示すようにケーシング１０に取付口１３を開口して取り付けるようにすることが好ましい。この場合、アンテナ用の取付口１３は１箇所に限られず複数の箇所に開口することもできる。

【0039】

電磁波照射アンテナ４に供給される電磁波は、プラズマ生成器３に供給される電磁波の反射波を、サーキュレータＳを介して供給される。サーキュレータとは、３つ以上の入出力端子を備え、各端子の入出力方向が定まっている回路をいい、本実施形態においては、電磁波発信器ＭＷからの電磁波はプラズマ生成器３へ、プラズマ生成器３からの反射波は電磁波照射アンテナ４に流れるように結線されている。このように、サーキュレータＳを用い、プラズマ生成器３の反射波を利用することで、別途、電磁波照射アンテナ４用の電磁波発信器を用意する必要がない。

【0040】

このように、プラズマ生成器３からの反射波を、サーキュレータＳを介して照射することで、局所的なプラズマ生成領域に生成されたプラズマを維持、拡大することが可能となり、燃料噴射装置２から噴射された燃料を安定して点火することができる。

【0041】

電磁波照射アンテナ４の長さは、照射する電磁波の周波数をλとした場合、λ／４の整数倍となるように設定することが好ましい。

【0042】

また、電磁波照射アンテナ４用の電磁波発信器を用意して、電磁波照射アンテナ４から電磁波（マイクロ波）を連続波（ＣＷ）又はパルス波として放射するようにしても構わない。

【産業上の利用可能性】

【0043】

以上説明したように、本発明の点火装置内蔵インジェクタは、電磁波を昇圧し、放電を行うことができる小型のプラズマ生成器を点火装置として使用するため、燃料噴射装置と点火装置とを並列に配置し、１のケーシング内に収納した構造であるものの、装置全体の外径をコンパクトにすることができる。このため、当該点火装置内蔵インジェクタの配設位置の自由度が高く、種々の内燃機関に用いることができる。また、当該点火装置内蔵インジェクタは、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンをベースとし、燃料を天然ガスや、炭鉱ガス、シェールガス等を使用するようにした内燃機関、特に、ディーゼルエンジンをベースとし、燃費向上、環境性の向上の観点から燃料にガス（ＣＮＧガスやＬＰＧガス）を使用するようにしたエンジンに好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0044】

１ 点火装置内蔵インジェクタ
１０ ケーシング
２ 燃料噴射装置
２ａ 噴射口
２２ 付勢手段
２３ 燃料溜まり室
２４ ノズルニードル
２５ 圧力室
３ プラズマ生成器
４ 電磁波照射アンテナ
５ 昇圧手段
５１ ケース
５１ａ 先端部
５２ 入力端
５３ 入力部の中心電極
５４ 結合部の電極
５５ 出力部の中心電極
５５ａ 放電電極
５９ 絶縁体
６ 放電部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】