JP2008517427A - 貴金属の細いワイヤの電極を有する点火装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1.技術分野
この発明は、一般に、内燃エンジンで使用されるスパークプラグおよび他の点火装置に関する。特に、この発明は、イリジウムおよびイリジウム合金の電極などの貴金属の細いワイヤの電極を有するスパークプラグおよび他の点火装置に関する。
ここで使用されるように、「点火装置」という用語は、燃料/空気の混合物などの可燃源の燃焼を開始させるために使用される、スパークプラグ、点火器および他のそのようなスパーク放電装置を含むものと理解されるべきである。点火装置の分野では、腐食および侵食耐性を向上させ、かつスパークプラグの中心および接地電極で、または複数電極の設計では、接地電極で、スパーク電圧を低減することが絶えず必要とされている。これは、部分的には、希薄燃焼エンジンおよび関連の燃料/空気の混合物に関連する高い点火装置動作温度で動作させたいという要望があるためであり、および新しい燃料配合の利用によって促進された変化があるためである。このため、貴金属の電極、もしくはより一般的には、標準的な金属電極に適用された貴金属の点火先端または電極を使用したさまざまな設計が提案されている。典型的には、点火先端は、パッドまたはリベットもしくはワイヤとして形成され、次に電極の端部へと溶接される。
びスパーク電圧の低下を実現できることがわかっている。Lykowskiの特許は、接地および中心の電極の両方を有する点火装置を教示しており、ここで電極のうちの少なくとも1つは、白金、タングステンおよびイットリウム酸化物を含む合金から形成された点火先端を含む。好ましくは合金は、重量で91.7%〜97.99%の白金、2%〜8%のタングステンおよび0.01%〜0.3%のイットリウムの組合せから形成され、さらにより好ましい構成では、95.68%〜96.12%の白金、3.8%〜4.2%のタングステンおよび0.08%〜0.12%のイットリウムの組合せから形成される。点火先端はパッド、リベット、ボール、ワイヤの形または他の形状を取ることができ、電極の定位置に溶接することができる。
この発明は、2つの細いワイヤの、矩形の断面の貴金属の接地電極、および細いワイヤの、矩形の断面の貴金属の点火先端を有する中心電極を含む、スパークプラグなどの内燃エンジンのための点火装置である。細いワイヤの電極および点火先端は、装置の動作中に、電極および点火先端の浸食および腐食からの保護を提供するようにIrおよびIr合金から形成されてもよい。Ir合金は、装置の動作中に、電極および点火先端の浸食および腐食耐性をさらに向上するために、合金成分として、W、Y、La、RuおよびZrのう
ちの少なくとも1つを含んでもよい。
この発明は、スパークプラグ12などのスパーク点火装置10である。スパークプラグ12は、さらにここに詳しく説明されるように、装置の製造および動作の両方に関してスパークギャップ領域の規定および制御を改良する矩形の貴金属の細いワイヤの電極構成を有する。この貴金属の細いワイヤの電極構成は、必要なスパークの生成に関して高い信頼性が必要とされる場合に工業用および他の内燃エンジンの適用例に特に好適である。
ら作られる。第1および第2の貴金属電極24、26は、合金添加としてタングステン、イットリウム、ランタン、ルテニウムおよびジルコニウムのうちの1つまたは複数も含んでもよい。冶金接合28、30は、抵抗溶接およびレーザ溶接などのさまざまな形の溶接を含む、第1および第2の貴金属電極24、26と金属ハウジング14との間に冶金接合を形成する好適な方法によって形成され得る。抵抗溶接を使用して冶金接合28、30を形成することが好ましい。純粋なイリジウムまたはイリジウム合金の抵抗溶接を用いるとき、金属ハウジング14はスチールから作られることが好ましい。純粋なイリジウムまたはイリジウム合金を抵抗溶接するとき、利用されるスチールは低炭素鋼を含んでもよい。
ャップ74の距離および第2のスパークギャップ76の距離は同じであることが好ましい。
た中心金属電極40を示す。
Claims (26)
- 内燃エンジンのための点火装置であって、
金属ハウジングと、
前記金属ハウジング内に固定され、かつ前記ハウジングの開口部に露出された電極端部を有する絶縁体と、
前記絶縁体に装着された電極ベースを有し、かつ前記電極端部を通って前記絶縁体から延在する中心電極とを備え、ベース部分は、前記絶縁体の電極端部の近傍の端部の軸方向の穴、および部分的に前記軸方向の穴内にあり、矩形の断面を備え、かつ第1の側面および第2の側面を有する貴金属点火先端、ならびに前記点火先端と前記ベースとの間に冶金接合を有し、前記第1の側面および前記第2の側面は前記ベースの端部から軸方向に離れるように延在し、前記点火装置はさらに、
前記金属ハウジングへの冶金接合を第1のハウジング端部に有し、矩形の断面を備え、かつ第1のスパークギャップが間に存在するように第1の側面および第2の側面のうちの一方に隣接する第1の点火端面を有する第1の点火端部へと延在する第1の貴金属接地電極と、
前記金属ハウジングへの冶金接合を第2のハウジング端部に有し、矩形の断面を備え、かつ第2のスパークギャップが間に存在するように第1の側面および第2の側面のうちの他方に隣接する第2の点火端面を有する第2の点火端部へと延在する第2の貴金属接地電極とを備える、点火装置。 - 前記金属ハウジングはスチールから作られる、請求項1に記載の点火装置。
- 前記点火先端、第1の接地電極および第2の接地電極の貴金属は、イリジウム、白金、パラジウム、ロジウム、金、銀、オスミウム、およびそれらの合金からなる群から選択される、請求項1に記載の点火装置。
- 前記貴金属は合金添加としてタングステン、イットリウム、ランタン、ルテニウムおよびジルコニウムからなる群からの金属も備える、請求項3に記載の点火装置。
- 前記第1の貴金属接地電極および前記第2の貴金属接地電極のうちの少なくとも1つの矩形の断面は正方形の断面である、請求項1に記載の点火装置。
- 前記第1の貴金属接地電極および第2の貴金属接地電極の両方の矩形の断面は正方形の断面である、請求項1に記載の点火装置。
- 前記中心電極の貴金属点火先端の矩形の断面は正方形の断面である、請求項1に記載の点火装置。
- 前記中心電極の貴金属点火先端の矩形の断面は正方形の断面である、請求項7に記載の点火装置。
- 前記中心電極の前記ベースは、前記ベースの端部の近傍で少なくとも部分的にCu合金コアを包囲するNi合金外殻を備え、前記軸方向の穴は前記Ni合金外殻内に形成される、請求項1に記載の点火装置。
- 前記中心電極の前記ベースは、前記ベースの端部の近傍で少なくとも部分的にCu合金コアを包囲するNi合金外殻を備え、前記軸方向の穴は、前記貴金属点火先端が前記Cu合金コアと接触するように前記Ni合金外殻を通って前記Cu合金コアへと延在する、請求項1に記載の点火装置。
- 前記第1の貴金属電極と前記第2の貴金属電極との間の冶金接合は抵抗溶接を備える、請求項1に記載の点火装置。
- 前記第1の点火端面は前記第1の側面および前記第2の側面のうちの一方に実質的に平行であり、前記第2の点火端面は前記第1の側面および前記第2の側面の他方に実質的に平行である、請求項1に記載の点火装置。
- 前記絶縁体は前記金属ハウジングの終端開口部から軸方向に延在する終端を有し、前記絶縁体の前記終端から前記金属ハウジングの前記終端開口部への距離は1インチより大きい、請求項1に記載の点火装置。
- 内燃エンジンのための点火装置であって、
電極接合面を有するスチールハウジングと、
前記金属ハウジング内に固定され、かつ前記ハウジングの開口部に露出された電極端部を有する絶縁体と、
前記絶縁体に装着された電極ベースを有し、かつ前記電極端部を通って前記絶縁体から延在する中心電極とを備え、ベース部分は、前記絶縁体の電極端部の近傍の端部の軸方向の穴、および部分的に前記軸方向の穴内にあり、矩形の断面を備え、かつ第1の側面および第2の側面を有する貴金属点火先端、ならびに前記点火先端と前記ベースとの間に冶金接合を有し、前記第1の側面および前記第2の側面は前記ベースの端部から軸方向に離れるように延在し、前記点火装置はさらに、
前記電極接合面への冶金接合を第1のハウジング端部に有し、矩形の断面を備え、かつかつ第1のスパークギャップが間に存在するように第1の側面および第2の側面のうちの一方に隣接する第1の点火端面を有する第1の点火端部へと延在する第1のIr合金接地電極と、
前記電極接合面への冶金接合を第2のハウジング端部に有し、矩形の断面を備え、かつかつ第2のスパークギャップが間に存在するように第1の側面および第2の側面のうちの他方に隣接する第2の点火端面を有する第2の点火端部へと延在する第2のIr合金接地電極とを備える、点火装置。 - 前記Ir合金は各々、タングステン、イットリウム、ランタン、ルテニウムおよびジルコニウムからなる群からの合金成分を備える、請求項14に記載の点火装置。
- 前記第1の貴金属接地電極および前記第2の貴金属接地電極のうちの少なくとも1つの矩形の断面は正方形の断面である、請求項14に記載の点火装置。
- 前記第1の貴金属接地電極および前記第2の貴金属接地電極の両方の矩形の断面は正方形の断面である、請求項14に記載の点火装置。
- 前記中心電極の前記貴金属点火先端の矩形の断面は正方形の断面である、請求項14に記載の点火装置。
- 前記中心電極の前記貴金属点火先端の矩形の断面は正方形の断面である、請求項18に記載の点火装置。
- 前記中心電極の前記ベースは前記ベースの端部の近傍でCu合金コアを少なくとも部分的に包囲するNi合金外殻を備え、前記軸方向の穴は前記Ni合金外殻内に形成される、請求項14に記載の点火装置。
- 前記中心電極の前記ベースは前記ベースの端部の近傍でCu合金コアを少なくとも部分的に包囲するNi合金外殻を備え、前記軸方向の穴は、前記貴金属点火先端が前記Cu合金コアと接触するように前記Ni合金外殻を通って前記Cu合金コアへと延在する、請求項14に記載の点火装置。
- 前記第1の貴金属電極と前記第2の貴金属電極との間の冶金接合は抵抗溶接を備える、請求項14に記載の点火装置。
- 前記Ir合金は各々、白金、パラジウム、ロジウム、金、銀およびオスミウムからなる群からの合金成分を備える、請求項14に記載の点火装置。
- 前記Ir合金は各々、白金、パラジウム、ロジウム、金、銀およびオスミウムからなる群からの合金成分を備える、請求項15に記載の点火装置。
- 前記第1の点火端面は前記第1の側面および前記第2の側面のうちの一方に実質的に平行であり、前記第2の点火端面は前記第1の側面および前記第2の側面のうちの他方に実質的に平行である、請求項14に記載の点火装置。
- 前記絶縁体は前記スチールハウジングの終端開口部から軸方向に延在する終端を有し、前記絶縁体の前記終端から前記スチールハウジングの前記終端開口部への距離は1インチより大きい、請求項14に記載の点火装置。
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