JP2009541944A - 向上した絶縁体設計を備えた小径/ロングリーチスパークプラグ - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、連続番号第60/814,818号として2006年6月19日に出願された、「12mmの超ロングリーチスパークプラグ(12 mm X-Long Reach Spark Plug)」と題された米国仮出願の優先権を主張する。
発明の分野
この発明は、内燃機関、炉などのためのスパークプラグ、より特定的には、機械的強度および誘電強度を向上させたスパークプラグに関する。
スパークプラグは、内燃機関、炉などの燃焼室に延在して、空気と燃料との混合物に点火するためのスパークを生成する装置である。エンジン技術は、最近はエンジン排気量をより小さくする方向に向かって進展している。同時に、吸気弁および排気弁が拡大されて効率を上げている。これらの変化によってスパークプラグのために確保される物理的空間が浸食されている。燃焼効率もまた、点火システム用の電圧要件の増加を決定付けている。これらや他の要因により、スパークプラグの物理的な寸法がますますサイズ縮小するよう推進される一方で、スパークプラグにより優れた性能が要求される。現在の産業では、10−12mmの範囲において高性能なスパークプラグを要求しており、そのサイズはさらに今後縮小するであろうと期待されている。
スパーク点火される内燃機関にスパークプラグが与えられる。スパークプラグは、上部末端部、下部ノーズ端部、および末端部とノーズ端部との間に長手方向に延在する中央通路を有する、細長いセラミック絶縁体を含む。絶縁体は、末端部に隣接した概して円形の大きいショルダ部とノーズ端部に隣接した概して円形の小さいショルダ部とを示す外表面を含む。大きいショルダ部の直径は小さいショルダ部の直径よりも大きい。絶縁体はさらに、丸められた遷移部および遷移長さだけそこから間隔を置かれた隅肉遷移部を含む。丸められた遷移部および隅肉遷移部の両方は、大小のショルダ部の異なる直径間に長手方向に位置する。導電シェルは絶縁体の少なくとも一部を囲む。シェルは少なくとも1つの接地電極を含む。導電中心電極は中央通路に配置され、接地電極に近接した露出したスパークチップを有する。丸められた遷移部は大径d2を有し、隅肉遷移部は小径dlを有する。大径d2および小径dlの、および遷移長さ1(遷移)との空間的な関係は以下の公式によって築かれる:
図を参照して、いくつかの図面全体にわたって同じ番号は同じか対応する部分を示し、主題の発明によるスパークプラグは図1で10として一般に示される。スパークプラグ10は、12として一般に表示される管状セラミック絶縁体を含み、これは、特定の誘電強度、高い機械的強度、高い熱伝導性、および熱ショックに対する優れた抵抗性を有する、酸化アルミニウムまたは他の適切な材料から好ましくは作られる。絶縁体12は極端な圧力下で乾燥成型されてもよく、その後高温でガラス化されるよう炉で焼かれる。絶縁体12は、部分的に露出した上部マスト部分14を含み得る外表面を有し、点火システムとの接続を維持するためにゴム製のスパークプラグブート(示されない)がそこを囲み、掴む。露出したマスト部分14は一連のリブ16を含んでもよく、または図9におけるように滑らかでもよいが、これらのリブはスパークまたは二次電圧フラッシュオーバーからの付加的な保護を与え、かつゴム製のスパークプラグブートとの掴みを向上させる。絶縁体12は概して管状の構造であって、上部末端部20および下部ノーズ端部22の間に長手方向に延在する中央通路18を含む。中央通路18はさまざまな断面積を有し、末端部20またはその近隣で概して最大となり、ノーズ端部22またはその近隣で概して最小となる。
ドに据えられる際に適切な界面となるように、ガスケット39と一対になってもよい。代替的には、弁座38は、この様式のスパークプラグのために設計されたシリンダヘッドにおいてセルフシール式設置をもたらすために、テーパを備えて設計されてもよい。
取付けられる。すなわち、金属スパークチップ56は、スパークギャップ54のちょうど向かい側に位置する。金属スパークチップ56は、リム60に囲まれた凸面ドーム58を示すように、リムのある半球形の構成で意図的に形成される。図2などのプロファイルに見られるように、金属スパークチップ56の形状は、凸面ドーム部分58が類似する卵の黄味、リム部分60が卵白を表すように、目玉焼きにたとえることができる。好ましくはリム60は概して環状の構成を有するが、非環状の構成もまた可能である。理想的には、これも必然的ではないが、凸面ドーム部分58およびリム60は、スパークギャップ54の中間部と交差する想像上の重心軸に沿って、互いに概して位置合わせされる。
たフランジ状のリム機構60を通して著しく制御される。リム60の拡張された外周によって表されるコーナ部のプロファイルにより、不良アーク62は金属スパークチップ56の貴金属に対してより容易に引寄せられ、貴金属パッドを飛び越える傾向がほとんどない。これによっても、結果としてサイクルごとのベースでより一貫した燃焼を生じる。
これは、絶縁体12の外表面の、大きいショルダ部66から小さいショルダ部68までの絶縁体の物理的な外寸が減じられる部分として規定された遷移領域の操作によって達成される。再び図9を参照して、絶縁体12の外表面は丸められた遷移部74を含んで示され、遷移長さL(遷移)だけそこから間隔を置いて隅肉遷移部76がある。用語「丸められた」「隅肉」とは、製図技術における周知の用語「隅肉」「丸み付け」から借りており、すなわちそれぞれ内隅および外隅である。プロファイルに見られるように、丸められた遷移部74および隅肉遷移部76は、絶縁体12の外表面の直径を有効に減じるのに必要なオジープロファイル(ogee profile)と同種のものを形成する。図9に示されるように、丸められた遷移部74は、大きいショルダ部66に隣接する絶縁体12の最大外径を表す大径D2によって規定される。他方、隅肉遷移部76は、小さいショルダ部68に続く絶縁体12外部の部分を表す小径Dlによって規定される。遷移長さL(遷移)は丸められた遷移部74と隅肉遷移部76との間の長手方向の距離の測定値である。
学的に小さい割合で製造できるようにするために、本願明細書に説明されるすべての機構が重要であり、集団的に寄与する。
Claims (10)
- スパーク点火される燃焼事象のためのスパークプラグであって、前記スパークプラグは、
上部末端部、下部ノーズ端部、および前記末端部とノーズ端部との間に長手方向に延在する中央通路を有する細長いセラミック絶縁体とを含み、
前記絶縁体は、前記末端部に近接した概して円形の大きいショルダ部と前記ノーズ端部に近接した概して円形の小さいショルダ部とを示す外表面を含み、前記大きいショルダ部の直径は前記小さいショルダ部の直径よりも大きく、さらに、丸められた遷移部と、遷移長さだけそこから間隔を置かれた隅肉遷移部とを含み、前記丸められた遷移部および前記隅肉遷移部の両方は、前記大小のショルダ部の異なる直径間に長手方向に位置し、
前記絶縁体の少なくとも一部を囲む導電シェルを含み、前記シェルは少なくとも1つの接地電極を含み、
前記中央通路に配置され、前記接地電極に近接した露出したスパークチップを有する導電中心電極を含み、
前記丸められた遷移部は大径D2を有し、前記隅肉遷移部は小径Dlを有し、空間的関係は以下の公式によって築かれる、スパークプラグ。
- 前記シェルは、前記大小のショルダ部間に前記絶縁体を圧縮して配置するために、前記絶縁体の前記大小のショルダ部のそれぞれと押圧接触して位置する上部および下部圧縮フランジを含む、請求項1に記載のスパークプラグ。
- 前記中心電極はヘッドを含み、前記中央通路は前記中心電極に前記ヘッドを据えるための内部突起部を含む、請求項4に記載のスパークプラグ。
- 前記突起部は前記小さいショルダ部と前記隅肉遷移部との間に長手方向に配置される、請求項5に記載のスパークプラグ。
- 前記シェルの前記下部圧縮フランジは内部周辺リップを含み、前記リップは絶縁体の前
記下部ノーズ端部から間隔を置かれ、燃焼ガスがその空間を占領してそこで誘電特性を増強することができるようになる、請求項4に記載のスパークプラグ。 - 前記ノーズ端部は、前記小さいショルダ部に隣接して測定される最大外径d(ベース)と、前記中心電極の前記スパークチップ隣接して測定される最小外径d(チップ)とを有する、請求項7に記載のスパークプラグ。
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