JP2010517225A - プラチナ発火先端部を持つ電極を有する点火装置および構成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1.技術分野
本発明は一般に点火プラグおよびその他の点火装置に関し、より特定的にはプラチナ発火先端部を有する電極およびその構成方法に関する。
点火プラグの分野において、耐侵食性を向上させ、点火プラグの中心電極と接地電極との間の耐圧を下げるニーズが引き続き存在する。貴金属電極を用いて、またより一般的には標準の金属電極に適用された貴金属の発火先端部を用いて、さまざまなデザインが提案されている。典型的には、発火先端部はパッドまたはリベットとして形成され、電極の端部に溶接される。
溶接層は電極の長手方向の軸に沿って軸方向にずらされる。
本発明に従って構成される、内燃機関のための点火装置は、開口を有するハウジングとハウジング内に固定される絶縁体とを含む。絶縁体の端部はハウジングの開口を通して露出する。中心電極は絶縁体内に取付けられ、その自由端は絶縁体から出ている。接地電極はハウジングから延在し、接地電極の一部は中心電極の自由端に対向して位置付けられてその間にスパークギャップを規定する。中心電極または接地電極の少なくとも一方は、プラチナまたはプラチナ系合金の発火先端部を有する。抵抗溶接ジョイントは発火先端部を選択された電極に結合する。抵抗溶接ジョイントは選択された電極の外表面より第1の距離だけ下に埋設されている、発火先端部の下部表面を規定する。連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りが発火先端部の外周上に形成されて、さらに発火先端部を選択された電極に結合する。重なる溶接の溜りは選択された電極の外表面より第2の距離だけ下に延在し、第2の距離は第1の距離よりも大きい。
図面をより詳細に参照すると、図1は本発明の好ましい構成方法に従って構成される、点火プラグ10の発火端部を示す。点火プラグ10は金属ケースまたはハウジング12、ハウジング12内に固定される絶縁体14、中心電極16、接地電極18、ならびに中心電極16および接地電極18のそれぞれの上に、互いに対向して位置付けられる1対の発火先端部20および22を含む。ハウジング12は金属シェルとして従来の態様で構成でき、標準のねじ山24と、溶接または他の態様で装着される接地電極18が延在する環状下端部26とを含む。同様に、点火プラグ10の他のすべてのコンポーネント(示されていないものも含めて)は、既知の技術および材料を用いて構成することができる。ただし、中心電極16および/または接地電極18のそれぞれの発火先端部20および22は本発明に従い構成される。
ら絶縁体14が延在する。中心電極16はガラスシールによってまたは他の適切な技術によって、絶縁体14内に取付けられる。中心電極16の形状は任意であるが、一般に略円筒形であって、発火先端部22と対向する端部はアーチ状の広がりまたはテーパとして大きくなる直径を有することにより、その端部が絶縁体14内に配置されてシーリングを容易にする。中心電極16は露出した軸端30を通って絶縁体14から外に延在する。中心電極16は点火プラグ製造分野において周知の適切な導体、たとえばさまざまなNiおよびNi系合金からなり、さらにCuまたはCu系合金のコア上に被覆されるこのような材料を含んでもよい。
状により接触面積は最小となり、理論的にはパッド50と電極16および18との間の1点となり、それにより抵抗溶接処理の際にパッド50とそれぞれの電極16および18との間の電気抵抗を増加させ、それゆえ抵抗溶接処理で発生する熱を増加させる。これによって、接合する異なる材料からなる溶融材間の接合を向上させることにより、確実な抵抗溶接ジョイントの形成を容易にする。両方の材料からなる適切な溶接の溜りを形成し、さらにパッド50を電極16および18の外表面42より所望の深さ(d)まで下に押込むことにより、与えられた電流はオフとなり、作成された溶接の溜りは一般に酸化物が混入することなく固化できる。
Claims (35)
- 内燃機関用の点火装置であって、
開口を有するハウジングと、
ハウジング内に固定される絶縁体とを備え、絶縁体の端部はハウジングの前記開口を通して露出し、さらに
絶縁体内に取付けられ、自由端が絶縁体を越えて延在する中心電極と、
ハウジングから延在する接地電極とを備え、接地電極の一部は中心電極の自由端部に対向して位置付けられてその間にスパークギャップを規定し、
前記中心電極および接地電極の選択された少なくとも一方はプラチナ系の発火先端部を有し、
前記発火先端部を前記選択された電極に結合する抵抗溶接ジョイントを備え、前記抵抗溶接ジョイントは、前記選択された電極の外表面より第1の距離だけ下に埋設される、前記発火先端部の下部面を規定し、さらに
前記発火先端部の外周上に形成され、前記発火先端部をさらに前記選択された電極に結合する、連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りを備え、前記重なる溶接の溜りは前記選択された電極の前記外表面より第2の距離だけ下に延在し、前記第2の距離は前記第1の距離より大きい、点火装置。 - 前記発火先端部は前記レーザ溶接の溜りからアンダーカットされることはない、請求項1に記載の点火装置。
- 前記選択された電極は前記レーザ溶接の溜りからアンダーカットされることはない、請求項2に記載の点火装置。
- 前記レーザ溶接の溜りの側壁は前記発火先端部に結合され、前記発火先端部は中央軸を有し、前記側壁は前記軸から半径方向外側に延在する、請求項2に記載の点火装置。
- 前記中心電極の側面は長手方向の軸に沿って延在し、前記レーザ溶接の溜りは前記側面に当接する、請求項1に記載の点火装置。
- 前記レーザ溶接の溜りは前記側に対して斜めである面を規定する、請求項5に記載の点火装置。
- 前記レーザ溶接の溜りは略円錐面を規定する、請求項5に記載の点火装置。
- 前記発火先端部の前記下部面は略凸状である、請求項1に記載の点火装置。
- 前記中心電極の側壁は長手軸に沿って延在し、前記レーザ溶接の溜りは前記側壁から半径方向内側に形成され、前記側と当接しない、請求項1に記載の点火装置。
- 前記中心電極は前記レーザ溶接の溜りがない略環状の表面を有し、前記環状の表面は前記レーザ溶接の溜りから前記側まで延在する、請求項9に記載の点火装置。
- 前記環状の表面は円錐形状に形成される、請求項10に記載の点火装置。
- 点火装置のための電極アセンブリであって、
外表面を有する電極本体と、
下部面および外周を有する発火先端部と、
前記発火先端部の下部面を前記電極本体に結合する抵抗溶接ジョイントとを備え、前記
下部面は前記外表面より第1の距離だけ下に埋設され、さらに
前記発火先端部外周上に形成される、連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りを備え、前記レーザ溶接の溜りは前記電極本体の外表面より第2の距離だけ下に延在し、前記第2の距離は前記第1の距離よりも大きい、電極アセンブリ。 - 前記電極アセンブリは中心電極である、請求項12に記載の電極アセンブリ。
- 前記レーザ溶接の溜りは、前記発火先端部から半径方向外側に延在する円錐面を規定する、請求項13に記載の電極アセンブリ。
- 前記円錐面は前記電極本体の側壁まで延在する、請求項14に記載の電極アセンブリ。
- 前記電極本体は側壁を有し、前記レーザ溶接の溜りは前記側壁から半径方向内側に間隔があけられている、請求項13に記載の電極アセンブリ。
- 円錐面は前記レーザ溶接の溜りに隣接して半径方向外側に前記側壁まで延在する、請求項16に記載の電極アセンブリ。
- 前記発火先端部は前記レーザ溶接の溜りからアンダーカットされない、請求項12に記載の電極アセンブリ。
- 前記発火先端部は中央軸を有し、前記レーザ溶接の溜りの環状側壁は前記発火先端部に結合され、前記側壁は前記中央軸から半径方向外側に延在する、請求項18に記載の電極アセンブリ。
- 前記発火先端部はプラチナをベースとする、請求項12に記載の電極アセンブリ。
- 点火装置を構成する方法であって、
外表面を有する電極本体を設けるステップと、
貴金属発火先端部材の予め成形された部分を設けるステップと、
発火先端部を少なくとも部分的に形成するために、および前記発火先端部の下部面を前記外表面より第1の距離だけ下に規定するために、前記発火先端部材を前記本体に抵抗溶接するステップと、
連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りを前記発火先端部の外周上にレーザ溶接するステップとを備え、それにより前記溶接の溜りは前記外表面より第2の距離だけ下に延在し、前記第2の距離は前記第1の距離より大きい、方法。 - 前記点火装置を点火プラグ用の中心電極として構成するステップをさらに備える、請求項21に記載の方法。
- 前記レーザ溶接の溜りを介して、前記発火先端部から半径方向外側に延在する円錐面を形成するステップをさらに備える、請求項22に記載の方法。
- 前記円錐面が前記発火先端部から半径方向外側に、前記電極本体の側壁まで延在するように形成するステップをさらに備える、請求項23に記載の方法。
- 前記レーザ溶接の溜りが、前記電極本体の溶接されていない環状部分によって、前記電極本体の側壁から半径方向内側に間隔があけられるよう形成するステップをさらに備える、請求項22に記載の方法。
- 前記溶接されていない環状部分上に円錐面を形成するステップをさらに備える、請求項25に記載の方法。
- 前記発火先端部が前記レーザ溶接の溜りからアンダーカットされないように形成するステップをさらに備える、請求項21に記載の方法。
- 凸状の形を有する前記下部面を規定するステップをさらに備える、請求項21に記載の方法。
- 内燃機関用の点火装置を構成する方法であって、
ハウジングを設けるステップと、
ハウジング内に絶縁体を固定するステップとを備え、絶縁体の端部はハウジングの開口を通して露出し、
外表面を有する中心電極本体を絶縁体内に取付けるステップを備え、中心電極本体の発火先端部領域は絶縁体を越えて延在し、
外表面を有する接地電極本体をハウジングから延在させるステップを備え、接地電極本体の発火先端部領域は中心電極本体の発火先端部領域に対向して位置付けられて間にスパークギャップを規定し、さらに
貴金属からなる少なくとも1個の予め成形された発火先端部材を設けるステップと、
発火先端部を少なくとも部分的に形成するために、および前記発火先端部の下部面を前記外表面より第1の距離だけ下に規定するために、前記少なくとも1個の発火先端部材を前記中心電極本体または前記接地電極本体の少なくとも一方にレーザ溶接するステップと、
連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りを前記発火先端部の外周上にレーザ溶接するステップとを備え、それにより前記溶接の溜りは前記外表面より第2の距離だけ下に延在し、前記第2の距離は前記第1の距離より大きい、方法。 - 前記発火先端部材は前記中心電極本体に溶接され、さらに前記レーザ溶接の溜りを介して、前記発火先端部から半径方向外側に延在する円錐面を形成するステップをさらに備える、請求項29に記載の方法。
- 前記円錐面が前記発火先端部から半径方向外側に、前記中心電極本体の側壁まで延在するように形成するステップをさらに備える、請求項30に記載の方法。
- 前記発火先端部材は前記中央電極本体に溶接され、前記レーザ溶接の溜りが、前記電極本体の溶接されていない環状部分によって、前記電極本体の側壁から半径方向内側に間隔があけられるよう形成するステップをさらに備える、請求項29に記載の方法。
- 前記溶接されていない環状部分上に円錐面を形成するステップをさらに備える、請求項32に記載の方法。
- 前記発火先端部が前記レーザ溶接の溜りからアンダーカットされないように形成するステップをさらに備える、請求項29に記載の方法。
- 凸状の形を有する前記下部面を規定するステップをさらに備える、請求項29に記載の方法。
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