JP2010541178A - スパークプラグ - Google Patents

Abstract

スパークプラグ内燃機関において空気−燃料混合気を点火するための点火プラグが開示される。スパークプラグは、電極端子延長ピンと、点火電極と、接地電極と、スリーブ絶縁体と、上部および下部絶縁体とを含む。点火電極は、延長ピンと軸線上に整列され、また延長ピンに通じている。接地電極は点火電極と接地電極の第１端部との間においてスパークギャップを規定するように、点火電極に近接している。スリーブ絶縁体は延長ピンを囲んでいる。上部絶縁体は、延長ピンの上部部分を囲んでおり、スリーブ絶縁体に接触している。下部絶縁体は、延長ピンの下部部分を囲んでおり、スリーブ絶縁体に接触している。

Description

発明の背景
関連する出願の相互参照
なし。

発明の分野
本発明は、内燃機関の燃焼室における燃焼ガスを点火するためのスパークプラグに関する。

関連技術
スパークプラグは、種々の用途において用いられており、また与えられた環境に適合するための他のアクセサリ部品と共に形成されている。たとえば、特定の用途で、エンジン内のボアの深さによっては、スパークプラグをスパークプラグワイヤに接続するために、別途のスパークプラグ延長部の使用を要する場合がある。アクセサリ部品を用いた設計によって、意図された目的は達成されるものの、依然として多くの問題が存在する。たとえば、多数の部品を有するスパークプラグ設計は、複雑なトレーニングを要し、またロジスティクス上の問題を生じる。そのうえ、より複雑な設計は、新規追加部品についての教示を必要とする。しかも、そのように多数の部品を有する設計は、現場組立を必要とし、またそれにともなって信頼性が低下する。

したがって、組立の複雑さを軽減するために、与えられた環境にスパークプラグを取り付けるのに必要な部品の数を減らすことが望まれる。さらに、新規の改善された設計によって、より信頼性の高いスパークプラグが提供されることが望ましい。

発明の概要
本発明の一の局面によれば、内燃機関中で空気−燃料混合物に点火するためのスパークプラグが提供される。スパークプラグは、点火ピンと、点火電極と、接地電極と、スリーブと、上部および下部絶縁体と、導管とを含む。点火電極は、点火ピンと軸線上に整列され、また点火ピンに通じている。接地電極は、点火ピンと接地電極の第１端部との間でスパークギャップを規定するように、点火ピンに近接している。スリーブ絶縁体は点火電極を囲んでいる。上部絶縁体は、点火電極の上部部分を囲んでおり、スリーブ絶縁体に接触している。下部絶縁体は、点火電極の下部部分を囲んでおり、スリーブ絶縁体に接触している。導管は、各部材を収容し、かつ固定する機能を有する。

本発明の他の局面によれば、スパークプラグは電極接触ボタン形部材を含む。電極接触ボタン形部材は、点火電極と軸線上に整列され、また点火電極に接触している。

本発明の他の局面によれば、スパークプラグは、金属電極接触ボタン形部材と点火電極との間に配置されたガスケットを含む。

本発明のさらに他の局面によれば、スパークプラグの金属電極接触ボタン形部材は、点火電極におけるねじ山とかみ合うためのねじ山を含む。

本発明のさらに他の局面によれば、スパークプラグは、上部および下部絶縁体を囲む金属導管を含む。

本発明のさらに他の局面によれば、スパークプラグは、金属電極接触ボタン形部材へ電気伝導体を接続するために、シェルの端部に固定された端部ブッシングを含む。

本発明のさらに他の局面によれば、上部絶縁体は、異なる直径を有する複数の部分を有する。

本発明のさらに他の局面によれば、下部絶縁体は、異なる直径を有する複数の部分を有する。

本発明のさらに他の局面によれば、上部絶縁体は、スリーブ絶縁体の第１端部を受けるための空洞を含む。

本発明のさらに他の局面によれば、下部絶縁体は、スリーブ絶縁体の第２端部を受けるための空洞を含む。

図面の簡単な説明
本発明の上記および他の特徴と利点とは、以下の詳細な説明および添付の図面と関連付けて考察すると、より容易に認識されるであろう。

本発明の実施形態に従うスパークプラグの断面図である。 本発明の実施形態に従うスパークプラグの内部部分の断面図である。 本発明の実施形態に従うスパークプラグの端面図である。 本発明の実施形態に従うスパークプラグの絶縁体の断面図である。

好ましい実施形態の詳細な説明
さて図１を参照して、本発明の実施形態に従う工業用スパークプラグ１０の断面図が示されている。工業用スパークプラグ１０は金属導管１２を含む。下部アセンブリ１４および上部アセンブリ１６は金属導管１２の内部に収められている。下部アセンブリ１４および上部アセンブリ１６は、電極端子延長ピン（ＥＴＥＰ）２０を通じて電気的に接続されている。ＥＴＥＰ２０はスリーブ絶縁体ジャケット２２によって囲まれている。金属導管１２は、ステンレス鋼、またはこれに類する何らかの合金の鋼のような金属材料から作られている。ジャケット２２はシリコーンゴムまたはポリマーのような非伝導性材料から作られている。

ブッシング１８は第１ブッシング端部２４で金属導管１２に、溶接または他の取付手段によってつながれている。ブッシング１８の他方端部２６には複数のねじ山２８がある。ネジ山２８はスパークプラグワイヤ（図示せず）にブッシング１８を取り付けるためのものである。通常知られているように、このスパークプラグワイヤは、スパークプラグへ電圧を供給するためのエネルギー源に接続されている。

ＥＴＥＰ２０は、複数のねじ山を有する第１端部２８と、複数のねじ山を有する第２端部３０とを含む。ＥＴＥＰ２０の第１端部２８は端子スタッド３２内へと通されており、また端部３０は電極接触ボタン形部材３４へと通されている。端子スタッド３２および電極接触ボタン形部材３４は、一般に、アルミニウム−ニッケル合金から作られている。端子スタッド３２および電極接触ボタン形部材３４は、燃焼ガスが金属導管１２に侵入してこれを通過することを防止する。

さて図２aおよび２bを参照して、本発明の実施形態に従う下部アセンブリ１４について、以下に詳細に説明する。アセンブリ１４はスパークプラグ１０の点火端部である。言い換えれば、印加された高電圧パルスはサブアセンブリ１４へ伝搬される。サブアセンブリ１４は、スパークプラグ１０に供給された高電圧パルスがＥＴＥＰ２０および導管１２の間から漏れることを防止するための下部絶縁体５０を含む。下部絶縁体５０は、通常、アルミナまたはこれに類する材料から作られている。下部絶縁体５０は下部シェル５２内部に収められている。下部シェル５２は、エンジンブロック（図示せず）内のボアとかみ合う複数のねじ山を含む第１端部５４を有する。下部絶縁体５０は、下部シェル５２内に配置されており、シェル５２内で座部５５へ押し付けられた下部肩部５３を有する。下部シェル５２の第２端部５６は、下部絶縁体５０に絶縁体５０の上部肩部５８でかみ合うことで、この絶縁体をつかんでいる。より具体的には、肩部５８の上方で端部５６を圧着することによって、絶縁体５０は下部シェル５２内部に保持されている。環状溝５７はシェル５２に狭幅壁区間５９を定めるよう配されている。壁区間５９が陥没して外側に伸びるように、狭幅壁区間５９は加熱され、シェル５２の各端部へ圧力が加えられる。この陥没した壁部５９によってシェル５２の長さが減少する。シェル５２の長さが減少することによって、下部絶縁体５０上への所定の圧力が生じ、この絶縁体はシェル５２の内部の位置に確実に保持される。

点火電極６０はシェル５２の第１端部５４近傍に配置されている。ＥＴＥＰ２０は、点火電極６０へ接続されており、スプリングおよびサプレッサ（無線周波数）６４を介して点火電極６０へ電圧を供給する。接地プレート６６は、点火電極６０を囲んでおり、またシェル５２の端部５４に溶接または他の方法で取り付けられている。後述するように、スパークギャップは点火電極６０および接地プレート６６の間のクリアランスによって規定されている。

点火電極６０および接地プレート６６の端面図を図２ｂに示す。図２ｂに示すように、接地プレート６６は、点火電極６０の内側へと延びる複数の爪７０を含む。この内側へと伸びる爪７０の各々の端部と点火電極６０とがスパークギャップを形成し、このスパークギャップに渡ってスパークが生成される。

さて図３を参照して、本発明の実施形態に従う上部絶縁体アセンブリ１６をさらに示す。上部絶縁体アセンブリ１６は、第１端部９２を有する上部絶縁体を含む。第１端部９２近傍には環状溝９４がある。環状溝９４はシーリングガスケット（図示せず）を受けるように形成されている。このシーリングガスケットは、導管１２内部において、上部絶縁体９０を封止し、また位置付ける。上部絶縁体９０の他方端部９６近傍には、徐々に小さくなる直径を有する一連の階段状部分がある。より具体的には、上部絶縁体９０は、第１直径部分９８、第２直径部分１００、第３直径部分１０２、および第４直径部分１０４を含む。部分１００、１０２および１０４の内径は同一寸法であり、また部分９８の内径は、部分１００、１０２および１０４の内径よりも大きい。さらに、上部絶縁体９０は、移行領域、すなわち座部１０６を含む。座部１０６は、座部およびスリーブ２２にシーリングガスケット（図示せず）を受けるように形成されている。

組立において、上部絶縁体９０は、導管１２の内部に配置され、そして下部アセンブリ１４の方へ、スリーブ２２が座部１０６に接触するまで移動される。スリーブ２２および座部１０６の接触により、下部絶縁体５０の方への上部絶縁体９０のさらなる移動が防止される。次にブッシング１８が導管１２内へと、ブッシング１８の内壁が絶縁体９０の外壁に端部９６で接触するまで導入される。次にブッシング１８が溶接または他の方法で機械的に導管１２に固定され、これにより上部絶縁体９０が導管１２内部において動かないようにされる。

上記発明は関連する法的基準に従って説明したものであり、よってこの説明は制限的なものではなくむしろ全く例示的なものである。開示した実施形態に対する変形および修正が当業者に明らかとなり得、かつ本発明の範囲内に入り得る。したがって、本発明に与えられる法的保護の範囲は、以下の請求の範囲を検討することによってのみ決定され得る。

Claims (10)

1. 電極端子延長ピンと、
   前記延長ピンと軸線上に整列され、かつ前記延長ピンに通じた点火電極と、
   接地電極とを備え、前記接地電極は、前記点火電極と前記接地電極の第１端部との間でスパークギャップを規定するように前記点火電極に近接しており、さらに
   前記点火電極を囲むスリーブ絶縁体と、
   前記延長ピンの上部部分を囲み、かつ前記スリーブ絶縁体に接触する上部絶縁体と、
   前記延長ピンの下部部分を囲み、かつ前記スリーブ絶縁体に接触する下部絶縁体とを備える、スパークプラグ。
2. 前記点火電極と軸線上に整列され、かつ前記点火電極に接触する金属接触ボタン形部材をさらに備える、請求項１のスパークプラグ。
3. 前記金属接触ボタン形部材および前記点火電極の間に配置されたガスケットをさらに備える、請求項１のスパークプラグ。
4. 前記金属接触ボタン形部材は、前記点火電極におけるねじ山にかみ合うためのねじ山を含む、請求項２のスパークプラグ。
5. 前記上部および下部絶縁体を囲む金属シェルをさらに備える、請求項２のスパークプラグ。
6. 前記金属接触ボタン形部材へ電気伝導体を接続するために、前記シェルの端部に固定された端部ブッシングをさらに備える、請求項５のスパークプラグ。
7. 前記上部絶縁体は、異なる直径を有する複数の部分を有する、請求項１のスパークプラグ。
8. 前記下部絶縁体は、異なる直径を有する複数の部分を有する、請求項１のスパークプラグ。
9. 前記上部絶縁体は、前記スリーブ絶縁体の第１端部を受けるための空洞を含む、請求項１のスパークプラグ。
10. 前記下部絶縁体は、前記スリーブ絶縁体の第２端部を受けるための空洞を含む、請求項１のスパークプラグ。

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