JP2011503787A - 点火プラグケーシングおよび点火プラグケーシングを有する点火プラグ - Google Patents

Abstract

点火プラグケーシングは、統合デバイスとしてシリンダーヘッドから取り外されるように構成される、ナット部分、第１および第２の管状部分ならびに集束シェル部分を有する単体シェルを含む。第１の管状部分は、ナット部分から延び、第１の断面寸法を有する。第２の管状部分は、第１の断面寸法よりも小さい第２の断面寸法を有する。集束シェル部分は、第１および第２の管状部分間に連結される。ケーシングはさらに、第２の断面寸法よりも小さい第３の断面寸法を有する接地ストラップを含む。接地ストラップは、集束シェル部分の反対側の第２の管状部分の先端部分内に受け入れられて、接地ストラップおよびシリンダーヘッドは、炭素蓄積が接地ストラップをシリンダーヘッドに結合させるのを防止するために互いに対して間隔をあけられた関係にあるようになる。
【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照
本出願は、内容がそれの参照により本明細書に組み込まれる、２００７年１１月２日出願の次の米国仮特許出願第６０／９８５，０２２号の利益を主張する。

本発明の例となる実施形態は、内燃エンジンのための点火プラグに関し、より詳細には、容易にインデックスを付けられ、エンジンシリンダーヘッドから取り外されるように構成される点火プラグに関する。

点火プラグは、中心電極と、中心電極の周囲に配置された絶縁体と、絶縁体の周囲に配置された金属ケーシングとを含む。ケーシングは、接地シールドの先端部分にホットプレスされる薄ナットシェルを含む。接地シールドは、それらの間で火花間隙を画定するために中心電極と間隔をあけられた関係で配置される接地ストラップを有する。

点火プラグは、プラグがシリンダーヘッドに取り付けられるとき見え続けるプラグの部分に火花間隙の位置の印を付け、次いでプラグが取り付けられた後その印が向いている方向を書き留めることによってインデックスを付けられる。プラグは次いで、取り外され、追加の座金とともにシリンダーヘッドに再取り付けされて、締め付けられたプラグの向きは、火花間隙をバルブの方へ向けるために変更されるようになる。シェルのねじ部に対する間隙の向きは、ランダムな可能性があるので、そのようなインデックス付けは典型的には、各プラグについて個別に行われる。

点火プラグは、シリンダーヘッドの表面に隣接して接地ストラップを配置するように構成され、その結果、接地ストラップ上の炭素蓄積は、接地ストラップをシリンダーヘッドに結合させる可能性がある。従って、点火プラグの取り外しは、接地ストラップが接地シールドから引き離されるようになり、シリンダーヘッド内に留まる原因になる可能性がある。

従って、容易にインデックスを付けられ、シリンダーヘッドから取り外されるように構成される点火プラグを提供することは、望ましい。

本発明の限定されない例となる実施形態によれば、点火プラグケーシングが、提供される。点火プラグケーシングは、ナット部分から延びる第１の管状部分を含む。第１の管状部分は、第１の断面寸法および点火プラグケーシングをシリンダーヘッドに取り付けるように構成されるねじ締結部を有する。ケーシングはさらに、第２の断面寸法を有する第２の管状部分を含む。第２の断面寸法は、第１の断面寸法よりも小さい。第２の管状部分は、シリンダーヘッドを通り過ぎて燃焼室の方へ延びるように構成される。ケーシングはさらに、第１の管状部分と第２の管状部分との間に連結される集束シェル部分を含む。ナット部分、第１の管状部分、第２の管状部分および集束シェル部分は単体シェルを構成し、この単体シェルは、統合デバイスとしてシリンダーヘッドから取り外されるように構成される。ケーシングはさらに、第３の断面寸法を有する接地ストラップを含む。第３の断面寸法は、第２の断面寸法よりも小さい。接地ストラップは、集束シェル部分の反対側の第２の管状部分の先端部分内に受け入れられて、接地ストラップおよびシリンダーヘッドは、炭素の蓄積が接地ストラップをシリンダーヘッドに結合させるのを防止するために互いに対して間隔をあけられた関係にあるようになる。

本発明の別の限定されない例となる実施形態によれば、点火プラグが、提供される。点火プラグは、中心電極と、中心電極の周囲に配置された絶縁体と、絶縁体の周囲に配置された点火プラグケーシングとを含む。点火プラグケーシングは、ナット部分から延びる第１の管状部分を含む。第１の管状部分は、第１の断面寸法および点火プラグケーシングをシリンダーヘッドに取り付けるように構成されるねじ締結部を有する。ケーシングはさらに、第２の断面寸法を有する第２の管状部分を含む。第２の断面寸法は、第１の断面寸法よりも小さい。第２の管状部分は、シリンダーヘッドを通り過ぎて燃焼室の方へ延びるように構成される。ケーシングはさらに、第１の管状部分と第２の管状部分との間に連結される集束シェル部分を含む。ナット部分、第１の管状部分、第２の管状部分および集束シェル部分は単体シェルを構成し、この単体シェルは、統合デバイスとしてシリンダーヘッドから取り外されるように構成される。ケーシングはさらに、第３の断面寸法を有する接地ストラップを含む。第３の断面寸法は、第２の断面寸法よりも小さい。接地ストラップは、集束シェル部分の反対側の第２の管状部分の先端部分内に受け入れられて、接地ストラップおよびシリンダーヘッドは、炭素の蓄積が接地ストラップをシリンダーヘッドに結合させるのを防止するために互いに対して間隔をあけられた関係にあるようになる。

本発明の限定されない例となる実施形態による、点火プラグケーシングを備える点火プラグを有するシリンダーヘッドの切り欠き斜視図である。 図１の点火プラグの側面平面図である。 線３−３に沿って取得されるような、図２の点火プラグの断面図である。 図２の点火プラグの軸方向図である。 図５は、図１の点火プラグケーシングの側面平面図である。

図５Ａは、図５の点火プラグケーシングの軸方向端面図である。
図５Ｂは、線５Ｂ−５Ｂに沿って取得されるような、図５Ａの点火プラグケーシングの断面図である。
線６−６に沿って取得されるような、図４の接地ストラップの断面図である。 線７−７に沿って取得されるような、図４の接地ストラップの断面図である。 本発明のさまざまな例となる代替実施形態による接地ストラップの軸方向図である。 本発明のさまざまな例となる代替実施形態による接地ストラップの軸方向図である。 本発明のさまざまな例となる代替実施形態による接地ストラップの軸方向図である。 本発明のさまざまな例となる代替実施形態による接地ストラップの軸方向図である。

本発明の例となる実施形態は、容易にインデックスを付けられ、シリンダーヘッドから取り外されるように構成される点火プラグケーシングを有する点火プラグを対象とする。これらの実施形態では、ケーシングは、単体シェルおよびシェルに取り付けられる接地ストラップを有する。しかしながら、接地ストラップは代わりに、単体シェルの統合部分であってもよいと考えられる。

図１を参照すると、シリンダーヘッド１２内に取り付けられた点火プラグ１０の切り欠き斜視図が、示される。点火プラグは、高ねじ部（「ＨＴ」）設計によるケーシング１４を有し、それは、台座の下に配置されて、ケーシングを台座へ引きつけるよりもむしろ、シリンダーヘッドの台座１８の上に配置されて、ケーシングの一部分を台座に押しつけるように構成されるねじ締結部１６を含む。従って、燃焼ガスは、エンジンの燃焼室内により効果的に密閉され、エンジン設計を最適化するために、例えばより大きなバルブの取り付けのために、より広い空間が、燃焼室内で利用できる。

図２から４を参照すると、点火プラグは、中心電極２０と、中心電極の周囲に配置された絶縁体２２と、絶縁体の周囲に配置されたケーシング１４とを含む。
図５、５Ａおよび５Ｂを参照し、本発明の例となる実施形態によれば、ケーシングは、ナット部分２８およびナット部分から延びる第１の管状部分３０と一体的に形成された単体シェルである。第１の管状部分は、第１の断面寸法およびケーシングをシリンダーヘッドに取り付けるように構成されるねじ締結部１６を有する。

ケーシングはさらに、第１の断面寸法よりも小さい第２の断面寸法を有する一体的に形成された第２の管状部分３２を含む。第２の管状部分は、シリンダーヘッドを通り過ぎて燃焼室の方へ延びるように構成される。

ケーシングはさらに、第１の管状部分と第２の管状部分との間に連結される一体的に形成された集束シェル部分３４を含む。集束シェル部分は、エンジンの燃焼室内に燃焼ガスを密閉するためにシリンダーヘッドの台座１８内に受け入れられるように構成される。描写される実施形態では、集束シェル部分は、ケーシングの２つの連続した切頭円錐形部分から形成される。しかしながら、集束シェル部分は代わりに、２つよりも多いもしくは少ない切頭円錐形部分から形成される、または第１の管状部分から第２の管状部分まで断面寸法が次第に減少するいろいろな他の適切な形状を有してもよいと考えられる。

ケーシングはさらに、単体シェルに固定され、集束シェル部分の反対側の第２の管状部分の先端部分２６から延びる、別々に形成された接地ストラップ２４（例えば図６および７を参照）を含む。図６および７で例示される接地ストラップは、リング部分３６およびリング部分を横切って（例えば、１つの部分から別の部分まで）延びるアーチ状ループ３８を有する。アーチ状ループおよび中心電極は、それらの間で火花間隙を画定するために互いに対して間隔をあけられた関係にある。リング部分は、第２の管状部分の第２の断面寸法よりも小さい第３の断面寸法を有して、第２の管状部分の先端部分が、リング部分をその中に受け入れるように構成されるようになる。例示されるように、第２の管状部分の先端部分は、台座４０およびリム部分４２を含む。リング部分は、台座内に受け入れられ、台座とリム部分との間でかしめられる。従って、リム部分４２は、リング部分３６を覆ってかしめられて、それを単体シェルに固定する。接地ストラップは代わりに、スポット溶接、ろう付け、レーザー溶接または他の適切な取り付け方法によってリム部分に固定して取り付けられてもよいとさらに考えられる。

従って、接地ストラップおよびシリンダーヘッドは、炭素が接地ストラップ上に蓄積し、接地ストラップをシリンダーヘッドに結合させるのを防止するために互いに対して間隔をあけられた関係にある。このようにして、点火プラグは、接地ストラップまたはケーシングの他の部分がシリンダーヘッド内に留まったままになることなく、シリンダーヘッドから取り外されるように構成される。

ケーシング、絶縁体および電極は、一緒にあらかじめ組み立てられ、次いで接地ストラップをケーシングに所定の位置で取り付けるために固定具内に置かれるように構成される。従って、火花間隙は、点火プラグの他の部分に対して所定の位置に設置され、火花間隙の位置を決定するステップは、点火プラグにインデックスを付けるときに排除される。言い換えれば、接地ストラップは、プラグのその他の部品の組み立て後に追加されることになり、プラグのインデックス付けは、点火プラグの最終組み立て後に行われることになる。

この限定されない実施形態では、接地ストラップは別々に形成されるので、接地ストラップは、高ニッケル合金で作られ、第１の長さを有する。さらに、第２の管状部分は、高ニッケル合金よりも低コストの金属で作られ、第１の長さよりも大きい第２の長さを有する。従って、ケーシングおよび接地ストラップは、点火プラグの全体の材料コストを低減する。

次に図８〜１１を参照すると、代替接地ストラップの軸方向図が例示され、ここで接地ストラップは、中心で開口する（図８および９）、伝統的な「Ｊ」ストラップ（図１０）または開口がその中に提供される交差部材（図１１）であってもよい。この場合もまた、別々に形成される接地ストラップは、より高コストの材料から形成され、より低コストの材料の統合ケーシングに別々に固定されて、点火プラグの全体のコストを低減する。上で論じられるように、代替接地ストラップの各々は、台座４０内に受け入れられ、部分４２がその上にかしめられるリング部材３６を有することになる。従って、代替接地ストラップのさまざまな実施形態はすべて、台座４０内に受け入れられ、係合される部分に依存しないことになる。各々の内容がそれの参照により本明細書に組み込まれる、次の特許第５，９１８，５７１号、第５，６９７，３３４号および第６，１０４，１３０号の参照もまた行われ、そこで前述の特許は、本発明の例となる実施形態とともに使用されると考えられるさまざまな接地ストラップ構成を例示する。

本発明は、例となる実施形態を参照して述べられたが、本発明の範囲から逸脱することなく、さまざまな変形が、行われてもよく、等価物が、それらの要素と置き換えられてもよいことが当業者には理解されよう。加えて、多くの変更が、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために行われてもよい。従って、本発明は、この発明を実行するために考えられるベストモードとして開示される特定の実施形態に限定されず、本発明は、本出願の範囲内に収まるすべての実施形態を含むことが意図される。

Claims (16)

1. ナット部分と、
   前記ナット部分から延びる第１の管状部分であって、第１の断面寸法および点火プラグケーシングをシリンダーヘッドに取り付けるように構成されるねじ締結部を有する、第１の管状部分と、
   第２の断面寸法を有する第２の管状部分であって、前記第２の断面寸法は、前記第１の断面寸法よりも小さく、前記第２の管状部分は、前記シリンダーヘッドを通り過ぎて燃焼室の方へ延びるように構成される、第２の管状部分と、
   前記第１の管状部分と前記第２の管状部分との間に連結される集束シェル部分であって、前記ナット部分、前記第１の管状部分、前記第２の管状部分および前記集束シェル部分は単体シェルを構成し、前記単体シェルは、統合デバイスとして前記シリンダーヘッドから取り外されるように構成される、集束シェル部分と、
   第３の断面寸法を有する接地ストラップであって、前記第３の断面寸法は、前記第２の断面寸法よりも小さく、前記接地ストラップは、前記集束シェル部分の反対側の前記第２の管状部分の先端部分内に受け入れられて、前記接地ストラップおよび前記シリンダーヘッドは、炭素の蓄積が前記接地ストラップを前記シリンダーヘッドに結合させるのを防止するために互いに対して間隔をあけられた関係にあるようになる、接地ストラップとを含む、点火プラグケーシング。
2. 請求項１に記載の点火プラグケーシングにおいて、前記第２の管状部分の前記先端部分は、前記接地ストラップを受け入れるように構成される台座を有する、点火プラグケーシング。
3. 請求項２に記載の点火プラグケーシングにおいて、前記接地ストラップは、リング部分および前記リング部分を横切って延びるアーチ状ループを有し、前記リング部分は、前記台座内に配置され、前記アーチ状ループおよび前記中心電極は、それらの間で火花間隙を画定するために互いに対して間隔をあけられた関係にある、点火プラグケーシング。
4. 請求項３に記載の点火プラグケーシングにおいて、前記第２の管状部分の前記先端部分は、前記台座を通り過ぎて延びるリム部分を有し、前記リム部分は、前記リング部分に取り付けられる、点火プラグケーシング。
5. 請求項４に記載の点火プラグケーシングにおいて、前記リム部分は、前記リング部分に溶接される、点火プラグケーシング。
6. 請求項４に記載の点火プラグケーシングにおいて、前記リング部分は、前記リム部分と前記台座との間でかしめられる、点火プラグケーシング。
7. 請求項１に記載の点火プラグケーシングにおいて、前記接地ストラップは、高ニッケル合金で作られている、点火プラグケーシング。
8. 請求項７に記載の点火プラグケーシングにおいて、前記接地ストラップは、第１の長さを有し、前記第２の管状部分は、第２の長さを有し、前記第２の長さは、前記第１の長さよりも大きい、点火プラグケーシング。
9. 中心電極と、
   前記中心電極の周囲に配置された絶縁体と、
   前記絶縁体の周囲に配置された点火プラグケーシングであって、前記点火プラグケーシングは、ナット部分と、第１の管状部分と、第２の管状部分と、集束シェル部分と、接地ストラップとを有し、前記第１の管状部分は、前記ナット部分から延び、前記第１の管状部分は、第１の断面寸法および前記点火プラグケーシングをシリンダーヘッドに取り付けるように構成されるねじ締結部を有し、前記第２の管状部分は、第２の断面寸法を有し、前記第２の断面寸法は、前記第１の断面寸法よりも小さく、前記第２の管状部分は、前記シリンダーヘッドを通り過ぎて燃焼室の方へ延びるように構成され、前記集束シェル部分は、前記第１の管状部分と前記第２の管状部分との間に連結される、点火プラグケーシングとを含む点火プラグにおいて、前記ナット部分、前記第１の管状部分、前記第２の管状部分および前記集束シェル部分は単体シェルを構成し、前記単体シェルは、統合デバイスとして前記シリンダーヘッドから取り外されるように構成され、前記接地ストラップは、第３の断面寸法を有し、前記第３の断面寸法は、前記第２の断面寸法よりも小さく、前記接地ストラップは、前記集束シェル部分の反対側の前記第２の管状部分の先端部分内に受け入れられて、前記接地ストラップおよび前記シリンダーヘッドは、炭素の蓄積が前記接地ストラップを前記シリンダーヘッドに結合させるのを防止するために互いに対して間隔をあけられた関係にあるようになる、点火プラグ。
10. 請求項９に記載の点火プラグにおいて、前記第２の管状部分の前記先端部分は、前記接地ストラップを受け入れるように構成される台座を有する、点火プラグ。
11. 請求項１０に記載の点火プラグにおいて、前記接地ストラップは、リング部分および前記リング部分を横切って延びるアーチ状ループを有し、前記リング部分は、前記台座内に配置され、前記アーチ状ループおよび前記中心電極は、それらの間で火花間隙を画定するために互いに対して間隔をあけられた関係にある、点火プラグ。
12. 請求項１１に記載の点火プラグケーシングにおいて、前記第２の管状部分の前記先端部分は、前記台座を通り過ぎて延びるリム部分を有し、前記リム部分は、前記リング部分に取り付けられる、点火プラグケーシング。
13. 請求項１２に記載の点火プラグケーシングにおいて、前記リム部分は、前記リング部分に溶接される、点火プラグケーシング。
14. 請求項１２に記載の点火プラグケーシングにおいて、前記リング部分は、前記リム部分と前記台座との間でかしめられる、点火プラグケーシング。
15. 請求項９に記載の点火プラグにおいて、前記接地ストラップは、高ニッケル合金で作られている、点火プラグ。
16. 請求項１５に記載の点火プラグにおいて、前記接地ストラップは、第１の長さを有し、前記第２の管状部分は、第２の長さを有し、前記第２の長さは、前記第１の長さよりも大きい、点火プラグ。

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