JP2013096392A - レーザ点火装置 - Google Patents
レーザ点火装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013096392A JP2013096392A JP2011243286A JP2011243286A JP2013096392A JP 2013096392 A JP2013096392 A JP 2013096392A JP 2011243286 A JP2011243286 A JP 2011243286A JP 2011243286 A JP2011243286 A JP 2011243286A JP 2013096392 A JP2013096392 A JP 2013096392A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical element
- housing
- optical
- laser
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 351
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 74
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 66
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 36
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 34
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 30
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 16
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 16
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 13
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 6
- 230000002940 repellent Effects 0.000 claims description 3
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 abstract description 13
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 21
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 7
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P23/00—Other ignition
- F02P23/04—Other physical ignition means, e.g. using laser rays
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Lasers (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
【解決手段】励起光導入光学素子21、パルス光拡張光学素子15及びパルス光集光光学素子11を、それぞれの用途に応じた光学レンズと、略筒状のレンズ収容筐体部とで構成すると共に、ハウジング10、20の光学素子配設忌避領域(L1、L4)の先端側、又は、基端側に基準面(S1、S2、S3)として、光学素子収容空間101、106、201を区画すると共に、各光学素子11、15、21を基準面(S1、S2、S3)に対して弾性的に押圧せしめる。
【選択図】図1
Description
このため、ハウジングを内燃機関のシリンダヘッドにねじ込み固定したとき締め付けトルクによってハウジングに捻りを生じ、拡張レンズや集光レンズ等の光学素子に機械的ストレスが作用し、光軸に歪みを生じて所望の位置にレーザ光の集光が困難となったり、光軸の歪みによって入射光の反射率が変動し、出力エネルギの変動を招いたりして、着火が不安定となる虞がある。
この上、固体レーザ結晶を冷却するために、ペルチェ冷却素子と冷媒循環装置とを組み合わせた冷却装置をポンピング光源の周囲に配設した場合、特許文献2の図1等にあるように、細長く筒状に伸びるハウジングの基端側頭部に極めて体格の大きな固体レーザユニットが設けられることになる。
このため、実際の車両などに搭載する際には、シリンダヘッド上の搭載スペースが限られているので、シリンダヘッドへの搭載が困難となる。
特に、近年、プラグホールを細径化する傾向にあり、点火プラグの更なる小型化の欲求があり、レーザ点火装置においても、更なる小型化が望まれており、頭部の体格が大きくなるのは、かかる要求に逆行するものである。
加えて、細長く伸びるハウジングの頭部に体格の大きな固体レーザユニットがあると、外部からの振動や衝撃が負荷されたときにハウジングに対して負荷される慣性モーメントが必然的に大きくなり、固体レーザユニットと集光レンズとを結ぶ光軸に歪みを生じ、適切な位置に集光できなくなり、着火が不安定となる虞もある。
また、特許文献3の他の実施例にあるように、内部スリーブとケーシングに設けた段部によって略平板状の燃焼室窓の外周縁を挟持した場合、このような燃焼室窓の脱落は回避することができるが、不可避的に燃焼室窓が段部よりも基端側に引き込んだ形状となっている。
このため、燃焼室内に発生する筒内気流や、燃料噴霧が燃焼室窓の表面を通過する際に、燃焼室窓と段部との段差によって渦流が発生し、未燃の燃料や、煤等が段部の内側に堆積し、いわゆるデポジットを形成する虞がある。
このようなデポジットは、徐々に燃焼室窓の外周縁から中心に向かって広がり、燃焼室窓を通過するレーザ光の光軸を歪ませ、やがて正常な点火をできなくする虞があり、デポジットに起因する点火異常は、特許文献1〜3にあるような従来のレーザ点火装置のいずれにも共通する問題である。
上記励起光導入光学素子、上記パルス光拡張光学素子及び上記パルス光集光光学素子の各光学素子を、それぞれの用途に応じた特定の入射角で入光した光を特定の出射角で出光するよう調整した光学レンズと、内側に該光学レンズを収容・保持し、基準面に対して該光学レンズの焦点の位置決めを図るべく両端面を中心軸に対して直交するよう精度良く加工した略筒状のレンズ収容筐体部とで構成すると共に、
上記ハウジングに設けたネジ部の先端から該ネジ部を締め付けるための六角部の基端までの間を光学素子配設忌避領域とし、該忌避領域の先端側、又は、基端側に基準面を設けて、上記光学素子を収容する光学素子収容空間を区画すると共に、該光学素子収容空間の内側に収容された光学素子を上記基準面に対して弾性的に押圧せしめる。
加えて、上記光学素子が、上記光学素子収容空間の基準面に対して弾性的に押圧されているので、各光学素子の焦点と上記基準面との距離を常に一定に保つことができる。
したがって、上記レーザ共振器とその周囲を覆うハウジングとの熱膨張差によって、レーザ共振器に熱ストレスが作用して光軸に歪みを生じるのを抑制できる。
しかも、上記レーザ共振器の温度上昇が抑制されるので、レーザ媒質の温度上昇に伴う発振周期の変動も抑制され、より安定した着火を実現できる。
さらに、上記Oリングの弾性力によって水密性を確保しているので、上記冷却器を上記ハウジングに対して着脱可能となっているので、メンテナンスが容易である。
また、上記冷却器は内側に区画した環溝状の冷却水路の内側に、外部に設けた熱交換機によって冷却した冷媒を周回させるので、構造が簡易で、搭載スペースの少ないプラグホールの内側にも容易に載置することができる。
レーザ点火装置1は、外部に設けた励起光源50と、内燃機関40に設けられ、励起光源50から光ファイバ29を介して伝送された励起光LSRPMPを所定の出光径に調整して出光する励起光導入光学素子21と、励起光導入光学素子21から出光された励起光LSRPMPの導入により、エネルギ密度の高いパルス光LSRPLSとして発振するレーザ共振器18と、レーザ共振器18から発振されたパルス光LSRPLSのビーム径を拡張するパルス光拡張光学素子15と、パルス光拡張光学素子15によって拡張されたパルス光LSRPLSを内燃機関40の燃焼室400内の集光点FPに集光するパルス光集光光学素子11と、パルス光集光光学素子11を保護する光学窓部材12と、これら(11、12、15、18、21)を内燃機関40のシリンダヘッド440に設けたプラグホール441内に保持する略筒状のハウジング10、20とを具備し、燃焼室400内にエネルギ密度の高い火炎核を発生させて混合気の点火を行う。
第1のハウジング10を内燃機関40に固定するために第1のハウジング10に設けた第1のネジ部104と第1のネジ部104を締め付けるための第1の六角部105との間を第1の光学素子配設忌避領域L1とし、第1のハウジング10と第2のハウジング20とを連結するために第2のハウジング20に設けた第2のネジ部204と第2のネジ部204を締め付けるための第2の六角部205との間を第2の光学素子配設忌避領域L4とし、第1の光学素子配設忌避領域L1の先端側を第1の基準面S1としてその先端側にパルス光集光光学素子11を収容する第1の光学素子収容空間101を区画し、第1の光学素子配設忌避領域L1の基端側を第2の基準面S2としてその基端側にパルス光拡張光学素子15を収容する第2の光学素子収容空間203を区画し、第2の光学素子配設忌避領域L4の基端側を第3の基準面S3として励起光導入光学素子21を収容する励起光導入光学素子収容空間201を区画し、第2の光学素子配設忌避領域L4内に区画した共振器収容空間202内にレーザ共振器18を摺動可能に配設すると共に、パルス光拡張光学素子15との間にバネ部材からなる弾性体16を配設し、レーザ共振器18の基端側端面181を第3の基準面S3に当接する励起光導入光学素子21の下端面214に接するように弾性的に押圧すると共に、パルス光拡張光学素子15の下端面151を第2の基準面S2に弾性的に押圧する。
また、第1の光学素収容空間101内に収容したパルス光集光光学素子11を第1の基準面S1に対して弾性的に押圧する押圧手段として、第1のハウジング10の一部を利用して、熱膨張係数が第1のハウジング10の熱膨張係数よりも大きい部材からなり略環状の弾性部材(プレート)14を介して、光学窓部材12の外周に設けた傾斜面121を外周側から包み込むように覆いつつ、基端側方向の成分を有して押圧する包み加締め部102が形成されている。
光学窓部材12の先端面121が包み加締め部102の先端面と面一に位置しているので、燃焼室400内を流れる筒内気流TMBが光学窓部材12の表面121を通過する際に、淀みを生じることがなく、その表面に付着した未燃燃料や煤等のデポジットを形成する物質を吹き飛ばすので、常に、光学窓部材12の表面121が清浄に保たれ、デポジットの堆積による光軸の歪みを回避し、安定した着火を確保できる。
熱加締め部103によって軸方向に圧縮応力が発生し、燃焼室400内の混合気が爆発燃焼したときの熱によって、第1のハウジング10が膨張したとしても、熱加締め部103の軸力によって、包み加締め部102の保持力が補われ、光学窓部材13と共にパルス光集光光学素子12が第1の基準面S1に対して弾性的に押し圧された状態を保持されるので、パルス光集光光学素子12の緩みによって光軸が歪むことがなく、安定した着火を維持できる。
したがって、レーザ共振器18とその周囲を覆う第1のハウジング10、第2のハウジング20との熱膨張差によって、レーザ共振器18に熱ストレスが作用して光軸に歪みを生じるのを抑制できる。
しかも、レーザ共振器18の温度上昇も抑制されるので、レーザ媒質の温度上昇に伴うパルス光LSRPLSの発振周期の変動も抑制され、より安定した着火を実現できる。
さらに、Oリング19、24の弾性力によって水密性を確保しているので、冷却器26を第1のハウジング10、第2のハウジング20に対して着脱可能となっているので、メンテナンスが容易である。
また、冷却器26は内側に区画した環溝状の冷却水路265内に、外部に設けた熱交換機によって冷却した冷媒を周回させるので、構造が簡易で、搭載スペースの少ないプラグホール441内にも容易に載置することができる。
なお、本図中、冷却冷媒WCLDは、熱交換器60によって冷却され、冷却器26に導入される冷媒を示し、受熱冷媒WHTDは、冷却水路265内を通過し、レーザ共振器18で発生した熱を吸収して冷却器26から排出され熱交換器60に導入される冷媒を示す。
シートリング130と、光学窓部材12との当接面124、131は、基端側に向かって径小となる傾斜面状に形成してある。
また、熱交換器60は、レーザ共振器18を所定温度以下、例えば40℃以下に保持できるだけの冷却水の熱交換が可能であれば、如何なる構成のものを用いても構わないが、例えば、図1に示すように、循環ポンプPMPとペルチェ素子PELとエンジン冷却用ラジエータや冷却ファン等とを組み合わせて構成することができる。
ペルチェ素子PELは、2種類の金属の接合部に電流を流すと、一方の金属から他方へ熱が移動するペルチェ効果を利用した略平板状の半導体光学素子であり、循環ポンプPMPを用いて冷却水排出路28を介して環流された排熱水WHTDをペルチェ素子PELの冷却面に接触させ、例えば、30℃以下の冷却水WCLDとして冷却水導入路27を介して冷却器26に導入し、ペルチェ素子PELで発生した熱は、エンジン冷却水との熱交換や、冷却ファン等によって排出することができる。
なお、エンジン冷却水が、レーザ共振器18の温度を例えば、40℃以下に保つのに充分な冷却効果を有する場合や、レーザ共振器18の光光変換効率の向上により、レーザ共振器18の発熱量が低下した場合等には、ペルチェ素子による熱交換を廃して、より簡素な構造とすることもできる。
なお、図2においては、第1のハウジング10の先端側を上に、基端側を下に向けて示し、パルス光集光光学素子収容部101内に収容する順に、下からパルス光集光光学素子11、シートリング13、光学窓部材12、プレート14を並べて示してある。
また、集光レンズ筐体111の外周面は、集光光学素子収容空間101の内周面に対して、摺動可能な程度の極僅かなクリアランスを設けて当接しており、集光レンズ110の光軸と第1のハウジング10の長手方向の中心軸とを一致させている。
集光レンズ110は、石英ガラス等の光学材料が用いられ、入光面と出光面とには、パルス光LSRPLSの反射を抑制のためのコーティングが施されている。
また、集光レンズ筐体111を、(d−2)に示すような雌雄の筐体111M、111Fからなる二重筒構造としても良い。このような構造とすることで、集光レンズ110の焦点位置の微調整を集光レンズ筐体111の両端面112、113の調整によって行うことができるので加工が容易な上に、加締め固定したときの軸力が集光レンズ110に直接負荷されないので、組み付け持におけるレンズの破損を回避することもできる。
なお、集光レンズ筐体111と集光レンズ110との間に、フッ素系ゴム、シリコン系ゴム等の耐熱性弾性部材からなる環状のシールリングを介装して気密性を向上させても良い。
また、以下に示す、パルス光拡張光学素子15、励起光導入光学素子21等の他の光学素子においても同様の筐体構造を取り、各光学素子の光軸とハウジングの中心軸とを一致させると共に、焦点距離を精度良く一定に維持することができる。
略筒状に形成されたハウジング基体100の先端側の内側には、パルス光集光光学素子収容部101が区画されており、中腹内側には、パルス光拡張光学素子収容部106が区画されており、基端側の内側には、第2のハウジング螺結部107、第2のハウジング収容部108が区画されている。
ハウジング基体100の先端側開口部周辺は、後述する方法によって加締めたときに、中心に向かって座屈し、包み加締め部102を形成し易いように薄肉に形成されている。
第1の基準面S1と第2の基準面S2との間は、光学素子配設忌避領域L1であると共に、パルス光拡張光学素子15とパルス光集光光学素子11との距離を一定とする役割を担っている。
第1のハウジング10の先端側外周には、第1のハウジングネジ部104及び第1のハウジング六角部105が設けられ、ガスケット30を介してシリンダヘッド440のネジ穴442に螺結されている。
図3(a)に示すように、第1のハウジング10のネジ部104を利用して固定型70に固定し、内側に略椀状の窪みを設けた加締め金型710を昇降装置71によって下降させると共に、包み加締め部102以外の部分が座屈しないよう、第1のハウジング10の外周を保持する外周保持金型720を横移動装置72によって側面方向から第1のハウジング10の外周面に当接させ、図3(b)に示すように、加締め金型710によって包み加締め部102を中心に向かって絞り込むように圧縮し、プレート14を介して光学窓部材12の先端側傾斜面123を押圧する包み加締め部102を形成する。
さらに、図3(c)に示すように、加締め金型710によって軸方向に加圧しつつ、外周保持金型720と固定型700とを電極とし、包み加締め部102と第1のネジ部104との間に電流を流し、薄肉部を発熱させ、軸方向に永久変形させることで熱加締め部103を形成する。
なお、図3(a−2)に示す外周保持金型720のように、薄肉部の形状を円形に保ったまま保持するようにしても良いし、図3(a−3)に示す外周保持金型720aのように、薄肉部を六角形に圧縮するように構成しても良い。
また、固定型70は作業性を考慮して、第1の固定型700、第2の固定型701の二重構造とし、第1のハウジング10の着脱を容易にしても良い。
第2のハウジング20は、アルミニウム合金等の金属材料を用いて、図4(a−1)に示すように、略筒状に形成された第2のハウジング基体200に、励起光導入光学素子収容空間201、光ファイバ固定部接続部201M、共振器収容部202、パルス光拡張光学素子収容空間203、第2のネジ部204、第2の六角部205、冷却器嵌合面206、Oリング用溝部207、第1のハウジング嵌合面208、Oリング用溝部209が形成されている。
励起光レンズ筐体213は、本図(a−2)に示すように、雌雄の筐体213M、213Fの二重筒構造をしており、内側に励起光導入レンズ210を収容し、励起光レンズ筐体213の先端側表面214と基端側表面215とが、励起光導入レンズ210の光軸に対して直交するよう精度良く加工されており、第3の基準面S3に励起光導入光学素子21を当接させたときに、所定の集光点FPに集光するよう位置決めの役割を果たす。
光ファイバ接続部材23は、略筒状で、第2のハウジング20の基端側端面を第4の基準面S4として、第2のハウジング20内に一定距離だけねじ込み固定される。
レーザ共振器18内に入射された励起光LZRPMPは、全反射鏡181と部分反射鏡183との間で共振器2内に入射された励起光LZRPMP(例えば、波長λPMP=808.5nm)は、レーザ媒質180を蛍光させ励起光よりも長い波長(例えば、波長λPLS=1064nm)のパルス光LZRPLSを誘導放出する。
共振増幅されたレーザ光が閾値を超えると可飽和吸収体182が受動Qスイッチとして作用し、瞬間的にエネルギ密度の高いパルス光LZRPLSが出射される。
パルス光拡張光学素子15は、レーザ共振器18から出射されたパルス光LSRPLSを、拡張する拡張レンズ150と、拡張レンズ150を収容する略筒状の拡張レンズ筐体151とからなる。
拡張レンズ筐体151は、本図(a−3)に示すように、雌雄の筐体151M、151Fの二重筒構造をしており、内側に拡張レンズ150を収容し、拡張レンズ筐体151の先端側表面155と基端側表面154とが、パルス光拡張レンズ150の光軸に対して直交するよう精度良く加工されており、第2の基準面S2にパルス光拡張光学素子15を当接させたときに、所定のビーム径に拡張してパルス光集光光学素子11に入光するよう位置決めの役割を果たす。
一方、第2のハウジング20の先端側からは、レーザ共振器18、カラー17、バネ部材16、励起光拡張光学素子15が、挿入され、第1のハウジング10と第2のハウジング20とを連結すると、本図(b)に示すように、先端側に配設したバネ部材16によって弾性的に押圧されて、レーザ共振器18は、基端側の励起光入射面181が、第3の基準面S3に支持された励起光導入光学素子21の先端面214に当接した状態となり、パルス光拡張光学素子15は、先端面151が第2の基準面S2に弾性的に当接した状態となっている。
各光学素子11、15、21は、それぞれの筐体111、151、213の外周面がそれぞれの収容空間101、203、201の内周面に保持され、かつ、それぞれの筐体の端面112、155、214が、それぞれの基準面S1、S2、S3に当接しているので、各光学素子11、15、21の光軸が一致し、しかも、光学素子間の距離L1、L2が一定に保持されている。
さらに、バネ部材16のプリロード荷重(±kX:kはバネ定数、Xは自由端からの変位量)は、内燃機関の作動によって生じる加速度の積よりも大きくなるように設定してある。
具体的には、バネ部材16のバネ常数kを、バネ部材16の質量を含めた系の単振動周波数が内燃機関の仕様回転数によって決まる固有振動数よりも大きくなるように設定する。
即ち、内燃機関の作動によって発生する加振加速度をG(m/s2)、バネに負荷する質量をM(kg)とすると、プリロード荷重は、kX>MG(N)となるよう設定する。
また、内燃機関の最大回転数をN(rpm)、バネの固有振動数をf(Hz)とすれば、f>N60、かつ、f>(1/2π)・{√(k/M)}となるよう設定するのが望ましい。
図5に示すように、冷却器26は、ステンレス等の金属材料を用いて略筒状に形成した冷却器基体260の内側に冷却水路265を区画すべく、外周方向に向かって窪んだ環状溝(265)が形成され、外部に設けた熱交換器60に接続する冷却水導入路27、冷却水導出路28との接続を図るべく、冷却器基体260の基端側上面から環状溝(265)に連通する導入用貫通孔261、導出用貫通孔262が穿設され、それぞれに、冷却水導入管部270、冷却水導出管部280が挿通され、導入管ネジ部271、導出管ネジ部281によって固定されている。この際、適宜シール部材等により水密性が確保されている。
また、冷却水路265は、冷却器26の冷却器基体260のみに区画されるのではなく、冷却器基体260の内周壁の一部を外径方向に向かって窪ませた断面略コ字形の環状溝と第1のハウジング10の第1の冷却器勘合面109及び第2のハウジング20の第2の冷却器勘合面207とによって区画されており、冷却水路265内を流れる冷媒は、第1のハウジング10及び第2のハウジング20の表面に直接触れることになるので、熱交換効率が高い。
冷却器基体260の基端側内周面263は、第2のハウジング20の基端側に設けた冷却器嵌合面207と摺動可能な程度の僅かな間隙を生じるように形成され、先端側内周面266は、第1のハウジングに設けた冷却器嵌合面109と摺動可能な程度の僅かな間隙を生じるように形成されており、冷却器26と第1のハウジング10及び第2のハウジング20との間隙は、環状溝267内に介装されたOリング25、及び、環状溝207内に介装されたOリング24とによって弾性的に封止され、水密性が確保されている。
また、第1のハウジング10と第2のハウジング20との間隙は、Oリング19によって弾性的に封止され、水密性が確保されている。
なお、本実施形態においては、冷却水導入管27及び、冷却水導出管28を冷却器基体260に螺子締め固定した例を示したが、水密性が確保されれば、ロウ付けその他の如何なる固着方法で固定しても良い。
また、冷却水導入管270、冷却水導出管280と、熱交換器60との接続は、特に限定するものではなく。継ぎ手、可撓性管等の公知の配管手段を用いて適宜行う。
さらに、冷却器基体260の先端側外周には、先端先細りとなるように傾斜したガイド面268が形成され、プラグホール内への挿入が容易となっている。
先ず、第1の効果について説明する。本図(a)に示すように、本発明の実施例においては、第1の光学素子配設忌避領域L1の先端側に第1の基準面S1が設けられ、基端側に第2の基準面S2が設けられパルス光集光光学素子11とパルス光拡張光学素子15とが、それぞれの基準面S1、S2に弾性的に押圧された状態で、光学素子配設忌避領域L1を避けるように配設されている。
このため、第1のハウジング10のネジ部104をシリンダヘッド440の雌ネジ部442に組み付ける際に、第1のハウジング10を捻るような方向に締め付けトルクが作用しても、雄ねじ部104に負荷された締め付け荷重や、六角部105に負荷された回転方向のネジ締め力は、それぞれの光学素子11、15に作用することがないので、パルス光集光光学素子11とパルス光拡張光学素子15との間で光軸のズレを起こす虞がない。
加えて、第1のハウジング10よりも熱膨張係数の大きい部材からなるシートリング130が光学窓部材12とパルス光集光光学素子11との間に介装されているので、燃焼時に、燃焼室400内の高温に晒されても、熱膨張に伴う第1のハウジング10の包み加締め部102による加締め力の低下を、第1のハウジング10よりも熱膨張の大きいシートリング14の熱膨張によって補われ、パルス光集光光学素子11が、常に第1の基準面S1に対して弾性的に押圧された状態が維持される。
したがって、常に一定のビーム径に拡張された状態でパルス光LSRPLSがパルス光拡張光学素子11に入射され、その結果、一定のエネルギ密度、焦点距離の位置に集光点FPが形成され、安定した着火を実現できる。
本発明によれば、光学窓部材12の先端面121が包み加締め部102の先端面と面一に位置しているので、燃焼室400内を流れる筒内気流TMBが光学窓部材12の表面121を通過する際に、淀みを生じることがなく、その表面に付着した未燃燃料や煤等のデポジットを形成する物質を吹き飛ばすので、常に、光学窓部材12の表面121が清浄に保たれ、デポジットの堆積によるパルス光LSRPLSの透過率の低下や、異常屈折による光軸の歪みが回避され、安定した着火を確保できる。
また、従来のレーザ点火装置1zでは、複数のレンズを組み合わせて集光レンズを構成しているのでそれぞれの寸法誤差が累積され、各レンズ間の距離にバラツキを生じ、パルス光の集光位置について個体差が大きくなる虞もある。
さらに、従来のレーザ点火装置1zでは、光学窓部材12zが、略平板状に形成されているので、必然的にハウジング10zの先端が、光学窓部材12zの出光面121zよりも先端側に位置することになる。
このため、ハウジング10zの先端と光学窓部材12zとの間に段部が形成され、燃焼室内を流れる筒内気流TMBが、光学窓部材12zの表面を流れる際に、段部の近傍に渦流を発生させ、その流速が低下し、段部に未燃燃料や、煤等が溜まり易くなり、デポジットを形成し、徐々にデポジットが拡散し、パルス光の透過率が低下したり、光軸が歪んだりして、着火が不安定となる虞がある。
本図に示すように、第2のハウジング20を第1のハウジング10に連結するために設けた第2のネジ部204の先端から、第2のネジ部を締め付けるために、第2のハウジングの中腹外周に設けた第2の六角部208の基端までの距離L4の範囲を第2の光学素子配設忌避領域とし、該忌避領域の基端側に第3の基準面S3を設けて、光学素子として、励起光導入光学素子21を収容する第3の光学素子収容空間201を区画し、第3の光学素子収容空間201内に収容される励起光導入光学素子21を第3の基準面S3に対して、弾性部材22を介して、光ファイバ接続部材23を利用して弾性的に押圧している。
このとき、共振器18から出射するパルス光LSRPLSがパルス光拡張光学素子15に入射する際には、平行光となっているので、第1のハウジング10と第2のハウジング20との組付け誤差や、寸法誤差、熱膨張によるレーザ共振器18の寸法変動等があっても、パルス光拡張光学素子15から出光するときに影響はない。
このため、レーザ共振器18を通過する際に光軸の歪が生じ難く、安定した着火を維持できる。
励起光LSRPMPの導入により、レーザ共振器18の温度が上昇したときにと第2のハウジング20との熱膨張率の差が大きい場合には、レーザ共振器18が第2のハウジング20内を摺動するのが困難となり、レーザ媒質180に歪みを生じる虞がある。
また、レーザ媒質180の温度上昇に伴い、レーザ共振器18から発振されるパルスレーザLSRPLSの発振周期が長くなり、一回の点火で発振されるレーザパルスのパルス数が減少し、着火が不安定となる虞がある。
しかし、本発明によれば、本図に示すように、共振器18の周囲、及び、基端側を取り囲むように区画された冷却水路265内を周回する冷却水26により、レーザ共振器18の温度が40℃以下の温度に維持できる。
したがって、レーザ共振器18と台2のハウジング20との熱膨張差による熱ストレスが抑制され、発振周期も安定化されるので、極めて安定した着火を維持できる。
また、本発明では、少なくとも、レーザ共振器18の基端側に冷却器26か装着されるので、自然法則にしたがって、基端側に放出される熱を効果的に吸収することができる。
なお、本図において、図の上方が先端側、下方が基端側として記載してある。
上記実施形態においては、光学窓部材12を第1のハウジング10の先端側の一部を利用して包み加締め部102、熱加締め部103を形成した例について説明したが、本実施形態においては、第1のハウジング10aとは別体に設けて、熱膨張係数が第1のハウジング10aの熱膨張係数よりも大きい部材からなり略環状の弾性部材(シートリング)13aを介して、光学窓部材12の外周に設けた傾斜面124aを外周側から包み込むように覆いつつ、基端側方向の成分を有して押圧する包み加締め部102aを形成し、さらに、第1のハウジング10の先端に設けた溶接部103aにより、シートリング13aを固定した点が相違する。
また、本実施形態においては、光学窓部材12aとシートリング13aとをロウ付け固定してある。
本図(a)に示すように、シートリング13aは、略筒状で、内周面には、光学窓部材12aの基端側傾斜面124aの傾斜に合わせた傾斜面131aが形成され、さらに、ロウ材133を載置するための環状溝132aが形成され、先端側は、包み加締め部102aを形成するために薄肉に形成してある。
本図(b)に示すように、シートリング13aに光学窓部材12aとロウ材133とを配置し、シートリング13aを加熱する。
本図(c)に示すように、加熱によりロウ材133が、光学窓部材基体120aとシートリング13aとの間隙に浸透し、互いに密着固定される。
次いで、本図(d)に示すように、シートリング13a、光学窓部材12a、プレート14aを配設し、固定型70aに固定し、内側に略椀状の窪みを設けた加締め金型710aを昇降装置71によって下降させ、加締め金型710aによって包み加締め部102aを中心に向かって絞り込むように圧縮し、プレート14aを介して光学窓部材12aの先端側傾斜面123aを押圧する包み加締め部102aを形成する。
次いで、本図(e)に示すように、第1のハウジング10aのパルス光集光光学素子収容空間101a内に、パルス光集光光学素子11、シートリング13aに包み加締め固定された光学窓部材12aを収容し、本図(f)に示すように、第1のハウジング10aの先端とシートリング13aとをレーザ溶接によって固定する。
本実施形態においては、本図に示した要部以外は、上記実施形態と同様の構成であり、いずれの構成においても、第1の光軸歪み抑制手段としての要件を満たすべく、ハウジングネジ部104よりも先端側に第1の基準面S1が設けられており、光学窓部材12と包み加締め部102との間に略環状に形成した弾性部材からなるプレート14を介して、気密に封止固定されている点は共通している。
このような構成とすることによって、第1の実施形態と同様、パルス光集光光学素子11及び光学窓部材12cをネジ部104よりも先端側に設けた第1の基準面S1よりも先端側で保持することにより、第1のハウジング10をシリンダヘッドに組み付けたときに、組み付けトルクがパルス光集光光学素子11及び光学窓部材12cに作用せず、光軸の歪みが生じ難くなっており、また、筒内気流TMBを利用して保護用ガラス120cの出光面121cのセルフクリーニングが可能である。
加えて、本実施形態では、包み加締め部102と保護用ガラス120cとの境界にデポジットが堆積したとしても、出光面121cが、デポジットよりも先端側に突出して設けられているので、デポジットはその外周側に留まり、出光面121cへの堆積を確実に抑制することができる。
さらに、本図(b)に示す、変形例10dでは、上記第2の実施形態と同様の効果に加え、本図(a)に示した変形例10cと同様の効果が期待できる。
さらに、本図(d)に示す変形例10fのように、光学窓部材12fの外径を階段状に変化させた段差部123fを形成して、包み加締め部102f及びレーザ溶接部103fによって加締め固定する構成としても良い。このような構成によっても、上記第2の実施形態と同様の効果が期待できる。
ただし、図10(c)、(d)、(e)に示した実施例10e、10f、10gでは、光学窓部材13e、13f、13gの加工が困難な上に、段差部123e、123f、123gに応力集中が起こり、加締め工程や、使用中に、光学窓部材13e、13f、13gが破損し易くなる虞があり、図1、図9、図10(a)、(b)に示した実施例10、10b、10c、10dのように、光学窓部材13、13a、13b、13c、13dを円錐台形状に形成するのが望ましい。
このような構成とすることにより、加工が容易である点に加え、加締め工程における機械的ストレスや、使用中の熱ストレスに対して応力集中を防ぎ、光学窓部材13、13a、13b、13cの破損を回避し、より高い耐久性を示すようにすることもできる。
上記実施形態においては、冷却器26の冷却水路形成溝265として、第2のハウジング20の励起光拡張光学素子21、及び、レーザ共振器18が収容された部分の外周を取り囲むように区画した例を示したが、本変形例1hにおいては、冷却器26hの冷却水路265h形成溝をレーザ共振器18よりも基端側のみを冷却するように形成してある点が相違する。
冷却器26hを小型化し、効率的にレーザ共振器18で発生した熱を放出させると共に、第1のハウジング10、第2のハウジング29へ負荷される慣性モーメントを小さくして、光軸の歪をさらに小さくすることができる。
また、本図に示すように、冷却器26hの基端側外周にネジ部269を形成して、シリンダヘッド440hに固定するようにしても良い。
このような構成とすることで、冷却器26hの脱落を防ぐこともできる。
10 第1のハウジング
101 パルス光集光光学素子収容空間
102 包み加締め部
103 熱加締め部
104 第1のネジ部
105 第1の六角部
106 パルス光拡張光学素子収容空間
11 パルス光集光光学素子
110 パルス光集光レンズ
111 集光レンズ筐体
12 光学窓部材
15 パルス光拡張光学素子
150 パルス光拡張レンズ
151 拡張レンズ筐体
18 レーザ共振器
180 レーザ媒質
181 全反射鏡
182 可飽和吸収体
183 部分反射鏡
20 第2のハウジング
201 励起光導光学素子収容空間
204 第2のネジ部
205 第2の六角部
21 励起光導入光学素子
210 励起光導入レンズ
213 励起光導入レンズ筐体
26 冷却器
265 環状冷却水路
29 光ファイバ
40 内燃機関
400 燃焼室
440 シリンダヘッド
441 プラグホール
50 励起光源
LSRPMP 励起光
LSRPLS パルス光
FP 集光点
L1 第1の光学素子配設忌避領域
L4 第2の光学素子配設忌避領域
S1 第1の基準面
S2 第2の基準面
S3 第3の基準面
Claims (6)
- 少なくとも、外部に設けた励起光源と、内燃機関に設けられ、上記励起光源から光ファイバを介して伝送された励起光を所定の出光径に調整して出光する励起光導入光学素子と、該励起光導入光学素子から出光された励起光の導入により、エネルギ密度の高いパルス光として発振するレーザ共振器と、該レーザ共振器から発振されたパルス光のビーム径を拡張するパルス光拡張光学素子と、該パルス光拡張光学素子によって拡張されたパルス光を上記内燃機関の燃焼室の内側に集光するパルス光集光光学素子と、該パルス光集光光学素子を保護する光学窓部材と、これらを内燃機関のシリンダヘッドに設けたプラグホールの内側に保持する略筒状のハウジングとを具備し、燃焼室の内側にエネルギ密度の高い火炎核を発生させて混合気の点火を行うレーザ点火装置であって、
上記励起光導入光学素子、上記パルス光拡張光学素子及び上記パルス光集光光学素子の各光学素子を、それぞれの用途に応じた特定の入射角で入光した光を特定の出射角で出光するよう調整した光学レンズと、内側に該光学レンズを収容・保持し、基準面に対して該光学レンズの焦点の位置決めを図るべく両端面を中心軸に対して直交するよう精度良く加工した略筒状のレンズ収容筐体部とで構成すると共に、
上記ハウジングに設けたネジ部の先端から該ネジ部を締め付けるための六角部の基端までの間を光学素子配設忌避領域とし、該忌避領域の先端側、又は、基端側に基準面を設けて、上記光学素子を収容する光学素子収容空間を区画すると共に、該光学素子収容空間の内側に収容された光学素子を上記基準面に対して弾性的に押圧せしめたことを特徴とするレーザ点火装置。 - 上記ハウジングを第1のハウジングと第2のハウジングとで構成し、
該第1のハウジングを上記内燃機関に固定するために上記第1のハウジングに設けた第1のネジ部と、該第1のネジ部を締め付けるための第1の六角部との間を第1の光学素子配設忌避領域とし、
上記第1のハウジングと上記第2のハウジングとを連結するために上記第2のハウジングに設けた第2のネジ部と、該第2のネジ部を締め付けるための第2の六角部との間を第2の光学素子配設忌避領域とし、
上記第1の光学素子配設忌避領域の先端側を第1の基準面として、その先端側に上記パルス光集光光学素子を収容する第1の光学素子収容空間を区画し、
上記第1の光学素子配設忌避領域の基端側を第2の基準面として、その基端側に上記パルス光拡張光学素子を収容する第2の光学素子収容空間を区画し、
上記第2の光学素子配設忌避領域の基端側を第3の基準面として、上記励起光導入光学素子を収容する励起光導入光学素子収容空間を区画し、
上記第2の光学素子配設忌避領域の内側に区画した共振器収容空間の内側に上記レーザ共振器を摺動可能に配設し、かつ、上記パルス光拡張光学素子との間にバネ部材からなる弾性体を配設し、上記レーザ共振器の基端側端面を上記第3の基準面に当接する上記励起光導入光学素子の下端面に接するように弾性的に押圧すると共に、上記パルス光拡張光学素子の下端面を上記第2の基準面に弾性的に押圧せしめた請求項1に記載のレーザ点火装置。 - 上記パルス光集光光学素子を保護する上記光学窓部材の先端側表面が、上記ハウジングの先端面と面一、又は、より先端側に位置するように、
上記光学窓部材の外周を先端に向かって径小となるように、連続的に縮径する傾斜面有する略円錐台形状、又は、段階的に縮径する段差面を有する段付き円柱状に形成すると共に、
上記光学素収容空間の内側に収容した光学素子を上記基準面に対して弾性的に押圧する押圧手段として、上記ハウジングの一部を利用して、又は、上記ハウジングとは別体に設けて、熱膨張係数が上記ハウジングの熱膨張係数よりもを大きい部材からなり略環状の弾性部材を介して、上記光学窓部材の外周に設けた上記傾斜面、又は、段差面を外周側から包み込むように覆いつつ、基端側方向の成分を有して押圧する包み加締め部を形成せしめた請求項1又は2に記載のレーザ点火装置。 - 上記ハウジングの上記基準面と上記包め加締め部との間に薄肉部を設けて、軸方向に圧縮しつつ加熱して永久変形させた熱加締め部を具備する請求項1ないし3のいずれかに記載のレーザ点火装置。
- 上記ハウジングの上記レーザ共振器の収容された位置の少なくとも基端側外周を覆うように上記ハウジングを構成する部材よりも熱伝導率の高い部材を用いて略環溝状の冷却水路を区画し、その基端側内周面と上記ハウジングの外周面との間隙と、その先端側内周面と上記ハウジングの外周面との間隙とに、弾性部材からなるOリングを介装して、水密性を確保しつつ、上記ハウジングに対して着脱可能に取り付けられた冷却器を具備し、外部に設けた熱交換機によって冷却された冷媒を上記冷却水路の内側に周回せしめた請求項1ないし4のいずれかに記載のレーザ点火装置。
- 上記光学窓部材と上記パルス光集光光学素子との間に弾性部材からなり、上記ハウジングの内周面にその外周面が当接する略環状の光学窓部材着座用部材を介装すると共に、該着座用部材と、上記光学窓部材との当接面を、基端側に向かって径小となる傾斜面状に形成した請求項1ないし5のいずれかに記載のレーザ点火装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011243286A JP5873689B2 (ja) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | レーザ点火装置 |
DE102012220143.2A DE102012220143B4 (de) | 2011-11-07 | 2012-11-06 | Laserzündvorrichtung |
US13/671,306 US9027523B2 (en) | 2011-11-07 | 2012-11-07 | Laser ignition apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011243286A JP5873689B2 (ja) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | レーザ点火装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013096392A true JP2013096392A (ja) | 2013-05-20 |
JP5873689B2 JP5873689B2 (ja) | 2016-03-01 |
Family
ID=48129142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011243286A Active JP5873689B2 (ja) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | レーザ点火装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9027523B2 (ja) |
JP (1) | JP5873689B2 (ja) |
DE (1) | DE102012220143B4 (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015001158A (ja) * | 2013-06-13 | 2015-01-05 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 光学素子封止構造体とその製造方法、及び、レーザ点火装置 |
JP2015228448A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | 京セラ株式会社 | レーザープラグ用絶縁基体およびレーザープラグ |
JP2016142193A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | レーザ点火プラグ及びその製造方法 |
JP2018003671A (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | 株式会社リコー | レーザ点火装置および放熱構造体 |
JP2018044452A (ja) * | 2016-09-12 | 2018-03-22 | 株式会社リコー | レーザ点火装置およびレーザ点火プラグ冷却手段 |
JP2018105215A (ja) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 株式会社リコー | 外付けユニット、およびレーザ点火装置 |
WO2018142730A1 (ja) | 2017-02-02 | 2018-08-09 | 日本電気硝子株式会社 | 外筒レンズ及びレーザー点火装置 |
EP3376021A1 (en) | 2017-03-16 | 2018-09-19 | Ricoh Company Ltd. | Laser device and internal combustion engine |
JP2018157191A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | 株式会社リコー | レーザ装置および内燃機関 |
JP2020045770A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 株式会社デンソー | レーザ点火プラグ |
JP2020148106A (ja) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 株式会社リコー | 光学装置、内燃機関及び内燃機関の製造方法 |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007041531A1 (de) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Robert Bosch Gmbh | Lasereinrichtung und Betriebsverfahren hierfür |
DE102011079017A1 (de) * | 2011-07-12 | 2013-01-17 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Laserzündkerze |
US20140136085A1 (en) * | 2012-11-15 | 2014-05-15 | Ford Global Technologies, Llc | Laser ignition and misfire monitor |
US20160040644A1 (en) * | 2012-11-15 | 2016-02-11 | Ford Global Technologies, Llc | Engine with laser ignition |
US9935420B2 (en) * | 2014-09-30 | 2018-04-03 | Ricoh Company, Ltd. | Laser device, ignition system, and internal combustion engine |
US9574541B2 (en) | 2015-05-27 | 2017-02-21 | Princeton Optronics Inc. | Compact laser ignition device for combustion engine |
WO2017137971A1 (en) * | 2016-02-11 | 2017-08-17 | La-Or Professional 2008 Ltd | Cooling system and method for a flash bulb of an intense pulsed light device |
US9932956B2 (en) | 2016-02-24 | 2018-04-03 | Denso International America, Inc. | Laser ignition device |
EP3366914A3 (en) | 2017-02-06 | 2019-01-02 | Ricoh Company Ltd. | Laser device and internal combustion engine |
JP6992639B2 (ja) * | 2018-03-23 | 2022-01-13 | 株式会社デンソー | レーザ点火装置 |
US11035335B2 (en) * | 2019-11-14 | 2021-06-15 | Caterpillar Inc. | Laser ignition system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5588074U (ja) * | 1978-12-14 | 1980-06-18 | ||
JP2005042591A (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 複数パルスレーザ照射レーザ着火式エンジン及びその運転方法 |
JP2008542600A (ja) * | 2005-05-27 | 2008-11-27 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 内燃機関用の点火装置 |
JP2011501402A (ja) * | 2007-10-10 | 2011-01-06 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | レーザーモジュール |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08165978A (ja) | 1994-12-14 | 1996-06-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ着火方法 |
EP1519039A1 (de) | 2003-09-23 | 2005-03-30 | AVL List GmbH | Gütegeschaltener, gepumpter Festkörperlaser |
JP2006220091A (ja) | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ着火式エンジン |
DE102007041528A1 (de) | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Robert Bosch Gmbh | Zündeinrichtung für eine Laserzündung einer Brennkraftmaschine |
JP2009194076A (ja) | 2008-02-13 | 2009-08-27 | Ngk Spark Plug Co Ltd | レーザ着火装置 |
DE102009000958A1 (de) | 2009-02-18 | 2010-08-19 | Robert Bosch Gmbh | Laserzündkerze |
AT508801B1 (de) * | 2009-10-07 | 2011-09-15 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg | Brennkraftmaschinenzündvorrichtung |
AT508983B1 (de) | 2009-10-07 | 2012-12-15 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg | Laserzündkerze für brennkraftmaschine |
DE102010031598A1 (de) * | 2010-07-21 | 2012-01-26 | Robert Bosch Gmbh | Kühlvorrichtung für eine Laserzündkerze |
JP5630765B2 (ja) * | 2010-09-21 | 2014-11-26 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | レーザ点火装置 |
JP2011243286A (ja) | 2011-09-09 | 2011-12-01 | Toshiba Corp | 記憶媒体、再生方法、記録方法、再生装置及び記録装置 |
JP5892804B2 (ja) * | 2012-02-13 | 2016-03-23 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | レーザ点火装置 |
-
2011
- 2011-11-07 JP JP2011243286A patent/JP5873689B2/ja active Active
-
2012
- 2012-11-06 DE DE102012220143.2A patent/DE102012220143B4/de active Active
- 2012-11-07 US US13/671,306 patent/US9027523B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5588074U (ja) * | 1978-12-14 | 1980-06-18 | ||
JP2005042591A (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 複数パルスレーザ照射レーザ着火式エンジン及びその運転方法 |
JP2008542600A (ja) * | 2005-05-27 | 2008-11-27 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 内燃機関用の点火装置 |
JP2011501402A (ja) * | 2007-10-10 | 2011-01-06 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | レーザーモジュール |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015001158A (ja) * | 2013-06-13 | 2015-01-05 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 光学素子封止構造体とその製造方法、及び、レーザ点火装置 |
JP2015228448A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | 京セラ株式会社 | レーザープラグ用絶縁基体およびレーザープラグ |
JP2016142193A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | レーザ点火プラグ及びその製造方法 |
JP2018003671A (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | 株式会社リコー | レーザ点火装置および放熱構造体 |
JP2018044452A (ja) * | 2016-09-12 | 2018-03-22 | 株式会社リコー | レーザ点火装置およびレーザ点火プラグ冷却手段 |
JP2018105215A (ja) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 株式会社リコー | 外付けユニット、およびレーザ点火装置 |
WO2018142730A1 (ja) | 2017-02-02 | 2018-08-09 | 日本電気硝子株式会社 | 外筒レンズ及びレーザー点火装置 |
EP3376021A1 (en) | 2017-03-16 | 2018-09-19 | Ricoh Company Ltd. | Laser device and internal combustion engine |
JP2018157191A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | 株式会社リコー | レーザ装置および内燃機関 |
US10559942B2 (en) | 2017-03-16 | 2020-02-11 | Ricoh Company, Ltd. | Laser device and internal combustion engine |
JP7040033B2 (ja) | 2017-03-16 | 2022-03-23 | 株式会社リコー | レーザ装置および内燃機関 |
JP2020045770A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 株式会社デンソー | レーザ点火プラグ |
JP7183649B2 (ja) | 2018-09-14 | 2022-12-06 | 株式会社デンソー | レーザ点火プラグ |
DE102019124046B4 (de) | 2018-09-14 | 2023-04-27 | Denso Corporation | Laserzündkerze |
JP2020148106A (ja) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 株式会社リコー | 光学装置、内燃機関及び内燃機関の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5873689B2 (ja) | 2016-03-01 |
US20130112164A1 (en) | 2013-05-09 |
DE102012220143A1 (de) | 2013-05-08 |
US9027523B2 (en) | 2015-05-12 |
DE102012220143B4 (de) | 2023-11-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5873689B2 (ja) | レーザ点火装置 | |
JP4477636B2 (ja) | 内燃機関用のレーザ点火装置 | |
US8919313B2 (en) | Laser ignition device | |
US9574541B2 (en) | Compact laser ignition device for combustion engine | |
US8826876B2 (en) | Laser spark plug for an internal combustion engine | |
JP2014150222A (ja) | レーザ発振装置とその製造方法 | |
JP2012509433A (ja) | 内燃機関のためのレーザ誘起式の外部点火装置 | |
JP6992639B2 (ja) | レーザ点火装置 | |
JP6095495B2 (ja) | レーザ点火装置用の光学素子封止構造体とその製造方法、及び、レーザ点火装置 | |
JP5729869B2 (ja) | 固体レーザの固定方法とこれを用いたレーザ点火装置 | |
JP2011530665A (ja) | 内燃機関のレーザ点火のための点火装置 | |
EP3514346A1 (en) | Ignition device and internal combustion engine | |
JP2012189044A (ja) | レーザ点火装置とその制御方法 | |
US20160094003A1 (en) | Laser device, ignition system, and internal combustion engine | |
JP5165062B2 (ja) | 圧電モジュールおよび内燃機関ならびにグロープラグ | |
US20160285225A1 (en) | Radial polarization thin-disk laser | |
JP7183649B2 (ja) | レーザ点火プラグ | |
JP5333749B2 (ja) | スパークプラグ | |
JP6809065B2 (ja) | レーザ点火装置およびレーザ点火プラグ冷却手段 | |
JP2011014646A (ja) | 受動qスイッチ固体レーザ発振装置及びレーザ着火装置 | |
JP2006109539A (ja) | 熱発電装置 | |
JP2020148106A (ja) | 光学装置、内燃機関及び内燃機関の製造方法 | |
JP6638184B2 (ja) | レーザモジュール | |
JP2018006531A (ja) | レーザー装置およびレーザー点火装置 | |
JP7377700B2 (ja) | 内燃機関用のスパークプラグ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140806 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20150311 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20150312 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150430 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150512 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150708 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151222 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160118 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5873689 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |