JP2014501431A5

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Publication number: JP2014501431A5
Application number: JP2013544636A
Authority: JP
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2031-12-12

Claims

燃料空気混合物の一部をイオン化してコロナ放電（２４）を生じるように高周波電圧を受けて高周波電界を発する点火装置（２０）であって、
高周波電圧を受けるための電極端子端部（４８）から電極着火端部（５０）へ電極中心軸（ａ_ｅ）に沿って長手方向に延在する電極本体部分（５２）を含む電極（２６）を備え、
前記電極（２６）は、高周波電界を発するための着火先端部（２８）を電極着火端部（５０）に近接して含み、
前記着火先端部（２８）は、前記電極中心軸（ａ_ｅ）に関して非対称である、点火装置。
前記着火先端部（２８）は、前記電極中心軸（ａ_ｅ）を通って長手方向に沿って延在する平面（５４）に関して非対称である、請求項１に記載の点火装置。
前記着火先端部（２８）は、前記平面（５４）の一方側の第１表面領域（Ａ_１）と前記平面（５４）の対向側の第２表面領域（Ａ_２）を現し、前記第１表面領域（Ａ_１）は前記第２表面領域（Ａ_２）より大きい、請求項２に記載の点火装置。
前記第１表面領域（Ａ_１）は、前記第２表面領域（Ａ_２）より少なくとも２倍大きい、請求項３に記載の点火装置。
前記着火先端部（２８）の前記第１表面領域（Ａ_１）は０インチと０．０１０インチの間の第１球面半径（ｒ_１）を示し、前記着火先端部（２８）の前記第２表面領域（Ａ_２）は前記第１球面半径（ｒ_１）より大きな第２球面半径（ｒ_２）を示す、請求項３または４に記載の点火装置。
前記着火先端部（２８）の前記表面領域（Ａ_１，Ａ_２）は複数の突出部（６０）を現し、前記第１表面領域（Ａ_１）は前記第２表面領域（Ａ_２）より多い突出部（６０）を現す、請求項３〜５のいずれか１項に記載の点火装置。
前記着火先端部（２８）の前記第１表面領域（Ａ_１）は前記電極中心軸（ａ_ｅ）から離れる第１距離（ｄ_１）まで延在し、前記着火先端部（２８）の前記第２表面領域（Ａ_２）は前記電極中心軸（ａ_ｅ）から離れる第２距離（ｄ_２）まで延在し、前記第１距離（ｄ_１）は前記第２距離（ｄ_２）より大きい、請求項３〜６のいずれか１項に記載の点火装置。
前記電極本体部分（５２）は、前記電極中心軸（ａ_ｅ）を通って長手方向に沿って延在する前記平面（５４）に関して対称的である、請求項２〜７のいずれか１項に記載の点火装置。
前記電極本体部分（５２）は、前記電極中心軸（ａ_ｅ）に関して対称的である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の点火装置。
前記着火先端部（２８）は、それ自身に関して対称的であり、前記電極中心軸（ａ_ｅ）に関して非対称である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の点火装置。
前記着火先端部（２８）は、複数の分割部分（６４）を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の点火装置。
前記電極本体部分（５２）は前記電極中心軸（ａ_ｅ）に垂直な電極直径（Ｄ_ｅ）を有し、前記着火先端部（２８）は前記電極直径（Ｄ_ｅ）より大きな先端直径（Ｄ_ｔ）を有している、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の点火装置。
内燃エンジンの燃焼室（２２）内で燃料空気混合物の一部をイオン化して燃料空気混合物に点火するコロナ放電（２４）を生じる高周波電界を与えるコロナ点火システムであって、
空間の周りで円周状に延在するシリンダブロック（３２）と、
前記シリンダブロック（３２）を横切って延在するシリンダヘッド（３８）と、
前記シリンダブロック（３２）内で前記シリンダヘッド（３８）から隔てられて配置されてそれらの間に燃焼室（２２）を与えるピストン（４０）と、
前記燃焼室（２２）内へ延在していて前記燃焼室内へ燃料をスプレーするための燃料噴射器（４２）と、
前記燃料空気混合物をイオン化してコロナ放電（２４）を形成するように高周波電圧を受けて高周波電界を発するために前記燃焼室（２２）内へ延在する点火装置（２０）とを備え、
前記点火装置（２０）は前記燃料噴射器（４２）と前記シリンダブロック（３２）との間に配置されており、
高周波電圧を受ける電極端子端部（４８）から電極着火端部（５０）へ電極中心軸（ａ_ｅ）に沿って長手方向に延在する電極本体部分（５２）を含む電極（２６）をさらに備え、
前記電極（２６）は高周波電界を発するために前記電極着火端部（５０）に近接する着火先端部（２８）を含み、
前記着火先端部（２８）は前記電極中心軸（ａ_ｅ）に関して非対称である、コロナ点火システム。
前記着火先端部（２８）は前記電極中心軸（ａ_ｅ）を通って長手方向に沿って延在する平面（５４）に関して非対称であり、前記平面（５４）は全体として前記燃料噴射器（４２）に向いて面する噴射器側（５６）と全体として前記シリンダブロック（３２）に向いて面する対向壁側（５８）を有している、請求項１３に記載のコロナ点火システム。
前記着火先端部（２８）は前記平面（５４）の前記噴射器側（５６）の第１表面領域（Ａ_１）と前記平面（５４）の前記対向壁側（５８）の第２表面領域（Ａ_２）を現し、前記第１表面領域（Ａ_１）は全体として前記燃料噴射器（４２）に向いて面し、前記第２表面領域（Ａ_２）は全体として前記シリンダブロック（３２）に向いて面し、前記第１表面領域（Ａ_１）は前記第２表面領域（Ａ_２）より大きい、請求項１４に記載のコロナ点火システム。
前記第１表面領域（Ａ_１）は、前記第２表面領域（Ａ_２）より少なくとも２倍大きい、請求項１５に記載のコロナ点火システム。
前記着火先端部（２８）の前記第１表面領域（Ａ_１）は第１球面半径（ｒ_１）を有する突出部（６０）を現し、前記着火先端部（２８）の第２表面領域（Ａ_２）は第２球面半径（ｒ_２）示す外向き表面（６２）を形成し、前記第１表面領域（Ａ_１）から発せられる高周波電界が前記第２表面領域（Ａ_２）から発せられる高周波電界より大きくなるように前記第１球面半径（ｒ_１）は前記第２球面半径（ｒ_２）より小さい、請求項１５または１６に記載のコロナ点火システム。
前記電極本体部分（５２）は、前記電極中心軸（ａ_ｅ）に関して対称的である、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載のコロナ点火システム。
前記着火先端部（２８）は前記燃料噴射器（４２）と前記燃料スプレーとに関して予め定められた位置に配置され、前記コロナ放電（２４）は前記着火先端部（２８）と前記シリンダブロック（３２）との間でなくて前記点火装置（２０）と前記燃料噴射器（４２）との間に形成される、請求項１３〜１８のいずれか１項に記載のコロナ点火システム。
前記燃料スプレーは外側縁（３０）を有し、前記着火先端部（２８）は前記外側縁（３０）から予め定められた距離に配置される、請求項１３〜１９のいずれか１項に記載のコロナ点火システム。
前記点火装置（２０）は前記燃料噴射器（４２）、前記ピストン（４０）および前記シリンダブロック（３２）から予め定められた距離に配置される、請求項１３〜２０のいずれか１項に記載のコロナ点火システム。
前記燃料噴射器（４２）は前記シリンダブロック（３２）と平行に配置され、前記点火装置（２０）は前記燃料噴射器（４２）および前記シリンダブロック（３２）に関して予め定められた角度で配置される、請求項１３〜２１のいずれか１項に記載のコロナ点火システム。
内燃エンジンの燃焼室（２２）内で燃料空気混合物の一部をイオン化してコロナ放電（２４）を生じる高周波電界を与えるコロナ点火システムであって、
シリンダー中心軸（ａ_ｃ）の周りで円周状に延在する側壁（３４）を有して円筒形状を有する空間を与えるシリンダブロック（３２）を備え、
前記側壁（３４）は前記シリンダー中心軸（ａ_ｃ）から予め定められた距離に配置されており、
前記側壁（３４）は上部開口を囲む上端部（３６）を有し、
前記シリンダブロック（３２）の前記上部開口を横切って延在して前記上端部（３６）上に配置されたシリンダヘッド（３８）と。
内燃エンジンの作動中に前記側壁（３４）に沿って摺動するように前記シリンダブロック（３２）の前記円筒状空間内で前記側壁（３４）に沿って配置されたピストン（４０）とをさらに備え、
前記ピストン（４０）は前記シリンダヘッド（３８）から隔てられており、
前記シリンダブロック（３２）、前記シリンダヘッド（３８）および前記ピストン（４０）はそれらの間に燃焼室（２２）を提供し、
前記燃焼室（２２）内へ燃料をスプレーするために前記シリンダヘッド（３８）内に配置されて前記燃焼室（２２）内へ横切って延在する燃料噴射器（４２）をさらに備え、前記燃料は微細に霧状化されたスプレーの形態であり、前記燃料スプレーは円錐形状を現す外側縁（３０）を有し、
前記シリンダヘッド（３８）は前記燃料噴射器（４２）を受ける噴射器穴（４４）を与え、
前記燃料噴射器（４２）は前記シリンダー中心軸（ａ_ｃ）に沿って長手方向に延在しており、
前記燃料空気混合物の一部をイオン化してコロナ放電（２４）を形成するように高周波電圧を受けて高周波電界を発するために前記シリンダヘッド（３８）内に配置されて前記燃焼室（２２）内へ横切って延在する点火装置（２０）をさらに備え、
前記シリンダヘッド（３８）は前記点火装置（２０）を受ける点火装置穴（４６）を与え、
前記点火装置（２０）は前記燃料噴射器（４２）と前記シリンダブロック（３２）との間に配置されており、
前記点火装置（２０）は前記燃料噴射器（４２）、前記シリンダブロック（３２）および前記ピストン（４０）から予め定められた距離に配置され、
前記点火装置（２０）は前記燃料噴射器（４２）、前記シリンダヘッド（３８）、前記シリンダブロック（３２）および前記ピストン（４０）に関して予め定められた角度で配置され、
前記点火装置（２０）は前記燃料スプレーの前記外側縁（３０）に関して予め定められた位置に配置され、
前記点火装置（２０）は高周波電圧を受ける電極端子端部（４８）から電極着火端部（５０）へ電極中心軸（ａ_ｅ）に沿って長手方向に延在する電極中心軸（ａ_ｅ）を有する電極（２６）を含み、
前記電極（２６）は前記電極端子端部（４８）から前記電極着火端部（５０）へ前記電極中心軸（ａ_ｅ）に沿って長手方向に延在する第１導電性材料で形成された電極本体部分（５２）を含み、
前記電極本体部分（５２）の前記第１導電性材料はニッケルを含み、
前記電極本体部分（５２）は前記電極中心軸（ａ_ｅ）に垂直な電極直径（Ｄ_ｅ）を有し、
前記電極本体部分（５２）は前記電極中心軸（ａ_ｅ）に関してかつ前記電極中心軸（ａ_ｅ）を通って長手方向に延在する平面（５４）に関して対称的であり、前記平面（５４）は全体として前記燃料噴射器（４２）に向いて面する噴射器側（５６）と全体として前記シリンダブロック（３２）の前記側壁（３４）に向いて面する対向壁側（５８）とを有しており、
前記電極（２６）は前記燃焼室（２２）内の前記燃料空気混合物の一部をイオン化して前記燃焼室（２２）内の前記燃料スプレーの前記外側縁（３０）に前記コロナ放電（２４）を与えるように高周波電界を発するために前記電極着火端部（５０）に近接してそれを囲う着火先端部（２８）を含み、
前記着火端部（２８）は第２導電性材料で形成されており、
前記第２導電性材料は元素周期表の４−１２族から選択された少なくとも一つの元素を含み、
前記着火先端部（２８）は前記電極本体部分（５２）の前記電極直径（Ｄ_ｅ）より大きな先端直径（Ｄ_ｔ）を有し、
前記着火先端部（２８）は前記燃料噴射器（４２）、前記シリンダブロック（３２）、前記シリンダヘッド（３８）、および前記ピストン（４０）から予め定められた距離に配置され、
前記着火先端部（２８）は前記燃料噴射器（４２）、前記シリンダブロック（３２）、前記シリンダヘッド（３８）、および前記ピストン（４０）に関して予め定められた角度で配置され、
前記着火先端部（２８）は前記燃料スプレーの前記外側縁（３０）に関して予め定められた位置に配置され、
前記着火先端部（２８）は前記電極本体部分（５２）に関して非対称であり、
前記着火先端部（２８）は前記平面（５４）の前記噴射器側（５６）の第１表面領域（Ａ_１）と前記平面（５４）の前記対向壁側（５８）の第２表面領域（Ａ_２）を現し、前記第１表面領域（Ａ_１）は全体として前記燃料噴射器（４２）向かって面して外側へ延在し、前記第２表面領域（Ａ_２）は全体として前記シリンダブロック（３２）に向かって面しているが外側へ延びてはおらず、
前記着火先端部（２８）の前記第１表面領域（Ａ_１）は、前記着火先端部（２８）が前記平面（５４）に関して非対称になるように、前記着火先端部（２８）の前記第２表面領域（Ａ_２）より大きく、
前記着火先端部（２８）の前記第１表面領域（Ａ_１）は、前記燃料スプレーの前記外側縁（３０）に前記コロナ放電（２４）を形成するように、前記燃料噴射器（４２）および前記燃料スプレーの前記外側縁（３０）から予め定められた距離に配置され、
前記第１表面領域（Ａ_１）は前記第２表面領域（Ａ_２）より少なくとも２倍以上大きく、
前記着火先端部（２８）の前記第１表面領域（Ａ_１）は０インチと０．０１０インチの間の第１球面半径（ｒ_１）を示し、前記着火先端部（２８）の前記第２表面領域（Ａ_２）は前記第１球面半径（ｒ_１）より大きな第２球面半径（ｒ_２）を示し、
前記シリンダヘッド（３８）内において前記電極本体部分（５２）の周りで管状に長手方向に沿って配置された絶縁体（６６）をさらに備え、これは前記電極（２６）の前記電極着火端部（５０）および前記着火先端部（２８）から隔てられた絶縁体下端部（７６）へ絶縁体上端部（７４）から延在し、前記電極着火端部（５０）と前記着火先端部（２８）は前記絶縁体下端部（７６）の外側へ配置され、
前記絶縁体（６６）は電気的絶縁材料で形成された母相を含み、
前記電気的絶縁材料はアルミナを含み、
前記電気的絶縁材料は電荷を保持し得る誘電率を有し、
前記電気的絶縁材料は前記電極本体部分（５２）および前記着火先端部（２８）の前記導電性材料の導電率より小さな導電率を有し、
前記絶縁材料（６６）は、前記シリンダヘッド（３８）内に配置されかつ前記絶縁体上端部（７４）から前記絶縁体下端部（７６）に向けて延在する絶縁体本体領域（７８）を含み、
前記絶縁体本体領域（７８）は、前記長手方向の電極本体部分（５２）に対して概略垂直な絶縁体本体直径（Ｄ_ｉ）を示し、
前記絶縁体本体領域（７８）は前記燃焼室（２２）へ露出されておらず、
前記絶縁体（６６）は、前記燃焼室（２２）内に配置されかつ前記絶縁体本体領域（７８）から前記絶縁体下端部（７６）へ延在する絶縁体ノーズ領域（８０）を含み、
前記絶縁体ノーズ領域（８０）は、前記長手方向の電極本体部分（５２）に対して概略垂直な絶縁体ノーズ直径（Ｄ_ｎ）を示しかつ前記絶縁体下端部（７６）へ先細になっており、
前記絶縁体ノーズ直径（Ｄ_ｎ）は前記絶縁体本体直径（Ｄ_ｉ）より小さく、
端子ワイヤへ電気的に接続されて電源へ電気的に接続されるために前記絶縁体内に収容された端子（６８）をさらに備え、これは電源から高周波電圧を受けて前記電極（２６）へ高周波電圧を伝達するための前記電極（２６）と電気的に通じており、
前記端子（６８）は、第１端子端部（８２）から、前記電極端子端部（４８）へ電気的に接続された第２端子端部（８４）へ延在しており、
前記端子（６８）は導電性材料で形成されており、
前記端子（６８）から前記電極（２６）へエネルギを与えるために前記端子（６８）の前記第２端子端部（８４）と前記電極端子端部（４８）との間に配置されてそれらを電気的に接続する導電性シール層（７０）をさらに備え、
前記導電性シール層（７０）は導電性材料で形成されており、
前記シリンダヘッド（３８）内において前記絶縁材料（６６）の周りで管状に配置されたシェル（７２）をさらに備え、
前記シェル（７２）は前記絶縁体（６６）に沿ってシェル上端部（８６）からシェル下端部（８８）へ長手方向に延在し、前記絶縁体ノーズ領域（８０）は前記シェル下端部（８８）から外側へ突出しており、
前記シェル（７２）は、前記シリンダヘッド（３８）の前記噴射器穴（４４）に係合する複数のねじ山を含んでいて、前記シリンダヘッド（３８）へ前記点火装置（２０）を固定し、
前記シェル（７２）は金属材料で形成されている、コロナ点火システム。
燃料空気混合物の一部をイオン化してコロナ放電（２４）を与えるために高周波電圧を受けて高周波電界を発する点火装置（２０）を形成する方法であって、
電極端子端部（４８）から電極着火端部（５０）へ電極中心軸（ａ_ｅ）に沿って長手方向に延在する電極本体部分（５２）を設けるステップと、
前記電極着火端部（５０）に近接しかつ前記電極中心軸（ａ_ｅ）に関して非対称に着火先端部（２８）を前記電極本体部分（５２）へ配置するステップを含む、方法。
内燃エンジンの燃焼室（２２）内で燃料空気混合物の一部をイオン化して燃料空気混合物に点火するコロナ放電（２４）を与えるように高周波電界生じるためのコロナ点火システムを形成する方法であって、
空間の周りに延在するシリンダブロック（３２）を設け、
前記シリンダブロック（３２）を横切ってシリンダヘッド（３８）を延在させ、
前記シリンダブロック（３２）内で前記シリンダヘッド（３８）から隔ててピストン（４０）を配置して、それらの間に燃焼室（２２）を設け、
前記燃焼室（２２）内へ燃料をスプレーするために前記燃焼室（２２）内へ燃料噴射器（４２）を配置し、
点火装置（２０）を設けて、燃料空気混合物をイオン化してコロナ放電（２４）を形成するように高周波電圧を受けて高周波電界を発するために前記点火装置（２０）を前記燃焼室（２２）内へ配置し、
前記点火装置（２０）を配置するステップは、電極端子端部（４８）から電極着火端部（５０）へ電極中心軸（ａ_ｅ）に沿って長手方向に延在する電極本体部分（５２）を設けて、前記電極着火端部（５０）に近接しかつ前記電極中心軸（ａ_ｅ）に関して非対称に着火先端部（２８）を前記電極本体部分（５２）へ配置することによって電極（２６）を形成することを含み、
前記点火装置（２０）を配置するステップは、前記燃料噴射器（４２）と前記シリンダブロック（３２）との間に点火装置（２０）を配置することを含む、方法。
前記燃料噴射器（４２）と前記シリンダブロック（３２）とに関して予め定められた位置に前記着火先端部（２８）を配置することを含む、請求項２５に記載の方法。
前記燃料噴射器（４２）と前記シリンダブロック（３２）とに関して予め定められた角度で前記着火先端部（２８）を配置することを含む、請求項２５または２６に記載の方法。