JP2018514905A5

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Publication number: JP2018514905A5
Application number: JP2017550118A
Authority: JP
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2019-03-07

Description

図２〜図４において最も明確に示されているように、半導電性スリーブ７６は、径方向において、高電圧中心電極６２と絶縁体２８、３０、３２との間に配置され、軸方向において、隣接する絶縁体２８、３０、３２間の界面に沿って延在する。任意の誘電コンプライアント絶縁体３０がない場合、半導電性スリーブ７６は、高電圧絶縁体２８とセラミック絶縁体３２との間の界面に沿ってのみ配置される。図３および図４に示されるように、半導電性スリーブ７６は、スリーブ上端８８からスリーブ下端９０まで延在する。スリーブ上端８８は、高電圧絶縁体２８に沿った位置にあり、一般的にはコイルコネクタ８６に近い。スリーブ下端９０は、セラミック絶縁体３２に沿った位置にあり、一般的には真鍮パック６４上に載っている。

コロナ点火器アセンブリ２０の設計を支配する主な制約は、絶縁体２８、３０、３２の最大電圧、および、高電圧中心電極６２と外部金属チューブ２６との間の距離である。これらのパラメータは一般的に、全体的な形状および性能要件によって決まるので、高電圧中心電極の直径Ｄ_１と、金属チューブの直径Ｄ_２と、半導電性スリーブの直径Ｄ_３との比率を調整することにより、コロナ点火器アセンブリ２０内の電界分布を制御する。この設計の目的は、電界ピークをできる限り低く、一般的にはコロナ放電開始電圧よりも低く保つことである。この目的を達成できる直径の範囲があり、それはたとえば、以下の比率の範囲に含まれる直径である。しかしながら、新たな形状の制約またはその他の要素が、他の比率に合わせた設計を強いることがある。

Claims

コロナ点火アセンブリであって、
セラミック材料で形成された着火端絶縁体によって囲まれた点火器中心電極と、
前記点火器中心電極に接続された高電圧中心電極と、
前記着火端絶縁体の前記セラミック材料と異なる絶縁材料で形成され前記高電圧中心電極を囲む高電圧絶縁体と、
半導電性材料で形成され、径方向における前記高電圧中心電極と前記着火端絶縁体との間、および、径方向における前記高電圧中心電極と前記高電圧絶縁体との間に配置された、スリーブとを備える、コロナ点火アセンブリ。
前記スリーブの前記半導電性材料はコンプライアント材料である、請求項１に記載のコロナ点火アセンブリ。
前記スリーブの前記コンプライアント材料はシリコーンゴムである、請求項２に記載のコロナ点火アセンブリ。
前記スリーブの前記半導電性材料は導電性フィラーを含む、請求項２に記載のコロナ点火アセンブリ。
前記導電性フィラーは炭素系材料である、請求項４に記載のコロナ点火アセンブリ。
前記スリーブの抵抗率は０．５オーム／ｍｍ〜１００オーム／ｍｍである、請求項１に記載のコロナ点火アセンブリ。
前記スリーブは長手方向においてスリーブ上端からスリーブ下端まで延在し、前記スリーブは、前記スリーブ上端から前記スリーブ下端まで延びている領域内の、径方向において前記電極と前記絶縁体との間に位置するエアギャップを満たす、請求項１に記載のコロナ点火アセンブリ。
前記スリーブは上部分および下部分で形成されており、前記上部分および前記下部分は各々スリーブ外径およびスリーブ内径を有し、前記スリーブ外径は前記下部分の方が大きく、前記スリーブ内径は前記スリーブの下部分および前記スリーブの上部分において一定である、請求項１に記載のコロナ点火アセンブリ。
前記高電圧絶縁体の熱膨張係数（ＣＬＴＥ）は前記着火端絶縁体の熱膨張係数（ＣＬＴＥ）よりも大きい、請求項１に記載のコロナ点火アセンブリ。
長手方向において前記高電圧絶縁体の下壁から前記着火端絶縁体の端壁まで延在する誘電コンプライアント絶縁体を備え、前記スリーブは、長手方向において前記高電圧絶縁体と前記誘電コンプライアント絶縁体との間の界面にまたがって延在し、かつ、長手方向において前記誘電コンプライアント絶縁体と前記着火端絶縁体との間の界面にまたがって延在する、請求項１に記載のコロナ点火アセンブリ。
前記誘電コンプライアント絶縁体の硬度（ショアＡ）は４０〜８０の範囲である、請求項１０に記載のコロナ点火アセンブリ。
前記高電圧絶縁体の上壁と点火コイルアセンブリとの間に配置された誘電コンプライアント絶縁体を備える、請求項１に記載のコロナ点火アセンブリ。
前記高電圧絶縁体の下壁は前記着火端絶縁体の端壁に接着性封止材によって接合され、前記スリーブは長手方向において前記高電圧絶縁体と前記着火端絶縁体との間の前記接着性封止材にまたがって延在する、請求項１に記載のコロナ点火アセンブリ。
金属材料で形成され長手方向において前記絶縁体および前記スリーブに沿って延在しかつ前記絶縁体および前記スリーブを囲むチューブを備える、請求項１に記載のコロナ点火アセンブリ。
前記高電圧中心電極は点火コイルアセンブリに接続され、
前記点火コイルアセンブリはエネルギを前記高電圧中心電極に送るためのコイル出力部材を含み、前記コイル出力部材はプラスチック材料で形成され、
金属シェルが前記着火端絶縁体を囲んでおり、
前記着火端絶縁体は前記点火器中心電極を前記金属シェルから隔離し、
前記点火器中心電極は、長手方向において中心軸に沿って端子端から着火端まで延在し、
電気端子が前記点火器中心電極の前記端子端に配置され、クラウンが前記点火器中心電極の前記着火端に配置され、
前記クラウンは、前記中心軸から径方向外向きに延在し無線周波数電界を分布させるための複数の分岐を含み、
前記着火端絶縁体は、アルミナで形成され、前記点火器中心電極を受けるためのボアを有し、
前記高電圧中心電極の下部分を前記着火端絶縁体の前記ボアが受け、前記高電圧中心電極の第２の部分は前記コイル出力部材まで延在し、
前記高電圧中心電極は導電性材料で形成され、
真鍮パックが前記着火端絶縁体の前記ボアの中に配置されて前記高電圧中心電極と前記電気端子とを電気的に接続し、
ばねが前記真鍮パックと前記高電圧中心電極との間に配置され、
前記高電圧絶縁体は、前記コイル出力部材に接続された高電圧絶縁体上壁から高電圧絶縁体下壁まで延在し、
前記高電圧絶縁体は、前記着火端絶縁体の前記セラミック材料と異なるフッ素重合体で形成され、
前記高電圧絶縁体の熱膨張係数（ＣＬＴＥ）は前記セラミック材料の熱膨張係数（ＣＬＴＥ）よりも大きく、
誘電コンプライアント絶縁体が前記高電圧絶縁体と前記着火端絶縁体との間で圧縮され、
前記誘電コンプライアント絶縁体は、ゴムおよびシリコンのうちの少なくとも一方で形成され、４０〜８０の範囲の硬度（ショアＡ）を有し、
前記誘電コンプライアント絶縁体は、前記高電圧絶縁体下壁の形状および前記着火端絶縁体の端壁の形状に、係合しかつ一致し、
前記スリーブは、長手方向において前記高電圧絶縁体と前記誘電コンプライアント絶縁体との間の界面にまたがって延在し、
前記スリーブは、長手方向において前記誘電コンプライアント絶縁体と前記着火端絶縁体との間の界面にまたがって延在し、
前記スリーブは、前記高電圧絶縁体のボアに配置されたスリーブ上端から、前記着火端絶縁体の前記ボアに配置されたスリーブ下端まで延在し、
前記スリーブ下端は前記真鍮パックの上に載っており、
前記スリーブは、径方向において前記高電圧中心電極から前記誘電コンプライアント絶縁体まで延在し、
金属チューブが、前記絶縁体を囲み、前記点火コイルアセンブリを前記金属シェルに接続し、
前記金属チューブはアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成され、
前記半導電性スリーブは、シリコーンゴムで形成され、導電性フィラーを含み、前記導電性フィラーは炭素系材料であり、
前記半導電性スリーブの抵抗率は０．５オーム／ｍｍ〜１００オーム／ｍｍであり、
接着剤が、前記高電圧絶縁体と前記誘電コンプライアント絶縁体との間の界面に沿って、および／または前記誘電コンプライアント絶縁体と前記着火端絶縁体との間の界面に沿って配置されて前記界面に沿うエアギャップを満たし、
前記接着剤は絶縁材料で形成される、請求項１に記載のコロナ点火アセンブリ。
コロナ点火アセンブリの製造方法であって、
高電圧中心電極を点火器中心電極に接続するステップと、
半導電性材料で形成されたスリーブを前記高電圧中心電極の周りに配置するステップと、
着火端絶縁体を前記点火器中心電極と前記スリーブのスリーブ下端との周りに配置するステップとを含み、前記着火端絶縁体はセラミック材料で形成され、
高電圧絶縁体を前記高電圧中心電極と前記スリーブのスリーブ上端との周りに配置するステップを含み、前記高電圧絶縁体は、前記着火端絶縁体の前記セラミック材料と異なる絶縁材料で形成されている、方法。
前記スリーブの前記半導電性材料はコンプライアント材料である、請求項１６に記載の方法。
前記半導電性スリーブは、シリコーンゴムと、炭素系材料で形成された導電性フィラーとを含み、前記高電圧絶縁体は、フッ素重合体で形成されており、前記着火端絶縁体は、アルミナで形成されている、請求項１７に記載の方法。
誘電コンプライアント絶縁体を前記高電圧中心電極の周りに配置するステップと、
前記誘電コンプライアント絶縁体を長手方向において前記高電圧絶縁体と前記着火端絶縁体との間で圧縮するステップとを含む、請求項１６に記載の方法。
金属チューブを前記絶縁体および前記スリーブの周りに配置するステップを含む、請求項１６に記載の方法。