JP4469855B2 - 交換可能な端子接点を有する点火リード線 - Google Patents

Description

技術分野
この発明は一般に、往復動およびガスタービンエンジンにおいて点火器とともに使用される点火リード線に関し、より特定的には、このような点火リード線上で使用される端子接点に関する。

発明の背景
点火リード線は、高圧の点火パルスを点火システムからあるタイプの点火装置へ伝えるために使用される高圧ケーブル（典型的には、２−２５ｋＶ）であり、次いで、その点火パルスを使用して燃料／空気の混合物を点火するためにスパークを発生させる。高圧が関わるために、点火リード線の電気接点は損傷を被りやすく、他の点火リード線の構成要素より先に摩耗することが多い。２つのこのような接点は、点火リード線の各々の端部に位置する端子接点であり、その一方は点火システムの構成要素、たとえば励振器回路などを点火リード線の絶縁中心ワイヤに接続する第１の端子接点であり、他方は中心ワイヤを点火装置、たとえばスパークプラグまたは点火器などに接続する第２の端子接点である。多くの点火リード線の設計では、これらの端子接点のいずれかが摩耗すると、それらを交換するのに多大な時間を要し、コストのかかるメンテナンス手続が必要である。

従来の点火リード線端子接点は交換可能ではない。したがって、接点が摩耗すると、端子アセンブリ全体、またはさらに悪いことには、点火リード線全体を交換する必要があり得る。これは、２５フィートまたはそれ以上を超えることもある、非常に長い点火リード線を有する適用例において、特にコストがかかる。さらに、熟練した機械工が特にガスタービンの適用例において点火リード線全体を交換するのに、いくつかの例では４時間もかかる可能性がある。

点火リード線のための交換可能な端子接点アセンブリは、当該技術分野において公知であり、その例はサウスカロライナ州リバティーのチャンピオン・エアロスペース株式会社（Champion Aerospace Inc.）によって、ＡＲＰ６７０タイプ２ｆ終端のために作られる。この交換可能な接点アセンブリ１０は図１に示され、概して、接点ボディ１２および交換可能な管状コネクタ１４を含む。接点ボディ１２は、概して、上部軸方向の端部に延在する目くら穴２０と、下部軸方向の端部から延在するねじ切りされたおす部分２２とを有する円筒形の金属性構成要素である。目くら穴は、接点ボディをワイヤのまわりに圧着し、接点ボディを所定の位置に堅く保持することによって、点火リード線の撚られた中心ワイヤ２４を永久的に受けるように設計される。（これは接点ボディ１２の図示される変形によって示される。）おす部分２２の外側のねじは交換可能な管状コネクタ１４にねじ込まれ、交換可能な管状コネクタ１４は概して、上部軸方向の端部に位置するねじ切りされためす部分３２と下部軸方向の端部に位置する開口部３４とを有する長手方向のボア３０を含む。おす部分２２のねじは、交換可能な管状コネクタ１４が永久的に取付けられた接点ボディ１２に対しねじ切りによって取付けおよび取外されることができるように、めす部分３２のねじに適合するようにサイズ決めされる。開口部３４は、接点アセンブリ１０を通り抜ける高圧パルスが点火器に伝達されるように、点火器の電極を受けるようにサイズ決めされる。たとえば絶縁体３６およびさまざまな接続部品などの他の構成要素も図面の中に見られ、当該技術分野において周知である。この設計に従って、端子接点が交換される必要があるとき、管状コネクタ１４は容易に接点ボディから外され、新しいコネクタ
が設置される。

ＡＲＰ６７０タイプ２ｆ終端のためだけでなく、たとえば他のＡＲＰ６７０終端の設計を含む幅広い種類の他のタイプの点火リード線終端のためにも使用され得る交換可能な接点アセンブリを提供することが、この発明の一般的な目的である。

発明の概要
したがって、この発明は、点火リード線および交換可能な端子接点、ならびに点火リード線を製造し、端子接点を交換する方法を提供する。点火リード線は、ねじ切りされるか、そうでない場合には管状絶縁体内に位置する接点ボディに取外し可能に取付けられる交換可能な接点を有する少なくとも１つの端子アセンブリを含む。保持構成要素は、接点ボディ上の所定の位置に絶縁体を保持するために、交換可能な接点に取付ける。端子接点自体は、端子接点が接点ボディに固定されることを可能にするために、たとえば接点の一端におけるねじなどの接続機能を含み、接点は、接点の２つの端部の中間の場所において少なくとも部分的に接点のまわりに延在する溝を含み得る。接点の交換は、保持構成要素を取外すことと、絶縁体を端子アセンブリからスライドさせて外すことと、摩耗した接点を切離すことと、交換接点を取外し可能に取付けることと、絶縁体（または、交換絶縁体）をアセンブリ上に再び組立てることと、保持構成要素（または、交換保持構成要素）を交換接点上に再び取付けることによって絶縁体を所定の位置に固定することとを含む。

この発明の好ましい例示的な実施例は、同様の符号が同様の要素を表す添付の図面とともに、以下に記載される。

好ましい実施例の詳細な説明
ここに記載される端子アセンブリは、点火リード線の中心ワイヤの１つ以上の端子端部のための交換可能な接点を利用する。２つの端部が各々コネクタを伴う標準的な点火リード線の場合、以下に記載される交換可能な端子の設計はコネクタの１つまたは両方において使用され得る。点火リード線は、たとえば励振器回路などのさまざまな点火回路構成要素、またはたとえばスパークプラグもしくは点火器などの点火装置とともに使用され得る。しかしながら、これらは、ここに記載される点火リード線とともに使用され得るであろういくつかの構成要素に過ぎない。さらに、端子アセンブリは幅広いさまざまなエンジンとともに使用されることができるが、航空機の往復動エンジンまたはガスタービンエンジンのいずれかとともに使用されるときに特に有利である。この発明は主に、開示される端子アセンブリの接点部分に関するので、図面に見られる他の構成要素、または図面に示されない点火リード線の他の部分については記載されない。このような他の構成要素および点火リード線の部分は当業者に公知である。

ここで図２を参照して、この発明の実施例が、絶縁中心ワイヤ４２および端子アセンブリ４４を含む点火リード線４０の形で示される。中心ワイヤ４２は中実のコアまたは撚られたワイヤであり得て、剥き出しの端子端部４６を含む。端子アセンブリ４４は、コネクタ４８と端子接点構成要素との間に電気絶縁を与える管状絶縁体５０とともに、コネクタ４８を含む。これらの構成要素は、中心ワイヤ４６に固定して取付けられる接点ボディ５２、接点ボディ５２上にねじ込まれる交換可能な接点５４、および端子接点構成要素上の所定の位置に絶縁体５０を維持する保持構成要素５６を含む。

接点ボディ５２は、点火リード線４０の中心ワイヤ４６を交換可能な接点５４に結合するように設計される、概して円筒形の、電気的に伝導性をもつ金属性構成要素である。接点ボディ５２は、３０３ステンレス鋼または任意の他の好適な材料から作られ得る。接点
ボディは概して、上部軸方向の端部において第１の目くら穴６２を含み、かつ下部軸方向の端部において第２の目くら穴６４を含む。上部目くら穴６２は、中心ワイヤの剥き出しの端部４６を受けるように設計され、ろう付け、圧着、または任意の他の好適な手段によって、露出される端部４６上に永久的に取付けられる。「永久的に」というのは、たとえば圧着、はんだ付け、ろう付け、または導電性接着剤など、取外し可能であるように意図されない任意の接続の手段によって、構成要素が固定されることを意味する。これは、ここに使用されるように、構成要素に損傷を与えることまたは実質的に構成要素を変形させることなく構成要素のその後の分離を可能にする態様で、構成要素がともに固定されることを意味する「取外し可能に」という言葉と対比されることになる。これは、示される実施例のねじによる接続、および第３の構成要素を利用して部品をともに維持するスナップ式接続または嵌め合わせ接続を含み得る。

中心ワイヤ４６および接点ボディ５２のこの永久的な接続は、固定された機械的および電気的接続を形成する。接点ボディ５２の反対の軸方向の端部には、下部目くら穴６４がある。この穴は、交換可能な接点５４に接続するために内側の（めす）ねじを与えられる。ここに示される接点ボディは例示的な目的のために与えられた、多くの修正がなされ得るであろう単なる好ましい実施例であるということに注目する価値がある。たとえば、２つの目くら穴６２および６４を有し、その各々がある一定の軸方向の長さだけ内側に単に延在するのではなく、接点ボディが中心ワイヤ４６と交換可能な接点部分５４との両方を収容できるように、接点ボディの軸方向の長さ全体に延在するただ１つの長手方向のボアが存在することもあり得るであろう。さらに、接点ボディにめす部分を与え、交換可能な接点におす部分を与えるのではなく、接点ボディは下向きに延在するおす部分を備え付けられることが可能であり、その結果、交換可能な接点はめす部分を有するであろう。これらは、この発明の範囲から逸脱することなく利用され得る修正例のいくつかに過ぎない。

交換可能な接点５４は、端子５４が容易に交換され得るように、接点ボディ５２を点火装置または他の回路に結合するように設計される電気的に伝導性をもつ構成要素である。好ましくは、交換可能な接点は、ねじ切りされた軸方向の端部７０、周方向の溝７２、および接点表面７４を概して含むプラグに似た構成要素である。前記のように、ねじ切りされた軸方向の端部７０は、２つの構成要素が互いに堅く、しかし取外し可能に取付けられるように、めす部分６４にねじ込まれるように設計されるおす部分である。接点５４上のこれらのねじは、接点ボディ５２に取外し可能に取付けられることを可能にする、その構成要素の接続機能であり、スナップ接続および他のタイプの接続機能がこの発明の範囲から逸脱することなく使用され得るということが理解される。周方向の溝７２は、接点の２つの端部７０、７４の中間の場所において、交換可能な接点部分の外側表面のまわりに延在する。この溝７２は保持構成要素５６を受けるようにサイズ決めされる。したがって、溝の厳密な形状および大きさは、使用される特定の保持構成要素に大きく左右される。接点表面７４は、端子アセンブリ４４が点火リード線をそれぞれ点火回路に結合するために使用されるか、または点火装置に結合するために使用されるかに応じて、高圧の点火パルスが点火リード線に入る際か、または点火リード線を出る際に通る表面である。この表面はピッチング、腐食、および他の高圧の使用の結果を被りやすく、典型的には、最初に摩耗し、交換を必要とする点火リード線の部分である。好ましくは、この接点５４はインコネル（Inconel）（登録商標）６００から作られる。所望であれば、貴金属インサートまたは他のアーク抵抗もしくはコロナ抵抗材料が端子アセンブリ４４の動作および／または機能性を向上させるために使用され得る。さらに、ここに示される交換可能な接点５４の具体的な実施例は、可能な多くの他の変形例を有する例として与えられてきた。たとえば、ねじ切りされた端部７０または交換可能な接点全体５４は、ねじの焼付きを防ぐことに役立つように、または接点の他の属性に影響を与えるようにめっきされ得るであろう。接点表面７４は凸面、凹面、尖ったものであり得るか、または多くの他の外形のうちの１つを有し得るであろう。さらに、周方向の溝は接点の外側表面のまわり全体に延在する必要
はないが、ここで記載されるように、多くの設計、形状および大きさを有する止め輪を収容するために、示されるものと異なる可能性があるだろう。

示される実施例では、保持構成要素５６は、溝７２に嵌める止め輪またはスナップリングを含む。止め輪５６は、当該技術分野において公知である、たとえばＰＨ １５−７ＭＯなどの弾性的な金属性材料から形成され、止め輪５６は円筒形の絶縁体５０を所定の位置に維持するように交換可能な接点５４に取付ける。図３に示される実施例に従って、保持構成要素５６は、開口部１００、端部タング１０２および１０４、ならびに中央タング１０６を含むＥリングである。保持構成要素の設置の間、端部タング１０２および１０４は、開口部１００が交換可能な接点５４のまわりに適合し、かつ溝７２内に堅く固定するのに十分な大きさにされるように、好ましくは手の力によって広げられる。端部タング１０２、１０４および中央タング１０６は、溝７２に一度設置されると、図３に見られるように、円形の断面を有する、交換可能な接点５４の外側表面と接触するＥリングの唯一の部分である。図３のＥリングの実施例は、使用され得るであろう保持構成要素のタイプの一例に過ぎない。代替的な保持構成要素、たとえば切れ目のある止め輪、連続的な止め輪、およびスマリー・スチール・リング株式会社（Smalley Steel Ring Co.）などのリング製造業者によって提供される他の標準的な止め輪も、端子アセンブリ４４とともに使用され得るであろう。たとえば、図４は、Ｃリングの形状である代替的な保持構成要素の実施例を示す。このＣリングの実施例は図３のリングとほとんど同様に動作するが、開口部８２および端部タング８４、８６を含む。図面に示されるように、Ｃリングは中央タングを含まない。保持構成要素５６のＥリングおよびＣリングの実施例は両方とも、溝７２内で自由に回転する。

止め輪５６の機能は、他の態様では露出される高圧の構成要素、つまり、中心ワイヤの剥き出しの端部４６、接点ボディ５２、および接点５４の上部部分上の所定の位置に絶縁体を係留することである。絶縁体は、止め輪５６と端子アセンブリ４４の部分との間の所定の位置に保持される。より具体的には、コネクタ４８は六角９０と、六角９０を絶縁中心ワイヤ４２に固定する一方で、端子アセンブリ４４が点火装置あるいは嵌め合わせソケットコネクタといった嵌め合わせ構成要素上にねじ込まれ得るように六角９０の回転を可能にするカップラ９２とを含む。カップラ９２内に収容されるのは、ばね９４およびワッシャ９６である。ばね９４は、カップラの後壁９８とワッシャ９６との間の中心ワイヤ４２のまわりに延在する。このばねは、ワッシャ９６およびしたがって絶縁体５０を止め輪５６の方へ軸方向に押すために圧縮された状態にあるが、必ずしも圧縮された状態にある必要はない。端子アセンブリ４４が点火装置、たとえば点火器またはスパークプラグなどに結合されると、止め輪に対するこの軸方向の力は端子アセンブリが結合される点火装置の端子接点に対して交換可能な接点５４が堅く押圧することを引き起こし、大きな接点対接点の荷重が望ましい。当業者によって認識されるように、コネクタ４８が点火装置または他の嵌め合わせソケットコネクタ上に締付けられると、ばね９４は絶縁体５０を所定の位置にしっかりと保持することに役立ち、上記の接点対接点の荷重を向上させるより大きな圧縮を強いられる。接点５４および絶縁体５０の取外しの間、所定の位置にばね９４およびワッシャ９６を保つために、ばね固定装置８８が使用されて、カップラ９２に嵌める。ばね固定装置は銅の合金Ｃ１１０００から作られ得る。コネクタ４８の他の構成要素は、当業者に公知である好適な材料から作られ得る。

点火リード線４２のための端子アセンブリ４４の構造を詳細に記載してきたが、点火リード線はたとえば以下などの好適な組立てプロセスを使用して製造され得るということが認識される。第１に、それのすべての構成要素を有するコネクタ４８は絶縁中心ワイヤ４２の端部上に組立てられる。次いで、接点ボディ５２が中心ワイヤの剥き出しの端部４６に永久的に取付けられる。端子接点５４が、次いで、接点ボディ上にねじ込まれる。絶縁体５０が、次いで、接点ボディ５２上に置かれ、止め輪５６を端子接点に取付けることに
よって所定の位置に固定される。この最後のステップは止め輪５６を溝７２に嵌めることによってなされ得るが、他の方法で（溝７２が必要とされないように）接点５４に取付ける他の保持構成要素が止め輪５６の代わりに使用され得るということが認識される。

交換の間、摩耗した接点５４が端子アセンブリ４４から取外され、新しい接点が設置される。摩耗した接点５４の交換における第１のステップは、止め輪５６を取外すことである。止め輪の特定の設計に応じて、取外しは典型的にはプライヤーの対または同様の道具を用いて達成され得る。図３および図４のＥリングおよびＣリングの両方の実施例では、それぞれ、機械工は先の細く尖ったプライヤーの対または同様の道具を用いて１つ以上の端部タング１０２、１０４、８４、８６を掴むことができ、リング５６が摩耗した端子接点５４から引抜かれ得るように、端部タングを広げることができる。止め輪が取外されると、管状絶縁体５０は端子アセンブリ４４から容易にスライドさせて外されることができ、その結果、接点ボディ５２および交換可能な接点５４を露出させる。これらの構成要素の両方の外側表面が露出されると、機械工はたとえばレンチなどの道具を用いてそれらの各々を掴むことができ、交換可能な接点５４を接点ボディ５２からねじを緩めて外すことができる。新しい交換接点５４が次いで接点ボディ５２上にねじ込まれ、所望の値にトルクを与えられる。その後、元の絶縁体または交換絶縁体が端子アセンブリ４４の上部の上にスライドさせて戻され、止め輪５６が周方向の溝内に再び設置されるように、ばね９４の下向きのばねの付勢に対して上向きに押される。元の止め輪５６または交換止め輪のいずれでも使用され得る。この構成の重要な利点は、摩耗した接点のための総交換時間が１５分という短いものであり得るということであるが、実際の交換時間はもちろんさまざまな要因に左右され得る。

このように、ここに明記される目的および利点を達成する点火リード線およびそれのための交換可能な端子接点がこの発明に従って与えられてきたということは明らかである。もちろん、前述の記載はこの発明の好ましい例示的な実施例であり、この発明は示される具体的な実施例に限定されるものではないということが理解される。さまざまな変更例および修正例が当業者に明らかとなる。たとえば、接点ボディ５２は直接的に中心ワイヤ４６に接続されるようにここに示されるが、たとえば１つ以上の他の電気的に伝導性をもつ構成要素を介してなど、接点ボディ５２が間接的に中心ワイヤに接続され得るということが認識される。すべてのこのような変更例および修正例はこの発明の範囲内であるように意図される。

この明細書および特許請求の範囲において使用されるように、「たとえば」、「例として」、および「など」という言葉、ならびに「構成する」、「有する」、「含む」という動詞およびその他の動詞の形は、１つ以上の構成要素または他の項目の列挙とともに使用されるとき、各々が非制限的なものとして解釈されるべきであり、これは列挙が他のさらなる構成要素または項目を排除するものとして考えられるべきではないということを意味する。他の用語は、異なる解釈を必ず必要とする文脈において使用されるのでなければ、その最も広い利に適った意味を使用して解釈されるべきである。

先行技術の交換可能な点火リード線端子アセンブリの破断図である。 この発明の点火リード線端子アセンブリの好ましい実施例の破断図である。 図２の点火リード線端子アセンブリの止め輪を示す、線３−３に沿った断面図である。 図２の点火リード線端子アセンブリにおいて使用されてもよい止め輪の代替的な実施例の上面−下面図である。

Claims (14)

1. 点火リード線のための端子接点であって、
   第１の端部から第２の端部へ延在する、電気的に伝導性をもつ接点を含み、前記接点は前記第１の端部においてねじ切りされておりかつ使用中に点火装置に係合するための前記第２の端部において接点表面を有し、前記接点は、さらに、前記第１および第２の端部の中間の場所において前記接点のまわりに延在する溝を含む、端子接点。
2. ねじ切りされた接点ボディ、取外し可能な管状絶縁体、および絶縁体を端子アセンブリ上に保持するための止め輪を有する、点火リード線端子アセンブリとともに使用するための端子接点であって、
   第１の端部から第２の端部へ延在する、電気的に伝導性をもつ接点を含み、前記接点は前記第１の端部において接続機能を有して、その結果、前記接点が端子アセンブリの接点ボディに取外し可能に接続されることを可能にし、前記接点は使用中に点火装置に係合するための前記第２の端部において接点表面を有し、前記接点は管状絶縁体の少なくともある部分の範囲内に適合するようにサイズ決めされ、前記接点は、さらに、止め輪を受ける溝を含み、前記溝は前記第１および第２の端部の中間の場所において前記接点のまわりに延在し、それによって前記接点は絶縁体を端子アセンブリ上に保持するために止め輪が前記溝に嵌められる状態で接点ボディに接続され得る、端子接点。
3. 複数の端子アセンブリおよび２つ以上の前記端子アセンブリの間に延在する絶縁中心ワイヤを有する点火リード線において、少なくとも１つの前記端子アセンブリは、
   前記絶縁中心ワイヤに固定されるコネクタと、
   第１の端部において前記中心ワイヤに電気的に接続され、かつ前記第１の端部から間隔をおかれる第２の端部を有する、電気的に伝導性をもつ接点ボディと、
   前記コネクタから前記接点ボディを電気的に絶縁するように、前記接点ボディ上に延在する管状絶縁体と、
   前記接点ボディの前記第２の端部に取外し可能に接続される、第１の軸方向の端部を有しかつ使用中に点火装置に係合する接点表面を含む第２の軸方向の端部を有する電気的に伝導性をもつ交換可能な接点とを含み、前記接点は、さらに、前記接点の外側表面の少なくともある部分のまわりに延在する溝を含み、前記端子アセンブリは、さらに、
   前記溝内に配置される保持構成要素を含み、前記絶縁体は前記保持構成要素および前記端子アセンブリの別の部分によって所定の位置に係留される、端子アセンブリ。
4. 前記接点ボディは前記中心ワイヤの非絶縁端子端部に固定して接続される、請求項３に記載の点火リード線。
5. 前記接点ボディは前記中心ワイヤの前記端子端部に永久的に取付けられる、請求項４に記載の点火リード線。
6. 前記接点ボディは前記中心ワイヤの前記端子端部上に圧着される、請求項５に記載の点火リード線。
7. 前記絶縁体は前記絶縁中心ワイヤのある部分上に配置される、請求項３に記載の点火リード線。
8. 前記端子アセンブリの前記他の部分は前記コネクタの構成要素を含む、請求項３に記載の点火リード線。
9. 前記コネクタの前記構成要素はワッシャを含む、請求項８に記載の点火リード線。
10. 前記ワッシャは、前記絶縁体が前記保持構成要素の方へ、前記保持構成要素との接触を強いられるように、ばねにより付勢される、請求項９に記載の点火リード線。
11. 前記保持構成要素は止め輪を含む、請求項３に記載の点火リード線。
12. 前記交換可能な接点は前記接点ボディ上にねじ込められる、請求項３に記載の点火リード線。
13. 前記接点の前記軸方向の端部はねじ切りされたおす部分を含む、請求項１２に記載の点火リード線。
14. 前記接点ボディの前記第２の端部は前記おす部分上にねじ込められるめす部分である、請求項１３に記載の点火リード線。

Images