JP6297132B2

JP6297132B2 - コロナ点火コイルのための高電圧接続封止方法

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Publication number: JP6297132B2
Application number: JP2016503276A
Authority: JP
Inventors: ウルチュオリ，ビットリオ; ミラン，ジュリオ; ダル・レ，マッシモ・アウグスト; ピニャッティ，パオロ
Original assignee: Federal Mogul Ignition Co
Current assignee: Federal Mogul Ignition LLC
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-15
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2034-03-15
Also published as: US20180309269A1; WO2014145183A1; JP2016519833A; CN105210248A; BR112015023095A2; KR20150131167A; US20140268480A1; KR102083337B1; US10418786B2; EP2973901B1; US10033162B2; CN105210248B; EP2973901A1; US20170250524A1; US9653885B2

Description

関連出願への相互参照
この出願は、２０１３年３月１５日に出願された米国仮特許出願番号第６１／７８７，４０６号の利益を請求しており、その全内容は本願明細書において全文参照により援用される。

発明の背景
１．発明の分野
この発明は一般に、コロナ点火アセンブリと、コロナ点火アセンブリを製造する方法とに関する。

２．関連技術
コロナ放電点火システムは、典型的に、単一の構成要素として互いに取り付けられる着火端アセンブリおよび点火コイルアセンブリを有するコロナ点火器アセンブリを含む。着火端アセンブリは、高い無線周波数電圧電位に帯電される中央電極を含んでおり、燃焼室において強い無線周波数電界を作り出す。この電界により、燃焼室における空燃混合気の一部がイオン化し、絶縁破壊を開始し、当該空燃混合気の燃焼を促進する。当該電界は好ましくは、空燃混合気が誘電特性を維持するとともに、非熱プラズマとも呼ばれるコロナ放電が発生するように制御される。空燃混合気のイオン化された部分は、火炎前面を形成し、次いで当該火炎前面が自己持続するとともに、空燃混合気の残りの部分を燃焼する。さらに電界は好ましくは、電極と、接地されたシリンダ壁、ピストンまたは点火器の他の部分との間に熱プラズマおよび電気アークを作り出すすべての誘電特性を空燃混合気が失わないように制御される。理想的には、電界はさらに、コロナ放電がコロナ点火器アセンブリの他の部分に沿ってではなく単に着火端にて形成するように制御される。しかしながら、そのような制御は達成するのがしばしば難しい。

本発明の１つの局面は、点火コイルアセンブリと、着火端アセンブリと、金属チューブと、ラバーブーツとを含むコロナ点火器アセンブリを提供する。点火コイルアセンブリは無線周波数電圧を受け取り、着火端アセンブリは点火コイルアセンブリからエネルギーを受け取る。着火端アセンブリはコロナ点火器を含んでおり、たとえば内燃機関の燃焼室において無線周波数電界を分配する。金属チューブは、点火コイルアセンブリに取り付けられる第１のチューブ端と着火端アセンブリに取り付けられる第２のチューブ端とを含む。金属チューブはさらに、点火コイルアセンブリの少なくとも部分および着火端アセンブリの少なくとも部分を取り囲む外面および対向する内面を含む。金属チューブの内面は第１のチューブ端と第２のチューブ端との間にチューブボリュームを提供する。チューブボリュームは点火コイルアセンブリおよび着火端アセンブリによって占められないスペースを含む。金属チューブは、空気がチューブボリュームから出ることを可能にするための、内面および外面を通って延在する少なくとも１つの穴をさらに含む。ラバーブーツは、チューブボリュームを充填するとともに点火コイルアセンブリと着火端アセンブリとの間の気密封止を提供する。

本発明の別の局面は、コロナ点火器アセンブリを製造する方法を提供する。上記方法は、点火コイルアセンブリおよび着火端アセンブリを提供するステップと、点火コイルアセンブリと着火端アセンブリとの間にラバーブーツを配置するステップとを含む。上記方法はさらに、少なくとも１つの穴を含む金属チューブの第１のチューブ端を点火コイルアセンブリに取り付けるとともに、着火端アセンブリに金属チューブの第２のチューブ端を取り付けることを含む。金属チューブは、ラバーブーツのまわりと、点火コイルアセンブリの少なくとも部分のまわりと、着火端アセンブリの少なくとも部分のまわりとに配置される。金属チューブの内面は、第１のチューブ端と第２のチューブ端との間にチューブボリュームを提供しており、チューブボリュームは、点火コイルアセンブリおよび着火端アセンブリによって占められないスペースを含む。次に、上記方法は、ラバーブーツがチューブボリュームを充填するとともに点火コイルアセンブリと着火端アセンブリとの間に気密封止を提供するように点火コイルアセンブリと着火端アセンブリとの間でラバーブーツを圧縮することを含む。

ラバーブーツが点火コイルアセンブリと着火端アセンブリとの間で圧縮されると、ラバーブーツは、点火コイルアセンブリおよび着火端アセンブリの構成要素同士の間にて、金属チューブの中に捕捉される如何なる空気も、金属チューブの穴を通じてコロナ点火器アセンブリから押し出す。圧縮されたラバーブーツはさらに構成要素同士の間の如何なる接続も封止し、組立て公差によって作り出される如何なるエアギャップも充填する。したがって、ラバーブーツは、構成要素同士の間に捉えられる空気を高電圧および高周波数の電界がイオン化する場合に発生し得る望まれないコロナ放電を着火端アセンブリおよび点火コイルアセンブリの間に形成することを防止する。この望まれないコロナ放電を防止することは、着火端に形成されるコロナ放電にエネルギーが方向付けられることを可能にし、これにより、コロナ点火器アセンブリの性能が向上する。

本発明の他の利点は、以下の詳細な説明を参照して添付の図面に関連して考慮するとよりよく理解されるので、当該利点は容易に理解されるであろう。

本発明の１つの例示的な実施形態に従った、組立位置にある点火コイルアセンブリおよび着火端アセンブリを含むコロナ点火器アセンブリの斜視図である。アセンブリの金属チューブの穴を通って延在する圧縮されたラバーブーツを示す、図１のコロナ点火器アセンブリの部分の拡大図である。着火端アセンブリに点火コイルアセンブリを接続する電気端子を示す、図１のコロナ点火器アセンブリの部分の拡大断面図である。図１のコロナ点火器アセンブリの部分の拡大断面図である。金属チューブに着火端アセンブリを取り付けるために使用され得るロッキングナットの斜視図である。金属チューブに着火端アセンブリを取り付けるために使用され得るリテイニングナットの斜視図である。本発明の１つの例示的な実施形態に従ったラバーブーツの断面図である。点火コイルアセンブリと着火端アセンブリとの間でラバーブーツを圧縮する前の本発明の別の例示的な実施形態に従ったコロナ点火器アセンブリの断面図である。ラバーブーツを圧縮する前の点火コイルアセンブリと着火端アセンブリとの間に配置されるラバーブーツの断面図である。点火コイルアセンブリと着火端アセンブリとの間のラバーブーツを圧縮する前の図１のコロナ点火器アセンブリの斜視図である。ラバーブーツが金属チューブの穴を通って延在しない図９のコロナ点火器アセンブリの部分の拡大断面図である。ラバーブーツを圧縮する前の図９のコロナ点火器アセンブリの部分の拡大断面図である。

実施可能な実施形態の説明
コロナ放電を提供するよう、高い無線周波数電圧を受け取るとともに、燃料およびガスの混合物を含む燃焼室において無線周波数電界を分配するためのコロナ点火器アセンブリ２０が図１に概略的に示される。コロナ点火器アセンブリ２０は、点火コイルアセンブリ２２と、着火端アセンブリ２４と、点火コイルアセンブリ２２を取り囲み点火コイルアセンブリ２２を着火端アセンブリ２４に結合する金属チューブ２６と、構成要素同士の間の如何なるエアギャップも充填することによって如何なる望まれないコロナ放電も当該エアギャップにおいて形成するのを防止するよう点火コイルアセンブリ２２と着火端アセンブリ２４との間で圧縮されるラバーブーツ２８とを含む。

点火コイルアセンブリ２２は典型的に、電源から高い無線周波数電圧を受け取るとともにエネルギーを格納する複数の巻線を含む。点火コイルアセンブリ２２は、中心軸Ａに沿って延在しており、着火端アセンブリ２４にエネルギーを伝達するためのコイル出力部材３０を含む。図２に示されるように、コイル出力部材３０は、中心軸Ａに向かって第１の端壁３４へとテーパする円錐形を有する第１の側壁３２を提供する。第１の側壁３２はさらに、着火端アセンブリ２４に向かって中心軸Ａに沿って長手方向に延在する。第１の側壁３２は典型的に中心軸Ａに対して対称であり、第１の端壁３４は中心軸Ａに対して垂直に延在する。さらに図２に示されるように、第１の側壁３２は、第１の端壁３４に対して第１のキャップ角度α_ｃ１にて配置される。第１の端壁３４は、円形形状のような第１の所定の形状と第１の所定エリアとを提供する。

図２および図３に最もよく示されるように、着火端アセンブリ２４は、点火コイルアセンブリ２２からエネルギーを受け取るとともに燃焼室において無線周波数電界を分配するためのコロナ点火器３６を含む。コロナ点火器３６は、電極３８と、金属シェル４０と、金属シェル４０から間隔を空けて電極３８を配置する絶縁体４２とを含む。電極３８は、端子端４３から着火端４４に中心軸Ａに沿って長手方向に延在する。例示的な実施形態において、電極３８は着火端４４にてクラウン４６を含む。クラウン４６は、無線周波数電界を分配するとともに堅牢なコロナ放電を形成するための、中心軸Ａに対して半径方向外方に延在する複数のブランチ４８を含む。

絶縁体４２は、セラミック材料から典型的に形成されており、第２の端壁５０からクラウン４６に隣接する絶縁体着火端５２に中心軸Ａに沿って延在する。例示的な実施形態において、クラウン４６は絶縁体着火端５２に対して外方に配置されており、絶縁体４２は電極３８を受け入れる絶縁体孔５４を含む。図２に示されるように、絶縁体４２は、コイル出力部材３０の第１の端壁３４および第１の側壁３２のサイズおよび形状と好ましくは鏡面対称である、第２の端壁５０と円錐形状を有する第２の側壁５６とを提供する。この実施形態において、第２の側壁５６は中心軸Ａに向かって第２の端壁５０へテーパする円錐形状を有する。第２の側壁５６はさらに、点火コイルアセンブリ２２に向かって中心軸Ａに沿って長手方向に延在する。第２の側壁５６は中心軸Ａに対して典型的に対称であり、第２の端壁５０は中心軸Ａに対して垂直に延在する。図２に示されるように、第２の側壁５６は、第２の端壁５０に対して第２のキャップ角度α_ｃ２にて配置される。第２の端壁５０は、円形形状のような第２の所定の形状と第２の所定のエリアとを提供する。好ましくは、第２のキャップ角度α_ｃ２は第１のキャップ角度α_ｃ１と等しく、第２の所定の形状はコイル出力部材３０の第１の所定の形状と同じであり、第２の所定のエリアはコイル出力部材３０の第１の所定のエリアと等しい。絶縁体４２の形状およびコイル出力部材３０の形状はさまざまな異なる形状を含み得るが、好ましくはラバーブーツ２８が圧縮下に置かれる場合にすべての空気が組み付けの間に流れ出ることを可能にするように設計される。

着火端アセンブリ２４はさらに、図２に示されるように、点火コイルアセンブリ２２に着火端アセンブリ２４の電極３８を電気的に接続するための電気端子５８を含んでおり、電気端子５８は絶縁体孔５４に受け入れられるとともに電極３８から点火コイルアセンブリ２２に延在する。着火端アセンブリ２４の金属シェル４０は電極３８および絶縁体４２を取り囲む。

コロナ点火器アセンブリ２０は、着火端アセンブリ２４に点火コイルアセンブリ２２を結合する金属チューブ２６をさらに含む。金属チューブ２６は、点火コイルアセンブリ２２のコイル出力部材３０の少なくとも一部と、着火端アセンブリ２４の絶縁体４２の少なくとも一部とを取り囲む。コイル出力部材３０の第１の端壁３４および第１の側壁３２と、絶縁体４２の第２の端壁５０および第２の側壁５６とは好ましくは金属チューブ２６に含まれる。金属チューブ２６は典型的にアルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されるが、他の材料から形成されてもよい。

図１に示される例示的な実施形態において、金属チューブ２６は、点火コイルアセンブリ２２に取り付けられる第１のチューブ端６０から着火端アセンブリ２４に取り付けられる第２のチューブ端６２に延在する。第１のチューブ端６０は、コイル出力部材３０に沿って点火コイルアセンブリ２２に取り付けられており、第２のチューブ端６２は金属シェル４０に取り付けられている。点火コイルアセンブリ２２および着火端アセンブリ２４に金属チューブ２６を取り付けるためにさまざまな異なる技術が使用され得る。例示的な実施形態において、点火コイルアセンブリ２２に第１のチューブ端６０を接続するためにナット６４が使用され、着火端アセンブリ２４に第２のチューブ端６２を接続するために２つのナット６４が使用される。図４に示されるようなロッキングナット６４（ａ）が金属チューブ２６の第２のチューブ端６２上にねじ込められ、図５に示されるようなリテイニングナット６４（ｂ）が着火端アセンブリ２４のシェル４０に事前に取り付けられて、ロッキングナット６４に固定されるシェル４０を保持する。金属チューブ２６はさらに、内面６６および対向する外面６８を含んでおり、これらは各々第１のチューブ端６０と第２のチューブ端６２との間に円筒形状を提供する。

金属チューブ２６の内面６６は、第１のチューブ端６０と第２のチューブ端６２との間にチューブボリュームを提供する。このチューブボリュームは、点火コイルアセンブリ２２および着火端アセンブリ２４によって占められない任意のスペースを含む。ラバーブーツ２８が点火コイルアセンブリ２２と着火端アセンブリ２４との間に配置されない場合、チューブボリュームは空気または別のガスで充填される。ラバーブーツ２８が点火コイルアセンブリ２２と着火端アセンブリ２４との間に配置された後であるが点火コイルアセンブリ２２と着火端アセンブリ２４との間でラバーブーツ２８を圧縮する前であっても、チューブボリュームの一部は典型的に空気で充填される。金属チューブ２６はさらに少なくとも１つの穴７０を含むが、好ましくは、内面６６から外面６８へ各々延在するとともに第１のチューブ端６０と第２のチューブ端６２との間に位置する複数の穴７０を含む。これらの穴７０は、ラバーブーツ２８が点火コイルアセンブリ２２と着火端アセンブリ２４との間で圧縮される場合に如何なる空気もチューブボリュームから出ることを可能にする。穴７０の位置は、較正されるとともに、コロナ点火器アセンブリ２０の構成要素のサイズおよび形状に依存する。

ラバーブーツ２８は、金属チューブ２６の第１のチューブ端６０と第２のチューブ端６２との間に配置され、その後、点火コイルアセンブリ２２と着火端アセンブリ２４と金属チューブ２６との間で圧縮されてチューブボリュームを充填するとともに点火コイルアセンブリ２２と着火端アセンブリ２４と金属チューブ２６との間に気密封止を提供する。ラバーブーツ２８はさらに、第１のチューブ端６０と点火コイルアセンブリ２２との間および第２のチューブ端６２と着火端アセンブリ２４の金属シェル４０との間に気密封止を提供する。

点火コイルアセンブリ２２および着火端アセンブリ２４によってラバーブーツ２８に加えられる圧縮は中心軸Ａに対して好ましくは対称的である。気密封止を提供するために、ラバーブーツ２８は、チューブボリュームより大きいブーツボリュームを有しており、ラバーブーツ２８の一部は、金属チューブ２６の穴７０の中に延在するかまたは穴７０を通るよう延在する。ラバーブーツ２８が圧縮されると、金属チューブ２６に残る如何なる空気も穴７０を通ってチューブボリュームから出ることになる。したがって、ラバーブーツ２８は、点火コイルアセンブリ２２と金属チューブ２６と着火端アセンブリ２４との間の接続を封止する。ラバーブーツ２８は、たとえば組立て公差によって作り出されたエアギャップまたはクリアランスといった如何なるエアギャップまたはクリアランスも充填する。したがって、圧縮されたラバーブーツ２８は動作の間に、典型的にエアギャップに形成する望まれないコロナ放電を防止する。

例示的な実施形態において、ラバーブーツ２８は、シリコーンゴムから形成されるが、別のタイプのゴムまたは別のタイプの弾力性材料もしくは弾性材料から形成され得る。さらに、当該設計のラバーブーツ２８は、フレキシブルであり、さまざまな異なる形状を含み得る。したがって、さまざまな異なる設計の点火コイルアセンブリ２２および着火端アセンブリ２４がラバーブーツ２８と共に使用され得る。ラバーブーツ２８を設計する場合に考慮されるべき可変性ファクタは、着火端アセンブリ２４、点火コイルアセンブリ２２および金属チューブ２６の幾何公差と、ラバーブーツ２８の製造についてのプロセス公差と、ラバーブーツ２８の熱膨張とを含む。

例示的な実施形態において、ラバーブーツ２８は、点火コイルアセンブリ２２に係合する第１のブーツ端７２から着火端アセンブリ２４に係合する第２のブーツ端７４に中心軸Ａに沿って長手方向に延在する。ラバーブーツ２８は、第１のブーツ端７２と第２のブーツ端７４との間に円筒形状を提供する外面７６と、第１のブーツ端７２と第２のブーツ端７４との間に材料のブロックを含むボディ部分７８とを含む。チャネル８０は、電極３８から点火コイルアセンブリ２２に延在する電気端子５８を受け入れるために、第１のブーツ端７２と第２のブーツ端７４との間を延在する。

例示的な実施形態において、ラバーブーツ２８は、図６に最もよく示されるように、円錐形状を有するとともに第１のブーツ端７２から第１のベース表面８４まで中心軸Ａに沿いかつ中心軸Ａに向かってテーパする第１のブーツ壁８２を提供する。第１のブーツ壁８２は、第１のベース表面８４に対して第１のブーツ角度α_ｂ１にて配置される。図７に最もよく示されるように、第１のブーツ壁８２はコイル出力部材３０の第１の側壁３２に沿って延在しており、第１のベース表面８４はコイル出力部材３０の第１の端壁３４に沿って延在する。第１のブーツ角度α_ｂ１は、ラバーブーツ２８を圧縮すると、如何なる捕捉された空気も容易にチューブボリュームから押し出され得るようにコイル出力部材３０の第１のキャップ角度α_ｃ１よりわずかに大きい。さらに第１のブーツ壁８２は好ましくは、ラバーブーツ２８が圧縮される場合に、圧縮が対称であるとともに、ラバーブーツ２８が、点火コイルアセンブリ２２と、金属チューブ２６と、着火端アセンブリ２４との間のすべてのエリアを効果的に封止するように、中心軸Ａに対して対称である。ラバーブーツ２８の第１のベース表面８４は、ブーツボディ部分７８に隣接して配置されるとともに、中心軸Ａに対して垂直に延在する。第１のベース表面８４は、第１の所定の形状および第１の所定のエリアを提供する。ラバーブーツ２８の第１のベース表面８４の第１の所定の形状および第１の所定のエリアは、コイル出力部材３０の第１の端壁３４の第１の所定の形状および第１の所定のエリアと好ましくは等しい。

ラバーブーツ２８はさらに、円錐形状を有するとともに第２のブーツ端７４から第２のベース表面８８へと中心軸Ａに沿いかつ中心軸Ａに向かってテーパする第２のブーツ壁８６を提供する。第２のブーツ壁８６は、第２のベース表面８８に対して第２のブーツ角度α_ｂ２にて配置される。図６に最もよく示されるように、第２のブーツ壁８６は絶縁体４２の第２の側壁５６に沿って延在し、第２のベース表面８８は絶縁体４２の第２の端壁５０に沿って延在する。第２のブーツ角度α_ｂ２は、ラバーブーツ２８を圧縮すると、如何なる捕捉された空気も容易にチューブボリュームから圧縮され得るようにコイル出力部材３０の第２のキャップ角度α_ｃ２よりわずかに大きい。さらに第２のブーツ壁８６は好ましくは、ラバーブーツ２８が圧縮される場合に、圧縮が対称であるとともに、ラバーブーツ２８が、点火コイルアセンブリ２２と、金属チューブ２６と、着火端アセンブリ２４との間のすべてのエリアを効果的に封止するように、中心軸Ａに対して対称である。ラバーブーツ２８の第２のベース表面８８はさらに、ブーツボディ部分７８に隣接して配置され、第１のベース表面８４に対向し、かつ、中心軸Ａに対して垂直に延在する。例示的な実施形態において、ラバーブーツ２８のチャネル８０は、第１のベース表面８４から第２のベース表面８８に延在する。第２のベース表面８８は第２の所定の形状および第２の所定のエリアを提供する。ラバーブーツ２８の第２のベース表面８８の第２の所定の形状および第２の所定のエリアは、絶縁体４２の第２の端壁５０の第２の所定の形状および第２の所定のエリアと好ましくは等しい。さらに、対称な圧縮は、第１のブーツ角度α_ｂ１と等しい第２のブーツ角度α_ｂ２を形成し、第１のベース表面８４の第１の所定の形状と等しい第２のベース表面８８の第２の所定の形状を形成し、第１のベース表面８４の第１の所定のエリアと等しい第２のベース表面８８の第２の所定のエリアとを形成することにより達成される。

本発明の別の局面は、点火コイルアセンブリ２２、着火端アセンブリ２４、金属チューブ２６およびラバーブーツ２８を含むコロナ点火器アセンブリ２０を製造する方法を提供する。この方法はまず、点火コイルアセンブリ２２と着火端アセンブリ２４との間にラバーブーツ２８を配置することを含む。図８は、圧縮の前の点火コイルアセンブリ２２と着火端アセンブリ２４との間に配置されるラバーブーツ２８の断面を示す。

上記方法は次に、ラバーブーツ２８のまわりと、点火コイルアセンブリ２２の少なくとも部分のまわりと、着火端アセンブリ２４の少なくとも部分のまわりとに金属チューブ２６を配置することを含む。このステップはまず典型的に、第２のチューブ端６２を介して金属チューブ２６に絶縁体４２の第２の端壁５０を挿入することを含む。次に、上記方法は、第１のチューブ端６０を介して金属チューブ２６にラバーブーツ２８を挿入することと、絶縁体４２の第２の端壁５０上にラバーブーツ２８の第２のベース表面８８を配置することとを含む。上記方法はさらに、第１のチューブ端６０を介して金属チューブ２６へ点火コイルアセンブリ２２のコイル出力部材３０を挿入することと、コイル出力部材３０の第１の端壁３４をラバーブーツ２８の第１のベース表面８４上に配置することとを含む。この時点では、ラバーブーツ２８は圧縮されておらず、点火コイルアセンブリ２２、着火端アセンブリ２４またはラバーブーツ２８によって占められない如何なるスペースも空気で充填される。

この方法はさらに、点火コイルアセンブリ２２に金属チューブ２６の第１のチューブ端６０を取り付けることと、着火端アセンブリ２４に金属チューブ２６の第２のチューブ端６２を取り付けることとを含む。上で論じたように、リテイニングナット６４（ｂ）は、着火端アセンブリ２４の金属シェル４０にあらかじめ取り付けられ得、ロッキングナット６４（ａ）は金属チューブ２６上にねじ込められ得、２つのナット６４（ａ），６４（ｂ）は着火端アセンブリ２４の金属シェル４０に金属チューブ２６を接続するよう一緒に連結され得る。ナット６４も、点火コイルアセンブリ２２に第２のチューブ端６２を接続するよう使用され得る。

上記方法は次に、ラバーブーツ２８がチューブボリュームを充填するとともに点火コイルアセンブリ２２と着火端アセンブリ２４との間に気密封止を提供するように点火コイルアセンブリ２２のコイル出力部材３０と着火端アセンブリ２４の絶縁体４２との間でラバーブーツ２８を圧縮することを含む。図９、図９Ａおよび図１０は、ラバーブーツ２８を圧縮する前のコロナ点火器アセンブリ２０を示しており、ラバーブーツ２８の部分は金属チューブ２６の穴７０を通って延在しない。ラバーブーツ２８を圧縮するために、ボルトを有する圧縮フレームが均一な圧力を加えるよう典型的に点火コイルアセンブリ２２に取り付けられる。点火コイルアセンブリ２２と着火端アセンブリ２４との間でラバーブーツ２８を圧縮するステップは、金属チューブ２６の穴７０を介して空気を押すことによってチューブボリュームから空気を除去することと、次いで金属チューブ２６の穴７０の中へラバーブーツ２８の部分を押すかまたは穴７０を通るようラバーブーツ２８の部分を押すこととを含む。好ましくはラバーブーツ２８は、構成要素同士の間の確実な封止を実証するために中心軸Ａに対して対称的に圧縮される。

上記の教示に鑑みて、添付の特許請求の範囲内で、本発明の多くの修正例および変形例が可能であり、具体的に記載されたのとは異なる態様で実施されてもよいことは明らかである。

Claims

コロナ点火器アセンブリであって、
無線周波数電圧を受け取るための点火コイルアセンブリと、
前記点火コイルアセンブリからエネルギーを受け取るとともに無線周波数電界を分配するための着火端アセンブリとを含み、前記着火端アセンブリはコロナ点火器を含んでおり、前記コロナ点火器アセンブリはさらに、
前記点火コイルアセンブリに取り付けられる第１のチューブ端と前記着火端アセンブリに取り付けられる第２のチューブ端とを含む金属チューブを含み、
前記金属チューブは、前記点火コイルアセンブリの少なくとも部分および前記着火端アセンブリの少なくとも部分を取り囲む外面および対向する内面を含んでおり、
前記金属チューブの前記内面は前記第１のチューブ端と前記第２のチューブ端との間にチューブボリュームを提供しており、前記チューブボリュームは前記点火コイルアセンブリおよび前記着火端アセンブリによって占められないスペースを含んでおり、
前記金属チューブは、空気が前記チューブボリュームから出ることを可能にするための、前記内面および前記外面を通って延在する少なくとも１つの穴を含んでおり、前記コロナ点火器アセンブリはさらに、
前記チューブボリュームを充填するとともに前記点火コイルアセンブリと前記着火端アセンブリとの間に気密封止を提供するラバーブーツを含む、コロナ点火器アセンブリ。
前記ラバーブーツは、前記チューブボリュームより大きいブーツボリュームを有しており、前記ラバーブーツは、前記点火コイルアセンブリと、前記着火端アセンブリと、前記金属チューブとの間で圧縮され、前記ラバーブーツの部分は前記金属チューブの前記少なくとも１つの穴の中に延在する、請求項１に記載のコロナ点火器アセンブリ。
前記点火コイルアセンブリによる前記ラバーブーツに対する圧縮は対称的である、請求項１に記載のコロナ点火器アセンブリ。
前記ラバーブーツは前記第１のチューブ端と前記点火コイルアセンブリとの間に気密封止を提供し、前記ラバーブーツは前記第２のチューブ端と前記着火端アセンブリとの間に気密封止を提供する、請求項１に記載のコロナ点火器アセンブリ。
前記点火コイルアセンブリは中心軸に沿って延在するコイル出力部材を含んでおり、前記コイル出力部材は、前記着火端アセンブリに向かってかつ前記中心軸に向かって第１の端壁へとテーパする円錐形状を有する第１の側壁を提供しており、前記第１の端壁は前記中心軸に対して垂直に延在しており、前記第１の側壁は前記第１の端壁に対して第１のキャップ角度にて配置されており、
前記着火端アセンブリの前記コロナ点火器は、電極を取り囲む絶縁体を含んでおり、前記絶縁体は、前記点火コイルアセンブリに向かってかつ前記中心軸に向かって第２の端壁へとテーパする円錐形状を有する第２の側壁を提供しており、前記第２の端壁は前記中心軸に対して垂直に延在しており、前記第２の側壁は前記第２の端壁に対して第２のキャップ角度にて配置される、請求項１に記載のコロナ点火器アセンブリ。
前記ラバーブーツは、前記点火コイルアセンブリに係合する第１のブーツ端から前記着火端アセンブリに係合する第２のブーツ端に前記中心軸に沿って長手方向に延在しており、
前記ラバーブーツは、前記第１のブーツ端と前記第２のブーツ端との間にゴム材料のブロックを含むブーツボディ部分を含んでおり、
前記ラバーブーツは、円錐形状を有するとともに前記第１のブーツ端から前記ブーツボディ部分に隣接して配置される第１のベース表面に前記中心軸に沿ってかつ前記中心軸に向かってテーパする第１のブーツ壁を提供しており、前記第１のベース表面は前記中心軸に対して垂直に延在しており、
前記第１のブーツ壁は前記第１のベース表面に対して第１のブーツ角度にて配置されており、前記ラバーブーツの前記第１のブーツ角度は、前記ラバーブーツが圧縮されている場合に空気が前記チューブボリュームから押し出されることを可能にするために、前記コイル出力部材の前記第１のキャップ角度よりも大きく、
前記ラバーブーツは、円錐形状を有するとともに、前記第２のブーツ端から前記ブーツボディ部分に隣接して配置される第２のベース表面に前記中心軸に沿いかつ前記中心軸に向かってテーパする第２のブーツ壁を提供しており、前記第２のベース表面は前記中心軸に対して垂直に延在しており、前記第２のブーツ壁は、前記第２のベース表面に対して第２のブーツ角度にて配置されており、前記ラバーブーツの前記第２のブーツ角度は、前記ラバーブーツが圧縮されている場合に空気が前記チューブボリュームから押し出されることを可能にするために、前記点火コイルアセンブリの前記絶縁体の前記第２のキャップ角度より大きい、請求項５に記載のコロナ点火器アセンブリ。
前記ラバーブーツの前記第２のブーツ角度は前記ラバーブーツの前記第１のブーツ角度に等しい、請求項６に記載のコロナ点火器アセンブリ。
前記ラバーブーツの前記第１のベース表面が第１の所定の形状および第１の所定のエリアを提供しており、前記ラバーブーツの前記第２のベース表面が前記第１の所定の形状と同じである第２の所定の形状を提供しており、前記ラバーブーツの前記第２のベース表面が前記第１の所定のエリアと等しい第２の所定のエリアを提供している、請求項６に記載のコロナ点火器アセンブリ。
前記コイル出力部材の前記第１の端壁が第１の所定の形状および第１の所定のエリアを提供しており、前記絶縁体の前記第２の端壁が前記コイル出力部材の前記第１の所定の形状と同じである第２の所定の形状を提供しており、前記絶縁体が前記コイル出力部材の前記第１の所定のエリアと同じである第２の所定のエリアを提供する、請求項６に記載のコロナ点火器アセンブリ。
前記ラバーブーツの前記第１のベース表面は前記コイル出力部材の前記第１の所定の形状と同じである第１の所定の形状を提供しており、前記第１のベース表面が前記コイル出力部材の前記第１の所定のエリアに等しい第１の所定のエリアを提供しており、前記ラバーブーツの前記第２のベース表面が前記絶縁体の前記第２の所定の形状と同じである第２の所定の形状を提供しており、前記第２のベース表面が前記絶縁体の前記第２の所定のエリアと等しい第２の所定のエリアを提供している、請求項９に記載のコロナ点火器アセンブリ。
前記ラバーブーツは、前記第１のブーツ端と前記第２のブーツ端との間で円筒形状を提供する外面を含む、請求項６に記載のコロナ点火器アセンブリ。
コロナ放電を提供するよう、無線周波数電圧を受け取るとともに、燃料とガスとの混合物を含む燃焼室において無線周波数電界を分配するためのコロナ放電点火器アセンブリであって、
前記無線周波数電圧を受け取るための、中心軸に沿って延在する点火コイルアセンブリを含み、
前記点火コイルアセンブリはコイル出力部材を含んでおり、前記コイル出力部材は、前記中心軸に沿いかつ前記中心軸に向かって第１の端壁へとテーパする円錐形状を有する第１の側壁を提供しており、前記第１の側壁は前記中心軸に対して対称であり、前記第１の端壁は前記中心軸に対して垂直に延在しており、前記第１の側壁は前記第１の端壁に対して第１のキャップ角度にて配置されており、前記第１の端壁は第１の所定の形状および第１の所定のエリアを提供しており、前記コロナ放電点火器アセンブリはさらに、
前記点火コイルアセンブリから前記エネルギーを受け取るとともに前記燃焼室において前記無線周波数電界を分配するための着火端アセンブリを含み、
前記着火端アセンブリはコロナ点火器を含んでおり、前記コロナ点火器は、
前記中心軸に沿って長手方向に着火端へと延在する電極を含み、前記電極は前記着火端にてクラウンを含んでおり、前記クラウンは前記中心軸に対して半径方向外方に延在する複数のブランチを有しており、前記コロナ点火器はさらに、
前記電極を取り囲む金属シェルと、
前記シェルから間隔を置いて前記電極を配置し、かつ、前記クラウンに隣接する絶縁体着火端へと前記中心軸に沿って延在する絶縁体とを含み、前記絶縁体は前記電極を受け入れる絶縁体孔を含んでおり、
前記絶縁体は、前記中心軸に沿いかつ前記中心軸に向かって第２の端壁へとテーパする円錐形状を有する第２の側壁を提供しており、前記第２の側壁は前記中心軸に対して対称であり、前記第２の端壁は前記中心軸に対して垂直に延在しており、前記第２の側壁は前記第２の端壁に対して第２のキャップ角度にて配置されており、前記第２の端壁は第２の所定の形状および第２の所定のエリアを提供しており、
前記第２のキャップ角度は前記第１のキャップ角度に等しく、前記絶縁体の前記第２の所定の形状は前記コイル出力部材の前記第１の所定の形状に等しく、前記絶縁体の前記第２の所定のエリアは前記コイル出力部材の前記第１の所定のエリアに等しく、
前記着火端アセンブリは、前記着火端アセンブリの前記電極を前記点火コイルアセンブリに電気的に接続するための、前記絶縁体孔に受け入れられるとともに前記電極から前記点火コイルアセンブリに延在する電気端子を含んでおり、前記コロナ放電点火器アセンブリはさらに、
前記第１の端壁を含む前記コイル出力部材の少なくとも部分を取り囲むとともに前記第２の端壁を含む前記絶縁体の少なくとも部分を取り囲む金属チューブを含み、
前記金属チューブは、前記着火端アセンブリに前記点火コイルアセンブリを結合するために、前記点火コイルアセンブリに取り付けられる第１のチューブ端から、前記コイル出力部材に沿って、前記着火端アセンブリの前記金属シェルに取り付けられる第２のチューブ端に延在しており、
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から形成されており、
前記金属チューブは、前記第１のチューブ端と前記第２のチューブ端との間で円筒形状を各々が提供する内面および外面を含んでおり、
前記金属チューブの前記内面は前記第１のチューブ端と前記第２のチューブ端との間にチューブボリュームを提供しており、
前記チューブボリュームは前記点火コイルアセンブリおよび前記着火端アセンブリによって占められない任意のスペースを含んでおり、
前記チューブは複数の穴を含んでおり、前記複数の穴の各々は、前記チューブボリュームに位置する如何なる空気も前記チューブボリュームから出ることを可能にするために、前記内面から前記外面へ延在するとともに前記第１のチューブ端と前記第２のチューブ端との間に位置しており、前記コロナ放電点火器アセンブリはさらに、
前記第１のチューブ端と前記第２のチューブ端との間に配置され、かつ、前記点火コイルアセンブリと前記着火端アセンブリとの間に気密封止を提供するために前記チューブボリュームを充填するラバーブーツを含み、
前記ラバーブーツは前記第１のチューブ端と前記点火コイルアセンブリとの間に気密封止を提供し、
前記ラバーブーツは前記第２のチューブ端と前記着火端アセンブリの前記金属シェルとの間に気密封止を提供しており、
前記ラバーブーツは前記チューブボリュームより大きいブーツボリュームを有しており、
前記ラバーブーツは、前記点火コイルアセンブリと、前記着火端アセンブリと、前記金属チューブとの間で圧縮されており、前記点火コイルアセンブリによる前記ラバーブーツに対する圧縮と前記着火端アセンブリによる前記ラバーブーツに対する圧縮とは対称的であり、
前記ラバーブーツの部分は前記金属チューブの前記穴の中に延在しており、
前記ラバーブーツはシリコーンゴムから形成されており、
前記ラバーブーツは、前記点火コイルアセンブリに係合する第１のブーツ端から前記着火端アセンブリに係合する第２のブーツ端に前記中心軸に沿って長手方向に延在しており、
前記ラバーブーツは前記第１のブーツ端と前記第２のブーツ端との間の円筒形状を提供する外面を含んでおり、
前記ラバーブーツは、前記第１のブーツ端と前記第２のブーツ端との間に材料のブロックを含むボディ部分を含んでおり、
前記ラバーブーツは、円錐形状を有するとともに、前記第１のブーツ端から前記ブーツボディ部分に隣接して配置される第１のベース表面に前記中心軸に沿いかつ前記中心軸に向かってテーパする第１のブーツ壁を提供しており、前記第１のブーツ壁は前記中心軸に対して対称であり、前記第１のベース表面は前記中心軸に対して垂直に延在しており、前記第１のブーツ壁は前記第１のベース表面に対して第１のブーツ角度にて配置されており、前記第１のベース表面は第１の所定の形状および第１の所定のエリアを提供しており、
前記ラバーブーツの前記第１のブーツ角度は、前記ラバーブーツを圧縮する場合に如何なる空気も前記チューブボリュームから押し出されることを可能にするために、前記点火コイルアセンブリの前記コイル出力部材の前記第１のキャップ角度よりも大きく、
前記ラバーブーツの前記第１のベース表面の前記所定の形状および前記所定のエリアは前記コイル出力部材の前記第１の端壁の前記所定の形状および前記所定のエリアは等しく、
前記ラバーブーツは、円錐形状を有するとともに、前記第２のブーツ端から前記ブーツボディ部分に隣接して配置される第２のベース表面に前記中心軸に沿いかつ前記中心軸に向かってテーパする第２のブーツ壁を提供しており、前記第２のブーツ壁は前記中心軸に対して対称であり、前記第２のベース表面は前記中心軸に対して垂直に延在しており、前記第２のブーツ壁は、前記第２のベース表面に対して第２のブーツ角度にて配置されており、前記第２のベース表面は第２の所定の形状および第２の所定のエリアを提供しており、
前記ラバーブーツの前記第２のブーツ角度は、前記ラバーブーツを圧縮する場合に如何なる空気も前記チューブボリュームから押し出されることを可能にするために、前記点火コイルアセンブリの前記絶縁体の前記第２のキャップ角度より大きく、
前記ラバーブーツの前記第２のベース表面の前記所定の形状および前記所定のエリアは前記絶縁体の前記第２の端壁の前記所定の形状および前記所定のエリアに等しく、
前記第２のブーツ角度は前記第１のブーツ角度に等しく、前記第２のベース表面の前記第２の所定の形状は前記第１のベース表面の前記第１の所定の形状に等しく、前記第２のベース表面の前記第２の所定のエリアは、前記ラバーブーツの対称な圧縮を可能にするために前記第１のベース表面の前記第１の所定のエリアに等しく、
前記ラバーブーツは、前記電極から前記着火端アセンブリに延在する前記電気端子を受け入れるための、前記第１のベース表面から前記第２のベース表面に延在するチャネルを含む、コロナ放電点火器アセンブリ。
コロナ点火器アセンブリを製造する方法であって、
点火コイルアセンブリおよび着火端アセンブリを提供することと、
前記点火コイルアセンブリと前記着火端アセンブリとの間にラバーブーツを配置することと、
少なくとも１つの穴を含む金属チューブの第１のチューブ端を前記点火コイルアセンブリに取り付けるとともに、前記着火端アセンブリに前記金属チューブの第２のチューブ端を取り付けることと、
前記金属チューブの内面が第１のチューブ端と第２のチューブ端との間に、前記点火コイルアセンブリおよび前記着火端アセンブリによって占められないスペースを含むチューブボリュームを提供するように、前記ラバーブーツのまわりと、前記点火コイルアセンブリの少なくとも部分のまわりと、前記着火端アセンブリの少なくとも部分のまわりとに前記金属チューブを配置することと、
前記ラバーブーツが前記チューブボリュームを充填するとともに前記点火コイルアセンブリと前記着火端アセンブリとの間に気密封止を提供するように前記点火コイルアセンブリと前記着火端アセンブリとの間で前記ラバーブーツを圧縮することとを含む、方法。
前記点火コイルアセンブリと前記着火端アセンブリとの間に前記ラバーブーツを圧縮するステップは、前記金属チューブの前記少なくとも１つの穴を通るように空気を押すことによって前記チューブボリュームから前記空気を除去することを含む、請求項１３に記載の方法。
前記点火コイルアセンブリと前記着火端アセンブリとの間で前記ラバーブーツを圧縮するステップは、前記金属チューブの前記少なくとも１つの穴の中に前記ラバーブーツの部分を押すことを含む、請求項１３に記載の方法。
前記点火コイルアセンブリと前記着火端アセンブリとの間で前記ラバーブーツを圧縮するステップは、前記ラバーブーツを対称的に圧縮することを含む、請求項１３に記載の方法。
前記ラバーブーツのまわりと、前記点火コイルアセンブリの少なくとも部分のまわりと、前記着火端アセンブリの少なくとも部分のまわりとに前記金属チューブを配置するステップは、
前記チューブ端のうちの１つを通って前記金属チューブの中に前記着火端アセンブリの絶縁体を挿入することと、
前記チューブ端のうちの１つを通って前記金属チューブの中に前記ラバーブーツを挿入し、かつ、前記着火端アセンブリ上に前記ラバーブーツを配置することと、
前記ラバーブーツと同じチューブ端を通って前記金属チューブの中に前記点火コイルアセンブリのコイル出力部材を挿入し、かつ、前記ラバーブーツ上に前記コイル出力部材を配置することとを含む、請求項１３に記載の方法。
前記点火コイルアセンブリに前記第１のチューブ端を取り付け、かつ、前記着火端アセンブリに前記第２のチューブ端を取り付けるためにナットが使用される、請求項１３に記載の方法。