JP7019581B2 - 絶縁体内径上にハーメチック燃焼シールを有するコロナ点火器 - Google Patents
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Description
この米国実用特許出願は、2016年1月22日に出願された米国仮特許出願第62/281,856号および2017年1月19日に出願された米国実用特許出願第15/409,694号の利益を主張し、これらの内容全体は、引用によって本明細書に援用される。
1.発明の分野
本発明は、一般に、燃焼シールを有するコロナ点火器、および燃焼シールを有するコロナ点火器の製造方法に関する。
中心電極などの導電性部品と点火装置、たとえばコロナ点火器の絶縁体とを接着するためにガラスシールがしばしば用いられる。コロナ点火器のガラスシールは、一般に、絶縁体の孔の中にガラス粉末を配置し、その後絶縁体と中心電極とガラス粉末とを一緒に炉の中で焼成することによって形成される。熱によってガラスシールの特定の成分が膨張して、絶縁体と中心電極との間に接着部が形成される。別の選択肢は、中心電極と絶縁体の内面との間に真鍮シールを用いるというものである。しかし、製造業者は、接着部の品質および信頼性を向上させることにより、生産時間およびコストを最小限に抑えながら絶縁体の内面に沿ったハーメチック燃焼シールを常に実現しようと努力し続けている。
本発明の一局面は、内燃機関のためのコロナ点火器20を含み、当該コロナ点火器20は、中心電極24と絶縁体26との間にハーメチック燃焼シールを提供してエンジンの燃焼室に位置するガスが点火器20に侵入することを防止する金属製コーティング22とろう付け部23とを含む。図1、図2および図4~図6は、間にハーメチック燃焼シールを有する中心電極24および絶縁体26の例であり、図3は、燃焼シールを含むコロナ点火器20の例である。
Claims (26)
- コロナ点火器であって、
孔を取り囲み、接続上端から絶縁体突出端まで延在する内面を含む絶縁体を備え、
前記絶縁体の前記内面は、前記接続上端と前記絶縁体突出端との間に電極座を含み、
前記絶縁体の前記内面は、内径を提供し、前記内径は、前記絶縁体突出端に向かう方向に前記電極座に沿って小さくなっており、
前記コロナ点火器はさらに、
前記絶縁体の前記孔の中に配置された中心電極を備え、
前記中心電極は、前記絶縁体の前記内面の前記電極座上に配置された頭部を含み、
前記コロナ点火器はさらに、
前記電極座と前記接続上端との間の前記絶縁体の前記内面上に配置された金属製コーティングを備え、
前記金属製コーティングは、前記電極座の下方の前記絶縁体の前記内面上には配置されておらず、
前記コロナ点火器はさらに、
前記絶縁体の前記内面に沿って前記電極座と前記接続上端との間に配置されたろう付け部を備える、コロナ点火器。 - 前記ろう付け部は、前記中心電極の前記頭部と前記絶縁体の前記内面との間に位置している、請求項1に記載のコロナ点火器。
- 前記中心電極の前記頭部上に銅ベースの粉末が配置され、前記ろう付け部は、前記銅ベースの粉末と前記絶縁体の前記内面との間に位置している、請求項1に記載のコロナ点火器。
- 前記金属製コーティングは、モリブデンおよびマンガンの層を含む、請求項1に記載のコロナ点火器。
- 前記金属製コーティングは、モリブデンおよびマンガンで構成される、請求項4に記載のコロナ点火器。
- 前記金属製コーティングは、前記モリブデンおよびマンガンの層上に配置されたニッケルベースの層を含む、請求項4に記載のコロナ点火器。
- 前記金属製コーティングは、ニッケルを含む、請求項1に記載のコロナ点火器。
- 前記金属製コーティングは、0.1mm未満の厚みを有する、請求項1に記載のコロナ点火器。
- 前記金属製コーティングおよび前記ろう付け部は、前記絶縁体の前記内面に沿って前記電極座と前記接続上端との間にハーメチックシールを提供する、請求項1に記載のコロナ点火器。
- 金属からなり、前記絶縁体の周囲を取り囲むシェルをさらに備え、
前記絶縁体は、外面を含み、前記絶縁体の前記外面上に外側金属コーティングが配置され、前記シェルにニッケルベースの層が施され、前記絶縁体外面上の前記外側金属コーティングと前記シェルに施された前記ニッケルベースのコーティングとの間にろう付け部が配置される、請求項1に記載のコロナ点火器。 - 前記外側金属コーティングは、モリブデンおよびマンガンの層と、前記モリブデンおよびマンガンの層上に配置されたニッケルベースの層とを含む、請求項10に記載のコロナ点火器。
- 前記外側金属コーティングおよび前記ろう付け部は、前記絶縁体の前記外面と前記シェルとの間にハーメチックシールを提供する、請求項10に記載のコロナ点火器。
- 前記中心電極は、前記頭部から点火端部まで延在し、前記中心電極は、前記点火端部に点火先端を含み、前記点火先端は、各々が径方向外向きに延在する複数の分岐部を有する、請求項1に記載のコロナ点火器。
- 前記中心電極は、導電性材料からなっており、
前記導電性材料は、ニッケルを含み、
前記中心電極は、中心軸に沿って前記頭部から点火端部まで延在する長さを有し、
前記中心電極の前記長さの大半は、前記絶縁体によって取り囲まれ、
前記中心電極の前記頭部は、前記電極座によって軸方向位置に支持および維持され、
前記中心電極は、前記点火端部に点火先端を含み、
前記点火先端は、各々が前記中心軸から径方向外向きに延在する複数の分岐部を有し、
前記中心電極の前記点火先端は、前記絶縁体の前記絶縁体突出端を越えて長手方向に配置され、
前記中心電極の前記頭部上には電気端子が載っており、
前記絶縁体は、前記中心軸に沿って前記接続上端から前記絶縁体突出端まで長手方向に延在し、
前記絶縁体は、絶縁材料からなっており、
前記絶縁材料は、セラミックを含み、
前記絶縁体の前記内面は、前記中心軸に沿って前記接続上端から前記絶縁体突出端まで長手方向に延在し、前記中心電極および前記電気端子を受け、
前記絶縁体の前記内径は、前記中心軸をまたいで前記中心軸に垂直に延在し、前記電極座の最上部から基部へと小さくなっており、
前記絶縁体は、前記中心軸をまたいで前記中心軸に垂直に延在する外径を提供する外面を含み、
前記絶縁体の前記外面は、前記接続上端から前記絶縁体突出端まで長手方向に延在し、
前記絶縁体の前記外径は、前記絶縁体突出端に向かう前記絶縁体の部分に沿って小さくなって、絶縁体突出領域を提供し、
金属からなるシェルが、前記絶縁体の前記外面の一部を取り囲み、
前記シェルは、前記中心軸に沿ってシェル上端からシェル下端まで延在し、
前記シェル上端は、前記絶縁体と係合し、
前記シェル下端は、前記絶縁体突出領域に隣接して配置され、
前記絶縁体突出領域の少なくとも一部は、前記シェル下端の軸方向外向きに延在し、
前記金属製コーティングおよび前記ろう付け部は、前記電極座と前記接続上端との間の前記絶縁体の前記内面に沿ってハーメチックシールを提供し、
前記金属製コーティングは、モリブデンおよびマンガンの層と、前記モリブデンおよびマンガンの層に施されたニッケルベースの層とを含み、
前記金属製コーティングは、前記電極座の前記基部から前記絶縁体突出端までは位置しておらず、
前記金属製コーティングは、0.1mm未満の厚みを有し、
前記ろう付け部は、前記中心電極の前記頭部と前記絶縁体の前記内面上の前記金属製コーティングとの間に位置するか、または前記ろう付け部は、前記中心軸に沿って前記中心電極の前記頭部上に配置された銅ベースの粉末と前記絶縁体の前記内面上の前記金属製コーティングとの間に位置し、
前記ろう付け部は、前記中心電極の前記頭部に沿って位置するか、または前記ろう付け部は、前記銅ベースの粉末に沿って位置し、前記ろう付け部は、前記絶縁体の前記内面の他の部分に沿っては位置しておらず、
前記絶縁体の前記外面上に外側金属コーティングが配置され、前記外側金属コーティングは、前記シェルと接触し、
前記絶縁体の前記外面上の前記外側金属コーティングと前記シェルとの間にろう付け部が配置され、
前記外側金属コーティングは、モリブデンおよびマンガンの層と、前記モリブデンおよびマンガンの層に施されたニッケルベースの層とを含み、
前記外側金属コーティングおよび前記ろう付け部は、前記絶縁体の前記外面と前記シェルとの間にハーメチックシールを提供する、請求項1に記載のコロナ点火器。 - コロナ点火器の製造方法であって、
孔を取り囲み、接続上端から絶縁体突出端まで延在する内面を含む絶縁体を設けるステップを備え、前記絶縁体の前記内面は、前記接続上端と前記絶縁体突出端との間に電極座を含み、前記絶縁体の前記内面は、内径を提供し、前記内径は、前記絶縁体突出端に向かう方向に前記電極座に沿って小さくなっており、前記方法はさらに、
前記電極座と前記接続上端との間であって前記電極座の下方ではない前記絶縁体の前記内面上に金属製コーティングを配置するステップと、
前記絶縁体の前記孔の中に中心電極を配置するステップとを備え、前記中心電極は、頭部を含み、
前記絶縁体の前記孔の中に前記中心電極を配置するステップは、前記絶縁体の前記電極座上に前記中心電極の前記頭部を配置するステップを含み、前記方法はさらに、
前記電極座と前記接続上端との間の前記絶縁体の前記内面上の前記金属製コーティングを前記中心電極の前記頭部にろう付けするステップを備える、方法。 - 前記ろう付けするステップは、前記中心電極の前記頭部を前記絶縁体の前記内面上の前記金属製コーティングにろう付けするステップを含む、請求項15に記載の方法。
- 中心軸に沿って前記中心電極の前記頭部上に銅ベースの粉末を配置するステップを含み、前記ろう付けするステップは、前記銅ベースの粉末を前記絶縁体の前記内面上の前記金属製コーティングにろう付けするステップを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記ろう付けするステップは、前記絶縁体の前記内面に沿って前記電極座と前記接続上端との間にハーメチックシールを提供するステップを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記絶縁体は、外面を含み、前記絶縁体の前記外面上に外側金属コーティングを配置するステップと、前記絶縁体の周囲に金属からなるシェルを配置するステップと、前記外側金属コーティングを前記シェルにろう付けするステップとをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 前記電極座と前記接続上端との間の前記絶縁体の前記内面上に前記金属製コーティングをろう付けするステップと、前記外側金属コーティングを前記シェルにろう付けするステップとは、同時に行われる、請求項19に記載の方法。
- コロナ点火器であって、
孔を取り囲み、接続上端から絶縁体突出端まで延在する内面を含む絶縁体と、
前記絶縁体の前記内面上に配置された金属製コーティングと、
前記絶縁体の前記孔の中に配置された中心電極と、
前記中心電極と前記金属製コーティングとの間に配置されたろう付け部とを備え、
前記内面は、前記接続上端から前記絶縁体突出端までまっすぐに延在しており、
前記内面は、前記接続上端から前記絶縁体突出端まで前記孔の直径が一定であるように延在している、コロナ点火器。 - 前記絶縁体の前記内面は、接続上端から絶縁体突出端まで延在する長さを有し、前記金属製コーティングは、前記内面の前記長さの少なくとも50%に沿って位置している、請求項21に記載のコロナ点火器。
- 前記金属製コーティングは、前記接続上端から前記絶縁体突出端まで連続的に延在する、請求項22に記載のコロナ点火器。
- 前記絶縁体の前記内面は、接続上端から絶縁体突出端まで延在する長さを有し、前記ろう付け部は、前記内面の前記長さの50%未満に沿って位置している、請求項21に記載のコロナ点火器。
- 前記ろう付け部は、前記絶縁体の前記内面に沿って単一の位置に位置している、請求項24に記載のコロナ点火器。
- コロナ点火器の製造方法であって、
孔を取り囲み、接続上端から絶縁体突出端まで延在する内面を含む絶縁体を設けるステップと、
前記絶縁体の前記内面上に金属製コーティングを配置するステップと、
前記絶縁体の前記孔の中に中心電極を配置するステップと、
前記中心電極を前記金属製コーティングにろう付けするステップとを備え、前記内面は、前記接続上端から前記絶縁体突出端までまっすぐに延在しており、
前記内面は、前記接続上端から前記絶縁体突出端まで前記孔の直径が一定であるように延在している、方法。
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