内燃機関のためのスパーク点火装置およびそのための中心電極アセンブリ
スパーク点火装置（１０）はセラミック絶縁体（１２）を含み、金属シェル（１３）がセラミック絶縁体の少なくとも一部を囲む。接地電極（３０）がシェルに取付けられる。接地電極は、スパークギャップ（３４）によって中心スパーク端（２２）から間隔を置かれた接地電極スパーク端を有する。第１の端子（８２）は、中心スパーク端（２２）と電気的に通じる状態で配され、電源との電気的接続のために構成される。装置は、さらに、電源との電気的接続のために構成された第２の端子（８４）を含む。第２の端子は第１の端子から間隔を置かれ、第２の端子は第１の端子と電気的に通じる状態で配される。ヒータ要素（２４）は、第１の端子（８２）を第２の端子（８４）と電気的に通じる状態にもたらし、電気的回路を完成する。ヒータ要素（２４）は第１および第２の端子より大きな抵抗を有し、それによって大きな熱源をあたえる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
１． 技術分野
この発明は、一般に、内燃機関のための点火プラグのようなスパーク点火装置に関し、特に、ヒータ要素を有するスパーク点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２． 関連技術
点火プラグのためのような、内燃機関のための点火装置の構成では、一般に点火プラグが動作する動作ヒートレンジの選択の間に妥協が必要とされる。一方では、選択された温度が高すぎれば、点火プラグは典型的には低減された寿命を有し、究極的にエンジン構成要素の寿命を低減し得る。他方、選択された温度が低すぎる場合、点火プラグは、点火プラグの絶縁体上でカーボンデポジットを介してファウリングされる傾向を示すかもしれず、それによって、点火プラグの低減された性能および究極的な故障に終わるかもしれない。したがって、点火プラグまたはエンジン構成要素の耐用寿命に大幅に影響を与えずに考えられ得る最も高い温度で動作するよう点火プラグを設計しようとすることが慣習的である。しかしながら、この選択は、潜在的な逆効果なしではなく、なぜなら、これらの点火プラグは、典型的には、より低温の動作条件では最適に動作しないからである。
【０００３】
典型的には、先行技術図１において示されるような従来の点火プラグは、高電圧源への取付けのために構成された端子１を有する。高電圧は、この端子、そして次いで１つ以上の中間の構成要素を通って、中心電極２へ伝わる。高電圧は絶縁体４によって外側金属シェル３から絶縁される。十分な高電圧が中心電極に達すると、スパークがスパークギャップ６を横切って中心電極から接地電極５へ飛び、可燃性の燃焼ガスの点火を引起す。次いで、高圧電流は、エンジンブロック（図示せず）に接している金属シェル３のねじ切り領域７および座部８を通ってエンジンブロックによって設けられた接地に流れ込む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上に記載された従来の点火プラグの継続使用中、中心電極２から電流流れのために交番通路を設けることができる絶縁体コアノーズの露出した外側表面９上に汚染が蓄積することが考えられる。したがって、電気的な流れは、ギャップ６を横切るスパークに終わらず、中心電極２からシェル３に直接飛ぶ。これは、究極的には点火プラグの不完全燃焼および不履行に終わる。コアノーズ長を増加させることによって、ファウリングを低減して、コアノーズの外側表面９上の汚染の蓄積を克服するよう、努力がなされた。増加したコアノーズの長さは、コアノーズを燃焼室内において高い動作温度に晒すことによって、コアノーズの動作温度を増加させる。さらに、増加した長さのコアノーズは、高電圧が伝わらなければならない距離を増加させることにより、ファウリングに対してより強い。しかしながら、コアノーズの長さを増加させることはトレードオフなしではない。燃焼室内において、高温に対してより近く、コアノーズの先端を延在させることによって、加熱されたコアノーズ先端は、燃焼室内において意図せずに燃焼ガスの早期点火を引起すかもしれない。加えて、加速された摩耗が、中心電極に対して生じ得、なぜなら、それは、延在されたコアノーズの先端を越えて延在させなければならないからである。したがって、点火プラグおよび関連するエンジン構成要素の耐用寿命を最適化すると同時に、予想される動作温度範囲にわたって最適な性能を有する点火プラグを提供する継続的な努力がなされる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の概要
この発明の１つの局面に従って構築されたスパーク点火装置は、中心軸に沿って延在する管状のセラミック絶縁体を含み、金属シェルがセラミック絶縁体の少なくとも一部を囲む。さらに、接地電極がシェルに作動的に取付けられ、接地電極は接地電極スパーク端を有する。さらに、装置は、中心スパーク端を含み、中心スパーク端および接地電極スパーク端は、スパークギャップをあたえる。第１の端子が、中心スパーク端と電気的に通じる状態で配され、電源との電気的接続のために構成される。装置は、さらに、電源との電気的接続のために構成された第２の端子を含む。第２の端子は第１の端子から間隔を置かれ、第２の端子は第１の端子と電気的に通じる状態で配される。さらに、ヒータ要素が、第１の端子を第２の端子と電気的に通じる状態にもたらし、電気的回路を第１の端子と第２の端子との間において完成し、ヒータ要素は、第１および第２の端子より大きな抵抗を有する。
【０００６】
この発明の別の局面に従って、スパーク点火装置のための中心電極アセンブリが提供される。中心電極アセンブリは、電源との電気的接続のために構成されて配される第１の端子と、第１の端子から間隔を置かれ、第１の端子と電気的に通じる状態において配され、電源との電気的接続のために構成される第２の端子とを含む。さらに、ヒータ要素が、第１の端子を第２の端子と電気的に通じる状態にもたらし、電気的回路を第１の端子と第２の端子との間において完成する。
【０００７】
この発明のこれらならびに他の局面、特徴および利点は、現在好ましい実施例および最良のモードの以下の詳細な説明、特許請求の範囲および添付の図面に関して考慮されたときにより容易に理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】先行技術点火装置の断面立面図である。
【図２】この発明の１つの局面に従って構築されたヒータ要素を有する点火装置の断面立面図である。
【図２Ａ】この発明のさらに別の局面に従って構築された点火装置の点火端を示す、図２の丸で囲まれた領域２Ａにおいて概ねとられた部分的な断面立面図である。
【図３】この発明の別の局面に従って構築された点火装置ヒータ要素の断面立面図である。
【図４】この発明の別の局面に従って構築された点火装置ヒータ要素の断面立面図である。
【図５】この発明のさらに別の局面に従って構築されたヒータ要素を有する点火装置の断面立面図である。
【図６】この発明のさらに別の局面に従って構築されたヒータ要素を有する点火装置の断面立面図である。
【図６Ａ】この発明のさらに別の局面に従って構築された点火装置の点火端を示す、図６の丸で囲まれた領域６Ａにおいて概ねとられた部分的な断面立面図である。
【図７】この発明のさらに別の局面に従って構築されたヒータ要素を有する点火装置の断面立面図である。
【図８】この発明のさらに別の局面に従って構築されたヒータ要素を有する点火装置の断面立面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
現在好ましい実施例の詳細な説明
図面をより詳細に参照して、図２は、内燃機関（図示せず）において混合気に点火することに用いられる、この発明の１つの現在好ましい局面に従って構築されたスパーク点火装置１０を示す。例示的なスパーク点火装置１０は点火プラグの形式で示される。しかし、この発明は、たとえばグロープラグのような他の点火装置も特許請求の範囲の内にあるよう企図する。装置１０は、酸化アルミニウムまたは他の好適な絶縁材料から形成された環状のセラミック絶縁体１２を含む。絶縁体１２は導電性の金属シェル１３に少なくとも一部が捕えられる。絶縁体１２は、以下、上側端子端部１６および下側コア端部またはコアノーズ端部１８とも称される、対向する端部間において、中心軸１５に沿って軸方向に延在する中央通路１４を有する。１９で概ね表された中心電極アセンブリは、中央通路１４に少なくとも一部が配置される。中心電極アセンブリ１９は、少なくとも一部が、中心電極２０；点火端２２；および中心電極２０と点火端２４との間に配置されたヒータ要素２４を含む。ヒータ要素２４は、コアノーズ端部１８に近接して、絶縁体１２の円錐形のコアノーズ領域２６内に位置する。使用中、ヒータ要素２４は、それが中心電極２０および点火端２２に対して大きくされた抵抗率を有することにより、温度が上昇する。したがって、ヒータ要素２４によって燃焼熱と無関係に実質的に生じた熱は、コアノーズ領域２６の正に所望の領域に伝えられ、コアノーズ領域２６の露出した外側表面２８上の汚染蓄積を防止し、それによって、装置１０が「ファウリング」から防止され得る。
【００１０】
金属シェル１３は絶縁体１２の下側および中間の部分のまわりにおいて封止された関係で配置され、さまざまな鋼合金のような任意の好適な金属から形成されてもよく、Ｎｉ系合金コーティングなどでコーティングされてもよい。シェル１３は、たとえば図面において示されるように、標準的な単一のＬ字型構成のような、多くの形状、サイズおよび構成のうちの任意のものを有する、少なくとも１つの接地電極３０を含む。接地電極３０は、点火端２２のスパーク面３６からスパークギャップ３４を横切って間隔を置かれる少なくとも１つの接地電極スパーク面３２を有する。スパーク面３２および３６の少なくとも１つは、プラチナ、イリジウム、パラジウム、ロジウム、オスミウム、金、および銀からなる群からの少なくとも１つの貴金属から少なくとも一部が形成されることができ、これらの貴金属の２つ以上を組み合わせて（たとえばＰｔ―Ｉｒ合金のすべての態様）含んでもよい。スパーク面３２および３６は、さらに、合金化構成要素として、タングステン、イットリウム、ランタン、ルテニウムおよびジルコニウムからなる群から１つ以上の金属を含んでもよい。
【００１１】
シェル１３は、上側端子端部４２と下側固定端部４３との間において延在する概ね環状の外側表面４０を有する概ねの管状の本体３８を有する。固定端部４３は、典型的にはエンジンブロック（図示せず）の燃焼室開口部内のねじ筋取り付けのために構成された外部ねじ切り領域４４を有する。シェル１３は、燃焼室開口部におけるスパーク点火装置１０の取外しおよび設置のための、外部の六角形のツール受け部材４６または他の特徴を設けられてもよい。シェル１３は、さらに、軸１５を実質的に横断するように延在する、環状の、概ね平面の封止座部４９を設けるよう、外側表面４０から径方向に外方向に延在する環状フランジ４８を有し、そこからねじ切り領域４４が懸架している。封止座部４９は、シェル１３の外側表面４０と燃焼室開口部におけるねじ切りされたボアとの間の空間の熱ガス密閉封止を形成する。代替的に、ガスケット（図示せず）が封止座部４９と組合わせて用いられてもよく、および/または封止座部４９は、テーパされた座部（図示せず）として構成されて、この様式の点火プラグ座部のために係合するテーパとともに設計されるシリンダヘッドにおける精密公差および自己封止設置をあたえてもよい。
【００１２】
管状のシェル本体３８は、端子固定端部４２と固定端部４３との間のシェルの長さを通して延在する開いたキャビティ５３を設ける内側壁または表面５２を有する。内部の下側フランジ５４は、固定端部４３に近接して、内側表面５２から径方向に内方向に延在して、絶縁体１２のための停止面を設ける。内側表面５２は、絶縁体１２の拡大した部分に対応するために、端子端部４２に近接する拡大した直径領域５６を有する。したがって、環状の肩部５７が、拡大した直径領域５６から低減された直径領域５８へ径方向に内方向に延在する。拡大した直径領域５６は、肩部５７から上方へ延在し、実質的に端子端部４２に対して、実質的に真っすぐで、円筒形で、一定の直径を有する。シェル本体３８の上側唇状部６０は、絶縁体１２をシェル１３で捕えるよう、クリンプ工程またはロールカール工程で、径方向に内方向にカールされる。ガスケット、セメントまたは他のパッキンもしくは封止用コンパウンドを唇状部６０と絶縁体１４との間にはさむことにより、気密封止を完成し、組立てられたスパーク点火装置１０の構造の保全性を改善することもでき、さらに、ガスケット６１を下側フランジ５４と下側肩部６８との間に配置することができる。
【００１３】
絶縁体１２は、酸化アルミニウム、または指定された絶縁耐力、高い機械的強度、高い熱伝導度および熱衝撃に対する優れた抵抗性を有する他の好適な絶縁材料を含んでもよく、未焼結状態のセラミックス粉末からプレス成形し、次いで、高温で十分に焼結して、セラミックス粉末の密度を高めて焼結させてもよい。絶縁体１２は長尺の本体６２を有し、環状の外側表面６４が、上側端子または近位端部１６と下側コアノーズまたは遠位端部１８との間において延在する。本体６２は、大きな直径の環状の上側肩部６６と、より小さな直径の環状の下側肩部６８とを有する、下側部分を有する。上側マスト部分６９は、上側肩部６６から上方へ延在し、ゴムまたは他の絶縁性スパークプラグブーツ（図示せず）が取り囲んで掴み、点火コードおよびシステム（図示せず）との電気的接続を電気的に隔離する。マスト部分６９は、一連のリブ（図示せず）または他の表面グレージングもしくは特徴を含んで、スパークまたは２次電圧フラッシュオーバに対する追加的保護を設け、マスト部分６９のスパークプラグブーツとの掴み動作を改善してもよい。低減された直径のノーズ部分またはコアノーズ領域２６は、下側肩部６８から遠位端部１８へ懸架する。コアノーズ領域２６は、典型的には遠位端部１８に向かって収束するわずかなテーパを有するが、真っすぐな円筒形状を含む、他の構成もここに企図される。
【００１４】
絶縁体１２は、上側近位端部１６と下側遠位端部１８との間において長手方向に延在する中央の貫通通路１４を有する、概ね環状の、管状の構成である。中央通路１４は、ここでは、軸１５に対して横断するように見て、変動する断面積を有するとして表され、増大した直径の領域７０が、上方へ、概ね近接するコアノーズ領域２６から近位端部１６に延在し、低減された直径の領域７１が、増大した直径の領域７０から遠位端部１８に延在し、環状の肩部７２が、それぞれの領域７０と７１との間において概ね径方向に延在する。
【００１５】
中心電極アセンブリ１９の中心電極２０は任意の好適な外部形状を有してもよく、ここでは、例として、および限定なしで、概ね上側端子端部７５と下側遠位端部７６との間において延在する、円筒状または実質的に円筒状の外側表面７４を伴う本体を有するものとして、および端子端部７５おいて、増大した直径ヘッド７８に対して、径方向に外方向のアーチ形のフレアまたはテーパを有するものとして、表される。環状のヘッド７８は、絶縁体１２内において肩部７２に対して端子端部７５を座させ封止することを容易にする。中心電極本体は構成において管状であり、したがって、端子７５と遠位端部７６との間において延在する外側管状壁８０によって設けられた中央の貫通通路７９を有する。中心電極２０は、たとえば、さまざまなＮｉおよびＮｉに基いた合金のような、十分な熱伝導率および導電率ならびに燃焼環境に耐える能力を有する、任意の好適な導体材料から構築され、さらに、たとえば、ＣｕまたはＣｕに基いた合金コアにわたってクラッディングされるそのような材料を含んでもよい。
【００１６】
中心電極アセンブリ１９は、中心端子または内側端子８２とも呼ばれる第１の端子、および外側端子８４とも呼ばれる第２の端子を含む。第２の端子８４は、例として、および限定なしで、図２の実施例に示されるように、近位または端子端部８９と遠位端部９０との間において延在する内側の中央貫通通路８８をあたえる、概ね円筒形の壁を有する管状本体８６によって少なくとも一部が構築される。管状本体８６は、絶縁体１２の貫通通路１４内の隙間嵌めのためにサイズ決めされた外側表面９２を有する。したがって、環状のポケットまたはボイド９３が外側表面９２と絶縁体１２との間に設けられる。絶縁体１２の通路１４において、第１の端子８２および中心電極２０を含む中心電極アセンブリ１９を保持および固定することを容易にするために、封止柱９４がボイド９３内に設けられ、それによって、ボイドを充填または実質的に充填し、中心電極アセンブリ１９を絶縁体１２内で固定する。封止柱９４は、例として、および限定なしで、突き固められた粉末、ガラス、セラミック、または他の好適な、熱伝導性であるが絶縁性の材料によって、設けることができる。さらに、遠位端部９０に対して近接する外側表面は、第１の端子８２と中心電極２０との間の十分な導電率を確立するよう、中心電極２０のヘッド７８に対して近接した貫通通路７９内における線対線またはわずかな締まり嵌めのためにサイズ決めされるとして示される。任意の取付け機構を用いて、ろう付、溶接、締まり嵌め、接着剤、または他の態様で、第１の端子８２の遠位端部９０を中心電極の端子端部７５に固定することができる。したがって、中心電極２０はこの実施例においては第１の端子８２の延長部分として働く。
【００１７】
点火端２２は、この実施例においては、中心電極２０からは別個の材料片で構築されるとして示される。点火端２２は中心電極２０と電気的に通じた状態で取付けられ、したがってヒータ要素２４を介して第２の端子８４と電気的に通じた状態で取付けられる。点火端２２は、十分な熱伝導率および導電率を有する任意の好適な点火端材料から構築することができ、そして、中心電極２０と同じまたは異なる材料から構築することができる。この実施例では、点火端２２は、第１の端子８２を有する単一または単一片の材料として構築されるが、所望の場合、ダッシュ記号付き番号がたとえば上に論じられる同様の特徴を示すために用いられる図２Ａにおいて示されるように、別個の材料片でそれらを構築することができ得る。さらに、所望の場合、類似しない材料からそれらを構築することができ得る。上に注記されるように、点火端２２は接地電極スパーク面３２からスパークギャップ３４によって間隔を置かれるスパーク面３６を設ける。
【００１８】
ヒータ要素２４は環状本体を有し、貫通通路９５が、第１の端子８２との隙間嵌めのためにサイズ決めされる。ヒータ要素２４は、例として、および限定なしで、中心電極２０の管状壁８０と同じ、または実質的に同じ壁厚および直径を有するとして表される。ヒータ要素２４の一方の端部は中心電極２０の遠位端部７６に取付けられ、ヒータ要素２４の他方の端部は点火端２２の外周に取付けられ、それは、たとえば、はんだ付、ろう付け、溶接、接着剤または他の電気的に導通させる連結機構によって行われる。ヒータ要素２４はコアノーズ領域２６内に位置し、コアノーズ端部１８に実質的に近接または隣接するとしてここに示される。ヒータ要素２４は、中心電極２０および点火端２２と比較して増加した抵抗率を有する材料から構築され、ヒータ要素２４が十分に加熱されることを保証し、それによって、所望の電気的な加熱が確実にコアノーズ領域２６のこの領域で生じる。たとえば、ヒータ要素２４に対して最も適しているように考えられる抵抗率は、約０．７５〜２０ｏｈｍ＊ｃｍの範囲内にあり、それは、たとえば、炭化珪素もしくは炭化硼素、またはたとえばモリブデンもしくはチタニウムに基いた抵抗調節剤の添加をともなう窒化珪素のような同様の材料によって設けることができる。ヒータ要素２４の抵抗率は、ヒータ要素２４の外形を変更することによって、および/または用いられる電流／電圧の変更によって、上記の指定された範囲外にあり得ることが企図される。
【００１９】
第１の端子８２は、点火端２２とともに、単一の、単一片の材料として構築されるとして示される。第１の端子８２は、点火端２２から上方へ、ヒータ要素２４の貫通通路９５を通って；中心電極２０の貫通通路７９を通って、および第２の端子８４の貫通通路８８を通って、軸方向に露出した端子端部９６に延在する。第１の端子８２は、間隔を置かれた関係において前述の貫通通路９５、７９、８８を通って延在し、第１の端子８２の全長に沿って延在するボイドまたは環状空間９７を設けて、第１の端子８２をそれぞれの構成要素２４、２０、８４と電気的に接触しないように維持する。空間９７は、たとえばアルミナまたは酸化マグネシウム粉末によるような熱伝導性の絶縁材料で充填または実質的に充填することにより、中心電極アセンブリ１９全体としての熱伝導度を増加させることができる。したがって、完全な電気的回路が、第１の端子８２を通って、次いで中心電極２０を通って、次いでヒータ要素２４を通って、次いで点火端２２を通って、そして次いで第２の端子８４を通って、直列で確立される。
【００２０】
使用中、相対的に低電圧の電源（たとえば１２Ｖ（図示せず））が第１および第２の端子８２、８４の端子端部９６および８９に取付けられる。電気の流れは前述の流れ通路を辿り、好適な電流によって、スパークが、スパークギャップ３４を横切って生成される。加えて、たとえば、約１０アンペア以下のような電流により、ヒータ要素２４は燃焼熱から独立して「自己加熱」され、そこで、ヒータ要素２４の温度は、十分に上げられ、絶縁体１２のコアノーズ領域２６の温度を上げる。したがって、コアノーズ領域２６の露出した外側表面２８は、十分に加熱されて、その上の汚染蓄積を防止し、したがって「ファウリング」を防止し、スパーク点火装置１０の耐用寿命を延長する。
【００２１】
図３において示されるように、上に用いられるのと同じ参照番号から１００の係数だけずれたものを用いて、同様の特徴を特定し、中心電極アセンブリ１１９がこの発明の別の局面に従って構築される。中心電極アセンブリ１１９は上に論じられるものと同じかまたは同様の絶縁体１２およびシェル１３との関連において用いられ得、したがって、それらはさらに詳細には論じられない。中心電極アセンブリ１１９は、上に論じられた電極アセンブリ１９に類似して機能して、絶縁体１２においてコアノーズ領域２６上の汚染蓄積を防止するが、構成でいくつかの構造上の差を有し、それらは以下に論じられる。
【００２２】
中心電極アセンブリ１１９は、上記の実施例でのように、中心電極１２０、点火端１２２、ヒータ要素１２４、第１の端子１８２、および第２の端子１８４を含む。中心電極１２０は、概ね上側端子端部１７５と下側遠位端部１７６との間において延在する概ね円筒状の外側表面１７４を有する本体を有する。端子端部１７５は、増大した直径のヘッド１７８に対して径方向に外方向のアーチ形のフレアまたはテーパを有する。本体は形状において管状で、したがって、中央の貫通通路を有し、それはここでは、端子１７５と遠位端部１７６との間において延在する外側管状壁１８０によって設けられた、拡大した中央の貫通通路部分１７９と、遠位端部１７６に近接する低減された直径の貫通通路１７９’部分とを含むとして示される。
【００２３】
点火端１２２は、この実施例においては、中心電極１２０からは別個の材料片であるが、しかしヒータ要素１２４と単一の、単一片の材料から構築されるとして示される。先の実施例でのように、点火端１２２は中心電極１２０と電気的に通じた状態で取付けられ、したがってヒータ要素１２４を介して第２の端子１８４と電気的に通じた状態で取付けられる。この実施例では、点火端１２２は第１の端子１８２からは別個の材料片として構築される。示されるように、点火端１２２およびヒータ要素１２４は円筒状部材として構築されるが、異なる形状を用いることができ得る。組合せ点火端／ヒータ要素１２２、１２４は、中心電極１２０の低減された直径の貫通通路１７９’内における、線対線またはわずかな締まり嵌めのような、緊密な受入れのためにサイズ決めされる。点火端１２２は、中心電極１２０の遠位端部１７６から軸方向に外方向に延在し、一方、ヒータ要素１２４は、拡大した直径の貫通通路１７９、および第１の端子１８２との電気的な取付けへと、軸方向に上方に延在している。先の実施例でのように、ボイドまたは環状の空間９７は、たとえばアルミナまたは酸化マグネシウム粉末によるような熱伝導性の絶縁材料１９８により充填されるか、または実質的に充填されることにより、中心電極アセンブリ１１９全体としての熱伝導度を増加させることができる。絶縁材料１９８は、好適な封止材料から構築された環状封止９９によって中心電極１２０においてさらに封止できる。環状封止９９は、ここでは、拡大したヘッド１７８に近接するとして示され、したがって、中心電極１２０は絶縁材料１９８で実質的に充填される。
【００２４】
他の態様では、中心電極アセンブリ１１９は、使用において概ね同じく機能し、完全な電気的回路が、第１の端子１８２を通って；ヒータ要素１２４および点火端１２２を通って；中心電極１２０を通って、および次いで第２の端子１８４を通って、直列で確立される。従って、電流により、ヒータ要素１２４は正常運転条件中に十分な温度に「自己加熱」され、絶縁体１２のコアノーズ領域２６の温度を上げる。したがって、コアノーズ領域２６は、十分に加熱されて、その上の汚染蓄積を防止し、したがって「ファウリング」を防止し、中心電極アセンブリ１１９を含むスパーク点火装置の耐用寿命を延長する。
【００２５】
図４において示されるように、上に用いられるのと同じ参照番号から２００の係数だけずれたものを用いて、同様の特徴を特定し、中心電極アセンブリ２１９がこの発明の別の局面に従って構築される。中心電極アセンブリ２１９は上に論じられるものと同じかまたは同様の絶縁体１２およびシェル１３との関連において用いられ得、したがって、それらはさらに詳細には論じられない。中心電極アセンブリ２１９は、電極アセンブリ１９に類似して機能して、絶縁体１２のコアノーズ領域２６上の汚染蓄積を防止するが、構成で、以下に論じられるいくつかの構造上の差を有する。
【００２６】
中心電極アセンブリ２１９は、上記の実施例でのように、中心電極２２０、点火端２２２、ヒータ要素２２４、第１の端子２８２、および第２の端子２８４を含む。中心電極２２０は、概ね上側端子端部２７５と下側遠位端部２７６との間において延在する概ね円筒状の外側表面２７４を有する本体を有する。端子端部２７５は、増大した直径のヘッド２７８に対して径方向に外方向のアーチ形のフレアまたはテーパを有して、絶縁体１２において中心電極２２０を固定することを容易にする。本体は形状において管状で、したがって、端部２７５、２７６の間において延在する中央の貫通通路２７９を有し、拡大した直径のカウンタボア貫通通路部分２７９’が、遠位端部２７６に近接して形成される。
【００２７】
点火端２２２は、先の実施例の点火端１２２とは異なり、ヒータ要素２２４からは別個の材料片で構築され、点火端端部セクション２２２’によってヒータ要素から間隔を置かれる。点火端端部セクション２２２’は、貫通通路部分２７９’内の線対線またはわずかな締まり嵌めのような締まり嵌めのために構成された近位端部を有し、任意の好適な電気的に導通する機構、たとえば、はんだ付、溶接、ろう付け、または他の態様を介してそこに固定することができる。点火端端部セクション２２２’は、点火端２２２の受入れおよびそれへの取付けのために構成された遠位端部へ延在する。点火端２２２は、点火端端部セクション２２２’の遠位端部内に延在する窪んだポケット９９において固定されるとしてここでは示される。したがってこの実施例では、点火端端部セクション２２２’は、中心電極２２０の遠位端部２７６に、ヒータ要素２２４と点火端２２２との間において固定され、ヒータ要素２２４は中心電極２２０の貫通通路２７９内において封止された態様で受けられるので、ヒータ要素２２４はスパークからの燃焼ガスまたはいかなる潜在的な腐食にも晒されない。さらに、異なる材料を用いて点火端２２２を構築しても、同じ材料を用いて点火端２２２を構築しても、ヒータ要素２２４は任意の好適な材料を用いて構築することができる。
【００２８】
他の態様では、中心電極アセンブリ１１９は、概ね中心電極アセンブリ１２０に対して記載され示されるのと同じように構築され、およびしたがって、使用において概ね同じく機能し、完全な電気的な直列回路が、第１の端子２８２を通って；ヒータ要素２２４を通って；点火端２２２’、２２２を通って、中心電極２２０を通って、次いで第２の端子２８４を通って、確立される。したがって、電流により、正常運転条件中にスパークを生成するよう用いられるような別個の電源の使用なしで、ヒータ要素２２４は「自己加熱」される。さらに、先の実施例のように、ヒータ要素２２４はコアノーズ領域２６内において配置されるので、コアノーズ領域２６は、十分に加熱されて、その上の汚染蓄積を防止し、したがって「ファウリング」を防止し、中心電極アセンブリ２１９を含むスパーク点火装置の耐用寿命を延長する。
【００２９】
図５において示されるように、上に用いられるのと同じ参照番号から３００の係数だけずれたものを用いて、同様の特徴を特定し、スパーク点火装置３１０がこの発明の別の局面に従って構築される。
【００３０】
同様に図２に関して記載され示されるように、図５のスパーク点火装置３１０は、絶縁体３１２と、少なくとも一部が、絶縁体３１２をそこに受ける外側金属シェル３１３とを含む。さらに、上に先行する実施例で記載されるように、この発明の別の局面に従って構築された中心電極アセンブリ３１９は、少なくとも一部が、絶縁体３１２において受けられる。金属シェル３１３および絶縁体３１２の外形は、図２に記載され示されるものと同様であるが、いくつかの構造上の差が存在し、しかしそれらは当業者にとっては明らかである。つまり、この発明に従って構築された中心電極アセンブリに対応するために金属シェル３１３および絶縁体３１２の外形を変更することができることが、認識されるはずである。
【００３１】
絶縁体３１２は、端子または上側端部３１６と遠位またはコアノーズ端部３１８との間において延在する貫通通路３１４を有する。貫通通路３１４は、ここでは、拡大した直径の上側領域、上側領域から直径において低減された中間領域３１４’、および中間領域３１４’から直径において低減された最も下の領域３１４”を有し、各領域３１４、３１４’、３１４”は円筒形または実質的に円筒形であるように表わされる。したがって、絶縁体３１２は、上側貫通通路領域３１４と中間領域３１４’との間の、上側の、径方向に内方向に延在する肩部３７２と、中間領域３１４’と最も下の領域３１４”との間において延在する下側肩部３７２’とを有する。さらに、絶縁体３１２は、シェル３１３のカールされた端子端部３４２によって動作可能に捕えられるよう構成された外側肩部３６６を有し、パッキン材を端子端部３４２と上側肩部３６６との間において受けることができ、絶縁体３１２はさらに、シェル３１３の下側フランジ３５４に直面する下側肩部３６８を有する。所望の場合、図２において示されるようなガスケット（図示せず）を、下側肩部３６８と下側フランジ３５４との間において挟んで、封止をその間に確立することを容易にすることができる。
【００３２】
先の実施例でのように、中心電極アセンブリ３１９は、中心電極３２０、点火端３２２、ヒータ要素３２４、第１の端子３８２、および第２の端子３８４を含む。第２の端子３８４は、近位または端子端部３８９と遠位端部３９０との間において延在する内側の中央の貫通通路３８８を設ける概ね円筒形の壁３８７を有する。円筒壁３８７は、絶縁体貫通通路３１４の上側領域内において隙間嵌めに対してサイズ決めされた外側表面３９２を有する。したがって、環状のポケットまたはボイド３９３が外側表面３９２と絶縁体３１２との間に設けられる。さらに、遠位端部３９０は、貫通通路３８８から直径において拡大したカウンタボア１０１を有する。
【００３３】
カウンタボア１０１はヒータ要素３２４について隙間嵌めに対してサイズ決めされるが、環状のカラー部１０３を介してヒータ要素３２４と電気的に通じるために構成される。カラー部１０３は、軸方向の断面で概ねＴ字形であり、絶縁体３１２の貫通通路３１４における緊密な受入れのためにサイズ決めされた、拡大した直径のヘッド部分１０５と、絶縁体３１２の中間領域３１４’においての緊密な受入れのためにヘッド部分１０５から懸架する低減された直径部１０７とを有する。したがって、カラー部１０３は、肩部３７２との当接のために構成され、絶縁体のそれぞれの領域３１４、３１４’の間において延在する肩部１０９を有する。低減された直径部１０７は環状の円筒壁を有し、外側表面１１１は、絶縁体３１２の中間領域３１４’内においての締まり嵌め、線対線嵌め、またはわずかな締まり嵌めのためにサイズ決めされ、内側表面は、ヒータ要素３２４の外側表面との締まり嵌め、線対線嵌め、またはわずかな締まり嵌めのためにサイズ決めされる。したがって、カラー部１０３は、ヒータ要素３２４の外側表面と電気的接触を確立し、ヒータ要素３２４および中心電極アセンブリ３１９を絶縁体３１２内において固定するよう作用する。
【００３４】
絶縁体３１２の通路３１４において中心電極アセンブリ３１９を保持することをさらに容易にするために、封止または封止柱３９４がボイド３９３内において設けられ、それによって、少なくとも部分的にボイド３９３を充填し、中心電極アセンブリ３１９を絶縁体３１２内において固定する。封止柱３９４は、例として、および限定なしで、突き固められた粉末、金属、ガラス、セラミック、または他の好適な、熱伝導性であるが絶縁性の材料によって、設けることができる。
【００３５】
ヒータ要素３２４は、絶縁体３１２の中間領域３１４’を実質的に通って延在する長尺の本体を有する。本体は、一方の端部１１３が、第１の端子３８２のカウンタボア１０１内において隙間嵌めで受けられ、およびしたがって、それとの直接的な電気的接触になく、はんだ付、ろう付け、溶接、接着剤または他の電気的に導通させる連結機構によるように、第１の端子３８２と直接的に電気的に通じる状態で取付けられる。ヒータ要素３２４は、絶縁体３１２のコアノーズ領域３２６に概ね近接する別の端部１１５へ延在する。端部１１５は、中心電極３２０の上側端子端部３７５への取付けのために構成され、端子端部３７５は、絶縁体３１２の中間領域３１４’内において増大した直径のヘッド３７８を有する。環状のヘッド３７８は、絶縁体３１２の肩部３７２’に対して端子端部３７５を座させ封止することを容易にする。端部１１５は、ここでは、中心電極３２０のヘッド３７８内に延在する窪んだポケット１１７において受けられ固定されるとして示される。
【００３６】
中心電極３２０は、拡大したヘッド３７８から懸架する、低減された直径の外側表面３７４を有する。低減された直径の表面３７４は、コアノーズ領域３２６内における締まり嵌めのためにサイズ決めされ、コアノーズ領域３２６から点火端３２２まで軸方向に外方向に延在する。
【００３７】
使用では、相対的に低い電圧が第１および第２の端子３８２、３８４に印加され、電流は第１の端子３８２を通ってカラー部１０３に流れ、ヒータ要素３２４の外側表面の上の外側の電気的接点へ流れる。電流は、第２の端子３８４を流れ戻ることによって、直列回路を完成することができる。ヒータ要素３２４を通って流れる電流は、ほとんど、端部１１５とポケット１１７との間において形成されたジョイント領域において、熱を発生する。ジョイント領域内において発生した熱は、主に中心電極３２０へ移動させられる。ヒータ要素３２４のまわりの環状ギャップ１１９は、ギャップが最小限にされるコアノーズ領域３２６内を除いて、ヒータ要素３２４と絶縁体３１２との間に熱障壁を形成する。したがって、熱はコアノーズ領域３２６内において流れ、そこでそれは温度上昇を引起し、温度は、約３５０〜４００℃の間のような最適温度範囲で維持される。したがって、冷温始動性能は、熱が始動動作の前および間に絶縁体３１２のコアノーズ領域３２６へ移動させられる結果、改善される。これは、未燃焼の燃料および燃焼堆積物／汚染による「ファウリング」の防止によって、点火失敗を防ぐことができる。熱が低電圧源を介して生じることに加えて、高電圧源を第１および/または第２の端子３８２、３８４を介して印加することにより、スパークギャップ３３４を横切ってスパークを生成することができる。
【００３８】
図６において示されるように、上に用いられるのと同じ参照番号から４００の係数だけずれたものまたはダッシュ記号を付されたものを用いて、同様の特徴を特定し、スパーク点火装置４１０がこの発明の別の局面に従って構築される。
【００３９】
同様に図５に関して記載され示されるように、図６のスパーク点火装置４１０は、絶縁体４１２と、少なくとも一部が、絶縁体４１２をそこに受ける外側金属シェル４１３とを含む。さらに、上に先行する実施例で記載されるように、この発明の別の局面に従って構築された中心電極アセンブリ４１９は、少なくとも一部が、絶縁体３１２において受けられる。
【００４０】
絶縁体４１２は、端子または上側端部４１６と遠位またはコアノーズ端部４１８との間において延在する貫通通路４１４を有する。貫通通路４１４は、ここでは、拡大した直径の上側領域、上側領域から直径において低減された中間領域４１４’、および中間領域４１４’から直径において低減された最も下の領域４１４”を有し、各領域４１４、４１４’、４１４”は円筒形または実質的に円筒形であるように表わされる。したがって、絶縁体４１２は、上側貫通通路領域４１４と中間領域４１４’との間の、上側の、径方向に内方向に延在する肩部４７２と、中間領域４７２’と最も下の領域４１４”との間において延在する下側肩部４７２’とを有する。さらに、絶縁体４１２は、シェル４１３のカールされた端子端部４４２によって動作可能に捕えられるよう構成された外側肩部４６６を有し、パッキン材を端子端部４４２と上側肩部４６６との間において受けることができ、絶縁体４１２はさらに、シェル４１３の下側フランジ４５４に直面する下側肩部４６８を有する。所望の場合、ガスケット（図示せず）を、下側肩部４６８と下側フランジ４５４との間にはさむことにより、封止をその間に容易に確立することができる。
【００４１】
上記の実施例におけるように、中心電極アセンブリ４１９は、ヒータ要素４２４と、第１の端子４８２と、第２の端子４８４とを含む。第２の端子４８４は、近位または端子端部４８９と遠位端部４９０との間において延在する内側の中央の貫通通路４８８を設ける概ね円筒形の壁４８７を有する。円筒壁４８７は、絶縁体貫通通路４１４の上側領域内における締まり嵌めに対してサイズ決めされた外側表面４９２を有し、遠位端部４９０に近接する貫通通路４８８は、ヒータ要素４２４の拡大した直径の上側端部１１３’と電気的に通じた状態で締まり嵌めのためにサイズ決めされる。壁部４８７の遠位端部４９０は、絶縁体４１２の、低減された直径の中間領域４１４’から、軸方向に間隔を置かれ、したがって、環状空間またはボイド４９３がヒータ要素４２４のまわりに設けられ、ボイド４９３は、ヒータ要素４２４と絶縁体４１２との間に熱障壁を形成する。
【００４２】
図５において示される実施例でのように、ヒータ要素４２４は、接地電極４３０に近接する点火端４２２への、完全に絶縁体４１２のコアノーズ領域４２６を通っての緊密な受入れのためにサイズ決めされた、わずかに低減された直径の遠位端部１１５’に延在する。点火端４２２のスパーク面４３６は、接地電極４３０の自由端スパーク面４３２に向かって横方向に面しているヒータ要素４２４の側面に設けられる。他の態様では、図６Ａで示されるように、中間素材をヒータ要素４２４の遠位端部１１５’に取付けることができ、中間素材は点火端４２２’を設けるよう働く。したがって、ヒータ要素４２４は、点火端４２２としてさらに機能する一方で、コアノーズ領域４２６の外表面上の汚染の蓄積を防止するよう、加熱装置を兼ねる。ヒータ要素４２４は、コアノーズ領域４２６の全長を通る、接近した最小のクリアランス関係で通過するため、コアノーズ領域４２６は使用において十分に加熱され、冷温始動を容易にすると同様に、スパーク点火装置４１０の「ファウリング」を防ぐことが保証される。
【００４３】
中心電極アセンブリ４１９を絶縁体４１２内において所定の固定された位置で維持するために、カラー部１０３’と環状封止または封止柱４９４との組合せが、ボイド４９３内において設けられ、それによって少なくとも部分的にボイド４９３を充填し、中心電極アセンブリ４１９を絶縁体４１２内において固定する。封止柱４９４は、カラー部１０３’の外周について形成され、カラー部１０３’の外周と絶縁体４１２との間のボイド４９３を充填するとして示される。さらに、封止柱４９４は、ヒータ要素４２４と絶縁体４１２との間においてボイド４９３の少なくとも一部をさらに封止するよう、カラー部１０３’から軸方向に上方へ延在する。したがって、カラー部１０３’は、ヒータ要素４２４とともにしっかりと適所に固定される。横方向移動に対するヒータ要素４２４の固定をさらに助けるために、カラー部１０３’は、絶縁体４１２の中間領域４１４’内に延在するカウンタボアＣＢ内において一部が受けられる、低減された直径の端部部分ＥＰを有する。端部部分ＥＰは、ヒータ要素４２４の追加された保持を設けることとは別に、ヒータ要素４２４に自己センタリング機構を設ける。封止柱４９４は、例として、および限定なしで、突き固められた粉末、金属、ガラス、セラミック、または他の好適な、熱伝導性であるが、絶縁性の材料によって、設けることができる。
【００４４】
図７において示されるように、上に用いられるのと同じ参照番号から５００の係数だけずれたものまたは２ダッシュ記号を付されたものを用いて、同様の特徴を特定し、スパーク点火装置５１０がこの発明の別の局面に従って構築される。
【００４５】
同様に図５に関して記載され示されるように、図７のスパーク点火装置５１０は、絶縁体５１２と、少なくとも一部が、絶縁体５１２をそこに受ける外側金属シェル５１３とを含む。さらに、上に先行する実施例で記載されるように、この発明の別の局面に従って構築された中心電極アセンブリ５１９は、少なくとも一部が、絶縁体５１２において受けられる。
【００４６】
絶縁体５１２は、端子または上側端部５１６と遠位またはコアノーズ端部５１８との間において延在する貫通通路５１４を有する。貫通通路５１４は、ここでは、拡大した直径の上側領域、上側領域から直径において低減された中間領域５１４’、および中間領域５１４’から直径において低減された最も下の領域５１４”を有するように表わされる。したがって、絶縁体５１２は、上側貫通通路領域５１４と中間領域５１４’との間の、上側の、径方向に内方向に延在する肩部５７２と、中間領域５１４’と最も下の領域５１４”との間において延在する下側肩部５７２’とを有する。さらに、絶縁体５１２は、シェル５１３のカールされた端子端部５４２によって動作可能に捕えられるよう構成された外側肩部５６６と、さらに、シェル５１３の下側フランジ５５４に直面する下側肩部５６８とを有する。
【００４７】
図５の実施例でのように、中心電極アセンブリ５１９は、中心電極５２０、点火端５２２、ヒータ要素５２４、第１の端子５８２、および第２の端子５８４を含む。第２の端子５８４は、近位または端子端部５８９と遠位端部５９０との間において延在する内側の中央の貫通通路５８８を設ける概ね円筒形の壁５８７を有する。円筒壁５８７は、ボイドが確立される図５の実施例と異なり、絶縁体貫通通路５１４の上側領域内において締まり嵌めまたは線対線嵌めのためにサイズ決めされた外側表面５９２を有する。
【００４８】
貫通通路５８８はヒータ要素３２４について締まり嵌めまたは線対線嵌めに対してサイズ決めされるが、したがって、ヒータ要素３２４の外側表面と電気的に通じるために構成される。したがって、第２の端子５８４は絶縁体５１２内において固定された位置でヒータ要素５２４を維持することを容易にする。
【００４９】
ヒータ要素５２４は、絶縁体貫通通路５１４の拡大した領域内において第２の端子５８４の貫通通路５８８内に延在する上側部分と、絶縁体貫通通路５１４’の低減された直径部内に延在する下側部分とを有する。ヒータ要素５２４の下側部分は貫通通路５１４’内において隙間嵌めで受けられ、そこにおいて自由端５１５に延在する。端部５１５は、中心電極５２０の上側端子端部５７５と電気的に通じるために構成され、端子端部５７５は、そこからヒータ要素５２４に向かって軸方向に外方向に延在するバッキングワイヤ１２１を有する。封止要素１２３はバッキングワイヤ１２１および中心電極５２０の拡大したヘッド５７８のまわりに配置することができ、それらを絶縁体５１２内において固定し、維持することを容易にする。所望の場合、封止要素１２３は導電性であり得る。電気的移動部材１２５が、さらに、封止要素１２３と電気的に通じる状態で設けられる。電気的移動部材１２５は、バッキングワイヤ１２１の端子端部のまわりに形成され、上方に端子インタフェース１２７へと延在して示される。端子インタフェースはヒータ要素５２４の遠位の自由端５１５のまわりに形成され、電気的および熱的エネルギをヒータ要素５２４から中心電極５２０に移動するよう作用する。したがって、電気的および熱的エネルギがヒータ要素５２４から、端子インタフェース１２７を通って、電気的移動部材１２５を通って、および封止要素１２３を通って、バッキングワイヤ１２１に自由に移動されることが認識されるべきである。
【００５０】
使用では、スパーク点火装置５１０は図５のスパーク点火装置３１０と同様に機能するが、ヒータ要素５２４によって生じた熱は、絶縁体５１２のコアノーズ領域５２６に隣接するのではなく、軸方向に下方に、熱インタフェース１２７、移動要素１２５、封止要素１２３および中心電極５２０を通って、コアノーズ領域５２６に移動される。別個の熱インタフェース１２７、移動要素１２５および封止要素１２３を含む複数構成要素封止を形成するのではなく、複数構成要素部材の１つ以上が組合せられてもよく、たとえば、熱インタフェース１２７および移動要素１２５は単一構成要素として形成することができる。
【００５１】
図８において示されるように、上に用いられるのと同じ参照番号から６００の係数だけずれたものを用いて、同様の特徴を特定し、スパーク点火装置６１０がこの発明の別の局面に従って構築される。
【００５２】
図８のスパーク点火装置６１０は、絶縁体６１２と、少なくとも一部が、絶縁体６１２をそこに受ける外側金属シェル６１３とを含む。さらに、上に先行する実施例で記載されるように、この発明の別の局面に従って構築された中心電極アセンブリ６１９は、少なくとも一部が、絶縁体６１２において受けられる。
【００５３】
絶縁体６１２は、端子または上側端部６１６と遠位またはコアノーズ端部６１８との間において延在する貫通通路６１４を有する。絶縁体６１２は、シェル６１３のカールされた端子端部６４２によって動作可能に捕えられるよう構成された外側肩部６６６と、さらに、シェル６１３の下側フランジ６５４に直面する下側肩部６６８とを有する。
【００５４】
中心電極アセンブリ６１９は、中心電極６２０、点火端６２２、ヒータ要素６２４、第１の端子６８２、および第２の端子６８４を含む。第２の端子６８４は、内側の中央の貫通通路６８８を設ける概ね円筒形の壁６８７を有する。貫通通路６８８は、ヒータ要素６２４をそこにおいて受けるためにサイズ決めされ、円筒壁６８７は、ヒータ要素６２４の外側表面と電気的に通じる状態にもたらされる。円筒壁６８７を含む第２の端子６８４は、絶縁体貫通通路５１４の上側領域内における隙間嵌めのためにサイズ決めされる。第２の端子６８４は、例として、円筒壁６８７から上方に、絶縁体６１２の端子端部６１６から外方向に延在する、長尺の端子コネクタ１２９を有し、端子コネクタ１２９は絶縁体６１２と接触しないままであるように、表される。
【００５５】
ヒータ要素６２４は、絶縁体貫通通路６１４の拡大した領域内において延在し、絶縁体６１２の端子端部６１６と近接する上側部分と、絶縁体６１２のノーズコア領域６２６の低減された直径の貫通通路６１４’内に延在する下側部分とを有する。ヒータ要素６２４は、その全長にわたって一定または実質的に一定の直径の円筒形または実質的に円筒形の外側表面を有するとして示される。ヒータ要素６２４の外側表面は、貫通通路６１４および６１４’を通ってその全長に沿って隙間嵌めのためにサイズ決めされるが、低減された環状ギャップが、ノーズコア領域６２６においてヒータ要素６２４と絶縁体６２０との間に形成される。ヒータ要素６２４の下側部分は、ノーズコア領域６２６で中心電極６２０の端子端部６７５と電気的に通じる状態で取付けられる自由端６１５で終端する。自由端６１５と端子端部６７５との間のジョイントは、ヒータ要素６２４をその固定または実質的に固定された位置で維持するよう、たとえば樹脂状物質のような十分な熱伝導性および導電性機構１３１を用いて、形成される。熱伝導性かつ導電性であるため、自由端６１５の領域およびコアノーズ領域６２６内において生じた熱は、絶縁体のコアノーズ領域６２６へ移動させられる。したがって、コアノーズ領域６２６の外側表面６２８が加熱されて、温度は最適温度範囲内において維持され、それによって未燃焼燃料および燃焼堆積物／汚染による「ファウリング」を防止し、冷温始動動作を容易にする。所望の場合、追加的支持要素１３３を、さらにヒータ要素６２４を固定するために、貫通通路６１４内において、ヒータ要素６２４と絶縁体６１２との間に配置することができる。支持要素１３３は、好ましくは、可撓性または半可撓性部材として設けられ、点火スパーク装置６１０を通して伝達されるかもしれない任意の振動の減衰を容易にし、使用でのヒータ要素６２４の伸縮を可能にする。
【００５６】
明らかに、この発明の多くの修正および変形が上記の教示に照らして考えられ得る。したがって、この発明は、特許請求の範囲内で、具体的に記載された通り以外に実行されてもよいことが理解される。したがって、この発明は、究極的には、任意の許可された請求の範囲によって規定され、上に論じられた例示的な実施例によってのみ規定されるものではない。
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
１． 技術分野
この発明は、一般に、内燃機関のための点火プラグのようなスパーク点火装置に関し、特に、ヒータ要素を有するスパーク点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２． 関連技術
点火プラグのためのような、内燃機関のための点火装置の構成では、一般に点火プラグが動作する動作ヒートレンジの選択の間に妥協が必要とされる。一方では、選択された温度が高すぎれば、点火プラグは典型的には低減された寿命を有し、究極的にエンジン構成要素の寿命を低減し得る。他方、選択された温度が低すぎる場合、点火プラグは、点火プラグの絶縁体上でカーボンデポジットを介してファウリングされる傾向を示すかもしれず、それによって、点火プラグの低減された性能および究極的な故障に終わるかもしれない。したがって、点火プラグまたはエンジン構成要素の耐用寿命に大幅に影響を与えずに考えられ得る最も高い温度で動作するよう点火プラグを設計しようとすることが慣習的である。しかしながら、この選択は、潜在的な逆効果なしではなく、なぜなら、これらの点火プラグは、典型的には、より低温の動作条件では最適に動作しないからである。
【０００３】
典型的には、先行技術図１において示されるような従来の点火プラグは、高電圧源への取付けのために構成された端子１を有する。高電圧は、この端子、そして次いで１つ以上の中間の構成要素を通って、中心電極２へ伝わる。高電圧は絶縁体４によって外側金属シェル３から絶縁される。十分な高電圧が中心電極に達すると、スパークがスパークギャップ６を横切って中心電極から接地電極５へ飛び、可燃性の燃焼ガスの点火を引起す。次いで、高圧電流は、エンジンブロック（図示せず）に接している金属シェル３のねじ切り領域７および座部８を通ってエンジンブロックによって設けられた接地に流れ込む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上に記載された従来の点火プラグの継続使用中、中心電極２から電流流れのために交番通路を設けることができる絶縁体コアノーズの露出した外側表面９上に汚染が蓄積することが考えられる。したがって、電気的な流れは、ギャップ６を横切るスパークに終わらず、中心電極２からシェル３に直接飛ぶ。これは、究極的には点火プラグの不完全燃焼および不履行に終わる。コアノーズ長を増加させることによって、ファウリングを低減して、コアノーズの外側表面９上の汚染の蓄積を克服するよう、努力がなされた。増加したコアノーズの長さは、コアノーズを燃焼室内において高い動作温度に晒すことによって、コアノーズの動作温度を増加させる。さらに、増加した長さのコアノーズは、高電圧が伝わらなければならない距離を増加させることにより、ファウリングに対してより強い。しかしながら、コアノーズの長さを増加させることはトレードオフなしではない。燃焼室内において、高温に対してより近く、コアノーズの先端を延在させることによって、加熱されたコアノーズ先端は、燃焼室内において意図せずに燃焼ガスの早期点火を引起すかもしれない。加えて、加速された摩耗が、中心電極に対して生じ得、なぜなら、それは、延在されたコアノーズの先端を越えて延在させなければならないからである。したがって、点火プラグおよび関連するエンジン構成要素の耐用寿命を最適化すると同時に、予想される動作温度範囲にわたって最適な性能を有する点火プラグを提供する継続的な努力がなされる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の概要
この発明の１つの局面に従って構築されたスパーク点火装置は、中心軸に沿って延在する管状のセラミック絶縁体を含み、金属シェルがセラミック絶縁体の少なくとも一部を囲む。さらに、接地電極がシェルに作動的に取付けられ、接地電極は接地電極スパーク端を有する。さらに、装置は、中心スパーク端を含み、中心スパーク端および接地電極スパーク端は、スパークギャップをあたえる。第１の端子が、中心スパーク端と電気的に通じる状態で配され、電源との電気的接続のために構成される。装置は、さらに、電源との電気的接続のために構成された第２の端子を含む。第２の端子は第１の端子から間隔を置かれ、第２の端子は第１の端子と電気的に通じる状態で配される。さらに、ヒータ要素が、第１の端子を第２の端子と電気的に通じる状態にもたらし、電気的回路を第１の端子と第２の端子との間において完成し、ヒータ要素は、第１および第２の端子より大きな抵抗を有する。
【０００６】
この発明の別の局面に従って、スパーク点火装置のための中心電極アセンブリが提供される。中心電極アセンブリは、電源との電気的接続のために構成されて配される第１の端子と、第１の端子から間隔を置かれ、第１の端子と電気的に通じる状態において配され、電源との電気的接続のために構成される第２の端子とを含む。さらに、ヒータ要素が、第１の端子を第２の端子と電気的に通じる状態にもたらし、電気的回路を第１の端子と第２の端子との間において完成する。
【０００７】
この発明のこれらならびに他の局面、特徴および利点は、現在好ましい実施例および最良のモードの以下の詳細な説明、特許請求の範囲および添付の図面に関して考慮されたときにより容易に理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】先行技術点火装置の断面立面図である。
【図２】この発明の１つの局面に従って構築されたヒータ要素を有する点火装置の断面立面図である。
【図２Ａ】この発明のさらに別の局面に従って構築された点火装置の点火端を示す、図２の丸で囲まれた領域２Ａにおいて概ねとられた部分的な断面立面図である。
【図３】この発明の別の局面に従って構築された点火装置ヒータ要素の断面立面図である。
【図４】この発明の別の局面に従って構築された点火装置ヒータ要素の断面立面図である。
【図５】この発明のさらに別の局面に従って構築されたヒータ要素を有する点火装置の断面立面図である。
【図６】この発明のさらに別の局面に従って構築されたヒータ要素を有する点火装置の断面立面図である。
【図６Ａ】この発明のさらに別の局面に従って構築された点火装置の点火端を示す、図６の丸で囲まれた領域６Ａにおいて概ねとられた部分的な断面立面図である。
【図７】この発明のさらに別の局面に従って構築されたヒータ要素を有する点火装置の断面立面図である。
【図８】この発明のさらに別の局面に従って構築されたヒータ要素を有する点火装置の断面立面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
現在好ましい実施例の詳細な説明
図面をより詳細に参照して、図２は、内燃機関（図示せず）において混合気に点火することに用いられる、この発明の１つの現在好ましい局面に従って構築されたスパーク点火装置１０を示す。例示的なスパーク点火装置１０は点火プラグの形式で示される。しかし、この発明は、たとえばグロープラグのような他の点火装置も特許請求の範囲の内にあるよう企図する。装置１０は、酸化アルミニウムまたは他の好適な絶縁材料から形成された環状のセラミック絶縁体１２を含む。絶縁体１２は導電性の金属シェル１３に少なくとも一部が捕えられる。絶縁体１２は、以下、上側端子端部１６および下側コア端部またはコアノーズ端部１８とも称される、対向する端部間において、中心軸１５に沿って軸方向に延在する中央通路１４を有する。１９で概ね表された中心電極アセンブリは、中央通路１４に少なくとも一部が配置される。中心電極アセンブリ１９は、少なくとも一部が、中心電極２０；点火端２２；および中心電極２０と点火端２４との間に配置されたヒータ要素２４を含む。ヒータ要素２４は、コアノーズ端部１８に近接して、絶縁体１２の円錐形のコアノーズ領域２６内に位置する。使用中、ヒータ要素２４は、それが中心電極２０および点火端２２に対して大きくされた抵抗率を有することにより、温度が上昇する。したがって、ヒータ要素２４によって燃焼熱と無関係に実質的に生じた熱は、コアノーズ領域２６の正に所望の領域に伝えられ、コアノーズ領域２６の露出した外側表面２８上の汚染蓄積を防止し、それによって、装置１０が「ファウリング」から防止され得る。
【００１０】
金属シェル１３は絶縁体１２の下側および中間の部分のまわりにおいて封止された関係で配置され、さまざまな鋼合金のような任意の好適な金属から形成されてもよく、Ｎｉ系合金コーティングなどでコーティングされてもよい。シェル１３は、たとえば図面において示されるように、標準的な単一のＬ字型構成のような、多くの形状、サイズおよび構成のうちの任意のものを有する、少なくとも１つの接地電極３０を含む。接地電極３０は、点火端２２のスパーク面３６からスパークギャップ３４を横切って間隔を置かれる少なくとも１つの接地電極スパーク面３２を有する。スパーク面３２および３６の少なくとも１つは、プラチナ、イリジウム、パラジウム、ロジウム、オスミウム、金、および銀からなる群からの少なくとも１つの貴金属から少なくとも一部が形成されることができ、これらの貴金属の２つ以上を組み合わせて（たとえばＰｔ―Ｉｒ合金のすべての態様）含んでもよい。スパーク面３２および３６は、さらに、合金化構成要素として、タングステン、イットリウム、ランタン、ルテニウムおよびジルコニウムからなる群から１つ以上の金属を含んでもよい。
【００１１】
シェル１３は、上側端子端部４２と下側固定端部４３との間において延在する概ね環状の外側表面４０を有する概ねの管状の本体３８を有する。固定端部４３は、典型的にはエンジンブロック（図示せず）の燃焼室開口部内のねじ筋取り付けのために構成された外部ねじ切り領域４４を有する。シェル１３は、燃焼室開口部におけるスパーク点火装置１０の取外しおよび設置のための、外部の六角形のツール受け部材４６または他の特徴を設けられてもよい。シェル１３は、さらに、軸１５を実質的に横断するように延在する、環状の、概ね平面の封止座部４９を設けるよう、外側表面４０から径方向に外方向に延在する環状フランジ４８を有し、そこからねじ切り領域４４が懸架している。封止座部４９は、シェル１３の外側表面４０と燃焼室開口部におけるねじ切りされたボアとの間の空間の熱ガス密閉封止を形成する。代替的に、ガスケット（図示せず）が封止座部４９と組合わせて用いられてもよく、および/または封止座部４９は、テーパされた座部（図示せず）として構成されて、この様式の点火プラグ座部のために係合するテーパとともに設計されるシリンダヘッドにおける精密公差および自己封止設置をあたえてもよい。
【００１２】
管状のシェル本体３８は、端子固定端部４２と固定端部４３との間のシェルの長さを通して延在する開いたキャビティ５３を設ける内側壁または表面５２を有する。内部の下側フランジ５４は、固定端部４３に近接して、内側表面５２から径方向に内方向に延在して、絶縁体１２のための停止面を設ける。内側表面５２は、絶縁体１２の拡大した部分に対応するために、端子端部４２に近接する拡大した直径領域５６を有する。したがって、環状の肩部５７が、拡大した直径領域５６から低減された直径領域５８へ径方向に内方向に延在する。拡大した直径領域５６は、肩部５７から上方へ延在し、実質的に端子端部４２に対して、実質的に真っすぐで、円筒形で、一定の直径を有する。シェル本体３８の上側唇状部６０は、絶縁体１２をシェル１３で捕えるよう、クリンプ工程またはロールカール工程で、径方向に内方向にカールされる。ガスケット、セメントまたは他のパッキンもしくは封止用コンパウンドを唇状部６０と絶縁体１４との間にはさむことにより、気密封止を完成し、組立てられたスパーク点火装置１０の構造の保全性を改善することもでき、さらに、ガスケット６１を下側フランジ５４と下側肩部６８との間に配置することができる。
【００１３】
絶縁体１２は、酸化アルミニウム、または指定された絶縁耐力、高い機械的強度、高い熱伝導度および熱衝撃に対する優れた抵抗性を有する他の好適な絶縁材料を含んでもよく、未焼結状態のセラミックス粉末からプレス成形し、次いで、高温で十分に焼結して、セラミックス粉末の密度を高めて焼結させてもよい。絶縁体１２は長尺の本体６２を有し、環状の外側表面６４が、上側端子または近位端部１６と下側コアノーズまたは遠位端部１８との間において延在する。本体６２は、大きな直径の環状の上側肩部６６と、より小さな直径の環状の下側肩部６８とを有する、下側部分を有する。上側マスト部分６９は、上側肩部６６から上方へ延在し、ゴムまたは他の絶縁性スパークプラグブーツ（図示せず）が取り囲んで掴み、点火コードおよびシステム（図示せず）との電気的接続を電気的に隔離する。マスト部分６９は、一連のリブ（図示せず）または他の表面グレージングもしくは特徴を含んで、スパークまたは２次電圧フラッシュオーバに対する追加的保護を設け、マスト部分６９のスパークプラグブーツとの掴み動作を改善してもよい。低減された直径のノーズ部分またはコアノーズ領域２６は、下側肩部６８から遠位端部１８へ懸架する。コアノーズ領域２６は、典型的には遠位端部１８に向かって収束するわずかなテーパを有するが、真っすぐな円筒形状を含む、他の構成もここに企図される。
【００１４】
絶縁体１２は、上側近位端部１６と下側遠位端部１８との間において長手方向に延在する中央の貫通通路１４を有する、概ね環状の、管状の構成である。中央通路１４は、ここでは、軸１５に対して横断するように見て、変動する断面積を有するとして表され、増大した直径の領域７０が、上方へ、概ね近接するコアノーズ領域２６から近位端部１６に延在し、低減された直径の領域７１が、増大した直径の領域７０から遠位端部１８に延在し、環状の肩部７２が、それぞれの領域７０と７１との間において概ね径方向に延在する。
【００１５】
中心電極アセンブリ１９の中心電極２０は任意の好適な外部形状を有してもよく、ここでは、例として、および限定なしで、概ね上側端子端部７５と下側遠位端部７６との間において延在する、円筒状または実質的に円筒状の外側表面７４を伴う本体を有するものとして、および端子端部７５おいて、増大した直径ヘッド７８に対して、径方向に外方向のアーチ形のフレアまたはテーパを有するものとして、表される。環状のヘッド７８は、絶縁体１２内において肩部７２に対して端子端部７５を座させ封止することを容易にする。中心電極本体は構成において管状であり、したがって、端子７５と遠位端部７６との間において延在する外側管状壁８０によって設けられた中央の貫通通路７９を有する。中心電極２０は、たとえば、さまざまなＮｉおよびＮｉに基いた合金のような、十分な熱伝導率および導電率ならびに燃焼環境に耐える能力を有する、任意の好適な導体材料から構築され、さらに、たとえば、ＣｕまたはＣｕに基いた合金コアにわたってクラッディングされるそのような材料を含んでもよい。
【００１６】
中心電極アセンブリ１９は、中心端子または内側端子８２とも呼ばれる第１の端子、および外側端子８４とも呼ばれる第２の端子を含む。第２の端子８４は、例として、および限定なしで、図２の実施例に示されるように、近位または端子端部８９と遠位端部９０との間において延在する内側の中央貫通通路８８をあたえる、概ね円筒形の壁を有する管状本体８６によって少なくとも一部が構築される。管状本体８６は、絶縁体１２の貫通通路１４内の隙間嵌めのためにサイズ決めされた外側表面９２を有する。したがって、環状のポケットまたはボイド９３が外側表面９２と絶縁体１２との間に設けられる。絶縁体１２の通路１４において、第１の端子８２および中心電極２０を含む中心電極アセンブリ１９を保持および固定することを容易にするために、封止柱９４がボイド９３内に設けられ、それによって、ボイドを充填または実質的に充填し、中心電極アセンブリ１９を絶縁体１２内で固定する。封止柱９４は、例として、および限定なしで、突き固められた粉末、ガラス、セラミック、または他の好適な、熱伝導性であるが絶縁性の材料によって、設けることができる。さらに、遠位端部９０に対して近接する外側表面は、第１の端子８２と中心電極２０との間の十分な導電率を確立するよう、中心電極２０のヘッド７８に対して近接した貫通通路７９内における線対線またはわずかな締まり嵌めのためにサイズ決めされるとして示される。任意の取付け機構を用いて、ろう付、溶接、締まり嵌め、接着剤、または他の態様で、第１の端子８２の遠位端部９０を中心電極の端子端部７５に固定することができる。したがって、中心電極２０はこの実施例においては第１の端子８２の延長部分として働く。
【００１７】
点火端２２は、この実施例においては、中心電極２０からは別個の材料片で構築されるとして示される。点火端２２は中心電極２０と電気的に通じた状態で取付けられ、したがってヒータ要素２４を介して第２の端子８４と電気的に通じた状態で取付けられる。点火端２２は、十分な熱伝導率および導電率を有する任意の好適な点火端材料から構築することができ、そして、中心電極２０と同じまたは異なる材料から構築することができる。この実施例では、点火端２２は、第１の端子８２を有する単一または単一片の材料として構築されるが、所望の場合、ダッシュ記号付き番号がたとえば上に論じられる同様の特徴を示すために用いられる図２Ａにおいて示されるように、別個の材料片でそれらを構築することができ得る。さらに、所望の場合、類似しない材料からそれらを構築することができ得る。上に注記されるように、点火端２２は接地電極スパーク面３２からスパークギャップ３４によって間隔を置かれるスパーク面３６を設ける。
【００１８】
ヒータ要素２４は環状本体を有し、貫通通路９５が、第１の端子８２との隙間嵌めのためにサイズ決めされる。ヒータ要素２４は、例として、および限定なしで、中心電極２０の管状壁８０と同じ、または実質的に同じ壁厚および直径を有するとして表される。ヒータ要素２４の一方の端部は中心電極２０の遠位端部７６に取付けられ、ヒータ要素２４の他方の端部は点火端２２の外周に取付けられ、それは、たとえば、はんだ付、ろう付け、溶接、接着剤または他の電気的に導通させる連結機構によって行われる。ヒータ要素２４はコアノーズ領域２６内に位置し、コアノーズ端部１８に実質的に近接または隣接するとしてここに示される。ヒータ要素２４は、中心電極２０および点火端２２と比較して増加した抵抗率を有する材料から構築され、ヒータ要素２４が十分に加熱されることを保証し、それによって、所望の電気的な加熱が確実にコアノーズ領域２６のこの領域で生じる。たとえば、ヒータ要素２４に対して最も適しているように考えられる抵抗率は、約０．７５〜２０ｏｈｍ＊ｃｍの範囲内にあり、それは、たとえば、炭化珪素もしくは炭化硼素、またはたとえばモリブデンもしくはチタニウムに基いた抵抗調節剤の添加をともなう窒化珪素のような同様の材料によって設けることができる。ヒータ要素２４の抵抗率は、ヒータ要素２４の外形を変更することによって、および/または用いられる電流／電圧の変更によって、上記の指定された範囲外にあり得ることが企図される。
【００１９】
第１の端子８２は、点火端２２とともに、単一の、単一片の材料として構築されるとして示される。第１の端子８２は、点火端２２から上方へ、ヒータ要素２４の貫通通路９５を通って；中心電極２０の貫通通路７９を通って、および第２の端子８４の貫通通路８８を通って、軸方向に露出した端子端部９６に延在する。第１の端子８２は、間隔を置かれた関係において前述の貫通通路９５、７９、８８を通って延在し、第１の端子８２の全長に沿って延在するボイドまたは環状空間９７を設けて、第１の端子８２をそれぞれの構成要素２４、２０、８４と電気的に接触しないように維持する。空間９７は、たとえばアルミナまたは酸化マグネシウム粉末によるような熱伝導性の絶縁材料で充填または実質的に充填することにより、中心電極アセンブリ１９全体としての熱伝導度を増加させることができる。したがって、完全な電気的回路が、第１の端子８２を通って、次いで中心電極２０を通って、次いでヒータ要素２４を通って、次いで点火端２２を通って、そして次いで第２の端子８４を通って、直列で確立される。
【００２０】
使用中、相対的に低電圧の電源（たとえば１２Ｖ（図示せず））が第１および第２の端子８２、８４の端子端部９６および８９に取付けられる。電気の流れは前述の流れ通路を辿り、好適な電流によって、スパークが、スパークギャップ３４を横切って生成される。加えて、たとえば、約１０アンペア以下のような電流により、ヒータ要素２４は燃焼熱から独立して「自己加熱」され、そこで、ヒータ要素２４の温度は、十分に上げられ、絶縁体１２のコアノーズ領域２６の温度を上げる。したがって、コアノーズ領域２６の露出した外側表面２８は、十分に加熱されて、その上の汚染蓄積を防止し、したがって「ファウリング」を防止し、スパーク点火装置１０の耐用寿命を延長する。
【００２１】
図３において示されるように、上に用いられるのと同じ参照番号から１００の係数だけずれたものを用いて、同様の特徴を特定し、中心電極アセンブリ１１９がこの発明の別の局面に従って構築される。中心電極アセンブリ１１９は上に論じられるものと同じかまたは同様の絶縁体１２およびシェル１３との関連において用いられ得、したがって、それらはさらに詳細には論じられない。中心電極アセンブリ１１９は、上に論じられた電極アセンブリ１９に類似して機能して、絶縁体１２においてコアノーズ領域２６上の汚染蓄積を防止するが、構成でいくつかの構造上の差を有し、それらは以下に論じられる。
【００２２】
中心電極アセンブリ１１９は、上記の実施例でのように、中心電極１２０、点火端１２２、ヒータ要素１２４、第１の端子１８２、および第２の端子１８４を含む。中心電極１２０は、概ね上側端子端部１７５と下側遠位端部１７６との間において延在する概ね円筒状の外側表面１７４を有する本体を有する。端子端部１７５は、増大した直径のヘッド１７８に対して径方向に外方向のアーチ形のフレアまたはテーパを有する。本体は形状において管状で、したがって、中央の貫通通路を有し、それはここでは、端子１７５と遠位端部１７６との間において延在する外側管状壁１８０によって設けられた、拡大した中央の貫通通路部分１７９と、遠位端部１７６に近接する低減された直径の貫通通路１７９’部分とを含むとして示される。
【００２３】
点火端１２２は、この実施例においては、中心電極１２０からは別個の材料片であるが、しかしヒータ要素１２４と単一の、単一片の材料から構築されるとして示される。先の実施例でのように、点火端１２２は中心電極１２０と電気的に通じた状態で取付けられ、したがってヒータ要素１２４を介して第２の端子１８４と電気的に通じた状態で取付けられる。この実施例では、点火端１２２は第１の端子１８２からは別個の材料片として構築される。示されるように、点火端１２２およびヒータ要素１２４は円筒状部材として構築されるが、異なる形状を用いることができ得る。組合せ点火端／ヒータ要素１２２、１２４は、中心電極１２０の低減された直径の貫通通路１７９’内における、線対線またはわずかな締まり嵌めのような、緊密な受入れのためにサイズ決めされる。点火端１２２は、中心電極１２０の遠位端部１７６から軸方向に外方向に延在し、一方、ヒータ要素１２４は、拡大した直径の貫通通路１７９、および第１の端子１８２との電気的な取付けへと、軸方向に上方に延在している。先の実施例でのように、ボイドまたは環状の空間９７は、たとえばアルミナまたは酸化マグネシウム粉末によるような熱伝導性の絶縁材料１９８により充填されるか、または実質的に充填されることにより、中心電極アセンブリ１１９全体としての熱伝導度を増加させることができる。絶縁材料１９８は、好適な封止材料から構築された環状封止９９によって中心電極１２０においてさらに封止できる。環状封止９９は、ここでは、拡大したヘッド１７８に近接するとして示され、したがって、中心電極１２０は絶縁材料１９８で実質的に充填される。
【００２４】
他の態様では、中心電極アセンブリ１１９は、使用において概ね同じく機能し、完全な電気的回路が、第１の端子１８２を通って；ヒータ要素１２４および点火端１２２を通って；中心電極１２０を通って、および次いで第２の端子１８４を通って、直列で確立される。従って、電流により、ヒータ要素１２４は正常運転条件中に十分な温度に「自己加熱」され、絶縁体１２のコアノーズ領域２６の温度を上げる。したがって、コアノーズ領域２６は、十分に加熱されて、その上の汚染蓄積を防止し、したがって「ファウリング」を防止し、中心電極アセンブリ１１９を含むスパーク点火装置の耐用寿命を延長する。
【００２５】
図４において示されるように、上に用いられるのと同じ参照番号から２００の係数だけずれたものを用いて、同様の特徴を特定し、中心電極アセンブリ２１９がこの発明の別の局面に従って構築される。中心電極アセンブリ２１９は上に論じられるものと同じかまたは同様の絶縁体１２およびシェル１３との関連において用いられ得、したがって、それらはさらに詳細には論じられない。中心電極アセンブリ２１９は、電極アセンブリ１９に類似して機能して、絶縁体１２のコアノーズ領域２６上の汚染蓄積を防止するが、構成で、以下に論じられるいくつかの構造上の差を有する。
【００２６】
中心電極アセンブリ２１９は、上記の実施例でのように、中心電極２２０、点火端２２２、ヒータ要素２２４、第１の端子２８２、および第２の端子２８４を含む。中心電極２２０は、概ね上側端子端部２７５と下側遠位端部２７６との間において延在する概ね円筒状の外側表面２７４を有する本体を有する。端子端部２７５は、増大した直径のヘッド２７８に対して径方向に外方向のアーチ形のフレアまたはテーパを有して、絶縁体１２において中心電極２２０を固定することを容易にする。本体は形状において管状で、したがって、端部２７５、２７６の間において延在する中央の貫通通路２７９を有し、拡大した直径のカウンタボア貫通通路部分２７９’が、遠位端部２７６に近接して形成される。
【００２７】
点火端２２２は、先の実施例の点火端１２２とは異なり、ヒータ要素２２４からは別個の材料片で構築され、点火端端部セクション２２２’によってヒータ要素から間隔を置かれる。点火端端部セクション２２２’は、貫通通路部分２７９’内の線対線またはわずかな締まり嵌めのような締まり嵌めのために構成された近位端部を有し、任意の好適な電気的に導通する機構、たとえば、はんだ付、溶接、ろう付け、または他の態様を介してそこに固定することができる。点火端端部セクション２２２’は、点火端２２２の受入れおよびそれへの取付けのために構成された遠位端部へ延在する。点火端２２２は、点火端端部セクション２２２’の遠位端部内に延在する窪んだポケット９９において固定されるとしてここでは示される。したがってこの実施例では、点火端端部セクション２２２’は、中心電極２２０の遠位端部２７６に、ヒータ要素２２４と点火端２２２との間において固定され、ヒータ要素２２４は中心電極２２０の貫通通路２７９内において封止された態様で受けられるので、ヒータ要素２２４はスパークからの燃焼ガスまたはいかなる潜在的な腐食にも晒されない。さらに、異なる材料を用いて点火端２２２を構築しても、同じ材料を用いて点火端２２２を構築しても、ヒータ要素２２４は任意の好適な材料を用いて構築することができる。
【００２８】
他の態様では、中心電極アセンブリ１１９は、概ね中心電極アセンブリ１２０に対して記載され示されるのと同じように構築され、およびしたがって、使用において概ね同じく機能し、完全な電気的な直列回路が、第１の端子２８２を通って；ヒータ要素２２４を通って；点火端２２２’、２２２を通って、中心電極２２０を通って、次いで第２の端子２８４を通って、確立される。したがって、電流により、正常運転条件中にスパークを生成するよう用いられるような別個の電源の使用なしで、ヒータ要素２２４は「自己加熱」される。さらに、先の実施例のように、ヒータ要素２２４はコアノーズ領域２６内において配置されるので、コアノーズ領域２６は、十分に加熱されて、その上の汚染蓄積を防止し、したがって「ファウリング」を防止し、中心電極アセンブリ２１９を含むスパーク点火装置の耐用寿命を延長する。
【００２９】
図５において示されるように、上に用いられるのと同じ参照番号から３００の係数だけずれたものを用いて、同様の特徴を特定し、スパーク点火装置３１０がこの発明の別の局面に従って構築される。
【００３０】
同様に図２に関して記載され示されるように、図５のスパーク点火装置３１０は、絶縁体３１２と、少なくとも一部が、絶縁体３１２をそこに受ける外側金属シェル３１３とを含む。さらに、上に先行する実施例で記載されるように、この発明の別の局面に従って構築された中心電極アセンブリ３１９は、少なくとも一部が、絶縁体３１２において受けられる。金属シェル３１３および絶縁体３１２の外形は、図２に記載され示されるものと同様であるが、いくつかの構造上の差が存在し、しかしそれらは当業者にとっては明らかである。つまり、この発明に従って構築された中心電極アセンブリに対応するために金属シェル３１３および絶縁体３１２の外形を変更することができることが、認識されるはずである。
【００３１】
絶縁体３１２は、端子または上側端部３１６と遠位またはコアノーズ端部３１８との間において延在する貫通通路３１４を有する。貫通通路３１４は、ここでは、拡大した直径の上側領域、上側領域から直径において低減された中間領域３１４’、および中間領域３１４’から直径において低減された最も下の領域３１４”を有し、各領域３１４、３１４’、３１４”は円筒形または実質的に円筒形であるように表わされる。したがって、絶縁体３１２は、上側貫通通路領域３１４と中間領域３１４’との間の、上側の、径方向に内方向に延在する肩部３７２と、中間領域３１４’と最も下の領域３１４”との間において延在する下側肩部３７２’とを有する。さらに、絶縁体３１２は、シェル３１３のカールされた端子端部３４２によって動作可能に捕えられるよう構成された外側肩部３６６を有し、パッキン材を端子端部３４２と上側肩部３６６との間において受けることができ、絶縁体３１２はさらに、シェル３１３の下側フランジ３５４に直面する下側肩部３６８を有する。所望の場合、図２において示されるようなガスケット（図示せず）を、下側肩部３６８と下側フランジ３５４との間において挟んで、封止をその間に確立することを容易にすることができる。
【００３２】
先の実施例でのように、中心電極アセンブリ３１９は、中心電極３２０、点火端３２２、ヒータ要素３２４、第１の端子３８２、および第２の端子３８４を含む。第２の端子３８４は、近位または端子端部３８９と遠位端部３９０との間において延在する内側の中央の貫通通路３８８を設ける概ね円筒形の壁３８７を有する。円筒壁３８７は、絶縁体貫通通路３１４の上側領域内において隙間嵌めに対してサイズ決めされた外側表面３９２を有する。したがって、環状のポケットまたはボイド３９３が外側表面３９２と絶縁体３１２との間に設けられる。さらに、遠位端部３９０は、貫通通路３８８から直径において拡大したカウンタボア１０１を有する。
【００３３】
カウンタボア１０１はヒータ要素３２４について隙間嵌めに対してサイズ決めされるが、環状のカラー部１０３を介してヒータ要素３２４と電気的に通じるために構成される。カラー部１０３は、軸方向の断面で概ねＴ字形であり、絶縁体３１２の貫通通路３１４における緊密な受入れのためにサイズ決めされた、拡大した直径のヘッド部分１０５と、絶縁体３１２の中間領域３１４’においての緊密な受入れのためにヘッド部分１０５から懸架する低減された直径部１０７とを有する。したがって、カラー部１０３は、肩部３７２との当接のために構成され、絶縁体のそれぞれの領域３１４、３１４’の間において延在する肩部１０９を有する。低減された直径部１０７は環状の円筒壁を有し、外側表面１１１は、絶縁体３１２の中間領域３１４’内においての締まり嵌め、線対線嵌め、またはわずかな締まり嵌めのためにサイズ決めされ、内側表面は、ヒータ要素３２４の外側表面との締まり嵌め、線対線嵌め、またはわずかな締まり嵌めのためにサイズ決めされる。したがって、カラー部１０３は、ヒータ要素３２４の外側表面と電気的接触を確立し、ヒータ要素３２４および中心電極アセンブリ３１９を絶縁体３１２内において固定するよう作用する。
【００３４】
絶縁体３１２の通路３１４において中心電極アセンブリ３１９を保持することをさらに容易にするために、封止または封止柱３９４がボイド３９３内において設けられ、それによって、少なくとも部分的にボイド３９３を充填し、中心電極アセンブリ３１９を絶縁体３１２内において固定する。封止柱３９４は、例として、および限定なしで、突き固められた粉末、金属、ガラス、セラミック、または他の好適な、熱伝導性であるが絶縁性の材料によって、設けることができる。
【００３５】
ヒータ要素３２４は、絶縁体３１２の中間領域３１４’を実質的に通って延在する長尺の本体を有する。本体は、一方の端部１１３が、第１の端子３８２のカウンタボア１０１内において隙間嵌めで受けられ、およびしたがって、それとの直接的な電気的接触になく、はんだ付、ろう付け、溶接、接着剤または他の電気的に導通させる連結機構によるように、第１の端子３８２と直接的に電気的に通じる状態で取付けられる。ヒータ要素３２４は、絶縁体３１２のコアノーズ領域３２６に概ね近接する別の端部１１５へ延在する。端部１１５は、中心電極３２０の上側端子端部３７５への取付けのために構成され、端子端部３７５は、絶縁体３１２の中間領域３１４’内において増大した直径のヘッド３７８を有する。環状のヘッド３７８は、絶縁体３１２の肩部３７２’に対して端子端部３７５を座させ封止することを容易にする。端部１１５は、ここでは、中心電極３２０のヘッド３７８内に延在する窪んだポケット１１７において受けられ固定されるとして示される。
【００３６】
中心電極３２０は、拡大したヘッド３７８から懸架する、低減された直径の外側表面３７４を有する。低減された直径の表面３７４は、コアノーズ領域３２６内における締まり嵌めのためにサイズ決めされ、コアノーズ領域３２６から点火端３２２まで軸方向に外方向に延在する。
【００３７】
使用では、相対的に低い電圧が第１および第２の端子３８２、３８４に印加され、電流は第１の端子３８２を通ってカラー部１０３に流れ、ヒータ要素３２４の外側表面の上の外側の電気的接点へ流れる。電流は、第２の端子３８４を流れ戻ることによって、直列回路を完成することができる。ヒータ要素３２４を通って流れる電流は、ほとんど、端部１１５とポケット１１７との間において形成されたジョイント領域において、熱を発生する。ジョイント領域内において発生した熱は、主に中心電極３２０へ移動させられる。ヒータ要素３２４のまわりの環状ギャップ１１９は、ギャップが最小限にされるコアノーズ領域３２６内を除いて、ヒータ要素３２４と絶縁体３１２との間に熱障壁を形成する。したがって、熱はコアノーズ領域３２６内において流れ、そこでそれは温度上昇を引起し、温度は、約３５０〜４００℃の間のような最適温度範囲で維持される。したがって、冷温始動性能は、熱が始動動作の前および間に絶縁体３１２のコアノーズ領域３２６へ移動させられる結果、改善される。これは、未燃焼の燃料および燃焼堆積物／汚染による「ファウリング」の防止によって、点火失敗を防ぐことができる。熱が低電圧源を介して生じることに加えて、高電圧源を第１および/または第２の端子３８２、３８４を介して印加することにより、スパークギャップ３３４を横切ってスパークを生成することができる。
【００３８】
図６において示されるように、上に用いられるのと同じ参照番号から４００の係数だけずれたものまたはダッシュ記号を付されたものを用いて、同様の特徴を特定し、スパーク点火装置４１０がこの発明の別の局面に従って構築される。
【００３９】
同様に図５に関して記載され示されるように、図６のスパーク点火装置４１０は、絶縁体４１２と、少なくとも一部が、絶縁体４１２をそこに受ける外側金属シェル４１３とを含む。さらに、上に先行する実施例で記載されるように、この発明の別の局面に従って構築された中心電極アセンブリ４１９は、少なくとも一部が、絶縁体３１２において受けられる。
【００４０】
絶縁体４１２は、端子または上側端部４１６と遠位またはコアノーズ端部４１８との間において延在する貫通通路４１４を有する。貫通通路４１４は、ここでは、拡大した直径の上側領域、上側領域から直径において低減された中間領域４１４’、および中間領域４１４’から直径において低減された最も下の領域４１４”を有し、各領域４１４、４１４’、４１４”は円筒形または実質的に円筒形であるように表わされる。したがって、絶縁体４１２は、上側貫通通路領域４１４と中間領域４１４’との間の、上側の、径方向に内方向に延在する肩部４７２と、中間領域４７２’と最も下の領域４１４”との間において延在する下側肩部４７２’とを有する。さらに、絶縁体４１２は、シェル４１３のカールされた端子端部４４２によって動作可能に捕えられるよう構成された外側肩部４６６を有し、パッキン材を端子端部４４２と上側肩部４６６との間において受けることができ、絶縁体４１２はさらに、シェル４１３の下側フランジ４５４に直面する下側肩部４６８を有する。所望の場合、ガスケット（図示せず）を、下側肩部４６８と下側フランジ４５４との間にはさむことにより、封止をその間に容易に確立することができる。
【００４１】
上記の実施例におけるように、中心電極アセンブリ４１９は、ヒータ要素４２４と、第１の端子４８２と、第２の端子４８４とを含む。第２の端子４８４は、近位または端子端部４８９と遠位端部４９０との間において延在する内側の中央の貫通通路４８８を設ける概ね円筒形の壁４８７を有する。円筒壁４８７は、絶縁体貫通通路４１４の上側領域内における締まり嵌めに対してサイズ決めされた外側表面４９２を有し、遠位端部４９０に近接する貫通通路４８８は、ヒータ要素４２４の拡大した直径の上側端部１１３’と電気的に通じた状態で締まり嵌めのためにサイズ決めされる。壁部４８７の遠位端部４９０は、絶縁体４１２の、低減された直径の中間領域４１４’から、軸方向に間隔を置かれ、したがって、環状空間またはボイド４９３がヒータ要素４２４のまわりに設けられ、ボイド４９３は、ヒータ要素４２４と絶縁体４１２との間に熱障壁を形成する。
【００４２】
図５において示される実施例でのように、ヒータ要素４２４は、接地電極４３０に近接する点火端４２２への、完全に絶縁体４１２のコアノーズ領域４２６を通っての緊密な受入れのためにサイズ決めされた、わずかに低減された直径の遠位端部１１５’に延在する。点火端４２２のスパーク面４３６は、接地電極４３０の自由端スパーク面４３２に向かって横方向に面しているヒータ要素４２４の側面に設けられる。他の態様では、図６Ａで示されるように、中間素材をヒータ要素４２４の遠位端部１１５’に取付けることができ、中間素材は点火端４２２’を設けるよう働く。したがって、ヒータ要素４２４は、点火端４２２としてさらに機能する一方で、コアノーズ領域４２６の外表面上の汚染の蓄積を防止するよう、加熱装置を兼ねる。ヒータ要素４２４は、コアノーズ領域４２６の全長を通る、接近した最小のクリアランス関係で通過するため、コアノーズ領域４２６は使用において十分に加熱され、冷温始動を容易にすると同様に、スパーク点火装置４１０の「ファウリング」を防ぐことが保証される。
【００４３】
中心電極アセンブリ４１９を絶縁体４１２内において所定の固定された位置で維持するために、カラー部１０３’と環状封止または封止柱４９４との組合せが、ボイド４９３内において設けられ、それによって少なくとも部分的にボイド４９３を充填し、中心電極アセンブリ４１９を絶縁体４１２内において固定する。封止柱４９４は、カラー部１０３’の外周について形成され、カラー部１０３’の外周と絶縁体４１２との間のボイド４９３を充填するとして示される。さらに、封止柱４９４は、ヒータ要素４２４と絶縁体４１２との間においてボイド４９３の少なくとも一部をさらに封止するよう、カラー部１０３’から軸方向に上方へ延在する。したがって、カラー部１０３’は、ヒータ要素４２４とともにしっかりと適所に固定される。横方向移動に対するヒータ要素４２４の固定をさらに助けるために、カラー部１０３’は、絶縁体４１２の中間領域４１４’内に延在するカウンタボアＣＢ内において一部が受けられる、低減された直径の端部部分ＥＰを有する。端部部分ＥＰは、ヒータ要素４２４の追加された保持を設けることとは別に、ヒータ要素４２４に自己センタリング機構を設ける。封止柱４９４は、例として、および限定なしで、突き固められた粉末、金属、ガラス、セラミック、または他の好適な、熱伝導性であるが、絶縁性の材料によって、設けることができる。
【００４４】
図７において示されるように、上に用いられるのと同じ参照番号から５００の係数だけずれたものまたは２ダッシュ記号を付されたものを用いて、同様の特徴を特定し、スパーク点火装置５１０がこの発明の別の局面に従って構築される。
【００４５】
同様に図５に関して記載され示されるように、図７のスパーク点火装置５１０は、絶縁体５１２と、少なくとも一部が、絶縁体５１２をそこに受ける外側金属シェル５１３とを含む。さらに、上に先行する実施例で記載されるように、この発明の別の局面に従って構築された中心電極アセンブリ５１９は、少なくとも一部が、絶縁体５１２において受けられる。
【００４６】
絶縁体５１２は、端子または上側端部５１６と遠位またはコアノーズ端部５１８との間において延在する貫通通路５１４を有する。貫通通路５１４は、ここでは、拡大した直径の上側領域、上側領域から直径において低減された中間領域５１４’、および中間領域５１４’から直径において低減された最も下の領域５１４”を有するように表わされる。したがって、絶縁体５１２は、上側貫通通路領域５１４と中間領域５１４’との間の、上側の、径方向に内方向に延在する肩部５７２と、中間領域５１４’と最も下の領域５１４”との間において延在する下側肩部５７２’とを有する。さらに、絶縁体５１２は、シェル５１３のカールされた端子端部５４２によって動作可能に捕えられるよう構成された外側肩部５６６と、さらに、シェル５１３の下側フランジ５５４に直面する下側肩部５６８とを有する。
【００４７】
図５の実施例でのように、中心電極アセンブリ５１９は、中心電極５２０、点火端５２２、ヒータ要素５２４、第１の端子５８２、および第２の端子５８４を含む。第２の端子５８４は、近位または端子端部５８９と遠位端部５９０との間において延在する内側の中央の貫通通路５８８を設ける概ね円筒形の壁５８７を有する。円筒壁５８７は、ボイドが確立される図５の実施例と異なり、絶縁体貫通通路５１４の上側領域内において締まり嵌めまたは線対線嵌めのためにサイズ決めされた外側表面５９２を有する。
【００４８】
貫通通路５８８はヒータ要素３２４について締まり嵌めまたは線対線嵌めに対してサイズ決めされるが、したがって、ヒータ要素３２４の外側表面と電気的に通じるために構成される。したがって、第２の端子５８４は絶縁体５１２内において固定された位置でヒータ要素５２４を維持することを容易にする。
【００４９】
ヒータ要素５２４は、絶縁体貫通通路５１４の拡大した領域内において第２の端子５８４の貫通通路５８８内に延在する上側部分と、絶縁体貫通通路５１４’の低減された直径部内に延在する下側部分とを有する。ヒータ要素５２４の下側部分は貫通通路５１４’内において隙間嵌めで受けられ、そこにおいて自由端５１５に延在する。端部５１５は、中心電極５２０の上側端子端部５７５と電気的に通じるために構成され、端子端部５７５は、そこからヒータ要素５２４に向かって軸方向に外方向に延在するバッキングワイヤ１２１を有する。封止要素１２３はバッキングワイヤ１２１および中心電極５２０の拡大したヘッド５７８のまわりに配置することができ、それらを絶縁体５１２内において固定し、維持することを容易にする。所望の場合、封止要素１２３は導電性であり得る。電気的移動部材１２５が、さらに、封止要素１２３と電気的に通じる状態で設けられる。電気的移動部材１２５は、バッキングワイヤ１２１の端子端部のまわりに形成され、上方に端子インタフェース１２７へと延在して示される。端子インタフェースはヒータ要素５２４の遠位の自由端５１５のまわりに形成され、電気的および熱的エネルギをヒータ要素５２４から中心電極５２０に移動するよう作用する。したがって、電気的および熱的エネルギがヒータ要素５２４から、端子インタフェース１２７を通って、電気的移動部材１２５を通って、および封止要素１２３を通って、バッキングワイヤ１２１に自由に移動されることが認識されるべきである。
【００５０】
使用では、スパーク点火装置５１０は図５のスパーク点火装置３１０と同様に機能するが、ヒータ要素５２４によって生じた熱は、絶縁体５１２のコアノーズ領域５２６に隣接するのではなく、軸方向に下方に、熱インタフェース１２７、移動要素１２５、封止要素１２３および中心電極５２０を通って、コアノーズ領域５２６に移動される。別個の熱インタフェース１２７、移動要素１２５および封止要素１２３を含む複数構成要素封止を形成するのではなく、複数構成要素部材の１つ以上が組合せられてもよく、たとえば、熱インタフェース１２７および移動要素１２５は単一構成要素として形成することができる。
【００５１】
図８において示されるように、上に用いられるのと同じ参照番号から６００の係数だけずれたものを用いて、同様の特徴を特定し、スパーク点火装置６１０がこの発明の別の局面に従って構築される。
【００５２】
図８のスパーク点火装置６１０は、絶縁体６１２と、少なくとも一部が、絶縁体６１２をそこに受ける外側金属シェル６１３とを含む。さらに、上に先行する実施例で記載されるように、この発明の別の局面に従って構築された中心電極アセンブリ６１９は、少なくとも一部が、絶縁体６１２において受けられる。
【００５３】
絶縁体６１２は、端子または上側端部６１６と遠位またはコアノーズ端部６１８との間において延在する貫通通路６１４を有する。絶縁体６１２は、シェル６１３のカールされた端子端部６４２によって動作可能に捕えられるよう構成された外側肩部６６６と、さらに、シェル６１３の下側フランジ６５４に直面する下側肩部６６８とを有する。
【００５４】
中心電極アセンブリ６１９は、中心電極６２０、点火端６２２、ヒータ要素６２４、第１の端子６８２、および第２の端子６８４を含む。第２の端子６８４は、内側の中央の貫通通路６８８を設ける概ね円筒形の壁６８７を有する。貫通通路６８８は、ヒータ要素６２４をそこにおいて受けるためにサイズ決めされ、円筒壁６８７は、ヒータ要素６２４の外側表面と電気的に通じる状態にもたらされる。円筒壁６８７を含む第２の端子６８４は、絶縁体貫通通路５１４の上側領域内における隙間嵌めのためにサイズ決めされる。第２の端子６８４は、例として、円筒壁６８７から上方に、絶縁体６１２の端子端部６１６から外方向に延在する、長尺の端子コネクタ１２９を有し、端子コネクタ１２９は絶縁体６１２と接触しないままであるように、表される。
【００５５】
ヒータ要素６２４は、絶縁体貫通通路６１４の拡大した領域内において延在し、絶縁体６１２の端子端部６１６と近接する上側部分と、絶縁体６１２のノーズコア領域６２６の低減された直径の貫通通路６１４’内に延在する下側部分とを有する。ヒータ要素６２４は、その全長にわたって一定または実質的に一定の直径の円筒形または実質的に円筒形の外側表面を有するとして示される。ヒータ要素６２４の外側表面は、貫通通路６１４および６１４’を通ってその全長に沿って隙間嵌めのためにサイズ決めされるが、低減された環状ギャップが、ノーズコア領域６２６においてヒータ要素６２４と絶縁体６２０との間に形成される。ヒータ要素６２４の下側部分は、ノーズコア領域６２６で中心電極６２０の端子端部６７５と電気的に通じる状態で取付けられる自由端６１５で終端する。自由端６１５と端子端部６７５との間のジョイントは、ヒータ要素６２４をその固定または実質的に固定された位置で維持するよう、たとえば樹脂状物質のような十分な熱伝導性および導電性機構１３１を用いて、形成される。熱伝導性かつ導電性であるため、自由端６１５の領域およびコアノーズ領域６２６内において生じた熱は、絶縁体のコアノーズ領域６２６へ移動させられる。したがって、コアノーズ領域６２６の外側表面６２８が加熱されて、温度は最適温度範囲内において維持され、それによって未燃焼燃料および燃焼堆積物／汚染による「ファウリング」を防止し、冷温始動動作を容易にする。所望の場合、追加的支持要素１３３を、さらにヒータ要素６２４を固定するために、貫通通路６１４内において、ヒータ要素６２４と絶縁体６１２との間に配置することができる。支持要素１３３は、好ましくは、可撓性または半可撓性部材として設けられ、点火スパーク装置６１０を通して伝達されるかもしれない任意の振動の減衰を容易にし、使用でのヒータ要素６２４の伸縮を可能にする。
【００５６】
明らかに、この発明の多くの修正および変形が上記の教示に照らして考えられ得る。したがって、この発明は、特許請求の範囲内で、具体的に記載された通り以外に実行されてもよいことが理解される。したがって、この発明は、究極的には、任意の許可された請求の範囲によって規定され、上に論じられた例示的な実施例によってのみ規定されるものではない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパーク点火装置であって、
中心軸に沿って延在する管状のセラミック絶縁体と；
前記セラミック絶縁体の少なくとも一部を囲む金属シェルと；
前記シェルに作動的に取付けられる接地電極とを含み、前記接地電極は接地電極スパーク端を有し；前記スパーク点火装置はさらに、
中心スパーク端を含み、前記中心スパーク端および前記接地電極スパーク端は、スパークギャップをあたえ、前記スパーク点火装置はさらに；
前記中心スパーク端と電気的に通じる状態で配され、電源との電気的接続のために構成される第１の端子と；
前記第１の端子から間隔を置かれ、前記第１の端子と電気的に通じる状態において配され、電源との電気的接続のために構成される第２の端子と；
前記第１の端子を前記第２の端子と電気的に通じる状態にもたらし、電気的回路を前記第１の端子と前記第２の端子との間において完成するヒータ要素とを含み、前記ヒータ要素は、前記第１および第２の端子より大きな抵抗を有する、スパーク点火装置。
【請求項２】
前記絶縁体は前記中心スパーク端に近接するコアノーズに延在し、前記ヒータ要素は前記コアノーズで受けられる、請求項１に記載の点火装置。
【請求項３】
前記第１の端子は前記中心軸に沿って同軸で延在し、前記第２の端子は前記第１の端子から径方向に外方向に間隔を置かれる、請求項１に記載のスパーク点火装置。
【請求項４】
前記ヒータ要素は前記第１の端子から径方向に外方向に間隔を置かれる、請求項３に記載のスパーク点火装置。
【請求項５】
前記中心軸に沿って自由端に延在する長尺の本体を有する中心電極をさらに含み、前記ヒータ要素は、前記中心軸のまわりに延在する環状リングとして構成され、前記中心電極の前記自由端と前記中心スパーク端との間に配置される、請求項４に記載のスパーク点火装置。
【請求項６】
長尺の本体を有する中心電極をさらに含み、前記第１の端子は前記中心軸に沿って前記中心電極を実質的に通って延在する、請求項３に記載のスパーク点火装置。
【請求項７】
前記第１の端子は前記中心スパーク端に取付けられる、請求項６に記載のスパーク点火装置。
【請求項８】
前記第１の端子および前記中心スパーク端は単一体の材料片として構築される、請求項７に記載のスパーク点火装置。
【請求項９】
前記ヒータ要素は対向する端部間において延在し、前記第１の端子は前記端部の１つに取付けられる、請求項７に記載のスパーク点火装置。
【請求項１０】
前記第１の端子の反対側の前記ヒータ要素の端部は前記中心スパーク端を形成する、請求項９に記載のスパーク点火装置。
【請求項１１】
前記第１の端子の反対側の前記ヒータ要素の端部は、前記中心スパーク端に動作可能に取付けられる、請求項９に記載のスパーク点火装置。
【請求項１２】
前記中心軸に沿って延在する中心電極をさらに含み、前記第１の端子の反対側の前記ヒータ要素の端部は、前記中心電極に取付けられる、請求項９に記載のスパーク点火装置。
【請求項１３】
前記中心電極は、前記中心軸に沿って延在するポケットを有し、前記ヒータ要素は、前記ポケットで少なくとも一部が受けられる、請求項１２のスパーク点火装置。
【請求項１４】
前記中心軸に沿って延在する中心電極と、前記第１の端子と前記中心電極との間に延在し、前記第１の端子と前記中心電極との間に封止された環状チャンバをあたえる環状封止とをさらに含む、請求項３のスパーク点火装置。
【請求項１５】
前記封止された環状チャンバに配置される熱伝導性の絶縁材料をさらに含む、請求項１４に記載のスパーク点火装置。
【請求項１６】
前記ヒータ要素は、外方向に前記絶縁体から前記中心軸に沿って前記接地電極に近接して延在する、請求項１のスパーク点火装置。
【請求項１７】
前記スパーク端は、前記ヒータ要素によってあたえられる、請求項１６のスパーク点火装置。
【請求項１８】
スパーク点火装置のための中心電極アセンブリであって：
電源との電気的接続のために構成されて配される第１の端子と；
前記第１の端子から間隔を置かれ、前記第１の端子と電気的に通じる状態において配され、電源との電気的接続のために構成される第２の端子と；
前記第１の端子を前記第２の端子と電気的に通じる状態にもたらし、電気的回路を前記第１の端子と前記第２の端子との間において完成するヒータ要素とを含む、中心電極アセンブリ。
【請求項１９】
前記第１の端子は前記中心軸に沿って同軸で延在し、前記第２の端子は前記第１の端子から径方向に外方向に間隔を置かれる、請求項１８に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２０】
前記ヒータ要素は前記第１の端子から径方向に外方向に間隔を置かれる、請求項１９に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２１】
中心スパーク端と、前記中心軸に沿って自由端に延在する長尺の中心電極本体とをさらに含み、前記ヒータ要素は、前記中心軸のまわりに延在する環状リングとして構成され、前記中心電極本体の前記自由端と前記中心スパーク端との間に配置される、請求項２０に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２２】
中心スパーク端と、長尺の中心電極本体とをさらに含み、前記第１の端子は前記中心軸に沿って前記中心電極本体を実質的に通って延在する、請求項２０に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２３】
前記第１の端子は前記中心スパーク端に取付けられる、請求項２２に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２４】
前記ヒータ要素は対向する端部間において延在し、前記第１の端子は前記端部の１つに取付けられる、請求項１８に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２５】
前記第１の端子の反対側の前記ヒータ要素の端部は中心スパーク端を形成する、請求項２４に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２６】
前記中心軸に沿って延在する中心電極本体をさらに含み、前記第１の端子の反対側の前記ヒータ要素の端部は、前記中心電極本体に取付けられる、請求項２４に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２７】
前記中心電極本体は、前記中心軸に沿って延在するポケットを有し、前記ヒータ要素は、前記ポケットで少なくとも一部が受けられる、請求項２６に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２８】
前記中心軸に沿って延在する中心電極本体と、前記第１の端子と前記中心電極本体との間に延在し、前記第１の端子と前記中心電極本体との間に封止された環状チャンバをあたえる環状封止とをさらに含む、請求項１８に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２９】
前記封止された環状チャンバに配置される熱伝導性の絶縁材料をさらに含む、請求項２８に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項１】
スパーク点火装置であって、
中心軸に沿って延在する管状のセラミック絶縁体と；
前記セラミック絶縁体の少なくとも一部を囲む金属シェルと；
前記シェルに作動的に取付けられる接地電極とを含み、前記接地電極は接地電極スパーク端を有し；前記スパーク点火装置はさらに、
中心スパーク端を含み、前記中心スパーク端および前記接地電極スパーク端は、スパークギャップをあたえ、前記スパーク点火装置はさらに；
前記中心スパーク端と電気的に通じる状態で配され、電源との電気的接続のために構成される第１の端子と；
前記第１の端子から間隔を置かれ、前記第１の端子と電気的に通じる状態において配され、電源との電気的接続のために構成される第２の端子と；
前記第１の端子を前記第２の端子と電気的に通じる状態にもたらし、電気的回路を前記第１の端子と前記第２の端子との間において完成するヒータ要素とを含み、前記ヒータ要素は、前記第１および第２の端子より大きな抵抗を有する、スパーク点火装置。
【請求項２】
前記絶縁体は前記中心スパーク端に近接するコアノーズに延在し、前記ヒータ要素は前記コアノーズで受けられる、請求項１に記載の点火装置。
【請求項３】
前記第１の端子は前記中心軸に沿って同軸で延在し、前記第２の端子は前記第１の端子から径方向に外方向に間隔を置かれる、請求項１に記載のスパーク点火装置。
【請求項４】
前記ヒータ要素は前記第１の端子から径方向に外方向に間隔を置かれる、請求項３に記載のスパーク点火装置。
【請求項５】
前記中心軸に沿って自由端に延在する長尺の本体を有する中心電極をさらに含み、前記ヒータ要素は、前記中心軸のまわりに延在する環状リングとして構成され、前記中心電極の前記自由端と前記中心スパーク端との間に配置される、請求項４に記載のスパーク点火装置。
【請求項６】
長尺の本体を有する中心電極をさらに含み、前記第１の端子は前記中心軸に沿って前記中心電極を実質的に通って延在する、請求項３に記載のスパーク点火装置。
【請求項７】
前記第１の端子は前記中心スパーク端に取付けられる、請求項６に記載のスパーク点火装置。
【請求項８】
前記第１の端子および前記中心スパーク端は単一体の材料片として構築される、請求項７に記載のスパーク点火装置。
【請求項９】
前記ヒータ要素は対向する端部間において延在し、前記第１の端子は前記端部の１つに取付けられる、請求項７に記載のスパーク点火装置。
【請求項１０】
前記第１の端子の反対側の前記ヒータ要素の端部は前記中心スパーク端を形成する、請求項９に記載のスパーク点火装置。
【請求項１１】
前記第１の端子の反対側の前記ヒータ要素の端部は、前記中心スパーク端に動作可能に取付けられる、請求項９に記載のスパーク点火装置。
【請求項１２】
前記中心軸に沿って延在する中心電極をさらに含み、前記第１の端子の反対側の前記ヒータ要素の端部は、前記中心電極に取付けられる、請求項９に記載のスパーク点火装置。
【請求項１３】
前記中心電極は、前記中心軸に沿って延在するポケットを有し、前記ヒータ要素は、前記ポケットで少なくとも一部が受けられる、請求項１２のスパーク点火装置。
【請求項１４】
前記中心軸に沿って延在する中心電極と、前記第１の端子と前記中心電極との間に延在し、前記第１の端子と前記中心電極との間に封止された環状チャンバをあたえる環状封止とをさらに含む、請求項３のスパーク点火装置。
【請求項１５】
前記封止された環状チャンバに配置される熱伝導性の絶縁材料をさらに含む、請求項１４に記載のスパーク点火装置。
【請求項１６】
前記ヒータ要素は、外方向に前記絶縁体から前記中心軸に沿って前記接地電極に近接して延在する、請求項１のスパーク点火装置。
【請求項１７】
前記スパーク端は、前記ヒータ要素によってあたえられる、請求項１６のスパーク点火装置。
【請求項１８】
スパーク点火装置のための中心電極アセンブリであって：
電源との電気的接続のために構成されて配される第１の端子と；
前記第１の端子から間隔を置かれ、前記第１の端子と電気的に通じる状態において配され、電源との電気的接続のために構成される第２の端子と；
前記第１の端子を前記第２の端子と電気的に通じる状態にもたらし、電気的回路を前記第１の端子と前記第２の端子との間において完成するヒータ要素とを含む、中心電極アセンブリ。
【請求項１９】
前記第１の端子は前記中心軸に沿って同軸で延在し、前記第２の端子は前記第１の端子から径方向に外方向に間隔を置かれる、請求項１８に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２０】
前記ヒータ要素は前記第１の端子から径方向に外方向に間隔を置かれる、請求項１９に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２１】
中心スパーク端と、前記中心軸に沿って自由端に延在する長尺の中心電極本体とをさらに含み、前記ヒータ要素は、前記中心軸のまわりに延在する環状リングとして構成され、前記中心電極本体の前記自由端と前記中心スパーク端との間に配置される、請求項２０に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２２】
中心スパーク端と、長尺の中心電極本体とをさらに含み、前記第１の端子は前記中心軸に沿って前記中心電極本体を実質的に通って延在する、請求項２０に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２３】
前記第１の端子は前記中心スパーク端に取付けられる、請求項２２に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２４】
前記ヒータ要素は対向する端部間において延在し、前記第１の端子は前記端部の１つに取付けられる、請求項１８に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２５】
前記第１の端子の反対側の前記ヒータ要素の端部は中心スパーク端を形成する、請求項２４に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２６】
前記中心軸に沿って延在する中心電極本体をさらに含み、前記第１の端子の反対側の前記ヒータ要素の端部は、前記中心電極本体に取付けられる、請求項２４に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２７】
前記中心電極本体は、前記中心軸に沿って延在するポケットを有し、前記ヒータ要素は、前記ポケットで少なくとも一部が受けられる、請求項２６に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２８】
前記中心軸に沿って延在する中心電極本体と、前記第１の端子と前記中心電極本体との間に延在し、前記第１の端子と前記中心電極本体との間に封止された環状チャンバをあたえる環状封止とをさらに含む、請求項１８に記載の中心電極アセンブリ。
【請求項２９】
前記封止された環状チャンバに配置される熱伝導性の絶縁材料をさらに含む、請求項２８に記載の中心電極アセンブリ。
【図１】
【図２】
【図２Ａ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図６Ａ】
【図７】
【図８】
【図２】
【図２Ａ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図６Ａ】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２０１３−５１３９２８（Ｐ２０１３−５１３９２８Ａ）
【公表日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４４５３７（Ｐ２０１２−５４４５３７）
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５７１４０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７５２６６
【国際公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【出願人】（５０６１４６３８９）フェデラル−モーグル・イグニション・カンパニー (38)
【氏名又は名称原語表記】ＦＥＤＥＲＡＬ−ＭＯＧＵＬ ＩＧＮＩＴＩＯＮ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５７１４０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７５２６６
【国際公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【出願人】（５０６１４６３８９）フェデラル−モーグル・イグニション・カンパニー (38)
【氏名又は名称原語表記】ＦＥＤＥＲＡＬ−ＭＯＧＵＬ ＩＧＮＩＴＩＯＮ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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