(57)【要約】  内燃機関に用いられる点火プラグであって、ハウジング（２）と、該ハウジング（２）の圧締め領域（１４）内に保持された絶縁体（３）とが設けられており、該絶縁体（３）が、中心電極（４）をハウジング（２）から電気的に絶縁しており、ハウジング（２）の燃焼室側の端区分の領域に、ハウジング（２）と絶縁体（３）との間に設けられた全周にわたって延びる中間室（７）を備えた熱移行領域（８）が、絶縁体によって吸収された熱を導出するために設けられている形式のものが提案される。この場合、熱移行領域（８）と圧締め領域（１４）とが、空間的に互いに分離されて配置されている。
2009508312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に用いられる点火プラグであって、ハウジング（２）と、該ハウジング（２）の圧締め領域（１４）内に保持された絶縁体（３）とが設けられており、該絶縁体（３）が、中心電極（４）をハウジング（２）から電気的に絶縁しており、ハウジング（２）の燃焼室側の端区分の領域に、ハウジング（２）と絶縁体（３）との間に設けられた全周にわたって延びる中間室（７）を備えた熱移行領域（８）が、絶縁体によって吸収された熱を導出するために設けられている形式のものにおいて、熱移行領域（８）と圧締め領域（１４）とが、空間的に互いに分離されて配置されていることを特徴とする、内燃機関に用いられる点火プラグ。
【請求項２】
圧締め領域（１４）が、ハウジング（２）の、軸方向で中間の区分と、ハウジング（２）の、燃焼室から遠い方の端部との間に形成されている、請求項１記載の点火プラグ。
【請求項３】
圧締め領域（１４）が、軸方向でハウジング（２）の縁曲げ部（１８）とハウジング段部（１９）とによって仕切られている、請求項１または２記載の点火プラグ。
【請求項４】
圧締め領域（１４）が、絶縁体（３）の、当付け肩部（１６，１７）によって仕切られた長手方向区分を取り囲んでおり、該長手方向区分が、ほぼ絶縁体（３）の中間領域に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の点火プラグ。
【請求項５】
絶縁体（３）が、圧締め領域（１４）内にハウジング（２）の収縮嵌めによって保持されている、請求項４記載の点火プラグ。
【請求項６】
ハウジング段部（１９）が、中間室（７）を燃焼室側でシールするためのシールリング（２０）を備えたシール座として形成されている、請求項３から５までのいずれか１項記載の点火プラグ。
【請求項７】
熱移行を改善する少なくとも１つのエレメント（９，１０，１１，１２，１３）が、中間室（７）に熱移行領域（８）に沿って設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載の点火プラグ。
【請求項８】
熱移行を改善するエレメントとして、熱伝導性の材料から成る少なくとも１つのばねエレメントが設けられている、請求項７記載の点火プラグ。
【請求項９】
熱移行を改善するエレメントとして、熱伝導性の材料から成る環状体（９）が設けられている、請求項７または８記載の点火プラグ。
【請求項１０】
熱移行を改善するエレメントとして、熱伝導性の材料から成る少なくとも１つの中空異形材（１１）が設けられている、請求項７から９までのいずれか１項記載の点火プラグ。
【請求項１１】
熱移行を改善するエレメントとして、熱伝導性の材料から成る巻成された線材（１２）が設けられている、請求項７から１０までのいずれか１項記載の点火プラグ。
【請求項１２】
熱移行を改善するエレメントとして、熱伝導性の材料から成る少なくとも１つのスリーブ（１３）が設けられている、請求項７から１１までのいずれか１項記載の点火プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
本発明は、内燃機関に用いられる点火プラグであって、ハウジングと、該ハウジングの圧締め領域内に保持された絶縁体とが設けられており、該絶縁体が、中心電極をハウジングから電気的に絶縁しており、ハウジングの燃焼室側の端区分の領域に、ハウジングと絶縁体との間に設けられた全周にわたって延びる中間室を備えた熱移行領域が、絶縁体によって吸収された熱を導出するために設けられている形式のものに関する。
【０００２】
内燃機関におけるシリンダ内の燃料混合物に点火するためのこのような形式の点火プラグは、たとえば欧州特許出願公開第０４８０６７０号明細書に基づき公知である。
【０００３】
このような形式の点火プラグに対して提供される車両内の構成スペースは徐々に僅かになる。その理由は、最近の機関では、改善されたシリンダ充填量ひいては多くの出力、特に多くのトルクをすでに低い回転数でかつ大きな回転数範囲にわたって達成し、この場合、燃料節約的な運転形式を達成するために、複数の吸気弁、たとえばシリンダ１つあたり４つまたは５つの弁が設けられることにある。このような形式の多弁は、噴射弁に対して提供される構成スペースを著しく制限する。
【０００４】
さらに、行程容積あたりのより高い出力には、付加的な構成スペースを要求するより大きな冷却通路も必要となる。付加的に、直接噴射式の内燃機関では、高圧噴射弁に対する更なる構成スペースが必要になる。
【０００５】
この付加的な構成スペースを提供することができるようにするために、ますます小さな直径が点火プラグに必要となる。さらに、点火プラグのより長い構造が有利になる。なぜならば、点火プラグのハウジングのより大きな長さによって、より大きな冷却通路に対する構成スペースが提供されるからである。
【０００６】
さらに、点火プラグの縮径によって生ぜしめられる、この点火プラグの絶縁体における電界強度の増大のほかに、この電界強度が付加的に点火電圧の増加によって増大させられることに注意しなければならない。点火電圧の増加は、特に直接噴射機関の場合の内燃機関の圧縮の向上と、機関の過給とによって理由付けられている。さらに、特別な運転点、たとえば触媒加熱またはトラクションコントロールの場合に、点火角の遅め調節によって、点火プラグの構成において考慮されなければならない特に高い点火電圧の増加が達成される。
【０００７】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の点火プラグを改良して、点火プラグが、上述した要求に関して可能な限りスリムな構造を備えているようにすることである。
【０００８】
発明の利点
この課題を解決するために本発明の構成では、熱移行領域と圧締め領域とが、空間的に互いに分離されて配置されているようにした。
【０００９】
本発明の有利な構成によれば、圧締め領域が、ハウジングの、軸方向で中間の区分と、ハウジングの、燃焼室から遠い方の端部との間に形成されている。
【００１０】
本発明の有利な構成によれば、圧締め領域が、軸方向でハウジングの縁曲げ部とハウジング段部とによって仕切られている。
【００１１】
本発明の有利な構成によれば、圧締め領域が、絶縁体の、当付け肩部によって仕切られた長手方向区分を取り囲んでおり、該長手方向区分が、ほぼ絶縁体の中間領域に配置されている。
【００１２】
本発明の有利な構成によれば、絶縁体が、圧締め領域内にハウジングの収縮嵌めによって保持されている。
【００１３】
本発明の有利な構成によれば、ハウジング段部が、中間室を燃焼室側でシールするためのシールリングを備えたシール座として形成されている。
【００１４】
本発明の有利な構成によれば、熱移行を改善する少なくとも１つのエレメントが、中間室に熱移行領域に沿って設けられている。
【００１５】
本発明の有利な構成によれば、熱移行を改善するエレメントとして、熱伝導性の材料から成る少なくとも１つのばねエレメントが設けられている。
【００１６】
本発明の有利な構成によれば、熱移行を改善するエレメントとして、熱伝導性の材料から成る環状体が設けられている。
【００１７】
本発明の有利な構成によれば、熱移行を改善するエレメントとして、熱伝導性の材料から成る少なくとも１つの中空異形材が設けられている。
【００１８】
本発明の有利な構成によれば、熱移行を改善するエレメントとして、熱伝導性の材料から成る巻成された線材が設けられている。
【００１９】
本発明の有利な構成によれば、熱移行を改善するエレメントとして、熱伝導性の材料から成る少なくとも１つのスリーブが設けられている。
【００２０】
請求項１の特徴によれば、内燃機関に用いられる点火プラグであって、ハウジングと、このハウジングの圧締め領域内に保持された絶縁体とが設けられており、この絶縁体が、中心電極をハウジングから電気的に絶縁しており、この場合、ハウジングの燃焼室側の端区分の領域に、ハウジングと絶縁体との間に設けられた全周にわたって延びる中間室を備えた熱移行領域が、絶縁体によって吸収された熱を導出するために設けられている形式のものが提案される。この場合、熱移行領域と圧締め領域とが、空間的に互いに分離されて配置されている。
【００２１】
熱移行領域と圧締め領域との間の空間的な分離によって、有利には、特にハウジングの直径の縮径と、点火プラグのより長くてスリムな構造とを可能にする点火プラグ構成が実現される。
【００２２】
熱移行領域からの圧締め領域、すなわち、点火プラグの、絶縁体の圧締め力を受け止めるために働く長手方向区分の分離によって、点火プラグのハウジングを、特に熱移行領域の領域でより僅かに寸法設定することが可能となる。なぜならば、公知の点火プラグにおいて設けられた、絶縁体に対する支持点としてのハウジング段部が、この領域で不要となるからである。
【００２３】
こうして、１つには、たとえばＭ１０またはそれ以下の比較的小さなねじ山直径を、点火プラグをシリンダヘッドハウジング内にねじ込むためのハウジングに実現することができ、もう１つには、この領域でのハウジングの寸法を増大させることなしに、この領域での絶縁体のより大きな肉厚を可能にすることができる。絶縁体の肉厚の増加によって、点火プラグは、より大きな冷却通路を備えたシリンダヘッドと、機関に起因した高い点火電圧とにおける使用のために適している。なぜならば、セラミックス肉厚がより大きい場合の電気的な破壊の確率が、より高い点火電圧の場合でも最小となるからである。
【００２４】
本発明の有利な構成の枠内では、圧締め領域が、ハウジングの、軸方向で中間の区分と、ハウジングの、燃焼室から遠い方の端部との間に形成されている。したがって、ハウジング内の絶縁体の燃焼室側の支持を、構造的にハウジング軸部の、一般的に多角形周面として形成された工具作用面の高さに向かって、ほぼ点火プラグの中間領域に移動させることができ、これによって、スリムな構造を実現することができる。
【００２５】
絶縁体からハウジングへの熱移行の大部分は、公知の構成と同様に、絶縁体基部の領域での直接的な構成要素接触によって行われてよい。
【００２６】
有利な構成では、ハウジングの圧締め領域が、絶縁体の、当接肩部によって仕切られた長手方向区分を取り囲んでいる。この長手方向区分は、ほぼ細長い絶縁体の中間領域に配置されている。この場合、ハウジングは、絶縁体の圧締めのために、この絶縁体の相応の長手方向区分をハウジングの縁曲げ部とハウジング段部とによって軸方向で取り囲んでいてよく、たとえば絶縁体のこの区分に収縮嵌めされていてよい。
【００２７】
点火プラグ中間領域もしくはハウジング軸部への工具作用面の領域へのハウジングに対する絶縁体の燃焼室側の支持面の移動によって、縁曲げ部とハウジング段部との間の圧締め長さを極めて短く選択することができるという利点も生ぜしめられる。これによって、大きな構造長さを備えた公知の点火プラグの場合に観察することができる不足した熱シール性の問題を回避することができる。
【００２８】
ハウジングと絶縁体との間の中間室をシールするために、本発明の有利な構成によれば、ハウジング段部が圧締め領域に、中間室を燃焼室側でシールするためのシールリングを備えたシール座として形成されていることが提案されていてよい。こうして、本発明による点火プラグでも、ガスが燃焼室から中間室を通って周辺に流出し得ないことが確保される。
【００２９】
本発明により提案された点火プラグの場合、絶縁体からハウジングへの熱移行は、有利には、熱移行を改善する少なくとも１つのエレメントが、絶縁体とハウジングとの間の中間室内に配置されていることによって行われてよい。たとえばこのようなエレメントとして、熱伝導性の材料から成るばねエレメント、リング、中空異形材、巻成された線材またはスリーブも使用されてよい。
【００３０】
熱移行を改善するエレメントのこの列挙は例示的であるに過ぎず、これで終わりではなく、これによって、エレメントにおける別の構造的な形も可能となる。熱応力を減少させるために、複数のエレメントがハウジングと絶縁体との間の中間室内に絶縁体からハウジングへの熱のより良好な導出のために使用されてよいことも可能である。
【００３１】
熱伝導性の材料として、たとえば銅が使用されてよい。
【００３２】
絶縁体とハウジングとの間の接触は、永久弾性的なエレメント、たとえば銅ペーストまたはこれに類するものによって実現されてもよい。
【００３３】
本発明による点火プラグの別の利点および有利な構成は、特許請求の範囲、図面の簡単な説明および以下の実施例の説明から知ることができる。
【００３４】
本発明により形成された点火プラグの複数の構成が原理的に図面に示してある。
【００３５】
実施例の説明
図１には、本発明により形成された点火プラグ１の可能な構成の全体図が部分的に断面して示してある。
【００３６】
この点火プラグ１は、軸方向孔を備えた細長い金属製のハウジング２を有している。軸方向孔内には、絶縁体３が保持されている。セラミックス性の材料から形成された絶縁体３もやはり、段付けられた長手方向孔を有している。この長手方向孔内には、中心電極４が配置されている。この中心電極４は絶縁体３によってハウジング２に対して電気的に絶縁されている。
【００３７】
ハウジング２は、組付け状態で燃焼室に近い方の領域にねじ山６を有している。このねじ山６で点火プラグ１を内燃機関のシリンダヘッドハウジング（図示せず）内に螺合することができる。さらに、ハウジング２の燃焼室側の端部には、接地電極５が設けられており、これによって、点火電圧の印加時に中心電極４と接地電極５との間に、内燃機関の燃焼室内に含まれた燃料混合物に点火するための点火火花が形成される。
【００３８】
燃焼室から絶縁体３に伝達された熱をハウジング２に導出するためには、このハウジング２と絶縁体３との間でハウジング２の燃焼室側の端部の領域に、予め規定された長さを備えた、全周にわたって延びる中間室７もしくはギャップが熱移行領域８として設けられている。
【００３９】
この熱移行領域８に沿って、絶縁体３とハウジング２との間の熱移行を改善するための付加的なエレメント９が、絶縁体を取り囲む中間室７内に設けられている。エレメント９は、図１の構成では、環状体として形成されている。
【００４０】
絶縁体３を本発明による点火プラグ１においてハウジング２内に緊締するためには、いわゆる「圧締め領域１４」が設けられている。この圧締め領域１４は、ほぼ本発明による点火プラグ１の中間領域でハウジング２の外側多角形部１５の領域に設けられている。この外側多角形部１５は、点火プラグ１を工具によってシリンダヘッドハウジング（図示せず）内にねじ込むために働く。
【００４１】
圧締め領域１４は軸方向でハウジング２の縁曲げ部１８とハウジング段部１９とによって仕切られる。この場合、縁曲げ部１８とハウジング段部１９との間の間隔は圧締め長さと呼ばれる。圧締め領域１４には、絶縁体３の、当接肩部１６，１７によって仕切られた区分が対応配置されている。この区分はハウジング２の収縮嵌めによって圧締め領域１４内に保持されている。
【００４２】
本発明によれば、熱移行領域８が圧締め領域１４から空間的に分離されている。これによって、特にねじ山６の領域に点火プラグ１の特にスリムな構造を実現することができる。
【００４３】
図１に示した構成では、点火プラグ１の中間領域に設けられたハウジング段部１９が、中間室７を燃焼室側でシールするためのシール座として形成されていて、シールリング２０を装備している。こうして、燃焼室に開口した中間室７が周辺に対してシールされている。
【００４４】
点火プラグ１の、燃焼室から遠い方の接続側の端部２１は、主として、接続手段２２を有している。この場合、この接続手段２２は、中心電極４と外部の給電部との電気的なコンタクティングを保証する。
【００４５】
図２〜図６には、図１に示した領域Ａ、すなわち、絶縁体３とハウジング２との間の中間室７に設けられた、ハウジング２への熱導出を改善するエレメントを備えた熱移行領域８の領域のそれぞれ１つの構成が示してある。この場合、種々異なる構成が互いに組み合わされてもよい。
【００４６】
図２には、図１に相応して、熱移行を改善するためのエレメントが、横断面で見て円形の環状体９として形成されている。この環状体９は良熱伝導性の材料、たとえば銅から製造されている。
【００４７】
図３では、熱移行を改善するエレメントが、回転対称的なばねエレメント１０として形成されている。
【００４８】
図４には、熱移行を改善するエレメントが、開放した中空リング１１の形の中空異形材として形成された別の構成が示してある。
【００４９】
さらに、図５には、熱移行を改善するエレメントが、巻成された線材１２もしくは螺旋体として形成された可能な構成が示してある。
【００５０】
最後に、図６には、熱移行を改善するエレメントがスリーブ１３として形成された構成が示してある。このスリーブも、有利には特に良熱伝導性の材料、たとえば銅から製造されている。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】点火プラグの簡単な部分断面図である。
【図２】環状体として形成された、熱移行を改善するためのエレメントを備えた、図１に示した領域Ａの詳細図である。
【図３】ばねエレメントとして形成された、熱移行を改善するためのエレメントを備えた、図１の領域Ａの第１の変化形を示す図である。
【図４】中空異形材として形成された、熱移行を改善するためのエレメントを備えた、図１の領域Ａの第２の変化形を示す図である。
【図５】熱移行を改善するためのエレメントとしての巻成された線材を備えた、図１の領域Ａの第３の変化形を示す図である。
【図６】スリーブとして形成された、熱移行を改善するためのエレメントを備えた、図１の領域Ａの第４の変化形を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  点火プラグ、  ２  ハウジング、  ３  絶縁体、  ４  中心電極、  ５  接地電極、  ６  ねじ山、  ７  中間室、  ８  熱移行領域、  ９  環状体、  １０  ばねエレメント、  １１  中空リング、  １２  線材、  １３  スリーブ、  １４  圧締め領域、  １５  外側多角形部、  １６  当接肩部、  １７  当接肩部、  １８  縁曲げ部、  １９  ハウジング段部、  ２０  シールリング、  ２１  端部、  ２２  接続手段
【図１】
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【図２】
2009508312.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2009508312.tif 000009
2009508312.tif 000010
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