(57)【要約】  絶縁体２６と中心電極２４との間にハーメチック燃焼シールを含むコロナ点火器２０を提供する。燃焼シールは、モリブデン−マンガンの層に施されたニッケルベースの層などの金属製コーティング２２を含み、当該金属製コーティングは、絶縁体内面４２上に配置される。任意に、１ショットの銅ベースの粉末が中心電極の頭部２８上に配置されてもよい。次いで、中心電極および／または銅ベースの粉末は、絶縁体の内面上の金属製コーティングにろう付けされる。プロセスは、絶縁体の外面４４に金属製コーティングを施しながら内面に金属製コーティングを施すステップを含み得る。方法は、外面上の金属コーティングを金属シェル５２にろう付けしながら中心電極および／または銅ベースの粉末を内面上の金属製コーティングにろう付けするステップをさらに含む。
2019503564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
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。
【請求項１９】
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。
【請求項２０】
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。
【請求項２１】
コロナ点火器であって、
孔を取り囲む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る、コロナ点火器。
【請求項２２】
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。
【請求項２３】
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。
【請求項２４】
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。
【請求項２５】
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。
【請求項２６】
コロナ点火器の製造方法であって、
孔を取り囲む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る、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
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。
【０００２】
発明の背景
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。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術
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。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一局面は、絶縁体と中心電極とを備えるコロナ点火器を提供する。絶縁体は、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。絶縁体の内面は、接続上端と絶縁体突出端との間に電極座を含む。絶縁体の内面は、内径も提供し、内径は、絶縁体突出端に向かう方向に電極座に沿って小さくなっている。絶縁体の孔の中に中心電極が配置される。中心電極は、絶縁体の内面の電極座上に配置された頭部を含む。電極座と接続上端との間の絶縁体の内面上に金属製コーティングが配置され、金属製コーティングは、電極座の下方の絶縁体の内面上には配置されていない。絶縁体の内面に沿って電極座と接続上端との間にろう付け部が配置される。
【０００５】
本発明の別の実施形態は、孔を取り囲む内面を含む絶縁体を備えるコロナ点火器を提供する。絶縁体の内面上に金属製コーティングが配置され、絶縁体の孔の中に中心電極が配置され、中心電極と金属製コーティングとの間にろう付け部が配置される。
【０００６】
本発明の別の局面は、コロナ点火器の製造方法を提供する。当該方法は、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、絶縁体の内面は、接続上端と絶縁体突出端との間に電極座を含み、絶縁体の内面は、内径を提供し、内径は、絶縁体突出端に向かう方向に電極座に沿って小さくなっている。また、当該方法は、電極座と接続上端との間であって電極座の下方ではない絶縁体の内面上に金属製コーティングを配置するステップと、絶縁体の孔の中に中心電極を配置するステップとを含み、中心電極は、頭部を含む。絶縁体の孔の中に中心電極を配置するステップは、絶縁体の電極座上に中心電極の頭部を配置するステップを含む。当該方法はさらに、電極座と接続上端との間の絶縁体の内面上の金属製コーティングをろう付けするステップを含む。
【０００７】
本発明の別の実施形態は、コロナ点火器の製造方法を提供し、当該方法は、孔を取り囲む内面を含む絶縁体を設けるステップと、絶縁体の内面上に金属製コーティングを配置するステップと、絶縁体の孔の中に中心電極を配置するステップと、中心電極を金属製コーティングをろう付けするステップとを備える。
【０００８】
金属製コーティングとろう付け部との組み合わせは、中心電極と絶縁体の内面との間に経済的で信頼できるハーメチック燃焼シールを提供する。金属製コーティングは、金属コーティングが絶縁体の外面に施されるのと同時に、絶縁体の内面に施され得る。また、ろう付けするステップは、絶縁体の外面上の金属コーティングを金属シェルにろう付けしながら行われ得る。コロナ点火器を製造するために現在用いられているプロセスは、絶縁体の外面に金属コーティングを施すステップおよび絶縁体の外面上の金属コーティングをシェルにろう付けするステップを既に含んでいるので、本発明のステップを実行するためにさらなるプロセス時間が必要とされることは一般にない。また、コロナ点火器は中心電極上にコバールワイヤを必要とせず、それによってコバールを中心電極に溶接するコストが削減される。また、絶縁体の内面上の金属製コーティングは、ガラス材料を不要にし、絶縁体内に電気的連続性を提供する手助けをするため、真鍮粉末が不要になる。
【０００９】
本発明の他の利点は、添付の図面と関連付けて検討されたときに以下の詳細な説明を参照することによってよりよく理解されるので、容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】１つの例示的な実施形態に係るコロナ点火器の絶縁体および中心電極の断面図であり、当該コロナ点火器は、中心電極と絶縁体の内面との間にハーメチック燃焼シールを提供する金属製コーティングとろう付け部とを含む。
【図２】別の例示的な実施形態のコロナ点火器の絶縁体および中心電極の断面図であり、当該コロナ点火器は、中心電極と絶縁体との間にハーメチック燃焼シールを提供するために、金属製コーティングと、絶縁体の内面にろう付けされた銅ベースの粉末とを含む。
【図３】別の例示的な実施形態に係るコロナ点火器の断面図であり、当該コロナ点火器は、中心電極と絶縁体との間にハーメチック燃焼シールを提供する金属製コーティングとろう付け部とを含む。
【図４】別の例示的な実施形態のコロナ点火器の絶縁体および中心電極の断面図であり、当該コロナ点火器は、中心電極と金属製コーティングとの間にろう付け部を含む。
【図５】別の例示的な実施形態のコロナ点火器の絶縁体および中心電極の断面図であり、当該コロナ点火器は、中心電極と金属製コーティングとの間にろう付け部を含む。
【図６】別の例示的な実施形態のコロナ点火器の絶縁体および中心電極の断面図であり、当該コロナ点火器は、中心電極と金属製コーティングとの間にろう付け部を含む。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
例示的な実施形態の説明
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。
【００１２】
ハーメチック燃焼シールを含むコロナ点火器２０は、図面に示されている設計を含むがそれらに限定されないさまざまな異なる設計を有し得る。図１〜図３の例示的な実施形態では、中心電極２４は、絶縁体２６の孔の中に配置され、中心電極２４は、中心軸Ａに沿って頭部２８から点火端部３２まで延在している。中心電極２４は、ニッケルまたはニッケル合金などの導電性材料からなっている。図１〜図３の例示的な実施形態では、中心電極２４の頭部２８は、電極座３３と称される絶縁体２６の縮径部によって予め定められた軸方向位置に支持および維持されており、中心電極２４の頭部２８上には電気端子３０が載っている。中心電極２４の長さの大半は、絶縁体２６によって取り囲まれている。また、この例示的な実施形態では、中心電極２４は、点火端部３２に点火先端３４を含む。点火先端３４は、複数の分岐部を有し、当該複数の分岐部の各々は、内燃機関でコロナ点火器２０を使用する際に電場を放出してコロナ放電を提供するために中心軸Ａから径方向外向きに延在している。
【００１３】
図３の絶縁体２６は、中心軸Ａに沿って接続上端３８から絶縁体突出端４０まで長手方向に延在している。絶縁体２６は、絶縁材料、一般にはアルミナなどのセラミックからなっている。絶縁体２６は、中心電極２４および恐らく他の導電性部品を受けるために接続上端３８から絶縁体突出端４０まで長手方向に延在する孔を取り囲む内面４２も提供する。中心電極２４の点火先端３４は、一般に、絶縁体突出端４０を越えて長手方向に配置される。上記のように、図１〜図３の実施形態では、絶縁体内面４２は、内径Ｄｉを提供し、当該内径Ｄｉは、絶縁体突出端４０に向かう絶縁体２６の部分に沿って小さくなって、電極頭部２８を支持する電極座３３を形成する。内径Ｄｉは、中心軸Ａをまたいで中心軸Ａに垂直に延在している。絶縁体内径Ｄｉは、絶縁体突出端４０に向かう方向である電極座３３の最上部から電極座３３の基部へと小さくなっている。
【００１４】
例示的な実施形態の絶縁体２６は、中心軸Ａをまたいで中心軸Ａに垂直に延在する絶縁体外径Ｄｏを有する絶縁体外面４４も提供する。絶縁体外面４４は、接続上端３８から絶縁体突出端４０まで長手方向に延在している。例示的な実施形態では、絶縁体外径Ｄｏは、絶縁体突出端４０に向かう絶縁体２６の部分に沿って小さくなって、絶縁体突出領域４６を提供する。絶縁体外径Ｄｏは、図に示されるように、長さの他の部分に沿って変化してもよい。
【００１５】
コロナ点火器２０は、金属からなっており、かつ、絶縁体２６の一部を取り囲むシェル５２も含む。シェル５２は、一般に、絶縁体２６を内燃機関のシリンダブロック（図示せず）に結合するために用いられる。シェル５２は、中心軸Ａに沿ってシェル上端５４からシェル下端５６まで延在している。シェル上端５４は、絶縁体上肩部５０と絶縁体上端３８との間に配置され、絶縁体２６と係合する。シェル下端５６は、絶縁体突出領域４６の少なくとも一部がシェル下端５６の軸方向外向きに延在するように絶縁体突出領域４６に隣接して配置されている。
【００１６】
上記のように、絶縁体２６と中心電極２４との間のハーメチック燃焼シールは、絶縁体２６の内面４２に金属製コーティング２２を施し、次いでろう付けすることによって、提供される。図１〜図３の例示的な実施形態では、金属製コーティング２２は、電極座３３と接続上端３８との間に位置している。金属製コーティング２２は、さまざまな異なる組成物からなっていてもよい。一実施形態によれば、金属製コーティング２２は、モリブデンおよびマンガンの層を含む。たとえば、金属製コーティング２２は、モリブデンおよびマンガンで構成されてもよい。しかし、モリブデンおよびマンガンの層は、微量の他の元素または成分を含む場合がある。モリブデンおよびマンガンの層は、一般に、施されたときには酸化物を含むが、炉内での加熱後は酸化物は存在しない。別の実施形態によれば、金属製コーティング２２は、無電解ニッケルめっきなどのニッケルベースの層である。たとえば、金属製コーティング２２は、ニッケルで構成されてもよい。しかし、ニッケルベースの層は、微量の他の元素または成分を含む場合がある。ニッケルベースの層は、一般にニッケルオーバーレイと称され、電気めっきプロセス、電解プロセス、無電解プロセスまたは化学反応によって施すことができる。ニッケルベースの層は、一般に、ニッケル酸化物材料として施されるが、炉内での加熱後は酸化物は存在しない。好ましくは、金属製コーティング２２は、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を含む。
【００１７】
図１〜図３の実施形態では、金属製コーティング２２は、たとえば、電極座３３または電極座３３のわずかに上方から接続上端３８または接続上端３８付近まで延在する領域における絶縁体内面４２の部分に沿ってのみ施されている。これらの実施形態では、金属製コーティング２２は、電極頭部２８を支持する電極座３３の下方には位置しておらず、絶縁体２６の内面４２は、電極座３３の基部から絶縁体突出端４０まで延在する領域ではコーティングされていない。例示的な実施形態の金属製コーティング２３の長さＬ１が図１および図２に特定されている。金属製コーティング２２の厚みは、さまざまであってもよいが、一般には０．１ｍｍ未満である。
【００１８】
ハーメチック燃焼シールは、絶縁体内面４２に沿って中心電極２４と絶縁体内面４２との間に配置されたろう付け部２３をさらに含む。図１〜図３の実施形態では、ろう付け部は、電極座３３と接続上端３８との間にある。図１の例では、中心電極２４の頭部２８は、絶縁体内面４２上の金属製コーティング２２に直接ろう付けされている。この場合、ろう付け部２３は、中心電極２４の頭部２８に沿って位置しているが、絶縁体内面４２の他の部分に沿っては位置していない。図２の例では、１ショットの銅ベースの粉末６４が中心軸Ａに沿って中心電極の頭部２８上に配置され、銅ベースの粉末６４は、その後、絶縁体２６の内面４２上の金属製コーティング２２にろう付けされる。銅ベースの粉末６４は、銅または銅合金で構成されてもよい。この場合、ろう付け部２３は、銅ベースの粉末６４に沿って位置しているが、絶縁体内面４２の他の部分に沿っては位置していない。金属製コーティング２２とろう付け部２３との組み合わせにより、コロナ点火器２０は中心電極２４上にコバールワイヤを必要とせず、それによってコバールを中心電極２４に溶接するコストが削減される。信頼できる燃焼シールに加えて、金属製コーティング２２およびろう付け部２３は、絶縁体２６内に電気的連続性を提供する手助けをするため、ガラス材料または真鍮粉末が不要になる。
【００１９】
コロナ点火器２０の絶縁体２６および中心電極２４の他の例示的な実施形態が図４〜図６に示されている。この実施形態によれば、絶縁体２６は、孔を取り囲む内面４２と、内面４２上に配置された金属製コーティング２２と、絶縁体２６の孔の中に配置された中心電極２４と、中心電極２４と金属製コーティング２２との間に配置されたろう付け部２３とを含む。しかし、この場合、中心電極２４は、図１〜図３の実施形態に見られるように頭部２８を含んでおらず、絶縁体２６の内面４２は、図１〜図３の実施形態に見られるように中心電極２４を支持するための電極座３３を含んでいない。もっと正確に言えば、図４〜図６の実施形態では、絶縁体２６の内面４２は、孔の直径が一定であるように接続上端３８から絶縁体突出端４０までまっすぐに延在しており、ろう付け部２３が中心電極２４を内面４２上の金属製コーティング２２に固定している。
【００２０】
図４〜図６の実施形態では、金属製コーティング２２は、上記のように、モリブデンおよびマンガンの層ならびに／またはニッケルベースの層を含み得る。これらの例示的な実施形態によれば、絶縁体２６の内面４２は、接続上端３８から絶縁体突出端４０まで延在する長さＬ２を有し、金属製コーティング２２は、内面４２の長さの少なくとも５０％に沿って位置している。図５の実施形態では、金属製コーティング２２は、内面４２の長さＬ２の５０％を上回るが１００％未満にわたって位置している。図４および図６の実施形態では、金属製コーティング２２は、接続上端３８から絶縁体突出端４０まで連続的に延在している。
【００２１】
また、図４〜図６の実施形態では、ろう付け部２３は、図１〜図３の実施形態に見られるように必ずしも中心電極２４の最上部ではなく、中心電極２４に沿って１つ以上のさまざまな位置に位置してもよい。一般に、ろう付け部２３は、絶縁体２６の内面４２の上記長さＬ２の５０％未満に沿って位置している。図４〜図６の実施形態では、ろう付け部２３は、中心電極２４と金属製コーティング２２との間で絶縁体２６の内面４２に沿って単一の個別の位置に位置している。図４〜図６は、ろう付け部２３が位置し得る場所の例を示しているが、ろう付け部２３は、一般に絶縁体２６の内面４２に沿って一箇所にあるのみである。
【００２２】
また、図４〜図６の実施形態では、中心電極２２は、最上端６０から点火端部３２まで延在する長さＬ３を提供し、中心電極２２の長さＬ３はさまざまであってもよい。図４および図５に示されるように、中心電極２４の長さＬ３は、絶縁体内面４２の長さＬ２未満である。代替的に、中心電極２２の長さＬ３は、絶縁体内面４２の長さＬ２に等しくてもよい。図６の実施形態では、中心電極２２の長さＬ３は、絶縁体内面４２の長さＬ２よりも長い。また、図４〜図６の実施形態では、真鍮粉末６２が中心電極２２の最上部に沿って位置し、絶縁体の孔の一部を充填している。
【００２３】
例示的な実施形態によれば、絶縁体２６の内面４２に金属製コーティング２０を施すことに加えて、絶縁体２６の外面４４に外側金属コーティング５８が施される。一般に、外側金属コーティング５８は、金属シェル５２と接触しているが、金属シェル５２と接触しない他の領域に施されてもよい。好ましくは、ニッケルベースの層も金属シェル５２の内面４２に施される。次いで、外側金属コーティング５８は、シェル５２の内面４２または金属シェル５２の内面４２上のニッケルベースの層にろう付けされて、絶縁体２６とシェル５２との間に別のハーメチック燃焼シールを提供し、燃焼室からのガスがコロナ点火器２０に侵入することを防止する。外面４４に施された外側金属コーティング５８および内面４２に施された金属製コーティング２２は、同一の組成を有していてもよく、または異なる組成を有していてもよい。好ましくは、コーティング２２，５８は、時間およびコストを削減するために、同一のプロセスステップ中に絶縁体２６の内面４２および外面４４に施される。また、時間およびコストをさらに削減するために、絶縁体２６の内面４２に電極頭部２８をろう付けするステップと、シェル５２に絶縁体２６の外面４４をろう付けするステップとは、同一のプロセスステップ中に行われてもよい。また、点火ステップ数を制限することにより、シールの品質を向上させることが期待される。
【００２４】
本発明の別の局面は、ハーメチック燃焼シールを有するコロナ点火器２０の製造方法を提供する。図１〜図３のコロナ点火器２０を製造するために、当該方法は、絶縁体２６の外面４２に外側金属コーティング５８を施しながら、電極座３３または電極座３３付近から接続上端３８または接続上端３８付近まで延在する領域における絶縁体２６の内面４２に金属製コーティング２２を施すステップを含む。これらの実施形態では、当該方法は、電極頭部２８の下方に金属製コーティング２２を施すステップを含まない。これらの実施形態の方法は、次いで、中心電極２４の頭部２８が電極座３３上に載るように絶縁体２６の孔の中に中心電極２４を配置するステップを含む。
【００２５】
中心電極２４が絶縁体２６に配置されると、当該方法は、絶縁体２６の内面４２に沿ってろう付けするステップをさらに含む。たとえば、当該方法は、絶縁体２６の内面４２に中心電極２４の頭部２８および／または１ショットの銅ベースの粉末６４をろう付けするステップを含み得る。好ましくは、このステップは、金属シェル５２に絶縁体２６の外面４４上の外側金属コーティング５８をろう付けするステップと同時に行われる。このステップ中に、絶縁体２６の内面４２と中心電極２４との間にハーメチック燃焼シールが形成され、絶縁体２６の外面４４と金属シェル５２との間に別のハーメチック燃焼シールが形成されて、燃焼ガスが点火器２０に侵入することを防止する。コロナ点火器を製造するために現在用いられているプロセスは、絶縁体２６の外面に外側金属コーティング５８を施すステップおよびシェル５２に絶縁体２６の外面４２をろう付けするステップを既に含んでいるので、本発明のステップを実行するためにさらなるプロセス時間が必要とされることはない。したがって、プロセス時間またはコストを大幅に増加させることなく、信頼できるハーメチック燃焼シールが得られる。
【００２６】
本発明の別の局面は、図４〜図６の絶縁体２６および中心電極２４を含むコロナ点火器２０の製造方法を提供する。この場合、当該方法は、孔を取り囲む内面４２を含む絶縁体２６を設けるステップと、絶縁体２６の内面４２上に金属製コーティング２２を配置するステップと、絶縁体２６の孔の中に中心電極２４を配置するステップと、金属製コーティング２２に中心電極２４をろう付けするステップとを含む。これらの実施形態によれば、絶縁体２６の内面４２は、接続上端３８から絶縁体突出端４０までまっすぐに延在しており、内面４２は、電極座３３を含まず、中心電極２４は、頭部２８を含まない。これらの実施形態によれば、ろう付け部２３が中心電極２４を絶縁体内面４２上の金属製コーティング２２に固定する。金属製コーティング２２に中心電極２４をろう付けするステップは、内面４２の長さＬ２に沿って単一の個別の位置にろう付け部２３を配置するステップを含み得る。
【００２７】
明らかに、上記の教示に鑑みて本発明の多くの変形例および変更例が可能であり、特許請求の範囲の範囲内であれば、具体的に記載されているのとは異なる態様で実施されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【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】
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