(57)【要約】  ねじ切りをした孔を有するエンジンブロック／シリンダヘッドと用いる、また、点火プラグレンチ及び点火ワイヤと用いる点火プラグ。さらに、点火プラグであって、６角形のナット、受座、フランジ、穴及びねじ山を有する金属製のシェルを備える点火プラグを形成する改良された方法。接地電極は、シェルに設けられ、断熱アセンブリは、穴を有し、フランジによって把持される。改良された方法は、ブランクに加工を施すことにより６角形のナットと受座を形成する工程と、ねじ山を転造する工程と、断熱アセンブリを、前記穴に嵌合させる工程と、フランジを変形させて断熱アセンブリを固定する工程と、ブランクを機械加工することにより陰極を形成する工程を含む。【選択図】図１
2019525426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
６角形のナット、受座、フランジ、穴及びねじ山を有する金属製のシェル、
シェルに設けられた接地電極、及び
穴を有し、フランジによって把持される断熱アセンブリ、
を備えたタイプの点火プラグの改良された製造方法であって、
ブランクに加工を施すことにより６角形のナットと受座を形成する工程と、
ねじ山を転造する工程と、
断熱アセンブリを、穴に嵌合させる工程と、
フランジを変形させて断熱アセンブリを固定する工程と、
ブランクを機械加工することにより陰極を形成する工程を、
含む方法。
【請求項２】
キャップ部分を備えた接地電極を形成する工程をさらに含み、シェルのねじ切りをした部分がキャップ部分まで延び、キャップ部分は断熱部分と間隔を置いて配置され、キャップ部分は、
陽極が延び込む中央部分、
中央部分を包囲する環状の溝、
陽極の周囲に等間隔に配置され、各々、環状の溝から半径方向に外側に向かって延びる複数のセグメント、
を備えた空隙部を構成し、
環状の溝は、管状部分を越えて延びる断熱部分の一部から軸線的に間隔をあけた中央面と、
中央面を取り囲み、中央面へと延びる凸面とを備える、請求項１に記載した方法。
【請求項３】
中央面を、長手方向の軸線に対して実質的に垂直に、かつ、陽極の端と実質的に同一平面上にあるように方向付けする工程を、さらに含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
３個〜７個のセグメントからなる複数のセグメントを設ける工程を、さらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
各々が、中央部に対して、遊星歯車機構における太陽歯車に対する遊星歯車の配置と類似の態様で配置されている複数のローブにより複数のセグメントを構成する工程を、さらに含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
複数のロープを構成する工程では、複数のローブは、７個のローブを有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
３軸フライス盤を用いて接地電極を機械加工する工程を、さらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項８】
ねじ切りをした孔を有するエンジンブロック／シリンダヘッドと用いる、また、点火プラグレンチ及び点火ワイヤと用いる点火プラグであって、
レンチによって回転されるようになっているナット部分と、
ナット部分から延び、点火ワイヤを受容するようになっている連結部と、
断熱部の一端を貫通して延びる陽極と、
接地電極であって、
断熱部を包囲する態様で、ナット部から延びる管状部分であって、長手方向軸線を中心として長手方向軸線に沿って方向付けられるとともに、使用中、エンジンブロックのねじ切り穴と係合する管状部分と、
複数のブレードであって、
各ブレードは、管状部分と一体に形成された底面側断面領域を構成する固定端部を有し、
固定端部と軸線的に離れる方向に延びる本体であって、長手方向の軸線に向かって半径方向内向きに突出している本体を有し、
本体が延びている自由端部であって、陽極に面した前面側(正面側)断面領域を構成し、底面側断面領域よりも面積が小さい自由端部を有し、
陽極から半径方向に間隔をあけられている、
点火プラグ。
【請求項９】
複数のブレード各々の断面積が、実質的に、前面側断面領域から底面側断面領域に向かって大きくなる請求項８に記載の点火プラグ。
【請求項１０】
複数のブレード各々は、形が実質的に弧状であり、前面側断面領域から底面側断面領域へと延びる凸面を有している請求項８に記載の点火プラグ。
【請求項１１】
複数のブレード各々の本体が、ブレードの厚さを定める一対の平行な面を備えている請求項８に記載の点火プラグ。
【請求項１２】
各ブレードの厚さが、０．０３８インチ（約０．０９７ｃｍ）である請求項１１に記載の点火プラグ。
【請求項１３】
複数のブレードが、３個〜７個の何れか１のブレードを備えている請求項８に記載の点火プラグ。
【請求項１４】
複数のブレード各々が、長手方向の軸線の周囲に等間隔を置いて配置されている請求項１３に記載の点火プラグ。
【請求項１５】
複数のブレードの前面が、中央の、実質的に円筒形の空間を構成し、(ほぼ)円筒形の空間は、０．１８５インチ（約０．４７ｃｍ）の直径を有している請求項８に記載の点火プラグ。
【請求項１６】
複数のブレード各々が、管状部分から実質的に垂直に延びている請求項８に記載の点火プラグ。
【請求項１７】
管状部分が、リングを備えており、このリングから複数のブレードが延びており、リングは、陽極が貫通する開口を構成している請求項８に記載の点火プラグ。
【請求項１８】
リングの内径が、０．３２１インチ（約０．８１５ｃｍ）である請求項１６に記載の点火プラグ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の参照】
【０００１】
本願は、２０１６年８月８日出願の米国特許出願第６２／３７２，０９８号、２０１７年２月２８日出願の米国特許出願第６２／４６４，８９７号及び２０１７年３月２４日出願の米国特許出願第６２／４７６，２４４号各々の優先権を主張致します。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、点火プラグの分野に関する。より詳細には、本発明は、点火プラグ装置及び点火プラグの製造方法を開示するものである。
【背景技術】
【０００３】
点火プラグの製造法は、公知である。公知の方法は、肉厚で管状の金属製「ブランク」の使用を伴うものである。ブランクは、押出、冷間成形及び／又は機械加工によって製造することができる。その後：
＊ブランクに、ローレット切り、機械加工などの二次加工を施すことにより、ナット部分、受座及びフランジを形成してプレフォームを作成し、
＊ワイヤをプレフォームに溶接し、
＊プレフォームにねじ山を転造してシェルを作成し、
＊断熱アセンブリを所定位置に嵌入させ、
＊シェルのフランジを変形させることにより本体を作成し、気密シールを形成し、
＊ガスケットを、本体に圧着し、
＊最後に、中心電極を機械によりトリミングし、ワイヤに最終的な曲げを施して適切なギャップを形成することにより、接地電極を構成する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の観点の一つをなすものは、改良された点火プラグの製造方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この点火プラグは、
６角形のナット、受座、フランジ、穴及びねじ山を有する本体、
シェルに設けられた接地電極、及び
前記穴を有し、フランジによって把持される断熱アセンブリ、
を備えたタイプの点火プラグである。
【０００６】
この方法は、
＊ブランクに加工を施すことにより６角形のナットと受座を形成する工程と、
＊ねじ山を転造する工程と、
＊断熱アセンブリを、前記穴に嵌合させる工程と、
＊フランジを変形させて断熱アセンブリを固定する工程を、
含むタイプの方法である。
【０００７】
この方法の改良点は、
＊シェルを機械加工することにより陰極を形成する、
ことにある。
【０００８】
本発明の他の観点によれば、本発明の方法においては、断熱アセンブリを前記穴に嵌め込む前に、接地電極を形成することができる。
【０００９】
本発明の他の特徴によれば、改良された方法では、キャップ部分を備えた接地電極を形成する工程をさらに含み、シェルのねじ切りをした部分がキャップ部分まで延び、キャップ部分は断熱部分と間隔を置いて配置され、キャップ部分は、
陽極が延び込む中央部分、
中央部分を包囲する環状の溝、
陽極の周囲に等間隔に配置され、各々、環状の溝から半径方向に外側に向かって延びる複数のセグメント、
を備えた空隙部を構成し、
環状の溝は、管状部分を越えて延びる断熱部分の一部から軸線的に間隔をあけた中央面と、
中央面を取り囲み、中央面へと延びる凸面とを備える。
【００１０】
本発明の他の特徴によれば、中央面は、長手方向の軸線に対して実質的に垂直に、かつ、陽極の端と実質的に同一平面上にあるように方向付けられてもよい。
【００１１】
本発明の他の特徴によれば、形成される複数のセグメントは、３個〜７個のセグメントからなってもよい。
【００１２】
本発明の他の特徴によれば、形成される複数のセグメントは、各々が、中央部に対して、遊星歯車機構における太陽歯車に対する遊星歯車の配置と類似の態様で配置されている複数のローブにより複数のセグメントを構成してもよい。
【００１３】
本発明の他の特徴によれば、形成される複数のローブは、７個のローブであってもよい。
【００１４】
本発明の他の特徴によれば、接地電極は、３軸フライス盤を用いて機械加工されてもよい。
【００１５】
本発明の他の特徴によれば、上記の方法を用いて点火プラグを形成してよい、改良された点火プラグを提供される。この改良した点火プラグは、
レンチによって回転されるようになっているナット部分と、
ナット部分から延び、点火ワイヤを受容するようになっている連結部と、
断熱部の一端を貫通して延びる陽極と、
接地電極であって、断熱部を包囲する態様で、ナット部から延びる管状部分であって、長手方向軸線を中心として長手方向軸線に沿って方向付けられるとともに、使用中、エンジンブロックのねじ切り穴と係合する管状部分と、複数のブレードであって、各ブレードは、管状部分と一体に形成された底面側断面領域を構成する固定端部を有し、固定端部と軸線的に離れる方向に延びる本体であって、長手方向の軸線に向かって半径方向内向きに突出している本体を有し、本体が延びている自由端部であって、陽極に面した前面側(正面側)断面領域を構成し、底面側断面領域よりも面積が小さい自由端部を有し、陽極から半径方向に間隔をあけられている、点火プラグである。
【００１６】
本発明のこの他の特有の効果及び特徴については、以下の詳細な説明及び添付図面を参照することにより、明らかになるが、添付図面は、後述のように簡単に説明される。
【００１７】
本発明をより理解できるように、また、実施の形態をより明確にするために、本発明の例示的な実施の形態を示す添付図面を、例示として、参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】先行技術の点火プラグを斜視図で示している。
【図２】図１の点火プラグの端面図である。
【図３】図１の囲みを付した領域３の拡大図である。
【図４】シェルの斜視図である。
【図５】図４のシェルの端面図である。
【図６】図５の線６−６における断面図である。
【図７】本体の斜視図である。
【図８】図７の本体の端面図である。
【図９】図８の線９−９における断面図である。
【図１０】図１の断熱アセンブリが取り付けられた図９の構造体を示す図である。
【図１１】図１０の線１１−１１における断面図である。
【図１２】図１１の囲みを付した領域１２の拡大図である。
【図１３】図１の断熱アセンブリを用いた図９の構造体を示す図である。
【図１４】図１３の線１４−１４における断面図である。
【図１５】他の代表的な実施の形態による改良された点火プラグの斜視図である。
【図１６】図１５の構造体の上面図である。
【図１７】図１５の構造体の囲みを付した領域１７の拡大図である。
【図１８】図１５の構造体の囲みを付した領域１８の拡大図である。
【図１９】図１８の構造体の上面図である。
【図２０】図１９の線２０−２０における断面図である。
【図２１】図１５の構造体の側面図である。
【図２２】図２１の切断線２２−２２における断面図である。
【図２３】図２２の構造体の囲みを付した領域２３の拡大図である。
【図２４】本発明の他の代表的な実施の形態による改良された点火プラグの平面図である。
【図２５】本発明の他の代表的な実施の形態による改良された点火プラグの平面図である。
【図２６】本発明の他の代表的な実施の形態による改良された点火プラグの平面図である。
【図２７】本発明の他の代表的な実施の形態による改良された点火プラグの平面図である。
【図２８】本発明の他の代表的な実施の形態による改良された点火プラグの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
初めに、本明細書で説明する代表的な方法は、図１〜図３及び図１３〜図１４に示す点火プラグ２０を製造するが、図１〜図３及び図１３〜図１４に示す点火プラグ２０は、本発明の一部を構成するものではなく、より詳細には、この代表的な方法は、図１〜図３及び図１３〜図１４に示す点火プラグ２０の製造に限定されないことが理解されたい。本発明の要旨は、本明細書で説明する代表的な方法を用いて製造することのできる代表的な改良された点火プラグ２００を含んでいる。
【００２０】
点火プラグ２０について説明すると、この点火プラグは、ねじ切りをした孔を有するエンジンブロック／シリンダヘッドと用いるように、また、点火プラグレンチ及び点火ワイヤと用いるようにもなっており、これらは全て従来のものであり図示していないことが理解され、断熱アセンブリ２２、シェル２４及び接地電極２６を備えていることを理解されたい。
【００２１】
断熱アセンブリ２２は、点火ワイヤを受容するようになっている端部２８を備え、中心電極３０へと延びている。
【００２２】
シェル２４は、６角形のナット部３２、ねじ切り部３４、フランジ３６及び中央孔３８を備えている。
【００２３】
６角形のナット部３２は、レンチ（図示せず）によって回転されるようになっている。
【００２４】
ねじ切り部３４は、６角形のナット部３２から延び、孔（図示せず）にねじ込まれるようになっている。
【００２５】
フランジ３６は、断熱アセンブリ２２を包囲し、中央孔３８内で断熱アセンブリ２２と係合する。
【００２６】
接地電極２６は、
＊陽極が延び込む中央部分４２、
＊中央部分を包囲する環状の溝４４、及び
＊中心電極の周囲に等間隔を置いて位置する複数のセグメント４６であって、各々が、環状の溝から半径方向外側に向かって延び、ローブ（ｌｏｂｅ）を構成し、ローブが、遊星歯車機構における太陽歯車に対する遊星歯車の配置と類似の態様で、中央部分に対して配置されている複数のセグメント、
を有する空隙部４０を構成し、
＊ローブを互いに隔てる半径方向内側に向かって配置された複数の指状部４８であって、各々が、
＊長手方向の軸線に対して実質的に垂直に方向付けされた中央面５０、及び
＊中央面を取り囲み、ねじ切り部から中央面へと延びる凸面５２、
を有する指状部を有している。
【００２７】
本発明の方法について説明すると、この方法は、幾分従来的な工程：
＊６角形のナット及びシートが、ブランクに対する作業を行うことによって形成される工程、
＊ねじ山が転造される工程、
＊断熱アセンブリを、中央孔に嵌入させる工程、及び
＊フランジを変形させて断熱アセンブリを固定する工程、
を含むことが理解されたい。
【００２８】
しかしながら、先行技術においては、接地電極は、ワイヤをシェルに溶接することにより形成されるのに対し、本発明による代表的な実施の形態においては、接地電極は、図４、図７、図１１、図１３の順に示すように、断熱アセンブリを中央孔に嵌入させる前に、３軸フライス盤を用いて、シェルを機械加工することにより形成される。
【００２９】
＊図４〜図６は、ブランク（図示せず）に対して６角形のナット３２、フランジ３６及びねじ山３４を形成する二次作業を行った後のシェルを示している。
【００３０】
＊図７〜図９は、３軸フライス盤を用いて接地電極２６が機械加工された後のシェルを示している。
【００３１】
＊図１０〜図１２は、シェル２４に嵌入された断熱アセンブリ２２を示している。
【００３２】
＊図１３〜図１４は、変形されて、断熱アセンブリ２２を固定するフランジ３６を示している。
【００３３】
当業者は、既存の点火プラグ製造ラインに、ほんの小さな変更を加えることにより、図１〜図３及び図１３〜図１４に示す一般的なタイプの点火プラグを、比較的低コストで製造することができるという本発明による効果を、容易に認めるであろう。
【００３４】
より詳細には、典型的なＪ形点火プラグを製造する点火プラグの製造業者は、単に３軸フライス盤を加えるだけで、様々な火花ギャップを有する図１〜図３に示すような点火プラグを製造することができる。
【００３５】
この方法には、とりわけ、
＊ワイヤをレーザ溶接する必要がない、
＊溶接後に肩部を研磨する必要がない、
＊Ｊ形ギャップ電極の挿入／溶接ステーション(作業設備)が不要になる、
という効果もある。
【００３６】
本明細書において開示される方法は、陰極の形成が、種々の形状及び／又はパターンを有するブランクを機械加工することを含む種々の点火プラグを製造するのに使用できることが、当業者には理解されよう。
【００３７】
例えば、ブランクを機械加工して図１〜図３及び図１３〜図１４に示すようなローブ形の開口を得るよりも、ブランクを機械加工して図１５〜図２８に示すような半径方向のブレードを形成し、それにより本発明の他の特徴を構成する新規な点火プラグ２００を形成することが好ましい。
【００３８】
この新規な点火プラグ２００は、点火プラグ２０と同様に、ねじ切りをした孔を有するエンジンブロックと用いるように、また、点火プラグレンチ及び点火ワイヤと用いるようにもなっており、これらは全て従来のものであり図示していないことが理解される。
【００３９】
新規な点火プラグ２００は、図１５〜図２０に見られるように、点火プラグ２０と同様に、
＊レンチによって回転されるようになっているナット部２０２、
＊ナット部から延び、点火ワイヤを受容するようになっている連結部２０４、
＊ナット部からもう一方の端まで、連結部から離れる方向に延びる断熱部２０６、
＊断熱部のもう一方の端を貫通して延びる陽極２０８、及び
＊新規な接地電極２１０、
を備えている。
【００４０】
新規な接地電極２１０は、断熱部２０６を包囲する態様で、ナット部２０２から延びる管状部分２１２を備えている。管状部分２１２は、断熱部２０６の周囲に、断熱部と軸線を同じに方向付けされ、長手方向の軸線Ｘを構成している。管状部分２１２はさらに、使用中、前記エンジンブロックのねじ切り穴に係合するよう、外側がねじ切りされている。
【００４１】
新規な接地電極２１０はさらに、複数のブレード２１４を備えており、複数のブレードは各々、管状部分２１２からほぼ垂直に延び、陽極２０８から半径方向に間隔をあけて、長手方向の軸線Ｘに向かって半径方向内向きに突出している。複数のブレード２１４の各々は、固定端部２１６及び自由端部２１８へと延びる本体２１７を有している。各自由端部２１８は、陽極２０８に面した前面側(正面側)断面領域２２０を構成している。各固定端部２１６は、図１７に示すように、管状部分２１２と一体に形成された底面側断面領域２２１を構成している。
【００４２】
図２０において最も良く分かるように、自由端部２１８の前面側断面領域２２０は、対応する固定端部２１６の底面側断面領域２２１よりも小さい。同様に図面から分かるように、複数のブレード各々の断面積は、通常、前面側断面領域２２０から対応する底面側断面領域２２１に向かって、大きくなる。図示のように、複数のブレード各々は、形がほぼ弧状であり、前面側断面領域２２０から底面側断面領域２２１へと延びる凸面２２２を有している。
【００４３】
複数のブレード２１４の各々の本体２１７はさらに、ブレード２１４の厚さを定める一対の平行な面２２４を備えている。図示の実施の形態では、各ブレード２１４の厚さは、０．０３８インチ（約０．０９７ｃｍ）である。
【００４４】
新規な点火プラグ２００は、長手方向の軸線の周囲に均等に間隔を置いた３個〜７個の何れかのブレード２１４を備えているのが好ましい。図２４に示す実施の形態は、３個のブレード２１４を備えている。図２５に示す実施の形態は、４個のブレード２１４を備えている。図２６に示す実施の形態は、５個のブレード２１４を備えている。図２７に示す実施の形態は、６個のブレード２１４を備えている。図２８に示す実施の形態は、７個のブレード２１４を備えている。
【００４５】
複数のブレード２１４の前面側断面領域２２０はまた、ほぼ円筒形の空間２２６を構成している。図示の具体的な実施の形態では、円筒形の空間２２６は、０．１８５インチ（約０．４７ｃｍ）の直径を有している。
【００４６】
図示の実施の形態によれば、管状部分２１２は、リング２２８を備えており、このリングから複数のブレード２１４が延びている。リング２２８は、陽極２０８が貫通する開口２３０を構成している。図示の具体的な実施の形態では、リング２２８は、０．３２１インチ（約０．８１５ｃｍ）の内径を有している。
【００４７】
説明した新規な点火プラグ２００の利点は、相手先商標製品の製造者（ＯＥＭ）である点火プラグ製造業者の点火プラグ本体を、選択した点火プラグの臨界温度(熱)範囲特性を変えることなしに交換するのに複数のブレードを使用できることである。以下は、３個、５個及び７個のブレードを有する本発明による点火プラグの温度(熱)範囲試験の結果である。
【００４８】
【表１】
2019525426.tif 000003
【００４９】
【表２】
2019525426.tif 000004
【００５０】
点火プラグの製造方法及び点火プラグの具体的な実施の形態を例示してきたが、多数の実施の変更形態が可能である。
【００５１】
したがって、本発明は、合目的的に解釈される添付の請求の範囲によってのみ限定されるものと理解さるべきである。
【図１】
2019525426.tif 000005
【図２】
2019525426.tif 000006
【図３】
2019525426.tif 000007
【図４】
2019525426.tif 000008
【図５】
2019525426.tif 000009
【図６】
2019525426.tif 000010
【図７】
2019525426.tif 000011
【図８】
2019525426.tif 000012
【図９】
2019525426.tif 000013
【図１０】
2019525426.tif 000014
【図１１】
2019525426.tif 000015
【図１２】
2019525426.tif 000016
【図１３】
2019525426.tif 000017
【図１４】
2019525426.tif 000018
【図１５】
2019525426.tif 000019
【図１６】
2019525426.tif 000020
【図１７】
2019525426.tif 000021
【図１８】
2019525426.tif 000022
【図１９】
2019525426.tif 000023
【図２０】
2019525426.tif 000024
【図２１】
2019525426.tif 000025
【図２２】
2019525426.tif 000026
【図２３】
2019525426.tif 000027
【図２４】
2019525426.tif 000028
【図２５】
2019525426.tif 000029
【図２６】
2019525426.tif 000030
【図２７】
2019525426.tif 000031
【図２８】
2019525426.tif 000032
【国際調査報告】
2019525426.tif 000033
2019525426.tif 000034