(57)【要約】  励振器と点火器との間に高圧点火パルスを伝導するために航空エンジンとともに使用するための空冷式点火リード線である。点火リード線は、電気的絶縁のための絶縁ジャケットによって覆われた中央導電体を含む。絶縁ジャケットから径方向に外向きに間隔を置かれて、内向きに潰れることに抵抗するのに十分な構造一体性を有する可撓性導管がある。絶縁ジャケットおよび導管はその間に気流経路を規定し、それはリードを通して空気を伝導するために用いられる。内部ブレードが可撓性導管の外部表面上に位置して支持され、内部ブレードのこの位置は、それが時間とともに潰れて可撓性導管の内側に延在する気流通路を妨害するのを防ぐ。内部ブレードは、電流のリターンパスおよび／またはＥＭＩシールドを与えるリターンパス導電体として用いることができる。内部ブレードを覆うのは、外的損傷からリードを保護する外部ブレードである。
2008530435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体冷却式の点火リード線であって、
高圧点火パルスを伝導するための中央導電体と、
前記中央導電体を囲む絶縁ジャケットと、
前記絶縁ジャケットを囲み、前記点火リード線が前記絶縁ジャケットおよび前記導管の間に位置する流体通路を含むように前記ジャケットから間隔を置いた可撓性導管と、
前記可撓性導管の径方向に外向きに位置する複数の低抵抗金属ワイヤを含む低抵抗リターンパス導電体と、
前記リターンパス導電体を囲む保護カバーとを含む、点火リード線。
【請求項２】
前記中央導電体、絶縁ジャケット、流体通路、可撓性導管、リターンパス導電体、および保護カバーはすべて一般に互いに同軸である、請求項１に記載の点火リード線。
【請求項３】
前記リターンパス導電体は銅のコアを有するワイヤの内部ブレードを含み、前記保護カバーはニッケルベースのワイヤの外部ブレードを含む、請求項１に記載の点火リード線。
【請求項４】
前記流体通路は、２ｍｍから１１ｍｍの径方向寸法Ｘを有する、請求項１に記載の点火リード線。
【請求項５】
前記流体通路は一般に環状の断面形状を有する、請求項１に記載の点火リード線。
【請求項６】
前記可撓性導管は潰れにくい金属製導管である、請求項１に記載の点火リード線。
【請求項７】
前記流体通路は前記可撓性導管によって部分的に規定される、請求項１に記載の点火リード線。
【請求項８】
前記流体通路は前記絶縁ジャケットの外表面から前記可撓性導管の内表面へ径方向に延在する、請求項７に記載の点火リード線。
【請求項９】
流体冷却式の点火リード線であって、
中央導電体と、
前記中央導電体を覆い、外表面を有する絶縁スリーブと、
前記絶縁スリーブを囲む潰れにくい導管とを含み、前記導管は内表面を有して前記絶縁スリーブから間隔を置き、前記導管の前記内表面および前記絶縁スリーブの前記外表面はともにその間に流体通路を規定し、前記流体通路は前記絶縁スリーブから前記導管へ径方向に延在し、かつ前記絶縁スリーブの長さに沿って軸方向に延在し、前記流体通路を通って流れる流体は前記絶縁スリーブおよび前記導管と直接接触し、さらに
前記導管の径方向に外向きに位置するリターンパス導電体と、
前記リターンパス導電体を覆い、前記点火リード線に摩擦抵抗を有する外表面を与える外部ブレードとを含み、前記リターンパス導電体は前記外部ブレードよりも低い電気抵抗を有する点火リード線。
【請求項１０】
前記中央導電体、絶縁スリーブ、流体通路、導管、リターンパス導電体、および外部ブレードはすべて一般に互いに同軸である、請求項９に記載の点火リード線。
【請求項１１】
前記リターンパス導電体は銅のコアを有するワイヤの内部ブレードを含む、請求項９に記載の点火リード線。
【請求項１２】
前記流体通路は、２ｍｍから１１ｍｍの径方向寸法Ｘを有する、請求項９に記載の点火
リード線。
【請求項１３】
前記流体通路は一般に環状の断面形状を有する、請求項９に記載の点火リード線。
【請求項１４】
前記流体通路は前記導管によって部分的に規定される、請求項９に記載の点火リード線。
【請求項１５】
前記リターンパス導電体はニッケルめっきされた銅線のブレードを含む、請求項９に記載の点火リード線。
【請求項１６】
点火システムおよびスパーク装置とともに用いるための空冷式点火リード線であって、
点火システムおよびスパーク装置の間に高圧点火パルスを伝導するための細長い中央導電体と、
前記中央導電体を同軸で囲み、外部円筒状表面を有する絶縁ジャケットと、
前記絶縁ジャケットを同軸で囲み、内部円筒状表面を有する可撓性導管と、
前記点火リード線内で空気が流れることができるようにするための気流通路とを含み、前記気流通路は前記絶縁ジャケットおよび前記可撓性導管の間に同軸に位置し、前記気流通路は環状の断面形状を有しかつ前記絶縁ジャケットから２ｍｍから１１ｍｍの距離だけ径方向に延在し、
前記可撓性導管を同軸で囲む銅のコアを有する内部ブレードと、
前記内部ブレードを同軸で囲むニッケルベースの外部ブレードとを含み、
前記気流通路は、径方向に内向きの側では前記絶縁ジャケットの外部円筒状表面によって、かつ径方向に外向きの側では前記可撓性導管の内部円筒状表面によって境界付けられ、その結果、前記気流通路を流れる大気が前記絶縁ジャケットの外部円筒状表面と直接接触し、それにより前記絶縁ジャケットから熱を取除く、点火リード線。
【請求項１７】
絶縁された中央導電体と前記絶縁された中央導電体から流体通路によって径方向に間隔を置いた外部カバーアセンブリとを有する流体冷却式点火リード線において、前記外部カバーアセンブリは、内部ブレードと、可撓性導管と、前記導管、内部ブレード、および絶縁された中央導電体を囲む外部保護カバーとを含み、
改良は、前記内部ブレードが前記可撓性導管および前記保護カバーの間に位置することと、前記可撓性導管が前記気流通路を部分的に規定することとを含む、流体冷却式点火線リード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、一般に往復機関およびガスタービン機関と共に用いられる点火リード線に関し、より特定的にはそのようなエンジンに用いられる空冷式点火リード線に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
点火リード線は、点火システムから何らかの種類の点火装置へ高圧点火パルスを送るために用いられる高電圧ケーブル（典型的には２−２５ｋＶ）であり、点火装置は次にこの点火パルスを用いて燃料／空気混合物に点火するためのスパークを生成する。ほとんどの点火リード線は、電気的絶縁および高圧条件下の点火リード線の性能および／または耐久性を向上させるために、絶縁シールまたは電線用絶縁体などのエラストマ構成要素を含む。それはこうした目的のために有用ではあるが、典型的には点火リード線は、エラストマ構成要素を劣化させ破損さえしかねない高温を受ける。長期間過度の高温に晒された場合、エラストマ構成要素は熱劣化および絶縁耐力の破壊を受け得る。したがって、運転温度を低下させるため、より特定的にはエラストマ構成要素が晒される熱を減じるために、点火リード線に冷却通路を与えることが当該技術で公知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
先行技術の空冷式点火リード線１０の例が図１Ａおよび図１Ｂに示され、そこで点火リード線は励振器（示されない）から点火器（示されない）へ高圧点火パルスを伝導し、点火パルスのための中央導電体１２を含む同軸の内部点火ケーブルと、電気的に絶縁するジャケット１４と、電流用リターンパスとして用いられる低抵抗のブレード１８とを一般に含む。ブレード１８は中央導電体の絶縁体１４から気道１６によって間隔を置かれる。これらの構成要素はすべて、気道１６を維持するために点火リード線に適切な構造的一体性を与える、可撓性であるが潰れにくい金属導管２０に囲まれる。ブレード１８は、点火リード線の各端部で典型的には導管２０に蝋付けされるが、他の方法では長さに沿ってそこに取付けられない。点火リード線の内部構成要素を摩耗および他の損傷から保護するために、導管２０上にニッケルベースの外部ブレード２２が与えられる。空気は気道１６を通って流れることができ、その結果、点火リード線１０、特に、エラストマまたはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ベースの材料から典型的にはできている絶縁ジャケット１４を冷却することができる。従来の見地からは、導管２０内にリターンパスである内部ブレード１８を配置することは、導管が電磁干渉からも物理的な損傷からもそれを保護するのを助けるので、有利である。しかしながら、発明者らは、時間経過につれて、通常使用において点火リード線が受ける振動および他の条件によって内部ブレード１８が内側に撓み、潰れ、および／または丸まりかねず、その場合、気流通路１６が少なくとも部分的に閉鎖され、それにより通路を通じた気流を抑制することを発見した。これは特に、点火リード線の振動によってブレード１８が端部に向かって進むので点火リード線の一方端または両端で生じ得る。このことの例は図１Ｂの２４で示され、そこでは、ブレードが、コネクタまたはフェルール２６に内部的に取付けられている点火ケーブルの端部近くで、丸まって潰れている。このように通路の断面積が減じられているので点火ケーブルの冷却性能が低減され得、それがエラストマ構成要素の高温ならびに熱破壊および／または絶縁破壊に繋がり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の概要
本発明の１つの局面によれば、中央導電体、絶縁ジャケット、流体通路、潰れにくい導管、リターンパス導電体および外部ブレードを有する流体冷却式点火リード線が与えられ、リターンパス導電体は導管と外部ブレードとの間で導管に径方向に外向きに位置する。
【０００５】
本発明の別の局面によれば流体冷却式点火リード線が与えられ、流体冷却式点火リード線は、絶縁された中央導電体、および、絶縁された中央導電体から径方向に外向きに間隔を置かれた導管であってそれにより絶縁された中央導電体の外表面と導管の内表面との間に流体通路を規定する導管を有する。点火リード線は、導管外部の導管と外部ブレードまたは他の保護被覆との間に位置するリターンパス導電体を含む。
【０００６】
本発明の好ましい例示的な実施例は、添付の図面に関連して下記に記述され、そこで同じ名称は同じ要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
好ましい実施例の詳細な説明
ここで図２Ａおよび図２Ｂを参照して、示される空冷式点火リード線１００は、図１Ａおよび図１Ｂの先行技術のケーブルよりも気流経路の妨害を受けにくい一方で点火リード線の内部構成要素の冷却を可能にする気道を与えるよう構築される。点火リード線１００はさまざまな機関に関連して用いることができるが、航空機の往復機関またはガスタービン機関のいずれかと共に用いられると特に有利である。本発明が点火リード線自体の構造に主として関係があるので、端子接続などの、図には示されないが当該技術で公知の点火リード線の他の部分には説明が与えられない。空冷式点火リード線１００は、その中央に、電気的に伝導性の中央ワイヤ１０２および一体型絶縁ジャケット１０４を含む絶縁された中央導電体を含む。絶縁された中央導電体を囲むのは、気流通路１０６、可撓性導管１０８、内部ブレード１１０、および外部ブレード１１２であって、それらすべては中央導電体１０２のまわりに同軸に位置合わせされる。
【０００８】
中央導電体１０２は、点火システムによって与えられる高圧点火パルスを伝導し、ソリッドコアまたは撚り線のいずれかで構成され得る。撚り線の場合、中央導電体１０２は一連の小さなスペースまたは空隙がその間に形成されるよう小型のパターンに包まれたいくつかのより小さなゲージワイヤから形成される。好ましくは、中央導電体１０２を含む、１０から２０のゲージワイヤでできた１０から５０程度の撚り線がある。ソリッドコア実施例の場合には、中央導電体１０２が均一の環状の断面を有する単線を含むことが好ましい。
【０００９】
絶縁ジャケット１０４は、中央導電体が不注意に接触されて電気的にショートするのを防ぐための、中央導電体１０２を同軸で囲む非伝導性のスリーブまたは管状のシース状カバーである。好ましい実施例では、絶縁ジャケット１０４は、３ｍｍから７ｍｍの範囲の外径を有し、好ましくはそこに捕らえられたいかなる水分も逃すことができるようなエラストマまたはＰＴＦＥベースの材料で構成される。
【００１０】
気流通路１０６は同軸で絶縁ジャケット１０４を囲み、空気がジャケットのまわりを流れるための冷却チャネルを与え、航空エンジンまたは他の近くの源からそこに与えられる望ましくない熱を取除くためのヒートシンクとして作用する。ここに示された特定の実施例では、気流通路１０６は環状の断面形状を有する細長い管状の通路またはチャネルであるが、断面形状は一般に、長円形、楕円形、長方形、三角形などであり得る。絶縁ジャケットの外表面全体が気流通路と直接に熱接触するので、絶縁ジャケット１０４に対して気流通路１０６が包むという性質は、これら２つの構成要素間の熱力学を向上させる。好ましい実施例によれば、気流通路１０６は径方向寸法Ｘを有し、Ｘ＝［（導管１０８の内径−ジャケット１０４の外径）／２］であって、好ましくは２ｍｍから１１ｍｍである。
【００１１】
代替的には、気流通路１０６は、液体またはガスのいずれかである流体がそこを通って流れることができる流体通路であり得る。いずれの場合も、新しい流体が入口を介して流体通路に入り、絶縁ジャケット１０４のまわりを流れてそこを通って放射される熱を集め、より高温の流体として出口を出ることができるよう、液体またはガスは入口および出口（いずれも示されない）の両方と流体接触する。入口および出口の例は、テーパ状のスリーブ、開口部、ボス、バルブ、マニホルドなどを含むが決して限定的でなく、かつＳＡＥ／ＡＲＰ規格６７０、タイプ１−４に一致する端子接続を含むことができる。本発明の点火リード線はいくつかの入口および出口のうちの１つを用いて利用することができ、いかなる１つの特定の設計にもリンクされないので、またそのような入口および出口が当該技術で公知なので、これらのさらなる説明は省略されている。
【００１２】
可撓性導管１０８は、それが可撓性かつ潰れにくいように、空冷式点火リード線１０に構造的一体性を与える。「潰れにくい」ことは、導管１０８が、意図された環境の中で用いられた場合に点火リード線が通常遭遇する力を実質的に過ぎる力が加えられた場合でなければ、内向きに潰れることがないことを意味する。好ましい実施例によれば、可撓性導管１０８は気流通路１０６の外部範囲を規定し、点火リード線を通して流れる大気が導管を通して外向きに漏れるのを防ぐ、管状の構造である。好ましくは、可撓性導管１０８は、他の構成分子を含むことができるニッケル鉄（Ｎｉ−Ｆｅ）材料から形成され、合金またはニッケル被膜加工された鉄の形状であり得る。導管を潰れにくくするために十分な構造的一体性を与える限り、他の金属および成分を用いることができる。気流通路１０６は、好ましい実施例によれば１０ｍｍから３０ｍｍの内径を有する可撓性導管１０８の内部円筒状表面において径方向に外向きに終端する。
【００１３】
内部ブレード１１０は、点火リード線に低抵抗リターンパスを与える低抵抗のスリーブ状構成要素である。このブレードされたリターンパス導電体は、ＥＭＩシールドを与えるのに、および／または、当業者によって認識されるように、中央導電体を介して供給される点火パルス電流のためのリターンパスとして有用である。好ましい実施例では、内部ブレード１１０は、可撓性導管１０８と密に接触してこれを同軸で囲む、ニッケルめっきされた銅線のブレードである。外部ブレードまたは上部ブレード１１２は接地経路としても潜在的に有用である一方、点火リード線１００の他の構成要素を囲むニッケル線から作られた保護カバーであって、摩耗などの損傷から内部ブレードおよび他の構成要素を外的に保護するために主に用いられる。経験上、外部ブレードがなければ、エンジン振動および他の運転条件によって、クランプまたは他の点火リード線を定位置に保持する締結装置による擦りまたは摩耗を引起し得ることが示されている。
【００１４】
使用において、空冷式点火リード線１００は励振器（示されない）などの点火システムと点火器（示されない）などのスパーク装置との間に接続され、点火リード線を介して励振器が点火器に高圧点火パルスを与える。点火リード線の温度が、機関および／または他の近くの源からの熱により上昇するにつれて、気流通路１０６を通って流れる空気がヒートシンクとして作用し、熱を取除き、それによって絶縁ジャケット１０４を保護するのを助ける。次いで、熱した気流はなんらかの種類の出口に運ばれ、出口は熱風を大気へと通気し、その結果点火リード線１００の全体的な温度が許容レベルに保たれ得る。当然ながら、冷却液を運ぶ流体流量通路の場合には、与えられた熱は、ラジエータによって用いられるのと類似の態様で冷却液から取除かれ、冷却された液体は、次に流体通路を通って再循環される。
【００１５】
前述の説明は、本発明自体のではなく、本発明の１つ以上の好ましい例示的な実施例の説明であることが理解される。本発明はここに開示された特定の実施例に限定されず、もっぱら下記の請求項によって規定される。さらに、前述の説明に包含された記述は特定の
実施例に関し、用語または句が上記に明らかに定義される場合または記述が具体的に「本発明」に言及する場合を除いては、本発明の範囲または請求項中に用いられた用語の定義に対する制限として解釈されてはならない。さまざまな他の実施例および開示された実施例へのさまざまな変更および修正が当業者には明らかになる。そのようなすべての他の実施例、変更および修正は、添付の請求項の範囲内にあるように意図される。
【００１６】
この明細書および請求項中に用いられたように、用語「たとえば」、「例として」、および動詞「含む」、「有する」、「含んで」、ならびにそれらの他の動詞形は、列挙される１つ以上の構成要素または他の項目に関連して用いられた場合は各々無制限のものとして解釈され、その列挙が他の付加的な構成要素または項目を排除するようには考慮されないことを意味する。他の用語は、それが異なる解釈を必要とするコンテキストにおいて用いられるのでなければ、その合理的な最も広い意味を用いて解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】先行技術の空冷式点火リード線の断面図である。
【図１Ｂ】空冷式点火リード線の構成要素が内側に潰れている、図１Ａの先行技術の空冷式点火リード線の端部部分の断面図である。
【図２Ａ】本発明の空冷式点火リード線の実施例の断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの空冷式点火リード線の斜視断面図である。
【図１Ａ】
2008530435.tif 000003
【図１Ｂ】
2008530435.tif 000004
【図２Ａ】
2008530435.tif 000005
【図２Ｂ】
2008530435.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月6日(2008.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
前述の説明は、本発明自体の説明ではなく、本発明の１つ以上の好ましい例示的な実施例の説明であることが理解される。本発明はここに開示された特定の実施例に限定されず、もっぱら下記の請求項によって規定される。さらに、前述の説明に包含された記述は特定の実施例に関し、用語または句が上記に明らかに定義される場合または記述が具体的に「本発明」に言及する場合を除いては、本発明の範囲または請求項中に用いられた用語の定義に対する制限として解釈されてはならない。さまざまな他の実施例および開示された実施例へのさまざまな変更および修正が当業者には明らかになる。そのようなすべての他の実施例、変更および修正は、添付の請求項の範囲内にあるように意図される。
【国際調査報告】
2008530435.tif 000007