(57)【要約】  本発明の例示的な実施形態は、内燃機関と共に使用するための点火プラグを提供し、さらに詳細には、高められた点火能力を実現する構造を有する点火プラグを提供する。１つの特定の構成では、点火プラグが、この点火プラグの中心電極と絶縁体との間に間隙を形成して提供される。しかし、本明細書に図示および説明されるように、他の構成も企図されることが明白になろう。【選択図】図１
2010541133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属外殻であって、当該金属外殻を軸方向に貫通する外殻内腔と、火花間隙に隣接する第１の開放端とを有する金属外殻と、
少なくとも一部が前記外殻内腔の内部に配置される絶縁体であって、当該絶縁体を軸方向に貫通する絶縁体内腔と、前記火花間隙に隣接する第１の開放端とを有し、端部分に接続する中間部分を有し、前記端部分は、前記金属外殻の前記第１の開放端を第１の長さだけ軸方向に越えて、当該絶縁体の前記第１の開放端まで延びる前端部分を有する、絶縁体と、
少なくとも一部が前記絶縁体内腔の内部に配置され、前記火花間隙の部分を形成する第１の端部を有する概円筒形の中心電極組立体であって、前記金属外殻の前記第１の開放端を少なくとも前記第１の長さだけ軸方向に越えて延び、前記絶縁体の前記端部分は、絶縁間隙を前記絶縁体内腔の内部に形成するために、当該中心電極組立体の軸方向に対応する区間の外径よりも大きい内径を有し、前記絶縁間隙は、当該中心電極組立体と前記絶縁体の前記端部分との間を前記絶縁体の前記第１の開放端まで軸方向に延びる、概円筒形の中心電極組立体とを備える点火プラグ。
【請求項２】
請求項１に記載の点火プラグにおいて、前記金属外殻の前記第１の開放端に接合しかつ前記開放端から延びる接地電極をさらに備え、前記接地電極は先端部分を有し、前記先端部分は、前記中心電極組立体の前記第１の端部に面する側表面を含んで、前記側表面と前記第１の端部との間に前記火花間隙を形成する点火プラグ。
【請求項３】
請求項１に記載の点火プラグにおいて、前記第１の長さは、少なくとも０．５ｍｍである点火プラグ。
【請求項４】
請求項１に記載の点火プラグにおいて、前記絶縁体の前記端部分は、前記絶縁体と中心電極との間に前記絶縁間隙を形成する端繰りを含み、前記端繰りは、前記端繰りの長さに沿って軸方向に延びる内表面を含み、前記端繰りの前記内表面は、前記絶縁体の前記端部分の前記内径を画定する点火プラグ。
【請求項５】
請求項４に記載の点火プラグにおいて、前記端繰りの前記内表面の前記内径は、前記端繰りの長さに沿って概一定である点火プラグ。
【請求項６】
請求項４に記載の点火プラグにおいて、前記端繰りの前記内表面の前記内径は、前記端繰りの長さに沿って増大している点火プラグ。
【請求項７】
請求項４に記載の点火プラグにおいて、前記内表面は、前記端繰りの軸周りに延びる複数の畝を形成する点火プラグ。
【請求項８】
請求項４に記載の点火プラグにおいて、前記内表面は、前記端繰りの前記長さに沿って複数の段を形成する点火プラグ。
【請求項９】
請求項４に記載の点火プラグにおいて、前記端繰りの内表面は、第１の壁および第２の壁を形成し、前記第１および第２の壁は、相互に対して平行ではない方向に延びる点火プラグ。
【請求項１０】
請求項４に記載の点火プラグにおいて、前記絶縁体は、前記端繰りの内部で軸方向に延びる突出部を含み、前記突出部は、前記中心電極周りに形成される点火プラグ。
【請求項１１】
請求項１に記載の点火プラグにおいて、前記金属外殻は、前記外殻内腔の中へ向く概切頭円錐形の第１の内部肩を有し、前記絶縁体は、前記外殻内腔の中へ向く概切頭円錐形の第１の外部肩を有し、前記絶縁体の前記第１の外部肩は、前記金属外殻の前記第１の内部肩に相補的に形作られ、気密環状封止体を介して前記第１の内部肩に係合するために軸方向に位置する点火プラグ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の点火プラグにおいて、前記環状封止体は、金属輪状ガスケットである点火プラグ。
【請求項１３】
請求項１に記載の点火プラグにおいて、前記絶縁体の前記中間部分および端部分は、前記中間部分および端部分の長さに沿って延びる外表面を含み、前記外表面は、実質的に一定の直径を有する点火プラグ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の点火プラグにおいて、前記金属外殻は、前記金属外殻の外表面に沿って形成されたねじ部分を含み、前記ねじ部分は、前記絶縁体の前記中間部分および端部分の周りに配置される点火プラグ。
【請求項１５】
請求項１４に記載の点火プラグにおいて、前記金属外殻の前記ねじ部分は、１４ｍｍ以下の外径と、１２ｍｍ以上の軸長とを有する点火プラグ。
【請求項１６】
請求項１に記載の点火プラグにおいて、前記絶縁体の前記中間部分および端部分は、前記中間部分および端部分の長さに沿って延びる外表面を含み、前記外表面は、前記中間部分および端部分の前記長さに沿って多段を形成する点火プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、下記の米国仮特許出願、すなわち、２００７年９月２１日出願の第６０／９７４，３１６号の利益を主張するものであり、その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、内燃機関と共に使用するための点火プラグに関し、さらに詳細には、高められた点火能力を実現する構造を有する点火プラグに関する。
【背景技術】
【０００３】
内燃機関で使用するための従来型点火プラグは一般に、管形状の金属外殻、絶縁体、中心電極、および接地電極を具備する。金属外殻は、点火プラグを機関燃焼室の中へ嵌め込むためのねじ部分を有する。絶縁体は、中心内腔が内部に形成されており、絶縁体の端部が金属外殻の端部から突き出すように、金属外殻の中に取り付けられる。中心電極は、その端部が絶縁体の端部から突き出すように、絶縁体の中心内腔の中に固定される。接地電極は、先端部分を有し、この先端部分と中心電極の端部との間の火花間隙を介して先端部分がこの中心電極の端部に面するように金属外殻の端部に接合される。
【０００４】
近年では、より高い馬力出力を実現する内燃機関に対する需要が、機関の中の機関吸気および排気弁の個数および／またはサイズの増大ばかりでなく、冷却用に機関に固定された水ジャケットの導入にもつながった。これは、点火プラグを機関の中に取り付けるのに利用可能な空間量の減少につながり、それによって小型の構造を有する点火プラグの開発を余儀なくしている。さらに具体的には、金属外殻のねじ部分が１２ｍｍ以下の外径を有する狭い点火プラグが、今や標準化されつつある。実際には、１２ｍｍ以下の外殻外径を有する小型の点火プラグは、金属外殻と絶縁体の中心電極との間の間隔の減少をもたらす。よって空気ポケットの容積が、それにしたがって低減される。
【０００５】
低減した空気ポケット容積を有する小型の点火プラグの動作時に、火花は、狙い通りに電極間隙を形成しかつその間隙に留まるのではなく、絶縁体の外表面に沿って中心電極から横方向に這って、空気ポケットを飛び越えて金属外殻に達する傾向が強まる。この現象は、内部火花または横火として知られるが、機関効率を低下させる失火または部分燃焼を引き起こす恐れがある。さらには、いくつかの点火プラグ、特に、１９ｍｍ以上の外殻ねじ山長さと共に１２ｍｍ以下の外殻ねじ山サイズを有するものは、金属外殻と絶縁体との間の封止体を伸張の結果として緩ませ得る過剰なトルク力に対する耐性がより低いという追加的な欠点を有する嫌いがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、内部火花／横火現象を防止し、かつ過剰トルク力に対してより耐性のある封止体となる改良された点火プラグ構造を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の例示的な実施形態は、管形状の金属外殻、絶縁体、概円筒形の中心電極組立体を備える点火プラグに関する。金属外殻は、この金属外殻を軸方向に貫通する外殻内腔と、火花間隙に隣接する第１の開放端とを有する。絶縁体は、少なくとも一部が外殻内腔の内部に配置される。絶縁体は、この絶縁体を軸方向に貫通する絶縁体内腔と、火花間隙に隣接する第１の開放端とを有する。絶縁体は、端部分に接続する中間部分を有する。端部分は、金属外殻の第１の開放端を第１の長さだけ軸方向に越えて、絶縁体の第１の開放端まで延びる前端部分を有する。中心電極組立体は、少なくとも一部が絶縁体内腔の内部に配置され、火花間隙の部分を形成する第１の端部を有する。中心電極組立体は、金属外殻の第１の開放端を少なくとも第１の長さだけ軸方向に越えて延びる。絶縁体の端部分は、絶縁間隙を絶縁体内腔の内部に形成するために、中心電極組立体の軸方向に対応する区間の外径よりも大きい内径を有する。絶縁間隙は、中心電極組立体と絶縁体の端部分との間を絶縁体の第１の開放端まで軸方向に延びる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による点火プラグに関する例示的な実施形態の断面図である。
【図２】図１の例示的な実施形態においてＡと表示された境界線で囲まれた区域の拡大図である。
【図３】本発明による点火プラグに関する別法の例示的な実施形態の断面図である。
【図４】図３の例示的な実施形態においてＢと表示された境界線で囲まれた区域の拡大図である。
【図５】本発明による点火プラグに関する他の別法の例示的な実施形態の断面図である。
【図６】本発明による点火プラグに関する別法の例示的な実施形態の拡大断面図である。
【図７】本発明の例示的な実施形態による絶縁体に関する別法の端部分の拡大断面図である。
【図８】本発明の例示的な実施形態による絶縁体に関する別法の端部分の拡大断面図である。
【図９】本発明の例示的な実施形態による絶縁体に関する別法の端部分の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１および２は、本発明の例示的な実施形態による点火プラグ１００の全体構造を示す。点火プラグ１００は、自動車両の内燃機関で使用するように設計される。点火プラグ１００を内燃機関の中へ取り付けるのは、この点火プラグが、機関ヘッド（図示せず）の中に設けられたねじ内腔を通って機関燃焼室（図示せず）の中へ突き出すように、この点火プラグを嵌めることによって実現される。
【００１０】
図１に示されているように、点火プラグ１００は、本質的に管形状の金属外殻１１０と、絶縁体１２０と、円筒形の中心電極１３０と、金属外殻１１０にその燃焼室側の端部で装着された接地電極１４０とを本質的に具備する。
【００１１】
本例示的な実施形態では、金属外殻１１０は、例えば鋼のような、導電金属材料を含む。金属外殻１１０は、上で説明されたように、点火プラグ１００を機関燃焼室の中へ軸方向に嵌め込むために、この外殻の外周囲上にねじ軸部部分１１１を有する。金属外殻１１０は、その長さ全体を通して延びる軸方向内腔１１２を含む。例示的な実施形態では、金属外殻１１０のねじ部分１１１は、１４ｍｍ以下のねじ山外径Ｄ１と、１２ｍｍ以上の軸方向の外殻ねじ山長さＬ１とを有し得る。
【００１２】
絶縁体１２０は、それが、中心電極１３０を固定的に保持し、他方で中心電極と接地された金属外殻１１０との間の電気的な短絡を防止できるように、一部が軸方向内腔１１２の内部に位置して、例えば例示的な実施形態ではアルミナセラミックのような、非導電性セラミック材料を含む細長構成要素である。絶縁体１２０は、この絶縁体の端部１２０ａが金属外殻の端部１１０ａから突き出し、他方で絶縁体の対向端部１２０ｂが金属外殻の対向端部１１０ｂから突き出すように、固定されて一部が金属外殻１１０の中に収容される。絶縁体１２０は一般に、それを貫通して中に中心電極１３０が保持される軸方向内腔１２１を含み、かつこの絶縁体の拡大された突縁部分１２４の両端部に配置される外部肩１２２、１２３を含む。
【００１３】
例示的な実施形態では、中心電極１３０は、例えば銅のような、高度に熱伝導性のある金属材料を中核材料として含み、かつ例えば無垢のニッケル合金、インコネル、別のニッケルを基本とする合金、または他の適切な金属もしくは金属合金のような、高度に熱耐性があって、腐食耐性がある金属材料を被覆材料として含み得る。他の例示的な実施形態では、中心電極は、別体の中核および被覆構成要素を有することなく、もっぱらニッケルを基本とする合金から構成され得る。中心電極１３０は、金属外殻１１０から電気的に隔離されるべき絶縁体１２０の中心内腔１２１の中に固定される。中心電極１３０は、この中心電極が絶縁体をほんの僅かに越えて突き出すように、中心電極の端部１３０ａが絶縁体の端部１２０ａと実質的に位置合わせされるように、絶縁体１２０と一体となって金属外殻１１０の中に一部が含まれる。
【００１４】
接地電極１４０は、それは本例示的な実施形態では主にニッケルから成るニッケルを基本とする合金を含むが、曲線式のほぼＬ字形プリズムとして設けられ、中心電極１３０と協働する。接地電極１４０は、（例えば溶接によって）金属外殻１１０の端部１１０ａに接合される。接地電極１４０は、火花間隙１５０を介して中心電極１３０の端部１３０ａに面する側表面１４１を含む先端部分を有する。
【００１５】
金属外殻１１０の特定の設計は、例示的な実施形態で異なり得る。図１に示したように、本例示的な実施形態では、金属外殻１１０は、ねじ部分１１１と、実質的に切頭円錐形の内部肩１１３と、金属外殻外面上で１対の変形可能な縁１１４、１１６の間に延びる本質的に円筒形の装着または取付け特徴構造１１５とを含む。上で言及されたように、ねじ部分１１１は、点火プラグ１００を機関シリンダヘッド中のねじ穴の中へ取り付けるために使用される。取付け特徴構造１１５は、点火プラグ１００をシリンダヘッドの中に取り付けたりまたは取り外したりするために、レンチのような適正な工具が金属外殻１１０に係合することを可能にするように、例えば縮小区域１１８を有する二重六角形の形態で形作られ得る。ねじ部分１１１と取付け特徴構造１１５との間の移行区域では、円錐縁１１６が、当該区域内の燃焼室の緊密性を保証するために外部機関座部としての役目をする。
【００１６】
内部肩１１３は、内腔の外径が増大する区間内で軸方向内腔１１２に面する金属外殻１１０の内表面上に配置された環状棚部または縁として形成される。内部肩１１３は、絶縁体１２０が金属外殻１１０の内部で下向きに軸移動することが防止されるように、気密環状封止体１８０を介して、この絶縁体の相補的にサイズ決めされた外部肩１２２に係合する。縁１１４は、絶縁体１２０が金属外殻１１０の内部で上向きに軸移動することが防止されるように、この金属外殻を絶縁体の相補的にサイズ決めされた第２の外部肩１２３の上へ機械的に固締するために、内部肩１１７によって金属外殻１１０の端部１１０ｂに設けられる。例示的な実施形態では、金属外殻１１０も気密環状封止体１８１を介して第２の外部肩１２３に接合され得る。例示的な実施形態では、環状封止体１８０と、存在する場合には、環状封止体１８１とは、点火プラグ構造で一般に使用され、例えば鋼または鉄から構成される種類の金属輪状ガスケットであり得る。
【００１７】
本例示的な実施形態では、絶縁体１２０には、外部肩１２２、１２３の間に配置された突縁部分１２４が設けられる。突縁部分１２４の外径は、取付け特徴構造１１５における軸方向内腔１１２の中に嵌るように、絶縁体１２０において最も大きい。また絶縁体１２０は、外部肩１２２で突縁部分１２４に接合する金属外殻１１０の内部に配置される中間部分１２５を有する。中間部分１２５は、突縁部分１２４の外径よりも小さい外径を有する。図１に示されたように、外部肩１２２は、突縁部分１２４から中間部分１２５にかけて先細る外表面を有する。絶縁体１２０は、この絶縁体１２０の端部１２０ａを含む端部分１２６をさらに有する。
【００１８】
絶縁体１２０の構造は、点火プラグ１００に高度絶縁特性および高度点火能力を与えるように構成される。図１に円で囲われた区間Ａに示されたように、かつ図２に提示された円で囲われた区間Ａの拡大図に示されたように、端部分１２６は、中間部分１２５の内径よりも大きく、かつ中間部分から端部分１２０ａにかけて軸方向に増大する内径または環状直径を有する。すなわち、絶縁体１２０の中間部分１２５および端部分１２６は、これらの長さに沿って均一な外径を有し、端部分１２６は、点火端に向かって拡大する中心内腔１２１の内部に絶縁空気ポケットまたは端繰り１２８を設けるために、低減した壁厚を有する。端部分１２６は、図２に図示されたように、金属外殻１１０から外に繰り出して間隔Ｌ２だけ端１１０ａを越えて突き出す。例示的な実施形態では、端部分１２６の長さ、幅、および内径増大に関する具体的な寸法は、点火プラグが使用されている具体的な用途に大きく依存することになる。
【００１９】
上で説明されたように、端部分１２６の増大した内径は、端部分と中心電極１３０との間の中心内腔１２１の内部に端繰り１２８を創出するために設けられる。端繰り１２８によって点火プラグ１００の中で中心電極１３０の周囲に形成された相対的に大きな空間距離は、絶縁体１２０の端部１２０ａから、絶縁体が端部分１２６から中間部分１２５の拡大壁に移行する箇所に向かって長手の方向に範囲を有する。よって、本例示的な実施形態では、端繰り１２８は、金属外殻１１０の端部１１０ａを越えて延びる。
【００２０】
よって本例示的な実施形態は、端繰り１２８は、絶縁体１２０と金属外殻１１０との間の軸方向内腔１１２の内部にではなく、絶縁体１２０と中心電極１３０との間の中心内腔１２１の内部に配置されるように構成される。このような構成は、端繰り１２８が、端部分１２６と軸方向に位置合わせ状態で金属外殻１１０の端部１１０ａを越えて、中心電極１３０の端部１３０ａに近接する箇所まで延びることを可能にする。
【００２１】
本例示的な実施形態では、端繰り１２８は、図２で最も適切に見られるが、点火プラグ１００の熱範囲を制御するのに役立つ。金属外殻１１０の端部１１０ａを越える絶縁体端部分１２６の突出部は、図２で軸方向長さＬ２によって表示されるが、横火花または内火が中心電極１３０の点火端１３０ａから横方向に金属外殻まで飛ぶ傾向を阻止するのに役立つ。すなわち、端繰り１２８を、絶縁体１３０の端部分１２６と軸方向に位置合わせした状態で、このように中心電極に近接して実質的に中心電極１３０の点火端１３０ａまで延長することによって、中心電極から横方向へ這う嫌いがある火花が、絶縁体１２０の外表面に沿って這うのではなく、所望通りに中心電極の周囲に形成された絶縁端繰りの相対的に大きな空間距離に進入することになるので、点火プラグ１００は、内火または横火花に関する恐れを大幅に減少させることができる。例示的な実施形態では、突出部の長さＬ２は０．５ｍｍ以上であり得る。
【００２２】
端繰り１２８が、説明されたように金属外殻１１０の端部１１０ａを越える箇所まで達するような様態で、この端繰りを中心内腔１２１の内部に形成することに対応するために、金属外殻の内部肩１１３と絶縁体１２０の外部肩１２２との間の内部環状封止体１８０が、点火プラグ１００に沿って円錐縁１１６の上方の箇所に配置される。この結果が、装着特徴構造１１５の上端における絶縁体１２０の外部肩１２３と内部環状封止体１８０との間の短縮された軸方向長さＬ３である。有利なことに、このような様態で金属外殻１１０の上部から内部環状封止体１８０までの長さＬ３を短縮すると、絶縁体１２０と金属外殻１１０との間の内部環状封止体が、取付け時の過剰なトルクの印加に応答する緩みに対してより大きな耐性を有することを可能にする。すなわち、封止体接触箇所間で得られる短縮された長さＬ３は、環状封止体１８０が、点火プラグ１００を機関の中へ取り付ける間の過剰なトルクに対してより堅牢になり、かつ熱膨張に対する耐性を有するようになる。
【００２３】
図６を参照すると、別法の点火プラグ１００’構成が提示されている。この点火プラグ１００’は、中心電極１３０’と金属外殻１１０’との間を絶縁するために絶縁体１２０’を含む。この構成では、絶縁体１２０’は、外部肩１２２’によって形成された複数の段１２１’を含む。また金属外殻１１０’は、外部肩１２２’に隣接して配置された複数の段１２３’および内部肩１１３’を含む。先の実施形態に関する場合と同様に、ガスケットのような環状封止体１８０’が、点火プラグ１００’を封止するために、１つまたは複数の内部肩１１３’と外部肩１２２’との間に設けられる。
【００２４】
例示的な実施形態では、端繰り１２８は、所望通りに点火プラグの熱範囲に影響を与えるようにサイズおよび形状が異なり得る。非限定的な別法の例示的な実施形態によれば、図３および４は、端繰り２２８が、端繰り１２８とは異なるサイズおよび形状である点で、図１および２の例示的な実施形態の点火プラグ１００とは異なる点火プラグ２００を示す。端繰り２２８は、図４で最も適切に見られるが、それは、図３に円で囲われた区間Ｂの拡大図を提示する。この別法の例示的な実施形態では、絶縁体２２０は、中心電極２３０に隣接して軸方向内腔２２１の内部で、この絶縁体の中間部分２２５から端部２２０ａに向かって軸方向に延びる内部環状突出部２２９を含む。
【００２５】
図７から９を参照すると、絶縁体端部分の別法の構成が提示されている。これらの構成は、それらが、絶縁体の端部分、特に端繰りの異なる形状構成を設けることによって、点火プラグ全体の熱分布を改良する点でいくつかの利点を有する。これらの構成はまた、中心電極と金属外殻との間の間隔を増大することによって、内部火花、横火、または同様の現象に対する耐性を高める。例えば、図７を参照すると、点火プラグ４００が、絶縁体４２０の端部分４２６を示して提示されているが、この絶縁体は、中心電極４３０と金属外被４１０との間を絶縁する。絶縁体４２０は、内壁４３３を形成する端繰り４２８を含む。この構成では、１つもしくは複数の、または複数であってもよい、畝４３５のような突起が、内壁４３３に沿って配置される。
【００２６】
図８を参照すると、別の点火プラグ５００が、絶縁体５２０の端部分５２６を示して提示されているが、この絶縁体は、中心電極５３０と金属外被５１０との間を絶縁する。絶縁体５２０は、内壁５３３を形成する端繰り５２８を含む。この構成では、複数の段５３７を形成する１つまたは複数の段付き部分５３５が、内壁５３３に沿って配置される。
【００２７】
図９を参照すると、別の点火プラグ６００が、絶縁体６２０の端部分６２６を示して提示されているが、この絶縁体は、中心電極６３０と金属外被６１０との間を絶縁する。絶縁体６２０は、第１の内壁６３３および第２の内壁６３５を形成する端繰り６２８を含み、これらの第１および第２の壁は、相互に対して平行ではない方向へ延びる。
【００２８】
再び図２の例示的な実施形態を参照すると、点火プラグ１００には、第１の貴金属小片１３５および第２の貴金属小片１４５がさらに設けられ、これらの両方は円筒形状を有する。第１の貴金属小片１３５および第２の貴金属小片１４５は、これらの間に火花間隙１５０を形成するように、相互から離間される。火花間隙１５０は軸方向の火花間隙であり、火花は、それが火花表面間を飛ぶと、主に軸方向に移動することを意味する。上で説明されたように、本例示的な実施形態における端繰り１２８の形成は、横火花または内火に関する嫌いを防止するために、点火プラグの熱範囲に影響を与えるのに役立つ。
【００２９】
第１の貴金属小片１３５は、それは点火プラグ１００の火花放電部材の役目を果たすが、本例示的な実施形態ではレーザ溶接によって中心電極１３０の端部１３０ａに接合される。第１の貴金属小片１３５は、容易にすり減らないように薄すぎることがない。例示的な実施形態では、第１の貴金属小片１３５は、５０重量パーセントよりも大きい量の白金を含有する白金を基本とする合金と、例示的な実施形態では、イリジウム、ロジウム、ニッケル、タングステン、パラジウム、ルテニウム、レニウム、アルミニウム、アルミナ、およびイットリウムから選択され得る少なくとも１つの添加物とを含み得る。例示的な実施形態では、第１の貴金属小片１３５は、５０重量パーセントよりも大きい量のイリジウムを含有するイリジウムを基本とする合金と、例示的な実施形態では、白金、ロジウム、ニッケル、タングステン、パラジウム、ルテニウム、レニウム、アルミニウム、アルミナ、およびイットリウムから選択され得る少なくとも１つの添加物とを含み得る。例示的な実施形態では、白金またはイリジウムを基本とする合金は、摂氏１５００度を超える融点を有し得る。
【００３０】
第２の貴金属小片１４５は、それも点火プラグ１００の火花放電部材の役目を果たすが、本例示的な実施形態ではレーザ溶接によって接地電極１４０の側表面１４１に接合される。火花間隙１５０に面する第２の貴金属小片１４５の端部と接地電極１４０の側表面１４１との間の軸方向分離間隔は、特定用途に所望される通りに選択可能であり、例示的な実施形態では、０．２から１．５ｍｍの範囲内にあり得る。第２の貴金属小片１４５は、容易にすり減らないように薄すぎることがない。例示的な実施形態では、第２の貴金属小片１４５は、５０重量パーセントよりも大きい量の白金を含有する白金を基本とする合金と、例示的な実施形態では、イリジウム、ロジウム、ニッケル、タングステン、パラジウム、ルテニウム、レニウム、アルミニウム、アルミナ、およびイットリウムから選択され得る少なくとも１つの添加物とを含み得る。例示的な実施形態では、第２の貴金属小片１４５は、５０重量パーセントよりも大きい量のイリジウムを含有するイリジウムを基本とする合金と、例示的な実施形態では、白金、ロジウム、ニッケル、タングステン、パラジウム、ルテニウム、レニウム、アルミニウム、アルミナ、およびイットリウムから選択され得る少なくとも１つの添加物とを含み得る。例示的な実施形態では、白金またはイリジウムを基本とする合金は、摂氏１５００度を超える融点を有し得る。
【００３１】
再び図１の本例示的な実施形態の図示に戻って参照すると、中心電極１３０の端部１３０ｂが、絶縁体１２０の中心内腔１２１の内部で、導電性材料を含むガラス封止体１６１を介して抵抗性素子１６０の端部に電気的に接続される。例示的な実施形態では、ガラス封止体１６１は、それが絶縁体１２０の内表面と抵抗性素子１６０の外表面との間に配置されるように、この抵抗性素子を同軸包囲する焼成封着体（導電性または別様）であり得る。抵抗素子は、火花間隙１５０に高電圧点弧を供給する。抵抗性素子１６０の他端部は、ガラス封止材料１６１を介して、円筒形の端子電極１７０の端部１７０ａに電気的に接続される。端子電極１７０は、この端子電極の別の端部１７０ｂ（この端部に点火コイルブーツ（図示せず）が取り付けられる）が、絶縁体の端部１２０ｂから突出するように、絶縁体１２０の中心内腔１２１の内部に固定される。
【００３２】
例示的な実施形態では、端子電極１７０は、例えば、無垢の合金鋼、鋼を基本とする合金、インコネル、別のニッケルを基本とする合金、または他の適切な金属もしくは金属合金のような、高度に熱耐性があって、腐食耐性のある金属材料を含み得る。図１に示されたように、絶縁体１２０には、この絶縁体が抵抗性素子１６０および端子電極１７０を受け入れかつ支持できるように、軸方向内腔１２１の内径移行部に生じる内部肩１２７が設けられる。
【００３３】
当然のことであるが、金属外殻の形状、サイズ、および特定構造は、本発明の例示的な実施形態による設計ごとに大きく異なり得るものであり、よって、図１および３に示されたように、金属外殻１１０および２１０の具体的な寸法属性は、例示的な実施形態としてのみ提示されることに留意されるべきである。例えば、図５は、本発明による点火プラグの別法の例示的な実施形態を示す。点火プラグ３００は、本質的に管形状の金属外殻３１０と、絶縁体３２０と、円筒形の中心電極３３０と、金属外殻３１０にその燃焼室側の端部で装着された接地電極３４０とを具備して、図５に示されている。金属外殻３１０は、その長さ全体を通して延びる軸方向内腔３１２を含む。絶縁体３２０は、一部が軸方向内腔３１２の内部に位置し、一般に、この絶縁体を貫通して中心電極３３０が中に保持される軸方向内腔３２１と、絶縁体の拡大された突縁部分３２４の両端部に配置される外部肩３２２、３２３とを含む細長構成要素である。
【００３４】
本例示的な実施形態では、金属外殻３１０は、点火プラグ３００を機関シリンダヘッド中のねじ穴の中へ取り付けるためのねじ軸部部分３１１と、実質的に切頭円錐形の内部肩３１３と、金属外殻外面上で１対の変形可能な縁３１４、３１６の間に延びる本質的に円筒形の装着または取付け特徴構造３１５とを含む。取付け特徴構造３１５は、点火プラグ３００をシリンダヘッドの中に取り付けたりまたは取り外したりするために、レンチのような適正な工具が金属外殻３１０に係合することを可能にするように、例えば収縮区域３１８を有する二重六角形の形態で形作られ得る。
【００３５】
本例示的な実施形態では、金属外殻に、短縮された軸方向外殻ねじ山長さＬ４を有するねじ部分３１１が形成される。ねじ部分３１１は、点火プラグ３００を機関燃焼室内へ軸方向に嵌め込むために使用される。平坦なガスケット着座区域３１９が、ねじ部分３１１と取付け特徴構造３１５との間の軸方向移行区域内へ延び、円錐形縁３１６が、当該区域内における燃焼室の緊密性を保証するための外部機関座部の役目を果たす。例示的な実施形態では、ねじ部分３１１は、６ｍｍ以上の軸方向外殻ねじ山長さＬ４を有することができ、平坦なガスケット着座区域３１９は、ねじ部分３１１と円錐形縁３１６との間に６ｍｍ以上の軸方向長さを有することができる。しかし、図６に示されたように、金属外被１１０’が、ガスケット（図示せず）を備える封止体を受け入れかつ形成するために、中心電極１３０’に対して概垂直に延びる平坦表面１１６’を含んでよいことも企図される。本発明に関する以上の特定の実施形態が図示されかつ説明されてきたが、開示された構想の趣旨から逸脱することなく、様々な改造、変更、および改良が、本発明に対して実施されてよいことが本発明を実施する者および当業者によって理解されよう。例えば、以上に説明された例示的な実施形態では、第１および第２の貴金属小片１３５および１４５は、抵抗溶接によって、中心および接地電極１３０および１４０にそれぞれ接合される。しかし他の例示的な実施形態では、レーザ溶接、プラズマ溶接、および接着剤による接合のような他の接合手段が使用されてもよい。さらには、例示的な実施形態では、中心電極１３０および接地電極１４０は、貴金属小片１３５および１４５をそれぞれ含まなくてもよい。さらには、点火プラグ１００を設計する際に、他の詳細な寸法範囲および／または関係が、適切に改造または変更されてよい。当該技術分野の範囲内にあるこのような改造、変更、および改良は、添付された特許請求の範囲によって網羅されることが意図されている。
【００３６】
よって、本発明が例示的な実施形態を参照して説明されてきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が実施されてよく、かつ均等物が本発明の要素に代用されてよいことは当業者によって理解されよう。さらには、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために数多くの改造が実施され得る。したがって、本発明は、本発明を実施するために企図された最良の様式として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、添付された特許請求の範囲およびそれらの法的均等物の範囲内に入るすべての実施形態を包含するものであることが意図されている。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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