(57)【要約】  本出願は、中心電極（７）と、中心電極（７）が差し込まれている絶縁体（６）と、中心電極（７）に接続されているコイル（５）と、コイル（５）が中に配置されている筐体（４）とを備え、筐体（４）が絶縁体（６）によって一方の端部で閉鎖され、コイル（５）に接続されている内側導体（２）と筐体（４）に接続されている外側導体（２）とを有するＨＦプラグコネクタをもう一方の端部で支える、コロナ点火装置に関する。本発明によれば、ＨＦプラグコネクタは、内側導体（２）と外側導体（１）との間で環状ギャップを密封するガラス体（３）を収容している。本出願は、このようなＨＦ点火装置のため適しているＨＦプラグコネクタにも関する。【選択図】  図３
2015537334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心電極（７）と、
前記中心電極（７）を取り囲む絶縁体（６）と、
前記中心電極（７）に接続されているコイル（５）と、
前記コイル（５）が中に配置されている筐体（４）と、
を備え、
前記筐体（４）は、前記絶縁体（６）によって一方の端部で閉鎖され、前記コイル（５）に接続されている内側導体（２）と前記筐体（４）に接続されている外側導体（２）とを有するＨＦプラグコネクタをもう一方の端部で支える、コロナ点火装置であって、
前記ＨＦプラグコネクタは、前記内側導体（２）と前記外側導体（１）との間で環状ギャップを密封するガラス体（３）を備えることを特徴とする、コロナ点火装置。
【請求項２】
前記筐体（４）の内部が絶縁ガスで充填されていることを特徴とする、請求項１に記載のコロナ点火装置。
【請求項３】
前記絶縁ガスは、六フッ化硫黄を含有することを特徴とする、請求項２に記載のコロナ点火装置。
【請求項４】
前記筐体（４）の中のガス圧が周囲大気圧より高くなることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のコロナ点火装置。
【請求項５】
前記内側導体（２）は、最大で２ミリメートルであり、好ましくは、１．５ミリメートルを超えない直径を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のコロナ点火装置。
【請求項６】
前記筐体（４）の一部分は、前記外側導体（１）の円筒端部（１ｂ）が内部へ突出する筐体管（４ａ）によって形成されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のコロナ点火装置。
【請求項７】
前記プラグコネクタは、前記プラグコネクタが前記筐体管（４ａ）の端面に着座するのに使われる外周段部（１ｃ）を有することを特徴とする、請求項６に記載のコロナ点火装置。
【請求項８】
前記プラグコネクタは、スパナとの係合のため外形が形成されている外面を有する部分（１ａ）を有することを特徴とする、請求項６または７に記載のコロナ点火装置。
【請求項９】
前記ガラス体（３）が圧縮ガラス密封物を形成することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のコロナ点火装置。
【請求項１０】
内側導体（２）および外側導体（１）を備え、
前記内側導体（２）と前記外側導体（１）との間で環状ギャップを密封するガラス体（３）によって特徴付けられる、気密性高周波プラグコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欧州特許出願公開第１６６２６２６号Ａ１明細書から知られているように、請求項１のプリアンブルに規定された特徴を有するコロナ点火（ｃｏｒｏｎａ  ｉｇｎｉｓｉｏｎ）装置に関する。このようなコロナ点火装置は、これらのコロナ点火装置が車両の高周波発生器または車載電源システムに接続できるようにするプラグコネクタを燃焼室から遠く離れている方のこれらのコロナ点火装置の端部に有する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼室内の燃料／空気混合物がコロナ点火装置を用いて燃焼室内に生成されたコロナ放電によってどのように点火され得るかは、欧州特許出願公開第１６６２６２６号Ａ１明細書および国際出願公開第２００４／０６３５６０号Ａ１明細書から知られている。コロナ点火装置は、絶縁体に差し込まれた中心電極を有する。中心電極は、このようにして、接地電位にあるコロナ点火装置の筐体および燃焼室の壁に対して電気的に絶縁される。中心電極は、筐体または燃焼室の壁と共にキャパシタ（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を形成する。この点で、筐体および燃焼室の壁は、キャパシタの対電極（ｃｏｕｎｔｅｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）としての役割を果たす。
【０００３】
このキャパシタは、筐体の中に配置されたコイルと共に、例えば、中心タップ付きの変圧器または別の高周波発生器を用いて生成された高周波電圧によって励起される電気的発振回路を形成する。発振回路が共鳴的に励起されたとき、中心電極と燃焼室の壁またはコロナ点火装置の筐体との間に電圧逓増（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｔｅｐ−ｕｐ）が存在する。これは、燃焼室内のコロナ放電の形成につながる。コロナ放電は、中心電極の点火先端部から生じる。
【０００４】
アーク放電を用いて燃料／空気混合物に点火する従来型のスパークプラグと比べると、コロナ点火装置は、電極または点火先端部の燃焼が非常に小さいという利点がある。コロナ点火装置は、その結果、従来型のスパークプラグと比べると、非常に耐用年数が長いという潜在力がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１６６２６２６号Ａ１明細書
【特許文献２】国際出願公開第２００４／０６３５６０号Ａ１明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、コロナ点火装置の耐用年数が改善できる手段を規定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本目的は、請求項１に記載された特徴を有するコロナ点火装置によって、そして、さらにコロナ点火装置のための高周波プラグコネクタによって達成される。本発明の有利な改良点は、従属請求項によって開示される。
【０００８】
本発明によるＨＦプラグコネクタは、コロナ点火装置の筐体管を気密的に閉鎖することを可能にする。コロナ点火装置の耐用年数は、このようにして、増加させることができる。具体的には、コロナ点火装置の早期故障の原因は、多くの場合に、コロナ点火装置の内部における誘電体破壊である。コロナ点火装置の筐体管は、本発明によるＨＦプラグコネクタによって閉鎖されるので、筐体の中への空気中湿気の侵入を防止することができる。空気中湿気は誘電体破壊の閾値を低減し、その結果、侵入湿気がコロナ点火装置の早期故障をもたらす可能性があるので、これは重要である。
【０００９】
本発明によるプラグコネクタは、例えば、筐体内のガス圧が２０℃で２バール以上、好ましくは、５バール以上に増加させることができるので、誘電体破壊の危険性をさらに低減することを可能にする。誘電体強度は、このようにして、乾燥空気の場合でもかなり高めることができる。
【００１０】
誘電体破壊の危険性は、特にガス絶縁によって低減され得る。このため、筐体の内部は、絶縁ガス、例えば、窒素、二酸化炭素、および／または、六フッ化硫黄で充填することができる。例えば、ガス粒子の総数に基づいて少なくとも５％六フッ化硫黄を含有するガス混合物は、絶縁ガスとして使用してもよい。
【００１１】
機関動作は、特に振動の結果として、高い熱的負荷および高い機械的負荷も伴うので、コロナ点火装置の同軸ＨＦプラグコネクタに関する要求が高い。内側導体と外側導体との間で環状ギャップを密封するガラス体（ｇｌａｓｓ  ｂｏｄｙ）を用いると、それでも１０−７ｍｂａｒ・ｌ／ｓまたはこれ以上の気密性（ｇａｓ−ｔｉｇｈｔｎｅｓｓ）が得られる。
【００１２】
ガラス体は、内側導体を取り囲むガラス溶融物（ｇｌａｓｓ  ｍｅｌｔ）として設けられる。液体ガラスが内側導体および外側導体と接触させられたとき、一体的な接着が一方でガラスと内側導体との間に、他方でガラスと外側導体との間に生成される。
【００１３】
ガラス体は、圧縮ガラス密封物（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｇｌａｓｓ  ｓｅａｌ）を形成することがある。圧縮ガラス密封物は、金属体、本事例では外側導体がこの外側導体によって取り囲まれたガラス体より高い熱膨張率を有するという事実を利用する。圧縮ガラス密封物を生成するために、外側導体は、加熱され、外側導体と内側導体との間の環状ギャップが液体ガラスによって閉鎖される。冷却すると、ガラス体は、硬化し、収縮する。外側導体の熱膨張率の方が高いので、外側導体は、ガラス体より強く接触し、その結果、ガラス体は、内側導体にかなりの圧力で押し付けられる。ガラス体と内側導体との間、そして、さらにガラス体と周囲の外側導体との間の優れた密封はともに、このようにして、圧縮ガラス密封物を用いて達成され得る。内側導体は、ガラス体より小さい熱膨張率を有することがある。内側導体は、このとき、冷却中に、特にこの内側導体を取り囲むガラス体より少ししか収縮しない。ガラス体が内側導体に押し付けられる力は、その結果、より大きくなり、相応して密封もより良好である。
【００１４】
例えば、外側導体は、好ましくは、２０℃で１ケルビン当たり少なくとも８０×１０−７（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ８０・１０−７  ｐｅｒ  Ｋｅｌｖｉｎ  ａｔ  ２０℃）、例えば、２０℃で１ケルビン当たり８０×１０−７から１８０×１０−７（ｉｎ  ｔｈｅ  ｒａｎｇｅ  ｆｒｏｍ  ８０  ｔｏ  １８０・１０−７  ｐｅｒ  Ｋｅｌｖｉｎ  ａｔ  ２０℃）までの範囲内の熱膨張率を有する鋼または鉄／ニッケル合金で作成できる。例えば、１ケルビン当たり５０×１０−７から１００×１０−７（５０  ｔｏ  １００・１０−７  ｐｅｒ  Ｋｅｌｖｉｎ）までの熱膨張率を有するガラスは、その結果、例えば、ガラス体として使用することができる。この種のガラスは、市販されている。例えば、石英ガラスが適している。内側導体は、例えば、インバー合金（ｉｎｖａｒ  ａｌｌｏｙ）から形成され得る。適当な合金は、例えば、Ｋｏｖａｒという名前で市販されている。
【００１５】
プラグコネクタの外側導体は、例えば、溶接によって、コロナ点火装置の筐体管に一体的に接着されることがある。
【００１６】
本発明のさらなる詳細および利点は、添付図面を参照して実例的な実施形態に基づいて説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ＨＦプラグコネクタを示す部分断面図である。
【図２】ＨＦプラグコネクタ付きのコロナ点火装置を示す図である。
【図３】図２の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に例示されたＨＦプラグコネクタは、同軸プラグコネクタの外側導体を形成する金属筐体１と、金属内側導体２と、内側導体２と外側導体１との間で環状ギャップを密封するガラス体３とを備える。ガラス体３は、内側導体２のための圧縮ガラス密封物を形成することができる。図示された実施形態では、ガラス体３は、さらなる部品なしで済ますことを可能にするような内側導体２のための絶縁支持体である。
【００１９】
外側導体１と内側導体２との間の環状ギャップは、幅２ｍｍ以上であることがある。内側導体の直径は、環状ギャップの幅より小さくなり、例えば、１から１．５ｍｍであってもよい。これらの寸法を用いて、気密性圧縮ガラス密封物は、効果的に実装することができ、外側導体１に対する内側導体２の電気的絶縁に十分な幅広の環状ギャップに接続することができる。
【００２０】
高周波プラグコネクタは、ＨＦ部品が高周波線に取り外し可能に電気接続されるべきどんな場所でも使用することができる。ＨＦプラグコネクタは、内燃機関の燃焼室内の燃料／空気混合物がコロナ放電を用いて点火されるのに使われるコロナ点火装置に特によく適合している。
【００２１】
例示されたＨＦプラグコネクタの外側導体１は、スパナとの係合のため外形が形成された外面を有する部分１ａを持ち得る。例えば、部分１ａは、６角形の外形または１２角形の外形を有することがある。ＨＦプラグコネクタがコロナ点火装置の筐体に取り付けられた場合、外形が形成された部分１ａの機能的な領域（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ａｒｅａ）は、コロナ点火装置を内燃機関のネジ山付きブロックにねじ込むために使用することができる。外側導体は、例えば、外形が一致するプラグコネクタとの係合のためのさらなる機能的な領域を有することがある。
【００２２】
筐体管へのＨＦプラグコネクタの締め付けを実現し易くするために、前記コネクタは、外周段部１ｃから始まる円筒端部１ｂを有する。この端部１ｂを用いて、ＨＦプラグコネクタは、筐体管に差し込むことができる。外周段部１ｃは、その後に筐体管の端面に置かれるフランジによって形成される。ＨＦプラグコネクタは、その後、例えば、溶接、例えば、レーザー溶接もしくは磁気圧接（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃｒｉｍｐｉｎｇ）によって、筐体管に固定する（ｆａｓｔｅｎ）ことができる。
【００２３】
図２および図３は、図１に例示されたＨＦプラグコネクタ付きのコロナ点火装置を示す。コロナ点火装置は、例えば、溶接によって、ＨＦプラグコネクタの外側導体１に気密的に接続された筐体４を有する。例示された実例的な実施形態では、筐体４は、複数の部品、具体的には、コイル５が中に配置されている筐体管４ａと、絶縁体６を取り囲む筐体ヘッド４ｂとにより構成される。コイル５は、内側導体２が差し込まれるソケットを端部で支えることがあるコイル巻型（ｃｏｉｌ  ｆｏｒｍｅｒ）に巻き付けられている。内側導体２は、このようにして、コイル５に接続されることがある。
【００２４】
例示された実施形態における筐体４ｂは、エンジンブロックにねじ込むための外側ネジ山を有する。しかし、コロナ点火装置は、他のいかなる手段でもエンジンブロックに締め付けることができるので、外側ネジ山は、必要不可欠ではない。
【００２５】
中心電極７は、絶縁体６を通り抜け、１つ以上の点火先端部８に達する。筐体ヘッド４ｂ、中心電極７および絶縁体６は、キャパシタを形成する。このキャパシタは、コイル５と直列に接続され、このコイルと共に電気発振回路を形成する。この発振回路を励起することにより、コロナ放電を、点火先端部８から発生させることができる。
【００２６】
コロナ点火放電の筐体４は、燃焼室の横側にある筐体の端部で絶縁体６によって、そして、燃焼室から遠く離れている筐体の端部でＨＦプラグコネクタによって気密的に閉鎖されている。筐体の内部における誘電体破壊の危険性を低減するために、筐体の内部のガス圧は、周囲大気圧に対して、例えば、２バールを超える値まで増加させられる。５バールから３０バールまでの値が適している。
【００２７】
コロナ点火装置の筐体４の気密閉鎖（ｇａｓ−ｔｉｇｈｔ  ｃｌｏｓｕｒｅ）は、ガス絶縁を可能にする。ガス絶縁は、誘電体破壊の危険性を低減するだけではなく、コロナ点火装置の導電性筐体４における発振回路の損失を低減する。
【００２８】
コロナ点火装置の内部におけるガス絶縁は、例えば、窒素、乾燥空気、六フッ化硫黄（ｓｕｌｐｈｕｒ  ｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｅ）、および／または、二酸化炭素によって達成され得る。窒素、六フッ化硫黄および二酸化炭素などの絶縁ガスは、特に適している。特に、例えば、（ガス分子の総数に基づいて）５％以上の六フッ化硫黄を含有するガス混合物は、優れたガス絶縁を可能にする。
【符号の説明】
【００２９】
１      ＨＦプラグコネクタの外側導体
１ａ    外側導体の機能的な領域
１ｂ    外側導体の円筒端部
１ｃ    外側導体の外周段部
２      ＨＦプラグコネクタの内側導体
３      ＨＦプラグコネクタのガラス体
４      コロナ点火装置の筐体
４ａ    筐体管
４ｂ    筐体ヘッド
５      コイル
６      絶縁体
７      中心電極
８      点火先端部
【図１】
2015537334.tif 000003
【図２】
2015537334.tif 000004
【図３】
2015537334.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月1日(2015.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心電極（７）と、
前記中心電極（７）を取り囲む絶縁体（６）と、
前記中心電極（７）に接続されているコイル（５）と、
前記コイル（５）が中に配置されている筐体（４）と、
を備え、
前記筐体（４）は、前記絶縁体（６）によって一方の端部で閉鎖され、前記コイル（５）に接続されている内側導体（２）と前記筐体（４）に接続されている外側導体（１）とを有するＨＦプラグコネクタをもう一方の端部で支える、コロナ点火装置であって、
前記ＨＦプラグコネクタは、前記内側導体（２）と前記外側導体（１）との間で環状ギャップを密封するガラス体（３）を備え、前記ガラス体（３）が圧縮ガラス密封物を形成し、前記外側導体（１）が鋼からなり、前記内部導体（２）がインバー合金からなることを特徴とする、コロナ点火装置。
【請求項２】
前記筐体（４）の内部が絶縁ガスで充填されていることを特徴とする、請求項１に記載のコロナ点火装置。
【請求項３】
前記絶縁ガスは、六フッ化硫黄を含有することを特徴とする、請求項２に記載のコロナ点火装置。
【請求項４】
前記筐体（４）の中のガス圧が周囲大気圧より高くなることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のコロナ点火装置。
【請求項５】
前記内側導体（２）は、最大で２ミリメートルであり、好ましくは、１．５ミリメートルを超えない直径を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のコロナ点火装置。
【請求項６】
前記筐体（４）の一部分は、前記外側導体（１）の円筒端部（１ｂ）が内部へ突出する筐体管（４ａ）によって形成されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のコロナ点火装置。
【請求項７】
前記プラグコネクタは、前記プラグコネクタが前記筐体管（４ａ）の端面に着座するのに使われる外周段部（１ｃ）を有することを特徴とする、請求項６に記載のコロナ点火装置。
【請求項８】
前記プラグコネクタは、スパナとの係合のため外形が形成されている外面を有する部分（１ａ）を有することを特徴とする、請求項６または７に記載のコロナ点火装置。
【請求項９】
内側導体（２）および外側導体（１）とガラス体（３）を備え、
前記ガラス体（３）が前記内側導体（２）と前記外側導体（１）との間で環状ギャップを密封する気密性高周波プラグコネクタであって、
前記ガラス体（３）が圧縮ガラス密封物を形成し、前記外側導体（１）が鋼からなり、前記内側導体（２）がインバー合金からなることによって特徴付けられる、気密性高周波プラグコネクタ。
【国際調査報告】
2015537334.tif 000006
2015537334.tif 000007
2015537334.tif 000008
2015537334.tif 000009
2015537334.tif 000010
2015537334.tif 000011