(57)【要約】【課題】ケーシング内の絶縁体の良好なシールが、高い温度のもとでも保証されている点火プラグを提供する。【解決手段】点火プラグ１０の長手方向に向けられた力を絶縁体２１に加えるようになっている手段４１ａ，４１ｂが設けられており、この結果、絶縁体２１のシール面４５が、ケーシング２２のシール面４７またはシールエレメント４６を押圧するようになっていて、したがって絶縁体２１がケーシング２２内でガス密にシールされているようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火プラグ（１０）であって、ケーシング（２２）内に配置された絶縁体（２１）が設けられており、該絶縁体（２１）がシール面（４５）を有しており、該シール面（４５）が、ケーシング（２２）のシール面（４７）に接触しているかまたはケーシング（２２）と絶縁体（２１）のシール面（４５）との間に配置されたシールエレメント（４６）に接触している形式のものにおいて、当該点火プラグ（１０）の長手方向に向けられた力を絶縁体（２１）に加えるようになっている手段（４１ａ，４１ｂ）が設けられており、この結果、絶縁体（２１）のシール面（４５）が、ケーシング（２２）のシール面（４７）またはシールエレメント（４６）を押圧するようになっていて、したがって絶縁体（２１）がケーシング（２２）内でガス密にシールされていることを特徴とする点火プラグ。
【請求項２】
前記手段がばねエレメント（４１ａ）である、請求項１記載の点火プラグ。
【請求項３】
ばねエレメント（４１ａ）が円筒ばねまたは皿ばねまたは曲げばねである、請求項２記載の点火プラグ。
【請求項４】
ばねエレメント（４１ａ）のばね定数が、０．２ｋＮ／ｍｍ〜５ｋＮ／ｍｍの範囲内である、請求項２または３記載の点火プラグ。
【請求項５】
ばねエレメント（４１ａ）が、摂氏２００度の温度のもとで、少なくとも５００Ｎの力を絶縁体（２１）に加えるようになっている、請求項２から４までのいずれか１項記載の点火プラグ。
【請求項６】
前記手段が補償エレメント（４１ｂ）であり、該補償エレメント（４１ｂ）が、ケーシング（２２）よりも高い熱膨張係数を有していて、温度上昇に際して、当該点火プラグ（１０）の長手方向に向けられた力を絶縁体（２１）に加えるようになっている、請求項１記載の点火プラグ。
【請求項７】
補償エレメント（４１ｂ）が、少なくとも１０・１０−６Ｋ−１の熱膨張係数を有している、請求項６記載の点火プラグ。
【請求項８】
補償エレメント（４１ｂ）がアルミニウム合金を有している、請求項６または７記載の点火プラグ。
【請求項９】
前記手段（４１ａ，４１ｂ）が、ケーシング（２２）の内壁と絶縁体（２１）の外壁との間の領域に設けられている、請求項１から８までのいずれか１項記載の点火プラグ。
【請求項１０】
前記手段（４１ａ，４１ｂ）が、点火プラグ（１０）の長手方向軸線の方向で、ケーシング（２２）の、内側に突入している区分（４２）と、絶縁体（２１）の段部（４４）との間に配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の点火プラグ。
【請求項１１】
前記手段（４１ａ，４１ｂ）とケーシング（２２）の前記区分（４２）との間および／または前記手段（４１ａ，４１ｂ）と絶縁体（２１）の段部（４４）との間に、少なくとも１つのリングエレメント（４９ａ，４９ｂ）が設けられている、請求項１０記載の点火プラグ。
【請求項１２】
ケーシング（２２）の前記区分が曲込み縁部（４２）である、請求項１０または１１記載の点火プラグ。
【請求項１３】
絶縁体（２１）のシール面（４５）が、ケーシング（２２）のシール面（４７）に接触しており、絶縁体（２１）のシール面（４５）が釉掛けされている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の点火プラグ。
【請求項１４】
絶縁体（２１）のシール面（４５）が、円錐形の面として形成されており、該面が、当該点火プラグ（１０）の長手方向軸線に対して５〜２０度の角度を成している、請求項１３記載の点火プラグ。
【請求項１５】
シールエレメント（４６）が、絶縁体（２１）のシール面（４５）に接触している金属のリングである、請求項１から１２までのいずれか１項記載の点火プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点火プラグであって、ケーシング内に配置された絶縁体が設けられており、該絶縁体がシール面を有しており、該シール面が、ケーシングのシール面に接触しているかまたはケーシングと絶縁体のシール面との間に配置されたシールエレメントに接触している形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
前記形式の点火プラグは、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１００３６００８号明細書に基づいて公知である。前記形式の点火プラグは絶縁体を有しており、この絶縁体はケーシング内に配置されている。シールするためにシールエレメントが設けられており、このシールエレメントは、ケーシングのシール面と絶縁体のシール面との間に配置されている。絶縁体を保持するためにケーシングの曲込み縁部は、絶縁体が曲込み縁部とシール面との間で緊締されるように、絶縁体の段部に係合している。
【０００３】
この場合、点火プラグの加熱に際してケーシングが絶縁体よりも強く膨張し、これにより、高い温度のもとで絶縁体がもはやケーシング内で堅固に緊締されなくなることが不利である。このことによって、シールエレメントの領域で絶縁体がぐらつくことが起こり得るので、点火プラグのシールが悪化する。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００３６００８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の点火プラグを改良して、点火プラグのケーシング内の絶縁体の良好なシールが、高い温度のもとでも保証されるようなものを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を解決するために本発明の構成では、当該点火プラグの長手方向に向けられた力を絶縁体に加えるようになっている手段が設けられており、この結果、絶縁体のシール面が、ケーシングのシール面またはシールエレメントを押圧するようになっていて、したがって絶縁体がケーシング内でガス密にシールされているようにした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による点火プラグは、当該点火プラグのケーシング内の絶縁体の良好なシールが、高い温度のもとでも保証されているという利点を有している。このために、当該点火プラグの長手方向に向けられた力を絶縁体に加えるようになっている手段が設けられており、この結果、シール面がケーシングの区分にまたはシールエレメントに押し付けられるようになっている。これにより、温度の上昇に際しても、絶縁体のシール面が十分に大きい力でケーシングのシール面またはシールエレメントを押圧することが保証されている。したがって、前記手段によって、ケーシングが絶縁体よりも高いその熱膨張係数に基づいて当該点火プラグの加熱に際して絶縁体よりも強く膨張することが、補償される。
【０００７】
従属請求項に記載した構成によって、独立請求項に記載した点火プラグの有利な実施態様が可能となる。
【０００８】
本発明の有利な実施態様によれば、前記手段はばねエレメントとして、例えば円筒ばね（Zylinderfeder）として、皿ばねとして、曲げばね（Biegefeder）として、または前記ばねタイプの組合せとして構成されている。有利には、ばねエレメントは０．２ｋＮ／ｍｍ〜５ｋＮ／ｍｍの範囲内のばね定数を有しており、ばねエレメントは、摂氏２００度の温度のもとで少なくとも５００Ｎの力を加える。
【０００９】
本発明の別の有利な実施態様によれば、前記手段は補償エレメントであり、この補償エレメントは、ケーシングよりも高い熱膨張係数を有していて、温度上昇に際して、当該点火プラグの長手方向に向けられた力を絶縁体に加えるようになっている。これにより、当該点火プラグの加熱に際して補償エレメントがケーシングよりも強く膨張するので、絶縁体のより小さい膨張は少なくとも部分的に補償される。補償エレメントの熱膨張係数および幾何学的形状は、補償エレメントと絶縁体のシール面との間の領域における補償エレメントと絶縁体との膨張量の総計が、補償エレメントからケーシングのシール面までの領域におけるケーシングの膨張量に少なくともほぼ相当するように選択されることができる。
【００１０】
有利には、補償エレメントは、摂氏０〜１００度の温度範囲内で、２０・１０−６Ｋ−１〜３０・１０−６Ｋ−１の範囲内の熱膨張係数を有している。
【００１１】
ばねエレメントまたは補償エレメントは、有利には、ケーシングの内壁と絶縁体の外壁との間の領域に設けられている。当該点火プラグの長手方向軸線に関しては、ばねエレメントまたは補償エレメントは、ケーシングの曲込み縁部と絶縁体の段部との間に配置されている。さらに有利には、ばねエレメントもしくは補償エレメントと曲込み縁部との間および／またはばねエレメントもしくは補償エレメントと絶縁体の段部との間に、リングエレメントが設けられている。このリングエレメントは段部または曲込み縁部に全面にわたって接触していて、したがって段部または曲込み縁部に対する均等な力作用を保証する。択一的に、補償エレメントまたはばねエレメントは、絶縁体のシール面もしくはケーシングのシール面の領域において、燃焼室に向けられた側に設けられている。この場合、ばねエレメントまたは補償エレメントは、絶縁体および／またはケーシングのシール面に載着されているシール面を有していてよい。
【００１２】
有利には、絶縁体のシール面はケーシングのシール面に直接に接触している。この場合、摩擦および強さを改善するために、絶縁体のシール面は釉掛けされて構成されている、つまり釉で覆われている。
【００１３】
有利には、ばねエレメントの特性は補償エレメントの特性と組み合わされる、すなわち、同時に弾性的な特性を有している補償エレメントが使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。図１および図２には、本発明の第１および第２の実施例として点火プラグを断面図で示してあり、図３には、本発明による点火プラグの絶縁体とケーシングとの間のシール部の領域を部分図で示してある。
【００１５】
図１には点火プラグ１０を示してある。この点火プラグ１０はケーシング２２を有している。このケーシング２２は金属から成っていて、ねじ山２５を備えている。このねじ山２５によって点火プラグ１０は、内燃機関のシリンダヘッド内の孔内にねじ込まれることができる。ケーシング２２の内部には絶縁体２１が収容されている。この絶縁体２１は焼結されたセラミック材料、例えば酸化アルミニウムから成っている。絶縁体２１の長手方向孔内には中心電極３６と、絶縁体２１から突出している区分３１を備えた接続ピン３２とが配置されている。
【００１６】
中心電極３６と接続ピン３２との間には、第１のコンタクトエレメント３３と抵抗エレメント３４と第２のコンタクトエレメント３５とが配置されている。これらの部分によって中心電極３６が接続ピン３２に導電接続されている。コンタクトエレメント３３，３５は例えばコンタクトパナート（Kontaktpanat）として形成されていて、抵抗エレメント３４は例えば抵抗パナート（Widerstandspanat）として形成されている（パナートとは、熱処理により溶融されてガラス溶融物を形成する、金属粉末およびガラス粉末の混合物を意味する。パナートは中心電極と接続ピンとの間の電気的な接続を形成すると共に、点火プラグをシールする。）。
【００１７】
接続ピン３２への高圧の印加によって、公知の形式で、中心電極３６とケーシング２２に固定された少なくとも１つの接地電極３７との間に火花放電路が生ぜしめられる。この場合、抵抗エレメント３４は電流制限するように作用する。
【００１８】
絶縁体２１をケーシング２２内でシールするために、リング状のシールエレメント４６が設けられている。このシールエレメント４６は一方の側で絶縁体２１のシール面４５に接触していて、他方の側でケーシング２２のシール面４７に接触している。両シール面４５，４７は、絶縁体２１の外壁もしくはケーシング２２の内壁にそれぞれ円錐形に成形された面区分である。シールエレメント４６は、絶縁体２１のシール面４５とケーシング２２のシール面４７とに面状に接触している。シールエレメント４６は鋼から成っているかまたは銅で鍍金された鋼から成っている。
【００１９】
信頼性の高いシール作用のためには、使用された状態で絶縁体２１のシール面４５がシールエレメント４６に押し付けられ、ひいてはシールエレメント４６がケーシング２２のシール面４７に押し付けられることが必要である。このために、絶縁体２１を取り囲んでいるリング状のばねエレメント４１ａが設けられている。このばねエレメント４１ａは、点火プラグ１０の長手方向軸線に対して平行な方向で、ケーシング２２の、内側に曲げ込まれた区分（曲込み縁部４２）と、絶縁体２１の、外側に突出している肉厚部（段部４４）との間に張設されている。ばねエレメント４１ａによって絶縁体２１に所定の力が燃焼室の方向に加えられるので、絶縁体２１のシール面４５がシールエレメント４６に押し付けられる。
【００２０】
ばねエレメント４１ａと曲込み縁部４２との間には第１のリングエレメント４９ａが設けられており、ばねエレメント４１ａと段部４４との間には第２のリングエレメント４９ｂが設けられている。両リングエレメント４９ａ，４９ｂによって、均等な圧力が絶縁体２１の段部４４に加えられる。両リングエレメント４９ａ，４９ｂが曲込み縁部にかつ／または段部４４の、ばねエレメント４１ａ側のリング面４３に面状に接触しているので、面圧も減少される。
【００２１】
ばねエレメント４１ａは円筒ばねである。択一的な実施形態（図示せず）では、ばねエレメント４１ａは皿ばねとしてまたは曲げばねとして形成されている。ばねエレメント４１ａは約１ｋＮ／ｍｍのばね定数を有していて、摂氏２００度の温度のもとで絶縁体に約１ｋＮの力を加える。
【００２２】
図２には第２の実施例を示してある。この実施例は、ばねエレメントの代わりに補償エレメント４１ｂが設けられていて、第１および第２のリングエレメントが省かれるという点で、図１による第１の実施例とは異なっている。第２の実施例では、互いに対応するエレメントを図１の場合と同じ参照符号で示してある。
【００２３】
第２の実施例は補償エレメント４１ｂを有している。この補償エレメント４１ｂは、ケーシング２２の曲込み縁部４２と絶縁体２１の段部４４との間に配置されている。曲込み縁部４２の曲込み後に、ケーシング２２の所定の区分が加熱され、軸方向の力が加えられることによって据え込まれる。ケーシング２２の加熱された区分は冷却によって収縮する。これにより、絶縁体はケーシング２２のシール面４７と曲込み縁部４２との間で（補償エレメント４１ｂを介して）緊締される。
【００２４】
ケーシング２２は絶縁体２１よりも高い熱膨張係数を有しているので、ケーシング２２は絶縁体２１よりも強く膨張する。これにより絶縁体２１のシール面４５がシールエレメント４６に押し付けられる力が許容し得ないほどに減衰することを回避するために、補償エレメント４１ｂが設けられている。この補償エレメント４１ｂはケーシング２２よりも高い膨張係数を有しているので、ケーシング２２の曲込み縁部４２とシール面４７との間のケーシング２２の長さ膨張（つまり点火プラグ１０の長手方向軸線に沿った膨張）は、この領域における絶縁体２１の長さ膨張に対して、少なくとも部分的に補償される。これにより、激しい温度上昇に際してもシールエレメント４６に対する圧力およびひいてはシール作用が十分な程度に維持された状態に保たれることが達成される。
【００２５】
補償エレメント４１ｂがアルミニウム合金から成っていて、約２３．５・１０−６Ｋ−１の膨張係数を有しているのに対して、ケーシング２２の材料は約１０・１０−６Ｋ−１の膨張係数を有している。
【００２６】
図３には第３の実施例を示してある。この実施例は、ケーシング内の絶縁体のシール部の構成の点で、図１および図２による実施例とは異なっている。第３の実施例では、互いに対応するエレメントを図１および図２の場合と同じ参照符号で示してある。
【００２７】
図３による点火プラグ１０では、絶縁体２１のシール面４５はケーシング２２のシール面４７に直接に接触している。両シール面４５，４７はばねエレメント４１ａによってかまたは補償エレメント４１ｂを介して互いに押圧され合う。絶縁体２１のシール面４５は釉で覆われている。両シール面４５，４７は円錐形に成形されていて、点火プラグ１０の長手方向軸線に対して１２度の角度を成している。
【００２８】
記載の実施例では、ばねエレメント４１ａは同時に補償エレメントの特性を有していてよく、つまり特にケーシングよりも高い膨張係数を有していてよい。同じく補償エレメント４１ｂは、材料の弾性に基づいてかまたはその成形に基づいて、ばねエレメント４１ａのように弾性的な特性を有していてよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による点火プラグの第１の実施例を示す断面図である。
【００３０】
【図２】本発明による点火プラグの第２の実施例を示す断面図である。
【００３１】
【図３】本発明による点火プラグの絶縁体とケーシングとの間のシール部の領域を示す部分図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  点火プラグ、  ２１  絶縁体、  ２２  ケーシング、  ２５  ねじ山、  ３１  区分、  ３２  接続ピン、  ３３  第１のコンタクトエレメント、  ３４  抵抗エレメント、  ３５  第２のコンタクトエレメント、  ３６  中心電極、  ３７  接地電極、  ４１ａ  ばねエレメント、  ４１ｂ  補償エレメント、  ４２  曲込み縁部、  ４４  段部、  ４５  シール面、  ４６  シールエレメント、  ４７  シール面、  ４９ａ  リングエレメント、  ４９ｂ  リングエレメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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