(57)【要約】  点火プラグ用の絶縁体が、端子を取り囲む第１のセグメントと、第１のセグメントから延在する第２のセグメントと、第２のセグメントから延在する第３のセグメントとを備える。空隙が、絶縁体の第３のセグメントと、外側シェルとの間に配置される。少なくとも１つの層を含む少なくとも１つのコーティングが、第３のセグメントの表面上に配置される。【選択図】図４
2018503958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端部での中心電極先端部および前記第１の端部の反対側の第２の端部に近接する端子を有する細長い中心電極と、
前記中心電極の少なくとも一部分を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体の少なくとも一部分を取り囲む外側シェルと
を備える内燃機関用の点火プラグであって、
前記絶縁体が、
前記端子の少なくとも一部分を取り囲む第１のセグメントと、
前記第１のセグメントから延在する第２のセグメントと、
前記第２のセグメントから延在する第３のセグメントであって、前記点火プラグが内燃機関に配置されるとき、前記絶縁体の前記第３のセグメントの少なくとも一部分が燃焼室に露出するように、空隙が前記絶縁体の前記第３のセグメントと前記外側シェルとの間に配置される、第３のセグメントと、
前記第３のセグメントの少なくとも一部分に塗布されたコーティングであって、前記第３のセグメントの表面の少なくとも一部分上に配置された第１の層と前記第１の層の少なくとも一部分上に配置された第２の層とから形成されたコーティングと
を含む
内燃機関用の点火プラグ。
【請求項２】
前記第１および第２の層の各々が、釉薬材料から形成され、前記釉薬材料は、前記第１および第２の層の両方に対して同一である、請求項１に記載の点火プラグ。
【請求項３】
前記第１の層が第１の軟化点を有する第１の釉薬材料から形成され、前記第２の層が第２の軟化点を有する第２の釉薬材料から形成され、前記第２の軟化点は前記第１の軟化点よりも低い、請求項１に記載の点火プラグ。
【請求項４】
前記第１の釉薬材料と前記第２の釉薬材料とが異なる材料である、請求項３に記載の点火プラグ。
【請求項５】
前記第１の層の第１の厚さと前記第２の層の第２の厚さとが異なる、請求項１に記載の点火プラグ。
【請求項６】
前記コーティングが、前記中心電極に隣接して配置された前記絶縁体の一方の端部と、前記外側シェルが前記絶縁体を適位置に保持する位置との間に延在する、請求項１に記載の点火プラグ。
【請求項７】
前記コーティングが、前記絶縁体の表面に沿って延在し、前記中心電極から離間された位置または前記外側シェルが前記絶縁体を所定の位置に保持する位置で終端する、請求項１に記載の点火プラグ。
【請求項８】
前記第２の層の少なくとも一部分上に配置された第３の層をさらに含む、請求項１に記載の点火プラグ。
【請求項９】
前記第１の層が第１の釉薬材料から形成され、前記第２の層が第２の釉薬材料から形成され、前記第１および第２の釉薬材料の少なくとも一方が、耐熱性粉末を含む、請求項１に記載の点火プラグ。
【請求項１０】
前記耐熱性粉末が、高温セラミック粉末、アルミナ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、ムライト、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、窒化硼素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項９に記載の点火プラグ。
【請求項１１】
前記絶縁体と前記中心電極との間に空隙が形成される、請求項１に記載の点火プラグ。
【請求項１２】
前記絶縁体の前記第３のセグメントは、前記第２のセグメントに隣接した第１の端部から前記第２のセグメントの反対側の第２の端部に向かってテーパが付いており、これにより、前記第２の端部での前記絶縁体の厚さが、前記第１の端部での前記絶縁体の厚さより薄くなる、請求項１に記載の点火プラグ。
【請求項１３】
第１の端部での中心電極先端部および前記第１の端部の反対側の第２の端部に近接する端子を含む細長い中心電極と、
前記中心電極の少なくとも一部分を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体の少なくとも一部分を取り囲む外側シェルと
を備える内燃機関用の点火プラグであって、
前記絶縁体が、
前記端子を取り囲む第１のセグメントと、
前記第１のセグメントから延在する第２のセグメントと、
前記第２のセグメントから延在する第３のセグメントであって、前記点火プラグが内燃機関に配置されるとき、前記絶縁体の前記第３のセグメントの少なくとも一部分が燃焼室に露出するように、空隙が前記絶縁体の前記第３のセグメントと前記外側シェルとの間に配置される、第３のセグメントと、
前記第３のセグメントの第１の部分に塗布された第１のコーティング、および前記第３のセグメントの第２の部分に塗布された第２のコーティングと
を含み、
前記第２のコーティングの少なくとも一部分が、前記第１のコーティングと前記第２のセグメントとの間に配置された
内燃機関用の点火プラグ。
【請求項１４】
前記第１および第２のコーティングが、互いに突き合わされて当接し、重なり合わない、請求項１３に記載の点火プラグ。
【請求項１５】
前記第１のコーティングが、第１の軟化点を有する第１の釉薬材料から形成され、前記第２のコーティングが、前記第１の軟化点より低い第２の軟化点を有する第２の釉薬材料から形成される、請求項１３に記載の点火プラグ。
【請求項１６】
前記第１および第２の釉薬材料が、異なる材料である、請求項１５に記載の点火プラグ。
【請求項１７】
前記第２のコーティングと前記第２のセグメントとの間の前記第３のセグメントの第３の部分に塗布された第３のコーティングをさらに含む、請求項１３に記載の点火プラグ。
【請求項１８】
前記第１のコーティングが第１の釉薬材料から形成され、前記第２のコーティングが第２の釉薬材料から形成され、前記第１および第２の釉薬材料のうちの少なくとも一方が耐熱性粉末を含む、請求項１３に記載の点火プラグ。
【請求項１９】
前記耐熱性粉末が、高温セラミック粉末、アルミナ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、ムライト、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、窒化硼素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１８に記載の点火プラグ。
【請求項２０】
端子の少なくとも一部分を取り囲む第１のセグメントと、
前記第１のセグメントから延在する第２のセグメントと、
前記第２のセグメントから延在する第３のセグメントと、
前記第３のセグメントの少なくとも一部分に塗布されたコーティングであって、
前記第３のセグメントの表面の少なくとも一部分上に配置された第１の層と、前記第１の層の少なくとも一部分上に配置された第２の層とから形成されたコーティングと
を含む点火プラグ用絶縁体。
【請求項２１】
前記第１および第２の層の各々が、釉薬材料から形成され、前記釉薬材料は、前記第１および第２の層の両方に対して同一である、請求項２０に記載の点火プラグ。
【請求項２２】
前記第１の層が第１の軟化点を有する第１の釉薬材料から形成され、前記第２の層が第２の軟化点を有する第２の釉薬材料から形成され、前記第２の軟化点は前記第１の軟化点よりも低い、請求項２０に記載の点火プラグ。
【請求項２３】
前記第１の釉薬材料と前記第２の釉薬材料とが異なる材料である、請求項２２に記載の点火プラグ。
【請求項２４】
前記第１の層の第１の厚さと前記第２の層の第２の厚さとが異なる、請求項２０に記載の点火プラグ。
【請求項２５】
前記第２の層の少なくとも一部分上に配置された第３の層をさらに含む、請求項２０に記載の点火プラグ。
【請求項２６】
前記第１の層が第１の釉薬材料から形成され、前記第２の層が第２の釉薬材料から形成され、前記第１および第２の釉薬材料の少なくとも一方が、耐熱性粉末を含む、請求項２０に記載の点火プラグ。
【請求項２７】
前記耐熱性粉末が、高温セラミック粉末、アルミナ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、ムライト、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、窒化硼素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項２６に記載の点火プラグ。
【請求項２８】
前記絶縁体と前記中心電極との間に空隙が形成される、請求項２０に記載の点火プラグ。
【請求項２９】
前記絶縁体の前記第３のセグメントは、前記第２のセグメントに隣接した第１の端部から前記第２のセグメントの反対側の第２の端部に向かってテーパが付いており、これにより、前記第２の端部での前記絶縁体の厚さが、前記第１の端部での前記絶縁体の厚さより薄くなる、請求項２０に記載の点火プラグ。
【請求項３０】
端子を取り囲む第１のセグメントと、
前記第１のセグメントから延在する第２のセグメントと、
前記第２のセグメントから延在する第３のセグメントと、
前記第３のセグメントの第１の部分に塗布された第１のコーティング、および前記第３のセグメントの第２の部分に塗布された第２のコーティングと
を含む点火プラグ用絶縁体であって、
前記第２のコーティングの少なくとも一部分が、前記第１のコーティングと前記第２のセグメントとの間に配置された
点火プラグ用絶縁体。
【請求項３１】
前記第１および第２のコーティングが、互いに突き合わされて当接し、重なり合わない、請求項３０に記載の点火プラグ。
【請求項３２】
前記第１のコーティングが、第１の軟化点を有する第１の釉薬材料から形成され、前記第２のコーティングが、前記第１の軟化点より低い第２の軟化点を有する第２の釉薬材料から形成される、請求項３０に記載の点火プラグ。
【請求項３３】
前記第１および第２の釉薬材料が、異なる材料である、請求項３２に記載の点火プラグ。
【請求項３４】
前記第２のコーティングと前記第２のセグメントとの間の前記第３のセグメントの第３の部分に塗布された第３のコーティングをさらに含む、請求項３０に記載の点火プラグ。
【請求項３５】
前記第１のコーティングが第１の釉薬材料から形成され、前記第２のコーティングが第２の釉薬材料から形成され、前記第１および第２の釉薬材料のうちの少なくとも一方が耐熱性粉末を含む、請求項３０に記載の点火プラグ。
【請求項３６】
前記耐熱性粉末が、高温セラミック粉末、アルミナ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、ムライト、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、窒化硼素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項３５に記載の点火プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
相互参照
[0001]本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、２０１５年１月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／１０９，１３３号の優先権の利益を主張するものであり、その全開示が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]本開示は、一般に点火プラグに関し、より詳細には、ファウリングを最小限にするために点火プラグの絶縁体にコーティングを塗布する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]内燃機関内で点火器として使用される点火プラグは、「ファウリング」として知られる状態にさらされる。経時的に、炭素および他の燃焼生成物が、未混合燃料の境界部もしくはその近傍、または、中心電極先端部もしくはその近傍に通常は位置する点火プラグの絶縁体先端部の表面を含めて、点火プラグ上に蓄積する可能性がある。ガソリンエンジンの燃焼生成物は、オクタン価向上剤としてガソリンにしばしば加えられる、メチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル（ＭＭＴ）およびフェロセンなどの燃料添加剤の粒子を含む。通常、点火プラグの点火位置付近に位置する蓄積したすすは、燃焼過程の熱により燃焼で取り除かれる。しかし、絶縁体先端部の露出表面が、中心電極先端部と接地電極との間の火花ギャップ内またはその周辺に位置しないこともあるので、絶縁体先端部に沿って蓄積した燃焼すすが燃焼で取り除かれない可能性がある。これらの燃焼生成物が大量に蓄積した場合、中心電極と接地電極との間に火花が適切に発生しない可能性がある。より詳細には、蓄積した燃焼すすは、短絡を起こし、その結果、中心電極からの電荷が、火花ギャップを越えて接地電極に移動せずに、絶縁体の表面を移動して外側の金属シェルに戻る。この過程が「ファウリング」と呼ばれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0004]上記のように、より費用が掛かる精錬工程を利用する代わりに、ＭＭＴおよび／または他の添加剤が、オクタン価を向上させるためにガソリンまたは燃料に添加されてきた。燃料に添加されたＭＭＴは、エンジンの燃焼室内に延在する点火プラグの絶縁体を含む内燃機関の内部表面上に堆積する導電性の燃焼残渣を生成する。点火プラグの絶縁体の表面上のＭＭＴ堆積物が、点火プラグの絶縁体の抵抗率を著しく低下させ、着火事象でのサイドファイアリングまたはミスファイアリングの事例の原因となり得ることが分かっている。結果として、ＭＭＴ堆積物は、点火プラグの使用寿命を大幅に短縮させ、点火プラグの頻繁な交換による高コストへとつながる。ＭＭＴ堆積物は、燃費を減少させ、および／または炭化水素排出を増加させ得る。いくつかの方法が、ＭＭＴ堆積物を低減または最小化させるために開発されてきたが、現在の方法には諸課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005]例示の実施形態において、内燃機関用の点火プラグは、第１の端部での中心電極先端部および第１の端部の反対側の第２の端部に近接する端子を含む細長い中心電極と、中心電極の少なくとも一部分を取り囲む絶縁体と、絶縁体の少なくとも一部分を取り囲む外側シェルとを備える。絶縁体は、端子の少なくとも一部分を取り囲む第１のセグメントと、第１のセグメントから延在する第２のセグメントと、第２のセグメントから延在する第３のセグメントとを備え、点火プラグが内燃機関内に配置されたとき、絶縁体の第３のセグメントの少なくとも一部分が燃焼室に露出するように、空隙が、絶縁体の第３のセグメントと外側シェルとの間に配置される。コーティングが、第３のセグメントの少なくとも一部分に塗布され、コーティングは、第３のセグメント表面の少なくとも一部分上に配置された第１の層と、第１の層の少なくとも一部分上に配置された第２の層とから形成される。
【０００６】
[0006]他の例示の実施形態において、点火プラグ用の絶縁体は、端子の少なくとも一部分を取り囲む第１のセグメントと、第１のセグメントから延在する第２のセグメントと、第２のセグメントから延在する第３のセグメントとを備える。コーティングが、第３のセグメントの少なくとも一部分に塗布され、コーティングは、第３のセグメント表面の少なくとも一部分上に配置された第１の層と、第１の層の少なくとも一部分上に配置された第２の層とから形成される。
【０００７】
[0007]本明細書の任意の実施形態において、第１および第２の層の各々は、釉薬(glaze)材料から形成されてもよく、釉薬材料は、第１および第２の層の両方に対して同一の材料であってもよい。
【０００８】
[0008]本明細書の任意の実施形態において、第１の層は、第１の軟化点を有する第１の釉薬材料から形成されてもよく、第２の層は、第１の軟化点より低い第２の軟化点を有する第２の釉薬材料から形成されてもよい。
【０００９】
[0009]本明細書の任意の実施形態において、第１の釉薬材料と、第２の釉薬材料とは、異なる材料であってもよい。
[0010]本明細書の任意の実施形態において、第１の層の第１の厚さと、第２の層の第２の厚さとは、異なってもよい。
【００１０】
[0011]本明細書の任意の実施形態において、コーティングは、中心電極に隣接して配置された絶縁体の一方の端部と、外側シェルが絶縁体を適位置に保持する位置との間に延在してもよい。
【００１１】
[0012]本明細書の任意の実施形態において、コーティングは、絶縁体表面に沿って延在してもよく、中心電極から離間された位置または外側シェルが絶縁体を所定の位置に保持する位置で終端する。
【００１２】
[0013]本明細書の任意の実施形態において、第３の層は、第２の層の少なくとも一部分上に配置されてもよい。
[0014]本明細書の任意の実施形態において、第１の層は、第１の釉薬材料から形成されてもよく、第２の層は、第２の釉薬材料から形成されてもよく、第１および第２の釉薬材料のうちの少なくとも一方は、耐熱性粉末を含む。
【００１３】
[0015]本明細書の任意の実施形態において、耐熱性粉末は、高温セラミック粉末、アルミナ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、ムライト、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、窒化硼素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、およびそれらの組合せからなる群から選択されてもよい。
【００１４】
[0016]本明細書の任意の実施形態において、空隙が、絶縁体と中心電極との間に形成されてもよい。
[0017]本明細書の任意の実施形態において、絶縁体の第３のセグメントは、第２のセグメントに隣接した第１の端部から第２のセグメントの反対側の第２の端部に向かってテーパが付いており、これにより、第２の端部での絶縁体の厚さが、第１の端部での絶縁体の厚さより薄くなってもよい。
【００１５】
[0018]さらなる例示の実施形態において、内燃機関用の点火プラグは、第１の端部での中心電極先端部および第１の端部の反対側の第２の端部に近接する端子を含む細長い中心電極と、中心電極の少なくとも一部分を取り囲む絶縁体と、絶縁体の少なくとも一部分を取り囲む外側シェルとを備える。絶縁体は、端子を取り囲む第１のセグメントと、第１のセグメントから延在する第２のセグメントと、第２のセグメントから延在する第３のセグメントとを備え、点火プラグが内燃機関内に配置されたとき、絶縁体の第３のセグメントの少なくとも一部分が燃焼室に露出するように、空隙が、絶縁体の第３のセグメントと外側シェルとの間に配置される。第１のコーティングは、第３のセグメントの第１の部分に塗布され、第２のコーティングは、第３のセグメントの第２の部分に塗布され、第２のコーティングの少なくとも一部分は、第１のコーティングと第２のセグメントとの間に配置される。
【００１６】
[0019]例示の実施形態において、点火プラグ用の絶縁体は、端子を取り囲む第１のセグメントと、第１のセグメントから延在する第２のセグメントと、第２のセグメントから延在する第３のセグメントとを備える。第１のコーティングは、第３のセグメントの第１の部分に塗布され、第２のコーティングは、第３のセグメントの第２の部分に塗布され、第２のコーティングの少なくとも一部分は、第１のコーティングと第２のセグメントとの間に配置される。
【００１７】
[0020]本明細書の任意の実施形態において、第１および第２のコーティングは、互いに突き合わされて当接(abut)してもよい。
[0021]本明細書の任意の実施形態において、第１および第２のコーティングは、重なり合わ(overlap)なくてもよい。
【００１８】
[0022]本明細書の任意の実施形態において、第１のコーティングは、第１の軟化点を有する第１の釉薬材料から形成されてもよく、第２のコーティングは、第１の軟化点より低い第２の軟化点を有する第２の釉薬材料から形成されてもよい。
【００１９】
[0023]本明細書の任意の実施形態において、第１および第２の釉薬材料は、異なる材料であってもよい。
[0024]本明細書の任意の実施形態において、第３のコーティングは、第２のコーティングと第２のセグメントとの間の第３のセグメントの第３の部分に塗布されてもよい。
【００２０】
[0025]本明細書の任意の実施形態において、第１のコーティングは、第１の釉薬材料から形成されてもよく、第２のコーティングは、第２の釉薬材料から形成されてもよく、第１および第２の釉薬材料のうちの少なくとも一方は、耐熱性粉末を含む。
【００２１】
[0026]本明細書の任意の実施形態において、耐熱性粉末は、高温セラミック粉末、アルミナ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、ムライト、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、窒化硼素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、およびそれらの組合せからなる群から選択されてもよい。
【００２２】
[0027]任意の実施形態において、点火プラグ用絶縁体は、端子の少なくとも一部分を取り囲む第１のセグメントと、第１のセグメントから延在する第２のセグメントと、第２のセグメントから延在する第３のセグメントと、第３のセグメントの少なくとも一部分に塗布されたコーティングとを備え、コーティングは、第３のセグメントの表面の少なくとも一部分上に配置された第１の層と、第１の層の少なくとも一部分上に配置された第２の層とから形成される。
【００２３】
[0028]任意の実施形態において、第１および第２の層の各々は、釉薬材料から形成されてもよく、釉薬材料は、第１および第２の層の両方に対して同一の材料であってもよい。
[0029]任意の実施形態において、第１の層は、第１の軟化点を有する第１の釉薬材料から形成されてもよく、第２の層は、第２の軟化点を有する第２の釉薬材料から形成されてもよく、第２の軟化点は、第１の軟化点より低くてもよい。
【００２４】
[0030]任意の実施形態において、第１の釉薬材料と、第２の釉薬材料とは、異なる材料であってもよい。
[0031]任意の実施形態において、第１の層の第１の厚さと、第２の層の第２の厚さとは、異なってもよい。
【００２５】
[0032]任意の実施形態において、第３の層は、第２の層の少なくとも一部分上に配置されてもよい。
[0033]任意の実施形態において、第１の層は、第１の釉薬材料から形成されてもよく、第２の層は、第２の釉薬材料から形成されてもよく、第１および第２の釉薬材料のうちの少なくとも一方は、耐熱性粉末を含む。
【００２６】
[0034]任意の実施形態において、耐熱性粉末は、高温セラミック粉末、アルミナ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、ムライト、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、窒化硼素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、およびそれらの組合せからなる群から選択されてもよい。
【００２７】
[0035]任意の実施形態において、空隙が、絶縁体と中心電極との間に形成されてもよい。
[0036]任意の実施形態において、絶縁体の第３のセグメントは、第２のセグメントに隣接した第１の端部から第２のセグメントの反対側の第２の端部に向かってテーパが付いており、これにより、第２の端部での絶縁体の厚さが、第１の端部での絶縁体の厚さより薄くなってもよい。
【００２８】
[0037]任意の実施形態において、点火プラグ用絶縁体は、端子を取り囲む第１のセグメントと、第１のセグメントから延在する第２のセグメントと、第２のセグメントから延在する第３のセグメントと、第３のセグメントの第１の部分に塗布された第１のコーティングおよび第３のセグメントの第２の部分に塗布された第２のコーティングとを備え、第２のコーティングの少なくとも一部分は、第１のコーティングと、第２のセグメントとの間に配置される。
【００２９】
[0038]任意の実施形態において、第１および第２のコーティングは、互いに突き合わされて当接してもよく、重なり合わなくてもよい。
[0039]任意の実施形態において、第１のコーティングは、第１の軟化点を有する第１の釉薬材料から形成されてもよく、第２のコーティングは、第１の軟化点より低い第２の軟化点を有する第２の釉薬材料から形成されてもよい。
【００３０】
[0040]任意の実施形態において、第１および第２の釉薬材料は、異なる材料であってもよい。
[0041]任意の実施形態において、第３のコーティングは、第２のコーティングと第２のセグメントとの間の第３のセグメントの第３の部分に塗布されてもよい。
【００３１】
[0042]任意の実施形態において、第１のコーティングは、第１の釉薬材料から形成されてもよく、第２のコーティングは、第２の釉薬材料から形成されてもよく、第１および第２の釉薬材料のうちの少なくとも一方は、耐熱性粉末を含む。
【００３２】
[0043]任意の実施形態において、耐熱性粉末は、高温セラミック粉末、アルミナ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、ムライト、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、窒化硼素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、およびそれらの組合せからなる群から選択される。
【００３３】
[0044]本特許または特許出願は、カラーで作成した少なくとも１つの図面を含む。カラー図面を用いた本特許または特許出願刊行物の複製は、要請および必要費用の支払いにより、オフィスによって提供される。
【００３４】
[0045]本開示の上記ならびに別の特徴および利点が、添付図面と併せた以下の詳細な説明より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】[0046]中心電極と、中心電極を取り囲む絶縁体と、絶縁体を取り囲む金属シェルと、金属シェルから延在し中心電極から離間され中心電極との間に火花ギャップを形成する接地電極とを含む従来技術の点火プラグを示す断面図である。
【図２】[0047]点火プラグの絶縁体が、同一の釉薬材料または材料群の複数の層から形成されたコーティングを有するように示されている、本開示の点火プラグの第１の実施形態の部分断面図である。
【図３】[0048]点火プラグの絶縁体が、異なる釉薬材料または材料群の複数の層から形成されたコーティングを有するように示されている、本開示の点火プラグの第２の実施形態の部分断面図である。
【図４】[0049]点火プラグの絶縁体が、複数のコーティングを有するように示されている、本開示の点火プラグの第３の実施形態の部分断面図である。
【図５】[0050]通常の点火プラグの絶縁体部分に沿った温度勾配を示す図である。
【図６】[0051]次第に細くなり細い先端部を形成するセグメントを有する絶縁体の断面図である。
【図７】[0052]絶縁体部分と中心電極との間に空隙を形成する切欠きを有する絶縁体の断面図である。
【図８】[0053]（ａ）コーティング無しの絶縁体を有する対照標準(control)点火プラグ、（ｂ）コーティング番号２でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグ、および（ｃ）コーティング番号３でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグの、２０１２年製フォード２．５Ｌエンジンにおける１００時間ＭＭＴ試験後の写真である。
【図９】[0054]（ａ）コーティング無しの絶縁体を有する対照標準点火プラグ、（ｂ）コーティング番号２でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグ、および（ｃ）コーティング番号３でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグの、２０１２年製フォード２．５Ｌエンジンにおける３００時間ＭＭＴ試験後の写真である。
【図１０】[0055]３００時間ＭＭＴ試験後の絶縁体先端に関する、位置対抵抗値のグラフである。
【図１１】[0056]元素分析によって調査される点火プラグの中間領域の断面走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像である。
【図１２】[0057]（ａ）コーティング無しの絶縁体を有する対照標準点火プラグの中間セグメント上に堆積したＭＭＴの１００倍ＳＥＭ像、および（ｂ）コーティング無しの絶縁体を有する対照標準点火プラグの中間セグメント上に堆積したＭＭＴの３００倍ＳＥＭ像である。
【図１３】[0058]（ａ）コーティング１でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグの中間セグメント上に堆積したＭＭＴの１００倍ＳＥＭ像、および（ｂ）コーティング３でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグの中間セグメント上に堆積したＭＭＴの３００倍ＳＥＭ像である。
【図１４】[0059]（ａ）コーティング３でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグの中間セグメント上に堆積したＭＭＴの１００倍ＳＥＭ像、および（ｂ）コーティング３でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグの中間セグメント上に堆積したＭＭＴの３００倍ＳＥＭ像である。
【図１５】[0060]エネルギー分散Ｘ線（ＥＤＸ）元素分析によって決定された、コーティング無しの絶縁体を有する対照標準点火プラグの中間セグメント上に堆積したＭＭＴ内に含まれる元素の分布および相対比率のグラフである。
【図１６】[0061]ＥＤＸ元素分析によって決定された、コーティング１でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグの中間セグメント上に堆積したＭＭＴ内に含まれる元素の分布および相対比率のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
[0062]主題は、本明細書の最後の特許請求の範囲で具体的に明示されて明確に特許請求される。本開示の別の特徴および利点が、同様の構成が類似または同様の参照符号を有する以下の詳細な説明を考察することにより明白となる。
【００３７】
[0063]本出願は、点火プラグ絶縁体への適用に向けたコーティングと、そのようなコーティングを適用する方法と、ファウリングを最小化する方法とを対象とする。本出願の方法は、多くの異なる形態で具現化され得るが、本出願は、本出願の原理の例示としてのみ解釈されるべきであり、本出願を例示された実施形態に限定するものではないという理解と共に、いくつかの具体的な実施形態が、本明細書で説明される。
【００３８】
[0064]本開示の方法が実施され得る例示的な従来技術の点火プラグ１０を図１に示す。点火プラグ１０は、内燃機関での使用向けに設計されている。点火プラグ１０は、エンジンヘッド（図示せず）内に設けられたねじ孔を介してエンジンの燃焼室（図示せず）内に突出する。点火プラグ１０は、点火プラグ１０の軸方向長さに沿って延在する円筒形の中心電極１２と、中心電極１２を同心円状に取り囲むセラミックまたは同様に構成された絶縁体１４と、絶縁体１４を同心円状に取り囲む通常は金属材料から作られる外側シェル１６とを含む。
【００３９】
[0065]図１の例示的な点火プラグ１０では、中心電極１２の先端部分１１は、点火プラグ１０の一方の端部において絶縁体１４から離れるように延在してもよい。別法として、中心電極１２の先端部分１１は、絶縁体１４の先端部１８の外側縁部と位置合わせして終端してもよい。どちらであっても、貴金属先端部２８が、中心電極１２の端部に取り付けられてもよい。中心電極１２は、適切な点火プラグ機能を可能にする任意の適格な形状の、ニッケル、金、パラジウム、イリジウム、白金、またはこれらの合金などの材料から作られてもよい。たとえば、摩耗に対する耐性を向上させ、中心電極１２および／または外側シェル１６に結合された接地電極４４の間の点火ギャップを維持するために、細線からなる貴金属先端部２８が、中心電極１２の端部に付加されてもよい。
【００４０】
[0066]図１に示されるように、絶縁体１４は、多様な直径の複数のセグメントを有する細長く実質的に円筒形の胴体を有する。より詳細には、絶縁体１４は、点火プラグ１０の端子２６の少なくとも一部分を取り囲む第１のセグメント５０と、第１のセグメント５０から延在し第１のセグメント５０の直径よりも小さな直径を有し得る第２のセグメント５２と、第２のセグメント５２から第１のセグメント５０の反対側に延在し第１および第２のセグメント５０、５２の直径よりも小さな直径を有し得る第３のセグメント５４とを含む。第３のセグメント５４は、燃焼室に露出した絶縁体１４の一部分によって形成される。より詳細には、第３のセグメント５４は、ガスケット座５６が、外側シェル１６内部で絶縁体１４を保持する点Ｐ１と、絶縁体先端部１８の外側または上部の縁部の点Ｐ２との間に延在する。絶縁体先端部１８は、絶縁体の一部分であり、外側シェル１６を越えて延在し、貴金属先端部２８（存在する場合）の付近で中心電極１２を実質的に取り囲む。
【００４１】
[0067]外側シェル１６は、エンジンとの係合のために不可欠な外側ねじ部分３８、および／またはエンジン内に点火プラグ１０を係合するときにレンチで点火プラグ１０を締め付けるための六角ナット（図示せず）を含む。接地電極４４は、外側シェル１６に接続され、外側シェル１６から離れるように延在する。接地電極４４と中心電極１２の貴金属先端部２８とが、点火プラグギャップ３０を画定する。接地電極４４は外側シェル１６のねじ部分３８に電気的に接続されており、点火プラグ１０がエンジンシリンダ内に取り付けられると電気的接地を形成するようになっている。
【００４２】
[0068]点火プラグ１０は、自動車のエンジン内で利用されるように構成され、自動車のエンジンは、火花を発生させるために電流を点火プラグ１０に供給する。具体的には、中心電極１２の一方の端部が、端子スタッド２２に導電性のガラスシール２４を介して電気的に接続される。代替の実施形態において、追加の抵抗体素子２５が、ガラスシール２４に取り付けられてもよい。関連技術分野で知られているように、端子スタッド２２は、ニッケルメッキ仕上げの鋼材料または鋼ベース合金材料から作られてもよい。端子スタッド２２はさらに、絶縁体から突出し、接続時に点火プラグ１０に電流を供給するイグニションケーブル（図示せず）に取り付ける端子ナット２６に接続される。
【００４３】
[0069]特定の点火プラグ１０が図１において例示目的のために示されたが、当業者には、本開示の原理は、一般に絶縁体１４および絶縁体の特徴に関し、したがって絶縁体を有する任意の点火プラグに適用され得ることが理解されよう。
【００４４】
[0070]点火プラグ１００（図１の点火プラグ１０と同様の）の第１の実施形態と、ファウリング防止コーティング（たとえば、ＭＭＴファウリング防止コーティング）を点火プラグ１００に塗布する方法とを図２に示す。点火プラグ１００は、少なくとも２つの層１０２、１０４から形成されたコーティング１０１を有する絶縁体１４を含む。層１０２、１０４の各々は、１つまたは複数の釉薬材料から形成される。例示の実施形態において、２つの層１０２、１０４は、たとえば、コーティングがより多くのＭＭＴ堆積物を吸収できるようにするために、コーティング１０１全体の厚さを増加させるように、同一の釉薬材料または材料群から形成されてもよい。点火プラグ１００は、通常の方法で製造されてもよく、その後コーティング１０１が塗布されてもよい。例示の実施形態において、コーティング１０１の両層１０２、１０４が、塗布されてもよく、コーティング１０１は、その後焼成されてもよい。さらなる例示の実施形態において、コーティング１０１の第１の層１０２が塗布され焼成されてもよく、その後コーティング１０１の第２の層１０４が塗布され焼成されてもよい。
【００４５】
[0071]コーティング１０１が２つの層を有するとして示されているが、コーティング１０１は、２つ以上の層を有してもよい。３つ以上の層が利用される場合、各層が塗布された後、全ての層が塗布された後、または適切な間隔で、絶縁体が焼成されてもよい。３つの層を有するある例示の実施形態において、第１の層が塗布され焼成されてもよく、次に第２および第３の層が塗布され焼成されもよい。
【００４６】
[0072]図２に関して示された１つまたは複数の層のいずれも、同一のまたは異なる厚さを有してよい。さらに、個々の層の長手方向軸４６に沿った長さＬ１が同一であってもよく、または絶縁体１４に隣接した最内層が、最内層上に配置された層よりも短い長さを有してもよい。例示の実施形態において、最内層から最外層への各々の層の長さが、累進的に短くなってもよい。層１０２、１０４は、図１において、絶縁体１４の上部縁部１０６で始まり、燃焼室に露出する絶縁体１４の全体に沿って（外側シェル１６と絶縁体１４との間のガスケット座５６に向かって）延在するように見えるが、１つまたは複数の層は、絶縁体１４の露出部分の全体の長さには延在しなくてもよい。例示の実施形態において、１つまたは複数の層１０２、１０４は、絶縁体先端部１８の上部縁部１０６周りで中心電極１２に隣接する一点、または中心電極１２から僅かに離間された一点まで延在してもよい。例示の実施形態において、層１０２、１０４の各々は、絶縁体１４の先端部１８の上部縁部１０６で始まらなくてもよく、および／または外側シェル５６のガスケット座５６まで延在しなくてもよい。言い換えれば、１つまたは複数の層１０２、１０４は、燃焼室内部に配置された絶縁体１４の全体に沿っては延在しなくてもよい。
【００４７】
[0073]点火プラグ１１０（図１の点火プラグ１０と同様の）の第２の実施形態と、ファウリング防止コーティング（たとえば、ＭＭＴファウリング防止コーティング）を点火プラグ１１０に塗布する方法とを図３に示す。点火プラグ１１０は、少なくとも２つの層１１２、１１４から形成されたコーティング１１１を有する絶縁体１４を含む。層１１２、１１４の各々は、１つまたは複数の釉薬材料から形成される。例示の実施形態において、２つの層１１２、１１４は、異なる釉薬材料または材料群から形成されてもよい。例示の実施形態において、内側層１１２は、高軟化点釉薬材料であり、外側層１１４は、低軟化点釉薬である。点火プラグ１１０は、通常の方法で製造されてもよく、その後コーティング１１１が塗布されてもよい。例示の実施形態において、コーティング１１１の両層１１２、１１４が、塗布されてもよく、コーティング１１１は、その後焼成されてもよい。さらなる例示の実施形態において、コーティング１１１の第１の層１１２が塗布され焼成されてもよく、その後コーティング１１１の第２の層１１４が塗布され焼成されてもよい。
【００４８】
[0074]コーティング１１１が２つの層を有するとして示されているが、コーティング１１１は、２つ以上の層を有してもよい。３つ以上の層が利用される場合、例示の実施形態において、最内層から最外層への各々の層は、累進的に低い軟化点を有してもよい。さらに、２つ以上の層が利用される場合、絶縁体１４は、各層が塗布された後、全ての層が塗布された後、または適切な間隔で、焼成されてもよい。３つの層を有するある例示的な実施形態において、第１の層が塗布され焼成されてもよく、次に第２および第３の層が塗布され焼成されもよい。
【００４９】
[0075]異なる釉薬材料を有する２つ以上の層を有するコーティング１１１は、最外層１１４（より低い軟化点を有する）が、たとえば、より低い温度でＭＭＴ堆積物を活発に吸収することを可能にする。より詳細には、外側層１１４の釉薬材料が軟化し始めると、外側層１１４の釉薬材料はＭＭＴ堆積物を吸収し始め、その後ＭＭＴ堆積物は、失透現象のために外側層１１４の釉薬材料と共に剥げ落ち得る。いったん外側層１１４の釉薬材料が剥げ落ち始め、温度がさらに上昇すると、内側層１１２の釉薬材料が、軟化しＭＭＴ堆積物を吸収し始める。３つ以上の層は、より多様な軟化点で同一の効果をもたらし、その結果、これらの釉薬材料が剥げ落ちる温度も多様になる。
【００５０】
[0076]図３に関して示された１つまたは複数の層のいずれも、同一のまたは異なる厚さを有してよい。さらに、個々の層の長手方向軸４６に沿った長さＬ２が同一であってもよく、または絶縁体１４に隣接した最内層が、最内層上に配置された層よりも短い長さを有してもよい。例示の実施形態において、最内層から最外層への各々の層の長さが、累進的に長くなってもよい。層１１２、１１４は、図３において、絶縁体１４の上部縁部１０６で始まり燃焼室に露出する絶縁体１４の全体に沿って（外側シェル１６と絶縁体１４との間のガスケット座５６に向かって）延在するように見えるが、１つまたは複数の層は、絶縁体１４の露出部分の全体の長さには延在しなくてもよい。例示の実施形態において、層１１２、１１４の各々は、絶縁体１４の先端部１８の上部縁部１０６で始まらなくてもよく、および／または外側シェル５６のガスケット座５６まで延在しなくてもよい。言い換えれば、１つまたは複数の層１１２、１１４は、燃焼室内部に配置された絶縁体１４の全体に沿っては延在しなくてもよい。
【００５１】
[0077]点火プラグ１３０（図１の点火プラグ１０と同様の）の第３の実施形態と、ファウリング防止コーティング（たとえば、ＭＭＴファウリング防止コーティング）を点火プラグ１３０に塗布する方法とを図４に示す。点火プラグ１３０は、絶縁体１４の表面上に形成された第１および第２のコーティング１３２、１３４を有する絶縁体１４を含む。例示の実施形態において、第１のコーティング１３２は、中心電極１２に隣接した絶縁体１４上の一点から絶縁体１４の第３のセグメント５４の長さに沿った一点まで延在する。別法として、第１のコーティング１３２は、中心電極１２から離間された一点から始まってもよい。例示の実施形態において、第２のコーティング１３４は、第１のコーティング１３２に当接し、ガスケット座５６に隣接する一点に延在する。第２のコーティング１３４は、第１のコーティング１３２と絶縁体１４の第２のセグメント５４との間に配置される。別法として、第２のコーティング１３４は、ガスケット座５６へ延在しなくてもよい。他の例示の実施形態において、第１および第２のコーティング１３２、１３４の間に空隙が配置されてもよいし、第１および第２のコーティング１３２、１３４が、これらの端部で重なり合ってもよい。例示の実施形態において、第１の層１３２は、約１ミリメートル（ｍｍ）から約５ミリメートル（ｍｍ）の距離にわたって絶縁体１４に沿って延在してもよい。図４に関して示された１つまたは複数の層のいずれも、同一のまたは異なる厚さを有してよい。なおもさらに、コーティング１３２、１３４（または追加コーティング、これを利用する場合）のいずれも、たとえば、図２および３に関して上述したように、任意の数の層を含んでよい。どちらであっても、コーティング１３２、１３４の各々は、少なくとも１つの釉薬材料から形成される。
【００５２】
[0078]燃焼に適用中、絶縁体１４の第３のセグメント５４（コアノーズまたはノーズコーンと呼ばれることがある）に沿った温度分布は、常に絶縁体先端部１８でより高く、ガスケット座５６に向かって徐々に低くなる。図５に、典型的な点火プラグの温度勾配の一例を示す。見られるように、中心電極に隣接した絶縁体先端部１８での温度は約８５０℃であり、絶縁体先端部１８から離れるにつれて徐々に低下する。ガスケット座５６に隣接した絶縁体１４は、６００℃より低い温度である。この温度勾配のため、第２の軟化点が、第１の軟化点より低いとき、第１のコーティング１３２は、第１の軟化点を有する第１の釉薬材料から形成してもよく、第２のコーティング１３４は、第２の軟化点を有する第２の釉薬材料から形成してもよい。絶縁体先端部１８でのより高い軟化点の釉薬は、絶縁体先端部１８でのより高い温度において、たとえば、ＭＭＴ堆積物を吸収し、一方でより高い軟化点釉薬材料の失透現象および剥げ落ちを回避する効果的な方法をもたらす。絶縁体先端部１８から離れた絶縁体１４の表面上に塗布された、より低い軟化点の釉薬は、絶縁体先端部１８から離れたより低い温度において、たとえば、ＭＭＴ堆積物を吸収し、一方でより低い軟化点釉薬材料の失透現象を回避する効果的な方法をもたらす。例示の実施形態において、２つの層１３２、１３４は、同一のまたは異なる材料から形成されてもよい。
【００５３】
[0079]点火プラグ１３０は、通常の方法で製造されてもよく、その後コーティング１３２、１３４が塗布されてもよい。例示の実施形態において、両コーティング１３２、１３４が、塗布されてもよく、コーティング１３２、１３４が、その後同時に焼成されてもよい。例示の実施形態において、たとえば、第１および第２のコーティング１３２、１３４が重なり合う場合、層１３２、１３４の一方が塗布され焼成されてもよく、層１３２、１３４の他方はその後塗布され焼成されてもよい。
【００５４】
[0080]図４において、２つのコーティング１３２、１３４が示されているが、任意の適切な数のコーティングが利用されてもよい。３つ以上のコーティングが利用される場合、絶縁体先端部１８から離れるにつれて変化する各々の層の軟化点は、累進的に低い軟化点を有してもよい。３つ以上のコーティングを有する点火プラグ１３０は、各々のコーティングを塗布し、その後全コーティングを同時に焼成することによって製造されてもよい。別法として、任意の数のコーティングが、同時に塗布され焼成されてもよく、任意の数の異なる塗布および焼成のステップが、利用されてもよい。
【００５５】
[0081]さらなる例示の実施形態において、本明細書のいずれのコーティングが、図６に示すように、絶縁体１５０との組合せで利用されてもよい。絶縁体１５０は、図１の絶縁体１４と同様に、第１、第２、および第３のセグメント５０、５２、５４を含んでもよい（図６では、第２および第３のセグメントのみが示されている）。例示の実施形態において、絶縁体１５０の第３のセグメント５４は、第２のセグメント５２から厚さを縮小された先端部１５２に向かって次第に細くされ、本明細書の任意のコーティングと組み合わせて、たとえばＭＭＴ堆積物を最小化することを支援することができる。より詳細には、厚さを縮小された先端部１５２は、エンジンに適用中、先端部１５２の温度を低減し、さらに、絶縁体１５０に塗布されたコーティングの失透現象を防止する。
【００５６】
[0082]もう一つの例示の実施形態において、本明細書の任意のコーティングが、図７に見られるように、絶縁体１６０と組み合わせて利用されてもよい。絶縁体１６０は、図１の絶縁体１４と同様に、第１、第２、および第３のセグメント５０、５２、５４を含んでもよい（図６では、第２および第３のセグメントのみが示されている）。例示の実施形態において、空隙１６２が、絶縁体１６０の第３のセグメント５４の少なくとも一部分と、中心電極１２の一部分との間に形成されてもよい。空隙１６２は、絶縁体先端部１６４の温度を低減することを支援してもよく、絶縁体先端部１６４の温度を低減し、絶縁体先端部１６４に沿った温度勾配を低減し、コーティングの寿命を延長する。空隙１６２は、さらに絶縁距離を拡大し、サイドファイアリングまたはミスファイアリングの可能性を低減する。例示の実施形態において、本明細書で開示される任意のコーティングは、厚さを縮小された先端部１５２（図６）および／または絶縁体１４と中心電極１２との間の空隙１６２（図７）と組み合わせて、利用されてもよい。
【００５７】
[0083]さらなる例示の実施形態において、特定の車両用のエンジン制御システムが、ファウリングの可能性を増加させ得るＭＭＴ堆積物または類似の堆積物を最小化するように設計されてもよい。より詳細には、ＭＭＴ堆積物を効果的に吸収するために、たとえば、コーティング中の釉薬材料は、その活性温度（その軟化点／軟化温度に近い）に到達する必要があるが、高すぎる燃焼室温度は、釉薬材料がその効果を失う原因となる釉薬材料の失透現象につながり得る。エンジンは、定期的に発生する「再生」サイクルを追加するように設計されてもよい。そのような実施形態において、点火プラグ１０の絶縁体１４は、少なくとも高軟化温度釉薬材料でコーティングされてもよい。「再生」サイクルは、エンジンを始動させるステップの後の、ＭＭＴ堆積物が１つまたは複数の釉薬材料に蓄積することを可能にするステップと、その後、エンジンの温度を釉薬材料の軟化点より高い温度、または約４００℃と１０００℃の間の温度まで上昇させるステップとから構成されてもよい。この再生温度において、釉薬材料は、反応し、ＭＭＴ堆積物を吸収し、絶縁体の表面を非導電性にする。その後、正常なエンジンの稼働中、エンジン内温度は、コーティングを形成する釉薬材料の著しい失透現象の原因とならないだけ十分に低い。この方法を使用して、コーティングで使用される釉薬材料の寿命が、延長される。
【００５８】
[0084]再生サイクルは、定期的に（たとえば、毎週、毎月、または他の適切な間隔で）発生する計画された事象であってもよい。別法として、再生サイクルは、エンジン制御システムによって感知される事象に基づいて、たとえば、外気温、エンジン温度、点火プラグのミスファイアリング検知、検知され受信したトルク情報、または感知され受信した他の任意の異常もしくは状態に基づいて発生してもよい。
【００５９】
[0085]本開示の１つまたは複数のコーティングおよび／または層のいずれも、コーティングの温度感受性を向上させるために、その釉薬材料内に耐熱性粉末を組み入れてよい。例示的な耐熱性粉末は、以下のものに限定されないが、高温セラミック粉末、アルミナ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、ムライト、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、窒化硼素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）など、およびそれらの組合せを含む。そのような耐熱性材料は、コーティングの耐熱性を向上させることができ、それによって、より高い温度でより頑強な釉薬材料が提供される。例示の実施形態において、釉薬材料は、１つまたは複数の耐熱性粉末と混合されてもよく、その後、絶縁体に塗布され焼成されてもよい。
【００６０】
[0086]以下の実施例および代表的な手順は、本教示による特徴を示し、単に図解目的のために提供される。それらは、添付の特許請求の範囲またはその均等物の範囲を限定することを意図するものではない。
実施例
例示的なコーティング配合
[0087]本教示による使用のための２つの代表的なコーティング配合が、以下の表１に示されるように準備される。
【００６１】
【表１】
2018503958.tif 000003
【００６２】
[0088]コーティング番号２および３の構成は類似しているが、成分は各配合で比率が異なる。コーティング番号２および３は、異なる溶融温度を目標とするために使用されてもよい。たとえば、コーティング番号３は、コーティング番号２の高温ガラスの重量％に対して２倍の高温ガラスの重量％を有する。結果として、コーティング番号３は、コーティング番号２より高いエンジン温度に耐え抜くように構成される。しかし、コーティング番号３は、ＭＭＴを活発に吸収するためにより高い温度を必要とする。
【００６３】
[0089]コーティング番号２および３は、点火プラグ絶縁体の先端上（たとえば、ノーズコーン）に、たとえば約２０μｍ〜約３０μｍの範囲の厚さで塗布されてもよい。
エスケープのシャーシダイナモメータ試験
[0090]図８および９は、それぞれ、２０１２年製フォード２．５Ｌエンジンでの１００時間ＭＭＴ試験および３００時間ＭＭＴ試験後の写真を示している。図８ａおよび９ａは、コーティング無しの絶縁体を有する対照標準（換言すれば、コントロール）点火プラグの写真を示し、図８ｂおよび９ｂは、コーティング番号２でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグの写真を示し、図８ｃおよび９ｃは、コーティング番号３でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグの写真を示す。
【００６４】
[0091]著しい「サイドファイアリング」が、１００時間試験後、コーティング無しの部位上で観察され、しかし、コーティングされた部位上では観察されない。さらに、図９ａに示すように、恒久的な導電性経路が、３００時間試験後、対照部上で観察される。
【００６５】
[0092]図１０は、３００時間ＭＭＴ試験後の絶縁体先端に関する、位置対抵抗値のグラフを示す。一番左の棒グラフが、コーティング無しの絶縁体を有する対照標準点火プラグに対応し、中間の棒グラフが、コーティング番号２でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグに対応し、一番右の棒グラフが、コーティング番号３でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグに対応する。
ＭＭＴ堆積物の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）調査
[0093]図１１は、元素分析によって調査される点火プラグの中間領域の断面走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を示す。
【００６６】
[0094]図１２ａおよび１２ｂは、それぞれ、コーティング無しの絶縁体を有する対照標準点火プラグの中間セグメント上に堆積したＭＭＴの１００倍および３００倍のＳＥＭ像を示す。図１３ａおよび１３ｂは、それぞれ、コーティング番号１でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグの中間セグメント上に堆積したＭＭＴの１００倍および３００倍のＳＥＭ像を示す。図１４ａおよび１４ｂは、それぞれ、コーティング番号３でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグの中間セグメント上に堆積したＭＭＴの１００倍および３００倍のＳＥＭ像を示す。
【００６７】
[0095]図１２ａおよび１２ｂのＳＥＭ写真で示されるように、対照標準点火プラグ上に堆積したＭＭＴは、密で連続的である。対照的に、図１３ａ、１３ｂ、１４ａおよび１４ｂのＳＥＭ写真で示されるように、コーティングされた部位上に堆積したＭＭＴは、粗で散在的である。
ＭＭＴ堆積物のエネルギー分散Ｘ線（ＥＤＸ）元素分析
[0096]図１５は、エネルギー分散Ｘ線（ＥＤＸ）元素分析によって決定された、コーティング無しの絶縁体を有する対照標準点火プラグの中間セグメント上のＭＭＴ堆積物内に含まれる元素の分布および相対比率のグラフを示す。
【００６８】
[0097]ＥＤＸ元素分析は、対照標準点火プラグのコーティング無しの絶縁体上の堆積物が主にＭｎ酸化物であることを裏付けている。さらに、堆積物は、エンジンオイル／潤滑油用の添加剤である、Ｐ、Ｋ、ＣａおよびＺｎを含有する。これらの微量元素は、Ｍｎ堆積物の高密度化を促進し、さらに絶縁体の抵抗率を低下させる。
【００６９】
[0098]図１６は、ＥＤＸ元素分析によって決定された、コーティング番号１でコーティングされた絶縁体を有する点火プラグの中間セグメント上に堆積したＭＭＴ内に含まれる元素の分布および相対比率のグラフである。
【００７０】
[0099]Ｓｉ／Ｂａの分布は、コーティングの位置を示す。ＭｎとＢａとの間の重なり合いは、Ｍｎが釉薬コーティング内に溶解していることを示唆している。
[00100]上記のように、本明細書で開示された、点火プラグの特徴、ファウリング防止コーティング（たとえば、ＭＭＴファウリング防止コーティング）の塗布方法、およびエンジン制御システムは、適切な点火プラグと共に利用されてもよい。このように、本明細書の本開示および図面は、限定するものではない。
【００７１】
[00101]限定された数の実施形態にのみ関連させて本開示を詳細に説明してきたが、本開示がこれらの開示された実施形態にのみ限定されないことは容易に理解されよう。むしろ、本開示は、上述されていないが本開示の主旨および範囲に合致する任意の数の変形形態、変更形態、置換物または均等な配置構成を組み込むように修正され得る。さらに、本開示の種々の実施形態を説明してきたが、本開示の態様が説明された実施形態の一部のみを含むことができることも理解されたい。したがって、本開示は上述の説明によって限定されるものとみなされるべきではなく、添付の特許請求の範囲の範囲によってのみ限定される。
【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（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図８（ｃ）】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２（ａ）】
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【図１２（ｂ）】
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【図１３（ａ）】
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【図１３（ｂ）】
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【図１４（ａ）】
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【図１４（ｂ）】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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