特表 2024-517888 小さな電極間隔と少なくとも部分的に負の点火位置とを備えた点火プラグ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-23

(54)【発明の名称】小さな電極間隔と少なくとも部分的に負の点火位置とを備えた点火プラグ

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/20 20060101AFI20240416BHJP

【ＦＩ】

H01T13/20

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023568513

(86)(22)【出願日】2022-03-28

(85)【翻訳文提出日】2023-12-22

(86)【国際出願番号】 EP2022058084

(87)【国際公開番号】W WO2022238038

(87)【国際公開日】2022-11-17

(31)【優先権主張番号】102021204744.0

(32)【優先日】2021-05-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100177839

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 玲児

(74)【代理人】

【識別番号】100172340

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 始

(74)【代理人】

【識別番号】100182626

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 剛

(72)【発明者】

【氏名】ズブコフ，セルゲイ

(72)【発明者】

【氏名】ブランクマイスター，マティアス

(72)【発明者】

【氏名】シーリグ，アレクサンダー

【テーマコード（参考）】

5G059

【Ｆターム（参考）】

5G059AA03

5G059AA10

5G059BB10

5G059CC02

5G059CC03

5G059DD02

5G059EE02

5G059FF08

(57)【要約】

縦軸線を備えた点火プラグ（１）であって、点火プラグ縦軸線に沿っている孔と燃焼室側端面（２７）とを備えたハウジング（２）と、少なくとも部分的に前記ハウジング（２）の内部に配置されている絶縁体（３）であって、前記絶縁体（３）の燃焼室側端面から絶縁体足部のど部分まで延びている絶縁体足部を持っている前記絶縁体（３）と、少なくとも部分的に前記絶縁体（３）の内部に配置されている中心電極（４）と、前記ハウジング（２）に配置されている少なくとも１つの接地電極（５）であって、前記少なくとも１つの接地電極（５）が前記中心電極（４）とともに点火ギャップ（５４）を形成するように前記少なくとも１つの接地電極（５）と前記中心電極（４）とが配置され、前記点火ギャップ（５４）の幅が前記少なくとも１つの接地電極（５）に対する前記中心電極（４）の電極間隔によって与えられている前記少なくとも１つの接地電極（５）とを有する前記縦軸線を備えた点火プラグ（１）において、前記少なくとも１つの接地電極（５）に対する前記中心電極（４）の前記電極間隔は０．４ｍｍよりも大きくなく、前記点火ギャップ（５４）は少なくとも部分的に前記ハウジング（２）の内部に形成されている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

縦軸線を備えた点火プラグ（１）であって、
・点火プラグ縦軸線に沿っている孔と、燃焼室側端面（２７）とを備えたハウジング（２）と、
・少なくとも部分的に前記ハウジング（２）の内部に配置されている絶縁体（３）であって、前記絶縁体（３）の燃焼室側端面から絶縁体足部のど部分まで延びている絶縁体足部（３１）を持っている前記絶縁体（３）と、
・少なくとも部分的に前記絶縁体（３）の内部に配置されている中心電極（４）と、
・前記ハウジング（２）に配置されている少なくとも１つの接地電極（５）であって、前記少なくとも１つの接地電極（５）が前記中心電極（４）とともに点火ギャップ（５４）を形成するように前記少なくとも１つの接地電極（５）と前記中心電極（４）とが配置され、前記点火ギャップ（５４）の幅が前記少なくとも１つの接地電極（５）に対する前記中心電極（４）の電極間隔によって与えられている前記少なくとも１つの接地電極（５）と、
を有する前記縦軸線を備えた点火プラグ（１）において、
前記少なくとも１つの接地電極（５）に対する前記中心電極（４）の前記電極間隔が０．４ｍｍよりも大きくないこと、
前記点火ギャップ（５４）が少なくとも部分的に前記ハウジング（２）の内部に形成されていること、
を特徴とする点火プラグ（１）。

【請求項2】

前記電極間隔が０．２ｍｍよりも大きくなく、特に０．１５ｍｍよりも大きくないことを特徴とする、請求項１に記載の点火プラグ（１）。

【請求項3】

前記電極間隔が少なくとも０．０５ｍｍであり、特に０．１ｍｍよりも小さくないことを特徴とする、請求項１または２に記載の点火プラグ（１）。

【請求項4】

前記点火ギャップ（５４）が、前記ハウジング（２）の前記燃焼室側端面（２７）に対し、０ｍｍよりも大きく最大で－１５ｍｍ、特に－１ｍｍよりも小さくなくおよび／または－４ｍｍよりも大きくない間隔（８１ａ）を有し、前記ハウジング（２）の前記燃焼室側端面（２７）によって張られる、前記点火プラグ（１）の前記縦軸線ｘに対し垂直な面が、値０ｍｍを持つ基準面であり、前記間隔（８１ａ）が前記基準面から前記点火プラグ（１）の燃焼室とは逆の側の端部の方向に増分的に負の値を受け入れていることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項5】

前記絶縁体足部（３１）が、前記点火プラグ（１）の前記縦軸線ｘに対し平行に測って７ｍｍよりも長くない、特に４ｍｍよりも長くない長さ（８１ｃ）を持っていることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項6】

前記中心電極（４）が前記絶縁体（３）から突出していること、前記中心電極（４）の突出寸法（８１ｂ）が、前記絶縁体（３）の前記燃焼室側端面から前記中心電極（４）の燃焼室側端部まで測って、６．０ｍｍよりも大きくなく、且つ特に０．５ｍｍよりも小さくないことを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項7】

前記点火プラグ（１）が、前記ハウジング（２）の内部で前記ハウジング（２）の前記燃焼室側端面（２７）から前記絶縁体足部のど部分まで延びる掃気室（８１）を有し、前記中心電極（４）と、前記掃気室（８１）内部の前記絶縁体足部（３１）と、前記少なくとも１つの接地電極（５）とが、少なくとも部分的に、特に完全に、前記掃気室（８１）内部に配置されていること、前記掃気室（８１）が５００ｍｍ^３よりも大きくない、特に３００ｍｍ^３よりも大きくない、且つ特に５０ｍｍ^３よりも小さくない体積を有していることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項8】

前記絶縁体足部（３１）および／または前記ハウジング（２）の内側面（２３）が、一定でない半径の丸み加工によって生じる輪郭を有していることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項9】

前記点火プラグ（１）が、前記中心電極（４）とともにそれぞれ１つの点火ギャップ（５４）を形成する少なくとも２つの接地電極（５）を有し、特に前記接地電極（５）が前記中心電極（４）のまわりに対称に配置されていることを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項10】

前記少なくとも１つの接地電極（５）および／または前記中心電極（４）が、対向している電極とともに前記点火ギャップ（５４）を形成するそれぞれ１つの点火面を有していること、前記点火面が貴金属または貴金属合金から成り、特にＰｔ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｒｅ，Ａｕまたはこれらの合金から成っていることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項11】

前記点火プラグ（１）が、水素で作動する原動機で使用されて、点火可能な水素を含んでいる燃料・空気・混合気を点火するために設置されている水素・点火プラグであることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１による点火プラグに関するものである。特に、本発明による点火プラグは、水素で作動する原動機で使用するために適している。

【背景技術】

【0002】

従来、たとえば乗用車またはトラックのようなほとんどの車両は、ガソリンまたはディーゼル燃料を燃料として使用する内燃エンジンで駆動される。天然ガスまたは水素を燃料として使用する移動型および定置型内燃エンジンが増えてきている。その際、ガソリンで作動する内燃エンジンの場合のように、また水素で作動する内燃エンジンの場合もそうであるが、空気・燃料・混合気を火花点火させねばならない。このため、典型的には、点火プラグが使用される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

水素で作動する内燃エンジンの場合、法的な排気ガイドラインを満たすため、通常は非常に希薄な空気・燃料・混合気（ラムダ＞１．８）が使用される。これによって、水素の低い混合気加熱値とともに、より高いチャージ密度および対応的に点火時点でのより高い圧力が生じる。内燃エンジンにおける水素燃焼時の更なる特殊性は、自己点火温度と最小必要点火エネルギーとの間の協調関係である。その結果、水素で作動する内燃エンジンで使用するためには、「冷えた点火プラグ」が必要とされ、すなわち熱価が非常に低い点火プラグを必要とする。Ｂｏｓｃｈ社の用語体系によれば、これは、点火プラグが好ましくは３よりも小さな熱価または３に等しい熱価を持つことを意味している。

【0004】

従来公知の点火プラグは、ガソリンで作動する内燃エンジンで作動させるために最適化されているのが通常であり、したがって水素で作動する内燃エンジンでの使用には適しておらず、或いは、使用時に悪いパフォーマンスを提供する。

【0005】

そこで、本発明の課題は、水素で作動する内燃エンジンでの使用時に点火プラグに対する要求を満たす点火プラグを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この課題は、冒頭で述べた種類の本発明による点火プラグでは、少なくとも１つの接地電極に対する中心電極の電極間隔が０．４ｍｍよりも大きくないこと、点火ギャップが少なくとも部分的にハウジングの内部に形成されていることによって解決される。

【0007】

縦軸線を備えた本発明による点火プラグは、この縦軸線に沿って孔を備えたハウジングを有し、この場合孔のためにハウジングは内側面と外側面とを持っている。ハウジングは、燃焼室側端面を有する。ハウジングの内部には、少なくとも部分的に絶縁体が配置されている。絶縁体は、その縦軸線に沿って孔を有している。絶縁体は、その燃焼室側端部に、燃焼室側端面と絶縁体足部とを有している。絶縁体足部は、絶縁体の燃焼室側端面から絶縁体足部のど部分まで延びている。絶縁体足部のど部分は、絶縁体足部と絶縁体着座部との間の移行部分を形成している。この絶縁体着座部でもって絶縁体はハウジング上に載置されている。絶縁体の内部には、少なくとも部分的に中心電極が配置されている。中心電極の燃焼室側端部は、たとえば絶縁体から突出している。点火プラグは、ハウジングに配置されている少なくとも１つの接地電極をも有し、この場合少なくとも１つの接地電極と中心電極とは、少なくとも１つの接地電極が中心電極とともに点火ギャップを形成するように配置されている。その際、点火ギャップの幅は、少なくとも１つの接地電極に対する中心電極の電極間隔によって生じる。

【0008】

本発明によれば、点火プラグが０．４ｍｍよりも大きくない電極間隔を有していることが設けられている。これには、点火のための電圧がより少なくて済み、点火プラグの作動時間にわたる電極間隔の増大がより小さくなるという利点がある。ハウジング内部の構成空間は当然制限されているため、電極間隔が小さいことによって、さらに、電極を、よって点火ギャップをも少なくとも部分的にハウジングの内部に配置するという可能性が生じるので有利である。これにより、電極が燃焼室内へそれほど深く突出せず、したがって燃焼室から吸収する熱が少なくなるという利点が得られる。これにより、点火プラグは総じて熱の吸収が少なく、冷えた点火プラグであり、その結果望ましくない自己点火が回避される。したがって、本発明による２つの構成要件のこのような組み合わせは特に有利である。

【0009】

本発明の更なる有利な構成は、従属請求項の対象である。

【0010】

有利な態様では、たとえば、電極間隔は０．２ｍｍよりも大きくなく、特に０．１５ｍｍよりも大きくない。電極間隔が小さければ小さいほど、それだけ点火火花を発生させるための電圧需要は少ない。

【0011】

電極間隔が少なくとも０．０５ｍｍであり、特に０．１ｍｍよりも小さくないのが有利である。これによって、電極間隔が小さすぎることがなくなる。電極間隔が非常に小さければ、点火プラグ製造時の精度に対して特別な要求が課される。電極間隔が小さい場合、複数の電極点火面の可能な限り平行なアライメントからのずれがあると、たとえば点火面の不均一な摩耗のような、電極間隔が大きい場合よりもより大きな影響がある。したがって、電極間隔に対し下限を設けることは、一方では点火電圧必要量および摩耗を減少させるための小さな電極間隔に対する優れた妥協策であるとともに、他方では点火プラグ製造時における複数の点火面相互のアライメントのクオリティを一定に優れたものにするための許容範囲内のコストに対する優れた妥協策でもある。

【0012】

本発明による点火プラグの更なる有利な構成では、点火ギャップは、ハウジングの燃焼室側端面に対し、少なくとも０ｍｍで最大で－１５ｍｍ、特に－１ｍｍよりも小さくなくおよび／または－４ｍｍよりも大きくない間隔を有している。その際、ハウジングの燃焼室側端面によって張られる、点火プラグの縦軸線に対し垂直な面は、値０ｍｍを持つ基準面である。前記間隔は、基準面から点火プラグの燃焼室とは逆の側の端部の方向に増分的に負の値を受け入れていて、燃焼室の方向に増分的な正の値を受け入れている。

【0013】

点火ギャップとは、複数の電極の上下に互いに対向しあっている点火面の重なり合っている投影の間に生じる、接地電極と中心電極との間にある体積である。すなわち、中心電極の点火面は測定電極の点火面の上に投影され、その逆も然りである。２つの投影が広がっている体積が点火ギャップの体積である。その際、この体積は１つのディメンションでは複数の点火面によって画成され、他の複数のディメンションでは、投影した複数の点火面の上下の重なり部分によって画成されている。前記間隔は、点火ギャップの燃焼室側端部からハウジングの燃焼室側端面へ測定したものである。

【0014】

ハウジングの燃焼室側端面に対する点火ギャップの間隔が少なくとも０ｍｍであるという構成要件が意味するのは、点火ギャップが完全にハウジング内部に配置されているということであり、つまり点火プラグがニュートラルの点火位置または負の点火位置を持っているということである。これには、電極が燃焼室から可能な限り遠くに引き出され、したがって燃焼室内で行われる燃焼プロセスから受ける熱が可能な限り少ないという利点がある。よって、可能な限り冷えた点火プラグを得ることが可能である。

【0015】

可能な限り冷えた点火プラグのための更なる有利な処置は、絶縁体足部を可能な限り短く構成することである。絶縁体足部が７ｍｍよりも長くない、特に４ｍｍよりも長くない長さを持っているのが有利であることが明らかになった。なお、絶縁体足部の長さは点火プラグの縦軸線に対し平行に測ったものである。

【0016】

絶縁体足部が短ければ短いほど、絶縁体足部が点火プラグの掃気室内へ突出する長さは短い。点火プラグの掃気室は、燃焼室内にあるガス混合気で充填されている。絶縁体足部が掃気室内へ突出する長さが短ければ短いほど、絶縁体足部が熱いガス混合気と接触する面積が少なくなって、対応的にガス混合気から受ける熱を少なくすることができる。

【0017】

更なる有利な構成では、中心電極は絶縁体から突出している。その際、中心電極は、絶縁体の燃焼室側端面から中心電極の燃焼室側端部まで測った突出寸法を有している。中心電極の突出寸法は６．０ｍｍよりも大きくなく、特に４．０ｍｍよりも大きくなく、且つ特に０．５ｍｍよりも小さくなく、好ましくは１．１ｍｍよりも小さくない。

【0018】

突出寸法を６．０ｍｍの最大長さに制限することの利点は、中心電極が掃気室の奥まで突出しすぎず、したがって掃気室内のガス混合気から受容しうる熱がそれほど多くないことであり、その結果点火プラグは小さな熱価を持っている。突出寸法の最小長さの利点は、最小長さが０．５ｍｍであれば、絶縁体の燃焼室側端面に対する間隔の大きさが十分であるため、中心電極に対し接地電極を半径方向側方へ位置調整する場合、絶縁体に沿った沿面放電を阻止できることである。

【0019】

点火プラグは、ハウジングの内部でハウジングの燃焼室側端面から絶縁体足部のど部分まで延びる掃気室を有し、この場合中心電極と、掃気室内部の絶縁体足部と、少なくとも１つの接地電極とは、少なくとも部分的に、特に完全に、掃気室内部に配置されている。特に、点火プラグが内燃エンジン内に取り付けられていれば、掃気室は、ハウジング端面によって点火プラグの縦軸線に対し垂直に張られる面内で燃焼室と接触している。有利な態様では、掃気室が５００ｍｍ^３よりも大きくない、特に３００ｍｍ^３よりも大きくない、且つ特に５０ｍｍ^３よりも小さくない体積を有していることが企図されている。体積を算出する際、電極と絶縁体の体積はカウントしない。

【0020】

掃気室の体積を制限することにより、掃気室が大きすぎず、したがって新鮮なガス混合気で良好に掃気できることで、点火によって消費されたガス混合気が過量に掃気室内に集積しないという利点が得られる。これによって、一方では燃焼時に生じた煤のような粒子の沈積が回避され、他方では新鮮なガス混合気が消費されたガス混合気よりも低い温度を持つことで、掃気室を介しての点火プラグ内への入熱が減少する。

【0021】

有利な更なる発展形態では、絶縁体足部および／またはハウジングの内側面が、一定でない半径の丸み加工によって生じる輪郭を有していることが企図されている。有利には、丸み加工部は脚部長さが異なる２つの脚部を有し、これら脚部は丸み加工部を第１および第２の方向に投影することによって生じるもので、この場合これら方向は、よって脚部長さも、互いに垂直である。絶縁体足部および／またはハウジングの内側面に設けたこれら丸み加工部により、ガス混合気の流れに影響を及ぼすことができる。有利には、丸み加工部の輪郭および位置は、掃気室が２つの点火過程の間に好適に掃気されるように選定される。もちろん、掃気室内での絶縁体足部とハウジングの内側面の輪郭とが互いに整合しあっていれば、特に有利である。

【0022】

本発明の有利な更なる発展形態では、点火プラグが、中心電極とともにそれぞれ１つの点火ギャップを形成する少なくとも２つの接地電極を有していることが企図され、この場合複数の接地電極は中心電極に対し同じように、または、異なるように配置されて、すなわち点火ギャップは同じでも異なっていてもよいが、しかしすべての点火ギャップがここで取り上げている、ハウジングの燃焼室側端面に対する関係位置および電極間隔のような有利な構成要件を満たしているのが有利である。

【0023】

点火プラグが複数の接地電極を持っていることにより、点火面の摩耗が複数の接地電極に配分され、個々の接地電極の点火面は、接地電極がただ１つの場合のように耐摩耗性の材料から成る体積部分をそれほど多く必要としない。点火プラグの寿命が向上する。

【0024】

本発明の特に有利な構成では、少なくとも２つの接地電極がハウジングの内側面に対称に配置されている。その際、点火プラグの縦軸線は、接地電極を配置する際の対称軸線である。接地電極が対称に配置されているので、掃気室内部での燃料・空気・混合気の流動が非常に均一に行われるという技術的効果が生じ、これによって点火プラグ内での燃料・空気・混合気の優れた着火および優れた着火安定性がさらに促進される。

【0025】

たとえば、有利な態様では、少なくとも１つの接地電極および／または中心電極は、残りの電極とは異なる材料から成っていて、対向している電極とともに点火ギャップを形成するそれぞれ１つの点火面を有し、点火面は貴金属または貴金属合金から成り、特にＰｔ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｒｅ，Ａｕまたはこれらの合金から成っている。ここで、特に有利なのはＩｒ成分が高い合金であり、つまりＩｒは、合金において最も高い単独成分を持つ元素である。これらの元素またはこれらの元素を持つ合金は、特に耐摩耗性がある。

【0026】

本発明による点火プラグとその更なる発展形態は、たとえば、水素を含んでいる燃料で作動する原動機で使用されて、点火可能な水素を含んでいる燃料・空気・混合気を点火するために設置されている水素・点火プラグである。燃料は１００％までの水素を含んでいてよく、つまり燃料は水素だけを含んでいてもよいし、水素・ガス・混合気であってもよい。

【0027】

しかしながら、本発明による点火プラグは水素による作動に限定されていない。本発明による点火プラグは、天然ガスまたはガソリンによる内燃エンジンに対しても使用できる。

【0028】

さらに、本発明による点火プラグは、ハウジングの燃焼室側端面にキャップを有していてもよく、これによって予燃焼室点火プラグになる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明による点火プラグの１実施形態を示す図である。

【図2】本発明による点火プラグに対する第２実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

図１は、点火プラグ１を半断面図で示している。点火プラグ１は、ハウジング２を含んでいる。ハウジング２内には絶縁体３が挿着されている。ハウジング２と絶縁体３とは、それぞれその縦軸線に沿って孔を有している。ハウジング２は、外側面２４と内側面２３とを持っている。ハウジング２の縦軸線と、絶縁体３の縦軸線と、点火プラグ１の縦軸線ｘとは一致している。絶縁体３には中心電極４が挿着されている。さらに、絶縁体３内には、点火プラグの電気接触のために接続ボルト８が延在しており、この接続ボルトを介して点火プラグ１は電圧源と電気接触している。電気接触部は、点火プラグ１の、燃焼室とは逆の側の端部を形成している。電気接触部は、この実施形態のように一体であってよく、または、複数の構成要素から形成されていてもよい。

【0031】

絶縁体３は、典型的には３つの領域に分割される。絶縁体足部３１と、絶縁体本体部と、絶縁体頭部である。３つの領域は、たとえば直径が異なることによって区別される。絶縁体足部３１は、絶縁体３の燃焼室側端部である。絶縁体足部３１の内側に中心電極４が配置されている。絶縁体足部３１は、ここでは完全にハウジング２の内部に配置されている。通常、絶縁体足部３１は絶縁体３で最も小さな外径を有する。絶縁体足部は、最大で７ｍｍの長さ８１ｃを持つ。

【0032】

絶縁体足部３１に境を接して、絶縁体本体部が配置され、絶縁体本体部は通常ハウジング２によって完全に囲まれている。絶縁体本体部は、絶縁体足部３１よりも大きな外径を持つ。絶縁体足部３１と絶縁体本体部との間の移行部は、肩部として、いわゆる絶縁体着座部３５として形成されている。絶縁体着座部３５と絶縁体足部３１との間の移行部は、絶縁体足部のど部分と呼ばれる。

【0033】

絶縁体頭部は、絶縁体本体部の、燃焼室とは逆の側の端部に境を接して、絶縁体３の、燃焼室とは逆の側の端部を形成している。絶縁体頭部はハウジング２から突出している。絶縁体頭部の外径は、絶縁体足部３１の外径と絶縁体本体部の外径との間にあり、この場合これら領域はその長さ方向に一定の外径を持っておらず、外径は変化していてよい。

【0034】

ハウジング２は、その内側面に着座部２５を有している。絶縁体は、その肩部または絶縁体着座部３５でもってハウジング着座部２５に載置されている。絶縁体着座部３５とハウジング着座部２５との間には、内側パッキン１０が配置されている。

【0035】

中心電極４と、点火プラグの電気接触のための接続ボルト８との間には、絶縁体３内に抵抗要素７がある。抵抗要素７は、中心電極４を接続ボルト８と導電結合させている。抵抗要素７は、たとえば、第１の接触層７ａと、抵抗層７ｂと、第２の接触層７ａとから成る層システムとして構成されている。抵抗要素のこれらの層は、その材料成分と、これから結果する電気抵抗とによって区別される。第１の接触層７ａと第２の接触層７ａとは、異なる電気抵抗または同じ電気抵抗を有していてよい。

【0036】

ハウジング２の内側面２３には、この実施形態では２つの接地電極５がそれぞれ孔５２の中に配置されており、その結果接地電極５は半径方向においてハウジング内側面２３から前記孔の中へハウジング２の縦軸線Ｘに沿って突出している。接地電極５と中心電極４とは、協働してそれぞれ１つの点火ギャップ５４を形成している。中心電極とそれぞれの接地電極との間のそれぞれの点火ギャップは、縦軸線ｘに対し半径方向に延びている。それぞれの点火ギャップ５４の幅は電極間隔であり、０．０５ｍｍないし０．４ｍｍの範囲内にある。孔５２は、外側面２４からハウジング壁を通ってハウジング２の内側面２３まで延びている。

【0037】

択一的に、２つの接地電極５はハウジング２の燃焼室側端面２７にも配置されていてよい。

【0038】

択一的に、点火プラグ１はただ１つよりも多い接地電極５、または、２つ以上の接地電極５を有していてよい。

【0039】

図１によるこの実施形態では、それぞれ１つの点火ギャップ５４が中心電極４と２つの接地電極５との間に存在している。その際、中心電極４のそれぞれの点火面の投影とそれぞれ１つの接地電極５とは完全に重なり合っていない。点火ギャップの燃焼室側端部は、中心電極４の燃焼室側端面とともに縦軸線ｘに対し垂直な面内にある。ハウジング２の燃焼室側端面２７から縦軸線ｘに対し垂直に張った面に対する点火ギャップの間隔８１ａは、ここでは０よりも大きく、－１５ｍｍに等しいかこれよりも小さい。

【0040】

中心電極４は、絶縁体足部３１から突出して、最小で０．５ｍｍから最大で６．０ｍｍまでの突出寸法８１ｂを有している。

【0041】

ハウジング２は、シャフトを有している。このシャフトには、多角形部２１と、収縮穿刺部と、ねじ２２とが形成されている。ねじ２２は、点火プラグ１をエンジンにねじ込むために用いる。

【0042】

ハウジング壁内の孔５２は、ねじ２２の領域に形成されている。その際、接地電極５のための孔５２は、したがって接地電極５も、ねじ２２の領域にどの任意の高さで配置されていてもよい。ねじ２２の領域での接地電極５の位置に応じて、対応的に中心電極４は、それとともに絶縁体足部３１も、より多くまたはより少なく掃気室８１内へ突出している。ねじ２２の領域内の孔の位置と、ハウジング２の内側面２３上での接地電極５の位置とは、点火プラグ１の所望の使用目的に応じて選定してよい。

【0043】

複数の孔５２は、たとえば円錐状または丸い溝のようなそれぞれ１つの凹部５１内に配置されている。その際、凹部内でのハウジング２の外径はねじ２２のねじ谷の径よりも小さい。

【0044】

凹部５１は、たとえば点火プラグ１の製造の際にハウジング２を押し抜くことによって生じることができる。その際、凹部５１の領域でのハウジング２の外径が減少するばかりでなく、凹部５１の領域でのハウジング２の内径も減少し、その結果ハウジング内部に１つの凹部５１につき１つの突出部２６が生じる。

【0045】

ハウジング２の内部には、体積を持つ掃気室８１が存在している。掃気室８１は、ハウジングの燃焼室側端面２７からハウジング２の中まで延び、ハウジング２の内部では、ハウジング着座部２５上に載置されている絶縁体着座部３５に境を接する絶縁体足部のど部分まで延びている。この個所で、ハウジング２と絶縁体３との間の中間空間は内側パッキン１０により気密に密封されている。接地電極５と中心電極４と絶縁体足部３１の体積は、掃気室の体積を算出する際に差し引く。掃気室８１の体積は、最大で５００ｍｍ^３である。

【0046】

ハウジング２または接地電極５のための孔５２は、製造によって細溝または条溝を有していてよく、これによって表面粗さが得られる。細溝または条溝は、たとえばハウジング２から材料をはぎ取る旋削プロセスによってハウジング２の側部または内部に孔を加工するときに生じる。

【0047】

図２は、本発明による点火プラグ１の第２実施形態を示している。この実施形態は、接地電極５の配置によって第１実施形態と異なっている。この実施形態では、接地電極５は中心電極４に関するいわゆるトップエレクトロードとして配置されている。中心電極４と接地電極５との間の点火ギャップ５４は、縦軸線ｘに対し平行に延びている。点火ギャップ５４の幅は縦軸線ｘに対し平行な電極間隔であり、０．０５ｍｍないし０．４ｍｍの範囲内にある。

【0048】

軸線方向の点火ギャップ５４の燃焼室側端部は、接地電極５の点火面によって定義される。対応的に、ハウジング２の燃焼室側端面２７によって縦軸線ｘに対し垂直に張られる面に対する点火ギャップ５４の間隔８１ａを測定する。

【0049】

ここには示していないが、中心電極４に対し側方に配置され、したがって縦軸線ｘに対し半径方向に点火ギャップ５４を形成する第２の接地電極を設けることが可能である。

【符号の説明】

【0050】

１ 点火プラグ
２ ハウジング
３ 絶縁体
４ 中心電極
５ 接地電極
２３ ハウジングの内側面
２７ ハウジングの燃焼室側端面
３１ 絶縁体足部
５４ 点火ギャップ
８１ 掃気室
８１ａ ハウジングの燃焼室側端面から点火ギャップまでの間隔
８１ｂ 絶縁体足部からの中心電極の突出寸法
８１ｃ 絶縁体足部の長さ

【図1】

【図2】

【手続補正書】

【提出日】2023-12-22

【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】

縦軸線を備えた点火プラグ（１）であって、
・点火プラグ縦軸線に沿っている孔と、燃焼室側端面（２７）とを備えたハウジング（２）と、
・少なくとも部分的に前記ハウジング（２）の内部に配置されている絶縁体（３）であって、前記絶縁体（３）の燃焼室側端面から絶縁体足部のど部分まで延びている絶縁体足部（３１）を持っている前記絶縁体（３）と、
・少なくとも部分的に前記絶縁体（３）の内部に配置されている中心電極（４）と、
・前記ハウジング（２）に配置されている少なくとも１つの接地電極（５）であって、前記少なくとも１つの接地電極（５）が前記中心電極（４）とともに点火ギャップ（５４）を形成するように前記少なくとも１つの接地電極（５）と前記中心電極（４）とが配置され、前記点火ギャップ（５４）の幅が前記少なくとも１つの接地電極（５）に対する前記中心電極（４）の電極間隔によって与えられている前記少なくとも１つの接地電極（５）と、
を有する前記縦軸線を備えた点火プラグ（１）において、
前記少なくとも１つの接地電極（５）に対する前記中心電極（４）の前記電極間隔が０．４ｍｍよりも大きくないこと、
前記点火ギャップ（５４）が少なくとも部分的に前記ハウジング（２）の内部に形成されていること、
を特徴とする点火プラグ（１）。

【請求項2】

前記電極間隔が０．２ｍｍよりも大きくないことを特徴とする、請求項１に記載の点火プラグ（１）。

【請求項3】

前記電極間隔が０．１５ｍｍよりも大きくないことを特徴とする、請求項１に記載の点火プラグ（１）。

【請求項4】

前記電極間隔が少なくとも０．０５ｍｍであることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項5】

前記電極間隔が０．１ｍｍよりも小さくないことを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項6】

前記点火ギャップ（５４）が、前記ハウジング（２）の前記燃焼室側端面（２７）に対し、０ｍｍよりも大きく最大で－１５ｍｍである間隔（８１ａ）を有し、前記ハウジング（２）の前記燃焼室側端面（２７）によって張られる、前記点火プラグ（１）の前記縦軸線ｘに対し垂直な面が、値０ｍｍを持つ基準面であり、前記間隔（８１ａ）が前記基準面から前記点火プラグ（１）の燃焼室とは逆の側の端部の方向に増分的に負の値を受け入れていることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項7】

前記点火ギャップ（５４）が、前記ハウジング（２）の前記燃焼室側端面（２７）に対し－１ｍｍよりも小さくなくおよび／または－４ｍｍよりも大きくない間隔（８１ａ）を有し、前記ハウジング（２）の前記燃焼室側端面（２７）によって張られる、前記点火プラグ（１）の前記縦軸線ｘに対し垂直な面が、値０ｍｍを持つ基準面であり、前記間隔（８１ａ）が前記基準面から前記点火プラグ（１）の燃焼室とは逆の側の端部の方向に増分的に負の値を受け入れていることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項8】

前記絶縁体足部（３１）が、前記点火プラグ（１）の前記縦軸線ｘに対し平行に測って７ｍｍよりも長くない長さ（８１ｃ）を持っていることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項9】

前記絶縁体足部（３１）が、前記点火プラグ（１）の前記縦軸線ｘに対し平行に測って４ｍｍよりも長くない長さ（８１ｃ）を持っていることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項10】

前記中心電極（４）が前記絶縁体（３）から突出していること、前記中心電極（４）の突出寸法（８１ｂ）が、前記絶縁体（３）の前記燃焼室側端面から前記中心電極（４）の燃焼室側端部まで測って、６．０ｍｍよりも大きくないことを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項11】

前記中心電極（４）が前記絶縁体（３）から突出していること、前記中心電極（４）の突出寸法（８１ｂ）が、前記絶縁体（３）の前記燃焼室側端面から前記中心電極（４）の燃焼室側端部まで測って、６．０ｍｍよりも大きくなく、且つ０．５ｍｍよりも小さくないことを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項12】

前記点火プラグ（１）が、前記ハウジング（２）の内部で前記ハウジング（２）の前記燃焼室側端面（２７）から前記絶縁体足部のど部分まで延びる掃気室（８１）を有し、前記中心電極（４）と、前記掃気室（８１）内部の前記絶縁体足部（３１）と、前記少なくとも１つの接地電極（５）とが、少なくとも部分的に前記掃気室（８１）内部に配置されていること、前記掃気室（８１）が５００ｍｍ^３よりも大きくない体積を有していることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項13】

前記点火プラグ（１）が、前記ハウジング（２）の内部で前記ハウジング（２）の前記燃焼室側端面（２７）から前記絶縁体足部のど部分まで延びる掃気室（８１）を有し、前記中心電極（４）と、前記掃気室（８１）内部の前記絶縁体足部（３１）と、前記少なくとも１つの接地電極（５）とが、少なくとも部分的に前記掃気室（８１）内部に配置されていること、前記掃気室（８１）が５００ｍｍ ^３ よりも大きくなく、且つ５０ｍｍ ^３ よりも小さくない体積を有していることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項14】

前記点火プラグ（１）が、前記ハウジング（２）の内部で前記ハウジング（２）の前記燃焼室側端面（２７）から前記絶縁体足部のど部分まで延びる掃気室（８１）を有し、前記中心電極（４）と、前記掃気室（８１）内部の前記絶縁体足部（３１）と、前記少なくとも１つの接地電極（５）とが、少なくとも部分的に前記掃気室（８１）内部に配置されていること、前記掃気室（８１）が３００ｍｍ ^３ よりも大きくない体積を有していることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項15】

前記点火プラグ（１）が、前記ハウジング（２）の内部で前記ハウジング（２）の前記燃焼室側端面（２７）から前記絶縁体足部のど部分まで延びる掃気室（８１）を有し、前記中心電極（４）と、前記掃気室（８１）内部の前記絶縁体足部（３１）と、前記少なくとも１つの接地電極（５）とが、少なくとも部分的に前記掃気室（８１）内部に配置されていること、前記掃気室（８１）が３００ｍｍ ^３ よりも大きくなく、且つ５０ｍｍ ^３ よりも小さくない体積を有していることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項16】

前記点火プラグ（１）が、前記ハウジング（２）の内部で前記ハウジング（２）の前記燃焼室側端面（２７）から前記絶縁体足部のど部分まで延びる掃気室（８１）を有し、前記中心電極（４）と、前記掃気室（８１）内部の前記絶縁体足部（３１）と、前記少なくとも１つの接地電極（５）とが、完全に前記掃気室（８１）内部に配置されていること、前記掃気室（８１）が５００ｍｍ ^３ よりも大きくない体積を有していることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項17】

前記点火プラグ（１）が、前記ハウジング（２）の内部で前記ハウジング（２）の前記燃焼室側端面（２７）から前記絶縁体足部のど部分まで延びる掃気室（８１）を有し、前記中心電極（４）と、前記掃気室（８１）内部の前記絶縁体足部（３１）と、前記少なくとも１つの接地電極（５）とが、完全に前記掃気室（８１）内部に配置されていること、前記掃気室（８１）が５００ｍｍ ^３ よりも大きくなく、且つ５０ｍｍ ^３ よりも小さくない体積を有していることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項18】

前記点火プラグ（１）が、前記ハウジング（２）の内部で前記ハウジング（２）の前記燃焼室側端面（２７）から前記絶縁体足部のど部分まで延びる掃気室（８１）を有し、前記中心電極（４）と、前記掃気室（８１）内部の前記絶縁体足部（３１）と、前記少なくとも１つの接地電極（５）とが、完全に前記掃気室（８１）内部に配置されていること、前記掃気室（８１）が３００ｍｍ ^３ よりも大きくない体積を有していることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項19】

前記点火プラグ（１）が、前記ハウジング（２）の内部で前記ハウジング（２）の前記燃焼室側端面（２７）から前記絶縁体足部のど部分まで延びる掃気室（８１）を有し、前記中心電極（４）と、前記掃気室（８１）内部の前記絶縁体足部（３１）と、前記少なくとも１つの接地電極（５）とが、完全に前記掃気室（８１）内部に配置されていること、前記掃気室（８１）が３００ｍｍ ^３ よりも大きくなく、且つ５０ｍｍ ^３ よりも小さくない体積を有していることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項20】

前記絶縁体足部（３１）および／または前記ハウジング（２）の内側面（２３）が、一定でない半径の丸み加工によって生じる輪郭を有していることを特徴とする、請求項１～１９のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項21】

前記点火プラグ（１）が、前記中心電極（４）とともにそれぞれ１つの点火ギャップ（５４）を形成する少なくとも２つの接地電極（５）を有していることを特徴とする、請求項１～２０のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項22】

前記点火プラグ（１）が、前記中心電極（４）とともにそれぞれ１つの点火ギャップ（５４）を形成する少なくとも２つの接地電極（５）を有し、前記接地電極（５）が前記中心電極（４）のまわりに対称に配置されていることを特徴とする、請求項１～２０のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項23】

前記少なくとも１つの接地電極（５）および／または前記中心電極（４）が、対向している電極とともに前記点火ギャップ（５４）を形成するそれぞれ１つの点火面を有していること、前記点火面が貴金属または貴金属合金から成っていることを特徴とする、請求項１～２２のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項24】

前記少なくとも１つの接地電極（５）および／または前記中心電極（４）が、対向している電極とともに前記点火ギャップ（５４）を形成するそれぞれ１つの点火面を有していること、前記点火面がＰｔ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｒｅ，Ａｕまたはこれらの合金から成っていることを特徴とする、請求項１～２２のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【請求項25】

前記点火プラグ（１）が、水素で作動する原動機で使用されて、点火可能な水素を含んでいる燃料・空気・混合気を点火するために設置されている水素・点火プラグであることを特徴とする、請求項１～２４のいずれか一項に記載の点火プラグ（１）。

【国際調査報告】