DE102011117705A1 - Zündkerze und Verfahren zum Herstellen derselben - Google Patents

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DE102011117705A1
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Germany
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noble metal
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spark plug
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Withdrawn
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DE102011117705A
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English (en)
Inventor
Yuji Kasuya
Masahiro Inoue
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/32—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by features of the earthed electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
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Abstract

[Problem] Um die Festigkeit der Verbindung einer Edelmetallspitze drastisch zu verbessern und effektiv das Abfallen der Edelmetallspitze zu verhindern. [Mittel zur Lösung] Ein eingebetteter Abschnitt 32B, der von einer Verbindungszielfläche einer Masseelektrode 27 eingebettet ist, wird in einer Edelmetallspitze 32 vorgesehen. In einem Schnitt senkrecht zu einer Mittelachse CL2 der Masseelektrode 27, der durch eine Mitte CP eines Verbindungsabschnitts CS der Masseelektrode 27 und der Edelmetallspitze 32 tritt, wird ein Abschnitt 32W großer Breite, der von größerer Breite als ein Endabschnitt der Edelmetallspitze 32 ist, in dem eingebetteten Abschnitt 32B ausgebildet, und ein Bereich der Edelmetallspitze 32 zwischen der Verbindungszielfläche und einem Bereich größter Breite des Abschnitts 32W großer Breite ist zu einer solchen Form ausgebildet, dass er von einer Endseite hin zur anderen Endseite der Edelmetallspitze 32 allmählich an Breite zunimmt, oder ist zu einer solchen Form ausgebildet, dass er einen Bereich der relevanten Form und einen Bereich konstanter Breite aufweist. Ein Bereich an jeder Seitenfläche der Edelmetallspitze 32 von dem Abschnitt 32W großer Breite zu einem Schnittpunkt P1, P2 ist mit einem Grundmaterial der Masseelektrode 27 und einem Schmelzabschnitt 35 bedeckt, und eine Dicke t1 (mm) der Edelmetallspitze 32 und ein eingebetteter Betrag t2 (mm) der Edelmetallspitze 32 erfüllen 0,25 ≤ t2/t1.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine in einem Verbrennungsmotor oder dergleichen verwendete Zündkerze und ein Verfahren zum Herstellen derselben.
  • [Stand der Technik]
  • Eine Zündkerze, die in einer Verbrennungsvorrichtung wie etwa einem Verbrennungsmotor verwendet wird, umfasst zum Beispiel eine Mittelelektrode, die sich in einer Richtung der Achse erstreckt, einen Isolierkörper, der an dem Außenumfang der Mittelelektrode vorgesehen ist, ein hohles zylindrisches Metallgehäuse, das an der Außenseite des Isolierkörpers angebracht ist, und eine Masseelektrode, deren proximaler Endabschnitt mit dem vorderen Endabschnitt des Metallgehäuses verbunden ist. Die Masseelektrode ist mit einem in etwa mittleren Abschnitt derselben zurückgebogen so angeordnet, dass der vordere Endabschnitt derselben dem vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode gegenüberliegt, wodurch zwischen dem vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode und dem vorderen Endabschnitt der Masseelektrode eine Funkenentladungsstrecke ausgebildet ist.
  • Es ist auch eine Technologie bekannt, wodurch eine Edelmetallspitze in einem Bereich des vorderen Endabschnitts der Masseelektrode vorgesehen ist, der die Funkenentladungsstrecke bildet, wodurch die Verschleißfestigkeit und Zündfähigkeit verbessert werden. Im Allgemeinen wird die Edelmetallspitze vorgesehen, indem eine Endfläche derselben zum Beispiel durch Widerstandsschweißen mit der Masseelektrode verbunden ist.
  • Da aber die Masseelektrode zur Mittenseite eines Brennraums ragend angeordnet ist, neigt die Masseelektrode dazu, heiß zu werden, und die mit der Masseelektrode verbundene Edelmetallspitze neigt dazu, heißer zu werden. Bei einem modernen, leistungsstarken Motor mit hoher Kompression neigt weiterhin das Innere des Brennraums dazu, noch heißer zu werden, und an der Masseelektrode und der Edelmetallspitze bei einem Betrieb des Motors ausgeübte Vibrationen neigen auch dazu, stärker zu werden. Aus diesem Grund besteht die Befürchtung, dass in einem Verbindungsabschnitt der Masseelektrode und der Edelmetallspitze oxidierter Zunder schnell wächst und dass die Edelmetallspitze aufgrund einer zusammen mit Vibrationen oder dergleichen ausgeübten starken Einwirkung von der Masseelektrode abfällt.
  • Daher wurde eine Technik vorgeschlagen, durch die zum Verhindern eines Abfallens der Edelmetallspitze, neben dem Einbetten eines Endabschnitts der Edelmetallspitze in die Masseelektrode der eingebettete Abschnitt der Edelmetallspitze mit einem geflanschten abstehenden Abschnitt oder einem verengten Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser als der Rest des eingebetteten Abschnitts versehen wird, wodurch die Festigkeit der Verbindung der Edelmetallspitze mit der Masseelektrode verbessert wird (siehe zum Beispiel Patentschriften 1 und 2 oder dergleichen).
  • [Schriften des Stands der Technik]
  • [Patentschriften]
    • [Patentschrift 1] JP-A-2001-284012
    • [Patentschrift 2] JP-A-2004-79507
  • [Zusammenfassung der Erfindung]
  • [Probleme, die die Erfindung lösen soll]
  • Wenn aber mit der vorstehend beschriebenen Methode die Edelmetallspitze in die Masseelektrode eingebettet wird, bildet sich aufgrund des Vorhandenseines des abstehenden Abschnitts oder des verengten Abschnitts wahrscheinlich ein Raum zwischen einer Seitenfläche der Edelmetallspitze und der Masseelektrode. Da es folglich nicht möglich ist, zwischen der Edelmetallspitze und der Masseelektrode eine ausreichende Kontaktfläche sicherzustellen, besteht die Befürchtung, dass es nicht möglich ist, die Festigkeit der Verbindung ausreichend zu verbessern. Sobald sich zwischen der Edelmetallspitze und der Masseelektrode ein Raum gebildet hat, dringt wahrscheinlich Sauerstoff in den Verbindungsabschnitt der beiden ein und es wird ein schnelles Wachstum von oxidiertem Zunder in dem Verbindungsabschnitt und somit eine schnelle Abnahme der Festigkeit der Verbindung befürchtet. Wenn weiterhin Luft in dem Raum verbleibt, dehnt sich die zurückbleibende Luft bei hoher Temperatur bei Verwenden der Zündkerze aus und es wird befürchtet, dass dies zu einer Beschädigung des Verbindungsabschnitts führt.
  • Die Erfindung, die unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Umstände entwickelt wurde, hat die Aufgabe des Vorsehens einer Zündkerze und eines Verfahrens zum Herstellen derselben, womit es möglich ist, die Festigkeit der Verbindung einer Edelmetallspitze mit einer Masseelektrode drastisch zu verbessern, und es möglich ist, ein Abfallen der Edelmetallspitze effektiv zu verhindern.
  • [Mittel zum lösen der Probleme]
  • Nachstehend folgt eine aufgegliederte Beschreibung jeder Konfiguration, die zum Erreichen der Aufgabe geeignet ist. Wirkungen beim Arbeiten, die für die entsprechenden Konfigurationen spezifisch sind, werden nach Bedarf aufgeführt.
  • Konfiguration 1. Eine Zündkerze dieser Konfiguration ist gekennzeichnet durch Umfassen
    eines Isolierkörpers mit einer dadurch in einer Richtung einer Achse tretenden axialen Bohrung;
    einer in die axiale Bohrung eingesetzten Mittelelektrode;
    eines auf dem Außenumfang des Isolierkörpers vorgesehenen hohlen zylindrischen Metallgehäuses;
    einer an dem vorderen Endabschnitt des Metallgehäuses angeordneten Masseelektrode; und
    einer säulenförmigen Edelmetallspitze, die mit dem vorderen Endabschnitt der Masseelektrode verbunden ist, wovon ein Endabschnitt eine Strecke mit dem vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode bildet, wobei
    ein in die Innenseite der Masseelektrode von einer Verbindungszielfläche, die eine Oberfläche der Masseelektrode an der Seite ist, an der die Edelmetallspitze verbunden ist, eingebetteter Abschnitt in dem anderen Endabschnitt der Edelmetallspitze vorgesehen ist, und
    in einem Schnitt senkrecht zu einer Mittelachse der Masseelektrode, der durch eine Mute eines Verbindungsabschnitts der Masseelektrode und einer anderen Endfläche der Edelmetallspitze tritt,
    ein Abschnitt größer Breite, der von größerer Breite als der eine Endabschnitt der Edelmetallspitze ist, in dem eingebetteten Abschnitt ausgebildet ist,
    ein Bereich der Edelmetallspitze, der zwischen der Verbindungszielfläche und einem Bereich größter Breite des Abschnitts großer Breite positioniert ist, zu einer solchen Form ausgebildet ist, dass er von einer Endseite hin zur anderen Endseite der Edelmetallspitze allmählich an Breite zunimmt, oder zu einer solchen Form ausgebildet ist, dass er von der einen Endseite hin zu der anderen Endseite der Edelmetallspitze einen allmählich an Breite zunehmenden Bereich und einen Bereich konstanter Breite aufweist,
    ein Bereich zu jeder Seitenfläche, die die eine Endfläche und eine andere Endfläche der Edelmetallspitze verbindet, aus dem Abschnitt großer Breite zu einem Schnittpunkt mit einer verlängerter Linie, wobei die Außenlinie der Verbindungszielfläche zu der Seite der Edelmetallspitze verlängert ist, mit mindestens einem von einem Schmelzabschnitt, bei dem die Edelmetallspitze und die Masseelektrode miteinander verschmelzen, und einem Grundmaterial der Masseelektrode bedeckt ist, und
    wenn eine Dicke der Edelmetallspitze entlang einer Mittelachse der Edelmetallspitze als t1 (mm) genommen wird und ein Betrag der von der Verbindungszielfläche entlang der Mittelachse der Edelmetallspitze eingebetteten Edelmetallspitze als t2 (mm) genommen wird,
    0,25 ≤ t2/t1 erfüllt ist.
  • Die ”Verbindungszielfläche” bezeichnet eine Stelle auf einer Oberfläche der Masseelektrode, mit der die Edelmetallspitze verbunden ist, in der es einhergehend mit dem Einbetten der Edelmetallspitze und der Bildung des Schmelzabschnitts zu keiner Formänderung oder dergleichen kommt. Ferner ist mit ”Mitte des Verbindungsabschnitts der Masseelektrode und der anderen Endfläche der Edelmetallspitze” der Schwerpunkt der Verbindungsfläche der beiden gemeint.
  • Gemäß der Konfiguration 1 ist ein Bereich der Edelmetallspitze, der zwischen der Verbindungszielfläche der Masseelektrode und dem Bereich größter Breite des Abschnitts großer Breite positioniert ist, zu einer solchen Form ausgebildet, dass er von einer Endseite hin zur anderen Endseite der Edelmetallspitze allmählich an Breite zunimmt, oder zu einer solchen Form ausgebildet ist, dass er von der einen Endseite hin zu der anderen Endseite der Edelmetallspitze einen allmählich an Breite zunehmenden Bereich und einen Bereich konstanter Breite aufweist. Folglich ist es bei Einbetten der Edelmetallspitze in die Masseelektrode möglich, das Bilden eines Raums zwischen den Seitenflächen der Edelmetallspitze und der Masseelektrode zu verhindern, und es ist möglich, eine ausreichende Kontaktfläche zwischen den beiden sicherzustellen. Da es möglich ist, die Bildung des Raums zu unterbinden, ist es auch möglich, ein Eindringen von Sauerstoff in den Verbindungsabschnitt der Edelmetallspitze und der Masseelektrode zu unterbinden.
  • Weiterhin ist der Abschnitt großer Breite, der von größerer Breite als der eine Endabschnitt der Edelmetallspitze ist, in mindestens einer mittigen Position – in einer Längsrichtung der Masseelektrode – des Bereichs der Edelmetallspitze ausgebildet, der mit der Masseelektrode verbunden ist (d. h. in dem Schnitt senkrecht zur Mittelachse der Masseelektrode, der durch die Mitte des Verbindungsabschnitts der Masseelektrode und der anderen Endfläche der Edelmetallspitze tritt). Wenn dann in dem Schnitt die Dicke der Edelmetallspitze entlang der Mittelachse der Edelmetallspitze als t1 (mm) genommen wird und der Betrag der von der Verbindungszielfläche entlang der Mittelachse der Edelmetallspitze eingebetteten Edelmetallspitze als t2 (mm) genommen wird, wird eine solche Konfiguration eingenommen, dass 0,25 ≤ t2/t1 erfüllt ist. D. h. gemäß der Konfiguration 1 wird eine solche Konfiguration eingenommen, dass der Abschnitt großer Breite der Edelmetallspitze zu einer solchen Form ausgebildet wird, dass er in der Masseelektrode festgehalten wird, und ferner ist ein Bereich der Masseelektrode, der durch den Abschnitt großer Breite festgehalten wird, von ausreichender Wanddicke, da der eingebettete Betrag der Edelmetallspitze ausreichend in solchem Maße vergrößert wird, dass 0,25 ≤ t2/t1 erfüllt ist. Dadurch ist es möglich, die Haltekraft der Edelmetallspitze in der Masseelektrode zuverlässiger zu steigern.
  • Gemäß der Konfiguration 1 ist in dem vorstehend beschriebenen Schnitt ferner der Bereich an jeder Seitenfläche der Edelmetallspitze von dem Abschnitt großer Breite zu dem Schnittpunkt zwischen jeder Seitenfläche und der verlängerten Linie, wobei die Außenlinie der Verbindungszielfläche zu der Seite der Edelmetallspitze verlängert ist, mit dem Schmelzabschnitt und dem Grundmaterial der Masseelektrode bedeckt. Folglich ist es nicht nur möglich, die Bildung des Raums zwischen der Edelmetallspitze und der Masseelektrode zu unterbinden, sondern es ist auch möglich, ein Eindringen von Sauerstoff zwischen die beiden effektiver zu unterbinden.
  • Wie vorstehend ist es gemäß Konfiguration 1 möglich, die Festigkeit der Verbindung der Edelmetallspitze mit der Masseelektrode drastisch zu verbessern, indem die Haltekraft des Abschnitts großer Breite in der Masseelektrode gesteigert wird, während eine ausreichende Kontaktfläche zwischen der Edelmetallspitze und der Masseelektrode sichergestellt wird. Ferner ist es auch möglich, durch Bedecken des Bereichs zwischen jeder Seitenfläche der Edelmetallspitze und der Masseelektrode mit dem Schmelzabschnitt und dem Grundmaterial der Masseelektrode ein Wachstum von oxidiertem Zunder zu unterbinden, während die Bildung des Raums zwischen der Edelmetallspitze und der Masseelektrode unterbunden wird, und somit ist es möglich, über einen langen Zeitraum eine gute Verbindungsfestigkeit zu wahren. Dadurch ist es möglich, ein Abfallen der Edelmetallspitze effektiv zu verhindern.
  • Konfiguration 2. Gemäß dieser Konfiguration ist die Zündkerze der Konfiguration 1 dadurch gekennzeichnet, dass
    in dem vorstehend beschriebenen Schnitt
    wenn eine Überstandlänge des Abschnitts großer Breite in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse der Edelmetallspitze, der an einer Seite der Seitenfläche der Edelmetallspitze positioniert ist, mit dem Schnittpunkt zwischen einer Seitenfläche beider Seitenflächen, die die eine Endfläche und die andere Endfläche der Edelmetallspitze verbindet, und der verlängerten Linie, wobei die Außenlinie der Verbindungszielfläche zu der Seite der Edelmetallspitze als Bezug verlängert ist, als (mm) genommen wird,
    eine Überstandlänge des Abschnitts großer Breite in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse der Edelmetallspitze, der an der Seite der anderen Seitenfläche der Edelmetallspitze positioniert ist, mit dem Schnittpunkt zwischen der anderen Seitenfläche der Edelmetallspitze und der verlängerten Linie, wobei die Außenlinie der Verbindungszielfläche zu der Seite der Edelmetallspitze als Bezug verlängert ist, als β (mm) genommen wird,
    die Überstandlänge α oder die Überstandlänge β, je nachdem welche größer ist, als x (mm) genommen wird und
    die Breite eines Bereichs größter Breite des Abschnitts großer Breite in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse der Edelmetallspitze als W1 (mm) genommen wird,
    x ≥ W1 × 0,02 erfüllt ist.
  • Gemäß der Konfiguration 2 ist es möglich, einen ausreichend großen Abstand von einer Stelle, in die Sauerstoff (ein Grenzabschnitt zwischen der Edelmetallspitze und dem Schmelzabschnitt und der Masseelektrode) zu dem Verbindungsabschnitt der anderen Endfläche der Edelmetallspitze und der Masseelektrode (einem Abschnitt, der für eine feste Verbindung der Edelmetallspitze und der Masseelektrode besonders wichtig ist) eindringt, sicherzustellen. Folglich ist es möglich, ein Eindringen von Sauerstoff in den Verbindungsabschnitt effektiv zu unterbinden, und es ist möglich, die Festigkeit der Verbindung der Edelmetallspitze weiter zu verbessern.
  • Konfiguration 3. Gemäß dieser Konfiguration ist die Zündkerze der Konfiguration 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass
    die Edelmetallspitze durch den Schmelzabschnitt mit der Masseelektrode verbunden ist, wobei die Edelmetallspitze und die Masseelektrode miteinander verschmelzen, und
    in dem vorstehend beschriebenen Schnitt
    der Schmelzabschnitt von der Verbindungszielfläche in die Innenseite der Masseelektrode stoßend ausgebildet ist und
    wenn ein Abstand entlang der Mittelachse der Edelmetallspitze von der Verbindungszielfläche zu einem Bereich des Schmelzabschnitts, der am tiefsten in die Innenseite der Masseelektrode stößt, als d1 (mm) genommen wird,
    d1 ≥ 0,06 erfüllt ist.
  • Gemäß der Konfiguration 3 ist ein Kontaktabschnitt zwischen der Edelmetallspitze und der Masseelektrode mit dem ausreichend dickwandigen Schmelzabschnitt bedeckt. Folglich ist es möglich, ein Eindringen von Sauerstoff in den Verbindungsabschnitt der Edelmetallspitze und der Masseelektrode noch weiter zu unterbinden, und es ist möglich, die Festigkeit der Verbindung weiter zu verbessern.
  • Konfiguration 4. Gemäß dieser Konfiguration ist die Zündkerze der Konfiguration 3 dadurch gekennzeichnet, dass
    in dem vorstehend beschriebenen Schnitt
    wenn eine größte Breite – in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse der Edelmetallspitze – eines Bereichs des Schmelzabschnitts, der von der Verbindungszielfläche in die Innenseite der Masseelektrode stößt, als Y (mm) genommen wird,
    0,17 ≤ Y ≤ 0,27 erfüllt ist.
  • Gemäß der Konfiguration 4 wird die größte Breite Y des Bereichs des Schmelzabschnitts, der in die Innenseite der Masseelektrode stößt, mit 0,17 mm oder mehr festgelegt, und es wird eine solche Konfiguration übernommen, dass der Kontaktabschnitt zwischen der Edelmetallspitze und der Masseelektrode mit dem Schmelzabschnitt mit ausreichendem Volumen bedeckt wird. Folglich ist es möglich, ein Eindringen von Sauerstoff in den Verbindungsabschnitt der Edelmetallspitze und der Masseelektrode zuverlässiger zu unterbinden, und es ist möglich, die Festigkeit der Verbindung weiter zu verbessern.
  • Wenn indessen das Volumen des Schmelzabschnitts übermäßig vergrößert wird, kommt es wahrscheinlich zu Funkenentladungen zwischen der Mittelelektrode und dem Schmelzabschnitt. Folglich ist eine Funkenauftreffposition nicht stabil und es wird befürchtet, dass die Wirkung des Verbesserns der Zündfähigkeit durch Vorsehen der Edelmetallspitze nicht ausreichend erreicht wird.
  • Diesbezüglich wird gemäß der Konfiguration 4 die größte Breite Y auf 0,27 mm oder weniger festgelegt, wodurch eine übermäßige Zunahme des Volumens des Schmelzabschnitts verhindert wird. Folglich ist es möglich, zwischen der Mittelelektrode und der Edelmetallspitze zuverlässiger Funkenentladungen zu erzeugen, und es ist durch Vorsehen der Edelmetallspitze möglich, die Wirkung des Verbesserns der Zündfähigkeit zuverlässiger zu erreichen.
  • Konfiguration 5. Gemäß dieser Konfiguration ist die Zündkerze einer der Konfigurationen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass
    die Edelmetallspitze durch den Schmelzabschnitt mit der Masseelektrode verbunden ist, wobei die Edelmetallspitze und die Masseelektrode miteinander verschmelzen, und
    in dem vorstehend beschriebenen Schnitt
    der Schmelzabschnitt mit mindestens einer Seitenfläche der zwei Seitenflächen, die die eine Endfläche mit der anderen Endfläche der Edelmetallspitze verbinden, und der an der Seite der einen Seitenfläche positionierten Masseelektrode in Kontakt steht.
  • Gemäß der Konfiguration 5 ist der Schmelzabschnitt so ausgebildet, dass er mit mindestens einer Seitenfläche der Edelmetallspitze und der Masseelektrode in Kontakt steht. Folglich ist es möglich, ein Eindringen von Sauerstoff in den Verbindungsabschnitt der Edelmetallspitze und der Masseelektrode zuverlässiger zu unterbinden, und es ist möglich, die Festigkeit der Verbindung weiter zu verbessern.
  • Konfiguration 6. Gemäß dieser Konfiguration ist die Zündkerze einer der Konfigurationen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass
    die Edelmetallspitze durch den Schmelzabschnitt mit der Masseelektrode verbunden ist, wobei die Edelmetallspitze und die Masseelektrode miteinander verschmelzen, und
    in dem vorstehend beschriebenen Schnitt
    der Schmelzabschnitt nicht nur mit einer Seitenfläche der Edelmetallspitze und der Masseelektrode, die an der Seite der einen Seitenfläche positioniert ist, in Kontakt steht, sondern auch mit der anderen Seitenfläche der Edelmetallspitze und der Masseelektrode an der Seite der anderen Seitenfläche in Kontakt steht.
  • Gemäß der Konfiguration 6 ist der Schmelzabschnitt so ausgebildet, dass er mit beiden Seitenflächen der Edelmetallspitze und der Masseelektrode in Kontakt steht. Daher ist es möglich, ein Eindringen von Sauerstoff in den Verbindungsabschnitt der Edelmetallspitze und der Masseelektrode effektiver zu unterbinden, und es ist möglich, die Festigkeit der Verbindung weiter zu verbessern.
  • Konfiguration 7. Gemäß dieser Konfiguration ist die Zündkerze der Konfiguration 6 dadurch gekennzeichnet, dass
    in dem vorstehend beschriebenen Schnitt
    wenn ein Abstand – entlang der Mittelachse der Edelmetallspitze – eines Bereichs des Schmelzabschnitts in Kontakt mit einer Seitenfläche der Edelmetallspitze oder ein Abstand – entlang der Mittelachse der Edelmetallspitze – eines Bereichs des Schmelzabschnitts in Kontakt mit der anderen Seitenfläche der Edelmetallspitze, je nachdem welcher größer ist – als d2 (mm) genommen wird,
    d2 ≥ 0,20 erfüllt ist.
  • Gemäß der Konfiguration 7 ist die Kontaktfläche zwischen den Seitenflächen der Edelmetallspitze und dem Schmelzabschnitt ausreichend groß. Folglich ist es möglich, ein Eindringen von Sauerstoff in den Verbindungsabschnitt der Edelmetallspitze und der Masseelektrode zuverlässiger zu unterbinden.
  • Konfiguration 8. Gemäß dieser Konfiguration ist die Zündkerze nach einer der Konfigurationen 3 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass
    in dem vorstehend beschriebenen Schnitt
    eine größte Überstandlänge des Schmelzabschnitts von der Verbindungszielfläche entlang der Mittelachse der Edelmetallspitze als d3 (mm) genommen wird,
    d3 ≤ t1 – t2 erfüllt ist.
  • Gemäß der Konfiguration 8 ist die größte Überstandlänge d3 kleiner oder gleich der Überstandlänge (t1–t2) der Edelmetallspitze von der Verbindungszielfläche der Masseelektrode festgelegt. Folglich ist es möglich, ein Auftreten von Funkenentladungen zwischen der Mittelelektrode und dem Schmelzabschnitt weiter zu unterbinden, und es ist möglich, zwischen der Mittelelektrode und der Edelmetallspitze Funkenentladungen zuverlässiger zu erzeugen. Dadurch ist es möglich, durch Vorsehen der Edelmetallspitze die Wirkung des Verbesserns der Zündfähigkeit zuverlässiger zu erreichen.
  • Konfiguration 9. Gemäß dieser Konfiguration ist die Zündkerze einer der Konfigurationen 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass
    die Edelmetallspitze durch den Schmelzabschnitt mit der Masseelektrode verbunden ist, wobei die Edelmetallspitze und die Masseelektrode miteinander verschmelzen, und
    von der einen Endflächenseite der Edelmetallspitze gesehen
    innerhalb eines Bereichs – in einer Längsrichtung der Masseelektrode – der dem Verbindungsabschnitt der Masseelektrode und der anderen Endfläche der Edelmetallspitze entspricht, eine Länge des Schmelzabschnitts in der Längsrichtung der Masseelektrode größer oder gleich der halben Länge des Verbindungsabschnitts in der Längsrichtung der Masseelektrode ist.
  • Gemäß der Konfiguration 9 wird der eine ausreichende Länge aufweisende Schmelzabschnitt in solcher Weise ausgebildet, dass er den Kontaktabschnitt zwischen der Edelmetallspitze und der Masseelektrode bedeckt. Folglich ist es möglich, ein Eindringen von Sauerstoff in den Verbindungsabschnitt der beiden effektiver zu unterbinden, und es ist möglich, die Festigkeit der Verbindung weiter zu verbessern.
  • Konfiguration 10. Gemäß dieser Konfiguration ist die Zündkerze nach einer der Konfigurationen 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass
    in dem vorstehend beschriebenen Schnitt
    die andere Endfläche der Edelmetallspitze zu einer gebogenen Form ausgebildet ist, die hin zur Innenseite der Masseelektrode konvex ist.
  • Gemäß der Konfiguration 10 ist es möglich, die Fläche des Verbindungsabschnitts der anderen Endfläche der Edelmetallspitze und der Masseelektrode, die für eine feste Verbindung der Edelmetallspitze und der Masseelektrode besonders wichtig ist, zu vergrößern, und es ist möglich, die Festigkeit der Verbindung der Edelmetallspitze weiter zu steigern. Durch Verwirklichen der Vergrößerung der Verbindungsfläche nimmt die Festigkeit der Verbindung der Edelmetallspitze mit der Masseelektrode ferner sehr wenig ab, auch wenn in dem Verbindungsabschnitt etwas oxidierter Zunder auftritt, und es ist möglich, eine gute Verbindungsfestigkeit zu wahren.
  • Konfiguration 11. Gemäß dieser Konfiguration ist die Zündkerze nach einer der Konfigurationen 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass
    die Edelmetallspitze von der vorderen Endfläche der Masseelektrode absteht.
  • Gemäß der Konfiguration 11 ist die Edelmetallspitze so vorgesehen, dass sie von der vorderen Endfläche der Masseelektrode absteht. Folglich ist die Masseelektrode von der zwischen der Masseelektrode und der Edelmetallspitze gebildeten Strecke weiter beabstandet und es ist möglich, aufgrund des Vorhandenseins der Masseelektrode ein Hemmen des Flammenkernwachstums zu unterbinden. Dadurch ist es möglich, die Zündfähigkeit weiter zu verbessern.
  • Wenn indessen die Edelmetallspitze so vorgesehen wird, dass sie von der Masseelektrode absteht, erreicht die Edelmetallspitze eine höhere Temperatur, wenn die Zündkerze genutzt wird, was bedeutet, dass eine größere Befürchtung besteht, dass die Edelmetallspitze abfällt, doch durch Übernehmen der Konfiguration 1 oder dergleichen ist es möglich, die Befürchtung auszuräumen. Die Konfiguration 1 oder dergleichen ist mit anderen Worten besonders signifikant, wenn die Edelmetallspitze so vorgesehen wird, dass sie von der vorderen Endfläche der Masseelektrode absteht, um Zündfähigkeit zu verbessern.
  • Konfiguration 12. Gemäß dieser Konfiguration ist die Zündkerze der Konfiguration 11 dadurch gekennzeichnet, dass
    t2/t1 ≤ 0,70 erfüllt ist.
  • Gemäß der Konfiguration 12 wird eine Konfiguration so übernommen, dass der eingebettete Betrag t2 der Edelmetallspitze bezüglich der Dicke t1 der Edelmetallspitze nicht übermäßig groß wird, und ein großer Betrag der Edelmetallspitze ist von der Verbindungszielfläche der Masseelektrode abstehend befestigt. Folglich ist es möglich, die Masseelektrode von der zwischen der Mittelelektrode und der Edelmetallspitze gebildeten Strecke weiter zu beanstanden, und es ist möglich, aufgrund der Masseelektrode ein Hemmen des Flammenkernwachstums noch weiter zu unterbinden. Dadurch ist es möglich, die Zündfähigkeit weiter zu verbessern.
  • Konfiguration 13. Gemäß dieser Konfiguration ist ein Verfahren zum Herstellen die Zündkerze nach einer der Konfigurationen 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:
    einen Verbindungsschritt des Verbindens der Edelmetallspitze mit der Masseelektrode, wobei
    in dem Verbindungsschritt
    nach dem Setzen der Edelmetallspitze mit rechteckigen Querschnittform, die in einem Schnitt die Mittelachse derselben umfasst, auf die Masseelektrode die Edelmetallspitze mit der Masseelektrode verbunden wird, während der eingebettete Abschnitt, der in die Masseelektrode eingebettet ist, und der Abschnitt großer Breite, der von größerer Breite als der eine Endabschnitt der Edelmetallspitze ist, in der Edelmetallspitze gebildet werden, indem die Edelmetallspitze mit Energie beaufschlagt wird, während sie an die Seite der Masseelektrode gedrückt wird.
  • Gemäß der Konfiguration 13 wird bei dem Verbindungsschritt die Edelmetallspitze von rechteckigem Querschnitt (von zum Beispiel rechteckiger Quaderform oder Zylinderform), in der der Abschnitt großer Breite nicht ausgebildet ist, durch Beaufschlagen mit Energie erwärmt, während sie gegen die Masseelektrode gedrückt wird. Folglich werden ein abgewinkelter Abschnitt des anderen Endabschnitts der Edelmetallspitze und dessen Umgebung, die verhältnismäßig wahrscheinlich die Form ändern, im Verlauf des Einbettens in die Masseelektrode in der Breite vergrößert. D. h. gemäß der Konfiguration 13 ist es möglich, die Edelmetallspitze mit der Masseelektrode zu verbinden, während mühelos der Abschnitt großer Breite an der anderen Endseite der Edelmetallspitze gebildet wird, ohne einen bestimmten Prozess an der Edelmetallspitze auszuführen.
  • [Kurzbeschreibung der Zeichnungen]
  • 1 ist eine Vorderansicht teils im Schnitt, die eine Konfiguration einer Zündkerze zeigt.
  • 2 ist eine vergrößerte Vorderansicht teils im Schnitt, die eine Konfiguration des vorderen Endabschnitts der Zündkerze zeigt.
  • 3(a) und (b) sind vergrößerte schematische Schnittansichten einer Masseelektrode, einer Edelmetallspitze und dergleichen.
  • 4 ist eine schematische Ansicht der Masseelektrode und dergleichen zum Veranschaulichen eines Verbindungsabschnitts und der Mittelelektrode davon.
  • 5 ist eine vergrößerte schematische Schnittansicht, die ein anderes Beispiel eines Schmelzabschnitts zeigt.
  • 6 ist eine vergrößerte schematische Draufsicht auf die Masseelektrode, den Schmelzabschnitt und dergleichen.
  • 7 ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen von Längen K1 und K2 in einem Ultraschallhorntest.
  • 8 ist eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt einer Probe, die einem Vergleichsbeispiel entspricht.
  • 9 ist eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt einer Probe, die einem Vergleichsbeispiel entspricht.
  • 10 ist eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt, die einer Konfiguration einer Edelmetallspitze in einer anderen Ausführungsform entspricht.
  • 11 ist eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt, die eine Konfiguration einer Edelmetallspitze in einer anderen Ausführungsform zeigt.
  • 12 ist eine vergrößerte Vorderansicht teils im Schnitt, die eine Konfiguration des vorderen Endabschnitts einer Zündkerze in einer anderen Ausführungsform zeigt.
  • 13 ist eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt, die eine Konfiguration einer Masseelektrode in einer anderen Ausführungsform zeigt.
  • 14 ist eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt, die eine Konfiguration einer Masseelektrode in einer anderen Ausführungsform zeigt.
  • 15 ist eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt, die eine Konfiguration einer Masseelektrode in einer anderen Ausführungsform zeigt.
  • 16 ist eine vergrößerte Draufsicht, die eine Form einer Verbindung einer Edelmetallspitze mit einer Masseelektrode in einer anderen Ausführungsform zeigt.
  • [Methoden zum Ausführen der Erfindung]
  • Nachstehend folgt eine Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezug auf die Zeichnungen. 1 ist eine Vorderansicht teils im Schnitt, die eine Zündkerze 1 zeigt. In 1 wird eine Beschreibung mit einer Richtung einer Achse CL1 der Zündkerze 1 als Aufwärts-Abwärts-Richtung der Zeichnung, der unteren Seite als vordere Endseite der Zündkerze 1 und der oberen Seite als hintere Endseite gegeben.
  • Die Zündkerze 1 ist aus einem Isolator 2, der als hohler zylindrischer Isolierkörper dient, einem hohlen zylindrischen Metallgehäuse 3, das den Isolator 2 hält, und dergleichen konfiguriert.
  • Der Isolator 2, der durch Sintern von Aluminiumoxid oder dergleichen gebildet ist, umfasst, wie gut bekannt ist, in einem Außenabschnitt desselben einen hinterendseitigen Schaftabschnitt 10, der an der hinteren Endseite ausgebildet ist, einen Abschnitt 11 großen Durchmessers, der näher zu der vorderen Endseite als der hinterendseitigen Schaftabschnitt 10 ausgebildet ist, um in einer radialen Richtung nach außen abzustehen, einen mittleren Schaftabschnitt 12, der näher zu der vorderen Endseite als der Abschnitt 11 großen Durchmessers ausgebildet ist, um von kleinerem Durchmesser als der Abschnitt 11 großen Durchmessers zu sein, und einen Isolatornasenlängenabschnitt 13, der näher zu der vorderen Endseite als der mittlere Schaftabschnitt 12 ausgebildet ist, um vom Durchmesser kleiner als der mittlere Schaftabschnitt 12 zu sein. Ferner sind der Abschnitt 11 großen Durchmessers, der mittlere Schaftabschnitt 12 und der Großteil des Isolatornasenlängenabschnitts 13 des Isolators 2 in dem Metallgehäuse 3 aufgenommen. Dann ist an der Verbindung des mittleren Schaftabschnitts 12 und des Isolatornasenlängenabschnitts 13 ein zulaufender Absatz 14 gebildet, und der Isolator 2 wird von dem Absatz 14 auf dem Metallgehäuse 3 gehalten.
  • Weiterhin ist in dem Isolator 2 entlang der Achse CL1 eine axiale Bohrung 4 so ausgebildet, dass sie durch den Isolator 2 tritt, und eine Mittelelektrode 5 ist eingeführt und an der vorderen Endseite der axialen Bohrung 4 befestigt. Die Mittelelektrode 5 ist aus einer Innenschicht 5A, die aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder dergleichen, mit einer guten Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, und einer Außenschicht 5B, die aus einer Ni-Legierung mit Nickel (Ni) als Hauptbestandteil gebildet ist, konfiguriert. Weiterhin ist die Mittelelektrode 5 insgesamt in einer stabförmigen (zylindrischen) Form ausgebildet, und die vordere Endfläche derselben ist nicht nur eben ausgebildet, sondern steht von dem vorderen Ende des Isolators 2 ab. Ferner ist ein zylindrischer Edelmetallabschnitt 31, der aus einer vorbestimmten Edelmetalllegierung (zum Beispiel einer Platinlegierung oder einer Iridiumlegierung) gebildet ist, an dem vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode 5 vorgesehen.
  • Ferner ist eine Anschlusselektrode 6 eingeführt und an der Hinterendseite der axialen Bohrung 4 in einem Zustand befestigt, in dem sie von dem hinteren Ende des Isolators 2 absteht.
  • Weiterhin ist ein zylindrischer Widerstand 7 zwischen der Mittelelektrode 5 und der Anschlusselektrode 6 in der axialen Bohrung 4 angeordnet. Beide Endabschnitte des Widerstands 7 sind durch elektrisch leitende Glasdichtschichten 8 bzw. 9 mit der Mittelelektrode 5 und der Anschlusselektrode 6 elektrisch verbunden.
  • Ferner ist das Metallgehäuse 3 in einer hohlen zylindrischen Form aus einem Metall wie etwa kohlenstoffarmem Stahl ausgebildet, und ein Gewindeabschnitt (ein Außengewindeabschnitt) 15 zum Einbauen der Zündkerze 1 in einer Einbauöffnung einer Verbrennungsvorrichtung (zum Beispiel eines Verbrennungsmotors oder eines Brennstoffzellenreformers) ist an der Außenumfangfläche des Metallgehäuses 3 ausgebildet. An der hinterendseitigen Außenumfangfläche des Gewindeabschnitts 15 ist auch ein Sitz 16 ausgebildet, und an dem hinteren Ende des Gewindeabschnitts 15 ist eine ringartige Dichtung 18 über einen Gewindehals 17 gepasst. Weiterhin ist ein Werkzeugansatzabschnitt 19 von sechseckigem Querschnitt zum Ansetzen eines Werkzeugs wie etwa eines Schlüssels bei Einbauen des Metallgehäuses 3 in der Verbrennungsvorrichtung vorgesehen, wobei an der hinteren Endseite des Metallgehäuses 3 auch ein abgedichteter Abschnitt 20 zum Halten des Isolators 2 an dem hinteren Endabschnitt vorgesehen ist.
  • Ein zulaufender Absatz 21 zum Festhalten des Isolators 2 ist auch an der Innenumfangsfläche des Metallgehäuses 3 vorgesehen. Dann wird der Isolator 2 von der hinteren Endseite hin zur vorderen Endseite des Metallgehäuses 3 eingeführt und durch Abdichten eines hinterendseitigen Öffnungsabschnitts des Metallgehäuses 3 nach innen in radialer Richtung, d. h. Bilden des abgedichteten Abschnitts 20 in einem Zustand, in dem der Absatz 14 des Isolators 2 in dem Absatz 21 des Metallgehäuses 3 gehalten wird, befestigt. Zwischen den Absätzen 14 und 21 sowohl des Isolators 2 als auch des Metallgehäuses 3 ist eine ringförmige Plattenfüllung 22 dazwischen gesetzt. Dadurch wird das Innere des Brennraums luftdicht gehalten, wodurch verhindert wird, dass Kraftstoffgas, das in einen Raum zwischen dem Nasenlängenabschnitt 13 des Isolators 2 und eine Innenumfangsfläche des Metallgehäuses 3, die dem Inneren des Brennraums ausgesetzt ist, eindringt, nach außen entweicht.
  • Um eine Abdichtung vollständiger zu machen, werden ringförmige Elemente 23 und 24 zwischen das Metallgehäuse 3 und den Isolator 3 an der hinteren Endseite des Metallgehäuses 3 gesetzt, und ein Raum zwischen den Ringelementen 23 und 24 wird mit Talkumpulver 25 gefüllt. D. h. das Metallgehäuse 3 hält den Isolator 2 über der Plattenfüllung 22, den Ringelementen 23 und 24 und dem Talkum 25.
  • Wie in 2 gezeigt ist auch eine Masseelektrode 27, die zur Seite der Mittelelektrode 5 in einem in etwa mittlerem Abschnitt der Masseelektrode 27 zurückgebogen ist, wobei sie einen rechteckigen Querschnitt bildet, mit einem vorderen Endabschnitt 26 des Metallgehäuses 3 verbunden. Die Masseelektrode 27 ist aus einer Außenschicht 27A, die durch eine Ni-Legierung [zum Beispiel Inconel 600 oder Inconel 601 (beides sind eingetragene Marken)] gebildet ist, und eine Innenschicht 27B, die durch eine Kupferlegierung, reines Kupfer oder dergleichen gebildet ist, das ein Metall mit besserer Pyroleitfähigkeit als die Ni-Legierung ist, konfiguriert.
  • Eine Edelmetallspitze 32, die aus einem vorbestimmten Edelmetall (zum Beispiel Iridium oder Platin) oder einer Edelmetalllegierung mit einem Edelmetall als Hauptbestandteil gebildet ist, ist mit einer vorderendseitigen Seitenfläche 27S (entsprechend einer ”Verbindungszielfläche”) verbunden, die eine Fläche der Masseelektrode 27 ist, die an der Seite der Mittelelektrode 5 positioniert ist. Die Edelmetallspitze 32 ist von solcher Art, dass ein Abschnitt derselben um einen vorbestimmten Überstandsbetrag F (zum Beispiel 0,5 mm oder mehr und 0,75 mm oder weniger) von einer vorderen Endfläche 27F der Masseelektrode 27 absteht. Dann wird zwischen einer Endfläche der Edelmetallspitze 32 und der Mittelelektrode 5 (Edelmetallabschnitt 31) eine Funkenentladungsstrecke 33, die als Strecke dient, ausgebildet, und es wird in einer Richtung entlang der Achse CL1 in der Funkenentladungsstrecke 33 eine Funkenentladung durchgeführt.
  • Ferner ist in der Ausführungsform ein Abschnitt des anderen Endabschnitts der Edelmetallspitze 32 in der Masseelektrode 27 eingebettet, und wie in (a) von 3 gezeigt (der einfachen Darstellung halber wird in 3 und 5 auf eine Schraffierung verzichtet) ist ein eingebetteter Abschnitt 32B, der in die Innenseite der Masseelektrode 27 von der vorderendseitigen Seitenfläche 27S der Masseelektrode 27 eingebettet ist, in dem anderen Endabschnitt der Edelmetallspitze 32 vorgesehen.
  • Dann ist in einem Schnitt senkrecht zu einer Mittelachse CL2 der Masseelektrode 27, der durch eine Mitte (einen Schwerpunkt) CP (siehe 4) eines Verbindungsabschnitts CS der Masseelektrode 27 und der anderen Endfläche der Edelmetallspitze 32 tritt, ein Abschnitt 32W großer Breite, der von größerer Breite als ein Endabschnitt 32A der Edelmetallspitze 32 ist, in dem eingebetteten Abschnitt 32B ausgebildet. Weiterhin ist ein Bereich der Edelmetallspitze 32, der zwischen der vorderendseitigen Seitenfläche 27S der Masseelektrode 27 und dem Abschnitt größter Breite des Abschnitts 32W großer Breite positioniert ist, so ausgebildet, dass er von einer Endseite hin zur anderen Endseite (Seite des Abschnitts 32W großer Breite) der Edelmetallspitze 32 allmählich in der Breite zunimmt. D. h. wenn gerade Linien, die durch Schnittpunkte P1 und P2 zwischen verlängerten Linien EL1 und EL2, wobei die Außenlinie der vorderendseitigen Seitenfläche 27S zu der Seite der Edelmetallspitze 32 verlängert ist, und zwei Seitenflächen 32S1 und 32S2 treten, die jeweils die eine Endfläche und die andere Endfläche der Edelmetallspitze 32 verbinden und durch den Endabschnitt in der Breitenrichtung des Abschnitts 32W großer Breite treten, als SL1 und SL2 genommen werden, und Winkel von den durch die geraden Linien SL1 und SL2 und die Außenlinie der vorderendseitigen Seitenfläche 27S, die an der Seite gegenüber der der Edelmetallspitze 32 gebildet ist, gebildeten Winkeln als θ1 und θ2 genommen werden, wird eine solche Konfiguration übernommen, dass jeder von θ1 und θ2 kleiner als 90° ist. In der Ausführungsform wird eine solche Konfiguration übernommen, dass die Breitenzunahmerate der Edelmetallspitze 32 allmählich von der einen Endseite hin zur anderen Endseite der Edelmetallspitze 32 zunimmt. Der ”Schnitt senkrecht zu der Mittelachse CL2 der Masseelektrode 27, der durch die Mitte CP des Verbindungsabschnitts CS der Masseelektrode 27 und der anderen Endfläche der Edelmetallspitze 32 tritt” kann ferner auch einen Schnitt senkrecht zur Mittelachse CL2 bezeichnen, der durch eine mittige Position der Richtung der Mittelachse CL2 der Edelmetallspitze 32 zwischen der vorderen Endfläche 27F der Masseelektrode 27 und eine Fläche der Edelmetallspitze 32 am weitesten weg von der vorderen Endfläche 27F entlang der Mittelachse CL2 tritt.
  • Ferner ist die Edelmetallspitze 32 durch einen Schmelzabschnitt mit der Masseelektrode 27 verbunden, wobei ein die Edelmetallspitze 32 konfigurierendes Metall und ein die Masseelektrode 27 konfigurierendes Metall (ein Masseelektroden-Grundmaterial) miteinander verschmelzen, und der Schmelzabschnitt 35 wird zu der einen Endabschnittseite der Edelmetallspitze 32 abstehend ausgebildet, indem die Edelmetallspitze 32 in die Masseelektrode 27 eingebettet wird. Dann steht der Schmelzabschnitt nicht nur mit einer Seitenfläche 32S1 von den zwei Seitenflächen 32S1 und 32S2 der Edelmetallspitze 32 und der Masseelektrode 27, die an der Seite der einen Seitenfläche 32S1 positioniert ist, in Kontakt, sondern steht auch mit der anderen Seitenfläche 32S2 und der Masseelektrode 27, die an der Seite der anderen Seitenfläche 32S2 positioniert ist, in Kontakt. Wie in 5 gezeigt kann in dem vorstehend beschriebenen Schnitt der Schmelzabschnitt 45 so konfiguriert sein, dass er nur an der einen Seitenfläche 32S1 der Edelmetallspitze 32 ausgebildet ist, und so konfiguriert sein, dass er mit der einen Seitenfläche 32S1 und der Masseelektrode 27, die an der Seite der Seitenfläche 32S1 positioniert ist, Kontakt herstellt (der Schmelzabschnitt kann auch nur an der Seite der anderen Seitenfläche 32S2 ausgebildet sein).
  • Zurück zu (a) von 3 ist mindestens ein Bereich jeder Seitenfläche 32S1 und 32S2 der Edelmetallspitze 32, der zwischen dem Abschnitt 32W großer Breite und jedem Schnittpunkt P1 und P2 positioniert ist, mit dem Grundmaterial der Masseelektrode 27 und dem Schmelzabschnitt 35 bedeckt.
  • Wenn ferner eine Dicke der Edelmetallspitze 32 entlang einer Mittelachse CL3 der Edelmetallspitze 32 als t1 (mm) genommen wird und ein Betrag der Edelmetallspitze 32, der von der vorderendseitigen Seitenfläche 27S entlang der Mittelachse CL3 der Edelmetallspitze 32 eingebettet ist, als t2 (mm) genommen wird, wird der Betrag der Edelmetallspitze 32, der von der Masseelektrode 27 eingebettet ist, so festgelegt, dass 0,25 ≤ t2/t1 ≤ 0,70 erfüllt ist. Die ”Dicke t1” bezeichnet eine Dicke entlang der Mittelachse CL3 des dicksten Bereichs der Edelmetallspitze 32, und der ”eingebettete Betrag t2” bezeichnet in dem vorstehend beschriebenen Schnitt eine Tiefe von der vorderendseitigen Seitenfläche 27S entlang der Mittelachse CL3 eines Bereichs des eingebetteten Abschnitts 32B, der von der vorderendseitigen Seitenfläche 27S am tiefsten eingebettet ist.
  • Weiterhin ist in der Ausführungsform eine Konfiguration so übernommen, dass eine Breite des Abschnitts 32W großer Breite in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse CL3 ausreichend größer als eine Breite (ein Abstand zwischen den Schnittpunkten P1 und P2 in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse CL3) der Edelmetallspitze 32 an der vorderendseitigen Seitenfläche 27S ist. Wenn im Einzelnen eine Überstandlänge des Abschnitts 32W großer Breite in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse CL3 der Edelmetallspitze 32, der an der Seite der einen Seitenfläche 32S1 positioniert ist, wobei der Schnittpunkt P1 ein Bezugswert ist, als α (mm) genommen wird, eine Überstandlänge des Abschnitts 32W großer Breite in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse CL3, der an der Seite der anderen Seitenfläche 32S2 der Edelmetallspitze 32 positioniert ist, wobei der Schnittpunkt P2 als Bezugswert dient, mit β (mm) genommen wird, die größere der zwei Überstandlängen α und β als x (mm) genommen wird (in der Ausführungsform α = β = x) und eine Breite in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse CL3 des Abschnitts größter Breite des Abschnitts 32W großer Breite als W1 (mm) genommen wird, wird eine solche Konfiguration übernommen, dass x ≥ W1 × 0,02 erfüllt ist.
  • Wie ferner in (b) von 3 gezeigt ist, ist der Schmelzabschnitt 35 so ausgebildet, dass ein Abschnitt desselben von der vorderendseitigen Seitenfläche 27S [der getüpfelte Bereich in (b) von 3] in die Innenseite der Masseelektrode 27 stößt. Wenn in der Ausführungsform ein Abstand der Edelmetallspitze 32 entlang der Mittelachse CL3 von der vorderendseitigen Seitenfläche 27S zu einem Bereich des Schmelzabschnitts 35, der am tiefsten in die Innenseite der Masseelektrode 27 stößt, als d1 (mm) genommen wird, wird eine solche Konfiguration übernommen, dass d1 ≥ 0,06 erfüllt ist.
  • Wenn ferner eine größte Breite – in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse CL3 der Edelmetallspitze 32 – des Bereichs des Schmelzabschnitts 35, der von der vorderendseitigen Seitenfläche 27S in die Innenseite der Masseelektrode 27 stößt, als Y (mm) angenommen wird, 0,17 ≤ Y ≤ 0,27.
  • Wenn ferner ein Abstand – entlang der Mittelachse CL3 der Edelmetallspitze 32 – eines Bereichs des Schmelzabschnitts 35 in Kontakt mit der einen Seitenfläche 32S1 oder ein Abstand entlang der Mittelachse CL3 eines Bereichs des Schmelzabschnitts 35 in Kontakt mit der anderen Seitenfläche 32S2, je nachdem welcher größer ist, als d2 (mm) genommen wird, wird eine solche Konfiguration übernommen, dass d2 ≥ 0,20 erfüllt ist.
  • Wenn weiterhin eine größte Überstandlänge des Schmelzabschnitts 35 von der vorderendseitigen Seitenfläche 27S entlang der Mittelachse CL3 der Edelmetallspitze 32 als d3 (mm) genommen wird, wird eine solche Konfiguration übernommen, dass d3 ≤ t1 – t2 erfüllt ist.
  • Ferner ist die andere Endfläche der Edelmetallspitze 32 zu einer gebogenen Form ausgebildet ist, die hin zur Innenseite der Masseelektrode 27 konvex ist.
  • Wie auch in 6 gezeigt ist, wird in einem Bereich, der dem Verbindungsabschnitt CS der Masseelektrode 27 und der anderen Endfläche der Edelmetallspitze 32 in einer Längsrichtung der Masseelektrode 27, von der Seite der einen Endfläche der Edelmetallspitze 32 gesehen, entspricht, eine Länge L1 des Schmelzabschnitts 35 in der Längsrichtung der Masseelektrode 27 größer oder gleich einer halben Länge L2 des Verbindungsabschnitts C2 in der Längsrichtung der Masseelektrode 27 festgelegt.
  • Als Nächstes folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zum Herstellen der Zündkerze 1, die in der vorstehend beschriebenen Weise konfiguriert ist.
  • Zunächst wird das Metallgehäuse 3 vorab bearbeitet. D. h. ein zylindrisches Metallmaterial (zum Beispiel ein eisenbasiertes Material oder ein Edelstahlmaterial) wird durch Kaltschmieden oder dergleichen bearbeitet, wodurch eine Kontur gebildet und darin eine Durchgangsbohrung gebildet wird. Anschließend wird die Außenform durch Ausführen eines Fräsprozesses ausgelegt, wodurch ein Metallgehäuse-Zwischenkörper erhalten wird.
  • Weiterhin wird die gerade stabförmige Masseelektrode 27, die aus einer Nickelliegerung oder dergleichen gebildet ist, durch Widerstandsschweißen an der vorderen Endfläche des Metallgehäuse-Zwischenkörpers angebracht. Wenn es beim Widerstandsschweißen zu einem so genannten ”Durchhängen”, kommt, wird der Gewindeabschnitt 15 durch ein Gewindewalzen in einem vorbestimmten Bereich des Metallgehäuse-Zwischenkörpers ausgebildet, nachdem das ”Durchhängen” entfernt wurde. Dadurch wird das Metallgehäuse 3, an das die Masseelektrode 27 angeschweißt ist, erhalten. Das Metallgehäuse 3, an das die Masseelektrode 27 angeschweißt ist, wird auch verzinkt oder vernickelt. Zum Verbessern von Korrosionsbeständigkeit kann weiterhin an dessen Oberfläche eine Chromatbehandlung durchgeführt werden.
  • Gesondert von dem Metallgehäuse 3 wird indessen der Isolator 2 vorab durch ein Formen bearbeitet. D. h. durch Erzeugen eines agglomerierten Materials eines Formgrünlings unter Verwenden von Rohpulver, das zum Beispiel ein Bindemittel mit Aluminiumoxid als Agens enthält, und Ausführen eines Gummipressformens unter Verwenden des agglomerierten Materials des Formgrünlings wird ein hohler zylindrischer Pressling erhalten. Dann wird der erhaltene Pressling durch Fräsen bearbeitet und geformt, und der geformte Pressling wird in einem Sinterofen gesintert, wodurch der Isolator 2 erhalten wird.
  • Gesondert von dem Metallgehäuse 3 und dem Isolator 2 wird auch die Mittelelektrode 5 vorab hergestellt. D. h. eine Ni-Legierung, bei der eine Kupferlegierung oder dergleichen zum Verbessern von Wärmestrahlung in dem mittleren Abschnitt angeordnet ist, wird durch Schmieden bearbeitet, was die Mittelelektrode 5 produziert. Als Nächstes wird der aus einer Edelmetalllegierung gebildete Edelmetallabschnitt 31 durch Laserschweißen oder dergleichen mit dem vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode 5 verbunden.
  • Als Nächstes werden der Isolator 2 und die Mittelelektrode 5, die in der vorstehend beschriebenen Weise erhalten wurden, der Widerstand 7 und die Anschlusselektrode 6 durch die Glasdichtschichten 8 und 9 abgedichtet und befestigt. Die Glasdichtschichten 8 und 9 werden üblicherweise mit Borosilikatglas und darin eingemischtes Metallpulver erzeugt, und das erzeugte Gemisch wird nach dem so gearteten Einspritzen in die axiale Bohrung 4 des Isolators 2, dass es den Widerstand 7 sandwichartig einschließt, in dem Sinterofen erwärmt, während es von der Anschlusselektrode 6 von hinten gepresst wird, und wird dadurch fest gesintert. Zu diesem Zeitpunkt kann das gleichzeitige Sintern einer Glasurschicht auf der Oberfläche des hinterendseitigen Schaftabschnitts 10 des Isolators 2 vorgenommen werden oder es kann ein Vorabausbilden einer Glasurschicht vorgenommen werden.
  • Anschließend werden der Isolator 2, der die Mittelelektrode 5 und die Anschlusselektrode 6 umfasst, die jeweils in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt wurden, und das die Masseelektrode 27 umfassende Metallgehäuse 3 befestigt. Im Einzelnen werden der Isolator 2 und das Metallgehäuse 3 nach dem Einführen des Isolators 2 in das Metallgehäuse 3 durch Abdichten des hinterendseitigen Öffnungsabschnitts des Metallgehäuses 3, der vergleichsweise dünnwandig ausgebildet ist, in radialer Richtung nach innen, d. h. Ausbilden des abgedichteten Abschnitts 20, befestigt.
  • Als Nächstes wird die Edelmetallspitze 32 mit dem vorderen Endabschnitt der Masseelektrode 27 verbunden. Zunächst wird die Edelmetallspitze 32 von rechteckigem Querschnitt (rechteckiger Quaderform) vorab durch Bearbeiten eines vorbestimmten Edelmetallmaterials durch Schmieden oder dergleichen hergestellt. Nach Platzieren eines Abschnitts der Edelmetallspitze 32 auf die vorderendseitige Seitenfläche 27S der Masseelektrode 27 wird dann ein (nicht gezeigter) vorbestimmter Schweißelektrodenstab mit der einen Endfläche der Edelmetallspitze 32 in Kontakt gebracht. Danach wird der Schweißelektrodenstab zu der Seite der Masseelektrode 27 bewegt und die Edelmetallspitze 32 wird mit einem elektrischen Strom eines vorbestimmten Stromwerts von dem Schweißelektrodenstab beaufschlagt, während sie mit einem vorbestimmten Druck von dem Schweißelektrodenstab gepresst wird. Dadurch wird der Schmelzabschnitt 35, wobei ein die Masseelektrode 27 konfigurierendes Metall und ein die Edelmetallspitze 32 konfigurierendes Metall miteinander verschmelzen, so gebildet, dass der eine Abschnitt der Edelmetallspitze 32 in die Masseelektrode 27 eingebettet wird und zusammen mit dem Einbetten der Edelmetallspitze 32 aus der Masseelektrode 27 absteht, und die Edelmetallspitze 32 wird mit der Masseelektrode 27 verbunden. Ein Bereich der Edelmetallspitze 32, der in deren abgewinkelten Abschnitten und deren Umgebungen positioniert ist, nimmt im Verlauf des Einbettens der Edelmetallspitze 32 allmählich in der Breite zu, da er verhältnismäßig wahrscheinlich seine Form ändert, infolgedessen der Abschnitt 32W großer Breite gebildet wird. Ferner wird ein Bereich der Edelmetallspitze 32, der an der mittleren Seite einer Oberfläche derselben positioniert ist, die mit der Masseelektrode 27 verbunden ist, zusammen mit dem Pressen der Edelmetallspitze 32 tiefer als die Seiten des abgewinkelten Abschnitts der Metallspitze 32 eingebettet, wodurch die andere Endfläche der Edelmetallspitze 32 zu einer gebogenen Form ausgebildet wird.
  • Die Abstände d1, d2 und d3 können durch Anpassen des in die Masseelektrode 27 eingebetteten Betrags der Edelmetallspitze 32 geändert werden (zum Beispiel ist es möglich, die Abstände d1, d2 und d3 durch Erhöhen des eingebetteten Betrags zu vergrößern). Ferner können die Überstandlänge x und die größte Breite Y durch Anpassen des Drucks und elektrischen Stroms geändert werden, die bei Pressen verwendet werden. Im Fall des Bildens des Schmelzabschnitts an nur einer Seite der Seitenfläche 32S1 ist es ferner bei Widerstandsschweißen ausreichend, einen an der Seite der einen Seitenfläche 32S1 fließenden Strom höher als einen an der Seite der anderen Seitenfläche 32S2 auszulegen.
  • Nach der Verbindung der Edelmetallspitze 32 wird die Masseelektrode 27 zu der Seite der Mittelelektrode 5 gebogen. Dann wird die vorstehend beschriebene Zündkerze 1 durch Anpassen der Größe der Funkenentladungsstrecke 33 zwischen dem Edelmetallabschnitt 31 und der Edelmetallspitze 32 erhalten.
  • Wie vorstehend eingehend beschrieben wird gemäß der Ausführungsform der Bereich der Edelmetallspitze 32, der zwischen der vorderendseitigen Seitenfläche 27S der Masseelektrode 27 und dem Bereich größter Breite des Abschnitts 32W großer Breite positioniert ist, zu einer solchen Form ausgebildet, dass er von der einen Endseite hin zur anderen Endseite der Edelmetallspitze 32 allmählich an Breite zunimmt. Folglich ist es möglich zu verhindern, dass zwischen den Seitenflächen der Edelmetallspitze 32 und der Masseelektrode 27 bei Einbetten der Edelmetallspitze 32 in die Masseelektrode 27 ein Raum gebildet wird, und es ist möglich, eine ausreichende Kontaktfläche zwischen den beiden sicherzustellen. Ebenfalls ist es möglich, durch Unterbinden der Bildung des Raums ein Eindringen von Sauerstoff in den Verbindungsabschnitt der Edelmetallspitze 32 und der Masseelektrode 27 zu unterbinden.
  • Gemäß der Ausführungsform wird der eingebettete Betrag der Edelmetallspitze 32 weiterhin groß genug gemacht, um 0,25 ≤ t2/t1 zu erfüllen, und ein Bereich der Masseelektrode 27, der durch den Abschnitt 32W großer Breite festgehalten wird, ist ausreichend dickwandig. Dadurch ist es möglich, die Rückhaltekraft der Edelmetallspitze 32 in der Masseelektrode 27 zuverlässig zu steigern.
  • In dem vorstehend beschriebenen Schnitt ist ferner der Bereich jeder Seitenfläche 32S1, 32S2 der Edelmetallspitze 32 von dem Abschnitt 32W großer Breite zu dem Schnittpunkt P1, ?2 mit dem Grundmaterial der Masseelektrode 27 und dem Schmelzabschnitt 35 bedeckt. Folglich ist es nicht nur möglich, die Bildung des Raums zwischen der Edelmetallspitze 32 und der Masseelektrode 27 zu unterbinden, sondern es ist auch möglich, ein Eindringen von Sauerstoff zwischen die beiden effektiv zu unterbinden.
  • Wie vorstehend ist es gemäß der Ausführungsform möglich, die Festigkeit der Verbindung der Edelmetallspitze 32 mit der Masseelektrode 27 drastisch zu verbessern, indem die Haltekraft des Abschnitts 32W großer Breite in der Masseelektrode 27 gesteigert wird, während eine ausreichende Kontaktfläche zwischen der Edelmetallspitze 32 und der Masseelektrode 27 sichergestellt wird. Ferner ist es auch möglich, durch Bedecken des Bereichs zwischen jeder Seitenfläche 32S1 und 32S2 der Edelmetallspitze 32 und der Masseelektrode 27 mit dem Grundmaterial der Masseelektrode 27 und dem Schmelzabschnitt 35 ein Wachstum von oxidiertem Zunder zu unterbinden, während die Bildung des Raums zwischen der Edelmetallspitze 32 und der Masseelektrode 27 unterbunden wird, und somit ist es möglich, über einen langen Zeitraum eine gute Verbindungsfestigkeit zu wahren. Dadurch ist es möglich, ein Abfallen der Edelmetallspitze 32 effektiv zu verhindern.
  • Neben der vorstehend beschriebenen Weise des Festlegens der Überstandlänge x und der Abstände d1 und d2 wird weiterhin der Schmelzabschnitt 35 über einem breiten Bereich zwischen beiden Seitenflächen 32S1 und 32S2 der Edelmetallspitze 32 und der Masseelektrode 27 gebildet, und weiterhin wird die andere Endfläche der Edelmetallspitze 32 zu einer gebogenen Form ausgebildet. Dadurch ist es möglich, die Festigkeit der Verbindung der Edelmetallspitze 32 mit der Masseelektrode 27 sehr effektiv zu verbessern.
  • Da die größte Breite Y auf 0,27 mm oder weniger und die größte Überstandlänge d3 auf t1 – t2 oder weniger gesetzt wird, ist es ferner möglich, eine Funkenauftreffposition zu stabilisieren. Gleichzeitig ist es bei Übernehmen einer solchen Konfiguration, dass die Edelmetallspitze 32 von der vorderen Endfläche 27F der Masseelektrode 27 absteht und t2/t1 ≤ 0,70 erfüllt ist, möglich, ein Hemmen des Flammenkernwachstums aufgrund der Masseelektrode 27 effektiv zu unterbinden. D. h. gemäß der Ausführungsform ist es möglich, die Zündfähigkeit ausreichend zu verbessern, da das Verwirklichen sowohl einer Funkenauftreffpositionstabilisierung als auch einer Flammenkernwachstumsförderung möglich ist.
  • Als Nächstes werden zum Bestätigen der durch die vorstehend beschriebene Ausführungsform verwirklichten Wirkungen der Arbeitsweise Zündkerzenproben hergestellt, wobei nach Festlegen jedes der Winkel θ1 und θ2 auf 100° 90°, 80° oder 70° sowohl die Dicke t1 (mm) der Edelmetallspitze entlang der Mittelachse der Edelmetallspitze als auch der Betrag t2 (mm) der Edelmetallspitze, der von der vorderendseitigen Fläche (Verbindungszielfläche) der Masseelektrode entlang der Mittelachse der Edelmetallspitze eingebettet ist, geändert werden, wodurch t2/t1 unterschiedlich geändert werden, und an jeder Probe wird ein Ultraschallhorntest durchgeführt. Kurz umrissen ist der Ultraschallhorntest wie folgt. D. h. die Masseelektrode jeder Probe wird unter Verwenden eines Ultraschallhorns bei einer Frequenz von 27,3 kHz zum Schwingen gebracht, bis die Edelmetallspitze zerbrochen ist und ein Abschnitt der zerbrochenen Edelmetallspitze von der Masseelektrode abfällt. Dann wird wie in 7 gezeigt eine Länge K1 – in der Längsrichtung der Masseelektrode – einer Edelmetallspitze, der ohne Abfallen von der Masseelektrode zurückbleibt (eine Restspitze) gemessen und es wird ein Verhältnis der Länge K1 zu einer Länge K2 – in der Längsrichtung der Masseelektrode – des Verbindungsabschnitts der Edelmetallspitze und der Masseelektrode vor dem Test (K1/K2; ein Restspitzenverhältnis) berechnet. Hierin wird so vorgegangen, dass die Proben, deren Restspitzenverhältnis auf 50% oder mehr gesetzt ist, eine ”O”-Bewertung erhalten, da ihre Festigkeit der Verbindung der Edelmetallspitze mit der Masseelektrode gut ist, und dass Proben, deren Restspitzenverhältnis auf unter 50% gesetzt ist, eine ”x”-Bewertung erhalten, da sie von schlechterer Verbindungsfestigkeit sind. Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle 1 gezeigt. Bei jeder Probe wird eine Edelmetallspitze so vorgesehen, dass sie von der vorderen Endfläche der Masseelektrode absteht, und die Länge der von der vorderen Endfläche der Masseelektrode abstehenden Edelmetallspitze wird bei 0,65 mm festgelegt. Bei Proben, bei denen θ1 auf 70° oder 80° festgelegt ist, wird ferner ein Bereich der Edelmetallspitze zwischen der vorderendseitigen Seitenfläche und dem Bereich größter Breite des Abschnitts großer Breite zu einer solchen Form ausgebildet, dass er von der einen Endseite hin zur anderen Endseite der Edelmetallspitze allmählich in der Breite zunimmt. [Tabelle 1]
    θ1, θ2 t1 (mm) t2 (mm) t2/t1 Restspitzenverhältnis Bewertung
    100° 0,7 0,150 0,214 20% x
    0,175 0,250 22% x
    0,200 0,286 29% x
    90° 0,150 0,214 15% x
    0,175 0,250 26% x
    0,200 0,286 22% x
    80° 0,150 0,214 30% x
    0,175 0,250 58% O
    0,200 0,286 62% O
    70° 0,150 0,214 27% x
    0,175 0,250 56% O
    0,200 0,286 69% O
    100° 0,3 0,050 0,167 18% x
    0,075 0,250 23% x
    0,100 0,333 24% x
    90° 0,050 0,167 20% x
    0,075 0,250 31% x
    0,100 0,333 48% x
    80° 0,050 0,167 23% x
    0,075 0,250 69% O
    0,100 0,333 77% O
    70° 0,050 0,167 34% x
    0,075 0,250 70% O
    0,100 0,333 79% O
  • Wie in Tabelle 1 gezeigt wird festgestellt, dass die Proben mit den bei 100° oder 90° festgelegten Winkeln θ1 und θ2 (d. h. die Proben, bei denen kein Abschnitt großer Breite in der Edelmetallspitze ausgebildet ist), die solcher Art sind, dass der größere Teil der Edelmetallspitze abfällt, von schlechterer Verbindungsfestigkeit sind. Es wird auch bestätigt, dass Proben von den Proben mit den Winkeln θ1 und θ2, die bei unter 90° festgelegt sind, wobei t2/t1 auf unter 0,25 festgelegt ist, ebenfalls von schlechterer Verbindungsfestigkeit sind.
  • Im Gegensatz dazu wird festgestellt, dass die Proben mit den bei 80° oder 70° festgelegten Winkeln θ1 und θ2 (d. h. Proben, bei denen der Abschnitt großer Breite in der Edelmetallspitze ausgebildet ist), wobei t2/t1 bei 0,25 oder mehr festgelegt ist, so dass das Restspitzenverhältnis bei 50% oder mehr liegt, eine gute Verbindungsfestigkeit haben. Es ist vorstellbar, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass die Rückhaltekraft der Edelmetallspitze in der Masseelektrode gestiegen ist, da der eingebetteten Betrag der Edelmetallspitze ausreichend groß gemacht wurde und der Bereich der Masseelektrode, in dem der Abschnitt großer Breite zurückgehalten wird, ausreichend dickwandig ist.
  • Wenn der vorstehend beschriebene Test, auch wenn dies nicht in Tabelle 1 gezeigt ist, auch an einer Probe ausgeführt wird, bei der ein geflanschter abstehender Abschnitt, der zu einer radial äußeren Seite gewölbt ist, in einem Bereich der Edelmetallspitze vorgesehen ist, der in der Masseelektrode eingebettet ist, und der Außendurchmesser des eingebetteten Abschnitts der Edelmetallspitze exponentiell vergrößert wird (siehe 8), und an einer Probe ausgeführt wird, bei der ein verengter Abschnitt in dem eingebetteten Abschnitt der Edelmetallspitze vorgesehen ist (siehe 9), wird festgestellt, dass die Proben, die solcher Art sind, dass das Restspitzenverhältnis unter 50% liegt, von schlechterer Verbindungsfestigkeit sind. Es ist vorstellbar, dass dies auf das Ausbilden eines Raums zwischen der Masseelektrode und der Edelmetallspitze aufgrund der Wirkungen des abstehenden Abschnitts und des verengten Abschnitts bei Einbetten der Edelmetallspitze in die Masseelektrode zurückzuführen ist.
  • Anhand der vorstehenden Testergebnisse lässt sich sagen, dass es zum Verbessern der Festigkeit der Verbindung der Edelmetallspitze mit der Masseelektrode bevorzugt ist, eine solche Konfiguration zu übernehmen, dass neben dem Einbetten der Edelmetallspitze in die Masseelektrode der Abschnitt großer Breite in dem eingebetteten Abschnitt der Edelmetallspitze vorgesehen wird und 0,25 ≤ t2/t1 erfüllt wird.
  • Als Nächstes werden Zündkerzenproben, bei denen t2/t1 nach Festlegen jedes der Winkel θ1 und θ2 auf 100°, 90° oder 80° unterschiedlich geändert ist, hergestellt und an jeder Probe wird ein Zündfähigkeitsbewertungstest durchgeführt. Kurz umrissen ist der Zündfähigkeitsbewertungstest wie folgt. D. h. nach Einbauen jeder Probe in einen vorbestimmten Motor wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis von Proben, bei denen t1 bei 0,7 mm festgelegt ist, auf 23,0 festgelegt, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis von Proben, bei denen t1 bei 0,3 mm festgelegt ist, wird auf 22,0 festgelegt (d. h. das Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist sehr stark an das Luft/Kraftstoff-Verhältnis einer Zündgrenze angenähert), an jeder Probe wird 1000 mal eine elektrische Spannung angelegt und die Anzahl auftretender Fehlzündungen (eine Fehlzündungsmenge) wird gemessen. Proben mit einer Fehlzündungsmenge von unter zehn erhalten hierin eine ”O”-Bewertung, da sie von guter Zündfähigkeit sind, während Proben mit einer Fehlzündungsmenge von zehn oder mehr eine ”Δ”-Bewertung erhalten, da sie von etwas schlechterer Zündfähigkeit sind. Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle 2 gezeigt. Bei jeder Probe wird so vorgegangen, dass die Edelmetallspitze darin so vorgesehen ist, dass sie von der vorderen Endfläche der Masseelektrode absteht, und die Länge der von der vorderen Endfläche der Masseelektrode abstehenden Edelmetallspitze beträgt 0,65 mm. Ferner wird so vorgegangen, dass jede Probe eine gleich große Funkenentladungsstrecke hat. [Tabelle 2]
    θ1, θ2 t1 (mm) t2 (mm) t2/t1 Fehlzündungsmenge Bewertung
    100° 0,7 0,350 0,500 0 O
    0,420 0,600 0 O
    0,490 0,700 3 O
    0,520 0,743 13 Δ
    90° 0,350 0,500 0 O
    0,420 0,600 0 O
    0,490 0,700 1 O
    0,520 0,743 14 Δ
    80° 0,350 0,500 0 O
    0,420 0,600 1 O
    0,490 0,700 2 O
    0,520 0,743 12 Δ
    100° 0,3 0,150 0,500 2 O
    0,180 0,600 1 O
    0,240 0,700 0 O
    0,230 0,767 13 Δ
    90° 0,150 0,500 1 O
    0,180 0,600 2 O
    0,240 0,700 2 O
    0,230 0,767 11 Δ
    80° 0,150 0,500 0 O
    0,180 0,600 1 O
    0,240 0,700 1 O
    0,230 0,767 13 Δ
  • Wie in Tabelle 2 gezeigt wird bestätigt, dass die Proben, bei denen t2/t1 auf über 0,70 festgelegt ist, von etwas schlechterer Zündfähigkeit sind. Es ist vorstellbar, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass aufgrund der Tatsache, dass der Betrag des einen Endabschnitts der Edelmetallspitze, der von der Masseelektrode absteht, aufgrund des übermäßigen Steigerns des eingebetteten Betrags t2 verringert ist, die Masseelektrode in die Nähe der Funkenentladungsstrecke gesetzt wird, wodurch ein Flammenkernwachstum wahrscheinlich durch die Masseelektrode gehemmt wird.
  • Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, dass die Proben, bei denen t2/t1 bei 0,70 oder weniger festgelegt ist, eine gute Zündfähigkeit aufweisen.
  • Aus den vorstehenden Testergebnissen lässt sich sagen, dass es zum Verbessern der Zündfähigkeit bevorzugt ist, eine solche Konfiguration zu übernehmen, dass t2/t1 ≤ 0,70 erfüllt ist.
  • Als Nächstes werden Zündkerzenproben, bei denen die Überstandlänge x (mm) unterschiedlich geändert wurde, nachdem eine Breite W1 des Abschnitts großer Breite bei 1,0 mm oder 0,7 mm festgelegt wurde, hergestellt und es wird ein hochfrequenter Wärmetest an jeder Probe durchgeführt. Kurz umrissen ist der hochfrequente Wärmetest wie folgt. D. h. jede Probe wird nach so geartetem zweiminütigen Erwärmen durch einen Hochfrequenzheizer, dass die Temperatur der Edelmetallspitze in einer Umgebungsluftatmosphäre 1000°C erreicht, eine Minute lang langsam abgekühlt, und mit dieser Behandlung als ein Zyklus werden 1000 Zyklen implementiert. Durch Betrachten der Schnitte der Proben nach Beendigen von 1000 Zyklen wird das Verhältnis (Verhältnis oxidierten Zunders) der Länge eines in dem Verbindungsabschnitt der anderen Endfläche der Edelmetallspitze und der Masseelektrode oxidierten Zunders zu der Länge des Verbindungsabschnitts gemessen. Proben mit einem Verhältnis des oxidierten Zunders von 30% oder weniger erhalten hierin eine
    Figure 00420001
    -Bewertung, da sie bezüglich Ablösebeständigkeit (Festigung der Verbindung) der Edelmetallspitze viel besser sind, und Proben mit einem Verhältnis des oxidierten Zunders von 50% oder weniger erhalten eine ”O”-Bewertung, die sie von guter Ablösebeständigkeit sind. Proben, bei denen das Verhältnis des oxidieren Zunders 50% überschreitet, erhalten indessen eine ”Δ”-Bewertung, da ihre Ablösebeständigkeit etwas schlechter ist. Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle 3 gezeigt. Bei jeder Probe wird so vorgegangen, dass die Edelmetallspitze darin so vorgesehen ist, dass sie von der vorderen Endfläche der Masseelektrode absteht, und die Länge der von der vorderen Endfläche der Masseelektrode abstehenden Edelmetallspitze 0,65 mm beträgt. Bei jeder Probe wird auch so vorgegangen, dass die Dicke t1 der Edelmetallspitze 0,7 mm beträgt, der eingebettete Betrag t2 0,3 mm beträgt und jeder der Winkel θ1 und θ2 80° beträgt. [Tabelle 3]
    Figure 00430001
  • Wie in Tabelle 3 gezeigt wird festgestellt, dass jede Probe eine gute Ablösebeständigkeit hat, dass aber die Proben, bei denen die Überstandlänge x auf das 0,02-fache oder mehr der Breite W1 des Abschnitts großer Breite gesetzt ist, so dass das Verhältnis oxidierten Zunders bei 30% oder weniger liegt, eine weitaus bessere Ablösebeständigkeit haben. Es ist vorstellbar, dass dies daran liegt, dass es durch Verlängern der Überstandlänge x möglich ist, einen ausreichend grollen Abstand von einer Stelle, in die Sauerstoff eindringt (ein Grenzabschnitt zwischen einer Seitenfläche der Edelmetallspitze und dem Schmelzabschnitt und der Masseelektrode), zu dem Verbindungsabschnitt sicherzustellen.
  • Aus den vorstehenden Testergebnissen lässt sich sagen, dass es zum Unterbinden eines Wachstums von oxidiertem Zunder und zum Verbessern der Ablösebeständigkeit der Edelmetallspitze bevorzugt ist, eine solche Konfiguration zu übernehmen, dass die Überstandlänge x und die Breite W1 des Abschnitts großer Breite x ≥ W1 × 0,02 erfüllen.
  • Als Nächstes werden die Proben 1 bis 3, bei denen die Länge des Schmelzabschnitts in der Längsrichtung der Masseelektrode unterschiedlich geändert ist, hergestellt, und der vorstehend beschriebene hochfrequente Wärmetest wird an jeder Probe ausgeführt. Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle 4 gezeigt. Die Probe 1 ist solcher Art, dass in einem Schnitt, senkrecht zu der Mittelachse der Masseelektrode, der durch die Mitte des Verbindungsabschnitts der Masseelektrode und der anderen Endfläche der Edelmetallspitze tritt, zwischen einer Seitenfläche der Edelmetallspitze und der Masseelektrode kein Schmelzabschnitt ausgebildet ist (d. h. die Länge des Schmelzabschnitts in der Längsrichtung der Masseelektrode ist kleiner als die halbe vorstehend beschriebene Länge L2 des Verbindungsabschnitts in der Längsrichtung der Masseelektrode festgelegt). Die Probe 2 ist ferner in dem vorstehend beschriebenen Schnitt von solcher Art, dass der Schmelzabschnitt nur an einer Seite der Seitenfläche der Edelmetallspitze vorhanden ist (d. h. die Länge des an einer Seite der Seitenfläche der Edelmetallspitze ausgebildeten Schmelzabschnitts ist größer oder gleich der halben Länge L2 festgelegt, während die Länge des Schmelzabschnitts, der an der Seite der anderen Seitenfläche der Edelmetallspitze ausgebildet ist, kleiner als die halbe Länge L2 festgelegt ist). Weiterhin ist die Probe 3 solcher Art, dass in dem vorstehend beschriebenen Schnitt der Schmelzabschnitt an jeder Seitenflächenseite der Edelmetallspitze vorhanden ist (d. h. jede der Längen der Schmelzabschnitte, die auf den Seiten der zwei Seitenflächen der Edelmetallspitze ausgebildet sind, ist größer oder gleich der halben Länge L2 gesetzt). Es wird bei den Proben 1 bis 3 so vorgegangen, dass die Länge der von der vorderen Endfläche der Masseelektrode abstehenden Edelmetallspitze 0,65 mm beträgt, die Dicke t1 der Edelmetallspitze 0,7 mm beträgt, der eingebettete Betrag t2 der Edelmetallspitze 0,3 mm beträgt und jeder der Winkel θ1 und θ2 80° beträgt. [Tabelle 4]
    Figure 00450001
  • Wie in Tabelle 4 gezeigt wird festgestellt, dass die Proben 2 und 3, die so konfiguriert sind, dass in dem vorstehend beschriebenen Schnitt der Schmelzabschnitt an mindestens einer Seitenflächenseite der Edelmetallspitze vorhanden ist, eine gute Ablösebeständigkeit der Edelmetallspitze aufweisen. Es ist vorstellbar, dass dies der Tatsache zugeschrieben werden kann, dass es möglich ist, ein Eindringen von Sauerstoff in den Verbindungsabschnitt zuverlässiger zu unterbinden, indem der Schmelzabschnitt mit einer ausreichenden Länge so vorgesehen wird, dass er den Bereich zwischen der Seitenfläche der Edelmetallspitze und der Masseelektrode bedeckt. Ferner wird insbesondere festgestellt, dass die in solcher Weise konfigurierte Probe 3, dass der Schmelzabschnitt an einer Seitenflächenseite der Edelmetallspitze vorhanden ist, eine viel bessere Ablösebeständigkeit aufweist.
  • Anhand der vorstehenden Testergebnisse lässt sich sagen, dass es zum Verbessern der Ablösebeständigkeit bevorzugt ist, eine solche Konfiguration zu übernehmen, dass in dem vorstehend beschriebenen Schnitt der Schmelzabschnitt in Kontakt mit mindestens einer der zwei Seitenflächen der Edelmetallspitze und der Masseelektrode, die an der einen Seitenflächenseite positioniert ist, gebracht wird (mit anderen Worten von der einen Endabschnittseite der Edelmetallspitze gesehen innerhalb eines Bereichs, der dem Verbindungsabschnitt der Masseelektrode und der anderen Endfläche der Edelmetallspitze entspricht, wird eine Länge – in der Längsrichtung der Masseelektrode – eines Bereichs des Schmelzabschnitts, der auf mindestens einer Seitenflächenseite der Edelmetallspitze gebildet ist, größer oder gleich einer halben Länge des Verbindungsabschnitts in der Längsrichtung der Masseelektrode gesetzt). Aus Sicht des weiteren Verbesserns der Ablösebeständigkeit lässt sich auch sagen, dass es bevorzugter ist, eine solche Konfiguration zu übernehmen, dass in dem vorstehend beschriebenen Schnitt der Schmelzabschnitt nicht nur in Kontakt mit einer Seitenfläche der Edelmetallspitze und der Masseelektrode, die an der einen Seitenflächenseite positioniert ist, gebracht wird, sondern auch in Kontakt mit der anderen Seitenfläche der Edelmetallspitze und der Masseelektrode, die auf der anderen Seitenflächenseite positioniert ist, gebracht wird (mit anderen Worten von der einen Endabschnittseite der Edelmetallspitze gesehen innerhalb des Bereichs, der dem Verbindungsabschnitt der Masseelektrode und der anderen Endfläche der Edelmetallspitze entspricht, wird jede von Längen – in der Längsrichtung der Masseelektrode – von zwei Bereichen des Schmelzabschnitts, der auf einer Seitenflächenseite der Edelmetallspitze gebildet ist, größer oder gleich der halben Länge des Verbindungsabschnitts in der Längsrichtung der Masseelektrode gesetzt).
  • Als Nächstes werden Zündkerzenproben hergestellt, bei denen der Abstand d1 (mm) entlang der Mittelachse der Edelmetallspitze von der vorderendseitigen Seitenfläche der Masseelektrode zu einem Bereich des Schmelzabschnitts, der am tiefsten in die Innenseite der Masseelektrode stößt, unterschiedlich geändert ist, und der vorstehend beschriebene hochfrequente Wärmetest wird an jeder Probe ausgeführt. Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle 5 gezeigt. Es wird bei jeder Probe so vorgegangen, dass die Dicke t1 der Edelmetallspitze 0,7 mm beträgt, der eingebettete Betrag t2 der Edelmetallspitze 0,3 mm beträgt, jeder der Winkel θ1 und θ2 75° beträgt, die Breite W1 des Abschnitts großer Breite 0,7 mm beträgt und die Überstandlänge x 0,01 mm beträgt (in den folgenden Testes werden bei jeder Probe die Werte von t1, t2 und dergleichen gleich diesen genommen). [Tabelle 5]
    Figure 00470001
  • Wie in Tabelle 5 gezeigt wird festgestellt, dass die Proben, bei denen der Abstand d1 auf 0,06 mm oder mehr gesetzt ist, eine viel bessere Ablösebeständigkeit haben. Es ist vorstellbar, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass ein Eindringen von Sauerstoff in den Verbindungsabschnitt der Edelmetallspitze und der Masseelektrode effektiv unterbunden wird, da der Kontaktabschnitt zwischen der Edelmetallspitze und der Masseelektrode durch den dickwandigen Schmelzabschnitt bedeckt ist.
  • Aus den vorstehenden Testergebnissen lässt sich sagen, dass es zum Verbessern der Ablösebeständigkeit bevorzugt ist, eine solche Konfiguration zu übernehmen, dass d1 ≥ 0,06 erfüllt ist.
  • Als Nächstes werden Zündkerzenproben hergestellt, bei denen die größte Breite Y (mm) – in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse der Edelmetallspitze – eines Bereichs des Schmelzabschnitts, der von der vorderendseitigen Seitenfläche der Masseelektrode in die Innenseite der Masseelektrode stößt, unterschiedlich geändert ist, und an jeder Probe wird der vorstehend beschriebene hochfrequente Wärmetest und ein Funkenauftreffpositionsbestätigungstest durchgeführt.
  • Kurz umrissen ist der Funkenauftreffpositionsbestätigungstests wie folgt. D. h. nach Einbau jeder Probe in einen vorbestimmten Raum werden 100 Funkenentladungen pro Probe durchgeführt, und die Anzahl an Funkenentladungen, die zwischen der Mittelelektrode und der Edelmetallspitze erzeugt werden (eine Menge der die Spitze treffenden Funken) wird gemessen. Proben mit einer die Spitze treffenden Funkenmenge von 50 oder mehr erhalten eine ”O”-Bewertung, da sie an einer regulären Position stabil Funkenentladungen erzeugen können und von guter Zündfähigkeit sind, während eine Probe mit einer die Spitze treffenden Funkenmenge von unter 50 eine ”Δ”-Bewertung erhalten, da sie instabile Funkenauftreffpositionen hat, und ist von etwas schlechterer Zündfähigkeit. Die Ergebnisse des hochfrequenten Wärmetests sind in Tabelle 6 gezeigt, und die Ergebnisse des Funkenauftreffpositionsbestätigungstests sind in Tabelle 7 gezeigt. [Tabelle 6]
    Figure 00480001
    [Tabelle 7]
    Y (mm) Menge der die Spitze treffenden Funken Bewertung
    0,22 87 O
    0,27 66 O
    0,30 35 Δ
  • Wie in Tabelle 6 gezeigt wird aufgezeigt, dass die Proben mit der auf 0,17 mm oder mehr gesetzten größten Breite Y, die solcher Art sind, dass das Verhältnis oxidierten Zunders kleiner oder gleich 30% ist, von viel besserer Ablösebeständigkeit sind. Es ist vorstellbar, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass der ausreichend voluminöse Schmelzabschnitt in solcher Weise ausgebildet ist, dass er den Verbindungsabschnitt der Masseelektrode und der Edelmetallspitze schließt, wodurch ein Eindringen von Sauerstoff in den Verbindungsabschnitt zuverlässig unterbunden wird.
  • Wie in Tabelle 7 gezeigt wird indessen bestätigt, dass die Proben mit der auf mehr als 0,27 mm gesetzten größten Breite, die solcher Art sind, dass die Funkenauftreffposition nicht stabil ist, von etwas schlechterer Zündfähigkeit sind. Es ist vorstellbar, dass dies daran liegt, dass das Volumen des Schmelzabschnitts übermäßig zugenommen hat und der Schmelzabschnitt näher zu der Funkenentladungsstrecke gekommen ist.
  • Anhand der vorstehenden Testergebnisse lässt sich sagen, dass es zum Verbessern sowohl der Ablösebeständigkeit als auch der Zündfähigkeit bevorzugt ist, eine solche Konfiguration zu übernehmen, dass die größte Breite Y (mm) des Bereichs des Schmelzabschnitts, der in die Innenseite der Masseelektrode stößt, 0,17 ≤ Y ≤ 0,27 erfüllt.
  • Als Nächstes werden Zündkerzenproben, bei denen der Abstand d2 (mm) unterschiedlich geändert ist, hergestellt, und an jeder Probe wird der vorstehend beschriebene hochfrequente Wärmetest ausgeführt. Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle 8 gezeigt. [Tabelle 8]
    Figure 00500001
  • Wie in Tabelle 8 gezeigt wird bestätigt, dass die Proben, bei denen der Abstand d2 auf 0,20 mm oder mehr gesetzt ist, eine viel bessere Ablösebeständigkeit haben. Es ist vorstellbar, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass ein Eindringen von Sauerstoff in den Verbindungsabschnitt zuverlässig unterbunden wurde, indem die Kontaktfläche zwischen dem Schmelzabschnitt und den Seitenflächen der Edelmetallspitze ausreichend vergrößert wurde.
  • Aus den vorstehenden Testergebnissen lässt sich sagen, dass es zum Verbessern der Ablösebeständigkeit bevorzugt ist, eine solche Konfiguration zu übernehmen, dass der Abstand d2 (mm) d2 ≥ 0,20 erfüllt.
  • Als Nächstes werden Zündkerzenproben, bei denen die größte Überstandlänge d3 (mm) des Schmelzabschnitts von der vorderendseitigen Seitenfläche der Masseelektrode unterschiedlich geändert ist, hergestellt, und an jeder Probe wird der vorstehend beschriebene Funkenauftreffpositionsbestätigungstest ausgeführt. Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle 9 gezeigt. Auch wenn dies vorstehend beschrieben ist, wird bei jeder Probe so vorgegangen, dass die Dicke t1 der Edelmetallspitze 0,7 mm beträgt und der eingebettete Betrag t2 der Edelmetallspitze 0,3 mm beträgt (d. h. t1 – t2 ist 0,4 mm). [Tabelle 9]
    d3 (mm) Menge der die Spitze treffenden Funken Bewertung
    0,2 92 O
    0,4 53 O
    0,6 27 Δ
  • Wie in Tabelle 9 gezeigt wird aufgezeigt, dass die Probe, bei der die größte Überstandlänge d3 auf mehr als 0,4 mm gesetzt ist, d. h. die Probe, bei der die größte Überstandlänge d3 größer als die Überstandlänge (t1 – t2) der Edelmetallspitze von der vorderendseitigen Seitenfläche gesetzt ist, welche von solcher Art ist, dass die Funkenauftreffposition nicht stabil ist, von etwas schlechterer Zündfähigkeit ist. Es ist vorstellbar, dass dies auf die Tatsache zurückgeführt werden kann, dass der Schmelzabschnitt in einem Zustand gebildet wurde, in dem er von der einen Endfläche der Edelmetallspitze zu der Seite der Funkenentladungsstrecke absteht.
  • Im Gegensatz dazu wird bestätigt, dass die Proben, bei denen die größte Überstandlänge d3 auf 0,4 mm oder weniger gesetzt ist, d. h. die Proben, bei denen die größte Überstandlänge kleiner oder gleich der Überstandlänge (t1 – t2) der Edelmetallspitze gesetzt ist, welche von solcher Art sind, dass die Funkenauftreffposition stabil ist, eine gute Zündfähigkeit haben.
  • Aus den vorstehenden Testergebnissen lässt sich sagen, dass es zum Verbessern der Zündfähigkeit bevorzugt ist, eine solche Konfiguration zu übernehmen, dass die größte Überstandlänge d3 (mm) d3 ≥ t1 – t2 erfüllt.
  • Als Nächstes wird eine Zündkerzenprobe A, bei der die andere Endfläche der Edelmetallspitze eben ausgebildet ist, und eine Zündkerzenprobe B, bei der die andere Endfläche der Edelmetallspitze zu einer gebogenen Form, die hin zur Innenseite der Masseelektrode konvex ist, hergestellt, und an beiden Proben wird der vorstehend beschriebene hochfrequente Wärmetest ausgeführt. Die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle 10 gezeigt. [Tabelle 10]
    Figure 00520001
  • Wie in Tabelle 10 gezeigt wird aufgezeigt, dass die Probe B, bei der die andere Endfläche der Edelmetallspitze zu der gebogenen Form ausgebildet ist, von viel besserer Ablösebeständigkeit ist. Es ist vorstellbar, dass dies daran liegt, dass das Verhältnis von oxidierten Zundern zum gesamten Verbindungsabschnitt ausreichend verringert werden kann, auch wenn in dem Verbindungsabschnitt einige oxidierte Zunder auftreten.
  • Aus den vorstehenden Testergebnissen lässt sich sagen, dass es zum weiteren Verbessern der Ablösebeständigkeit bevorzugt ist, dass die andere Endfläche der Edelmetallspitze zu einer gebogenen Form ausgebildet ist, die hin zur Innenseite der Masseelektrode konvex ist.
  • Die Erfindung, die nicht auf die in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beschriebenen Inhalte beschränkt ist, kann zum Beispiel auf folgende Weise implementiert werden. Es versteht sich von selbst, dass andere Anwendungsbeispiele und Abwandlungsbeispiele, die nicht nachstehend veranschaulicht werden, selbstverständlich ebenfalls möglich sind.
    • (a) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der eingebettete Abschnitt 32B zu einer solchen Form ausgebildet, dass er von der einen Endseite hin zur anderen Endseite der Edelmetallspitze 32 allmählich an Breite zunimmt. Im Gegensatz dazu kann ein eingebetteter Abschnitt 52B in solcher Weise ausgebildet sein, dass er von der einen Endseite hin zur anderen Endseite der Edelmetallspitze 32 einen Bereich mit konstanter Breite und einen Bereich mit allmählich zunehmender Breite aufweist. Selbst in diesem Fall ist es möglich, zuverlässig zu verhindern, dass zwischen der Masseelektrode 27 und der Edelmetallspitze 52 ein Raum gebildet wird, und es ist möglich, die Verbindungsfestigkeit der Edelmetallspitze 52 zu verbessern.
    • (b) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird eine solche Konfiguration übernommen, dass der Abschnitt 32W großer Breite bei Verbinden der Edelmetallspitze 32 rechteckigen Querschnitts mit der Masseelektrode 27 gebildet wird, doch kann wie zum Beispiel in 11 gezeigt so vorgegangen werden, dass eine Edelmetallspitze 62 vorab zu einer trapezförmigen Querschnittform ausgebildet wird und mit der Masseelektrode 27 in einem Zustand verbunden wird, in dem sie in der Masseelektrode 27 eingebettet ist. In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die andere Endfläche der Edelmetallspitze 32 ebenfalls zu einer gebogenen Form ausgebildet, doch kann die andere Endfläche der Edelmetallspitze 62 eben ausgebildet sein.
    • (c) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Edelmetallspitze 32 mit der vorderendseitigen Seitenfläche 27S der Masseelektrode 27 verbunden, doch ist eine Fläche der Masseelektrode 27, mit der die Edelmetallspitze 32 verbunden ist, nicht darauf beschränkt (d. h. die Verbindungszielfläche ist nicht auf die vorderendseitige Seitenfläche 27S beschränkt). Wie in 12 gezeigt kann folglich so vorgegangen werden, dass eine Edelmetallspitze 72 mit der vorderen Endfläche 27F der Masseelektrode 27 verbunden wird. Ferner kann so vorgegangen werden, dass eine Endfläche der Edelmetallspitze der Seitenfläche der Mittelelektrode 5 (Edelmetallabschnitt 31) gegenüberliegt, ohne dass die eine Endfläche der Edelmetallspitze der vorderen Endfläche der Mittelelektrode 5 (Edelmetallabschnitt 31) gegenüberliegt.
    • (d) in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Masseelektrode 27 zu einer rechteckigen Querschnittform ausgebildet, doch ist die Querschnittform der Masseelektrode nicht darauf beschränkt. Wie zum Beispiel in 13 gezeigt kann folglich so vorgegangen werden, dass eine Masseelektrode 57 so konfiguriert ist, dass eine vorderendseitige Seitenfläche 57S eben ausgebildet ist, während die andere Fläche zu einer gebogenen Form, die nach außen konvex ist, ausgebildet ist. Wie in 14 gezeigt ist, kann ebenfalls so vorgegangen werden, dass eine Masseelektrode 67 so konfiguriert ist, dass beide Seitenflächen 67L und 67R benachbart zu einer vorderendseitigen Seitenfläche 67S zu einer gebogenen Form ausgebildet sind, die nach außen konvex ist. Wie in 15 gezeigt kann weiterhin so vorgegangen werden, dass die Bereiche zwischen benachbarten Seitenflächen einer Masseelektrode 77 abgefast sind. In diesem Fall wird es wahrscheinlich, dass ein Gas in solcher Form seinen Weg in die Funkenentladungsstrecke 33 findet, dass es die Masseelektrode hinunter strömt, und es ist möglich, die Zündfähigkeit weiter zu verbessern.
    • (e) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Edelmetallspitze 32 so mit der Masseelektrode 27 verbunden, dass sie von der vorderen Endfläche der Masseelektrode 27 absteht, wie aber in 16 gezeigt ist, kann so vorgegangen werden, dass eine Edelmetallspitze 82 mit der Masseelektrode 27 verbunden ist, ohne dass sie von der vorderen Endfläche der Masseelektrode 27 absteht. In diesem Fall kann der ”Schnitt senkrecht zu der Mittelachse der Masseelektrode, der durch die Mitte des Verbindungsabschnitts der Masseelektrode und der anderen Endfläche der Edelmetallspitze tritt” ferner auch einen Schnitt senkrecht zur Mittelachse CL2 bezeichnen, der durch eine mittige Position in der Richtung der Mittelachse CL2 zwischen einer Fläche 82F einer Edelmetallspitze 82 am nächsten zu der vorderen Endfläche 27F der Masseelektrode 27 entlang der Mittelachse CLS der Masseelektrode 27 und einer Fläche 82B am weitesten weg von der vorderen Endfläche 27F tritt.
    • (f) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfasst die Mittelelektrode 5 den Edelmetallabschnitt 31, doch muss der Edelmetallabschnitt 31 nicht vorgesehen sein.
    • (g) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Masseelektrode 27 als mehrschichtige Struktur konfiguriert, die aus der Außenschicht 27A und der Innenschicht 27B gebildet ist, es kann aber so vorgegangen werden, dass die Masseelektrode aus einer einzigen Legierung konfiguriert ist, und es kann so vorgegangen werden, dass die Masseelektrode als mehrschichtige Struktur mit drei Schichten oder mehr konfiguriert ist.
    • (h) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist ein Fall verkörpert, bei dem die Masseelektrode 27 mit dem vorderen Endabschnitt 26 des Metallgehäuses 3 verbunden ist, doch kann die Erfindung auch auf einen Fall angewendet werden, bei dem eine Masseelektrode so ausgebildet ist, dass ein Abschnitt des Metallgehäuses ausgeschnitten wird (oder ein Abschnitt eines vorderen Endstücks, der vorab an das Metallgehäuse geschweißt wurde) (zum Beispiel JP-A-2006-236906 ).
    • (i) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Werkzeugangriffsabschnitt 19 mit einem Sechseckquerschnitt ausgebildet, doch ist die Form des Werkzeugangriffabschnitts 19 nicht auf diese Art von Form beschränkt. Der Werkzeugangriffabschnitt 19 kann zum Beispiel in einer Bi-HEX-Form (Variante Zwölfeck) ausgebildet sein [ISO 22977:2005(E)].
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Zündkerze
    2
    Isolator (Isolierkörper)
    3
    Metallgehäuse
    4
    Axiale Bohrung
    5
    Mittelelektrode
    27
    Masseelektrode
    27S
    Vorderendseitige Seitenfläche (Verbindungszielfläche)
    32
    Edelmetallspitze
    32B
    Eingebetteter Abschnitt
    32W
    Abschnitt großer Breite
    33
    Funkenentladungsstrecke (Strecke)
    35
    Schmelzabschnitt
    CL1
    Achse
    CL2
    Mittelachse (der Masseelektrode)
    CL3
    Mittelachse (der Edelmetallspitze)
    CS
    Verbindungsabschnitt
    CP
    Mitte (des Verbindungsabschnitts
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2001-284012 A [0006]
    • JP 2004-79507 A [0006]
    • JP 2006-236906 A [0131]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ISO 22977:2005(E) [0131]

Claims (13)

  1. Zündkerze, gekennzeichnet durch Umfassen: eines Isolierkörpers mit einer axialen Bohrung, die dadurch in einer Richtung einer Achse tritt; einer in die axiale Bohrung eingesetzten Mittelelektrode; eines auf dem Außenumfang des Isolierkörpers vorgesehenen hohlen zylindrischen Metallgehäuses; einer an dem vorderen Endabschnitt des Metallgehäuses angeordneten Masseelektrode; und einer säulenförmigen Edelmetallspitze, die mit dem vorderen Endabschnitt der Masseelektrode verbunden ist, wovon ein Endabschnitt eine Strecke mit dem vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode bildet, wobei ein in die Innenseite der Masseelektrode von einer Verbindungszielfläche, die eine Oberfläche der Masseelektrode an der Seite ist, an der die Edelmetallspitze verbunden ist, eingebetteter Abschnitt in dem anderen Endabschnitt der Edelmetallspitze vorgesehen ist, und in einem Schnitt senkrecht zu einer Mittelachse der Masseelektrode, der durch eine Mitte eines Verbindungsabschnitts der Masseelektrode und eine andere Endfläche der Edelmetallspitze tritt, ein Abschnitt großer Breite, der von größerer Breite als der eine Endabschnitt der Edelmetallspitze ist, in dem eingebetteten Abschnitt ausgebildet ist, ein Bereich der Edelmetallspitze, der zwischen der Verbindungszielfläche und einem Bereich größter Breite des Abschnitts großer Breite positioniert ist, zu einer solchen Form ausgebildet ist, dass er von einer Endseite hin zur anderen Endseite der Edelmetallspitze allmählich an Breite zunimmt, oder zu einer solchen Form ausgebildet ist, dass er von der einen Endseite hin zu der anderen Endseite der Edelmetallspitze einen allmählich in Breite zunehmenden Bereich und einen Bereich konstanter Breite aufweist, ein Bereich jeder Seitenfläche, die die eine Endfläche und die andere Endfläche der Edelmetallspitze verbindet, von dem Abschnitt großer Breite zu einem Schnittpunkt mit einer verlängerter Linie, wobei die Außenlinie der Verbindungszielfläche zu der Seite der Edelmetallspitze verlängert ist, mit mindestens einem von einem Schmelzabschnitt, bei dem die Edelmetallspitze und die Masseelektrode miteinander verschmelzen, und einem Grundmaterial der Masseelektrode bedeckt ist, und wenn eine Dicke der Edelmetallspitze entlang einer Mittelachse der Edelmetallspitze als t1 (mm) genommen wird und ein Betrag der von der Verbindungszielfläche entlang der Mittelachse der Edelmetallspitze eingebetteten Edelmetallspitze als t2 (mm) genommen wird, 0,25 ≤ t2/t1 erfüllt ist.
  2. Zündkerze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem vorstehend beschriebenen Schnitt wenn eine Überstandlänge des Abschnitts großer Breite in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse der Edelmetallspitze, der an einer Seite der Seitenfläche der Edelmetallspitze positioniert ist, mit dem Schnittpunkt zwischen einer Seitenfläche von beiden Seitenfläche, die die eine Endfläche und die andere Endfläche der Edelmetallspitze verbindet, und der verlängerten Linie, wobei die Außenlinie der Verbindungszielfläche zu der Seite der Edelmetallspitze als Bezug verlängert ist, als α (mm) genommen wird, eine Überstandlänge des Abschnitts großer Breite in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse der Edelmetallspitze, der an der Seite der anderen Seitenfläche der Edelmetallspitze positioniert ist, mit dem Schnittpunkt zwischen der anderen Seitenfläche der Edelmetallspitze und der verlängerten Linie, wobei die Außenlinie der Verbindungszielfläche zu der Seite der Edelmetallspitze als Bezug verlängert ist, als β (mm) genommen wird, die Überstandlänge α oder die Überstandlänge β, je nachdem welche größer ist, als x (mm) genommen wird und die Breite eines Bereichs größter Breite des Abschnitts großer Breite in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse der Edelmetallspitze als W1 (mm) genommen wird, x ≥ W1 × 0,02 erfüllt ist.
  3. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelmetallspitze durch den Schmelzabschnitt mit der Masseelektrode verbunden ist, wobei die Edelmetallspitze und die Masseelektrode miteinander verschmelzen, und in dem vorstehend beschriebenen Schnitt der Schmelzabschnitt von der Verbindungszielfläche in die Innenseite der Masseelektrode stoßend ausgebildet ist und wenn ein Abstand entlang der Mittelachse der Edelmetallspitze von der Verbindungszielfläche zu einem Bereich des Schmelzabschnitts, der am tiefsten in die Innenseite der Masseelektrode stößt, als d1 (mm) genommen wird, d1 ≥ 0,06 erfüllt ist.
  4. Zündkerze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem vorstehend beschriebenen Schnitt wenn eine größte Breite – in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse der Edelmetallspitze – eines Bereichs des Schmelzabschnitts, der von der Verbindungszielfläche in die Innenseite der Masseelektrode stößt, als Y (mm) genommen wird, 0,17 ≤ Y ≤ 0,27 erfüllt ist.
  5. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelmetallspitze durch den Schmelzabschnitt mit der Masseelektrode verbunden ist, wobei die Edelmetallspitze und die Masseelektrode miteinander verschmelzen, und in dem vorstehend beschriebenen Schnitt der Schmelzabschnitt mit mindestens einer Seitenfläche der zwei Seitenflächen, die die eine Endfläche und die andere Endfläche der Edelmetallspitze verbindet, und der an der Seite der einen Seitenfläche positionierten Masseelektrode in Kontakt steht.
  6. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelmetallspitze durch den Schmelzabschnitt mit der Masseelektrode verbunden ist, wobei die Edelmetallspitze und die Masseelektrode miteinander verschmelzen, und in dem vorstehend beschriebenen Schnitt der Schmelzabschnitt nicht nur mit einer Seitenfläche der Edelmetallspitze und der Masseelektrode, die an der Seite der einen Seitenfläche positioniert ist, in Kontakt steht, sondern auch mit der anderen Seitenfläche der Edelmetallspitze und der an der Seite der anderen Seitenfläche positionierten Masseelektrode in Kontakt steht.
  7. Zündkerze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem vorstehend beschriebenen Schnitt wenn ein Abstand – entlang der Mittelachse der Edelmetallspitze – eines Bereichs des Schmelzabschnitts in Kontakt mit einer Seitenfläche der Edelmetallspitze oder ein Abstand – entlang der Mittelachse der Edelmetallspitze – eines Bereichs des Schmelzabschnitts in Kontakt mit der anderen Seitenfläche der Edelmetallspitze – je nachdem welcher größer ist – als d2 (mm) genommen wird, d2 ≥ 0,20 erfüllt ist.
  8. Zündkerze nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem vorstehend beschriebenen Schnitt eine größte Überstandlänge des Schmelzabschnitts von der Verbindungszielfläche entlang der Mittelachse der Edelmetallspitze als d3 (mm) genommen wird, d3 ≤ t1 – t2 erfüllt ist.
  9. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelmetallspitze durch den Schmelzabschnitt mit der Masseelektrode verbunden ist, wobei die Edelmetallspitze und die Masseelektrode miteinander verschmelzen, und von der einen Endflächenseite der Edelmetallspitze gesehen innerhalb eines Bereichs – in einer Längsrichtung der Masseelektrode – der dem Verbindungsabschnitt der Masseelektrode und der anderen Endfläche der Edelmetallspitze entspricht, eine Länge des Schmelzabschnitts in der Längsrichtung der Masseelektrode größer oder gleich einer halben Länge des Verbindungsabschnitts in der Längsrichtung der Masseelektrode ist.
  10. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem vorstehend beschriebenen Schnitt die andere Endfläche der Edelmetallspitze zu einer gebogenen Form ausgebildet ist, die hin zur Innenseite der Masseelektrode konvex ist.
  11. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Edelmetallspitze von der vorderen Endfläche der Masseelektrode absteht.
  12. Zündkerze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass t2/t1 ≤ 0,70 erfüllt ist.
  13. Verfahren zum Herstellen der Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: einen Verbindungsschritt des Verbindens der Edelmetallspitze mit der Masseelektrode, wobei in dem Verbindungsschritt nach dem Setzen der Edelmetallspitze mit einer rechteckigen Querschnittform, die im Schnitt die Mittelachse derselben umfasst, auf die Masseelektrode die Edelmetallspitze mit der Masseelektrode verbunden wird, während der eingebettete Abschnitt, der in die Masseelektrode eingebettet ist, und der Abschnitt großer Breite, der von größerer Breite als der eine Endabschnitt der Edelmetallspitze ist, in der Edelmetallspitze gebildet werden, indem die Edelmetallspitze mit Energie beaufschlagt wird, während sie an die Seite der Masseelektrode gedrückt wird.
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