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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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[Technisches Gebiet der Erfindung]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung aus einer Zündkerze, die in einer Brennkraftmaschine, wie einer Maschine an einem Fahrzeug, verwendet wird, und einem zylindrischen Kerzendeckel und ein Zündungssystem mit der Anordnung.
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[Stand der Technik]
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Eine Zündkerze ist als eine Zündungseinrichtung zum Zünden eines Luft-Kraftstoff-Gemisches bekannt, das in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine, wie eine Maschine an einem Fahrzeug, eingeleitet wird. Die Zündkerze hat beispielsweise ein zylindrisches Gehäuse, einen Isolator, der im Inneren des Gehäuses gehalten ist und weiter in Richtung zu einer Basisendseite als das Gehäuse vorsteht, und eine Mittelelektrode, die im Inneren des Isolators gehalten ist und weiter in Richtung zu einer Kopfendseite als der Isolator vorsteht (siehe Patentdokument
JP H09 - 180 856 A ). Des Weiteren hat die Zündkerze eine Erdungselektrode, die einen Funkenentladungsspalt zwischen der Mittelelektrode und sich selbst bildet, und einen Anschlussabschnitt, der im Inneren des Isolators gehalten ist, der mit der Mittelelektrode elektrisch verbunden ist und der weiter in Richtung zu der Basisendseite vorsteht als der Isolator. Die Zündkerze ist in einen Kerzendeckel eingesetzt.
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In den vergangenen Jahren wurden mit einer Erhöhung eines Wirkungsgrads der Brennkraftmaschine Technologien, wie ein Hochkompressionsverhältnis, ein hoher Ladedruck und eine magere Verbrennung angewendet, und eine geforderte Spannung der Zündkerze („geforderte Spannung“ ist eine Spannung, die zwischen der Mittelelektrode und der Erdungselektrode aufgebracht wird und benötigt wird, damit Entladungen auftreten) erhöht sich tendenziell. Falls sich die Spannung der Zündkerze zu stark erhöht, kann eine elektrische Isolationsleistung in dem Kerzendeckel nicht ausreichend gewährleistet werden, was ein elektrisches Leck zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Gehäuse verursachen kann.
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Als ein Verfahren zum Lösen solch eines Problems ist beispielsweise ein Verfahren erdacht worden, bei dem ein Erstrecken des Isolators der Zündkerze in Richtung zu der Basisendseite und ein Verlängern der axialen Länge des Isolators einen elektrischen Isolationsabstand zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Gehäuse verlängert.
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In dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann ein Verlängern des elektrischen Isolationsabstands zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Gehäuse der Zündkerze die elektrische Isolationsleistung in dem Kerzendeckel erhöhen. Andererseits wird die axiale Länge des Abschnitts, wo der Isolator und der Kerzendeckel zusammengepasst sind, um die Länge des Abschnitts verlängert, der sich in Richtung zu der Basisendseite in dem Isolator erstreckt. Dies erhöht eine Einsetz- und Trennkraft in dem Kerzendeckel, was eine Anbringungsleichtigkeit der Zündkerze verringert.
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Die
DE 196 14 203 A1 offenbart eine Anordnung aus einer Zündkerze für eine Brennkraftmaschine und einem zylindrischen Kerzendeckel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
US 2003 / 0 037 745 A1 offenbart ein Zündungssystem mit einer Primär- und einer Sekundärspule.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht des vorstehend beschriebenen Hintergrunds gemacht, und es ist ihre Aufgabe, eine Anordnung aus einer Zündkerze für eine Brennkraftmaschine und einem zylindrischen Kerzendeckel, die eine leichte Anbringbarkeit der Zündkerze in dem Kerzendeckel gewährleisten und die elektrische Isolationsleistung in dem Kerzendeckel erhöhen kann, und ein Zündungssystem mit der Anordnung vorzusehen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Anordnung aus einer Zündkerze für eine Brennkraftmaschine und einem zylindrischen Kerzendeckel gemäß Anspruch 1 sowie einem Zündungssystem nach Anspruch 3 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in Anspruch 2 beschrieben.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Seitenansicht, die die Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
- 2 ist eine Teilquerschnittsansicht, die die Zündkerze und den Kerzendeckel gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
- 3 ist eine Querschnittsansicht, die das Zündungssystem gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
- 4 ist eine Seitenansicht, die die Zündkerze gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
- 5 ist eine Teilquerschnittsansicht, die die Zündkerze gemäß der Probe 1 in dem Bewertungstest darstellt;
- 6 ist eine Teilquerschnittsansicht, die die Zündkerze gemäß der Probe 2 in dem Bewertungstest darstellt;
- 7 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer verlängerten Länge des Isolators und einer elektrischen Leckspannung jeder Probe zeigt;
- 8 ist ein Balkendiagramm, das die Einsetzkraft in den Kerzendeckel für jede Probe zeigt; und
- 9 ist ein Balkendiagramm, das die Trennkraft von dem Kerzendeckel für jede Probe zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In der Beschreibung und den Ansprüchen wird in Bezug auf die Zündkerze und das Zündungssystem mit der Zündkerze die Seite, an der die Zündkerze in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird, als eine „Kopfendseite“ bezeichnet, und die Seite entgegengesetzt zu der Kopfendseite in der Axialrichtung der Zündkerze wird als eine „Basisendseite“ bezeichnet. Deshalb bezeichnet in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen ein „Basisende“ das Ende an der Basisendseite in der Axialrichtung, und ein „Kopfende“ bezeichnet das Ende an der Kopfendseite in der Axialrichtung.
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Des Weiteren bezeichnen in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen, wenn es nicht anders angemerkt ist, in Bezug auf die Zündkerze die Ausdrücke „axial“, „in axialer Weise“ oder „Axialrichtung“, die Ausdrücke „radial“, „in radialer Weise“ oder „Radialrichtung“, und die Ausdrücke „umfänglich“, „in umfänglicher Weise“ oder „Umfangsrichtung“ die „Axialrichtung der Zündkerze“, die „Radialrichtung der Zündkerze“ bzw. die „Umfangsrichtung der Zündkerze“.
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[Erste Ausführungsform]
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Eine erste Ausführungsform einer Zündkerze und ein Zündungssystem mit der Zündkerze werden mit Bezug auf 1 bis 3 beschrieben. Die Zündkerze 1 und das Zündungssystem 8 gemäß der ersten Ausführungsform werden für Fahrzeuge mit einer Maschine verwendet.
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Die Zündkerze gemäß dieser Ausführungsform hat, wie in 1 und 2 gezeigt ist, ein Gehäuse 11, einen Isolator 12, eine Mittelelektrode 13, eine Erdungselektrode 14 und einen Anschlussabschnitt 15.
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Das Gehäuse 11 hat eine zylindrische Form, um die Achse der Zündkerze 1 zu umgeben und sich entlang der Achse der Zündkerze 1 zu erstrecken. Hier bedeutet in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen „zylindrisch“ eine Form derart, dass diese eine Achse umgibt und sich entlang der Achse erstreckt, wobei das zylindrische Objekt nicht notwendigerweise einen kreisförmigen Querschnitt senkrecht zu der Achse hat, nicht notwendigerweise rotationssymmetrisch ist, nicht notwendigerweise eine konstante Form entlang der Achse hat, und in der Umfangsrichtung teilweise einen Spalt haben kann.
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Der Isolator 12 ist zylindrisch, ist im Inneren des Gehäuses 11 gehalten, und steht weiter in Richtung zu der Basisendseite vor als das Gehäuse 11. Die Mittelelektrode 13 ist im Inneren des Isolators 12 gehalten und steht weiter in Richtung zu der Kopfendseite vor als der Isolator 12. Ein Funkenentladungsspalt G ist zwischen der Mittelelektrode 13 und der Erdungselektrode 14 ausgebildet. Der Anschlussabschnitt 15 ist im Inneren des Isolators gehalten und steht weiter in Richtung zu der Basisendseite vor als der Isolator 12. Es gibt einen elektrischen Durchgang zwischen dem Anschlussabschnitt 15 und der Mittelelektrode 13.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, hat der Isolator 12 einen Einsetzabschnitt 2. Der Einsetzabschnitt 2 ist näher an der Basisendseite angeordnet als das Gehäuse 11 und ist ins Innere eines zylindrischen Kerzendeckels 54 des Zündungssystems 8 eingesetzt. Der Einsetzabschnitt 2 hat einen Nichtpassabschnitt 22, der an dem Basisende des Isolators 12 vorgesehen ist, und einen Passabschnitt 21, der an der Kopfendseite des Nichtpassabschnitts 22 angeordnet ist. Der Passabschnitt 21 passt in eine Innenfläche 541 des Kerzendeckels 54. Der Nichtpassabschnitt 22 hat einen Außendurchmesser, der gleich wie oder kleiner als ein Innendurchmesser des Kerzendeckels 54 ist.
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Das Zündungssystem 8 gemäß dieser Ausführungsform hat, wie in 3 gezeigt ist, die Zündkerze 1, einen Spulenabschnitt 3 und einen Kerzenverbindungsabschnitt 5. Der Spulenabschnitt 3 funktioniert als eine Zündspule und hat eine Primärspule 31 und eine Sekundärspule 32. Der Kerzenverbindungsabschnitt 5 ist zum elektrischen Verbinden eines hochspannungsseitigen Endes der Sekundärspule 32 des Spulenabschnitts 3 mit dem Anschlussabschnitt 15 der Zündkerze 1 vorgesehen.
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Der Kerzenverbindungsabschnitt 5 hat den zylindrischen Kerzendeckel 54, in den der Einsetzabschnitt 2 des Isolators 12 der Zündkerze 1 eingesetzt wird.
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Dies wird nachstehend im Detail beschrieben.
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Zuerst wird die Zündkerze 1 erklärt.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist die Zündkerze 1 gemäß dieser Ausführungsform mit einem Befestigungsschraubabschnitt 111 an einem Außenumfang des Gehäuses 11 versehen. Die Zündkerze 1 wird an einer Brennkammer der Maschine unter Verwendung des Befestigungsschraubabschnitts 111 des Gehäuses 11 durch ein Schraubenloch (in den Zeichnungen nicht gezeigt) hindurch, das in einem Wandabschnitt der Brennkammer der Maschine ausgebildet ist, befestigt.
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Der Isolator 12 ist in das Innere des Gehäuses 11 eingesetzt und dort gehalten. Der Isolator 12 steht weiter in Richtung zu der Kopfendseite und der Basisendseite als das Gehäuse 11 vor.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist die Mittelelektrode 13 im Inneren des Isolators 12 gehalten. Die Mittelelektrode 13 steht weiter in Richtung zu dem Kopfende vor als der Isolator 12. An einem Kopfende 131 der Mittelelektrode 13 ist ein Endvorsprungsabschnitt 132 vorgesehen. Der Endvorsprungsabschnitt 132 steht in Richtung zu einem zugewandten Abschnitt 141 der Mittelelektrode 14 (der nachstehend beschrieben wird) vor.
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Der Anschlussabschnitt 15, der mit der Mittelelektrode 13 elektrisch verbunden ist, ist im Inneren des Isolators 12 gehalten. Der Anschlussabschnitt 15 steht weiter in Richtung zu der Basisendseite vor als der Isolator 12.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist die Erdungselektrode 14 an eine Kopfendfläche 110 des Gehäuses 11 angefügt bzw. mit dieser verbunden. Die Erdungselektrode 14 erstreckt sich von der Kopfendfläche 110 des Gehäuses 11 entlang der Mittelelektrode 13 und biegt sich radial nach innen, um den zugewandten Abschnitt 141 zu bilden, der dem Kopfende 131 der Mittelelektrode 13 zugewandt ist. Der zugewandte Abschnitt 141 ist mit einem zugewandten Vorsprungsabschnitt 142 versehen, der in Richtung zu dem Kopfende 131 der Mittelelektrode 13 vorsteht. Der Funkenentladungsspalt G ist zwischen dem zugewandten Vorsprungsabschnitt 142 und dem Endvorsprungsabschnitt 132 des Kopfendes 131 der Mittelelektrode 13 ausgebildet.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, hat der Isolator 12 den Einsetzabschnitt 2 an einem Abschnitt, der weiter in Richtung zu der Basisendseite vorsteht als das Gehäuse 11. Der Einsetzabschnitt 2 wird in den zylindrischen Kerzendeckel 54 eingesetzt.
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Der Einsetzabschnitt 2 hat den Nichtpassabschnitt 22, der nicht in den Kerzendeckel 54 eingepasst wird, und den Passabschnitt 21, der die Innenfläche 541 des Kerzendeckels 54 berührt, um in den Kerzendeckel 54 eingepasst zu sein.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist der Nichtpassabschnitt 22 an einem Abschnitt ausgebildet, der eine vorbestimmte Strecke von dem Basisende des Isolators 12 weiter in Richtung zu der Kopfendseite reicht. Der Nichtpassabschnitt 22 hat einen ersten Abschnitt 221 und einen zweiten Abschnitt 222, dessen Außendurchmesser gleich wie oder kleiner als der des ersten Abschnitts 221 ist. Der Außendurchmesser des ersten Abschnitts 221 in dem Nichtpassabschnitt 22 ist im Wesentlichen konstant in der Axialrichtung. Der zweite Abschnitt 222 des Nichtpassabschnitts 22 ist näher an der Basisendseite angeordnet als der erste Abschnitt 221, und der Außendurchmesser des zweiten Abschnitts 222 verringert sich in Richtung zu der Basisendseite. Der Außendurchmesser des Nichtpassabschnitts 22 (der erste Abschnitt 221 und der zweite Abschnitt 222) ist gleich wie oder kleiner als der Innendurchmesser D2 des Kerzendeckels 54 und bevorzugt kleiner als der Innendurchmesser D2 des Kerzendeckels 54.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist der Passabschnitt 21 zu der Kopfendseite des Nichtpassabschnitts 22 ausgebildet. Ein gewellter Abschnitt 212 mit Höhlungen und Ausbauchungen an seiner Fläche ist an einem Teil des Passabschnitts 21 ausgebildet. Die Höhlungen und Ausbauchungen sind ringförmig und abwechselnd entlang der Axialrichtung ausgebildet. Ein glatter Abschnitt 211 mit einem im Wesentlichen konstanten Außendurchmesser in der Axialrichtung ist zu der Kopfendseite des gewellten Abschnitts 212 ausgebildet. Der Passabschnitt 21 wird gedrückt, um in den Kerzendeckel 54 eingesetzt zu werden.
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Als Nächstes wird das Zündungssystem 8 beschrieben.
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Wie in 3 gezeigt ist, hat das Zündungssystem 8 den Spulenabschnitt 3 und einen Verbindergehäuseabschnitt 4. Der Spulenabschnitt 3 hat ein Spulengehäuse 33, die Primärspule 31 und die Sekundärspule 32. Die Primärspule 31 und die Sekundärspule 32 sind konzentrisch in dem Spulengehäuse 33 angeordnet. Der Verbindergehäuseabschnitt 4 ist mit einem Passloch 41 versehen, in das ein Basisende des Spulenabschnitts 3 eingepasst ist. Der Verbindergehäuseabschnitt 4 hat einen Verbinderabschnitt 42 zum Erregen der Primärspule 31 und Unterbrechen einer Energiezufuhr zu der Primärspule 31.
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Der Spulenabschnitt 3 ist in einem Kerzenloch einer Maschine angeordnet. Ein Kopfende des Spulenabschnitts 3 ist mit dem Kerzenverbindungsabschnitt 5 zum Befestigen der Zündkerze 1 versehen.
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Der Verbindergehäuseabschnitt 4 ist außen von dem Kerzenloch der Maschine angeordnet. Der Verbindergehäuseabschnitt 4 ist in das Basisende des Spulenabschnitts 3 eingepasst.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist in dem Spulenabschnitt 3 ein Mittelkern 34, der aus einem weichen magnetischen Material gemacht ist, im Inneren der Primärspule 31 und der Sekundärspule 32 angeordnet. Ein Außenkern 35, der aus einem weichen magnetischen Material gemacht ist, ist außen von dem Spulengehäuse 33 angeordnet.
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Die Primärspule 31 ist durch Wickeln eines elektrischen Primärdrahts um einen Außenumfang eines Kunststoffprimärspulenkörpers 311 gebildet. Die Sekundärspule 32 ist durch Wickeln eines elektrischen Sekundärdrahts um einen Außenumfang eines Kunststoffsekundärspulenkörpers 321, und zwar mehrere Male als bei der Primärspule 31, ausgebildet. Der elektrische Sekundärdraht ist dünner als der elektrische Primärdraht.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist das Passloch 41 des Verbindergehäuseabschnitts 4 ausgebildet, um durch den Verbindergehäuseabschnitt 4 hindurchzugehen. Das Basisende des Spulenabschnitts 3 ist von der Kopfendseite des Passlochs 41 des Verbindergehäuseabschnitts 4 eingesetzt, um in das Passloch 41 gepasst zu sein. Wenn der Spulenabschnitt 3 in den Verbindergehäuseabschnitt 4 gepasst ist, fluchten die Achsen des Mittelkerns 34, der Primärspule 31 und der Sekundärspule 32.
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Spalte, die in dem Spulenabschnitt 3 und dem Verbindergehäuseabschnitt 4 ausgebildet sind, sind mit Epoxydharz 39 als ein aushärtbares Harz gefüllt.
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Eine Zündvorrichtung 43 ist in dem Verbindergehäuseabschnitt 4 angeordnet. Die Zündvorrichtung 43 hat einen eingebauten Schaltkreis, der die Primärspule 31 erregt und eine elektrische Energieversorgung zu der Primärspule 31 unterbricht.
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Der Verbindergehäuseabschnitt 4 hat einen Verbinderanschlussabschnitt 44, in dem eine Vielzahl von Leiterstiften 441 Seite an Seite angeordnet ist, und einen Befestigungsabschnitt 45 zum Fixieren des Zündungssystems 8 an der Maschine. Der Verbinderanschlussabschnitt 44 und der Befestigungsabschnitt 45 stehen in der Radialrichtung nach außen von dem Verbindergehäuseabschnitt 4 vor.
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In dem Verbinderanschlussabschnitt 44 sind eine Vielzahl von Leiterstiften 441, wie ein positivseitiger Energieversorgungszufuhrstift, ein negativseitiger Energieversorgungszufuhrstift und ein Umschaltsignalstift Seite an Seite angeordnet.
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Ein zylindrischer Vorsprungsabschnitt 46, der an dem Kopfende des Verbindergehäuseabschnitts 4 ausgebildet ist, ist in eine Gummidichtung 47 zum Verhindern, dass Wasser in das Kerzenloch eindringt, gepasst.
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Wie in 3 gezeigt ist, hat der Kerzenverbindungsabschnitt 5 einen zylindrischen Basisabschnitt 51 aus Kunststoff, einen Hochspannungsanschluss 52, eine Schraubenfeder 53 und den Kerzendeckel 54. Der zylindrische Basisabschnitt 51 ist mit dem Spulengehäuse 33 verbunden (in dieser Ausführungsform an dem Kopfende des Spulengehäuses 33 mit dem Spulengehäuse 33 in eine Einheit ausgebildet). Der Hochspannungsanschluss 52 ist mit dem hochspannungsseitigen Ende der Sekundärspule 32 in dem Kopfende des Primärspulenträgers 311 elektrisch verbunden. Die Schraubenfeder 53 verbindet den Hochspannungsanschluss 52 und den Anschlussabschnitt 15 der Zündkerze 1 elektrisch. Der Kerzendeckel 54, in den der Einsetzabschnitt 2 des Isolators 12 der Zündkerze 1 eingesetzt und eingepasst ist, ist aus Gummi gemacht.
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Wie in 2 und 3 gezeigt ist, bildet in der Zündkerze 1 der Nichtpassabschnitt 22 des Einsetzabschnitts 2, der in den Kerzendeckel 54 eingesetzt ist, Spalte zwischen sich selbst und der Innenfläche 541 des Kerzendeckels 54. Deshalb ist der Nichtpassabschnitt 22 nicht in den Kerzendeckel 54 gepasst und erzeugt keine Kraft, um sich selbst an dem Kerzendeckel 54 entgegen einer Last in der Axialrichtung zu fixieren. Andererseits berührt der Passabschnitt 21 des Einsetzabschnitts 2 die Innenfläche 541 des Kerzendeckels 54 in einem Zustand, in dem der Einsetzabschnitt 2 gedrückt wird, um in den Kerzendeckel 54 eingesetzt zu werden, ist in den Kerzendeckel 54 eingepasst und erzeugt eine Kraft, um den Einsetzabschnitt 2 an dem Kerzendeckel 54 zu fixieren.
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Als Nächstes werden Funktionseffekte der Zündkerze 1 und des Zündungssystems 8 mit der Zündkerze 1 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
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In der Zündkerze 1 gemäß dieser Ausführungsform hat der Isolator 12 den Einsetzabschnitt 2, der in den zylindrischen Kerzendeckel 54 einzusetzen ist. Der Einsetzabschnitt 2 hat den Nichtpassabschnitt 22, der an dem Basisende des Isolators 12 ausgebildet ist, wobei Nichtpassabschnitt 22 einen Außendurchmesser hat, der gleich wie oder kleiner als der Innendurchmesser D2 des Kerzendeckels 54 ist. Des Weiteren hat der Einsetzabschnitt 2 den Passabschnitt 21, der an der Kopfendseite des Nichtpassabschnitts 22 ausgebildet ist und in die Innenfläche 541 des Kerzendeckels 54 eingepasst ist. Diese Gestaltung gestattet ein Aufrechterhalten einer Anbringungsleichtigkeit der Zündkerze 1 an dem Kerzendeckel 54 und kann die elektrische Isolationsleistung durch den Kerzendeckel 54 hindurch erhöhen.
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Beispielsweise ist der Isolator 12 in Richtung zu der Basisendseite in Abhängigkeit der geforderten Spannung der Zündkerze 1 verlängert. In diesem Fall ist der verlängerte Teil ausgebildet, um der Nichtpassabschnitt 22 zu sein. Dies gestattet, dass der Isolator 12 in Richtung zu dem Basisende verlängert ist, ohne die axiale Länge A3 (in 2 gezeigt) des Abschnitts zu ändern, wo der Isolator 12 und der Kerzendeckel 54 zusammengepasst sind (d. h. des Passabschnitts 21). Dadurch kann die Erhöhung der Einsetz- und Trennkraft in dem Kerzendeckel 54 verhindert werden, und eine Anbringungsleichtigkeit der Zündkerze 1 an dem Kerzendeckel 54 kann aufrechterhalten werden.
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Andererseits ist der elektrische Isolationsabstand zwischen dem Anschlussabschnitt 15 und dem Gehäuse 11 in der Zündkerze 1 um die Länge des Abschnitts (des Nichtpassabschnitts 22) verlängert, der sich in Richtung zu der Basisendseite in dem Isolator 12 erstreckt. Dies kann die elektrische Isolationsleistung in dem Kerzendeckel 54 erhöhen.
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Deshalb kann die elektrische Isolationsleistung in dem Kerzendeckel 54 erhöht werden, während eine Anbringungsleichtigkeit der Zündkerze 1 an dem Kerzendeckel 54 aufrechterhalten werden kann.
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Des Weiteren hat das Zündungssystem 8 gemäß dieser Ausführungsform, neben der vorstehend beschriebenen Zündkerze 1, den Spulenabschnitt 3 und den Kerzenverbindungsabschnitt 5. Der Kerzenverbindungsabschnitt 5 hat den zylindrischen Kerzendeckel 54, in dessen Inneren der Einsetzabschnitt 2 des Isolators 12 der Zündkerze 1 eingesetzt ist. Der Nichtpassabschnitt 22 des Einsetzabschnitts 2 des Isolators 12, der in den Kerzendeckel 54 eingesetzt ist, ist nicht in den Kerzendeckel 54 eingepasst. Andererseits ist der Passabschnitt 21 des Einsetzabschnitts 2 in die Innenfläche 541 des Kerzendeckels 54 eingepasst.
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Dies kann die elektrische Isolationsleistung in dem Kerzendeckel 54 erhöhen, während eine Anbringungsleichtigkeit der Zündkerze 1 an dem Kerzendeckel 54 aufrechterhalten werden kann.
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Des Weiteren ist wenigstens ein Teil des Passabschnitts 21 in dem Einsetzabschnitt 2 des Isolators 12 mit dem gewellten Abschnitt 212 mit Höhlungen und Ausbauchungen an seiner Fläche versehen. Deshalb kann der gewellte Abschnitt 212 mit Höhlungen und Ausbauchungen an seiner Fläche den elektrischen Isolationsabstand zwischen dem Anschlussabschnitt 15 und dem Gehäuse 11 länger machen. Dies kann die elektrische Isolationsleistung in dem Kerzendeckel 54 weiter erhöhen.
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Somit kann ein Anwenden dieser Ausführungsform die Zündkerze 1 für eine Brennkraftmaschine und das Zündungssystem 8 mit der Zündkerze 1 bereitstellen, die die elektrische Isolationsleistung in dem Kerzendeckel 54 erhöhen können und eine Anbringungsleichtigkeit von dieser an dem Kerzendeckel 54 aufrechterhalten können.
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[Zweite Ausführungsform]
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Eine zweite Ausführungsform wird mit Bezug auf 4 beschrieben.
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Diese Ausführungsform ist, wie in 4 gezeigt ist, ein Beispiel, in dem die Form des Isolators 12 der Zündkerze 1 modifiziert ist.
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Wie in 4 gezeigt ist, hat in dem Isolator 12 der Zündkerze 1 der Passabschnitt 21 des Einsetzabschnitts 2 einen glatten Abschnitt 211 und einen Passdurchmesserverringerungsabschnitt 213. Der glatte Abschnitt 211 hat einen im Wesentlichen konstanten Außendurchmesser in der Axialrichtung. Der Außendurchmesser des Passdurchmesserverringerungsabschnitts 213 verringert sich in Richtung zu der Basisendseite.
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Sozusagen hat, im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform, der Passabschnitt 21 nicht den gewellten Abschnitt 212 (der in 1 und 2 gezeigt ist). Andere grundlegende Gestaltungen und Funktionseffekte sind die gleichen, wie bei der ersten Ausführungsform.
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[Test zum Bewerten einer Leistung]
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Ein Test zum Bewerten einer Leistung der Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform wurde durchgeführt.
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In diesem Test wurden eine Vielzahl von Zündkerzen (Probe 1 bis Probe 3), die sich voneinander in der Gestaltung der Isolatoren unterscheiden, bereitgestellt. Dann wurde jede Zündkerze bezüglich der elektrischen Isolationsleistung in einem Kerzendeckel (nachstehend auch als „elektrische Dichtungsleistung“ beschrieben) und einer Anbringungsleichtigkeit an einem Kerzendeckel bewertet.
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Als Nächstes werden Gestaltungen der bereitgestellten Zündkerzen (Probe 1 bis Probe 3) beschrieben.
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Eine Zündkerze der Probe 1 ist, wie in 5 gezeigt ist, eine Zündkerze 91, bei der ein gesamter Einsetzabschnitt 2 eines Isolators 12 der Abschnitt ist, der in den Kerzendeckel 54 eingepasst wird (der Passabschnitt 21). Andere grundlegende Gestaltungen der Zündkerze 91 sind dieselben wie bei der Zündkerze 1 gemäß der ersten Ausführungsform (die in 1 und 2 gezeigt ist).
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Eine Zündkerze der Probe 2 ist, wie in 6 gezeigt ist, eine Zündkerze 92, in der ein Isolator 12 in Richtung zu der Basisendseite weiter verlängert ist als das Basisende des Isolators 12 gemäß der Probe 1. Deshalb ist der elektrische Isolationsabstand zwischen einem Anschlussabschnitt 15 und einem Gehäuse 11 länger als der der Probe 1. Jedoch ist wie bei der Probe 1 ein gesamter Einsetzabschnitt 2 des Isolators 12 der Abschnitt, der in den Kerzendeckel 54 eingepasst wird (ein Passabschnitt 21). Deshalb ist die axiale Länge A2 des Abschnitts, der in den Kerzendeckel 54 eingepasst wird (der Passabschnitt 21), länger als die axiale Länge A1 (in 5 gezeigt) der Probe 1. Andere grundlegende Gestaltungen der Zündkerze 92 sind dieselben wie bei der Zündkerze 1 gemäß der ersten Ausführungsform (die in 1 und 2 gezeigt ist).
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Eine Zündkerze der Probe 3 ist, wie in 1 und 2 gezeigt ist, eine Zündkerze 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Im Speziellen ist, gleich wie bei der Probe 2, der Isolator 12 der Probe 1 weiter in Richtung zu der Basisendseite verlängert als das Basisende des Isolators 12 gemäß der Probe 1. Deshalb ist der elektrische Isolationsabstand zwischen dem Anschlussabschnitt 15 und dem Gehäuse 11 länger als der der Probe 1. Andererseits ist ein Teil des Einsetzabschnitts 2 des Isolators 12 mit dem Nichtpassabschnitt 22 versehen. Deshalb ist eine axiale Länge A3 (in 2 gezeigt) eines Abschnitts, der in den Kerzendeckel 54 eingepasst wird (der Passabschnitt 21), die gleiche wie die axiale Länge A1 (in 5 gezeigt) der Probe 1.
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In der Zündkerze 1 der Probe 3 ist der Außendurchmesser D11 (in 1 gezeigt) des glatten Abschnitts 211 des Passabschnitts 21 in dem Einsetzabschnitt 2 des Isolators 12 10,5 mm, der maximale Innendurchmesser D12 (in 1 gezeigt) des Nichtpassabschnitts 22 ist 9,5 mm und der Innendurchmesser D2 (in 2 gezeigt) des Kerzendeckels 54 ist 9,5 mm. In jeder der Zündkerzen 91, 92 der Proben 1 und 2 sind der Außendurchmesser D11 des glatten Abschnitts 211 des Passabschnitts 21 und der Innendurchmesser D2 des Kerzendeckels 54 die gleichen wie diejenigen der Zündkerze 1 der Probe 3.
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Als Nächstes wird ein Bewertungsverfahren der elektrischen Dichtungsleistung beschrieben.
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Für die Bewertung der elektrischen Dichtungsleistung wird zuerst der Kerzendeckel an der Zündkerze befestigt, und die Zündkerze wird mit dem Spulenabschnitt verbunden. Dann wird eine Primärspannung auf den Spulenabschnitt durch eine Konstantspannungsenergieversorgungsvorrichtung aufgebracht. Anschließend erhöht ein Erhöhen der Primärspannung, die von der Konstantspannungsenergieversorgungsvorrichtung zugeführt wird, die Sekundärspannung, die in dem Spulenabschnitt erzeugt wird. Dann wird die Sekundärspannung zu der Zeit gemessen, wenn das elektrische Leck zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Gehäuse auftritt. Die gemessene Sekundärspannung wird als eine elektrische Leckspannung erhalten. Beim Messen der Sekundärspannung wird eine Hochspannungssonde zwischen den Spulenabschnitt und die Zündkerze eingesetzt.
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7 zeigt das Bewertungsergebnis der elektrischen Isolationsleistung.
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In 7 zeigt die Abszisse die verlängerte Länge (mm) des Isolators, und die Ordinate zeigt die elektrische Leckspannung (kV). Die verlängerte Länge des Isolators ist eine Länge, um die der Isolator von dem Basisende des Isolators der Probe 1 als eine Basis (0 mm) weiter in Richtung zu der Basisendseite verlängert ist als die Probe 1, das heißt der Unterschied zwischen seinem Basisende und dem Basisende des Isolators der Probe 1.
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Gemäß 7 wurde bestätigt, dass die elektrische Leckspannung der Proben 2, 3 höher war als die der Probe 1. Der Grund ist, dass ein Verlängern der Isolatoren der Proben 2, 3 weiter in Richtung zu der Basisendseite als bei der Probe 1 den elektrischen Isolationsabstand zwischen dem Isolator und dem Gehäuse in jeder der Proben 2, 3 verlängert. Des Weiteren wurde bestätigt, dass sich die elektrische Leckspannung erhöht, wenn sich die verlängerte Länge des Isolators erhöht hat.
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Als Nächstes wird ein Bewertungsverfahren einer Anbringungsleichtigkeit beschrieben.
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Für die Bewertung der Anbringungsleichtigkeit wurde zuerst ein Autograph (hergestellt durch SHIMADZU Corporation) mit dem Kerzendeckel verbunden. Dann wurde die Zündkerze in den Kerzendeckel eingesetzt. Die Last, die zum Einsetzen benötigt wurde, wurde mit dem Autographen gemessen, und diese gemessene Last wurde als eine Einsetzkraft erhalten. Des Weiteren wurde die Zündkerze von dem mit dem Autographen verbundenen Kerzendeckel getrennt. Die Last, die zum Trennen notwendig war, wurde mit dem Autographen gemessen, und diese gemessene Last wurde als eine Trennkraft erhalten.
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8 und 9 zeigen das Bewertungsergebnis der Anbringungsleichtigkeit (Einsetzkraft und Trennkraft).
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8 zeigt das Bewertungsergebnis der Einsetzkraft in den Kerzendeckel, und 9 zeigt das Bewertungsergebnis der Trennkraft von dem Kerzendeckel. In 8 und 9 zeigt die Ordinate die Last (N), die zum Einsetzen oder Trennen in den bzw. von dem Kerzendeckel notwendig war.
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Gemäß 8 und 9, wurde bestätigt, dass die Einsetz- und Trennkraft für die Probe 2 höher war als die der Probe 1. Der Grund ist, dass ein Verlängern des Isolators der Probe 2 weiter in Richtung zu der Basisendseite als bei der Probe 1 die axiale Länge des Abschnitts verlängert, wo der Isolator und der Kerzendeckel zusammengepasst sind (d. h. des Passabschnitts).
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Andererseits wurde bestätigt, dass die Einsetz- und Trennkraft für die Probe 2 im Wesentlichen die gleiche war wie die der Probe 1. Der Grund dafür ist, dass die axiale Länge des Abschnitts, wo der Isolator und der Kerzendeckel zusammengepasst sind (d. h. des Passabschnitts), nicht geändert ist, obwohl der Isolator der Probe 3 sich weiter zu der Basisendseite erstreckt als bei der Probe 1.
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Es wurde bestätigt, dass ein Ausbilden der Zündkerze der ersten Ausführungsform (Probe 3), um den Einsetzabschnitt des Isolators zu haben, der mit dem Nichtpassabschnitt versehen ist, eine Anbringungsleichtigkeit an dem Kerzendeckel aufrechterhalten kann und die elektrische Isolationsleistung in dem Kerzendeckel erhöhen kann.
