DE102013225271B4

DE102013225271B4 - Zündkerze für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE102013225271B4
Application number: DE102013225271.4A
Authority: DE
Inventors: Masamichi Shibata; Takayuki Inohara; Shinichi Okabe; Takanobu Aochi; Kaori DOI
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2023-03-09
Anticipated expiration: 2033-12-10
Also published as: US20140159563A1; US8963408B2; DE102013225271A1; JP5896890B2; JP2014116182A

Abstract

Zündkerze (1) für Brennkraftmaschinen, die folgendes aufweist:ein zylindrisches Gehäuse (2), das ausgebildet ist, um einen oberen Endabschnitt (21) zu haben, wobei das Gehäuse (2) eine Längsrichtung, die als eine Axialrichtung definiert ist, eine Umfangsrichtung, eine Radialrichtung aufweist und das Gehäuse (2) eine Spitzenendseite und eine Basisendseite in der Axialrichtung aufweist;ein zylindrisches Isolationsporzellan (3), das innerhalb des Gehäuses (2) gehalten ist;eine Mittelelektrode (4), die ausgebildet ist, um einen oberen Endabschnitt (41) zu haben, und die innerhalb des Isolationsporzellans (3) derart gehalten ist, dass der obere Endabschnitt (41) von dem Isolationsporzellan (3) vorragt;eine Masseelektrode (5), die von dem oberen Endabschnitt (21) des Gehäuses (2) derart vorragt, dass ein Funkenabgabespalt (G) zwischen der Masseelektrode (5) und der Mittelelektrode (4) verbleibt; undgenau drei Vorsprünge (22, 23, 24), die von Positionen an dem oberen Endabschnitt (21) des Gehäuses (2) zu der Spitzenendseite hin vorragen, und zwareinen ersten Vorsprung (23), der von einer ersten Position an dem oberen Endabschnitt (21) des Gehäuses (2) zu der Spitzenendseite hin vorragt, wobei die erste Position eingestellt ist, um der Masseelektrode (5) mit der Mittelelektrode (4) dazwischen gegenüberzuliegen,einen zweiten Vorsprung (22), der von einer zweiten Position an dem oberen Endabschnitt (21) des Gehäuses (2) zu der Spitzenendseite hin vorragt, wobei die zweite Position näher an der Masseelektrode (5) als an dem ersten Vorsprung (23) ist, undeinen dritten Vorsprung (24), der von einer dritten Position an dem oberen Endabschnitt (21) des Gehäuses (2) zu der Spitzenendseite hin vorragt, wobei die dritte Position näher an dem ersten Vorsprung (23) als an der Masseelektrode (5) ist, wobeisich der zweite und der dritte Vorsprung (22, 24) lediglich innerhalb einer Hälfte eines Bereichs des oberen Endabschnitts (21) des Gehäuses (2) befinden, wobei die Hälfte des Bereichs eine Hälfte eines axialen Seitenbereichs des oberen Endabschnitts (21) ist, der durch eine virtuelle Linie geteilt ist, die die Masseelektrode (5) und den ersten Vorsprung (23) passiert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
[Technisches Gebiet der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zündkerze für Brennkraftmaschinen, welche in Strukturen, wie zum Beispiel Fahrzeugen, montiert ist.
[Stand der Technik]
Zündkerzen werden verwendet als Zündeinrichtungen in Brennkraftmaschinen, wie zum Beispiel den Maschinen für Fahrzeuge. Einige von solchen Zündkerzen haben eine Konfiguration, in der es einer Mittelelektrode ermöglicht ist, einer Masseelektrode axial zugewandt zu sein, um einen Zündfunkenabgabespalt dazwischen auszubilden. Diese Art von Zündkerze verursacht eine Abgabe bzw. Entladung in dem Zündfunkenabgabespalt, um die Entladung für die Zündung des Luftkraftstoffgemisches in der Brennkammer zu verwenden.
In der Brennkammer wird eine Strömung des Luftkraftstoffgemisches, wie zum Beispiel eine Wirbelströmung oder eine Fallströmung ausgebildet. Die Strömung wird geeignet auch zu dem Zündfunkenabgabespalt hin gerichtet, um eine Zündfähigkeit zu gewährleisten.
Allerdings kann sich ein Teil der Masseelektrode, die mit einem oberen Endabschnitt eines Gehäuses verbunden ist, in Abhängigkeit von der Montagestellung einer Zündkerze hinsichtlich der Brennkraftmaschine stromaufwärts des Zündfunkenabgabespalts befinden. In diesem Fall kann die Strömung in der Brennkraftmaschine durch die Masseelektrode blockiert sein, um die Strömung in der Nähe des Zündfunkenabgabespalts abzuflauen. Als ein Ergebnis kann die Zündfähigkeit der Zündkerze beeinträchtigt sein. Mit anderen Worten kann die Zündfähigkeit der Zündkerze in Abhängigkeit von der Montagestellung der Zündkerze hinsichtlich der Brennkraftmaschine problematisch verändert werden. In jüngsten Jahren gibt es insbesondere einen Trend eines Verwendens von Magerverbrennungsbrennkraftmaschinen. In solch einer Brennkraftmaschine kann eine Verbrennungsstabilität in Abhängigkeit von der Montagestellung der Zündkerze beeinträchtigt bzw. beeinflusst werden.
Ferner ist es schwierig, die Montagestellung der Zündkerze hinsichtlich der Brennkraftmaschine zu steuern, d. h. die Position der Masseelektrode in der Umfangsrichtung der Zündkerze zu steuern. Dem ist so, da die Montagestellung der Zündkerze in Abhängigkeit von dem Zustand der Montageschrauben, die in dem Gehäuse ausgebildet sind, oder dem Grad eines Anziehens der Zündkerze bei der Arbeit eines Montierens der Zündkerze an der Brennkraftmaschine unvermeidlich variiert wird.
Um die Luftströmung zu unterdrücken, durch die Masseelektrode blockiert zu werden, offenbart ein Patentdokument JP H09 - 148 045 A eine Konfiguration, in der die Masseelektrode gedreht bzw. verdrillt ist, um ein Loch darin auszubilden, oder eine Konfiguration, in der die Masseelektrode an das Gehäuse gefügt wird unter Verwendung einer Vielzahl von dünnen Plattenbauteilen.
Allerdings kann die „Konfiguration, in der die Masseelektrode verdreht ist, um darin ein Loch auszubilden“, wie es in dem Patentdokument JP H09 - 148 045 A offenbart ist, die Stärke bzw. Festigkeit der Masseelektrode schwächen. Falls die Masseelektrode dicker gemacht wird, um die geschwächte Festigkeit wieder zu erlangen, kann die verdickte Masseelektrode nach allem dazu tendieren, die Strömung des Luftkraftstoffgemisches zu blockieren.
Ferner kann die „Konfiguration, in der die Masseelektrode an das Gehäuse gefügt wird unter Verwendung einer Vielzahl von dünnen Plattenbauteilen“, wie in dem Patentdokument JP H09 - 148 045 A offenbart ist, die Form der Masseelektrode verkomplizieren und kann die Anzahl von Herstellungsschritten erhöht werden, was zu dem Problem eines Erhöhens der Herstellungskosten führt.
Die DE 11 2006 001 861 T5 offenbart eine Zündkerze für Brennkraftmaschinen, die folgendes aufweist: ein zylindrisches Gehäuse, das ausgebildet ist, um einen oberen Endabschnitt zu haben, wobei das Gehäuse eine Längsrichtung, die als eine Axialrichtung definiert ist, eine Umfangsrichtung, eine Radialrichtung aufweist und das Gehäuse eine Spitzenendseite und eine Basisendseite in der Axialrichtung aufweist; ein zylindrisches Isolationsporzellan, das innerhalb des Gehäuses gehalten ist; eine Mittelelektrode, die ausgebildet ist, um einen oberen Endabschnitt zu haben, und die innerhalb des Isolationsporzellans derart gehalten ist, dass der obere Endabschnitt von dem Isolationsporzellan vorragt; eine Masseelektrode, die von dem oberen Endabschnitt des Gehäuses derart vorragt, dass ein Funkenabgabespalt zwischen der Masseelektrode und der Mittelelektrode verbleibt; einen ersten Vorsprung, der von einer ersten Position an dem oberen Endabschnitt des Gehäuses zu der Spitzenendseite hin vorragt, wobei die erste Position eingestellt ist, um der Masseelektrode mit der Mittelelektrode dazwischen gegenüberzuliegen, einen zweiten Vorsprung, der von einer zweiten Position an dem oberen Endabschnitt des Gehäuses zu der Spitzenendseite hin vorragt, wobei die zweite Position näher an der Masseelektrode als an dem ersten Vorsprung ist, und einen dritten Vorsprung, der von einer dritten Position an dem oberen Endabschnitt des Gehäuses zu der Spitzenendseite hin vorragt, wobei die dritte Position näher an dem ersten Vorsprung als an der Masseelektrode ist.
Eine weitere Zündkerze ist aus der JP S57 - 192 686 U bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte der Probleme gemacht, die vorangehend dargestellt sind, und hat als ihre Aufgabe, eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine vorzusehen, die in der Lage ist, eine stabile Zündfähigkeit zu gewährleisten, ungeachtet ihrer Montagestellung hinsichtlich der Brennkraftmaschine.
Um die vorangehende Aufgabe der Erfindung zu erreichen, ist eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine vorgesehen, die folgendes aufweist: ein zylindrisches Gehäuse, das ausgebildet ist, um einen oberen Endabschnitt zu haben, wobei das Gehäuse eine Längsrichtung, die als eine Axialrichtung definiert ist, eine Umfangsrichtung, eine Radialrichtung aufweist, und das Gehäuse hat eine Spitzenendseite und eine Basisendseite in der Axialrichtung; ein zylindrisches Isolationsporzellan, das in dem Gehäuse gehalten ist; eine Mittelelektrode , die ausgebildet ist, um einen oberen Endabschnitt zu haben, und die innerhalb des Isolationsporzellans derart gehalten ist, dass der obere Endabschnitt von dem Isolationsporzellanvorragt; eine Masseelektrode, die von dem oberen Endabschnitt des Gehäuses derart vorragt, dass ein Zündfunkenentladungsspalt zwischen der Masseelektrode und der Mittelelektrode übrig ist; und genau drei Vorsprünge, die von Positionen an dem oberen Endabschnitt des Gehäuses zu der Spitzenendseite hin vorragen, und zwar einen ersten Vorsprung, der von einer ersten Position an dem oberen Endabschnitt des Gehäuses zu der Spitzenendseite hin vorragt, wobei die erste Position eingestellt ist, um der Masseelektrode mit der Mittelelektrode dazwischen gegenüberzuliegen, einen zweiten Vorsprung, der von einer zweiten Position an dem oberen Endabschnitt des Gehäuses zu der Spitzenendseite hin vorragt, wobei die zweite Position näher an der Masseelektrode als an dem ersten Vorsprung ist, und einen dritten Vorsprung, der von einer dritten Position an dem oberen Endabschnitt des Gehäuses zu der Spitzenendseite hin vorragt, wobei die dritte Position näher an dem ersten Vorsprung als an der Masseelektrode ist, wobei sich der zweite und der dritte Vorsprung lediglich innerhalb einer Hälfte eines Bereichs des oberen Endabschnitts des Gehäuses befinden, wobei die Hälfte des Bereichs eine Hälfte eines axialen Seitenbereichs des oberen Endabschnitts ist, der durch eine virtuelle Linie geteilt ist, die die Masseelektrode und den ersten Vorsprung passiert.
Die vorangehende Zündkerze weist den ersten Vorsprung, den zweiten Vorsprung und den dritten Vorsprung auf. Daher ist die Luftströmung (Strömung des Luftkraftstoffgemisches) in der Brennkammer, die zu dem Funkenabgabespalt hin gerichtet ist, daran gehindert, blockiert zu werden, in welcher Stellung auch immer die Zündkerze hinsichtlich der Brennkraftmaschine montiert sein kann.
Insbesondere, wenn zum Beispiel ein Teil der Masseelektrode sich stromaufwärts des Zündfunkenabgabespalts befindet, wird die Luftströmung, die die Seite der Masseelektrode von der stromaufwärtigen Seite aus passiert hat, durch den zweiten Vorsprung zu dem Zündfunkenabgabespalt geleitet. Genauer gesagt funktioniert der zweite Vorsprung als eine Führung für die Luftströmung und leitet die Luftströmung zu dem Zündfunkenabgabespalt hin (diese Funktion wird hiernach je nach Bedarf als „Führungsfunktion“ bezeichnet). Entsprechend ist die Luftströmung in dem Nahbereich des Zündfunkenabgabespalts daran gehindert, abzuflauen. Als ein Ergebnis wird eine stabile Zündfähigkeit in der Zündkerze gewährleistet.
Ferner, wenn zum Beispiel ein Teil der Masseelektrode sich stromabwärts des Zündfunkenabgabespalts befindet, befindet sich der erste Vorsprung stromaufwärts des Zündfunkenabgabespalts. In diesem Fall wird die Luftströmung, die die Seite des ersten Vorsprungs von stromaufwärts her passiert hat, durch den dritten Vorsprung zu dem Zündfunkenabgabespalt geleitet bzw. gelenkt. Mit anderen Worten übt der dritte Vorsprung auch die Führungsfunktion aus, ähnlich wie der zweite Vorsprung.
In der Abwesenheit des ersten Vorsprungs, wenn ein Teil der Masseelektrode sich stromabwärts des Zündfunkenabgabespalts befindet, ist es wahrscheinlich, dass die Luftströmung, die durch den Zündfunkenabgabespalt hindurch passiert, gegen die Masseelektrode stößt. In dieser Situation tendiert die Kraft der Luftströmung, die durch den Zündfunkenabgabespalt hindurchtritt, dazu, geschwächt zu werden, und es ist unwahrscheinlich, dass der Entladungsfunke sich großartig ausdehnt. Deshalb, wenn ein Teil der Masseelektrode sich stromabwärts des Zündfunkenabgabespalts befindet, ist es wahrscheinlich, dass die Zündfähigkeit vergleichsweise beeinträchtigt wird.
In dieser Hinsicht kann ein Vorsehen des ersten Vorsprungs, wie vorangehend genannt ist, die Luftströmung blockieren, die direkt von einer direkt gegenüberliegenden Seite der Masseelektrode zu dem Zündfunkenabgabespalt strömen würde, um dadurch das vorangehende Problem zu lösen (diese Funktion wird hiernach je nach Bedarf als „Sperrfunktion“ bezeichnet). Wie vorangehend genannt ist, da der dritte Vorsprung direkt die Luftströmung leiten bzw. lenken kann, die an der Seite des ersten Vorsprungs zu dem Zündfunkenabgabespalt vorbeigetreten ist, ist die Kraft der Luftströmung, die durch den Zündfunkenabgabespalt hindurchtritt, gewährleistet und die Zündfähigkeit ist ebenfalls gewährleistet.
Der erste Vorsprung, der zweite Vorsprung und der dritte Vorsprung können mit einer einfachen Konfiguration realisiert werden, in der diese Vorsprünge von dem oberen Endabschnitt des Gehäuses aus zu der Spitzenendseite hin vorragend angeordnet werden. Mit anderen Worten ist weder Scharfsinn in einem Ausformen der Masseelektrode erforderlich, noch bedarf es der Masseelektrode, in einer komplizierten Form zu sein.
Wie vorangehend beschrieben ist, kann gemäß der vorangehenden Form der Zündkerze eine Zündkerze mit einer simplen Konfiguration vorgesehen werden, die in der Lage ist, eine stabile Zündfähigkeit ungeachtet ihrer Montagestellung hinsichtlich der Brennkraftmaschine zu gewährleisten.
In der vorangehenden Zündkerze für eine Brennkraftmaschine wird die Richtung, in der die Zündkerze in die Brennkammer eingesetzt wird, als „Spitzenendseite“ bezeichnet und die entgegengesetzte Richtung wird als „Basisendseite“ bezeichnet.
Erfindungsgemäß befinden sich der zweite und dritte Vorsprung lediglich in einer Hälfte eines Bereichs des oberen Endabschnitts des Gehäuses, wobei eine Hälfte des Bereichs eine Hälfte eines axialen Seitenbereichs des oberen Endabschnitts ist, der durch eine virtuelle Linie geteilt wird, die die Masseelektrode und den ersten Vorsprung passiert. Zum Beispiel ist der axiale Seitenbereich des oberen Endabschnitts ein ringförmiger Bereich einer axialen Seite des Gehäuses.
In diesem Fall wird die Konfiguration, wie sie nachfolgend vorgesehen ist, verlässlich erlangt, d. h. eine Konfiguration, in der die Luftströmung, die zu dem Zündfunkenabgabespalt durch den zweiten Vorsprung (den dritten Vorsprung) gerichtet bzw. gelenkt wurde, kann durch den Zündfunkenabgabespalt hindurchführen, ohne durch den dritten Vorsprung (den zweiten Vorsprung) blockiert zu werden. Entsprechend ist die Zündfähigkeit leicht bzw. einfach verbessert.
Es ist außerdem wünschenswert, dass der zweite und dritte Vorsprung Spitzen haben, deren Vorsprungshöhen von dem oberen Endabschnitt aus gleich wie oder geringer als eine Spitze der Masseelektrode) sind und gleich wie oder höher als eine Spitze des Isolationsporzellans in der Axialrichtung sind.
In diesem Fall kann die Größe der Zündkerze in der Axialrichtung verringert werden, während die Führungsfunktion des zweiten und dritten Vorsprungs gewährleistet ist. Als ein Ergebnis sind der zweite und der dritte Vorsprung darin gehindert, Auswirkungen auf Kolben in der Brennkammer zu haben, während die Zündfähigkeit der Zündkerze gewährleistet ist.
Ferner wünschenswert befinden sich die oberen Enden des zweiten und des dritten Vorsprungs auf der Spitzenendseite mit Bezug auf das obere Ende der Mittelelektrode, und befinden sich noch wünschenswerter auf der Spitzenendseite mit Bezug auf den Zündfunkenabgabespalt.
Vorzugsweise hat der erste Vorsprung eine Oberseite, deren Vorsprungshöhe von dem oberen Endabschnitt gleich wie oder geringer als eine Spitze der Masseelektrode ist und ist gleich wie oder höher als eine Spitze des Isolationsporzellans in der Axialrichtung.
In diesem Fall, während die Sperrfunktion des ersten Vorsprungs gewährleistet ist, kann die Größe der Zündkerze in der Axialrichtung verringert werden. Als ein Ergebnis ist der erste Vorsprung daran gehindert, Auswirkungen auf Kolben in der Brennkammer zu haben, während die Zündfähigkeit der Zündkerze gewährleistet ist.
Vorzugsweise befindet sich das obere Ende des ersten Vorsprungs auf der Spitzenendseite mit Bezug auf das obere Ende der Mittelelektrode und befindet sich noch wünschenswerter auf der Spitzenendseite mit Bezug auf den Zündfunkenabgabespalt.
Noch wünschenswerter haben der zweite und dritte Vorsprung Breiten in der Umfangsrichtung, wobei die Breiten kleiner als eine Breite der Masseelektrode in der Umfangsrichtung an Positionen des zweiten und dritten Vorsprungs sind, wobei die Positionen die nächstliegendsten zu dem Funkenabgabespalt in der Axialrichtung sind.
In diesem Fall ist die Luftströmung einfach daran gehindert, durch den zweiten oder den dritten Vorsprung blockiert bzw. gesperrt zu sein, wodurch effektiv die Luftströmung daran gehindert wird, in dem Nahbereich des Funkenabgabespalts abzuflauen.
Der Ausdruck „Kerzenumfangsbreite“ bezieht sich auf eine Weite bzw. Breite in der Richtung der Tangentenlinie des Kreises, der auf der Mittenachse der Zündkerze zentriert ist, wenn von der Axialrichtung der Zündkerze aus betrachtet.
Beispielsweise ragen der erste, der zweite und der dritte Vorsprung parallel zueinander von dem oberen Endabschnitt in der Axialrichtung vor.
In diesem Fall ist eine Stagnation der Luftströmung durch den ersten Vorsprung, den zweiten und den dritten Vorsprung daran gehindert, in dem Nahbereich des Zündfunkenabgabespalts verursacht zu werden. Ferner, da die Formen des ersten Vorsprungs, des zweiten Vorsprungs und des dritten Vorsprungs vereinfacht werden können, kann die Zündkerze mit einer vereinfachten Konfiguration realisiert werden.
Der Ausdruck „parallel zu der Kerzenaxialrichtung“ umfasst einen Zustand eines im Wesentlichen Parallelsein zu der Axialrichtung der Zündkerze bis zu einem Ausmaß eines Ausübens der vorangehenden Effekte trotz des Vorhandenseins einer geringfügigen Neigung hinsichtlich der Axialrichtung der Zündkerze.
Vorzugsweise haben der zweite und der dritte Vorsprung Querschnitte an deren Positionen, die die nächstliegendsten zu dem Zündfunkenabgabespalt in der Axialrichtung sind, wobei jeder der Querschnitte eine Breite in der Radialrichtung aufweist, die größer als eine Breite in den Umfangsrichtungen ist.
In diesem Fall kann die Luftströmung, die von stromaufwärts zu dem Nahbereich des oberen Endabschnitts der Zündkerze strömt, effektiv und einfach zu dem Zündfunkenabgabespalt durch den zweiten oder dritten Vorsprung gerichtet bzw. gelenkt werden. Außerdem ist es unwahrscheinlich, dass der zweite oder dritte Vorsprung die Luftströmung blockiert, die von stromaufwärts zu dem Nahbereich des oberen Endabschnitts der Zündkerze strömt. Insbesondere übt der zweite oder der dritte Vorsprung eine Funktion eines Leitens bzw. Führens der Luftströmung zu dem Zündfunkenabgabespalt (Führungsfunktion) aus, wenn die Masseelektrode oder der erste Vorsprung sich stromaufwärts der Luftströmung mit Bezug auf den Zündfunkenabgabespalt befindet. Allerdings können der zweite oder dritte Vorsprung, wenn er sich stromaufwärts der Luftströmung mit Bezug auf den Zündfunkenabgabespalt befindet, in Abhängigkeit von der Form des zweiten oder des dritten Vorsprungs die Luftströmung blockieren, die zu dem Zündfunkenabgabespalt hin gerichtet ist. Die Führungsfunktion wird noch leichter ausgeübt, indem die Breite des zweiten oder des dritten Vorsprungs in der Kerzenradialrichtung erhöht bzw. vergrößert wird. Außerdem wird der Effekt eines Blockierens der Luftströmung, die zu dem Funkenabgabespalt hin gerichtet ist, noch leichter ausgeübt, indem die Breite des zweiten oder dritten Vorsprungs in der Kerzenumfangsrichtung vergrößert wird. Entsprechend, wenn der zweite oder dritte Vorsprung eine Form aufweist, in der die Breite in der Kerzenradialrichtung größer als die Breite in der Kerzenumfangsrichtung ist, ist die Luftströmung, die zu dem Funkenabgabespalt hin gerichtet ist, daran gehindert, blockiert zu werden, und zur gleichen Zeit wird die Luftströmung effizient und leicht zu dem Zündfunkenabgabespalt hin gerichtet.
Vorzugsweise haben der zweite und der dritte Vorsprung Querschnitte an Positionen von diesen, welche die nächstliegendsten zu dem Zündfunkenabgabespalt in der Axialrichtung sind, wobei jeder der Querschnitte dreieckig ist.
In diesem Fall ist eine Leit- bzw. Prallfläche mit einer großen Fläche bzw. einem großen Bereich in jedem von dem zweiten und dem dritten Vorsprung ausgebildet. Zur gleichen Zeit sind der zweite und der dritte Vorsprung einfach daran gehindert, radial einwärts und auswärts der Zündkerze von dem oberen Endabschnitt des Gehäuses vorzuragen. Entsprechend ist das Problem des querverlaufenden Zündfunkens oder das Problem, das mit den Montageeigenschaften verbunden bzw. assoziiert ist, gelöst. Zur gleichen Zeit ist die Führungsfunktion des zweiten und des dritten Vorsprungs verstärkt.
Vorzugsweise haben der erste Vorsprung und die Masseelektrode die gleiche Kerzenumfangsbreite an einer Position, die axial am nächsten an dem Zündfunkenabgabespalt liegt. In diesem Fall ist die Luftströmung daran gehindert, in dem Zündfunkenabgabespalt geändert bzw. variiert zu werden, in einem Zustand, in dem der erste Vorsprung sich stromaufwärtig der Luftströmung befindet, und in einem Zustand, in dem die Masseelektrode sich stromaufwärts der Luftströmung befindet. Als ein Ergebnis ist die Zündfähigkeit effektiv daran gehindert, durch die Montagestellung der Zündkerze hinsichtlich der Brennkraftmaschine variiert zu werden.
Vorzugsweise haben der erste Vorsprung und die Masseelektrode einen Querschnitt der gleichen Form an einer Position, die axial nächstliegend zu dem Zündfunkenabgabespalt liegt. In diesem Fall ist die Luftströmung effektiv daran gehindert, in dem Funkenabgabespalt variiert zu werden, in einem Zustand, in dem der erste Vorsprung sich stromaufwärts der Luftströmung befindet, und in einem Zustand, in dem die Masseelektrode sich stromaufwärts der Luftströmung befindet. Als ein Ergebnis ist die Zündfähigkeit effektiv daran gehindert, in Abhängigkeit von der Montagestellung der Zündkerze hinsichtlich der Brennkraftmaschine variiert zu werden.
Figurenliste
In den angefügten Zeichnungen:

1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen oberen Endabschnitt einer Zündkerze darstellt gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Querschnittsansicht, die die Zündkerze darstellt, die an einer Position in einem Funkenabgabespalt entlang einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung genommen ist;
3 ist eine Seitenansicht, die den oberen Endabschnitt der Zündkerze darstellt;
4 ist eine Seitenansicht, die den oberen Endabschnitt der Zündkerze in einem Zustand darstellt, in dem ein vertikaler Abschnitt einer Masseelektrode sich stromaufwärtig einer Luftströmung befindet;
5 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie V-V in 4 genommen ist;
6 ist eine Seitenansicht, die den oberen Endabschnitt der Zündkerze in einem Zustand darstellt, in dem der vertikale Abschnitt der Masseelektrode sich stromabwärtig einer Luftströmung befindet;
7 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie VII-VII von 6 genommen ist;
8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen oberen Endabschnitt einer Zündkerze darstellt gemäß einem Vergleichsbeispiel 1;
9A ist eine erläuternde Ansicht, die eine Abgabe bzw. eine Entladung in einem Zustand, in dem ein vertikaler Abschnitt einer Masseelektrode sich stromaufwärtig einer Luftströmung befindet, gemäß Vergleichsbeispiel 1 darstellt;
9B ist eine erläuternde Ansicht, die eine Entladung in einem Zustand, in dem der vertikale Abschnitt sich an einer Position befindet, an der er senkrecht zu einer Luftströmung ist, gemäß Vergleichsbeispiel 1 darstellt;
9C ist eine erläuternde Ansicht, die eine Entladung in einem Zustand, in dem der vertikale Abschnitt sich stromaufwärtig einer Luftströmung befindet, gemäß Vergleichsbeispiel 1 darstellt;
10 ist ein Vergleichsgraph, der eine Entladungslänge zeigt, gemäß Vergleichsbeispiel 1;
11 ist ein Diagramm, das eine Entladungslänge relativ zu einem A/F-Limit bzw. einem Luftkraftstoffgrenzwert zeigt, gemäß einem Vergleichsbeispiel 1;
12 ist eine perspektivische Ansicht, die einen oberen Endabschnitt einer Zündkerze gemäß einem Vergleichsbeispiel 2 darstellt;
13 ist ein Diagramm, das einen Montagewinkel einer Zündkerze hinsichtlich einer Luftströmungsrichtung relativ zu einem AF-Limit gemäß einem experimentellen Beispiel 1 zeigt;
14A ist eine erläuternde Seitenansicht, die einen Zustand, in dem der vertikale Abschnitt der Masseelektrode gemäß Vergleichsbeispiel 1 sich stromaufwärtig einer Luftströmung befindet, darstellt;
14B ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XIV-XIV von 14A genommen ist;
15 ist eine perspektivische Ansicht, die einen oberen Endabschnitt einer Zündkerze gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
16 ist eine Querschnittsansicht, die die Zündkerze, die an einer Position in einem Zündfunkenabgabespalt in einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung genommen ist, gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt;
17 ist eine perspektivische Ansicht, die einen oberen Endabschnitt einer Zündkerze gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
18 ist eine Querschnittsansicht, die die Zündkerze, die an einer Position in einem Funkenabgabespalt entlang einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung genommen ist, gemäß der dritten Ausführungsform darstellt;
19 ist eine perspektivische Ansicht, die einen oberen Endabschnitt einer Zündkerze gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
20 ist eine Querschnittsansicht, die die Zündkerze, die an einer Position in einem Funkenabgabespalt entlang einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung genommen ist, gemäß der vierten Ausführungsform darstellt;
21 ist eine perspektivische Ansicht, die einen oberen Endabschnitt einer Zündkerze gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
22 ist eine Querschnittsansicht, die die Zündkerze, die an einer Position in einem Funkenabgabespalt entlang einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung genommen ist, gemäß der fünften Ausführungsform darstellt;
23 ist eine perspektivische Ansicht, die einen oberen Endabschnitt einer Zündkerze gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
24 ist eine Querschnittsansicht, die die Zündkerze, die an einer Position in einem Funkenabgabespalt entlang einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung genommen ist, gemäß der sechsten Ausführungsform darstellt;
25 ist eine perspektivische Ansicht, die einen oberen Endabschnitt einer Zündkerze gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
26 ist eine Querschnittsansicht, die die Zündkerze, die an einer Position in einem Funkenabgabespalt entlang einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung genommen ist, gemäß der siebten Ausführungsform darstellt;
27 ist eine Seitenansicht, die den oberen Endabschnitt der Zündkerze gemäß der siebten Ausführungsform darstellt;
28 ist eine perspektivische Ansicht, die einen oberen Endabschnitt einer Zündkerze gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
29 ist eine Querschnittsansicht, die die Zündkerze, die an einer Position in einem Funkenabgabespalt entlang einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung genommen ist, gemäß der achten Ausführungsform darstellt; und
30 ist eine Seitenansicht des oberen Endabschnitts der Zündkerze gemäß der achten Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen werden hiernach mehrere Ausführungsformen einer Zündkerze der vorliegenden Erfindung beschrieben. Über die gesamte Spezifikation hinweg, wann auch immer die Ausdrücke „Axialrichtung“, „axiale“ oder „axial“ und „Umfangsrichtung“, „Umfangs-“ oder „umfänglich“ und „Radialrichtung“, „Radial-“ oder „radial“ verwendet werden, werden diese Ausdrücke mit Bezug auf den Umfang, eine Achse bzw. einen Radius der Zündkerze der vorliegenden Ausführungsform verwendet (bezugnehmend auf 1). Die Axialrichtung ist in Übereinstimmung mit der Längsrichtung der Zündkerze. Ferner wird die Richtung, in die die Zündkerze in die Brennkammer eingesetzt wird, als „Spitzenendseite“ bezeichnet und die entgegengesetzte Richtung wird als „Basisendseite“ bezeichnet (auch bezugnehmend auf 1).
(Erste Ausführungsform)
Bezugnehmend auf zuerst 1 bis 7 wird hiernach eine erste Ausführungsform einer Zündkerze 1 für eine Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in 1 bis 3 gezeigt ist, weist die Zündkerze 1 der ersten Ausführungsform ein zylindrisches Gehäuse 2, ein Isolationsporzellan 3, das innerhalb des Gehäuses 2 gehalten wird, und eine Mittelelektrode 4 auf, die innerhalb des Isolationsporzellans 3 gehalten wird, so dass ein oberer Endabschnitt der Mittelelektrode 4 aus dem Isolationsporzellan 3 heraus vorragt. Ferner weist die Zündkerze 1 eine Masseelektrode 5 auf, die aus einem oberen Endabschnitt 21 des Gehäuses 2 zu einer Spitzenendseite hin vorragt. Ein Zündfunkenabgabespalt G ist zwischen der Mittelelektrode 4 und der Masseelektrode 5 ausgebildet.
Wie in 1 und 3 gezeigt ist, weist die Masseelektrode 5 einen vertikalen Abschnitt 51 und einen gegenüberliegenden Abschnitt 52 auf. Der vertikale Abschnitt 51 steht von einem oberen Endabschnitt 21 des Gehäuses 2 aus aufrecht. Der gegenüberliegende Abschnitt 52 ist vorgesehen durch ein Biegen eines Endes des vertikalen Abschnitts 51, um eine gegenüberliegende Fläche 53 zu haben, die axial einem oberen Endabschnitt 41 der Mittelelektrode 4 zugewandt ist.
Die Zündkerze 1 weist außerdem einen gegenüberliegenden Vorsprung 23 (der als ein erster Vorsprung dient), einen elektrodenseitigen Prallvorsprung 22 (der als ein zweiter Vorsprung dient) und einen gegenseitigen Prallvorsprung 24 (der als ein dritter Vorsprung dient) auf, welche von dem oberen Endabschnitt 21 des Gehäuses 2 zu der Spitzenendseite hin vorragen. Der gegenüberliegende Vorsprung 23 ragt von dem oberen Endabschnitt 21 des Gehäuses 2 zu der Spitzenendseite hin an einer Position (eine erste Position) gegenüberliegend zu der Masseelektrode 5 mit der Mittelelektrode 4 dazwischenliegend vor. Der elektrodenseitige Prallvorsprung 22 ragt von dem oberen Endabschnitt 21 des Gehäuses 2 zu der Spitzenendseite hin an einer Position (eine zweite Position) nahe der Masseelektrode 5 mit Bezug auf den gegenüberliegenden Vorsprung 23 vor. Der gegenseitige Prallvorsprung 24 ragt von dem oberen Endabschnitt 21 des Gehäuses 2 zu der Spitzenendseite hin an einer Position (die als eine dritte Position dient) nahe dem gegenüberliegenden Vorsprung 23 mit Bezug auf die Masseelektrode 5 vor.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, sind der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 ausgebildet, die an einem Umfangsbereich zwischen der Massenelektrode 5 und dem gegenüberliegenden Vorsprung 23 konzentriert sind. Wenn von der Spitzenendseite aus betrachtet, ist der obere Endabschnitt 21 des Gehäuses 2 in einer ringförmigen Form ausgebildet. Der obere Endabschnitt 21 weist zwei Umfangsbereiche auf, die durch die Masseelektrode 5 und den gegenüberliegenden Vorsprung 23 festgelegt sind, welche an gegenseitig gegenüberliegenden Positionen in der Radialrichtung vorgesehen sind. Einer der zwei Bereiche weist den elektrodenseitigen und den gegenseitigen Prallvorsprung 22 und 24 auf, und der andere der zwei Bereiche weist diese Vorsprünge nicht auf.
Der gegenüberliegende Vorsprung 23, der elektrodenseitigen Prallvorsprung 22 und der gegenseitige Prallvorsprung 24 sind in der Axialrichtung vorragend, um parallel zueinander zu sein. Die Masseelektrode 5 ist derart angeordnet, dass der vertikale Abschnitt 51 parallel zu der Axialrichtung ist und der gegenüberliegende Abschnitt 52 parallel zu der Radialrichtung ist.
Der elektrodenseitige und der gegenseitige bzw. auf der gegenüberliegenden Seite liegende Prallvorsprung 22 und 24 haben entsprechende obere Enden, welche eben mit dem oberen Ende der Masseelektrode 5 sind oder die an der Basisendseite mit Bezug auf das obere Ende der Masseelektrode 5 positioniert sind. Außerdem sind die oberen Enden der Vorsprünge 22 und 24 eben bzw. bündig mit dem oberen Ende des Isolationsporzellans 3 oder sind an der Spitzenendseite mit Bezug auf das obere Ende des Isolationsporzellans 3 positioniert. Der gegenüberliegende Vorsprung 23 hat ein oberes Ende, das bündig bzw. eben zu dem oberen Ende der Masseelektrode 5 ist oder das an der Basisendseite mit Bezug auf das obere Ende der Masseelektrode 5 positioniert ist. Außerdem ist das obere Ende des gegenüberliegenden Vorsprungs 23 bündig mit dem oberen Ende des Isolationsporzellans 3 oder ist auf der Spitzenendseite mit Bezug auf das obere Ende des Isolationsporzellans 3 positioniert. In der vorliegenden Ausführungsform sind die oberen Enden des gegenüberliegenden Vorsprungs 23, des elektrodenseitigen Prallvorsprungs 22 und des Prallvorsprungs auf der gegenüberliegenden Seite 24 auf der Spitzenendseite in der Axialrichtung mit Bezug auf die gegenüberliegende Fläche 53 der Masseelektrode 5 positioniert.
Der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 haben jeweils eine Umfangsbreite kleiner als jene der Masseelektrode 5 an einer Position axial am nächsten liegend zu dem Funkenentladungsspalt G. In der vorliegenden Ausführungsform bezieht sich die „Position axial nächstliegend zu dem Funkenentladungsspalt G“ in dem elektrodenseitigen oder dem gegenseitigen Prallvorsprung 22 oder 24 auf eine Position, die in einer Ebene enthalten ist, welche senkrecht zu der Axialrichtung ist und sich in dem Funkenentladungsspalt G befindet (diese Position wird hiernach als „Axialposition in dem Funkenentladungsspalt G“ bezeichnet). Daher haben der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 an der gleichen Axialposition in dem Funkenentladungsspalt G Umfangsbreiten W2 bzw. W4, welche kleiner als eine Umfangsbreite W1 des vertikalen Abschnitts 51 der Masseelektrode 5 sind.
Wie in 2 gezeigt ist, haben der gegenüberliegende Vorsprung 23 und die Masseelektrode 5 jeweils die gleiche Umfangsbreite an einer Position axial nächstliegend zu dem Funkenentladungsspalt G. In der vorliegenden Ausführungsform bezieht sich auch die „Position axial nächstliegend zu dem Funkenentladungsspalt G“ in jedem von dem gegenüberliegenden Vorsprung 23 und der Masseelektrode 5 auf die Axialposition des Funkenentladungsspalts G. Daher haben bei der gleichen Axialposition in dem Funkenentladungsspalt G der gegenüberliegende Vorsprung 23 und die Masseelektrode 5 die gleichen Umfangsbreiten W3 bzw. W1. Ferner haben der gegenüberliegende Vorsprung 23 und die Masseelektrode 5 die gleiche Querschnittsform in einer Ebene, die senkrecht zu der Axialrichtung ist und sich in dem Funkenentladungsspalt G befindet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Querschnittsform rechtwinklig.
Der elektrodenseitige Prallvorsprung 22 hat eine elektrodenseitige Prallfläche 221, die zu der Masseelektrode 5 hin orientiert ist, während der gegenseitige Prallvorsprung 24 eine gegenseitige Prallfläche 241 aufweist, die zu dem gegenüberliegenden Vorsprung 23 hin orientiert ist. In diesem Fall bezieht sich ein Ausdruck „zu der Masseelektrode 5 hin orientiert“ auf „zu dem vertikalen Abschnitt 51 der Masseelektrode 5 in Bezug auf die Umfangsrichtung entlang des oberen Endabschnitts 21 des Gehäuses 2 hin“. Außerdem bezieht sich ein Ausdruck „zu dem gegenüberliegenden Vorsprung 23 hin orientiert“ auf „zu dem gegenüberliegenden Vorsprung 23 in Bezug auf die Umfangsrichtung entlang des oberen Endabschnitts 21 des Gehäuses 2 hin“. Wenn von der Axialrichtung aus betrachtet, müssen Linien, die sich von den elektrodenseitigen und gegenseitigen Prallflächen 221 und 224 erstrecken, nicht notwendigerweise durch den Funkenentladungsspalt G führen (den oberen Endabschnitt 41 der Mittelelektrode 4). Zum Beispiel können diese Linien lediglich zwischen dem vertikalen Abschnitt 51 und dem gegenüberliegenden Vorsprung 23 hindurchführen.
Der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 haben jeweils eine dreieckige Querschnittsform in einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung. Mit anderen Worten sind der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 jeweils als ein dreieckiges Prisma ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist insbesondere der dreieckige Querschnitt in einer gleichseitigen dreieckigen Form. Die elektrodenseitige Prallfläche 221 ist in einer Fläche des elektrodenseitigen Prallvorsprungs 22 ausgebildet, wobei die Fläche eine Seite des gleichseitigen Dreiecks aufweist. Ähnlicherweise ist die gegenseitige Prallfläche 241 in einer Fläche des gegenseitigen Prallvorsprungs 24 ausgebildet, wobei die Fläche eine Seite des gleichseitigen Dreiecks umfasst.
Jeder von dem elektrodenseitigen Prallvorsprung 22, dem gegenseitigen Prallvorsprung 24 und dem gegenüberliegenden Vorsprung 23 hat eine einheitliche Querschnittsform über dessen axiale Länge. Mit anderen Worten sind diese Vorsprünge jeweils als ein dreieckiges Prisma oder ein quadratisches Prisma ausgebildet.
Das Folgende ist ein Abmessungs- und Materialbeispiel von jedem Teil der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform.
Das Gehäuse 2 hat einen Durchmesser von 10,2 mm und eine Dicke an dem oberen Endabschnitt 21 des Gehäuses 2 ist 1,4 mm. Die Umfangsbreiten W2 und W4 des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 bzw. 24 sind jeweils 1,4 mm. Die Umfangsbreiten W1 und W3 der Masseelektrode 5 bzw. des gegenüberliegenden Vorsprungs 23 sind beide 2,6 mm.
Der obere Endabschnitt 41 der Mittelelektrode 4 ragt in der Axialrichtung um 1,5 mm von dem Ende des Isolationsporzellans 3 vor. Der Funkenentladungsspalt G hat eine axiale Länge von 1,1 mm.
Der obere Endabschnitt 41 der Mittelelektrode 4 ist durch einen Edelmetallchip gestaltet, der aus Iridium hergestellt ist. Das Gehäuse 2 und die Masseelektrode 5 sind aus einer Nickellegierung hergestellt.
Die Abmessungen und Materialien, die vorangehend genannt sind, sind gemein zu jenen der Beispiele, die in einem experimentellen Beispiel 1 verwendet sind, das später beschrieben werden wird.
Allerdings sollen die Abmessungen und die Materialien der Teile der Zündkerze 1 nicht besonders begrenzt sein.
Die Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform wird für eine Brennkraftmaschine, wie zum Beispiel von einem Fahrzeug, verwendet.
Die vorteilhaften Effekte der vorliegenden Ausführungsform werden nachfolgend beschrieben werden.
Die Zündkerze 1 hat den gegenüberliegenden Vorsprung 23, den elektrodenseitigen Prallvorsprung 22 und den gegenseitigen Prallvorsprung 24. Mit diesen Vorsprüngen versehen, wird eine Luftströmung (Strömung eines Luftkraftstoffgemisches), die in der Brennkammer auftritt und zu dem Zündfunkenabgabe- bzw. -entladungsspalt G geleitet bzw. gelenkt wird, daran gehindert, blockiert zu werden, in egal welcher Stellung die Zündkerze 1 hinsichtlich der Brennkraftmaschine montiert sein mag.
4 zeigt einen Zustand, in dem ein Teil der Masseelektrode 5 (vertikaler Abschnitt 51) sich stromaufwärts des Funkenentladungsspalts G befindet. 5 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie V-V von 4 genommen ist. Wie in 4 und 5 gezeigt ist, wenn ein Teil der Masseelektrode 5 sich stromaufwärts des Funkenentladungsspalts G befindet, wird eine Luftströmung (Strömung eines Luftkraftstoffgemisches) F, die an der Seite der Masseelektrode 5 von der stromaufwärtigen Seite her vorbeigeführt wurde, zu dem Funkenentladungsspalt G durch den elektrodenseitigen Prallvorsprung 22 gelenkt. Genauer gesagt dient der elektrodenseitige Prallvorsprung 22 als eine Führung für die Luftströmung F und lenkt bzw. richtet die Luftströmung F zu dem Funkenentladungsspalt G. Entsprechend ist eine Stagnation bzw. ein Abflauen der Luftströmung F in dem Nahbereich des Funkenentladungsspalts G verhindert. Als ein Ergebnis wird ein Abgabefunken S auf ein großes Maß hin ausgeweitet und eine stabile Zündfähigkeit ist in der Zündkerze 1 gewährleistet. In 4 und 5 zeigt der Bereich, der durch ein Bezugszeichen Z dargestellt ist, eine Stagnation bzw. ein Abflauen der Luftströmung F. Das gleiche trifft auf andere Figuren zu.
6 zeigt einen Zustand, in dem ein Abschnitt der Masseelektrode 5 (vertikaler Abschnitt 51) sich stromabwärts des Funkenentladungsspalts G befindet. 7 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie VII-VII von 6 genommen ist. Wie in 6 und 7 gezeigt ist, wenn ein Abschnitt der Masseelektrode 5 sich stromabwärts des Funkenentladungsspalts G befindet, befindet sich der gegenüberliegende Vorsprung 23 stromaufwärts des Funkenentladungsspalts G. In diesem Fall wird die Luftströmung F, die an dem gegenüberliegenden Vorsprung 23 von der stromaufwärtigen Seite her vorbeigeführt wurde, zu dem Funkenentladungsspalt G durch den gegenseitigen Prallvorsprung 24 gelenkt bzw. gerichtet.
In der Abwesenheit des gegenüberliegenden Vorsprungs 23, wenn ein Teil der Masseelektrode 5 (vertikaler Abschnitt 51) sich stromabwärts des Funkenentladungsspalts G befindet, neigt die Luftströmung F, die durch den Funkenentladungsspalt G hindurchgeführt wurde, dazu, gegen die Masseelektrode 5 zu stoßen. In diesem Fall neigt die Kraft der Luftströmung F, die durch den Funkenentladungsspalt G geführt ist, dazu, abgeschwächt zu werden. Als ein Ergebnis ist es unwahrscheinlich, dass der Entladungsfunke S zu einem großen Maße hin ausgeweitet wird (siehe 9C). Deshalb, wenn ein Teil der Masseelektrode 5 (vertikaler Abschnitt 51) sich stromabwärts des Funkenentladungsspalts G befindet, neigt die Zündfähigkeit dazu, vergleichsweise verschlechtert zu werden. In dieser Hinsicht kann ein Vorsehen des gegenüberliegenden Vorsprungs 23 die Luftströmung F hindern, die direkt von der gänzlich gegenüberliegenden Seite der Masseelektrode 5 zu dem Funkenentladungsspalt G strömen würde, um dadurch das vorangehende Problem zu lösen. Wie vorangehend genannt ist, da die Luftströmung F, die an der Seite des gegenüberliegenden Vorsprungs 23 vorbeigeführt wurde, durch den gegenseitigen Prallvorsprung 24 zu dem Funkenentladungsspalt G gelenkt wird, kann die Kraft der Luftströmung F, die durch den Funkenentladungsspalt G getreten ist, gewährleistet werden. Auf diese Weise kann der Entladungsfunke S auf ein großes Maß hin ausgeweitet werden und die Zündfähigkeit ist gewährleistet.
Der gegenüberliegende Vorsprung 23, der elektrodenseitige Prallvorsprung 22 und der gegenseitige Prallvorsprung 24 sind einfach gestaltet durch ein Vorragen von diesen von dem oberen Endabschnitt 21 des Gehäuses 21 zu der Spitzenendseite. Mit anderen Worten ist weder Scharfsinn erforderlich in einem Ausformen der Masseelektrode 5, noch bedarf es der Masseelektrode 5, in einer komplizierten Form zu sein.
Der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 sind ausgebildet, indem sie in einem Umfangsbereich zwischen der Masseelektrode 5 und dem gegenüberliegenden Vorsprung 23 konzentriert sind. Daher ist es der Luftströmung, die durch den elektrodenseitigen Prallvorsprung 22 (gegenseitigen Prallvorsprung 24) zu dem Funkenentladungsspalt G hin gerichtet wurde, verlässlich ermöglicht, durch den Zündfunkenabgabespalt G hindurchzutreten, ohne durch den gegenseitigen Prallvorsprung 24 (elektrodenseitigen Prallvorsprung 22) blockiert zu werden. Auf diese Weise ist die Zündfähigkeit einfach vergrößert.
Der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 haben jeweilige obere Enden, die bündig mit dem oberen Ende der Masseelektrode 5 sind, oder die an der Basisendseite mit Bezug auf das obere Ende der Masseelektrode 5 positioniert sind. Außerdem sind obere Endflächen der Vorsprünge 22 und 24 bündig bzw. eben mit dem oberen Ende des Isolationsporzellans 3 oder sind an der Spitzenendseite mit Bezug zu dem oberen Ende des Isolationsporzellans 3 positioniert. Daher ist die Führungsfunktion des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 und 24 gewährleistet, während die Größe der Zündkerze 1 in der Axialrichtung verringert ist. Als ein Ergebnis sind der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 daran gehindert, sich mit Kolben in der Brennkammer zu überlagern, während die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 gewährleistet ist.
Der gegenüberliegende Vorsprung 23 hat ein oberes Ende, das bündig bzw. eben mit dem oberen Ende der Masseelektrode 5 ist oder das an der Basisendseite mit Bezug zu dem oberen Ende der Masseelektrode 5 positioniert ist. Außerdem ist das obere Ende des gegenüberliegenden Vorsprungs 23 bündig mit dem oberen Ende des Isolationsporzellans 3 oder ist an der Spitzenendseite mit Bezug zu dem oberen Ende des Isolationsporzellans 3 positioniert. Deshalb ist die Sperrfunktion bzw. Blockierfunktion des gegenüberliegenden Vorsprungs 23 gewährleistet, während die Größe der Zündkerze 1 in der Axialrichtung verringert ist. Als ein Ergebnis ist der gegenüberliegende Vorsprung 23 daran gehindert, sich mit Kolben in der Brennkammer zu überlagern, während die Zündfähigkeit der Zündkerze 1 gewährleistet ist.
Die Umfangsbreiten W2 und W4 des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 bzw. 24 sind kleiner als die Umfangsbreiten W1 der Masseelektrode 5. Daher ist die Luftströmung daran gehindert, durch den elektrodenseitigen und den gegenseitigen Prallvorsprung 22 und 24 blockiert zu werden. Entsprechend ist eine Stagnation bzw. ein Abflauen der Luftströmung wirksam in dem Nahbereich des Funkenentladungsspalts G verhindert.
Der gegenüberliegende Vorsprung 23, der elektrodenseitige Prallvorsprung 22 und der gegenseitige Prallvorsprung 24 ragen in der Axialrichtung vor, wobei sie parallel zueinander sind. Daher ist eine Stagnation bzw. ein Abflauen der Luftströmung, die dem gegenüberliegenden Vorsprung 23, dem elektrodenseitigen Prallvorsprung 22 und dem gegenseitigen Prallvorsprung 24 zugerechnet werden würde, daran gehindert, in dem Nahbereich des Funkenabgabespalts G verursacht zu werden. Ferner, da Formen des gegenüberliegenden Vorsprungs 23, des elektrodenseitigen Prallvorsprungs 22 und des gegenseitigen Prallvorsprungs 24 vereinfacht werden kann, wird die Zündkerze 1 mit einer einfachen Konfiguration realisiert.
Wie vorangehend beschrieben ist, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit einer einfachen Konfiguration vorgesehen und die Zündkerze ist in der Lage, eine stabile Zündfähigkeit zu gewährleisten ungeachtet deren Montagestellung hinsichtlich der Brennkraftmaschine.
(Vergleichsbeispiel 1)
Bezugnehmend auf 8 bis 11 wird hiernach ein Vergleichsbeispiel 1 beschrieben. Vergleichsbeispiel 1 bietet ein Beispiel einer normalen Zündkerze 9, die eine Masseelektrode 95 aufweist, die durch einen vertikalen Abschnitt 951 und einen gegenüberliegenden Abschnitt 952 gestaltet ist.
Wie in 8 gezeigt ist, weist die Masseelektrode 95 den vertikalen Abschnitt 951 und den gegenüberliegenden Abschnitt 952 auf. Der vertikale Abschnitt 951 steht aufrecht hin zu der Spitzenendseite von einer Endfläche 921 eines Gehäuses 92. Der gegenüberliegende Abschnitt 952 ist durch ein Biegen eines Endes des vertikalen Abschnitts 951 vorgesehen, um eine gegenüberliegende Fläche 953 zu haben, die einem oberen Endabschnitt 941 einer Mittelelektrode 94 axial zugewandt ist.
Mit anderen Worten hat die Zündkerze 9 nicht eine Konfiguration wie in der ersten Ausführungsform, in der der gegenüberliegende Vorsprung 23, der elektrodenseitige Prallvorsprung 22 und der gegenseitige Prallvorsprung 24 angeordnet sind, indem sie von dem oberen Endabschnitt des Gehäuses (siehe 1) zu der Spitzenendseite hin vorragen. Der Rest der Konfiguration ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
In Vergleichsbeispiel 1 wird die Zündkerze 9 ebenfalls verwendet, indem sie an einer Brennkraftmaschine montiert ist. In 9A bis 9C stellt ein Bezugszeichen L die Länge des Abgabefunkens S in dem Funkenabgabespalt G dar. Wie in 9A bis 9C gezeigt ist, variiert die Abgabe- bzw. Entladungslänge L des Entladungs- bzw. Abgabefunkens S beträchtlich in Abhängigkeit von der Richtung der Montage der Zündkerze 9. Dies ist verbunden bzw. assoziiert mit der Richtung der Luftströmung F in der Brennkammer.
Insbesondere, wie in 9A gezeigt ist, ist die Entladungslänge L extrem klein, wenn die Zündkerze 9 an der Brennkraftmaschine derart montiert ist, dass der vertikale Abschnitt 951 der Masseelektrode 95 sich stromaufwärtig des Zündfunkenabgabespalts G befindet.
Andererseits, wie in 9B gezeigt ist, ist der Entladungsbetrag N extrem groß, wenn die Zündkerze 9 an der Brennkraftmaschine derart montiert ist, dass der Abschnitt 951 der Masseelektrode 95 sich an einer Position befindet, an der die vertikale Richtung des vertikalen Abschnitts 951 senkrecht zu der Richtung der Luftströmung F ist.
Ferner, wie in 9C gezeigt ist, wenn die Zündkerze 9 an der Brennkraftmaschine derart montiert ist, dass der vertikale Abschnitt 951 der Masseelektrode 95 sich stromabwärtig des Funkenentladungsspalts G befindet, ist die Entladungslänge L teilweise groß, jedoch kleiner als die eine, die in 9B gezeigt ist.
Die Entladungslänge L bezieht sich hierin auf die Länge einer Entladung in einer Richtung senkrecht zu der Axialrichtung der Zündkerze.
Die Variationen bzw. die Abweichungen der Entladungslänge L, die vorangehend genannt ist, wurden erhalten durch ein Messen der Entladungslänge L des Entladungsfunkens S, der in dem Funkenentladungsspalt G unter der Bedingung erzeugt wurde, bei der die Strömungsrate der Luftströmung F auf 15 m/s eingestellt war. Insbesondere, wie in 10 gezeigt ist, differiert die Entladungslänge L beträchtlich in Abhängigkeit von der Montagestellung der Zündkerze 9.
In 10 zeigen A, B und C die Entladungslänge L in der Stellung, die in 9A, 9B bzw. 9C gezeigt sind.
Die Beziehung zwischen der Entladungslänge L und der Zündleistung der Zündkerze 9 wird aus 11 heraus verstanden werden. Wie in 11 gezeigt ist, wurde es bestätigt, dass eine größere Entladungslänge L die Zündleistung weiter erhöht. Die Zündleistung bzw. das Zündverhalten wird hier auf der Basis eines kritischen Werts eines Luftkraftstoffverhältnisses evaluiert, der eine Zündung des Luftkraftstoffgemisches, d. h. eines A/F-Limits bzw. eines Luftkraftstoffgrenzwerts, ermöglicht. Ein höheres A/F-Limit (dünneres Luftkraftstoffgemisch mit einem Zündpotential) erreicht eine höhere Zündleistung.
Wie aus 10 und 11 heraus verstanden werden wird, verursacht die Zündkerze 9 des Vergleichsbeispiels 1 beträchtliche Abweichungen in der Zündfähigkeit in Abhängigkeit von deren Montagestellung hinsichtlich der Brennkraftmaschine.
(Vergleichsbeispiel 2)
12 zeigt als ein Beispiel eine Zündkerze 90 für eine Brennkraftmaschine. Die Zündkerze 90 weist eine Masseelektrode 95 und einen elektrodenseitigen Prall- bzw. Leitvorsprung 22 auf. Insbesondere ist die Zündkerze 90 des Vergleichsbeispiels 2 gestaltet, ohne mit dem gegenüberliegenden Vorsprung 23 und dem gegenseitigen Prallvorsprung 24 der Zündkerze 1 gemäß der ersten Ausführungsform (siehe 1) versehen zu sein. Der elektrodenseitige Prallvorsprung 22 ist ähnlich dem einen, der in der Zündkerze 1 gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird.
Der Rest der Konfiguration ist ähnlich dem Vergleichsbeispiel 1. Die Komponenten, die mit den gleichen Bezugszeichen wie jene des Vergleichsbeispiels 1 bezeichnet sind, sind die Komponenten identisch oder ähnlich zu jenen von Vergleichsbeispiel 1, wenn nicht anderweitig spezifiziert.
(Experimentalbeispiel 1)
Wie in 13 gezeigt ist, wurden in Experimentalbeispiel 1 bzw. in einem experimentellen Beispiel 1 die Zündkerzen 1, 9 und 90 der ersten Ausführungsform, des Vergleichsbeispiels 1 bzw. Vergleichsbeispiels 2 verwendet, um zu ermitteln, wie das A/F-Limit bzw. der Luftkraftstoffgrenzwert in Abhängigkeit von der Stelle der vertikalen Abschnitte 51 und 951 der Masseelektrode 9 bzw. 95 hinsichtlich der Luftströmung F variiert.
Insbesondere wurde der Luftkraftstoffgrenzwert durch ein Ändern eines Montagewinkels β in Inkrementen von 90° in einem Bereich von 0° bis 360° gemessen. Der Montagewinkel β ist ein Winkel zwischen der Richtung eines Eintritts der Luftströmung F in die Zündkerze 1 und der Radialrichtung, die zwischen der Umfangsposition des vertikalen Abschnitts 51 der Masseelektrode 5 und der Mittenachse der Zündkerze 1 verbindet, wenn die Zündkerze 1 der ersten Ausführungsform in der Axialrichtung von der Spitzenendseite aus betrachtet wird. Genauer gesagt, wenn der Montagewinkel β 0° ist, befindet sich der vertikale Abschnitt 51 der Masseelektrode 5 stromaufwärtig des Funkenentladungsspalts G, und wenn der Montagewinkel β 180° ist, befindet sich der vertikale Abschnitt 51 der Masseelektrode 5 stromabwärtig des Funkenentladungsspalts G. Die ähnlichen Messungen wurden für die Zündkerze 9 von Vergleichsbeispiel 1 und die Zündkerze 90 von Vergleichsbeispiel 2 durchgeführt.
Der Luftkraftstoffgrenzwert wurde für die Zündkerzen 1, 9 und 90 der ersten Ausführungsform und Vergleichsbeispiele 1 bzw. 2 gemessen durch ein Ändern der Orientierung der Zündkerze, wie vorangehend erwähnt ist, hinsichtlich der Luftströmung F unter der Bedingung, bei der die Strömungsrate der Luftströmung F auf 14 m/s eingestellt war.
Die Ergebnisse sind in 13 gezeigt. In 13 zeigt die polygonale Linie, die durch eine Strichlinie dargestellt ist und mit Bezugszeichen C1 bezeichnet ist, Messungen der Zündkerze 9 von Vergleichsbeispiel 1. Ähnlicherweise zeigt die polygonale Linie, die durch eine andere Strichlinie dargestellt ist und mit Bezugszeichen C2 bezeichnet ist, Messungen der Zündkerze 90 von Vergleichsbeispiel 2 und die polygonale Linie, die durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist und mit Bezugszeichen C3 bezeichnet ist, zeigt Messungen der Zündkerze 1 der ersten Ausführungsform. Die polygonale Linie C2 stimmt mit der polygonalen Linie C3 in den Bereichen von 0° bis 90° und 270° bis 360° überein.
In dem Graphen, der in 13 gezeigt ist, stellt die horizontale Achse den Montagewinkel β dar und stellt die vertikale Achse den Luftkraftstoffgrenzwert dar. Eine bessere Zündfähigkeit wird durch einen höheren Luftkraftstoffgrenzwert geboten.
Wie in 13 gezeigt ist, zeigt die polygonale Linie C1, die den Luftkraftstoffgrenzwert der Zündkerze 9 von Vergleichsbeispiel 1 darstellt, eine drastische Abweichung des Luftkraftstoffgrenzwerts in Abhängigkeit von dem Montagewinkel β. Dies bedeutet, dass der Luftkraftstoffgrenzwert, d. h. die Zündfähigkeit, der Zündkerze 9 von Vergleichsbeispiel 1 drastisch abweicht in Abhängigkeit von der Eingriffsrichtung der Luftströmung F in der Zündkerze 9, d. h. die Montagestellung der Zündkerze 9 hinsichtlich der Brennkraftmaschine. Insbesondere, wie zu sehen ist, ist der Luftkraftstoffgrenzwert bemerkenswert niedrig an der Position, an der der Montagewinkel β 0° (360°) ist. Mit anderen Worten, es wird verstanden werden, dass dann, wenn der vertikale Abschnitt 951 der Masseelektrode 95 sich stromaufwärts der Luftströmung F mit Bezug auf den Funkenentladungsspalt G befindet, der Luftkraftstoffgrenzwert dazu tendiert, extrem verringert zu werden, und die Zündleistung tendiert dazu, beträchtlich verschlechtert zu werden.
Dies kann deshalb sein, wie in 14A und 14B gezeigt ist, wenn der vertikale Abschnitt 951 der Zündkerze 9 sich stromaufwärtig der Luftströmung F mit Bezug auf den Funkenentladungsspalt G befindet, wird die Luftströmung F vollständig durch den vertikalen Abschnitt 951 blockiert und die Luftströmung F in dem Nahbereich des Funkenabgabespalts G stagniert bzw. wird abgeflaut. Insbesondere, wenn der Funkenentladungsspalt G in einem Bereich enthalten ist, welcher ein Stagnationsbereich der Luftströmung F ist, was durch Bezugszeichen Z in 14A und 14B gezeigt ist, ist es unwahrscheinlich, dass der Entladungsfunken S sich ausdehnt und eine ausreichende Entladungslänge L (siehe 9) wird nicht länger erlangt werden. Als ein Ergebnis wird es schwierig für die Zündkerze 9, eine stabile Zündleistung aufzuweisen. Kurz gesagt, wie aus 13 heraus verstanden werden wird, variiert die Zündleistung der Zündkerze 9 von Vergleichsbeispiel 1 signifikant in Abhängigkeit von ihrer Montagestellung hinsichtlich der Brennkraftmaschine.
Ferner, wie in 13 gezeigt ist, zeigt die polygonale Linie C2, die den Luftkraftstoffgrenzwert der Zündkerze 90 von Vergleichsbeispiel 2 darstellt, eine Minimierung in der Abweichung des Luftkraftstoffgrenzwerts, die dem Montagewinkel β zuzurechnen ist. Insbesondere ist an der Position, an der der Montagewinkel β 0° (360°) ist, der Luftkraftstoffgrenzwert ausreichend hoch. Dies zeigt, dass das Vorsehen des elektrodenseitigen Prallvorsprungs 22 die Führungsfunktion ausüben kann, wenn der vertikale Abschnitt 951 der Masseelektrode 95 sich stromaufwärtig der Luftströmung F befindet.
Allerdings, wie aus 13 heraus verstanden werden wird, wenn der Montagewinkel β 180° ist, d. h., wenn der vertikale Abschnitt 951 der Masseelektrode 95 sich stromaufwärtig der Luftströmung F befindet, ist der Luftkraftstoffgrenzwert gering, was bei einem Niveau ähnlich zu Vergleichsbeispiel 1 ist. Dies kann sein, da die Luftströmung, die durch den Funkenentladungsspalt G hindurchtritt, gegen den vertikalen Abschnitt 951 der Masseelektrode 95 schlägt bzw. kollidiert, um dazu zu tendieren, die Kraft der Luftströmung zu schwächen, die durch den Funkenentladungsspalt G hindurchführt, und es ist unwahrscheinlich, dass der Entladungsfunke S sich zu einem großen Maße hin erstreckt.
In dieser Hinsicht, wie in 13 gezeigt ist, zeigt die polygonale Linie C3, die den Luftkraftstoffgrenzwert der Zündkerze 1 der ersten Ausführungsform darstellt, dass der Luftkraftstoffgrenzwert an einer Position verbessert ist, an der der Montagewinkel β 0° (360°) und außerdem 180° ist. Dies bedeutet, dass die Zündkerze 1 in der Lage ist, eine ausreichende Zündfähigkeit ungeachtet deren Montagestellung zu gewährleisten. Deshalb ist es ersichtlich, dass die Zündkerze 1 der ersten Ausführungsform in der Lage ist, eine ausreichende Zündfähigkeit ungeachtet deren Montagestellung zu gewährleisten.
(Zweite Ausführungsform)
Bezugnehmend auf 15 und 16 wird hiernach eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der zweiten und den nachfolgenden Ausführungsformen werden den Komponenten, die identisch mit oder ähnlich zu jenen in der ersten Ausführungsform sind, die gleichen Bezugszeichen gegeben zum Zwecke eines Weglassens einer unnötigen Erläuterung
Wie in 15 und 16 gezeigt ist, weist die Zündkerze 1 der zweiten Ausführungsform den elektrodenseitigen Prallvorsprung 22 und den gegenseitigen Prallvorsprung 24 auf, welche beide in einem quadratischen Prisma ausgebildet sind.
Der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 haben Querschnitte an einer Position axial nächstliegend zu dem Funkenentladungsspalt G, bei dem radiale Breiten W20 und W40 größer sind als die Umfangsbreiten W2 bzw. W4, wobei die Querschnitte senkrecht zu der Axialrichtung sind. In der vorliegenden Ausführungsform, ähnlich zu der ersten Ausführungsform, haben der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 obere Enden, die an der Spitzenendseite positioniert sind, d. h. auf einem Niveau höher als die gegenüberliegende Fläche 53 des gegenüberliegenden Abschnitts 52 der Masseelektrode 5 positioniert sind, wobei die gegenüberliegende Fläche 53 dem Funkenentladungsspalt G gegenüberliegt. Daher haben diese Vorsprünge 22 und 24 an der gleichen Axialposition in dem Funkenentladungsspalt G Querschnittsformen, in denen die radialen Breiten W20 und W40 größer sind als die Umfangsbreiten W2 bzw. W4.
Der Rest der Konfiguration ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Luftströmung, die zu dem Nahbereich des oberen Endabschnitts der Zündkerze 1 von der stromaufwärtigen Seite her gerichtet ist, durch den elektrodenseitigen oder den gegenseitigen Prallvorsprung 22 oder 24 effizient und einfach zu dem Funkenentladungsspalt G gelenkt. Außerdem ist es unwahrscheinlich, dass der elektrodenseitige oder der gegenseitige Prallvorsprung 22 oder 24 die Luftströmung blockiert, die von der stromaufwärtigen Seite her zu dem Nahbereich des oberen Endabschnitts der Zündkerze 1 gerichtet ist. Insbesondere in einem Zustand, in dem die Masseelektrode 5 oder der gegenüberliegende Vorsprung 23 sich stromaufwärts des Funkenentladungsspalts G befindet, ist der elektrodenseitige oder der gegenseitige Prallvorsprung 22 oder 24 einer Funktion zugänglich, die die Luftströmung zu dem Funkenentladungsspalt G lenkt (Führungsfunktion). Jedoch, wenn sich der elektrodenseitigen oder der gegenseitige Prallvorsprung 22 oder 24 stromaufwärtig des Funkenentladungsspalts G befindet, kann der Vorsprung 22 oder 24 die Luftströmung blockieren, die zu dem Funkenentladungsspalt G gerichtet ist, in Abhängigkeit von der Form des Vorsprungs 22 oder 24. Die Führungsfunktion wird noch leichter ausgeübt, indem die radiale Breite W20 oder W40 des elektrodenseitigen oder des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 oder 24 größer wird. Der Effekt eines Blockierens der Luftströmung, die zu dem Funkenentladungsspalt G gerichtet ist, wird noch einfacher ausgeübt, indem die Umfangsbreite W2 oder W4 des elektrodenseitigen oder des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 oder 24 größer wird.
Deshalb werden in den Formen des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 und 24 die radialen Breiten W20 und W40 größer als die Umfangsbreiten W2 bzw. W4 gemacht. Daher ist die Luftströmung, die zu dem Funkenentladungsspalt G gerichtet ist, daran gehindert, blockiert zu werden, und die Luftströmung wird effizient und einfach zu dem Funkenentladungsspalt G gelenkt.
Der Rest der vorteilhaften Effekte ist ähnlich zu jenen der ersten Ausführungsform.
(Dritte Ausführungsform)
Bezugnehmend auf 17 und 18 wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 17 und 18 gezeigt ist, weist die Zündkerze 1 der dritten Ausführungsform den elektrodenseitigen und den gegenseitigen Prallvorsprung 22 und 24 auf, die jeweils einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung aufweisen. Mit anderen Worten sind der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 jeweils in einem im Wesentlichen halbkreisförmigen Prisma ausgebildet.
Ferner haben der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 entsprechende planare Abschnitte in den elektrodenseitigen und gegenseitigen Prallflächen 221 bzw. 241 und haben außerdem entsprechende gebogene Abschnitte auf der anderen Seite der planaren Abschnitte. In dem elektrodenseitigen und dem gegenseitigen Prallvorsprung 22 und 24 sind die radialen Breiten W20 und W40 größer als die Umfangsbreiten W2 und W4.
Der Rest der Konfiguration ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
Die vorliegende Ausführungsform kann auch eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit einer einfachen Konfiguration bieten, die in der Lage ist, eine stabile Zündfähigkeit zu gewährleisten, ungeachtet der Montagestellung der Zündkerze hinsichtlich der Brennkraftmaschine.
(Vierte Ausführungsform)
Bezugnehmend auf 19 und 20 wird hiernach eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 19 und 20 gezeigt ist, weist die Zündkerze 1 gemäß der vierten Ausführungsform den elektrodenseitigen und den gegenseitigen Prallvorsprung 22 und 24 auf, die jeweils einen dreieckigen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung aufweisen. Mit anderen Worten sind der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 jeweils in einem dreieckigen Prisma ausgebildet.
Jedoch sind der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 jeweils in einer Form eines gleichschenkligen Dreiecks, in dem eine Seite länger als die verbleibenden zwei Seiten ist. Der Basis (längste Seite) des gleichschenkligen Dreiecks ist es ermöglicht, in der elektrodenseitigen Prallfläche 221 oder der gegenseitigen Prallfläche 241 zu residieren. Der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 haben die radialen Breiten W20 und W40, die größer als die Umfangsbreiten W2 bzw. W4 sind.
Der Rest der Konfiguration ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
Die vorliegende Ausführungsform kann auch eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit einer einfachen Konfiguration bieten, die in der Lage ist, eine stabile Zündfähigkeit zu gewährleisten ungeachtet der Montagestellung der Zündkerze hinsichtlich der Brennkraftmaschine.
(Fünfte Ausführungsform)
Bezugnehmend auf 21 und 22 wird hiernach eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 21 und 22 gezeigt ist, weist die Zündkerze 1 gemäß der fünften Ausführungsform den elektrodenseitigen und den gegenseitigen Prallvorsprung 22 und 24 auf, die jeweils einen trapezoiden Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung aufweisen.
Der elektrodenseitige oder der gegenseitige Prallvorsprung 22 oder 24 hat eine Seite, der es erlaubt ist, sich in der elektrodenseitigen oder der gegenseitigen Prallfläche 221 oder 241 zu befinden. In der vorliegenden Ausführungsform ist es von den zwei Basen, die parallel zueinander in dem trapezoiden Querschnitt sind, der Längeren ermöglicht, sich in der elektrodenseitigen oder der gegenseitigen Prallfläche 221 oder 241 zu befinden. Ferner haben der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 radiale Breiten W20 und W40, die größer als die Umfangsbreiten W2 bzw. W4 sind.
Der Rest der Konfiguration ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
Die vorliegende Ausführungsform kann auch eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit einer einfachen Konfiguration bieten, die in der Lage ist, eine stabile Zündfähigkeit zu gewährleisten, ungeachtet der Montagestellung der Zündkerze hinsichtlich der Brennkraftmaschine.
(Sechste Ausführungsform)
Bezugnehmend auf 23 und 24 wird eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 23 und 24 gezeigt ist, weist die Zündkerze 1 gemäß der sechsten Ausführungsform den elektrodenseitigen und den gegenseitigen Prallvorsprung 22 und 24 auf, die jeweils einen hexagonalen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung aufweisen.
Der elektrodenseitige oder der gegenseitige Prallvorsprung 22 oder 24 hat eine Seite in dem hexagonalen Querschnitt, der es erlaubt ist, in der elektrodenseitigen oder der gegenseitigen Prallfläche 221 oder 241 zu liegen bzw. sich zu befinden. Ferner befindet sich eine Seite, die die elektrodenseitige oder die gegenseitige Prallfläche bildet, nahe dem Zündfunkenentladungsspalts G bezüglich der Radialrichtung. Ferner haben der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 radiale Breiten W20 und W40, die größer als die Umfangsbreiten W2 bzw. W4 sind.
Der Rest der Konfiguration ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
Die vorliegende Ausführungsform kann auch eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit einer einfachen Konfiguration bieten, die in der Lage ist, eine stabile Zündfähigkeit zu gewährleisten, ungeachtet der Montagestellung der Zündkerze hinsichtlich der Brennkraftmaschine.
(Siebte Ausführungsform)
Bezugnehmend auf 25 bis 27 wird eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 25 bis 27 gezeigt ist, weist die Zündkerze 1 gemäß der siebten Ausführungsform den elektrodenseitigen und den gegenseitigen Prallvorsprung 22 und 24 auf, welche verdrehte bzw. gedrillte Abschnitte 222 bzw. 242 haben.
Insbesondere hat der elektrodenseitige oder der gegenseitige Prallvorsprung 22 oder 24 den gedrehten Abschnitt 222 oder 242 zwischen einem Basisendabschnitt des Vorsprungs, der an den oberen Endabschnitt 21 des Gehäuses 2 gefügt ist, und irgendeinem Abschnitt in der elektrodenseitigen oder der gegenseitigen Prallfläche 221 oder 241. Der elektrodenseitige oder der gegenseitige Prallvorsprung 22 oder 24 hat eine Form, die durch ein umfängliches Drehen bzw. Verdrillen, um 90°, eines quadratischen Prismas mit einem rechtwinkligen Querschnitt senkrecht zu der Axialrichtung um dessen Mittenachse an dem gedrillten Abschnitt 222 oder 242 erlangt wird.
Die elektrodenseitige und die gegenseitige Prallfläche 221 und 241 sind an der Spitzenendseite bezüglich der verdrehten Abschnitte 222 bzw. 242 ausgebildet. Es ist wünschenswert, dass die verdrehten Abschnitte 222 und 242 an der Basisendseite bezüglich des Funkenentladungsspalts G ausgebildet sind. Daher sind die elektrodenseitige und die gegenseitige Prallfläche 221 und 241 ausgebildet, welche den gesamten Funkenentladungsspalt G axial abdecken. Ferner ist es noch wünschenswerter, dass die gedrehten bzw. verdrillten Abschnitte 222 und 242 an der Basisendseite bezüglich des oberen Endes des Isolationsporzellans 3 ausgebildet sind.
Der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 haben Querschnitte, in denen die radialen Breiten W20 und W40 größer als die Umfangsbreiten W2 bzw. W4 sind, wobei die Querschnitte an einer Axialposition nächstliegend zu dem Funkenentladungsspalt G genommen sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind die vorangehenden Querschnitte des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 und 24 an der gleichen Axialposition in dem Funkenentladungsspalt G genommen. In diesen Querschnitten sind Beziehungen W20 > W2 und W40 > W4 etabliert. Mit anderen Worten sind die Beziehungen W20 > W2 und W40 > W4 in den Abschnitten des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 und 24 etabliert, wobei die Abschnitte die elektrodenseitige und die gegenseitige Prallfläche 221 bzw. 241 umfassen.
Ferner ragen die Abschnitte des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 und 24, in denen die elektrodenseitige und die gegenseitige Prallfläche 221 bzw. 241 ausgebildet sind, einwärts mit Bezug zu der Innenumfangsfläche des oberen Endabschnitts 21 des Gehäuses 2 vor, aber ragen nicht auswärts vor mit Bezug auf die Außenumfangsfläche des oberen Endabschnitts 21 des Gehäuses 2. Auf der Basisendseite mit Bezug zu den verdrillten Abschnitten 222 und 242 sind die Umfangsbreiten des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 bzw. 24 größer als deren radiale Breiten.
Der Rest der Konfiguration ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform sind auf der Basisendseite mit Bezug zu den verdrillten Abschnitten 222 und 242 die Umfangsbreiten des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 bzw. 24 größer als deren radiale Breiten. Entsprechend sind der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 mit dem oberen Endabschnitt 21 des Gehäuses 2 über große Fügeflächen gefügt. Deshalb ist eine Füge- bzw. Verbindungsstärke bzw. -Festigkeit des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 und 24 vergrößert.
Andererseits haben die Abschnitte des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 und 24, in denen die elektrodenseitige und die gegenseitige Prallfläche 221 und 241 jeweils ausgebildet sind, die radialen Breiten W20 und W40, welche größer als die Umfangsbreiten W2 und W4 sind. Entsprechend sind die elektrodenseitige und die gegenseitige Prallfläche 221 und 241 jeweils gewährleistet, einen großen Bereich zu haben, um dadurch die Führungsfunktion zu verstärken.
Der Rest der Konfiguration ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
(Achte Ausführungsform)
Bezugnehmend auf 28 bis 30 wird eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 28 bis 30 gezeigt ist, weist die Zündkerze 1 gemäß der achten Ausführungsform den elektrodenseitigen und den gegenseitigen Prallvorsprung 22 und 24 auf, die mit sich allmählich ändernden Abschnitten 223 und 243 jeweils versehen sind. In jedem von den sich allmählich ändernden Abschnitten 223 und 243 ändert der Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung allmählich seine Form entlang der Axialrichtung.
Insbesondere hat der elektrodenseitige oder der gegenseitige Prallvorsprung 22 oder 24 den sich allmählich ändernden Abschnitt 223 oder 243, der sich zwischen einem Basisendabschnitt, durch den der Vorsprung an den oberen Endabschnitt 21 des Gehäuses 2 gefügt ist, und einem Abschnitt befindet, der die elektrodenseitige oder die gegenseitige Prallfläche 221 oder 241 gestaltet bzw. bildet. In dem elektrodenseitigen oder dem gegenseitigen Prallvorsprung 22 oder 24 sind sowohl der Querschnitt in dem Basisendabschnitt als auch der Querschnitt in dem Abschnitt, der die elektrodenseitige oder die gegenseitige Prallfläche 221 oder 241 bildet, in einer rechtwinkligen Form. Jedoch ändert sich die Längsrichtung des vorangehenden rechtwinkligen Querschnitts um 90° zu der Längsrichtung des letzteren rechtwinkligen Querschnitts.
Die elektrodenseitige und die gegenseitige Prall- bzw. Leitfläche 221 und 241 sind auf der Spitzenendseite mit Bezug auf die sich allmählich ändernden Abschnitte 223 bzw. 243 ausgebildet. Es ist wünschenswert, dass die sich allmählich ändernden Abschnitte 223 und 243 auf der Basisendseite bezüglich des Funkenabgabespalts G ausgebildet sind. Daher sind die elektrodenseitige und die gegenseitige Prallfläche 221 und 241 ausgebildet, um axial den gesamten Funkenabgabespalt G abzudecken. Es ist noch weiter wünschenswert, dass die sich allmählich ändernden Abschnitte 223 und 243 auf der Basisendseite mit Bezug zu dem Spitzenende des Isolationsporzellans 3 ausgebildet sind.
In den Querschnitten des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 und 24 in einer Ebene senkrecht zu der Axialrichtung an einer Position axial nächstliegend zu dem Funkenabgabespalt G sind die radialen Breiten W20 und W40 größer als die Umfangsbreiten W2 bzw. W4. In der vorliegenden Ausführungsform sind die vorangehenden Querschnitte des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 und 24 an der gleichen Axialposition in dem Funkenabgabespalt G genommen. In den Querschnitten sind Beziehungen W20 > W2 und W40 > W4 etabliert. Insbesondere sind in den Abschnitten des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 und 24, in denen die elektrodenseitige und die gegenseitige Prallfläche 221 und 241 jeweils ausgebildet sind, die Beziehungen W20 > W2 und W40 > W4 etabliert.
Die Abschnitte des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 und 24, in denen die elektrodenseitige und die gegenseitige Prallfläche 221 und 241 jeweils ausgebildet sind, ragen bezüglich der Innenumfangsfläche des oberen Endabschnitts 21 des Gehäuses 2 einwärts vor, aber ragen nicht auswärts hinsichtlich der Innenumfangsfläche des oberen Endabschnitts 21 des Gehäuses 2 vor. Auf der Basisendseite bezüglich der sich allmählich ändernden Abschnitte 223 und 243 sind die Umfangsbreiten größer als die radialen Breiten.
Der Rest der Konfiguration ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
In der vorliegenden Ausführungsform haben die Abschnitte des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 und 24, die sich auf der Basisendseite bezüglich der sich allmählich ändernden Abschnitte 223 bzw. 243 befinden, Umfangsbreiten, die größer als die Radialbreiten sind. Entsprechend sind der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung 22 und 24 an dem oberen Endabschnitt 21 des Gehäuses 2 über große Fügeflächen bzw. Verbindungsflächen gefügt. Deshalb ist hinsichtlich des Gehäuses 2 eine Verbindungsstärke des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 und 24 erhöht bzw. verbessert.
Andererseits haben die Abschnitte des elektrodenseitigen und des gegenseitigen Prallvorsprungs 22 und 24, in denen die elektrodenseitige bzw. die gegenseitige Prallfläche 221 bzw. 241 ausgebildet sind, die Radialbreiten W20 und W40, welche größer als die Umfangsbreiten W2 und W4 sind. Entsprechend sind die elektrodenseitige und die gegenseitige Prallfläche 221 und 241 jeweils gewährleistet, eine größere Fläche zu haben, um dadurch die Führungsfunktion zu verstärken.
Der Rest der Konfiguration ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform.
Die Formen des elektrodenseitigen Prallvorsprungs 22, des gegenseitigen Prallvorsprungs 24 und des gegenüberliegenden Vorsprungs 23 sind nicht auf die einen begrenzt, die in der ersten bis achten Ausführungsform gezeigt sind, sondern können in verschiedenen Formen sein.
Ferner kann zumindest einer von dem elektrodenseitigen Prallvorsprung 22, dem gegenseitigen Prallvorsprung 24 und dem gegenüberliegenden Vorsprung 23 ein oberes Ende haben, das sich auf der Basisendseite bezüglich des Funkenabgabespalts G befindet, solange die Funktionen der Vorsprünge ausgeübt werden können. In diesem Fall entspricht die „Position axial nächstliegend zu dem Funkenabgabespalt G“ der Position des oberen Endes von jedem von dem elektrodenseitigen Prallvorsprung 22, dem gegenseitigen Prallvorsprung 24 und dem gegenüberliegenden Vorsprung 23.
In der vorangehend beschriebenen ersten bis achten Ausführungsform sind der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung ausgebildet, um in einer Umfangsgegend bzw. einem Umfangsbereich zwischen der Masseelektrode und dem gegenüberliegenden Vorsprung konzentriert zu sein. Alternativ dazu können der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung angeordnet sein, um in beiden von den Umfangsbereichen verstreut zu sein. Mit anderen Worten können der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung in gegenseitig verschiedenen Umfangsbereichen angeordnet sein. In diesem Fall, solange der elektrodenseitige und der gegenseitige Prallvorsprung angeordnet sind, um durch das Dazwischenliegen der Mittelelektrode einander nicht zugewandt zu sein, können die vorteilhafte Effekte ähnlich zu jenen der ersten bis achten Ausführungsform genossen werden.

Claims

Zündkerze (1) für Brennkraftmaschinen, die folgendes aufweist: ein zylindrisches Gehäuse (2), das ausgebildet ist, um einen oberen Endabschnitt (21) zu haben, wobei das Gehäuse (2) eine Längsrichtung, die als eine Axialrichtung definiert ist, eine Umfangsrichtung, eine Radialrichtung aufweist und das Gehäuse (2) eine Spitzenendseite und eine Basisendseite in der Axialrichtung aufweist; ein zylindrisches Isolationsporzellan (3), das innerhalb des Gehäuses (2) gehalten ist; eine Mittelelektrode (4), die ausgebildet ist, um einen oberen Endabschnitt (41) zu haben, und die innerhalb des Isolationsporzellans (3) derart gehalten ist, dass der obere Endabschnitt (41) von dem Isolationsporzellan (3) vorragt; eine Masseelektrode (5), die von dem oberen Endabschnitt (21) des Gehäuses (2) derart vorragt, dass ein Funkenabgabespalt (G) zwischen der Masseelektrode (5) und der Mittelelektrode (4) verbleibt; und genau drei Vorsprünge (22, 23, 24), die von Positionen an dem oberen Endabschnitt (21) des Gehäuses (2) zu der Spitzenendseite hin vorragen, und zwar einen ersten Vorsprung (23), der von einer ersten Position an dem oberen Endabschnitt (21) des Gehäuses (2) zu der Spitzenendseite hin vorragt, wobei die erste Position eingestellt ist, um der Masseelektrode (5) mit der Mittelelektrode (4) dazwischen gegenüberzuliegen, einen zweiten Vorsprung (22), der von einer zweiten Position an dem oberen Endabschnitt (21) des Gehäuses (2) zu der Spitzenendseite hin vorragt, wobei die zweite Position näher an der Masseelektrode (5) als an dem ersten Vorsprung (23) ist, und einen dritten Vorsprung (24), der von einer dritten Position an dem oberen Endabschnitt (21) des Gehäuses (2) zu der Spitzenendseite hin vorragt, wobei die dritte Position näher an dem ersten Vorsprung (23) als an der Masseelektrode (5) ist, wobei sich der zweite und der dritte Vorsprung (22, 24) lediglich innerhalb einer Hälfte eines Bereichs des oberen Endabschnitts (21) des Gehäuses (2) befinden, wobei die Hälfte des Bereichs eine Hälfte eines axialen Seitenbereichs des oberen Endabschnitts (21) ist, der durch eine virtuelle Linie geteilt ist, die die Masseelektrode (5) und den ersten Vorsprung (23) passiert.
Zündkerze (1) nach Anspruch 1, wobei der axiale Seitenbereich des oberen Endabschnitts (21) ein ringförmiger Bereich einer axialen Seite des Gehäuses (2) ist.
Zündkerze (1) nach Anspruch 1, wobei der zweite und der dritte Vorsprung (22, 24) Oberseiten aufweisen, deren Vorsprungshöhen von dem oberen Endabschnitt (21) gleich wie oder geringer als eine Oberseite der Masseelektrode (5) und gleich wie oder höher als eine Oberseite des Isolationsporzellans (3) in der Axialrichtung sind.
Zündkerze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Vorsprung (23) eine Oberseite aufweist, dessen Vorsprungshöhe von dem oberen Endabschnitt (21) gleich wie oder geringer als eine Oberseite der Masseelektrode (5) ist und gleich wie oder höher als eine Oberseite des Isolationsporzellans (3) in der Axialrichtung ist.
Zündkerze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der zweite und der dritte Vorsprung (22, 24) Breiten in der Umfangsrichtung aufweisen, wobei die Breiten kleiner als eine Breite der Masseelektrode (5) in der Umfangsrichtung an Positionen des zweiten und des dritten Vorsprungs (22, 24) sind, wobei die Positionen des zweiten und des dritten Vorsprungs (22, 24) die nächstliegendsten zu dem Funkenabgabespalt (G) in der Axialrichtung sind.
Zündkerze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste, zweite und dritte Vorsprung (23, 22, 24) parallel zueinander von dem oberen Endabschnitt (21) in der Axialrichtung vorragen.
Zündkerze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der zweite und der dritte Vorsprung (22, 24) Querschnitte an Positionen von diesen aufweisen, welche die nächstliegendsten zu dem Funkenabgabespalt (G) in der Axialrichtung sind, wobei jeder der Querschnitte eine Breite in der Radialrichtung aufweist, die größer als eine Breite in den Umfangsrichtungen ist.
Zündkerze (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der zweite und der dritte Vorsprung (22, 24) Querschnitte an Positionen von diesen aufweisen, welche die nächstliegendsten zu dem Funkenabgabespalt (G) in der Axialrichtung sind, wobei jeder der Querschnitte dreieckig ist.