DE102014109057A1

DE102014109057A1 - Zündkerze

Info

Publication number: DE102014109057A1
Application number: DE102014109057.8A
Authority: DE
Inventors: Susumu Imai
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2034-06-28
Also published as: CN104253377A; DE102014109057B4; JP6016721B2; JP2015011906A; US20150002011A1; CN104253377B; US8987981B2

Abstract

Eine Zündkerze (100) umfasst eine Masseelektrode (30b), die mit einer vorderen Endfläche (20s1) einer Mittelelektrode (20) einen Spalt (g) bildet. Ein erster Endabschnitt (31) der Masseelektrode (30) umfasst eine gegenüberliegende Fläche (31tsi), die zu der Mittelelektrode (20) gewandt ist, und ein Paar von konischen Flächen (31ts1, 31ts2), die die gegenüberliegende Fläche (31tsi) einschließen. Ein kürzester Abstand (De) zwischen einer Grenze (L11, L12), die zwischen der gegenüberliegenden Fläche (31tsi) und jeder beliebigen der konischen Flächen (31ts1, 31ts2) gebildet ist, und der Mittelelektrode (20) ist gleich oder kleiner als das 1,2-fache einer Distanz des Spalts (g). Wenigstens ein Teil eines Querschnitts eines Kernabschnitts (36) der Masseelektrode (30) ist in Bezug auf eine gerade Linie (Lo1, Lo2), die senkrecht zu einem Liniensegment (L1, L2) verläuft und durch ein hinteres Ende (E1, E2) des Liniensegments (L1, L2), das in einem senkrechten Querschnitt der konischen Fläche (31ts1, 31ts2) entspricht, verläuft, in einem Bereich (At) auf Seiten eines vorderen Endes angeordnet. Ein kürzester Abstand (Wm, Wma) zwischen dem Liniensegment (L1, L2) und dem Querschnitt des Kernabschnitts (36) beträgt 0,2 mm oder mehr und 1,5 mm oder weniger.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 28. Juni 2013 beim Japanischen Patentamt eingereichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-137463 , deren gesamter Inhalt hiermit durch Nennung aufgenommen wird.
HINTERGRUND
Diese Offenbarung betrifft eine Zündkerze.
Herkömmliche wird eine Zündkerze für einen Verbrennungsmotor eingesetzt. Die Zündkerze umfasst zum Beispiel eine Mittelelektrode und eine Masseelektrode. Die Mittelelektrode und die Masseelektrode bilden einen Spalt, um einen Funken zu erzeugen. Wenn die Masseelektrode Wärme aufnimmt, kommt es zu einer Flammenlöschwirkung (auch als Flammenlöschen bezeichnet). Um diese Wirkung zu verringern, wurde eine Technik vorgeschlagen, bei der ein vorderer Endabschnitt der Masseelektrode konisch verjüngt wird.
Verwandte Dokumente in Bezug auf eine solche Zündkerze umfassen zum Beispiel die Japanische Patentoffenlegungsschrift 05-159856 , die Japanische Patentoffenlegungsschrift 05-159857 , und die Japanische Patentoffenlegungsschrift 2001-351761.
KURZDARSTELLUNG
Eine Zündkerze umfasst eine Mittelelektrode, die sich in einer Achsenrichtung erstreckt; einen Isolator mit einer axialen Öffnung, die sich in der Achsenrichtung erstreckt, wobei die Mittelelektrode in die axiale Öffnung eingesetzt angeordnet ist; ein Metallgehäuse, das an einem Außenumfang des Isolators angeordnet ist; und eine Masseelektrode, die elektrisch mit dem Metallgehäuse verbunden ist, wobei die Masseelektrode mit einer vorderen Endfläche der Mittelelektrode einen Spalt bildet. Die Masseelektrode umfasst einen stabförmigen Hauptkörperabschnitt. Der Hauptkörperabschnitt umfasst ein Basismaterial und einen Kernabschnitt, wobei das Basismaterial wenigstens einen Teil einer Oberfläche der Masseelektrode bildet und der Kernabschnitt in das Basismaterial eingebettet ist. Der Kernabschnitt weist eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Basismaterial auf. Ein vorderer Endabschnitt des Hauptkörperabschnitts der Masseelektrode ist an einer Position angeordnet, die zu einer vorderen Endfläche der Mittelelektrode gewandt ist, wobei der vordere Endabschnitt des Hauptkörperabschnitts einen konischen Endabschnitt umfasst, der einen konisch verjüngten vorderen Endabschnitt bildet. Der konische Endabschnitt umfasst eine gegenüberliegende Fläche und ein Paar von konischen Flächen, wobei die gegenüberliegende Fläche eine Fläche ist, die zu der Mittelelektrode gewandt ist, und die konischen Flächen so angeordnete Flächen sind, dass sie die gegenüberliegende Fläche einschließen. Wenn die vordere Endfläche der Mittelelektrode entlang der Achsenrichtung projiziert wird, ist wenigstens ein Teil des konischen Endabschnitts in einem Bereich angeordnet, der die projizierte vordere Endfläche der Mittelelektrode überlappt. Ein kürzester Abstand zwischen einer Grenze zwischen der gegenüberliegenden Fläche an einer Oberfläche des konischen Endabschnitts und der konischen Fläche, und der Mittelelektrode ist gleich oder kleiner als das 1,2-fache einer Strecke des Spalts. In einem senkrechten Querschnitt, der ein vorderes Ende des Kernabschnitts umfasst und senkrecht zu der Achsenrichtung verläuft, ist wenigstens ein Teil des Querschnitts des Kernabschnitts in einem Bereich auf einer vorderen Endeseite in Bezug auf eine gerade Linie angeordnet, wobei die gerade Linie senkrecht zu einem Liniensegment verläuft, wobei die gerade Linie durch ein hinteres Ende des Liniensegments verläuft, das in dem senkrechten Querschnitt der konischen Fläche entspricht, und ein kürzester Abstand zwischen dem Liniensegment, das der konischen Fläche entspricht, und dem Querschnitt des Kernabschnitts ist 0,2 mm oder mehr bis 1,5 mm oder weniger.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht einer Zündkerze nach einer ersten Ausführungsform;
2A bis 2D sind schematische Diagramme, die einen Aufbau der Elektroden der Zündkerze veranschaulichen;
3A bis 3E sind schematische Diagramme, die einen Aufbau der Elektroden der Zündkerze einer zweiten Ausführungsform veranschaulichen;
4A und 4B sind schematische Diagramme, die einen Aufbau der Elektroden einer Zündkerze einer dritten Ausführungsform veranschaulichen;
5A und 5B sind Schnittansichten, die einen Verschmelzungsbereich veranschaulichen;
6A und 6B sind Schnittansichten, die einen Verschmelzungsbereich veranschaulichen; und
7 ist ein Diagramm, das Ergebnisse von Bewertungsversuchen veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden ausführlichen Beschreibung werden zahlreiche bestimmte Einzelheiten zu Erläuterungszwecken dargelegt, um ein gründliches Verständnis der offenbarten Ausführungsformen bereitzustellen. Es wird jedoch offensichtlich sein, dass eine oder mehrere Ausführungsformen ohne diese bestimmten Einzelheiten ausgeführt werden können. In anderen Fällen sind wohlbekannte Aufbauten und Vorrichtungen schematisch gezeigt, um die Zeichnung zu vereinfachen.
Wenn der vordere Endabschnitt der Masseelektrode konisch verjüngt ist, wird zwar die Zündfähigkeit verbessert, doch kann es zu einer Verschlechterung der Haltbarkeit der Masseelektrode kommen. Zum Beispiel wird bei einer konischen Verjüngung des vorderen Endabschnitts der Masseelektrode der vordere Endabschnitt verdünnt. Dementsprechend wird das Volumen der Masseelektrode verringert. Daher wird die Temperatur der Masseelektrode wahrscheinlich hoch sein. Eine hohe Temperatur der Masseelektrode kann leicht dazu führen, dass die Masseelektrode zum Beispiel durch eine Oxidation der Oberfläche der Masseelektrode abgenutzt wird.
Eine Aufgabe dieser Offenbarung ist, eine Verbesserung der Zündfähigkeit und eine Verbesserung der Haltbarkeit der Masseelektrode zu erreichen.
Diese Offenbarung kann als die folgenden Anwendungsbeispiele ausgeführt werden.
Anwendungsbeispiel 1
Eine Zündkerze umfasst eine Mittelelektrode, die sich in einer Achsenrichtung erstreckt; einen Isolator mit einer axialen Öffnung, die sich in der Achsenrichtung erstreckt, wobei die Mittelelektrode so angeordnet ist, dass sie in die axiale Öffnung eingesetzt angeordnet ist, d.h., in die axiale Öffnung eingesetzt ist; ein Metallgehäuse, das an einem Außenumfang des Isolators angeordnet ist; und eine Masseelektrode, die elektrisch mit dem Metallgehäuse verbunden ist. Die Masseelektrode bildet mit einer vorderen Endfläche der Mittelelektrode einen Spalt, wobei die Masseelektrode einen stabförmigen Hauptkörperabschnitt umfasst, und der Hauptkörperabschnitt ein Basismaterial und einen Kernabschnitt umfasst. Das Basismaterial bildet wenigstens einen Teil einer Oberfläche der Masseelektrode. Der Kernabschnitt ist durch Einbetten in das Basismaterial eingerichtet und weist eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Basismaterial auf. Ein vorderer Endabschnitt des Hauptkörperabschnitts der Masseelektrode ist an einer Position angeordnet, die zu einer vorderen Endfläche der Mittelelektrode gewandt ist. Der vordere Endabschnitt des Hauptkörperabschnitts umfasst einen konischen Endabschnitt als vorderen Endabschnitt, der sich konisch verjüngt, wobei der konische Endabschnitt eine gegenüberliegende Fläche und ein Paar von konischen Flächen umfasst. Die gegenüberliegende Fläche ist eine Fläche, die zu der Mittelelektrode gewandt ist, und die konischen Flächen sind Flächen, die so angeordnet sind, dass sie die gegenüberliegende Fläche einschließen. Wenn die vordere Endfläche der Mittelelektrode entlang der Achsenrichtung projiziert wird, ist wenigstens ein Teil des konischen Endabschnitts in einem Bereich angeordnet, der die projizierte vordere Endfläche der Mittelelektrode überlappt. Ein kürzester Abstand zwischen einer Grenze, die zwischen der gegenüberliegenden Fläche an einer Fläche des konischen Endabschnitts und der konischen Fläche gebildet ist, und der Mittelelektrode ist gleich oder kleiner als das 1,2-fache einer Strecke des Spalts. In einem senkrechten Querschnitt, der ein vorderes Ende des Kernabschnitts enthält und senkrecht zu der Achsenrichtung verläuft, ist wenigstens ein Teil des Querschnitts des Kernabschnitts in einem Bereich auf einer vorderen Endeseite in Bezug auf eine gerade Linie angeordnet, wobei die gerade Linie senkrecht zu einem Liniensegment verläuft, wobei die gerade Linie durch ein hinteres Ende des Liniensegments verläuft, das in dem senkrechten Querschnitt der konischen Fläche entspricht, und ein kürzester Abstand zwischen dem Liniensegment, das der konischen Fläche entspricht, und dem Querschnitt des Kernabschnitts beträgt 0,2 mm oder mehr bis 1,5 mm oder weniger.
Durch diesen Aufbau ist an dem Querschnitt, der das vordere Ende des Kernabschnitts enthält und senkrecht zu der Achsenrichtung verläuft, wenigstens ein Teil des Querschnitts in Bezug auf die gerade Linie, die senkrecht zu dem Liniensegment verläuft, in dem Bereich auf Seiten des vorderen Endes angeordnet. Die gerade Linie verläuft durch das hintere Ende des Liniensegments, das der konischen Fläche entspricht. Der kürzeste Abstand zwischen dem Liniensegment, das der konischen Fläche entspricht, und dem Querschnitt des Kernabschnitts beträgt 0,2 mm oder mehr bis 1,5 mm oder weniger. Dies gestattet, dass eine Verbesserung der Zündfähigkeit und eine Verbesserung der Haltbarkeit der Masseelektrode erreicht werden.
Anwendungsbeispiel 2
Es handelt sich um die Zündkerze nach dem Anwendungsbeispiel 1, wobei wenigstens ein Teil, der das vordere Ende des Kernabschnitts beinhaltet, aus einem Material mit einem Schmelzpunkt von 1350 Grad Celsius oder höher gebildet ist.
Dieser Aufbau gestattet, dass Beschädigungen der Masseelektrode verringert werden.
Anwendungsbeispiel 3
Es handelt sich um die Zündkerze nach dem Anwendungsbeispiel 2, wobei der Kernabschnitt einen ersten Kernabschnitt und einen zweiten Kernabschnitt umfasst, wobei der erste Kernabschnitt eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Basismaterial aufweist, wobei der zweite Kernabschnitt zwischen dem Basismaterial und dem ersten Kernabschnitt angeordnet ist, wobei der zweite Kernabschnitt eine höhere Wärmeleitfähigkeit als der erste Kernabschnitt aufweist, wobei in dem senkrechten Querschnitt ein Querschnittaufbau einer vorderen Endseite der Masseelektrode ein zweischichtiger Aufbau aus dem ersten Kernabschnitt und dem Basismaterial ist, und ein Querschnittaufbau einer hinteren Endseite der Masseelektrode ein dreischichtiger Aufbau aus dem ersten Kernabschnitt, dem zweiten Kernabschnitt und dem Basismaterial ist.
Nach diesem Aufbau verbessert das Anordnen des ersten Kernabschnitts und des zweiten Kernabschnitts mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als jener des ersten Kernabschnitts die Wärmeleitfähigkeit der Masseelektrode. Dies gestattet eine Verringerung der Abnutzung der Masseelektrode. Der zweite Kernabschnitt ist nicht an der vorderen Endseite der Masseelektrode angeordnet. Entsprechend kann eine Beschädigung der Masseelektrode aufgrund eines Temperaturanstiegs des zweiten Kernabschnitts unterdrückt werden.
Anwendungsbeispiel 4
Es handelt sich um die Zündkerze nach einem der Anwendungsbeispiele 1 bis 3, wobei die Masseelektrode ferner eine Edelmetallspitze umfasst, wobei die Edelmetallspitze zu einer vorderen Endfläche der Mittelelektrode gewandt ist.
Dieser Aufbau gestattet, dass eine Erweiterung des Spalts unterdrückt wird.
Anwendungsbeispiel 5
Es handelt sich um die Zündkerze nach dem Anwendungsbeispiel 4, wobei die Edelmetallspitze durch Laserstrahlschweißen an dem Basismaterial befestigt ist, wobei der Hauptkörperabschnitt der Masseelektrode einen Verschmelzungsabschnitt umfasst, und der Verschmelzungsabschnitt eine Komponente aus dem Basismatarial und eine Komponente aus der Edelmetallspitze umfasst. In einem halbierenden Querschnitt umfassend eine Linie, der halbierende Querschnitt ein senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche verlaufender Querschnitt ist, die Linie die gegenüberliegende Fläche gleichmäßig in zwei Hälften teilt, und sich die Linie auf der gegenüberliegenden Fläche in einem Querschnitt der Masseelektrode entlang einer Längsrichtung der Masseelektrode erstreckt, wird unter geraden Linien, die senkrecht zu einer Verlaufsrichtung der gegenüberliegenden Fläche verlaufen und einen Querschnitt des Verschmelzungsabschnitts überlappen, eine gerade Linie an der vordersten Endseite als erste gerade Linie bezeichnet, und eine gerade Linie an einer hintersten Endseite als zweite gerade Linie bezeichnet, eine Fläche des Querschnitts des Verschmelzungsabschnitts als erste Fläche S1 bezeichnet, in einem Querschnitt des Hauptkörperabschnitts der Masseelektrode eine Fläche eines Teils, der zwischen der ersten geraden Linie und der zweiten geraden Linie liegt, als zweite Fläche S2 bezeichnet, ist ein Flächenverhältnis S1/S2 kleiner als 1/3, erstreckt sich ein Querschnitt des Kernabschnitts bis zu einer vorderen Endseite der Masseelektrode in Bezug auf die zweite gerade Linie, und ist der Querschnitt des Kernabschnitts von einem Querschnitt des Verschmelzungsabschnitts entfernt.
Durch diesen Aufbau kann verglichen mit dem Fall, in dem das Verhältnis S1/S2 1/3 oder mehr beträgt (das heißt, die Fläche des Querschnitts des Verschmelzungsabschnitts vergleichsweise groß ist), eine Verschlechterung der Wärmeleitfähigkeit unterdrückt werden. Da der Kernabschnitt von dem Verschmelzungsabschnitt entfernt ist, kann eine Verschlechterung der Verbindungsstärke der Edelmetallspitze und des Basismaterials unterdrückt werden.
Anwendungsbeispiel 6
Es handelt sich um die Zündkerze nach dem Anwendungsbeispiel 4, wobei die Edelmetallspitze durch Laserstrahlschweißen an dem Basismaterial befestigt ist, wobei der Hauptkörperabschnitt der Masseelektrode einen Verschmelzungsabschnitt umfasst, und der Verschmelzungsabschnitt eine Komponente aus dem Basismaterial und eine Komponente aus der Edelmetallspitze umfasst. In einem halbierenden Querschnitt umfassend eine Linie, der halbierende Querschnitt ein senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche verlaufender Querschnitt ist, die Linie die gegenüberliegende Fläche gleichmäßig in zwei Hälften teilt, und sich die Linie auf der gegenüberliegenden Fläche in einem Querschnitt der Masseelektrode entlang einer Längsrichtung der Masseelektrode erstreckt, wird unter geraden Linien, die senkrecht zu einer Verlaufsrichtung der gegenüberliegenden Fläche verlaufen und einen Querschnitt des Verschmelzungsabschnitts überlappen, eine gerade Linie an der vordersten Endseite als erste gerade Linie bezeichnet, und eine gerade Linie an einer hintersten Endseite als zweite gerade Linie bezeichnet, eine Fläche des Querschnitts des Verschmelzungsabschnitts als erste Fläche S1 bezeichnet, in einem Querschnitt des Hauptkörperabschnitts der Masseelektrode eine Fläche eines Teils, der zwischen der ersten geraden Linie und der zweiten geraden Linie liegt, als zweite Fläche S2 bezeichnet, beträgt ein Flächenverhältnis S1/S2 1/3 oder mehr, und steht ein Querschnitt des Kernabschnitts mit dem Querschnitt des Verschmelzungsabschnitts in Kontakt.
Durch diesen Aufbau kann vergleichen mit dem Fall, in dem das Verhältnis S1/S2 kleiner als 1/3 ist (das heißt, die Fläche des Querschnitts des Verschmelzungsabschnitts vergleichsweise klein ist), eine Verschlechterung der Verbindungsstärke unterdrückt werden. Da der Kernabschnitt mit dem Verschmelzungsabschnitt in Kontakt steht, kann eine Verschlechterung der Wärmeleitfähigkeit der Masseelektrode unterdrückt werden.
Diese Offenbarung kann durch verschiedenste Gesichtspunkte erreicht werden. Zum Beispiel kann diese Offenbarung durch einen Gesichtspunkt wie etwa eine Zündkerze und einen Verbrennungsmotor, in dem die Zündkerze angebracht wird, erreicht werden.
A. Erste Ausführungsform
A1. Aufbau der Zündkerze
1 ist eine Schnittansicht einer Zündkerze 100 nach einer ersten Ausführungsform. Die veranschaulichte Linie CL gibt eine Mittelachse der Zündkerze 100 an. Nachstehend wird die Mittelachse CL auch als "Achsenlinie CL" bezeichnet, und wird eine parallel zu der Mittelachse CL verlaufende Richtung auch als "Achsenrichtung" bezeichnet. Eine radiale Richtung eines Kreises mit der Mittelachse CL als Zentrum wird auch einfach als "radiale Richtung" bezeichnet. Eine Umfangsrichtung des Kreises mit der Mittelachse CL als Zentrum wird auch als "Umfangsrichtung" bezeichnet. Eine erste Richtung D1 in der Zeichnung verläuft parallel zu der Achsenlinie CL. Wie nachstehend beschrieben, bilden eine Mittelelektrode 20 und eine Masseelektrode 30, die eine Funkenstrecke g (auch einfach als "Spalt g" bezeichnet) bilden, einen Endabschnitt an der Seite der ersten Richtung D1 der Zündkerze 100. Nachstehend wird diese Seite der ersten Richtung D1 auch als "vordere Endseite der Zündkerze 100 (oder einfach als "vordere Endseite")" bezeichnet. Die zu der ersten Richtung D1 gegenüberliegende Seite wird auch als "hintere Endseite der Zündkerze 100 (oder einfach als "hintere Endseite")" bezeichnet. Eine zweite Richtung D2 und eine dritte Richtung D3 in der Zeichnung sind zueinander senkrecht. Beide Richtungen sind zu der ersten Richtung D1 senkrecht. Nachstehend wird die erste Richtung D1 auch einfach als "Richtung +D1" bezeichnet, und die zu der ersten Richtung D1 entgegengesetzte Richtung auch einfach als "Richtung –D1" bezeichnet. Ebenso wird das Vorzeichen "+" oder "–" für andere Richtungen eingesetzt, um die Richtung zu bestimmen. Die Seite der Richtung +D1 wird auch einfach als "Seite +D1" bezeichnet, und die Seite der Richtung –D1 wird auch einfach als "Seite –D1" bezeichnet. Dies gilt auch für die Seiten der anderen Richtungen.
Die Zündkerze 100 umfasst einen Isolator 10, die Mittelelektrode 20, die Masseelektrode 30, ein Klemmenmetallanschlussstück 40, ein Metallgehäuse 50, eine leitfähige Versiegelung 60, einen Widerstand 70, eine leitfähige Versiegelung 80, eine vordere endseitige Dichtung 8, Talk 9, eine erste hintere endseitige Dichtung 6 und eine zweite hintere endseitige Dichtung 7.
Der Isolator 10 ist ein annähernd zylindrisch geformtes Element mit einer Durchgangsöffnung 12 (auch als "axiale Öffnung 12") bezeichnet. Die Durchgangsöffnung 12 erstreckt sich entlang der Mittelachse CL und verläuft durch das Innere des Isolators 10. Der Isolator 10 ist durch Sintern von Aluminiumoxid gebildet (es können auch andere Isoliermaterialien eingesetzt werden). Der Isolator 10 umfasst einen Nasenabschnitt 13, einen ersten Abschnitt 15 mit einem verringerten Außendurchmesser, einen spitzenendseitigen Rumpfabschnitt 17, einen Flanschabschnitt 19, einen zweiten Abschnitt 11 mit einem verringerten Außendurchmesser, und einen hinteren endseitigen Rumpfabschnitt 18, die in dieser Reihenfolge von der vorderen Endseite zu der hinteren Endseite angeordnet sind.
Der Flanschabschnitt 19 ist in der Achsenrichtung ungefähr in der Mitte des Isolators 10 positioniert. Der Außendurchmesser des Flanschabschnitts 19 ist der größte der Außendurchmesser des Isolators 10. An der vorderen Endseite des Flanschabschnitts 19 ist der spitzenendseitige Rumpfabschnitt 17 angeordnet. An der vorderen Endseite des spitzenendseitigen Rumpfabschnitts 17 ist der erste Abschnitt 15 mit einem verringerten Außendurchmesser angeordnet. Der Außendurchmesser des ersten Abschnitts 15 mit einem verringerten Außendurchmesser nimmt von der hinteren Endseite zu der vorderen Endseite allmählich ab. An der vorderen Endseite des ersten Abschnitts 15 mit einem verringerten Außendurchmesser ist der Nasenabschnitt 13 angeordnet. Wenn die Zündkerze 100 in einen Verbrennungsmotor (nicht veranschaulicht) eingebaut ist, liegt der Nasenabschnitt 13 in einer Verbrennungskammer frei.
An der hinteren Endseite des Flanschabschnitts 19 ist der zweite Abschnitt 11 mit einem verringerten Außendurchmesser angeordnet. Der Außendurchmesser des zweiten Abschnitts 11 mit einem verringerten Außendurchmesser nimmt von der vorderen Endseite zu der hinteren Endseite allmählich ab. An der hinteren Endseite des zweiten Abschnitts 11 mit einem verringerten Außendurchmesser ist der hintere endseitige Rumpfabschnitt 18 angeordnet.
Die Mittelelektrode 20 ist in die vordere Endseite der Durchgangsöffnung 12 eingesetzt. Die Mittelelektrode 20 ist ein stabförmiges Element, das sich entlang der Mittelachse CL erstreckt. Die Mittelelektrode 20 umfasst ein Elektrodenbasismaterial 21 und ein Kernmaterial 22, das in das Innere des Elektrodenbasismaterials 21 eingebettet ist. Das Elektrodenbasismaterial 21 ist zum Beispiel unter Verwendung von INCONEL ("INCONEL" ist ein eingetragenes Warenzeichen) gebildet, bei dem es sich um eine Legierung handelt, die als Hauptbestandteil Nickel enthält. Das Kernmaterial 22 ist zum Beispiel aus einer Legierung gebildet, die Kupfer enthält. Ein Teil der hinteren Endseite der Mittelelektrode 20 ist in der Durchgangsöffnung 12 des Isolators 10 angeordnet. Ein Teil der vorderen Endseite der Mittelelektrode 20 liegt an der vorderen Endseite des Isolators 10 frei.
Das Klemmenmetallanschlussstück 40 ist in die hintere Endseite der Durchgangsöffnung 12 des Isolators 10 eingesetzt. Das Klemmenmetallanschlussstück 40 ist ein stabförmiges Element, das sich entlang der Mittelachse CL erstreckt. Das Klemmenmetallanschlussstück 40 ist unter Verwendung eines Stahls mit geringem Kohlenstoffgehalt gebildet (andere leitfähige Materialien (zum Beispiel Metallmaterialien) können jedoch ebenfalls eingesetzt werden). Das Klemmenmetallanschlussstück 40 umfasst einen Flanschabschnitt 42, einen Zündkerzenkappen-Anbringungsabschnitt 41 und einen Nasenabschnitt 43. Der Zündkerzenkappen-Anbringungsabschnitt 41 ist in Bezug auf den Flanschabschnitt 42 an der hinteren Endseite gebildet. Der Nasenabschnitt 43 ist in Bezug auf den Flanschabschnitt 42 an der vorderen Endseite gebildet. Der Zündkerzenkappen-Anbringungsabschnitt 42 liegt zu der hinteren Endseite des Isolators 10 hin frei. Der Nasenabschnitt 43 ist in die Durchgangsöffnung 12 des Isolators 10 eingesetzt (pressgepasst).
In der Durchgangsöffnung 12 des Isolators 10 ist der Widerstand 70 zwischen dem Klemmenmetallanschlussstück 40 und der Mittelelektrode 20 angeordnet. Der Widerstand 70 verringert während der Funkenerzeugung ein Funkwellenrauschen. Der Widerstand 70 ist zum Beispiel aus einer Zusammensetzung gebildet, die Glasteilchen wie etwa Glasteilchen auf B₂O₃-SiO₂-Basis, Keramikteilchen wie etwa TiO₂, und ein leitfähiges Material wie etwa Kohlenstoffteilchen und Metall enthält.
In der Durchgangsöffnung 12 füllt die leitfähige Versiegelung 60 den Raum zwischen dem Widerstand 70 und der Mittelelektrode 20. Die leitfähige Versiegelung 80 füllt den Raum zwischen dem Widerstand 70 und dem Klemmenmetallanschlussstück 40. Als Ergebnis ist die Mittelelektrode 20 über den Widerstand 70 und die leitfähigen Versiegelungen 60 und 80 mit dem Klemmenmetallanschlussstück 40 verbunden. Die leitfähigen Versiegelungen 60 und 80 sind zum Beispiel durch die oben beschriebenen verschiedenen Glasteilchen und Metallteilchen (zum Beispiel Cu und Fe) gebildet.
Das Metallgehäuse 50 ist ein zylindrisch geformtes Metallgehäuse, um die Zündkerze 100 an einem Motorkopf (nicht veranschaulicht) des Verbrennungsmotors zu befestigen. Das Metallgehäuse 50 ist unter Verwendung eines Stahlmaterials mit geringem Kohlenstoffgehalt gebildet (andere leitfähige Materialien (zum Beispiel Metallmaterialien) können ebenfalls eingesetzt werden). An dem Metallgehäuse 50 ist eine Durchgangsöffnung 59 gebildet. Die Durchgangsöffnung 59 verläuft durch das Innere des Metallgehäuses 50 und erstreckt sich entlang der Mittelachse CL. Der Isolator 10 ist in die Durchgangsöffnung 59 des Metallgehäuses 50 eingesetzt. Das Metallgehäuse 50 ist an dem Außenumfang des Isolators 10 befestigt. Das vordere Ende des Isolators 10 (das heißt, das Ende an der Seite +D1) liegt von dem vorderen Ende des Metallgehäuses 50 frei. Das hintere Ende des Isolators 10 liegt von dem hinteren Ende des Metallgehäuses 50 frei.
Das Metallgehäuse 50 umfasst einen Rumpfabschnitt 55, einen Versiegelungsabschnitt 54, einen verformten Abschnitt 58, einen Werkzeugeingreifabschnitt 51 und einen Quetschabschnitt 53, die in dieser Reihenfolge von der vorderen Endseite zu der hinteren Endseite angeordnet sind. Der Versiegelungsabschnitt 54 weist eine annähernd zylindrische Form auf. An der vorderen Endseite des Versiegelungsabschnitts 54 ist der Rumpfabschnitt 55 angeordnet. Der Außendurchmesser des Rumpfabschnitts 55 ist kleiner als der Außendurchmesser des Versiegelungsabschnitts 54. An der äußeren Umfangsfläche des Rumpfabschnitts 55 ist ein Gewindeabschnitt 52 gebildet. Der Gewindeabschnitt 52 wird mit einer Anbringungsöffnung des Verbrennungsmotors verschraubt. Zwischen dem Versiegelungsabschnitt 54 und dem Gewindeabschnitt 52 ist eine ringförmige Dichtung 5 durch Einsetzen angebracht. Die ringförmige Dichtung 5 ist durch Falten einer Metallplatte gebildet.
Der Rumpfabschnitt 55 des Metallgehäuses 50 umfasst einen Abschnitt 56 mit einem verringerten Innendurchmesser. Der Abschnitt 56 mit einem verringerten Innendurchmesser ist in Bezug auf den Flanschabschnitt 19 des Isolators 10 an der vorderen Endseite angeordnet. Der Innendurchmesser des Abschnitts 19 mit einem verringerten Innendurchmesser nimmt von der hinteren Endseite zu der vorderen Endseite hin allmählich ab. Die vordere endseitige Dichtung 8 ist zwischen dem Abschnitt 56 mit einem verringerten Innendurchmesser des Metallgehäuses 50 und dem ersten Abschnitt 15 mit einem verringerten Außendurchmesser des Isolators 10 eingeklemmt. Die vordere endseitige Dichtung 8 ist ein aus Eisen bestehender Dichtungsring. Als Material für die vordere endseitige Dichtung 8 können auch andere Materialien (zum Beispiel ein Metallmaterial wie etwa Kupfer) eingesetzt werden.
An der hinteren Endseite des Versiegelungsabschnitts 54 ist der verformte Abschnitt 58 angeordnet. Die Wanddicke des verformten Abschnitts 58 ist dünner als die Wanddicke des Versiegelungsabschnitts 54. Der verformte Abschnitt 58 weist einen verformten Mittelabschnitt auf, der zu der Außenseite der radialen Richtung (der von der Mittelachse CL weg verlaufenden Richtung) vorspringt. An der hinteren Endseite des verformten Abschnitts 58 ist der Werkzeugeingreifabschnitt 51 angeordnet. Der Werkzeugeingreifabschnitt 51 weist eine Form auf, mit der ein Zündkerzenschlüssel in Eingriff gebracht wird (zum Beispiel ein sechseckiges Prisma). An der hinteren Endseite des Werkzeugeingreifabschnitts 51 ist der Quetschabschnitt 53 mit einer geringeren Wanddicke als der Wanddicke des Werkzeugeingreifabschnitts 51 angeordnet. Der Quetschabschnitt 53 ist in Bezug auf den zweiten Abschnitt 11 mit einem verringerten Außendurchmesser des Isolators 10 an der hinteren Endseite angeordnet und bildet das hintere Ende des Metallgehäuses 50 (das heißt, das Ende an der Seite –D1). Der Quetschabschnitt 53 ist radial einwärts gebogen.
Zwischen der inneren Umfangsfläche an dem hinteren endseitigen Teil des Metallgehäuses 50 und der äußeren Umfangsfläche des Isolators 10 ist ein ringförmiger Raum SP gebildet. Der Raum SP ist zwischen dem Quetschabschnitt 53 und dem zweiten Abschnitt 11 mit einem verringerten Außendurchmesser von der inneren Umfangsfläche des Metallgehäuses 50 und der äußeren Umfangsfläche des Isolators 10 umgeben. An der hinteren Endseite in dem Raum SP ist die erste hintere endseitige Dichtung 6 angeordnet. An dem vorderen Ende in dem Raum SP ist die zweite hintere endseitige Dichtung 7 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind diese hinteren endseitigen Dichtungen 6 und 7 C-Ringe, die aus Eisen bestehen (es können auch andere Materialien eingesetzt werden). Zwischen den beiden hinteren endseitigen Dichtungen 6 und 7 ist ein Talkpulver in den Raum SP gefüllt.
Der Quetschabschnitt 53 ist so gequetscht, dass er einwärts gefaltet ist. Entsprechend wird der Isolator 10 in dem Metallgehäuse 50 über die hinteren endseitigen Dichtungen 6 und 7 und den Talk 9 zu der vorderen Endseite gepresst. Dadurch wird die vordere endseitige Dichtung 8 zwischen dem ersten Abschnitt 15 mit einem verringerten Außendurchmesser und dem Abschnitt 56 mit einem verringerten Innendurchmesser zusammengedrückt. Die vordere endseitige Dichtung 8 dichtet zwischen dem Metallgehäuse 50 und dem Isolator 10 ab. Dies verringert den Austritt von Gas im Inneren der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors zwischen dem Metallgehäuse 50 und dem Isolator 10.
Die Masseelektrode 30 ist eine stabförmige Elektrode, die an dem vorderen Ende des Metallgehäuses 50 (das heißt, das Ende der Seite +D1) befestigt ist. Die Masseelektrode 30 erstreckt sich von dem Metallgehäuse 50 in die Richtung D1, ist zu der Mittelachse CL hin gebogen, und erreicht einen vorderen Endabschnitt 31. Der Spalt g ist zwischen dem vorderen Endabschnitt 31 und einer vorderen Endfläche 20s1 der Mittelelektrode 20 (der Fläche 20s1 an der Seite +D1) gebildet. Die Masseelektrode 30 ist zum Beispiel durch Laserstrahlschweißen an dem Metallgehäuse 50 befestigt. Dies verbindet die Masseelektrode 30 und das Metallgehäuse 50 elektrisch. Die Masseelektrode 30 umfasst ein Basismaterial 35 und einen Kernabschnitt 36. Das Basismaterial 35 bildet die Oberfläche der Masseelektrode 30. Das Kernmaterial 36 ist durch Einbetten in das Basismaterial 35 eingerichtet. Das Basismaterial 35 ist zum Beispiel unter Verwendung von Inconel gebildet. Der Kernabschnitt ist unter Verwendung eines Materials gebildet, dessen Wärmeleitfähigkeit höher als jene des Basismaterials ist (zum Beispiel reines Kupfer).
A2. Aufbau der Elektroden
2A bis 2D sind schematische Diagramme, die einen Aufbau der Elektroden 20 und 30 der Zündkerze 100 veranschaulichen. 2A veranschaulicht eine Schnittansicht eines Teils der Zündkerze 100 auf Seiten der ersten Richtung D1 (insbesondere enthält die Schnittansicht die Mittelachse CL). 2B veranschaulicht einen Querschnitt der Masseelektrode 30 (insbesondere den Querschnitt senkrecht zu der Mittelachse CL). 2C veranschaulicht ein schematisches Diagramm der Masseelektrode in der Richtung +D1 gesehen. 2D veranschaulicht eine perspektivische Ansicht der Elektroden 20 und 30. 2A veranschaulicht an der rechten Seite der Mittelachse CL in der Richtung +D3 gesehene Außenansichten der Mittelelektrode 20 und des Isolators 10. 2B ist ein Querschnitt entlang der Linie B-B in 2A.
Die Masseelektrode 20 ist unter Verwendung eines stabförmigen Elements mit einem rechteckigen Querschnitt gebildet. Wie in 2A veranschaulicht umfasst die Masseelektrode 30 einen Nasenabschnitt 32 und den vorderen Endabschnitt 31. Der Nasenabschnitt 32 umfasst ein zweites Ende 30e2, das an dem Metallgehäuse 50 befestigt ist. Der vordere Endabschnitt 31 ist mit dem Nasenabschnitt 32 verbunden. Der vordere Endabschnitt 31 umfasst ein erstes Ende 30e1, das an der zu dem zweiten Ende 30e2 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Der Nasenabschnitt 32 erstreckt sich von dem zweiten Ende 30e2 in der ersten Richtung D1 und ist dann zu der Mittelachse CL hin gebogen. Die Richtung von dem zweiten Ende 30e2 zu der Mittelachse CL ist die zweite Richtung D2. Der vordere Endabschnitt 31 ist in Bezug auf die Mittelelektrode 20 an der Seite +D1 positioniert. Der vordere Endabschnitt 31 erstreckt sich auf Basis der Mittelachse CL von der Seite –D2 zu der Seite +D2. Der Endabschnitt des vorderen Endabschnitts 31 an der Seite +D2 ist das erste Ende 30e1. Der vordere Endabschnitt 31 umfasst das erste Ende 30e1 und eine Innenfläche 31si. Die Innenfläche 31si ist ein Teil, der zu der vorderen Endfläche 20s1 (das heißt, der Fläche 20s1 an der Seite +D1) der Mittelelektrode 20 gerichtet ist.
Wie in 2A veranschaulicht umfasst die Masseelektrode 30 das Basismaterial 35 und den Kernabschnitt 36. Das Basismaterial 35 bildet die Oberfläche der Masseelektrode 30. Der Kernabschnitt 36 ist in dem Basismaterial 35 eingerichtet, d.h., in dieses eingesetzt, insbesondere durch Einbetten in das Basismaterial 35. Der Kernabschnitt 36 erstreckt sich von dem zweiten Ende 30e2 zu der Mitte des vorderen Endabschnitts 31. Hier wird jenes Ende 36t, das von den beiden Enden des Kernabschnitts 36 näher an dem vorderen Endabschnitt 31 der Masseelektrode 30 liegt, als "vorderes Ende 36t" bezeichnet. 2B veranschaulicht den Querschnitt der Masseelektrode 30, der das vordere Ende 36t des Kernabschnitts 36 enthält und senkrecht zu der Mittelachse CL verläuft. 2B ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 2A.
Wie in 2A bis 2D veranschaulicht umfasst der vordere Endabschnitt 31 die Innenfläche 31si, eine Außenfläche 31so, eine erste Seitenfläche 31s1 und eine zweite Seitenfläche 31s2. Die Innenfläche 31si ist eine Fläche an der Seite –D1 des vorderen Endabschnitts 31. Die erste Seitenfläche 31s1 ist eine Fläche an der Seite +D3 des vorderen Endabschnitts 31. Die zweite Seitenfläche 31s2 ist eine Fläche an der Seite –D3 des vorderen Endabschnitts. Sowohl die Innenfläche 31si als auch die Außenfläche 31so sind Ebenen, die senkrecht zu der Mittelachse CL verlaufen. Beide Seitenflächen 31s1 und 31s2 sind Ebenen, die senkrecht zu der Richtung D3 verlaufen. Die Innenfläche 31si ist zu der vorderen Endfläche 20s1 der Mittelelektrode 20 gewandt. Die vordere Endfläche 20s1 ist eine Ebene, die senkrecht zu der Mittelachse CL verläuft. Zwischen der Innenfläche 31si und der vorderen Endfläche 20s1 ist die Funkenstrecke g gebildet. Eine Strecke Dg in 2A gibt eine Distanz der Funkenstrecke g an (nachstehend auch als Spaltdistanz Dg bezeichnet). Die Spaltdistanz Dg ist der kürzeste Abstand zwischen den beiden Flächen 20s1 und 31si, die den Spalt g bilden.
Wie in 2A bis 2D veranschaulicht, umfasst der vordere Endabschnitt 31 einen konischen Endabschnitt 31t. Der konische Endabschnitt 31t weist eine konische Form auf, die zu dem ersten Ende 30e1 hin allmählich dünner wird. Der konische Endabschnitt 31t umfasst eine gegenüberliegende Fläche 31tsi, die zu einer Außenfläche 31tso entgegengesetzt angeordnet ist, eine erste konische Fläche 31ts1, eine zweite konische Fläche 31ts2 und eine vordere Endfläche 31se. Die gegenüberliegende Fläche 31tsi ist eine Fläche an der Seite –D1 des konischen Endabschnitts 31t. Die Außenfläche 31tso ist eine Fläche an der Seite +D1 des konischen Endabschnitts 31t. Die erste konische Fläche 31ts1 ist eine Fläche an der Seite +D3 des konischen Endabschnitts 31t. Die zweite konische Fläche 31ts2 ist eine Fläche an der Seite –D3 des konischen Endabschnitts 31t. Die vordere Endfläche 31se ist ein Fläche an der Seite +D2 des konischen Endabschnitts 31t. Die gegenüberliegende Seite 31tsi ist ein Teil der Innenfläche 31si des vorderen Endabschnitts 31 und ist zu der vorderen Endfläche 30s1 der Mittelelektrode 20 gewandt. Zwischen der gegenüberliegenden Fläche 31tsi und der vorderen Endfläche 20s1 ist der Spalt g gebildet. Die Außenfläche 31tso ist ein Teil der Außenfläche 31so der Masseelektrode 30. Die vordere Endfläche 31se entspricht dem ersten Ende 30e1 der Masseelektrode 30. Die erste konische Fläche 31ts1 verbindet die erste Seitenfläche 31s1 und die vordere Endfläche 31se. Die zweite konische Fläche 31ts2 verbindet die zweite Seitenfläche 31s2 und die vordere Endfläche 31se.
Wie in 2C veranschaulicht weist die gegenüberliegende Fläche 31tsi eine Trapezoidform auf, deren Breite zu der Richtung +D2 hin allmählich schmäler wird. Die Außenfläche 31tso (nicht veranschaulicht) weist ebenfalls die gleiche Trapezoidform wie die gegenüberliegende Fläche 31tsi auf. Nachstehend wird die vergleichsweise kurze Seite Ub der beiden parallelen Seiten Ub und Lb des Trapezoids, die die gegenüberliegende Fläche 31tsi darstellen, als der "obere Boden Ub" bezeichnet, und wird die vergleichsweise lange Seite Lb als der "untere Boden Lb" bezeichnet. Der obere Boden Ub ist eine Kantenlinie, die eine Grenze zwischen der gegenüberliegenden Fläche 31tsi und der vorderen Endfläche 31se bildet. Das Paar von konischen Flächen 31ts1 und 361ts2 ist so angeordnet, dass die gegenüberliegende Fläche 31tsi eingeschlossen wird. Ein Abstand zwischen den beiden konischen Flächen 31ts1 und 31ts2 (ein Abstand parallel zu der dritten Richtung D3) nimmt in der Richtung +D2 allmählich ab.
2C veranschaulicht eine Symmetriefläche CL1. Die Symmetriefläche CLa ist eine Ebene, die die Mittelachse CL enthält und parallel zu der zweiten Richtung D2 verläuft. Die Masseelektrode 30 ist so aufgebaut, dass sie in Bezug auf die Symmetriefläche CLa symmetrisch ist. Der in 2A veranschaulichte Querschnitt der Masseelektrode 30 ist ein Schnitt an der Symmetriefläche CLa. Wie in 2 veranschaulicht, erstreckt sich eine Linie Lt an der gegenüberliegenden Fläche 31tsi des konischen Endabschnitts 31t entlang der Längsrichtung der Masseelektrode 30 (hier, in der zweiten Richtung D2). Die Linie Lt nimmt eine beinahe gleichmäßige Zweiteilung der gegenüberliegenden Fläche 31tsi vor. Der Querschnitt an der Symmetriefläche CLa enthält diese Linie Lt und verläuft senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche 31tsi. Nachstehend wird der Querschnitt, der die beinahe gleichmäßige Zweiteilung der gegenüberliegenden Fläche 31tsi vornimmt, auch als halbierender Querschnitt" bezeichnet.
2B veranschaulicht ein erstes Liniensegment L1, das der ersten konischen Fläche 31ts1 entspricht, und ein zweites Liniensegment L2, das der zweiten konischen Fläche 31ts2 entspricht. In der Zeichnung ist ein erstes hinteres Ende E1 ein Ende, das von den beiden Enden des ersten Liniensegments L1 weiter von der vorderen Endfläche 31se entfernt ist, und ist ein zweites hinteres Ende E2 ein Ende, das von den beiden Enden des zweiten Liniensegments L2 weiter von der vorderen Endfläche 31se entfernt ist. Eine erste senkrechte Linie Lo1 ist eine gerade Linie, die durch das erste hintere Ende E1 verläuft und senkrecht zu dem ersten Liniensegment L1 liegt. Eine zweite senkrechte Linie Lo2 ist eine gerade Linie, die durch das zweite hintere Ende E2 verläuft und senkrecht zu dem zweiten Liniensegment L2 liegt. 2B veranschaulicht rechts einen Teil eines Bereichs At, der aus der Zeichnung in 2B geschnitten ist. Dieser Bereich At befindet sich in Bezug auf die erste senkrechte Linie Lo1 an der vorderen Seite (an der Seite des ersten Endes 30e1 der Masseelektrode 30) und einen Bereich, der sich in Bezug auf die zweite senkrechte Linie Lo2 an der vorderen Endseite befindet. In dem Querschnitt von 2B ist ein Teil des Kernabschnitts 36 in dem Bereich At angeordnet. Daher ist der Teil des Kernabschnitts 36 in dem Bereich A1 angeordnet. Dementsprechend kann Wärme während des Betriebs des Verbrennungsmotors verglichen mit dem Fall, in dem der Kernabschnitt 36 nicht in dem Bereich At angeordnet ist, durch den Kernabschnitt 36 leicht von dem vorderen Endabschnitt 31 zu einem anderen Abschnitt der Masseelektrode (hier, dem Nasenabschnitt 32) abgegeben werden. Daher können eine hohe Temperatur des vorderen Endabschnitts 31 und ein Zustand, in dem die Temperatur des vorderen Endabschnitts 31 hoch bleibt, unterdrückt werden. Dies gestattet, die Abnutzung des vorderen Endabschnitts 31 (zum Beispiel eine Oxidation der Oberfläche des vorderen Endabschnitts 31) zu unterdrücken.
2C und 2D veranschaulichen einen Bereich 20s1p durch eine gestrichelte Linie. Der Bereich 20s1p ist ein Bereich, der durch Projizieren der vorderen Endfläche 20s1 der Mittelelektrode 20 entlang der Mittelachse CL (in der Richtung +D1) auf die Masseelektrode 30 erhalten wird (nachstehend auch als der "Projektionsbereich 20s1p" bezeichnet). Wie in 2C veranschaulicht, weist der Projektionsbereich 20s1p (das heißt, die vordere Endfläche 20s1) eine kreisförmige Form auf. Der konische Endabschnitt 31t überlappt diesen Projektionsbereich 20s1p teilweise. Bei dem Beispiel von 2C ist der untere Boden Lb der gegenüberliegenden Fläche 31tsi in Bezug auf die Mittelachse CL an der Seite +D2 angeordnet. Doch der untere Boden Lb kann in Bezug auf die Mittelachse CL an der Seite –D2 angeordnet sein.
2C und 2D veranschaulichen zwei Kantenlinien L11 und L12. Die erste Kantenlinie L11 bildet eine Grenze zwischen der gegenüberliegenden Fläche 31tsi und der ersten konischen Fläche 31ts1. Die zweite Kantenlinie L12 bildet eine Grenze zwischen der gegenüberliegenden Fläche 31tsi und der zweiten konischen Fläche 31ts2. Wie in der Zeichnung veranschaulicht, überlappen die beiden Kantenlinien L11 und L12 den Projektionsbereich 20s1p nicht und sind sie von dem Projektionsbereich 20s1p entfernt. Ein in 2D veranschaulichter Abstand De ist der kürzeste Abstand zwischen der vorderen Endfläche 20s1 der Mittelelektrode 20 und der zweiten Kantenlinie L12 (nachstehend auch als der "Kantenabstand De" bezeichnet). Bei dieser Ausführungsform entspricht eine Länge eines Liniensegments, das die Kante der vorderen Endfläche 20s1 und die zweite Kantenlinie L12 verbindet, dem Kantenabstand De. Dieser Kantenabstand De ist länger als die Spaltdistanz Dg. Im Allgemeinen wird eine Entladung wahrscheinlich an einem zugespitzten Bereich der Fläche der Elektrode auftreten. Das heißt, die Entladung wird wahrscheinlich eher an einem zugespitzten Teil wie der zweiten Kantenlinie L12 als an einer flachen Fläche wie dem Projektionsbereich 20s1p auftreten. Daher kann die Entladung trotz des Umstands, dass der Kantenabstand De länger als die Spaltdistanz Dg ist, zwischen der vorderen Endfläche 20s1 und der zweiten Kantenlinie L12 auftreten. Wie oben beschrieben ist die Masseelektrode 30 so gebildet, dass sie in Bezug auf die Symmetriefläche CLa symmetrisch ist. Dementsprechend ist der kürzeste Abstand zwischen der vorderen Endfläche 20s1 und der ersten Kantenlinie L11 ebenfalls dem Kantenabstand De gleich. Daher kann die Entladung zwischen der vorderen Endfläche 20s1 und der ersten Kantenlinie L11 auftreten.
Wenn die Entladung an der Innenseite der Innenfläche 31si der Masseelektrode 30 auftritt (zum Beispiel im Inneren des Projektionsbereichs 20s1p), breitet sich eine durch die Entladung aufgetretene Flamme zu dem Ende der Innenfläche 31si aus und breitet sie sich dann nach außerhalb des Spalts g aus. Wenn die Entladung andererseits an der Kantenlinie L11 und/oder L12 auftritt, kann sich eine Flamme, die durch die Entladung aufgetreten ist, sofort nach außerhalb des Spalts g ausbreiten. Daher kann die Zündfähigkeit verglichen mit dem Fall, in dem die Entladung im Inneren der Innenfläche 31si auftritt, weiter verbessert werden.
A3. Erster Bewertungsversuch
Im Folgenden wird ein erster Bewertungsversuch unter Verwendung von Versuchsstücken der Zündkerze 100 beschrieben. Der erste Bewertungsversuch verwendete sechs Zündkerzen 100 als Versuchsstücke. Die Zündkerzen 100 unterschieden sich voneinander durch das Verhältnis des Kantenabstands De zu der Spaltdistanz Dg (2A) "De/Dg" (nachstehend als "Spaltverhältnis" bezeichnet). Dann wurde ein Verhältnis der Häufigkeit des Auftretens von Entladungen zwischen der Mittelelektrode 20 und der Kantenlinie (der ersten Kantenlinie L11 oder der zweiten Kantenlinie L12) zu der Gesamtanzahl von Entladungen, die an der Zündkerze 100 auftraten (hier, 1000 Mal), (nachstehend als "Kantenentladungsverhältnis" bezeichnet) gemessen. Bei allen Versuchsstücken wurde Inconel als Material des Basismaterials 35 und reines Kupfer als Material des Kernabschnitts 36 verwendet. Die folgende Tabelle 1 zeigt die Messergebnisse des ersten Bewertungsversuchs. Tabelle 1

De/Dg 100 % 110 % 120 % 125 % 130 % 135 %

Entladungsverhältnis an der Kante 99 % 95 % 85 % 60 % 40 % 20 %
Die Abmessungen, die allen sechs Versuchsstücken, die für den Bewertungsversuch eingesetzt wurden, gemeinsam waren, lauteten wie folgt.

1) Breite Da des ersten Endes 30e1 des konischen Endabschnitts in der dritten Richtung D3: 1,5 mm Diese Breite war die gleiche Länge wie die Länge des oberen Bodens Ub der gegenüberliegenden Fläche 31tsi.
2) Länge Db des konischen Endabschnitts 31t in der Richtung D2: 1,6 mm
3) Breite Dc des vorderen Endabschnitts 31 (mit Ausnahme des konischen Endabschnitts 31t) in der dritten Richtung D3: 3,0 mm Diese Breite Dc war die gleiche Länge wie die Länge des unteren Bodens Lb der gegenüberliegenden Fläche 31tsi.
4) Dicke Dt des vorderen Endabschnitts in der Richtung D1: 1,6 mm
5) Durchmesser Dd der vorderen Endfläche 20s1 der Mittelelektrode 20: 1,5 mm
6) Spaltdistanz Dg: 1,0 mm Die Kantenabstände De der sechs Stücke von Versuchsstücken unterschieden sich voneinander.

Der Kantenabstand De wurde durch Regulieren des Abstands Ds zwischen dem unteren Boden Lb und der Mittelachse Cl der vorderen Endfläche 20s1 in der zweiten Richtung D2 und den Biegezustand des Nasenabschnitts 32 der Masseelektrode 30 reguliert.
Das Versuchsverfahren lautete wie folgt. Die Zündkerze 100 wurde in einem mit Luft gefüllten Versuchsbehälter angeordnet. Der Innendruck des Behälters wurde auf 0,6 MPa angehoben. Dieser Druck wurde unter Annahme des Drucks in der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors bei der Zündung bestimmt. In diesem Zustand wurde eine Spannung an die Zündkerze 100 angelegt und dadurch eine Entladung vorgenommen. Der Entladungszustand wurde mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgenommen, um zu überprüfen, ob die Entladung an der Kantenlinie L11 und/der L12 oder im Inneren der Innenfläche 31si an der Masseelektrode 30 stattfand. Nach 1000 Entladungen bei 100 Hz wurde das Kantenentladungsverhältnis berechnet.
Wie in Tabelle 1 angeführt war das Kantenentladungsverhältnis umso höher, je kleiner das Spaltverhältnis war. Dies liegt vermutlich an dem folgenden Grund: Das heißt, verglichen mit dem Fall, in dem das Spaltverhältnis groß ist, ist der Kantenabstand De in Bezug auf die Spaltdistanz Dg bei einem kleinen Spaltverhältnis kurz. Dementsprechend tritt die Entladung wahrscheinlich an den Kantenlinien L11 und L12 auf. Insbesondere betrug das Kantenentladungsverhältnis wie in Tabelle 1 angeführt bei einem Spaltverhältnis von 100 % (die Kantenlinie(n) L11 und/oder L12 überlappt/überlappen den Projektionsbereich 20s1p) 99 %. Bei Spaltverhältnissen von 110 %, 120 %, 125 %, 130 % und 135 % betrug das jeweilige Kantenentladungsverhältnis 95 %, 85 %, 60 %, 40 % bzw. 20 %.
Wie oben beschrieben kann die Zündfähigkeit verbessert werden, wenn die Entladung an der/den Kantenlinie(n) L11 und/oder L12 auftritt. Daher ist von dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Zündfähigkeit ein kleines Spaltverhältnis bevorzugt. Zum Beispiel gestattet die Verwendung eines Spaltverhältnisses von 120 % oder weniger das Erzielen einer Kantenentladungsrate von 85 % oder mehr. Somit ist ein Spaltverhältnis von 120 % oder weniger bevorzugt, ein Spaltverhältnis von 110 % oder weniger besonders bevorzugt, und ein Spaltverhältnis von 100 % am meisten bevorzugt. Die untere Grenze für das Spaltverhältnis beträgt 100 %.
Es wird angenommen, dass sich die Wahrscheinlichkeit einer Entladung an der/den Kantenlinie(n) L11 und/oder L12 hauptsächlich je nach dem Verhältnis der Kantenabstands De zu der Spaltdistanz Dg verändert. Daher sind die oben beschriebenen bevorzugten oberen Grenzen des Spaltverhältnisses vermutlich unabhängig von der sonstigen Gestaltung mit Ausnahme des Spaltverhältnisses anwendbar. Beispielsweise sind die bevorzugten oberen Grenzen vermutlich unabhängig von dem Material des Teils, der die vordere Endfläche 20s1 der Mittelelektrode 20 bildet, der Fläche der vorderen Endfläche 20s1 und/oder dem Material des Teils, der die Innenfläche 31si der Masseelektrode 30 bildet, anwendbar.
A4. Zweiter Bewertungsversuch
Im Folgenden wird ein zweiter Bewertungsversuch unter Verwendung von Versuchsstücken der Zündkerze 100 beschrieben. Bei dem zweiten Bewertungsversuch wurde das Ausmaß der Zunahme der Spaltdistanz Dg nach einem 100 Stunden langen Betrieb eines Verbrennungsmotors mit der Zündkerze 100 gemessen. Bei dem zweiten Bewertungsversuch wurde ein Verbrennungsmotor mit vier Zylindern in Reihe, einer einzelnen obenliegenden Nockenwelle (Single Overhead Camshaft, SOHC), zwei Ventilen, und einem Hubraum von 1,3 l verwendet. Bei dem 100 Stunden langen Betrieb wurde ein Betriebszyklus, der einen einminütigen Leerlauf und einen einminütigen Betrieb mit voll geöffneter Drosselklappe (Wide Open Throttle, auch als WOT-Betrieb bezeichnet) umfasste, 3000 Mal wiederholt. Die Höchsttemperatur an dem Teil der Masseelektrode dicht an dem Spalt g betrug während des Leerlaufbetriebs ungefähr 300 Grad Celsius und während des Betriebs mit voll geöffneter Drosselklappe ungefähr 1000 Grad Celsius.
Bei dem zweiten Bewertungsversuch wurden zehn Zündkerzen 100 als Versuchsstücke angefertigt. Die Positionen der Kernabschnitte 36 in Bezug auf die konischen Flächen 31ts1 und 31ts2 der zehn Versuchsstücke unterschieden sich voneinander. Der Querschnitt von 2B veranschaulicht einen kürzesten Abstand Wm zwischen dem ersten Liniensegment L1, das der ersten konischen Fläche 31ts1 entspricht, und dem Kernabschnitt 36. Die kürzesten Abstände Wm der zehn Versuchsstücke unterschieden sich voneinander. Der kürzeste Abstand Wm wurde wie folgt reguliert. Zuerst wurde ein aus Inconel bestehendes becherförmiges erstes Element angefertigt. In das erste Element wurde ein aus reinem Kupfer bestehendes zweites Element eingesetzt. Dann, bei eingesetztem zweiten Element, wurde die Außenform des ersten Elements geformt, um die Masseelektrode 30 herzustellen. Das erste Element entsprach dem Basismaterial 35, und das zweite Element entsprach dem Kernmaterial 36. Hier wurde der kürzeste Abstand Wm durch Regulieren der Dicke des becherförmigen ersten Elements vor dem Formen reguliert. Bei dieser Ausführungsform war der kürzeste Abstand Wm kürzer als der kürzeste Abstand zwischen dem Kernabschnitt 36 und der vorderen Endfläche 31se (das heißt, ein Abstand zwischen dem vorderen Ende 36t und der vorderen Endfläche 31se). Wie oben beschrieben war die Masseelektrode 30 in Bezug auf die Symmetriefläche CLa symmetrisch. Dementsprechend war auch der kürzeste Abstand zwischen dem zweiten Liniensegment L2, das der zweiten konischen Fläche 31ts2 entspricht, und dem Kernabschnitt 36 von der gleichen Länge wie die Länge des kürzesten Abstands Wm. Die Masseelektroden 30 der zehn Versuchsstücke wiesen ungefähr die gleiche Außenform auf. Die folgende Tabelle 2 gibt die Messergebnisse bei dem zweiten Bewertungsversuch an. Tabelle 2

Wm 0,1 0,2 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7

dDg - 0,13 0,12 0,13 0,14 0,16 0,18 0,21 0,25 0,34

Bewertung C A A A A A A A A B
Die Einheit des kürzesten Abstands Wm ist Millimeter. Das Ausmaß der Zunahme dDg der Spaltdistanz Dg (nachstehend als "Ausmaß der Zunahme dDg des Spalts" bezeichnet) ist die Differenz (Einheit: Millimeter) aus der Subtraktion der Spaltdistanz Dg vor dem Betrieb von der Spaltdistanz Dg nach dem 100 Stunden langen Betrieb. Was das Bewertungsergebnis betrifft, gibt eine Bewertung von A an, dass das Ausmaß der Zunahme dDg des Spalts geringer als 0,3 mm ist. Eine Bewertung von B gibt an, dass das Ausmaß der Zunahme dDg des Spalts 0,3 mm oder mehr beträgt. Eine Bewertung von C gibt an, dass das Basismaterial 35 der Masseelektrode 30 durch den 100 Stunden langen Betrieb zerrissen wurde. Das heißt, der Kernabschnitt 36 sprang aus dem Basismaterial 35 vor.
Die zehn Versuchsstücke, die für den zweiten Bewertungsversuch eingesetzt wurden, wiesen vor dem Versuch (das heißt, vor dem 100 Stunden langen Betrieb) die gleichen Längen Da, Db, Dc, Dt, Dd, Ds und Dg wie die jeweiligen Längen der Versuchsstücke, die für den ersten Bewertungsversuch eingesetzt wurden, auf. Der Kantenabstand De vor dem Versuch betrug 1,2 mm. Das Material des Basismaterials 35 war Inconel, und das Material des Kernabschnitts 36 war reines Kupfer.
Wie in Tabelle 2 angeführt neigt das Ausmaß der Zunahme dDg des Spalts mit abnehmendem kürzesten Abstand Wm zur Abnahme. Dies liegt vermutlich an dem folgenden Grund. Das heißt, das Verhältnis des Kernabschnitts 36 zu dem Inneren des vorderen Endabschnitts 31 der Masseelektrode 30 wird umso größer, je kleiner der kürzeste Abstand Wm ist. Dementsprechend kann Wärme während des Betriebs des Verbrennungsmotors leicht von dem vorderen Endabschnitt 31 zu einem anderen Abschnitt der Masseelektrode 30 (hier, dem Nasenabschnitt 32) abgegeben werden. Daher können eine hohe Temperatur des vorderen Endabschnitts 31 und ein Zustand, in dem die Temperatur des vorderen Endabschnitts 31 hoch bleibt, unterdrückt werden. Dies gestattet das Unterdrücken der Abnutzung des vorderen Endabschnitts 31 (zum Beispiel eine Oxidation der Oberfläche des vorderen Endabschnitts 31). Dies gestattet, dass eine Zunahme des Ausmaßes der Zunahme dDg des Spalts unterdrückt werden kann.
Im Besonderen wurde, wie in Tabelle 2 angeführt ist, die Masseelektrode 30 bei einem kürzesten Abstand von 0,1 mm während des Versuchs zerrissen. Bei einem kürzesten Abstand Wm von 0,2 mm, 0,3 mm, 0,5 mm, 0,7 mm, 0,9 mm, 1,1 mm, 1,3 mm, 1,5 mm und 1,7 mm lautete das entsprechende Ausmaß der Zunahme dDg der Spaltdistanz 0,13 mm, 0,12 mm, 0,13 mm, 0,14 mm, 0,16 mm, 0,18 mm, 0,21 mm, 0,25 mm bzw. 0,34 mm. Somit ergab sich bei einem kürzesten Abstand Wm von 0,2 mm oder mehr und 1,5 mm oder weniger das Bewertungsergebnis einer Bewertung von A. Bei dem kürzesten Abstand Wm von 1,7 mm ergab das Bewertungsergebnis eine Bewertung von B.
Somit gestattet das Setzen des kürzesten Abstands Wm auf 1,5 mm oder weniger, dass das Ausmaß der Zunahme dDg auf weniger als 0,3 mm gedrückt werden kann. Das Setzen des kürzesten Abstands Wm auf 0,2 mm oder mehr gestattet, dass eine Beschädigung der Masseelektrode 30 (zum Beispiel ein Reißen) unterdrückt werden kann. Entsprechend ist es zur Verbesserung der Haltbarkeit der Masseelektrode 30 günstig, den kürzesten Abstand Wm auf 0,2 mm oder mehr und 1,5 mm oder weniger zu setzen. Die kürzesten Abstände Wm, bei denen gute Bewertungsergebnisse erhalten wurden, lauteten 0,2 mm, 0,3 mm, 0,5 mm, 0,7 mm, 0,9 mm, 1,1 mm, 1,3 mm und 1,5 mm. Jeder beliebige Wert unter diesen Werten kann als bevorzugte obere Grenze eines Bereichs des kürzesten Abstands Wm eingesetzt werden. Jeder beliebige Wert unter diesen Werten, der gleich oder geringer als die obere Grenze ist, kann als bevorzugte untere Grenze des Bereichs des kürzesten Abstands Wm eingesetzt werden.
Die Wirkung der Kühlung der Oberfläche des vorderen Endabschnitts 31 (insbesondere der konischen Flächen 31ts1 und 31ts2) durch den Kernabschnitt 36 ändert sich vermutlich hauptsächlich je nach dem kürzesten Abstand Wm. Daher ist der bevorzugte Bereich des kürzesten Abstands Wm vermutlich unabhängig von der sonstigen Gestaltung mit Ausnahme des kürzesten Abstands Wm anwendbar. Zum Beispiel ist der bevorzugte Bereich unabhängig von der Form der Masseelektrode 30 anwendbar.
A5. Dritter Bewertungsversuch
Im Folgenden wird ein dritter Bewertungsversuch unter Verwendung von Versuchsstücken der Zündkerze 100 beschrieben. Bei dem dritten Bewertungsversuch wurde die Haltbarkeit der Masseelektrode 30 bewertet. Bei diesem Versuch wurden fünf Zündkerzen 100, bei denen sich das Material des Kernabschnitts 36 unterschied, als Versuchsstücke eingesetzt. Die folgende Tabelle 3 gibt die Bewertungsergebnisse des dritten Bewertungsversuchs an. Tabelle 3

Material Schmelzpunkt (°C) Bewertung

Cu 1083 B

SUS304 1350 A

Legierung mit hohem Ni-Gehalt 1413 A

Ni 1453 A

Fe 1536 A
Die fünf Versuchstücke, die bei dem dritten Bewertungsversuch eingesetzt wurden, wiesen vor dem Versuch die gleichen Längen Da, Db, Dc, Dt, Dd, Ds und Dg wie die jeweiligen Längen der Versuchsstücke, die für den ersten Bewertungsversuch eingesetzt wurden, auf. Das Material des Basismaterials 35 war Inconel. Der Kantenabstand De vor dem Versuch betrug 1,2 mm, und der kürzeste Abstand Wm betrug 0,2 mm.
Bei dem dritten Bewertungsversuch wurde ein Zyklus des Erhitzens und Abkühlens der Elektroden 20 und 30 der Zündkerze 100 3000 Mal wiederholt. Die dadurch entstehende Veränderung der Masseelektrode 30 wurde bewertet. Im Besonderen umfasste ein Zyklus ein einminütiges Erhitzen der Elektroden 20 und 30 (insbesondere in der Nähe des Spalts g) mit einem Brenner und ein anschließendes einminütiges Abkühlen der Elektroden 20 und 30 in der Luft. Das einminütige Erhitzen erhöhte die Temperatur in dem Bereich der Masseelektrode 30 nahe an dem Spalt g auf 1100 Grad Celsius. Diese Temperatur war höher als die Temperatur bei dem oben beschriebenen zweiten Bewertungsversuch (ungefähr 1000 Grad Celsius). Das heißt, bei dem dritten Bewertungsversuch wurde die Bewertung im Vergleich zu dem zweiten Bewertungsversuch unter strengeren Bedingungen vorgenommen.
In Tabelle 3 sind die Materialien der Kernabschnitte 36, die Schmelzpunkte der Materialien und die Bewertungsergebnisse des dritten Bewertungsversuchs angeführt. Als Materialien für den Kernabschnitt 36 wurden reines Kupfer (Cu), ein Edelstahl (SUS304), eine Legierung mit hohem Nickelgehalt, reines Nickel (Ni) und reines Eisen (Fe) eingesetzt. Die Bewertung A gibt an, dass bei der Masseelektrode 30 keine Veränderung erkennbar war. Die Bewertung B gibt an, dass die Masseelektrode 30 zerrissen wurde. Wie in Tabelle 3 angeführt ergab das Bewertungsergebnis für reines Kupfer als Material des Kernabschnitts 36 eine Bewertung von B. Dies liegt vermutlich daran, dass das Basismaterial 35 aufgrund der Wärmeausdehnung des Kernabschnitts 36 beschädigt wurde und der Kernabschnitt 36, der während der Erhitzung geschmolzen wurde, aus dem beschädigten Basismaterial 35 austrat. Bei jedem beliebigen aus dem Edelstahl (SUS304), der Legierung mit hohem Nickelgehalt, dem reinen Nickel und dem reinen Eisen als Material für den Kernabschnitt 36 ergab das Bewertungsergebnis eine Bewertung von A. Dies liegt vermutlich daran, dass der Schmelzpunkt des Materials des Kernabschnitts 36 höher als die Temperatur der Masseelektrode 30 während der Erhitzung (ungefähr 1100 Grad Celsius) ist; daher kam es nicht zu einem Schmelzen des Kernabschnitts 36.
Wie oben beschrieben gestattet der Einsatz eines Materials mit einem höheren Schmelzpunkt als der Temperatur der Masseelektrode 30 während der Erhitzung als Material des Kernabschnitts 36, dass ein Zerreißen der Masseelektrode 30 unterdrückt wird. Die Höchsttemperatur der Masseelektrode 30 während des Betriebs des Verbrennungsmotors unterscheidet sich je nach dem Verbrennungsmotor. Die vorherrschenden Verbrennungsmotoren sind im Allgemeinen unter der Annahme gestaltet, dass die Höchsttemperatur der Masseelektrode 30 geringer als 1000 Grad Celsius ist. Wenn derartige Verbrennungsmotoren verwendet werden, ist der Einsatz verschiedenster Materialien mit einem höheren Schmelzpunkt als der angenommenen Höchsttemperatur (hier, 1000 Grad Celsius) (zum Beispiel verschiedene Metallmaterialien einschließlich reines Kupfer) als Material des Kernabschnitts 36 möglich. Es ist auch möglich, Verbrennungsmotoren zu verwenden, die so gestaltet sind, dass eine Höchsttemperatur der Masseelektrode 30 von mehr als 1000 Grad Celsius angenommen wird. In solchen Verbrennungsmotoren kann die angenommene Höchsttemperatur der Masseelektrode 30 1100 Grad Celsius betragen. In diesem Fall können verschiedene Materialien mit höheren Schmelzpunkten als der angenommenen Höchsttemperatur als Material des Kernabschnitts 36 eingesetzt werden. Wie bei dem in Tabelle 3 angeführten Bewertungsversuch bewertet gestattet der Einsatz eines Materials mit einem Schmelzpunkt von 1350 Grad Celsius oder höher für die Masseelektrode 30 im Allgemeinen die Bereitstellung einer Zündkerze 100, die bei verschiedenen Verbrennungsmotoren anwendbar ist.
Der dritte Bewertungsversuch wurde unter der Bedingung einer Höchsttemperatur der Masseelektrode 30 von 1100 Grad Celsius vorgenommen. Die Schmelzpunkte der Materialien, bei denen im dritten Bewertungsversuch ein gutes Bewertungsergebnis erhalten wurde, betrugen 1350 Grad Celsius, 1413 Grad Celsius, 1453 Grad Celsius, und 1536 Grad Celsius. Jeder beliebige Wert unter diesen Werten kann als bevorzugte untere Grenze des Bereichs des Schmelzpunkts eingesetzt werden. Jeder beliebige Wert unter diesen Werten, der gleich oder höher als die untere Grenze ist, kann als bevorzugte obere Grenze des Bereichs des Schmelzpunkts eingesetzt werden.
B. Zweite Ausführungsform
B1. Aufbau der Zündkerze
3A bis 3E sind schematische Diagramme, die den Aufbau von Elektroden 20 und 30a einer Zündkerze 100a einer zweiten Ausführungsform veranschaulichen. 3A bis 3C sind schematische Diagramme, die jeweils 2A bis 2C ähnlich sind. 3D veranschaulicht einen Querschnitt entlang der Linie A2-A2 in 3A. 3E veranschaulicht einen Querschnitt entlang der Linie A3-A3 in 3A. Der Hauptunterschied zwischen der Zündkerze 100 der ersten Ausführungsform, die in 2A bis 2D veranschaulicht ist, und der Zündkerze 100a der zweiten Ausführungsform, die in 3A bis 3D veranschaulicht ist, ist der Kernabschnitt der Masseelektrode. Das heißt, bei der Zündkerze 100a der zweiten Ausführungsform ist der Kernabschnitt 36 der Zündkerze 100 der ersten Ausführungsform durch einen Kernabschnitt 36a ersetzt, der einen ersten Kernabschnitt 36a1 und einen zweiten Kernabschnitt 36a2 umfasst. Der Aufbau mit Ausnahme der Masseelektrode 30a ist der gleiche wie der Aufbau der in 1 und 2A bis 2D beschriebenen ersten Ausführungsform. Die Masseelektrode 30a ist so gestaltet, dass sie in Bezug auf die Symmetriefläche CLa symmetrisch ist. Von den Bestandteilen der Zündkerze 100a der zweiten Ausführungsform werden jene Elemente, deren Bezugszeichen sie als Elemente bezeichnen, die mit jenen der Zündkerze 100 der ersten Ausführungsform identisch sind, nicht näher besprochen werden.
Wie in 3A veranschaulicht umfasst die Masseelektrode 30a ein Basismaterial 35a und den in das Basismaterial 35a eingebetteten Kernabschnitt 36a. Die Form der Masseelektrode 30a (das heißt, die Außenform des Basismaterials 35a) ist die gleiche wie die Form der Masseelektrode 30 der ersten Ausführungsform (nämlich die Außenform des Basismaterials 35).
Der Kernabschnitt 36a umfasst den ersten Kernabschnitt 36a1 und den zweiten Kernabschnitt 36a2. Der zweite Kernabschnitt 36a2 ist zwischen dem Basismaterial 35 und dem ersten Kernabschnitt 36a1 angeordnet. Der erste Kernabschnitt 36a1 erstreckt sich ähnlich wie der Kernabschnitt 36 der ersten Ausführungsform von dem zweiten Ende 30e2 der Masseelektrode 30a zu einem vorderen Ende 36at, das in der Mitte des vorderen Endabschnitts 31 angeordnet ist. Der zweite Kernabschnitt 36a2 ist eine röhrenförmige Schicht, die die hintere Endseite des ersten Kernabschnitts 36a1 (das heißt, die Seite des zweiten Endes 30e2) bedeckt. Der zweite Kernabschnitt 36a2 erstreckt sich von dem zweiten Ende 30e2 der Masseelektrode 30a bis zu einer Position in der Nähe des vorderen Endes 36at des ersten Kernabschnitts 36a1. Das vordere Ende des ersten Kernabschnitts 36a1 (das heißt, die Seite an dem ersten Ende 30e1) ist nicht durch den zweiten Kernabschnitt 36a2 bedeckt, sondern steht mit dem Basismaterial 35a in Kontakt. Das vordere Ende 36at des ersten Kernabschnitts 36a1 bildet jenes Ende 36at der beiden Enden des Kernabschnitts 36a, das sich an einem Teil befindet, der näher an dem vorderen Endabschnitt 31 der Masseelektrode 30a liegt. Ein Teil des ersten Kernabschnitts 36a1, der von dem zweiten Kernabschnitt 36a2 bedeckt ist, ist dünner als jener Teil, der nicht von dem zweiten Kernabschnitt 36a2 bedeckt ist. Entsprechend wird verhindert, dass die Dicke jenes Teils des Kernabschnitts 36a, der den zweiten Kernabschnitt 36a2 umfasst, übermäßig dick wird. Die Dicke des Kernabschnitts 36a ändert sich von dem zweiten Ende 30e2 zu dem vorderen Ende 36at hin sanft.
Der erste Kernabschnitt 36a1 ist aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als jener des Basismaterials 35a gebildet. Der zweite Kernabschnitt 36a2 ist aus einem Material mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als jener des ersten Kernabschnitts 36a1 gebildet. Zum Beispiel ist das Material das Basismaterials 35a Inconel, ist das Material des ersten Kernabschnitts 36a1 reines Nickel, und ist das Material des zweiten Kernabschnitts 36a2 reines Kupfer. Hier ist als Material jenes Teils des Kernabschnitts 36a, der das vordere Ende 36at beinhaltet, (hier, des ersten Kernabschnitts 36a1) ein Material mit einem Schmelzpunkt von 1350 Grad Celsius oder höher bevorzugt. Zum Beispiel kann jedes beliebige Material, das aus dem Edelstahl (SUS304), der Legierung mit hohem Nickelgehalt, dem reinen Nickel und dem reinen Eisen, die in Tabelle 3 angeführt sind, gewählt wird, eingesetzt werden.
3D veranschaulicht einen Querschnitt eines Teils der Masseelektrode 30a, der den zweiten Kernabschnitt 36a2 enthält (das heißt, des hinteren endseitigen Teils der Masseelektrode 30a, hier, des Nasenabschnitts 32). Dieser Querschnitt verläuft senkrecht zu der Richtung, in der sich die Masseelektrode 30a erstreckt. In dem Querschnitt bedeckt der zweite Kernabschnitt 36a2 den gesamten Umfang des ersten Kernabschnitts 36a1. Im Querschnitt ist der Aufbau ein dreischichtiger Aufbau aus dem ersten Kernabschnitt 36a1, dem zweiten Kernabschnitt 36a2 und dem Basismaterial 35a.
3E veranschaulicht einen Querschnitt eines Teils der Masseelektrode 30e, der den zweiten Kernabschnitt 36a2 nicht enthält (das heißt, eines Teils an der vorderen Endseite der Masseelektrode 30a, hier, des vorderen Endabschnitts 31). Dieser Querschnitt verläuft senkrecht zu der Richtung, in der sich die Masseelektrode 30a erstreckt, das heißt, es handelt sich um einen Querschnitt, der senkrecht zu der zweiten Richtung D2 verläuft. Im Querschnitt ist der Aufbau ein zweischichtiger Aufbau aus dem ersten Kernabschnitt 36a1 und dem Basismaterial 35a.
3B veranschaulicht einen Querschnitt, der das vordere Ende 36at des Kernabschnitts 36a1 enthält und senkrecht zu der Mittelachse CL verläuft. Ein kürzester Abstand Wma in dieser Zeichnung ist der kürzeste Abstand zwischen dem ersten Liniensegment L1 und dem Kernabschnitt 36a (hier, dem ersten Kernabschnitt 36a1). Bei dieser Ausführungsform ist der kürzeste Abstand Wma kürzer als der kürzeste Abstand zwischen dem Kernabschnitt 36 und der vorderen Endfläche 31se der Masseelektrode 30a (das heißt, eine Entfernung zwischen dem vorderen Ende 36at des Kernabschnitts 36a und der vorderen Endfläche 31se). Wie in 3E veranschaulicht enthält der Querschnitt an der vorderen Endseite der Masseelektrode 30a (das heißt, der Seite des ersten Endes 30e1) zwei Schichten aus dem ersten Kernabschnitt 36a1 und dem Basismaterial 35a. Als quergeschnittener Aufbau der vorderen Endseite der Masseelektrode 30a kann hier der quergeschnittene Aufbau der vorderen Endseite (der Seite des ersten Endes 30e1) eines Teils in der Kontur des Querschnitts des ersten Kernabschnitts 36a1 in dem Querschnitt von 3B, der das vordere Ende 36at enthält, eingesetzt werden. Wie in 3D veranschaulicht enthält der Querschnitt der hinteren Endseite der Masseelektrode 30a (das heißt, der Seite des zweiten Endes 30e2) drei Schichten aus dem ersten Kernabschnitt 36a1, dem zweiten Kernabschnitt 36a2 und dem Basismaterial 35a). Als quergeschnittener Aufbau der hinteren Endseite der Masseelektrode 30a kann hier der quergeschnittene Aufbau der hinteren Endseite eines Teils in der Kontur des Querschnitts des ersten Kernabschnitts 36a1 in dem Querschnitt von 3B, der ein hinteres Ende 36a1b (das Ende 36a1b, das sich von dem ersten Ende 30a1 der Masseelektrode 30a am weitesten weg befindet) enthält, eingesetzt werden.
B2. Vierter Bewertungsversuch
Im Folgenden wird ein vierter Bewertungsversuch unter Verwendung von Versuchsstücken der Zündkerze 100 beschrieben. Ähnlich wie bei dem zweiten Bewertungsversuch wurde bei dem vierten Bewertungsversuch das Ausmaß der Zunahme der Spaltdistanz Dg nach einem 100 Stunden langen Betrieb eines Verbrennungsmotors mit der Zündkerze 100a gemessen. Der vierte Bewertungsversuch unterschied sich von dem zweiten Bewertungsversuch darin, dass der Betrieb des Verbrennungsmotors so eingerichtet wurde, dass die Höchsttemperatur an einem Teil der Masseelektrode 30 dicht an dem Spalt g beim Betrieb mit voll geöffneter Drosselklappe 1100 Grad Celsius, was mehr als 1000 Grad Celsius ist, erreichte. Daher wurde die Bewertung bei dem vierten Bewertungsversuch verglichen mit dem zweiten Bewertungsversuch unter strengeren Bedingungen vorgenommen.
Bei dem vierten Bewertungsversuch wurden zwei Zündkerzen 100a mit zweiten Kernabschnitten 36a2, deren Längen unterschiedlich waren, als Versuchsstücke (ein erstes Versuchsstück und ein zweites Versuchsstück) angefertigt. Der Aufbau des ersten Versuchsstücks entsprach dem in 3A bis 3D beschriebenen Aufbau. Der Aufbau des zweiten Versuchsstücks (nicht dargestellt) andererseits unterschied sich in den folgenden Punkten von dem ersten Versuchsstück. Das heißt, der zweite Kernabschnitt 36a2 des zweiten Versuchsstücks erstreckte sich von dem zweiten Ende 30e2 bis zu einer Position des Querschnitts entlang der Linie A2-A2, die sich in der Mitte des Nasenabschnitts 32 befindet. Zum anderen war an der vorderen Endseite in Bezug auf den Querschnitt entlang der Linie A2-A2 kein zweiter Kernabschnitt 36a2 angeordnet. Das heißt, das zweite Versuchsstück enthielt an dem 3B entsprechenden Querschnitt keinen zweiten Kernabschnitt 36a2. Die beiden Versuchsstücke wiesen vor dem Versuch (das heißt, vor dem 100 Stunden langen Betrieb) die gleichen Längen Da, Db, Dc, Dt, Dd, De, Ds und Dg wie die jeweiligen Längen der Versuchsstücke, die für den zweiten Bewertungsversuch eingesetzt wurden, auf. Der kürzeste Abstand Wma (siehe 3B) der beiden Versuchsstücke betrug 1,3 mm. Bei den beiden Versuchsstücken war das Material des Basismaterials 35a Inconel, war das Material des ersten Kernabschnitts 36a1 reines Nickel, und war das Material des zweiten Kernabschnitts 36a2 reines Kupfer.
Messungen des jeweiligen Ausmaßes der Zunahme der Spaltdistanz Dg der beiden Versuchsstücke ergaben die folgenden Ergebnisse:

1) erstes Versuchsstück: 0,27 mm
2) zweites Versuchsstück: 0,33 mm

Wie oben beschrieben gelang es in dem Fall, in dem der Querschnitt von 3B den zweiten Kernabschnitt 36a2 enthielt (erstes Versuchsstück), das Ausmaß der Zunahme der Spaltdistanz Dg verglichen mit dem Fall, in dem der Querschnitt den zweiten Kernabschnitt 36a2 nicht enthielt (zweites Versuchsstück), zu verringern. Entsprechend wird gefolgert, dass in dem Fall, in dem der Querschnitt, der das vordere Ende 36at des Kernabschnitts 36a enthält, wenigstens einen Teil des zweiten Kernabschnitts 36a2 enthält, verglichen mit dem Fall, in dem der Querschnitt den zweiten Kernabschnitt 36a2 nicht enthält, eine hohe Temperatur des vorderen Endabschnitts 31 unterdrückt werden kann.
In dem Querschnitt, der in 3B veranschaulicht ist, umfasst der Querschnittaufbau der vorderen Endseite der Masseelektrode 30a (das heißt, der ersten Endseite 30e1) zwei Schichten aus dem ersten Kernabschnitt 36a1 und dem Basismaterial 35a. Daher ist der zweite Kernabschnitt 36a2 in 3B nicht an der vorderen Endseite des Kernabschnitts 36a (das heißt, einem Teil, in dem die Temperatur hoch wird) angeordnet. Als Ergebnis kann unterdrückt werden, dass der zweite Kernabschnitt 36a2 schmilzt und dazu gebracht wird, aus dem Basismaterial 35a auszutreten (dieses zerreißt).
Falls in dem in 3B veranschaulichten Querschnitt ein Teil des zweiten Kernabschnitts 36a2 vorhanden ist, kann die Wärme unabhängig von den jeweiligen Formen des ersten Kernabschnitts 36a1, des zweiten Kernabschnitts 36a2 und des Basismaterials 35a leicht durch den zweiten Kernabschnitt 36a2 von dem vorderen Endabschnitt 31 zu einem anderen Teil der Masseelektrode 30a (hier, zum Beispiel, dem Nasenabschnitt 35) abgegeben werden. Falls der zweite Kernabschnitt 36a2 in dem Querschnitt, der in 3B veranschaulicht ist, nicht an der vorderen Endseite, sondern an der hinteren Endseite angeordnet ist, kann unabhängig von den jeweiligen Formen des ersten Kernabschnitts 36a1, des zweiten Kernabschnitts 36a2 und des Basismaterials 35a unterdrückt werden, dass der zweite Kernabschnitt 36a2 schmilzt und dazu gebracht wird, aus dem Basismaterial 35a auszutreten (dieses zerreißt).
C. Dritte Ausführungsform
C1. Aufbau der Zündkerze
4A und 4B sind schematische Diagramme, die den Aufbau von Elektroden 20 und 30b einer Zündkerze 100b einer dritten Ausführungsform veranschaulichen. 4A und 4B sind schematische Diagramme, die jeweils 2A und 2C ähnlich sind. Der Hauptunterschied zwischen der Zündkerze 100 der ersten Ausführungsform, die in 2A und 2C veranschaulicht ist, und der Zündkerze 100b der dritten Ausführungsform, die in 4A und 4B veranschaulicht ist, besteht in einer Edelmetallspitze 38. Das heißt, die Masseelektrode 30b der Zündkerze 100b der dritten Ausführungsform umfasst eine Edelmetallspitze 38, die zu der vorderen Endfläche 20s1 der Mittelelektrode 20 gewandt ist. Der sonstige Aufbau der Zündkerze 100b ist der gleiche wie der Aufbau der Zündkerze 100 der ersten Ausführungsform, die in 2A bis 2D beschrieben ist. Von den Bestandteilen der Zündkerze 100b der dritten Ausführungsform werden jene Elemente, deren Bezugszeichen sie als Elemente bezeichnen, die mit jenen der Zündkerze 100 der ersten Ausführungsform identisch sind, nicht näher besprochen werden.
Die Masseelektrode 30b umfasst die Masseelektrode 30 der ersten Ausführungsform als Hauptkörperabschnitt (nachstehend auch als "Hauptkörperabschnitt 30" bezeichnet). Die Masseelektrode 30b umfasst ferner die Edelmetallspitze 38, die an der Innenfläche 31si des vorderen Endabschnitts 31 des Hauptkörperabschnitts 30 befestigt ist. Die Edelmetallspitze 38 weist eine Säulenform auf, in deren Mitte die Mittelachse CL angeordnet ist. Zwischen einer zu der Mittelelektrode 20 gewandten Fläche 38si der Oberfläche der Edelmetallspitze 38 (hier, der Fläche 38si an der Seite –D1) und der vorderen Endfläche 20si der Mittelelektrode 20 ist der Spalt g gebildet. Die Edelmetallspitze 38 ist unter Verwendung einer iridiumhaltigen Legierung gebildet. Die Edelmetallspitze 38 ist durch Laserstrahlschweißen an dem Basismaterial 35 befestigt. Im Besonderen ist ein Grenzabschnitt zwischen der äußeren Umfangsfläche der Edelmetallspitze 38 und der Innenfläche 31si des vorderen Endabschnitts 31 des Hauptkörperabschnitts 30 über den gesamten Umfang hinweg durch Laserstrahlschweißen versiegelt.
Das schematische Diagramm von 4B veranschaulicht die an die Innenfläche 31si geschweißte Edelmetallspitze 38. Eine veranschaulichte Strecke Dd8 gibt einen Außendurchmesser der Edelmetallspitze 38 an. Eine Strecke Dm8 gibt den kürzesten Abstand zwischen der ersten Kantenlinie L11 und der Edelmetallspitze 38 an. Die Masseelektrode 30b ist so aufgebaut, dass sie in Bezug auf die Symmetriefläche CLa symmetrisch ist. Bei dem Beispiel von 4B ist der untere Boden Lb der gegenüberliegenden Fläche 31tsi des konischen Endabschnitts 31t in Bezug auf die Mittelachse CL an der Seite –D2 angeordnet. Doch der untere Boden Lb kann in Bezug auf die Mittelachse CLK an der Seite +D2 angeordnet sein.
Bei der Zündkerze 100b dieser Ausführungsform kann es zusätzlich zu der Entladung zwischen der Edelmetallspitze 38 und der Mittelelektrode 20 auch zu einer solchen zwischen der/den Kantenlinie(n) L11 und/oder L12 und der Mittelelektrode 20 kommen. Wenn es zwischen der/den Kantenlinie(n) L11 und/oder L12 und der Mittelelektrode 20 zu einer Entladung kommt, kommt es zu einer Abnutzung des Hauptkörperabschnitts 30. Eine Abnutzung des Hauptkörperabschnitts 30 unterdrückt die Kühlung der Edelmetallspitze 38 durch den Hauptkörperabschnitt 30. Dementsprechend wird die Temperatur der Edelmetallspitze 38 wahrscheinlich hoch sein. Als Ergebnis kommt es wahrscheinlich zu einer Abnutzung der Edelmetallspitze 38. Um das Kühlen der Edelmetallspitze 38 durch den Hauptkörperabschnitt 30 zu fördern, wird nun überlegt, das Verhältnis des Kernabschnitts 36 an dem vorderen Endabschnitt 31 des Hauptkörperabschnitts 30 zu erhöhen. Doch wenn der Kernabschnitt 36 mit einem Verschmelzungsabschnitt (Einzelheiten werden später beschrieben werden), der durch das Verschweißen der Edelmetallspitze 38 und des Basismaterials 35 erzeugt wird, in Kontakt gelangt, kann die Stärke der Schweißung verschlechtert werden. Daher wurde ein fünfter Bewertungsversuch, der später beschrieben werden wird, durchgeführt, und wurden Positionen des Verschmelzungsabschnitts und des Kernabschnitts 36, bei denen die Abnutzung der Edelmetallspitze 38 und die Stärke der Schweißung ausgeglichen waren, untersucht.
Zuerst wird im Folgenden der halbierende Querschnitt, auf den bei der Beschreibung des fünften Bewertungsversuchs Bezug genommen werden wird, beschrieben. 5A und 5B und 6A und 6B sind Schnittansichten, die den durch das Laserstrahlschweißen erzeugten Verschmelzungsabschnitt veranschaulichen. Die Zeichnungen veranschaulichen einen Teil des halbierenden Querschnitts der in 4A veranschaulichten Masseelektrode 30b, der den vorderen Endabschnitt 31 enthält. 5A gibt zwei Verschmelzungsabschnittsquerschnitte Ama und Amb an. 6A veranschaulicht einen Verschmelzungsabschnittsquerschnitt Am (die Verschmelzungsabschnittsquerschnitte Ama, Amb und Am sind schraffiert). Der Verschmelzungsabschnitt ist ein Teil, der durch das Laserstrahlschweißen gebildet wird. Der Verschmelzungsabschnitt ist ein Teil, der eine Komponente aus dem Basismaterial 35 und eine Komponente aus der Edelmetallspitze 38 umfasst. Der Verschmelzungsabschnitt wird durch Mischen des geschmolzenen Basismaterials 35 und der geschmolzenen Edelmetallspitze 38 gebildet. 5A und 5B veranschaulichen ein Beispiel, bei dem der erste Verschmelzungsabschnittsquerschnitt Ama an der vorderen Endseite (der Seite des ersten Endes 30e1) von dem zweiten Verschmelzungsabschnittsquerschnitt Amb an der hinteren Endseite isoliert ist. 6A und 6B veranschaulichen ein Beispiel, bei dem an dem halbierenden Querschnitt ein fortlaufender Verschmelzungsabschnittsquerschnitt Am gebildet ist.
Eine erste Fläche S1 in 5A und 6A veranschaulicht eine Fläche des Verschmelzungsabschnittsquerschnitts in dem halbierenden Querschnitt. Bei dem Beispiel von 5A ist die erste Fläche S1 die Summe einer Fläche S1a des ersten Verschmelzungsabschnittsquerschnitts Ama und einer Fläche S1b des zweiten Verschmelzungsabschnittsquerschnitts Amb. Bei dem Beispiel von 6A ist die erste Fläche S1 die Fläche des Verschmelzungsabschnittsquerschnitts Am.
Die Zeichnungen veranschaulichen drei Positionen Pa, Pb und Pc. Die Positionen Pa, Pb und Pc sind auf Basis von Positionen, die in den Verschmelzungsabschnittsquerschnitten enthalten sind, festgelegt. Die erste Position Pa ist an der Position festgelegt, die dem ersten Ende 30e1 in der Verlaufsrichtung der gegenüberliegenden Fläche 31tsi (hier, der zweiten Richtung D2) am nächsten liegt. Die zweite Position Pb ist an der Position festgelegt, die von der Mittelelektrode 20 (nicht veranschaulicht) in der ersten Richtung D1 am weitesten entfernt ist. Die dritte Position Pc ist an der Position festgelegt, die von dem ersten Ende 30e1 in der Verlaufsrichtung der gegenüberliegenden Fläche 31tsi (hier, der zweiten Richtung D2) am weitesten entfernt ist. Im Folgenden ist der Aufbau des halbierenden Querschnitts unter Verwendung dieser Positionen Pa, Pb und Pc beschrieben.
5A und 6A veranschaulichen zwei gerade Linien L31 und L32. Die erste gerade Linie L31 ist unter den geraden Linien, die in dem halbierenden Querschnitt senkrecht zu der Verlaufsrichtung der gegenüberliegenden Fläche 31tsi (hier, der zweiten Richtung D2) verlaufen und den Verschmelzungsabschnittsquerschnitt überlappen, an der vordersten Seite (an der Seite des ersten Endes 31e1) positioniert. Bei dieser Ausführungsform verläuft die erste gerade Linie L31 durch die erste Position Pa und verläuft sie parallel zu der ersten Richtung D1. Die zweite gerade Linie L32 ist unter den geraden Linien, die senkrecht zu der Verlaufsrichtung der gegenüberliegenden Fläche 31tsi (hier, der zweiten Richtung D2) verlaufen und den Verschmelzungsabschnittsquerschnitt überlappen, an der hintersten Endseite positioniert. Bei dieser Ausführungsform verläuft die zweite gerade Linie L32 durch die dritte Position Pc und verläuft sie parallel zu der ersten Richtung D1. Eine zweite Fläche S2, die in 5B und 6B veranschaulicht ist, ist eine Fläche eines Teils, der in dem Querschnitt des Hauptkörperabschnitts 30 (einschließlich des Verschmelzungsabschnitts) zwischen der ersten geraden Linie L31 und der zweiten geraden Linie L32 eingeschlossen ist. In 5B und 6B sind die Teile, die der zweiten Fläche S2 entsprechen, schraffiert.
Bei den Beispielen von 5A und 5B erstreckt sich der Querschnitt des Kernabschnitts 36 in Bezug auf die zweite gerade Linie L32 zu der vorderen Endseite (der Seite des vorderen Endes 30e1) der Masseelektrode 30b. Der Querschnitt des Kernabschnitts 36 (oder des ersten Kernabschnitts 36a1) steht mit keinem der Verschmelzungsabschnittsquerschnitte Ama und Amb in Kontakt. Der kürzeste Abstand Dm in 5A ist der kürzeste Abstand zwischen dem Querschnitt des Kernabschnitts 36 und dem Verschmelzungsabschnittsquerschnitt. Der Querschnitt des Kernabschnitts 36 kann mit wenigstens einem der Verschmelzungsabschnittsquerschnitte Ama und Amb in Kontakt stehen. Bei dem Beispiel von 6A steht der Querschnitt des Kernabschnitts 36 mit dem Verschmelzungsabschnittsquerschnitt Am in Kontakt. Doch der Querschnitt des Kernabschnitts 36 kann von dem Verschmelzungsabschnittsquerschnitt Am entfernt sein.
C2. Fünfter Bewertungsversuch
Im Folgenden wird der fünfte Bewertungsversuch unter Verwendung der Zündkerzen 100b der dritten Ausführungsform als Versuchsstücke beschrieben. Bei dem fünften Bewertungsversuch wurde ähnlich wie bei dem oben beschriebenen zweiten Bewertungsversuch nach dem Betreiben des Verbrennungsmotors mit der Zündkerze 100b für eine vorherbestimmte Zeit das Ausmaß der Zunahme der Spaltdistanz Dg gemessen und der Zustand des halbierenden Querschnitts beobachtet. Die Masseelektrode 30b umfasste die Edelmetallspitze 38. Dementsprechend wurde das Ausmaß der Zunahme der Spaltdistanz Dg unterdrückt. Daher wurde der Betriebszeitraum des Verbrennungsmotors auf 300 Stunden festgelegt, was länger als der Zeitraum bei dem zweiten Bewertungsversuch war. Der Umfang des Betriebs eines Zyklus entsprach dem Inhalt eines Zyklus bei dem zweiten Bewertungsversuch. Das heißt, der Betrieb eines Zyklus umfasste einen einminütigen Leerlaufbetrieb und einen einminütigen Betrieb mit voll geöffneter Drosselklappe. Die Höchsttemperatur der Masseelektrode 30b während des Leerlaufbetriebs betrug ungefähr 300 Grad Celsius. Die Höchsttemperatur der Masseelektrode 30b während des Betriebs mit voll geöffneter Drosselklappe betrug ungefähr 1000 Grad Celsius.
Bei dem fünften Bewertungsversuch wurden vierzehn Zündkerzen 100b als Versuchsstücke angefertigt. Die vierzehn Versuchsstücke wurden in zwei Gruppen geteilt. Die beiden Gruppen unterschieden sich hinsichtlich der Abmessungen des Hauptkörperabschnitts 30 und des Durchmessers der Edelmetallspitze 38 voneinander. Wie später beschrieben war die Anzahl der Versuchsstücke der ersten Gruppe "8", während die Anzahl der Versuchsstücke der zweiten Gruppe "6" war. Bei allen Versuchsstücken war das Material des Basismaterials 35 Inconel und das Material des Kernabschnitts 36 reines Kupfer. Im Folgenden sind die gemeinsamen Abmessungen in den jeweiligen Gruppen angeführt (hinsichtlich der Bezugszeichen, siehe 4A und 4B, 5A und 5B, und 6A und 6B).
Erste Gruppe

1) Breite Da des ersten Endes 30e1 des konischen Endabschnitts 31t in der dritten Richtung D3: 1,2 mm Diese Breite Da war die gleiche Länge wie die Länge des oberen Bodens Ub der gegenüberliegenden Fläche 31tsi.
2) Länge Db des konischen Endabschnitts 31t in der Richtung D2: 2,5 mm
3) Breite Dc des vorderen Endabschnitts 31 (mit Ausnahme des konischen Endabschnitts 31t) in der dritten Richtung D3: 2,8 mm Diese Breite war die gleiche Länge wie die Länge des unteren Bodens Lb der gegenüberliegenden Fläche 31tsi.
4) Dicke Dt des vorderen Endabschnitts 31 in der ersten Richtung D1: 1,6 mm
5) Außendurchmesser Dd8 der Edelmetallspitze 38: 1,0 mm
6) Abstand DL zwischen den beiden geraden Linien L31 und L32: 1,6 mm
7) Kürzester Abstand Dm8 zwischen der Edelmetallspitze 38 und der Kantenlinie L11: 0,4 mm
8) Durchmesser Dd der vorderen Endfläche 20s1 der Mittelelektrode 20: 0,8 mm
9) Abstand Dsb zwischen dem unteren Boden Lb und der Mittelachse CL der vorderen Endfläche 20s1 in der zweiten Richtung D2: 1,0 mm Der untere Boden Lb war in Bezug auf die Mittelachse CL der vorderen Endfläche 20s1 an der Seite –D2 angeordnet.
10) Spaltdistanz Dg: 1,0 mm
11) Abstand, der dem Kantenabstand De in 2D entspricht: 1,2 mm

Zweite Gruppe

1) Breite Da des ersten Endes 30e1 des konischen Endabschnitts 31t in der dritten Richtung D3: 1,0 mm Diese Breite Da war die gleiche Länge wie die Länge des oberen Bodens Ub der gegenüberliegenden Fläche 31tsi.
2) Länge Db des konischen Endabschnitts 31t in der Richtung D2: 2,0 mm
3) Breite Dc des vorderen Endabschnitts 31 (mit Ausnahme des konischen Endabschnitts 31t) in der dritten Richtung D3: 2,2 mm Diese Breite war die gleiche Länge wie die Länge des unteren Bodens Lb der gegenüberliegenden Fläche 31tsi.
4) Dicke Dt des vorderen Endabschnitts 31 in der ersten Richtung D1: 1,1 mm
5) Außendurchmesser Dd8 der Edelmetallspitze 38: 1,2 mm
6) Abstand DL zwischen den beiden geraden Linien L31 und L32: 1,8 mm
7) Kürzester Abstand Dm8 zwischen der Edelmetallspitze 38 und der Kantenlinie L11: 0,3 mm
8) Durchmesser Dd der vorderen Endfläche 20s1 der Mittelelektrode 20: 0,6 mm
9) Abstand Dsb zwischen dem unteren Boden Lb und der Mittelachse CL der vorderen Endfläche 20s1 in der zweiten Richtung D2: 0,5 mm
Der untere Boden Lb war in Bezug auf die Mittelachse CL der vorderen Endfläche 20s1 an der Seite –D2 angeordnet.
10) Spaltdistanz Dg: 1,0 mm
11) Abstand, der dem Kantenabstand De in 2D entspricht: 1,2 mm

Der Abstand, der dem kürzesten Abstand Wm von 2B entsprach, war bei allen Versuchsstücken 0,2 mm oder größer bis 1,5 mm oder geringer.

Die nachstehend dargestellte Tabelle 4 führt die jeweiligen Aufbauten und Bewertungsergebnisse der acht Versuchsstücke (Nr. 1 bis Nr. 8) in der ersten Gruppe an. Tabelle 5 führt die jeweiligen Aufbauten und Bewertungsergebnisse der sechs Versuchsstücke (Nr. 9 bis Nr. 14) in der zweiten Gruppe an. Tabelle 4

Nr.	S1	S2	SR (S1/S2)	Dm	Kernposition	Bewertung der Ablösung	dDg	Bewer tung der Abnut zung
1	0,5	2,56	0,195	0,2	zwischen Pb und Pc	A	0,15	A
2	0,5	2,56	0,195	0	Kontakt	B (abge löst)	-	-
3	0,7	2,56	0,273	0,8	nahe Seite in Bezug auf Pc	A	0,22	B
4	0,7	2,56	0,273	0,6	unmittelbar unter Pc	A	0,18	A
5	0,7	2,56	0,273	0,2	zwischen Pb und Pc	A	0,15	A
6	0,7	2,56	0,273	0	Kontakt	B	0,14	A
7	0,9	2,56	0,352	0,2	zwischen Pb und Pc	A	0,23	B
8	0,9	2,56	0,352	0	Kontakt	A	0,17	A

Tabelle 5

Nr.	S1	S2	SR (S1/S2)	Dm	Kernposition	Bewertung der Ablösung	dDg	Bewer tung der Abnut zung
9	0,5	1,98	0,253	0,2	zwischen Pb und Pc	A	0,15	A
10	0,5	1,98	0,253	0	Kontakt	B (abge löst)	-	-
11	0,7	1,98	0,354	0,2	zwischen Pb und Pc	A	0,22	B
12	0,7	1,98	0,354	0	Kontakt	A	0,16	A
13	0,9	1,98	0,455	0,2	zwischen Pb und Pc	A	0,24	B
14	0,9	1,98	0,455	0	Kontakt	A	0,17	A

In Tabelle 4 und Tabelle 5 sind die Nummern der Versuchsstücke, die ersten Flächen S1, die zweiten Flächen S2, die Flächenverhältnisse Sr, die kürzesten Abstände Dm, die Kernpositionen, die Bewertungen der Ablösung, das Ausmaß der Zunahme des Spalts dDg, und die Bewertungen der Abnutzung angeführt. Das Flächenverhältnis Sr ist ein Verhältnis, für das die erste Fläche S1 durch die zweite Fläche S2 geteilt wurde. Die "Kernposition" gibt die Position des vorderen Endes 36t des Kernabschnitts 36 in dem halbierenden Querschnitt (5A und 5B, und 6A und 6B) an. "Zwischen Pb und Pc" gibt an, dass sich die Position des vorderen Endes 36t in der zweiten Richtung D2 zwischen der zweiten Position Pb und der dritten Position Pc (das heißt, der zweiten geraden Linie L32) befindet. "Kontakt" gibt an, dass der Querschnitt des Kernabschnitts 36 mit dem Verschmelzungsabschnittsquerschnitt in Kontakt steht. "Nahe Seite in Bezug auf Pc" gibt an, dass sich die Position des vorderen Endes 36t in der zweiten Richtung D2 in Bezug auf die dritte Position Pc (das heißt, die zweite gerade Linie L32) an der Seite –D2 befindet. "Unmittelbar unter Pc" gibt an, dass das vordere Ende 36t auf der zweiten geraden Linie L32 angeordnet ist.
Was die Bewertung der Ablösung betrifft, gibt eine Bewertung von A an, dass eine Länge eines oxidierten Teils, der an einer Grenzlinie BL zwischen der Edelmetallspitze 38 und dem Basismaterial 35 erzeugt wurde, in dem halbierenden Querschnitt, der in 5A und 6A veranschaulicht ist, in Bezug auf die Länge der Grenzlinie BL geringer als 50 % war, und gibt eine Bewertung von B an, dass die Länge des oxidierten Teils in Bezug auf die Länge der Grenzlinie BL 50 % oder mehr betrug oder die Edelmetallspitze 38 von dem Basismaterial 35 abgelöst war. Wie in Tabelle 4 und Tabelle 5 angeführt, kam es bei dem Versuchsstück Nr. 2 und dem Versuchsstück Nr. 10 zu einer Ablösung. Bei dem Versuchsstück Nr. 6 kam es zwar zu keiner Ablösung, doch betrug die Länge des oxidierten Teils in Bezug auf die Länge der Grenzlinie BL 50 % oder mehr. Was die Bewertung der Abnutzung betrifft, gibt eine Bewertung von A an, dass das Ausmaß der Zunahme dDg des Spalts geringer als 0,2 mm war, und gibt eine Bewertung von B an, dass das Ausmaß der Zunahme dDg des Spalts 0,2 mm oder mehr betrug. Dieser Schwellenwert von 0,2 mm war kleiner als der Schwellenwert von 0,3 mm bei dem zweiten Bewertungsversuch. Das heißt, bei dem fünften Bewertungsversuch wurde die Bewertung der Abnutzung verglichen mit dem zweiten Bewertungsversuch unter strengeren Bedingungen vorgenommen.
Wie in Tabelle 4 und Tabelle 5 angegeben, können sich mehrere Versuchsstücke in der gleichen Gruppe hinsichtlich der ersten Fläche S1, des kürzesten Abstands Dm und der Kernposition unterscheiden. Die Veränderung der ersten Fläche S1 wurde durch Regulieren einer Bedingung des Laserstrahlschweißens (zum Beispiel der Bestrahlungszeit mit dem Laserlicht) erreicht. Die Veränderungen des kürzesten Abstands und der Kernposition wurden durch Regulieren der Bedingung des Laserstrahlschweißens und einer Bedingung bei der Bildung der Masseelektrode 30b erreicht. Die Aufbauten des halbierenden Querschnitts der jeweiligen Versuchsstücke können je nach der ersten Fläche S1 oder einer ähnlichen Bedingung von der in 5A veranschaulichten Art oder von der in 6A veranschaulichten Art sein.
7 ist ein Diagramm, das die in Tabelle 4 und Tabelle 5 angegebenen Ergebnisse zusammenfasst. Die waagerechte Achse gibt das Flächenverhältnis (S1/S2) an. Die senkrechte Achse gibt einen Überblick über die Kernposition an. Die Kreise in der Zeichnung zeigen Versuchsstücke, bei denen sowohl die Bewertung der Ablösung als auch die Bewertung der Abnutzung eine Bewertung von A ergaben. Die X-Markierungen zeigen Versuchsstücke, bei denen wenigstens eine aus der Bewertung der Ablösung und der Bewertung der Abnutzung eine Bewertung von B ergab. Die Zahlen neben den Markierungen zeigen die Versuchsstücknummern der Markierungen.
Zuerst wird im Folgenden der Fall beschrieben, bei dem das Flächenverhältnis Sr kleiner als 1/3 war. Wie durch das Versuchsstück Nr. 2, das Versuchsstück Nr. 6 und das Versuchsstück Nr. 10 angegeben, ergibt die Bewertung der Ablösung eine Bewertung von B, wenn das Flächenverhältnis Sr kleiner als 1/3 ist und der Querschnitt des Kernabschnitts 36 mit dem Verschmelzungsabschnittsquerschnitt in Kontakt steht. Dies liegt wahrscheinlich an dem folgenden Grund. Das heißt, in dem Fall, in dem das Flächenverhältnis Sr klein ist, ist der Verschmelzungsabschnittsquerschnitt verhältnismäßig klein. Demzufolge wird die Stärke der Schweißung schwach. Darüber hinaus ist durch den Kontakt des Kernabschnitts 36 mit dem Verschmelzungsabschnitt zudem die Komponente aus dem Kernabschnitt 36 in dem Verschmelzungsabschnitt enthalten. Dies führt möglicherweise zu einer Verschlechterung der Stärke des Verschmelzungsabschnitts. Dies fördert wahrscheinlich die Abnutzung an dem Grenzbereich zwischen der Edelmetallspitze 38 und dem Basismaterial 35 (zum Beispiel eine Oxidation).
Wie durch das Versuchsstück Nr. 3 angegeben ergibt die Bewertung der Abnutzung eine Bewertung von B, wenn das Flächenverhältnis Sr kleiner als 1/3 ist und das vordere Ende 36t des Kernabschnitts 36 an der nahen Seite in Bezug auf die dritte Position Pc angeordnet ist. Dies liegt wahrscheinlich an dem folgenden Grund. Das heißt, der Kernabschnitt 36 ist in Bezug auf die zweite gerade Linie L32 nicht an der vorderen Endesseite angeordnet. Demzufolge wird die Temperatur des vorderen Endabschnitts 31 wahrscheinlich hoch. Als Ergebnis kommt es wahrscheinlich zu einer Abnutzung der Edelmetallspitze 38.
Das Versuchsstück Nr. 1, das Versuchsstück Nr. 4, das Versuchsstück Nr. 5 und das Versuchsstück Nr. 9 wiesen ein kleineres Flächenverhältnis Sr als 1/3 auf. Überdies stand der Querschnitt des Kernabschnitts 36 nicht mit dem Verschmelzungsabschnittsquerschnitt in Kontakt. Darüber hinaus war das vordere Ende 36t des Kernabschnitts 36 in Bezug auf die dritte Position Pc an der vorderen Endseite (das heißt, in Bezug auf die zweite gerade Linie L32 an der Seite des ersten Endes 30e1) angeordnet. In diesem Fall ergab sowohl die Bewertung der Ablösung als auch die Bewertung der Abnutzung eine Bewertung von A. Daher wird in dem Fall, in dem das Flächenverhältnis Sr kleiner als 1/3 ist, bevorzugt, dass der Querschnitt des Kernabschnitts 36 nicht mit dem Verschmelzungsabschnittsquerschnitt in Kontakt steht und das vordere Ende 36t des Kernabschnitts 36 in Bezug auf die zweite gerade Linie L32 an der Seite des ersten Endes 30e1 angeordnet ist. 7 veranschaulicht einen bevorzugten Aufbaubereich R1 durch einen nicht schraffierten Bereich.
Als nächstes wird der Fall beschrieben, in dem das Flächenverhältnis 1/3 oder mehr beträgt. Das Versuchsstück Nr. 7, das Versuchsstück Nr. 11 und das Versuchsstück Nr. 13 wiesen ein Flächenverhältnis Sr von 1/3 oder mehr auf. Überdies war das vordere Ende 36t des Kernabschnitts 36 zwischen der zweiten Position Pb und der dritten Position Pc angeordnet (das hießt, der Querschnitt des Kernabschnitts 36 war von dem Verschmelzungsabschnittsquerschnitt entfernt). In diesem Fall ergab die Bewertung der Abnutzung eine Bewertung von B. Dies liegt wahrscheinlich an dem folgenden Grund. Das heißt, der Verschmelzungsabschnitt enthält zusätzlich zu der Komponente aus dem Basismaterial 35 die Komponente aus der Edelmetallspitze 38. Daher kann die Wärmeleitfähigkeit des Verschmelzungsabschnitts geringer als die Wärmeleitfähigkeit des Basismaterials 35 sein. In dem Fall, in dem das Flächenverhältnis Sr groß ist, wird der Verschmelzungsabschnittsquerschnitt verhältnismäßig groß, während der Querschnitt des Basismaterials 35 mit Ausnahme des Verschmelzungsabschnitts verhältnismäßig klein wird. Daher wird die Wirkung der Kühlung des vorderen Endabschnitts 31 durch das Basismaterial 35 gering. Als Ergebnis des oben Beschriebenen wird die Temperatur des vorderen Endabschnitts 31 wahrscheinlich hoch. Demzufolge kommt es wahrscheinlich zu einer Abnutzung der Edelmetallspitze 38.
Das Versuchsstück Nr. 8, das Versuchsstück Nr. 12, und das Versuchsstück Nr. 14 wiesen ein Flächenverhältnis Sr von 1/3 oder mehr auf. Darüber hinaus stand der Querschnitt des Kernabschnitts 36 mit dem Verschmelzungsabschnittsquerschnitt in Kontakt. In diesem Fall ergab sowohl die Bewertung der Ablösung als auch die Bewertung der Abnutzung eine Bewertung von A. Dies liegt wahrscheinlich an dem folgenden Grund. Das heißt, ein großes Flächenverhältnis Sr stärkt die Schweißstärke. Daher kann sogar dann, wenn der Verschmelzungsabschnitt aufgrund eines Kontakts des Querschnitts des Kernabschnitts 36 mit dem Verschmelzungsabschnittsquerschnitt die Komponente aus dem Kernabschnitt 36 enthält, eine ausreichende Schweißstärke zwischen der Edelmetallspitze 38 und dem Basismaterial 35 erreicht werden. Obwohl das Flächenverhältnis Sr groß ist, steht der Querschnitt des Kernabschnitts 36 mit dem Verschmelzungsabschnittsquerschnitt in Kontakt. Dies gestattet eine Verbesserung der Wirkung der Kühlung des vorderen Endabschnitts 31 durch den Kernabschnitt 36. Dies gestattet, die Abnutzung der Edelmetallspitze 38 zu unterdrücken. Somit wird in dem Fall, in dem das Flächenverhältnis 1/3 oder mehr beträgt, bevorzugt, dass der Querschnitt des Kernabschnitts 36 mit dem Verschmelzungsabschnittsquerschnitt in Kontakt steht. 7 veranschaulicht einen bevorzugten Aufbaubereich R2 durch einen nicht schraffierten Bereich.
Im Allgemeinen ist die Wirkung der Kühlung des vorderen Endabschnitts 31 durch den Kernabschnitt 36 in dem Fall, in dem das vordere Ende 36t des Kernabschnitts 36 in Bezug auf die zweite gerade Linie L32 an der Seite des ersten Endes 30e1 angeordnet ist, im Vergleich zu dem anderen Fall hoch. Falls das Flächenverhältnis Sr vergleichsweise klein ist, kann die Verschlechterung der Wärmeleitfähigkeit der Masseelektrode 30b verglichen mit dem Fall, in dem das Flächenverhältnis Sr vergleichsweise groß ist, unterdrückt werden. Hier gestattet das Isolieren des Kernabschnitts 36 von dem Verschmelzungsabschnitt, dass die Verschlechterung der Verbindungsstärke zwischen der Edelmetallspitze 38 und dem Basismaterial 35 unterdrückt wird. In dem Fall, in dem das Flächenverhältnis Sr vergleichsweise groß ist, kann die Verbindungsstärke zwischen der Edelmetallspitze 38 und dem Basismaterial im Vergleich zu dem Fall, in dem das Flächenverhältnis Sr vergleichsweise klein ist, gestärkt werden. Hier gestattet ein Kontakt des Kernabschnitts 36 mit dem Verschmelzungsabschnitt, dass eine Verschlechterung der Wärmeleitfähigkeit der Masseelektrode 30b unterdrückt wird. Die verschiedenen oben beschriebenen Eigenschaften können unabhängig von den jeweiligen Abmessungen verschiedener Bestandteile der Masseelektrode 30b und/oder des Aufbaus des Kernabschnitts 36 erreicht werden. Daher wird gefolgert, dass der bevorzugte Aufbau des halbierenden Querschnitts nicht auf die Zündkerzenversuchsstücke, die bei dem fünften Bewertungsversuch eingesetzt wurden, beschränkt ist, sondern auf verschiedene Zündkerzen anwendbar ist. Zum Beispiel kann der bevorzugte Aufbau auf eine Zündkerze angewendet werden, die eine Masseelektrode 30a (3A) und eine an der Masseelektrode 30a befestigte Edelmetallspitze 38 umfasst. In diesem Fall entspricht die Masseelektrode 30a in 3A dem Hauptkörperabschnitt der Masseelektrode.
D. Abwandlungen

(1) Die Aufbauten der Masseelektrode sind nicht auf die Aufbauten der jeweiligen Ausführungsformen beschränkt, sondern können verschiedenste Aufbauten einsetzen. Zum Beispiel kann wenigstens eine der konischen Flächen 31ts1 und 31ts2 in Bezug auf die Mittelachse CL nicht parallel, sondern geneigt sein. Zum Beispiel können die beiden konischen Flächen 31ts1 und 31ts2 in Bezug auf die Mittelachse CL so geneigt sein, dass ein Abstand zwischen den beiden konischen Flächen 31ts1 und 31ts2 (ein Abstand parallel zu der dritten Richtung D3) in der ersten Richtung D1 allmählich zunimmt.

Die Materialien der Bestandteile der Masseelektrode 30, 30a und 30b sind nicht auf die oben beschriebenen Materialien beschränkt, es können verschiedenste Materialien eingesetzt werden. Zum Beispiel sind die Materialien der Basismaterialien 35 und 35a nicht auf Inconel beschränkt, sondern es können verschiedene andere Materialien mit einer hervorragenden Wärmebeständigkeit wie etwa andere Nickellegierungen oder reines Nickel eingesetzt werden.

(2) Das Material der Edelmetallspitze 38 ist nicht auf eine iridiumhaltige Legierung beschränkt, und es können Materialien, die verschiedene andere Edelmetalle (zum Beispiel Platin) enthalten, eingesetzt werden. Die Mittelelektrode 20 kann eine Edelmetallspitze umfassen, die den Spalt g bildet.

(3) Die Aufbauten der Zündkerze sind nicht auf die Aufbauten der jeweiligen Ausführungsformen beschränkt, es sind verschiedenste Aufbauten möglich. Zum Beispiel kann der Außendurchmesser Dd der vorderen Endfläche 20s1 der Mittelelektrode 20 in der parallel zu der Mittelachse CL gesehenen Richtung größer als die Breiten der Masseelektrode 30a, 30a und 30b (eine Breite in der Richtung, die senkrecht zu der Verlaufsrichtung der Masseelektrode verläuft) sein. In allen Fällen kann ein Teil der vorderen Endfläche 20s1 der Mittelelektrode 20 in der parallel zu der Mittelachse CL gesehenen Richtung außerhalb eines Bereichs gelegen sein, der durch die Masseelektrode 30, 30a und 30b überlappt ist. Bei den jeweiligen Ausführungsformen kann der untere Boden Lb der gegenüberliegenden Fläche 31tsi des konischen Endabschnitts 31t an der Seite +D2 der Mittelachse Cl angeordnet sein, oder kann er an der Seite –D2 der Mittelachse CL angeordnet sein.

Die Ausführungsformen dieser Offenbarung sind oben auf Basis von Arbeitsbeispielen und Abwandlungen beschrieben. Die oben beschriebenen Ausführungsformen dienen dem leichten Verständnis dieser Offenbarung und beschränken diese Offenbarung nicht. Diese Offenbarung kann abgeändert oder verbessert werden, ohne von dem Hauptinhalt der Erfindung abzuweichen. Diese Offenbarung umfasst auch Entsprechungen.
Die obige ausführliche Beschreibung wurde zu Erläuterungs- und Beschreibungszwecken vorgelegt. Angesichts der obigen Lehren sind viele Abwandlungen und Veränderungen möglich. Sie soll nicht erschöpfend sein oder den hier beschriebenen Gegenstand auf die genaue offenbarte Form beschränken. Obwohl der Gegenstand in einer Sprache beschrieben wurde, die für bauliche Merkmale und/oder methodologische Handlungen spezifisch ist, versteht sich, dass der in den beiliegenden Ansprüchen definierte Gegenstand nicht notwendigerweise auf die oben beschriebenen bestimmten Merkmale oder Handlungen beschränkt ist. Die oben beschriebenen bestimmten Merkmale oder Handlungen sind vielmehr als beispielhafte Formen zur Ausführung der beiliegenden Ansprüche beschrieben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2013-137463 [0001]
JP 05-159856 [0004]
JP 05-159857 [0004]
JP 2001-351761 [0004]

Claims

Zündkerze (100, 100a, 100b), aufweisend: eine Mittelelektrode (20), die sich in einer Achsenrichtung (Richtung D1) erstreckt; einen Isolator (10) mit einer axialen Öffnung (12), die sich in der Achsenrichtung (Richtung D1) erstreckt, wobei die Mittelelektrode (20) so angeordnet ist, dass sie in die axiale Öffnung (12) eingesetzt ist; ein Metallgehäuse (50), das an einem Außenumfang des Isolators (10) angeordnet ist; und eine Masseelektrode (30b), die elektrisch mit dem Metallgehäuse (50) verbunden ist, wobei die Masseelektrode (30b) mit einer vorderen Endfläche (20s1) der Mittelelektrode (20) einen Spalt (g) bildet, wobei die Masseelektrode (30b) einen stabförmigen Hauptkörperabschnitt (30) aufweist, wobei der Hauptkörperabschnitt (30) ein Basismaterial (35, 35a) und einen Kernabschnitt (36, 36a) aufweist, wobei das Basismaterial (35, 35a) wenigstens einen Teil einer Oberfläche der Masseelektrode (30b) bildet, wobei der Kernabschnitt (36, 36a) in das Basismaterial (35, 35a) eingebettet ist und eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Basismaterial (35, 35a) aufweist, ein vorderer Endabschnitt (31) des Hauptkörperabschnitts (30) der Masseelektrode (30b) an einer Position angeordnet ist, die zu einer vorderen Endfläche (20s1) der Mittelelektrode (20) gewandt ist, der vordere Endabschnitt (31) des Hauptkörperabschnitts (30) einen konischen Endabschnitt (31t) aufweist, der einen konisch verjüngten vorderen Endabschnitt bildet, wobei der konische Endabschnitt (31t) eine gegenüberliegende Fläche (31tsi) und ein Paar von konischen Flächen (31ts1, 31ts2) aufweist, wobei die gegenüberliegende Fläche (31tsi) eine Fläche ist, die zu der Mittelelektrode (20) gewandt ist, wobei die konischen Flächen (31ts1, 31ts2) jeweils Flächen sind, die so angeordnet sind, dass sie die gegenüberliegende Fläche (31tsi) einschließen, wobei dann, wenn die vordere Endfläche (20s1) der Mittelelektrode (20) entlang der Achsenrichtung (der Richtung D1) projiziert wird, wenigstens ein Teil des konischen Endabschnitts (31t) in einem Bereich angeordnet ist, der die projizierte vordere Endfläche (20s1) der Mittelelektrode (20) überlappt, ein kürzester Abstand (De) zwischen einer Grenze (L11, L12), die zwischen der gegenüberliegenden Fläche (31tsi) an einer Fläche des konischen Endabschnitts (31t) und einer beliebigen der konischen Flächen (31ts1, 31ts2) gebildet ist, und der Mittelelektrode (20) gleich oder kleiner als das 1,2-fache einer Strecke (Dg) des Spalts (g) ist, und in einem senkrechten Querschnitt, der ein vorderes Ende (36t) des Kernabschnitts (36, 36a) enthält und senkrecht zu der Achsenrichtung (der Richtung D1) verläuft, wenigstens ein Teil eines Querschnitts des Kernabschnitts (36, 36a) in einem Bereich (At) auf einer vorderen Endeseite in Bezug auf eine gerade Linie (Lo1, Lo2) angeordnet ist, wobei die gerade Linie (Lo1, Lo2) senkrecht zu einem Liniensegment (L1, L2) verläuft, wobei die gerade Linie (Lo1, Lo2) durch ein hinteres Ende (E1, E2) des Liniensegments (L1, L2), das in dem senkrechten Querschnitt der konischen Fläche (31ts1, 31ts2) entspricht, verläuft, und ein kürzester Abstand (Wm, Wma) zwischen dem Liniensegment (L1, L2), das der konischen Fläche (31ts1, 31ts2) entspricht, und dem Querschnitt des Kernabschnitts (36, 36a) 0,2 mm oder mehr bis 1,5 mm oder weniger beträgt.
Zündkerze (100, 100a, 100b) nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Teil aufweisend das vordere Ende (36t) des Kernabschnitts (36, 36a) aus einem Material mit einem Schmelzpunkt von 1350 Grad Celsius oder höher gebildet ist.
Zündkerze (100a) nach Anspruch 2, wobei der Kernabschnitt (36a) einen ersten Kernabschnitt (36a1) und einen zweiten Kernabschnitt (36a2) aufweist, wobei der erste Kernabschnitt (36a1) eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Basismaterial (35a) aufweist, wobei der zweite Kernabschnitt (36a2) zwischen dem Basismaterial (35a) und dem ersten Kernabschnitt (36a1) angeordnet ist, wobei der zweite Kernabschnitt (36a2) eine höhere Wärmeleitfähigkeit als der erste Kernabschnitt (36a1) aufweist, wobei ein quergeschnittener Aufbau einer vorderen Endseite der Masseelektrode (30a) in dem senkrechten Querschnitt ein zweischichtiger Aufbau aus dem ersten Kernabschnitt (36a1) und dem Basismaterial (35a) ist, und ein quergeschnittener Aufbau einer hinteren Endseite der Masseelektrode (30a) ein dreischichtiger Aufbau aus dem ersten Kernabschnitt (36a1), dem zweiten Kernabschnitt (36a2) und dem Basismaterial (35a) ist.
Zündkerze (100b) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Masseelektrode (30b) ferner eine Edelmetallspitze (38) aufweist, wobei die Edelmetallspitze (38) zu einer vorderen Endfläche (20s1) der Mittelelektrode (20) gewandt ist.
Zündkerze (100b) nach Anspruch 4, wobei die Edelmetallspitze (38) durch Laserstrahlschweißen an dem Basismaterial (35) befestigt ist, der Hauptkörperabschnitt (30) der Masseelektrode (30b) einen Verschmelzungsabschnitt (Ama, Amb) aufweist, und der Verschmelzungsabschnitt (Ama, Amb) eine Komponente aus dem Basismaterial (35) und eine Komponente aus der Edelmetallspitze (38) aufweist, in einem halbierenden Querschnitt (CLa) aufweisend eine Linie (Lt), der halbierende Querschnitt (CLa) ein senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche (31tsi) verlaufender Querschnitt ist, die Linie (Lt) die gegenüberliegende Fläche (31tsi) gleichmäßig in zwei Hälften teilt, und sich die Linie (Lt) auf der gegenüberliegenden Fläche (31tsi) in einem Querschnitt der Masseelektrode (30b) entlang einer Längsrichtung (Richtung D2) der Masseelektrode (30b) erstreckt, unter geraden Linien, die senkrecht zu einer Richtung (Richtung D2), in welcher sich die gegenüberliegende Fläche (31tsi) erstreckt, verlaufen und einen Querschnitt des Verschmelzungsabschnitts (Ama, Amb) überlappen, eine gerade Linie an der vordersten Endseite als erste gerade Linie (L31) bezeichnet wird, und eine gerade Linie an einer hintersten Endseite als zweite gerade Linie (L32) bezeichnet wird, eine Fläche des Querschnitts des Verschmelzungsabschnitts (Ama, Amb) als erste Fläche S1 bezeichnet wird, in einem Querschnitt des Hauptkörperabschnitts (30) der Masseelektrode (30b) eine Fläche eines Teils, der zwischen der ersten geraden Linie (L31) und der zweiten geraden Linie (L32) liegt, als zweite Fläche S2 bezeichnet wird, ein Flächenverhältnis S1/S2 kleiner als 1/3 ist, ein Querschnitt des Kernabschnitts (36) bis zu einer vorderen Endeseite (30e1) der Masseelektrode (30b) in Bezug auf die zweite gerade Linie (L32) verläuft, und der Querschnitt des Kernabschnitts (36) von einem Querschnitt des Verschmelzungsabschnitts (Ama, Amb) entfernt ist.
Zündkerze (100b) nach Anspruch 4, wobei die Edelmetallspitze (38) durch Laserstrahlschweißen an dem Basismaterial (35) befestigt ist, der Hauptkörperabschnitt (30) der Masseelektrode (30b) einen Verschmelzungsabschnitt (Am) aufweist, und der Verschmelzungsabschnitt (Am) eine Komponente aus dem Basismaterial (35) und eine Komponente aus der Edelmetallspitze (38) aufweist, in einem halbierenden Querschnitt (CLa) aufweisend eine Linie (Lt), der halbierende Querschnitt (CLa) ein senkrecht zu der gegenüberliegenden Fläche (31tsi) verlaufender Querschnitt ist, die Linie (Lt) die gegenüberliegende Fläche (31tsi) gleichmäßig in zwei Hälften teilt, und sich die Linie (Lt) auf der gegenüberliegenden Fläche (31tsi) in einem Querschnitt der Masseelektrode (30b) entlang einer Längsrichtung (Richtung D2) der Masseelektrode (30b) erstreckt, unter geraden Linien, die senkrecht zu einer Richtung (Richtung D2), in welcher sich die gegenüberliegende Fläche (31tsi) ertsreckt, verlaufen und einen Querschnitt des Verschmelzungsabschnitts (Am) überlappen, eine gerade Linie an der vordersten Endseite als erste gerade Linie (L31) bezeichnet wird, und eine gerade Linie an einer hintersten Endseite als zweite gerade Linie (L32) bezeichnet wird, eine Fläche des Querschnitts des Verschmelzungsabschnitts (Am) als erste Fläche S1 bezeichnet wird, in einem Querschnitt des Hauptkörperabschnitts (30) der Masseelektrode (30b) eine Fläche eines Teils, der zwischen der ersten geraden Linie (L31) und der zweiten geraden Linie (L32) liegt, als zweite Fläche S2 bezeichnet wird, ein Flächenverhältnis S1/S2 1/3 oder mehr beträgt, und ein Querschnitt des Kernabschnitts (36) mit dem Querschnitt des Verschmelzungsabschnitts (Am) in Kontakt steht.