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Hintergrund der Erfindung
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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine, die in einer Maschine eines Automobils etc. verwendet wird.
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Beschreibung des einschlägigen Stands der Technik
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Eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine beinhaltet ein zylindrisches Gehäuse, einen zylindrischen Isolator, der im Inneren des Gehäuses gehalten wird, eine Mittelelektrode, die im Inneren des Isolators so gehalten wird, dass ein distaler Endabschnitt derselben vorsteht, und eine Masseelektrode, die eine Funkenentladungsstrecke zwischen der Masseelektrode und der Mittelelektrode bildet.
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In einer solchen Zündkerze entsteht bei einer Funkenentladung, die sich in der vorstehend erwähnten Funkenentladungsstrecke ereignet, ein hochfrequentes Rauschen von der Mittelelektrode, das sich störend auf Peripheriegeräte auswirken kann.
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Zur Verbesserung einer Fähigkeit zum Verhindern dieses hochfrequenten Rauschens (Rauschunterdrückungsleistung) ist eine Vorrichtung bekannt, an der ein Widerstand auf einer proximalen Seite der Mittelelektrode angeordnet ist (siehe z. B.
japanische Patentveröffentlichungsschrift Nr. 4901990 ).
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Bei der vorstehend erwähnten Zündkerze für die Brennkraftmaschine gibt es jedoch folgende Probleme.
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In den letzten Jahren ist zum Zwecke der Verbesserung eines Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine der Einsatz von Turboladern oder die Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses untersucht worden.
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Dementsprechend besteht dahingehend eine Tendenz, dass die Temperatur in einer Brennkammer höher ist.
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In diesem Fall ist die Temperatur eines distalen Endabschnitts der Zündkerze, der zur Brennkammer freiliegt, wahrscheinlich hoch, und die Wärme des distalen Endabschnitts wird ohne Weiteres von der Mittelelektrode auf den Widerstand übertragen, der in der proximalen Seite angeordnet ist.
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Die Temperatur des Widerstands ist daher wahrscheinlich ebenfalls hoch.
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Dementsprechend oxidieren Materialien, aus denen der Widerstand besteht, leicht, wodurch die Gefahr besteht, dass sich ein Widerstandswert des Widerstands erhöhen kann.
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Somit können elektrische Entladungsfunken nicht ohne weiteres erzeugt werden, was zu einer Fehlzündung in der Brennkraftmaschine führen kann.
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Um zu vermeiden, dass sich die Widerstände zu leicht erwärmen, wird überlegt, den Widerstand von dem distalen Ende der Mittelelektrode fernzuhalten und zur der proximalen Seite hin anzuordnen.
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Vom Gesichtspunkt einer Rauschunterdrückungsleistung her betrachtet, ist es nicht zu bevorzugen, den Widerstand von dem distalen Ende der Mittelelektrode fernzuhalten.
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Kurzfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ist angesichts der vorstehend erläuterten Probleme entwickelt worden, und es ist deren Aufgabe, eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die einen Temperaturanstieg des Widerstands verhindern kann, während eine Rauschunterdrückungsleistung gewährleistet ist.
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Eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Aspekt beinhaltet ein rohrförmiges Gehäuse, einen rohrförmigen Isolator, der im Inneren des Gehäuses gehalten wird, eine Mittelelektrode, die im Inneren des Isolators so gehalten wird, dass ein distaler Endabschnitt, der ein Abschnitt ist, der in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingefügt ist, von der Mittelelektrode vorsteht, eine Masseelektrode, die eine Funkenentladungsstrecke zwischen der Masseelektrode und der Mittelelektrode bildet, einen Widerstand, der im Inneren des Isolators an einer proximalen Seite der Mittelelektrode gehalten wird, die eine Seite entgegengesetzt zu dem distalen Ende ist, und einen Stab, der im Inneren des Isolators an einer proximalen Seite des Widerstands gehalten wird.
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Von einer äußeren peripheren Oberfläche des Isolators, näher an einer distalen Endseite als es ein proximaler Abschnitt des Widerstands ist, ist eine hochemissive Oberfläche, deren Wärmeemissionsgrad zumindest 0,7 beträgt, auf zumindest einem Teil eines Abschnitts ausgebildet, der einer inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses gegenüberliegt.
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In der Zündkerze für die Brennkraftmaschine ist die hochemissive Oberfläche mit dem Wärmeemissionsgrad von zumindest 0,7 auf dem vorbestimmten Abschnitt der äußeren peripheren Oberfläche des Isolators ausgebildet.
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Daher kann die Wärme der Mittelelektrode ohne weiteres durch den Isolator auf das Gehäuse übertragen werden.
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Das heißt, dass, obgleich die Wärme der Mittelelektrode auf den Widerstand, der in deren proximaler Seite angeordnet ist, übertragen wird, die Wärme freigegeben wird, indem sie durch den Isolator, der auf der äußeren peripheren Seite der Mittelelektrode angeordnet ist, auf das Gehäuse übertragen wird.
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Da hier im Allgemeinen zwischen der äußeren peripheren Oberfläche bzw. Umfangsoberfläche des Isolators und der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses ein Freiraum ausgebildet ist, ist die Wärmeübertragung von dem Isolator auf das Gehäuse hauptsächlich in der durch die Luft freigegebenen Wärme begründet.
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Indem die hochemissive Oberfläche auf der äußeren Umfangsoberfläche des Isolators ausgebildet ist, kann daher die auf den Isolator von der Mittelelektrode über die äußere Umfangsoberfläche des Isolators übertragene Wärme ohne weiteres effizient übertragen werden.
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Somit kann die Wärme der Mittelelektrode problemlos über den Isolator an das Gehäuse freigegeben werden.
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Somit kann ein Temperaturanstieg des Widerstands problemlos verhindert werden.
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In diesem Zusammenhang ist es weiterhin nicht erforderlich, den Widerstand von dem distalen Ende der Mittelelektrode entfernt und hin zu der distalen Endseite anzuordnen, und es kann eine Rauschunterdrückungsleistung gewährleistet werden.
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Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung bei Gewährleistung einer Rauschunterdrückungsleistung eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine geschaffen werden, die den Temperaturanstieg des Widerstands verhindern kann.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Auf der beigefügten Zeichnung zeigen:
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1 eine Schnittansicht einer Zündkerze in einer ersten Ausführungsform;
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2 eine vergrößerte Schnittansicht eines distalen Endabschnitts der Zündkerze in der ersten Ausführungsform;
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3 eine Schnittansicht, die entlang der Linie III-III von 2 erstellt worden ist;
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4 eine perspektivische Ansicht eines distalen Endabschnitts eines Isolators, an dem eine hochemissive Oberfläche ausgebildet ist, in der ersten Ausführungsform;
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5 eine vergrößerte Schnittansicht zwischen dem Isolator, an dem die hochemissive Oberfläche ausgebildet ist, und einem Gehäuse in der ersten Ausführungsform;
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6 einen Graphen eines Messergebnisses von der Temperatur einer distalen Endoberfläche eines Widerstands eines jeweiligen Musters in einem experimentellen Beispiel;
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7 eine Schnittansicht einer Zündkerze in einer zweiten Ausführungsform;
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8 eine perspektivische Schnittansicht einer Umgebung eines distalen Endabschnitts der Zündkerze in der zweiten Ausführungsform;
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9 eine Draufsicht auf die Zündkerze von einem distalen Ende her betrachtet, in der zweiten Ausführungsform; und
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10 eine Schnittansicht einer Zündkerze gemäß einer dritten Ausführungsform.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine kann z. B. für eine Brennkraftmaschine eines Automobils oder für ein Kraft-Wärmekopplungs-System verwendet werden.
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Darüber hinaus ist in der axialen Richtung der Kerze eine Seite der Zündkerze, die in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingefügt werden soll, als eine distale Endseite definiert, und eine gegenüberliegende Seite derselben ist in der vorliegenden Beschreibung als eine proximale Seite definiert.
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[Ausführungsformen]
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[Erste Ausführungsform]
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Eine Ausführungsform einer Zündkerze für eine Brennkraftmaschine wird unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben.
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Eine Zündkerze 1 für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist ein rohrförmiges Gehäuse 2, einen rohrförmigen Isolator 3, eine Mittelelektrode 4, eine Masseelektrode 5, einen Widerstand 6 und einen Stab 11 auf, wie in 1 gezeigt ist.
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Der Isolator 3 wird im Inneren des Gehäuses 2 gehalten.
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Die Mittelelektrode 4 wird im Inneren des Isolators 3 so gehalten, dass ein distaler Endabschnitt derselben vorsteht.
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Die Masseelektrode 5 bildet eine Funkenentladungsstrecke G zwischen der Masseelektrode 5 und der Mittelelektrode 4 aus.
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Der Widerstand 6 wird im Inneren des Isolators 3 an einer proximalen Seite der Mittelelektrode 4 gehalten.
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Der Stab 11 wird im Inneren des Isolators 3 an einer proximalen Seite des Widerstands 6 gehalten.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist von einer äußeren Umfangsoberfläche des Isolators 3, näher an einer distalen Endseite als es ein proximaler Abschnitt des Widerstands 6 ist, eine hochemissive Oberfläche 7, deren Wärmeemissionsgrad zumindest 0,7 beträgt, auf zumindest einem Teil eines Abschnitts gegenüber einer inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses 2 ausgebildet.
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Das Gehäuse 2 weist einen Befestigungsgewindeabschnitt 21 zum Befestigen der Zündkerze 1 an der Brennkraftmaschine auf.
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Das Gehäuse 2 besteht z. B. aus einer Legierung auf Eisenbasis.
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Zudem weist der der Isolator 3 einen eingerasteten Stufenabschnitt 34 auf, der in einer axialen Richtung X einer Kerze relativ zu einem Einraststufenabschnitt 23 einrastet, der auf einer inneren Umfangsseite des Gehäuse 2 angeordnet ist.
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Eine ringförmige Dichtung 13 ist zwischen dem eingerasteten Stufenabschnitt 34 des Isolators 3 und dem Einraststufenabschnitt 23 des Gehäuses 2 angeordnet.
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Außerdem wird der Isolator 3 in dem Gehäuse 2 in einem Zustand gehalten, in dem der eingerastete Stufenabschnitt 34 des Isolators 3 mit dem Einraststufenabschnitt 23 des Gehäuses 2 über die Dichtung 13 in der axialen Richtung X der Kerze in Kontakt ist.
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Der Isolator 3 wird gefertigt, indem man z. B. Aluminiumoxid in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausbildet.
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Der Isolator 3 weist einen Abschnitt 31 mit einem großen Außendurchmesser, einem Abschnitt 32 mit einem kleinen Außendurchmesser und einen Schenkelabschnitt 33 auf, dessen Außendurchmesser sich bei Anordnung in der axialen Richtung X der Kerze voneinander unterscheiden.
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Der Abschnitt 31 mit dem großen Außendurchmesser weist einen größeren Außendurchmesser auf als die anderen Abschnitte des Isolators 3.
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Der Abschnitt 32 mit dem kleinen Außendurchmesser ist auf der distalen Endseite des Abschnitts 31 mit dem großen Außendurchmesser positioniert, und weist einen kleineren Außendurchmesser auf als der Abschnitt 31 mit dem großen Außendurchmesser.
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Der Schenkelabschnitt 33 ist auf der distalen Endseite des Abschnitts 32 mit dem kleinen Außendurchmesser positioniert und weist einen kleineren Außendurchmesser auf als der Abschnitt 32 mit dem kleinen Außendurchmesser.
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Zudem wird der Außendurchmesser des Schenkelabschnitts 33 mit Erreichen der distalen Endseite kleiner.
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Der eingerastete Stufenabschnitt 34, dessen Außendurchmesser in Richtung auf das distale Ende kleiner wird, ist zwischen dem Abschnitt 32 mit dem kleinen Außendurchmesser und dem Schenkelabschnitt 33 ausgebildet.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, liegen eine äußere Umfangsoberfläche des Abschnitts 32 mit dem kleinen Außendurchmesser des Isolators 3 und zumindest ein Teil der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses 2 einander gegenüber.
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Wie in 3 und 5 gezeigt ist, ist ein schmaler Zwischenraum 10 (Luftschicht) zwischen der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses 2 und der äußeren Umfangsoberfläche des Abschnitts 32 mit dem kleinen Außendurchmesser des Isolators 3 ausgebildet, und die innere Umfangsoberfläche des Gehäuses 2 und die äußere Umfangsoberfläche des Abschnitts 32 mit dem kleinen Außendurchmesser weisen keinen engen Kontakt zueinander auf.
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Die hochemissive Oberfläche 7 ist auf der äußeren Umfangsoberfläche des Isolators 3 ausgebildet, die dem Zwischenraum 10 gegenüberliegt.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 2 bis 4 gezeigt ist, die hochemissive Oberfläche 7 auf einem Gesamtabschnitt der äußeren Umfangsoberfläche des Abschnitts 32 mit dem kleinen Außendurchmesser des Isolators 3 ausgebildet.
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Die hochemissive Oberfläche 7 wird gebildet, indem ein hochemissives Material mit einem Wärmeemissionsgrad von 0,7 oder mehr auf die äußere Umfangsoberfläche des Isolators 3 aufgetragen wird.
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Für ein derart hochemissives Material gibt es z. B. ein Oxidkeramikanstrichmittel, hergestellt von der Firma Okitsumo Inc., ein Schwarzkörper-Verbundanstrichmittel, hergestellt von der Firma Tasco Japan Co. Ltd., oder dergleichen.
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Es wird darauf hingewiesen, dass anstelle des hochemissiven Materials auch ein Schwarzkörper-Band, hergestellt von der Firma Tasco Japan Co. Ltd., auf die äußere Umfangsoberfläche des Isolators 3 geklebt werden kann.
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Hierbei handelt es sich bei dem Wärmeemissionsgrad eines Objektes um ein Verhältnis einer Energie des Lichts, das ein Schwarzkörper bei einer gewissen Temperatur emittiert (Schwarzkörperstrahlung), relativ zu einer Energie des Lichts, das der Schwarzkörper bei der gleichen Temperatur durch Wärmestrahlung (Strahldichte) emittiert, wobei es sich dabei um eine dimensionslose Größe handelt.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist ein axiales Loch 30 zum Einfügen und Tragen der Mittelelektrode 4 auf einer Innenseite des Isolators 3 angeordnet, die in der axialen Richtung X der Kerze eindringt.
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Das axiale Loch 30 weist einen Abschnitt 301 mit einem kleinen Lochdurchmesser an seinem distalen Ende auf, und das axiale Loch 30 weist einen Abschnitt 302 mit einem großen Lochdurchmesser auf, dessen Durchmesser größer ausgebildet ist als es der Abschnitt 301 mit dem kleinen Lochdurchmesser an einer proximaleren Seite ist.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist außerdem ein Elektrodenstützabschnitt 303 mit einem Außendurchmesser, der sich in Richtung auf dessen distale Endseite verringert, zwischen dem Abschnitt 301 mit dem kleinen Lochdurchmesser und dem Abschnitt 302 mit dem großen Lochdurchmesser ausgebildet.
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Die Mittelelektrode 4 wird in dem Isolator 3 in einem Zustand gehalten, in dem die Mittelelektrode 4 durch den Elektrodenstützabschnitt 303 in der axialen Richtung X der Kerze gehalten wird.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, besteht die Mittelelektrode 4 aus einem Mittelelektroden-Basismaterial 41 und einer Edelmetallspitze 42, die an ein distales Ende derselben gefügt ist.
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Die Edelmetallspitze 42 weist eine zylindrische Form auf und wird durch Schweißen oder dergleichen an das distale Ende des Mittelelektroden-Basismaterials 41 gefügt.
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Das Mittelelektroden-Basismaterial 41 weist einen Flanschabschnitt 411 auf, der proximal radial auswärts vorsteht.
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Die Mittelelektrode 4 wird durch den Isolator 3 in einem Zustand gehalten, in dem der Flanschabschnitt 411 durch den Elektrodenstützabschnitt 303 des Isolators 3 in der axialen Richtung X der Kerze gehalten wird.
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Der Widerstand 6 ist über eine leitfähige Glasdichtung 12 an einer proximalen Seite der Mittelelektrode 4 angeordnet.
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Die Glasdichtung 12 besteht aus einem Kupferglas, das durch Vermengen von Kupferpulver (Cu) in das Glas gebildet wird.
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Der Widerstand 6 wird gebildet, indem Widerstandszusammensetzungen, die zumindest ein widerstandsfähiges Material, wie z. B. ein Kohle- oder Keramikpulver, und ein Glaspulver aufweisen, hitzeversiegelt werden.
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Alternativ kann der Widerstand 6 so konfiguriert sein, dass ein Kartuschen- bzw. Patronen-Widerstand eingefügt wird.
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Der Stab 11 ist an der proximalen Seite des Widerstands 6 über die aus Kupferglas bestehende Glasdichtung 12 angeordnet.
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Der Stab 11 weist einen Stabkörper 111, der in das Innere des Isolators 3 eingefügt und dort gehalten wird, und einen Anschluss 112 auf, der von dem Isolator 3 proximal des Stabkörpers 111 freiliegt und der mit einer Zündspule (nicht gezeigt) verbunden ist.
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Der Stab 11 besteht z. B. aus einer Eisenlegierung.
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Die Masseelektrode 5 ist an einer distalen Endoberfläche 24 des Gehäuses 2 angeordnet.
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Die Masseelektrode 5 erstreckt sich geradeaus in Richtung auf die Mittelachse der Zündkerze von der distalen Endoberfläche 24 des Gehäuses 2 in einer Richtung senkrecht auf die Achse X der Kerze.
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Außerdem liegt die Masseelektrode 5 einer distalen Endoberfläche der Mittelelektrode 4 in der axialen Richtung X der Kerze gegenüber.
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Demzufolge ist die Zündfunkenstrecke G zwischen der Mittelelektrode 4 und der Masseelektrode 5 ausgebildet.
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Anschließend wird eine Positionsbeziehung zwischen der hochemissiven Oberfläche 7, dem Widerstand 6, jedem Teil des Gehäuses 2 und der Mittelelektrode 4 in der axialen Richtung X der Kerze erläutert.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform von der äußeren Umfangsoberfläche des Isolators 3, näher an der distalen Endseite als es der proximale Abschnitt des Widerstands 6 ist, die hochemissive Oberfläche 7 auf zumindest einem Teil des Abschnitts, der der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses 2 gegenüberliegt, ausgebildet.
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Darüber hinaus ist die hochemissive Oberfläche 7 so angeordnet, dass sie das Mittelelektroden-Basismaterial 41 und den Widerstand in einer radialen Richtung der Kerze teilweise überlappt.
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Das heißt, dass in der axialen Richtung X der Kerze ein distales Ende 71 von der hochemissiven Oberfläche an der gleichen Position positioniert ist wie es ein Teil des Mittelelektroden-Basismaterials 41 in der distalen Endseite näher als der Flanschabschnitt 411 ist, und dass eine Proximale 72 der hochemissiven Oberfläche 7 zwischen dem distalen Ende und der Proximale des Widerstands 6 positioniert ist.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist die hochemissive Oberfläche 7 zudem so angeordnet, dass sie den Befestigungsgewindeabschnitt 21 des Gehäuses 2 in der radialen Richtung der Kerze zumindest teilweise überlappt.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist die hochemissive Oberfläche 7 außerdem auf dem Gesamtumfang des Isolators 3 ausgebildet.
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Anschließend wird ein Beispiel für ein Verfahren zum Messen des Emissionsgrades der hochemissiven Oberfläche 7 beschrieben.
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Zunächst wird die Temperatur der hochemissiven Oberfläche 7 durch einen Kontakt-Temperatursensor, ein Thermoelement oder dergleichen gemessen.
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Ein gemessener Temperaturwert wird hier nachstehend als Ist-Messtemperaturwert bezeichnet.
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Anschließend wird in einem Strahlungsthermometer, das mit einem berührungslosen Temperatursensor ausgestattet ist, im Voraus ein willkürlicher Wärmeemissionsgrad eingestellt, und die Temperatur der hochemissiven Oberfläche 7 wird gemessen.
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Wenn der Messtemperaturwert sich hier von dem Ist-Temperaturmesswert unterscheidet, verändert sich der Emissionsgrad, der durch das Strahlungsthermomeer eingestellt worden ist.
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In anderen Worten wird ein Einstellwert des Wärmeemissionsgrades des Strahlungsthermometers so angepasst, dass der Temperaturwert, der durch das Strahlungsthermometer gemessen wird, gleich dem Ist-Temperaturmesswert wird.
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Wenn z. B. der Temperaturwert, der durch das Strahlungsthermometer angezeigt wird, geringer ist als der Ist-Temperaturmesswert, wird der Wärmeemissionsgrad, der in dem Strahlungsthermometer eingestellt worden ist, in einen niedrigeren Wert umgewandelt.
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Wenn der Temperaturwert der hochemissiven Oberfläche 7, der durch das Strahlungsthermometer angezeigt wird, gleich dem Ist-Temperaturmesswert wäre, entspricht der Einstellwert des Wärmeemissionsgrades des Strahlungsthermometers dann dem Wärmeemissionsgrad der hochemissiven Oberfläche 7.
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Auf diese Weise kann der Wärmeemissionsgrad der hochemissiven Oberfläche 7 gemessen werden.
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Anschließend werden Funktionen und Effekte gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert.
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In der Zündkerze 1 für die Brennkraftmaschine ist die hochemissive Oberfläche 7 mit dem Wärmeemissionsgrad von zumindest 0,7 auf dem vorbestimmten Abschnitt der äußeren Umfangsoberfläche des Isolators 3 ausgebildet.
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Daher wird die Wärme der Mittelelektrode 4 von der hochemissiven Oberfläche 7 der äußeren Umfangsoberfläche des Isolators 3 freigegeben, und die Wärme kann problemlos an das Gehäuse 2 freigegeben werden.
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Ein Temperaturanstieg des Widerstands 6 kann somit ohne Weiteres verhindert werden.
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In diesem Zusammenhang besteht keine Notwendigkeit, den Widerstand 6 von dem distalen Ende der Mittelelektrode 4 entfernt und zu der proximalen Seite hin anzuordnen, und eine Rauschunterdrückungsleistung kann gewährleistet werden.
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Da die hochemissive Oberfläche 7 zudem auf der distalen Endseite ausgebildet ist, näher als es der distale Endabschnitt des Widerstands 6 ist, kann die Wärme der Mittelelektrode 4, bevor die Wärme der Mittelelektrode 4 auf den Widerstand 6 übertragen wird, über den Isolator 3, der auf der äußeren Umfangsseite der Mittelelektrode 4 angeordnet ist, problemlos auf das Gehäuse 2 übertragen werden.
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Dadurch kann die von der Mittelelektrode 4 auf den Widerstand 6 übertragene Wärme reduziert werden, und ein Erhitzen des Widerstands 6 kann verhindert werden.
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Zudem ist die hochemissive Oberfläche 7 näher an der proximalen Seite ausgebildet als es der eingerastet Stufenabschnitt 34 ist.
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Das heißt, dass die hochemissive Oberfläche 7 zwischen dem eingerasteten Stufenabschnitt 34 und dem proximalen Abschnitt des Widerstands 6 ausgebildet ist.
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Da die äußere Umfangsoberfläche des Isolators 3 und die innere Umfangsoberfläche des Gehäuses 2 sich in diesem Abschnitt nahe sind, kann die Wärme der Mittelelektrode 4 effektiv an das Gehäuse 2 freigegeben werden, indem die hochemissive Oberfläche 7 in diesem Abschnitt ausgebildet wird.
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Wie vorstehend beschrieben, kann, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die Zündkerze für die Brennkraftmaschine, die einen Temperaturanstieg des Widerstands verhindern kann, während eine Rauschunterdrückungsleistung gewährleistet wird, geschaffen werden.
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[Experimentelles Beispiel]
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Die vorliegende Ausführungsform ist ein Beispiel des Analysierens von Veränderungen der Temperatur des distalen Endes des Widerstands 6, wenn der Wärmeemissionsgrad der äußeren Umfangsoberfläche des Abschnitts 32 mit dem kleinen Außendurchmesser des Isolators 6 in einer Zündkerze mit dem gleichen Grundaufbau wie die Zündkerze 1 gemäß der ersten Ausführungsform mit Ausnahme der hochemissiven Oberfläche 7 mehrfach verändert wird.
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Insbesondere wird eine Wärmeleitungsanalyse für sechs Arten von Zündkerzen durchgeführt, die jeweils den Wärmeemissionsgrad der äußeren Umfangsoberfläche des Abschnitts 32 mit dem kleinen Außendurchmesser des Isolators 3 von 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8 bzw. 0,9 aufweisen.
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Es wird darauf hingewiesen, dass der Wärmeemissionsgrad von 0,4 gleich einem Wärmeemissionsgrad der Oberfläche des aus Aluminiumoxid bestehenden Isolators 3 ist.
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Dann wird die Temperatur T des distalen Endabschnitts des Widerstands 6 in Bezug auf jede von den sechs Arten von Zündkerzen 1 analysiert, wenn eine vorbestimmte Wärmemenge von der Oberfläche des distalen Endabschnitts gegeben ist, die der Brennkammer ausgesetzt ist, wenn diese an der Brennkraftmaschine befestigt ist.
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Das Ergebnis wird durch einen Polygonzug L1 in 6 angezeigt.
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Hier ist die vorbestimmte Wärmemenge, die vorstehend erwähnt wurde, eine Wärmemenge, die im Wesentlichen gleich einer Ist-Wärmemenge ist, die der distale Endabschnitt der Zündkerze 1 von der Brennkammer der Brennkraftmaschine aufnimmt.
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6 kann entnommen werden, dass die Temperatur T abnimmt, wenn die Wärmestrahlungsrate ansteigt.
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Insbesondere wenn der Wärmeemissionsgrad 0,7 beträgt, gibt es darüber hinaus einen Punkt, wo eine Neigung des Polygonzugs L1 in 6 so gering zu sein beginnt, dass die Temperatur des distalen Endes des Widerstands 6 auf 330 Grad Celsius reduziert werden kann, was einem Schwellwert entspricht, der die Langlebigkeit und Betriebssicherheit des Widerstands 6 gewährleisten kann.
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Indem der Wärmeemissionsgrad auf 0,8 bis 0,9 ausgelegt wird, kann die Temperatur T weiter gesenkt werden.
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Anhand dieses Ergebnisses kann festgestellt werden, dass effektiv verhindert werden kann, dass die Temperatur des Widerstands 6 ansteigt, wenn der Wärmeemissionsgrad des Abschnitts 32 mit dem kleinen Außendurchmesser des Isolators 3 0,7 oder mehr beträgt.
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Zudem ist es unter Berücksichtigung der Veränderung Einsatzumgebung der tatsächlichen Maschine zu bevorzugen, den Wärmeemissionsgrad des Abschnitts 32 mit dem kleinen Außendurchmesser des Isolators 3 auf 0,8 oder mehr auszulegen, und es ist zudem noch mehr zu bevorzugen, ihn auf 0,9 oder mehr auszulegen.
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In anderen Worten kann anhand der Ergebnisse der vorliegenden Ausführungsform festgestellt werden, dass verhindert werden kann, dass die Temperatur des Widerstands 6 ansteigt, indem die hochemissive Oberfläche 7 mit dem Wärmeemissionsgrad von 0,7 oder mehr an dem vorbestimmten Abschnitt der äußeren Umfangsoberfläche des Isolators 3 angeordnet wird.
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Außerdem kann festgestellt werden, dass es zu bevorzugen ist, den Wärmeemissionsgrad der hochemissiven Oberfläche 7 auf 0,8 oder mehr auszulegen, und dass es noch mehr zu bevorzugen ist, ihn auf 0,9 oder mehr auszulegen.
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[Zweite Ausführungsform]
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Wie in 7 bis 9 gezeigt ist, ist die vorliegende Ausführungsform ein Beispiel des Veränderns der Formen des Gehäuses 2, der Masseelektrode 5 oder dergleichen mit Bezug auf die erste Ausführungsform.
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Das Gehäuse 2 weist einen Abschnitt 25 mit einem reduzierten Durchmesser auf, wobei ein Innendurchmesser kleiner ist als alle anderen Abschnitte an dem distalen Endabschnitt desselben.
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Die Masseelektrode 5 ist so angeordnet, dass sie von einer distalen Endfläche 241 des Abschnitts 25 mit dem reduzierten Durchmesser vorsteht, und ist ringförmig ausgebildet, so dass eine innere Umfangsoberfläche 51 der Masseelektrode 5 einer äußeren Umfangsoberfläche 43 der Mittelelektrode 4 gegenüberliegt.
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Dementsprechend ist das Gehäuse 2 so konfiguriert, dass der Abschnitt 25 mit dem reduzierten Durchmesser den Isolator 3 von der distalen Endseite her bedeckt.
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Wie in 9 gezeigt ist, ist die Masseelektrode 5 koaxial (Mittelachse der Kerze) mit dem Gehäuse 2 angeordnet.
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Die Masseelektrode 5 wird in einem Zustand angefügt, in dem die proximale Oberfläche derselben sich in einem Oberflächenkontakt mit der vorderen Endoberfläche 241 des Abschnitts 25 mit dem reduzierten Durchmesser des Gehäuses 2 befindet.
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Wie in 7 bis 9 gezeigt ist, ist ein Außendurchmesser der Masseelektrode 5 kleiner als ein Außendurchmesser des Gehäuses 2.
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Zudem ist ein Innendurchmesser der Masseelektrode 5 kleiner als der Innendurchmesser des Abschnitts 25 mit dem reduzierten Durchmesser des Gehäuses 2.
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Wie in 7 und 8 gezeigt ist, ist die Mittelelektrode 4 innerhalb des einen reduzierten Durchmesser aufweisenden Abschnitts 25 des Gehäuses 2 und der Masseelektrode 5 angeordnet.
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Das heißt, dass die Funkenentladungsstrecke G gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf einer distalen Endseite, näher als es die distale Endoberfläche 24 des Gehäuses 2 ist, positioniert ist.
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Außerdem ist die hochemissive Oberfläche 7, wie in der ersten Ausführungsform, auf dem Gesamtbereich der äußeren Umfangsoberfläche des Abschnitts 32 mit dem kleinen Außendurchmesser des Isolators 3 ausgebildet.
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Zudem befindet sich in der axialen Richtung X der Kerze das vordere Ende 71 der hochemissiven Oberfläche 7 in derselben Position wie die vordere Endseite, näher als es der Flanschabschnitt 411 des Mittelelektroden-Basismaterials 41 ist, und die Proximale 72 der hochemissiven Oberfläche 7 befindet sich in der Position zwischen dem distalen Ende und der Proximale des Widerstands 6.
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Alle anderen Merkmale sind mit jenen gemäß der ersten Ausführungsform identisch.
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Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn nicht anders angegeben, von den Bezugszeichen, die in der Zeichnung gemäß der vorliegenden Ausführungsform oder in der auf die vorliegende Ausführungsform bezogenen Zeichnung verwendet werden, die gleichen Bezugszeichen, die in der ersten Ausführungsform verwendet werden, sich auf die gleichen Elemente wie in der ersten Ausführungsform beziehen.
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Da in dem Fall gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Konfiguration so beschaffen ist, dass das Gehäuse 2 den Abschnitt 25 mit dem reduzierten Durchmesser an seinem distalen Ende aufweist, und der Abschnitt 25 mit dem reduzierten Durchmesser den Isolator 3 von der distalen Endseite her bedeckt, tendiert die Temperatur des Isolators 3, der Mittelelektrode 4 und des Widerstands 6 dazu, hohe Werte zu erreichen.
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Dementsprechend kann in der Struktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform, in dem die hochemissive Oberfläche 7 auf der äußeren Umfangsoberfläche des Isolators 3 angeordnet wird, und indem der Wärmefreisetzungseffekt von dem Isolator 3 erhalten wird, ein Temperaturanstieg des Widerstands 6 effektiv verhindert werden.
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Alle anderen Merkmale sind mit jenen gemäß der ersten Ausführungsform identisch.
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[Dritte Ausführungsform]
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Wie in 10 gezeigt ist, ist die vorliegende Ausführungsform ein Beispiel dafür, dass ein Konstantspannungselement 14 in dem Isolator 3 näher an der distalen Endseite angeordnet ist als es das Gehäuse 2 ist.
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Mit der Anordnung des Konstantspannungselements 14 soll verhindert werden, dass eine Spannung, die höher ist als eine vorbestimmte Spannung, an die Funkenentladungsstrecke G angelegt wird, und besteht z. B. aus einer Zener-Diode.
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Das Konstantspannungselement 14 ist in einer Elementanordnungsnut 37 angeordnet, die auf der äußeren Umfangsoberfläche des Isolators 3 ausgebildet ist.
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Das Konstantspannungselement 14 ist auf der distalen Seite, näher als es der Widerstand 6 in der axialen Richtung X der Kerze ist, angeordnet.
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Außerdem ist die hochemissive Oberfläche 7, wie in der ersten Ausführungsform, auf dem gesamten Bereich der äußeren Umfangsoberfläche des Abschnitts 32 mit dem kleinen Außendurchmesser des Isolators 3 ausgebildet.
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In der axialen Richtung X der Kerze befindet sich zudem das vordere Ende 71 der hochemissiven Oberfläche 7 in der gleichen Position wie die vordere Endseite im Gegensatz zu dem Flanschbereich 411 des Mittelelektroden-Basismaterials 41, und die Proximale 72 der hochemissiven Oberfläche 7 befindet sich in der Position zwischen dem distalen Ende und der Proximale des Widerstands 6.
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Alle anderen Merkmale sind mit jenen gemäß der ersten Ausführungsform identisch.
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Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn nicht anders angegeben, von den Bezugszeichen, die in der Zeichnung gemäß der vorliegenden Ausführungsform oder in der auf die vorliegende Ausführungsform bezogenen Zeichnung verwendet werden, die gleichen Bezugszeichen, die in der ersten Ausführungsform verwendet werden, sich auf die gleichen Elemente wie in der ersten Ausführungsform beziehen.
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Selbst wenn elektronische Bauteile, wie z. B. ein Konstantspannungselement 14, in dem Isolator 3 angeordnet sind, wie in der vorliegenden Ausführungsform, kann verhindert werden, dass die Wärme des distalen Endes der Mittelelektrode 4 auf das Konstantspannungselement 14 übertragen wird, und kann verhindert werden, dass das Konstantspannungselement 14 sich erhitzt, indem die hochemissive Oberfläche 7 auf der äußeren Umfangsoberfläche des Isolators 3 ausgebildet wird.
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Das heißt, dass die Wärme von der äußeren Umfangsoberfläche des Isolators 3 problemlos und effektiv auf den Freiraum 10 (Luftschicht) übertragen werden kann.
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Somit kann die Menge der auf die proximale Seite über den Isolator 3 von dem distalen Ende der Mittelelektrode 4 übertragenen Wärme reduziert werden kann.
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Somit kann verhindert werden, dass die Temperatur des Konstantspannungselements 14 einen hohen Wert erreicht.
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Alle anderen Merkmale sind mit jenen gemäß der ersten Ausführungsform identisch.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Aspekte annehmen kann.
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Solange die hochemissive Oberfläche außerdem in der distalen Endseite angeordnet ist, im Gegensatz zu dem proximalen Abschnitt des Widerstands, der in der äußeren Umfangsoberfläche des Isolators angeordnet ist, und die hochemissive Oberfläche auf zumindest einem Teil des Abschnitts angeordnet ist, der der inneren Umfangsoberfläche des Gehäuses gegenüberliegt, muss die hochemissive Oberfläche nicht auf dem gesamten Bereich der äußeren Umfangsoberfläche des Abschnitts 32 mit dem kleinen Außendurchmesser des Isolators 3 wie in der ersten bis dritten Ausführungsform angeordnet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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