DE102018107259A1 - Zündkerze - Google Patents

Abstract

Eine Zündkerze beinhaltet einen Metallmantel (50) mit einem Schraubabschnitt und einem Vorsprungsabschnitt (54), der an einer Rückseite des Schraubabschnitts (52) radial auswärts hervorsteht. Der Vorsprungsabschnitt ist, wenn er an einen Verbrennungsmotor (500) montiert ist, über einen Dichtungsring (90) über einen gesamten Umfang in umlaufender Richtung mit dem Verbrennungsmotor (500) verbunden. Im Querschnitt betrachtet ist der Dichtungsring (90) massiv. Wenn ein Abschnitt des Dichtungsrings (90), der in Kontakt mit dem Vorsprungsabschnitt (54) steht, als ein Rückseiten-Kontaktabschnitt (CFB) definiert ist und ein Abschnitt des Dichtungsrings (90), der in Kontakt mit dem Verbrennungsmotor (500) steht, als Vorderseiten-Kontaktabschnitt (CFF) definiert ist, ist eine ringförmige erste Mittellinie (CBL), die durch eine Mitte des Rückseiten-Kontaktabschnitts (CFB) verläuft, im Verhältnis zu einer ringförmigen zweiten Mittellinie (CFL), die durch eine Mitte des Vorderseiten-Kontaktabschnitts (CFF) verläuft, über den gesamten Umfang entweder radial auswärts oder radial einwärts verlagert.

Description

• GEBIET DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Beschreibung betrifft eine Zündkerze zum Zünden von Kraftstoffgas in einem Verbrennungsmotor.
• STAND DER TECHNIK
• Eine Zündkerze wird in einem Verbrennungsmotor montiert, indem ein Schraubabschnitt, der an einem Metallmantel gebildet ist, in eine Schrauböffnung des Verbrennungsmotors geschraubt wird. In einem Zustand, in dem die Zündkerze an den Verbrennungsmotor montiert ist, muss der Spalt zwischen dem Metallmantel der Zündkerze und dem Verbrennungsmotor (zum Beispiel einem Zylinderkopf) hermetisch abgedichtet sein, um das Austreten von Gas in einer Brennkammer des Verbrennungsmotors nach außerhalb zu verhindern. Zu diesem Zweck wurde eine Zündkerze vorgeschlagen, die einen Dichtungsring beinhaltet, der verschiedenartig ausgearbeitet ist, um ein Dichtungsvermögen zwischen einem Metallmantel und einem Verbrennungsmotor sicherzustellen.
• Zum Beispiel weist bei dem Dichtungsring, der im Patentdokument 1 offenbart ist, ein Querschnitt desselben, der entlang einer Ebene entnommen ist, die eine axiale Linie beinhaltet, eine S-Form auf. Es wird in Betracht gezogen, dass die plastische Verformung des Dichtungsrings aufgrund dieser Form unterbunden werden kann.
• DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
• Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Auslegeschrift (kokai) Nr. JP 2016-136524 (A )
• KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
• Bei der oben beschriebenen Technik ist jedoch ein Umfang der Verformung des Dichtungsrings groß und damit besteht eine Möglichkeit, dass eine axiale Montageposition einer Zündkerze variiert.
• Die vorliegende Beschreibung offenbart eine Technik, die in der Lage ist, ein Dichtungsvermögen zwischen einem Metallmantel und einem Verbrennungsmotor sicherzustellen, während eine Variierung einer axialen Montageposition einer Zündkerze unterbunden wird.
• MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
• Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technologie kann zum Beispiel in den folgenden Anwendungsbeispielen umgesetzt werden.
• ANWENDUNGSBEISPIEL 1
• Eine Zündkerze, Folgendes beinhaltend:
• einen Metallmantel, Folgendes beinhaltend:
• einen Schraubabschnitt, der an einer äußeren Umfangsfläche bereitgestellt und dafür eingerichtet ist, in einem montierten Zustand, in dem die Zündkerze an einen Verbrennungsmotor montiert ist, in eine Schrauböffnung des Verbrennungsmotors geschraubt zu sein, und
• einen Vorsprungsabschnitt, der an einer Rückseite des Schraubabschnitts radial auswärts hervorsteht, wobei der Vorsprungsabschnitt im montierten Zustand, wenn der Schraubabschnitt im montierten Zustand in die Schrauböffnung des Verbrennungsmotors montiert ist, mittels eines Dichtungsrings über einen gesamten Umfang in einer umlaufenden Richtung mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, wobei
• der Dichtungsring in seinem Querschnitt, entnommen entlang eine Ebene, die eine axiale Linie beinhaltet, massiv ist und
• wenn ein Abschnitt des Dichtungsrings, der in Kontakt mit dem Vorsprungsabschnitt steht, als Rückseiten-Kontaktabschnitt definiert ist, und ein Abschnitt des Dichtungsrings, der in Kontakt mit dem Verbrennungsmotor steht, als Vorderseiten-Kontaktabschnitt definiert ist,
• eine ringförmige erste Mittellinie, die durch eine Mitte des Rückseiten-Kontaktabschnitts verläuft, im Verhältnis zu einer ringförmigen zweiten Mittellinie, die durch eine Mitte des Vorderseiten-Kontaktabschnitts verläuft, über den gesamten Umfang entweder radial auswärts oder radial einwärts verlagert ist.
• Gemäß der obigen Gestaltung ist das Ausmaß der Verformung des Dichtungsrings vermindert, da der Dichtungsring in seinem Querschnitt, entnommen entlang der Ebene, die die axiale Linie beinhaltet, massiv ist, so dass eine Variierung der axialen Montageposition der Zündkerze unterbunden werden kann. Darüber hinaus tritt zusätzlich zu einem Dichtungsdruck infolge der Elastizität des Materials des Dichtungsrings selbst ein Dichtungsdruck infolge dessen auf, dass der Dichtungsring wie eine Tellerfeder wirkt, und somit kann die Dichtungsleistung zwischen dem Metallmantel und dem Verbrennungsmotor verbessert werden. Im Ergebnis kann ein Dichtungsvermögen zwischen dem Metallmantel und dem Verbrennungsmotor sichergestellt werden, während eine Variierung der axialen Montageposition der Zündkerze unterbunden wird.
• ANWENDUNGSBEISPIEL 2
• Die Zündkerze gemäß Anwendungsbeispiel 1, wobei ein Abstand in radialer Richtung zwischen der ersten Mittellinie und der zweiten Mittellinie über den gesamten Umfang nicht kleiner als 0,25 mm ist.
• Gemäß der obigen Gestaltung wird der Dichtungsdruck infolge dessen, dass der Dichtungsring wie eine Tellerfeder wirkt, höher, und somit kann das Dichtungsvermögen zwischen dem Metallmantel und dem Verbrennungsmotor weiter verbessert werden.
• ANWENDUNGSBEISPIEL 3
• Die Zündkerze gemäß Anwendungsbeispiel 1 oder 2, wobei eine durchschnittliche Länge des Rückseiten-Kontaktabschnitts in radialer Richtung kürzer als eine durchschnittliche Länge des Vorderseiten-Kontaktabschnitts in radialer Richtung ist.
• Gemäß der obigen Gestaltung kann der Bereich des Kontakts zwischen dem Dichtungsring und dem Verbrennungsmotor relativ groß gestaltet werden, indem die durchschnittliche Länge des Vorderseiten-Kontaktabschnitts in radialer Richtung relativ lang gestaltet wird, so dass Schäden des Verbrennungsmotors unterbunden werden können. Demgemäß kann das Dichtungsvermögen sichergestellt werden, wenn die Zündkerze für den Austausch der Zündkerze oder dergleichen wiederholt montiert wird. Des Weiteren kann der Bereich des Kontakts zwischen dem Dichtungsring und dem Metallmantel relativ klein gestaltet werden, indem die durchschnittliche Länge des Rückseiten-Kontaktabschnitts in radialer Richtung relativ kurz gestaltet wird, so dass der Dichtungsdruck zwischen dem Metallmantel und dem Dichtungsring erhöht werden kann, um das Dichtungsvermögen zwischen diesen zu verbessern.
• ANWENDUNGSBEISPIEL 4
• Die Zündkerze gemäß einem der Anwendungsbeispiele 1 bis 3, wobei der Dichtungsring eine Vickers-Härte von nicht weniger als 100 Hv aufweist.
• Gemäß der obigen Gestaltung weist der Dichtungsring eine ausreichende Härte auf und somit kann eine plastische Verformung des Dichtungsrings unterbunden werden. Im Ergebnis kann eine Verminderung des Dichtungsdrucks durch plastische Verformung des Dichtungsrings unterbunden werden, da der Dichtungsring wie eine Tellerfeder wirkt.
• ANWENDUNGSBEISPIEL 5
• Die Zündkerze gemäß einem der Anwendungsbeispiele 1 bis 4, wobei eine durchschnittliche Länge des Vorderseiten-Kontaktabschnitts in radialer Richtung nicht kleiner als 1 mm und nicht größer als 1,4 mm ist.
• Wenn der Bereich des Kontakts zwischen dem Dichtungsring und dem Verbrennungsmotor übermäßig klein ist, treten tendenziell Schäden am Verbrennungsmotor auf. Wenn dieser Bereich des Kontakts übermäßig groß ist, sinkt der Dichtungsdruck zwischen dem Dichtungsring und dem Verbrennungsmotor und somit nimmt das Dichtungsvermögen zwischen diesen ab. Gemäß der obigen Gestaltung kann der Dichtungsdruck zwischen dem Dichtungsring und dem Verbrennungsmotor erhöht werden, während Schäden am Verbrennungsmotor unterbunden werden.
• ANWENDUNGSBEISPIEL 6
• Die Zündkerze gemäß einem der Anwendungsbeispiele 1 bis 5, wobei eine durchschnittliche Länge des Rückseiten-Kontaktabschnitts in radialer Richtung nicht größer als 1 mm ist.
• Wenn der Bereich des Kontakts zwischen dem Dichtungsring und dem Metallmantel übermäßig groß ist, vermindert sich der Dichtungsdruck zwischen dem Dichtungsring und dem Metallmantel und somit nimmt das Dichtungsvermögen zwischen diesen ab. Gemäß der obigen Gestaltung kann der Dichtungsdruck zwischen dem Dichtungsring und dem Metallmantel erhöht werden.
• ANWENDUNGSBEISPIEL 7
• Die Zündkerze gemäß einem der Anwendungsbeispiele 1 bis 6, wobei der Schraubabschnitt des Metallmantels einen Schraubdurchmesser von nicht größer als M10 aufweist.
• Je kleiner der Schraubdurchmesser ist, desto kleiner ist der Durchmesser des Dichtungsrings. Je kleiner der Durchmesser des Dichtungsrings ist, desto höher ist der Dichtungsdruck infolge dessen, dass der Dichtungsring wie eine Tellerfeder wirkt. Gemäß der obigen Gestaltung wird der Dichtungsdruck infolgedessen, dass der Dichtungsring wie eine Tellerfeder wirkt, ausreichend hoch und somit kann das Dichtungsvermögen zwischen dem Metallmantel und dem Verbrennungsmotor weiter verbessert werden.
• Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technologie kann in verschiedenen Formen umgesetzt werden. Zum Beispiel kann die Technologie in Formen wie beispielsweise einer Zündkerze, einer Zündvorrichtung, die die Zündkerze verwendet, eines Verbrennungsmotors, der mit der Zündkerze ausgerüstet ist, eines Verbrennungsmotors, der mit der die Zündkerze verwendenden Zündvorrichtung ausgerüstet ist, und einer Elektrode einer Zündkerze umgesetzt werden.
• Figurenliste
• Im Folgenden werden die Aspekte der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, ohne auf diese beschränkt zu sein.
• 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Zündkerze 100 gemäß einer Ausführungsform.
• 2(A) und 2(B) sind erläuternde Darstellungen eines Dichtungsrings 90.
• 3 ist eine Darstellung, welche die Formgebung des Dichtungsrings 90 erläutert.
• 4(A) bis 4(C) stellen Querschnittsansichten eines Zwischenkörpers 90M und des Dichtungsrings 90 dar.
• 5 ist eine erläuternde Darstellung eines montierten Zustandes der Zündkerze.
• 6 ist ein Diagramm, in dem Testergebnisse eines ersten Bewertungstests aufgetragen sind.
• 7 ist ein Diagramm, in dem Testergebnisse eines zweiten Bewertungstests aufgetragen sind.
• 8 ist ein Diagramm, in dem Testergebnisse eines dritten Bewertungstests aufgetragen sind.
• 9 ist ein Diagramm, in dem Testergebnisse eines vierten Bewertungstests aufgetragen sind.
• 10 ist ein Diagramm, in dem Testergebnisse eines fünften Bewertungstests aufgetragen sind.
• 11(A) bis 11(G) sind erläuternde Darstellungen von Dichtungsringmodifizierungen.
• MODI ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
• AUSFÜHRUNGSFORM
• GESTALTUNG DER ZÜNDKERZE
• 1 ist eine Querschnittsansicht einer Zündkerze 100 gemäß einer Ausführungsform. In 1 stellt eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie eine axiale Linie CO der Zündkerze 100 dar. Eine Richtung parallel zur axialen Linie CO (in 1 die Auf/Abwärts-Richtung) wird als axiale Richtung bezeichnet. Die radiale Richtung eines Kreises, der seine Mitte auf der axialen Linie CO hat und auf einer Ebene senkrecht zur axialen Linie CO vorhanden ist, wird lediglich als „radiale Richtung“ bezeichnet und die umlaufende Richtung des Kreises wird lediglich als „umlaufende Richtung“ bezeichnet. Die Abwärtsrichtung in 1 wird als Vorwärtsrichtung FD und die Aufwärtsrichtung in 1 wird als Rückwärtsrichtung BD bezeichnet. Die untere Seite in 1 wird als Vorderseite der Zündkerze 100 und die obere Seite in 1 wird als Rückseite der Zündkerze 100 bezeichnet.
• Die Zündkerze 100 bewirkt das Auftreten einer Entladung in einem Spalt (Entladungspalt), der zwischen einer Mittelelektrode (20) und einer Masseelektrode 30 gebildet ist, was später detaillierter beschrieben wird. Die Zündkerze 100 ist an einen Verbrennungsmotor montiert und wird zum Zünden von Kraftstoffgas in der Brennkammer des Verbrennungsmotors verwendet. Die Zündkerze 100 beinhaltet einen Isolator 10, die Mittelelektrode 20, die Masseelektrode 30, einen Metallanschluss 40, einen Metallmantel 50 und einen Dichtungsring 90.
• Der Isolator 10 wird durch Brennen von Aluminiumoxid oder dergleichen gebildet. Der Isolator 10 ist ein im Wesentlichen zylinderförmiges Element mit einer axialen Öffnung 12, die eine Durchgangsöffnung entlang der axialen Richtung ist und den Isolator 10 durchdringt. Der Isolator 10 beinhaltet einen Flanschabschnitt 19, einen rückseitigen Rumpfabschnitt 18, einen vorderseitigen Rumpfabschnitt 17, einen Stufenabschnitt 15 und einen Schenkelabschnitt 13. Der rückseitige Rumpfabschnitt 18 befindet sich im Verhältnis zum Flanschabschnitt 19 an der Rückseite und weist einen kleineren Außendurchmesser als der Flanschabschnitt 19 auf. Der vorderseitige Rumpfabschnitt 17 befindet sich im Verhältnis zum Flanschabschnitt 19 an der Vorderseite und weist einen kleineren Außendurchmesser als der Flanschabschnitt 19 auf. Der Schenkelabschnitt 13 befindet sich im Verhältnis zum vorderseitigen Rumpfabschnitt 17 an der Vorderseite und weist einen kleineren Durchmesser als der vorderseitige Rumpfabschnitt 17 auf. Wenn die Zündkerze 100 in einen Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) montiert ist, liegt der Schenkelabschnitt 13 in der Brennkammer des Verbrennungsmotors frei. Der Stufenabschnitt 15 ist zwischen dem Schenkelabschnitt 13 und dem vorderseitigen Rumpfabschnitt 17 gebildet.
• Der Metallmantel 50 ist aus einem leitfähigen Material gebildet, insbesondere aus einem kohlenstoffarmen Stahlmaterial, und ist ein zylinderförmiges Metallelement zum Befestigen der Zündkerze 100 am Zylinderkopf (nicht dargestellt) des Verbrennungsmotors. Der Metallmantel 50 weist eine Durchgangsöffnung 59 auf, die derart gebildet ist, dass sie sich entlang der axialen Linie CO erstreckt und den Metallmantel 50 durchdringt. Der Metallmantel 50 ist am radialen Umfang (d. h. Außenumfang) des Isolators 10 angeordnet. Das heißt, der Isolator 10 ist in die Durchgangsöffnung 59 des Metallmantels 50 eingesetzt und wird darin gehalten. Das vordere Ende des Isolators 10 steht im Verhältnis zum vorderen Ende des Metallmantels 50 an der Vorderseite hervor. Das hintere Ende des Isolators 10 steht im Verhältnis zum hinteren Ende des Metallmantels 50 an der Rückseite hervor.
• Der Metallmantel 50 beinhaltet: einen Werkzeugeingriffsabschnitt 51, der eine sechseckige Säulenform aufweist, und mit dem ein Zündkerzenschlüssel in Eingriff zu bringen ist; einen Montageschraubabschnitt 52 für die Montage der Zündkerze 100 an dem Verbrennungsmotor und einen Vorsprungsabschnitt 54, der zwischen dem Werkzeugeingriffsabschnitt 51 und dem Montageschraubabschnitt 52 gebildet ist.
• Der Montageschraubabschnitt 52 beinhaltet ein Schraubgewinde, das auf seiner Außenumfangsfläche gebildet ist, und ist in einem montierten Zustand, in dem die Zündkerze 100 an dem Verbrennungsmotor montiert ist, in eine Schrauböffnung (nicht dargestellt) geschraubt, die im Zylinderkopf des Verbrennungsmotors bereitgestellt ist. Der Nenndurchmesser des Montageschraubabschnitts 52 ist zum Beispiel nicht größer als M10 und beträgt zum Beispiel M10 oder M8.
• Der Vorsprungsabschnitt 54 ist ein flanschartiger Abschnitt, der an der Rückseite des Montageschraubabschnitts 52 radial nach außen hervorsteht. Wie später beschrieben, ist der Vorsprungsabschnitt 54 in montierten Zustand, in dem die Zündkerze 100 an dem Verbrennungsmotor montiert ist, mittels des Dichtungsrings 90 über den gesamten Umfang einer Montagefläche des Verbrennungsmotors mit dieser verbunden.
• Der Dichtungsring 90, der aus Metall besteht, der eine Ringform aufweist und der später detaillierter beschrieben wird, ist zwischen den Montageschraubabschnitt 52 und den Vorsprungsabschnitt 54 des Metallmantels 50 eingesetzt und eingepasst. Im montierten Zustand, in dem die Zündkerze 100 an dem Verbrennungsmotor montiert ist, dichtet der Dichtungsring 90 den Spalt zwischen der Zündkerze 100 und dem Verbrennungsmotor (Zylinderkopf) ab.
• Der Metallmantel 50 beinhaltet ferner: einen dünnen Crimpabschnitt 53, der an der Rückseite des Werkzeugeingriffsabschnitts 51 bereitgestellt ist, und einen dünnen Kompressionsverformungsabschnitt 58, der zwischen dem Vorsprungsabschnitt 54 und dem Werkzeugeingriffsabschnitt 51 bereitgestellt ist. In einer ringförmigen Region, die zwischen der Innenumfangsfläche des Abschnitts des Metallmantels 50, der sich vom Werkzeugeingriffsabschnitt 51 zum Crimpabschnitt 53 erstreckt, und der Außenumfangsfläche des rückseitigen Rumpfabschnitts 18 des Isolators 10 gebildet ist, sind Ringelemente 6 und 7 angeordnet. Der Raum zwischen den zwei Ringelementen 6 und 7 in der Region ist mit Talkpulver 9 gefüllt. Das hintere Ende des Crimpabschnitts 53 ist radial einwärts gebogen und an der Außenumfangsfläche des Isolators 10 befestigt. Der Kompressionsverformungsabschnitt 58 des Metallmantels 50 wird durch den Crimpabschnitt 53, der an der Außenumfangsfläche des Isolators 10 befestigt ist kompressionsverformt und während der Herstellung hin zur Vorderseite gedrückt wird. Der Isolator 10 wird mittels der Ringelemente 6 und 7 und des Talks 9 infolge der Kompressionsverformung des Kompressionsverformungsabschnitts 58 in den Metallmantel 50 hin zur Vorderseite gedrückt. Dementsprechend wird der Stufenabschnitt 15 (isolatorseitiger Stufenabschnitt) des Isolators 10 durch einen Stufenabschnitt 56 (metallmantelseitiger Stufenabschnitt), der am Innenumfang des Montageschraubabschnitts 52 des Metallmantels 50 gebildet ist, mittels einer aus Metall bestehenden ringförmigen Plattenpackung 8 gedrückt. Im Ergebnis verhindert die Plattenpackung 8 das Austreten von Gas in der Brennkammer des Verbrennungsmotors durch den Spalt zwischen dem Metallmantel 50 und dem Isolator 10 nach außerhalb.
• Die Mittelelektrode 20 beinhaltet einen stabförmigen Mittelelektrodenkörper 21, der sich in der axialen Richtung erstreckt, und eine Mittelelektrodenspitze 29. Der Mittelelektrodenkörper 21 wird durch einen Vorderabschnitt des Isolators 10 in der axialen Öffnung 12 gehalten. Der Mittelelektrodenkörper 21 weist eine Struktur auf, die ein Elektrodengrundmaterial 21A beinhaltet, und einen Kernabschnitt 21B, der in das Elektrodengrundmaterial 21A eingebettet ist. Das Elektrodengrundmaterial 21A ist zum Beispiel unter Verwendung von Nickel oder einer Legierung gebildet, die Nickel als Hauptkomponente enthält (z. B. NCF 600, NCF 601). Der Kernabschnitt 21B ist aus Kupfer oder einer Legierung gebildet, die Kupfer als Hauptkomponente enthält, welche ein besseres Wärmeleitvermögen aufweist, als die Legierung, die das Elektrodengrundmaterial 21A bildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Kernabschnitt 21B aus Kupfer gebildet.
• Der Mittelelektrodenkörper 21 beinhaltet einen Flanschabschnitt 24, der an einer festgelegten Position in der axialen Richtung bereitgestellt ist, einen Kopfabschnitt 23 (Elektrodenkopfabschnitt), der ein Abschnitt ist, der im Verhältnis zum Flanschabschnitt 24 an der Rückseite liegt, und einen Schenkelabschnitt 25 (Elektrodenschenkelabschnitt), der ein Abschnitt ist, der im Verhältnis zum Flanschabschnitt 24 an der Vorderseite liegt. Der Flanschabschnitt 24 wird von einem Stufenabschnitt 16 des Isolators 10 gestützt. Ein vorderer Endabschnitt des Schenkelabschnitts 25, d. h. ein vorderer Endabschnitt des Mittelelektrodenkörpers 21, steht im Verhältnis zum vorderen Ende des Isolators 10 an der Vorderseite hervor.
• Die Mittelelektrodenspitze 29 ist ein Element, das eine im Wesentlichen runde Säulenform aufweist und mit Hilfe von zum Beispiel Laserschweißen an das vordere Ende des Mittelelektrodenkörpers 21 angefügt ist. Die Mittelelektrodenspitze 29 ist aus einem Material gebildet, das als Hauptkomponente ein Edelmetall mit hohem Schmelzpunkt enthält. Die Mittelelektrodenspitze 29 ist eine Edelmetallspitze, die unter Verwendung von zum Beispiel einem Edelmetall wie Iridium (Ir) oder einer Legierung gebildet ist, die das Edelmetall als Hauptkomponente enthält.
• Die Masseelektrode 30 beinhaltet einen Masseelektrodenkörper 21, der an das vordere Ende des Metallmantels 50 angefügt ist, und eine Masseelektrodenspritze 39, die eine quadratische Säulenform aufweist. Der Masseelektrodenkörper 31 ist ein bogenstabförmiger Körper mit einem quadratischen Querschnitt. Der Masseelektrodenkörper 31 weist als seine beiden Endflächen eine freie Endfläche 311 und eine angefügte Endfläche 312 auf. Die angefügte Endfläche 312 ist an eine vordere Endfläche 50A des Metallmantels 50 angefügt, zum Beispiel mittels Widerstandsschweißen. Dementsprechend sind der Metallmantel 50 und der Masseelektrodenkörper 31 elektrisch miteinander verbunden.
• Der Masseelektrodenkörper 31 ist zum Beispiel unter Verwendung von Nickel oder einer Legierung gebildet, die Nickel als Hauptkomponente enthält (z. B. NCF 600, NCF 601). Der Masseelektrodenkörper 31 kann eine zweischichtige Struktur aufweisen, die Folgendes beinhaltet: ein Grundmaterial, das aus einem Metall (z. B. einer Nickellegierung) mit hoher Korrosionsbeständigkeit gebildet ist, und einen Kernabschnitt, der unter Verwendung eines Metalls (z. B. Kupfer) mit hohem Wärmeleitvermögen gebildet ist und der in das Grundmaterial eingebettet ist. Ähnlich der Mittelelektrodenspitze 29 ist die Masseelektrodenspitze 39 eine Edelmetallspitze, die unter Verwendung eines Edelmetalls wie beispielsweise Iridium (Ir) oder einer Legierung gebildet ist, die das Edelmetall als Hauptkomponente enthält. Die Masseelektrodenspitze 39 ist unter Verwendung von zum Beispiel Laserschweißen oder Widerstandsschweißen nahe der freien Endfläche 311 und an der Rückseite an eine Fläche des Masseelektrodenkörpers 31 angefügt.
• Eine erste Entladungsfläche 295, welche die vordere Endfläche der Mittelelektrodenspitze 29 ist, und eine zweite Entladungsfläche 395, welche die hintere Endfläche der Masseelektrodenspitze 39 ist, bilden den oben beschriebenen Entladungsspalt.
• Der Metallanschluss 40 ist ein stabförmiges Element, das sich in der axialen Richtung erstreckt. Der Metallanschluss 40 ist aus einem leitfähigen Metallmaterial (z. B. kohlenstoffarmer Stahl) gebildet und durch Plattierung oder dergleichen ist eine Metallschicht (z. B. eine Ni-Schicht) für den Korrosionsschutz auf der Fläche des Metallanschlusses gebildet. Der Metallanschluss 40 beinhaltet: einen Flanschabschnitt 42 (Anschlussklemmabschnitt), der an einer festgelegten Position in der axialen Richtung gebildet ist, einen Kappenmontageabschnitt 41, der sich im Verhältnis zum Flanschabschnitt 42 an der Rückseite befindet, und einen Schenkelabschnitt 43 (Anschlussschenkelabschnitt), der sich im Verhältnis zum Flanschabschnitt 42 an der Vorderseite befindet. Der Kappenmontageabschnitt 41 des Metallanschlusses 40 liegt im Verhältnis zum Isolator 10 an der Rückseite frei. Der Schenkelabschnitt 43 des Metallanschlusses 40 ist in die axiale Öffnung 12 des Isolators 10 eingesetzt. Eine Steckkappe, an die ein Hochspannungskabel (nicht dargestellt) angeschlossen ist, ist an den Kappenmontageabschnitt 41 montiert und an den Kappenmontageabschnitt 41 wird zum Bewirken des Auftretens einer Entladung eine Hochspannung angelegt.
• Ein Widerstand 70 zum Reduzieren von Störungen durch elektrische Wellen zum Zeitpunkt des Auftretens einer Entladung ist in der axialen Öffnung 12 des Isolators 10 und zwischen dem vorderen Ende des Metallanschlusses 40 (dem vorderen Ende des Schenkelabschnitts 43) und dem hinteren Ende der Mittelelektrode 20 (dem hinteren Ende des Kopfabschnitts 23) angeordnet. Der Widerstand 70 ist zum Beispiel aus einer Zusammensetzung gebildet, die Glaspartikel als Hauptkomponente, nicht-gläserne Keramikpartikel und ein leitfähiges Material enthält. In der axialen Öffnung 12 ist der Spalt zwischen dem Widerstand 70 und der Mittelelektrode 20 mit einer leitfähigen Dichtung 60 gefüllt. Der Spalt zwischen dem Widerstand 70 und dem Metallanschluss 40 ist mit einer leitfähigen Dichtung 80 gefüllt. Die leitfähigen Dichtungen 60 und 80 sind aus zum Beispiel einer Zusammensetzung gebildet, die Glaspartikel und Metallpartikel (Cu, Fe usw.) enthält.
• GESTALTUNG DES DICHTUNGSRINGS 90
• 2(A) und 2(B) sind erläuternde Darstellungen des Dichtungsrings 90. 2(A) zeigt eine schematische Darstellung des Dichtungsrings 90, betrachtet entlang der axialen Line CO in Rückwärtsrichtung BD. 2(B) zeigt eine Perspektivansicht, die den Dichtungsring 90 schematisch zeigt. Der Dichtungsring 90 ist unter Verwendung eines Metallmaterials, zum Beispiel eines Metallmaterials mit einer Vickers-Härte von nicht weniger als 100 Hv, insbesondere unter Verwendung von Eisen, gebildet.
• Der Dichtungsring 90 weist eine Ringform auf. Der Dichtungsring 90 weist einen Außendurchmesser R3 auf, der im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Vorsprungsabschnitts 54 des Metallmantels 50 ist. Der Dichtungsring 90 beinhaltet mehrere (bei dem Beispiel von 2(A) und 2(B) acht) Abschnitte 91 mit kleinem Innendurchmesser und mehrere (bei dem Beispiel von 2(A) und 2(B) acht) Abschnitte 92 mit großem Innendurchmesser auf. Ein Innendurchmesser R1 der Abschnitte 91 mit kleinem Innendurchmesser ist kleiner als ein Innendurchmesser R2 der Abschnitte 92 mit großem Innendurchmesser. Der Innendurchmesser R1 der Abschnitte 91 mit kleinem Innendurchmesser ist etwas kleiner als der maximale Außendurchmesser des Montageschraubabschnitts 52. Der Innendurchmesser R2 der Abschnitte 92 mit großem Innendurchmesser ist etwas größer als der maximale Außendurchmesser der Abschnitte 92 mit großem Innendurchmesser. Die Abschnitte 91 mit kleinem Innendurchmesser weisen an der radial inneren Seite Klemmabschnitte 913 (später beschrieben) auf und die Klemmabschnitte 913 sind in eine Rille 55 (1) eingepasst, die zwischen dem Vorsprungsabschnitt 54 und dem Montageschraubabschnitt 52 im Metallmantel 50 gebildet ist. Dementsprechend steht der Dichtungsring 90 mit dem Metallmantel 50 in Eingriff.
• Die mehreren Abschnitte 91 mit kleinem Innendurchmesser und die mehreren Abschnitte 92 mit großem Innendurchmesser sind abwechselnd entlang der umlaufenden Richtung ausgerichtet. Das heißt, die mehreren Abschnitte 91 mit kleinem Innendurchmesser sind an mehreren Positionen angeordnet, die in der umlaufenden Richtung des Dichtungsrings 90 verteilt sind. Dementsprechend ist der Dichtungsring 90 im Verhältnis zum Metallmantel 50 angemessen befestigt. Eine Länge W1 jedes Abschnitts 91 mit kleinem Innendurchmesser in umlaufender Richtung und eine Länge W2 jedes Abschnitts 92 mit großem Innendurchmesser in umlaufender Richtung sind bei dem Beispiel von 2(A) und 2(B) im Wesentlichen gleich, aber nicht darauf beschränkt.
• 3 ist eine Darstellung, welche die Formgebung des Dichtungsrings 90 erläutert. Es wird ein in 3 gezeigter ringförmiger Zwischenkörper 90M hergestellt. Der Zwischenkörper 90M weist eine Ringform mit Folgendem auf: einem Außendurchmesser, der im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser R3 des Dichtungsrings 90 ist, und einem Innendurchmesser, der im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser R2 der Abschnitte 92 mit großem Innendurchmesser des Dichtungsrings 90 ist.
• Der Montageschraubabschnitt 52 des Metallmantels 50 wird in die Öffnung des Zwischenkörpers 90M eingesetzt und der Zwischenkörper 90M wird im Verhältnis zum Metallmantel 50 derart platziert, dass die hintere Endfläche des Zwischenkörpers 90M und eine vordere Endfläche 54S (1) des Vorsprungsabschnitts 54 miteinander in Kontakt stehen. In diesem Zustand werden acht Abschnitte eines Innenabschnitts 902M des Zwischenkörpers 90M, welche die Abschnitte 91 mit kleinem Innendurchmesser bilden sollen, durch ein festgelegtes Drückelement 300 (später beschrieben) von der Vorderseite in die Rückwärtsrichtung BD gedrückt, wie durch acht Pfeile in 3 gezeigt ist. Dementsprechend werden die acht Abschnitte des Innenabschnitts 902M, welche die Abschnitte 91 mit kleinem Innendurchmesser bilden sollen, gegen die vordere Endfläche 54S des Vorsprungsabschnitts 54 gedrückt und gequetscht. Im Ergebnis werden die acht Abschnitte 91 mit kleinem Innendurchmesser gebildet und der Dichtungsring 90 ist vollständig und außerdem steht der Dichtungsring 90 mit dem Metallmantel 50 in Eingriff.
• Anhand der 4(A) bis 4(C) wird eine weitere detaillierte Beschreibung gegeben. 4(A) bis 4(C) sind Querschnittsansichten des Zwischenkörpers 90M und des Dichtungsrings 90. In 4(A) bis 4(C) ist die Aufwärtsrichtung die Vorwärtsrichtung FD und die Abwärtsrichtung ist die Rückwärtsrichtung BD. Des Weiteren entspricht die linke Seite einer Richtung ID von der Außenseite zur Innenseite entlang der radialen Richtung und entspricht die rechte Seite einer Richtung OD von der Innenseite zur Außenseite entlang der radialen Richtung.
• Die Querschnittsansicht von 4(A) zeigt einen Querschnitt CSM des Zwischenkörpers 90M, entnommen entlang einer Ebene, welche die axiale Linie CO beinhaltet (3). Der Querschnitt CSM weist eine Form mit einer Symmetrie um eine Linie CL auf, die in der radialen Richtung (Richtung ID-OD) durch die Mitte des Zwischenkörpers 90M verläuft und senkrecht zur axialen Richtung liegt. Wie im Querschnitt CSM gezeigt, beinhaltet der Zwischenkörper 90M den oben beschriebenen Innenabschnitt 902M und einen Außenabschnitt 901M. Eine Fläche IVM an der radial inneren Seite (in der Richtung ID) und eine Fläche OVM an der radial äußeren Seite (in der Richtung OD) des Zwischenkörpers 90M liegen parallel zur axialen Richtung. Eine hintere Endfläche IBM und eine vordere Endfläche IFM des Innenabschnitts 902M sind im Verhältnis zur Linie CL geneigt, die senkrecht zur axialen Richtung liegt. Somit weist der Innenabschnitt 902 im Querschnitt CSM eine Trapezform auf. Eine hintere Endfläche OBM und eine vordere Endfläche OFM des Außenabschnitts 901M liegen parallel zur Linie CL, die senkrecht zur axialen Richtung liegt. Somit weist der Außenabschnitt 901M im Querschnitt CSM eine Rechteckform auf.
• Wie in 4(A) gezeigt ist, steht die hintere Endfläche IBM des Innenabschnitts 902M nicht in Kontakt mit der vorderen Endfläche 54S des Vorsprungsabschnitts 54 und steht die hintere Endfläche OBM des Außenabschnitts 901M in Kontakt mit der vorderen Endfläche 54S, wenn der Innenabschnitt 902M des Zwischenkörpers 90M durch das Drückelement 300 in die Rückwärtsrichtung BD gedrückt ist. Somit wird auf den Zwischenkörper 90M Torsionskraft ausgeübt, wenn der Innenabschnitt 902M durch das Drückelement 300 in die Rückwärtsrichtung BD gedrückt wird, so dass der Innenabschnitt 902M in die Rückwärtsrichtung BD bewegt wird und der Außenabschnitt 901M in die Vorwärtsrichtung FD bewegt wird, wie durch die Pfeile AR1 und AR2 gezeigt ist. Das heißt, auf den Zwischenkörper 90M wird ein Drehmoment ausgeübt, das den Querschnitt CSM in 4(A) entgegen der Uhrzeigerrichtung verwindet. Dementsprechend wird der Abschnitt 91 mit kleinem Innendurchmesser wie oben beschrieben gebildet und der Dichtungsring 90 wird derart geformt, dass er als Tellerfeder fungiert.
• Die Querschnittsansicht von 4(B) zeigt einen Querschnitt CS1 (einen Querschnitt, entnommen entlang der Linie A-A in 2(A)) des Abschnitts 91 mit kleinem Innendurchmesser des Dichtungsrings 90, entnommen entlang einer Ebene, welche die axiale Linie CO beinhaltet (2(A)). Der Abschnitt 91 mit kleinem Innendurchmesser beinhaltet einen Innenabschnitt 912 und einen Außenabschnitt 911.
• Der Außenabschnitt 911 weit im Querschnitt CS1 im Wesentlichen eine Rechteckform auf. Eine vordere Endfläche OF1 des Außenabschnitts 911 ist im Verhältnis zu einer Richtung senkrecht zur axialen Richtung derart in einem Winkel θ1 geneigt, dass die radial innere Seite der vorderen Endfläche OF1 im Verhältnis zur radial äußeren Seite der vorderen Endfläche OF1 in der Rückwärtsrichtung BD angeordnet ist. In ähnlicher Weise ist eine hintere Endfläche OB1 des Außenabschnitts 911 im Verhältnis zur Richtung senkrecht zur axialen Richtung derart in einem Winkel θ2 geneigt, dass die radial innere Seite der hinteren Endfläche OB1 im Verhältnis zur radial äußeren Seite der hinteren Endfläche OB in Rückwärtsrichtung BD angeordnet ist. Eine Fläche OV1 des Außenabschnitts 911 ist im Verhältnis zur axialen Richtung geneigt.
• Der Innenabschnitt 912 wird durch Drücken des Drückelements 300 gebildet und beinhaltet den Klemmabschnitt 913, der in die Rille 55 des Metallmantels 50 einzupassen ist. Im Querschnitt CS1 sind eine vordere Endfläche IF1 des Innenabschnitts 912 und eine Fläche IV1 an der radial inneren Seite des Innenabschnitts 912 durch Drücken des Drückelements 300 stark verformt. Eine hintere Endfläche IB1 des Innenabschnitts 912 ist im Verhältnis zur Richtung senkrecht zur axialen Richtung derart in einem Winkel θ3 geneigt, dass die radial innere Seite der hinteren Endfläche IB1 im Verhältnis zur radial äußeren Seite der hinteren Endfläche IB1 in der Vorwärtsrichtung FD angeordnet ist.
• Die Querschnittsansicht von 4(C) zeigt einen Querschnitt CS2 (einen Querschnitt, entnommen entlang der Linie B-B in 2(A)) des Abschnitts 92 mit großem Innendurchmesser des Dichtungsrings 90, entnommen entlang einer Ebene, welche die axiale Linie CO beinhaltet (2(A)). Der Abschnitt 92 mit großem Innendurchmesser beinhaltet einen Innenabschnitt 922 und einen Außenabschnitt 921:
• Der Außenabschnitt 921 weist im Querschnitt CS2 im Wesentlichen eine Rechteckform auf, die ähnlich der des Außenabschnitts 911 des Abschnitts 91 mit kleinem Innendurchmesser ist. Eine vordere Endfläche OF2 des Außenabschnitts 921 ist im Verhältnis zur Richtung senkrecht zur axialen Richtung derart in einem Winkel θ4 geneigt, dass die radial innere Seite der vorderen Endfläche OF2 im Verhältnis zur radial äußeren Seite der vorderen Endfläche OF2 in der Rückwärtsrichtung BD angeordnet ist. In ähnlicher Weise ist eine hintere Endfläche OB2 des Außenabschnitts 921 im Verhältnis zur Richtung senkrecht zur axialen Richtung derart in einem Winkel θ5 geneigt, dass die radial innere Seite der hinteren Endfläche OB2 im Verhältnis zur radial äußeren Seite der hinteren Endfläche OB2 in der Rückwärtsrichtung BD angeordnet ist. Eine Fläche OV2 des Außenabschnitts 921 ist im Verhältnis zur axialen Richtung geneigt.
• Der Innenabschnitt 922 weist im Querschnitt CS2 im Wesentlichen eine unregelmäßige Trapezform auf. Eine vordere Endfläche IF2, eine Fläche IV2 an der radial inneren Seite und eine hintere Endfläche IB2 des Innenabschnitts 922 sind infolge des Einflusses des Formens des Abschnitts 91 mit kleinem Innendurchmesser durch das Drückelement 300 verformt. Die hintere Endfläche IB2 des Innenabschnitts 922 ist im Verhältnis zur Richtung senkrecht zur axialen Richtung derart in einem Winkel θ6 geneigt, dass die radial innere Seite der hinteren Endfläche IB2 im Verhältnis zur radial äußeren Seite der hinteren Endfläche IB2 in der Vorwärtsrichtung FD angeordnet ist.
• Wie in 4(B) und 4(C) gezeigt, ist der Dichtungsring 90 in einem beliebigen der Querschnitte, welche die axiale Line CO beinhalten, einschließlich der Querschnitte CS1 und CS2, massiv. Das heißt, innerhalb des Dichtungsrings 90 ist kein Zwischenraum gebildet. Zum Beispiel wird bei einem Dichtungsring einer Art, die sich vom Dichtungsring 90 unterscheidet, eine Art eines Dichtungsrings gebildet, indem ein strangähnliches Element durch Biegen eines dünnen Metallblechs zu einer Ringform geformt wird und diese Art Dichtungsring beinhaltet einen Zwischenraum und ist nicht massiv.
• 5 ist eine erläuternde Darstellung eines montierten Zustandes, in dem die Zündkerze 100 an einen Zylinderkopf 500 eines Verbrennungsmotors montiert ist. 5 zeigt einen Querschnitt CS3 der Zündkerze 100 im montierten Zustand, entnommen entlang einer Ebene, welche die axiale Linie CO beinhaltet (1, 2(A) und 2(B)). Im montierten Zustand ist der Montageschraubabschnitt 52 des Metallmantels 50, wie in 5 gezeigt, in eine Schrauböffnung 510 des Zylinderkopfs 500 geschraubt. Dementsprechend ist der Vorsprungsabschnitt 54 über den Dichtungsring 90 mit dem Zylinderkopf 500 verbunden. Im montierten Zustand liegen sich die vordere Endfläche 54S des Vorsprungsabschnitts 54 und eine Montagefläche 500S des Zylinderkopfs 500 in der axialen Richtung mit dazwischenliegendem Dichtungsring 90 gegenüber. Im Querschnitt CS3 der 5 ist ein Querschnitt des Abschnitts 91 mit kleinem Innendurchmesser des Dichtungsrings 90 zu sehen.
• Im montierten Zustand steht die Montagefläche 500S des Zylinderkopfs 500 in Kontakt mit der Vorderseite des Dichtungsrings 90. Ein Abschnitt, in dem die Montagefläche 500S und der Dichtungsring 90 in Kontakt miteinander stehen, ist als ein Vorderseiten-Kontaktabschnitt CFF definiert (5). Der Vorderseiten-Kontaktabschnitt CFF befindet sich an der vorderen Endfläche OF1 (4(B), 5) des Außenabschnitts 911 jedes Abschnitts 91 mit kleinem Innendurchmesser und der vorderen Endfläche OF2 (4(C)) des Außenabschnitts 921 jedes Abschnitts 92 mit großem Innendurchmesser.
• Der Vorderseiten-Kontaktabschnitt CFF kann identifiziert werden, indem die Zündkerze 100 in einem Zustand an den Zylinderkopf 500 montiert wird, in dem eine Prescale-Folie (Druckmessfolie), hergestellt von der Fujifilm Corporation, zwischen dem Dichtungsring 90 und der Montagefläche 500S eingesetzt wird, die Zündkerze 100 gelöst wird und die Prescale-Folie geprüft wird. Die Prescale-Folie weist die Eigenschaft auf, dass sich die Farbe eines Bereichs ändert, an der ein Kontaktdruck ausgeübt wird.
• Wie oben beschrieben, sind die vorderen Endflächen OF1 und OF2 im Verhältnis zu der Richtung senkrecht zur axialen Richtung derart in den Winkeln θ1 und θ4 geneigt, dass ihre radial innere Seite im Verhältnis zu ihrer radial äußeren Seite in der Rückwärtsrichtung BD angeordnet ist (4(B) und 4(C)). Somit bildet der Vorderseiten-Kontaktabschnitt CFF, wie im Querschnitt CS3 gezeigt, entsprechende radial äußere Abschnitte der vorderen Endflächen OF1 und OF2 der Außenabschnitte 911 und 921 des Dichtungsrings 90.
• Im montierten Zustand steht die vordere Endfläche 54S des Vorsprungsabschnitts 54 in Kontakt mit der Rückseite des Dichtungsrings 90. Ein Abschnitt, an dem die vordere Endfläche 54S des Vorsprungsabschnitts 54 und der Dichtungsring 90 miteinander in Kontakt stehen, ist als Rückseiten-Kontaktabschnitt CFB definiert (5). Der Rückseiten-Kontaktabschnitt CFB befindet sich: an einem Abschnitt (4(B), 5), der die Grenze zwischen der hinteren Endfläche OB1 des Außenabschnitts 911 und der hinteren Endfläche IB1 des Innenabschnitts 912 im Abschnitt 91 mit kleinem Innendurchmesser beinhaltet, und an einem Abschnitt (4(C)), der die Grenze zwischen der hinteren Endfläche OB2 des Außenabschnitts 921 und der hinteren Endfläche IB2 des Innenabschnitts 922 im Abschnitt 92 mit großem Innendurchmesser beinhaltet.
• Der Rückseiten-Kontaktabschnitt CFB kann identifiziert werden, indem die Zündkerze 100 mit der oben beschriebenen Prescale-Folie zwischen dem Dichtungsring 90 und der vorderen Endfläche 54S des Metallmantels 50 an den Zylinderkopf 500 montiert wird, die Zündkerze 100 gelöst wird und die Prescale-Folie geprüft wird.
• Wie oben beschrieben, sind die hinteren Endflächen OB1 und OB2 im Verhältnis zu der Richtung senkrecht zur axialen Richtung derart in den Winkeln θ2 und θ5 geneigt, dass ihre radial innere Seite im Verhältnis zu ihrer radial äußeren Seite in der Rückwärtsrichtung BD angeordnet ist (4(B) und 4(C)). Die hinteren Endflächen IB1 und IB2 sind im Verhältnis zu der Richtung senkrecht zur axialen Richtung derart in den Winkeln θ3 und θ6 geneigt, dass ihre radial innere Seite im Verhältnis zu ihrer radial äußeren Seite in der Vorwärtsrichtung FD angeordnet ist (4(B) und 4(C)). Somit bildet der Rückseiten-Kontaktabschnitt CFB, wie im Querschnitt CS3 gezeigt, entsprechende radial innere Abschnitte der hinteren Endflächen OB1 und OB2 der Außenabschnitte 911 und 912 des Dichtungsrings 90 und radial äußere Abschnitte der hinteren Endflächen IB1 und IB2 der Innenabschnitte 912 und 922 des Dichtungsrings 90.
• Wie oben beschrieben, ist der Vorderseiten-Kontaktabschnitt CFF im Verhältnis zum Rückseiten-Kontaktabschnitt CFB gänzlich radial auswärts verlagert.
• Hier ist die Länge des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung an jeder Position in der umlaufenden Richtung mit L1 gekennzeichnet (5). Die Mitte des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung an jeder Position in umlaufender Richtung ist mit CF gekennzeichnet. 2(A) zeigt eine ringförmige Linie CFL, welche die Mitte CF in radialer Richtung an jeder Position in umlaufender Richtung verbindet. Die ringförmige Linie CFL kann als erste Mittellinie CFL bezeichnet werden, die durch die Mitte des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF verläuft.
• Die Länge des Rückseiten-Kontaktabschnitts CFB in radialer Richtung an jeder Position in der umlaufenden Richtung ist mit L2 gekennzeichnet (5). Die Mitte des Rückseiten-Kontaktabschnitts CFB in radialer Richtung an jeder Position in der umlaufenden Richtung ist mit CB gekennzeichnet. 2(A) zeigt eine ringförmige Line CBL, welche die Mitte CB in radialer Richtung an jeder Position in umlaufender Richtung verbindet. Die ringförmige Linie CBL kann als zweite Mittellinie CBL bezeichnet werden, die durch die Mitte des Rückseiten-Kontaktabschnitts CFB verläuft.
• Wie in 2(A) gezeigt ist, ist die erst Mittellinie CFL im Verhältnis zur zweiten Mittellinie CBL über den gesamten Umfang in umlaufender Richtung radial auswärts verlagert. Im Ergebnis fungiert der Dichtungsring 90 als Tellerfeder. Das heißt, wenn der Dichtungsring 90 durch die vordere Endfläche 54S des Vorsprungsabschnitts 54 und die Montagefläche 500S des Zylinderkopfs 500 in der axialen Richtung komprimiert wird, nimmt der Dichtungsring 90 Kraft auf und wird derart verformt, dass er eine Drehung in Uhrzeigerrichtung in 5 macht, so dass sich die radial äußere Seite des Dichtungsrings 90 in die Rückwärtsrichtung BD bewegt und sich die radial innere Seite des Dichtungsrings 90 in die Vorwärtsrichtung FD bewegt, wie durch die Pfeile AR3 und AR4 in 5 gezeigt ist. Dann tritt als Abstoßungskraft gegen die Verformung eine Kraft auf, so dass die Montagefläche 500S des Zylinderkopfs 500 in die Vorwärtsrichtung FD gedrückt wird und die vordere Endfläche 54S des Vorsprungsabschnitts 54 in Rückwärtsrichtung BD gedrückt wird, wie durch die Pfeile AR5 und AR6 in 5 gezeigt ist.
• Wie oben beschrieben, erzeugt der Dichtungsring 90 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Dichtungsdruck infolge der Elastizität des Materials des Dichtungsrings 90 selbst und erzeugt außerdem einen Dichtungsdruck infolge dessen, dass der Dichtungsring 90 wie eine Tellerfeder wirkt. Somit kann die Dichtungsleistung zwischen dem Metallmantel 50 und dem Zylinderkopf 500 verbessert werden.
• Darüber hinaus wird ein Umfang der Verformung des Dichtungsrings 90 vermindert, da der Dichtungsring 90 in den Querschnitten CS1 und CS2 (4(B) und 4(C)), genommen entlang den Ebenen, die die axiale Linie CO beinhalten, massiv ist, so dass eine Variierung der axialen Montageposition der Zündkerze 100 unterbunden werden kann.
• Wie oben beschrieben, kann bei der Zündkerze 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Dichtungsvermögen zwischen dem Metallmantel 50 und dem Zylinderkopf 500 sichergestellt werden, während die Variierung der axialen Montageposition der Zündkerze unterbunden wird.
• Hier ist der Abstand in radialer Richtung zwischen der ersten Mittellinie CFL und der zweiten Mittellinie CBL in 2(A), anders ausgedrückt, der Abstand zwischen der Mitte CF des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung und der Mitte CB des Rückseiten-Kontaktabschnitts CFB in radialer Richtung in 5 mit La gekennzeichnet (auch als Abstand La zwischen den Mitten bezeichnet).
• Bei der Zündkerze 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Abstand La zwischen den Mitten vorzugsweise nicht weniger als 0,25 mm über den gesamten Umfang. Ist dies der Fall, wird der Dichtungsdruck infolgedessen, dass der Dichtungsring 90 wie eine Tellerfeder wirkt, höher und somit kann das Dichtungsvermögen zwischen dem Metallmantel 50 und dem Zylinderkopf 500 weiter verbessert werden.
• Bei der Zündkerze 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die durchschnittliche Länge des Rückseiten-Kontaktabschnitts CFB in radialer Richtung, das heißt der durchschnittliche Wert der Länge L2 in 5 an den Positionen über den gesamten Umfang in umlaufender Richtung vorzugsweise kleiner als die durchschnittliche Länge des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung, das heißt der durchschnittliche Wert der Länge L1 in 5 an den Positionen über den gesamten Umfang in umlaufender Richtung. Allgemein weist das Material des Zylinderkopfs 500 (z. B. Aluminium-Druckguss) eine geringere Härte als das Material des Metallmantels 50 (z. B. kohlenstoffarmer Stahl) auf. Somit wird der Zylinderkopf 500 leichter beschädigt, wie beispielsweise zerschrammt, als der Metallmantel 50. Indem die durchschnittliche Länge des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung relativ lang gestaltet wird, kann der Bereich des Kontakts zwischen dem Dichtungsring 90 und dem Zylinderkopf 500 vergrößert werden, so dass Schäden der Montagefläche 500S des Verbrennungsmotors unterbunden werden können. Dementsprechend kann das Dichtungsvermögen sichergestellt werden, wenn die Zündkerze 100 für einen Austausch der Zündkerze 100 oder dergleichen wiederholt montiert wird. Wenn zum Beispiel beim erneuten Montieren der Zündkerze 100 ein Schaden, wie beispielsweise eine Schramme auf der Montagefläche 500S auftritt, kann durch die Schramme leicht Verbrennungsgas entweichen. Des Weiteren weist der Zylinderkopf 500 ein gutes Haftvermögen am Dichtungsring 90 auf, da der Zylinderkopf 500 eine geringere Härte als der Metallmantel 50 aufweist. Somit kann das Dichtungsvermögen sichergestellt werden, auch wenn der Dichtungsruck infolge einer Vergrößerung des Bereichs des Kontakts zwischen dem Dichtungsring 90 und dem Zylinderkopf 500 in gewissem Umfang sinkt. Darüber hinaus kann der Bereich des Kontakts zwischen dem Dichtungsring 90 und dem Metallmantel 50 vermindert werden, indem die durchschnittliche Länge des Rückseiten-Kontaktabschnitts CFB in radialer Richtung relativ kurz gestaltet wird, so dass der Dichtungsdruck zwischen dem Metallmantel 50 und dem Dichtungsring 90 erhöht werden kann, um das Dichtungsvermögen dazwischen zu verbessern. Da der Metallmantel 50 eine größere Härte als der Zylinderkopf 500 aufweist, weist der Metallmantel 50 ein schlechtes Haftvermögen am Dichtungsring 90 auf. Somit ist es dringend erforderlich, den Bereich des Kontakts zwischen dem Dichtungsring 90 und dem Metallmantel 50 zu verkleinern, um dadurch den Dichtungsdruck zwischen diesen zu erhöhen. Indes ist es unwahrscheinlich, dass der Metallmantel 50 beschädigt, wie beispielsweise zerschrammt, wird, da der Metallmantel 50 eine größere Härte als der Zylinderkopf 500 aufweist, auch wenn der Bereich des Kontakts zwischen dem Dichtungsring 90 und dem Metallmantel 50 verkleinert ist, um das Dichtungsvermögen zwischen diesen zu erhöhen.
• Bei der Zündkerze 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Vickers-Härte des Dichtungsrings 90 vorzugsweise nicht kleiner als 100 Hv. Ist dies der Fall, weist der Dichtungsring 90 eine ausreichende Härte auf und somit kann eine plastische Verformung des Dichtungsrings 90 unterbunden werden. Im Ergebnis kann unterbunden werden, dass der Dichtungsdruck infolge der plastischen Verformung sinkt, weil der Dichtungsring 90 wie eine Tellerfeder wirkt.
• Bei der Zündkerze 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die durchschnittliche Länge des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung vorzugsweise nicht kleiner als 1 mm und nicht größer als 1,4 mm. Wenn der Bereich des Kontakts zwischen dem Dichtungsring 90 und der Montagefläche 500S des Zylinderkopfs 500 übermäßig klein ist, tritt tendenziell eine Beschädigung an der Montagefläche 500S auf. Wenn dieser Bereich des Kontakts übermäßig groß ist, sinkt der Dichtungsdruck zwischen dem Dichtungsring 90 und der Montagefläche 500S und somit nimmt das Dichtungsvermögen dazwischen ab. Gemäß der obigen Gestaltung kann der Dichtungsdruck zwischen dem Dichtungsring 90 und der Montagefläche 500S erhöht werden, während eine Beschädigung der Montagefläche 500S des Verbrennungsmotors unterbunden wird.
• Bei der Zündkerze 100 der vorliegenden Ausführungsform ist die durchschnittliche Länge des Rückseiten-Kontaktabschnitts CFB in radialer Richtung vorzugsweise nicht größer als 1 mm. Wenn der Bereich des Kontakts zwischen dem Dichtungsring 90 und dem Metallmantel 50 (der vorderen Endfläche 54S des Vorsprungsabschnitts 54) übermäßig groß ist, sinkt der Dichtungsdruck zwischen dem Dichtungsring 90 und dem Metallmantel 50 und somit nimmt das Dichtungsvermögen zwischen diesen ab. Gemäß der obigen Gestaltung kann der Dichtungsdruck zwischen dem Dichtungsring 90 und dem Metallmantel 50 erhöht werden.
• Bei der Zündkerze 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Schraubdurchmesser des Montageschraubabschnitts 52 des Metallmantels 50 vorzugsweise nicht größer als M10. Je kleiner der Schraubdurchmesser ist, desto kleiner ist der Durchmesser des Dichtungsrings 90. Je kleiner der Durchmesser des Dichtungsrings 90 ist, desto höher ist der Dichtungsdruck infolge dessen, dass der Dichtungsring 90 wie eine Tellerfeder wirkt. Gemäß der obigen Gestaltung wird der Dichtungsdruck infolgedessen, dass der Dichtungsring 90 wie eine Tellerfeder wirkt, ausreichend hoch und somit kann das Dichtungsvermögen zwischen dem Metallmantel 50 und dem Zylinderkopf 500 weiter verbessert werden. Des Weiteren ist es mit der klein bemessenen Zündkerze 100, die einen Schraubdurchmesser von nicht mehr als M10 aufweist, schwierig, das Anzugsdrehmoment des Montageschraubabschnitts 52 zu erhöhen und somit sinkt tendenziell der Dichtungsdruck zwischen dem Metallmantel 50 oder dem Zylinderkopf 500 und dem Dichtungsring 90. Bei der Zündkerze 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Dichtungsdruck infolgedessen, dass der Dichtungsring 90 wie eine Tellerfeder wirkt, die Verminderung des Dichtungsdrucks kompensieren und somit kann das Dichtungsvermögen der klein bemessenen Zündkerze 100 mit einem Schraubdurchmesser von nicht mehr als M10 effektiv verbessert werden.
• BEWERTUNGSTEST
• ERSTER BEWERTUNGSTEST
• In einem ersten Bewertungstest wurden für jede von elf Arten von Proben, bei denen der Abstand La zwischen den Mitten auf 0 mm, 0,05 mm, 0,1 mm, 0,15 mm, 0,2 mm, 0,25 mm, 0,3 mm, 0,35 mm, 0,4 mm 0,45 mm beziehungsweise 0,5 mm eingestellt war, drei Proben hergestellt. Der Abstand La zwischen den Mitten wurde durch Justieren der Länge in radialer Richtung und des Neigungswinkels der hinteren Endfläche IBM des Innenabschnitts 902M des Zwischenkörpers 90M und eines Umfangs des Drückens durch das Drückelement 300 verändert. Die Proben, bei denen der Abstand La zwischen den Mitten auf 0 mm eingestellt war, waren Vergleichsproben und die Proben, bei denen der Abstand La zwischen den Mitten auf 0,05 mm eingestellt war, waren Proben der Zündkerze 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
• Die Punkte, die den entsprechenden Proben gemein waren, sind die folgenden:
• Maximale Höhe H (die Länge in der axialen Richtung, 4(B)) des Dichtungsrings 90: 1,7 mm
• Außendurchmesser R3 (2(A)) des Dichtungsrings 90: 16,8 mm
• Nenndurchmesser des Montageschraubabschnitts 52: M12
• Material des Dichtungsrings 90: Eisen
• Durchschnittswert der Länge L1 des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung: 1,2 mm
• Durchschnittswert der Länge L2 des Rückseiten-Kontaktabschnitts CFB in radialer Richtung: 0,9 mm
• Bei dem Test wurden ein Arbeitstisch-Wärmetest und ein Vibrationstest in einem Zustand ausgeführt, in dem jede Probe mit einem Anzugsdrehmoment von 25 Nm an eine Aluminiumbuchse montiert war. Bei dem Arbeitstisch-Wärmetest wurde ein Zyklus des Erwärmens und Kühlens der nahen Umgebung eines Vorderabschnitts der Probe (die Nähe des Entladungsspalts) achtmal wiederholt. Insbesondere wurde in einem einzelnen Zyklus die nahe Umgebung des Vorderabschnitts der Probe 60 Minuten lang erwärmt und anschließend 60 Minuten an Luft gekühlt. Die Zieltemperatur für das Erwärmen war auf 200 °C eingestellt und die Zieltemperatur für das Kühlen war auf 50 °C eingestellt.
• Bei dem Vibrationstest wurde jede Probe, die dem Arbeitstisch-Wärmetest unterzogen worden war, in eine Vibrationstestmaschine montiert und 8 Stunden lang in axialer Richtung und 8 Stunden lang in der Richtung senkrecht zur axialen Richtung vibriert. Als Vibration wurde eine Vibration mit logarithmischem Sweep bei einer Beschleunigung von 30 G verwendet. Bei der Vibration mit logarithmischem Sweep wurde ein einzelner Zyklus, bei dem die Frequenz mit einer logarithmischen Sweep-Rate von 50 Hz auf 500 Hz erhöht und dann mit einer logarithmischen Sweep-Rate von 500 Hz auf 50 Hz gesenkt wurde, über 6 min und 30 s ausgeführt.
• Für jede Probe, die dem Vibrationstest unterzogen worden war, wurde eine Menge aus dem Abschnitt des Dichtungsrings 90 austretender Luft durch ein Verfahren gemessen, das ISO11565 entsprach. Insbesondere wurde in einer auf 200 °C erwärmten Kammer der Luftdruck an der Vorderabschnittseite der Probe auf 2,0 MPa erhöht und es wurde eine Menge an pro Minute austretender Luft gemessen (die Einheit ist cm³/min). Dann wurde eine Bewertung derart vorgenommen, dass eine Probe mit einer Austrittsmenge von mehr als 5 cm³/min als nicht akzeptabel bewertet wurde und eine Probe mit einer Austrittsmenge von nicht mehr als 5 cm³/min als akzeptabel bewertet wurde.
• 6 ist ein Diagramm, in dem Testergebnisse des ersten Bewertungstests aufgetragen sind. Alle Proben, bei denen der Abstand La zwischen den Mitten nicht kleiner als 0,25 mm war, wurden als akzeptabel bewertet und alle Proben, bei denen der Abstand La zwischen den Mitten kleiner als 0,25 mm war, wurden als nicht akzeptabel bewertet. Aus dem Ergebnis kann geschlossen werden, dass sich das Dichtungsvermögen, wenn der Abstand La zwischen den Mitten nicht kleiner als 0,25 mm ist, deutlich verbessert im Vergleich zu dem Fall, bei dem der Abstand La zwischen den Mitten kleiner als 0,25 mm ist.
• Auch bestätigt sich die Tendenz, dass die Austrittsmenge mit zunehmendem Abstand La zwischen den Mitten abnimmt. Das heißt, unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung des Dichtungsvermögens bestätigt sich, dass der Abstand La zwischen den Mitten bevorzugter länger und 0,3 mm, 0,35 mm, 0,4 mm 0,45 mm und 0,5 mm, im Bereich von nicht weniger als 0,25 mm ist.
• ZWEITER BEWERTUNGSTEST
• Bei einem zweiten Bewertungstest wurden für jede von acht Arten von Proben, bei denen der Durchschnittswert der Länge L1 des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung auf 0,2 mm, 0,4 mm, 0,6 mm, 0,8 mm, 1 mm, 1,2 mm, 1,4 mm beziehungsweise 1,6 mm eingestellt war, drei Proben hergestellt. Die Länge L1 wurde durch Justieren des Neigungswinkels der vorderen Endfläche OFM des Außenabschnitts 901M des Zwischenkörpers 90M verändert. Bei dem Test wurde der Abstand La zwischen den Mitten fest mit 0,5 mm eingestellt. Die weiteren Punkte, die den Proben gemein waren, sind gleich denen im oben beschriebenen ersten Bewertungstest.
• Bei dem zweiten Bewertungstest wurde, um eine Bewertung unter einer härteren Bedingung vorzunehmen, jede Probe mit einem Anzugsdrehmoment von 20 Nm, das kleiner als beim ersten Bewertungstest ist, an eine Aluminiumbuchse montiert. Nachdem an jeder Probe der gleiche Arbeitstisch-Wärmetest und der gleiche Vibrationstest wie beim ersten Bewertungstest ausgeführt wurden, wurde für jede Probe mit dem gleichen Verfahren wie bei dem ersten Bewertungstest eine Austrittsmenge gemessen (die Einheit ist cm³/min). Dann wurde eine Bewertung derart vorgenommen, dass die Probe mit einer Austrittsmenge von mehr als 5 cm³/min als nicht akzeptabel bewertet wurde und eine Probe mit einer Austrittsmenge von nicht mehr als 5 cm³/min als akzeptabel bewertet wurde.
• 7 ist ein Diagramm, in dem Testergebnisse des zweiten Bewertungstests aufgetragen sind. Alle Proben, bei denen der Durchschnittswert der Länge L1 des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung nicht größer als 1,4 mm war, wurden als akzeptabel bewertet und die drei Proben, bei denen der Durchschnittswert der Länge L1 1,6 mm betrug, wurden als nicht akzeptabel bewertet. Insbesondere zwischen den drei Proben, bei denen der Durchschnittswert der Länge L1 1,4 mm betrug, und den drei Proben, bei denen der Durchschnittswert der Länge L1 1,6 mm betrug, ist eine relativ große Differenz bei der Austrittsmenge von durchschnittlich etwa 2 cm³/min zu erkennen. Aus dem Ergebnis kann geschlossen werden, dass sich das Dichtungsvermögen, wenn der Durchschnittswert der Länge L1 des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung nicht größer als 1,4 mm ist, im Vergleich zu dem Fall, bei dem Durchschnittswert der Länge L1 1,4 mm überschreitet, deutlich verbessert.
• Auch bestätigt sich die Tendenz, dass die Austrittsmenge abnimmt, wenn der Durchschnittswert der Länge L1 abnimmt, zumindest dann, wenn der Durchschnittswert der Länge L1 im Bereich von nicht weniger als 0,8 mm liegt. Das heißt, es bestätigt sich, dass unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung des Dichtungsvermögens der Durchschnittswert der Länge L1 bevorzugter geringer ist und 1,4 mm, 1,2 mm, 1 mm und 0,8 mm beträgt, im Bereich von nicht weniger als 0,8 mm und nicht mehr als 1,4 mm.
• DRITTER BEWERTUNGSTEST
• Bei einem dritten Bewertungstest wurden für jede von drei Arten von Proben, bei denen der Durchschnittswert der Länge L1 des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung auf 0,9 mm, 1 mm beziehungsweise 1,1 mm eingestellt war, eine Probe hergestellt. Die Punkte, die den entsprechenden Proben gemein waren, sind gleich denen im oben beschriebenen zweiten Bewertungstest.
• Beim dritten Bewertungstest wurde, ähnlich dem zweiten Bewertungstest, jede Probe mit einem Anzugsdrehmoment von 20 Nm an eine Aluminiumbuchse montiert. Nachdem an jeder Probe der gleiche Arbeitstisch-Wärmetest und der gleiche Vibrationstest wie bei dem zweiten Bewertungstest ausgeführt wurden, wurde mit dem gleichen Verfahren wie bei dem zweiten Bewertungstest eine Austrittsmenge gemessen (die Einheit ist cm³/min). Nach dem Messen der Austrittsmenge wurde jede Probe von der Buchse gelöst und danach erneut mit einem Anzugsdrehmoment von 20 Nm an die Buchse montiert. Dann wurde für jede Probe erneut der gleiche Arbeitstisch-Wärmetest und der gleiche Vibrationstest sowie die Messung der Austrittsmenge ausgeführt. Auf diese Weise wurden das Festziehen der Probe, der Arbeitstisch-Wärmetest und der Vibrationstest sowie die Messung der Austrittsmenge für jede Probe fünfmal wiederholt.
• Dann wurde eine Bewertung derart vorgenommen, dass die Probe mit einer Austrittsmenge von mehr als 5 cm³/min als nicht akzeptabel bewertet wurde und eine Probe mit einer Austrittsmenge von nicht mehr als 5 cm³/min als akzeptabel bewertet wurde.
• 8 ist ein Diagramm, in dem Testergebnisse des dritten Bewertungstests aufgetragen sind. Für die Probe, deren Durchschnittswert der Länge L1 des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung 0,9 mm betrug, konnte eine Tendenz festgestellt werden, dass die Austrittsmenge mit steigender Anzahl der Wiederholungen zunimmt. Die Probe, deren Durchschnittswert der Länge L1 0,9 mm betrug, wurde als akzeptabel bewertet, wenn die Anzahl der Wiederholungen im Bereich von nicht mehr als dreimal lag, aber als nicht akzeptabel, wenn die Anzahl an Wiederholungen im Bereich von nicht weniger als viermal lag.
• Andererseits konnte für die Proben, deren Durchschnittswert der Länge L1 des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung 1 mm beziehungsweise 1,1 mm betrug, keine Tendenz festgestellt werden, dass die Austrittsmenge mit steigender Anzahl an Wiederholungen zunimmt. Die Proben, deren Durchschnittswert der Länge L1 1 mm beziehungsweise 1,1 mm betrug, wurden als akzeptabel bewertet, wenn die Anzahl der Wiederholungen im gesamten Bereich von ein- bis fünfmal lag.
• Aus dem Vorstehenden kann geschlossen werden, dass eine Verminderung des Dichtungsvermögens beim wiederholten Anziehen (Montieren) der Zündkerze 100 unterbunden werden kann, wenn der Durchschnittswert der Länge L1 des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung nicht kleiner als 1 mm ist.
• Wenn die Ergebnisse des zweiten Bewertungstests und des dritten Bewertungstest zusammengenommen werden, kann daraus geschlossen werden, dass der Durchschnittswert der Länge L1 des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung vorzugsweise nicht kleiner als 1 mm und nicht größer als 1,4 mm ist.
• VIERTER BEWERTUNGSTEST
• Bei einem vierten Bewertungstest wurden für jede von sieben Arten von Proben, bei denen der Durchschnittswert der Länge L2 des Rückseiten-Kontaktabschnitts CFB in radialer Richtung auf 0,2 mm, 0,4 mm, 0,6 mm, 0,8 mm, 1 mm, 1,2 mm, 1,4 mm beziehungsweise 1,6 mm eingestellt war, drei Proben hergestellt. Die Länge L2 wurde durch Justieren des Neigungswinkels der hinteren Endfläche IBM des Innenabschnitts 902M des Zwischenkörpers 90M verändert. Bei dem Test wurde der Durchschnittswert der Länge L1 des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung fest mit 1,2 mm eingestellt. Die weiteren Punkte, die den Proben gemein waren, sind gleich denen im oben beschriebenen zweiten und dritten Bewertungstest.
• Bei dem vierten Bewertungstest wurde, um eine Bewertung unter einer härteren Bedingung vorzunehmen, jede Probe mit einem Anzugsdrehmoment von 15 Nm, das kleiner als beim zweiten Bewertungstest ist, an eine Aluminiumbuchse montiert. Nachdem an jeder Probe der gleiche Arbeitstisch-Wärmetest und der gleiche Vibrationstest wie bei dem ersten Bewertungstest ausgeführt wurden, wurde für jede Probe mit dem gleichen Verfahren wie bei dem ersten Bewertungstest eine Austrittsmenge gemessen (die Einheit ist cm³/min). Dann wurde eine Bewertung derart vorgenommen, dass eine Probe mit einer Austrittsmenge von mehr als 5 cm³/min als nicht akzeptabel bewertet wurde und eine Probe mit einer Austrittsmenge von nicht mehr als 5 cm³/min als akzeptabel bewertet wurde.
• 9 ist ein Diagramm, in dem Testergebnisse des vierten Bewertungstests aufgetragen sind. Alle Proben, bei denen der Durchschnittswert der Länge L2 des Rückseiten-Kontaktabschnitts CFB in radialer Richtung nicht größer als 1 mm war, wurden als akzeptabel bewertet und die drei Proben, bei denen der Durchschnittswert der Länge L2 1,2 mm betrug, und die drei Proben, bei denen der Durchschnittswert der Länge L2 1,4 mm betrug, wurden als nicht akzeptabel bewertet. Es konnte eine Tendenz festgestellt werden, dass die Austrittsmenge insbesondere dann deutlich zunimmt, wenn der Durchschnittswert der Länge L2 1 mm übersteigt. Aus dem Ergebnis kann geschlossen werden, dass sich das Dichtungsvermögen, wenn der Durchschnittswert der Länge L2 des Rückseiten-Kontaktabschnitts CFB in radialer Richtung nicht größer als 1 mm ist, im Vergleich zu dem Fall, bei dem Durchschnittswert der Länge L2 1 mm überschreitet, deutlich verbessert.
• Auch bestätigt sich die Tendenz, dass die Austrittsmenge mit abnehmendem Durchschnittswert der Länge L2 abnimmt. Das heißt, es bestätigt sich, dass unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung des Dichtungsvermögens der Durchschnittswert der Länge L2 bevorzugter geringer und 0,8 mm, 0,6 mm, 0,4 mm und 0,2 mm, im Bereich von nicht mehr als 1 mm ist.
• FÜNFTER BEWERTUNGSTEST
• Bei einem fünften Bewertungstest wurde für jede von neun Arten von Proben, bei denen die Vickers-Härte des Dichtungsrings 90 auf 50 Hv, 75, Hv, 100 Hv, 125 Hv, 150 Hv, 175 Hv, 200 Hv, 225 Hv beziehungsweise 250 Hv eingestellt war, eine Probe hergestellt. Die Vickers-Härte des Dichtungsrings 90 wurde durch Verformen des Material des Dichtungsrings 90 justiert. Bei dem Test wurde der Abstand La zwischen den Mitten fest mit 0,5 mm eingestellt. Die weiteren Punkte, die den Proben gemein waren, sind gleich denen im oben beschriebenen ersten Bewertungstest.
• Bei einem vierten Bewertungstest wurde jede Probe mit einem Anzugsdrehmoment von 20 Nm an eine Aluminiumbuchse montiert. Nachdem an jeder Probe der gleiche Arbeitstisch-Wärmetest und der gleiche Vibrationstest wie bei dem ersten Bewertungstest ausgeführt wurden, wurde für jede Probe mit dem gleichen Verfahren wie bei dem ersten Bewertungstest eine Austrittsmenge gemessen (die Einheit ist cm³/min). Dann wurde, um eine Bewertung unter einer härteren Bedingung vorzunehmen, die Bewertung derart vorgenommen, dass eine Probe, die eine Austrittsmenge von mehr als 10 cm³/min aufwies, als nicht akzeptabel bewertet wurde und eine Probe mit einer Austrittsmenge von nicht mehr als 10 cm³/min als akzeptabel bewertet wurde.
• 10 ist ein Diagramm, in dem Testergebnisse des fünften Bewertungstests aufgetragen sind. Die Proben, bei denen die Vickers-Härte des Dichtungsrings 90 nicht kleiner als 100 Hv war, das heißt, die Proben, bei denen die Vickers-Härte 100 Hv, 125 Hv, 150 Hv, 175, 200 Hv, 225 Hv und 250 Hv betrug, wurden als akzeptabel bewertet. Die Proben, bei denen die Vickers-Härte des Dichtungsrings 90 weniger als 100 Hv betrug, das heißt, die Proben, bei denen die Vickers-Härte 50 und 75 Hv betrug, wurden als nicht akzeptabel bewertet. Aus dem Ergebnis kann geschlossen werden, dass sich das Dichtungsvermögen, wenn die Vickers-Härte des Dichtungsrings 90 nicht weniger als 100 Hv beträgt, im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Vickers-Härte kleiner als 100 Hv ist, deutlich verbessert.
• Auch bestätigt sich die Tendenz, dass die Austrittsmenge mit zunehmender Vickers-Härte des Dichtungsrings 90 abnimmt, wenn die Vickers-Härte im Bereich von nicht mehr als 150 Hv liegt. Indes konnte keine Tendenz erkannt werden, dass die Austrittsmenge weiter abnimmt, wenn die Vickers-Härte des Dichtungsrings 90 zunimmt und 150 Hv übersteigt. Das heißt, es wurde festgestellt, dass die Vickers-Härte im Bereich von nicht weniger als 100 Hv bevorzugter nicht weniger als 125 Hv und besonders bevorzugt nicht weniger als 150 Hv beträgt.
• MODIFIZIERUNGEN
• (1) Die Querschnitte CS1 und CS2 (4(B) und 4(C)) des Dichtungsrings 90 der obigen Ausführungsform sind ein Beispiel und der Dichtungsring 90 ist nicht darauf beschränkt. 11(A) bis 11(G) sind beispielhafte Darstellungen von Dichtungsringmodifizierungen. 11(A) bis 11(G) zeigen Querschnitte von Dichtungsringen 90A bis 90G der Modifizierungen, entnommen entlang einer Ebene, welche die axiale Linie CO beinhaltet. Eine Rille CH, gebildet an jeder der vorderen Endflächen IFA bis IFG der Innenabschnitte 902A bis 902G der Dichtungsringe 90A bis 90G, wird durch ein festgelegtes Drückelement (nicht dargestellt) gebildet, nachdem der Montageschraubabschnitt 52 des Metallmantels 50 in jede der Öffnungen der Dichtungsringe 90A bis 90G eingesetzt ist. Dementsprechend stehen die Ränder an der radial inneren Seite (in den Zeichnungen die linke Seite) der Innenabschnitte 902A bis 902G der Dichtungsringe 90A bis 90G radial einwärts hervor und jeder dieser Dichtungsringe 90A bis 90G gelangt in Eingriff mit der Rille 55 (1) des Metallmantels 50.
• Vorzugsweise sind bei diesen Dichtungsringen 90A bis 90G die vorderen Endflächen OFA bis OFG der Außenabschnitte 901A bis 901G im Verhältnis zu den vorderen Endflächen IFA bis IFG der Innenabschnitte 902A bis 902G in der Vorwärtsrichtung FD angeordnet und sind die hinteren Endflächen OBA bis OBG der Außenabschnitte 901A bis 901G im Verhältnis zu den hinteren Endflächen IBA bis IBG der Innenabschnitte 902A bis 902G in der Vorwärtsrichtung FD angeordnet. Ist dies der Fall, ist ähnlich der Ausführungsform eine ringförmige erste Mittellinie, die durch die Mitte des Vorderseiten-Kontaktabschnitts verläuft, im Verhältnis zu einer ringförmigen zweiten Mittellinie, die durch die Mitte des Rückseitenabschnitts verläuft, radial auswärts verlagert. Im Ergebnis fungieren die Dichtungsringe 90A bis 90G als Tellerfedern.
• Zum Beispiel liegen bei dem Dichtungsring 90A in 11(A) die vordere Endfläche OFA des Außenabschnitts 901A und die hintere Endfläche IBA des Innenabschnitts 902A senkrecht zur axialen Richtung und sind die hintere Endfläche OBA des Außenabschnitts 901A und die vordere Endfläche IFA des Innenabschnitts 902A im Verhältnis zur Richtung senkrecht zur axialen Richtung geneigt. Eine Fläche IVA an der radial inneren Seite des Innenabschnitts 902A und eine Fläche OVA an der radial äußeren Seite des Außenabschnitts 901A liegen parallel zueinander und sich im Verhältnis zur axialen Richtung geneigt.
• Bei dem Dichtungsring 90B in 11(B) liegt eine Fläche OVB an der radial äußeren Seite des Außenabschnitts 901B parallel zur axialen Richtung. Die übrige Gestaltung des Dichtungsrings 90B in 11(B) ist gleich der des Dichtungsrings 90A in 11(A).
• Bei dem Dichtungsring 90C in 11(C) liegen die vordere Endfläche IFC und die hintere Endfläche IBC des Innenabschnitts 902C sowie die vordere Endfläche OFC und die hintere Endfläche OBC des Außenabschnitts 901C parallel zueinander und senkrecht zur axialen Linie. Der Außenabschnitt 901C ist im Verhältnis zum Innenabschnitt 902D in Vorwärtsrichtung FD verlagert. Somit ist zwischen der vorderen Endfläche IFC des Innenabschnitts 902C und der vorderen Endfläche OFC des Außenabschnitts 901C eine Stufe vorhanden und ist zwischen der hinteren Endfläche IBC des Innenabschnitts 902C und der hinteren Endfläche OBC des Außenabschnitts 901C eine Stufe vorhanden.
• Bei dem Dichtungsring 90D in 11(D) ist jede Ecke des Querschnitts abgeschrägt. Die übrige Gestaltung des Dichtungsrings 90D in 11(D) ist gleich der des Dichtungsrings 90C in 11(C).
• Bei dem Dichtungsring 90E in 11(E) sind von den Ecken des Querschnitts die Ecken zwischen der vorderen Endfläche IFE beziehungsweise der hinteren Endfläche IBE des Innenabschnitts 902E und einer Fläche IVE des Innenabschnitts 902 an der radial inneren Seite sowie die Ecken zwischen der vorderen Endfläche OFE beziehungsweise der hinteren Endfläche OBE des Außenabschnitts 901E und einer Fläche OVE des Außenabschnitts 901E an der radial äußeren Seite abgeschrägt. Die übrige Gestaltung des Dichtungsrings 90E in 11(E) ist gleich der des Dichtungsrings 90C in 11(C).
• Bei dem Dichtungsring 90F in 11(F) sind die vordere Endfläche IFF des Innenabschnitts 902F und die vordere Endfläche OFF des Außenabschnitts 901F durch eine geneigte Fläche miteinander verbunden. In ähnlicher Weise sind die hintere Endfläche IBF des Innenabschnitts 902F und die hintere Endfläche OBF des Außenabschnitts 901F durch eine geneigte Fläche miteinander verbunden. Die übrige Gestaltung des Dichtungsrings 90F in 11(F) ist gleich der des Dichtungsrings 90D in 11(D).
• Bei dem Dichtungsring 90G in 11(G) schließen die vordere Endfläche IFG des Innenabschnitts 902G und die vordere Endfläche OFG des Außenabschnitts 901G bündig miteinander ab und sind im Verhältnis zur Richtung senkrecht zu der axialen Linie geneigt. Des Weiteren schließen die hintere Endfläche IBG des Innenabschnitts 902G und die hintere Endfläche OBG des Außenabschnitts 901G bündig miteinander ab und sind im Verhältnis zur Richtung senkrecht zu der axialen Linie geneigt. Die vorderen Endflächen IFG und OFG und die hinteren Endflächen IBG und OBG des Dichtungsrings 90G liegen parallel zueinander.
• (2) Bei dem Dichtungsring 90 der oben beschriebenen Ausführungsform ist die ringförmige erste Mittellinie CFL, die durch die Mitte des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF verläuft, im Verhältnis zur ringförmigen zweiten Mittellinie CBL, die durch die Mitte des Rückseiten-Kontaktabschnitts CFB verläuft, radial auswärts verlagert. Stattdessen kann die ringförmige erste Mittellinie, die durch die Mitte des Vorderseiten-Kontaktabschnitts verläuft, im Verhältnis zur ringförmigen zweiten Mittellinie, die durch die Mitte des Rückseiten-Kontaktabschnitts verläuft, radial einwärts verlagert sein. Im Ergebnis fungiert der Dichtungsring als Tellerfeder. Zum Beispiel muss lediglich die vordere Endfläche des Außenabschnitts des Dichtungsrings im Verhältnis zur vorderen Endfläche des Innenabschnitts in der Rückwärtsrichtung BD angeordnet werden und muss lediglich die hintere Endfläche des Außenabschnitts im Verhältnis zur hinteren Endfläche des Innenabschnitts in der Rückwärtsrichtung BD angeordnet werden.
• (3) Die spezifischen Abmessungen des Dichtungsrings 90 sind veranschaulichend und die Abmessungen des Dichtungsrings 90 sind nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel muss der Abstand La zwischen den Mitten nicht über die gesamte umlaufende Richtung kleiner als 0,25 mm sein und kann an einigen oder allen Positionen in umlaufender Richtung kleiner als 0,25 mm sein. Des Weiteren ist die erste ringförmige Mittellinie CFL oder die zweite ringförmige Mittellinie CBL möglicherweise kein vollkommener Kreis und kann eine ringförmige Linie sein, die an einigen oder allen Positionen in der umlaufenden Richtung wellenförmig ist. Der Abstand La zwischen den Mitten kann abhängig von der Position in der umlaufenden Richtung ein anderer sein.
• Der Durchschnittswert der Länge L2 des Rückseiten-Kontaktabschnitts CFB in radialer Richtung kann kleiner oder gleich dem Durchschnittswert der Länge L1 des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung sein. Des Weiteren kann der Durchschnittswert der Länge L1 des Vorderseiten-Kontaktabschnitts CFF in radialer Richtung kleiner als 1 mm oder größer als 1,4 mm sein. Des Weiteren kann die Vickers-Härte des Dichtungsrings 90 kleiner als 100 Hv sein. Darüber hinaus kann der Durchschnittswert der Länge L2 des Rückseiten-Kontaktabschnitts CFB in radialer Richtung größer als 1 mm sein. Darüber hinaus kann der Nenndurchmesser des Montageschraubabschnitts 52 des Dichtungsrings 90 M12, M14 oder M16 sein, was größer als M10 ist.
• Das Material, das den Dichtungsring 90 bildet, kann ein anderes Material als bei der Ausführungsform sein und kann zum Beispiel ein anderes Metall sein, wie beispielsweise Aluminium oder Messing, oder kann ein nicht metallisches Material sein, wie beispielsweise ein Harz.
• (4) Die spezifische Gestaltung der Zündkerze 100 gemäß der obigen Ausführungsform ist ein Beispiel und die Zündkerze 100 kann geeignet modifiziert werden. Zum Beispiel sind die Materialien, die Abmessungen, die Formen und dergleichen der Masseelektrode 30, des Metallmantels 50, der Mittelelektrode 20, des Isolators 10 und dergleichen verschiedenartig veränderbar. Das Material des Metallmantels 50 kann zum Beispiel mit Zink oder Nickel plattierter kohlenstoffarmer Stahl oder nicht plattierter kohlenstoffarmer Stahl sein. Des Weiteren kann das Material des Isolators 10 aus verschiedenen isolierenden Keramiken bestehen, die kein Aluminiumoxid sind.
• Obwohl die vorliegende Erfindung oben basierend auf den Ausführungsformen und den modifizierten Ausführungsformen beschrieben wurde, sind die oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung dafür vorgesehen, das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, und nicht dafür, die vorliegende Erfindung einzuschränken. Die vorliegende Erfindung kann verändert und modifiziert werden, ohne von deren Kernaussage und dem Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen, und Äquivalente derselben sind in der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
• Bezugszeichenliste

6:

Ringelement

8:

Plattenpackung

9:

Talk

10:

Isolator

12:

axiale Öffnung

13:

Schenkelabschnitt

15:

Stufenabschnitt

16:

Stufenabschnitt

17:

vorderer Rumpfabschnitt

18:

hinterer Rumpfabschnitt

19:

Flanschabschnitt

20:

Mittelelektrode

21:

Mittelelektrodenkörper

21A:

Elektrodengrundmaterial

21B:

Kernabschnitt

23:

Kopfabschnitt

24:

Flanschabschnitt

25:

Schenkelabschnitt

29:

Mittelelektrodenspitze

30:

Masseelektrode

31:

Masseelektrodenkörper

39:

Masseelektrodenspitze

40:

Metallanschluss

41:

Kappenmontageabschnitt

42:

Flanschabschnitt

43:

Schenkelabschnitt

50:

Metallmantel

51:

Werkzeugeingriffsabschnitt

52:

Montageschraubabschnitt

53:

Crimpabschnitt

54:

Vorsprungsabschnitt

55:

Rille

56:

Stufenabschnitt

58:

Kompressionsverformungsabschnitt

59:

Durchgangsöffnung

60:

leitfähige Dichtung

70:

Widerstand

80:

leitfähige Dichtung

90, 90A bis 90G:

Dichtungsring

90M:

Zwischenkörper

91:

Abschnitt mit kleinem Innendurchmesser

92:

Abschnitt mit großem Innendurchmesser

100:

Zündkerze

295:

erste Entladungsfläche

300:

Drückelement

311:

freie Endfläche

312:

angefügte Endfläche

395:

zweite Entladungsfläche

500:

Zylinderkopf

500S:

Montagefläche

510:

Schrauböffnung

911, 921, 901A bis 901G:

Außenabschnitt

912, 922, 902A bis 902G:

Innenabschnitt

• 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 2016136524 A [0004]

Claims (10)

1. Zündkerze (100), Folgendes umfassend: einen Metallmantel (50), Folgendes umfassend: einen Schraubabschnitt (52), der an einer äußeren Umfangsfläche bereitgestellt und dafür eingerichtet ist, in einem montierten Zustand, in dem die Zündkerze (100) an einen Verbrennungsmotor (500) montiert ist, in eine Schrauböffnung (510) des Verbrennungsmotors (500) geschraubt zu sein, und einen Vorsprungsabschnitt (54), der an einer Rückseite des Schraubabschnitts (52) radial auswärts hervorsteht, wobei der Vorsprungsabschnitt (54) im montierten Zustand, wenn der Schraubabschnitt (52) im montierten Zustand in die Schrauböffnung (510) des Verbrennungsmotors (500) montiert ist, mittels eines Dichtungsrings (90, 90A bis 90G) über einen gesamten Umfang in einer umlaufenden Richtung mit dem Verbrennungsmotor (500)verbunden ist, wobei der Dichtungsring (90, 90A bis 90G) in seinem Querschnitt (CS1, CS2), entnommen entlang eine Ebene, die eine axiale Linie (CO) beinhaltet, massiv ist und wenn ein Abschnitt des Dichtungsrings (90, 90A bis 90G), der in Kontakt mit dem Vorsprungsabschnitt (54) steht, als Rückseiten-Kontaktabschnitt (CFB) definiert ist und ein Abschnitt des Dichtungsrings (90, 90A bis 90G), der in Kontakt mit dem Verbrennungsmotor (500) steht, als Vorderseiten-Kontaktabschnitt (CFF) definiert ist, eine ringförmige erste Mittellinie (CBL), die durch eine Mitte des Rückseiten-Kontaktabschnitts (CFB) verläuft, im Verhältnis zu einer ringförmigen zweiten Mittellinie (CFL), die durch eine Mitte des Vorderseiten-Kontaktabschnitts (CFF) verläuft, über den gesamten Umfang entweder radial auswärts oder radial einwärts verlagert ist.
2. Zündkerze (100) nach Anspruch 1, wobei ein Abstand (La) in radialer Richtung zwischen der ersten Mittellinie (CBL) und der zweiten Mittellinie (CFL) über den gesamten Umfang nicht kleiner als 0,25 mm ist.
3. Zündkerze (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine durchschnittliche Länge des Rückseiten-Kontaktabschnitts (CFB) in radialer Richtung kürzer als eine durchschnittliche Länge des Vorderseiten-Kontaktabschnitts (CFF) in radialer Richtung ist.
4. Zündkerze (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Dichtungsring (90, 90A bis 90G) eine Vickers-Härte von nicht weniger als 100 Hv aufweist.
5. Zündkerze (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine durchschnittliche Länge des Vorderseiten-Kontaktabschnitts (CFF) in radialer Richtung nicht kleiner als 1 mm und nicht größer als 1,4 mm ist.
6. Zündkerze (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine durchschnittliche Länge des Rückseiten-Kontaktabschnitts (CFB) in radialer Richtung nicht größer als 1 mm ist.
7. Zündkerze (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Schraubabschnitt (52) des Metallmantels (50) einen Schraubdurchmesser von nicht mehr als M10 aufweist.
8. Zündkerze (100), Folgendes umfassend: einen Metallmantel (50), Folgendes umfassend: einen Schraubabschnitt (52), der an einer äußeren Umfangsfläche bereitgestellt und dafür eingerichtet ist, in einem montierten Zustand, in dem die Zündkerze (100) an einen Verbrennungsmotor (500) montiert ist, in eine Schrauböffnung (510) des Verbrennungsmotors (500) geschraubt zu sein, und einen Vorsprungsabschnitt (54), der an einer Rückseite des Schraubabschnitts (52) radial auswärts hervorsteht, wobei der Vorsprungsabschnitt (54) im montierten Zustand, wenn der Schraubabschnitt (52) im montierten Zustand in die Schrauböffnung (510) des Verbrennungsmotors (500) montiert ist, mittels eines Dichtungsrings (90, 90A bis 90G) über einen gesamten Umfang in einer umlaufenden Richtung mit dem Verbrennungsmotor (500) verbunden ist, wobei der Dichtungsring (90, 90A bis 90G) in seinem Querschnitt (CS1, CS2), entnommen entlang eine Ebene, die eine axiale Linie (CO) des Dichtungsrings (90, 90A bis 90G) beinhaltet, welche eine axiale Richtung definiert, massiv ist und wobei der Dichtungsring (90, 90A bis 90G) einen Rückseiten-Kontaktabschnitt (CFB) umfasst, der in der axialen Richtung am meisten zur Rückseite hervorsteht, und einen Vorderseiten-Kontaktabschnitt (CFF), der in der axialen Richtung am meisten zur Vorderseite hervorsteht, wobei eine ringförmige erste Mittellinie (CBL), die durch eine Mitte des Rückseiten-Kontaktabschnitts (CFB) verläuft, im Verhältnis zu einer ringförmigen zweiten Mittellinie (CFL), die durch eine Mitte des Vorderseiten-Kontaktabschnitts (CFF) verläuft, über den gesamten Umfang entweder radial auswärts oder radial einwärts verlagert ist.
9. Zündkerze (100) nach Anspruch 8, wobei ein Abstand (La) in radialer Richtung zwischen einer Mitte des Rückseiten-Kontaktabschnitts (CFB) und einer Mitte des Vorderseiten-Kontaktabschnitts (CFF) über den gesamten Umfang nicht kleiner als 0,25 mm ist.
10. Verbrennungsmotor (500), mindestens eine Zündkerze (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend, wobei die Zündkerze (100) in eine Schrauböffnung (510) des Verbrennungsmotors (500) geschraubt ist, wobei der Dichtungsring (90, 90A bis 90G) der Zündkerze (100) zwischen dem Vorsprungsabschnitt (54) des Dichtungsrings (90, 90A bis 90G) und dem Verbrennungsmotor (500) angeordnet ist.

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