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VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die japanische Patentanmeldung Nr.
2017-094691 , eingereicht am 11. Mai 2017.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündkerze zum Zünden eines Kraftstoffgases, zum Beispiel in einer Brennkraftmaschine.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine Zündkerze ist zum Beispiel an einer Brennkraftmaschine angebracht und wird zum Zünden eines Kraftstoffgases innerhalb einer Brennkammer verwendet. Bei einem öffentlich bekannten Aufbau einer Zündkerze, weist ein zylindrisches Metallgehäuse einen gestuften Abschnitt auf, der auf dessen innerer umfänglichen Seite angeordnet ist, und ein zylindrischer Isolator weist einen Außendurchmesser-Verringerungsabschnitt auf, an dem ein Außendurchmesser des Isolators verringert ist. Wenn ein Rückendabschnitt des Metallgehäuses während des Zusammenfügens gecrimpt wird, wird der Außendurchmesser-Verringerungsabschnitt des Isolators, der in einer durchgehenden Bohrung des Metallgehäuses angeordnet ist, gegen den gestuften Abschnitt des Metallgehäuses über eine Packung gepresst. Als ein Resultat, wird Luftdichtheit zwischen Isolator und Metallgehäuse sichergestellt (
JP 2007 -280 942 A ).
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Eine solche Zündkerze musste hinsichtlich des Durchmessers aus der Sicht zum Beispiel der Sicherstellung der Designanpassungsfähigkeit einer Brennkraftmaschine verringert werden. Eine Spannung, die an eine Zündkerze anzulegen ist, tendiert jedoch dazu, höher zu werden, um eine Zündeigenschaft der Zündkerze zu verbessern; der Isolator muss daher hinsichtlich der Stärke erhöht werden, um Spannungsfestigkeit des Isolators sicherzustellen, was es schwierig macht, den Durchmesser des Isolators zu verringern. Das Metallgehäuse tendiert daher dazu, eine kleinere Stärke zu haben, was erfordert, dass die Stärke des Metallgehäuses sichergestellt wird.
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Die ungeprüfte japanische Patentanmeldung
JP 2007 - 280 942 A offenbart eine Technologie des teilweisen Härtens eines Metallgehäuses durch Abschrecken eines Basisendabschnitts von Gewindegängen des Metallgehäuses. Gemäß der
JP 2007 - 280 942 A verhindert eine solche Technologie, dass der Basisendabschnitt der Gewindegänge während des Crimpens springt oder bricht, während leichtere Verformbarkeit des Rückendabschnitts des Metallgehäuses sichergestellt wird. Die Technologie in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr.
JP 2007 - 280 942 A berücksichtigt jedoch den gestuften Abschnitt des Metallgehäuses nicht, und es besteht daher eine Möglichkeit, dass der gestufte Abschnitt übermäßig verformt wird.
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JP 2015 - 18 781 A offenbart eine Zündkerzegestuftgestuft.
EP 2 390 973 B1 offenbart eine Zündkerze für eine Verbrennungskraftmaschine.
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Die vorliegende Spezifikation offenbart eine Technologie, die das Verformen eines gestuften Abschnitts eines Metallgehäuses in einer Zündkerze unterbindet, während leichte Verformbarkeit eines Rückendabschnitts des Metallgehäuses sichergestellt wird.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die in der vorliegenden Spezifikation offenbarte Technologie kann als die folgenden Beispiele umgesetzt werden.
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Anwendungsbeispiel 1
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In Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird eine Zündkerze bereitgestellt, die einen Isolator aufweist, der ein zylindrischer Körper ist, der sich in eine Richtung einer axialen Linie erstreckt und eine Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche hat, an der ein Außendurchmesser zu einer Vorderseite verringert ist, und ein zylindrisches Metallgehäuse, das auf einem Außenumfang des Isolators angeordnet ist. Das Metallgehäuse weist einen Rückendabschnitt auf, der weiter zu einer Außenumfangsoberfläche des Isolators gebogen ist, je weiter sich der Rückendabschnitt einer Rückseite nähert, wobei der Rückendabschnitt den Isolator von der Rückseite direkt oder über ein anderes Element befestigt; einen Verformungsabschnitt, der näher an der Vorderseite als der Rückendabschnitt positioniert und derart gebogen ist, dass er radial herausragt, und einen gestuften Abschnitt, der näher an der Vorderseite positioniert ist als der Verformungsabschnitt und radial nach innen herausragt, wobei der gestufte Abschnitt die Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche des Isolators von der Vorderseite direkt oder über ein anderes Element stützt. Wenn, indem eine Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche des Isolators auf einer Rückendoberfläche des gestuften Abschnitts entlang der axialen Linie projiziert wird, die Rückendoberfläche eine spezifische Oberfläche aufweist, die eine Oberfläche ist, die von der projizierten Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche in einem Abschnitt überlappt wird, ist in einem Abschnitt, der die axiale Linie enthält, eine mittlere Härte eines Oberflächenschichtabschnitts, der sich entlang der spezifischen Oberfläche erstreckt, höher als eine mittlere Härte des Rückendabschnitts und eine mittlere Härte des Verformungsabschnitts.
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Gemäß dem oben erwähnten Aufbau, ist die mittlere Härte des Oberflächenschichtabschnitts, der sich entlang der spezifischen Oberfläche des gestuften Abschnitts erstreckt, höher als die mittlere Härte des Rückendabschnitts und die mittlere Härte des Verformungsabschnitts. Als ein Resultat ist es möglich, die Verformung des gestuften Abschnitts des Metallgehäuses zu unterbinden, während leichte Verformbarkeit des Rückendabschnitts und des Verformungsabschnitts des Metallgehäuses sichergestellt wird. Es ist daher zum Beispiel möglich, ein Springen des Rückendabschnitts und des Verformungsabschnitts zu unterbinden, wenn der Rückendabschnitt während des Zusammenfügens gecrimpt wird. Außerdem ist es zum Beispiel möglich, eine Funktionsstörung zu verhindern, bei der der Isolator von dem gestuften Abschnitt, der aufgrund der Kraft verformt wird, die an den gestuften Abschnitt von der Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche des Isolators angelegt wird, beschädigt wird.
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Anwendungsbeispiel 2
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In Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird eine Zündkerze gemäß dem Anwendungsbeispiel 1 bereitgestellt, wobei der gestufte Abschnitt eine Rückendoberfläche, eine Frontendoberfläche, die näher an der Vorderseite als die Rückendoberfläche positioniert ist, und wobei ein Innendurchmesser zu der Vorderseite erhöht ist, und eine Zwischenoberfläche, die zwischen der Rückendoberfläche und der Frontendoberfläche positioniert ist, aufweist. In dem Teilabschnitt weist, wenn der gestufte Abschnitt einen ersten Bereich zwischen einer Linie, die die spezifische Oberfläche angibt, und einer geraden Linie, die durch ein Frontende einer Linie verläuft, die die Zwischenoberfläche angibt, und die zu der axialen Linie senkrecht ist, der erste Bereich, der sich radial einwärts von einer geraden Linie erstreckt, die durch ein radial äußeres Ende der Linie verläuft, die die spezifische Oberfläche angibt, und sich entlang der axialen Linie erstreckt, eine mittlere Härte des ersten Bereichs höher als die mittlere Härte des Rückendabschnitts und die mittlere Härte des Verformungsabschnitts auf.
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Gemäß dem oben erwähnten Aufbau ist es möglich, die Verformung des gestuften Abschnitts weiter zu unterbinden, weil die mittlere Härte des ersten Bereichs höher ist als die mittlere Härte des Rückendabschnitts und die mittlere Härte des Verformungsabschnitts.
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Anwendungsbeispiel 3
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In Übereinstimmung mit einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird eine Zündkerze gemäß dem Anwendungsbeispiel 1 oder 2 bereitgestellt, wobei das Metallgehäuse einen Schraubabschnitt aufweist, der in mindestens einer Fläche einer Außenumfangsoberfläche des Metallgehäuses gebildet ist, wobei sich die Fläche in die Richtung der axialen Linie erstreckt und dort liegt, wo die Rückendoberfläche und der gestufte Abschnitt gebildet sind. In dem Teilabschnitt ist, wenn der Schraubabschnitt eine Vielzahl von Nutenabschnitten aufweist, die Vielzahl von Nutenabschnitten einen spezifischen Nutenabschnitt aufweist, der einem radial äußeren Ende der Rückendoberfläche am nächsten liegt, wenn der Schraubabschnitt eine Vielzahl von Kantenabschnitten aufweist, wobei die Vielzahl von Kantenabschnitten zwei spezifische Kantenabschnitte aufweist, die zu dem spezifischen Nutenabschnitt beabstandet sind, und wenn das Metallgehäuse einen zweiten Bereich zwischen zwei geraden Linien aufweist, die durch einen der spezifischen Kantenabschnitte, der dem entspricht, verlaufen und die zu der axialen Linie senkrecht sind, sich der zweite Abschnitt radial auswärts von einer geraden Linie, die durch das radial äußere Ende der Rückendoberfläche verläuft und sich entlang der axialen Linie erstreckt, eine mittlere Härte des zweiten Bereichs höher als die mittlere Härte des Verformungsabschnitts und die mittlere Härte des Rückendabschnitts.
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Gemäß dem oben erwähnten Aufbau ist es möglich, Schraubenreißen in einem Abschnitt nahe den spezifischen Nutenabschnitten des Schraubenabschnitts zu unterbinden, weil die mittlere Härte des zweiten Bereichs höher ist als die mittlere Härte des Rückendabschnitts.
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Anwendungsbeispiel 4
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In Übereinstimmung mit einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird eine Zündkerze bereitgestellt, die einen Isolator aufweist, der ein zylindrischer Körper ist, der sich in eine Richtung einer axialen Linie erstreckt und eine Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche hat, an der ein Außendurchmesser zu einer Vorderseite verringert ist, und ein zylindrisches Metallgehäuse, das auf einem Außenumfang des Isolators angeordnet ist. Das Metallgehäuse weist einen Rückendabschnitt auf, der weiter zu einer Außenumfangsoberfläche des Isolators gebogen ist, je weiter sich der Rückendabschnitt einer Rückseite nähert, wobei der Rückendabschnitt den Isolator von der Rückseite direkt oder über ein anderes Element befestigt; einen Verformungsabschnitt, der näher an der Vorderseite als der Rückendabschnitt positioniert und derart gebogen ist, dass er radial herausragt, und einen gestuften Abschnitt, der näher als der Verformungsabschnitt an der Vorderseite positioniert ist und radial nach innen herausragt, wobei der gestufte Abschnitt die Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche des Isolators von der Vorderseite direkt oder über ein anderes Element stützt. Wenn, indem eine Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche des Isolators auf eine Rückendoberfläche des gestuften Abschnitts entlang der axialen Linie projiziert wird, die Rückendoberfläche eine spezifische Oberfläche, die eine Oberfläche ist, die von der vorstehenden Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche in einem Abschnitt überlappt wird, der die axiale Linie enthält, aufweist, ist eine Martensitstruktur nur in einem Bereich enthalten, der mindestens den Oberflächenschichtabschnitt aufweist, der sich entlang der spezifischen Oberfläche erstreckt, und den Rückendabschnitt und den Verformungsabschnitt ausschließt.
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Gemäß dem oben erwähnten Aufbau ist die Härte des Oberflächenschichtabschnitts des gestuften Abschnitts höher als die Härte des Rückendabschnitts und die Härte des Verformungsabschnitts, weil eine Martensitstruktur nur in einem Bereich enthalten ist, der mindestens den Oberflächenschichtabschnitt aufweist, der sich entlang der spezifischen Oberfläche erstreckt und den Rückendabschnitt und den Verformungsabschnitt ausschließt. Als ein Resultat ist es möglich, die Stärke des gestuften Abschnitts des Metallgehäuses zu erhöhen, während leichte Verformbarkeit des Rückendabschnitts und des Verformungsabschnitts des Metallgehäuses sichergestellt wird. Es ist folglich zum Beispiel möglich, ein Springen des Rückendabschnitts und des Verformungsabschnitts zu unterbinden, wenn der Rückendabschnitt während des Zusammenfügens gecrimpt wird. Außerdem ist es zum Beispiel möglich, eine Funktionsstörung zu verhindern, bei der der Isolator von dem gestuften Abschnitt, der aufgrund der Kraft verformt wird, die auf den gestuften Abschnitt von der Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche des Isolators über eine Packung angelegt wird, beschädigt wird.
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Anwendungsbeispiel 5
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In Übereinstimmung mit einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird eine Zündkerze gemäß dem Anwendungsbeispiel 4 bereitgestellt, wobei der gestufte Abschnitt eine Rückendoberfläche, eine Frontendoberfläche, die näher als die Rückendoberfläche an der Vorderseite positioniert ist, und wobei ein Innendurchmesser zu der Vorderseite erhöht ist, und eine Zwischenoberfläche, die zwischen der Rückendoberfläche unter Frontendoberfläche positioniert ist, aufweist. In dem Teilabschnitt, wenn der gestufte Abschnitt einen ersten Bereich zwischen einer Linie, die die spezifische Oberfläche angibt, und einer geraden Linie, die durch ein Frontende einer Linie verläuft, die die Zwischenoberfläche angibt, und die zu der axialen Linie senkrecht ist, aufweist, wobei sich der erste Bereich sich radial einwärts von einer geraden Linie erstreckt, die durch ein radial äußeres Ende der Linie verläuft, die die spezifische Oberfläche angibt, und sich entlang der axialen Linie erstreckt, weist der erste Bereich die Martensitstruktur auf.
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Gemäß dem oben erwähnten Aufbau ist die Härte des ersten Bereichs höher als die Härte des Rückendabschnitts und die Härte des Verformungsabschnitts, weil der erste Bereich die Martensitstruktur aufweist. Als ein Resultat ist es möglich, die Verformung des gestuften Abschnitts weiter zu unterbinden. Es ist daher zum Beispiel möglich, die Verformung des gestuften Abschnitts weiter zu unterbinden.
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Anwendungsbeispiel 6
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In Übereinstimmung mit einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird eine Zündkerze gemäß dem Anwendungsbeispiel 4 oder 5 bereitgestellt, wobei das Metallgehäuse einen Schraubabschnitt aufweist, der in mindestens einer Fläche einer Außenumfangsoberfläche des Metallgehäuses gebildet ist, wobei sich die Fläche in die Richtung der axialen Linie erstreckt und dort liegt, wo die Rückendoberfläche und der gestufte Abschnitt gebildet sind. In dem Teilabschnitt, weist, wenn der Schraubabschnitt eine Vielzahl von Nutenabschnitten aufweist, die Vielzahl von Nutenabschnitte, die einen spezifischen Nutenabschnitt aufweist, der einem radial äußeren Ende der Rückendoberfläche am nächsten liegt, wenn der Schraubabschnitt eine Vielzahl von Kantenabschnitten aufweist, wobei die Vielzahl von Kantenabschnitten zwei spezifische Kantenabschnitte aufweist, die zu dem spezifischen Nutenabschnitt beabstandet sind, und wenn das Metallgehäuse einen zweiten Bereich zwischen zwei geraden Linien aufweist, die durch einen der spezifischen Kantenabschnitte, der dem entspricht, verläuft und die zu der axialen Linie senkrecht sind, sich der zweite Abschnitt radial auswärts von einer geraden Linie, die durch das radial äußere Ende der Rückendoberfläche verläuft und sich entlang der axialen Linie erstreckt, der zweite Bereich die Martensitstruktur aufweist.
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Gemäß dem oben erwähnten Aufbau ist die Härte des zweiten Bereichs höher als die Härte des Rückendabschnitts, weil der zweite Bereich die Martensitstruktur aufweist. Als ein Resultat ist es möglich, Schraubenreißen in einem Abschnitt nahe den Nutenabschnitten des Schraubabschnitts zu unterbinden.
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Anwendungsbeispiel 7
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In Übereinstimmung mit einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird eine Zündkerze gemäß einem der Anwendungsbeispiele 1 bis 6 bereitgestellt, wobei der Schraubabschnitt einen Durchmesser kleiner oder gleich M12 hat.
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Wenn der Schraubabschnitt einen Durchmesser kleiner oder gleich M12 hat, tendieren die Stärke des Metallgehäuses und die Stärke des gestuften Abschnitts dazu, dünn zu sein, was die Notwendigkeit des Eliminierens von Verformung des gestuften Abschnitts erhöht. Gemäß dem oben erwähnten Aufbau, ist es möglich, die Verformung des gestuften Abschnitts in der Zündkerze, in der die Notwendigkeit des Eliminierens der Verformung des gestuften Abschnitts hoch ist, zu unterbinden.
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Anwendungsbeispiel 8
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In Übereinstimmung mit einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird ein Verfahren zum Herstellen der Zündkerze gemäß einem der Anwendungsbeispiele 1 bis 7 bereitgestellt, das einen ersten Schritt des Vorbereitens des Metallgehäuses und des Isolators; einen zweiten Schritt, bei dem nur der erste Abschnitt des Metallgehäuses dem Abschrecken unterworfen wird, und einen dritten Schritt des Anbauens des Isolators auf dem Metallgehäuse nach dem Abschrecken aufweist. Der dritte Schritt weist das Crimpen eines Rückendes des Metallgehäusesauf, um den Rückendabschnitt und den Verformungsabschnitt zu bilden, und das Pressen der Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche des Isolators gegen die Rückendoberfläche direkt oder über ein anderes Element. In einem Teilabschnitt eines Zündkerzenzwischenkörpers nach dem dritten Schritt, weist der erste Abschnitt den Oberflächenschichtabschnitt auf, der sich entlang der spezifischen Oberfläche des gestuften Abschnitts erstreckt, und ein zweiter Abschnitt anders als der erste Abschnitt, weist Abschnitte auf, die in dem dritten Schritt in den Rückendabschnitt und den Verformungsabschnitt verformt werden.
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Gemäß dem oben erwähnten Aufbau ist es möglich, eine Funktionsstörung zu verhindern, die durch übermäßige Verformung des gestuften Abschnitts verursacht wird, während das Springen des Rückendabschnitts und des Verformungsabschnitts während des Crimpens in dem dritten Schritt unterbunden werden.
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Anwendungsbeispiel 9
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In Übereinstimmung mit einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird ein Verfahren zum Herstellen der Zündkerze gemäß einem der Anwendungsbeispiele 1 bis 7 bereitgestellt, das einen ersten Schritt des Vorbereitens des Metallgehäuses und des Isolators aufweist, wobei das Metallgehäuse einen abgeschreckten Abschnitt aufweist, wobei der abgeschreckte Abschnitt einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist; einen zweiten Schritt, bei dem nur der zweite Abschnitt des Metallgehäuses Vergütung unterzogen wird, und einen dritten Schritt des Anbauens des Isolators auf dem Metallgehäuse nach dem Vergüten. Der dritte Schritt weist das Crimpen eines Rückendes des Metallgehäuses auf, um den Rückenendabschnitt und den Verformungsabschnitt zu bilden, und das Pressen des Isolators gegen die Rückendoberfläche direkt oder über ein anderes Element. In einem Teilabschnitt eines Zündkerzenzwischenkörpers nach dem dritten Schritt, weist der erste Abschnitt den Oberflächenschichtabschnitt auf, der sich entlang der spezifischen Oberfläche des gestuften Abschnitts erstreckt, und der zweite Abschnitt weist, anders als der erste Abschnitt, Abschnitte auf, die in dem dritten Schritt in den Rückendabschnitt und den Verformungsabschnitt verformt werden.
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Gemäß dem oben erwähnten Aufbau ist es möglich, eine Funktionsstörung zu verhindern, die durch übermäßige Verformung des gestuften Abschnitts verursacht wird, während das Springen des Rückendabschnitts und des Verformungsabschnitts während des Crimpens in dem dritten Schritt unterbunden werden.
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Die in der vorliegenden Spezifikation offenbarte Technologie kann in diversen Formen umgesetzt werden. Die Technologie kann zum Beispiel in der Form einer Zündkerze, einer Zündvorrichtung, die die Zündkerze verwendet, einer Brennkraftmaschine, auf der die Zündkerze montiert ist, einer Brennkraftmaschine, auf der die Zündvorrichtung, die die Zündkerze verwendet, montiert ist, und/oder unter Zuhilfenahme einer Masse-Elektrode der hierin offenbarten Zündkerze umgesetzt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 veranschaulicht einen Querschnitt, der eine axiale Linie CO einer Zündkerze aufweist.
- Die 2A und 2B sind erste erklärende Ansichten eines Metallgehäuses.
- Die 3A und 3B sind zweite erklärende Ansichten des Metallgehäuses.
- 4 ist ein Ablaufdiagramm, das Herstellungsschritte einer Zündkerze gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
- Die 5A und 5B sind erste erklärende Ansichten des Crimpens des Metallgehäuses.
- 6 ist eine zweite erklärende Ansicht des Crimpens des Metallgehäuses.
- 7 ist ein Ablaufdiagramm, das Herstellungsschritte einer Zündkerze gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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A. Erste Ausführungsform
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A-1. Aufbau der Zündkerze
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1 veranschaulicht einen Querschnitt, der eine axiale Linie CO einer Zündkerze 100 gemäß der ersten Ausführungsform aufweist. Die axiale Linie CO der Zündkerze 100 ist durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in 1 angegeben. Eine Richtung (Aufwärts-/Abwärtsrichtung in 1) parallel zu der axialen Linie CO wird auch eine Axiallinienrichtung genannt. Die radiale Richtung eines Kreises, der die axiale Linie CO als eine Mitte hat und eine Fläche senkrecht zu der axialen Linie CO hat, wird auch einfach eine Radialrichtung genannt. Die Umfangsrichtung des Kreises wird auch einfach Umfangsrichtung genannt. Die Abwärtsrichtung in 1 wird auch eine Frontendrichtung FD genannt, und die Aufwärtsrichtung in 1 wird auch eine Rückendrichtung BD genannt. Die untere Seite in 1 wird die Frontseite der Zündkerze 100 genannt, und die obere Seite in 1 wird die Rückseite der Zündkerze 100 genannt.
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Die Zündkerze 100 verursacht elektrische Entladung in einem Abstand (Entladungsspalt), der zwischen einer Mittelelektrode 20 und einer Masseelektrode 30 gebildet ist. Die Mittelelektrode 20 und die Masseelektrode 30 werden unten ausführlich beschrieben. Die Zündkerze 100 ist an einer Brennkraftmaschine angebracht und wird zum Zünden eines Kraftstoffgases innerhalb einer Brennkammer der Brennkraftmaschine verwendet. Die Zündkerze 100 weist einen Isolator 10 als ein Isoliermaterial, die Mittelelektrode 20, die Masseelektrode 30, eine Metallklemme 40, ein Metallgehäuse 50 und eine Dichtung 5 auf.
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Der Isolator 10 wird zum Beispiel durch Sintern von Aluminiumoxid gebildet. Der Isolator 10 ist ein im Wesentlichen zylindrisches Element, das eine axiale Bohrung 12 hat. Die axiale Bohrung 12 ist eine durchgehende Bohrung, die sich in die Axiallinienrichtung durch den Isolator 10 erstreckt. Der Isolator 10 weist einen Flanschabschnitt 19, einen hinteren Stammabschnitt 18, einen vorderen Stammabschnitt 17 und einen Schenkelabschnitt 13 auf. Der hintere Stammabschnitt 18 ist näher als der Flanschabschnitt 19 an der Rückseite positioniert und hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Flanschabschnitts 19. Der vordere Stammabschnitt 17 ist näher als der Flanschabschnitt 19 an der Vorderseite positioniert und hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Flanschabschnitts 19. Der Schenkelabschnitt 13 ist näher als der vordere Stammabschnitt 17 an der Vorderseite positioniert und hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des vorderen Stammabschnitts 17. Der Schenkelabschnitt 13 ist mit der Brennkammer der Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) exponiert, wenn die Zündkerze 100 an der Brennkraftmaschine befestigt ist. Eine Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche 15 (Stufenabschnitt), an der der Außendurchmesser des Isolators zu der Vorderseite verringert ist, wird zwischen dem Schenkelabschnitt 13 und dem vorderen Stammabschnitt 17 gebildet.
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Das Metallgehäuse 50 wird aus einem leitfähigen metallischen Material, spezifisch einem Karbonstahlmaterial, gebildet. Das Metallgehäuse 50 ist ein zylindrisches Gehäuse zum Befestigen der Zündkerze 100 an einem Motorkopf (nicht gezeigt) der Brennkraftmaschine. Das Metallgehäuse 50 hat eine durchgehende Bohrung 59, die sich entlang der axialen Linie CO durch das Metallgehäuse 50 erstreckt. Das Metallgehäuse 50 ist um den Isolator 10 in die radiale Richtung angeordnet, das heißt, auf dem Außenumfang des Isolators 10. Mit anderen Worten ist der Isolator 10 in der durchgehenden Bohrung 59 des Metallgehäuses 50 eingesetzt und in ihr gehalten. Das Frontende des Isolators 10 ragt weiter als das Frontende des Metallgehäuses 50 zu der Vorderseite. Das Rückende des Isolators 10 ragt weiter als das Frontende des Metallgehäuses 50 zu der Rückseite.
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Das Metallgehäuse 50 weist einen Werkzeugeingriffsabschnitt 51 auf, der eine sechseckige zylindrische Form hat, und mit dem ein Zündkerzenschlüssel eingreift, einen Anbringungsabschnitt 52 zum Anbringen der Brennkraftmaschine, und einen herausragenden Abschnitt 54, der zwischen dem Werkzeugeingriffsabschnitt 51 und dem Anbringungsabschnitt 52 gebildet ist.
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Der Anbringungsabschnitt 52 weist einen Schraubabschnitt 52N auf, der auf dessen Außenumfang gebildet ist. Der Anbringungsabschnitt 52 ist in einem Zustand, in dem die Zündkerze 100 an der Brennkraftmaschine angebracht ist, in eine Schraubenbohrung (nicht gezeigt) geschraubt, die in dem Motorkopf der Brennkraftmaschine gebildet ist. Der Nenndurchmesser des Schraubabschnitts 52N beträgt zum Beispiel M12 oder weniger, wie M12, M10 oder M8.
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Der herausragende Abschnitt 54 ist ein flanschförmiger Abschnitt, der radial von der Rückseite des Anbringungsabschnitts 52 herausragt. Wie unten beschrieben wird, ist der herausragende Abschnitt 54 in dem Zustand, in dem die Zündkerze 100 an der Brennkraftmaschine angebracht ist, mit dem gesamten Umfang einer Anbringungsoberfläche der Brennkraftmaschine mit der Dichtung 5 dazwischen eingefügt, verbunden.
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Die ringförmige Metalldichtung 5, die unten ausführlicher beschrieben ist, ist zwischen den herausragenden Abschnitt 54 und den Anbringungsabschnitt 52 des Metallgehäuses 50 eingesetzt. Die Dichtung 5 dichtet in dem Zustand, in dem die Zündkerze 100 an der Brennkraftmaschine angebracht ist, einen Abstand zwischen der Zündkerze 100 und der Brennkraftmaschine (Motorkopf) ab.
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Das Metallgehäuse 50 weist auch einen dünnen Rückendabschnitt 53 und einen dünnen Verformungsabschnitt 58 auf. Der Rückendabschnitt 53 ist an der Rückseite des Werkzeugeingriffsabschnitts 51 gebildet. Der Verformungsabschnitt 58 ist zwischen dem herausragenden Abschnitt 54 und dem Werkzeugeingriffsabschnitt 51 gebildet. Ringförmige Ringelemente 6 und 7 sind in einem ringförmigen Bereich angeordnet, der zwischen der Außenumfangoberfläche des hinteren Stammabschnitts 18 des Isolators 10 und der Innenumfangoberfläche eines Abschnitts des Metallgehäuses 50 gebildet, wobei der Abschnitt den Werkzeugeingriffsabschnitt 51 und den Rückendabschnitt 53 aufweist. Ein Raum zwischen den Ringelementen 6 und 7 in dem Bereich ist mit Talkum 9 in einer Pulverform gefüllt.
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Das Metallgehäuse 50 weist auch einen gestuften Abschnitt 56 auf, der an dem Innenumfang des Anbringungsabschnitts 52 gebildet ist. Mit anderen Worten ist der Schraubabschnitt 52N in einer Fläche der Außenumfangsoberfläche des Metallgehäuses 50 gebildet, wobei sich die Fläche in die Axiallinienrichtung erstreckt und den gestuften Abschnitt 56 aufweist. Der gestufte Abschnitt 56 stützt die Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche 15 des Isolators 10 mit einer ringförmigen Metallplattenpackung 8 dazwischen eingefügt. Das Metallgehäuse 50 wird unten ausführlich beschrieben.
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Die Mittelelektrode 20 weist einen stabförmigen Mittelelektrodenkörper 21, der sich in die Axiallinienrichtung erstreckt, und eine Mittelelektrodenspitze 29 auf. Der Mittelelektrodenkörper 21 wird innerhalb der axialen Bohrung 12 des Isolators 10 derart gehalten, dass er an einem Frontendabschnitt der axialen Bohrung 12 liegt. Der Mittelelektrodenkörper 21 hat einen Aufbau, der ein Elektrodenbasismaterial 21A und einen Kernabschnitt 21B, der innerhalb des Elektrodenbasismaterials 21A eingebettet ist, aufweist. Das Elektrodenbasismaterial 21A ist zum Beispiel aus Nickel oder einer Legierung (zum Beispiel NCF600 oder NCF601), die Nickel als einen Hauptbestandteil enthält, gebildet. Der Kernabschnitt 21B ist aus Kupfer gebildet, das hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit besser ist als die Legierung, die das Basismaterial 21A, oder besteht aus einer Legierung, die Kupfer als einen Hauptbestandteil enthält. Der Kernabschnitt 21B ist bei der ersten Ausführungsform aus Kupfer gebildet.
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Der Mittelelektrodenkörper 21 weist einen Flanschabschnitt 24 (Flanschabschnitt), einen Kopfabschnitt 23 (Elektrodenkopfabschnitt) und einen Schenkelabschnitt 25 (Elektrodenschenkelabschnitt) auf. Der Flanschabschnitt 24 ist an einer vorbestimmten Lage in die Axiallinienrichtung gebildet. Der Kopfabschnitt 23 ist der Rückseite näher als der Flanschabschnitt 24. Der Schenkelabschnitt 25 ist der Vorderseite näher als der Flanschabschnitt 24. Der Flanschabschnitt 24 wird von einem Stufenabschnitt 16 des Isolators 10 getragen. Der Frontendabschnitt des Schenkelabschnitts 25, das heißt das Frontende des Mittelelektrodenkörpers 21 ragt weiter zu der Vorderseite vor als das Frontende des Isolators 10.
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Die Mittelelektrodenspitze 29 ist ein im Wesentlichen säulenförmiges Element und ist mit dem Frontende (Frontende des Schenkelabschnitts 25) des Mittelelektrodenkörpers 21 zum Beispiel durch Laserstrahlschweißen verbunden. Die Mittelelektrodenspitze 29 besteht aus einem Material, das als einen Hauptbestandteil ein Edelmetall, das einen hohen Schmelzpunkt hat, enthält. Die Mittelelektrodenspitze 29 ist eine Edelmetallspitze, die zum Beispiel aus Iridium (Ir), einem Edelmetall, das Ir enthält, oder einer Legierung, die das Edelmetall als einen Hauptbestandteil enthält, gebildet.
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Die Masseelektrode 30 weist eine quadratische säulenförmigen Masseelektronenspitze 39 und einen Masseelektrodenkörper 31, der mit dem Frontende des Metallgehäuses 50 verbunden ist, auf. Der Masseelektrodenkörper 31 ist ein gebogener stabförmiger Körper, der einen quadratischen Querschnitt hat. Der Masseelektrodenkörper 31 hat eine freie Endoberfläche 311 und eine angefügte Endoberfläche 312 als seine beiden Enden. Die angefügte Endoberfläche 312 ist an eine Oberfläche 50A, die sich auf der Vorderseite des Metallgehäuses 50 befindet, zum Beispiel durch Widerstandsschweißen angefügt. Das Metallgehäuse 50 und der Masseelektrodenkörper 31 sind elektrisch miteinander verbunden.
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Der Masseelektrodenkörper 31 ist zum Beispiel aus Nickel oder einer Legierung (zum Beispiel NCF600 oder NCF601), die Nickel als einen Hauptbestandteil enthält, gebildet. Der Masseelektrodenkörper 31 kann einen zweischichtigen Aufbau haben, der ein Basismaterial aufweist, das aus einem Metall gebildet ist (zum Beispiel eine Nickellegierung), das eine hohe Korrosionsfestigkeit hat, und einen Kernabschnitt, der aus einem Metall (zum Beispiel Kupfer) gebildet ist, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat und in das Basismaterial eingelassen ist. Ähnlich wie die Mittelelektrodenspitze 29, ist die Masseelektronenspitze 39 ist eine Edelmetallspitze, die zum Beispiel aus Iridium (Ir), einem Edelmetall, das Ir enthält, oder einer Legierung, die das Edelmetall als einen Hauptbestandteil enthält, gebildet. Die Masseelektronenspitze 39 ist an eine Rückseitenoberfläche, die nahe der freien Endoberfläche 311 des Masseelektrodenkörpers 31 ist, zum Beispiel durch Laserstrahlschweißen oder Widerstandsschweißen angefügt.
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Eine erste Entladeoberfläche 295 ist eine Frontendoberfläche der Mittelelektrodenspitze 29. Eine zweite Entladeoberfläche 395 ist eine Rückendoberfläche der Masseelektrodenspitze 39. Die erste Entladeoberfläche 295 und die zweite Entladeoberfläche 395 bilden den oben erwähnten Entladungsspalt.
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Die Metallklemme 40 ist ein stabförmiges Element, das sich in die Axiallinienrichtung erstreckt. Die Metallklemme 40 wird aus einem leitfähigen metallischen Material (zum Beispiel kohlenstoffarmer Stahl) gebildet. Die Metallklemme 40 hat eine Oberfläche, auf der eine Metallschicht (zum Beispiel eine Ni-Schicht) zum Korrosionsschutz zum Beispiel durch galvanische Beschichtung gebildet ist. Die Metallklemme 40 weist einen Flanschabschnitt 42 (Klemmenbackenabschnitt), einen Kappeninstallationsabschnitt 41 und einen Schenkelabschnitt 43 (Klemmenschenkelabschnitt) auf. Der Flanschabschnitt 42 ist an einer vorbestimmten Lage in der Axiallinienrichtung gebildet. Der Kappeninstallationsabschnitt 41 ist der Rückseite näher als der Flanschabschnitt 42 positioniert. Der Schenkelabschnitt 43 ist der Vorderseite näher als der Flanschabschnitt 42 positioniert. Der Kappeninstallationsabschnitt 41 der Metallklemme 40 wird exponiert, indem er sich weiter zu der Rückseite erstreckt als der Isolator 10. Der Schenkelabschnitt 43 der Metallklemme 40 wird in die axiale Bohrung 12 des Isolators 10 eingesetzt. Nachdem eine Stopfenkappe, mit der ein Hochspannungskabel (nicht gezeigt) verbunden ist, auf dem Kappeninstallationsabschnitt 41 installiert wurde, wird eine Hochspannung zum Verursachen elektrischer Entladung an den Kappeninstallationsabschnitt angelegt.
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Ein Widerstand 70 zum Verringern von Funkwellenrauschen, das während elektrischer Entladung erzeugt wird, ist innerhalb der axialen Bohrung 12 des Isolators 10 angeordnet, um zwischen dem Frontende (Frontende des Schenkelabschnitts 43) der Metallklemme 40 und dem Rückende (Rückende des Kopfabschnitts 23) der Mittelelektrode 20 positioniert zu sein. Der Widerstand wird zum Beispiel aus einer Verbindung gebildet, die Glaspartikel als Hauptbestandteil, Keramikpartikel, die aus einer anderen Substanz als Glas gebildet sind, und ein leitfähiges Material enthält. Ein Abstand zwischen dem Widerstand 70 und der Mittelelektrode 20 innerhalb der axialen Bohrung 12 ist mit einer leitfähigen Abdichtung 60 gefüllt. Ein Abstand zwischen dem Widerstand 70 und der Metallklemme 40 ist mit einer leitfähigen Abdichtung 80 gefüllt. Jede der leitfähigen Abdichtungen 60 und 80 besteht zum Beispiel aus einer Verbindung, die Glaspartikel und Metall- (zum Beispiel Cu oder Fe)-Partikel enthält.
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A-2. Aufbau des Metallgehäuses
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Die 2A und 2B sind erste erklärende Ansichten des Metallgehäuses 50. 2A ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs AR1 in 1. Der Bereich AR1 ist ein Abschnitt, der den Rückendabschnitt 53, den Werkzeugeingriffsabschnitt 51, den Verformungsabschnitt 58 und den herausragenden Abschnitt 54 des Metallgehäuses 50 aufweist.
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Wenn er während der Herstellung gecrimpt wird, wird der Rückendabschnitt 53 weiter zu einer Außenumfangsoberfläche 10S des Isolators 10 (hinterer Stammabschnitt 18) gebogen, je weiter sich der Rückendabschnitt 53 der Rückseite nähert. Das Rückende des Rückendabschnitts 53 ist mit der Außenumfangsoberfläche 10S des Isolators 10 in Berührung.
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Der Verformungsabschnitt 58 ist näher an der Vorderseite positioniert als der Rückendabschnitt 53. Der Verformungsabschnitt 58 ist gebogen, um radial auswärts herauszuragen (rechte Seite in 2A).
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2B ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs AR2 in 1. Der Bereich AR2 ist ein Abschnitt des Anbringungsabschnitts 52 des Metallgehäuses 50, wobei der Abschnitt nahe dem gestuften Abschnitt 56 ist. Der gestufte Abschnitt 56 ist näher als der oben erwähnte Rückendabschnitt 53 und der Verformungsabschnitt 58 an der Vorderseite positioniert. Der gestufte Abschnitt 56 ragt radial einwärts (linke Seite in 2B) von einer Innenumfangsoberfläche des gestuften Abschnitts 56, wobei die Innenumfangsoberfläche die durchgehende Bohrung 59 des Metallgehäuses 50 (Anbringungsabschnitt 52) bildet.
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Der gestufte Abschnitt 56 hat im Querschnitt eine im Wesentlichen trapezförmige Form. Der gestufte Abschnitt 56 weist eine Rückendoberfläche 56B, eine Frontendoberfläche 56F, die näher an der Vorderseite positioniert ist als die Rückendoberfläche 56B, und eine Zwischenoberfläche 56M, die zwischen der Rückendoberfläche 56B und der Frontendoberfläche 56F positioniert ist.
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Die Rückendoberfläche 56B stützt von der Vorderseite die Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche 15 des Isolators 10 mit der Plattenpackung 8 dazwischen eingefügt. Der gestufte Abschnitt 56 weist einen Abschnitt nahe der Rückendoberfläche 56B auf, wobei der Abschnitt aufgrund eines Drucks verformt wird, der von dem Isolator 10 über die ringförmige Metallplattenpackung 8 ausgeübt wird. Der Abschnitt nahe der Rückendoberfläche 56B des gestuften Abschnitts 56 hat daher eine trapezförmige Form.
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Das Metallgehäuse 50 weist einen Abschnitt mit hoher Härte HA und einen Abschnitt mit niedriger Härte SA auf.
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Der Abschnitt mit hoher Härte HA ist zwischen geraden Linien HL1 und HL2 senkrecht zu der axialen Linie CO in dem Querschnitt in 2B positioniert. Der Abschnitt mit hoher Härte HA ist ein Abschnitt des gesamten Umfangs, der teilweisem Abschrecken unterzogen wurde, was weiter unten beschrieben ist. Eine Martensitstruktur ist in dem Abschnitt mit aufgrund des Abschreckens hoher Härte HA gebildet. Der Abschnitt mit hoher Härte HA kann eine Reststruktur (zum Beispiel Ferritstruktur, Zementitstruktur oder Austenitstruktur) aufweisen, die den Phasenwechsel in die Martensitstruktur nicht ausgeführt hat.
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Der Abschnitt mit niedriger Härte SA ist ein anderer Abschnitt als der Abschnitt mit hoher Härte HA. Mit anderen Worten weist der Abschnitt mit niedriger Härte SA in dem Querschnitt einen Abschnitt auf, der sich von der oben erwähnten geraden Linie HL1 zu der Rückseite erstreckt, und einen Abschnitt, der sich von der oben erwähnten geraden Linie HL2 zu der Vorderseite erstreckt. Der Abschnitt mit niedriger Härte SA ist ein Abschnitt, der nicht teilweisem Abschrecken unterzogen wird. Der Abschnitt mit niedriger Härte SA weist keine Martensitstruktur auf, und weist zum Beispiel eine Ferritstruktur oder eine Zementitstruktur auf.
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Die Härte des Abschnitts mit hoher Härte HA ist höher als die Härte des Abschnitts mit niedriger Härte SA. Die Vickers-Härte des Abschnitts mit hoher Härte HA beträgt zum Beispiel 400 bis 500 Hv, und die Vickers-Härte des Abschnitts mit niedriger Härte SA beträgt 150 bis 300 Hv. Die Vickers-Härte des Abschnitts mit hoher Härte HA ist bevorzugt um mindestens 100 Hv höher als die Vickers-Härte des Abschnitts SA mit niedriger Härte. Zu bemerken ist, dass eine Grenze zwischen dem Abschnitt HA mit hoher Härte und jedem Abschnitt mit niedriger Härte SA vorübergehend durch die geraden Linien HL1 und HL2 in 2B angegeben ist, obwohl jede Grenze in Wirklichkeit nicht gerade und nicht klar erkennbar ist. Das gilt auch für die 3A, 3B und 6.
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Wie in 2A veranschaulicht, weist bei der ersten Ausführungsform der Abschnitt mit niedriger Härte SA den gesamten Rückendabschnitt 53, den gesamten Verformungsabschnitt 58, den gesamten Werkzeugeingriffsabschnitt 51 und den gesamten herausragenden Abschnitt 54 auf. Wie in 2A veranschaulicht, weist der Abschnitt mit niedriger Härte SA auch einen Abschnitt des Anbringungsabschnitts 52 auf, wobei sich der Abschnitt von der geraden Linie HL1 zu der Rückseite erstreckt, und einen Abschnitt des Anbringungsabschnitts 52, wobei sich der Abschnitt von der geraden Linie HL2 zu der Vorderseite erstreckt.
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Wie in 2B veranschaulicht, weist bei der ersten Ausführungsform der Abschnitt HA mit hoher Härte den gesamten gestuften Abschnitt 56 und einen Abschnitt des Anbringungsabschnitts 52 auf. Der Abschnitt des Anbringungsabschnitts 52 weist eine Fläche auf, die sich in die Axiallinienrichtung erstreckt, und in der der gestufte Abschnitt 56 positioniert ist, wobei der Abschnitt des Anbringungsabschnitts 52 näher an der Radialrichtungsaußenseite als der gestufte Abschnitt 56 ist.
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Genauer genommen weist der Abschnitt mit hoher Höhe HA einen Innenbereich HAa und einen Außenbereich HAb des gestuften Abschnitts 56 auf.
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Wenn hier die Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche 15 des Isolators 10 auf die Rückendoberfläche 56B des gestuften Abschnitts 56 entlang der axialen Linie CO projiziert wird, wird eine spezifische Oberfläche SS von der projizierten Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche 15 überlappt. Wenn eine gerade Linie, die durch das radial äußere Ende Pa der Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche 15 verläuft und sich entlang der axialen Linie CO, erstreckt, von einer geraden Linie VL1 bezeichnet ist, ist die spezifische Oberfläche SS ein Abschnitt der Rückendoberfläche 56B, der sich von der geraden Linie VL1 radial einwärts erstreckt. Die gerade Linie VL1 ist daher eine gerade Linie, die durch ein radial äußeres Ende Pc der spezifischen Oberfläche SS verläuft und sich entlang der axialen Linie CO erstreckt.
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In dem Querschnitt ist der Innenbereich HAa ein Bereich zwischen der spezifischen Oberfläche SS und der geraden Linie HL3, die durch ein Frontende Pd der Linie verläuft, die die Zwischenoberfläche 56M angibt und senkrecht zu der axialen Linie CO ist, wobei sich der Innenbereich HAa von der oben erwähnten geraden Linie VL1 radial einwärts erstreckt.
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Der Innenbereich HAa weist einen Oberflächenschichtabschnitt HAs auf. Der Oberflächenabschnitt HAs ist ein Abschnitt, der sich entlang der spezifischen Oberfläche SS in dem Querschnitt erstreckt. Spezifischer erstreckt sich der Oberflächenabschnitt HAs entlang der spezifischen Oberfläche SS und hat eine Stärke von ΔH, wobei ΔH 0,5 mm beträgt.
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Der Außenbereich HAb ist ein Bereich, der von der Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche 15, der oben erwähnten geraden Linie VL1, der oben erwähnten geraden Linie HL3 und einer geraden Linie VL2 umgeben ist. Die gerade Linie VL2 erstreckt sich entlang der axialen Linie CO und verläuft durch ein Ende Pb, das radial außerhalb der Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche 15 positioniert ist.
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Der Abschnitt mit hoher Härte HA weist auch einen Bereich HAc des Anbringungsabschnitts 52 auf, wobei der Bereich HAc neben dem gestuften Abschnitt 56 liegt. Der Bereich HAc, der neben dem gestuften Abschnitt 56 liegt, ist ein rechteckiger Abschnitt neben der radialen Außenseite des oben erwähnten Außenbereichs HAb des gestuften Abschnitts 56.
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Die 3A und 3B sind zweite erklärende Ansichten des Metallgehäuses. 3A veranschaulicht denselben Teilabschnitt wie der Teilabschnitt in 2B. Der Abschnitt mit hoher Härte HA weist auch einen Bereich HAd des Anbringungsabschnitts 52 auf, wobei der Bereich HAd nahe dem Rückende des gestuften Abschnitts 56 liegt. Der Schraubabschnitt 52N weist eine Vielzahl von Nutenabschnitten auf. In dem Querschnitt ist einer der Nutenabschnitte, der dem radial äußeren Ende Pb der Rückendoberfläche 56B am nächsten liegt (mit anderen Worten ein Rückende Pb des gestuften Abschnitts 56), durch einen spezifischen Nutenabschnitt Vn angezeigt. Der Schraubabschnitt 52N weist eine Vielzahl von Rippenabschnitten auf. In dem Querschnitt sind der Rippenabschnitt benachbart zu der Rückseite des spezifischen Nutenabschnitts Vn und der Rippenabschnitt benachbart zu der Vorderseite des spezifischen Nutenabschnitts Vn jeweils durch einen spezifischen Rippenabschnitt Mb und einen spezifischen Rippenabschnitt Mf bezeichnet. Hier ist der Bereich HAd nahe dem Rückende des gestuften Abschnitts 56 ein Bereich zwischen geraden Linien HL4 und HL5. Die geraden Linien HL4 und HL5 verlaufen jeweils durch die spezifischen Rippenabschnitte Mb und Mf und sind zu der axialen Linie CO senkrecht. Der Bereich HAd erstreckt sich radial auswärts von der oben erwähnten geraden Linie VL2.
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3B veranschaulicht einen Teilabschnitt, der die axiale Linie CO aufweist. Der Teilabschnitt ist an einer Position genommen, die in umfänglicher Position von 3A unterschiedlich ist. In dem Teilabschnitt sind die Nutenabschnitte Vn1 und Vn2 spezifische Nutenabschnitte, die dem radial äußeren Ende Pb der Rückendoberfläche 56B am nächsten liegen. In diesem Fall weist der Abschnitt mit hoher Härte HA Bereiche HAe1 und HAe2 auf, die dem Rückende des gestuften Abschnitts 56 nahe sind.
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Der Bereich HAe1, der dem Rückende des gestuften Abschnitts 56 nahe ist, ist ein Bereich zwischen geraden Linien HL4b und HLm, die jeweils durch spezifische Rippenabschnitte Mbb und Mm verlaufen und zu der axialen Linie CO senkrecht sind. Der spezifische Rippenabschnitt Mbb ist zu der Rückseite des spezifischen Nutenabschnitts Vn1 benachbart, und der spezifische Rippenabschnitte Mm ist zu der Vorderseite des Nutenabschnitts Vn1 benachbart. Der Bereich HAe1 nahe dem Rückende des gestuften Abschnitts 56 erstreckt sich radial von der oben erwähnten geraden Linie VL2 nach außen. Der Bereich HAe2, der dem Rückende des gestuften Abschnitts 56 nahe ist, ist ein Bereich zwischen geraden Linien HLm und HL5b, die jeweils durch den spezifischen Rippenabschnitt Mm und einen spezifischen Rippenabschnitt Mfb verlaufen und zu der axialen Linie CO senkrecht sind. Der spezifische Rippenabschnitt Mm ist zu der Rückseite des spezifischen Nutenabschnitts Vn2 benachbart, und der spezifische Rippenabschnitte Mfb ist zu der Vorderseite des Nutenabschnitts Vn2 benachbart. Der Bereich HAe2 nahe dem Rückende des gestuften Abschnitts 56 erstreckt sich radial von der oben erwähnten geraden Linie VL2 auswärts.
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A-3. Verfahren zum Herstellen der Zündkerze 100
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Nächstfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen der Zündkerze 100, in der Hauptsache ein Verfahren zum Herstellen des Metallgehäuses 50, beschrieben. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das Herstellungsschritte einer Zündkerze 100 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
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Bei S10 werden ein Metallgehäuse 50m, das in einem Vorcrimpzustand ist, und der Isolator 10 vorbereitet. Das Metallgehäuse 50m ist aus Kohlenstoffstahl gebildet und weist die Masseelektrode 30, die an sie geschweißt ist, auf. Der Schraubabschnitt 52N (Gewindegänge) wurde auf dem Metallgehäuse 50m gebildet, wurde jedoch nicht beschichtet. Elemente (Mittelelektrode 20, leitfähige Abdichtungen 60 und 80, Widerstand 70 und Metallklemme 40) wurden in die axiale Bohrung 12 des Isolators 10 vormontiert.
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Bei S20 wird teilweises Abschrecken auf einem Abschnitt des Metallgehäuses 50m ausgeführt, wobei der Abschnitt nahe dem gestuften Abschnitt 56 ist, um den oben erwähnten Abschnitt mit hoher Härte HA zu bilden. Bei der ersten Ausführungsform wird Laserstrahl-Abschrecken ausgeführt, das das Metallgehäuse 50 mit einem Laserstrahl von der äußeren umfänglichen Seite oder der inneren umfänglichen Seite des Metallgehäuses 50 bestrahlt. Das Laserstrahl-Abschrecken ist eine öffentlich bekannte Technik und wird daher nicht ausführlich beschrieben.
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Bei S30, wird das Metallgehäuse 50m, nachdem sie dem Laserstrahl-Abschrecken unterzogen wurde, einem Beschichtungsprozess unterzogen, um eine beschichtete Oberfläche zu haben. Das Beschichten ist zum Beispiel Ni-Beschichten oder Zn-Beschichten. Wie oben beschrieben, wird der Beschichtungsprozess nach dem Abschrecken ausgeführt, weil die Beschichtung absplittern kann, falls das Abschrecken nach dem Beschichtungsprozess ausgeführt wird. Außerdem, wie oben beschrieben, wird der Schraubabschnitt 52N (Gewindegänge) vor einem Abschreckprozess ausgeführt; denn falls das Bilden des Schraubabschnitts 52N nach dem Abschreckprozess versucht wird, ist es nicht möglich, einen Walzprozess zum Bilden des Schraubabschnitts 52N aufgrund der übermäßig hohen Härte des Metallgehäuses 50m auszuführen.
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Bei S40 wird der Isolator 10 auf das Metallgehäuse 50m gebaut. Die 5A, 5B und 6 sind erklärende Ansichten des Crimpens des Metallgehäuses. 5A veranschaulicht das Metallgehäuse in dem Vorcrimpzustand und den Isolator 10. Ein Rückendabschnitt 53m des Metallgehäuses 50 in dem Vorcrimpzustand wird in einem Zustand gecrimpt, in dem die Ringelemente 6 und 7 und Talkum 9 zwischen dem Rückendabschnitt 53m und der Außenumfangsoberfläche 10S des Isolators angeordnet sind. Als ein Resultat, wie in 5B veranschaulicht, wird der lineare Rückendabschnitt 53m in den gebogenen Rückendabschnitt 53 in dem Querschnitt gebildet. Der Rückendabschnitt 53m wird in dem Zustand, der in 5B gezeigt ist, weiter von der Rückseite zu der Vorderseite, wie durch den Pfeil Y1 angegeben, gepresst. Als ein Resultat, wird ein linearer Verformungsabschnitt 58m in dem Querschnitt, wie von dem Pfeil Y3 angegeben, durch Pressen in den gebogenen Verformungsabschnitt 58 verformt. Der Flanschabschnitt 19 des Isolators 9 wird über die Ringelemente 6 und 7 und Talkum 9 zu der Vorderseite, wie von dem Pfeil Y2 angegeben, gepresst. Als ein Resultat, presst die Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche 15 des Isolators 10 die Rückendoberfläche 56B (spezifische Oberfläche SS) des gestuften Abschnitts 56 über die Plattenpackung 8, wie von dem Pfeil Y4 in 6 angegeben. Die Presskraft verformt einen gestuften Abschnitts 56m, der im Querschnitt eine nicht verzerrte Trapezform hat, in den gestuften Abschnitt 56 (2B), der eine verzerrte Trapezform hat.
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Daher wird bei S40 der Rückendabschnitt 53 gecrimpt, wobei der Isolator 10 an dem Metallgehäuse 50 mit den Ringelementen 6 und 7 und dem Talkum 9 dazwischen eingefügt von der Rückseite befestigt wird. Außerdem unterbindet die Plattenpackung 8 das Lecken des Gases innerhalb der Brennkammer der Brennkraftmaschine zu der Außenseite von einem Abstand zwischen des Metallgehäuses 50 und dem Isolator 10.
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Bei S50 wird die Masseelektrode 30 gebogen, um einen Abstand zwischen der Mittelelektrode 20 und der Masseelektrode 30 zu bilden. Bei S60 wird die Dichtung 5 an dem Metallgehäuse 50 angebracht, um die Zündkerze 100 fertigzustellen.
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Bei der Zündkerze 100 gemäß der ersten Ausführungsform, die oben beschrieben ist, ist die mittlere Härte des Oberflächenschichtabschnitts HAs, die in dem Abschnitt mit hoher Härte HA enthalten ist, höher als die mittlere Härte des Rückendabschnitts 53 und die mittlere Härte des Verformungsabschnitt 58, die in dem Abschnitt mit niedriger Härte SA enthalten sind. Als ein Resultat ist es möglich, die Verformung des gestuften Abschnitts 56 des Metallgehäuses 50 zu unterbinden, während leichte Verformbarkeit des Rückendabschnitts 53 und des Verformungsabschnitts 58 des Metallgehäuses 50 sichergestellt wird. Es ist daher zum Beispiel möglich, das Springen des Rückendabschnitts 53 und des Verformungsabschnitts 58 zu verhindern, wenn der Rückendabschnitt 53 während des Zusammenfügens (S30 in 4) des Isolators 10 und des Metallgehäuses 50 gecrimpt wird. Außerdem ist es zum Beispiel möglich, eine Funktionsstörung zu verhindern, bei der der Isolator 10 von dem gestuften Abschnitt 56 aufgrund der Kraft verformt wird, die auf den gestuften Abschnitt 56 von der Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche 15 des Isolators 10 durch die Plattenpackung 8 angelegt wird, beschädigt wird.
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Insbesondere, falls die Härte des Oberflächenschichtabschnitts HAs des gestuften Abschnitts 56 übermäßig niedrig ist, wird die Verformungsmenge des gestuften Abschnitts 56 bei dem Zusammenfügen des Isolators 10 und des Metallgehäuses 50 übermäßig groß. In diesem Fall wird zum Beispiel die Menge an radialem Einwärtsvorragen eines Abschnitts nahe des radial inneren Endes der Rückendoberfläche 56B des gestuften Abschnitts 56 erhöht. Dann kommt der herausragende Abschnitt in Berührung mit der Außenumfangsoberfläche 10S des Isolators 10. Aufgrund der Berührung kann der Isolator 10 zerkratzt werden, was zu einer Funktionsstörung führen kann, bei der sich die Isolierleistung des Isolators 10 verschlechtert, oder kann zum Brechen des Isolators 10 führen.
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Im Gegensatz dazu, falls die Härte des Rückendabschnitts 53 und die Härte des Verformungsabschnitts 58 übermäßig hoch sind, kann eine Funktionsstörung auftreten, bei der sich der Rückendabschnitt 53 und der Verformungsabschnitt 58 spalten, wenn sie während des Zusammenfügens des Isolators 10 und des Metallgehäuses 50 gebogen werden.
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Falls das Metallgehäuse 50 folglich gebildet wird, um insgesamt dieselbe Härte zu haben, zum Beispiel, falls das Metallgehäuse 50 gebildet wird, um insgesamt eine niedrige Härte zu haben, um Brechen des Rückendabschnitts 53 und des Verformungsabschnitts 58 zu verhindern, wird die Verformungsmenge des gestuften Abschnitts 56 erhöht, was zu Zerkratzen oder Brechen des Isolators führen kann. Außerdem, falls die Härte des Metallgehäuses 50 insgesamt erhöht wird, um Zerkratzen oder Brechen des Isolators 10 zu verhindern, können sich der Rückendabschnitt 53 und der Verformungsabschnitt 58 spalten. Gemäß der ersten Ausführungsform ist es möglich, diese Funktionsstörungen zu verhindern, weil die mittlere Härte des Oberflächenschichtabschnitts HAs höher ist als die mittlere Härte des Rückendabschnitts 53 und die mittlere Härte des Verformungsabschnitts 58.
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Die Vickers-Härte jedes von fünf Punkten P1 bis P5 wird zum Beispiel gemessen. Die Punkte P1 bis P5 sind in gleichen Abständen auf der Linie angeordnet, die durch die Stärkenrichtungsmitte des Rückendabschnitts 53 in die Längsrichtung des Rückendabschnitts 53 in dem Querschnitt, wie in 2A veranschaulicht, verläuft. Die mittlere Vickers-Härte der Punkte P1 bis P5 wird als die mittlere Härte des Rückendabschnitts 53 berechnet. Die Vickers-Härte wird in Übereinstimmung zum Beispiel mit JIS Z2244: 2009.
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Ähnlich wird die Vickers-Härte jedes von 5 Punkten P6 bis P10 gemessen. Die Punkte P6 bis P10 sind in gleichen Abständen auf der Linie angeordnet, die durch die Stärkenrichtungsmitte des Rückendabschnitts 58 in die Längsrichtung des Verformungsabschnitts 58 in dem Querschnitt, wie in 2A veranschaulicht, verläuft. Die mittlere Vickers-Härte der fünf Punkte P6 bis P10 wird als die mittlere Härte des Verformungsabschnitts 58 berechnet.
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Zusätzlich wird die Vickers-Härte von fünf Punkten P11 bis P15 gemessen. Die fünf Punkte P11 bis P15 sind in gleichen Abständen auf der Linie angeordnet, die durch die Stärkenrichtungsmitte des Oberflächenschichtabschnitts HAs in die Längsrichtung des Oberflächenschichtabschnitts HAs in dem Querschnitt, wie in 2B veranschaulicht, verläuft. Die mittlere Vickers-Härte der fünf Punkte P11 bis P15 wird als die mittlere Härte des Oberflächenschichtabschnitts HAs berechnet. Die Linie, die durch die Stärkenrichtungsmitte des Oberflächenschichtabschnitts HAs verläuft, ist zum Beispiel eine Linie, die von der spezifischen Oberfläche SS um 0,25 mm beabstandet ist.
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Außerdem ist bei der ersten Ausführungsform die mittlere Härte des Innenbereichs HAa (2B) des gestuften Abschnitts 56 in dem Querschnitt höher als die mittlere Härte des Rückendabschnitts 53 und die mittlere Härte des Verformungsabschnitts 58. Es ist daher möglich, die Verformung des gestuften Abschnitts 56 weiter zu unterbinden, weil nicht nur die Härte des Oberflächenschichtabschnitts HAs sondern auch die Härte des Innenbereichs HAa, der einen Abschnitt näher an der Vorderseite als der Oberflächenschichtabschnitt HAs aufweist, hoch ist. Es ist folglich möglich, Zerkratzen oder Brechen, das in dem Isolator 10 durch die Verformung des gestuften Abschnitts 56 verursacht wird, weiter zu unterbinden.
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Darüber hinaus ist bei der ersten Ausführungsform die mittlere Härte des Bereichs HAd (3A), der nahe dem Rückende des gestuften Abschnitts 56 in dem Querschnitt positioniert ist, höher als die mittlere Härte des Rückendabschnitts 53 und die mittlere Härte des Verformungsabschnitts 58. Als ein Resultat ist es möglich, Brechen (mit anderen Worten Schraubenreißen) zwischen dem spezifischen Nutenabschnitt Vn und dem Rückende Pb, das radial außerhalb der Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche 15 positioniert ist, des gestuften Abschnitts 56 während des Zusammenfügens des Isolators 10 und des Metallgehäuses 50 zu unterbinden. Wenn der Isolator 10 und das Metallgehäuse 50 zusammengefügt werden, hat der gestufte Abschnitt 56 als ein Resultat des Abschreckens eine hohe Härte. Die Verformungsmenge des gestuften Abschnitts 56 ist daher im Vergleich zu dem gestuften Abschnitt 56, der keinem Abschrecken unterzogen wurde, klein. Die kleine Verformungsmenge verursacht Konzentration von Belastung auf einem Abschnitt nahe dem radial äußeren Ende Pb der Rückendoberfläche 56B des gestuften Bereichs, und der Abschnitt kann daher ohne Weiteres hoher Belastung unterworfen werden. Bei der ersten Ausführungsform ist es folglich möglich, Schraubenreißen, das ohne Weiteres ab dem radial äußeren Ende Pb startet, durch Erhöhen der Härte des Bereichs HAd nahe dem Rückende des gestuften Abschnitts 56 zu unterbinden.
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Ähnlich ist bei der ersten Ausführungsform die mittlere Härte der Bereiche HAe1 und HAe2, die nahe dem Rückende des gestuften Abschnitts 56 in dem Querschnitt in 3B positioniert sind, höher als die mittlere Härte des Rückendabschnitts 53 und die mittlere Härte des Verformungsabschnitts 58. Als ein Resultat ist es möglich, Schraubenreißen zwischen dem Rückende Pb, das radial außerhalb der Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche 15 positioniert ist, des gestuften Abschnitts 56 und der spezifischen Nutenabschnitte Vn1 und Vn2 während des Zusammenfügens des Isolators 10 und des Metallgehäuses 50 zu unterbinden.
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Außerdem ist bei der ersten Ausführungsform in dem Querschnitt die mittlere Härte jedes des Außenbereichs HAb und des Bereichs HAc (3A) benachbart zu dem gestuften Abschnitt 56 höher als die mittlere Härte des Rückendabschnitts 53 und die mittlere Härte des Verformungsabschnitts 58. Es ist daher möglich, insbesondere Verformung des gestuften Abschnitts 56 während des Zusammenfügens des Isolators 10 und des Metallgehäuses 50 durch Erhöhen der Härte eines Bereichs um den gestuften Abschnitt 56 zu unterbinden.
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Die oben erwähnte mittlere Härte jedes der Bereiche HAa, HAd, HAe1, HAe2, Hab und HAc wird wie unten beschrieben berechnet. Zunächst werden ausreichend (zum Beispiel 5 bis 10) Messpunkte, die gleichmäßig in einem Messzielbereich verstreut sind, bestimmt. Dann wird die Vickers-Härte jedes Messpunkts gemessen, und der Durchschnitt der Vickers-Härte der Vielzahl von Messpunkten wird als die mittlere Härte des Messzielbereichs berechnet.
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Darüber hinaus weist bei der Zündkerze 100 gemäß der ersten Ausführungsform nur der Abschnitt mit hoher Härte HA, der den Oberflächenschichtabschnitt HAs aufweist, eine Martensitstruktur auf. Der Abschnitt mit niedriger Härte SA, der den Rückendabschnitt 53 und den Verformungsabschnitt 58 aufweist, weist keine Martensitstruktur auf. Als ein Resultat ist die Härte des Oberflächenschichtabschnitts HAs höher als die Härte des Rückendabschnitts 53 und die Härte des Verformungsabschnitts 58. Wie oben beschrieben, ist es daher möglich, die Stärke des gestuften Abschnitts 56 des Metallgehäuses 50 zu erhöhen, während leichte Verformbarkeit des Rückendabschnitts 53 und des Verformungsabschnitts 58 sichergestellt wird.
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Die Zündkerze 100 wird zum Beispiel gespaltet, um den Querschnitt zu exponieren, der die axiale Linie CO aufweist, und wird unter einem metallurgischen Mikroskop beobachtet, nachdem der Querschnitt Spiegelpolitur unterzogen wurde. Anhand der Beobachtung kann die Gegenwart oder Abwesenheit einer Martensitstruktur in dem Querschnitt bestimmt werden.
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Nur der Abschnitt mit hoher Härte HA, der den Innenbereich HAa (2B) des gestuften Abschnitts 56 aufweist, weist eine Martensitstruktur auf. Der Abschnitt mit niedriger Härte SA, der den Rückendabschnitt 53 und den Verformungsabschnitt 58 aufweist, weist keine Martensitstruktur auf. Es ist daher möglich, die Verformung des gestuften Abschnitts 56 weiter zu unterbinden, weil nicht nur die Härte des Oberflächenschichtabschnitts HAs sondern auch die Härte des Innenbereichs HAa, der den Abschnitt näher zu der Vorderseite als der Oberflächenschichtabschnitt HAs aufweist, höher ist als die Härte des Rückendabschnitts 53 und die Härte des Verformungsabschnitts 58.
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Außerdem weist bei der ersten Ausführungsform nur der Abschnitt mit hoher Härte HA, der die Bereiche HAd, HAe1 und HAe2 nahe dem Rückende des gestuften Abschnitts 56 aufweist, eine Martensitstruktur auf. Der Abschnitt mit niedriger Härte SA, der den Rückendabschnitt 53 und den Verformungsabschnitt 58 aufweist, weist keine Martensitstruktur auf. Als ein Resultat ist es möglich, Schraubenreißen in einem Abschnitt nahe der spezifischen Nutenabschnitte Vn, Vn1 und Vn2 zu unterbinden, weil die Härte des Bereichs HAd nahe dem Rückende des gestuften Abschnitts höher ist als die Härte des Rückendabschnitts 53 und die Härte des Verformungsabschnitts 58.
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Darüber hinaus ist bei der ersten Ausführungsform der Durchmesser des Schraubabschnitts 52N gleich oder kleiner M12. Wenn der Schraubabschnitt 52N einen Durchmesser gleich oder kleiner als M12 hat, tendieren jeweils das Metallgehäuse 50 und der gestufte Abschnitt dazu, eine dünne Stärke zu haben; das Sicherstellen der Stärke des gestuften Abschnitts 56 ist daher schwierig, was die Notwendigkeit des Unterbindens von Verformung des gestuften Abschnitts 56 steigert. Gemäß dem oben erwähnten Aufbau ist es möglich, Verformung des gestuften Abschnitts 56 in der Zündkerze 100, in der eine solche Notwendigkeit des Unterbindens der Verformung des gestuften Abschnitts 56 hoch ist, zu unterbinden.
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Das Verfahren (4) des Herstellens der Zündkerze 100 gemäß der ersten Ausführungsform weist einen ersten Schritt (S 10 in 4) des Vorbereitens des Metallgehäuses 50 und des Isolators 10 auf, einen zweiten Schritt (S20 in 4), bei dem nur der Abschnitt mit hoher Härte HA des Metallgehäuses 50 dem Abschrecken unterzogen wird, und einen dritten Schritt (S40 in 4) des Anbauens des Isolators 10 auf dem abgeschreckten Metallgehäuse 50. Gemäß dem Verfahren ist es möglich, eine Funktionsstörung (Zerkratzen oder Brechen des Isolators 10), die durch übermäßige Verformung des gestuften Abschnitts 56 verursacht wird, zu verhindern, während das Spalten des Rückendabschnitts 53 und des Verformungsabschnitts 58 während des Crimpens unterbunden wird.
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Wie die oben stehende Beschreibung zeigt, ist der Innenbereich HAa gemäß der ersten Ausführungsform ein Beispiel des ersten Bereichs, und jeder der Bereiche HAd, HAe1 und HAe2 nahe dem Rückende des gestuften Abschnitts 56 ist ein Beispiel des zweiten Bereichs. Der Abschnitt mit hoher Härte HA ist ein Beispiel eines ersten Abschnitts, und der Abschnitt mit niedriger Härte SA ist ein Beispiel eines zweiten Abschnitts.
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B. Zweite Ausführungsform
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7 ist ein Ablaufdiagramm, das Herstellungsschritte einer Zündkerze 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. Bei S10B werden ein Metallgehäuse 50m, das in einem Vorcrimpzustand ist, und der Isolator 10 vorbereitet. Zu bemerken ist, dass bei der zweiten Ausführungsform das gesamte Metallgehäuse 50m einem Abschreckprozess unterzogen wird, und dass daher eine Martensitstruktur in dem gesamten Metallgehäuse 50m enthalten ist. Das Metallgehäuse 50m das insgesamt die Martensitstruktur aufweist, wird zum Beispiel durch Ausführen von Abschrecken oder durch Ausführen von Abschrecken und Niedertemperaturvergüten anhand des Gebrauchs eines öffentlich bekannten Wärmebehandlungsofens hergestellt; oder das Metallgehäuse 50m wird hergestellt, indem vorbestimmter vorgehärteter Stahl (abgeschrecktes Stahlmaterial) einem Schneidprozess unterzogen wird. Der Isolator 10 ist derselbe wie der Isolator 10, der durch das Herstellungsverfahren (4) gemäß der ersten Ausführungsform vorbereitet wird.
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Bei S20B wird teilweises Vergüten auf einem Abschnitt des Metallgehäuses 50m ausgeführt, wobei der Abschnitt den Rückendabschnitt 53 auf der Rückseite und den Verformungsabschnitt 58 aufweist, und den gestuften Abschnitt 56 nicht aufweist, so dass die Härte des Abschnitts, der den Rückendabschnitt 53 und den Verformungsabschnitt 58 aufweist, niedriger wird als die Härte eines Abschnitts, der den gestuften Abschnitt 56 aufweist. Das teilweise Vergüten wird zum Beispiel unter Verwenden einer Hochfrequenzheizvorrichtung ausgeführt. Wenn der Abschnitt, der den Rückendabschnitt 53 und den Verformungsabschnitt 58 aufweist, zum Beispiel dem Hochtemperaturvergüten unterzogen wird, verschwindet die Martensitstruktur in dem Abschnitt, und die Struktur des Abschnitts verwandelt sich in eine Sorbitstruktur (Zweiphasenstruktur aus feinem Zementit und Ferrit). Der Abschnitt, der dem Vergüten zu unterziehen ist, zum Beispiel ein Abschnitt mit einer Fläche RG, der in 5A gezeigt ist, der sich in der Axiallinienrichtung erstreckt, das heißt ein Abschnitt, der den Rückendabschnitt 53, den Werkzeugeingriffsabschnitt 51, den Verformungsabschnitt 58 und den herausragenden Abschnitt 54 aufweist. Der Abschnitt, der dem Vergüten nicht unterzogen wird, das heißt der Abschnitt, der in einem Zustand behalten wird, in dem die Martensitstruktur enthalten ist, ist ein Abschnitt näher an der Vorderseite als die Fläche RG, das heißt ein Abschnitt, der den Anbringungsabschnitt 52 und den gestuften Abschnitt 56 aufweist.
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Die Prozesse bei S30 bis S60 in 7 sind dieselben wie bei S30 bis S60 in 4; sie werden daher nicht beschrieben.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform, die oben beschrieben ist, weist das Herstellungsverfahren (4) einen ersten Schritt (S10B in 7) des Vorbereitens des Isolators 10 und des Metallgehäuses 50 auf, deren gesamter Abschnitt, der den Abschnitt aufweist, der der Abschnitt mit hoher Härte werden soll, und den Abschnitt, der der Abschnitt mit niedriger Härte werden soll, dem Abschrecken unterzogen wurde, einen zweiten Schritt (S20B in 7), bei dem das Metallgehäuse 50 Vergütung unterzogen wird, wobei das Vergüten nur auf dem Abschnitt ausgeführt wird, der der Abschnitt mit niedriger Härte werden soll (der Abschnitt, der den Verformungsabschnitt 58 und den Rückendabschnitt 53) aufweist, und einen dritten Schritt (S30 in 7) des Anbauens des Isolators 10 auf dem vergüteten Metallgehäuse 50. Gemäß diesem Herstellungsverfahren wird, wie bei der ersten Ausführungsform, die Härte des Abschnitts mit hoher Härte (nicht vergütete Abschnitt) höher als die Härte des Abschnitts (vergütete Abschnitt), der den Rückendabschnitt 53 und den Verformungsabschnitt 58 in S20B aufweist. Wie bei der ersten Ausführungsform ist es folglich möglich, eine Funktionsstörung (Zerkratzen oder Brechen des Isolators 10), die durch übermäßige Verformung des gestuften Abschnitts 56 verursacht wird, zu verhindern, während das Spalten des Rückendabschnitts 53 und des Verformungsabschnitts 58 während des Crimpens unterbunden wird.
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C. Änderung
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(1) Bei dem Herstellungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform, wird Laserstrahl-Abschrecken als Abschrecken bei S20 in 4 eingesetzt. Als eine Alternative zum Laserstrahl-Abschrecken, kann Hochfrequenz-Abschrecken eingesetzt werden. Das Laserstrahl-Abschrecken hat einen Nachteil, dass eine abschreckbare Tiefe seichter ist als bei Hochfrequenz-Abschrecken, hat aber als Vorteile, dass ein Vergüten bei niedriger Temperatur und eine Abkühlbehandlung, die ein Kältemittel verwendet, nicht erforderlich ist, und dass die Verformung (Verzerrung) von Elementen als ein Resultat des Abschreckens gering ist. Ein zweckmäßiges Abschreckverfahren wird in Übereinstimmung mit der Stärke und Größe des Metallgehäuses 50, das herzustellen ist, ausgewählt.
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Falls kohlenstoffarmer Stahl als ein Material für das Metallgehäuse 50 verwendet wird, und der kohlenstoffarme Stahl keine ausreichende Menge an Kohlenstoff enthält, um eine Martensitstruktur zu bilden, kann eine Einsatzhärtbehandlung zum Erhöhen der Kohlenstoffkonzentration des Abschnitts, der der Abschnitt mit hoher Härte HA werden soll, vor dem Abschrecken ausgeführt werden.
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(2) Jede der Flächen (2A und 2B) des Abschnitts mit hoher Härte HA und des Abschnitts mit niedriger Härte SA des Metallgehäuses 50 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein nicht einschränkendes Beispiel. Der Abschnitt mit hoher Härte HA kann nur den Oberflächenschichtabschnitt HAs aufweisen. Der Abschnitt mit hoher Härte HA kann außerdem nur den Innenbereich HAa (der den Oberflächenschichtabschnitt HAs aufweist) aufweisen. Außerdem kann der Abschnitt mit hoher Härte HA ein Bereich sein, der nur den Oberflächenschichtabschnitt HAs und die Bereiche HAd, HAe1 und HAe2 nahe dem Rückende des gestuften Abschnitts 56 aufweist. Bevorzugt weist daher der Abschnitt mit hoher Härte HA mindestens den Oberflächenschichtabschnitt HAs auf.
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Ähnlich kann der Oberflächenschichtabschnitt HAs der einzige Abschnitt sein, der die Martensitstruktur aufweist. Außerdem kann der Innenbereich HAa (der den Oberflächenschichtabschnitt HAs aufweist) der einzige Abschnitt sein, der die Martensitstruktur aufweist. Darüber hinaus kann der Abschnitt, der die Martensitstruktur aufweist, ein Bereich sein, der nur den Oberflächenschichtabschnitt HAs und die Bereiche HAd, HAe1 und HAe2 nahe dem Rückende des gestuften Abschnitts 56 aufweist. Bevorzugt weist daher der Abschnitt, der die Martensitstruktur aufweist, mindestens den Oberflächenschichtabschnitt HAs auf.
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Der Abschnitt mit niedriger Härte SA kann eine Fläche sein, die mindestens den Rückendabschnitt 53 und den Verformungsabschnitt 58 aufweist, und kann eine Fläche sein, die nur den Rückendabschnitt 53 und den Verformungsabschnitt 58 aufweist. Insbesondere können bei S20B in 7 gemäß der zweiten Ausführungsform nur der Rückendabschnitt 53 und der Verformungsabschnitt 58 Vergütung unterzogen werden.
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Ähnlich kann der Abschnitt, der keine Martensitstruktur aufweist, eine Fläche sein, die mindestens den Rückendabschnitt 53 und den Verformungsabschnitt 58 aufweist, oder kann eine Fläche sein, die nur den Rückendabschnitt 53 und den Verformungsabschnitt 58 aufweist.
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(3) Die spezifische Struktur der Zündkerze 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein nicht einschränkendes Beispiel. Zum Beispiel kann die Plattenpackung 8 weggelassen werden, und die Außendurchmesser-Verringerungsoberfläche 15 des Isolators 10 kann direkt gegen die Rückendoberfläche 56B des gestuften Abschnitts 56 gepresst werden. Außerdem können die Ringelemente 6 und 7 und Talkum 9 weggelassen werden, und der Abschnitt, wo die Ringelemente 6 und 7 und Talkum 9 weggelassen werden, kann ein Abschnitt des Metallgehäuses 50 sein. Mit anderen Worten kann ein Abstand, in dem die Ringelemente 6 und 7 und Talkum 9 angeordnet sein sollten, solid sein. In diesem Fall, kann, wenn der Rückendabschnitt 53 gepresst wird, ein Abschnitt des Metallgehäuses, der den Rückendabschnitt 53 aufweist, direkt gegen den Flanschabschnitt 19 des Isolators 10 gepresst werden.
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Der Durchmesser des Schraubabschnitts 52N kann größer sein als M12, wie M14 oder M16.
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Das Material, die Maße, die Form und dergleichen jeder der Masseelektrode 30, der Mittelelektrode 20, des Isolators 10 und dergleichen können variiert werden. Zinkbeschichtung oder Nickelbeschichtung können zum Beispiel in dem Metallgehäuse 50 weggelassen werden. Außerdem kann eine andere isolierende Keramik als Aluminiumoxid als das Material des Isolators 10 eingesetzt werden.
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Die vorliegende Erfindung ist vorstehend auf der Basis der Ausführungsformen und der Änderung beschrieben; die oben stehenden Ausführungsformen der Erfindung dienen jedoch nur dem leichten Verstehen der vorliegenden Erfindung und sollten nicht als die Erfindung auf irgendeine Art einschränkend ausgelegt werden.
