DE60131044T2

DE60131044T2 - Zündkerze für Verbrennungsmotor und ihr Herstellunsverfahren

Info

Publication number: DE60131044T2
Application number: DE60131044T
Authority: DE
Inventors: Keiji Kariya-city Kanao; Kouzou Kariya-city Takamura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2021-03-28
Also published as: US20010030495A1; EP1139530B1; EP1139530A2; DE60131044D1; US6700317B2; JP2001284012A; EP1139530A3

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit einer Mittelelektrode und einer Masseelektrode, die in gegenüberliegender Beziehung angeordnet sind, und einer Iridium (Ir)-Legierungzündspitze, die an mindestens einem von gegenüberliegenden Abschnitten der Elektroden vorgesehen ist. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen dieser Zündkerze.
Zündkerzen werden in Brennkraftmaschinen von Automobilfahrzeugen, Heizkraftanlagen und Gasverdichtern eingesetzt. Zum Beispiel wird, um eine Lebenszeit zu verlängern und eine Leistung der Zündkerze zu verbessern, ein Zündfunkenausgabeelektrodenelement, das aus Platin (Pt) oder einer Platinlegierung gemacht ist, an mindestens einem von gegenüberliegenden Abschnitten der Mittelelektrode und der Masseelektrode, die in gegenüberliegender Beziehung angeordnet sind, angeordnet.
Das US-Patent mit der Nr. 5,456,624 offenbart diese Art einer herkömmlichen Zündkerze, die eine Platinnietzündspitze verwendet, die einen Kopf hat, der an ihrem vorderen Ende ausgebildet ist. Der Kopf der Zündspitze ist an einer gegenüberliegenden Elektrodenfläche durch Widerstandsschweißen fixiert.
Die Zündkerzen der Zukunft werden strengen Maschinenspezifikationen ausgesetzt, d. h., werden in thermisch harten Umgebungen verwendet. Es ist vorhergesagt, dass eine Verschleißbarkeit der Zündspitze, falls sie aus Pt-Legierung gemacht ist, bei derartig strengen Bedingungen unzureichend ist. Hinsichtlich der Verschleißbarkeit ist der Schmelzpunkt der Iridium(Ir)-Legierung höher als der der Pt-Legierung. Somit glaubt man, dass eine Iridiumlegierung ein vielversprechendes Material für das zukünftige Zündfunkenausgabeelektrodenelement ist.
Die Erfinder dieser Anmeldung haben Dauerhaftigkeitstests an einigen Proben, die auf der Grundlage einer herkömmlichen Zündkerzenanordnung vorbereitet wurden, die Ir-Legierungzündspitzen einsetzt, mit der Schlussfolgerung durchgeführt, dass eine Fixierung der Ir-Legierungzündspitze entsprechend der herkömmlichen Zündkerze unzureichend ist.
Insbesondere ist gemäß der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Zündkerze die Zündspitze auf eine derartige Weise flach an die gegenüberliegende Elektrodenfläche geschweißt, dass nur ein vorderes Ende oder die Oberseite des Zündspitzenkopfs in die gegenüberliegende Elektrode sinkt. Falls die Zündspitze aus Pt oder einer Pt-Legierung gemacht ist, das einen linearen Ausdehnungskoeffizienten ähnlich zu dem des Elektrodengrundmaterials (Ni-Basislegierung oder dergleichen) hat, ist es möglich, eine ausreichende Verbindungsfestigkeit und Dauerhaftigkeit zu erhalten.
Wenn die Zündspitze aus einer Ir-Legierung gemacht ist, die einen größeren linearen Ausdehnungskoeffizienten als den des Elektrodengrundmaterials hat, kann die herkömmliche Zündspitzenanordnung jedoch keine ausreichende Verbindungsfestigkeit und Dauerhaftigkeit sicherstellen. Tatsächlich ist gemäß einem Maschinentest auf der Grundlage praktischer Umgebungen die Zündspitze aus der Elektrode gefallen. Alternativ ist es möglich, ein Laserschweißen zum Verbinden der Ir-Legierungzündspitze mit der Elektrode zu verwenden. Das Laserschweißen ist jedoch, verglichen mit dem Widerstandsschweißen, teuer.
Ferner zeigt die Druckschrift US 5 980 345 eine Zündkerze, die einen Iridiumlegierungsniet hat, der an einer Elektrode fixiert ist. Der Niet ist an der Elektrode wie nachstehend fixiert: ein Schaft des Niets ist vollständig in einem Loch einer Schweißelektrode aufgenommen und nur ein Kopf des Niets ragt von der Schweißelektrode; dann wird der Kopf des Niets gegen die Elektrode während einem Schweißprozess (Widerstandsschweißen) gepresst, so dass der Kopf des Niets an die Elektrode geschweißt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Angesichts des Vorstehenden, ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Schaffung einer Zündkerze mit einer Elektrode, wobei eine Iridiumlegierungzündspitze fest an der Elektrode fixiert ist, und eines Verfahrens zum Herstellen einer derartigen Zündkerze.
Diese Aufgabe wird durch eine Zündkerze gelöst, die die Merkmale von Anspruch 1 hat. Ferner wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze gelöst, das die Schritte der Ansprüche 5 bzw. 7 aufweist.
Um das Vorstehende und andere darauf bezogene Aufgaben zu erfüllen, sieht die vorliegende Erfindung eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine vor, die eine Mittelelektrode und eine Masseelektrode, die in gegenüberliegender Beziehung angeordnet sind, und eine Iridiumlegierungzündspitze hat, die an mindestens einer von gegenüberliegenden Abschnitten der Elektroden vorgesehen ist. Die Iridiumlegierungzündspitze hat einen Schaft und einen Kopf. Der Zündspitzenkopf ist mit einem Ende des Schafts mit einem größeren Durchmesser des Kopfes als einem Durchmesser des Schafts integral ausgebildet. Ein entferntes Ende des Zündspitzenschafts ist einer Gegenelektrode gegenüberliegend. Der Kopf ist in dem gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode eingebettet. Der Kopf ist in eine Richtung entgegengesetzt zu dem Schaft von einem Abschnitt mit maximalem Durchmesser auf eine derartige Weise spitz zulaufend oder verjüngt, dass eine Querschnittsfläche des Kopfes kontinuierlich mit einem steigenden Abstand von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser sinkt. Der Abschnitt mit maximalem Durchmesser ist innerhalb des gegenüberliegenden Abschnitts der Elektrode positioniert, und ein Basisende des Schafts, das sich von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser erstreckt, ist durch den gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode umwickelt oder umgeben.
Gemäß der Zündkerze der vorliegenden Erfindung ist das vordere Ende (d. h. die Oberseite) des Zündspitzenkopfes von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser auf eine derartige Weise spitz zulaufend oder verjüngt, dass die Querschnittsfläche des Zündspitzenkopfes kontinuierlich mit einem steigenden Abstand von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser sinkt (nachstehend als eine verjüngte Konfiguration des Zündspitzenkopfes bezeichnet). Somit kann, wenn eine Druckkraft während dem kostengünstigen Widerstandsschweißen angelegt wird, der Zündspitzenkopf leicht in den geschmolzenen gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode sinken.
Gemäß der einbettenden Anordnung der Zündkerze umgibt oder umwickelt der gegenüberliegende Abschnitt der Elektrode den Abschnitt mit maximalem Durchmesser des Zündspitzenkopfes ebenso wie das Basisende des Schafts, das sich von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser erstreckt. Somit wird es möglich, die Ir-Legierungzündspitze an dem gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode in einem eingehakten Zustand zu befestigen, wodurch wirksam verhindert wird, dass die Ir-Legierungzündspitze aus der Elektrode mechanisch herausgezogen wird. Daher macht es die Zündkerze der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage eines kostengünstigen Widerstandsschweißens möglich- zu verhindern, dass die Ir-Legierungzündspitze aus der Elektrode fällt.
Gemäß der Zündkerze der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der gegenüberliegende Abschnitt der Elektrode den Zündspitzenkopf mit einer Dicke von t1 gleich oder größer als 0,3 mm umgibt oder umwickelt. Die Dicke t1, die diese Bedingung erfüllt, stellt eine ausreichende Kraft zum Fixieren der Ir-Legierungzündspitze an dem gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode sicher.
Ferner ist es gemäß der Zündkerze der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass ein spitz zulaufendes oder verjüngtes Ende des Zündspitzenkopfes in eine Kugeloberfläche konfiguriert ist. Alternativ ist es bevorzugt, dass das spitz zulaufende oder verjüngte Ende des Zündspitzenkopfes in eine abgeflachte Fläche konfiguriert ist, die eine Beziehung A < D/2 erfüllt, wobei "A" eine planare Länge der abgeflachten Fläche repräsentiert und "D" einen Durchmesser des Abschnitts mit maximalem Durchmesser repräsentiert. Falls die planare Länge "A" gleich oder größer als D/2 ist, wird der Zündspitzenkopf nicht gleichmäßig in den gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode während dem Widerstandsschweißvorgang sinken.
Ferner sieht die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine Zündkerze vor, die in einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird, wobei die Zündkerze eine Mittelelektrode und eine Masseelektrode, die in gegenüberliegender Beziehung angeordnet sind, und eine Iridiumlegierungzündspitze hat, die an mindestens einer von ihren gegenüberliegenden Abschnitten der Elektroden durch Widerstandsschweißen fixiert ist, wobei die Iridiumlegierungzündspitze einen Schaft und einen Kopf hat, wobei der Zündspitzenkopf integral aus einem Ende des Schafts mit einem größeren Durchmesser des Kopfes als einem Durchmesser des Schafts ausgebildet ist. Dieses Herstellungsverfahren weist einen Schweißvorgang zum Fixieren der Iridiumlegierungzündspitze an dem gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode durch Widerstandsschweißen auf. Der Schweißvorgang hat einen Schritt eines Inkontaktbringens des Kopfes der Iridiumlegierungzündspitze mit dem gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode und einen Schritt eines Anlegens einer Druckkraft an dem Kopf während einem Widerstandsschweißvorgang zum Erzwingen, dass ein Abschnitt mit maximalem Durchmesser in einen geschmolzenen Abschnitt der Elektrode sinkt, bis ein Basisende des Schafts, das sich von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser erstreckt, in dem geschmolzenen Abschnitt der Elektrode eingebettet ist.
Gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann die vorstehend beschriebene erste Zündkerze angemessen hergestellt werden. Während einem Widerstandsschweißvorgangs sinkt der Zündspitzenkopf in den geschmolzenen Abschnitt der Elektrode, wenn sie durch eine Schweißwärme thermisch verformt wird. Dies macht es möglich, das Basisende des Schafts, das sich von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser erstreckt, zu umgeben oder zu umwickeln. Alternativ ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, den gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode zu verstemmen, nachdem der Zündspitzenkopf in dem gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode eingebettet ist.
Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein weiteres Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit einer Mittelelektrode und einer Masseelektrode, die in gegenüberliegender Beziehung angeordnet sind, und einer Iridiumlegierungzündspitze, die an mindestens einem von gegenüberliegenden Abschnitten der Elektroden vorgesehen ist. Die Iridiumlegierungzündspitze hat einen Schaft und einen Kopf. Der Zündspitzenkopf ist integral von einem Ende des Schafts mit einem größeren Durchmesser des Kopfes als einem Durchmesser des Schafts ausgebildet. Ein entferntes Ende des Zündspitzenschafts ist einer Gegenelektrode gegenüberliegend. Der Zündspitzenkopf ist in ein Loch platziert, das in dem gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode ausgebildet ist. Der Kopf hat einen Abschnitt mit maximalem Durchmesser, der in dem Loch positioniert ist. Der gegenüberliegende Abschnitt der Elektrode ist verstemmt, so dass ein Basisende des Schafts, das sich von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser erstreckt, durch eine Innenwand des Lochs umwickelt oder umgeben ist.
Gemäß dem weiteren Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze dieser vorliegenden Erfindung ist der Zündspitzenkopf fest in dem Loch fixiert, wobei der Abschnitt mit maximalem Durchmesser in dem Loch platziert ist und der Schaft durch die verformte Innenwand des Lochs umgeben ist. Dementsprechend wird es möglich, die Ir-Legierungzündspitze an dem gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode in einem eingehakten Zustand fest zu fixieren, wodurch wirksam verhindert ist, dass die Ir-Legierungzündspitze mechanisch aus dem gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode gezogen wird. Somit wird es gemäß dem weiteren Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze der vorliegenden Erfindung möglich, die Ir-Legierungzündspitze an der Elektrode auf der Grundlage eines kostengünstigen Verstemmvorgangs wirksam zu fixieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Iridiumlegierungzündspitze hauptsächlich Iridium mit mindestens einem Zusatzmittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Rhodium (Rh), Platin (Pt), Ruthenium (Ru), Palladium (Pd) und Wolfram (W).
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Das vorstehende und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung besser ersichtlich, die in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen zu lesen ist, in denen:
1 eine halbe Schnittsansicht ist, die eine Gesamtanordnung einer Zündkerze in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine vergrößerte Schnittsansicht ist, die eine Zündspitze zeigt, die an dem vorderen Ende einer Mittelelektrode der Zündkerze, die in 1 gezeigt ist, fixiert ist;
3A und 3B Ansichten sind, die ein Aussehen und eine Konfiguration von einer Ir-Legierungzündspitze selber in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
4A eine Ansicht ist, die ein Aussehen einer flachen Zündspitze zeigt;
4B eine Schnittansicht ist, die eine Definition einer Einbetttiefe H erläutert;
4C ein Graph ist, der eine Beziehung zwischen dem Schweißstrom und der Einbetttiefe H zeigt;
5A eine Ansicht ist, die ein Aussehen und eine Konfiguration einer verjüngten Ir-Legierungzündspitze mit einer flachen oberen Fläche in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
5B ein Graph ist, der eine Beziehung zwischen einer planaren Länge A eines Kopfes und der Einbetttiefe H zeigt;
6 eine Schnittansicht ist, die schematisch ein modifiziertes Ausführungsbeispiel zeigt, das eine Iridiumlegierungzündspitze hat, die an dem gegenüberliegenden Abschnitt der Masseelektrode in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung fixiert ist;
7A bis 7H verschiedene Konfigurationen der Ir-Legierungzündspitze in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen;
8A bis 8D Schnittansichten sind, die Verstemmschritte zum Fixieren der Ir-Legierungzündspitze an der Elektrode in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch darstellen;
9 eine Schnittansicht ist, die einen Verstemmvorgang unter Verwendung eines separaten Elements in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
10A bis 10C Schnittansichten sind, die die Verstemmschritte zum Fixieren der Ir-Legierungzündspitze an der Elektrode in Übereinstimmung mit einem Beispiel, das nicht durch die vorliegende Erfindung abgedeckt ist, schematisch zeigen.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Bezeichnungen erläutert.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist eine Schnittansicht, die eine Gesamtanordnung einer Zündkerze 100 in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Zündkerze 100 ist als eine Zündvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Automobilfahrzeugs anwendbar. Die Zündkerze 100 ist in ein Gewindeloch eingeführt und damit fest in Eingriff, das an einem Motorkopf (nicht gezeigt) geöffnet ist, der eine Verbrennungskammer der Maschine ausbildet und definiert.
Die Zündkerze 100 hat ein zylindrisches Metallanschlussteil (d. h. eine Montagehalterung) 10, die aus elektrisch leitfähigem Stahlmaterial (z. B. Stahl mit niedrigem Kohlenstoffanteil) gemacht ist. Das Metallanschlussstück 10 hat ein Außengewinde 11, das fest mit einem korrespondierenden Innengewinde, das in dem Maschinenkopf ausgebildet ist, in Eingriff ist. Ein Isolator 20, der aus Aluminiumoxidkeramik (Al2O3) usw. gemacht ist, ist fest in einem inneren hohlen Raum des Metallanschlussstücks 10 gekoppelt. Der Isolator 20 hat ein vorderes Ende 21, das zu der Außenseite einer Öffnung eines axialen Endes des Metallanschlussstücks 10 exponiert ist.
Der Isolator 20 hat ein sich axial erstreckendes Innenloch 22 zum festen Stützen einer Mittelelektrode 30 darin. Somit stützt das Metallanschlussstück 10 die Mittelelektrode 30 über den Isolator 20. Die Mittelelektrode 30 ist ein säulenförmiges Element, das ein inneres Metallelement, wie beispielsweise Cu (d. h. Kupfer), das eine außerordentliche thermische Leitfähigkeit hat, und ein äußeres Metallelement hat, wie beispielsweise eine Ni-(d. h. Nickel)Basislegierung, die eine außerordentliche Wärmebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit hat. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein vorderes Ende 31 der Mittelelektrode 30 von dem vorderen Ende 21 des Isolators 20 zu der Außenseite exponiert.
Eine Masseelektrode 40 hat ein nahes Ende 42, das an dem axialen Ende des Metallanschlussstücks 10 fixiert ist, einen Zwischenabschnitt, der im Wesentlichen in eine L-Form gebogen ist, und ein entferntes Ende 41, das über einen Entladungsspalt 50 dem vorderen Ende 31 der Mittelelektrode 30 gegenüberliegend ist. Die Masseelektrode 40 ist ein quadratisches Stangenelement, das aus einer Ni-Basislegierung oder dergleichen gemacht ist.
Das vordere Ende 31 der Mittelelektrode 30 und das entfernte Ende 41 der Masseelektrode 40 dienen als gegenüberliegende Abschnitte der Elekroden der vorliegenden Erfindung. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Ir-Legierungzündspitze 60 an dem vorderen Ende 31 der Mittelelektrode 30 durch Widerstandsschweißen angebracht. Die Ir-Legierungzündspitze 60 dient als ein Funkenentladungselektrodenelement.
Die Zündspitze 60 enthält hauptsächlich Ir (Iridium) mit mindestens einem Zusatzmittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Rhodium (Rh), Platin (Pt), Ruthenium (Ru), Palladium (Pd) und Wolfram (W). Zum Beispiel ist die Zündspitze 60 eine Ir10Rh-Legierung mit 90 Massen-% Ir und 10 Massen-% Rh. Der Entladungsspalt 50 ist ein Freiraum zwischen der Zündspitze 60 und dem entfernten Ende 41 der Masseelektrode 40. Zum Beispiel beträgt der Entladungsspalt 50 ungefähr 1 mm.
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die die Ir-Legierungzündspitze 60 zeigt, die an das vordere Ende 31 der Mittelelektrode 30 geschweißt ist.
3A und 3B zeigen ein Aussehen und eine Konfiguration von der Ir-Legierungzündspitze 60 selber. 3B zeigt die Ir-Legierungzündspitze 60 von der Richtung eines Pfeils Y, der in 3A gezeigt ist, gesehen. Die Ir-Legierungzündspitze 60 hat einen kreisförmigen Schaft 61 mit einem Durchmesser "d" und einer Länge "t0", der integral von einem kreisförmigen Kopf 62 ausgebildet ist. Der Zündspitzenkopf 62 hat einen größeren Durchmesser als den (d. h. einen Durchmesser "d") des kreisförmigen Schafts 61. In anderen Worten ist die Ir-Legierungzündspitze 60 in eine Nietform konfiguriert. Zum Beispiel kann die Ir-Legierungzündspitze 60 durch ein Kaltschmieden oder Heißschmieden der Ir-Legierung ausgebildet werden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat der kreisförmige Zündspitzenkopf 62 einen maximalen Durchmesser (d. h. D, wie in 3A gezeigt ist) bei einem Abschnitt mit maximalem Durchmesser 63. Der Abschnitt mit maximalem Durchmesser 63 ist ein flacher Bodenabschnitt am nächsten zu dem kreisförmigen Schaft 61 der Zündspitze 60. Die entgegengesetzte Seite (d. h. Oberseite) des kreisförmigen Kopfes 62 ist in eine Kugelform konfiguriert. Der Durchmesser des kreisförmigen Kopfes 62 sinkt fortschreitend mit einem steigenden Abstand von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser 63 (durch eine verjüngte Konfiguration des Zündspitzenkopfes). Dementsprechend sinkt, die Querschnittsfläche des kreisförmigen Kopfes 62, entlang einer Ebene senkrecht zu der Achse des Schafts 61 (Bezug nehmend auf 2) mit einem steigenden Abstand von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser 63 kontinuierlich.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der Abschnitt mit maximalem Durchmesser 63 des kreisförmigen Kopfes 62 in das vordere Ende (d. h. ein gegenüberliegender Abschnitt) 31 der Mittelelektrode 30 eingebettet. Ein freies Ende des kreisförmigen Schafts 61 ist zu dem entfernten Ende (d. h. dem anderen gegenüberliegenden Abschnitt) der Mittelelektrode 40 hin gerichtet. Der kreisförmige Kopf 62 ist tief positioniert, um vollständig in dem vorderen Ende 31 der Mittelelektrode 30 eingebettet zu sein. Das Basisende des kreisförmigen Schafts 61, das sich von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser 63 erstreckt, ist ebenso in das vordere Ende 31 der Mittelelektrode 30 eingebettet.
Als Nächstes ist ein Herstellungsverfahren für die vorstehend beschriebene Zündkerze 100 hauptsächlich hinsichtlich eines Schritts eines Fixierens der Ir-Legierungzündspitze 60 an dem vorderen Ende 31 der Mittelelektrode 30 auf die nachstehende Weise erläutert. Herstellungsschritte für andere Abschnitte der Zündkerze 100 sind herkömmlich bekannt und daher nicht erläutert.
Dieses Ausführungsbeispiel setzt das Widerstandsschweißen zum Fixieren der Ir-Legierungzündspitze 60 an dem vorderen Ende 31 der Mittelelektrode 30 ein. Die Ir-Legierungzündspitze 60 ist relativ zu der Mittelelektrode 30 umgekehrt gehalten. Insbesondere ist das vordere Ende (d. h. eine Oberseite) des kreisförmigen Kopfes 62 mit dem vorderen Ende 31 der Mittelelektrode 30 in Kontakt gebracht, während eine Druckkraft an dem kreisförmigen Schaft 61 in die axiale Richtung angelegt wird. Unter Halten dieses Zustands wird das Widerstandsschweißen ausgeführt.
Während dem Widerstandsschweißvorgang schmilzt das vordere Ende 31 der Mittelelektrode 30 durch Schweißwärme und der kreisförmige Kopf 62 sinkt in einen geschmolzenen Abschnitt der Mittelelektrode 30 durch die Druckkraft, die daran angelegt ist. Eine Verformung des vorderen Endes 31 der Mittelelektrode 30 resultiert in einem Zustand, dass das Basisende des kreisförmigen Schafts 61, das sich von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser 63 erstreckt, zusammen mit dem kreisförmigen Kopf 62 in dem geschmolzenen vorderen Ende 31 der Mittelelektrode 30 eingebettet ist, wie in 2 gezeigt ist. In anderen Worten schreitet eine Verformung der Mittelelektrode 30 auf eine derartige Weise fort, dass der Abschnitt mit maximalem Durchmesser 63 des kreisförmigen Kopfes 62 fortschreitend durch das geschmolzene vordere Ende 31 der Mittelelektrode 30 umgeben oder umwickelt wird. Somit ist als ein Ergebnis eines Widerstandsschweißvorgangs der kreisförmige Kopf 62 der Ir-Legierungzündspitze 60 vollständig in der Mittelelektrode 30 eingebettet, wie in 2 gezeigt ist.
Gemäß der Zündkerze 100 dieses Ausführungsbeispiels ist das vordere Ende (d. h. eine Oberseite) des kreisförmigen Kopfes 62 in eine Richtung entgegengesetzt zu dem Schaft 61 von seinem Abschnitt mit maximalem Durchmesser 63 hin auf eine derartige Weise spitz zulaufend oder verjüngt, dass die Querschnittsfläche des kreisförmigen Kopfes 62 mit einem steigenden Abstand von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser 63 kontinuierlich sinkt. Somit kann, wenn eine Druckkraft während dem Widerstandsschweißvorgang, wie vorstehend beschrieben angelegt ist, der kreisförmige Kopf 62 leicht in den geschmolzenen Abschnitt der Mittelelektrode 30 sinken.
Gemäß der Einbettanordnung für die Ir-Legierungzündspitze 60 umgibt oder umwickelt das vordere Ende 31 der Mittelelektrode 30 den gesamten Körper des kreisförmigen Kopfes 62 ebenso wie das Basisende des kreisförmigen Schaftes 61, das sich von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser 63 erstreckt. Somit wird es möglich, die Ir-Legierungzündspitze 60 an dem vorderen Ende (d. h. gegenüberliegenden Abschnitt) 31 der Mittelelektrode 30 in einem eingehakten Zustand fest zu fixieren, wodurch wirksam verhindert wird, dass die Ir-Legierungzündspitze 60 aus der Mittelelektrode 30 mechanisch herausgezogen wird. Daher macht es die Zündkerze 100 dieses Ausführungsbeispiels möglich, eine zuverlässige Fixierung einer Ir-Legierungzündspitze 60 an dem gegenüberliegenden Abschnitt 31 auf der Grundlage eines kostengünstigen Widerstandsschweißens, d. h. ohne auf ein teures Laserschweißen angewiesen zu sein, zu realisieren.
Das vorstehend beschriebene Fixierverfahren auf der Grundlage des Widerstandsschweißens kann jedoch auf die nachstehende Weise modifiziert werden. Nach einem Einbetten des kreisförmigen Kopfes 62 in den gegenüberliegenden Abschnitt 31 der Mittelelektrode 30 kann der gegenüberliegende Abschnitt 31 verstemmt werden, um den gesamten Körper des kreisförmigen Kopfes 62 ebenso wie das Basisende des kreisförmigen Schaftes 61, das sich von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser 63 erstreckt, zu umgeben oder zu umwickeln. Dies macht es möglich, eine richtige Umwickel- oder Umgebungsform des gegenüberliegenden Abschnitts der Elektrode sicherzustellen.
Als Nächstes ist eine Form einer Ir-Legierungzündspitze 60 gemäß diesem Ausführungsbeispiel und seiner eingebetteten Anordnung in größeren Einzelheiten beschrieben.
In der Ir-Legierungzündspitze 60, die in 3A und 3B gezeigt ist, ist ein bevorzugter Bereich des Durchmessers "d" (nachstehend als dünner Durchmesser "d" bezeichnet) des kreisförmigen Schafts (d. h. ein Abschnitt mit kleinerem Durchmesser auf der Entladungsseite) 61 in einen Bereich von 0,3 mm bis 0,8 mm. Wenn der kreisförmige Schaft 61 diese Bedingung erfüllt, kann das elektrische Feld verstärkt werden, während die mechanische Festigkeit sichergestellt werden kann.
Hinsichtlich der Beziehung zwischen dem dünnen Durchmesser "d" und dem maximalem Durchmesser D des kreisförmigen Kopfes 62 ist gewünscht, dass der maximale Durchmesser D innerhalb eines Bereichs von (d + 0,2) mm bis (d + 0,8) mm ist. Wenn der Unterschied zwischen dem maximalem Durchmesser D und dem dünnen Durchmesser "d" geringer als 0,2 mm ist, ist eine Einhaktiefe der Mittelelektrode 30 relativ zu dem kreisförmigen Kopf 62 so flach, dass eine unzureichende Kraft zum festen Halten des kreisförmigen Kopfes 62 erhalten wird. Wenn der Unterschied zwischen dem maximalen Durchmesser D und dem dünnen Durchmesser "d" größer als 0,8 mm ist, wird die Zündspitze 60 nicht in den geschmolzenen Abschnitt der Mittelelektrode 30 sinken.
Die Dicke T0 (in die axiale Richtung der Zündspitze 60) des kreisförmigen Kopfes 62 sollte unter Berücksichtigung der nachstehenden Punkte bestimmt werden. Wenn die Dicke T0 so dick ist, kann der kreisförmige Kopf 62 nicht vollständig in das vordere Ende (d. h. den gegenüberliegenden Abschnitt) 31 der Mittelelektrode 30 sinken. Wenn die Dicke T0 so dünn ist, wird der kreisförmige Kopf 62 sich verformen und kann keine ausreichende Fixierungskraft zum Verhindern, dass die Ir-Legierungzündspitze 60 aus dem gegenüberliegenden Abschnitt 31 fällt, sicherstellen. Zum Beispiel ist ein geeigneter Wert der Dicke T0 des kreisförmigen Kopfes 62 0,3 mm.
Ferner ist es gewünscht, dass eine Dicke (d. h. eine Umwickel- oder Umgebungstiefe) t1 des gegenüberliegenden Abschnitts 31 relativ zu dem kreisförmigen Kopf 62 gleich oder größer als 0,3 mm ist. Dieser Wert basiert auf einem praktischen Dauerhaftigkeitstest (z. B. ein Dauerhaftigkeitstest äquivalent zu einer Fahrstrecke von 100 000 km, basierend auf einem tatsächlichen Fahrzeug), der an der Zündkerze 100 zum Überprüfen der Wirkung eines Verhinderns ausgeführt wird, dass die Ir-Legierungzündspitze 60 aus dem gegenüberliegenden Abschnitt 31 fällt. Wenn die Dicke t1 gleich oder größer als 0,3 mm ist, kann eine ausreichende Kraft zum Fixieren der Ir-Legierungzündspitze 60 an dem gegenüberliegenden Abschnitt erhalten werden, wodurch die vorstehend beschriebene Antiausfallwirkung sichergestellt wird.
Ferner ist es gewünscht, dass eine Länge (d. h. eine schaftvorragende Länge) t2 des Schafts 31, die relativ zu dem gegenüberliegenden Abschnitt 31 vorragt, gleich oder größer als 0,3 mm ist. Wenn die schaftvorragende Länge t2 zu kurz ist, kann eine Funkenentladung an einem unvorhergesehenen Punkt an dem gegenüberliegenden Abschnitt (d. h. an dem vordere Ende der Mittelelektrode) 31, ein anderer Abschnitt als der Schaft 61, auftreten. Der gegenüberliegende Abschnitt 31 kann so aufgebraucht sein, dass die Ir-Legierungzündspitze 60 aus dem gegenüberliegenden Abschnitt 31 fällt.
Ferner ist es gewünscht, dass eine Länge t0 des Schafts 61 gleich oder größer als 0,6 mm hinsichtlich bevorzugter Werte der Umgebungs- oder Umwicklungstiefe t1 (≥ 0,3 mm) und der schaftvorragenden Länge t2 (≥ 0,3 mm) ist. Wenn die Länge t0 des Schafts 61 zu lang ist, kann der Schaft ein Einknicken verursachen, wenn eine Druckkraft während dem Widerstandsschweißen angelegt ist. Die Länge t0 des Schafts 61 sollte auf der Grundlage der derartiger Überlegungen bestimmt sein und ist bevorzugt gleich oder größer als 0,6 mm.
4A, 4B und 4C zeigen ein Untersuchungsergebnis an der Einbettungsanordnung der Ir-Legierungzündspitze 60 relativ zu dem gegenüberliegenden Abschnitt 31 hinsichtlich des Schweißstroms des vorstehend beschriebenen Widerstandsschweißens. Hinsichtlich eines Einbettens des Kopfes 62 ebenso wie eines Nichtknickens des Schafts 61 ist eine bevorzugte Druckkraft, die während dem Widerstandsschweißens an der Ir-Legierungzündspitze 60 angelegt wird, innerhalb eines Bereichs von 200 N bis 400 N. Der Test, der in 4A bis 4C gezeigt ist, wurde unter der Druckkraft 250 N und der Zykluszahl 10 mit dem Parameter Schweißstrom ausgeführt.
Zwei Ir-Legierungzündspitzen wurden getestet. Eine der getesteten Zündspitzen ist eine kugelförmige Zündspitze 60, die einen kugelförmigen Kopf 62 hat, der in 3A und 3B gezeigt ist. Die andere der getesteten Zündspitzen ist eine flache Zündspitze 70, die einen abgeflachten Kopf 62 hat, wie in 4A gezeigt ist. Die getesteten Zündspitzen 60 und 70 haben den gleichen dünnen Durchmesser (d = 0,7 mm), den gleichen maximalen Durchmesser (D = 1,2 mm), die gleiche Schaftlänge (t0 = 0,6 mm) und die gleiche Kopfdicke (T0 = 0,3 mm). Die kugelförmige Zündspitze 60 hat einen Krümmungsradius R äquivalent zu D/2 (= 0,6 mm).
4C zeigt das Testergebnis mit einer Abszisse, die einen Schweißstrom (kA) repräsentiert, und einer Ordinate, die eine Einbetttiefe H (mm) repräsentiert. 4B zeigt die Einbetttiefe H (mm). In 4C repräsentiert eine schwarze Plottkurve die kugelförmige Zündspitze 60, während eine weiße Plottkurve die flache Zündspitze 70 repräsentiert. Der Punkt x repräsentiert einen Knickpunkt des Schafts 61 bei jeder der Zündspitzen 60 und 70.
Wie aus 4C zu verstehen ist, sinkt in dem Fall einer flachen Zündspitze 70 der abgeflachte Kopf 62 nicht in den gegenüberliegenden Abschnitt 61 und der Schaft 61 ist geknickt, wenn der Schweißstrom auf 1,2 kA gestiegen ist. Wie bei der flachen Zündspitze 70 ist der Schaft 61 der kugelförmigen Zündspitze 60 geknickt, wenn der Schweißstrom auf 1,2 kA erhöht ist. Und bei einem Niveau von 0,6 kA des Schweißstroms sinkt der kugelförmige Kopf 62 der kugelförmigen Zündspitze 60 nicht vollständig in den gegenüberliegenden Abschnitt 31. Wenn jedoch der Schweißstrom innerhalb des Bereichs von 0,8 kA bis 1,0 kA ist, ist der kugelförmige Kopf 62 vollständig in den gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode gesunken, ohne ein Knicken des Schafts 61 zu verursachen.
Wie aus dem Testergebnis zu verstehen ist, ist die kugelförmige Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels dahingehend vorteilhaft, dass der Kopf 62 leicht in den gegenüberliegenden Abschnitt 31 unter Anlegen einer geeigneten Druckkraft während dem Widerstandsschweißvorgang sinken kann. 4C zeigt lediglich ein Testergebnis. Solange wie die Zündspitze 60 die vorstehend beschriebene geeignete Größe hat, kann eine adäquate Einbettleistung hergestellt werden.
Die Konfiguration des Zündspitzenkopfes 62 ist nicht auf die vorstehend beschriebene kugelförmige Form begrenzt und kann daher in eine andere modifiziert werden. Zum Beispiel hat der Zündspitzenkopf 62 eine flache Fläche an seiner Oberseite, wenn die Querschnittsfläche des Kopfes 62 kontinuierlich mit steigendem Abstand von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser 63 sinkt, wie in 5A gezeigt ist. 5A zeigt ein Aussehen und eine Konfiguration einer verjüngten Ir-Legierungzündspitze 60, deren Durchmesser gleichmäßig von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser 63 zu der Oberseite (d. h. dem vorderen Ende) sinkt.
Wenn der Zündspitzenkopf 62 eine abgeflachte Oberfläche hat, ist es bevorzugt, dass die radiale Länge (d. h. eine planare Länge des Kopfes) "A" der oberen Fläche kleiner als eine Hälfte des Maximums D ist, d. h. A < D/2, wie in 5A gezeigt ist. 5B ist ein Graph, der ein Testergebnis zeigt, das für die Beziehung zwischen der planaren Länge des Kopfes A und der Einbetttiefe H durchgeführt ist.
5B hat eine Abszisse, die eine planare Länge des Kopfes A (mm) repräsentiert, und eine Ordinate, die die Einbetttiefe H (mm) repräsentiert. Die getestete Zündspitze 60 hat die gleiche Größe (d = 0,7 mm, D = 1,2 mm, t0 = 0,6 mm und T0 = 0,3 mm), wie die, die in 4A bis 4C gezeigt ist. Wie aus diesem Graph zu verstehen ist, kann der Zündspitzenkopf 62 leicht sinken, wenn die planare Länge des Kopfes A klein ist, und sinkt nicht ein, wenn die planare Länge des Kopfes A 0,6 mm überschreitet.
Aus dem Vorstehenden ist in dem Fall der Ir-Legierungzündspitze 60, die in 5A gezeigt ist, eine ausreichende Einbettleistung nicht sichergestellt, wenn die planare Länge des Kopfes A gleich oder größer als D/2 ist. Und zwar kann der Zündspitzenkopf nicht sicher in den gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode während dem Widerstandsschweißvorgang sinken. Daher ist es gewünscht, dass die Beziehung A < D/2 erfüllt ist. In dem Graph von 5B ist, wenn die planare Länge des Kopfes A 0 beträgt, eine Konfiguration des Zündspitzenkopfes 62 konisch oder die eine, die in 3A und 3B gezeigt ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, macht es die vorliegende Erfindung möglich, die Zündkerze 100 zu realisieren, die die Ir-Legierungzündspitze 60 verwendet, die eine lange Lebenszeit sicherstellen kann (z. B. äquivalent zu einer Fahrstrecke von 100 000 km auf der Grundlage eines tatsächlichen Fahrzeugs). Ferner wird es durch Optimieren der Größe, Konfiguration und Einbettleistung der Zündspitze 60 relativ zu der Elektrode möglich, die zuverlässige und außerordentliche Zündkerze 100 zu erhalten, die zu einem sicheren Fixieren der Zündspitze 60 auf der Grundlage eines kostengünstigen Widerstandsschweißens und Verhinderns fähig ist, dass die Zündspitze 60 aus der Elektrode fällt.
Die vorstehend beschriebene Zündkerze 100 hat zwei gegenüberliegende Abschnitte 31 und 41 an der Mittelelektrode 30 und der Masseelektrode 40, die in gegenüberliegender Beziehung angeordnet sind, wobei die Ir-Legierungzündspitze 60 an dem gegenüberliegenden Abschnitt 31 der Mittelelektrode 30 durch Widerstandsschweißen fixiert ist. Alternativ ist es möglich, die Ir-Legierungzündspitze 60 an dem gegenüberliegenden Abschnitt (d. h. dem entfernten Ende) 41 der Masseelektrode 40 durch Widerstandsschweißen zu fixieren. Ferner ist es möglich, die Ir-Legierungzündspitze 60 an jedem der gegenüberliegenden Abschnitte 31 und 41 der Mittel und der Masseelektrode durch Widerstandsscheißen zu fixieren.
6 zeigt schematisch ein modifiziertes Ausführungsbeispiel des ersten Ausführungsbeispiels, das die Ir-Legierungzündspitze 60 hat, die an dem gegenüberliegenden Abschnitt 41 der Masseelektrode 40 durch Widerstandsschweißen fixiert ist. Gemäß diesem modifizierten Ausführungsbeispiel hat die Ir-Legierungzündspitze 60 die gleiche Anordnung und Einbettstruktur wie diese der Zündspitze 60 der vorstehend beschriebenen Zündkerze 100. Das Widerstandsschweißen kann auf die gleiche Weise durchgeführt werden. Somit kann das modifizierte Ausführungsbeispiel auf die gleiche Weise mit den gleichen Wirkungen arbeiten.
Ferner sind von den Zündspitzen, die in den 2 bis 5 gezeigt sind, die Konfiguration der Ir-Legierungzündspitze 60, die auf die vorliegende Erfindung anwendbar ist, in die 7A bis 7H gezeigt. 7B, 7D und 7F sind Ansichten von der Richtung Y gesehen, die in 7A, 7C bzw. 7E gezeigt ist. Jedes Ausführungsbeispiel zeigt eine einzelne Nietkonfiguration oder eine einzelne spitz zulaufende oder verjüngte Kopfkonfiguration.
Zweites Ausführungsbeispiel
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist der Kopf 62 der Niet-Ir-Legierungzündspitze 60 durch Widerstandsschweißen an mindestens einem der gegenüberliegenden Abschnitte 31 und 41 der Mittelelektrode 30 und der Masseelektrode 40 fixiert, die in gegenüberliegender Beziehung angeordnet sind. Das zweite Ausführungsbeispiel ist dahingehend charakterisiert, dass ein Fixieren der Ir-Legierungzündspitze 60 auf der Grundlage eines Verstemmens ausgeführt wird. Nachstehend sind charakteristische Merkmale des zweiten Ausführungsbeispiels, die sich von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden, erläutert.
8A bis 8D sind Schnittansichten, die die Verstemmschritte zum Fixieren der Zündspitze 60 an dem gegenüberliegenden Abschnitt 31 oder 41 darstellen. Zunächst wird ein axial erstreckendes Loch 35 an dem gegenüberliegenden Abschnitt 31 oder 41 durch einen Bohrvorgang geöffnet (Bezug nehmend auf 8A), so dass der Kopf 62 der Ir-Legierungzündspitze 60 in dieses Loch 35 eingeführt werden kann. Als Nächstes wird die Ir-Legierungzündspitze 60, die die gleiche Anordnung wie die hat, die in dem ersten Ausführungsbeispiel offenbart ist, in das Loch 35 eingeführt, wobei der Kopf 62 als eine führende Seite und der Schaft 61, der dem Kopf 62 folgt, teilweise in das Loch 35 platziert werden (Bezug nehmend auf 8B).
Als Nächstes wird der gegenüberliegende Abschnitt 31 oder 41 an seinem vorderen Ende verstemmt, so dass der Durchmesser des Lochs 35 kleiner als der maximale Durchmesser des Kopfes 62 wird. Der Verstemmvorgang kann zum Beispiel unter Verwendung eines Messerelements oder eines Rollenelements durchgeführt werden. Durch diesen Verstemmvorgang, wie in 8C oder 8D gezeigt ist, wird der Zündspitzenkopf 62 fest in dem Loch 35 fixiert, wobei der Abschnitt maximalem Durchmesser 63 tief in das Loch 35 platziert wird und der Schaft 61 durch die verformte Innenwand des Lochs 35 umgeben wird.
Dementsprechend wird es möglich, die Ir-Legierungzündspitze 60 an dem gegenüberliegenden Abschnitt 31 oder 41 in einem eingehakten Zustand fest zu fixieren, wodurch verhindert ist, dass die Ir-Legierungzündspitze 60 aus dem gegenüberliegenden Abschnitt 31 oder 41 mechanisch herausgezogen wird. Somit macht dieses Ausführungsbeispiel es möglich, die Ir-Legierungzündspitze 60 wirksam an der Elektrode auf der Grundlage eines kostengünstigen Verstemmvorgangs zu fixieren.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist es bevorzugt, das Widerstandsschweißen in dem Zustand auszuführen, der in 8C oder 8D gezeigt ist, um die Ir-Legierungzündspitze 60 an dem gegenüberliegenden Abschnitt 31 oder 41 zu fixieren. Ferner ist es in dem vorstehend beschriebenen Verstemmvorgang möglich, ein separates Element (d. h. ein Abstandsstück) 80 zwischen dem Schaft 61 und der Innenwand des Lochs 35 zwischenzuordnen, wie in 9 gezeigt ist. Das separate Element 80 ist aus dem gleichen Material (Nickelbasislegierung oder dergleichen) wie dem des gegenüberliegenden Abschnitts 31 oder 41 gemacht. In dem Verstemmvorgang wird das separate Element 80 integral mit dem gegenüberliegenden Abschnitt 31 oder 41 verformt, um den Schaft 61 sicher zu fixieren.
Ferner ist es anstelle eines Ausführens des Verstemmvorgangs möglich, alle von der Zündspitze 60, dem separaten Element 80 und dem gegenüberliegenden Abschnitt 31 oder 41 durch Ausführen eines Widerstandsschweißvorgangs nach einem Anordnen des separaten Elements 80 in dem Loch 35 zu integrieren. In diesem Fall wird des möglich, die im Wesentlichen gleiche Einbettstruktur wie die des ersten Ausführungsbeispiels zu realisieren, obwohl der Bohrvorgang erforderlich ist.
Beispiel, das nicht durch die Erfindung abgedeckt ist
10A bis 10C sind Schnittansichten, die die Verstemmschritte zum Fixieren der Ir-Legierungzündspitze an dem gegenüberliegenden Abschnitt der Elektrode in Übereinstimmung mit dem Beispiel zeigen. Das Beispiel basiert auf einer Zündkerze, die auf eine Brennkraftmaschine anwendbar ist. Die Zündkerze hat eine Ir-Legierungzündspitze 60, die an dem gegenüberliegenden Abschnitt (d. h. dem entfernten Ende) der Masseelektrode 40 angeordnet ist. Die Ir-Legierungzündspitze 60 ist von der Bauart mit einem Zwillingskopf, die zwei Köpfe 62 an beiden Enden des Schafts 61 hat, wie in 10C gezeigt ist. Ein Durchgangsloch 36, das an dem gegenüberliegenden Abschnitt 41 der Masseelektrode 40 geöffnet ist, nimmt den Schaft 61 auf. Zwei Köpfe 62 sind an dem gegenüberliegenden Abschnitt 41 fixiert, um jedes Ende des Durchgangslochs 36 zu verschließen.
Zunächst wird, wie in 10A gezeigt ist, das Durchgangsloch 36 in dem entfernten Ende (d. h. dem gegenüberliegenden Abschnitt) 41 der Masseelektrode 40 durch einen Bohrvorgang geöffnet. Ein Innendurchmesser des Durchgangslochs 36 ist groß genug, um den Schaft 61 der Ir-Legierungzündspitze 60 einzuführen, und ist kleiner als der maximale Durchmesser D des Kopfes 62. Als Nächstes wird, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel der Schaft 61 der Ir-Legierungzündspitze 60 in das Durchgangsloch 36 mit seinem freien Ende weit von dem Kopf 62 als eine führende Seite eingeführt (Bezug nehmend auf 10B).
Als Nächstes wird, wie in 10C gezeigt ist, eine Elektrode K1 einer Widerstandsschweißvorrichtung an das freie Ende des Schafts 61 gedrückt, der von dem Durchgangsloch 36 ragt, um das freie Ende des Schafts 61 mit einer Wärme, die von der Elektrode K1 der Widerstandsschweißvorrichtung verfügbar ist, thermisch zu verformen. Als ein Ergebnis sind zwei Köpfe 62 an beiden Enden des Schafts 61 ausgebildet. Jeder Kopf 62 hat einen größeren Durchmesser als der Innendurchmesser des Durchgangslochs 36. Somit sind die Köpfe 62 fest an dem gegenüberliegenden Abschnitt 41 an beiden Enden des Durchgangslochs 36 fixiert, um zu verhindern, dass die Ir-Legierungzündspitze 60 aus dem Durchgangsloch 36 herausgezogen wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, macht das Beispiel es möglich, ein außerordentliches Zündspitzenfixierverfahren auf der Grundlage des Widerstandsschweißens zu realisieren, d. h. ohne Verwendung eines teuren Laserschweißens. Als ein Ergebnis sieht das Beispiel ein kostengünstiges Verfahren zum Verhindern vor, dass die Ir-Legierungzündspitze 60 aus dem gegenüberliegenden Abschnitt 41 fällt. Gemäß diesem Beispiel ist es möglich, zwei Köpfe durch Verformen beider Enden einer einfachen stangenartigen Zündspitze, die in das Durchgangsloch 36 eingeführt wird, auszubilden.
Die wie vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur als veranschaulichend und nicht als beschränkend gedacht, da der Umfang der Erfindung eher durch die anhängenden Ansprüche als durch die Beschreibung, die ihnen vorausgeht, definiert ist. Alle Änderungen, die innerhalb von Maß und Ziel der Ansprüche fallen oder äquivalente derartigen Maß und Ziels, sind daher durch die Ansprüche eingeschlossen gedacht.
Eine Ir-Legierungzündspitze (60), die an einem gegenüberliegenden Abschnitt (31) der Mittelelektrode fixiert ist, hat einen Schaft (61) und einen Kopf (62). Der Zündspitzenkopf (62) ist integral mit einem Ende des Schafts ausgebildet. Ein Durchmesser des Kopfes (62) ist größer als der des Schafts (61). Ein entferntes Ende des Schafts (61) ist einer Gegenelektrode gegenüberliegend. Der Kopf (62) ist in dem gegenüberliegenden Abschnitt eingebettet. Der Zündspitzenkopf (62) ist in eine Richtung entgegensetzt zu dem Schaft (61) von einem Abschnitt mit maximalem Durchmesser (63) auf eine derartige Weise spitz zulaufend oder verjüngt ist, dass eine Querschnittsfläche des Kopfes (62) mit einem steigenden Abstand von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser (63) kontinuierlich sinkt. Der Abschnitt mit maximalem Durchmesser (63) ist tief innerhalb des gegenüberliegenden Abschnitts (41) positioniert, und ein Basisende des Schafts (61), das sich von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser (63) erstreckt, ist durch den gegenüberliegenden Abschnitt (41) umwickelt oder umgeben.

Claims

Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit: einer Mittelelektrode (30) und einer Masseelektrode (40), die in gegenüberliegender Beziehung angeordnet sind, und einer Iridiumlegierungzündspitze (60), die an mindestens einem von gegenüberliegenden Abschnitten (31, 41) der Elektroden vorgesehen sind, die Iridiumlegierungzündspitze (60) einen Schaft (61) und einen Kopf (62) hat, wobei der Kopf von einem Ende des Schafts mit einem größeren Durchmesser des Kopfes (62) als einem Durchmesser des Schafts (61) integral ausgebildet ist, ein entferntes Ende des Schafts (61) gegenüberliegend zu einer Gegenelektrode ist, und der Kopf (62) in eine Richtung entgegengesetzt zu dem Schaft (61) von einem Abschnitt mit maximalem Durchmesser (63) auf eine derartige Weise spitz zulaufend oder verjüngt ist, dass eine Querschnittsfläche des Kopfes (62) mit einem steigenden Abstand von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser (63) kontinuierlich verringert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (62) in dem gegenüberliegenden Abschnitt eingebettet ist, und der Abschnitt mit maximalem Durchmesser (63) innerhalb des gegenüberliegenden Abschnitts positioniert ist und ein Basisende des Schafts (61), das sich von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser (63) erstreckt, durch den gegenüberliegenden Abschnitt umwickelt oder umgeben ist.
Zündkerze für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei der gegenüberliegende Abschnitt (31, 41) den Kopf (62) mit einer Dicke t1 gleich oder größer als 0,3 mm umgibt oder umwickelt.
Zündkerze für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein spitz zulaufendes oder verjüngtes Ende des Kopfes (62) in eine kugelförmige Fläche konfiguriert ist.
Zündkerze für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein spitz zulaufendes oder verjüngtes Ende des Kopfes (62) in eine abgeflachte Fläche konfiguriert ist, die eine Beziehung A < D/2 erfüllt, wobei "A" eine planare Länge der abgeflachten Fläche repräsentiert und "D" einen Durchmesser des Abschnitts mit maximalem Durchmesser (63) repräsentiert.
Herstellungsverfahren für eine Zündkerze, die in einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist, wobei die Zündkerze eine Mittelelektrode (30) und eine Masseelektrode (40), die in gegenüberliegender Beziehung angeordnet sind, und eine Iridiumlegierungzündspitze (60) hat, die an mindestens einem von gegenüberliegenden Abschnitten (31, 41) der Elektroden durch Widerstandsschweißen fixiert ist, wobei die Iridiumlegierungzündspitze (60) einen Schaft (61) und einen Kopf (62) hat, der Kopf von einem Ende des Schafts mit einem größeren Durchmesser des Kopfes (62) als einem Durchmesser des Schafts (61) integral ausgebildet ist, wobei das Herstellungsverfahren einen Schweißvorgang zum Fixieren der Iridiumzündspitze an dem gegenüberliegenden Abschnitt durch Widerstandsschweißen hat, der Schweißvorgang den Schritt Inkontaktbringen des Kopfes (62) der Iridiumlegierungzündspitze mit dem gegenüberliegenden Abschnitt aufweist, gekennzeichnet durch Anlegen einer Druckkraft an dem Kopf (62) während einem Widerstandsschweißvorgang zum Zwingen eines Abschnitts mit maximalem Durchmesser (63), in einen geschmolzenen Abschnitt des gegenüberliegenden Abschnitts zu sinken, bis ein Basisende des Schafts (61), das sich von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser (63) erstreckt, in dem geschmolzenen Abschnitt des gegenüberliegenden Abschnitts eingebettet ist.
Herstellungsverfahren für eine Zündkerze, die in einer Brennkraftmaschine eingesetzt wird, nach Anspruch 5, ferner mit einem Schritt Verstemmen des gegenüberliegenden Abschnitts (31, 41), nachdem der Kopf (62) der Zündspitze in dem gegenüberliegenden Abschnitt eingebettet ist, so dass das Basisende des Schafts (61), das sich von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser (63) erstreckt, durch den gegenüberliegenden Abschnitt umgeben oder umwickelt wird.
Herstellungsverfahren für eine Zündkerze für eine Brennkraftmaschine mit: einer Mittelelektrode (30) und einer Masseelektrode (40), die in gegenüberliegender Beziehung angeordnet sind, und einer Iridiumlegierungzündspitze (60), die an mindestens einem von gegenüberliegenden Abschnitten (31, 41) der Elektroden vorgesehen ist, wobei die Iridiumlegierungzündspitze (60) einen Schaft (61) und einen Kopf (62) hat, wobei der Kopf von einem Ende des Schafts mit einem größeren Durchmesser des Kopfes (62) als einem Durchmesser des Schafts (61) integral ausgebildet ist, ein entferntes Ende des Schafts (61) einer Gegenelektrode gegenüberliegend ist, wobei das Verfahren die Schritte Platzieren des Kopfes (62) in einem Loch (65), das in dem gegenüberliegenden Abschnitt ausgebildet ist, und Positionieren eines Abschnitts mit maximalem Durchmesser (63) des Kopfes (62) in dem Loch und Verstemmen des gegenüberliegenden Abschnitts aufweist, so dass ein Basisende des Schafts (61), das sich von dem Abschnitt mit maximalem Durchmesser (63) erstreckt, durch eine Innenwand des Lochs umwickelt oder umgeben ist.
Zündkerze für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Iridiumlegierungzündspitze (60) hauptsächlich Iridium mit zumindest einem Zusatzstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Rhodium, Platin, Ruthenium, Palladium und Wolfram enthält.