DE602005003746T2

DE602005003746T2 - Zündkerze

Info

Publication number: DE602005003746T2
Application number: DE602005003746T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Nagoya-shi Shibata; Hiroyuki Nagoya-shi Tanabe
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2025-10-13
Also published as: US20060076865A1; EP1648062B1; DE602005003746D1; EP1648062A1; US7388323B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündkerze zur Verwendung in einer Brennkraftmaschine und insbesondere eine Zündkerze mit einem gesinterten Keramikwiderstand, der darin eingebaut ist, um Funkwellenstörungen zu vermeiden.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Eine Zündkerze, die im betreffenden Stand der Technik für eine Brennkraftmaschine bekannt ist, umfasst: einen zylindrischen Isolator mit einem Durchgangsloch in einer Axialrichtung; eine Mittelelektrode, die in einem Endabschnitt des Durchgangslochs eingepasst ist; einen äußeren Anschluss, der im anderen Endabschnitt des Durchgangslochs eingepasst ist; und eine Hauptpassung, die auf dem Außenumfang des Isolators angeordnet ist. Zudem wird die Gasdichtigkeit zwischen der Mittelelektrode und dem Durchgangsloch des Isolators durch ein Glasabdichtverfahren gewährleistet. In diesem Verfahren wird ein leitfähiges Glasdichtelement, das im Wesentlichen aus einer Mischung aus Metallpulver und Glaspulver besteht, in das Durchgangsloch zwischen der Mittelelektrode und dem äußeren Anschluss gefüllt, um dadurch eine elektrische Verbindung zwischen der Mittelelektrode und dem äußeren Anschluss herzustellen.
Diese Zündkerze für eine Brennkraftmaschine erzeugt bei der Funkenentladung störende Funkwellen, die verschiedene Arten von elektronischen Geräten nachteilig beeinflussen. Um dieses Problem anzusprechen, wurde eine Zündkerze mit einem Widerstand vorgeschlagen, die mit beiden Funktionen als Zündkerze und als Funkwellenstörschutz versehen ist. Diese Widerstandszündkerze kann je nach den Eigenschaften des Widerstands allgemein in eine Widerstandszündkerze monolithischen Typs und des Patronentyps eingeteilt werden.
Die Zündkerze monolithischen Typs (wie zum Beispiel in JP-A-51-27494 genannt) wird hergestellt: Durch Einführen der Mittelelektrode in das Durchgangsloch des Isolators, Füllen des Durchgangslochs auf der hinteren Endseite der Mittelelektrode mit einem leitfähigen Glasdichtmaterialpulver aus einer Mischung aus Glaspulver und Metallpulver, einer glasartigen Glaswiderstandszusammensetzung aus einer Mischung aus Keramikpulver, Rußschwarz, einer Kohlenstoffverbindung und Glaspulver, und einem leitfähigen Glasdichtmaterialpulver in der genannten Reihenfolge; und Erwärmen dieser Füllstoffe auf eine hohe Temperatur (z. B. 800°C bis 1000°C). Der äußere Anschluss wird dadurch im Durchgangsloch des Isolators heißgepresst, während das leitfähige Glasdichtmaterialpulver und die glasartige Widerstandspulverzusammensetzung weichgemacht werden, um den Raum zwischen der Mittelelektrode und dem äußeren Anschluss abzudichten.
Diese Zündkerze monolithischen Typs kann hauptsächlich durch den Schritt des Füllens des leitfähigen Glasdichtmaterialpulvers und der glasartigen Widerstandspulverzusammensetzung in das Durchgangsloch des Isolators und des Erwärmens des Füllstoffs hergestellt werden. Daher erfordert diese Technik eine kleine Zahl von Herstellungsschritten, weist eine hervorragende Produktivität auf und stellt ein haltbares Produkt bereit.
Andrerseits wird die Zündkerze des Patronentyps hergestellt: Durch Einführen der Mittelelektrode in das Durchgangsloch des Isolators, Einfüllen des leitfähigen Glasdichtmaterials aus einer Mischung aus Glaspulver und Metallpulver, Einführen eines Spulenwiderstands, das ein elektrisches Widerstandsmaterial aufweist, das auf der Oberfläche des Isolators schraubenförmig geformt ist; Einfüllen des leitfähigen Glasdichtmaterials; und Erwärmen dieser Materialien auf eine hohe Temperatur (z. B. 800°C bis 1000°C), um den äußeren Anschluss im Durchgangsloch des Isolators heißzupressen und die Mittelelektrode und den äußeren Anschluss dadurch abzudichten.
Dieser Spulenwiderstand wird veranschaulicht durch: einen (wie zum Beispiel in JP-A-49-116559 genannt), bei dem eine schraubenförmige Nut in der Oberfläche eines säulenförmigen Isolators geformt ist, und bei dem eine ohmsche Deckschicht auf der schraubenförmigen Nut geformt ist; durch einen (wie zum Beispiel in JP-A-61-135079 genannt), bei dem der säulenförmige Isolator auf seiner Oberfläche mit einem schraubenförmigen Widerstandsmaterial bedruckt und gesintert ist; oder durch einen (wie zum Beispiel in JP-A-1-283784 genannt), bei dem die Deckschicht mit einer spezifischen Dicke hergestellt ist, um ihren Widerstand und ihre Temperaturabhängigkeit einzustellen. Allgemein weist die Zündkerze vom Patronentyp mit dem Spulenwiderstand aufgrund des geringeren Rauschstroms im Vergleich zur monolithischen Zündkerze einen höheren Störschutzeffekt auf.
Eine andere Zündkerze wird in EP 1 168 543 beschrieben, umfassend, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, einen gesinterten Keramikwiderstand, der eine Anschlusselektrode und eine Mittelelektrode in einem Durchgangsloch des Isolators elektrisch miteinander verbindet.
3. Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Obwohl die monolithische Zündkerze eine hervorragende Produktivität und Haltbarkeit aufweist, ist es schwer, den Widerstand relativ zum Isolatordurchgangsloch lang genug zu machen und den Störschutzeffekt entsprechend zu erhöhen. Dies deshalb, weil das Herstellungsverfahren sich darauf beschränkt, den Isolator mit dem leitfähigen Glasdichtmaterialpulver und der glasartigen Widerstandspulverzusammensetzung zu füllen und den äußeren Anschluss im Durchgangsloch des Isolators heißzupressen.
Die Zündkerze vom Patronentyp mit dem Spulenwiderstand hat zwar einen hervorragenden Störschutzeffekt, aber eine ungenügende Haltbarkeit aufzuweisen. Dies deshalb, weil eine Spule, die aus einem elektrischen Widerstandsmaterial besteht, leicht bricht. Wenn das leitfähige Glasdichtmaterialpulver für den Abdichtvorgang erwärmt wird, um die Gasdichtigkeit zu verbessern, kann die Spule der Erwärmung auf die erforderliche hohe Temperatur zudem nicht standhalten. Um das leitfähige Glasdichtmaterialpulver zu erwärmen und abzudichten, wurde deshalb die Verwendung eines Dichtanschlusses vorgeschlagen. Doch bei Verwendung dieses Dichtanschlusses macht es die Länge des Dichtanschlusses schwer, den Spulenwiderstand relativ zum Isolatordurchgangsloch lang genug zu machen, und daher ist es schwierig, den Lärmschutzeffekt zu erhöhen.
Speziell in den letzten Jahren hat die zunehmende Verwendung eines Rechners für komplizierte Steuerungen einer Brennkraftmaschine eine große Nachfrage nach einer Zündkerze mit wirksamem Störschutz geschaffen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde ersonnen, um die oben genannten Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Zündkerze, die eine ausreichende Haltbarkeit, Störschutzleistung und Produktivität aufweist.
Die obige Aufgabe der Erfindung wurde durch Bereitstellung einer Zündkerze erreicht, umfassend: Einen Isolator mit einem Durchgangsloch, das in einer Axialrichtung verläuft, wobei das Durchgangsloch einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, der an einer hinteren Endseite des ersten Abschnitts vorgesehen ist und einen größeren Durchmesser hat als der erste Abschnitt; eine Mittelelektrode, die im ersten Abschnitt des Durchgangslochs des Isolators vorgesehen ist; und einen äußeren Anschluss, der im zweiten Abschnitt des Durchgangslochs des Isolators vorgesehen ist. Die Zündkerze umfasst zudem einen gesinterten Keramikwiderstand, der im zweiten Abschnitt des Durchgangslochs vorgesehen ist, einen gesinterten Körper aus einer leitenden Keramik aufweist und die Mittelelektrode und den äußeren Anschluss elektrisch verbindet, und wobei der gesinterte Keramikwiderstand eine Axiallänge von 40% oder mehr der Axiallänge des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs aufweist.
Erfindungsgemäß wird ein vorgesinterter Keramikwiderstand in den zweiten Abschnitt des Durchgangslochs des Isolators eingeführt, sodass er lang genug gemacht werden kann, ohne durch die Herstellungslänge des Stands der Technik beschränkt zu werden. Als Ergebnis kann die effektive Dielektrizitätskonstante zwischen der Mittelelektrode und dem äußeren Anschluss gesenkt werden, um den kapazitiven Entladestrom am Zündzeitpunkt zu reduzieren und dadurch den Störschutzeffekt zu erhöhen.
Zudem ist die Länge (LR) des gesinterten Keramikwiderstands auf 40% oder mehr der Länge (LH) des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs ((LR/LH) × 100 ≥ 40) eingestellt, sodass die effektive Dielektrizitätskonstante zwischen der Mittelelektrode und dem äußeren Anschluss und der am Zündzeitpunkt auftretende kapazitive Entladestrom reduziert werden können, um einen ausreichende Störschutzeffekt zu erreichen. Wenn hier die Länge (LR) des gesinterten Keramikwiderstands kleiner als 40 der Länge (LH) des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs ist, kann ein ausreichender Effekt kaum erreicht werden. Bevorzugt ist die Länge (LR) des gesinterten Keramikwiderstands 50 oder mehr der Länge (LH) des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs ((LR/LH) × 100 ≥ 50).
Die erfindungsgemäße Zündkerze weist außerdem typischerweise einen Dichtabschnitt auf, umfassend eine Glaskomponente, um das hintere Ende der Mittelelektrode und das vordere Ende des gesinterten Keramikwiderstands zu befestigen. Indem der gesinterte Keramikwiderstand auf diese Weise auf dem Dichtabschnitt zur Befestigung der Mittelelektrode befestigt wird, ist kein zusätzlicher Dichtanschluss erforderlich, die Länge des gesinterten Keramikwiderstands kann aber genug vergrößert werden, um den Störschutzeffekt zu verbessern.
In der erfindungsgemäßen Zündkerze beträgt der Abstand zwischen dem hinteren Ende der Mittelelektrode und dem vorderen Ende des gesinterten Keramikwiderstands typischerweise 0,5 mm bis 1,5 mm. Da der Abstand zwischen dem hinteren Ende der Mittelelektrode und dem vorderen Ende des gesinterten Keramikwiderstands 1,5 mm oder kleiner ist, liegt der gesinterte Keramikwiderstand näher an der Mittelelektrodenseite (auf dem Zündabschnitt), um dadurch den Störschutzeffekt zusätzlich zu verbessern. Da der Abstand zwischen dem hinteren Ende der Mittelelektrode und dem vorderen Ende des gesinterten Keramikwiderstands 0,5 mm oder größer ist, ist es andrerseits möglich, die Befestigungskräfte für die Mittelelektrode und den gesinterten Keramikwiderstand zu gewährleisten.
In der erfindungsgemäßen Zündkerze umfasst der Dichtabschnitt typischerweise einen Füllabschnitt, der im Raum zwischen dem vorderen Endseitenaußenumfang des gesinterten Keramikwiderstands und dem Innenumfang des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs gefüllt wird, wobei der Füllabschnitt bis in eine Region verläuft, die eine axiale Entfernung von 10 mm oder weniger vom vorderen Ende des gesinterten Keramikwiderstands hat. Da der Dichtabschnitt einen Füllabschnitt einschließt, der im Raum zwischen dem vorderen Endseitenaußenumfang des gesinterten Keramikwiderstands und dem Innenumfang des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs gefüllt wird, kann der gesinterte Keramikwiderstand zuverlässiger durch den Dichtabschnitt befestigt werden. Darüber hinaus kann die Befestigung noch zuverlässiger durch Erhöhung des Axialabstands des Füllabschnitts gemacht werden. Da die Entfernung des Füllabschnitts, der einen niedrigen Widerstand hat, verlängert wird, wirkt der gesinterte Keramikwiderstand, der dem Füllstoff entspricht, weniger als Widerstand, wodurch die Axiallänge des zu verwendenden gesinterten Keramikwiderstands wesentlich kürzer wird. Dadurch wird der Störschutzeffekt verschlechtert. Indem die axiale Entfernung des Füllabschnitts auf 10 mm oder weniger eingestellt wird, kann der gesinterte Keramikwiderstand zuverlässig am Dichtabschnitt befestigt werden, während er seine Axiallänge im möglichen Umfang beibehält und eine Verschlechterung des Störschutzeffekts unterdrückt wird.
Im gesinterten Keramikwiderstand der erfindungsgemäßen Zündkerze definieren die vordere Endfläche und die Seitenfläche in einem durch die Achse verlaufenden Schnitt typischerweise einen rechten Winkel. Dadurch tritt das Dichtmaterial zur Formung des Dichtabschnitts kaum in den Raum zwischen dem vorderen Endseitenaußenumfang des gesinterten Keramikwiderstands und dem Innenumfang des Durchgangslochs ein, sodass die axiale Entfernung des Füllabschnitts leicht auf 10 mm oder weniger eingestellt werden kann.
In der erfindungsgemäßen Zündkerze weist der gesinterte Keramikwiderstand typischerweise eine Querschnittsfläche von 90% oder mehr von der des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs auf, wenn er in einem Querschnitt geschnitten wird, der durch den gesinterten Keramikwiderstand verläuft und normal zur Axialrichtung liegt. Weil die Querschnittsfläche des gesinterten Keramikwiderstands daher 90% oder mehr der Querschnittsfläche des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs entspricht, ist es möglich, einen ausreichenden Störschutzeffekt zu erreichen. Bei weniger als 90% der Querschnittsfläche kann kein ausreichender Störschutzeffekt erreicht werden. Zudem beträgt die Querschnittsfläche des gesinterten Keramikwiderstands bevorzugt 95% oder mehr von der des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs.
Typischerweise weist die erfindungsgemäße Zündkerze zudem ein Isolationsglied auf, das in einen Raum zwischen einem hinteren Endseitenaußenumfang des gesinterten Keramikwiderstands und dem Innenumfang des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs gefüllt ist. Wenn zwischen dem gesinterten Keramikwiderstand und dem Innenumfang des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs ein Raum vorhanden ist, kann der gesinterte Keramikwiderstand durch die Vibration der Zündkerze Vibrationen ausgesetzt werden, und der gesinterte Keramikwiderstand kann reißen oder brechen. Indem das Isolationsglied in diesen Raum gefüllt wird, kann der gesinterte Keramikwiderstand vor Rissbildung und Brüchen geschützt werden. Das Isolationsglied besteht bevorzugt aus Glas hergestellt.
In der erfindungsgemäßen Zündkerze enthält der gesinterte Keramikwiderstand typischerweise Zinnoxid als leitende Komponente. Indem Zinnoxid als leitende Komponente verwendet wird, kann der Widerstand des gesinterten Kera mikwiderstands leicht angepasst werden, um die Verringerung der effektiven Dielektrizitätskonstante und des am Zündzeitpunkt auftretenden kapazitiven Entladestroms zu ermöglichen, um dadurch einen ausreichenden Störschutzeffekt zu erreichen.
In der erfindungsgemäßen Zündkerze mit dem Widerstand, der im Durchgangsloch vorgesehen ist, das in der Axialrichtung des Isolators geformt ist, ist erfindungsgemäß das Durchgangsloch des Isolators aus einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt mit einem größeren Durchmesser zusammengesetzt. Der Widerstand besteht aus einem vorgesinterten Keramikwiderstand, der eine Axiallänge von 40% oder mehr der Axiallänge des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs aufweist und von der Außenseite des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs aus eingeführt und befestigt wird. Daher ist es möglich, eine Zündkerze bereitzustellen, die eine hervorragende Produktivität, Haltbarkeit und Störschutzeffekt aufweist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel der erfindungsgemäßen Zündkerze zeigt.
2 ist partiell vergrößerte Schnittansicht der erfindungsgemäßen Zündkerze.
3 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Herstellungsschritts der erfindungsgemäßen Zündkerze zeigt.
4 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Herstellungsschritts der erfindungsgemäßen Zündkerze zeigt.
5 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Herstellungsschritts der erfindungsgemäßen Zündkerze zeigt.
6 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Herstellungsschritts der erfindungsgemäßen Zündkerze zeigt.
7 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Herstellungsschritts der erfindungsgemäßen Zündkerze zeigt.
8 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Herstellungsschritts der erfindungsgemäßen Zündkerze zeigt.
9 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Herstellungsschritts einer Zündkerze monolithischen Typs des Stands der Technik zeigt.
10 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Herstellungsschritts einer Zündkerze monolithischen Typs des Stands der Technik zeigt.
11 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Herstellungsschritts einer Zündkerze mit einem Spulenwiderstand des Stands der Technik zeigt.
12 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Herstellungsschritts einer Zündkerze mit einem Spulenwiderstand des Stands der Technik zeigt.
13 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Herstellungsschritts einer Zündkerze mit einem Spulenwiderstand des Stands der Technik zeigt.
Beschreibung der Bezugszeichen:
Die folgenden Bezugszeichen werden benutzt, um verschiedene strukturelle Merkmale in den Zeichnungen zu kennzeichnen:

1: Metallschale
2: Isolator
3: Mittelelektrode
4: Masseelektrode
5: Durchgangsloch
5a: Erster Abschnitt des Durchgangslochs
5b: Zweiter Abschnitt des Durchgangslochs
20: Leitfähige Dichtschicht
21: Gesinterter Keramikwiderstand
22: Leitfähiges elastisches Element
23: Äußerer Anschluss
100: Zündkerze

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird im Folgenden Bezug nehmend auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht darauf eingeschränkt.
1 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Zündkerze 100. Die Zündkerze 100 umfasst ein zylindrisches Metallgehäuse bzw. eine zylindrische Metallschale 1, einen Isolator 2, der in der Metallschale 1 vorgesehen ist und einen vorderen Endabschnitt 2a aufweist, der aus der Metallschale 1 vorspringt, und eine Mittelelektrode 3, die im Isolator 2 vorgesehen ist und einen Zündabschnitt 3a aufweist, der aus dem Isolator 2 vorspringt. In der Mittelelektrode 3 ist ein eingebettetes Kernelement 3b vorgesehen, um die Wärmeabgabe zu unterstützen. Hier in dieser Ausführungsform ist die Unterseite der Zeichnung auf der vorderen Endseite, und die Oberseite der Zeichnung ist auf der hinteren Endseite.
Die Metallschale bzw. Metallgehäuse 1 ist an ihrem vorderen Endabschnitt mit einer Masseelektrode 4 versehen, die an einem Ende durch ein Schweißverfahren oder dergleichen verbunden ist und auf ihrer anderen Endseite seitwärts so zurückgebogen ist, dass ein Zündabschnitt 4a, der auf ihrer Seitenfläche vorgesehen ist, dem Zündabschnitt 3a der Mittelelektrode 3 über eine Funkenentladungsstrecke g gegenüberliegt. Ein Kernelement kann in der Masseelektrode 4 eingebettet sein.
Die Masseelektrode 4 und die Mittelelektrode 3, die oben beschrieben wurden, können aus einer Ni-Legierung, einer Fe-Legierung oder dergleichen bestehen. Das Kernelement 3b, das in der Mittelelektrode 3 eingebettet ist, um die Wärmeabgabe zu unterstützen, besteht zum Beispiel aus Cu oder einer Cu-Legierung. Der Zündabschnitt 3a der Mittelelektrode 3 und der Zündabschnitt 4a der gegenüberliegenden Masseelektrode 4 bestehen hauptsächlich aus einer Edelmetalllegierung, die zum Beispiel hauptsächlich aus einer oder zwei Arten von Ir, Pt und Rh zusammengesetzt sind.
Der Isolator 2 besteht aus einem Isoliermaterial, das hauptsächlich aus Aluminiumoxid besteht und ein Durchgangsloch 5 aufweist, das in der Axialrichtung verläuft. Das heißt, der Isolator 2 besteht aus einem gesinterten Aluminiumoxidkeramikkörper, der 80 bis 98 Mol-% (bevorzugt 90 bis 98 Mol-%) einer Al-Komponente enthält, zum Beispiel umgewandelt in Al₂O₃.
Die andere Komponente als Al kann eine oder zwei Arten von Komponenten im folgenden Bereich sein:
Si-Komponente: 1,50 bis 5,00 Mol-% in Form von SiO₂;
Ca-Komponente: 1,20 bis 4,00 Mol-% in Form von CaO;
Mg-Komponente: 0,05 bis 0,17 Mol-% in Form von MgO;
Ba-Komponente: 0,15 bis 0,50 Mol-% in Form von BaO; und
B-Komponente: 0,15 bis 0,50 Mol-% in Form von B₂O₃;
Hier ist am hinteren Endabschnitt des Außenumfangs eines Körperabschnitts 2c ein gewellter Abschnitt 2g geformt, der eine Glasurschicht 2h auf seinem Außenumfang aufweist.
Das Durchgangsloch 5 des Isolators umfasst einen ersten im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt 5a, um die Mittelelektrode 3 einzuführen und zu befestigen, und einen zweiten, im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt 5b, der auf der hinteren Endseite des ersten Abschnitts 5a mit einem größeren Durchmesser geformt ist. Dieser erste Abschnitt 5a und zweite Abschnitt 5b sind durch einen Verbindungsabschnitt 5c miteinander verbunden, der eine Kegelfläche oder Bogenfläche aufweist. Die Mittelelektrode 3 ist auf ihrer hinteren Endseite mit einem ausgeweiteten Abschnitt 3c zur Elektrodenbefestigung versehen, der vom Außenumfang nach außen ausgeweitet ist. An diesem ausgeweiteten Abschnitt 3c zur Elektrodenbefestigung ist die Mittelelektrode 3 mit dem Verbindungsabschnitt 5c in Kontakt, der die Kegelfläche oder Bogenfläche aufweist.
Hier wird die Länge des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs 5b mit LH bezeichnet, wie in 1 gezeigt. Genau genommen ist die Länge (LH) des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs 5b eine Länge vom hinteren Endabschnitt des Verbindungsabschnitts 5c zwischen dem ersten Abschnitt 5a und dem zweiten Abschnitt 5b zum hinteren Endabschnitt des zweiten Abschnitts 5b.
Im zweiten Abschnitt 5b ist die Mittelelektrode 3 auf ihrer hinteren Endseite über eine leitfähige Dichtschicht 20 mit einem gesinterten Keramikwiderstand 21 versehen, der eine säulenförmige Form aufweist. Zudem ist der gesinterte Keramikwiderstand 21 auf seiner hinteren Endseite über ein leitfähiges elastisches Element 22 wie z. B. eine Feder mit einem äußeren Anschluss 23 versehen. Die Mittelelektrode 3, die leitfähige Dichtschicht 20, der gesinterte Keramikwiderstand 21, das leitfähige elastische Element 22 und der äußere Anschluss 23 sind elektrisch miteinander verbunden. Hier ist die Axiallänge des in den zweiten Abschnitt 5b eingeführten gesinterten Keramikwiderstands 21 durch LR bezeichnet. Hier entspricht die leitfähige Dichtschicht dem „Dichtabschnitt".
Der gesinterte Keramikwiderstand 21 in der Zündkerze 100 wird hergestellt, indem in das Durchgangsloch 5 (d. h., den zweiten Abschnitt 5b) des Isolators 2 im Voraus ein gesinterter Körper eingeführt wird, und hat eine Länge (LR), die mindestens 40% der Länge (LH) des zweiten Abschnitts entspricht, das heißt, (LR/LH) × 100 ≥ 40).
Erfindungsgemäß wird der Widerstand hergestellt, indem ein vorgesinterter Keramikwiderstand 21 in das Durchgangsloch 5 (d. h., den zweiten Abschnitt 5b) des Isolators 2 eingeführt wird, wodurch der gesinterte Keramikwiderstand 21 ausreichend verlängert werden kann, ohne die Festigkeit zu opfern, im Gegensatz zum Herstellungsverfahren nach dem Stand der Technik. Als Ergebnis kann die effektive Dielektrizitätskonstante zwischen der Mittelelektrode 3 und dem äußeren Anschluss 23 gesenkt werden, um den am Zündzeitpunkt auftretenden kapazitiven Entladestrom zu reduzieren und den Störschutzeffekt zu verbessern.
Überdies ist die Länge (LR) des gesinterten Keramikwiderstands 21 auf mindestens 40% der Länge (LH) des zweiten Abschnitts 5b eingestellt (das heißt, (LR/LH) × 100 ≥ 40). Dadurch kann die effektive Dielektrizitätskonstante zwischen der Mittelelektrode 3 und dem äußeren Anschluss 23 gesenkt werden, um den am Zündzeitpunkt auftretenden kapazitiven Entladestrom zu reduzieren und den Störschutzeffekt zu verbessern. Die Länge (LR) des bevorzugt gesinterten Keramikwiderstands 21 beträgt mindestens 50% der Länge (LH) des zweiten Abschnitts 5b (das heißt, (LR/LH) × 100 ≥ 40).
Hier wird die Länge (LR) des gesinterten Keramikwiderstands 21 bevorzugt verlängert, um einen höheren Störschutzeffekt zu gewährleisten, und liegt näher an der Länge LH, abgesehen von den Mindestlängen, die für das leitfähige elastische Element 22, den äußeren Anschluss 23 usw. notwendig sind.
Zudem sind der hintere Endabschnitt 3d, der näher an der hinteren Endseite liegt als der ausgeweitete Abschnitt zur Elektrodenbefestigung 3c der Mittelelektrode 3, und der gesinterte Keramikwiderstand 21 durch die leitfähige Dichtschicht 20 befestigt. Siehe 2. Da der gesinterte Keramikwiderstand 21 daher außerdem an der leitfähigen Dichtschicht 20 zur Befestigung der Mittelelektrode 3 befestigt ist, kann die Länge des gesinterten Keramikwiderstands 21 lang genug gemacht werden, um den Störschutzeffekt zu verbessern, ohne einen Dichtanschluss oder dergleichen zu erfordern.
Zudem beträgt, Bezug nehmend auf 2, die Entfernung t1 zwischen dem hinteren Ende der Mittelelektrode 3 und dem vorderen Ende des gesinterten Keramikwiderstands 21 0,8 mm. Daher ist die Entfernung t1 zwischen dem hinteren Ende der Mittelelektrode 3 und dem vorderen Ende des gesinterten Keramikwiderstands 21 1,5 mm oder kleiner, sodass der gesinterte Keramikwiderstand 21 näher auf der Mittel elektrodenseite (der Seite des Zündabschnitts) liegt, wodurch der Störschutzeffekt zusätzlich verbessert wird. Andrerseits ist die Entfernung zwischen dem hinteren Ende der Mittelelektrode und dem vorderen Ende des gesinterten Keramikwiderstands 0,5 mm oder mehr, wodurch die gute Haftung zwischen der Mittelelektrode und dem gesinterten Keramikwiderstand aufrechterhalten werden kann.
Zudem ist der Raum zwischen dem Außenumfang 21a der vorderen Endseite des gesinterten Keramikwiderstands 21 und dem Innenumfang des zweiten Abschnitts 5b mit einem Füllabschnitt 20a der leitfähigen Dichtschicht 20 gefüllt. Daher ist der Füllabschnitt 20a im Raum zwischen dem Außenumfang der vorderen Endseite des gesinterten Keramikwiderstands 21 und dem Innenumfang des zweiten Abschnitts 5b vorhanden, sodass der gesinterte Keramikwiderstand 21 zuverlässig durch die leitfähige Dichtschicht 20 befestigt werden können.
Zudem weist der Füllabschnitt 20a eine axiale Entfernung t2 von 7 mm vom vorderen Ende des gesinterten Keramikwiderstands 21 auf. Daher ist die axiale Entfernung t2 des Füllabschnitts 20a 10 mm oder kleiner, sodass der gesinterte Keramikwiderstand 21 eine möglichst lange Axiallänge behalten kann, um den gesinterten Keramikwiderstand 21 zuverlässig mit der Dichtschicht 20 zu befestigen, während eine Verringerung im Störschutzeffekt unterdrückt wird.
Zudem weist ein Eckabschnitt 21c, der durch die vordere Endfläche und die Seitenfläche des gesinterten Keramikwiderstands 21 definiert wird, im Wesentlichen einen rechten Winkel auf. Diese Konfiguration macht es für das Dichtmaterial, das die leitfähige Dichtschicht 20 formt, schwer, in den Raum zwischen dem vorderen Außenumfang 21a der vorderen Endseite des gesinterten Keramikwiderstands 21 und dem Innenumfang des zweiten Abschnitts 5b einzudringen. Daher kann die axiale Entfernung t2 des Füllabschnitts 20a leicht 10 mm oder kleiner gemacht werden.
Die Querschnittsfläche des gesinterten Keramikwiderstands 21 der Erfindung ist bevorzugt 90% oder mehr von der des zweiten Abschnitts 5b, auch wenn sie stets dadurch beschränkt wird. Wenn sie kleiner als 90% ist, kann möglicherweise kein ausreichender Störschutzeffekt erreicht werden. Die Querschnittsfläche des gesinterten Keramikwiderstands 21 ist bevorzugt 95% oder mehr der Querschnittsfläche des zweiten Abschnitts 5b.
Zudem ist im Raum zwischen dem Außenumfang 21d des gesinterten Keramikwiderstands 21 und dem Innenumfang des zweiten Abschnitts 5b ein Glaselement 27 angeordnet. Daher ist in den Raum zwischen dem Außenumfang 21d der hinteren Endseite des gesinterten Keramikwiderstands 21 und dem Innenumfang des zweiten Abschnitts 5b das Glaselement 27 gefüllt, wodurch der gesinterte Keramikwiderstand 21 vor vibrationsbedingten Rissen und Brüchen geschützt wird. Hier entspricht das Glaselement dem „Isolationsmaterial".
Die leitfähige Dichtschicht 20 umfasst ein Glaspulver und ein leitfähiges Pulver. Das Glaspulver ist zum Beispiel aus einem Oxid aus B₂O₃-SiO₂, BaO-B₂O₃, SiO₂-B₂O₃-CaO-BaO, SiO₂-ZnO-B₂O₃, SiO₂-B₂O₃-Li₂O und SiO₂-B₂O₃-Li₂O-BaO zusammengesetzt, und das leitfähige Pulver besteht hauptsächlich aus einer Art oder zwei oder mehreren Arten von Metallkomponenten, die aus Cu, Fe und Sn gewählt werden. Die leitfähige Dichtschicht 20 kann je nach Bedarf ein halbleitendes anorganisches chemisches Pulver oder ein isolierendes Pulver wie TiO₂ oder dergleichen enthalten.
Der Gehalt des leitfähigen Pulvers in der leitfähigen Dichtschicht 20 ist bevorzugt 35 Gewichts-% oder mehr und 70 Gewichts-% oder weniger. Wenn der Gehalt des leitfähigen Pulvers 30 Gewichts-% oder weniger ist, ist der Gehalt des leitfähigen Pulvers, das den netzförmigen leitfähigen Durchgang in der leitfähigen Dichtschicht 20 formt, zu klein, um eine geeignete Leitfähigigkeit beizubehalten. Wenn der Gehalt des leitfähigen Pulvers 70 Gewichts-% oder mehr ist, weist das leitfähige Pulver einen zu hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, wodurch der Wärmeausdehnungskoeffizient der leitfähigen Dichtschicht 20 so hoch werden kann, dass er Abblätterung oder Rissbildung verursachen kann.
Der gesinterte Keramikwiderstand 21 wird hauptsächlich durch Sintern eines Aggregats und des leitfähigen Pulvers hergestellt. Das Aggregat kann zum Beispiel aus einem oder zwei der Glaspulver oder isolierenden Keramikpulver bestehen.
Beispiele des Glaspulvers schließen eine oder zwei oder mehrere Arten von B₂O₃-SiO₂, BaO-B₂O₃, SiO₂-B₂O₃-CaO-BaO, SiO₂-ZnO-B₂O₃, SiO₂-B₂O₃-Li₂O und SiO₂-B₂O₃-Li₂O-BaO ein.
Beispiele für das isolierende Keramikpulver sind eine oder zwei oder mehrere Arten von Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Mullit oder Steatit.
Beispiele für das leitfähige Pulver können eine oder zwei oder mehrere Arten eines halbleitenden Oxids, eines metallischen oder eines nichtmetallischen leitfähigen Materials sein.
Beispiele für das Halbleiteroxid schließen ein Zinnoxid, Zink, Antimon, Zinn, Silber oder Nickel als das Metall, amorphen Kohlenstoff (oder Rußschwarz), Grafit, Siliziumkarbid, Titankarbid, Wolframkarbid oder Zirkoniumkarbid als das nichtmetallische Material ein. Die einzelnen Materialien, die durch diese Halbleiteroxide, metallischen und nichtmetallischen leitfähigen Materialien veranschaulicht werden, können einer oder zweier oder mehrerer Art sein.
Für den erfindungsgemäßen gesinterten Keramikwiderstand 21 können die oben genannten Komponenten selektiv verwendet werden, er besteht aber bevorzugt zum Beispiel aus Steatit als das Aggregat und Zinnoxid als das leitfähige Pulver. Mit dieser Kombination kann der Widerstand des gesinterten Keramikwiderstands leicht angepasst werden, um die effektive Dielektrizitätskonstante und den am Zündzeitpunkt erzeugten kapazitiven Entladestrom zu reduzieren, um dadurch einen ausreichenden Störschutzeffekt zu erreichen. Der Widerstand des erfindungsgemäßen gesinterten Keramikwiderstands 21 ist bevorzugt 2 kΩ oder mehr und 8 kΩ oder weniger, und ist bevorzugter 4 kΩ oder mehr und 6 kΩ oder weniger.
Als nächstes wird ein Beispiel des Herstellungsverfahrens der Zündkerze 100 beschrieben. Zuerst wird die Herstellung des leitfähigen Dichtpulvers zur Formung des gesinterten Keramikwiderstands 21 und der leitfähigen Dichtschicht 20 beschrieben, die zur Herstellung der Zündkerze 100 verwendet werden.
Der gesinterte Keramikwiderstand 21 wird hergestellt, indem ein Bindemittel einer bestimmten Menge einer Mischung aus einem bestimmten Aggregat und einem leitfähigen Pulver zugesetzt wird, indem die Mischung in einem Lösungsmittel ausreichend vermischt wird und das Gemisch getrocknet wird, um eine Widerstandspulverzusammensetzung zu erhalten. Diese Widerstandspulverzusammensetzung wird dann benutzt, um durch ein Pressformungsverfahren, dass zur Herstellung des obigen Isolators 2 verwendet wird, ein Pressformteil zu formen. Das Formteil wird gesintert und mit einer bestimmten Form versehen, um den gesinterten Keramikwiderstand 21 herzustellen. Ein Glasmaterial für das Glaselement 27 wird auf den hinteren Endseitenaußenumfang 21d des gesinterten Keramikwiderstands 21 aufgetragen.
Hier ist die Länge (LR) des gesinterten Keramikwiderstands 21 auf 40% oder mehr der Länge (LH) des zweiten Abschnitts des Isolators 2 eingestellt. Ferner wird der Widerstand des gesinterten Keramikwiderstands 21 auf einen bestimmten Widerstandswert angepasst, indem die Zusammensetzung der Widerstandspulverzusammensetzung geändert wird.
Zudem wird die Herstellung des leitfähigen Dichtpulvers zur Formung der leitfähigen Dichtschicht 20 zum Beispiel durchgeführt, indem das Basisglaspulver und das leitfähige Pulver in einer bestimmten Zusammensetzung gemischt werden, und indem das Gemisch homogen vermischt und dispergiert wird.
Als nächstes wird der Zusammenbau der Mittelelektrode 3, des gesinterten Keramikwiderstands 21 und des äußeren Anschlusses 23 mit dem Isolator 2 wie folgt beschrieben. Der Zusammenbau der Mittelelektrode 3 und des gesinterten Keramikwiderstands 21 mit dem Isolator 2 wird durch einen Glasabdichtschritt durchgeführt, wie im Folgenden beschrieben.
Zuerst wird Glasurschlamm aus einer Sprühdüse auf den Isolator 2 aufgesprüht und der Isolator 2 wird getrocknet, um eine Glasurschlamm-Auftragsschicht 2ha (3) zu formen, die zur Glasurschicht 2h von 1 wird.
Als nächstes wird die Mittelelektrode 3 in den ersten Abschnitt 5a des Durchgangslochs 5 des Isolators 2 mit der Glasurschlamm-Auftragsschicht 2ha eingeführt, wie in 3 gezeigt. Wie in 4 gezeigt, wird die Mittelelektrode 3 im zweiten Abschnitt 5b zudem auf ihrer hinteren Endseite mit dem obigen leitfähigen Dichtpulver H gefüllt. Wie in 5 gezeigt, wird zudem eine Haltestange 30 in den zweiten Abschnitt 5b eingeführt, um das gefüllte leitfähige Dichtpulver H vorbereitend zu komprimieren, um dadurch die leitfähige Dichtpulverschicht 20a zu formen.
Als nächstes wird, wie in 6 gezeigt, der gesinterte Keramikwiderstand 21, der durch Pressformen und Sintern der Widerstandspulverzusammensetzung mit einer bestimmten Form geformt ist, von der hinteren Endseite des Isolators 2 aus in den zweiten Abschnitt 5b eingeführt, um die leitfähige Dichtpulverschicht 20a und den gesinterten Keramikwiderstand 21 miteinander in Kontakt zu bringen.
In diesem Zustand wird der gesinterte Keramikwiderstand 21, wie in 7 gezeigt, in einen Heizofen gelegt, um auf eine vorbestimmte Temperatur von 700 bis 950°C erwärmt zu werden. Danach wird der gesinterte Keramikwiderstand 21 von der hinteren Endseite aus im Durchgangsloch 5 zur vorderen Endseite in der Axialrichtung pressgepasst. Dabei wird im Raum zwischen dem Außenumfang 21d der hinteren Endseite des gesinterten Keramikwiderstands 21 und dem Innenumfang des zweiten Abschnitts 5b das Glaselement 27 geformt.
In den Isolator 2 mit dem gesinterten Keramikwiderstand 21, der wie in 8 gezeigt durch die leitfähige Dichtschicht 20 befestigt ist, wird das leitfähige elastische Element 22 von der hinteren Endseite des Durchgangslochs 5 aus eingeführt, und der äußere Anschluss 23 wird eingebaut, um einen Aufbau PA zu formen. Dieser Aufbau PA wird ferner mit der Metallschale 1, der Masseelektrode 4 und so weiter zusammengebaut, um die Zündkerze 100 zu ergeben, wie in 1 gezeigt. Die derart hergestellte Zündkerze 100 wird an ihrem gewindeten Abschnitt 1a am Motorblock befestigt, um einem Gemisch, das dem Brennraum zugeführt wird, als Zündquelle zu dienen.
Die erfindungsgemäße Zündkerze 100 wurde oben beschrieben, doch ihr Aufbau kann auf geeignete Weise geändert werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. In der obigen Ausführungsform wird das Glaselement 27 im Voraus auf den gesinterten Keramikwiderstand 21 aufgebracht und der Raum zwischen dem hinteren Endseitenaußenumfang 21d und dem Innenumfang des zweiten Abschnitts 5b des gesinterten Keramikwiderstands 21 wird geformt, wenn dieser gesinterte Keramikwiderstand 21 im Glasabdichtschritt mit dem Isolator 2 zusammengebaut wird. Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, da das Glaselement 27 auch geformt werden kann, indem der Glasabdichtschritt durchgeführt wird, ohne das Glaselement 27 im Voraus auf den gesinterten Keramikwiderstand 21 aufzubringen, und dann das weich gemachte Glasmaterial in den Raum zwischen dem hinteren Endseitenaußenumfang 21d und dem Innenumfang des zweiten Abschnitts 5b des gesinterten Keramikwiderstands 21 gefüllt wird.
BEISPIELE
Die Erfindung wird im Folgenden in Verbindung mit den folgenden Beispielen beschrieben.
(Beispiele 1 bis 3)
Zuerst wird das Metallpulver, bestehend aus Cu-Pulver und Fe-Pulver (beide mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 30 μm) mit einem Massenverhältnis von 1:1 so vermischt, dass der Gehalt des Metallpulvers etwa 50 Gewichts-% betrug, um das leitfähige Dichtpulver H zu erhalten.
Nach der Einführung der Mittelelektrode 3 in den ersten Abschnitt 5a des Isolators 2 wurde das leitfähige Dichtpulver H in den zweiten Abschnitt 5b auf der hinteren Endseite der Mittelelektrode 3 gefüllt und wurde vorbereitend durch die Haltestange 30 komprimiert, um die leitfähige Dichtpulverschicht 20a zu formen.
Als nächstes wurde der gesinterte Keramikwiderstand 21, der hauptsächlich aus Steatit als das Aggregat und Zinnoxid als das leitfähige Pulver bestand und eine Länge (LR) aufwies, die auf 40% oder mehr der Länge (LH) des zweiten Abschnitts 5b eingestellt war, in das Durchgangsloch 5b des Isolators 2 auf der hinteren Endseite der leitfähigen Dichtpulverschicht 20a eingeführt. Nach der Einführung in den Heizofen wurden diese auf 90°C erwärmt, und der gesinterte Keramikwiderstand 21 wurde von der hinteren Endseite zur axial vorderen Endseite des Durchgangslochs 5 pressgepasst.
Hier war die Länge (LR) des gesinterten Keramikwiderstands 21 von Beispiel 1 auf 61% der Länge (LH) des zweiten Abschnitts 5b eingestellt. Dementsprechend war die Länge (LR) des gesinterten Keramikwiderstands 21 von Beispiel 2 auf 50% eingestellt, und die Länge (LR) des gesinterten Keramikwiderstands 21 von Beispiel 3 war auf 40% eingestellt. Die Querschnittsflächen und Widerstandswerte der einzelnen gesinterten Keramikwiderstände 21 nach den Ausführungsformen 1 bis 3 wurden so angeglichen, dass die Querschnittsflächen auf 97% von der des zweiten Abschnitts 5b eingestellt waren und die Widerstandswerte auf 5 kQ eingestellt waren.
In den Isolator 2 mit der Mittelelektrode 3 und dem gesinterten Keramikwiderstand 21, die daran befestigt waren, wurde zudem eine Feder von der hinteren Endseite des Durchgangslochs 5 aus als das leitfähige elastische Element 22 eingeführt, und der äußere Anschluss 23 wurde ferner befestigt, um den Aufbau PA zu formen. Außerdem wurden die Metallschale 1, die Masseelektrode 4 und so weiter mit diesem Aufbau PA in die Zündkerze 100 eingebaut.
(Vergleichsbeispiele 1 und 2)
Eine Zündkerze wurde durch ein Verfahren hergestellt, das ähnlich dem von Beispiel 1 war. Hier war die Länge (LR) des gesinterten Keramikwiderstands gemäß Vergleichsbeispiel 1 auf 37% der Länge (LH) des zweiten Abschnitts eingestellt, und die Länge (LR) des gesinterten Keramikwiderstands gemäß Vergleichsbeispiel 2 war auf 33% eingestellt. Die Querschnittsflächen und die Widerstände der einzelnen gesinterten Keramikwiderstände gemäß den Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurden so ausgeglichen, dass die Querschnittsflächen auf 97% von der des zweiten Abschnitts eingestellt war, und die Widerstände waren auf 5 kΩ eingestellt.
(Vergleichsbeispiel 3)
Die Mittelelektrode 3 wurde wie in Beispiel 1 in den Isolator 2 eingeführt, wie in 9 gezeigt. Danach wurden das leitfähige Dichtpulver, die Widerstandspulverzusammensetzung und das leitfähige Dichtpulver aufeinanderfolgend eingefüllt und vorbereitend mit der Haltestange komprimiert, um dadurch die erste leitfähige Dichtpulverschicht 20a, eine Widerstandspulverzusammensetzungsschicht 40a und eine zweite leitfähige Dichtpulverschicht 41a zu pressen.
Hier wurde die Zusammensetzung des leitfähigen Dichtpulvers benutzt, um die erste leitfähige Dichtschicht 20a zu formen, und die zweite leitfähige Dichtpulverschicht 41a wurde ähnlich wie das leitfähige Dichtpulver von Beispiel 1 hergestellt, und die Menge des leitfähigen Dichtpulvers, die verwendet wurde, um die erste Dichtpulverschicht 20a zu formen, entsprach der in Beispiel 1 verwendeten.
Die Widerstandspulverzusammensetzung, die benutzt wurde, um die Widerstandspulverzusammensetzungsschicht 41a zu formen, entsprach der, die verwendet wurde, um den gesinterten Keramikwiderstand von Beispiel 1 herzustellen. Die Menge der Widerstandspulverzusammensetzung, die benutzt wurde, um die Widerstandspulverzusammensetzungsschicht 40a herzustellen, war eine, die allgemein in einem Herstellungsverfahren dieser Art verwendet werden kann.
Als nächstes wurde eine Wärmebehandlung bei 900°C durchgeführt, und ein äußerer Anschluss 42 wurde von der hinteren Endseite aus in das Durchgangsloch 5 des Isolators 2 pressgepasst, wie in 9 gezeigt. Die einzelnen Schichten im laminierten Zustand wurden axial gepresst, um den Aufbau PA mit einer ersten leitfähigen Dichtschicht 20, einem Widerstand 40 und einer zweiten leitfähigen Dichtschicht 41 herzustellen, wie in 10 gezeigt. Danach wurden die Hauptpassung und so weiter an den Aufbau PA befestigt, um die Zündkerze herzustellen. Hier war die Länge (LR) des Widerstands 40 in der derart erhaltenen Zündkerze 22 der Länge (LH) des zweiten Abschnitts 5b, und der Widerstand des Widerstands 40 war 5 kΩ.
(Vergleichsbeispiel 4)
Die Mittelelektrode 3 wurde wie in Beispiel 1 in den Isolator eingeführt, und ein leitfähiges Dichtpulver ähnlich dem in Beispiel 1 wurde eingefüllt und vorbereitend mit der Haltestange komprimiert, um die leitfähige Dichtpulverschicht 20a herzustellen. Wie in 11 gezeigt, wurde ein Dichtanschluss 50 von der hinteren Endseite aus in das Durchgangsloch 5 des Isolators 2 eingeführt, um dadurch die leitfähige Dichtschicht 20a und den Dichtanschluss 50 miteinander in Kontakt zu bringen. In diesem Zustand wurde der Aufbau in den Heizofen gelegt und auf 900°C erwärmt. Danach wurde der Dichtanschluss 50 von der hinteren Endseite aus in das Durchgangsloch 5 des Dichtabschlusses 50 in Richtung der vorderen Endseite in der Axialrichtung pressgepasst, um dadurch die leitfähige Dichtschicht 20 und den Dichtanschluss 50 zu befestigen, wie in 12 gezeigt.
Danach wurde ein Spulenwiderstand 51 von der hinteren Endseite aus in das Durchgangsloch 5 des Isolators 2 eingeführt, wie in 13 gezeigt. Danach wurden eine Feder 52 und ein äußerer Anschluss 53 eingebaut, um den Aufbau PA zu formen. Die Hauptpassung und so weiter wurden am Aufbau PA befestigt, um die Zündkerze herzustellen. Hier betrug die Länge (LR) des Spulenwiderstands 51 31% der Länge (LH) des zweiten Abschnitts 5b. Der Widerstandswert des Spulenwiderstands 51 war zudem 0,05 kΩ.

Tabelle A führt die Widerstandsarten, die in den Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 4 benutzt wurden, die Länge des zweiten Abschnitts der Isolatoren, die Verhältnisse (LR/LH × 100[%]) der Länge der Widerstände zur Länge des zweiten Abschnitts der Isolatoren, und die Widerstandswerte der Widerstände auf. Tabelle 1

	Typ des Widerstands	Länge des zweiten Abschnitts des Durchgangslochs (LH) [mm]	Länge des Widerstands (LR) [mm]	Widerstandslänge/zweiter Abschnitt des Durchgangslochs (LH/LR × 100) (%)	Widerstandswert des Widerstands (kQ )
Beispiel	1 Eingeführter gesinterter Körper	45	27,5	61	5,0
	2 Eingeführter gesinterter Körper	45	22,5	50	5,0
	3 Eingeführter gesinterter Körper	45	18	40	5,0
Vergleichsbeispiel	1 Eingeführter gesinterter Körper	45	16,5	37	5,0
	2 Eingeführter gesinterter Körper	45	15	33	5,0
	3 Monolithisch	45	10	22	5,0
	4 Spulenwiderstand	45	14	31	0,05

Als nächstes wurden der Störschutzeffekt und die Haltbarkeit der Zündkerzen der Beispiele 1 bis 3 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet.
Hier wurden die Bewertungen des Störschutzeffekts auf der Basis der Strommethode JASO D 004-91 (herausgegeben von The Society of Automotive Engineers of Japan am 29. Mai 1991) bei Frequenzen von 30 Hz, 250 Hz und 750 Hz unter einem Kammerdruck von 400 kPa und einer anliegenden Zündkerzenspannung von 12 kV durchgeführt.
In Tabelle 2 wurde der Störschutzeffekt auf diese Weise für den gesamten Frequenzbereich mit der Störstromstärke der Zündkerze des Vergleichsbeispiels 3 als Referenz so bewertet, dass eine Störstromstärke, die um mindestens 7,5% kleiner war als die der Zündkerze des Vergleichsbeispiels 3, mit „oo" bewertet wurde, eine Störstromstärke, die um mindestens 5,0% und höchstens 7,5% kleiner war, mit „o" bewertet wurde, und eine Störstromstärke, die um höchstens 5% kleiner war, mit „Δ" bewertet wurde.

Für die Haltbarkeiten wurden die Widerstandsänderungsraten über einen Zeitraum von 200 Stunden bei einer an der Zündkerze anliegenden Spannung von 20 kV und einer Funkenfrequenz von 60 Hz gemessen. In Tabelle 2 zeigen das Symbol „o" eine Widerstandsänderungsrate zwischen ± 50% und das Symbol „X" eine Widerstandsänderungsrate von mehr als ± 50% an. Tabelle 2

		Störschutzeffekt				Haltbarkeit
		Bewertung	Stromstärke (dBμA) bei 30 Hz Rauschen	Stromstärke (dBμA) bei 250 Hz Rauschen	Stromstärke (dBμA) bei 750 Hz Rauschen	Haltbarkeit
Beispiel	1	oo	72	48	38	o
	2	oo	72	49	45	o
	3	o	73	50	46	o
	1	Δ	75	54	47	o
Vergleichsbeispiel	2	Δ	75	57	48	o
	3	Referenz	78	57	49	o
	4	oo	74	49	45	x

Wie aus Tabelle 2 hervorgeht: Der Störschutzeffekt kann weit mehr verbessert werden als der, der mit einer Zündkerze monolithischen Typs des Stands der Technik erhalten werden kann, indem der vorgesinterte Keramikwiderstand in den Isolator eingeführt wird und die Länge (LR) des gesinterten Keramikwiderstands auf 40% oder mehr der Länge (LH) des zweiten Abschnitts 5b eingestellt wird; und er kann gleich oder besser als der sein, der mit einem Spulenwiderstand erreicht wird, dessen hervorragender Störschutzeffekt allgemein bekannt ist. Die obigen Ergebnisse zeigen auch, dass die Haltbarkeit der der Widerstandszündkerze monolithischen Typs nach dem Stand der Technik entsprechen kann.
Für den Fachmann versteht es sich, dass verschiedene Änderungen in der Form und im Detail der oben gezeigten und beschriebenen Erfindung möglich sind. Es ist beabsichtigt, dass diese Änderungen im Rahmen der beiliegenden Ansprüche liegen.
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung JP 2004-297250 vom 12. Oktober 2004.

Claims

Eine Zündkerze aufweisend: einen Isolator (2) mit einer Durchgangsöffnung (5), die sich in einer Axialrichtung erstreckt, wobei die Durchgangsöffnung (5) einen ersten Abschnitt (5a) und einen zweiten Abschnitt (5b), der an einer hinteren Endseite des ersten Abschnitts (5a) vorgesehenen und einen größeren Durchmesser als der erste Abschnitt hat, umfasst; eine Mittelelektrode (3), die im ersten Abschnitt (5a) der Durchgangsöffnung (5) des Isolators (2) vorgesehen ist; ein äußerer Anschluss (23), der im zweiten Abschnitt (5b) der Durchgangsöffnung (5) des Isolators (2) vorgesehen ist; und einen gesinterten Keramikwiderstand (21), der im zweiten Abschnitt (5b) der Durchgangsöffnung (5) vorgesehen ist, einen gesinterten Körper einer leitenden Keramik aufweist und die Mittelelektrode (3) und den externen Anschluss (23) elektrisch verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der gesinterte Keramikwiderstand (21) eine Länge in Axialrichtung von 40% oder mehr einer Länge in Axialrichtung des zweiten Abschnitts (5b) der Durchgangsöffnung (5) hat.
Zündkerze nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen Dichtabschnitt (20), der eine Glaskomponente aufweist und ein hinteres Ende der Mittelelektrode (3) und ein vorderes Ende des gesinterten Keramikwiderstands (21) fixiert.
Zündkerze nach Anspruch 2, wobei ein Abstand zwischen dem hinteren Ende der Mittelelektrode (3) und dem vorderen Ende des gesinterten Keramikwiderstands (21) 0,5 mm bis 1,5 mm beträgt.
Zündkerze nach Anspruch 2, wobei der Dichtabschnitt einen Füllabschnitt umfasst, der in einen Raum zwischen einem vorderen Endseitenaußenumfang des gesinterten Keramikwiderstands (21) und einem Innenumfang des zweiten Abschnitts (5b) der Durchgangsöffnung (5) gefüllt ist, wobei sich der Füllabschnitt bis zu einer Region erstreckt, die einen Abstand in Axialrichtung von 10 mm oder weniger vom vorderen Ende des gesinterten Keramikwiderstands (21) hat.
Zündkerze nach Anspruch 4, wobei eine vordere Endfläche und eine Seitenfläche in einem sich durch die Achse des gesinterten Keramikwiderstands (21) erstreckenden Schnitt im wesentlichen einen rechten Winkel definieren.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der gesinterte Keramikwiderstand (21) eine Schnittfläche von 90% oder mehr von der des zweiten Abschnitts (5b) der Durchgangsöffnung (5) hat, wenn entlang eines Schnitts, der sich durch den gesinterten Keramikwiderstand und normal zur Axialrichtung erstreckt, geschnitten wird.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiterhin aufweisend ein Isolationsglied, das in einen Raum zwischen einem hinteren Endseitenaußenumfang des gesinterten Keramikwiderstands (21) und einem Innenumfang des zweiten Abschnitts (5b) der Durchgangsöffnung gefüllt ist.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der gesinterte Keramikwiderstand (21) Zinnoxid als eine leitende Komponente enthält.