DE102015110416B4

DE102015110416B4 - Zündkerze für eine interne Verbrennungsmaschine

Info

Publication number: DE102015110416B4
Application number: DE102015110416.4A
Authority: DE
Inventors: Masamichi Shibata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2015-06-29
Publication date: 2022-12-08
Anticipated expiration: 2035-06-30
Also published as: DE102015110416A1; US9219350B1; US20160006219A1

Abstract

Zündkerze (1) für eine interne Verbrennungsmaschine, wobei die Zündkerze (1) Folgendes aufweist:ein röhrenförmiges Gehäuse (2);einen röhrenförmigen Isolator (3), welcher in dem Gehäuse (2) gehalten ist;eine Mittelelektrode (4), welche in dem Isolator (3) mit einem distalen Endabschnitt (41) der Mittelelektrode (4) außerhalb des Isolators (3) hervorstehend gesichert ist; undeine Masseelektrode (21), welche an einem distalen Ende des Gehäuses (2) vorgesehen ist, wobei die Masseelektrode (21) einen distalen Endabschnitt (211) hat, welcher dem distalen Endabschnitt (41) der Mittelelektrode (4) in einer axialen Richtung der Zündkerze (1) über eine Funkenstrecke, welche dazwischen gebildet ist, zugewandt ist, wobeidas Gehäuse (2) einen Sitzabschnitt (22) hat, welcher an einem inneren Umfang davon gebildet ist, wobei der Sitzabschnitt (22) eine Sitzoberfläche (221) hat, welche in proximaler Richtung zugewandt ist,der Isolator (3) einen distalen Abschnitt (31), einen proximalen Abschnitt (32), welcher einen größeren Außendurchmesser als der distale Abschnitt (31) hat, und eine Schulter (33) hat, welche an einem äußeren Umfang des Isolators (3) zwischen dem distalen (31) und proximalen (32) Abschnitt gebildet ist, wobei die Schulter (33) angeordnet ist, um auf der Sitzoberfläche (221) des Sitzabschnitts (22) des Gehäuses (2) zu sitzen,die Zündkerze (1) weiterhin eine ringförmige Dichtung (5) aufweist, welche zwischen der Sitzoberfläche (221) des Sitzabschnitts (22) des Gehäuses (2) und der Schulter (33) des Isolators (3) zwischenliegend angeordnet ist, und wobeian einer inneren Umfangsoberfläche (222) des Sitzabschnitts (22) des Gehäuses (2), welcher einer äußeren Umfangsoberfläche des distalen Abschnitts der Schulter (33) zugewandt ist, eine Mehrzahl von unebenen Abschnitten (23) gebildet ist, welche in einer Umfangsrichtung der Zündkerze (1) angeordnet sind, wobei jeder der unebenen Abschnitte (23) aus einem Vorsprung (231) und einer Aussparung (232) besteht, welche in der Umfangsrichtung aneinander angrenzen.

Description

HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zündkerzen für interne Verbrennungsmaschinen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Als Zündmittel in internen Verbrennungsmaschinen werden Zündkerzen verwendet, welche ein röhrenförmiges Gehäuse, einen röhrenförmigen Isolator, eine Mittelelektrode und eine Masseelektrode aufweisen. Der Isolator ist in dem Gehäuse gehalten beziehungsweise fixiert. Die Mittelelektrode ist in dem Isolator mit einem distalen Endabschnitt der Mittelelektrode außerhalb des Isolators hervorstehend gesichert. Die Masseelektrode ist an einem distalen Ende des Gehäuses vorgesehen. Die Masseelektrode hat einen distalen Endabschnitt, welcher dem distalen Endabschnitt der Mittelelektrode in einer axialen Richtung der Zündkerze durch bzw. über eine Funkenstrecke, welche dazwischen gebildet ist, zugewandt ist. Diese Zündkerzen sind konfiguriert, um einen Funken über die Funkenstrecke zu entladen, wodurch ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einer Verbrennungskammer der Maschine gezündet wird.
Beispielsweise offenbart die japanische Patentanmeldung JP 2009 - 176 525 A eine Zündkerze, welche eine ringförmige Dichtung (packing) hat, welche zwischen dem Isolator und dem Gehäuse (oder Hauptmetallkörper) zwischenliegend angeordnet ist. Besonders hat der Isolator eine Oberfläche, welche an dem Außenumfang beziehungsweise der äußeren Peripherie des Isolators gebildet ist, um in eine distale Richtung (das heißt in Richtung der distalen Seite) zugewandt zu sein. Andererseits hat das Gehäuse eine Oberfläche, welche an dem Innenumfang beziehungsweise der inneren Peripherie des Gehäuses gebildet ist, um in eine proximale Richtung (das heißt in Richtung der proximalen Seite) zugewandt zu sein. Die ringförmige Dichtung ist zwischen den zwei Oberflächen des Isolators und des Gehäuses zwischenliegend angeordnet. Weiterhin ist in der Zündkerze die Positions-Beziehung zwischen einem Abschnitt verringerten Durchmessers des Gehäuses und der Dichtung spezifiziert, um den Reinigungseffekt aufgrund einer Koronaentladung zu erreichen, wodurch das Anti-Verschmutzungs-Leistungsvermögen der Zündkerze verbessert wird.
In den letzten Jahren war es Ziel, den Kraftstoffverbrauch weiterhin zu verringern und die Effizienz von internen Verbrennungsmaschinen zu verbessern. Als eine Konsequenz ist in internen Verbrennungsmaschinen das Luft-Kraftstoff-Gemisch in einer Umgebung, in der es für das Luft-Kraftstoff-Gemisch schwierig ist, verbrannt zu werden; und die Verbrennungstemperatur wird erniedrigt. Weiterhin wird es mit der Erniedrigung der Verbrennungstemperatur leichter für Kohlenstoff, erzeugt zu werden, insbesondere durch die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs während eines Kaltstarts der Maschine, und an dem Isolator einer Zündkerze, welche in der Maschine verwendet wird, anzuhaften.
In der Zündkerze, welche in dem obigen Patentdokument offenbart ist, ist nur die Positions-Beziehung zwischen dem Abschnitt verringerten Durchmessers des Gehäuses und der Dichtung spezifiziert beziehungsweise bestimmt. Das heißt, dass keine Verbesserung an der Struktur des Gehäuses oder der Dichtung getätigt ist.
Darüber hinaus ist es in dem obigen Patentdokument ein Ziel, den Effekt der Reinigung (das heißt des Abbrennens) des Kohlenstoffs, welcher an dem Isolator angehaftet ist, zu erreichen durch ein Verursachen, dass eine Koronaentladung auftritt, während die Erzeugung eines Leckstroms unterdrückt wird.
Die Größenordnung des Koronastroms, welcher durch eine Koronaentladung fließt, ist jedoch niedriger als diejenige eines Leckstroms. Demzufolge kann es in der Zündkerze, welche in dem obigen Patentdokument offenbart ist, unmöglich sein, den Kohlenstoff, welcher an dem Isolator angehaftet ist, ausreichend zu verbrennen.
Weiterer relevanter Stand der Technik ist in den Druckschriften JP S42 - 8 006 Y1 , JP S60 - 160 490 U und EP 2 400 606 A1 offenbart.
KURZFASSUNG
Die vorstehenden Probleme und die sich daraus ergebende Aufgabe werden durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der sich daran anschließenden abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem erläuternden Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine erste Zündkerze für eine interne Verbrennungsmaschine vorgesehen. Die erste Zündkerze weist ein röhrenförmiges Gehäuse, einen röhrenförmigen Isolator, eine Mittelelektrode und eine Masseelektrode auf. Der Isolator ist in dem Gehäuse gehalten beziehungsweise fixiert. Die Mittelelektrode ist in dem Isolator mit einem distalen Endabschnitt der Mittelelektrode außerhalb des Isolators hervorstehend gesichert. Die Masseelektrode ist an einem distalen Ende des Gehäuses vorgesehen. Die Masseelektrode hat einen distalen Endabschnitt, welcher dem distalen Endabschnitt der Mittelelektrode in einer axialen Richtung der Zündkerze durch eine Funkenstrecke, welche dazwischen gebildet ist, zugewandt ist. Darüber hinaus hat in der ersten Zündkerze das Gehäuse einen Sitzabschnitt, welcher an einem Innenumfang beziehungsweise an einer inneren Peripherie davon gebildet ist. Der Sitzabschnitt hat eine Sitzoberfläche, welche in eine proximale Richtung zugewandt ist. Der Isolator hat einen distalen Abschnitt, einen proximalen Abschnitt, welcher einen größeren Außendurchmesser als der distale Abschnitt hat, und eine Schulter, welche an einem Außenumfang beziehungsweise einer äußeren Peripherie des Isolators zwischen dem distalen und proximalen Abschnitt gebildet ist. Die Schulter ist angeordnet, um auf der Sitzoberfläche des Sitzabschnitts des Gehäuses zu sitzen. Die erste Zündkerze weist weiterhin eine ringförmige Dichtung auf, welche zwischen der Sitzoberfläche des Sitzabschnitts des Gehäuses und der Schulter des Isolators zwischenliegend angeordnet ist. Ferner ist in der ersten Zündkerze an beziehungsweise auf einer inneren Umfangsoberfläche des Sitzabschnitts des Gehäuses, welche einer äußeren Umfangsoberfläche des distalen Abschnitts der Schulter zugewandt ist, eine Mehrzahl von unebenen Abschnitten angeordnet, welche in einer Umfangsrichtung der Zündkerze angeordnet sind. Jeder der unebenen Abschnitte besteht aus einem Vorsprung und einer Aussparung, welche in der Umfangsrichtung aneinander grenzen.
Demzufolge ist es mit den unebenen Abschnitten, welche an der inneren Umfangsoberfläche des Sitzabschnitts des Gehäuses gebildet sind, möglich, einen Leckstrom zwischen dem Sitzabschnitt des Gehäuses und der äußeren Umfangsoberfläche des distalen Abschnitts des Isolators zu erzeugen, wodurch effektiv Kohlenstoff, welcher an der äußeren Umfangsoberfläche des distalen Abschnitts des Isolators angeh ist, abgebrannt wird.
In weiteren Implementierungen der ersten Zündkerze können die unebenen Abschnitte an der inneren Umfangsoberfläche des Sitzabschnitts des Gehäuses über eine gesamte axiale Länge der inneren Umfangsoberfläche gebildet sein. Alternativ können die unebenen Abschnitte an beziehungsweise auf der inneren Umfangsoberfläche des Sitzabschnitts des Gehäuses nur in einem axialen Bereich von einem distalen Ende zu einer axialen Mittelposition der inneren Umfangsoberfläche gebildet sein.
Jeder der Vorsprünge der unebenen Abschnitte kann einen dreieckförmigen beziehungsweise dreieckigen oder viereckförmigen beziehungsweise viereckigen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze haben.
Es ist zu bevorzugen, dass die Vorsprünge der unebenen Abschnitte in der Umfangsrichtung der Zündkerze unter einem Teilungswinkel in dem Bereich von 5° bis 30° angeordnet sind.
Es ist ebenso zu bevorzugen, dass ein Spalt zwischen den Spitzen der Vorsprünge der unebenen Abschnitte und der äußeren Umfangsoberfläche des distalen Abschnitts des Isolators in dem Bereich von 0,05 mm bis 0,4 mm ist.
Die Spitzen der Vorsprünge der unebenen Abschnitte können abgerundet sein, um vorzugsweise einen Krümmungsradius von weniger oder gleich 0,3 mm zu haben. Alternativ können die Spitzen der Vorsprünge der unebenen Abschnitte abgeschrägt sein, wobei die Abschrägungsbreite vorzugsweise weniger oder gleich 0,3 mm ist.
Gemäß einem weiteren erläuternden Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine zweite Zündkerze für eine interne Verbrennungsmaschine vorgesehen. Die zweite Zündkerze weist ein röhrenförmiges Gehäuse, einen röhrenförmigen Isolator, ein Mittelelektrode und eine Masseelektrode auf. Der Isolator ist in dem Gehäuse gehalten beziehungsweise fixiert. Die Mittelelektrode ist in dem Isolator mit einem distalen Endabschnitt der Mittelelektrode nach außerhalb des Isolators hervorstehend gesichert. Die Masseelektrode ist an einem distalen Ende des Gehäuses vorgesehen. Die Masseelektrode hat einen distalen Endabschnitt, welcher dem distalen Endabschnitt der Mittelelektrode in einer axialen Richtung der Zündkerze durch beziehungsweise über eine Funkenstrecke, welche dazwischen gebildet ist, zugewandt ist. Darüber hinaus hat in der zweiten Zündkerze das Gehäuse einen Sitzabschnitt, welcher an einem Innenumfang davon gebildet ist. Der Sitzabschnitt hat eine Sitzoberfläche, welche in proximaler Richtung zugewandt ist. Der Isolator hat einen distalen Abschnitt, einen proximalen Abschnitt, welcher einen größeren Außendurchmesser als der distale Abschnitt hat, und eine Schulter, welche an einem Außenumfang des Isolators zwischen dem distalen und dem proximalen Abschnitt gebildet ist. Die Schulter ist angeordnet, um auf der Sitzoberfläche des Sitzabschnitts des Gehäuses zu sitzen. Die zweite Zündkerze weist weiterhin eine ringförmige Dichtung auf, welche zwischen der Sitzoberfläche des Sitzabschnitts des Gehäuses und der Schulter des Isolators zwischenliegend angeordnet ist. Weiterhin ist in der zweiten Zündkerze an einer inneren Umfangsoberfläche der Dichtung eine Mehrzahl von unebenen Abschnitten gebildet, welche in einer Umfangsrichtung der Zündkerze angeordnet sind. Jeder der unebenen Abschnitte besteht aus einem Vorsprung und einer Aussparung, welche zueinander in der Umfangsrichtung benachbart sind beziehungsweise aneinander angrenzen.
Demzufolge ist es mit den unebenen Abschnitten, welche an der inneren Umfangsoberfläche der Dichtung gebildet sind, möglich, einen Leckstrom zwischen der Dichtung und der äußeren Umfangsoberfläche des distalen Abschnitts des Isolators zu bilden, wodurch effektiv Kohlenstoff, welcher an der äußeren Umfangsoberfläche des distalen Abschnitts des Isolators angelagert ist, abgebrannt wird.
In weiteren Implementierungen der zweiten Zündkerze kann jeder der Vorsprünge der unebenen Abschnitte einen dreieckigen oder viereckigen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze haben.
Es ist zu bevorzugen, dass die Vorsprünge der unebenen Abschnitte in der Umfangsrichtung der Zündkerze unter einem Teilungswinkel in dem Bereich von 5° bis 30° angeordnet sind.
Ein radial innerer Endabschnitt der Dichtung kann in distaler Richtung gebogen sein, sodass die Spitzen der Vorsprünge der unebenen Abschnitte, welche an beziehungsweise auf der inneren Umfangsoberfläche der Dichtung gebildet sind, in distaler Richtung von einem Eckranddes Sitzabschnitts des Gehäuses hervorstehen. Der Eckrand ist zwischen der Sitzoberfläche und einer inneren Umfangsoberfläche des Sitzabschnitts des Gehäuses gebildet. In diesem Fall ist es zu bevorzugen, dass der Hervorstehbetrag der Spitzen der Vorsprünge der unebenen Abschnitte von dem Eckrand des Sitzabschnitts des Gehäuses in distaler Richtung in der axialen Richtung in dem Bereich von 0 mm bis 1 mm ist.
Die Spitzen der Vorsprünge der unebenen Abschnitte können abgerundet sein, um vorzugsweise einen Krümmungsradius von weniger oder gleich 0,3 mm zu haben. Alternativ können die Spitzen der Vorsprünge der unebenen Abschnitte abgeschrägt sein, wobei die Abschrägungsbreite vorzugsweise weniger oder gleich 0,3 mm ist.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der detaillierten Beschreibung, welche hierin nachstehend gegeben ist und aus den beigefügten Zeichnungen von beispielhaften Ausführungsformen verstanden werden, welche jedoch nicht herangezogen werden sollten, um die vorliegende Erfindung auf die bestimmten Ausführungsformen zu beschränken, sondern welche für den Zweck der Erklärung und des Verständnisses ausschließlich sind.
In den beigefügten Zeichnungen:

1 ist eine Querschnittsansicht eines distalen Endes einer Zündkerze gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen wie mit den Pfeilen I in 1 angezeigt;
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer axialen Richtung der Zündkerze, eines Sitzabschnittes eines Gehäuses und seiner Nachbarschaften in der Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, aufgenommen rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze des Sitzabschnittes eines Gehäuses und seiner Nachbarschaften in der Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform;
5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche eine erste Abwandlung der Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche eine zweite Abwandlung der Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche eine dritte Abwandlung der Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche eine vierte Abwandlung der Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche eine fünfte Abwandlung der Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
10 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen einem Teilungswinkel und der Anzahl von Zyklen veranschaulicht, welche wiederholt wurden, bis ein Isolationswiderstand niedriger als 10 MΩ wurde in einem Verschmutzungstest, welcher für die Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wurde,
11 ist ein Graph, welche die Beziehung zwischen dem Teilungswinkel und einer elektrischen Feldstärke veranschaulicht;
12 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen einem Spalt und der Anzahl von Zyklen veranschaulicht, welche wiederholt wurden, bis der Isolationswiderstand niedriger wurde als 10 MΩ in dem Verschmutzungstest, welcher für die Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wurde;
13 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen einem Krümmungsradius und der Anzahl von Zyklen veranschaulicht, welche wiederholt wurden, bis der Isolationswiderstand niedriger wurde als 10 MΩ in dem Verschmutzungstest, welcher für die Zündkerze gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wurde;
14 ist eine Querschnittsansicht eines distalen Teils einer Zündkerze gemäß einer zweiten Ausführungsform;
15 ist eine Querschnittsansicht aufgenommen, wie mit den Pfeilen I in 14 angezeigt ist;
16 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, aufgenommen entlang einer axialen Richtung der Zündkerze, einer Dichtung und ihrer Nachbarschaft in der Zündkerze gemäß der zweiten Ausführungsform;
17 eine vergrößerte Querschnittsansicht, aufgenommen rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze, der Dichtung und ihrer Nachbarschaft in der Zündkerze gemäß der zweiten Ausführungsform;
18 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche eine erste Abwandlung der Zündkerze gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
19 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche eine zweite Abwandlung der Zündkerze gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
20 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche eine dritte Abwandlung der Zündkerze gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
21 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, welche eine vierte Abwandlung der Zündkerze gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
22 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen einem Teilungswinkel und der Anzahl von Zyklen veranschaulicht, welche wiederholt wurden, bis ein Isolationswiderstand niedriger als 10 MΩ in einem Verschmutzungstest wurde, welcher für die Zündkerze gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wurde;
23 ist ein Graph, welche die Beziehung zwischen dem Teilungswinkel und einer elektrischen Feldstärke veranschaulicht;
24 ist ein Graph, welche die Beziehung zwischen einer Hervorstehhöhe beziehungsweise einem Hervorstehbetrag und der Anzahl von Zyklen veranschaulicht, welche wiederholt wurden, bis der Isolationswiderstand geringer als 10 MΩ in dem Verschmutzungstest wurde, welcher für die Zündkerze gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wurde; und
25 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen einem Krümmungsradius und der Anzahl von Zyklen veranschaulicht, welche wiederholt wurden, bis der Isolationswiderstand niedriger als 10 MΩ in dem Verschmutzungstest wurde, welcher für die Zündkerze gemäß der zweiten Ausführungsform durchgeführt wurde.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Beispielhafte Ausführungsformen werden hierin nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 25 beschrieben werden. Es sollte festgehalten werden, dass zum Zweck der Klarheit und des Verständnisses identische Komponenten beziehungsweise Bestandteile, welche identische Funktionen haben, über die gesamte Beschreibung hinweg wo möglich mit denselben Bezugszeichen in jeder der Figuren markiert worden sind.
[Erste Ausführungsform]
Diese Ausführungsform veranschaulicht eine Zündkerze 1, welche ausgebildet ist, um als ein Zündmittel in einer internen Verbrennungsmaschine beispielsweise eines Motorfahrzeugs verwendet zu werden.
Genauer ist die Zündkerze 1 ausgebildet, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einer Verbrennungskammer der Maschine zu zünden. Die Zündkerze 1 hat ein axiales Ende, welches mit einer Zündspule (nicht gezeigt) zu verbinden ist, und das andere axiale Ende, um innerhalb der Verbrennungskammer platziert zu werden. Zusätzlich wird hierin nachstehend, wie in 1 gezeigt ist, auf die axiale Seite, auf der die Zündkerze 1 mit der Zündspule zu verbinden ist, Bezug genommen als „proximale Seite“; und auf die andere axiale Seite, auf der die Zündkerze 1 innerhalb der Verbrennungskammer zu platzieren ist, wird Bezug genommen werden als „distale Seite“.
Wie in 1 gezeigt ist, weist die Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform Folgendes auf: Ein röhrenförmiges Gehäuse (oder Metallschale) 2; einen röhrenförmigen Isolator 3, welcher in dem Gehäuse 2 gehalten beziehungsweise fixiert ist; eine Mittelelektrode 4, welche in dem Isolator 3 gesichert ist derart, dass ein distaler Endabschnitt 41 der Mittelelektrode 4 außerhalb des Isolators 3 hervorsteht; und eine Masseelektrode 21, welche an einem distalen Ende des Gehäuses 2 vorgesehen ist und einen distalen Endabschnitt 211 hat, welcher dem distalen Endabschnitt 41 der Mittelelektrode 4 in einer axialen Richtung O der Zündkerze 1 durch eine Funkenstrecke S, welche dazwischen gebildet ist, zugewandt ist.
Darüber hinaus hat, wie in den 1 bis 3 gezeigt, in der vorliegenden Ausführungsform das Gehäuse 2 einen Sitzabschnitt 22, welcher an einem inneren Umfang beziehungsweise einer inneren Peripherie des Gehäuses 2 durch ein Verringern des Innendurchmessers des Gehäuses 2 über einen gegebenen Bereich in der axialen Richtung O gebildet ist. Der Sitzabschnitt 22 hat eine Sitzoberfläche 221, welche in einer proximalen Richtung zugewandt ist (das heißt in Richtung der proximalen Seite) und verjüngt sich in Richtung der distalen Richtung (das heißt in Richtung der distalen Seite). Der Isolator 3 hat einen distalen Abschnitt 31, eine proximalen Abschnitt 32, welcher einen größeren Außendurchmesser als der distale Abschnitt 31 hat, und eine Schulter 33, welche an einem äußeren Umfang beziehungsweise an einer äußeren Peripherie des Isolators 3 zwischen dem distalen und proximalen Abschnitt 31 und 32 gebildet ist. Die Schulter 33, welche sich auch in distaler Richtung verjüngt, ist angeordnet, um auf beziehungsweise an der Sitzoberfläche 211 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 zu sitzen. Die Zündkerze 1 weist weiterhin eine ringförmige Dichtung 5 auf, welche zwischen der Sitzoberfläche 221 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 an der Schulter 33 des Isolators 3 zwischenliegend angeordnet ist.
Weiterhin ist, wie in den 2 und 4 gezeigt ist, in der vorliegenden Ausführungsform, an beziehungsweise auf einer inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2, welches einer äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 zugewandt ist, eine Mehrzahl von unebenen Abschnitten 23 gebildet, welche in einer Umfangsrichtung C der Zündkerze 1 (das heißt einer Umfangsrichtung des röhrenförmigen Gehäuses 2) angeordnet sind. Jeder der unebenen Abschnitte 23 besteht aus einem Vorsprung 231 und einer Aussparung 232, welche in der Umfangsrichtung C aneinander angrenzen.
Hierin nachstehend wird die Konfiguration der Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Detail unter Bezugnahme auf die 1 bis 13 beschrieben werden.
Die Zündkerze 1 wird in der internen Verbrennungsmaschine mit einem proximalen Ende der Mittelelektrode 4 mit einem Hochspannungsanschluss (nicht gezeigt) der Zündspule verbunden und dem Gehäuse 2 mit einem Zylinderkopf (nicht gezeigt) der Maschine verbunden verwendet.
An einem äußeren Umfang eines distalen Abschnitts des Gehäuses 2 ist ein mit Außengewinde versehener Abschnitt 24 gebildet zum Befestigen in einer Innengewindebohrung (nicht gezeigt), welche in dem Zylinderkopf gebildet ist.
Die Masseelektrode 21 steht von dem distalen Ende des Gehäuses 2 hervor und ist gebogen, um einen distalen Endabschnitt 211 der Masseelektrode 2 zu haben, welcher dem distalen Endabschnitt 41 der Mittelelektrode 4 in der axialen Richtung O der Zündkerze 1 zugewandt ist. Zwischen dem distalen Endabschnitt 41 der Mittelelektrode 4 und dem distalen Endabschnitt 211 der Masseelektrode 2 ist eine Funkenstrecke G gebildet.
Wie in den 1 und 3 gezeigt ist, ist der Sitzabschnitt 22 des Gehäuses 2 gebildet, um von dem inneren Umfang des Gehäuses 2 hervorzustehen, um die Schulter 33 des Isolators 3 von der unteren Seite abzustützen. Darüber hinaus ist der Sitzabschnitt 22 über den gesamten Umfang des inneren Umfangs des Gehäuses 2 gebildet, während die Schulter 33 über den gesamten Umfang des äußeren Umfangs des Isolators 3 gebildet ist. Die Sitzoberfläche 221 des Sitzabschnitts 22 verjüngt sich in distaler Richtung, sodass der Durchmesser der Sitzoberfläche 221 in der distal gerichteten Richtung abnimmt. Ähnlich verjüngt die Schulter 33 ebenso in distaler Richtung, sodass der Durchmesser der Schulter 33 in der distal gerichteten Richtung abnimmt.
Darüber hinaus verjüngt die äußere Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 ebenso in distaler Richtung, sodass der äußere Durchmesser des distalen Abschnitts 31 in der distal gerichteten Richtung abnimmt. Andererseits erstreckt sich die innere Umfangsoberfläche 201 des Gehäuses 2 an der distalen Seite des Sitzabschnitts 22 parallel zu der axialen Richtung O der Zündkerze 1. Demzufolge wird der Spalt (oder der Lufteinschluss), welcher zwischen der inneren Umfangsoberfläche 201 des Gehäuses 2 an der distalen Seite des Sitzabschnitts 22 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 gebildet ist, schrittweise in der distal gerichteten Richtung erweitert. Zusätzlich steht der distale Endabschnitt 41 der Mittelelektrode 4 von dem distalen Ende des distalen Teils 31 des Isolators 3 hervor.
Wie in 3 gezeigt ist, sind in der vorliegenden Ausführungsform die unebenen Abschnitte 23 an der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 über die gesamte axiale Länge der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 gebildet. Darüber hinaus ist die Tiefe der Aussparungen 232 der unebenen Abschnitte 23 über die gesamte axiale Länge der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 konstant gehalten.
Zusätzlich können, wie in 5 gezeigt ist, die unebenen Abschnitte 23 an der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 nur in einem axialen Bereich von einem distalen Ende zu einer axialen Mittelposition der inneren Umfangsoberfläche 222 gebildet sein. In diesem Fall können die unebenen Abschnitte 23 durch ein Bilden von Nuten in der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 erhalten werden. Darüber hinaus kann, wie in 6 gezeigt ist, die Tiefe der Aussparungen 232 der unebenen Abschnitte 23 schrittweise in der axialen Richtung O von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 erhöht werden.
Wie in 4 gezeigt ist, hat in der vorliegenden Ausführungsform jeder der Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23 einen dreieckförmigen Querschnitt rechtwinklig zur axialen Richtung O der Zündkerze 1. Darüber hinaus ist ein Paar von Seiten 234 des dreieckförmigen Querschnitts in einer geraden Linienform gebildet.
Zusätzlich kann, wie in 7 gezeigt ist, für jeden der Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23 das Paar von Seiten 234 des dreieckförmigen Querschnitts des Vorsprungs 231 in einer Form einer gekrümmten Linie gebildet sein.
Es sollte festgehalten werden, dass mit dem dreieckförmigen Querschnitt, welcher in 4 oder 7 gezeigt ist, der Spalt U zwischen dem Vorsprung 231 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 an dem radial inneren Scheitelpunkt beziehungsweise Vertex des dreieckförmigen Querschnitts am kleinsten ist.
Weiterhin kann, wie in 8 gezeigt ist, jeder der Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23 einen viereckförmigen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung O der Zündkerze 1 haben. In diesem Fall kann ein Paar von Seiten 235 des viereckförmigen Querschnitts in entweder einer Form einer geraden Linie oder einer Form einer gekrümmten Linie gebildet sein.
Es sollte festgehalten werden, dass mit dem viereckförmigen Querschnitt der Spalt U zwischen dem Vorsprung 231 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 an den Ecken 233 des viereckförmigen Querschnitts in der Umfangsrichtung C oder der inneren Umfangsseite 236 des viereckförmigen Querschnitts am kleinsten ist.
Wie in 4 gezeigt ist, sind in der vorliegenden Ausführungsform die Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23 in der Umfangsrichtung C der Zündkerze 1 unter einem Teilungswinkel 0 in dem Bereich von 5 bis 30° angeordnet. Hier hängt der Teilungswinkel 0 von der Anzahl der Vorsprünge 231 ab, welche an der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 entlang der Umfangsrichtung C gebildet sind. Zusätzlich können, abhängig von der Anzahl der Vorsprünge 231 und der Hervorstehhöhe der Vorsprünge 231 (oder der Tiefe der Aussparungen 232) die Vorsprünge 231 in entweder der Form eines stumpfen Winkels oder der Form eines spitzen Winkels gebildet sein.
Darüber hinaus sind, wie in 4 gezeigt ist, in der vorliegenden Ausführungsform die Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23 an beziehungsweise auf der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 gebildet, um aneinander in der Umfangsrichtung C der Zündkerze 1 anzugrenzen.
Zusätzlich können, wie in 9 gezeigt ist, die Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23 an der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 gebildet sein, um voneinander in der Umfangsrichtung C der Zündkerze 1 durch die Aussparungen 232, welche dazwischen gebildet sind, getrennt zu sein.
Bezug nehmend auf die 3 und 4 ist in der vorliegenden Ausführungsform der Spalt U zwischen den Spitzen 233 der Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23, welche an beziehungsweise auf der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 gebildet sind, und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 gewählt, um in dem Bereich von 0,05 bis 0,4 mm zu sein. Darüber hinaus sind die Spitzen 233 der Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23 abgerundet, um einen Krümmungsradius R geringer als oder gleich 0,3 mm zu haben. Zusätzlich können die Spitzen 233 der Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23 alternativ abgeschrägt sein, wobei die Abschrägungsbreite geringer oder gleich 0,3 mm ist.
Die ringförmige Dichtung 5 ist aus einem metallischen Material beziehungsweise Metallmaterial gefertigt. Genauer ist in der vorliegenden Ausführungsform die Dichtung 5 aus einer Stahlfolie durch Stanzen beziehungsweise Ausschneiden gefertigt. Zusätzlich kann die Dichtung 5 alternativ aus verschiedenen anderen Materialen gefertigt sein, welche als ein Puffer- beziehungsweise Dämpferelement zwischen dem Gehäuse 2 und dem Isolator 3 dienen können.
Um die Effekte beziehungsweise Wirkungen des Teilungswinkels θ, des Spalts U und des Krümmungsradius' R auf die Leistungsfähigkeit der Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu bestimmen, wurde ein Verschmutzungstest durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung unter groß JIS D 1606 durchgeführt.
Insbesondere wurden Muster-Zündkerzen bereitgestellt beziehungsweise vorbereitet, welche dieselbe Basiskonfiguration wie die Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hatten. Das heißt, dass in jeder der Muster-Zündkerzen die Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23, welche an beziehungsweise auf der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 gebildet sind, einen dreieckförmigen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung O hatten; und die Spitzen 233 der Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23 sind abgerundet. Der Teilungswinkel θ, der Spalt U und der Krümmungsradius R jedoch wurden für die Muster-Zündkerzen variiert.
Jede der Muster-Zündkerzen wurde getestet unter Verwendung einer 1,8 L-4-Zylinder-Maschine. Darüber hinaus wurde für jede der Muster-Zündkerzen der Isolationswiderstand zwischen dem Gehäuse 2 und dem Isolator 3 am Ende jedes Zyklus gemessen; und die Anzahl N von Zyklen, welche wiederholt wurde, bis der gemessene Isolationswiderstand niedriger als 10 MΩ wurde, wurde aufgezeichnet.
Die Testergebnisse sind in den 10 bis 13 gezeigt.
Besonders repräsentiert in 10 die horizontale Achse den Teilungswinkel 0 zwischen den Vorsprüngen 231 der unebenen Abschnitte 23 in der Umfangsrichtung C; und die vertikale Achse repräsentiert die Anzahl N von Zyklen, welche wiederholt wurde, bis der gemessene Isolationswiderstand zwischen dem Gehäuse 2 und dem Isolator 3 niedriger als 10 MΩ wurde.
Wie aus 10 gesehen wird, war die Anzahl N von Zyklen größer als 10, wenn der Teilungswinkel 0 kleiner als oder gleich 30° war, und verringerte sich auf 10, wenn der Teilungswinkel 0 über 30° erhöht wurde. Darüber hinaus war die Anzahl N von Zyklen beträchtlich groß, wenn der Teilungswinkel 0 weniger als oder gleich 22,5° war.
Andererseits trat, wie in 11 gezeigt ist, wenn der Teilungswinkel 0 zu klein war, eine Interferenz beziehungsweise Störung des elektrischen Felds zwischen den Vorsprüngen 231 der unebenen Abschnitte 23 auf; demzufolge war die elektrische Feldstärke an den Vorsprüngen 231 beträchtlich erniedrigt.
Demzufolge wurde es aus den obigen Ergebnissen deutlich gemacht, dass der Teilungswinkel 0 vorzugsweise eingestellt wird, um in dem Bereich von 5 bis 30° zu sein, und weiterhin vorzugsweise eingestellt zu sein in dem Bereich von 5 bis 22,5° in der Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu sein.
In 12 repräsentiert die horizontale Achse den Spalt U zwischen den Spitzen 233 der Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23, welche an beziehungsweise auf der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 gebildet sind; und die vertikale Achse repräsentiert die Anzahl N von Zyklen, welche wiederholt wurden, bis der gemessene Isolationswiderstand zwischen dem Gehäuse 2 und dem Isolator niedriger als 10 MΩ wurde.
Wie aus 12 gesehen wird, war die Anzahl N von Zyklen größer als 10, wenn der Spalt U geringer oder gleich 0,4 mm war und verringerte sich auf 10, wenn der Spalt U über 0,4 mm erhöht wurde. Darüber hinaus war die Anzahl N von Zyklen beträchtlich groß, wenn der Spalt U geringer als oder gleich 0,3 mm war.
Zusätzlich ist, je kleiner der Spalt U ist, die elektrische Feldstärke an den Vorsprüngen 231 der unebenen Abschnitte 23 um so höher. Demnach ist es zu bevorzugen, den Spalt U so klein wie möglich einzustellen. Andererseits ist es, um eine Interferenz beziehungsweise Störung zwischen den Spitzen 233 der Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 zu verhindern, zu bevorzugen, den Spalt U einzustellen, um größer oder gleich 0,05 mm zu sein.
Demzufolge wurde es aus den obigen Resultaten deutlich gemacht, dass der Spalt U vorzugsweise eingestellt ist, um in dem Bereich von 0,05 mm bis 0,4 mm zu sein und weiterhin vorzugsweise eingestellt ist, um in dem Bereich von 0,05 mm bis 0,3 mm in der Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu sein.
In 13 repräsentiert die horizontale Achse den Krümmungsradius R der Spitzen 233 der Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23, welche an beziehungsweise auf der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnittes 22 des Gehäuses 2 gebildet sind; und die vertikale Achse repräsentiert die Anzahl N von Zyklen, welche wiederholt wurde, bis der gemessene Isolationswiderstand zwischen dem Gehäuse 2 und dem Isolator geringer als 10 MΩ wurde.
Wie aus 13 gesehen wird, war die Anzahl N von Zyklen größer als 10, wenn der Krümmungsradius R geringer als oder gleich 0,3 mm war und verringerte sich auf 10, wenn der Krümmungsradius R über 0,3 mm erhöht wurde. Darüber hinaus war die Anzahl N von Zyklen beträchtlich groß, wenn der Krümmungsradius R geringer als oder gleich 0,2 mm war.
Zusätzlich ist, je kleiner der Krümmungsradius R ist, um so höher die elektrische Feldstärke an den Vorsprüngen 231 der unebenen Abschnitte 23. Demnach ist es zu bevorzugen, den Krümmungsradius R so klein wie möglich einzustellen. Andererseits kann es aus Herstellungsgründen schwierig sein, den Radius R der Krümmung geringer als 0,05 mm zu machen.
Demzufolge wurde es aus den obigen Ergebnissen deutlich gemacht, dass der Krümmungsradius R vorzugsweise eingestellt wird, um in dem Bereich von 0,05 mm bis 0,3 mm zu sein, und weiterhin vorzugsweise eingestellt wird, um in dem Bereich von 0,05 mm bis 0,2 mm in der Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu sein.
Als Nächstes werden Vorteile der Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden.
Bei der Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind an beziehungsweise auf der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2, welches der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts31 des Isolators 3 zugewandt ist, die unebenen Abschnitte 23 gebildet, welche in der Umfangsrichtung C der Zündkerze 1 angeordnet sind. Jeder der unebenen Abschnitte 23 besteht aus einem Vorsprung 231 und einer Aussparung 232, welche aneinander in der Umfangsrichtung C angrenzen. Demzufolge ist es mit den unebenen Abschnitten 23 möglich, einen Leckstrom zwischen dem Sitzabschnitt 22 des Gehäuses 2 und dem Isolator 3 zu erzeugen, wodurch effektiv Kohlenstoff, welcher an dem Isolator 3 angehaftet ist, abgebrannt wird.
Besonders variiert mit den unebenen Abschnitten 23, welche an der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 gebildet sind, der Spalt zwischen der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 in der Umfangsrichtung C. Darüber hinaus gelangt mit einer Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Verbrennungskammer der Maschine Kohlenstoff dazu, an der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 anzuhaften, wie durch X in den 2 bis 9 bezeichnet ist. Wenn der Spalt zwischen den Spitzen 233 der Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23 und dem Kohlenstoff X, welcher an der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 angehaftet ist, weniger wird als oder gleich zu einem Grenzwert, tritt ein dielektrischer Durchschlag aufgrund der Konzentration des elektrischen Feldes an den Vorsprüngen 231 auf, was verursacht, dass ein Leckstrom durch den Spalt fließt. Genauer dienen beliebige der Spitzen 233 der Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23 als ein Startpunkt für eine elektrische Entladung; und der Leckstrom wird selektiv beziehungsweise wahlweise an irgend einem der Vorsprünge 231 erzeugt. Die Größenordnung des Leckstroms ist zehnfache bis hundertfache von Malen höher als derjenige des Koronastroms. Als ein Ergebnis ist es mit dem Leckstrom, welcher zwischen dem Sitzabschnitt 22 des Gehäuses 2 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 fließt, möglich, effektiv den Kohlenstoff X, welcher an der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 anhaftet beziehungsweise angelagert ist, abzubrennen.
Zusätzlich wird in dem Fall, dass jeder der Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23 einen dreieckförmigen Querschnitt hat, wie in 4 gezeigt ist, der Leckstrom an dem radial inneren Vertex des dreieckförmigen Querschnitts (das heißt der Spitze 233) erzeugt; und ein Abschnitt der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3, welcher dem radial inneren Vertex des dreieckförmigen Querschnitts zugewandt ist, dient als ein Startpunkt zum Abbrennen des Kohlenstoffs X.
Andererseits wird in dem Fall, dass jeder der Vorsprünge 231 der unebenen Abschnitte 23 einen viereckförmigen Querschnitt hat, wie in 8 gezeigt ist, der Leckstrom an den Ecken des viereckförmigen Querschnitts in der Umfangsrichtung C (oder den Spitzen 233) erzeugt; und Abschnitte der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3, welche den Ecken des viereckförmigen Querschnitts zugewandt sind, dienen als Startpunkt zum Abbrennen des Kohlenstoffs X.
[Zweite Ausführungsform]
14 zeigt die Gesamtkonfiguration einer Zündkerze 1 gemäß der zweiten Ausführungsform. Die Zündkerze 1 ist ausgebildet, um als ein Zündmittel in einer internen Verbrennungsmaschine von beispielsweise einem Motorfahrzeug verwendet zu werden.
Wie in 14 gezeigt ist, weist die Zündkerze 1 gemäß der folgenden Ausführungsform Folgendes auf: Ein röhrenförmiges Gehäuse 2; einen röhrenförmigen Isolator 3, welcher in dem Gehäuse 2 gehalten beziehungsweise fixiert ist; eine Mittelelektrode 4, welche in dem Isolator 3 gesichert ist derart, dass ein distaler Endabschnitt 41 der Mittelelektrode 4 nach außerhalb des Isolators 3 hervorsteht; und eine Masseelektrode 21, welche an einem distalen Ende des Gehäuses 2 vorgesehen ist, und einen distalen Endabschnitt 211 hat, welcher dem distalen Endabschnitt 41 der Mittelelektrode 4 in einer axialen Richtung O der Zündkerze 1 durch eine Funkenstrecke S, welche dazwischen gebildet ist, zugewandt ist.
Darüber hinaus hat, wie in den 14 bis 16 gezeigt ist, in der vorliegenden Ausführungsform das Gehäuse 2 einen Sitzabschnitt 22, welcher an einer inneren Peripherie beziehungsweise an einem inneren Umfang des Gehäuses 2 durch ein Verringern des Innendurchmessers des Gehäuses 2 für einen gegebenen Bereich in der axialen Richtung O gebildet ist. Der Sitzabschnitt 22 hat eine Sitzoberfläche 221, welche in der proximalen Richtung zugewandt ist und sich in der distalen Richtung verjüngt. Der Isolator 3 hat einen distalen Abschnitt 31, ein proximalen Abschnitt 32, welcher einen größeren Außendurchmesser als der distale Abschnitt 31 hat, und eine Schulter 33, welche an einem äußeren Umfang des Isolators 3 zwischen dem distalen und proximalen Abschnitt 31 und 32 gebildet ist. Die Schulter 33, welche sich ebenso distal gerichtet verjüngt, ist angeordnet, um an beziehungsweise auf der Sitzoberfläche 221 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 zu sitzen. Die Zündkerze 1 weist weiterhin eine ringförmige Dichtung 5 auf, welche zwischen der Sitzoberfläche 221 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 und der Schulter 33 des Isolators 3 zwischenliegend angeordnet ist.
Weiterhin ist, wie in den 15 und 17 gezeigt ist, in der vorliegenden Ausführungsform an beziehungsweise auf einer inneren Umfangsoberfläche 501 der ringförmigen Dichtung 5 eine Mehrzahl von unebenen Abschnitten 51 gebildet, welche in einer Umfangsrichtung C der Zündkerze 1 (das heißt einer Umfangsrichtung des röhrenförmigen Gehäuses 2) angeordnet ist. Jeder der unebenen Abschnitte 51 besteht aus einem Vorsprung 511 und einer Aussparung 512, welche in der Umfangsrichtung C aneinandergrenzen.
Zusätzlich ist in der Zündkerze 1 die Dichtung 5 aktuell beziehungsweise tatsächlich in einem Zustand derart, dass ein radial innerer Endabschnitt der Dichtung 5 in distaler Richtung (siehe 16) deformiert beziehungsweise verformt (oder gebogen) ist.
Zum Zweck der Einfachheit und zum Erleichtern des Verständnisses jedoch ist in den 15 und 17 die Dichtung 5 als in einem unverformten Zustand dargestellt beziehungsweise abgebildet.
Hierin nachstehend wird die Konfiguration der Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Detail unter Bezugnahme auf die 14 bis 25 beschrieben werden.
Die Zündkerze 1 wird in der internen Verbrennungsmaschine mit einem proximalen Ende der Mittelelektrode 4 mit einem Hochspannungsanschluss (nicht gezeigt) einer Zündspule verbunden und dem Gehäuse 2 mit einem Zylinderkopf (nicht gezeigt) der Maschine verbunden verwendet.
An einem äußeren Umfang eines distalen Abschnitts des Gehäuses 2 ist ein mit Außengewinde versehener Abschnitt 24 gebildet zum Befestigen in einer Innengewindebohrung (nicht gezeigt), welche in dem Zylinderkopf gebildet ist.
Die Masseelektrode 21 steht von dem distalen Ende des Gehäuses 2 hervor und ist gebogen, um den distalen Endabschnitt 211 der Masseelektrode 2 dem distalen Endabschnitt 41 der Mittelelektrode 4 in der axialen Richtung O der Zündkerze 1 zugewandt zu haben. Zwischen dem distalen Endabschnitt 41 der Mittelelektrode 4 und dem distalen Endabschnitt 211 der Masseelektrode 2 ist die Funkenstrecke G gebildet.
Wie in den 14 und 16 gezeigt ist, ist der Sitzabschnitt 22 des Gehäuses 2 gebildet, um von dem inneren Umfang des Gehäuses 2 hervorzustehen, um die Schulter 33 des Isolators 3 von der unteren Seite abzustützen. Darüber hinaus ist der Sitzabschnitt 22 über den gesamten Umfang des inneren Umfangs des Gehäuses 2 gebildet, während die Schulter 33 über den gesamten Umfang des äußeren Umfangs des Isolators 3 gebildet ist. Die Sitzoberfläche 221 des Sitzabschnitts 22 verjüngt sich in distaler Richtung, sodass der Durchmesser der Sitzoberfläche 221 in der distal gerichteten Richtung abnimmt. Ähnlich verjüngt die Schulter 33 ebenso in distaler Richtung, sodass der Durchmesser der Schulter in der distal gerichteten Richtung abnimmt.
Darüber hinaus verjüngt sich die äußere Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 ebenso in distaler Richtung, sodass der äußere Durchmesser des distalen Abschnitts 31 in der distal gerichteten Richtung abnimmt. Andererseits erstreckt sich die innere Umfangsoberfläche 201 des Gehäuses 2 an der distalen Seite des Sitzabschnitts 22 parallel zu der axialen Richtung O der Zündkerze. Demzufolge wird der Spalt (oder der Lufteinschluss), welcher zwischen der inneren Umfangsoberfläche 201 des Gehäuses 2 an der distalen Seite des Sitzabschnitts 22 und der äußeren Umfangsoberfläche 303 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 gebildet ist, schrittweise in der distal gerichteten Richtung verbreitert beziehungsweise erweitert. Zusätzlich steht der distale Endabschnitt 41 der Mittelelektrode 4 von dem distalen Ende des distalen Teils 31 des Isolators 3 hervor.
Die ringförmige Dichtung 5 ist aus einem elektrisch leitfähigen metallischen Material gefertigt. Genauer ist in der vorliegenden Ausführungsform die Dichtung 5 aus einer Stahlfolie durch Stanzen gefertigt. Zusätzlich kann die Dichtung 5 alternativ aus verschiedenen anderen elektrisch leitfähigen Materialen gefertigt sein, welche als ein Dämpferelement zwischen dem Gehäuse 2 und dem Isolator 3 dienen können.
Wie in 16 gezeigt ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform der radial innere Endabschnitt der Dichtung 5 in distaler Richtung gebogen, sodass die Spitzen der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51, welche an beziehungsweise auf der inneren Umfangsoberfläche 501 der Dichtung 5 gebildet sind, in distaler Richtung von einem Eckrand 223 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 hervorstehen. Hier ist der Eckrand 223 zwischen der Sitzoberfläche 221 und einer inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 gebildet. Darüber hinaus ist in der vorliegenden Ausführungsform der Hervorstehbetrag L der Spitzen der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 von dem Eckrand 223 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 in distaler Richtung in der axialen Richtung O eingestellt, um in dem Bereich von 0 mm bis 1 mm zu sein. Zusätzlich zeigt die Tatsache, dass der Hervorstehbetrag L gleich 0 mm ist an, dass die Spitzen der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 axial gerade an dem Eckrand 223 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 platziert sind.
Der Betrag, um welchen der radial innere Endabschnitt der Dichtung 5 in distaler Richtung gebogen ist hängt ab von: dem Betrag, um welchen der radial innere Endabschnitt der Dichtung 5 von dem Eckrand 223 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 hervorsteht; der Größe des Spalts zwischen der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3; und der Beziehung zwischen der Größe des Spalts und der Dicke der Dichtung 5.
Beispielsweise ist, wie in 16 gezeigt ist, wenn die Größe des Spalts zwischen der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 beträchtlich größer ist als die Dicke der Dichtung 5, der radial innere Endabschnitt der Dichtung 5 in distaler Richtung um einen geringen Betrag gebogen. In diesem Fall variiert der Spalt zwischen den unebenen Abschnitten 51, welche an der inneren Umfangsoberfläche 501 der Dichtung 5 gebildet sind, und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 in der Umfangsrichtung C.
Andererseits ist, wie in 18 gezeigt ist, wenn die Größe des Spalts zwischen der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 nahe zu der Dicke der Dichtung 5 ist, der radial innere Endabschnitt der Dichtung 5 in distaler Richtung um solch einen großen Betrag gebogen, um sich entlang der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 zu erstrecken. In diesem Fall variieren die axialen Positionen (genauer die distalen Endpositionen) der unebenen Abschnitte 51, welche an der inneren Umfangsoberfläche 501 der Dichtung 5 gebildet sind, in der Umfangsrichtung C.
Wie in 17 gezeigt ist, hat in der vorliegenden Ausführungsform jeder der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51, welche an beziehungsweise auf der inneren Umfangsoberfläche 501 der Dichtung 5 gebildet sind, einen dreieckförmigen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung O der Zündkerze 1. Darüber hinaus ist ein Paar von Seiten 514 des dreieckförmigen Querschnitts in einer geraden Linienform gebildet.
Zusätzlich kann, wie in 19 gezeigt ist, für jeden der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 das Paar von Seiten 514 des dreieckförmigen Querschnitts des Vorsprungs 511 in eine gekrümmte Linienform gebildet beziehungsweise geformt sein.
Es sollte festgehalten werden dass: bei dem dreieckförmigen Querschnitt, welcher in 17 oder 19 gezeigt ist, der Hervorstehbetrag L der Vorsprünge 511 am größten an dem radial inneren Vertex des dreieckförmigen Querschnitts ist; und der Spalt U zwischen dem Vorsprung 511 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 am kleinsten an dem radial inneren Vertex des dreieckförmigen Querschnitts ist.
Weiterhin kann, wie in 20 gezeigt ist, jeder der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51, welche an beziehungsweise auf der inneren Umfangsoberfläche 501 der Dichtung 5 gebildet sind, einen viereckförmigen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung O der Zündkerze 1 haben. In diesem Fall kann ein Paar von Seiten 515 des viereckförmigen Querschnitts in entweder eine gerade Linienform oder eine gekrümmte Linienform gebildet beziehungsweise geformt sein.
Es sollte festgehalten werden dass: bei dem viereckförmigen Querschnitt der Hervorstehbetrag L des Vorsprungs 511 am größten an den Ecken 513 des viereckförmigen Querschnitts in der Umfangsrichtung C oder der inneren Umfangsseite 516 des viereckförmigen Querschnitts ist; und der Spalt U zwischen dem Vorsprung 511 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 am kleinsten an den Ecken 513 oder der inneren Umfangsseite 516 des viereckförmigen Querschnitts ist.
Wie in 17 gezeigt ist, sind in der vorliegenden Ausführungsform die Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 in der Umfangsrichtung C der Zündkerze 1 unter einem Teilungswinkel 0 in dem Bereich von 5 bis 30° angeordnet. Hier hängt der Teilungswinkel 0 von der Anzahl der Vorsprünge 511 ab, welche an der inneren Umfangsoberfläche 511 der Dichtung 5 entlang der Umfangsrichtung C gebildet sind. Zusätzlich können, abhängig von der Anzahl der Vorsprünge 511 und der Vorstehhöhe der Vorsprünge 511 (oder der Tiefe der Aussparungen 512) die Vorsprünge 511 in entweder die Form eines stumpfen Winkels oder der Form eines spitzen Winkels gebildet sein.
Darüber hinaus sind, wie in 17 gezeigt ist, in der vorliegenden Ausführungsform die Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 an beziehungsweise auf der inneren Umfangsoberfläche 501 der Dichtung 5 gebildet, um in der Umfangsrichtung C der Zündkerze 1 aneinanderzugrenzen.
Zusätzlich können, wie in 21 gezeigt ist, die Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 auf der inneren Umfangsoberfläche 501 der Dichtung 5 gebildet sein, um voneinander in der Umfangsrichtung C der Zündkerze 1 durch die Aussparungen 512, welche dazwischen gebildet sind, getrennt zu sein.
Darüber hinaus sind, wie in 17 gezeigt ist, in der vorliegenden Ausführungsform die Spitzen 513 der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 abgerundet, um einen Krümmungsradius R kleiner als oder gleich 0,3 mm zu haben. Zusätzlich können die Spitzen 513 der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 alternativ abgeschrägt sein, wobei die Abschrägungsbreite weniger als 0,3 mm ist.
Um die Wirkungen des Teilungswinkels θ, des Hervorstehbetrags L und des Krümmungsradius' R auf die Leistungsfähigkeit der Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu bestimmen, wurde ein Verschmutzungstest durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung unter JIS D 1606 durchgeführt.
Besonders wurden Muster-Zündkerzen hergestellt beziehungsweise bereitgestellt, welche dieselbe Basiskonfiguration hatten wie die Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das heißt, dass in jeder der Muster-Zündkerzen die Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51, welche an der inneren Umfangsoberfläche 501 der Dichtung 5 gebildet sind, einen dreieckförmigen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung O hatten; und die Spitzen 513 der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 sind abgerundet. Der Teilungswinkel θ, der Hervorstehbetrag L und der Radius R der Krümmung wurden jedoch für die Muster-Zündkerzen variiert.
Jede der Muster-Zündkerzen wurde getestet unter Verwendung einer 1,81-4-Zylinder-Maschine. Darüber hinaus wurde für jede der Muster-Zündkerzen der Isolationswiderstand zwischen dem Gehäuse 2 und dem Isolator 3 an dem Ende jedes Zyklus gemessen; und die Anzahl N von Zyklen, welche wiederholt wurde, bis der gemessenen Isolationswiderstand niedriger als 10 MΩ wurde, wurde aufgezeichnet.
Die Testergebnisse sind in den 22 bis 25 gezeigt.
Besonders repräsentiert in 22 die horizontale Achse den Teilungswinkel 0 zwischen den Vorsprüngen 511 der unebenen Abschnitte 51 in der Umfangsrichtung C; und die vertikale Achse repräsentiert die Anzahl N von Zyklen, welche wiederholt wurden, bis der gemessene Isolationswiderstand zwischen dem Gehäuse 2 und dem Isolator 3 niedriger als 10 MΩ wurde.
Wie aus 22 gesehen wird, war die Anzahl N von Zyklen größer als 10, wenn der Teilungswinkel 0 geringer als oder gleich 30° war, und nahm auf 10 ab, wenn der Teilungswinkel 0 über 30° erhöht wurde. Darüber hinaus war die Anzahl N von Zyklen beträchtlich groß, wenn der Teilungswinkel 0 geringer als oder gleich 22,5° war.
Andererseits trat, wie in 23 gezeigt ist, wenn der Teilungswinkel 0 zu klein war, eine Interferenz von elektrischen Feld zwischen den Vorsprüngen 511 der unebenen Abschnitte 51 auf; demzufolge war die elektrische Feldstärke an den Vorsprüngen 511 beträchtlich erniedrigt.
Demzufolge wurde es aus den obigen Ergebnissen deutlich gemacht, dass der Teilungswinkel 0 vorzugsweise eingestellt wird, um in dem Bereich von 5° bis 30° zu sein, und weiter vorzugsweise eingestellt, um in dem Bereich von 5° bis 22,5° in der Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu sein.
In 24 repräsentiert die horizontale Achse den Hervorstehbetrag L der Spitzen 513 der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 von dem Eckrand 223 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 in distaler Richtung in der axialen Richtung O; und die vertikale Achse repräsentiert die Anzahl N von Zyklen, welche wiederholt wurde, bis der gemessene Isolationswiderstand zwischen dem Gehäuse 2 und dem Isolator 3 niedriger als 10 MΩ wurde.
Wie aus 24 gesehen wird, war die Anzahl N von Zyklen größer als 10, wenn der Hervorstehbetrag L größer als oder gleich 0°mm war und nahm auf 10 ab, wenn der Hervorstehbetrag L unter 0 mm verringert wurde (das heißt die Spitzen 513 der Vorsprünge 511 wurden in proximaler Richtung von dem Eckrand 223 ausgespart).
Andererseits kann, wenn der Hervorstehbetrag L größer als 1 mm war, während des Zusammenbaus der Zündkerze 1 die Dichtung 5 übermäßigen Druck auf den Isolator 3 ausüben, wodurch es verursacht wird, dass Risse in dem Isolator 3 auftreten. Demzufolge wurde es aus den obigen Ergebnissen deutlich gemacht, dass der Hervorstehbetrag L vorzugsweise eingestellt ist, um in dem Bereich von 0 mm bis 1 mm zu sein.
In 25 repräsentiert die horizontale Achse den Krümmungsradius R der Spitzen 513 der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51, welche an der inneren Umfangsoberfläche 501 der Dichtung 5 gebildet sind; und die vertikale Achse repräsentiert die Anzahl N von Zyklen, welche wiederholt wurden, bis der gemessene Isolationswiderstand zwischen dem Gehäuse 2 und dem Isolator niedriger als 10 MΩ wurde.
Wie aus 25 gesehen wird, war die Anzahl N von Zyklen größer als 10, wenn der Krümmungsradius R niedriger als oder gleich 0,3 mm war und nahm auf 10 ab, wenn der Krümmungsradius R über 0,3 mm erhöht wurde. Darüber hinaus war die Anzahl N von Zyklen beträchtlich groß, wenn der Krümmungsradius R geringer oder gleich als 0,2 mm war.
Zusätzlich ist, je kleiner der Krümmungsradius R ist, um so höher die elektrische Feldstärke an den Vorsprüngen 511 der unebenen Abschnitte 51. Demnach ist es zu bevorzugen, den Krümmungsradius R so klein wie möglich einzustellen. Andererseits kann es aus Herstellungsgründen schwierig sein, den Krümmungsradius R geringer als 0,05 mm zu machen.
Demzufolge wurde es aus den obigen Ergebnissen deutlich gemacht, dass der Krümmungsradius R vorzugsweise eingestellt ist, um in dem Bereich von 0,05 mm bis 0,3 mm zu sein, und weiterhin vorzugsweise eingestellt, um in dem Bereich von 0,05 mm bis 0,2 mm in der Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu sein.
Als Nächstes werden Vorteile der Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden.
In der Zündkerze 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind an der inneren Umfangsoberfläche 501 der ringförmigen Dichtung 5 die unebenen Abschnitte 51 gebildet, welche in der Umfangsrichtung C der Zündkerze 1 angeordnet sind. Jeder der unebenen Abschnitte 51 besteht aus einem Vorsprung 511 und einer Aussparung 512, welche in der Umfangsrichtung C aneinandergrenzen. Demzufolge ist es mit den unebenen Abschnitten 51 möglich, einen Leckstrom zwischen der Dichtung 5 und dem Isolator 3 zu erzeugen, wodurch Kohlenstoff, welcher an dem Isolator 3 angelagert ist, effektiv abgebrannt wird.
Besonders variiert, wie in 16 gezeigt ist, wenn die Größe des Spalts zwischen der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 beträchtlich größer ist als die Dicke der Dichtung 5, der Spalt zwischen den unebenen Abschnitten 51, welcher an der inneren Umfangsoberfläche 501 der Dichtung 5 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 gebildet ist, in der Umfangsrichtung C. Darüber hinaus gelangt mit der Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer der Maschine Kohlenstoff zur Anhaftung an die äußere Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3, wie durch X in den 15 bis 21 bezeichnet ist. Wenn der radiale Spalt zwischen den Spitzen 513 der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 und dem Kohlenstoff X, welcher an der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 angehaftet ist, weniger als oder gleich einem Grenzwert wird, tritt ein dielektrischer Durchschlag aufgrund der Konzentration des elektrischen Feldes an den Vorsprüngen 511 auf, was verursacht, dass ein Leckstrom durch den radialen Spalt fließt. Genauer dienen beliebige Spitzen 513 der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 als ein Startpunkt für eine elektrische Entladung; und der Leckstrom wird selektiv an einem beliebigen der Vorsprünge 511 erzeugt. Die Größe beziehungsweise die Größenordnung des Leckstroms ist zehnfache bis hundertfache Male höher als diejenige des Koronastroms.
Andererseits variieren, wie in 18 gezeigt ist, wenn die Größe des Spalts zwischen der inneren Umfangsoberfläche 222 des Sitzabschnitts 22 des Gehäuses 2 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 nahe zu der Dicke der Dichtung 5 ist, die axialen Positionen der unebenen Abschnitte 51 in der Umfangsrichtung C. Wenn der axiale Spalt zwischen den Spitzen 513 der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 und dem Kohlenstoff X, welcher an der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 angehaftet ist, geringer als oder gleich dem Grenzwert wird, tritt ein dielektrischer Durchschlag aufgrund der Konzentration des elektrischen Felds an den Vorsprüngen 511 auf, was verursacht, dass ein Leckstrom durch den axialen Spalt fließt. Genauer dienen beliebige der Spitzen 513 der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 als ein Startpunkt für eine elektrische Entladung; und der Leckstrom wird selektiv an einem beliebigen der Vorsprünge 511 erzeugt. Die Größe beziehungsweise Größenordnung des Leckstroms ist zehnfache bis hundertfache Male höher als diejenige des Koronastroms.
Als ein Ergebnis ist es mit dem Leckstrom, welcher zwischen der Dichtung 5 und der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 fließt, möglich, den Kohlenstoff X effektiv abzubrennen, welcher an der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3 angehaftet ist.
Zusätzlich wird in dem Fall, dass jeder der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 einen dreieckförmigen Querschnitt hat, wie in 17 gezeigt ist, der Leckstrom an dem radial inneren Vertex des dreieckförmigen Querschnitts (das heißt der Spitze 513) erzeugt; und ein Abschnitt der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3, welcher dem radial inneren Vertex des dreieckförmigen Querschnitts zugewandt ist, dient als ein Startpunkt zum Abbrennen des Kohlenstoffs X.
Andererseits wird in dem Fall, dass jeder der Vorsprünge 511 der unebenen Abschnitte 51 einen viereckförmigen Querschnitt hat, wie in 20 gezeigt ist, der Leckstrom an den Ecken des viereckförmigen Querschnitts in der Umfangsrichtung C (oder den Spitzen 513) erzeugt; und Abschnitte der äußeren Umfangsoberfläche 301 des distalen Abschnitts 31 des Isolators 3, welche den Ecken des viereckförmigen Querschnitts zugewandt sind, dienen als ein Startpunkt zum Abbrennen des Kohlenstoffs.

Claims

Zündkerze (1) für eine interne Verbrennungsmaschine, wobei die Zündkerze (1) Folgendes aufweist: ein röhrenförmiges Gehäuse (2); einen röhrenförmigen Isolator (3), welcher in dem Gehäuse (2) gehalten ist; eine Mittelelektrode (4), welche in dem Isolator (3) mit einem distalen Endabschnitt (41) der Mittelelektrode (4) außerhalb des Isolators (3) hervorstehend gesichert ist; und eine Masseelektrode (21), welche an einem distalen Ende des Gehäuses (2) vorgesehen ist, wobei die Masseelektrode (21) einen distalen Endabschnitt (211) hat, welcher dem distalen Endabschnitt (41) der Mittelelektrode (4) in einer axialen Richtung der Zündkerze (1) über eine Funkenstrecke, welche dazwischen gebildet ist, zugewandt ist, wobei das Gehäuse (2) einen Sitzabschnitt (22) hat, welcher an einem inneren Umfang davon gebildet ist, wobei der Sitzabschnitt (22) eine Sitzoberfläche (221) hat, welche in proximaler Richtung zugewandt ist, der Isolator (3) einen distalen Abschnitt (31), einen proximalen Abschnitt (32), welcher einen größeren Außendurchmesser als der distale Abschnitt (31) hat, und eine Schulter (33) hat, welche an einem äußeren Umfang des Isolators (3) zwischen dem distalen (31) und proximalen (32) Abschnitt gebildet ist, wobei die Schulter (33) angeordnet ist, um auf der Sitzoberfläche (221) des Sitzabschnitts (22) des Gehäuses (2) zu sitzen, die Zündkerze (1) weiterhin eine ringförmige Dichtung (5) aufweist, welche zwischen der Sitzoberfläche (221) des Sitzabschnitts (22) des Gehäuses (2) und der Schulter (33) des Isolators (3) zwischenliegend angeordnet ist, und wobei an einer inneren Umfangsoberfläche (222) des Sitzabschnitts (22) des Gehäuses (2), welcher einer äußeren Umfangsoberfläche des distalen Abschnitts der Schulter (33) zugewandt ist, eine Mehrzahl von unebenen Abschnitten (23) gebildet ist, welche in einer Umfangsrichtung der Zündkerze (1) angeordnet sind, wobei jeder der unebenen Abschnitte (23) aus einem Vorsprung (231) und einer Aussparung (232) besteht, welche in der Umfangsrichtung aneinander angrenzen.
Zündkerze (1) nach Anspruch 1, wobei die unebenen Abschnitte (23) an der inneren Umfangsoberfläche (222) des Sitzabschnitts (22) des Gehäuses (2) über eine gesamte axiale Länge der inneren Umfangsoberfläche (222) gebildet sind.
Zündkerze (1) nach Anspruch 1, wobei die unebenen Abschnitte (23) an der inneren Umfangsoberfläche (222) des Sitzabschnitts (22) des Gehäuses (2) nur in einem axialen Bereich von einem distalen Ende zu einer axialen Mittelposition der inneren Umfangsoberfläche (222) gebildet sind.
Zündkerze (1) nach Anspruch 1, wobei jeder der Vorsprünge (231) der unebenen Abschnitte (23) einen dreieckförmigen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze (1) hat.
Zündkerze (1) nach Anspruch 1, wobei jeder der Vorsprünge (231) der unebenen Abschnitte (23) einen viereckförmigen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze (1) hat.
Zündkerze (1) nach Anspruch 1, wobei die Vorsprünge (231) der unebenen Abschnitte (23) in der Umfangsrichtung der Zündkerze (1) unter einem Teilungswinkel in einem Bereich von 5° bis 30° angeordnet sind.
Zündkerze (1) nach Anspruch 1, wobei ein Spalt zwischen Spitzen der Vorsprünge (231) der unebenen Abschnitte (23) und der äußeren Umfangsoberfläche des distalen Abschnitts (31) des Isolators (3) in einem Bereich von 0,05 mm bis 0,4 mm ist.
Zündkerze (1) nach Anspruch 1, wobei Spitzen der Vorsprünge (231) der unebenen Abschnitte (23) abgerundet sind, um einen Krümmungsradius kleiner oder gleich 0,3 mm zu haben.
Zündkerze (1) nach Anspruch 1, wobei Spitzen der Vorsprünge (231) der unebenen Abschnitte (23) abgeschrägt sind mit einer Abschrägbreite kleiner oder gleich 0,3 mm.
Zündkerze (1) für eine interne Verbrennungsmaschine, wobei die Zündkerze (1) Folgendes aufweist: ein röhrenförmiges Gehäuse (2); einen röhrenförmigen Isolator (3), welcher in dem Gehäuse (2) gehalten ist; eine Mittelelektrode (4), welche in dem Isolator (3) mit einem distalen Endabschnitt (41) der Mittelelektrode (4) außerhalb des Isolators (3) hervorstehend gesichert ist; und eine Masseelektrode (21), welche an einem distalen Ende des Gehäuses (2) vorgesehen ist, wobei die Masseelektrode (21) einen distalen Endabschnitt (211) hat, welcher dem distalen Endabschnitt (41) der Mittelelektrode (4) in einer axialen Richtung der Zündkerze (1) über eine Funkenstrecke, welche dazwischen gebildet ist, zugewandt ist, wobei das Gehäuse (2) einen Sitzabschnitt (22) hat, welcher an einem inneren Umfang davon gebildet ist, wobei der Sitzabschnitt (22) eine Sitzoberfläche (221) hat, welche in proximaler Richtung zugewandt ist, der Isolator (3) einen distalen Abschnitt (31), einen proximalen Abschnitt (32), welcher einen größeren Außendurchmesser als der distale Abschnitt (31) hat, und eine Schulter (33) hat, welche an einem äußeren Umfang des Isolators (3) zwischen dem distalen (31) und proximalen (32) Abschnitt gebildet ist, wobei die Schulter (33) angeordnet ist, um auf der Sitzoberfläche (221) des Sitzabschnitts (22) des Gehäuses (2) zu sitzen, die Zündkerze (1) weiterhin eine ringförmige Dichtung (5) aufweist, welche zwischen der Sitzoberfläche (221) des Sitzabschnitts (22) des Gehäuses (2) und der Schulter (33) des Isolators (3) zwischenliegend angeordnet ist, und wobei an einer inneren Umfangsoberfläche der Dichtung (5) eine Mehrzahl von unebenen Abschnitten (51) gebildet ist, welche in einer Umfangsrichtung der Zündkerze (1) angeordnet sind, wobei jeder der unebenen Abschnitte (51) aus einem Vorsprung (511) und einer Aussparung (512) gebildet ist, welche in der Umfangsrichtung aneinander angrenzen, ein radialer innerer Endabschnitt der Dichtung (5) in distaler Richtung gebogen ist, sodass Spitzen der Vorsprünge (511) der unebenen Abschnitte (51), welche an der inneren Umfangsoberfläche der Dichtung (5) gebildet sind, in distaler Richtung von einem Eckrand des Sitzabschnitts (22) des Gehäuses (2) hervorstehen, wobei der Eckrand zwischen der Sitzoberfläche (221) und einer inneren Umfangsoberfläche (222) des Sitzabschnitts (22) des Gehäuses (2) gebildet ist, und ein Hervorstehbetrag der Spitzen der Vorsprünge (511) der unebenen Abschnitte (51) von dem Eckrand des Sitzabschnitts (22) des Gehäuses (2) in distaler Richtung in der axialen Richtung in einem Bereich von 0 mm bis 1 mm ist.
Zündkerze (1) nach Anspruch 10, wobei jeder der Vorsprünge (511) der unebenen Abschnitte (51) einen dreieckförmigen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze (1) hat.
Zündkerze (1) nach Anspruch 10, wobei jeder der Vorsprünge (511) der unebenen Abschnitte (51) einen viereckförmigen Querschnitt rechtwinklig zu der axialen Richtung der Zündkerze (1) hat.
Zündkerze (1) nach Anspruch 10, wobei die Vorsprünge (511) der unebenen Abschnitte (51) in der Umfangsrichtung der Zündkerze (1) unter einem Teilungswinkel in einem Bereich von 5° bis 30° angeordnet sind.
Zündkerze (1) nach Anspruch 10, wobei Spitzen der Vorsprünge (511) der unebenen Abschnitte (51) abgerundet sind, um einen Krümmungsradius kleiner oder gleich 0,3 mm zu haben.
Zündkerze (1) nach Anspruch 10, wobei Spitzen der Vorsprünge (511) der unebenen Abschnitte (51) abgeschrägt sind mit einer Abschrägbreite kleiner oder gleich 0,3 mm.