DE102016008925A1 - Zündkerze - Google Patents

Abstract

Ein Basisendabschnitt einer Masseelektrode einer Zündkerze umfasst einen Hautabschnitt, einen Zwischenabschnitt und einen Kernabschnitt 52. Ein Mittenquerschnitt CP, der die Mittelachse PX der Zündkerze und die Mittelachse EX des Basisendabschnitts enthält, umfasst einen ersten mehrschichtigen Abschnitt, in dem der Zwischenabschnitt einwärts des Hautabschnitts angeordnet ist und der Kernabschnitt einwärts des Zwischenabschnitts angeordnet ist, und einen zweiten mehrschichtigen Abschnitt, in dem der Hautabschnitt und der Kernabschnitt miteinander in direktem Kontakt stehen. Der Mittenquerschnitt CP umfasst einen Schnittpunkt PI, an dem sich eine erste Grenzlinie BLa zwischen dem Metallgehäuse und dem Hautabschnitt und eine zweite Grenzlinie zwischen dem Metallgehäuse und dem Kernabschnitt mit einer dritten Grenzlinie BLc treffen.

Description

• GEBIET DER FINDUNG
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündkerze.
• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Zum Zünden eines Brenngases in einem Verbrennungsmotor wird eine Zündkerze verwendet. Bei einer solchen Zündkerze ist zwischen einer Mittelelektrode und einer Masseelektrode ein Spalt zum Erzeugen einer Funkenentladung für Zündung (auch als ”Funkenstrecke” bezeichnet) vorgesehen. Im Allgemeinen ist die Masseelektrode an einen vorderen Endabschnitt eines Metallgehäuses angeschweißt. In manchen Fällen weist die Masseelektrode zum Verbessern von Wärmebeständigkeit einen mehrschichtigen Aufbau auf, bei dem äußere und innere Abschnitte der Masseelektrode aus Materialien gebildet sind, die sich in Wärmeleitfähigkeit und Härte unterscheiden (siehe zum Beispiele die offengelegte japanische Patentanmeldung (kokai) Nr. 2012-99496 ).
• Die Schweißgrenzfläche zwischen dem Metallgehäuse und der mehrschichtigen Masseelektrode ist durch das Material, aus dem das Metallgehäuse besteht, und die verschiedenen die Masseelektrode bildenden Materialien gebildet. Bei Ausbilden des inneren Abschnitts der Masseelektrode aus einem Material geringer Härte wie etwa Kupfer (Cu) kann das Material geringer Härte daher die Festigkeit der Schweißung zwischen dem Metallgehäuse und der Masseelektrode mindern. In manchen Fällen kann auch die Form des Verbindungsabschnitts der Masseelektrode ein Mindern der Festigkeit der Masseelektrode herbeiführen. Wie vorstehend beschrieben besteht noch Spielraum für eine Verbesserung der Zuverlässigkeit beim Verbinden zwischen dem Metallgehäuse und der Masseelektrode.
• Die vorliegende Erfindung wurde verwirklicht, um mindestens das vorstehend beschriebene Problem anzugehen, und die vorliegende Erfindung kann als die folgenden Ausführungen verkörpert sein.
• ZUSAMMENFASSENDE DARLEGUNG DER ERFINDUNG
• [1]} Gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze vorgesehen. Diese Zündkerze umfasst eine Mittelelektrode, einen Isolator, ein Metallgehäuse und eine Masseelektrode. Der Isolator nimmt die Mittelelektrode auf. Das Metallgehäuse nimmt den Isolator auf. Die Masseelektrode weist einen distalen Endabschnitt, der so angeordnet ist, dass er zu einem vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode weist, wobei dazwischen ein vorbestimmter Spalt ausgebildet ist, und einen Basisendabschnitt, der sich entlang der Mittelelektrode erstreckt und mit dem Metallgehäuse verbunden ist, auf. Der Basisendabschnitt umfasst einen Hautabschnitt, der an einer Oberflächenseite des Basisendabschnitts angeordnet ist, einen Zwischenabschnitt, der von höherer Wärmeleitfähigkeit als der Hautabschnitt ist, und einen Kernabschnitt, der von größerer Härte als der Zwischenabschnitt ist. Ein Querschnitt, der eine Mittelachse der Zündkerze und eine Mittelachse des Basisendabschnitts enthält, umfasst einen ersten Abschnitt, in dem der Zwischenabschnitt einwärts des Hautabschnitts angeordnet ist und der Kernabschnitt einwärts des Zwischenabschnitts angeordnet ist, einen zweiten Abschnitt, der sich an einer hinteren Endseite des ersten Abschnitts befindet und in dem der Hautabschnitt und der Kernabschnitt miteinander in direktem Kontakt stehen, und einen Schnittpunkt, an dem sich eine erste Grenzlinie, eine zweite Grenzlinie und eine dritte Grenzlinie treffen. Die erste Grenzlinie ist eine Grenzlinie zwischen dem Metallgehäuse und dem Hautabschnitt. Die zweite Grenzlinie ist eine Grenzlinie zwischen dem Metallgehäuse und dem Kernabschnitt. Die dritte Grenzlinie ist eine Grenzlinie zwischen dem Hautabschnitt und dem Kernabschnitt und erstreckt sich von einem hinterendseitigen Ende einer Grenzlinie zwischen dem Hautabschnitt und dem Zwischenabschnitt hin zu einer Oberflächenseite. Gemäß der Zündkerze dieser Ausführung wird ein Vorhandensein des Zwischenabschnitts an der Schweißgrenzfläche zwischen der Masseelektrode und dem Metallgehäuse unterbunden. Daher wird die Festigkeit der Schweißung der Masseelektrode an das Metallgehäuse verbessert.
• [2] Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze der vorstehend beschriebenen Ausführung vorgesehen, wobei im Querschnitt der Schnittpunkt jeweils an gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse des Basisendabschnitts vorhanden sein kann. Gemäß der Zündkerze dieser Ausführung wird die Festigkeit der Schweißung der Masseelektrode an das Metallgehäuse weiter verbessert.
• [3] Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze der vorstehend beschriebenen Ausführung vorgesehen, wobei sich die erste Grenzlinie so von dem Schnittpunkt erstrecken kann, dass ein Abstand zwischen der ersten Grenzlinie und der Mittelachse des Basisendabschnitts hin zur hinteren Endseite zunimmt. Gemäß der Zündkerze dieser Ausführung ist es möglich, eine Abnahme der Schweißfestigkeit, die auftritt, wenn ein Abschnitt des Hautabschnitts, der die Außenfläche desselben bildet, an der Schweißgrenzfläche vorhanden ist, zu unterbinden.
• [4] Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze der vorstehend beschriebenen Ausführungsform vorgesehen, wobei der Hautabschnitt eine erste Außenfläche, die hin zur Mittelelektrode weist, und eine zweite Außenfläche, die hin zu einer Seite gegenüber der ersten Außenfläche weist, aufweisen kann und in dem Querschnitt mindestens eine von erster Außenfläche und zweiter Außenfläche einen geraden Abschnitt, der sich von einer vorderen Endseite hin zur hinteren Endseite im Wesentlichen gerade erstreckt, und einen gekrümmten Abschnitt, der sich von dem geraden Abschnitt unter Krümmen nach außen hin zur hinteren Endseite erstreckt, aufweisen kann. Gemäß der Zündkerze dieser Ausführung wird eine Abnahme der Festigkeit an dem Verbindungsabschnitt der Masseelektrode eingeschränkt, wodurch ein Brechen der Masseelektrode eingeschränkt wird.
• [5] Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze der vorstehend beschriebenen Ausführung vorgesehen, wobei im Querschnitt der gekrümmte Abschnitt einen Krümmungsradius von 0,5 mm oder mehr aufweisen kann. Gemäß der Zündkerze dieser Ausführung wird ein Brechen der Masseelektrode in stärkerem Maße eingeschränkt.
• [6] Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze der vorstehend beschriebenen Ausführung vorgesehen, wobei im Querschnitt die zweite Grenzlinie hin zum Metallgehäuse konvex sein kann. Gemäß der Zündkerze dieser Ausführung nimmt die Kontaktfläche zwischen dem Metallgehäuse und dem Kernabschnitt zu. Daher wird die Festigkeit der Schweißung der Masseelektrode an das Metallgehäuse weiter verbessert.
• [7] Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze der vorstehend beschriebenen Ausführung vorgesehen, wobei die Masseelektrode mit einer Endfläche eines vorderen Endabschnitts des Metallgehäuses verbunden ist und bei Festlegen einer fiktiven Ebene, die eine Endfläche eines Abschnitts des vorderen Endabschnitts enthält, womit die Masseelektrode nicht verbunden ist, im Querschnitt ein Maximalwert L eines Abstands zwischen einer fiktiven geraden Linie, die die fiktive Ebene darstellt, und der Grenzlinie zwischen der Masseelektrode und dem Metallgehäuse eine Beziehung L > 0 mm erfüllen kann, wobei der Abstand einen positiven Wert annimmt, wenn sich die Grenzlinie zwischen der Masseelektrode und dem Metallgehäuse an der hinteren Endseite der fiktiven geraden Linie befindet. Gemäß der Zündkerze dieser Ausführung wird die Festigkeit der Schweißung der Masseelektrode an das Metallgehäuse weiter verbessert.
• [8] Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze der vorstehend beschriebenen Ausführung vorgesehen, wobei der Maximalwert L die Beziehung L ≥ 0,2 mm erfüllen kann. Gemäß der Zündkerze dieser Ausführung wird die Festigkeit der Schweißung der Masseelektrode an das Metallgehäuse weiter verbessert.
• [9] Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze der vorstehend beschriebenen Ausführung vorgesehen, wobei der Maximalwert L die Beziehung L ≥ 0,4 mm erfüllen kann. Gemäß der Zündkerze dieser Ausführung wird die Festigkeit der Schweißung der Masseelektrode an das Metallgehäuse weiter verbessert.
• [10] Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze der vorstehend beschriebenen Ausführung vorgesehen, wobei der Maximalwert L die Beziehung L < 1,5 mm erfüllen kann. Gemäß der Zündkerze dieser Ausführung wird eine Degradation des Metallgehäuses an dem Verbindungsabschnitt der Masseelektrode eingeschränkt.
• [11] Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze der vorstehend beschriebenen Ausführung vorgesehen, wobei der Hautabschnitt einen Aluminiumanteil WP aufweisen kann, der eine Beziehung 0 Gew.-% < WP < 0,5 Gew.-% erfüllt. Gemäß der Zündkerze dieser Ausführung ist es möglich, die Festigkeit der Schweißung der Masseelektrode an das Metallgehäuse zu verstärken, während die Oxidationsbeständigkeit der Masseelektrode verbessert wird.
• Die Gesamtheit der mehreren Bestandteile jeder Ausführung der vorliegenden Erfindung sind nicht wesentlich. Zum teilweisen oder vollständigen Lösen des vorstehend erwähnten Problems oder zum teilweisen oder vollständigen Erzielen der in der vorliegenden Schrift beschriebenen Wirkungen kann ein Teil der Elemente entsprechend modifiziert, eliminiert oder durch ein anderes neues Element ersetzt werden oder die Einschränkung desselben kann teilweise aufgehoben werden. Zum teilweisen oder vollständigen Lösen des vorstehend erwähnten Problems oder zum teilweisen oder vollständigen Erzielen der in der vorliegenden Schrift beschriebenen Wirkungen können ferner ein Teil oder alle der vorstehend beschriebenen technischen Wirkungen, die in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung enthalten sind, mit einem Teil oder allen der vorstehend beschriebenen technischen Wirkungen, die in anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung enthalten sind, kombiniert werden, um dadurch eine unabhängige Ausführung der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
• Die vorliegende Erfindung kann in unterschiedlichen anderen Formen als der Zündkerze verwirklicht werden. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung als Verbrennungsmotor umgesetzt sein, der mit einer Zündkerze oder einem Metallgehäuse, mit der/dem eine Masseelektrode verbunden ist, ausgestattet ist. Die vorliegende Erfindung kann auch als Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze, als Verfahren zum Verbinden einer Masseelektrode mit einem Metallgehäuse, als Metallgehäuse, als Verfahren zum Herstellen des Metallgehäuses oder als Vorrichtungen zum Ausführen dieser Verfahren umgesetzt werden.
• KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• 1 ist eine schematische Seitenansicht, die den Aufbau einer Zündkerze in einer ersten Ausführungsform zeigt.
• 2 ist eine schematische Draufsicht, die den Aufbau der Zündkerze in der ersten Ausführungsform zeigt.
• 3 ist eine schematische Schnittansicht eines Verbindungsabschnitts zwischen einer Masseelektrode und einem Metallgehäuse in der ersten Ausführungsform.
• 4(a), 4(b) und 4(c) sind erläuternde Ansichten, die schematisch Schritte zum Herstellen eines Masseelektroden-Grundmaterials in der ersten Ausführungsform zeigen.
• 5(a), 5(b) und 5(c) sind erläuternde Ansichten, die schematisch Schritte zum Schweißen des Masseelektroden-Grundmaterials in der ersten Ausführungsform zeigen.
• 6 ist eine schematische Ansicht, die ein anderes Aufbaubeispiel des Verbindungsabschnitts in der ersten Ausführungsform zeigt.
• 7 ist eine schematische Ansicht, die ein anderes Aufbaubeispiel des Verbindungsabschnitts in der ersten Ausführungsform zeigt.
• 8 ist eine schematische Ansicht, die ein anderes Aufbaubeispiel des Verbindungsabschnitts in der ersten Ausführungsform zeigt.
• 9 ist eine schematische Schnittansicht eines Verbindungsabschnitts zwischen einer Masseelektrode und einem Metallgehäuse in einer zweiten Ausführungsform.
• 10(a), 10(b) und 10(c) sind erläuternde Ansichten, die schematisch Schritte zum Schweißen des Masseelektroden-Grundmaterials in der zweiten Ausführungsform zeigen.
• 11 ist eine schematische Ansicht, die ein anderes Aufbaubeispiel des Verbindungsabschnitts in der zweiten Ausführungsform zeigt.
• 12 ist eine schematische Ansicht, die ein anderes Aufbaubeispiel des Verbindungsabschnitts in der zweiten Ausführungsform zeigt.
• 13 ist eine schematische Ansicht, die ein anderes Aufbaubeispiel des Verbindungsabschnitts in der zweiten Ausführungsform zeigt.
• 14(A), 14(B), 14(C), 14(D), 14(E), 14(F), 14(G), 14(H) und 14(Z) sind erläuternde Ansichten, die die Arten des Aufbaus im Schnitt des Verbindungsabschnitts der Masseelektrode zeigen.
• 15 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse von Versuchsbeispiel 1 zusammengefasst sind.
• 16 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse von Versuchsbeispiel 2 zusammengefasst sind.
• 17 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse von Versuchsbeispiel 3 zusammengefasst sind.
• 18 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse von Versuchsbeispiel 4 zusammengefasst sind.
• 19 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse von Versuchsbeispiel 5 zusammengefasst sind.
• 20 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse von Versuchsbeispiel 5 zusammengefasst sind.
• 21 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse von Versuchsbeispiel 5 zusammengefasst sind.
• 22 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse von Versuchsbeispiel 5 zusammengefasst sind.
• 23 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse von Versuchsbeispiel 5 zusammengefasst sind.
• 24 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse von Versuchsbeispiel 5 zusammengefasst sind.
• 25 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse von Versuchsbeispiel 5 zusammengefasst sind.
• 26 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse von Versuchsbeispiel 5 zusammengefasst sind.
• EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
• A. Erste Ausführungsform:
• Aufbau einer Zündkerze
• Der Aufbau einer Zündkerze 10 gemäß einer ersten Ausführungsform wird unter Verweis auf 1 und 2 kurz beschrieben. 1 ist eine schematische Seitenansicht der Zündkerze 10 der ersten Ausführungsform in einer Richtung orthogonal zur Mittelachse PX derselben gesehen. In 1 ist die Mittelachse PX der Zündkerze 10 durch eine Linie mit abwechselnd langen und kurzen Strichen gezeigt. In 1 ist der Einfachheit halber ein Abschnitt der Zündkerze 10 an der rechten Seite der Mittelachse PX auf dem Blatt in schematischem Querschnitt dargestellt, um den Innenaufbau zu zeigen. Ein Pfeil PD in 1 zeigt eine Richtung, die parallel zu der Mittelachse PX (auch als ”Achsenrichtung” bezeichnet) ist und von der hinteren Endseite der Zündkerze 10 hin zur vorderen Ende derselben gerichtet ist. Die Mittelachse PX und der Pfeil PD sind, wo erforderlich, in anderen Zeichnungen gezeigt. 2 ist eine schematische Draufsicht auf die Zündkerze 10 von der vorderen Endseite hin zur hinteren Endseite entlang der Achsenrichtung gesehen. Zu beachten ist, dass in 2 der Einfachheit halber Abschnitte der Zündkerze 10 mit Ausnahme des Abschnitts an der vorderen Endseite derselben nicht veranschaulicht sind.
• Die Zündkerze 10 (1) ist an einem (nicht gezeigten) Verbrennungsmotor angebracht und wird zum Zünden eines Brenngases verwendet. Wenn die Zündkerze 10 an dem Verbrennungsmotor angebracht ist, ist ein Ende der Zündkerze 10 an der vorderen Endseite (der oberen Seite des Blatts) in einem Brennraum des Verbrennungsmotors angeordnet, und das andere Ende der Zündkerze 10 an der hinteren Endseite (der unteren Seite des Blatts) ist außerhalb des Brennraums angeordnet. Die Zündkerze 10 umfasst eine Mittelelektrode 11, eine Masseelektrode 13, einen Isolator 20, einen Anschluss 30 und ein Metallgehäuse 40.
• Die Mittelelektrode 11 weist eine stabartige Form auf. Die Mittelelektrode 11 wird von dem Metallgehäuse 40 mit dem Isolator 20 dazwischen angeordnet so gehalten, dass die Mittelachse der Mittelelektrode 11 mit der Mittelachse PX der Zündkerze 10 zusammenfällt und ein vorderer Endabschnitt 11e der Mittelelektrode 11 nach außen hin freigelegt ist. Die Mittelelektrode 11 ist durch den an der hinteren Endseite angeordneten Anschluss 30 mit einer (nicht gezeigten) externen Stromversorgung elektrisch verbunden.
• Die Masseelektrode 13 ist an der vorderen Endseite an einem offenen Ende 42 des Metallgehäuses 40 angebracht und steht mit dem Metallgehäuse 40 elektrisch in Verbindung. Die Masseelektrode 13 weist einen Basisendabschnitt 13a und einen distalen Endabschnitt 13b auf. Der Basisendabschnitt 13a ist ein Abschnitt, der sich von dem vorderendseitigen offenen Ende 42 des Metallgehäuses 40 hin zur vorderen Endseite entlang der Achsenrichtung in etwa gerade erstreckt (1). Die Mittelachse EX des Basisendabschnitts 13a ist parallel zu der Mittelachse PX der Zündkerze 10. Der distale Endabschnitt 13b ist ein Abschnitt, der sich unter Biegen von dem Basisendabschnitt 13a erstreckt und dann hin zu einem vorderen Endabschnitt 11e der Mittelelektrode 11 erstreckt (1 und 2). An dem distalen Endabschnitt 13b ist ein Spitzenabschnitt 14 vorgesehen (1). An dem Ende des distalen Endabschnitts 13b ragt der Spitzenabschnitt 14 hin zum vorderen Endabschnitt 11e der Mittelelektrode 11. Auf den Spitzenabschnitt 14 kann verzichtet werden.
• In der vorliegenden Ausführungsform weist die Masseelektrode 13 einen mehrschichtigen Aufbau auf, bei dem mehrere Schichten unterschiedlicher Elemente geschichtet sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Masseelektrode 13 an das offene Ende 42 des Metallgehäuses 40 geschweißt. Der Innenaufbau der Masseelektrode 13 und die Schweißung zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 werden später näher beschrieben.
• Zwischen dem Spitzenabschnitt 14 der Masseelektrode 13 und dem vorderen Endabschnitt 11e der Mittelelektrode 11 ist ein vorbestimmter Spalt SG für das Erzeugen einer Funkenentladung vorgesehen (1). Die Zündkerze 10 zündet das Brenngas durch Erzeugen einer Funkenentladung an dem Spalt SG. In der folgenden Beschreibung wird der Spalt SG auch als ”Funkenstrecke SG” bezeichnet. Zu beachten ist, dass bei Verzicht auf den Spitzenabschnitt 14 der Spalt zwischen dem vorderen Endabschnitt 11e der Mittelelektrode 11 und dem distalen Endabschnitt 13b der Masseelektrode 13, der zu dem vorderen Endabschnitt 11e weist, als Funkenstrecke SG für Funkenentladung dient.
• Der Isolator 20 ist ein rohrförmiges isolierendes Element und weist eine axiale Bohrung 21 auf, das den Isolator 20 in dessen Mitte durchsetzt (1). Die Mittelachse des Isolators 20 fällt mit der Mittelachse PX der Zündkerze 10 zusammen. Der Isolator 20 ist zum Beispiel aus gesinterter Keramik, die Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid oder dergleichen als Hauptkomponente enthält, gebildet.
• Die Mittelelektrode 11 ist in einem vorderen Endabschnitt der axialen Bohrung 21 des Isolators 20 gehalten. Der vordere Endabschnitt 11e der Mittelelektrode 11 ragt von dem vorderen Ende des Isolators 20 nach außen. Der stabförmige Anschluss 30 ist in einen hinteren Endabschnitt der axialen Bohrung 21 des Isolators 20 von der hinteren Endseite eingeführt. Zu beachten ist, dass ein hinterer Endabschnitt 31 des Anschlusses 30 außerhalb des Isolators 20 angeordnet ist, so dass der hintere Endabschnitt 31 des Anschlusses 30 mit der (nicht gezeigten) externen Stromversorgung verbunden werden kann.
• Ein erster Glasdichtwerkstoff 36, ein Widerstand 35 und ein zweiter Glasdichtwerkstoff 37 sind in der axialen Bohrung 21 des Isolators 20 in dieser Reihenfolge von der vorderen Endseite so aufgenommen, dass sie sich zwischen der Mittelelektrode 11 und dem Anschluss 30 befinden. Die Mittelelektrode 11 ist durch den ersten Glasdichtwerkstoff 36, den Widerstand 35 und den zweiten Glasdichtwerkstoff 37 mit dem Anschluss 30 elektrisch verbunden. Dadurch wird in der Zündkerze 10 zum Zeitpunkt der Erzeugung von Funkenentladung ein Funkgeräusch unterbunden.
• Das Metallgehäuse 40 ist ein rohrförmiges Metallelement mit einer Bohrung 41, die das Metallgehäuse 40 in der Mitte desselben durchsetzt. Die Mittelachse des Metallgehäuses 40 fällt mit der Mittelachse PX der Zündkerze 10 zusammen. Das Metallgehäuse 40 ist zum Beispiel aus Carbonstahl gebildet. Der Isolator 20 ist in der Bohrung 41 des Metallgehäuses 40 aufgenommen. Der Isolator 20 ist in solcher Weise fest in der Bohrung 41 angeordnet, dass sich vordere und hintere Endabschnitte des Isolators 20 nach außen erstrecken. Wie vorstehend beschrieben ist die Masseelektrode 13 an das vorderendseitige offene Ende 42 des Metallgehäuses 40 geschweißt.
• Ein Gewindeabschnitt 43, der mit einer Gewinderille einer (nicht gezeigten) Befestigungsbohrung des Verbrennungsmotors in Eingriff tritt, ist an der Außenumfangsfläche eines vorderen Endabschnitts des Metallgehäuses 40 vorgesehen. An der hinteren Endseite des Gewindeabschnitts 43 ist ein Werkzeugansatzabschnitt 45 vorgesehen. Wenn die Zündkerze 10 an dem Verbrennungsmotor angebracht wird, setzt ein Werkzeug an dem Werkzeugansatzabschnitt 45 an. An der hinteren Endseite des Werkzeugansatzabschnitts 45 ist ein gekrimpter Abschnitt 47 vorgesehen. Infolge von Krimpen fixiert der gekrimpte Abschnitt 47 einen Abschnitt des Isolators 20 an der hinteren Endseite. Der gekrimpte Abschnitt 47 wird durch Krimpen nach innen eines offenen Endes des Metallgehäuses 40 an der hinteren Endseite gebildet.
• Aufbau der Masseelektrode und ihres Verbindungsabschnitts
• 3 ist eine schematische Schnittansicht, die einen Querschnitt des Verbindungsabschnitts zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 entlang der in 2 gezeigten Linie X-X zeigt. Der Querschnitt entlang der Linie X-X von 2 entspricht einem Querschnitt CP, der die Mittelachse PX der Zündkerze 10 und die Mittelachse EX des Basisendabschnitts 13a enthält. In der folgenden Beschreibung wird der Querschnitt CP auch als ”Mittenquerschnitt CP” bezeichnet. Die Masseelektrode 13 besteht aus mehreren Abschnitten, die aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind, und umfasst mindestens einen Hautabschnitt 50, einen Zwischenabschnitt 51 und einen Kernabschnitt 52.
• Der Hautabschnitt 50 ist an der Oberflächenseite der Masseelektrode 13 vorgesehen und stellt die Oberflächenschicht der Masseelektrode 13 dar. Der Hautabschnitt 50 ist aus einem Metallmaterial gebildet, das von hoher Wärmebeständigkeit ist und unter den zum Bilden der Masseelektrode 13 verwendeten Metallmaterialien die höchste Härte aufweist. Der Hautabschnitt 50 ist aus einer Ni-basierten wärmebeständigen Legierung, die Nickel (Ni) als Hauptkomponente enthält, etwa NCF601, gebildet. In der vorliegenden Schrift bezeichnet der Begriff ”Hauptkomponente” eine Materialkomponente, deren Anteil am höchsten ist. Zu beachten ist, dass es erwünscht ist, dass die zum Bilden des Hautabschnitts 50 verwendete Legierung Aluminium (Al) bei einem vorbestimmten Verhältnis enthält. Der Al-Anteil des Hautabschnitts 50 wird später beschrieben.
• Der Zwischenabschnitt 51 ist an der Innenseite des Hautabschnitts 50 vorgesehen. Der Zwischenabschnitt 51 ist aus einem Metallmaterial gebildet, dessen Wärmeleitfähigkeit höher als die des Hautabschnitts 50 ist. Es ist ebenso erwünscht, dass der Zwischenabschnitt 51 aus einem Metallmaterial gebildet ist, dessen Wärmeleitfähigkeit höher als die des zum Bilden des Kernabschnitts 52 verwendeten Metallmaterials ist. Der Zwischenabschnitt 51 ist zum Beispiel aus reinem Cu oder einer Cu-Legierung gebildet.
• Der Kernabschnitt 52 ist in der Mitte der Masseelektrode 13 vorgesehen, und an dem Basisendabschnitt 13a ist der Kernabschnitt 52 an einer Stelle vorgesehen, durch die die Mittelachse EX verläuft. Der Kernabschnitt 52 ist aus einem Metallmaterial gebildet, dessen Härte höher als die des Zwischenabschnitts 51 ist. Der Kernabschnitt 52 ist zum Beispiel aus reinem Ni oder einer Ni-Legierung gebildet.
• In der Masseelektrode 13 der vorliegenden Ausführungsform ist der größere Teil des Basisendabschnitts 138 aus einem ersten mehrschichtigen Abschnitt 55 mit einem mehrschichtigen Aufbau gebildet, wobei eine Schicht des Hautabschnitts 50, eine Schicht des Zwischenabschnitts 51 und eine Schicht des Kernabschnitts 52 nacheinander in dieser Reihenfolge von der Außenfläche hin zur Mittelachse EX geschichtet sind. Der erste mehrschichtige Abschnitt 55 entspricht in der vorliegenden Erfindung einem subgenerischen Konzept des ersten Abschnitts. Der erste mehrschichtige Abschnitt 55 ist an gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse EX gebildet.
• Da die Masseelektrode 13 den Zwischenabschnitt 51 umfasst, der von hoher Wärmeleitfähigkeit ist, weist die Masseelektrode 13 eine verbesserte Wärmeabstrahlungsleistung und eine verbesserte Wärmebeständigkeit auf. Da der Zwischenabschnitt 51 der Masseelektrode 13 zwischen dem Hautabschnitt 50 und dem Kernabschnitt 52, die von hoher Härte sind, sandwichartig eingeschlossen ist, weist die Masseelektrode 13 eine erhöhte Festigkeit und eine verbesserte Haltbarkeit auf.
• Bei der Masseelektrode 13 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Abschnitt 56, in dem der Hautabschnitt 50 mit dem Kernabschnitt 52 ohne Vorhandensein des Zwischenabschnitts 51 dazwischen mindestens in dem Mittenquerschnitt CP in direktem Kontakt steht, an der hinteren Endseite des ersten mehrschichtigen Abschnitts 55 ausgebildet. In der folgenden Beschreibung wird der Abschnitt 56 auch als ”zweiter mehrschichtiger Abschnitt 56” bezeichnet. Der zweite mehrschichtige Abschnitt 56 entspricht in der vorliegenden Erfindung einem subgenerischen Konzept des zweiten Abschnitts.
• In dem Mittenquerschnitt CP steht der Hautabschnitt 50 in dem zweiten mehrschichtigen Abschnitt 56 wie folgt mit dem Kernabschnitt 52 in Kontakt. In einem Bereich (nachstehend auch als ”außenumfangsseitiger Bereich” bezeichnet) an der Seite gegenüber der Mittelelektrode 11 bezüglich der Mittelachse EX des Basisendabschnitts 13a erstreckt sich ein Endabschnitt des Kernabschnitts 52 an der hinteren Endseite hin zum Hautabschnitt 50 und kommt mit dem Hautabschnitt 50 in Kontakt. In einem Bereich (nachstehend auch als ”innenumfangsseitiger Bereich” bezeichnet) an der Seite hin zur Mittelelektrode 11 bezüglich der Mittelachse EX des Basisendabschnitts 13a erstreckt sich ein Endabschnitt 50t des Hautabschnitts 50 unter Biegen an der hinteren Endseite hin zum Kernabschnitt 52 und kommt mit dem Kernabschnitt 52 in Kontakt. Dieser Endabschnitt 50t ist ein Abschnitt, der vor dem Schweißen teilweise die Außenfläche des Hautabschnitts 50 bildet. Zu beachten ist, dass in der vorliegenden Schrift die Seite des Basisendabschnitts 13a hin zur Mittelelektrode 11 (die rechte Seite des Blatts von 3) als ”Innenumfangsseite” bezeichnet wird und die Seite des Basisendabschnitts 13a gegenüber der Mittelelektrode 11 (die linke Seite des Blatts von 3) als ”Außenumfangsseite” bezeichnet wird.
• Ferner ist bei der Zündkerze 10 der vorliegenden Ausführungsform ein Schnittpunkt PI, der nachstehend beschrieben wird, in dem Mittenquerschnitt CP mindestens in dem zweiten mehrschichtigen Abschnitt 56 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Schnittpunkt PI in dem außenumfangsseitigen Bereich ausgebildet. Der Schnittpunkt PI ist ein Punkt, an dem sich die folgenden drei Grenzlinien BLa, BLb und BLc treffen. Die erste Grenzlinie BLa ist die Grenzlinie zwischen dem Metallgehäuse 40 und dem Hautabschnitt 50. Die zweite Grenzlinie BLb ist eine Grenzlinie zwischen dem Metallgehäuse 40 und dem Kernabschnitt 52. Die dritte Grenzlinie BLc ist eine Grenzlinie zwischen dem Hautabschnitt 50 und dem Kernabschnitt 52 und erstreckt sich von einem hinterendseitigen Ende der Grenzlinie zwischen dem Hautabschnitt 50 und dem Zwischenabschnitt 51 hin zu der Oberflächenseite.
• Da das Material, aus dem der Zwischenabschnitt 51 besteht, von geringer Härte ist, auch wenn es eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, ist das Maß seines Beitrags zur Schweißfestigkeit gering. Wenn mindestens in dem Mittenquerschnitt CP der Schnittpunkt PI in dem zweiten mehrschichtigen Abschnitt 56 vorhanden ist, wird ein Vorhandensein des Materials, aus dem der Zwischenabschnitt 51 besteht, an der Schweißgrenzfläche zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 eingeschränkt. Wenn ein Abschnitt (z. B. der Endabschnitt 50t), der die Außenfläche des Hautabschnitts 50 vor Schweißen bildet, in die Schweißgrenzfläche zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 eindringt, werden auch externe Fremdstoffe, wie etwa Sauerstoffatome, am Erreichen der Schweißgrenzfläche gehindert. Demgemäß wird eine Degradation der Schweißung zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40, welche aufgrund des Vorhandenseins von Fremdstoffen oder dem Material, aus dem der Zwischenabschnitt 51 besteht, an der Schweißgrenzfläche eintritt, eingeschränkt, wodurch die Festigkeit der Schweißung zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 verbessert wird.
• Bei der Zündkerze 10 der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich in dem Mittenquerschnitt CP die erste Grenzlinie BLa, die die Grenzlinie zwischen dem Metallgehäuse 40 und dem Hautabschnitt 50, hin zur hinteren Endseite, so dass der Abstand zwischen der ersten Grenzlinie BLa und der Mittelachse EX des Basisendabschnitts 13a hin zur hinteren Endseite zunimmt. Wie vorstehend beschrieben dringt bei der Zündkerze 10 der vorliegenden Ausführungsform an dem Verbindungsabschnitt zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 der harte Hautabschnitt 40 tiefer in das Metallgehäuse 40 ein. Daher nimmt die Festigkeit der Schweißung zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 zu.
• Bei der Zündkerze 10 der vorliegenden Ausführungsform weist der Hautabschnitt 50 in dem Mittenquerschnitt CP an der Außenumfangsseite eine erste Außenfläche 61 und an der Innenumfangsseite eine zweite Außenfläche 62 auf. Die zwei Außenflächen 62 und 62 weisen gerade Abschnitte 61s bzw. 62s und gekrümmte Abschnitte 61c bzw. 62c auf. Die geraden Abschnitte 61s und 62s erstrecken sich von der vorderen Endseite hin zur hinteren Endseite in etwa gerade. Die gekrümmten Abschnitte 61c und 62c erstrecken sich von den geraden Abschnitten 61s bzw. 62s unter Krümmen in Richtungen weg von der Mittelachse EX hin zur hinteren Endseite.
• Wie vorstehend beschrieben sind bei der Zündkerze 10 der vorliegenden Ausführungsform die gekrümmten Abschnitte 61c und 62c des Hautabschnitts 50 in einem hinterendseitigen Bereich nahe dem Verbindungsabschnitt der Masseelektrode 13 ausgebildet. Daher ist es möglich, das Auftreten einer Spannungskonzentration in der Nähe des Verbindungsabschnitts der Masseelektrode 13 zu hemmen. Daher ist es möglich, einen Bruch der Masseelektrode 13, zu dem es aufgrund des Auftretens einer Spannungskonzentration an dem Verbindungsabschnitt der Masseelektrode 13 kommt, einzuschränken. Insbesondere weist in der vorliegenden Ausführungsform der Hautabschnitt 50 die gekrümmten Abschnitte 61c und 62c an den gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse EX auf. Daher wird das Auftreten einer Spannungskonzentration an dem Verbindungsabschnitt der Masseelektrode 13 weiter eingeschränkt. Wie in Versuchsbeispielen beschrieben wird, die später beschrieben werden, ist zu beachten, dass es erwünscht ist, dass jeder der gekrümmten Abschnitte 61c und 62c in dem Mittenquerschnitt CP eine gekrümmte Linie mit einem Krümmungsradius von 0,5 mm oder mehr (z. B. 0,5 bis 0,7 mm) darstellt.
• Eine fiktive Ebene BP ist hier so festgelegt, dass die fiktive Ebene BP eine offene Endfläche 42p des Metallgehäuses 40 an der vorderen Endseite enthält. Die offene Endfläche 42p ist die Endfläche eines Abschnitts des offenen Endes des Metallgehäuses 40, mit welchem Abschnitt die Masseelektrode 13 nicht verbunden ist. In diesem Fall ist es erwünscht, dass in dem in 3 gezeigten Querschnitt der Maximalwert L des Abstands zwischen einer fiktiven geraden Linie (angedeutet durch eine Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen), die die fiktive Ebene BP darstellt, und der Grenzlinie zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 größer als 0 mm ist, wobei der Abstand einen positiven Wert annimmt, wenn sich die Grenzlinie zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 an der hinteren Endseite der fiktiven geraden Linie befindet.
• L stellt die Tiefe dar, auf die das Metallgehäuse 40 schmilzt, wenn die Masseelektrode 13 an dieses geschweißt wird. Je größer die Tiefe L (> 0) ist, desto größer ist der Grad, um den die Festigkeit der Schweißung zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 zunimmt. In der folgenden Beschreibung wird die Tiefe L auch als ”Schweißtiefe L” bezeichnet. Die Schweißtiefe L beträgt wünschenswerterweise 0,2 mm oder mehr und erwünschter 0,4 mm oder mehr. In dem Fall, da die Schweißtiefe L übermäßig groß ist, dringt aber während des Schweißens ein Teil des geschmolzenen Materials, aus dem der Zwischenabschnitt 51 besteht, in das Metallgehäuse 40 ein, und das in das Metallgehäuse 40 eingedrungene Bestandteilmaterial kann später Korrosion und/oder Degradation des Metallgehäuses 40 hervorrufen. Wie in den Versuchsbeispielen beschrieben wird, die später beschrieben werden, beträgt die Schweißtiefe L daher bevorzugt weniger als 1,5 mm und bevorzugter 1,2 mm oder weniger.
• Wie vorstehend beschrieben ist es erwünscht, dass die zum Bilden des Hautabschnitts 50 verwendete Legierung Al enthält. Und zwar ist es erwünscht, dass der Al-Anteil WP der zum Bilden des Hautabschnitts 50 verwendeten Legierung mehr als 0 Gew.-% beträgt. Wie in den Versuchsbeispielen beschrieben wird, die später beschrieben werden, liegt dies daran, dass die Haltbarkeit der Masseelektrode 13 verbessert werden kann, wenn der Hautabschnitt 50 Al enthält. Der Al-Anteil WP der zum Bilden des Hautabschnitts 50 verwendeten Legierung beträgt aber erwünschterweise weniger als 5,0 Gew.-% und erwünschter 2,5 Gew.-% oder weniger. Wie in den Versuchsbeispielen beschrieben wird, die später beschrieben werden, liegt dies daran, dass die Festigkeit der Schweißung an das Metallgehäuse 40 abnehmen kann, wenn der Al-Anteil WP 5,0 Gew.-% oder mehr beträgt.
• Da der Al-Anteil von NCF601 in den vorstehend beschriebenen bevorzugten Bereich fällt, wie nachstehend beschrieben wird, wird NCF601 bevorzugt als Material, aus dem der Hautabschnitt 50 besteht, verwendet.
• In NCF601 enthaltene Komponenten
• • Ni: 58 bis 63 Gew.-%
• • Chrom (Cr): 21 bis 25 Gew.-%
• • Silizium (Si): 0 bis 0,5 Gew.-%
• • Al: 1,0 bis 1,7 Gew.-%
• • Mangan (Mn): 0 bis 0,5 Gew.-%
• • Carbon (C): 0,02 bis 0,05 Gew.-%
• • Rest unvermeidbare Verunreinigungen und Fe
• Beispiele für die ”unvermeidbaren Verunreinigungen” umfassen Phosphor (P) in einer Menge von 0,03 Gew.-% oder weniger und Schwefel (S) in einer Menge von 0,03 Gew.-% oder weniger.
• Schritte zum Herstellen der Masseelektrode und Schritte zum Verbinden der Masseelektrode
• Unter Verweis auf 4 und 5 werden nacheinander Schritte zum Herstellen des Grundmaterials der Masseelektrode 13 und Schritte zum Schweißen des Grundmaterials an das Metallgehäuse 40 beschrieben. Die in 4 schematisch gezeigten ersten bis dritten Schritte sind die Schritte zum Herstellen des Grundmaterials der Masseelektrode 13. In dem ersten Schritt werden ein erstes Grundmaterial 70 und ein zweites Grundmaterial 75 erzeugt, und ein drittes Grundmaterial 78 wird durch Kombinieren dieser beiden Grundmaterialien 70 und 75 hergestellt (Teil (a) von 4).
• Das erste Grundmaterial 70 wird wie folgt hergestellt. Ein Metallmaterial zum Bilden des Kernabschnitts 52 wird mittels von zum Beispiel Kaltschmieden zu einer kreisförmigen Säulenform geformt, wodurch ein Kernabschnitt-Grundmaterial 71 hergestellt wird. Ein Metallmaterial zum Bilden des Zwischenabschnitts 51 wird analog mittels von zum Beispiel Kaltschmieden zu einer zylindrischen Rohrform geformt, wodurch ein Zwischenabschnitt-Grundmaterial 72 hergestellt wird. Das Kernabschnitt-Grundmaterial 71 wird in eine Bohrung 72h des Zwischenabschnitt-Grundmaterials 72 eingeführt, so dass das Kernabschnitt-Grundmaterial 71 mit dem Zwischenabschnitt-Grundmaterial 72 zusammengefügt und integriert wird, wodurch das erste Grundmaterial 70 hergestellt wird.
• Das zweite Grundmaterial 75 wird zum Beispiel mittels Kaltschmieden durch Formen eines Metallmaterials zum Bilden des Hautabschnitts 50 zu der Form eines zylindrischen Rohrs mit einem Boden hergestellt. Das dritte Grundmaterial 78 wird durch Einführen des ersten Grundmaterials 70 in eine Bohrung 75h des zweiten Grundmaterials 75, so dass das erste Grundmaterial 70 mit dem zweiten Grundmaterial 75 zusammengefügt ist, hergestellt.
• Bei dem zweiten Schritt wird ein gestrecktes Grundmaterial 80 durch Ausführen von Formgebung durch Strangpressen hergestellt; d. h. Strangpressen des dritten Grundmaterials 78 entlang seiner Mittelachse hin zu der Seite des zweiten Grundmaterials 75 (Teil (b) von 4). Ein vorderendseitiger Abschnitt 81 des gestreckten Grundmaterials 80, welcher infolge des Strangpressens gestreckt ist, weist einen in etwa rechteckigen Querschnitt auf. Bis zu einem vorderendseitigen Zwischenpunkt in der Strangpressrichtung weist der vorderendseitige Abschnitt 81 einen mehrschichtigen Aufbau auf, bei dem der Kernabschnitt 52, der Zwischenabschnitt 51, der Hautabschnitt 50 geschichtet sind. Der Kernabschnitt 52 und der Zwischenabschnitt 51 laufen hin zur vorderen Endseite zu, und ein Endabschnitt 82 des vorderendseitigen Abschnitts 81 ist allein durch den Hautabschnitt 50 gebildet.
• In dem dritten Schritt wird der vorderendseitige Abschnitt 81 aus dem gestreckten Grundmaterial 80 mittels Zuschneiden als Massenelektroden-Grundmaterial 85, das die Masseelektrode 13 bildet, herausgeschnitten (Schnitt (c) von 4). Diese Schneidarbeit wird durch Bewegen eines Schneidwerkzeugs in einer Richtung, wie durch einen Pfeil CL in dem Schnitt (b) von 4 angedeutet durchgeführt. Die Schnittrichtung in der vorliegenden Ausführungsform ist eine Richtung von einer Oberfläche, die zu der Mittelelektrode 11 weist, wenn das Masseelektroden-Grundmaterial 85 an das Metallgehäuse 40 geschweißt wird, hin zu einer Oberfläche an der gegenüberliegenden Seite. Zu beachten ist, dass sich infolge dieser Schneidarbeit in einem hinteren Endabschnitt 82 des Masseelektroden-Grundmaterials 85 der geschichtete Aufbau, der durch den Hautabschnitt 50, den Zwischenabschnitt 51 und den Kernabschnitt 52 gebildet ist, in der Schnittrichtung verzieht.
• Die in 5 schematisch gezeigten vierten bis sechsten Schritte sind die Schritte zum Schweißen der Masseelektrode 13. In dem vierten Schritt wird der hintere Endabschnitt 83 des Masseelektroden-Grundmaterials 85 an der offenen Endfläche 42p des Metallgehäuses 40 an der vorderen Endseite desselben angeordnet, so dass die Mittelachse EX des Masseelektroden-Grundmaterials 85 parallel zu der Mittelachse MX des Metallgehäuses 40 wird (Schnitt (a) von 5).
• Im fünften Schritt wird der hintere Endabschnitt 83 des Masseelektroden-Grundmaterials 85 gegen das offene Ende 42 des Metallgehäuses 40 an der vorderen Endseite desselben gepresst und es wird ein hochfrequenter Strom zugeführt, so dass der hochfrequente Strom durch das Masseelektroden-Grundmaterial 85 und das Metallgehäuse 40 fließt, wodurch das Masseelektroden-Grundmaterial 85 an das Metallgehäuse 40 widerstandsgeschweißt wird (Schnitt (b) von 5). Im fünften Schritt werden die Größenordnung des Stroms, die Stromzufuhrzeit etc. so gesteuert, dass das Material, aus dem der geschmolzene Zwischenabschnitt 51 besteht, nicht über den Hautabschnitt 50 hinaus nach außen ausströmt und der Hautabschnitt 50 sanft verformt wird, um gekrümmte Abschnitte 61c und 62c zu bilden.
• In dem sechsten Schritt werden Wölbungen des Verbindungsabschnitts, die infolge des Schmelzens der Materialien gebildet werden, aus denen das Masseelektroden-Grundmaterial 85 und das Metallgehäuse 40 bestehen, mittels von zum Beispiel Schneidarbeit oder Polierarbeit entfernt (Schnitt (c) von 5). Anschließend wird nach einem Beschichtungsschritt etc. das Massenelektroden-Grundmaterial 85 hin zur Mittelachse MX des Metallgehäuses 40 gebogen, wodurch die Masseelektrode 13 mit dem Basisendabschnitt 13a und dem distalen Endabschnitt 13b gebildet wird. Durch die vorstehend beschriebenen Schritte werden die Masseelektrode 13, die in dem Mittenquerschnitt CP den Schnittaufbau aufweist, der unter Verweis auf 3 beschrieben wurde, und der Verbindungsabschnitt zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 gebildet.
• Andere Aufbaubeispiele der ersten Ausführungsform
• Unter Verweis auf 6 bis 8 werden andere Aufbaubeispiele des Verbindungsabschnitts zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 in der ersten Ausführungsform beschrieben. 6 bis 8 zeigen jeweils schematisch ein Beispiel des Querschnitts des Verbindungsabschnitts zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40. Der jeweils in 6 bis 8 gezeigte Querschnitt ist der Mittenquerschnitt CP, der die Mittelachse EX des Basisendabschnitts 13a der Masseelektrode 13 und die (nicht gezeigte) Mittelachse PX der Zündkerze 10 enthält.
• Der in 6 gezeigte Schnittaufbau ist im Wesentlichen der gleiche wie der in 3 gezeigte Schnittaufbau, nur dass sich die erste Grenzlinie BLa von dem Schnittpunkt PI entlang einer Richtung orthogonal zur Mittelachse EX gerade erstreckt. Der in 7 gezeigte Schnittaufbau ist im Wesentlichen der gleiche wie der in 3 gezeigte Schnittaufbau, nur dass die erste Außenfläche 61 und die zweite Außenfläche 62 des Hautabschnitts 50 nicht die gekrümmten Abschnitte 61c und 62c aufweisen und Abschnitte aufweisen, die durch jeweilige gebogene Abschnitte mit den geraden Abschnitten 61s und 62s verbunden sind und sich entlang der Richtung orthogonal zur Mittelachse EX erstrecken. Selbst in dem Fall, da der Verbindungsabschnitt den in 6 oder 7 gezeigten Aufbau aufweist, wird die Festigkeit der Schweißung zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 wie bei dem unter Verweis auf 3 beschriebenen Fall verstärkt, da in dem Mittenquerschnitt CP mindestens ein Schnittpunkt PI vorhanden ist.
• Bei dem in 8 gezeigten Schnittaufbau des Mittenquerschnitts CP ist in dem außenumfangseitigen Bereich ein Endabschnitt des Hautabschnitts 50 in der Richtung orthogonal zur Mittelachse EX gebogen, und ein Endabschnitt 52t des Kernabschnitts 52 an der hinteren Endseite erstreckt sich so, dass der Endabschnitt 52t zwischen den Hautabschnitt 50 und das Metallgehäuse 40 entlang der Grenze zwischen diesen tritt. In dem innenumfangseitigen Bereich erstreckt sich ferner ein Endabschnitt 50t des Hautabschnitts 50 so, dass er in den Kernabschnitt 52 eindringt. Zu beachten ist, dass bei diesem Aufbaubeispiel sich die Grenzlinie zwischen dem Kernabschnitt 52 und dem Hautabschnitt 50, der in dem innenumfangsseitigen Bereich vorhanden ist, nicht von dem hinterendseitigen Endabschnitt der Grenzlinie zwischen dem Hautabschnitt 50 und dem Zwischenabschnitt 51 hin zur Oberflächenseite erstreckt und daher nicht der dritten Grenzlinie BLc entspricht. Da mindestens ein Schnittpunkt PI in dem Mittenquerschnitt CP vorhanden ist, wird auch bei einem solchen Aufbau die Festigkeit der Schweißung zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 wie in dem unter Verweis auf 3 beschriebenen Fall verstärkt.
• Zusammenfassende Darstellung der Ausführungsform
• Wie vorstehend beschrieben wird bei der Zündkerze 10 der ersten Ausführungsform die Wärmebeständigkeit der Masseelektrode 13 durch Vorsehen des Zwischenabschnitts 51 in der Masseelektrode 13 verbessert. An der Schweißgrenzfläche zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 wird ferner das Vorliegen von Material, aus dem der Zwischenabschnitt 51 besteht, und von externen Fremdsubstanzen eingeschränkt. Daher wird die Festigkeit der Schweißung der Masseelektrode 13 an das Metallgehäuse 40 verbessert. Weiterhin kann die Zündkerze 10 der ersten Ausführungsform verschiedene Funktionen und Wirkungen erreichen, die in der Beschreibung der Ausführungsform erläutert werden.
• B. Zweite Ausführungsform:
• Aufbau des Verbindungsabschnitts der Masseelektrode
• 2 zeigt schematisch eine Querschnittansicht des Verbindungsabschnitts zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 in einer Zündkerze 10 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau der Zündkerze 10 der zweiten Ausführungsform ist im Wesentlichen der gleiche wie der der Zündkerze 10 der ersten Ausführungsform, nur dass, wie nachstehend beschrieben, der Aufbau des Verbindungsabschnitts der Zündkerze 10 der zweiten Ausführungsform anders als der des Verbindungsabschnitts der Zündkerze 10 der ersten Ausführungsform ist. Der in 9 gezeigte Querschnitt ist der Mittenquerschnitt CP, der wie in der ersten Ausführungsform beschrieben die Mittelachse EX des Basisendabschnitts 13a der Masseelektrode 13 und die (nicht gezeigte) Mittelachse PX der Zündkerze 10 enthält. Zu beachten ist, dass in 9 die nach dem Schweißprozess entfernten Wölbungen des Verbindungsabschnitts durch Strichlinien dargestellt sind.
• Bei der Zündkerze 10 der zweiten Ausführungsform weitet sich sowohl im außenumfangseitigen Bereich als auch im innenumfangseitigen Bereich der hintere Endabschnitt des Hautabschnitts 50 in einer Richtung weg von der Mittelachse EX, so dass der Abstand zwischen der Mittelachse EX und dem hinteren Endabschnitt hin zur hinteren Endseite zunimmt. Ferner wölbt sich ein hinterer Endabschnitt des Kernabschnitts 52 stark hin zu den Außen- und Innenumfangsseiten und steht mit dem Hautabschnitt 50 in Kontakt. Auch bei der Zündkerze 10 der zweiten Ausführungsform ist in dem Mittenquerschnitt CP der zweite mehrschichtige Abschnitt 56, in dem der Hautabschnitt 50 und der Kernabschnitt 52 in direktem Kontakt miteinander stehen, an der hinteren Endseite des ersten mehrschichtigen Abschnitts 55 ausgebildet.
• Ferner sind bei der Zündkerze 10 der zweiten Ausführungsform in dem Mittenquerschnitt CP mindestens zwei Schnittpunkte PI in dem zweiten mehrschichtigen Abschnitt 56 ausgebildet. Die zwei Schnittpunkte PI befinden sich an gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse EX des Basisendabschnitts 13a. Der erste Schnittpunkt PI befindet sich in dem außenumfangseitigen Bereich, und der zweite Schnittpunkt PI befindet sich in dem innenumfangseitigen Bereich. Wie vorstehend beschrieben wird bei der Zündkerze 10 der zweiten Ausführungsform ein Vorhandensein des Materials, aus dem der Zwischenabschnitt 51 besteht, etc. in sowohl dem außenumfangseitigen Bereich als auch dem innenumfangseitigen Bereich an der Schweißgrenzfläche eingeschränkt, wodurch die Schweißfestigkeit weiter verstärkt wird.
• Bei der Zündkerze 10 der zweiten Ausführungsform erstrecken sich zwei erste Grenzlinien BLa von den zwei Schnittpunkten PI hin zur hinteren Endseite, so dass die Abstände zwischen den ersten Grenzlinien BLa und der Mittelachse EX hin zur hinteren Endseite größer werden. Demgemäß wird sowohl in dem außenumfangseitigen Bereich als auch in dem innenumfangseitigen Bereich die Festigkeit der Schweißung des Hautabschnitts 50 an das Metallgehäuse 40 verstärkt.
• Ferner ist bei der Zündkerze 10 der zweiten Ausführungsform in dem Mittenquerschnitt CP die zweite Grenzlinie BLb, die die Grenzlinie zwischen dem hinteren Endabschnitt des Kernabschnitts 52 und dem Metallgehäuse 40 ist, hin zur Seite des Metallgehäuses 40 gekrümmt. Im Einzelnen wölbt sich die zweite Grenzlinie BLb zu einer gekrümmten Form, so dass sie eine gekrümmte Linie darstellt, die hin zur Seite des Metallgehäuses 40 konvex ist. Verglichen mit dem Fall, bei dem die zweite Grenzlinie BLb flach ist, nimmt dadurch die Kontaktfläche zwischen dem Kernabschnitt 52 und dem Metallgehäuse 40 zu und somit wird die Festigkeit der Schweißung zwischen dem Kernabschnitt 52 und dem Metallgehäuse 40 verstärkt.
• Bei der Zündkerze 10 der zweiten Ausführungsform wölbt sich ferner in dem Mittenquerschnitt CP der hintere Endabschnitt des Kernabschnitts 52 nach außen hin zu dem Schnittpunkt PI in dem außenumfangseitigen Bereich und wölbt sich in dem innenumfangseitigen Bereich nach innen hin zu dem Schnittpunkt PI. Im Einzelnen ist in sowohl dem außenumfangseitigen Bereich als auch dem innenumfangseitigen Bereich der Umriss des hinteren Endabschnitts des Kernabschnitts 52 hin zu dem entsprechenden Schnittpunkt PI konvex, da die zweite Grenzlinie BLb eine gekrümmte Linie darstellt, die hin zur hinteren Endseite konvex ist, und die dritte Grenzlinie BLc eine gekrümmte Linie darstellt, die hin zur vorderen Endseite konvex ist. Dadurch wird die Kontaktfläche zwischen dem Kernabschnitt 52 und dem Metallgehäuse 40 noch größer, wodurch die Festigkeit der Schweißung zwischen dem Kernabschnitt 52 und dem Metallgehäuse 40 weiter gestärkt wird.
• Bei der Zündkerze 10 der zweiten Ausführungsform ist es, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, ebenfalls erwünscht, dass die Schweißtiefe L – die der Maximalwert des Abstands zwischen der fiktiven geraden Linie, die die fiktive Ebene BP darstellt, und der Grenzlinie zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 ist – größer als 0 mm und nicht größer als 1,2 mm ist. Ferner ist es erwünscht, dass jeder der gekrümmten Abschnitte 61c und 62c des Hautabschnitts 50 eine Krümmungsradius von 0,5 mm oder mehr aufweist.
• Schritt zum Verbinden der Masseelektrode
• 10 ist ein Satz von erläuternden Ansichten, die in der zweiten Ausführungsform die Schritte zum Schweißen des Masseelektroden-Grundmaterials 85 zeigen. Das Masseelektroden-Grundmaterial 85 (Schnitt (a) von 10) wird durch Schritte ähnlich den in der ersten Ausführungsform beschriebenen Schritten (4) erzeugt. Bei den Schritten zum Schweißen des Masseelektroden-Grundmaterials 85 in der zweiten Ausführungsform wird vor dem Schweißen eine Bearbeitung durchgeführt, um die Verformung des geschichteten Aufbaus des hinteren Endabschnitts 83 des Masseelektroden-Grundmaterials 85 zu beseitigen (Schnitt (b) von 10). Im Einzelnen wird Polieren ausgeführt, so dass dessen Hauptpolierrichtung mit einer Richtung (der Richtung eines Pfeils GD) entgegen der Richtung des Schneidens, durch das das Masseelektroden-Grundmaterial 85 erzeugt wird, zusammenfällt.
• Anschließend wird der bearbeitete hintere Endabschnitt 83s an der vorderen Endseite in Kontakt mit dem offenen Ende 42 des Metallgehäuses 40 gebracht und es wird Widerstandsschweißen durchgeführt (Schnitt (c) von 10). Bei diesem Widerstandsschweißen werden wie in der ersten Ausführungsform beschrieben die Größenordnung des Stroms, die Stromzufuhrzeit etc. so gesteuert, dass das Material, aus dem der geschmolzene Zwischenabschnitt 51 besteht, nicht über den Hautabschnitt 50 hinaus nach außen ausströmt und der Hautabschnitt 50 wird sanft verformt wird, um gekrümmte Abschnitte 61c und 62c zu bilden. Wie vorstehend beschrieben wird in der zweiten Ausführungsform die Verformung des geschichteten Aufbaus des hinteren Endabschnitts 83 des Masseelektroden-Grundmaterials 85 beseitigt. Daher wird der hintere Endabschnitt 50t des Hautabschnitts 50 am Eindringen in den Kernabschnitt 52 gehindert.
• Nach dem Widerstandsschweißen werden wie in der ersten Ausführungsform beschrieben Wölbungen des Verbindungsabschnitts, die infolge des Widerstandsschweißens gebildet sind, zum Beispiel durch Schneiden oder Polieren entfernt. Anschließend wird nach einem Beschichtungsschritt etc. das Masseelektroden-Grundmaterial 85 hin zur Mittelachse MX des Metallgehäuses 40 gebogen.
• Andere Aufbaubeispiele der zweiten Ausführungsform
• Unter Verweis auf 11 bis 13 werden andere Aufbaubeispiele des Verbindungsabschnitts zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40, die in der zweiten Ausführungsform beschrieben sind, beschrieben. 11 bis 13 zeigen jeweils schematisch ein Beispiel des Querschnitts des Verbindungsabschnitts zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40. Der jeweils in 11 bis 13 gezeigte Querschnitt ist der Mittenquerschnitt CP, der die Mittelachse EX des Basisendabschnitts 13a der Masseelektrode 13 und die (nicht gezeigte) Mittelachse PX der Zündkerze 10 enthält.
• Der in 11 gezeigte Schnittaufbau ist im Wesentlichen der gleiche wie der in 9 gezeigte Schnittaufbau, nur dass die erste Außenfläche 61 und die zweite Außenfläche 62 des Hautabschnitts 50 nicht die gekrümmten Abschnitte 61c und 62c aufweisen und Abschnitte aufweisen, die durch jeweilige gebogenen Abschnitte mit den geraden Abschnitten 61s und 62s verbunden sind und sich entlang der Richtung orthogonal zur Mittelachse EX erstrecken. Der in 12 gezeigte Schnittaufbau ist im Wesentlichen der gleiche wie der in 11 gezeigte Schnittaufbau, nur dass sich die erste Grenzlinien BLa von den zwei Schnittpunkten PI entlang einer Richtung orthogonal zur Mittelachse EX erstrecken. Selbst in dem Fall, da der Verbindungsabschnitt den in 11 oder 12 gezeigten Schnittaufbau aufweist, wird die Festigkeit der Schweißung zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 wie bei dem unter Verweis auf 9 beschriebenen Fall verstärkt, da mindestens in dem Mittenquerschnitt CP zwei Schnittpunkte PI vorhanden sind.
• Der in 13 gezeigte Querschnitt des Verbindungsabschnitts, die ersten Grenzlinien BLa und die zweite Grenzlinie BLb bilden eine durchgehende und gleichmäßige gekrümmte Linie, die sich entlang der Richtung orthogonal zur Mittelachse EX erstreckt. In dem innenumfangseitigen Bereich krümmt sich ferner die Innenfläche des Hautabschnitts 50 an der Seite der Mittelachse EX hin zur Mittelachse EX an dem hinteren Ende des Hautabschnitts 50. Da zwei Schnittpunkte PI in dem Mittenquerschnitt CP vorhanden sind, wird auch bei einem solchen Aufbau die Festigkeit der Schweißung zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 wie in dem unter Verweis auf 9 beschriebenen Fall verstärkt.
• Zusammenfassung der zweiten Ausführungsform
• Wie vorstehend beschrieben werden bei der Zündkerze 10 der zweiten Ausführungsform die Masseelektrode 13 und das Metallgehäuse 40 so aneinander geschweißt, dass zwei Schnittpunkte PI an gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse EX mindestens in dem Mittenquerschnitt CP erzeugt werden, wodurch die Festigkeit der Schweißung zwischen der Masseelektrode 13 und dem Metallgehäuse 40 verstärkt wird. Weiterhin kann die Zündkerze 10 der zweiten Ausführungsform verschiedene Funktionen und Wirkungen ähnlich den in der Beschreibung der ersten Ausführungsform erläuterten Funktionen und Wirkungen verwirklichen.
• C. Versuchsbeispiele
• Unter Verweis auf 14 bis 26 werden Versuchsbeispiele 1 bis 5 bezüglich der Verbindungsabschnitte der Masseelektroden 13, die in den Ausführungsformen beschriebenen unterschiedlichen Schnittaufbau aufweisen, beschrieben. In den Versuchsbeispielen 1 bis 5 wurden verschiedene Arten von Tests zum Bewerten der Zuverlässigkeit der Verbindung bei Proben durchgeführt, bei denen jeweils das Masseelektroden-Grundmaterial 85 an das Metallgehäuse 40 geschweißt worden war und das Masseelektroden-Grundmaterial 85 noch nicht gebogen war.
• Herstellungsbedingungen jeder Probe
• Bei jeder Probe war das Metallgehäuse 40 aus Carbonstahl gebildet, der Hautabschnitt 50 des Masseelektroden-Grundmaterials 85 war aus NCF601 gebildet, der Zwischenabschnitt 51 des Masseelektroden-Grundmaterials 85 war aus Cu gebildet und der Kernabschnitt 52 des Masseelektroden-Grundmaterials 85 war aus Ni gebildet. Die Bedingungen der Energiezufuhrsteuerung während Widerstandsschweißen, die Bedingungen der Bearbeitung des hinteren Endabschnitts des Masseelektroden-Grundmaterials 85, etc. wurden ebenfalls bei den Proben geändert, so dass die Proben in dem Verbindungsabschnitt des Masseelektroden-Grundmaterials 85 einen unterschiedliche Schnittaufbau aufwiesen.
• Typen des Schnittaufbaus in den Versuchsbeispielen
• Die Tabelle von 14 zeigt die Typen des Schnittaufbaus des Mittenquerschnitts CP bei den in den Versuchsbeispielen 1 bis 5 getesteten Proben an dem Verbindungsabschnitt des Masseelektroden-Grundmaterials 85 gesehen. Die Typen A bis D entsprechen den in der ersten Ausführungsform beschriebenen Schnittstrukturen und die Typen E bis H entsprechen den in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Schnittstrukturen. Die spezifischen Entsprechungen zwischen den Typen A bis H und den in den Ausführungsformen beschriebenen Schnittstrukturen sind wie folgt.
  Typ A: der Schnittaufbau von 8 (eine Variante der ersten Ausführungsform)
  Typ B: der Schnittaufbau von 6 (eine Variante der ersten Ausführungsform)
  Typ C: der Schnittaufbau von 7 (eine Variante der ersten Ausführungsform)
  Typ D: der Schnittaufbau von 3 (der Aufbau der ersten Ausführungsform)
  Typ E: der Schnittaufbau von 12 (eine Variante der zweiten Ausführungsform)
  Typ F: der Schnittaufbau von 13 (eine Variante der zweiten Ausführungsform)
  Typ G: der Schnittaufbau von 11 (eine Variante der zweiten Ausführungsform)
  Typ H: der Schnittaufbau von 9 (der Aufbau der zweiten Ausführungsform)
• Der Typ Z entspricht dem bei einem Referenzbeispiel festgestellten der Schnittaufbau des Mittenquerschnitts. Bei dem Mittenquerschnitt CP des Referenzbeispiels tritt sowohl in dem außenumfangseitigen Bereich als auch in dem innenumfangseitigen Bereich ein Abschnitt des Materials, aus dem das Metallgehäuse 40 besteht, zwischen den Kernabschnitt 52 und den Hautabschnitt 50 und steht mit dem Zwischenabschnitt 51 in direktem Kontakt. Daher weist der Mittenquerschnitt CP des Referenzbeispiels keinen Schnittpunkt PI auf, an dem sich drei Grenzlinien BLa bis BLc treffen, wie es in den Ausführungsformen beschrieben ist.
• Details eines Tests bezüglich der Zuverlässigkeit der Verbindung
• Bei jedem der Versuchsbeispiele 1 bis 5 wurde einer von (a) einem Schweißfestigkeits-Bewertungstest, (b) einem Bruchfestigkeits-Bewertungstest, (c) Gehäusezustand-Bewertungstest und (d) einem Oxidationsbeständigkeits-Bewertungstest als Test zum Bewerten der Zuverlässigkeit der Verbindung des Masseelektroden-Grundmaterials 85 ausgeführt. Das spezifische Vorgehen jedes Tests ist wie folgt.
• (a) Schweißfestigkeits-Bewertungstest:
• Ein Vorgang des Biegens eines Abschnitts des Masseelektroden-Grundmaterials 85 an der vorderen Endseite hin zur Mittelachse MX des Metallgehäuses 40 um einen Winkel von etwa 90 Grad und des Biegens dieses Abschnitts zurück zum geraden Zustand wurde wiederholt, bis das Masseelektroden-Grundmaterial 85 brach, und die Häufigkeit des Biegevorgangs vor Eintreten eines Bruchs wurde gezählt. Zu beachten ist, dass die Position, bei der das Masseelektroden-Grundmaterial 85 gebogen wurde, bei einer Position festgelegt wurde, die von dem hinterendseitigen Endabschnitt (dem Verbindungsabschnitt) des Masseelektroden-Grundmaterials 85 um etwa 1 mm hin zur vorderen Endseite versetzt war. Zur Häufigkeit des Biegens des Masseelektroden-Grundmaterials 85 wurde eins addiert, wenn das Masseelektroden-Grundmaterial 85 um den Winkel von etwa 90 Grad hin zur Mittelachse MX gebogen wurde, und zur Häufigkeit des Biegens wurde eins addiert, wenn das Masseelektroden-Grundmaterial 85 zurück zu dem geraden Zustand gebogen wurde.
• (b) Bruchfestigkeits-Bewertungstest
• An dem vorderen Endabschnitt des Masseelektroden-Grundmaterials 85 wurde ein Gewicht von 50 g angebracht, es wurde eine Schwingung unter den folgenden Bedingungen angelegt und die bis zum Brechen des Masseelektroden-Grundmaterials 85 verstrichene Zeit wurde gemessen.
• Schwingungsbedingungen
• • Frequenz: 50 Hz–200 Hz
• • Frequenzvariationszeitraum (Zeit, über die die Frequenz von dem oberen Grenzwert zu dem unteren Grenzwert geändert wird oder von dem unteren Grenzwert zu dem oberen Grenzwert geändert wird): 0,5 min.
• • Beschleunigung: 5G
• (c) Gehäusezustand-Bewertungstest:
• Das Vorhandensein oder Fehlen eines Bereichs, in dem Cu (das Material, aus dem der Zwischenabschnitt 51 besteht) in das Metallgehäuse 40 eindrang, wurde in dem Mittenquerschnitt CP jeder Probe einer Sichtprüfung unterzogen.
• (d) Oxidationsbestandigkeits-Bewertungstest:
• An jeder Probe wurde eine Temperaturlast angelegt, indem jede Probe einer vorbestimmten Anzahl von Temperaturzyklen unterzogen wurde, in denen jede Probe regelmäßig und abwechselnd in eine Umgebung hoher Temperatur und eine Umgebung niedriger Temperatur gebracht wurde, und eine Änderung der Breite des Masseelektroden-Grundmaterials 85 zwischen einem Punkt vor dem Anlegen der Temperaturlast und einem Punkt nach dem Anlegen der Temperaturlast wurde geprüft. Im Einzelnen wurde an jeder Probe unter den folgenden Bedingungen eine Temperaturlast angelegt, und es wurde das Verhältnis (T2/T1) der Breite T2 des Masseelektroden-Grundmaterials 85 nach dem Anlegen der Temperaturlast an der Breite T1 des Masseelektroden-Grundmaterials 85 vor dem Anlegen der Temperaturlast erhalten.
• Bedingungen der Temperaturlast
• • Temperatur der Umgebung hoher Temperatur und Einwirkdauer: 1100°C, 2 Minuten
• • Temperatur der Umgebung niedriger Temperatur und Einwirkdauer: Raumtemperatur (etwa 20°C), 1 Minute
• • Anzahl der Zyklen, während denen die Temperaturlast angelegt wurde: 10.000 Zyklen
• Versuchsbeispiel 1
• 15 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse des Versuchsbeispiels 1 zusammengefasst sind. In dem Versuchsbeispiel 1 wurde der Schweißfestigkeits-Bewertungstest für die folgenden drei Proben, d. h. Proben S11 bis S13, durchgeführt. Probe S11 hatte einen der Schnittaufbau des Typs Z und ihr Mittenquerschnitt CP enthielt den in den Ausführungsformen beschriebenen Schnittpunkt PI nicht. Probe S12 hatte einen Schnittaufbau des Typs A und in dem Mittenquerschnitt CP war ein Schnittpunkt PI vorhanden. Probe S13 hatte einen Schnittaufbau des Typs E und in dem Mittenquerschnitt CP waren zwei Schnittpunkte PI vorhanden.
• Die in dem Versuchsbeispiel 1 erhaltenen Testergebnisse zeigen, dass die Probe S13 die höchste Schweißfestigkeit aufwies, die Probe S12 die zweithöchste Schweißfestigkeit aufwies und die Probe S11 die geringste Schweißfestigkeit aufwies. Diese Testergebnisse zeigen auf, dass bei Vorhandensein mindestens eines Schnittpunkts PI in dem Mittenquerschnitt CP die Schweißfestigkeit verstärkt ist und bei Vorhandensein des Schnittpunkts PI an den gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse EX die Schweißfestigkeit weiter verstärkt ist.
• Versuchsbeispiel 2
• 16 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse des Versuchsbeispiels 2 zusammengefasst sind. In dem Versuchsbeispiel 2 wurde der Schweißfestigkeits-Bewertungstest für die folgenden vier Proben, d. h. Proben S21 bis S24, durchgeführt. Probe S21 hatte einen Schnittaufbau des Typs B und die erste Grenzlinie BLa in ihrem Mittenquerschnitt CP verlief von dem Schnittpunkt PI in der Richtung orthogonal zur Mittelachse EX. Probe S22 dagegen hatte einen Schnittaufbau des Typs D und die erste Grenzlinie BLa in ihrem Mittenquerschnitt CP verlief von dem Schnittpunkt PI hin zur hinteren Endseite, so dass der Abstand zwischen der ersten Grenzlinie BLa und der Mittelachse EX hin zur hinteren Endseite zunahm.
• Probe S23 hatte einen Schnittaufbau des Typs F und die ersten Grenzlinien BLa in ihrem Mittenquerschnitt CP verliefen von den zwei Schnittpunkten PI entlang der Richtung orthogonal zur Mittelachse EX. Probe S24 dagegen hatte einen Schnittaufbau des Typs H und die ersten Grenzlinien BLa in ihrem Mittenquerschnitt CP verliefen von den zwei Schnittpunkten PI hin zur hinteren Endseite, so dass die Abstände zwischen den ersten Grenzlinien BLa und der Mittelachse EX hin zur hinteren Endseite zunahmen.
• Die Testergebnisse zeigen, dass die Probe S22 von höherer Schweißfestigkeit als die Probe S21 war. Die Testergebnisse zeigen auch, dass die Probe S24 von höherer Schweißfestigkeit als die Probe S23 war. In dem Fall, da die erste(n) Grenzlinie(n) BLa hin zur hinteren Endseite verläuft, so dass der Abstand/die Abstände zwischen der/den ersten Grenzlinie(n) BLa und der Mittelachse EX hin zur hinteren Endseite zunimmt, ist wie vorstehend beschrieben die Schweißfestigkeit höher als bei dem Fall, bei dem die erste(n) Grenzlinie(n) BLa entlang der Richtung orthogonal zur Mittelachse EX verläuft. Wie die Testergebnisse in dem Versuchsbeispiel 1 zeigen die Testergebnisse in dem Versuchsbeispiel 2, dass die Proben S23 und S24 mit zwei Schnittpunkten PI von höherer Schweißfestigkeit als die Proben S21 und S22 mit einem einzigen Schnittpunkt PI waren.
• Versuchsbeispiel 3
• 17 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse des Versuchsbeispiels 3 zusammengefasst sind. In dem Versuchsbeispiel 3 wurde der Bruchfestigkeits-Bewertungstest für die folgenden drei Proben, d. h. Proben S31 bis S33, durchgeführt. Die Probe S31 hatte einen Schnittaufbau des Typs G und die erste Außenfläche 61 und die zweite Außenfläche 62 des Hautabschnitts 50 wiesen nicht die gekrümmten Abschnitte 61c und 62c auf. Die Proben S32 und S33 dagegen hatte einen Schnittaufbau des Typs H und die erste Außenfläche 61 und die zweite Außenfläche 62 des Hautabschnitts 50 wiesen die gekrümmten Abschnitte 61c und 62c auf. Während die gekrümmten Abschnitte 61c und 62d der Probe S32 einen Krümmungsradius von unter 0,5 mm aufwiesen, wiesen die gekrümmten Abschnitte 61c und 62c der Probe S33 einen Krümmungsradius größer oder gleich 0,5 mm auf.
• Die bei Versuchsbeispiel 3 erhaltenen Testergebnisse zeigen, dass verglichen mit Probe S31, bei der der Hautabschnitt 50 die gekrümmten Abschnitte 61c und 62c nicht aufwies, die Proben S32 und S33, bei denen der Hautabschnitt 50 die gekrümmten Abschnitte 61c und 62c aufwies, ein Brechen des Masseelektroden-Grundmaterials 85 in größerem Umfang unterbanden und eine größere Bruchfestigkeit aufwiesen. Bei der Probe S32, bei der die gekrümmten Abschnitte 61c und 62c einen Krümmungsradius von weniger als 0,5 mm aufwiesen, brach das Masseelektroden-Grundmaterial 85 binnen 20 bis 60 Minuten nach Testbeginn. Bei der Probe S33 dagegen, bei der die gekrümmten Abschnitte 61c und 62c einen Krümmungsradius von größer oder gleich 0,5 mm aufwiesen, brach das Masseelektroden-Grundmaterial 85 nicht binnen 60 Minuten nach Testbeginn. Diese Testergebnisse zeigen auf, dass es erwünscht ist, dass die gekrümmten Abschnitte 61c und 62c einen Krümmungsradius von größer oder gleich 0,5 mm aufweisen.
• Versuchsbeispiel 4
• 18 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Tabelle zeigt, in der die Testergebnisse des Versuchsbeispiels 4 zusammengefasst sind. Bei Versuchsbeispiel 4 wurden der Schweißfestigkeits-Bewertungstest und der Gehäusezustand-Bewertungstest an Proben mit unterschiedlichem Schnittaufbau und unterschiedlichen Schweißtiefen L durchgeführt. Bei der Probennummer jeder Probe bei Versuchsbeispiel 4 entspricht die zweistellige Ziffer nach dem Zeichen ”S” dem Typ des Schnittaufbaus, und die letzte Zahl nach dem Bindestrich zeigt, dass die Schweißtiefe L um so größer ist, je größer ihr Wert ist.
• Jede der Proben S41-1 bis S41-5 hatte einen Schnittaufbau des Typs B und jede der Proben S42-1 bis S42-5 hatte einen Schnittaufbau des Typs C. Bei jeder der Proben S41-1 bis S41-5 und der Proben S42-1 bis S42-5 war in dem Mittenquerschnitt CP ein einzelner Schnittpunkt PI vorhanden. Jede der Proben S43-1 bis S43-5 hatte einen Schnittaufbau des Typs E und jede der Proben S44-1 bis S44-5 hatte einen Schnittaufbau des Typs G. Bei jeder der Proben S43-1 bis S43-5 und der Proben S44-1 bis S44-5 waren in dem Mittenquerschnitt CP zwei Schnittpunkte PI vorhanden.
• Die Ergebnisse des bei dem Versuchsbeispiel 4 durchgeführten Schweißfestigkeits-Bewertungstests zeigen, dass in jeder von Probengruppen mit unterschiedlichen Arten von Schnittaufbau die Schweißfestigkeit mit der Schweißtiefe L zunahm, wenn die Schweißtiefe L innerhalb des Bereichs von 0 bis 1,2 mm lag. Auch die Ergebnisse des in Versuchbeispiel 4 durchgeführten Gehäusezustand-Bewertungstests zeigen, dass in jeder der Probengruppen mit unterschiedlichen Arten von Schnittaufbau ein Eindringen von Cu von dem Masseelektroden-Grundmaterial 85 in das Metallgehäuse 40 nicht festgestellt wurde, wenn die Schweißtiefe L innerhalb des Bereichs von 0 bis 1,2 mm lag. Diese Testergebnisse zeigen auf, dass die Schweißtiefe L wünschenswerterweise bei über 0 mm, erwünschter bei 0,2 mm oder mehr und besonders erwünscht bei 0,4 mm oder mehr liegt.
• Die Ergebnisse des bei Versuchsbeispiel 4 durchgeführten Schweißfestigkeits-Bewertungstests zeigen indessen, dass die Proben, bei denen die Schweißtiefe L 1,5 mm betrug, die gleiche Schweißfestigkeit aufwiesen wie die Proben, bei denen die Schweißtiefe L 1,2 mm betrug. Bei dem Gehäusezustand-Bewertungstest wurde ferner ein Eindringen von Cu von dem Masseelektroden-Grundmaterial 85 in das Metallgehäuse 40 bei den Proben beobachtet, bei denen die Schweißtiefe L 1,5 mm betrug. Diese Testergebnisse zeigen auf, dass es bevorzugt ist, dass die Schweißtiefe L kleiner als 1,5 mm ist, und es bevorzugter ist, dass die Schweißtiefe L kleiner oder gleich 1,2 mm ausgelegt wird.
• Bei dem bei Versuchsbeispiel 4 durchgeführten Schweißfestigkeits-Bewertungstest wurden bei den Proben mit der gleichen Schweißtiefe L die gleichen Ergebnisse erhalten, wie sie bei dem vorstehend beschriebenen Versuchsbeispiel 1 erhalten wurden. Die Proben mit zwei Schnittpunkten PI in dem Mittenquerschnitt CP wiesen nämlich eine höhere Schweißfestigkeit auf als die Proben mit einem einzigen Schnittpunkt PI in dem Mittenquerschnitt CP. Bei den Proben mit der gleichen Schweißtiefe L und der gleichen Anzahl an Schnittpunkt(en) PI in dem Mittenquerschnitt CP wurden ebenfalls die gleichen Ergebnisse erhalten, wie sie bei dem vorstehend beschriebenen Versuchsbeispiel 2 erhalten wurden. Die Probe, bei der nämlich die erste(n) Grenzlinie(n) BLa hin zur hinteren Endseite verläuft, so dass der Abstand zwischen der/den ersten Grenzlinie(n) BLa und der Mittelachse EX hin zur hinteren Endseite zunimmt, weist eine Schweißfestigkeit auf, die höher als die der Probe ist, bei der die erste(n) Grenzlinie(n) BLa entlang der Richtung orthogonal zur Mittelachse EX verläuft.
• Versuchsbeispiel 5
• 19 bis 26 sind erläuternde Ansichten, die Tabellen zeigen, in denen die Testergebnisse von Versuchsbeispiel 5 zusammengefasst sind. Bei Versuchsbeispiel 5 wurden der Schweißfestigkeits-Bewertungstest und der Oxidationsbeständigkeits-Bewertungstest bei Proben mit unterschiedlichem Schnittaufbau, unterschiedlichen Schweißtiefen L und unterschiedlichen Al-Anteilen in dem Hautabschnitt 50 ausgeführt. 19 bis 26 zeigen jeweils eine Tabelle für eine Gruppe von Proben, die die die gleiche zweistellige Ziffer der Probennummer nach dem ihrem Zeichen ”S” tragen.
• Wenn bei der Probennummer jeder Probe von Versuchsbeispiel 5 Proben die gleiche zweistellige Ziffer nach dem Zeichen ”S” tragen, ist der Schnittaufbau dieser Proben vom gleichen Typ. Proben, deren Probennummern mit ”S51” beginnen, haben ein Schnittaufbau des Typs A (19); Proben, deren Probennummern mit ”S52” oder ”S53” beginnen, haben einen Schnittaufbau des Typs B (20 und 21); und Proben, deren Probennummern mit ”S54” beginnen, haben einen Schnittaufbau des Typs D (22).
• Proben, deren Probennummern mit ”S55” beginnen, haben einen Schnittaufbau des Typs E (23); Proben, deren Probennummern mit ”S56” oder ”S57” beginnen, haben einen Schnittaufbau des Typs F (24 und 25); und Proben, deren Probennummern mit ”S58” beginnen, haben einen Schnittaufbau des Typs H (26). Zu beachten ist, dass auch wenn die Gruppe von Proben, deren Probennummern mit ”S52” beginnen (20) und die Gruppe von Proben, deren Probennummern mit ”S53” beginnen (21), hinsichtlich der Art des Schnittaufbau gleich sind, sich diese Gruppen hinsichtlich des Krümmungsradius der gekrümmten Abschnitte 61c und 62c voneinander unterscheiden. Das gleiche gilt für die Gruppe von Proben, deren Probennummern mit ”S56” beginnen (24) und die Gruppe von Proben, deren Probennummern mit ”S57” beginnen (25).
• Die in Versuchsbeispiel 5 getesteten Proben weisen unterschiedliche Schweißtiefen auf. Bei Proben, deren Probennummern mit ”1”, ”2” oder ”3” enden, ist nämlich die Schweißtiefe L größer als 0 und kleiner als 0,2 mm. Bei Proben, deren Probennummern mit ”4”, ”5” oder ”6” enden, beträgt die Schweißtiefe L 0,2 mm. Bei Proben, deren Probennummern mit ”7”, ”8” oder ”9” enden, beträgt die Schweißtiefe L 0,4 mm. Bei Proben, deren Probennummern mit ”10”, ”11” oder ”12” enden, beträgt die Schweißtiefe L 1,2 mm. Bei Proben, deren Probennummern mit ”1”, ”4”, ”7” oder ”10” enden, beträgt der Al-Anteil des Hautabschnitts 50 0 Gew.-%. Bei Proben, deren Probennummern mit ”2”, ”5”, ”8” oder ”11” enden, beträgt der Al-Anteil des Hautabschnitts 50 2,5 Gew.-%. Bei Proben, deren Probennummern mit ”3”, ”6”, ”9” oder ”12” enden, beträgt der Al-Anteil des Hautabschnitts 50 5,0 Gew.-%.
• Die Ergebnisse des bei Versuchsbeispiels 5 durchgeführten Oxidationsbeständigkeits-Bewertungstests zeigen, dass unabhängig von der Art des Schnittaufbaus und der Schweißtiefe L der Wert von T2/T1 0,5 oder mehr erreichte, wenn der Al-Anteil des Hautabschnitts 50 größer als 0 Gew.-% war. Je größer der Betrag war, um den die Breite des Masseelektroden-Grundmaterials 85 infolge einer Temperaturlast abnahm, desto kleiner war der Wert von T2/T1. Die Ergebnisse von Versuchsbeispiel 5 zeigen nämlich, dass bei Ausbilden des Masseelektroden-Grundmaterials 85 in solcher Art, dass der Al-Anteil des Hautabschnitts 50 größer als 0 Gew.-% ist, eine Änderung seiner Form aufgrund einer Temperaturlast unterbunden wird und seine Haltbarkeit verbessert wird. Man meint, dass diese vorteilhaften Wirkungen aus folgendem Grund erhalten werden. Da Al in dem Hautabschnitt 50 enthalten ist, wird auf der ersten Außenfläche 61 und der zweiten Außenfläche 62 des Hautabschnitts 50 ein Oxidfilm gebildet, wodurch die Oxidationsbeständigkeit des Masseelektroden-Grundmaterials 85 verbessert wird. Diese Ergebnisse zeigen auf, dass der Al-Anteil des Hautabschnitts 50 wünschenswerterweise größer als 0 Gew.-% ist.
• Die Ergebnisse des bei Versuchsbeispiel 5 durchgeführten Schweißfestigkeits-Bewertungstests zeigen indessen, dass unabhängig von der Art des Schnittaufbaus und der Schweißtiefe L die Proben, in denen der Al-Anteil des Hautabschnitts 50 2,5 Gew.-% betrug, eine höhere Schweißfestigkeit als die Proben, bei denen der Al-Anteil des Hautabschnitts 50 5,0 Gew.-% betrug, aufwiesen. Man meint, dass der Grund dafür, dass eine Zunahme des Al-Anteils des Hautabschnitts 50 von 2,5 Gew.-% auf 5,0 Gew.-% zu einer Abnahme der Schweißfestigkeit führte, darin liegt, dass Sauerstoffatome in dem auf dem Hautabschnitt 50 gebildeten Oxidfilm zu der Schweißgrenzfläche wandern. Diese Ergebnisse zeigen auf, dass der Al-Anteil des Hautabschnitts 50 wünschenswerterweise kleiner als 5,0 Gew.-% und erwünschter kleiner oder gleich 2,5 Gew.-% ist.
• Die Ergebnisse des bei Versuchsbeispiel 5 durchgeführten Schweißfestigkeits-Bewertungstests zeigen zudem das Strömen. Bei Vergleichen der Schweißfestigkeiten der Proben mit der gleichen Schweißtiefe L und dem gleichen Al-Anteil in dem Hautabschnitt 50 miteinander findet man eine Tendenz, dass die Proben mit zwei Schnittpunkten PI in dem Mittenquerschnitt CP (23 bis 26) von höherer Schweißfestigkeit sind als die Proben mit einem einzigen Schnittpunkt PI in dem Mittenquerschnitt CP (19 bis 22). Bei Vergleichen der Proben mit der gleichen Schweißtiefe L, dem gleichen Al-Anteil in dem Hautabschnitt 50 und der gleichen Anzahl an Schnittpunkten PI in dem Mittenquerschnitt CP miteinander findet man ferner, dass die Proben, bei denen die erste(n) Grenzlinie(n) BLa hin zur hinteren Endseite verläuft, so dass der Abstand zwischen der/den ersten Grenzlinie(n) BLa und der Mittelachse EX hin zur hinteren Endseite zunimmt (22 und 26), eine höhere Schweißfestigkeit aufweisen als die Probe, bei der die erste(n) Grenzlinie(n) BLa entlang der Richtung orthogonal zur Mittelachse EX verläuft (19, 20, 21, 23, 24 und 25).
• D. Abwandlungen:
• D1. Abwandlung 1:
• Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen (einschließlich ihrer Varianten. Dies gilt für die Beschreibung der nachstehend beschriebenen Abwandlungen) ist der Hautabschnitt 50 als äußerste Schicht der Masseelektrode 13 ausgebildet. Es kann aber eine andere Materialschicht auf der Außenseite des Hautabschnitts 50 der Masseelektrode 13 ausgebildet sein. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind die Schicht des Hautabschnitts 50 und die Schicht des Zwischenabschnitts 51 so ausgebildet, dass sie sich zueinander benachbart befinden, und die Schicht des Zwischenabschnitts 51 und die Schicht des Kernabschnitts 52 sind so ausgebildet, dass sie sich zueinander benachbart befinden. Zwischen die Schicht des Hautabschnitts 50 und die Schicht des Zwischenabschnitts 51 oder zwischen die Schicht des Zwischenabschnitts 51 und die Schicht des Kernabschnitts 52 kann aber eine andere Materialschicht dazwischen gesetzt werden.
• D2. Abwandlung 2:
• Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird ein Aufbau beschrieben, bei dem in dem Mittenquerschnitt CP die erste Grenzlinie BLa hin zur hinteren Endseite verläuft, so dass der Abstand zwischen der ersten Grenzlinie BLa und der Mittelachse EX des Basisendabschnitts 13a sowohl in dem außenumfangseitigen Bereich als auch in dem innenumfangseitigen Bereich hin zur hinteren Endseite zunimmt. In dem Mittenquerschnitt CP kann aber die erste Grenzlinie BLa hin zur hinteren Endseite verlaufen, so dass der Abstand zwischen der ersten Grenzlinie BLa und der Mittelachse EX des Basisendabschnitts 13a in nur einem von dem außenumfangseitigen Bereich und dem innenumfangseitigen Bereich hin zur hinteren Endseite zunimmt.
• D3. Abwandlung 3:
• Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der Aufbau beschrieben, bei dem im Mittenquerschnitt CP die gekrümmten Abschnitte 61c und 62c an der ersten Außenfläche 61 bzw. der zweiten Außenfläche 62 des Hautabschnitts 50 ausgebildet sind. In dem Mittenquerschnitt CP muss der gekrümmte Abschnitt aber nicht sowohl an erster Außenfläche 61 als auch zweiter Außenfläche 62 des Hautabschnitts 50 ausgebildet sein, und der gekrümmte Abschnitt könnte nur der ersten Außenfläche 61 oder der zweiten Außenfläche 62 des Hautabschnitts 50 ausgebildet sein. Bei dem Aufbau, bei dem im Mittenquerschnitt CP der Hautabschnitt 50 die zwei gekrümmten Abschnitte 61c und 62c aufweist, könnte ferner nur einer der gekrümmten Abschnitte 61c und 62c einen Krümmungsradius von 0,5 mm oder mehr aufweisen. Zu beachten ist, dass wie in den Strukturen der Varianten, die in jeder Ausführungsform beschrieben sind, beispielhaft gezeigt ist, der Hautabschnitt 50 die gekrümmten Abschnitte 61c und 62c im Mittenquerschnitt CP nicht aufweisen muss. Die gekrümmten Abschnitte 61c und 62 sind jedoch wünschenswerterweise im Mittenquerschnitt CP sowohl auf der ersten Außenfläche 61 als auch der zweiten Außenfläche 62 des Hautabschnitts 50 ausgebildet, da die Festigkeit der Masseelektrode 13 weiter verbessert werden kann.
• D4. Abwandlung 4:
• Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist in dem Mittenquerschnitt CP der zweite mehrschichtige Abschnitt 56, in dem der Hautabschnitt 50 und der Kernabschnitt 52 miteinander in direktem Kontakt stehen, sowohl in dem innenumfangseitigen Bereich als auch in dem außenumfangseitigen Bereich ausgebildet. Der zweite mehrschichtige Abschnitt 56 kann jedoch in mindestens einem von innenumfangseitigem Bereich und außenumfangseitigem Bereich ausgebildet sein.
• D5. Abwandlung 5:
• Bei dem Schnittaufbau der zweiten Ausführungsform, der in 9 gezeigt ist, ist die zweite Grenzlinie BLb, die die Grenzlinie zwischen dem Kernabschnitt 52 und dem Metallgehäuse 40 ist, hin zum Metallgehäuse 40 gekrümmt. Die zweite Grenzlinie BLb muss aber nicht gekrümmt sein und könnte am Scheitel gebogen sein. Alternativ kann die zweite Grenzlinie BLb mehrere konvexe Abschnitte bilden, die hin zur Seite des Metallgehäuses 40 ragen. Bei dem Schnittaufbau der zweiten Ausführungsform, der in 9 gezeigt ist, wölbt sich sowohl in dem außenumfangseitigen Bereich als auch in dem innenumfangseitigen Bereich der hintere Endabschnitt des Kernabschnitts 52 in der die Mittelachse EX schneidenden Richtung. Der hintere Endabschnitt des Kernabschnitts 52 könnte sich aber nur in einem von außenumfangseitigen Bereich und innenumfangseitigen Bereich wölben. Der hintere Endabschnitt des Kernabschnitts 52 muss sich auch nicht in der die Mittelachse EX schneidenden Richtung wölben, und der Umriss des hinteren Endabschnitts des Kernabschnitts 52 könnte an dem Scheitel gebogen sein.
• D6. Abwandlung 6:
• Der Hautabschnitt 50, der Zwischenabschnitt 51 und der Kernabschnitt 52 können in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen aus anderen Metallmaterialien als den spezifisch in den Ausführungsformen als Beispiele gezeigten Materialien gebildet sein. Der Hautabschnitt 50 kann aus einem anderen Metallmaterial als einer Ni-basierten wärmebeständigen Legierung gebildet sein, der Zwischenabschnitt 51 kann aus einem anderen Metall als Cu gebildet sind und der Kernabschnitt 52 kann aus einem anderen Material als Ni gebildet sein.
• Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, Beispiele und Abwandlungen beschränkt und kann in verschiedenen anderen Formen verkörpert werden, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können die technischen Merkmale in den Ausführungsformen, Beispielen und Abwandlungen, die den technischen Merkmalen in den in der Zusammfassenden Darlegung der Erfindung beschriebenen Ausführungen entsprechen, geeignet ersetzt oder kombiniert werden, um einige oder alle der vorstehenden Probleme zu lösen oder einige oder alle der vorstehenden Wirkungen zu erreichen. Auf ein technisches Merkmal, das in der vorliegenden Schrift nicht als wesentliches Merkmal beschrieben ist, kann nach Bedarf verzichtet werden.
• Bezugszeichenliste

10

Zündkerze

11

Mittelelektrode

11e

vorderer Endabschnitt

13

Masseelektrode

13a

Basisendabschnitt

13b

distaler Endabschnitt

14

Spitzenabschnitt

20

Isolator

21

axiale Bohrung

30

Anschluss

31

hinterer Endabschnitt

35

Widerstand

36, 37

Glasdichtwerkstoff

40

Metallgehäuse

41

Bohrung

42

offenes Ende

43

Gewindeabschnitt

45

Werkzeugansatzabschnitt

47

gekrimpter Abschnitt

50

Hautabschnitt

50t

Endabschnitt

51

Zwischenabschnitt

52

Kernabschnitt

52t

Endabschnitt

55

erster mehrschichtiger Abschnitt

56

zweiter mehrschichtiger Abschnitt

61

erste Außenfläche

61s

gerader Abschnitt

61c

gekrümmter Abschnitt

62

zweite Außenfläche

62s

gerader Abschnitt

62c

gekrümmter Abschnitt

70

erstes Grundmaterial

71

Kernabschnitt-Grundmaterial

72

Zwischenabschnitt-Grundmaterial

72h

Bohrung

75

zweites Grundmaterial

75h

Bohrung

78

drittes Grundmaterial

80

gestrecktes Grundmaterial

81

vorderendseitiger Abschnitt

82

vorderer Endabschnitt

83, 83a

hinterer Endabschnitt

85

Masseelektroden-Grundmaterial

CP

Mittenquerschnitt

BLa, BLb, BLc

Grenzlinie

PI

Schnittpunkt

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• JP 2012-99496 [0002]

Claims (11)

1. Zündkerze, welche umfasst: eine Mittelelektrode; einen Isolator, der die Mittelelektrode aufnimmt; ein Metallgehäuse, das den Isolator aufnimmt; und eine Masseelektrode, welche einen distalen Endabschnitt, der so angeordnet ist, dass er zu einem vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode weist, wobei dazwischen ein vorbestimmter Spalt ausgebildet ist, und einen Basisendabschnitt, der sich entlang der Mittelelektrode erstreckt und mit dem Metallgehäuse verbunden ist, aufweist, wobei der Basisendabschnitt einen Hautabschnitt, der an einer Oberflächenseite des Basisendabschnitts angeordnet ist, einen Zwischenabschnitt, der von höherer Wärmeleitfähigkeit als der Hautabschnitt ist, und einen Kernabschnitt, der von größerer Härte als der Zwischenabschnitt ist, umfasst und wobei ein Querschnitt, der eine Mittelachse der Zündkerze und eine Mittelachse des Basisendabschnitts enthält, umfasst: einen ersten Abschnitt, in dem der Zwischenabschnitt einwärts des Hautabschnitts angeordnet ist und der Kernabschnitt einwärts des Zwischenabschnitts angeordnet ist, einen zweiten Abschnitt, der sich an einer hinteren Endseite des ersten Abschnitts befindet und in dem der Hautabschnitt und der Kernabschnitt miteinander in direktem Kontakt stehen, und einen Schnittpunkt, an dem sich eine erste Grenzlinie, eine zweite Grenzlinie und eine dritte Grenzlinie treffen, wobei die erste Grenzlinie eine Grenzlinie zwischen dem Metallgehäuse und dem Hautabschnitt ist, wobei die zweite Grenzlinie eine Grenzlinie zwischen dem Metallgehäuse und dem Kernabschnitt ist und die dritte Grenzlinie eine Grenzlinie zwischen dem Hautabschnitt und dem Kernabschnitt ist und sich von einem hinterendseitigen Ende einer Grenzlinie zwischen dem Hautabschnitt und dem Zwischenabschnitt hin zu einer Oberflächenseite erstreckt.
2. Zündkerze nach Anspruch 1, wobei in dem Querschnitt der Schnittpunkt jeweils an gegenüberliegenden Seiten der Mittelachse des Basisendabschnitts vorhanden ist.
3. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Grenzlinie von dem Schnittpunkt so verläuft, dass ein Abstand zwischen der ersten Grenzlinie und der Mittelachse des Basisendabschnitts hin zur hinteren Endseite zunimmt.
4. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Hautabschnitt eine erste Außenfläche, die hin zur Mittelelektrode weist, und eine zweite Außenfläche, die hin zu einer Seite gegenüber der ersten Außenfläche weist, aufweist und im Querschnitt mindestens eine von erster Außenfläche und zweiter Außenfläche einen geraden Abschnitt, der sich im Wesentlichen gerade von einer vorderen Endseite hin zu der hinteren Endseite erstreckt, und einen gekrümmten Abschnitt, der sich unter Krümmen nach außen von dem geraden Abschnitt hin zur hinteren Endseite erstreckt, aufweist.
5. Zündkerze nach Anspruch 4, wobei im Querschnitt der gekrümmte Abschnitt einen Krümmungsradius von 0,5 mm oder mehr aufweist.
6. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei im Querschnitt die zweite Grenzlinie hin zum Metallgehäuse konvex ist.
7. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Masseelektrode mit einer Endfläche eines vorderen Endabschnitts des Metallgehäuses verbunden ist und bei Festlegen einer fiktiven Ebene, die eine Endfläche eines Abschnitts des vorderen Abschnitts enthält, womit die Masseelektrode nicht verbunden ist, im Querschnitt ein Maximalwert L eines Abstands zwischen einer fiktiven geraden Linie, die die fiktive Ebene darstellt, und der Grenzlinie zwischen der Masseelektrode und dem Metallgehäuse eine Beziehung L > 0 mm erfüllt, wobei der Abstand einen positiven Wert annimmt, wenn sich die Grenzlinie zwischen der Masseelektrode und dem Metallgehäuse an der hinteren Endseite der fiktiven geraden Linie befindet.
8. Zündkerze nach Anspruch 7, wobei der Maximalwert L eine Beziehung L ≥ 0,2 mm erfüllt.
9. Zündkerze nach Anspruch 7, wobei der Maximalwert L eine Beziehung L ≥ 0,4 mm erfüllt.
10. Zündkerze nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Maximalwert L eine Beziehung L < 1,5 mm erfüllt.
11. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Hautabschnitt einen Aluminiumanteil WP aufweist, der eine Beziehung von 0 Gew.-% < WP < 5,0 Gew.-% erfüllt.

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