Title:
Zündkerze mit hoher Leistungsfähigkeit, Funkstörrauschen zu unterdrücken
Kind Code:
B4


Abstract:

Zündkerze (S1) mit:
einer rohrförmigen Metallhülse (4), die ein Ende (40) aufweist,
einem Isolator (2), der eine Länge und eine Bohrung (21) aufweist, die sich in einer Längsrichtung des Isolators (2) erstreckt, wobei der Isolator (2) in der Metallhülse (4) derart befestigt ist, dass ein zugehöriges Ende (22) von dem Ende (40) der Metallhülse (4) herausragt,
einer Mittelelektrode (3), die in der Bohrung (21) des Isolators (2) befestigt ist, wobei die Mittelelektrode (3) ein erstes Ende (31), das von dem Ende (22) des Isolators (2) herausragt, und ein zweites Ende (32) aufweist, das in der Bohrung des Isolators (2) positioniert ist,
einer Masseelektrode (5), die ein Basisende, das mit dem Ende (40) der Metallhülse (4) verbunden ist, und einen Spitzenabschnitt (51) aufweist, der dem ersten Ende (31) der Mittelelektrode (3) in der Längsrichtung des Isolators (2) über einen Elektrodenabstand (G) gegenüberliegt, und
einem zylindrischen Widerstand (6), der in der Bohrung (21) des Isolators (2) angeordnet ist und elektrisch mit der Mittelelektrode (3) verbunden ist, um Funkstörrauschen zu unterdrücken, das durch eine Funkenentladung über den Elektrodenabstand (G) verursacht wird, wobei der Widerstand (6) ein erstes Ende (61) und ein zweites Ende (62) aufweist, die in der Längsrichtung des Isolators (2) entgegengesetzt zueinander sind, wobei das erste Ende (61) des Widerstands (6) näher bei dem zweiten Ende (32) der Mittelelektrode (3) als das zweite Ende (62) des Widerstands (6) ist,
wobei
eine Entfernung A zwischen dem ersten Ende (31) der Mittelelektrode (3) und dem ersten Ende (61) des Widerstands (6) in der Längsrichtung des Isolators (2) in einem Bereich von 10 bis 20 mm liegt,
ein Außendurchmesser D des Widerstands (6) in einem Bereich von 2,0 bis 3,5 mm liegt,
eine Wanddicke T des Isolators (2) bei einer Referenzebene, die so definiert ist, dass sie sich senkrecht zu der Längsrichtung des Isolators (2) durch das erste Ende (61) des Widerstands (6) erstreckt, in einem Bereich von 1,2 bis 2,0 mm liegt, ...




Inventors:
Kanao, Keiji (Aichi, Kariya, JP)
Ishinada, Teiji (Aichi, Kariya, JP)
Application Number:
DE102005039880A
Publication Date:
03/02/2006
Filing Date:
08/23/2005
Assignee:
DENSO CORPORATION (Aichi-pref., Kariya-city, JP)
International Classes:



Foreign References:
EP09338481999-08-04
EP11074062001-06-13
EP11609422001-12-05
Attorney, Agent or Firm:
TBK, 80336, München, DE
Claims:
1. Zündkerze (S1) mit:
einer rohrförmigen Metallhülse (4), die ein Ende (40) aufweist,
einem Isolator (2), der eine Länge und eine Bohrung (21) aufweist, die sich in einer Längsrichtung des Isolators (2) erstreckt, wobei der Isolator (2) in der Metallhülse (4) derart befestigt ist, dass ein zugehöriges Ende (22) von dem Ende (40) der Metallhülse (4) herausragt,
einer Mittelelektrode (3), die in der Bohrung (21) des Isolators (2) befestigt ist, wobei die Mittelelektrode (3) ein erstes Ende (31), das von dem Ende (22) des Isolators (2) herausragt, und ein zweites Ende (32) aufweist, das in der Bohrung des Isolators (2) positioniert ist,
einer Masseelektrode (5), die ein Basisende, das mit dem Ende (40) der Metallhülse (4) verbunden ist, und einen Spitzenabschnitt (51) aufweist, der dem ersten Ende (31) der Mittelelektrode (3) in der Längsrichtung des Isolators (2) über einen Elektrodenabstand (G) gegenüberliegt, und
einem zylindrischen Widerstand (6), der in der Bohrung (21) des Isolators (2) angeordnet ist und elektrisch mit der Mittelelektrode (3) verbunden ist, um Funkstörrauschen zu unterdrücken, das durch eine Funkenentladung über den Elektrodenabstand (G) verursacht wird, wobei der Widerstand (6) ein erstes Ende (61) und ein zweites Ende (62) aufweist, die in der Längsrichtung des Isolators (2) entgegengesetzt zueinander sind, wobei das erste Ende (61) des Widerstands (6) näher bei dem zweiten Ende (32) der Mittelelektrode (3) als das zweite Ende (62) des Widerstands (6) ist,
wobei
eine Entfernung A zwischen dem ersten Ende (31) der Mittelelektrode (3) und dem ersten Ende (61) des Widerstands (6) in der Längsrichtung des Isolators (2) in einem Bereich von 10 bis 20 mm liegt,
ein Außendurchmesser D des Widerstands (6) in einem Bereich von 2,0 bis 3,5 mm liegt,
eine Wanddicke T des Isolators (2) bei einer Referenzebene, die so definiert ist, dass sie sich senkrecht zu der Längsrichtung des Isolators (2) durch das erste Ende (61) des Widerstands (6) erstreckt, in einem Bereich von 1,2 bis 2,0 mm liegt,
eine erste Glasdichtung (71) und eine zweite Glasdichtung (72) in der Bohrung (21) des Isolators (2) jeweils bei dem ersten Ende (61) und dem zweiten Ende (62) des Widerstands (6) ausgebildet sind und
eine Länge L1 des Widerstands (6) in der Längsrichtung des Isolators (2) in einem Bereich von 13 bis 15 mm liegt und eine Länge L2 der zweiten Glasdichtung (72) in der Längsrichtung des Isolators (2) in einem Bereich von 0,5 bis 2,0 mm liegt.

Description:
HINTERGRUND DER ERFINDUNG1. Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Zündkerzen für eine Verwendung in Verbrennungskraftmaschinen von Automobilen und Kraft-Wärme-Kopplungssystemen.

Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine Zündkerze mit einem verbesserten Aufbau, der eine hohe Leistungsfähigkeit der Zündkerze sicherstellt, Funkstörrauschen zu unterdrücken, das auf Grund einer Funkenentladung durch die Zündkerze erzeugt wird (nachstehend als Rauschunterdrückungsfähigkeit der Zündkerze bezeichnet).

2. Beschreibung des Standes der Technik

Herkömmliche Zündkerzen für eine Verwendung in Verbrennungskraftmaschinen umfassen im Allgemeinen eine rohrförmige Metallhülse, einen Isolator, eine Mittelelektrode und eine Masseelektrode.

Die rohrförmige Metallhülse weist einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt bei einem zugehörigen Außenumfang für ein Einsetzen der Zündkerze in eine Verbrennungskammer der Kraftmaschine auf.

Der Isolator weist eine Mittelbohrung auf, die durch ihn hindurch ausgebildet ist; er ist in der Metallhülse derart befestigt, dass ein zugehöriges Ende von einem Ende der Metallhülse herausragt.

Die Mittelelektrode ist in der Mittelbohrung des Isolators befestigt. Die Mittelelektrode weist ein erstes Ende, das von dem Ende des Isolators herausragt, und ein zweites Ende auf, das in der Mittelbohrung des Isolators positioniert ist.

Die Masseelektrode weist ein Basisende, das mit dem Ende der Metallhülse verbunden ist, und einen Spitzenabschnitt auf, der dem ersten Ende der Mittelelektrode in der axialen Richtung des Isolators über einen Elektrodenabstand gegenüberliegt.

Bei einer derartigen Zündkerze wird, wenn eine hohe Spannung über den Elektrodenabstand angelegt wird, Funkstörrauschen von der Mittelelektrode erzeugt, wobei somit eine unerwünschte Störung bei Systemen oder Vorrichtungen in der Nähe verursacht wird.

Zur Unterdrückung eines derartigen Funkstörrauschens ist in den japanischen Patentveröffentlichungen JP S57-17 586 A und JP S56-88 963 A ein Ansatz offenbart. Gemäß diesem Ansatz ist ein Widerstand in der Mittelbohrung des Isolators nahe bei dem zweiten Ende der Mittelelektrode angeordnet und elektrisch mit der Mittelelektrode verbunden, um die Rauschunterdrückungsfähigkeit der Zündkerze zu verbessern.

Der vorstehend beschriebene Ansatz ist jedoch hauptsächlich für ein Unterdrücken von Funkstörrauschen in einem hohen Frequenzband von etwa 100 MHz entwickelt; er ist nicht bei einer Unterdrückung von solchem in einem niedrigen Frequenzband von etwa 30 MHz wirksam. Somit wird gewünscht, Funkstörrauschen in einem breiteren Bereich einschließlich des niedrigen Frequenzbands zu unterdrücken.

Außerdem ist ein Anbringen des Widerstands so nahe wie möglich bei dem Elektrodenabstand bei einer Unterdrückung von Funkstörrauschen von Vorteil. Zur gleichen Zeit wird jedoch, wenn der Widerstand zu nahe an dem Elektrodenabstand angeordnet ist, die Temperatur des Widerstands sehr hoch, was folglich einen anormalen Anstieg des Widerstandswerts des Widerstands zur Folge hat. Dementsprechend wird es unmöglich, den Wärmewiderstand der Zündkerze sicherzustellen.

Die Druckschrift EP 0 933 848 A1 beschreibt eine Zündkerze mit eingebautem Widerstand. Die Zündkerze umfasst einen Isolator mit Bohrung, in den der Widerstand und eine Mittelelektrode in Kontakt miteinander eingefügt sind. Es sind ein Außendurchmesser des Widerstands von 3,0 bis 4,7 mm, ein Außengewindedurchmesser von 8 bis 18 mm, eine Länge des Widerstands von 5 bis 20 mm und eine Länge der Mittelelektrode von 20 mm angegeben. Eine Glasdichtung ist am zu der Mittelelektrode gegenüberliegenden Ende des Widerstands vorgesehen.

Die Druckschrift EP 1 107 406 A1 beschreibt eine weitere Zündkerze, wobei zwei Glasdichtungen an beiden Enden des Widerstands vorgesehen sind, wobei zur Verhinderung von Brüchen in der Zündkerze entsprechende Wanddicken vorgesehen sind. Ein Durchmesser einer Bohrung, in der ein Widerstand in der Zündkerze angeordnet ist, ist mit 2,5 bis 4,5 mm angegeben, und ein Außendurchmesser eines Isolators, in dem die Bohrung vorgesehen ist, ist mit 6 bis 10 mm angegeben.

Die Druckschrift EP 1 160 942 A2 beschreibt eine weitere Zündkerze, wobei zwei Glasdichtungen an beiden Enden des Widerstands vorgesehen sind. Ein Durchmesser einer Bohrung, in der ein Widerstand in der Zündkerze angeordnet ist, ist mit 2 bis 5 mm angegeben, und ein Außendurchmesser eines Isolators, in dem die Bohrung vorgesehen ist, ist mit 5 bis 11 mm angegeben.

KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Schwierigkeit gemacht worden.

Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zündkerze mit einem verbesserten Aufbau bereitzustellen, die eine hohe Rauschunterdrückungsfähigkeit und einen hohen Wärmewiderstand der Zündkerze sicherstellt.

Diese Aufgabe wird durch eine Zündkerze gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Zündkerze bereitgestellt, die ein rohrförmiges Metall, einen Isolator, eine Mittelelektrode, eine Masseelektrode und einen zylindrischen Widerstand umfasst.

Die rohrförmige Metallhülse weist ein Ende auf.

Der Isolator weist eine Länge und eine Bohrung auf, die sich in die Längsrichtung des Isolators erstreckt. Der Isolator ist in der Metallhülse derart befestigt, dass ein zugehöriges Ende von dem Ende der Metallhülse herausragt.

Die Mittelelektrode ist in der Bohrung des Isolators befestigt. Die Mittelelektrode weist ein erstes Ende, das von dem Ende des Isolators herausragt, und ein zweites Ende auf, das in der Bohrung des Isolators positioniert ist.

Die Masseelektrode weist ein Basisende, das mit dem Ende der Metallhülse verbunden ist, und einen Spitzenabschnitt auf, der dem ersten Ende der Mittelelektrode in der Längsrichtung des Isolators über einen Elektrodenabstand gegenüberliegt.

Der zylindrische Widerstand ist in der Bohrung des Isolators angeordnet und elektrisch mit der Mittelelektrode verbunden, um Funkstörrauschen zu unterdrücken, das durch eine Funkenentladung über den Elektrodenabstand verursacht wird. Der Widerstand weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, die in der Längsrichtung des Isolators einander entgegengesetzt sind; das erste Ende des Widerstands ist näher bei dem zweiten Ende der Mittelelektrode als das zweite Ende des Widerstands.

In der Zündkerze liegt die Entfernung A zwischen dem ersten Ende der Mittelelektrode und dem ersten Ende des Widerstands in der Längsrichtung des Isolators in dem Bereich von 10 bis 20 mm und der Außendurchmesser D des Widerstands liegt in dem Bereich von 2,0 bis 3,5 mm.

Ferner liegt in der vorstehend genannten Zündkerze die Wanddicke T des Isolators bei einer Referenzebene, die so definiert ist, dass sie sich senkrecht zu der Längsrichtung des Isolators durch das erste Ende des Widerstands erstreckt, in dem Bereich von 1,2 bis 2,0 mm.

Zusätzlich sind in der vorstehend genannten Zündkerze eine erste Glasdichtung und eine zweite Glasdichtung in der Bohrung des Isolators jeweils bei dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Widerstands ausgebildet. Ferner liegt die Länge L1 des Widerstands in der Längsrichtung des Isolators in dem Bereich von 13 bis 15 mm und die Länge L2 der zweiten Glasdichtung in der Längsrichtung des Isolators liegt in dem Bereich von 0,5 bis 2,0 mm.

Durch ein Spezifizieren der vorstehend genannten Bereiche werden eine hohe Rauschverhinderungsfähigkeit und ein hoher Wärmewiderstand der Zündkerze sichergestellt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die vorliegende Erfindung wird aus der ausführlichen Beschreibung, die nachstehend angegeben ist, und aus der beigefügten Zeichnung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung besser ersichtlich, die jedoch nicht zur Begrenzung der Erfindung auf das spezifische Ausführungsbeispiel verwendet werden sollen, sondern lediglich zum Zwecke der Beschreibung und des Verständnisses dienen.

Es zeigen:

1 eine Teilquerschnittsdarstellung, die den Gesamtaufbau einer Zündkerze gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,

2 eine graphische Darstellung, die die Wirkung einer Entfernung A auf die Rauschverhinderungsfähigkeit der Zündkerze gemäß 1 zeigt,

3 eine graphische Darstellung, die die Wirkung des Außendurchmessers D eines Widerstands in der Zündkerze gemäß 1 auf die Temperatur des Widerstands zeigt,

4 eine graphische Darstellung, die die Wirkung einer Wanddicke T eines Isolators in der Zündkerze gemäß 1 auf die Rauschverhinderungsfähigkeit der Zündkerze zeigt,

5 eine graphische Darstellung, die die Wirkung der Länge L1 des Widerstands in der Zündkerze gemäß 1 auf die Rauschverhinderungsfähigkeit der Zündkerze zeigt, und

6 eine graphische Darstellung, die die Wirkung der Länge L1 des Widerstands und der Länge L2 einer zweiten Glasdichtung in der Zündkerze gemäß 1 auf die Änderungsrate des Widerstandswerts des Widerstands zeigt.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben.

Es ist anzumerken, dass zur Klarstellung und zum Verständnis identische Bauelemente, die identische Funktionen aufweisen, mit den gleichen Bezugszeichen in jeder der Figuren markiert worden sind.

In 1 ist der Gesamtaufbau einer Zündkerze S1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Zündkerze S1 ist für eine Verwendung in einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs entworfen.

Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die Zündkerze S1 im Wesentlichen einen Isolator 2, eine Mittelelektrode 3, eine rohrförmige Metallhülse, eine Masseelektrode 5, einen Widerstand 6 und Anschlusselektroden 12. Die rohrförmige Metallhülse 4 weist einen mit einem Außengewinde versehenen Abschnitt 41, der bei einem zugehörigen Außenumfang ausgebildet ist, und einen sechseckigen Kopfabschnitt 42 auf. Der mit einem Außengewinde versehene Abschnitt 41 weist eine nominelle Größe auf, die nicht größer als M14 ist, wie es in den JIS (Japanese Industrial Standards) spezifiziert ist. Die Metallhülse 4 ist aus einem leitfähigen Metallmaterial, bspw. kohlenstoffarmen bzw. weichem Stahl, hergestellt.

Der Einbau der Zündkerze S1 in die Verbrennungskraftmaschine wird durch ein Einsetzen derselben in eine (nicht gezeigte) Verbrennungskammer der Kraftmaschine erreicht. Genauer gesagt wird bei dem Einbau der sechseckige Kopfabschnitt 42 eingedreht, um einen Eingriff zwischen dem mit einem Außengewinde versehene Abschnitt 41 der Metallhülse 4 und einer mit einem Innengewinde versehene Bohrung, die in dem (nicht gezeigten) Zylinderkopf der Verbrennungskammer bereitgestellt ist, zu bilden.

Der Isolator 2 weist ein erstes Ende 22 und ein zweites Ende 23 auf, die in der Längsrichtung des Isolators 2 entgegengesetzt zueinander sind; er weist ebenso eine Durchgangsbohrung 21 auf, die sich in die Längsrichtung erstreckt. Der Isolator 2 ist in der Metallhülse 4 befestigt und teilweise darin beinhaltet, so dass das erste Ende 22 von einem Ende 40 der Metallhülse 4 herausragt. Der Isolator 2 ist aus einer Aluminiumkeramik (Al2O3) hergestellt.

Die zylindrische Mittelelektrode 3 ist in der Bohrung 21 des Isolators 2 befestigt, so dass sie von der Metallhülse 4 elektrisch isoliert ist. Die Mittelelektrode 3 weist ein erstes Ende 31, das von dem ersten Ende 22 des Isolators herausragt, und ein zweites Ende 32 auf, das in der Bohrung 21 des Isolators 2 positioniert ist. Die Mittelelektrode 3 ist aus einem hoch-wärmeleitfähigen Metallmaterial, wie bspw. Cu, als das Kernmaterial und einem hochwärmewiderstandsfähigen, korrosionswiderstandsfähigen Metallmaterial, wie bspw. einer Ni-(Nickel-)basierenden Legierung, als das Hüllmaterial hergestellt.

Die Masseelektrode 5 weist ein Basisende auf, das bspw. durch Widerstandsschweißen mit dem Ende 40 der Metallhülse 4 verbunden ist. Die Masseelektrode 5 weist ebenso einen Spitzenabschnitt 51 auf, der dem ersten Ende der Mittelelektrode 3 in der Längsrichtung des Isolators 2 über einen Elektrodenabstand G gegenüberliegt. Die Masseelektrode 5 ist aus einer Ni-basierenden Legierung, die hauptsächlich aus Ni besteht, hergestellt.

Der zylindrische Widerstand 6 ist in der Bohrung 21 des Isolators 2 angeordnet und elektrisch mit der Mittelelektrode 3 verbunden, um Funkstörrauschen, das auf Grund einer Funkenentladung über den Elektrodenabstand G erzeugt wird, zu unterdrücken. Der Widerstand 6 weist ein erstes Ende 61 bei der Seite des zweiten Endes 32 der Mittelelektrode 3 und ein zweites Ende 62 bei der entgegengesetzten Seite auf. Der Widerstand 6 ist aus einem Widerstandsmaterialpulver hergestellt, das Kohlenstoff in einer Menge von bspw. 1 bis 2% je Massenanteil umfasst.

In der Bohrung 21 des Isolators 2 sind eine erste Glasdichtung 71 und eine zweite Glasdichtung 72 jeweils bei dem ersten Ende 61 und dem zweiten Ende 62 des Widerstands 6 ausgebildet. Sowohl die erste als auch die zweite Glasdichtung 71 und 72 sind aus einer Mischung aus Glas- und Kupfer-(Cu-)Pulver hergestellt und somit elektrisch leitfähig.

Die Anschlusselektrode 12 ist ebenso in der Bohrung 21 des Isolators 2 angeordnet. Die Anschlusselektrode 12 weist ein Ende auf, das bei der zweiten Glasdichtung 72 befestigt ist, wobei das andere Ende von dem zweiten Ende 23 des Isolators 2 herausragt.

Während einer Herstellung der Zündkerze S1 werden die Mittelelektrode 3, eine bestimmte Menge der Mischung aus Glas- und Kupferpulver zur Ausbildung der ersten Glasdichtung 71, eine bestimmte Menge des Widerstandsmaterialpulvers zur Ausbildung des Widerstands 6, eine andere bestimmte Menge der Mischung zur Ausbildung der zweiten Glasdichtung 72 und die Anschlusselektrode 12 nacheinander in der Bohrung 21 des Isolators 2 von dem zweiten Ende 23 aus platziert. Dann wird die Anordnung auf eine hohe Temperatur von etwa 750°C erhitzt und die Anschlusselektrode 12 wird in der Längsrichtung des Isolators 2 zu dem ersten Ende 22 hin gedrückt. Danach wird die Anordnung allmählich abgekühlt, wobei somit der Widerstand 6 und die Glasdichtungen 71 und 72, die den Widerstand 6 in der Bohrung 21 des Isolators 2 abdichten und fixieren, gebildet werden.

Die Zündkerze S1 ist konfiguriert, Zündfunken über den Elektrodenabstand G zwischen dem ersten Ende 31 der Mittelelektrode 3 und dem Spitzenabschnitt 51 der Masseelektrode 5 zu entladen, wodurch das Luft-/Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer der Kraftmaschine gezündet wird.

Nachdem der Gesamtaufbau der Zündkerze S1 beschrieben ist, werden dimensionale Parameter bzw. Maßparameter A, D, T, L1 und L2, die für die Rauschunterdrückungsfähigkeit und den Wärmewiderstand der Zündkerze S1 kritisch sind, nachstehend definiert und spezifiziert.

Der Parameter A ist als die Entfernung zwischen dem ersten Ende 31 der Mittelelektrode 3 und dem ersten Ende 61 des Widerstands 6 in der Längsrichtung des Isolators 2 definiert. Der Parameter A wird nachstehend vereinfacht als eine Entfernung A bezeichnet.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Entfernung A mittels experimenteller Untersuchungen in einem Bereich von 10 bis 20 mm spezifiziert.

Wenn die Entfernung A unter der unteren Grenze von 10 mm liegt, kann die Temperatur des Widerstands 6 bspw. auf über 200°C ansteigen, wobei somit ein anormaler Anstieg des Widerstandswerts des Widerstands 6 verursacht wird.

Demgegenüber ist es, wenn die Entfernung A über der oberen Grenze von 20 mm liegt, schwierig, Funkstörrauschen zu unterdrücken, das auf Grund einer Funkenentladung über den Elektrodenabstand G erzeugt wird, insbesondere das bei dem niedrigen Frequenzband von etwa 30 MHz.

Dementsprechend sind durch ein Spezifizieren des Bereichs der Entfernung A, wie es vorstehend angegeben ist, eine hohe Rauschverhinderungsfähigkeit und ein hoher Wärmewiderstand der Zündkerze S1 sichergestellt.

Der Parameter D ist als der Außendurchmesser des Widerstands 6 definiert. Der Parameter D wird nachstehend vereinfacht als ein Durchmesser D des Widerstands 6 bezeichnet.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser D des Widerstands 6 mittels experimenteller Untersuchungen in dem Bereich von 2,0 bis 3,5 mm spezifiziert.

Durch das Spezifizieren der oberen Grenze des Durchmessers D des Widerstands 6, wie es vorstehend angegeben ist, wird die Widerstandsfläche des ersten Endes 61 des Widerstands 6, über die eine Wärme von der Mittelelektrode 3 zu dem Widerstand 6 übertragen wird, klein gemacht, wobei somit ein Temperaturanstieg des Widerstands 6 unterdrückt wird. Dementsprechend wird ein Auftreten eines anormalen Anstiegs des Widerstandswerts des Widerstands 6 verhindert.

Demgegenüber wird es durch ein Spezifizieren der unteren Grenze des Durchmessers D des Widerstands 6, wie es vorstehend angegeben ist, ermöglicht, dass der Außendurchmesser der Mittelelektrode 3 bspw. über 1,5 mm ist. Dementsprechend sind der Verschleißwiderstand und der Wärmewiderstand der Mittelelektrode 3 sichergestellt.

Dementsprechend wird durch ein Spezifizieren des Bereichs des Durchmessers D des Widerstands 6, wie es vorstehend angegeben ist, ein Auftreten eines anormalen Anstiegs des Widerstandswerts des Widerstands 6 verhindert und eine lange Lebensdauer der Mittelelektrode 3 ist sichergestellt.

Der Parameter T ist als die Wanddicke des Isolators 2 bei einer Referenzebene 101 definiert, die so definiert ist, dass sie sich senkrecht zu der Längsrichtung der Isolators 2 durch das erste Ende 61 des Widerstands 6 erstreckt. Der Parameter T wird nachstehend vereinfacht als eine Wanddicke T des Isolators 2 bezeichnet.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Wanddicke T des Isolators 2 mittels experimenteller Untersuchungen in dem Bereich von 1,2 bis 2,0 mm spezifiziert.

Wenn die Wanddicke T des Isolators 2 unter der unteren Grenze von 1,2 mm liegt, ist es schwierig, einen ausreichenden Isolationswiderstand zwischen der Mittelelektrode 3 und der Metallhülse 4 sicherzustellen.

Demgegenüber ist es, wenn die Wanddicke T des Isolators 2 über der oberen Grenze von 2,0 mm liegt, schwierig, die Rauschverhinderungsfähigkeit der Zündkerze S1 zu verbessern.

Dementsprechend wird durch eine Spezifizieren des Bereichs der Wanddicke T des Isolators 2, wie es vorstehend angegeben ist, die Rauschverhinderungsfähigkeit der Zündkerze S1 verbessert und ein ausreichender Isolationswiderstand zwischen der Mittelelektrode 3 und der Metallhülse 4 ist sichergestellt.

Der Parameter L1 ist als die Länge des Widerstands 6 in der Längsrichtung des Isolators 2 definiert. Der Parameter L1 wird nachstehend vereinfacht als eine Länge L1 des Widerstands 6 bezeichnet.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Länge L1 des Widerstands 6 mittels experimenteller Untersuchungen in dem Bereich von 13 bis 15 mm spezifiziert.

Wenn die Länge L1 des Widerstands 6 unter der unteren Grenze von 13 mm liegt, ist es schwierig, die Rauschverhinderungsfähigkeit der Zündkerze S1 vollständig zu verbessern.

Demgegenüber ist es, wenn die Länge L1 des Widerstands 6 über der oberen Grenze von 15 mm liegt, schwierig, eine anormale Vergrößerung des Widerstandswerts des Widerstands 6 zu verhindern.

Genauer gesagt ist der Widerstand 6, wie es vorstehend beschrieben ist, durch Anlegen eines Drucks darauf in der Längsrichtung des Isolators 2 ausgebildet. Folglich kann, wenn die Länge L1 des Widerstands 6 so groß ist, dass sie größer als 15 mm ist, der Druck nicht gleichmäßig an jeden Teil des Widerstands 6 angelegt werden, so dass die Dichte des Widerstands 6 nicht sichergestellt werden kann. Als Ergebnis kann eine anormale Vergrößerung des Widerstandswerts des Widerstands 6 während der Verwendung der Zündkerze S1 auftreten, wobei es somit schwierig wird, die Haltbarkeit des Widerstands 6 sicherzustellen.

Dementsprechend wird durch ein Spezifizieren des Bereichs der Länge L1 des Widerstands 6, wie es vorstehend angegeben ist, die Rauschverhinderungsfähigkeit der Zündkerze S1 verbessert und die Haltbarkeit des Widerstands 6 ist sichergestellt.

Der Parameter L2 ist als die Länge der zweiten Glasdichtung 72 in der Längsrichtung des Isolators 2 definiert. Der Parameter L2 wird nachstehend vereinfacht als eine Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72 bezeichnet.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72 mittels experimenteller Untersuchungen in dem Bereich von 0,5 bis 2,0 mm spezifiziert.

Wenn die Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72 unter der unteren Grenze von 0,5 mm liegt, ist es schwierig, eine Oxidation des Widerstands zu verhindern und den Widerstand 6 in der Bohrung 21 des Isolators 2 fest zu befestigen.

Demgegenüber kann, wenn die Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72 über der oberen Grenze von 2,0 mm liegt, wenn die Länge L1 des Widerstands 6 in dem vorstehend spezifizierten Bereich liegt, der Druck nicht gleichmäßig an jeden Teil des Widerstands angelegt werden, so dass die Dichte des Widerstands 6 nicht sichergestellt werden kann. Als Ergebnis ist es schwierig, die Haltbarkeit des Widerstands 6 sicherzustellen.

Dementsprechend wird durch ein Spezifizieren des Bereichs der Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72, wie es vorstehend angegeben ist, der Widerstand 6 fest in der Bohrung 21 des Isolators 2 befestigt und die Haltbarkeit des Widerstands 6 ist sichergestellt.

Zusätzlich ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Länge der ersten Glasdichtung 71 in der Längsrichtung des Isolators 2 etwa 1 mm.

Zusammenfassend umfasst die Zündkerze S1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den Widerstand 6 in der Bohrung 21 des Isolators 2 und weist einen verbesserten Aufbau auf, bei dem die Entfernung A und der Durchmesser D des Widerstands 6 in den nachstehend genannten Bereichen spezifiziert sind: 10 mm ≤ A ≤ 20 mm; und2,0 mm ≤ D ≤ 3,5 mm.

Durch ein Spezifizieren der vorstehend genannten Bereiche sind eine hohe Rauschverhinderungsfähigkeit und ein hoher Wärmewiderstand der Zündkerze S1 sichergestellt.

Es ist zu bevorzugen, dass die Wanddicke des Isolators 2 bei der Zündkerze S1 in dem Bereich von 1,2 bis 2,0 mm liegt.

Es ist ebenso zu bevorzugen, dass bei der Zündkerze S1 die Länge L1 des Widerstands 6 in dem Bereich von 13 bis 15 mm liegt und die Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72 in dem Bereich von 0,5 bis 2,0 mm liegt.

Die vorstehend genannten Bereiche der Parameter A, D, T, L1 und L2 sind durch die nachstehend beschriebenen Experimente bestimmt worden.

Experiment 1

Dieses Experiment ist ausgeführt worden, um die Wirkung der Entfernung A auf die Rauschverhinderungsfähigkeit der Zündkerze S1 zu bestimmen.

Probezündkerzen, die den gleichen Aufbau wie die Zündkerze S1 aufweisen, sind für das Experiment hergestellt worden, wobei bei jeder: der Durchmesser D des Widerstands 6 3,0 mm gewesen ist; die Wanddicke T des Isolators 2 1,6 mm gewesen ist; die Länge L1 des Widerstands 6 1,3 mm gewesen ist; und die Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72 2,0 mm gewesen ist. Die Entfernung A ist für diese Probezündkerzen in dem Bereich von 10 bis 24 mm variiert worden.

Genauer gesagt sind fünf unterschiedliche Entfernungen A von 10 mm, 15 mm, 20 mm, 22,5 mm und 24 mm in dem Experiment verwendet worden; für jede dieser unterschiedlichen Entfernungen A sind sechs Probezündkerzen vorbereitet worden. Zusätzlich ist anzumerken, dass 24 mm der herkömmliche Wert der Entfernung A ist.

Jede der Probezündkerzen ist unter Verwendung eines Rauschpegelmessgeräts getestet worden; von dem Funkstörrauschen, das während einer Funkenentladung in der Probezündkerze erzeugt wird, ist lediglich der Pegel des Rauschens, das eine Frequenz von 30 MHz aufweist, gemessen worden.

In 2 sind die Testergebnisse gezeigt, wobei die horizontale Achse die Entfernung A darstellt, während die vertikale Achse den sich ergebenden Rauschpegel darstellt.

Wie es aus 2 ersichtlich ist, ist der Rauschpegel für die herkömmliche Entfernung A von 24 mm 77 db gewesen. Wenn die Entfernung A auf 20 mm verkleinert worden ist, ist der Rauschpegel auf 72 db verkleinert worden; anders ausgedrückt hat er von 77 db um 5 db abgenommen, was als eine ausreichende Verbesserung bei einer Unterdrückung von Funkstörrauschen betrachtet werden kann.

Dementsprechend ist klargestellt worden, dass durch ein Spezifizieren der Entfernung A auf nicht größer als 20 mm eine ausreichend hohe Rauschverhinderungsfähigkeit der Zündkerze S1 sichergestellt werden kann.

Experiment 2

Dieses Experiment ist ausgeführt worden, um die Wirkung des Durchmessers D des Widerstands 6 auf die Temperatur des Widerstands 6 zu bestimmen.

Probezündkerzen, die den gleichen Aufbau wie die Zündkerze S1 aufweisen, sind für das Experiment hergestellt worden, wobei bei jeder: die Entfernung A 10 mm gewesen ist; die Wanddicke T des Isolators 2 1,6 mm gewesen ist; die Länge L des Widerstands 6 1,3 mm gewesen ist; und die Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72 2,0 mm gewesen ist. Der Durchmesser D des Widerstands 6 ist für diese Probezündkerzen in dem Bereich von 2,5 bis 4,0 mm variiert worden.

Genauer gesagt sind vier unterschiedliche Durchmesser D des Widerstands 6, d. h. 2,5 mm, 3,0 mm, 3,5 mm und 4,5 mm in dem Experiment verwendet worden; für jeden dieser unterschiedlichen Durchmesser D des Widerstands 6 sind zwei Probezündkerzen vorbereitet worden.

Die Probezündkerzen sind unter Verwendung einer Ein-Zylinder-Kraftmaschine unter einer Testbedingung mit Vollgas und 9000 Upm getestet worden. Während des Tests ist unter Verwendung eines Thermoelements, das in dem ersten Ende 61 des Widerstands 6 eingebettet ist, die Temperatur des Widerstands 6 bei dem ersten Ende 61 gemessen worden, wenn die Temperatur der Mittelelektrode bei dem ersten Ende 31 900°C gewesen ist.

In 3 sind die Testergebnisse gezeigt, wobei die horizontale Achse den Durchmesser D des Widerstands 6 darstellt, während die vertikale Achse die sich ergebende Temperatur des Widerstands 6 darstellt.

Wie es aus 3 ersichtlich ist, hat die Temperatur des Widerstands 6 mit dem Durchmesser D des Widerstands 6 abgenommen. Wenn der Durchmesser D des Widerstands 6 auf 3,5 mm verkleinert ist, ist die Temperatur des Widerstands 6 unter 200°C abgefallen. Es ist anzumerken, dass ein Auftreten einer anormalen Vergrößerung des Widerstandswerts des Widerstands 6 verhindert werden kann, wenn die Temperatur des Widerstands unter 200°C ist.

Dementsprechend ist klargestellt worden, dass durch ein Spezifizieren des Durchmessers D des Widerstands 6 auf nicht größer als 3,5 mm ein Auftreten einer anormalen Vergrößerung des Widerstandswerts des Widerstands 6 verhindert werden kann.

Experiment 3

Dieses Experiment ist ausgeführt worden, um die Wirkung der Wanddicke T des Isolators 2 auf die Rauschverhinderungsfähigkeit der Zündkerze S1 zu bestimmen.

Probezündkerzen, die den gleichen Aufbau wie die Zündkerze S1 aufweisen, sind für das Experiment hergestellt worden, wobei bei jeder: die Entfernung A 20 mm gewesen ist; der Durchmesser D des Widerstands 6 3,0 mm gewesen ist; die Länge L1 des Widerstands 6 13 mm gewesen ist; und die Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72 2,0 mm gewesen ist. Die Wanddicke T des Isolators 2 ist für diese Probezündkerzen in dem Bereich von 1,7 bis 2,3 mm variiert worden.

Genauer gesagt sind drei unterschiedliche Wanddicken T des Isolators 2, d. h. 1,7 mm, 2,0 mm und 2,3 mm in dem Experiment verwendet worden; für jede dieser unterschiedlichen Wanddicken T des Isolators 2 sind sechs Probezündkerzen vorbereitet worden.

Die Probezündkerzen sind auf die gleiche Weise wie in dem Experiment 1 getestet worden. In 4 sind die Testergebnisse gezeigt, wobei die horizontale Achse die Wanddicke T des Isolators 2 darstellt, während die vertikale Achse den sich ergebenden Rauschpegel darstellt.

Wie es aus 4 ersichtlich ist, hat der Rauschpegel mit der Wanddicke T des Isolators 2 abgenommen. Wenn die Wanddicke T des Isolators 2 auf 2,0 mm verkleinert ist, ist der Rauschpegel auf 72 db verkleinert.

Dementsprechend ist klargestellt worden, dass durch ein Spezifizieren der Wanddicke T des Isolators 2 auf nicht größer als 2,0 mm eine ausreichend hohe Rauschverhinderungsfähigkeit der Zündkerze S1 sichergestellt werden kann.

Experiment 4

Dieses Experiment ist ausgeführt worden, um die Wirkung der Länge L1 des Widerstands 6 auf die Rauschverhinderungsfähigkeit der Zündkerze S1 zu bestimmen.

Probezündkerzen, die den gleichen Aufbau wie die Zündkerze S1 aufweisen, sind für das Experiment hergestellt worden, wobei bei jeder: die Entfernung A 20 mm gewesen ist; der Durchmesser D des Widerstands 6 3,0 mm gewesen ist; die Wanddicke T des Isolators 2 1,6 mm gewesen ist; und die Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72 2,0 mm gewesen ist. Die Länge L1 des Widerstands 6 ist für diese Probezündkerzen in dem Bereich von 12 bis 15 mm variiert worden.

Genauer gesagt sind vier unterschiedliche Längen L1 des Widerstands 6, d. h. 12 mm, 13 mm, 14 mm und 15 mm in dem Experiment verwendet worden; für jede dieser unterschiedlichen Längen L1 des Widerstands 6 sind sechs Probezündkerzen vorbereitet worden.

Die Probezündkerzen sind auf die gleiche Weise wie in dem Experiment 1 getestet worden. In 5 sind die Testergebnisse gezeigt, wobei die horizontale Achse die Länge L1 des Widerstands 6 darstellt, während die vertikale Achse den sich ergebenden Rauschpegel darstellt.

Wie es aus 5 ersichtlich ist, hat der Rauschpegel mit einem Anstieg der Länge L1 des Widerstands 6 abgenommen. Wenn die Länge L1 des Widerstands 6 auf 1,3 mm vergrößert ist, ist der Rauschpegel auf 72 db verkleinert.

Dementsprechend ist klargestellt worden, dass durch ein Spezifizieren der Länge L1 des Widerstands 6 auf nicht kleiner als 13 mm eine ausreichend hohe Rauschverhinderungsfähigkeit der Zündkerze S1 sichergestellt werden kann.

Experiment 5

Dieses Experiment ist ausgeführt worden, um die Wirkung der Länge L1 des Widerstands 6 und der Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72 auf die Haltbarkeit des Widerstands 6 zu bestimmen.

Probezündkerzen, die den gleichen Aufbau wie die Zündkerze S1 aufweisen, sind für das Experiment hergestellt worden, wobei bei jeder: die Entfernung A 20 mm gewesen ist; der Durchmesser D des Widerstands 6 3,0 mm gewesen ist; die Wanddicke T des Isolators 2 1,6 mm gewesen ist; und der Anfangswiderstandswert des Widerstands 6 5 kΩ gewesen ist.

Vier unterschiedliche Längen L1 des Widerstands 6, d. h. 1,3 mm, 1,4 mm, 1,5 mm und 1,6 mm sind für diese Probezündkerzen verwendet worden; für jede dieser unterschiedlichen Längen L1 des Widerstands 6 ist die Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72 in dem Bereich von 0,2 bis 2,4 mm variiert worden.

In diesem Experiment ist die Haltbarkeit des Widerstands 6 bzgl. der Änderungsrate des Widerstandswerts des Widerstands 6 bewertet worden. Genauer gesagt ist für jede dieser Probezündkerzen der Widerstandswert des Widerstands 6 nach einer 20-Std-Entladung gemessen worden, während der die Temperatur des Widerstands 6 bei dem ersten Ende 61 300°C gewesen ist; die Änderungsrate des Widerstandswerts des Widerstands 6 ist dann auf der Grundlage des gemessenen Widerstandswerts und des Anfangswiderstandswerts von 5 kΩ berechnet worden.

In 6 sind die Testergebnisse, wobei die horizontale Achse die Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72 darstellt, während die vertikale Achse die sich ergebende Änderungsrate des Widerstandswerts des Widerstands 6 darstellt, mit den graphischen Darstellungen ”♢” für die L1 von 16 mm, den graphischen Darstellungen ”☐” für die L1 von 15 mm, den graphischen Darstellungen ”o” für die L1 von 14 mm und den graphischen Darstellungen ”Δ” für die L1 von 13 mm gezeigt.

Wie es aus 6 ersichtlich ist, ist, wenn die Länge L1 des Widerstands 6 nicht größer als 15 mm gewesen ist und die Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72 nicht größer als 2,0 mm gewesen ist, die Änderungsrate des Widerstandswerts des Widerstands 6 innerhalb ±100% gewesen. Wenn jedoch die Länge L1 des Widerstands 6 16 mm gewesen ist, konnte die Änderungsrate des Widerstandswerts des Widerstands 6 innerhalb ±100% nur sein, wenn die Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72 nicht größer als 1,0 mm gewesen ist.

Dementsprechend ist klargestellt worden, dass durch ein Spezifizieren der Länge L1 des Widerstands 6 auf nicht größer als 15 mm und der Länge L2 der zweiten Glasdichtung 72 auf nicht größer als 2,0 mm die Haltbarkeit des Widerstands 6 sichergestellt werden kann.