(57)【要約】  本発明は、点火プラグ電極材料からなる一体的な点火プラグ電極本体（１５）からなる、結合領域（１１）によって互いに結合された接地電極（２）と中心電極（３）とを有する点火プラグ電極構造（１０）を製造する方法に関する。  【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火プラグ電極材料からなる一体的な点火プラグ電極本体（１５）から、結合領域（１１）によって互いに結合された接地電極（２）と中心電極（３）とを有する点火プラグ電極構造（１０）を製造する方法。
【請求項２】
前記接地電極（２）、前記中心電極（３）、および前記結合領域（１１）の形成は前記点火プラグ電極本体（１５）から点火プラグ電極材料が除去されるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記点火プラグ電極本体（１５）からの点火プラグ電極材料の除去によって前記接地電極（２）と前記中心電極（３）との間に点火火花ギャップ（Ｆ）が形成されるステップを含み、前記接地電極（２）と前記中心電極（３）は点火プラグ電極材料からなる前記結合領域（１１）によって互いに結合されたままに保たれる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記点火プラグ電極本体（１５）からの点火プラグ電極材料の除去は、打抜き、または剥離、または浸食、またはレーザによって行われる、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記点火プラグ電極本体（１５）の少なくとも１つの領域が深絞りされるステップをさらに含む、請求項２から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記接地電極（２）、前記中心電極（３）、および、前記接地電極（２）と前記中心電極（３）とを結合する前記結合領域（１１）が一体的に形成されるように、点火プラグ電極材料が積み重ねられるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
点火プラグ電極材料の積み重ねは、前記接地電極（２）と前記中心電極（３）との間に点火火花ギャップ（Ｆ）が形成されるように行われ、前記接地電極（２）と前記中心電極（３）は点火プラグ電極材料からなる前記結合領域（１１）によって互いに結合されたままに保たれる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
点火プラグ電極材料の積み重ねが３Ｄ印刷によって行われる、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記接地電極（２）が前記中心電極（３）を少なくとも区域的に包囲する、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記結合領域（１１）は前記接地電極（２）と前記中心電極（３）を互いに結合する少なくとも１つのウェブの形態で構成される、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記結合領域（１１）は前記接地電極（２）と前記中心電極（３）を互いに結合する２つから４つのウェブを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記接地電極（２）に少なくとも１つの第１の貴金属（１２）が配置され、および／または前記中心電極（３）に少なくとも１つの第２の貴金属（１３）が配置されるステップをさらに含み、前記第１の貴金属（１２）および／または前記第２の貴金属（１３）は前記接地電極（２）と前記中心電極（３）との間で火花ギャップ（Ｆ）を形成する領域に配置されるように配置される、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記接地電極（２）および／または前記中心電極（３）に開口部が設けられるステップをさらに含む、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
点火プラグ電極材料からなる一体的な点火プラグ電極本体（１５）から、結合領域（１１）によって互いに結合された接地電極（２）と中心電極（３）とを有する点火プラグ電極構造（１０）を含む点火プラグ（１）を製造する方法において、前記方法は点火プラグ本体（９）と前記点火プラグ電極構造（１０）が結合されるステップを含んでいる方法。
【請求項１５】
前記接地電極（２）が前記点火プラグ（１）のハウジング（５）と結合され、および／または前記中心電極（３）が前記中心電極（３）のための電気的な接続部（８）と結合される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記結合はレーザ溶接、抵抗溶接、または硬ろう付けによって行われる、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記接地電極（２）と前記中心電極（３）の間の前記結合領域（１１）が除去されるステップを含む、請求項１４から１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記接地電極および／または前記中心電極（３）に開口部が設けられるステップを含む、請求項１４から１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
結合領域（１１）によって互いに結合された接地電極（２）と中心電極（３）とを含む点火プラグ電極構造において、前記点火プラグ電極構造（１０）が点火プラグ電極材料から一体的に構成されている、点火プラグ電極構造。
【請求項２０】
前記中心電極（３）は円柱状に構成され、および／または前記接地電極（２）は円柱リングの形態で構成され、および／または前記結合領域（１１）は少なくとも１つの、好ましくは２つから４つのウェブで構成される、請求項１９に記載の点火プラグ電極構造。
【請求項２１】
請求項１４から１８のいずれか１項に記載の方法に基づいて製造された点火プラグ。
【請求項２２】
それぞれの間で火花ギャップ（Ｆ）を定義する接地電極（２）と中心電極（３）とを含む点火プラグにおいて、
前記接地電極（２）は前記中心電極（３）を包囲し、
前記接地電極（２）には、前記接地電極（２）と前記中心電極（３）の間で火花ギャップ（Ｆ）を形成する領域に第１の貴金属（１２）が配置され、前記第１の貴金属（１２）は前記第１の貴金属（１２）がない少なくとも１つの区域（１４）を有し、および／または
前記中心電極（３）には、前記接地電極（２）と前記中心電極（３）の間で火花ギャップ（Ｆ）を形成する領域に第２の貴金属（１３）が配置され、前記第２の貴金属（１３）は前記第２の貴金属（１３）がない少なくとも１つの区域（２０）を有している、点火プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点火プラグ電極構造を製造する方法に関し、ならびに、点火プラグを製造する方法にも関する。これに加えて本発明は点火プラグ電極構造にも関し、ならびに、この点火プラグ電極構造を利用して製造された点火プラグにも関する。
【背景技術】
【０００２】
点火プラグの製造の際に、そのために設けられる中心電極と接地電極とが互いに別々に製造されて、順次組み付けられる。このことは、中心電極が電気的な接続領域と結合されるとともに、接地電極が通常は点火プラグのハウジングと結合されることを意味する。各電極のこのような別々の製造と配置に基づき、効率的で恒常的に良好な点火火花形成にとって重要である、各電極の間の厳密な間隔の調整が困難になる。
【発明の概要】
【０００３】
請求項１に記載された本発明の方法により、接地電極と中心電極との間の正確に事前定義された間隔で点火プラグを製造することを可能にする、点火プラグ電極構造を製造する方法が提供される。
【０００４】
この方法では、接地電極と中心電極とを有する点火プラグ電極構造が製造される。このことは、複数の接地電極および／または複数の中心電極が設けられ得ることも含む。接地電極と中心電極は、接地電極と中心電極との間に構成される結合領域によって互いに結合されている。このとき結合領域が、中心電極から接地電極までの間隔を安定化する。それに伴って電極間隔は、点火プラグ本体への各電極の配置によって事後に生じるのではなく、点火プラグ電極構造の構成に基づいてすでに事前に生じる。そのために、接地電極、中心電極、および結合領域は、点火プラグ電極材料からなる一体的な点火プラグ電極本体で構成される。それに伴い、接地電極、中心電極、および結合領域が一体的かつ連続的に構成される。このことは換言すると、各電極の間の間隔が点火プラグ電極構造のコンポーネントジオメトリーから生じ、点火プラグの組立時における各電極の別々の配置によって生じるのではないことを意味する。それにより、すべての中心電極とすべての接地電極の電極間隔を、およびこれに伴って一切の火花ギャップを、高い技術的なコストなしに正確かつ均等に構成することが可能となる。
【０００５】
点火プラグ電極本体が詳細に限定されることはなく、少なくとも１つの接地電極と、少なくとも１つの中心電極と、結合領域とを構成するのに適した、いかなる形態と層厚でも有することができる。
【０００６】
同様に、点火プラグ電極材料も実質的に限定されることがない。ニッケルが基本材料として特別に好適であることが判明している。なぜならニッケルは高い耐熱性、耐酸化性、および耐摩耗性をもつという特徴があるからである。それに伴い、点火プラグ電極材料は少なくとも５０質量％のニッケルを含むのが好ましい。点火プラグ電極材料は、ニッケル・クロム合金またはニッケル・イットリウム合金からなるのが特別に好ましい。
【０００７】
従属請求項は、本発明の好ましい発展例を示している。
【０００８】
接地電極、中心電極、および結合領域は、これらの点火プラグ電極構造の構成要素が一体的に、かつそれに伴って連続する材料から形成されるのである限り、さまざまな方式で製造することができる。
【０００９】
好ましい発展例では、接地電極、中心電極、および結合領域の形成は、点火プラグ電極本体から点火プラグ電極材料が除去されるステップを含む。このことは技術的に非常に容易に、かつ時間的にさほどのコストを要することなく実行可能であり、幾何学的、成形工学的に点火プラグ電極構造の各コンポーネントの正確な形成を可能にする。
【００１０】
さらに本方法は、接地電極と中心電極との間に点火火花ギャップが形成されるステップも意図することができるのが好ましい。点火火花ギャップは、この実施形態でも同じく点火プラグ電極本体からの点火プラグ電極材料の除去によって形成されるのが好ましく、接地電極と中心電極は、点火プラグ電極材料からなる結合領域によって引き続き互いに結合されたままに保たれる。それに伴って点火火花ギャップが、点火火花の恒常的に良好な形成のために必要である特定の幾何学形状を付与される。このとき点火プラグ電極材料が除去されることで、点火火花ギャップを高い技術的なコストなしに事前設定された形状と位置で容易にエンジンルーム内の条件に合わせて適合化して構成することができる。特に、それによってすべての接地電極と中心電極との間の火花ギャップを、点火プラグの長軸に対して垂直の径方向で任意に調整することもできる。
【００１１】
点火プラグ電極本体から点火プラグ電極材料を除去するために、原則として、どのような適当な方法でも適用することができる。打抜き、または剥離、または浸食、またはレーザによって、特別に簡易、低コスト、かつ正確に除去が可能である。したがって、これらの方法を単独で、または組合せとして適用するのが特別に好ましい。
【００１２】
接地電極、中心電極、および結合領域の所望の三次元の構成を、点火プラグ電極材料の節減に基づいて低コストに形成するために、さらに本方法は、点火プラグ電極本体の少なくとも１つの領域が深絞りされるステップを含むことができるのが好ましい。このようにして、個々の部分領域を深絞りによって選択的に成形し、それに伴って所望の形状を得ることができる。
【００１３】
点火プラグ電極本体からの点火プラグ電極材料の除去の代替または追加として、接地電極、中心電極、および接地電極と中心電極を結合する結合領域を、点火プラグ電極材料が積み重ねられるステップによって一体的に形成することができる。そのために、接地電極、中心電極、および結合領域が一体的に、かつそれに伴って連続的に構成されるように、点火プラグ電極材料をたとえば適当な支持体の上に析出していくことができる。この支持体は、一体的な点火プラグ電極構造の完成後に除去することができる。このとき、ＣＶＤやＰＶＤなどの好適な材料積み重ね方法が従来技術から周知である。さらにこの実施形態における利点は、材料積み重ねによってその他の成形ステップなしに、三次元の点火プラグ電極構造を得ることができることにある。それにより、このようにして点火プラグ電極構造の製造のための時間と費用を節減することができる。
【００１４】
特別に簡易に、かつ正確な幾何学上の設定事項を遵守したうえで、点火プラグ電極材料の積み重ねが３Ｄ印刷によって実行されるのが好ましい。このとき点火プラグ電極構造の形状と構成をＣＡＤ法によって事前に規定しておくことができ、それにより、点火プラグ電極構造の寸法に忠実な積み重ねを的確に制御可能である。
【００１５】
さらに別の好ましい発展例は、接地電極が中心電極を少なくとも区域的に包囲することを特徴とする。それにより、点火火花ギャップを正確に構成し、点火火花形成を位置的に正確に制御することができる。このとき接地電極は円柱リングの形態で中心電極の周りに存在するのが好ましく、中心電極が円柱の形態で存在するのがさらに好ましい。このとき円柱リングと円柱が、結合領域によって互いに結合される。それにより角がないことに基づき、点火火花形成に基づく腐食摩耗や材料剥離を予防することができる。
【００１６】
さらに結合領域は、接地電極と中心電極とを互いに結合する少なくとも１つのウェブの形態で構成されるのが好ましい。ウェブはわずかな幾何学的な広さのもとで、接地電極と中心電極との間の間隔を安定化するための非常に良好なオプションを提供し、点火プラグ電極本体からの点火プラグ電極材料の除去によっても、点火プラグ電極材料の積み重ねによっても容易に具体化可能である。
【００１７】
接地電極と中心電極の間の間隔の安定化が改善されることに基づき、結合領域は、接地電極と中心電極とを互いに結合する２つから４つのウェブを含む。このときウェブの個数が多いほど、電極間隔をいっそう安定的に調整することができる。ただし、４つを超えるウェブの個数は具体化するのも難しくなり、点火プラグ電極構造を再加工するときに支障になり得る。したがって、２つから４つのウェブの個数が最善であることが判明している。
【００１８】
さらに、点火プラグ電極の耐摩耗性を改善するために、電極のうちの一方が、あるいはさらに両方の電極が、火花ギャップの領域に少なくとも１つの貴金属を有していると好ましい。このように本方法は、接地電極に少なくとも１つの第１の貴金属が配置され、および／または中心電極に少なくとも１つの第２の貴金属が配置されるステップを含むのが好ましく、第１の貴金属および／または第２の貴金属は接地電極と中心電極の間で火花ギャップを形成する領域に配置されるように配置される。このとき、貴金属は相応の電極領域に直接塗布することができ、あるいは、たとえば貴金属ピンや貴金属小片や貴金属円柱などの貴金属体の形態で相応の電極領域に配置することもできる。このように、接地電極と中心電極がいずれも貴金属を付与される場合には、火花ギャップは、一方の側の接地電極の第１の貴金属と、他方の側の中心電極の第２の貴金属との間に形成される。
【００１９】
さらに、点火プラグの燃焼室内でのガス流の分布を改善するために、点火プラグ電極構造を製造する方法は、接地電極および／または中心電極に開口部が設けられるステップを含むことができる。このとき１つまたは複数の開口部が設けられるのが好ましい。開口部を通して、電極の周りにがたとえば燃焼ガスや酸素ないし空気によってより良く循環され、燃焼ガスの燃焼後に汚れた空気をより良く電極から運び出すことができる。それにより、点火火花形成の効率を高めることができ、本発明に基づいて製造された点火プラグ電極構造によって製造された点火プラグの性能を改善することができる。
【００２０】
さらに本発明に基づき、点火プラグを製造する方法も記載される。点火プラグは、点火プラグ電極材料からなる一体的な点火プラグ電極本体からなる、結合領域によって互いに結合された接地電極と中心電極とを有する点火プラグ電極構造を含む。このとき点火プラグ電極構造は、上で説明したように製造することができる。さらに、点火プラグを本発明により製造する際には、点火プラグ本体と点火プラグ電極構造が結合されるステップが意図される。
【００２１】
ここで点火プラグ本体は、ハウジングと、中心電極のための電気的な接続領域と、アイソレータとを含むことができる。点火プラグ本体の詳細は当業者に周知であるので、ここではこれ以上の相応の説明は省略することができる。
【００２２】
接地電極、中心電極、および両方の電極を結合する結合領域が、点火プラグ電極材料からなる一体的な点火プラグ電極本体から一体的に、それに伴って単体として構成されることで、事前に規定された点火プラグ電極構造の構成部品ジオメトリーに基づき、固有の電極間隔が自動的に具体化され、このような電極間隔は恒常的に規定され、点火プラグ本体への各電極の配置後に事後的に手間とコストをかけて調整しなくてよい。点火プラグを製造する本発明の方法により、恒常的に高い出力密度を有する点火プラグを低費用で、かつ技術的に少ないコストで製造することができる。
【００２３】
接地電極が点火プラグのハウジングと結合され、および／または中心電極が中心電極のための電気的な接続部と結合される別の発展例により、電気的な短絡が生起される可能性のない恒常的に良好な各電極の配置を具体化できるという利点がある。それにより、各電極も恒常的に安定して点火プラグ本体に取り付けられ、このことは、製造されるべき点火プラグの機械的な安定性に寄与する。
【００２４】
このとき結合は物質接合式に行われるのが好ましく、物質接合式の結合をする方法が詳細に限定されることはない。非常に良好で安定した結合形成に基づき、レーザ溶接、抵抗溶接、または硬ろう付けによって結合が行われるのが特別に好ましい。
【００２５】
接地電極と中心電極の間の電気的な短絡を抑止するために、さらに本方法は、接地電極と中心電極の間の結合領域が除去されるステップを含むことができる。この除去は、たとえばフライス加工、剥離、浸食、またはレーザを用いる処理によって行うことができる。このとき結合領域の除去は、特に、結合領域の残存材料が接地電極または中心電極から突出せず、そのために各電極の間の火花ギャップが悪影響を受けることがないように行われる。それに伴って、中心電極と接地電極のそれぞれの表面が平坦になる。接地電極および／または中心電極に第１の貴金属ないし第２の貴金属が配置されている場合、火花不良の形成につながりかねない切込みないし切欠きを貴金属で生起しないために、結合領域の除去をそれぞれの貴金属の表面まで行うことができる。それに伴い、第１の貴金属および第２の貴金属の互いに向かい合う表面も同じく平坦になる。しかしながら結合領域の除去は、第１の貴金属および／または第２の貴金属の間に配置される結合領域も、少なくとも部分的に一緒に除去されるように行われるのが好ましい。このことは少なくともそれぞれの貴金属で露出したコーナーの形成をもたらし、これらのコーナーで電界に過剰電界が生じ、それによって点火火花形成のための点火電圧需要が減少する。結合領域は、それぞれの貴金属の間で全面的に除去されていてもよい。
【００２６】
点火プラグ電極構造を製造する方法についてすでに上で説明したとおり、点火プラグを製造する方法も、接地電極および／または中心電極に開口部が設けられるステップを含むことができ、開口部は反応ガスと排気ガスのより良い分布のために役立つ。このように開口部は、点火プラグ電極構造の製造時にすでに設けることができ、あるいは、場合により顧客の希望をより良く適えるために、点火プラグの製造時に初めて設けることもできる。両方の時点で相応の開口部を設けることもできる。
【００２７】
さらに本発明では、点火プラグに組み付けるのに適した点火プラグ電極構造も記載される。本発明による点火プラグ電極構造は、結合領域によって互いに結合された接地電極と中心電極を含む。このとき点火プラグ電極構造は点火プラグ電極材料から一体的に構成され、それにより接地電極、中心電極、および結合領域が単体として、かつそれに伴って同一の材料から、段差や事後の組立なしに製造される。それにより、安定した点火火花の形成のために必要な電極間の間隔が、点火プラグ電極構造の構成部品ジオメトリーから直接もたらされる。同様に、それに伴って点火火花形成の正確な位置制御を可能にする事前定義された点火火花ギャップが提供される。本発明による点火プラグ電極構造は一体的な構成に基づいてコンパクトであり、良好に保管可能ないし輸送可能かつ組付可能である。このとき結合領域は、点火プラグへの点火プラグ電極構造の組付け後に初めて除去されるのが好ましい。
【００２８】
本発明による点火プラグ電極構造は、点火プラグ電極構造を製造する本発明の方法によって製造可能である。したがって、それぞれの利点、好ましい効果、および発展例も相互に適用される。
【００２９】
好ましい発展例では、中心電極は円柱状に構成され、および／または接地電極は円柱リングの形態で構成され、および／または結合領域は少なくとも１つの、好ましくは２つから４つのウェブで構成される。中心電極の、ないしはさらに接地電極の、円柱状の形態により、火花不良を防止することができる。このとき接地電極は、中心電極を全面的に包囲するのが好ましい。このとき１つまたは複数のウェブは接地電極と中心電極の配置を安定化する役目を果たし、安定性の理由から少なくとも２つのウェブ、かつ生産上の理由から最大で４つのウェブが好ましい。
【００３０】
同様に本発明に基づき、上に説明した点火プラグを製造する方法によって製造される点火プラグも提供される。接地電極、中心電極、および両方の電極を結合する結合領域の一体的な製造形態に基づき、本発明による点火プラグにおいても、恒常的に安定した電極間隔を具体化することができる。そして、点火プラグの使用前に結合領域が除去される。
【００３１】
これに加えて本発明に基づき、それぞれの間で火花ギャップを定義する接地電極と中心電極とを含む点火プラグも開示され、接地電極は中心電極を包囲し、接地電極には、接地電極と中心電極の間で火花ギャップを形成する領域に第１の貴金属が配置される。その代替または追加として中心電極に、接地電極と中心電極の間で火花ギャップを形成する領域に第２の貴金属が配置される。
【００３２】
この点火プラグは、１つまたは複数の電極に設けられる貴金属に基づき、高い耐摩耗性と良好な点火火花形成を有するという特徴もある。このとき第１の貴金属は、第１の貴金属がない少なくとも１つの区域を有する。その代替または追加として第２の貴金属は、第２の貴金属がない少なくとも１つの区域を有する。その代替または追加として第２の貴金属は、第２の貴金属がない少なくとも１つの区域を有する。存在するこれらの区域は、それぞれの貴金属の表面が平坦になるように、点火プラグ電極材料を含むことができる。
【００３３】
これらの貴金属のない区域は、上述したように、点火プラグを製造する本発明の方法によって点火プラグを製造可能であることの帰結として生じる。この方法の説明の中で述べたとおり、その際にはまず、接地電極と中心電極が結合領域によって互いに結合された点火プラグ電極構造が製造される。その後で、すなわち事後初めて、各電極と結合領域の成形後に、第１の貴金属が接地電極の１つまたは複数の領域に塗布され、および／または第２の貴金属が中心電極の１つまたは複数の領域に塗布され、それぞれの貴金属が接地電極と中心電極の間の火花ギャップに配置されるので、結合領域を有している接地電極ないし中心電極の部分領域は貴金属を含むことができない。このように、点火プラグを製造する方法の過程で除去されるウェブの個数に応じて、相応の個数の貴金属のない区域が接地電極ないし中心電極に生じる。これらの区域は、貴金属で取り囲まれる結合領域がどの程度まで除去されるかに応じて、接地電極、中心電極、および結合領域を含む点火プラグ電極本体も形成されるのと同一の点火プラグ電極材料を有することができる。しかしながら結合領域の除去は、第１の貴金属および／または第２の貴金属の間に配置された結合領域も、少なくとも部分的に一緒に除去されたように行われているのが好ましい。このことは、第１の貴金属および／または第２の貴金属の間の露出した領域をもたらし、および、これらから突出するコーナーをそれぞれの貴金属にもたらし、これらのコーナーで過剰電界が電界に生じ、それにより点火火花形成のための点火電圧需要が低減される。
同じく本発明に基づくこのような点火プラグは、恒常的に安定した各電極の幾何学的配置を有し、およびそれに伴って正確に構成された火花ギャップを有し、ならびに高い耐摩耗性とこれに伴う長い耐用寿命を有するという特徴がある。
【００３４】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施例について詳しく説明する。図面には次のものが示されている：
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施形態に基づく点火プラグを示す部分断面図である。
【図２】第２の実施形態に基づく点火プラグを示す断面図である。
【図３】第３の実施形態に基づく点火プラグ電極構造を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
各図面には本発明の要部をなす詳細だけが図示されている。その他すべての詳細は、図面の見やすさのために省略されている。さらに、同じ符号を同じコンポーネントに適用する。
【００３７】
図１から明らかなとおり、点火プラグ１は、接地電極２と、中心電極３と、アイソレータ４とを含んでいる。ハウジング５がアイソレータ４を少なくとも部分的に包囲する。ハウジング５には、シリンダヘッド７に点火プラグ１を取り付けるために設計されたねじ山６が配置されている。点火火花を生成するために、中心電極３が電気的な接続部８と接続されている。
【００３８】
図１の点火プラグ１では、接地電極２と中心電極３は同一の材料で構成されており、すなわち、当初は接地電極２と中心電極３が結合領域によって互いに結合されて、点火プラグ電極材料からなる一体的な点火プラグ電極本体から、たとえば点火プラグ電極本体の深絞りによって構成されるようになっている。
【００３９】
その後に接地電極２に第１の貴金属１２が配置されるとともに、中心電極３に第２の貴金属１３が配置され、第１の貴金属１２と第２の貴金属１３との間に火花ギャップＦが形成される。
【００４０】
点火プラグ電極本体が、別のステップで、ここに示すようにハウジング５、アイソレータ４、および電気的な接続部８を含む点火プラグ本体９と結合される。
【００４１】
ここに示すように、接地電極２は第１の溶接結合Ｓ１によってハウジング５と結合されるのが好ましく、中心電極３は第２の溶接結合Ｓ２によって電気的な接続部８と結合されるのが好ましい。当初は接地電極２と中心電極３の間に形成されていた結合領域は、点火プラグ１の使用開始のために除去されている。
【００４２】
接地電極２と中心電極３の間に結合領域が形成されることによって接地電極２と中心電極３、ならびにこれらに相応に配置される貴金属１２，１３が製造されることに基づき、図１に示す点火プラグ１では、接地電極２の第１の貴金属１２と中心電極３の第２の貴金属１３との間の電極間隔が、事前設定された間隔に合わせて恒常的に安定し、かつ非常に正確に調整されている。したがってこの点火プラグ１は高い出力密度と、火花浸食による少ない摩耗を特徴とする。
【００４３】
図２は、第２の実施形態に基づく点火プラグ１の部分図を示している。接地電極２は屋根形電極の形態で構成されていて、中心電極３の上に突き出している。中心電極３の燃焼室側の端部に、中心電極３は、直方体または円柱の小板の形態で構成された第２の貴金属１３を有している。これに向かい合うように、接地電極２には第１の貴金属１２が、同じく直方体または円柱の小板の形態で配置されている。第１の貴金属１２と第２の貴金属１３との間に火花ギャップＦが形成される。ここで点火火花が生成される。第１の貴金属１２は貴金属のない区域１４を有し、第２の貴金属１３は貴金属のない区域２０を有する。
【００４４】
貴金属のない区域１４，２０は点火プラグ１の製造の結果として生じる。第２の実施形態に基づく点火プラグ１の製造のために、接地電極２と中心電極３と結合領域１１とを有していて一体的に構成された点火プラグ電極構造が、点火プラグ本体と結合される。このとき点火プラグ電極構造は、点火プラグ電極材料からなる一体的な点火プラグ電極本体で構成される。結合領域１１は、図２に破線で示されている。
【００４５】
そのために利用されるべき点火プラグ電極本体１５は、たとえば直方体または中実円柱として構成されていてよい。このような点火プラグ電極本体１５の１つのあり得る輪郭が図２に破線で示されている。点火プラグ電極材料はニッケルを主要素として含むのが好ましく、特に、ニッケル・クロム合金またはニッケル・イットリウム合金からなる。
【００４６】
点火プラグ電極本体１５から、たとえば点火プラグ電極材料を除去することで、接地電極２、中心電極３、および接地電極２と中心電極３とを結合する結合領域１１を形成することができる。点火プラグ電極材料の除去は、剥離プロセス、浸食、レーザによる処理、または打抜きによって特別に良好に行うことができる。それにより、火花ギャップＦならびに接地電極２と中心電極３の間のその他の空いた領域１６も形成することができる。結合領域１１は、中心電極３の燃焼室側の端部と、中心電極３の燃焼室側の端部に向かい合う接地電極２の領域との間に形成される。
【００４７】
このように、接地電極２、中心電極３、および結合領域１１が同一の材料から一体的に構成される。別の方法ステップで、第１の貴金属１２が接地電極２に塗布され、第２の貴金属１３が中心電極３に塗布され、それにより第１の貴金属１２と第２の貴金属１３が火花ギャップの領域で向かい合う。この方法ステップに後続するステップで初めて、接地電極２と中心電極３の間の結合領域１１が除去される。それにより、中心電極３には貴金属のない区域２０が残され、接地電極２には貴金属のない区域１４が残される。貴金属のない区域１４，２０は点火プラグ電極材料を含むことができ、それは、以前の結合領域の点火プラグ電極材料が当該領域で同じく除去されていない限りにおいてである。
【００４８】
図３は、本発明の第３の実施形態に基づく点火プラグ電極構造１０を示している。この点火プラグ電極構造１０は、接地電極２によって環状筒状に包囲される中心電極３を含んでいる。中心電極３と接地電極２は結合領域１１によって互いに結合されている。点火プラグ電極構造１０は一体的な点火プラグ電極本体から製造されており、それにより、点火プラグ電極構造１０においても接地電極２、中心電極３、および結合領域１１は一体的であり、やはり同一の材料から段差や結合継目なしに構成されている。
【００４９】
接地電極２、中心電極３、および結合領域１１を製造する一例としての方法は、点火プラグ電極本体から点火プラグ電極材料が除去されるステップを含む。点火プラグ電極本体は、図３に示す実施形態では、一例として直径Ａを有する中実円柱状の形態を有していてよい。直径Ａは最大で、点火プラグ電極構造１０が組み付けられるべき点火プラグのハウジングの内径と同じ大きさであるのが好ましく、それにより、点火プラグ電極構造１０の高精度な取付けが容易に可能である。
【００５０】
点火プラグ電極材料が除去されることで、火花ギャップＦに割り当てられる４つの空いた領域１６が生じる。
【００５１】
上に説明した方法の代替として、点火プラグ電極材料の積み重ねによって、たとえば３Ｄ印刷法の適用によって、接地電極２、中心電極３、および結合領域１１を一体的に構成することもできる。
【００５２】
結合領域１１は、本実施形態では、それぞれ相互に９０°の角度で配置された４つのウェブ１１ａからなる。
【００５３】
中心電極３のほうを向いている接地電極２の内側表面１７に、第１の貴金属１２が配置されている。接地電極２のほうを向いている中心電極３の外側表面１８に、第２の貴金属１３が配置されている。第１の貴金属１２と第２の貴金属１３は、結合領域１１には配置されていない。
【００５４】
第１の貴金属１２と第２の貴金属１３の間に火花ギャップＦが生じる。
【００５５】
ここに図示する点火プラグ電極構造１０を利用しての点火プラグの製造のために、４つのウェブ１１ａからなる結合領域１１がさらに除去される。たとえばウェブの区域１９を除去することができ、それにより、接地電極２と中心電極３が互いに電気的に接続されなくなる。区域１９は、第１の貴金属１２と第２の貴金属１３との間で自由空間１６に位置している。区域１９が除去されることで、接地電極２には、貴金属がないが点火プラグ電極材料を含んでいる区域１４が残され、中心電極３には、貴金属がないが点火プラグ電極材料を含んでいる区域２０が残される。これらの区域が、第１の貴金属１２と第２の貴金属１３を相応に貫通する。
【００５６】
結合領域１１の除去は、第１の貴金属１２と第２の貴金属１３の間に配置された結合領域１１も少なくとも部分的に一緒に除去されるように行われるのが好ましい。このようにして、図３に示すように、区域２１が除去される。このことは、一方の側の第１の貴金属１２と他方の側の第２の貴金属１３との間の自由空間の形成をもたらし、さらには、電界に過剰電界が生じる第１の貴金属１２の露出したエッジ２２および第２の貴金属１３の露出したエッジ２３をもたらし、それにより、点火火花形成のための点火電圧需要を低減することができる。
【００５７】
結合領域１１が除去された後、中心電極３は中実円柱の形態を有し、接地電極２は円柱リングの形態を有する。
【００５８】
結合領域１１を設けることで、および、接地電極２と中心電極３と結合領域１１とを一体的に構成することで、点火プラグ電極構造１０の幾何学形態に基づき、固定的かつ正確に事前設定可能な電極間隔が得られ、このような電極間隔から、第１の貴金属１２と第２の貴金属１３の塗布後に、正確に構成された火花ギャップＦも帰結される。本発明による点火プラグ電極構造１０を利用して製造される点火プラグは、高い出力密度と、火花浸食による少ない摩耗とを特徴とする。
【符号の説明】
【００５９】
１  点火プラグ
２  接地電極
３  中心電極
５  ハウジング
８  電気的な接続部
９  点火プラグ本体
１０  点火プラグ電極構造
１１  結合領域
１２  第１の貴金属
１３  第２の貴金属
１５  点火プラグ電極本体
Ｆ  点火火花ギャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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