專利名稱：：火花塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種火花塞，且特別涉及一種例如在內(nèi)燃機(jī)中使用的火花塞。
背景技術(shù)：
：在例如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)中使用的火花塞一般包括中心電極；保持中心電極的絕緣體；保持絕緣體的金屬殼；以及接地電極，該接地電極的一端被結(jié)合至金屬殼的前端部，該接地電極的另一端與中心電極的端部相面對(duì)，并且在接地電極的該另一端和中心電極的該端部之間形成火花放電間隙。金屬殼在其外周具有安裝螺紋部，用于安裝至發(fā)動(dòng)機(jī)等。絕緣體的前端部從金屬殼的后端朝向金屬殼的前端被插入到火花塞的金屬殼中。隨后，金屬殼的后端開(kāi)口部被彎邊，用于將金屬殼固定至絕緣體。密封件(packing)介于設(shè)置在絕緣體的外表面上的臺(tái)階部和設(shè)置在金屬殼的內(nèi)表面上的臺(tái)階部之間，絕緣體的外表面和金屬殼的內(nèi)表面之間的環(huán)狀空間被填充主要由滑石構(gòu)成的粉末，從而防止氣體從內(nèi)燃機(jī)的燃燒室泄漏。為了防止氣體從內(nèi)燃機(jī)的燃燒室泄漏，當(dāng)金屬殼被彎邊至絕緣體時(shí)，必須施加足夠的彎邊負(fù)荷(crimpingload)，以確保金屬殼和絕緣體之間的接合部的氣密性。然而，大的彎邊負(fù)荷不是完全可以接受的。過(guò)大的彎邊負(fù)荷導(dǎo)致金屬殼的外表面的主干部在與彎邊模(crimpingdie)接觸的區(qū)域內(nèi)變形的缺陷。在金屬殼的與彎邊模接觸的部分呈環(huán)狀面的形式、并且墊圈被設(shè)置在環(huán)狀面部以確保內(nèi)燃機(jī)的安裝孔的開(kāi)口周?chē)闹苓厖^(qū)域的氣密性的火花塞的情況下，與彎邊負(fù)荷有關(guān)的變形率低；因此，上述問(wèn)題不經(jīng)常出現(xiàn)。然而，當(dāng)金屬殼的與彎邊模接觸的部分呈錐狀的形式時(shí)，過(guò)大的彎邊負(fù)荷可能導(dǎo)致金屬殼的錐狀部變形。近來(lái)，隨著內(nèi)燃機(jī)控制技術(shù)的改進(jìn)和閥數(shù)量的增大，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)周?chē)牟考臄?shù)量在不斷增大。因此，分配給火花塞的體積在不斷減小，從而迫切地期望減小火花塞的尺寸?；鸹ㄈ某叽绲臏p小伴隨著設(shè)置用于防止氣體從內(nèi)燃機(jī)的燃燒室泄漏的密封件的面積的減小和填充滑石的環(huán)狀空間的容積的減小。因此，為了確保氣密性，必須增大彎邊負(fù)荷。同時(shí)，由于火花塞的尺寸的減小伴隨著金屬殼的尺寸的減小，大彎邊負(fù)荷的施加可能使金屬殼的錐狀部更易于變形。
發(fā)明內(nèi)容制脾船迪、nl題本發(fā)明的目的是提供一種火花塞，在該火花塞中，與內(nèi)燃機(jī)的安裝孔周?chē)闹苓厖^(qū)域進(jìn)行接觸的外表面的部分是錐狀的，并且錐狀部不被變形，從而提供優(yōu)異的氣密性。肝碰l、口扁勺錄用于解決問(wèn)題的方案如下4(1)—種火花塞，其包括中心電極，該中心電極沿軸線方向延伸；絕緣體，該絕緣體保持中心電極的外周；金屬殼，該金屬殼保持絕緣體的外周；以及接地電極，該接地電極被結(jié)合至金屬殼的前端部，并且該接地電極與中心電極協(xié)同地在該接地電極和中心電極之間形成間隙；其中，金屬殼具有外表面，該外表面具有錐狀部，該錐狀部與內(nèi)燃機(jī)的安裝孔周?chē)闹苓厖^(qū)域進(jìn)行接觸；工具接合部，在將火花塞安裝至安裝孔時(shí)，工具與該工具接合部接合；禾口主干部，該主干部形成在工具接合部和錐狀部之間，以及內(nèi)表面，該內(nèi)表面具有朝向絕緣體突出的環(huán)狀臺(tái)階部；禾口從臺(tái)階部的基部朝向金屬殼的后端延伸的內(nèi)主干部，當(dāng)主干部的外直徑由B表示、錐狀部的最小外直徑由C表示、內(nèi)主干部的內(nèi)直徑由D表示、并且臺(tái)階部的內(nèi)直徑由E表示時(shí)，并且當(dāng)絕緣體和金屬殼通過(guò)冷彎邊被相互固定時(shí)，錐狀部的投影面積是臺(tái)階部的投影面積的至少兩倍，其中，由主干部的投影在垂直于軸線的虛擬平面上的輪廓所包圍的區(qū)域的面積、與錐狀部的投影在虛擬平面上的具有最小外直徑的輪廓所包圍的區(qū)域的面積之間的差值n(B/2)2-Ji(C/2)2來(lái)表示錐狀部的投影面積；由內(nèi)主干部的投影在虛擬平面上的輪廓所包圍的區(qū)域的面積、與由臺(tái)階部的投影在虛擬平面的輪廓所包圍的面積之間的差值n(D/2)2-Ji(E/2)2來(lái)表示臺(tái)階部的投影面積。(2)—種火花塞，其中，絕緣體和金屬殼通過(guò)熱彎邊被相互固定，錐狀部的投影面積是臺(tái)階部的投影面積的至少1.5倍，其中，由主干部的投影在垂直于軸線的虛擬平面上的輪廓所包圍的區(qū)域的面積、與錐狀部的投影在虛擬平面上的具有最小外直徑的輪廓所包圍的區(qū)域的面積之間的差值n(B/2)2-Ji(C/2)2來(lái)表示錐狀部的投影面積；由內(nèi)主干部的投影在虛擬平面上的輪廓所包圍的區(qū)域的面積、與由臺(tái)階部(16)的投影在虛擬平面的輪廓所包圍的區(qū)域的面積之間的差值n(D/2)2-ji(E/2)2來(lái)表示臺(tái)階部的投影面積。上述(1)和(2)的優(yōu)選方式如下:(3)根據(jù)上述(1)或(2)的火花塞，其中，將被安裝至所述內(nèi)燃機(jī)的所述安裝孔中的螺紋部具有12mm以下的外直徑；(4)根據(jù)上述(1)至(3)任一方的火花塞，其中，所述臺(tái)階部的所述投影面積為6mm2至18mm2(5)根據(jù)上述(1)至(4)任一方的火花塞，其中，所述錐狀部(8)的錐角e為50°至120°;以及(6)根據(jù)上述(1)至(5)任一方的火花塞，其中，滑石被設(shè)置在所述金屬殼的所述工具接合部的內(nèi)表面和所述絕緣體的外表面之間。制月隨果在根據(jù)本發(fā)明的火花塞中，當(dāng)絕緣體和金屬殼通過(guò)冷彎邊(coldcrimping)被相互固定時(shí)，錐狀部的投影面積是臺(tái)階部的投影面積的至少兩倍，當(dāng)絕緣體和金屬殼通過(guò)熱彎邊(hotcrimping)被相互固定時(shí)，錐狀部的投影面積是臺(tái)階部的投影面積的至少1.5倍。因此，本發(fā)明能夠提供不使錐狀部變形的火花塞，從而提供優(yōu)異的氣密性。特別地，即使在將安裝至內(nèi)燃機(jī)的安裝孔中的螺紋部的外直徑為12mm以下的小尺寸火花塞中，錐狀部也不變形，從而提供優(yōu)異的氣密性。通過(guò)以下實(shí)施更大程度上產(chǎn)生上述效果臺(tái)階部的投影面積為6mm2至18mm2;錐狀部的錐角9為50°至120°;以及滑石被設(shè)置在金屬殼的工具接合部的內(nèi)表面和絕緣體的外表面之間。圖1是作為根據(jù)本發(fā)明的火花塞的一個(gè)實(shí)施方式的火花塞的局部剖視、整體說(shuō)明圖；圖2是示出對(duì)根據(jù)本發(fā)明的火花塞進(jìn)行冷彎邊的示例處理的示意性、剖視說(shuō)明圖；圖3是示出對(duì)根據(jù)本發(fā)明的火花塞進(jìn)行熱彎邊的示例處理的示意性、剖視說(shuō)明圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的火花塞的金屬殼的將被彎邊的部分的放大、示意性、剖視說(shuō)明圖；圖5是用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的火花塞的錐狀部的錐角的示意性、剖視說(shuō)明圖；以及圖6是用于說(shuō)明火花塞試驗(yàn)體的氣密性試驗(yàn)的示意性、剖視說(shuō)明圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1:火花塞2:金屬殼3:絕緣體4:中心電極5:接地電極6:螺紋部7:主干部8:錐狀部9:工具接合部IO:彎曲部11:突出絕緣部12:環(huán)狀空間13:密封填充物14a、14b:密封構(gòu)件15:彎邊部616:臺(tái)階部17:內(nèi)主干部18:凸沿19:密封件構(gòu)件20:臺(tái)階部具體實(shí)施例方式圖1示出作為根據(jù)本發(fā)明的火花塞的一個(gè)實(shí)施方式的火花塞。圖1是該實(shí)施方式的火花塞的局部剖視、整體說(shuō)明圖。在下面的說(shuō)明中，朝向圖l所在的紙的下側(cè)的方向?qū)?yīng)于火花塞的前端方向，朝向該紙的上側(cè)的方向?qū)?yīng)于火花塞的后端方向。在示出下面將要說(shuō)明的實(shí)施方式的附圖中，相同的部件或結(jié)構(gòu)特征用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示。如圖l所示，火花塞1包括大致筒狀的金屬殼2;大致筒狀的絕緣體3，該絕緣體3以其前端部從金屬殼2突出的方式插通金屬殼2;大致棒狀的中心電極4，該中心電極4以從絕緣體3的前端部突出的方式沿著絕緣體3的中心軸線設(shè)置；以及接地電極5，該接地電極5的一端被安裝至金屬殼2的前端部，并且該接地電極5的另一端部與中心電極4相面對(duì)，在該接地電極5的該另一端部和中心電極4之間形成火花間隙。優(yōu)選地，金屬殼2由例如低碳鋼等導(dǎo)電性鋼材料形成。金屬殼2呈大致筒狀，并且保持插入在其中的絕緣體3的外周。金屬殼2具有螺紋部6，該螺紋部6形成在金屬殼的朝向前端延伸的部分的外表面。通過(guò)利用螺紋部6，金屬殼2被安裝到形成于未示出的內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋的安裝L。金屬殼2具有凸緣狀主干部7，該凸緣狀主干部7位于螺紋部6的后端的后方的位置。錐狀部8連接螺紋部6的后端和主干部7，并且錐狀部8呈圓錐狀的錐狀形式。當(dāng)火花塞1被安裝到內(nèi)燃機(jī)的安裝孔時(shí)，錐狀部8與內(nèi)燃機(jī)的安裝孔周?chē)闹苓厖^(qū)域彼此接觸，從而保持氣密性。金屬殼2具有工具接合部9，該工具接合部9位于主干部7的后方的位置，當(dāng)將火花塞1安裝至內(nèi)燃機(jī)的安裝孔時(shí)，例如扳手或扳鉗等工具與該工具接合部接合。工具接合部9具有六角形截面。在該實(shí)施方式中，工具接合部9的周邊呈六角形(HEX)的形式。然而，工具接合部9的周邊可以呈二十四角(Bi-HEX)的形式。彎曲部10連接工具接合部9和主干部7，并且彎曲部IO在垂直于金屬殼2的軸線的徑向上向外彎曲。環(huán)狀空間12形成在絕緣體3的外表面和金屬殼2的工具接合部9的內(nèi)表面之間，并且該環(huán)狀空間12填充有例如主要由滑石構(gòu)成的無(wú)機(jī)粉末等密封填充物13。圈狀密封構(gòu)件14a和14b被設(shè)置在環(huán)狀空間12的在軸向上相對(duì)的端部。金屬殼2的后端部的周緣部被在軸線上向前彎邊；結(jié)果，后端部被向內(nèi)彎曲，由此形成彎邊部15，并且將金屬殼2和陶瓷絕緣體3彼此固定。此時(shí)，密封填充物13及密封構(gòu)件14a和14b增強(qiáng)金屬殼2和絕緣體3的相互固定。金屬殼2的內(nèi)表面具有朝向絕緣體3突出的環(huán)狀臺(tái)階部16和從臺(tái)階部16的基部朝向內(nèi)側(cè)、即軸向上的后方延伸的內(nèi)主干部17。臺(tái)階部16的凸沿(ledge)從內(nèi)主干部17朝向絕緣體3升高，并且該凸沿可以呈直徑在向前的方向上減小的錐狀形式。凸沿18經(jīng)由片狀密封件構(gòu)件19與絕緣體3的臺(tái)階部20接合，由此將絕緣體3和金屬殼2在軸向上彼此固定，由此確保絕緣體3和金屬殼2之間的接合部的氣密性。前端部21從臺(tái)階部16沿軸向向前延伸，并且前端部21離開(kāi)絕緣體3的外表面定位，在絕緣體3的外表面和前端部21之間具有預(yù)定的間隔。在圖1示出的實(shí)施方式中，金屬殼2的臺(tái)階部16相對(duì)于內(nèi)主干部17的內(nèi)表面和前部21的內(nèi)表面向內(nèi)突出。然而，只要凸沿18形成在金屬殼2的內(nèi)表面上，不對(duì)此進(jìn)行特別的限制。在臺(tái)階部16和前部21之間不形成臺(tái)階的話，金屬殼2的內(nèi)表面可以從臺(tái)階部16平滑過(guò)渡到前部21。絕緣體3是由主要由氧化鋁構(gòu)成的陶瓷燒結(jié)體等形成的。絕緣體3具有大致筒狀形狀。絕緣體3的外表面從軸向后側(cè)起具有后絕緣部22，該后絕緣部22具有不被金屬殼2保持外周的部分和用于形成環(huán)狀空間12的部分；突出絕緣部ll，該突出絕緣部11以凸緣的形式向外突出并且面對(duì)金屬殼2的工具接合部9的內(nèi)表面和/或面對(duì)彎曲部10的內(nèi)表面；內(nèi)主干絕緣部23，該內(nèi)主干絕緣部23面對(duì)金屬殼2的內(nèi)主干部17;臺(tái)階部20，該臺(tái)階部20與金屬殼2的凸沿18接合；以及前絕緣部24，該前絕緣部24離開(kāi)金屬殼2的前端部21定位，在前絕緣部24和前部21之間形成預(yù)定的間隔。如前所述，絕緣體3經(jīng)由密封填充物13、密封構(gòu)件14a和14b以及密封件構(gòu)件19被固定至金屬殼2的內(nèi)部。絕緣體3具有沿中心軸線延伸的通孔；中心電極4在軸向前側(cè)被保持在通孔內(nèi)；端子金屬25在軸向后側(cè)被保持在通孔內(nèi)。電阻器26在中心電極4和端子金屬25之間被設(shè)置在通孔內(nèi)。電阻器26的相反端部分別經(jīng)由導(dǎo)電性玻璃密封層27a和27b被電連接至端子金屬25和中心電極4。中心電極4由外部材料和內(nèi)部材料構(gòu)成，該內(nèi)部材料同心地埋在外部材料的軸向部中(未示出)。優(yōu)選地，外部材料是具有優(yōu)異耐熱性和耐腐蝕性的金屬材料，例如Ni合金。優(yōu)選地，內(nèi)部材料是具有優(yōu)異導(dǎo)熱性的金屬材料，例如銅(Cu)或銀(Ag)。中心電極4是圓柱體，并且中心電極4以如下方式被固定在絕緣體3的軸向孔內(nèi)中心電極4的前端從絕緣體3的前端面突出，從而在與金屬殼2電絕緣的狀態(tài)下被保持在適當(dāng)位置。Pt、Pt合金、Ir、Ir合金等材料的圓柱狀的貴金屬電極頭可以被熔融接合至外部材料的前端面。優(yōu)選地，接地電極5是由具有優(yōu)異耐熱性和耐腐蝕性的Ni基合金等形成的。接地電極5呈例如矩形柱體的形式。接地電極5的形狀和結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)如下接地電極5的一端被結(jié)合至金屬殼2的前端面；接地電極5在中間位置被彎曲成像字母L的形狀；并且接地電極5的前端部位于中心電極4的軸向上的位置。通過(guò)接地電極5的這種設(shè)計(jì)，接地電極5的一端以面對(duì)中心電極4從而在接地電極5的該一端和中心電極4之間形成火花間隙的方式設(shè)置。Pt、Pt合金、Ir、Ir合金等材料的圓柱狀的貴金屬電極頭可以被熔融接合至接地電極5的面對(duì)中心電極4的表面。對(duì)根據(jù)本發(fā)明的火花塞1的螺紋部6的外直徑不進(jìn)行特別限制。然而，在螺紋部6的外直徑為12mm以下、即JISB8031(2005)所規(guī)定的公稱尺寸為M12以下的外直徑的火花塞情況下，特別地產(chǎn)生本發(fā)明的效果。這是由于以下原因隨著火花塞1的尺寸減小，金屬殼2的凸沿18的面積減??；因此，為了確保氣密性，不可避免地必形增大彎邊負(fù)荷，增大彎邊負(fù)荷易于使金屬殼2的錐狀部8變形。根據(jù)本發(fā)明，即使在螺紋部6的外直徑為12mm以下的小尺寸火花塞1的情況下，錐狀部8也不變形；即，本發(fā)明能夠提供具有優(yōu)異氣密性的火花塞。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，錐狀部8的投影面積和臺(tái)階部16的投影面積的比值范圍根據(jù)金屬殼2和絕緣體3是通過(guò)冷彎邊還是通過(guò)熱彎邊來(lái)固定地彎邊至彼此而不同。首先，將對(duì)冷彎邊和熱彎邊進(jìn)行說(shuō)明。圖2是示出用于對(duì)根據(jù)本發(fā)明的火花塞進(jìn)行冷彎邊的示例處理的示意性、剖視說(shuō)明圖。冷彎邊在室溫下被執(zhí)行如下使下模31與金屬殼2的主干部7的下側(cè)接觸，即與錐狀部8接觸；使上模32與彎邊部15的上端面和工具接合部9的上端面接觸；以及沿軸向壓上模32。此時(shí)，使金屬殼2的后端部向內(nèi)彎曲，由此形成彎邊部15并且由此將金屬殼2和絕緣體3彼此固定。彎曲部10在施加在金屬殼2上的負(fù)荷作用下通過(guò)徑向彎曲變形而形成。借助于變形、即彎曲(buckling)，彎邊部15經(jīng)由密封構(gòu)件14a和14b及密封填充物13軸向上向前強(qiáng)有力地壓絕緣體3的突出絕緣部11。結(jié)果，絕緣體3的臺(tái)階部20經(jīng)由密封件構(gòu)件19壓金屬殼2的凸沿18，從而使金屬殼2的凸沿18、絕緣體3的臺(tái)階部20和密封件構(gòu)件19彼此緊密接觸。通過(guò)該工藝，確保金屬殼2和絕緣體3之間的接合部的氣密性。圖3是示出對(duì)根據(jù)本發(fā)明的火花塞進(jìn)行熱彎邊的示例處理的示意性、剖視說(shuō)明圖。該實(shí)施方式的火花塞不具有填充如滑石等密封填充物的環(huán)狀空間。在不采用例如滑石等密封填充物的火花塞中，絕緣體3的突出絕緣部11沿軸向加長(zhǎng)，使得突出絕緣部11的后端與金屬殼2的彎邊部15直接接觸。密封構(gòu)件14a可以被設(shè)置在突出絕緣部11和彎邊部15之間。與上述冷彎邊的情況相似，金屬殼2被保持在上模32和下模31之間，并且承受軸向負(fù)荷。當(dāng)施加負(fù)荷時(shí)，在上模32和下模31之間施加電流。電流從上模32經(jīng)由金屬殼2的工具接合部9、彎曲部10和主干部7流到下模31。此時(shí)，由于彎曲部10的壁最薄，因此具有最大的電阻，彎曲部10被加熱變紅。因此，由于彎曲部10被軟化，與冷彎邊的情況相比，能夠使用于彎曲彎曲部10所需的負(fù)荷變小。另外，由于在完成彎邊處理之后被加熱的彎曲部隨著冷卻而沿軸向收縮，因此進(jìn)一步提高金屬殼2的凸沿18、絕緣體3的臺(tái)階部20及密封件構(gòu)件19之間的接觸緊密性，從而增強(qiáng)火花塞的氣密性。已經(jīng)參考圖2，對(duì)環(huán)狀空間填充有例如滑石等密封填充物的火花塞的冷彎邊進(jìn)行了說(shuō)明。已經(jīng)參考圖3對(duì)不具有環(huán)狀空間的火花塞的熱彎邊進(jìn)行了說(shuō)明。然而，具有如圖2所示的環(huán)狀空間的火花塞可以通過(guò)熱彎邊來(lái)形成。在這些火花塞中，具有填充有例如滑石等密封填充物13的環(huán)狀空間12的火花塞是優(yōu)選的。將環(huán)狀空間12填充例如滑石等密封填充物13能進(jìn)一步增強(qiáng)金屬殼2和絕緣體3之間的接合部的氣密性。下面接著說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的火花塞的特征；具體地，說(shuō)明錐狀部的投影面積和金屬殼的臺(tái)階部的投影面積之間的比值。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的火花塞的金屬殼的將被彎邊的部分的放大、示意性、剖視說(shuō)明圖。當(dāng)工具接合部9的外直徑由A表示、主干部7的外直徑由B表示、將與未示出的內(nèi)燃機(jī)的安裝孔周?chē)闹苓厖^(qū)域進(jìn)行接觸的錐狀部8的最小外直徑由C表示、內(nèi)主干部17的內(nèi)直徑由D表示、并且臺(tái)階部16的內(nèi)直徑由E表示時(shí)，并且當(dāng)絕緣體3和金屬殼2通過(guò)冷彎邊來(lái)彼此彎邊時(shí)，錐狀部8的投影面積S工是臺(tái)階部16的投影面積S2的至少兩倍。將對(duì)投影面積S工和投影面積S2進(jìn)行說(shuō)明。錐狀部8的投影面積S工是主干部7的沿著軸線在垂直于軸線的虛擬平面上投影的輪廓線所包圍的區(qū)域的面積、與錐狀部8的沿著軸線在所述虛擬平面上投影的具有最小外直徑的輪廓線所包圍的區(qū)域的面積之間的差值。臺(tái)階部16的投影面積S2是內(nèi)主干部17的沿著軸線在所述虛擬平面上投影的輪廓線所包圍的區(qū)域的面積、與臺(tái)階部16的沿著軸線在所述虛擬平面上投影的輪廓線所包圍的區(qū)域的面積之間的差值。9當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的火花塞以通過(guò)熱彎邊使絕緣體3和金屬殼2彎邊至彼此的方式形成時(shí)，錐狀部8的投影面積S工是臺(tái)階部16的投影面積S2的至少1.5倍。通過(guò)采用上述范圍，即使在上述彎邊處理期間施加用于確保氣密性的足夠負(fù)荷時(shí)，也能防止金屬殼2的錐狀部8變形。因此，即使在完成彎邊之后，金屬殼2的錐狀部8也不會(huì)變形。因此，能夠提供具有優(yōu)異氣密性的火花塞。錐狀部的投影面積S工的上限可以被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，使得當(dāng)火花塞被投入實(shí)際實(shí)用時(shí)不發(fā)生實(shí)際問(wèn)題。優(yōu)選地，為了實(shí)現(xiàn)小尺寸火花塞，錐狀部的投影面積S工等于或小于表示工具接合部9的沿著軸線在上述虛擬平面上投影的輪廓線所包圍的區(qū)域的面積與由錐狀部8的沿著軸線在所述虛擬平面上投影的具有最小外直徑的輪廓線所包圍的區(qū)域的面積之間的差值的投影面積(A/2)2-ji(C/2)2);即主干部的外直徑B小于或等于工具接合部的外直徑A。錐狀部8的投影面積SJ皮獲得如下。通過(guò)使用投影儀(projector)，從軸向測(cè)量金屬殼2的主干部7的外直徑B，和與未示出的內(nèi)燃機(jī)的安裝孔周?chē)闹苓厖^(qū)域進(jìn)行接觸的錐狀部8的最小外直徑C，即錐狀部的前端的直徑C。測(cè)量值代入等式1進(jìn)行計(jì)算。S丄=Ji(B/2)2-ji(C/2)2(1)臺(tái)階部16的投影面積S2被獲得如下。通過(guò)使用銷(xiāo)規(guī)(PinGauge)或測(cè)微計(jì)來(lái)測(cè)量?jī)?nèi)主干部17的內(nèi)直徑D和臺(tái)階部16的內(nèi)直徑E。測(cè)量值帶入等式(2)進(jìn)行計(jì)算。S2=Ji(D/2)2-ji(E/2)2(2)優(yōu)選地，臺(tái)階部16的投影面積S2為6mm2至18mm2。為了實(shí)現(xiàn)小尺寸火花塞，投影面積S2優(yōu)選地為18mm2以下。隨著火花塞的尺寸減小，臺(tái)階部16的投影面積S2和錐狀部8的投影面積也減小。此時(shí)，由于設(shè)置在凸沿18和臺(tái)階部20之間的密封件構(gòu)件19的尺寸也減小，因此臺(tái)階部16的投影面積S2優(yōu)選地為至少6mm2，從而在密封的構(gòu)件19的批量制造期間保持可成形性等。優(yōu)選地，錐狀部8的錐角e為50°至120°。如圖5所示，當(dāng)從錐狀部8的軸向截面上觀察時(shí)，錐角9是由兩個(gè)母線形成的夾角。當(dāng)錐角9為50°以上時(shí)，如圖2和圖3所示，能夠在彎邊期間使負(fù)荷有效地施加在設(shè)置在金屬殼2的凸沿18和絕緣體3的臺(tái)階部20之間的密封件構(gòu)件19;從而，就確保金屬殼2和絕緣體3之間的接合部的氣密性而言，錐角9為50°以上是優(yōu)選的。當(dāng)錐角9為12(T以下時(shí)，當(dāng)火花塞被安裝至氣缸蓋的安裝孔時(shí)，能夠有效地確?；鸹ㄈ臀词境龅膬?nèi)燃機(jī)的氣缸蓋之間的接合部的氣密性；因此，錐角e為120°以下是優(yōu)選的。錐狀部8的錐角e可以通過(guò)投影儀來(lái)測(cè)量?？梢酝ㄟ^(guò)執(zhí)行如下所述的氣密性試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)金屬殼2和絕緣體3之間的接合部的氣密性。圖6是用于說(shuō)明氣密性試驗(yàn)的示意性、剖視說(shuō)明圖。首先，如圖6所示，孔41以從螺紋部6的外表面延伸貫通金屬殼2的方式形成于火花塞的金屬殼2的螺紋部6。該火花塞被用作火花塞試驗(yàn)體40?；鸹ㄈ囼?yàn)體40使得當(dāng)氣體存在于金屬殼2的內(nèi)表面和絕緣體3的外表面之間的間隔42時(shí)，氣體能夠通過(guò)孔41釋放至外界。接著，將管(未示出)安裝至形成于火花塞試驗(yàn)體40的螺紋部6的孔41。在將管的末端沒(méi)入水中的狀態(tài)下，將空氣在1.5Mpa的壓力下從火花塞試驗(yàn)體40的前端供給至火花塞試驗(yàn)體40。當(dāng)不能足夠地確保金屬殼2和絕緣體3之間的接合部的氣密性時(shí)，空氣通過(guò)間隔42和安裝至孔41的管釋放至水中。由于管的末端位于水中，因此能檢測(cè)到空氣的輕微泄漏。金屬殼2的錐狀部8的溫度被調(diào)節(jié)到200°C。可以根據(jù)利用投影儀在冷彎邊或熱彎邊之前和之后測(cè)量的主干部7的外直徑B的尺寸變化來(lái)評(píng)價(jià)金屬殼2的錐狀部8的變形。本發(fā)明的火花塞不限于上述實(shí)施方式，只要能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的，可以以各種其他形式對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行改變。例如，在火花塞1中，中心電極4的前端面和接地電極5的一端的表面在中心電極4的軸向上彼此面對(duì)，在中心電極4的前端部和接地電極5的該一端的表面之間形成火花間隙。然而，在本發(fā)明中，中心電極的側(cè)表面和接地電極的前端表面可以在中心電極的徑向上彼此面對(duì)，以在中心電極的側(cè)表面和接地電極的前端表面之間形成火花間隙。在這種情況下，一個(gè)以上的接地電極可以面對(duì)中心電極的側(cè)表面。在火花塞1中，工具接合部9具有六角形(HEX)的截面形狀，但是可以具有二十四角形(Bi-HEX)的截面形狀。本發(fā)明的火花塞是用于汽車(chē)的內(nèi)燃機(jī)的，并且以將火花塞固定地插入設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部被分成多個(gè)燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋(enginehead)(未示出)的各安裝孔中的方式來(lái)使用。實(shí)施例火花塞試驗(yàn)體的制造制造錐狀部的投影面積和臺(tái)階部的投影面積之間的比值不同的多個(gè)金屬殼。安裝有中心電極的絕緣體被裝配進(jìn)各金屬殼，接著利用冷彎邊或熱彎邊處理在預(yù)定的彎邊負(fù)荷下進(jìn)行彎邊。由此制造出形狀與圖l所示的形狀相似的火花塞試驗(yàn)體。利用投影儀來(lái)測(cè)量火花塞試驗(yàn)體的工具接合部的外直徑A、主干部的外直徑B以及與內(nèi)燃機(jī)的安裝孔周?chē)闹苓厖^(qū)域進(jìn)行接觸的錐狀部的外直徑C。另外，利用銷(xiāo)規(guī)和測(cè)微計(jì)測(cè)量火花塞試驗(yàn)體的內(nèi)主干部的內(nèi)直徑D和臺(tái)階部的內(nèi)直徑E。利用銷(xiāo)規(guī)的測(cè)量和利用測(cè)微計(jì)的測(cè)量產(chǎn)生相同的測(cè)量值。通過(guò)將測(cè)量值代進(jìn)下列等式來(lái)計(jì)算錐狀部的投影面積S工和臺(tái)階部的投影面積S2。Sl=Ji(B/2)2-Ji(C/2)2(1)S2=Ji(D/2)2-ji(E/2)2(2)制造的火花塞試驗(yàn)體的螺紋部的外直徑為12mm，且錐狀部的錐角為60。。在被進(jìn)行冷彎邊的火花塞試驗(yàn)體中，金屬殼和絕緣體之間的空間被滑石填充。在被進(jìn)行熱彎邊的火花塞試驗(yàn)體中，金屬殼和絕緣體之間的空間不填充滑石。氣密性試驗(yàn)在彎邊處理之前和之后，測(cè)量主干部的外直徑B。在如下的火花塞試驗(yàn)體上執(zhí)行氣密性試驗(yàn)該火花塞試驗(yàn)體以使得主干部的外直徑B的尺寸范圍在0.lmm以下的最大彎邊負(fù)荷被彎邊。氣密性試驗(yàn)執(zhí)行如下。首先，如圖6所示，孔41以從螺紋部6的外表面延伸貫通金屬殼2的方式形成于每個(gè)火花塞試驗(yàn)體40的金屬殼2的螺紋部6，從而在金屬殼2的內(nèi)表面和絕緣體3的外表面之間的間隔42內(nèi)存在氣體的情況下，通過(guò)孔41釋放氣體。接著，將管安裝至形成于每個(gè)火花塞試驗(yàn)體40的螺紋部6的孔41。在將管的末端沒(méi)入水中的狀態(tài)下，將空氣在1.5Mpa的壓力下從火花塞試驗(yàn)體40的前端供給至火花塞試驗(yàn)體40。此時(shí)，觀察是否有氣體通過(guò)間隔42和安裝至孔41的管釋放至水中。金屬殼2的11錐狀部8的溫度被測(cè)量并調(diào)節(jié)到200°C。表1示出通過(guò)冷彎邊制造的火花塞試驗(yàn)體的試驗(yàn)結(jié)果。表2示出通過(guò)熱彎邊制造的火花塞試驗(yàn)體的試驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)沒(méi)有觀察到空氣的釋放時(shí)用a來(lái)標(biāo)記實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并且當(dāng)觀察到空氣釋放時(shí)用b來(lái)標(biāo)記實(shí)驗(yàn)結(jié)果。注意，在實(shí)施例7、8、28和29中，主干部的外直徑B大于工具接合部的外直徑A。如表1所示，當(dāng)錐狀部的投影面積S工與臺(tái)階部的投影面積S2的比值為2.0以上時(shí)，通過(guò)冷彎邊制造的火花塞試驗(yàn)體沒(méi)有釋放空氣。從而，可以說(shuō)，金屬殼和絕緣體能彼此足夠氣密。因此，當(dāng)錐狀部的投影面積S工與臺(tái)階部的投影面積S2的比值落入上述范圍時(shí)，即使螺紋部的外直徑為12mm的小尺寸火花塞也能夠以如下方式被冷彎邊借助于錐狀部沒(méi)有變形來(lái)確保金屬殼和絕緣體之間的接合部的足夠氣密性。如表2所示，當(dāng)錐狀部的投影面積S工與臺(tái)階部的投影面積S2的比值為1.5以上時(shí)，通過(guò)熱彎邊制造的火花塞試驗(yàn)體沒(méi)有釋放空氣。從而，可以說(shuō)，金屬殼和絕緣體能彼此足夠氣密。因此，當(dāng)錐狀部的投影面積S工與臺(tái)階部的投影面積S2的比值落入上述范圍時(shí)，即使螺紋部的外直徑為12mm的小尺寸火花塞也能夠以如下方式被熱彎邊借助于錐狀部沒(méi)有變形來(lái)確保金屬殼和絕緣體之間的接合部的足夠氣密性。表l序號(hào)錐狀部的投影面積Si(mm2)臺(tái)階部的投影面積S2(mm2)結(jié)果比較例116.013.51.2b比較例220.013.51.5b比較例325.013.51.9b實(shí)施例127.013.52.0a實(shí)施例230.013.52.2a實(shí)施例335.013.52.6a實(shí)施例440.013.53.0a實(shí)施例550.013.53.7a實(shí)施例660.013.54.4a實(shí)施例765.013.54.8a實(shí)施例870.013.55.2a12表2<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>權(quán)利要求一種火花塞(1)，其包括中心電極(4)，該中心電極沿軸線方向延伸；絕緣體(3)，該絕緣體保持所述中心電極(4)的外周；金屬殼(2)，該金屬殼保持所述絕緣體(3)的外周；以及接地電極(5)，該接地電極被結(jié)合至所述金屬殼(2)的前端部，并且該接地電極與所述中心電極(4)協(xié)同地在該接地電極和所述中心電極之間形成間隙；其中，所述金屬殼(2)具有外表面，該外表面具有錐狀部(8)，該錐狀部與內(nèi)燃機(jī)的安裝孔周?chē)闹苓厖^(qū)域進(jìn)行接觸；工具接合部(9)，在將所述火花塞(1)安裝至所述安裝孔時(shí)，工具與該工具接合部接合；和主干部(7)，該主干部形成在所述工具接合部(9)和所述錐狀部(8)之間，以及內(nèi)表面，該內(nèi)表面具有朝向所述絕緣體(3)突出的環(huán)狀臺(tái)階部(16)；和從所述臺(tái)階部(16)的基部朝向所述金屬殼(2)的后端延伸的內(nèi)主干部(17)，當(dāng)所述主干部(7)的外直徑由B表示、所述錐狀部(8)的最小外直徑由C表示、所述內(nèi)主干部(17)的內(nèi)直徑由D表示、并且所述臺(tái)階部(16)的內(nèi)直徑由E表示時(shí)，并且當(dāng)所述絕緣體(3)和所述金屬殼(2)通過(guò)冷彎邊被相互固定時(shí)，所述錐狀部(8)的投影面積是所述臺(tái)階部(16)的投影面積的至少兩倍，其中，由所述主干部(7)的投影在垂直于所述軸線的虛擬平面上的輪廓所包圍的區(qū)域的面積、與所述錐狀部(8)的投影在所述虛擬平面上的具有最小外直徑的輪廓所包圍的區(qū)域的面積之間的差值π(B/2)2-π(C/2)2來(lái)表示所述錐狀部(8)的投影面積；由所述內(nèi)主干部(17)的投影在所述虛擬平面上的輪廓所包圍的區(qū)域的面積、與由所述臺(tái)階部(16)的投影在所述虛擬平面的輪廓所包圍的面積之間的差值π(D/2)2-π(E/2)2來(lái)表示所述臺(tái)階部(16)的投影面積。2.—種火花塞(l)，其包括中心電極(4)，該中心電極沿軸線方向延伸；絕緣體(3)，該絕緣體保持所述中心電極(4)的外周；金屬殼(2)，該金屬殼保持所述絕緣體(3)的外周；以及接地電極(5)，該接地電極被結(jié)合至所述金屬殼(2)的前端部，并且該接地電極與所述中心電極(4)協(xié)同地在該接地電極和所述中心電極之間形成間隙；其中，所述金屬殼(2)具有外表面，該外表面具有錐狀部(8)，該錐狀部與內(nèi)燃機(jī)的安裝孔周?chē)闹苓厖^(qū)域進(jìn)行接觸；工具接合部(9)，在將所述火花塞(1)安裝至所述安裝孔時(shí)，工具與該工具接合部接合；和主干部(7)，該主干部形成在所述工具接合部(9)和所述錐狀部(8)之間，以及內(nèi)表面，該內(nèi)表面具有朝向所述絕緣體(3)突出的環(huán)狀臺(tái)階部(16);禾口從所述臺(tái)階部(16)的基部朝向所述金屬殼(2)的后端延伸的內(nèi)主干部(17)，當(dāng)所述主干部(7)的外直徑由B表示、所述錐狀部(8)的最小外直徑由C表示、所述內(nèi)主干部(17)的內(nèi)直徑由D表示、并且所述臺(tái)階部(16)的內(nèi)直徑由E表示時(shí)，并且當(dāng)所述絕緣體(3)和所述金屬殼(2)通過(guò)熱彎邊被相互固定時(shí)，所述錐狀部(8)的投影面積是所述臺(tái)階部(16)的投影面積的至少1.5倍，其中，由所述主干部(7)的投影在垂直于所述軸線的虛擬平面上的輪廓所包圍的區(qū)域的面積、與所述錐狀部(8)的投影在所述虛擬平面上的具有最小外直徑的輪廓所包圍的區(qū)域的面積之間的差值n(B/2)2-ji(C/2)2來(lái)表示所述錐狀部(8)的投影面積；由所述內(nèi)主干部(17)的投影在所述虛擬平面上的輪廓所包圍的區(qū)域的面積、與由所述臺(tái)階部(16)的投影在所述虛擬平面的輪廓所包圍的區(qū)域的面積之間的差值n(D/2)2-ji(E/2)2來(lái)表示所述臺(tái)階部(16)的投影面積。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞(l)，其特征在于，將被安裝至所述內(nèi)燃機(jī)的所述安裝孔中的螺紋部(6)具有12mm以下的外直徑。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的火花塞(l)，其特征在于，所述臺(tái)階部(16)的所述投影面積為6mm2至18mm2。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的火花塞(l)，其特征在于，所述錐狀部(8)的錐角9為50°至120°。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的火花塞(1)，其特征在于，滑石被設(shè)置在所述金屬殼(2)的所述工具接合部(9)的內(nèi)表面和所述絕緣體(3)的外表面之間。全文摘要提供一種火花塞，該火花塞的與內(nèi)燃機(jī)的安裝孔周?chē)闹苓厖^(qū)域進(jìn)行接觸的外表面的部分為錐狀，該錐狀部不被變形，從而提供優(yōu)異的氣密性?；鸹ㄈ慕饘贇ぞ哂型獗砻婧蛢?nèi)表面。外表面具有用于與內(nèi)燃機(jī)的安裝孔周?chē)闹苓厖^(qū)域進(jìn)行接觸的錐狀部、在將火花塞安裝至安裝孔時(shí)與工具接合的工具接合部、和形成在工具接合部和錐狀部之間的主干部。該內(nèi)表面具有朝向絕緣體突出的環(huán)狀臺(tái)階部和從臺(tái)階部的基部朝向金屬殼的后端延伸的內(nèi)主干部。當(dāng)通過(guò)冷彎邊形成火花塞時(shí)，錐狀部的投影面積為臺(tái)階部的投影面積的至少兩倍。在熱彎邊的情況下，錐狀部的投影面積為臺(tái)階部的投影面積的至少1.5倍。文檔編號(hào)H01T13/00GK101752791SQ200910254308公開(kāi)日2010年6月23日申請(qǐng)日期2009年12月7日優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日發(fā)明者中村真衣,鈴木彰申請(qǐng)人:日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社