專利名稱：火花塞及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等的內(nèi)燃機(jī)中使用的火花塞及其制造方法。
背景技術(shù)：
一般情況下，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等的內(nèi)燃機(jī)中使用的火花塞的結(jié)構(gòu)是，通過(guò)在中心電極和接地電極之間的火花放電間隙中產(chǎn)生火花放電，點(diǎn)燃提供到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的混合氣體。近年來(lái)，從應(yīng)對(duì)排氣限制、提高燃料效率的角度出發(fā)，正積極開發(fā)貧燃發(fā)動(dòng)機(jī)、直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)、低排放發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)。在這種內(nèi)燃機(jī)中，為了點(diǎn)燃混合氣體，要求比現(xiàn)有的點(diǎn)火性強(qiáng)的火花塞。作為提高點(diǎn)火性的火花塞，在接地電極一側(cè)具有凸部的裝置已被公知。例如包括以下裝置在由鎳合金等形成的接地電極的電極母材上，焊接具有良好耐火花消耗性、耐氧化消耗性的銥合金、鉬合金等貴金屬端頭而形成凸部；代替貴金屬端頭，加工接地電極的電極母材本身而形成凸部(例如參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2006-286469號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，在內(nèi)燃機(jī)一側(cè)，為了提高點(diǎn)火性，大多為燃燒室內(nèi)的混合氣體的流速加速的高旋流的裝置。在這種內(nèi)燃機(jī)中，發(fā)生火花放電間隙中產(chǎn)生的火花被吹動(dòng)而失火的所謂消火花等問題的可能性增加。本發(fā)明鑒于以上情況而產(chǎn)生，其目的在于提供一種可抑制消火花等的產(chǎn)生、提高點(diǎn)火性的火花塞及其制造方法。以下分項(xiàng)說(shuō)明適于解決上述課題等的各結(jié)構(gòu)。此外，根據(jù)需要對(duì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)記載其特有的作用效果等。結(jié)構(gòu)1 本結(jié)構(gòu)的火花塞具有中心電極，在軸線方向上延伸；絕緣體，保持該中心電極；主體配件，保持該絕緣體；接地電極，本身的基端部接合到該主體配件的前端部， 彎曲并被以本身的前端部的內(nèi)側(cè)面面向上述中心電極的前端部的方式固定；以及貴金屬端頭，與上述接地電極的內(nèi)側(cè)面接合；在上述中心電極與上述接地電極的貴金屬端頭之間形成火花放電間隙；上述火花塞的特征在于，在上述接地電極的內(nèi)側(cè)面形成有柱狀的凸部，該凸部由以鎳為主要成分的該接地電極的電極母材構(gòu)成，且沿著上述軸線方向突出；在上述凸部的前端面上，接合有剖面積小于該凸部的前端面的面積的上述貴金屬端頭，并且在該貴金屬端頭的周圍的至少一部分形成有由上述接地電極的電極母材構(gòu)成的放電容許面；上述火花放電間隙為上述軸線方向上的、從上述中心電極的放電面到上述接地電極的貴金屬端頭的放電面的距離，上述火花放電間隙的間隔為0. 8mm以上；上述接地電極的貴金屬端頭的突出尺寸為上述軸線方向上的、從上述接地電極的貴金屬端頭的放電面到上述接地電極的內(nèi)側(cè)面的距離，上述突出尺寸為0. 5mm以上；在與上述軸線方向正交的平面上投影上述中心電極的放電面和上述接地電極的貴金屬端頭的放電面時(shí)，上述中心電極的放電面的投影圖像不超出到上述接地電極的貴金屬端頭的放電面的投影圖像的區(qū)域外。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)1，在接地電極上形成的凸部的前端面上，接合主要構(gòu)成放電面的貴金屬端頭，并且在該貴金屬端頭的周圍形成由以鎳為主要成分的電極母材構(gòu)成的放電容許這樣一來(lái)，通常情況下在中心電極和接地電極的貴金屬端頭之間進(jìn)行放電，而在旋流等影響下有火花流動(dòng)時(shí)，貴金屬端頭周圍的放電容許面(鎳母材部分)作為放電面發(fā)揮作用，維持放電。作為電極母材的鎳合金和構(gòu)成貴金屬端頭的銥、鉬等貴金屬相比，易于氧化。因此，在使用火花塞時(shí)，在燃燒室內(nèi)暴露于高溫氣氛中，從而在電極母材表面形成氧化膜。一般情況下，金屬氧化物和銥、鉬等貴金屬相比功函數(shù)較小，因此在形成了氧化膜的電極母材部分產(chǎn)生放電時(shí)，易于維持放電。結(jié)果是，使用貴金屬端頭抑制電極耐久性降低，并且可抑制產(chǎn)生消火花等，提高點(diǎn)火性。但在與軸線方向正交的平面上投影中心電極的放電面和接地電極的貴金屬端頭的放電面時(shí)，在中心電極的放電面的投影圖像突出到接地電極的貴金屬端頭的放電面的投影圖像的區(qū)域外的情況下，火花易于飛濺到放電容許面(鎳母材部分)，耐久性會(huì)降低。艮口， 為了提高耐久性而設(shè)置貴金屬端頭的意義變得不大。而如本結(jié)構(gòu)1所示，在中心電極的放電面的投影圖像不超出到接地電極的貴金屬端頭的放電面的投影圖像的區(qū)域外的結(jié)構(gòu)中，在沒有旋流等影響的情況下在中心電極和接地電極的貴金屬端頭之間進(jìn)行放電，火花因旋流等而流動(dòng)時(shí)，通過(guò)放電容許面維持放電。結(jié)果可抑制向放電容許面飛濺，抑制耐久性下降。并且，在火花放電間隙的間隙低于0. 8mm的結(jié)構(gòu)、接地電極的貴金屬端頭的突出尺寸低于0.5mm的結(jié)構(gòu)的火花塞中，本來(lái)難于發(fā)生消火花等上述問題。因此，在火花放電間隙的間隙為0. 8mm以上、且貴金屬端頭的突出尺寸為0. 5mm以上的火花塞中，上述結(jié)構(gòu)1的
作用效果更奏效。其中，“主要成分”是指，材料中質(zhì)量比最高的成分(下同)。并且，在將貴金屬端頭激光焊接到凸部上時(shí)，在貴金屬端頭的周圍形成熔融部，但該熔融部是接地電極的電極母材和貴金屬端頭熔合而成的，因此不包括在“由接地電極的電極母材構(gòu)成的放電容許面”中。另一方面，將貴金屬端頭電阻焊接到凸部時(shí)，在進(jìn)行該焊接時(shí)，由于貴金屬端頭， 電極母材表面被壓退，從而在該貴金屬端頭周圍形成焊接塌邊，該焊接塌邊是與電極母材相同的成分組成，因此可包括在“由接地電極的電極母材構(gòu)成的放電容許面”中。結(jié)構(gòu)2 本結(jié)構(gòu)的火花塞的特征在于，在上述結(jié)構(gòu)1中，在上述放電容許面的端緣形成有倒角部。作為倒角部，例如包括彎曲狀的R倒角部、錐形的C倒角部等。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)2，對(duì)放電容許面的端緣、即凸部的前端面和側(cè)面所成的角部實(shí)施倒角加工，形成倒角部，從而可抑制角部發(fā)生消火花。結(jié)果可進(jìn)一步提高上述結(jié)構(gòu)1的作用效果。
結(jié)構(gòu)3 本結(jié)構(gòu)的火花塞的特征在于，在上述結(jié)構(gòu)1或2中，上述放電容許面形成在上述貴金屬端頭的整個(gè)周圍。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)3，在貴金屬端頭的整個(gè)周圍形成放電容許面，因此即使在火花因旋流等向任意方向流動(dòng)時(shí)，也可切實(shí)地維持放電。結(jié)構(gòu)4 本結(jié)構(gòu)的火花塞的特征在于，在上述結(jié)構(gòu)1至3中的任意一項(xiàng)中，上述凸部的外周和上述貴金屬端頭的外周的最小距離為0. Imm以上且0. 5mm以下。即使和凸部前端面的面積相比將貴金屬端頭的剖面積設(shè)定得較小的情況下，當(dāng)兩者的外周的最小距離也低于0. Imm而導(dǎo)致放電容許面的面積較小時(shí)，可能難于獲得上述結(jié)構(gòu)1的作用效果。并且，當(dāng)兩者的外周的最小距離超過(guò)0. 5mm，放電容許面的面積變大時(shí)，可能導(dǎo)致點(diǎn)火性、加工性下降。因此通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)4，可防止發(fā)生上述問題，并可更切實(shí)地獲得上述結(jié)構(gòu)1的作用效果。結(jié)構(gòu)5 本結(jié)構(gòu)的火花塞的特征在于，在上述結(jié)構(gòu)1至4中的任意一項(xiàng)中，上述軸線方向上的、上述貴金屬端頭從上述凸部的前端面突出的突出尺寸為Omm以上且0. 2mm以下。當(dāng)貴金屬端頭的突出尺寸小于Omm時(shí)，即貴金屬端頭和凸部的前端面相比下陷時(shí)，中心電極和貴金屬端頭周圍的放電容許面的距離小于中心電極和貴金屬端頭的距離， 因此火花易飛濺到放電容許面，耐久性可能降低。即，為了提高耐久性而設(shè)置貴金屬的意義變小。并且，當(dāng)突出尺寸增大到超過(guò)0. 2mm時(shí)，和現(xiàn)有技術(shù)一樣，發(fā)生消火花的可能性增大。 鑒于此，在一般情況下，在貴金屬端頭中進(jìn)行放電，當(dāng)火花因旋流等而流動(dòng)時(shí)，為了通過(guò)放電容許面維持放電，優(yōu)選上述結(jié)構(gòu)5。結(jié)果可切實(shí)地獲得上述結(jié)構(gòu)1的作用效果。結(jié)構(gòu)6 本結(jié)構(gòu)的火花塞的特征是，在上述結(jié)構(gòu)1至5中的任意一項(xiàng)中，相對(duì)于上述軸線方向上在上述接地電極的與內(nèi)側(cè)面相反的外側(cè)面上，在和上述凸部對(duì)應(yīng)的位置上形成有孔部。結(jié)構(gòu)7:本結(jié)構(gòu)的火花塞的制造方法中，火該火花塞具有中心電極，在軸線方向上延伸；絕緣體，保持該中心電極；主體配件，保持該絕緣體；接地電極，本身的基端部接合到該主體配件的前端部，彎曲并被以本身的前端部的內(nèi)側(cè)面面向上述中心電極的前端部的方式固定；柱狀的凸部，設(shè)置在上述接地電極的內(nèi)側(cè)面；以及貴金屬端頭，與上述凸部的前端面接合；在上述中心電極與上述接地電極的貴金屬端頭及上述凸部的前端面之間形成火花放電間隙；上述火花塞的制造方法的特征在于，具有以下步驟焊接步驟，在形成為大致直棒狀的上述接地電極的原體上焊接上述貴金屬端頭；擠壓步驟，從與焊接有上述貴金屬端頭的一側(cè)相反的一側(cè)對(duì)上述接地電極的原體中至少含有上述貴金屬端頭的范圍實(shí)施擠壓加工，從而成型為上述凸部；以及彎曲步驟，對(duì)上述接地電極的原體進(jìn)行彎曲加工，使含有上述貴金屬端頭的上述凸部的前端面面向上述中心電極的前端部，從而形成上述火花放電間隙。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)7，在形成凸部前進(jìn)行貴金屬端頭的焊接，從而使焊接步驟較為容易進(jìn)行。進(jìn)一步，通過(guò)擠壓加工形成凸部，從而易于確保凸部的所需突出量。


圖1是表示本實(shí)施方式的火花塞的整體的部分切斷正視圖。
圖2是將火花塞的前端部(中心電極及接地電極)附近的主要部分放大的部分切斷放大圖。圖3是從中心電極一側(cè)向軸線方向觀察接地電極的凸部的示意圖。圖4是表示接地電極的凸部附近的剖面示意圖。圖5是將中心電極及接地電極附近的主要部分放大的部分切斷放大圖。圖6是表示與軸線方向正交的平面上投影的中心電極的貴金屬端頭和接地電極的貴金屬端頭的投影圖像的示意圖。圖7是將現(xiàn)有的中心電極及接地電極附近的主要部分放大的部分切斷放大圖。圖8是從中心電極一側(cè)向軸線方向觀察其他實(shí)施方式中的接地電極的凸部的示意圖。圖9是表示其他實(shí)施方式中的接地電極的凸部附近的剖面示意圖。圖10是表示其他實(shí)施方式中的接地電極的凸部附近的剖面示意圖。附圖標(biāo)記1火花塞2絕緣子3主體配件5中心電極27接地電極28 凸部28a電極母材面四孔部31、32貴金屬端頭33熔融部35火花放電間隙Cl 軸線X電極母材寬度Y端頭突出尺寸
具體實(shí)施例方式以下參照

一個(gè)實(shí)施方式。圖1是表示火花塞1的部分切斷正視圖。并且在圖1中，以火花塞1的軸線Cl方向?yàn)楦綀D中的上下方向、以下側(cè)為火花塞1的前端側(cè)、上側(cè)為后端側(cè)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。火花塞1由長(zhǎng)尺狀的作為絕緣體的絕緣子2、保持它的筒狀的主體配件3等構(gòu)成。在絕緣子2上，沿著軸線Cl貫通形成軸孔4。并且，軸孔4的前端部一側(cè)插入并固定中心電極5，后端部一側(cè)插入并固定端子電極6。軸孔4內(nèi)的中心電極5和端子電極6之間配置電阻體7，該電阻體7的兩端部經(jīng)由導(dǎo)電性的玻璃密封層8、9分別電連接到中心電極 5及端子電極6。中心電極5以從絕緣子2的前端突出、端子電極6以從絕緣子2的后端突出的狀態(tài)分別固定。
另一方面，眾所周知，絕緣子2通過(guò)燒制氧化鋁等而形成，在其外形部上具有凸緣狀的大徑部11，在軸線Cl方向大致中央部中向徑向外側(cè)突出形成；中間主體部12，和該大徑部11相比，在前端一側(cè)形成為直徑比大徑部縮小；長(zhǎng)腳部13，和該中間主體部12相比，在前端一側(cè)形成為直徑比中間主體部12縮小，暴露于內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))的燃燒室。絕緣子2中，含有大徑部11、中間主體部12、長(zhǎng)腳部13的前端側(cè)收納在筒狀的主體配件3的內(nèi)部。并且，在長(zhǎng)腳部13和中間主體部12的連接部上形成階梯部14，通過(guò)該階梯部14，絕緣子2卡定于主體配件3。主體配件3通過(guò)低碳鋼等金屬形成為筒狀，在其外周面形成用于將火花塞1安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)頭的螺紋部(陽(yáng)螺紋部)15。螺紋部15的后端側(cè)的外周面形成基座部16，環(huán)形的墊片18嵌入到螺紋部15后端的螺紋頸17。進(jìn)一步，主體配件3的后端側(cè)設(shè)有將主體配件 3安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)頭時(shí)使扳手等工具扣合的剖面為六邊形的工具扣合部19，并且在后端部設(shè)置用于保持絕緣子2的緊固部20。并且，主體配件3的內(nèi)周面設(shè)有用于卡定絕緣子2的階梯部21。并且，絕緣子2從主體配件3的后端側(cè)向前端側(cè)插入，在本身的階梯部14與主體配件3的階梯部21卡定的狀態(tài)下，通過(guò)將主體配件3的后端側(cè)的開口部向徑向內(nèi)側(cè)緊固、即通過(guò)形成上述緊固部20而固定。此外，絕緣子2及主體配件3兩者的階梯部14、21之間設(shè)置圓環(huán)狀的密封片22。這樣一來(lái)，可保持燃燒室內(nèi)的氣密性，防止進(jìn)入到暴露于燃燒室內(nèi)的絕緣子2的長(zhǎng)腳部13和主體配件3的內(nèi)周面的間隙的燃燒空氣泄漏到外部。進(jìn)一步，為了進(jìn)一步完善緊固形成的密封，在主體配件3的后端側(cè)，在主體配件3 和絕緣子2之間設(shè)置環(huán)狀的環(huán)部件23、24，向環(huán)部件23J4之間填充滑石(talc) 25的粉末。 即，主體配件3通過(guò)密封片22、環(huán)部件23、M及滑石25保持絕緣子2。主體配件3的前端面沈上接合大致呈L字狀的接地電極27。S卩，接地電極27在上述主體配件3的前端面沈上焊接其基端部，并且前端側(cè)彎折，其內(nèi)側(cè)面與中心電極5的前端部相對(duì)地配置。在此參照?qǐng)D2詳細(xì)說(shuō)明中心電極5及接地電極27的結(jié)構(gòu)。圖2是將火花塞1的前端部(中心電極5及接地電極27)附近的主要部分放大的部分切斷放大圖。中心電極5及接地電極27的電極母材由以鎳為主要成分的鎳(Ni)合金構(gòu)成。但中心電極5的內(nèi)部，為提高導(dǎo)熱性，嵌入由銅或銅合金構(gòu)成的傳導(dǎo)芯。這樣一來(lái)，中心電極 5由內(nèi)層5A及外層5B構(gòu)成，內(nèi)層5A由銅或銅合金構(gòu)成，外層5B由Ni合金構(gòu)成。中心電極5整體呈棒狀，并且，其前端側(cè)的直徑縮小。在中心電極5的前端，呈圓柱狀的貴金屬端頭31通過(guò)電阻焊接、激光焊接等接合。并且，在與其相對(duì)的接地電極27的內(nèi)側(cè)面27a上，與貴金屬端頭31相對(duì)地形成凸部觀。凸部觀沿著軸線Cl方向從接地電極27的內(nèi)側(cè)面27a向中心電極5 —側(cè)突出，是沿著與軸線Cl方向正交的徑向(圖2左右方向)的剖面形狀大致為圓形的圓柱狀。凸部觀如下所述通過(guò)從接地電極27的外側(cè)面27b實(shí)施擠壓加工而形成。因此，在接地電極27的外側(cè)面27b上，開口有擠壓加工時(shí)形成的有底孔部四。凸部觀的前端面上，圓柱狀的貴金屬端頭32通過(guò)激光焊接接合。貴金屬端頭32 通過(guò)以銥、鉬等貴金屬為主要成分的貴金屬合金形成。如圖3、4所示，貴金屬端頭32的剖面積設(shè)定得小于凸部28的前端面的面積。因此，凸部觀的前端面的結(jié)構(gòu)是在中央具有貴金屬端頭32，并與該貴金屬端頭32的周圍相鄰地具有激光焊接時(shí)形成的環(huán)形的熔融部33、及其外周側(cè)上的環(huán)形的電極母材面^a。該電極母材面28a構(gòu)成本實(shí)施方式中的放電容許面。本實(shí)施方式中的電極母材面28a形成在貴金屬端頭32的整個(gè)周圍，凸部觀的徑向的寬(凸部觀的外周、與包括貴金屬端頭32及熔融部33的區(qū)域的外周的最小距離)設(shè)定為0. Imm以上、0. 5mm以下。并且如圖4所示，貴金屬端頭32與凸部觀的電極母材面28a接合為同一面或從該電極母材面28a突出。在本實(shí)施方式中，從凸部觀的電極母材面到貴金屬端頭32 的放電面(與中心電極5的貴金屬端頭31相對(duì)的面)32a為止的在軸線Cl方向上的距離、 即貴金屬端頭32的突出尺寸Y設(shè)定為Omm以上、0. 2mm以下。在上述結(jié)構(gòu)中，在中心電極5和凸部觀之間，形成作為火花放電間隙的火花放電間隙35。并且，一般情況下，主要在上述貴金屬端頭31、32之間進(jìn)行放電，而火花因旋流等的影響而流動(dòng)時(shí)，貴金屬端頭32周圍的電極母材面28a作為放電面發(fā)揮作用，維持放電。結(jié)果是，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的火花塞1，可抑制接地電極27的耐久性降低，并且可抑制消火花等的發(fā)生，且提高點(diǎn)火性。接著說(shuō)明上述結(jié)構(gòu)的火花塞1的制造方法。首先，預(yù)先加工好主體配件3。S卩，將圓柱狀的金屬材料(例如S17C、S25C這樣的鐵類材料、不銹鋼材料)通過(guò)冷鍛加工形成貫通孔，制造出大致形狀。之后，通過(guò)實(shí)施切削加工整理外形，獲得主體配件中間體。接著制造接地電極27的原體。具體而言，首先鑄造、退火Ni合金而制造接地電極 27的原體。例如使用真空熔解爐調(diào)制M合金的熔體，在真空鑄造下從各熔體調(diào)制成鑄塊后，將該鑄塊進(jìn)行熱加工、拉線加工等，加工為預(yù)定的尺寸及形狀，制造出接地電極27的原體。接著將這樣形成的接地電極27的原體電阻焊接到主體配件中間體的前端面。之后在主體配件中間體的預(yù)定部位實(shí)施軋制而形成螺紋部15。這樣一來(lái)，獲得焊接了接地電極27的原體的主體配件3。對(duì)焊接了接地電極27的原體的主體配件3實(shí)施鍍鋅或鍍鎳等。另一方面，和上述主體配件3獨(dú)立地成型加工為絕緣子2。例如，使用以氧化鋁為主體、含有粘合劑等的原料粉末，調(diào)制成型用坯料造粒物，使用它進(jìn)行橡膠壓片成型，從而獲得筒狀的成型體。對(duì)獲得的成型體實(shí)施研磨加工并調(diào)整外形。并且，調(diào)整外形而得到的材料投入到燒制爐中被燒制。燒制后進(jìn)行各種研磨加工，從而獲得絕緣子2。并且，與上述主體配件3、絕緣子2獨(dú)立地制造好中心電極5。其中，由Ni合金構(gòu)成的外層5B被鍛造加工，在其中央部設(shè)置由銅或銅合金構(gòu)成的內(nèi)層5A。進(jìn)一步在其前端部上，通過(guò)電阻焊接、激光焊接等接合貴金屬端頭31。并且，如上獲得的絕緣子2及中心電極5、電阻體7、端子電極6通過(guò)玻璃密封層8、 9密封固定。作為玻璃密封層8、9，一般混合硼硅酸玻璃和金屬粉末而調(diào)制，該調(diào)制的材料夾著電阻體7而注入到絕緣子2的軸孔4內(nèi)后，在從后方按壓端子電極6的狀態(tài)下，在燒制爐內(nèi)燒制凝固。之后，具有分別如上制造的中心電極5及端子電極6的絕緣子2、具有接地電極27 的原體的主體配件3被組裝。具體而言，通過(guò)將較薄的主體配件3的后端側(cè)的開口部向徑向內(nèi)側(cè)緊固，即通過(guò)形成上述緊固部20來(lái)固定。接著在組裝了絕緣子2的主體配件3上的接地電極27的原體的預(yù)定部位上，通過(guò)激光焊接接合貴金屬端頭32。該步驟相當(dāng)于本實(shí)施方式中的焊接步驟。此外，激光焊接貴金屬端頭32時(shí)，例如在接地電極27的原體的預(yù)定部位上預(yù)先電阻焊接貴金屬端頭32，對(duì)該電阻焊接的貴金屬端頭32的周圍照射激光，從而激光焊接貴金屬端頭32和接地電極27的原體。因此，在貴金屬端頭32周圍，在進(jìn)行該焊接時(shí)，形成作為接地電極27的電極母材的Ni合金、與作為貴金屬端頭32的成分的貴金屬合金熔合而成的熔融部33。并且，從接地電極27的原體的相反側(cè)對(duì)貴金屬端頭32的焊接部位進(jìn)行擠壓加工， 形成凸部觀及孔部四。該步驟相當(dāng)于本實(shí)施方式中的擠壓步驟。制造這種接地電極27的原體時(shí)，可采用使用具有可形成孔部的沖頭的公知的擠壓加工機(jī)的方法等。作為擠壓加工機(jī)，例如包括具有以下部件的擠壓加工機(jī)等沖頭；具有該沖頭貫通的貫通孔的板狀的壓緊模；支承模，具有收納接地電極27的原體的槽狀的收納部及設(shè)置在該收納部?jī)?nèi)的貫通孔，在上表面配置壓緊模；支承銷，插入到該支承模的貫通孔中。使用該擠壓加工機(jī)對(duì)接地電極27的原體進(jìn)行擠壓加工時(shí)，在將接地電極27的原體收納到收納部的支承模的上表面上重疊固定壓緊模，從壓緊模的貫通孔向接地電極27 的原體擠壓沖頭，從而作為接地電極27時(shí)的凸部觀被支承銷支承并從支承模的貫通孔被擠壓出來(lái)。此時(shí)，通過(guò)調(diào)整沖頭的形狀及尺寸，可調(diào)整孔部四的形狀及尺寸，并且通過(guò)調(diào)整上述支承模的貫通孔及/或上述支承銷的形狀及尺寸，可調(diào)整凸部觀的形狀及尺寸。并且，最后通過(guò)彎曲接地電極27的原體，形成最終形狀的接地電極27，形成火花放電間隙35。該步驟相當(dāng)于本實(shí)施方式中的彎曲步驟。此時(shí)，調(diào)整中心電極5前端的貴金屬端頭31和包括接地電極27側(cè)的貴金屬端頭32的凸部觀的前端面之間的間隙。經(jīng)過(guò)上述一系列步驟，制造出具有上述構(gòu)造的火花塞1。接著為了確認(rèn)本實(shí)施方式產(chǎn)生的作用效果，分別制造一個(gè)上述電極母材面^a的寬x(以下稱為電極母材寬X)及貴金屬端頭32的突出尺寸Y(以下稱為端頭突出尺寸Y) 不同的各種試樣，進(jìn)行桌上火花放電試驗(yàn)，進(jìn)行各種評(píng)價(jià)。以下記載其實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此外，作為試樣，將電極母材寬X設(shè)定為0mm、0. lmm、0. 2mm、0. 3mm、0. 4mm、0. 5mm、 0. 6mm、0. 7mm的試樣分別作為組A 組H，對(duì)于組B H將端頭突出尺寸Y設(shè)定為-0. Imm(貴金屬端頭32的放電面32a比凸部沘的電極母材面^a凹陷)、0mm、0. lmm、0. 2mm、0. 3謹(jǐn)、 0. 4mm的試樣分別作為試樣1 6制造出來(lái)。并且，作為桌上火花放電試驗(yàn)，進(jìn)行火花飛濺性能試驗(yàn)及火花飛濺位置確認(rèn)試驗(yàn)這兩種試驗(yàn)。在火花飛濺性能試驗(yàn)中，在設(shè)定為0. 4Mpa的大氣氛圍的腔室內(nèi)安裝各試樣，在向火花放電間隙35之間提供流速為5. Om/sec的氣流的狀態(tài)下，分別進(jìn)行100次火花放電。并且，通過(guò)視頻影像及放電波形的測(cè)定對(duì)各試樣確認(rèn)消火花(放電中斷)的發(fā)生次數(shù)，驗(yàn)證消火花發(fā)生率。其評(píng)價(jià)結(jié)果如表1所示。(表 1)
權(quán)利要求
1.一種火花塞，具有中心電極，在軸線方向上延伸；絕緣體，保持該中心電極；主體配件，保持該絕緣體；接地電極，本身的基端部接合到該主體配件的前端部，彎曲并被以本身的前端部的內(nèi)側(cè)面面向上述中心電極的前端部的方式固定；以及貴金屬端頭，與上述接地電極的內(nèi)側(cè)面接合；在上述中心電極與上述接地電極的貴金屬端頭之間形成火花放電間隙；上述火花塞的特征在于，在上述接地電極的內(nèi)側(cè)面形成有柱狀的凸部，該凸部由以鎳為主要成分的該接地電極的電極母材構(gòu)成，且沿著上述軸線方向突出，在上述凸部的前端面上接合有剖面積小于該凸部的前端面的面積的上述貴金屬端頭， 并且在該貴金屬端頭的周圍的至少一部分形成有由上述接地電極的電極母材構(gòu)成的放電容許面，上述火花放電間隙為上述軸線方向上的、從上述中心電極的放電面到上述接地電極的貴金屬端頭的放電面為止的距離，上述火花放電間隙的間隔為0. 8mm以上，上述接地電極的貴金屬端頭的突出尺寸為上述軸線方向上的、從上述接地電極的貴金屬端頭的放電面到上述接地電極的內(nèi)側(cè)面為止的距離，上述突出尺寸為0. 5mm以上，在與上述軸線方向正交的平面上投影上述中心電極的放電面和上述接地電極的貴金屬端頭的放電面時(shí)，上述中心電極的放電面的投影圖像不超出到上述接地電極的貴金屬端頭的放電面的投影圖像的區(qū)域外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于， 在上述放電容許面的端緣形成有倒角部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于， 上述放電容許面形成在上述貴金屬端頭的整個(gè)周圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于，上述凸部的外周和上述貴金屬端頭的外周的最小距離為0. Imm以上且0. 5mm以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于，上述軸線方向上的、上述貴金屬端頭從上述凸部的前端面突出的突出尺寸為Omm以上且0. 2mm以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于，相對(duì)于上述軸線方向在上述接地電極的與內(nèi)側(cè)面相反的外側(cè)面上，在和上述凸部對(duì)應(yīng)的位置上形成有孔部。
7.一種火花塞的制造方法，該火花塞具有中心電極，在軸線方向上延伸；絕緣體，保持該中心電極；主體配件，保持該絕緣體；接地電極，本身的基端部接合到該主體配件的前端部，彎曲并被以本身的前端部的內(nèi)側(cè)面面向上述中心電極的前端部的方式固定；柱狀的凸部，設(shè)置在上述接地電極的內(nèi)側(cè)面；以及貴金屬端頭，與上述凸部的前端面接合；在上述中心電極與上述接地電極的貴金屬端頭及上述凸部的前端面之間形成火花放電間隙；上述火花塞的制造方法的特征在于，具有以下步驟焊接步驟，在形成為大致直棒狀的上述接地電極的原體上焊接上述貴金屬端頭； 擠壓步驟，從與焊接有上述貴金屬端頭的一側(cè)相反的一側(cè)對(duì)上述接地電極的原體中至少含有上述貴金屬端頭的范圍實(shí)施擠壓加工，從而成型為上述凸部；以及彎曲步驟，對(duì)上述接地電極的原體進(jìn)行彎曲加工，使含有上述貴金屬端頭的上述凸部的前端面面向上述中心電極的前端部，從而形成上述火花放電間隙。
全文摘要
提供一種可抑制發(fā)生消火花等、提高點(diǎn)火性的火花塞及其制造方法。在火花塞的接地電極(27)上形成和中心電極(5)相對(duì)的凸部(28)。在凸部(28)的前端面上，在其中央具有貴金屬端頭(32)，并且與該貴金屬端頭(32)的周圍相鄰地具有環(huán)形的熔融部(33)，進(jìn)一步在其外周側(cè)具有環(huán)形的電極母材面。并且，在含有貴金屬端頭(32)的凸部(28)的前端與中心電極(5)之間形成火花放電間隙(35)。
文檔編號(hào)H01T13/20GK102204043SQ200980143560
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日
發(fā)明者加藤友聰, 鈴木隆博 申請(qǐng)人:日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社