專利名稱：火花塞的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有金屬殼的火花塞，該金屬殼被卷邊以便將絕緣體整體地固定到該金屬殼上。
背景技術：
傳統(tǒng)上，火花塞用于內燃機的點火。火花塞通常包括用于保持中心電極所插入的絕緣體的金屬殼、以及焊接到該金屬殼前端部的接地電極。接地電極的遠端面對中心電極的前端，以使在它們之間形成火花放電間隙。在中心電極與接地電極之間發(fā)生火花放電。該火花塞的形成在絕緣體外周面上的臺階部由形成在金屬殼前端側內周面上的臺階部支撐，在該火花塞中，絕緣體被設置在金屬殼后端處的卷邊部卷邊。這樣，絕緣體和金屬殼固定在一起，同時維持了兩臺階之間的緊密接觸。此外，可在卷邊部的內部容納滑石粉(talc)和/或填料，以使絕緣體和金屬殼被更可靠地固定，確保氣密性。
近年來，隨著對汽車發(fā)動機提高功率輸出和減少燃料消耗的需要的增加，從確保發(fā)動機設計自由的觀點出發(fā)，需要減小火花塞的尺寸和直徑。一種可想到的用來減小尺寸和直徑的解決方案是減小火花塞部件各自的尺寸。例如，可減小絕緣體的尺寸和直徑。然而，如果減小由燒結陶瓷形成的整個絕緣體的直徑，則由于強度減小，絕緣體破損的風險增加。因此，減小絕緣體的直徑不是優(yōu)選的途徑?？紤]到以上內容，已經嘗試通過減小具有較高強度的金屬殼的直徑來減小火花塞的總的尺寸和直徑。
以這種方式減小火花塞的直徑要求減小金屬殼的壁厚或減小絕緣體與金屬殼之間的空隙。作為用來減小空隙的示例結構，可減小絕緣體的用來將其保持在金屬殼內的部分的中間主干部(trunk portion)的直徑，以接近形成在中間主干部的后端側上的后主干部的直徑。由于該中間主干部包括具有最大外徑的部分(最大直徑部)，所以如果金屬殼的直徑減小以匹配中間主干部的減小的外徑，則可減小整個火花塞的直徑。然而，由于卷邊部更接近后主干部，所以難以像上述傳統(tǒng)結構的情況那樣將滑石粉等填塞入卷邊部的內部(卷邊部與后主干部之間的空隙)。在該情況下，優(yōu)選進行熱卷邊，以在卷邊之后維持氣密性(參見例如專利文件1)。具體地說，設置在金屬殼的主干部上的薄壁部被加熱以減少變形阻力，卷邊部在該狀態(tài)下被卷邊。結果，同時實現借助于卷邊部的塑性變形的卷邊和利用絕緣體與金屬殼之間的熱膨脹的差異的卷邊。以該方式，絕緣體中間主干部的肩部借助于卷邊部被壓向前端。這樣，可確保金屬殼的臺階部與絕緣體的臺階部之間的氣密性，而不用填塞滑石粉等。
順便說明，為了例如防止閃絡(flashover)，在絕緣體的從金屬殼的后端部暴露的部分(后主干部)上形成釉層。如經驗已知的那樣，當釉層形成為從絕緣體的后端延伸、覆蓋整個后主干部、并且進一步覆蓋中間主干部的肩部時，可改進絕緣體的耐破損性。因此，希望在火花塞的絕緣體的上述部分中可靠地形成釉層。
通常如下形成釉層。通過壓碎構成釉層的玻璃成分并將它混合到溶劑介質中，制備敷到絕緣體上的釉漿。通過使用輥、噴涂器等，將該釉漿敷到水平支撐的絕緣體的預定部分；也就是說，從絕緣體的后端延伸到其中間主干部的肩部的區(qū)域。隨后，干燥絕緣體，以改進可加工性。隨后，將敷有釉漿的絕緣體放置在加熱爐中，并且在預定溫度下燒制，借此形成釉層(以下，該步驟也稱作“釉燒制”)。
在上述釉燒制中，當在水平地保持絕緣體的狀態(tài)下進行燒制時，在某些情況下，熱的和軟化的釉向下流動并形成偏置層。如果形成的釉層具有非圓形橫截面，則難以防止閃絡，這很不利，并且損害外觀。可想到的用來避免該問題的措施是在轉動絕緣體的同時燒制它?？蛇x擇地，可在垂直地保持絕緣體的狀態(tài)下進行燒制，由于不需轉動絕緣體，因而更有效率。而且，考慮到上述問題，希望在絕緣體的后端朝上的狀態(tài)下進行燒制。
專利文件1日本特開2003-257583號公報然而，如果作為加熱結果的已經變軟的釉從絕緣體的肩部向下流動，則在某些情況下，釉覆蓋相對于肩部形成在前端側上的部分(最大直徑部)，并且釉層形成在最大直徑部上。特別是，必須具有減小的尺寸和直徑的火花塞被設計成在絕緣體的最大直徑部與金屬殼的內周面之間具有減小的空隙。因此，有其上形成有釉層的絕緣體不能插入金屬殼的可能，這樣，不能完成裝配。此外，即使當能進行裝配時，絕緣體也可能相對于金屬殼偏心。為了避免該問題，必須嚴格控制釉的涂敷量，并且因為檢查工作等可能增加步驟數量。此外，生產率很可能降低。因此，不能以低成本實現火花塞的尺寸和直徑的減小。

發(fā)明內容
已實現本發(fā)明來解決以上問題，并且本發(fā)明的目的在于提供一種具有如下結構的火花塞，即使當在絕緣體的釉燒制期間釉向下流動時，該釉也不會覆蓋具有大外徑的部分，由此防止絕緣體在別的情況下當被組裝到金屬殼上時可能導致的偏心，并且該火花塞具有減小的尺寸和直徑。
通過提供技術方案1，一種火花塞已經實現本發(fā)明的以上目的，該火花塞包括中心電極；接地電極，在該中心電極與該接地電極之間形成火花間隙；絕緣體，其具有中間主干部、設置在該中間主干部后面的后主干部、以及沿該絕緣體的軸線延伸的軸孔，該絕緣體將該中心電極保持在該絕緣體前端處的軸孔內；以及金屬殼，其容納該絕緣體的中間主干部，在該金屬殼的后端處具有卷邊部，其中，該絕緣體的中間主干部包括肩部，其借助于該卷邊部被向前壓；最大直徑部，其布置在該肩部的前面，并且在構成該中間主干部的那些部分之中具有最大外徑，以及中間直徑部，其連接該肩部和該最大直徑部，具有小于該最大直徑部的直徑，以及在該中間直徑部的外表面上具有至少沿圓周方向延伸的凹槽部，以及其中，釉層覆蓋在從后主干部延伸到位于該肩部與該凹槽部之間的部分的該絕緣體的表面。
在技術方案2中，以上火花塞1的特征在于，該絕緣體的表面被暴露，以在該最大直徑部處不被該釉層覆蓋。
在另一技術方案3中，以上火花塞1或2的特征在于，該最大直徑部與該中間直徑部之間的半徑差等于或大于0.05mm，但不大于0.15mm。
本發(fā)明的效果根據以上技術方案1，可通過在絕緣體上形成凹槽部和形成一直到凹槽部與肩部之間的點的釉層來實現可改善絕緣體的耐破損性并防止在裝配時絕緣體的偏心的火花塞。通過提供凹槽部，變得可以避免在別的情況下需要的用于格外精確地控制涂敷量和用于檢查形成釉層的部分的某些生產步驟，從而提高了生產率。這是因為在釉燒制期間向下流動的軟化的釉可容納在凹槽內，借此必定能避免釉被涂敷到最大直徑部。凹槽部優(yōu)選地具有至少0.3mm但不大于1.0mm的寬度(D)，還優(yōu)選地具有當從中間直徑部的表面測量時至少50μm但不大于200μm的深度(C)。
在如以上技術方案2中絕緣體的表面暴露在位于絕緣體的凹槽部前面的最大直徑部處的情況下，即，當釉層不形成在以凹槽部作為邊界的最大直徑部的表面上時，可消除裝配問題和絕緣體在裝配時變得偏心的問題。
具有上述結構的火花塞優(yōu)選地制造成在最大直徑部與中間直徑部之間的半徑差等于或大于0.05mm，但不大于0.15mm，如以上在技術方案3中說明的那樣。中間直徑部容納多余的上釉材料。為了容納多余的釉材料，中間直徑部優(yōu)選地具有等于或大于2.0mm(但不大于5.0mm)的軸向長度。然而，當半徑差小于0.05mm時，中間直徑部不能高效地容納多余的上釉材料。這是因為沿形成在不包括凹槽部的中間直徑部上的釉層的徑向的最外部分可能位于最大直徑部的外側上。在該情況下，當形成有釉層的絕緣體裝配到金屬殼上時，金屬殼的軸線和絕緣體的軸線可能彼此偏離，或者裝配可能變得困難。同時，當半徑差超過0.15mm時，金屬殼的卷邊部與絕緣體的肩部之間的接合面積減小，變得難以足夠地維持燃燒室的氣密性。通過將半徑差設置成等于或大于0.05mm但不大于0.15mm的值，可以在絕緣體上形成具有適當厚度的釉層，并且在金屬殼和絕緣體的裝配期間避免失敗。值得注意的是，可基于在形成釉層之前的尺寸控制半徑差。


圖1是火花塞100的局部剖視圖。
圖2是絕緣體200的側視圖。
圖3是以放大比例示出卷邊部60及其附近的局部剖視圖。
圖4A和4B是示意地示出在絕緣體200的表面上涂敷釉的步驟的視圖。
圖5是示意地示出燒制攜帶有涂敷到其上的釉的絕緣體200的步驟的視圖。
圖6是絕緣體200的側視圖，示出在釉燒制時流下的釉的一部分容納在凹槽部235內的狀態(tài)。
圖7是根據變形例的火花塞400的放大局部側視圖。
圖8是根據另一變形例的火花塞410的放大局部側視圖。
圖9是根據又一變形例的火花塞420的放大局部側視圖。
圖10是根據又一變形例的火花塞430的放大局部側視圖。
圖11是以放大比例示出根據又一變形例的火花塞500的卷邊部560及其附近的局部剖視圖。
附圖標記的說明用來在附圖中標識各種結構特征的附圖標記包括如下20中心電極，50金屬殼，60卷邊部，100火花塞，200絕緣體，205軸孔，210最大直徑部，230中間直徑部，235凹槽部，240肩部，245后主干部，260中間主干部，280釉層具體實施方式
接著，將參考

根據本發(fā)明實施例的火花塞。然而，本發(fā)明不應當被解釋成受此限制。首先，通過參考圖1至3，將說明本實施例的火花塞100的結構。圖1是火花塞100的局部剖視圖。圖2是絕緣體200的側視圖。圖3是以放大比例示出卷邊部60及其附近的局部剖視圖。在以下說明中，在圖1中火花塞100的軸線O的方向在圖中將稱作垂直方向，而下側將稱作火花塞100的前端側，并且上側將稱作火花塞100的后端側。
如圖1中所示，火花塞100主要包括絕緣體200；金屬殼50，其保持絕緣體200；中心電極20，其被保持在絕緣體200內并沿軸線O的方向延伸；接地電極30，其具有焊接到金屬殼50的前端面57的近端部32、和其中一個側面面對中心電極20的前端部22的遠端部31；以及金屬端子構件40，其設置在絕緣體200的后端部處。
首先，將說明火花塞100的絕緣體200。如熟知的那樣，通過燒制氧化鋁等形成絕緣體200，且該絕緣體200呈中心具有沿軸線O方向延伸的軸孔205的管形，如圖1中所示。如圖2中所示，在構成中間主干部的那些部分中具有最大外徑的最大直徑部210相對于軸線O方向形成在絕緣體200的近似中心處；具有較小直徑以匹配金屬殼50的內周面的形狀的前端側主干部215形成在最大直徑部210的前面(在圖2中的下側)。此外，具有比前端側主干部215的外徑小的外徑并且當火花塞安裝在內燃機中時暴露給燃燒室的腿部220形成在前端側主干部215的前面。臺階部225設置在腿部220與前端側主干部215之間。
具有比最大直徑部210的外徑小0.1mm或更多但不大于0.3mm的外徑的中間直徑部230形成在最大直徑部210的后面(在圖2中的上側)。中間直徑部230在最大直徑部210與中間直徑部230之間的邊界附近具有窄凹槽部235。凹槽部235具有比中間直徑部230的外徑小的外徑，并且沿絕緣體的整個圓周延伸。凹槽部具有0.6mm的寬度，而中間直徑部230(包括凹槽部)的總軸向長度是2.7mm。具有比中間直徑部230的外徑小但比前端側主干部215的外徑大的外徑的后主干部245形成在中間直徑部230的后面，并且當絕緣體200裝配到金屬殼50上時暴露于外部。該后主干部245具有較長長度，以在金屬殼50與金屬端子構件40之間確保較大的絕緣距離。而且，具有平緩彎曲錐形斜面的肩部240形成在后主干部245與中間直徑部230之間。肩部240、包括形成在其表面上的凹槽部235的中間直徑部230、最大直徑部210、前端側主干部215、以及臺階部225構成中間主干部260，該中間主干部260是用來將絕緣體200保持在金屬殼50內的部分，這將在下面說明。
接著，如圖1中所示，中心電極20例如由諸如INCONEL(商標)600或601之類的鎳基合金形成，并且在其中包括由例如具有優(yōu)良導熱性的銅形成的金屬芯23。中心電極20的前端部22從絕緣體200的前端面250伸出，并且形成為具有朝向其前端而減小的直徑。中心電極20經由設置在軸孔205中的密封構件4和陶瓷電阻器3電連接到位于中心電極20上方的金屬端子構件40。高壓電纜(未示出)經由插頭(plug cap)(未示出)連接到金屬端子構件40，以施加高電壓。
接著，將說明接地電極30。接地電極30由具有高耐蝕性的金屬形成。例如，使用諸如INCONEL(商標)600或601之類的鎳基合金。接地電極30本身通常具有矩形橫截面，并且其近端部32借助于焊接接合到金屬殼50的前端面57。此外，接地電極30的遠端部31彎曲成使得其一個側面面對中心電極20的前端部22。
接著，將說明金屬殼50。金屬殼50是用來將火花塞100固定到未示出的內燃機的發(fā)動機頭部(head)的圓筒形管狀金屬構件。金屬殼50以圍繞中間主干部260的方式保持絕緣體200。金屬殼50由鐵基材料形成，并且包括未示出的火花塞扳手所配合的工具接合部51、以及與在未示出的內燃機的上部處設置的發(fā)動機頭部接合的外螺紋部52。在本實施例的火花塞100中，工具接合部51按照Bi-HEX規(guī)格構造，以減小其直徑。然而，工具接合部的形狀不限于此，而是可以呈傳統(tǒng)采用的六角形。
薄壁部53和法蘭部54形成在金屬殼50的工具接合部51與外螺紋部52之間。薄壁部53具有比金屬殼50的剩余部分的壁厚小的壁厚。此外，墊片5配合到外螺紋部52的后端附近，即，在法蘭部54的座面55上。值得注意的是，在圖1中，薄壁部53被描繪成具有增大的壁厚。這是因為圖1示出薄壁部53已經通過熱卷邊而變形后的狀態(tài)，這將在下面說明。
如圖3中所示，卷邊部60設置在工具接合部51的后面。卷邊部60呈圓筒狀，并且通過將工具接合部51的徑向內側周緣部分沿軸線O方向向后延伸而形成。卷邊部60的內周面58與工具接合部51的內周面59相連。
順便說明，如圖1中所示，絕緣體200從金屬殼50的后端側插入金屬殼50，絕緣體200的臺階部225借助于形成在金屬殼50內的前端側的臺階部56經由板填料(plate packing)8而被支撐。在該狀態(tài)下，如圖3中所示，卷邊部60的遠端部61向內彎曲以進行卷邊。結果，卷邊部60的內周面58接觸絕緣體200的肩部240。結果，中間主干部260在肩部240被沿軸線O方向向下壓的狀態(tài)下被保持在金屬殼50內，借此，金屬殼50和絕緣體200如圖1中所示地結合。而且，薄壁部53被加熱到例如約700℃以降低變形阻力，由此進行所謂的熱卷邊，這借助于金屬殼50與絕緣體200之間的熱膨脹的差異來增強氣密性。值得注意的是，卷邊部60與本發(fā)明的“卷邊部”相對應。
在以上述方式構造的火花塞100中，如圖3中所示，卷邊產生金屬殼50的卷邊部60的內周面58與絕緣體200的肩部240相接觸的狀態(tài)。用來防止閃絡的釉層280(在圖3中由點表示)形成在從金屬殼50向外伸出的絕緣體200的后主干部245的表面上。在該實施例中，該釉層280也形成在肩部240的表面和中間直徑部230的一部分的表面上。該構造提高了絕緣體200的耐破損性。
在本實施例中，為了可靠地在肩部240上形成釉層280，依照下面說明的制造工藝形成釉層280。圖4A和4B示意地示出該制造工藝。如圖4A的側視圖中所示，絕緣體200以如下方式軸支(journaled)，即，絕緣體200的中間直徑部230、肩部240、以及后主干部245接觸本領域的技術人員所熟知的釉涂敷輥300。同時，為了形成釉層280，通過將玻璃成分等(原料)混合到溶劑介質中制備釉漿1000。如在示出釉涂敷工藝的圖4B的前視圖中所示，經由管1001進給的釉漿1000涂敷到輥300上。釉漿1000以釉漿1000覆蓋中間直徑部230、肩部240、以及后主干部245的表面的方式涂敷到與輥300相接觸的絕緣體200上。用于釉漿1000的承接盤(catch pan)1002布置在輥下方。以該方式，釉以釉漿1000的形式涂敷到絕緣體200的預定部分。隨后，帶有所涂敷的釉漿1000的絕緣體200在被軸支的同時與輥300分離，并且借助于未示出的燃燒器被干燥。進行該干燥步驟是因為如果在涂敷之后不干燥釉漿1000，則可能發(fā)生諸如滴釉之類的問題。
隨后，絕緣體200如圖5中所示地被放置在電爐350中，以進行釉燒制。電爐包括由耐火磚、陶瓷纖維板等形成的干燥窯(kiln)380。一對棒形陶瓷加熱器360布置在干燥窯380內，以從絕緣體200的左右側加熱絕緣體200。絕緣體200放置在支撐構件370上，該支撐構件370設置在未示出的傳送帶上，并且通過干燥窯380。
絕緣體200在其后端朝上的狀態(tài)下被放置在支撐構件370上，以使已經涂敷了釉的后主干部245、肩部240、以及中間直徑部230暴露。借助于陶瓷加熱器360的加熱，在例如800℃或以上的高溫下燒制涂敷在絕緣體200表面上的釉。
此時，如圖6中所示，當涂敷在絕緣體200表面上的釉由于加熱而變軟時，在某些情況下，如S所示的，釉向下流向位于中間直徑部230下方的最大直徑部210。然而，當流動釉的一部分到達形成在中間直徑部230與最大直徑部210之間的凹槽部235時，所述釉的一部分由于表面張力和釉對凹槽部235表面的粘附力而沿凹槽部235流動。因此，向下流動的多余釉由凹槽部235容納，不會到達最大直徑部210。當絕緣體200被燒制并且釉已穩(wěn)定在該狀態(tài)時，釉層280不形成在最大直徑部210的表面上。這樣，當絕緣體200裝配到金屬殼50上時，在最大直徑部210的外周面與金屬殼50的內周面之間沒有東西存在。結果，絕緣體200可平滑地插入金屬殼50，并且絕緣體200在裝配期間可維持同心狀態(tài)。
為了即使當釉層280形成在絕緣體200的中間直徑部230的一部分上時也能夠使絕緣體200平滑地裝配入金屬殼50，希望使中間直徑部230的外徑A小于最大直徑部210的外徑B，如圖6中所示。具體地說，當最大直徑部210的外徑B比中間直徑部230的外徑A大至少對應于0.05mm的半徑差的量時，可平滑地進行絕緣體200的裝配。這示出在下面說明的例1的評價試驗的結果中。同時，在減小中間直徑部230的外徑A以進一步增大半徑差的情況下，為了借助于卷邊足夠地維持氣密性，考慮到例1的評價試驗的結果，優(yōu)選地使最大直徑部210的外徑B與中間直徑部230的外徑A之間的差等于或小于對應于0.15mm的半徑差的量。
在火花塞制造成用于安裝到發(fā)動機頭部上的外螺紋部具有M12或更小的螺紋直徑的情況下，凹槽部235優(yōu)選地形成為具有至少0.3mm但不大于1.0mm的寬度(D)、和相對于中間直徑部230的表面至少50μm但不大于200μm的深度(C)。當凹槽部235的寬度D小于0.3mm或其深度C小于50μm時，在釉燒制期間流下的釉的一部分不能容納在凹槽部235內，并且可能到達最大直徑部210。此外，當肩部240接收作為卷邊結果的朝向前端的壓力(pressingforce)時，在中間直徑部230內產生源于該壓力的內應力。因此，當凹槽部235的寬度D大于1.0mm或其深度C大于200μm時，中間直徑部230可能不能提供足夠的剛性。值得注意的是，即使當提供本發(fā)明的凹槽235時，也必須控制釉的涂敷量。然而，不像傳統(tǒng)火花塞的情況，不需要以非常高的精度進行控制。
如上所述，當涂敷釉以覆蓋后主干部245、肩部240、以及中間直徑部230的一部分然后進行釉燒制時，必定可在絕緣體200的肩部240上形成釉層280。在釉燒制時流下的那部分軟化釉容納在凹槽部235內，從而釉不會到達最大直徑部210。因此，在釉燒制之后不在最大直徑部210的表面上形成釉層。也就是說，絕緣體200的表面在最大直徑部210處暴露。
例1進行評價試驗，以確認通過使最大直徑部210的外徑B大于中間直徑部230的外徑A而獲得的效果。在該評價試驗中，為最大直徑部的外徑B與中間直徑部的外徑A之間半徑不同的五個類型的絕緣體中的每一個制備五個樣品。下面說明用來制備樣品的具體方法。
絕緣體被制造成在燒制后中間直徑部的外徑A和最大直徑部的外徑B分別具有11.6mm和11.8mm的目標值，并且中間直徑部具有±0.05mm的尺寸誤差。隨后，測量每個絕緣體的半徑差(B-A)/2；并根據半徑差將絕緣體分類成五個類型或組，即0.03mm組、0.05mm組、0.10mm組、0.15mm組、以及0.17mm組。為每個類型制備五個絕緣體(在分類時使用的每個類型的半徑差的誤差范圍是±0.005mm)。
在25個絕緣體(五個類型中的每一個有五個絕緣體)的每一個上形成釉層。如此形成的釉層具有20μm±5μm的厚度(由通常的火花塞制造工藝形成的釉層具有20μm的厚度)。值得注意的是，如在火花塞100中那樣，中心電極和金屬端子構件被預先配合入每個絕緣體的軸孔。
同時，與每個絕緣體結合的金屬殼形成為使得工具接合部具有12.0mm的內徑，并如已知火花塞的情況那樣被表面處理(鍍Zn+鉻酸鹽處理值得注意的是，可進行鍍Ni來代替鍍Zn)。裝配該金屬殼和上述絕緣體以制造試樣產品(標識為對應于不同半徑差的絕緣體類型或組的樣品No.1至5)。在本評價試驗中，對不具有接地電極的試樣產品進行評價。
在制造時已經遇到困難的那些試樣產品被判斷為引起裝配失敗。樣品No.1(其中絕緣體具有0.03mm的半徑差)的五個試樣產品中的三個試樣產品均引起裝配失敗。該失敗的發(fā)生是因為，絕緣體的中間直徑部與最大直徑部之間的小半徑差導致形成在中間直徑部上的釉層不均勻，從而在裝配時軸線傾斜。
接著，適當地制造的試樣產品經受按照JIS B80316.5(1995)的氣密性試驗，空氣泄漏量超過1ml/min的試樣產品被認為已經失敗。樣品No.1的沒有引起裝配失敗的兩個試樣產品未呈現氣密性失敗。同時，在樣品No.5(其中絕緣體具有0.17mm的半徑差)的情況下，在五個試樣產品中，三個試樣產品呈現氣密性失敗。這是因為，在樣品No.5的試樣產品中，中間直徑部與最大直徑部之間的增大的半徑差減小了肩部的外徑。也就是說，在樣品No.5的試樣產品中，肩部的外徑與肩部具有正常外徑的樣品No.2、3、以及4的試樣產品相比變得更小。因此，得不到足夠大的軸向力，導致空氣泄漏。表1示出制造的試樣產品和相關的試驗結果。在“總的評價”一列下，各個樣品當發(fā)生裝配失敗時被指定為“×”級；當沒有裝配失敗但發(fā)生氣密性失敗時被指定為“△”級；以及當既沒有裝配失敗又沒有發(fā)生氣密性失敗時被指定為“○”級。
表1

以上的評價試驗證明，為了使裝配和氣密性失敗最少，希望絕緣體的中間直徑部與最大直徑部之間的半徑差等于或大于0.05mm但不大于0.15mm。
本發(fā)明不限于上述實施例，而是可進行各種修改。例如，如在圖7中示出的絕緣體400中那樣，除了與上述實施例的凹槽部類似的凹槽部403之外，可在中間直徑部401上形成第二凹槽部404。而且，可在中間直徑部上形成兩個或更多個凹槽部，與設置單個凹槽部的上述實施例相比，這些凹槽部能更可靠地停止燒制時釉的流動。依靠這種構造，即使當增加關于釉涂敷位置和量的公差時，釉也不會到達最大直徑部402。
此外，如在圖8中示出的絕緣體410中那樣，可在中間直徑部411的外周面上形成螺旋凹槽部413。在該情況下，釉被迫沿凹槽部413流動。因此，即使當在絕緣體410的一定圓周位置處時以集中方式發(fā)生釉的向下流動時，在該圓周位置處存在的釉量也不增加，并且防止了釉橫穿凹槽部413并到達最大直徑部412。
此外，如在圖9中表示的絕緣體420中那樣，可以以非連續(xù)方式在中間直徑部421的外周面上形成凹槽部423。在釉燒制時，絕緣體被放置使得軸線O垂直地延伸。因此，如果凹槽部423遍及中間直徑部421的整個圓周而存在，則即使其位置沿軸線O的方向改變，該凹槽部423也足以能防止釉向下流動到最大直徑部422上。
而且，如在圖10中示出的絕緣體430中那樣，可在中間直徑部431中形成與上述實施例中的凹槽部類似的凹槽部433，并且可在最大直徑部432上形成在幾個圓周位置處與凹槽部433連通的幾個凹進部分434。在該情況下，即使當釉燒制時向下流和容納在凹槽部433內的釉量過多，并且釉的一部分從凹槽部433溢出時，也可將釉的溢出部分引導到凹進部分434中，從而釉不會流過最大直徑部432的表面。
在上述修改的每一個中，凹槽部形成為凹部，且其連接到中間直徑部的外周面的邊緣部分呈尖角形式。然而，該尖角可倒角成錐形或彎曲角。該構造防止了在絕緣體的外周面與凹槽部的側壁之間的邊界處的所謂釉堆積(accumulation of glaze)。不用說，凹槽部的側壁與底面之間的角部可以倒圓，以消除側壁與底面之間的邊界或者平滑地連接側壁和底面。
而且，如在圖11中示出的火花塞500中那樣，用來維持氣密性的環(huán)形金屬填料570可以布置在金屬殼550的卷邊部560與絕緣體440的肩部441之間。也在該情況下，由于釉層580可靠地形成在肩部441上，所以可緩沖由卷邊部560經由填料570施壓的作用在肩部441上的應力，借此可增大絕緣體440的抗破損強度。
在本實施例中，通過使用輥300將釉涂敷在絕緣體200的表面上并且燒制該釉而形成釉層280。然而，可由除使用輥之外的裝置涂敷釉。例如，可利用噴涂器或絕緣體浸入在液體容器中存儲的釉的所謂浸漬工藝來涂敷釉。由于凹槽部235設置在絕緣體200上，使得即使當釉在釉燒制時向下流時也幾乎不發(fā)生問題，所以即使在利用噴涂器或浸漬工藝涂敷釉的情況下，也只要求釉涂敷到從中間直徑部230的一部分向后延伸的區(qū)域，從而該釉必定被涂敷到肩部240上。因此，可消除用來嚴格地控制釉的涂敷位置和量所需的時間和勞工。
本發(fā)明尤其對于具有減小的直徑的火花塞例如具有M12以下的螺紋尺寸的火花塞有效，并且可應用于其減小的直徑使得滑石粉等的裝料困難以及絕緣體的最大直徑部與后主干部之間的外徑差小于1mm的火花塞。
本申請基于在2005年8月19日提交的日本專利申請JP2005-239176、和在2006年3月3日提交的日本專利申請JP2006-57545，這兩個專利申請的整個內容包含于此以供參考，與詳細地闡明一樣。
權利要求
1.一種火花塞，其包括中心電極；接地電極，在所述中心電極與所述接地電極之間形成火花間隙；絕緣體，其具有中間主干部、設置在所述中間主干部后面的后主干部、以及沿所述絕緣體的軸線延伸的軸孔，所述絕緣體將所述中心電極保持在所述絕緣體前端處的軸孔內；以及金屬殼，其容納所述絕緣體的中間主干部，在該金屬殼的后端處具有卷邊部，其中，所述絕緣體的中間主干部包括肩部，其借助于所述卷邊部被向前壓；最大直徑部，其布置在所述肩部的前面，并且在構成所述中間主干部的那些部分之中具有最大外徑，以及中間直徑部，其連接所述肩部和所述最大直徑部，具有小于所述最大直徑部的直徑，以及在所述中間直徑部的外表面上具有至少沿圓周方向延伸的凹槽部，以及其中，釉層覆蓋在從后主干部延伸到位于所述肩部與所述凹槽部之間的部分的所述絕緣體的表面。
2.根據權利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述絕緣體的表面被暴露，以在所述最大直徑部處不被所述釉層覆蓋。
3.根據權利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述最大直徑部與所述中間直徑部之間的半徑差等于或大于0.05mm，但不大于0.15mm。
4.根據權利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述中間直徑部具有等于或大于2.0mm的軸向長度。
5.根據權利要求3所述的火花塞，其特征在于，所述中間直徑部具有等于或大于2.0mm的軸向長度。
全文摘要
一種火花塞，其中釉涂敷到絕緣體(200)的后主干部(245)、肩部(240)、以及中間直徑部(230)的一部分上，并且進行釉燒制。即使當通過加熱軟化的釉(在圖中由點表示)向下流動時，釉也容納在形成于肩部(240)與最大直徑部(210)之間的凹槽部(235)內，并且不會到達最大直徑部(210)。該結構便于在火花塞制造工藝中使絕緣體(200)裝配到金屬殼上。
文檔編號H01T13/36GK1917315SQ20061011143
公開日2007年2月21日 申請日期2006年8月18日 優(yōu)先權日2005年8月19日
發(fā)明者弓野次郎, 本田稔貴 申請人:日本特殊陶業(yè)株式會社