專利名稱：內(nèi)燃機(jī)用火花塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)用火花塞。
背景技術(shù)：
如車輛發(fā)動(dòng)機(jī)等的內(nèi)燃機(jī)用火花塞包括例如中心電極、設(shè)置在中心電極外側(cè)的絕緣體、布置在所述絕緣體外側(cè)的筒狀金屬殼體、以及后部與所述金屬殼體的前端面接合的接地電極。接地電極的截面呈大體矩形形狀，且接地電極被布置成使其前端部?jī)?nèi)側(cè)面面向中心電極的前端面。因此，在中心電極的前端部和接地電極的前端部之間形成火花放電間隙。
在金屬殼體的外周面上形成螺紋部(未示出)?；鸹ㄈ越饘贇んw的螺紋部旋入在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋中形成的塞開口的內(nèi)螺紋的方式安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上。當(dāng)火花塞安裝成使得空氣燃料混合物暴露至接地電極的背面時(shí)，存在空氣燃料混合物向火花放電間隙的流入被接地電極妨礙的可能性。結(jié)果，火花塞的點(diǎn)火性不可能穩(wěn)定。
另一方面，傳統(tǒng)技術(shù)公開了具有兩個(gè)或多個(gè)接地電極的火花塞，其中每個(gè)接地電極呈截面為大體圓形的柱狀(例如，日本特開平11-121142號(hào)公報(bào))。因此，通過(guò)使接地電極形成為截面是大體圓形的，即使在空氣燃料混合物暴露至接地電極的背面的情況下，空氣燃料混合物也不可能從接地電極剝離(exfoliate)并且通過(guò)流向接地電極的內(nèi)側(cè)容易地到達(dá)火花放電間隙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，由于接地電極被接合到金屬殼體的前端面，所以圓形接地電極的截面積必須比矩形接地電極的截面積小。結(jié)果，接地電極的所謂的散熱(heat sinking)能力(散熱性)劣化，接地電極的溫度在高速運(yùn)轉(zhuǎn)等時(shí)趨于上升。因此，接地電極經(jīng)受相當(dāng)大的腐蝕，導(dǎo)致其耐久性差。
因此，考慮到接地電極由兩層結(jié)構(gòu)形成，該兩層結(jié)構(gòu)由外層和內(nèi)層構(gòu)成，該外層由抗氧化能力優(yōu)良的鎳合金構(gòu)成，該內(nèi)層由導(dǎo)熱性比外層好的金屬(例如，銅系金屬)構(gòu)成。然而，當(dāng)構(gòu)成外層和內(nèi)層的材料不同時(shí)，由于外層和內(nèi)層之間的熱膨脹系數(shù)不同，而趨于發(fā)生接地電極的變形(即“回彈”，springback)，由此可能影響火花放電間隙。具體地，當(dāng)接地電極的外徑相對(duì)小時(shí)(例如，2mm或更小)，由這種變形引起的火花塞的缺陷很可能出現(xiàn)。
考慮到上述問(wèn)題完成了本發(fā)明，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種內(nèi)燃機(jī)用火花塞，該火花塞能夠防止空氣燃料混合物流入到火花放電間隙從而防止點(diǎn)火性變差，以及防止對(duì)火花放電間隙的任何影響并提高火花塞的耐久性。
解決問(wèn)題的方法在下文中，將依照主題說(shuō)明用于解決上述問(wèn)題的適當(dāng)構(gòu)成。注意，如果需要，則把本發(fā)明的適當(dāng)效果補(bǔ)入到相應(yīng)的構(gòu)成。
構(gòu)成1。根據(jù)該構(gòu)成的火花塞包括中心電極；絕緣體，其至少部分包圍中心電極；筒狀金屬殼體，其至少部分包圍絕緣體；接地電極，其布置成一端接合到金屬殼體的前端面，而另一端面向中心電極的前端面；以及火花放電間隙，其形成在中心電極的前端面與接地電極的前端部之間，其中，接地電極被構(gòu)造成至少其前端部的寬度朝向其背面減小，該背面距該接地電極的中心電極側(cè)最遠(yuǎn)，該接地電極的該前端部位于火花放電間隙的中心的前面，其中，接地電極的至少火花放電的部分具有由鎳合金制成的外層和由導(dǎo)熱性比外層好的純銅或銅合金制成的內(nèi)層，以及其中，內(nèi)層的截面積與接地電極的整個(gè)截面積的比率為10％～35％。
構(gòu)成2。根據(jù)該構(gòu)成的火花塞包括中心電極；絕緣體，其至少部分包圍中心電極；筒狀金屬殼體，其至少部分包圍絕緣體；接地電極，其布置成一端接合到金屬殼體的前端面，而另一端面向中心電極的前端面；以及火花放電間隙，其形成在中心電極的前端面與接地電極的前端部之間，其中，接地電極至少在其前端部具有2mm以下的寬度，該接地電極的該前端部位于火花放電間隙的中心的前面，并且接地電極在其距中心電極側(cè)最遠(yuǎn)的背面具有凸?fàn)钋妫渲?，接地電極的至少火花放電的部分具有由鎳合金制成的外層和由導(dǎo)熱性比外層好的純銅或銅合金制成的內(nèi)層，以及其中，內(nèi)層的截面積與接地電極的整個(gè)截面積的比率為10％～35％。
注意，可以在接地電極或中心電極的至少一個(gè)上設(shè)置貴金屬頂端(tip)。當(dāng)僅在中心電極上設(shè)置貴金屬頂端時(shí)，在彼此相對(duì)的貴金屬頂端和接地電極之間形成火花放電間隙。當(dāng)僅在接地電極上形成貴金屬頂端時(shí)，在彼此相對(duì)的貴金屬頂端和中心電極之間形成火花放電間隙。當(dāng)在接地電極和中心電極上都設(shè)置貴金屬頂端時(shí)，在彼此相對(duì)的貴金屬頂端之間形成火花放電間隙。另一方面，當(dāng)在中心電極或接地電極上都未設(shè)置貴金屬頂端時(shí)，在彼此相對(duì)的中心電極的前端面和接地電極的內(nèi)側(cè)面之間形成火花放電間隙。
此外，接地電極的截面不必呈圓形，而接地電極可以被構(gòu)造成至少其前端部的寬度朝向其與中心電極側(cè)相反的背面而減小，該前端部位于火花放電間隙的中心的前面。因此，凸?fàn)钋婵梢孕纬稍诮拥仉姌O的與中心電極側(cè)相反的背面。當(dāng)接地電極被構(gòu)造成至少在其背面具有這種減小的寬度時(shí)，空氣燃料混合物很可能流入接地電極的內(nèi)側(cè)，由此空氣燃料混合物可以容易地到達(dá)火花放電間隙。此外，在截面呈矩形的傳統(tǒng)接地電極中，“減小的寬度”意味著不是簡(jiǎn)單地對(duì)接地電極的角部進(jìn)行倒角的構(gòu)造，而是沿著與寬度(即接地電極的厚度)垂直的方向使寬度減小1/4以上的構(gòu)造。
此外，本文中涉及的“寬度”是指在與火花塞的長(zhǎng)度方向垂直的方向(即，與金屬殼體的前端面平行的方向)上的寬度和當(dāng)從中心電極(接地電極的前端面)看接地電極時(shí)的投影寬度。此外，本文中的“銅合金”是含銅超過(guò)50質(zhì)量％的合金。
根據(jù)構(gòu)成1和2，接地電極被構(gòu)造成至少其前端部的寬度朝向其背面而減小，該前端部位于火花放電間隙的中心的前面(特別地，在構(gòu)成2中，接地電極具有2mm以下的寬度并在其與中心電極側(cè)相反的背面具有凸?fàn)钋?。因此，即使在空氣燃料混合物直接暴露于接地電極的背面的情況下，空氣燃料混合物也可通過(guò)流向接地電極的內(nèi)側(cè)而容易地到達(dá)火花放電間隙。結(jié)果，可以防止火花塞的點(diǎn)火性變差。
接地電極的至少火花放電的部分具有由鎳合金制成的外層和由導(dǎo)熱性比外層好的純銅或銅合金制成的內(nèi)層。具有這種外層，提高了抗氧化的耐久性。而且，具有這種內(nèi)層，散熱能力變好，并且可以防止由于在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)接地電極的溫度上升而引起的故障，諸如由于接地電極的腐蝕而造成的火花放電間隙的增大。
根據(jù)構(gòu)成1，在接地電極的至少火花放電的部分中，內(nèi)層截面積與接地電極的整個(gè)截面積的比率是10％～35％。在內(nèi)層截面積與接地電極的整個(gè)截面積的比率低于10％的情況下，散熱能力不足，接地電極的腐蝕量變大。另一方面，當(dāng)內(nèi)層截面積與接地電極的整個(gè)截面積的比率超過(guò)35％時(shí)，由于外層和內(nèi)層之間的熱膨脹系數(shù)不同，而趨于發(fā)生接地電極的變形(即“回彈”)，由此可能影響火花放電間隙。根據(jù)內(nèi)層截面積與接地電極整個(gè)截面積的比率是10％～35％的構(gòu)造1，散熱能力變好，并且可防止接地電極的回彈，由此防止接地電極的腐蝕和由于回彈對(duì)火花放電間隙造成的影響。結(jié)果，可提高火花塞的耐久性。
構(gòu)成3。根據(jù)該構(gòu)成的火花塞包括中心電極；絕緣體，其至少部分包圍中心電極；筒狀金屬殼體，其至少部分包圍絕緣體；接地電極，其布置成一端接合到金屬殼體的前端面，而另一端面向中心電極的前端面；以及火花放電間隙，其形成在中心電極的前端面與接地電極的前端部之間，其中，接地電極至少在其前端部具有2mm以下的寬度，并且被構(gòu)造成該寬度朝向接地電極的背面減小，該背面距該接地電極的中心電極側(cè)最遠(yuǎn)，該接地電極的該前端部位于火花放電間隙的中心的前面，其中，接地電極的至少火花放電的部分具有由鎳合金制成的外層和由導(dǎo)熱性比外層好的純銅或銅合金制成的內(nèi)層，其中，內(nèi)層的截面積與接地電極的整個(gè)截面積的比率為20％以上，以及其中，外層的厚度為0.2mm以上。
構(gòu)成4。根據(jù)該構(gòu)成的火花塞包括中心電極；絕緣體，其至少部分包圍中心電極；筒狀金屬殼體，其至少部分包圍絕緣體；接地電極，其布置成一端接合到金屬殼體的前端面，而另一端面向中心電極的前端面。該火花塞還包括火花放電間隙，其形成在中心電極的前端面與接地電極的前端部之間，其中，該接地電極至少在其前端部具有2mm以下的寬度，該接地電極的該前端部位于火花放電間隙的中心的前面，并且該接地電極在其距中心電極側(cè)最遠(yuǎn)的背面具有凸?fàn)钋?，其中，接地電極的至少火花放電的部分具有由鎳合金制成的外層和由純度比外層高且導(dǎo)熱性比外層好的鎳合金或純鎳制成的內(nèi)層，其中，內(nèi)層的截面積與接地電極的整個(gè)截面積的比率為20％以上，以及其中，外層的厚度為0.2mm以上。
基本上，構(gòu)成3和4可獲得與構(gòu)成1相似的效果。具體地，接地電極的至少火花放電的部分具有由鎳合金制成的外層和由純度比外層高且導(dǎo)熱性比外層好的鎳合金或純鎳制成的內(nèi)層。具有這種外層，提高了抗氧化的耐久性。而且，具有這種內(nèi)層，散熱能力變好，并且可防止由于在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)接地電極的溫度上升而造成的故障，諸如由于接地電極的腐蝕而造成的火花放電間隙的增大。
根據(jù)構(gòu)成3和4，在接地電極的至少火花放電的部分中，內(nèi)層截面積與接地電極整個(gè)截面積的比率是20％以上，并且外層的厚度是0.2mm以上。在內(nèi)層截面積與接地電極整個(gè)截面積的比率低于20％的情況下，散熱能力不好，接地電極的腐蝕量變大。另一方面，即使內(nèi)層截面積與接地電極的整個(gè)截面積的比率在一定程度上比構(gòu)成1中的大，因?yàn)閮?nèi)層和外層都包含鎳，所以由于外層和內(nèi)層之間的熱膨脹系數(shù)不同而造成的對(duì)接地電極的影響小。然而，當(dāng)內(nèi)層截面積與接地電極的整個(gè)截面積的比率相當(dāng)大時(shí)，外層的厚度變小。薄的外層可能導(dǎo)致破損。另一方面，根據(jù)內(nèi)層截面積與接地電極的整個(gè)截面積的比率是20％以上、且外層的厚度是0.2mm以上的構(gòu)成2，散熱能力變好，由此防止接地電極的腐蝕和外層的破損。結(jié)果，可提高火花塞的耐久性。
關(guān)于外層的厚度，理想的是提供以下構(gòu)成5。
構(gòu)成5。在構(gòu)成1～4中的任一個(gè)構(gòu)成中，根據(jù)構(gòu)成5的火花塞，假設(shè)火花放電間隙的距離記作G(mm)，中心電極的前端部的直徑記作D(mm)，當(dāng)接地電極沿著中心電極的中心軸線從接地電極的前端面?zhèn)韧队皶r(shí)，外層中離中心電極最近的點(diǎn)和內(nèi)層中離中心電極最近的點(diǎn)之間的距離記作T0(mm)，則，在從中心電極的中心軸線起的±[(D/2)+G]的范圍內(nèi)，距離T0滿足表達(dá)式0.2mm≤T0≤0.5mm。
這里，±[(D/2)+G]的范圍是主要與“進(jìn)行火花放電的部分”相對(duì)應(yīng)的范圍，即，在構(gòu)成1～4中的任一個(gè)構(gòu)成中容易產(chǎn)生火花放電的范圍。在構(gòu)成5中，假設(shè)當(dāng)接地電極沿著中心電極的中心軸線從接地電極的前端面?zhèn)韧队皶r(shí)，外層中離中心電極最近的點(diǎn)和內(nèi)層中離中心電極最近的點(diǎn)之間的距離記作T0(mm)，距離T0滿足表達(dá)式0.2mm≤T0≤0.5mm。當(dāng)距離T0小于0.2mm時(shí)，存在薄外層可能破裂(破損)的可能性。另一方面，當(dāng)距離T0超過(guò)0.5mm時(shí)，因?yàn)榫哂袃?yōu)良散熱性的內(nèi)層遠(yuǎn)離火花放電間隙，所以接地電極中的進(jìn)行火花放電的部分趨于達(dá)到高溫。結(jié)果，由于接地電極腐蝕而造成的火花放電間隙的增大很可能發(fā)生。然而，根據(jù)滿足表達(dá)式0.2≤T0≤0.5的構(gòu)成5，散熱能力變好，由此防止由于接地電極的腐蝕而對(duì)火花放電間隙造成的影響，也防止外層的破損。結(jié)果，可提高火花塞的耐久性。
可使內(nèi)層相對(duì)于接地電極偏心。在該情況下，理想的是具有以下構(gòu)成6。
構(gòu)成6。在構(gòu)成1～5中的任一個(gè)構(gòu)成中，根據(jù)構(gòu)成6的火花塞，假設(shè)接地電極和中心電極沿著中心電極的中心軸線從接地電極的前端面?zhèn)韧队埃謩e從中心電極前端的兩個(gè)外緣引出相對(duì)于接地電極的外周線彼此不相交的切線，該外周線被接點(diǎn)分為兩部分，以將其中一部分定義為中心電極側(cè)，而將另一部分定義為背面?zhèn)?，則，內(nèi)層偏心，使得外層的最薄部位于接地電極的背面?zhèn)取?br> 根據(jù)構(gòu)成6，內(nèi)層偏心，使得外層的最薄部位于接地電極的背面?zhèn)?。由于具有?yōu)良散熱性的內(nèi)層向附近布置燃燒室的接地電極的背面?zhèn)绕?，因此可期望更有效的散熱能力。特別地，在滿足構(gòu)成5的情況下，因?yàn)閮?nèi)層沒有極端偏心，而只是有些偏心，所以可防止產(chǎn)生火花放電的部分的破損，并且促進(jìn)燃燒室中的有效散熱能力。
此外，可以如下使內(nèi)層相對(duì)于接地電極偏心。
構(gòu)成7。在構(gòu)成1～6中的任一個(gè)構(gòu)成中，根據(jù)構(gòu)成7的火花塞，假設(shè)接地電極和中心電極沿著中心電極的中心軸線從接地電極的前端面?zhèn)韧队?，分別從中心電極前端的兩個(gè)外緣引出相對(duì)于接地電極的外周線彼此不相交的切線，接地電極的前端部被包括連接切線的兩個(gè)接點(diǎn)的線段的與接地電極的前端面垂直的平面分為兩部分用作中心電極側(cè)的內(nèi)側(cè)部和用作與中心電極相反的側(cè)的外側(cè)部，其中，在接地電極的前端部中，位于外側(cè)部的外側(cè)內(nèi)層的體積Vo比位于內(nèi)側(cè)部的內(nèi)側(cè)內(nèi)層的體積Vi大。
根據(jù)構(gòu)成7，可以使形成在接地電極的前端部中的內(nèi)層朝向外側(cè)偏心并布置在內(nèi)側(cè)。利用該構(gòu)成，接地電極的前端部的外側(cè)內(nèi)層積極地將來(lái)自燃燒室中心附近的部分的熱量傳導(dǎo)到金屬殼體。此外，由于接地電極的前端部具有內(nèi)側(cè)內(nèi)層，因此可以避免通過(guò)接地電極的前端部的內(nèi)側(cè)釋放由外側(cè)外層從燃燒室中心接收的熱量，由此可以防止由從形成在火花放電間隙之間的初始火焰中心(initial flame kernel)吸入大量熱而引起的任何點(diǎn)火故障。此外，當(dāng)接合到接地電極的貴金屬頂端暴露于火花放電間隙時(shí)，在使用中可以避免極端熱循環(huán)，由此提高該頂端的耐久性。


現(xiàn)在將參照附圖僅示例性地對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，其中圖1是示出根據(jù)實(shí)施例的火花塞的全部構(gòu)成的局部剖主視圖；圖2是示出根據(jù)實(shí)施例的火花塞的主要構(gòu)成部分的局部剖主視圖；圖3是示出從與圖2的方向垂直的方向看的火花塞的側(cè)視圖；圖4是示出從前端側(cè)看的火花塞的俯視圖；圖5A是示出沿著中心電極的中心軸線從接地電極的前端面?zhèn)韧队暗慕拥仉姌O和中心電極的圖；圖5B是示出放大的圖2的主要部分的說(shuō)明圖；圖6是示出根據(jù)第一實(shí)施例的間隙增量與內(nèi)層的截面積比率之間的關(guān)系的圖；圖7是示出根據(jù)第二實(shí)施例的間隙增量與內(nèi)層的截面積比率之間的關(guān)系的圖；圖8A、8B、8C是根據(jù)另一實(shí)施例的說(shuō)明圖，示出沿著中心電極的中心軸線從接地電極的前端面?zhèn)韧队暗慕拥仉姌O和中心電極的圖；圖9A、9B是根據(jù)另一實(shí)施例的說(shuō)明圖，示出沿著中心電極的中心軸線從接地電極的前端面?zhèn)韧队暗慕拥仉姌O和中心電極的圖；圖10示出根據(jù)另一實(shí)施例的接地電極的側(cè)面形狀；圖11是示出根據(jù)另一實(shí)施例的接地電極的部分截面。
附圖標(biāo)記說(shuō)明1金屬殼體2絕緣體3中心電極4、53接地電極4A外層4B內(nèi)層33火花放電間隙具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例將參照附圖對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖1是示出根據(jù)本實(shí)施例的火花塞的全部構(gòu)成的局部剖主視圖，圖2是示出主要構(gòu)成部分的局部剖主視圖。以下，將主要參照?qǐng)D2對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
如圖2等所示，根據(jù)本實(shí)施例的火花塞100由金屬殼體1、絕緣體2、中心電極3和接地電極4構(gòu)成。盡管沒有賦予專門的附圖標(biāo)記，還設(shè)置有通過(guò)位于絕緣體2的后端側(cè)的電阻器或玻璃密封(glass seal)部而電連接到中心電極3的接觸端子等。金屬殼體1呈筒狀，并通過(guò)滑石、填充物(packing)等在金屬殼體1中保持絕緣體2。絕緣體2的前端部從金屬殼體1突出。中心電極3布置在絕緣體2內(nèi)側(cè)，使得形成在中心電極3前端的貴金屬頂端31從絕緣體2突出。此外，接地電極4的后端面被焊接到金屬殼體1的前端面，在長(zhǎng)度方向上位于接地電極4的中間部位的彎曲部5朝向中心方向彎曲。配置接地電極4，使得其前端部?jī)?nèi)側(cè)面面向中心電極3的前端面。面向貴金屬頂端31的貴金屬頂端32形成在接地電極4的內(nèi)側(cè)面。此外，在貴金屬頂端31和貴金屬頂端32之間形成的間隙用作火花放電間隙33。
絕緣體2由例如氧化鋁制成的致密燒結(jié)的陶瓷構(gòu)成，用于容納中心電極3的孔6沿著絕緣體2的軸向形成在絕緣體2中。金屬殼體1呈筒狀，并由如低碳鋼等金屬制成。此外，金屬殼體1構(gòu)成火花塞100的外殼，并具有形成螺紋部7的外周面，該螺紋部7用于將火花塞100安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋(未示出)上。
接地電極4的主體具有由外層4A和內(nèi)層4B構(gòu)成的兩層結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中的外層4A由如Inconel 600和Inconel 601(注冊(cè)商標(biāo))等鎳合金構(gòu)成。另一方面，內(nèi)層4B由導(dǎo)熱性比鎳合金好的純銅構(gòu)成。這種內(nèi)層4B可促進(jìn)接地電極4的散熱能力(稍后詳細(xì)說(shuō)明)。在本實(shí)施例中，中心電極3的主體也具有由外層和內(nèi)層構(gòu)成的兩層結(jié)構(gòu)。
形成在中心電極3上的貴金屬頂端31由貴合金構(gòu)成，該貴合金包括例如銥作為主要成分、鉑-10質(zhì)量％、銠-3質(zhì)量％、和鎳-1質(zhì)量％。形成在接地電極4上的貴金屬頂端32由貴合金構(gòu)成，該貴合金包括例如鉑作為主要成分、銥-20質(zhì)量％、銠-5質(zhì)量％。然而，這些成分僅作為例子，對(duì)成分沒有限制。以預(yù)定形狀(例如柱狀)形成的各貴金屬頂端31、32都沿著其外緣接觸面通過(guò)激光焊接、電子束焊接、電阻焊接等焊接到金屬殼體3或接地電極4。
雖然在本實(shí)施例中，貴金屬頂端31和32分別形成在中心電極3和接地電極4上，但貴金屬頂端可以設(shè)置在接地電極4或中心電極3上。當(dāng)僅在中心電極3上形成貴金屬頂端31時(shí)，在彼此相對(duì)的貴金屬頂端31和接地電極4之間形成火花放電間隙。當(dāng)僅在接地電極4上形成貴金屬頂端32時(shí)，在彼此相對(duì)的貴金屬頂端32和中心電極3之間形成火花放電間隙。另一方面，當(dāng)在中心電極3或接地電極4上沒有設(shè)置貴金屬頂端時(shí)，在彼此相對(duì)的中心電極3的前端面和接地電極4的內(nèi)側(cè)面之間形成火花放電間隙。
根據(jù)本實(shí)施例的接地電極4具有兩層結(jié)構(gòu)，其中，主體部由如上所述的外層4A和內(nèi)層4B構(gòu)成。如圖2、3和4所示，接地電極4的截面呈圓形，接地電極4的外徑L(即，在與火花塞100的長(zhǎng)度方向垂直的方向(與金屬殼體的前端面平行的方向)上的寬度，該寬度是當(dāng)從中心電極3(接地電極4的前端面)看接地電極4時(shí)的投影寬度)是2mm或更小(例如，1.7mm)。
在上文中已經(jīng)說(shuō)明了外層4A由鎳合金構(gòu)成，內(nèi)層4B由純銅構(gòu)成。內(nèi)層4B到達(dá)(暴露至)接地電極4的前端面，內(nèi)層4B的截面積與接地電極4的整個(gè)截面積的比率在10％～35％的范圍內(nèi)(例如，本實(shí)施例是25％)。
如圖5A和5B所示，假設(shè)火花放電間隙33的距離記作G(mm)；中心電極3的前端部(在本實(shí)施例中是貴金屬頂端31)的直徑記作D(mm)；當(dāng)接地電極4沿著中心電極3的中心軸線C1從接地電極4的前端面?zhèn)韧队皶r(shí)，外層4A中離中心電極3最近的點(diǎn)P2與內(nèi)層4B中離中心電極3最近的點(diǎn)P1之間的距離記作T0(mm)，則在從中心電極3的中心軸線C1起的±[(D/2)+G]的范圍內(nèi)(即在容易產(chǎn)生火花放電的范圍內(nèi))，距離T0是0.2mm～0.5mm。
將簡(jiǎn)要說(shuō)明用于制造如上所述構(gòu)造的火花塞100的方法。首先，預(yù)先制備金屬殼體1。也就是，利用冷鍛加工在柱狀金屬材料(例如，鐵系材料或不銹鋼材料如S15C或S25C)中設(shè)置通孔，以生產(chǎn)金屬殼體1的初始體。然后，通過(guò)切削加工修整這樣制造的主體的外形，以形成金屬殼體中間體。
接著，通過(guò)電阻焊接使接地電極4接合到金屬殼體中間體的前端部。此時(shí)焊接的接地電極4呈直棒狀，還沒有被彎曲。例如，可以如下獲得接地電極4。在第一步中，構(gòu)成內(nèi)層4B的銅芯布置在構(gòu)成外層4A的鎳合金杯中或插入到鎳合金筒狀體中，由此形成杯形組件或具有芯鞘結(jié)構(gòu)的筒形組件。然后，使用模具等對(duì)這樣形成的組件進(jìn)行壓出成形(extrusionmolding)，以使比最終直徑大一些的直徑稍微變細(xì)。接下來(lái)，在第二步中，對(duì)中間材進(jìn)行型鍛加工，以使其直徑變細(xì)。注意，可以采用利用型模等的拔絲加工(wire drawing process)代替型鍛加工以使中間材變細(xì)。因此，制造出由外層4A和內(nèi)層4B構(gòu)成的直棒狀接地電極4。
另外，由于電阻焊接導(dǎo)致所謂的“消弱部(rundown)”，所以在去除“消弱部”之后，通過(guò)軋制加工在中間金屬殼體的預(yù)定部位形成螺紋部7。這樣，制造出接地電極4焊接到的金屬殼體1。將鍍鋅或鍍鎳應(yīng)用于接地電極4焊接到的金屬殼體1。注意，可對(duì)這樣電鍍后的金屬殼體1進(jìn)一步進(jìn)行鍍鉻，以提高其抗腐蝕性。
此外，通過(guò)電阻焊接、激光焊接等將貴金屬頂端32接合到接地電極4的前端部。為了實(shí)現(xiàn)可靠的焊接，在焊接加工之前，去除焊接區(qū)域中的鍍層，或者作為選擇，在電鍍過(guò)程中對(duì)用于焊接的區(qū)域應(yīng)用掩模(masking)。此外，可以在組裝過(guò)程(稍后說(shuō)明)之后進(jìn)行頂端焊接。
另一方面，與金屬殼體1分開地通過(guò)成形加工形成絕緣體2。例如，使用氧化鋁作為主要成分和粘結(jié)劑等的原料粉末混合物來(lái)制備成形用未加工顆粒體。對(duì)顆粒體進(jìn)行橡膠壓制以形成筒狀成形體。然后，對(duì)這樣形成的成形體進(jìn)行研磨加工以加工其外部。在爐中燒結(jié)這樣研磨后的成形體以完成絕緣體2。
中心電極3與金屬殼體1和絕緣體2分開制造。也就是說(shuō)，對(duì)鎳合金進(jìn)行鍛造加工，將銅芯布置在這樣鍛造的合金的中心，以提高散熱性能。然后，通過(guò)電阻焊接、激光焊接等將貴金屬頂端31接合到該芯的前端部。
然后，將這樣形成的具有貴金屬頂端31的中心電極3和端子接頭(未示出)布置在絕緣體2的孔6中，并通過(guò)玻璃密封材料(未示出)固定在絕緣體2的孔6中。通常，使用硼硅玻璃和金屬粉末的混合物作為玻璃密封物。然后，在中心電極3被容納在絕緣體2的孔6中時(shí)，將制備好的玻璃密封物注入絕緣體2的孔6。然后，將端子接頭從后側(cè)壓入孔6，在爐中燒制這樣的組裝體。此時(shí)，可同時(shí)燒制形成在絕緣體2的后端側(cè)的鼓狀部分表面上的釉層，或者可以預(yù)先形成釉層。
然后，組裝這樣形成的中心電極3、這樣形成的設(shè)置有端子接頭的絕緣體2和包括接地電極4的金屬殼體1。更詳細(xì)地，對(duì)形成得相對(duì)較薄的金屬殼體1的后端部進(jìn)行冷彎邊(caulking)或熱彎邊，使得絕緣體2的一部分被金屬殼體1從圓周方向包圍并保持。
最后，通過(guò)使接地電極4彎曲來(lái)形成和限定在中心電極3(貴金屬頂端31)與接地電極4(貴金屬頂端32)之間形成的火花放電間隙33。
通過(guò)這一系列工序，制造出具有上述構(gòu)成的火花塞100。
接下來(lái)，制造各具有不同條件的各種樣品，以評(píng)估第一實(shí)施例的效果。下文將說(shuō)明結(jié)果。
制備具有外徑L為1.7mm、1.5mm和1.3mm的三種類型的接地電極的樣品(火花塞)。而且，每種類型的樣品具有不同的內(nèi)層直徑(截面積)。將樣品安裝在具有2000cc排氣量的直列式四缸發(fā)動(dòng)機(jī)上，進(jìn)行100,000km行程的耐久性試驗(yàn)。注意，中心電極的貴金屬頂端的直徑D是0.6mm，采用銥合金(Ir-5Pt)作為貴金屬頂端的材料。外徑L為1.7mm、1.5mm和1.3mm時(shí)的評(píng)估結(jié)果(關(guān)于回彈的有無(wú)、火花放電間隙(為了方便下文稱為“間隙”)的增量)分別如表1、2和3所示。此外，間隙的增量和、內(nèi)層截面積與接地電極的截面積的比率之間的關(guān)系如圖6所示。
內(nèi)層截面積與接地電極的截面積的比率如下測(cè)定。首先，從前端方向拍攝接地電極的圖像以測(cè)定其截面積。在進(jìn)行耐久性試驗(yàn)之后，觀察包括中心電極的中心線的接地電極的中心線(前端部延伸的方向)的截面以測(cè)定內(nèi)層的截面積。在此，基于這兩個(gè)值，算出內(nèi)層截面積的比率。僅在接地電極具有均勻直徑時(shí)可采用上述方法。然而，當(dāng)接地電極的截面積沿著長(zhǎng)度方向不同時(shí)，可以采用如三維透射成像(所謂的CT掃描)等方法。
關(guān)于表中的“回彈”，當(dāng)在耐久性試驗(yàn)之后觀察到接地電極的任何變形時(shí)，表示為“有”。當(dāng)沒有觀察到變形時(shí)，表示為“無(wú)”。關(guān)于間隙的增量，當(dāng)間隙的增量是0.3mm或更大時(shí)，火花塞的放電電壓迅速上升(即，放電需要高電壓)，由此隨著放電時(shí)對(duì)電極的沖擊量變大，電極的腐蝕加快。因此，在100,000km行程的耐久性試驗(yàn)之后的間隙的增量必須控制在0.3mm以下。當(dāng)在評(píng)估中發(fā)生任何回彈時(shí)，不測(cè)定間隙的增量。
表1

表2

表3

如表1～表3和圖6所示，在內(nèi)層截面積與接地電極的截面積的比率小于10％(表1中的樣品1、2，表2中的樣品11，表3中的樣品19)的情況下，間隙的增量是0.3mm以上。當(dāng)內(nèi)層截面積與接地電極的截面積的比率超過(guò)35％(表1中的樣品8、9、10，表2中的樣品16、17、18，表3中的樣品23、24)時(shí)，觀察到回彈。另一方面， 當(dāng)內(nèi)層截面積與接地電極的截面積的比率在10％～35％的范圍內(nèi)(表1中的樣品3、4、5、6、7，表2中的樣品12、13、14、15，表3中的樣品20、21、22)時(shí)，既不會(huì)觀察到0.3mm以上的間隙增量，也不會(huì)觀察到回彈。
根據(jù)本實(shí)施例，在內(nèi)層4B的截面積與接地電極4的整個(gè)截面積的比率在10％～35％的范圍內(nèi)的情況下，散熱能力變得良好，可防止接地電極的回彈，由此防止接地電極4的腐蝕，也可防止由于回彈對(duì)火花放電間隙造成的影響。結(jié)果，可提高火花塞的耐久性。
第二實(shí)施例接下來(lái)，將說(shuō)明本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，與第一實(shí)施例相同的任何部分都由相同的附圖標(biāo)記表示，并省略其詳細(xì)說(shuō)明。將主要說(shuō)明與第一實(shí)施例不同的部分。
根據(jù)本實(shí)施例的火花塞也由金屬殼體1、絕緣體2、中心電極3和接地電極4構(gòu)成。在本實(shí)施例中，接地電極4的構(gòu)成與第一實(shí)施例的不同。
與第一實(shí)施例相似，接地電極4的主體具有由外層4A和內(nèi)層4B構(gòu)成的兩層結(jié)構(gòu)，并且本實(shí)施例中的外層4A也由如Inconel 600等的鎳合金構(gòu)成。另一方面，第二實(shí)施例中的內(nèi)層4B由導(dǎo)熱性比外層4A好的高純鎳(例如，純鎳包括不可避免的成分)構(gòu)成。
根據(jù)第二實(shí)施例的接地電極4的截面也呈圓形，其外徑L(即，在與火花塞100的長(zhǎng)度方向垂直的方向(與金屬殼體的前端面平行的方向)上的寬度，該寬度是當(dāng)從中心電極3(接地電極4的前端面)看接地電極4時(shí)的投影寬度)是2mm或更小(例如，1.7mm)。
此外，內(nèi)層4B的截面積與接地電極4的整個(gè)截面積的比率設(shè)定為20％以上(例如，在本實(shí)施例中為25％)。然而，盡管關(guān)于截面積的最大比率沒有特別限制，但外層4A的厚度T(參照?qǐng)D5B)設(shè)定為0.2mm以上。
在第二實(shí)施例中，假設(shè)當(dāng)接地電極4沿著中心電極3的中心軸線C1從接地電極4的前端面?zhèn)韧队皶r(shí)，外層4A中離中心電極3最近的點(diǎn)P2與內(nèi)層4B中離中心電極3最近的點(diǎn)P1之間的距離記作T0(mm)，則在從中心電極3的中心軸線C1起的±[(D/2)+G]的范圍內(nèi)(即在容易產(chǎn)生火花放電的范圍內(nèi))，距離T0是0.2mm～0.5mm。
接下來(lái)，與第一實(shí)施例相似，制造各具有不同條件的各種樣品，以評(píng)估第二實(shí)施例的效果。下文將說(shuō)明結(jié)果。
制備具有外徑L為1.7mm、1.5mm和1.3mm的三種類型的接地電極的樣品(火花塞)。每種類型的樣品具有不同的內(nèi)層直徑(截面積)。將樣品安裝在具有2000cc排氣量的直列式四缸發(fā)動(dòng)機(jī)上，進(jìn)行100,000km行程的耐久性試驗(yàn)。注意，中心電極的貴金屬頂端的直徑D是0.6mm，采用銥合金(Ir-5Pt)作為貴金屬頂端的材料。外徑L為1.7mm、1.5mm和1.3mm時(shí)的評(píng)估結(jié)果(關(guān)于外層破損的有無(wú)和間隙的增量)分別如表4、5和6所示。此外，間隙增量和內(nèi)層截面積與接地電極截面積的比率之間的關(guān)系如圖7所示。
然而，關(guān)于“外層的破損”，當(dāng)任何破損發(fā)生時(shí)，表示為“NG”，當(dāng)沒有破損發(fā)生時(shí)，表示為“OK”。與第一實(shí)施例相似，間隙的增量必需控制在0.3mm以下。當(dāng)外層的任何破損發(fā)生時(shí)，不測(cè)定間隙增量。
表4

表5

表6

如表4～表6和圖7所示，在內(nèi)層截面積與接地電極截面積的比率小于20％(表4中的樣品25、26、27、28，表5中的樣品37、38、39和表6中的樣品47、48)的情況下，間隙增量是0.3mm以上。此外，當(dāng)外層的厚度小于0.2mm(表4中的樣品35、36，表5中的樣品45、46和表6中的樣品53、54)時(shí)，外層破損發(fā)生。另一方面，當(dāng)內(nèi)層截面積與接地電極截面積的比率是20％以上、且外層的厚度是0.2mm以上(表4中的樣品29、30、31、32、33、34，表5中的樣品40、41、42、43、44和表6中的樣品49、50、51、52)時(shí)，既不會(huì)觀察到0.3mm以上的間隙增量，也不會(huì)觀察到外層破損。
根據(jù)本實(shí)施例，在內(nèi)層4B的截面積與接地電極4的整個(gè)截面積的比率是20％以上，并且外層的厚度是0.2mm以上的情況下，散熱能力變得良好，由此防止由于接地電極的腐蝕而對(duì)火花放電間隙造成影響。結(jié)果，可提高火花塞的耐久性。
然而，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，例如也可以如下實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
(a)在上述實(shí)施例中，盡管內(nèi)層4B的中心與接地電極4的中心對(duì)準(zhǔn)，但如圖8A、8B、8C所示，也可以是偏心的。在該情況下，優(yōu)先采用以下構(gòu)成。
也就是說(shuō)，如圖8所示，假設(shè)接地電極4和中心電極3沿著中心電極3的中心軸線C1從接地電極4的前端面?zhèn)韧队?，分別從中心電極3前端的兩個(gè)外緣引出相對(duì)于接地電極4的外周線彼此不相交的切線m1、m2，接地電極4的外周線被接點(diǎn)PM1、PM2分為兩部分，以將其中一部分定義為中心電極側(cè)α1，將另一部分定義為背面?zhèn)圈?，內(nèi)層4B偏心使得外層4A的最薄部Tmin位于背面?zhèn)圈?。
利用該結(jié)構(gòu)，由于具有優(yōu)良散熱性的內(nèi)層4B向發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室(假設(shè)存在于圖8的上側(cè))所在位置附近的背面?zhèn)圈?偏心，因此可期望更有效的散熱能力。如在上述實(shí)施例中說(shuō)明的那樣，假設(shè)當(dāng)接地電極4沿著中心電極3的中心軸線C1從接地電極4的前端面?zhèn)韧队皶r(shí)，外層4A中離中心電極3最近的點(diǎn)P2和內(nèi)層4B中離中心電極3最近的點(diǎn)P1之間的距離記作T0(mm)，則在從中心電極3的中心軸線C1起的±[(D/2)+G]的范圍內(nèi)(即在容易產(chǎn)生火花放電的范圍內(nèi))，距離T0是0.2mm～0.5mm。在滿足上述條件時(shí)，由于沒有使內(nèi)層4B極端偏心而只是有些偏心，所以可防止產(chǎn)生火花放電的部分破損，并且促進(jìn)燃燒室中的有效散熱能力。
接下來(lái)，與第一和第二實(shí)施例相似，制造各具有不同條件的各種樣品，以進(jìn)行評(píng)估。下文將說(shuō)明結(jié)果。
制備具有圓形截面的接地電極的樣品(火花塞)，該接地電極的外徑L為1.7mm而內(nèi)層直徑為0.9mm。此外，在每個(gè)樣品中改變內(nèi)層的中心位置。注意，中心電極的貴金屬頂端的直徑D是0.6mm，采用銥合金(Ir-5Pt)作為貴金屬頂端的材料。這樣制備的樣品被分為五類，即其T0分別是0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm和0.6mm。將樣品安裝在具有2000cc排氣量的直列式四缸發(fā)動(dòng)機(jī)上，進(jìn)行100,000km行程的耐久性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著T0變大，貴金屬頂端的附著性提高。考慮到由于內(nèi)層4B遠(yuǎn)離貴金屬頂端，所以貴金屬頂端與接地電極4同貴金屬頂端接合的部分之間的溫差減小。
此外，本發(fā)明可通過(guò)以下方式構(gòu)成。如圖9A所示，假設(shè)接地電極4和中心電極3沿著中心電極3的中心軸線C1從接地電極4的前端面?zhèn)韧队?，分別從中心電極3前端的兩個(gè)外緣引出相對(duì)于接地電極4的外周線彼此不相交的切線m1、m2，接地電極4的前端部被包括連接切線m1、m2的兩個(gè)接點(diǎn)PM1、PM2的線段的與接地電極4的前端面垂直的平面HM分為兩部分用作中心電極3側(cè)的內(nèi)側(cè)部(圖中的下側(cè))和用作與中心電極3相反的側(cè)的外側(cè)部(圖中的上側(cè))，可以構(gòu)成火花塞，其中，在接地電極4的前端部中(從火花放電間隙33的中心起在前端側(cè)的前端部(圖9B中的Y-Y線的右手側(cè)部分))，位于外側(cè)部的外側(cè)內(nèi)層4BOS(圖中網(wǎng)紋示出的部分)的體積Vo比位于內(nèi)側(cè)部的內(nèi)側(cè)內(nèi)層4BIS(圖中點(diǎn)圖形示出的部分)的體積Vi大。
根據(jù)該構(gòu)成，可以使形成在接地電極4的前端部中的內(nèi)層4B朝向外側(cè)偏心以及布置在稍內(nèi)側(cè)。利用這種構(gòu)成，接地電極4的前端部的外側(cè)內(nèi)層4BOS積極地將熱量從燃燒室中心附近的部分向金屬殼體1傳導(dǎo)。此外，由于接地電極4的前端部具有內(nèi)側(cè)內(nèi)層4BIS，所以可以避免通過(guò)接地電極4的前端部的內(nèi)側(cè)釋放由位于外側(cè)部中的外層4A從燃燒室中心接收的熱量，由此可以防止由從形成在火花放電間隙33之間的初始火焰中心吸入大量熱而引起的任何點(diǎn)火故障。此外，當(dāng)接合到接地電極4的貴金屬頂端暴露于火花放電間隙33中時(shí)，在使用中可以避免極端熱循環(huán)，由此提高該頂端的耐久性。
(b)盡管上述每個(gè)實(shí)施例都實(shí)施為具有圓形截面的接地電極4，但接地電極的形狀并不必限于圓形截面。因此，例如如圖8C所示，接地電極4的截面可以呈缺少一部分的圓形。在該情況下，如圖所示，當(dāng)中心電極3側(cè)呈平面形狀時(shí)，對(duì)于將貴金屬頂端32容易地焊接到接地電極4是有利的。當(dāng)然，接地電極的截面可以呈橢圓形、半圓形或卵形中的任一種。此外，接地電極的背面的曲率可以在中途點(diǎn)處不同。
(c)在上述實(shí)施例中，盡管接地電極4在被彎曲之前呈截面尺寸和形狀相同的棒狀，但不必是棒狀的。因此，例如如圖10所示，可以采用由相對(duì)較大直徑基部51和具有比基部51的直徑小的直徑的圓形小直徑部52構(gòu)成的接地電極53。如圖所示，可以在基部51和小直徑部52之間形成錐狀部54。
(d)在上述實(shí)施例中，盡管內(nèi)層4B到達(dá)接地電極4的前端面，但例如如圖11所示，前端面可以被外層4A所覆蓋。
(e)在上述實(shí)施例中，盡管接地電極4的內(nèi)層4B的截面呈圓形，但不必是圓形的。例如，內(nèi)層4B的截面可以呈橢圓形或矩形。
(f)在第一實(shí)施例中，采用純銅作為構(gòu)成內(nèi)層4B的材料，然而，可以采用導(dǎo)熱性比鎳合金高的銅合金。然而，銅合金必需含超過(guò)50質(zhì)量％的銅。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)用火花塞(100)，其包括中心電極(3)；絕緣體(2)，其至少部分包圍所述中心電極(3)；筒狀金屬殼體(1)，其至少部分包圍所述絕緣體(2)；接地電極(4)，其布置成一端接合到所述金屬殼體(1)的前端面，而另一端面向所述中心電極(3)的前端面；以及火花放電間隙(33)，其形成在所述中心電極(3)的所述前端面與所述接地電極(4)的前端部之間，其中，所述接地電極(4)被構(gòu)造成至少其前端部的寬度朝向其背面減小，所述背面距所述接地電極(4)的所述中心電極(3)側(cè)最遠(yuǎn)，所述接地電極(4)的所述前端部位于所述火花放電間隙(33)的中心的前面，其中，所述接地電極(4)的至少火花放電的部分具有由鎳合金制成的外層(4A)和由導(dǎo)熱性比所述外層(4A)好的純銅或銅合金制成的內(nèi)層(4B)，以及其中，所述內(nèi)層(4B)的截面積與所述接地電極(4)的整個(gè)截面積的比率為10％～35％。
2.一種內(nèi)燃機(jī)用火花塞，其包括中心電極(3)；絕緣體(2)，其至少部分包圍所述中心電極(3)；筒狀金屬殼體(1)，其至少部分包圍所述絕緣體(2)；接地電極(4)，其布置成一端接合到所述金屬殼體(1)的前端面，而另一端面向所述中心電極(3)的前端面；以及火花放電間隙(33)，其形成在所述中心電極(3)的所述前端面與所述接地電極(4)的前端部之間，其中，所述接地電極(4)至少在其前端部具有2mm以下的寬度，所述接地電極(4)的所述前端部位于所述火花放電間隙(33)的中心的前面，并且所述接地電極(4)在其距所述中心電極(3)側(cè)最遠(yuǎn)的背面具有凸?fàn)钋妫渲?，所述接地電極(4)的至少火花放電的部分具有由鎳合金制成的外層(4A)和由導(dǎo)熱性比所述外層(4A)好的純銅或銅合金制成的內(nèi)層(4B)，以及其中，所述內(nèi)層(4B)的截面積與所述接地電極(4)的整個(gè)截面積的比率為10％～35％。
3.一種內(nèi)燃機(jī)用火花塞，其包括中心電極(3)；絕緣體(2)，其至少部分包圍所述中心電極(3)；筒狀金屬殼體(1)，其至少部分包圍所述絕緣體(2)；接地電極(4)，其布置成一端接合到所述金屬殼體(1)的前端面，而另一端面向所述中心電極(3)的前端面；以及火花放電間隙(33)，其形成在所述中心電極(3)的所述前端面與所述接地電極(4)的前端部之間，其中，所述接地電極(4)至少在其前端部具有2mm以下的寬度，并且被構(gòu)造成所述寬度朝向所述接地電極(4)的背面減小，所述背面距所述接地電極(4)的所述中心電極(3)側(cè)最遠(yuǎn)，所述接地電極(4)的所述前端部位于所述火花放電間隙(33)的中心的前面，其中，所述接地電極(4)的至少火花放電的部分具有由鎳合金制成的外層(4A)和由導(dǎo)熱性比所述外層(4A)好的純銅或銅合金制成的內(nèi)層(4B)，其中，所述內(nèi)層(4B)的截面積與所述接地電極(4)的整個(gè)截面積的比率為20％以上，以及其中，所述外層(4A)的厚度為0.2mm以上。
4.一種內(nèi)燃機(jī)用火花塞，其包括中心電極(3)；絕緣體(2)，其至少部分包圍所述中心電極(3)；筒狀金屬殼體(1)，其至少部分包圍所述絕緣體(2)；接地電極(4)，其布置成一端接合到所述金屬殼體(1)的前端面，而另一端面向所述中心電極(3)的前端面；以及火花放電間隙(33)，其形成在所述中心電極(3)的所述前端面與所述接地電極(4)的前端部之間，其中，所述接地電極(4)至少在其前端部具有2mm以下的寬度，所述接地電極(4)的所述前端部位于所述火花放電間隙(33)的中心的前面，并且所述接地電極(4)在其距所述中心電極(3)側(cè)最遠(yuǎn)的背面具有凸?fàn)钋?，其中，所述接地電極(4)的至少火花放電的部分具有由鎳合金制成的外層(4A)和由純度比所述外層(4A)高且導(dǎo)熱性比所述外層(4A)好的鎳合金或純鎳制成的內(nèi)層(4B)，其中，所述內(nèi)層(4B)的截面積與所述接地電極(4)的整個(gè)截面積的比率為20％以上，以及其中，所述外層(4A)的厚度為0.2mm以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)用火花塞，其特征在于，在所述火花放電間隙(33)的距離記作G，所述中心電極(3)的所述前端部的直徑記作D，并且當(dāng)所述接地電極(4)沿著所述中心電極(3)的中心軸線(C1)從所述接地電極(4)的前端面?zhèn)韧队皶r(shí)，所述外層(4A)中離所述中心電極(3)最近的點(diǎn)和所述內(nèi)層(4B)中離所述中心電極(3)最近的點(diǎn)之間的距離記作T0時(shí)，則，在從所述中心電極(3)的中心軸線(C1)起的±[(D/2)+G]的范圍內(nèi)，距離T0滿足表達(dá)式0.2mm≤T0≤0.5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)用火花塞，其特征在于，在所述接地電極(4)和所述中心電極(3)沿著所述中心電極(3)的中心軸線(C1)從所述接地電極(4)的所述前端面?zhèn)韧队?，分別從所述中心電極(3)前端的兩個(gè)外緣引出相對(duì)于所述接地電極(4)的外周線彼此不相交的切線(m1，m2)，所述外周線被接點(diǎn)(PM1，PM2)分為兩部分，以將其中一部分定義為中心電極(3)側(cè)(α1)，而將另一部分定義為背面?zhèn)?β1)時(shí)，則，所述內(nèi)層(4B)偏心，使得所述外層(4A)的最薄部位于所述接地電極(4)的所述背面?zhèn)?β1)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)用火花塞，其特征在于，在所述接地電極(4)和所述中心電極(3)沿著所述中心電極(3)的中心軸線(C1)從所述接地電極(4)的所述前端面?zhèn)韧队埃謩e從所述中心電極(3)前端的兩個(gè)外緣引出相對(duì)于所述接地電極(4)的外周線彼此不相交的切線(m1，m2)，所述接地電極(4)的所述前端部被包括連接所述切線的兩個(gè)接點(diǎn)(PM1，PM2)的線段的與所述接地電極(4)的所述前端面垂直的平面(HM)分為兩部分用作中心電極(3)側(cè)的內(nèi)側(cè)部和用作與所述中心電極(3)相反的側(cè)的外側(cè)部，則，在所述接地電極(4)的所述前端部中，位于所述外側(cè)部的外側(cè)內(nèi)層(4BOS)的體積Vo比位于所述內(nèi)側(cè)部的內(nèi)側(cè)內(nèi)層(4BIS)的體積Vi大。
全文摘要
提供一種內(nèi)燃機(jī)用火花塞?；鸹ㄈ?100)由金屬殼體(1)、絕緣體(2)、中心電極(3)和接地電極(4)構(gòu)成。接地電極的后端面被焊接到金屬殼體的前端面，在長(zhǎng)度方向位于中間部位的彎曲部(5)向火花塞的中心彎曲。接地電極呈具有2mm以下直徑的圓形，由此即使當(dāng)空氣燃料混合物直接流入接地電極的背面時(shí)，也不妨礙空氣燃料混合物的流入。接地電極由鎳合金制成的外層(4A)和具有優(yōu)良導(dǎo)熱性的純銅制成的內(nèi)層(4B)構(gòu)成，其中，內(nèi)層的截面積與接地電極的整個(gè)截面積的比率是10％～35％。因此，火花塞具有優(yōu)良的散熱能力并可防止由于熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的回彈現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H01T13/39GK101043125SQ20071008822
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2007年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月20日
發(fā)明者鳥居計(jì)良, 吉田和正, 松谷涉 申請(qǐng)人:日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社