專利名稱：火花塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火的火花塞，尤其涉及在內(nèi)部具有電阻體的火花塞。
背景技術(shù)：
用于機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火的火花塞通常具有:筒狀的主體配件；配置于該主體配件的內(nèi)孔的筒狀的絕緣體；配置于該絕緣體的前端側(cè)軸孔的中心電極；配置于另一端側(cè)軸孔的端子配件；以及一端接合到主體配件的前端側(cè)、另一端與中心電極相對(duì)而形成火花放電間隙的接地電極。而且，還公知有如下火花塞:以防止電波噪聲的發(fā)生為目的，在軸孔內(nèi)的中心電極與端子配件之間設(shè)置有電阻體。該電阻體通常由玻璃粉末、碳黑粉末或金屬粉末等導(dǎo)電性物質(zhì)的混合物構(gòu)成。但是，電阻體的金屬的含有量沒有那么多，因此難以與金屬制的端子配件或中心電極直接接合。因此，通常進(jìn)行在端子配件與電阻體之間以及中心電極與電阻體之間配置包括較多量的金屬粉末的密封層，從而提 高接合力。然而，近年的機(jī)動(dòng)車等內(nèi)燃機(jī)為了謀求高輸出化以及高效率化，自由的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)以及發(fā)動(dòng)機(jī)自身的小型化等，謀求小型化的火花塞的開發(fā)。為了使火花塞小型化，絕緣體的小徑化是不可避的，另一方面，為了確保絕緣體的機(jī)械強(qiáng)度等所期望的特性，需要預(yù)定的徑向的厚度尺寸。因此，為了使絕緣體小徑化，不得不使絕緣體的孔徑變小。但是，若絕緣體的孔徑變小，則電阻體以及密封層的直徑也變細(xì)。于是，電阻體與密封層的接合變?nèi)?，在沖擊或振動(dòng)作用于火花塞的情況下，在電阻體與密封層的界面產(chǎn)生龜裂，其結(jié)果是，存在負(fù)載壽命性能降低的情況。對(duì)于上述課題，例如，在專利文獻(xiàn)I的權(quán)利要求1中記載有:“一種火花塞，其特征在于， 上述導(dǎo)電性玻璃密封層的直徑D在3.3mm以下的范圍，并且上述導(dǎo)電性玻璃密封層與上述電阻體的接合面形成為曲面狀”。根據(jù)本發(fā)明，記載有:“能夠提供一種火花塞，強(qiáng)化電阻體與導(dǎo)電性玻璃密封層的密合性，耐振動(dòng)性能以及電阻體負(fù)載壽命特性優(yōu)異，并且小徑化”(參照段落編號(hào)0012欄)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-245816號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題本發(fā)明的課題在于提供一種火花塞，即使受到?jīng)_擊或振動(dòng)，負(fù)載壽命性能也優(yōu)異。用于解決課題的手段作為用于解決上述課題的手段，(I) 一種火花塞,具有:絕緣體,具有沿著軸線方向延伸的軸孔；
中心電極，保持于上述軸孔的一端側(cè)；端子配件，具有容納在上述軸孔內(nèi)的被容納部，保持于上述絕緣體的另一端側(cè)；以及連接部，在上述軸孔內(nèi)電連接上述中心電極和上述端子配件，上述火花塞的特征在于，在將上述軸孔中的保持有端子配件的一側(cè)設(shè)為上述軸線方向的后端側(cè)時(shí)，具有在上述被容納部的前端部的外周面與上述絕緣體的內(nèi)周面之間形成上述連接部的連接部件，在從上述被容納部的后端朝向前端直至存在上述連接部件的后端位置為止以
0.5mm間隔進(jìn)行拍攝的、與上述軸線正交的剖面圖像中，將從上述被容納部的后端側(cè)開始的第n個(gè)剖面中的剖面圖像Sn中的被容納部的中心設(shè)為點(diǎn)an，將軸孔的中心設(shè)為點(diǎn)On，將經(jīng)過點(diǎn)an和點(diǎn)On的直線設(shè)為直線Ln，將軸孔的內(nèi)徑設(shè)為2Rn，將被容納部的外徑設(shè)為2rn，將點(diǎn)an與點(diǎn)On的距離設(shè)為H_，將滿足Haon ^ 0.8 (Rn-rn)的關(guān)系時(shí)的點(diǎn)an設(shè)為點(diǎn)An，其中，n是自然數(shù)，而且，將剖面圖像S1中的直線L1圍繞以點(diǎn)O1為中心的軸線旋轉(zhuǎn)45°的直線設(shè)為直線L1+，將旋轉(zhuǎn)-45°的直線設(shè)為直線L1-，將由包括上述直線L1+以及上述軸線的平面X+、包括上述直線L1-以及上述軸線方向的平面X—和上述絕緣體的內(nèi)周面包圍的四個(gè)區(qū)域設(shè)為
1\、T2、T3、T4J在從上述區(qū)域T1 T4選擇的特定的一個(gè)區(qū)域存在有連續(xù)的點(diǎn)Am 點(diǎn)A(m+k)時(shí)，將這些的集合設(shè)為組\y，其中，m和k是自然數(shù)，y是自然數(shù)，且是指從上述被容納部的后端側(cè)數(shù)起第I個(gè)集合，y的最大值至少是3，并且組的至少兩個(gè)存在于從T1 T4選擇的對(duì)稱位置的兩個(gè)區(qū)域。上述⑴的優(yōu)選的方式的特征是:(2)包括點(diǎn)As的剖面圖像與包括點(diǎn)Ae的剖面圖像的上述軸線方向的距離即彎曲部間距離D是5mm以上，其中，點(diǎn)As表示從上述被容納部的后端側(cè)開始的第一個(gè)點(diǎn)An，點(diǎn)Ae表示從上述被容納部的后端側(cè)數(shù)起的最后一個(gè)點(diǎn)An ；(3)上述組Bm，y存在于從T1 T4選擇的至少三個(gè)區(qū)域；⑷y的最大值至少是4 ；(5)上述組Bm，y存在于T1 T4全部的區(qū)域；(6)y的最大值至少是5 ；(7)若將配置有上述前端部的部位中的上述軸孔的內(nèi)徑設(shè)為中徑部直徑，則上述中徑部直徑是2.9_以下；(8)上述彎曲部間距離D是7mm以上；(9)上述彎曲部間距離D是IOmm以上。發(fā)明效果本發(fā)明的火花塞的y的最大值至少是3，并且組Bm，y的至少兩個(gè)存在于從T1 T4選擇的對(duì)稱位置的兩個(gè)區(qū)域，因此能夠提供即使受到?jīng)_擊或振動(dòng)負(fù)載壽命性能也優(yōu)異的火花塞。換言之，被容納部適當(dāng)彎曲而形成的多個(gè)彎曲部與絕緣體的內(nèi)周面接近三個(gè)部位以上，這些彎曲部以不偏向軸孔的徑向的方式存在，因此即使火花塞受到?jīng)_擊或振動(dòng)，與絕緣體的內(nèi)周面接近的多個(gè)彎曲部成為支點(diǎn)而能夠抑制被容納部搖晃。因此，被容納部的搖晃未傳遞到上述連接部，能夠抑制在構(gòu)成上述連接部的電阻體與第一密封層及第二密封層的界面產(chǎn)生龜裂，其結(jié)果是，上述連接部的電阻不會(huì)急劇地上升。由此，能夠提供即使受到?jīng)_擊或振動(dòng)負(fù)載壽命性能也優(yōu)異的火花塞。對(duì)于本發(fā)明的火花塞，包括點(diǎn)As的剖面圖像與包括點(diǎn)Ae的剖面圖像的上述軸線方向的距離至少是5mm。因此，上述多個(gè)彎曲部中的位于兩端的彎曲部在軸向上以預(yù)定距離以上分離，因此能夠進(jìn)一步抑制被容納部搖晃。其結(jié)果是，受到?jīng)_擊或振動(dòng)后的負(fù)載壽命性能更進(jìn)一步優(yōu)異。若本發(fā)明的火花塞的上述中徑部直徑是2.9mm以下，則對(duì)于受到?jīng)_擊或振動(dòng)時(shí)的負(fù)載壽命性能的提高，效果更進(jìn)一步變好。


圖1是本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞的剖面整體說明圖。圖2是本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞的主要部分剖面說明圖。圖3是在圖2所示的火花塞的線段I1J1上拍攝的剖面圖像S1的說明圖。圖4是從后端側(cè)按順序排列在圖2所示的火花塞的線段InJn上拍攝的剖面圖像Sn的剖面圖像的說明圖。圖5是從圖2中的I1J1到I13J13之間的主要部分透視說明圖。圖6是表示本發(fā)明所涉及的火花塞的制造方法的工序的一例的工序圖。圖7是重疊本發(fā)明所涉及的火花塞的其他實(shí)施例的火花塞的剖面圖像Sn時(shí)的俯視說明圖。圖8是重疊本發(fā)明所涉及的火花塞的其他實(shí)施例的火花塞的剖面圖像Sn時(shí)的俯視說明圖。圖9是重疊本發(fā)明所涉及的火花塞的其他實(shí)施例的火花塞的剖面圖像Sn時(shí)的俯視說明圖。
具體實(shí)施例方式圖1表示本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞。圖1是本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞I的剖面整體說明圖。此外，將絕緣體的軸線設(shè)為O、在圖1中將紙面下方即保持有中心電極的一側(cè)設(shè)為軸線0的前端方向、將紙面上方即保持有端子配件的一側(cè)設(shè)為軸線0的后端方向，從而進(jìn)行說明。該火花塞I具有:絕緣體3，具有沿著軸線0方向延伸的軸孔2 ;中心電極4，保持于上述軸孔2的前端側(cè)；端子配件5，保持于上述軸孔2的后端側(cè)；連接部6，在上述軸孔2內(nèi)將上述中心電極4和上述端子配件5電連接；主體配件7，容納上述絕緣體；以及接地電極8，配置為一端與上述主體配件7的前端面接合并且另一端與上述中心電極4隔著間隙而相對(duì)。上述主體配件7具有大致圓筒形狀，形成為容納并保持絕緣體3。在主體配件7中的前端方向的外周面形成有螺紋部9，利用該螺紋部9使火花塞I安裝到未圖示的內(nèi)燃機(jī)的汽缸頭。主體配件7可由導(dǎo)電性的鋼鐵材料例如低碳鋼形成。該螺紋部9為了謀求小徑化而優(yōu)選M12以下。上述絕緣體3經(jīng)由滑石(talc) 10或填充物11等保持于主體配件7的內(nèi)周部。絕緣體3的軸孔2具有:小徑部12，在軸線0的前端側(cè)保持中心電極4 ;以及中徑部14，容納向連接部6以及端子配件5中的前端側(cè)延伸的大致圓柱狀的被容納部19，內(nèi)徑大于小徑部12的內(nèi)徑且經(jīng)由臺(tái)階部13與小徑部12相鄰。絕緣體3在絕緣體3中的前端方向的端部從主體配件7的前端面突出的狀態(tài)下固定到主體配件7。絕緣體3優(yōu)選是具有機(jī)械強(qiáng)度、熱強(qiáng)度、電氣強(qiáng)度等的材料，作為這樣的材料，例舉例如以氧化鋁為主體的陶瓷燒結(jié)體。上述中心電極4容納于軸孔2的小徑部12，在軸孔2的臺(tái)階部13卡定有設(shè)置于中心電極4的后端的直徑大的凸緣部17，以前端從絕緣體3的前端面突出的狀態(tài)相對(duì)于主體配件7進(jìn)行絕緣保持。中心電極4優(yōu)選由具有熱傳導(dǎo)性以及機(jī)械強(qiáng)度等的材料形成，例如由Inconel (商標(biāo)名)等Ni基合金形成。中心電極4的軸心部也可以由Cu或Ag等熱傳導(dǎo)性優(yōu)異的金屬材料形成。上述接地電極8形成為例如大致棱柱體，設(shè)計(jì)其形狀以及構(gòu)造，以使一端與主體配件7的前端面接合，在中途彎曲成大致L字，其前端部與中心電極4的前端部經(jīng)由間隙而相對(duì)。接地電極8由與形成中心電極4的材料相同的材料形成。也可以在上述中心電極4與上述接地電極8相對(duì)的面設(shè)置有由鉬合金以及銥合金等形成的貴金屬端頭29、30，還可以僅在上述中心電極4和上述接地電極8中的任一方設(shè)置有貴金屬端頭。在本方式的火花塞I中，在上述中心電極4和上述接地電極8均設(shè)置有貴金屬端頭29、30，在各貴金屬端頭29、30之間形成有火花放電間隙g。上述端子配件5是用于從外部向中心電極4施加用于在中心電極4與接地電極8之間進(jìn)行火花放電的電壓的端子。端子配件5具有:露出部18，該露出部18的外徑大于軸孔2的內(nèi)徑，從軸孔2露出，其凸緣型部的一部分與絕緣體3的軸線0方向的后端側(cè)端面抵接；以及大致圓柱狀的被容納部19，從露出部18的軸線0方向的前端側(cè)端面沿著前端方向延伸，容納于軸孔2內(nèi)。上述被容納部19具有在軸線0的前端部20具有凹凸?fàn)畹谋砻娴墓潭ú?5和位于軸線0的后端側(cè)且與露出部18相鄰的主體部22。固定部25和主體部22容納于中徑部14。本方式的火花塞中的固定部25對(duì)其外周面實(shí)施滾花加工，通過固定部25的外周面具有通過例如滾花加工形成的凹凸構(gòu)造，端子配件5與連接部6的密合性變得良好，其結(jié)果是，端子配件5和絕緣體3牢固地固定。端子配件5由例如低碳鋼等形成，在其表面通過電鍍等形成Ni金屬層。上述連接部6在軸孔2內(nèi)配置在中心電極4與端子配件5之間，將中心電極4和端子配件5電連接。連接部6具有電阻體26，通過該電阻體26防止電波噪聲的發(fā)生。連接部6在電阻體26與中心電極4之間具有第一密封層23,在電阻體26與端子配件5之間具有第二密封層24，第一密封層23和第二密封層24密封固定絕緣體3、中心電極4以及端子配件5。電阻體26能夠由電阻材料構(gòu)成，該電阻材料通過燒結(jié)包括鈉硼硅酸鹽玻璃等玻璃粉末、ZrO2等陶瓷粉末、碳黑等非金屬導(dǎo)電性粉末和/或Zn、Sb、Sn、Ag、Ni等金屬粉末等的電阻體組成物形成。該電阻體26的電阻值通常為100Q以上。第一密封層23以及第二密封層24可由密封材料構(gòu)成，該密封材料通過燒結(jié)包括鈉硼硅酸鹽玻璃等玻璃粉末、Cu、Fe等金屬粉末的密封粉末而形成。第一密封層23以及第二密封層24的電阻值通常為幾百mQ以下。第一密封層23以及第二密封層24與電阻體26相比含有較多的金屬成分，因此配置在電阻體26與中心電極4以及端子配件5之間，提高兩者的接合力。以下，有時(shí)將構(gòu)成連接部6的電阻材料以及密封材料統(tǒng)稱為連接部件、將形成連接部6的電阻體組成物以及密封粉末統(tǒng)稱為連接部形成用粉末。圖2是用于說明本發(fā)明的火花塞的特征部分的剖面說明圖。因此，在圖2所示的火花塞中，主要表示絕緣體以及端子配件，省略配置于端子配件的前端側(cè)部件以及主體配件等。本發(fā)明的火花塞例如圖2所示，被容納部19彎曲成波狀，具有與絕緣體3的軸孔2的內(nèi)周面接近的多個(gè)彎曲部。從被容納部19的后端F即露出部18與被容納部19的邊界面朝向前端直至存在有連接部件的后端位置E為止，以0.5mm間隔通過微型X射線CT裝置(例如，T0SCANER- 32250 u hd)拍攝與軸線正交的剖面圖像Sn時(shí)，本發(fā)明的火花塞的剖面圖像Sn具有如下特征。 圖2中的線段I1J1表示從被容納部19的后端側(cè)第一次拍攝的剖面圖像S1的軸線0方向的位置。在該實(shí)施方式中，直至在比連接部件的后端位置E更向后端側(cè)0.5_以內(nèi)的位置的剖面圖像S13為止，一共拍攝有13張剖面圖像Sn。此外，Sn表示從被容納部19的后端側(cè)第n次拍攝的剖面圖像。因此，在該實(shí)施方式的火花塞中，n是I至13的自然數(shù)，剖面圖像是沿著軸線方向以0.5mm間隔進(jìn)行拍攝的，因此從被容納部19的后端F即線段I1J1到存在有連接部件的位置E的距離是從線段I1J1到線段I13J13的距離在6mm以上、小于6.5mm的范圍內(nèi)。從本發(fā)明的火花塞中的被容納部19的后端F到存在有連接部件的位置E的距離EF優(yōu)選15mm 70mm。此時(shí)，剖面圖像Sn得至Ij 15/0.5 (舍去小數(shù)點(diǎn)以下)+1 (張)=31 (張) 70/0.5 (舍去小數(shù)點(diǎn)以下)+1 (張)=141 (張)。此外，為了方便說明，圖2中表示距離EF小于15_的實(shí)施方式的火花塞。圖3是在圖2所示的火花塞的線段I1J1上拍攝的剖面圖像S1的說明圖。將剖面圖像S1中的被容納部19的中心設(shè)為點(diǎn)a:，將軸孔2的中心設(shè)為點(diǎn)O1，將經(jīng)過點(diǎn)和點(diǎn)O1的直線設(shè)為直線L1，將軸孔2的內(nèi)徑設(shè)為2 ，將被容納部19的外徑設(shè)為2iv將點(diǎn)a:和點(diǎn)O1的距離設(shè)為Hatjl，將滿足Hatjl彡0.8 (R1T1)的關(guān)系時(shí)的點(diǎn)B1設(shè)為點(diǎn)A:。點(diǎn)S1在滿足上述式的位置的情況是，點(diǎn)S1以點(diǎn)S1和點(diǎn)O1 —致時(shí)的絕緣體3的內(nèi)周面31與被容納部19的外周面34的距離(R1-F1)的80%以上的距離與點(diǎn)O1分離的情況。在點(diǎn)S1以距離(R1-F1)與點(diǎn)O1分離的情況下，被容納部19的外周面34與絕緣體3的內(nèi)周面31接觸。被容納部19彎曲，與絕緣體3的內(nèi)周面31接近，在點(diǎn)存在于滿足上述式的位置的情況下，將點(diǎn)S1設(shè)為點(diǎn)A:。如圖3所示，在該實(shí)施方式中的剖面圖像S1中，點(diǎn)僅與點(diǎn)O1些許分離，不滿足上述式的關(guān)系。n=2 13時(shí)也與n=l時(shí)同樣地，定義點(diǎn)an、點(diǎn)On、直線Ln、2Rn、2rn、H_，在剖面圖像Sn中，Haon ≥0.8 (RnTn) (I)
將滿足上述(I)的關(guān)系時(shí)的點(diǎn)an設(shè)為點(diǎn)An。圖4是從后端側(cè)按順序排列在圖2所示的火花塞的線段InJn上拍攝的剖面圖像Sn的剖面圖像的說明圖。如圖4所示，在該實(shí)施方式的火花塞中，剖面圖像S2 S4、S6 S8> S10 S12中的點(diǎn)an滿足上述⑴式，因此將軸孔2的中心點(diǎn)a2 點(diǎn)a4、點(diǎn)a6 點(diǎn)a8、點(diǎn)<3-10 點(diǎn)<3-12分力U設(shè)為點(diǎn)A2 點(diǎn)A4、點(diǎn)A6 點(diǎn)八8、點(diǎn)A10 點(diǎn)A12 o接著，圖5表示圖2中的從I1J1到I13J13之間的主要部分透視說明圖。如圖3所示，在將剖面圖像S1中的直線L1圍繞以點(diǎn)O1為中心的軸線旋轉(zhuǎn)45°的直線設(shè)為直線L1+、將旋轉(zhuǎn)-45°的直線設(shè)為直線L1-時(shí)，圖5所示，將由包括上述直線L1+及上述軸線0的平面X+、包括上述直線L1-及上述軸線0的平面X_和上述絕緣體3的內(nèi)周面31包圍的四個(gè)區(qū)域分別設(shè)為T2, T3、T4。在該實(shí)施方式中，將存在點(diǎn)的區(qū)域設(shè)為T1,向右旋轉(zhuǎn)按順序設(shè)為1\、T2、T3、T4。在從上述區(qū)域T1 T4選擇的特定的一個(gè)區(qū)域存在有連續(xù)的點(diǎn)Am 點(diǎn)A(m+k) (m和k是自然數(shù))時(shí)，將這些點(diǎn)A111 點(diǎn)A(m+k)的集合設(shè)為組Bm，y(其中，y是自然數(shù)，是指從上述被容納部的后端側(cè)數(shù)起第y個(gè)集合)。換言之，在剖面圖像Sm中，由于點(diǎn)am存在于滿足上述(I)式的關(guān)系的位置因此稱為點(diǎn)Am，在比該剖面圖像Sm更相鄰于前端側(cè)的剖面圖像S(m+1)中，由于點(diǎn)a(m+1)也存在于滿足上述⑴式的關(guān)系的位置因此稱為點(diǎn)A(m+1)，由于剖面圖像Sm 剖面圖像S(m+k)的兩個(gè)以上的剖面圖像中的點(diǎn)am 點(diǎn)a(m+k)連續(xù)并存在于滿足上述⑴式的位置因此稱為點(diǎn)Am 點(diǎn)A(m+k),并且在這些點(diǎn)Am 點(diǎn)A(m+k)位于從上述區(qū)域T1 T4選擇的特定的一個(gè)區(qū)域時(shí)，將這些點(diǎn)Am 點(diǎn)A(m+k)的集合設(shè)為組Bm，y。如圖4所示,連續(xù)拍攝的剖面圖像52、53、54上的點(diǎn)42、點(diǎn)么3、點(diǎn)么4滿足上述⑴式，位于一個(gè)區(qū)域T1,因此將這些的集合設(shè)為組B2, 10同樣地，連續(xù)拍攝的剖面圖像S6、S7、S8上的點(diǎn)A6、點(diǎn)A7、點(diǎn)A8滿足上述(I)式,位于一個(gè)區(qū)域T3,因此將這些的集合設(shè)為組B6，2,連續(xù)拍攝的剖面圖像31(|、Sn、S12上的點(diǎn)Altl、點(diǎn)An、點(diǎn)A12滿足上述⑴式,位于一個(gè)區(qū)域T1,因此將這些的集合設(shè)為組&㈡。在該實(shí)施方式的火花塞中，組Bm，y存在三個(gè)，因此y的最大值是3，并且在以軸線0為中心且位于對(duì)稱位置的兩個(gè)區(qū)域T1以及T3中分別存在有組B。及組Bltu、組B6，2。在現(xiàn)有的火花塞的構(gòu)造中，在火花塞受到?jīng)_擊或振動(dòng)的情況下，僅被容納部的后端側(cè)被固定，該點(diǎn)成為支點(diǎn)而被容納部在軸孔內(nèi)劇烈地?fù)u晃。但是，在該實(shí)施方式的火花塞中，其剖面圖像Sn中的y的最大值是3，并且組中的兩個(gè)存在于以軸線0為中心的對(duì)稱位置的兩個(gè)區(qū)域，因此如圖5所示，即使火花塞I受到?jīng)_擊或振動(dòng)，對(duì)于被容納部19至少在組B2，工、組\ 2、組B1(l，3中分別與絕緣體3的內(nèi)周面最接近的點(diǎn)Id1、點(diǎn)b2、點(diǎn)b3成為支點(diǎn)，能夠抑制被容納部19在軸孔2內(nèi)劇烈地?fù)u晃。其結(jié)果是，能夠抑制因被容納部19在軸孔2內(nèi)劇烈地?fù)u晃而使第一密封層23及第二密封層24與電阻體26之間、特別是第二密封層24與電阻體26之間產(chǎn)生龜裂而發(fā)生接觸不良的情況，其結(jié)果是，連接部6的電阻不會(huì)急劇地上升。由此，能夠提供即使受到?jīng)_擊或振動(dòng)負(fù)載壽命性能也優(yōu)異的火花塞。此外，即使是組Bm，y中所包括的剖面圖像Sm S(m+k)上的點(diǎn)Am A(m+k)均不存在于滿足H_= (RnTn)的位置、即被容納部19的外周面34不位于與絕緣體3的內(nèi)周面31接觸的位置的情況，也存在例如點(diǎn)b3那樣作為剖面圖像Sn拍攝的部位以外的部位與內(nèi)周面31最接近的情況。因此，若組中所包括的點(diǎn)A111 A0rit)與軸孔2的中心點(diǎn)On分離至少距離(R1T1)的80%，則在火花塞受到?jīng)_擊或振動(dòng)的情況下，在被容納部19的外周面34存在與絕緣體3的內(nèi)周面31接觸的部位(支點(diǎn))，能夠抑制被容納部19在軸孔2內(nèi)劇烈地?fù)u晃。在本發(fā)明的火花塞的剖面圖像Sn中，y的最大值至少是3，優(yōu)選至少是4，特別優(yōu)選至少是5，根據(jù)端子的長度而變化，但通常達(dá)到20以上時(shí)，效果沒有變化，因此y的最大值一般最好是小于20。y的值越大，意味著與絕緣體的內(nèi)周面接近的被容納部中所形成的彎曲部存在多個(gè)、即在火花塞受到?jīng)_擊時(shí)被容納部的外周面和絕緣體的內(nèi)周面接觸的點(diǎn)存在多個(gè)，這樣的點(diǎn)越多，越能夠抑制被容納部在軸孔內(nèi)劇烈地?fù)u晃，因此是優(yōu)選的。在本發(fā)明的火花塞的剖面圖像Sn中，組的至少兩個(gè)存在于從區(qū)域T1 T4選擇的對(duì)稱位置的兩個(gè)區(qū)域，進(jìn)一步優(yōu)選組Bm，y存在于三個(gè)區(qū)域，特別優(yōu)選存在于全部的區(qū)域。若與絕緣體的內(nèi)周面接近的被容納部中所形成的彎曲部即在火花塞受到?jīng)_擊時(shí)接觸被容納部的外周面和絕緣體的內(nèi)周面的點(diǎn)至少存在于以軸線0為中心的對(duì)稱位置，優(yōu)選在徑向上均等地存在，則能夠進(jìn)一步抑制被容納部在軸孔內(nèi)劇烈地?fù)u晃。 本發(fā)明的火花塞優(yōu)選包括點(diǎn)As (其中，點(diǎn)As表示從上述被容納部19的后端側(cè)開始的第一個(gè)點(diǎn)An)的剖面圖像和包括點(diǎn)AJ其中，點(diǎn)ke表示從上述被容納部19的后端側(cè)數(shù)起最后一個(gè)點(diǎn)An)的剖面圖像的上述軸線0方向的距離即彎曲部間距離D為5mm以上，更優(yōu)選7mm以上，特別優(yōu)選IOmm以上，而且只要是從被容納部的后端到連接部件的后端位置E的長度即可。若上述彎曲部間距離D為預(yù)定的值以上，則與絕緣體的內(nèi)周面接近的被容納部中所形成的彎曲部中位于兩端部的兩個(gè)彎曲部以預(yù)定的距離分離，因此能夠進(jìn)一步抑制被容納部在軸孔內(nèi)劇烈地?fù)u晃。在該實(shí)施方式的火花塞中，點(diǎn)As是點(diǎn)A2,點(diǎn)Ae是點(diǎn)A12。剖面圖像以0.5mm間隔進(jìn)行拍攝，因此剖面圖像S2和剖面圖像S12的上述軸線0方向的彎曲部間距離D是5mm。本發(fā)明的火花塞在中徑部直徑為2.9mm以下時(shí)，對(duì)于受到?jīng)_擊或振動(dòng)時(shí)的負(fù)載壽命性能，效果更進(jìn)一步變好。上述中徑部直徑的尺寸是測定配置有端子配件5的軸線0方向前端部的部位中的軸孔2的內(nèi)徑。本發(fā)明的火花塞的被容納部19的直徑(2rn)在絕緣體3的軸孔2的內(nèi)徑(2Rn)的通常70%以上97%以下的范圍內(nèi)。上述火花塞I通過例如如下方式制造。以下，以火花塞I的制造工序中配置并固定絕緣體、中心電極和端子配件的工序?yàn)橹行倪M(jìn)行說明(參照?qǐng)D6)。首先，通過公知的方法以預(yù)定的形狀制作中心電極4、接地電極8、主體配件7、端子配件5和絕緣體3 (準(zhǔn)備工序)，通過激光焊接等在主體配件7的前端面接合接地電極8的一端部(接地電極接合工序)。另一方面，將中心電極4插入絕緣體3的軸孔2內(nèi)，將中心電極4的凸緣部17卡定于軸孔2的臺(tái)階部13，將中心電極4配置于小徑部12(第一工序)。接下來，將形成第一密封層23的密封粉末15、形成電阻體22的電阻體組成物28、和形成第二密封層24的密封粉末16按該順序放入上述軸孔2內(nèi)的后端側(cè)，將沖壓銷插入軸孔2內(nèi)并以60N/mm2以上的壓力進(jìn)行預(yù)備壓縮，在中徑部14中充填密封粉末15、16和電阻體組成物28 (第二工序)。接下來，從上述軸孔2內(nèi)的后端側(cè)插入端子配件5的前端部20，以前端部20與密封粉末16接觸的方式配置端子配件5 (第三工序)。
接下來，將連接部形成用粉末27以在密封粉末15、16中所包含的玻璃粉末的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上的溫度例如800 1000°C的溫度加熱3 30分鐘，并且壓入直至端子配件5的露出部18的前端面與絕緣體3的后端面抵接為止，對(duì)連接部形成用粉末27施加負(fù)荷(第四工序)。由此，通過燒結(jié)構(gòu)成連接部形成用粉末27的密封粉末15、16以及電阻體組成物28而形成第一密封層23、第二密封層24以及電阻體26。另外，在凸緣部17與軸孔2的間隙以及前端部20與軸孔2的間隙充填有構(gòu)成第一密封層23及第二密封層24的密封材料，在軸孔2內(nèi)密封固定有中心電極4和端子配件5。上述剖面圖像Sn拍攝至存在該密封材料的最后端位置。接下來，將固定有中心電極4和端子配件5等的絕緣體3安裝到接合有接地電極8的主體配件7 (安裝工序)。最后，將接地電極8的前端部向中心電極4側(cè)彎折，接地電極8的一端與中心電極4的前端部相對(duì)，從而制造火花塞I。本發(fā)明的火花塞在上述制造方法中能夠通過如下方式得到:調(diào)整構(gòu)成端子配件5的材料的組成；調(diào)整被容納部19的長度以及直徑；調(diào)整從上述第三工序中的露出部18的前端部到絕緣體3的后端面的軸線方向的長度即露出長度(K);變更密封粉末或電阻體組成物的硬度(變形的容易度)；以及變更上述第四工序中的熱沖壓的溫度。參照?qǐng)D7 9說明本發(fā)明的火花塞的其他實(shí)施方式的火花塞。圖7 9是重疊全部的剖面圖像Sn且最上方為剖面圖像S1時(shí)的俯視說明圖。為了方便說明，未圖示在剖面圖像S1下方所重疊的剖面圖像中的被容納部19和主體配件7，僅圖示被容納部19的中心點(diǎn)an*An，以下說明被容納部19相對(duì)于軸孔2的內(nèi)周面31的位置。另外，以圖7 9所示的軸線0為中心的具有最小半徑的圓是表示被容納部19的中心點(diǎn)& 滿足上述(I)式中的等號(hào)時(shí)的位置的假想線33，中 心點(diǎn)an在該假想線33的外側(cè)的情況下滿足上述(I)式，在內(nèi)側(cè)的情況下不滿足上述(I)式。換言之，在被容納部19的中心點(diǎn)an以(Rn-rn)的80%以上的距離與軸線0分離的情況下，中心點(diǎn)an存在于包括該假想線33的線上的圓的外側(cè)，另一方面，在中心點(diǎn)& 僅以小于80%(Rn-rn)的距離與軸線0分離情況下，中心點(diǎn)an存在于該假想線33的內(nèi)側(cè)。此外，如上所述，將中心點(diǎn)an存在于包括該假想線33的線上的圓的外側(cè)時(shí)的點(diǎn)an設(shè)為點(diǎn)An。如圖7所示，將剖面圖像Sn中的點(diǎn)& 按n的數(shù)值升序連接的軌跡在俯視中是漩渦狀。剖面圖像Sn是以0.5mm間隔進(jìn)行拍攝的圖像，因此該實(shí)施方式的火花塞的被容納部19彎曲成螺旋狀。在該實(shí)施方式的火花塞中的被容納部19的點(diǎn)an#在于滿足上述(I)式的位置的情況是，位于包括假想線33的線上的圓的外側(cè)的情況，點(diǎn)A3 點(diǎn)A12滿足上述(I)式。如上所述，在從區(qū)域T1 T4選擇的特定的一個(gè)區(qū)域存在有連續(xù)的點(diǎn)Am 點(diǎn)A(m+k)時(shí)，將這些的集合設(shè)為Bm，y，因此將點(diǎn)A4和點(diǎn)A5設(shè)為組B4 i，將點(diǎn)A6 點(diǎn)A8設(shè)為組B6,2，將點(diǎn)A9和點(diǎn)Altl設(shè)為組B9，3，將點(diǎn)A11和點(diǎn)A12設(shè)為組Bn，4。此時(shí)，組存在于區(qū)域T2,組B6，2存在于區(qū)域T3,組B9，3存在于區(qū)域T4,組Bn，4存在于區(qū)域1\。因此，該實(shí)施方式的火花塞的組Bm，y的數(shù)量是四個(gè)，因此y的最大值是4，這些組Bm，y存在于T1 T4全部的區(qū)域。
如圖8所示，將剖面圖像中的點(diǎn)&11按11的數(shù)值升序連接的軌跡在俯視中是8字狀。剖面圖像Sn是以0.5mm間隔進(jìn)行拍攝的圖像，因此該實(shí)施方式的火花塞的被容納部19以接近絕緣體的內(nèi)周面的方式彎曲后返回到軸線附近，然后以接近該相反側(cè)的絕緣體的內(nèi)周面的方式彎曲。該實(shí)施方式的火花塞中的被容納部19的點(diǎn)8 存在于滿足上述(I)式的位置的情況是，位于包括假想線33的線上的圓的外側(cè)的情況，點(diǎn)A3 點(diǎn)A6、點(diǎn)A9 點(diǎn)A13滿足上述⑴式。如上所述，在從區(qū)域T1 T4選擇的特定的一個(gè)區(qū)域存在有連續(xù)的點(diǎn)Am 點(diǎn)A(m+k)時(shí)，將這些的集合設(shè)為Bm，y，因此將點(diǎn)A3和點(diǎn)A4設(shè)為組B3, i，將點(diǎn)A5和點(diǎn)A6設(shè)為組B5,2，將點(diǎn)A9 點(diǎn)A11設(shè)為組B9，3，將點(diǎn)A12和點(diǎn)A13設(shè)為組B12，4。此時(shí)，組B。存在于區(qū)域T1，組B5，2存在于區(qū)域T2,組B9，3存在于區(qū)域T4,組B12，4存在于區(qū)域T3。因此，該實(shí)施方式的火花塞的組Bm，y的數(shù)量是四個(gè)，因此y的最大值是4，這些組Bm，y存在于T1 T4全部的區(qū)域。如圖9所示，將剖面圖像中的點(diǎn)&11按11的數(shù)值升序連接的軌跡在俯視中是星型。剖面圖像Sn是以0.5mm間隔進(jìn)行拍攝的圖像，因此在該實(shí)施方式的火花塞的被容納部19以接近絕緣體的內(nèi)周面的方式彎曲后返回到軸線附近，然后進(jìn)一步以接近絕緣體的內(nèi)周面的方式彎曲后返回到軸線附近，反復(fù)這種的曲折。該實(shí)施方式的火花塞中的被容納部19的點(diǎn)an#在于滿足上述(I)式的位置的情況是，位于包括假想線33的線上的圓的外側(cè)的情況，點(diǎn)A2、點(diǎn)A5、點(diǎn)A6、點(diǎn)A9 點(diǎn)A11、點(diǎn)A13、點(diǎn)14滿足上述(I)式。如上所述，在從區(qū)域I\ T4選擇的特定的一個(gè)區(qū)域中存在有連續(xù)的點(diǎn)Am 點(diǎn)A(m+k)時(shí)，將這些的集合設(shè)為Bm，y，因此將點(diǎn)A5和點(diǎn)A6設(shè)為組B5;1，將點(diǎn)A9 點(diǎn)A11設(shè)為組B9，2，將點(diǎn)A13,點(diǎn)A14設(shè)為組B13，3。此時(shí)，組B5;1存在于區(qū)域T3,組B9，2存在于區(qū)域T4,組B13，3存在于區(qū)域

因此，該實(shí)施方式的火花塞的組Bm，y的數(shù)量是三個(gè)，因此y的最大值是3，這些組Bm,y存在于1\、T3> T4的三個(gè)區(qū)域。本發(fā)明所涉及的火花塞用作機(jī)動(dòng)車用的內(nèi)燃機(jī)例如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等的火花塞，在設(shè)置于劃分形成內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的頭(未圖示)的螺紋孔中螺合有上述螺紋部10，固定到預(yù)定的位置。本發(fā)明所涉及的火花塞也能夠用于任何內(nèi)燃機(jī)，但在小徑化的火花塞中尤其發(fā)揮效果，因此能夠適合用于要求火花塞的省空間化的內(nèi)燃機(jī)。本發(fā)明所涉及的火花塞不限于上述實(shí)施例，在能夠?qū)崿F(xiàn)本申請(qǐng)發(fā)明的目的的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種變更。例如，上述火花塞I具有在端子配件5的前端附近實(shí)施滾花加工的固定部25，但固定部25的表面只要是與密封材料的密合性良好的形狀例如凹凸?fàn)?，就沒有特別限定，也可以是通過螺紋切削加工等形成的形狀。另外，也可以被容納部的外周面和前端面整體是凹凸?fàn)?，被容納部的表面整體形成固定部，還可以被容納部的表面的一部分是凹凸?fàn)?。?shí)施例1<火花塞的制作>按照上述制造工序制作圖1所示的火花塞。此外，通過使被容納部的軸線方向長度(被容納部長度)、端子配件中的中心電極側(cè)前端部中的絕緣體的軸孔的內(nèi)徑(中徑部直徑)、從上述第三工序中的露出部的前端到絕緣體的后端的軸線0方向的長度(露出長度(K))變化，制作組Bm，y的數(shù)量和存在組Bm，y的區(qū)域不同的各種火花塞。使用微型X射線CT裝置(T0SCANER — 32250 u hd)對(duì)各火花塞從被容納部的后端朝向前端直至存在有連接部件的后端位置為止以0.5mm間隔拍攝剖面圖像Sn，如上所述，基于該剖面圖像Sn來調(diào)查存在組Bm,y的數(shù)量和存在組Bm,y的區(qū)域(T1 T4)、彎曲部間距離D?！丛u(píng)價(jià)方法〉(負(fù)載壽命性能試驗(yàn))將所制造的火花塞放置在350°C的環(huán)境下，施加20kV的放電電壓，I分鐘放電3600次，從而測定該試驗(yàn)前后的火花塞的電阻體的電阻值OVR1)。進(jìn)行10次上述試驗(yàn)，測定試驗(yàn)后的電阻值R1相對(duì)于初期電阻值Rtl的平均值(R/R。)成為1.5倍以上的時(shí)間，該時(shí)間越長負(fù)載壽命性能越良好，按照如下基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果如表I所示。X:小于150小時(shí)〇:150小時(shí)以上(耐沖擊試驗(yàn)后的負(fù)載壽命性能試驗(yàn))將所制造的火花塞基于JIS B8031進(jìn)行耐沖擊性試驗(yàn)。將耐沖擊性試驗(yàn)后的火花塞與上述負(fù)載壽命性能試驗(yàn)同樣地進(jìn)行試驗(yàn)，按照如下基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果如表I所示。
`
1:小于5分鐘1.5:5分鐘以上、小于20小時(shí)2:20小時(shí)以上、小于150小時(shí)2.5:150小時(shí)以上、小于180小時(shí)3 8.5:180小時(shí)以后每20小時(shí)加0.5點(diǎn)9:420小時(shí)以上、小于450小時(shí)`9.5:450小時(shí)以上、小于500小時(shí)10:500小時(shí)以上[表I]
權(quán)利要求
1.一種火花塞,具有: 絕緣體，具有沿著軸線方向延伸的軸孔； 中心電極，保持于上述軸孔的一端側(cè)； 端子配件，具有容納在上述軸孔內(nèi)的被容納部，保持于上述絕緣體的另一端側(cè)；以及 連接部，在上述軸孔內(nèi)電連接上述中心電極和上述端子配件， 上述火花塞的特征在于， 在將上述軸孔中的保持有端子配件的一側(cè)設(shè)為上述軸線方向的后端側(cè)時(shí)， 具有在上述被容納部的前端部的外周面與上述絕緣體的內(nèi)周面之間形成上述連接部的連接部件， 在從上述被容納部的后端朝向前端直至存在上述連接部件的后端位置為止以0.5mm間隔進(jìn)行拍攝的、與上述軸線正交的剖面圖像中， 將從上述被容納部的后端側(cè)開始的第n個(gè)剖面中的剖面圖像Sn中的被容納部的中心設(shè)為點(diǎn)an，將軸孔的中心設(shè)為點(diǎn)On，將經(jīng)過點(diǎn)an和點(diǎn)On的直線設(shè)為直線Ln，將軸孔的內(nèi)徑設(shè)為2Rn，將被容納部的外徑設(shè)為2rn，將點(diǎn)an與點(diǎn)On的距離設(shè)為H_，將滿足H_彡0.8 (RnTn)的關(guān)系時(shí)的點(diǎn)an設(shè)為點(diǎn)An，其中，n是自然數(shù)， 而且，將剖面圖像S1中的直線L1圍繞以點(diǎn)O1為中心的軸線旋轉(zhuǎn)45°的直線設(shè)為直線L1+,將旋轉(zhuǎn)-45°的直線設(shè)為直線L1-,將由包括上述直線L1+以及上述軸線的平面X+、包括上述直線L1-以及上述軸線方向的平面X_和上述絕緣體的內(nèi)周面包圍的四個(gè)區(qū)域設(shè)為I\、T2、T3、T4J 在從上述區(qū)域T1 T4選擇的特定的一個(gè)區(qū)域存在有連續(xù)的點(diǎn)Am 點(diǎn)A(m+k)時(shí)，將這些的集合設(shè)為組Bm，y，其 中，m和k是自然數(shù)，y是自然數(shù)，且是指從上述被容納部的后端側(cè)數(shù)起的第I個(gè)集合， y的最大值至少是3，并且組Bm，y的至少兩個(gè)存在于從T1 T4選擇的對(duì)稱位置的兩個(gè)區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于， 包括點(diǎn)As的剖面圖像與包括點(diǎn)Ae的剖面圖像的上述軸線方向的距離即彎曲部間距離D是5mm以上,其中，點(diǎn)As表示從上述被容納部的后端側(cè)開始的第一個(gè)點(diǎn)An,點(diǎn)Ae表示從上述被各納部的后端側(cè)數(shù)起的最后個(gè)點(diǎn)An。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于， 上述組Bm，y存在于從T1 T4選擇的至少三個(gè)區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于， I的最大值至少是4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于， 上述組Bm，y存在于T1 T4全部的區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于， I的最大值至少是5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于， 若將配置有上述前端部的部位中的上述軸孔的內(nèi)徑設(shè)為中徑部直徑，則上述中徑部直徑是2.9mm以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于，上述彎曲部間距離D是7mm以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于，上述彎曲部間距離D 是IOmm以上。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供一種火花塞，即使受到?jīng)_擊或振動(dòng)其負(fù)載壽命性能也優(yōu)異。本發(fā)明的火花塞的特征在于，容納于絕緣體的軸孔的被容納部適當(dāng)彎曲而形成的多個(gè)彎曲部與絕緣體的內(nèi)周面接近三個(gè)部位以上，并且這些彎曲部以不偏向軸孔的徑向的方式存在。
文檔編號(hào)H01T13/20GK103140999SQ20118004772
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月1日
發(fā)明者吉田治樹, 本田稔貴, 鈴木彰 申請(qǐng)人:日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社