火花塞制造技术

本发明专利技术提供一种通过确定形成于放电部和台座部之间的接合部中的熔融部的结构构造而能够抑制裂纹和剥离的发生的火花塞，其中放电部和台座部形成从接地电极突出的点火部。在包括点火部（８０）的中心轴线（Ｐ）的截面的廓线形状中，熔融部（８３）的露出面（８８）连接放电部（８１）的侧面（８２）和台座部（８４）的侧面（８５）。另外，在交点（Ｃ）处，形成于经过熔融部（８３）和台座部（８４）之间的边界位置（Ｘ１）以及熔融部（８３）和放电部（８１）之间的边界位置（Ｘ２）的假想线（Ｑ）和中心轴线（Ｐ）之间的外角θ满足１３５°≤θ≤１７５°。而且，熔融部（８３）的形成深度Ｔ与放电部（８１）的外径Ｓ的比例Ｔ／Ｓ满足Ｔ／Ｓ≥０．５。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种火花塞，该火花塞的接地电极设置有与中心电极形成火花放电间隙的针状点火部。
技术介绍
近年来，要求强化对内燃机排出的排气的环境污染的控制手段。由于增强点火性 (点火性能)有助于净化排气，所以研发了一种火花塞，该火花塞的接地电极的内面设置有用耐火花消耗性高的贵金属形成的朝向中心电极突出的电极头(放电部)。与传统的火花塞相比，在具有这样的构造的火花塞中，由于接地电极可以被设为远离火花放电间隙，所以形成于火花放电间隙的火焰核心(火焰核)在成长过程的初期阶段不太容易接触接地电极。因此，减少了由于火焰核接触接地电极而且热被接地电极吸收而阻碍焰心的成长的所谓的猝灭作用，从而提高了火花塞的点火性能。在这样的火花塞中，因为大的热负荷被施加到了电极头，所以在放电部和接地电极之间的接合部有出现裂纹或剥离的风险。由此，对于放电部(点火部)和接地电极之间的接合来说，线膨胀系数在放电部的线膨胀系数和接地电极的线膨胀系数之间的作为中间构件的台座部(突起部)介入放电部和接地电极之间。利用该台座部，缓和了可能发生在放电部、台座部和接地电极的各接合部位的热应力，从而减少了裂纹或剥离的发生(例如， 参见专利文献1)。另外，在专利文献1中，电极头和中间构件之间的接合不是通过在焊接时过大压接力(pressure welding force)作用于该接合的电阻焊接而是通过能够容易地将热集中到该接合的激光焊接而焊接的，并且将熔融深度设得深也减小了在焊接后残留内应力的趋势。于是，通过用于焊接电极头和中间构件的激光焊，在电极头和中间构件之间形成了各种构成材料(成分)被混合在一起的熔融部。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平11-204233号公报
技术实现思路
然而，尽管放电部和台座部均在受到由于发动机的燃烧而引起的热负荷时膨胀变形，但是取决于形成于放电部和台座部之间的熔融部的结构构造，诸如位置和形状等，熔融部可以具有限制或抑制放电部和台座部的变形的结构。特别地，当熔融部形成为结合放电部的侧面和台座部的突出前端侧的表面时，熔融部的结构处于如下状态熔融部在与放电部从接地电极突出的突出方向正交的径向上朝内保持放电部。同样的状态发生在熔融部和台座部之间的界面。于是，当熔融部限制或抑制放电部和台座部的归因于热膨胀的径向 (特别地，朝外)延伸并且各个界面处的内应力增大时，仍存在出现裂纹或剥离的风险。为了解决上述问题而提出本专利技术，本专利技术的目的是提供一种通过确定形成于放电部和台座部之间的接合部中的熔融部的结构构造而能够抑制裂纹和剥离的发生的火花塞，所述放电部和台座部形成从接地电极突出的点火部。用于解决问题的方案为了实现该目的，构造1的火花塞包括中心电极；陶瓷绝缘体，其具有沿着轴向延伸的轴向孔并且将所述中心电极保持在所述轴向孔内；金属壳，其保持所述陶瓷绝缘体并包围所述陶瓷绝缘体的外周；接地电极，所述接地电极的一个端部与所述金属壳固连，并且所述接地电极的另一端部以使得所述另一端部的一个侧面面对所述中心电极的前端部的方式弯曲；以及点火部，其被设置于所述接地电极的所述另一端部的所述一个侧面上的面对所述中心电极的所述前端部的位置，并且所述点火部从所述一个侧面朝向所述中心电极突出，并且所述点火部具有如下特征。所述点火部具有台座部，其从所述一个侧面朝向所述中心电极突出；放电部，其通过激光焊接接合到所述台座部的突出前端，并且在所述中心电极的前端部和所述放电部之间形成火花放电间隙；及熔融部，其介于所述台座部和所述放电部之间，并且通过激光焊接将所述台座部的构成材料和所述放电部的构成材料熔合并混合在一起而形成所述熔融部。当沿所述点火部从所述接地电极的所述一个侧面突出的方向观察所述点火部的包括所述点火部的中心轴线的任意截面时，所述熔融部形成为从所述点火部的侧面朝向所述中心轴线延伸，当观察所述点火部的所述任意截面的廓线时，所述熔融部具有连接所述台座部的侧面和所述放电部的侧面的构造。并且，在所述点火部的所述任意截面中，Xl为所述点火部的所述侧面的一个侧面在所述台座部和所述熔融部之间的边界位置，X2为所述点火部的所述侧面的所述一个侧面在所述放电部和所述熔融部之间的边界位置，当观察所述任意截面中的连接所述边界位置Xl和X2的直线的距离最大的第一截面时，外径S和延伸长度T之间的关系满足T/S ^ 0. 5，其中S是所述放电部沿与所述中心轴线正交的径向的外径，所述T是所述熔融部基于所述放电部和所述熔融部之间的所述边界位置X2的沿径向向内方向的延伸长度，并且形成于所述中心轴线和经过所述边界位置Xl和X2的假想线之间的外角θ满足135° ( θ <175°。在构造2的火花塞中，在所述点火部的全周上的沿以所述中心轴线为中心的各方向的所有任意截面中的半数以上的截面中，所述外径S和所述延伸长度T之间的关系均满足T/S彡0. 5，并且所述外角θ均满足135° ( θ ( 175°。在构造3的火花塞中，所述放电部的构成材料的线膨胀系数与所述台座部的构成材料的线膨胀系数之间的差为8. 1X10—6以下，其中所述线膨胀系数的单位为1/Κ。在构造4的火花塞中，所述台座部的所述侧面和所述接地电极的设置有所述台座部的所述一个侧面经由第一连接部连接，所述第一连接部在包括所述点火部的中心轴线的截面中呈内弯的凹状。在构造5的火花塞中，所述台座部在所述接地电极的所述一个侧面所在侧具有通过扩大所述台座部的外径形成的凸缘部，并且所述台座部的所述凸缘部的面对所述突出前端的表面以及所述台座部的相对于所述凸缘部位于突出前端侧的侧面经由第二连接部连接，所述第二连接部在包括所述点火部的中心轴线的截面中呈内弯的凹状。在构造6的火花塞中，所述点火部的所述放电部由贵金属Pt、Ir、I h和Ru中的任意一种制成，或者由包含这些贵金属中的至少一种贵金属的贵金属合金制成。专利技术的效果在本专利技术的火花塞中，熔融部形成在点火部的全周上。即，在放电部和熔融部、以及台座部和熔融部沿点火部的径向被层状地配置的部位，放电部和台座部被熔融部沿径向向内地保持。因此，当放电部和台座部在受热而沿径向延伸(变形)时，该延伸被它们的对径向向外膨胀的阻力限制或抑制。该阻力由沿点火部的周向连续地形成的环状熔融部贡献。这里，当观察点火部的截面的廓线形状时，熔融部具有连接台座部的侧面和放电部的侧面的构造。因此，与熔融部连接放电部的侧面和沿着点火部的径向扩展的平面(即接地电极的一个侧面或台座部的前端面)的情况相比，可以减少熔融部对放电部的沿径向向外方向的延伸的限制。此外，根据本专利技术的火花塞，在点火部的第一截面中，形成于经过位置Xl和位置 X2的假想线以及点火部的中心轴线之间的外角θ满足作为限定的135° ( θ彡175°。 在外角θ小于180°的情况下，熔融部的形状是使得熔融部从位置Χ2朝向位置Xl扩大的倒锥形，并且在位置Χ2，熔融部处于如下状态熔融部沿径向向内地保持放电部。而且，当外角θ变得越小时，倒锥形的扩宽或发散程度越大，熔融部自身的结构对沿径向向外方向的压力的阻力就越大。因此，当放电部受热并且由于热膨胀而变形时，放电部的沿径向向外方向的变形趋向于被熔融部抑制。在一个具体的示例中，当外角θ变得小于135°时，放电部和熔融部之间的界面处的内应力增大，于本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种火花塞，其包括：中心电极；陶瓷绝缘体，其具有沿着轴向延伸的轴向孔并且将所述中心电极保持在所述轴向孔内；金属壳，其保持所述陶瓷绝缘体并包围所述陶瓷绝缘体的外周；接地电极，所述接地电极的一个端部与所述金属壳固连，并且所述接地电极的另一端部以使得所述另一端部的一个侧面面对所述中心电极的前端部的方式弯曲；以及点火部，其被设置于所述接地电极的所述另一端部的所述一个侧面上的面对所述中心电极的所述前端部的位置，并且所述点火部从所述一个侧面朝向所述中心电极突出，所述点火部具有：台座部部之间的所述边界位置Ｘ２的沿径向向内方向的延伸长度，并且形成于所述中心轴线和经过所述边界位置Ｘ１和Ｘ２的假想线之间的外角θ满足１３５°≤θ≤１７５°。融部之间的边界位置，当观察所述任意截面中的连接所述边界位置Ｘ１和Ｘ２的直线的距离最大的第一截面时，外径Ｓ和延伸长度Ｔ之间的关系满足Ｔ／Ｓ≥０．５，其中Ｓ是所述放电部沿与所述中心轴线正交的径向的外径，所述Ｔ是所述熔融部基于所述放电部和所述熔融的廓线时，所述熔融部具有连接所述台座部的侧面和所述放电部的侧面的构造，并且在所述点火部的所述任意截面中，Ｘ１为所述点火部的所述侧面的一个侧面在所述台座部和所述熔融部之间的边界位置，Ｘ２为所述点火部的所述侧面的所述一个侧面在所述放电部和所述熔电部的构成材料熔合并混合在一起而形成所述熔融部，当沿所述点火部从所述接地电极的所述一个侧面突出的方向观察所述点火部的包括所述点火部的中心轴线的任意截面时，所述熔融部形成为从所述点火部的侧面朝向所述中心轴线延伸，当观察所述点火部的所述任意截面，其从所述一个侧面朝向所述中心电极突出；放电部，其通过激光焊接接合到所述台座部的突出前端，并且在所述中心电极的前端部和所述放电部之间形成火花放电间隙；及熔融部，其介于所述台座部和所述放电部之间，并且通过激光焊接将所述台座部的构成材料和所述放...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫下直道，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP