内燃机用火花塞制造技术

一种内燃机用火花塞。该火花塞包括接地电极和接合到接地电极的远端部的贵金属电极头。由贵金属电极头和接地电极被熔化在一起的熔化结合部将贵金属电极头接合到接地电极。贵金属电极头的突出长度是０．３ｍｍ以上。关于熔化结合部，这里定义的第一熔化角Ｓ１°、第二熔化角Ｓ２°、第一接触角θ１°和第二接触角θ２°满足关系５０≤Ｓ１＋Ｓ２≤１２０和θ１＞θ２。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种内燃机用火花塞。
技术介绍
'内燃机用火花塞被安装到内燃机并且用于点燃燃烧室中的空气燃料混合物。 一般地，该火花塞包括具有轴向孔的绝缘 体；插入到轴向孔中的中心电极；设置在绝缘体的外周上的金 属壳；以及安装到金属壳的前端面的接地电4及。在接地电极和 中心电极之间限定火花放电间隙。将含有如铂合金等贵金属合金的贵金属电极头(tip)接合到含有如镍合金等具有耐热性和耐腐蚀性的金属的接地电极的 前端部。贵金属电极头可以提高耐火花损耗性和点火性。已提 出将贵金属电极头接合到接地电极的技术，在该技术中，由激 光束沿着接地电极和贵金属电极头之间的交界的外表面进行焊 接(例如，参见JP-A-2002-313524和JP-B-3460087 )。近年来，已开发具有高压缩比的发动机以增加发动机输出。 在这种发动机的燃烧室中，贵金属电极头和接地电极暴露于高 温。另夕卜，4妻地电才及的散热性(heat dissipation property )朝向 其远端(distal end)劣化，并且接地电极的温度在靠近其远端 的部分趋向于变高。为此，可能在贵金属电极头和接地电极之 间的交界处产生由于冷热循环的重复导致的变形。这可能在贵 金属电极头和接地电极之间的交界处引起氧化皮(oxide scale)、破裂等，使得贵金属电极头可能从接地电极脱落。此外，已响应发动机小型化的需求减小了火花塞的尺寸， 并且金属壳本身的直径和厚度已变得更小。因为接合到金属壳5的面积减小，所以必须减小设置在金属壳的前端处的接地电极 的尺寸。因此，可能进一步降低接地电极的头部散热性，并且 前述问题可能变得更受关注。
技术实现思路
考虑到上述情况完成了本专利技术，本专利技术的目的是提供一种 能够防止由于冷热循环的重复导致的贵金属电极头从接地电极 的损失(脱落)并且能够延长寿命周期的内燃机用火花塞。根据以下方面实现本专利技术的上述目的。在第一方面中，本专利技术提供一种内燃机用火花塞，该火花塞包括筒状绝缘体，其具有沿轴向延伸的轴向孔；中心电极， 其被插入到轴向孔中并且沿轴向从轴向孔的基端向轴向孔的前 端延伸；筒状金属壳，其设置在绝缘体的外周上并且沿轴向从 绝缘体的前端向绝缘体的基端延伸；接地电极，其从设置在金 属壳的前端部的接地电极的基端向接地电极的远端延伸；和贵 金属电极头，其含有贵金属作为主要成分，并且其基端接合到 接地电极的远端部的侧面，且其远端面对中心电极的前端部， 其中，贵金属电极头在沿着贵金属电极头的中心轴线的方向上 从接地电极的远端部的侧面突出的长度为0.3mm以上，由贵金 属电极头和所述接地电极被熔化在一起的熔化结合部(molten bond)将贵金属电极头接合到接地电极；第一熔化角S1、第二 熔化角S2、第一接触角ei和第二接触角e2满足关系(i)和(ii): (i) 及(ii) 01>92,其中，在沿着接地电极的纵向并且包含贵金属电极头的中心轴线的截面中，将第一交 界点定义为熔化结合部的外表面和贵金属电极头的外表面之间 的的交界点；将第一虚线定义为与贵金属电极头的中心轴线垂 直并且通过接地电极的可视轮廓的延长线和第 一 交界点之间的沿贵金属电极头的中心轴线的方向的中点的直线；将第 一 交点 定义为第 一虛线和熔化结合部的可视轮廓之间的交点；将第二 交点定义为第 一 虛线与熔化结合部和贵金属电极头之间的交界 线之间的交点；将第一线定义为通过第一交界点和第一交点的 直线；将第二线定义为通过第一交界点和第二交点的直线；将 第一熔化角Sl[。]定义为第一线和第二线之间的夹角；将第二交 界点定义为熔化结合部的外表面和接地电极的外表面之间的交 界点；将第二虚线定义为与贵金属电极头的中心轴线平行并且 通过贵金属电极头的可视轮廓的延长线和第二交界点之间的沿 与贵金属电极头的中心轴线正交的方向的中点的直线；将第三 交点定义为第二虚线和熔化结合部的可视轮廓之间的交点；将 第四交点定义为第二虚线与熔化结合部和接地电极之间的交界 线之间的交点；将第三线定义为通过第二交界点和第三交点的 直线；将第四线定义为通过第二交界点和第四交点的直线；将 第二熔化角S2 [。]定义为第三线和第四线之间的夹角；将第一接 触角ei [。]定义为第 一 线和贵金属电极头的可视轮廓的延长线 之间的夹角；将第二接触角e2 [。]定义为第三线和接地电极的可 视轮廓的延长线之间的夹角。在沿着接地电极的纵向延伸并且包含贵金属电极头的中心 轴线的截面中，在贵金属电极头的两侧存在两个熔化结合部。 当熔化结合部对称布置并且具有相同的尺寸时，可以根据任一个熔化结合部来确定si、 S2、 ei和e2。当熔化结合部不对称地布置或具有不同的尺寸时，可以通过以下步骤来确定角Sl、 S2、 ei和92:测量各个熔化结合部的第一熔化角、第二熔化角、 第一接触角和第二接触角；并且取熔化结合部的各角度的平均值。根据第 一 方面，将贵金属电极头接合到接地电极的前端，从而加强了耐火花损耗性和点火性。特别地，由于贵金属电极 头在沿着贵金属电极头的中心轴线的方向上从接地电极的远端部的侧面突出的长度为0.3mm以上，因此，可以获得可靠的效 果。可以通过激光焊接或电子束焊接将贵金属电极头的基端接 合到接地电极以形成熔化结合部。该熔化结合部围绕贵金属形 成以接合并熔化贵金属电极头和接地电极。因此，与电阻焊接 相比，显著地加强了结合强度。如本专利技术的上述
技术介绍
中所述，接地电极的散热性朝向 其远端劣化。因此，可能在贵金属电极头和熔化结合部之间的 交界或者在熔化结合部和接地电极之间的交界产生应变应力。 根据上述第一方面，关于熔化结合部，满足关系5(KS1+S2S120， 其中，Sl(。)是在贵金属电极头侧的第一熔化角，S2(。)是在接地 电极侧的第二熔化角。因此，即^^当重复冷热循环时，也能防 止在交界中形成氧化皮，并且可以防止贵金属电极头的损失。 因此，能够延长火花塞的寿命周期。当S1 + S2小于50(。)时，熔化结合部的体积可能不充分，并 且由于冷热循环的重复容易形成氧化皮。此外，当S1+S2超过 120(°)时，熔化结合部过大，并且由于腐蚀导致熔化结合部可 能凹陷(有缺口 )。一般地，当进行激光焊接或电子束焊接时，含有镍作为主 要成分的接地电极比贵金属电极头更容易熔化。换句话说，相 对于贵金属电极头的金属成分，熔化结合部含有更多量的接地 电极的金属成分。由于贵金属电极头的金属成分的耐腐蚀性趋 向于比接地电极的金属成分的耐腐蚀性强，因此，从熔化结合 部的耐腐蚀性的观点考虑，熔化结合部优选含有尽可能多的贵 金属电极头的金属成分。这样，根据上述第一方面，贵金属电8极头侧的第 一接触角ei(。)和接地电极侧的第二接触角e2(。)满 足关系01>92。因此，在熔化结合部中熔化的贵金属电极头的 金属成分的量变得相对大，并且可以显著地加强耐腐蚀性。因 此，能够可靠地防止贵金属电极头的损失，并且能够延长火花 塞的寿命周期。当第 一接触角e等于或小于第二接触角e2时，在熔化结合 部中熔化的贵金属电极头的金属成分的量可能不足，这可能使 耐腐蚀性劣化。可以采用下面的本专利技术的第二和第三方面来进一步加强本 专利技术的第 一方面的火花塞的效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机用火花塞，其包括：　筒状绝缘体，其具有沿轴向延伸的轴向孔；　中心电极，其被插入到所述轴向孔中并且沿所述轴向从所述轴向孔的基端向所述轴向孔的前端延伸；　筒状金属壳，其设置在所述绝缘体的外周上并且沿所述轴向从所述绝缘 体的前端向所述绝缘体的基端延伸；　接地电极，其从设置在所述金属壳的前端部上的所述接地电极的基端向所述接地电极的远端延伸；以及　贵金属电极头，其含有贵金属作为主要成分，该贵金属电极头的基端被接合到所述接地电极的远端部的侧面，该贵金 属电极头的远端面面对所述中心电极的前端部，　其中，所述贵金属电极头在沿着所述贵金属电极头的中心轴线方向上从所述接地电极的所述远端部的所述侧面突出的长度是０．３ｍｍ以上，　由所述贵金属电极头和所述接地电极被熔化在一起的熔化结合部将 所述贵金属电极头接合到所述接地电极；并且　第一熔化角Ｓ１、第二熔化角Ｓ２、第一接触角θ１和第二接触角θ２满足关系（ｉ）和（ｉｉ）：　（ｉ）５０≤Ｓ１＋Ｓ２≤１２０；以及　（ｉｉ）θ１＞θ２，　其中，在沿着所述接地电极 的纵向并且包含所述贵金属电极头的所述中心轴线的截面中，　将第一交界点定义为在所述熔化结合部和所述贵金属电极头之间的外表面上的交界点；　将第一虚线定义为与所述贵金属电极头的所述中心轴线垂直并且通过所述接地电极的可视轮廓的延长线和所 述第一交界点之间的沿所述贵金属电极头的所述中心轴线方向的中点的直线；　将第一交点定义为所述第一虚线和所述熔化结合部的可视轮廓之间的交点；　将第二交点定义为所述第一虚线与所述熔化结合部和所述贵金属电极头之间的交界线之间的交点；　 　将第一线定义为通过所述第一交界点和所述第一交点的直线；　将第二线定义为通过所述第一交界点和所述第二交点的直线；　将所述第一熔化角Ｓ１［°］定义为所述第一线和所述第二线之间的夹角；　将第二交界点定义为所述熔化结合部的外表 面和所述接地电极的外表面之间的交界点；　将第二虚线定义为与所述贵金属电极头的所述中心轴线平行并且通过所述贵金属电极头的可视轮廓的延长线和所述第二交界点之间的沿与所述贵金属电极头的所述中心轴线正交的方向的中点的直线；　将第三交点定 义为所述第二虚线和所述熔化结合部的所述可视轮廓之间的交点；　将第四交点定义为所述第二虚线与所述熔化结合部和所述接地电极之间的交...

【技术特征摘要】
JP 2007-11-30 2007-3096201. 一种内燃机用火花塞，其包括筒状绝缘体，其具有沿轴向延伸的轴向孔；中心电极，其被插入到所述轴向孔中并且沿所述轴向从所述轴向孔的基端向所述轴向孔的前端延伸；筒状金属壳，其设置在所述绝缘体的外周上并且沿所述轴向从所述绝缘体的前端向所述绝缘体的基端延伸；接地电极，其从设置在所述金属壳的前端部上的所述接地电极的基端向所述接地电极的远端延伸；以及贵金属电极头，其含有贵金属作为主要成分，该贵金属电极头的基端被接合到所述接地电极的远端部的侧面，该贵金属电极头的远端面面对所述中心电极的前端部，其中，所述贵金属电极头在沿着所述贵金属电极头的中心轴线方向上从所述接地电极的所述远端部的所述侧面突出的长度是0.3mm以上，由所述贵金属电极头和所述接地电极被熔化在一起的熔化结合部将所述贵金属电极头接合到所述接地电极；并且第一熔化角S1、第二熔化角S2、第一接触角θ1和第二接触角θ2满足关系(i)和(ii)(i)50≤S1+S2≤120；以及(ii)θ1>θ2，其中，在沿着所述接地电极的纵向并且包含所述贵金属电极头的所述中心轴线的截面中，将第一交界点定义为在所述熔化结合部和所述贵金属电极头之间的外表面上的交界点；将第一虚线定义为与所述贵金属电极头的所述中心轴线垂直并且通过所述接地电极的可视轮廓的延长线和所述第一交界点之间的沿所述贵金属电极头的所述中心轴线方向的中点的直线...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤友聪，
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[日本]