电热塞制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种能在内燃机等使用时，防止陶瓷加热器和筒状部件之间产生间隙，从而防止导电性下降的电热塞。本发明专利技术的电热塞具有棒状的陶瓷加热器２；沿轴线方向延伸并和外部电连接的棒状中轴５；以及由金属材料制成的筒状部件１００，该筒状部件具有接合到陶瓷加热器２的后端侧外周面２ａ的前端部１０１和接合到中轴５的前端侧外周面的后端部１０２，并电连接一对导线部的一方与中轴５，其特征在于，筒状部件１００在２５℃时的维氏硬度为２００ＨＶ以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用在预热柴油机气缸内的陶瓷电热塞或预热水的加热塞中的电热塞。
技术介绍
如图7所示，现有的电热塞90具有棒状的陶瓷加热器91；筒状外筒92，其在使该陶瓷加热器91的前端部91a及后端部91b突出的状态下通过过盈配合保持陶瓷加热器91；和筒状的主体配件93，其自身的前端部接合到外筒92的后端部外周面92a。该陶瓷加热器91在沿轴线O方向延伸的陶瓷加热器主体911的前端部911a上设有通过通电而发热的发热部912，并具有用于通电的一对导线部913，所述导线部913以从发热部912露出到陶瓷加热器主体911的后端侧911b外周面的方式延伸。而且，由棒状的中轴94和筒状部件95进行向该陶瓷加热器91的通电，其中，所述中轴94位于比陶瓷加热器91靠轴线O方向后方侧的位置，而且沿轴线方向延伸并与外部电连接；所述筒状部件95自身的前端部951通过焊料接合到陶瓷加热器91的后端侧911b的外周面，自身的后端部952通过紧固接合到中轴94的前端部94a的外周面，以与导线部913的一方和中轴94电连接(例如，参见专利文献1)。而且，作为该筒状部件95的材料，考虑紧固等，可以使用不锈钢、铜等具有弹性力的金属弹性材料。专利文献1特开平9-42671号公报(图3)
技术实现思路
但是，对于使用专利文献1中所述金属弹性体的筒状部件95，存在下述担忧，即，在通过焊料接合到陶瓷加热器91上时，不能充分地得到相对陶瓷加热器91的夹紧力。当将该电热塞90安装并用在内燃机等上时，虽然在陶瓷加热器91和筒状部件95上施加热负荷会引起两者共同膨胀，但是这时，筒状部件95比陶瓷加热器91更易膨胀。这样，当使用不能充分获得筒状部件95相对上述陶瓷加热器91的夹紧力的电热塞90时，在陶瓷加热器91和筒状部件95之间会产生间隙。而且，尽管在陶瓷加热器91和筒状部件95的间隙中有焊料，但是，当焊料和陶瓷的浸湿性不充分时，在焊料和陶瓷加热器91之间也会产生间隙。这样，氧气侵入该间隙中后，会氧化露出的导线部913的露出面，从而导线部913和筒状部件95的接触电阻上升，另外，还存在电热塞90的导电性下降的担忧。本专利技术就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能在内燃机等使用时，防止陶瓷加热器和筒状部件之间产生间隙，从而防止导电性下降的电热塞。为了实现上述目的，本专利技术(权利要求1所述的专利技术)提供了一种电热塞，其具有棒状的陶瓷加热器，该陶瓷加热器包括沿轴线方向延伸的陶瓷加热器主体、埋设在该陶瓷主体的前端部并通过通电而发热的发热部、和一端连接到该发热部，另一端露出到该陶瓷加热器主体的后端部外周面的一对导线部；沿轴线方向延伸并和外部电连接的棒状中轴；以及由金属材料制成的筒状部件，该筒状部件具有接合到上述陶瓷加热器的后端侧外周面的前端部和接合到上述中轴的前端侧外周面的后端部，并电连接上述一对导线部的一方与上述中轴，其特征在于，上述筒状部件在25℃时的维氏硬度为200HV以上。对于本专利技术的电热塞，筒状部件的25℃时的维氏硬度为200HV以上。这样，由于所述筒状部件比现有的硬，所以在与陶瓷加热器接合时，能相对陶瓷加热器得到充分的夹紧力。因此，能防止在内燃机等使用时，在陶瓷加热器和筒状部件之间产生间隙，从而能防止电热塞的导电性下降。在维氏硬度不足200HV时，不能充分地得到上述效果。另一方面，筒状部件在25℃时的维氏硬度最好在500HV以下。当维氏硬度超过500HV时，加工性恶化，另外，在与陶瓷加热器接合时，存在陶瓷加热器折断的担忧。对于筒状部件和陶瓷加热器的接合，可以通过焊料接合，也可以通过过盈配合接合。而且，对于上述电热塞，如权利要求2所述，优选的是，上述筒状部件的前端部通过过盈配合接合到上述陶瓷加热器的后端侧外周面。与通过焊料接合筒状部件和陶瓷加热器相比，通过过盈配合接合它们能充分地得到夹紧力。而且，能降低制造成本。另外，在过盈配合的情况下，如果使用现有的硬度低的筒状部件，在相对于陶瓷加热器接合时，筒状部件会相对于陶瓷加热器过度变形，从而存在不能相对于陶瓷加热器充分得到夹紧力的担忧。但是，通过使用本专利技术，在筒状部件和陶瓷加热器接合时，能相对陶瓷加热器得到充分的夹紧力。因此，能防止在内燃机等使用时，在陶瓷加热器和筒状部件之间产生间隙，从而能防止电热塞的导电性下降。另外，作为过盈配合，可以考虑压入或热装、冷装等。在它们中，压入是优选的。压入在制造上容易进行过盈配合。另外，对于压入，由于筒状部件在制造时不会经受冷热，所以筒状部件能保持充分高的硬度。当沿陶瓷加热器的轴向观察筒状部件的前端部时，最好过盈配合15％以上的筒状部件。当不足15％时，与陶瓷加热器的过盈配合量降低，筒状部件上产生龟裂。另一方面，筒状部件的过盈配合最好为90％以下。当超过90％时，筒状部件的后端部降低，与中轴的接合部位降低，可能不能有效地获得应力降低效果。可是，当使本专利技术的筒状部件比现有的硬时，会出现下述问题。近年来，伴随柴油机的直喷化，陶瓷加热器的前端部直接配置在燃烧室内。这时，由于柴油机的燃烧压力等，陶瓷加热器的前端部被反复向轴线方向后端侧推压，结果，陶瓷加热器沿轴线方向振动。如果在如专利文献1所述的、由玻璃密封96固定中轴和主体配件的电热塞(参照图7)上使用本专利技术的高硬度筒状部件，则相对于陶瓷加热器向轴线方向后方施加的压力不能由筒状部件缓和，而是施加在中轴上，从而存在玻璃密封96损坏的担忧。这样，中轴和主体配件短路，或中轴从主体配件脱落。为此，如权利要求4所述，优选的是，上述电热塞具有以使上述陶瓷加热器的前端部和后端部突出而保持的外筒；保持该外筒并围绕中轴前端侧的主体配件；和以位于上述中轴和上述主体配件的间隙中的方式配置的弹性部件。即，本专利技术的电热塞能通过该弹性部件实现中轴和主体配件的绝缘。另外，由于弹性部件容许中轴向轴线方向后端侧的移动，所以，即使由陶瓷加热器的长期振动或过大的燃烧压力引起陶瓷加热器向轴线方向后端侧的移动，弹性部件也能将其吸收，从而不会如现有的玻璃密封那样被损坏。因此，即使燃烧压力等使陶瓷加热器处于被推压的状态，也能通过筒状部件实现与陶瓷加热器接合的中轴和主体配件之间的绝缘，并能防止中轴的脱落。另外，作为弹性部件，例如有衬垫、O形圈等。而且，如权利要求5所述，优选的是，上述电热塞具有筒状绝缘部件，在上述弹性部件和上述主体配件的向后表面接合的同时，该绝缘部件以推压上述弹性部件的方式配置在该弹性部件的后端侧。由于该绝缘部件推压弹性部件，所以燃烧室内的混合气不会通过电热塞内的间隙放出到外部。另外，绝缘部件最好相对于主体配件和中轴之间的间隙具有间隔地配置。这样，即使由陶瓷加热器的长期振动或过大的燃烧压力引起陶瓷加热器向轴线方向后端侧的移动，也不会损坏绝缘部件。而且，优选的是，上述绝缘部件在垂直于轴线方向的截面上具有绝缘部件占其和中轴的60％以上的部位。由于占据60％以上，所以能充分地推压弹性部件。另外，虽然主体配件的向后表面作为主体配件的贯通孔内壁的一部分设置，但是它可以为与轴线方向垂直地形成的表面，或者为朝向轴线方向的后端侧扩大贯通孔内径的锥面。而且，对于上述电热塞，如权利要求6所述，优选的是，筒状部件的后端部通过焊接接合到中轴的后端侧外周面。这样，能牢固地接合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电热塞，其具有：　　　　棒状的陶瓷加热器，该陶瓷加热器包括沿轴线方向延伸的陶瓷加热器主体、埋设在该陶瓷主体的前端部并通过通电而发热的发热部、和一端连接到该发热部，另一端露出到该陶瓷加热器主体的后端部外周面的一对导线部；　　　　沿轴线方向延伸并和外部电连接的棒状中轴；和　　　　由金属材料制成的筒状部件，该筒状部件具有接合到所述陶瓷加热器的后端侧外周面的前端部和接合到所述中轴的前端侧外周面的后端部，并电连接所述一对导线部的一方与所述中轴，　　　　其特征在于，所述筒状部件在２５℃时的维氏硬度为２００ＨＶ以上。

【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：吉川孝哉，村越进也，
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]