内燃机用火花塞及其制造方法技术

本发明专利技术提供内燃机用火花塞及其制造方法，使贵金属电极头相对中心电极的焊接强度提高，且不会导致耐损耗性或点火性能降低，更可靠地提高贵金属电极头的耐剥离性。火花塞具有沿轴线方向延伸的中心电极、设于中心电极的前端部的贵金属电极头、以及由中心电极和贵金属电极头相互熔融形成的熔融部。通过设于中心电极和贵金属电极头的至少一方的限制部限制贵金属电极头相对于中心电极在径向上的相对移动，然后通过照射激光束等形成熔融部。贵金属电极头的基端部的至少一部分经由熔融部接合于中心电极，在贵金属电极头的基端部中央部分与中心电极之间形成封闭空间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到在内燃机中使用的火花塞及其制造方法。
技术介绍
一般地，在汽车发动机等的内燃机中使用的火花塞构成为通过在中心电极与接地 电极之间的火花放电间隙中产生火花，从而点燃供给到内燃机的燃烧室的混合气。近些年，从限制气体排放和提高燃料消耗率的观点出发，正在积极地进行稀混合 气发动机(Lean Burn Engine)、直喷发动机、以及低排放发动机等内燃机的开发。在这样的 内燃机中，要求点火性能比以往更优秀的火花塞。因此，已知如下技术为了防止耐损耗性的降低，同时实现点火性能的提高，在中 心电极的前端部焊接由铱合金或白金合金等耐损耗性优秀的贵金属合金构成的圆柱状的 贵金属电极头。然而，贵金属电极头向中心电极的前端部的焊接一般通过如下方式进行。即，将贵 金属电极头的一端面载置于中心电极的前端面，然后利用预定的按压销按压贵金属电极头 的另一端面以保持贵金属电极头。接着，使中心电极等以轴线为旋转轴旋转，同时从中心电 极等的侧面方向对中心电极与贵金属电极头的接触面外缘附近照射激光束或电子束。由 此，在中心电极和贵金属电极头之间形成由构成两者的金属材料熔融而成的熔融部，其结 果是，将贵金属电极头焊接于中心电极的前端部。然而，在采用这样的方法的情况下，在使中心电极等旋转时，有可能会发生贵金属 电极头的中心轴相对于中心电极的中心轴偏移(所谓偏心)的情况。在贵金属电极头相对 于中心电极偏心的状态下进行激光焊接等的话，从激光照射口到照射对象(所述接触面外 缘)的距离发生偏差。其结果是，熔融部的大小(熔融量)会发生偏差，以至于有可能发生 焊接强度降低的情况。因此，为了防止贵金属电极头在焊接时的偏心，提出有下述方案在中心电极的前 端面设置凹状的孔部，并且在贵金属电极头的基端面设置突起状的脚部，在所述脚部与所 述孔部嵌合的状态下，将贵金属电极头焊接于中心电极(例如，参照专利文献1等)。专利文献1 日本特开平10-112374号公报然而，在上述技术中，为了高效地从贵金属电极头向中心电极散热，所述孔部的底 面与所述脚部的端面处于接触状态。而且，在贵金属电极头的基端面与中心电极的前端面 之间的外周部分形成熔融部，另一方面，在所述脚部的端面与所述孔部的底面之间未形成 熔融部，两者通过电阻焊接而焊接在一起。由此，在未形成熔融部的所述脚部的端面与中心 电极的孔部的底面的接触面处，有可能因构成贵金属电极头的贵金属合金与构成中心电极 的金属材料之间的热膨胀系数的差而产生应力。其结果是，有可能在两者的接合部分产生 裂纹，以至于贵金属电极头从中心电极剥离。对此，考虑如下方案在中心电极与贵金属电极头的接触部分的整个区域中，设置 具有处于中心电极和贵金属电极头之间的热膨胀系数的所述熔融部，从而缓和所述应力，防止贵金属电极头的剥离。然而，为了在中心电极与贵金属电极头的接触部分的整个区域形成熔融部，需要 增加激光束等的熔融能量。在此，熔融能量增加的话，有可能使熔融部变得过大，或者从熔 融部分飞溅出金属粒子(所谓溅射)并在贵金属电极头的前端面附着熔融金属。如果熔融 金属附着于贵金属电极头的前端面，则不能够准确地调整火花放电间隙的大小，因此有可 能使火花放电所需要的放电电压变高，在最糟糕的情况下可能发生不发火。此外，熔融部过 大的话，有可能导致耐损耗性的降低。
技术实现思路
本专利技术正是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种内燃机用火花塞及其制 造方法，能够提高贵金属电极头相对于中心电极的焊接强度，并且不会导致耐损耗性或点 火性能的降低，能够更为可靠地提高贵金属电极头的耐剥离性。本专利技术提供一种内燃机用火花塞，其特征在于，具有中心电极，沿轴线延伸，并具有前端部和外周面；筒状的绝缘体，该绝缘体设于所述中心电极的外周面周围，并且具有外周面；筒状的金属壳，该金属壳设于所述绝缘体的外周面周围，并且具有前端部；贵金属电极头，设于所述中心电极的前端部，所述贵金属电极头包括前端部和基 端部；接地电极，所述接地电极的一端固定于所述金属壳的前端部，所述接地电极的另 一端与所述贵金属电极头的前端部之间形成有间隙；限制部，设于所述中心电极和所述贵金属电极头中的至少一方，所述限制部限制 所述贵金属电极头相对于所述中心电极的移动；熔融部，焊接所述中心电极以及所述贵金属电极头的基端部的至少一部分；以及封闭空间，形成在所述贵金属电极头的基端部的中央部分与所述中心电极之间。另外，本专利技术提供一种火花塞的制造方法，所述火花塞具有中心电极，沿轴线延伸，并具有前端部和外周面；筒状的绝缘体，该绝缘体设于所述中心电极的外周面周围，并且具有外周面；筒状的金属壳，该金属壳设于所述绝缘体的外周面周围，并且具有前端部；贵金属电极头，设于所述中心电极的前端部，所述贵金属电极头包括前端部和基 端部；熔融部，通过焊接所述中心电极以及所述贵金属电极头而形成；限制部，设于所述中心电极和所述贵金属电极头中的至少一方；以及接地电极，所述接地电极的一端固定于所述金属壳的前端部，所述接地电极的另 一端与所述贵金属电极头的前端部之间形成有间隙，该火花塞的制造方法的特征在于，包括在所述中心电极与所述贵金属电极头的基端部的中央部分之间形成封闭空间；在所述限制部限制所述贵金属电极头相对于所述中心电极移动时，在所述中心电 极的前端部载置所述贵金属电极头；通过在所述中心电极和所述贵金属电极头之间的边界的外表面使所述中心电极和所述贵金属电极头熔融，在所述中心电极的前端部的表面和所述贵金属电极头的基端部 的表面接触的部分形成所述熔融部；通过所述熔融部的形成，将所述中心电极和所述贵金属电极头焊接。以下，对用于达成上述目的的各结构分开说明。另外，根据需要记述对应的结构特 有的作用效果。结构1.本结构中的内燃机用火花塞具有沿轴线方向延伸的中心电极；设于所述中心电极的外周的筒状的绝缘体；设于所述绝缘体的外周的筒状的主体零件(金属壳)；由贵金属合金构成，并且设于所述中心电极的前端部的贵金属电极头；由所述中心电极以及所述贵金属电极头相互熔融形成的熔融部；以及一端接合于所述主体零件的前端部，另一端与所述贵金属电极头的前端部之间形 成有间隙的接地电极，其特征在于，通过设于所述中心电极和所述贵金属电极头中的至少一方的限制部，限制所述贵 金属电极头相对于所述中心电极在径向上的相对移动，然后，通过照射激光束或者电子束 形成有所述熔融部，所述贵金属电极头的基端部的至少一部分经由所述熔融部与所述中心电极接合， 并且，在所述贵金属电极头的基端部中央部分与所述中心电极之间形成封闭空间。另外，所谓“限制部”只要是限制贵金属电极头相对于中心电极在径向上的相对移 动的部件即可，例如可以由设于贵金属电极头的基端的孔部、以及设于中心电极的前端并 可与所述孔部嵌合的突出部构成限制部。此外，也可以由设于中心电极的前端部并且可供 圆柱状的贵金属电极头嵌入的孔部构成限制部。根据上述结构1，在焊接贵金属电极头时，通过限制部限制贵金属电极头相对于中 心电极在径向上的相对移动。由此，在焊接时，能够更为可靠地防止因贵金属电极头的偏心 而使熔融部的大小产生偏差，能够实现焊接强度的提高。此外，在本结构1的火花塞中，在贵金属电极头的基端部中央部分与中心电极之 间形成有封闭空间。即，在焊接贵金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机用火花塞，其特征在于，具有：中心电极，沿轴线延伸，并具有前端部和外周面；筒状的绝缘体，该绝缘体设于所述中心电极的外周面周围，并且具有外周面；筒状的金属壳，该金属壳设于所述绝缘体的外周面周围，并且具有前端部；贵金属电极头，设于所述中心电极的前端部，所述贵金属电极头包括前端部和基端部；接地电极，所述接地电极的一端固定于所述金属壳的前端部，所述接地电极的另一端与所述贵金属电极头的前端部之间形成有间隙；限制部，设于所述中心电极和所述贵金属电极头中的至少一方，所述限制部限制所述贵金属电极头相对于所述中心电极的移动；熔融部，焊接所述中心电极以及所述贵金属电极头的基端部的至少一部分；以及封闭空间，形成在所述贵金属电极头的基端部的中央部分与所述中心电极之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中村通，那须弘哲，
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]