火花塞的电极及其制造方法、以及火花塞及其制造方法技术

本发明专利技术中，在由镍或以镍为主成分的金属构成的杯体的凹部中容纳中芯后，进行冷加工而制造中心电极和接地电极的至少一方，该中芯通过将母材金属和碳以碳为80体积%以下的方式混合并压粉或烧结而成形。上述电极中的外皮与中芯的热膨胀系数差小，热传导良好且散热良好，从而得到耐久性优异的火花塞。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及火花塞的电极及其制造方法、以及火花塞及火花塞的制造方法。
技术介绍
内燃机的火花塞的中心电极或接地电极具有伴随内燃机的高性能化在更高温下使用的倾向，但若燃烧所产生的热量积蓄，则电极材料劣化，因此需要提高热传导性且散热变好。因此，提案有使用如下的电极:耐腐蚀性优异的镍合金作为外皮，热传导率比镍合金更高的金属作为中芯〈例如，专利文献1>。现有技术文献专利文献专利文献1:日本国特开平5-343157号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题铜由于热传导率高因而优选作为中芯材料，但与作为外皮的镍合金的热膨胀系数差大，因热应力会在外皮与中芯的界面产生间隙。为了防止外皮与中芯的界面的间隙，可以减小两者的热膨胀系数差，但外皮的镍合金由于承担耐腐蚀性因而不希望较大的变更其组成，考虑将中芯的铜与其他金属进行合金化而减小热膨胀系数。但是，由于合金化，与铜单独的情况相比热传导率降低，因此不优选。另外，为了降低中芯的热膨胀系数，还考虑使陶瓷粉末分散，但在热传导率降低的基础上，陶瓷自身的硬度高，因此会导致切削夹具或切断夹具、成形金属模具等加工用夹具的寿命变短这样的不良情况。另外，作为中芯材料，还考虑使用镍、铁等，这是因为热膨胀系数与镍合金接近，并且比铜便宜，但在热传导率方面比不上Cu。因此，本专利技术的目的在于，在由镍合金的外皮和中芯构成的火花塞的电极中，减小外皮与中芯的热膨胀系数差，并且热传导率维持良好。另外，目的在于提供一种具有上述电极、且耐久性优异的火花塞。用于解决课题的手段为了达成上述目的，本专利技术提供下述方案。(I) 一种火花塞的电极，是作为火花塞的中心电极和接地电极的至少一方的电极，上述火花塞的电极的特征在于，由在母材金属中使碳分散80体积％以下的量的复合材料构成的中芯的至少一部分通过由镍或以镍为主成分的金属构成的外皮包围。(2)根据上述⑴记载的火花塞的电极，其特征在于，上述母材金属从铜、铁、镍或者以铜、铁、镍的至少一种为主成分的金属中选出。(3)根据上述(I)或(2)记载的火花塞的电极，其特征在于，上述复合材料中的碳含量为10体积％以上80体积％以下。(4)根据上述(I) (3)中任一项记载的火花塞的电极，其特征在于，上述复合材料中的碳含量为15体积％以上70体积％以下，并且上述复合材料的热膨胀率为5X 10_6/K以上14X10-6/K以下。(5)根据上述(I) (4)中任一项记载的火花塞的电极，其特征在于，上述碳是从碳粉末、碳纤维以及碳纳米管中选出的至少ー种。(6)根据上述(5)记载的火花塞的电极，其特征在于，上述碳粉末的平均粒径为2 u m以上200 u m以下。(7)根据上述(5)记载的火花塞的电极，其特征在于，上述碳纤维的平均纤维长度为2iim以上2000 iim以下。(8)根据上述(5)记载的火花塞的电极，其特征在于，上述碳纳米管的长径部的平均长度为0.1 u m以上2000 u m以下。(9) 一种火花塞,包括:绝缘体,具有沿着轴线方向延伸的轴孔；中心电极，保持于上述轴孔；主体配件，设置于上述绝缘体的外周；以及接地电极，基端部与上述主体配件接合，在自身的前端部与上述中心电极的前端部之间形成间隙，上述火花塞的特征在干，上述中心电极和上述接地电极的至少一方为上述(I)至(8)中任ー项所述的电扱。(10) ー种火花塞的制造方法，该火花塞包括:绝缘体,具有沿着轴线方向延伸的轴孔；中心电极，保持于上述轴孔的上述轴线方向前端侧；主体配件，设置于上述绝缘体的外周；以及接地电极，基端部与上述主体配件接合，在该接地电极的前端部与上述中心电极的前端部之间形成间隙，上述火花塞的制造方法的特征在干，在制造上述中心电极或上述接地电极的至少一方的エ序中，在由镍或以镍为主成分的金属构成的杯体的凹部中容纳中芯后，进行冷加工而制造上述中心电极或上述接地电极，该中芯通过将母材金属和碳以碳为80体积％以下的方式混合并压粉或烧结而成形。(11) 一种火花塞的制造方法,该火花塞包括:绝缘体，具有沿着轴线方向延伸的轴孔；中心电极，保持于上述轴孔的上述轴线方向前端侧；主体配件，设置于上述绝缘体的外周；以及接地电极，基端部与上述主体配件接合，在该接地电极的前端部与上述中心电极的前端部之间形成间隙，上述火花塞的制造方法的特征在干，在制造上述中心电极或上述接地电极的至少一方的エ序中，制作碳的临时烧结体，使母材金属的溶融物浸入上述碳的临时烧结体而成形碳为80体积％以下的中芯，在由镍或以镍为主成分的金属构成的杯体的凹部中容纳上述中芯后，通过冷加工制造上述中心电极或上述接地电极。(12) ー种火花塞的电极的制造方法，是制造火花塞的中心电极和接地电极的至少一方的方法，上述火花塞的电极的制造方法的特征在干， 在由镍或以镍为主成分的金属构成的杯体的凹部中容纳中芯后，冷加工成预定形状，该中芯通过将母材金属和碳以碳为80体积％以下的方式混合并压粉或烧结而成形。(13) ー种火花塞的电极的制造方法，是制造火花塞的中心电极和接地电极的至少一方的方法，上述火花塞的电极的制造方法的特征在干，制作碳的临时烧结体，使母材金属的溶融物浸入上述碳的临时烧结体而成形碳为80体积％以下的中芯，在由镍或以镍为主成分的金属构成的杯体的凹部中容纳上述中芯后,冷加工成预定形状。专利技术效果本专利技术的火花塞的电极中的镍合金的外皮与中芯的热膨胀系数差较小，能够防止在外皮与中芯的界面产生间隙。并且，作为中芯材料，使用使具备与铜相比高出几倍的热传导率的碳分散于母材金属的复合材料，因此散热良好且耐久性优异。而且，加工性良好，对加工用夹具的负担也減少。另外，本专利技术的火花塞成为电极的散热良好、耐久性优异的火花塞。附图说明表不火花塞的一例的剖视图。图2(a)和图2(b)是表示制造中心电极时的エ件的制造エ序的图。图3(a) 图3(c)是表示制造中心电极时的エ件的挤压エ序的半剖视图。以与轴线正交的剖面表示接地电极的其他例的示意图。具体实施例方式以下，关于本专利技术，示例中心电极的制造方法并进行说明。图1是表示火花塞的一例的剖视图。如图所示，火花塞I由绝缘体2和主体配件9构成，该绝缘体2保持在轴孔3的前端侧具有凸缘部的中心电极4，在轴孔3的后端，电阻体8与端子电极6 —起夹着导电性玻璃密封材料7而封入并保持在该轴孔3内，该主体配件9将该绝缘体2经由填充物13固定保持于台阶部12，并且在螺纹部10的前端将接地电极11配置在与保持于绝缘体2的中心电极4的前端相対的位置。本专利技术中，中心电极4构成为通过由镍合金构成的外皮15包围在母材金属中分散有碳的中芯14。对于外皮材料的镍合金没有限制，可以是Inconel (スペシャルメタルズ公司(Special Metals Corporation)的注册■商标名)系，也可以是高Ni系(Ni彡96%)的材料。中芯材料是在母材金属中使碳分散的复合材料。例如，碳纳米管的热传导率在室温下为3000 5500W m—1 K-1，与铜的398W m—1 IT1相比是很好的高热传导物质。另外，碳的热膨胀系数例如是较低的1.5 2X 10_6/K，能够降低作为中芯整体的热膨胀系数而减小与作为外皮材料的镍合金的热膨胀系数差。另外，作为碳的形态，除了上述碳纳米管以外，还可以使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：田中智雄，柴田勉，鬼海高明，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：
国别省市：