CN101346859B - 火花塞的制造方法和火花塞 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种火花塞的制造方法，其中，为了减小火花塞的尺寸，可以在维持中心电极的散热性能的同时减小中心电极的直径，并且还涉及这样的火花塞。可以通过挤压成型将覆盖由高耐热性的镍合金制成的外皮构件(21)和由具有高导热性的铜合金制成的芯构件(23)、并且柱状延伸的柱状构件(220)构造成外皮构件(21)的厚度大致均匀的状态(挤压成型步骤)。凸缘部(305)和顶端部(301)形成在柱状构件(220)中，以获得电极中间构件(320)(顶端部/凸缘部形成步骤)。在电极中间构件(320)的中间主干部(303)中，维持外皮构件(21)的厚度。切削或研磨中间主干部(303)的表面以减小厚度(中间主干部加工步骤)，由此可以在维持芯构件(23)的外径的同时减小中心电极(20)的直径。

Description

火花塞的制造方法和火花塞

技术领域

本发明涉及一种在内燃机中点火用的火花塞的制造方法，并且还涉及一种火花塞。 

背景技术

传统地，在内燃机中使用点火用的火花塞。通常的火花塞由以下部件构成：绝缘体，其在轴孔的顶端侧保持中心电极，并且在后端侧保持连接端子；金属壳，其围绕并且保持绝缘体的主干部；以及接地电极，其一端被熔接到金属壳的顶端，并且另一端与中心电极的顶端相对以形成火花放电间隙。 

用在这样的火花塞中的中心电极由高耐热性金属(例如，镍)形成。为了进一步改进耐热性，使用一种用高导热性金属(例如，铜)作为芯构件构造的覆层结构(clad structure)的电极，由此提高散热性能。例如，通过挤压成型将铜合金被装配到由镍合金形成的杯中的复合构件延伸至柱状形状，然后对被延伸的构件施加塑性加工处理以获得期望的电极形状(例如，参见专利参考文献1)，来制造具有该形状的中心电极。 

近年来，根据汽车发动机输出的增加和燃料消耗的减少，从设计自由度的观点出发，需要减小火花塞的尺寸和直径。在直接减小传统的火花塞的部件尺寸的同时制造火花塞的情况下，金属壳和绝缘体之间的间隙减小，并且增加了横向跳火(side spark)发生的可能性。金属壳受到用于安装到发动机的螺钉的直径以及接地电极的尺寸的限制。因此，很难增加金属壳的内径。当为了确保间隙而减少绝缘体的厚度时，存在强度降低或绝缘不足的可能性。从而，当在减少绝缘体的外径并且确保绝缘体相对于金属壳的间隙的同时使中心电极的外径变薄时，绝缘体的厚度不会减少并且可以维持强度。

专利参考文献1：JP-A-8-213150 

发明内容

本发明所解决的问题

然而，在中心电极中，芯构件的直径减小，因此降低了散热性能。因此，存在耐热性降低、因而耐久性降低的可能性。为了在减小中心电极的直径的同时改进耐热性，可以采用如下构造：采用用于防止芯构件的外径变薄的措施，而是仅减小外皮构件的厚度。然而，在诸如专利参考文献1所公开的塑性加工处理中，很难只减少外皮构件的厚度。 

为了解决上述问题，已经进行了本发明。本发明的目的是提供一种火花塞的制造方法，其中，为了减小火花塞的尺寸，可以在维持中心电极的散热性能的同时减小中心电极的直径，并且还涉及这样的火花塞。 

解决问题的手段

为了达到上述目的，本发明的第1方面的火花塞的制造方法是一种火花塞的制造方法，该火花塞包括中心电极，中心电极包括芯部和覆盖芯部的盖部，其中，该方法包括：第一步骤，对毛坯构件施加塑性加工处理，由此形成柱状的、并且盖部覆盖芯部的第一中间构件，该毛坯构件通过使将用作芯部的材料与将用作盖部的材料接合而构成；第二步骤，对第一中间构件施加塑性加工处理以形成第二中间构件，该第二中间构件具有：顶端部；凸出的凸缘部，其被布置在相对于顶端部的后端侧，并且具有比顶端部大的直径；以及柱状的中间部，其被布置在顶端部和凸缘部之间；以及第三步骤，切削或研磨第二中间构 件的中间部的盖部的表面，以形成具有通过减小中间部的直径而构成的中间主干部的中心电极。 

本发明的第2方面的火花塞的制造方法的特征在于，除本发明的第1方面所述的构造之外，在第二中间构件中，中间部的轴线中央的盖部和凸缘部的盖部均具有0.3至0.4mm的厚度。 

本发明的第3方面的火花塞的制造方法的特征在于，除本发明的第1或第2方面所述的构造之外，中心电极的盖部的硬度具有270Hv或更大的维氏硬度。 

本发明的第4方面的火花塞的制造方法的特征在于，除第1或第2方面所述的构造之外，在第三步骤中，切削或研磨第二中间构件的中间部的盖部的表面，使得中间主干部的盖部的厚度与凸缘部的盖部的厚度之比为0.8或更小。 

本发明的第5方面的火花塞的制造方法的特征在于，除第1或第2方面所述的构造之外，在第三步骤中，切削或研磨第二中间构件的中间部的盖部的表面，使得凸缘部的盖部的厚度与中间主干部的盖部的厚度之间的差为0.05mm或更大。 

本发明的第6方面的火花塞的制造方法的特征在于，除第1或第2方面所述的构造之外，中间部具有等于第二中间构件的整个长度的一半以上的长度。 

本发明的第7方面的火花塞的制造方法的特征在于，除第1或第2方面所述的构造之外，在第三步骤中，在位于中间部中的芯部的整个长度上切削或研磨中间部的盖部的表面。 

为了获得该目的，本发明的第8方面的火花塞是一种包括以下部件的火花塞：中心电极，其具有顶端部和凸出的凸缘部，该凸缘部被布置在相对于顶端部的后端侧，并且具有比顶端部大的直径；以及柱状的中间主干部，其被布置在顶端部与凸缘部之间；绝缘体，其覆盖中心电极的外圆周；管状的金属壳， 其覆盖绝缘体的外圆周；以及接地电极，其被接合到金属壳的顶端面，并且被布置成该接地电极本身的一端与中心电极的顶端部相对，其中，中心电极包括芯部和覆盖芯部的盖部，并且中间主干部的盖部的厚度与凸缘部的盖部的厚度之比为0.8或更小。 

本发明的第9方面的火花塞的特征在于，除本发明的第8方面所述的构造之外，中间主干部的盖部的厚度与凸缘部的盖部的厚度之比为0.5或更大。 

本发明的第10方面的火花塞的特征在于，除本发明的第8或第9方面的构造之外，凸缘部的盖部的厚度与中间主干部的盖部的厚度之间的差为0.05mm或更大。 

本发明的第11方面的火花塞的特征在于，除本发明的第8或第9方面所述的构造之外，中间主干部的盖部具有0.2mm或更大的厚度。 

本发明的第12方面的火花塞的特征在于，除本发明的第8或第9方面所述的构造之外，凸缘部的盖部具有0.3至0.4mm的厚度。 

本发明的第13方面的火花塞的特征在于，除本发明的第8或第9方面所述的构造之外，中心电极的顶端与芯部的顶端之间的距离是2mm或更小。 

发明效果

在本发明的第1方面的火花塞的制造方法中，在第一步骤中，通过对毛坯构件施加塑性加工处理来制造第一中间构件，该毛坯构件通过使将用作芯部的材料与将用作盖部的材料接合而构成。通常，通过挤压成型进行该加工。通过该步骤，第一中间构件可以被完成为由盖部覆盖芯部的形状。通过该加工， 芯部和盖部可以被均匀地延伸，因此，盖部的厚度可以被设定成大致均匀的状态。当在第二步骤中制造具有凸缘部、顶端部和中间部的第二中间构件时，通过对上述盖部覆盖芯部的第一中间构件施加塑性加工处理而形成凸缘部和顶端部，因此，中间部中的盖部的厚度可以维持在大致均匀的状态。在该状态下，当在第三步骤中切削或研磨第二中间构件的中间部的盖部的表面时，在没有改变由盖部覆盖的芯部的外径的情况下，可以仅减小中间主干部的盖部的厚度。即，可以通过仅减小盖部的厚度实现制造的中心电极的直径的减小。如上所述，根据本发明，当在第三步骤中进行中间部的直径的减小时，芯部的比例相对增加。因此，在维持中心电极的散热性能的同时，可以减小中心电极的外径。顶端部的外径可以小于中间部的外径，或者作为选择，可以等于中间部的外径。 

在第三步骤中，在切削或研磨盖部时，随着盖部的厚度进一步减小，中间部的机械强度进一步地变弱。因此，当第二中间构件的中间部的盖部具有减小的厚度时，存在由于在第三步骤中中间部受到切削刃或磨石的阻力而使该部分破损的可能性。因此，如本发明的第2方面所述，第二中间构件的中间部的轴线中央的盖部和凸缘部的盖部的厚度被设定为0.3至0.4mm。根据该构造，可以充分地确保在进行第三步骤之前的第二中间构件的中间部的机械强度，因此，可以抑制第三步骤中的中间部的破损。 

在第三步骤中，在切削或研磨盖部时，随着盖部的厚度进一步减小，中间部的机械强度进一步地变弱。因此，存在由于中间部受到切削刃或磨石的阻力而使该部分破损的可能性。然而，如本发明的第3方面所述，当盖部的硬度具有270Hv或以上的维氏硬度时，即使减小盖部的厚度，也可以维持足够的机械 强度，并且可以防止破损的发生。 

根据第4方面的火花塞的制造方法，在第三步骤中，切削或研磨第二中间构件的中间部的盖部的表面，使得中间主干部的盖部的厚度与凸缘部的盖部的厚度之比为0.8或更小。因此，在如此制造的火花塞中，中间主干部中的芯构件的比例相对大，因此，即使当中心电极的中间主干部具有减小的外径时，也可以确保中心电极的散热性能。 

根据第5方面的火花塞的制造方法，在第三步骤中，切削或研磨第二中间构件的中间部的盖部的表面，使得凸缘部的盖部的厚度与中间主干部的盖部的厚度之间的差为0.05mm或以上。因此，如此制造的火花塞可以充分地发挥中心电极的散热性能。 

为了进一步改进中心电极的散热性能，在第三步骤中，盖部被切削或研磨的中间部相对于第二中间构件的比例可能增加。如第6方面所述，当中间部具有等于第二中间构件的一半以上的长度时，在第三步骤中，具有等于第二中间构件的整个长度的一半以上的长度的盖部被切削和研磨。因此，在如此制造的中心电极中，具有等于中心电极的整个长度的一半以上的长度的部分形成为中间主干部，并且可以进一步改进中心电极的散热性能。 

为了有效地获得中心电极的散热性能，如第7方面所述，在第三步骤中，在位于中间部中的芯部的整个长度上切削或研磨中间部的盖部的表面。如上所述，当在位于中间部中的芯部的整个长度上切削或研磨中间部的盖部时，可以使芯部位于中间主干部中的区域的盖部变薄。在如此制造的中心电极中，可有效地获得散热性能。 

在本发明的第8方面的火花塞中，中间主干部的盖部的厚度与凸缘部的盖部的厚度之比为0.8或更小((中间主干部的盖部 的厚度/凸缘部的盖部的厚度)≤0.8))。这样，位于相对于凸缘部的顶端侧的中间主干部的盖部的厚度小于凸缘部的盖部的厚度，由此可以提高中间主干部的盖部的导热性。结果，传导至中间主干部的热可以迅速地从盖部传递至芯部，并且可以改进中心电极的散热性能。特别地，在本发明中，中间主干部的盖部的厚度与凸缘部的盖部的厚度之比为0.8或更小。因此，即使当中心电极的中间主干部的外径减小时，也可以确保中心电极的散热性能。因此，根据本发明，在确保中心电极的散热性能的同时可以获得小型化的火花塞。顶端部的外径可以小于中间主干部的外径，或者作为选择，可以等于中间主干部的外径。 

存在一种趋势：随着中间主干部的盖部的厚度进一步减小，尽管进一步改进了中心电极的散热性能，但中心电极的机械强度进一步变弱。因此，在第9方面的火花塞中，中间主干部的盖部的厚度与凸缘部的盖部的厚度之比为0.5或更大((中间主干部的盖部的厚度/凸缘部的盖部的厚度)≥0.5)。这样，中间主干部的盖部的厚度与凸缘部的盖部的厚度之比为0.5或更大，由此可以确保中心电极的机械强度。因此，根据本发明，除本发明的第8方面的功能和效果之外，可以构造出包括具有实际使用时足够的机械强度的中心电极的火花塞。 

在第10方面的火花塞中，凸缘部的盖部的厚度与中间主干部的盖部的厚度之间的差为0.05mm或更大((凸缘部的盖部的厚度)-(中间主干部的盖部的厚度)≥0.05mm)。这样，凸缘部的盖部的厚度与中间主干部的盖部的厚度之间的差是0.05mm或更大，由此可以构造出中心电极的散热性能进一步改进的火花塞。 

在第11方面的火花塞中，中间主干部的盖部具有0.2mm或 更大的厚度。根据该构造，可以构造出可以进一步改进中心电极的机械强度并且充分地确保中心电极的抗氧化性能的火花塞。 

在中心电极中，作为与绝缘体的轴孔的台阶部抵接的部分的凸缘部必须具有比其它部分高的机械强度。因此，如第12方面所述，凸缘部的盖部具有0.3至0.4mm的厚度，由此可以构造出除本发明的第8方面的功能和效果之外特别确保凸缘部的机械强度的火花塞。 

在第13方面的火花塞中，中心电极的顶端与芯部的顶端之间的距离是2mm或更小。根据该构造，可以构造出从中心电极的顶端传导出的热可以被迅速地传递至芯部，并且改进了中心电极的顶端部的散热性能的火花塞。 

附图说明

图1是火花塞100的局部剖视图。 

图2是示出了中心电极20的局部剖视图。 

图3是示出了中心电极20的制造步骤的视图。 

图4是示出了中间部加工步骤的变形例的视图。 

图5是示出了中心电极的变形例的视图。 

附图标记的说明

10绝缘体 

20，520，620中心电极 

21，521外皮构件(盖部) 

23，523，623芯构件(芯部) 

25，525中间主干部 

100火花塞 

120复合构件 

121杯状构件 

123轴芯构件 

220柱状构件 

303，803中间部 

305凸缘部 

320，820电极中间构件 

具体实施方式

在下文中，将参照附图说明实施本发明的火花塞的制造方法的实施例。首先，将说明通过本实施例的制造方法制造的火花塞100的结构。图1是火花塞100的局部剖视图。假定在轴线O方向上，中心电极20被保持在绝缘体10的轴孔12中的一侧是火花塞100的顶端侧的情况下，作出以下说明。 

如图1所示，火花塞100大体由以下部件构成：绝缘体10；金属壳50，其被布置在沿绝缘体10的纵向的大致中央部，并且保持绝缘体10；中心电极20，其在轴线O方向上被保持在绝缘体10的轴孔12中；接地电极30，在该接地电极中，基部32被熔接到金属壳50的顶端面57，顶端部31与中心电极20的顶端部22相对；以及接线端子40，其布置在绝缘体10的后端侧。 

首先，将说明构成火花塞100的绝缘构件的绝缘体10。众所周知，绝缘体10是筒状绝缘构件，其通过烧制铝土等形成并且在轴线O方向上具有轴孔12。在轴线O方向的大致中央，形成了具有最大外径的凸缘部19，并且在相对于该部分的后端侧，形成了后端侧主干部18。在相对于后端侧主干部18的后端侧，形成了增加漏电距离的波纹部16。在相对于凸缘部19的顶端侧，形成了外径小于后端侧主干部18的外径的顶端侧主干部17。在 相对于顶端侧主干部17的顶端侧，形成了外径小于顶端侧主干部17的外径的长腿部13。当进一步向顶端侧前进时，长腿部13的直径进一步减小。当火花塞100被安装在未示出的内燃机中时，长腿部暴露到燃烧室中。 

接着，将参照图1和2说明中心电极20。中心电极20是具有如下结构的棒状电极：用于促进放热的由铜或铜合金构成的芯构件(芯部)23以覆层形状被埋设在由高耐热性的富镍合金制成的外皮构件(盖部)21的中心部中。凸缘部24形成在中心电极20的后端侧中。凸缘部24与形成在绝缘体10的轴孔12中的台阶14接合，由此中心电极20在顶端部22从绝缘体10的顶端面突出的状态下被保持到轴孔12的顶端侧。中心电极20包括：在相对于凸缘部24的顶端侧的直径小于凸缘部24的柱状中间主干部25；以及在相对于中间主干部25的顶端侧的直径小于中间主干部25的顶端部22。 

在本实施例的火花塞100中，中心电极20的中间主干部25的在轴线O方向上的中央位置处的外径是1.9mm。凸缘部24的在轴线O方向上的中央位置处的外皮构件21的厚度(t2)是0.35mm，以及中间主干部25的在轴线O方向上的中央位置处的外皮构件21的厚度(t1)是0.25mm。因此，中间主干部25的外皮构件21的厚度(t1)与凸缘部24的外皮构件21的厚度(t2)之比为0.25/0.35≈0.71，以及凸缘部24的外皮构件21的厚度(t2)与中间主干部25的外皮构件21的厚度(t1)之间的差是0.35-0.25＝0.1mm。 

中心电极20经由布置在轴孔12中的密封构件4和电阻器3被电连接到保持在轴孔12的后端侧的接线端子40上。高压电缆(未示出)经由插头(未示出)被连接到接线端子40上，从而供给高电压。 

接着，将说明金属壳50。金属壳50用于保持绝缘体10，并且将火花塞100固定到未示出的内燃机。金属壳50保持绝缘体10，从而从绝缘体10的凸缘部19附近的后端侧主干部18围绕凸缘部19、顶端侧主干部17、以及长腿部13。金属壳50由低碳钢形成，并且包括：装配有未示出的火花塞扳手的工具接合部51；以及螺纹部52，在该螺纹部52中形成与布置在内燃机的上部中的发动机头(未示出)螺纹联接的螺纹。 

环状圈构件6，7被置于金属壳50的工具接合部51与绝缘体10的后端侧主干部18之间。在环状构件6，7之间填充滑石9的粉末。卷曲部53形成在工具接合部51的后端侧中。卷曲部53被卷曲成经由环状构件6，7和滑石9将绝缘体10压向金属壳50中的顶端侧。因此，绝缘体10的顶端侧主干部17与长腿部13之间的台阶15由形成在金属壳50的内圆周中的台阶56经由板密封垫80支撑，并且金属壳50与绝缘体10成为一体。金属壳50和绝缘体10之间的气密性由板密封垫80保持，由此防止燃烧气体流出。凸缘部54形成在金属壳50的中央部中，并且用于防止燃烧室(未示出)中的气体泄漏的衬垫5被装配到凸缘部54和螺纹部52之间的螺纹颈部55中。 

接着，将说明接地电极30。接地电极30由高耐腐蚀性金属构成，或例如，使用诸如INCONEL(商标名)600或601的镍合金。在接地电极30中，其本身纵向方向的截面是大致矩形，并且基部32被熔接到金属壳50的顶端面57。接地电极30的顶端部31被弯曲成与中心电极20的顶端部22相对，从而在接地电极30的顶端部31与中心电极20的顶端部22之间形成火花放电间隙。 

与传统的火花塞相比，如此构造的本实施例的火花塞100更小型化。在用于火花塞100的中心电极20中，具有优异的导热性的芯构件23的外径增加，并且外皮构件21的厚度减小，由此 改进中心电极，从而在减小直径的同时可以维持与现有技术相同的散热性能。 

具体地，在本实施例的火花塞100中，中间主干部25的外皮构件21的厚度与凸缘部24的外皮构件21的厚度之比为0.8或更小，因此，在确保中心电极20的散热性能的同时可以达到小型化。此外，中间主干部25的外皮构件21的厚度与凸缘部24的外皮构件21的厚度之比为0.5或更大，因此，在实际使用时可以确保充分的机械强度。 

在本实施例的火花塞100中，凸缘部24的外皮构件21的厚度与中间主干部25的外皮构件21的厚度之间的差为0.05mm或更大，因此，可以进一步改进中心电极20的散热性能。此外，中间主干部25的外皮构件21的厚度为0.2mm或更大。因此，可以进一步改进中心电极20的强度。 

根据将在稍后说明的制造方法制造中心电极20。在下文中，将参照图3说明火花塞100的中心电极20的制造方法。图3是示出了中心电极20的制造步骤的视图。 

如图3所示，首先，通过冷锻将形成为外皮构件21的柱状镍合金材料(本实施例中，是INCONEL(商标名)600)形成为带底的筒状而形成杯状构件121。另一方面，通过冷锻或切削加工成形将形成为芯构件23的铜合金材料，从而形成将被装配到杯状构件121的凹部的凸缘柱状轴芯构件123。两个构件在轴线P方向上彼此装配从而形成一体的复合构件120(复合构件形成步骤)。将形成外皮构件21并且由INCONEL(商标名)600制成的圆柱状毛坯构件的硬度是160Hv的维氏硬度。 

接着，复合构件120被插入到在冲模250中开口的小直径孔251中，并且通过进行构件被冲头(未示出)挤压的挤压成型在轴线P方向上延伸，由此形成了在径向(与轴线P垂直的方向) 上覆盖芯构件23和外皮构件21的柱状构件220(挤压成型步骤)。在该步骤中，进行挤压成型，使得杯状构件121的底壁侧位于顶端侧。当复合构件120被延伸至期望的长度时，顶端部和后端侧被切掉，以分别在轴线P方向上的两端获得垂直于轴线P的端面。作为挤压成型的结果，外皮构件21被构成成厚度大致均匀的状态。挤压成型步骤对应于本发明中的“第一步骤”，并且柱状构件220对应于本发明中的“第一中间构件”。 

柱状构件220的顶端侧被插入到在冲模(未示出)中开口并且具有较小直径的孔中，然后由冲头推动从而穿过该孔，由此进行形成仅顶端部直径减小的顶端部301的冲压成型。此时，顶端部301和位于后端侧的中间部303之间的台阶302被形成为锥状。此外，沿轴线方向压位于中间部303的后端侧的后端部304，并且通过成型模(未示出)成型后端部304，以形成电极中间构件320，在该电极中间构件320中，凸缘状凸缘部305形成在后端部304和中间部303之间(顶端部/凸缘部形成步骤)。在中间部303中，维持加工以前的状态，并且该区域中外皮构件21的厚度维持在均匀的状态。电极中间构件320对应于本发明中的“第二中间构件”，以及顶端部/凸缘部形成步骤对应于本发明中的“第二步骤”。在本实施例中，电极中间构件320的中间部303的外径是2.1mm。中间部303和凸缘部305的外皮构件21的厚度彼此相同，为0.35mm。电极中间构件320的外皮构件21的硬度是300至350Hv的维氏硬度。 

接着，进行电极中间构件320的中间部303的整个外圆周的研磨、以减小外皮构件21的厚度的加工(中间部加工步骤)。在该步骤中，先前形成为小直径的顶端部301的外径被设定为基准，并且中间部303的整个外圆周被研磨成等于或稍大于顶端部301的外径。例如，使用电极中间构件320被保持在轴线方向， 并且通过旋转磨石研磨的方法。根据该构造，在维持芯构件23的外径的状态下，可以获得仅整个中间主干部25的外皮构件21的厚度减小的中心电极20。即，通过进行中间部加工步骤不可能减少芯构件23的导热性。在这些制造步骤之后，完成了芯构件23的外径增加并且外皮构件21的厚度减小的中心电极20。中间部加工步骤对应于本发明的“第三步骤”。在本实施例中，在中间部加工步骤中，中间部303的外径从2.1mm减少至1.9mm。据此，中间部303的外皮构件21的厚度从0.35mm减小至0.25mm。 

如此制造的中心电极20从由另一步骤制造的、图1所示的绝缘体10的后端侧被插入到轴孔12中，并且凸缘部24与轴孔12中的台阶14接合。此外，在密封构件4和电阻器3被放置在轴孔12中的状态下，从轴孔12的后端侧插入接线端子40。接着，绝缘体10在加热炉中被加热至预定温度，在密封构件4被软化的状态下，从后端侧压接线端子40，并且压缩和烧结密封构件4。这样，中心电极20和接线端子40通过密封构件4被固定在绝缘体10的轴孔12中，与绝缘体10成为一体。接着，绝缘体10被插入到与接地电极30接合的金属壳50中，并且被卷曲。然后，接地电极30的顶端部31被弯曲成与中心电极20的顶端部22相对，以形成火花放电间隙，由此完成了火花塞100。 

在如此制造的中心电极20中，外皮构件21的厚度小。因此，为了获得足够的强度，外皮构件21优选被构造成外皮构件21的硬度具有270Hv或更大的维氏硬度。在本实施例的制造方法中，形成中心电极20的步骤包括挤压成型步骤。因此，即使当将形成外皮构件21的圆柱状毛坯构件的硬度具有小于270Hv的维氏硬度时，顶端部/凸缘部形成步骤之后的电极中间构件320的外皮构件21的硬度也可以被设定为270Hv或更大的维氏硬度，并 且可以在随后的中间部加工步骤中防止电极中间构件320破损。相反地，在外皮构件21被构造成具有小于270Hv的维氏硬度的情况下，强度是不够的，并且存在以下可能性：当在中间部加工步骤期间或中心电极20完成后受到外部振动时，弯曲发生，或者由于芯构件23的膨胀引起破损。作为用作中心电极20的外皮构件21的镍合金，除如上所述的INCONEL(商标名)600之外，优选使用诸如601等镍合金。作为高温时耐腐蚀性优异并且抵抗切削研磨的耐久性优异的材料，优选使用含有60至70重量％的镍，20至30重量％的铬，7至20重量％的铁，1至5重量％的铝，以及0.5至1重量％的锆和钇的总和的镍合金。为了改进镍合金的强度，优选还含有0.12至0.5重量％的碳。 

为了确定本发明的效果，进行了实验。制造了除中心电极外彼此相同，而在中心电极中，中间主干部的外皮构件的厚度、以及凸缘部的外皮构件的厚度进行各种变化的五种火花塞(样品1至5)。这里，制备了中心电极，在该中心电极中，如表1所示改变中间主干部的外皮构件的厚度和凸缘部的外皮构件的厚度，使得在完成时中心电极的中间主干部的外径是1.9mm。在样品1至5的火花塞的中心电极中，上述顶端部/凸缘部形成步骤之后的中间部的外径比1.9mm大，并且在上述中间部加工步骤中，研磨中间部的外圆周以将中间部的外径设定为1.9mm。作为将被比较的传统例的火花塞，制备了包括没有进行中间部加工步骤(即，中间部的外圆周没有被研磨)、以及上述顶端部/凸缘部形成步骤之后的中间部的外径是1.9mm的中心电极的火花塞。评价样品1至5的火花塞的散热性能。结果如表1所示。 

在对散热性能的评价中，通过燃烧器加热六种火花塞(样品1至5以及传统例)，使得火花塞的金属壳的工具接合部的温度彼此相同，并且通过放射温度计来测量火花塞的中心电极的 顶端部的温度。在样品1至5的火花塞中，中心电极的顶端部的温度比传统例的中心电极的顶端部的温度降低50℃或更多的火花塞被评价为“○”，温度降低小于50℃的火花塞被评价为“×”。 

表1

样品	中间主干部的外   皮构件的厚度t1   (mm)	凸缘的外皮构   件的厚度t2   (mm)	比   t1/t2	散热性能	破损   性能
						1	0.25	0.35	0.71	○	○
2	0.28	0.35	0.8	○	○
						3	0.21	0.35	0.6	○	○
4	0.2	0.25	0.8	○	×
						5	0.315	0.35	0.9	×	-
传统   例	0.35	0.35	1	-	-

如表1所示，在样品5的火花塞的中心电极中，中间主干部的外皮构件的厚度与凸缘部的外皮构件的厚度之比超过0.8，因此散热性能差。相反地，在样品1至4的火花塞的中心电极中，中间主干部的外皮构件的厚度与凸缘部的外皮构件的厚度之比为0.8或更小，散热性能优异。 

此外，评价了散热性能评价为优异的样品1至4的火花塞的中心电极的破损性能。在对破损性能的评价中，为样品1至4的每个火花塞制造10个中心电极，并且检查中间部加工步骤之后各中心电极是否发生破损。当在制造的10个中心电极中没有发生破损时，对应的样品被评价为“○”。当即使在一个中心电极中发生破损时，样品被评价为“×”。结果也在表1中示出。 

如表1所示，在样品1至3的火花塞的中心电极中，凸缘部的 外皮构件的厚度为0.3至0.4mm。因此，中间部加工步骤之后没有在中心电极中发生破损，并且中心电极具有足够的机械强度。相反地，在样品4的火花塞的中心电极中，凸缘部的外皮构件的厚度为0.25mm或小于0.3mm。因此，中间部加工步骤之后在中心电极中发生破损，并且中心电极具有低的机械强度。 

当然，本发明可以进行各种变形。例如，在本实施例中，镍合金被用作外皮构件21。然而，本发明并不限于此。例如，可以使用铁合金等，并且优选使用具有高耐火花损耗性的材料。作为芯构件23，除在本实施例中使用的铜或铜合金外，可以使用比外皮构件21的导电性高的诸如高纯度镍合金(例如，含有80重量％或更高的镍的合金)或银合金等高导热性材料。 

在本实施例中，通过切削中间部303使中心电极20的外皮构件21变薄。作为选择，通过绕轴心转动保持在轴线方向上的电极中间构件320并且在中间部303上作用切削刃来削去中间部303的表面。可以在限制电极中间构件320的移动使得凸缘部305不与旋转磨石接触的状态下进行无中心研磨。 

在本实施例中，在中间部加工步骤中，研磨电极中间构件320的中间部303的整个外圆周。然而，为了精确地使凸缘部24附近的外皮构件21变薄，优选在凸缘部24附近进行切削加工。当在凸缘部24附近应用切削加工时，可以精确地进行变薄，从而到达中间主干部25和凸缘部24之间的边界。当应用切削加工时，可以将形成在中间主干部25和凸缘部24之间的曲面的曲率半径设定为0.085mm或更小。当具有该曲率半径的中心电极被用在火花塞中时，可以提高凸缘部与绝缘体之间的附着性，并且可以进一步改进中心电极的散热性能。 

为了有效地获得中心电极的散热性能，如图4所示，在芯构件523的顶端位于中间部803中的构造中，中间部803的外皮构件 521的表面可以被切削或研磨成与芯构件523的顶端对应的部分。这样，切削或研磨外皮构件521，直到中间部803中的芯构件523的顶端，由此，可以使芯构件523位于中间主干部525中的区域中的外皮构件521变薄，并且可以有效地获得中心电极520的散热性能。 

为了改进中心电极的顶端部的散热性能，如图4和5所示，优选将中心电极520或620的顶端与芯构件523或623的顶端之间的距离t3设定为2mm或更小。根据该构造，从中心电极520或620的顶端传导的热可以迅速地被传递到芯构件523或623，由此，可以获得改进了中心电极520或620的顶端部522或622的散热性能的火花塞。 

本发明并不限于本实施例和附图，在不背离本发明的精神的情况下可以进行充分地修改。例如，在本实施例的中心电极20，520，620和接地电极30中，可以在与火花放电间隙相对的位置使用公知的贵金属顶端。由铜或铜合金制成的芯构件也可以被埋设到接地电极30中。 

在本实施例中，顶端部22的外径小于中间主干部25的外径。作为选择，它们的直径可以彼此相同。作为选择，预先形成顶端部301和中间部303具有相同直径的电极中间构件320，并且切削或研磨顶端部301和中间部303两者中的外皮构件21的外圆周面，由此获得小直径。 

尽管已经参照具体实施例详细说明了本发明，但明显地，在不背离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以作出各种变形和修改。 

本申请基于2006年3月14日提交的日本专利申请(No.2006-068485)，该日本专利申请的公开内容通过引用包含于此。 

Claims (12)

1.一种火花塞的制造方法，所述火花塞包括中心电极，所述中心电极包括芯部和覆盖所述芯部的盖部，其中，所述方法包括：

第一步骤，对毛坯构件施加塑性加工处理，由此形成柱状的、并且所述盖部覆盖所述芯部的第一中间构件，所述毛坯构件通过使将用作所述芯部的材料与将用作所述盖部的材料接合而构成；

第二步骤，对所述第一中间构件施加塑性加工处理以形成第二中间构件，所述第二中间构件具有：顶端部；凸出的凸缘部，其被布置在相对于所述顶端部的后端侧，并且具有比所述顶端部大的直径；以及柱状的中间部，其被布置在所述顶端部和所述凸缘部之间；以及

第三步骤，切削或研磨所述第二中间构件的所述中间部的所述盖部的表面，以形成具有通过减小所述中间部的直径而构成的中间主干部的所述中心电极，

其中，在所述第三步骤中，切削或研磨所述第二中间构件的所述中间部的所述盖部的所述表面，使得所述中间主干部的所述盖部的厚度与所述凸缘部的所述盖部的厚度之比为0.8或更小。

2.根据权利要求1所述的火花塞的制造方法，其特征在于，在所述第二中间构件中，所述中间部的轴线方向上的中央的所述盖部和所述凸缘部的所述盖部均具有0.3至0.4mm的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞的制造方法，其特征在于，所述中心电极的所述盖部的硬度具有270Hv或更大的维氏硬度。

4.根据权利要求1或2所述的火花塞的制造方法，其特征在于，在所述第三步骤中，切削或研磨所述第二中间构件的所述中间部的所述盖部的所述表面，使得所述凸缘部的所述盖部的厚度与所述中间主干部的所述盖部的厚度之间的差为0.05mm或更大。

5.根据权利要求1或2所述的火花塞的制造方法，其特征在于，所述中间部具有等于所述第二中间构件的整个长度的一半以上的长度。

6.根据权利要求1或2所述的火花塞的制造方法，其特征在于，在所述第三步骤中，在位于所述中间部中的所述芯部的整个长度上切削或研磨所述中间部的所述盖部的所述表面。

7.一种火花塞，其包括：

中心电极，其具有：顶端部；凸出的凸缘部，其被布置在相对于所述顶端部的后端侧，并且具有比所述顶端部大的直径；以及柱状的中间主干部，其被布置在所述顶端部与所述凸缘部之间；

绝缘体，其覆盖所述中心电极的外圆周；

管状的金属壳，其覆盖所述绝缘体的外圆周；以及

接地电极，其被接合到所述金属壳的顶端面，并且被布置成所述接地电极本身的一端与所述中心电极的所述顶端部相对，其中，

所述中心电极包括芯部和覆盖所述芯部的盖部，以及

所述中间主干部的所述盖部的厚度与所述凸缘部的所述盖部的厚度之比为0.8或更小。

8.根据权利要求7所述的火花塞，其特征在于，所述中间主干部的所述盖部的厚度与所述凸缘部的所述盖部的厚度之比为0.5或更大。

9.根据权利要求7或8所述的火花塞，其特征在于，所述凸缘部的所述盖部的厚度与所述中间主干部的所述盖部的厚度之间的差为0.05mm或更大。

10.根据权利要求7或8所述的火花塞，其特征在于，所述中间主干部的所述盖部具有0.2mm或更大的厚度。

11.根据权利要求7或8所述的火花塞，其特征在于，所述凸缘部的所述盖部具有0.3至0.4mm的厚度。

12.根据权利要求7或8所述的火花塞，其特征在于，所述中心电极的顶端与所述芯部的顶端之间的距离是2mm或更小。

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