CN103140998A

CN103140998A - 火花塞

Info

Publication number: CN103140998A
Application number: CN2011800477049A
Authority: CN
Inventors: 吉田治树; 本田稔贵
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2031-09-27
Also published as: EP2624383B1; CN103140998B; KR20130061186A; US20130187531A1; US8710725B2; JPWO2012042852A1; WO2012042852A1; JP5393881B2; EP2624383A1; KR101441836B1; EP2624383A4

Abstract

本发明的课题是提供一种火花塞，负载寿命性能和端子配件对绝缘体的固定力优异，降低在将端子配件压入绝缘体的轴孔时绝缘体产生破坏所产生的不良品发生率。本发明的火花塞的特征在于，端子配件的前端部与绝缘体的中径部之间的距离((B-A)/2)为0.02mm以上0.2mm以下，连接部的收缩量(D-C)为6mm以上27mm以下，并且端子配件的常温下的维氏硬度为100Hv以上430Hv以下。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及用于内燃机的点火的火花塞，尤其涉及在内部具有电阻体的火花塞。

背景技术

用于机动车发动机等内燃机的点火的火花塞通常具有：筒状的主体配件；配置于该主体配件的内孔的筒状的绝缘体；配置于该绝缘体的前端侧轴孔的中心电极；配置于另一端侧轴孔的端子配件；以及一端与主体配件的前端侧接合、另一端与中心电极相对而形成火花放电间隙的接地电极。而且，还公知有如下火花塞：以防止电波噪声的发生为目的，在轴孔内的中心电极与端子配件之间设置有电阻体。

然而，近年的机动车等内燃机为了谋求高输出化以及高效率化，自由的发动机设计以及发动机自身的小型化等，谋求小型化的火花塞的开发。为了使火花塞小型化，绝缘体的内孔径的小径化是不可避的。但是，若使绝缘体小径化，则在现有的火花塞的设计中，存在负载寿命性能降低、或端子配件对绝缘体的固定力降低的情况。另外，在作为火花塞的制造工序之一的将端子配件插入轴孔内的工序中绝缘体破坏而不良品发生率上升。

对于上述课题，例如，在专利文献1的权利要求1中记载有：“一种火花塞，其特征在于，...上述导电性玻璃密封层的直径D在3.3mm以下的范围，并且上述导电性玻璃密封层与上述电阻体的接合面形成为曲面状”。根据本发明，记载有：“能够提供一种火花塞，强化电阻体与导电性玻璃密封层的密合性，耐振动性能以及电阻体负载寿命特性优异，并且小径化”(参照段落编号0012栏。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-245816号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的课题在于提供一种火花塞，负载寿命性能和端子配件对绝缘体的固定力优异，降低在将端子配件压入绝缘体的轴孔时绝缘体产生破坏所产生的不良品发生率。

用于解决课题的手段

作为用于解决上述课题的手段，

(1)一种火花塞，具有：

绝缘体，具有沿着轴线方向延伸的轴孔；

中心电极，保持于上述轴孔的一端侧；

端子配件，保持于上述轴孔的另一端侧；以及

连接部，在上述轴孔内电连接上述中心电极和上述端子配件，

上述端子配件具有从上述轴孔露出的第一构成部和容纳于上述轴孔的第二构成部，

在将上述端子配件中的上述第一构成部侧设为上述轴线方向的后端侧时，

上述轴孔具有中径部，配置有上述第二构成部的前端部的，

若将上述第二构成部的前端部的直径设为前端部直径(A)，

将上述中径部的内径设为中径部直径(B)，

将从上述中心电极的后端到构成上述连接部的连接部件的后端的长度设为充填长度(D)，

将从上述中心电极的后端到上述第二构成部的前端的长度设为连接部长度(C)，

则上述第二构成部的前端部与上述中径部之间的距离((B-A)/2)为0.02mm以上0.2mm以下，

收缩量(D-C)为6mm以上27mm以下，并且

上述第二构成部的常温下的维氏硬度为100Hv以上430Hv以下。

上述(1)的优选方式是：

(2)上述第二构成部具有在上述第二构成部中的上述前端部以外的部位中外径最小的外径最小部，若将上述外径最小部的直径设为外径最小部直径(E)，则上述外径最小部直径(E)与上述前端部直径(A)的比(E/A)为0.85以上1.16以下；

(3)在上述中径部直径(B)为3.2mm以下，且将上述距离((B-A)/2)设为X、将上述比(E/A)设为Y时，满足如下式(i)～(iv)

(i)X≤0.19

(ii)Y≥X+0.8

(iii)Y≥0.85

(iv)Y≤1.06X+0.96；

(4)上述比(E/A)为1.00以上1.16以下；

(5)上述中径部直径(B)为2.9mm以下；

(6)上述第二构成部的常温下的维氏硬度为150Hv以上350Hv以下；

(7)上述第二构成部具有具备凹凸状的表面的固定部，上述固定部的上述轴线方向长度为3mm以上25mm以下。

发明效果

本发明的火花塞的上述距离((B-A)/2)、上述收缩量(D-C)以及上述第二构成部的常温下的维氏硬度在预定的范围内，因此能够提供一种火花塞，负载寿命性能和端子配件对绝缘体的固定力优异，降低在将端子配件压入绝缘体的轴孔时绝缘体产生破坏所产生的不良品发生率。

本发明的火花塞的上述比(E/A)在预定的范围内，因此负载寿命性能更优异。

在本发明的火花塞的上述中径部直径(B)为3.2mm以下、且将上述距离((B-A)/2)设为X、将比(E/A)设为Y时，满足上述式(i)～(iv)，因此负载寿命性能更进一步优异。

本发明的火花塞的固定部的轴线方向长度在预定的范围内，因此端子配件对绝缘体的固定力更优异。

若本发明的火花塞的上述中径部直径(B)为2.9mm以下，则对于负载寿命性能和端子配件对绝缘体的固定力的提高，效果更进一步变好。

附图说明

[图1]图1是本发明所涉及的火花塞的一个实施例的火花塞的剖面整体说明图。

[图2]图2(a)以及图2(b)是本发明所涉及的火花塞的端子配件的一个实施例的端子配件的剖面说明图。

[图3]图3是本发明所涉及的火花塞的一个实施例的火花塞的主要部分剖面说明图。

[图4]图4是表示距离((B-A)/2)与比(E/A)的关系的图。

具体实施方式

图1表示本发明所涉及的火花塞的一个实施例的火花塞。图1是本发明所涉及的火花塞的一个实施例的火花塞1的剖面整体说明图。此外，将绝缘体的轴线设为O、在图1中将纸面下方设为轴线O的前端方向、将纸面上方设为轴线O的后端方向，从而进行说明。

该火花塞1具有：绝缘体3，具有沿着轴线O方向延伸的轴孔2；中心电极4，保持于上述轴孔2的前端侧；端子配件5，保持于上述轴孔2的后端侧；连接部6，在上述轴孔2内将上述中心电极4和上述端子配件5电连接；主体配件7，容纳上述绝缘体；以及接地电极8，配置为一端与上述主体配件7的前端面接合并且另一端与上述中心电极4隔着间隙而相对。

上述主体配件7具有大致圆筒形状，形成为容纳并保持绝缘体3。在主体配件7中的前端方向的外周面形成有螺纹部9，利用该螺纹部9使火花塞1安装到未图示的内燃机的汽缸头。主体配件7可由导电性的钢铁材料例如低碳钢形成。该螺纹部9为了谋求小径化而优选M12以下。

上述绝缘体3经由滑石(talc)10或填充物11等保持于主体配件7的内周部。绝缘体3的轴孔2具有：小径部12，在轴线O的前端侧保持中心电极4；中径部14，容纳连接部6，内径大于小径部12的内径且经由第一台阶部13与小径部12相邻；大径部16，内径大于该中径部14的内径且经由第二台阶部15而与中径部14相邻。绝缘体3在绝缘体3中的前端方向的端部从主体配件7的前端面突出的状态下固定到主体配件7。绝缘体3优选是具有机械强度、热强度、电气强度等的材料，作为这样的材料，例举例如以氧化铝为主体的陶瓷烧结体。

上述中心电极4容纳于轴孔2的小径部12，在轴孔2的第一台阶部13卡定有设置于中心电极4的后端的直径大的凸缘部17，以前端从绝缘体3的前端面突出的状态相对于主体配件7进行绝缘保持。中心电极4优选由具有热传导性以及机械强度等的材料形成，例如由Inconel(商标名)等Ni基合金形成。中心电极4的轴心部也可以由Cu或Ag等热传导性优异的金属材料形成。

上述接地电极8形成为例如大致棱柱体，设计其形状以及构造，以使一端与主体配件7的前端面接合，在中途弯曲成大致L字，其前端部与中心电极4的前端部经由间隙而相对。接地电极8由与形成中心电极4的材料相同的材料形成。

也可以在上述中心电极4与上述接地电极8相对的面设置有由铂合金以及铱合金等形成的贵金属端头29、30，还可以仅在上述中心电极4和上述接地电极8中的任一方设置有贵金属端头。在本方式的火花塞1中，在上述中心电极4和上述接地电极8均设置有贵金属端头29、30，在各贵金属端头29、30之间形成有火花放电间隙g。

上述端子配件5是用于从外部向中心电极4施加用于在中心电极4与接地电极8之间进行火花放电的电压的端子。端子配件5具有：第一构成部18，外径大于轴孔2的内径，从轴孔2露出，其一部分与绝缘体3的轴线O方向的后端侧端面抵接；第二构成部19，从第一构成部18的轴线O方向的前端侧端面沿着前端方向延伸，容纳于轴孔2。端子配件5由例如低碳钢等形成，在其表面通过电镀等形成Ni金属层。

本方式中的上述第二构成部19具有作为从轴线O方向的前端朝向轴线O的后端方向直至1mm左右的部位的前端部20、和比上述前端部20更位于轴线O的后端侧且与第一构成部18相邻的主体部22。如下所述，上述第二构成部19具有在轴线O方向的前端侧具备凹凸状的表面的固定部25，在该固定部25的后端侧存在有主体部22中外径最小的外径最小部21，在其后端侧存在有外径大于外径最小部21的外径大部36。前端部20容纳于中径部14，外径大部36容纳于大径部16。在本方式的火花塞1中，包括前端部20的固定部25、外径最小部21和外径大部36各自的外径不同，因此在固定部25与外径最小部21之间形成第一台阶部23，在外径最小部21与外径大部36之间形成第二台阶部24。

此外，本方式的火花塞1中的第二构成部19是具有三种不同的外径的多段状的圆柱体，但也可以是外径不变的圆柱形状，还可以是具有两种不同外径的形状，还可以是具有比三种更多的不同外径的形状。如图2所示，也可以例如第二构成部19a、19b构成为从前端侧按顺序从第一配件31a、31b到第五配件35a、35b外径不同的多个圆柱形状部。此时，如图2(a)所示，也可以是从前端侧按顺序而外径变小，第三配件33a的外径最小，进而朝向后端而外径变大的形状，与之相反，也可以是从前端侧按顺序而外径变大，第三配件的外径最大，进而朝向后端而外径变小的形状(未图示)。另外，如图2(b)所示，也可以是从前端侧按顺序朝向后端侧而外径变大的形状，与之相反也可以是从前端侧按顺序朝向后端侧而外径变小的形状(未图示)。

另外，关于本方式中的固定部25，对第二构成部19的前端附近的外周面实施滚花加工。第二构成部19的前端附近的表面具有通过例如滚花加工形成的凹凸构造，从而端子配件5与连接部6的密合性良好，其结果是，端子配件5和绝缘体3牢固地固定。因此，第二构成部19优选在与第二构成部19的连接部6接触的前端附近具有固定部25。

上述连接部6在轴孔2内配置在中心电极4与端子配件5之间，将中心电极4和端子配件5电连接。连接部6具有电阻体26，通过该电阻体26防止电波噪声的发生。在本方式中，连接部6在电阻体26与中心电极4之间具有第一密封层27，在电阻体26与端子配件5之间具有第二密封层28，第一密封层27和第二密封层28密封固定绝缘体3、中心电极4和端子配件5。

电阻体26能够由电阻材料构成，该电阻材料通过烧结包括钠硼硅酸盐玻璃等玻璃粉末、ZrO₂等陶瓷粉末、碳黑等非金属导电性粉末和/或Zn、Sb、Sn、Ag、Ni等金属粉末等的电阻体组成物形成。该电阻体5的电阻值通常为100Ω以上。

第一密封层27以及第二密封层28可由密封材料构成，该密封材料通过烧结包括钠硼硅酸盐玻璃等玻璃粉末、Cu、Fe等金属粉末的密封粉末而形成。第一密封层27以及第二密封层28的电阻值通常为几百mΩ以下。

此外，连接部6也可以仅由电阻体26形成，而没有第一密封层27和第二密封层28，此外，也可以通过第一密封层27或第二密封层28中的一个和电阻体26形成。

以下，有时将构成连接部6的电阻材料和/或密封材料统称为连接部件、将形成连接部6的电阻体组成物和/或密封粉末统称为连接粉末。

如图3所示，本发明的火花塞在将第二构成部19的前端部20的直径设为前端部直径(A)、将中径部14的内径设为中径部直径(B)、将从中心电极4的后端到构成连接部6的连接部件的后端的长度设为充填长度(D)、将从中心电极4的后端到第二构成部19的前端的长度设为连接部长度(C)时，满足以下的(1)～(3)的条件。

(1)第二构成部19的前端部20与中径部14之间的距离((B-A)/2)为0.02mm以上0.2mm以下，优选0.19mm以下。

(2)收缩量(D-C)为6mm以上27mm以下。

(3)第二构成部19的常温下的维氏硬度为100Hv以上430Hv以下，优选150Hv以上350Hv以下。

若上述(1)的距离((B-A)/2)和上述(3)的维氏硬度在上述范围内，则能够抑制第二构成部19的向与轴线O正交的方向的弯曲和挠曲。若在后述的冲压工序即将端子配件5压入轴孔2时，端子配件5没有必要以上的弯曲和挠曲，则能够将其压力有效地传递到形成连接部6的电阻体组成物，因此能够形成高密度的电阻体26，其结果是，能够提供负载寿命性能优异的火花塞。

另外，在上述(1)的距离((B-A)/2)狭窄的情况下，有可能降低端子配件5对绝缘体3的固定力(以下，有时成为端子固定力。)，但若上述(2)的收缩量(D-C)在上述范围内，则能够充分得到连接部件和绝缘体3的内周面以及连接部件和第二构成部19的前端附近例如固定部25的外周面的接触面积，因此端子配件5对绝缘体3的固定力良好。其结果是，即使火花塞受到持续振动的情况下，也能够抑制端子配件5在轴孔2内晃荡。

另外，若上述(2)的收缩量(D-C)在上述范围内，则在将端子配件5压入绝缘体3的轴孔2时，能够将其压力充分传递到电阻体组成物，因此得到高密度的电阻体26。

若上述距离((B-A)/2)小于0.02mm，则存在难以将端子配件5插入轴孔2内的情况，另外有可能降低端子固定力。若上述距离((B-A)/2)大于0.2mm、尤其大于0.19mm，则在将端子配件5压入绝缘体3的轴孔2时，存在不能将其压力充分传递到电阻体组成物、不能得到高密度的电阻体26的情况。

若上述收缩量(D-C)小于6mm，则有可能端子固定力不充分。另外，有可能得到如下火花塞：在将端子配件5压入绝缘体3的轴孔2时，不能将其压力充分传递到电阻体组成物，不能得到高密度的电阻体26，负载寿命性能变差。若上述收缩量(D-C)大于27mm，则在将端子配件5压入绝缘体3的轴孔2时，高的压力被传递到电阻体组成物，因此中径部14与小径部12的边界附近容易破裂，不良品发生率变高。

若上述维氏硬度小于100Hv，则有可能在将端子配件5压入绝缘体3的轴孔2时，不能将其压力充分传递到电阻体组成物，不能得到高密度的电阻体26。若上述维氏硬度大于430Hv，则在将端子配件5压入绝缘体3的轴孔2时，高的压力被传递到电阻体组成物，因此中径部14与小径部12的边界附近容易破裂，不良品发生率变高。

本发明的火花塞在将上述第二构成部19中的外径最小的上述外径最小部21的直径设为外径最小部直径(E)时，最好是进一步满足以下(4)的条件。

(4)上述外径最小部直径(E)与上述前端部直径(A)的比(E/A)为0.85以上1.16以下，优选1.00以上1.16以下。

上述外径最小部21是在上述主体部22中外径最小且轴线O方向的长度为1mm以上的部位。例如，在图2(a)所示的端子配件5a中，外径最小部是第三配件33a，在图2(b)所示的端子配件5b中，外径最小部是第一配件31b。

若上述(4)的比(E/A)在上述范围内，则能够更进一步抑制第二构成部19的向与轴线O正交的方向的弯曲和挠曲，而且负载寿命性能优异。而且，若外径最小部直径(E)大于前端部直径(A)即比值(E/A)大于1，则第二构成部19的强度变高，抑制弯曲和挠曲，而且能够在将绝缘体3插入轴孔2内时减少绝缘体3破裂的情况。若上述端子配件5具有在与轴孔2之间存在适当的间隙的外径，则在将端子配件5压入绝缘体3的轴孔2时，能够将端子配件5插入轴孔2内，而绝缘体不会破裂。

本发明的火花塞在中径部直径(B)为3.2mm以下、且将上述距离((B-A)/2)设为X、将上述比(E/A)设为Y时，最好是进一步满足如下的式(i)～(iv)。

(i)0.02≤X≤0.19

(ii)Y≥X+0.8

(iii)Y≥0.85

(iv)Y≤1.06X+0.96

图4是表示与将上述距离((B-A)/2)作为X轴、将上述比(E/A)作为Y轴、且上述式(i)～(iv)的等号成立的式对应的直线的图。在满足上述式(i)～(iv)时，图4中X和Y处于被直线(1)～(5)包围的区域。

在上述式(i)0.02≤X≤0.19时，即图4中X在被直线(1)和直线(2)夹着的区域时，如上所述，能够更进一步抑制第二构成部19的向与轴线O正交的方向的弯曲和挠曲。

若X在上述范围内时，且满足上述式(ii)Y≥X+0.8和上述式(iii)Y≥0.85，即图4中X在被直线(1)和(2)夹着的区域，Y在大于直线(3)和直线(4)的区域，则能够更进一步抑制第二构成部19的向与轴线O正交的方向的弯曲和挠曲。Y即比值(E/A)表示主体部22中最细部分的宽度相对于端子配件的前端部的宽度的比，X即距离((B-A)/2)表示前端部20与轴孔2的间隙。与上述间隙变大相比，前端部20的宽度与主体部22的宽度的差变小更能够抑制第二构成部19的弯曲和挠曲，而且主体部22比前端部20粗，更能够抑制第二构成部19的强度变高从而弯曲和挠曲。然而，若Y变大，则尽管第二构成部19的弯曲和挠曲被抑制，但随着Y超过1.0，主体部22比前端部20粗，尽管表示前端部20与轴孔2的间隙的X能够维持在预定的范围，但由于主体部22粗，因此有可能在将端子配件5插入轴孔2内时绝缘体3破裂。因此，最好是满足上述式(iv)Y≤1.06X+0.96，即图4中Y处于小于直线(5)的区域。

本发明的火花塞在将上述固定部25的轴线O方向长度设为固定部长度(F)时，最好是进一步满足以下(5)的条件。

(5)固定部长度(F)为3mm以上25mm以下。

若上述(5)的固定部长度(F)在上述范围内，则更进一步提高端子固定力。

若本发明的火花塞的上述中径部直径(B)为2.9mm以下，则对于负载寿命性能的提高和端子固定力的提高，效果更进一步变好。

上述(A)～(F)各自的尺寸能够通过使用X射线透视装置从与轴线O正交的方向拍摄火花塞并测定该部位而获得。如图3所示，对于前端部直径(A)，测定例如从第二构成部19的前端朝向轴线O的后端方向1mm的部位中的与轴线O正交的方向的距离。对于中径部直径(B)，测定上述部位中的中径部14的与轴线O正交的方向的距离。对于连接部长度(C)，测定从中心电极4的后端到第二构成部19的前端的轴线O方向的长度。对于充填长度(D)，测定从中心电极4的后端到连接部件的后端的轴线O方向的长度。对于外径最小部直径(E)，测定第二构成部19中外径最小且轴线O方向的长度为1mm以上的部位中的与轴线O正交的方向的距离。对于固定部长度(F)，测定在第二构成部19表面设置的凹凸状的部分的轴线O方向的长度。

在第二密封层28的后端侧确认有附着于轴孔2的内周面的密封材料。该密封材料的位于轴线O方向的最后端侧的部位成为密封材料的后端。在后述的冲压工序前，充填在轴孔2内的密封粉末被施加负荷和热量并压缩而成为构成第二密封层28的密封材料。另一方面，密封粉末的一部分成为附着于轴孔2的内周面的密封材料而残留。因此，位于轴线O最后端的密封材料的位置推定为与在冲压工序前充填在轴孔2内的密封粉末的后端的位置相同。由此，充填长度(D)与连接部长度(C)的差(D-C)表示冲压工序前后的连接部6的轴线O方向的收缩长度。

此外，在该实施方式中，连接部6具有第一密封层27、电阻体26和第二密封层28，从轴线O的前端方向按顺序配置有第一密封层27、电阻体26、第二密封层28，但也可以是以下方式：没有第一密封层27和第二密封层28，仅由电阻体26形成连接部6的方式；由电阻体26和第一密封层27形成连接部6的方式；以及由电阻体26和第二密封层28形成连接部6的方式。因此，在该实施方式中，附着于轴孔2的内周面而残存的成分是构成第二密封层28的密封材料，但例如在没有第二密封层28而由第一密封层27和电阻体26形成连接部6的方式的情况下，作为附着于轴孔2的内周面而残存的成分，确认有构成电阻体26的电阻材料。在该情况下，从中心电极4的后端到电阻材料的位于轴线O方向的最后端侧的部位的轴线O方向的长度成为充填长度(D)。

上述第二构成部19的常温下的维氏硬度能够通过如下方式获得：将在距离第二构成部19的前端2mm的位置沿着与轴线O正交的面剖切而得到的剖面进行研磨，对于该研磨面中的任意的五点，基于JISZ2244来测定硬度，算出这些的平均值。上述第二构成部19的常温下的维氏硬度能够通过选择端子配件的材质、使碳量变化、或者使热处理条件变化来调整。

上述火花塞1通过例如如下方式来制造。

首先，通过公知的方法以预定的形状制作中心电极4、接地电极8、主体配件7、端子配件5和绝缘体3(准备工序)，通过激光焊接等在主体配件7的前端面接合接地电极8的一端部(接地电极接合工序)。

另一方面，将中心电极4插入绝缘体3的轴孔2内，将中心电极4的凸缘部17卡定于轴孔2的第一台阶部13，将中心电极4配置于小径部12(中心电极配置工序)。

接下来，将形成第一密封层27的密封粉末、形成电阻体26的电阻体组成物、和形成第二密封层28的密封粉末按该顺序放入上述轴孔2内的后端侧，将冲压销插入轴孔2内并以60N/mm²以上的压力进行预备压缩，在中径部14中充填密封粉末和电阻体组成物(充填工序)。

接下来，从上述轴孔2内的后端侧插入端子配件5的前端部20，以前端部20与密封粉末接触的方式配置端子配件5(配置工序)。

接下来，将连接粉末以被包含于密封粉末的玻璃粉末的玻璃化转变点以上的温度例如800～1000℃的温度加热3～30分钟，并且压入直至端子配件5的第一构成部18的前端面与绝缘体3的后端面抵接为止，压缩加热密封粉末和电阻体组成物(冲压工序)。

由此，烧结密封粉末和电阻体组成物而形成电阻体26、第一密封层和第二密封层。此时，满足上述(1)～(3)的条件的火花塞将压力从端子配件5有效传递至电阻体组成物，因此能够得到高密度的电阻体26。

另外，在凸缘部17与轴孔2的间隙和前端部20与轴孔2的间隙充填有密封材料，在轴孔2内密封固定中心电极4和端子配件5。此时，满足上述(2)的条件的火花塞1在前端部20与轴孔2的间隙适当地充填有密封材料，因此端子配件5对绝缘体3的固定力优异。

接下来，将固定有中心电极4和端子配件5等的绝缘体3安装到接合有接地电极8的主体配件7(安装工序)。

最后，将接地电极8的前端部向中心电极4侧弯折，接地电极8的一端与中心电极4的前端部相对，从而制造火花塞1。

本发明所涉及的火花塞用作机动车用的内燃机例如汽油发动机等火花塞，在设置于划分形成内燃机的燃烧室的头(未图示)的螺纹孔中螺合有上述螺纹部10，固定到预定的位置。本发明所涉及的火花塞也能够用于任何内燃机，但在小径化的火花塞中尤其发挥效果，因此能够适合用于要求火花塞的省空间化的内燃机。

本发明所涉及的火花塞不限于上述实施例，在能够实现本申请发明的目的的范围内，可以进行各种变更。例如，上述火花塞1具有在端子配件5的前端附近实施滚花加工的固定部25，但固定部的表面只要是与密封材料的密合性良好的形状例如凹凸状，就没有特别限定，也可以是通过螺纹切削加工等形成的形状。另外，也可以固定部25的外周面整体是凹凸状，还可以表面的一部分是凹凸状。

对于本发明所涉及的火花塞，第一构成部的轴线方向长度和直径不限，通过满足上述(1)～(3)、尤其(1)～(5)的必要条件，能够得到一种火花塞，负载寿命性能和端子配件对绝缘体的固定力优异，降低在将端子配件压入绝缘体的轴孔时绝缘体产生破坏所产生的不良品发生率。

实施例

<火花塞的制作>

按照上述制造工序制作图1所示的火花塞。通过使前端部直径(A)、外径最小部直径(E)、固定部长度(F)、中径部直径(B)、连接部长度(C)和充填长度(D)变化，制作表1所示的各种尺寸的火花塞。

上述各种尺寸通过使用X射线透视装置来测定。

此外，端子配件通过低碳钢来制造，通过调整其成分来使维氏硬度变化。如上所述，第二构成部的常温下的维氏硬度基于JISZ2244来测定。

<评价方法>

(负载寿命性能试验)

将所制造的火花塞放置在350℃的环境下，施加20kV的放电电压，1分钟放电3600次，从而测定该试验前后的火花塞的电阻体的电阻值(R₀、R₁)。进行10次上述试验，测定试验后的电阻值R₁相对于初期电阻值R₀的平均值(R₁/R₀)成为1.5倍以上的时间，该时间越长负载寿命性能越良好，按照如下基准进行评价。评价结果如表2所示。

1：小于150小时

2：150小时以上、小于200小时

3～9：在200小时以上时，每50小时加1点

10：550小时以上

(端子固定力试验)

使用夹具夹住金属端子的第一构成部，使用记录轨迹器拉伸该夹具，测定金属端子从绝缘体拔出时的强度。端子固定力按照如下基准进行评价。评价结果如表2所示。

1：小于2500N

5：2500N以上、小于3500N

10：3500N以上或端子配件破坏

(绝缘体破坏所产生的不良发生率的评价)

在制作20根火花塞时，将由于在制造工序中绝缘体破坏因而判定为不良品的个数的比例按照如下基准进行评价。评价结果如表2所示。

1：30%以上

5：5%以上、小于30%

10：小于5%

此外，按照如下基准进行表2中的综合判定。

×：在上述三个评价项目中存在小于5点的评价的情况

○：在上述三个评价项目中存在5点的评价结果且其他是5点以上的情况

◎：在上述三个评价项目中全部高于5点且全部低于10点时

◎◎：上述三个评价项目的结果全部为10点时

[表1]

[表2]

如表2所示，对于本发明的范围中所包括的火花塞，负载寿命性能、端子固定力优异，绝缘体破坏所产生的不良品发生率低，另一方面，对于本发明的范围外的火花塞，上述至少任意一个变差。

距离((B-A)/2)小于0.02mm的试验No.1的火花塞，与本发明的范围中所包括的火花塞相比端子固定力变差。另外，距离((B-A)/2)大于0.2mm的试验No.6、30、32的火花塞与本发明的范围中所包括的火花塞相比负载寿命性能变差。收缩量(D-C)小于6mm的试验No.27的火花塞与本发明的范围中所包括的火花塞相比负载寿命性能和端子固定力均变差。对于收缩量(D-C)大于27mm的试验No.29的火花塞，绝缘体破坏所产生的不良品发生率高。端子配件的维氏硬度小于100Hv的试验No.16的火花塞与本发明的范围中所包括的火花塞相比，绝缘体破坏所产生的不良品发生率高。端子配件的维氏硬度大于430Hv的试验No.21的火花塞与本发明的范围中所包括的火花塞相比，绝缘体破坏所产生的不良品发生率高。

对于表1和2中综合判定为“○”“◎”“◎◎”的试验，将距离((B-A)/2)设为X、将比值(E/A)距离设为Y，从而绘制于图中。图4表示((B-A)/2)与比值(E/A)的关系。图4中，表2所示的负载寿命性能的评价结果按照如下基准进行分类，分别改变符号的种类来表示。

○：负载寿命性能为10点时

◇：负载寿命性能为8点时

*：负载寿命性能为7点时

▲：负载寿命性能为6点时

■：负载寿命性能为5点时

图4中，以包括负载寿命性能为7点以上的“○”“◇”“*”的方式描绘直线，得到如下五个式。

X≥0.02...(1)

X≤0.19...(2)

Y≥X+0.8...(3)

Y≥0.85...(4)

Y≤1.06X+0.96...(5)

如图4所示，在X和Y处于式(1)～式(5)所包围的区域时，负载寿命性能更进一步优异。

标号说明

1 火花塞

2 轴孔

3 绝缘体

4 中心电极

5 端子配件

6 连接部

7 主体配件

8 接地电极

9 螺纹部

10 滑石

11 填充物

12 小径部

13 第一台阶部

14 中径部

15 第二台阶部

16 大径部

17 凸缘部

18 第一构成部

19 第二构成部

20 前端部

21 外径最小部

22 主体部

23 第一台阶部

24 第二台阶部

25 固定部

26 电阻体

27 第一密封层

28 第二密封层

29、30贵金属端头

31a～35a、31b～35b第一配件、第二配件、第三配件、第四配件、第五配件

36 外径大部

Claims

1.一种火花塞，具有：

绝缘体，具有沿着轴线方向延伸的轴孔；

中心电极，保持于上述轴孔的一端侧；

端子配件，保持于上述轴孔的另一端侧；以及

上述轴孔具有中径部，配置有上述第二构成部的前端部，

若将上述第二构成部的前端部的直径设为前端部直径(A)，

将上述中径部的内径设为中径部直径(B)，

收缩量(D-C)为6mm以上27mm以下，并且

上述第二构成部的常温下的维氏硬度为100Hv以上430Hv以下。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，

上述第二构成部具有在上述第二构成部中的上述前端部以外的部位中外径最小的外径最小部，若将上述外径最小部的直径设为外径最小部直径(E)，则上述外径最小部直径(E)与上述前端部直径(A)的比(E/A)为0.85以上1.16以下。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，

在上述中径部直径(B)为3.2mm以下，且将上述距离((B-A)/2)设为X、将上述比(E/A)设为Y时，满足如下式(i)～(iv)

(i)X≤0.19

(ii)Y≥X+0.8

(iii)Y≥0.85

(iv)Y≤1.06X+0.96。

4.根据权利要求2所述的火花塞，其特征在于，

上述比(E/A)为1.00以上1.16以下。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的火花塞，其特征在于，

上述中径部直径(B)为2.9mm以下。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的火花塞，其特征在于，

上述第二构成部的常温下的维氏硬度为150Hv以上350Hv以下。

7.根据权利要求2或3所述的火花塞，其特征在于，

上述第二构成部具有具备凹凸状的表面的固定部，上述固定部的上述轴线方向长度为3mm以上25mm以下。