CN103348546B - 火花塞制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种火花塞制造方法，其能够通过判断绝缘体是否具有缺陷而提供配备有具有介电强度的绝缘体的火花塞。本发明的火花塞制造方法的特征在于，包括缺陷判断步骤，其通过在下述条件下在中心电极和金属外壳之间产生电势差来判断绝缘体是否具有缺陷，即：所述条件使得中心电极、金属外壳和绝缘体构成的组件设置在压力容器内，在压力容器内建立压力比大气压力高的高压气氛，允许绝缘油的存在的空间是由衬垫、金属外壳、绝缘体和包含金属外壳的前端表面的假想平面包围的空间，并且至少在凸台和绝缘体之间的距离变得最短的所述空间的区域中存在绝缘油。

Description

火花塞制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造用于提供内燃机中的点火的火花塞的方法，并且更具体地涉及制造配备有具有介电强度的绝缘体的火花塞的方法。

背景技术

用于提供内燃机如汽车发动机中的点火的火花塞一般包括：管状金属外壳；管状绝缘体，其设置在金属外壳的孔中；中心电极，其设置在绝缘体的轴向孔的前端部中；金属端子，其设置在轴向孔的后部中；和接地电极，其一端被接合到金属外壳的前端，而其另一端面向中心电极，从而形成位于两者之间的火花放电间隙。当高电压被施加在中心电极和金属外壳之间时，中心电极和接地电极之间产生火花放电，且火花放电点燃包含在燃烧室中的燃料。

在火花放电时，如果绝缘体具有缺陷，如细孔，则电流可能会在中心电极和金属外壳之间通过该缺陷泄漏（在下文中，电流泄漏可以被称为穿透放电），从而有可能导致无法执行正常的火花放电。

为了提供容易且可靠地检测陶瓷绝缘体中的缺陷的方法，专利文献1中记载了“陶瓷绝缘体的缺陷检测方法的特征在于：在保持具有一端开放的中空部的陶瓷绝缘体的同时，在插入陶瓷绝缘体的该中空部的第一电极和设置在陶瓷绝缘体附近的第二电极之间产生火花放电；进行检查，以查看通过第一电极和第二电极之间的产生电压差所产生的火花放电是否经过陶瓷绝缘体的中空部的开口；以及根据火花放电是否已经过中空部的开口来判断陶瓷绝缘体是否是可以接受的”（权利要求5）。根据这一方法，在第一和第二电极之间产生火花放电同时火花放电经过陶瓷绝缘体的中空部的开口的情况下，判断陶瓷绝缘体为无缺陷的。在第一和第二电极之间产生火花放电而火花放电不经过陶瓷绝缘体的中空部的开口的情况下，判断陶瓷绝缘体为有缺陷的，这是因为已经通过经过陶瓷绝缘体中的缺陷的通道而产生了穿透放电。

同时，在上述的缺陷检测方法中，为了检测在陶瓷绝缘体中的更精细的缺陷，有效的是在第一和第二电极之间施加较高的电压，即施加更大的电势差。这是由于以下原因：在陶瓷绝缘体有缺陷的情况下，穿透放电更容易通过缺陷产生。因此，当采用上述缺陷检测方法时，想到的是增加第一和第二电极之间的电势差。但是，即使增加施加的电压，当施加的电压达到预定值时，火花放电通过中空部的开口产生。因此，施加等于或高于预定电压的电压是没有意义的，即，仅仅施加高电压以提高检测陶瓷绝缘体中的精细缺陷的精度具有限度。

为了应对这样的问题，专利文献2中记载了“陶瓷绝缘体的缺陷检测方法的特征在于：…在利用具有高于大气压力的压力的空气密封压力容器的内部的同时，在第一电极和第二电极之间产生电势差，从而检测流经所述第一电极和所述第二电极之间的泄漏电流，并且根据泄漏电流是否大于预定值判断陶瓷绝缘体是否有缺陷”（权利要求1）。根据这一发明的构思，通过利用具有高于大气压力的压力的空气密封压力容器的内部，所述第一电极和所述第二电极之间的空气火花放电受到抑制，由此可以增加通过中空部产生火花放电所需的电势差。因此，在通过中空部的火花放电的生成受到抑制的同时，可以增加在两个电极之间的电势差；结果，提高了在检测陶瓷绝缘体中的精细缺陷时的精度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利No.2550790

专利文献2：日本专利申请未审公开（公开）No.2004-108817

发明内容

本发明所要解决的技术问题

然而，根据检测绝缘体中的缺陷的常规方法，在绝缘体附接到金属外壳等之前的状态下在绝缘体上进行缺陷检测测试；因此，即使没有在绝缘体中检测到缺陷，在随后执行的直至完成火花塞的各个步骤（如附接中心电极、金属外壳、绝缘体等的步骤）的过程中由于某种原因在绝缘体中出现缺陷的情况下，也不能检测出在所述步骤中已出现的缺陷。因此，认为理想的是，针对与得到成品火花塞的最终步骤尽可能接近的步骤中出现的中间产品，判断绝缘体是否具有缺陷。

然而，当高电压被施加到其中至少绝缘体、中心电极和金属外壳被组装在一起的火花塞的这样的中间产品时，其中朝向接地电极的一侧被视为前侧，产生在中心电极和接地电极之间的正常火花放电以及由中心电极的前端和金属外壳的前端之间、中心电极的前端和衬垫之间等的漏电（下文中，可以被称为“闪络”）引起的火花放电。如果在通过绝缘体中的缺陷产生穿透放电之前产生闪络，则绝缘体中的缺陷不能被检测出来。因此，根据可想到的方法，中间产品被设置在压力容器内，并且压力容器的内部压力被增加到大气压力以上，从而抑制闪络的产生；但是，为了在施加可能施加至与内燃机一起使用的火花塞的最高电压时抑制闪络的产生，在压力容器中的气氛必须具有相当高的压力。因此，增加加压装置的尺寸和装置管理的复杂度是不可避免的。

本发明的目的是提供一种火花塞制造方法，其能够通过判断绝缘体是否具有缺陷而提供配备有具有介电强度的绝缘体的火花塞。

解决问题的技术方案

用于解决上述问题的方案是（1）一种用于制造火花塞的火花塞制造方法，所述火花塞包括绝缘体，所述绝缘体具有沿轴线的方向延伸的轴向孔；插入轴向孔的中心电极；金属外壳，其设置在绝缘体的外周之外并具有突出至绝缘体的内部中的凸台；接地电极，其接合到金属外壳的前端部并与中心电极协作形成间隙；和衬垫，其设置在绝缘体和凸台的位于凸台的后侧上的表面之间，该后侧与金属外壳的形成有间隙的前侧相对置，该方法的特征在于，包括缺陷判断步骤，其通过在下述条件下在中心电极和金属外壳之间产生电势差来判断绝缘体是否具有缺陷，即：所述条件使得中心电极、金属外壳和绝缘体构成的组件设置在压力容器内，在压力容器内建立压力比大气压力高的高压气氛，允许绝缘油的存在的空间是由衬垫、金属外壳、绝缘体和包含金属外壳的前端表面的假想平面包围的空间，并且至少在凸台和绝缘体之间的距离变得最短的所述空间的区域中存在绝缘油。

在上面（1）中提到的方法的优选模式如下：（2）允许绝缘油的存在的空间是由衬垫、金属外壳、绝缘体和与轴线正交且包含凸台的前端的假想平面包围的第二空间；（3）绝缘油具有5或更小的相对介电常数；（4）在压力容器内的气氛具有小于5MPa的压力；以及（5）在通过弯曲接地电极而形成间隙的步骤之前执行缺陷判断步骤。

有益效果

根据本发明的火花塞制造方法，通过使用至少中心电极、金属外壳和绝缘体构成的组件来执行缺陷判断步骤；因此，该方法不仅能够检测出在绝缘体的制造过程中在绝缘体中出现的缺陷，而且也能检测出在如附接步骤的制造步骤中可能因各种原因而在绝缘体中出现的缺陷。此外，该组件被放置在其中保持压力比大气压力高的高压气氛的压力容器内，并且通过在所述空间中存在绝缘油的状态下在中心电极和金属外壳之间产生电势差来判断绝缘体中是否存在缺陷；因此，可以抑制从中心电极沿绝缘体的表面朝向衬垫的作为闪络的沿面放电。结果，尽管施加等于内燃机中使用的所需耐受电压的电压，也不会产生沿面放电，并且，如果绝缘体具有缺陷，则可以产生通过缺陷的穿透放电，因此可以通过使用简单的装置来可靠地判断绝缘体是否具有缺陷。因此，本发明的制造方法可以提供配备无缺陷绝缘体的火花塞。

根据本发明的火花塞制造方法，因为允许绝缘油的存在的空间被限制为狭窄的空间，即第二空间，所以可以防止无缺陷的绝缘体被判断为有缺陷的错误判断，否则的话，在中心电极和金属外壳之间产生电势差时可能因在绝缘油中所产生的气泡而被判断为有缺陷。

根据本发明的火花塞制造方法，由于绝缘油具有5或更小的相对介电常数，所以可以减小在缺陷判断步骤中施加到绝缘体的电压，由此可以减小施加在绝缘体上的负载。

根据本发明的火花塞制造方法，由于在压力容器内的气氛具有小于5MPa的压力，所以能够抑制加压装置的尺寸和装置管理的复杂度的增加。

根据本发明的火花塞制造方法，由于通过弯曲接地电极而形成间隙的步骤之前执行缺陷判断步骤在，所以可以进一步抑制在缺陷判断步骤过程期间中心电极和接地电极之间的火花放电的产生。

附图说明

图1是火花塞的剖面整体说明图，示出了通过本发明的火花塞制造方法制造的示例火花塞。

图2是示出了图1中所示的火花塞的主要构件的剖面说明图。

图3是示出示例压力容器的剖面说明图。

图4是示出压力容器内的气氛压力与产生闪络的电压之间的关系的曲线图。

图5是示出压力容器内的气氛压力与产生闪络时的电压之间的关系的曲线图，示出了存在和不存在绝缘油之间的区别。

图6是示出压力容器内的气氛压力与产生闪络时的电压之间的关系的曲线图，示出了绝缘油的充入量之间的区别。

图7是示出具有不同的相对介电常数的绝缘油对施加在绝缘体上的负载的影响的曲线图。

具体实施方式

如图1和图2中所示，本发明的火花塞制造方法制造的火花塞1包括：绝缘体2，其具有沿轴线O的方向延伸的轴向孔7；插入轴向孔7的中心电极3；金属外壳4，其设置在绝缘体2的外周之外，并具有突出绝缘体的内部中的凸台8；接地电极5，其接合到金属外壳4的前端部，并与中心电极3协作形成间隙g；和衬垫6，其设置在绝缘体2和凸台8的位于朝向凸台8的后端的一侧上的第一表面9之间，其中金属外壳4的朝向间隙g的一侧被视为金属外壳4的前侧。

绝缘体2由具有机械强度、热强度、电气强度等的材料（例如主要包含氧化铝的陶瓷烧结体）形成，并且具有轴向孔7，所述轴向孔具有大致圆筒形状并且沿轴线O的方向延伸。呈大致圆形柱体的形式的中心电极3被保持在轴向孔7的一个端部中，而呈大致圆形柱体的形式的金属端子10被保持在轴向孔7的另一端部中。中心电极3和金属端子10之间根据需要在轴向孔7中设置电阻器11，以达到抑制产生无线电噪声的目的，并且导电玻璃密封层12和13设置在电阻器11的相应的相对置侧上，从而将中心电极3和金属端子10彼此电连接起来。绝缘体2具有：凸缘部14，所述凸缘部径向向外突出并且相对于轴线O的方向形成在其大致中央部；中间主体部15，其位于凸缘部14的前方，并且具有比凸缘部14的直径小的直径；位于中间主体部15的前方的腿部16，其具有比中间主体部15的直径小的直径，并延伸成使得直径向前逐渐减小。中间主体部15的外周面17和腿部16的外周面18由锥形台阶表面19连接起来，并且衬垫6设置在台阶部19和金属外壳4的凸台8的第一表面9之间（这将在后面描述），第一表面9位于凸台8的后侧上，从而通过金属外壳4保持绝缘体2。

中心电极3由具有热传导性、机械强度等的材料（例如镍基合金，如INCONEL（商标名）600）形成。中心电极3具有：由锥形台阶20支撑的头部21，所述锥形台阶20形成在绝缘体2的轴向孔7中并且连接中间主体部15的内周面和内径比中间主体部15小的腿部16的内周面；以及主体部22，所述主体部22从头部21向前延伸，并具有比头部21的外径小的外径，并且中心电极3在主体部22的前端从绝缘体2的前端表面突出的状态下被保持在金属外壳4中并与金属外壳4电绝缘。

金属外壳4由导电钢材料如低碳钢形成，具有大致圆筒形状，并且容纳和保持绝缘体2。金属外壳4具有形成在其前部的外周面上的螺纹部23，并且，通过使用螺纹部23，火花塞被安装到内燃机的未示出的气缸盖上。金属外壳4具有位于螺纹部23的后方的凸缘状气体密封部24和夹在气体密封部24和螺纹部23之间的垫片25。金属外壳4具有：工具接合部26，其位于气体密封部24的后方，并允许工具（如扳子或扳手）与其接合；和压接部27，其位于工具接合部26的后方。环形衬垫28和滑石29被设置在形成在绝缘体2的外周面与压接部27和工具接合部26的内周面之间的环形空间中，从而绝缘体2被固定到金属外壳4。金属外壳4具有：中间管部30，其位于气体密封部24的前方并包围绝缘体2的中间主体部15；凸台8，其位于中间管部30的前方且径向向内突出；和前管部31，其位于凸台8的前方并包围绝缘体2的腿部16。凸台8具有：筒状凸台内周面32，其沿径向向内突出最多并且距绝缘体2的腿部16的内周面18的距离最短；锥形的第一表面9（凸台8的位于朝向凸台8的后端一侧的表面），其连接凸台内周面32的后端和内径比凸台内周面32大的中间主体部内周面33；和锥形的第二表面35，其连接凸台内周面32的前端和内径比凸台内周面32大的前管部内周面34。

接地电极5被形成为例如大致矩形的柱状体，并且接地电极5的形状和结构的设计如下：接地电极5的一端被接合到金属外壳4的前端表面，而接地电极5的本体在中间位置弯曲，以呈现类似字母L的形状，使得接地电极5的远端部经由间隙g面对中心电极3的前端部。接地电极5由类似于用于形成中心电极3的材料形成。

接下来对本发明的火花塞制造方法进行描述。首先描述的是绝缘体的缺陷判断步骤，这在实现本发明的目的中是重要的步骤。

本发明的火花塞制造方法的缺陷判断步骤通过在下述条件下在中心电极3和金属外壳4之间产生的电势差来判断绝缘体2是否具有缺陷，即：所述条件使得中心电极3、金属外壳4和绝缘体2构成的组件设置在压力容器内，在压力容器内建立压力比大气压力高的高压气氛，允许绝缘油的存在的空间是由衬垫6、金属外壳4、绝缘体2和包含金属外壳4的前端表面的假想平面包围的第一空间a，并且至少在凸台8和绝缘体2之间的距离变得最短的第一空间a的区域中存在绝缘油。

通过采用上述缺陷判断步骤，在施加可能施加至与内燃机一起使用的火花塞的最高电压时，本发明的火花塞制造方法能够可靠地判断绝缘体2是否具有产生穿透放电的缺陷。可能施加的最高电压是施加至与内燃机一起使用的火花塞的电压与可能意外施加到火花塞的电压的总和（电压的总和在下文中被称为所需的耐受电压）。在施加所需的耐受电压时不产生穿透放电的绝缘体2可以被认为具有介电强度。通过采用上述缺陷判断步骤，本发明的火花塞制造方法可提供一种配备有没有在施加所需的耐受电压时可能引起穿透放电的产生的缺陷的绝缘体2的火花塞，即，配备了具有介电强度的绝缘体2的火花塞。

在上述缺陷判断步骤中，至少中心电极3、金属外壳4和绝缘体2构成的组件被设置在压力容器内，而不是仅仅绝缘体2放置在压力容器内。设置在压力容器内的物品可以是在缺陷判断步骤之后将变成成品火花塞的中间产品，或者是作为经受了后面将要描述的每个步骤的组件的结果而产生的中间产品。当缺陷判断步骤仅仅在绝缘体2上执行时，即使没有在绝缘体2中检测出缺陷，在随后执行的直至完成火花塞的各个步骤（如附接中心电极3、金属外壳4、绝缘体2等的步骤）的过程中由于某种原因在绝缘体2中出现缺陷的情况下，也不能检测到在所述步骤中已出现的缺陷。因此，通过对至少在生产出上述组件的步骤之后获得的中间产品，理想的是，对尽可能接近完成产品的中间产品执行缺陷判断步骤，可以可靠地检测出在所述步骤中已出现的缺陷。然而，在通过弯曲接地电极5而形成间隙g的步骤之后获得的中间产品易于在缺陷判断步骤期间产生跨过间隙g的正常火花放电，从而可能导致难以检测出绝缘体2的穿透放电；因此，优选的是，在弯曲接地电极5的步骤之前执行缺陷判断步骤。以下的描述讨论的是对中心电极3、金属端子10、金属外壳4和绝缘体2构成的组件执行缺陷判断步骤，该组件被设置在压力容器内。

上述缺陷判断步骤检测在对绝缘体2施加所需的耐受电压时是否在绝缘体2中出现穿透放电，从而判断绝缘体2是否具有缺陷。穿透放电的产生可被检测出来，例如，根据所施加的电流的波形来检测。近年来所需的耐受电压比传统上所需的耐受电压高；例如，需要绝缘体在40kV时具有介电强度。在大气压力下，当40kv的高电压被施加至组件，而不是仅仅施加至绝缘体2时，在产生通过绝缘体2中的缺陷的穿透放电之前，在中心电极3的前端和金属外壳4的前端之间等产生闪络，从而导致判断绝缘体2是否具有缺陷失败。因此，通过在压力容器中建立压力比大气压力高的高压气氛，在空气中产生火花放电可以被抑制到一定程度。然而，为了在施加40kv的电压时抑制在产生穿透放电之前产生闪络，在压力容器内的气氛压力必须为7MPa或更高，如后面将要描述的那样。为了建立这样的高压环境，必须准备大型加压装置；此外，设备管理变得复杂。

同时，当高电压被施加到组件时，可能在中心电极3的前端和金属外壳4的前端之间、金属端子10的后端和金属外壳4的压接部27之间以及在衬垫6和中心电极3的前端之间产生闪络。在这些闪络中，在衬垫6和中心电极3的前端之间的闪络比通过空气产生的其它闪络更容易产生，这是因为闪络是从中心电极3的前端沿着绝缘体2的表面朝向衬垫6的沿面放电。

在上述的缺陷判断步骤中，在下述条件下在中心电极3和金属外壳4之间产生的电势差，即：所述条件使得在压力容器内保持高压气氛，使得不可能产生火花放电，绝缘油可存在于第一空间a中，至少在凸台8和绝缘体2之间的距离变得最短的第一空间a的区域中存在绝缘油；因此，可以抑制沿着绝缘体2的表面产生沿面放电。通过在第一空间a中存在绝缘油，可以抑制最有可能产生的闪络的产生；因此，无需将压力容器内的气氛压力增加至7MPa，通过施加等于所需的耐受电压的电压，就能够可靠地判断绝缘体2是否具有缺陷。在压力容器内的气氛压力高于大气压力，优选高于1.5MPa，并且，鉴于抑制加压装置的尺寸和装置管理的复杂度的增加，压力优选小于5MPa。值得注意的是，压力为绝对压力。

绝缘油是一种具有在80℃1.0×10⁸（Ω·cm）或更大的体积电阻率的液体，并且这样的绝缘油的示例包括：在JIS C2320中所描述的电绝缘油，如矿物油、烷基苯、聚丁烯、烷基萘、烷基联苯烷烃（alkyldiphenylalkane）和硅油。

绝缘油可以至少存在于凸台8和绝缘体2之间的距离变得最短的区域中，并且绝缘油可存在于第一空间a中。如上文所述，沿绝缘体2的表面的沿面放电最可能产生，并且当具有高体积电阻率的绝缘油存在于产生沿面放电的第一空间中时，电流变得不太可能流动，从而能够抑制沿面放电的产生。当绝缘油至少存在于凸台8和绝缘体2之间的距离变得最短的区域中时，能够抑制源于在该区域产生的介电击穿的闪络的产生。

优选地，允许绝缘油的存在的空间是由衬垫6、金属外壳4、绝缘体2和与轴线正交且包含凸台8的前端的假想的平面K包围的第二空间b。通过将可以存在于由绝缘体2和金属外壳4包围的空间中的绝缘油的量限制到最小的必需量，防止无缺陷的绝缘体2被错误地判断为有缺陷。例如，当在中心电极3和金属外壳体4之间产生电势差时，在第一空间a中充满绝缘油的状态下，可能会在绝缘油中产生气泡。作为引起电流的波形的变化的气泡的结果，无缺陷的绝缘体2可能会被错误地判断为有缺陷的。因此，通过允许绝缘油的存在的第二空间b，可以防止错误的判断。值得注意的是，凸台8的前端是第二表面35与前管部内周面34之间的边界，并且是沿径向突出的凸台8的前近侧端。

优选地，绝缘油的相对介电常数为5或更小。在绝缘油的相对介电常数为5或更小时，可以减小施加到绝缘体2的电压，从而可以抑制缺陷判断步骤施加在绝缘体2上的负载。

优选地，所述绝缘油具有这样的沸点以便在缺陷判断步骤之后通过气化消失。如果绝缘油在缺陷判断步骤之后通过气化消失，则可以快速转移到下一步骤而不需要做特别处理。

如图3所示，压力容器50例如包括具有耐压性的容器40和设置在容器40内并适于将组件41设置其上的金属制成的固定板42。固定板42例如具有多个圆形的孔，并且组件41设置在相应的孔中，使得接地电极46朝上。压缩机通过管路（未示出）连接到压力容器50。组件41的金属端子43通过连接电缆44而被电连接到电源（未示出）。该电源被构造用以能够测量在固定板42和连接到连接电缆44的金属端子43之间流动的电流。在组件41没有附接其上的金属端子43的情况下，金属棒连接到连接电缆44的在与连接到电源的连接相对置的一侧上的端部，并且该棒和相应的中心电极45电连接在一起。

在缺陷判断步骤中，首先，将组件41设置在压力容器50内。在将组件41设置在压力容器50内之后，将绝缘油装入包含凸台和绝缘体之间的距离变得最短的相应的区域中的第一空间a或第二空间b。接着，通过压缩机将压力容器50的内部保持在预定压力下，并且电源经由连接电缆44将预定电压施加到组件41长达预定的时间。此时，测量在金属端子43和固定板42之间流动的电流，并根据电流的波形判断绝缘体2是否具有缺陷。

下面将描述排除了缺陷判断步骤的示例性火花塞制造过程。首先，中心电极3和接地电极5可以如下制造，即：例如，通过使用真空熔化炉，制备具有所需组分的熔融合金；通过真空铸造从熔融合金制备铸锭；随后对铸锭进行塑性加工以对其赋予预定形状和预定尺寸，从而得到中心电极3和接地电极5。中心电极3也可以如下形成，即：将内层材料插入杯状的外层材料，并且对所得到的组件进行塑性加工，如挤压，从而得到中心电极3。

接着，接地电极5的一个端部通过电阻焊接或激光焊接等而接合至通过塑性加工等形成为预定形状的金属外壳4的前端表面。

接着，如果必要的话，则通过熔化具有预定组分的尖端材料获得的熔融材料被形成为板材，通过热冲压从板材冲压出预定的尖端，从而形成贵金属尖端；贵金属尖端通过电阻焊接和/或激光焊接等而相应固定地熔合到中心电极3和接地电极5。

同时，通过烧制陶瓷等将绝缘体2制造成预定的形状；具有接合其上的贵金属尖端的中心电极3被插入绝缘体2的轴向孔7中；并且用于形成玻璃密封层12的玻璃粉末、用于形成电阻器11的电阻组分和玻璃粉末以这个顺序充入轴向孔7，同时被初步压缩。接着，在金属端子10被从轴向孔7的端部压入轴向孔7的同时，电阻组分和玻璃粉末被压缩和加热。因此，电阻组分和玻璃粉末被烧结，从而形成电阻器11和玻璃密封层12和13。接着，将衬垫6设置在具有接合其上的接地电极5的金属外壳4的凸台8上，并且将具有固定其上的中心电极3等的绝缘体2附接到这样制备的金属外壳4，从而形成一个组件。该组件经历上述缺陷判断步骤。

最后，所述接地电极5的远端部朝向中心电极3弯曲，使得接地电极5的一端与中心电极3的前端部之间形成间隙g，由此获得火花塞。

在形成至少中心电极3、金属外壳4和绝缘体2构成的组件之后进行缺陷判断步骤。在上述的制造过程中，附接有中心电极3、电阻器11和金属端子10的绝缘体2附接到金属外壳4；但是，对于这些构件的附接顺序没有特别的限制；例如，在绝缘体2附接到金属外壳4之后，中心电极3可以附接到所得到的组件。在这种情况下，缺陷判断步骤可在电阻器11和金属端子10附接到绝缘体2之前执行。在上述的制造过程中，绝缘体2被附接到接地电极5接合其上的金属外壳4，然而，在所有的部件都附接到金属外壳4之后，可以将接地电极5接合到所得到的金属外壳4。

通过根据本发明的火花塞制造方法制造的火花塞用作汽车内燃机如汽油发动机的火花塞，并且通过将螺纹部23与设置在分开地形成内燃机的燃烧室的气缸盖（未示出）中的螺纹孔进行螺纹接合而固定在预定位置处。

根据本发明的火花塞制造方法并不限于上述实施例，而是可以以各种其它的形式修改，只要可以实现本发明的目的即可。

示例

<组件的制造>根据上述的制造过程制造中心电极、电阻器、金属端子、绝缘体、金属外壳和接地电极的组件。由于组件中的每个均使得接地电极没有弯曲，所以没有形成间隙g。此外，螺纹尺寸为M12，并且绝缘体的中间主体部具有3毫米的厚度。

<评估方法>（示例1）组件被设置在示于图3中的压力容器内，使得接地电极面朝上；在将压力容器内的气氛保持在范围从大气压力至10MPa的预定压力的同时，电压被施加到金属端子，从而在中心电极和金属外壳之间产生电势差。在此条件下，在逐渐增加电压的同时，对流过金属端子和固定板之间的电流进行测量，并且根据测得的电流的波形来测定在产生闪络时的电压。对每个压力进行三次测试，并且计算测得的电压的平均值。图4示出了测试的结果。

（示例2）除了压力容器内的气氛维持在范围从大气压力至2MPa的预定压力并且绝缘油被充入到由衬垫、金属外壳、绝缘体和包含金属外壳的前端表面的假想平面所包围的第一空间a之外，以与示例1类似的方式进行测试。图5示出了测试的结果。绝缘油1具有2.0的相对介电常数以及在80℃时具有1.0×10¹⁵Ω·cm的体积电阻率，并且绝缘油2具有1.5的相对介电常数以及在80℃时具有2.0×10¹³Ω·cm的体积电阻率。

（示例3）除了绝缘油1使用的量变化之外，以与示例2类似的方式进行测试。图6示出了测试的结果。在图6中，液位1表示绝缘油被充入至包含凸台内周面的相对于轴线O的方向的中心的液位的情况，液位2表示绝缘油被充入至包含凸台的前端的液位的情况，并且液位3表示绝缘油被充入至其包含在凸台的前端和金属外壳的前端之间的轴向长度的中心的液位的情况。

（示例4）在80℃时具有1.0×10¹³Ω·cm的体积电阻率以及1至7的相对介电常数的七类绝缘油被准备出来并且被命名为绝缘油（1）至（7）。以与示例2类似的方式进行测试，不同的是：在使用这些绝缘油并且压力容器内的气氛被保持在1.5MPa的压力的同时，施加40kv的电压10分钟。接着，从压力容器中取出组件，并且压力（p）被施加到绝缘体的前端，直到绝缘体破碎。测量从压力施加点至碎裂表面的距离（d）；根据下面给出的表达式计算碎裂力矩（m）；并且基于碎裂力矩评估绝缘体的强度。碎裂力矩（m）=压力（p）×距离（d）。对绝缘油（1）至（7）中的每一个进行3次测量。图7示出了测试的结果。绝缘体的强度按以下准则进行评估，并且表1示出评估结果。AAA：碎裂力矩的下限为5.8或更大；BBB：碎裂力矩的下限为5.6至小于5.8；以及CCC：碎裂力矩的下限为5.4至小于5.6。

[表1]

绝缘油类型	(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)	(7)
								相对介电常数	1	2	3	4	5	6	7
评估结果	AAA	AAA	AAA	AAA	AAA	BBB	CCC

如图4所示，在压力容器内的气氛的压力越高，则对产生闪络的抑制程度越大，即，产生闪络的电压越高。示例1表明，为了防止在40kV的所需的耐受电压下产生闪络，压力容器内的气氛必须具有至少7MPa的压力。

如图5所示，当在绝缘体和金属外壳之间的空间中存在绝缘油时，产生闪络时的电压增大。另外，压力容器内的气氛的压力越高，产生闪络的电压越高。示例2表明，在存在绝缘油并且压力至少为1.5MPa的情况下，在施加所需的耐受电压时不产生闪络。

如图6所示，绝缘油的充入量上的差异不引起产生闪络时的电压之间大的差异，并且，如果绝缘油被充入到至少液位1，则闪络的产生被抑制。

如图7所示，在使用具有5或更小的相对介电常数的绝缘油的情况下，绝缘体的碎裂力矩不会出现大的差异，从而表明，即使高电压被施加到绝缘体上，也抑制了施加在绝缘体上的负载。

附图标记

1：火花塞

2：绝缘体

3，45：中心电极

4：金属外壳

5，46：接地电极

6：衬垫

7：轴向孔

8：凸台

9：第一表面

10，43：金属端子

11：电阻器

12，13：玻璃密封层

14：凸缘部

15：中间主体部

16：腿部

17：外周面

18：外周面

19：台阶表面

20：锥形台阶

21：头部

22：主体部

23：螺纹部

24：气体密封部

25：垫片

26：工具接合部

27：压接部

28：环形衬垫

29：滑石

30：中间管部

31：前管部

32：凸台内周面

33：中间主体部内周面

34：管部内周面

35：第二表面

40：容器

41：组件

42：固定板

44：连接电缆

50：压力容器

Claims (4)

1.一种制造火花塞(1)的方法，所述火花塞包括：

绝缘体(2)，所述绝缘体具有沿轴线(O)的方向延伸的轴向孔(7)；

插入所述轴向孔(7)的中心电极(3，45)；

金属外壳(4)，所述金属外壳设置在所述绝缘体(2)的外周之外并且具有突出至所述绝缘体内部中的凸台(8)；

接地电极(5)，所述接地电极接合到所述金属外壳(4)的前端部并与所述中心电极(3，45)协作形成间隙(g)；和

衬垫(6)，所述衬垫设置在所述绝缘体(2)和所述凸台(8)的位于所述凸台(8)的后侧上的表面(9)之间，所述后侧与所述金属外壳(4)的形成有所述间隙(g)的前侧相对置，

所述方法的特征在于，包括缺陷判断步骤，所述缺陷判断步骤通过在下述条件下在所述中心电极(3，45)和所述金属外壳(4)之间产生电势差来判断所述绝缘体(2)是否具有缺陷，即：所述条件使得所述中心电极(3，45)、所述金属外壳(4)和所述绝缘体(2)构成的组件(41)设置在压力容器(40)内，在所述压力容器(40)内建立压力比大气压力高的高压气氛，允许绝缘油的存在的空间是由所述衬垫(6)、所述金属外壳(4)、所述绝缘体(2)和包含所述金属外壳(4)的前端表面的假想平面(h)包围的空间(a)，并且至少在所述空间(a)的其中所述凸台(8)和所述绝缘体(2)之间的距离变得最短的区域中存在所述绝缘油，并且

其中，允许所述绝缘油的存在的所述空间是由所述衬垫(6)、所述金属外壳(4)、所述绝缘体(2)和与所述轴线正交(O)且包含所述凸台(8)的前端的假想平面(k)包围的第二空间(b)。

2.根据权利要求1所述的制造火花塞(1)的方法，其中，所述绝缘油具有5或更小的相对介电常数。

3.根据权利要求1所述的制造火花塞(1)的方法，其中，在所述压力容器(40)内的气氛具有小于5MPa的压力。

4.根据权利要求1所述的制造火花塞(1)的方法，其中，在通过弯曲所述接地电极(5)而形成所述间隙(g)的步骤之前执行所述缺陷判断步骤。