CN104638520A - 火花塞以及火花塞的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种火花塞以及火花塞的制造方法,容易地实现贵金属端头的合适的安装。使用接地电极,其具有贵金属端头、具有配置有贵金属端头的贯通孔的保持部和接合有保持部的主体部。从贵金属端头观察,间隙侧设为前端侧,保持部的前端面中的内径设为内径(Gf),保持部的后端面中的内径设为内径(Gr),贵金属端头的前端面的外径设为外径(Tf),贵金属端头的后端面的外径设为外径(Tr)。此时,内径(Gf)小于外径(Tr),内径(Gf)小于内径(Gr),外径(Tf)小于外径(Tr)。保持部的形成贯通孔的内周面和在贯通孔配置的部分中的贵金属端头的外周面中的至少一方向前端侧连续地缩径。贵金属端头的前端面比保持部的前端面位于前端侧。
Description
技术领域
本发明涉及火花塞。
背景技术
以往,在内燃机中使用火花塞。火花塞具有形成间隙的电极。作为电极,例如利用具有贵金属端头的电极。在此,提案有如下技术:将贵金属端头焊接到端头保持部,将端头保持部焊接到接地电极。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:专利第4705129号公报
发明内容
在贵金属端头的安装中使用端头保持部的情况与不使用端头保持部而安装贵金属端头的情况相比,部件数增加,因此难以实现贵金属端头的合适的安装。例如,用于将贵金属端头的尺寸的公差和端头保持部的尺寸的公差的两方维持在小的范围内的负担变大。
本发明的主要的优点是容易实现贵金属端头的合适的安装。
本发明是用于解决上述课题的至少一部分的发明,可作为以下的适用例而实现。
[适用例1]
一种火花塞,具有:接地电极,该接地电极具有贵金属端头、具有配置有上述贵金属端头的贯通孔的保持部和接合有上述保持部的主体部;以及
中心电极,在与上述贵金属端头之间形成间隙,
从上述贵金属端头观察,将上述间隙侧设为前端侧,将上述保持部的前端面中的内径设为内径Gf,将上述保持部的后端面中的内径设为内径Gr,将上述贵金属端头的前端面的外径设为外径Tf,将上述贵金属端头的后端面的外径设为外径Tr时,
上述内径Gf小于上述外径Tr,
上述内径Gf小于上述内径Gr,
上述外径Tf小于上述外径Tr,
上述保持部的形成上述贯通孔的内周面和在上述贯通孔配置的部分中的上述贵金属端头的外周面中的至少一方朝向前端侧连续地缩径,
上述贵金属端头的前端面与上述保持部的前端面相比位于前端侧。
根据该结构,即使是贵金属端头的尺寸和保持部的尺寸的公差大的情况,也能够容易地实现贵金属端头相对于主体部的合适的安装。
[适用例2]
在适用例1记载的火花塞中,
上述保持部的上述内周面具有朝向前端侧连续地缩径的第一锥面,
上述贵金属端头的上述外周面具有朝向前端侧连续地缩径的第二锥面。
根据该结构,能够提高贵金属端头的安装强度。
[适用例3]
在适用例2记载的火花塞中,
在包括上述贵金属端头的中心轴的截面中,上述第二锥面和上述中心轴所构成的角度中的作为锐角的第二角度Ag2减去上述第一锥面和上述中心轴所构成的角度中的作为锐角的第一角度Ag1所得的差dAg为-10度以上且+10度以下。
根据该结构,能够抑制贵金属端头相对于保持部的位置偏差。
[适用例4]
在适用例1至3任一项记载的火花塞中,
上述接地电极还具有至少将上述贵金属端头和上述保持部接合的第一熔融部。
根据该结构,能够从贵金属端头经过第一熔融部和主体部,向主体配件适当散热。
[适用例5]
在适用例4记载的火花塞中,
上述接地电极具有多个上述第一熔融部,
上述多个第一熔融部隔着上述贵金属端头的中心轴配置在相互不相对的位置。
根据该结构,即使是贵金属端头和保持部之间热膨胀系数存在差的情况,也能够抑制因温度变化而贵金属端头或保持部损伤。
[适用例6]
在适用例4或5记载的火花塞中,还具有:
绝缘体,保持上述中心电极;以及
主体配件,配置在上述绝缘体的径向的周围,
上述主体部具有作为与上述主体配件连接的端的基端,
至少一个第一熔融部与上述贵金属端头的中心轴相比位于上述基端侧。
根据该结构,能够抑制贵金属端头的升温。
[适用例7]
在适用例6记载的火花塞中,
在朝向与上述贵金属端头的中心轴平行的方向观察的情况下,至少一个第一熔融部在与上述贵金属端头的上述中心轴相比靠上述基端侧,与上述主体部的长度方向的轴重叠。
根据该结构,能够抑制贵金属端头的升温。
[适用例8]
在适用例4至7任一项记载的火花塞中,
上述第一熔融部具有在上述主体部的表面露出的露出面。
根据该结构,能够容易地形成第一熔融部。
[适用例9]
在适用例1至8任一项记载的火花塞中,
上述接地电极具有将上述保持部和上述主体部接合的第二熔融部,
上述第二熔融部与上述贵金属端头分离。
根据该结构,能够抑制向第二熔融部混入贵金属成分。
[适用例10]
在适用例9记载的火花塞中,
上述接地电极还具有至少将上述贵金属端头和上述保持部接合的第一熔融部,
上述主体部具有作为与上述主体配件连接的端的基端,
上述第一熔融部的整体与上述贵金属端头的中心轴相比位于上述基端侧,
上述第二熔融部的至少一部分与上述贵金属端头的中心轴相比位于与上述基端侧相反一侧。
根据该结构,即使是贵金属端头的热膨胀系数比主体部的热膨胀系数小的情况,也能够抑制因温度上升而贵金属端头损伤。
[适用例11]
在适用例9或10记载的火花塞中,
上述贵金属端头具有突出部,该突出部与在上述贯通孔内配置的部分的后端侧连接,并突出到上述保持部的上述后端面中的比上述贯通孔的边缘靠外周侧的位置。
根据该结构,通过贵金属端头的突出部与保持部的后端面接触来抑制贵金属端头的位置向前端侧偏移,因此能够容易地实现贵金属端头的合适的安装。
[适用例12]
在适用例11记载的火花塞中,
与上述贵金属端头的中心轴平行的方向的上述突出部的厚度为0.2mm以上。
根据该结构,突出部的破损被抑制,因此能够容易地实现贵金属端头的合适的安装。
[适用例13]
在适用例11或12记载的火花塞中,
上述贵金属端头中的从在上述贯通孔内配置的部分的外周面的后端到上述突出部的外周侧的端的、以上述贵金属端头的中心轴为中心的圆的径向的长度为0.05mm以上且0.25mm以下。
根据该结构,能够抑制突出部的破损和贵金属端头的位置偏差,因此能够容易地实现贵金属端头的合适的安装。
[适用例14]
一种火花塞的制造方法,该火花塞是权利要求1至13任一项所述的火花塞,上述火花塞的制造方法包括:
在上述保持部的上述贯通孔配置上述贵金属端头的配置工序;以及
在上述配置工序后对上述保持部施加上述保持部的径向的负荷的工序。
此外,本发明可以各种方式实现,例如,能够以火花塞、装配火花塞的内燃机、火花塞的制造方法等方式实现。
附图说明
图1是第一实施方式的火花塞的一例的剖视图。
图2是放大表示接地电极30的前端部331的附近的局部剖视图。
图3是接地电极30的前端部331的概略图。
图4是表示火花塞的制造方法的一例的流程图。
图5是贵金属端头38的配置的说明图。
图6是焊接的说明图。
图7是凹部335的说明图。
图8焊接的说明图。
图9主体部33x的弯曲加工的说明图。
图10是表示电极端头90n、90p的结构的剖视图。
图11是接地电极的另一实施方式的概略图。
图12是接地电极的另一实施方式的概略图。
图13是接地电极的另一实施方式的概略图。
图14是火花塞100的制造方法的另一实施方式的说明图。
图15是步骤S113的处理的概略图。
图16是电极端头的另一实施方式的概略图。
图17是接地电极30z的概略图。
图18是表示接地电极30z的温度上升的状态的例的局部剖视图。
图19是表示参考例的接地电极的温度上升的状态的例的局部剖视图。
图20是接地电极的另一实施方式的概略图。
图21是接地电极的另一实施方式的概略图。
图22是接地电极的另一实施方式的概略图。
图23是接地电极的另一实施方式的概略图。
具体实施方式
A.第一实施方式:
A-1.火花塞的结构:
图1是第一实施方式的火花塞的一例的剖视图。图示的线CL表示火花塞100的中心轴。图示的截面是含有中心轴CL的截面。以下,中心轴CL也称为“轴线CL”,与中心轴CL平行的方向也称为“轴线方向”。与中心轴CL平行的方向上,图1的下方向也称为第一方向D1,上方向也称为第二方向D2。第一方向D1是从后述的端子配件40朝向电极20、30的方向。另外,以中心轴为中心的圆的径向也简称为单“径向”,以中心轴为中心的圆的圆周方向也称为“周向”。
火花塞100具有绝缘体10(以下也称为“绝缘子10”)、中心电极20、接地电极30、端子配件40、主体配件50、导电性的第一密封部60、电阻体70、覆盖部290、导电性的第二密封部80、第一垫料8、滑石9、第二垫料6和第三垫料7。
绝缘体10是具有沿着中心轴CL延伸而贯通绝缘体10的贯通孔12(以下也称为“轴孔12”)的大致圆筒状的构件。绝缘体10通过烧制氧化铝而形成(也可采用其他绝缘材料)。绝缘体10具有从第一方向D1侧向第二方向D2依次排列的腿部13、第一缩外径部15、第一主体部17、凸缘部19、第二缩外径部11和第二主体部18。第一缩外径部15的外径从第二方向D2侧向第一方向D1逐渐变小。在绝缘体10的第一缩外径部15的附近(在图1的例中,第一主体部17)形成有从第二方向D2侧向第一方向D1内径逐渐变小的缩内径部16。第二缩外径部11的外径从第一方向D1侧向第二方向D2逐渐变小。
在绝缘体10的轴孔12的第一方向D1侧插入有沿着中心轴CL延伸的棒状的中心电极20。中心电极20具有从第一方向D1侧向第二方向D2依次排列的腿部25、凸缘部24和头部23。腿部25的第一方向D1侧的部分在绝缘体10的第一方向D1侧,向轴孔12外露出。中心电极20的其他部分在轴孔12内配置。凸缘部24的第一方向D1侧的面由绝缘体10的缩内径部16支撑。另外,中心电极20具有电极母材21和在电极母材21的内部埋设的芯材22。电极母材21例如使用镍(Ni)或含有作为主成分的镍的合金(例如,因科乃尔(“INCONEL”是注册商标))而形成。在此,“主成分”是指含有率最高的成分(以下,同样)。作为含有率,采用以重量百分数表示的值。芯材22使用热传导率比电极母材21高的材料(例如,含有铜的合金)而形成。
在绝缘体10的轴孔12的第二方向D2侧插入有端子配件40。端子配件40使用导电材料(例如,低碳钢等的金属)而形成。端子配件40具有从第二方向D2侧向第一方向D1依次排列的帽安装部41、凸缘部42、腿部43。帽安装部41在绝缘体10的第二方向D2侧,向轴孔12外露出。腿部43插入绝缘体10的轴孔12。
在绝缘体10的轴孔12内,在端子配件40和中心电极20之间配置有用于抑制电噪声的圆柱状的电阻体70。在电阻体70和中心电极20之间配置有导电性的第一密封部60,在电阻体70和端子配件40之间配置有导电性的第二密封部80。中心电极20和端子配件40经由电阻体70和密封部60、80而被电连接。通过密封部60、80,能够使层叠的构件20、60、70、80、40间的接触电阻稳定,使中心电极20与端子配件40之间的电阻值稳定。此外,电阻体70例如使用作为主成分的玻璃颗粒(例如,B203-SiO2系的玻璃)、陶瓷颗粒(例如,TiO2)和导电性材料(例如,Mg)而形成。密封部60、80例如使用与电阻体70同样的玻璃颗粒和金属颗粒(例如,Cu)而形成。
主体配件50是具有沿着中心轴CL延伸而贯通主体配件50的贯通孔59的大致圆筒状的构件。主体配件50使用低碳钢材而形成(也可采用其他导电材料(例如,金属材料))。在主体配件50的贯通孔59插入有绝缘体10。主体配件50以在绝缘体10的径向的周围配置的状态,固定到绝缘体10。在主体配件50的第一方向D1侧,绝缘体10的第一方向D1侧的端部(本实施方式中,腿部13的第一方向D1侧的部分)向贯通孔59外露出。在主体配件50的第二方向D2侧,绝缘体10的第二方向D2侧的端部(本实施方式中,第二主体部18的第二方向D2侧的部分)向贯通孔59外露出。
主体配件50具有从第一方向D1侧向第二方向D2依次排列的主体部55、基座部54、变形部58、工具卡合部51和压紧部53。基座部54是凸缘状的部分。在主体部55的外周面形成有用于与内燃机(例如,汽油发动机)的安装孔螺合的螺纹部52。在基座部54和螺纹部52之间嵌入有将金属板弯折而形成的环状的衬垫5。
主体配件50具有比变形部58配置在第一方向D1侧的缩内径部56。缩内径部56的内径从第二方向D2侧向第一方向D1逐渐变小。在主体配件50的缩内径部56和绝缘体10的第一缩外径部15之间夹着第一垫料8。第一垫料8是铁制的O环(也可采用其他材料(例如,铜等的金属材料))。
工具卡合部51的形状是卡合火花塞扳手的形状(例如,六棱柱)。在工具卡合部51的第二方向D2侧设置有压紧部53。压紧部53比绝缘体10的第二缩外径部11配置在第二方向D2侧,形成主体配件50的第二方向D2侧的端。压紧部53向径向的内侧屈曲。
在主体配件50的第二方向D2侧,在主体配件50的内周面和绝缘体10的外周面之间形成有环状的空间SP。在本实施方式中,该空间SP是由主体配件50的压紧部53及工具卡合部51、和绝缘体10的第二缩外径部11及第二主体部18包围的空间。在该空间SP内的第二方向D2侧配置有第二垫料6。在该空间SP内的第一方向D1侧配置有第三垫料7。在本实施方式中,这些垫料6、7是铁制的C环(也可采用其他材料)。在空间SP内的两个垫料6、7的间填充有滑石(talc)9的粉末。
在火花塞100的制造时,压紧部53以向内侧弯折的方式压紧。并且,压紧部53向第一方向D1侧被按压。由此,变形部58变形,经由垫料6、7和滑石9,绝缘体10在主体配件50内,向第一方向D1侧被按压。第一垫料8在第一缩外径部15和缩内径部56之间被按压,并且,密封主体配件50和绝缘体10之间。综上,内燃机的燃烧室内的气体经过主体配件50和绝缘体10之间而向外泄漏的情况被抑制。另外,主体配件50固定于绝缘体10。
接地电极30与主体配件50的第一方向D1侧的端接合。接地电极30具有主体部33、贵金属端头38和保持部39。在本实施方式中,主体部33是棒状的构件。主体部33的一端(以下,称为“基端332”)与主体配件50的第一方向D1侧的端以电气导通的方式接合(例如,激光焊接)。主体部33从主体配件50向第一方向D1延伸,向中心轴CL弯曲,直至前端部331。在前端部331的第二方向D2侧的面上固定有贵金属端头38和保持部39。贵金属端头38在与中心电极20的前端面20s1(第一方向D1侧的表面20s1)之间形成间隙g。主体部33具有形成主体部33的表面的母材35和在母材35内埋设的芯部36,母材35例如使用Ni或含有作为主成分的Ni的合金(例如,因科乃尔)而形成。芯部36使用热传导率比母材35高的材料(例如,纯铜)而形成。
图2是放大表示图1的接地电极30的前端部331的附近的局部剖视图。图3是从第二方向D2侧向第一方向D1观察的接地电极30的前端部331的附近的概略图。如图所示,在主体部33的表面中的、与中心电极20的前端面20s1相对的位置形成有向第一方向D1凹陷的凹部335。该凹部335的形状是以中心轴CL为中心的大致圆柱形状。凹部335通过主体部33的母材35而形成。在凹部335内固定有向中心电极20突出的贵金属端头38和包围贵金属端头38的保持部39。
贵金属端头38的形状是以中心轴CL为中心的大致圆锥台形状。贵金属端头38的外径向中心电极20逐渐变小。贵金属端头38使用以铂(Pt)、铱(Ir)、铑(Rh)等的贵金属为主成分含有的合金而形成。此外,Ir在贵金属中熔点高,并且耐火花消耗性优异。因此,优选使用Ir或以Ir为主成分含有的合金,形成贵金属端头38。此外,Ir的热传导率比Pt等的其他贵金属的热传导率低。但是,如后所述,可抑制贵金属端头38的升温。因此,贵金属端头38含有Ir时,还能够贵金属端头38的氧化。
保持部39的形状是具有沿着中心轴CL延伸的贯通孔395的环状。保持部39的外形与通过凹部335的内表面而形成的形状大致相同。贯通孔395的形状与贵金属端头38中的除了从主体部33突出的部分以外的剩余的部分的形状大致相同。即,保持部39的内径与贵金属端头38的外径同样地,向中心电极20逐渐变小。保持部39使用Ni或以Ni为主成分含有的合金而形成。此外,保持部39优选由与主体部33的母材35相同的材料形成。由此,能够提高保持部39和母材35的接合强度。
在保持部39的贯通孔395内配置有贵金属端头38。贵金属端头38通过激光焊接而接合到保持部39。图3所示的8个第一熔融部81是在贵金属端头38和保持部39的焊接时熔融的部分。贵金属端头38和保持部39通过这些第一熔融部81相互固定。如后所述,各第一熔融部81形成为从保持部39的外周面向贵金属端头38的内部延伸形成。如图3所示,8个第一熔融部81沿着周向大致等间隔地配置。
保持部39通过激光焊接而接合到主体部33。图中的第二熔融部82是在保持部39和主体部33的焊接时熔融的部分。在图3中,在第二熔融部82附加阴影线。保持部39通过该第二熔融部82固定到主体部33。如图2所示,第二熔融部82形成为沿着保持部39的外周面和凹部335的内周面的边界93,从第二方向D2侧的表面向第一方向D1侧延伸。另外,如图3所示,第二熔融部82沿着以中心轴CL为中心的全周而形成。
第一熔融部81含有贵金属端头38的成分和保持部39的成分。含有贵金属的熔融部与不含有贵金属的熔融部相比,容易氧化。在图2、图3的第一实施方式中,保持部39的外周面的整体容纳在凹部335内。因此,含有贵金属的第一熔融部81容纳在凹部335内,不向外部露出。因此,能够抑制第一熔融部81的氧化。
另外,将保持部39和主体部33接合的第二熔融部82与贵金属端头38分离,因此,可抑制贵金属端头38的贵金属成分混入到第二熔融部82。其结果是,能够抑制第二熔融部82的氧化。
A-2.火花塞的制造方法:
图4是表示火花塞的制造方法的一例的流程图。在步骤S110中,在保持部39的贯通孔395内配置有贵金属端头38。图5是贵金属端头38的配置的说明图。在图中,示出包括贵金属端头38的中心轴CLx的截面。在图5的左部,示出同轴上排列的贵金属端头38和保持部39。在图5的右部,示出贵金属端头38在贯通孔395内配置的状态。在此,与贵金属端头38的中心轴CLx平行的方向Df、Dr中的、从贵金属端头38观察朝向间隙g侧(图1)的方向Df称为前端方向Df,前端方向Df的相反的方向Dr称为后端方向Dr。前端方向Df是从外径大的端面389朝向外径小的端面381的方向。图1所示的完成的火花塞100中,前端方向Df是第二方向D2。以下,贵金属端头38的前端方向Df的端面381称为前端面381。贵金属端头38的后端方向Dr侧的端面389称为后端面389。保持部39的前端方向Df侧的端面391称为前端面391。保持部39的后端方向Dr侧的端面399称为后端面399。
在图中,示出外径Tf、Tr和内径Gf、Gr。第一外径Tf是贵金属端头38的前端面381的外径,第二外径Tr是贵金属端头38的后端面389的外径。第一内径Gf是保持部39的前端面391的内径。第二内径Gr是保持部39的后端面399的内径。在本实施方式中,以下的三个关系成立。
1)第一内径Gf<第二外径Tr
2)第一内径Gf<第二内径Gr
3)第一外径Tf<第二外径Tr
此外,在本实施方式中,贵金属端头38的第二外径Tr与保持部39的第二内径Gr大致相同。
保持部39的内周面394形成朝向前端方向Df连续地缩径的锥面(以下也称为“第一锥面394”)。在本实施方式中,在经过中心轴CLx的截面上,第一锥面394以大致直线表示。贵金属端头38的外周面384形成朝向前端方向Df连续地缩径的锥面(以下,也称为“第二锥面384”)。在本实施方式中,在经过中心轴CLx的截面上,第二锥面384以大致直线表示。
在图中,示出辅助线L1、L2和角度Ag1、Ag2。第一辅助线L1是与保持部39的第一锥面394交叉的、与中心轴CLx平行的直线。第一角度Ag1示出第一锥面394和第一辅助线L1(即,中心轴CLx)所构成的角度中的锐角。第二辅助线L2是与贵金属端头38的第二锥面384交叉的、与中心轴CLx平行的直线。第二角度Ag2示出第二锥面384和第二辅助线L2(即,中心轴CLx)所构成的角度中的锐角。在本实施方式中,第一角度Ag1与第二角度Ag2大致相同。
如图5的右部所示,在本实施方式中,在保持部39的贯通孔395内配置有贵金属端头38的状态下,贵金属端头38的后端面389处于与保持部39的后端面399大致相同的平面上。并且,贵金属端头38的外周面384的至少一部分与保持部39的内周面394接触。
在图4的接下来的步骤S115中,贵金属端头38和保持部39被焊接(以下,步骤S115的焊接也称为“第一焊接”)。图6是焊接的说明图。在图中,示出包括贵金属端头38和保持部39的中心轴CLx的截面。在图5的上部,示出焊接时的状态,在图5的下部,示出焊接后的状态。图中的箭头LZ1示出激光的概略。激光LZ1照射到保持部39的外周面393上。激光LZ1的照射方向是从外周面393朝向中心轴CLx的方向。通过该激光LZ1的照射,形成从保持部39的外周面393到贵金属端头38延伸的第一熔融部81。此外,激光LZ1的照射沿着周向在大致等间隔配置的8个位置进行,使得形成8个第一熔融部81(图3)。以下,将由贵金属端头38和保持部39构成的构件90称为“电极端头90”。
接着,说明图4的步骤S120、S125。这些步骤S120、S125与步骤S110、S115独立地进行。在步骤S120中,形成组装体。组装体是进行图1所示的火花塞100的制造工序中的、接地电极30的主体部33的屈曲和电极端头90向主体部33上的接合前的状态。在图4的表示步骤S120的框中,示出表示组装体100x的中心电极20的附近的局部剖视图。组装体100x具有绝缘体10、在绝缘体10固定的主体配件50和在绝缘体10的贯通孔12插入的中心电极20。另外,在主体配件50接合有作为弯曲前的主体部33的直线状的构件33x(以下称为“主体部33x”)。此外,图中,省略主体部33x的母材35和芯部36的图示。后述的其他图也有省略母材35和芯部36的图示的情况。另外,作为形成组装体的方法,可采用公知的各种方法,省略详细的说明。
在接下来的步骤S125中,在接地电极30的主体部33x形成有凹部335。图7是凹部335的说明图。在图中,示出组装体100x中的主体部33x的附近的局部剖视图。图示的截面是包括组装体100x的中心轴CL的截面。如图所示,在弯曲前的主体部33x形成有凹部335。凹部335例如使用钻头等的切削工具而形成。此外,优选主体部33x上的凹部335的位置根据中心电极20的前端面20s1的位置而决定。由此,即使在中心电极20相对于主体配件50的位置产生偏差时候,也能够实现合适的间隙g。
在图4的接下来的步骤S130中,电极端头90被焊接在凹部335内(以下,步骤S130的焊接也称为“第二焊接”)。图8是焊接的说明图。在图中,示出表示凹部335的附近的部分截面(包括贵金属端头38的中心轴CLx的部分截面)。在图8的左部示出焊接时的状态,在图8的右部示出焊接后的状态。图中的箭头LZ2表示激光的概略。首先,电极端头90在凹部335内配置。并且,激光LZ2在凹部335的内周面保持部39的外周面393的边界上,从前端方向Df侧朝向后端方向Dr照射。通过该激光LZ2的照射,形成有将凹部335的内周面和保持部39的外周面393(即,主体部33x(在此,母材35)和保持部39)接合的第二熔融部82。此外,如图3说明的那样,激光LZ2的照射遍及凹部335的内周面和保持部39的外周面393的边界的全周进行。
在图4的接下来的步骤S140中,主体部33x被弯曲,从而形成有间隙g。图9是主体部33x的弯曲加工的说明图。在图中,示出表示主体部33x的附近的部分截面(包括中心轴CL的部分截面),如图所示,主体部33x向中心电极20弯曲。由此,在中心电极20的前端面20s1和贵金属端头38的前端面381之间形成间隙g。此外,进行主体部33x的弯曲加工,使得间隙g的距离成为预定的距离。综上,火花塞100完成。
如上所述,在第一实施方式中,保持部39(图5)的第一内径Gf小于贵金属端头38的第二外径Tr。因此,能够抑制贵金属端头38从保持部39的贯通孔395的前端方向Df侧脱离。另外,贯通孔395(图8)的后端方向Dr侧被主体部33封堵。因此,能够抑制贵金属端头38从接地电极30脱离。
另外,保持部39(图5)的内周面394形成朝向前端方向Df侧连续地缩径的第一锥面394。而且,贵金属端头38的外周面384形成朝向前端方向Df侧连续地缩径的第二锥面384。因此,即使是贵金属端头38的外径和保持部39的内径的至少一方的公差大的情况,也能够将贵金属端头38容易地嵌入到保持部39的贯通孔395。另外,能够使贵金属端头38的外周面384与保持部39的内周面394容易地接触。其结果是,能够提高贵金属端头38和保持部39的接合的强度。并且,能够实现贵金属端头38相对于主体部33的合适的固定。
另外,如图5所示,贵金属端头38的前端面381比保持部39的前端面391位于前端方向Df侧。因此,能够抑制在贵金属端头38的前端面381以外的部分(例如,保持部39的前端面391)产生放电的情况。
另外,在接地电极30形成有将贵金属端头38和保持部39接合的第一熔融部81。因此,能够容易地提高贵金属端头38和保持部39的接合的强度。
另外,如图3所示,多个第一熔融部81包括比贵金属端头38的中心轴(图3中,中心轴CL)位于基端332侧的第一熔融部81a。如以下说明的那样,该第一熔融部81a能够抑制贵金属端头38的升温。在内燃机运转的情况下,贵金属端头38的温度上升。在保持部39中,能够通过第一熔融部81a,从贵金属端头38向主体部33散热。主体部33能够通过基端332,向主体配件50散热。因此,在第一熔融部81a与基端332接近的情况下,即,在第一熔融部81a比贵金属端头38的中心轴位于基端332侧的情况下,该第一熔融部81a能够适当冷却贵金属端头38。其结果是,能够抑制贵金属端头38的消耗。
另外,如图3所示,在朝向与贵金属端头38的中心轴(图3中,中心轴CL)平行的方向观察的情况下,至少一个第一熔融部81a在比贵金属端头38的中心轴靠基端332侧,配置于与主体部33的长度方向的轴CLa重叠的位置。即,第一熔融部81a配置于贵金属端头38的外周面384和保持部39的内周面394接触的部分中的最接近基端332的位置,因此,第一熔融部81a能够适当地冷却贵金属端头38。其结果是,能够适当地抑制贵金属端头38的消耗,此外,主体部33的长度方向的轴Cla是主体部33的中心轴,并且是沿着主体部33的长度方向延伸的轴。在朝向与贵金属端头38的中心轴平行的方向观察的情况下,接地电极30相对于该轴CLa,成为线对称。
A-3.第一评价试验:
说明使用火花塞100的样品的评价试验。在该评价试验中,评价了贵金属端头38的固定的强度。以下的表1示出样品的结构和评价结果。
【表1】
角度差dAg是图5说明的第二角度Ag2减去第一角度Ag1的差。在评价试验中,评价了角度差dAg分别为-11度、-10度、-5度、0度、+5度、+10度、+11度的7个样品。
图10是表示角度差dAg为负值的电极端头90n的结构和角度差dAg为正值的电极端头90p的结构的剖视图。各截面是包括贵金属端头38的中心轴CLx的截面。在任一电极端头90n、90p,贵金属端头38的后端面389与保持部39的后端面399处于大致相同平面上。
在角度差dAg为负值的电极端头90n中,保持部39的前端面391的内周侧的端392与贵金属端头38的外周面384接触,另一方面,保持部39的后端面399的内周侧的端398位于从贵金属端头38的后端面389的外周侧的端388向外周侧分离的位置。
在角度差dAg为正值的电极端头90p中,保持部39的后端面399的内周侧的端398与贵金属端头38的后端面389的外周侧的端388接触。另一方面,保持部39的前端面391的内周侧的端392位于从贵金属端头38的外周面384向外周侧分离的位置。
在用于评价试验的7个样品之间,贵金属端头38的结构是共通的。在7个样品之间,通过改变保持部39的内周面394的结构(例如,第一角度Ag1(图5)),实现相互不同的角度差dAg。此外,7个样品之间共通的尺寸如以下所示。
此外,贵金属端头38使用以铱为主成分含有的合金而形成。保持部39和主体部33的母材35使用相同的材料(在此,以镍为主成分含有的合金)而形成。火花塞的其他结构在7个样品之间是共通的。
接着,说明评价试验。在评价试验中,通过进行火花塞的样品的振动试验,评价了贵金属端头38的固定的强度。具体而言,将火花塞的样品以紧固扭矩20N·m安装到使用与发动机缸盖相同的铝材而制作的铝套管,实施ISO11565的3.4.4项所示的振动试验。具体而言,沿着火花塞的轴线CL方向施加加速度30G±2G、频率50~500Hz、扫频1倍频程/分钟的振动。此时,将使用燃烧器加热火花塞的动作和停止加热并冷却火花塞的动作作为一个循环,反复这些动作。
每一个循环的上述加热的动作以800℃进行2分钟,每一个循环的上述冷却的动作是1分钟。并且,测定了直到贵金属端头38脱落的循环数。在表1中,到贵金属端头38的脱落的循环数小于500的情况设为“C评价”,到脱落的循环数为500以上且小于1000的情况设为“B评价”,到脱落的循环数为1000以上的情况设为“A评价”。
如表1所示,角度差dAg越接近零,评价结果越良好。推定该理由是,角度差dAg越接近零,贵金属端头38的外周面384和保持部39的内周面394之间的间隙越小,因此贵金属端头38和保持部39的焊接的强度提高。
另外,如表1所示,在角度差dAg为-5度以上且+5度以下的情况下,评价结果为A评价。在角度差dAg为-10度或+10度的情况下,评价结果为B评价。在角度差dAg为-11度或+11度的情况下,评价结果为C评价。由此,在角度差dAg为-10度以上且+10度以下的情况下,得到了B评价以上的良好的评价结果。此外,得到了B评价以上的良好的评价结果的角度差dAg为-10度、-5度、0度、+5度、+10度。这些值中的任意的值可采用为角度差dAg的优选的范围(下限以上且上限以下的范围)的下限。另外,这些值中的下限以上的任意的值可采用为上限。其中,角度差dAg的绝对值也可以为11度以上。
此外,贵金属端头38和保持部39之间的接合强度推定为主要根据贵金属端头38(图10)的外周面384和保持部39的内周面394之间的间隙的大小即角度差dAg而变化。因此,角度差dAg的优选的范围推定为不伦角度差dAg以外的结构怎样,都可适用。例如,推定为在采用贵金属端头38的高度Tt、外径Tr、Tf、保持部39的高度Gt、外径Go的至少一个不同的结构的情况下,也可适用上述角度差dAg的优选的范围。另外,推定为在后述的其他实施方式,也可适用上述角度差dAg的优选的范围。在任一情况下,通过采用上述优选的范围内的角度差dAg,能够抑制贵金属端头38相对于保持部39的位置偏差。
B.第二实施方式:
图11是接地电极的另一实施方式的概略图。在图中,与图3同样地,是从第二方向D2侧朝向第一方向D1观察的接地电极30b的贵金属端头38的附近的概略图。与图3所示的第一实施方式的接地电极30的差异是,在第二实施方式的接地电极30b中,多个第一熔融部81隔着贵金属端头38的中心轴CLx而配置于相互不相对的位置的点。通过该结构,在贵金属端头38和保持部39之间热膨胀系数不同的情况下,通过贵金属端头38中的隔着中心轴CLx与第一熔融部81相对的部分的变形,能够缓和因热膨胀系数的差而产生的热应力。另外,通过保持部39中的隔着中心轴CLx与第一熔融部81相对的部分的变形,能够缓和热应力。其结果是,能够降低贵金属端头38或保持部39因热应力而损伤的可能性。
假设,多个第一熔融部81假定配置于隔着贵金属端头38的中心轴而相互相对的位置。在该情况下,经过贵金属端头38的中心轴的直径的两端的部分通过第一熔融部81固定于保持部39。在此,假定贵金属端头38根据温度变化而收缩。在该情况下,贵金属端头38的直径的两端通过第一熔融部81固定,因此贵金属端头38不能适当地收缩,在贵金属端头38产生裂纹。在图11的实施方式中,贵金属端头38中的隔着中心轴与第一熔融部81相对的部分通过以与保持部39分离的方式变形,能够抑制裂纹。
此外,第二实施方式的接地电极30b的其他结构与第一实施方式的接地电极30的结构相同。在图11中,在第二实施方式的接地电极30b的要素中的、与第一实施方式的接地电极30的要素相同的要素中,附加相同的标号,从而省略说明。第二实施方式的接地电极30b可代替第一实施方式的接地电极30,适用于火花塞100。另外,作为接地电极30b的制造方法,可采用图4说明的方法。
C.第三实施方式:
图12是接地电极的另一实施方式的概略图。在图中,示出接地电极30c中的贵金属端头38的附近的部分截面。该截面是包括贵金属端头38的中心轴CLx的截面。图2、图8所示的第一实施方式的接地电极30的差异是,在第三实施方式的接地电极30c中,省略第二熔融部82的点和第一熔融部81c形成从在主体部33的前端方向Df侧的表面露出的露出面81cs,经过保持部39中,直至贵金属端头38的点。接地电极30c与图3的第一实施方式或图11的第二实施方式同样地,具有沿着周向以大致等间隔配置的多个第一熔融部81c。
第三实施方式的接地电极30c的其他结构与第一实施方式的接地电极30的结构相同。在图12中,在第三实施方式的接地电极30c的要素中的、与第一实施方式的接地电极30的要素相同的要素中,附加相同的标号,从而省略说明。第三实施方式的接地电极30c可代替第一实施方式的接地电极30,适用于火花塞100。
在适用第三实施方式的接地电极30c的情况下,如下所述,图4的制造方法进行变更。在步骤S110中,贵金属端头38和保持部39在贵金属端头38嵌入保持部39的贯通孔395内的状态下,配置在主体部33中所形成的凹部335内。省略步骤S115。在步骤S130中,通过激光焊接,主体部33、保持部39和贵金属端头38b被焊接。图12的箭头LZ3示表示步骤S130的焊接所使用的激光的概略。激光LZ3在凹部335的内周面和保持部39的外周面39的边界上,从前端方向Df侧照射。激光LZ3的方向是从外周侧朝向中心轴CLx的方向,相对于中心轴CLx倾斜。通过使用该激光LZ3形成第一熔融部81c,该第一熔融部81c从主体部33以及保持部39的前端方向Df侧的表面(包括露出面81cs),经过保持部39中,直至贵金属端头38,图4的其他步骤与第一实施方式说明的步骤相同。
如上所述,在第三实施方式的接地电极30c中,将贵金属端头38和保持部39接合的第一熔融部81c具有在主体部33的表面露出的露出面81cs。即,第一熔融部81c从主体部33的表面,经过保持部39,直至贵金属端头38。该第一熔融部81c可通过一次焊接,容易地形成。因此,能够简化火花塞的制造工序。另外,第一熔融部81c将贵金属端头38和主体部33直接地接合,因此,通过第一熔融部81c,从贵金属端头38向主体部33容易地散热。其结果是,能够抑制贵金属端头38的消耗。
此外,在第三实施方式中,优选至少一个第一熔融部81c与图3、图11的第一熔融部81a同样地,比贵金属端头38的中心轴位于基端332侧。并且,与图3、图11的第一熔融部81a同样地,优选在朝向与贵金属端头38的中心轴平行的方向观察的情况下,至少一个第一熔融部81在比贵金属端头38的中心轴靠基端332侧,配置在与主体部33的长度方向的轴CLa重叠的位置。根据该结构,第一熔融部81c能够适当地冷却贵金属端头38。
D.第4实施方式:
图13是接地电极的另一实施方式的概略图。在图中,示出接地电极30d中的贵金属端头38的附近的部分截面。该截面是包括贵金属端头38的中心轴CLx的截面。与图2、图8所示的第一实施方式的接地电极30的差异仅是,在第4实施方式的接地电极30d中,省略第一熔融部81的点。接地电极30d的其他结构与第一实施方式的接地电极30的结构相同。在图13中,在第4实施方式的接地电极30d的要素中的、与第一实施方式的接地电极30的要素相同的要素中,附加相同的标号,从而省略说明。第4实施方式的接地电极30d可代替第一实施方式的接地电极30,适用于火花塞100。
在第4实施方式的接地电极30d中,与图2、图3所示的第一实施方式的接地电极30同样地,接合保持部39和主体部33的第二熔融部82与贵金属端头38分离。因此,贵金属端头38的贵金属成分混入到第二熔融部82的情况被抑制。其结果是,能够抑制第二熔融部82的氧化。
此外,在适用第4实施方式的接地电极30d的情况下,从图4的制造方法中,省略步骤S115。其他步骤与第一实施方式说明的步骤相同。由此,能够降低焊接的次数,因此能够简化火花塞的制造工序。另外,省略贵金属端头38和主体部33的焊接,但如图5说明的那样,保持部39的第一内径Gf小于贵金属端头38的第二外径Tr。因此,能够抑制贵金属端头38从保持部39的贯通孔395的前端方向Df侧脱离。
此外,推定为在本实施方式中,也可使用根据上述表1确定的角度差dAg的优选的范围。若采用优选的范围内的角度差dAg,则能够抑制贵金属端头38相对于保持部39的位置偏差。
E.第5实施方式:
图14是火花塞100的制造方法的另一实施方式的说明图。在图中,示出步骤S113。该步骤S113追加到图4的步骤S110和步骤S115之间。
图15是步骤S113的处理的概略图。在步骤S123中,为了减小贵金属端头38的外周面384和保持部39的内周面394之间产生的间隙,在保持部39的贯通孔395内配置有贵金属端头38的状态下,对保持部39施加相对于中心轴CLx的径向的负荷113x。通过由该负荷113x使保持部39塑性变形,增大保持部39的内周面394和贵金属端头38的外周面384的接触面积。其结果是,能够降低贵金属端头38相对于保持部39的位置偏差。另外,贵金属端头38的热能够经过保持部39向主体部33适当地散去。
此外,负荷113x的施加优选从中心轴CLx观察,以多个方向进行。即,优选在保持部39的外周面393中的、沿着相对于中心轴CLx的周向配置的多个位置施加有负荷113x。由此,能够增大保持部39的内周面394和贵金属端头38的外周面384的接触面积。
此外,在省略图4的步骤S115的情况下,步骤S113在步骤S110和步骤S130之间执行。例如,在适用图12、图13的实施方式的接地电极30c、30d的情况下,在步骤S110中,在主体部33的凹部335外,在保持部39的贯通孔395内配置有贵金属端头38。并且,在步骤S113中,对保持部39施加负荷113x。在步骤S113后的步骤S130中,贵金属端头38和保持部39配置在主体部33的凹部335内。
F.第6实施方式:
F-1.接地电极30z的结构
图16是电极端头的另一实施方式的概略图。图17是具有图16的电极端头90z的接地电极30z的概略图。第6实施方式的接地电极30z可代替第一实施方式的接地电极30,适用于火花塞100。具有接地电极30z的火花塞100z可根据与图4同样的顺序而制造
在图16中,与图5同样地,示出包括贵金属端头38z的中心轴CLx的截面。在图16的左部,示出在同轴上排列的贵金属端头38z和保持部39。在图16的右部,示出贵金属端头38z的一部分配置于保持部39的贯通孔395内的预定位置的状态。由贵金属端头38z和保持部39构成的构件90z称为“电极端头90z”。方向Df、Dr分别与图5的方向Df、Dr相同。
本实施方式的贵金属端头38z和图5的贵金属端头38的差异仅是,贵金属端头38z由与图5的贵金属端头38相同形状的第一部分38p1和与第一部分38p1的后端方向Dr侧连接的第二部分38p2构成的点。以下,在贵金属端头38z的要素中的、与图5的贵金属端头38的要素相同的要素中,附加相同的标号,从而省略说明。本实施方式的保持部39与图5的保持部39相同。
在本实施方式中,具有第一部分38p1和第二部分38p2的贵金属端头38z一体地成形。第二部分38p2的形状是以中心轴CLx为中心的圆板形状。图中的第二外径Trz是贵金属端头38z的后端面389z的外径即第二部分38p2的外径。图中的第三外径Tb是第一部分38p1的后端方向Dr侧的端中的外径,与图5的第二外径Tr相同。在本实施方式中,第二外径Trz大于第三外径Tb。第二部分38p2中的包括外周侧的端387e的外周部分387比第一部分38p1的外周面384的后端方向Dr侧的端384e突出到外周侧的位置(称为突出部387)。
如图16的右部所示,在保持部39的贯通孔395内配置有贵金属端头38z的第一部分38p1。第一部分38p1相对于保持部39的配置与图5的贵金属端头38相对于保持部39的配置相同。贵金属端头38z的第一部分38p1的第三外径Tb与保持部39的第二内径Gr大致相同。贵金属端头38z的突出部387比保持部39的后端面399中的贯通孔395的边缘395e突出到外周侧的位置。并且,突出部387的前端方向Df侧的面386与保持部39的后端面399相接。另外,在图16的例中,保持部39的外径Go与贵金属端头38z的第二外径Trz大致相同。但是,保持部39的外径Go也可以大于贵金属端头38z的第二外径Trz。
图16的右部所示的电极端头90z在图4的步骤S110形成。在本实施方式中,省略图4的步骤S115。
图17是本实施方式的接地电极30z的概略图。在图中,与图13同样地,示出包括贵金属端头38z的中心轴CLx的部分截面。接地电极30z通过图4的步骤S120、S125、S130而形成。在图4的步骤S120中,与上述第一实施方式同样地形成组装体100x。并且,在步骤S125中,在主体部33x形成凹部335z(图17)。凹部335z的形状是容纳保持部39(图16)和贵金属端头38z的第二部分38p2的整体的大致圆柱形状。并且,在步骤S130中,电极端头90z嵌入凹部335z,保持部39焊接到主体部33x。如图17所示,保持部39的前端面391与主体部33x的前端方向Df侧的表面333大致位于同一面上。
图17示出步骤S130的焊接的概略。电极端头90z配置在凹部335z内。并且,激光LZ4在凹部335z的内周面和保持部39的外周面393的边界上,从前端方向Df侧向后端方向Dr照射。通过该激光LZ4的照射,接合凹部335z的内周面和保持部39的外周面393。即,形成将主体部33x(在此,母材35)和保持部39接合的熔融部82z。熔融部82z从保持部39的前端面391,到比贵金属端头38z的突出部387靠前端方向Df侧的位置,向后端方向Dr。即,熔融部82z仅将主体部33x和保持部39接合,与贵金属端头38z分离。因此,贵金属端头38z的成分混入熔融部82z的情况被抑制,因此能够抑制熔融部82z的氧化。此外,激光LZ4的照射遍及凹部335z的内周面和保持部39的外周面393的边界的全周而进行。
如图17所示,贵金属端头38z的突出部387夹在保持部39的后端面399和凹部335z的后端方向Dr侧的面339z之间。突出部387的前端方向Df侧的面386与保持部39的后端方向Dr侧的面399接触。
因此,贵金属端头38z的位置向前端方向Df侧偏移的情况被抑制。其结果是,能够维持贵金属端头38z和中心电极20(图1)之间的间隙g的距离。另外,突出部387的后端方向Dr侧的面389z与凹部335z的后端方向Dr侧的面339z接触。因此,贵金属端头38z的位置向后端方向Dr侧偏移的情况被抑制。由此,能够容易地实现贵金属端头38z的合适的安装。
另外,在图16的左部示出贵金属端头38z和保持部39的参数Gf、Gr、Tf、Trz。在本实施方式中,以下的三个关系成立。
1)第一内径Gf<第二外径Trz
2)第一内径Gf<第二内径Gr
3)第一外径Tf<第二外径Trz
综上,能够抑制贵金属端头38z从接地电极30z脱离。
在图4的步骤S140中,与图9说明的实施方式同样地,主体部33x弯曲,从而形成间隙g。综上,完成具有接地电极30z的火花塞。
图18是表示接地电极30z的温度上升的状态的例的局部剖视图。在图中,示出图17相同局部剖视图。接地电极30z的温度通过在燃烧室产生的燃烧气体而上升(此外,图17表示常温(在此,20℃)的状态)。若接地电极30z的温度上升,则接地电极30z的构件热膨胀。在图18的例中,主体部33通过热膨胀,沿着长度方向DL膨胀。图18的部分截面是包括中心轴CLx且与长度方向DL平行的截面。
主体部33沿着长度方向DL膨胀,从而凹部335z沿着长度方向DL放大。在图2的接地电极30的凹部335也同样。如图2的接地电极30那样,在贵金属端头38和保持部39通过第一熔融部81固定,保持部39和主体部33通过第二熔融部82固定的情况下,保持部39乃至贯通孔395也被膨胀的主体部33牵拉,沿着长度方向DL放大。在此,在贵金属端头38的热膨胀系数比主体部33的热膨胀系数小的情况下,存在因贵金属端头38被主体部33或保持部39牵拉而贵金属端头38破损的可能性,另一方面,在本实施方式中,如图17、图18所示,尽管保持部39与主体部33焊接,但贵金属端头38z不与保持部39和主体部33中任一方焊接。因此,贵金属端头38z位于凹部335z内,而不被主体部33和保持部39中任一方牵拉。其结果是,即使是贵金属端头38z的热膨胀系数比主体部33的热膨胀系数小的情况,也能够抑制因贵金属端头38z被主体部33或保持部39牵拉而贵金属端头38z破损的情况。例如,在图18的例中,贵金属端头38z的外周面384和保持部39的内周面394之间的间隔比常温时(图17)扩大。
图19是表示参考例的接地电极30r的温度上升的状态的例的局部剖视图。参考例的接地电极30r的结构与图13的接地电极30d的结构相同。在图中,示出与图13相同的部分截面。在此,在与接地电极30d的要素相同的要素中,附加相同的标号,从而省略说明。贵金属端头38(图19)不具有突出部387(图17),另外,贵金属端头38不与保持部39和主体部33中任一方焊接(即,固定)。接地电极30r的温度通过在燃烧室产生的燃烧气体而上升。主体部33通过热膨胀,沿着主体部33的长度方向DL膨胀。由此,凹部335沿着长度方向DL放大。参考例的保持部39被焊接到主体部33。因此,保持部39乃至贯通孔395也被膨胀的主体部33牵拉,沿着长度方向DL放大。但是,贵金属端头38不与保持部39和主体部33中任一方焊接。因此,贵金属端头38位于放大的凹部335内,而不被主体部33和保持部39中任一方牵拉。其结果是,存在贵金属端头38的位置向前端方向Df侧偏移的可能性。
另一方面,在本实施方式中,如图17说明的那样,贵金属端头38z具有比保持部39的后端面399中的贯通孔395的边缘395e突出到外周侧的位置的突出部387。因此,如图18所示,即使是保持部39(乃至贯通孔395)沿着长度方向DL放大的情况,突出部387的外周侧的端387e比放大的保持部39的后端面399中的贯通孔395的边缘395e位于外周侧的位置。由此,突出部387的前端方向Df侧的面386通过与放大的保持部39的后端方向Dr侧的后端面399接触,能够抑制贵金属端头38z的位置向前端方向Df侧偏移。其结果是,即使是接地电极30z的温度上升的情况,也能够维持贵金属端头38z和中心电极20之间的间隙g。
此外,推定为在本实施方式中,也可适用根据上述表1确定的角度差dAg的优选的范围。若采用优选的范围内的角度差dAg,则能够抑制贵金属端头38z相对于保持部39的位置偏差。另外,也可以将图14的步骤S113适用于本实施方式的火花塞的制造方法。由此,能够抑制贵金属端头38z相对于保持部39的位置偏差。另外,贵金属端头38z的热经过保持部39容易向主体部33散去。
F-2.第二评价试验:
说明使用具有接地电极30z(图17)的火花塞的样品的评价试验的结果。试验方法和试验结果的评价基准与上述表1说明的试验方法和试验结果的评价基准分别相同。即,评价了贵金属端头38z的安装的强度。以下的表2表示样品的结构和评价结果。
【表2】
厚度T1是与贵金属端头38z(图16)的中心轴CLx平行的方向的突出部387的厚度。在评价试验中,评价了厚度T1为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5(mm)的5个样品。凹部335z(图17)的深度(与中心轴CLx平行的方向的长度)对应于厚度T1而调整。贵金属端头38z的第一部分38p1的大小和保持部39的大小在5个样品之间是共通的。此外,在5个样品之间共通的尺寸如下所述。
贵金属端头38z的第一外径Tf:2.5mm
贵金属端头38z的第二外径Trz:3.1mm
贵金属端头38z的第三外径Tb:2.8mm
第一部分38p1的与中心轴CLx平行的高度Tt:1.0mm
保持部39的第二内径Gr:2.8mm
保持部39的外径Go:3.5mm
角度差dAg(Ag2-Ag1):0度
保持部39的与中心轴CLx平行的高度Gt:0.9mm
此外,贵金属端头38z使用以铱为主成分含有的合金而形成。保持部39和主体部33的母材35使用相同的材料(在此,以镍为主成分含有的合金)而形成。火花塞的其他结构在5个样品之间是共通的。另外,样品的各种尺寸和角度的值是常温(在此,20℃)下的值。上述第一评价试验的样品的各种尺寸和角度的值也同样。
如表2所示,厚度T1为0.1mm时的评价结果是C评价。在该样品的评价试验中,突出部387破断。另外,如表2所示,厚度T1为0.2mm时的评价结果是B评价,厚度T1为0.3、0.4、0.5(mm)中任一方时的评价结果是A评价。由此,在厚度T1大的情况下,比厚度T1小的情况,评价结果良好。该理由是,在厚度T1大的情况下,突出部387因振动而破损的情况被抑制,因此推定为贵金属端头38z脱落的情况被抑制。
此外,得到了B评价以上的评价结果的厚度T1是0.2、0.3、0.4、0.5(mm)。可将这些值中的任意的值采用为厚度T1的优选的范围(下限以上且上限以下的范围)的下限。例如,作为厚度T1,也可采用0.2mm以上的值。另外,可将这些值中的下限以上的任意的值采用为上限。例如,作为厚度T1,可采用0.5mm以下的值。此外,厚度T1越厚,能够降低突出部387的破损的可能性。因此,作为厚度T1,可采用比评价的最大的厚度T1即0.5mm大的值。例如,作为厚度T1,可采用1.0mm以下的值。此外,厚度T1也可以小于0.2mm。
推定为突出部387的破损的容易度根据厚度T1而受到大的影响。因此,推定为从表2确定的厚度T1的优选的范围即使是厚度T1以外的结构,也可适用。例如,推定为在采用了贵金属端头38z的高度Tt、外径Trz、Tf、Tb、保持部39的高度Gt、外径Go、内径Gf、Gr、角度差dAg的至少一个为不同的结构的情况下,也可适用上述厚度T1的优选的范围。
F-3.第三评价试验:
说明使用具有接地电极30z(图17)的火花塞的样品的另一评价试验的结果。试验方法和试验结果的评价基准分别与上述表1说明的试验方法和试验结果的评价基准相同。即,评价了贵金属端头38z的安装的强度。以下的表3示出样品的结构和评价结果。
【表3】
突出长度T2是贵金属端头38z(图16)中的从在保持部39的贯通孔395内配置的部分的外周面384的后端384e到突出部387的外周侧的端387e的以中心轴CLx为中心的圆的径向的长度。在图16的实施方式中,突出长度T2是Trz-Tb。在评价试验中,评价了突出长度T2为0.02、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3(mm)的7个样品。贵金属端头38z的第一部分38p1的大小和第二部分38p2的厚度T1和保持部39的大小在7个样品之间共通。此外,7个样品之间共通的尺寸如下所示。
突出部387的厚度T1:0.2mm
贵金属端头38z的第一外径Tf:2.5mm
贵金属端头38z的第三外径Tb:2.8mm
第一部分38p1的与中心轴CLx平行的高度Tt:1.0mm
保持部39的第二内径Gr:2.8mm
保持部39的外径Go:3.5mm
角度差dAg(Ag2-Ag1):0度
保持部39的与中心轴CLx平行的高度Gt:0.9mm
此外,贵金属端头38z使用以铱为主成分含有的合金而形成。保持部39和主体部33的母材35使用相同的材料(在此,以镍为主成分含有的合金)形成。火花塞的其他结构在7个样品之间共通。另外,样品的各种尺寸和角度的值是在常温(在此,20℃)下的值。
如表3所示,突出长度T2为0.02mm时的评价结果是C评价。在该样品的评价试验中,保持部39未从主体部33脱落,但贵金属端头38z从保持部39脱落。该理由推定为是因为,如图18所示在保持部39(进而贯通孔395)在长度方向DL上放大的情况下,突出长度T2小,因此突出部387不能贵金属端头38z的脱落。
突出长度T2为0.3mm的情况的评价结果是C评价。在该样品的评价试验中,突出部387破断。该理由推定为是因为,突出长度T2大,因此在突出部387的根基(外周面384(图16)的后端384e的附近)突出部387容易弯折。
此外,0.05rnm的突出长度T2实现B评价,0.1、0.15、0.2(mm)的突出长度T2实现A评价,0.25mm的突出长度T2实现B评价。得到了B评价以上的评价结果的突出长度T2为0.05、0.1、0.15、0.2、0.25(mm)。可将这些值中的任意的值采用为突出长度T2的优选的范围(下限以上、上限以下的范围)的下限。例如,作为突出长度T2,也可以采用0.05mm以上的值。另外,可将这些值中的下限以上的任意的值采用为上限。例如,作为突出长度T2,也可以采用0.25mm以下的值。其中,突出长度T2也可以小于0.05mm,也可以超过0.25mm。
此外,推定为贵金属端头38z的脱落的容易度根据突出长度T2受到大的影响。因此,推定为从表3确定的突出长度T2的优选的范围即使是突出长度T2以外的结构,也可适用。例如,推定为在采用了贵金属端头38z的高度Tt、外径Trz、Tf、Tb、厚度T1、保持部39的高度Gt、外径Go、内径Gf、Gr、角度差dAg的至少一个为不同的结构的情况下,也可适用上述突出长度T2的优选的范围。
G.第7实施方式:
图20、图21是接地电极的另一实施方式的概略图。第7实施方式的接地电极30w可代替第一实施方式的接地电极30,适用于火花塞100。
图20是与图11同样地从第二方向D2侧朝向第一方向D1观察的(换言之,从前端方向Df侧朝向后端方向Dr观察的)、接地电极30w的贵金属端头38z的附近的概略图。图21是与贵金属端头38z的中心轴CLx平行的剖视图。图17所示的第6实施方式的接地电极30z的差异是,将主体部33和保持部39接合的熔融部82w由沿着以贵金属端头38z的中心轴CLx为中心的周向配置的相互分离的多个部分构成的点。接地电极30w的结构中的熔融部82w以外的结构与图17的接地电极30z的结构相同。在与图17的接地电极30z的要素相同的要素中,附加相同的标号,从而省略说明。
具有接地电极30w的火花塞100w可根据与图16、图17的实施方式的火花塞100z同样的顺序来制造。
在图20的实施方式中,多个(在此,5个)熔融部82w将保持部39和主体部33接合。5个熔融部82w沿着周向以大致等间隔配置。
图21示出图20的D-D截面。D-D截面划分为比中心轴CLx靠基端方向Da侧的部分和比中心轴CLx靠前端方向Db侧的部分。基端方向Da是与中心轴CLx垂直且朝向基端332侧的方向,前端方向Db是与基端方向Da相反的方向。D-D截面中的比中心轴CLx靠基端方向Da侧的部分示出包括主体部33的轴Cla的截面(在此,经过与基端332最近的熔融部82wb的截面)。比中心轴CLx靠前端方向Db侧的部分示出经过一个熔融部82we的截面。
图21示出步骤S130(图4)的焊接的概略。电极端头90z配置在凹部335z内。并且,激光LZ5在凹部335z的内周面和保持部39的外周面393的边界上,从前端方向Df侧朝向后端方向Dr照射。通过该激光LZ5的照射,形成有接合凹部335z的内周面和保持部39的外周面393的、即接合主体部33x(在此,母材35)和保持部39的熔融部82w。激光LZ5的照射在多个熔融部82w各自的位置进行。
如图所示,基端方向Da侧的熔融部82wb从主体部33以及保持部39的前端方向Df侧的表面到贵金属端头38z的突出部387,朝向后端方向Dr延伸。即,熔融部82wb将主体部33、保持部39和贵金属端头38z接合。虽然省略图示,但本实施方式中,比中心轴CLx靠基端方向Da侧的全部的熔融部82wa、82wb、82wc(图20)将主体部33、保持部39和贵金属端头38z接合。这些熔融部82wa、82wb、82wc与至少接合贵金属端头38z和保持部39的第一熔融部对应。通过这些熔融部82wa、82wb、82wc能够从贵金属端头38z经过主体部33向基端332适当散热。
另一方面,前端方向Db侧的熔融部82we(图21)从主体部33以及保持部39的前端方向Df侧的表面,到比贵金属端头38z的突出部387靠前端方向Df侧的位置,朝向后端方向Dr延伸。即,熔融部82we仅将主体部33和保持部39接合,与贵金属端头38z分离。虽然省略图示,但本实施方式中,比中心轴CLx靠前端方向Db侧的全部的熔融部82wd、82we(图20)仅将主体部33和保持部39接合。这些熔融部82wd、82we对应于与贵金属端头38z分离且将保持部39和主体部33接合的第二熔融部。
前端方向Db侧的熔融部82wd、82we可通过比基端方向Da侧的熔融部82wa、82wb、82wc的形成时弱的激光LZ5的强度而形成。图4的步骤S130以外的步骤与图17的第6实施方式的制造方法的步骤相同。
与图18的实施方式同样地,通过接地电极30w的温度上升,凹部335z沿着主体部33的长度方向DL放大。由此,与主体部33接合的保持部39乃至贯通孔395也沿着长度方向DL放大。但是,在本实施方式中,比中心轴CLx靠前端方向Db侧的全部的熔融部82wd、82we与贵金属端头38z分离。因此,即使是贵金属端头38z的热膨胀系数比主体部33的热膨胀系数小的情况,尽管贵金属端头38z被熔融部82wa、82wb、82wc向基端方向Da牵拉,但不向前端方向Db牵拉。
因此,能够抑制贵金属端头38z的破损。
另外,如图18说明的那样,即使是保持部39(乃至贯通孔395)沿着长度方向DL放大的情况,也能够抑制因贵金属端头38z的突出部387的前端方向Df侧的面386与放大的保持部39的后端方向Dr侧的后端面399接触而贵金属端头38z的位置向前端方向Df侧偏移。其结果是,即使是接地电极30w的温度上升的情况,也能够维持贵金属端头38z和中心电极20之间的间隙g。
此外,多个熔融部82w配置在隔着贵金属端头38z的中心轴CLx相互不相对的位置。根据该结构,在保持部39和主体部33之间热膨胀系数不同的情况下,能够通过保持部39中的隔着中心轴CLx与熔融部82w相对的部分的变形来缓和因热膨胀系数的差而产生的热应力。另外,能够通过主体部33中的隔着中心轴CLx与熔融部82w相对的部分的变形来缓和热应力。其结果是,能够降低保持部39或主体部33因热应力而损伤的可能性。
另外,多个熔融部82w(图20)中的至少一个熔融部82w(在此,3个熔融部82wa、82wb、82wc)位于贵金属端头38z的比中心轴CLx靠基端332侧。因此,在接地电极30w中能够从保持部39经过主体部33向基端332适当散热。
另外,如图20所示,在朝向与贵金属端头38z的中心轴CLx平行的方向观察的情况下,至少一个熔融部82w(在此,熔融部82wb)在贵金属端头38z的比中心轴CLx靠基端332侧配置在与主体部33的长度方向的轴CLa重叠的位置。因此,通过该熔融部82wb,能够从保持部39经过主体部33向基端332适当散热。
另外,多个熔融部82w(图21)具有主体部33的表面333露出的露出面82ws。根据该结构,通过焊接(激光LZ5的照射),能够容易地形成熔融部82w。
此外,推定为在本实施方式中,也可适用根据上述表1确定的角度差dAg的优选的范围。若采用优选的范围内的角度差dAg,能够抑制贵金属端头38z相对于保持部39的位置偏差。另外,也可以将图14的步骤S113适用于本实施方式的火花塞的制造方法。由此,能够抑制贵金属端头38z相对于保持部39的位置偏差。另外,贵金属端头38z的热量经过保持部39容易向主体部33散去。
H.第8实施方式:
图22、图23是接地电极的另一实施方式的概略图。第8实施方式的接地电极30v可代替第一实施方式的接地电极30,适用于火花塞100。
图22与图20同样地从第二方向D2侧朝向第一方向D1观察的(换言之,从前端方向Df侧朝向后端方向Dr观察的)、接地电极30v的贵金属端头38的附近的概略图。图23是与贵金属端头38的中心轴CLx平行的剖视图。图12所示的第三实施方式的接地电极30c的差异是,将主体部33和保持部39接合的熔融部81v由沿着以贵金属端头38的中心轴CLx为中心的周向配置的相互分离的多个部分构成的点。接地电极30v的结构中的熔融部81v以外的结构与图12的接地电极30c的结构相同。在与图12的接地电极30c的要素相同的要素中,附加相同的标号,从而省略说明。具有接地电极30v的火花塞100v可根据与具有图12的实施方式的接地电极30c的火花塞同样的顺序来制造。此外,图中的方向Da、Db与图20、图21说明的方向Da、Db分别相同。
在图22的实施方式中,多个(在此,5个)熔融部81v将保持部39和主体部33接合。5个熔融部81v沿着周向以大致等间隔配置。
图23示出图22的E-E截面。E-E截面与图21的D-D截面同样地,划分为比中心轴CLx靠基端方向Da侧的部分和比中心轴CLx靠前端方向Db侧的部分。比中心轴CLx靠基端方向Da侧的部分示出包括主体部33的轴Cla的截面(在此,经过与基端332最近的熔融部81vb的截面)。比中心轴CLx靠前端方向Db侧的部分示出经过一个熔融部81ve的截面。
图23示出步骤S130(图4)的焊接的概略。激光LZ6的照射方向与图12的激光LZ3的照射方向相同。通过使用该激光LZ3,形成有将主体部33和保持部39接合的熔融部81v。激光LZ6的照射在多个熔融部81v各自的位置进行。
如图所示,基端方向Da侧的熔融部81vb从主体部33以及保持部39的前端方向Df侧的表面,经过保持部39中,直至贵金属端头38。即,熔融部81vb将主体部33、保持部39和贵金属端头38接合。虽然省略图示,但本实施方式中,比中心轴CLx靠基端方向Da侧的全部的熔融部81va、81vb、81vc(图22)将主体部33、保持部39和贵金属端头38接合。这些熔融部81va、81vb、81vc与至少将贵金属端头38和保持部39接合的第一熔融部对应。通过这些熔融部81va、81vb、81vc,能够从贵金属端头38经过主体部33向基端332适当散热。
另一方面,前端方向Db侧的熔融部81ve(图23)从主体部33以及保持部39的前端方向Df侧的表面,到保持部39的中途的位置延伸。即,熔融部81ve仅将主体部33和保持部39接合,与贵金属端头38分离。虽然省略图示,但本实施方式中,比中心轴CLx靠前端方向Db侧的全部的熔融部81vd、81ve(图22)仅将主体部33和保持部39接合,这些熔融部81vd、81ve对应于与贵金属端头38分离且将保持部39和主体部33接合的第二熔融部。
前端方向Db侧的熔融部81vd、81ve可通过比基端方向Da侧的熔融部81va、81vb、81vc的形成时弱的激光LZ6的强度而形成。图4的步骤S130以外的步骤与图12的第三实施方式的制造方法的步骤相同。
与图18的实施方式同样地,通过接地电极30v的温度上升,凹部335沿着主体部33的长度方向DL放大。由此,与主体部33接合的保持部39乃至贯通孔395也沿着长度方向DL放大。但是,在本实施方式中,比中心轴CLx靠前端方向Db侧的全部的熔融部81vd、81ve与贵金属端头38分离。因此,即使是贵金属端头38的热膨胀系数比主体部33的热膨胀系数小的情况,尽管贵金属端头38被熔融部81va、81vb、81vc向基端方向Da牵拉,但不向前端方向Db牵拉。因此,能够抑制贵金属端头38的破损。
另外,多个熔融部81v中的至少一个熔融部81v将主体部33、保持部39和贵金属端头38接合,因此即使是保持部39(乃至贯通孔395)沿着长度方向DL放大的情况,也能够抑制贵金属端头38的位置向前端方向Df侧偏移。其结果是,即使是接地电极30v的温度上升的情况,也能够维持贵金属端头38和中心电极20之间的间隙g。
此外,多个熔融部81v隔着贵金属端头38的中心轴CLx配置在相互不相对的位置。因此,与图11的实施方式同样地,能够降低贵金属端头38或保持部39因热应力而损伤的可能性,并且,与图20的实施方式同样地,能够降低保持部39或主体部33因热应力而损伤的可能性。
另外,多个熔融部81v(图22)中的至少一个熔融部81v(在此,3个熔融部81va、81vb、81vc)位于贵金属端头38的比中心轴CLx靠基端332侧。因此,在接地电极30v中,能够从保持部39经过主体部33向基端332适当散热。
另外,如图22所示,在朝向与贵金属端头38的中心轴CLx平行的方向观察的情况下,至少一个熔融部81v(在此,熔融部81vb)在贵金属端头38的比中心轴CLx靠基端332侧配置在与主体部33的长度方向的轴CLa重叠的位置。因此,该熔融部81vb能够适当地冷却保持部39乃至贵金属端头38。
另外,多个熔融部81v(图23)具有在主体部33的表面333露出的露出面81vs。根据该结构,通过焊接(激光LZ6的照射),能够容易地形成熔融部81v。
此外,推定为在本实施方式中,也可适用根据上述表1确定的角度差dAg的优选的范围。若采用优选的范围内的角度差dAg,能够抑制贵金属端头38相对于保持部39的位置偏差。另外,也可以将图14的步骤S113适用于本实施方式的火花塞的制造方法。由此,能够抑制贵金属端头38相对于保持部39的位置偏差。另外,贵金属端头38的热经过保持部39容易向主体部33散去。
1.变形例:
(1)作为贵金属端头38、38z的形状和保持部39的形状,不限于图5、图16说明的形状,可采用其他各种形状。例如,贵金属端头38、38z的外周面384也可以朝向前端方向Df台阶状地变化。另外,保持部39的内周面394也可以朝向前端方向Df台阶状地变化。
在任一情况下,优选贵金属端头38、38z的外周面384和保持部39的内周面394的至少一方具有朝向前端方向Df连续地缩径的锥面。根据该结构,即使是贵金属端头38、38z的外径和保持部39的内径的至少一方的公差大的情况,也能够将贵金属端头38、38z容易地嵌入保持部39的贯通孔395。并且,能够使贵金属端头38、38z的外周面384与保持部39的内周面394容易地接触。
另外,在图16、图21的实施方式中,突出部387是以中心轴CLx为中心的环状的部分。取而代之,也可以是突出部387仅设置在以中心轴CLx为中心的圆的周向的一部分的范围。
(2)作为将贵金属端头38、38z和保持部39接合的熔融部的结构,不限于上述各实施方式的熔融部81、81c、82w、81v的结构,也可采用其他各种结构。例如,也可以是图3、图11、图20、图22的多个熔融部81、81c、82w、81v在比中心轴CLx靠基端332侧,配置在与主体部33的长度方向的轴Cla不重叠的位置。在任一情况下,为了抑制贵金属端头38、38z的升温,优选至少一个熔融部配置在贵金属端头38、38z的比中心轴CLx靠基端332侧。另外,熔融部81,81c也可以是将贵金属端头38遍及全周包围的环状的部分。
在任一情况下,将保持部39和贵金属端头38、38z接合的熔融部也可以进一步接合主体部33。另外,具有在外部露出的露出面(例如,在主体部33和保持部39的至少一方的表面露出的露出面)的熔融部也可以将贵金属端头38、38z和保持部39接合(例如,图12的第一熔融部81c,图21的熔融部82w,图23的熔融部81v)。在该情况下,优选露出面中的贵金属端头的成分的含有率为20wt%以下。根据该结构,能够抑制熔融部的氧化。
(3)作为将保持部39和主体部33接合的熔融部的结构,不限于上述各实施方式的第一熔融部81c、第二熔融部82、熔融部82z、82w、81v的结构,可采用其他各种结构。例如,作为图3、图17的熔融部82、82z,也可以采用如图3、图11、图20、图22的熔融部81、82w、81v那样,沿着周向配置的相互分离的多个部分。在该情况下,如图11、图20、图22的实施方式那样,为了抑制贵金属端头38、38z的升温,优选至少一个熔融部配置在贵金属端头38、38z的比中心轴CLx靠基端332侧。而且,在朝向与贵金属端头38、38z的中心轴CLx平行的方向观察的情况下,优选至少一个熔融部在比中心轴CLx靠基端332侧配置在与主体部33的长度方向的轴CLa重叠的位置。另外,为了降低保持部39或主体部33因热应力而破损的可能性,优选多个熔融部配置在隔着贵金属端头38、38z的中心轴CLx相互不相对的位置。
(4)也可以在图3、图11的实施方式中,仅保留多个第一熔融部81中的、位于比贵金属端头38的中心轴(在此,中心轴CL)靠基端332侧的第一熔融部81,省略其他第一熔融部81。另外,在图20、图22的实施方式中,贵金属端头38z、38的比中心轴CLx靠基端方向Da侧的多个熔融部82w、81v中的一部分的熔融部82w、81v(例如,图20的熔融部82wa和图22的熔融部81va)与贵金属端头38z、38分离而仅将主体部33和保持部39接合。
另外,也可以将图20、图22的熔融部82w、81v形成为沿着以中心轴CLx为中心的周向连续的环状。优选环状的熔融部在比中心轴CLx靠基端332侧(基端方向Da侧)的至少一部中,将主体部33、保持部39和贵金属端头38、38z接合,在其他部分(包括比中心轴CLx靠前端方向Db侧的整体),与贵金属端头38、38z分离而将主体部33和保持部39接合。由此,也可以将接合保持部39和贵金属端头38、38z(さらには,主体部33)的部分、和与贵金属端头38、38z分离而接合主体部33和保持部39的部分连续地形成。根据该结构,能够进一步提高从贵金属端头38、38z经过主体部33向基端332散热的效果。
一般的,优选至少将贵金属端头38、38z和保持部39接合的熔融部的整体位于贵金属端头38、38z的比中心轴CLx靠基端方向Da侧(基端332侧),与贵金属端头38、38z分离而接合保持部39和主体部33的熔融部的至少一部分位于比中心轴CLx靠前端方向Db侧(与基端332侧相反一侧)。根据该结构,能够抑制贵金属端头38、38z的位置偏差,并且,能够适当地冷却贵金属端头38、38z。而且,即使是贵金属端头38、38z的热膨胀系数比主体部33的热膨胀系数小的情况,尽管贵金属端头38、38z也被熔融部向基端方向Da牵拉,但不向前端方向Db牵拉。因此,能够抑制贵金属端头38、38z的破损。
在此,优选在朝向与贵金属端头38z、38的中心轴CLx平行的方向观察的情况下,在比贵金属端头38z、38的中心轴CLx靠基端332侧配置在与主体部33的长度方向的轴CLa重叠的位置的熔融部(例如,图20的熔融部82wb和图22的熔融部81vb)将主体部33、保持部39和贵金属端头38z、38接合。根据该结构,能够适当地冷却贵金属端头38、38z。
(5)在根据完成的火花塞确定贵金属端头38的外径Tf、Tr时,存在因熔融部难以确定贵金属端头38的轮廓的情况。在该情况下,在包括贵金属端头38的中心轴CLx的截面上,通过使用将贵金属端头38的轮廓中的不包括在熔融部中的部分延长得到的推定轮廓,可推定外径Tf、Tr。关于保持部39的内径Gf、Gr,同样地,使用保持部39的推定轮廓,可推定。作为贵金属端头38的中心轴CLx,可采用经过贵金属端头38的前端面381的中心(一般而言,重心)与前端面381垂直的直线。此外,前端面381的重心是假定为在前端面381内质量均等分布的情况的重心的位置。关于贵金属端头38z的外径Tf、Trz也同样。
(6)作为接地电极的结构,不限于上述各实施方式的接地电极30、30b、30c、30d、30z、30w、30v的结构,可采用其他各种结构。例如,也可以省略主体部33的凹部335,在主体部33的表面上设置有贵金属端头38和保持部39。另外,在上述各实施方式中,主体部33的芯部36配置在比凹部335、335z靠基端332侧。并且,将保持部39和主体部33接合的熔融部(例如图2的第二熔融部82)与芯部36分离。取而代之,芯部36也可以与将保持部39和主体部33接合的熔融部接触。另外,也可以省略芯部36。
(7)作为火花塞的结构,不限于图1说明的结构,可采用各种结构。例如,也可以在中心电极20中的形成间隙g的部分设置贵金属端头。作为贵金属端头的材料,可以采用铱、铂等的含有贵金属的合金。另外,也可以省略中心电极20的芯材22。
以上,基于实施方式、变形例说明了本发明,但上述的发明的实施方式是为了容易理解本发明而进行的,不是用于限定本发明。本发明在不脱离其主旨以及权利要求书的范围,可变更、改良,并且在本发明中包括其等价物。
标号说明
5……衬垫,6……第二垫料,7……第三垫料,8……第一垫料,9……滑石,10……绝缘体(绝缘子),11……第二缩外径部,12……贯通孔(轴孔),13……腿部,15……第一缩外径部,16……缩内径部,17……第一主体部,18……第二主体部,19……凸缘部,20……电极,20……中心电极,20s1……前端面,21……电极母材,22……芯材,23……头部,24……凸缘部,25……腿部,30、30b、30c、30d、30r、30v、30w、30z……接地电极,33、33x……主体部,35……母材,36……芯部,38、38z……贵金属端头,38p1……第一部分,38p2……第二部分,39……保持部,40……端子配件,41……帽安装部,42……凸缘部,43……腿部,50……主体配件,51……工具卡合部,52……螺纹部,53……压紧部,54……基座部,55.……主体部,56……缩内径部,58……变形部,59……贯通孔,60……第一密封部,70……电阻体,80……第二密封部,81、81a、81c……第一熔融部,81cs……露出面,82……第二熔融部,90、90n、90p、90z……电极端头,93……边界,100、100v、100w、100z……火花塞,100x……组装体,113x……负荷,290……覆盖部,331……前端部,332……基端,334……贯通孔,335,335z……凹部,381……前端面,384……外周面(第二锥面),384e……后端,387……突出部,387e……端,388……端,389、389z……后端面,391……前端面,392……端,393……外周面,394……内周面(第一锥面),395……贯通孔,395e……边缘,398……端,399……后端面,910……燃烧器,920……棒,g……间隙。
Claims (19)
1.一种火花塞,具有:接地电极,该接地电极具有贵金属端头、具有配置有上述贵金属端头的贯通孔的保持部、和接合有上述保持部的主体部;以及
中心电极,在与上述贵金属端头之间形成间隙,
从上述贵金属端头观察,将上述间隙侧设为前端侧,将上述保持部的前端面中的内径设为内径Gf,将上述保持部的后端面中的内径设为内径Gr,将上述贵金属端头的前端面的外径设为外径Tf,将上述贵金属端头的后端面的外径设为外径Tr时,
上述内径Gf小于上述外径Tr,
上述内径Gf小于上述内径Gr,
上述外径Tf小于上述外径Tr,
上述保持部的形成上述贯通孔的内周面和在上述贯通孔配置的部分中的上述贵金属端头的外周面中的至少一方朝向前端侧连续地缩径,
上述贵金属端头的前端面与上述保持部的前端面相比位于前端侧。
2.根据权利要求1所述的火花塞,其中,
上述保持部的上述内周面具有朝向前端侧连续地缩径的第一锥面,
上述贵金属端头的上述外周面具有朝向前端侧连续地缩径的第二锥面。
3.根据权利要求2所述的火花塞,其中,
在包括上述贵金属端头的中心轴的截面中,上述第二锥面和上述中心轴所构成的角度中的作为锐角的第二角度Ag2减去上述第一锥面和上述中心轴所构成的角度中的作为锐角的第一角度Ag1所得的差dAg为-10度以上且+10度以下。
4.根据权利要求1至3任一项所述的火花塞,其中,
上述接地电极还具有至少将上述贵金属端头和上述保持部接合的第一熔融部。
5.根据权利要求4所述的火花塞,其中,
上述接地电极具有多个上述第一熔融部,
上述多个第一熔融部隔着上述贵金属端头的中心轴配置在相互不相对的位置。
6.根据权利要求4所述的火花塞,其中,
上述火花塞还具有:
绝缘体,保持上述中心电极;以及
主体配件,配置在上述绝缘体的径向的周围,
上述主体部具有作为与上述主体配件连接的端的基端,
至少一个第一熔融部与上述贵金属端头的中心轴相比位于上述基端侧。
7.根据权利要求6所述的火花塞,其中,
在朝向与上述贵金属端头的中心轴平行的方向观察的情况下,至少一个第一熔融部在与上述贵金属端头的上述中心轴相比靠上述基端侧,与上述主体部的长度方向的轴重叠。
8.根据权利要求5至7任一项所述的火花塞,其中,
上述第一熔融部具有在上述主体部的表面露出的露出面。
9.根据权利要求1至3任一项所述的火花塞,其中,
上述接地电极具有将上述保持部和上述主体部接合的第二熔融部,
上述第二熔融部与上述贵金属端头分离。
10.根据权利要求9所述的火花塞,其中,
上述接地电极还具有至少将上述贵金属端头和上述保持部接合的第一熔融部,
上述主体部具有作为与上述主体配件连接的端的基端,
上述第一熔融部的整体与上述贵金属端头的中心轴相比位于上述基端侧,
上述第二熔融部的至少一部分与上述贵金属端头的中心轴相比位于与上述基端侧相反一侧。
11.根据权利要求10所述的火花塞,其中,
上述贵金属端头具有突出部,该突出部与在上述贯通孔内配置的部分的后端侧连接,并突出到上述保持部的上述后端面中的比上述贯通孔的边缘靠外周侧的位置。
12.根据权利要求11所述的火花塞,其中,
与上述贵金属端头的中心轴平行的方向的上述突出部的厚度为0.2mm以上。
13.根据权利要求11或12所述的火花塞,其中,
上述贵金属端头中的从在上述贯通孔内配置的部分的外周面的后端到上述突出部的外周侧的端的、以上述贵金属端头的中心轴为中心的圆的径向的长度为0.05mm以上且0.25mm以下。
14.一种火花塞的制造方法,该火花塞是权利要求1至13任一项所述的火花塞,上述火花塞的制造方法包括:
在上述保持部的上述贯通孔配置上述贵金属端头的配置工序;以及
在上述配置工序后对上述保持部施加上述保持部的径向的负荷的工序。
15.一种火花塞的制造方法,该火花塞具有:接地电极,该接地电极具有贵金属端头、具有配置有上述贵金属端头的贯通孔的保持部和接合有上述保持部的主体部;以及
中心电极,在与上述贵金属端头之间形成间隙,
上述火花塞的制造方法包括:
在上述保持部的上述贯通孔内配置上述贵金属端头的配置工序;以及
在上述保持部的上述贯通孔内配置有上述贵金属端头的状态下将上述保持部接合到上述主体部的接合工序,
从上述贵金属端头观察,将上述间隙侧设为前端侧,将上述保持部的前端面中的内径设为内径Gf,将上述保持部的后端面中的内径设为内径Gr,将上述贵金属端头的前端面的外径设为外径Tf,将上述贵金属端头的后端面的外径设为外径Tr时,
上述内径Gf小于上述外径Tr,
上述内径Gf小于上述内径Gr,
上述外径Tf小于上述外径Tr,
上述保持部的形成上述贯通孔的内周面和在上述贯通孔配置的部分中的上述贵金属端头的外周面中的至少一方朝向前端侧连续地缩径,
在上述保持部的上述贯通孔内配置有上述贵金属端头的状态下,上述贵金属端头的前端面与上述保持部的前端面相比位于前端侧。
16.根据权利要求15所述的火花塞的制造方法,其中,
上述保持部的上述内周面具有朝向前端侧连续地缩径的第一锥面,
上述贵金属端头的上述外周面具有朝向前端侧连续地缩径的第二锥面。
17.根据权利要求16所述的火花塞的制造方法,其中,
在上述保持部的上述贯通孔内配置有上述贵金属端头的状态下,在上述保持部和上述贵金属端头的包括上述贵金属端头的中心轴的截面中,上述第一锥面和上述中心轴所构成的角度中的作为锐角的第一角度A1减去上述第二锥面和上述中心轴所构成的角度中的作为锐角的第二角度A2所得的差dAg为-10度以上且+10度以下。
18.根据权利要求15至17任一项所述的火花塞的制造方法,其中,
还包括形成工序,形成将上述贵金属端头和上述保持部接合的第一熔融部。
19.根据权利要求18所述的火花塞的制造方法,其中,
上述形成工序包括形成多个上述第一熔融部,该多个上述第一熔融部隔着上述贵金属端头的中心轴配置在相互不相对的位置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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PB01 | Publication | ||
EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170517 Termination date: 20181112 |