CN107453210A

CN107453210A - 火花塞

Info

Publication number: CN107453210A
Application number: CN201710207109.6A
Authority: CN
Inventors: 上垣裕则; 黑泽和浩; 高冈胜哉; 田中邦治
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2017-12-08
Also published as: JP6419747B2; JP2017183122A; US9997894B2; EP3226366B1; EP3226366A1; US20170288374A1

Abstract

一种火花塞，实现由火花塞产生的电波噪声的抑制。火花塞具备：筒状的主体配件，在前端侧具有接地电极；筒状的绝缘子，保持在所述主体配件内；中心电极，插入到所述绝缘子内，并在与所述接地电极的间隙处使火花放电产生；电阻体，在所述绝缘子内，自身的前端配置在比所述中心电极的后端靠后端侧处；前端侧导电性密封层，在所述绝缘子内，配置在所述中心电极与所述电阻体之间；后端侧导电性密封层，在所述绝缘子内，配置在所述电阻体的后端侧。所述电阻体的前端位于比所述主体配件的后端靠前端侧处，所述电阻体的后端位于比所述主体配件的后端靠后端侧处。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及火花塞。

背景技术

当为了内燃机的点火而向火花塞通电时，产生电波噪声。已知有为了降低该电波噪声而调整从中心电极的前端至电阻体的前端的距离的方法(专利文献1)。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2006-66086号公报

发明内容

近年来，为了轻量化而利用树脂形成内燃机的部件的情况增加。当内燃机的部件由树脂形成时，电波噪声的抑制效果变弱。因此，进一步要求通过火花塞自身来抑制电波噪声的情况。本申请发明立足于上述情况，以由火花塞产生的电波噪声的抑制为解决课题。

本发明用于解决上述课题，可以作为以下的方式来实现。

本发明的一方式涉及一种火花塞，具备：筒状的主体配件，在前端侧具有接地电极；筒状的绝缘子，保持在所述主体配件内；中心电极，插入到所述绝缘子内，并在与所述接地电极的间隙处使火花放电产生；电阻体，在所述绝缘子内，自身的前端配置在比所述中心电极的后端靠后端侧处；前端侧导电性密封层，在所述绝缘子内，配置在所述中心电极与所述电阻体之间；后端侧导电性密封层，在所述绝缘子内，配置在所述电阻体的后端侧，所述火花塞的特征在于，所述电阻体的前端位于比所述主体配件的后端靠前端侧处；所述电阻体的后端位于比所述主体配件的后端靠后端侧处。

根据该方式，能抑制由火花塞产生的电波噪声。在该方式的情况下，电阻体的前端位于比主体配件的后端靠前端侧处，电阻体的后端位于比主体配件的后端靠后端侧处。另一方面，在比主体配件的后端靠后端侧处，未形成由主体配件和绝缘子产生的电容器。因此，从电阻体的后端至主体配件的后端，电波噪声流过电阻体。其结果是，在电阻体内，电波噪声衰减，能得到上述效果。

在上述方式中，可以是，所述电阻体的位于比所述主体配件的后端靠后端侧处的部位的至少一部分为强磁性体。根据该方式，能抑制高频的电波噪声。

在上述方式中，可以是，所述电阻体中的作为所述强磁性体的部位形成包含金属氧化物的第一层；所述电阻体中的不为所述强磁性体的部位形成包含碳的第二层；所述第一层及所述第二层由导电性玻璃密封层隔开。根据该方式，能避免由于不是强磁性体的部位包含的碳而将作为强磁性体的部位包含的金属氧化物还原的情况。其结果是，能抑制由金属氧化物产生的作为强磁性体的性质的下降。

附图说明

图1是表示火花塞的剖视图(实施方式1)。

图2是表示火花塞的制造次序的流程图。

图3是表示陶瓷电阻的基材的制造次序的流程图。

图4是表示火花塞的剖视图(实施方式2)。

图5是表示火花塞的剖视图(实施方式3)。

图6是表示火花塞的剖视图(实施方式4)。

图7是表示火花塞的剖视图(实施方式5)。

【标号说明】

1…主体配件

2…绝缘子

3…中心电极

4…接地电极

5…螺纹部

6…轴孔

13…端子配件

15…陶瓷电阻

16…前端侧导电性密封层

17…后端侧导电性密封层

18…导电性玻璃密封层

31…发火部

32…前端部

40…强磁性体层

51…电阻体

52…电阻体

53…电阻体

54…电阻体

55…电阻体

101…火花塞

102…火花塞

103…火花塞

104…火花塞

105…火花塞

A…后端

O…轴线

具体实施方式

对实施方式1进行说明。图1是表示火花塞101的剖视图。火花塞101具备主体配件1、绝缘子2、中心电极3、接地电极4和端子配件13。在图1中，将火花塞101的长度方向的中心表示作为轴线O。而且，沿着轴线O，将接地电极4侧称为火花塞101的前端侧，将端子配件13侧称为后端侧。

主体配件1通过碳钢等金属而形成为中空圆筒状，构成火花塞101的壳体。主体配件1在前端侧具有接地电极4。

绝缘子2由陶瓷烧结体构成，前端侧保持在主体配件1的内部。绝缘子2是筒状的构件，在内部形成有沿着轴线O的轴孔6。在轴孔6的一方的端部侧插入并固定端子配件13的一部分，在另一方的端部侧插入并固定中心电极3。

中心电极3在前端形成有发火部31，以发火部31露出的状态配置于轴孔6。中心电极3在发火部31与接地电极4的间隙产生火花放电。接地电极4的一端焊接于主体配件1。而且，接地电极4的另一端侧向侧方折回，其前端部32以隔着间隙与中心电极3的发火部31相对的方式配置。

在主体配件1的外周形成有螺纹部5。火花塞101使用螺纹部5而装配于发动机的缸盖。

在轴孔6内(即绝缘子2内)，在端子配件13与中心电极3之间配置陶瓷电阻15。陶瓷电阻15也是电阻体51。以下，除了着眼于材质的情况以外，称为电阻体51。电阻体51自身的前端配置在比中心电极3的后端靠后端侧处。

电阻体51的前端侧的端部经由前端侧导电性密封层16而与中心电极3电连接。即，前端侧导电性密封层16在绝缘子2内，配置在中心电极3与电阻体51之间。

电阻体51的后端侧的端部经由后端侧导电性密封层17而与端子配件13电连接。即，后端侧导电性密封层17在绝缘子2内，配置在电阻体51的后端侧。

陶瓷电阻15作为端子配件13与中心电极3之间的电阻发挥功能，由此抑制火花放电时的电波噪声的产生。陶瓷电阻15由陶瓷粉末、导电材料、玻璃和粘合剂(粘结剂)构成。在本实施方式中，陶瓷电阻15经由后述的制造次序来制造。

电阻体51的前端位于比主体配件1的后端A靠前端侧处。并且，电阻体51的后端位于比主体配件1的后端A靠后端侧处。因此，能抑制电波噪声。原因是，在比主体配件1的后端A靠后端侧处，未形成基于主体配件1和电阻体51的电容器的缘故。

如果形成上述的电容器，则电波噪声包含的高频成分的大部分流过该电容器。原因是，电容器对于高频成分的阻抗小的缘故。因此，无法期待使高频成分衰减的效果。

相对于此，如果没有通过本实施方式的结构形成上述的电容器，则从电阻体51的后端至主体配件的后端，电波噪声流过电阻体51。其结果是，在电阻体51内，电波噪声衰减，能得到上述效果。

关于电阻体51的R(电阻(resistance))成分产生的电波噪声的衰减效果，通过增大R成分而能够提高该效果。需要说明的是，该效果不依赖于电波噪声的频率。由此，能够使电波噪声包含的低频成分和高频成分衰减。

作为进一步的效果，在本实施方式中，绝缘子2内的中心电极3的长度设计得短，因此能够抑制电极消耗。电极消耗是指由于反复进行火花放电而发火部31消耗的情况。

关于电极消耗，火花塞101具有的静电电容、尤其是比电阻体51靠前端侧的绝缘子2具有的静电电容越小越有利。这是因为，绝缘子2由中心电极3和主体配件1夹着而作为电容器发挥作用，积存于该电容器的电荷在放电时一下子流动，由此电极发生消耗。由此，积存于电容器的电荷越小，对电极消耗越有利。为了得到上述的效果，绝缘子2内的中心电极3的长度设计得短。为了实现这一设计，电阻体51的前端侧的长度设计得比主体配件1的后端A长。

需要说明的是，电阻体51是导体，因此在电阻体51与主体配件1之间形成电容器。因此，如果电阻体51长，则该电容器的电容增大。但是，积存于该电容器的电荷在放电时通过电阻体51。因此，通过电阻体51的R成分转换成热量，因此电阻体51的长度对于电极消耗几乎没有影响。而且，积存在比电阻体51靠后端侧处的电荷也同样地转换成热量，因此对于电极消耗几乎没有影响。

另外，电阻体51中的比主体配件1的后端A靠后端侧处的部位的电阻设定为500Ω以上。

图2是表示火花塞101的制造次序的流程图。首先，制造陶瓷电阻15的基材(S105)。

图3是表示陶瓷电阻15的基材的制造次序的流程图。首先，通过湿式球磨机将材料混合(S205)。该材料是陶瓷粉末、导电材料和粘合剂。陶瓷粉末例如是包含ZrO₂及TiO₂的陶瓷粉末。导电材料例如是碳黑。粘合剂(有机粘合剂)例如是聚羧酸等的分散剂。向上述的材料添加作为溶剂的水而使用湿式球磨机进行搅拌来混合。此时，虽然各材料被混合，但是各材料的分散程度比较低。

接下来，通过高速剪切搅拌机使混合后的各材料分散(S210)。高速剪切搅拌机是通过由叶片(搅拌叶片)产生的强力的剪切力一边使材料较大地分散一边进行混合的搅拌机。高速剪切搅拌机是例如轴向搅拌机(Axial mixer)。

将通过S210得到的材料立即通过喷雾干燥法进行造粒(S215)。对于通过S215得到的粉体，向玻璃(粗粒玻璃粉末)添加水进行混合(S220)，并进行干燥(S225)，由此完成陶瓷电阻15的基材(粉体)。需要说明的是，作为前述的S220的混合使用的混合器，可以使用例如万能混合器。

接下来，向绝缘子2的轴孔6插入中心电极3(S110)。并且，将导电性玻璃粉末向轴孔6填充并压缩(S115)。该压缩例如通过向轴孔6插入棒状的夹具并对堆积的导电性玻璃粉末进行按压来实现。通过S115形成的导电性玻璃粉末的层经由后述的加热压缩工序而成为前端侧导电性密封层16。导电性玻璃粉末例如是将铜粉末和硼硅酸钙玻璃粉末混合而成的粉末。

接下来，将陶瓷电阻15的基材(粉体)向轴孔6填充并压缩(S120)，而且，将导电性玻璃粉末向轴孔6填充并压缩(S125)。通过S120形成的粉末的层经由后述的加热压缩工序，成为陶瓷电阻15。同样，通过S125形成的粉末的层经由后述的加热压缩工序，成为后端侧导电性密封层17。需要说明的是，在S125中使用的导电性玻璃粉末是与S115中使用的导电性玻璃粉末相同的粉末。而且，S120、S125中的压缩方法是与S115中的压缩方法相同的方法。

接下来，将端子配件13的一部分插入于轴孔6，一边对绝缘子2整体进行加热一边从端子配件13侧施加规定的压力(S130)。通过该加热压缩工序，对填充于轴孔6的各材料进行压缩及烧制，在轴孔6内形成前端侧导电性密封层16、后端侧导电性密封层17和陶瓷电阻15。

接下来，在主体配件1上接合接地电极(S135)，将绝缘子2向主体配件1插入(S140)，对主体配件1进行敛缝(S145)。通过S145的敛缝工序，将绝缘子2固定于主体配件1。接下来，对接合于主体配件1的接地电极的前端进行弯曲加工(S150)，完成接地电极4。然后，将衬垫(未图示)安装于主体配件1(S155)，完成火花塞101。

使用图4，对火花塞102的实施方式2进行说明。在实施方式2中，关于未特别说明的内容，与实施方式1相同。

在火花塞102中，在陶瓷电阻15与后端侧导电性密封层17之间设置强磁性体层40。强磁性体层40包含作为金属氧化物的一种的氧化铁。该氧化铁详细而言是氧化铁(III)，化学式为Fe₂O₃。

为了设置强磁性体层40，在前述的S120与S130之间追加新的工序。在该工序中，将强磁性体层40的基体向轴孔6填充并压缩。

强磁性体层40与陶瓷电阻15一起形成电阻体52。强磁性体层40是电阻体52的第一层，陶瓷电阻15是电阻体52的第二层。强磁性体层40的后端位于比主体配件1的后端A靠后端侧处。因此，电阻体52的后端位于比主体配件1的后端A靠后端侧处。需要说明的是，陶瓷电阻15的后端位于比主体配件1的后端A靠后端侧处。

强磁性体层40包含氧化铁，因此在火花塞102的使用温度下显现出强磁性。显现出强磁性的物质与未显现强磁性的物质(例如陶瓷电阻15)相比对于高频的电波噪声的抑制特别有效。由此，强磁性体层40的至少一部分设置在比主体配件1的后端A靠后端处，由此能抑制高频的电波噪声。需要说明的是，在火花塞102中，强磁性体层40全部设置在比主体配件1的后端A靠后端处。而且，不显现强磁性的物质可以改称为在火花塞102的使用温度下显现常磁性的物质。

使用图5，说明火花塞103的实施方式3。在实施方式3中，关于未特别说明的内容，与实施方式2相同。

火花塞103的强磁性体层40及陶瓷电阻15形成电阻体53。强磁性体层40的一部分设置在比主体配件1的后端A靠前端侧处，其余的部位设置在比主体配件1的后端A靠后端处。因此，火花塞103的陶瓷电阻15的后端位于比主体配件1的后端A靠前端侧处。

强磁性体层40的后端位于比主体配件1的后端A靠后端侧处，因此电阻体53的后端位于比主体配件1的后端A靠后端侧处。根据实施方式3，强磁性体层40中的比主体配件1的后端A靠后端侧处的部位变长，因此与实施方式2相比高频成分的衰减效果提高。

使用图6，说明火花塞104的实施方式4。在实施方式4中，关于未特别说明的内容，与实施方式3相同。

火花塞104的强磁性体层40及陶瓷电阻15形成电阻体54。在陶瓷电阻15与强磁性体层40之间设有导电性玻璃密封层18。导电性玻璃密封层18的材质与前端侧导电性密封层16及后端侧导电性密封层17的材质相同。

为了设置导电性玻璃密封层18，而在S120与填充并压缩强磁性体层40的工序(参照实施方式2)之间，追加了新的工序。在该工序中，将导电性玻璃粉末向轴孔6填充并压缩。

在火花塞104中，与火花塞103同样，强磁性体层40的一部分设置在比主体配件1的后端A靠前端侧处。因此，导电性玻璃密封层18的后端位于比主体配件1的后端A靠前端侧处。

然而，如果强磁性体层40包含的氧化铁与碳接触，则有时会发生还原反应。由于陶瓷电阻15包含碳黑，因此如果氧化铁与陶瓷电阻15接触，则有时会被还原。如果氧化铁被还原，则变化为不显现强磁性的物质。因此，前述的抑制高频的电波噪声的效果减弱。

在本实施方式中，通过设置导电性玻璃密封层18，而强磁性体层40被从陶瓷电阻15隔离。因此，上述的还原几乎不会发生，能维持抑制高频的电波噪声的效果。

使用图7，说明火花塞105的实施方式5。在实施方式5中，关于未特被说明的内容，与实施方式4相同。

火花塞104的强磁性体层40及陶瓷电阻15形成电阻体55。在火花塞105中，陶瓷电阻15的后端位于比主体配件1的后端A靠后端处。需要说明的是，与实施方式4同样，后端侧导电性密封层17的后端位于比主体配件1的后端A靠后端处，因此电阻体55的后端位于比主体配件1的后端A靠后端处。

根据本实施方式，能够避免通过导电性玻璃密封层18和主体配件1形成电容器的情况。

本发明并不局限于本说明书的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种结构实现。例如，与发明内容一栏记载的各方式中的技术特征对应的实施方式中的技术特征为了解决前述的课题的一部分或全部，或者为了实现前述的效果的一部分或全部，可以适当地进行更换、组合。该技术特征在本说明书中只要不是作为必须的特征进行说明，就可以适当删除。例如，可例示以下的情况。

强磁性体层可以通过氧化铁以外的金属氧化物(例如氧化铬)而显现强磁性。

Claims

1.一种火花塞，具备：

筒状的主体配件，在前端侧具有接地电极；

筒状的绝缘子，保持在所述主体配件内；

中心电极，插入到所述绝缘子内，并在与所述接地电极的间隙处使火花放电产生；

电阻体，在所述绝缘子内，所述电阻体自身的前端配置在比所述中心电极的后端靠后端侧处；

前端侧导电性密封层，在所述绝缘子内，配置在所述中心电极与所述电阻体之间；

后端侧导电性密封层，在所述绝缘子内，配置在所述电阻体的后端侧，

所述火花塞的特征在于，

所述电阻体的前端位于比所述主体配件的后端靠前端侧处，

所述电阻体的后端位于比所述主体配件的后端靠后端侧处。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，

所述电阻体的位于比所述主体配件的后端靠后端侧处的部位的至少一部分为强磁性体。

3.根据权利要求2所述的火花塞，其特征在于，

所述电阻体中的作为所述强磁性体的部位形成包含金属氧化物的第一层，

所述电阻体中的不为所述强磁性体的部位形成包含碳的第二层，

所述第一层及所述第二层由导电性玻璃密封层隔开。