火花塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供具有良好的負(fù)荷壽命的火花塞?；鸹ㄈǎ壕哂醒剌S向線延伸的軸向孔的絕緣體；金屬端子構(gòu)件，具有容納在軸向孔中的插入部分和存在于插入部分的外周表面上且具有多個(gè)凹陷的凹陷形成區(qū)；和金屬外殼，其中容納絕緣體的前部分以由此保持絕緣體?；鸹ㄈ麧M足如下條件：(1)插入部分的沿軸向線的長度H是35mm或更大；(2)凹陷形成區(qū)的沿軸向線的長度F是13mm或更大；(3)插入部分在其外周表面上具有平滑表面區(qū)；(4)插入部分的前端的直徑A和在該前端處測量的絕緣體的內(nèi)徑B之間的比值(A/B)滿足關(guān)系式0.9≦A/B≦0.98；和(5)在沿與軸向線垂直的方向切開的插入部分的橫剖面的中心處測量時(shí)，插入部分的維氏硬度是150Hv以上、350Hv以下。
【專利說明】火花塞

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在內(nèi)燃機(jī)中提供點(diǎn)火的火花塞，且更特別涉及一種其中具有電阻器的火花塞。

【背景技術(shù)】
[0002]在例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃機(jī)中用于提供點(diǎn)火的火花塞一般地包括:管狀金屬外殼；布置在金屬外殼的孔中的管狀絕緣體；布置在絕緣體的軸向孔的前側(cè)處的中心電極；布置在軸向孔的后側(cè)處的金屬端子構(gòu)件；和接地電極，該接地電極的一端被連接到金屬外殼的前端，且該接地電極的另一端面對中心電極且與中心電極協(xié)作形成火花放電間隙。此夕卜，為防止無線電噪聲的產(chǎn)生，已知的火花塞具有在軸向孔中設(shè)置在中心電極和金屬端子構(gòu)件之間的電阻器。
[0003]近年來，已要求汽車的內(nèi)燃機(jī)的高輸出和高效率等；在這方面，為實(shí)現(xiàn)自由的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸的減小等，對于開發(fā)小尺寸的火花塞的需求已經(jīng)正在上升。為減小火花塞的尺寸，減小絕緣體中的孔的直徑是不可避免的。然而，在一些情況中，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的火花塞已涉及負(fù)荷壽命的惡化，這是由于絕緣體尺寸減小所導(dǎo)致。
[0004]為應(yīng)對該問題，例如專利文獻(xiàn)I中的權(quán)利要求1提供了 “一種火花塞，其特征在于導(dǎo)電的玻璃密封層具有3.3mm或更小的直徑D，且在電阻器和導(dǎo)電的玻璃密封層之間的接合表面是彎曲的”。該文獻(xiàn)描述了該發(fā)明“能夠提供一種火花塞，其直徑被減小且該火花塞通過增強(qiáng)電阻器和導(dǎo)電的玻璃密封層之間的附著表現(xiàn)出電阻器的良好的抗振性和負(fù)荷壽命”(參考第0012段)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利申請?zhí)亻_2009-245716。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明待解決的問題
[0009]本發(fā)明的目的是提供具有良好的負(fù)荷壽命的火花塞。
[0010]解決問題的手段
[0011]在具有布置在中心電極和金屬端子外殼之間的電阻器的火花塞中，電阻器例如由非金屬粉末例如玻璃粉末或炭黑與金屬粉末的混合物形成。在金屬粉末的含量低的情況中，電阻器和由金屬制成的中心電極之間的附著以及電阻器和金屬端子構(gòu)件之間的附著惡化。因此，在一些情況中，具有相對高的金屬粉末含量的密封層布置在電阻器和中心電極之間以及電阻器和金屬端子構(gòu)件之間。
[0012]在具有電阻器的且如需要具有密封層的火花塞中，中心電極、絕緣體和金屬端子構(gòu)件被以如下方式附接。首先，將中心電極插入到絕緣體的軸向孔中。隨后，將用于形成電阻器的電阻器組成物以及用于形成密封層的密封粉末裝入到軸向孔中。然后，將金屬端子構(gòu)件插入到軸向孔中。在對電阻器組成物和密封粉末施加熱的同時(shí)，對金屬端子構(gòu)件加壓。通過該過程，電阻器組成物和密封粉末被壓縮以變成以密封狀態(tài)固定在一起的電阻器和密封層。
[0013]如此組裝的火花塞可能經(jīng)受負(fù)荷壽命的惡化，其原因是例如電阻器電阻的增加和密封層、電阻器、中心電極和金屬端子構(gòu)件之間的附著的惡化。
[0014]在這些情況下，本發(fā)明的發(fā)明人已設(shè)想到如下情況:在將金屬端子構(gòu)件壓入到軸向孔中期間，通過金屬端子構(gòu)件有效地將加壓力傳遞到電阻器組成物，能夠抑制電阻器電阻的增加。
[0015]作為解決問題的手段，本發(fā)明提供
[0016]〈1> 一種火花塞,所述火花塞包括:絕緣體，所述絕緣體具有沿軸向線延伸的軸向孔；金屬端子構(gòu)件，所述金屬端子構(gòu)件具有插入部分和凹陷形成區(qū)，所述插入部分被容納在所述軸向孔中，所述凹陷形成區(qū)存在于所述插入部分的外周表面上且具有多個(gè)凹陷；和金屬外殼，在所述金屬外殼中容納所述絕緣體的前部分，以由此保持所述絕緣體，且所述火花塞的特征在于滿足如下條件(I)至(5):
[0017](I)所述插入部分的沿所述軸向線的長度H是35_或更大；
[0018](2)所述凹陷形成區(qū)的沿所述軸向線的長度F是13mm或更大；
[0019](3)所述插入部分在所述插入部分的外周表面上具有平滑表面區(qū)；
[0020](4)所述插入部分的前端的直徑A和在所述前端處測量的所述絕緣體的內(nèi)徑B之間的比值(Α/B)滿足關(guān)系式0.9蘭Α/B含0.98 ;且
[0021](5)在所述插入部分的沿與所述軸向線垂直的方向切開的橫剖面的中心處測量時(shí)，所述插入部分具有150Hv以上、350Hv以下的維氏硬度。
[0022]火花塞的優(yōu)選方式如下。
[0023]〈2>在〈1>中的上述火花塞中，所述絕緣體具有第一內(nèi)周表面、第二內(nèi)周表面和階梯部分，所述第一內(nèi)周表面具有所述內(nèi)徑B，所述第二內(nèi)周表面具有比所述內(nèi)徑B大的直徑，且所述第二內(nèi)周表面被布置在所述第一內(nèi)周表面和所述金屬外殼的后方，所述階梯部分連接所述第一內(nèi)周表面與所述第二內(nèi)周表面，且
[0024]所述凹陷形成區(qū)的至少一部分被布置在被所述階梯部分圍繞的空間中。
[0025]〈3>在〈1>或〈2>中的上述火花塞中，所述平滑表面區(qū)的至少一部分被布置在被所述第二內(nèi)周表面圍繞的空間中。
[0026]〈4>在〈1>至〈3>中的任一個(gè)中的上述火花塞中，所述凹陷形成區(qū)中的所述凹陷的深度D是0.07mm或更大。
[0027]<5>在<1>至〈4>中的任一個(gè)中的上述火花塞中，所述內(nèi)徑B是3.5mm或更小。
[0028]<6>在〈2>至〈5>中的任一個(gè)中的上述火花塞中，所述插入部分的被所述第二內(nèi)周表面圍繞的部分的直徑K和所述第二內(nèi)周表面的橫跨所述部分測量的內(nèi)徑J之間的差(J-κ)的最大值(J-K)max在0.05mm以上、0.25mm以下。
[0029]〈7>在〈1>至〈6>中的任一個(gè)中的上述火花塞中，所述平滑表面區(qū)的沿所述軸向線的長度(H-F)是8mm或更大。
[0030]〈8>在〈1>至〈7>中的任一個(gè)中的上述火花塞中，所述比值(Α/B)滿足關(guān)系式0.93 ^ A/Bo
[0031]<9>在〈1>至〈8>中的任一個(gè)中的上述火花塞中，所述內(nèi)徑B是2.9mm或更小。
[0032]〈10>在〈1>至〈9>中的任一個(gè)中的上述火花塞中，所述維氏硬度是200Hv以上、320Hv以下。
[0033]〈I 1>在〈2>至〈10>中的任一個(gè)中的上述火花塞中，在所述軸向孔中在所述金屬端子構(gòu)件和中心電極之間布置用于將所述金屬端子構(gòu)件和所述中心電極電連接的連接件，且
[0034]所述連接件僅存在于被所述第一內(nèi)周表面圍繞的空間中。
[0035]發(fā)明效果
[0036]本發(fā)明的火花塞使得插入部分具有沿軸向線35mm或更大的長度H。因此，在制造火花塞的過程中，當(dāng)金屬端子構(gòu)件被壓入到絕緣體的軸向孔中時(shí)，與短的插入部分相比，插入部分更可能被彎曲，且因此在有效地將加壓力傳遞到裝入到軸向孔中的電阻器組成物期間遇到困難。然而，因?yàn)樵诒景l(fā)明的火花塞中的插入部分滿足上述條件(2)至(5)，所以當(dāng)插入部分被壓入到軸向孔中時(shí)，插入部分能夠充分地將加壓力傳遞到電阻器組成物，使得能夠形成具有高密度的電阻器。因此，火花塞能夠具有良好的負(fù)荷壽命。
[0037]接著將進(jìn)一步詳細(xì)描述通過滿足上述條件(2)至(5)的插入部分所產(chǎn)生的效果。在本發(fā)明中的插入部分具有150Hv以上、350Hv以下的維氏硬度，優(yōu)選地具有200Hv以上、320Hv以下的維氏硬度。因此，當(dāng)插入部分被壓入到軸向孔中時(shí)，通過其余條件的協(xié)作效果，插入部分能夠充分地將加壓力傳遞到電阻器組成物。
[0038]而且，本發(fā)明中的插入部分在它的外周表面上具有凹陷形成區(qū)，凹陷形成區(qū)具有多個(gè)凹陷，且凹陷形成區(qū)沿軸向線的長度F是13mm或更大。因此，通過加工硬化，插入部分在具有凹陷形成區(qū)的部分處在強(qiáng)度方面被改進(jìn)。因此，插入部分不大可能彎曲且因此能夠充分地將加壓力傳遞到電阻器組成物。通過應(yīng)用維氏硬度超過320Hv的金屬端子構(gòu)件，插入部分也不大可能彎曲。然而，應(yīng)用過高的硬度導(dǎo)致可加工性的惡化和夾具的壽命減少，從而導(dǎo)致加工成本升高。然而，通過在插入部分的外周表面上設(shè)置凹陷形成區(qū)，插入部分不大可能彎曲而不涉及這樣的問題。
[0039]而且，插入部分在它的外周表面上不僅具有凹陷形成區(qū)而且具有平滑表面區(qū)，且優(yōu)選地平滑表面區(qū)的沿軸向線的長度是8mm或更大。因此，在插入部分中，具有平滑表面區(qū)的部分在強(qiáng)度上比具有凹陷形成區(qū)的部分低。因此，插入部分可能在具有平滑表面區(qū)的部分處適當(dāng)?shù)貜澢?。?dāng)插入部分被壓入到軸向孔中時(shí)，插入部分的適當(dāng)?shù)膹澢试S加壓力進(jìn)一步施加到電阻器組成物而不涉及端子浮動(dòng)。作為結(jié)果，能夠形成具有高密度的電阻器。端子浮動(dòng)意味著金屬端子構(gòu)件的從軸向孔突出的該部分的軸向長度比預(yù)定長度長的情況。
[0040]而且，插入部分的前端的直徑A與絕緣體的在該前端處測量的內(nèi)徑B的比值(A/B)滿足關(guān)系式0.9 ^ A/B ^ 0.98，優(yōu)選地0.93 ^ A/B ^ 0.98。因此，在插入部分和絕緣體的內(nèi)壁表面之間提供了適當(dāng)?shù)目障?。因此，?dāng)插入部分被壓入到軸向孔中時(shí)，插入部分能夠有效地將加壓力傳遞到電阻器組成物。
[0041]如上所述，滿足上述條件(I)至(5)的火花塞具有良好的負(fù)荷壽命，其原因如下:當(dāng)插入部分被壓入到軸向孔中時(shí)，插入部分能夠有效地將加壓力傳遞到電阻器組成物，因此能夠形成具有高密度的電阻器。
[0042]在本發(fā)明的火花塞使得絕緣體具有在絕緣體的軸向孔中的階梯部分的情況中，凹陷形成區(qū)的至少一部分布置在被階梯部分包圍的空間中。因此，當(dāng)插入部分被壓入到軸向孔中時(shí)，能夠防止在階梯部分處插入部分的彎曲。因此，能夠防止否則可能由于插入部分被階梯部分卡住而導(dǎo)致無法將加壓力充分地傳遞到電阻器組成物。作為結(jié)果，本發(fā)明能夠提供具有良好的負(fù)荷壽命的火花塞。
[0043]本發(fā)明的火花塞使得平滑表面區(qū)的至少一部分布置在被第二內(nèi)周表面圍繞的空間中，即使得平滑表面區(qū)的至少一部分存在于插入部分的后部分上。因此，例如在軸向孔具有階梯部分的情況中，當(dāng)插入部分被壓入到軸向孔中時(shí)，能夠防止如下問題:插入部分在階梯部分處彎曲且因此被階梯部分卡住。而且，在插入部分被壓入到軸向孔中且充分地將加壓力傳遞到電阻器組成物之后，插入部分的后部分適當(dāng)?shù)貜澢?，使得插入部分能夠進(jìn)一步將加壓力施加到電阻器組成物，而不涉及端子浮動(dòng)。作為結(jié)果，能夠形成具有高密度的電阻器，因此能夠提供具有良好的負(fù)荷壽命的火花塞。
[0044]本發(fā)明的火花塞使得在凹陷形成區(qū)中的凹陷具有0.07mm或更大的深度D。因此，加工硬化的效果更可能出現(xiàn)。因此，在存在凹陷形成區(qū)的位置處，插入部分在強(qiáng)度方面被改進(jìn)。因此，插入部分不大可能彎曲，使得插入部分能夠充分地將加壓力傳遞到電阻器組成物。作為結(jié)果，本發(fā)明可提供具有良好的負(fù)荷壽命的火花塞。
[0045]本發(fā)明的火花塞使得內(nèi)徑B是3.5mm或更小,特別是2.9mm或更小。因此,進(jìn)一步提高了負(fù)荷壽命。
[0046]本發(fā)明的火花塞使得插入部分的被第二內(nèi)周表面圍繞的部分的直徑K和第二內(nèi)周表面的橫跨該部分測量的內(nèi)徑J之間的差的最大值(J-K)max在0.05mm以上、0.25mm以下。因此，當(dāng)插入部分被壓入到軸向孔中時(shí)，插入部分可能在其被第二內(nèi)周表面圍繞的部分處適當(dāng)?shù)貜澢?。因此，在插入部分被壓入到軸向孔中且充分地將加壓力傳遞到電阻器組成物之后，插入部分在其被第二內(nèi)周表面圍繞的部分處適當(dāng)?shù)貜澢?，使得插入部分能夠進(jìn)一步將加壓力施加到電阻器組成物而不涉及端子浮動(dòng)。作為結(jié)果，能夠形成具有高密度的電阻器，由此能夠提供具有良好的負(fù)荷壽命的火花塞。
[0047]本發(fā)明的火花塞使得連接件僅存在于被第一內(nèi)周表面圍繞的空間中。該特征抑制將金屬端子構(gòu)件施加到用于形成連接件的連接粉末的加壓力用于將連接粉末移動(dòng)到金屬端子構(gòu)件和絕緣體的內(nèi)壁表面之間的空隙中，使得加壓力被有效地用于對連接粉末加壓。因此，形成了具有高密度的電阻器。因此，本發(fā)明能夠提供具有良好的負(fù)荷壽命的火花塞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的火花塞的剖視總體說明圖。
[0049]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的火花塞的基本部分的剖視說明圖。
[0050]圖3是以放大比例尺示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的火花塞中的凹陷形成區(qū)的剖視說明圖。

【具體實(shí)施方式】
[0051]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的火花塞。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的火花塞的剖視總體說明圖。絕緣體的軸向線由O表示。在如下描述中，圖1中的向下方向稱為軸向線O的向前方向，且圖1中的向上方向稱為軸向線O的向后方向。
[0052]火花塞I包括:絕緣體3,該絕緣體3具有沿軸向線O延伸的軸向孔2 ;中心電極4，該中心電極4被保持在軸向孔2的前端部分中；金屬端子構(gòu)件5，該金屬端子構(gòu)件5被保持在軸向孔2的后部分中；軸向孔2中的連接件6,該連接件6將中心電極4和金屬端子構(gòu)件5電連接；金屬外殼7，在金屬外殼7中容納絕緣體3 ;和接地電極8，該接地電極8的一端被接合到金屬外殼的前端表面，且接地電極8的另一端面對中心電極4，且在接地電極8和中心電極4之間形成間隙。
[0053]金屬外殼7具有大體上圓筒形的形狀，且在其中容納和保持絕緣體3。金屬外殼7具有形成在其前部分的外周表面上的螺紋部分9。通過利用螺紋部分9，將火花塞I附接到未圖不的內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋。金屬外殼7可由導(dǎo)電的鋼材料形成；例如由低碳鋼形成。為減小火花塞尺寸，優(yōu)選地螺紋部分9具有M12或更小的螺紋尺寸。
[0054]絕緣體3被滑石10、襯墊11等保持在金屬外殼7的內(nèi)周部分中。絕緣體3具有:第一內(nèi)周表面14,該第一內(nèi)周表面14包圍插入部分19的前部分；第二內(nèi)周表面16,該第二內(nèi)周表面16被布置在第一內(nèi)周表面14和金屬外殼7的后方,且具有比第一內(nèi)周表面14的內(nèi)徑大的直徑；和第三內(nèi)周表面12,該第三內(nèi)周表面12被布置在第一內(nèi)周表面14前方,且具有比第一內(nèi)周表面14的內(nèi)徑小的直徑。第一內(nèi)周表面14和第二內(nèi)周表面16通過階梯部分15被連接。第一內(nèi)周表面14和第三內(nèi)周表面12通過第二階梯部分13被連接。在絕緣體3的前端部分從金屬外殼7的前端表面突出的同時(shí)，絕緣體3被固定到金屬外殼7。希望地，絕緣體3由具有機(jī)械強(qiáng)度、熱強(qiáng)度、電強(qiáng)度等的材料形成。這樣的材料的示例包括陶瓷燒結(jié)體，該陶瓷燒結(jié)體主要包括氧化鋁。
[0055]中心電極4在如下條件下被金屬外殼7保持且與金屬外殼7電絕緣:中心電極4被絕緣體3的第三內(nèi)周表面12包圍；設(shè)置在中心電極4的后端處的大直徑凸緣部分17被安放在第二階梯部分13上；且中心電極4的前端從絕緣體3的前端表面突出。希望地，中心電極4由具有熱傳導(dǎo)性、機(jī)械強(qiáng)度等的材料形成。這樣的材料的示例包括Ni基合金，例如INC0NEL(商標(biāo)名)。中心電極4的軸向核心部分可由具有良好的導(dǎo)熱性的金屬材料制成，例如由Cu或Ag制成。
[0056]接地電極8呈現(xiàn)例如大體上矩形柱體的形式。接地電極8的形狀和結(jié)構(gòu)被如下設(shè)計(jì):接地電極8的一端被接合到金屬外殼7的前端表面，且接地電極8的本體在中間位置處彎曲從而呈現(xiàn)類似于字母L的形狀，并且使得接地電極8的遠(yuǎn)端部分面對中心電極4的前端部分且在接地電極8的遠(yuǎn)端部分與中心電極4的前端部分之間形成間隙。接地電極8由類似于用于形成中心電極4的材料形成。
[0057]由鉬合金、銥合金等形成的貴金屬尖端29和30可以被分別設(shè)置在中心電極4和接地電極8的對置表面上。替代地，貴金屬尖端可以僅被設(shè)置在中心電極4和接地電極8中的任一個(gè)上。在本實(shí)施例的火花塞I中，貴金屬尖端29和30被分別設(shè)置在中心電極4和接地電極8上?；鸹ǚ烹婇g隙被形成在貴金屬尖端29和30之間。
[0058]金屬端子構(gòu)件5適合于從外部源將電壓施加到中心電極4，用于在中心電極4和接地電極8之間執(zhí)行火花放電。金屬端子構(gòu)件5具有端子部分18和插入部分19。端子部分18具有比軸向孔2的內(nèi)徑大的外徑，且從軸向孔2突出，且與絕緣體3的后端表面接觸。插入部分19沿軸向線O從端子部分18的前端表面向前延伸，且被容納在軸向孔2中。金屬端子構(gòu)件5由例如低碳鋼形成，且具有通過鍍等而形成在其表面上的Ni金屬層。
[0059]在本實(shí)施例中，插入部分19具有位于沿軸向線O的前側(cè)上的細(xì)長主干部分21和位于沿軸向線O的后側(cè)上的且與端子部分18相鄰的主干部分22，并且該主干部分22的直徑大于細(xì)長主干部分21的直徑。細(xì)長主干部分21和主干部分22通過第一階梯部分23被連接。細(xì)長主干部分21在其前側(cè)處被第一內(nèi)周表面14包圍，且在其后側(cè)處被第二內(nèi)周表面16包圍。主干部分22被第二內(nèi)周表面16包圍。
[0060]在本實(shí)施例的火花塞I中，插入部分19成形為使得具有不同外徑的兩個(gè)圓柱被接合在一起。然而，插入部分19可以是具有從它的前端到在它和端子部分18之間的邊界的固定外徑的圓柱。替代地，插入部分19可以成形為使得三個(gè)或更多個(gè)具有不同的外徑的圓柱被連接在一起。
[0061]連接件6在軸向孔2中被布置在中心電極4和金屬端子構(gòu)件5之間，且將中心電極4和金屬端子構(gòu)件5電連接。連接件6具有電阻器26，且電阻器26防止產(chǎn)生無線電噪聲。在本實(shí)施例中，連接件6具有:在電阻器26和中心電極4之間的第一密封層27 ;和在電阻器26和金屬端子構(gòu)件5之間的第二密封層28。第一密封層27將絕緣體3和中心電極4以密封的狀態(tài)固定在一起，且第二密封層28將絕緣體3和金屬端子構(gòu)件5以密封的狀態(tài)固定在一起。
[0062]電阻器26可由電阻器材料形成。電阻器材料通過將包含蘇打硼硅酸鹽玻璃等的玻璃粉末、ZrO2等的陶瓷粉末、炭黑等的導(dǎo)電非金屬粉末和/或Zn、Sb、Sn、Ag、Ni等的金屬粉末的電阻器組成物燒結(jié)而形成。電阻器5通常具有100Ω或更大的電阻。
[0063]第一密封層27和第二密封層28可由密封材料形成。密封材料通過燒結(jié)密封粉末形成，該粉末包含蘇打硼硅酸鹽玻璃等的玻璃粉末和Cu、Fe等的金屬粉末。第一密封層27和第二密封層28通常具有數(shù)百πιΩ或更小的電阻。
[0064]連接件6可以僅由電阻器26組成而不使用第一密封層27和第二密封層28，或者可以由電阻器26和第一密封層27或第二密封層28組成。
[0065]在本實(shí)施例的火花塞I中，第一密封層27和第二密封層28在軸向孔2中被布置在中心電極4和金屬端子構(gòu)件5之間；第一密封層27也被設(shè)置在中心電極4和第一內(nèi)周表面14之間的空隙中；且第二密封層28也被設(shè)置在金屬端子構(gòu)件5和第一內(nèi)周表面14之間的空隙中。第二密封層28可以不僅被設(shè)置在金屬端子構(gòu)件5和第一內(nèi)周表面14之間的空隙中，而且被設(shè)置在金屬端子構(gòu)件5和階梯部分15之間的空隙中，且此外被設(shè)置在金屬端子構(gòu)件5和第二內(nèi)周表面16之間的空隙中。
[0066]在如下的描述中，構(gòu)成連接件6的電阻器材料和/或密封材料可以共同地稱為連接構(gòu)件，且用于形成連接件6的電阻器組成物和/或密封粉末可以共同地稱為連接粉末。
[0067]本發(fā)明的火花塞包括金屬端子構(gòu)件5，該金屬端子構(gòu)件的插入部分19具有存在于其外周表面上且具有多個(gè)在圖2中所示的凹陷的凹陷形成區(qū)31，且滿足如下條件(I)至
(5):
[0068](I)插入部分19具有沿軸向線O的35mm或更大的長度H ；
[0069](2)凹陷形成區(qū)31具有沿軸向線O的13mm或更大的長度F ;
[0070](3)插入部分19具有在其外周表面上的平滑表面區(qū)32 ；
[0071](4)插入部分19的前端20的直徑A和在該前端20處測量的絕緣體3的內(nèi)徑B之間的比值(Α/B)滿足關(guān)系式0.9蘭Α/B含0.98 ;且
[0072](5)在插入部分19的沿與軸向線O垂直的方向切開的橫剖面的中心處測量時(shí)，插入部分19具有150Hv以上、350Hv以下的維氏硬度。
[0073]條件(I):當(dāng)金屬端子構(gòu)件5被壓入到絕緣體3的軸向孔2中時(shí)(即，在將在后文中描述的加壓步驟中)，沿軸向線O的長度H越長，則插入部分19越可能向與軸向線O垂直的方向彎曲。因此，插入部分19在有效地將加壓力傳遞到用于形成電阻器26的電阻器組成物期間遇到困難。當(dāng)插入部分19不能充分地將加壓力傳遞到電阻器組成物時(shí)，不能形成具有高密度的電阻器26 ;作為結(jié)果，導(dǎo)電性變差，使得負(fù)荷壽命可能惡化。因此，對于其插入部分19具有沿軸向線O的35mm或更大的長度H的火花塞，難于維持良好的負(fù)荷壽命。然而，在火花塞I中的插入部分19滿足上述條件(2)至(5)。因此，即使插入部分19具有沿軸向線O的35mm或更大的長度H，如將在后文中所述，當(dāng)插入部分19被壓入到軸向孔2中時(shí)，插入部分19也能夠有效地將加壓力傳遞到電阻器組成物，使得能夠形成具有高密度的電阻器26。作為結(jié)果，能夠提供具有良好的負(fù)荷壽命的火花塞。
[0074]條件(5):插入部分19具有150Hv以上、350Hv以下的維氏硬度，優(yōu)選地具有200Hv以上、320Hv以下的維氏硬度。因此，當(dāng)插入部分19被壓入到軸向孔2中時(shí)，通過剩余條件的協(xié)作效果，插入部分19能夠有效地將加壓力傳遞到電阻器組成物。當(dāng)插入部分19的維氏硬度小于150Hv時(shí)，插入部分19易于向與軸向線O垂直的方向彎曲。因此，插入部分19在有效地將加壓力傳遞到電阻器組成物期間遇到困難。作為結(jié)果，不能形成具有高密度的電阻器26，從而導(dǎo)致負(fù)荷壽命的惡化。當(dāng)插入部分19的維氏硬度超過350Hv時(shí)，可加工性惡化，且夾具的壽命被縮短，使得加工成本升高。而且，當(dāng)插入部分19被壓入到軸向孔2中時(shí)，插入部分19幾乎不彎曲。因此，在裝入到軸向孔2中的連接粉末的量變化的情況中，這些變化不能通過插入部分19的彎曲被吸收。因此，在軸向孔2中可靠地容納插入部分19期間遇到困難。因此，在將在后文中論述的加壓步驟之后，端子部分18不能與絕緣體3的后端表面接觸；即，端子部分18可能處于浮動(dòng)狀態(tài)。相反，當(dāng)連接粉末的量被減少以避免端子部分18的浮動(dòng)狀態(tài)時(shí)，即使端子部分18與絕緣體3的后端表面接觸，加壓力也不可能充分地施加到電阻器組成物。作為結(jié)果，負(fù)荷壽命可能惡化。而且，當(dāng)插入部分19的維氏硬度過高時(shí)，在加壓步驟中，絕緣體3可能損壞。
[0075]插入部分19的維氏硬度被如下獲得。將插入部分19在具有平滑表面區(qū)32的部分處在與軸向線O垂直的方向上切斷。將作為結(jié)果的切斷表面拋光。根據(jù)在JIS Z 2244中規(guī)定的小維氏硬度測試方法，在拋光表面的中心的附近的五個(gè)點(diǎn)處，將在頂點(diǎn)處具有136°的對面角α的正四角錐壓頭以490mN的負(fù)荷加壓。五個(gè)測量值的平均值視作插入部分19的維氏硬度。通過選擇用于形成金屬端子構(gòu)件的材料，且通過改變熱處理?xiàng)l件，能夠調(diào)整插入部分19在室溫下的維氏硬度。
[0076]條件(2):插入部分19在其外周表面上具有凹陷形成區(qū)31，該凹陷形成區(qū)31具有多個(gè)凹陷。通過在要被形成為插入部分19的桿的外周表面上加工而形成凹陷形成區(qū)31。這樣的在例如低碳鋼的桿上的加工通過加工硬化改進(jìn)了插入部分19的外周表面的強(qiáng)度。因此，當(dāng)插入部分19被壓入到軸向孔2中時(shí)，插入部分19的具有凹陷形成區(qū)31的部分不大可能向與軸向線O垂直的方向彎曲。通過改變用于形成金屬端子構(gòu)件5的材料的熱處理?xiàng)l件，能夠增加整個(gè)金屬端子構(gòu)件5的維氏硬度，由此金屬端子構(gòu)件5不大可能彎曲。然而，如果維氏硬度如上所述增加過大，則可加工性惡化且加工成本升高。相比之下，在借助于加工硬化提高插入部分19的外周表面的強(qiáng)度的方法中不涉及可加工性的惡化和加工成本的升高，因此，當(dāng)插入部分19被壓入到軸向孔2中時(shí)，插入部分19不大可能彎曲。
[0077]當(dāng)凹陷形成區(qū)31的沿軸向線O的長度F為13_或更大時(shí)，能夠適當(dāng)?shù)卮_保插入部分19的當(dāng)插入部分19被壓入到軸向孔2中時(shí)不大可能彎曲的部分。因此，插入部分19能夠充分地將加壓力傳遞到電阻器組成物，使得能夠形成具有高密度的電阻器。作為結(jié)果，能夠提供具有良好的負(fù)荷壽命的火花塞。當(dāng)長度F小于13mm時(shí)，插入部分19不能充分地將加壓力通過其彎曲傳遞到電阻器組成物，從而不形成具有高密度的電阻器，從而潛在地導(dǎo)致負(fù)荷壽命的惡化。
[0078]在火花塞I中，凹陷形成區(qū)31被形成在細(xì)長主干部分21的整個(gè)外周表面上和從細(xì)長主干部分21連續(xù)的主干部分22的外周表面的一部分上。然而，凹陷形成區(qū)31可被形成在插入部分19的外周表面的任何部分上。優(yōu)選地，凹陷形成區(qū)31的至少一部分被布置在由階梯部分15包圍的空間中。在軸向孔2具有階梯部分15的情況中，如果在插入部分19被壓入到軸向孔2的過程中插入部分19在它的在階梯部分15附近的部分處彎曲，則彎曲部分被階梯部分15卡住，從而導(dǎo)致無法有效地將加壓力傳遞到電阻器組成物。因此，希望地，凹陷形成區(qū)31被至少設(shè)置在插入部分19的被階梯部分15包圍的部分上；通過該實(shí)踐，插入部分19不大可能在該部分處彎曲。凹陷形成區(qū)31不必連續(xù)地沿13mm或更大的長度F被設(shè)置在插入部分19的外周表面上。例如，凹陷形成區(qū)31可不連續(xù)地被設(shè)置在兩個(gè)位置處；具體地，被設(shè)置在插入部分19的在插入部分19的前端附近的部分處和插入部分19的被階梯部分15包圍的部分處，只要它們的總長度F是13mm或更大即可。如果凹陷形成區(qū)31被設(shè)置在插入部分19的前端附近，則不僅插入部分19不大可能彎曲，而且插入部分19和密封材料之間的附著被改進(jìn)。
[0079]在火花塞I中，凹陷形成區(qū)31采取斜紋滾花的形式；然而，凹陷形成區(qū)31的形式不特別限制。例如，凹陷形成區(qū)31可呈現(xiàn)側(cè)線滾花、斜線滾花、方形螺紋、三角螺紋和梯形螺紋中的一個(gè)或組合的形式。凹陷形成區(qū)31使得多個(gè)凹陷或溝槽被形成在插入部分19的外周表面上。然而，例如在通過位于凹陷的深度的一半處的凹陷中的點(diǎn)的平面上觀察時(shí)，凹陷形成區(qū)31可稱為是具有多個(gè)凹陷和突出的凹陷-突出形成區(qū)。
[0080]在凹陷形成區(qū)31中，在圖3中沿與軸向線O垂直的方向的凹陷的深度D即彼此相鄰的凹陷和突出之間的高度差D優(yōu)選地為0.07mm或更大，更優(yōu)選地為0.09mm至0.3mm，最優(yōu)選地為0.1mm至0.2_。通過使用落在以上范圍內(nèi)的深度D，可能表現(xiàn)出加工硬化的效果，使得插入部分19在具有凹陷形成區(qū)31的部分處在強(qiáng)度上增加。因此，插入部分19不大可能彎曲。
[0081]深度D能夠如下被獲得。沿與軸向線O垂直的方向在凹陷形成區(qū)31處切斷插入部分19。在獲得的切斷表面上，測量最大直徑和最小直徑。將測量值除以2。
[0082]條件(3):插入部分19具有平滑表面區(qū)32。在插入部分19中，具有平滑表面區(qū)32的部分在強(qiáng)度上比具有凹陷形成區(qū)31的部分低。因此，插入部分19可能在具有平滑表面區(qū)32的部分處彎曲。在將在后文中描述的加壓步驟中，插入部分19的適當(dāng)?shù)膹澢沟媚軌驅(qū)⒓訅毫Τ浞值貍鬟f到電阻器組成物。因此，能夠形成具有高密度的電阻器。這由于如下原因。在將在下文中描述的加壓步驟中，在將用于形成第一密封層27、電阻器26和第二密封層28的連接粉末裝入到軸向孔2中之后，插入部分19被插入到軸向孔2中，且金屬端子構(gòu)件5被布置使得前端20與連接粉末接觸。此時(shí)，絕緣體3的后端表面和端子部分18的前端表面彼此分開。在插入部分19被壓入到軸向孔2中之前，沿軸向線O在絕緣體3的后端表面和端子部分18的前端表面之間的距離稱為密封尺寸。例如，認(rèn)為1mm的尺寸是最大密封尺寸，該最大密封尺寸允許插入部分19被壓入到軸向孔2中而不使插入部分19彎曲直至端子部分18與絕緣體3的后端表面接觸為止。在被壓入到軸向孔2中的插入部分19適當(dāng)?shù)貜澢那闆r中，最大密封尺寸增加到與插入部分19的彎曲對應(yīng)的程度，且例如變成12mm。作為密封尺寸增加2mm的結(jié)果，插入部分19可進(jìn)一步將加壓力施加到連接粉末。因此，能夠形成具有高密度的電阻器26 ;作為結(jié)果，能夠提供具有良好的負(fù)荷壽命的火花塞。
[0083]平滑表面區(qū)32能夠被設(shè)置在插入部分19的任何部分上。優(yōu)選地，平滑表面區(qū)32被設(shè)置在與端子部分18相鄰的部分上，即被設(shè)置在被第二內(nèi)周表面16沿全周圍繞的部分上。當(dāng)插入部分19被壓入到軸向孔2中時(shí)，如果插入部分19在其被壓入之后立即彎曲，則加壓力不能有效地傳遞到電阻器組成物。然而，在插入部分19充分地將加壓力施加到電阻器組成物之后即使插入部分19在其后側(cè)處彎曲，也不出現(xiàn)問題，這是因?yàn)榧訅毫σ殉浞值乇皇┘拥诫娮杵鹘M成物。而作為插入部分19的彎曲的結(jié)果，其端子部分18略微從絕緣體3的后端表面分開的金屬端子構(gòu)件5的插入部分19能夠被可靠地容納在軸向孔2中。而且，作為插入部分19的彎曲的結(jié)果，插入部分19可進(jìn)一步將加壓力施加到電阻器組成物。特別地，在軸向孔2具有階梯部分15的情況中，在被第二內(nèi)周表面16圍繞的部分上存在平滑表面區(qū)32能夠防止彎曲部分被階梯部分15卡住。因此，加壓力能夠有效地被傳遞到電阻器組成物。
[0084]優(yōu)選地，平滑表面區(qū)32具有8mm或更大的軸向長度(H-F)。當(dāng)平滑表面區(qū)32為8mm或更大時(shí)，在將插入部分19壓入到軸向孔2中時(shí)，插入部分19的具有平滑表面區(qū)32的部分適當(dāng)?shù)貜澢?，由此插入部?9能夠進(jìn)一步將加壓力施加到電阻器組成物。在本實(shí)施例中，平滑表面區(qū)32從插入部分19的后端被連續(xù)地向前設(shè)置。然而，例如平滑表面區(qū)32能夠被不連續(xù)地設(shè)置在兩個(gè)位置處；具體地，被設(shè)置在插入部分19的后端附近的部分處和被設(shè)置在插入部分19的軸向中央部分處。替代地，平滑表面區(qū)32可以被不連續(xù)地設(shè)置在三個(gè)或更多個(gè)位置處。
[0085]條件(4):在插入部分19的前端20的直徑A和在前端20處測量的絕緣體3的內(nèi)徑B之間的比值(Α/B)滿足關(guān)系式0.9寫A/B ^ 0.98，優(yōu)選地0.93 ^ A/B ^ 0.98。作為比值Α/B落在以上的范圍內(nèi)的結(jié)果，在插入部分19和第一內(nèi)周表面14之間提供了適當(dāng)?shù)目障?。因此，?dāng)插入部分19被壓入到軸向孔2中時(shí)，插入部分19能夠有效地將加壓力傳遞到電阻器組成物。作為結(jié)果，能夠提供具有良好的負(fù)荷壽命的火花塞。當(dāng)比值Α/B小于0.9時(shí)，插入部分19的直徑相對于絕緣體3的內(nèi)徑B過小。因此，當(dāng)插入部分19被壓入到軸向孔2中時(shí)，插入部分19易于彎曲。作為結(jié)果，插入部分19可能不能有效地將加壓力傳遞到電阻器組成物。當(dāng)比值Α/B超過0.98時(shí)，插入部分19的直徑相對于絕緣體3的內(nèi)徑B過大。因此，當(dāng)插入部分19被壓入到軸向孔2中時(shí)，可能無法將足量的密封材料裝入到在第一內(nèi)周表面14和插入部分19的在插入部分19的前端的附近的部分的外周表面之間的空隙中，這是因?yàn)樵摽障缎?。如果未將足量的密封材料裝入到空隙中，則負(fù)荷壽命可能惡化。
[0086]如上所述，滿足上述條件(I)至(5)的火花塞I具有良好的負(fù)荷壽命，其原因如下:當(dāng)插入部分被壓入到軸向孔中時(shí)，插入部分能夠有效地將加壓力傳遞到電阻器組成物，因此能夠形成具有高密度的電阻器。
[0087]此外，優(yōu)選地，插入部分19的被第二內(nèi)周表面16圍繞的部分的直徑K和第二內(nèi)周表面16的橫跨該部分測量的內(nèi)徑J之間的差(J-K)的最大值(J-K)max在0.05mm以上、0.25mm以下。采用落在以上范圍內(nèi)的最大值(J-K)max，當(dāng)插入部分19被壓入到軸向孔2中時(shí)，插入部分19可能在其被第二內(nèi)周表面16圍繞的部分處適當(dāng)?shù)貜澢?。因此，在插入部?9被壓入到軸向孔2中且將加壓力充分地傳遞到電阻器組成物之后，插入部分19在其被第二內(nèi)周表面16圍繞的部分處適當(dāng)?shù)貜澢?，使得能夠防止出現(xiàn)端子部分18不與絕緣體3的后端表面接觸且從該后端表面分開的狀況。作為插入部分19的適當(dāng)?shù)膹澢慕Y(jié)果，插入部分19可進(jìn)一步將加壓力施加到電阻器組成物而不涉及端子浮動(dòng)，由此能夠形成具有高密度的電阻器26。作為結(jié)果，能夠提供具有良好的負(fù)荷壽命的火花塞。
[0088]而且，在軸向孔2具有階梯部分15的情況中，希望地，第二密封層28和/或電阻器26僅存在于被第一內(nèi)周表面14圍繞的空間中。即，希望地，第二密封層28和/或電阻器26不存在于階梯部分5后方且不存在于金屬端子構(gòu)件5和階梯部分15之間的空隙中以及不存在于金屬端子構(gòu)件5和第二內(nèi)周表面16之間的空隙中。在第二密封層28和/或電阻器26不存在于階梯部分15的后方且僅存在于被第一內(nèi)周表面14圍繞的空間中的情況中，在將在下文中描述的加壓步驟中，此特征抑制金屬端子構(gòu)件5施加到密封粉末和/或電阻器組成物的加壓力轉(zhuǎn)換為將密封粉末和/或電阻器組成物移動(dòng)到金屬端子構(gòu)件5和電阻器3的內(nèi)周表面之間的空隙中的力，使得加壓力有效地用于對密封粉末和/或電阻器組成物加壓。因此，形成具有高密度的電阻器26。因此，本發(fā)明可提供具有良好的負(fù)荷壽命的火花塞。
[0089]在本發(fā)明的火花塞I中，采用3.5mm或更小的內(nèi)徑特別是2.9mm或更小的內(nèi)徑產(chǎn)生了提聞負(fù)荷壽命的更聞效果。
[0090]通過在從與軸向線O垂直的方向通過使用顯微放射照相CT系統(tǒng)(例如T0SCANER-32250 μ hd)拍攝的火花塞的圖像上測量對應(yīng)的部分，能夠獲得上述尺寸A、B、H、F、K和J。如在圖2中所示，通過測量插入部分19的位于從其前端向后Imm處的該部分的沿與軸向線O垂直的方向的距離而獲得了直徑A。通過測量橫跨插入部分19的上方部分的中心孔2的沿與軸向線O垂直的方向的距離獲得了內(nèi)徑B。通過從插入部分19的后端到前端沿軸向線O測量長度獲得了長度H。通過測量插入部分19上的凹陷形成區(qū)31的沿軸向線O的最大長度獲得了長度F。通過測量插入部分19的被第二內(nèi)周表面16包圍的部分的沿著與軸向線O垂直的方向的距離獲得了直徑K。通過測量橫跨插入部分19的該部分的沿著軸向線O的方向的距離獲得了內(nèi)徑J。
[0091]火花塞I被例如如下制造。首先，借助于公知的方法，將中心電極4、接地電極8、金屬外殼7、金屬端子構(gòu)件5和絕緣體3分別形成為預(yù)定形狀(準(zhǔn)備步驟)。以滿足至少上述條件(I)至(5)的方式形成金屬端子構(gòu)件5。借助于公知的滾花方法，在要被形成為插入部分19的桿部分的外周表面上形成凹陷形成區(qū)31。
[0092]接著，將接地電極8的一個(gè)端部分例如通過激光焊接接合到金屬外殼7的前端表面(接地電極接合步驟)。
[0093]同時(shí)，將中心電極4插入到絕緣體3的軸向孔2中，且將中心電極4的凸緣部分17安放在軸向孔2的第二階梯部分13上，由此以被第三內(nèi)周表面12圍繞的方式布置中心電極4(中心電極布置步驟)。
[0094]接著，將形成第一密封層27的密封粉末、形成電阻器26的電阻器組成物和形成為第二密封層28的密封粉末依次從軸向孔2的后端裝入到軸向孔2中；然后，將加壓銷插入到軸向孔2中且在60N/mm2或更大的壓力下執(zhí)行預(yù)備壓縮，以將密封粉末和電阻器組成物裝入到被第一內(nèi)周表面圍繞的空間中(裝入步驟)。
[0095]接著，將金屬端子構(gòu)件5如下布置:將金屬端子構(gòu)件5的插入部分19從軸向孔2的后端插入到軸向孔2中，使得前端20與密封粉末接觸(布置步驟)。此時(shí)，絕緣體3的后端表面和端子部分18的前端表面彼此分開。在如下描述中，在將插入部分19壓入前沿軸向線O在絕緣體3的后端表面和端子部分18的前端表面之間的距離稱為密封尺寸。
[0096]接著，將密封粉末和電阻器組成物在等于或高于包含在密封粉末中的玻璃粉末的玻璃軟化點(diǎn)的溫度(例如在800°C至1000°C的溫度)加熱3至30分鐘，對金屬端子構(gòu)件5加壓直至端子部分18的前端表面與絕緣體3的后端表面接觸為止，由此將密封粉末和電阻器組成物壓縮加熱(加壓步驟)。
[0097]此時(shí)，因?yàn)橐詽M足條件(I)至(5)的方式形成插入部分19，所以插入部分19能夠在插入部分19幾乎不向與軸向線O垂直的方向彎曲的狀態(tài)下有效地對密封粉末和電阻器組成物施加壓力，使得密封粉末和電阻器組成物在被加熱時(shí)被壓縮。隨著密封粉末和電阻器組成物被壓縮，絕緣體3的后端表面和端子部分18的前端表面之間的距離減小。在開始將插入部分19壓入到軸向孔2中之后不久，該距離變??；此時(shí)加壓力被充分地傳遞到電阻器組成物。進(jìn)一步施加加壓力導(dǎo)致插入部分19在其具有平滑表面區(qū)的部分處彎曲，即在其被第二內(nèi)周表面16圍繞的區(qū)域處彎曲，由此使端子部分18的前端表面與絕緣體3的后端表面接觸。
[0098]因此，密封粉末和電阻器組成物被燒結(jié)，由此形成了電阻器26、第一密封層27和第二密封層28。此時(shí)，在滿足上述條件(I)至(5)的火花塞中，因?yàn)榧訅毫Ρ怀浞值貜慕饘俣俗訕?gòu)件5傳遞到電阻器組成物，所以能夠形成具有高密度的電阻器26。而且，能夠防止出現(xiàn)浮動(dòng)情況，在該浮動(dòng)情況中端子部分18從絕緣體3的后端表面分開。因此，制造了具有良好的負(fù)荷壽命的火花塞I。
[0099]密封材料被裝入到凸緣部分17和軸向孔2的壁之間的空隙中以及細(xì)長主干部分21和軸向孔2的壁之間的空隙中，由此將中心電極4和金屬端子構(gòu)件5在密封的條件下固定在軸向孔2中。在本實(shí)施例中，密封構(gòu)件不存在于階梯部分15的后方。
[0100]接著，將中心電極4、金屬端子構(gòu)件5等被固定到的絕緣體3組裝到接地電極8被接合到的金屬外殼7 (組裝步驟)。
[0101]最后，接地電極8的遠(yuǎn)端部分向中心電極4彎曲，使得接地電極8的一端面對中心電極4的前端部分，由此完成了火花塞I。
[0102]根據(jù)本發(fā)明的火花塞被用作用于汽車的內(nèi)燃機(jī)例如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的火花塞，其使用如下:將螺紋部分9與被設(shè)置在頭(未示出)中的螺紋孔螺紋接合，由此將火花塞固定在預(yù)定位置處，該頭分劃地形成內(nèi)燃機(jī)的燃燒室。根據(jù)本發(fā)明的火花塞能夠被使用在任何類型的內(nèi)燃機(jī)中；然而，該火花塞能夠被優(yōu)選地使用在要求小尺寸火花塞的內(nèi)燃機(jī)中，這是因?yàn)楸景l(fā)明當(dāng)被應(yīng)用于小尺寸火花塞時(shí)特別是應(yīng)用于其絕緣體具有小的內(nèi)徑的軸向孔的火花塞時(shí)是特別有效的。
[0103]根據(jù)本發(fā)明的火花塞不限于上述實(shí)施例，而是可以以各種其它形式修改，只要本發(fā)明的目的能夠被實(shí)現(xiàn)即可。例如，在火花塞I中，軸向孔2具有階梯部分15 ;然而，軸向孔2的容納插入部分19的部分可以被管狀地形成而不形成有階梯。而且，在火花塞I中，插入部分19由大直徑主干部分22和在直徑上比主干部分22小的細(xì)長主干部分21組成；然而，插入部分19可以進(jìn)一步具有具有不同直徑的部分，且可以是部分地錐形的。而且，插入部分可以在直徑上是均勻的，以呈現(xiàn)圓柱的形式。
[0104]示例
[0105]<火花塞的制造 > 根據(jù)上述制造過程制造在圖1中所示的火花塞。在插入部分的長度H、凹陷形成區(qū)的長度F、插入部分的前端的直徑A、橫跨插入部分的前端測量的絕緣體的內(nèi)徑B、第二內(nèi)周表面的內(nèi)徑J、插入部分的被第二內(nèi)周表面圍繞的部分的直徑K和凹陷的深度D上，這些火花塞如表I和表2所示不同。
[0106]在制造在表I和表2中所示的火花塞前，在上述加壓步驟中將插入部分壓入到軸向孔中之前測量的端子部分的前端表面和絕緣體的后端表面之間的軸向距離(在下文中稱為密封尺寸L)被如下確定。10.5mm至16.5mm的密封尺寸的范圍以0.5mm的間隔被劃分為12個(gè)不同的密封尺寸。為12個(gè)密封尺寸中的每一個(gè)均制造20個(gè)火花塞。示出如下現(xiàn)象的火花塞被視作有缺陷的火花塞:在加壓步驟被執(zhí)行之后，端子部分的前端表面從絕緣體的后端表面分離；即端子部分處于浮動(dòng)狀態(tài)下；或絕緣體由于施加加壓力而損壞。在制造火花塞中的加壓步驟中使用的密封尺寸比形成至少一個(gè)缺陷的火花塞所使用的密封尺寸小0.5mm;即密封尺寸L是以其不形成缺陷的火花塞(多個(gè)缺陷的火花塞)的最長的密封尺寸。因此，具有在表I中示出的各種尺寸的火花塞以在測試編號(hào)中不同的密封尺寸L制造。對于每個(gè)測試編號(hào)均制造并且測試十個(gè)火花塞。表I示出了平均值。
[0107]通過使用顯微放射照相CT系統(tǒng)(例如T0SCANER-32250 μ hd)測量在表I中所示的各種尺寸。凹陷的深度D被如下獲得。插入部分在凹陷形成區(qū)處沿與軸向線O垂直的方向上被切斷。在所獲得的切斷表面上，測量最大直徑和最小直徑。將測量值除以2。
[0108]金屬端子構(gòu)件由低碳鋼形成，且通過調(diào)整它的成分而在維氏硬度方面變化。插入部分在室溫下的維氏硬度測量如下:將插入部分在具有平滑表面區(qū)的相應(yīng)部分處在與軸向線O垂直的方向上切斷，且根據(jù)如上所述的JIS Z 2244在作為結(jié)果的切斷表面上在相應(yīng)中心的附近測量維氏硬度。
[0109]測試編號(hào)I至51和53至67的凹陷形成區(qū)呈現(xiàn)通過滾花加工形成的斜紋滾花的形式。測試編號(hào)52的凹陷形成區(qū)呈現(xiàn)通過螺紋加工形成的螺紋的形式。
[0110]<評估方法 > (負(fù)荷壽命測試)將制造的火花塞放置在具有350°C的溫度的環(huán)境中且通過施加25kV的放電電壓促使火花塞執(zhí)行每分鐘3600次放電。在測試前和測試后對于火花塞測量電阻器的電阻(凡、&)。測試執(zhí)行10次，且對直至測試后的電阻R1與初始電阻R0的平均比值(R1ZiRtl)變成1.5或更高為止逝去的時(shí)間進(jìn)行測量。假設(shè)時(shí)間越長負(fù)荷壽命越好，在如下標(biāo)準(zhǔn)下評估火花塞。表2示出了評估結(jié)果。1:小于150小時(shí)；2:150小時(shí)以上、小于200小時(shí);3至9:從200小時(shí)起每50小時(shí)增加I點(diǎn)；和10:550小時(shí)或更多。
[0111]表I
[0112]

【權(quán)利要求】
1.一種火花塞,所述火花塞包括: 絕緣體，所述絕緣體具有沿軸向線延伸的軸向孔； 金屬端子構(gòu)件，所述金屬端子構(gòu)件具有插入部分和凹陷形成區(qū)，所述插入部分被容納在所述軸向孔中，所述凹陷形成區(qū)存在于所述插入部分的外周表面上且具有多個(gè)凹陷；和 金屬外殼，在所述金屬外殼中容納所述絕緣體的前部分，以由此保持所述絕緣體， 所述火花塞的特征在于滿足如下條件: (1)所述插入部分的沿所述軸向線的長度H是35mm或更大； (2)所述凹陷形成區(qū)的沿所述軸向線的長度F是13mm或更大； (3)所述插入部分在所述插入部分的外周表面上具有平滑表面區(qū)； (4)所述插入部分的前端的直徑A和在所述前端處測量的所述絕緣體的內(nèi)徑B之間的比值(Α/B)滿足關(guān)系式0.9蘭A/B ^ 0.98 ;且 (5)在所述插入部分的沿與所述軸向線垂直的方向切開的橫剖面的中心處測量時(shí)，所述插入部分具有150Hv以上、350Hv以下的維氏硬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其中 所述絕緣體具有第一內(nèi)周表面、第二內(nèi)周表面和階梯部分，所述第一內(nèi)周表面具有所述內(nèi)徑B，所述第二內(nèi)周表面具有比所述內(nèi)徑B大的直徑，且所述第二內(nèi)周表面被布置在所述第一內(nèi)周表面和所述金屬外殼的后方，所述階梯部分連接所述第一內(nèi)周表面與所述第二內(nèi)周表面,且 所述凹陷形成區(qū)的至少一部分被布置在被所述階梯部分圍繞的空間中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其中所述平滑表面區(qū)的至少一部分被布置在被所述第二內(nèi)周表面圍繞的空間中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的火花塞，其中所述凹陷形成區(qū)中的所述凹陷的深度D是0.07mm或更大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的火花塞,其中所述內(nèi)徑B是3.5mm或更小。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中的任一項(xiàng)所述的火花塞，其中所述插入部分的被所述第二內(nèi)周表面圍繞的部分的直徑K和所述第二內(nèi)周表面的橫跨所述部分測量的內(nèi)徑J之間的差(J-κ)的最大值(J-K)max在0.05mm以上、0.25mm以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的火花塞，其中所述平滑表面區(qū)的沿所述軸向線的長度(H-F)是8mm或更大。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的火花塞，其中所述比值(Α/B)滿足關(guān)系式0.93 ^ A/Bo
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的火花塞，其中所述內(nèi)徑B是2.9mm或更小。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的火花塞，其中所述維氏硬度是200Hv以上、320Hv以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至10中的任一項(xiàng)所述的火花塞，其中 在所述軸向孔中在所述金屬端子構(gòu)件和中心電極之間布置用于將所述金屬端子構(gòu)件和所述中心電極電連接的連接件，且 所述連接件僅存在于被所述第一內(nèi)周表面圍繞的空間中。
【文檔編號(hào)】H01T13/20GK104205535SQ201380016865
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月28日
【發(fā)明者】吉田治樹, 水野貴光 申請人:日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社