專利名稱：火花塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在例如汽車用發(fā)動機等內(nèi)燃機中用于對燃料氣體點火的火花塞。
背景技術(shù)：
上述火花塞通常具有軸狀的中心電極；覆蓋該中心電極的外周的筒狀的絕緣體；與上述絕緣體的外周嵌合的筒狀的主體配件；以及一端焊接到上述主體配件的前端面并且另一端與上述中心電極的前端相對配置從而在與上述中心電極之間形成火花放電間隙的接地電極。在這樣的火花塞中，近年來伴隨內(nèi)燃機高輸出化，接地電極(本領(lǐng)域技術(shù)人員之間也稱為外側(cè)電極)折損等問題也容易產(chǎn)生。作為其原因，考慮有裝置或燃燒振動的共振和高加速度(G)。另外，也與如下內(nèi)容有密切關(guān)系接地電極以前端側(cè)朝向中心電極側(cè)的方 式進行彎曲加工，故在主體配件的安裝基端側(cè)容易作用有彎曲力矩，另外安裝到直接承受伴隨燃燒的沖擊波等的位置。在上述火花塞中，為了提高接地電極的耐折損性，增大接地電極的截面面積的方式是有效的。但是，通過增加接地電極的寬度來謀求增大截面面積，則伴隨寬度的增加而消焰效果增加，并且著火性降低。因此，通過增加接地電極的板厚謀求增大截面面積。但是，若將接地電極的板厚設(shè)為主體配件的前端面的壁厚以上，則接地電極的板厚方向的一部分從主體配件的前端面向徑向越出，具有導(dǎo)致焊接強度降低的危險。因此，在下述專利文獻I中提出了如下技術(shù)使接地電極的板厚與主體配件的前端面的壁厚一致，并且將接地電極的截面形狀設(shè)為與主體配件的前端面的彎曲形狀一致的彎曲構(gòu)造，從而不導(dǎo)致因向徑向的越出引起的焊接強度的降低，而增加接地電極的截面面積。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻I :日本特開2003-7423號公報但是，專利文獻文I的火花塞中的主體配件的前端面為內(nèi)外周緣同心的正圓形，并且在整個圓周上壁厚均等。而且，將接地電極的前端面的外徑設(shè)為D，將內(nèi)徑設(shè)為d，則前端面的壁厚Km為Km= (D-d) /2。因此，在專利文獻I的技術(shù)中，接地電極的板厚tm即使最大也被限制在(D-d)/2，并沒有增加很大的截面面積。因此，考慮將主體配件的前端面的外徑D相比以往較大地設(shè)定或者將內(nèi)徑d相比以往較小地設(shè)定，從而增大主體配件的前端面的壁厚，增加接地電極的板厚，但是在這樣的對應(yīng)中,通過與以往相比改變主體配件的前端面的面積,從而主體配件的熱容量變大,對火花塞的耐熱性等產(chǎn)生影響，故難以實用。另外，在將接地電極的截面形狀設(shè)為沿著主體配件的前端面的彎曲的彎曲形狀的情況下，與單純的長方形截面的接地電極比較，具有接地電極難以彎曲并且用于確保火花放電間隙的彎曲加工變得困難的問題。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種火花塞，與解決上述問題相關(guān)，不改變主體配件的前端面的面積而增加接地電極的截面面積，從而能夠提高接地電極的耐折損性。本發(fā)明的上述目的通過下述結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。(I) 一種火花塞，具有筒狀的主體配件和焊接到上述主體配件的前端面的接地電極，上述火花塞的特征在于，在上述前端面上將徑向的厚度最小的部位的壁厚設(shè)為A，將上述前端面的最大內(nèi)徑設(shè)為d，將上述前端面的最小外徑設(shè)為D，將焊接有上述接地電極的部分的上述前端面的壁厚設(shè)為K，此時滿足如下的式(I)以及(2)，K ≥ I. 1A... (I)K ≥(D-d)/2…⑵。(2)如上述(I)所述的火花塞，其特征在于，上述前端面具有圓形的外周緣和圓形的內(nèi)周緣，并且上述外周緣的中心與上述內(nèi)周緣的中心偏心0. 5mm以上。根據(jù)上述⑴的結(jié)構(gòu)，在焊接有接地電極的部分的上述前端面的壁厚K為I. IA以上且(D-d)/2以上的部分焊接有接地電極。因此，與上述前端面的內(nèi)外周緣為同心的正圓形的、上述前端面的外徑為D且內(nèi)徑為d即以往的主體配件的情況比較，即使前端面的截面面積與以往相同被限制，由于在相比以往較厚的壁厚的部分焊接有接地電極，故也能夠提高耐折損性。而且，在上述(I)的結(jié)構(gòu)中，在主體配件的前端面上將壁厚最小的部位的壁厚設(shè)為A，將上述前端面的最大內(nèi)徑設(shè)為d，將上述前端面的最小外徑設(shè)為D，將上述前端面上的焊接有上述接地電極的部分的壁厚設(shè)為K，此時在滿足K彡I. IA且K彡(D-d) /2這兩個條件的部分進行焊接，故接地電極的板厚相比以往切實能夠變厚。因此，不改變主體配件的前端面的面積而通過增加接地電極的板厚來增加接地電極的截面面積，從而能夠提高接地電極的耐折損性。而且，主體配件的前端面上的焊接有接地電極的部分的壁厚設(shè)定為大于以往的主體配件的壁厚。因此，接地電極的截面形狀即使不設(shè)為沿著主體配件的前端面的彎曲的彎曲形狀而保持單純的長方形截面，與以往相比也能夠增加接地電極的板厚。因此，將接地電極的截面形狀設(shè)定為單純的長方形，從而能夠容易進行用于確?；鸹ǚ烹婇g隙的彎曲加工等。根據(jù)上述(2)的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整前端面的外周緣與內(nèi)周緣的偏心量a，從而能夠調(diào)整焊接有接地電極的部分的前端面上的最大壁厚。而且，通過將偏心量a設(shè)定為0.5mm以上的大小，從而主體配件的前端面的半周以上為壁厚大于(D-d)/2的區(qū)域，容易確保耐折損性顯著提高的板厚的接地電極的焊接所適用的壁厚的焊接區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的火花塞，與前端面的內(nèi)外周緣為同心的正圓形即以往的主體配件的情況比較，主體配件的前端面的壁厚并非均等，即使前端面的截面面積與以往相同被限制，也能夠形成相比以往較厚的壁厚的部分。而且，根據(jù)本發(fā)明的火花塞，焊接接地電極的部分能夠相比以往設(shè)成壁厚，接地電極的板厚能夠相比以往切實變厚。因此，不改變主體配件的前端面的面積而通過增加接地電極的板厚來增加接地電極的截面面積，從而能夠提高接地電極的耐折損性。而且，根據(jù)本發(fā)明的火花塞，主體配件的前端面上的焊接有接地電極的部分自身的壁厚設(shè)定為大于以往的主體配件的壁厚。因此，接地電極的截面形狀即使不設(shè)為沿著主體配件的前端面的彎曲的彎曲形狀而保持單純的長方形截面，與以往相比也能夠增加接地電極的板厚。因此，將接地電極的截面形狀設(shè)定為單純的長方形，從而能夠容易進行用于確?；鸹ǚ烹婇g隙的彎曲加工等。
圖I是本發(fā)明的火花塞的第I實施方式的縱向剖面圖。圖2是圖I的主要部分的放大圖。
圖3 (a)是圖I所示的主體配件的側(cè)視圖，圖3 (b)是圖3 (a)的Xl向視圖。圖4是圖I所示的主體配件的前端面的放大圖。圖5是檢查主體配件的前端面所焊接的接地電極的耐折損性的方法的說明圖。圖6是表示如下內(nèi)容的圖表為了確認第I實施方式的作用及效果，在使前端面的內(nèi)外周緣的偏心量不同的多個主體配件上焊接板厚不同的接地電極從而測定耐折損性的結(jié)果，以及接觸面的壁厚比與接地電極的破斷次數(shù)的關(guān)系。圖7(a)是本發(fā)明的火花塞的第2實施方式中的主體配件的側(cè)視圖，圖7 (b)是圖7(a)的X2向視圖。圖8(a)是本發(fā)明的火花塞的第3實施方式中的主體配件的側(cè)視圖，圖8 (b)是圖8(a)的X3向視圖。圖9是本發(fā)明的火花塞的第4實施方式中的主體配件的前端面的形狀的說明圖。圖10是本發(fā)明的火花塞的第5實施方式中的主體配件的前端面的形狀的說明圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的火花塞的優(yōu)選的實施方式。圖廣圖4表示本發(fā)明的火花塞的第I實施方式，圖I是本發(fā)明的火花塞的第I實施方式的縱向剖面圖，圖2是圖I的主要部分的放大圖，圖3(a)是圖I所示的主體配件的側(cè)視圖，圖3(b)圖3(a)的Xl向視圖，圖4是圖I所示的主體配件的前端面的放大圖。如圖I和圖2所示，該第I實施方式的火花塞I具有沿著中心軸線0垂直的軸狀的中心電極3 ;設(shè)置在該中心電極3的外周的筒狀的絕緣體5 ;與絕緣體5的外周嵌合的筒狀的主體配件7 ;以及一端9a焊接到主體配件7的前端面7a并且另一端9b與中心電極3的前端相對配置從而在與中心電極3之間形成火花放電間隙G的接地電極9。在本實施方式中，主體配件7的前端面7a的內(nèi)外周緣的形狀形成為筒壁的壁厚在圓周方向的一部分的區(qū)域大于其他區(qū)域。更詳細地說明的話，在本實施方式的情況下，如圖3和圖4所示，前端面7a的內(nèi)周緣11為直徑d的正圓形,外周緣13為直徑D的正圓形。但是,如圖4所示,通過使內(nèi)周緣11的中心02從外周緣13的中心01僅僅偏心距離a，從而形成為一部分的區(qū)域的壁厚較大。
由此，在前端面7a為使正圓形彼此偏心的形狀的情況下，如圖4所示，在偏心方向延伸的線段(通過中心0 I和02的線段)Y1-Y2上相對的兩個位置中的一方(圖4中右端的部位)，前端面7a的壁厚為最小值，在另一方(圖4中左端的部位)前端面7a的壁厚為最大值。在本實施方式的情況下，在前端面7a上與偏心量a對應(yīng)而使一部分變大的壁厚的值變化。在本實施方式的情況下，將壁厚增加的區(qū)域中的一部分的區(qū)域設(shè)定為焊接接地電極9的部分S。在本實施方式的情況下，焊接接地電極9的部分S以如下條件設(shè)定。如圖4所示，在前端面7a上將壁厚最小的部位的壁厚設(shè)為A，將前端面7a的內(nèi)周緣11的直徑設(shè)為d，將前端面7a的外周緣13的直徑設(shè)為D，將上述前端面7a上的焊接有上述接地電極9的區(qū)域即焊接區(qū)域中的壁厚設(shè)為K，此時將滿足K彡I. IA且K彡(D-d)/2這兩個條件的區(qū)域設(shè)定為焊接接地電極9的部分S。在圖4的情況下，焊接接地電極9的部分S設(shè)為包含在前端面7a上壁厚最大的部 位的壁厚Kmax的范圍。在此，Kmax= a +(D_d)/2。在本實施方式的情況下，在焊接接地電極9的部分S焊接的接地電極9的橫截面形狀為單純的長方形，并且以容納于焊接接地電極9的部分S的方式設(shè)定寬度W和板厚度T。作為板厚度T，以不從焊接接地電極9的部分S越出的范圍設(shè)定為盡量大的值。具體而言，設(shè)為TKmax。此外，圖4所示的尺寸t表示在內(nèi)周緣11和外周緣13同心的情況下的壁厚。在本實施方式的情況下，前端面7a的內(nèi)周緣和外周緣的偏心量a設(shè)定為0. 5mm以上的大小。在如以上說明的第I實施方式的火花塞I中，主體配件7的前端面7a以圓周方向的一部分的區(qū)域相比其他區(qū)域筒壁的壁厚增加的方式設(shè)定前端面7a的形狀。因此，與前端面的內(nèi)外周緣為同心的正圓形的、前端面的外徑為D且內(nèi)徑為d即以往的主體配件的情況比較，主體配件7的前端面7a的壁厚并非均等，即使前端面7a的截面面積與以往相同被限制，如圖4所示，也能夠形成相比以往較厚的壁厚的區(qū)域。而且，在第I實施方式的火花塞I中，在主體配件7的前端面7a上將壁厚最小的部位的壁厚設(shè)為A，將前端面7a的內(nèi)周緣11的直徑設(shè)為d，將前端面7a的外周緣13的直徑設(shè)為D，將前端面7a上的焊接有接地電極9的部分S中的前端面7a的壁厚設(shè)為K，此時滿足K彡I. IA且K彡(D-d)/2這兩個條件。因此，接地電極9的板厚能夠相比以往切實變厚。因此，與以往比較，不改變主體配件7的前端面7a的面積而通過增加接地電極9的板厚來增加接地電極9的截面面積，從而能夠提高接地電極9的耐折損性。而且，主體配件7的前端面7a上的焊接有接地電極9的部分S自身的壁厚設(shè)定為大于以往的主體配件的壁厚。因此，接地電極9的截面形狀即使不設(shè)為沿著主體配件7的前端面7a的彎曲的彎曲形狀而保持如圖4所示的單純的長方形截面，與以往相比也能夠增加接地電極9的板厚。因此，將接地電極9的截面形狀設(shè)定為單純的長方形，從而能夠容易進行用于確保火花放電間隙G的彎曲加工等。
而且，在本實施方式的火花塞I中，通過調(diào)整前端面7a的外周緣13和內(nèi)周緣11的偏心量a，從而能夠調(diào)整最大壁厚。而且，通過將偏心量a設(shè)定為0. 5mm以上的大小，主體配件7的前端面7a的半周以上為壁厚大于(D-d)/2的區(qū)域，容易確保耐折損性顯著提高的板厚的接地電極9的焊接所適用的部分S。本申請的發(fā)明人為了證實以上的第I實施方式中的效果，如下述表I所示，將內(nèi)周緣11和外周緣13沒有偏心的以往構(gòu)造的主體配件的樣本與以不脫離第I實施方式的方式附加了偏心量的主體配件樣本分別做成11個。此外，如表I所示，在無偏心的主體配件的樣本的情況下，實際上也有略微偏心，并且實際的偏心量在0. 09mnT0. 19mm的范圍，平均為0. 14mm。另外，在有偏心的本實施方式的主體配件的樣本的情況下，實際的偏心量在I. 80mnT2. 30mm的范圍，平均為I. 87mm。表I
偏心尺寸[mra]
_ 無偏心有偏心
樣本 I0.18 1.84
Il 本 2(Ul 1.92
樣本 3 0.13 2.01 樣本 4 0.15 2.20
樣本 50.19 2.06—----
樣本 e 0.09 2.0T
樣本70.11L93
樣本80.141.80
樣本90.152.30
樣本100.131.99
樣本110.140.50
平均0.141.87而且，按照表I所示的各樣本的每個主體配件，如以下的表2所示，順序焊接預(yù)先準備的不同板厚的五種接地電極，進行耐折損性的試驗。如以下的表2所示,五種接地電極的板厚為I. 3mm、I. 8mm、2. 3mm、2. 8mm、3. 3mm的5種。耐折損性的試驗的方法如圖5所示，在樣本的主體配件7的前端面7a焊接接地電極9的一端9a。而且，重復(fù)如下操作使用彎折用的夾具21將與立起狀態(tài)焊接到前端面7a的接地電極9的從前端面7a遠離2mm的部位進行90度彎折后，彎曲回到原始的立起狀態(tài)。下面的表2匯集了上述彎折試驗中的測定結(jié)果。在表2中，對于表I所示的各樣本，按照上述五種各接地電極測定了彎折破斷次數(shù)。彎折破斷次數(shù)統(tǒng)計了直到焊接到樣本的主體配件的接地電極9破斷為止的彎折的重復(fù)次數(shù)，并且以90度彎折后彎曲回到原始的立起狀態(tài)計為一次。
[表2]
權(quán)利要求
1.一種火花塞，具有筒狀的主體配件和焊接到上述主體配件的前端面的接地電極，上述火花塞的特征在于， 在上述前端面上將徑向的厚度最小的部位的壁厚設(shè)為A，將上述前端面的最大內(nèi)徑設(shè)為山將上述前端面的最小外徑設(shè)為D，將焊接有上述接地電極的部分的上述前端面的壁厚設(shè)為K，此時滿足如下的式(I)以及(2)，K ≥ I. IA- (I) K ≥(D-d)/2...⑵。
2.如權(quán)利要求I所述的火花塞，其特征在于，上述前端面具有圓形的外周緣和圓形的內(nèi)周緣，并且上述外周緣的中心與上述內(nèi)周緣的中心偏心0. 5mm以上。
全文摘要
一種火花塞，不改變主體配件的前端面的面積而增加接地電極的截面面積，從而能夠提高接地電極的耐折損性。將接地電極(9)的一端焊接到筒狀的主體配件(7)的前端面(7a)的火花塞，在上述前端面上將徑向的厚度最小的部位的壁厚設(shè)為A，將上述前端面的最大內(nèi)徑設(shè)為d，將上述前端面的最小外徑設(shè)為D，將焊接有上述接地電極的部分的上述前端面的壁厚設(shè)為K，此時滿足如下的式(1)以及(2)，K≥1.1A…(1)K≥(D-d)/2…(2)。
文檔編號H01T13/32GK102801109SQ20121016285
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者加藤昌一 申請人:日本特殊陶業(yè)株式會社