火花塞的制作方法
火花塞的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种火花塞。该火花塞（1）包括：绝缘子（2），其具有轴孔（4）；主体壳体（3），其配置在绝缘子（2）的外周；以及端子电极（6）。端子电极（6）具有贯穿于轴孔（4）的后端侧的腿部（6A）及形成在腿部6A）的后端侧且自身的外径大于腿部（6A）的外径的头部（6B）。在绝缘子（2）上设有自主体壳体（3）的后端曝露出来的后端侧主干部（10），后端侧主干部（10）的最大外径设为9.5mm以下。绝缘子（2）具有：端面接受部（32），其位于比该绝缘子的后端靠前端侧的位置，与头部（6B）的前端侧端面接触；以及外周部（33），其贯穿有头部（6B）中的至少前端部，位于头部（6B）的外周。由此，能够谋求绝缘子（2）的小径化，并且不增大后端侧主干部（10）的壁厚就能抑制后端侧主干部（10）的折损、强度降低。
【专利说明】火花塞
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种内燃机等所使用的火花塞。
【背景技术】
[0002]内燃机等燃烧装置所使用的火花塞例如包括具有轴孔的筒状的绝缘体、插设在轴孔的前端侧的中心电极、插设在轴孔的后端侧的端子电极、以及设于绝缘体的外周的筒状的主体壳体。此外,端子电极包括头部和棒状的腿部,该头部自绝缘体的后端曝露出来且用于安装电力供给用的火花塞帽等，该腿部贯穿于上述轴孔且其前端部被玻璃密封层等固定于绝缘体。并且,在绝缘体的后端部设有后端侧主干部,该后端侧主干部自主体壳体的后端曝露出来、用于确保头部和主体壳体之间的绝缘性。
[0003]此外，一般来讲绝缘体是以如下的方式制造的。即，将含有氧化铝等的原料粉末压缩成形，得到成形体，该成形体具有成为上述轴孔的孔部。接着，在向孔部贯穿了支承销之后，使磨削用的旋转辊旋转并且使其与上述成形体的外周面接触。然后，通过利用旋转辊磨削成形体，形成绝缘体中间体，该绝缘体中间体具有与绝缘体大致相同的形状，进而通过烧结绝缘体中间体，得到绝缘体(例如参照专利文献I等)。
[0004]但是，随着内燃机等的动作而使端子电极的头部以固定于绝缘体的腿部的前端部为基点进行振动，导致端子电极的腿部有时会冲撞于后端侧主干部的内周。若端子电极冲撞于后端侧主干部，则后端侧主干部会发生折损，或者即使不至于发生折损也会在后端侧主干部产生微小的龟裂(裂纹)，而有可能导致后端侧主干部的强度降低。在此，在谋求防止后端侧主干部的折损、维持后端侧主干部的强度这样的方面，增大后端侧主干部的壁厚而谋求提高其强度的做法是有效的，但近年来，存在使火花塞小径化的诉求，要求绝缘体的小径化。因此，为了谋求绝缘体的小径化，并且谋求防止后端侧主干部的折损等，一般考虑通过使轴孔的内径形成得比较小来增大后端侧主干部的壁厚(截面模量)(例如参照专利文献2等)。
[0005]专利文献1:日本特开2006 - 210142号公报
[0006]专利文献2:日本特开2008 - 100250号公报
【发明内容】
_7] 发明要解决的问题
[0008]但是，在将轴孔的内径设为小径的情况下，需要将贯穿于上述孔部的支承销也设为小径，但若将支承销设为小径，则会导致支承销的强度降低。因此，有可能在磨削成形体时由旋转辊施加的负荷导致支承销弯曲，甚至导致磨削之后的绝缘体中间体的尺寸产生偏差。因而，考虑到这一点，需要确保轴孔的内径在一定程度的大小以上，在直径比较小的绝缘体中，通过増大壁厚来防止后端侧主干部的折损、维持后端侧主干部的强度也存在限度。
[0009]本发明即是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够谋求绝缘体的小径化、并且不增大后端侧主干部的壁厚就能够抑制后端侧主干部的折损、强度降低的火花塞。
[0010]用于解决问题的方案
[0011]下面，逐项地对适合解决上述问题的各技术方案进行说明。另外，根据需要对于对应的技术方案附注特有的作用效果。
[0012]技术方案1.本技术方案的火花塞包括:
[0013]绝缘体，其具有沿着轴线方向延伸的轴孔；
[0014]主体壳体，其配置在上述绝缘体的外周；以及
[0015]端子电极，其具有腿部和头部，该腿部贯穿于上述轴孔的后端侧，该头部形成在上述腿部的后端侧且其自身的外径大于上述腿部的外径，该火花塞的特征在于，
[0016]在上述绝缘体上设有自上述主体壳体的后端曝露出来的后端侧主干部，该后端侧主干部的最大外径为9.5mm以下，
[0017]上述绝缘体具有:
[0018]端面接受部，其位于比上述绝缘体的后端靠上述轴线方向前端侧的位置，与上述头部的前端侧端面接触；以及
[0019]外周部，其贯穿有上述头部中的至少前端部，位于上述头部的外周。
[0020]采用上述技术方案1，由于后端侧主干部的最大外径为9.5mm以下，因此由振动有可能引起后端侧主干部的折损、强度降低。
[0021]在这一点上，采用上述技术方案1，在绝缘体上设有外周部，该外周部贯穿有端子电极的头部中的至少前端部且该外周部位于头部的外周。因而，在随着内燃机等的动作对火花塞施加了振动之时，成为利用外周部限制头部振动的形态(即，对随着振动而易于产生较大的能量的头部的振动进行限制)，该头部的外径及重量比较大且存在于距端子电极的前端部(振动的基点)最远的位置。因此，头部的振幅变小，能够减小在头部产生的能量。由此，能够减小由在头部产生的能量引起的、从端子电极(腿部)对后端侧主干部施加的力。其结果，不增大后端侧主干部的壁厚就能够更加可靠地防止由端子电极的冲撞所引起的后端侧主干部的折损、强度降低。
[0022]技术方案2.本技术方案的火花塞基于上述技术方案1，其特征在于，在将从上述外周部的后端到上述端面接受部的、沿着上述轴线的距离设为LI (mm)时，满足LI ^ 0.5。
[0023]另外，在端面接受部相对于与轴线正交的方向倾斜的情况下，“距离LI”是指从外周部的后端到端面接受部的最后端的沿着轴线的距离。
[0024]采用上述技术方案2，能够利用外周部有效地限制头部的振动。其结果，能够更加可靠地防止后端侧主干部的折损、强度降低。
[0025]技术方案3.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I或2，其特征在于，在将从上述外周部的后端到上述端面接受部的、沿着上述轴线的距离设为LI (mm)，将上述头部的沿着上述轴线的长度设为L2 (mm)时，满足LI / L2≤I / 3。
[0026]另外，在头部的前端侧端面相对于与轴线正交的方向倾斜的情况下，“长度L2”是指从上述前端侧端面中的位于最后端侧的位置的部位到头部的后端的、沿着轴线的长度。
[0027]采用上述技术方案3，能够利用外周部对头部中的位于更靠轴线方向后端侧的位置的部位(距振动的基点更远`的部位)的振动进行限制。因而，能够进一步减小头部的振幅，能够更加有效地防止后端侧主干部的折损等。[0028]技术方案4.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I~3中的任一项,其特征在于，在将从上述外周部的后端到上述端面接受部的、沿着上述轴线的距离设为Ll(mm)，将上述头部的沿着上述轴线的长度设为L2 (mm)时，满足L2S 3.5、及LI≤0.8。
[0029]近年来，为了确保良好的点火性，将对火花塞(端子电极)施加的电压设得更大，更有可能在头部与主体壳体之间沿着后端侧主干部的外周面发生异常放电(所谓的闪络)。在抑制发生闪络这样一点上，增大后端侧主干部的沿着轴线的长度的做法是有效的，但鉴于规格等无法改变火花塞的全长，因此在加长了后端侧主干部的情况下，不得不减小头部的沿着轴线的长度。但是，在减小了头部的长度的情况下，将端子电极和电力供给用的火花塞帽等连接之后，嵌合于头部的外周的嵌合构件与头部之间的接触面积变小。其结果，随着内燃机的动作等而对端子电极施加的振动变得更大，后端侧主干部更有可能发生折损、强度降低。即，头部的长度越小，后端侧主干部越易于产生折损等。另外，例如也存在利用弹簧将火花塞帽等和端子电极之间电连接来替代嵌合构件的方法，但在这种情况下，也同样是头部的长度越小，后端侧主干部越易于产生折损等。
[0030]在这一点上，采用上述技术方案4，由于头部的长度L2设为3.5mm以下，因此能够谋求抑制发生闪络，但另一方面，有可能导致后端侧主干部的折损等。但是，采用上述技术方案4，由于距离LI设为0.8mm以上，因此能够利用外周部更加可靠地限制头部的振动。因此，即使在后端侧主干部更有可能发生折损等的情况下，也能够非常有效地防止后端侧主干部的折损等。
[0031]技术方案5.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I~4中的任一项,其特征在于，在上述绝缘体中形成有腿部贯穿部，该腿部贯穿部贯穿有上述腿部，
[0032]在上述绝缘体中的上述腿部贯穿部和上述端面接受部之间设有弯曲部，该弯曲部朝向上述轴线侧呈凸起的弯曲状，
[0033]在包含上述轴线在内的截面中，将上述弯曲部的外形线的曲率半径设为Rl (mm)时，满足Rl≤0.1。
[0034]另外，在弯曲部的外形线的曲率半径不恒定的情况下，“曲率半径R1”是指，在包含上述轴线在内的截面中，通过弯曲部的外形线中的位于轴线方向最前端的点、上述外形线中的位于轴线方向最后端的点、以及上述外形线上的上述两点之间的中点这3点的虚拟圆的曲率半径。
[0035]采用上述技术方案5，在腿部贯穿部和端面接受部之间设有朝向轴线侧呈凸起的弯曲状的弯曲部。因而，在向绝缘体插入端子电极时，利用弯曲部引导腿部，能够高精度地使轴线和端子电极的中心轴线对齐。因此，能够使外周部和头部之间的间隔在周向上大致均等。由此，无论在端子电极在周向上向哪个方向振动的情况下，都能够将头部的振幅抑制在比较小的范围内，其结果，能够更加可靠地防止后端侧主干部的折损等。
[0036]此外，在周向上的一部分中腿部贯穿部和腿部之间的间隔变小的情况下，随着振动，在上述间隔较小的部位腿部会易于与绝缘体接触，但采用上述技术方案5，能够使腿部贯穿部和腿部之间的间隔在周向上大致均等。因此，能够抑制腿部与绝缘体接触，能够进一步提闻防止后端侧主干部的折损等的效果。
[0037]另外，在使曲率半径Rl过大时，头部的前端侧端面有可能会与弯曲部接触，头部在轴线方向上发生错位。因而，在抑制头部错位这一点上，优选的是将曲率半径Rl设为.3.0mm以下。
[0038]技术方案6.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I~5中的任一项,其特征在于，在将上述端面接受部的沿着与上述轴线正交的方向的宽度设为L3 (mm)时，满足.0.5 ≤ L3 ≤ 2.0。
[0039]另外，“宽度L3”是指端面接受部的最内周部的内径与端面接受部的最外周部的内径之差的一半。
[0040]采用上述技术方案6，由于宽度L3设为0.5mm以上，因此能够确保端面接受部的面积足够大。因而，头部的前端侧端面会更加可靠地与端面接受部接触，能够防止发生以下状况，即，前端侧端面的一部分不与端面接受部接触，头部进入到比端面接受部靠前端侧的位置。其结果，能够更加可靠地防止头部的错位。
[0041]此外，采用上述技术方案6，由于宽度L3设为2.0mm以下，因此能够充分地确保位于端面接受部的外周侧的外周部的壁厚。因此，能够有效地防止由头部的接触所引起的外周部的缺损等。
[0042]技术方案7.本技 术方案的火花塞基于上述技术方案I~6中的任一项,其特征在于，在包含上述轴线在内的截面中，上述端面接受部的外形线沿着与上述轴线正交的方向延伸。
[0043]另外，“端面接受部的外形线沿着与轴线正交的方向延伸”不仅包含端面接受部的外形线严格地沿着与轴线正交的方向延伸的情况，也包含端面接受部的外形线相对于与轴线正交的方向倾斜少许(例如5°以下)的情况。
[0044]采用上述技术方案7，难以发生端子电极的中心轴线相对于轴线倾斜这样的状况。因而，能够更准确地对准头部的位置。
[0045]技术方案8.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I~7中的任一项,其特征在于，上述头部中的贯穿于上述外周部的部位的外周面与上述外周部的内周面之间的、沿着与上述轴线正交的方向的最短距离小于上述腿部的外周面与上述轴孔的内周面之间的、沿着与上述轴线正交的方向的最短距离。
[0046]采用上述技术方案8，在内燃机等动作时，能够抑制腿部与绝缘体接触，能够利用外周部更加可靠地限制头部的振动。其结果，能够更加可靠地发挥上述技术方案I等的作用效果。
[0047]技术方案9.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I~8中的任一项,其特征在于，在上述外周部设有缩径部，该缩径部朝向上述轴线方向前端侧去而使其内径缩小。
[0048]采用上述技术方案9，在外周部设有缩径部，该缩径部朝向轴线方向前端侧去而使其内径缩小。因此，在向轴孔插入端子电极时等情况下，通过头部与缩径部接触，能够更高精度地使端子电极的中心轴线与轴线对齐。因而，能够使端子电极的外周面和绝缘体的内周面之间的间隔在周向上大致相等。由此，能够将头部的振幅抑制在更小的范围内，并且能够抑制腿部与后端侧主干部接触，其结果，能够进一步提高防止后端侧主干部的折损等的效果。
[0049]技术方案10.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I~9中的任一项,其特征在于，在上述头部中的贯穿于上述外周部的部位设有扩径部，该扩径部朝向上述轴线方向后端侧去而使其外径扩大。[0050]采用上述技术方案10，在头部中的贯穿于外周部的部位设有扩径部，该扩径部朝向轴线方向后端侧去而进行扩径。因而，在向轴孔插入端子电极时等情况下，能够更高精度地使端子电极的中心轴线与轴线对齐。其结果，能够进一步提高防止后端侧主干部的折损等的效果。
[0051]技术方案11.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I~10中的任一项,其特征在于，在上述后端侧主干部的外周设有环状的槽部，该槽部沿着上述后端侧主干部的周向延伸，
[0052]在将从上述端面接受部到上述槽部的底部的、沿着上述轴线的距离设为L4 (mm)时，满足L4≥0.5。
[0053]另外，在端面接受部相对于与轴线正交的方向倾斜的情况下，“距离L4”是指从端面接受部的后端到上述槽部的底部的、沿着轴线的距离。
[0054]采用上述技术方案11，由于在后端侧主干部设有槽部，因此能够进一步增大从头部到主体壳体的后端的、沿着后端侧主干部的外周面的距离。因而，能够抑制在头部与主体壳体之间沿着后端侧主干部的外周面发生异常放电(闪络)。
[0055]另一方面，后端侧主干部中的形成有槽部的部位成为比较薄的薄壁，与其他的部位相比其强度较差。因而，随着头部与外周部接触，在外周部的根部侧(外周部和端面接受部之间的交界部分)产生的应力施加于上述薄壁部位时，有可能在上述薄壁部位产生裂纹等破损。
[0056]鉴于这一点，采用上述技术方案11，从端面接受部到槽部的底部(B卩，后端侧主干部中的壁厚较薄的部位)的、沿着轴线的距离L4设为0.5mm以上。即，从应力的产生部位到薄壁部位的距离设为足够大的值。因而，能够难以对上述薄壁部位施加应力，能够更加可靠地防止薄壁部位的破损。
【专利附图】
【附图说明】
[0057]图1是表示火花塞的结构的局部剖主视图。
[0058]图2是表示火花塞的后端部的结构的扩大剖视图。
[0059]图3 (a)、图3 (b)是表示外周部的另一例子的扩大剖视图。
[0060]图4 (a)、图4 (b)是表示头部的另一例子的扩大剖视图。
[0061]图5是用于说明弯曲部的曲率半径的局部扩大剖视图。
[0062]图6是表示绝缘子的制造工序的一个过程的局部剖主视图。
[0063]图7是表示成形体的结构等的局部剖主视图。
[0064]图8是表示插入到成形体中的支承销等的局部剖主视图。
[0065]图9是表示成形体的磨削工序的局部剖主视图。
[0066]图10 Ca)~图10 (C)是表示端子电极等密封于绝缘子的工序的剖视图。
[0067]图11是表示另一实施方式的端面接受部的结构的扩大剖视图。
【具体实施方式】
[0068]下面，参照【专利附图】
【附图说明】一实施方式。图1是表示火花塞I的局部剖主视图。另外，在图1中，将火花塞I的轴线CLl方向设为附图中的上下方向，将下侧设为火花塞I的前端侧，将上侧设为后端侧地进行说明。
[0069]火花塞I由作为呈筒状的作为绝缘体的绝缘子2、以及用于保持该绝缘子2的筒状的主体壳体3等构成。
[0070]绝缘子2像众所周知的那样是通过烧结氧化铝等而形成的，在其外形部中包括形成在后端侧的后端侧主干部10、在比该后端侧主干部10靠前端侧的位置朝向径向外方突出形成的大径部11、在比该大径部11靠前端侧的位置形成为直径比该大径部11的直径小的中间主干部12、以及在比该中间主干部12靠前端侧的位置形成为直径比该中间主干部12的直径小的长腿部13。绝缘子2中的大径部11、中间主干部12及大部分的长腿部13收容在主体壳体3的内部，而后端侧主干部10自主体壳体3的后端露出。此外，在中间主干部12和长腿部13之间的连接部形成有朝向前端侧逐渐变细的锥形形状的台阶部14，在该台阶部14处绝缘子2卡定于主体壳体3。
[0071]并且，在后端侧主干部10上，沿着轴线CLl方向断续地设有多个沿着该后端侧主干部10的周向延伸的环状的槽部31。此外，在本实施方式中，从绝缘子2的后端到主体壳体3的后端的沿着轴线CLl的距离X设为比较大的尺寸(例如30mm以上)。通过设置槽部31，并且将上述距离X设为比较大的尺寸，能够提高后述的端子电极6的头部6B和主体壳体3的后端之间的绝缘性，进而能够有效地抑制在头部6B和王体壳体3之间沿着后端侧王干部10的外周面发生异常放电(闪络)。
[0072]此外，为了对火花塞I谋求小径化，绝缘子2设为比较小的直径，后端侧主干部10的最大外径D设为9.5mm以下。另一方面,后端侧主干部10的内周侧的轴孔4的最小内径能够确保一定程度的大小(例如3mm以上)，结果，后端侧主干部10的厚度设为比较小的尺寸。
[0073]并且，在绝缘子2中沿着轴线CLl贯穿形成有轴孔4，在轴孔4的前端侧插入并固定有中心电极5。中心电极5由内层5A和外层5B构成,该内层5A由导热性优异的金属(例如铜或铜合金、纯镍(Ni))构成，该外层5B由以Ni为主要成分的Ni合金构成。并且，中心电极5整体呈棒状(圆柱状)，其前端部自绝缘子2的前端突出。此外，在中心电极5的前端部设有由耐磨性优异的金属(例如铱合金、钼合金等)构成的电极头28。
[0074]此外，在轴孔4的后端侧插入并固定有截面呈圆形形状的实心的端子电极6。端子电极6由低碳钢等形成，其包括腿部6A和头部6B。
[0075]腿部6A呈沿着轴线CLl方向延伸的棒状，其整体贯穿于轴孔4。此外，随着像上述那样将上述距离X设为较大的尺寸，腿部6A的沿着轴线CLl方向的长度设为比较大的尺寸(例如40_以上,50mm以下)。
[0076]头部6B呈圆柱状，并且形成在腿部6A的后端侧，其自身的外径设为比腿部6A的外径大的尺寸。并且，头部6B的沿着轴线CLl的长度设为比较小的尺寸(例如3mm以上，5mm以下)。另外，在本实施方式中，头部6B沿着轴线CLl方向具有大致恒定的外径，其一部分自绝缘子2的后端向轴线CLl方向后端侧突出。
[0077]此外，在轴孔4中的中心电极5和端子电极6之间配设有呈圆柱状的导电性的电阻体7。此外，在电阻体7的两端部设有导电性的玻璃密封层8、9，利用玻璃密封层8将中心电极5固定在绝缘子2上，利用玻璃密封层9将端子电极6的前端部固定在绝缘子2上。
[0078]另外，主体壳体3利用低碳钢等金属形成为筒状，在其外周面形成有用于将火花塞I安装在燃烧装置(例如内燃机、燃料电池重整器等)的安装孔中的螺纹部(外螺纹部)15。此外，在螺纹部15的后端侧的外周面形成有向径向外侧突出的座部16，在螺纹部15后端的螺纹头17上嵌入有环状的垫圈18。并且，在主体壳体3的后端侧设有截面呈六边形的形状的工具卡合部19，并且设有用于在后端部保持绝缘子2的凿密部(日文:加締A部)20，该工具卡合部19用于在向燃烧装置安装主体壳体3时供扳手等工具卡合。
[0079]此外，在主体壳体3的内周面设有用于卡定绝缘子2的锥形形状的台阶部21。而且，绝缘子2通过从主体壳体3的后端侧朝向前端侧地插入到该主体壳体3中，在自身的台阶部14卡定于主体壳体3的台阶部21的状态下使主体壳体3的后端侧开口部向径向内侧凿密、即通过形成上述凿密部20而将绝缘子2固定在主体壳体3上。另外，在绝缘子2的台阶部14和主体壳体3的台阶部21之间夹设有圆环状的板密封件22。由此，保持燃烧室内的气密性，进入到暴露于燃烧室内的绝缘子2的长腿部13和主体壳体3的内周面之间的间隙中的燃料气体不会泄漏到外部。
[0080]并且，由于更加完全地利用凿密进行密闭，因此，在主体壳体3的后端侧，在主体壳体3和绝缘子2之间夹设有环状的环构件23、24，在环构件23、24之间填充有滑石(talc)25的粉末。即，主体壳体3隔着板密封件22、环构件23、24及滑石25保持绝缘子2。
[0081]此外，在主体壳体3的前端部26接合有接地电极27，该接地电极27自身的大致中间部分弯回而使其前端部侧面与中心电极5的前端部(电极头28)相对。接地电极27由Ni合金(例如因科镍合金600或因科镍合金601 (均为注册商标))形成，在接地电极27的前端部和中心电极5的前端部(电极头28)之间形成有火花放电间隙29。而且，在该火花放电间隙29中能够在大致沿着轴线CLl的方向上进行火花放电。
[0082]接着，对绝缘子2中的贯穿有端子电极6的部位的结构进行说明。
[0083]如图2所示，绝缘子2包括外周部33和位于比该绝缘子2的后端靠轴线CLl方向前端侧的位置的端面接受部32，该端面接受部32与上述头部6B的前端侧端面接触，该外周部33供头部6B的至少前端侧贯穿且位于头部6B的外周。此外，在比端面接受部32靠轴线CLl方向前端侧的位置形成有供上述腿部6A贯穿的腿部贯穿部34。
[0084]端面接受部32在包含轴线CLl在内的截面中，其自身的外形线沿着与轴线CLl正交的方向延伸，除其最外周部之外的部位与头部6B的前端侧端面接触。此外，在将端面接受部32的沿着与轴线CLl正交的方向的宽度设为L3(mm)时，构成为满足0.5≤L3≤2.0。即，用于接受头部6B的面的面积不会设得过小，另一方面，能够充分地确保从端面接受部32的外周向轴线CLl方向后端侧延伸的上述外周部33的壁厚。
[0085]此外，在将从端面接受部32到槽部31的底部31A的、沿着轴线CLl的距离设为L4(mm)时，构成为满足L4≥0.5。即，以槽部31的底部31A (也就是后端侧主干部10中的壁厚较薄的部分)相对于端面接受部32 (外周部33的根部)沿着轴线CLl方向错开0.5mm以上的方式，设定槽部31和端面接受部32之间的相对位置关系。
[0086]外周部33构成为呈圆环状，其自身的内径沿着轴线CLl大致恒定。此外，对于外周部33而言，其沿着与轴线CLl正交的方向的自身的内周面和头部6B的外周面之间的间隔设为规定值(例如Imm)以下。并且，在将从外周部33的后端到端面接受部32的、沿着轴线CLl的距离设为LI (mm)时，构成为满足LI > 0.5。此外，在将头部6B的沿着轴线CLl的长度设为L2(mm)时，构成为满足LI / L2 ≥ I / 3，构成为外周部33的长度相对于头部6B的长度L2来说设得足够大。另外，优选的是在满足L2 < 3.5的情况下，满足LI ^ 0.8。此外，在本实施方式中，以满足LI / L2 ^ I的方式设定距离LI。
[0087]另外，如图3 (a)、图3 (b)所示，也可以不使外周部33的内径沿着轴线CLl方向大致恒定，而在外周部33设置缩径部33A、33B，该缩径部33A、33B朝向轴线CLl方向前端侧去而使其内径缩小。此外，在设置缩径部33A、33B时，既可以如图3 (a)所示在外周部33的一部分设置缩径部33A，也可以如图3 (b)所示在外周部33的整个区域设置缩径部33B。另外，在像图3 (b)那样在外周部33的内周后端设有缩径部33B的情况下，将端子电极6插入到绝缘子2中时，即使在端子电极6相对于轴孔4错开一些的情况下，端子电极6也能够以在缩径部33B滑移的方式被引导到轴孔4内。因此，能够可靠地防止发生这样的状况:通过端子电极6的前端部与绝缘子2的后端接触而对绝缘子2施加较大的压力，导致绝缘子2产生缺口。
[0088]此外，如图4 (a)、图4 (b)所示，也可以在头部6B中的至少贯穿于外周部33的部位设置扩径部6E，该扩径部6E朝向轴线CLl方向后端侧去而使其外径扩大。另外，在设置扩径部6E时，既可以如图4 (a)所示将外周部33的内径沿着轴线CLl方向设为大致恒定，也可以如图4 (b)所示在外周部33设置缩径部33C，该缩径部33C朝向轴线CLl方向前端侧去而使其直径缩小。
[0089]返回到图2，腿部贯穿部34沿着轴线CLl具有大致恒定的内径，在其自身的内周面和上述腿部6A的外周面之间形成有间隙。在此，头部6B中的贯穿于外周部33的部位的外周面与外周部33的内周面之间的、沿着与轴线CLl正交的方向的最短距离被设定得小于腿部6A的外周面与腿部贯穿部34 (轴孔4)的内周面之间的、沿着与轴线CLl正交的方向的最短距离。因此，在伴随内燃机等的动作而产生的振动导致端子电极6振动时，头部6B与腿部6A相比更易于与绝缘 子2接触。 [0090]此外，在本实施方式中，在端面接受部32和腿部贯穿部34之间设有朝向轴线CLl侧呈凸起的弯曲状的弯曲部35。而且，如图5所示，在包含轴线CLl在内的截面中，在将弯曲部35的外形线的曲率半径设为Rl (mm)时，构成为满足Rl > 0.1。另外，若将曲率半径Rl设得过大，则头部6B的前端侧端面会与弯曲部35接触，端子电极6 (头部6B)有可能沿着轴线CLl发生错位。因而，优选的是构成为满足Rl ( 3.0。
[0091]接着，对像上述那样构成的火花塞I的制造方法进行说明。
[0092]首先，预先加工主体壳体3。即，通过对圆柱状的金属材料(例如S17C、S25C这样的铁系材料、不锈钢材料)实施冷锻造加工等而形成贯穿孔，制造概略形状。之后，通过实施切削加工来修整外形，得到主体壳体中间体。
[0093]接着，在主体壳体中间体的前端面电阻焊接由Ni合金等构成的接地电极27。由于在该焊接时产生所谓的“流挂”，因此，在除去了该“流挂”之后，利用滚轧成形在主体壳体中间体的规定部位形成螺纹部15。由此,能够得到焊接有接地电极27的主体壳体3。此外，对焊接有接地电极27的主体壳体3实施镀锌或者镀镍。另外,为了谋求提高耐腐蚀性,也可以对其表面进一步实施铬酸盐处理。
[0094]另外，相对于上述主体壳体3独立地制造中心电极5。即，对Ni合金进行锻造加工而制作中心电极5，该Ni合金在中央部配置有用于谋求提高散热性的铜合金等。接着，利用激光焊接等在中心电极5的前端面接合电极头28。[0095]此外，通过对低碳钢等导电性金属实施锻造加工、切削加工等来制造端子电极6。
[0096]接着，制造绝缘子2。首先，如图6所示，将以氧化铝粉末为主要成分的原料粉末PM填充到规定的橡胶压制成形机41的模腔42中，并且将棒状的冲压销43插入到模腔42中。另外，作为冲压销43，使用具有与上述端面接受部32、外周部33、弯曲部35等相对应的外周形状的构件。
[0097]在插入冲压销43之后，将模腔42的上侧开口部封闭而使模腔42处于密封状态，然后，自橡胶压制成形机41对原料粉末PM施加沿着径向的力，压缩、成形原料粉末PM。接着，如图7所示，将压缩、成形原料粉末PM而成的成形体CPl自橡胶压制成形机41拆下，并且自成形体CPl拔出冲压销43。另外，成形体CPl的随着拔出冲压销43而形成的孔部HL构成上述轴孔4。
[0098]接着，如图8所示，向得到的成形体CPl的孔部HL中插入棒状的支承销44。另外，由于像上述那样轴孔4的在后端侧主干部10的内周侧的内径设为一定程度的大小以上，因此，支承销44中的至少基端侧部位的外径设得比较大，特别是支承销44的与上述外周部33相对应的最基端部的外径设为非常大的尺寸。因而，在后述的磨削加工中，特别是支承销44的存在弯曲的隐患的基端部具有足够的强度。
[0099]如图9所示，插入有支承销44的成形体CPl被夹在磨削用旋转辊45和按压构件46之间，上述磨削用旋转辊45具有与绝缘子2的外周形状相对应的外周形状，上述按压构件46的截面呈圆形形状，用于克服自上述磨削用旋转辊45受到的摩擦力而支承上述成形体CP1。然后，通过磨削用旋转辊45旋转来对成形体CPl实施磨削加工。利用磨削加工能够得到绝缘体中间体，该绝缘体中间体形成有贯穿有上述孔部HL而成的轴孔4，并且形成为与绝缘子2大致相同的形状。之后，通过将得到的绝缘体中间体投入到烧结炉中并在烧结炉内烧结而得到绝缘子2。
[0100]接着，利用玻璃密封层8、9将电阻体7、端子电极6以及像上述那样得到的绝缘子2和中心电极5密封固定。更详细地讲，首先，如图10 (a)所示，在利用规定的支承构件(未图示)支承绝缘子2之后将中心电极5插入到轴孔4中。
[0101]然后，如图10 (b)所示，将一般来讲是硼硅酸玻璃和金属粉末混合而调制成的导电性玻璃粉末GPl填充到轴孔4内，预备压缩填充好的导电性玻璃粉末GPl。接着，将含有导电性物质(例如碳黑等)、陶瓷粒子等而成的粉末状的电阻体组合物RP填充到轴孔4中而同样地进行预备压缩，进而填充导电性玻璃粉末GP2，同样地进行预备压缩。
[0102]接着，向轴孔4中插入端子电极6，并且在朝向中心电极5侧按压端子电极6的同时、在烧结炉内以玻璃软化点以上的规定的目标温度(例如900°C)进行加热。另外，在向轴孔4中插入端子电极6时，由于存在形成于绝缘子2的内周的弯曲部35，因此能够容易插入端子电极6，并且能够抑制端子电极6的中心轴线和轴线CLl之间的轴线错开。
[0103]通过在烧结炉内加热，如图10 (C)所示，处于层叠状态的电阻体组合物RP及导电性玻璃粉末GP1、GP2被加热、压缩，成为电阻体7及玻璃密封层8、9，利用该玻璃密封层8、9将中心电极5、端子电极6及电阻体7密封固定于绝缘子2。另外，既可以在烧结炉内加热时、在后端侧主干部10的表面同时烧结釉面层，也可以事先形成釉面层。
[0104]之后，将包括像上述那样分别制作的中心电极5和电阻体7等的绝缘子2、及包括接地电极27的主体壳体3之间固定。更详细地讲，通过在主体壳体3中贯穿有绝缘子2之后使主体壳体3的形成为比较薄的薄壁的后端侧的开口部向径向内侧凿密、也就是形成上述凿密部20，从而将绝缘子2和主体壳体3之间固定。
[0105]最后，通过实施使接地电极27弯曲、并且调整形成在中心电极5的前端部(电极头28)和接地电极27之间的火花放电间隙29的大小的加工，能够得到上述的火花塞I。
[0106]像以上详细说明的那样，采用本实施方式，在绝缘子2中贯穿有头部6B中的至少前端部，设有位于头部6B的外周的外周部33。因而，在随着内燃机等的振动对火花塞I施加振动时，成为利用外周部33限制头部6B的振动的形态，该头部6B的外径及重量比较大且存在于离端子电极6的前端部最远的位置。因此，头部6B的振幅变小，能够减小在头部6B产生的能量。由此，能够减小由在头部6B产生的能量引起的、自端子电极6 (腿部6A)对后端侧主干部10施加的力。其结果，不增大后端侧主干部10的壁厚就能够更加可靠地防止由端子电极6的冲撞引起的后端侧主干部10的折损、强度降低。
[0107]另外，像本实施方式这样，即使在后端侧主干部10的最大外径D设为9.5mm以下而使得后端侧主干部10为比较薄的薄壁的情况、腿部6A的沿着轴线CLl的长度设为比较大的尺寸而使得在端子电极6振动时在头部6B产生的能量易于变得比较大的情况下，通过做成上述结构，也能够更加可靠地防止后端侧主干部10的折损等。
[0108]此外，在本实施方式中，距离LI设为0.5mm以上，并且构成为满足LI / L2≥I /
3。因而，能够利用外周部33更加可靠地限制头部6B的振动，能够更加可靠地防止后端侧主干部10的折损等。
[0109]此外，即使在头部的长度L2设为3.5mm以下而使得后端侧主干部10存在折损等的隐患的情况下，通过将距离LI设为0.8mm以上，能够利用外周部33更加可靠地限制头部6B的振动，能够非常有效地防止后端侧主干部10的折损等。
[0110]并且，在腿部贯穿部34和端面接受部32之间设有朝向轴线CLl侧呈凸起的弯曲状的弯曲部35。因而，在向绝缘子2中插入端子电极6时，利用弯曲部35引导腿部6A，能够高精度地使轴线CLl和端子电极6的中心轴线对齐。因此，能够使外周部33和头部6B之间的间隔在周向上为大致均等。其结果，无论在端子电极6在周向上向哪个方向振动的情况下，都能够将头部6B的振幅抑制在比较小的范围内，能够更加可靠地防止后端侧主干部10的折损等。此外，由于能够使腿部贯穿部34和腿部6A之间的间隔也在周向上为大致均等，因此能够抑制腿部6A与后端侧主干部10接触。因而，能够进一步提高防止后端侧主干部10折损等的效果。
[0111]并且，由于端面接受部32的宽度L3设为0.5mm以上，因此能够更加可靠地使头部6B的前端侧端面与端面接受部32接触。其结果，能够更加可靠地防止头部6B的轴线CLl方向上的错位。
[0112]另一方面，由于宽度L3设为2.0mm以下，因此能够充分地确保位于端面接受部32的外周侧的外周部33的壁厚。因而，能够有效地防止由头部6B接触所引起的外周部33的
缺损等。
[0113]此外，在本实施方式中，在包含轴线CLl在内的截面中，端面接受部32的外形线沿着与轴线CLl正交的方向延伸。因而，难以发生端子电极6的中心轴线相对于轴线CLl倾斜这样的状况，能够更加可靠地对准头部6B的位置。
[0114]并且，从端面接受部32到槽部31的底部31A (后端侧主干部10中的特别是薄壁的部位)的、沿着轴线CLl的距离L4设为0.5mm以上。因而，能够使随着头部6B与外周部33接触而在外周部33的根部侧产生的应力难以施加于上述薄壁部位。其结果，能够更加可靠地防止上述薄壁部位的破损。
[0115]此外，在外周部33设有缩径部33A、33B的情况、在头部6B设有扩径部6E的情况下，向轴孔4中插入端子电极6时等，能够更高精度地使端子电极6的中心轴线与轴线CLl对齐。由此，能够使端子电极6的外周面和绝缘子2的内周面之间的间隔在周向上大致相等。因而，能够将头部6B的振幅抑制在更小的范围内，并且能够抑制腿部6B与后端侧主干部10接触。其结果，能够进一步提高防止后端侧主干部10折损等的效果。
[0116]接着，为了确认利用上述实施方式起到的作用效果，制作具有绝缘子的样品而成的火花塞，对各火花塞进行强度测定试验，上述绝缘子的样品是对后端侧主干部的最大外径、外周部的有无、距离L1、长度L2、宽度L3、弯曲部的有无以及弯曲部的曲率半径Rl进行各种改变而成的。
[0117]强度测定试验的概要如下。即，在对火花塞进行了基于JIS B8031的耐冲击性试验(将样品安装在规定的试验机上，按照每分钟400次的比例在10分钟内付与冲击(振动)的试验)之后，对样品的后端侧主干部施加压力，作为强度测定在后端侧主干部产生裂纹时的载荷。在此，可以说测定的载荷(强度)越大，越难以由振动引起绝缘子的强度降低，越使绝缘子(后端侧主干部)难以产生的裂纹、折损。
[0118]此外，制作多个对上述后端侧主干部的最大外径等进行各种改变而成的绝缘子的样品，并且对各样品进行错位确认试验。错位确认试验的概要如下。即，在各样品中插设了端子电极之后，确认头部相对于样品(绝缘子)的后端的位置，并且计算头部位于脱离规定的目标范围的位置的比例(错位率)。然后，以不包括外周部的、且头部的前端侧端面与绝缘子后端面接触的火花塞的错位率为基准，在上述计算出的错位率为上述基准的十10%以下的情况下，作为端子电极难以在轴线方向上产生错位的情形，做出“〇”的评价。另一方面，在上述计算出的错位率为上述基准的+ 20%以上的情况下，作为端子电极略微容易在轴线方向上产生错位的情形，做出“Λ”的评价。
`[0119]并且，对具有将后端侧主干部的最大外径等进行各种改变而成的绝缘子的火花塞进行缺损确认试验。缺损确认试验的概要如下。即，对火花塞进行上述JIS B8031所规定的耐冲击性试验，确认绝缘子的后端部(在设有外周部的情况下是外周部)是否有缺口，并且计算缺口产生率。然后，以对不包括外周部的、且头部的前端侧端面与绝缘子的后端面接触的火花塞进行上述耐冲击性试验的情况下的缺口产生率为基准，在上述计算出的缺口产生率为上述基准的+ 5%以下的情况下，作为能够充分地抑制绝缘子的缺损的情形，做出“〇”的评价。另一方面，在上述计算出的缺口产生率为上述基准的+ 10%以上的情况下，作为绝缘子略微容易产生缺损的情形，做出“Λ”的评价。
[0120]表1分别表示各样品的上述各试验的试验结果。另外，表1中的样品A~样品D构成为在绝缘子上不设置外周部，绝缘子不位于头部的外周侧。另一方面，表1中的样品I~16构成为在绝缘子上设有外周部，外周部位于头部的外周侧。
[0121]此外，样品15在外周部设有的缩径部，该缩径部朝向轴线方向前端侧去而使其内径缩小，样品16在外周部设有缩径部，并且在头部设有扩径部，该扩径部朝向轴线方向后端侧去而使其外径扩大。[0122]此外，在曲率半径Rl的栏中“一”的意思是指构成为不设置弯曲部，端面接受部和腿部贯穿部大致正交。此外，端子电极的头部的外径彼此相同，通过调节腿部贯穿部的内径来改变端面接受部的宽度L3。
[0123]表1
[0124]
【权利要求】
1.一种火花塞,其包括: 绝缘体，其具有沿着轴线方向延伸的轴孔； 主体壳体，其配置在上述绝缘体的外周；以及 端子电极，其具有腿部和头部，该腿部贯穿于上述轴孔的后端侧，该头部形成在上述腿部的后端侧且其自身的外径大于上述腿部的外径， 该火花塞的特征在于， 在上述绝缘体上设有自上述主体壳体的后端曝露出来的后端侧主干部,该后端侧主干部的最大外径为9.5mm以下， 上述绝缘体具有: 端面接受部，其位于比上述绝缘体的后端靠上述轴线方向上的前端侧的位置，与上述头部的前端侧端面接触；以及 外周部，其贯穿有上述头部中的至少前端部，位于上述头部的外周。
2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于， 在将从上述外周部的后端到上述端 面接受部的、沿着上述轴线的距离设为LI (mm)时，满足LI≥0.5。
3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于， 在将从上述外周部的后端到上述端面接受部的、沿着上述轴线的距离设为LI (mm)，将上述头部的沿着上述轴线的长度设为L2 (mm)时，满足LI / L2≤I / 3。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的火花塞,其特征在于， 在将从上述外周部的后端到上述端面接受部的、沿着上述轴线的距离设为LI (mm)，将上述头部的沿着上述轴线的长度设为L2 (mm)时，满足L2S 3.5、及LI≤0.8。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的火花塞,其特征在于， 在上述绝缘体中形成有腿部贯穿部，该腿部贯穿部贯穿有上述腿部， 在上述绝缘体中的上述腿部贯穿部和上述端面接受部之间设有弯曲部，该弯曲部朝向上述轴线侧呈凸起的弯曲状， 在包含上述轴线在内的截面中，将上述弯曲部的外形线的曲率半径设为Rl (mm)时，满足Rl≤0.1。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的火花塞,其特征在于， 在将上述端面接受部的沿着与上述轴线正交的方向的宽度设为L3 (mm)时，满足0.5 ≤ L3 ≤2.0。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的火花塞,其特征在于， 在包含上述轴线在内的截面中，上述端面接受部的外形线沿着与上述轴线正交的方向延伸。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的火花塞,其特征在于， 上述头部中的贯穿于上述外周部的部位的外周面与上述外周部的内周面之间的、沿着与上述轴线正交的方向的最短距离小于上述腿部的外周面与上述轴孔的内周面之间的、沿着与上述轴线正交的方向的最短距离。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的火花塞,其特征在于， 在上述外周部设有缩径部，该缩径部朝向上述轴线方向上的前端侧去其内径缩小。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的火花塞,其特征在于， 在上述头部中的贯穿于上述外周部的部位设有扩径部，该扩径部朝向上述轴线方向上的后端侧去其外径扩大。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的火花塞,其特征在于， 在上述后端侧主干部的外周设有环状的槽部，该槽部沿着上述后端侧主干部的周向延伸， 在将从上述端面接受部到上述槽部的底部的、沿着上述轴线的距离设为L4 (mm)时，满足L4≥0.5。
【文档编号】H01T13/20GK103733450SQ201280038177
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年7月5日 优先权日:2011年8月4日
【发明者】黑野启一, 本田稔贵 申请人:日本特殊陶业株式会社
【专利摘要】本发明提供一种火花塞。该火花塞（1）包括：绝缘子（2），其具有轴孔（4）；主体壳体（3），其配置在绝缘子（2）的外周；以及端子电极（6）。端子电极（6）具有贯穿于轴孔（4）的后端侧的腿部（6A）及形成在腿部6A）的后端侧且自身的外径大于腿部（6A）的外径的头部（6B）。在绝缘子（2）上设有自主体壳体（3）的后端曝露出来的后端侧主干部（10），后端侧主干部（10）的最大外径设为9.5mm以下。绝缘子（2）具有：端面接受部（32），其位于比该绝缘子的后端靠前端侧的位置，与头部（6B）的前端侧端面接触；以及外周部（33），其贯穿有头部（6B）中的至少前端部，位于头部（6B）的外周。由此，能够谋求绝缘子（2）的小径化，并且不增大后端侧主干部（10）的壁厚就能抑制后端侧主干部（10）的折损、强度降低。
【专利说明】火花塞
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种内燃机等所使用的火花塞。
【背景技术】
[0002]内燃机等燃烧装置所使用的火花塞例如包括具有轴孔的筒状的绝缘体、插设在轴孔的前端侧的中心电极、插设在轴孔的后端侧的端子电极、以及设于绝缘体的外周的筒状的主体壳体。此外,端子电极包括头部和棒状的腿部,该头部自绝缘体的后端曝露出来且用于安装电力供给用的火花塞帽等，该腿部贯穿于上述轴孔且其前端部被玻璃密封层等固定于绝缘体。并且,在绝缘体的后端部设有后端侧主干部,该后端侧主干部自主体壳体的后端曝露出来、用于确保头部和主体壳体之间的绝缘性。
[0003]此外，一般来讲绝缘体是以如下的方式制造的。即，将含有氧化铝等的原料粉末压缩成形，得到成形体，该成形体具有成为上述轴孔的孔部。接着，在向孔部贯穿了支承销之后，使磨削用的旋转辊旋转并且使其与上述成形体的外周面接触。然后，通过利用旋转辊磨削成形体，形成绝缘体中间体，该绝缘体中间体具有与绝缘体大致相同的形状，进而通过烧结绝缘体中间体，得到绝缘体(例如参照专利文献I等)。
[0004]但是，随着内燃机等的动作而使端子电极的头部以固定于绝缘体的腿部的前端部为基点进行振动，导致端子电极的腿部有时会冲撞于后端侧主干部的内周。若端子电极冲撞于后端侧主干部，则后端侧主干部会发生折损，或者即使不至于发生折损也会在后端侧主干部产生微小的龟裂(裂纹)，而有可能导致后端侧主干部的强度降低。在此，在谋求防止后端侧主干部的折损、维持后端侧主干部的强度这样的方面，增大后端侧主干部的壁厚而谋求提高其强度的做法是有效的，但近年来，存在使火花塞小径化的诉求，要求绝缘体的小径化。因此，为了谋求绝缘体的小径化，并且谋求防止后端侧主干部的折损等，一般考虑通过使轴孔的内径形成得比较小来增大后端侧主干部的壁厚(截面模量)(例如参照专利文献2等)。
[0005]专利文献1:日本特开2006 - 210142号公报
[0006]专利文献2:日本特开2008 - 100250号公报
【发明内容】
_7] 发明要解决的问题
[0008]但是，在将轴孔的内径设为小径的情况下，需要将贯穿于上述孔部的支承销也设为小径，但若将支承销设为小径，则会导致支承销的强度降低。因此，有可能在磨削成形体时由旋转辊施加的负荷导致支承销弯曲，甚至导致磨削之后的绝缘体中间体的尺寸产生偏差。因而，考虑到这一点，需要确保轴孔的内径在一定程度的大小以上，在直径比较小的绝缘体中，通过増大壁厚来防止后端侧主干部的折损、维持后端侧主干部的强度也存在限度。
[0009]本发明即是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够谋求绝缘体的小径化、并且不增大后端侧主干部的壁厚就能够抑制后端侧主干部的折损、强度降低的火花塞。
[0010]用于解决问题的方案
[0011]下面，逐项地对适合解决上述问题的各技术方案进行说明。另外，根据需要对于对应的技术方案附注特有的作用效果。
[0012]技术方案1.本技术方案的火花塞包括:
[0013]绝缘体，其具有沿着轴线方向延伸的轴孔；
[0014]主体壳体，其配置在上述绝缘体的外周；以及
[0015]端子电极，其具有腿部和头部，该腿部贯穿于上述轴孔的后端侧，该头部形成在上述腿部的后端侧且其自身的外径大于上述腿部的外径，该火花塞的特征在于，
[0016]在上述绝缘体上设有自上述主体壳体的后端曝露出来的后端侧主干部，该后端侧主干部的最大外径为9.5mm以下，
[0017]上述绝缘体具有:
[0018]端面接受部，其位于比上述绝缘体的后端靠上述轴线方向前端侧的位置，与上述头部的前端侧端面接触；以及
[0019]外周部，其贯穿有上述头部中的至少前端部，位于上述头部的外周。
[0020]采用上述技术方案1，由于后端侧主干部的最大外径为9.5mm以下，因此由振动有可能引起后端侧主干部的折损、强度降低。
[0021]在这一点上，采用上述技术方案1，在绝缘体上设有外周部，该外周部贯穿有端子电极的头部中的至少前端部且该外周部位于头部的外周。因而，在随着内燃机等的动作对火花塞施加了振动之时，成为利用外周部限制头部振动的形态(即，对随着振动而易于产生较大的能量的头部的振动进行限制)，该头部的外径及重量比较大且存在于距端子电极的前端部(振动的基点)最远的位置。因此，头部的振幅变小，能够减小在头部产生的能量。由此，能够减小由在头部产生的能量引起的、从端子电极(腿部)对后端侧主干部施加的力。其结果，不增大后端侧主干部的壁厚就能够更加可靠地防止由端子电极的冲撞所引起的后端侧主干部的折损、强度降低。
[0022]技术方案2.本技术方案的火花塞基于上述技术方案1，其特征在于，在将从上述外周部的后端到上述端面接受部的、沿着上述轴线的距离设为LI (mm)时，满足LI ^ 0.5。
[0023]另外，在端面接受部相对于与轴线正交的方向倾斜的情况下，“距离LI”是指从外周部的后端到端面接受部的最后端的沿着轴线的距离。
[0024]采用上述技术方案2，能够利用外周部有效地限制头部的振动。其结果，能够更加可靠地防止后端侧主干部的折损、强度降低。
[0025]技术方案3.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I或2，其特征在于，在将从上述外周部的后端到上述端面接受部的、沿着上述轴线的距离设为LI (mm)，将上述头部的沿着上述轴线的长度设为L2 (mm)时，满足LI / L2≤I / 3。
[0026]另外，在头部的前端侧端面相对于与轴线正交的方向倾斜的情况下，“长度L2”是指从上述前端侧端面中的位于最后端侧的位置的部位到头部的后端的、沿着轴线的长度。
[0027]采用上述技术方案3，能够利用外周部对头部中的位于更靠轴线方向后端侧的位置的部位(距振动的基点更远`的部位)的振动进行限制。因而，能够进一步减小头部的振幅，能够更加有效地防止后端侧主干部的折损等。[0028]技术方案4.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I~3中的任一项,其特征在于，在将从上述外周部的后端到上述端面接受部的、沿着上述轴线的距离设为Ll(mm)，将上述头部的沿着上述轴线的长度设为L2 (mm)时，满足L2S 3.5、及LI≤0.8。
[0029]近年来，为了确保良好的点火性，将对火花塞(端子电极)施加的电压设得更大，更有可能在头部与主体壳体之间沿着后端侧主干部的外周面发生异常放电(所谓的闪络)。在抑制发生闪络这样一点上，增大后端侧主干部的沿着轴线的长度的做法是有效的，但鉴于规格等无法改变火花塞的全长，因此在加长了后端侧主干部的情况下，不得不减小头部的沿着轴线的长度。但是，在减小了头部的长度的情况下，将端子电极和电力供给用的火花塞帽等连接之后，嵌合于头部的外周的嵌合构件与头部之间的接触面积变小。其结果，随着内燃机的动作等而对端子电极施加的振动变得更大，后端侧主干部更有可能发生折损、强度降低。即，头部的长度越小，后端侧主干部越易于产生折损等。另外，例如也存在利用弹簧将火花塞帽等和端子电极之间电连接来替代嵌合构件的方法，但在这种情况下，也同样是头部的长度越小，后端侧主干部越易于产生折损等。
[0030]在这一点上，采用上述技术方案4，由于头部的长度L2设为3.5mm以下，因此能够谋求抑制发生闪络，但另一方面，有可能导致后端侧主干部的折损等。但是，采用上述技术方案4，由于距离LI设为0.8mm以上，因此能够利用外周部更加可靠地限制头部的振动。因此，即使在后端侧主干部更有可能发生折损等的情况下，也能够非常有效地防止后端侧主干部的折损等。
[0031]技术方案5.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I~4中的任一项,其特征在于，在上述绝缘体中形成有腿部贯穿部，该腿部贯穿部贯穿有上述腿部，
[0032]在上述绝缘体中的上述腿部贯穿部和上述端面接受部之间设有弯曲部，该弯曲部朝向上述轴线侧呈凸起的弯曲状，
[0033]在包含上述轴线在内的截面中，将上述弯曲部的外形线的曲率半径设为Rl (mm)时，满足Rl≤0.1。
[0034]另外，在弯曲部的外形线的曲率半径不恒定的情况下，“曲率半径R1”是指，在包含上述轴线在内的截面中，通过弯曲部的外形线中的位于轴线方向最前端的点、上述外形线中的位于轴线方向最后端的点、以及上述外形线上的上述两点之间的中点这3点的虚拟圆的曲率半径。
[0035]采用上述技术方案5，在腿部贯穿部和端面接受部之间设有朝向轴线侧呈凸起的弯曲状的弯曲部。因而，在向绝缘体插入端子电极时，利用弯曲部引导腿部，能够高精度地使轴线和端子电极的中心轴线对齐。因此，能够使外周部和头部之间的间隔在周向上大致均等。由此，无论在端子电极在周向上向哪个方向振动的情况下，都能够将头部的振幅抑制在比较小的范围内，其结果，能够更加可靠地防止后端侧主干部的折损等。
[0036]此外，在周向上的一部分中腿部贯穿部和腿部之间的间隔变小的情况下，随着振动，在上述间隔较小的部位腿部会易于与绝缘体接触，但采用上述技术方案5，能够使腿部贯穿部和腿部之间的间隔在周向上大致均等。因此，能够抑制腿部与绝缘体接触，能够进一步提闻防止后端侧主干部的折损等的效果。
[0037]另外，在使曲率半径Rl过大时，头部的前端侧端面有可能会与弯曲部接触，头部在轴线方向上发生错位。因而，在抑制头部错位这一点上，优选的是将曲率半径Rl设为.3.0mm以下。
[0038]技术方案6.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I~5中的任一项,其特征在于，在将上述端面接受部的沿着与上述轴线正交的方向的宽度设为L3 (mm)时，满足.0.5 ≤ L3 ≤ 2.0。
[0039]另外，“宽度L3”是指端面接受部的最内周部的内径与端面接受部的最外周部的内径之差的一半。
[0040]采用上述技术方案6，由于宽度L3设为0.5mm以上，因此能够确保端面接受部的面积足够大。因而，头部的前端侧端面会更加可靠地与端面接受部接触，能够防止发生以下状况，即，前端侧端面的一部分不与端面接受部接触，头部进入到比端面接受部靠前端侧的位置。其结果，能够更加可靠地防止头部的错位。
[0041]此外，采用上述技术方案6，由于宽度L3设为2.0mm以下，因此能够充分地确保位于端面接受部的外周侧的外周部的壁厚。因此，能够有效地防止由头部的接触所引起的外周部的缺损等。
[0042]技术方案7.本技 术方案的火花塞基于上述技术方案I~6中的任一项,其特征在于，在包含上述轴线在内的截面中，上述端面接受部的外形线沿着与上述轴线正交的方向延伸。
[0043]另外，“端面接受部的外形线沿着与轴线正交的方向延伸”不仅包含端面接受部的外形线严格地沿着与轴线正交的方向延伸的情况，也包含端面接受部的外形线相对于与轴线正交的方向倾斜少许(例如5°以下)的情况。
[0044]采用上述技术方案7，难以发生端子电极的中心轴线相对于轴线倾斜这样的状况。因而，能够更准确地对准头部的位置。
[0045]技术方案8.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I~7中的任一项,其特征在于，上述头部中的贯穿于上述外周部的部位的外周面与上述外周部的内周面之间的、沿着与上述轴线正交的方向的最短距离小于上述腿部的外周面与上述轴孔的内周面之间的、沿着与上述轴线正交的方向的最短距离。
[0046]采用上述技术方案8，在内燃机等动作时，能够抑制腿部与绝缘体接触，能够利用外周部更加可靠地限制头部的振动。其结果，能够更加可靠地发挥上述技术方案I等的作用效果。
[0047]技术方案9.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I~8中的任一项,其特征在于，在上述外周部设有缩径部，该缩径部朝向上述轴线方向前端侧去而使其内径缩小。
[0048]采用上述技术方案9，在外周部设有缩径部，该缩径部朝向轴线方向前端侧去而使其内径缩小。因此，在向轴孔插入端子电极时等情况下，通过头部与缩径部接触，能够更高精度地使端子电极的中心轴线与轴线对齐。因而，能够使端子电极的外周面和绝缘体的内周面之间的间隔在周向上大致相等。由此，能够将头部的振幅抑制在更小的范围内，并且能够抑制腿部与后端侧主干部接触，其结果，能够进一步提高防止后端侧主干部的折损等的效果。
[0049]技术方案10.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I~9中的任一项,其特征在于，在上述头部中的贯穿于上述外周部的部位设有扩径部，该扩径部朝向上述轴线方向后端侧去而使其外径扩大。[0050]采用上述技术方案10，在头部中的贯穿于外周部的部位设有扩径部，该扩径部朝向轴线方向后端侧去而进行扩径。因而，在向轴孔插入端子电极时等情况下，能够更高精度地使端子电极的中心轴线与轴线对齐。其结果，能够进一步提高防止后端侧主干部的折损等的效果。
[0051]技术方案11.本技术方案的火花塞基于上述技术方案I~10中的任一项,其特征在于，在上述后端侧主干部的外周设有环状的槽部，该槽部沿着上述后端侧主干部的周向延伸，
[0052]在将从上述端面接受部到上述槽部的底部的、沿着上述轴线的距离设为L4 (mm)时，满足L4≥0.5。
[0053]另外，在端面接受部相对于与轴线正交的方向倾斜的情况下，“距离L4”是指从端面接受部的后端到上述槽部的底部的、沿着轴线的距离。
[0054]采用上述技术方案11，由于在后端侧主干部设有槽部，因此能够进一步增大从头部到主体壳体的后端的、沿着后端侧主干部的外周面的距离。因而，能够抑制在头部与主体壳体之间沿着后端侧主干部的外周面发生异常放电(闪络)。
[0055]另一方面，后端侧主干部中的形成有槽部的部位成为比较薄的薄壁，与其他的部位相比其强度较差。因而，随着头部与外周部接触，在外周部的根部侧(外周部和端面接受部之间的交界部分)产生的应力施加于上述薄壁部位时，有可能在上述薄壁部位产生裂纹等破损。
[0056]鉴于这一点，采用上述技术方案11，从端面接受部到槽部的底部(B卩，后端侧主干部中的壁厚较薄的部位)的、沿着轴线的距离L4设为0.5mm以上。即，从应力的产生部位到薄壁部位的距离设为足够大的值。因而，能够难以对上述薄壁部位施加应力，能够更加可靠地防止薄壁部位的破损。
【专利附图】
【附图说明】
[0057]图1是表示火花塞的结构的局部剖主视图。
[0058]图2是表示火花塞的后端部的结构的扩大剖视图。
[0059]图3 (a)、图3 (b)是表示外周部的另一例子的扩大剖视图。
[0060]图4 (a)、图4 (b)是表示头部的另一例子的扩大剖视图。
[0061]图5是用于说明弯曲部的曲率半径的局部扩大剖视图。
[0062]图6是表示绝缘子的制造工序的一个过程的局部剖主视图。
[0063]图7是表示成形体的结构等的局部剖主视图。
[0064]图8是表示插入到成形体中的支承销等的局部剖主视图。
[0065]图9是表示成形体的磨削工序的局部剖主视图。
[0066]图10 Ca)~图10 (C)是表示端子电极等密封于绝缘子的工序的剖视图。
[0067]图11是表示另一实施方式的端面接受部的结构的扩大剖视图。
【具体实施方式】
[0068]下面，参照【专利附图】
【附图说明】一实施方式。图1是表示火花塞I的局部剖主视图。另外，在图1中，将火花塞I的轴线CLl方向设为附图中的上下方向，将下侧设为火花塞I的前端侧，将上侧设为后端侧地进行说明。
[0069]火花塞I由作为呈筒状的作为绝缘体的绝缘子2、以及用于保持该绝缘子2的筒状的主体壳体3等构成。
[0070]绝缘子2像众所周知的那样是通过烧结氧化铝等而形成的，在其外形部中包括形成在后端侧的后端侧主干部10、在比该后端侧主干部10靠前端侧的位置朝向径向外方突出形成的大径部11、在比该大径部11靠前端侧的位置形成为直径比该大径部11的直径小的中间主干部12、以及在比该中间主干部12靠前端侧的位置形成为直径比该中间主干部12的直径小的长腿部13。绝缘子2中的大径部11、中间主干部12及大部分的长腿部13收容在主体壳体3的内部，而后端侧主干部10自主体壳体3的后端露出。此外，在中间主干部12和长腿部13之间的连接部形成有朝向前端侧逐渐变细的锥形形状的台阶部14，在该台阶部14处绝缘子2卡定于主体壳体3。
[0071]并且，在后端侧主干部10上，沿着轴线CLl方向断续地设有多个沿着该后端侧主干部10的周向延伸的环状的槽部31。此外，在本实施方式中，从绝缘子2的后端到主体壳体3的后端的沿着轴线CLl的距离X设为比较大的尺寸(例如30mm以上)。通过设置槽部31，并且将上述距离X设为比较大的尺寸，能够提高后述的端子电极6的头部6B和主体壳体3的后端之间的绝缘性，进而能够有效地抑制在头部6B和王体壳体3之间沿着后端侧王干部10的外周面发生异常放电(闪络)。
[0072]此外，为了对火花塞I谋求小径化，绝缘子2设为比较小的直径，后端侧主干部10的最大外径D设为9.5mm以下。另一方面,后端侧主干部10的内周侧的轴孔4的最小内径能够确保一定程度的大小(例如3mm以上)，结果，后端侧主干部10的厚度设为比较小的尺寸。
[0073]并且，在绝缘子2中沿着轴线CLl贯穿形成有轴孔4，在轴孔4的前端侧插入并固定有中心电极5。中心电极5由内层5A和外层5B构成,该内层5A由导热性优异的金属(例如铜或铜合金、纯镍(Ni))构成，该外层5B由以Ni为主要成分的Ni合金构成。并且，中心电极5整体呈棒状(圆柱状)，其前端部自绝缘子2的前端突出。此外，在中心电极5的前端部设有由耐磨性优异的金属(例如铱合金、钼合金等)构成的电极头28。
[0074]此外，在轴孔4的后端侧插入并固定有截面呈圆形形状的实心的端子电极6。端子电极6由低碳钢等形成，其包括腿部6A和头部6B。
[0075]腿部6A呈沿着轴线CLl方向延伸的棒状，其整体贯穿于轴孔4。此外，随着像上述那样将上述距离X设为较大的尺寸，腿部6A的沿着轴线CLl方向的长度设为比较大的尺寸(例如40_以上,50mm以下)。
[0076]头部6B呈圆柱状，并且形成在腿部6A的后端侧，其自身的外径设为比腿部6A的外径大的尺寸。并且，头部6B的沿着轴线CLl的长度设为比较小的尺寸(例如3mm以上，5mm以下)。另外，在本实施方式中，头部6B沿着轴线CLl方向具有大致恒定的外径，其一部分自绝缘子2的后端向轴线CLl方向后端侧突出。
[0077]此外，在轴孔4中的中心电极5和端子电极6之间配设有呈圆柱状的导电性的电阻体7。此外，在电阻体7的两端部设有导电性的玻璃密封层8、9，利用玻璃密封层8将中心电极5固定在绝缘子2上，利用玻璃密封层9将端子电极6的前端部固定在绝缘子2上。
[0078]另外，主体壳体3利用低碳钢等金属形成为筒状，在其外周面形成有用于将火花塞I安装在燃烧装置(例如内燃机、燃料电池重整器等)的安装孔中的螺纹部(外螺纹部)15。此外，在螺纹部15的后端侧的外周面形成有向径向外侧突出的座部16，在螺纹部15后端的螺纹头17上嵌入有环状的垫圈18。并且，在主体壳体3的后端侧设有截面呈六边形的形状的工具卡合部19，并且设有用于在后端部保持绝缘子2的凿密部(日文:加締A部)20，该工具卡合部19用于在向燃烧装置安装主体壳体3时供扳手等工具卡合。
[0079]此外，在主体壳体3的内周面设有用于卡定绝缘子2的锥形形状的台阶部21。而且，绝缘子2通过从主体壳体3的后端侧朝向前端侧地插入到该主体壳体3中，在自身的台阶部14卡定于主体壳体3的台阶部21的状态下使主体壳体3的后端侧开口部向径向内侧凿密、即通过形成上述凿密部20而将绝缘子2固定在主体壳体3上。另外，在绝缘子2的台阶部14和主体壳体3的台阶部21之间夹设有圆环状的板密封件22。由此，保持燃烧室内的气密性，进入到暴露于燃烧室内的绝缘子2的长腿部13和主体壳体3的内周面之间的间隙中的燃料气体不会泄漏到外部。
[0080]并且，由于更加完全地利用凿密进行密闭，因此，在主体壳体3的后端侧，在主体壳体3和绝缘子2之间夹设有环状的环构件23、24，在环构件23、24之间填充有滑石(talc)25的粉末。即，主体壳体3隔着板密封件22、环构件23、24及滑石25保持绝缘子2。
[0081]此外，在主体壳体3的前端部26接合有接地电极27，该接地电极27自身的大致中间部分弯回而使其前端部侧面与中心电极5的前端部(电极头28)相对。接地电极27由Ni合金(例如因科镍合金600或因科镍合金601 (均为注册商标))形成，在接地电极27的前端部和中心电极5的前端部(电极头28)之间形成有火花放电间隙29。而且，在该火花放电间隙29中能够在大致沿着轴线CLl的方向上进行火花放电。
[0082]接着，对绝缘子2中的贯穿有端子电极6的部位的结构进行说明。
[0083]如图2所示，绝缘子2包括外周部33和位于比该绝缘子2的后端靠轴线CLl方向前端侧的位置的端面接受部32，该端面接受部32与上述头部6B的前端侧端面接触，该外周部33供头部6B的至少前端侧贯穿且位于头部6B的外周。此外，在比端面接受部32靠轴线CLl方向前端侧的位置形成有供上述腿部6A贯穿的腿部贯穿部34。
[0084]端面接受部32在包含轴线CLl在内的截面中，其自身的外形线沿着与轴线CLl正交的方向延伸，除其最外周部之外的部位与头部6B的前端侧端面接触。此外，在将端面接受部32的沿着与轴线CLl正交的方向的宽度设为L3(mm)时，构成为满足0.5≤L3≤2.0。即，用于接受头部6B的面的面积不会设得过小，另一方面，能够充分地确保从端面接受部32的外周向轴线CLl方向后端侧延伸的上述外周部33的壁厚。
[0085]此外，在将从端面接受部32到槽部31的底部31A的、沿着轴线CLl的距离设为L4(mm)时，构成为满足L4≥0.5。即，以槽部31的底部31A (也就是后端侧主干部10中的壁厚较薄的部分)相对于端面接受部32 (外周部33的根部)沿着轴线CLl方向错开0.5mm以上的方式，设定槽部31和端面接受部32之间的相对位置关系。
[0086]外周部33构成为呈圆环状，其自身的内径沿着轴线CLl大致恒定。此外，对于外周部33而言，其沿着与轴线CLl正交的方向的自身的内周面和头部6B的外周面之间的间隔设为规定值(例如Imm)以下。并且，在将从外周部33的后端到端面接受部32的、沿着轴线CLl的距离设为LI (mm)时，构成为满足LI > 0.5。此外，在将头部6B的沿着轴线CLl的长度设为L2(mm)时，构成为满足LI / L2 ≥ I / 3，构成为外周部33的长度相对于头部6B的长度L2来说设得足够大。另外，优选的是在满足L2 < 3.5的情况下，满足LI ^ 0.8。此外，在本实施方式中，以满足LI / L2 ^ I的方式设定距离LI。
[0087]另外，如图3 (a)、图3 (b)所示，也可以不使外周部33的内径沿着轴线CLl方向大致恒定，而在外周部33设置缩径部33A、33B，该缩径部33A、33B朝向轴线CLl方向前端侧去而使其内径缩小。此外，在设置缩径部33A、33B时，既可以如图3 (a)所示在外周部33的一部分设置缩径部33A，也可以如图3 (b)所示在外周部33的整个区域设置缩径部33B。另外，在像图3 (b)那样在外周部33的内周后端设有缩径部33B的情况下，将端子电极6插入到绝缘子2中时，即使在端子电极6相对于轴孔4错开一些的情况下，端子电极6也能够以在缩径部33B滑移的方式被引导到轴孔4内。因此，能够可靠地防止发生这样的状况:通过端子电极6的前端部与绝缘子2的后端接触而对绝缘子2施加较大的压力，导致绝缘子2产生缺口。
[0088]此外，如图4 (a)、图4 (b)所示，也可以在头部6B中的至少贯穿于外周部33的部位设置扩径部6E，该扩径部6E朝向轴线CLl方向后端侧去而使其外径扩大。另外，在设置扩径部6E时，既可以如图4 (a)所示将外周部33的内径沿着轴线CLl方向设为大致恒定，也可以如图4 (b)所示在外周部33设置缩径部33C，该缩径部33C朝向轴线CLl方向前端侧去而使其直径缩小。
[0089]返回到图2，腿部贯穿部34沿着轴线CLl具有大致恒定的内径，在其自身的内周面和上述腿部6A的外周面之间形成有间隙。在此，头部6B中的贯穿于外周部33的部位的外周面与外周部33的内周面之间的、沿着与轴线CLl正交的方向的最短距离被设定得小于腿部6A的外周面与腿部贯穿部34 (轴孔4)的内周面之间的、沿着与轴线CLl正交的方向的最短距离。因此，在伴随内燃机等的动作而产生的振动导致端子电极6振动时，头部6B与腿部6A相比更易于与绝缘 子2接触。 [0090]此外，在本实施方式中，在端面接受部32和腿部贯穿部34之间设有朝向轴线CLl侧呈凸起的弯曲状的弯曲部35。而且，如图5所示，在包含轴线CLl在内的截面中，在将弯曲部35的外形线的曲率半径设为Rl (mm)时，构成为满足Rl > 0.1。另外，若将曲率半径Rl设得过大，则头部6B的前端侧端面会与弯曲部35接触，端子电极6 (头部6B)有可能沿着轴线CLl发生错位。因而，优选的是构成为满足Rl ( 3.0。
[0091]接着，对像上述那样构成的火花塞I的制造方法进行说明。
[0092]首先，预先加工主体壳体3。即，通过对圆柱状的金属材料(例如S17C、S25C这样的铁系材料、不锈钢材料)实施冷锻造加工等而形成贯穿孔，制造概略形状。之后，通过实施切削加工来修整外形，得到主体壳体中间体。
[0093]接着，在主体壳体中间体的前端面电阻焊接由Ni合金等构成的接地电极27。由于在该焊接时产生所谓的“流挂”，因此，在除去了该“流挂”之后，利用滚轧成形在主体壳体中间体的规定部位形成螺纹部15。由此,能够得到焊接有接地电极27的主体壳体3。此外，对焊接有接地电极27的主体壳体3实施镀锌或者镀镍。另外,为了谋求提高耐腐蚀性,也可以对其表面进一步实施铬酸盐处理。
[0094]另外，相对于上述主体壳体3独立地制造中心电极5。即，对Ni合金进行锻造加工而制作中心电极5，该Ni合金在中央部配置有用于谋求提高散热性的铜合金等。接着，利用激光焊接等在中心电极5的前端面接合电极头28。[0095]此外，通过对低碳钢等导电性金属实施锻造加工、切削加工等来制造端子电极6。
[0096]接着，制造绝缘子2。首先，如图6所示，将以氧化铝粉末为主要成分的原料粉末PM填充到规定的橡胶压制成形机41的模腔42中，并且将棒状的冲压销43插入到模腔42中。另外，作为冲压销43，使用具有与上述端面接受部32、外周部33、弯曲部35等相对应的外周形状的构件。
[0097]在插入冲压销43之后，将模腔42的上侧开口部封闭而使模腔42处于密封状态，然后，自橡胶压制成形机41对原料粉末PM施加沿着径向的力，压缩、成形原料粉末PM。接着，如图7所示，将压缩、成形原料粉末PM而成的成形体CPl自橡胶压制成形机41拆下，并且自成形体CPl拔出冲压销43。另外，成形体CPl的随着拔出冲压销43而形成的孔部HL构成上述轴孔4。
[0098]接着，如图8所示，向得到的成形体CPl的孔部HL中插入棒状的支承销44。另外，由于像上述那样轴孔4的在后端侧主干部10的内周侧的内径设为一定程度的大小以上，因此，支承销44中的至少基端侧部位的外径设得比较大，特别是支承销44的与上述外周部33相对应的最基端部的外径设为非常大的尺寸。因而，在后述的磨削加工中，特别是支承销44的存在弯曲的隐患的基端部具有足够的强度。
[0099]如图9所示，插入有支承销44的成形体CPl被夹在磨削用旋转辊45和按压构件46之间，上述磨削用旋转辊45具有与绝缘子2的外周形状相对应的外周形状，上述按压构件46的截面呈圆形形状，用于克服自上述磨削用旋转辊45受到的摩擦力而支承上述成形体CP1。然后，通过磨削用旋转辊45旋转来对成形体CPl实施磨削加工。利用磨削加工能够得到绝缘体中间体，该绝缘体中间体形成有贯穿有上述孔部HL而成的轴孔4，并且形成为与绝缘子2大致相同的形状。之后，通过将得到的绝缘体中间体投入到烧结炉中并在烧结炉内烧结而得到绝缘子2。
[0100]接着，利用玻璃密封层8、9将电阻体7、端子电极6以及像上述那样得到的绝缘子2和中心电极5密封固定。更详细地讲，首先，如图10 (a)所示，在利用规定的支承构件(未图示)支承绝缘子2之后将中心电极5插入到轴孔4中。
[0101]然后，如图10 (b)所示，将一般来讲是硼硅酸玻璃和金属粉末混合而调制成的导电性玻璃粉末GPl填充到轴孔4内，预备压缩填充好的导电性玻璃粉末GPl。接着，将含有导电性物质(例如碳黑等)、陶瓷粒子等而成的粉末状的电阻体组合物RP填充到轴孔4中而同样地进行预备压缩，进而填充导电性玻璃粉末GP2，同样地进行预备压缩。
[0102]接着，向轴孔4中插入端子电极6，并且在朝向中心电极5侧按压端子电极6的同时、在烧结炉内以玻璃软化点以上的规定的目标温度(例如900°C)进行加热。另外，在向轴孔4中插入端子电极6时，由于存在形成于绝缘子2的内周的弯曲部35，因此能够容易插入端子电极6，并且能够抑制端子电极6的中心轴线和轴线CLl之间的轴线错开。
[0103]通过在烧结炉内加热，如图10 (C)所示，处于层叠状态的电阻体组合物RP及导电性玻璃粉末GP1、GP2被加热、压缩，成为电阻体7及玻璃密封层8、9，利用该玻璃密封层8、9将中心电极5、端子电极6及电阻体7密封固定于绝缘子2。另外，既可以在烧结炉内加热时、在后端侧主干部10的表面同时烧结釉面层，也可以事先形成釉面层。
[0104]之后，将包括像上述那样分别制作的中心电极5和电阻体7等的绝缘子2、及包括接地电极27的主体壳体3之间固定。更详细地讲，通过在主体壳体3中贯穿有绝缘子2之后使主体壳体3的形成为比较薄的薄壁的后端侧的开口部向径向内侧凿密、也就是形成上述凿密部20，从而将绝缘子2和主体壳体3之间固定。
[0105]最后，通过实施使接地电极27弯曲、并且调整形成在中心电极5的前端部(电极头28)和接地电极27之间的火花放电间隙29的大小的加工，能够得到上述的火花塞I。
[0106]像以上详细说明的那样，采用本实施方式，在绝缘子2中贯穿有头部6B中的至少前端部，设有位于头部6B的外周的外周部33。因而，在随着内燃机等的振动对火花塞I施加振动时，成为利用外周部33限制头部6B的振动的形态，该头部6B的外径及重量比较大且存在于离端子电极6的前端部最远的位置。因此，头部6B的振幅变小，能够减小在头部6B产生的能量。由此，能够减小由在头部6B产生的能量引起的、自端子电极6 (腿部6A)对后端侧主干部10施加的力。其结果，不增大后端侧主干部10的壁厚就能够更加可靠地防止由端子电极6的冲撞引起的后端侧主干部10的折损、强度降低。
[0107]另外，像本实施方式这样，即使在后端侧主干部10的最大外径D设为9.5mm以下而使得后端侧主干部10为比较薄的薄壁的情况、腿部6A的沿着轴线CLl的长度设为比较大的尺寸而使得在端子电极6振动时在头部6B产生的能量易于变得比较大的情况下，通过做成上述结构，也能够更加可靠地防止后端侧主干部10的折损等。
[0108]此外，在本实施方式中，距离LI设为0.5mm以上，并且构成为满足LI / L2≥I /
3。因而，能够利用外周部33更加可靠地限制头部6B的振动，能够更加可靠地防止后端侧主干部10的折损等。
[0109]此外，即使在头部的长度L2设为3.5mm以下而使得后端侧主干部10存在折损等的隐患的情况下，通过将距离LI设为0.8mm以上，能够利用外周部33更加可靠地限制头部6B的振动，能够非常有效地防止后端侧主干部10的折损等。
[0110]并且，在腿部贯穿部34和端面接受部32之间设有朝向轴线CLl侧呈凸起的弯曲状的弯曲部35。因而，在向绝缘子2中插入端子电极6时，利用弯曲部35引导腿部6A，能够高精度地使轴线CLl和端子电极6的中心轴线对齐。因此，能够使外周部33和头部6B之间的间隔在周向上为大致均等。其结果，无论在端子电极6在周向上向哪个方向振动的情况下，都能够将头部6B的振幅抑制在比较小的范围内，能够更加可靠地防止后端侧主干部10的折损等。此外，由于能够使腿部贯穿部34和腿部6A之间的间隔也在周向上为大致均等，因此能够抑制腿部6A与后端侧主干部10接触。因而，能够进一步提高防止后端侧主干部10折损等的效果。
[0111]并且，由于端面接受部32的宽度L3设为0.5mm以上，因此能够更加可靠地使头部6B的前端侧端面与端面接受部32接触。其结果，能够更加可靠地防止头部6B的轴线CLl方向上的错位。
[0112]另一方面，由于宽度L3设为2.0mm以下，因此能够充分地确保位于端面接受部32的外周侧的外周部33的壁厚。因而，能够有效地防止由头部6B接触所引起的外周部33的
缺损等。
[0113]此外，在本实施方式中，在包含轴线CLl在内的截面中，端面接受部32的外形线沿着与轴线CLl正交的方向延伸。因而，难以发生端子电极6的中心轴线相对于轴线CLl倾斜这样的状况，能够更加可靠地对准头部6B的位置。
[0114]并且，从端面接受部32到槽部31的底部31A (后端侧主干部10中的特别是薄壁的部位)的、沿着轴线CLl的距离L4设为0.5mm以上。因而，能够使随着头部6B与外周部33接触而在外周部33的根部侧产生的应力难以施加于上述薄壁部位。其结果，能够更加可靠地防止上述薄壁部位的破损。
[0115]此外，在外周部33设有缩径部33A、33B的情况、在头部6B设有扩径部6E的情况下，向轴孔4中插入端子电极6时等，能够更高精度地使端子电极6的中心轴线与轴线CLl对齐。由此，能够使端子电极6的外周面和绝缘子2的内周面之间的间隔在周向上大致相等。因而，能够将头部6B的振幅抑制在更小的范围内，并且能够抑制腿部6B与后端侧主干部10接触。其结果，能够进一步提高防止后端侧主干部10折损等的效果。
[0116]接着，为了确认利用上述实施方式起到的作用效果，制作具有绝缘子的样品而成的火花塞，对各火花塞进行强度测定试验，上述绝缘子的样品是对后端侧主干部的最大外径、外周部的有无、距离L1、长度L2、宽度L3、弯曲部的有无以及弯曲部的曲率半径Rl进行各种改变而成的。
[0117]强度测定试验的概要如下。即，在对火花塞进行了基于JIS B8031的耐冲击性试验(将样品安装在规定的试验机上，按照每分钟400次的比例在10分钟内付与冲击(振动)的试验)之后，对样品的后端侧主干部施加压力，作为强度测定在后端侧主干部产生裂纹时的载荷。在此，可以说测定的载荷(强度)越大，越难以由振动引起绝缘子的强度降低，越使绝缘子(后端侧主干部)难以产生的裂纹、折损。
[0118]此外，制作多个对上述后端侧主干部的最大外径等进行各种改变而成的绝缘子的样品，并且对各样品进行错位确认试验。错位确认试验的概要如下。即，在各样品中插设了端子电极之后，确认头部相对于样品(绝缘子)的后端的位置，并且计算头部位于脱离规定的目标范围的位置的比例(错位率)。然后，以不包括外周部的、且头部的前端侧端面与绝缘子后端面接触的火花塞的错位率为基准，在上述计算出的错位率为上述基准的十10%以下的情况下，作为端子电极难以在轴线方向上产生错位的情形，做出“〇”的评价。另一方面，在上述计算出的错位率为上述基准的+ 20%以上的情况下，作为端子电极略微容易在轴线方向上产生错位的情形，做出“Λ”的评价。
`[0119]并且，对具有将后端侧主干部的最大外径等进行各种改变而成的绝缘子的火花塞进行缺损确认试验。缺损确认试验的概要如下。即，对火花塞进行上述JIS B8031所规定的耐冲击性试验，确认绝缘子的后端部(在设有外周部的情况下是外周部)是否有缺口，并且计算缺口产生率。然后，以对不包括外周部的、且头部的前端侧端面与绝缘子的后端面接触的火花塞进行上述耐冲击性试验的情况下的缺口产生率为基准，在上述计算出的缺口产生率为上述基准的+ 5%以下的情况下，作为能够充分地抑制绝缘子的缺损的情形，做出“〇”的评价。另一方面，在上述计算出的缺口产生率为上述基准的+ 10%以上的情况下，作为绝缘子略微容易产生缺损的情形，做出“Λ”的评价。
[0120]表1分别表示各样品的上述各试验的试验结果。另外，表1中的样品A~样品D构成为在绝缘子上不设置外周部，绝缘子不位于头部的外周侧。另一方面，表1中的样品I~16构成为在绝缘子上设有外周部，外周部位于头部的外周侧。
[0121]此外，样品15在外周部设有的缩径部，该缩径部朝向轴线方向前端侧去而使其内径缩小，样品16在外周部设有缩径部，并且在头部设有扩径部，该扩径部朝向轴线方向后端侧去而使其外径扩大。[0122]此外，在曲率半径Rl的栏中“一”的意思是指构成为不设置弯曲部，端面接受部和腿部贯穿部大致正交。此外，端子电极的头部的外径彼此相同，通过调节腿部贯穿部的内径来改变端面接受部的宽度L3。
[0123]表1
[0124]
【权利要求】
1.一种火花塞,其包括: 绝缘体，其具有沿着轴线方向延伸的轴孔； 主体壳体，其配置在上述绝缘体的外周；以及 端子电极，其具有腿部和头部，该腿部贯穿于上述轴孔的后端侧，该头部形成在上述腿部的后端侧且其自身的外径大于上述腿部的外径， 该火花塞的特征在于， 在上述绝缘体上设有自上述主体壳体的后端曝露出来的后端侧主干部,该后端侧主干部的最大外径为9.5mm以下， 上述绝缘体具有: 端面接受部，其位于比上述绝缘体的后端靠上述轴线方向上的前端侧的位置，与上述头部的前端侧端面接触；以及 外周部，其贯穿有上述头部中的至少前端部，位于上述头部的外周。
2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于， 在将从上述外周部的后端到上述端 面接受部的、沿着上述轴线的距离设为LI (mm)时，满足LI≥0.5。
3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于， 在将从上述外周部的后端到上述端面接受部的、沿着上述轴线的距离设为LI (mm)，将上述头部的沿着上述轴线的长度设为L2 (mm)时，满足LI / L2≤I / 3。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的火花塞,其特征在于， 在将从上述外周部的后端到上述端面接受部的、沿着上述轴线的距离设为LI (mm)，将上述头部的沿着上述轴线的长度设为L2 (mm)时，满足L2S 3.5、及LI≤0.8。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的火花塞,其特征在于， 在上述绝缘体中形成有腿部贯穿部，该腿部贯穿部贯穿有上述腿部， 在上述绝缘体中的上述腿部贯穿部和上述端面接受部之间设有弯曲部，该弯曲部朝向上述轴线侧呈凸起的弯曲状， 在包含上述轴线在内的截面中，将上述弯曲部的外形线的曲率半径设为Rl (mm)时，满足Rl≤0.1。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的火花塞,其特征在于， 在将上述端面接受部的沿着与上述轴线正交的方向的宽度设为L3 (mm)时，满足0.5 ≤ L3 ≤2.0。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的火花塞,其特征在于， 在包含上述轴线在内的截面中，上述端面接受部的外形线沿着与上述轴线正交的方向延伸。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的火花塞,其特征在于， 上述头部中的贯穿于上述外周部的部位的外周面与上述外周部的内周面之间的、沿着与上述轴线正交的方向的最短距离小于上述腿部的外周面与上述轴孔的内周面之间的、沿着与上述轴线正交的方向的最短距离。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的火花塞,其特征在于， 在上述外周部设有缩径部，该缩径部朝向上述轴线方向上的前端侧去其内径缩小。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的火花塞,其特征在于， 在上述头部中的贯穿于上述外周部的部位设有扩径部，该扩径部朝向上述轴线方向上的后端侧去其外径扩大。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的火花塞,其特征在于， 在上述后端侧主干部的外周设有环状的槽部，该槽部沿着上述后端侧主干部的周向延伸， 在将从上述端面接受部到上述槽部的底部的、沿着上述轴线的距离设为L4 (mm)时，满足L4≥0.5。
【文档编号】H01T13/20GK103733450SQ201280038177
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年7月5日 优先权日:2011年8月4日
【发明者】黑野启一, 本田稔贵 申请人:日本特殊陶业株式会社
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