火花塞的制作方法_3

文档序号:9278552阅读:来源:国知局
79]而且,如图6所示,构成为在将座部16的相对于将外螺纹部15包含在内部的最小假想圆柱VP而言朝向径向外侧突出的突出量设为A(mm),将上述外周侧前端面352的在包含上述中心轴线CL2的剖面中沿着与上述中心轴线CL2正交的方向延伸的长度设为B(mm),此时满足0.2彡B/A彡0.75。另外,宽度A相当于衬垫18的在凹部形成前沿径向的宽度、或衬垫18的在周向上没有形成凹部的部分的沿径向的宽度。
[0080]并且,在本实施方式中,衬垫18的硬度以维氏硬度表示为10Hv以上且200Hv以下。另外,衬垫18的硬度是在衬垫18的表面中的除了随着形成凹部41会产生硬度变化的部位以外的部位(例如外周侧前端面352、外周侧后端面362)进行测量的。另外,衬垫18的硬度例如能够利用基于JIS Z2244的规定的方法进行测量。具体而言,在利用正四棱锥状的金刚石压头对衬垫18的表面施加了规定(例如980.7mN)的负荷时,能够根据形成在衬垫18上的压痕的对角线长度来测量衬垫18的硬度。
[0081]如以上详细说明的那样,根据本实施方式,构成为在将火花塞I安装在了发动机盖EN上时,仅外周侧前端面352与发动机盖EN相接触,而内周侧前端面351自发动机盖EN隔开间隔。而且,凹部41的开口形成于比外周侧前端面352的最内周部位靠内周侧的位置、即靠内周侧前端面351侧的位置。因而,能够防止随着形成凹部41会产生起伏的内周侧前端面351与发动机盖EN相接触,能够充分地提高衬垫18与发动机盖EN之间的密合性。其结果,能够获得良好的气密性。
[0082]另外,即使形成了起伏也能够确保良好的气密性,因此能够增大形成凹部41时的施加负荷。因而,能够使衬垫18的内周部分朝向内周侧较大程度地突出,而能够更可靠地防止衬垫18自主体金属外壳3脱落。
[0083]如以上所述,根据本实施方式,能够在气密性和防脱落性这两方面获得良好的性會K。
[0084]而且,构成为第I内周侧前端面351A位于凹部41的开口与外周侧前端面352之间。因而,能够有效地防止随着形成凹部41而产生的起伏到达外周侧前端面352。其结果,能够谋求进一步可靠地提高气密性。
[0085]并且,构成为满足LI < L2,且在衬垫18的内周,位于前端侧的部位相比于位于后端侧的部位向内周侧突出。因而,能够进一步可靠地防止衬垫18自主体金属外壳3脱落。
[0086]同时,凹部41沿周向间歇地设置,且形成在前端面35的沿着周向的局部。因而,能够容易形成凹部41,并且能够确保良好的防脱落性。
[0087]另外,由于B/A被设定在0.2以上,因此能够充分地确保外周侧前端面352相对于发动机盖EN的接触面积。因而,能够谋求进一步提高气密性。
[0088]而且,在本实施方式中,B/A被设定在0.75以下,从而使长度B不会变得过大,进而能够确保内周侧前端面351沿径向的宽度为一定程度的大小。因而,能够进一步可靠地防止随着形成凹部41而产生的起伏到达外周侧前端面352,能够进一步提高外周侧前端面352相对于发动机盖EN的密合性。其结果,能够谋求进一步提高气密性。
[0089]并且,构成为满足L3 < L4,在将火花塞I安装在了发动机盖EN上的状态下,能够仅使外周侧后端面362与座部16相接触。因而,能够增大座部16与衬垫18 (外周侧后端面362)之间的接触压力。另外,由于外周侧前端面352位于外周侧后端面362的背后的位置,因此使增大后的接触压力顺利地向外周侧前端面352传递,进而能够增大外周侧前端面352与发动机盖EN之间的接触压力。其结果,能够极有效地提高气密性。
[0090]另外,由于衬垫18的硬度被设定在10Hv以上,因此能够有效地抑制在衬垫18处于高温状态时的衬垫18的热变形。其结果,能够进一步可靠地防止火花塞I相对于内燃机等的松动,能够长时间地维持良好的气密性。
[0091]而且,由于衬垫18的硬度被设定在200Hv以下,因此能够容易形成凹部41,并且能够通过形成凹部41而使衬垫18的内周部分充分地向内周侧突出。其结果,能够更进一步可靠地防止衬垫18的脱落。
[0092]接着,为了确认利用上述实施方式起到的作用效果,分别制作了 10个实施例样品和10个比较例样品,并对各样品进行了以JIS B8031为基准的气密性评价试验。气密性评价试验的概要如以下所述。即,以25N -m的紧固力矩将各样品安装在模仿内燃机的发动机盖而做成的试验用的铝衬套上。在此基础上,对样品的前端部以150°C进行加热,并将该状态维持30分钟。然后,对各样品的前端部施加1.5MPa的气压,测量了每分钟自衬垫与主体金属外壳之间以及衬垫与铝衬套之间泄漏的空气的泄漏量。在此,能够判断泄漏量在5ml/min以下的样品具有良好的气密性。
[0093]另外,实施例样品构成为凹部位于比外周侧前端面的最内周部位靠内周侧的位置,并且将内周侧前端面做成倾斜状,在将实施例样品安装于铝衬套(内燃机等)上的状态下,仅使外周侧前端面与铝衬套(内燃机等)相接触。另外,实施例样品构成为衬垫的前端面沿着与衬垫的中心轴线正交的方向延伸,且在安装于铝衬套(内燃机等)上的状态下,相当于内周侧前端面的面和相当于外周侧前端面的面这两个面与铝衬套(内燃机等)相接触。并且,各样品均在衬垫的前端面的内周侧形成凹部,且将外螺纹部的螺纹直径设定为M12。
[0094]图7表示气密性评价试验的结果。另外,在图7中,用圆形记号表示实施例样品的试验结果,用三角形记号表示比较例样品的试验结果。另外,在图7中,利用沿横轴方向延伸的虚线表示作为评价基准的5ml/min(图8和图9中也同样)。
[0095]如图7所示,可以明确的是,仅外周侧前端面与内燃机等(铝衬套)相接触的实施例样品的泄漏量小于5ml/min,具有良好的气密性。认为其原因在于,通过使随着形成凹部会产生起伏的内周侧前端面自内燃机等(铝衬套)隔开间隔,从而提高了衬垫相对于内燃机等(铝衬套)的密合性。
[0096]根据上述试验的结果,为了谋求提高气密性,优选的是,衬垫构成为具有:内周侧前端面,其距上述基准平面的距离随着朝向内周侧去而逐渐减小;和外周侧前端面,其位于比内周侧前端面靠外周侧的位置,并且,衬垫将凹部的开口形成在比外周侧前端面的最内周部位靠内周侧的位置。
[0097]接着,制作对B/A的值进行了各种变更的火花塞的样品X、Y、Z,在将紧固力矩变更为20Ν -m的基础上(也就是说,在空气更容易泄漏的条件下),对各样品进行了上述的气密性评价试验。另外,能够判断泄漏量在5ml/min以下的样品具有更好的气密性。另外,A是指测量了衬垫中的没有形成凹部的部位的、沿着与衬垫的中心轴线正交的方向的宽度而得到的值,该值等于座部相对于上述假想圆柱而言向径向外侧突出的突出量的大小。并且,B是指利用压力测量膜(例如PRESCALE (注册商标))进行测量而得到的值。
[0098]图8表示该试验的试验结果。另外,在图8中,用圆形记号表示样品X的试验结果,用三角形记号表示样品Y的试验结果,用四边形记号表示样品Z的试验结果。另外,样品X、Y、Z构成为主体金属外壳等具有相同的结构。
[0099]如图8所示,可以明确的是,满足0.2 ^ B/A ^ 0.75的样品具有更优异的气密性。认为其原因在于,通过将B/A设定在0.2以上,能够充分地确保外周侧前端面相对于内燃机等(铝衬套)的接触面积,并且,通过将B/A设定在0.75以下,能够确保内周侧前端面的宽度为一定程度的大小,从而能够更可靠地防止因形成凹部而产生的起伏到达外周侧前端面。
[0100]根据上述试验的结果,为了谋求进一步提高气密性,更优选的是,满足0.2 SB/A 彡 0.75。
[0101]接着,分别制作10个将内周侧后端面设为倾斜状且满足L3 < L4的火花塞的样品和10个将内周侧后端面设为倾斜状且满足L3 = L4的火花塞的样品,在将紧固力矩变更为15N -m之后(也就是说,在空气更容易泄漏的条件下),对各样品进行了上述的气密性评价试验。另外,能够判断泄漏量在5ml/min以下的样品具有非常优异的气密性。
[0102]图9表不该试验的试验结果。另外,在图9中,用圆形记号表不满足L3 < L4的样品的试验结果,用三角形记号表示满足L3 = L4的样品的试验结果。
[0103]如图9所示,能够确认的是,满足L3 < L4的样品具有非常优异的气密性。认为其原因在于,由于仅衬垫的外周侧后端面与座部相接触,因此座部与衬垫之间的接触压力增大,另外,由于外周侧前端面位于外周侧后端面的背后的位置,因此增大后的接触压力顺利地向外周侧前端面传递,进而增大了衬垫(外周侧前端面)与内燃机等(铝衬套)之间的接触压力。
[0104]根据上述试验的结果,可以说为了谋求进一步提高气密性,优选的是,以满足L3< L4的方式构成衬垫的后端面。
[0105]接着,通过变更构成衬垫的材料、热处理的条件,制作对衬垫的硬度(Hv)进行了各种变更的火花塞的样品,并对各样品进行了防松性评价试验。防松性评价试验的概要如以下所述。即,在以20N -m的紧固力矩将样品组装在规定的铝衬套上之后,在50°C?200°C的氛围中,根据1S11565的3.4.4页中规定的振动试验,对样品向水平方向以及垂直方向分别施加了 8小时(共计16小时)的振动。然后,测量将样品从铝衬套上拆除时的回正力矩(日文:戾卜;I/夕)Te (N.m)。另外,能够判断回正力矩在1N.m以上的样品不易因加热而产生松动,能够长时间地维持良好的气密性。图10表示该试验
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