专利名称：火花塞的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种火花塞。
背景技术：
火花塞具有被相互相对地配置为具有间隙(空隙)的接地电极和中心电极，通过 在这两个电极之间施加高电压来产生火花放电。但是，已知因为火花放电伴随有瞬间的 电流变化，所以在火花塞点火时产生电波噪声。若该电波噪声明显，则不仅影响以安装 了该火花塞的车辆等的ECU (Engine Control Unit 发动机控制单元)为代表的电子设备， 还可能使电波危害波及到外界。至今，为了降低该电波噪声提出了各种技术(专利文献 1等)。但是，在火花塞中产生的电波噪声包括低频到高频的宽频范围的电波，因而实 际上，以上述现有技术为代表的以往技术也不能够充分降低电波噪声。专利文献1 JP特开昭61-135079号公报专利文献2 JP特表2002-521619号公报专利文献3 JP特开平10-189133号公报专利文献4 JP特开平7-211433号公报专利文献5 JP特开昭60-101894号公报专利文献6 JP特开平10-302929号公报专利文献7 JP特开2005-129399号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够抑制火花塞中电波噪声的产生的技术。本发明是为了解决上述问题的至少一部分而提出的，下面的方式或适用例能够 实现本发明。[适用例1]一种火花塞，具有中心电极；端子部，与所述中心电极电连接，对该中心电 极施加来自外部电源的电压；接地电极，在所述火花塞的前端侧被配置为与所述中心电 极之间具有用于火花放电的间隙；以及主体配件，保持所述接地电极，并且与所述接地 电极电连接，在该主体配件自身的内侧配置有所述中心电极，所述火花塞的特征在于， 在所述端子部与所述主体配件之间配置有介电常数大于氧化铝的介电常数的高介电常数 构件。一般情况下，端子部与主体配件之间的静电电容具有使流向端子部侧的放电电 流的电压衰减的电容器的功能。在上述的结构中，因为通过高介电构件增大该电容器 的静电电容，所以能够增大放电电流的衰减量。因而，能够抑制火花塞中电波噪声的产生。[适用例2]
如适用例1所述的火花塞，其特征在于，还具有绝缘子，被保持在所述主体配 件的内侧，并在该绝缘子的内侧保持所述中心电极和所述端子部，所述高介电常数构件 被配置在所述绝缘子和所述主体配件之间。根据该火花塞，能够通过配置在绝缘子与主体配件之间的高介电常数构件抑制 火花塞中电波噪声的产生。[适用例3]如适用例2所述的火花塞，其特征在于，所述绝缘子在自身长度方向上的大致 中央具有自身的外径大于其他部位的外径的凸缘部，在该凸缘部的后端侧具有固定辅助 构件，该固定辅助构件在所述主体配件保持该绝缘子时辅助所述主体配件的保持功能， 该固定辅助构件至少包括所述高介电常数构件。关于火花塞，一直以来利用滑石粉末作为固定辅助构件。能够使用介电常数大 于氧化铝的介电常数的粉末构件作为混入该滑石粉末中的混入物，或代替滑石粉末。由 此，能够维持绝缘子与主体配件的固定性，而且能够抑制火花塞中电波噪声的产生。[适用例4]如适用例2或3所述的火花塞，塗布所述高介电常数构件作为所述绝缘子的外表
面的覆盖层。关于火花塞，一直以来为了提高绝缘子的强度，塗布覆盖其外表面的釉料。可 以使用介电常数大于氧化铝的介电常数的构件在绝缘子的外表面形成覆盖层，作为混入 该釉料的混入物或代替釉料。由此，能够维持绝缘子的强度，并且能够抑制火花塞中电 波噪声的产生。此外，该覆盖层可以不设置在绝缘子的最外表面上，也可以以层叠的方 式在该覆盖层的外侧形成其他的覆盖层。[适用例5]如适用例1 4中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述高介电常数构件含有 AB03型钙钛矿型氧化物(A位置为Ca、Sr、Ba、Pb、La中的至少一种，B位置为Zr、 Ti、Ce、Al中的至少一种)。[适用例6]如适用例1 4中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述高介电常数构件含有 锆(Zr)或铪(Hf)的氧化物。[适用例7]一种火花塞，具有中心电极；端子部，与所述中心电极电连接，对该中心电 极施加来自外部电源的电压；接地电极，在所述火花塞的前端侧被配置为与所述中心电 极之间具有用于火花放电的间隙；以及主体配件，保持所述接地电极，并且与所述接地 电极电连接，在该主体配件自身的内侧配置有所述中心电极，所述火花塞的特征在于， 所述端子部与所述主体配件之间的静电电容为le.OpF以上。 一般情况下，端子部与主体配件之间的静电电容具有使流向端子部侧的放电电 流的电压衰减的电容器的功能。在上述的结构中，通过使该电容器的静电电容为le.OpF 以上，能够增大放电电流的衰减量。因而，能够抑制火花塞中电波噪声的产生。[适用例8]如适用例7所述的火花塞，所述静电电容为18.0pF以上。
根据该火花塞，因为使端子部与主体配件之间的静电电容更大，所以能够进一 步抑制电波噪声的产生。[适用例9]如适用例7或8所述的火花塞，所述静电电容为29.0pF以上。根据该火花塞，因为使端子部与主体配件之间的静电电容更大，所以能够进一 步抑制电波噪声的产生。[适用例10]如适用例7 9中任一项所述的火花塞，所述静电电容为36.0pF以上。根据该火花塞，因为使端子部与主体配件之间的静电电容更大，所以能够进一 步抑制电波噪声的产生。[适用例11]如适用例7 10中任一项所述的火花塞，所述静电电容为58.0pF以下。根据该火花塞，能够有效抑制电波噪声的产生。[适用例12]如适用例7 11中任一项所述的火花塞，通过在所述端子部与所述主体配件之 间配置介电常数大于氧化铝的介电常数的构件，增大所述静电电容。根据该火花塞，通过增大配置在端子部与主体配件之间的构件的介电常数，能 够增大端子部与主体配件之间的静电电容。因而，能够抑制火花塞中电波噪声的产生。此外，能够以各种方式实现本发明，例如，能够以火花塞、具有该火花塞的内 燃机、安装了该内燃机的车辆等的方式实现。
图1是表示第一实施方式的火花塞的结构的概略剖视图。 图2是表示第一实施方式的火花塞的概略剖视图和其等效电路的电路图。 图3是表示固定辅助构件的电波噪声的抑制效果的曲线图。 图4是表示第二实施方式的火花塞的概略剖视图和其等效电路的电路图。 图5是表示第三实施方式的火花塞的概略剖视图和其等效电路的电路图。 图6是用于说明第四实施方式的火花塞的电波噪声的抑制效果的说明图。 标号说明 10…绝缘子
10C···高介电常数绝缘子
11…釉料层
12…轴孔
12b…阶梯部
13…(插入)开口部
14…(插入)开口部
15…凸缘部
15W…壁面
16…端子侧筒部
17…电极侧筒部18…前端筒部19…阶梯部20…绝缘子20…中心电极21…前端部30···接地电极40···主体配件40e…端部41…铆接部42…螺纹部43…前端部44…工具扣合部50…端子配件60a…第一密封部60b…第二密封部70···电阻体80…固定辅助部81…高介电常数固定辅助构件82、83…密封线90…高介电常数覆盖层100、100B、100C …火花塞200…等效电路201…交流电源202…第一电阻203…第一接地路径205…第二电阻207…第二接地路径211…第一电容器213…第二电容器215…第三电容器220…外部电缆CPl…第一导电部CP2…第二导电部GO、GOa…比较例的曲线GEL···第一接地电极GE2…第二接地电极GP…火花间隙Is…放电电流
具体实施例方式下面，以如下的顺序说明本发明的实施方式。A.第一实施方式B.第二实施方式C.第三实施方式D.第四实施方式E.变形例A.第一实施方式图1是表示作为本发明的一个实施方式的火花塞的结构的概略图。火花塞100 具有绝缘子10、中心电极20、接地电极30、主体配件40和端子配件50。该火花塞100 安装在内燃机的燃烧室中，在相互具有间隙GP配置的两个电极(中心电极20、接地电极 30)之间产生火花放电。绝缘子10是用于保持两个电极20、30的构成火花塞100的主体部的绝缘构件。 绝缘子10例如通过烧结氧化铝(Al2O3)等绝缘陶瓷而形成。绝缘子10为形成有沿着图 中所示的轴线O方向延伸的轴孔12的筒形状，在轴线O方向上的大致中央形成有外径最 大的凸缘部15。此外，绝缘子10的外表面被釉料层11覆盖着，该釉料层11是涂覆釉料 形成的。釉料层11用于提高绝缘子10的强度。在绝缘子10的后端侧，与外部电源电连接的端子配件50插入轴孔12的开口部 13中而被固定保持。该端子配件50相当于本发明的“端子部”。另外，中心电极20 插入在绝缘子10的配置端子配件50侧的相反侧的轴孔12的开口部14中而被固定保持。 在轴孔12内的中心电极20与端子配件50之间设置有两个密封部60a、60b和电阻体70。 下面，将配置中心电极20的一侧称为“前端侧”。第一密封部60a设置在端子配件50与电阻体70之间，第二密封部60b设置在电 阻体70与中心电极20之间。两个密封部60a、60b将中心电极20或端子配件50固定在 轴孔12上，用于使中心电极20和端子配件50导通，并且确保轴孔12中的气密性，两个 密封部60a、60b由具有导电性的玻璃构件构成。电阻体70的功能后面叙述。此外，优 选电阻体70的电阻值为不会影响火花塞100的点火性的大小(例如约5kQ左右)。在此，将绝缘子10的从凸缘部15向端子配件50的插入开口部13延伸的部位称 为“端子侧筒部16”。另外，绝缘子10在从凸缘部15向中心电极20延伸的部位设置 有阶梯部19，从而形成外径不同的两个部位。以后，将从外径大的凸缘部15到阶梯部 19的部位称为“电极侧筒部17”，将从外径小的阶梯部19到中心电极20的插入开口部 14的部位称为“前端筒部18”。在绝缘子10的外周配置有主体配件40，该主体配件40为大致圆筒状的金属构 件。更具体地说，主体配件40将绝缘子10的端子侧筒部16的一部分、凸缘部15、电极 侧筒部17、阶梯部19和前端筒部18的一部分容纳在自身的内周侧，通过铆接保持绝缘 体(后面叙述铆接)。在作为主体配件40的前端侧部位的前端部43上设置有接地电极 30。接地电极30弯曲为大致“L”字形状，一端焊接在主体配件40上，另一端与中心 电极20的前端部21隔着间隙GP(称为“火花间隙GP” )而相对。
8
在主体配件40上设置有铆接部41，该铆接部41的壁比较薄，以便易于进行保持 绝缘子10工序即铆接加工。铆接部41设置在主体配件40的后端，向内侧弯曲，经由后 述的固定辅助构件80向前端方向对凸缘部15施力。另一方面，在主体配件40的前端侧 内周设置有减小轴孔12的直径而形成的阶梯部12b，该阶梯部12b承受绝缘子10的阶梯 部19而形成气密状态。众所周知可以在阶梯部12b与阶梯部19之间设置密封垫，以便 提高该气密性。此外，在铆接部41的前端侧设置有用于嵌合火花塞扳手的工具扣合部44。另 外，在主体配件40上设置有螺纹部42，该螺纹部42用于通过螺合将火花塞100固定在内 燃机的安装部位上。在铆接部41与凸缘部15之间设置有用于辅助绝缘子10与主体配件40的固定的 固定辅助部80。固定辅助部80是通过如下方式设置在主体配件40的后端部，将高介电 常数固定辅助构件81和两个密封线82、83配置在主体配件40的内周面与绝缘子10的外 表面之间的空间内。更具体地说，在包围绝缘子10的外周的两个密封线82、83之间配 置作为粉体按压成形体的高介电常数固定辅助构件81，该粉体按压成形体是对粉体进行 按压而将形状保持为环状而形成的。固定辅助部80发挥对火花塞100的构成构件间的热膨胀量差和作用于绝缘子10 的冲击力进行缓冲的缓冲件的功能，并且还具有提高绝缘子10与主体配件40之间的气 密性的功能。高介电常数固定辅助构件81由介电常数(相对介电常数)大于绝缘子10 的主要成分即Al2O3的介电常数的高介电常数构件构成，例如能够由钛酸钡(BaTiO3)构 成。此外，Al2O3的介电常数为8 11左右，BaTiO3的介电常数因温度不同而变动，为 100 1000左右。后面叙述高介电常数固定辅助构件81采用介电常数大于Al2O3的介电 常数的构件的原因。图2是用于说明在火花塞100中抑制电波噪声的原理的说明图。图2(A)是表示 火花塞100的结构的概略剖视图，为了方便，除了阴影显示和标号标注变更以外，与图1 相同。在此，假设在火花间隙GP产生火花放电的情况。此时，放电电流Is依次经由中 心电极20、第二密封部60b、电阻体70、第一密封部60a、端子配件50流向火花塞100 的外部。在此，将包括中心电极20和第二密封部60b的到电阻体70的阴影区域称为“第 一导电部CP1”。另外，将从电阻体70到端子配件50中的插入到绝缘子10的轴孔12 内的部位的包括第一密封部60a的阴影区域称为“第二导电部CP2”。另一方面，将包 括接地电极30和处于隔着绝缘子10的一部分与第一导电部CPl相对的位置的主体配件 40的一部分的阴影区域称为“第一接地电极GE1”。另外，将主体配件40中的比第一 接地电极GEl靠端子配件50侧的部位称为“第二接地电极GE2”。第一导电部CPl和第一接地电极GEl能够解释为构成隔着作为绝缘体的绝缘子 10的一部分的电容器。同样地，第二导电部CP2和第二接地电极GE2也能够解释为构 成电容器，第一和第二密封部60a、60b能够解释为构成隔着电阻体70的电容器。如上 所述，产生电波噪声时的火花塞100能够置换为如下的电路。图2(B)是表示产生电波噪声时的火花塞100的等效电路200的电路图。交流 电源201相当于发生火花放电的火花间隙GP。因而，交流电源201的输入电压Eg等于火花塞100的放电电压。第一电阻202相当于火花间隙GP处的作用放电电流Is的电阻 (称为“放电电阻”)。此外，第一电阻202的电阻值为rg。而且，与第一电阻202串 联连接的第二电阻205相当于火花塞100的电阻体70。第二电阻205的电阻值为Rr。在从第一和第二电阻202、205之间接地的第一接地路径203上设置有第一电容 器211。第一电容器211相当于由上述的第一导电部CP1和第一接地电极GE1构成的电 容器。第一电容器211的静电电容为Cg。在等效电路200中设置有与第二电阻205并联连接的第二电容器213。第二电容 器213相当于由上述的第一和第二密封部60a、60b构成的电容器。第二电容器213的静 电电容为Cr。在等效电路200中，在第二电阻205的输出侧设置有接地的第二接地路径207， 在第二接地路径207上设置有第三电容器215。第三电容器215相当于由上述的第二导电 部CP2和第二接地电极GE2构成的电容。第三电容器215的静电电容为Cu。使用上述的各电阻值rg、Rr和各静电电容Cg、Cr、Cu求出等效电路200中的 输入电压Eg与输出电压Es的比即电压比A，表示为下述的式(1)。另外，能够通过下 述的式(2)根据电压比A求出等效电路200中的电压的衰减量S。[数学式1]
权利要求
1.一种火花塞，具有中心电极；端子部，与所述中心电极电连接，对该中心电极施加来自外部电源的电压； 接地电极，配置在所述火花塞的前端侧，与所述中心电极之间具有用于火花放电的 间隙；以及主体配件，保持所述接地电极，并且与所述接地电极电连接，在该主体配件自身的 内侧配置有所述中心电极， 所述火花塞的特征在于，在所述端子部与所述主体配件之间配置有介电常数大于氧化铝的介电常数的高介电 常数构件。
2.如权利要求1所述的火花塞，其特征在于，还具有绝缘子，被保持在所述主体配件的内侧，并在该绝缘子的内侧保持所述中心 电极和所述端子部，所述高介电常数构件被配置在所述绝缘子和所述主体配件之间。
3.如权利要求2所述的火花塞，其特征在于，所述绝缘子在自身长度方向上的大致中央具有自身的外径大于其他部位的外径的凸 缘部，在该凸缘部的后端侧具有固定辅助构件，该固定辅助构件在所述主体配件保持该 绝缘子时辅助所述主体配件的保持功能，该固定辅助构件至少包括所述高介电常数构件。
4.如权利要求2或3所述的火花塞，其特征在于，涂覆所述高介电常数构件作为所述绝缘子的外表面的覆盖层。
5.如权利要求1 4中任一项所述的火花塞，其特征在于，所述高介电常数构件含有AB03型钙钛矿型氧化物(A位置为Ca、Sr, Ba、Pb、La 中的至少一种，B位置为Zr、Ti、Ce、Al中的至少一种)。
6.如权利要求1 4中任一项所述的火花塞，其特征在于， 所述高介电常数构件含有锆(Zr)或铪(Hf)的氧化物。
7.一种火花塞， 具有中心电极；端子部，与所述中心电极电连接，对该中心电极施加来自外部电源的电压； 接地电极，配置在所述火花塞的前端侧，与所述中心电极之间具有用于火花放电的 间隙；以及主体配件，保持所述接地电极，并且与所述接地电极电连接，在该主体配件自身的 内侧配置有所述中心电极， 所述火花塞的特征在于，所述端子部与所述主体配件之间的静电电容为le.OpF以上。
8.如权利要求7所述的火花塞，其特征在于， 所述静电电容为18.0pF以上。
9.如权利要求7或8所述的火花塞，其特征在于， 所述静电电容为29.0pF以上。
10.如权利要求7 9中任一项所述的火花塞，其特征在于， 所述静电电容为36.0pF以上。
11.如权利要求7 10中任一项所述的火花塞，其特征在于， 所述静电电容为58.0pF以下。
12.如权利要求7 11中任一项所述的火花塞，其特征在于，通过在所述端子部与所述主体配件之间配置介电常数大于氧化铝的介电常数的构 件，增大所述静电电容。
全文摘要
本发明提供一种能够抑制火花塞中电波噪声的产生的技术。火花塞(100)具有中心电极(20)；端子配件(50)，与中心电极(20)电连接，用于对中心电极(20)施加来自外部电源的电压；接地电极(30)，配置成与中心电极(20)之间具有用于火花放电的间隙(GP)。另外，火花塞(100)具有主体配件(40)，保持接地电极(30)，并且与接地电极(30)电连接，在该主体配件(40)自身的内侧配置有中心电极(20)。在火花塞(100)的主体配件(40)和包括端子配件(50)和具有导电性的第一密封部(60a)的第二导电部(CP2)之间设置有由介电常数大于氧化铝的介电常数的高介电常数构件构成的高介电常数固定辅助构件(81)。
文档编号H01T13/05GK102017341SQ20098011508
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月24日 优先权日2008年4月28日
发明者中川敬太, 本田稔贵, 栗林诚 申请人:日本特殊陶业株式会社