改进接地电极定位的火花塞及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种火花塞（20），其用于螺纹连接在一气缸盖（28）中，该火花塞（20）包括一带有螺纹（26）的壳体（24），该螺纹（26）设置在相对于接地电极（34）呈一预定角度的位置。螺纹（26）的相对于接地电极（34）的位置使得接地电极（34）设置在燃烧室（22）中且相对应于发动机的各部件的预定位置，从而使接地电极（34）提供稳健的且可靠的点火。螺纹（26）通过一螺纹形成装置（102）形成，该装置（102）包括一定位工具（38），以将接地电极（34）定位在对应于螺纹形成装置（102）的位置，从而使螺纹形成装置（102）以期望角度（a）形成螺纹（26）。
【专利说明】改进接地电极定位的火花塞及其制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2011年I月13日提交的第61/432，403号美国临时申请的权益，其全部内容通过引用合并入此处。
【技术领域】
[0003]本发明主要涉及用于内燃机的火花塞及其制造方法。
【背景技术】
[0004]内燃机的火花塞通常包括一金属壳体，该金属壳体螺纹连接在气缸盖的孔中并延伸进入燃烧室，该火花塞用于提供火花，以点燃燃烧室中的燃料和空气的可燃混合物。该火花在中心电极与接地电极之间产生，为了可靠且稳健地点燃燃料-空气混合物，该火花塞应该设置在燃烧室中的适当位置。如果未设置在适当位置，则火花塞可能无法提供稳健的点火，或者可能无法点燃燃料-空气混合物。
【发明内容】
[0005]本发明的一方面提供了一种火花塞，其用于螺纹连接在一气缸盖中并延伸进入一燃烧室，从而提供火花，以点燃该燃烧室中的燃料和空气的可燃混合物。该火花塞包括一由金属制成的壳体，该壳体从一壳体上表面延伸至一壳体下表面。一壳体外表面在壳体上表面与壳体下表面之间延伸。该壳体外表面包括多个用于螺纹连接在气缸盖中的螺纹。一由导电材料制成的接地电极连接至壳体下表面，从而位于燃烧室中。该螺纹设置为相对于接地电极呈一预定的角度，从而在壳体螺纹连接在气缸盖中时，可以使接地电极设置在燃烧室中的预定位置。
[0006]本发明的另一方面提供了一种制造火花塞的方法，该火花塞用于螺纹连接在一气缸盖中并延伸进入一燃烧室，从而提供火花，以点燃该燃烧室中的燃料和空气的可燃混合物。该方法包括:提供一由金属制成的壳体，该壳体从一壳体上表面延伸至一壳体下表面，并包括一位于该壳体上表面和壳体下表面之间的壳体外表面；提供一由导电材料制成的接地电极；以及将该接地电极连接至该壳体下表面。该方法还包括在壳体外表面上形成相对于接地电极呈一预定角度的螺纹，从而在壳体螺纹连接在气缸盖中时，可以使接地电极设置在燃烧室中的预定位置。
[0007]当壳体螺纹连接在气缸盖中时，火花塞的接地电极定位在燃烧室中且相对于气缸盖和燃烧室中的其它部件的期望位置。接地电极的位置使得火花塞可以更加可靠且有效地点燃燃料-空气混合物。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]请参阅下述详细说明并结合附图进行考虑，本发明的其它优点将更加容易领会和理解，其中:[0009]图1为根据本发明一个实施例的螺纹连接在气缸盖中的火花塞的剖视图；
[0010]图1A为根据本发明一个实施例的一包含螺纹的壳体以及一与该螺纹连接的接地电极的局部侧视图，该螺纹设置在相对于接地电极呈一预定角度的位置；
[0011]图2为根据本发明一个实施例的在壳体上形成螺纹之前的壳体和接地电极的剖视图；
[0012]图3为根据本发明一个实施例的定位工具的示图；
[0013]图4为根据本发明另一个实施例的定位工具的立体图；
[0014]图4A为图4的定位工具的侧视图；
[0015]图4B为图4的定位工具的剖视图；
[0016]图5为图3的定位工具设置在根据本发明一个实施例的螺纹形成装置中的立体图；
[0017]图6为设置在图5的定位工具上的壳体以及与该壳体相连的接地电极在安装该接地电极以及形成螺纹之前的立体图；
[0018]图7为设置在图5的定位工具上的壳体以及该壳体相连的接地电极在安装该接地电极之后以及形成螺纹之前的立体图；
[0019]图8为根据本发明另一个实施例的火花塞的侧视图；以及
[0020]图8A为图8的火花塞的仰视图。
【具体实施方式】
[0021]本发明一方面提供了一种火花塞20，其用于提供火花，以点燃燃烧室22的燃料和空气的可燃混合物。该火花塞20包括一带有螺纹26的金属壳体24，该壳体24与一具有匹配螺纹的部件连接，该部件通常是指内燃机的气缸盖28。火花塞20的壳体24环绕一绝缘体30和一中心电极32。如图1所示，一接地电极34连接至一壳体下表面36。螺纹26在预定的位置形成，并且相对于接地电极34呈预定的角度α。通过在相对于接地电极34的预定位置形成壳体24的螺纹26，可以使火花塞20定位在相对于气缸盖28以及燃烧室中的其它部件(例如燃料喷射器)的期望位置，从而使火花塞20可以更加可靠且有效地点燃燃料-空气混合物。本发明另一方面提供了一种制造火花塞20的方法，该方法是指通过定位工具38安装接地电极34并且使壳体24对齐，从而使螺纹26在相对于接地电极34的预定位置形成。
[0022]中心电极32由导电材料制成，并从一电极终端40沿一点火器中心轴Bi纵向延伸至一中心点火端42。在一个实施例中，该中心电极32的导电材料为镍基材料，该镍基材料包含含量为镍基材料总重量的至少60.0wt.%的镍。如图1和8所示，中心电极32还可以包括一由贵金属合金制成的中心点火尖纟而44，该中心点火尖纟而44设直在中心点火纟而42上，以提供火花。
[0023]由电绝缘材料(例如氧化铝)制成的绝缘体30环绕中心电极32，并从一绝缘体上端(未示出)沿点火器中心轴Si纵向延伸至一绝缘体管口端48,从而使中心点火端42从绝缘体管口端48向外设置。绝缘体30包括一沿点火器中心轴Si延伸的绝缘体孔50,以容置中心电极32。
[0024]火花塞20还包括一由导电材料制成的端子52，该端子52容置在绝缘体30中并从第一终端(未示出)沿点火器中心轴Bi纵向延伸至第二终端56，该第一终端最终电连接至一电源，该第二终端电连接至电极终端40。一电阻层58设置在第二终端56和电极终端40之间，并使该第二终端56和电极终端40电连接，以从端子52向中心电极32传递能量。电阻层58由电阻材料(例如玻璃密封)制成。
[0025]金属壳体24 —般由钢制成，如图1所示，该金属壳体24环绕绝缘体30，并从壳体上表面60沿点火器中心轴％纵向延伸至壳体下表面36，从而使绝缘体管口端48从壳体下表面36向外延伸。在一个优选实施例中，壳体下表面36为平面,并具有垂直于点火器中心轴ai延伸的壳体厚度ts。壳体下表面36还环绕绝缘体30延伸。
[0026]壳体24包括一面向绝缘体30的壳体内表面62以及一背向壳体内表面62的壳体外表面64。该壳体内表面62和壳体外表面64环绕点火器中心轴Si周向延伸，并在壳体上表面60和壳体下表面36之间纵向延伸。壳体内表面62具有一壳体内径Di,且壳体外表面64具有一壳体外径D。,该壳体内径Di和壳体外径D。分别延伸跨过点火器中心轴a”
[0027]壳体外表面64具有多个环绕点火器中心轴Si周向延伸并位于壳体上表面60和壳体下表面36之间的螺纹26，以使其与气缸盖28或其它部件的匹配螺纹26啮合，从而使火花塞20保持在终端应用中的合适位置。在形成螺纹26之前先将接地电极34连接至壳体24，从而使接地电极34设置在相对于壳体24的螺纹26的预定位置，且该螺纹26设置在相对于接地电极34的预定位置。
[0028]各螺纹26分别具有一穿过点火器中心轴％的螺纹直径Dthreadtl各螺纹26的顶部分别与相邻螺纹26的顶部隔开。如图1A所示，螺纹26的顶部定位在相对于接地电极34的预定位置，例如相对于邻近连接表面68的接地电极34的侧表面66呈一预定角度α。螺纹26的角度α可以通过分度法确定。例如，该角度α可以通过以下步骤确定:首先，当火花塞20设置在燃烧室22中时，将壳体24和接地电极34设置在期望的位置，该期望的位置通常为使燃料-空气混合物能够最大效率地燃烧的位置，然后，确定螺纹26的角度α，以使该角度α可以提供上述期望的位置。如图1A所示，在一个实施例中，螺纹26的顶部相对于接地电极34的侧表面66形成一正负一定度数的角度α。螺纹26的顶部还可以相对于一平面形成一正负一定度数的角度α，该平面垂直于点火器中心轴％并沿壳体外表面64延伸穿过一预定点P，该点P例如为图8和8Α的火花塞中示出的点P。螺纹26还可与接地电极34的连接表面68相隔一预定距离。
[0029]接地电极34由导电材料(例如镍合金)制成，并从一连接表面68延伸至一接地点火表面70，且该接地电极34还带有一位于连接表面68与接地点火表面70之间的侧表面。连接表面68和点火表面为平面并具有一位于侧表面66之间的电极厚度t#电极厚度k通常不大于壳体厚度ts。如图2所示，在一个实施例中，接地电极34首先提供为从连接表面68笔直地延伸至接地点火表面70。连接表面68连接(通常通过焊接连接)至壳体下表面36。连接表面68设置在相对于螺纹26的沿壳体下表面36的圆周的预定位置。
[0030]通常，在壳体外表面64上形成螺纹26之后，将接地电极34向内弯曲，从而使接地电极34弯折且接地点火表面70延伸超过点火器中心轴a”接地点火表面70与中心点火端42间隔开，以在接地电极34的侧表面66与中心点火端42之间形成一火花间隙72。然而，在接地电极34保持相对于螺纹26呈一预定角度的情况下，该接地电极34可以包括另一种设计。在一个实施例中，接地电极34包括一由贵金属合金制成的接地点火尖端74,该接地点火尖端74设置在接地点火表面70，以提供火花。在接地点火尖端74与中心点火尖端44之间形成有一火花间隙72。
[0031]本发明的另一方面提供一种制造火花塞20的方法，该火花塞20包括接地电极34和壳体24，该接地电极34和壳体24设置在相对于彼此的预定位置，从而使火花塞20可以定位在相对于内燃机的气缸盖28和其它部件的预定位置，进而使火花塞20为燃料-空气混合物提供更加更靠且有效或最佳的燃烧。在制造火花塞20之前，该方法包括确定螺纹26形成在相对于接地电极34的壳体外表面64上的位置，从而，当火花塞20螺纹连接至气缸盖28时，接地电极34可以设置在适合点火的最佳位置。如图1A所示，在一个实施例中，螺纹26定位在相对于邻近连接表面68的接地电极34的侧表面66呈预定角度α的位置。螺纹26的角度α可以通过分度法确定。
[0032]如图5-7所示，一螺纹形成装置102用于在预定位置形成螺纹26，例如，该螺纹形成装置102为一包含多个螺纹板牙76的滚丝机。螺纹形成装置102设计成这样，S卩，当接地电极34设置在对应于螺纹形成装置102的预定位置时，例如当接地电极34设置在对应于相对的螺纹板牙76的预定位置时，在相对于接地电极34的预定位置形成螺纹26。定位工具38优选用于将接地电极34设置在相对于螺纹形成装置102的预定位置。
[0033]制造火花塞20的方法首先包括提供火花塞20的壳体24、接地电极34以及其它部件。如图2所示，接地电极34首先提供为从连接表面68纵向且笔直地延伸至接地点火表面70。在壳体外表面64形成螺纹26之前，该方法包括将接地电极34的连接表面68连接至壳体下表面36，该连接表面68连接在沿壳体下表面36的圆周的预定位置。
[0034]一旦接地电极34连接至壳体24，定位工具38将用于定位该接地电极34并将接地电极34和壳体24设置在螺纹形成装置102中。如图5-7所示，定位工具38可与螺纹形成装置102机械连接。可选地，定位工具38可与螺纹形成装置102分离，然后在定位完接地电极34的位置之后，将定位工具34沿螺纹形成装置102安置。
[0035]定位工具38通常沿一工具中心轴at从一第一端78纵向延伸至一第二端80。定位工具38包括一位于第一端78和第二端80之间的工具外表面82，并带有一沿着工具外表面82设置在预定位置的螺纹定位结构84，且该螺纹定位结构84垂直于工具外表面82延伸。定位工具38具有一不大于壳体内径Di的工具直径Dt。如图3所不,在一个实施例中，定位工具38包括一轴柄，且工具外表面82具有圆柱形的形状。在该实施例中，螺纹定位结构84为自该工具外表面82垂直延伸的唇部。如图5所示，该轴柄通常设置在容座88的孔中，并垂直于螺纹板牙76延伸。
[0036]如图4-4B所示，在一可选的实施例中，定位工具38包括一容座88，该容座88从一支撑表面90沿一工具中心轴at纵向延伸至一基底表面92，其中，支撑表面90为平面，并环绕工具中心轴at延伸。在该实施例中，定位工具38还包括带有一工具外表面82的轴柄，该轴柄可以设置在容座88的孔中，并具有圆柱形的形状。具有工具外表面82的轴柄包括一平面，该平面设置在沿工具孔的狭槽中。螺纹定位结构84由狭缝的表面和轴柄的平面提供，该狭缝从容座88的支撑表面90朝向基底表面92延伸。狭缝表面位于沿工具外表面82的预定位置，并垂直于工具外表面82延伸。
[0037]该方法还包括将定位工具38的螺纹定位结构84设置在相对于螺纹形成装置102的预定位置，从而，当接地电极34接触螺纹定位结构84时，螺纹形成装置102可以在壳体外表面64的相对于接地电极34的预定位置形成螺纹26。在图5-7的实施例中，定位工具38机械连接至螺纹形成装置102。因此，当接地电极34保持与定位工具38的螺纹定位结构84接触时，接地电极34将设置在相对于螺纹形成装置102的预定位置，以使螺纹形成装置102在壳体外表面64的相对于接地电极34的期望位置形成螺纹26。在另一个实施例中，定位工具38与螺纹形成装置102分离，然后将定位工具38转移至螺纹形成装置102中，并使得壳体24和接地电极34保持沿着螺纹定位结构84。
[0038]如图6所示，为了将接地电极34设置在期望的位置，该方法包括将定位工具38的工具中心轴at与壳体24的点火器中心轴对齐，并将壳体24设置在定位工具38的第一端78上，从而使接地电极34与工具外表面82接合。在使用图4的定位工具38的可选实施例中，接地电极34的接地点火表面70设置在容座88的支撑表面90上。
[0039]如图7所示，一旦壳体24设置在定位工具38上，该方法包括通过以下步骤定位接地电极34，即，使壳体24相对于定位工具38旋转，从而使接地点火表面70沿工具外表面82环绕中心轴a1、at滑动，直至接地电极34的侧表面66与螺纹定位结构84接触并设置在相对于螺纹定位结构84的预定位置。在使用图4的定位工具38的可选实施例中，接地点火表面70沿容座88的支撑表面90滑动，直至滑入狭槽中并与螺纹定位结构84接合，该螺纹定位结构84为狭槽的表面。
[0040]一旦接地电极34恰当地设置在螺纹形成装置102中，该方法包括在壳体外表面64的相对于接地电极34的预定位置形成螺纹26，例如，使用螺纹牙板76形成该螺纹26。接地电极34的侧表面66保持与螺纹定位结构84接触，直至螺纹形成装置102开始在壳体34上形成螺纹26。其次，该方法包括在壳体24的相对于接地电极34呈预定角度α的位置形成螺纹26。螺纹形成装置102通过编程实现在预定的角度α形成螺纹26。
[0041]该方法然后包括使带有螺纹的壳体24和接地电极34与定位工具38分离，并继续制造火花塞20的其余部分。在一个实施例中，进一步的步骤包括:将接地电极34的接地点火表面70朝向点火器中心轴a”向内弯曲，将绝缘体30滑入壳体24中，将中心电极32滑入绝缘体30中，将电阻层58沿中心电极32设置在绝缘体30中，以及将端子52设置在绝缘体30中并位于电阻层上。
[0042]在制成火花塞20后，该方法包括将火花塞20螺纹连接在气缸盖28或者其它部件中，以使火花塞20在终端应用期间保持在合适的位置。气缸盖28包括与壳体24的螺纹26匹配的螺纹26。该方法包括:将壳体24的螺纹26与气缸盖28的螺纹26啮合，并使壳体24相对于气缸盖28旋转，以将壳体24拧入气缸盖28中。当壳体24螺纹连接在气缸盖28中时，接地电极34将设置在相对于壳体24的螺纹26的预定位置，从而使接地电极34设置在相对于内燃机的气缸盖28、燃料喷射器以及燃烧室的其它部件的最佳位置，以使火花塞20更加可靠且有效地点燃燃烧室22中的燃料-空气混合物。
[0043]显然，鉴于上述教导，本发明可以有多种修改和变形。因此，应该理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以通过具体描述的方式以外的其它方式实现。此外，权利要求中的附图标记仅为了便于说明，不应该视为任何形式的限制。
【权利要求】
1.一种火花塞(20)，其螺纹连接在气缸盖(28)中并延伸进入燃烧室(22)内，用于提供火花以点燃燃烧室(22)中的燃料和空气的可燃混合物，其特征在于，该火花塞(20)包括: 一由金属制成的壳体(24),其从一壳体上表面(60)延伸至一壳体下表面(36), 所述壳体(24 )包括一位于所述壳体上表面(60 )与所述壳体下表面(36 )之间的壳体外表面(64 )，该壳体外表面(64 )包括多个用于螺纹连接在一气缸盖(28 )中的螺纹(26 )， 一由导电材料制成的接地电极(34)，其连接至所述壳体下表面(36)，以设置在燃烧室(22)中，以及 所述螺纹(26)设置为相对于所述接地电极(34)呈一预定角度(α )，从而当所述壳体(24)螺纹连接在气缸盖(28 )中时，使所述接地电极(34)设置在燃烧室(22 )中的预定位置。
2.根据权利要求1所述的火花塞(20)，其特征在于，所述壳体外表面(64)沿一点火器中心轴Ui)纵向延伸并环绕该点火器中心轴Ui)周向延伸，且所述螺纹(26)设置为相对于一平面呈一正负一点度数的角度(α )，该平面垂直于所述点火器中心轴(?)并沿所述壳体外表面(64)延伸穿过一预定点(P)。
3.根据权利要求1所述的火花塞(20)，其特征在于，所述接地电极(34)包括一垂直于所述壳体下表面(36)延伸的侧表面(66),其中，所述螺纹(26)设置为相对于所述侧表面(66)呈一预定角度(α )。
4.根据权利要求1所述的火花塞(20)，其特征在于，该火花塞(20 )包括一由电绝缘材料制成的设置在所述壳体(24`)中的绝缘体(30)以及一由导电材料制成的中心电极(32)，该中心电极(32)设置在所述绝缘体(30)中并从一电极终端(40)纵向延伸至一中心点火端(42)，其中，所述接地电极(34)从所述壳体下表面(36)朝向所述中心点火端(42)延伸，从而在所述中心点火端(42)和所述接地电极(34)之间形成火花间隙(72)。
5.根据权利要求1所述的火花塞(20)，其特征在于，所述壳体外表面(64)沿一点火器中心轴Ui)纵向延伸并环绕该点火器中心轴Ui)周向延伸，所述接地电极(34)包括一焊接至所述壳体下表面(36)的连接表面(68)，且所述连接表面(68)和所述壳体下表面(36)为平面并垂直于所述点火器中心轴(％)。
6.根据权利要求1所述的火花塞(20)，其特征在于，所述螺纹(26)在所述壳体上表面(60)和所述壳体下表面(36)之间环绕一点火器中心轴Ui)周向延伸，并分别具有一穿过所述点火器中心轴Ui)的螺纹直径(Dttoead),该螺纹直径(Dttoead)为10_-18_。
7.根据权利要求1所述的火花塞(20)，其特征在于，该火花塞(20)由包括以下步骤的工艺制成: 确定所述螺纹(26)形成在相对于所述接地电极(34)的所述壳体外表面(64)上的所述预定位置； 提供一螺纹形成装置(102)，当所述接地电极(34)设置在相对于所述螺纹形成装置(102)的预定位置时，该螺纹形成装置(102)在相对于所述接地电极(34)的所述预定位置形成所述螺纹(26); 使用一定位工具(38)将所述接地电地(34)设置在相对于所述螺纹形成装置(102)的所述预定位置，其中，所述定位工具(38)包括一从第一端(78)沿工具中心轴(at)纵向延伸至第二端(80)的工具外表面(82)，还包括一垂直于所述工具外表面(82)延伸的螺纹定位结构(84);以及使用所述定位工具(38)的步骤包括:将所述定位工具(38)设置在相对于所述螺纹形成装置(102)的预定位置，从而当所述接地电极(34)与所述螺纹定位结构(84)接触时，所述接地电极(34)设置在相对于所述螺纹形成装置(102)的所述预定位置，将所述壳体(24)的点火器中心轴Ui)与所述工具中心轴(at)对齐，将所述接地电极(34)沿所述工具外表面(82)设置，将所述壳体(24)相对于所述定位工具(38)旋转，直至所述接地电极(34)与所述螺纹定位结构(84)接触，以及在所述接地电极(34)与所述螺纹定位结构(84)接触时，通过所述螺纹形成装置(102)在所述壳体外表面(64)形成所述螺纹(26)。
8.一种火花塞(20 )，其螺纹连接在气缸盖(28 )中并延伸进入燃烧室(22 )内，用于提供火花，以点燃燃烧室(22)中的燃料和空气的可燃混合物，其特征在于，该火花塞(20)包括:一由导电材料制成的中心电极(32 )，其从一电极终端(40 )沿点火器中心轴(Bi)纵向延伸至一中心点火端(42)， 所述中心电极(32)的所述导电材料为镍基材料，该镍基材料包括含量为所述镍基材料的总重量的至少60.0wt.%的镍， 所述中心电极(32)包括一中心点火尖端(44)，该中心点火尖端(44)由贵金属合金制成，并设置在所述中心点火端(42)上，以提供火花， 一由电绝缘材料制成的绝缘体(30 ),该绝缘体(30 )环绕所述中心电极(32 )并沿所述点火器中心轴(?)纵向延伸至一绝缘体管口端，以使所述中心点火端(42)从所述绝缘体管口端(48)向外设置， 所述绝缘体(30)包括一沿所述点火器中心轴(?)延伸的绝缘体孔(50)，以容纳所述中心电极(32)， 所述电绝缘材料包括氧化招， 一由导电材料制成的端子(52)，该端子(52)容纳在所述绝缘体(30)中并沿所述点火器中心轴Ui)纵向延伸至一第二终端(56)，该第二终端(56)电连接至所述电极终端(40)，一电阻层(58)，该电阻层(58)设置在所述第二终端(56)与所述电极终端(40)之间，并使所述第二终端(56)与所述电极终端(40)电连接，以从所述端子(52)向所述中心电极(32)传输能量， 所述电阻层(58)由电阻材料制成，所述电阻材料为玻璃密封， 一由金属材料制成的壳体(24),该壳体(24)环绕所述绝缘体(30),并从一壳体上表面(60)沿所述点火器中心轴(?)纵向延伸至一壳体下表面(36)，以使所述绝缘体管口端(48)从所述壳体下表面(36)向外延伸， 所述金属材料包括钢， 所述壳体下表面(36)为平面，且垂直于所述点火器中心轴(?),并环绕所述绝缘体(30)延伸， 所述壳体下表面(36 )具有一壳体厚度(ts), 所述壳体(24)包括一面向所述绝缘体(30)的壳体内表面(62)以及一背向所述壳体内表面(62)延伸的壳体外表面(64),该壳体内表面(62)和壳体外表面(64)分别环绕所述点火器中心轴Cai)周向延伸，并在所述壳体上表面(60)和壳体下表面(36)之间纵向延伸， 所述壳体内表面(62)具有一壳体内径(Di),且所述壳体外表面(64)具有一壳体外径(D。)，该壳体内径(Di)与壳体外径(D。)分别穿过所述点火器中心轴Ui)延伸，一由导电材料制成的接地电极(34)，该接地电极(34)从一设置在所述壳体下表面(36)上的连接表面(68)延伸并弯曲至一接地点火表面(70)，该接地点火表面(70)与所述中心点火端(42)隔开， 所述接地电极(34)包括一侧表面(66),该侧表面(66)在所述连接表面(68)与所述接地点火表面(70)之间延伸， 所述连接表面(68)和所述接地点火表面(70)为平面，并具有一不大于所述壳体厚度(ts)的电极厚度(te)， 所述接地电极(34)的所述连接表面(68)为平面，并焊接至所述壳体下表面(36)， 所述接地电极(34)的所述连接表面(68 )设置在沿所述壳体下表面(36 )的圆周的预定位置， 所述接地电极(34)的所述导电材料为镍基材料，该镍基材料包括含量为所述镍基材料重总量的至少60.0wt.%的镍， 所述接地电极(34)包括一接地点火尖端(74),该接地点火尖端(74)由贵金属合金制成，并设置在所述接地点火表面(70)上，以提供所述火花， 所述接地点火尖端(74)与所述中心点火尖端(44)隔开，以在所述接地点火尖端(74)与所述中心点火尖端(44)之间形成火花间隙(72)， 所述壳体外表面(64 )具有多个螺纹(26 )，该螺纹(26 )在所述壳体上表面(60 )与所述壳体下表面(36)之间环绕所述点火器中心轴Ui)周向延伸，以与气缸盖(28)的匹配的螺丝(26)啮合，` 各所述螺纹(26)分别具有一穿过所述点火器中心轴(?)的螺纹直径(Dthread),该螺纹直径(Dthread)为 10-18_， 各所述螺纹(26)分别与相邻的螺纹(26)隔开， 所述螺纹(26)设置在相对于邻近所述连接表面(68)的所述接地电极(34)的所述侧表面(66)呈一预定角度(α )的位置，以当所述壳体(24螺纹连接在所气缸盖(28)中时，使所述接地(34)设置在燃烧室(22)中的预定位置，以及 所述螺纹(26)设置为相对于一平面呈一正负一点度数的角度(α )，该平面垂直于所述点火器中心轴Ui)并沿所述壳体外表面(64)延伸穿过一预定点(P)。
9.一种制造火花塞(20)的方法，该火花塞(20)螺纹连接在一气缸盖(28)中并延伸进入燃烧室(22)内，用于提供火花，以点燃燃烧室(22)中的燃料和空气的可燃混合物，其特征在于，该方法包括以下步骤: 提供一由金属制成的壳体(24)，该壳体(24)从一壳体上表面(60)延伸至一壳体下表面(36),还包括一位于所述壳体上表面(60)与所述壳体下表面(36)之间的壳体外表面(64)， 提供一由导电材料制成的接地电极(34)， 将该接地电极(34 )连接至壳体下表面(36 )， 在壳体外表面(64)上形成相对于所述接地电极(34)呈一预定角度的螺纹(26)，以当壳体(24)螺纹连接在气缸盖(28)中时，使接地电极(34)设置在燃烧室(22)中的预定位置。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法包括:预设螺纹(26)形成在相对于接地电极(34)的壳体外表面(64)上的角度(α )，并提供一螺纹形成装置(102)，以当接地电极(34)设置在相对于螺纹形成装置(102)的预定位置时，形成相对于接地电极(34)呈预定角度(α )的螺纹(26)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该方法包括:使用一定位工具(38)将接地电极(34)设置在对应于螺纹形成装置(102)的预定位置。
12.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述定位工具(38)包括一从一第一端(78)沿一工具中心轴(at)纵向延伸至一第二端(80)的工具外表面(82)，还包括一垂直于工具外表面(82)延伸的螺纹定位结构(84)，其中，使用定位工具(38)的步骤包括: 将定位工具(38)设置在相对于螺纹形成装置(102)的预定位置，从而当接地电极(34)与螺纹定位结构(84)接触时，使接地电极(34)设置在相对于螺纹形成装置(102)的预定位置， 使壳体(24)的点火器中心轴Ui)与工具中心轴(at)对齐，将接地电极(34)沿工具外表面(82)设置， 将壳体(24)相对于定位工具(38)旋转，直至接地电极(34)与螺纹定位结构(84)接触，以及 当接地电极(34)与螺纹定位结构(84)接触时，通过螺纹形成装置(102)在壳体外表面(64)上形成螺纹(26)，
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法包括:感应接地电极(34)与螺纹定位结构(84)之间的接`触，并使接地电极(34)保持与螺纹定位结构(84)接触，直至在壳体外表面(34)上形成螺纹(26)。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，螺纹定位结构(84)为一垂直于待形成的螺纹(26)延伸的唇部。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法包括:使接地电极(34)从与壳体下表面(36)连接的连接表面(68)笔直地延伸至接地点火表面(70)，并且在形成螺纹(26)之后将接地电极(34)向内弯曲。
16.一种制造点火系统的方法，该点火系统包括一火花塞(20)，该火花塞(20)螺纹连接在一气缸盖(28 )中并延伸进入燃烧室(22 )内，用于提供火花，以点燃燃烧室(22 )中的燃料和空气的可燃混合物，其特征在于，该方法包括以下步骤: 提供一由金属材料制成的壳体(24),该壳体(24)从一壳体上表面(60)沿点火器中心轴(^ )纵向延伸至一壳体下表面(36 )，还包括一面向点火器中心轴(Bi)的壳体内表面(62 )以及一背向壳体内表面(62)的壳体外表面(64),该壳体内表面(62)和壳体外表面(64)分别在壳体上表面(60)和壳体下表面(36)之间纵向延伸,其中，壳体外表面(64)具有一壳体外径(D。),且壳体内表面(62)具有一壳体内径(Di),该壳体外径(D。)与壳体内径(Di)分别穿过点火器中心轴Ui)延伸，并且其中，壳体下表面(36)为平面，其垂直于点火器中心轴(Bi )且环绕点火器中心轴(Bi )延伸， 提供一由导电材料制成的接地电极(34)，该接地电极(34)具有一从连接表面(68)纵向地且笔直地延伸至接地点火表面(70的侧表面(66)，其中，连接表面(68)和接地点火表面(70)为平面，并具有一电极厚度(te)， 将接地电极(34)的连接表面(68)连接至壳体下表面(36)，并使该连接表面(68)位于沿壳体下表面(36)的圆周的预定位置，预设螺纹(26)形成在相对于接地电极(34)的侧表面(66)的壳体外表面(64)上的角度(α )， 提供一定位工具(38)，该定位工具(38)从第一端(78)沿工具中心轴(at)纵向延伸至第二端(80),并包括一位于第一端(78)和第二端(80)之间的工具外表面(82),还包括一设置在沿工具外表面(82)的预定位置上并垂直于工具外表面(82)延伸的螺纹定位结构(84)， 提供一螺纹形成装置(102)，当接地电极(34)设置在相对于螺纹形成装置(102)的预定位置时，该螺纹形成装置(102)用于在相对于接地电极(34)的呈预定角度(α )的位置形成螺纹(26 )，其中，当接地电极(34)与容座(88 )的螺纹定位结构(84)接触时，螺纹形成装置(102 )通过螺纹定位结构(84)容纳该容座(88 )，该螺纹定位结构(84)设置在相对于螺纹形成装置(102)的预定位置，从而使接地电极(34)设置在相对于螺纹形成装置(102)的预定位置，以使该螺纹形成装置(102)在壳体外表面(64)的相对于接地电极(34)的预定位置形成螺纹(26)， 将定位工具(38)的工具中心轴(at)与壳体(24)的点火器中心轴Ui)对齐， 将壳体(24)设置在定位工具(38)的第一端(78)上，从而使接地电极(34)与工具外表面(82)接合， 将壳体(24)相对于定位工具(38 )旋转，从而使接地点火表面(70 )沿工具外表面(82 )环绕中心轴(a1、at)滑动，直至接地电极(34)的侧表面(66)与螺纹定位结构(84)接触并设置在相对于螺纹定位结构(84)的预定位置， 感应接地电极(34)的侧表面(66)与螺纹定位结构(84)之间的接触，在工具外表面(82)上形成螺纹(26)， 使接地电极(34)保持与螺纹定位结构(84)接触，直至形成螺纹(26)，使定位工具(38)与接地电极(34)分尚， 将接地电极(34)的接地点火表面(70)向内弯曲并超过点火器中心轴Ui),以使接地电极(34)的侧表面(66)跨过点火器中心轴(?), 将绝缘体(30)滑入壳体(24)中， 将中心电极(32)滑入绝缘体(30)中， 将电阻层(58)沿中心电极(32)设置在绝缘体(30)上， 将端子(52)设置在绝缘体(30)内并位于电阻层(58)上， 提供一气缸盖(28)，该气缸盖(28)包括与壳体(24)的螺纹(26)匹配的螺纹， 将壳体(24)的螺纹(26)与气缸盖(28)的螺纹啮合，以及 将壳体(24)相对于气缸盖(28)旋转，以使壳体(24)拧入气缸盖(28)中，从而使接地电极(34)设置在相对于壳体(24)的螺纹(26)的预定位置，以及相对于气缸盖(28)的预定位置。
【文档编号】H01T13/08GK103875143SQ201280013084
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年1月13日 优先权日:2011年1月13日
【发明者】帕特里克·迈克尔·格费尔, 唐·R·格雷格, 凯文·J·科瓦尔斯基 申请人:费德罗-莫格尔点火公司