专利名称：陶瓷加热器型火花塞的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种作为柴油发动机起动辅助用而使用的陶瓷加热器型火花塞，本发明尤其涉及一种将作为密封材料的氧化镁等绝缘体封入在保持陶瓷加热器的金属外筒内部的陶瓷加热器型火花塞。
背景技术：
作为柴油发动机起动辅助用而使用的陶瓷加热器型火花塞具有下述结构，即一般在使陶瓷加热器前端的发热部突出到外部状态下使其后部侧保持在金属外筒内，而且将该金属外筒的后端插入到发动机气缸盖安装工具即圆筒状壳体的前端部内并固定，将上述陶瓷加热器的一个电极(负极)取出到加热器本体外面，与上述金属外筒的内面电气连接，同时将另一个电极(正极)通过电极取出工具从后端部侧取出到外部，与通过绝缘部件而固定在上述壳体后端部的连接端子电气相连。
在这种陶瓷加热器型火花塞中，提出下述一种陶瓷加热器型火花塞(例如参考专利文献1)，即为了对陶瓷火花塞的正极侧和电极取出工具进行连接，对陶瓷加热器的后端部进行磨削，形成小径部。
但是近些年来，为了适应对排气的限制，柴油发动机的燃烧方式从具有副燃烧室类型转变到直接喷射型即所谓的直喷型，而且实施了多阀化。用于这种直接喷射型柴油发动机的火花塞由于通过气缸盖的壁面而面临主燃烧室，与对副燃烧室进行预热类型相比，整个长度变长，而且必须需要细径。
而且为了确保气缸盖的强度，必须增大气缸盖的厚度，因而安装火花塞的插入孔非常细，而且变得很长，与此情况相适应，火花塞也必须形成得非常细长。
为了适应上述火花塞长尺寸的要求，同时缩短陶瓷加热器总长，降低成本，下述结构的火花塞是公知的，也就是使埋设了发热体的前端发热部突出到外部地将陶瓷加热器固定在金属外筒的一端侧上，同时与电极取出工具相连的后端部侧位于金属外筒内部。
在金属外筒的内部，在对露出到陶瓷加热器后端部的正极和电极取出工具进行连接后构成的火花塞中，将氧化镁(MgO)等耐热绝缘粉体封入到金属外筒的内部，通过由模锻等使上述耐热绝缘粉体高密度化，对电极取出工具牢固地进行固定。
在金属外筒的内部对陶瓷加热器的正极和电极取出工具进行连接的结构中，必须使陶瓷加热器后端部直径进一步变小，因而必须对其受损情况进行充分考虑专利文献1特开平10-332149号公报(第4-5页，图1)发明内容发明需要解决的问题封入到金属外筒内的氧化镁(MgO)等耐热绝缘粉体是刚性较高的多结晶体，在金属外筒变形等情况发生时，通过所述氧化镁，将力作用在陶瓷加热器的小径部上，存在该小径部受损的可能。
本发明用于解决上述问题，本发明的目的是提供一种陶瓷加热器型火花塞，即使弯曲力作用在陶瓷加热器前端侧且金属外筒变形时，也不担心陶瓷加热器受损。
解决问题的技术方案本发明所涉及的陶瓷加热器型火花塞，其包括陶瓷加热器，该陶瓷加热器被保持在一端部上同时另一端部侧固定在壳体内部孔内的金属外壳，以及在该金属外筒内且与上述陶瓷加热器的一个电极相连的电极取出部件，将作为密封材料的绝缘体封入到上述金属外筒内，其特征在于，将无机绝缘体颗粒粉体粉末填充在上述陶瓷加热器和电极取出部件的相连部周围。
而且本发明第二方面所记载的发明的特征在于，在上述陶瓷加热器位于金属外筒内的端部上形成小径部，在该小径部上，上述陶瓷加热器的电极和电极取出部件相连。
而且本发明第三方面所记载的发明的特征在于，上述颗粒体粉末是由原始粒子小于5微米的微小粉组成的颗粒体。
而且本发明第四方面所记载的发明的特征在于，上述颗粒体的直径为30～200微米。
而且本发明第五方面所记载的发明的特征在于，封闭在上述金属外筒内的绝缘体是填充后由局部镦粗(スエ一ジング)加工而高密度化的耐热性绝缘粉体。
发明效果本发明的陶瓷加热器型火花塞具有下述效果，也就是即使弯曲力作用在陶瓷加热器前端侧，且金属外筒变形时，也不担心位于金属外筒内的陶瓷加热器的后端部受损。
图1是陶瓷加热器型火花塞的纵剖视图；图2是对上述陶瓷加热器型火花塞关键部位进行放大显示的纵剖视图。
具体实施例方式
通过将无机绝缘体颗粒体粉末填充在位于金属外筒内的陶瓷加热器后端部侧与电极取出部件相连的连接部周围这种简单结构，就能实现防止陶瓷加热器的损坏的目的。
实施例1下文将参考附图由实施例对本发明进行介绍。图1是表示符合本发明一实施例的柴油发动机用火花塞(由附图标记2表示)的纵剖视图，图2是其关键部位的放大视图。该实施例的火花塞2是包括陶瓷加热器4的陶瓷加热器型火花塞。
陶瓷加热器4将图中未示的发热体埋设在构成其本体部的陶瓷绝缘体6的内部。该发热体的负极侧取出到陶瓷绝缘体6的外周面上，由钎焊等被结合在后述壳体(金属外筒)8的内面而被电气连接。另一方面，上述发热体的正极侧延伸到与埋设了陶瓷加热器4的发热体的前端部4a相反的端部(位于图1和图2的左端的后端部)侧，露出到由磨削等而形成在该后端部上的小径部4b的外面。形成在作为电极取出部件的电极取出线10前端上的杯状部10a装配在陶瓷加热器4后端小径部4b上，与露出在上述陶瓷加热器4后端小径部4b外面的发热体的正极侧电相连。
上述电极取出线10的后端部10b是线圈状，将由导电金属刚体构成的电极取出杆12的前端部12a插入到该线圈部10b内并电气连接。而且，该电极取出杆12的后端部12b由对焊等固定在外部连接端子14的前端部14a上。而且在该实施例中，虽然由电极取出线10和电极取出杆12将电极(正极)取出到外部，但是本发明并不局限于该种结构，也可以将陶瓷加热器4的正极和外部连接端子14由一个金属丝相连等。
上述结构的陶瓷加热器4由钎焊等结合在金属外筒8内，通过该金属外筒8，固定在发动机气缸盖(图中未示)的安装工具即圆筒状壳体16上。
与上述陶瓷加热器4的发热体正极侧电相连的电极取出线10和电极取出杆12由局部镦粗加工而固定在金属外筒8上，下文将对将这些部件由局部镦粗而固定的工序进行介绍。首先，将形成为陶瓷加热器4的小径部4b的后端部侧插入到金属外筒8的前端部8a内，由钎焊等进行固定，同时将设置在电极取出线10前端的杯部10a装配在位于金属外筒8前端部8a内的陶瓷加热器4的小径部4b的周围，而且将电极取出杆12的前端12a插入到形成在上述电极取出线10后端部的线圈状部10b内。
在靠近上述金属外筒8前端部8a处对陶瓷加热器4进行固定。在金属外筒8的内部对电极取出线10和电极取出杆12进行连接后，从金属外筒8后部侧的开口部8b，首先填充无机绝缘体颗粒体粉末(参考图2中由附图标记18表示的部分)。颗粒体18由原始粒子小于5微米的微小粉组成，其直径优选的是30～200微米。而且颗粒体粉末18的材质也可以是具有500℃的耐热性且绝缘性优良的材料。例如可以使用氧化镁、氧化锆、氮化铝、氮化硅等，但是在本实施例中，根据绝缘性、可用性，使用氧化铝颗粒体。
在金属外筒8内，在陶瓷加热器4的小径部4b周围也就是小径部4b和电极取出线10的杯部10a的相连部周围填充无机绝缘体颗粒体粉末18后，将耐热绝缘粉体(例如氧化镁(MgO))填充到金属外筒8内收容了电极取出线10和电极取出杆12的连接部之外的空间内。然后将橡胶(例如硅酮橡胶、氟橡胶)制造的密封件22插入金属外筒8的开口部8b内。由将密封部件22插入金属外筒8的开口部8b内，能够防止在后续工序内进行局部镦粗时上述耐热绝缘粉体20溢出。另外能够防止电极取出杆12和金属外筒8接触。
然后，由对收容了电极取出线10和电极取出杆12的连接部的金属外筒8的后部侧进行局部镦粗加工，缩小金属外筒8的后部侧外径。由进行该局部镦粗加工，使耐热绝缘粉体20高密度化，将电极取出线10和电极取出杆12固定在金属外筒8内。
如上所述，通过对焊等将外部相连端子14前端部14a固定在由上述局部镦粗加工而固定在金属外筒8内的电极取出杆12的后端部12b上。将陶瓷加热器4、金属外筒8、电极取出线10、电极取出杆12和外部相连端子14变为一体后的组件，以外部相连端子14后端的螺纹部14b侧为首，从壳体16前端部16a插入内部孔16b内。将上述组件插入壳体16内之前，从金属外筒8的后部侧压入壳体16的内部孔16b内，将该金属外筒8固定在壳体16上。而且，将金属外筒8固定在壳体16上的措施并不局限于压入，也可以使用其它方法进行固定。
如果将上述由陶瓷加热器4、金属外筒8、电极取出线10、电极取出杆12和外部相连端子14组成的组件插入壳体16内并固定，则变成形成在外部相连端子14后端的电池连接用螺纹部14b从壳体16的后端部16c突出的状态。从该螺纹部14b的外部装配绝缘衬套24，并插入壳体16的大径孔16d内，从其外侧拧上铝制螺母26，将外部相连端子14固定在壳体16上。而且在壳体16的外面在大致中间部上形成了用于安装在图中未示的发动机气缸盖上的安装用螺纹部16e，在后端部16c的外面上，设置了用于紧固该螺纹部16e的六角螺母部。
如上所述，一直以来，通过将氧化镁等耐热绝缘粉体封入在陶瓷加热器的后端部和电极取出工具相连后的金属外壳的整个内部，并由局部镦粗加工而高密度化，将电极取出工具固定在金属外筒上，但是在该实施例中，将无机绝缘体颗粒粉体粉末18填充在形成在陶瓷加热器4的后端部上小径部4a和相当于电极取出工具的电极取出线10的相连部周围。由于该颗粒体18具有由原始粒子小于5微米的微小粉组成的颗粒径为30～200微米的尺寸，刚性非常低，因此，即使弯曲力作用在陶瓷加热器4的前端上，金属外筒8变形，也可以防止形成在陶瓷加热器4的后端部上小径部4a损坏。
权利要求
1.一种陶瓷加热器型火花塞，包括陶瓷加热器，陶瓷加热器被保持在其一端部上同时其另一端部侧固定在壳体内部孔内的金属外壳，以及在该金属外筒内且与上述陶瓷加热器的一个电极相连的电极取出部件，将作为密封材料的绝缘体封入到上述金属外筒内，其特征在于，将无机绝缘体颗粒粉体粉末填充在上述陶瓷加热器和电极取出部件的相连部周围。
2.根据权利要求1所述的陶瓷加热器型火花塞，其特征在于，在上述陶瓷加热器位于金属外筒内的端部上形成小径部，在该小径部上，上述陶瓷加热器的电极和电极取出部件相连。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷加热器型火花塞，其特征在于，上述颗粒体粉末是由原始粒子小于5微米的微小粉组成的颗粒体。
4.根据权利要求1～3之一所述的陶瓷加热器型火花塞，其特征在于，上述颗粒体的直径为30～200微米。
5.根据权利要求1所述的陶瓷加热器型火花塞，其特征在于，封闭在上述金属外筒内的绝缘体是填充后由局部镦粗加工而高密度化的耐热性绝缘粉体。
全文摘要
防止形成在被固定在金属外筒(8)内的陶瓷加热器(4)后端部上的小径部(4a)损坏。陶瓷加热器(4)在使其前端发热部露出在外部的状态下由钎焊等固定在金属外筒(8)内。陶瓷加热器(4)的后端部位于金属外筒(8)的内部，在其后端形成了小径部(4a)。陶瓷加热器(4)的后端小径部(4a)与将发热体的正极取出到外部的电极取出部件(电极取出线10)相连。将无机绝缘体颗粒体粉末(例如氧化铝)(18)填充到金属外筒(8)内的陶瓷加热器(4)和电极取出线(10)连接部的周围。而且将氧化镁(20)封闭在其外部侧。然后进行局部镦粗加工。使氧化镁(20)高密度化，将电极取出线(10)和电极取出杆(12)固定在金属外筒(8)内。
文档编号H05B3/02GK1882807SQ20048003386
公开日2006年12月20日 申请日期2004年12月8日 优先权日2003年12月19日
发明者田中有仁, 赵艰 申请人:博世株式会社