火花塞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種火花塞。
【背景技術(shù)】
[0002]火花塞通過(guò)在中心電極和接地電極之間的間隙產(chǎn)生火花放電，實(shí)現(xiàn)對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的混合氣體的引燃。作為火花塞的接地電極，公知有一種接地電極(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)，該接地電極為了使接地電極對(duì)于火花放電以及氧化的耐消耗性提高，將電極端頭與電極母材接合。這樣的接地電極的電極端頭由在對(duì)于火花放電以及氧化的耐消耗性方面比電極母材更優(yōu)異的材質(zhì)構(gòu)成。例如，電極端頭的材質(zhì)是貴金屬(例如鉑、銥、釕、銠等)、鎳或者以這些金屬為主成分的合金等。在將電極端頭與電極母材接合的接地電極通過(guò)將電極端頭與電極母材接合時(shí)的焊接而形成有含有電極母材的成分和電極端頭的成分的熔融部。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)I:日本特開(kāi)2006-128076號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]近年來(lái)，為了確保能夠經(jīng)受內(nèi)燃機(jī)的高壓縮化以及高增壓化的耐久性，研究將接地電極的電極端頭大徑化。然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I的火花塞中，在將接地電極的電極端頭大徑化的情況下，存在下述問(wèn)題，即由于與大徑化的電極端頭的關(guān)系而導(dǎo)致在熔融部產(chǎn)生的熱應(yīng)力增大，因此變得容易在熔融部產(chǎn)生裂紋(crack)。當(dāng)裂紋在熔融部過(guò)度發(fā)展時(shí)，存在電極端頭從電極母材剝離的可能性。
[0008]用于解決課題的技術(shù)方案
[0009]本發(fā)明為了解決上述的問(wèn)題而完成，能夠作為以下的方式而實(shí)現(xiàn)。
[0010](I)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，提供一種火花塞，具備:棒狀的中心電極；以及接地電極，具有電極端頭、電極母材以及熔融部，所述電極端頭在與所述中心電極之間形成間隙，所述電極母材與所述電極端頭接合，所述熔融部含有所述電極端頭的成分和所述電極母材的成分，所述電極端頭從母材面向所述中心電極突出，所述母材面從所述電極母材的基端部向所述電極母材的前端部擴(kuò)展。在該火花塞中，在與從所述基端部朝向所述前端部的所述電極母材的長(zhǎng)度方向正交并且通過(guò)所述電極端頭的軸線的所述接地電極的剖面上，所述母材面露出，并且所述電極端頭的前端面的長(zhǎng)度E、相對(duì)于所述軸線在一側(cè)所述熔融部與所述母材面相接的點(diǎn)Ca、相對(duì)于所述軸線在不同于所述一側(cè)的另一側(cè)所述熔融部與所述母材面相接的點(diǎn)Cb、所述點(diǎn)Ca和所述點(diǎn)Cb之間的距離F、在所述一側(cè)所述熔融部與所述電極端頭的側(cè)面相接的點(diǎn)Ga、通過(guò)所述點(diǎn)Ga并且平行于所述軸線的假想線與所述熔融部和所述電極母材的分界面交叉的點(diǎn)Ha、從通過(guò)所述點(diǎn)Ca以及所述點(diǎn)Cb的假想線到所述點(diǎn)Ha的深度Da、在所述另一側(cè)所述熔融部與所述電極端頭的側(cè)面相接的點(diǎn)Gb、通過(guò)所述點(diǎn)Gb并且平行于所述軸線的假想線與所述熔融部和所述電極母材的分界面交叉的點(diǎn)Hb、從通過(guò)所述點(diǎn)Ca以及所述點(diǎn)Cb的假想線到所述點(diǎn)Hb的深度Db、作為在所述熔融部中距所述軸線最近的部位中的距通過(guò)所述點(diǎn)Ca以及所述點(diǎn)Cb的假想線最遠(yuǎn)的部位的點(diǎn)1、將以所述點(diǎn)Ga、所述點(diǎn)Ha以及所述點(diǎn)I為頂點(diǎn)的三角形的面積和以所述點(diǎn)Gb、所述點(diǎn)Hb以及所述點(diǎn)I為頂點(diǎn)的三角形的面積合計(jì)而得到的面積J之間的關(guān)系滿足I KFm0.05mm < Da < 0.30mm、0.05mm < Db <0.30mm且0.20mm2 < J < 0.70mm2。根據(jù)該方式，能夠充分確保接地電極對(duì)于電極端頭的剝離的耐剝離性。
[0011](2)在上述方式的火花塞中，將以所述點(diǎn)Ga、所述點(diǎn)Ha以及所述點(diǎn)I為頂點(diǎn)的三角形的面積和以所述點(diǎn)Gb、所述點(diǎn)Hb以及所述點(diǎn)I為頂點(diǎn)的三角形的面積合計(jì)而得到的面積J之間的關(guān)系也可以滿足 I.2Ε < F < 1.8E、0.05mm< Da < 0.25mm、0.05mm < Db < 0.25mm 且0.20mm2 < J < 0.68mm2。根據(jù)該方式，能夠進(jìn)一步確保接地電極對(duì)于電極端頭的剝離的耐剝離性。
[0012](3)在上述方式的火花塞中，所述中心電極的前端面的面積A和所述電極端頭的所述前端面的面積B的關(guān)系也可以滿足1.3A < B < 4.6A。根據(jù)該方式，能夠充分確保接地電極對(duì)于火花放電以及氧化的耐消耗性。
[0013](4)在上述方式的火花塞中，所述電極端頭距所述母材面的高度K也可以滿足0.3mm<K< 1.2mm。根據(jù)該方式，能夠充分確?；鸹ㄈ囊夹郧夷軌虺浞执_保接地電極的耐消耗性。
[0014](5)在上述方式的火花塞中，所述電極端頭也可以含有銥(Ir)、鉑(Pt)、銠(Rh)、釕(Ru)以及鎳(Ni)中的至少一種。根據(jù)該方式，能夠?qū)崿F(xiàn)充分滿足耐消耗性的電極端頭。
[0015]本發(fā)明也能夠以火花塞以外的各種方式實(shí)現(xiàn)。例如，能夠以火花塞的接地電極、火花塞的制造方法、火花塞的制造裝置、用于控制該制造裝置的計(jì)算機(jī)程序以及記錄了該計(jì)算機(jī)程序的非暫時(shí)記錄的記錄介質(zhì)等方式實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為示出火花塞的局部剖面的說(shuō)明圖。
[0017]圖2為示出火花塞的前端側(cè)的說(shuō)明圖。
[0018]圖3為示出將接地電極剖切而成的剖面的一例的說(shuō)明圖。
[0019]圖4為示出將其他實(shí)施方式中的接地電極剖切而成的剖面的一例的說(shuō)明圖。
[0020]圖5為示出將其他實(shí)施方式中的接地電極剖切而成的剖面的一例的說(shuō)明圖。
[0021]圖6為示出將其他實(shí)施方式中的接地電極剖切而成的剖面的一例的說(shuō)明圖。
[0022]圖7為示出其他實(shí)施方式中的接地電極的說(shuō)明圖。
[0023 ]圖8為示出評(píng)價(jià)接地電極對(duì)于電極端頭的剝離的剝離耐性的結(jié)果的表。
[0024]圖9為示出評(píng)價(jià)接地電極對(duì)于電極端頭的剝離的剝離耐性的結(jié)果的表。
[0025 ]圖1O為示出評(píng)價(jià)接地電極對(duì)于電極端頭的剝離的剝離耐性的結(jié)果的表。
[0026]圖11為示出評(píng)價(jià)接地電極對(duì)于電極端頭的剝離的剝離耐性的結(jié)果的表。
[0027 ]圖12為示出評(píng)價(jià)接地電極對(duì)于電極端頭的剝離的剝離耐性的結(jié)果的表。
[0028]圖13為示出將產(chǎn)生了裂紋的接地電極剖切的一例的說(shuō)明圖。
[0029]圖14為示出評(píng)價(jià)火花塞的引燃性的結(jié)果的表。
[0030]圖15為示出評(píng)價(jià)電極端頭的耐消耗性的結(jié)果的表。
【具體實(shí)施方式】
[0031]A.第一實(shí)施方式
[0032]A-1.火花塞的結(jié)構(gòu)
[0033]圖1為示出火花塞10的局部剖面的說(shuō)明圖。在圖1中，以作為火花塞10的軸心的軸線CA為邊界，相對(duì)于軸線CA在紙面左側(cè)示出火花塞10的外觀形狀，相對(duì)于軸線CA在紙面右側(cè)示出火花塞10的剖面形狀。在本實(shí)施方式的說(shuō)明中，將火花塞10中的圖1的紙面下側(cè)稱(chēng)為“前端側(cè)”，將圖1的紙面上側(cè)稱(chēng)為“后端側(cè)”。
[0034]火花塞10具備中心電極100、絕緣體200、主體配件300以及接地電極400。在本實(shí)施方式中，火花塞10的軸線CA也是中心電極100、絕緣體200以及主體配件300的各部件的軸心。
[0035]火花塞10在前端側(cè)具有形成在中心電極100和接地電極400之間的間隙SG?；鸹ㄈ?的間隙SG也稱(chēng)為火花間隙?；鸹ㄈ?0構(gòu)成為以使形成有間隙SG的前端側(cè)從燃燒室920的內(nèi)壁910突出的狀態(tài)安裝于內(nèi)燃機(jī)90。當(dāng)在將火花塞10安裝于內(nèi)燃機(jī)90的狀態(tài)下將高電壓(例如I萬(wàn)?3萬(wàn)伏特)施加于中心電極100時(shí)，在間隙SG中產(chǎn)生火花放電。產(chǎn)生在間隙SG中的火花放電實(shí)現(xiàn)對(duì)于燃燒室920中的混合氣體的引燃。
[0036]在圖1中示出彼此正交的XYZ軸。圖1的XYZ軸與后述的其他圖的XYZ軸相對(duì)應(yīng)。圖1的XYZ軸中的X軸是與Y軸以及Z軸正交的軸。沿著X軸的X軸方向中的+X軸方向是從圖1的紙面內(nèi)側(cè)朝向紙面外側(cè)的方向，-X軸方向是+X軸方向的相反方向。圖1的XYZ軸中的Y軸是與X軸以及Z軸正交的軸。沿著Y軸的Y軸方向中的+Y軸方向是從圖1的紙面右側(cè)朝向紙面左側(cè)的方向，- Y軸方向是+Y軸方向的相反方向。圖1的XYZ軸中的Z軸是沿著軸線CA的軸。沿著Z軸的Z軸方向(軸線方向)中的+Z軸方向是從火花塞10的后端側(cè)朝向前端側(cè)的方向，-Z軸方向是+Z軸方向的相反方向。
[0037]火花塞1的中心電極100是具有導(dǎo)電性的電極。中心電極100形成為以軸線CA為中心延伸的棒狀。中心電極100的外側(cè)面被絕緣體200從外部電絕緣。中心電極100的前端側(cè)從絕緣體200的前端側(cè)突出。中心電極100的后端側(cè)與絕緣體200的后端側(cè)電連接。在本實(shí)施方式中，中心電極100的后端側(cè)經(jīng)由端子配件190與絕緣體200的后端側(cè)電連接。
[0038]火