專利名稱：火花塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞，特別是一種小型火花塞，其包括形成有直徑小于M10的安裝螺紋的金屬殼體。
背景技術(shù)：
一般而言，相關(guān)技術(shù)中的火花塞包括一個(gè)金屬殼體，其形成有用于向發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝的安裝螺紋；一個(gè)陶瓷絕緣體，其固定安裝在金屬殼體內(nèi)側(cè)，以使陶瓷絕緣體的一端從金屬殼體的一端伸出；一個(gè)中央電極，其固定安裝在陶瓷絕緣體的一個(gè)軸孔中，以使中央電極的一端從陶瓷絕緣體的一端伸出；以及一個(gè)接地電極，其固定安裝在金屬殼體上，并且其一端通過(guò)一個(gè)火花放電間隙而與中央電極的一端以面對(duì)面的關(guān)系安置。
最近，越來(lái)越強(qiáng)烈地要求使得發(fā)動(dòng)機(jī)具有大功率輸出，其中一個(gè)圓柱體被成形有一個(gè)引入歧管和一個(gè)排放歧管，它們連接著直徑加大了的引入閥和排放閥，以及一個(gè)用于提高冷卻水輸送能力的水套。
出于這一原因，出現(xiàn)了一種需求，即減小安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)中的火花塞所占據(jù)的安裝空間，并且確保增加圍繞著燃燒室的空間，為此，越來(lái)越強(qiáng)烈地要求將火花塞最小化(構(gòu)造為小直徑結(jié)構(gòu))。
在相關(guān)技術(shù)中，作為示例，火花塞的安裝螺紋的尺寸采用的是基于JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))的標(biāo)準(zhǔn)公制螺紋M14。然而，現(xiàn)在需要提供小型化的火花塞，其安裝螺紋具有M10以下的小螺紋，如日本實(shí)開(kāi)平5-55490號(hào)公報(bào)中所公開(kāi)。
通過(guò)這種方式，由于如前所述需要使發(fā)動(dòng)機(jī)具有大功率輸出，因此發(fā)動(dòng)機(jī)具有高壓縮比。為了滿足這一要求，火花塞需要以高放電電壓(要求電壓)操作，并且需要承受嚴(yán)酷的環(huán)境，以確保耐用電壓。
特別地講，為了試圖將火花塞如前所述構(gòu)造成窄徑結(jié)構(gòu)，用于將中央電極與金屬殼體彼此電絕緣的陶瓷絕緣體將導(dǎo)致壁厚減小，而這會(huì)引起嚴(yán)重的問(wèn)題，即加大了火花塞耐壓能力下降的可能性。
在相關(guān)技術(shù)中，在陶瓷絕緣體與金屬殼體保持接合的區(qū)域中，火花塞發(fā)生介質(zhì)擊穿，并且火花塞要在上述區(qū)域足以確保耐壓。然而，由于最近發(fā)動(dòng)機(jī)在使用中的運(yùn)行環(huán)境更為嚴(yán)酷，因此介質(zhì)擊穿也會(huì)出現(xiàn)在其它區(qū)域發(fā)生在火花塞中，從而導(dǎo)致需要采取新的對(duì)措。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上述問(wèn)題而研制的，并且本發(fā)明的目的是提供一種火花塞，其上形成有標(biāo)準(zhǔn)公制螺紋M10以下的安裝螺紋，該火花塞被構(gòu)造成具有小直徑結(jié)構(gòu)，并且能夠確保適宜的耐壓。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明人刻苦地進(jìn)行了相當(dāng)多的研究和開(kāi)發(fā)工作。為了確保耐壓，可以采用兩種應(yīng)對(duì)措施一種措施是增加陶瓷絕緣體的壁厚，另一種措施是使金屬殼體與陶瓷絕緣體面對(duì)面安置的區(qū)域中出現(xiàn)的場(chǎng)強(qiáng)最小化。
采用增加陶瓷絕緣體壁厚的措施將會(huì)導(dǎo)致火花塞的直徑增大，這與火花塞的小直徑要求正好相反。
因此，本發(fā)明人考慮使陶瓷絕緣體的壁厚最小化，以變?cè)诓辉黾犹沾山^緣體壁厚的情況下確保陶瓷絕緣體的耐壓。這樣，本發(fā)明人進(jìn)行了研究，以找到陶瓷絕緣體的那個(gè)部分容易出現(xiàn)介質(zhì)擊穿。
結(jié)果，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)存在這樣的現(xiàn)象，即陶瓷絕緣體的中段部與腰部之間的區(qū)域也就是壁厚顯著變化的區(qū)域出現(xiàn)針孔現(xiàn)象，從而導(dǎo)致介質(zhì)擊穿。下面參照?qǐng)D7中的剖視圖中所示的火花塞詳細(xì)描述該區(qū)域。
在圖7所示的火花塞中，陶瓷絕緣體20插入金屬殼體10的內(nèi)側(cè)，金屬殼體10的上端在卷邊部分12處被卷邊，以固定保持陶瓷絕緣體20。金屬殼體10與陶瓷絕緣體20的圓柱部20c之間的空間中布置著密封部60、61，所述密封部被卷邊部分12固定保持就位，以提供出氣密性密封效果。
作為陶瓷絕緣體20的一部分，具有最大直徑的腰部20d連續(xù)形成在圓柱部20c上，二者的段差用來(lái)容納密封部60、61，并且使得金屬殼體10的上端可在卷邊部分12處被卷邊。作為陶瓷絕緣體20的另一部分，中段部20e在靠近火花放電部的一側(cè)(圖7中的向下一側(cè))連續(xù)形成在圓柱部20c上，其直徑小于腰部20d的直徑。
這樣，陶瓷絕緣體20形成有腰部20d，其用于使得金屬殼體10的上端在卷邊部分12處被卷邊，以固定陶瓷絕緣體20，并將密封部60、61容納在陶瓷絕緣體20與金屬殼體10之間的空間中；以及中段部20e，其向著火花放電側(cè)延伸，并且其直徑較小，以形成一個(gè)小徑結(jié)構(gòu)。出于這一原因，陶瓷絕緣體20的腰部20d和中段部20e之間存在段差。
此外，一個(gè)精細(xì)的間隙存在于金屬殼體10的內(nèi)壁與陶瓷絕緣體20之間，用以插入陶瓷絕緣體20，并且金屬殼體10的內(nèi)壁的形狀與陶瓷絕緣體20的外輪廓相符合。這樣，與陶瓷絕緣體20的腰部20d和中段部20e之間的前述段差相符合，金屬殼體10中的與所述段差部分面對(duì)面的安置著的區(qū)域也呈現(xiàn)為段差結(jié)構(gòu)。
陶瓷絕緣體20的中段部20e是易于出現(xiàn)電場(chǎng)集中的區(qū)域，這里的強(qiáng)電場(chǎng)易于在金屬殼體10的段差部10e和與之面對(duì)的陶瓷絕緣體20的腰部20d和中段部20e間的段差部之間引起火花放電，以導(dǎo)致針孔P出現(xiàn)在陶瓷絕緣體20的段差部20f上，從而引起介質(zhì)擊穿。
因此，本發(fā)明人考慮將金屬殼體10的段差部10e的段差程度最小化到一定級(jí)別，并且利用以(D1-D2)/2表示的段差尺寸作為金屬殼體10的段差部10e的段差程度的參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，其中D1表示與陶瓷絕緣體20的腰部20d面對(duì)面安置著的金屬殼體10的軸孔10c的內(nèi)徑，D2表示與陶瓷絕緣體20的中段部20e面對(duì)面安置著的金屬殼體10的軸孔10d的內(nèi)徑。
結(jié)果，可以證實(shí)段差尺寸(D1-D2)/2越小，前述出現(xiàn)在金屬殼體10的段差部10e的場(chǎng)強(qiáng)越小(見(jiàn)圖4)。因此，本發(fā)明是在這一認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種火花塞，包括一個(gè)金屬殼體，其形成有第一孔和直徑小于第一孔的第二孔，并且其外周形成有安裝螺紋。一個(gè)陶瓷絕緣體固定在金屬殼體中，使陶瓷絕緣體的一端從金屬殼體的一端伸出，陶瓷絕緣體包括一個(gè)容納在金屬殼體的第一孔中的最大徑部分和一個(gè)容納在金屬殼體的第二孔中的小徑部分，小徑部分的一端從最大徑部分開(kāi)始延伸出來(lái)，小徑部分的另一端靠近金屬殼體的所述一端。最大徑部分和小徑部分通過(guò)間隙而面對(duì)著限定了所述第一孔和第二孔的金屬殼體內(nèi)壁。一個(gè)中央電極被限定在陶瓷絕緣體中且其一個(gè)端部位于陶瓷絕緣體外側(cè)。一個(gè)接地電極結(jié)合在金屬殼體上，所述接地電極的一部分通過(guò)一個(gè)火花放電間隙面對(duì)著中央電極的端部。通過(guò)所述間隙而與最大徑部分相面對(duì)著的金屬殼體內(nèi)壁部分具有內(nèi)徑D1，通過(guò)所述間隙而與小徑部分相面對(duì)著的金屬殼體內(nèi)壁部分具有內(nèi)徑D2，則內(nèi)徑D1和D2滿足下述關(guān)系(D1-D2)/2小于或等于1.8mm。
這樣，火花塞結(jié)構(gòu)中包括金屬殼體，其具有第一孔和第二孔以及位于第一孔和第二孔之間的小徑部分；陶瓷絕緣體，其固定安裝在金屬殼體中，以使陶瓷絕緣體的一端從金屬殼體的一端伸出，并且陶瓷絕緣體包括容納在金屬殼體的第一孔中的最大徑部分和容納在金屬殼體的第二孔中的小徑部分；中央電極，其被固定在陶瓷絕緣體中，以使中央電極的一個(gè)端部從陶瓷絕緣體的一端伸出；以及接地電極，它的端部通過(guò)火花放電間隙與中央電極的端部面對(duì)面地安置；所述火花塞具有以下特點(diǎn)(1)陶瓷絕緣體形成有構(gòu)成腰部的最大徑部分，其容納在金屬殼體的第一孔中，以及構(gòu)成中段部的小徑部分，其一端從腰部伸出，另一端靠近陶瓷絕緣體的一端。
(2)陶瓷絕緣體的腰部和中段部分別與金屬殼體的第一孔和第二孔面對(duì)面地安置并且以第一和第二間隙相隔。
(3)以(D1-D2)/2表示的尺寸關(guān)系小于或等于1.8mm，其中D1為金屬殼體的第一孔的內(nèi)徑，D2為金屬殼體的第二孔的內(nèi)徑。
本發(fā)明是基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果而研制出來(lái)的，并且通過(guò)使以(D1-D2)/2表示的尺寸關(guān)系小于或等于1.8mm，可以使火花塞具有適合于實(shí)用級(jí)別的適宜耐壓(見(jiàn)圖5)。
這樣，本發(fā)明可以將火花塞構(gòu)造成具有小直徑結(jié)構(gòu)，并且能夠確保適宜的耐壓。
此外，對(duì)陶瓷絕緣體中段部與金屬殼體內(nèi)壁之間的間隙的大小與出現(xiàn)在金屬殼體的段差部的場(chǎng)強(qiáng)之間的關(guān)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如果間隙尺寸下降到特定值以下，則場(chǎng)強(qiáng)急劇上升(見(jiàn)圖6)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，金屬殼體的第二孔與陶瓷絕緣體的小徑部分具有下述尺寸關(guān)系(D2-A2)/2的值等于或大于0.05mm且等于或小于0.5mm，其中A2代表陶瓷絕緣體的小徑部分的外徑。
如果以(D2-A2)/2表示的間隙值超過(guò)了0.5mm，則在要求提供小直徑結(jié)構(gòu)的情況下，陶瓷絕緣體趨向于具有減小的壁厚，從而導(dǎo)致耐高壓的能力下降，且金屬殼體趨向于具有減小的壁厚，從而導(dǎo)致強(qiáng)度下降。
也就是說(shuō)，通過(guò)選擇以(D2-A2)/2表示的陶瓷絕緣體中段部與金屬殼體內(nèi)壁之間的間隙值，使之等于或大于0.05mm且等于或小于0.5mm，可以防止在金屬殼體的小徑部分出現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)急劇升高，從而可以確保以更可靠的方式具有耐高壓的能力。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種火花塞，其中火花放電間隙的值等于或小于0.9mm。
通過(guò)將火花放電間隙選擇為等于或小于0.9mm，可以防止點(diǎn)火電壓升高，以防止陶瓷絕緣體的最大徑部分和小徑部分被施加過(guò)高電壓，從而可靠地確保耐高壓的能力。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種火花塞，其中中央電極的所述端部包括一個(gè)貴金屬片，其作為火花放電元件結(jié)合在中央電極的所述端部，且其橫截面面積的值等于或大于0.07mm2且等于或小于0.55mm2。
作為示例，通過(guò)如前所述將火花塞間隙選擇為等于或小于0.9mm的較窄值，固定在中央電極的火花放電部上的窄貴金屬片可以適當(dāng)?shù)卮_保點(diǎn)火空間，從而提高點(diǎn)火能力。此外，可以理解，如果貴金屬片太窄，則其太容易耗損，因此需要將其構(gòu)造為具有一定級(jí)別的特定尺寸。
考慮到上述因素，中央電極的貴金屬片優(yōu)選被限定為具有前面描述的橫截面面積。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種火花塞，其中中央電極的貴金屬片由Ir合金制成，其含有50重量％或以上的Ir和至少一種添加劑，且熔點(diǎn)高于2000℃。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種火花塞，其中中央電極的貴金屬片中包含的添加劑包括從下面一組成分中選擇的至少一種Pt、Rh、Ni、W、Pd、Ru、Re、Al、AL2O3、Y和Y2O3。
在中央電極的貴金屬片中包含上述材料和添加劑，可以確保中央電極的貴金屬片的適宜的操作時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種火花塞，其中接地電極的一個(gè)端部上結(jié)合著作為火花放電元件的貴金屬片，并且與中央電極的所述端部以面對(duì)面的關(guān)系布置；所述接地電極的貴金屬片的橫截面面積的值等于或大于0.12mm2且等于或小于0.80mm2；所述接地電極的貴金屬片的片突出量的值等于或大于0.3mm且等于或小于1.5mm。
通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，固定在接地電極的火花放電部上的窄貴金屬片可以適當(dāng)?shù)靥岣唿c(diǎn)火能力，如前面參照中央電極的貴金屬片所作描述。
考慮到在接地電極的火花放電部確保點(diǎn)火空間與提高接地電極的貴金屬片的耐損耗性這二者之間的相容性問(wèn)題，接地電極的貴金屬片的橫截面面積和片突出量?jī)?yōu)選分別限定為上述值。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種火花塞，其中接地電極的貴金屬片由Pt合金制成，其含有50重量％或以上的Pt和至少一種添加劑，且熔點(diǎn)高于1500℃。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種火花塞，其中接地電極的貴金屬片中包含的添加劑包括從下面一組成分中選擇的至少一種Ir、Rh、Ni、W、Pd、Ru、Re。
由于火花塞在接地電極上設(shè)有包含前述主要成分和添加劑的貴金屬片，可以適宜地確保接地電極的貴金屬片的操作壽命。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種火花塞，其中金屬殼體的安裝螺紋包括等于或小于標(biāo)準(zhǔn)公制螺紋M10的螺紋。
由于金屬殼體的安裝螺紋被選擇為具有M10以下的值，因此可以提供出用在內(nèi)燃機(jī)中的具有高功率輸出的小型火花塞。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種火花塞，包括一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)公制螺紋M10或以下的安裝外螺紋的金屬殼體，金屬殼體中形成有孔。一個(gè)陶瓷絕緣體容納在金屬殼體中，陶瓷絕緣體具有一定長(zhǎng)度，從而包含一個(gè)端部、一個(gè)最大徑部分和一個(gè)形成在最大徑部分與端部之間的小徑部分，該端部伸出到金屬殼體的孔的外側(cè)，最大徑部分和小徑部分通過(guò)間隙與限定了孔的金屬殼體的內(nèi)壁相面對(duì)。一個(gè)中央電極限定在陶瓷絕緣體中，其一端位于陶瓷絕緣體的外側(cè)。一個(gè)接地電極結(jié)合在金屬殼體上，該接地電極的一部分通過(guò)一個(gè)火花間隙即火花放電間隙面對(duì)著中央電極的端部。通過(guò)所述間隙而與最大徑部分相面對(duì)著的金屬殼體內(nèi)壁部分具有內(nèi)徑D1，通過(guò)所述間隙而與小徑部分相面對(duì)著的金屬殼體內(nèi)壁部分具有內(nèi)徑D2，則內(nèi)徑D1和D2滿足下述關(guān)系(D1-D2)/2小于或等于1.8mm。
利用這種結(jié)構(gòu)，可以使火花塞小型化，其具有耐高壓能力，從而可提高操作壽命。


為了更好地理解本發(fā)明，并且顯示其如何發(fā)揮作用，下面將參照附圖而僅以示例的方式描述根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的火花塞的局部剖視圖；圖2是圖1所示火花塞的點(diǎn)火部分附近的放大示意性剖視圖；圖3是圖1中的圓圈A中的火花塞區(qū)域的放大圖；圖4是為了確定段差尺寸(D1-D2)/2與場(chǎng)強(qiáng)比之間關(guān)系所作的FEM分析的結(jié)果曲線圖；圖5是為了確定段差尺寸(D1-D2)/2的與耐壓之間關(guān)系所作的FEM分析的結(jié)果曲線圖；圖6是為了確定陶瓷絕緣體中段部與金屬殼體內(nèi)壁之間的間隙中的(D1-D2)/2的值與場(chǎng)強(qiáng)比之間關(guān)系所作的FEM分析的結(jié)果曲線圖；圖7是示出了陶瓷絕緣體中如何發(fā)生介質(zhì)擊穿的局部剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的火花塞。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的火花塞S1的整體結(jié)構(gòu)的半剖圖，圖2是示出了火花塞S1的點(diǎn)火部分附近區(qū)域的放大結(jié)構(gòu)的半剖圖。
火花塞S1被用作汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的火花塞，發(fā)動(dòng)機(jī)具有一個(gè)機(jī)頭(未示出)，機(jī)頭中限定出發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，并且機(jī)頭上形成有螺紋，用于將本實(shí)施例的火花塞擰緊而固定就位。
火花塞S1包括由導(dǎo)電鋼(例如低碳鋼)制成的圓柱形金屬殼體10，其外圓周形成有安裝螺紋11，用于擰入發(fā)動(dòng)機(jī)體(未示出)中。安裝螺紋11的規(guī)格優(yōu)選等于或小于JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))的標(biāo)準(zhǔn)公制螺紋M10。
金屬殼體10中容納著一個(gè)由氧化鋁陶瓷(AL2O3)制成的陶瓷絕緣體20，其固定安裝在金屬殼體10上，且陶瓷絕緣體20的一個(gè)末端20a從金屬殼體10的一個(gè)末端10a伸出。
一個(gè)中心電極30固定安裝在絕緣體20的第一軸孔20g中，并且以電絕緣狀態(tài)被金屬殼體10牢固保持。
中央電極30包括一個(gè)圓柱形本體，其由內(nèi)部材料和外部材料形成，內(nèi)部材料由導(dǎo)熱率高的金屬例如Cu構(gòu)成，外部材料由耐熱和耐腐蝕性優(yōu)異的金屬例如Ni基合金構(gòu)成。
如圖1所示，中央電極30具有一個(gè)末端30a，其陶瓷絕緣體20的末端20a伸出。這樣，在末端20a從金屬殼體10的末端10a伸出的情況下，中央電極30被以電絕緣狀態(tài)牢固保持在金屬殼體10中。
另一方面，立柱形接地電極40由Ni基合金制成，其主要成分為Ni。
在本實(shí)施例中，接地電極40采用的是矩形柱的形式。具體地講，本實(shí)施例中的接地電極40包括一個(gè)末端40a，其通過(guò)焊接而固定安裝在金屬殼體10的末端10a上，一個(gè)中部40b，其彎折成大致L形，以及另一末端40c，其從中部40b橫向延伸出來(lái)，以使其一個(gè)側(cè)表面41與中央電極30的末端30a面對(duì)面的安置，二者之間具有火花放電間隙50。
此外，在本實(shí)施例中，用作一個(gè)火花放電元件的貴金屬片35通過(guò)激光焊接或電阻焊結(jié)合在中央電極30的末端30a上。
此外，用作另一個(gè)火花放電元件的貴金屬片45通過(guò)激光焊接或電阻焊結(jié)合在接地電極40的末端40c的側(cè)表面41上，以使貴金屬片45與中央電極30的貴金屬片35面對(duì)面地安置。
作為示例，所述貴金屬片35、45被成形為柱狀，火花放電間隙50由貴金屬片35、45之間的氣隙構(gòu)成?；鸹ǚ烹婇g隙50的值G優(yōu)選位于等于或小于0.9mm的范圍內(nèi)。
另外，中央電極30的貴金屬片35的橫截面面積即與其軸線正交的截面上的面積位于等于或大于0.07mm2且等于或小于0.55mm2的范圍內(nèi)。
此外，中央電極30的貴金屬片35優(yōu)選由Ir(銥)合金制成，其含有50重量％或以上的Ir和至少一種添加劑，且熔點(diǎn)高于2000℃。
此外，包含在中央電極30的貴金屬片35中的添加劑的例子可以包括從下面一組成分中選擇的至少一種Pt(白金或稱鉑)、Rh(銠)、Ni(鎳)、W(鎢)、Pd(鈀)、Ru(釕)、Re(錸)、Al(鋁)、AL2O3(氧化鋁)、Y(釔)和Y2O3(氧化釔)。
此外，接地電極40的貴金屬片45的橫截面面積即與其軸線正交的截面上的面積位于等于或大于0.12mm2且等于或小于0.80mm2的范圍內(nèi)，并且其突出形成的片突出量位于等于或大于0.3mm且等于或小于1.5mm的范圍內(nèi)。此外，所述片突出量指的是貴金屬片45從接地電極40的側(cè)表面41向貴金屬片45的末端突出的長(zhǎng)度。
此外，接地電極40的貴金屬片45優(yōu)選由Pt合金制成，其含有50重量％或以上的Pt(鉑)和至少一種添加劑，且熔點(diǎn)高于1500℃。
此外，包含在接地電極40的貴金屬片45中的添加劑的例子可以包括從下面一組成分中選擇的至少一種Ir、Rh、Ni、W、Pd、Ru、Re。
圖3是圖1中的圓圈A中的部分的放大圖。如圖1和3所示，陶瓷絕緣體20穿過(guò)金屬殼體10的內(nèi)側(cè)。通過(guò)在金屬殼體10的末端10b處進(jìn)行卷邊加工而形成卷邊部分12，陶瓷絕緣體20和金屬殼體10被彼此牢固限定在一起。
特別地講，金屬殼體10的軸孔10c與陶瓷絕緣體20的上側(cè)圓柱部20c之間限定出一個(gè)環(huán)形空間22，其內(nèi)嵌有密封部60、61，以氣密性地密封住環(huán)形空間22。密封部60包括兩個(gè)金屬環(huán)60，二者彼此相隔地安置在環(huán)形空間22中，并且二者之間疊加有由滑石粉構(gòu)成的密封部61。
此外，如圖1和3所示，陶瓷絕緣體20包括一個(gè)腰部20d，其從上側(cè)圓柱部20c沿續(xù)出來(lái)且具有最大外徑，并且其容納在金屬殼體10的軸孔10c中；以及一個(gè)作為中段部的下側(cè)圓柱部20e，其通過(guò)一個(gè)斜面部分20f而從腰部20d沿續(xù)出來(lái)。這樣，腰部20d構(gòu)成了陶瓷絕緣體20的最大直徑部分，其容納在金屬殼體10的軸孔10c中。
通過(guò)使用這種段差形式的腰部20d，可以使得金屬殼體10能夠在卷邊部分12處被卷邊成形，且密封部60、61可被容納在金屬殼體10的軸孔10c與陶瓷絕緣體20的上側(cè)圓柱部20c之間的環(huán)形空間22中。
此外，如前所述，陶瓷絕緣體20具有中段部20e，其延伸通過(guò)陶瓷絕緣體20的腰部20d與末端20a之間的長(zhǎng)度，并且容納在金屬殼體10的軸孔10c中。中段部20e的直徑小于腰部20d，從而在它們之間形成段差輪廓。
因此，陶瓷絕緣體20形成有段差形式的腰部20d，用于在卷邊部分12將金屬殼體10卷邊，并且將密封部60、61容納在金屬殼體10的軸孔10c與上側(cè)圓柱部20c之間的環(huán)形空間22中。此外，如前所述，在靠近陶瓷絕緣體20的末端20a的區(qū)域即火花放電側(cè)，陶瓷絕緣體20形成有直徑縮小的中段部20e，以形成一個(gè)小徑結(jié)構(gòu)。
在此，陶瓷絕緣體20的腰部20d、斜面部分20f和中段部20e安置在金屬殼體10的內(nèi)壁中，并且與其相隔一個(gè)間隙。該間隙(縫隙)用于使陶瓷絕緣體20容易插入金屬殼體10中。
通過(guò)將金屬殼體10的內(nèi)壁的形狀構(gòu)造成與陶瓷絕緣體20的外輪廓相對(duì)應(yīng)，金屬殼體10在段差部10e處具有一個(gè)段差輪廓，該段差部10e對(duì)應(yīng)于陶瓷絕緣體20的腰部20d和中段部20e之間的段差輪廓。
金屬殼體10的段差部10e形成了一個(gè)電場(chǎng)容易集中的區(qū)域。在這一方面，可以設(shè)想，在相關(guān)技術(shù)的火花塞中，高強(qiáng)度電場(chǎng)出現(xiàn)在該段差部10e，從而導(dǎo)致跨越金屬殼體10的段差部10e和與金屬殼體10的段差部10e面對(duì)面安置著的陶瓷絕緣體20的斜面部分20f發(fā)生火花放電，這樣會(huì)在斜面部分20f形成針孔P(見(jiàn)圖7)，從而在斜面部分20f產(chǎn)生介質(zhì)擊穿。
為了解決這一問(wèn)題，本實(shí)施例計(jì)劃將段差減小到一定程度，并且限定一些尺寸關(guān)系，如下面所描述。
如圖3所示，假定與陶瓷絕緣體20的相關(guān)腰部20d面對(duì)面安置著的金屬殼體10的軸孔10c的內(nèi)徑為D1，與陶瓷絕緣體20的中段部20e面對(duì)面安置著的金屬殼體10的軸孔10d的內(nèi)徑為D2。那么，作為金屬殼體10的軸孔10c和軸孔10d之間段差程度的參數(shù)的段差尺寸(尺寸關(guān)系)可表示為(D1-D2)/2，其優(yōu)選位于等于或小于1.8mm的范圍內(nèi)。
另外，如圖3所示，在本實(shí)施例中，假定陶瓷絕緣體20的中段部20e的外徑為A2。那么，金屬殼體10的軸孔10d與陶瓷絕緣體20的中段部20e之間的間隙值可表示為(D2-A2)/2。(D2-A2)/2的值優(yōu)選位于等于或大于0.05mm且等于或小于0.5mm的范圍內(nèi)。
此外，如圖3所示，在本實(shí)施例中，假定陶瓷絕緣體20的腰部20d的外徑為A1，則陶瓷絕緣體20的腰部20d與金屬殼體10的軸孔10c之間的間隙值可表示為(D1-A1)/2。
間隙(D1-A1)/2的值優(yōu)選選自等于或大于0.05mm且等于或小于0.5mm的范圍。此外，陶瓷絕緣體20的腰部20d的直徑A1代表的是陶瓷絕緣體20的容納在金屬殼體中的區(qū)域內(nèi)的最外周尺寸。
再次轉(zhuǎn)回到圖1，陶瓷絕緣體20具有軸孔20g、尺寸比軸孔20d略大的軸孔20h以及形成在所述軸孔20g、20h之間的環(huán)形臺(tái)肩20i。
如圖1所示，中央電極30布置在陶瓷絕緣體20的軸孔20g中，并且具有一個(gè)布置在陶瓷絕緣體20的軸孔20h中的止擋端30b。中央電極30的止擋端30b支靠在陶瓷絕緣體20的環(huán)形臺(tái)肩20i上，并且借助于填充在陶瓷絕緣體20的軸孔20h中的導(dǎo)電玻璃密封部70而電連接著一個(gè)電阻75。
此外，如圖1所示，一個(gè)終端電極80布置在陶瓷絕緣體20的軸孔20h中，并且其第一端80a通過(guò)陶瓷絕緣體20的軸孔20h中的導(dǎo)電玻璃密封部70而電連接著電阻75。終端電極80的第二端80b從陶瓷絕緣體20的另一端20b伸出而暴露在外界。一個(gè)點(diǎn)火線圈(未示出)用于安裝在終端電極80的第二端80b。
另外，如圖1所示，除了被金屬殼體10覆蓋的小部分以外，陶瓷絕緣體20的圓柱部20c的主要部分從金屬殼體10的另一端10b伸出，以形成一個(gè)暴露部。在本實(shí)施例中，陶瓷絕緣體20的暴露部的軸向長(zhǎng)度優(yōu)選位于等于或大于15mm且等于或小于25mm的范圍內(nèi)。
下面描述本實(shí)施例的火花塞中的尺寸關(guān)系設(shè)定的依據(jù)，其中以(D1-D2)/2表示的尺寸關(guān)系優(yōu)選確定在等于或小于1.8mm的范圍內(nèi)，(D2-A2)/2表示的間隙優(yōu)選確定在等于或大于0.05mm且等于或小于0.5mm的范圍內(nèi)。上述尺寸關(guān)系是根據(jù)本發(fā)明人進(jìn)行的下述實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果而得出的。
可以理解，盡管下面的實(shí)驗(yàn)是針對(duì)安裝螺紋11的尺寸為JIS標(biāo)準(zhǔn)公制螺紋M10的火花塞進(jìn)行的，但其它安裝螺紋11小于JIS標(biāo)準(zhǔn)公制螺紋M10的火花塞也具有與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相類似的趨勢(shì)。
首先，具有圖3所示尺寸A1、A2、D1、D2的結(jié)構(gòu)的火花塞對(duì)比試驗(yàn)樣品被制作出來(lái)，具體的尺寸將在下面描述。
每個(gè)陶瓷絕緣體20的腰部20d的直徑A1(ΦA(chǔ)1)為12.8mm，與腰部20d相面對(duì)的金屬殼體10的軸孔10c的內(nèi)周直徑D1(ΦD1)為13.1mm，與中段部20e相面對(duì)的金屬殼體10的軸孔10d的內(nèi)周直徑D2(ΦD2)為6.6mm。在上述尺寸下，段差尺寸(D1-D2)/2等于3.25mm。
此外，在上述對(duì)比例中，每個(gè)陶瓷絕緣體20的腰部20d與每個(gè)金屬殼體10的軸孔10c之間的間隙值(D1-A1)/2以及每個(gè)陶瓷絕緣體20的中段部20e與金屬殼體10的軸孔10d之間的間隙值(D2-A2)/2具備設(shè)定為0.15mm。
接下來(lái)，對(duì)上述火花塞對(duì)比例的陶瓷絕緣體20進(jìn)行耐壓試驗(yàn)評(píng)估。設(shè)定的目標(biāo)為，即使是在中央電極30與接地電極40之間施加30kV的電壓，也不會(huì)如圖7所示在每個(gè)陶瓷絕緣體20的斜面部分20f產(chǎn)生針孔P。
30kV的電壓值在實(shí)際應(yīng)用中已是足夠高的耐壓值，而且可以說(shuō)，如果在施加了30kV的電壓時(shí)仍不會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)擊穿，則從實(shí)際應(yīng)用來(lái)看可確保具有足夠的耐壓。
耐壓評(píng)估是在20個(gè)火花塞對(duì)比試驗(yàn)樣品進(jìn)行的，其中發(fā)現(xiàn)兩個(gè)火花塞在被施加了30kV的電壓時(shí)會(huì)發(fā)生介質(zhì)擊穿，其結(jié)果是難以實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。也就是說(shuō)，對(duì)比例中的火花塞在確保適宜耐用方面存在困難。
在這一點(diǎn)上，對(duì)發(fā)生介質(zhì)擊穿的火花塞中的陶瓷絕緣體20進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)針孔P實(shí)際上出現(xiàn)在與斜面部分20f相面對(duì)且位于陶瓷絕緣體20的中段部20e和腰部20d之間的斜面部分20f上。
然后，利用FEM分析法(有限元法)分析場(chǎng)強(qiáng)，已證實(shí)在與陶瓷絕緣體20的斜面部分20f相面對(duì)著的金屬殼體10的段差部10e中存在高場(chǎng)強(qiáng)。
也就是說(shuō)，如前所述，考慮到由于高場(chǎng)強(qiáng)出現(xiàn)在金屬殼體10的段差部10e這一電場(chǎng)容易集中的地方，因此火花放電會(huì)出現(xiàn)在金屬殼體10的段差部10e與陶瓷絕緣體20的斜面部分20f之間，以產(chǎn)生針孔P，從而導(dǎo)致介質(zhì)擊穿。
出于上述原因，本發(fā)明人考慮到，為了提高性能，優(yōu)選將金屬殼體10的軸孔10c(直徑D1)與軸孔10d(直徑D2)之間的段差程度減小到一定級(jí)別。基于這一思想，將段差尺寸(D1-D2)/2作為金屬殼體10中段差程度的參數(shù)對(duì)火花塞進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。
首先，F(xiàn)EM分析法(有限元法)被應(yīng)用在火花塞上，以發(fā)現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)隨不同段差尺寸(D1-D2)/2的變化。在分析中，與陶瓷絕緣體20的中段部20e相面對(duì)的金屬殼體10的軸孔10d的內(nèi)周直徑D2是固定的，而與陶瓷絕緣體20的相關(guān)腰部20d相面對(duì)的金屬殼體10的軸孔10c的內(nèi)徑D1是變化的。
在這一點(diǎn)上，陶瓷絕緣體20的腰部20d的直徑A1、中段部20e的直徑A2以及間隙值(D1-A1)/2和(D2-A2)/2被設(shè)定為與前面的對(duì)比例相同的值。
特別地講，與陶瓷絕緣體20的中段部20e相面對(duì)的金屬殼體10的軸孔10d的內(nèi)周直徑D2的值被固定為6.6mm，而與陶瓷絕緣體20的相關(guān)腰部20d相面對(duì)的金屬殼體10的軸孔10c的內(nèi)徑D1取不同的值13.1mm、12mm、11mm、10.5mm、10mm和9.5mm，以調(diào)節(jié)段差尺寸(D1-D2)/2。
圖4是示出了為確定段差尺寸(D1-D2)/2(單位mm)與場(chǎng)強(qiáng)比之間關(guān)系作進(jìn)行的FEM分析的結(jié)果的曲線圖。這里，術(shù)語(yǔ)“場(chǎng)強(qiáng)比”指的是金屬殼體10的段差部10e處的場(chǎng)強(qiáng)，場(chǎng)強(qiáng)比為1指的是前述對(duì)比例((D1-D2)/2＝3.25mm)的標(biāo)準(zhǔn)化情況。
從圖4中的結(jié)果看出，隨著段差尺寸(D1-D2)/2減小，金屬殼體10的段差部10e出現(xiàn)的場(chǎng)強(qiáng)減小。
基于圖4所示結(jié)果，制作出實(shí)際樣品，其中金屬殼體10的軸孔10d的內(nèi)周直徑D2被固定為前述值，而金屬殼體10的軸孔10c的內(nèi)徑D1取前述不同的值，然后對(duì)這些實(shí)際樣品的陶瓷絕緣體20進(jìn)行耐壓實(shí)驗(yàn)。利用n(取值為20)個(gè)樣品來(lái)評(píng)估不同段差尺寸(D1-D2)/2的結(jié)果。
圖5是段差尺寸(D1-D2)/2(單位mm)與耐壓(單位kV)之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖。
圖5所示結(jié)果表明，如果段差尺寸(D1-D2)/2的值小于1.8mm，則如果有最高為30kV的電壓施加在金屬殼體10與陶瓷絕緣體20之間，不會(huì)在陶瓷絕緣體20中發(fā)生介質(zhì)擊穿。也就是說(shuō)，通過(guò)將段差尺寸(D1-D2)/2的值設(shè)置為等于或小于1.8mm，陶瓷絕緣體20的耐壓值將在30kV以上，并且可以使得火花塞在實(shí)際應(yīng)用級(jí)別具有足夠的耐壓。
基于圖4和5中的研究結(jié)果，本實(shí)施例中的火花塞將以(D1-D2)/2表示的尺寸關(guān)系設(shè)定為小于1.8mm的值。此外，根據(jù)圖5中的曲線所示結(jié)果，更優(yōu)選地，本實(shí)施例的火花塞的上述值等于或小于1.7mm。
此外，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行的FEM分析，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)在金屬殼體10的段差部10e處的場(chǎng)強(qiáng)還受到以(D2-A2)/2表示的金屬殼體10的軸孔10d與陶瓷絕緣體20的中段部20e之間的間隙的影響。
圖6是對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行的FEM分析的結(jié)果的曲線圖，示出了以(D2-A2)/2表示的金屬殼體10的軸孔10d與陶瓷絕緣體20的中段部20e之間的間隙(單位mm)與場(chǎng)強(qiáng)比之間的關(guān)系。在此，術(shù)語(yǔ)“場(chǎng)強(qiáng)比”指的是金屬殼體10的段差部10e處的場(chǎng)強(qiáng)，類似于圖4中的曲線圖。
從圖6中的結(jié)果可以看出，間隙(D2-A2)/2越小，金屬殼體10的段差部10e處的場(chǎng)強(qiáng)越高，并且當(dāng)所述間隙的值小于0.05時(shí)，會(huì)導(dǎo)致場(chǎng)強(qiáng)比快速上升。此外，通過(guò)增加間隙(D2-A2)/2的值，場(chǎng)強(qiáng)會(huì)減小，然而在間隙值超過(guò)了0.3mm后，場(chǎng)強(qiáng)就不怎么減小了。
此外，如果間隙(D2-A2)/2的值過(guò)度增大，則在火花塞需要確保小直徑結(jié)構(gòu)的情況下，可能會(huì)在陶瓷絕緣體20中產(chǎn)生薄壁結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致耐高壓的能力下降，或者會(huì)在金屬殼體10中產(chǎn)生薄壁結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致強(qiáng)度降低(螺紋脫扣的形式)。因此，間隙(D2-A2)/2的值優(yōu)選最多為0.5mm。
基于圖6中的研究結(jié)果，在本實(shí)施例中的火花塞中，陶瓷絕緣體20的中段部20e與金屬殼體10的軸孔10d之間的間隙(D2-A2)/2優(yōu)選位于等于或大于0.05mm且等于或小于0.5mm的范圍內(nèi)。
如前所述，在本實(shí)施例中，火花塞S1的主要特點(diǎn)是以(D1-D2)/2表示的金屬殼體10的段差程度參數(shù)位于等于或小于1.8mm的范圍內(nèi)，其中D1為與陶瓷絕緣體20的腰部20d以面對(duì)面的關(guān)系安置著的金屬殼體10的軸孔10c的內(nèi)周直徑，D2為與陶瓷絕緣體20的直徑小于腰部20d的中段部20e以面對(duì)面的關(guān)系安置著的金屬殼體10的軸孔10d的內(nèi)周直徑。
利用上述特點(diǎn)，如前所述，可以獲得在實(shí)際應(yīng)用級(jí)別具有足夠耐壓的火花塞。也就是說(shuō)，在本實(shí)施例中，火花塞S1被成形為具有標(biāo)準(zhǔn)公制螺紋M10以下的安裝螺紋11，從而具有小直徑結(jié)構(gòu)，并且能夠確保適宜的耐壓。
此外，本實(shí)施例的火花塞S1的另一個(gè)特點(diǎn)是，陶瓷絕緣體20的中段部20e與金屬殼體10的軸孔10d之間的間隙(D2-A2)/2位于等于或大于0.05mm且等于或小于0.5mm的范圍內(nèi)，其中A2是陶瓷絕緣體20的中段部20e的直徑。
利用上述特點(diǎn)，可以可靠地防止因金屬殼體10的段差導(dǎo)致場(chǎng)強(qiáng)異常增加，從而使得陶瓷絕緣體20具有靠為可靠的耐壓。
此外，如前所述，本實(shí)施例的火花塞預(yù)期使其火花放電間隙50的值G優(yōu)選位于等于或小于0.9mm的范圍內(nèi)。通過(guò)這一因素，可以防止點(diǎn)火電壓升高，并且可以可靠地防止陶瓷絕緣體20的中段部20e和腰部20d被施加過(guò)度高的電壓，從而使得陶瓷絕緣體20能夠進(jìn)一步可靠地確保耐壓。
根據(jù)本發(fā)明人對(duì)上述因素所進(jìn)行的研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)如果火花放電間隙50的值G大于0.9mm，將會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)這樣的操作條件，即點(diǎn)火電壓(火花放電電壓)超過(guò)了30kV這一實(shí)際應(yīng)用級(jí)別的耐壓指標(biāo)。因此，優(yōu)選使火花放電間隙50的值G小于0.9mm。
此外，在本實(shí)施例的火花塞中，貴金屬片35結(jié)合在中央電極30的末端30a上以便用作火花放電元件，并且中央電極30的貴金屬片35的橫截面面積優(yōu)選設(shè)置在等于或大于0.07mm2且等于或小于0.55mm2的范圍內(nèi)。
作為示例，通過(guò)將火花放電間隙50設(shè)置成小于0.9mm，可以利用設(shè)在中央電極30的火花放電部的狹窄貴金屬片35來(lái)確保形成適宜的點(diǎn)火空間，并且能夠提高點(diǎn)火性能。此外，如果貴金屬片35的直徑太小，則貴金屬片的消耗會(huì)增加，因此，貴金屬片需要具有一定的適宜尺寸。
考慮到上述問(wèn)題，本實(shí)施例的火花塞預(yù)期以前面描述的方式設(shè)置中央電極30的貴金屬片35的橫截面面積。
在此，本實(shí)施例的火花塞預(yù)期使中央電極30的貴金屬片35優(yōu)選由Ir合金制成，其含有50重量％或以上的Ir和至少一種添加劑，且熔點(diǎn)高于2000℃。
此外，包含在中央電極30的貴金屬片35中的添加劑的例子可以包括從下面一組成分中選擇的至少一種Pt、Rh、Ni、W、Pd、Ru、Re、Al、AL2O3、Y和Y2O3。
通過(guò)在中央電極30的貴金屬片35中采用上述成分以及在貴金屬片35中采用上述添加劑，可以使中央電極30的貴金屬片35具有適宜增加的操作壽命。
此外，在本實(shí)施例的火花塞中，貴金屬片45作為火花放電元件結(jié)合在接地電極40的側(cè)表面41上，其橫截面面積優(yōu)選設(shè)置在等于或大于0.12mm2且等于或小于0.80mm2的范圍內(nèi)，并且其突出形成的片突出量?jī)?yōu)選設(shè)置在等于或大于0.3mm且等于或小于1.5mm的范圍內(nèi)。
在這一點(diǎn)上，出于與前述設(shè)在中央電極30上的貴金屬片35相同的理由，接地電極40優(yōu)選包括狹窄貴金屬片45。
考慮到為了確保接地電極40的火花放電部中的點(diǎn)火空間以及為了提高接地電極40的貴金屬片45的可消耗性之間這二者之間的相容性，接地電極40的貴金屬片45的橫截面面積和片突出量?jī)?yōu)選具有前文中設(shè)定的值。
在本實(shí)施例的火花塞中，接地電極40的貴金屬片45優(yōu)選由Pt合金制成，其含有50重量％或以上的Pt(鉑)和至少一種添加劑，且熔點(diǎn)高于1500℃。
此外，包含在接地電極40的貴金屬片45中的添加劑的例子可以包括從下面一組成分中選擇的至少一種Ir、Rh、Ni、W、Pd、Ru、Re。
通過(guò)在接地電極40的貴金屬片45中包含上述成分并且包含上述比例的添加劑，可以確保接地電極40的貴金屬片45具有適宜增加的操作壽命。
此外，也可以不像前面描述的那樣在中央電極30和接地電極40上分別設(shè)置貴金屬片35、45。也就是說(shuō)，可以采用其它替代性結(jié)構(gòu)，例如中央電極30的一端30a和接地電極40的測(cè)表面41的端部可以分別用作火花放電元件。
另外，本實(shí)施例的火花塞的主要特點(diǎn)是前面提出的尺寸關(guān)系，當(dāng)然，火花塞的其它細(xì)節(jié)也可以被適宜地改變。
雖然前面詳細(xì)描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在這里公開(kāi)的整體技術(shù)的指導(dǎo)下，可以對(duì)這些細(xì)節(jié)作出各種修改和替代。因此，這里公開(kāi)的特定結(jié)構(gòu)僅僅是解釋性的，而不是對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制，本發(fā)明的充分寬闊的范圍僅有權(quán)利要求及所有等同替換限定。
權(quán)利要求
1.一種火花塞，包括一個(gè)金屬殼體(10)，其形成有第一孔(10c)和直徑小于第一孔的第二孔(10d)，并且其外周形成有安裝螺紋(11)；一個(gè)陶瓷絕緣體(20)，其固定在金屬殼體中，使陶瓷絕緣體的一端(20a)從金屬殼體的一端(10a)伸出，陶瓷絕緣體包括一個(gè)容納在金屬殼體的第一孔中的最大徑部分(20d)和一個(gè)容納在金屬殼體的第二孔中的小徑部分(20e)，小徑部分的一端從最大徑部分開(kāi)始延伸出來(lái)，小徑部分的另一端靠近金屬殼體的所述一端，最大徑部分和小徑部分通過(guò)間隙而面對(duì)著限定了所述第一孔和第二孔的金屬殼體內(nèi)壁；一個(gè)中央電極(30)，其被限定在陶瓷絕緣體中且其一個(gè)端部位于陶瓷絕緣體外側(cè)；一個(gè)接地電極(40)，其結(jié)合在金屬殼體上，所述接地電極的一部分通過(guò)一個(gè)火花放電間隙(50)面對(duì)著中央電極的端部；其中，通過(guò)所述間隙而與最大徑部分相面對(duì)著的金屬殼體內(nèi)壁部分具有內(nèi)徑D1，通過(guò)所述間隙而與小徑部分相面對(duì)著的金屬殼體內(nèi)壁部分具有內(nèi)徑D2，則內(nèi)徑D1和D2滿足下述關(guān)系(D1-D2)/2小于或等于1.8mm。
2.如權(quán)利要求1所述的一種火花塞，其特征在于金屬殼體(10)的第二孔(10d)與陶瓷絕緣體(20)的小徑部分(20e)具有下述尺寸關(guān)系(D2-A2)/2的值等于或大于0.05mm且等于或小于0.5mm，其中A2代表陶瓷絕緣體的小徑部分的外徑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種火花塞，其特征在于火花放電間隙的值等于或小于0.9mm。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種火花塞，其特征在于中央電極(30)的所述端部(30a)包括一個(gè)貴金屬片(35)，其作為火花放電元件結(jié)合在中央電極的所述端部，且其橫截面面積的值等于或大于0.07mm2且等于或小于0.55mm2。
5.如權(quán)利要求1至4中任一所述的一種火花塞，其特征在于中央電極(30)的貴金屬片(35)由Ir合金制成，其含有50重量％或以上的Ir和至少一種添加劑，且熔點(diǎn)高于2000℃。
6.如權(quán)利要求5所述的一種火花塞，其特征在于中央電極(30)的貴金屬片(35)中包含的添加劑包括從下面一組成分中選擇的至少一種Pt、Rh、Ni、W、Pd、Ru、Re、Al、AL2O3、Y和Y2O3。
7.如權(quán)利要求1至4中任一所述的一種火花塞，其特征在于接地電極(40)的一個(gè)端部(40c)結(jié)合著作為火花放電元件的貴金屬片(45)，并且與中央電極的所述端部以面對(duì)面的關(guān)系布置；所述接地電極的貴金屬片的橫截面面積的值等于或大于0.12mm2且等于或小于0.80mm2；所述接地電極的貴金屬片的片突出量的值等于或大于0.3mm且等于或小于1.5mm。
8.如權(quán)利要求7所述的一種火花塞，其特征在于接地電極(40)的貴金屬片(45)由Pt合金制成，其含有50重量％或以上的Pt和至少一種添加劑，且熔點(diǎn)高于1500℃。
9.如權(quán)利要求8所述的一種火花塞，其特征在于接地電極(40)的貴金屬片(45)中包含的添加劑包括從下面一組成分中選擇的至少一種Ir、Rh、Ni、W、Pd、Ru、Re。
10.如權(quán)利要求1至4中任一所述的一種火花塞，其特征在于金屬殼體的安裝螺紋(11)包括等于或小于標(biāo)準(zhǔn)公制螺紋M10的螺紋。
全文摘要
公開(kāi)了一種火花塞，包括一個(gè)金屬殼體(10)，其形成有第一和第二孔(10c，10d)以及位于第一和第二孔之間的段差部(10e)，以及一個(gè)陶瓷絕緣體(20)，其具有容納在第一孔中的最大徑部分(20d)和容納在第二孔中的小徑部分(20e)。金屬殼體的第一孔和第二孔具有下述尺寸關(guān)系(D1－D2)/2小于或等于1.8mm，其中D1為第一孔的內(nèi)徑，D2為第二孔的內(nèi)徑。
文檔編號(hào)H01T13/36GK1610199SQ200410085939
公開(kāi)日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
發(fā)明者金生啟二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝