本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的火花塞以及制造該火花塞的方法。
背景技術:
火花塞是用于內(nèi)燃機的點火裝置,例如用于汽車發(fā)動機。通常,中心電極和接地電極彼此面對的表面上分別設置有電極頭來提高火花塞的著火性。電極頭,例如由貴金屬材料制造,并且為圓柱形。在中心電極的電極頭(其延伸到接地電極)和接地電極的電極頭之間形成一預定的火花放電間隙。此外,在彼此面對的電極頭之間產(chǎn)生火花放電,并且火花放電對空氣燃料混合物點火。
此外,改變中心電極和和接地電極的構造可以減少貴金屬材料的使用。在一個例子中,日本專利號jp4775447將稱為專利文獻1。專利文獻1公開了在一凸部的前端面的至少一部分上形成有一焊接部。該焊接部是通過將貴金屬材料與一部分電極基材焊接而成。該凸部是接地電極的基材的一部分,并且向著面對接地電極的中心電極突出。此外,在專利文獻1中,還提出包含貴金屬的涂覆層形成在角部以及凸部的部分側面上,因此可以減少角部和接地電極該部分側面的消耗。
此外,在燃燒室中形成迅速混合的氣流來提高內(nèi)燃機的燃燒質(zhì)量。使用迅速混合氣流的方法通過將火花放電引入燃燒室的中心使得初始火焰成為大的火焰。然而,火花放電會流向接地電極的側向并且到達接地電極的凸部的底部。在這種情況下,火花放電到達沒有覆蓋貴金屬的接地電極的側面,這樣導致出現(xiàn)一個問題,即接地電極很容易被消耗。此外,在高溫環(huán)境中或者如果熱應力被重復施加到接地電極上,貴金屬材料會逐漸氧化。從而,貴金屬涂覆層會從電極基材上剝離。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明是基于上述問題而做出的,其目的是提供一種壽命長的火花塞,其通過減少由于火花放電導致的凸部的消耗,并且防止貴金屬在凸部構造剝離(該凸部安裝在接地電極上并被貴金屬材料覆蓋),從而具有耐消耗性和耐剝離性。此外,本實施例提出了一種制造該火花塞的方法。
在本發(fā)明的一個方面,火花塞具有中心電極、絕緣體、接地電極、凸部和貴金屬涂覆層。該中心電極為長軸狀并且被保持在筒形外殼中。絕緣體設置在中心電極和外殼之間。在圖1和2中,圖的下側被限定為前端側,圖的上側被限定為基端側。接地電極被固定在外殼的前端側,其具有與中心電極相對的前端相對部。該凸部被安裝在前端相對部上,并且從前端相對部的相對部表面(其與中心電極相對)沿軸向向著中心電極延伸。火花放電間隙形成在中心電極的前端和凸部之間。貴金屬涂覆層覆蓋凸部的表面。如圖3所示,貴金屬涂覆層具有端面涂覆層和側面涂覆層。端面涂覆層覆蓋凸部的突出端面。側面涂覆層覆蓋接著突出端面的凸部的至少一部分側面。側面涂覆層的根部(其設置在側面涂覆層的前端的一側)被埋設在前端相對部中。根部的至少一部分沿著相對部表面延伸到火花塞的外側并且形成延伸部。
本發(fā)明的其他方面是制造該火花塞的方法。該制造火花塞的方法具有第一和第二工藝。
在第一工藝中,板狀貴金屬片(其成為貴金屬涂覆層)被電阻焊到該板狀前端相對部。此外,貴金屬片的至少一部分被埋設在前端相對部中。
在第二工藝中,在貴金屬片被埋設的區(qū)域中,前端相對部的一部分被擠出成型到相對部表面的一側。因此,形成被端面涂覆層和側面涂覆層所涂覆的凸部。此外,與凸部整體形成一延伸部,其從側面涂覆層的根部沿著相對部表面延伸到火花塞的外部。
根據(jù)火花塞的構造,端面涂覆層和側面涂覆層分別覆蓋接地電極的突出端面和凸部的側面。因此,凸部的整個表面都被涂覆,由此提高了耐耗性。此外,側面涂覆層的根部和延伸到火花塞外部的延伸部被埋設在接地電極的前端相對部中。因此,延伸部和電極基材之間的邊界面的外露最小化。這減少了高溫或施加熱應力引起的氧化而導致的貴金屬涂覆層的剝離。從而,增強了耐剝離性。
因此,實現(xiàn)了組合耐消耗性和耐剝離性的壽命長的火花塞。此外,在第一工藝中,當貴金屬片被埋設在接地電極的前端相對部的至少一部分中時,在火花塞中形成一個接合體。此外,成為凸部的前端相對部的一部分在第二工藝中被擠出成型。因此,從根部的至少一部分延伸的延伸部和端面涂覆層以及側面涂覆層一體成形。端面涂覆層和側面涂覆層覆蓋該凸部。
附圖說明
在附圖中:
圖1顯示了根據(jù)第一實施例的火花塞的整體結構的縱向截面圖;
圖2顯示了根據(jù)第一實施例的火花塞的主要部分結構的立體視圖;
圖3顯示了根據(jù)第一實施例的接地電極的前端相對部結構的橫截面視圖;
圖4顯示了根據(jù)第一實施例的接地電極的前端相對部結構沿圖2中的ⅳ-ⅳ線截取的橫截面,以及其平面圖;
圖5顯示了根據(jù)第一實施例,用于解釋用于在接地電極上形成凸部和貴金屬涂覆層的接合工藝作為第一工藝的橫截面圖;
圖6顯示了根據(jù)第一實施例,用于解釋在接地電極上形成凸部和貴金屬涂覆層的第二工藝的橫截面圖;
圖7顯示了根據(jù)第一實施例,用于解釋在接地電極的前端相對部上的延伸部的效果的主要部分立體視圖;
圖8顯示了根據(jù)第一實施例,在接地電極的前端相對部上的延伸部的長度和剝離率之間的關系;
圖9顯示了根據(jù)第二實施例,接地電極的前端相對部結構的主要部分橫截面視圖;
圖10顯示了根據(jù)第三實施例,接地電極的前端相對部結構的平面圖;
圖11顯示了根據(jù)第四實施例,接地電極的前端相對部結構的平面圖;
圖12顯示了根據(jù)第五實施例,接地電極的前端相對部結構的平面圖;
圖13顯示了根據(jù)第六實施例,接地電極的前端相對部結構的平面圖;
圖14顯示了根據(jù)第七實施例,接地電極的前端相對部結構的平面圖;
圖15顯示了根據(jù)第八實施例,接地電極的前端相對部結構的平面圖;
圖16顯示了根據(jù)第九實施例,接地電極的前端相對部結構的平面圖;
圖17顯示了根據(jù)第十實施例,接地電極的前端相對部結構的平面圖。
具體實施方式
(第一實施例)
第一實施例涉及一種用于內(nèi)燃機的火花塞,其通過參照附圖進行詳細介紹。如圖1和圖2所示,火花塞1具有筒形外殼2、中心電極3、筒形絕緣體4和接地電極5。中心電極3為長軸形,并被保持在筒形外殼2中。絕緣體設置在中心電極3和外殼2之間。在圖1到3中,圖的下側被限定為前端側,圖的上側被限定為基端側。接地電極5固定在外殼2的前端側上。接地電極5具有與中心電極3相對的前端相對部51,中心電極3突出到絕緣體4的前端側。在火花塞1中,在外殼2、中心電極3和絕緣體4處同軸設置的火花塞1的軸向x是圖1和2中的豎直方向。
凸部52從接地電極5的前端相對部51沿著軸向x向著中心電極3突出。此外,火花放電間隙g形成在凸部52和中心電極3之間。覆蓋凸部52表面的貴金屬層6設置在接地電極5上。貴金屬涂覆層6具有端面涂覆層61、側面涂覆層62和延伸部64。延伸部64從側面涂覆層62的根部63向火花塞的外部延伸。每部分的細節(jié)將在下面詳細介紹。
內(nèi)燃機例如是汽車發(fā)動機。火花塞1被安裝在面向發(fā)動機燃燒室的氣缸蓋的安裝孔(未示出)中。在外殼2中,用于氣缸蓋(未示出)的安裝螺紋部21設置在前端側的一半的外周上。此外,外殼2的基端側的一半是大直徑部22,其外徑大于外殼2的外徑。大直徑部42設置在絕緣體4沿軸向x的中間部分,其被容納并保持在外殼2的大直徑部22中?;诉吘?3被裝配并固定到大直徑部22的基端側,并由此被氣密地密封。
絕緣體4的前端部41比外殼2在前端側的開口更多地突出到前端側。絕緣體4具有軸向孔43,其貫穿軸向x。中心電極3被容納在軸向孔43的前端側中。中心電極3的基端部32(其具有大直徑)被支撐在布置于軸向孔43內(nèi)周上的錐形臺階面。錐形前端部31比絕緣體4的前端部41更多地突出到前端側。端子金屬7被容納在絕緣體4的軸向孔43的基端側中。電阻器71經(jīng)由導電密封層72、73設置在端子金屬7和中心電極3之間。
端子金屬7與高電壓源(未示出)連接。高電壓源例如是點火線圈并且與車載電池連接。之后,產(chǎn)生用于點火的高壓。使用控制器(未示出)產(chǎn)生的控制信號驅(qū)動高電壓源。因此,高電壓經(jīng)由端子金屬7、導電密封層72、電阻器71和導電密封層73供給到中心電極3。之后,在中心電極3和接地電極5之間產(chǎn)生火花放電。
形成具有板狀本體的接地電極5,使其整體彎曲為l形。接地電極5的基端側的一端被連接并固定到外殼2的位于前端側的前端面。接地電極5在前端側布置成平行于中心電極3,并沿軸向x延伸到前端側。軸向x被限定為中心軸線a。接地電極5在中心電極3前端部31的前端側向著中心軸線a彎曲并沿著垂直于中心軸線a的方向延伸。在圖2中所示的與中心軸線a正交的方向被稱為橫向y。中心電極3的前端部31(以后被適宜地稱為中心電極前端部)以錐形形狀向著柱狀小直徑部311減小。柱狀小直徑部311從中心電極前端部向前端側突出。設置在與柱狀小直徑部311相對的位置的凸部52從接地電極5的前端相對部51突出。
前端相對部51具有兩個表面。前端相對部51的一個表面(其與中心電極3相對)被限定為相對部表面511。前端相對部51的另一個表面(其與相對部表面511相反)被限定為相對部后表面512。通過從相對部后表面512向相對部表面511突出前端相對部51的一部分基材而形成凸部52。凹部55(其與凸部52相反)形成在相對部后表面512上。貴金屬涂覆層6形成在凸部52的表面上以覆蓋凸部52的整個表面。
中心電極3和接地電極5的基材是金屬材料,例如ni(鎳)作為主要成分的ni基合金。加入到ni基合金中的合金元素包括al(鋁)等。中心電極3和接地電極5的內(nèi)部也可以具有芯材,例如具有優(yōu)良熱傳導率的金屬材料,例如cu(銅)或cu合金。柱狀小直徑部311可以由例如圓柱貴金屬片制成并且通過焊接等方式與中心電極3連接。
通過以例如圓柱形或圓錐形突出接地電極5的一部分基材來形成接地電極5的凸部52。因此,凸部52和前端相對部51一體成形。貴金屬涂覆層6(其覆蓋凸部52的整個表面)可以在如下所述形成凸部52時,通過使用例如層疊形狀的形貴金屬片來成形,。用于柱狀小直徑部311和貴金屬涂覆層6的貴金屬材料是,例如pt(鉑),ir(銥),rh(銠)等。可以使用具有至少一種這些貴金屬作為主要元素且具有預定的前端形狀的貴金屬或者貴金屬合金。貴金屬合金可包括pt–rh合金等。pt-ni合金等可以用作合金材料,即包括非貴金屬的金屬。
絕緣體4由陶瓷燒結體制成,其通過燒制絕緣陶瓷材料例如鋁等(其已經(jīng)形成為預定形狀)來獲得。此外,外殼2例如由鋼材料比如碳鋼制成。
如圖3和4所示,貴金屬涂覆層6具有端面涂覆層61和側面涂覆層62。端面涂覆層61覆蓋凸部52的突出端面53。側面涂覆層62覆蓋凸部52的接著突出端面53的側面54。凸部52為圓柱形。突出端面53的直徑和凸部52的突出高度可以進行適當?shù)卦O置從而獲得預定的放電特性。這例如依賴于與突出端面53和凸部52相對的中心電極3的柱狀小直徑部311的直徑、突出高度等。在這種情況下,在凸部52的前端(即,端面涂覆層61的表面)和柱狀小直徑部311之間形成預定的火花放電間隙g(例如,參見圖1)。凸部52的前端包括貴金屬涂覆層6。柱狀小直徑部311設置在中心電極前端部31上。
端面涂覆層61為圓盤狀,其以預定厚度覆蓋凸部52的突出端面53,并且與圓筒形側面涂覆層62連接。側面涂覆層62以預定厚度覆蓋凸部52的側面54的整個外周表面。此外,側面涂覆層62延伸到凸部52的根部(即,與突出端面53相反的一端)。側面涂覆層62的根部63(即,涂覆凸部52的根部的另一端)被埋設在前端相對部51中。根部63可以至少從相對部表面511設置在前端側上。因此,在根部63和前端相對部51中的電極基材之間的接合性能得到提高。此外,側面涂覆層62的根部的至少一部分在橫向y上沿著相對部表面51延伸到凸部52的外側,并形成延伸部64。
在本實施例中,延伸部64被安裝從而以恒定寬度圍繞凸部52的整個周長。在該情況下,延伸部64的寬度是在相對部表面511上沿著凸部52的徑向(即,橫向)延伸的長度l。長度l此后被稱為延伸長度l。延伸長度l的最大長度被限定為最大延伸長度lm。在本實施例中,延伸長度l是恒定的,并等于最大延伸長度lm(即,延伸長度l=最大延伸長度lm)。最大延伸長度lm可以任意設置。優(yōu)選形成延伸部64使其最大延伸長度lm不小于0.07mm。當延伸部64的最大延伸長度lm不小于0.07mm時,在延伸部和電極基材之間埋設在電機基材中的邊界面的面積變大。因此,可以相對防止導致貴金屬涂覆層6從凸部52剝離的裂紋的進展。因此,暴露在燃燒氣體中的邊界面的部分被最小化,然后防止了邊界面的氧化過程。因此,提高了耐剝離性。
此外,延伸部64的至少一部分被優(yōu)選埋設在前端相對部51中。在本實施例中,被埋設在前端相對部51中的根部63以所述預定的厚度沿著凸部52的徑向延伸到火花塞的外部。因此,延伸部64形成,并且延伸部64的表面在前端相對部51的表面上形成為平坦的(例如,參見圖3)。以這種方式,整個延伸部64被埋設在前端相對部51中。因此,與電極基材接觸的邊界面的面積變大。此外,可以相對防止導致貴金屬涂覆層6從凸部52剝離的裂紋進展。因此,耐剝離性提高。
貴金屬涂覆層6的厚度可以被任意設置。在貴金屬涂覆層6中,端面涂覆層61、側面涂覆層62和延伸部64的厚度可以分別相同或不同。端面涂覆層61與中心電極前端部31相對并且是主放電面。在柱狀小直徑部311和端面涂覆層61之間形成預定的火花放電間隙g。端面涂覆層61的厚度優(yōu)選設置為足以確保耐消耗性。側面涂覆層62的厚度設置為與端面涂覆層61的厚度相同或者不小于端面涂覆層61的厚度。側面涂覆層62覆蓋凸部52的整個側面54,從而改善了耐消耗性。優(yōu)選地,在確保耐消耗性的范圍內(nèi),可以通過使側面涂覆層62形成為較薄而減少貴金屬的使用量。
延伸部64的厚度例如被設定為等于或不大于端面涂覆層61的厚度。此外,延伸部64的厚度可以根據(jù)形成范圍或者最大延伸長度lm適當?shù)卦O置。當延伸部64的厚度變厚時,埋設在前端相對部51中的邊界面的面積變大。因此,導致貴金屬涂覆層6從凸部52上剝離的裂紋的進展可以相對減少。因此,耐剝離性得到提高。延伸部64的厚度在沿延伸部64的徑向(例如,參見圖3)的整個長度上可以是恒定的。此外,延伸部64的厚度在徑向上也可以不是恒定的。例如,延伸部64的厚度可以從根部63開始沿著徑向朝火花塞的外部變薄。在凸部52的周向上也滿足類似的關系。凸部52的整個周向上的厚度可以是恒定的或者不同的。
接著,參見圖5和6,以下介紹了形成凸部52和覆蓋凸部52的整個外周的貴金屬涂覆層6的方法。首先,如圖5所示,在作為第一工藝的接合工藝中,作為貴金屬涂覆層6的貴金屬片6a被接合到接地電極5的前端相對部51上。然后,如圖6所示,在作為第二工藝的制造工藝中,在前端相對部51和貴金屬片6a之間的接合部被擠出成型,從而在形成凸部52的同時形成了覆蓋整個凸部52的貴金屬涂覆層6。
具體地,如圖5的上側所示,板狀前端相對部51的相對部表面511在圖5中設置為面向上。盤狀貴金屬片6a設置在相對部表面511的預定位置(即,凸部52的形成位置)。之后,如圖5的下側所示,例如,貴金屬片6a通過電阻焊接合到相對部表面511。在該電阻焊中使用已知的電阻焊方法。例如,貴金屬片6a和前端相對部51被設置在一對電極(未示出)之間并且被一對電極擠壓。然后,一預定電流流過該貴金屬片6a和前端相對部51。因此,貴金屬片6a和相對部表面511熔化并彼此接合。
在第一工藝中,貴金屬片6a和相對部表面511被軟化并熔化。因此,貴金屬片6a被埋設在前端相對部51中,設置在相對部表面511的下側??梢酝ㄟ^控制電阻焊期間的壓力和電流等來任意控制埋入量。在接合之后的第二工藝,貴金屬片6a的埋入量也可以被控制。在第一工藝之后,不必將整個貴金屬片6a埋設在前端相對部51中。
此外,在第一工藝之前和之后,貴金屬片6a通過軟化和熔化趨于變厚或者在直徑上膨脹??紤]到尺寸的變化,優(yōu)選設置對照凸部52和貴金屬涂覆層6的最終形狀的貴金屬片6a的形狀和尺寸。在一個例子中,凸部52的直徑大約為0.7mm,凸部52的高度大約為0.6mm。作為貴金屬片6a,例如,在電阻焊之前的貴金屬片6a的尺寸中,直徑為大約0.9mm且厚度大約為0.25mm。這是當貴金屬涂覆層6的端面涂覆層61的厚度是大約0.2mm的時候。在電阻焊之后的貴金屬片6a的尺寸中,例如,直徑大約為1.1mm,厚度大約為0.2mm。此外,在接地電極5的與貴金屬片6a接合的前端相對部51中,例如,寬度大約為2.6mm,厚度大約為1.4mm。
接著,如圖6中的上側所示,與貴金屬片6a相接合的接地電極5設置在擠出成型機的上模81和下模82之間。順帶提及,圖6中的上側被限定為擠出成型機8的上側。圖6中的下側被限定為擠出成型機8的下側。擠出成型機8具有已知的結構,并且具有上模81和下模82。上模81為板狀,在上模81上形成有沿擠出成型機8的豎直方向貫穿的通孔812。沖頭811被裝配在通孔812中并且可豎直移動。下模82為塊狀,具有圓形橫截面的與凸部52相對應的空間83。沖頭811與空間83相對。在下模82中,可動銷821可滑動地布置在通孔822中??蓜愉N821形成空間83的端面。下模82的側面圍繞形成通孔822。可動銷82可以調(diào)整凸部52的突出高度。
在圖6的上側,接地電極5的前端相對部51被插入并且保持在上模81和下模82之間。然后,前端相對部51的相對部表面511被向下設置。此外,貴金屬片6a面對空間83并且其直徑大于空間83的直徑。貴金屬片6a的一部分外周部與下模82的上表面接觸。在下模82中,上表面沒有圍繞空間83,但是側面圍繞空間83。之后,如圖6中的下側所示,沖頭811朝空間83下降。然后,通孔812的內(nèi)周面作為導向面。前端相對部51的電極基材使用沖頭811從相對部后表面512側向前端相對部表面511側擠出成型。
貴金屬片6a除了與下模82接觸的部分貴金屬片6a之外被限定為部分a。部分a以及其上側的電極基材被沖頭811擠出成型進入到空間83中。因此,形成凸部52,并且同時形成貴金屬涂覆層6的端面涂覆層61和側面涂覆層62。此外,整個貴金屬涂覆層6被埋設在前端相對部51中。根部63和從其延伸的延伸部64是沒有通過沖頭811擠出成型的貴金屬片6a。那么,端面涂覆層61和延伸部64的厚度與在擠出成型貴金屬片6a之前貴金屬片6a的厚度相同(例如,大約為0.2mm)。此外,側面涂覆層62的厚度根據(jù)凸部52的突出高度而變化。即,隨著凸部52的突出高度變高,貴金屬片6a使用沖頭811的擠出量變大。此外,隨著凸部52的突出高度變高,貴金屬片6a的塑性變形量變大并且側面涂覆層62的厚度變薄。當凸部52的高度例如大約為0.6mm時,側面涂覆層62的厚度例如大約為0.1mm。因此,側面涂覆層62的厚度是凸部52的半徑的30%(例如,大約0.35mm).
以這種方式,如圖3和4所示,形成接地電極5,在接地電極中,整個凸部52被貴金屬涂覆層6所覆蓋。在貴金屬涂覆層6中,在凸部52的整個外周上形成了根部63和從根部63延伸的延伸部64。此外,整個貴金屬涂覆層6被埋設在電極基材中從而與相對部表面511平齊。
因此,如圖7所示,當在燃燒室中形成迅速混合氣流時,可以獲得減少貴金屬涂覆層6剝離的效果。即,當在中心電極3和接地電極5之間施加高壓時,通常在柱狀小直徑部311和端面涂覆層61之間產(chǎn)生火花放電。柱狀小直徑部311包括貴金屬片。端面涂覆層61是貴金屬涂覆層6的一部分。然而,如圖7中的虛線所示,由于混合氣流f,火花放電很容易流向火花塞1的一側。當混合氣流高速流動時,如圖7中的實線所示,火花放電會大量流向火花塞2的側部。因此,火花塞可以達到貴金屬涂覆層6的根部63。即使在這種情況下,根據(jù)本實施例的結構,延伸部62從側面涂覆層62的根部63延伸到火花塞的外部。結果,減少了電極基材的消耗。此外,整個根部63和延伸部64都埋設在前端相對部51中。因此,在根部63和延伸部64與前端相對部51之間的接合力增加。此外,暴露在電極基材和延伸部64之間的邊界面變得最小。因此,邊界面幾乎不直接暴露在燃燒氣體中,可以防止由于氧化和熱應力而導致的貴金屬涂覆層6的剝離。
(實驗例)
在第一實施例的火花塞中,接地電極5的貴金屬涂覆層6的耐剝離性通過以下方法來評價。使用的火花塞1的貴金屬涂覆層6的延伸部64的延伸長度l在0mm到0.2mm之間變化(即,0.03mm,0.07mm,0.1mm,0.2mm)。
使用已知的熱應力測試平臺來評價火花塞1的熱應力和耐氧化性。熱應力測試平臺可以控制并保持火花塞1在預定溫度。作為測試條件,在150℃和1000℃下加熱并保持6分鐘作為一個周期交替重復。周期次數(shù)為200。在每個評價樣本中,觀察到熱力學試驗之后的接地電極5的豎直橫截面(即,如圖3所示的橫截面)。通過以下公式1計算貴金屬涂覆層6的剝離長度率。然后,具有不超過40%的剝離長度率的樣本被認為是好的項目。具有超過40%的剝離長度率的樣本被認為是缺陷項目。
公式1;剝離長度率=[(l1+l2)/l0]×100(單位:%)。
在公式1中,l0是貴金屬涂覆層6沿橫向的整個長度。貴金屬涂覆層沿橫向y具有彼此相反的第一和第二端部。l1是沿橫向y的第一端部上的貴金屬涂覆層6的剝離長度。l2是沿橫向y的第二端部上的貴金屬涂覆層6的剝離長度。評價二十個評價樣本,其分別具有相同的延伸長度。
如圖8的試驗結果所示,當延伸部64的延伸長度l是0時,即,當沒有延伸部64時,所有的二十個評價樣本都是剝離長度率超過40%的缺陷項目。因此,在圖8中所示的剝離率為100%。在另一方面,貴金屬涂覆層6的耐剝離性通過形成延伸部64而得到顯著改善。例如,當延伸長度l為0.03mm時,剝離率突然下降到5%(即,二十個評價樣本中只有一個是缺陷項目)。此外,當延伸長度l不小于0.07mm時,所有二十個評價樣本都是剝離長度率不超過40%的好項目。因此,剝離率為0%。因此,延伸部64的延伸長度l優(yōu)選不小于0.07mm,貴金屬涂覆層6的剝離性被可靠地降低??梢哉J為,貴金屬涂覆層6的耐剝離性通過設置延伸部64而得以提高。具體地,設置延伸部64使得埋設在電極基材中的邊界面的面積增加。此外,設置延伸部64使得熱應力導致的裂紋的進展減緩。
接著,結合附圖介紹作為接地電極5的前端相對部51的實施例2到10的其他結構。火花塞1的每個部分的基本結構與實施例1是相同的,其進一步的描述被省略。
(實施例2)
如圖9所示,在接地電極5中,延伸部64從貴金屬涂覆層6的根部63延伸的至少一部分可以如實施例2所示被埋設在前端相對部51中。具體的,延伸部64的埋設在前端相對部51中的埋設部分的厚度t1與延伸部64的厚度t的比例可以不小于10%。延伸部64的表面的一部分(例如,延伸部64的設置在端面涂覆層61一側的表面)暴露在相對部表面511的外側(即,圖9的上側)??梢哉J為,如圖8所示,延伸部64的延伸長度l對于提高耐剝離性是很重要的。因此,通過埋設前端相對部51和延伸部64之間的邊界面大大提高了耐剝離性。邊界面平行于相對部表面511。延伸部64埋設在前端相對部51中的厚度t1與延伸部64的厚度t的比例可以不小于30%。
(實施例3)
如圖10所示,在接地電極5中,從貴金屬涂覆層6的根部63延伸的延伸部64可以如實施例3所示被設置在前端相對部51的至少一部分上。此外,延伸部64的寬度(即,延伸長度l)可以不是恒定的。具體地,具有圓形外形的延伸部64在根部63的外周處相對于圓形端面涂覆層61偏心設置。此外,延伸部64的延伸長度l逐漸變化。然后,優(yōu)選的,如圖10所示,延伸長度l變?yōu)樽钚〉奈恢帽辉O置在燃燒室中用于接收混合氣流f的一側。延伸部64的一部分與延伸長度l變?yōu)樽钚〉奈恢孟喾?,其具有最大的延伸長度lm。延伸部64被偏心地設置在凸部52上,并且延伸部64可以容易制造。接著,成為貴金屬涂覆層6的圓形貴金屬片6a被施加到前端相對部51上。
如圖10所示,當火花放電由于混合氣流f的原因而流向火花塞1的一側時,火花放電在混合氣流f的流動方向上膨脹。因此,火花放電到達根部63。延伸部64被設置在火花放電由于混合氣流f而經(jīng)過的一側,并且延伸長度l變大。因此,可以實現(xiàn)減少貴金屬涂覆層6剝離的相同效果。在這種情況下,優(yōu)選的,最大延伸長度lm可以不小于0.07mm。延伸部64具有第一部分和第二部分。在本實施例中,設置在接收混合氣流f那側的第一部分較小。延伸部64的第二部分與延伸部64的第一部分相反。延伸部64的第二部分大于延伸部64的第一部分。因此,在減少使用貴金屬材料的同時,貴金屬涂覆層6的耐剝離性可以得到提高。
(實施例4)
如圖11所示,在接地電極5中,延伸部64可以如實施例4所示僅設置在貴金屬涂覆層6的一半部分上。延伸部64從貴金屬涂覆層6的根部63延伸。該貴金屬涂覆層6的該一半部分與混合氣流f經(jīng)由接地電極5相反。在這種情況下,延伸部64具有半圓弧的外形,延伸部64的延伸長度l逐漸變化。因此,設置在貴金屬涂覆層6的這一半部分上的延伸部64的延伸長度l成為最大延伸長度lm。在這種情形下,貴金屬材料的使用進一步減少,貴金屬涂覆層6的剝離性也有效降低。
(實施例5)
如圖12所示,在實施例5中示出了可以在第一和第二半部分上均設置有半圓弧形的延伸部64,其與實施例4中的延伸部64的外形相同。延伸部64具有第一和第二半部分,且第一半部分接收混合氣流f,第二半部分與第一半部分經(jīng)由接地電極5相反。在該情況下,當?shù)谝缓偷诙氩糠窒嘟Y合時,延伸部64具有總體橢圓外形。延伸長度l逐漸變化,設置在第一和第二半部分上的每個延伸長度l都成為最大延伸長度lm。在該情況下,火花塞1的安裝方向不限于燃燒室中對抗混合氣流f的一個方向。因此,火花塞1的安裝工作性能變好。此外,當延伸部64設置在混合氣流f的流動方向上時,貴金屬材料的使用減少,貴金屬涂覆層6的剝離性得到有效降低。
(實施例6)
如圖13所示,在接地電極5中,從貴金屬涂覆層6的每個根部63延伸的延伸部64還可以如實施例6所示具有矩形外形。在該情況下,延伸部64具有分別從根部63的外周沿端面涂覆層61的徑向向外延伸的四個部分。該四個部分分別具有三角形形狀。當四個部分組合起來時,延伸部64具有正方形外形。該正方形外形的邊長與端面涂覆層61的直徑相等。從三角形頂點到根部外周的長度為最大延伸長度lm。在該情況下,火花塞1的安裝工作性能變好。使用的貴金屬材料減少,貴金屬涂覆層6的剝離性得到有效降低。
(實施例7)
如圖14所示,在接地電極5中,從貴金屬涂覆層6的根部延伸的延伸部64可以具有變形的外形,如實施例7所示不僅僅是圓形外形和矩形外形。在該情況下,根部的接收混合氣流f的部分被限定為部分b。在部分b上沒有延伸部64。具有花瓣外形的延伸部64設置為圍繞根部的部分b之外的外周。部分b之外的根部外周是根部整個外周的大約3/4。同樣在該情況下,使用的貴金屬材料減少,貴金屬涂覆層6的剝離性得到有效降低。
(實施例8)
如附圖15所示,在接地電極5中,從貴金屬涂覆層6的根部63延伸的延伸部64如實施例8所示可以設置在根部的不接收混合氣流f的部分上。在該情況下,延伸部64具有圓弧外形。延伸部64的延伸長度l逐漸變化,設置在不接收混合氣流f的根部部分的延伸部64的延伸長度l具有最大延伸長度lm。在該情況下,使用的貴金屬材料減少,貴金屬涂覆層6的剝離性得到有效降低。
(實施例9)
如圖16所示,兩個延伸部64如實施例9所示可以具有與實施例8中的延伸部64相同的圓弧外形。兩個延伸部64由第一延伸部64和第二延伸部64組成。用于接收混合氣流f的根部部分被限定為部分aa。不接收混合氣流f的根部部分被限定為部分bb。第一延伸部64設置在部分aa上,第二延伸部64被設置在部分bb上。第一延伸部64經(jīng)由接地電極5與第二延伸部64相反。兩個延伸部64的延伸長度l逐漸變化,并且分別設置在部分aa和部分bb上的兩個延伸部64的延伸長度l成為最大延伸長度lm。在該情況下,火花塞1的安裝工作性能變好。此外,使用的貴金屬材料減少,貴金屬涂覆層6的剝離性得到有效降低。
(實施例10)
如圖17所示,四個延伸部64可以如實施例10所示具有與實施例8的延伸部64相同的圓弧外形。四個延伸部64可以分別設置在根部63外周的四個部分上。然后,延伸長度l逐漸變化,分別設置在根部63的外周的四個部分上的四個延伸部64的延伸長度l定義為最大延伸長度lm。在該例中,火花塞1的安裝工作性能進一步變好。此外,使用的貴金屬材料減少,貴金屬涂覆層6的剝離性得到有效降低。
本發(fā)明的內(nèi)容不限于實施例,在不剝離范圍和精神實質(zhì)的前提下可以進行可以改變。例如,在實施例中描述了貴金屬涂覆層6的側面涂覆層62覆蓋了凸部52的整個外周表面的結構。側面涂覆層62可以不必覆蓋凸部52的整個外周表面。例如,側面涂覆層62的根部63可以不必在凸部52的部分外周中到達凸部52的基端部分。此外,根部63可不必在凸部52的部分外周中埋設在前端相對部51中。在該情況下,優(yōu)選的,延伸部分64設置在不接收混合氣流f的根部一側,延伸部64從根部63向火花塞1的外部設置。
此外,在實施例中,包括延伸部64的貴金屬涂覆層6的外形可以是圓形,半圓弧形,改變的圓形或矩形。貴金屬涂覆層6的外形不限于這些形狀。貴金屬涂覆層6的形狀可以是多邊形,例如三角形,以上形狀的組合形狀,或者任意其它形狀。此外,被貴金屬涂覆層6覆蓋的凸部52的形狀也不打算被具體受限。凸部52的形狀例如可以是多角柱形、多角棱錐形、圓柱和圓錐之外的其它形狀的組合形狀。此外,構造中心電極3的火花塞1和任何其它火花塞的各個部件都可以進行適當?shù)母淖儭?/p>