火花塞及其制造方法
【專利摘要】本發明的火花塞能夠確保良好的氣密性并可靠地防止絕緣體發生破損等情況。火花塞(1)包括：絕緣電瓷(2)，其具有縮徑部(14)；主體金屬外殼(3)，其設于絕緣電瓷(2)的外周，具有向徑向內側突出的突部(21)。突部(21)具有縮徑部(21A)，卡定部(14)以隔著環狀的板狀密封件(22)的方式卡定于縮徑部(21A)。在含有軸線(CL1)的剖面中，在將與軸線(CL1)正交的直線同卡定部(14)的外形線所成的角中的銳角的角度設為θp(°)、將與軸線(CL1)正交的直線同縮徑部(21A)的外形線所成的角中的銳角的角度設為θs(°)時，滿足θs＞θp。在所述剖面中，在將板狀密封件(22)在第1線段(SL1)的中點(CP1)處的維氏硬度設為Hvo(Hv)、將板狀密封件(22)在第2線段(SL2)的中點(CP2)處的維氏硬度設為Hvi(Hv)時，滿足Hvo＞Hvi。
【專利說明】火花塞及其制造方法

【技術領域】
[0001] 本發明設及在內燃機等中使用的火花塞及該火花塞的制造方法。

【背景技術】
[0002] 火花塞安裝于內燃機（發動機）等燃燒裝置，用于對燃燒室內的混合氣進行點火。 通常，火花塞包括；絕緣體，其具有沿軸線方向延伸的軸孔；中屯、電極，其插入于所述軸孔 的頂端側；主體金屬外殼，其設于所述絕緣體的外周；W及接地電極，其設于主體金屬外殼 的頂端部，在該接地電極與中屯、電極之間形成有間隙。另外，主體金屬外殼在內周具有突 部，該突部向徑向內側突出且呈W軸線為中屯、的環狀。另外，在絕緣體插入到主體金屬外殼 的內周且設于該絕緣體自身頂端側的卡定部卡定于所述突部的后端側面、即縮徑部的狀態 下，絕緣體對主體金屬外殼的后端部施加負荷，使主體金屬外殼的后端部彎曲變形，從而與 主體金屬外殼壓緊（日語；加締攻）固定起來。另外，為了謀求提高氣密性，在卡定部與縮 徑部之間夾設有環狀的板狀密封件（例如，參照專利文獻1等）。
[0003] 現有巧術專獻
[0004] 專利專獻
[0005] 專利文獻1 ;日本特開平10-289777號公報


【發明內容】

[oood 發巧要解決的間願
[0007] 然而，近年來，為了謀求內燃機等的設計自由度的提高等，要求火花塞小型化（小 徑化）。在該樣的小徑化了的火花塞中，可能難W充分確保卡定部與板狀密封件、縮徑部與 板狀密封件之間的接觸面積，而導致氣密性降低。
[000引因此，考慮通過增大壓緊固定時的施加負荷、由卡定部和縮徑部W更大的負荷夾 持板狀密封件，從而增大板狀密封件與卡定部等之間的接觸壓力，謀求防止氣密性降低。然 而，在該情況下，可能會出現該樣的情況；突部過度壓縮變形，突部向徑向內側（即，絕緣體 偵。突出變形。并且，由于絕緣體被變形了的突部按壓，而有可能使絕緣體產生裂紋等破 損、使絕緣體與主體金屬外殼之間發生軸線偏移。
[0009] 本發明是鑒于所述情況而做成的，其目的在于提供一種能夠確保良好的氣密性并 可靠地防止絕緣體發生破損等情況的火花塞及其制造方法。
[0010] 用于解決間願的方秦
[0011] W下，對適于達到所述目的的各技術方案進行分項說明。另外，根據需要對相應的 技術方案附加記載特有的作用效果。
[0012] 技術方案1.本技術方案的火花塞包括：
[0013] 絕緣體，其為筒狀，具有沿軸線方向延伸的軸孔；
[0014] 中屯、電極，其插入設置在所述軸孔的頂端側；W及
[0015] 主體金屬外殼，其為筒狀，設于所述絕緣體的外周并且具有向徑向內側突出的突 部，
[0016] 所述突部具有隨著朝向頂端側去而內徑減小的縮徑部，
[0017] 所述絕緣體在其外周具有隨著朝向頂端側去而外徑減小的卡定部，
[0018] 所述卡定部W隔著環狀的板狀密封件的方式卡定于所述縮徑部，
[0019] 該火花塞的特征在于，
[0020] 在含有所述軸線的剖面中，
[0021] 在將與所述軸線正交的直線同所述卡定部的外形線所成的角中的銳角的角度設 為0p(° )、將與所述軸線正交的直線同所述縮徑部的外形線所成的角中的銳角的角度設 為0 s(。）時，滿足0 S > 0p，并且
[0022] 所述板狀密封件配置在含有第1線段的位置，該第1線段沿所述軸線方向延伸，且 在所述軸線方向上自所述卡定部的后端連結至所述縮徑部，
[0023] 在將所述板狀密封件在所述第1線段的中點處的維氏硬度設為Hvo(Hv)、將所述 板狀密封件在第2線段的中點處的維氏硬度設為Hvi (Hv)時，滿足Hvo > Hvi，該第2線段 沿所述軸線方向延伸，且在所述軸線方向上自所述縮徑部的與所述板狀密封件接觸的部位 的頂端連結至所述卡定部。
[0024] 采用所述技術方案1，構成為滿足0 S > 0 P。因此，在將主體金屬外殼和絕緣體 壓緊固定時，能夠對縮徑部的位于外周側的部位施加較大的負荷，使施加于縮徑部的位于 內周側的部位的負荷較小。因而，能夠有效地抑制朝向徑向內側的突部發生突出變形。其 結果，能夠可靠地防止絕緣體發生破損、絕緣體與主體金屬外殼之間發生軸線偏移。
[0025] 另外，采用所述技術方案1，構成為滿足Hvo > Hvi,板狀密封件的外周側部位的硬 度大于板狀密封件的內周側部位的硬度。目P，通過使0s> 0p，板狀密封件的外周側部位 被卡定部和縮徑部W較大的負荷夾持，但板狀密封件的該被W較大負荷夾持的部位的硬度 足夠大。因而，與內周側相比，能夠在與卡定部等之間的接觸面積較大的外周側使板狀密封 件與卡定部等之間的接觸壓力顯著增大。其結果，能夠實現良好的氣密性。
[0026] 此外，板狀密封件的被施加的負荷比較小的內周側部位構成為硬度比較小。因而， 板狀密封件的內周側部位即使在與卡定部等之間的接觸壓力較小的狀態下也會可靠地與 卡定部等密合。其結果，能夠同板狀密封件的外周側部位與卡定部等之間的接觸壓力顯著 增大相得益彰地實現非常良好的氣密性。
[0027] 技術方案2.在所述技術方案1的基礎上，本技術方案的火花塞的特征在于，滿足 1. 03《Hvo/Hvi《1. 25。
[002引采用所述技術方案2,由于構成為滿足Hvo/Hvi《1. 25,因此能夠可靠地防止相比 自板狀密封件的內周側部位施加于突部（縮徑部）的負荷而言，自板狀密封件的外周側部 位施加于突部（縮徑部）的負荷過大。由此，能夠有效地抑制突部（縮徑部）的一部分發 生局部變形，進而能夠進一步可靠地防止絕緣體隨著突部的變形而發生破損等情況。
[0029] 另外，采用所述技術方案2,由于構成為滿足1. 03《Hvo/Hvi，因此能夠平衡性良 好地分別提高板狀密封件的外周側部位與卡定部等之間的接觸壓力W及板狀密封件的內 周側部位與卡定部等之間的密合性。其結果，能夠謀求氣密性的進一步提高。
[0030] 技術方案3.本技術方案的火花塞的制造方法是所述技術方案1或2所述的火花 塞的制造方法，其特征在于，
[0031] 該火花塞的制造方法包括：
[0032] 配置工序，在該工序中，將所述絕緣體W在所述縮徑部與所述卡定部之間配置有 所述板狀密封件的狀態配置于所述主體金屬外殼的內周；W及
[0033] 壓緊工序，在該工序中，對所述主體金屬外殼的后端部施加朝向所述軸線方向頂 端側的負荷，使所述主體金屬外殼的后端部向徑向內側彎曲變形，從而將所述主體金屬外 殼和所述絕緣體W利用所述縮徑部和所述卡定部夾持所述板狀密封件的狀態固定起來，
[0034] 在所述配置工序中，配置如下該樣的板狀密封件：板狀密封件的配置在所述卡定 部側的一端面在含有板狀密封件自身的中屯、軸線在內的剖面中的外形線、同與所述中屯、軸 線正交的直線所成的角中的銳角的角度、即0pp(° )與0p相同，并且，板狀密封件的配置 在所述縮徑部側的另一端面在所述剖面中的外形線、同與所述中屯、軸線正交的直線所成的 角中的銳角的角度、即0ps(° )與0S相同。
[0035] 需要說明的是，"0pp與0p相同"不僅包括0pp與0p嚴格相同的情況，還包 括0 PP與目P略微（例如，±2°左右）不同的情況。并且，"0 PS與0 S相同"不僅包括 0 ps與0 S嚴格相同的情況，還包括0 ps與0 S略微（例如，±2°左右）不同的情況。
[0036] 通常，在固定主體金屬外殼和絕緣體時，在配置工序中，在卡定部與縮徑部之間配 置板狀密封件，在此基礎上，在壓緊工序中對主體金屬外殼的后端部施加負荷，使主體金屬 外殼的后端部彎曲變形。由此，將主體金屬外殼和絕緣體W在卡定部與縮徑部之間夾持有 板狀密封件的狀態壓緊固定。
[0037] 另外，W往，如圖10(a)所示，在進行配置工序時，配置在卡定部14與縮徑部21A 之間的板狀密封件42構成為：位于卡定部14側的一端面42F和位于縮徑部21A側的另一端 面42B分別沿與板狀密封件42的中屯、軸線正交的方向延伸（即平板狀）。并且，如圖10化） 所示，在壓緊工序中，板狀密封件42在自卡定部14側施加的負荷的作用下發生變形，通過 進一步施加負荷而使板狀密封件42隨著一端面42F和另一端面42B的變形而發生變形。 [003引但是，在所述的方法中，在壓緊工序的初始階段，板狀密封件42的位于內周面42N 與一端面42F之間的角部42E與絕緣體41接觸。因此，在壓緊工序中，應力集中作用于絕 緣體41的與角部42E接觸的部位，可能導致絕緣體41發生裂紋等破損。
[0039] 在該一點上，采用所述技術方案3,構成為在配置工序中使用該樣的板狀密封件： 一端面的角度0pp與0p (卡定部的角度）相同且另一端面的角度0ps與0S (縮徑部的 角度）相同。即，板狀密封件構成為在配置工序中與卡定部之間大致面接觸、板狀密封件與 卡定部及縮徑部之間大致面接觸。因而，在壓緊工序中，能夠可靠地防止應力集中作用于絕 緣體的一部分。其結果，能夠進一步可靠地防止絕緣體發生破損。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040] 圖1是表示火花塞的結構的局部剖主視圖。
[0041] 圖2是表示縮徑部的角度、卡定部的角度等的放大剖視圖。
[0042] 圖3是用于說明在卡定部的外形線發生彎曲、彎折的情況下，卡定部的角度的求 得方法的剖面示意圖。
[0043] 圖4是用于說明在縮徑部的外形線發生彎曲、彎折的情況下，縮徑部的角度的求 得方法的剖面示意圖。
[0044] 圖5是表示在配置工序中保持于承模的主體金屬外殼的剖視圖。
[0045] 圖6是表示板狀密封件的結構的立體圖。
[0046] 圖7是表示板狀密封件的結構的放大剖面圖。
[0047] 圖8是表示在壓緊工序中使用的壓模等的剖視圖。
[0048] 圖9是表不在壓緊工序中對主體金屬外殼的后端部施加有負荷的狀態的剖視圖。
[0049] 圖10(a)是表示在現有技術中在配置工序中的板狀密封件等的放大剖視圖，圖 10(b)是表示在現有技術中在壓緊工序中的板狀密封件等的放大剖視圖。

【具體實施方式】
[0化0] W下，參照【專利附圖】

【附圖說明】一實施方式。圖1是表示火花塞1的局部剖主視圖。需要說 明的是，在圖1中，將火花塞1的軸線CL1方向設為附圖中的上下方向，將下側作為火花塞 1的頂端側，將上側作為后端側，W此來進行說明。
[0化1] 火花塞1由呈筒狀的作為絕緣體的絕緣電瓷2和用于保持該絕緣電瓷2的筒狀的 主體金屬外殼3等構成。
[0化2] 絕緣電瓷2是如公知那樣通過燒結氧化侶等而形成的，該絕緣電瓷2的外形部具 備；后端側主體部10,其形成在后端側；大徑部11，其在比該后端側主體部10靠頂端側的 位置朝向徑向外側突出而形成；中間主體部12,其在比該大徑部11靠頂端側的位置形成為 直徑小于該大徑部11的直徑；W及腿部13,其在比該中間主體部12靠頂端側的位置形成 為直徑小于該中間主體部12的直徑。而且，絕緣電瓷2的大徑部11、中間主體部12 W及大 部分的腿部13被收容在主體金屬外殼3的內部。并且，在中間主體部12與腿部13之間的 連接部形成有隨著朝向頂端側去而外徑減小的錐形的卡定部14,絕緣電瓷2利用該卡定部 14卡定于主體金屬外殼3。
[0053] 而且，在絕緣電瓷2內貫穿形成有沿軸線CL1延伸的軸孔4,在該軸孔4的頂端側 插入并固定有中屯、電極5。中屯、電極5包括內層5A和外層5B，該內層5A由導熱性優異的 金屬（例如，銅、銅合金、純鑲（Ni)等）形成，該外層5B由WNi為主要成分的合金形成。并 且，中屯、電極5整體呈椿狀（圓柱狀），其頂端部分自絕緣電瓷2的頂端突出。需要說明的 是，在本實施方式中，為了謀求提高耐久性，而在中屯、電極5的頂端部設有由耐消耗性優異 的金屬（例如，銀合金、銷合金等）形成的圓柱狀的電極頭31。
[0化4] 此外，在軸孔4的后端側W自絕緣電瓷2的后端突出的狀態插入并固定有端子電 極6。
[0055] 而且，在軸孔4的處于中屯、電極5與端子電極6之間的部分配置有圓柱狀的電阻 器7。該電阻器7的兩端部隔著導電性的玻璃密封層8、9而分別與中屯、電極5和端子電極 6電連接。
[0化6] 此外，所述主體金屬外殼3由低碳鋼（例如，S25C等）等金屬形成為筒狀，并在其 外周面形成有螺紋部（外螺紋部）15,該螺紋部15用于將火花塞1安裝于內燃機、燃料電 池改性器等燃燒裝置。并且，在比螺紋部15靠后端側的位置向外周側突出形成有座部16， 在螺紋部15后端的螺紋頭17套裝有環狀的墊圈18。此外，在主體金屬外殼3的后端側設 有截面呈六邊形的工具卡合部19,在將主體金屬外殼3安裝于燃燒裝置時該工具卡合部19 用于與扳手等工具卡合。并且，在主體金屬外殼3的后端部設有向徑向內側彎曲的壓緊部 20。需要說明的是，在本實施方式中，為了謀求火花塞1的小徑化，而使主體金屬外殼3小 徑化，使螺紋部15的螺紋直徑較小（例如，M12 W下）。并且，隨著主體金屬外殼3的小徑 化，配置在主體金屬外殼3內周的絕緣電瓷2也小徑化，進而使絕緣電瓷2的壁厚較薄。 [0057] 此外，在主體金屬外殼3的內周設有向徑向內側突出的突部21，該突部21具有隨 著朝向頂端側去而內徑減小的錐形的縮徑部21A(為突部21的后端側面）。另外，絕緣電 瓷2自主體金屬外殼3的后端側向主體金屬外殼3的頂端側插入主體金屬外殼3內，在該 絕緣電瓷2自身的卡定部14隔著由規定金屬（例如，銅、鐵、SUS等）形成的圓環狀的板狀 密封件22卡定于所述縮徑部21A的狀態下，使主體金屬件3的后端側開口部向徑向內側壓 緊、即形成所述壓緊部20,從而使絕緣電瓷2固定于主體金屬件3。另外，利用設在卡定部 14和縮徑部21A之間的所述板狀密封件22保持燃燒室內的氣密性，從而避免進入絕緣電 瓷2的暴露在燃燒室內的腿部13與主體金屬外殼3的內周面之間的間隙內的燃料氣體泄 漏到外部。
[0化引此外，為了使通過壓緊實現的密閉更加完善，在主體金屬外殼3的后端側，在主體 金屬外殼3與絕緣電瓷2之間夾設有環狀的環構件23、24,在環構件23、24之間填充有滑石 (talc) 25的粉末。目P，主體金屬外殼3借助板狀密封件22、環構件23、環構件24 W及滑石 25保持絕緣電瓷2。
[0化9] 另外，在主體金屬外殼3的頂端部26接合有接地電極27,該接地電極27在其自 身的中間部分處折回，其自身的頂端側側面與中屯、電極5的頂端部（電極頭31)相對。而 且，在中屯、電極5的頂端部（電極頭31)與接地電極27的頂端部之間形成有間隙28,在該 間隙28內，在大致沿著軸線化1的方向上進行火花放電。
[0060] 接著，說明本發明的特征部分，即卡定部14、縮徑部21A W及位于兩者之間的板狀 密封件22的結構。
[0061] 在本實施方式中，如圖2(在圖2中，為了便于圖示，而省略了絕緣電瓷2和主體 金屬外殼3的剖面線）所示，構成為在含有軸線化1的剖面中，在將卡定部14的角度設為 0p(° )、將縮徑部21A的角度設為0s(° )時，滿足0s> 0p。
[006引其中，角度0 P是在所述剖面中與軸線CL1正交的直線化1同卡定部14的外形線 所成的角中的銳角的角度。另外，角度0S是在所述剖面中與軸線CL1正交的直線XL2同 縮徑部21A的外形線所成的角中的銳角的角度。
[0063] 此外，在卡定部14的外形線發生彎曲、彎折的情況下，角度0p通過W下方式求 得。目P，如圖3所示，在隔著軸線化1的一側，利用投影儀，得到半徑差D1，該半徑差D1是 中間主體部12的半徑（卡定部14的后端的半徑）減去腿部13的后端的半徑（卡定部14 的頂端的半徑）而得到的。需要說明的是，在中間主體部12呈錐形的情況下，將中間主體 部12的頂端部的外形線的延長線與卡定部14的外形線的延長線之間的交點處的半徑（軸 線與所述交點之間的距離）減去腿部13的后端的半徑而得到的值作為所述半徑差D1。接 著，畫出7條假想線VL1?化7,該7條假想線VL1?VL7沿著軸線CL1延伸，并且沿與軸 線CL1正交的方向將所述半徑差D1八等分。之后，利用投影儀，求得7條假想線VL1?化7 中的除位于最外周側的假想線VL1和位于最內周側的假想線VL7之外的5條假想線VL2? VL6與所述卡定部14的外形線之間的交點P1?P5的坐標。接著，求得與得到的5個坐標 相對應的近似直線AL1同與軸線CL1正交的直線XL1所成的角中的銳角的角度a。并且， 在隔著軸線CLl的另一側，利用與所述方法同樣的方法，求得與得到的5個坐標相對應的近 似直線同與軸線CL1正交的直線XL1所成的角a，并算出求得的兩個角a的平均值。在本 實施方式中，將兩個角a的平均值作為角度0p。
[0064] 另外，在縮徑部21A的外形線發生彎曲、彎折的情況下，角度0 S通過W下方式求 得。
[00化]即，如圖4所示，在隔著軸線CL1的一側，利用投影儀，得到半徑差D2,該半徑差D2 是突部21的自縮徑部21A的頂端向頂端側延伸的部位21B的半徑（更詳細地說，所述部位 21B的位于最內周側的部分的半徑）減去主體金屬外殼3的自縮徑部21A的后端向后端側 延伸的部位3A的半徑而得到的。
[0066] 接著，畫出7條假想線化11?化17,該7條假想線化11?化17沿著軸線化1延 伸，并且沿與軸線CL1正交的方向將所述半徑差D2八等分。
[0067] 之后，利用投影儀，求得7條假想線化11?化17中的除位于最外周側的假想線 化11和位于最內周側的假想線化17之外的5條假想線化12?化16與所述縮徑部21A的 外形線之間的交點P11?P15的坐標。
[0068] 接著，求得與得到的5個坐標P11?P15相對應的近似直線AL2同與軸線化1正 交的直線XL2所成的角中的銳角的角度0。
[0069] 并且，在隔著軸線化1的另一側，利用與所述方法同樣的方法，求得與得到的5個 坐標相對應的近似直線同與軸線CL1正交的直線XL2所成的角0，并算出求得的兩個角0 的平均值。
[0070] 在本實施方式中，將兩個角0的平均值作為角度0 S。
[0071] 返回到圖2,在所述剖面中，板狀密封件22配置在含有第1線段SL1的位置，該第 1線段SL1沿軸線CL1方向延伸，且在軸線CL1方向上自卡定部14的后端14B連結至縮徑 部21A。換言之，板狀密封件22配置在卡定部14的后端14B與縮徑部21A的沿軸線CL1與 所述后端14B相對的部位之間的整個區域內。
[0072] 并且，在所述剖面中，板狀密封件22配置在含有第2線段SL2的位置，該第2線段 SL2沿軸線CL1方向延伸，且在軸線CL1方向上自縮徑部21A的與板狀密封件22接觸的部 位的頂端21AF連結至卡定部14。換言之，板狀密封件22配置在所述頂端21AF與卡定部 14的沿軸線CL1與所述頂端21AF相對的部位之間的整個區域內。
[0073] 此外，在本實施方式中，構成為在所述剖面中，在將板狀密封件22在第1線段化1 的中點CP1處的維氏硬度設為Hvo化V)、將板狀密封件22在第2線段SL2的中點CP2處的 維氏硬度設為Hvi(Hv)時，滿足Hvo>Hvi。目P，板狀密封件22構成為：外周側部位的硬度 大于內周側部位的硬度。
[0074] 另外，在本實施方式中，構成為滿足1.03《Hvo/Hvi《 1.25。需要說明的是，在本 實施方式中，Hvo為115HV W上且268HV W下，Hvi為109HV W上且213HV W下。另外，板 狀密封件22的硬度能夠利用例如基于JIS Z2244標準的方法進行測量。具體而言，能夠通 過如下方法測量板狀密封件22的硬度，即，在利用正四棱錐狀的金剛石壓頭對板狀密封件 22施加規定（例如，1. 961N)負荷，之后根據形成于板狀密封件22的壓痕的對角線長度來 測量板狀密封件22的硬度。
[007引接著，說明如所述那樣構成的火花塞1的制造方法。
[0076] 首先，對絕緣電瓷2進行成形加工。例如，使用W氧化侶為主體且含有粘合劑等的 原料粉末來調制成形用巧料造粒物，使用該成形用巧料造粒物進行橡膠加壓成形，從而得 到筒狀的成形體。之后，對得到的成形體實施磨削加工，在對該成形體的外形進行了修整的 基礎上，對修整后的成形體實施燒結加工，從而得到絕緣電瓷2。
[0077] 之后，與絕緣電瓷2相對獨立地制造中屯、電極5。目P，對Ni合金進行鍛造加工來制 作中屯、電極5,該Ni合金在中央部配置有用于謀求提高散熱性的銅合金等。另外，通過激光 焊等在中屯、電極5的頂端部接合電極頭31。
[007引之后，利用玻璃密封層8、9密封固定電阻器7、端子電極6、W及如所述那樣得到的 絕緣電瓷2和中屯、電極5。作為玻璃密封層8、9,通常是通過使棚娃酸玻璃與金屬粉末混合 并進行調制，將該調制成的材料W將電阻器7隔在中間的方式填充到絕緣電瓷2的軸孔4 內，之后利用所述端子電極6從后方按壓，并在燒結爐內進行加熱而燒結成的。需要說明的 是，此時，既可W同時在絕緣電瓷2的后端側主體部10的表面燒結釉層，也可W事先形成釉 層。
[0079] 接著，對主體金屬外殼3進行加工。即，通過對圓柱狀的金屬材料（例如S17C、S25C 該樣的鐵系材料、不誘鋼材料）實施冷鍛造加工等來形成貫通孔，并形成概略形狀。之后， 通過實施切削加工來修整外形，得到主體金屬外殼中間體。
[0080] 接著，在主體金屬外殼中間體的頂端面電阻焊接由Ni合金等形成的直椿狀的接 地電極27。由于在該焊接時產生所謂的"下陷"，因此在去除該"下陷"后，通過滾壓成型在 主體金屬外殼中間體的規定部位形成螺紋部15。由此，得到接合有接地電極27的主體金屬 外殼3。另外，為了謀求提高耐腐蝕性，也可W對焊接有接地電極27的主體金屬外殼3實施 鍛敷處理。
[0081] 之后，對分別如所述那樣制作出的絕緣電瓷2和主體金屬外殼3進行固定，該絕緣 電瓷2具有中屯、電極5和端子電極6,該主體金屬外殼3具有接地電極27。
[0082] 詳細而言，如圖5所示，首先，在配置工序中，向由規定金屬（例如，澤火鋼等硬鋼） 形成的筒狀的承模51內插入主體金屬外殼3的頂端側部分，從而利用承模51保持主體金 屬外殼3。接著，向主體金屬外殼3內插入板狀密封件22,并將該板狀密封件22配置在縮 徑部21A之上。在此基礎上，向主體金屬外殼3內插入絕緣電瓷2,從而W在縮徑部21A與 卡定部14之間配置有板狀密封件22的狀態將絕緣電瓷2配置于主體金屬外殼3的內周。
[0083] 另外，在配置工序中，配置板狀密封件22,該板狀密封件22如圖6所示那樣構成 為；配置在卡定部14側的一端面22F和配置在縮徑部21A側的另一端面22B分別朝向該板 狀密封件22自身的中屯、軸線CL2側去而向另一端側傾斜。詳細而言，如圖7所示，板狀密 封件22構成為：在含有所述中屯、軸線化2的剖面中，所述一端面22F的外形線同與中屯、軸 線CL2正交的直線XL3所成的角中的銳角的角度0pp(° )、與0p(卡定部14的角度）相 同，所述另一端面22B的外形線同與中屯、軸線CL2正交的直線XL4所成的角中的銳角的角 度0ps(° )、與0s(縮徑部21A的角度）相同。目P，在配置工序（壓緊工序之前的階段） 中，板狀密封件22 W其一端面22F與卡定部14之間面接觸且其另一端面22B與縮徑部21A 之間面接觸的狀態配置在卡定部14與縮徑部21A之間。需要說明的是，角度0pp可W與角 度0p略微（例如，±2°左右）不同。此外，角度0ps可W與角度0 S略微（例如，±2° 左右）不同。
[0084] 接著，如圖8所示，自主體金屬外殼3的上方安裝筒狀的壓模53。該筒狀的壓模 53在開口部頂端的內周面具有與所述壓緊部20的形狀相對應的彎曲面部53A。在安裝壓 模53后，在利用所述承模51和壓模53夾持主體金屬外殼3的狀態下，利用壓模53 W規定 負荷（例如，30kN W上且50kN W下）向承模51側按壓主體金屬外殼3。由此，如圖9所示 那樣，主體金屬外殼3的后端側開口部向徑向內側彎曲（即，形成所述壓緊部20)，從而將絕 緣電瓷2和主體金屬外殼3固定起來。另外，通過自壓模53施加負荷而使位于座部16與 工具卡合部19之間的壁厚較薄的圓筒狀部位朝向徑向外側彎曲變形。由此，自主體金屬外 殼3對絕緣電瓷2施加有沿著軸線CL1的軸向力，其結果，能夠可靠地將絕緣電瓷2和主體 金屬外殼3固定起來。
[0085] 在將主體金屬外殼3和絕緣電瓷2固定起來之后，使接地電極27向中屯、電極5側 彎曲，并且對形成在中屯、電極5的頂端部與接地電極27的頂端部之間的間隙28的大小進 行調節，從而得到所述的火花塞1。
[0086] 如W上詳細說明那樣，采用本實施方式，構成為滿足0 S > 0 P。因此，在壓緊工序 中，能夠對縮徑部21A的位于外周側的部位施加較大的負荷，使施加于縮徑部21A的位于內 周側的部位的負荷較小。因而，能夠有效地抑制朝向徑向內側的突部21發生突出變形。其 結果，能夠可靠地防止絕緣電瓷2發生破損、絕緣電瓷2與主體金屬外殼3之間發生軸線偏 移。
[0087] 特別是，在如本實施方式那樣螺紋部15的螺紋直徑較小且絕緣電瓷2的壁厚較薄 時，絕緣電瓷2可能隨著突部21的變形而發生破損，但利用所述的結構，能夠可靠地防止絕 緣電瓷2發生破損。換言之，使0 S > 0 P，對螺紋部15的螺紋直徑較小（例如，為M12 W 下）且絕緣電瓷2可能隨著突部21的變形而發生破損的火花塞特別有效。
[008引另外，在本實施方式中，構成為滿足Hvo > Hvi，板狀密封件22的外周側部位的硬 度大于板狀密封件22的內周側部位的硬度。目P，通過使0s> 0p，板狀密封件22的外周 側部位被卡定部14和縮徑部21A W較大的負荷夾持，但板狀密封件22的該被W較大負荷 夾持的部位的硬度足夠大。因而，與內周側相比，能夠在與卡定部14等之間的接觸面積較 大的外周側使板狀密封件22與卡定部14等之間的接觸壓力顯著增大。其結果，能夠實現 良好的氣密性。
[0089] 此外，板狀密封件22的被施加的負荷比較小的內周側部位構成為硬度比較小。因 而，板狀密封件22的內周側部位即使在與卡定部14等之間的接觸壓力較小的狀態下也會 可靠地與卡定部14等密合。其結果，能夠同板狀密封件22的外周側部位與卡定部14等之 間的接觸壓力顯著增大相得益彰地實現非常良好的氣密性。
[0090] 此外，由于構成為滿足Hvo/Hvi《1. 25,因此能夠可靠地防止相比自板狀密封件 22的內周側部位施加于突部21 (縮徑部21A)的負荷而言，自板狀密封件22的外周側部位 施加于突部21 (縮徑部21A)的負荷過大。由此，能夠有效地抑制突部21 (縮徑部21A)的 一部分發生局部變形，進而能夠進一步可靠地防止絕緣電瓷2隨著突部21的變形而發生破 損等情況。
[0091] 并且，由于構成為滿足1. 03《Hvo/Hvi，因此能夠平衡性良好地分別提高板狀密 封件22的外周側部位與卡定部14等之間的接觸壓力W及板狀密封件22的內周側部位與 卡定部14等之間的密合性。其結果，能夠謀求氣密性的進一步提高。
[0092] 另外，在配置工序中，構成為使用如下該樣的板狀密封件22，該板狀密封件22的 一端面22F的角度0 PP與0 p(卡定部14的角度）相同且另一端面22B的角度0 ps與 0 s(縮徑部21A的角度）相同。目P，在配置工序中，構成為；板狀密封件22與卡定部14之 間大致面接觸、板狀密封件22與縮徑部21A之間大致面接觸。因而，在壓緊工序中，能夠可 靠地防止應力集中作用于絕緣電瓷2的局部。其結果，能夠進一步可靠地防止絕緣電瓷2 發生破損。
[0093] 接著，為了確認所述實施方式能夠發揮的作用效果，通過所述壓緊工序制作具有 不同的板狀密封件的火花塞的試樣，該不同的板狀密封件滿足Hvo《Hvi或Hvo > Hvi、并 且通過變更0p和0 s而使0p-0s(° )各不相同。然后，針對各試樣進行突部變形確認 試驗和氣密性評價試驗。
[0094] 突部變形確認試驗的概要如W下那樣。
[0095] 目P，準備Hvo和Hvi的大小關系W及0 P- 0 S的值均相同的5個試樣，并且觀察通 過壓緊工序得到的試樣的剖面，確認突部是否向徑向內側突出變形。
[0096] 在此，在全部的5個試樣中均沒有確認出突部變形的情況下，評價為"0"，表示能 夠有效地抑制突部向徑向內側變形，進而能夠可靠地防止絕緣電瓷隨著突部的變形而發生 破損等情況。
[0097] 另一方面，在5個試樣中的至少一個試樣被確認出突部發生變形的情況下，評價 為"A"，表示絕緣電瓷可能隨著突部的變形而發生破損等情況。
[009引另外，氣密性評價試驗的概要如W下那樣。目P，將試樣安裝于規定的侶襯套（日 文；Sッッシ)，利用空氣對試樣的頂端持續施加1. 5MPa的壓力。然后，逐漸增大所 述侶襯套的與墊圈接觸的部位（接觸面）的溫度（接觸面溫度），測量在每分鐘自絕緣電 瓷與主體金屬外殼之間泄漏的空氣的泄漏量為lOcc/分W上時的接觸面溫度（lOcc泄漏溫 度）。在此，在lOcc泄漏溫度為240°CW上的情況下，評價為"0"，表示具有優異的氣密性。 另一方面，在lOcc泄漏溫度為230°C W上且小于240°C的情況下，評價為"A"，表示氣密性 欠佳，在lOcc泄漏溫度為200°C W上且小于230°C的情況下，評價為"X "，表示氣密性較差。
[0099] 表1表示兩試驗的試驗結果。需要說明的是，Hvi和Hvo是通過調節壓緊工序中 的施加負荷等來進行變更的。
[0100] 【表1】
[0101]

【權利要求】
1. 一種火花塞， 該火花塞包括： 絕緣體，其為筒狀，具有沿軸線方向延伸的軸孔； 中心電極，其插入設置在所述軸孔的頂端側；以及 主體金屬外殼，其為筒狀，設于所述絕緣體的外周并且具有向徑向內側突出的突部， 所述突部具有隨著朝向頂端側去而內徑減小的縮徑部， 所述絕緣體在其外周具有隨著朝向頂端側去而外徑減小的卡定部， 所述卡定部以隔著環狀的板狀密封件的方式卡定于所述縮徑部， 該火花塞的特征在于， 在含有所述軸線的剖面中， 在將與所述軸線正交的直線同所述卡定部的外形線所成的角中的銳角的角度設為 9 P(° )、將與所述軸線正交的直線同所述縮徑部的外形線所成的角中的銳角的角度設為0 s(° )時，滿足0 s > 0 p，并且 所述板狀密封件配置在含有第1線段的位置，該第1線段沿所述軸線方向延伸，且在所 述軸線方向上自所述卡定部的后端連結至所述縮徑部， 在將所述板狀密封件在所述第1線段的中點處的維氏硬度設為Hvo(Hv)、將所述板狀 密封件在第2線段的中點處的維氏硬度設為Hvi (Hv)時，滿足Hvo > Hvi，該第2線段沿所 述軸線方向延伸，且在所述軸線方向上自所述縮徑部的與所述板狀密封件接觸的部位的頂 端連結至所述卡定部。
2. 根據權利要求1所述的火花塞，其特征在于， 滿足 1. 03 彡 Hvo/Hvi 彡 1. 25。
3. -種火花塞的制造方法，其為對權利要求1或2所述的火花塞的制造方法，其特征在 于， 該火花塞的制造方法包括： 配置工序，在該工序中，將所述絕緣體以在所述縮徑部與所述卡定部之間配置有所述 板狀密封件的狀態配置于所述主體金屬外殼的內周；以及 壓緊工序，在該工序中，對所述主體金屬外殼的后端部施加朝向所述軸線方向頂端側 的負荷，使所述主體金屬外殼的后端部向徑向內側彎曲變形，從而將所述主體金屬外殼和 所述絕緣體以利用所述縮徑部和所述卡定部夾持所述板狀密封件的狀態固定起來， 在所述配置工序中，配置如下這樣的板狀密封件：所述板狀密封件的配置在所述卡定 部側的一端面在含有所述板狀密封件自身的中心軸線在內的剖面中的外形線、同與所述中 心軸線正交的直線所成的角中的銳角的角度、即0pp(° )與0p相同，并且，所述板狀密封 件的配置在所述縮徑部側的另一端面在所述剖面中的外形線、同與所述中心軸線正交的直 線所成的角中的銳角的角度、即0ps(° )與0s相同。
【文檔編號】H01T13/36GK104488151SQ201380038235
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年7月16日 優先權日:2012年7月17日
【發明者】尾關啟治, 加藤友聰, 向山直志, 小林勉 申請人:日本特殊陶業株式會社