專利名稱：火花塞的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種火花塞。
背景技術：
火花塞具有被相互相對地配置為具有間隙(空隙)的接地電極和中心電極，通過 在這兩個電極之間施加高電壓來產生火花放電。但是，已知因為火花放電伴隨有瞬間的 電流變化，所以在火花塞點火時產生電波噪聲。若該電波噪聲明顯，則不僅影響以安裝 了該火花塞的車輛等的ECU (Engine Control Unit 發動機控制單元)為代表的電子設備， 還可能使電波危害波及到外界。至今，為了降低該電波噪聲提出了各種技術(專利文獻 1等)。但是，在火花塞中產生的電波噪聲包括低頻到高頻的寬頻范圍的電波，因而實 際上，以上述現有技術為代表的以往技術也不能夠充分降低電波噪聲。專利文獻1 JP特開昭61-135079號公報專利文獻2 JP特表2002-521619號公報專利文獻3 JP特開平10-189133號公報專利文獻4 JP特開平7-211433號公報專利文獻5 JP特開昭60-101894號公報專利文獻6 JP特開平10-302929號公報專利文獻7 JP特開2005-129399號公報
發明內容
本發明的目的在于提供一種能夠抑制火花塞中電波噪聲的產生的技術。本發明是為了解決上述問題的至少一部分而提出的，下面的方式或適用例能夠 實現本發明。[適用例1]一種火花塞，具有中心電極；端子部，與所述中心電極電連接，對該中心電 極施加來自外部電源的電壓；接地電極，在所述火花塞的前端側被配置為與所述中心電 極之間具有用于火花放電的間隙；以及主體配件，保持所述接地電極，并且與所述接地 電極電連接，在該主體配件自身的內側配置有所述中心電極，所述火花塞的特征在于， 在所述端子部與所述主體配件之間配置有介電常數大于氧化鋁的介電常數的高介電常數 構件。一般情況下，端子部與主體配件之間的靜電電容具有使流向端子部側的放電電 流的電壓衰減的電容器的功能。在上述的結構中，因為通過高介電構件增大該電容器 的靜電電容，所以能夠增大放電電流的衰減量。因而，能夠抑制火花塞中電波噪聲的產生。[適用例2]
如適用例1所述的火花塞，其特征在于，還具有絕緣子，被保持在所述主體配 件的內側，并在該絕緣子的內側保持所述中心電極和所述端子部，所述高介電常數構件 被配置在所述絕緣子和所述主體配件之間。根據該火花塞，能夠通過配置在絕緣子與主體配件之間的高介電常數構件抑制 火花塞中電波噪聲的產生。[適用例3]如適用例2所述的火花塞，其特征在于，所述絕緣子在自身長度方向上的大致 中央具有自身的外徑大于其他部位的外徑的凸緣部，在該凸緣部的后端側具有固定輔助 構件，該固定輔助構件在所述主體配件保持該絕緣子時輔助所述主體配件的保持功能， 該固定輔助構件至少包括所述高介電常數構件。關于火花塞，一直以來利用滑石粉末作為固定輔助構件。能夠使用介電常數大 于氧化鋁的介電常數的粉末構件作為混入該滑石粉末中的混入物，或代替滑石粉末。由 此，能夠維持絕緣子與主體配件的固定性，而且能夠抑制火花塞中電波噪聲的產生。[適用例4]如適用例2或3所述的火花塞，塗布所述高介電常數構件作為所述絕緣子的外表
面的覆蓋層。關于火花塞，一直以來為了提高絕緣子的強度，塗布覆蓋其外表面的釉料。可 以使用介電常數大于氧化鋁的介電常數的構件在絕緣子的外表面形成覆蓋層，作為混入 該釉料的混入物或代替釉料。由此，能夠維持絕緣子的強度，并且能夠抑制火花塞中電 波噪聲的產生。此外，該覆蓋層可以不設置在絕緣子的最外表面上，也可以以層疊的方 式在該覆蓋層的外側形成其他的覆蓋層。[適用例5]如適用例1 4中任一項所述的火花塞，其特征在于，所述高介電常數構件含有 AB03型鈣鈦礦型氧化物(A位置為Ca、Sr、Ba、Pb、La中的至少一種，B位置為Zr、 Ti、Ce、Al中的至少一種)。[適用例6]如適用例1 4中任一項所述的火花塞，其特征在于，所述高介電常數構件含有 鋯(Zr)或鉿(Hf)的氧化物。[適用例7]一種火花塞，具有中心電極；端子部，與所述中心電極電連接，對該中心電 極施加來自外部電源的電壓；接地電極，在所述火花塞的前端側被配置為與所述中心電 極之間具有用于火花放電的間隙；以及主體配件，保持所述接地電極，并且與所述接地 電極電連接，在該主體配件自身的內側配置有所述中心電極，所述火花塞的特征在于， 所述端子部與所述主體配件之間的靜電電容為le.OpF以上。 一般情況下，端子部與主體配件之間的靜電電容具有使流向端子部側的放電電 流的電壓衰減的電容器的功能。在上述的結構中，通過使該電容器的靜電電容為le.OpF 以上，能夠增大放電電流的衰減量。因而，能夠抑制火花塞中電波噪聲的產生。[適用例8]如適用例7所述的火花塞，所述靜電電容為18.0pF以上。
根據該火花塞，因為使端子部與主體配件之間的靜電電容更大，所以能夠進一 步抑制電波噪聲的產生。[適用例9]如適用例7或8所述的火花塞，所述靜電電容為29.0pF以上。根據該火花塞，因為使端子部與主體配件之間的靜電電容更大，所以能夠進一 步抑制電波噪聲的產生。[適用例10]如適用例7 9中任一項所述的火花塞，所述靜電電容為36.0pF以上。根據該火花塞，因為使端子部與主體配件之間的靜電電容更大，所以能夠進一 步抑制電波噪聲的產生。[適用例11]如適用例7 10中任一項所述的火花塞，所述靜電電容為58.0pF以下。根據該火花塞，能夠有效抑制電波噪聲的產生。[適用例12]如適用例7 11中任一項所述的火花塞，通過在所述端子部與所述主體配件之 間配置介電常數大于氧化鋁的介電常數的構件，增大所述靜電電容。根據該火花塞，通過增大配置在端子部與主體配件之間的構件的介電常數，能 夠增大端子部與主體配件之間的靜電電容。因而，能夠抑制火花塞中電波噪聲的產生。此外，能夠以各種方式實現本發明，例如，能夠以火花塞、具有該火花塞的內 燃機、安裝了該內燃機的車輛等的方式實現。
圖1是表示第一實施方式的火花塞的結構的概略剖視圖。 圖2是表示第一實施方式的火花塞的概略剖視圖和其等效電路的電路圖。 圖3是表示固定輔助構件的電波噪聲的抑制效果的曲線圖。 圖4是表示第二實施方式的火花塞的概略剖視圖和其等效電路的電路圖。 圖5是表示第三實施方式的火花塞的概略剖視圖和其等效電路的電路圖。 圖6是用于說明第四實施方式的火花塞的電波噪聲的抑制效果的說明圖。 標號說明 10…絕緣子
10C···高介電常數絕緣子
11…釉料層
12…軸孔
12b…階梯部
13…(插入)開口部
14…(插入)開口部
15…凸緣部
15W…壁面
16…端子側筒部
17…電極側筒部18…前端筒部19…階梯部20…絕緣子20…中心電極21…前端部30···接地電極40···主體配件40e…端部41…鉚接部42…螺紋部43…前端部44…工具扣合部50…端子配件60a…第一密封部60b…第二密封部70···電阻體80…固定輔助部81…高介電常數固定輔助構件82、83…密封線90…高介電常數覆蓋層100、100B、100C …火花塞200…等效電路201…交流電源202…第一電阻203…第一接地路徑205…第二電阻207…第二接地路徑211…第一電容器213…第二電容器215…第三電容器220…外部電纜CPl…第一導電部CP2…第二導電部GO、GOa…比較例的曲線GEL···第一接地電極GE2…第二接地電極GP…火花間隙Is…放電電流
具體實施例方式下面，以如下的順序說明本發明的實施方式。A.第一實施方式B.第二實施方式C.第三實施方式D.第四實施方式E.變形例A.第一實施方式圖1是表示作為本發明的一個實施方式的火花塞的結構的概略圖。火花塞100 具有絕緣子10、中心電極20、接地電極30、主體配件40和端子配件50。該火花塞100 安裝在內燃機的燃燒室中，在相互具有間隙GP配置的兩個電極(中心電極20、接地電極 30)之間產生火花放電。絕緣子10是用于保持兩個電極20、30的構成火花塞100的主體部的絕緣構件。 絕緣子10例如通過燒結氧化鋁(Al2O3)等絕緣陶瓷而形成。絕緣子10為形成有沿著圖 中所示的軸線O方向延伸的軸孔12的筒形狀，在軸線O方向上的大致中央形成有外徑最 大的凸緣部15。此外，絕緣子10的外表面被釉料層11覆蓋著，該釉料層11是涂覆釉料 形成的。釉料層11用于提高絕緣子10的強度。在絕緣子10的后端側，與外部電源電連接的端子配件50插入軸孔12的開口部 13中而被固定保持。該端子配件50相當于本發明的“端子部”。另外，中心電極20 插入在絕緣子10的配置端子配件50側的相反側的軸孔12的開口部14中而被固定保持。 在軸孔12內的中心電極20與端子配件50之間設置有兩個密封部60a、60b和電阻體70。 下面，將配置中心電極20的一側稱為“前端側”。第一密封部60a設置在端子配件50與電阻體70之間，第二密封部60b設置在電 阻體70與中心電極20之間。兩個密封部60a、60b將中心電極20或端子配件50固定在 軸孔12上，用于使中心電極20和端子配件50導通，并且確保軸孔12中的氣密性，兩個 密封部60a、60b由具有導電性的玻璃構件構成。電阻體70的功能后面敘述。此外，優 選電阻體70的電阻值為不會影響火花塞100的點火性的大小(例如約5kQ左右)。在此，將絕緣子10的從凸緣部15向端子配件50的插入開口部13延伸的部位稱 為“端子側筒部16”。另外，絕緣子10在從凸緣部15向中心電極20延伸的部位設置 有階梯部19，從而形成外徑不同的兩個部位。以后，將從外徑大的凸緣部15到階梯部 19的部位稱為“電極側筒部17”，將從外徑小的階梯部19到中心電極20的插入開口部 14的部位稱為“前端筒部18”。在絕緣子10的外周配置有主體配件40，該主體配件40為大致圓筒狀的金屬構 件。更具體地說，主體配件40將絕緣子10的端子側筒部16的一部分、凸緣部15、電極 側筒部17、階梯部19和前端筒部18的一部分容納在自身的內周側，通過鉚接保持絕緣 體(后面敘述鉚接)。在作為主體配件40的前端側部位的前端部43上設置有接地電極 30。接地電極30彎曲為大致“L”字形狀，一端焊接在主體配件40上，另一端與中心 電極20的前端部21隔著間隙GP(稱為“火花間隙GP” )而相對。
8
在主體配件40上設置有鉚接部41，該鉚接部41的壁比較薄，以便易于進行保持 絕緣子10工序即鉚接加工。鉚接部41設置在主體配件40的后端，向內側彎曲，經由后 述的固定輔助構件80向前端方向對凸緣部15施力。另一方面，在主體配件40的前端側 內周設置有減小軸孔12的直徑而形成的階梯部12b，該階梯部12b承受絕緣子10的階梯 部19而形成氣密狀態。眾所周知可以在階梯部12b與階梯部19之間設置密封墊，以便 提高該氣密性。此外，在鉚接部41的前端側設置有用于嵌合火花塞扳手的工具扣合部44。另 外，在主體配件40上設置有螺紋部42，該螺紋部42用于通過螺合將火花塞100固定在內 燃機的安裝部位上。在鉚接部41與凸緣部15之間設置有用于輔助絕緣子10與主體配件40的固定的 固定輔助部80。固定輔助部80是通過如下方式設置在主體配件40的后端部，將高介電 常數固定輔助構件81和兩個密封線82、83配置在主體配件40的內周面與絕緣子10的外 表面之間的空間內。更具體地說，在包圍絕緣子10的外周的兩個密封線82、83之間配 置作為粉體按壓成形體的高介電常數固定輔助構件81，該粉體按壓成形體是對粉體進行 按壓而將形狀保持為環狀而形成的。固定輔助部80發揮對火花塞100的構成構件間的熱膨脹量差和作用于絕緣子10 的沖擊力進行緩沖的緩沖件的功能，并且還具有提高絕緣子10與主體配件40之間的氣 密性的功能。高介電常數固定輔助構件81由介電常數(相對介電常數)大于絕緣子10 的主要成分即Al2O3的介電常數的高介電常數構件構成，例如能夠由鈦酸鋇(BaTiO3)構 成。此外，Al2O3的介電常數為8 11左右，BaTiO3的介電常數因溫度不同而變動，為 100 1000左右。后面敘述高介電常數固定輔助構件81采用介電常數大于Al2O3的介電 常數的構件的原因。圖2是用于說明在火花塞100中抑制電波噪聲的原理的說明圖。圖2(A)是表示 火花塞100的結構的概略剖視圖，為了方便，除了陰影顯示和標號標注變更以外，與圖1 相同。在此，假設在火花間隙GP產生火花放電的情況。此時，放電電流Is依次經由中 心電極20、第二密封部60b、電阻體70、第一密封部60a、端子配件50流向火花塞100 的外部。在此，將包括中心電極20和第二密封部60b的到電阻體70的陰影區域稱為“第 一導電部CP1”。另外，將從電阻體70到端子配件50中的插入到絕緣子10的軸孔12 內的部位的包括第一密封部60a的陰影區域稱為“第二導電部CP2”。另一方面，將包 括接地電極30和處于隔著絕緣子10的一部分與第一導電部CPl相對的位置的主體配件 40的一部分的陰影區域稱為“第一接地電極GE1”。另外，將主體配件40中的比第一 接地電極GEl靠端子配件50側的部位稱為“第二接地電極GE2”。第一導電部CPl和第一接地電極GEl能夠解釋為構成隔著作為絕緣體的絕緣子 10的一部分的電容器。同樣地，第二導電部CP2和第二接地電極GE2也能夠解釋為構 成電容器，第一和第二密封部60a、60b能夠解釋為構成隔著電阻體70的電容器。如上 所述，產生電波噪聲時的火花塞100能夠置換為如下的電路。圖2(B)是表示產生電波噪聲時的火花塞100的等效電路200的電路圖。交流 電源201相當于發生火花放電的火花間隙GP。因而，交流電源201的輸入電壓Eg等于火花塞100的放電電壓。第一電阻202相當于火花間隙GP處的作用放電電流Is的電阻 (稱為“放電電阻”)。此外，第一電阻202的電阻值為rg。而且，與第一電阻202串 聯連接的第二電阻205相當于火花塞100的電阻體70。第二電阻205的電阻值為Rr。在從第一和第二電阻202、205之間接地的第一接地路徑203上設置有第一電容 器211。第一電容器211相當于由上述的第一導電部CP1和第一接地電極GE1構成的電 容器。第一電容器211的靜電電容為Cg。在等效電路200中設置有與第二電阻205并聯連接的第二電容器213。第二電容 器213相當于由上述的第一和第二密封部60a、60b構成的電容器。第二電容器213的靜 電電容為Cr。在等效電路200中，在第二電阻205的輸出側設置有接地的第二接地路徑207， 在第二接地路徑207上設置有第三電容器215。第三電容器215相當于由上述的第二導電 部CP2和第二接地電極GE2構成的電容。第三電容器215的靜電電容為Cu。使用上述的各電阻值rg、Rr和各靜電電容Cg、Cr、Cu求出等效電路200中的 輸入電壓Eg與輸出電壓Es的比即電壓比A，表示為下述的式(1)。另外，能夠通過下 述的式(2)根據電壓比A求出等效電路200中的電壓的衰減量S。[數學式1]
權利要求
1.一種火花塞，具有中心電極；端子部，與所述中心電極電連接，對該中心電極施加來自外部電源的電壓； 接地電極，配置在所述火花塞的前端側，與所述中心電極之間具有用于火花放電的 間隙；以及主體配件，保持所述接地電極，并且與所述接地電極電連接，在該主體配件自身的 內側配置有所述中心電極， 所述火花塞的特征在于，在所述端子部與所述主體配件之間配置有介電常數大于氧化鋁的介電常數的高介電 常數構件。
2.如權利要求1所述的火花塞，其特征在于，還具有絕緣子，被保持在所述主體配件的內側，并在該絕緣子的內側保持所述中心 電極和所述端子部，所述高介電常數構件被配置在所述絕緣子和所述主體配件之間。
3.如權利要求2所述的火花塞，其特征在于，所述絕緣子在自身長度方向上的大致中央具有自身的外徑大于其他部位的外徑的凸 緣部，在該凸緣部的后端側具有固定輔助構件，該固定輔助構件在所述主體配件保持該 絕緣子時輔助所述主體配件的保持功能，該固定輔助構件至少包括所述高介電常數構件。
4.如權利要求2或3所述的火花塞，其特征在于，涂覆所述高介電常數構件作為所述絕緣子的外表面的覆蓋層。
5.如權利要求1 4中任一項所述的火花塞，其特征在于，所述高介電常數構件含有AB03型鈣鈦礦型氧化物(A位置為Ca、Sr, Ba、Pb、La 中的至少一種，B位置為Zr、Ti、Ce、Al中的至少一種)。
6.如權利要求1 4中任一項所述的火花塞，其特征在于， 所述高介電常數構件含有鋯(Zr)或鉿(Hf)的氧化物。
7.一種火花塞， 具有中心電極；端子部，與所述中心電極電連接，對該中心電極施加來自外部電源的電壓； 接地電極，配置在所述火花塞的前端側，與所述中心電極之間具有用于火花放電的 間隙；以及主體配件，保持所述接地電極，并且與所述接地電極電連接，在該主體配件自身的 內側配置有所述中心電極， 所述火花塞的特征在于，所述端子部與所述主體配件之間的靜電電容為le.OpF以上。
8.如權利要求7所述的火花塞，其特征在于， 所述靜電電容為18.0pF以上。
9.如權利要求7或8所述的火花塞，其特征在于， 所述靜電電容為29.0pF以上。
10.如權利要求7 9中任一項所述的火花塞，其特征在于， 所述靜電電容為36.0pF以上。
11.如權利要求7 10中任一項所述的火花塞，其特征在于， 所述靜電電容為58.0pF以下。
12.如權利要求7 11中任一項所述的火花塞，其特征在于，通過在所述端子部與所述主體配件之間配置介電常數大于氧化鋁的介電常數的構 件，增大所述靜電電容。
全文摘要
本發明提供一種能夠抑制火花塞中電波噪聲的產生的技術。火花塞(100)具有中心電極(20)；端子配件(50)，與中心電極(20)電連接，用于對中心電極(20)施加來自外部電源的電壓；接地電極(30)，配置成與中心電極(20)之間具有用于火花放電的間隙(GP)。另外，火花塞(100)具有主體配件(40)，保持接地電極(30)，并且與接地電極(30)電連接，在該主體配件(40)自身的內側配置有中心電極(20)。在火花塞(100)的主體配件(40)和包括端子配件(50)和具有導電性的第一密封部(60a)的第二導電部(CP2)之間設置有由介電常數大于氧化鋁的介電常數的高介電常數構件構成的高介電常數固定輔助構件(81)。
文檔編號H01T13/05GK102017341SQ20098011508
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月24日 優先權日2008年4月28日
發明者中川敬太, 本田稔貴, 栗林誠 申請人:日本特殊陶業株式會社