火花塞的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種火花塞。其中,在絕緣體的通孔內將中心電極和端子金屬配件之間連接起來的連接部具有:電阻體;以及磁性體構造物,其配置在電阻體的前端側或后端側的、離開電阻體的位置,且該磁性體構造物包括磁性體和導電體。將電阻體和磁性體構造物中的配置在前端側的構件設為第一構件,將電阻體和磁性體構造物中的配置在后端側的構件設為第二構件。連接部還包括第一導電性密封部、第二導電性密封部、第三導電性密封部。第一導電性密封部配置在第一構件的前端側,并與第一構件接觸。第二導電性密封部配置在第一構件和第二構件之間,并與第一構件和第二構件接觸。第三導電性密封部配置在第二構件的后端側,并與第二構件接觸。磁性體構造物包括作為導電體的導電性物質、作為磁性體的含鐵氧化物以及含硅、硼、磷中的至少一種的陶瓷。
【專利說明】
火花塞
技術領域
[0001] 本發明設及一種火花塞。
【背景技術】
[0002] -直W來,火花塞被應用于內燃機。另外,提出有為了抑制因點火而產生的電波噪 聲,在絕緣體的通孔內設置電阻體的技術。另外,還提出有在絕緣體的通孔內設置磁性體的 技術。
[0003] 現有技術文獻
[0004] 專利文獻
[0005] 專利文獻1:日本特開平02-284374號公報
[0006] 專利文獻2:日本特開昭62-150681號公報
[0007] 專利文獻3:日本特開昭61-230281號公報 [000引專利文獻4:日本特開昭54-151736號公報
[0009] 專利文獻5:日本特開昭61-135079號公報
[0010] 專利文獻6:日本特開昭61-104580號公報
[0011] 專利文獻7:日本特開昭61-208768號公報
【發明內容】
[00。] 發明要解決的問題
[0013] 但是,實際上,針對使用電阻體和磁性體運兩者來抑制電波噪聲的運一點而言,并 沒有做到充分的研究。
[0014] 本發明提供一種能夠使用電阻體和磁性體來抑制電波噪聲的技術。
[00巧]用于解決問題的方案
[0016] 本發明公開例如W下的技術方案。
[0017] [技術方案1]
[001引一種火花塞,該火花塞包括:
[0019] 絕緣體,其具有沿軸線的方向延伸的通孔;
[0020] 中屯、電極,其至少一部分插入于所述通孔的前端側;
[0021] 端子金屬配件,其至少一部分插入于所述通孔的后端側;
[0022] 連接部,其在所述通孔內將所述中屯、電極和所述端子金屬配件之間連接起來,
[0023] 其中,
[0024] 所述連接部具有:
[0025] 電阻體;從及
[0026] 磁性體構造物,其配置在所述電阻體的前端側或后端側的、離開所述電阻體的位 置,且該磁性體構造物包括磁性體和導電體,
[0027] 將所述電阻體和所述磁性體構造物中的配置在前端側的構件設為第一構件,將所 述電阻體和所述磁性體構造物中的配置在后端側的構件設為第二構件,此時,
[00巧]所述連接部還包括:
[0029] 第一導電性密封部,其配置在所述第一構件的前端側,并與所述第一構件接觸;
[0030] 第二導電性密封部,其配置在所述第一構件和所述第二構件之間,并與所述第一 構件和所述第二構件接觸;
[0031] 第=導電性密封部,其配置在所述第二構件的后端側,并與所述第二構件接觸,
[0032] 所述磁性體構造物包括:
[0033] 1)作為所述導電體的導電性物質;
[0034] 2)作為所述磁性體的含鐵氧化物;W及
[0035] 3)含娃(Si)、棚(B)和憐(P)中的至少一種的陶瓷,
[0036] 在所述磁性體構造物的包括所述軸線的截面中,
[0037] 將W所述軸線為中屯、線,且與所述軸線垂直的方向上的大小為1.5mm,所述軸線的 方向上的大小為2. Omm的矩形區域作為對象區域,此時,
[0038] 在所述對象區域中,所述導電性物質的區域包括多個粒狀區域,
[0039] 在所述多個粒狀區域中,最大粒徑為20化mW上的粒狀區域的數量所占的比例為 40%W 上,
[0040] 在所述對象區域中,所述導電性物質的所述區域的面積所占的比例為35% W上且 65% W下。
[0041] 根據該結構,能夠利用第一導電性密封部、第二導電性密封部、第=導電性密封 部,抑制電阻體兩端的電接觸不良和磁性體構造物兩端的電接觸不良。由此,能夠利用電阻 體和磁性體構造物運兩者來適當地抑制電波噪聲。另外,通過使磁性體構造物具有特定的 結構,能夠適當地抑制噪聲。
[0042] [技術方案2]
[0043] 根據技術方案1所述的火花塞,其中,
[0044] 所述磁性體構造物的從前端到后端的電阻值為化Q W下。
[0045] 根據該結構,能夠抑制磁性體構造物的發熱。因此,能夠抑制由磁性體構造物的發 熱所引起的不良(例如,磁性體的變質等)。
[0046] [技術方案3]
[0047] 根據技術方案2所述的火花塞,其中,
[0048] 所述磁性體構造物的從所述前端到所述后端的電阻值為化Q W下。
[0049] 根據該結構,能夠進一步抑制磁性體構造物的發熱。因此,能夠進一步抑制由磁性 體構造物的發熱所引起的不良(例如,磁性體的變質等)。
[0050] [技術方案4]
[0051] 根據技術方案1-3中任一項所述的火花塞,其中,
[0052] 所述導電體包括沿所述軸線的方向貫穿所述磁性體的導電部。
[0053] 根據該結構,能夠提高耐久性并且適當地抑制電波噪聲。
[0054] [技術方案引
[0055] 根據技術方案1-4中任一項所述的火花塞,其中,
[0056] 所述磁性體構造物配置在所述電阻體的后端側。
[0057]根據該結構,能夠適當地抑制電波噪聲。
[005引[技術方案6]
[0059] 根據技術方案1-5中任一項所述的火花塞,其中,
[0060] 所述連接部還包括覆蓋部,所述覆蓋部覆蓋所述磁性體構造物的外表面的至少一 部分,且所述覆蓋部介于所述磁性體構造物和所述絕緣體之間。
[0061] 根據該結構,能夠抑制絕緣體和磁性體構造物直接發生接觸。
[0062] [技術方案7]
[0063] 根據技術方案1-6中任一項所述的火花塞,其中,
[0064] 所述磁性體使用含氧化鐵的強磁性材料而形成。
[0065] 根據該結構,能夠適當地抑制電波噪聲。
[0066] [技術方案引
[0067] 根據技術方案7所述的火花塞,其中,
[0068] 所述強磁性材料為尖晶石型鐵氧體。
[0069] 根據該結構,能夠容易地抑制電波噪聲。
[0070] [技術方案9]
[0071] 根據技術方案1-8中任一項所述的火花塞,其中,
[0072] 所述磁性體為Ni化鐵氧體或Mn化鐵氧體。
[0073] 根據該結構,能夠適當地抑制電波噪聲。
[0074] [技術方案10]
[0075] 根據技術方案1-9中任一項所述的火花塞,其中,
[0076] 所述導電性物質包括巧鐵礦型氧化物,所述巧鐵礦型氧化物用一般式AB化來表 示,所述一般式的A位點為La、Nd、Pr、孔、Y中的至少一者。
[0077] 根據該結構,能夠進一步適當地抑制電波噪聲。
[0078] [技術方案11]
[0079] 根據技術方案1-10中任一項所述的火花塞,其中,
[0080] 所述導電性物質含Ag、化、化、Sn、Fe、化中的至少一種金屬。
[0081 ]根據該結構,能夠進一步適當地抑制電波噪聲。
[0082] [技術方案12]
[0083] 根據技術方案1-11中任一項所述的火花塞,其中,
[0084] 在所述磁性體構造物的所述截面上的所述對象區域中的、除了所述導電性物質的 所述區域之外的剩余的區域中,氣孔率為5% W下。
[0085] 根據該結構,能夠提高磁性體構造物的耐久性。
【附圖說明】
[0086] 圖1是第一實施方式的火花塞100的剖視圖。
[0087] 圖2是第二實施方式的火花塞10化的剖視圖。
[008引圖3是參考例的火花塞IOOc的剖視圖。
[0089] 圖4是第S實施方式的火花塞IOOd的剖視圖。
[0090] 圖5是磁性體構造物200d的說明圖。
【具體實施方式】
[0091] A.第一實施方式:
[0092] A-1.火花塞的結構:
[0093] 圖1是第一實施方式的火花塞100的剖視圖。圖示的線化表示火花塞100的中屯、軸 線。圖示的截面為包括中屯、軸線化的截面。W下,將中屯、軸線化稱為"軸線CL",將平行于中 屯、軸線CL的方向稱為"軸線CL的方向"或者簡單稱為"軸線方陸'。將W中屯、軸線CL為中屯、的 圓的徑向簡單稱為"徑向",將W中屯、軸線CL為中屯、的圓的圓周方向稱為"周向"。將平行于 中屯、軸線化的方向中的、圖1的下方稱為前端方向Dl,將平行于中屯、軸線化的方向中的、圖1 的上方稱為后端方向D2。前端方向Dl為從后述的端子金屬配件40朝向電極20、30的方向。另 夕h將圖1中的前端方向Dl側稱為火花塞100的前端側,將圖1中的后端方向D2側稱為火花塞 100的后端側。
[0094] 火花塞100包括絕緣體10(也稱為"絕緣電瓷10")、中屯、電極20、接地電極30、端子 金屬配件40、主體金屬配件50、第一導電性密封部60、電阻體70、第二導電性密封部75、磁性 體構造物200、覆蓋部290、第=導電性密封部80、前端側密封件8、滑石9、第一后端側密封件 6、第二后端側密封件7。
[00M]絕緣體10為沿著中屯、軸線化延伸且呈大致圓筒狀的構件,并且具有貫穿絕緣體10 的通孔12(也稱為"軸孔12")。絕緣體10是燒制氧化侶而形成的(也可W采用其他絕緣材 料)。絕緣體10從前端側到后端側依次具有腿部13、第一縮外徑部15、前端側主體部17、凸緣 部19、第二縮外徑部11、后端側主體部18。
[0096] 凸緣部19是絕緣體10的最大外徑部分。比凸緣部19靠前端側的第一縮外徑部15的 外徑隨著從后端側朝向前端側去而逐漸變小。在絕緣體10的第一縮外徑部15的附近(圖1的 例中,前端側主體部17),形成有隨著從后端側朝向前端側去而內徑逐漸變小的縮內徑部 16。比凸緣部19靠后端側的第二縮外徑部11的外徑隨著從前端側朝向后端側去而逐漸變 小。
[0097] 在絕緣體10的通孔12的前端側插入有中屯噸極20。中屯噸極20為沿著中屯、軸線化 延伸的棒狀的構件。中屯、電極20具有電極母材21和埋設在電極母材21的內部的忍材22。電 極母材21例如通過使用W儀為主要成分的合金即因科儀合金("INCO肥L"為注冊商標)而形 成。忍材22由熱導率比電極母材21高的材料(例如,含銅的合金)形成。
[0098] 另外,若著眼于中屯、電極20的外觀形狀的話,中屯、電極20具有形成前端方向Dl側 的端部的腿部25、設在腿部25的后端側的凸緣部24、設在凸緣部24的后端側的頭部23。頭部 23和凸緣部24配置在通孔12內,凸緣部24的前端方向Dl側的面支承于絕緣體10的縮內徑部 16。腿部25的前端側的部分在絕緣體10的前端側露出于通孔12之外。
[0099] 在絕緣體10的通孔12的后端側插入有端子金屬配件40。端子金屬配件40通過使用 導電材料(例如,低碳鋼等金屬)而形成。在端子金屬配件40的表面可W形成用于防腐蝕的 金屬層。例如,通過鍛敷處理形成Ni層。端子金屬配件40具有凸緣部42、形成比凸緣部42靠 后端側的部分的罩安裝部41、形成比凸緣部42靠前端側的部分的腿部43。罩安裝部41在絕 緣體10的后端側露出于通孔12之外。腿部43插入在絕緣體10的通孔12。
[0100] 在絕緣體10的通孔12內,在端子金屬配件40和中屯、電極20之間配置有用于抑制電 噪聲的電阻體70。電阻體70由包括作為主要成分的玻璃粒子(例如,B2〇3-Si化系的玻璃)、玻 璃W外的陶瓷粒子(例如,Zr〇2)、導電性材料(例如,碳粒子)的組合物所形成。
[0101] 在絕緣體10的通孔12內,在電阻體70和端子金屬配件40之間配置有用于抑制電噪 聲的磁性體構造物200。在圖1的右側部分,示出了被覆蓋部290所覆蓋的狀態的磁性體構造 物200的立體圖和去除了覆蓋部290的狀態的磁性體構造物200的立體圖。磁性體構造物200 具有磁性體210、導電體220。
[0102] 磁性體210是將中屯、軸線化作為中屯、的大致圓柱狀的構件。磁性體210例如通過使 用包含氧化鐵的強磁性材料而形成。作為包含氧化鐵的強磁性材料,例如可采用尖晶石型 鐵氧體、六方晶鐵氧體等。另外,作為尖晶石型鐵氧體,例如可采用NiZn(儀-鋒)鐵氧體、 Mn化(儘-鋒)鐵氧體、化化(銅-鋒)鐵氧體等。
[0103] 導電體220是包圍磁性體210的外周的螺旋狀的線圈。導電體220使用金屬線形成, 例如使用主要包含儀和銘的合金的線材來形成。導電體220卷繞在從磁性體210的前端方向 Dl側的端部附近到后端方向D2側的端部附近為止的整個范圍內。
[0104] 在通孔12內,在電阻體70和中屯、電極20之間配置有與電阻體70及中屯、電極20接觸 的第一密封部60。在電阻體70和磁性體構造物200之間配置有與電阻體70及磁性體構造物 200接觸的第二導電性密封部75。在磁性體構造物200和端子金屬配件40之間配置有與磁性 體構造物200及端子金屬配件40接觸的第=導電性密封部80。密封部60、75、80例如包含金 屬粒子(化、Fe等)、與電阻體70所包含的玻璃粒子相同的玻璃粒子。
[0105] 中屯、電極20和端子金屬配件40借助電阻體70、磁性體構造物200 W及密封部60、 75、80而電連接。即,第一導電性密封部60、電阻體70、第二導電性密封部75、磁性體構造物 200、第=導電性密封部80形成了將中屯、電極20和端子金屬配件40電連接的導電路徑。通過 使用導電性密封部60、75、80,使層疊起來的構件20、60、70、75、200、80、40之間的接觸電阻 穩定,也能夠使中屯、電極20和端子金屬配件40之間的電阻值穩定。W下,將在通孔12內將中 屯、電極20和端子金屬配件40連接起來的多個構件60、70、75、200、290、80的整體稱為"連接 部300"。
[0106] 圖1示出了電阻體70的后端方向D2側端部的位置72(稱為"后端位置72")。絕緣體 10的通孔12的、自后端位置72靠后端方向D2側的部分的內徑,略微大于絕緣體10的通孔12 的、自后端位置72靠前端方向Dl側的部分(特別是,收容第一導電性密封部60和電阻體70的 部分)的內徑。但是,兩者的內徑也可W相同。
[0107] 磁性體構造物200的外周面被覆蓋部290所覆蓋。覆蓋部290是覆蓋磁性體構造物 200的外周的圓筒狀的構件。覆蓋部290介于絕緣體10的內周面10 i和磁性體構造物200的外 周面之間。覆蓋部290使用玻璃(例如,棚娃玻璃)來形成。當安裝了火花塞100的內燃機(省 略圖示)工作時,從內燃機向火花塞100傳遞振動。該振動會引起絕緣體10和磁性體構造物 200之間的位置偏移。但是,在第一實施方式的火花塞100中,配置在絕緣體10和磁性體構造 物200之間的覆蓋部290吸收振動,由此能夠抑制絕緣體10和磁性體構造物200之間的位置 偏移。
[0108] 主體金屬配件50為沿著中屯、軸線化延伸并成大致圓筒狀的構件,并且具有貫穿主 體金屬配件50的通孔59。主體金屬配件50通過使用低碳鋼材而形成(也可W采用其他導電 材料(例如,金屬材料))。在主體金屬配件50的表面可W形成用于防腐蝕的金屬層。例如通 過鍛敷處理形成Ni層。將絕緣體10插入到主體金屬配件50的通孔59,主體金屬配件50固定 在絕緣體10的外周。在主體金屬配件50的前端側,絕緣體10的前端(在本實施方式中,是腿 部13的前端側的部分)露出于通孔59之外。在主體金屬配件50的后端側,絕緣體10的后端 (在本實施方式中,是后端側主體部18的后端側的部分)露出于通孔59之外。
[0109] 主體金屬配件50從前端側朝向后端側依次具有主體部55、座部54、變形部58、工具 卡合部51、彎邊部53。座部54為凸緣狀的部分。比座部54靠前端方向Dl側的主體部55的外徑 小于座部54的外徑。在主體部55的外周面形成有用于螺紋結合于內燃機(例如,汽油發動 機)的安裝孔的螺紋部52。在座部54和螺紋部52之間嵌入有彎曲金屬板而形成的環狀的墊 圈5。
[0110] 主體金屬配件50具有配置在比變形部58靠前端方向Dl側的縮內徑部56。縮內徑部 56的內徑隨著從后端側朝向前端側去而逐漸變小。在主體金屬配件50的縮內徑部56和絕緣 體10的第一縮外徑部15之間夾持有前端側密封件8。前端側密封件8為鐵制的0型環(也可W 采用其他材料(例如,銅等金屬材料))。
[0111] 主體金屬配件50的變形部58 W其中央部朝向徑向的外側(遠離中屯、軸線化的方 向)突出的方式變形。在變形部58的后端側設有工具卡合部51。工具卡合部51的形狀為能夠 與火花塞扳手相卡合的形狀(例如,六棱柱)。在工具卡合部51的后端側設有壁厚比工具卡 合部51薄的彎邊部53。彎邊部53配置在比絕緣體10的第二縮外徑部11靠后端側的位置,形 成主體金屬配件50的后端(即,后端方向D2側的端部)。彎邊部53朝向徑向的內側彎曲。
[0112] 在主體金屬配件50的后端側,且是在主體金屬配件50的內周面和絕緣體10的外周 面之間形成有環狀的空間SP。在本實施方式中,該空間SP為由主體金屬配件50的彎邊部53 和工具卡合部51W及絕緣體10的第二縮外徑部11和后端側主體部18所包圍的空間。在該空 間SP內的后端側配置有第一后端側密封件6,在該空間SP內的前端側配置有第二后端側密 封件7。本實施方式中,上述后端側密封件6、7為鐵制的C型環(也可W采用其他材料)。在空 間SP內的兩個后端側密封件6、7之間填充有滑石(talc)9的粉末。
[0113] 在制造火花塞100時,彎邊部53 W向內側彎曲的形式進行彎邊。然后,彎邊部53向 前端方向Dl側進行按壓。由此,變形部58變形,絕緣體10借助密封件6、7和滑石9在主體金屬 配件50內被朝向前端側按壓。前端側密封件8在第一縮外徑部15和縮內徑部56之間被按壓, 從而將主體金屬配件50和絕緣體10之間密封。通過W上的方式,能夠抑制內燃機的燃燒室 內的氣體經過主體金屬配件50和絕緣體10之間而向外泄漏。另外,能夠使主體金屬配件50 固定在絕緣體10。
[0114] 接地電極30接合在主體金屬配件50的前端(即,前端方向Dl側的端部)。在本實施 方式中,接地電極30為棒狀的電極。接地電極30從主體金屬配件50朝向前端方向Dl延伸,并 朝向中屯、軸線化彎曲,直至前端部31。在前端部31與中屯、電極20的前端面20sl(前端方向Dl 側的表面20sl)之間形成間隙g。另外,接地電極30W電導通的方式接合在主體金屬配件50 (例如,激光焊接)。接地電極30具有形成接地電極30的表面的母材35、埋設在母材35內的忍 部36。母材35例如使用因科儀合金而形成。忍部36使用熱導率比母材35高的材料(例如,純 銅)而形成。
[0115] 如上述那樣,在第一實施方式中,在連結中屯、電極20和端子金屬配件40的導電路 徑的中途部位配置有磁性體210。因此,能夠抑制因放電而產生的電波噪聲。另外,導電體 220與磁性體210的至少一部分并聯連接。因此,能夠抑制中屯、電極20和端子金屬配件40之 間的電阻值變大。另外,導電體220為螺旋狀的線圈,能夠進一步抑制電波噪聲。
[0116] A-2.制造方法:
[0117] 作為第一實施方式的火花塞100的制造方法,可W采用任意的方法。例如,可采用 W下的制造方法。首先,準備絕緣體10、中屯、電極20、端子金屬配件40、導電性密封部60、75、 80各自的材料粉末、電阻體70的材料粉末、磁性體構造物200。通過在W公知的方法形成的 磁性體210纏繞導電體220,從而形成磁性體構造物200。
[0118] 接著,將中屯、電極20從絕緣體10的通孔12的后端方向D2側的開口( W下,稱為"后 部開口 14")插入。如圖1中說明那樣,中屯、電極20被絕緣體10的縮內徑部16支承,從而將中 屯、電極20配置在通孔12內的規定位置。
[0119] 接著,W構件60、70、75的順序進行對第一導電性密封部60、電阻體70、第二導電性 密封部75各自的材料粉末的投放和對投放后的粉末材料的成形。從通孔12的后部開口 14進 行粉末材料的投放。使用從后部開口 14插入的棒來進行對投放后的粉末材料的成形。材料 粉末被成形為與對應的構件的形狀大致相同的形狀。
[0120] 接著,將磁性體構造物200經通孔12的后部開口 14配置在第二導電性密封部75的 后端方向D2側。然后,在磁性體構造物200和絕緣體10的內周面IOi之間的間隙填充覆蓋部 290的材料粉末。接著,從通孔12的后部開口 14投放第=導電性密封部80的材料粉末。然后, 將絕緣體10加熱至高于各材料粉末所包含的玻璃成分的軟化點的規定溫度,在加熱至規定 溫度的狀態下,將端子金屬配件40從通孔12的后部開口 14插入到通孔12。其結果,各材料粉 末被壓縮及燒結,從而分別形成導電性密封部60、75、80、電阻體70、覆蓋部290。
[0121] 接著,在絕緣體10的外周裝配主體金屬配件50,將接地電極30固定在主體金屬配 件50。接著,使接地電極30彎曲從而完成火花塞。
[0122] B.第二實施方式
[0123] 圖2是第二實施方式的火花塞10化的剖視圖。與圖1所示的第一實施方式的火花塞 100差別僅在于將磁性體構造物200替換為磁性體構造物20化。火花塞10化的其他結構與圖 1的火花塞100的結構相同。對圖2的要素中的與圖1的要素相同的要素標記相同的附圖標 記,并省略其說明。
[0124] 如圖所示,磁性體構造物20化配置在絕緣體10的通孔12內的處于電阻體70和端子 金屬配件40之間的部位。在圖2的右部,示出了被覆蓋部29化所覆蓋的狀態的磁性體構造物 200b的立體圖(稱為"第一立體圖Pr)和去除了覆蓋部29化的狀態的磁性體構造物200b的 立體圖(稱為"第二立體圖P2")。為了表示磁性體構造物200b的內部結構,第二立體圖P2表 示的是將磁性體構造物20化的一部分切除后的狀態。
[0125] 如圖所示,磁性體構造物200b具有磁性體21化、導電體220b。在第二立體圖P2中, 在導電體220b標有剖面線。磁性體2IOb為W中屯、軸線化為中屯、的圓筒狀的構件。磁性體 210b的材料可W與圖1的磁性體210的材料同樣地,采用各種磁性材料(例如,含氧化鐵的強 磁性的材料)。
[0126] 導電體22化沿著中屯、軸線化貫穿磁性體21化。導電體22化從磁性體21化的前端方 向D1側的端部延伸到后端方向D2側的端部。作為導電體2 20b的材料,可W與圖1的導電體 220的材料同樣地,采用各種導電性材料(例如,主要含儀和銘的合金)。
[0127] 磁性體構造物2(K)b的外周面被覆蓋部29化覆蓋。與圖I的覆蓋部290同樣地,覆蓋 部290b為覆蓋磁性體構造物20化的圓筒狀的構件。覆蓋部29化介于絕緣體10的內周面IOi 和磁性體構造物20化的外周面之間,由此抑制絕緣體10和磁性體構造物20化之間的位置偏 移。作為覆蓋部29化的材料可W與圖1的覆蓋部290的材料同樣地,采用各種材料(例如,棚 娃玻璃等玻璃)。
[0128] 在通孔12內,在磁性體構造物20化和電阻體70之間配置有與磁性體構造物20化及 電阻體70接觸的第二導電性密封部75b。另外,在磁性體構造物20化和端子金屬配件40之間 配置有與磁性體構造物200b及端子金屬配件40接觸的第S導電性密封部80b。作為導電性 密封部75b、80b各自的材料可W與圖1的導電性密封部75、80各自的材料同樣地,采用各種 導電性材料(例如,包含金屬粒子(化、Fe等)、與電阻體70所包含的玻璃粒子相同的玻璃粒 子的材料)。
[0129] 磁性體構造物20化的前端方向Dl側的端部,即磁性體21化和導電體22化各自的前 端方向Dl側的端部,借助第二導電性密封部7f5b與電阻體70電連接。另外,磁性體構造物 200b的后端方向D2側的端部,即磁性體2 IOb和導電體22化各自的后端方向D2側的端部,借 助第立導電性密封部80b與端子金屬配件40電連接。第一導電性密封部60、電阻體70、第二 導電性密封部75b、磁性體構造物20化、第立導電性密封部80b形成了將中屯、電極20與端子 金屬配件40電連接的導電路徑。通過使用導電性密封部60、75b、8化,能夠使層疊起來的構 件20、60、70、7化、200b、80b、40之間的接觸電阻穩定,也能夠使中屯、電極20和端子金屬配件 40之間的電阻值穩定。W下,將在通孔12內將中屯、電極20與端子金屬配件40連接起來的多 個構件60、70、75b、200b、290b、80b整體還被稱為"連接部300b"。
[0130] 如上所述,第二實施方式中,在連結中屯、電極20和端子金屬配件40的導電路徑的 中途部位配置有磁性體2IOb。因此,能夠抑制因放電而產生的電波噪聲。另外,導電體22化 與磁性體21化并聯連接。因此,能夠抑制中屯、電極20和端子金屬配件40之間的電阻值變大。 另外,導電體22化埋入于磁性體21化中。即,導電體22化除了兩端外整體被磁性體21化所覆 蓋。因此,能夠抑制導電體22化的破損。例如,能夠抑制振動導致導電體22化斷路。
[0131] 此外,第二實施方式的火花塞IOOb能夠使用與第一實施方式的火花塞100相同的 方法來制造。磁性體構造物20化通過將導電體22化插入于W公知的方法形成的磁性體21化 的通孔從而形成。
[0132] C.參考例
[0133] 圖3是參考例的火花塞IOOc的剖視圖。該火花塞IOOc在后述的評價試驗中作為參 考例被使用。與圖1、圖2所示的實施方式的火花塞100、10化的差別在于,省略了磁性體構造 物200、200b和第S導電性密封部80、8化。在參考例中,端子金屬配件40c的腿部43c的長度 大于實施方式的腿部43的長度,使得腿部43c的前端方向Dl側的端部到達電阻體70的附近。 在腿部43c和電阻體70之間配置有與腿部43c及電阻體70接觸的第二導電性密封部75c。作 為第二導電性密封部75c的材料可W采用與上述實施方式的第二導電性密封部75的材料相 同的材料。
[0134] 另外,在圖3中示出有絕緣體IOc的通孔12c中的、收容腿部43c的部分的中途的位 置44(稱為"中途位置44")。通孔12c中的、從中途位置44到后端方向D2側的部分的內徑,略 微大于通孔12c中的、從中途位置44到前端方向Dl側的部分(特別是,將腿部43的一部分、第 一導電性密封部60、電阻體70和第二導電性密封部75c收容的部分)的內徑。但是,兩者的內 徑也可W相同。
[0135] 參考例的火花塞IOOc的其他部分的結構與圖1、圖2所示的火花塞100、10化的結構 相同。第一導電性密封部60、電阻體70、第二導電性密封部75c的整體形成在通孔12c內將中 屯、電極20和端子金屬配件40c連接起來的連接部300c。運種參考例的火花塞IOOc能夠使用 與實施方式的火花塞100、1〇化相同的方法來制造。
[0136] D.評價試驗:
[0137] D-1.火花塞的樣品的結構:
[0138] 說明采用了火花塞的多種樣品的評價試驗。W下示出的表1表示各樣品各自的結 構和在四個評價試驗中的各評價結果。
[0139] [表 1]
[0140]
[0141] 在該評價試驗中,評價了結構互不相同的13種樣品。在表中示出了樣品的種類的 編號、表示結構的種類的符號、覆蓋部的有無、電波噪聲特性的評價結果、耐沖擊特性的評 價結果、電阻值穩定性的評價結果、耐久性的評價結果。
[0142] 表示結構的種類的符號和火花塞的結構的對應關系如下。
[01創 A:圖1的結構
[0144] B:圖2的結構
[0145] C:圖3的結構
[0146] D:在圖1的結構中,將電阻體70和磁性體構造物200的配置調換而成的結構
[0147] E:在圖2的結構中,將電阻體70和磁性體構造物20化的配置調換而成的結構
[0148] F:在圖1的結構中,將磁性體210替換為氧化侶制的同形狀的構件而成的結構
[0149] G:在圖2的結構中,將導電體22化替換為化Q的導電體而成的結構
[0150] H:在圖2的結構中,將導電體22化替換為化Q的導電體而成的結構
[0151] I:在圖1的結構中,省略了第S導電性密封部80而成的結構
[0152] J:在圖1的結構中,省略了第二導電性密封部75而成的結構
[0153] K:在圖2的結構中,將導電體22化替換為200 Q的導電體而成的結構
[0154] 此外,如表1所示,覆蓋部290、29化的有無相對于上述的結構A~K獨立地被決定。
[0155] 各結構A~K中共同的結構是如下的結構。
[0156] 1)電阻體70的材料:B203-S i化系的玻璃、作為陶瓷粒子的化化與作為導電性材料 的C的混合物
[0157] 2)磁性體210、21化的材料:Mn化鐵氧體
[0158] 3)導電體220、22化的材料:主要含儀和銘的合金
[0159] 4)導電性密封部60、75、756、80、8化、80(3的材料:82〇3-51〇2系的玻璃與作為金屬粒 子的化的混合物
[0160] 此處,導電體的電阻值為前端方向Dl側的端部和后端方向D2側的端部之間的電阻 值。W下,將前端方向Dl側的端部和后端方向D2側的端部之間的電阻值稱為"兩端之間的電 阻值"。接著,說明各評價試驗的內容和結果。
[0161] D-2.電波噪聲特性的評價試驗:
[0162] 使用根據JASO D002-2所規定的方法測量得到的插入損耗來評價電波噪聲特性。 具體而言,采用在將3號的樣品作為基準的情況下,在300MHz的頻率下的插入損耗的改善值 (單位為地)作為評價結果。"m(m為OW上且IOW下的整數)"的評價結果表示,從3號樣品為 基準的插入損耗的改善值為m(地)W上且小于m+1(地)。例如,"5"的評價結果表示,改善值 為5dBW上且小于6地。改善值為10地W上時,將評價結果定為"10"。此外,在該評價試驗中, 使用結構相同的五根樣品的插入損耗的平均值來作為各種樣品的插入損耗。作為該五根樣 品采用的是,中屯、電極20和端子金屬配件40、40c之間的電阻值在W化Q為中屯、且幅度在 0.化Q的范圍內的五根樣品,即在4.化Q W上且5.3kQ W下的范圍內的五根樣品。對于11 號樣品和12號樣品,由于電阻值的偏差較大,無法確保五根樣品的電阻值在上述范圍內,因 此省略其評價。
[0163] 如表1所示,將1號樣品和8號樣品進行比較的話,與省略了磁性體210的8號樣品相 比,具有磁性體210的1號樣品評價結果良好。由此可知,通過設置磁性體210能夠抑制電波 噪聲。
[0164] 另外,具有線圈狀的導電體220的1號樣品和6號樣品的評價結果為最優良的"10", 而具有直線狀的導電體22化的2號樣品和7號樣品的評價結果為低于"10"的"護。由此可知, 通過設置線圈狀的導電體220能夠大幅度抑制電波噪聲。
[0165] 另外,將1號樣品和4號樣品進行比較的話,與磁性體構造物200配置在比電阻體70 靠前端方向Dl側的4號樣品相比,磁性體構造物200配置在比電阻體70靠后端方向D2側的1 號樣品的評價結果良好。同樣地,將2號樣品和5號樣品進行比較的話,與磁性體構造物20化 配置在比電阻體70靠前端方向Dl側的5號樣品相比,磁性體構造物200b配置在比電阻體70 靠后端方向D2側的2號樣品的評價結果良好。由此可知,無論磁性體構造物的結構如何,通 過將磁性體構造物配置在電阻體的后端方向D2側,就能夠抑制電波噪聲。
[0166] 另外,如果省略了將磁性體構造物200夾住的第二導電性密封部75和第=導電性 密封部80中的至少一者(11號樣品、12號樣品),則難W使中屯、電極20和端子金屬配件40之 間的電阻值穩定。另一方面,通過設置第二導電性密封部75和第=導電性密封部80能夠使 電阻值穩定。
[0167] D-3.耐沖擊特性的評價試驗:
[0168] 基于JISB8031:2006的7.4所規定的耐沖擊性試驗來評價耐沖擊特性的評價 結果表示,因耐沖擊性試驗而發生了異常。在沒有因耐沖擊性試驗而發生異常時,還進行了 追加的30分鐘的振動試驗。然后,算出進行評價試驗之前的電阻值的測量值和進行評價試 驗之后的電阻值的測量值之間的差值。在此,電阻值為中屯、電極20和端子金屬配件40、40c 之間的電阻值。"5"的評價結果表示,電阻值的差值的絕對值超過了試驗前的電阻值的 10%。"10"的評價結果表示,電阻值的差值的絕對值為試驗前的電阻值的10% W下。
[0169] 如表1所示,省略了將磁性體構造物200夾住的第二導電性密封部75和第=導電性 密封部80中的至少一者的11號樣品和12號樣品的評價結果為"0"。另一方面,具有將磁性體 構造物200、20化夾住的兩個導電性密封部(例如,圖1的導電性密封部75、80)的1號樣品~ 10號樣品W及13號樣品的評價結果為比11號樣品和12號樣品的評價結果良好的"5"或 "10"。由此可知,通過利用兩個導電性密封部將磁性體構造物200、20化夾住,能夠提高耐沖 擊性。
[0170] 另外,雖然磁性體構造物200、20化被兩個導電性密封部所夾住,但不具有覆蓋部 290、29化的6號樣品和7號樣品的評價結果為可'。另一方面,具有覆蓋部290、29化和夾住磁 性體構造物200、20化的兩個導電性密封部的1號樣品~5號樣品、8號樣品~10號樣品、13號 樣品的評價結果為"10"。由此可知,通過設置覆蓋部290、290b,能夠大幅度地提高耐沖擊 性。但是,也可W省略覆蓋部290、29化。
[0171] D-4.電阻值穩定性的評價試驗:
[0172] 基于中屯、電極20和端子金屬配件40、40c之間的電阻值的標準偏差來評價電阻值 穩定性。如上所述地,在連接部(例如,圖1的連接部300)的材料配置在通孔12、12c內的狀態 下加熱絕緣體10,從而制造出在評價試驗中使用的火花塞。通過該加熱,導電性密封部60、 75、75b、75c、80、8化的粉末材料能夠流動。通過該流動,電阻值會發生偏差。對該偏差的大 小進行評價。具體而言,針對各種樣品中的每一種,制造了結構相同的100根火花塞。然后, 測量中屯、電極20和端子金屬配件40、40c之間的電阻值,并算出測量的電阻值的標準偏差。 "0"的評價結果表示,標準偏差大于0.8,"5"的評價結果表示標準偏差大于0.5且為0.8 W 下,"10"的評價結果表示標準偏差為0.5 W下。
[0173] 如表1所示,省略了將磁性體構造物200夾住的第二導電性密封部75和第=導電性 密封部80中的至少一者的11號樣品和12號樣品的評價結果為"0"。另一方面,具有夾住磁性 體構造物200、20化的兩個導電性密封部(例如,圖1的導電性密封部75、80)的1號樣品~10 號樣品、13號樣品的評價結果為比11號樣品和12號樣品的評價結果良好的"10"。由此可知, 通過利用兩個導電性密封部將磁性體構造物200、200b夾住,能夠大幅度地使電阻值穩定 化。
[0174] D-5.耐久性的評價試驗:
[0175] 耐久性表示對放電的耐久性。為了評價該耐久性,將火花塞的樣品連接在汽車用 的晶體管點火裝置,并在W下的條件下進行反復放電的運轉。
[0176] 溫度:攝氏350度
[0177] 施加于火花塞的電壓:20kV
[017引放電周期:3600回/分鐘
[0179] 運轉小時:100小時
[0180] 在評價試驗中,進行上述條件下的運轉,之后測量中屯、電極20和端子金屬配件40、 40c之間的常溫下的電阻值。并且,在評價試驗后的電阻值小于評價試驗前的電阻值的1.5 倍時,將評價結果設為"10"。在評價試驗后的電阻值為評價試驗前的電阻值的1.5倍W上 時,將評價結果設為"1"。
[0181] 如表1所示,具有導電體22化的2號樣品的評價結果為"10"。另外,替代導電體22化 而具有200 Q的導電體的13號樣品的評價結果為"10"。另外,替代導電體22化而具有化Q的 導電體的10號樣品的評價結果為"10"。另外,替代導電體22化而具有化Q的導電體的9號樣 品的評價結果為"1"。此外,導電體22化的兩端之間的電阻值大致為50 0。由此可知,能夠通 過減小磁性體構造物的導電體(具體而言,連接在磁性體21化的導電體)的兩端之間的電阻 值,來提高對放電的耐久性。
[0182] 對于能夠通過減小磁性體構造物的導電體的兩端之間的電阻值來提高對放電的 耐久性的理由,能夠通過W下方式推測。即,在放電時,由于在連接于磁性體210b的導電體 中流通有電流,因此導電體發熱。放電時的電流的大小W如下方式被調整,即:不論火花塞 的內部結構如何,實現在間隙g產生適當的火花。因此,導電體的兩端之間的電阻值越大,導 電體的溫度變得越高。如果導電體的溫度變高,則導電體的斷路的可能性變大。如果導電體 斷路,則中屯、電極20和端子金屬配件40之間的電阻值會增大。另外,如果導電體的溫度變 高,則磁性體21化的溫度也變高。針對磁性體210b而言,與溫度低的情況相比,在溫度高的 情況下容易損傷(例如,在磁性體21化產生裂紋)。如果磁性體21化受到損傷,則磁性體21化 的兩端之間的電阻值增大,運樣會導致中屯、電極20和端子金屬配件40之間的電阻值增大。 由此,導電體的兩端之間的電阻值越小,越能夠抑制磁性體210b的損傷、導電體的斷路。其 結果,可W推測為能夠提高對放電的耐久性。另外,在導電體的兩端之間的電阻值較大的情 況下,會產生如下情況,即,由于電流如放電那樣沿著導電體的表面流動,從而產生電波噪 聲。由此可知,優選地,磁性體構造物的導電體的兩端之間的電阻值較小。
[0183] 得到了耐久性良好的評價結果"10"的2號樣品、13號樣品、10號樣品各自的導電體 220b的兩端之間的電阻值分別為50 Q、200 Q、lkQ。可W將運些值中的任意的值用作導電 體220b的兩端之間的電阻值的優選范圍(下限W上且上限W下的范圍)的上限。另外,可W 將運些值中的上限W下的任意的值用作下限。例如,作為導電體22化的兩端之間的電阻值, 可W采用IkQ W下的值。另外,更優選地,作為導電體22化的兩端之間的電阻值,可W采用 200 Q W下的值。此外,作為導電體22化的兩端之間的電阻值的優選范圍的下限,除了上述 的值之外,可W采用OQ。
[0184] W上使用具有圖2的結構的2號樣品、10號樣品、11號樣品、13號樣品的評價結果來 進行了說明,由此推測導電體的發熱和不良情況(導電體的斷路和磁性體的損傷)的產生容 易度之間的關系不論磁性體構造物的結構如何,都是能夠適用的。因此,能夠推測,在具有 圖1的結構的火花塞中,也是線圈狀的導電體220的兩端之間的電阻值越小,越能夠抑制導 電體220的斷路和磁性體210的損傷,其結果,能夠提高對放電的耐久性。此外,作為線圈狀 的導電體220的材料,優選采用鐵系材料、銅等導電性金屬。另外,在考慮耐熱性和成本時, 特別優選采用不誘鋼或儀系合金。
[0185] 此外,在放電時,電流不僅流通于導電體220、220b,還流通于磁性體210、210。因 此,為了抑制磁性體210、21化的損傷,優選地,作為磁性體210、21化和導電體220、22化的整 體的磁性體構造物200、20化的兩端之間的電阻值較小。作為磁性體構造物200、20化的兩端 之間的電阻值的優選范圍,例如可W采用OQ W上且3kQ W下的范圍。但是,也可W采用大 于3kQ的值。另外,得到了耐久性良好的評價結果的2號樣品、13號樣品、10號樣品的導電體 的兩端之間的電阻值分別為50Q、200Q、lkQ。考慮到采用運樣的導電體,從而可W將運些 兩端之間的電阻值中的任意的值用作磁性體構造物200、200b的兩端之間的電阻值的優選 范圍(下限W上、上限W下的范圍)的上限。另外,可W將運些值中的上限W下的任意的值用 作下限。例如,作為磁性體構造物200、200b的兩端之間的電阻值,可W采用IkQ W下的值。 另外,更優選地,作為磁性體構造物200、200b的兩端之間的電阻值,可W采用200 Q W下的 值。此外,作為磁性體構造物200、20化的兩端之間的電阻值的優選范圍的下限,除了上述的 值之外,可W采用OQ。
[0186] 另外,為了抑制磁性體構造物200、20化的發熱,優選地,導電體220、22化的兩端之 間的電阻值低于磁性體210、210b的兩端之間的電阻值。根據該結構,通過在磁性體210、 21化連接導電體220、22化,能夠減小磁性體構造物200、20化的兩端之間的電阻值。其結果, 能夠抑制磁性體構造物200、200b的發熱。此外,在上述的1號樣品~13號樣品的各樣品中, 磁性體210、21化的兩端之間的電阻值均是數kQ,大于導電體(例如,導電體220、22化)的兩 端之間的電阻值。并且,如表1所示,1號樣品~8號樣品、10號樣品、13號樣品示出了耐久性 的良好的評價結果。
[0187] 另外,如表1所示,省略了將磁性體構造物200夾住的第二導電性密封部75和第= 導電性密封部80中至少一者的11號樣品和12號樣品的評價結果為"1"。得到了良好的"10" 的評價結果的1號樣品至8號樣品、10號樣品、13號樣品均具有夾住磁性體構造物200、20化 的兩個導電性密封部(例如,圖1的導電性密封部75、80)。由此可知,通過利用兩個導電性密 封部將磁性體構造物200、20化夾住,能夠提高對放電的耐久性。
[0188] 此外,作為測量設在火花塞的磁性體構造物的兩端之間的電阻值的方法,可W采 用W下的方法。W下,W圖1及圖2的火花塞lOOaOOb為例進行說明。首先,從絕緣體10取下 主體金屬配件50,然后,利用金剛石刀片等切削工具來切斷絕緣體10,并取出配置在通孔12 內的連接部300、30化。接著,利用錯子等切削工具,將與磁性體構造物200、20化接觸的導電 性密封部從磁性體構造物200、200b取下。接著,在通過CT掃描觀察與磁性體構造物200、 20化接觸的覆蓋部290、29化的內部結構后,利用切斷、研磨將該部分磨削掉,從而將覆蓋部 290、29化從磁性體構造物200、20化取下。通過使電阻值測量器的測量頭與通過上述方式得 到的磁性體構造物200、20化的前端方向Dl側的端部和后端方向D2側的端部接觸,來測量兩 端之間的電阻值。
[0189] 另外,作為測量磁性體構造物的導電體的兩端之間的電阻值的方法,可W采用W 下的方法。即,使用錯子等切削工具,從通過上述的方法得到的磁性體構造物200、20化取出 磁性體210、21化,從而取得導電體220、22化。通過使電阻值測量器的測量頭與得到的導電 體220、220b的前端方向Dl側的端部和后端方向D2側的端部接觸,來測量兩端之間的電阻 值。
[0190]另外,作為測量磁性體構造物的磁性體的兩端之間的電阻值的方法,可W采用W 下的方法。即,通過CT掃描觀察通過上述的方法得到的磁性體構造物200、20化的內部結構 后,利用切斷、研磨對該部分進行磨削,通過使電阻值測量器的測量頭與通過上述方式得到 的磁性體210、21化的前端方向Dl側的端部和后端方向D2側的端部接觸,從而測量兩端之間 的電阻值。
[0191 ]存在磁性體構造物、導電體、磁性體各自的前端方向D1側的端部和后端方向D2側 的端部中的至少一個端部為面的情況。此時,采用使測量頭接觸于該面上的任意的位置而 得到的最小的兩端之間的電阻值。
[0192] E.第S實施方式:
[0193] E-1.火花塞的結構:
[0194] 圖4是第S實施方式的火花塞IOOd的剖視圖。在第S實施方式中,替代圖1、圖2所 示的實施方式的磁性體構造物200、200b,設置了磁性體構造物200d。在圖4的右部,示出了 磁性體構造物200d的立體圖。磁性體構造物200d為將中屯、軸線化作為中屯、的大致圓柱狀的 構件。在絕緣體1 Od的通孔12d內,從前端方向D1側朝向后端方向D2去依次配置有中屯、電極 20的后端方向D2側的部分、第一導電性密封部60d、電阻體70d、第二導電性密封部75d、磁性 體構造物200d、第=導電性密封部80d、端子金屬配件40d的腿部43d。磁性體構造物200d配 置在電阻體70d的后端方向D2側。而且,構件60(1、70(1、75(1、200(1、80(1的整體形成了在通孔 12d內將中屯、電極20和端子金屬配件40d連接起來的連接部300d。第S實施方式的火花塞 1 OOd的其他部分的結構與圖1、圖2所示的火花塞100、10化的結構大致相同。在圖4中,對于 第S實施方式的火花塞IOOd的其他部分,標記了與圖1、圖2的火花塞100、10化的相應部分 的同樣附圖標記,并省略其說明。
[01M]圖5是磁性體構造物200d的說明圖。在圖5的左上部示出了磁性體構造物200d的立 體圖。該立體圖示出了一部分被切斷了的磁性體構造物200d。圖中的截面900是磁性體構造 物200d被包括中屯、軸線化的平面剖切所形成的截面。在圖5的中央上部示出了將截面900上 的局部800放大后的示意圖(W下,稱為"對象區域800")。對象區域800為W中屯、軸線化為中 屯、線的矩形區域,其矩形形狀由平行于中屯、軸線化的兩邊和垂直于中屯、軸線化的兩邊所構 成。對象區域800的形狀為W中屯、軸線化為對稱軸的線對稱的形狀。圖中的第一長度La為垂 直于對象區域800的中屯、軸線化的方向上的長度,第二長度化為平行于對象區域800的中屯、 軸線化的方向上的長度。在此,第一長度La為1.5mm,第二長度化為2.0mm。
[0196] 如圖所示,對象區域800(即,磁性體構造物200d的截面)包括陶瓷區域810和導電 區域820。導電區域820由多個粒狀區域825構成(W下,稱為"導電粒子區域825",或者,也簡 單稱為"粒子區域825")。
[0197] 導電區域820由導電性物質所形成。作為導電性物質,例如,可W采用碳、含碳化合 物(例如,TiC)、巧鐵礦型氧化物(例如,LaMn化)、金屬(例如,Cu)等。如圖所示,通過使多個 導電粒子區域825彼此相接,從而形成從后端方向D2側向前端方向Dl側延伸的電流的路徑。 運樣的多個導電粒子區域825可W通過使用作為磁性體構造物200d的材料的導電性物質的 粉末來形成。例如,材料的粉末所含有的導電性物質的一個粒子能夠形成一個導電粒子區 域825。另外,材料的粉末所含有的導電性物質的多個粒子能夠通過彼此粘結在一起,從而 形成一個導電粒子區域825。
[0198] 一個導電粒子區域825表示導電性物質的一個立體的粒子狀的部分的截面。另外, 在對象區域800(即,截面900)上可W將兩個導電粒子區域825分開地配置,對此省略了圖 示。像運樣,有時在對象區域800上彼此分開的兩個導電粒子區域825表示在比對象區域800 靠里側或靠跟前側的位置彼此相接的兩個立體的粒子狀的部分的截面。像運樣,在對象區 域800上,彼此相接的或彼此分開的多個導電粒子區域825能夠形成從后端方向D2側向前端 方向Dl側延伸的電流的路徑。在放電時,電流經由多個導電粒子區域825而流通于磁性體構 造物200d。
[0199] 陶瓷區域810由包含磁性體和陶瓷的混合材料形成。作為磁性體,例如可W采用含 鐵氧化物(例如,Fe2〇3)。另外,作為陶瓷,例如可W采用含娃(Si)、棚(B)、憐(P)中的至少一 種的陶瓷。作為運樣的陶瓷,例如可W采用第一實施方式中說明的玻璃。作為玻璃,例如可 W采用含有從二氧化娃(Si〇2)、棚酸(B205)、憐酸(P2〇5)中任意選擇的一個W上的氧化物的 物質。
[0200] 如圖所示,多個導電粒子區域825被含有磁性體的陶瓷區域810所包圍。即,電流的 路徑被磁性體所包圍。當磁性體配置在導電路徑的附近時,會抑制因放電而產生的電波噪 聲。例如,通過使導電路徑發揮電感元件的功能,從而能夠抑制電波噪聲。另外,由于導電路 徑的阻抗變大,因此能夠抑制電波噪聲。
[0201] 在圖5的中央下部示出了一個粒子區域825。距離Lm為粒子區域825的最大粒徑(稱 為"最大粒徑Lm")。一個粒子區域825的最大粒徑Lm為,未自粒子區域825突出的情況下將粒 子區域825的邊緣和邊緣之間連結的線段中最長線段的長度。多個粒子區域825各自的最大 粒徑Lm較大意味著電流的路徑較粗。電流路徑越粗,電流路徑的耐久性越良好。因此,對象 區域800所包含的多個粒子區域825中,具有較大的最大粒徑Lm(例如,200wiiW上的最大粒 徑Lm)的導電粒子區域825的數量的比例越大,越能夠提高電流路徑甚至磁性體構造物200d 的耐久性。
[0202] 此外,在對象區域800上,兩個粒子區域825相接時會存在兩個粒子區域825的界線 不清楚的時候。在運種情況下,可W W如下方式特定界線。在圖5的右下部示出了彼此相接 的兩個粒子區域825的接觸部分830的放大圖。在界線不清楚時,接觸部分830由陶瓷區域 810的彼此相對的兩個突出部812a、812b所形成。將連接該兩個突出部812a、812b的最短的 直線化用作界線即可。然后,能夠利用界線化特定上述的最大粒徑Lm。
[0203] 另外,陶瓷區域810可W通過使用作為磁性體構造物200d的材料的磁性體的粉末 和陶瓷的粉末來形成。因此,在對象區域800上,且是在陶瓷區域810內會形成氣孔。在圖5的 左下部,示出了陶瓷區域810的放大圖。如圖所示,在陶瓷區域810內產生了氣孔812。在火花 塞IOOd的放電時,在氣孔812內也會產生局部的放電。由于在氣孔812內產生局部放電,因此 可能會導致磁性體構造物200d劣化,另外,還可能會產生電波噪聲。因此,優選地,氣孔812 相對于磁性體構造物200d的比例(例如,氣孔812的面積相對于從對象區域800去除導電區 域820后剩余的區域的面積的比例)較小。
[0204] E-2.制造方法:
[0205] 具有磁性體構造物200d的火花塞IOOd可W通過與第一實施方式中說明的制造方 法相同的順序來進行制造。絕緣體IOd的通孔12d內的構件如下。準備導電性密封部60d、 75d、80d各自的材料粉末、電阻體70d的材料粉末、磁性體構造物200d的材料粉末。作為導電 性密封部60d、75d、80d和電阻體70d各自的材料粉末,可W采用與第一實施方式中說明的導 電性密封部60、75、80 W及電阻體70各自的材料粉末相同的材料粉末。例如W如下方式準備 磁性體構造物200d的材料粉末。通過混合磁性體的粉末和陶瓷的粉末而準備混合物。通過 將導電性物質的粉末混合于該混合物,從而準備磁性體構造物200d的材料粉末。
[0206] 接著,與第一實施方式的制造方法同樣地,在通孔12d內的、被縮內徑部16支承的 規定位置配置中屯、電極20。然后,W構件60(1、70(1、75(1、200(1、80(1運樣的順序,進行對第一導 電性密封部60d、電阻體70d、第二導電性密封部75d、磁性體構造物200d、第S導電性密封部 80d各自的材料粉末的向通孔12d的投放W及對投放后的粉末材料的成形。從通孔12d的后 部開口 14進行粉末材料的投放。使用從后部開口 14插入的棒來進行對投放后的粉末材料的 成形。材料粉末被成形為與對應構件大致相同的形狀。
[0207] 然后,將絕緣體IOd加熱至高于各材料粉末所含有的玻璃成分的軟化點的規定溫 度,并在加熱至規定溫度的狀態下,將端子金屬配件40d從通孔12d的后部開口 14插入到通 孔12d。其結果,各材料粉末被壓縮、燒結,從而分別形成了導電性密封部60(1、75(1、80(1、電阻 體70d、磁性體構造物200d。此外,本實施方式中,絕緣體IOd被加熱至磁性體構造物200d的 材料中所含有的導電性物質的材料粉末不會烙融的程度的溫度。因此,多個導電粒子區域 825(圖5)大致是點接觸。
[020引F.評價試驗:
[0209] F-1.概要
[0210] 對于使用了第=實施方式的火花塞IOOd的多種樣品的評價試驗進行說明。W下示 出的表2、表3表示各樣品各自的結構、評價試驗的結果。
[0211] [表 2]
[0212]
[0別;3][表 3]
[0214]
[0215] 在該評價試驗中,對磁性體構造物200d的內部結構彼此不同的A-I號樣品~A-30 號樣品、B-I號樣品~B-5號樣品等35種樣品進行了評價。表2、表3表示樣品的編號、磁性體 構造物200d的內部結構(在此為導電性物質的結構、含鐵氧化物的組成、陶瓷所含有的元 素、氣孔率)、耐久性試驗前后的噪聲試驗的結果。此外,就各火花塞IOOd的結構中的、除了 磁性體構造物200d的內部結構W外的部分的結構而言,35種樣品之間是相同的。例如,磁性 體構造物200d的形狀在35種樣品之間大致相同。磁性體構造物200d的外徑(即,通孔12d的、 收容磁性體構造物200d的部分的內徑)為3.9mm。
[0216] 作為導電性物質的結構,示出了導電性物質的組成、占有率、大粒子率。導電性物 質的組成是由導電性物質的材料所特定的。占有率為對象區域800內的導電區域820的整個 面積相對于圖5所示的對象區域800的整個面積的比例。占有率通過W下的方式算出。利用 包括中屯、軸化的平面切斷樣品的磁性體構造物200d,對磁性體構造物200d的截面進行了鏡 面研磨。然后,通過電子探針顯微分析儀化PMA),對包括與截面上的對象區域800(圖5)對應 的1.5mm X 2 . Omm的區域在內的區域進行了分析。EPMA分析的條件如下。即,加速電壓為 15.OkV,工作距離(working dis化nce)為11.0mm,光束直徑為50皿。利用將通過該EPMA分析 檢測出的導電性物質的元素的部分用作導電區域820的圖像處理,從而特定導電區域820。 通過該圖像處理,得到了圖5的中央上部的對象區域800所示那樣的表示導電區域820的圖 像。通過分析該圖像來算出了占有率。
[0217] 大粒子率為,具有200皿W上的最大粒徑Lm的粒子區域825的總數相對于對象區域 800(圖5)內的粒子區域825的總數的比例。利用由上述的EPMA分析及圖像處理而特定的導 電區域820,來特定對象區域800內的多個粒子區域825。此外,在一個粒子區域825只有一部 分位于對象區域800內時,即,一個粒子區域825的一部分伸出到對象區域800之外時,將該 粒子區域825作為對象區域800內的粒子區域825,從而對粒子區域825的數量進行計算。
[0218] 含鐵氧化物的組成是由磁性體構造物200d的材料所特定的。
[0219] 陶瓷所含有的元素是由陶瓷材料(在本評價試驗中,非晶質的玻璃的材料)所含有 的元素所特定的。表2、表3中示出了氧W外的其他元素。例如,在將"Si〇2"用作陶瓷材料時, 省略對氧(0)的表記而是示出了 "Si"。另外,在陶瓷材料可W追加各種添加成分。表2、表3中 還示出了運樣的添加成分的元素(例如,化、化)。此外,陶瓷區域810所含有的元素也能夠通 過EPM分析來特定。
[0220] 氣孔率為氣孔812(圖5)的面積在從對象區域800中去掉導電區域820后剩余的區 域的面積中的比例。氣孔率通過W下的方式算出。關于與在EPMA分析中使用的研磨面相同 研磨面,利用掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝出與在EPMA分析中使用的對象區域800(圖5)相同 的區域的圖像。使用圖像分析軟件(Soft Imaging System GmbH公司制造的Analysis Five)將得到的SEM圖像二值化。二值化的闊值設定為如下。
[0221] (1)確認SEM圖像中的二次電子像及背散射電子像,在背散射電子像的濃顏色的邊 界(相當于晶粒界面)劃線,明確晶粒界面的位置。
[0222] (2)為了改善背散射電子像的圖像,在保持晶粒界面的邊緣的同時使背散射電子 像的圖像變得平滑。
[0223] (3)從背散射電子像的圖像,制作出了橫軸表示亮度且縱軸表示頻度的圖表。得到 的圖表為雙峰狀的圖表。將該兩個峰的中間點的亮度設定為二值化的闊值。
[0224] 通過運樣的二值化,使得陶瓷區域810內的氣孔812被特定。另外,通過EPMA分析進 行對沈M圖像的陶瓷區域810和導電區域820的區分。然后,算出氣孔812的面積相對于從對 象區域800去掉導電區域820后剩余的區域的面積的比例,作為氣孔率。
[0225]此外,作為分析磁性體構造物200d的截面的圖像而得到數值(例如,占有率、大粒 子率、氣孔率),采用從10張截面圖像中得到的10個值的平均值。通過利用在相同條件下制 造的相同種類的10個樣品的10個截面,拍攝了一個種樣品的10張截面圖像。
[0。6] 在噪聲試驗中,根據JAS0D002-2(日本汽車標準組織D-002-2)的"汽車-電波噪聲 特性-第二部:防止器的測量方法電流法"測量了噪聲的強度。具體而言,將火花塞的樣品的 間隙g的距離調整為0.9mm ± 0.0 Imm,對樣品施加從13kV到16kV的范圍內的電壓并使其放 電。然后,在放電時,利用電流測量頭測量在端子金屬配件40d流通的電流,并且為了作比較 而將測量得到的值換算為地。作為噪聲,測量出30MHz、100MHz、300MHz、500MHz運四種頻率 的噪聲。表中的數值表示噪聲相對于規定的基準而言的強度。數值越大,噪聲越強。"耐久 前"表示進行后述的耐久性試驗之前的噪聲試驗的結果,"耐久后"表示進行耐久性試驗后 的噪聲試驗的結果。耐久性試驗在攝氏200度的環境下W20kV的放電電壓使火花塞的樣品 放電400小時的試驗。通過運樣的耐久性試驗,會使磁性體構造物200d劣化。由于磁性體構 造物200d發生劣化,因而能夠使"耐久后"噪聲變得比"耐久前"的噪聲強。
[0227]此外,如表2、表3所示,無論耐久前還是耐久后,頻率越高,噪聲強度越小。
[022引F-2.關于導電性物質的占有率:
[0229] 在表2的A-I號樣品~A-6號樣品中,導電性物質的占有率在35% W上且65% W下 的范圍內。對于運樣的A-I號樣品~A-6號樣品而言,在耐久前能夠實現針對所有的頻率均 為76地W下運樣的足夠小的噪聲強度。另外,即使在耐久后,針對所有的頻率,噪聲強度也 均為86地W下,能夠抑制噪聲的增大。即,能夠實現磁性體構造物200d的良好的耐久性。另 夕h針對所有的頻率而言,因耐久性試驗而導致的噪聲強度的增大量在9地W上且IldBW下 的范圍內。
[0230] 表3的B-I號樣品的導電性物質的占有率為小于A-I號樣品~A-6號樣品的占有率 的34% (大粒子率為55%)。無論是耐久前還是耐久后,在頻率相同的情況下,B-I號樣品的 噪聲強度均大于A-I號樣品~A-6號樣品中的任意的樣品的噪聲強度。此外,在頻率相同的 情況下,B-I號樣品和A-I號樣品~A-6號樣品中的任意的樣品之間的噪聲強度的差值,在耐 久自Ll是3dBW上,在耐久后是7dBW上。
[0231] 另外,在B-I號樣品中,因耐久性試驗而導致的噪聲強度的增大量為15地(30MHZ, 100MHZ)、16地(300MHZ、500MHZ)。在頻率相同的情況下,與B-I號樣品的增大量(15地、16地) 相比,A-I號樣品~A-6號樣品的增大量(9地、10地、11地)小了大致5地。即,與具有比較小的 占有率的B-I號樣品相比,具有比較大的占有率的A-I號樣品~A-6號樣品能夠實現良好的 耐久性。推測其理由如下:與占有率較小時相比,占有率較大時利用導電區域820(圖5)形成 的電流的路徑較粗,另外,利用導電區域820形成的電流的路徑變多。
[0232] 表3的B-2號樣品的導電性物質的占有率為大于A-I號樣品~A-6號樣品的占有率 的67% (大粒子率為52%)。耐久前,在頻率相同的情況下,B-2號樣品的噪聲強度大于B-I號 樣品、A-I號樣品至A-6號樣品的任意的樣品的噪聲強度。耐久后,在頻率相同的情況下,B-2 號樣品的噪聲強度與B-I號樣品的噪聲強度大致相同,并且,大于A-I號樣品~A-6號樣品的 任意的樣品的噪聲強度。像運樣,與具有比較大的占有率的B-2號樣品相比,具有比較小的 占有率的A-巧樣品~A-6號樣品能夠抑制噪聲。推測其理由為,導電性物質的占有率越小, 導電路徑的周圍的磁性體(此處,含鐵氧化物)的分布區域變得越大。
[0233] 能夠抑制噪聲且實現了良好的耐久性的A-I號樣品~A-6號樣品的導電性物質的 占有率為35、48、52、58、61、65(%)。可^將運6個值中的任意值用作占有率的優選范圍(下 限W上且上限W下的范圍)的上限。另外,可W將運些值中的上限W下的任意值用作下限。 例如,作為占有率可W采用35% W上且65% W下的值。
[0234] 作為調整占有率的方法可W采用任意的方法。例如,可通過增大磁性體構造物 200d的材料中的導電性物質的比例(重量百分比)來增大占有率。
[0235] F-3.關于大粒子率:
[0236] 在表2的A-I號樣品~A-6號樣品中,導電性物質的大粒子率為40% W上。并且,如 上所述地,A-I號樣品~A-6號樣品能夠抑制噪聲且能夠實現良好的耐久性。表3的B-4號樣 品的導電性物質的大粒子率為小于A-I號樣品~A-6號樣品的大粒子率的39% (占有率為 61% )。無論是耐久前還是耐久后,在頻率相同的情況下,B-2號樣品的噪聲強度大于A-I號 樣品~A-6號樣品中的任意的樣品的噪聲強度。此外,無論是耐久前還是耐久后,在頻率相 同的情況下,在A-I號樣品~A-6號樣品中的任意的樣品和B-4號樣品之間,噪聲強度的差值 為9dBW上。
[0237] 另外,在B-4號樣品中,因耐久性試驗而導致的噪聲強度的增大量分別為15dB (30MHz )、11 地(IOOMHz )、12地(300MHz )、13地巧OOMHz)。在30MHz、300MHz、500MHz 中,在頻率 相同的情況下,A-I號樣品~A-6號樣品中的任意的樣品的增大量小于B-4號樣品的增大量。 在IOOMHz的情況下,A-3號樣品和A-6號樣品的增大量(11地)與B-4號樣品的增大量相同,A-1號樣品、A-2號樣品、A-4號樣品、A-5號樣品中的任意的樣品的增大量小于B-4號樣品的增 大量(11地)。像運樣,與具有比較小的大粒子率的B-4號樣品相比,具有比較大的大粒子率 的A-I號樣品~A-6號樣品能夠實現良好的耐久性。推測其理由如下:與大粒子率較小時相 比,在大粒子率較大時,由導電區域820(圖5)所形成的電流的路徑會變粗。
[0238] 能夠抑制噪聲且實現了良好的耐久性的A-I號樣品~A-6號樣品的導電性物質的 大粒子率分別為40、45、51、55、77、92( % )。可W將運6個值中的任意的值用作大粒子率的優 選范圍(下限W上且上限W下的范圍)的上限。另外,可W將運些值中的上限W下的任意的 值用作下限。例如,作為大粒子率可W采用40% W上且92% W下的值。此外,可W推測為,即 使在大粒子率為更大的值(例如,100%)時,也能夠通過將導電性物質的占有率設定在上述 優選的范圍內,從而抑制噪聲。因此,作為大粒子率的優選范圍的上限,也可W采用100%。 例如,作為大粒子率可W采用40% W上的任意的值。
[0239] 作為調整大粒子率的方法,可W采用任意的方法。例如,能夠通過使導電性物質的 材料粉末的粒徑變大,從而增大大粒子率。另外,在將導電性物質的材料粉末與其他材料混 合之前,可W在導電性物質的材料粉末中添加并混合粘合劑。運樣的話,導電性物質的多個 粒子借助粘合劑互相粘合,由此能夠形成具有較大直徑的粒子狀的部分。其結果,能夠使大 粒子率增大。
[0240] F-4.關于導電性物質的占有率、大粒子率、磁性體構造物200d的材料:
[0241] 能夠抑制噪聲且實現了良好的耐久性的A-I號樣品~A-6號樣品采用了 W下的材 料。作為磁性體構造物200d的導電性物質,能夠使用從碳(C)、作為碳化合物的化3C2、TiC、作 為巧鐵礦型氧化物的SrTi化,SrCr〇3、作為金屬的鐵(Ti)中選擇的材料。作為磁性體構造物 200d的磁性體,能夠使用從作為氧化鐵的Fe2〇3Je3化、FeO、作為尖晶石型鐵氧體的(NiJn) 化2〇4W及作為六方晶鐵氧體的BaFei2〇i9、Sr化12化9中選擇的材料。磁性體構造物200d的陶 瓷含有娃(Si)、棚(B)和憐(P)中的至少一種。
[0242] -般而言,大多數情況下,與第一材料種類相同的第二材料具有與第一材料相同 的特性。因此,可W推測為,在替代磁性體構造物200d的上述的材料而使用相同種類的其他 材料時,也能夠應用導電性物質的占有率的上述的優選范圍和大粒子率的上述的優選范 圍。例如,可W推測為,在磁性體構造物200d具有W下的結構Zl~結構Z3時,能夠應用占有 率的優選范圍和大粒子率的優選范圍。
[0243] [結構Zl]磁性體構造物200d包括作為導電體的導電性物質。
[0244] [結構Z2]磁性體構造物200d包括作為磁性體的含鐵氧化物。
[0245] [結構Z3]磁性體構造物200d包括含娃(Si)、棚(B)和憐(P)中的至少一種的陶瓷。
[0246] 在此,優選的是,磁性體構造物200d所含有的導電性物質包括碳、碳化合物、巧鐵 礦型氧化物、金屬中的至少一種。但是,也可W采用其他導電性物質。
[0247] F-5.關于巧鐵礦型氧化物的種類:
[0248] 表2的A-7號樣品~A-14號樣品為使用各種巧鐵礦型氧化物作為導電性物質的樣 品。具體而言,W從A-7號樣品到A-14號樣品的順序,導電性物質為LaMn〇3、La化〇3、LaCo化、 LaFe化、NdMn化、PrMn化、孔Mn化、YMn化。運些氧化物用一般式AB化來表示。開頭的元素 A (例 如,LaMn化的"La")表示A位點的元素,接著的元素 B (例如,LaMn化的"Mn")表示B位點的元素。 在結晶構造沒有變形的立方晶的情況下,B位點為6配位的位點,被由氧構成的八面體所包 圍,A位點為12配位的位點。
[0249] 此外,A-7號樣品~A-14號樣品的導電性物質的占有率為39% W上且64% W下。另 夕h大粒子率為40%^上。按照樣品編號的順序,磁性體為(化、211作62〇4、化。62〇4少62〇3、 (化、化炸62〇4、(]?11、211炸62〇4、8日2(:02尸612〇22、(化、211)化2〇4、加化2〇4。并且,磁性體構造物200(1 的陶瓷含Si、B、P中的至少一種。
[0250] 如表2所示,無論是耐久前還是耐久后,在頻率相同的情況下,A-7號樣品~A-14號 樣品的噪聲強度小于A-I號樣品~A-6號樣品中的任意的樣品的噪聲強度。像運樣,通過使 用A-7號樣品~A-14號樣品的巧鐵礦型氧化物作為導電性物質,能夠進一步抑制噪聲。
[0251] 另外,A-7號樣品~A-14號樣品中,因耐久性試驗而導致的噪聲的增大量為6dB或 7dB。另一方面,上述的A-I號樣品~A-6號樣品中,因耐久性試驗而導致的噪聲的增大量為 9地W上且11地W下,大于A-7號樣品~A-14號樣品的增大量。像運樣,通過使用A-7號樣品 ~A-14號樣品的巧鐵礦型氧化物作為導電性物質,能夠提高磁性體構造物200d的耐久性。 推測其理由為,A-7號樣品~A-14號樣品的巧鐵礦型氧化物為電阻較小且穩定的氧化物。
[0252] 此外,在A-4號樣品和A-5號樣品之間,巧鐵礦型氧化物的A位點的元素同樣為Sr,B 位點的元素彼此不同(Ti和Cr)。在運樣的A-4號樣品和A-5號樣品之間,在頻率相同的情況 下,耐久前的噪聲強度的差較小(2dBW下),而且,在頻率相同的情況下,耐久后的噪聲強度 的差也較小(2dBW下)。即,A位點的元素相同的A-4號樣品和A-5號樣品能夠實現相同程度 的噪聲抑制的能力和相同程度的耐久性。
[025引另外,在A-7號樣品~A-IO號樣品之間,A位點的元素都是La,B位點的元素彼此不 同(Mn、化、Co、Fe)。在運樣的A-7號樣品~A-IO號樣品之間,在頻率相同的情況下,耐久前的 噪聲強度的差較小(2dBW下),而且,在頻率相同的情況下,耐久后的噪聲強度的差也較小 (2地W下)。即,A位點的元素相同的A-7號樣品~A-IO號樣品能夠實現相同程度的噪聲抑制 的能力和相同程度的耐久性。
[0254] 根據W上內容可W推測為,即使在B位點的元素不同時,A位點的元素相同的多種 巧鐵礦型氧化物也能夠實現相同程度的噪聲抑制的能力和相同程度的耐久性。例如,A-7號 樣品~A-14號樣品的A位點的元素可W自La、Nd、Pr、Yb、Y中選擇。因此,可W推測為,在磁性 體構造物200d的導電性物質包括A位點為La、Nd、Pr、Yb、Y中的至少一種的巧鐵礦型氧化物 時,能夠與A-7號樣品~A-14號樣品同樣地,抑制噪聲且能夠實現良好的耐久性。此外,作為 巧鐵礦型氧化物,可W采用具有多種元素作為A位點的元素的氧化物。另外,導電性物質可 W含多種巧鐵礦型氧化物。
[0255] 即使在磁性體構造物200d的導電性物質的材料不明確時,樣品的磁性體構造物 200d所含有的巧鐵礦型氧化物的A位點的元素也能夠通過如下方式特定。例如,通過微小X 射線衍射法分析磁性體構造物200d,從而特定巧鐵礦型氧化物的結晶相,然后對特定的結 晶相的結晶構造和元素進行特定即可。
[0256] F-6.關于金屬的種類:
[0257] 表2的A-15號樣品~A-23號樣品為使用了各種金屬(含合金)作為導電性物質的樣 品。具體而言,W從A-15號樣品到A-23號樣品的順序,導電性物質為4旨、〇1、化、511、化、吐、因 科儀合金、鐵娃侶合金、坡莫合金。
[0258] 此外,A-15號樣品~A-23號樣品的導電性物質的占有率為40% W上且65% W下。 另外,大粒子率為44%^上。按照樣品編號的順序,磁性體為(:證日2〇4、8日。日12〇19、5'。日12〇19、 化尸62〇4、(化、211)化2〇4、化化2〇4、8曰2(:02化12〇22、¥3。65〇12、(]?11、211處62〇4。另夕1',磁性體構造物 200d的陶瓷含Si、B、P中的至少一種。
[0259] 如表2所示,無論是耐久前還是耐久后,在頻率相同的情況下,A-15號樣品~A-23 號樣品的噪聲強度小于A-I號樣品~A-6號樣品中的任意的樣品的噪聲強度。像運樣,通過 使用A-15號樣品~A-23號樣品的金屬作為導電性物質,能夠進一步抑制噪聲。
[0260] 另外,在A-15號樣品~A-23號樣品中,因耐久性試驗而導致的噪聲的增大量為6地 或7dB。另一方面,上述的A-I號樣品~A-6號樣品中,因耐久性試驗而導致的噪聲的增大量 為9地W上且11地W下,大于A-15號樣品~A-23號樣品的增大量。像運樣,通過使用A-15號 樣品~A-23號樣品的金屬作為導電性物質,能夠提高磁性體構造物200d的耐久性。推測其 理由為,A-15號樣品~A-23號樣品的金屬的耐氧化性良好。
[0261] 此外,在采用金屬作為導電性物質時,優選采用A-15號樣品~A-23號樣品的金屬 中的至少一種。例如,優選的是,導電性物質含有包括4旨、加、化、511少6、吐中的至少一種的 金屬。此外,磁性體構造物200d的導電區域820所含有的金屬可W通過EPMA分析進行特定。 [0%2] F-7.關于氣孔率:
[0263] 表2的A-I號樣品~A-6號樣品的氣孔率處于5.3% W上且6.1% W下的范圍內。并 且,如上所述地,A-I號樣品~A-6號樣品能夠抑制噪聲,而且,能夠實現良好的耐久性。另 外,A-7號樣品~A-23號樣品的氣孔率處于5.1% W上且6% W下的范圍內。而且,如上所述 地,A-7號樣品~A-23號樣品能夠進一步抑制噪聲,而且,能夠實現更加良好的耐久性。
[0264] A-24號樣品~A-30號樣品的氣孔率小于A-I號樣品~A-23號樣品的氣孔率。具體 而言,A-24號樣品~A-30號樣品的氣孔率處于3.2% W上且5% W下的范圍內。此外,按照樣 品編號的順序,A-24號樣品~A-30號樣品的導電性物質分別為NdMn化、PrMn〇3、化Mn化、 YMn化、Fe、化、因科儀合金。導電性物質的占有率為46 % W上且64 % W下。大粒子率為52 % W上。按照樣品編號的順序,磁性體分別為(Ni、Zn)Fe2〇4、(Mn、Zn)!^2〇4、Ba2C〇2Fei2〇22、(Ni、 Zn)Fe2〇4、BaFei2〇i9、Sr化i2〇i9、NiFe2〇4。另夕h磁性體構造物200d的陶瓷含有Si、B、P中的至 少一種。
[0265] 如表2所示,無論是耐久前還是耐久后,在頻率相同的情況下,A-24號樣品~A-30 號樣品中的任意的樣品的噪聲強度小于A-I號樣品~A-23號樣品中的任意的樣品的噪聲強 度。像運樣,與具有比較大的氣孔率的A-I號樣品~A-6號樣品W及A-7號樣品~A-23號樣品 相比,具有比較小的氣孔率的A-24號樣品~A-30號樣品能夠抑制噪聲。推測其理由為,與氣 孔率較大時相比,在氣孔率較小時能夠抑制氣孔812(圖5)內的局部放電。
[0266] 另外,在A-24號樣品~A-30號樣品中,因耐久性試驗而導致的噪聲強度的增大量 處于2地W上且4地W下的范圍內。另一方面,A-I號樣品~A-6號樣品的增大量處于9地W上 且11地W下的范圍內,A-7號樣品~A-23號樣品的增大量為6地或7地。像運樣,與具有比較 大的氣孔率的A-I號樣品~A-6號樣品W及A-7號樣品~A-23號樣品相比,具有比較小的氣 孔率的A-24號樣品~A-30號樣品能夠實現良好的耐久性。推測其理由為,與氣孔率較大時 相比,在氣孔率較小時能夠抑制氣孔812(圖5)內的局部放電。
[0267] 能夠抑制噪聲且實現了良好的耐久性的A-I號樣品~A-30號樣品的氣孔率分別為 3.2、3.3、3.5、3.8、4.3、4.4、5、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、6、6.1(%)。可^將運 17個的值中的任意值用作氣孔率的優選范圍(下限W上且上限W下的范圍)的上限。另外, 可W將運些值中的上限W下的任意的值用作下限。例如,作為氣孔率可W采用3.2% W上且 6.1 % W下的值。
[0%引另外,如上所述,與A-I號樣品~A-23號樣品相比,A-24號樣品~A-30號樣品能夠 抑制噪聲,而且能夠提高耐久性。A-24號樣品~A-30號樣品的氣孔率分別為3.2、3.3、3.5、 3.8、4.3、4.4、5 ( % )。若從運7個值中選擇氣孔率的優選范圍的上限和下限,則能夠進一步 提高噪聲抑制的能力和耐久性。例如,作為氣孔率可W采用3.2% W上且5% W下的值。
[0269] 另外,可W推測為,氣孔率越小,噪聲抑制的能力和耐久性越是良好。因此,作為氣 孔率的下限也可W采用0%。例如,氣孔率優選為0% W上且6.1% W下,特別優選為0% W上 且5%W下。
[0270] 此外,A-I號樣品~A-6號樣品的噪聲抑制的能力與一般的火花塞(例如,省略了磁 性體構造物200d的火花塞)的能力相比較為良好。因此,可W推測為,即使在氣孔率更大的 情況下,也能夠實現能夠實用的噪聲抑制的能力。因此,可W推測為,作為氣孔率的上限可 W采用更大的值(例如,10%)。
[0271] 作為調整氣孔率的方法可W采用任意的方法。例如,通過增加磁性體構造物200d 的燒制溫度(例如,在通孔12d內收容連接部300d的材料的絕緣體1 Od的加熱溫度),使磁性 體構造物200d的陶瓷材料變得容易烙融,從而能夠使氣孔率變小。另外,能夠通過強化在將 端子金屬配件40d插入于通孔12d內時施加在端子金屬配件40d的力,來壓潰氣孔812,從而 能夠減小氣孔率。另外,能夠通過減小磁性體構造物200d的陶瓷材料的粒徑,來減小氣孔 率。
[0272] F-8.關于導電性物質:
[0273] 表3的B-5號樣品為從磁性體構造物200d中省略了導電性物質的樣品。在該B-5號 樣品中,由于電波噪聲過強,導致無法測量正確的值。推測其理由為,電流無法順楊地流通 于磁性體構造物200d,在磁性體構造物200d內產生了局部放電。另一方面,A-I號樣品~A-30號樣品能夠抑制噪聲。像運樣,通過使磁性體構造物200d含有導電性物質,能夠抑制噪 聲。此外,可W推測為,作為能夠抑制電波噪聲的導電性物質,不限于表2的樣品中所含有的 導電性物質,可W采用其他各種導電性物質。另外,為了實現磁性體構造物200d的良好的耐 久性,優選采用具有良好的耐氧化性的導電性物質。另外,若采用電阻率為50Q -mW下的 導電性物質,則能夠抑制由流通有較大電流時的發熱引起的劣化。
[0274] F-9.關于含鐵氧化物:
[0275] 表3的B-3號樣品為從磁性體構造物200d省略了含鐵氧化物(即,磁性體)的樣品。 如表2、表3所示,在頻率相同的情況下,具有含鐵氧化物的A-I號樣品~A-30號樣品的噪聲 強度小于B-3號樣品的噪聲強度。像運樣,通過使磁性體構造物200d含有含鐵氧化物,能夠 抑制噪聲。推測其理由為,配置在電流路徑附近的磁性體能夠抑制電波噪聲。此外,作為含 鐵氧化物,例如,可W采用含FeO、Fe2〇3Je3〇4、Ni、Mn、Cu、Sr、Ba、Zn、Y中的至少一種的含鐵 氧化物,來作為A-I號樣品~A-30號樣品的含鐵氧化物。另外,可W推測為,作為能夠抑制電 波噪聲的含鐵氧化物,不限于表2的樣品中所含有的含鐵氧化物,可W采用其他各種含鐵氧 化物(例如,各種鐵氧體)。
[0276] F-10.關于陶瓷:
[0277] 磁性體構造物200d所含有的陶瓷支承導電性物質和磁性體(在此,為含鐵氧化 物)。作為運樣地支承導電性物質和磁性體的陶瓷可W采用各種陶瓷。例如,可W采用非晶 質的陶瓷。作為非晶質的陶瓷,例如可W采用含有從Si化、B203、P205中任意選擇的一種W上 的成分的玻璃。取而代之,也可W采用結晶性的陶瓷。作為結晶性的陶瓷,也可W采用例如 Li2〇-AL2〇3-Si〇2系玻璃等的結晶化玻璃化稱為玻璃陶瓷)。可W推測為,在任何情況下,像 表2的A-巧樣品~A-30號樣品那樣,能夠通過采用含娃(Si)、棚(B)、憐(P)中的至少一種的 陶瓷,來實現適當的噪聲抑制的能力和適當的耐久性。
[027引 E.變形例
[0279] (1)作為磁性體210、210b的材料不限于MnZn鐵氧體,可W采用各種磁性材料。例 如,可W采用各種強磁性材料。在此,強磁性材料為可W自發磁化的材料。作為強磁性材料, 例如,可W采用含鐵氧體(含尖晶石型)等氧化鐵的材料、磁鋼(Al-Ni-Co)等的鐵合金等各 種材料。若采用運樣的強磁性材料,則能夠適當地抑制電波噪聲。另外,不限于強磁性材料, 也可W采用順磁性材料。此時也能夠抑制電波噪聲。
[0280] (2)作為磁性體構造物的結構,不限于圖1、圖2所示的結構,可W采用具有磁性體 和導電體的各種結構。例如,也可W在磁性體的內部埋設線圈狀的導電體。一般而言,優選 采用在連結磁性體構造物的前端方向Dl側的端部和后端方向D2側的端部的導電路徑上,導 電體與磁性體的至少一部分并聯連接運樣的結構。若采用運樣的結構,則能夠利用磁性體 抑制電波噪聲。而且,由于能夠利用導電體來減小磁性體構造物的兩端之間的電阻值,因而 能夠抑制磁性體構造物的溫度變高。其結果,能夠抑制磁性體構造物的損傷。
[0281] 另外,作為磁性體構造物的結構,如圖4、圖5中說明的那樣,也可W采用磁性體、陶 瓷、作為導電體的導電性物質混合而成的構件。在此,導電性物質也可W含有多種導電性物 質(例如,金屬和巧鐵礦型氧化物運兩者)。另外,磁性體也可W含有多種含鐵氧化物(例如, Fe2〇3和作為六方晶型鐵氧體的BaFeisOi堀兩者)。另外,陶瓷也可W含有多種成分(例如, Si化和B2化運兩者)。在任何情況下,導電性物質、陶瓷W及作為磁性體的含鐵氧化物的組合 都不限于表2、表3的樣品的組合,可W采用其他各種組合。在任何情況下,都可W W各種方 法特定導電性物質的組成和含鐵氧化物的組成。例如,也可W用微小X射線衍射法來特定組 成。
[0282] (3)作為在圖4、圖5中說明的磁性體構造物200d的制造方法,可W采用其他任意的 方法來代替在絕緣體IOd的通孔12d的內配置磁性體構造物200d的材料并燒制的方法。例 如,也可W利用成形模具將磁性體構造物200d的材料成形為圓柱狀,并對成形體進行燒制, 從而形成圓柱狀的燒制完的磁性體構造物200d。并且,只要在絕緣體IOd的通孔12d內投放 其他構件60(1、70(1、75(1、80(1的材料粉末時,在通孔12(1內插入燒制完的磁性體構造物200(1來 代替磁性體構造物200d的材料粉末即可。然后,在將絕緣體IOd加熱了的狀態下將端子金屬 配件40d從后部開口 14插入于通孔12d,從而能夠分別形成導電性密封部60d、75d、80d、電阻 體 70d。
[0283] (4)磁性體構造物的結構不限于圖1、圖2、圖4、圖5示出的結構,可W采用其他各種 結構。例如,也可W將圖4、圖5中說明的磁性體構造物200d的結構應用于圖1、圖2的磁性體 構造物200、20化中。例如,作為圖1、圖2的磁性體210、21化也可W采用與圖4、圖5中說明的 磁性體構造物200d相同的結構的構件。另外,也可W將圖1、圖2中說明的火花塞100、10化的 結構應用于圖4、圖5的火花塞IOOd中。例如,也可W用與圖1、圖2的覆蓋部290、29化同樣的 覆蓋部覆蓋圖4的磁性體構造物20化的外周面。另外,還可W W使磁性體構造物200d的兩端 之間的電阻值在磁性體構造物200、20化的兩端之間的電阻值的上述優選范圍內的方式,形 成磁性體構造物200d(例如,OQ W上且3kQ W下的范圍內,或者OQ W上且IkQ W下的范圍 內)。但是,磁性體構造物200d的兩端之間的電阻值也可W是上述的優選范圍之外。另外,也 可W是,電阻體7〇、7〇d和密封部60、60(1、75、7513、75(1、80、8化、80(1中的至少一者含有結晶性 的陶瓷。另外,磁性體構造物200d也可W配置在比電阻體70d靠前端方向Dl側的位置。
[0284] (5)作為火花塞的結構不限于圖1、圖2、表1、圖4、圖5、表2、表3中說明的結構,可W 采用各種結構。例如,也可W在中屯、電極20中的形成間隙g的部分設置貴金屬頭。另外,也可 W在接地電極30中的形成間隙g的部分設置貴金屬頭。作為貴金屬片的材料可W采用含銀 或銷等貴金屬的合金。
[0285] 另外,在上述的各實施方式中,接地電極30的前端部31與中屯、電極20的朝向前端 方向Dl側的面即前端面20sl相對,并形成間隙g。作為代替,也可W是,接地電極30的前端部 與中屯、電極20的外周面相對并形成間隙。
[0286] W上,基于實施方式、變形例說明了本發明,上述的發明的實施方式是用于容易理 解本發明的方式,并不限定本發明。本發明在不脫離其主旨和技術方案的范圍的情況下可 進行各種變更和改良,并且本發明也包括其等價物。
[0巧7] 產業上的可利用性
[0288] 本發明能夠適當地利用于在內燃機等中使用的火花塞。
[0289] 附圖標記說明
[0290] 5...墊圈,6...第一后端側密封件,7 ...第二后端側密封件,8...前端側密封件, 9.. .滑石,10、10。、10(1...絕緣體(絕緣電瓷),101...內周面,11...第二縮外徑部,12、12(3, 12d...通孔(軸孔),13...腿部,14...后部開口,15...第一縮外徑部,16...縮內徑部, 17 ...自U端側王體部,18...后端側王體部,19...凸緣部,20...中心電極,20sl...自U端面, 21.. .電極母材,22...忍材,23...頭部,24...凸緣部,25...腿部,30...接地電極,31...前 端部,35...母材,36...忍部,40、40c、40d...端子金屬配件,41...罩安裝部,42...凸緣部, 43、43c、43d...腿部,50...主體金屬配件,51...工具卡合部,52...螺紋部,53...彎邊部, 54.. .座部,55...主體部,56...縮內徑部,58...變形部,59...通孔,60、60d...第一導電性 密封部,70、70d...電阻體,75、756、75。、75(1...第二導電性密封部,80、8013、80(1...第^導 電性密封部,100UOObUOOc、IOOd...火花塞,200、200b、200d...磁性體構造物,210、 210b...磁性體,220、220b...導電體,290、290b...覆蓋部,300、3006、300(:、300(1...連接 部,800...對象區域,810...陶瓷區域,812...氣孔,812a、812b...突出部,820...導電區 域,825...導電粒子區域,g...間隙,CL...中屯、軸線巧由線)。
【主權項】
1. 一種火花塞,該火花塞包括: 絕緣體,其具有沿軸線的方向延伸的通孔; 中心電極,其至少一部分插入于所述通孔的前端側; 端子金屬配件,其至少一部分插入于所述通孔的后端側; 連接部,其在所述通孔內將所述中心電極和所述端子金屬配件之間連接起來, 其中, 所述連接部具有: 電阻體;以及 磁性體構造物,其配置在所述電阻體的前端側或后端側的、離開所述電阻體的位置,且 該磁性體構造物包括磁性體和導電體, 將所述電阻體和所述磁性體構造物中的配置在前端側的構件設為第一構件,將所述電 阻體和所述磁性體構造物中的配置在后端側的構件設為第二構件,此時, 所述連接部還包括: 第一導電性密封部,其配置在所述第一構件的前端側,并與所述第一構件接觸; 第二導電性密封部,其配置在所述第一構件和所述第二構件之間,并與所述第一構件 和所述第二構件接觸; 第三導電性密封部,其配置在所述第二構件的后端側,并與所述第二構件接觸, 所述磁性體構造物包括: 1) 作為所述導電體的導電性物質; 2) 作為所述磁性體的含鐵氧化物;以及 3) 含硅(Si)、硼(B)和磷(P)中的至少一種的陶瓷, 在所述磁性體構造物的包括所述軸線的截面中, 將以所述軸線為中心線,且與所述軸線垂直的方向上的大小為1.5mm,所述軸線的方向 上的大小為2.0_的矩形區域作為對象區域,此時, 在所述對象區域中,所述導電性物質的區域包括多個粒狀區域, 在所述多個粒狀區域中,最大粒徑為200μπι以上的粒狀區域的數量所占的比例為40% 以上, 在所述對象區域中,所述導電性物質的所述區域的面積所占的比例為35%以上且65% 以下。2. 根據權利要求1所述的火花塞,其中, 所述磁性體構造物的從前端到后端的電阻值為3kQ以下。3. 根據權利要求2所述的火花塞,其中, 所述磁性體構造物的從所述前端到所述后端的電阻值為lkQ以下。4. 根據權利要求1-3中任一項所述的火花塞,其中, 所述導電體包括沿所述軸線的方向貫穿所述磁性體的導電部。5. 根據權利要求1-4中任一項所述的火花塞,其中, 所述磁性體構造物配置在所述電阻體的后端側。6. 根據權利要求1-5中任一項所述的火花塞,其中, 所述連接部還包括覆蓋部,所述覆蓋部覆蓋所述磁性體構造物的外表面的至少一部 分,且所述覆蓋部介于所述磁性體構造物和所述絕緣體之間。7. 根據權利要求1-6中任一項所述的火花塞,其中, 所述磁性體使用含氧化鐵的強磁性材料而形成。8. 根據權利要求7所述的火花塞,其中, 所述強磁性材料為尖晶石型鐵氧體。9. 根據權利要求1-8中任一項所述的火花塞,其中, 所述磁性體為NiZn鐵氧體或MnZn鐵氧體。10. 根據權利要求1-9中任一項所述的火花塞,其中, 所述導電性物質包括鈣鈦礦型氧化物,所述鈣鈦礦型氧化物用一般式ab〇3來表示,所述 一般式的A位點為1^、陽、?^¥13、¥中的至少一者。11. 根據權利要求1-10中任一項所述的火花塞,其中, 所述導電性物質含48、(^11、附、511、?6、0中的至少一種金屬。12. 根據權利要求1-11中任一項所述的火花塞,其中, 在所述磁性體構造物的所述截面上的所述對象區域中的、除了所述導電性物質的所述 區域之外的剩余的區域中,氣孔率為5%以下。
【文檔編號】H01T13/20GK105849991SQ201480071112
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月25日
【發明人】笠島崇, 高岡勝哉, 黑澤和浩, 田中邦治, 本田稔貴, 黑野啟, 黑野啟一, 吉田治樹, 上垣裕則
【申請人】日本特殊陶業株式會社