[发明专利]火花塞及其制造方法

说明书

本发明涉及火花塞及其制造方法。

在现有的火花塞中，公知的结构具有填充在绝缘子外表面和金属壳内表面之间的空间中的主要由滑石粉构成的密封材料层，以便使用于检查气体泄漏的空间密封于燃烧室。火花塞暴露于在燃烧室中燃烧过程中产生燃气的影响而形成的高温和高压中，并且有时在受到振动的苛刻环境下工作，因而火花塞需要满足在上述环境中能够完成其工作，特别是最好充分保证在密封材料的密封性质的需要。

近来，直喷汽油或稀燃系统广泛推广，用作实现高输出、低燃耗的装置。这种发动机倾向于加大气门直径或使气门的位置靠近气缸盖中心的塞孔，为了尽可能减小火花塞直径，人们一直要求减小火花塞的尺寸。在实际中，用于配合扳手的在为安装发动机的工具接合部分的两个平行相对表面之间的距离一般是16mm或更大，该距离已被要求从16mm减小至16mm以下，例如14mm。当满足上述小型化要求时，已经需要提供一种火花塞，这种火花塞应考虑到密封性质(防松动性)和耐冲击性能。

因此，本发明的目的是提供这种具备密封材料层的火花塞，它能够保证在高温环境下的极好的密封性质，使用滑石粉作为主要成分。具体来说，本发明的目的是提供一种耐冲击性能和密封性质极好的小型化火花塞及其制造方法。

为了解决上述问题，本发明提供一种火花塞，包括：一个中央电极；一个围绕中央电极设置的绝缘子；一个围绕绝缘子设置的金属壳；一个接地电极，与中央电极相对设置以形成一个火花放电间隙；以及包括密封材料的密封材料层，其中，密封材料包括滑石粉，密封材料填充在金属壳内表面和绝缘子外表面之间的空间中，以便密封该空间，其中密封材料的填充密度为1.5g/cm³至3.0g/cm³。

如果在金属壳的内表面和绝缘子的外表面之间的空间内填充密封材料，使密封材料的填充密度为1.5g/cm³至3.0g/cm³。那么，密封材料的可压缩性显著改善，密封材料的密封性质被提高。因此，如果暴露于苛刻的使用条件，在密封材料中振动、压力及其它因素产生负载，在金属壳和绝缘子之间的空间中可很好地保证气密性。特别是在火花塞中，当将形成火花放电间隙的一侧作为前侧时，金属壳的后侧圆周部分限定一个朝外侧的压配合部分，即使在依赖于上述密封材料层的高温和高压下，也很难发生变劣的情形，上述压配合部分可被有益地受到控制防止松动，以便提高密封性质。

在火花塞中，在金属壳中为连接发动机而形成的工具接合部分的两个相对平行表面之间的距离(下文中称为相对侧面尺寸)为W，W＜16mm时，在金属壳中包围密封材料的一个部分的内径D_S满足9.0mm＜D_S＜13.0mm，当在绝缘子中由密封材料层包围的一个部分的外径为D_I，D_S-D_I＞1.6mm且D_I≥7.0mm时，密封材料的填充密度为1.5g/cm³至3.0g/cm³。

在小尺寸的火花塞中，金属壳和绝缘子需要减小直径。具体来说，相对侧面尺寸需要小于16mm。另一方面，从火花塞的机械强度的观点来看，绝缘子的尺寸减小受到限制，以便保持足够的强度。因此假定，密封材料层并未在金属壳和绝缘子之间形成，这样的火花塞被构制得具有大直径的绝缘子。但是，设计中没有密封材料层的火花塞所碰到的问题在于，耐冲击性能弱，在受到冲击后，气密性显著降低。在工具接合部分相对侧面小于16mm的火花塞中，上述问题是显著的，这是由于金属壳厚度势必不足，这就降低了强度。

在相对侧面尺寸小于16mm的小尺寸火花塞中，绝缘子和金属壳的尺寸按照上述方式(象在第二发明中那样)确定，密封材料层设置在金属壳和绝缘子之间，以便缓和对金属壳的冲击，起到缓冲垫的作用，从而能够得到一种具有令人满意的耐冲击性能和气密性的结构。具体来说，如果设置填充密度调节在1.5g/cm³至3.0g/cm³的范围的密封材料层，那么，在金属壳的内表面和绝缘子的外表面之间的直径差与传统情形相比较可被缩小，甚至在密封材料层的量受到限制的小尺寸的火花塞中，也可以实现具有极好的耐冲击性能和气密性的结构。