CN101861686B

CN101861686B - 火花塞

Info

Publication number: CN101861686B
Application number: CN2008801160602A
Authority: CN
Inventors: 铃木彰; 宫下直道; 鸟居计良
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: US8378560B2; EP2211433A4; EP2211433B1; JP5113161B2; KR101486108B1; US20100253203A1; WO2009063976A1; EP2211433A1; JPWO2009063976A1; KR20100075641A; CN101861686A

Abstract

接地电极(30)的点火部(80)包括熔融部(85)，在此熔融部(85)中通过对基部(82)和贵金属构件(81)进行激光焊接而将基部(82)和贵金属构件(81)的构成材料熔融和混合在一起。在该熔融部(85)中，在点K1、点L1和点M1处，源自于贵金属构件(81)的成分的平均比例P等于或高于80％，在点K3、点L3和点M3处，源自于基部(82)的成分的平均比例Q等于或高于20％，并且P+Q等于或小于160％。因此，可以获得点火部(80)中构件之间的接合强度，由此充分地防止归因于热应力的裂纹、剥离等的产生。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及一种设置有接地电极的火花塞，该接地电极具有针状点火部，该点火部与中心电极形成火花放电间隙。

背景技术

近年来，需要强化解决由从内燃机中释放的废气造成的环境污染的方案。因为火花塞的点火性能的提高有利于废气的净化，所以存在设置有贵金属构件(电极头)的火花塞，该贵金属构件具有高的耐火花损耗性并且从接地电极的内表面向中心电极突出(例如，参考专利文献1)。在具有此构造的火花塞中，与现有的火花塞相比，因为该接地电极能够被设置成更加远离火花放电间隙，所以产生于火花放电间隙中的火焰核在其成长过程的初期阶段很难接触接地电极。因此，降低归因于与接地电极的接触的火焰核的热量损失造成的成长阻碍，也就是，降低所谓的淬灭(flame-quenching)，从而可以提高火花塞的点火性能。

在具有此构造的火花塞中，因为较大的热负荷被施加到贵金属构件，因此担心在贵金属构件和接地电极之间的接合部位可能产生裂纹或剥离。因此，在专利文献1中，在贵金属构件和接地电极之间的接合处，线膨胀系数(linear expansioncoefficient)介于贵金属构件和接地电极的线膨胀系数之间的基部(中间构件)介于贵金属构件的线膨胀系数和接地电极之间。贵金属构件和基部之间的接合部趋于具有大的热负荷。因此，通过减小可能发生在接合部上的热应力，防止裂纹和剥离等的产生。在专利文献1中，为了将贵金属构件和基部接合到彼此，不进行在接合过程中施加过大的压力的电阻焊接，而进行热量容易集中的激光焊接，从而能够增加熔合深度，并且在接合之后几乎没有残留内应力。

[专利文献1]JP-A-2004-134209

发明内容

在激光焊接过程中，贵金属构件的材料(成分)和基部的材料(成分)被熔融混合从而在其间形成熔融部，然而，在此熔融部中，由于焊接过程中诸如激光束的照射位置、照射角度、输出、照射时间等多种条件，源自于贵金属构件和基部的成分的比例(下文称为“混合比”)各部分彼此不同。因此，当只通过激光焊接来接合贵金属构件和基部时，熔融部中的源自于这贵金属构件和基部的成分的混合比不均一，而且很可能产生线膨胀系数之间的差异局部很大的部分。近来，归因于内燃机的高输出和低燃料消耗率的要求，对于发动机的燃烧条件的要求变得苛刻，而且存在由冷却/加热循环引起的热负荷显著影响熔融部的趋势。虽然在接合之前的状态下，已经减小了贵金属构件的线膨胀系数和基部的线膨胀系数之间的不同，但是依然存在不同，而且担心熔融部中的源自于这两部分的成分的混合比不均一的部位产生裂纹、剥离等。

为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种火花塞，其中，该火花塞通过限定源自于贵金属构件和基部的成分的分布而能够防止位于从接地电极突出的点火部中的贵金属构件和基部之间的接合部处形成的熔融部中产生裂纹、剥离等。

根据本发明的第一方面，提供一种火花塞，所述火花塞包括：

中心电极；

绝缘体，其具有沿所述绝缘体的轴线方向延伸的轴向孔，并且所述绝缘体在所述轴向孔中保持所述中心电极；

金属壳，其在周向上包围并且保持所述绝缘体；

接地电极，该接地电极的一端部被接合到所述金属壳的前端面，该接地电极的另一端部以使该另一端部的侧面面对所述中心电极的前端部的方式弯曲；以及

点火部，该点火部于所述接地电极的所述另一端部的所述侧面在与所述中心电极的前端部相对的位置处从所述侧面朝向所述中心电极突出至少0.5mm，

其中，所述点火部包括：

基部，其主要含Ni，并且具有从所述侧面朝向所述中心电极突出的形状；

贵金属构件，其主要含贵金属，并且被接合到所述基部的突出前端，而且在所述贵金属构件和所述中心电极的前端部之间形成火花放电间隙；以及

熔融部，所述熔融部是通过从侧方对所述贵金属构件和所述基部进行激光焊接而将所述贵金属构件和所述基部的构成材料熔合而形成的，

其中，当从所述点火部的由与所述点火部的突出方向平行的平面截开的截面观察时，所述熔融部在所述贵金属构件和所述基部之间形成如下形状：该形状是沿与所述点火部的突出方向垂直的方向从所述点火部的一个侧面和另一侧面中的每一方朝向沿所述点火部的突出方向通过这两个侧面之间的中央的中心线延伸的形状，

其中，在所述点火部的所述截面中，

点A表示在所述一个侧面处，所述贵金属构件和所述熔融部之间的界面的位置，

点B表示在所述一个侧面处，所述基部和所述熔融部之间的界面的位置，

点C表示所述贵金属构件和所述熔融部之间的界面的最靠近所述中心线的位置，

点D表示所述基部和所述熔融部之间的界面的最靠近所述中心线的位置，

将作为连接点A和点C的直线的线段AC分成四等份的三个等分点从点A侧起依次表示为点E、点F和点G，

将作为连接点B和点D的直线的线段BD分成四等份的三个等分点从点B侧起依次表示为点H、点I和点J，

将作为连接点E和点H的直线的线段EH分成四等份的三个等分点从点E侧起依次表示为点K1、点K2和点K3，

将作为连接点F和点I的直线的线段FI分成四等份的三个等分点从点F侧起依次表示为点L1、点L2和点L3，

将作为连接点G和点J的直线的线段GJ分成四等份的三个等分点从点G侧起依次表示为点M1、点M2和点M3，

在点K1、点L1和点M1处，源自于所述贵金属构件的成分占所述熔融部的成分的平均比例P满足P≥80％，

在点K3、点L3和点M3处，源自于所述基部的成分占所述熔融部的成分的平均比例Q满足Q≥20％，并且

满足P+Q≤160％。

根据本发明的第二方面，提供一种火花塞，所述火花塞包括：

中心电极；

金属壳，其在周向上包围并且保持所述绝缘体；

其中，所述点火部包括：

其中，在所述点火部的所述截面中，

在点K1、点L1和点M1处，源自于所述贵金属构件的成分占所述熔融部的成分的平均比例P满足P≥60％，

满足P+Q≤160％。

在根据本发明的第一方面的火花塞中，熔融部中的靠近贵金属构件的部位，也就是点K1，L1和M1中的源自于贵金属构件的成分的平均比例P等于或高于80％。因为，激光焊接是在瞄准贵金属构件和基部之间的接合面的状态下进行的，所以在贵金属构件和熔融部之间的界面附近源自于贵金属构件的成分、也就是贵金属的混合比高。在这些部位，如上所述，源自于贵金属构件的成分的平均比例P等于或高于80％，从而可以获得充足的对归因于内燃机的操作的热负荷而施加到贵金属构件和熔融部之间的界面附近的热应力的耐力(维持接合状态的强度)。

需要将平均比例P限定成等于或高于80％，从而保证高品质，根据本发明的该方面，在严酷的实验条件下得出该限定。因此，即使在较接近火花塞的实际使用的条件的更温和的实验条件下得出对平均比例P的限定时，也可以保证应对施加到贵金属构件和熔融部之间的界面附近的热应力的足够耐力。根据本发明的第二方面，平均比例P等于或高于60％。根据该第二方面，即使当平均比例P等于或高于60％时，也可以保证足够高的品质，也就是，可以获得应对施加到贵金属构件和熔融部之间的界面附近的热应力的足够耐力。

另一方面，根据本发明的第一和第二方面，熔融部中的靠近基部的部位，也就是点K3、L3和M3处的源自于基部的成分的平均比例Q等于或高于20％。在该熔融部中，在熔融部和基部之间的界面附近，源自于基部的成分、也就是Ni的混合比高。这里，贵金属构件主要含贵金属，然而基部主要包括Ni，从而这两者的材料是不同的。因此，对施加到贵金属构件和熔融部之间的界面附近的热应力的耐力和对施加到熔融部和基部之间的界面附近的热应力的耐力是不同的。因为在使用火花塞时点火部接收的热量从基部被转移，因此施加到贵金属构件和熔融部之间的界面附近的热应力和施加到基部和熔融部之间的界面附近的热应力是不同的。从条件的不同出发，在该熔融部中，使靠近贵金属构件的部位的源自于贵金属构件的成分的混合比和靠近基部的部位的源自于基部的成分的混合比不均。因此，能够充分防止归因于热应力的裂纹、剥离等的产生，并且优选地源自于基部的成分的平均比例Q等于或高于20％。

根据本发明的第一和第二方面，将P+Q限定成等于或小于160％。因此，可以防止该熔融部中的靠近贵金属构件的部位的源自于贵金属构件的成分的混合比和靠近基部的部位的源自于基部的成分的混合比之间的差值的增加。也就是，熔融部很有可能具有成分混合比彼此不同的部位，并且这些部位趋于在这些部位之间产生线膨胀系数的差。根据本发明，部位的线膨胀系数的差可以较小。结果，可以防止裂纹、剥离等的产生，并且维持更牢固的焊接。

还可以存在如下情况：贵金属构件除了含贵金属以外还含与基部的材料相同的材料。在该熔融部中，贵金属构件的成分和基部的成分熔合。为了从点K1、L1和M1的从点K1、L1和M1处观察成分与基部的成分相同的成分中指定源自于贵金属构件的成分，首先，从贵金属构件的成分中指定没有含在基部中的成分(下文，称为“特定成分”)，并且获得熔融部中的点K1、L1和M1处的特定成分的含有率。根据贵金属构件的组成，推定点K1、L1和M1处的源自于贵金属构件的成分的混合比。这也适用于基部侧的点K3、L3和M3。

虽然点火部被布置在与中心电极的前端部相对的位置处，但是本发明的第一方面和第二方面中所指的相对位置不严格是彼此面对的前端面的面和点火部的面彼此平行的状态，也不是指中心电极和点火部沿轴线严格对齐的构造。也就是，当向根据本发明的第一方面和第二方面的火花塞施加特定的电力时，只需要在中心电极的前端部和点火部之间形成火花放电间隙即可。

截开根据本发明的第一和第二方面的火花塞的截面是包括点火部的中心线的平面。因此，当点火部是柱状时，是指包括点火部的轴线的平面。另一方面，当点火部的垂直于突出方向的截面的形状是不规则的形状时，当突出方向的截面中的任意位置以坐标的形式表示时，平均坐标的位置被认为是突出方向的截面中的中心位置。最靠近一系列截面的各中心位置的直线被认为是点火部的中心线，可以知道点火部的包括中心线的截面。

根据本发明的第一和第二方面，“主要成分”是指在含该主要成分(元素或化合物)的所有成分中具有最高的含有率(重量％)的成分。例如，在Ni是主要成分的情况下，Ni元素的含有率比所有成分中的其它成分的含有率高。在Ni化合物是主要成分时，Ni化合物的含有率而不是Ni元素的含有率比其它的成分高。在贵金属是所有成分中的主要成分的情况下，提取出被分类为贵金属的元素或化合物，它们的含有率之和可以比其它的成分的含有率高。具体地，例如，在40Pt-20Rh-40Ni的情况下，因为贵金属Pt的含有率和贵金属Rh的含有率比Ni的含有率高，所以主要成分是贵金属。

然而，因为通过从点火部的侧方瞄准贵金属构件和基部之间的接合面进行激光焊接而形成熔融部，所以熔融部在点火部的外表面暴露到空气中。因为熔融部在从点火部到接地电极的导热路径上被布置于基部的上游侧，因此与基部相比，该熔融部很容易受到归因于内燃机的操作的高温下的氧化的影响。因此根据本发明的第一和第二方面，在点K1、点K2和点K3处，源自于所述贵金属构件的成分占所述熔融部的成分的平均比例可以R满足R≥60％。当靠近熔融部的外周的部位，也就是，点K1、K2和K3处的源自于贵金属构件的成分的平均比例R等于或高于60％时，这些部位的贵金属的含有率能够增加到较高的程度，由此提高耐氧化性并且充分地防止裂纹、剥离等的产生。

根据本发明的第一和第二方面，平均比例R可以满足R≥55[％]。当平均比例R等于或高于55％时，能够获得高的耐氧化性，由此防止裂纹、剥离等的产生。即使在产生裂纹的情况下，当裂纹很小时，可以通过该接合部充分地保证贵金属构件和基部之间的接合，由此获得用于火花塞的实际使用的足够的性能。

根据本发明的第一和第二方面，基部可以由与接地电极不同的构件制成。基部由与接地电极不同的构件形成，关于该基部，减小了贵金属构件和接地电极的线膨胀系数之间的差异。如上所述，当将熔融部中的源自于贵金属构件的成分和源自于基部的成分的混合比进行限定时，可以增加这些构件之间的接合强度，由此防止裂纹、剥离等的产生。

贵金属构件和基部之间的接合强度的增加使得可以实现用于降低从贵金属构件到接地电极的热传导的构造。具体地，根据本发明的第一和第二方面，当假设基部的导热率是W[W/(m·K)]时，接地电极的导热率是X[W/(m·K)]，贵金属构件的导热率是Y[W/(m·K)]时，该构造可以满足Y＞X≥W。在给定导热率之间的关系的情况下，热量更可能留在贵金属构件中，然而，当内燃机自身的温度特别是在内燃机启动期间低时，当与火花放电间隙接触的贵金属构件处于高温时，能够适当地进行气体燃料混合物的点火，由此获得高的点火性能。

根据本发明的第一和第二方面，所述贵金属构件可以主要含Pt，并且含从Ir、Rh、W、Pd、Ru、Re、Ni、Al、Al₂O₃、Y和Y₂O₃中选出的一种以上的1重量％以上的物质。使用此种贵金属构件是优选的，以获得高的耐氧化性和耐火花损耗性。

为了进一步提高点火性能，从而使得形成于火花放电间隙中的火焰核在成长期间几乎不与接地电极接触，可以增加点火部的从接地电极的侧面突出的突出量。然而，因为必须确保火花放电间隙，接地电极自身需要从金属壳进一步突出。于是，接地电极从燃烧室接受的热量增加，从而削弱了从点火部的导热性能，并且，担心施加到点火部上的热负荷进一步增加。然而，在此情况下，根据本发明的第一和第二方面，当从所述点火部的由与所述点火部的突出方向平行的平面截开的截面观察时，从所述熔融部的在轴线方向上最靠近所述金属壳的前端面的位置到所述前端面的最短距离可以等于或大于4mm。在点火部被设置成具有上述构造的情况下，点火部被暴露到更加严酷的使用条件。然而，根据本发明的第一和第二方面的火花塞能够通过限定熔融部中的源自于贵金属构件的成分和源自于基部的成分的混合比而能够防止裂纹、剥离等的产生，并且进一步增强这些构件之间的接合强度，该火花塞能够充分地忍受严酷的条件并且能够被适当地使用。

根据本发明的第一和第二方面，所述接地电极的与从所述一端部向所述另一端部延伸的方向垂直的截面的面积等于或小于4mm²。当截面面积形成4mm²以下的针状时，减小导热路径上的热流量，从而削弱了点火部的导热性能。然而，根据本发明的第一和第二方面的火花塞能够通过限定熔融部中的源自于贵金属构件的成分和源自于基部的成分的混合比而增强这些构件之间的接合强度，可以充分地防止裂纹、剥离等的产生，并且可以适当地使用该火花塞。

附图说明

图1是火花塞100的局部截面图。

图2是火花塞100的如图1的双点划线S所示的前端部的放大的局部截面图。

图3是沿包括中心线Z的平面截取的点火部80的截面图。

图4是沿包括中心线Z的平面截取的形成有不同形状的熔融部185的点火部180的截面图。

图5是用于说明可能发生在点火部80中的裂纹、剥离等的形状的图。

图6是用于说明可能发生在点火部180中的裂纹、剥离等的形状的图。

图7是沿包括中心线Z的平面截取的形成有不同形状的熔融部285的点火部280的截面图。

图8是沿包括中心线Z的平面截取的形成有不同形状的熔融部385的点火部380的截面图。

图9是沿包括中心线Z的平面截取的形成有不同形状的熔融部485的点火部480的截面图。

图10是沿包括中心线Z的平面截取的形成有不同形状的熔融部585的点火部580的截面图。

具体实施方式

以下，将参考附图说明根据本发明的实施方式的火花塞。首先，参考图1和图2，将说明作为实施例的火花塞100的构造。在图1和图2中，火花塞100的轴线O方向表示图中的上下方向，下侧表示火花塞100的前端侧，上侧表示火花塞100的后端侧。

如图1所示，火花塞100主要具有如下构造：中心电极20被保持于轴向孔12的前端侧，后端侧的金属端子(terminal metalfixture)40由绝缘体10保持，以及绝缘体10的径向外周被金属壳50包围和保持。接地电极30被接合到金属壳50的前端面57，并且接地电极30的另一端部(前端部31)侧被弯曲以面对中心电极20的前端部22。

首先，将说明火花塞100的绝缘体10。已知的是，通过对氧化铝等进行烧结而形成绝缘体10，并且该绝缘体10具有轴向孔12在轴向中心沿轴线O方向延伸的筒状形状。外径最大的凸缘部19形成于轴线O方向的大致中央，并且后端侧杆部(shank part)18形成于凸缘部19后方的后端侧(图1中的上侧)。外径比后端侧杆部18的外径小的前端侧杆部17形成于凸缘部19前侧的前端侧(图1中的下侧)。外径比前端侧杆部17的外径小的长腿部13形成于前端侧杆部17前侧的前端侧。长腿部13的直径朝向前端侧减小，并且当火花塞100被安装到内燃机的气缸盖(cylinder head)(未示出)时，该长腿部13露出到发动机的燃烧室。台阶部15台阶状地形成于长腿部13和前端侧杆部17之间。

接着，将说明中心电极20。中心电极20是具有如下结构的棒状电极：由铜或主要含铜的合金制成的导热性比基材24的导热性好的芯材25被埋设于如Inconel 600或Inconel 601(商标名)等由Ni或主要含Ni的合金制成的基材24中。中心电极20被保持于绝缘体10的轴向孔12的前端侧中。如图2所示，中心电极20的前端部22从绝缘体10的前端侧的前端向前突出。中心电极20的前端部22形成为越向前端侧直径越小，并且由贵金属制成以提高耐火花损耗性的电极头90被接合到前端部22的前端面。

在绝缘体10的前端附近，在轴向孔12的内周面和中心电极20的与所述内周面相对的外周面之间设置有小间隙。在加热过程中，在此间隙中发生电晕放电(corona discharge)，附着在绝缘体10的前端附近的碳被烧掉(burn out)，从而火花塞100能够恢复火花放电间隙中的绝缘电阻。如图1所示，中心电极20在轴向孔12中向后端侧延伸并且经由沿轴线O方向延伸的导电密封构件4和陶瓷电阻器3被电连接到后侧(图1中的上侧)的金属端子40。高压电缆(未示出)经由火花塞插头(plug cab)(未示出)被连接到金属端子40，并且施加高电压。

接着，将说明金属壳50。如图1所示，金属壳50是筒状的壳，用于将火花塞100固定到内燃机的发动机盖(未示出)。金属壳50利用它的筒状孔保持绝缘体10，从而包围绝缘体10的从后端侧杆部18的一部分延伸到长腿部13的部位。金属壳50由低碳钢材料制成，并且包括：工具接合部51，未示出的火花塞扳手可以接合到此工具接合部；设置有螺纹的安装螺纹部52，安装螺纹部52可以被拧进发动机盖的安装孔(未示出)中。

凸缘状密封部54形成于金属壳50的工具接合部51和安装螺纹部52之间。通过弯曲板构件而形成的环状垫圈5被插入装配到安装螺纹部52和密封部54之间的螺纹头59。当火花塞100被安装到发动机盖的安装孔(未示出)中时，环状垫圈5在密封部54的座面55(seating surface)和安装孔的开口周缘(opening rim)之间压缩变形，以密封两者之间的空隙，由此防止发动机中的气体经由此安装孔泄露。

薄弯边部(thin swaged portion)53被设置于金属壳50的工具接合部51后方的后端侧。在工具接合部51和密封部54之间设置有与薄弯边部53一样薄的弯曲部(buckling part)58。环状圈构件6和7介于金属壳50的从工具接合部51延伸到弯边部53的内周面和绝缘体10的后端侧杆部18的外周面之间。滑石粉(滑石)9被填充到两个环状圈构件6和7之间。通过将弯边部53向内弯边，在环状圈构件6和7和滑石粉9介于绝缘体10和金属壳50之间的状态下，将绝缘体10在金属壳50中朝向前端侧挤压。因此，绝缘体10的台阶部15被形成于金属壳50的安装螺纹部52的内周面处的台阶部56支撑，其中，在该支撑部位，环形板状密封件8介于台阶部15和台阶部56之间，从而使金属壳50和绝缘体10一体化。这里，通过板状密封件8来保持金属壳50和绝缘体10之间的气密性，从而防止燃烧气体的泄露。由于弯边过程中施加的压缩力，弯曲部58被构造成向外弯曲。通过该弯曲部58，增加滑石粉9的沿轴线O方向的压缩长度，由此增强金属壳50的气密性。

接着，将说明接地电极30。如图2所示，接地电极30是具有矩形截面的棒状电极，该接地电极30的一端部(基端部32)被接合到金属壳50的前端面57。该接地电极30从基端部32沿轴线O方向延伸，并且在其弯曲部34处以使另一端部(前端部31)的侧面(内表面33)面对中心电极20的前端部22的方式弯曲。接地电极30与中心电极20类似，是如Inconel 600或Inconel 601(商标名)等由Ni或主要含Ni的合金制成的。

接地电极30的前端部31设置有点火部80，该点火部80是截面面积为4mm²以下的柱状(针状)并且从内表面33向中心电极20突出至少0.5mm。通过在接地电极30的内表面33上将柱状贵金属构件81接合到从内表面33向中心电极20突出的柱状基部82的突出前端而形成根据该实施方式的点火部80。贵金属构件81主要含Pt和从Ir、Rh、W、Pd、Ru、Re、Ni、Al、Al₂O₃、Y、Y₂O₃中选出的一种或多种含量为1重量％以上成分，并且具有优良的耐火花损耗性。通过激光焊接而实现接地电极30的贵金属构件81和基部82的彼此接合，在贵金属构件81和基部82之间的接合部中，由熔融且彼此混合的贵金属构件81和基部82的构成材料(成分)形成熔融部85。

在点火部80中，贵金属构件81被设置在与中心电极20的前端部22(更具体地，接合到前端部22的电极头90)相对的位置处，并且在这两者之间形成火花放电间隙GAP。以如下方式构造接地电极30：使前端部31较向轴线O方向的前端突出。具体地，从点火部80的熔融部85的在轴线O方向上最靠近金属壳50的前端面57的位置处的部位到前端面57的最短距离等于或大于4mm。也就是，当火花塞100与发动机组装在一起时，以将火花放电间隙GAP配置在燃烧室的靠中心侧的方式来构造。

只要在中心电极20的前端部22和点火部80之间形成了火花放电间隙GAP，那么彼此相对的中心电极20的前端部22和点火部80之间的对应关系就足够了，而且点火部80和电极头90的相对的面(彼此面对的面)可以不需要具有严格的对应关系。因此，火花塞100的轴线O和点火部80的中心线Z可以不必严格地彼此对准。这里，点火部80的中心线Z是指如下的线：该线穿过与点火部80的突出方向(也就是，点火部80从接地电极30的内表面33向中心电极20突出的方向)垂直的截面的中心并且与突出方向平行的直线或近似直线。

在具有根据本实施方式的上述构造的火花塞100中，如上所述，通过激光焊接进行点火部80的贵金属构件81和基部82的接合。具体地，贵金属构件81和基部82在点火部80的突出方向上(从内表面33向中心电极20的方向，以及后述的中心线Z的方向)彼此重叠。在此状态下，为了瞄准贵金属构件81和基部82之间的接合面，激光束从一侧(在中心线Z被用作轴线的情况下，半径方向的外侧)被射向中心线Z并且绕着周向移动。因此，在贵金属构件81和基部82之间，产生由这两者的熔融且彼此混合的构成材料(成分)形成的熔融部85，并且形成这两者被彼此接合为一体的点火部80。此时可以连续地或间歇地进行激光束的照射，然而，在间歇照射的情况下，优选地，激光束的照射位置彼此重叠，从而当从点火部80的外周侧观察时，贵金属构件81和基部82之间的接合面的位置是熔融部85。

然而，因为主要含Pt的贵金属构件81的线膨胀系数和主要含Ni的基部82的线膨胀系数之间存在不同，所以存在如下担心：归因于贵金属构件81与熔融部85之间的界面附近或基部82与熔融部85之间的界面附近的热应力，可能发生裂纹、剥离等。为了防止发生这种情况，优选地，熔融部85的线膨胀系数接近贵金属构件81或基部82的线膨胀系数。这里，在熔融部85中，源自于贵金属构件81的成分和源自于基部82的成分被彼此混合，然而，源自于各构件(贵金属构件81和基部82)的成分的混合比在整个熔融部85上不均匀，并且熔融部85的各部分彼此不同。在靠近贵金属构件81的一侧，随着源自于贵金属构件81的成分的混合比的增加，线膨胀系数之间的差异能够被降低，从而能够增加应对贵金属构件81和熔融部85之间的界面附近的热应力的耐力(保持这两者之间的接合状态的强度)。同样地，在靠近基部82的部位，随着源自于基部82的成分的混合比的增加，能够增加应对基部82和熔融部85之间的界面附近的热应力的耐力。如上所述，为了使熔融部85的各部位的源自于各构件的成分的混合比处于目标范围，可以设定进行调节的各种条件，诸如在焊接过程中激光束的照射位置、照射角度、输出、照射时间等。

首先，因为主要含于贵金属构件81中的贵金属和主要含于基部82中的Ni是不同的材料，所以对贵金属构件81和熔融部85之间的界面附近的热应力的耐力和对基部82和熔融部85之间的界面附近的热应力的耐力是彼此不同的。因为在使用火花塞100时施加到点火部80的热量从基部82侧被转移，所以施加到贵金属构件81和熔融部85之间的界面附近的热应力和施加到基部82和熔融部85之间的界面附近的热应力之间存在差异。从该点考虑，在熔融部85中，在靠近贵金属构件81的位置的源自于贵金属构件81的成分的混合比或在靠近基部82的位置的源自于基部82的成分的混合比不被设定成均匀，但是根据部位而设定混合比对于适当地防止归因于热应力的裂纹、剥离等的产生很重要。因此，根据该实施方式，在熔融部85的特定部位获得熔融部85的组成成分，并且限定该特定部位的源自于贵金属构件81的成分和源自于基部82的成分之间的混合比。

下文，将参考图3和图4说明对熔融部85的特定部位的组成的限定。如图3所示，根据该实施方式，点火部80的熔融部85形成为从点火部80的侧方侧(lateral side)达到中心线Z的深度。也就是，在点火部80的截面中，在点火部80的轮廓线内，在一侧面83和另一侧面84之间的与中心线Z垂直的方向上，熔融部85在两侧面83和84之间连续。

在具有上述形状的熔融部85的截面中，以如下表示的顺序确定特定部位(点A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K1至K3、L1至L3和M1至M3)。首先，在点火部80的一侧面83上，贵金属构件81和熔融部85之间的界面的位置表示为点A，熔融部85和基部82之间的界面的位置表示为点B。贵金属构件81和熔融部85之间的界面的最靠近中心线Z的位置表示为点C，同样地，基部82和熔融部85之间的界面的最靠近中心线Z的位置表示为点D。在熔融部85在两侧面83和84之间连续的点火部80的情况下，贵金属构件81和熔融部85之间的界面的在中心线Z上的位置表示为点C，基部82和熔融部85之间的界面的在中心线Z上的位置表示为点D。接着，将连接点A和点C的线段AC分成四等份的三个等分点从点A侧起依次表示为点E、点F和点G。同样地，将连接点B和点D的线段BD分成四等份的三个等分点从点B侧起依次表示为点H、点I和点J。将连接点E和点H的线段EH分成四等份的三个等分点从点B侧起依次表示为点K1、点K2和点K3。将连接点F和点I的线段FI分成四等份的三个等分点从点F侧起依次表示为点L1、点L2和点L3。将连接点G和点J的线段GJ分成四等份的三个等分点从点G侧起依次表示为点M1、点M2和点M3。

如图4所示，即使在形成于点火部180中的熔融部185没有形成从侧面83或侧面84到达中心线Z的深度的情况下，也同样地确定特定部位(点A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K1至K3、L1至L3和M1至M3)的顺序。首先，在点火部80的一侧面83上，贵金属构件81和熔融部185之间的界面的位置表示为点A，熔融部185和基部82之间的界面的位置表示为点B。贵金属构件81和熔融部185之间的界面的最靠近中心线Z的位置表示为点C，同样地，基部82和熔融部185之间的界面的最靠近中心线Z的位置表示为点D。如图4所示，在熔融部185在中心线Z的方向上形成为稍稍靠近贵金属构件81的情况下，点D是贵金属构件81和基部82之间的接合面与基部82和熔融部185之间的界面的交点位置。这里，虽然在图中没有示出，但是例如，在进行激光焊接从而允许熔融部的最深的位置是贵金属构件和基部之间的接合面的位置等的情况下，当贵金属构件和熔融部之间的界面的最靠近中心线Z的位置和基部和熔融部之间的界面的最靠近中心线Z的位置相同时，点C和点D的位置相同。接着，如图4所示，将连接点A和点C的线段AC分成四等份的三个等分点从点A侧起依次表示为点E、点F和点G。同样地，将连接点B和点D的线段BD分成四等份的三个等分点从点B侧起依次表示为点H、点I和点J。此后，如上述说明一样，将连接点E和点H的线段EH分成四等份的三个等分点从点E侧起依次表示为点K1、点K2和点K3。将连接点F和点I的线段FI分成四等份的三个等分点从点F侧起依次表示为点L1、点L2和点L3。将连接点G和点J的线段GJ分成四等份的三个等分点从点G侧起依次表示为点M1、点M2和点M3。

在该实施方式中，测量熔融部85在各特定部位、即点K1、点L1和点M1处的组成，得到各特定部位的源自于贵金属构件81的成分的比例，当得到这些成分比例的平均比例P时，将此比例限定成使得P≥60[％]，更优选地，满足P≥80[％]。同样地，测量各特定部位、即点K3、点L3和点M3处的熔融部85的组成，得到各特定部位的源自于基部82的成分的比例，当得到这些成分比例的平均比例Q时，将此比例限定成使得满足Q≥20[％]。限定成使得获得的平均比例P和平均比例Q满足P+Q≤160[％]。测量熔融部85在各特定部位、即点K1，点K2和点K3处的组成，得到各特定部位的源自于贵金属构件81的成分的比例，当得到这些成分比例的平均比例R时，将此比例限定成使得R≥55[％]，更优选地，满足R≥60[％]。

这里，在熔融部85的各特定部位，将说明得到源自于目标构件的成分的平均比例的方法。例如，得到熔融部85中的各特定部位、即点K1、点L1和点M1处的源自于贵金属构件81的成分的平均比例P的方法如下。

(1)预先测量贵金属构件81的组成和基部82的组成，将这两者的成分相互比较，明确含在贵金属构件81中而基部82中没有的成分(特定成分)。

(2)然后，测量熔融部85在特定部位点K1处的组成，得到含在该特定部位处的贵金属构件81的特定成分的单位含量(含有率)。

(3)从特定部位点K1处的特定成分的含有率和贵金属构件81的组成出发，推定特定位置点K1处的源自于贵金属构件81的成分的混合比，也就是，源自于贵金属构件81的成分的比例。

(4)在特定部位、即点L1和点M1处执行步骤(2)和(3)，得到各特定部位、即点K1、点L1和点M1处的源自于贵金属构件81的成分的比例的平均值(平均比例P)。

以与上述顺序相同的顺序，得到熔融部85中的特定部位、即点K3、点L3和点M3的源自于基部82的成分的平均比例Q，或熔融部85中的特定部位、即点K1、点K2和点K3的源自于贵金属构件81的成分的平均比例R。

从后述的实施例1能够证明，当如上所述的熔融部85中的特定部位、即点K1、点L1和点M1的源自于贵金属构件81的成分的平均比例P等于或高于80％时，可以充分地防止在贵金属构件81和熔融部85之间的界面附近处产生裂纹、剥离等。首先，在严酷的试验条件下进行实施例1，且根据后述的实施例2，能够证明即使当P≥60[％]时，仍可以充分地防止裂纹、剥离等的产生。另一方面，从后述的实施例1能够证明，当熔融部85中的特定部位、即点K3、点L3和点M3的源自于基部82的成分的平均比例Q等于或高于20％时，可以充分地防止在基部82和熔融部85之间的界面附近产生裂纹、剥离等。当关注平均比例P加上平均比例Q而得到的P+Q时，随着P+Q变高，熔融部85内的贵金属构件81侧的部位和基部82侧的部位之间的源自于贵金属构件81的成分和源自于基部82的成分的混合比也显著改变。根据后述的实施例1，当P+Q等于或小于160％时，能够看出，通过防止熔融部85中的自于贵金属构件81的成分和源自于基部82的成分的混合比的变化，可以减少熔融部85中的裂纹、剥离等的产生。

然而，因为通过从点火部80的侧方指向贵金属构件81和基部82之间的接合面进行激光焊接而形成熔融部85，所以熔融部85在以中心线Z作为轴线的点火部80的外周面暴露到空气。因为在从点火部80到接地电极30的导热路径上，熔融部85位于基部82的上游侧。与基部82相比，该熔融部85在归因于发动机的操作的高温下更容易受到氧化的影响，在严酷的加热/冷却的条件下，熔融部85在暴露的部分发生氧化消耗，从而担心造成产生裂纹、剥离等。从这一点考虑，优选地，在熔融部85中，含于靠近点火部80的外周面的具有高抗氧化性的贵金属较多。根据后述的实施例3，能够看出，当特定部位、即点K1、点K2和点K3处的源自于贵金属构件81的成分的平均比例R等于或高于60％时，可以有效地防止熔融部85的归因于氧化的消耗。可以看出，即使当平均比例R等于或高于55％时，也可以防止由于熔融部85的氧化消耗而造成的裂纹、剥离等的产生，即使产生裂纹，裂纹也很小，不会造成贵金属构件81的脱落。也就是，当平均比例R等于或高于55％时，可以有效地通过熔融部85来保证贵金属构件81和基部82之间的接合，由此为火花塞100的实际使用获得足够的性能。

在点火部80的垂直于其突出方向(中心线Z的方向)的截面面积等于或小于4mm²并且具有从内表面33突出至少0.5mm的柱状(针状)的点火部80中，导热路径中的热流量被减小，从而与设置有较大的截面面积的点火部的情况相比削弱了导热性能。然而，如上所述，通过限定熔融部85中的源自于贵金属构件81的成分和源自于基部82的成分的混合比并且增加贵金属构件81和基部82之间的接合强度，能够防止裂纹、剥离等的产生的点火部80能够充分地忍受更加严酷的加热/冷却循环条件。

以如下方式来构造点火部80：使从熔融部85中的在轴线O方向上最靠近金属壳50的前端面57的位置处的部位到前端面57的最短距离等于或大于4mm。也就是，接地电极30的前端部31被构造成向轴线O方向上的前端侧进一步突出，并且构造成使得当火花塞100被安装到未示出的发动机时，火花放电间隙GAP设置到燃烧室的靠中心侧。此种构造有效地提高了点火性能，然而，另一方面，接地电极30的前端部31需要从金属壳50进一步突出。然后，接地电极30从燃烧室接受的热量增加，从而削弱了从点火部80的导热性能，此外，担心施加到熔融部85上的热负荷进一步增加。然而，如上所述，通过限定熔融部85中的源自于贵金属构件81的成分和源自于基部82的成分的混合比并且增加这两个构件之间的接合强度，能够防止产生裂纹、剥离等的点火部80能够充分地忍受更加严酷的加热/冷却循环条件。

为了使熔融部85的各特定部位的源自于各构件的成分的混合比处于目标范围，如上所述地设定在焊接过程中的如激光束的照射位置、照射角度、输出、照射时间等各种条件。具体地，与图7所示的点火部280一样，当将熔融部85的形成位置(激光焊接过程中激光束的照射位置)确定为沿中心线Z比贵金属构件81和基部82之间的接合面靠近贵金属构件81的位置时，熔融部285中的源自于贵金属构件81的成分的混合比能够被增加成比源自于基部82的成分的混合比高。另外，像图8所示的点火部380那样，在激光束指向贵金属构件81和基部82之间的接合面的情况下，当通过使激光束从靠近贵金属构件81的位置在相对于中心线Z倾斜的方向上照射来形成熔融部385时，与熔融部285(参见图7)相似，熔融部385中的源自于贵金属构件81的成分的混合比能够被增加成比源自于基部82的成分的混合比高。即使熔融部285和熔融部385形成为上述形状也以上述顺序确定特定部位时，通过获得特定部位、即点K1、点L1和点M1处的源自于贵金属构件81的成分的平均比例P，能够确认贵金属构件81和熔融部285或385之间的界面附近的混合比，通过获得特定部位、即点K3、点L3和点M3处的源自于基部82的成分的平均比例Q，能够确认基部82和熔融部285或385之间的界面附近的混合比。

不用说，能够对本发明进行多种变型。例如，通过激光焊接进行贵金属构件81与基部82的接合，然而，也可以进行电子束焊接(electron beam welding)。激光焊接不限于使激光束瞄准贵金属构件81和基部82之间的接合面的状态下沿垂直于中心线Z的方向照射，也可以使激光束在瞄准贵金属构件81和基部82之间的接合面的状态下沿相对于中心线Z倾斜的方向进行照射。

本发明也适用于贵金属构件481的外径比基部82的外径小的情况，或者虽然在图中没有示出，像图9所示的点火部480的情况那样，本发明也适用于贵金属构件的外径比基部的外径大的情况。可以以与本实施方式相同的顺序来确定形成于贵金属构件481和基部82之间的熔融部485中的特定部位。也就是，通过获得特定部位、即点K1、点L1和点M1处的源自于贵金属构件481的成分的平均比例P，能够确认贵金属构件481和熔融部485之间的界面附近的混合比。通过获得特定部位、即点K3、点L3和点M3处的源自于基部82的成分的平均比例Q，能够确认基部82和熔融部485之间的界面附近的混合比。

为了进一步地提高贵金属构件81和基部82之间的接合强度，像如图10所示的点火部580那样，由与接地电极530的不同的构件制成基部582，此时，允许基部582具有介于贵金属构件581的线膨胀系数和接地电极530的线膨胀系数之间的线膨胀系数。因为基部582主要含Ni，即使当进行电阻焊接而形成熔融部586以将基部582接合到也由Ni制成或含有Ni作为主要成分的接地电极530的内表面533上时，也能够获得足够的接合强度。对于具有上述形状的点火部580，可以以与本实施方式相同的顺序确定熔融部585中的特定部位。也就是，通过获得特定部位、即点K1、点L1和点M1处的源自于贵金属构件581的成分的平均比例P，能够确认贵金属构件581和熔融部585之间的界面附近的混合比。通过获得特定部位、即点K3、点L3和点M3处的源自于基部582的成分的平均比例Q，能够确认基部582和熔融部585之间的界面附近的混合比。

如上所述，在点火部580中，通过将作为不同构件的基部582 设置于贵金属构件581和接地电极530之间，使得能够实现贵金属构件581和基部582之间的接合强度的进一步提高，该点火部580使得可以实现减少从贵金属构件581到接地电极530的热传导的构造。具体地，当假设基部582的导热率是W[W/(m·K)]，接地电极530的导热率是X[W/(m·K)]，贵金属构件581的导热率是Y[W/(m·K)]时，该构造满足Y＞X≥W。在给定导热率之间的上述关系时，热量更可能集中在贵金属构件581中，然而，当发动机自身的温度特别是在发动机启动阶段低时，当与火花放电间隙GAP(见图2)接触的贵金属构件581处于高温时，火焰核的淬灭降低，能够适当地进行气体燃料混合物的点火，由此获得高的点火性能。

也可以将与本实施方式的点火部相同的点火部设置到如下火花塞(未示出)：在该火花塞中，以使接地电极的前端部面对中心电极的侧面的方式来形成接地电极的弯曲部。在此情况下，接地电极的面对中心电极侧(中心电极的侧面)的表面被定义成侧面，可以在该侧面设置点火部。另外，在中心电极20的前端部22设置与本实施方式的点火部80相同的点火部80，以替代电极头90(参见图2)。

实施例1

如上所述，进行评价试验，以确认限定形成于火花塞100的点火部80的熔融部85中的特定部位处的构成该熔融部85的成分的优点。在该评价试验中，在通过激光焊接将贵金属构件81接合到设置到接地电极30上的基部82之后，制造形成有点火部80的火花塞100的试验样品，在形成点火部80的过程中，将激光束的照射位置、照射角度、输出、照射时间等适当地设定在如下范围中，以形成各种形状的熔融部85。

脉冲宽度＝1至30msec

脉冲照射次数：5至24次

一次照射发出的能量：1至3J

脉冲波形：矩形或带角的形状(angular)

焊点直径：0.15mm～0.5mm

照射位置：从贵金属构件和基部的接合面的位置起在轴线Z方向上的±0.1mm以内。

在上述设定的条件下通过照射激光束，在贵金属构件81和基部82上进行激光焊接，为不同形状的各熔融部85的样品准备多个样品。接着，从每个样品类型中选择一个样品，并且沿通过点火部80的中心线Z的截面将此样品切断。然后，通过使用已知的EPMA(例如，WDS，焊点直径20μm，加速电压20kV)测量存在于各特定部位中的元素，而获得如上所述确定的各特定部位、即点K1、K3、L1、L3、M1和M3处的熔融部85的组成。此外，以上述顺序测量特定部位、即点K1、点L1和点M1处的源自于贵金属构件81的成分的平均比例P，及特定部位、即点K3、点L3和点M3处的源自于基部82的成分的平均比例Q。通过得到的平均比例P和Q的组合对样品类型进行分类，并且对各样品赋予序号。对于各样品类型，得到平均比例P和平均比例Q之和。

对于各样品，在点火部80处利用燃烧器对设置有点火部80的接地电极30的前端部31进行加热并且将前端部31的温度维持在1000℃两分钟之后，进行1分钟冷却(慢速冷却)以将前端部31的温度降低到300℃。将此设定为1个循环，在1000个循环之后，沿通过中心线Z的截面将各样品的点火部80切断，使用放大镜观察熔融部85。观察在熔融部85中产生裂纹或剥离的部分，发生的裂纹或剥离的部位被分类成贵金属构件81和熔融部85的界面附近、基部82和熔融部85的界面附近、熔融部85内部，并且测量它们在与中心线Z垂直的方向上的长度。

具体地，如图5和图6所示，在贵金属构件81和熔融部85(图6中的熔融部185)之间的界面附近发生裂纹、剥离等的情况下，产生的形状被分类为α。在产生裂纹/剥离的部分91和96之中，裂纹/剥离部分91的在垂直于中心线Z的方向上从一侧面83向中心线Z延伸的长度表示为V7。类似地，裂纹/剥离部分96的在垂直于中心线Z的方向上从另一侧面84向中心线Z延伸的长度表示为V8。在基部82和熔融部85之间的界面附近产生裂纹、剥离等的情况下，产生的形状被分类为β。在产生裂纹/剥离的部分92和97之中，裂纹/剥离部分92的在垂直于中心线Z的方向上从一侧面83向中心线Z延伸的长度表示为V3。类似地，裂纹/剥离部分97的在垂直于中心线Z的方向上从另一侧面84向中心线Z延伸的长度表示为V4。在熔融部85内部产生裂纹、剥离等的情况下，产生的形状被分类为γ。在产生裂纹/剥离的部分93和98之中，裂纹/剥离部分93的在垂直于中心线Z的方向上从一侧面83向中心线Z延伸的长度表示为V5。类似地，裂纹/剥离部分98的在垂直于中心线Z的方向上从另一侧面84向中心线Z延伸的长度表示为V6。一侧面83侧的熔融部85距中心线Z的长度表示为V1，另一侧面84侧的熔融部85距中心线Z长度表示为V2。具体地，在图5中，从一侧面83到中心线Z的距离表示为V1，从另一侧面84到中心线Z的距离表示为V2。另一方面，在图6中，从一侧面83到所述一侧面83侧的熔融部185中的最靠近中心线Z的位置的距离表示为V1，从另一侧面84到另一侧面84侧的熔融部185中的最靠近中心线Z的位置的距离表示为V2。

然后，对于产生的裂纹、剥离等，得到裂纹/剥离部分91至93及96至98的长度(V3+V4、V5+V6或V7+V8)与熔融部85的长度(V1+V2)的比((V3+V4)/(V1+V2)、(V5+V6)/(V1+V2)或 (V7+V8)/(V1+V2))。在得到的比小于50％的情况下，可以确定有足够的应对热应力的耐力，以保持接合状态，这被评为“○”。然而，在得到的比为50％以上的情况下，可以确定不能得到应对热应力的足够耐力而且担心贵金属构件81的脱落，这被评为“×”。该评价试验的结果如表1所示。

表1

样品	P[％]	Q[％]	P+Q[％]	评价	裂纹、剥离等产生的形状
						1	40	70	110	×	α
2	50	65	115	×	α
						3	60	60	120	×	α
4	70	60	130	×	α
						5	80	55	135	○	-
6	90	60	150	○	-
						7	95	50	145	○	-
8	95	5	100	×	β
						9	95	10	105	×	β
10	95	20	115	○	-
						11	95	30	125	○	-
12	90	40	130	○	-
						13	90	70	160	○	-
14	90	80	170	×	γ
						15	90	90	180	×	γ
16	60	10	70	×	α，β
						17	70	95	165	×	α，γ

[0129] 如表1所示，在样品1至4和16、17中，熔融部85的靠近贵金属构件81的特定部位(图3中的点K1、L1和M1)处的源自于贵金属构件81的成分的平均比例P小于80％，在这些样品中，裂纹、剥离等产生于贵金属构件81和熔融部85的界面附近(产生形状α)。在样品8、9和16中，熔融部85的靠近基部82的特定部位(图3中的点K3、L3和M3)处的源自于基部82的成分的平均比例Q小于20％，在这些样品中，裂纹、剥离等产生于基部82和熔融部85的界面附近(产生形状β)。在样品14、15和17中，平均比例P和平均比例Q之和高于160％，在这些样品中，裂纹、剥离等产生于熔融部85内部(产生形状γ)。具体地，在样品16中，以产生形状α和产生形状β的组合的形式产生裂纹、剥离等，在样品17中，以产生形状α和产生形状γ的组合的形式产生裂纹、剥离等。然而，在样品5至7和10至13中，满足P≥80[％]，Q≥20[％]，以及P+Q≤160[％]，没有产生可能导致不能维持贵金属构件81和基部82之间的接合的大的裂纹、剥离等。

实施例2

通过在对实施例1的各样品(样品1至17)进行的加热/冷却试验中，将加热温度改变成950℃，其它的条件保持不变，进行评价试验。也就是，通过与实施例1相比减少加热/冷却循环中使用燃烧器施加到点火部80上的负荷而进行该评价试验。在此试验之后，观察点火部80的通过中心线Z的截面，以与实施例1相同的评价基准，发现可能造成贵金属构件81脱落的裂纹、剥离等的产生的情况和没有发现裂纹、剥离等的产生的情况，这两种情况分别被评为“×”和“○”。评价试验的结果如表2所示。

表2

样品	P[％]	Q[％]	P+Q[％]	评价	裂纹、剥离等产生的形状
						1	40	70	110	×	α
2	50	65	115	×	α
						3	60	60	120	○	-
4	70	60	130	○	-
						5	80	55	135	○	-
6	90	60	150	○	-
						7	95	50	145	○	-
8	95	5	100	×	β
						9	95	10	105	×	β
10	95	20	115	○	-
						11	95	30	125	○	-
12	90	40	130	○	-
						13	90	70	160	○	-
14	90	80	170	×	γ
						15	90	90	180	×	γ
16	60	10	70	×	α，β
						17	70	95	165	×	α，γ

当将如表2所示的该评价试验的结果与实施例1的评价试验的结果(参见表1)比较时，在新的样品3和4中，没有发现可能导致不能维持贵金属构件81和基部82之间的接合的大的裂纹、剥离等的产生。样品3和样品4两者都满足Q≥20[％]和P+Q≤160[％]，但是不满足P≥80[％]。类似地，与满足Q≥20[％] 和P+Q≤160[％]但是不满足P≥80[％]的样品1和样品2比较，样品3和样品4满足P≥60[％]，但是样品1和样品2满足P＜60[％]。如上所述，在与实施例1相比较温和的条件下进行该评价试验，该实验条件接近火花塞100的实际使用的条件。根据该评价试验的结果，能够看出，即使P≥60[％]，仍能够充分地保证贵金属构件81和基部82之间的接合。

实施例3

接着，为了确认在比实施例1更加严酷的加热/冷却的条件下防止裂纹、剥离等的产生的条件，进行评价试验。因为通过从点火部80的一侧瞄准贵金属构件81和基部82之间的接合面而进行激光焊接，来形成熔融部85，因此激光束的照射部露出在外侧。在更加严酷的加热/冷却条件下，在露出部位发生熔融部85的氧化消耗，担心造成裂纹、剥离等的产生。因此，在此实施例中，关注熔融部85中的特定部位、即点K1、点K2和点K3处的源自于贵金属构件81的成分的平均比例R。

然后，在实施例1中制造的火花塞100的试验样品之中，能够防止裂纹、剥离等的产生的样品12和样品5在实施例3的评价试验中被用作比较样品。对于样品12和样品5，如实施例1那样，得到熔融部85中的特定部位、即点K1、点K2和点K3处的源自于贵金属构件81的成分的平均比例R，样品12和样品5的平均比例R分别是50％和60％。从如实施例1那样制造的多种样品类型中，提取出平均比例P和平均比例Q与样品12一样且平均比例R为60％和70％的样品，分别为这些样品赋予样品序号：样品18和样品19。同样地，提取出平均比例P和平均比例Q与样品5一样且平均比例R为55％、50％和40％的样品，分别为这些样品赋予样品序号：样品22、样品20和样品21。

对于各样品，通过将加热条件改变成1100℃而保持其它条件不变来进行与实施例1相同的加热/冷却试验。在此试验之后，观察通过中心线Z的截面，以与实施例1相同的评价基准，发现可能造成贵金属构件81的脱落的裂纹、剥离等的产生的情况、虽然发现了非常小的裂纹的产生但是不用担心贵金属构件81的脱离的情况、没有发现裂纹的产生的情况，这些情况分别被评为“×”、“○”和“△”。评价试验的结果如表3所示。

表3

样品	P[％]	Q[％]	P+Q[％]	R[％]	评价
						12	90	40	130	50	×
18	90	40	130	60	△
						19	90	40	130	75	△
5	80	55	135	60	△
						22	80	55	135	55	○
20	80	55	135	50	×
						21	80	55	135	40	×

如表3所示，当将平均比例P和Q均相同的样品12、18和19相互比较时，在熔融部85中的特定部位、即点K1、点K2和点K3的源自于贵金属构件81的成分的平均比R不到60％的样品12中，由熔融部85的氧化消耗而造成产生裂纹、剥离等。然而，在平均比例R为60％的样品18和19中，没有发现裂纹，能够充分地防止裂纹、剥离等的产生。类似地，当将平均比例P和Q均相同的样品5、22、20和21相互比较时，在熔融部85中的特定部位、即点K1、点K2和点K3的源自于贵金属构件81的成分的平均比R不到55％的样品20和样品21中，发生由熔融部85的氧化消耗而造成的裂纹、剥离等。虽然在平均比例R为55％的样品22中发现了裂纹的产生，但是裂纹很小，可以确定不用担心贵金属构件81会由于裂纹而发生脱落。在平均比例R为60％的样品5中，没有发现裂纹，因此能够充分地防止裂纹、剥离等的产生。通过将样品12、18和19的评价结果和样品5、22、20和21的评价结果放在一起比较，当平均比例R等于或高于55％时，可以防止由熔融部85的氧化消耗而造成的裂纹、剥离等的产生，即使产生裂纹时，裂纹也很小，不会造成贵金属构件81的脱落。也就是，能够充分地保证由接合部85对贵金属构件81和基部82之间的接合性，从而可以获得用于火花塞100的实际使用的足够性能。优选地，能够看出，当平均比例R等于或高于60％时，能够充分地防止裂纹、剥离等的产生，在抗氧化性方面能够保证足够的可靠性。

Claims

1.一种火花塞，该火花塞包括：

中心电极；

金属壳，其在周向上包围并且保持所述绝缘体；

其中，所述点火部包括：

其中，在所述点火部的所述截面中，

在点K1、点L1和点M1处，源自于所述贵金属构件的成分占所述熔融部的成分的平均重量比例P满足P≥60％，

在点K3、点L3和点M3处，源自于所述基部的成分占所述熔融部的成分的平均重量比例Q满足Q≥20％，并且

满足P+Q≤160％。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述平均重量比例P满足P≥80％。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，在点K1、点K2和点K3处，源自于所述贵金属构件的成分占所述熔融部的成分的平均重量比例R满足R≥60％。

4.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，在点K1、点K2和点K3处，源自于所述贵金属构件的成分占所述熔融部的成分的平均重量比例R满足R≥55％。

5.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述基部是由与所述接地电极不同的构件制成的。

6.根据权利要求5所述的火花塞，其特征在于，W[W/(m·K)]表示所述基部的导热率，X[W/(m·K)]表示所述接地电极的导热率，Y[W/(m·K)]表示所述贵金属构件的导热率，

满足Y＞X≥W。

7.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述贵金属构件主要含Pt，并且含从Ir、Rh、W、Pd、Ru、Re、Ni、Al、Al₂O₃、Y和Y₂O₃中选出的一种以上的1重量％以上的物质。

8.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，当从所述点火部的由与所述点火部的突出方向平行的平面截开的截面观察时，从所述熔融部的在轴线方向上最靠近所述金属壳的前端面的位置到所述前端面的最短距离等于或大于4mm。

9.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述接地电极的与从所述一端部向所述另一端部延伸的方向垂直的截面的面积等于或小于4mm²。