CN101904065A

CN101904065A - 火花塞

Info

Publication number: CN101904065A
Application number: CN2008801220478A
Authority: CN
Inventors: 鸟居计良; 铃木彰; 宫下直道; 无屉守; 森谷健司
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2028-12-25
Also published as: KR101508407B1; JP5296677B2; US20110025185A1; EP2226912A1; EP2226912B1; JPWO2009084565A1; KR20100096208A; EP2226912A4; US8294344B2; CN101904065B; WO2009084565A1

Abstract

本发明涉及一种火花塞，在接地电极上设置用于在与中心电极之间形成火花放电间隙的针状点火部，其目的在于提供一种火花塞，当在接地电极上电阻焊接与贵金属部件一体的中间部件时，在中间部件的底面中的柱部投影范围内可靠地形成熔融部从而提高接合强度。通过贵金属部件(71)与中间部件(75)的接合而形成且设置于中心电极与接地电极(30)之间的火花放电间隙上的点火部(70)中，中间部件(75)的底面(80)通过电阻焊接与接地电极(30)的内表面(33)接合，且在接合部位上形成熔融部(73)。在观察包含点火部(70)的中心线(Q)的剖面时，熔融部(73)可靠地形成于柱部(76)在与点火部(70)的突出方向正交的方向上的长度(D)的范围内，且具有至少为长度(D)的0.1倍(10％)以上的长度(d)。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及一种火花塞，在接地电极上设置用于在与中心电极之间形成火花放电间隙的针状的点火部。

背景技术

在与中心电极相对的接地电极的另一端部的内表面(一面)上设置针状的点火部，且在点火部与中心电极之间形成火花放电间隙的火花塞为人熟知。与现有的火花塞相比，具有这种针状的点火部的火花塞能够使接地电极远离火花放电间隙，因此在火花放电间隙中形成的火焰核在其成长过程的初期阶段难以接触到接地电极。因此，火焰核与接地电极接触而被吸热致使火焰核的成长受阻的所谓熄火作用降低，从而能够提高火花塞的点火性能。

作为这样的点火部(带端头(tip)的中间部件)，为人熟知的是由贵金属部件(端头)和中间部件构成且在接地电极上接合中间部件一侧的火花塞(参照专利文献1)。另外，在专利文献1中，通过使中间部件的与接地电极接合的接合面即底面(第2面)比与贵金属部件接合的接合面即顶面(第1面)宽，来扩大焊接面积并提高接合强度。由此，可通过通用的电阻焊接来接合点火部与接地电极。

另外，贵金属部件和中间部件的接合一般通过激光焊接完成，但形成于两者接合部位的熔融部一般来说比贵金属部件及中间部件的强度低。因此，在接地电极上电阻熔接点火部时，为了使中间部件与接地电极的接合面紧密贴合而通过贵金属部件向中间部件施加必要的压力时，可能导致在熔融部中内部应力升高而发生变形。另外，当受到伴随火花塞的使用而产生的冷热负荷时，可能受残留的内部应力影响而发生裂纹及剥离等。为了防止这种情况，如专利文献1所述，对为使底面比顶面宽而设置的凸缘部(法兰(Flange)部)施加压力，从而避免对贵金属部件造成压力。在此状态下，可使中间部件的底面与接地电极的内表面紧密贴合并进行电阻焊接。

专利文献1：日本特开2004-134209号公报

发明内容

然而，如专利文献1所述，电阻焊接时通过筒状的夹具等对中间部件的凸缘部施加压力时，会出现底面的周边部上对接地电极的内表面的挤压力增大、而在底面的中央部上挤压力减小的状态。因此，通过夹具中流通焊接电流时，在与接地电极的内表面紧密贴合的底面的周边部上焊接电流容易流动，并以此为起点扩展形成熔融部。根据焊接条件(焊接电流的大小及流动时间等)不同，可能在远离周边部的中央部产生没有形成熔融部的部位。尤其在凸缘部的刚度低而按压时产生挠曲的状态下，可能在底面的中央部上由于不与接地电极的内表面抵接而产生间隙。当从周边部向内部扩展的氧化膜达到这样的熔融部的非形成部位时，可能导致氧化膜扩大，并产生裂纹及剥离等。

本发明为解决上述问题而完成，其目的在于提供一种火花塞，在接地电极上电阻焊接与贵金属部件成为一体的中间部件时，在中间部件的底面中的柱部的投影范围内可靠地形成熔融部，从而提高接合强度。

根据本发明的实施方式，提供一种火花塞，包括：中心电极；绝缘体，具有沿着轴线方向延伸的轴孔，在所述轴孔内保持所述中心电极；主体配件，在圆周方向上包围并保持所述绝缘体；接地电极，一端部与所述主体配件接合，且以另一端部的自身的一面与所述中心电极的前端部相对的方式弯曲，与所述中心电极之间形成火花放电间隙；以及点火部，设置于所述接地电极的所述另一端部的所述一面上形成所述火花放电间隙的位置，呈从所述一面向所述中心电极突出的状态，且在自身的突出方向上，被配置于所述中心电极侧的贵金属部件和被配置于所述贵金属部件与所述接地电极之间的中间部件相互接合，所述点火部的所述中间部件具有：柱部，具有与所述贵金属部件接合的接合面即顶面，且沿着所述突出方向延伸而呈柱状；和凸缘部，具有与所述接地电极接合的接合面即底面，且直径比所述柱部在径向上扩大而呈凸缘状，所述接地电极的所述一面与所述中间部件的所述底面通过电阻焊接相互接合，通过所述电阻焊接在所述一面与所述底面之间形成熔融部，在观察用包含沿着所述点火部的所述突出方向的所述点火部自身的中心线的平面切断所述中间部件和所述接地电极而得到的剖面时，当设所述熔融部中的、经过所述柱部与所述凸缘部的边界线且沿着所述突出方向的假想平面内所形成的部位在与所述突出方向正交的方向上所占的长度为d，并且设所述柱部在与所述突出方向正交的方向上的长度为D时，满足d≥0.1D。

在本实施方式中，贵金属部件与中间部件接合而形成的点火部，在接地电极的一面通过电阻焊接而接合中间部件的底面，从而与接地电极接合。形成于两者的接合部位的熔融部在点火部的剖面中可靠地形成于柱部在与点火部的突出方向正交的方向上的长度D的范围内(换言之，即柱部在中间部件的底面上投影的范围内)，因此能够提高点火部与接地电极的接合强度。如果熔融部的长度d是柱部的长度D的0.1倍(10％)以上，即满足d≥0.1D，则在火花塞通常的使用中，能够得到足以抑制剥离等的发生及氧化膜的扩展的接合强度。

当d＜0.1D时，在与点火部的突出方向正交的方向上，在点火部和接地电极之间没有形成熔融部的部位占到90％以上。即，在中间部件的底面中的柱部的长度D的范围内熔融部的呈稀疏的状态，难以维持点火部与接地电极的接合状态。从点火部与接地电极的接合部位的外部向内部扩展的氧化膜，在熔融部呈稀疏的状态下容易快速扩展，因此可能容易在熔融部上发生剥离及裂纹等。

在本实施方式中，在观察所述剖面时，所述熔融部可满足d≥0.4D。并且，可在从所述中心线的位置沿着与所述突出方向正交的方向到相距D/4远的位置的范围内，形成有所述熔融部的至少一部分。

为了进一步提高接合强度，使得即使在更加严酷的环境中使用火花塞也能够充分地维持点火部与接地电极的接合状态，可以使熔融部的长度d在柱部的长度D的0.4倍(40％)以上，即满足d≥0.4D。并且，可使熔融部的至少一部分存在于从点火部的中心线的位置沿着与突出方向正交的方向到相距D/4远的位置的范围内。这样一来，能够在中间部件的底面中的柱部的长度D的范围内，使熔融部呈更密集的状态。由此，即使被暴露于更严酷的环境下也能抑制氧化膜的扩展，因此能够防止剥离及裂纹等发生。

在本实施方式中，在观察所述剖面时，厚度t和厚度T1满足t＜T1，所述厚度t是在从所述中心线的位置沿着与所述突出方向正交的方向到相距D/4远的位置的范围内、所述熔融部在所述突出方向上的厚度最薄的部位的厚度，所述厚度T1是沿着与所述突出方向正交的方向从与所述中心线的位置相距D/4远的位置到相距D/2远的位置的范围内、所述熔融部在所述突出方向上的厚度最厚的部位的厚度。

由于配置在火花放电间隙的点火部在火花放电时被暴露于高温下，因此为了降低对贵金属部件的热负荷，优选迅速地向接地电极一侧传导在点火部受的热，防止点火部蓄热。为此，优选将可能降低热传导性的熔融部的厚度(在点火部的突出方向上的厚度)变薄，从而使热顺利地从点火部流向接地电极一侧。在本实施方式中，如果满足t＜T1，则在从点火部的中心线的位置到相距D/4远的位置的范围内，能够顺利地进行从点火部到接地电极的热引导，并能够提高贵金属部件的耐火花消耗性。另外，由于能降低对熔融部的热负荷，因此能抑制熔融部上的氧化膜的扩展，从而提高点火部与接地电极的接合强度。

在本实施方式中，在观察所述剖面时，当设所述熔融部中的、从所述中心线的位置沿着与所述突出方向正交的方向到相距D/4远的位置的范围内所形成的部位中厚度最厚的部位的厚度为T2时，比所述厚度T2与所述厚度t的中间厚度(T2+t)/2厚的第1厚层部、比所述中间厚度(T2+t)/2薄的薄层部、以及比所述中间厚度(T2+t)/2厚且不同于所述第1厚层部的第2厚层部被配置为依次沿着与所述突出方向正交的方向连续排列。并且，厚度为t的所述部位可位于所述薄层部。

这即意味着从点火部的中心线的位置到相距D/4远的位置为止的范围内所形成的熔融部的厚度有凹凸，可通过薄层部顺利地进行从点火部到接地电极的热引导。这样，为了通过电阻焊接依次连续排列第1厚层部、薄层部、第2厚层部而形成熔融部，进行以下操作。在焊接前的中间部件的底面上，形成从底面突出的突起部，电阻焊接时，在中间部件的底面接触到接地电极的一面之前使突起部接触并熔融，使熔融部在突起部的周围成长。即，作为突起部的残余，在熔融部的厚度上产生凹凸。并且，如果这种状态的熔融部形成在从点火部的中心线的位置到相距D/4远的位置的范围内，则能够在中间部件的底面中的柱部的长度D的范围内使熔融部呈密集的状态，从而提高接合强度。另外，还能够通过薄层部顺利地从点火部进行热引导，并提高贵金属部件的耐火花消耗性。此外，通过降低对熔融部的热负荷，能够进一步地提高接合强度。

附图说明

图1是火花塞100的部分剖视图。

图2是扩大火花塞100的火花放电间隙GAP附近的剖视图。

图3是点火部70附近的剖视图。

图4是表示作为变形例的点火部170的状态的剖视图。

图5是扩大作为变形例的火花塞200的火花放电间隙GAP附近的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明火花塞的一个具体化的实施方式进行说明。首先，参照图1至图3对作为一例的火花塞100的结构进行说明。另外，在图1、图2中，将火花塞100的轴线O方向作为附图中的上下方向，将下侧作为火花塞100的前端侧、上侧作为后端侧进行说明。

如图1所示，火花塞100大致具有以下结构：在绝缘体10的轴孔12内的前端侧保持中心电极20，在后端侧保持端子配件40，并且用主体配件50在圆周方向上包围并保持绝缘体10。在主体配件50的前端面57上接合接地电极30，接地电极30的另一端部(前端部31)一侧被弯曲为与中心电极20的前端部22相对，并与中心电极20之间形成火花放电间隙GAP。

首先，对火花塞100的绝缘体10进行说明。众所周知，绝缘体10通过烧制氧化铝等而形成，并具有在轴中心形成有沿轴线O方向延伸的轴孔12的筒形状。在轴线O方向的大致中央形成有外径最大的凸缘部19，在凸缘部19的后端侧(图1中的上侧)上形成有后端侧主体部18。在凸缘部19的前端侧(图1中的下侧)上形成有外径小于后端侧主体部18的前端侧主体部17，并且在前端侧主体部17的前端侧上形成有外径小于前端侧主体部17的腿部13。腿部13越靠近前端侧直径越小，且当火花塞100被安装于内燃机的发动机头(未图示)上时，被暴露于燃烧室内。腿部13和前端侧主体部17之间阶梯状地形成阶梯部15。

接下来，对中心电极20进行说明。中心电极20是棒状的电极，具有以下结构：在由Ni或以Ni为主要成分的合金、例如铬镍铁合金(商标名)600或601等形成的基材24的内部埋入比基材24导热性优良的由铜或以铜为主要成分的合金构成的芯材25。中心电极20被保持在绝缘体10的轴孔12内的前端侧，如图2所示，前端部22比绝缘体10的前端向前端侧突出。中心电极20的前端部22以朝向前端侧直径缩小的方式形成，为了提高耐火花消耗性，在前端部22的前端面上接合由贵金属构成的电极端头90。

如图1所示，中心电极20经由在轴孔12内沿轴线O方向延伸设置的导电性的密封体4及陶瓷电阻3，与后方(图1中的上方)的端子配件40电连接。使用火花塞100时，高压电缆(未图示)经由插头(未图示)连接到端子配件40上，并施加高压。

接下来，对主体配件50进行说明。主体配件50是用于在内燃机的发动机头(未图示)上固定火花塞100的圆筒状配件。主体配件50通过包围从绝缘体10的后端侧主体部18的一部分到腿部13的部位，将绝缘体10保持在自身的内部。主体配件50以低碳钢为材料形成，具有与未图示的火花塞扳手嵌合的工具扣合部51、和形成有用于与发动机头的安装孔(未图示)螺合的螺纹的安装螺纹部52。

在主体配件50的工具扣合部51与安装螺纹部52之间形成有凸缘状的密封部54。在安装螺纹部52与密封部54之间的螺纹颈59上，嵌入通过折弯板体而形成的环状的垫片5。当火花塞100被安装到发动机头的安装孔(未图示)上时，垫片5在密封部54的座面55与安装孔的开口周缘之间被压溃且变形而使两者之间密封，从而防止经由安装孔向发动机内漏气。

在主体配件50的工具扣合部51的后端侧上设置较薄的铆接部53，在密封部54与工具扣合部51之间设置有与铆接部53同样较薄的弯曲部58。在从工具扣合部51到铆接部53的主体配件50的内周面与绝缘体10的后端侧主体部18的外周面之间夹着圆环状的环部件6、7，并且在两个环部件6、7之间填充滑石(Talc)9的粉末。通过向内侧折弯铆接部53进行铆接，使绝缘体10通过环部件6、7及滑石9在主体配件50内被朝向前端侧按压。由此，在主体配件50的内周中形成于安装螺纹部52的位置上的阶梯部56上，经由环状的密封板8支撑绝缘体10的阶梯部15，从而主体配件50与绝缘体10成为一体。此时，主体配件50与绝缘体10之间的气密性通过密封板8保持，从而防止燃烧气体流出。在进行铆接时，弯曲部58伴随压缩力的增加向外挠曲变形，通过使滑石9在轴线O方向的压缩长度变长来提高主体配件50内的气密性。

接下来，对接地电极30进行说明。接地电极30是剖面为矩形的呈棒状的电极，与中心电极20同样由Ni或以Ni为主要成分的合金、例如铬镍铁合金(商标名)600或601等构成。如图2所示，接地电极30的一端部(基端部32)接合于主体配件50的前端面57上，沿轴线O方向延伸并在弯曲部34处被折弯，在另一端部(前端部31)上，形成为自身的一面(内表面33)与中心电极20的前端部22相对的状态。在接地电极30的前端部31与中心电极20的前端部22之间形成火花放电间隙GAP。

在接地电极30的前端部31的内表面33上，在形成火花放电间隙GAP的位置上，设置从内表面33向中心电极20的前端部22突出为针状的点火部70。点火部70由沿从接地电极30突出的突出方向(本实施方式中轴线O方向)重叠接合的中间部件75和贵金属部件71构成。

如图3所示，贵金属部件71由以耐火花消耗性高的贵金属为主要成分的部件呈圆柱状地形成。贵金属部件71在点火部70的突出方向上比中间部件75靠近中心电极20一侧(参照图2)，且与中间部件75的顶面79接合。中间部件75与贵金属部件71的接合通过对两者的接合面(结合面)附近进行的激光焊接(或电子束焊接)实现。在中间部件75与贵金属部件71的焊接部位上形成构成两者的成分混熔的熔融部72。

中间部件75由以Ni为主要成分的Ni合金形成，具有沿从接地电极30突出的自身的突出方向延伸的呈柱状的柱部76、和比柱部76在径向上扩大外径的呈凸缘状的凸缘部77。凸缘部77以包含与接地电极30的内表面33的接合面即底面80的状态，设于柱部76在突出方向上的一端上。底面80和内表面33通过电阻焊接接合，且在两者之间形成中间部件75的成分与接地电极30的成分相混合的熔融部73。这里，熔融部73由树枝状组织(枝晶)或大理石花纹状组织、或两者混合存在的组织等金属组织构成。

在本实施方式中，熔融部73在底面80的周边部84附近沿突出方向增厚。在底面80的中央部83附近可见从底面80突出的突部78，在突部78的周围也形成较厚的熔融部73。突部78的突出前端与接地电极30接近或密接。由于存在突部78，在熔融部73上产生点火部70的突出方向上的厚度比周围薄的部位。这样，熔融部73散布于中间部件75的底面80与接地电极30的内表面33之间，然而这只是一例，根据电阻焊接的条件不同也有形成于底面80整体的情况以及在周边部84上不形成熔融部73的情况。但是，在本实施方式中，在中央部83附近可靠地形成熔融部73。对此将后述。

如图2所示，通过在火花放电间隙GAP上设置由中间部件75和贵金属部件71构成的点火部70，当火花放电时，在中心电极20的电极端头90与点火部70的贵金属部件71之间进行火花放电。另外，虽然火花放电间隙GAP是指在中心电极20和接地电极30之间进行火花放电的部位，但是当像本实施方式一样分别设有电极端头90和点火部70时，火花放电在该电极端头90与点火部70之间进行。因此从狭义上说，也称电极端头90与点火部70之间的间隙为火花放电间隙GAP。

如果是这种结构的火花塞100，在制造过程中，当如图3所示电阻焊接点火部70和接地电极30时，点火部70按压到接地电极30，从而使中间部件75的底面80与接地电极30的内表面33抵接。在这种状态下，焊接电流在中间部件75与接地电极30之间流动，且由于随着底面80和内表面33之间的接触电阻而产生的发热，两者的接合面熔融，从而形成两者的成分混合的熔融部73。在电阻焊接的过程中，为了防止经由贵金属部件71按压中间部件75而导致在贵金属部件71与中间部件75之间的熔融部72上产生应力，从与底面80相反的一侧按压凸缘部77，从而按压点火部70。因此，在底面80的周边部84附近与内表面33的接触电阻下降，从而焊接电流容易流动，且在周边部84附近容易形成熔融部73。

另外，在本实施方式中，在接合前，在中间部件75的底面80的中央部83附近设有从底面80突出的、突部78的源头的突起部(未图示)。在电阻焊接的过程中，当按压点火部70时，最初由突起部与接地电极30的内表面33接触。由于随着突起部与内表面33的接触电阻而产生的发热，突起部熔融，且底面80逐渐靠近内表面33，当周边部84与内表面33接触时，在底面80的中央部83附近形成充分大的熔融部73。即，图3的突部78被确认为熔化后的突起部的残余。为了像这样在中央部83附近可靠地形成熔融部73，且可靠地提高点火部70与接地电极30的接合强度，在本实施方式中，规定中央部83附近的熔融部73的形成位置及其大小。

具体地，如图3所示，当用包含点火部70的中心线Q的剖面切割点火部70和接地电极30时，规定熔融部73的形成位置在中间部件75的柱部76在与点火部70的突出方向正交的方向上所占的长度D的范围内。另外，长度D的范围是指从中心线Q的位置沿与突出方向正交的方向到相距D/2远的位置为止的范围A+B，即沿突出方向延长经过柱部76和凸缘部77的边界线的假想面时所切取的底面80的范围。并且规定在与突出方向正交的方向上，熔融部73的长度d至少具有柱部的长度D的10％以上的大小，即满足d≥0.1D。

在与突出方向正交的方向上，当熔融部73在范围A+B内的长度d小于10％时，在范围A+B内，没有形成熔融部73的部位占90％以上。即在底面80的中央部83附近，熔融部73较稀疏。因此，点火部70与接地电极30的接合强度主要由形成于底面80的周边部84上的熔融部73维持。从周边部84一侧向中央部83一侧形成的氧化膜在熔融部73较稀疏的中央部83附近容易快速形成，因而可能容易在熔融部73上发生剥离及裂纹等。这一点基于后述的实施例1的结果。通过在柱部76在与点火部70的突出方向正交的方向上所占的长度D的范围(范围A+B)内形成具有长度D的10％以上的长度d的熔融部73，点火部70和接地电极30能够具有经得住严酷的冷热试验的接合强度。

为了进一步提高接合强度，优选在从中心线Q的位置沿与突出方向正交的方向到相距D/4远的位置的范围A内，存在熔融部73的至少一部分。另外还可以使熔融部73的长度d至少具有长度D的40％以上的大小，即满足d≥0.4D。这样一来，可使熔融部73在底面80的中央部83附近呈更密集的状态。由于能抑制氧化膜在形成于中央部83附近的熔融部73上扩展，因此能抑制剥离及裂纹等发生。同样这一点基于后述的实施例1的结果。如果按上述方式规定熔融部73的长度d，则点火部70与接地电极30能够具有经得住更严酷的冷热试验的接合强度。

另外，配置于火花放电间隙GAP的点火部70在火花放电时暴露于高温下。为了降低对贵金属部件71的热负荷，优选迅速地向接地电极30一侧传导在点火部70所受的热，从而防止点火部70蓄热。在此，当从中间部件75向接地电极30一侧传导热量时，形成于点火部70与接地电极30之间的熔融部73可能降低热传导性。因此，优选将熔融部73在点火部70的突出方向上的厚度变薄，从而使热顺利地从点火部70流向接地电极30。

在本实施方式中，如上所述，预先在中间部件75的底面80上设置突起部(未图示)，在电阻焊接的过程中，最初由突起部和接地电极30的内表面33接触。当随着电阻焊接过程的进展突起部熔融时，在突起部的周围熔融部73扩展。在熔融部73的形成过程中，由于朝向接地电极30对中间部件75持续进行按压，因此在突起部与接地电极30相对的位置上，可使熔融部73的厚度变薄。其结果，如电阻焊接后点火部70与接地电极30的接合部位的剖面(经过中心线Q的剖面)所示，在突起部的残余即突部78周围形成厚度厚的熔融部73，并在突部78的位置上形成厚度薄的熔融部73。即能观察到突起部的残余所引起的中央部83附近的熔融部73的厚度(突出方向的厚度)凹凸。

因此，设形成于范围A内的熔融部73的厚度最薄的部位的厚度为t。设沿与突出方向正交的方向从与轴心线Q的位置相距D/4远的位置到相距D/2远的位置为止的范围B内形成的熔融部73的厚度最厚的部位的厚度为T1。如上所述，由于形成于范围A内的熔融部73中存在设于中间部件75上的突起部(未图示)的残余，因此满足t＜T1。即在范围A内存在熔融部73的厚度薄的部位。由此，能够顺利地进行从点火部70向接地电极30一侧的热引导，并提高贵金属部件71的耐火花消耗性。由于对熔融部73的热负荷也降低，所以能抑制熔融部中氧化膜的扩展，从而提高点火部70与接地电极30的接合强度。当不存在作为突起部残余的凹凸时，或突部78的位置在范围A的外部时，t≥T，热引导受阻，因此不利于获得更高的接合强度。

更具体地，如图3所示，设形成于范围A内的熔融部73的部位中厚度最厚的部位的厚度为T2，并以厚度T2与厚度最薄的部位的厚度t的中间厚度(T2+t)/2(图中用虚线K表示)为基准。设厚度比中间厚度(T2+t)/2厚的熔融部73的区域为第1厚层部L，同样设厚度比中间厚度(T2+t)/2厚且不同于第1厚层部L的熔融部73的区域为第2厚层部N。设厚度比中间厚度(T2+t)/2薄的熔融部73的区域为薄层部M。此时，在本实施方式中，在范围A内，熔融部73中的第1厚层部L、薄层部M及第2厚层部N依次沿与突出方向正交的方向连续排列。

这样，通过在点火部70的底面80的中央部83附近可靠地形成熔融部73，使点火部70与接地电极30的接合强度提高。另外，由于熔融部73具有厚度薄的薄层部M，能顺利地进行从点火部70向接地电极30的热引导，并能提高贵金属部件71的耐火花消耗性。由于对熔融部73的热负荷降低，能够抑制熔融部中的氧化膜的扩展，并提高点火部70与接地电极30的接合强度。

另外，本发明能进行各种变形。例如，点火部70与接地电极30的前端部31上的内表面33接合，内表面33是接地电极30的一面，仅指面向中心电极20的前端部22的一侧的面。但是不一定是指接地电极30弯曲后朝内的面。例如，也能应用于在接地电极30的前端部31的端面(即在长度方向上最前端的一面)上接合点火部70的火花塞。

薄层部M从设于接合前的中间部件75的底面80上的突起部(未图示)的残余即突部78形成，然而突起部也可以在接地电极30一侧，且突起部的数量不限于一个，也可以是两个以上。

中间部件75的柱部76形成沿点火部70的突出方向延伸的柱状，然而柱部76的外径可以不恒定，且柱部76的形状不限于圆柱。例如，如图4所示的点火部170的中间部件175所示，随着在突出方向上远离凸缘部177并靠近贵金属部件171，柱部176的外径逐渐缩小。这种情况下，柱部176在含有点火部170的中心线Q的剖面上在与点火部170的突出方向正交的方向上占的长度D能够以柱部176的最大外径为基准设定。或者能够以柱部176在与凸缘部177的边界位置上的外径为基准来设定长度D。

在本实施方式中，接地电极30的内表面33与中心电极20相对并形成火花放电间隙GAP，将内表面33作为相当于本发明中的“一面”的面设置点火部70。“一面”不一定是指接地电极30弯曲后朝内的面，只要是位于在接地电极30的外表面上与中心电极20之间形成火花放电间隙GAP的位置的面即可。例如，如图5所示的火花塞200，可以呈与中心电极20相接合的电极端头190沿轴线O方向延长的状态，并且接地电极130的前端部131弯曲为朝向电极端头190。火花放电间隙GAP在接地电极130的前端侧的端面133与电极端头190之间形成。这种情况下，可将构成火花放电间隙GAP的接地电极130的端面133作为“一面”，在端面133上设置点火部70。

这样，由于形成于点火部70与接地电极30之间的熔融部73在底面80的中央部83附近形成，且熔融部73具有薄层部M，因此可提高点火部70与接地电极30的接合强度，为了确认这一点，进行以下评价试验。

(实施例1)

首先，为了确认形成于中间部件75的柱部76的长度D的范围(范围A+B)内的熔融部73的长度d的大小的比例与接合强度的关系，进行评价试验。在进行该评价试验时，将用铬镍铁合金601(注册商标)制造的中间部件与由Pt-10Ni构成的贵金属部件相接合形成点火部。另外，通过电阻焊接将点火部接合到由铬镍铁合金601形成的接地电极上，准备13种130份(每种10份)的火花塞样品。届时，通过适当地调整中间部件的突起部的形状及大小、位置等，并适当地调整点火部与接地电极电阻焊接的条件，按照每种样品种类在目标位置形成目标大小(在点火部的突出方向上的目标长度)的熔融部。

具体地，样品1在范围A+B内不形成熔融部。对于样品2至13，使形成于范围A+B内的熔融部的长度d在0.05至0.45(mm)的范围内适当地变更。柱部的长度D为0.8mm，熔融部的长度d的比例d/D在0.06至0.56(6％至56％)的范围内变更。使样品7、9、11、13在范围A内形成熔融部的至少一部分。也就是说，使其它的样品2至6、8、10、12在范围A内不形成熔融部。

针对从各样品种类中分别抽出5份的样品，进行以以下试验为1次循环的3000次循环的冷热试验：用燃烧器对点火部及接地电极进行加热，加热到1000℃并保持2分钟后，进行1分钟的冷却(自然冷却)。针对各样品种类剩余的5份样品，为了确认在更严酷的冷热条件下能否维持充分的接合强度，将冷热试验的加热温度设为1050℃，并进行相同的3000次循环的冷热试验。

在冷热试验后，用经过各样品中心线Q的剖面切割各样品，并用放大镜对点火部与接地电极之间的熔融部进行观察。在剖面中观察熔融部，在与点火部的突出方向正交的方向上测定熔融部的长度d，并且确认在熔融部上是否发生剥离，并测定产生于熔融部的氧化膜的长度。在各样品种类中，当5份中即使只有1份发生剥离时，也由于得不到期望的接合强度而评价为×。在各样品种类中，当5份都没有发生剥离，而有1份样品发现具有熔融部的长度d的50％以上长度的氧化膜的扩展时，虽然产生了氧化膜，但点火部与接地电极的接合状态仍可维持，因此作为能得到充分的接合强度的良好产品，评价该样品种类为△。另一方面，在各样品种类中，当5份都没有发生剥离，且没有1份样品发现具有熔融部的长度d的50％以上的长度的氧化膜的扩展时，作为能得到高接合强度的优良产品，评价该样品种类为○。评价试验的结果如表1所示。

表1

如表1所示，在加热到1000℃的冷热试验中，熔融部的长度d的比例在0.10(10％)以上的样品3至13中，无论是否形成范围A内的熔融部，都能充分地抑制剥离的发生及氧化膜的扩展。但是，在加热到更严酷的冷热条件的1050℃的冷热试验中，发现氧化膜的扩展(样品3至8、10、12)。即使是熔融部的长度d的比例为0.50(50％)且接合强度进一步提高的样品12，也不能充分地抑制氧化膜的扩展。但是，当在范围A内形成熔融部的至少一部分时，从样品7与样品9、11、13的对比结果可明显看出，只要熔融部的长度d的比例为0.40(40％)以上，就能够充分地抑制剥离的发生及氧化膜的扩展。

(实施例2)

接下来，为了确认在范围A内的熔融部73中存在厚度薄的部位所带来的效果，进行评价试验。在该评价试验中，与实施例1同样将用铬镍铁合金601制造的中间部件与由Pt-10Ni构成的贵金属部件相接合形成点火部。另外，准备5种火花塞的样品，用于以下试验：通过电阻焊接将点火部接合到由铬镍铁合金601形成的接地电极上，并在与设有由It-5Pt构成的电极端头的中心电极之间形成火花放电间隙。届时，通过适当地调整中间部件的突起部的形状及大小、位置等，并适当地调整点火部与接地电极电阻焊接的条件，按照每种样品种类分别在目标位置形成目标大小(在点火部的突出方向上的目标长度)的熔融部。

具体地，对于样品21，在形成于范围A内的熔融部的厚度最薄的部位上，厚度t大致接近于0(例如小于0.01mm)。对于样品22至25，熔融部73的厚度t依次为0.02、0.04、0.06、0.08(mm)。柱部的长度D为0.8mm。在形成于范围B内的熔融部的厚度最厚的部位上，熔融部的厚度T1在0.14至0.20(mm)的范围内适当地变更，且均满足t＜T1。

将各样品安装到四汽缸2000cc的试验用发动机上，以A/F为12.5的混合气作为燃料，以5000rpm进行400小时的运行试验。在该评价试验的前后，分别测定接地电极侧的点火部与中心电极侧的电极端头之间间隙的大小，并求出各样品的评价试验前后的间隙的增加量。评价试验的结果如表2所示。另外，在表2的样品21中，最小厚度t的栏中所示的“≈”表示值不为0但接近于0。

表2

如图2所示，在形成于范围A内的熔融部的厚度最薄的部位上的熔融部的厚度t越厚，点火部与电极端头的间隙越大。即能确认：熔融部的厚度越薄，从点火部向接地电极的热引导越能顺利地进行，贵金属部件被冷却，因此可提高耐火花消耗性。因此，优选在范围A内设置熔融部的厚度薄的部位。

Claims

1.一种火花塞，

包括：中心电极；

绝缘体，具有沿着轴线方向延伸的轴孔，在所述轴孔内保持所述中心电极；

主体配件，在圆周方向上包围并保持所述绝缘体；

接地电极，一端部与所述主体配件接合，且以另一端部的自身的一面与所述中心电极的前端部相对的方式弯曲，与所述中心电极之间形成火花放电间隙；以及

点火部，设置于所述接地电极的所述另一端部的所述一面上形成所述火花放电间隙的位置，呈从所述一面向所述中心电极突出的状态，且在自身的突出方向上，被配置于所述中心电极侧的贵金属部件和被配置于所述贵金属部件与所述接地电极之间的中间部件相互接合，

所述点火部的所述中间部件具有：

柱部，具有与所述贵金属部件接合的接合面即顶面，且沿着所述突出方向延伸而呈柱状；和

凸缘部，具有与所述接地电极接合的接合面即底面，且直径比所述柱部在径向上扩大而呈凸缘状，

所述火花塞的特征在于，

所述接地电极的所述一面与所述中间部件的所述底面通过电阻焊接相互接合，通过所述电阻焊接在所述一面与所述底面之间形成熔融部，

在观察用包含沿着所述点火部的所述突出方向的所述点火部自身的中心线的平面切断所述中间部件和所述接地电极而得到的剖面时，当设所述熔融部中的、经过所述柱部与所述凸缘部的边界线且沿着所述突出方向的假想平面内所形成的部位在与所述突出方向正交的方向上所占的长度为d，并且设所述柱部在与所述突出方向正交的方向上的长度为D时，满足d≥0.1D。

2.如权利要求1所述的火花塞，其特征在于，

在观察所述剖面时，

所述熔融部满足d≥0.4D，并且，

在从所述中心线的位置沿着与所述突出方向正交的方向到相距D/4远的位置的范围内，形成有所述熔融部的至少一部分。

3.如权利要求1或2中所述的火花塞，其特征在于，

在观察所述剖面时，

厚度t和厚度T1满足t＜T1，

所述厚度t是在从所述中心线的位置沿着与所述突出方向正交的方向到相距D/4远的位置的范围内、所述熔融部在所述突出方向上的厚度最薄的部位的厚度，

所述厚度T1是沿着与所述突出方向正交的方向从与所述中心线的位置相距D/4远的位置到相距D/2远的位置的范围内、所述熔融部在所述突出方向上的厚度最厚的部位的厚度。

4.如权利要求3所述的火花塞，其特征在于，

在观察所述剖面时，

当设所述熔融部中的、从所述中心线的位置沿着与所述突出方向正交的方向到相距D/4远的位置的范围内所形成的部位中厚度最厚的部位的厚度为T2时，比所述厚度T2与所述厚度t的中间厚度(T2+t)/2厚的第1厚层部、比所述中间厚度(T2+t)/2薄的薄层部、以及比所述中间厚度(T2+t)/2厚且不同于所述第1厚层部的第2厚层部被配置为依次沿着与所述突出方向正交的方向连续排列，并且厚度为t的所述部位位于所述薄层部。