CN102893470A - 火花塞 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种火花塞，即使在减小了火花塞的直径的情况下，也确保接地电极与主体金属壳体之间的接合强度。该火花塞（100）包括：中心电极（20）；接地电极（30），其由镍的含有率为95质量％以上的金属材料构成；以及大致筒状的主体金属壳体（50），其在顶端面（57）焊接有接地电极（30）的一端。关于该火花塞（100），接地电极（30）自主体金属壳体（50）的顶端面最深地埋没到主体金属壳体（50）的内部的部分的深度BD满足0.15mm≤BD≤0.40mm的条件，并且，接地电极（30）的最靠近因焊接而变形的部分的部位处的宽度EW1和上述接地电极的因焊接而变形的部分的主体金属壳体（50）的顶端面（57）上的宽度EW2满足（EW2-EW1）/EW1≥0.1的条件。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及一种安装于内燃机的火花塞（spark plug）。

背景技术

近年来，由于内燃机的输出增高，因此需要扩大进气阀、排气阀的阀门直径。此外，为了高效地冷却提高了输出的内燃机，需要具备更大的水冷套（water jacket）。但是，如果进行以上的对策，由于安装于内燃机的火花塞的设置空间变小，因此需要减小火花塞的直径。

由于近年来对内燃机强烈要求低排放化，因此对于火花塞来说，谋求较高的点火性能。因此，优选的是，即使缩小火花塞的主体金属壳体的直径，也使焊接于主体金属壳体的接地电极的尺寸尽可能增大。但是，若欲增大接地电极，由于该接地电极的厚度逐渐与直径缩小了的主体金属壳体的厚度相同（参照专利文献1），因此可能会导致用于接合两者的熔融部的尺寸变小、接地电极与主体金属壳体之间的接合强度降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003－223968号公报

专利文献2：日本特开2003－59617号公报

专利文献3：日本特开2009－16278号公报

专利文献4：日本特开2005－339864号公报

发明内容

发明要解决的问题

考虑到以上问题，本发明要解决的问题是即使在减小了火花塞的直径的情况下，也确保接地电极与主体金属壳体之间的接合强度。

用于解决问题的方案

本发明是为了解决上述问题的至少一部分而完成的，并且能够以下述方式或应用例来实现。

（应用例1）一种火花塞，包括：中心电极，其沿轴线方向伸长；接地电极，其由镍的含有率为95质量％以上的金属材料构成；以及大致筒状的主体金属壳体，其在顶端面焊接有上述接地电极的一端，该火花塞的特征在于，通过上述接地电极与上述主体金属壳体之间的焊接，上述接地电极自上述主体金属壳体的顶端面最深地埋没到上述主体金属壳体的内部的部分的深度、即埋没量BD满足：

0.15mm≤BD≤0.40mm

的条件，并且，上述接地电极的最靠近因上述焊接而变形的部分的部位处的宽度、即原宽度EW1和上述接地电极的因上述焊接而变形的部分的上述主体金属壳体的顶端面上的宽度、即变形宽度EW2满足以下条件：

（EW2-EW1）/EW1≥0.1。

根据这种结构的火花塞，由于在接地电极中含有的镍的含有率为95质量％以上，非常高，因此能够提高接地电极的导热性。因此，能够以接地电极的一部分埋没在主体金属壳体内的方式进行焊接。而且，通过使该埋没的深度（埋没量BD）满足上述条件（0.15mm≤BD≤0.40mm），并使接地电极的原宽度EW1与变形宽度EW2满足上述条件（（EW2-EW1）/EW1≥0.1），从而即使在减小了火花塞的直径的情况下，也能够确保接地电极与主体金属壳体之间的接合强度。

（应用例2）根据应用例1所记载的火花塞，其特征在于，上述原宽度EW1与上述变形宽度EW2满足以下条件：

（EW2－EW1）／EW1≥0.16。

只要接地电极的原宽度EW1与变形宽度EW2满足这种条件，就能够更可靠地确保接地电极与主体金属壳体之间的接合强度。

（应用例3）根据应用例1或应用例2所记载的火花塞，其特征在于，该火花塞还包括去除面，该去除面通过沿上述轴线方向去除因上述接地电极与上述主体金属壳体之间的焊接而沿上述接地电极的厚度方向产生的隆起部的至少一部分而形成，上述去除表面的面积、亦即去除面积CS与上述接地电极的、在最靠近因上述焊接而变形的部分最接近的部位处与上述轴线方向正交的截面的面积、亦即接地电极截面面积ES满足

CS／ES≥1.2的条件。

只要去除面积CS与接地电极截面面积ES满足这种条件，就能够更可靠地确保接地电极与主体金属壳体之间的接合强度。

（应用例4）根据应用例3所记载的火花塞，其特征在于，上述去除面积CS与上述接地电极截面面积E S满足以下条件：

CS／ES≤1.6。

只要去除面积CS与接地电极截面面积ES满足这种条件，就能够更可靠地确保接地电极与主体金属壳体之间的接合强度。

（应用例5）根据应用例1至应用例4中任一项所记载的火花塞，其特征在于，上述接地电极含有稀土类元素，上述接地电极在埋没于上述主体金属壳体的最深的部分处具有熔融层，在该熔融层中，含有上述稀土类元素的结晶的粒径为20μm以下，上述熔融层的沿着上述轴线方向的厚度、即熔融层厚度MH满足以下条件：

10μm≤MH≤200μm。

根据这种结构，由于在接地电极中含有稀土类元素，因此接地电极的导热率相对于主体金属壳体变低。因此，使得主体金属壳体易于熔融，能够在主体金属壳体内良好地埋没接地电极的一部分。此外，一般，若形成在接地电极与主体金属壳体之间的熔融层的厚度较厚，则以该部分作为起点的接地电极容易弯折。但是，只要将熔融层厚度MH控制在上述范围内，就能够使熔融层相对较薄，因此能够确保接地电极与主体金属壳体之间的接合强度。

（应用例6）根据应用例5所记载的火花塞，其特征在于，上述结晶是稀土类化合物，该稀土类化合物是含有上述稀土类元素的过饱和固溶体。

如此，只要在熔融层内含有过饱和固溶体，就能够抑制异物的混入而提高组织间的结合强度。因此，能够更可靠地确保接地电极与主体金属壳体之间的接合强度。

（应用例7）根据应用例5所记载的火花塞，其特征在于，上述结晶是稀土类化合物，该稀土类化合物是含有上述稀土类元素、且粒径为5μm以下的金属间化合物。

如此，若在熔融层内含有粒径为5μm以下的相对较小的金属间化合物，由于应力易于分散，因此能够更可靠地确保接地电极与主体金属壳体之间的接合强度。

（应用例8）根据应用例5至应用例7中任一项所记载的火花塞，其特征在于，与上述接地电极的未因上述焊接而变形的部分内的、含有上述稀土类元素的结晶的粒径相比，上述熔融层内的含有上述稀土类元素的结晶的粒径较小。

根据这种结构，能够更可靠地确保接地电极与主体金属壳体之间的接合强度。

（应用例9）根据应用例5至应用例8中任一项所记载的火花塞，其中，作为上述稀土类元素，该火花塞含有钕、钇、以及铈中的至少任一种。

若在接地电极中含有这种稀土类元素，则能够在主体金属壳体内良好地埋没接地电极的端部。

另外，本发明除了能够应用于上述火花塞，还能够应用于火花塞的制造方法。

附图说明

图1是作为本发明的实施方式的火花塞的局部剖视图。

图2是表示添加了稀土类元素的接地电极与主体金属壳体的接合方法的说明图。

图3是表示接地电极与主体金属壳体的接合部分的放大图。

图4是表示断裂试验方法的说明图。

图5是表示利用电子显微镜所得到的熔融层附近的截面图像的图。

图6是表示利用电子显微镜观察熔融层的截面的结晶构造的状态的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式和实施例。

A.实施方式：

图1是作为本发明的实施方式的火花塞100的局部剖视图。在以下，将图1中的沿轴线O的上侧作为火花塞100的顶端侧，将下侧作为后端侧来进行说明。火花塞100包括绝缘电瓷10、中心电极20、接地电极30、端子金属壳体40、以及主体金属壳体50。

中心电极20是自绝缘电瓷10的顶端突出的棒状的电极，该中心电极20穿过绝缘电瓷10的内部而与设于绝缘电瓷10的后端的端子金属壳体40电连接。中心电极20的外周由绝缘电瓷10保持，绝缘电瓷10的外周被主体金属壳体50保持于与端子金属壳体40分离的位置处。

绝缘电瓷10是在中心形成有用于容纳中心电极20及端子金属壳体40的轴孔12的筒状的绝缘体，并通过烧结以氧化铝为主的陶瓷材料而形成。在绝缘电瓷10的轴向中央处形成有扩大了外径的中央主体部19。在比中央主体部19靠后端侧处形成有使端子金属壳体40与主体电极50之间绝缘的后端侧主体部18。在比中央主体部19靠顶端侧处形成有相比于后端侧主体部18外径较小的顶端侧主体部17，在顶端侧主体部17的更靠顶端的位置处形成有相比于顶端侧主体部17外径较小且越朝向中心电极20侧去外径越小的长支承部13。

主体金属壳体50是包围并保持自绝缘电瓷10的后端侧主体部18的一部分至长支承部13的部位的圆筒状的金属壳体，该主体金属壳体在本实施例中由低碳钢构成。主体金属壳体50包括工具配合部51、安装螺纹部52、以及密封部54。主体金属壳体50的工具配合部51与用于将火花塞100安装在发动机盖（engine head）上的工具嵌合。主体金属壳体50的安装螺纹部52具有与发动机盖的安装螺纹孔螺纹结合的螺纹牙。主体金属壳体50的密封部54在安装螺纹部52的根部形成为凸缘状，在密封部54与发动机盖（未图示）之间嵌插有通过折弯板体而形成的环状的垫片5。主体金属壳体50的顶端面57呈中空的圆状，在其中央，中心电极20自绝缘电瓷10的长支承部13突出。

中心电极20是在形成为有底筒状的电极母材21的内部埋设有相比于电极母材21导热性优异的芯材25而成的棒状构件。在本实施方式中，电极母材21由以镍为主要成分的镍合金构成，芯材25由铜或以铜为主要成分的合金构成。中心电极20以电极母材21的顶端自绝缘电瓷10的轴孔12突出的状态插入绝缘电瓷10的轴孔12，并经由陶瓷电阻3及密封体4而与端子金属壳体40电连接。

接地电极30以一端与主体金属壳体50的顶端面57接合、且另一端与中心电极20的顶端部相对的方式弯曲。本实施方式的接地电极30由含有95质量％以上的镍（Ni）的镍合金形成，而且添加有0.05质量％～1.0质量％的稀土类元素即钕（Nd）。作为稀土类元素，除了钕以外，也可以使用钇（Y）、铈（Ce）。另外。除了镍、稀土类元素之外，接地电极30也可以含有铬（Cr）。例如，接地电极30能够通过使用真空熔化炉对以上述比例包含镍和钕的原材料进行熔融、铸造而制成铸块、且对该铸块实施热轧加工以及拉丝加工来制造。

图2是表示添加了稀土类元素的接地电极30与主体金属壳体50的接合方法的说明图。在本实施方式中，如图2的（a）所示，首先，利用上电极71保持接地电极30，利用下电极72保持主体金属壳体50。此时，自主体金属壳体50的顶端面57到上电极71的下表面空开0.5mm～2.0mm的间隔，自主体金属壳体50的顶端面57到下电极72的上表面空开5.0mm～30.0mm的间隔。然后，在该状态下，使用两个电极71、72分别自上下方向以400N～800N的力进行加压。另外，上电极71及下电极72由铬铜、黄铜、铍铜、铜钨、银钨、以及高速钢等材质形成。

接着，在利用上电极71及下电极72进行加压的同时，利用交流变换器电源73对这些电极71、72之间进行通电，从而进行电阻焊接。在进行通电时，基于接地电极30与主体金属壳体50之间的熔融，来自上电极71及下电极72的加压力分别降低大致50N～200N。并且，在通电之后，利用上电极71及下电极72使接地电极30与主体金属壳体50在原状态下保持50毫秒～200毫秒。另外，在本实施例中，虽利用交流变换器电源73进行通电，但是也可以使用晶体管电源、电容器电源等短时间、大电流方式的其他电源。

若如以上那样焊接接地电极30与主体金属壳体50之间，则如图2的（b）所示，接地电极30与主体金属壳体50以接地电极30的下端埋没在主体金属壳体50内的方式接合。接地电极30的下端埋没在主体金属壳体50内是因为，在本实施方式中，接地电极30的镍的含有率为95质量％以上，非常高，因此接地电极的导热性生高，从而易于向主体金属壳体50导热。此外，也是因为在本实施方式中，由于在接地电极30中添加有稀土类元素，因此接地电极30的导热率相对于主体金属壳体50变低，主体金属壳体50比接地电极30易于熔融。

若接地电极30与主体金属壳体50被接合，则如图2的（b）所示，在主体金属壳体50的上端部沿接地电极30的厚度方向产生焊接毛边80（隆起部）。因此，在主体金属壳体50的外表面及内表面分别利用剪切加工、切削加工等周知的机械加工沿轴线O去除该焊接毛边80。这样，如图2的（c）所示，制作出带有去除了焊接毛边80的接地电极30的主体金属壳体50。若利用以上所说明的接合方法对接地电极30与主体金属壳体50进行接合，则之后通过在主体金属壳体50内安装绝缘电瓷10、中心电极20来完成火花塞100。

图3是接地电极30与主体金属壳体50的接合部分的放大图。在图3的（a）中示出接地电极30在宽度方向上的放大图。在以下的说明中，将位于最靠近因接地电极30与主体金属壳体50之间的焊接而变形的部分的部位的接地电极30的宽度称为“原宽度EW1”。此外，将位于因接地电极30与主体金属壳体50之间的焊接而变形的部分的主体金属壳体50的顶端面57上的接地电极30的宽度称为“变形宽度EW2”。此外，将去除了焊接毛边80（参照图2）的部分的面积称为“去除面积CS”。去除面积CS是分别加上接地电极30及主体金属壳体50的内表面与外表面的去除面积所得的面积。

在图3的（b）中示出接地电极30在厚度方向上的放大图。在以下的说明中，将位于最靠近因接地电极30与主体金属壳体50之间的焊接而变形的部分的部位的接地电极30的厚度称为“原厚度ET1”，将位于因接地电极30与主体金属壳体50之间的焊接而变形的部分的主体金属壳体50的顶端面57上的接地电极30的厚度（去除毛边之后的厚度）称为“变形厚度ET2”。此外，在以下的说明中，将利用与轴线O正交的平面在最靠近因接地电极30与主体金属壳体50之间的焊接而变形的部分的部位切断接地电极30而得的截面面积称为“接地电极截面面积ES”。该接地电极截面面积E S由原宽度EW1与原厚度ET1之积表示。

在图3的（c）中示出接地电极30的宽度方向上的截面。如图3的（c）所示，若接地电极30与主体金属壳体50以图2所示的方法焊接，则在比主体金属壳体50的顶端面57低的位置（后端侧的位置）处，在接地电极30与主体金属壳体50之间的边界处形成熔融层ML。在本实施方式中，将在接地电极30与主体金属壳体50之间的边界处包含稀土类元素的结晶的粒径为20μm以下的范围称为熔融层ML。在以下的说明中，将接地电极30（包含熔融层ML）自主体金属壳体50的顶端面57最深地埋没到主体金属壳体50的内部的部分的深度称为“埋没量BD”。此外，将接地电极30自主体金属壳体50的顶端面57最深地埋没到主体金属壳体50的内部中的部分的熔融层ML的厚度称为“熔融层厚度MH”。

对于本实施方式的火花塞100，以满足以下的条件1～条件4的方式制作图3所示的各种参数。条件1是关于埋没量BD的条件，条件2是关于接地电极30的宽度方向的变形比例（以下，称为“宽度方向变形比例”）的条件。此外，条件3是关于去除面积CS相对于接地电极截面面积ES的比例（以下，称为“去除面积之比”）的条件，条件4是关于熔融层厚度MH的条件。

·条件1：0.15mm≤BD≤0.40mm

·条件2：（EW2-EW1）/EW1≥0.1

·条件3：1.2≤CS/ES≤1.6

·条件4：10μm≤MH≤200μm

而且，本实施方式的火花塞100以熔融层ML的结晶构造满足以下的条件5的方式制作。

·条件5：在熔融层ML中包含的稀土类化合物的结晶是包含稀土类元素的过饱和固溶体、或是包含稀土类元素的粒径为5μm以下的金属间化合物中的至少任一者。

通过满足上述的各种条件，使本实施方式的火花塞100能够确保接地电极与主体金属壳体之间的接合的强度。以下，根据试验结果说明上述各条件的依据。

B.实施例：

在本实施例中，准备原厚度ET1及原宽度EW1不同的（即，截面面积不同）多种接地电极30，对于每种接地电极30，在电对接接地电极30与主体金属壳体50进行时分别使在电极71、72之间流动的电流值在1.5KA～3.0KA的范围内变动，从而制作附带使上述条件1～条件4的参数采用各种值的多种接地电极30的主体金属壳体50（以下，称为“试样”）。然后，进行如下断裂试验：多次弯折如此制作的接地电极30的试样，将即使弯折2.5次以上也未断裂的接地电极30作为合格（◎），并将弯折次数不满2.5次就断裂的接地电极30作为不合格（×）。弯折次数2.5次是指能够承受10万公里的普通行驶的接地电极30的强度。

图4是表示断裂试验方法的说明图。如图所示，在该断裂试验中进行以下作业：从接地电极30垂直地接合于主体金属壳体50的顶端面57的状态（图4的（a））开始向内侧弯折该接地电极30，直至该接地电极30平行于主体金属壳体50的顶端面57（图4的（b））、然后使弯折了的接地电极30再次折回至垂直于主体金属壳体50的顶端面57（图4的（c））。对于弯折次数，将接地电极30自图4的（a）的状态弯折至图4的（b）的状态的工序计作0.5次，将再次使接地电极30自图4的（b）的状态折回至图4的（c）的状态的工序计作下一个0.5次。

在表1中表示上述断裂试验的结果。如表1所示，在该试验中，分别对接地电极30的原厚度ET1及原宽度EW1的组合为1.1mm和2.2mm的试样（试样No.1～No.4）、1.3mm和2.7mm的试样（试样No.5～No.9）、以及1.6mm和2.8mm的试样（试样No.10～No.14）进行上述断裂试验。

（表1）

如表1所示，根据上述断裂试验，能够确保弯折次数为2.5次以上的（判断结果是◎）试样是试样No.2、3、4、7、8、9、11、12、14的试样。因此，根据判断结果为◎的这些试样，在以下的叙述中验证上述各条件的参数的范围。

首先，关于条件1，能够确保弯折次数为2.5次以上的试样的埋没量BD的最低值是0.15mm，最大值是0.40mm。埋没量BD在该范围以外的试样的弯折次数都不足2.5次。从该结果来看，能够确认到，通过将埋没量设为0.15mm～0.40mm，能够确保接地电极30与主体金属壳体50之间的接合强度。

接着，关于条件2，能够确保弯折次数为2.5次以上的试样的宽度方向变形比例（=（EW2－EW1）／EW1）的最小值是0.10（=10％），最大值是0.52（=52％）。因此，能够确认到，为了确保弯折次数为2.5次以上，宽度方向变形比例至少需要是0.10（优选的是0.16以上）。

此外，关于条件3，能够确保弯折次数为2.5次以上的试样的去除面积之比（=CS／ES）的最小值是1.2（=120％），最大值是1.6（=160％）。去除面积之比在该范围以外的试样的弯折次数都不足2.5次。从该结果来看，能够确认到，能够通过将去除面积之比设为1.2～1.6来确保接地电极30与主体金属壳体50之间的接合强度。

此外，关于条件4，能够确保弯折次数为2.5次以上的试样的熔融层厚度MH的最小值是10μm，最大值是200μm。熔融层厚度MH在该范围以外的试样的弯折次数都不足2.5次。根据该结果能够确认到，只要将熔融层厚度MH设为10μm～200μm，就能够确保接地电极30与主体金属壳体50之间的接合强度。一般，若形成在接地电极30与主体金属壳体50之间的熔融层ML的厚度较大，则以该部分作为起点的接地电极30容易弯折。例如，在试样No.13中，熔融层厚度MH是270μm，形成为比其他试样厚，但仅确保0.5次的弯折次数。但是，由于只要将熔融层厚度MH控制在上述这种范围内，就能够使熔融层ML较薄，因此能够确保接地电极30与主体金属壳体50之间的接合强度。

图5是表示利用电子显微镜所得到的熔融层ML附近的截面图像的图。图5的（a）是表示熔融层厚度MH满足上述条件4（10μm≤MH≤200μm）的截面，图5的（b）是表示熔融层厚度MH不足足上述条件4的截面。对于条件4下的熔融层厚度MH，通过视觉观察或计算机从如图5所示的截面图像判断结晶粒径为20μm以下的部分，并在截面图像上测量该部分的厚度，从而测量该条件4下的熔融层厚度MH。根据该测量方法，能够确认到，熔融层ML内的结晶的粒径小于接地电极30的去除了熔融层ML的部分的结晶的粒径。

接着，验证上述的条件5。首先，从表1所示的试样中，选择判断结果是◎的四个代表性的试样（试样No.2、8、12、14）、以及判断结果是×的两个代表性的试样（试样No.1、13），利用电子显微镜观察这些试样的熔融层ML的截面的结晶构造。然后，根据利用电子显微镜得到的放大图像，确认在熔融层ML内，作为包含稀土类元素的稀土类化合物，是否具有过饱和固溶体、是否具有结晶粒径为5μm以下的金属间化合物、是否具有结晶粒径为5μm～20μm的金属间化合物。在表2中示出确认的结果。在图6中示出利用电子显微镜观察熔融层ML的截面的结晶构造的状态。

（表2）

如表2所示，关于判断结果为◎的试样（试样）No.2、8、12、14，在熔融层ML内，观察到过饱和固溶体或结晶粒径为5μm以下的金属间化合物。图6的（a）是表示观察到的过饱和固溶体的状态，图6的（b）是表示观察到的结晶粒径为5μm以下的金属间化合物的状态。具体地说，在熔融层厚度MH相对较小的试样No.2（熔融层厚度MH=10μm）中，确认有结晶粒径为5μm以下的金属间化合物，在熔融层厚度相对较厚的试样No.12（熔融层厚度MH=160μm）及试样No.14（熔融层厚度MH=200μm）中，确认有过饱和固溶体。此外，在具有其中间的熔融层厚度MH的试样No.8（熔融层厚度MH=80μm）中，确认有过饱和固溶体和结晶粒径为5μm以下的金属间化合物这两者。

另一方面，关于判断结果为×的试样（试样No.1、13），在其熔融层ML内，均观察到结晶粒径为相对较大的5μm～20μm的金属间化合物。图6的（c）是表示观察到的结晶粒径为5μm～20μm的金属间化合物的状态。

如此，根据表2所示的确认结果，能够确认到，只要在熔融层ML内至少包含含有稀土类元素的过饱和固溶体、或含有结晶粒径为5μm以下的稀土类元素的金属间化合物中的至少任一者，就能够确保接地电极30与主体金属壳体50之间的接合强度。这是因为，考虑到若在熔融层ML内含有过饱和固溶体则能够抑制异物的混入，因此组织间的结合强度提高，此外，若在熔融层内含有粒径为5μm以下的相对较小的金属间化合物，则会使应力易于分散。另外，从化学性质来看，虽然不能够观察过饱和固溶体的结晶的粒径，但过饱和固溶体具有在加热到1300℃～1400℃之后急剧冷却时使稀土类元素固溶的性质。因此，只要对熔融层ML进行这种处理，就能够准确地判断有无过饱和固溶体。

以上，根据表1、表2所示的结果能够确认到，例如，即使在火花塞100的直径为M12、M10、M8、或是被减小到此程度以下的直径的情况下，只要满足上述条件1～条件5（至少条件1及条件2），就能够确保接地电极30与主体金属壳体50之间的接合强度。

以上说明了本发明的实施方式及实施例，但本发明并与限定于这种实施方式、实施例，在不脱离其主旨的范围内能够采用各种结构。例如，接合于主体金属壳体50的接地电极30并不限于一根，也可以是多根。

附图标记说明

100    火花塞

3     陶瓷电阻

4     密封体

10    绝缘电瓷

12    轴孔

13    长支承部

17    顶端侧主体部

18    后端侧主体部

19    中央主体部

20    中心电极

21    电极母材

25    芯材

30    接地电极

40    端子金属壳体

50    主体金属壳体

51    工具配合部

52    安装螺纹部

54    密封部

57    顶端面

71    上电极

72    下电极

73    交流变换器电源

80    焊接毛边

Claims (9)

1.一种火花塞，包括：

中心电极，其沿轴线方向延伸；

接地电极，其由镍的含有率为95质量％以上的金属材料构成；以及

大致筒状的主体金属壳体，其在顶端面焊接有上述接地电极的一端；该火花塞的特征在于，

通过上述接地电极与上述主体金属壳体之间的焊接，上述接地电极自上述主体金属壳体的顶端面最深地埋没到上述主体金属壳体的内部的部分的深度、即埋没量BD满足

0.15mm≤BD≤0.40mm

的条件，并且，

上述接地电极的最靠近因上述焊接而变形的部分的部位处的宽度、即原宽度EW1和因上述接地电极的上述焊接而变形的部分中的上述主体金属壳体的顶端面上的宽度、即变形宽度EW2满足以下条件：

（EW2-EW1）/EW1≥0.1。

2.根据权利要求1所记载的火花塞，其特征在于，

上述原宽度EW1与上述变形宽度EW2满足以下条件：

（EW2－EW1）／EW1≥0.16。

3.根据权利要求1或2所记载的火花塞，其特征在于，

该火花塞还包括去除面，该去除面通过沿上述轴线方向去除因上述接地电极与上述主体金属壳体之间的焊接而沿上述接地电极的厚度方向产生的隆起部的至少一部分而形成，

上述去除表面的面积、亦即去除面积CS与上述接地电极的、在最靠近因上述焊接而变形的部分的部位处与上述轴线方向正交的截面的面积、亦即接地电极截面面积ES满足

CS／ES≥1.2的条件。

4.根据权利要求3所记载的火花塞，其特征在于，

上述去除面积CS与上述接地电极截面面积ES满足以下条件：

CS／ES≤1.6。

5.根据权利要求1至4中任一项所记载的火花塞，其特征在于，

上述接地电极含有稀土类元素，

上述接地电极在埋没于上述主体金属壳体的最深的部分处具有熔融层，在该熔融层中，含有上述稀土类元素的结晶的粒径为20μm以下，

上述熔融层的沿着上述轴线方向的厚度、即熔融层厚度MH满足以下条件：

10μm≤MH≤200μm。

6.根据权利要求5所记载的火花塞，其特征在于，

上述结晶是稀土类化合物，该稀土类化合物是含有上述稀土类元素的过饱和固溶体。

7.根据权利要求5所记载的火花塞，其特征在于，

上述结晶是稀土类化合物，该稀土类化合物是含有上述稀土类元素、且粒径为5μm以下的金属间化合物。

8.根据权利要求5至7中任一项所记载的火花塞，其特征在于，

与上述接地电极的未因上述焊接而变形的部分内的、含有上述稀土类元素的结晶的粒径相比，上述熔融层内的含有上述稀土类元素的结晶的粒径较小。

9.根据权利要求5至8中任一项所记载的火花塞，其特征在于，

作为上述稀土类元素，该火花塞含有钕、钇、以及铈中的至少任一种。

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