CN103928844B - 火花塞以及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种火花塞以及其制造方法。火花塞包括：绝缘子，其具有轴孔；中心电极，其插设于轴孔；主体金属外壳，其设于绝缘子的外周；以及接地电极，该接地电极自身的后端部通过电阻焊接而接合于主体金属外壳的前端面，且在该接地电极与中心电极之间形成有火花放电间隙。在主体金属外壳的前端面设有槽部，该槽部自身的宽度大于接地电极的后端部的厚度，槽部的至少一部分配置于主体金属外壳的外周面与主体金属外壳的内周面之间。在接地电极的后端面配置于槽部中的、配置在主体金属外壳的外周面与主体金属外壳的内周面之间的部位内的状态下，将接地电极接合于主体金属外壳的前端面。

Description

火花塞以及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种使用于内燃机等的火花塞以及其制造方法。

背景技术

火花塞安装于内燃机（发动机）等，为了对燃烧室内的混合气体等进行点火而被使用。一般来说，火花塞包括具有沿轴线方向延伸的轴孔的绝缘体、贯穿于轴孔的前端侧的中心电极、设于绝缘体的外周的主体金属外壳、以及接合于主体金属外壳的前端部的接地电极。接地电极的自身的前端部以与中心电极的前端部相对的方式折回，在接地电极的前端部与中心电极的前端部之间形成有火花放电间隙。而且，通过向火花放电间隙施加高电压并产生火花放电，从而完成对混合气等的点火。

另外，一般来说，接地电极通过电阻焊接而接合于主体金属外壳的前端面。更具体地说，在接地电极的后端面按压于主体金属外壳的前端面的状态下，对两者的接触面进行通电，从而将接地电极接合于主体金属外壳（例如，参照专利文献1等）。

专利文献

专利文献1：日本特开2011－228250号公报

根据主体金属外壳的前端面、接地电极的后端面的状态的不同，在将接地电极接合于主体金属外壳时，有时接地电极会自目标接合位置沿主体金属外壳的径向偏离移动。若产生这样的接地电极的偏离移动，则存在如下隐患：接地电极的前端部与中心电极的前端部之间的相对面积相对于目标面积增加或减少，点火性以及耐久性中的一者变得不充分。具体而言，若相对面积相比于目标面积增加，则虽然耐久性因消耗体积增大而提高，但是由于火焰核的生长变得容易被电极阻碍，因此点火性将会降低。另一方面，若相对面积相对于目标面积减少，则虽然火焰核变得容易生长，点火性提高，但是消耗体积减少，耐久性将会降低。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种在通过电阻焊接将接地电极接合于主体金属外壳时能够有效地抑制接地电极的偏离移动、进而能够更可靠地防止在点火性、耐久性方面产生偏差的火花塞以及其制造方法。

以下，对适于解决上述目的各技术特征逐项进行说明。此外，根据需要而对相应的技术特征附带记述特有的作用效果。

技术特征1.本技术特征的火花塞的特征在于，包括：

筒状的绝缘体，其具有沿轴线方向贯穿的轴孔；

中心电极，其插设于上述轴孔的前端侧；

筒状的主体金属外壳，其设于上述绝缘体的外周；以及

棒状的接地电极，该接地电极自身的后端部通过电阻焊接而接合于上述主体金属外壳的前端面，并在该接地电极与上述中心电极的前端部之间形成有间隙；

在上述主体金属外壳的前端面设有槽部，该槽部自身的宽度大于上述接地电极的后端部的厚度，

上述槽部的至少一部分在穿过该槽部自身并且包含上述轴线的截面上配置在上述主体金属外壳的外周面与上述主体金属外壳的内周面之间，

在上述接地电极的后端面配置于上述槽部中的、配置在上述主体金属外壳的外周面与上述主体金属外壳的内周面之间的部位内的状态下，将上述接地电极接合于上述主体金属外壳的前端面。

根据上述技术特征1，构成为在接地电极的后端面配置于槽部中的、配置在主体金属外壳的外周面与主体金属外壳的内周面之间的部位内的状态下，将接地电极接合于主体金属外壳。即，构成为在将接地电极的后端面配置于主体金属外壳的外周侧部分与主体金属外壳的内周侧部分之间的状态下接合接地电极。因此，在电阻焊接时，能够利用主体金属外壳的外周侧部分以及主体金属外壳的内周侧部分限制接地电极的沿主体金属外壳的径向的移动，从而能够有效地抑制接地电极的偏离移动。结果，能够更可靠地使中心电极与接地电极之间的相对面积为目标面积，从而能够更可靠地防止在点火性、耐久性方面产生偏差。

技术特征2.本技术特征的火花塞的特征在于，在上述技术特征1中，上述槽部的沿着上述主体金属外壳的周向的长度大于上述接地电极的后端部的宽度。

根据上述技术特征2，在电阻焊接时，能够将接地电极的后端面的整个区域配置于槽部内。因此，能够更进一步有效地抑制在电阻焊接时产生的接地电极的偏离移动。

技术特征3.本技术特征的火花塞的特征在于，在上述技术特征1或者技术特征2中，上述槽部设于上述主体金属外壳的整个周向区域。

另外，在沿着主体金属外壳的整个周向区域设有槽部的情况下，“上述槽部的沿着上述主体金属外壳的周向的长度”指的是穿过槽部的沿着主体金属外壳的径向的中心并沿主体金属外壳的周向延伸的线的长度。

在仅于主体金属外壳的前端面的局部形成有槽部的情况下，将接地电极的接合于主体金属外壳的位置限定于槽部的形成位置。

关于这一点，根据上述技术特征3，在主体金属外壳的整个周向区域设有槽部。因此，能够自由地选择接地电极的接合于主体金属外壳的接合位置。

技术特征4.本技术特征的火花塞的特征在于，在上述技术特征1至技术特征3中的任一项中，上述槽部的沿着上述轴线的深度为0.1mm以上。

根据上述技术特征4，利用主体金属外壳的外周侧部分以及主体金属外壳的内周侧部分能够更可靠地限制接地电极的移动，从而能够更进一步有效地抑制接地电极的偏离移动。结果，能够更进一步可靠地使中心电极和接地电极之间的相对面积为目标面积，从而能够更进一步可靠地防止在点火性、耐久性方面产生偏差。

技术特征5.本技术特征的火花塞的特征在于，在上述技术特征1至技术特征4中的任一项中，上述槽部在包含上述轴线的截面上具有大于上述接地电极的后端部的厚度的宽度和小于上述接地电极的后端部的厚度的宽度。

根据上述技术特征5，通过以槽部的宽度朝向轴线方向后端侧去而逐渐减小的方式构成等，使得槽部具有大于接地电极的后端部的厚度的宽度和小于接地电极的后端部的厚度的宽度。因此，在电阻焊接时，在将接地电极按压于主体金属外壳的前端面（形成槽部的面）时，将会自主体金属外壳的前端面对接地电极施加夹住接地电极的方向上的力。结果，能够更进一步有效地抑制接地电极的偏离移动。

技术特征6.本技术特征的火花塞的特征在于，

上述槽部由外槽部面和内槽部面限定，上述外槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部，上述内槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部。

技术特征7.本技术特征的火花塞的制造方法的特征在于，上述火花塞包括：

筒状的绝缘体，其具有沿轴线方向贯穿的轴孔；

中心电极，其插设于上述轴孔的前端侧；

筒状的主体金属外壳，其设于上述绝缘体的外周；以及

棒状的接地电极，该接地电极自身的后端部接合于上述主体金属外壳的前端面，并在该接地电极与上述中心电极的前端部之间形成有间隙；

上述火花塞的制造方法包括：

槽部形成工序，在上述主体金属外壳的前端面设置槽部，该槽部自身的宽度大于上述接地电极的后端部的厚度；以及

接合工序，通过电阻焊接将上述接地电极接合于上述主体金属外壳的前端面；

在上述槽部形成工序中，将上述槽部的至少一部分形成为在穿过该槽部自身并且包含上述轴线的截面上配置在上述主体金属外壳的外周面与上述主体金属外壳的内周面之间，

在上述接合工序中，在上述接地电极的后端面配置于上述槽部中的、配置在上述主体金属外壳的外周面与上述主体金属外壳的内周面之间的部位内的状态下，将上述接地电极接合于上述主体金属外壳的前端面。

根据上述技术特征7，能够起到与上述技术特征1相同的作用效果。

技术特征8.本技术特征的火花塞的制造方法的特征在于，在上述技术特征7中，上述槽部的沿着上述主体金属外壳的周向的长度大于上述接地电极的后端部的宽度。

根据上述技术特征8，能够起到与上述技术特征2相同的作用效果。

技术特征9.本技术特征的火花塞的制造方法的特征在于，在上述技术特征7中，上述槽部设于上述主体金属外壳的整个周向区域。

根据上述技术特征9，能够起到与上述技术特征3相同的作用效果。

技术特征10.本技术特征的火花塞的制造方法的特征在于，在上述技术特征7中，上述槽部的沿着上述轴线的深度为0.1mm以上。

根据上述技术特征10，能够起到与上述技术特征4相同的作用效果。

技术特征11.本技术特征的火花塞的制造方法的特征在于，在上述技术特征7至技术特征10中的任一项中，在上述接合工序之后，不进行通过切断上述接地电极而对上述接地电极的长度进行的调整。

为了使中心电极与接地电极之间的相对面积为目标面积，考虑切断接地电极而调整接地电极的长度。然而，此时，需要另外设置用于切断接地电极的工序，存在导致生产性降低的隐患。

关于这一点，根据上述技术特征7等，能够更可靠地使中心电极与接地电极之间的相对面积为目标面积。因此，如上述技术特征11那样，能够不需要进行通过切断接地电极的而对接地电极的长度进行的调整，从而能够实现生产性的提高。

技术特征12.本技术特征的火花塞的制造方法的特征在于，在上述技术特征7至技术特征10中的任一项中，上述槽部在包含上述轴线的截面上具有大于上述接地电极的后端部的厚度的宽度和小于上述接地电极的后端部的厚度的宽度。

根据上述技术特征12，能够起到与上述技术特征5相同的作用效果。

技术特征13.本技术特征的火花塞的制造方法的特征在于，在上述技术特征7至技术特征10中的任一项中，上述槽部由外槽部面和内槽部面限定，上述外槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部，上述内槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部。

技术特征14.本技术特征的火花塞的特征在于，包括：

绝缘体，其具有沿轴线方向贯穿的轴孔；

中心电极，其插设于上述绝缘体的轴孔的前端侧；

接地电极，其具有后端部和前端部，上述接地电极的前端部与上述中心电极的前端部之间形成有间隙；以及

主体金属外壳，其设于上述绝缘体的外周并且在上述轴线方向上从后端向前端延伸，上述前端具有与上述接地电极的后端部接合的前端面；

在上述主体金属外壳的前端面设有槽部，上述槽部朝向上述主体金属外壳的后端凹陷，并且上述槽部由外槽部面和内槽部面限定，上述外槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部，上述内槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部。

技术特征15.本技术特征的火花塞的制造方法的特征在于，上述火花塞包括：

绝缘体，其具有沿轴线方向贯穿的轴孔；

中心电极，其插设于上述绝缘体的轴孔的前端侧；

接地电极，其具有后端部和前端部，上述接地电极的前端部与上述中心电极的前端部之间形成有间隙；以及

主体金属外壳，其设于上述绝缘体的外周并且在上述轴线方向上从后端向前端延伸，上述前端具有与上述接地电极的后端部接合的前端面；

上述制造方法包括：

槽部形成工序，在上述主体金属外壳的前端面形成槽部，上述槽部朝向上述主体金属外壳的后端凹陷，并且上述槽部由外槽部面和内槽部面限定，上述外槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部，上述内槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部；以及

接合工序，在上述接地电极的后端部被压到上述外槽部面和上述内槽部面之间的槽部中的状态下，通过焊接将上述接地电极接合于上述主体金属外壳的前端面。

附图说明

图1是表示火花塞的结构的局部剖主视图。

图2是表示火花塞的前端部的结构的局部剖放大主视图。

图3是表示主体金属外壳的前端面等的结构的仰视图。

图4是表示槽部形成面等的结构的放大剖视图。

图5是表示槽部形成面的另一例的放大剖视图。

图6是表示接地电极的焊接于主体金属外壳的形态的放大剖视图。

图7是表示在螺纹直径为M10的样品1中的、各焊接位置的样品的数量的图表。

图8是表示在螺纹直径为M14的样品1中的、各焊接位置的样品的数量的图表。

图9是表示在螺纹直径为M10的样品2中的、各焊接位置的样品的数量的图表。

图10是表示在螺纹直径为M14的样品2中的、各焊接位置的样品的数量的图表。

图11是表示在螺纹直径为M10的样品3中的、各焊接位置的样品的数量的图表。

图12是表示在螺纹直径为M14的样品3中的、各焊接位置的样品的数量的图表。

图13是表示在螺纹直径为M10的样品4中的、各焊接位置的样品的数量的图表。

图14是表示在螺纹直径为M14的样品4中的、各焊接位置的样品的数量的图表。

图15是表示在螺纹直径为M10的样品5中的、各焊接位置的样品的数量的图表。

图16是表示在螺纹直径为M14的样品5中的、各焊接位置的样品的数量的图表。

图17是表示在螺纹直径为M10的样品6中的、各焊接位置的样品的数量的图表。

图18是表示在螺纹直径为M14的样品6中的、各焊接位置的样品的数量的图表。

图19是表示在螺纹直径为M10的样品4～样品6中的、稳定点火极限时刻的最大值以及最小值的图表。

图20是表示在螺纹直径为M14的样品4～样品6中的、稳定点火极限时刻的最大值以及最小值的图表。

图21是表示另一实施方式中的槽部的结构的仰视图。

图22是表示另一实施方式中槽部的结构的仰视图。

图23是表示另一实施方式中槽部形成面的结构的放大剖视图。

图24是表示另一实施方式中槽部形成面的结构的放大剖视图。

图25是表示另一实施方式中槽部形成面的结构的放大剖视图。

附图标记说明

1…火花塞，2…绝缘子（绝缘体），3…主体金属外壳，3A…（主体金属外壳的）外周面，3B…（主体金属外壳的）内周面，4…轴孔，5…中心电极，26…（主体金属外壳的）前端面，27…接地电极，27E…（接地电极的）后端面，28…火花放电间隙（间隙），31…槽部，CL1…轴线。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对一实施方式进行说明。图1是表示火花塞1的局部剖主视图。另外，在图1中，将火花塞1的轴线CL1方向设为附图中的上下方向，将下侧设为火花塞1的前端侧，将上侧设为后端侧来进行说明。

火花塞1由形成为筒状的作为绝缘体的绝缘子2和用于保持该绝缘子2的筒状的主体金属外壳3等构成。

绝缘子2是如公知那样通过烧结氧化铝等而形成的，在其外形部包括：形成于后端侧的后端侧主体部10、在比该后端侧主体部10靠前端侧的位置向径向外侧突出形成的大径部11、在比该大径部11靠前端侧的位置形成为比该大径部11细径的中间主体部12、以及在比该中间主体部12靠前端侧的位置形成为比该中间主体部12细径的腿长部13。此外，绝缘子2中的大径部11、中间主体部12以及大部分的腿长部13收纳于主体金属外壳3的内部。而且，在中间主体部12与腿长部13之间的连接部形成有锥状的台阶部14，利用该台阶部14将绝缘子2卡定于主体金属外壳3。

而且，在绝缘子2中沿着轴线CL1贯穿形成有轴孔4，在该轴孔4的前端侧插入设置有中心电极5。中心电极5由导热性优异的金属〔例如，铜、铜合金、纯镍（Ni）等〕构成的内层5A和由以Ni为主要成分的合金构成的外层5B。另外，中心电极5整体形成为棒状（圆柱状），且该中心电极5的前端部分从绝缘子2的前端突出。

除此之外，在轴孔4的后端侧，以从绝缘子2的后端突出的状态插入并固定有端子电极6。

而且，在轴孔4的中心电极5与端子电极6之间配设有圆柱状的电阻器7。该电阻器7的两端部经由导电性的玻璃密封层8、9而分别与中心电极5和端子电极6电连接。

除此之外，上述主体金属外壳3由低碳钢等金属形成为筒状，且在其外周面上形成有螺纹部（外螺纹部）15，该螺纹部15用于将火花塞1安装于内燃机、燃料电池重整器等的燃烧装置。另外，在螺纹部15的后端侧朝向外周侧突出地形成有座部16，在螺纹部15后端的螺纹颈17套有环状的垫圈18。而且，在主体金属外壳3的后端侧设有截面六边形状的工具接合部19，该工具接合部19用于在将主体金属外壳3安装于燃烧装置等时与扳手等工具相接合。另外，在主体金属外壳3的后端部设有朝向径向内侧弯曲的弯边部20。

并且，在主体金属外壳3的内周面设有用于卡定绝缘子2的锥状的台阶部21。而且，在绝缘子2相对于主体金属外壳3从其后端侧向前端侧插入，且自身的台阶部14与主体金属外壳3的台阶部21相卡定的状态下使主体金属外壳3的后端侧开口部向径向内侧弯边、即形成上述弯边部20，从而将绝缘子2固定于主体金属外壳3。另外，在台阶部14、21之间设有圆环状的板状密封件22。由此，保持燃烧室内的气密性，避免进入到暴露于燃烧室内的绝缘子2的腿长部13与主体金属外壳3的内周面之间的间隙的燃料气体泄露到外部。

并且，为了使弯边作用下的密闭更加完全，在主体金属外壳3的后端侧的主体金属外壳3与绝缘子2之间设有环状的环构件23、24，在环构件23、24之间填充有滑石（日文：タルク）25的粉末。即，主体金属外壳3隔着板状密封件22、环构件23、24以及滑石25保持绝缘子2。

另外，如图2所示，在主体金属外壳3的前端面26设有由以Ni为主要成分的合金构成的棒状的接地电极27。接地电极27自身的后端部焊接于主体金属外壳3的前端面26，并且，该接地电极27自身的中间部分被折回，且自身的前端侧侧面与中心电极5的前端部相对。另外，在中心电极5的前端部与接地电极27的前端部之间形成有作为间隙的火花放电间隙28。而且，通过对该火花放电间隙28施加电压，使得在火花放电间隙28中在大致沿着轴线CL1的方向上进行火花放电。

并且，主体金属外壳3的前端面26形成有槽部31，该槽部31自身的宽度（最大宽度）DW大于接地电极27的后端部的厚度GT。如图3所示，槽部31呈在主体金属外壳3的整个周向区域延伸的环状，槽部31的沿着主体金属外壳3的周向的长度DL大于接地电极27的后端部的宽度GW。另外，在将槽部31设置于主体金属外壳3的整个周向区域内的情况下，“槽部31的长度DL”指的是穿过槽部31的沿着主体金属外壳3的径向的中心并沿主体金属外壳3的周向延伸的环状的线LI的长度。

并且，如图4所示，槽部31的至少配置有接地电极27的后端部的部位中的（在本实施方式中为整个周向区域中的）、沿着轴线CL1的深度（最大深度）DD为0.1mm。

除此之外，主体金属外壳3的前端面26中的、形成槽部31的槽部形成面26A包括朝向径向内侧向轴线CL1方向前端侧倾斜的内周侧倾斜面26B和朝向径向外侧向轴线CL1方向前端侧倾斜的外周侧倾斜面26C。内周侧倾斜面26B以及外周侧倾斜面26C相邻，并且内周侧倾斜面26B以及外周侧倾斜面26C形成为隔着穿过前端面26的最外周与前端面26的最内周的、沿着与轴线CL1正交的方向的中心并与轴线CL1平行的虚拟面VL而对称。即，槽部形成面26A在包含轴线CL1的截面上构成为V字状。

另外，内周侧倾斜面26B、外周侧倾斜面26C也可以不呈平坦状，例如，如图5所示，内周侧倾斜面36B、外周侧倾斜面36C也可以以呈弯曲面状的方式构成槽部形成面36A。即，槽部形成面36A也可以在包含轴线CL1的截面上形成U字状。

除此之外，如图4所示，槽部31的至少一部分（在本实施方式中为整个槽部31）在穿过其自身并且包含轴线CL1的截面上配置在主体金属外壳3的外周面3A与主体金属外壳3的内周面3B之间。即，槽部31的至少一部分在穿过其自身并且包含轴线CL1的截面上成为被主体金属外壳3的外周侧部分与主体金属外壳3的内周侧部分夹着的状态。

另外，如上述那样，由于槽部形成面26A具有内周侧倾斜面26B以及外周侧倾斜面26C，因此槽部31在包含轴线CL1的截面上具有大于接地电极27的后端部的厚度GT的宽度和小于上述厚度GT的宽度。

除此之外，在本实施方式中，在将接地电极27接合于主体金属外壳3时构成为，在接地电极27的后端面配置于槽部31中的、配置在主体金属外壳3的外周面3A与主体金属外壳3的内周面3B之间的部位内的状态下，通过电阻焊接将接地电极27接合于主体金属外壳3的前端面26。

另外，在本实施方式中，虽然在主体金属外壳3的前端面26中的、接合有接地电极27的部位存在槽部31，但是根据焊接条件的不同，可能存在如下情况：在接合接地电极27时，主体金属外壳3的前端面26呈平坦状，不能在主体金属外壳3中的接地电极27的接合部位确认槽部31。然而，至少在将接地电极27接合于主体金属外壳3时，在前端面26中的接地电极27的接合预定部位形成槽部31。

接下来，对如上述那样构成的火花塞1的制造方法进行说明。

首先，对主体金属外壳3进行预先加工。即，通过对圆柱状的金属材料（例如，铁系类料、不锈钢材料）实施冷锻加工等而形成大致形状，并且形成通孔。之后，通过切削加工而修整外形，得到主体金属外壳3。

接着，在槽部形成工序中，通过进行塑性加工、切削加工，在主体金属外壳3的前端面26上形成上述槽部31。此时，槽部31的至少一部分（本实施方式中为槽部31的整个区域）在穿过其自身并且包含轴线CL1的截面中构成为配置在主体金属外壳3的外周面与主体金属外壳3的内周面之间。另外，槽部31形成于主体金属外壳3的整个周向区域。除此之外，槽部31的至少在后述的接合工序中供接地电极27配置的部位（在本实施方式中，为整个周向区域）中的深度DD为0.1mm以上。另外，在本实施方式中，深度DD为0.5mm以下。

并且，独立于主体金属外壳3地制造由Ni合金构成的直棒状（针状）的接地电极27。

接着，将制造好的接地电极27电阻焊接于主体金属外壳3的前端面26。更具体地说，如图6所示，在利用预定的夹具JG1、JG2夹住并保持接地电极27的外周之后，将接地电极27的后端面27E配置于槽部31中的、配置在主体金属外壳3的外周面3A与主体金属外壳3的内周面3B之间的部位内。之后，通过对接地电极27施加向主体金属外壳3侧的负载，将接地电极27的后端面27E按压于主体金属外壳3的前端面26，并且对接地电极27以及主体金属外壳3的接触部分通入电流。由此，接地电极27被焊接于主体金属外壳3的前端面26。另外，在对接地电极27施加向主体金属外壳3侧的负载时，接地电极27的后端面27E中的、位于主体金属外壳3的外周侧的部位与上述外周侧倾斜面26B接触，另外，接地电极27的后端面27E中的、位于主体金属外壳3的内周侧的部位与上述内周侧倾斜面26C接触。

接下来，在去除了在接合工序中产生的所谓的“塌边”之后，通过滚轧而在主体金属外壳3的预定部位形成螺纹部15。另外，在形成螺纹部15之后，为了实现耐腐蚀性的提高，也可以在焊接上了接地电极27的主体金属外壳3的表面设置镀锌、镀Ni。另外，为了实现耐腐蚀性的进一步提高，也可以在镀锌、镀Ni的表面进一步实施铬酸盐处理。

另一方面，独立于上述主体金属外壳3地成形加工绝缘子2。例如，使用以氧化铝为主体并包含粘合剂等的原料粉末而调制成形用坯料造粒物，并且使用该成形用坯料造粒物进行橡胶加压成形，从而得到筒状的成形体。然后，对所得的成形体实施研削加工并修正形状，并且，利用烧结炉烧结修正形状后的成形体，从而得到绝缘子2。

另外，独立于上述主体金属外壳3、绝缘子2地制造中心电极5。即，通过对在中央部配置有用于提高散热性的铜合金等的Ni合金实施锻造加工而制作中心电极5。

接下来，利用玻璃密封层8、9密封固定如上述那样所得的绝缘子2、中心电极5、电阻器7以及端子电极6。玻璃密封层8、9一般通过将硼硅酸玻璃与金属粉末混合并调制而成，但是在以夹着电阻器7的方式注入绝缘子2的轴孔4内之后，利用上述端子电极6从后方进行按压，并且在烧结炉内加热从而进行烧结。另外，此时，既可以在绝缘子2的后端侧主体部10表面同时烧结釉药层，也可以预先形成釉药层。

之后，将具有如上述那样分别制作成的中心电极5及端子电极6的绝缘子2和具有接地电极27的主体金属外壳3固定。更具体地说，在将绝缘子2插入主体金属外壳3之后，将形成为较薄壁的主体金属外壳3的后端侧开口部向径向内侧弯边，即，通过形成上述弯边部20而将绝缘子2与主体金属外壳3固定。

最后，使接地电极27的中间部分向中心电极5侧弯曲，并且调整中心电极5以及接地电极27之间的火花放电间隙28的大小，从而得到上述火花塞1。

另外，如上述那样，在本实施方式中，在接合工序之后，不进行通过切断接地电极27而对接地电极27的长度进行的调整。

如以上详细叙述，根据本实施方式，在电阻焊接时，在接地电极27的后端面27E配置于槽部31中的、配置在主体金属外壳3的外周面3A与主体金属外壳3的内周面3B之间的部位内的状态下，将接地电极27接合于主体金属外壳3。因此，在电阻焊接时，能够利用主体金属外壳3的外周侧部分以及主体金属外壳3的内周侧部分限制接地电极27的沿着主体金属外壳3的径向的移动，从而能够有效地抑制接地电极27的偏离移动。结果，能够更可靠地使中心电极5和接地电极27之间的相对面积为目标面积，从而能够更可靠地防止在点火性、耐久性方面产生偏差。

并且，槽部31的沿着主体金属外壳3的周向的长度DL大于接地电极27的后端部的宽度GW。因此，在电阻焊接时，能够将接地电极27的后端面27E的整个区域配置在槽部31内，能够更进一步有效地抑制接地电极27的偏离移动。

除此之外，在本实施方式中，由于在主体金属外壳3的整个周向区域设有槽部31，因此能够自由地选择接地电极27的接合于主体金属外壳3的接合位置。

另外，由于槽部31的深度DD为0.1mm以上，因此在电阻焊接时，能够利用主体金属外壳3的外周侧部分以及主体金属外壳3的内周侧部分可靠地限制接地电极27的移动。结果，能够更进一步可靠地使中心电极5和接地电极27之间的相对面积为目标面积，从而能够更进一步可靠地防止在点火性、耐久性方面产生偏差。

并且，槽部形成面26A具有外周侧倾斜面26B与内周侧倾斜面26C，槽部31具有大于接地电极27的后端部的厚度GT的宽度和小于上述厚度GT的宽度。因此，在电阻焊接时，在将接地电极27按压于主体金属外壳3的前端面26（槽部形成面26A）时，将会自主体金属外壳3的前端面26对接地电极27施加夹住接地电极27的方向上的力。结果，能够更进一步有效地抑制接地电极27的偏离移动。

另外，根据本实施方式，能够更可靠地使中心电极5与接地电极27之间的相对面积为目标面积，不需要通过切断接地电极27来对接地电极27的长度进行调整。因此，能够实现生产性的提高。

接着，为了确认上述实施方式所起到作用效果，制作通过电阻焊接将接地电极接合于主体金属外壳而成的组装体的样品1～样品3，其中，制作了30个主体金属外壳是将螺纹部的螺纹直径做成M10之后、没有槽部的样品1，制作了30个主体金属外壳是将螺纹部的螺纹直径做成M14之后、没有槽部的样品1，制作了30个主体金属外壳是将螺纹部的螺纹直径做成M10之后、设置有槽部的样品2，制作了30个主体金属外壳是将螺纹部的螺纹直径做成M14之后、设置有槽部的样品2，制作了30个主体金属外壳是将螺纹部的螺纹直径做成M10之后、设置有槽部的样品3，制作了30个主体金属外壳是将螺纹部的螺纹直径做成M14之后、设置有槽部的样品3，且样品3的槽部深度DD不同于样品2的槽部深度DD，并对各样品测量了接地电极的沿着与轴线正交的方向的、从焊接部分的中心至轴线的距离（焊接位置）。然后，对于焊接位置以3.60mm或者5.10mm为中心并以0.02mm的间隔进行分区，求出各区中的样品的数量（例如，3.58mm～3.60mm的区中的样品的数量表示焊接位置为3.58mm以上且小于3.60mm的样品的数量）。

另外，样品1是通过电阻焊接将接地电极接合于前端面呈平坦状（即，未形成有槽部）的主体金属外壳而成的组装体的样品，该样品1相当于比较例。另外，样品2是通过在于主体金属外壳的前端面设有深度DD为0.05mm的槽部、并且在槽部配置有接地电极的后端面的状态下通过电阻焊接来接合接地电极而成的样品，该样品2相当于实施例。除此之外，样品3是通过在于主体金属外壳的前端面设有深度DD为0.1mm的槽部、并且在槽部配置有接地电极的后端面的状态下通过电阻焊接来接合接地电极而成的样品，该样品3相当于实施例。

在图7中示出螺纹部的螺纹直径为M10的样品1的试验结果，在图8中示出螺纹直径为M14的样品1的试验结果。另外，在图9中示出螺纹直径为M10的样品2的试验结果，在图10中示出螺纹直径为M14的样品2的试验结果。并且，在图11中示出螺纹直径为M10的样品3的试验结果，在图12中示出螺纹直径为M14的样品3的试验结果。另外，在图7～图12中一并示出焊接位置的标准偏差。

另外，对于设有槽部的样品，半数是将内周侧倾斜面以及外周侧倾斜面做成平坦状（即，将槽部形成面做成V字状），半数是将内周侧倾斜面以及外周侧倾斜面做成弯曲面状（即，将槽部形成面做成U字状）。另外，在螺纹部的螺纹直径为M10的样品中，接地电极的后端部的厚度GT为1.1mm，接地电极的后端部的宽度GW为1.8mm。并且，在螺纹部的螺纹直径为M14的样品中，接地电极的后端部的厚度GT为1.5mm，接地电极的后端部的宽度GW为2.8mm（另外，对于接地电极的尺寸，在以下的试验中也进行了相同的设置）。

如图7～图12所示，对于设有槽部的样品2、3来说，很明显标准偏差变小，且在电阻焊接时不易产生接地电极的偏离移动。可认为其原因是，接地电极成为被主体金属外壳的外周侧部分以及主体金属外壳的内周侧部分夹住的状态，该接地电极的沿接地电极的径向的移动被限制。

此外，特别是，对于槽部的深度DD为0.1mm的样品3来说，可得知，标准偏差明显变小，能够极其有效地抑制在电阻焊接时产生的接地电极的偏离移动。可认为其原因是，通过将槽部的深度DD做成足够大，使得接地电极的移动限制效果进一步提高。

接下来，制作通过电阻焊接将接地电极接合于主体金属外壳、并且使接地电极弯曲而成的火花塞的样品4～6，其中，各制作了30个螺纹部的螺纹直径为M10的火花塞的样品4～6，并各制作了30个螺纹部的螺纹直径为M14的火花塞的样品4～6，并对各样品测量了中心电极的前端面中的沿着与轴线正交的方向的、从距接地电极的后端部最远的部位至接地电极的前端面的距离（接地电极配置位置）。然后，对于接地电极配置位置以0.30mm为中心并以0.02mm的间隔进行分区，求出各区中的样品的数量（例如，0.28mm～0.30mm的区中的样品的数量表示接地电极配置位置为0.28mm以上且小于0.30mm的样品的数量）。

另外，样品4是通过电阻焊接将接地电极接合于前端面呈平坦状（即，未形成有槽部）的主体金属外壳而成的火花塞的样品，该样品4相当于比较例。另外，样品5是通过在于主体金属外壳的前端面设有深度DD为0.05mm的槽部、并且在槽部配置有接地电极的后端面的状态下通过电阻焊接来接合接地电极而成的样品，该样品5相当于实施例。除此之外，样品6是通过在于主体金属外壳的前端面设有深度DD为0.1mm的槽部、并且在槽部配置有接地电极的后端面的状态下通过电阻焊接来接合接地电极而成的样品，该样品6相当于实施例。

在图13中示出螺纹部的螺纹直径为M10的样品4的试验结果，在图14中示出螺纹直径为M14的样品4的试验结果。另外，在图15中示出螺纹直径为M10的样品5的试验结果，在图16中示出螺纹直径为M14的样品5的试验结果。并且，在图17中示出螺纹直径为M10的样品6的试验结果，在图18中示出螺纹直径为M14的样品6的试验结果。另外，在图13～图18中一并示出接地电极配置位置的标准偏差。

另外，对于各样品，在接地电极未产生偏离移动的情况下，都在接地电极配置位置成为0.30mm的条件下使接地电极弯曲。

如图13～图18所示，对于设有槽部的样品5、6来说，可得知，接地电极的前端面的相对于中心电极的前端面的配置位置不易产生偏差，能够更可靠地使中心电极与接地电极之间的相对面积为恒定的面积。

此外，特别是，对于设有深度DD为0.1mm以上的槽部的样品6来说，确认到能够更进一步高精度地将接地电极的前端面配置于目标位置，从而能够更进一步可靠地使中心电极与接地电极之间的相对面积为恒定的面积。

接着，在上述样品4～6中选择接地电极配置位置最大的两个样品和接地电极配置位置最小的两个样品，对选择好的样品进行点火稳定性评价试验。

点火稳定性评价试验的概要如下所述。即，对于螺纹部的螺纹直径为M10的样品，在将该样品安装于排气量为125cc的二轮车用单缸发动机之后，使空燃比（A／F）为1.45，使发动机以1700rpm工作，逐渐使点火时刻相比于标准的点火时刻提前，测量点火性能变得不稳定（在使发动机工作200个冲程后，燃烧压力的波形的变动比例超过10％）时的点火时刻（稳定点火极限时刻）。另外，对于螺纹部的螺纹直径为M14的样品，在将该样品安装于排气量为1.5L的四轮车用四缸发动机之后，使空燃比（A／F）为1.45，测量发动机以800rpm工作时的、上述的稳定点火极限时刻。

在图19中示出用来表示螺纹部的螺纹直径为M10的样品4～6中的稳定点火极限时刻的最大值以及最小值的图表，在图20中示出用来表示螺纹部的螺纹直径为M14的样品4～6中的稳定点火极限时刻的最大值以及最小值的图表。另外，在图19以及图20中一并示出稳定点火极限时刻的最大值以及最小值之差。可以说稳定点火极限时刻的最大值与最小值之差越小，点火性越稳定。

如图19以及图20所示，对于在主体金属外壳设有槽部的样品5、6来说，可得知，稳定点火极限时刻的最大值与最小值之差变小，点火性稳定。此外，特别是，对于将槽部的深度DD做成0.1mm以上的样品6来说，确认到，稳定点火极限时刻的最大值与最小值之差明显变小，点火性进一步稳定。

根据上述试验的结果，出于抑制在电阻焊接时产生的接地电极的偏离移动，并更可靠地防止点火性、耐久性的偏差的观点，可以说优选的是，在主体金属外壳的前端面设置槽部，且在接地电极的后端面配置于槽部中的、配置在主体金属外壳的外周面与主体金属外壳的内周面之间的部位内的状态下将接地电极接合于主体金属外壳。

另外，出于更进一步有效地抑制在电阻焊接时产生的接地电极的偏离移动的观点，可以说优选的是，将槽部的沿轴线方向的深度做成0.1mm以上。

另外，并不限于上述实施方式的记载内容，例如也可以如下述那样进行实施。当然，也可以是以下未例示的其他应用例、变更例。

（a）在上述实施方式中，将槽部31的深度DD做成0.1mm以上，但也可以将槽部31的深度DD做成小于0.1mm。

（b）在上述实施方式中，槽部31设于主体金属外壳3的整个周向区域，但是也可以如图21所示那样，仅在主体金属外壳3的前端面26的局部（仅在接地电极27的接合预定部位）设置沿主体金属外壳3的周向延伸的弯曲状的槽部37。

（c）在上述实施方式中，在自轴线CL1方向前端侧观察时，槽部31呈沿主体金属外壳3的周向延伸的环状，但是也可以如图22所示那样，在自轴线CL1方向前端侧观察时，槽部38呈沿与主体金属外壳3的径向正交的方向延伸的平直状。另外，在该情况下，槽部38的至少一部分（在本例中为槽部38中的、位于沿着其延伸方向的中心侧的部位）在穿过其自身并且包含轴线CL1的截面上配置在主体金属外壳3的外周面3A与主体金属外壳3的内周面3B之间。另外，在将接地电极27接合于主体金属外壳3时，在接地电极27的后端面27E配置于槽部38中的、配置在主体金属外壳3的外周面3A与主体金属外壳3的内周面3B之间的部位内的状态下，将接地电极27接合于主体金属外壳3。

（d）上述实施方式中的槽部形成面的形状为例示，槽部形成面的形状不限于此。因此，例如也可以如图23所示那样将槽部形成面41A构成为具有外周侧倾斜面41B和内周侧倾斜面41C、以及连接两倾斜面41B、41C的平坦状的连接面41D。另外，槽部形成面不必形成隔着上述虚拟面VL对称的形状，例如也可以如图24所示，槽部形成面42A为隔着虚拟面VL非对称的形状。

并且，槽部形成面不必具有外周侧倾斜面以及内周侧倾斜面，例如也可以如图25所示，槽部形成面43A中的最外周侧的面43B与最内周侧的面43C为沿轴线CL1方向延伸的形状。

（e）在上述实施方式中，接地电极27由单一的金属构成，但是也可以在接地电极27的内部设置由导热性优异的铜、铜合金等构成的内层而使接地电极27为由外层以及内层构成的多层构造。

（f）在上述实施方式中，工具接合部19为截面六边形状，但是关于工具接合部19的形状并不限于这样的形状。例如，也可以做成Bi－HEX（变形12边）形状〔ISO22977：2005（E）〕等。

Claims (13)

1.一种火花塞(1)，其特征在于，包括：

筒状的绝缘体(2)，其具有沿轴线(CL1)方向贯穿的轴孔(4)；

中心电极(5)，其插设于上述轴孔(4)的前端侧；

筒状的主体金属外壳(3)，其设于上述绝缘体(2)的外周；以及

棒状的接地电极(27)，该接地电极(27)自身的后端部通过电阻焊接而接合于上述主体金属外壳(3)的前端面(26)，并在该接地电极(27)与上述中心电极(5)的前端部之间形成有间隙(28)；

在上述主体金属外壳(3)的前端面(26)设有槽部(31)，该槽部(31)自身的宽度大于上述接地电极(27)的后端部的厚度，

上述槽部(31)的至少一部分在穿过该槽部(31)自身并且包含上述轴线(CL1)的截面上配置在上述主体金属外壳(3)的外周面(3A)与上述主体金属外壳(3)的内周面(3B)之间，

在上述接地电极(27)的后端面(27E)配置于上述槽部(31)中的、配置在上述主体金属外壳(3)的外周面(3A)与上述主体金属外壳(3)的内周面(3B)之间的部位内的状态下，将上述接地电极(27)接合于上述主体金属外壳(3)的前端面(26)，

上述槽部(31)在包含上述轴线(CL1)的截面上具有大于上述接地电极(27)的后端部的厚度的宽度和小于上述接地电极(27)的后端部的厚度的宽度。

2.根据权利要求1所述的火花塞(1)，其特征在于，

上述槽部(31)的沿着上述主体金属外壳(3)的周向的长度大于上述接地电极(27)的后端部的宽度。

3.根据权利要求1所述的火花塞(1)，其特征在于，

上述槽部(31)设于上述主体金属外壳(3)的整个周向区域。

4.根据权利要求1所述的火花塞(1)，其特征在于，

上述槽部(31)的沿着上述轴线(CL1)的深度为0.1mm以上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的火花塞，其特征在于，

上述槽部由外槽部面和内槽部面限定，上述外槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部，上述内槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部。

6.一种火花塞(1)的制造方法，其特征在于，上述火花塞(1)包括：

筒状的绝缘体(2)，其具有沿轴线(CL1)方向贯穿的轴孔(4)；

中心电极(5)，其插设于上述轴孔(4)的前端侧；

筒状的主体金属外壳(3)，其设于上述绝缘体(2)的外周；以及

棒状的接地电极(27)，该接地电极(27)自身的后端部接合于上述主体金属外壳(3)的前端面(26)，并在该接地电极(27)与上述中心电极(5)的前端部之间形成有间隙(28)；

上述火花塞(1)的制造方法包括：

槽部形成工序，在上述主体金属外壳(3)的前端面(26)设置槽部(31)，该槽部(31)自身的宽度大于上述接地电极(27)的后端部的厚度；以及

接合工序，通过电阻焊接将上述接地电极(27)接合于上述主体金属外壳(3)的前端面(26)；

在上述槽部形成工序中，将上述槽部(31)的至少一部分形成为在穿过该槽部(31)自身并且包含上述轴线(CL1)的截面上配置在上述主体金属外壳(3)的外周面(3A)与上述主体金属外壳(3)的内周面(3B)之间，

在上述接合工序中，在上述接地电极(27)的后端面(27E)配置于上述槽部(31)中的、配置在上述主体金属外壳(3)的外周面(3A)与上述主体金属外壳(3)的内周面(3B)之间的部位内的状态下，将上述接地电极(27)接合于上述主体金属外壳(3)的前端面(26)，

上述槽部(31)在包含上述轴线(CL1)的截面上具有大于上述接地电极(27)的后端部的厚度的宽度和小于上述接地电极(27)的后端部的厚度的宽度。

7.根据权利要求6所述的火花塞(1)的制造方法，其特征在于，

上述槽部(31)的沿着上述主体金属外壳(3)的周向的长度大于上述接地电极(27)的后端部的宽度。

8.根据权利要求6所述的火花塞(1)的制造方法，其特征在于，

上述槽部(31)设于上述主体金属外壳(3)的整个周向区域。

9.根据权利要求6所述的火花塞(1)的制造方法，其特征在于，

上述槽部(31)的沿着上述轴线(CL1)的深度为0.1mm以上。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的火花塞(1)的制造方法，其特征在于，

在上述接合工序之后，

不进行通过切断上述接地电极(27)而对上述接地电极(27)的长度进行的调整。

11.根据权利要求6至9中任一项所述的火花塞的制造方法，其特征在于，上述槽部由外槽部面和内槽部面限定，上述外槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部，上述内槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部。

12.一种火花塞，其包括：

绝缘体，其具有沿轴线方向贯穿的轴孔；

中心电极，其插设于上述绝缘体的轴孔的前端侧；

接地电极，其具有后端部和前端部，上述接地电极的前端部与上述中心电极的前端部之间形成有间隙；以及

主体金属外壳，其设于上述绝缘体的外周并且在上述轴线方向上从后端向前端延伸，上述前端具有与上述接地电极的后端部接合的前端面；

在上述主体金属外壳的前端面设有槽部，上述槽部朝向上述主体金属外壳的后端凹陷，并且上述槽部由外槽部面和内槽部面限定，上述外槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部，上述内槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部。

13.一种火花塞的制造方法，上述火花塞包括：

绝缘体，其具有沿轴线方向贯穿的轴孔；

中心电极，其插设于上述绝缘体的轴孔的前端侧；

接地电极，其具有后端部和前端部，上述接地电极的前端部与上述中心电极的前端部之间形成有间隙；以及

主体金属外壳，其设于上述绝缘体的外周并且在上述轴线方向上从后端向前端延伸，上述前端具有与上述接地电极的后端部接合的前端面；

上述制造方法包括：

槽部形成工序，在上述主体金属外壳的前端面形成槽部，上述槽部朝向上述主体金属外壳的后端凹陷，并且上述槽部由外槽部面和内槽部面限定，上述外槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部，上述内槽部面从上侧部位向靠近上述槽部的底部的下侧部位延伸，用于抵接于上述接地电极的后端部；以及

接合工序，在上述接地电极的后端部被压到上述外槽部面和上述内槽部面之间的槽部中的状态下，通过焊接将上述接地电极接合于上述主体金属外壳的前端面。