CN106463913B - 火花塞用的电极端头以及火花塞 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，提供具有耐久性以及耐剥离性且在焊接于电极时不易变形的电极端头以及火花塞。涉及火花塞用的电极端头以及具备该电极端头的火花塞，所述电极端头以Pt为主成分且包含7质量％以上的Rh，Pt和Rh的合计含量为95质量％以上，所述电极端头具有：细部，在轴线方向上具有相同的截面形状；以及粗部，与所述细部相邻且径向上的截面面积比所述细部大，所述电极端头在包含所述轴线的任意的截面上，从所述细部和所述粗部的外表面上的两者的边界点到表示所述粗部的端面的边缘的两点中的所述边界点侧的端点的所述粗部的轮廓线的至少一部分存在于包含将所述边界点和所述端点相连的直线上在内的径向外侧处，在将电极端头的高度设为H，将所述粗部的高度设为h时的比率(h/H×100)为35％以上，所述细部以及所述粗部的端面各自的面积S’、S的比(S/S’)为1.2以上，所述细部的硬度为220Hv以上。

Description

火花塞用的电极端头以及火花塞

技术领域

本发明涉及一种火花塞用的电极端头以及具备该电极端头的火花塞。

背景技术

火花塞用于机动车发动机等内燃机的点火。火花塞通常具备：筒状的主体配件；筒状的绝缘体，配置于该主体配件的内孔；中心电极，配置于该绝缘体的前端侧内孔；以及接地电极，一端与主体配件的前端侧接合，另一端在与中心电极之间具有火花放电间隙。并且，火花塞在内燃机的燃烧室内在中心电极的前端部和接地电极的前端部之间所形成的火花放电间隙中进行火花放电，使填充在燃烧室内的燃料燃烧。

但是，近年来，为了实现高输出化以及提高燃料经济性，存在提高燃烧室内的温度的倾向，并且，为了提高引燃性，使用如下的发动机，该发动机配置为使形成火花放电间隙的放电部突出到燃烧室的内部。在这样的状况中，由于火花塞的放电部暴露在高温下，因此易于进行形成放电部的中心电极以及接地电极的氧化消耗。因此，开发出一种方法，该方法通过将端头设置于中心电极和接地电极的相对的各自的前端部，并利用该端头产生火花放电，从而抑制中心电极以及接地电极(在下文中也存在称为电极的情况)的氧化消耗。

并且，进行了如下的尝试，该尝试是指通过小型化和直接喷射式涡轮增压发动机的采用而提高燃烧压力，使高输出化和提高燃料经济性同时实现。在这样的发动机中，燃烧时和吸气时的燃烧室内的温度差较大，并且，增压时和正常行驶时的燃烧室内的温度差也较大。因此，火花塞易于置于严酷的热循环环境下，由此，存在端头易于剥离的问题。并且，由于燃烧室内的压力易于上升，随着该燃烧室内的压力上升而放电电压上升，因此存在端头容易火花消耗的问题。因此，不仅需要解决抑制由高温引起的氧化消耗这样的课题，还需要一并地解决抑制由严酷的热循环引起的端头从电极剥离以及抑制由放电电压上升引起的端头的火花消耗这样的课题。

作为这些课题中的抑制端头从电极剥离的方法，提出如下方法：该方式是指使用“……在上述电极端头的上述一端侧形成有直径比另一端侧大的凸缘部”的电极端头(专利文献1)以及“由法兰部和从该法兰部的一面突出的凸部构成”的端头(专利文献2)等的具有凸缘部的端头的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4015808号公报

专利文献2：日本特开2008-34393号公报

专利文献3：日本特开2005-158322号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1以及专利文献2中，公开了作为端头的材料，使用“含有(1)3～50质量％的Rh、(2)1～10质量％的Pt，或者(3)Rh与Ru或与Pt的合计质量是50质量％以下且该Rh、该Ru、该Pt分别是1质量％以上的以Ir为主成分的合金”(专利文献1的权利要求5)以及“包含20～60质量％的Rh、10～40质量％的Ir以及1～20质量％的Ni中的至少一种的Pt合金”(专利文献2的第0022段)等。另一方面，如上所述，由于期望能够在严酷的环境下发挥所希望的性能的火花塞，因此优选使用在耐氧化性以及耐火花消耗性方面更加优异的端头的材料。作为具有凸缘部的端头的材料，考虑如果使用Pt-Rh系合金，则不仅能够提高耐剥离性，还能够提高耐氧化性和耐火花消耗性这两方。在Pt-Rh系合金中特别是Pt、Rh以外的元素的含量小于5质量％的合金所构成的端头在耐氧化性方面特别优异。然而，由于Pt、Rh以外的元素的含量小于5质量％的合金与Ir合金及Pt-Ir系合金、以及包含5质量％以上的Pt、Rh以外的元素的Pt-Rh系合金等相比较软，因此，可知存在在将具有凸缘部的端头电阻焊于电极时，端头容易变形，焊接后的端头的高度等尺寸不稳定这样的问题。即，由Pt、Rh以外的元素的含量小于5质量％的Pt-Rh系合金构成的具有凸缘部的端头在耐氧化性以及耐火花消耗性方面优异，但在另一方面，成品的品质容易产生偏差，因此导致成品率下降。并且，在不进行电阻焊而按压端头并进行激光焊时，也基于同样的理由，因此特别担忧焊接后的端头的尺寸不稳定。

并且，在专利文献3中，公开了：在贵金属端头与接地电极或与中心电极之间进行电阻焊，在贵金属端头的底部形成使该贵金属端头的外径鼓起的凸缘部，从而抑制贵金属端头从接地电极或者从中心电极的剥离(专利文献3的权利要求1以及权利要求2、第0006段)。在专利文献3的实施例1中，使用铂-铑合金制成的贵金属端头，但由于铂-铑合金较软而易于变形，因此产生电阻焊后的贵金属端头的尺寸不稳定这样的问题。

进而，以提高耐消耗性为目的，端头存在大径化的倾向。随着端头大径化，在进行用于确保接合强度的电阻焊时所需的热量增大。因此，由于在为了提高耐氧化性以及耐火花消耗性而使用Pt-Rh系合金、并且通过专利文献1以及专利文献2所示的具有凸缘部的端头或者专利文献3所示的利用电阻焊而形成凸缘部的端头来确保耐剥离性这样的情况下，随着端头大径化而电阻焊时的热量增大，因此存在电阻焊后的端头的尺寸更加不稳定这样的问题。并且，也存在在电阻焊时产生飞溅以及焊接塌脚等而使品质不稳定，成品率显著变差这样的问题。

进而，在专利文献1以及专利文献2所示的具有凸缘部的端头中，在凸缘部的厚度较薄的情况下，为了抑制凸缘部的变形而需要按压凸缘部并进行电阻焊。这时，由于靠近所加热的焊接面的部分与焊接电极接触，因此焊接电极过热，由此，焊接电极等工装夹具的寿命显著下降。其结果是，具有凸缘部的端头除了加工费用较高之外，在制造工序中成本也增大。由于在专利文献3所示的通过电阻焊而形成凸缘部的端头中，为了使端头变形需要较大的热量，因此焊接电极等工装夹具的寿命显著下降，其结果是，成本增大。

本发明鉴于所涉及的问题点而完成。即，本发明的目的在于，低价格地提供一种电极端头以及具备该电极端头的火花塞，所述电极端头具有耐氧化性、耐火花消耗性以及耐剥离性且在焊接于电极时不易变形。

用于解决课题的技术方案

用于解决所述课题的技术方案如下：

(1)一种火花塞用的电极端头，其特征在于，以Pt为主成分且包含7质量％以上的Rh，Pt和Rh的合计含量为95质量％以上，所述电极端头具有：柱状的细部，在轴线方向上具有相同的截面形状；以及粗部，与所述细部相邻且与所述轴线正交的方向上的截面面积比所述细部大，所述电极端头在以包含所述轴线的平面剖切时的任意的截面上，从所述细部和所述粗部的外表面上的所述细部和所述粗部的边界点到表示所述粗部的端面的边缘的两点中的所述边界点侧的端点的表示所述粗部的外表面的轮廓线的至少一部分存在于将所述边界点和所述端点相连的直线上和/或比所述直线靠所述轴线的径向外侧处，在将从所述细部的端面到所述粗部的端面的距离即端头高度设为H，将从所述边界点到所述粗部的端面的距离即粗部高度设为h时，粗部高度h相对于端头高度H的比率(h/H×100)为35％以上，所述细部的端面的面积S’和所述粗部的端面的面积S的比(S/S’)为1.2以上，所述细部的硬度为220Hv以上。

作为所述(1)的优选的方式，能够列举出如下方式。

(2)所述面积S’比0.5mm²大。

(3)根据所述(1)或(2)的电极端头，所述细部的端面的硬度为310Hv以上。

(4)根据所述(1)～(3)中的任一个所述的火花塞用的电极端头，所述电极端头在以包含所述轴线的平面剖切时的任意的截面上，从所述细部和所述粗部的外表面上的所述细部和所述粗部的边界点到表示所述粗部的端面的边缘的两点中的所述边界点侧的端点的表示所述粗部的外表面的轮廓线的全部存在于将所述边界点和所述端点相连的直线上和/或比所述直线靠所述轴线的径向外侧处。

用于解决所述其他课题的技术方案如下：

(5)一种火花塞，具备：中心电极，保持于绝缘体的沿轴线方向延伸的轴孔的一端侧；以及接地电极，所述接地电极的一端部与设置于所述绝缘体的外周的主体配件接合，并且，所述接地电极的另一端部以在与所述中心电极之间设置有间隙的方式配置，所述(1)～(4)中的任一个所述的电极端头通过电阻焊而与所述中心电极和所述接地电极中的至少一方接合。

(6)一种火花塞，具备：中心电极，保持于绝缘体的沿轴线方向延伸的轴孔的一端侧；以及接地电极，所述接地电极的一端部与设置于所述绝缘体的外周的主体配件接合，并且，所述接地电极的另一端部以在与所述中心电极之间设置有间隙的方式配置，所述(1)～(4)中的任一个所述的电极端头通过激光焊而与所述中心电极和所述接地电极中的至少一方接合。

发明效果

由于所述电极端头以Pt为主成分且包含7质量％以上的Rh，Pt和Rh的合计含量为95质量％以上，因此在耐氧化性以及耐火花消耗性方面优异。并且，由于所述电极端头以Pt为主成分且包含7质量％以上的Rh，因此在将该电极端头焊接于电极时，即使施加热量，也能够将电极端头的硬度维持为一定值以上，能够抑制电极端头变形。进而，由于所述电极端头具有所述细部和所述粗部，在以包含所述轴线的平面剖切时的任意的截面上，示出所述粗部的外表面的轮廓线的至少一部分存在于包含将所述边界点和所述端点相连的直线在内的径向外侧处，所述比率(h/H×100)为35％以上，所述比(S/S’)为1.2以上，因此维持引燃性且对电极的耐剥离性优异，抑制由将该电极端头焊接于电极时的荷载而引起细部的变形并且抑制由荷载以及热量引起的粗部的变形。并且，由于所述细部的硬度为220Hv以上，因此能够抑制由焊接于电极时的荷载引起的细部的变形。因此，根据本发明，所述电极端头在耐氧化性、耐火花消耗性以及耐剥离性方面优异且在焊接于电极时不易变形而能够抑制焊接后的电极端头的尺寸的偏差。进而，通过上述结构，由于粗部的轴线方向上的厚度维持为一定值以上且不仅通过基于塑性加工的加工硬化，还通过含有7质量％以上的Rh所带来的固溶强化而使端头的强度提高，因此在电阻焊时不需要按压粗部而能够将焊接电极按压于细部的端面且以比较低的电流焊接。并且，由于所述电极端头具有粗部，因此如专利文献3所示，也不需要用于使端头的底部鼓起而形成凸缘部的较大热量。因此，根据本发明的电极端头，由于焊接电极等工装夹具的寿命大幅度地改善，因此与现有的具有凸缘部的端头相比较，能够降低制造火花塞时的成本。

由于所述火花塞具备在耐氧化性、耐火花消耗性以及耐剥离性方面优异且抑制焊接后的电极端头的尺寸的偏差的所述电极端头，因此即使在高温环境下以及高放电电压下使用的情况下，也能够长期发挥所希望的性能。

附图说明

图1是以包含电极端头的轴线的平面剖切作为本发明所涉及的电极端头的一实施例的电极端头时的剖视说明图。

图2是以包含电极端头的轴线的平面剖切作为本发明所涉及的电极端头的另一实施例的电极端头时的剖视说明图。

图3(a)是以包含电极端头的轴线的平面剖切作为本发明所涉及的电极端头的另一实施例的电极端头时的剖视说明图。图3(b)是放大地示出图3(a)中的电极端头的边界点附近的主要部分剖视放大说明图。

图4是以包含电极端头的轴线的平面剖切作为本发明所涉及的电极端头的另一实施例的电极端头时的剖视说明图。

图5是以包含电极端头的轴线的平面剖切作为本发明所涉及的电极端头的另一实施例的电极端头时的剖视说明图。

图6是以包含电极端头的轴线的平面剖切作为本发明所涉及的电极端头的另一实施例的电极端头时的剖视说明图。

图7是作为本发明所涉及的火花塞的一实施例的火花塞的部分剖视说明图。

图8是以包含电极端头的轴线的平面剖切作为比较例的电极端头时的剖视说明图。

图9是示出细部的端面的面积S’和尺寸偏差比率(％)的关系的图表。

具体实施方式

本发明所涉及的火花塞用的电极端头与火花塞的中心电极以及接地电极中的至少一方接合而使用。本发明所涉及的火花塞用的电极端头以Pt为主成分且包含7质量％以上的Rh，Pt和Rh的合计含量比95质量％大。

由于所述电极端头以Pt为主成分，因此在耐氧化性和耐火花消耗性这两方优异。所述电极端头是包含Pt和Rh的Pt-Rh合金，由Pt-Rh合金构成的所述电极端头随着Rh的含量变大，因固溶强化而变硬。作为将电极端头形成为高硬度的方法，存在加工硬化以及固溶强化等各种方法。在它们之中，优选至少通过固溶强化而使电极端头的硬度提高的方法。即，在通过加工硬化而使电极端头的硬度提高的情况下，由于将电极端头焊接于电极时的热量使因加工硬化而形成的应变恢复，导致硬度下降。因此，由于在将电极端头焊接于电极时电极端头的硬度下降，在刚焊接后电极端头容易变形。另一方面，在通过固溶强化而使电极端头的硬度提高的情况下，即使在焊接时施加热量也能够将电极端头的硬度维持为一定值以上。因此，由于所述电极端头含有7质量％以上的Rh，至少通过固溶强化而能够使硬度提高，能够在刚焊接后抑制电极端头变形。如果所述电极端头中的Rh的含量比7质量％小，则无法将焊接后的电极端头的硬度维持为一定值以上，如下所述地即使电极端头具有特定的形状，在将电极端头焊接于电极时电极端头也容易变形。在裂纹不易形成于焊接后的电极端头或者由电极端头和电极的熔融而形成的熔融部这一点上，所述电极端头中的Rh的含量优选小于40质量％。另外，“主成分”是指电极端头所含的成分中质量比率最多的成分。

所述电极端头中的Pt和Rh的合计含量为95质量％以上。所述合计含量越大越优选，更优选为100质量％。在所述电极端头中的Pt和Rh的合计含量比95质量％大时，所述电极端头在耐氧化性以及耐火花消耗性方面优异，在所述合计含量为95质量％以下时，所述电极端头在耐氧化性以及耐火花消耗性方面较差。在所述合计含量比95质量％大时，即使该电极端头在氧化消耗容易进行的高温环境下使用，也能够抑制氧化消耗。另一方面，在所述电极端头中的Pt和Rh的合计含量比95质量％大时，随着该合计含量变大而所述电极端头变软。因此，在将电极端头焊接于电极时所述电极端头容易变形。但是，由于本发明的电极端头如下所述地具有特定的形状，并且不仅通过基于塑性加工的加工硬化，还通过含有Rh所带来的固溶强化而使端头的强度提高，因此确保必要的实际机器耐久性且在将电极端头焊接于电极时抑制电极端头变形，能够减小焊接后的电极端头的尺寸的偏差。

在所述电极端头含有Pt以及Rh以外的元素的情况下，所述元素优选为从由Ru、Ir、W、Re、Ni以及Co构成的元素组A中选择的至少一种和/或从由Y、Hf、Zr、稀土类元素以及周期表的第二族元素构成的元素组B中选择的至少一种。在所述电极端头含有所述元素组A的情况下，其含量优选为5质量％以下。在所述电极端头含有所述元素组B的情况下，其含量优选为0.1质量％以下。稀土类元素是La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu。周期表的第二族元素是基于无机化学命名法1990年IUPAC建议的第二族元素，能够列举出例如Mg、Ca、Sr、Ba。在所述电极端头含有Pt以及Rh以外的元素时，与含有100质量％的Pt以及Rh的情况相比，耐氧化性以及耐火花消耗性下降。但是，在所述电极端头以5质量％以下的比率含有所述元素组A中的至少一种来作为Pt以及Rh以外的元素时，能够将将原料金属费用抑制为低价抑制为低价，并且，能够抑制含有Pt以及Rh以外的元素所带来的耐氧化性的下降。并且，在所述电极端头以0.1质量％以下的比率含有所述元素组B中的至少一种来作为Pt以及Rh以外的元素时，能够将原料金属费用抑制为低价，并且，能够抑制含有Pt以及Rh以外的元素所带来的耐火花消耗性的下降。

在所述电极端头中含有的元素的含量能够如下所述地测定。首先，由包含电极端头1的轴线的平面剖切电极端头1。利用FE-EPMA(Field Emission Electron Probe MicroAnalysis:日本电子株式会社制JXA-8500F)对所得到的剖切面的中心附近的任意的多个部位例如五个部位进行WDS(Wavelength Dispersive X-ray Spectrometer：波长色散X射线光谱仪)分析，测定各个部位的质量组成。算出所得到的测定值的算术平均，将该平均值作为电极端头1所含有的元素的含量。

本发明所涉及的火花塞用的电极端头通过所述金属材料而形成，在耐氧化性以及耐火花消耗性方面优异。进而，所述电极端头如下所说明地通过具有特定的形状以及硬度而不易从所焊接的电极剥离且在将所述电极端头电阻焊和/或激光焊于电极时不易变形。因此，所焊接的电极端头不易从电极剥离且其尺寸的偏差较小。

(第一实施方式)

在图1中示出以包含电极端头的轴线的平面剖切时的电极端头的剖视说明图，所述电极端头作为本发明所涉及的火花塞用的电极端头的一实施例。另外，在图1中，将纸面上方作为轴线X的前端方向，将纸面下方作为轴线X的后端方向而说明。如图1所示，第一实施方式的电极端头1具有柱状的细部2和粗部3，所述细部2在轴线X方向上具有相同的截面形状，所述粗部3与所述细部2相邻且与轴线X正交的方向上的截面面积比所述细部2大。所述粗部3具有锥状部4和柱状部5，所述锥状部4从所述细部2的端部呈锥状扩张，与轴线X正交的方向上的截面面积逐渐变大，所述柱状部5与该锥状部4的具有最大截面面积的端部相邻，并具有与所述最大截面面积相同的面积且在轴线X方向上具有相同的截面形状。在将电极端头1与电极接合时，粗部3的端面与电极接合，细部2的端面成为放电面。由于所述电极端头1具有所述细部2和所述粗部3，因此能够维持引燃性且能够提高对电极的耐剥离性。另外，该实施方式的电极端头1中的与轴线X正交的方向上的截面形状在细部2、锥状部4以及柱状部5中的任一方都是圆形。所述截面形状也可以是圆形以外的形状，例如也可以是三角形、方形、六边形等多边形、椭圆形等。

所述细部2在轴线X方向上具有相同的截面形状。该实施方式的细部2的所述截面形状是圆形，并在轴线X方向上具有相同的截面面积。本发明中的细部不特别地限定于所述截面面积在轴线X方向上相同的情况，也可以存在所述截面面积从细部的端面向后端侧在锥形角度是3°以下的范围内变大的部位。即，例如，如图2所示，本发明中的细部在由包含电极端头101的轴线X₁的平面剖切电极端头101时的任意的截面上，表示细部102的侧面的轮廓线P₁和轴线X₁所成的角θ是3°以下。另外，在所述轮廓线P₁是曲线的情况下，该曲线上的任意的点处的切线和轴线X₁所成的角θ是3°以下。

如图1所示，所述电极端头1在以包含电极端头1的轴线X的平面剖切时的任意的截面上，从细部2和粗部3的外表面上的细部2和粗部3的边界点A到表示粗部3的端面的边缘的两点B、B’中的所述边界点A侧的端点B的、表示粗部3的外表面的轮廓线P₂₃存在于比将边界点A和端点B相连的直线AB靠轴线X的径向外侧处。如果所述轮廓线P₂₃存在于比所述直线AB靠轴线X的径向外侧处，则在将电极端头1焊接于电极时粗部3不易变形。只要本发明的电极端头的所述轮廓线的至少一部分存在于所述直线上和/或比所述直线靠轴线X的径向外侧处即可，由此，能够抑制粗部的变形。如该实施方式的电极端头1所示，在所述轮廓线P₂₃的全部存在于比所述直线AB靠轴线X的径向外侧处时，粗部3更加不易变形。

所述边界点A是细部2的母线P₁的后端侧的点。即，由于所述母线P₁是与轴线X平行的直线并且锥状部4的母线P₂是具有比3°大的锥形角度的直线，因此所述边界点A成为母线P₁与母线P₂的交点。如图3(a)及图3(b)所示，在细部202和锥状部204之间的边界附近形成为曲线状的情况下，由于在由包含电极端头201的轴线X₂的平面剖切电极端头201时的任意的截面上，示出细部202和锥状部204的外表面的轮廓线上的任意的点处的切线和轴线X₂所成的角θ为3°以下的范围是细部202，因此细部202和锥状部204的边界附近处的所述角θ为3°的点是边界点A。

在图1中，所述端点B是表示粗部3的端面的直线的端点。在第一实施方式中，粗部3是在轴线X方向上具有相同的截面形状以及截面面积的圆柱体，在图1中，粗部3的母线P₃是直线。因此，所述端点B也是粗部3的母线P₃的轴线X方向后端的点。如图3所示，本发明中的电极端头也可以在粗部203的后端角部带有曲率半径0.1mm以下的圆角。在粗部203的后端角部带有圆角的情况下，端点B是表示粗部203的端面的直线的端点，曲线部分不包含于粗部203的端面。如图4所示，本发明中的电极端头也可以具有从粗部303的端面向后端方向突出的突起部306。所述突起部306设置成用于，在将电极端头301电阻焊于电极时，使电流集中于突起部306，在以突起部306为中心的较宽的范围内将电极端头301和电极彼此熔融混合而形成熔融部，从而使电极端头301与电极切实地接合。如图4所示，通常，突起部306具有比细部302的直径小的直径例如0.6mm以下的直径。本发明所涉及的电极端头无论有无突起部均能够得到所希望的效果。因此，如图4所示，在电极端头301具有突起部306的情况下，假定为突起部306不存在，将设置有突起部306的面视为直线，所述端点B作为该直线的端点。

如图1所示，在将所述电极端头1的从细部2的端面到粗部3的端面的距离即端头高度设为H，将所述电极端头1的从边界点A到粗部3的端面的距离即粗部高度设为h时，粗部高度h相对于端头高度H的比率(h/H×100)为35％以上。如果所述电极端头1中的所述比率为35％以上，则抑制由将电极端头1焊接于电极时的荷载引起的粗部3的变形和由发热引起的粗部3的变形。并且，所述比率越大，细部2的高度即细部高度L越小。细部高度L越小，越能够抑制由正要对电极端头1进行焊接之前的荷载引起的细部2的变形。所述电极端头1中的所述比率越小于35％，粗部3越薄，在将电极端头1焊接于电极时，粗部3易于产生变形或者裂纹。其结果是，电极端头1向电极接合的接合强度下降，成品率也下降。在由于粗部较薄而接合强度容易下降的情况下，考虑使用具有能够在电阻焊时沿轴线方向对粗部直接施加载荷这样的特别的形状的焊接电极。然而，由于具有特别的形状的焊接电极价格非常高，并且，在靠近焊接部的位置处保持电极端头，因此焊接电极的寿命变短，其结果是，接合有该电极端头1的火花塞价格成为高价。进而，如果对粗部直接施加载荷，则由于载荷仅集中于粗部，因此粗部更易于变形以及过热，产生飞溅以及产生焊接后的端头的尺寸的不稳定化。并且，如果对粗部直接施加载荷，则由于载荷不直接施加于所焊接的面的中心部分即将细部的端面沿轴线方向投影在所焊接的面上的部分，该部分的面积占据所焊接的面积的大部分，因此无法得到足够的焊接强度。

所述细部高度L优选为0.25mm以上，更优选为0.3mm以上。如果所述细部高度L是0.25mm以上、特别是0.3mm以上，则能够提高具备该电极端头1的火花塞的引燃性。因此，如果电极端头1的所述比率为35％以上且细部高度L是0.25mm以上，则能够抑制由将电极端头1焊接于电极时的荷载引起的粗部3的变形和由发热引起的粗部3的变形，并且，能够提高接合有该电极端头1的火花塞的引燃性。

所述电极端头1的粗部3的端面的面积S相对于细部2的端面的面积S’的比(S/S’)为1.2以上。并且，所述比优选为2.2以下。如果所述比(S/S’)为1.2以上，则在将电极端头1焊接于电极时，粗部3不易变形，由焊接引起的尺寸偏差较小，并且，在维持引燃性且在耐剥离性方面优异。如果所述比(S/S’)小于1.2，则在将电极端头1焊接于电极时，粗部3易于变形，由焊接引起的尺寸偏差较大，并且，电极端头1容易以倾斜的方式接合，在引燃性或者耐剥离性方面较差。如果所述比(S/S’)是2.2以下，则从在制造电极端头1时易于进行头加工，易于制造的点来说是有益的。

在所述比(S/S’)为1.2以上时，所述面积S’优选为比0.5mm²大。随着所述面积S’变大，所述面积S变大，并且，电极端头1的体积变大。随着电极端头1的体积变大，将电极端头1电阻焊于电极时的热量变大，因此，在将电极端头1电阻焊于电极时，电极端头1易于变形。但是，由于该电极端头1如上所述地具有特定的形状以及硬度，因此随着达到在对电极端头进行电阻焊时易于变形的大小而抑制变形的效果变大。

所述面积S’以及所述面积S是所述细部2以及所述粗部3各自的端面即平坦面的面积。如图3所示，本发明中的电极端头也可以在细部202的前端角部以及粗部203的后端角部带有曲率半径0.1mm以下的圆角。在细部202的前端角部带有圆角的情况下，所述面积S’是除了表示该圆角的曲线部分之外的表示细部202的平坦面的直线部分的面积。同样地，在粗部203的后端角部带有圆角的情况下，所述面积S是除了表示该圆角的曲线部分之外的表示粗部203的平坦面的直线部分的面积。如图4所示，在电极端头301具有突起部306的情况下，假定突起部306不存在，视为接合有突起部306的面是平坦面，所述面积S设为该平坦面的面积。

所述细部2的硬度为220Hv以上。即，所述细部2的内部的硬度为220Hv以上且所述细部2的端面的硬度为220Hv以上。并且，优选为所述细部2的内部的硬度为220Hv以上且所述细部2的端面的硬度为310Hv以上。并且，更优选为所述细部2的内部的硬度为220Hv以上且小于310Hv，所述细部2的端面的硬度为310Hv以上。如果所述细部2的硬度为220Hv以上，则能够抑制由正要将电极端头1焊接于电极之前的荷载引起的细部2的变形。并且，如果所述细部2的端面的硬度为310Hv以上，则能够更进一步抑制由正要将电极端头1焊接于电极之前的荷载引起的细部2的变形。并且，如果所述细部2的内部的硬度为220Hv以上且小于310Hv，所述细部2的端面的硬度为310Hv以上，则能够抑制在焊接时在细部2产生裂纹。

所述细部2的内部以及端面的硬度能够通过固溶强化以及基于塑性加工的加工硬化等而调整。并且，细部2的端面的硬度能够通过后述的电极端头1的制造工序中的剖切圆棒材时的剪切等剪切加工而调整为比细部2的内部的硬度更高。即，能够通过适当地改变剪切加工前后所实施的热处理条件以及对圆棒材进行剪切加工时的加工速度等而调整为所希望的硬度。另一方面，如果进行线切割，则细部2的端面的硬度易于达到比细部2的内部的硬度更低的硬度。因此，需要通过适当地改变润滑剂以及捆扎材料的种类、润滑剂的量、加工速度、圆棒材的线径等而使硬度调整为不会达到220Hv以下。并且，在对剖切圆棒材后得到的剖切部件进行塑性加工而调整外形的情况下，能够通过适当地改变塑性加工的加工条件、有无热处理、在进行热处理时其条件等，调整细部2的内部以及端面的硬度。并且，也能够使用喷丸加工而使细部2的端面的硬度调整为比细部2的内部的硬度高。

所述硬度使用维氏硬度计以载荷1N、保持时间10秒且符合JIS Z2244的方式进行测定。涉及所述细部2的端面的硬度的测定区域，设为从轴线X方向观察时端面的中心附近的任意的多个部位例如五个部位。并且，涉及所述细部2的内部的硬度，在测定所述细部2的端面的硬度后，由包含轴线X的平面剖切电极端头1。在该剖切面中，所述细部2的内部的硬度的测定区域设为所述剖切面的细部的中心附近的任意的多个部位例如五个部位。算出所测定的硬度各自的算术平均，将所得到的平均值作为细部2的内部的硬度以及细部2的端面的硬度。

所述电极端头1例如如下所述地被制造。首先，对各成分的含量成为上述的范围的金属成分进行调配，准备原料粉末。对其进行电弧熔化而形成铸块，热锻造该铸块，形成为棒材。接着，通过对该棒材进行多次槽辊轧制，根据需要而进行模锻，并利用模拉(diedrawing)实施拔丝加工，从而形成为截面圆形状的圆棒材，将该圆棒材剖切为预定的长度。另外，在电极端头的截面形状是圆形以外的形状例如方形的情况下，也能够通过使用四边形模对所述铸块进行拔丝加工而加工成方形材，并将该方形材剖切为预定的长度，从而形成为例如截面方形状的方棒状。

所述圆棒材的剖切能够通过例如剪切等剪切加工或者线切割等而进行。由于在利用剪切等剪切加工而剖切圆棒材的情况下，圆棒材被塑性加工，因此易于提高剖切面的硬度，易于将电极端头1的端面的硬度制备为所希望的硬度。由于在利用线切割而剖切圆棒材的情况下，由摩擦引起的热量易于使硬度下降，因此通过适当地调整润滑剂以及捆扎材料的种类、润滑剂的量、加工速度、圆棒材的线径等，制备成电极端头1的端面的硬度达到220Hv以上。

接着，将剖切所述圆棒材而得到的大致圆柱状的剖切部件的外形调整为所希望的形状。剖切部件的整形或者成型能够列举出通过切削而进行的方法以及使用模具的方法等。由此，电极端头1被制造。

所述电极端头1、101、201与火花塞的中心电极以及接地电极中的至少一方接合而使用。由于所述电极端头1具有耐氧化性、耐火花消耗性以及耐剥离性，在焊接于电极时不易变形，因此焊接后的电极端头1的尺寸特别是高度尺寸的偏差较小。并且，由于在电极端头1、101、201中，细部2、102、202的母线P₁以及粗部3、103、203的母线P₃与轴线X、X₁、X₂平行，因此在进行激光焊时，在为了使电极端头1、101、201的中心和焊接设备的旋转机构的中心相一致而利用摄像机从放电面的上部进行位置确认的情况下，易于检测放电面，并且，在焊接前将端头传送至预定的位置时，利用夹具等易于保持端头。进而，由于与后述的第二实施方式相比较，在进行激光焊时所形成的熔融部中的贵金属量变多，因此耐剥离性良好。并且，与后述的第三实施方式相比较，在制造电极端头1、101、201时通过塑性加工而形成粗部3、103、203的情况下，易于加工。

(第二实施方式)

在图4中示出以包含电极端头的轴线的平面剖切时的电极端头的剖视说明图，所述电极端头作为本发明所涉及的火花塞用的电极端头的另一实施例。该实施方式的电极端头301除了如下两点之外与第一实施方式的电极端头1相同，这两点是指，在以包含电极端头301的轴线X₃的平面剖切时的电极端头301的任意的截面上，从细部302和粗部303的外表面上的细部302和粗部303的边界点A到表示粗部303的端面的边缘的两点B、B’中的所述边界点A侧的端点B的、表示粗部303的外表面的轮廓线P₂₃位于将边界点A和端点B相连的直线AB上这一点以及具有从粗部303的端面向后端方向突出的突起部306这一点。由于该实施方式的电极端头301的所述轮廓线P₂₃存在于直线AB上，因此在将电极端头301焊接于电极时，粗部303不易变形，其结果是，所焊接的电极端头的尺寸的偏差较小。并且，由于该实施方式的电极端头301在粗部303的端面具有突起部306，因此能够将电极端头301与电极切实地接合，其结果是，在耐剥离性方面更加优异。

(第三实施方式)

在图5中示出以包含电极端头的轴线的平面剖切时的电极端头的剖视说明图，所述电极端头作为本发明所涉及的火花塞用的电极端头的另一实施例。该实施方式的电极端头401除了如下一点之外与第一实施方式的电极端头1相同，这一点是指，粗部403是其与电极端头401的轴线X₄正交的方向的截面面积比细部402大且在轴线X₄方向上具有相同的截面形状以及相同的截面面积的圆柱体。由于在该实施方式的电极端头401中，粗部403是圆柱体，因此在将电极端头401焊接于电极时，粗部403不易变形，其结果是，所焊接的电极端头的尺寸的偏差较小。

(第四实施方式)

在图6中示出以包含电极端头的轴线的平面剖切时的电极端头的剖视说明图，所述电极端头作为本发明所涉及的火花塞用的电极端头的另一实施例。该实施方式的电极端头501除了如下一点之外与第一实施方式的电极端头1相同，这一点是指，粗部503从细部502的端部呈锥状扩张，并具有锥状部504和第二锥状部505，所述锥状部504的与轴线X₅正交的方向上的截面面积逐渐变大，所述第二锥状部505从该锥状部504的具有最大截面面积的端部以比所述锥状部504的锥形角度θ₁小的锥形角度θ₂呈锥状扩张，所述第二锥状部505的与轴线X₅正交的方向上的截面面积逐渐变大。由于在该实施方式的电极端头501中，粗部503通过锥状部504和第二锥状部505而形成，从边界点A到端点B的表示粗部503的外表面的轮廓线P₂₃存在于比直线AB靠径向外侧处，因此在将电极端头501焊接于电极时，粗部503不易变形，其结果是，所焊接的电极端头的尺寸的偏差较小。

在下文中说明具备本发明所涉及的火花塞用的电极端头的火花塞的一实施例。图7是作为本发明所涉及的火花塞的一实施例的火花塞100的部分剖视整体说明图。另外，在图7中，将纸面下方作为轴线O的前端方向，将纸面上方作为轴线O的后端方向而说明。

如图7所示，该火花塞100具备：大致圆筒状的绝缘体300，具有沿轴线O方向延伸的轴孔200；大致棒状的中心电极400，设置于所述轴孔200内的前端侧；端子配件500，设置于所述轴孔200内的后端侧；连接部600，将所述中心电极400和所述端子配件500在所述轴孔200内电连接；大致圆筒形状的主体配件700，保持所述绝缘体300；以及接地电极800，一端部与所述主体配件700的前端部接合，并且，另一端部以在与所述中心电极400之间隔着间隙G而与所述中心电极400相对的方式配置，在所述接地电极800的前端部的侧面设置有电极端头900。该电极端头900形成为，例如上述的电极端头1通过电阻焊和/或激光焊而与接地电极800接合。

所述绝缘体300具有大致圆筒形状，并具有沿轴线O方向延伸的轴孔200。并且，绝缘体300具备后端侧主体部110、大径部120、前端侧主体部130以及长腿部140。后端侧主体部110容纳端子配件500，将端子配件500和主体配件700绝缘。大径部120在比该后端侧主体部110靠前端侧处向径向外侧突出。前端侧主体部130在该大径部120的前端侧处容纳连接部600，并具有比大径部120小的外径。长腿部140在该前端侧主体部130的前端侧处容纳中心电极400，并具有比前端侧主体部130小的外径以及内径。在前端侧主体部130和长腿部140之间的内周面设置有架部150。该架部150配置为与后述的中心电极400的凸缘部160抵接而使中心电极400固定在轴孔200内。在前端侧主体部130和长腿部140之间的外周面设置有台阶部170。该台阶部170经由片式密封垫190而与后述的主体配件700的锥状部180抵接而使绝缘体300相对于主体配件700固定。绝缘体300以绝缘体300的前端方向上的端部从主体配件700的前端面突出的状态固定于主体配件700。绝缘体300优选由具有机械强度、热强度、电气强度的材料形成。作为这样的材料，列举出例如以氧化铝为主体的陶瓷烧结体。

在所述绝缘体300的轴孔2内，在其前端侧设置有中心电极400，在其后端侧设置有端子配件500、在中心电极400和端子配件500之间设置有连接部600，该连接部600将中心电极400以及端子配件500固定在轴孔200内并且将它们电连接。所述连接部600由用于降低噪音传播的电阻器210、设置在该电阻器210和中心电极400之间的第一密封体220、以及设置在该电阻器210和端子配件500之间的第二密封体230而形成。电阻器210通过烧结含有玻璃粉末、非金属导电性粉末以及金属粉末等的组合物而形成，其电阻值通常是100Ω以上。第一密封体220和第二密封体230通过烧结含有玻璃粉末以及金属粉末等的组合物而形成，它们的电阻值通常是100mΩ以下。该实施方式中的连接部600由电阻器210、第一密封体220以及第二密封体230而形成，但也可以由电阻器210、第一密封体220和第二密封体230中的至少一个形成。

所述主体配件700具有大致圆筒形状，形成为通过内装绝缘体300而保持绝缘体300。在主体配件700中的前端方向的外周面形成有螺纹部240，利用该螺纹部240而使火花塞100安装于未图示的内燃机的气缸盖。所述主体配件700在螺纹部240的后端侧具有法兰状的气体密封部250，在气体密封部250的后端侧具有用于卡合呆扳手、活扳手等工具的工具卡合部260，在工具卡合部260的后端侧具有敛缝部270。在敛缝部270以及工具卡合部260的内周面和绝缘体300的外周面之间形成的环状的空间中配置有环状的密封垫280、290以及滑石310，使绝缘体300相对于主体配件700固定。螺纹部240的内周面的前端侧配置为相对于长腿部140具有空间，向径向内侧突出的突起部320的后端侧的呈锥状扩径的锥状部180与绝缘体300的台阶部170经由环状的片式密封垫190而抵接。主体配件700能够通过导电性的钢铁材料例如低碳钢而形成。

端子配件500是用于将电压从外部施加于中心电极400的端子，所述电压用于在中心电极400和接地电极800之间进行火花放电，并且，端子配件500从绝缘体300的后端侧以其一部分露出的状态插入到轴孔200内并被第二密封体230固定。端子配件500能够通过低碳钢等金属材料而形成。

所述中心电极400具有：与所述连接部600相接的后端部340；以及从所述后端部340向前端侧延伸的棒状部350。后端部340具有向径向外侧突出的凸缘部160。该凸缘部160配置为与绝缘体300的架部150抵接，通过在轴孔200内周面和后端部340的外周面之间填充有第一密封体220，使中心电极400以其前端从绝缘体300的前端面突出的状态固定在绝缘体300的轴孔200内，相对于主体配件700保持绝缘。中心电极400中的后端部340和棒状部350能够通过Ni或者以Ni为主成分的Ni合金等用于中心电极400的公知的材料而形成。中心电极400也可以通过外层和芯部而形成，所述外层通过Ni合金等而形成，所述芯部通过热传导率比Ni合金高的材料而形成，并且形成为以同心的方式埋入于该外层的内部的轴心部。作为形成芯部的材料，能够列举出例如Cu、Cu合金、Ag、Ag合金、纯Ni等。

所述接地电极800例如呈大致棱柱形状形成，并形成为，一端部与主体配件700的前端部接合，在中途呈大致L字状折弯，另一端部在与中心电极400的前端部之间经由间隙G而与中心电极400的前端部相对。所述接地电极800能够通过Ni或者Ni合金等用于接地电极800的公知的材料而形成。并且，也可以是，与中心电极400同样地在接地电极的轴芯部设置有由热传导率比Ni合金高的材料而形成的芯部。在该实施方式中，所述间隙G是设置于接地电极800的电极端头900的前端面和与该前端面相对的中心电极400的前端面之间的最短距离，该间隙G通常设定为0.3～1.5mm。所述电极端头900只要设置于接地电极800和中心电极400的相对的各自的前端部中的至少一方即可。例如，在接地电极800和中心电极400这两方设置有电极端头的情况下，设置于接地电极800的电极端头900和设置于中心电极400的电极端头的相对的各自的相对面之间的最短距离成为火花放电间隙G。

所述火花塞100例如如下所述地被制造。

中心电极400和/或接地电极800例如能够以如下方式制作：使用真空熔化炉而制备具有所希望的组成的合金的熔融金属，并进行拔丝加工等来适当地调整为预定的形状以及预定的尺寸。关于中心电极400，通过将热传导率比外材高的由Cu合金等构成的内材插入于形成为杯状的由Ni合金等构成的外材，并进行挤压加工等塑性加工，形成在外层的内部具有芯部的中心电极400。另外，该实施方式的火花塞100的接地电极800通过一个种类的材料而形成，但也可以是，接地电极800与中心电极400同样地通过外层和以埋入于该外层的轴心部的方式设置的芯部而形成，在该情况下与中心电极400同样地将内材插入于形成为杯状的外材，在进行挤压加工等塑性加工后，能够将塑性加工成大致棱柱状的构件形成为接地电极800。

接着，通过电阻焊和/或激光焊等，使利用塑性加工等而形成为预定的形状的主体配件700的端面与接地电极800的一端部接合。接着，对接合有接地电极800的主体配件700实施Zn镀覆或者Ni镀覆。也可以在Zn镀覆或者Ni镀覆后进行三价铬酸盐处理。另外，也可以剥离施加于接地电极的镀层。

接着，通过电阻焊和/或激光焊而将如上所述制作的电极端头900与接地电极800熔融连接。在通过电阻焊而将电极端头900与接地电极800接合的情况下，例如，将电极端头900设置在接地电极800的预定位置，将焊接电极按压于细部2的端面并实施电阻焊。并且，也可以在电阻焊后通过激光焊而将电极端头900与接地电极800接合。在激光焊的情况下，例如，从电极端头900的斜上方或者从电极端头900的径向外侧平行地向电极端头900与接地电极800的接合部分照射激光束。并且，激光束可以以遍及全周的方式照射电极端头900中的所述接合部分，也可以照射其一部分。在不进行电阻焊而通过激光焊而将电极端头900与接地电极800接合的情况下，将电极端头900设置在接地电极800的预定位置，按压细部2的端面且实施激光焊。

绝缘体300通过将陶瓷等烧制成预定的形状而制作。将中心电极400插入设置在该绝缘体300的轴孔200内，并将形成第一密封体220的组合物、形成电阻器210的组合物、形成第二密封体230的组合物按照该顺序预压缩且填充到所述轴孔200内。接着，从所述轴孔200内的端部压入端子配件500且对所述组合物进行压缩加热。这样烧结所述组合物而形成电阻器210、第一密封体220以及第二密封体230。接着，将固定有该中心电极400等的绝缘体300组装于接合有接地电极800的主体配件700。最后，将接地电极800的前端部向中心电极400侧弯折，并使接地电极800的一端与中心电极400的前端部相对，从而制造出火花塞100。

本发明所涉及的火花塞100用作机动车用的内燃机例如汽油发动机等的点火栓，所述螺纹部240螺合于螺纹孔并固定在预定的位置，所述螺纹孔设置于划分形成内燃机的燃烧室的缸盖(未图示)。本发明所涉及的火花塞100能够在任何内燃机中使用，特别是，适宜用于电极端头900暴露在高温环境下的内燃机或者放电能量较大而使电极端头900容易火花消耗的内燃机。

本发明所涉及的火花塞用的电极端头以及具备该电极端头的火花塞不限定于上述的实施例，在能够实现本申请发明的目的的范围内，能够进行各种变更。

实施例

1.电极端头的尺寸偏差评价

电极端头如下所述地制作。首先，调配具有预定的组成的原料粉末，对其进行电弧熔化而形成铸块。通过对该铸块进行热锻造和/或冷锻造、热轧制和/或冷轧制以及热模锻和/或冷模锻，进而，实施拔丝加工，从而形成为截面圆形状的圆棒材。通过对该圆棒材进行剪切或者线切割，剖切为预定的长度，得到大致圆柱状的剖切部件。通过对该剖切部件进行切削和/或成型而调整为所希望的形状，形成为电极端头。在表1中，将剪切圆棒材的情况以“S”示出，将线切割圆棒材的情况以“W”示出。并且，电极端头的外形在除了未设置突起部这点之外与图4所示的电极端头同样时设为“a”，与图1所示的电极端头同样时设为“b”，与图5所示的电极端头同样时设为“c”，与图8所示的电极端头同样时设为“d”，并在表1中示出。另外，图8所示的电极端头中的粗部603由第一锥状部604和第二锥状部605而形成，第一锥状部604的锥形角度θ₃比第二锥状部605的锥形角度θ₄小。因此，表示粗部603的外表面的轮廓线P₂₃的全部存在于比直线AB靠径向内侧处。

所得到的电极端头在电阻焊于由Ni合金构成的接地电极后通过激光焊而与其接合。在进行电阻焊时，从电极端头的径向外侧将载荷施加于与接地电极阻焊的电极端头，确定向电极端头和接地电极通电的电流值以及电极端头的轴线方向上的载荷值，以使电极端头从接地电极处断裂时的断裂强度达到100N。在进行激光焊时，适当地调整照射位置和照射能量，以使从电极端头和接地电极通过熔融而形成的熔融部的轴线方向上的前端部到电极端头的端面的距离达到0.25mm。

电极端头的组成通过进行FE-EPMA(日本电子株式会社制JXA-8500F)的WDS分析而测定。首先，将电极端头由包含其轴线的平面剖切，在该剖切面上如上所述地选择多个测定点，测定质量组成。接着，算出所测定的多个测定值的算术平均值，将该平均值作为电极端头的组成。

电极端头的细部的内部的硬度以及细部的端面的硬度使用维氏硬度计，如上所述地以载荷1N、保持时间10秒符合JIS Z 2244的方式进行测定。涉及细部的端面的硬度，选择从轴线X方向观察时电极端头的细部的端面表面的中心附近的任意的多个部位，测定硬度。涉及细部的内部的硬度，选择测定电极端头的组成时所准备的所述剖切面上的细部的中心附近的任意的多个部位，测定硬度。算出所测定的硬度各自的算术平均，将所得到的平均值设为细部的内部硬度Hb、细部的端面硬度Hs，在表1中示出。

将电极端头焊接于接地电极后的尺寸偏差评价如下所述地进行。利用投影机来测定通过电阻焊以及激光焊而焊接于接地电极后的从接地电极表面到电极端头的前端面的距离Ha。将焊接前的电极端头的端头高度设为H，算出焊接前后的端头高度的位移量Y(＝H-Ha)。针对50个样品以同样的方式求出位移量Y，算出50个样品的位移量的标准偏差σ，按照下述的基准进行尺寸偏差的评价。将结果在表1中示出。

◎：标准偏差σ小于0.004mm时

○：标准偏差σ是0.004mm以上且小于0.007mm时

×：标准偏差σ是0.007mm以上时

2.耐久性评价

以与“1.电极端头的尺寸偏差评价”同样的方式制作电极端头并与接地电极接合，使用它来制造具有与图7所示的火花塞同样的形状的火花塞试验体。

将所制造的火花塞试验体装配于试验用的2L四气缸发动机(放电电压15kv)，维持节气门完全打开(WOT：Wide-Open Throttle)且发动机转速5000rpm的状态，进行运转200小时的耐久试验。这时，接地电极的前端部的温度是950℃。

通过CT扫描(东芝株式会社制TOSCANER-32250μhd)来测定耐久试验前后的电极端头的体积，求出耐久试验前的电极端头的体积V₁和耐久试验后的电极端头的体积V₂的差即消耗量ΔV(＝V₁-V₂)。并且，将含有65质量％的Pt，35质量％的Rh并具有同样的形状的电极端头的消耗量设为基准消耗量ΔV₀，将消耗量和基准消耗量的差(ΔV-ΔV₀)相对于基准消耗量ΔV₀作为消耗比(＝(ΔV-ΔV₀)/ΔV₀)而算出，按照下述的基准进行耐久性的评价。将结果在表1中示出。

○：消耗比小于0.1时

×：消耗比是0.1以上时

3.焊接于接地电极后的电极端头的外观评价

在电阻焊后或者激光焊后或者耐久试验后，使用放大镜以30倍的倍率观察电极端头或者熔融部，确认电极端头以及熔融部中有无裂纹的产生。在观察到裂纹的情况下，以更高倍率观察，测定裂纹的直线距离。例如，在呈闪电状折弯的形状的裂纹的情况下，测定从裂纹的一端到另一端的最短距离而不是裂纹的整个长度。在表1中，在观察到裂纹且其直线距离是0.05mm以上的情况下以“△”示出，在未观察到裂纹的情况下或者在观察到裂纹但其直线距离小于0.05mm的情况下以“○”示出。

[表1]

如表1所示，具备包含在本申请发明的范围内的电极端头的火花塞在耐久性方面优异，并且焊接于电极后的电极端头的尺寸的偏差较小。

4.电极端头的细部的端面的面积S’的不同所引起的尺寸偏差评价

将粗部的端面的面积S相对于细部的端面的面积S’的比(S/S’)固定为1.2，以与“1.电极端头的尺寸偏差评价”同样的方式求出对细部的端面的面积S’以及粗部的端面的面积S进行各种改变时的电极端头的尺寸偏差。另外，供试验用的电极端头的组成以及构造除了细部的端面的面积S’以及粗部的端面的面积S之外与试验编号42相同。并且，以与“1.电极端头的尺寸偏差评价”同样的方式求出端面的面积与细部的端面的面积S’相同的圆柱状的电极端头的尺寸偏差，将该圆柱状的电极端头的尺寸偏差YS作为基准，求出尺寸偏差比率((Ys/YS)×100％)。将结果在图9中示出。

如图9所示，与电极端头的细部的端面的面积S’是0.5mm²以下时相比，在比0.5mm²大的情况下，尺寸偏差比率较小。因此，可知如果电极端头的细部的端面的面积S’比0.5mm²大，则提高在电阻焊于电极时电极端头不易变形的效果。

标号说明

1、101、201、301、401、501、601 电极端头

2、102、202、302、402、502、602 细部

3、103、203、303、403、503、603 粗部

4、104、204、304、404、504、604 锥状部

5、105、205、305、405、505、605 柱状部

306 突起部

100 火花塞

200 轴孔

300 绝缘体

400 中心电极

500 端子配件

600 连接部

700 主体配件

800 接地电极

900 电极端头

110 后端侧主体部

120 大径部

130 前端侧主体部

140 长腿部

150 架部

160 凸缘部

170 台阶部

180 锥状部

190 片式密封垫

210 电阻器

220 第一密封体

230 第二密封体

240 螺纹部

250 气体密封部

260 工具卡合部

270 敛缝部

280、290 密封垫

310 滑石

320 突起部

340 后端部

350 棒状部。

Claims (5)

1.一种火花塞用的电极端头，其特征在于，

以Pt为主成分且包含7质量％以上的Rh，Pt和Rh的合计含量为95质量％以上，

所述电极端头具有：柱状的细部，在轴线方向上具有相同的截面形状；以及粗部，与所述细部相邻且与所述轴线正交的方向上的截面面积比所述细部大，

所述电极端头在以包含所述轴线的平面剖切时的任意的截面上，从所述细部和所述粗部的外表面上的所述细部和所述粗部的边界点到表示所述粗部的端面的边缘的两点中的所述边界点侧的端点的表示所述粗部的外表面的轮廓线的至少一部分存在于将所述边界点和所述端点相连的直线上和/或比所述直线靠所述轴线的径向外侧处，

在将从所述细部的端面到所述粗部的端面的距离即端头高度设为H，将从所述边界点到所述粗部的端面的距离即粗部高度设为h时，粗部高度h相对于端头高度H的比率(h/H×100％)为35％以上，

所述细部的端面的面积S’和所述粗部的端面的面积S的比(S/S’)为1.2以上，

所述细部的硬度为220Hv以上，

所述面积S’比0.5mm²大。

2.根据权利要求1所述的火花塞用的电极端头，其中，

所述细部的端面的硬度为310Hv以上。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞用的电极端头，其特征在于，

所述电极端头在以包含所述轴线的平面剖切时的任意的截面上，从所述细部和所述粗部的外表面上的所述细部和所述粗部的边界点到表示所述粗部的端面的边缘的两点中的所述边界点侧的端点的表示所述粗部的外表面的轮廓线的全部存在于将所述边界点和所述端点相连的直线上和/或比所述直线靠所述轴线的径向外侧处。

4.一种火花塞，其特征在于，具备：

中心电极，保持于绝缘体的沿轴线方向延伸的轴孔的一端侧；以及

接地电极，所述接地电极的一端部与设置于所述绝缘体的外周的主体配件接合，并且，所述接地电极的另一端部以在与所述中心电极之间设置有间隙的方式配置，

权利要求1～3中的任一项所述的电极端头通过电阻焊而与所述中心电极和所述接地电极中的至少一方接合。

5.一种火花塞，其特征在于，具备：

中心电极，保持于绝缘体的沿轴线方向延伸的轴孔的一端侧；以及

接地电极，所述接地电极的一端部与设置于所述绝缘体的外周的主体配件接合，并且，所述接地电极的另一端部以在与所述中心电极之间设置有间隙的方式配置，

权利要求1～3中的任一项所述的电极端头通过激光焊而与所述中心电极和所述接地电极中的至少一方接合。