CN109314372B - 火花塞 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够难以剥离端头的火花塞。在包括端头的中心轴的截面中，熔融部与端头的界面具备：第一部分，随着远离中心轴而在与中心轴平行的方向上逐渐远离假想直线，该假想直线与中心轴正交并且位于比界面靠第二电极侧；第二部分，在与中心轴平行的方向上随着远离中心轴而逐渐接近假想直线；及连接第一部分和第二部分的底点。底点位于第一部分和第二部分中的在与中心轴平行的方向上最远离假想直线的位置。第一部分、第二部分和底点全部至少存在于截面中的以中心轴为分界线的单侧，在将与中心轴正交的方向上的界面的长度设为W、将底点与中心轴的距离设为X时，底点存在于满足0.1≤X/W≤0.4的位置。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及火花塞，尤其涉及能够难以剥离端头的火花塞。

背景技术

已知有一种火花塞，具备：含有贵金属的端头和电极母材经由熔融部接合而成的第一电极；及与端头经由火花间隙而相向的第二电极(例如专利文献1)。火花塞在火花间隙之间产生放电，第一电极和第二电极对暴露的混合气体进行点火从而形成火炎核。端头和熔融部的热膨胀率不同，因此在端头与熔融部的界面产生热应力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-68421号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述现有技术中，因热应力而在端头与熔融部的界面容易产生裂纹及氧化皮，因此如果裂纹、氧化皮过度地进行，则有可能端头从熔融部剥离并脱落。

本发明是为了解决上述问题点而做出的，其目的在于提供一种能够难以剥离端头的火花塞。

用于解决课题的技术方案及发明效果

为了实现该目的，根据技术方案1记载的火花塞，第一电极具备：含有贵金属的柱状的端头、支承端头的电极母材、端头与电极母材熔合而成的熔融部。第二电极与端头经由火花间隙而相向。在包括端头的中心轴的截面中，熔融部与端头的界面具备：第一部分，随着远离中心轴而在与中心轴平行的方向上逐渐远离假想直线，该假想直线与中心轴正交并且位于比界面靠第二电极侧；第二部分，在与中心轴平行的方向上，随着远离中心轴而逐渐接近假想直线；及底点，连接第一部分和第二部分。底点位于第一部分和第二部分中的在与中心轴平行的方向上最远离假想直线的位置。

第一部分、第二部分和底点全部至少存在于截面中的以中心轴为分界线的单侧，在将与中心轴正交的方向上的界面的长度设为W、将底点与中心轴的距离设为X时，底点存在于满足0.1≤X/W≤0.4的位置。第一部分随着远离中心轴而在与中心轴平行的方向上逐渐远离，因此限制在与中心轴正交的方向上的熔融部相对于端头的热膨胀。在至少单侧的截面中，能够减小与中心轴正交的方向上的第二部分相对于端头的热膨胀量，因此具有能够缓和热应力而难以剥离端头的效果。

根据技术方案2记载的火花塞，底点、第一部分和第二部分将它们作为1组而分别存在于以中心轴为分界线的截面的两侧。能够抑制以中心轴划分的界面的两侧的热应力，因此除了技术方案1的效果以外，还具有更难以剥离端头的效果。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式中的火花塞的剖视图。

图2是第一电极的立体图。

图3是包括第一电极的中心轴的剖视图。

图4是包括第二实施方式中的第一电极的中心轴的剖视图。

图5是包括第三实施方式中的第一电极的中心轴的剖视图。

图6是包括第四实施方式中的第一电极的中心轴的剖视图。

图7是包括第五实施方式中的第一电极的中心轴的剖视图。

图8是包括第六实施方式中的第一电极的中心轴的剖视图。

图9是包括第七实施方式中的第一电极的中心轴的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的优选的实施方式。图1是以包括本发明的第一实施方式中的火花塞10的中心轴O的面剖切的剖视图。在图1中，将纸面下侧称为火花塞10的前端侧，将纸面上侧称为火花塞10的后端侧。图1所示的火花塞10具备主体金属件20、接地电极30、绝缘体40、中心电极50及端子配件60。

主体金属件20是固定于内燃机的螺纹孔(未图示)的大致圆筒状的部件，形成有沿着中心轴O贯通的贯通孔21。主体金属件20通过具有导电性的金属材料(例如低碳钢等)形成。主体金属件20具备：向径向的外侧呈凸缘状伸出的基座部22；及形成于比基座部22靠前端侧的外周面的螺纹部23。

在基座部22与螺纹部23之间嵌入有环状的衬垫24。衬垫24在内燃机的螺纹孔嵌入有螺纹部23时，密封主体金属件20与内燃机(发动机头)的间隙。

接地电极30具备：与主体金属件20的前端接合的金属制(例如镍基合金制)的电极母材31；及与电极母材31的前端接合的端头32。电极母材31是以与中心轴O相交的方式向中心轴O弯曲的棒状的部件。端头32是通过铂、铱、钌、铑等贵金属或者以这些为主成分的合金形成的板状的部件，通过激光焊接等接合于与中心轴O相交的位置。

绝缘体40是通过机械特性、高温下的绝缘性优异的氧化铝等形成的大致圆筒状的部件，形成有沿着中心轴O贯通的轴孔41。绝缘体40插入到主体金属件20的贯通孔21，在外周固定有主体金属件20。绝缘体40的前端及后端分别从主体金属件20的贯通孔21露出。

轴孔41具备：位于绝缘体40的前端侧的第一孔部42；与第一孔部42的后端相连并随着朝向后端侧扩径的台阶部43；及位于台阶部43的后端侧的第二孔部44。第二孔部44的内径设定为大于第一孔部42的内径。

中心电极50是在形成为有底筒状的电极母材52的内部埋设热传导性比电极母材52优异的芯材53的棒状的电极。芯材53通过铜或者以铜为主成分的合金形成。电极母材52的大部分位于第一孔部42内。电极母材52的前端从第一孔部42露出，在前端通过激光焊接等接合有端头54。

端头54是通过铂、铱、钌、铑等贵金属或者以这些为主成分的合金形成的柱状的部件，经由火花间隙而与接地电极30的端头32相向。在本实施方式中，中心电极50设为第一电极，接地电极30设为第二电极。

端子配件60是连接有高压线缆(未图示)的棒状的部件，通过具有导电性的金属材料(例如低碳钢等)形成。端子配件60的前端侧配置在绝缘体40的轴孔41内。

电阻体70是用于抑制在飞火花时产生的电波噪声的部件，配置在端子配件60与中心电极50之间的第二孔部44内。在电阻体70与中心电极50之间、电阻体70与端子配件60之间，分别配置有具有导电性的导电性密封件71、72。导电性密封件71分别与电阻体70和中心电极50接触，导电性密封件72分别与电阻体70和端子配件60接触。其结果是，中心电极50和端子配件60经由电阻体70和导电性密封件71、72电连接。

火花塞10通过例如以下的方法制造。首先，从绝缘体40的第二孔部44插入中心电极50。中心电极50的端头54焊接于电极母材52的前端。中心电极50配置为后端部51支承于台阶部43，前端部从轴孔41的前端向外部露出。

接着，从第二孔部44放入导电性密封件71的原料粉末，并填充到后端部51的周围及后端侧。使用压缩用棒材(未图示)，对填充到第二孔部44的导电性密封件71的原料粉末进行预压缩。在成形的导电性密封件71的原料粉末的成形体上，填充电阻体70的原料粉末。使用压缩用棒材(未图示)，对填充到第二孔部44的电阻体70的原料粉末进行预压缩。接着，在电阻体70的原料粉末上，填充导电性密封件72的原料粉末。使用压缩用棒材(未图示)，对填充到第二孔部44的导电性密封件72的原料粉末进行预压缩。

接着，从轴孔41的后端侧插入端子配件60的前端部61，以前端部61与导电性密封件72的原料粉末接触的方式配置端子配件60。接着，直至例如比各原料粉末所包含的玻璃成分的软化点高的温度为止进行加热的同时，直至设置于端子配件60的后端侧的凸缘部62的前端面与绝缘体40的后端面抵接为止压入端子配件60，通过端子配件60的前端部61，对导电性密封件71、电阻体70及导电性密封件72的原料粉末施加轴向的载荷。其结果是，各原料粉末被压缩、烧结，在绝缘体40的内部形成有导电性密封件71、电阻体70及导电性密封件72。

接着，将预先接合有接地电极30的主体金属件20组装到绝缘体40的外周。之后，在接地电极30的电极母材31焊接端头32，以接地电极30的端头32与中心电极50的端头54在轴向上相向的方式弯曲电极母材31，从而得到火花塞10。

图2是从端头54侧观察的中心电极50的立体图。如图2所示，中心电极50在电极母材52经由熔融部55接合有端头54。端头54形成为圆柱状。电极母材52在前端突出有圆柱状的前端部52a。前端部52a的外径设定为稍微大于端头54的外径。在端头54的底面及侧面的整周与前端部52a之间形成有熔融部55。熔融部55通过激光的照射形成。

图3是包括第一电极(中心电极50)的中心轴O的剖视图。在图3中省略了中心电极50的轴向的一部分的图示(图4至图9同样地省略了轴向的一部分的图示)。熔融部55是电极母材52(前端部52a)与端头54熔合而成的部位，遍及端头54的侧面54a、54a而设置。在图3中，熔融部55与端头54的界面81在以中心轴O为分界线的单侧(图3左侧)具备第一部分82、第二部分83及底点84，在以中心轴O为分界线的单侧(图3右侧)具备第一部分86、第二部分87及底点88。

界面81中第二部分83、第一部分82、第一部分86及第二部分87依次(图3中从左至右)连接。第一部分82和第一部分86通过极大点85连接。在本实施方式中，极大点85位于中心轴O上。极大点85是第一部分82及第一部分86中的在与中心轴O平行的方向上最接近假想直线80的点。

第一部分82是夹在极大点85与底点84之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐远离假想直线80。第一部分82具有拐点。假想直线80是与中心轴O正交的假想的直线，设置于比界面81靠第二电极(接地电极30)侧(图3上侧)的任意的位置。

第二部分83是夹在底点84与端头54的侧面54a之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。第二部分83存在于比第一部分82靠与中心轴O正交的方向(以下称为“轴直角方向”)的外侧。第二部分83的最远离中心轴O的位置与端头54的侧面54a相交。

底点84是连接第一部分82和第二部分83的点。底点84在第一部分82和第二部分83中在与中心轴O平行的方向上最远离假想直线80。

第一部分86是夹在极大点85与底点88之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐远离假想直线80。第一部分86具有拐点。第二部分87是夹在底点88与端头54的侧面54a之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。第二部分87存在于比第一部分86靠轴直角方向的外侧。第二部分87的最远离中心轴O的位置与端头54的侧面54a相交。

底点88是连接第一部分86和第二部分87的点。底点88在第一部分86及第二部分87中在与中心轴O平行的方向上最远离假想直线80。

中心电极50的电极母材52与端头54的接合通过例如以下的方法进行。首先，在电极母材52上放置端头54，进行按压。接着，在将端头54向电极母材52按压的状态下，以端头54的中心轴为中心进行旋转。于是，使端头54的中心轴与激光的电子束轴交叉，向端头54与电极母材52的边界附近照射激光。由此，在端头54及电极母材52的整周形成有熔融部55。

通过适当调整激光焊接的输出、端头54及电极母材52的转速、激光的照射位置及照射图案，熔融部55在中心轴附近积蓄热。其结果是，熔融部55的中心轴O附近在轴向上鼓起，因此在熔融部55与端头54的界面81形成有第一部分82、86、第二部分83、87及底点84、88。

熔融部55的热膨胀率大于端头54的热膨胀率。因此，在使用火花塞10时，如果端头54及熔融部55在轴直角方向上热膨胀，则因热膨胀率的差而端头54隔着第一部分82成为障壁，限制熔融部55的膨胀。熔融部55的第二部分83相对于第一部分82向轴直角方向的外侧膨胀，但能够将第二部分83的尺寸缩短第一部分82的量，因此能够减小第二部分83相对于端头54的轴直角方向的热膨胀量。其结果是，能够缓和与端头54的侧面54a相交的第二部分83的热应力，因此能够抑制第二部分83被开放，难以产生裂纹及氧化皮。由此，能够难以从熔融部55剥离端头54。第一部分86与第一部分82同样地发挥作用。

在将与中心轴O正交的方向(轴直角方向)上的界面81的长度(直线距离)设为W、将底点84与中心轴O的距离设为X1时，底点84存在于满足0.1≤X1/W≤0.4的位置。此外，在将底点88与中心轴O的距离设为X2时，底点88存在于满足0.1≤X2/W≤0.4的位置。由此，能够难以从熔融部55剥离端头54。

即，如果底点84存在于满足X1/W<0.1的位置，则第一部分82相对较短，因此缺乏第一部分82的障壁的效果，限制熔融部55膨胀的第一部分82的功能减弱。如果底点84存在于满足X1/W>0.4的位置，则第一部分82相对较长，因此隔着第一部分82成为障壁的端头54难以抵抗熔融部55的膨胀，端头54容易从熔融部55剥离。如果使底点84存在于满足0.1≤X1/W≤0.4的位置，则能够解决这些问题。底点88也存在同样的关系。

第一部分82、第二部分83和底点84将它们作为1组而存在于以中心轴O为分界线的单侧(图3左侧)，第一部分86、第二部分87和底点88将它们作为1组而存在于以中心轴O为分界线的单侧(图3右侧)。由此，能够抑制夹着中心轴O的界面81的两侧的热应力，因此能够更难以剥离端头54。

第一部分82、86具有拐点，因此与第一部分不具有拐点的情况相比，能够减小底点84、88及极大点85附近的第一部分82、86的曲率、底点84、88及极大点85附近的第一部分82、86相对于中心轴O的倾斜度。其结果是，能够避免端头54与熔融部55的热膨胀的差所产生的载荷集中于底点84、88、极大点85附近。由此，能够抑制底点84、88、极大点85附近的载荷，能够在界面81难以产生裂纹。

接着，参照图4说明第二实施方式。在第一实施方式中，说明了底点84、88、第一部分82、86及第二部分83、87分别作为1组而存在于以中心轴O为分界线的截面的两侧的情况。相对于此，在第二实施方式中，说明第一部分92、第二部分93及底点94存在于以中心轴O为分界线的截面的单侧的情况。需要说明的是，对于与第一实施方式中说明的部分相同的部分，标注相同的附图标记而省略以下的说明。

图4是包括第二实施方式中的第一电极(中心电极90)的中心轴O的剖视图。中心电极90代替第一实施方式中说明的中心电极50，配置于火花塞10(在第三实施方式以后也是同样的)。在图4中，熔融部55与端头54的界面91在以中心轴O为分界线的单侧(图4左侧)具备第一部分92、第二部分93及底点94。

界面91中第二部分93、第一部分92、第二部分95及第一部分96依次(图4中从左至右)连接。第一部分92是夹在中心轴O与底点94之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐远离假想直线80。第一部分92具有拐点。第二部分93是夹在底点94与端头54的侧面54a之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。第二部分93存在于比第一部分92靠轴直角方向的外侧。第二部分93的最远离中心轴O的位置与端头54的侧面54a相交。

底点94是连接第一部分92和第二部分93的点。底点94在第一部分92及第二部分93中在与中心轴O平行的方向上最远离假想直线80。在将轴直角方向上的界面91的长度(直线距离)设为W、将底点94与中心轴O的距离设为X时，底点94存在于满足0.1≤X/W≤0.4的位置。

第二部分95是夹在中心轴O与极大点97之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。第一部分96是夹在极大点97与端头54的侧面54a之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐远离假想直线80。极大点97位于第二部分95及第一部分96中的在与中心轴O平行的方向上最接近假想直线80的位置。

根据第二实施方式，与第一实施方式同样地，如果端头54及熔融部55在轴直角方向上膨胀，则因热膨胀率的差而端头54隔着第一部分92成为障壁，限制熔融部55的膨胀。能够将第二部分93的尺寸缩短第一部分92的量，因此能够减小第二部分93相对于端头54的轴直角方向的热膨胀量。其结果是，能够难以在与端头54的侧面54a相交的第二部分93产生裂纹及氧化皮，因此能够难以从熔融部55剥离端头54。

接着，参照图5说明第三实施方式。需要说明的是，对于与第一实施方式中说明的部分相同的部分，标注相同的附图标记而省略以下的说明。图5是包括第三实施方式中的第一电极(中心电极100)的中心轴O的剖视图。在图5中，熔融部55与端头54的界面101在以中心轴O为分界线的单侧(图5左侧)具备第一部分102、第二部分103及底点104。

界面101中第二部分103、第一部分102及第二部分105依次(图5中左至右)连接。第一部分102是夹在中心轴O与底点104之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐远离假想直线80。第二部分103是夹在底点104与端头54的侧面54a之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。第二部分103存在于比第一部分102靠轴直角方向的外侧。第二部分103的最远离中心轴O的位置与端头54的侧面54a相交。

底点104是连接第一部分102和第二部分103的点。底点104在第一部分102及第二部分103中在与中心轴O平行的方向上最远离假想直线80。在将轴直角方向上的界面101的长度(直线距离)设为W、将底点104与中心轴O的距离设为X时，底点104存在于满足0.1≤X/W≤0.4的位置。

第二部分105是夹在中心轴O与端头54的侧面54a的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。根据第三实施方式，与第二实施方式同样地，如果端头54及熔融部55在轴直角方向上膨胀，则因热膨胀率的差而端头54隔着第一部分102成为障壁，因此限制熔融部55的膨胀。能够减小第二部分103的轴直角方向的热膨胀量，因此能够难以在第二部分103产生裂纹及氧化皮。

接着，参照图6说明第四实施方式。需要说明的是，对于与第一实施方式中说明的部分相同的部分，标注相同的附图标记而省略以下的说明。图6是包括第四实施方式中的第一电极(中心电极110)的中心轴O的剖视图。

在图6中，熔融部55与端头54的界面111在以中心轴O为分界线的单侧(图6左侧)具备第一部分112、第二部分113及底点114，在以中心轴O为分界线的单侧(图6右侧)具备第一部分116、第二部分117及底点118。界面111中第二部分113、第一部分112、第一部分116及第二部分117依次(图6中左至右)连接。第一部分112和第一部分116通过极大点115连接。在本实施方式中，极大点115位于中心轴O上。

第一部分112是夹在极大点115与底点114之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐远离假想直线80。第一部分112具有拐点。第二部分113是夹在底点114与端头54的侧面54a的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。底点114在第一部分112及第二部分113中在与中心轴O平行的方向上最远离假想直线80。

第一部分116是夹在极大点115与底点118的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐远离假想直线80。第一部分116具有拐点。第二部分117是夹在底点118与端头54的侧面54a的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。底点118在第一部分116及第二部分117中在与中心轴O平行的方向上最远离假想直线80。

在将轴直角方向上的界面111的长度(直线距离)设为W、将底点114与中心轴O的距离设为X1时，底点114存在于满足0.1≤X1/W≤0.4的位置。此外，在将底点118与中心轴O的距离设为X2时，底点118存在于满足0.1≤X2/W≤0.4的位置。根据第四实施方式，与第一实施方式同样地构成，因此可得到与第一实施方式同样的作用效果。

接着，参照图7，说明第五实施方式。需要说明的是，对于与第一实施方式中说明的部分相同的部分，标注相同的附图标记而省略以下的说明。图7是包括第五实施方式中的第一电极(中心电极120)的中心轴O的剖视图。

在图7中，熔融部55与端头54的界面121在以中心轴O为分界线的单侧(图7左侧)具备第一部分122、第二部分123及底点124，在以中心轴O为分界线的单侧(图7右侧)具备第一部分126、第二部分128及底点129。界面121中第二部分123、第一部分122、第二部分125、第一部分126及第二部分128依次(图7中左至右)连接。

第一部分122是夹在中心轴O与底点124之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐远离假想直线80。第一部分122具有拐点。第二部分123是夹在底点124与端头54的侧面54a之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。底点124在第一部分122及第二部分123中在与中心轴O平行的方向上最远离假想直线80。

第二部分125是夹在中心轴O与极大点127之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。第一部分126是夹在极大点127与底点129之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐远离假想直线80。第一部分126具有拐点。第二部分128是夹在底点129与端头54的侧面54a之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。底点129在第一部分126及第二部分128中在与中心轴O平行的方向上最远离假想直线80。

在将轴直角方向上的界面121的长度(直线距离)设为W、将底点124与中心轴O的距离设为X1时，底点124存在于满足0.1≤X1/W≤0.4的位置。此外，在将底点129与中心轴O的距离设为X2时，底点129存在于满足0.1≤X2/W≤0.4的位置。根据第五实施方式，与第一实施方式同样地构成，因此可得到与第一实施方式同样的作用效果。

接着，参照图8说明第六实施方式。需要说明的是，对于与第一实施方式中说明的部分相同的部分，标注相同的附图标记而省略以下的说明。图8是包括第六实施方式中的第一电极(中心电极130)的中心轴O的剖视图。

在图8中，熔融部55与端头54的界面131在以中心轴O为分界线的单侧(图8左侧)具备第一部分132、第二部分133及底点134，在以中心轴O为分界线的单侧(图8右侧)具备第一部分136、第二部分138及底点139。界面131中第二部分133、第一部分132、第二部分135、第一部分136及第二部分138依次(图8中左至右)连接。

第一部分132是夹在中心轴O与底点134之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐远离假想直线80。第一部分132具有拐点。第二部分133是夹在底点134与端头54的侧面54a之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。底点134在第一部分132及第二部分133中在与中心轴O平行的方向上最远离假想直线80。

第二部分135是夹在中心轴O与极大点137之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。第一部分136是夹在极大点137与底点139之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐远离假想直线80。第一部分136具有拐点。第二部分138是夹在底点139与端头54的侧面54a之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。底点139在第一部分136及第二部分138中在与中心轴O平行的方向上最远离假想直线80。

在将轴直角方向上的界面131的长度(直线距离)设为W、将底点134与中心轴O的距离设为X1时，底点134存在于满足0.1≤X1/W≤0.4的位置。此外，在将底点139与中心轴O的距离设为X2时，底点139存在于满足0.1≤X2/W≤0.4的位置。根据第六实施方式，与第一实施方式同样地构成，因此可得到与第一实施方式同样的作用效果。

接着，参照图9说明第七实施方式。需要说明的是，对于与第一实施方式中说明的部分相同的部分，标注相同的附图标记而省略以下的说明。图9是包括第七实施方式中的第一电极(中心电极140)的中心轴O的剖视图。中心电极140的端头54经由熔融部150而接合于电极母材141。

在图9中，熔融部150与端头54的界面151在以中心轴O为分界线的单侧(图9左侧)具备第一部分152、第二部分153及底点154，在以中心轴O为分界线的单侧(图9右侧)具备第一部分156、第二部分158及底点159。界面151中第二部分153、第一部分152、第二部分155、第一部分156及第二部分158依次(图9中左至右)连接。

第一部分152是夹在中心轴O与底点154之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐远离假想直线80。第一部分152具有拐点。第二部分153是夹在底点154与端头54的侧面54a之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。底点154在第一部分152及第二部分153中在与中心轴O平行的方向上最远离假想直线80。

第二部分155是夹在中心轴O与极大点157之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。第一部分156是夹在极大点157与底点159之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐远离假想直线80。第一部分156具有拐点。第二部分158是夹在底点159与端头54的侧面54a之间的部分，随着远离中心轴O，在与中心轴O平行的方向上逐渐接近假想直线80。底点159在第一部分156及第二部分158中在与中心轴O平行的方向上最远离假想直线80。

在将轴直角方向上的界面151的长度(直线距离)设为W、将底点154与中心轴O的距离设为X1时，底点154存在于满足0.1≤X1/W≤0.4的位置。此外，在将底点159与中心轴O的距离设为X2时，底点159存在于满足0.1≤X2/W≤0.4的位置。根据第七实施方式，与第一实施方式同样地构成，因此可得到与第一实施方式同样的作用效果。

实施例

通过实施例进一步详细说明本发明，但本发明并非限于该实施例。

(样品的作成)

端头设为圆柱状的铱合金制，使用直径0.55mm、高度0.65mm的端头和直径0.8mm、高度0.6mm的端头。电极母材设为镍合金(Inconel600：铬镍铁合金600)(注册商标)制。接合端头的电极母材的前端部在直径0.55mm的端头的情况下设为直径0.85mm，在直径0.8mm的端头的情况下设为直径1.1mm。

调整激光焊接的输出、激光的照射位置及照射图案，从而得到各种中心电极(第一电极)。使用X线透视装置对包括中心轴O的中心电极的截面进行非破坏观察，随机抽取在端头与熔融部的界面具有或不具有底点的中心电极。将抽取的中心电极组装而得到各种火花塞(样品1～7)。对形成于中心电极的熔融部进行分析后，端头的贵金属成分含有25～35wt％。

(冷热试验)

将以火花塞的中心电极的前端的温度达到1000℃的方式使用加热器加热2分钟后放置冷却1分钟的情况为1个循环，进行对样品1～7实施1000个循环的冷热试验。

(判定)

在冷热试验后，使用X线透视装置，按每个样品搜索在熔融部与端头的界面底点存在的部位，以使底点显现的方式制作出包括中心轴的研磨截面。使用金属显微镜观察研磨截面，在以中心轴为分界线的单侧的每一个截面，测定底点与中心轴的距离X及存在于熔融部与端头的界面的氧化皮(剥离了端头的部分)的长度L。接着，将距离X除以轴直角方向上的界面的长度W(与端头的直径相等)，求出X/W的值保留小数点以下第二位。

氧化皮的长度L按以中心轴为分界线的单侧的每一个截面进行了测定。将长度L除以0.5W(端头的半径)，算出氧化皮相对于端头的半径的比例(％)。氧化皮的比例小于50％判定为“优秀(◎)”，50％以上且小于80％判定为“良好(○)”，80％以上判定为“劣质(×)”。

表1是样品1～7的试验结果的一览表。在表1中，将以中心轴为分界线的单侧的截面(存在于中心轴的左右的截面)在“截面”的栏中记载为“左”、“右”。

【表1】

如表1所示，可知如果在界面存在底点，则能够使界面的氧化皮的比例小于80％(判定是◎或○)。如果此时的X/W的范围对小数点第二位以下进行四舍五入，则0.1≤X/W≤0.4。尤其，可知在0.10≤X/W≤0.40时，能够使界面的氧化皮的比例小于50％(判定是◎)。

以上，基于实施方式说明了本发明，但本发明并非限于上述实施方式，能够容易地想到，在不脱离本发明的主要思想的范围内能够进行各种改良变形。例如，电极母材52及端头54的形状、尺寸、材质等是一例，能够适当设定。

在上述各实施方式中，说明了使用圆柱状的端头54的情况，但不限于此。端头54的形状为椭圆柱状、多棱柱状等，能够适当设定。

在上述各实施方式中，说明了在构成中心电极的电极母材52、141焊接端头54的情况(中心电极是第一电极的情况)，但不限于此。在构成接地电极30的电极母材31焊接端头32的情况(接地电极是第一电极的情况)下，显然也能够适用上述各实施方式。

在上述实施方式中，说明了电阻体70内置于绝缘体40的火花塞10，但不限于此。显然上述各实施方式能够适用于不内置电阻体70的火花塞的制造。在这种情况下省略电阻体70及导电性密封件72，通过导电性密封件71将中心电极50和端子配件60接合即可。

需要说明的是，包括中心轴O的第一电极的所有截面不需要都满足图3～9所示的界面的关系。包括中心轴O的第一电极的一截面满足图3～9所示的界面的关系即可。这是因为，如果第一电极的某截面满足图3～9所示的界面的关系，则在至少该部分中第一部分成为限制热膨胀的障壁，因此能够抑制端头与熔融部的剥离。

附图标记说明

10火花塞；30接地电极(第二电极)；50、90、100、110、120、130、140中心电极(第一电极)；52、141电极母材；54端头；55、150熔融部；80假想直线；81、91、101、111、121、131、151界面；82、86、92、102、112、116、122、126、132、136、152、156第一部分；83、87、93、103、113、117、123、128、133、138、153、158第二部分；84、88、94、104、114、118、124、129、134、139、154、159底点；O中心轴。

Claims (2)

1.一种火花塞，具备：

第一电极，具备含有贵金属的柱状的端头、支承所述端头的电极母材、所述端头与所述电极母材熔合而成的熔融部；及

第二电极，与所述端头经由火花间隙而相向，

所述火花塞的特征在于，

在包括所述端头的中心轴的截面中，所述熔融部与所述端头的界面具备：

第一部分，随着远离所述中心轴而在与所述中心轴平行的方向上逐渐远离假想直线，所述假想直线与所述中心轴正交并且位于比所述界面靠所述第二电极侧；

第二部分，在与所述中心轴平行的方向上，随着远离所述中心轴而逐渐接近所述假想直线；及

底点，连接所述第一部分和所述第二部分，

所述底点位于所述第一部分和所述第二部分中的在与所述中心轴平行的方向上最远离所述假想直线的位置，

所述第一部分、所述第二部分和所述底点全部至少存在于所述截面中的以所述中心轴为分界线的单侧，

在将与所述中心轴正交的方向上的所述界面的长度设为W、将所述底点与所述中心轴的距离设为X时，所述底点存在于满足0.1≤X/W≤0.4的位置。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，

将所述第一部分、所述第二部分和所述底点作为1组，在以所述中心轴为分界线的所述截面的两侧分别存在由所述第一部分、所述第二部分和所述底点构成的组。

Images