專(zhuān)利名稱(chēng)：火花塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)用的火花塞，特別是涉及一種火花塞的接地電極。
背景技術(shù)：
由于在內(nèi)燃機(jī)中使用的火花塞的接地電極(外側(cè)電極)暴露于高溫條件中，因此需要具有耐熱性。因此，公知有如下火花塞:采用由多個(gè)層形成接地電極的多層構(gòu)造，使用在導(dǎo)熱性方面優(yōu)異的銅、銅合金等構(gòu)成形成于比表面層靠?jī)?nèi)部的位置處的芯材，通過(guò)提高散熱性來(lái)提高耐熱性(例如，下述專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。通常，該接地電極通過(guò)電阻焊接而與構(gòu)成火花塞的金屬殼體相接合。對(duì)于該多層構(gòu)造的接地電極，只要增加芯材的量，就能夠與該芯材的增加相應(yīng)地提高耐熱性。另一方面，若增加芯材的量，則表面層的厚度變薄。由于在導(dǎo)熱性方面優(yōu)異的芯材對(duì)該芯材與金屬殼體間的電阻焊接的接合強(qiáng)度并無(wú)太大幫助，或該芯材的強(qiáng)度本身比表面層的強(qiáng)度差，因此若增加芯材的量，則接合強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)地下降。另外，在接地電極的表面層與芯材中，由于熔點(diǎn)、強(qiáng)度不同，因此在對(duì)接地電極與金屬殼體進(jìn)行電阻焊接時(shí)，接地電極與金屬殼體以表面層形成為隨著朝向外側(cè)而擴(kuò)張的形狀(焊接下陷)的方式接合。通常，去除該擴(kuò)展部分中的剩余部分。若去除一部分表面層，則強(qiáng)度進(jìn)一步下降。如此一來(lái)，若接地電極與金屬殼體間的接合強(qiáng)度下降，則火花塞的耐久性存在下降的可能。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平11 - 185928號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2001 - 284013號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問(wèn)題的至少一部分，本發(fā)明欲解決的課題是，對(duì)于多層構(gòu)造的接地電極電阻焊接于金屬殼體的火花塞，恰當(dāng)?shù)卮_保接地電極與金屬殼體間的接合強(qiáng)度。本發(fā)明的目的在于解決上述課題的至少一部分，并能夠作為以下技術(shù)方案或應(yīng)用例加以實(shí)現(xiàn)。[應(yīng)用例I]一種火花塞，其特征在于，包括:棒狀的中心電極，其沿軸線方向延伸；絕緣體，其具有沿上述軸線方向延伸的軸孔，并在該軸孔內(nèi)保持上述中心電極；金屬殼體，其在周向上包圍并保持該絕緣體；以及接地電極，其基端部被焊接于上述金屬殼體，在該接地電極的頂端部與上述中心電極的軸線方向頂端側(cè)的端部之間形成間隙；上述接地電極具有表面層和芯材，該表面層形成上述接地電極自身的表面，該芯材形成于比該表面層靠?jī)?nèi)部的位置，且該芯材的熱導(dǎo)率比該表面層的熱導(dǎo)率大，上述表面層在沿該接地電極的外形朝向上述頂端部側(cè)的方向上距離上述基端部Imm的位置、即指定位置處的厚度為0.2mm以上且0.4mm以下，在將上述金屬殼體的與上述基端部相焊接的焊接面處的、穿過(guò)上述接地電極的中心軸線并與上述軸線方向正交的方向、即指定方向上的上述金屬殼體的寬度設(shè)為Wl(mm),將上述接地電極的上述指定位置處的、上述指定方向上的厚度設(shè)為W2(mm),將上述表面層的上述指定位置處的、上述指定方向上的厚度設(shè)為W3(mm)時(shí)，滿足Wl 3W2X 1.55 —(W3 + 0.25)的條件。[應(yīng)用例2]根據(jù)應(yīng)用例I所述的火花塞，其特征在于，上述芯材包括第I芯材和第2芯材，該第I芯材形成于相對(duì)靠?jī)?nèi)側(cè)的位置，該第2芯材以在周向上包圍該第I芯材的方式形成于相對(duì)靠外側(cè)的位置，該第2芯材的熱導(dǎo)率比該第I芯材的熱導(dǎo)率大，且該第2芯材的硬度比該第I芯材的硬度小，上述第I芯材形成為比上述第2芯材向上述軸線方向后端側(cè)突出的突出形狀，上述焊接面形成為追隨于上述突出形狀的起伏形狀，位于上述焊接面中的與上述第I芯材所接觸的部位中的、最靠近上述軸線方向頂端側(cè)的端面與最靠近上述軸線方向后端側(cè)的端面間的上述軸線方向上的距離為0.15mm以上。[應(yīng)用例3]根據(jù)應(yīng)用例I所述的火花塞，其特征在于，上述芯材具有第I芯材和第2芯材，該第I芯材形成于相對(duì)靠?jī)?nèi)側(cè)的位置，該第2芯材以在周向上包圍該第I芯材的方式形成于相對(duì)靠外側(cè)的位置，該第2芯材的熱導(dǎo)率比該第I芯材的熱導(dǎo)率大，且該第2芯材的硬度比該第I芯材的硬度小，在平·行于由上述軸線方向與上述指定方向限定的面的截面上，在將第2虛擬線上的上述第2芯材的各寬度的總和設(shè)為W4，將該第2虛擬線上的上述表面層的各寬度的總和設(shè)為W5時(shí)，滿足W4 / W5 ^ 0.34的條件，第I虛擬線穿過(guò)在上述中心電極與上述接地電極之間沿上述軸線方向形成的火花間隙的中點(diǎn)，并與上述指定方向平行，該第2虛擬線穿過(guò)上述第I虛擬線與上述接地電極的上述中心電極側(cè)的面的交點(diǎn)，并向上述指定方向以仰角45度與上述第I虛擬線交叉。[應(yīng)用例4]根據(jù)應(yīng)用例2所述的火花塞，其特征在于，在平行于由上述軸線方向與上述指定方向限定的面的截面中，在將第2虛擬線上的上述第2芯材的各寬度的總和設(shè)為W4，將該第2虛擬線上的上述表面層的各寬度的總和設(shè)為W5時(shí)，滿足W4 / W5 ^ 0.34的條件，第I虛擬線穿過(guò)在上述中心電極與上述接地電極之間沿上述軸線方向形成的火花間隙的中點(diǎn)，并與上述指定方向平行，該第2虛擬線穿過(guò)上述第I虛擬線與上述接地電極的上述中心電極側(cè)的面的交點(diǎn)，并向上述指定方向以仰角45度與上述第I虛擬線交叉。[應(yīng)用例5]根據(jù)應(yīng)用例I 應(yīng)用例4中的任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于，在平行于由上述軸線方向與上述指定方向限定的面的截面中，上述接地電極的上述指定位置處的上述軸線方向上的中心線位于比上述金屬殼體的上述焊接面上的上述軸線方向的中心線靠上述中心電極側(cè)的位置。[應(yīng)用例6]根據(jù)應(yīng)用例1 應(yīng)用例5中的任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于，在平行于由上述軸線方向與上述指定方向限定的面的截面中，上述金屬殼體形成為在中央部向上述軸線方向頂端側(cè)隆起的形狀，上述芯材形成為追隨于上述隆起的形狀的追隨形狀，上述芯材的上述軸線方向后端側(cè)的端點(diǎn)的位置處的、上述接地電極的外形的上述指定方向上的厚度比上述頂端部的厚度厚。在應(yīng)用例I的火花塞中，由于接地電極具有表面層和熱導(dǎo)率比表面層的熱導(dǎo)率大的芯材，因此能夠提高耐熱性。而且，能夠?qū)崿F(xiàn)表面層與芯材間的平衡，能夠恰當(dāng)?shù)卮_保接地電極與金屬殼體間的接合強(qiáng)度。在應(yīng)用例2的火花塞中，由于芯材具有形成在相對(duì)靠?jī)?nèi)側(cè)的第I芯材和形成于相對(duì)靠外側(cè)的第2芯材，且第1芯材的硬度比第2芯材的硬度大，因此能夠提高接地電極與金屬殼體間的接合強(qiáng)度。而且，由于接地電極與金屬殼體間的焊接面形成為預(yù)定的起伏形狀，因此能夠進(jìn)一步提聞接合強(qiáng)度。應(yīng)用例3的火花塞實(shí)現(xiàn)了表面層與芯材間的平衡，當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)使用火花塞時(shí)，能夠抑制冷熱循環(huán)所導(dǎo)致的接地電極的變形。應(yīng)用例4的火花塞實(shí)現(xiàn)了表面層與芯材間的平衡，當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)使用火花塞時(shí)，能夠抑制冷熱循環(huán)所導(dǎo)致的接地電極的變形。應(yīng)用例5的火花塞能夠提高接地電極與金屬殼體間的接合強(qiáng)度。應(yīng)用例6的火花塞能夠通過(guò)確保芯材的后端部的接地電極的厚度來(lái)提高接地電極與金屬殼體間的接合強(qiáng)度。


圖1是表示火花塞100的概略結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。圖2是從頂端側(cè)觀察火花塞100的頂端部時(shí)的外觀圖。圖3是表示接地電極30的概略截面結(jié)構(gòu)與尺寸的說(shuō)明圖。圖4是表示接地電極30與金屬殼體50的焊接強(qiáng)度試驗(yàn)的結(jié)果的圖表。圖5是以將接地電極30與金屬殼體50的焊接強(qiáng)度試驗(yàn)的結(jié)果形成圖表的方式示出的說(shuō)明圖。圖6是表示構(gòu)成作為第2實(shí)施例的火花塞200的接地電極230與金屬殼體250間的接合截面的說(shuō)明圖。圖7是表示火花塞200的沖擊試驗(yàn)的結(jié)果的圖表。圖8是以將火花塞200的沖擊試驗(yàn)的結(jié)果形成圖表的方式示出的說(shuō)明圖。圖9是表示作為第3實(shí)施例的火花塞300的接地電極330的概略截面結(jié)構(gòu)與尺寸的說(shuō)明圖。圖10是表示接地電極330因冷熱循環(huán)而變形的狀態(tài)的說(shuō)明圖。圖11是表示基于冷熱循環(huán)進(jìn)行的接地電極330的變形試驗(yàn)的結(jié)果的圖表。圖12是以將基于冷熱循環(huán)進(jìn)行的接地電極330的變形試驗(yàn)的結(jié)果形成圖表的方式示出的說(shuō)明圖。圖13是表示作為第4實(shí)施例的火花塞400的接地電極430與金屬殼體450間的位置關(guān)系的說(shuō)明圖。圖14是表示火花塞400的沖擊試驗(yàn)結(jié)果的圖表。圖15是以將火花塞400的沖擊試驗(yàn)的結(jié)果形成圖表的方式示出的說(shuō)明圖。圖16是表示構(gòu)成作為第5實(shí)施例的火花塞500的接地電極530的概略截面結(jié)構(gòu)與尺寸的說(shuō)明圖。圖17是表不火花塞500的沖擊試驗(yàn)結(jié)果的圖表。圖18是表示作為比較例的火花塞500a的接地電極530a的概略截面結(jié)構(gòu)與尺寸的說(shuō)明圖。圖19是以將火花塞500的沖擊試驗(yàn)的結(jié)果形成圖表的方式示出的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式A.第I實(shí)施例:說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1表示作為本發(fā)明的第I實(shí)施例的火花塞100的局部剖視圖。以下，以將沿著圖1中的軸線OL的上側(cè)設(shè)為火花塞100的頂端側(cè)、將下側(cè)設(shè)為后端側(cè)的方式進(jìn)行說(shuō)明?；鸹ㄈ?00具有絕緣件10、中心電極20、接地電極30、端子金屬件40以及金屬殼體50。中心電極20是從絕緣件10的頂端突出的棒狀的電極，該中心電極20穿過(guò)絕緣件10的內(nèi)部，并與設(shè)置于絕緣件10的后端的端子金屬件40電連接。中心電極20的外周由絕緣件10保持，絕緣件10的外周由金屬殼體50保持于與端子金屬件40分離的位置。絕緣件10是以用于收納中心電極20和端子金屬件40的軸孔12為中心而形成的筒狀的絕緣體，通過(guò)對(duì)以氧化鋁為代表的陶瓷材料進(jìn)行燒制而形成。在絕緣件10的軸向中央形成有擴(kuò)大了外徑的中央主體部19。在比中央主體部19靠后端側(cè)的位置形成有使端子金屬件40與金屬殼體50之間絕緣的后端側(cè)主體部18。在比中央主體部19靠頂端側(cè)的位置形成有外徑比后端側(cè)主體部18的外徑小的頂端側(cè)主體部17，在頂端側(cè)主體部17的更靠前的位置處形成有外徑比頂端側(cè)主體部17的外徑小、且越靠近中心電極20側(cè)而外徑越小的腳部13。金屬殼體50是包圍保持從絕緣件10的后端側(cè)主體部18的局部至腳部13的部位的圓筒狀的金屬殼體，在本實(shí)施例中，該金屬殼體50由低碳鋼構(gòu)成。金屬殼體50具有工具卡合部51、安裝螺紋部52、圓筒部53以及密封部54。金屬殼體50的工具卡合部51用于嵌合將火花塞100安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)頭(省略圖示)的工具。金屬殼體50的安裝螺紋部52具有與發(fā)動(dòng)機(jī)頭的安裝螺紋孔螺合的螺紋牙。金屬殼體50的密封部54在安裝螺紋部52的根部形成為凸緣狀，在密封部54與發(fā)動(dòng)機(jī)頭之間嵌插通過(guò)彎折板體而形成的環(huán)狀的墊片5。金屬殼體50的頂端面57為中空的圓狀，在其中央，中心電極20從絕緣件10的腳部13突出。中心電極20是在形成為有底筒狀的電極母材21的內(nèi)部埋設(shè)有芯材25的棒狀的構(gòu)件，該芯材25的導(dǎo)熱性比電極母材21的導(dǎo)熱性優(yōu)異。在本實(shí)施例中，電極母材21由以鎳為主要成分的鎳合金構(gòu)成，芯材25由銅或以銅為主要成分的合金構(gòu)成。中心電極20以電極母材21的頂端從絕緣件10的軸孔12突出的狀態(tài)插入到絕緣件10的軸孔12內(nèi)，經(jīng)由陶瓷電阻3和密封體4而與端子金屬件40電連接。關(guān)于接地電極30，其一端側(cè)的端部、即基端部37與金屬殼體50的頂端面57相接合，另一端側(cè)的端部、即頂端部38彎曲至與中心電極20的頂端部相對(duì)。在本實(shí)施例中，該接地電極30利用雙層構(gòu)造形成。接地電極30的內(nèi)部構(gòu)造之后敘述。接地電極30的基端部37與金屬殼體50的頂端面57間的接合通過(guò)電阻焊接來(lái)進(jìn)行。在接地電極30的頂端部38與中心電極20的頂端部之間形成有火花間隙。圖2表示從頂端側(cè)觀察該火花塞100時(shí)的外觀圖。如圖所示，當(dāng)從頂端側(cè)觀察時(shí)，金屬殼體50的圓筒部53在外徑OD的圓筒形狀的內(nèi)部形成有內(nèi)徑ID的空心部。在該外徑OD與內(nèi)徑ID之間形成有頂端面57。接地電極30與頂端面57的預(yù)定部位相接合，該接地電極30向中心電極20側(cè)彎曲。在基端部37與頂端面57間的接合面的周邊形成有下陷D，該下陷D通過(guò)在利用電阻焊接使接地電極30與金屬殼體50接合時(shí)，接地電極30的端部發(fā)生變形或熔化而產(chǎn)生。接地電極30的基端部37的端面、即后端面39在穿過(guò)基端部37處的接地電極30的中心軸線CAl且與軸線OL正交的方向、即指定方向H)上配置于金屬殼體50的頂端面57的中央部。而且，下陷D形成于后端面39的周?chē)慕Y(jié)果是，金屬殼體50的頂端面57處的與基端部37相焊接的焊接面58形成為比后端面39大。另外，焊接面58遍布形成于頂端面57的指定方向H)上的整體寬度。另外，在對(duì)接地電極30與金屬殼體50進(jìn)行接合時(shí)，在下陷D從頂端面57較大地突出的情況下，通常切除突出部分的至少一部分。也將焊接面58處的頂端面57的寬度稱(chēng)作寬度W1。另外，也將接地電極30的后端面39的接合(焊接)前的尺寸中的長(zhǎng)度稱(chēng)作長(zhǎng)度L，將寬度稱(chēng)作寬度W。圖3表示接地電極30的概略截面結(jié)構(gòu)。圖3表示由軸線OL與指定方向H)限定的截面。在圖3中，省略了對(duì)接地電極30與金屬殼體50進(jìn)行電阻焊接時(shí)所產(chǎn)生的下陷D的圖示。如圖所示，本實(shí)施例的接地電極30具有雙層構(gòu)造。具體地說(shuō)，接地電極30具有表面層31和芯材32，該表面層31形成接地電極30自身的表面，該芯材32形成于比該表面層31靠?jī)?nèi)部的位置，且該芯材32的熱導(dǎo)率比表面層31的熱導(dǎo)率大。如此一來(lái)，由于通過(guò)在表面層31的內(nèi)部形成熱導(dǎo)率相對(duì)較大的芯材32來(lái)提高接地電極30的散熱性，因此能夠提高火花塞100的耐熱性。在表面層31的材料中，能夠使用例如Ni (鎳)基耐熱合金。Ni合金含有97.0重量％以上的Ni，此外，也可以添加0.05重量％ 1.0重量％的作為稀土類(lèi)元素的釹(Nd)。作為稀土類(lèi)元素，除了釹以外，也可以使用釔(Y)、鈰(Ce)。另外，也可以含有鉻(Cr)。在本實(shí)施例中,在表面層31中使用因科鎳合金600 (注冊(cè)商標(biāo))。在芯材32的材料中，能夠使用熱導(dǎo)率比作為表面層31的材料的Ni合金的熱導(dǎo)率大的純銅、銅合金。在本實(shí)施例中，在芯材32中使用純銅。在此，在沿接地電極30的外徑朝向接地電極30的頂端部38側(cè)的方向上距離接地電極30的基端部37 (后端面39)Imm的位置處(以下，也稱(chēng)作指定位置PP)的、表面層31的厚度W3為0.2mm以上且0.4mm以下。另外，在因接地電極30與金屬殼體50間的焊接而在后端面39形成有起伏形狀的情況下，指定位置PP只要根據(jù)接地電極30的外觀指定即可。該指定位置PP指定不會(huì)因接地電極30與金屬殼體50間的焊接而產(chǎn)生下陷D的部位。另夕卜，金屬殼體50的焊接面58 (頂端面57)的指定方向H)上的寬度即寬度Wl (mm)、指定方向H)的接地電極30的指定位置PP上的厚度W2 (mm)以及指定方向H)的表面層31的指定位置PP處的厚度W3 (mm)滿足下述式(I)的條件。另外，也可以利用下述式(2)表示寬度Wl。另外，在本申請(qǐng)中，接地電極30從基端部37至頂端部38形成為相同的尺寸，即，接地電極30的長(zhǎng)度L與寬度W形成為不變。因而，也可以利用下述式(3)表示厚度WZ0Wl ≥ W2X 1.55 - (W3 + 0.25)...(I)Wl = (0D -1D) / 2...(2)W2 = W...(3)以下，說(shuō)明寬度W1、厚度W2、W3滿足式(I)的意義。在圖4中表示使接地電極30的后端面39的長(zhǎng)度L、寬度W以及金屬殼體50的外徑0D、內(nèi)徑ID變化的情況下的、接地電極30與金屬殼體50的接合強(qiáng)度評(píng)價(jià)試驗(yàn)的結(jié)果。該試驗(yàn)所使用的接地電極30和金屬殼體50是在頂端面57的寬度Wl的中心點(diǎn)與接地電極30的厚度W2的中心點(diǎn)一致的位置處使接地電極30與金屬殼體50接合而得到的構(gòu)件。另外，在該接地電極30和金屬殼體50中，接合后所形成的下陷D被去除為在外徑OD側(cè)、內(nèi)徑ID側(cè)均形成為0.2mm以下。按以下順序進(jìn)行該接合強(qiáng)度評(píng)價(jià)試驗(yàn)。(I)重復(fù)多次以下彎折操作:在以沿著接地電極30的外徑朝向接地電極30的頂端部38側(cè)的方向上與接地電極30的后端面39相距2mm的位置為支點(diǎn),在向內(nèi)側(cè)(中心電極20側(cè))彎折90度后恢復(fù)原狀。(2)若接地電極30與金屬殼體50間的接合部因重復(fù)次數(shù)為兩次以下的彎折操作而發(fā)生斷裂，評(píng)價(jià)一般強(qiáng)度(在圖4中以記號(hào)Λ表示)，若沒(méi)有發(fā)生斷裂，評(píng)價(jià)充足強(qiáng)度(在圖4中以記號(hào)〇表示)。在圖4中，將使用寬度W (W2)與長(zhǎng)度L不同的三種尺寸的接地電極30進(jìn)行的評(píng)價(jià)試驗(yàn)的各個(gè)結(jié)果表示于圖4的(A) 圖4的(C)。在各個(gè)接地電極30中，使用表面層31的厚度W3為0.2mm和0.4mm這兩種材料。另外，與各接地電極30相接合的金屬殼體50基于火花塞100的螺紋尺寸設(shè)定金屬殼體50的外徑0D，并使內(nèi)徑ID變化為四種。根據(jù)該評(píng)價(jià)試驗(yàn)的結(jié)果可知，例如，如圖4的(A)所示，在使Wl.lmm、L2.2mm的接地電極30與外徑OD為8.45mm的金屬殼體50接合的情況下，在表面層31的厚度W3為0.4mm的接地電極30中，雖然在與寬度Wl為1.025mm的金屬殼體50組合的情況下接合強(qiáng)度一般，但是若與組合寬度Wl為1.325mm、1.225mm、1.125mm的金屬殼體50組合，則能夠確保足夠的接合強(qiáng)度。在圖5中表示使用該評(píng)價(jià)試驗(yàn)的結(jié)果，針對(duì)每個(gè)表面層31的厚度W3將接地電極30的厚度W2與金屬殼體50的頂端面57的寬度Wl間的關(guān)系形成圖表而得到的結(jié)果。在圖5中， 記號(hào)的圖表與圖4的〇記號(hào)對(duì)應(yīng)。即， 記號(hào)的圖表表示充分確保接地電極30與金屬殼體50間的接合強(qiáng)度的情況。另一方面，▲記號(hào)的圖表與圖4的Λ記號(hào)相對(duì)應(yīng)。即，▲記號(hào)的圖表表不接地電極30與金屬殼體50間的接合強(qiáng)度一般的情況。在圖5的(A)中表示表面層31的厚度W3為0.2mm的情況，在圖5的(B)中表示表面層31的厚度W3為0.4mm的情況。在表面層31的厚度W3為0.2mm的情況下，若將W3 =
0.2代入上述式(1)，則滿足上述式(I)的厚度W2與寬度Wl間的關(guān)系是比圖5的(A)所示的直線LI靠上部的范圍。根據(jù)圖5的(A)顯而易見(jiàn)，該范圍內(nèi)的曲線均為.記號(hào)。S卩，只要以位于比直線LI靠上部的位置處的值來(lái)設(shè)定寬度Wl與厚度W2，就能夠充分地確保接地電極30和金屬殼體50間的接合強(qiáng)度。另外，在表面層31的厚度W3為0.4mm的情況下，若將W3 = 0.4代入上述式(I )，則滿足上述式(I)的厚度W2與寬度Wl間的關(guān)系是比圖5的(B)所示的直線L2靠上部的范圍。根據(jù)圖5的(B)顯而易見(jiàn)，該范圍內(nèi)的曲線均為.記號(hào)。即，只要以位于比直線L2靠上部的位置處的值來(lái)設(shè)定寬度Wl與厚度W2，就能夠充分地確保接地電極30與金屬殼體50間的接合強(qiáng)度。根據(jù)以上的說(shuō)明顯而易見(jiàn)，只要以滿足上述式(I)的方式設(shè)定寬度W1、厚度W2、W3，就能夠充分地確保接地電極30與金屬殼體50間的接合強(qiáng)度。另外，確認(rèn)到表面層31的材質(zhì)、例如Ni的含有量對(duì)于式(I)基本沒(méi)有幫助。B.第2實(shí)施例:說(shuō)明作為本發(fā)明的第2實(shí)施例的火花塞200。代替具有第I實(shí)施例的接地電極30和金屬殼體50，具有接地電極230和金屬殼體250作為第2實(shí)施例的火花塞200。作為第2實(shí)施例的火花塞200的結(jié)構(gòu)大致與第I實(shí)施例相同，接地電極230的內(nèi)部構(gòu)造、接地電極230與金屬殼體250間的接合截面與第I實(shí)施例不同。以下，關(guān)于火花塞200，僅說(shuō)明與第I實(shí)施例的不同之處。在圖6中表示火花塞200的接地電極230與金屬殼體250間的接合截面。圖6表示平行于由軸線OL方向與指定方向ro限定的面的截面。如圖所示，接地電極230具有三層構(gòu)造。具體地說(shuō)，接地電極230具有表面層231和芯材232，該表面層231形成接地電極230自身的表面，該芯材232形成于比該表面層231靠?jī)?nèi)部的位置，且該芯材232的熱導(dǎo)率比表面層231的熱導(dǎo)率大。此外，該芯材232具有第I芯材233和第2芯材234，該第I芯材233形成于相對(duì)靠?jī)?nèi)側(cè)的位置，該第2芯材234以在周向上包圍第I芯材233的方式形成于相對(duì)靠外側(cè)的位置。在第2芯材234中，使用熱導(dǎo)率比第I芯材233的熱導(dǎo)率大且硬度比第I芯材233的硬度小的材質(zhì)。在本實(shí)施例中，硬度為維氏硬度，利用維氏顯微進(jìn)行測(cè)量。在本實(shí)施例中，在表面層231中使用與第I實(shí)施例相同的Ni基耐熱合金，在第I芯材233中使用Ni，在第2芯材234中使用銅。由于該三層構(gòu)造的接地電極230在第2芯材234的內(nèi)部具有硬度相對(duì)較大的第I芯材233，因此能夠提高接合強(qiáng)度。與第I實(shí)施例相同，金屬殼體250也具有圓筒部253。構(gòu)成接地電極230的表面層231的后端側(cè)的端部和構(gòu)成金屬殼體250的圓筒部253的頂端側(cè)的端部具有隨著朝向外側(cè)而擴(kuò)張的形狀。這是因?yàn)樵趯?duì)接地電極230與金屬殼體250進(jìn)行電阻焊接時(shí)，在表面層231的局部與圓筒部253的局部變形或熔接而形成了下陷。在圖6中表示切除下陷后的兩端的狀態(tài)。該接地電極230和金屬殼體250具有以下說(shuō)明的特征。如圖6所示，第I芯材233具有比第2芯材234向軸線OL的后端側(cè)突出的突出形狀。圓筒部253中的與接地電極230間的焊接面258的形狀追隨于第I芯材233的突出形狀。具體地說(shuō)，在圖示的截面中，焊接面258的中央部與第I芯材233的突出量相應(yīng)地凹陷，并且在第I芯材233的兩側(cè)具有隆起至第2芯材234的后端側(cè)的端部的位置的形狀。在該焊接面258的形狀中，也將位于第I芯材233所接觸的部位的最靠軸線OL方向的頂端側(cè)的端面稱(chēng)作端面258a，也將位于第I芯材233所接觸的部位的最靠軸線OL方向的后端側(cè)的端面稱(chēng)作端面258b。在該火花塞200中，焊接面258的形狀形成為，端面258a與端面258b間的軸線OL方向上的距離Dl為0.15mm以上。在本實(shí)施例中，Dl = 0.20mm。另外，雖然一直以來(lái)存在如上所述那樣使用焊接面具有起伏形狀的金屬殼體的火花塞，但是在現(xiàn)有產(chǎn)品中，距離Dl為0.1mm左右。在利用電阻焊接使接地電極230與金屬殼體250接合時(shí)，能夠通過(guò)調(diào)節(jié)電流值、力口壓力以及通電模式來(lái)制造該形狀的接地電極230和金屬殼體250。如上所述，說(shuō)明將距離Dl設(shè)為0.15mm以上的意義。該距離Dl的設(shè)定基準(zhǔn)是通過(guò)振動(dòng)試驗(yàn)而得出的。振動(dòng)試驗(yàn)指的是在將火花塞200安裝于內(nèi)燃機(jī)來(lái)實(shí)際使用時(shí)，將模擬火花塞200所承受的振動(dòng)的振動(dòng)條件施加于火花塞200來(lái)評(píng)價(jià)接地電極230與金屬殼體250間的接合強(qiáng)度的試驗(yàn)。在本實(shí)施例中，設(shè)定多個(gè)距離Dl，對(duì)各距離Dl進(jìn)行基于JISB8031的沖擊試驗(yàn)的試驗(yàn)，測(cè)量接地電極230與金屬殼體250的斷裂時(shí)間。另外，在本實(shí)施例中，針對(duì)每個(gè)距離Dl的值進(jìn)行五次試驗(yàn)，將各個(gè)距離Dl的斷裂時(shí)間的平均值作為平均斷裂時(shí)間RT求得。斷裂時(shí)間最長(zhǎng)測(cè)量至60分鐘，在60分鐘內(nèi)未斷裂的情況下，將斷裂時(shí)間表示為60分鐘。另外，假想火花塞200的實(shí)際的使用條件，一邊使接地電極230的頂端側(cè)的端部的溫度加熱至900°C —邊進(jìn)行試驗(yàn)。圖7表示該振動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果。該試驗(yàn)結(jié)果是將使用寬度W與長(zhǎng)度L不同的三種尺寸的接地電極230的火花塞200作為試驗(yàn)對(duì)象而進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果。該三種尺寸與圖4所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)應(yīng)。另外，雖然與第I實(shí)施例相同，只要將表面層231的厚度W3設(shè)為0.2mm以上、0.4mm以下即可,但是在本試驗(yàn)中，采用在強(qiáng)度方面不利的條件,使用了 W3 = 0.2mm的接地電極230。另外，在金屬殼體250中，使用了焊接面258的指定方向H)的寬度Wl為1.225mm (ffl.1XL2.2),1.55mm (ffl.3XL2.7),1.85mm (Wl.5XL2.8)的構(gòu)件。根據(jù)該振動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果可知，在使用Wl.1mmXL2.2mm的接地電極230的情況下，若將距離Dl設(shè)為0.05mm,則平均斷裂時(shí)間RT為31分鐘，與此相對(duì)，若將距離Dl設(shè)為0.14mm或0.18mm，則平均斷裂時(shí)間RT為60分鐘，即，沒(méi)有斷裂。圖8表示使用該振動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果針對(duì)每個(gè)接地電極230的尺寸將距離Dl與平均斷裂時(shí)間RT之間的關(guān)系形成圖表而得到的結(jié)果。如圖所示，可知在任意尺寸的接地電極230中均是距離Dl越大，平均斷裂時(shí)間RT越長(zhǎng)。若距離Dl約為0.15mm以上，則在使用ffl.1mmXL2.2mm的接地電極230的情況下，平均斷裂時(shí)間RT為顯示未斷裂的60分鐘。另夕卜，可知在使用Wl.5mmXL2.8mm的接地電極230的情況下，平均斷裂時(shí)間RT為46分鐘，與現(xiàn)有產(chǎn)品(D = 0.10左右)的16分鐘相比，大幅地提高了接合強(qiáng)度。如此，通過(guò)以距離Dl為0.15mm以上的方式構(gòu)成接地電極230與金屬殼體250，能夠提高接地電極230與金屬殼體250間的接合強(qiáng)度。由于利用強(qiáng)度相對(duì)較小的第2芯材234形成的部位在接地電極230的根部減少，從而獲得該效果。C.第3實(shí)施例:說(shuō)明作為本發(fā)明的第3實(shí)施例的火花塞300。作為第3實(shí)施例的火花塞300的結(jié)構(gòu)與第I實(shí)施例大致相同，但是與第I實(shí)施例的不同之處在于代替具有第I實(shí)施例的接地電極30而具有接地電極330。以下，關(guān)于火花塞300，僅說(shuō)明與第I實(shí)施例的不同之處。圖9表示接地電極330的概略截面。圖9表示平行于由軸線OL方向與指定方向H)限定的面的截面。如圖所示，接地電極330具有與第2實(shí)施例相同的三層構(gòu)造。SP，接地電極330具有表面層331和芯材332。此外，該芯材332具有第I芯材333和第2芯材334。表面層331、第I芯材333以及第2芯材334的材質(zhì)與第2實(shí)施例相同。在接地電極330中，芯材332形成于接地電極330的內(nèi)部的大致中央部。該芯材332具有隨著朝向頂端部338而頂端變細(xì)的形狀。即，芯材332的厚度隨著朝向頂端部338而變小。換言之，表面層331的厚度隨著朝向頂端部338而變大。然后，頂端部338的周邊部位形成在接地電極330的內(nèi)部未形成有芯材332的內(nèi)部構(gòu)造。該內(nèi)部構(gòu)造起因于接地電極330的制造方法。

在該接地電極330的 截面中，在中心電極320與接地電極330之間，沿軸線OL方向形成有火花間隙SG。在此，也將穿過(guò)該火花間隙SG的中點(diǎn)MP并與指定方向ro平行的虛擬線稱(chēng)作第I虛擬線VL1。也將穿過(guò)第I虛擬線VLl與接地電極330的中心電極320側(cè)的面的交點(diǎn)IP、并向指定方向ro以仰角45度與第I虛擬線VLl交叉的虛擬線稱(chēng)作第2虛擬線VL2。在此，在將接地電極330的第2虛擬線VL2上的第2芯材334的各寬度設(shè)為W41、W42，將接地電極330的第2虛擬線VL2上的表面層331的各寬度設(shè)為W51、W52，且W4 = W41 +W42.W5 = W5UW52時(shí)，該接地電極330形成為滿足以下式(4)的關(guān)系。W4 / W5 ^ 0.34...(4)以下，說(shuō)明接地電極330的構(gòu)造滿足式(4)的意義。式(4)是通過(guò)冷熱循環(huán)試驗(yàn)而得出的。若在具有多層構(gòu)造的接地電極330的火花塞300安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)頭并在實(shí)際使用于內(nèi)燃機(jī)內(nèi)時(shí)進(jìn)行冷熱循環(huán)，由于表面層331與芯材332間的熱膨脹率不同，因此接地電極330的彎曲部分向外側(cè)、即與中心電極320相反的一側(cè)變形，火花間隙SG增大。圖10表示產(chǎn)生了該變形的狀態(tài)。在圖10中，以實(shí)線表示變形前的接地電極330，以虛線表示變形后的接地電極330。在此，也將產(chǎn)生了此類(lèi)變形的情況下的頂端部338的與中心電極320相反的一側(cè)的端點(diǎn)EP的軸線OL方向上的位移量稱(chēng)作位移量DD。本實(shí)施例中的冷熱循環(huán)試驗(yàn)是通過(guò)將火花塞300暴露于對(duì)實(shí)際使用火花塞300時(shí)的冷熱循環(huán)進(jìn)行模擬的冷熱循環(huán)來(lái)測(cè)量位移量DD的試驗(yàn)。在本實(shí)施例中，作為冷熱循環(huán)試驗(yàn)，準(zhǔn)備使W4 / W5的值變化的火花塞300，使各火花塞300暴露于如下冷熱循環(huán)條件，該冷熱循環(huán)條件以在利用燃燒器對(duì)接地電極330加熱2分鐘至最高900°C之后進(jìn)行I分鐘自然冷卻的循環(huán)設(shè)為一個(gè)循環(huán)。然后，在重復(fù)進(jìn)行該循環(huán)5000次后測(cè)量位移量DD。圖11表示該冷熱循環(huán)試驗(yàn)的結(jié)果。在圖11中，表示使接地電極330的W4與W5的值變化的情況下的、W4 / W5的值與位移量DD間的關(guān)系。例如，在使用了 W5 = 1.58mm、W4 = 0.36mm、即W4 / W5 = 0.23的接地電極330的情況下，位移量DD = 0mm，沒(méi)有在接地電極330產(chǎn)生變形。另一方面，可知在使用W5 = 1.55mm、W4 = 0.66mm, BP W4 / W5 = 0.43的接地電極330的情況下，位移量DD = 0.05mm，接地電極330產(chǎn)生有變形。在圖11中，以陰影顯示接地電極330產(chǎn)生有變形的情況下的W4 / W5的值。圖12表示使用該冷熱循環(huán)試驗(yàn)的結(jié)果將W4 / W5的值與位移量DD的值間的關(guān)系形成圖表而得到的結(jié)果。如圖所示，可知在W4 / W5的值為0.34以下的接地電極330中，不存在冷熱循環(huán)所導(dǎo)致的變形。如此，具有W4 / W5的值滿足式(4)的接地電極330的火花塞300能夠抑制冷熱循環(huán)所導(dǎo)致的接地電極330的變形。D.第4實(shí)施例:說(shuō)明作為本發(fā)明的第4實(shí)施例的火花塞400。作為第4實(shí)施例的火花塞400的結(jié)構(gòu)與第I實(shí)施例大致相同，與第I實(shí)施例的不同之處僅在于構(gòu)成火花塞400的接地電極430與金屬殼體450間的接合位置。以下，關(guān)于火花塞400，僅說(shuō)明與第I實(shí)施例的不同之處。圖13表示火花塞400的接地電極430與金屬殼體450間的接合位置。圖13表示平行于由軸線OL方向與指定方向H)限定的面的截面。在圖13中，省略下陷D的圖示。另外,在圖13中，省略配置于接地電極430與中心電極420之間的絕緣件的圖示。接地電極430具有與第I實(shí)施例的接地電極30相同的結(jié)構(gòu)，且包括表面層431和芯材432。該接地電極430與金屬殼體450相接合。金屬殼體450具有與第I實(shí)施例的金屬殼體50相同的結(jié)構(gòu)。在此，也將接地電極430的指定位置PP處的軸線OL方向的中心線稱(chēng)作中心線CA2。另外，也將金屬殼體450的焊接面458上的軸線OL方向的中心線稱(chēng)作中心線CA3。在本實(shí)施例的火花塞400中，接地電極430與金屬殼體450以中心線CA2位于比中心線CA3靠中心電極420側(cè)的位置關(guān)系接合。也將該位置關(guān)系稱(chēng)作使接地電極430向中心電極420側(cè)偏移的位置關(guān)系。在該中心線CA2與中心線CA3的位置關(guān)系中，也將中心線CA2與CA3的分尚距尚稱(chēng)作偏移量0F。以下，說(shuō)明使接地電極430向中心電極420側(cè)偏移而與金屬殼體450相接合的意義。與該位置關(guān)系相關(guān)的見(jiàn)解是通過(guò)振動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果而得出的。圖14表示振動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果。該試驗(yàn)結(jié)果是以使用寬度W與長(zhǎng)度L不同的三種尺寸的接地電極430的火花塞400作為試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果。振動(dòng)試驗(yàn)的方法與第2實(shí)施例所說(shuō)明的振動(dòng)試驗(yàn)相同。根據(jù)該振動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果可知，例如，在使Wl.1mmXL2.2mm的接地電極430與金屬殼體450接合而得到的火花塞400中，若偏移量OF = 0.00mm，則平均斷裂時(shí)間RT為31分鐘，相對(duì)于此，若偏移量OF = 0.07mm,則平均斷裂時(shí)間RT為60分鐘，即，沒(méi)有斷裂。
圖15表示使用該振動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果將偏移量OF與平均斷裂時(shí)間RT間的關(guān)系形成圖表而得到的結(jié)果。如圖所示，可知偏移量OF越大，平均斷裂時(shí)間RT越長(zhǎng)。如此，通過(guò)將偏移量OF設(shè)定為正值，即，通過(guò)以中心線CA2位于比中心線CA3靠中心電極420側(cè)的位置關(guān)系使接地電極430與金屬殼體450接合，能夠提高接地電極430與金屬殼體450間的接合強(qiáng)度。之所以能夠獲得該效果的原因是，由于焊接面458的外徑OD與內(nèi)徑ID存在差，通過(guò)使接地電極430向中心電極420側(cè)偏移，由此形成在金屬殼體450的頂端面上的下陷D的面積增大、即焊接面458的面積增大。偏移量OF適當(dāng)?shù)卦O(shè)定在如下范圍:在接地電極430與金屬殼體450間的焊接前的位置關(guān)系中，在金屬殼體450的中心電極420側(cè)的面與接地電極430的中心電極420側(cè)的面在指定方向H)上處于相同位置的位置處(圖13所示的位置)，偏移量OF最大。E.第5實(shí)施例:說(shuō)明作為本發(fā)明的第5實(shí)施例的火花塞500。作為第5實(shí)施例的火花塞500代替具有第I實(shí)施例的接地電極30和金屬殼體50而具有接地電極530和金屬殼體550。作為第5實(shí)施例的火花塞500的結(jié)構(gòu)與第I實(shí)施例大致相同，與第I實(shí)施例的不同之處僅在于接地電極530與金屬殼體550間的接合截面。以下，關(guān)于火花塞500,僅說(shuō)明與第I實(shí)施例的不同之處。圖16表示火花塞500的接地電極530與金屬殼體550間的接合截面。圖16表示平行于由軸線OL方向與指定方向ro限定的面的截面。接地電極530除了具有以下說(shuō)明的與金屬殼體550間的接合截面，還具有與第I實(shí)施例的接地電極30相同的結(jié)構(gòu)，即包括表面層531和芯材532。該接地電極530與金屬殼體550相接合。金屬殼體550除了具有與以下說(shuō)明的與接地電極530間的接合截面，還具有與第I實(shí)施例的金屬殼體50相同的結(jié)構(gòu)。在圖16所示的接地電極530與金屬殼體550間的接合截面中，構(gòu)成接地電極530的表面層531的后端側(cè)的端部和構(gòu)成金屬殼體550的圓筒部553的頂端側(cè)的端部具有隨著朝向外側(cè)而擴(kuò)張的形狀。這是因?yàn)樵趯?duì)接地電極530與金屬殼體550進(jìn)行電阻焊接時(shí)形成了下陷D。在圖16中表示切除下陷D的兩端后的狀態(tài)。另外，金屬殼體450在其中央部形成為向軸線OL方向的頂端側(cè)隆起的形狀。接地電極530的芯材532的形狀形成為追隨于金屬殼體450的隆起形狀。S卩，芯材532具有指定方向H)的中央部向軸線OL方向的頂端側(cè)凹陷、且指定方向H)的兩端部延伸至軸線OL方向的后端側(cè)的端點(diǎn)539的形狀。在本實(shí)施例中，指定方向H)的兩端的端點(diǎn)539在軸線OL方向上形成于相同的位置。該端點(diǎn)539位于比下陷D的切除部靠軸線OL方向的頂端側(cè)的位置。進(jìn)而，通過(guò)使端點(diǎn)539處的接地電極530的外形因上述向外側(cè)擴(kuò)張的形狀而比接地電極530的頂端部538的厚度W7厚。由于在本實(shí)施例中，接地電極530與第I實(shí)施例同樣地形成為接地電極530的長(zhǎng)度L與寬度W不變，因此，在不具有上述向外側(cè)擴(kuò)張的形狀的接地電極530中的任意部位，指定方向H)的厚度均與W7相等。通過(guò)在對(duì)接地電極530和金屬殼體550進(jìn)行電阻焊接時(shí)將接地電極調(diào)節(jié)為夾住內(nèi)周面與外周面的夾具的形狀，由此能夠制造該形狀的接地電極530和金屬殼體550。以下，說(shuō)明接地電極530與金屬殼體550間的接合截面形成為上述的形狀的意義。與該形狀相關(guān)的見(jiàn)解是通過(guò)振動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果而得出的。圖17表示振動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果。該試驗(yàn)結(jié)果是以使用寬度W與長(zhǎng)度L不同的三種尺寸的接地電極530的火花塞500作為試驗(yàn)對(duì)象而進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果。振動(dòng)試驗(yàn)的方法與第2實(shí)施例所說(shuō)明的振動(dòng)試驗(yàn)相同。根據(jù)該振動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果可知，例如，在使Wl.3mmXL2.7mm的接地電極530與金屬殼體550接合而得到的火花塞500中，W6 / W7的值為1.00的情況下的平均斷裂時(shí)間RT為27分鐘，相對(duì)于此，W6 / W7的值為1.22的情況下的平均斷裂時(shí)間RT為60分鐘，即沒(méi)有斷裂。在此，圖18表示作為比較例的火花塞500a。在圖18中，利用在圖16所示的火花塞500的各構(gòu)成要素所標(biāo)注的附圖標(biāo)記的末尾標(biāo)注“a”而得到的附圖標(biāo)記表示火花塞500a的各構(gòu)成要素。如圖18所示，作為比較例的火花塞500a的端點(diǎn)539a位于比表面層531a的后端側(cè)的端部和圓筒部553a的頂端側(cè)的端部隨著朝向外側(cè)而擴(kuò)張的部位靠頂端側(cè)的位置。在該情況下，厚度W6與厚度W7相等。S卩，在上述振動(dòng)試驗(yàn)中，W6 / W7 = 1.00的殼體表不如火花塞500a這樣的形狀。圖19表示使用該振動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果針對(duì)每個(gè)接地電極530的尺寸將W6 / W7的值與平均斷裂時(shí)間RT間的關(guān)系形成圖表而得到的結(jié)果。如圖所示，可知對(duì)于任意的接地電極530的尺寸，W6 / W7的值與1.00相比越大，平均斷裂時(shí)間RT越長(zhǎng)。S卩，端點(diǎn)539處的接地電極530的外形的厚度W6越是比接地電極530的頂端部538的厚度W7厚，平均斷裂時(shí)間RT越長(zhǎng)。如此，通過(guò)以厚度W6比厚度W7厚的方式形成接地電極530和金屬殼體550，能夠提高接地電極530與金屬殼體550間的接合強(qiáng)度。即，通過(guò)使強(qiáng)度比表面層531小的芯材532的端點(diǎn)539位于接地電極530的厚度相對(duì)較大的部位，能夠提高接地電極530與金屬殼體550間的接合強(qiáng)度。在上述例子中，芯材532的指定方向H)的兩端的端點(diǎn)539在軸線OL方向上形成于相同的位置，但是也存在因制造誤差等而沒(méi)有嚴(yán)密地對(duì)準(zhǔn)情況。在該情況下，只要將厚度W6設(shè)為兩個(gè)端點(diǎn)539中的相對(duì)靠頂端側(cè)的端點(diǎn)539處的接地電極530的外形的指定方向PD上的厚度即可。F.變形例:在上述的實(shí)施方式中，示例說(shuō)明了火花間隙SG沿軸線OL方向形成的縱向放電型的火花塞，但是本發(fā)明的火花塞并不限定于該形式，能夠應(yīng)用于各種形式。例如，第1、第2、第4、第5實(shí)施例所不的火花塞也可以作為與相對(duì)于軸線OL方向垂直的方向相對(duì)的橫向放電型的火花塞加以實(shí)現(xiàn)。另夕卜，也可以作為相對(duì)于一個(gè)中心電極設(shè)置有多個(gè)接地電極的火花塞加以實(shí)現(xiàn)。以上雖說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是上述實(shí)施方式中的本發(fā)明的構(gòu)成要素中的、獨(dú)立權(quán)利要求所述的要素以外的要素均為附加的要素，能夠酌情省略或組合。另外，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，毋庸置疑，也可以在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)利用各種技術(shù)方案來(lái)實(shí)施。附圖標(biāo)記說(shuō)明10、絕緣件；12、軸孔;20、320、420、中心電極;30、230、330、430、530、接地電極；31、231、331、431、531、表面層；32、232、332、432、532、芯材；37、基端部；38、338、538、頂端部；39、后端面;50、250、450、550、金屬殼體;58、258、458、焊接面;100、200、300、400、500、火花塞；233、333、第I芯材;234、334、第2芯材；258a、258b、端面;0L、軸線;PD、指定方向；PP、指定位置；SG、火花間隙；CA1、CA2、CA3、中心線；VL1、第I虛擬線；VL2、第2虛擬線。
權(quán)利要求
1.一種火花塞,其特征在于,包括: 棒狀的中心電極，其沿軸線方向延伸； 絕緣體，其具有沿上述軸線方向延伸的軸孔，并在該軸孔內(nèi)保持上述中心電極； 金屬殼體，其在周向上包圍并保持該絕緣體；以及 接地電極，其基端部被焊接于上述金屬殼體，在該接地電極的頂端部與上述中心電極的軸線方向頂端側(cè)的端部之間形成間隙； 上述接地電極具有表面層和芯材，該表面層形成上述接地電極自身的表面，該芯材形成于比該表面層靠?jī)?nèi)部的位置，且該芯材的熱導(dǎo)率比該表面層的熱導(dǎo)率大，上述表面層在沿著該接地電極的外形朝向上述頂端部側(cè)的方向上距離上述基端部Irnm的位置、即指定位置處的厚度為0.2mm以上且0.4mm以下， 在將上述金屬殼體的與上述基端部相焊接的焊接面處的、穿過(guò)上述接地電極的中心軸線并與上述軸線方向正交的方向、即指定方向上的上述金屬殼體的寬度設(shè)為Wl (mm), 將上述接地電極的上述指定位置處的、上述指定方向上的厚度設(shè)為W2 (mm), 將上述表面層的上述指定位置處的、上述指定方向上的厚度設(shè)為W3 (mm)時(shí)，滿足 Wl ≥ W2X1.55 - (W3 + 0.25) 的條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于， 上述芯材包括第I芯材和第2芯材,該第I芯材形成于相對(duì)靠?jī)?nèi)側(cè)的位置，該第2芯材以在周向上包圍該第I芯材的方式形成于相對(duì)靠外側(cè)的位置，該第2芯材的熱導(dǎo)率比該第I芯材的熱導(dǎo)率大，且該第2芯材的硬度比該第I芯材的硬度小， 上述第I芯材形成為比上述第2芯材向上述軸線方向后端側(cè)突出的突出形狀， 上述焊接面形成為追隨于上述突出形狀的起伏形狀， 位于上述焊接面中的與上述第I芯材所接觸的部位的、最靠近上述軸線方向頂端側(cè)的端面與最近靠上述軸線方向后端側(cè)的端面間的上述軸線方向上的距離為0.15mm以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于， 上述芯材具有第I芯材和第2芯材,該第I芯材形成于相對(duì)靠?jī)?nèi)側(cè)的位置，該第2芯材以在周向上包圍該第I芯材的方式形成于相對(duì)靠外側(cè)的位置，該第2芯材的熱導(dǎo)率比該第I芯材的熱導(dǎo)率大，且該第2芯材的硬度比該第I芯材的硬度小， 在平行于由上述軸線方向與上述指定方向限定的面的截面中， 在將第2虛擬線上的上述第2芯材的各寬度的總和設(shè)為W4，將該第2虛擬線上的上述表面層的各寬度的總和設(shè)為W5時(shí)，滿足W4 / W5 ≤ 0.34的條件， 第I虛擬線穿過(guò)在上述中心電極與上述接地電極之間沿上述軸線方向形成的火花間隙的中點(diǎn)，并與上述指定方向平行， 該第2虛擬線穿過(guò)上述第I虛擬線與上述接地電極的上述中心電極側(cè)的面的交點(diǎn)，并向上述指定方向以仰角45度與上述第I虛擬線交叉。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的火花塞，其特征在于， 在平行于由上述軸線方向與上述指定方向限定的面的截面中，在將第2虛擬線上的上述第2芯材的各寬度的總和設(shè)為W4，將該第2虛擬線上的上述表面層的各寬度的總和設(shè)為W5時(shí)，滿足W4 / W5 ^ 0.34的條件， 第I虛擬線穿過(guò)在上述中心電極與上述接地電極之間沿上述軸線方向形成的火花間隙的中點(diǎn)，并與上述指定方向平行， 該第2虛擬線穿過(guò)上述第I虛擬線與上述接地電極的上述中心電極側(cè)的面的交點(diǎn)，并向上述指定方向以仰角45度與上述第I虛擬線交叉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的火花塞,其特征在于， 在平行于由上述軸線方向與上述指定方向限定的面的截面中，上述接地電極的上述指定位置處的上述軸線方向的中心線位于比上述金屬殼體的上述焊接面上的上述軸線方向的中心線靠上述中心電極側(cè)的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的火花塞,其特征在于， 在平行于由上述軸線方向與上述指定方向限定的面的截面中， 上述金屬殼體形成為在中央部向上述軸線方向頂端側(cè)隆起的形狀， 上述芯材形成為追隨于上述隆起的形狀的追隨形狀， 上述芯材的上述軸線方向后端側(cè)的端點(diǎn)的位置處的、上述接地電極的外形的上述指定方向上的厚度比上述頂端部的厚度厚。
全文摘要
在多層構(gòu)造的接地電極電阻焊接于金屬殼體的火花塞中，恰當(dāng)?shù)卮_保接地電極與金屬殼體間的接合強(qiáng)度?；鸹ㄈㄖ行碾姌O、絕緣體、金屬殼體以及基端部焊接于金屬殼體而得到的接地電極。接地電極具有表面層和芯材，該芯材形成于比表面層靠?jī)?nèi)部的位置，且該芯材的熱導(dǎo)率比表面層的熱導(dǎo)率大，表面層在沿接地電極的外形朝向頂端部側(cè)的方向上距離基端部1mm的指定位置處的厚度為0.2mm以上且0.4mm以下。在將金屬殼體的與基端部相焊接的焊接面處的、穿過(guò)接地電極的中心軸線并與軸線方向正交的方向、即指定方向上的金屬殼體的寬度設(shè)為W1(mm)，將接地電極的指定位置處的、指定方向上的厚度設(shè)為W2(mm)，將表面層的指定方向上的厚度設(shè)為W3(mm)時(shí)，滿足W1≥W2×1.55－(W3＋0.25)的條件。
文檔編號(hào)H01T13/20GK103190043SQ20118005229
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者長(zhǎng)澤聰史, 鈴木彰 申請(qǐng)人:日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社