專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞及火花塞的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞及其制造方法。
背景技術(shù)：
用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞例如具有在軸線方向上延伸的中心電極、設(shè)置于中心電極的外周的絕緣體、組裝于絕緣體的外周的圓筒狀的主體配件、和基端部與上述主體配件的前端部接合的接地電極。接地電極自身的大致中間部分彎曲，以使其前端部與上述中心電極的前端部相對(duì)，由此在中心電極的前端部與接地電極的前端部之間形成火花放電間隙。另外，公知近年來為了謀求耐消耗性的提高，在中心電極和接地電極中形成上述火花放電間隙的部位上接合貴金屬端頭的技術(shù)。作為接合貴金屬端頭的方法，提案有如下 方法通過對(duì)貴金屬端頭與電極的接觸面外邊緣間歇照射激光束，形成由多個(gè)熔融區(qū)域連接而成的環(huán)狀的熔融部，經(jīng)由該熔融部而將貴金屬端頭接合到電極(例如，參照專利文獻(xiàn)I等)。此外，在接合貴金屬端頭時(shí)，為了更可靠地接合貴金屬端頭，在外表面上熔融區(qū)域彼此重疊而照射激光束。此時(shí)，為了確保貴金屬端頭的接合強(qiáng)度，可以形成通過在熔融部的表面上重疊三個(gè)以上的熔融區(qū)域而形成的多重熔融區(qū)域。另外，在上述中心電極或接地電極中，不可避免地含有鋁(Al)或硅(Si)，或者為了在表面上形成氧化膜而謀求耐氧化性的提高，含有鋁(Al)或硅(Si)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2005-158323號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題但是，通過本申請(qǐng)發(fā)明人認(rèn)真研究后得知若在中心電極或接地電極中含有Al或Si，則有可能在上述熔融部的內(nèi)部(也有擴(kuò)展到外部的情況)產(chǎn)生裂紋(龜裂)，降低貴金屬端頭的接合強(qiáng)度。因此，關(guān)于發(fā)生該龜裂的原因，通過本申請(qǐng)發(fā)明人進(jìn)一步研究后得知在熔融部的表面存在上述多重熔融區(qū)域的情況下，尤其容易產(chǎn)生龜裂?？紤]其原因是在接合時(shí)，對(duì)處于熔融狀態(tài)的熔融區(qū)域多次反復(fù)照射激光束，從而激光束的被照射部位過度發(fā)熱，并且在進(jìn)行固化時(shí)急速冷卻，其結(jié)果是，熔融區(qū)域急速收縮，Al或Si凝縮。鑒于該研究結(jié)果，為了抑制龜裂的發(fā)生，考慮以不形成多重熔融區(qū)域的方式構(gòu)成熔融部。然而，若以完全不形成多重熔融區(qū)域的方式構(gòu)成熔融部，則擔(dān)心不能充分確保貴金屬端頭的接合強(qiáng)度。即，從謀求龜裂的發(fā)生抑制的方面考慮，希望以不存在多重熔融區(qū)域的方式形成熔融部，但從確保接合強(qiáng)度的方面考慮，需要多重熔融區(qū)域。本發(fā)明是鑒于上述情況而發(fā)明的，其目的在于提供一種用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞及其制造方法，該用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞在中心電極或接地電極中含有Al或Si，并且在熔融部的表面形成了多重熔融區(qū)域，其中，能夠飛躍性地提高貴金屬端頭的接合強(qiáng)度。
用于解決課題的手段以下，分項(xiàng)說明適于解決上述目的的各構(gòu)成。此外，根據(jù)需要記述對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)中特有的作用效果。構(gòu)成I.本構(gòu)成的用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞，具有棒狀的中心電極，在軸線方向上延伸；筒狀的絕緣體，設(shè)置于上述中心電極的外周；筒狀的主體配件，設(shè)置于上述絕緣體的外周；
接地電極，設(shè)置于上述主體配件的前端部；以及貴金屬端頭，由貴金屬合金形成，并且設(shè)置于上述中心電極及上述接地電極中至少一者的對(duì)象部分，上述貴金屬端頭經(jīng)由熔融部接合到上述對(duì)象部分，上述熔融部含有構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料的成分、以及構(gòu)成上述貴金屬端頭的貴金屬合金的成分，并且在沿著上述貴金屬端頭的中心軸且與上述中心軸正交的投影面上投影了上述貴金屬端頭及上述熔融部的投影面上，上述貴金屬端頭與上述熔融部重疊的區(qū)域相對(duì)于投影上述貴金屬端頭而成的區(qū)域所占的比例為70%以上，上述用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞的特征在于，構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料以鎳(Ni)為主成分，并且在Al和Si中至少含有Si，Si的含量為O. 4質(zhì)量％以上，且Al和Si的總計(jì)含量為O. 5質(zhì)量％以上且I. 6質(zhì)量％以下，上述熔融部通過多個(gè)熔融區(qū)域連接而形成，上述多個(gè)熔融區(qū)域通過間歇照射激光束或電子束而形成，在上述熔融部的表面存在通過三個(gè)以上的熔融區(qū)域重疊而形成的多重熔融區(qū)域，另一方面，在采用經(jīng)過各熔融區(qū)域的外表面上的各自的中心的線即基準(zhǔn)線時(shí)，上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過上述多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度設(shè)為上述基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的35%以下。此外，“主成分”是指在材料中含有最多的成分。另外，通常熔融區(qū)域在外表面具有圓形狀的外周線(輪廓)，但存在由于重疊熔融區(qū)域而使外周線不明確的情況。此時(shí)，通過以經(jīng)過熔融區(qū)域的外周線中較明確的部分而描繪的假想圓為基準(zhǔn)，能夠確定外表面上的熔融區(qū)域的中心或多重熔融區(qū)域的位置和大小(以下，同樣)。根據(jù)上述構(gòu)成I，在對(duì)象部分(中心電極或接地電極)中，Si的含量設(shè)為O. 4質(zhì)量％以上，并且Al和Si的總計(jì)含量設(shè)為O. 5質(zhì)量％以上，因此能夠提高對(duì)象部分的耐氧化性。而且，在熔融部的表面形成有多重熔融區(qū)域，因此能夠防止貴金屬端頭中的接合強(qiáng)度的降低。另外，在上述投影面上，貴金屬端頭與熔融部重疊的區(qū)域相對(duì)于投影貴金屬端頭而成的區(qū)域所占的比例為70%以上。即，在貴金屬端頭與對(duì)象部分之間的較寬的范圍形成有熔融部，通過該熔融部，能夠更可靠地吸收貴金屬端頭與對(duì)象部分之間的熱膨脹的差。其結(jié)果是，能夠更可靠地防止隨著冷熱循環(huán)的反復(fù)而在熔融部與貴金屬端頭或?qū)ο蟛糠值倪吔绮糠种械凝斄训陌l(fā)生。而且，在上述對(duì)象部分中含有Al或Si，因此有可能隨著多重熔融區(qū)域的形成而發(fā)生龜裂，但根據(jù)上述構(gòu)成I，與對(duì)象部分中的Al和Si的總計(jì)含量為I. 6質(zhì)量％以下對(duì)應(yīng)，上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度設(shè)為基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的35%以下。因此，能夠極力減少熔融部中焊接時(shí)的過熱和急冷的部分，進(jìn)而能夠更可靠地防止固化時(shí)的熔融部的急速的收縮。其結(jié)果是，能夠有效抑制熔融部的內(nèi)部中的龜裂的發(fā)生。以上，根據(jù)上述構(gòu)成1，設(shè)置多重熔融區(qū)域，并且能夠抑制熔融部的內(nèi)部以及熔融部與貴金屬端頭等的邊界部分中的龜裂的發(fā)生，其結(jié)果是， 能夠飛躍性地提高貴金屬端頭的接合強(qiáng)度。此外，為了更可靠地實(shí)現(xiàn)因形成多重熔融區(qū)域而產(chǎn)生的上述作用效果，優(yōu)選將上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度設(shè)為基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的5%以上，更優(yōu)選基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的10%以上。構(gòu)成2.本構(gòu)成的用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞具有棒狀的中心電極，在軸線方向上延伸；筒狀的絕緣體，設(shè)置于上述中心電極的外周；筒狀的主體配件，設(shè)置于上述絕緣體的外周；接地電極，設(shè)置于上述主體配件的前端部；以及貴金屬端頭，由貴金屬合金形成，并且設(shè)置于上述中心電極及上述接地電極中至少一者的對(duì)象部分，上述貴金屬端頭經(jīng)由熔融部接合到上述對(duì)象部分，上述熔融部含有構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料的成分以及構(gòu)成上述貴金屬端頭的貴金屬合金的成分，并且在沿著上述貴金屬端頭的中心軸且與上述中心軸正交的投影面上投影了上述貴金屬端頭及上述熔融部的投影面上，上述貴金屬端頭與上述熔融部重疊的區(qū)域相對(duì)于投影上述貴金屬端頭而成的區(qū)域所占的比例為70%以上，上述用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞的特征在于，構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料以鎳為主成分，并且在Al和Si中至少含有Si，Si的含量為O. 4質(zhì)量％以上，且Al和Si的總計(jì)含量為O. 5質(zhì)量％以上且I. 9質(zhì)量％以下，上述熔融部通過多個(gè)熔融區(qū)域連接而形成，上述多個(gè)熔融區(qū)域通過間歇照射激光束或電子束而形成，在上述熔融部的表面存在通過三個(gè)以上的熔融區(qū)域重疊而形成的多重熔融區(qū)域，另一方面，在采用經(jīng)過各熔融區(qū)域的外表面上的各自的中心的線即基準(zhǔn)線時(shí)，上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過上述多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度設(shè)為上述基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的30%以下。本申請(qǐng)發(fā)明人認(rèn)真研究后，發(fā)現(xiàn)Al和Si的總計(jì)含量越多，越容易發(fā)生熔融部的內(nèi)部中的龜裂。因此，如上述構(gòu)成2那樣，在Al和Si的總計(jì)含量設(shè)為I. 9質(zhì)量％以下而含有較多Al或Si的情況下，更有可能發(fā)生熔融部?jī)?nèi)中的龜裂的發(fā)生。對(duì)于此點(diǎn)，根據(jù)上述構(gòu)成2，與Al和Si的總計(jì)含量較多地設(shè)為1.9質(zhì)量％以下的情況對(duì)應(yīng)，上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度設(shè)為基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的30%以下。因此，能夠進(jìn)一步減少焊接時(shí)過熱和急冷的部分，能夠進(jìn)一步可靠地防止熔融部的急速的收縮。其結(jié)果是，即使在含有較多Al和Si、更可能發(fā)生龜裂的情況下，也能夠更可靠地抑制龜裂的發(fā)生。構(gòu)成3.本構(gòu)成的用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞具有
棒狀的中心電極，在軸線方向上延伸；筒狀的絕緣體，設(shè)置于上述中心電極的外周；筒狀的主體配件，設(shè)置于上述絕緣體的外周；接地電極，設(shè)置于上述主體配件的前端部；以及貴金屬端頭，由貴金屬合金形成，并且設(shè)置于上述中心電極及上述接地電極中至少一者的對(duì)象部分，上述貴金屬端頭經(jīng)由熔融部接合到上述對(duì)象部分，上述熔融部含有構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料的成分、以及構(gòu)成上述貴金屬端頭的貴金屬合金的成分，并且
在沿著上述貴金屬端頭的中心軸且與上述中心軸正交的投影面上投影了上述貴金屬端頭及上述熔融部的投影面上，上述貴金屬端頭與上述熔融部重疊的區(qū)域相對(duì)于投影上述貴金屬端頭而成的區(qū)域所占的比例為70%以上，上述用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞的特征在于，構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料以鎳為主成分，并且在Al和Si中至少含有Si，Si的含量為O. 4質(zhì)量％以上，且Al和Si的總計(jì)含量為O. 5質(zhì)量％以上且5. O質(zhì)量％以下，上述熔融部通過多個(gè)熔融區(qū)域連接而形成，上述多個(gè)熔融區(qū)域通過間歇照射激光束或電子束而形成，在上述熔融部的表面存在通過三個(gè)以上的熔融區(qū)域重疊而形成的多重熔融區(qū)域，另一方面，在采用經(jīng)過各熔融區(qū)域的外表面上的各自的中心的線即基準(zhǔn)線時(shí)，上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過上述多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度設(shè)為上述基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的20%以下。根據(jù)上述構(gòu)成3，與Al和Si的總計(jì)含量非常多地設(shè)為5. O質(zhì)量％以下的情況對(duì)應(yīng)，上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度設(shè)為基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的20%以下。因此，能夠進(jìn)一步減少焊接時(shí)過熱和急冷的部分，即使進(jìn)一步可能發(fā)生龜裂的情況下，也能夠極其有效抑制龜裂的發(fā)生。此外，若Al和Si的總計(jì)含量超過5. O質(zhì)量％，則有可能金屬材料脆化,加工性降低。構(gòu)成4.本構(gòu)成的用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞在上述構(gòu)成I至3中任一構(gòu)成中，其特征在于，上述貴金屬端頭至少設(shè)置于上述接地電極。在使用時(shí)，中心電極及接地電極成為非常高溫，更接近燃燒室的中心的接地電極與中心電極相比更高溫。另外，通常接地電極配置于火花塞的最前端，因此隨著因內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)作而產(chǎn)生的振動(dòng)，與中心電極相比施加有更大的應(yīng)力。即，對(duì)于溫度及振動(dòng)這兩者，接地電極置于與中心電極相比更嚴(yán)峻的環(huán)境。因此，在接合到接地電極的貴金屬端頭中，要求優(yōu)異的接合強(qiáng)度。對(duì)于此點(diǎn)，根據(jù)上述構(gòu)成4，接合有貴金屬端頭的對(duì)象部分設(shè)為接地電極，要求優(yōu)異的接合強(qiáng)度，采用上述構(gòu)成I等，從而能夠更可靠地實(shí)現(xiàn)所希望的接合強(qiáng)度。換言之，在貴金屬端頭接合到接地電極的情況下，上述構(gòu)成I等特別有效。構(gòu)成5.本構(gòu)成的用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞在上述構(gòu)成4中，其特征在于，上述接地電極的基端部的截面積為3_2以下。根據(jù)上述構(gòu)成5，接地電極的基端部的截面積設(shè)為3mm2以下，在使用時(shí)進(jìn)一步成為高溫。因此，要求貴金屬端頭中進(jìn)一步優(yōu)異的接合強(qiáng)度，采用上述構(gòu)成I等，從而能夠?qū)崿F(xiàn)耐更嚴(yán)峻的環(huán)境的充分的接合強(qiáng)度。換言之，在貴金屬端頭接合到接地電極并且接地電極的基端部的截面積設(shè)為3_2以下的情況下，上述構(gòu)成I等特別有效。構(gòu)成6.本構(gòu)成的火花塞的制造方法,該火花塞具有棒狀的中心電極，在軸線方向上延伸；筒狀的絕緣體，設(shè)置于上述中心電極的外周；筒狀的主體配件，設(shè)置于上述絕緣體的外周；接地電極，設(shè)置于上述主體配件的前端部；以及貴金屬端頭，由貴金屬合金形成，并且設(shè)置于上述中心 電極及上述接地電極中至少一者的對(duì)象部分，上述貴金屬端頭經(jīng)由熔融部接合到上述對(duì)象部分，上述熔融部經(jīng)由含有構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料的成分、以及構(gòu)成上述貴金屬端頭的貴金屬合金的成分，并且在沿著上述貴金屬端頭的中心軸且與上述中心軸正交的投影面上投影了上述貴金屬端頭及上述熔融部的投影面上，上述貴金屬端頭與上述熔融部重疊的區(qū)域相對(duì)于投影上述貴金屬端頭而成的區(qū)域所占的比例為70%以上，上述火花塞的制造方法的特征在于，構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料以鎳為主成分，并且在Al和Si中至少含有Si，Si的含量為O. 4質(zhì)量％以上，且Al和Si的總計(jì)含量為O. 5質(zhì)量％以上且I. 6質(zhì)量％以下，在通過對(duì)上述對(duì)象部分與上述貴金屬端頭的接觸面外邊緣部間歇照射激光束或電子束形成多個(gè)熔融區(qū)域連接而成的上述熔融部、且在上述對(duì)象部分接合上述貴金屬端頭的工序中，在上述熔融部的表面通過重疊三個(gè)以上的熔融區(qū)域形成多重熔融區(qū)域，另一方面，在采用經(jīng)過各熔融區(qū)域的外表面上的各自的中心的線即基準(zhǔn)線時(shí)，照射激光束或電子束，以使上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過上述多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度為上述基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的35%以下。根據(jù)上述構(gòu)成6，在制造的火花塞中，能夠達(dá)到與上述構(gòu)成I同樣的作用效果。構(gòu)成7.本構(gòu)成的火花塞的制造方法，該火花塞具有棒狀的中心電極，在軸線方向上延伸；筒狀的絕緣體，設(shè)置于上述中心電極的外周；筒狀的主體配件，設(shè)置于上述絕緣體的外周；接地電極，設(shè)置于上述主體配件的前端部；以及貴金屬端頭，由貴金屬合金形成，并且設(shè)置于上述中心電極及上述接地電極中至少一者的對(duì)象部分，上述貴金屬端頭經(jīng)由熔融部接合到上述對(duì)象部分，上述熔融部含有構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料的成分、以及構(gòu)成上述貴金屬端頭的貴金屬合金的成分，并且在沿著上述貴金屬端頭的中心軸且與上述中心軸正交的投影面上投影了上述貴金屬端頭及上述熔融部的投影面上，上述貴金屬端頭與上述熔融部重疊的區(qū)域相對(duì)于投影上述貴金屬端頭而成的區(qū)域所占的比例為70%以上，上述火花塞的制造方法的特征在于，構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料以鎳為主成分，并且在Al和Si中至少含有Si，Si的含量為O. 4質(zhì)量％以上，且Al和Si的總計(jì)含量為O. 5質(zhì)量％以上且I. 9質(zhì)量％以下，在通過對(duì)上述對(duì)象部分與上述貴金屬端頭的接觸面外邊緣部間歇照射激光束或電子束形成多個(gè)熔融區(qū)域連接而成的上述熔融部、且在上述對(duì)象部分接合上述貴金屬端頭的工序中，在上述熔融部的表面通過重疊三個(gè)以上的熔融區(qū)域形成多重熔融區(qū)域，另一方面，在采用經(jīng)過各熔融區(qū)域的外表面上的各自的中心的線即基準(zhǔn)線時(shí)，照射激光束或電子束，以使上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過上述多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度為上述基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的30%以下。根據(jù)上述構(gòu)成7，在制造的火花塞中，能夠達(dá)到與上述構(gòu)成2同樣的作用效果。構(gòu)成8.本構(gòu)成的火花塞的制造方法，該火花塞具有
棒狀的中心電極，在軸線方向上延伸；筒狀的絕緣體，設(shè)置于上述中心電極的外周；筒狀的主體配件，設(shè)置于上述絕緣體的外周；接地電極，設(shè)置于上述主體配件的前端部；以及貴金屬端頭，由貴金屬合金形成，并且設(shè)置于上述中心電極及上述接地電極中至少一者的對(duì)象部分，上述貴金屬端頭經(jīng)由熔融部接合到上述對(duì)象部分，上述熔融部含有構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料的成分、以及構(gòu)成上述貴金屬端頭的貴金屬合金的成分，并且在沿著上述貴金屬端頭的中心軸且與上述中心軸正交的投影面上投影了上述貴金屬端頭及上述熔融部的投影面上，上述貴金屬端頭與上述熔融部重疊的區(qū)域相對(duì)于投影上述貴金屬端頭而成的區(qū)域所占的比例為70%以上，上述火花塞的制造方法的特征在于，構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料以鎳為主成分，并且在Al和Si中至少含有Si，Si的含量為O. 4質(zhì)量％以上，且Al和Si的總計(jì)含量為O. 5質(zhì)量％以上且5. O質(zhì)量％以下，在通過對(duì)上述對(duì)象部分與上述貴金屬端頭的接觸面外邊緣部間歇照射激光束或電子束形成多個(gè)熔融區(qū)域連接而成的上述熔融部、且在上述對(duì)象部分接合上述貴金屬端頭的工序中，在上述熔融部的表面通過重疊三個(gè)以上的熔融區(qū)域形成多重熔融區(qū)域，另一方面，在采用經(jīng)過各熔融區(qū)域的外表面上的各自的中心的線即基準(zhǔn)線時(shí)，照射激光束或電子束，以使上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過上述多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度為上述基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的20%以下。根據(jù)上述構(gòu)成8，在制造的火花塞中，能夠達(dá)到與上述構(gòu)成3同樣的作用效果。構(gòu)成9.本構(gòu)成的火花塞的制造方法在上述構(gòu)成6至8中任一構(gòu)成中，激光束或電子束的脈沖長(zhǎng)度設(shè)為IOms以上且30ms以下，并且在一個(gè)脈沖中的輸出成為最大之后，在上述脈沖長(zhǎng)度的50%以上的時(shí)間以內(nèi)，以一個(gè)脈沖中的最大輸出的30%以下的輸出照射激光束或電子束。根據(jù)上述構(gòu)成9，在形成一個(gè)熔融區(qū)域時(shí)，在一個(gè)脈沖中的輸出成為最大之后，在上述脈沖長(zhǎng)度的50%以上的時(shí)間以內(nèi)，以一個(gè)脈沖中的最大輸出的30%以下的輸出來輸出激光束等。即，熔融區(qū)域在脈沖長(zhǎng)度的50%以上的時(shí)間以內(nèi)緩慢冷卻。因此，能夠更可靠地防止固化時(shí)的熔融區(qū)域的急速的收縮，進(jìn)而能夠非常有效地抑制熔融部的內(nèi)部中的龜裂的發(fā)生。此外，若脈沖長(zhǎng)度小于10ms，則不能對(duì)焊接對(duì)象部分進(jìn)行預(yù)熱(即，成為急速加熱)，或者緩慢冷卻時(shí)間變短(即，成為急冷)，因此有可能不能充分發(fā)揮上述作用效果。另一方面，若脈沖長(zhǎng)度超過30ms，則有可能在外表面上熔融區(qū)域的外徑(所謂輪緣直徑)變大，過大地形成多重熔融區(qū)域。因此，考慮這些點(diǎn)，優(yōu)選脈沖長(zhǎng)度設(shè)為IOms以上且30ms以下。構(gòu)成10.本構(gòu)成的火花塞的制造方法在上述構(gòu)成6至8中任一構(gòu)成中，激光束或電子束的脈沖長(zhǎng)度設(shè)為IOms以上且30ms以下，并且在一個(gè)脈沖中的輸出成為最大之后，在上述脈沖長(zhǎng)度的70%以上的時(shí)間以內(nèi)，以一個(gè)脈沖中的最大輸出的30%以下的輸出照射激光束或電子束。 根據(jù)上述構(gòu)成10，在一個(gè)脈沖中的輸出成為最大之后，在脈沖長(zhǎng)度的70%以上的時(shí)間以內(nèi)，以一個(gè)脈沖中的最大輸出的30%以下的輸出照射激光束等。因此，熔融區(qū)域進(jìn)一步緩慢冷卻，其結(jié)果是，能夠進(jìn)一步可靠地抑制熔融部的內(nèi)部中的龜裂的發(fā)生。


圖I是表不火花塞的結(jié)構(gòu)的局部剖切主視圖。圖2是表示火花塞的前端部的結(jié)構(gòu)的局部剖切放大主視圖。圖3(a)是表示熔融部等結(jié)構(gòu)的局部放大主視圖，(b)是表示投影了熔融部或貴金屬端頭的投影面的投影圖。圖4是展開了熔融部或貴金屬端頭的外周面時(shí)的展開圖。圖5是表不激光束的波形的圖表。圖6是表示其他實(shí)施方式中的熔融部等的局部放大剖視圖。圖7(ar(c)是表示其他實(shí)施方式中的激光束的波形的圖表。
具體實(shí)施例方式〔第I實(shí)施方式〕以下，參照

實(shí)施方式。圖I是表示用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞(以下，稱為“火花塞”)I的局部剖切主視圖。此外，在圖I中，將火花塞I的軸線CLl方向設(shè)為附圖中的上下方向、將下側(cè)設(shè)為火花塞I的前端側(cè)、將上側(cè)設(shè)為后端側(cè)來進(jìn)行說明?；鸹ㄈ鸌由作為絕緣體的絕緣子2、保持該絕緣子2的筒狀的主體配件3等構(gòu)成。公知絕緣子2通過燒成氧化鋁等而形成，在其外形部中，具有形成于后端側(cè)的后端側(cè)主體部10、在比該后端側(cè)主體部10靠前端側(cè)朝向徑向外突出形成的大徑部11、在比該大徑部11靠前端側(cè)形成為與大徑部11相比細(xì)徑的中間主體部12、和在比該中間主體部12靠前端側(cè)形成為與中間主體部12相比細(xì)徑的長(zhǎng)腳部13。而且，絕緣子2中的大徑部11、中間主體部12及大部分的長(zhǎng)腳部13容納于主體配件3的內(nèi)部。另外，在中間主體部12與長(zhǎng)腳部13的連接部形成有錐狀的臺(tái)階部14，通過該臺(tái)階部14使絕緣子2卡定于主體配件3。而且，在絕緣子2中，沿著軸線CLl貫通形成有軸孔4，在該軸孔4的前端側(cè)插入并固定中心電極5。該中心電極5通過由銅或銅合金構(gòu)成的內(nèi)層5A和由以鎳(Ni)為主成分的Ni合金構(gòu)成的外層5B構(gòu)成。另外，中心電極5整體呈棒狀(圓柱狀)，前端部從絕緣子2的前端突出。而且，在中心電極5的前端部接合有由貴金屬合金(例如，白金合金或銥合金等)構(gòu)成的圓柱狀的貴金屬部31。另外，在軸孔4的后端側(cè)，以從絕緣子2的后端突出的狀態(tài)插入并固定了由低碳鋼等金屬形成的端子電極6。而且，在軸孔4的中心電極5與端子電極6之間配置有圓柱狀的電阻體7。該電阻體7的兩端部經(jīng)由導(dǎo)電性的玻璃密封層8、9分別與中心電極5和端子電極6電連接。而且，上述主體配件3通過低碳鋼等金屬形成為筒狀，在其外周面上形成有用于將火花塞I安裝于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)頭的螺紋部(外螺紋部)15。另外，在螺紋部15的后端側(cè)的外周面形成有底座部16，在螺紋部15后端的螺紋頸17嵌入了環(huán)狀的襯墊18。而且，在主體配件3的后端側(cè)設(shè)置有用于在將火花塞I安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)頭時(shí)使扳手等工具卡合的截 面六邊形狀的工具卡合部19，并且在后端部設(shè)置有用于保持絕緣子2的鉚接部20。此外，在本實(shí)施方式中，為了實(shí)現(xiàn)火花塞I的小型化而謀求主體配件3的小徑化。因此，螺紋部15的螺紋徑也設(shè)為較小徑(例如，M12以下)。另外，在主體配件3的內(nèi)周面設(shè)置有用于卡定絕緣子2的錐狀的臺(tái)階部21。而且，絕緣子2從主體配件3的后端側(cè)朝向前端側(cè)插入，以自身的臺(tái)階部14與主體配件3的臺(tái)階部21卡定的狀態(tài)，將主體配件3的后端側(cè)的開口部向徑向內(nèi)側(cè)鉚接，即通過形成上述鉚接部20來固定。此外，圓環(huán)狀的密封片22介于上述兩臺(tái)階部14、21之間。由此，保持燃燒室內(nèi)的氣密性，防止進(jìn)入到在燃燒室內(nèi)所暴露的絕緣子2的長(zhǎng)腳部13與主體配件3的內(nèi)周面的間隙的燃料氣體泄漏到外部。而且，為了使通過鉚接進(jìn)行密閉更完備，在主體配件3的后端側(cè)中環(huán)狀的環(huán)部件23、24介于主體配件3與絕緣子2之間，在環(huán)部件23、24之間填充有滑石(talc) 25的粉末。即，主體配件3經(jīng)由密封片22、環(huán)部件23、24及滑石25保持絕緣子2。另外，如圖2所示，在主體配件3的前端部26接合有接地電極27，該接地電極27自身的大致中間被折返，其前端部側(cè)面與中心電極5(貴金屬部31)的前端部相對(duì)。該接地電極27通過由Ni合金形成的鉤狀的主體部28、和在該主體部28中與上述貴金屬部31相對(duì)部位所設(shè)置的圓柱狀的基座部29構(gòu)成。而且，通過激光焊接在上述基座部29接合有由預(yù)定的貴金屬合金(例如，白金合金或銥合金等)形成的圓柱狀的貴金屬端頭32(即，在本實(shí)施方式中，基座部29相當(dāng)于本發(fā)明的“對(duì)象部分”)。而且，在上述貴金屬部31的前端部與貴金屬端頭32的前端部之間形成有火花放電間隙33，在該火花放電間隙33中，在大致沿著上述軸線CLl的方向上進(jìn)行火花放電。此外，上述基座部29通過具有在構(gòu)成主體部28的Ni合金與構(gòu)成貴金屬端頭32的貴金屬合金之間的熱膨脹系數(shù)的合金形成。即，通過基座部29來吸收主體部28與貴金屬端頭32之間的熱膨脹的差。而且，貴金屬端頭32經(jīng)由含有構(gòu)成接地電極27 (基座部29)的金屬材料的成分以及構(gòu)成貴金屬端頭32的貴金屬合金的成分的熔融部35而與接地電極27接合。如圖3(a)所示，熔融部35通過將采用間歇照射激光束形成的多個(gè)(在本實(shí)施方式中為12個(gè))熔融區(qū)域35A連接成環(huán)狀而形成。另外，熔融部35的熔入深度(從熔融部35的表面到位于最內(nèi)部的部位的長(zhǎng)度)較大，其結(jié)果是，遍及接地電極27與貴金屬端頭32之間的較大的區(qū)域而形成。具體而言，如圖3(b)所示，在沿著貴金屬端頭32的中心軸CL2且與上述中心軸CL2正交的投影面上投影了貴金屬端頭32及熔融部35的投影面PF上，對(duì)于投影貴金屬端頭32而成的區(qū)域AR1，貴金屬端頭32和熔融部35重疊的區(qū)域AR2〔在圖3(b)中，標(biāo)注斜線的部位〕所占的比例(以下，稱為“熔融部投影比例”)為70%以上。而且，構(gòu)成上述基座部29的金屬材料以Ni為主成分，并且為了謀求高溫下的耐氧化性的提高，在鋁(Al)及硅(Si)中至少含有Si，Si的含量為0.4質(zhì)量％以上，并且Al和Si的總計(jì)含量為O. 5質(zhì)量％以上且I. 6質(zhì)量％以下。而且，在形成熔融部35時(shí)，為了將上述熔融部投影比例更可靠地設(shè)為70%以上，以相鄰的熔融區(qū)域35A的表面彼此重疊的方式照射激光束。如圖3(a)所示，在本實(shí)施方式中，在熔融部35的表面存在通過重疊三個(gè)以上的熔融區(qū)域35A形成的多重熔融區(qū)域35X〔圖3(a)中，標(biāo)注散點(diǎn)模樣的部位〕。
另一方面，在熔融部35的外表面上，設(shè)定各熔融區(qū)域35A的外表面的直徑(所謂輪緣(bead)直徑)或各熔融區(qū)域35A彼此的間隔，以防止多重熔融區(qū)域35X所占的范圍過大。具體而言，如圖4(圖4是將呈圓柱狀的熔融部35或貴金屬端頭32的外周面展開為平面狀的展開圖)所示，采用經(jīng)過各熔融區(qū)域35A的外表面上的各自的中心的線即基準(zhǔn)線BL時(shí)，基準(zhǔn)線BL中經(jīng)過多重熔融區(qū)域35X的部位(圖4中，以粗線表示的部位)相對(duì)于基準(zhǔn)線BL的長(zhǎng)度所占的比例(以下，稱為“多重熔融比例”)為35%以下。此外，存在如下情況在外表面重疊有熔融區(qū)域35A的部分中，各熔融區(qū)域35A的外周線(輪廓)不明確，難以確定熔融區(qū)域35A的中心或多重熔融區(qū)域35X的位置和大小。此時(shí)，在貴金屬端頭32或接地電極27 (基座部29) —側(cè)，較明確地表示熔融區(qū)域35A的外周線，因此通過以經(jīng)過該外周線而描繪的假想圓為基準(zhǔn)，能夠確定熔融區(qū)域35A的中心或多重熔融區(qū)域35X的位置和大小。另外，如上所述，主體配件3設(shè)為較小徑，因此與主體配件3的前端部26接合的接地電極27 (主體部28)變?yōu)檩^細(xì)。具體而言,接地電極27 (主體部28)的基端部的截面積設(shè)為3mm2以下。接著，說明如上所述構(gòu)成的火花塞I的制造方法。首先，預(yù)先加工主體配件3。即，通過對(duì)圓柱狀的金屬素材實(shí)施冷鍛造加工等形成貫通孔，并且制造大致形狀。之后，通過實(shí)施切削加工整理外形，得到主體配件中間體。其次，將由Ni合金(例如Inconel系合金等)構(gòu)成的直棒狀的主體部28電阻焊接到主體配件中間體的前端面。在該焊接時(shí)產(chǎn)生所謂的“塌邊”，因此在除去該“塌邊”后，在主體配件中間體的預(yù)定部位通過滾壓成形來形成螺紋部15。由此，得到主體配件3。之后，對(duì)接合有主體部28的主體配件3實(shí)施鍍鋅或鍍鎳。此外，也可以為了提高耐蝕性，在其表面進(jìn)一步實(shí)施鉻酸鹽處理。接著，在主體部28的前端部經(jīng)由由以Ni為主成分且含有Al或Si的合金構(gòu)成的基座部29而接合有貴金屬端頭32。具體而言，首先，在基座部29的端面上裝配貴金屬端頭32，然后通過預(yù)定的按壓銷(未圖示)支撐貴金屬端頭32。而且，對(duì)于激光照射方法，以貴金屬端頭32的中心軸CL2為旋轉(zhuǎn)軸使貴金屬端頭32相對(duì)旋轉(zhuǎn)，并且對(duì)基座部29與貴金屬端頭32的接合面外邊緣間歇照射激光束。由此，形成了以貴金屬端頭32的中心軸CL2為中心連接成環(huán)狀的多個(gè)熔融區(qū)域35A，基座部29與貴金屬端頭32被接合(點(diǎn)焊法)。
此外，調(diào)節(jié)激光束的照射位置或輸出，以使在照射激光束而形成熔融區(qū)域35A時(shí)，與之前形成的熔融區(qū)域35A重疊，另一方面與再之前形成的熔融區(qū)域35A重疊的部分較小，從而上述多重熔融比例設(shè)為35%以下。而且，如圖5所示，在形成一個(gè)熔融區(qū)域35A時(shí)，激光束的脈沖長(zhǎng)度T設(shè)為IOms以上30ms以下，并且在一個(gè)脈沖中的輸出成為最大之后，在脈沖長(zhǎng)度T的50%以上(更優(yōu)選70%以上)的時(shí)間以內(nèi)，以一個(gè)脈沖中的最大輸出的30%以下的輸出照射激光束。此外，通過照射激光束，在貴金屬端頭32或基座部29不斷積蓄熱能量，因此也可以為了調(diào)節(jié)熔融量，階段性地減少激光束的輸出能量。此外，也可以不變更輸出能量，或者變更輸出能量，并且變更激光束的焦點(diǎn)距離，從而調(diào)節(jié)熔融量。接著，接合有貴金屬端頭32的基座部29相對(duì)于主體部28的前端部進(jìn)行電阻焊接。此外，為了更可靠地焊接，在該焊接之前進(jìn)行焊接部位的電鍍除去，或者在電鍍工序時(shí) 在焊接預(yù)定部位實(shí)施掩模處理。另一方面，與主體配件3等分開而對(duì)絕緣子2進(jìn)行成形加工。例如，以氧化鋁為主體且使用含有粘合劑等的原料粉末，調(diào)制成形用粒狀物質(zhì)，且使用該粒狀物質(zhì)進(jìn)行橡膠沖壓(rubber pressing)成形,從而得到筒狀的成形體。接著，通過研削加工對(duì)所得到的成形體進(jìn)行整形，通過燒成爐對(duì)整形后的產(chǎn)物進(jìn)行燒成。在燒成后，通過實(shí)施各種研磨加工，得到絕緣子2。另外，與上述主體配件3和絕緣子2分開而制造中心電極5。即，對(duì)在中央部配置了用于提高散熱性的銅合金等的Ni合金進(jìn)行鍛造加工從而制作中心電極5。接著，通過激光焊接等使由貴金屬合金構(gòu)成的貴金屬部31接合到中心電極5的前端部。而且，通過玻璃密封層8、9密封并固定如上述那樣得到的絕緣子2及中心電極5、電阻體7和端子電極6。作為玻璃密封層8、9，通?；旌吓鸸杷岵ＡШ徒饘俜勰┒{(diào)制，將該調(diào)制后的產(chǎn)物以夾著電阻體7的方式注入到絕緣子2的軸孔4內(nèi)后，從后方向前端側(cè)按壓上述端子電極6，在燒成爐內(nèi)燒成固定。此外，也可以此時(shí)在絕緣子2的后端側(cè)主體部10表面同時(shí)燒成釉藥層，還可以事前形成釉藥層。之后，如上所述組裝分別作成的具有中心電極5及端子電極6的絕緣子2和具有接地電極27的主體配件3。更詳細(xì)地說，將絕緣子2插通于主體配件3，然后通過將形成為較薄壁的主體配件3的后端側(cè)的開口部向徑向內(nèi)側(cè)鉚接，即通過形成上述鉚接部20而固定。而且，最后使接地電極27彎曲，并且實(shí)施調(diào)整貴金屬部31與貴金屬端頭32間的上述火花放電間隙33的大小的加工，從而得到上述火花塞I。如以上詳述那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，在基座部29，Si的含量設(shè)為0.4質(zhì)量％以上，并且Al和Si的總計(jì)含量設(shè)為O. 5質(zhì)量％以上，因此能夠?qū)崿F(xiàn)基座部29中的耐氧化性的提聞。而且，在熔融部35的表面形成多重熔融區(qū)域35X，因此能夠防止貴金屬端頭32中的接合強(qiáng)度的降低。另外，在上述投影面PF中，相對(duì)于投影貴金屬端頭32而成的區(qū)域AR1，貴金屬端頭32與熔融部35重疊的區(qū)域AR2所占的比例設(shè)為70%以上。因此，通過熔融部35能夠更可靠地吸收貴金屬端頭32與基座部29之間的熱膨脹的差，其結(jié)果是，能夠更可靠地防止隨著冷熱循環(huán)的反復(fù)而在熔融部35與貴金屬端頭32等的邊界部分中的龜裂的發(fā)生。而且，與基座部29中的Al和Si的總計(jì)含量為I. 6質(zhì)量％以下對(duì)應(yīng)，上述基準(zhǔn)線BL中經(jīng)過多重熔融區(qū)域35X的部位的長(zhǎng)度設(shè)為基準(zhǔn)線BL的長(zhǎng)度的35%以下。因此，能夠極力減少熔融部35中焊接時(shí)的過熱和急冷的部分，進(jìn)而能夠防止在固化時(shí)的熔融部35的急速的收縮。其結(jié)果是，能夠有效抑制熔融部35的內(nèi)部中的龜裂的發(fā)生。以上，根據(jù)本實(shí)施方式，設(shè)置多重熔融區(qū)域35X，并且能夠抑制熔融部35的內(nèi)部、以及熔融部35與貴金屬端頭32等的邊界部分中的龜裂的發(fā)生，其結(jié)果是，能夠飛躍性地提高貴金屬端頭32的接合強(qiáng)度。而且，在本實(shí)施方式中，激光束的脈沖長(zhǎng)度T設(shè)為IOms以上，并且在形成一個(gè)熔融區(qū)域35A時(shí),在一個(gè)脈沖中的輸出成為最大之后,在脈沖長(zhǎng)度T的50%以上的時(shí)間以內(nèi)，以一個(gè)脈沖中的最大輸出的30%以下的輸出來輸出激光束。因此，能夠更可靠地防止在固化時(shí)的熔融區(qū)域35A的急速的收縮，進(jìn)而能夠非常有效地抑制熔融部35的內(nèi)部中的龜裂的發(fā) 生。另外，脈沖長(zhǎng)度T設(shè)為30ms以下，因此能夠更可靠地防止過大地形成多重熔融區(qū)域 35X。〔第2實(shí)施方式〕接著，說明第2實(shí)施方式。在本第2實(shí)施方式中，與述第I實(shí)施方式相比，構(gòu)成接地電極27 (特別是，接合有貴金屬端頭32的基座部29)的金屬材料的組成、以及基準(zhǔn)線BL中經(jīng)過多重熔融區(qū)域35X的部位的長(zhǎng)度不同。即，在本第2實(shí)施方式中，成為使基座部29中的Al或Si的含量變得更多而得到的結(jié)構(gòu)，Al和Si的總計(jì)含量設(shè)為O. 5質(zhì)量％以上且I. 9質(zhì)量％以下。另外，與基座部29中的Al或Si的總計(jì)含量的變更對(duì)應(yīng)而設(shè)定上述多重熔融比例，在本第2實(shí)施方式中，多重熔融比例設(shè)為30%以下。此外，為了將多重熔融比例設(shè)為30%以下，在貴金屬端頭32相對(duì)于接地電極27的焊接時(shí)，與上述第I實(shí)施方式相比，進(jìn)行使激光束的最大輸出等稍微降低的調(diào)節(jié)等對(duì)應(yīng)(其中，上述熔融部投影比例設(shè)為70%以上)。以上，根據(jù)本第2實(shí)施方式，更可靠地發(fā)揮因含有Al和Si而產(chǎn)生的耐氧化性的提高效果，并且抑制熔融部35的內(nèi)部中的龜裂的發(fā)生，能夠飛躍性地提高貴金屬端頭32的接合強(qiáng)度。〔第3實(shí)施方式〕接著，說明第3實(shí)施方式。在本第3實(shí)施方式中，與上述第I、第2實(shí)施方式相比，成為使基座部29中的Al或Si的含量變得更多而得到的結(jié)構(gòu)，Al等總計(jì)含量設(shè)為O. 5質(zhì)量％以上且5. O質(zhì)量％以下。另外，與基座部29中的Al或Si的總計(jì)含量增大對(duì)應(yīng)而設(shè)定上述多重熔融比例，在本第3實(shí)施方式中，多重熔融比例設(shè)為20%以下。其中，上述熔融部投影比例設(shè)為70%以上。以上，根據(jù)本第3實(shí)施方式，進(jìn)一步可靠地發(fā)揮因含有Al和Si而產(chǎn)生的耐氧化性的提高效果，并且抑制熔融部35的內(nèi)部中的龜裂的發(fā)生，能夠有效提高貴金屬端頭32的接合強(qiáng)度。接著，為了確認(rèn)上述實(shí)施方式所達(dá)到的作用效果，制作通過變更熔融部的熔入深度而對(duì)熔融部投影比例進(jìn)行各種變更的火花塞的樣品，對(duì)各樣品進(jìn)行實(shí)機(jī)冷熱試驗(yàn)。實(shí)機(jī)冷熱試驗(yàn)的概要如下。即，將樣品安裝于串聯(lián)6氣缸2000CC發(fā)動(dòng)機(jī)，然后以在I分鐘全開狀態(tài)(5000rpm)下運(yùn)轉(zhuǎn)后、I分鐘空轉(zhuǎn)作為一個(gè)循環(huán)，實(shí)施100小時(shí)。經(jīng)過100小時(shí)后，確認(rèn)在熔融部與接地電極的邊界部分、以及熔融部與貴金屬端頭的邊界部分中有無龜裂。在此，在邊界部分確認(rèn)沒有龜裂的樣品的接合強(qiáng)度為優(yōu)異而做出“〇”的評(píng)價(jià)，另一方面確認(rèn)有龜裂的樣品的接合強(qiáng)度變差而做出“ X ”的評(píng)價(jià)。表I表示實(shí)機(jī)冷熱試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果。此外，各樣品均將貴金屬端頭的外徑設(shè)為O. 75mm。[表I]
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞，具有 棒狀的中心電極，在軸線方向上延伸； 筒狀的絕緣體，設(shè)置于上述中心電極的外周； 筒狀的主體配件，設(shè)置于上述絕緣體的外周； 接地電極，設(shè)置于上述主體配件的前端部；以及 貴金屬端頭，由貴金屬合金形成，并且設(shè)置于上述中心電極及上述接地電極中至少一者的對(duì)象部分， 上述貴金屬端頭經(jīng)由熔融部接合到上述對(duì)象部分，上述熔融部含有構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料的成分以及構(gòu)成上述貴金屬端頭的貴金屬合金的成分，并且 在沿著上述貴金屬端頭的中心軸且與上述中心軸正交的投影面上投影了上述貴金屬端頭及上述熔融部的投影面上， 上述貴金屬端頭與上述熔融部重疊的區(qū)域相對(duì)于投影上述貴金屬端頭而成的區(qū)域所占的比例為70%以上，上述用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞的特征在于， 構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料以鎳為主成分，并且在鋁和硅中至少含有硅，硅的含量為O. 4質(zhì)量％以上，且鋁和硅的總計(jì)含量為O. 5質(zhì)量％以上且I. 6質(zhì)量％以下， 上述熔融部通過多個(gè)熔融區(qū)域連接而形成，上述多個(gè)熔融區(qū)域通過間歇照射激光束或電子束而形成， 在上述熔融部的表面存在通過三個(gè)以上的熔融區(qū)域重疊而形成的多重熔融區(qū)域， 另一方面，在采用經(jīng)過各熔融區(qū)域的外表面上的各自的中心的線即基準(zhǔn)線時(shí)，上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過上述多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度設(shè)為上述基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的35%以下。
2.—種用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞，具有 棒狀的中心電極，在軸線方向上延伸； 筒狀的絕緣體，設(shè)置于上述中心電極的外周； 筒狀的主體配件，設(shè)置于上述絕緣體的外周； 接地電極，設(shè)置于上述主體配件的前端部；以及 貴金屬端頭，由貴金屬合金形成，并且設(shè)置于上述中心電極及上述接地電極中至少一者的對(duì)象部分， 上述貴金屬端頭經(jīng)由熔融部接合到上述對(duì)象部分，上述熔融部含有構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料的成分以及構(gòu)成上述貴金屬端頭的貴金屬合金的成分，并且 在沿著上述貴金屬端頭的中心軸且與上述中心軸正交的投影面上投影了上述貴金屬端頭及上述熔融部的投影面上， 上述貴金屬端頭與上述熔融部重疊的區(qū)域相對(duì)于投影上述貴金屬端頭而成的區(qū)域所占的比例為70%以上，上述用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞的特征在于， 構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料以鎳為主成分，并且在鋁和硅中至少含有硅，硅的含量為O. 4質(zhì)量％以上，且鋁和硅的總計(jì)含量為O. 5質(zhì)量％以上且I. 9質(zhì)量％以下， 上述熔融部通過多個(gè)熔融區(qū)域連接而形成，上述多個(gè)熔融區(qū)域通過間歇照射激光束或電子束而形成， 在上述熔融部的表面存在通過三個(gè)以上的熔融區(qū)域重疊而形成的多重熔融區(qū)域， 另一方面，在采用經(jīng)過各熔融區(qū)域的外表面上的各自的中心的線即基準(zhǔn)線時(shí)，上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過上述多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度設(shè)為上述基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的30%以下。
3.一種用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞，具有 棒狀的中心電極，在軸線方向上延伸； 筒狀的絕緣體，設(shè)置于上述中心電極的外周； 筒狀的主體配件，設(shè)置于上述絕緣體的外周； 接地電極，設(shè)置于上述主體配件的前端部；以及 貴金屬端頭，由貴金屬合金形成，并且設(shè)置于上述中心電極及上述接地電極中至少一者的對(duì)象部分， 上述貴金屬端頭經(jīng)由熔融部接合到上述對(duì)象部分，上述熔融部含有構(gòu)成上述對(duì)象部分 的金屬材料的成分以及構(gòu)成上述貴金屬端頭的貴金屬合金的成分，并且 在沿著上述貴金屬端頭的中心軸且與上述中心軸正交的投影面上投影了上述貴金屬端頭及上述熔融部的投影面上， 上述貴金屬端頭與上述熔融部重疊的區(qū)域相對(duì)于投影上述貴金屬端頭而成的區(qū)域所占的比例為70%以上，上述用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞的特征在于， 構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料以鎳為主成分，并且在鋁和硅中至少含有硅，硅的含量為O. 4質(zhì)量％以上，且鋁和硅的總計(jì)含量為O. 5質(zhì)量％以上且5. O質(zhì)量％以下， 上述熔融部通過多個(gè)熔融區(qū)域連接而形成，上述多個(gè)熔融區(qū)域通過間歇照射激光束或電子束而形成， 在上述熔融部的表面存在通過三個(gè)以上的熔融區(qū)域重疊而形成的多重熔融區(qū)域， 另一方面，在采用經(jīng)過各熔融區(qū)域的外表面上的各自的中心的線即基準(zhǔn)線時(shí)，上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過上述多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度設(shè)為上述基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的20%以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞，其特征在于，上述貴金屬端頭至少設(shè)置于上述接地電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于內(nèi)燃機(jī)的火花塞，其特征在于，上述接地電極的基端部的截面積為3mm2以下。
6.一種火花塞的制造方法，該火花塞具有 棒狀的中心電極，在軸線方向上延伸； 筒狀的絕緣體，設(shè)置于上述中心電極的外周； 筒狀的主體配件，設(shè)置于上述絕緣體的外周； 接地電極，設(shè)置于上述主體配件的前端部；以及 貴金屬端頭，由貴金屬合金形成，并且設(shè)置于上述中心電極及上述接地電極中至少一者的對(duì)象部分， 上述貴金屬端頭經(jīng)由熔融部接合到上述對(duì)象部分，上述熔融部含有構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料的成分以及構(gòu)成上述貴金屬端頭的貴金屬合金的成分，并且 在沿著上述貴金屬端頭的中心軸且與上述中心軸正交的投影面上投影了上述貴金屬端頭及上述熔融部的投影面上， 上述貴金屬端頭與上述熔融部重疊的區(qū)域相對(duì)于投影上述貴金屬端頭而成的區(qū)域所占的比例為70%以上，上述火花塞的制造方法的特征在于， 構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料以鎳為主成分，并且在鋁和硅中至少含有硅，硅的含量為O. 4質(zhì)量％以上，且鋁和硅的總計(jì)含量為O. 5質(zhì)量％以上且I. 6質(zhì)量％以下， 在通過對(duì)上述對(duì)象部分與上述貴金屬端頭的接觸面外邊緣部間歇照射激光束或電子束形成多個(gè)熔融區(qū)域連接而成的上述熔融部、且在上述對(duì)象部分接合上述貴金屬端頭的工序中， 在上述熔融部的表面通過重疊三個(gè)以上的熔融區(qū)域形成多重熔融區(qū)域， 另一方面，在采用經(jīng)過各熔融區(qū)域的外表面上的各自的中心的線即基準(zhǔn)線時(shí)，照射激光束或電子束，以使上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過上述多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度為上述基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的35%以下。
7.一種火花塞的制造方法，該火花塞具有 棒狀的中心電極，在軸線方向上延伸； 筒狀的絕緣體，設(shè)置于上述中心電極的外周； 筒狀的主體配件，設(shè)置于上述絕緣體的外周； 接地電極，設(shè)置于上述主體配件的前端部；以及 貴金屬端頭，由貴金屬合金形成，并且設(shè)置于上述中心電極及上述接地電極中至少一者的對(duì)象部分， 上述貴金屬端頭經(jīng)由熔融部接合到上述對(duì)象部分，上述熔融部含有構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料的成分以及構(gòu)成上述貴金屬端頭的貴金屬合金的成分，并且 在沿著上述貴金屬端頭的中心軸且與上述中心軸正交的投影面上投影了上述貴金屬端頭及上述熔融部的投影面上， 上述貴金屬端頭與上述熔融部重疊的區(qū)域相對(duì)于投影上述貴金屬端頭而成的區(qū)域所占的比例為70%以上，上述火花塞的制造方法的特征在于， 構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料以鎳為主成分，并且在鋁和硅中至少含有硅，硅的含量為O. 4質(zhì)量％以上，且鋁和硅的總計(jì)含量為O. 5質(zhì)量％以上且I. 9質(zhì)量％以下， 在通過對(duì)上述對(duì)象部分與上述貴金屬端頭的接觸面外邊緣部間歇照射激光束或電子束形成多個(gè)熔融區(qū)域連接而成的上述熔融部、且在上述對(duì)象部分接合上述貴金屬端頭的工序中， 在上述熔融部的表面通過重疊三個(gè)以上的熔融區(qū)域形成多重熔融區(qū)域， 另一方面，在采用經(jīng)過各熔融區(qū)域的外表面上的各自的中心的線即基準(zhǔn)線時(shí)，照射激光束或電子束，以使上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過上述多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度為上述基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的30%以下。
8.一種火花塞的制造方法，該火花塞具有 棒狀的中心電極，在軸線方向上延伸； 筒狀的絕緣體，設(shè)置于上述中心電極的外周； 筒狀的主體配件，設(shè)置于上述絕緣體的外周； 接地電極，設(shè)置于上述主體配件的前端部；以及 貴金屬端頭，由貴金屬合金形成，并且設(shè)置于上述中心電極及上述接地電極中至少一者的對(duì)象部分， 上述貴金屬端頭經(jīng)由熔融部接合到上述對(duì)象部分，上述熔融部含有構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料的成分以及構(gòu)成上述貴金屬端頭的貴金屬合金的成分，并且在沿著上述貴金屬端頭的中心軸且與上述中心軸正交的投影面上投影了上述貴金屬端頭及上述熔融部的投影面上， 上述貴金屬端頭與上述熔融部重疊的區(qū)域相對(duì)于投影上述貴金屬端頭而成的區(qū)域所占的比例為70%以上，上述火花塞的制造方法的特征在于， 構(gòu)成上述對(duì)象部分的金屬材料以鎳為主成分，并且在鋁和硅中至少含有硅，硅的含量為O. 4質(zhì)量％以上，且鋁和硅的總計(jì)含量為O. 5質(zhì)量％以上且5. O質(zhì)量％以下， 在通過對(duì)上述對(duì)象部分與上述貴金屬端頭的接觸面外邊緣部間歇照射激光束或電子束形成多個(gè)熔融區(qū)域連接而成的上述熔融部、且在上述對(duì)象部分接合上述貴金屬端頭的工序中， 在上述熔融部的表面通過重疊三個(gè)以上的熔融區(qū)域形成多重熔融區(qū)域， 另一方面，在采用經(jīng)過各熔融區(qū)域的外表面上的各自的中心的線即基準(zhǔn)線時(shí)，照射激 光束或電子束，以使上述基準(zhǔn)線中經(jīng)過上述多重熔融區(qū)域的部位的長(zhǎng)度為上述基準(zhǔn)線的長(zhǎng)度的20%以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的火花塞的制造方法，其特征在于，激光束或電子束的脈沖長(zhǎng)度設(shè)為IOms以上且30ms以下，并且 在一個(gè)脈沖中的輸出成為最大之后，在上述脈沖長(zhǎng)度的50%以上的時(shí)間以內(nèi)，以一個(gè)脈沖中的最大輸出的30%以下的輸出照射激光束或電子束。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的火花塞的制造方法，其特征在于，激光束或電子束的脈沖長(zhǎng)度設(shè)為IOms以上且30ms以下，并且 在一個(gè)脈沖中的輸出成為最大之后，在上述脈沖長(zhǎng)度的70%以上的時(shí)間以內(nèi)，以一個(gè)脈沖中的最大輸出的30%以下的輸出照射激光束或電子束。
全文摘要
火花塞(1)具有中心電極(5)、接地電極(27)以及貴金屬端頭(32)。貴金屬端頭(32)經(jīng)由熔融部(35)接合到兩電極(5)、(27)中至少一者的對(duì)象部分。在投影面(PF)上，貴金屬端頭(32)與熔融部(35)重疊的區(qū)域(AR2)相對(duì)于貴金屬端頭(32)的投影區(qū)域(AR1)所占的比例設(shè)為70%以上。構(gòu)成對(duì)象部分的金屬材料在Al和Si中至少含有Si，Si的含量為0.4質(zhì)量%以上，并且Al和Si的總計(jì)含量為0.5質(zhì)量%以上且預(yù)定量以下。在熔融部(35)的表面存在多重熔融區(qū)域(35X)，基準(zhǔn)線(BL)中經(jīng)過多重熔融區(qū)域(35X)的部位的長(zhǎng)度設(shè)為基準(zhǔn)線(BL)的長(zhǎng)度的預(yù)定值以下。由此，在接合對(duì)象含有Si等時(shí)，能夠飛躍性地提高貴金屬端頭(32)的接合強(qiáng)度。
文檔編號(hào)H01T13/20GK102859815SQ201180019420
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者鳥居計(jì)良, 鈴木彰, 無笹守 申請(qǐng)人:日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社