火花塞制造技术

在多层构造的接地电极电阻焊接于金属壳体的火花塞中，恰当地确保接地电极与金属壳体间的接合强度。火花塞包括：中心电极、绝缘体、金属壳体以及基端部焊接于金属壳体而得到的接地电极。接地电极具有表面层和芯材，该芯材的热导率比表面层的热导率大，该表面层在沿接地电极的外形朝向顶端部侧的方向上距离基端部1mm的指定位置处的厚度为0.2mm以上且0.4mm以下。芯材包括第1芯材和第2芯材该第2芯材的热导率比该第1芯材的热导率大，且其硬度比该第1芯材的硬度小位于焊接面中的与第1芯材所接触的部位的、最靠近上述轴线方向顶端侧的端面与最近靠上述轴线方向后端侧的端面间的上述轴线方向上的距离为0.15mm以上。

【技术实现步骤摘要】
火花塞本申请是申请日为2011年8月18日(进入中国国家阶段日期：2013年4月27日)、申请号为201180052294.7、专利技术创造名称为：“火花塞”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种内燃机用的火花塞，特别是涉及一种火花塞的接地电极。
技术介绍
由于在内燃机中使用的火花塞的接地电极(外侧电极)暴露于高温条件中，因此需要具有耐热性。因此，公知有如下火花塞：采用由多个层形成接地电极的多层构造，使用在导热性方面优异的铜、铜合金等构成形成于比表面层靠内部的位置处的芯材，通过提高散热性来提高耐热性(例如，下述专利文献1)。通常，该接地电极通过电阻焊接而与构成火花塞的金属壳体相接合。对于该多层构造的接地电极，只要增加芯材的量，就能够与该芯材的增加相应地提高耐热性。另一方面，若增加芯材的量，则表面层的厚度变薄。由于在导热性方面优异的芯材对该芯材与金属壳体间的电阻焊接的接合强度并无太大帮助，或该芯材的强度本身比表面层的强度差，因此若增加芯材的量，则接合强度会相应地下降。另外，在接地电极的表面层与芯材中，由于熔点、强度不同，因此在对接地电极与金属壳体进行电阻焊接时，接地电极与金属壳体以表面层形成为随着朝向外侧而扩张的形状(焊接下陷)的方式接合。通常，去除该扩展部分中的剩余部分。若去除一部分表面层，则强度进一步下降。如此一来，若接地电极与金属壳体间的接合强度下降，则火花塞的耐久性存在下降的可能。专利文献1：日本特开平11－185928号公报专利文献2：日本特开2001－284013号公报
技术实现思路
考虑到上述问题的至少一部分，本专利技术欲解决的课题是，对于多层构造的接地电极电阻焊接于金属壳体的火花塞，恰当地确保接地电极与金属壳体间的接合强度。本专利技术的目的在于解决上述课题的至少一部分，并能够作为以下技术方案或应用例加以实现。[应用例1]一种火花塞，其特征在于，包括：棒状的中心电极，其沿轴线方向延伸；绝缘体，其具有沿上述轴线方向延伸的轴孔，并在该轴孔内保持上述中心电极；金属壳体，其在周向上包围并保持该绝缘体；以及接地电极，其基端部被焊接于上述金属壳体，在该接地电极的顶端部与上述中心电极的轴线方向顶端侧的端部之间形成间隙；上述接地电极具有表面层和芯材，该表面层形成上述接地电极自身的表面，该芯材形成于比该表面层靠内部的位置，且该芯材的热导率比该表面层的热导率大，上述表面层在沿该接地电极的外形朝向上述顶端部侧的方向上距离上述基端部1mm的位置、即指定位置处的厚度为0.2mm以上且0.4mm以下，在将上述金属壳体的与上述基端部相焊接的焊接面处的、穿过上述接地电极的中心轴线并与上述轴线方向正交的方向、即指定方向上的上述金属壳体的宽度设为W1(mm)，将上述接地电极的上述指定位置处的、上述指定方向上的厚度设为W2(mm)，将上述表面层的上述指定位置处的、上述指定方向上的厚度设为W3(mm)时，满足W1≥W2×1.55－(W3+0.25)的条件。[应用例2]根据应用例1所述的火花塞，其特征在于，上述芯材包括第1芯材和第2芯材，该第1芯材形成于相对靠内侧的位置，该第2芯材以在周向上包围该第1芯材的方式形成于相对靠外侧的位置，该第2芯材的热导率比该第1芯材的热导率大，且该第2芯材的硬度比该第1芯材的硬度小，上述第1芯材形成为比上述第2芯材向上述轴线方向后端侧突出的突出形状，上述焊接面形成为追随于上述突出形状的起伏形状，位于上述焊接面中的与上述第1芯材所接触的部位中的、最靠近上述轴线方向顶端侧的端面与最靠近上述轴线方向后端侧的端面间的上述轴线方向上的距离为0.15mm以上。[应用例3]根据应用例1所述的火花塞，其特征在于，上述芯材具有第1芯材和第2芯材，该第1芯材形成于相对靠内侧的位置，该第2芯材以在周向上包围该第1芯材的方式形成于相对靠外侧的位置，该第2芯材的热导率比该第1芯材的热导率大，且该第2芯材的硬度比该第1芯材的硬度小，在平行于由上述轴线方向与上述指定方向限定的面的截面上，在将第2虚拟线上的上述第2芯材的各宽度的总和设为W4，将该第2虚拟线上的上述表面层的各宽度的总和设为W5时，满足W4/W5≤0.34的条件，第1虚拟线穿过在上述中心电极与上述接地电极之间沿上述轴线方向形成的火花间隙的中点，并与上述指定方向平行，该第2虚拟线穿过上述第1虚拟线与上述接地电极的上述中心电极侧的面的交点，并向上述指定方向以仰角45度与上述第1虚拟线交叉。[应用例4]根据应用例2所述的火花塞，其特征在于，在平行于由上述轴线方向与上述指定方向限定的面的截面中，在将第2虚拟线上的上述第2芯材的各宽度的总和设为W4，将该第2虚拟线上的上述表面层的各宽度的总和设为W5时，满足W4/W5≤0.34的条件，第1虚拟线穿过在上述中心电极与上述接地电极之间沿上述轴线方向形成的火花间隙的中点，并与上述指定方向平行，该第2虚拟线穿过上述第1虚拟线与上述接地电极的上述中心电极侧的面的交点，并向上述指定方向以仰角45度与上述第1虚拟线交叉。[应用例5]根据应用例1～应用例4中的任一项所述的火花塞，其特征在于，在平行于由上述轴线方向与上述指定方向限定的面的截面中，上述接地电极的上述指定位置处的上述轴线方向上的中心线位于比上述金属壳体的上述焊接面上的上述轴线方向的中心线靠上述中心电极侧的位置。[应用例6]根据应用例1～应用例5中的任一项所述的火花塞，其特征在于，在平行于由上述轴线方向与上述指定方向限定的面的截面中，上述金属壳体形成为在中央部向上述轴线方向顶端侧隆起的形状，上述芯材形成为追随于上述隆起的形状的追随形状，上述芯材的上述轴线方向后端侧的端点的位置处的、上述接地电极的外形的上述指定方向上的厚度比上述顶端部的厚度厚。在应用例1的火花塞中，由于接地电极具有表面层和热导率比表面层的热导率大的芯材，因此能够提高耐热性。而且，能够实现表面层与芯材间的平衡，能够恰当地确保接地电极与金属壳体间的接合强度。在应用例2的火花塞中，由于芯材具有形成在相对靠内侧的第1芯材和形成于相对靠外侧的第2芯材，且第1芯材的硬度比第2芯材的硬度大，因此能够提高接地电极与金属壳体间的接合强度。而且，由于接地电极与金属壳体间的焊接面形成为预定的起伏形状，因此能够进一步提高接合强度。应用例3的火花塞实现了表面层与芯材间的平衡，当在内燃机内使用火花塞时，能够抑制冷热循环所导致的接地电极的变形。应用例4的火花塞实现了表面层与芯材间的平衡，当在内燃机内使用火花塞时，能够抑制冷热循环所导致的接地电极的变形。应用例5的火花塞能够提高接地电极与金属壳体间的接合强度。应用例6的火花塞能够通过确保芯材的后端部的接地电极的厚度来提高接地电极与金属壳体间的接合强度。附图说明图1是表示火花塞100的概略结构的局部剖视图。图2是从顶端侧观察火花塞100的顶端部时的外观图。图3是表示接地电极30的概略截面结构与尺寸的说明图。图4是表示接地电极30与金属壳体50的焊接强度试验的结果的图表。图5是以将接地电极30与金属壳体50的焊接强度试验的结果形成图表的方式示出的说明图。图6是表示构成作为第2实施例的火花塞200的接地电极230与金属壳体250间的接合截面的说明图。图7是表示火花塞200的冲击试验的结果的图表。图8是以将火本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火花塞，其特征在于，包括：棒状的中心电极，其沿轴线方向延伸；绝缘体，其具有沿上述轴线方向延伸的轴孔，并在该轴孔内保持上述中心电极；金属壳体，其在周向上包围并保持该绝缘体；以及接地电极，其基端部被焊接于上述金属壳体，在该接地电极的顶端部与上述中心电极的轴线方向顶端侧的端部之间形成间隙；上述接地电极具有表面层和芯材，该表面层形成上述接地电极自身的表面，该芯材形成于比该表面层靠内部的位置，且该芯材的热导率比该表面层的热导率大，上述表面层在沿着该接地电极的外形朝向上述顶端部侧的方向上距离上述基端部1mm的位置、即指定位置处的厚度为0.2mm以上且0.4mm以下，上述芯材包括第1芯材和第2芯材，该第1芯材形成于相对靠内侧的位置，该第2芯材以在周向上包围该第1芯材的方式形成于相对靠外侧的位置，该第2芯材的热导率比该第1芯材的热导率大，且该第2芯材的硬度比该第1芯材的硬度小，上述第1芯材形成为比上述第2芯材向上述轴线方向后端侧突出的突出形状，上述焊接面形成为追随于上述突出形状的起伏形状，位于上述焊接面中的与上述第1芯材所接触的部位的、最靠近上述轴线方向顶端侧的端面与最近靠上述轴线方向后端侧的端面间的上述轴线方向上的距离为0.15mm以上。...

【技术特征摘要】
2010.11.04 JP 2010-2476031.一种火花塞，其特征在于，包括：棒状的中心电极，其沿轴线方向延伸；绝缘体，其具有沿上述轴线方向延伸的轴孔，并在该轴孔内保持上述中心电极；金属壳体，其在周向上包围并保持该绝缘体；以及接地电极，其基端部被焊接于上述金属壳体，在该接地电极的顶端部与上述中心电极的轴线方向顶端侧的端部之间形成间隙；上述接地电极具有表面层和芯材，该表面层形成上述接地电极自身的表面，该芯材形成于比该表面层靠内部的位置，且该芯材的热导率比该表面层的热导率大，上述表面层在沿着该接地电极的外形朝向上述顶端部侧的方向上距离上述基端部1mm的位置、即指定位置处的厚度为0.2mm以上且0.4mm以下，上述芯材包括第1芯材和第2芯材，该第1芯材形成于相对靠内侧的位置，该第2芯材以在周向上包围该第1芯材的方式形成于相对靠外侧的位置，该第2芯材的热导率比该第1芯材的热导率大，且该第2芯材的硬度比该第1芯材的硬度小，上述第1芯材形成为比上述第2芯材向上述轴线方向后端侧突出的突出形状，上述金属壳体的与上述基端部相焊接的焊接面形成为追随于上述突出形状的起伏形状，位于上述焊接面中的与上述第1芯材所接触的部位的、最靠近上述轴线方向顶端侧的端面与最近靠...

【专利技术属性】
技术研发人员：长泽聪史，铃木彰，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP