專利名稱：：火花塞的制造方法及火花塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機用火花塞的制造方法以及由該方法制造的火花塞，更特別地，本發(fā)明涉及一種具有外部電極電極頭經(jīng)由中間構(gòu)件接合到外部電極基材的外部電極的火花塞的制造方法以及由該方法制造的火花塞。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)已知的火花塞包括具有中心電極和外部電極電極頭經(jīng)由中間構(gòu)件接合到外部電極基材的外部電極的火花塞。例如，專利文獻1和專利文獻2公開了這樣的火花塞。在專利文獻l中，如下制造火花塞的外部電極。也就是說，電極頭狀的耐火花消耗性電極材料(外部電極電極頭)通過TIG焊接(鴒極電弧惰性氣體保護焊)或激光焊接接合到由耐腐蝕性基體金屬制成的棒狀構(gòu)件(中間構(gòu)件)的端部。隨后，耐腐蝕性基體金屬構(gòu)件(中間構(gòu)件)被切削為適當(dāng)?shù)某叽?。該耐腐蝕性基體金屬構(gòu)件(中間構(gòu)件)和該外部電極(外部電極基材)的平面彼此接觸，并且通過電阻焊接焊接在一起，由此形成了外部電極(參見專利文獻l的權(quán)利要求以及其它部分)。在專利文獻2中，如下制造外部電極。也就是說，預(yù)先制造具有相互平行的第一和第二表面的中間構(gòu)件，并且電極頭(外部電極電極頭)被激光焊接到該中間構(gòu)件的第一表面。隨后，該中間構(gòu)件的第二表面和電極基材(外部電極基材)的接合面彼此接觸，并且通過電阻焊接焊接在一起，由此形成了外部電極(參見專利文獻2的權(quán)利要求以及其它部分)。在通過電阻焊接機按壓中間構(gòu)件的圓周邊緣部的同時，通過向該圓周邊緣部供給電流來進行中間構(gòu)件與電極基材(外部電極基材)之間的電阻焊接。[專利文獻l]日本特開平8-298178號^^艮[專利文獻2]曰本對爭開2004_134209號/>4艮本發(fā)明要解決的問題然而，當(dāng)根據(jù)專利文獻l或2制造的火花塞經(jīng)受熱循環(huán)試驗時，可能在中間構(gòu)件與外部電極基材之間的徑向中央部產(chǎn)生大的間隙，在該熱循環(huán)試一驗中，多次重復(fù)將火花塞加熱至高溫然后自然地冷卻的加熱循環(huán)。該間隙導(dǎo)致中間構(gòu)件與外部電極基材之間的接合的可靠性劣化。此外，在某些情況下，在外部電極電極頭與中間構(gòu)件之間的熔化金屬合金部中的外周處會產(chǎn)生中空部。可以想象，在中間構(gòu)件和外部電才及基材之間的徑向中央部產(chǎn)生大的間隙的原因如下。即，當(dāng)中間構(gòu)件與外部電極基材電阻焊接時，中間構(gòu)件的圓周邊緣部壓靠外部電極基材。因此，在該圓周邊緣部，中間構(gòu)件與外部電極基材必定混合地熔化和焊接。然而，由于沒有壓力作用在中間構(gòu)件的徑向中央部，因此，在該中央部，中間構(gòu)件與外部電極基材在某些情況下沒有可靠地焊接。因此，當(dāng)進行熱循環(huán)試驗時，由于那時產(chǎn)生的熱應(yīng)力，易于在中間構(gòu)件與外部電極基材沒有可靠地焊接的徑向中央部形成大的間隙。此外，在外部電極電極頭與中間構(gòu)件之間的熔化金屬部中形成中空部的原因如下。即，如上所迷，當(dāng)在中間構(gòu)件與外部電極基材之間的徑向中央部存在大的間隙時，從外部電極電極頭向外部電極基材的熱傳遞劣化。因此，在熱循環(huán)試驗期間，外部電極電極頭與中間構(gòu)件之間的熔化金屬部承受很高的溫度。結(jié)果，熔化金屬部經(jīng)受高溫氧化，從而構(gòu)成熔化金屬部的合金被逐漸消耗，形成中空部。此外，在專利文獻l的火花塞中，為了確保中間構(gòu)件與外部電極基材之間的充分的接合面積，必須增加整個中間構(gòu)件的尺寸。相反地，在專利文獻2的火花塞中，中間構(gòu)件具有臺階結(jié)構(gòu)；即，具有圓柱部和凸緣部，該圓柱部具有較小的直徑，該凸緣部具有較大的直徑。從而，在圓柱部的直徑與外部電極電極頭的直徑相匹配的同時，可以調(diào)整凸緣的直徑，以確保充分的接合面積。然而，由于中間構(gòu)件被構(gòu)造成圓柱部在激光焊接期間消失，并且激光焊接后僅剩下凸緣部，因此，激光焊接期間的激光束的入射角可能受到凸緣部的限制。
發(fā)明內(nèi)容考慮到上述情況，已經(jīng)作出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種具有經(jīng)由中間構(gòu)件接合到外部電極基材的外部電極電極頭的火花塞的制造方法，其中，即使當(dāng)經(jīng)受嚴酷的熱循環(huán)試驗時，在中間構(gòu)件與外部電極基材之間幾乎不產(chǎn)生大的間隙，并且在外部電極電極頭與中間構(gòu)件之間的熔化金屬部中幾乎不產(chǎn)生中空凹部。本發(fā)明的另一目的是提供通過該制造方法制造的火花塞。在第一方面中，通過提供一種火花塞的制造方法實現(xiàn)了本發(fā)明的上述目的，該火花塞包括中心電極和外部電極，該外部電極隔著放電間隙面對中心電極，并且被構(gòu)造成外部電極電極頭經(jīng)由中間構(gòu)件被接合到外部電極基材，該方法包括借助于設(shè)置在中間構(gòu)件和外部電極基材中的至少一個上的突出部將中間構(gòu)件凸焊(projection-welding)到外部電極基材。根據(jù)本發(fā)明的制造方法包括借助于設(shè)置在中間構(gòu)件和外部電極基材中的至少一個上的突出部將中間構(gòu)件凸焊到外部電極基材的凸焊步驟。與釆用傳統(tǒng)的電阻焊接技術(shù)的情況相比，這使得中間構(gòu)件和外部電極基材在較大的面積上可靠地焊接在一起。因此，當(dāng)如此制造的火花塞經(jīng)受嚴酷的熱循環(huán)試驗時，可以防止在中間構(gòu)件與外部電極基材之間形成大的間隙。此外，由于中間構(gòu)件與外部電極基材在大面積上可靠地焊接在一起，因此，改進了/人外部電極電極頭向外部電才及基材的熱傳遞。因此，當(dāng)如此制造的火花塞經(jīng)受嚴酷的熱循環(huán)試-險時，可以防止在外部電才及電才及頭與中間構(gòu)件之間的熔化金屬部中形成中空凹部，否則由于高溫氧化可能產(chǎn)生該中空凹部。特別地，突出部可以僅設(shè)置在中間構(gòu)件或外部電極基材上，或者可以設(shè)置在中間構(gòu)件和外部電極基材二者上。此外，可以設(shè)置單一突出部或多個突出部。此外，只要選擇的形狀適于凸焊，就可以自由地改變突出部的形狀。例如，突出部可以呈圓柱狀或方柱狀。而且，突出部可以具有球狀遠端面或點狀遠端。在優(yōu)選實施方式中，突出部i殳置在中間構(gòu)件和外部電極基材中的至少一個上，使得在凸焊時，突出部位于中間構(gòu)件的圓周邊緣的徑向內(nèi)側(cè)。如上所述，如果在中間構(gòu)件和外部電極基材之間產(chǎn)生大的間隙，特別地，在中間構(gòu)件的徑向中央部產(chǎn)生大的間隙，則從外部電極電極頭向外部電極基材的熱傳遞劣化，使得在熱循環(huán)試驗期間，由于高溫氧化導(dǎo)致在外部電極電極頭與中間構(gòu)件之間的熔化金屬部中可能產(chǎn)生中空凹部。相反地，根據(jù)本發(fā)明，突出部設(shè)置在中間構(gòu)件和外部電極基材中的至少一個上，使得在凸焊時，突出部位于中間構(gòu)件的圓周邊緣的徑向內(nèi)側(cè)。因此，當(dāng)進行上述凸焊時，中間構(gòu)件和外部電極基材的位于中間構(gòu)件的圓周邊緣的徑向內(nèi)側(cè)的部分容易被可靠地焊接在一起，從而防止在中間構(gòu)件的徑向內(nèi)側(cè)部分與外部電極基材之間形成大的間隙。因此，即^f吏當(dāng)如此制造的火花塞經(jīng)受嚴酷的熱循環(huán)試驗時，可以更可靠地防止在外部電極電極頭與中間構(gòu)件之間的熔化金屬部中形成中空凹部，否則由于高溫氧化可能產(chǎn)生該凹部。在上述火花塞的制造方法中，優(yōu)選地，突出部設(shè)置在中間構(gòu)件和外部電極基材中的至少一個上，使得在凸焊時，突出部位于中間構(gòu)件的徑向中央部。根據(jù)本發(fā)明，突出部設(shè)置在中間構(gòu)件和外部電極基材中的至少一個上，使得在凸焊時，突出部位于中間構(gòu)件的徑向中央部。因此，當(dāng)進行上述凸焊時，中間構(gòu)件和外部電極基材的位于中間構(gòu)件的徑向中央部的部分容易被可靠地焊接在一起，以加強熱傳遞。從而，防止了在中間構(gòu)件的徑向中央部與外部電極基材之間形成大的間隙。因此，即使當(dāng)如此制造的火花塞經(jīng)受嚴酷的熱循環(huán)試-驗時，可以更可靠地防止在外部電才及電才及頭與中間構(gòu)件之間的熔化金屬部中形成中空凹部，否則由于高溫氧化可能產(chǎn)生該凹部。在另一優(yōu)選實施方式中，突出部的與突出部的軸向垂直的截面的平均截面積為0.03mms至0.2mm2,該突出部的突出長度為0.05mm至0.2mm。當(dāng)突出部的平均截面積小于0.03mm2并且過小或大于0.2mins或當(dāng)突出長度小于0.05mm并且過小或大于0.2mm時，在凸焊時，將中間構(gòu)件在大面積上可靠地焊接到外部電極基材時可能遇到一些困難。相反地，根據(jù)本發(fā)明，突出部具有0.03mn^至0.2mrr^的平均截面積，以及0.05mm至0.2mm的突出長度，由此，在凸焊時，中間構(gòu)件和外部電極基材可以在大面積上更可靠地焊接在一起。特別地，術(shù)語"平均截面積"指的是從突出部的軸向遠端至軸向近端，突出部的與突出部的軸向垂直的截面的面積的平均值。此外，在設(shè)置多個突出部的情況下，術(shù)語"平均截面積"指的是這些突出部的各個平均截面積的總和。在另一優(yōu)選實施方式中，所述方法包括在凸焊時通過電阻焊接機按壓中間構(gòu)件的邊緣部，該邊緣部具有0.2mm以上的厚度。如果中間構(gòu)件的被電阻焊接機按壓的邊緣部的厚度小于0.2mm并且過小，則在凸焊時，邊緣部可能產(chǎn)生如翹曲等變形，從而導(dǎo)致與焊接相關(guān)的缺陷。相反地，根據(jù)本發(fā)明，被電阻焊接機按壓的邊緣部具有0.2mm以上的厚度。因此，在凸焊時，邊緣部沒有變形，使得中間構(gòu)件和外部電極基材可以更可靠地焊接在一起。在另一優(yōu)選實施方式中，中間構(gòu)件由含鎳量為80wt。/。以上的鎳合金形成。很差的情況下，當(dāng)進行嚴酷的熱循環(huán)試驗時，由于高溫氧化導(dǎo)致在外部電極電極頭和中間構(gòu)件之間的熔化金屬部中可能產(chǎn)生中空凹部。為了克服該缺點，在本發(fā)明中，中間構(gòu)件由含鎳量為80wt。/。以上的鎳合金形成。因此，中間構(gòu)件具有高導(dǎo)熱性，從而使當(dāng)進行嚴酷的熱循環(huán)試驗時，也可以更可靠地防止在外部電極電極頭和中間構(gòu)件之間的熔化金屬部中形成中空凹部。在另一優(yōu)選實施方式中，中間構(gòu)件包括由鎳合金形成的鎳合金部，以及埋設(shè)在鎳合金部中的銅金屬部。如上所述，在從外部電極電極頭向外部電才及基材的熱傳遞很差的情況下，當(dāng)進行嚴酷的熱循環(huán)試驗時，由于高溫氧化導(dǎo)致在外部電極電極頭和中間構(gòu)件之間的熔化金屬部中可能產(chǎn)生中空凹部。為了克服該缺點，在本發(fā)明中，中間構(gòu)件包括由鎳合金形成的鎳合金部，以及埋設(shè)在鎳合金部中的銅金屬部。由于中間構(gòu)件包括具有相當(dāng)高的導(dǎo)熱性的銅金屬部，因此，整個中間構(gòu)件的導(dǎo)熱性也4艮高，,人而改進了乂人外部電才及電才及頭向外部電核^基材的熱傳遞。因此，即使當(dāng)進行嚴酷的熱循環(huán)試驗時，也可部中形成中空凹部。在另一優(yōu)選實施方式中，所述方法包括通過鍛造加工(headerworking)或壓力力口工在中間才勾4牛禾口夕卜4卩電才及基才才中的至少一個上形成突出部。根據(jù)本發(fā)明，通過鍛造加工(例如，參見通過引用包含于it匕的美國專利Nos.6，597，089,7'084，558和7,321,137)或壓力加工(例如，參見通過引用包含于此的美國專利Nos.6，960，729,6，583，366和6,359,332)在中間構(gòu)件和外部電極基材的至少一個上設(shè)置突出部。該步驟允許容易且可靠地形成突出部。在第二方面中，本發(fā)明提供一種包括中心電極和外部電極的火花塞。外部電極包括貴金屬電極頭，其隔著放電間隙面對中心電極；外部電極基材；中間構(gòu)件，用于連接貴金屬電極頭和外部電極基材；以及熔化金屬部，其通過激光焊接形成在貴金屬電極頭和中間構(gòu)件之間。中間構(gòu)件包括圓柱部，其被接合到貴金屬電極頭；以及凸緣部，其被接合到外部電極基材，并且具有比圓柱部的直徑大的直徑。根據(jù)本發(fā)明，火花塞被構(gòu)造成在激光焊接完成之后保留圓柱部。因此，在激光焊接時，凸緣部不限制激光束的入射角，從而可以容易地形成熔化金屬部。另外，熔化金屬部可以與凸緣部分開一定距離以上。在該情況下，當(dāng)通過電阻焊接等使中間構(gòu)件經(jīng)由凸緣部接合到外部電極基材時，幾乎不發(fā)生熔化金屬部的劣化。特別地，在第二方面的優(yōu)選實施方式中，火花塞滿足0.05mm《hl《0.3mm的關(guān)系，其中，hl表示圓柱部的高度。在第二方面的另一優(yōu)選實施方式中，熔化金屬部形成在貴金屬電極頭與圓柱部之間的整個接合面上，并且滿足hKh2的關(guān)系，其中，h2表示沿貴金屬電極頭的中心線測量的熔化金屬部的下端與凸緣部的上表面之間的距離。特別地，在用于中間構(gòu)件與外部電極基材之間的凸焊的突出部設(shè)置在凸緣部的下表面的中央的情況下，凸緣部的中央附近的溫度最高。在該中央部，熔化金屬部可以與高溫部分開。在第二方面的另一優(yōu)選實施方式中，火花塞滿足h3〉hl的關(guān)系，其中，h3表示從熔化金屬部測量的貴金屬電極頭的突出高度。這樣，接地電極電極頭的突出高度h3比圓柱部的高度hl占預(yù)定突出高度H(參加圖3)的部分大，由此可以改進外部電極的耐火花消耗性。圖l是根據(jù)實施方式l的火花塞的側(cè)視圖。圖2是根據(jù)實施方式1的火花塞的示出了中心電極、接地電極及其周圍部分的局部放大圖。圖3是根據(jù)實施方式1的火花塞的示出了接地電極的遠端及其附近的局部放大圖。圖4A和圖4B涉及根據(jù)實施方式1的火花塞的制造方法，其中，圖4A是制造火花塞時使用的中間構(gòu)件的側(cè)浮見圖，圖4B是從突出部側(cè)觀察時的中間構(gòu)件的平面圖。圖5涉及根據(jù)實施方式1的火花塞的制造方法，并且是示出了將接地電極電極頭激光焊接到中間構(gòu)件的步驟的說明圖。圖6涉及根據(jù)實施方式l的火花塞的制造方法，并且是示出了將接地電極電極頭焊接到中間構(gòu)件之后的狀態(tài)的說明圖。圖7涉及根據(jù)實施方式1的火花塞的制造方法，并且是示出了將中間構(gòu)件凸焊到接地電極基材的步驟的說明圖。圖8涉及根據(jù)變形實施方式的火花塞的制造方法，并且是制造火花塞時使用的中間構(gòu)件的側(cè)視圖。圖9A和圖9B涉及根據(jù)實施方式2的火花塞，其中，圖9A是制造火花塞時使用的中間構(gòu)件的側(cè)視圖，圖9B是從突出部側(cè)觀察時的中間構(gòu)件的平面圖。圖IOA和圖10B涉及根據(jù)實施方式3的火花塞，其中，圖IOA是制造火花塞時使用的中間構(gòu)件的側(cè)視圖，圖10B是從突出部側(cè)觀察時的中間構(gòu)件的平面圖。圖ll涉及根據(jù)實施方式4的火花塞，并且是接地電極基材的遠端部的側(cè)—見圖。附圖標記的說明用于識別附圖的各個結(jié)構(gòu)元件的附圖標記包括100,200,300,400,500:火花塞130:中心電極131:中心電極基材133:中心電極電極頭140:接地電極(外部電極)141,441:接地電極基材(外部電極基材)141g，441g:銅金屬部141h,441h:高鎳含量合金部142,242,342,542:中間構(gòu)件142d,242d，342d,542d:凸緣部(邊緣部)242g,342g，542g:銅金屬部242h,342h，542h:高鎳含量合金部142p,242p，342p,441p,542p:突出部143:接地電極電極頭(外部電極電極頭)145:電阻焊接部146:熔化金屬部AX:軸線G:放電間隙L:突出長度D:厚度TY:電阻焊接機具體實施方式實施方式l現(xiàn)在將參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。然而，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為限于這些實施方式。圖l示出了根據(jù)實施方式I的火花塞IOO。圖2示出了中心電極130、接地電極(外部電極)140、以及其周圍部分。圖3示出了接地電極140的遠端及其附近。該火花塞100是被安裝到發(fā)動機的氣缸蓋的內(nèi)燃機用火花塞。如圖l所示，火花塞100包括金屬殼110、絕緣體120、中心電極130、以及接地電極140。金屬殼IIO由低碳鋼形成，并且呈沿軸線AX方向延伸的筒狀。金屬殼110包括凸緣部110f,其具有大直徑；工具卡合部110m,其位于凸緣部110f的近端側(cè)(圖l的上側(cè))，具有六邊形的截面，當(dāng)火花塞100被安裝到氣缸蓋時，該工具卡合部與工具"l妄合；彎邊部(crimpportion)llOn,其^f立于工具卡合部110m的近端側(cè)，并且用于通過彎邊將絕緣體120固定到金屬殼110。此外，在凸緣部110f的遠端側(cè)(圖l中的下側(cè))，金屬殼110包括遠端部110s,該遠端部的直徑比凸鄉(xiāng)彖部110f的直徑小，并且具有形成在遠端部的外圓周上的安裝螺紋部110g。安裝螺紋部110g用于將火花塞100螺紋連接到氣缸蓋中。絕緣體120由氧化鋁基陶瓷形成，并且其圓周被金屬殼110環(huán)繞。絕緣體120的遠端部120s從金屬殼110的遠端面110sc朝向遠端側(cè)(圖l中的下側(cè))突出。絕緣體120的近端部120k從金屬殼110的彎邊部110n朝向近端側(cè)(圖l中的上側(cè))突出。沿軸線AX方向延伸的軸孔形成在絕緣體120中。中心電極130被插入并且固定到軸孔的遠端側(cè)(圖l中的下側(cè))，用于向中心電極130供給高電壓的金屬端子150被插入并且固定到軸孔的近端側(cè)(圖l中的上側(cè))。在中心電才及130從絕緣體120的遠端面120sc朝向遠端側(cè)(圖1中的下側(cè))突出的狀態(tài)下，由絕緣體120保持中心電極130。如圖2所示，該中心電才及130由位于近端側(cè)(圖2中的上側(cè))的中心電極基材131和位于遠端側(cè)(圖2中的下側(cè))的中心電極電極頭133構(gòu)成。中心電極基材131呈圓柱狀，并且由銅金屬部和包圍銅金屬部的高鎳含量合金部構(gòu)成。銅金屬部由具有高導(dǎo)熱性的銅形成。高鎳含量合金部由含鎳量為80wt。/o以上的鎳合金(具體地，INCONEL600)形成。中心電極電極頭133呈圓柱狀，并且通過激光焊接接合到中心電極基材131,使得中心電極電極頭133朝向遠端側(cè)(圖2中的下側(cè))突出。該中心電極電極頭133由貴金屬合金形成，具體地，由銥-鉑合金形成。同時，如圖2和圖3所示，接地電極140由位于遠端側(cè)(這些附圖中的下側(cè))的接地電極基材(外部電極基材)141、位于近端側(cè)(這些附圖中的上側(cè))的接地電極電才及頭(外部電^L電極頭)143、以及布置在接地電極基材141與4妻地電極電極頭143之間的中間構(gòu)件142構(gòu)成。接地電極基材141由銅金屬部141g和包圍銅金屬部141g的高鎳含量合金部141h構(gòu)成。銅金屬部141g由具有高導(dǎo)熱性的銅形成。高鎳含量合金部141h由含鎳量為80wt。/。以上的鎳合金(具體地，INCONEL601)形成。接地電極基材141的近端部141k被焊接到金屬殼IIO的遠端面110sc，接地電極基材141的遠端部141s朝向軸線AX彎曲，使得面向徑向內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)面141m被布置成與中心電極130的中心電極電極頭133相對。中間構(gòu)件142(參見圖4A和圖4B)由呈大直徑的圓柱狀并且位于遠端側(cè)(圖4A中的下側(cè))的凸緣部(邊緣部)142d、以及呈比凸緣部的直徑小的圓柱狀并且位于近端側(cè)(圖4A中的上側(cè))的圓柱部142e構(gòu)成。整個中間構(gòu)件142由含鎳量為80wtM以上的鎳合金(具體地，INCONEL601)形成。如圖3所示，由于中間構(gòu)件142(凸緣部142d)和接地電極基材141通過焊接接合，因此，在中間構(gòu)件142與接地電極基材141之間形成了電阻焊接部145,使得電阻焊接部145朝向接地電極基材141凸出。特別地，在本實施方式l中，由于中間構(gòu)件142和接地電極基材141通過如下所述的凸焊接合，因此，中間構(gòu)件142和接地電極基材141在中間構(gòu)件142的徑向中央附近的大面積上可靠地焊接在一起。接地電極電極頭143(參見圖5)呈圓柱狀，并且由例如鉑-銠合金等貴金屬合金形成，并且具有比圓柱部142e小的直徑。接地電極電極頭143被接合到中間構(gòu)件142的圓柱部142e，使得接地電極電極頭143朝向近端側(cè)(圖3中的上側(cè))突出，并且面對中心電極電極頭133。由于接地電極143與中間構(gòu)件142通過激光焊接接合，因此，由于接地電極電極頭143與中間構(gòu)件142彼此熔化混合以及凝固，在接地電極電才及頭143與中間構(gòu)件142之間形成了熔化金屬部146。圓柱部142e的高度hl(沿外圓周面測量的熔化金屬部146的下端與凸緣部142d的上表面之間的距離)是0.05mm至0.3mm。沿接地電極電極頭143的中心線0測量的熔化金屬部146的下端與凸緣部142d的上表面之間的距離h2等于或大于圓柱部的高度hl。從而，熔化金屬部146與電阻焊接部145之間的距離朝向中心線O增加。接地電極電極頭143具有從接地電才及基材141的內(nèi)側(cè)面141m測量時的0.80mm的突出長度H。此外，4妾地電極電極頭143的從熔化金屬部146突出的突出高度h3大于圓柱部的高度hl。也就是說，熔化金屬部146形成在相比于4妄地電極電極頭143的遠端面，更接近凸緣部142d的上表面的位置。這意味著接地電極電極頭143的突出高度h3比圓柱部的高度hl占預(yù)定突出高度H的部分大，由此可以改進接地電才及140的耐火花消尋毛性。而且，沿外圓周面測量的熔化金屬部146的高度h4大于圓柱部的高度hl,以確保充分的焊接強度。接地電極電極頭143與中心電極電極頭133之間的間隙作為產(chǎn)生火花放電的放電間隙G。接著，將說明上述火花塞100的制造方法。首先，以已知方式制造具有中心電極基材131與中心電極電極頭133的中心電極13Q。例如，中心電極電極頭133被激光焊接到中心電極基材131,由此完成中心電極130。隨后，根據(jù)已知的方法，將中心電極130組裝到分開形成的絕緣體120,將端子金屬件150等也組裝到絕緣體120,隨后進行玻璃封接。此外，制備金屬殼IIO,并且根據(jù)已知的方法將棒狀接地電才及基材141(中間構(gòu)件142和接地電極電才及頭143還沒有接合、并且還沒有彎曲的接地電極基材141)接合到金屬殼IIO。然后，才艮據(jù)已知的方法，將已經(jīng)組裝有中心電極130等的絕緣體120組裝到已經(jīng)接合有接地電極基材141的金屬殼110,并且進行彎邊和其它需要的操作。通過鍛造加工分開制造具有如圖4A和圖4B所示的突出部142p的中間構(gòu)件142。該步驟對應(yīng)于本發(fā)明的突出部形成步驟。該中間構(gòu)件142在焊接前包括凸緣部(邊緣部)142d，其具有大直徑和0.25mm的厚度D;圓柱部142e，其具有小直徑并且設(shè)置在凸緣部142d的一個主面的徑向中央；以及單一突出部142p，其設(shè)置在凸緣部142d的另一主面的徑向中央，并且用于如下所述的凸焊。因此，突出部142p位于中間構(gòu)件142的圓周邊緣142f的徑向內(nèi)側(cè)，并且布置在中間構(gòu)件142的徑向中央。該突出部142p呈具有0.07mms的截面積(平均截面積)S和O.lOmm的突出長度L的圓柱狀。特別地，在突出部形成步驟中，可以通過壓力加工而不是鍛造加工制造具有突出部142p的中間構(gòu)件142。分開制備具有圓柱狀的接地電極電極頭143。隨后，如圖5所示，將該接地電極電極頭143布置在中間構(gòu)件142的圓柱部142e的中央部上，并且在其整個或部分圓周上作用如圖5中的箭頭所示的激光束LS,從而將接地電極電極頭143和中間構(gòu)件142激光焊接。從而，如圖6所示，由于兩個構(gòu)件彼此熔化混合以及凝固，在接地電極電極頭143與中間構(gòu)件142之間形成了熔化金屬部146。特別地，由于通常水平地而不是傾斜地作用激光束LS,因此，可以使沿圖3中的中心線O測量的熔化金屬部146與凸緣142d的上表面之間的距離h2大于沿外圓周方向測量的對應(yīng)的距離hl。由于熔化金屬部146形成在與凸緣部142d的上表面分開的位置，因此，可以在沒有一皮凸緣部142d阻礙的情況下沿水平方向作用激光束LS。熔化金屬部146的下端與凸緣部142d的上表面彼此分開與保留的圓柱部142e的高度對應(yīng)的距離。形成熔化金屬部146后測量的圓柱部142e的高度hl優(yōu)選在0.05mm至0.3mm的范圍內(nèi)。圓柱部142e的高度hl提供了保護熔化金屬部146免受在如下所述的凸焊時產(chǎn)生的熱量的效果。接著，在凸焊步驟中，如圖7所示，接合有接地電極電極電阻焊接機TY按壓中間構(gòu)件142的凸緣部142d的外周部，使得中間構(gòu)件142的突出部142p與接地電極基材141壓接。在該狀態(tài)下，電流作用到凸緣部142d，并且集中到突出部142p,從而將中間構(gòu)件142與接地電極基材141凸焊。從而，如圖3所示，在徑向中央部附近的大面積上形成了電阻焊接部145，使得電阻焊接部145朝向接地電極基材141凸出。特別地，沿接地電極電極頭143的中心線0測量的預(yù)先形成的熔化金屬部146的下端與凸緣部142d的上表面之間的距離h2大于沿外圓周表面測量的預(yù)先形成的熔化金屬部146與凸緣部142d的上表面之間的距離(即，圓柱部的高度hl)。因此，可以使熔化金屬部146與電阻焊接部145之間的距離在中心線O附近充分大，其中，在中心線O處，凸焊時溫度可能變得最高。然后，接地電極140朝向軸線AX彎曲，以具有預(yù)定形狀并且在接地電極140與中心電極130之間形成放電間隙G。從而，完成了上述火花塞100。如上所述，在本實施方式l中，突出部142p設(shè)置在中間構(gòu)件142上，中間構(gòu)件142與接地電極基材141借助于突出部142p凸焊在一起。與傳統(tǒng)的電阻焊接相比，這使得中間構(gòu)件142與接地電極基材141能夠在徑向中央附近的大面積上可靠地焊接。因此，當(dāng)如此制造的火花塞100經(jīng)受如下所述的嚴酷的熱循環(huán)試驗時，可以防止在中間構(gòu)件142與4妄地電極基材141之間形成大的間隙。特別地，突出部142p布置在中間構(gòu)件142的圓周邊緣142f的徑向內(nèi)側(cè)；例如，布置在徑向中央。由于該配置，中間構(gòu)件142與接地電極基材141可以在有助于熱傳遞的徑向中央部附近的大面積上可靠地焊接，從而改進了從接地電極電極頭143向接地電極基材141的熱傳遞。因此，當(dāng)如此制造的火花塞100經(jīng)受如下所述的嚴酷的熱循環(huán)試驗時，可以防止在接地電極電極頭143與中間構(gòu)件142之間的熔化金屬部146中形成中空凹部，否則由于高溫氧化將形成該凹部。此外，在本實施方式l中，突出部142p的截面積(平均截面積)S被設(shè)定在0.03mm2至0.2mm2的范圍內(nèi)(例如，被設(shè)定為0.07mm2),突起長度L被設(shè)定在0.05mm至0.2mm的范圍內(nèi)(例如，；f皮設(shè)定為0.10mm)。因此，在凸焊時，中間構(gòu)件142與接地電極基材141可以在大面積上可靠地焊接。此外，被電阻焊接機TY按壓的凸緣部142d的厚度D被設(shè)定為等于或大于0.2mm(例如，被設(shè)定為0.25mm)。因此，即使當(dāng)凸焊時按壓凸緣部時，在凸緣部142d處也不會發(fā)生翹曲等變形，使得中間構(gòu)件142與外部電極基材141可以更可靠地焊接。而且，在本實施方式l中，整個中間構(gòu)件142由含鎳量為80wt。/。以上的鎳合金形成。因此，中間構(gòu)件142具有高導(dǎo)熱性，由此改進了從接地電極電極頭143向4妾地電極基材141的熱傳遞。因此，當(dāng)如此制造的火花塞100經(jīng)受如下所述的嚴酷的熱循環(huán)試驗時，可以更可靠地防止在接地電極電才及頭143與中間構(gòu)件142之間的熔化金屬部146中形成中空凹部。此外，在本實施方式l中，通過鍛造加工將突出部142p設(shè)置在中間構(gòu)件142上。這使得在中間構(gòu)件142上容易并且可靠地形成突出部142p。實施例為了抬、驗本實施方式的效果，以與上述實施方式l類似的方式制造15種類型的火花塞100作為本發(fā)明的實施例。在這些實施例中，如表l所示，突出部142p的截面積(平均截面積)S在0.015mms至0.25mms的范圍內(nèi)變化，突出長度L在0.03mm至0.28mm的范圍內(nèi)變化，中間構(gòu)件142的凸緣部142d的厚度D在0.15mm至0.25mm的范圍內(nèi)變化。同時，除沒有設(shè)置突出部142p外，以與上述實施方式l類似的方式制造火花塞作為比較例。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>接著，如此制備的火花塞100經(jīng)受如下的熱循環(huán)試一瞼。也就是，將每個火花塞在1000。C時加熱2分鐘然后自然冷卻火花塞1分鐘的加熱循環(huán)重復(fù)1000次。試驗后，觀察電阻焊接部145。具體地，沿通過中間構(gòu)件142的軸線的平面切斷接地電極140,并且蝕刻該截面。在該截面上，觀察中間構(gòu)件142與接地電極基材141之間的接合面，從而確定氧化層(oxidizedscale)的成長度。計算氧化層的總長度(未接合部分的總長度)與中間構(gòu)件142(具體地，凸緣部142d)的沿與軸線垂直的方向的長度之比作為氧化層的比率。氧化層的比率小于10%的每個樣品被判斷為非常良好，在表中記為"AA，，等級。氧化層的比率在10%至50%的范圍內(nèi)的每個樣品被判斷為比較良好，在表中記為"BB，，等級。氧化層的比率大于50%的樣品被判斷為差，在表中記為"XX"等級。在設(shè)置突出部142p的實施例l至實施例15中，氧化層的比率最多為50%，獲得了良好的結(jié)果。相反地，在沒有設(shè)置突出部142p的比較例中，氧化層的比率超過50%。這些結(jié)果表示利用突出部142p的凸焊提供了中間構(gòu)件142與接地電極基材141之間的改進的接合，因此產(chǎn)生的火花塞可以經(jīng)受嚴酷的熱循環(huán)試驗。然后，將詳細研究實施例1至實施例15的結(jié)果。在突出部142p的截面積S被設(shè)定在0.03mm2至0.20mm2的范圍內(nèi)并且突出長度L被設(shè)定在0.05mm至0.20mm的范圍內(nèi)的實施例l至實施例11中，氧化層的比率小；即，小于10%，獲得了非常良好的結(jié)果。相反地，在突出部142p的截面積S被設(shè)定為0.015mm2或0.25mm2的實施例12和實施例13中，氧化層的比率較小；即，在10%至50%的范圍中，獲得了比較良好的結(jié)果。然而，與上述實施例l至實施例ll相比，氧化層的比率增加。這表示優(yōu)選將突出部142p的截面積S設(shè)定在0.03mm2至0.20mm2的范圍內(nèi)。此外，在突出長度I^皮設(shè)定為0.03mm或0.28mm的實施例14和實施例15中，氧化層的比率較??；即，在10%至50%的范圍中，獲得了比較良好的結(jié)果。然而，與上述實施例l至實施例ll相比，氧化層的比率增加。這表示優(yōu)選將突出長度L設(shè)定在0.05mm至0.20mm的范圍內(nèi)。而且，如表2所示，對實施例5至實施例7制造的火花塞100進行視覺檢查，以判斷中間構(gòu)件142是否翹曲。沒有翹曲的樣品被判斷為良好，在表中記為"AA"等級。同時，翹曲的樣品被判斷為差，在表中記為"XX"等級。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>在中間構(gòu)件142的凸緣部142d的厚度D被設(shè)定為0.20mm或0.25mm的實施例6和實施例7中，中間構(gòu)件142沒有翹曲。同時，在厚度D^皮設(shè)定為0.15mm的實施例5中，中間構(gòu)件142的凸緣部142d翹曲。這些結(jié)果表示為了消除翹曲，期望將中間構(gòu)件142的凸緣部142d的厚度Di殳定為0.20mm以上。變形實施方式接著，將說明上述實施方式l的變形例。特別地，與上述實施方式l類似的部分的說明將不再重復(fù)或被簡化。圖8示出了用于制造根據(jù)本變形例的火花塞500的中間構(gòu)件542。除用于制造火花塞500的中間構(gòu)件542與上述實施方式1的中間構(gòu)件142(參見圖4A和圖4B)不同外，本變形例與上述實施方式l相同。該中間構(gòu)件542具有與上述實施方式1的中間構(gòu)件142相同的外形。也就是說，中間構(gòu)件542由具有大直徑的凸緣部(邊緣部)542d;設(shè)置在凸緣部542d的一個主面的徑向中央且具有小直徑的圓柱部542e;以及設(shè)置在凸緣部542d的另一主面的徑向中央的單一突出部542p構(gòu)成。然而，中間構(gòu)件542的內(nèi)部與上述實施方式l的中間構(gòu)件142的內(nèi)部不同。也就是說，中間構(gòu)件542包括由具有高導(dǎo)熱性的銅形成的銅金屬部542g,以及包圍銅金屬部542g的高鎳含量合金部542h。高鎳含量合金部542h由含鎳量為80wt%以上的鎳合金(例如，INCONEL601)形成。由于中間構(gòu)件542包括具有非常高的導(dǎo)熱性的銅金屬部542g,因此，整個中間構(gòu)件542的導(dǎo)熱性也4艮高，從而改進了從接地電極電極頭143向接地電極基材141的熱傳遞。因此，當(dāng)進行如上所述的嚴酷的熱循環(huán)試驗時，可以更可靠地防止在接地電極電極頭143與中間構(gòu)件542之間的熔化金屬部中形成中空凹部。實施方式2接著，將說明第二實施方式。特別地，與上述實施方式l類似的部分的說明將不再重復(fù)或被簡化。圖9A和圖9B示出了用于制造根據(jù)本實施方式2的火花塞200的中間構(gòu)件242。除用于制造火花塞200的中間構(gòu)件242與上述實施方式1的中間構(gòu)件142(參見圖4A和圖4B)不同外，本實施方式2與上述實施方式l基本相同。該中間構(gòu)件242包括由銅形成的銅金屬部242g,以及由4臬合金形成、并且覆蓋銅金屬部242g的高鎳含量合金部242h。中間構(gòu)件242具有凸緣部242d和圓柱部242e,該凸緣部242d具有大直徑，該圓柱部242e具有小直徑。用于進行凸焊的多個(兩個)突出部242pi殳置在中間構(gòu)件242的圓周邊》彖242f的徑向內(nèi)側(cè)的凸緣部242d上。即使在如上所述設(shè)置多個突出部242p，并且中間構(gòu)件242利用這些突出部242p被凸焊到接地電極基材141的情況下，中間構(gòu)件242和接地電極基地材料141可以在覆蓋中間構(gòu)件242的徑向中央附近的大面積上可靠地焊接在一起。與上述實施方式l類似的部分實現(xiàn)與上述實施方式l相同的作用和效果。實施方式3接著，將說明第三實施方式。特別地，與上述實施方式l或2類似的部分的說明將不再重復(fù)或被簡^f匕。圖IOA和圖IOB示出了用于制造根據(jù)本實施方式3的火花塞300的中間構(gòu)件342。除用于制造火花塞300的中間構(gòu)件342與上述實施方式1和2的中間構(gòu)件142和242不同外，本實施方式3與上述實施方式1和2基本相同。該中間構(gòu)件342包括由銅形成的銅金屬部342g,以及由鎳合金形成、并且覆蓋銅金屬部342g的高鎳含量合金部342h。中間構(gòu)件342具有凸緣部342d、圓柱部342e、以及位于凸緣部342d和圓柱部342e之間的錐狀部342f，該凸緣部342d具有大直徑，該圓柱部342e具有小直徑。用于進行凸焊的單一突出部342p設(shè)置在凸緣部342d的徑向中央處。即使在使用具有錐狀部342f的中間構(gòu)件342的情況下，當(dāng)中間構(gòu)件342和接地電極基材141使用突出部342p凸焊時，中間構(gòu)件342和接地電極基材141也可以在中間構(gòu)件342的徑向中央附近的大面積上可靠地焊接在一起。與上述實施方式1或2類似的部分實現(xiàn)與上述實施方式l或2相同的作用和效果。實施方式4接著，將說明第四實施方式。特別地，與上述實施方式l至3中任一個類似的部分的說明將不再重復(fù)或被筒化。圖ll示出了用于制造根據(jù)本實施方式4的火花塞400的接地電極基材441。除接地電極基材441與上述實施方式1至3的4妻地電極基材141不同外，本實施方式4與上述實施方式1至3基本相同。該接地電才及基材441包括由銅形成的銅金屬部441g，以及由鎳合金形成、并且覆蓋銅金屬部441g的高鎳含量合金部441h。用于進行凸焊的單一突出部441p設(shè)置在接地電極基材441的遠端部441s的內(nèi)側(cè)面441m上的預(yù)定位置處。當(dāng)進行凸焊時，突出部441p布置在中間構(gòu)件142的圓周邊緣的徑向內(nèi)側(cè)；例如，布置在其徑向中央。這樣，已經(jīng)接合有接地電極電極頭143的中間構(gòu)件142被布置在接地電極基材441上。如上所述，即使當(dāng)突出部441p設(shè)置在接地電極基材441上，并且中間構(gòu)件142利用突出部441p凸焊到接地電極基材441時，中間構(gòu)件142和接地電極基材441可以在中間構(gòu)件142的徑向中央附近的大面積上可靠地焊接在一起。特別地，可以通過壓力加工形成根據(jù)本實施方式4的包括突出部441p的4妻地電才及基材441。與上述實施方式1至3中的任一個類似的部分實現(xiàn)與上述實施方式1至3相同的作用和效果。以上參照實施方式1至4已經(jīng)說明了本發(fā)明。然而，本發(fā)明不限于此，可以在不背離本發(fā)明的要旨的情況下對本發(fā)明進行各種變形。在上述實施方式1至3中，突出部(142p,242p,342p)僅單獨地設(shè)置在中間構(gòu)件(142,242,342)上，在上述實施方式4中，突出部(441p)僅單獨地設(shè)置在接地電極基材(441)上。然而，突出部可以既設(shè)置在中間構(gòu)件上又設(shè)置在接地電極基材上。在該情況下，中間構(gòu)件和接地電極基材可以通過使用這些突出部中的一個或多個的凸焊在大面積上可靠地焊接。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說明顯的是，可以對如上所示和所述的本發(fā)明的形式和細節(jié)進行各種變化。該變化包含在所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)。本申請基于2007年3月28日提交的日本專利申請No.JP2007-85309,其全部內(nèi)容通過引用包含于此。權(quán)利要求1.一種火花塞的制造方法，所述火花塞包括中心電極和外部電極，所述外部電極隔著放電間隙面對所述中心電極，并且所述外部電極被構(gòu)造成外部電極電極頭經(jīng)由中間構(gòu)件被接合到外部電極基材，所述方法包括借助于設(shè)置在所述中間構(gòu)件和所述外部電極基材中的至少一個上的突出部將所述中間構(gòu)件凸焊到所述外部電極基材。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的火花塞的制造方法，其特征在于，所述突出部設(shè)置在所述中間構(gòu)件和所述外部電極基材中的至少一個上，使得在所述凸焊時，所述突出部位于所述中間構(gòu)件的圓周邊緣的徑向內(nèi)側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的火花塞的制造方法，其特征在于，所述突出部設(shè)置在所述中間構(gòu)件和所述外部電極基材中的至少一個上，使得在所述凸焊時，所述突出部位于所述中間構(gòu)件的徑向中央部。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的火花塞的制造方法，向測量的0.03mms至0.2mrn^的平均截面積、以及0.05mm至0.2mm的突出長度。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的火花塞的制造方法，述中間構(gòu)件的邊緣部，所述邊緣部具有0.2mm以上的厚度。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的火花塞的制造方法，其特征在于，所述中間構(gòu)件由含鎳量在80wt。/。以上的鎳合金形成。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的火花塞的制造方法，其特征在于，所述中間構(gòu)件包括由鎳合金形成的鎳合金部，以及埋設(shè)在所述鎳合金部中的銅金屬部。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的火花塞的制造方法，其特征在于，所述方法包括通過鍛造加工或壓力加工在所述中間構(gòu)件和所述外部電極基材中的至少一個上形成所述突出部。9.一種火花塞，其包括中心電極；外部電極，其包括貴金屬電極頭，所述貴金屬電極頭隔著放電間隙面對所述中心電極；外部電極基材；中間構(gòu)件，用于連接所述貴金屬電極頭和所述外部電極基材；以及熔化金屬部，其通過激光焊接形成在所述貴金屬電極頭和所述中間構(gòu)件之間，其中所述中間構(gòu)件包括圓柱部，其被接合到所述貴金屬電極頭；以及凸緣部，其被接合到所述外部電極基材，并且具有比所述圓柱部的直徑大的直徑。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的火花塞，其特征在于，所述火花塞滿足0.05mm《hl<0.3mm的關(guān)系，其中，hl表示所述圓柱部的高度。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的火花塞，其特征在于，所述熔化金屬部形成在所述貴金屬電極頭與所述圓柱部之間的整個接合面上，并且滿足hKh2的關(guān)系，其中，h2表示沿所述貴金屬電極頭的中心線測量的所述熔化金屬部的下端與所述凸緣部的上表面之間的距離。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的火花塞，其特征在于，所述火花塞滿足113〉111的關(guān)系，其中，h3表示從所述熔化金屬部測量的所述貴金屬電極頭的突出高度。13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的火花塞，其特征在于，所述火花塞滿足h4〉hl的關(guān)系，其中，h4表示沿所述熔化金屬部的外圓周面測量的所述熔化金屬部的高度。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的火花塞，其特征在于，除所述貴金屬電極頭與所述圓柱部之間的接合面的徑向中央部外，所述熔化金屬部僅形成在所述接合面的外周部上。15.根據(jù)權(quán)利要求9至14中任一項所述的火花塞，其特征在于，所述凸緣部具有0.2mm以上的厚度。16.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項所述的火花塞，其特征在于，所述中間構(gòu)件由含鎳量為80wt。/。以上的鎳合金形成。17.根據(jù)權(quán)利要求9至16中任一項所述的火花塞，其特征在于，所述中間構(gòu)件包括由鎳合金形成的4臬合金部，以及埋設(shè)在所述鎳合金部中的銅金屬部。18.根據(jù)權(quán)利要求9至17中任一項所述的火花塞，其特征在于，所述貴金屬電極頭具有比所述圓柱部的直徑小的直徑。全文摘要本發(fā)明涉及一種火花塞的制造方法及火花塞。該火花塞(100)包括中心電極(130)和接地電極(140)，通過將接地電極電極頭(143)經(jīng)由中間構(gòu)件(142)接合到接地電極基材(141)形成該接地電極(140)?；鸹ㄈ?100)的制造方法包括在中間構(gòu)件(142)上設(shè)置突出部(142p)，通過突出部(142p)將中間構(gòu)件(142)凸焊到接地電極基材(141)，由此將中間構(gòu)件(142)接合到接地電極基材(141)。此外，火花塞(100)的中間構(gòu)件(142)包括圓柱部(142e)和凸緣部(142d)，該圓柱部(142e)被接合到接地電極電極頭(143)，該凸緣部(142d)被接合到接地電極基材(141)，凸緣部(142d)具有比圓柱部(142e)的直徑大的直徑。文檔編號H01T13/20GK101276998SQ200810089108公開日2008年10月1日申請日期2008年3月28日優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日發(fā)明者加藤友聰,無笹守,鳥居計良申請人:日本特殊陶業(yè)株式會社