火花塞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 該發(fā)明涉及一種包括通過電阻焊而接合有電極頭的接地電極的火花塞。
【背景技術(shù)】
[0002] 火花塞使用于汽車發(fā)動機(jī)等的內(nèi)燃機(jī)的點火。通常，火花塞包括筒狀的主體金屬 外殼、配置于該主體金屬外殼的內(nèi)孔的筒狀的絕緣體、配置于該絕緣體的內(nèi)孔的頂端側(cè)的 中心電極以及一端部與主體金屬外殼的頂端側(cè)接合且另一端部在與中心電極的頂端部之 間具有間隙的接地電極。而且，火花塞在該間隙進(jìn)行火花放電，從而使內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的 燃料燃燒。
[0003] 作為形成中心電極和接地電極（以下稱為電極）的材料，一般使用Ni合金等。Ni 合金在抗氧化性和耐磨性方面相比于以Pt和Ir等貴金屬為主要成分的貴金屬合金多少要 差一些。但是，由于Ni合金相比于貴金屬較廉價，因此，Ni合金多作為形成電極的材料使 用。
[0004] 然而，近年來，燃燒室內(nèi)的溫度存在高溫化的趨勢。而且，為了提高點火性多使用 以使形成火花放電間隙的放電部突出到燃燒室的內(nèi)部的方式配置的發(fā)動機(jī)。因此，當(dāng)在由 Ni合金等形成的、接地電極的頂端部與中心電極的頂端部之間產(chǎn)生火花放電時，會導(dǎo)致接 地電極和中心電極的相對的、各自的頂端部容易發(fā)生消耗。于是，開發(fā)有以下這樣的方法： 在接地電極和/或中心電極的頂端部設(shè)置貴金屬制的電極頭，通過利用該電極頭產(chǎn)生火花 放電，來抑制接地電極和中心電極的消耗。
[0005] 另一方面，暴露在伴隨冷熱循環(huán)的環(huán)境下的電極頭容易自電極剝離。因而，以往以 來，一直在開發(fā)一種使電極頭不易自電極剝離的火花塞。
[0006] 例如，在專利文獻(xiàn)1中，公開有這樣一種火花塞：其目的在于提高貴金屬電極頭相 對于接地電極的耐剝離性，該接地電極包含以Ni為主要成分且含有0. 8wt%以上的A1的合 金，"該火花塞的特征在于，…在含有焊接而成的貴金屬電極頭的半剖面的貴金屬電極頭的 下方20 ym的范圍的剖面積中，A1聚集體的面積占有率在30%以下"（專利文獻(xiàn)1的權(quán)利 要求1)。
[0007] 現(xiàn)有摶術(shù)f獻(xiàn)
[0008] 專利f獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2004 - 186152號公報
[0010] 如專利文獻(xiàn)1所記載的那樣，關(guān)于提高電極頭的自電極剝離的耐剝離性的方法， 正在基于各種觀點進(jìn)行開發(fā)。然而，雖然在對電極頭材料、電極材料進(jìn)行開發(fā)，但是，當(dāng)供火 花塞放置的環(huán)境等發(fā)生變化時，相伴與此，電極頭的耐剝離性降低。因此，在進(jìn)行電極頭材 料等的開發(fā)的同時，用于確保電極頭的耐剝離性的研宄也在持續(xù)進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的問題
[0012] 本發(fā)明的目的在于提供一種包括有即使在冷熱循環(huán)環(huán)境下電極頭也不易剝離的 接地電極的火花塞。
[0013] 用于解決問題的方案
[0014] 用于解決上述課題的方法，
[0015] (1) 一種火花塞，該火花塞包括：
[0016] 中心電極，其保持于沿絕緣體的軸線方向延伸的軸孔的一端側(cè)；
[0017] 電極頭，在該電極頭與上述中心電極之間形成間隙；以及
[0018] 接地電極，其具有與設(shè)于上述絕緣體的外周的主體金屬外殼接合的一端部，并且 具有利用電阻焊而接合有上述電極頭的另一端部，其中，
[0019] 上述接地電極包含以Ni為主要成分的Ni合金，
[0020] 將上述接地電極的外表面中的100 ymX 100 ym的范圍內(nèi)的在深度方向上距上述 外表面的距離設(shè)為X(nm)，將上述深度方向上的距離X處的氧濃度設(shè)為f(X)(質(zhì)量％ )，將 上述氧濃度f (X)成為10時的上述深度方向上的距離X的值設(shè)為X'，此時，
[0021] ff(X)dX為 30 質(zhì)量％ ? nm ~1000 質(zhì)量％ ? nm。 J〇
[0022] 作為上述（1)的優(yōu)選的方式，能夠列舉以下的方式。
[0023] (2)上述接地電極的Ni的含量在50質(zhì)量％以上。
[0024] (3)根據(jù)上述（1)或⑵的火花塞，上述接地電極的Cr的含量在10質(zhì)量％以上且 在30質(zhì)量％以下。
[0025] (4)根據(jù)上述（1)~⑶中任一項所述的火花塞，上述接地電極的Y或Zr的含量 在0. 1質(zhì)量％以上且在0. 5質(zhì)量％以下。
[0026] (5)根據(jù)上述⑴~⑷中任一項所述的火花塞，上述接地電極的A1的含量在0 質(zhì)量％以上且在1. 8質(zhì)量％以下。
[0027] (6)根據(jù)上述⑴~（5)中任一項所述的火花塞，上述接地電極的Si的含量在0 質(zhì)量％以上且在2質(zhì)量％以下。
[0028] 發(fā)明的效果
[0029] 本發(fā)明的火花塞的包含Ni合金的接地電極在自其外表面在深度方向上到規(guī)定的 距離為止的表面部分包括具有規(guī)定的氧濃度的高氧濃度區(qū)域。
[0030] 電阻焊有電極頭的以往的接地電極具有未氧化部分和氧化部分。即，供電極頭接 合的接地電極的表面部分由于位于電極頭正下方的位置而未暴露在空氣中，因此難以被氧 化（未氧化部分），但由于其周邊部分暴露在空氣中因此其周邊部分能夠被氧化（氧化部 分）。另一方面，對于本發(fā)明中的接地電極而言，電阻焊有電極頭的接地電極的表面部分具 有高氧濃度區(qū)域，因此，接地電極的表面部分能夠利用高氧濃度區(qū)域所含有的氧被均勻地 氧化。
[0031]在不存在高氧濃度區(qū)域的以往的接地電極中，存在電極頭、接地電極中的未氧化 部分和氧化部分這樣的三種不同的材料相鄰接的部分。由于這三種材料各自的熱膨脹系數(shù) 不同，因此在冷熱循環(huán)環(huán)境下在該部分產(chǎn)生較大的應(yīng)力，而使電極頭容易自該部分剝離。另 一方面，本發(fā)明的火花塞的供電極頭接合的接地電極的表面部分被均勻地氧化。因此，由于 電極頭與接地電極的氧化部分以面相鄰接，而使在冷熱循環(huán)環(huán)境下產(chǎn)生的應(yīng)力分散在該面 整體，因此，與以往的接地電極相比，電極頭不易自本發(fā)明的接地電極剝離。
[0032] 因而，采用本發(fā)明，能夠提供一種包括有即使在冷熱循環(huán)環(huán)境下電極頭也不易剝 離的接地電極的火花塞。特別是，采用本發(fā)明，無論是哪種電極頭材料，都能夠僅通過考慮 電極頭的熱膨脹系數(shù)與氧化的接地電極的熱膨脹系數(shù)之間的差別來確定電阻焊的條件，從 而確保期望的焊接強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0033] 圖1是該發(fā)明的火花塞的一實施例的火花塞的局部剖面整體說明圖。
[0034] 圖2是放大地表示圖1所示的火花塞中的電極頭和接地電極之間的接合部分的主 要部分概略剖面說明圖。
[0035] 圖3是放大地表示以往的火花塞中的電極頭和接地電極之間的接合部分的主要 部分概略剖面說明圖。
[0036] 圖4是表示耐剝離性的評價試驗中的龜裂擴(kuò)展長度的測量位置的主要部分概略 剖面說明圖。
【具體實施方式】
[0037] 圖1中表示該發(fā)明的火花塞的一實施例的火花塞。圖1是該發(fā)明的火花塞的一實 施例的火花塞1的局部剖面整體說明圖。另外，在圖1中，將紙面下方、即配置有后述的接 地電極的一側(cè)作為軸線〇的頂端方向、將紙面上方作為軸線〇的后端方向進(jìn)行說明。
[0038] 如圖1所示，該火花塞1包括：絕緣體3,其為大致圓筒形狀，且具有沿軸線0方向 延伸的軸孔2 ;中心電極4,其為大致棒狀，且配置于上述軸孔2內(nèi)的頂端側(cè)；端子金屬件5， 其配置于上述軸孔2內(nèi)的后端側(cè)；連接部6,其將上述中心電極4和上述端子金屬件5在上 述軸孔2內(nèi)電連接；主體金屬外殼7,其為大致圓筒形狀，且設(shè)于上述絕緣體3的外周；電極 頭9,在該電極頭9與上述中心電極4之間形成間隙G ;以及接地電極8,其具有與上述主體 金屬外殼7接合的一端部并且具有利用電阻焊而接合有上述電極頭9的另一端部。
[0039] 上述絕緣體3具有沿軸線0方向延伸的軸孔2,且上述絕緣體3具有大致圓筒形 狀。另外，絕緣體3包括后端側(cè)主體部11、大徑部12、頂端側(cè)主體部13以及腿長部14。后 端側(cè)主體部11收容端子金屬件5,將端子金屬件5和主體金屬外殼7絕緣。大徑部12在比 該后端側(cè)主體部11靠頂端側(cè)的位置朝向徑向外側(cè)突出。頂端側(cè)主體部13在該大徑部12 的頂端側(cè)收容連接部6