火花塞及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及火花塞。
【背景技术】
[0002]火花塞具备中心电极和接地电极。中心电极由绝缘体保持，接地电极固定于收纳该绝缘体的主体配件。中心电极和接地电极之间形成有用于产生火花放电的间隙即火花间隙。火花塞通过在火花间隙产生火花放电而将被供给到内燃机的燃烧室内的气体点火。
[0003]在此，作为火花塞，公知有等离子流火花塞(下述专利文献I等)。在等离子流火花塞中，接地电极接合到主体配件的内周面从而与主体配件一体化，中心电极和接地电极之间的火花间隙被绝缘体包围，从而形成也称为腔室的容积小的放电空间。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献:
[0006]专利文献1:日本特开2009-224345号公报
[0007]专利文献2:美国专利第6064144号公报
【发明内容】
[0008]在等离子流火花塞中，如上所述，接地电极与主体配件的内壁面接合。在等离子流火花塞中，希望接地电极相对于主体配件的接合性确保为高的水平。
[0009]在上述专利文献I的技术的课题是，抑制因绝缘子的前端部强力按压到接地电极而绝缘子破损的情况，对于确保接地电极相对于主体配件的接合性没有特别的考虑。不限于专利文献I这样的等离子流火花塞，例如在上述专利文献2这样的主体配件的内壁面焊接有接地电极的类型的火花塞中，对于提高接地电极相对于主体配件的接合性也仍然存在改良的余地。
[0010]本发明正是为了解决上述课题而作出的，可以作为以下的方式来实现。
[0011](I)根据本发明的一个方式，提供一种火花塞。该火花塞可以是，具备:轴状的中心电极；筒状的绝缘体，在内部收纳上述中心电极的至少后端侧的部位；接地电极，以与上述中心电极的前端部之间具有间隙的方式配置；以及筒状的主体配件，具有收纳上述绝缘体的贯通孔，在上述主体配件的上述贯通孔的内壁面上固定有上述接地电极，其特征在于，上述接地电极经由上述接地电极和上述主体配件相互融合而成的熔融部而固定于上述主体配件，在包含作为上述熔融部中最后端侧的部位的上述熔融部的底部和上述贯通孔的中心轴的剖面中，上述恪融部的恪融深度是上述接地电极在上述中心轴方向上的厚度的5 %以上，该熔融深度是在沿着上述贯通孔的中心轴方向的、上述熔融部的底部与包含上述接地电极的前端侧的面的外形线的假想直线之间的距离，并且与连接位于上述中心轴方向上的上述熔融部的前端侧及后端侧的上述主体配件的内壁面的端点之间的假想直线相比位于上述主体配件的外周侧的配件侧部位的面积为上述熔融部整体的面积的10%以上。
[0012](2)也可以是，上述熔融部在上述剖面中，上述熔融深度是上述中心轴方向上的上述接地电极的厚度的15%以上，并且上述配件侧部位的面积是上述熔融部整体的面积的20%以上。根据该方式的火花塞，能够高水平地确保接地电极和主体配件之间的接合性。
[0013](3)也可以是，上述方式的火花塞的上述熔融部在上述剖面中，上述熔融深度是上述中心轴方向上的上述接地电极的厚度的25%以上。根据该方式的火花塞，能够高水平地确保接地电极和主体配件之间的接合性。
[0014](4)也可以是，上述方式的火花塞的上述熔融部在上述剖面中，上述熔融深度是上述中心轴方向上的上述接地电极的厚度的40%以上。根据该方式的火花塞，能够高水平地确保接地电极和主体配件之间的接合性。
[0015](5)上述熔融部在上述剖面中，上述配件侧部位的面积是上述熔融部整体的面积的26%以上。根据该方式的火花塞，能够高水平地确保接地电极和主体配件之间的接合性。
[0016](6)也可以是，在上述方式的火花塞中，上述接地电极具有外周端部，该外周端部与上述主体配件的上述贯通孔内的上述内壁面的内周整体接触，上述熔融部形成于上述外周端部的外周侧整体。根据该方式的火花塞，能够高水平地确保主体配件与具有与主体配件的内周整体接触的外周端部的接地电极的接合性。
[0017](7)也可以是，在上述方式的火花塞，上述接地电极具有:圆弧状的外侧圆弧部，位于外周侧，面向上述贯通孔的内壁面；内侧环部，包围上述中心电极的前端部的外周；以及连接部，架设于上述外侧圆弧部与上述内侧环部之间，并将上述外侧圆弧部和上述内侧环部连接，上述熔融部至少形成于上述外侧圆弧部中的连接有上述连接部的部位与上述主体配件的壁部之间。根据该方式的火花塞，能够高水平地确保主体配件与具有通过连接部连接的外侧圆弧部和内侧环部的接地电极的接合性。
[0018](8)也可以是，在上述方式的火花塞，上述连接部包括从上述内侧环部朝向上述外侧圆弧部延伸成放射状的多个柱状连接部，上述熔融部至少与上述多个柱状连接部的各柱状连接部对应而形成。根据该方式的火花塞，能够高水平地确保主体配件与具有外侧圆弧部和内侧环部的接地电极的接合性。
[0019]本发明还可以通过火花塞以外的种种方式实现。例如，也可以通过火花塞的制造方法或制造装置、接地电极和主体配件的接合方法或接合装置、实现这些方法或装置的计算机程序、存储该计算机程序的非临时性的记录介质等的方式实现。
【附图说明】
[0020]图1是表示等离子流火花塞的结构的概略图。
[0021]图2是用于说明接地电极相对于主体配件的安装状态和安装方法的概略图。
[0022]图3是用于说明接地电极相对于主体配件的激光焊接的工序的示意图。
[0023]图4是用于说明形成熔融部时的焊接位置的示意图。
[0024]图5是说明用于规定熔融部的预定的剖面的概略图。
[0025]图6是用于说明上述预定的剖面中的熔融部的剖面结构的概略剖视图。
[0026]图7是表示接地电极和主体配件的焊接强度的验证实验的结果的说明图。
[0027]图8是表示焊接强度的试验结果的散布图的说明图。
[0028]图9是表示作为第二实施方式的等离子流火花塞的多个结构例的概略图。
[0029]图10是表示未跨过接地电极的外周整体形成熔融部的结构中的接地电极和主体配件的焊接强度的验证实验的结果的说明图。
【具体实施方式】
[0030]A.第一实施方式:
[0031]图1是表示作为第一实施方式的等离子流火花塞100 (以下，仅称为“火花塞100”)的结构的概略图。在图1中，以点划线图示火花塞100的中心轴CX。另外，在本说明书中，也将与中心轴CX平行的方向称为“中心轴方向”。在图1中，为了方便而将火花塞100的中心轴CX的纸面左侧以概略剖视图图示，中心轴CX的纸面右侧以概略外观图图示。
[0032]火花塞100安装于将稀薄混合气体作为燃料气体使用的内燃机的燃烧室内，用于燃料气体的点火。火花塞100的前端侧(纸面下侧)配置于燃烧室内，后端侧(纸面上侧)配置于燃烧室的外部。火花塞100在配置于燃烧室内的前端侧使等离子产生并喷射，从而能够确保对于引燃界限空燃比高的燃料气的高引燃性。
[0033]火花塞100具备:中心电极10、接地电极20、绝缘体30、端子电极40和主体配件50。中心电极10由轴状的电极部件构成，在内部具有由热传导性优异的铜等的金属构成的金属芯13。中心电极10在前端具有由以贵金属、钨等为主成分的合金构成的圆盘状的电极端头15。电极端头15通过焊接与中心电极一体化。也可以省了电极端头15。中心电极10在中心轴CX上保持于绝缘体30的轴孔31。中心电极10经由保持在绝缘体30的轴孔31的后端侧的端子电极40与外部电源电连接。
[0034]接地电极20是在中央具有贯通孔21的大致圆盘状的电极部件。在接地电极20的贯通孔21中安装有大致圆1?状的贵金属?而头26而一体化。也可以省略贵金属?而头26。接地电极20在其外周端部与主体配件50的内壁面接触的状态下，与主体配件50接合而一体化。在本实施方式的火花塞100中，通过激光焊接，能够确保接地电极20相对于主体配件50的接合强度(焊接强度)。关于接地电极20相对于主体配件50的安装状态的详细内容和安装方法在下文叙述。
[0035]绝缘体30是具有贯穿其中心的轴孔31的轴状部件，例如由氧化铝或氮化铝等陶瓷烧结体构成。绝缘体30具有在前端侧延伸的前端侧部位33、位于前端侧部位33的后端的凸缘部36和从凸缘部36向前端侧延伸的后端侧部位37。在前端侧部位33的中心轴方向的中央部附近形成有朝向前端侧的圆环状的面积台阶面35，前端侧部位33的直径以台阶面35为边界前端侧比后端侧变小。凸边部36是在台阶面35的后段侧形成为局部的直径比其他部位大，并向绝缘体30的径向(与中心轴CX垂直的方向)突出的圆环状的部位。绝缘体30的中心轴与火花塞100的中心轴CX —致，并且至少前端侧部位33收纳在主体配件50的筒孔51内，以后端侧部位37从主体配件50的后端侧开口部延伸出来的方式保持于主体配件50。
[0036]如上所述，在绝缘体30的前端侧部位33的轴孔31内，保持有中心电极10。在绝缘体30的前端部形成有轴孔31的开口直径缩径的缩径开口部32。位于中心电极10的前端的电极端头15的前端面的周缘部与缩径开口部32的后端侧的台阶面抵接而卡定。在火花塞100中，在缩径开口部32的内部空间32s形成有等离子体(详情后述)。以下，内部空间32s也称为“腔室32s”。在绝缘体30的后端侧部位37的轴孔31内保持有作为轴状的电极部件的端子电极40。在绝缘