火花塞的制作方法与工艺

文档序号:13024249阅读:425来源:国知局
技术领域本发明涉及一种火花塞。

背景技术:
作为火花塞,公知一种为了提高电极的耐久性而将电极头接合于电极母材而成的火花塞(例如,参照专利文献1)。这样的火花塞的电极头由与电极母材相比对于火花放电、氧化的耐久性优异的材质构成。例如,电极头的材质是贵金属(例如、铂、铱、钌、铑等)、或者以贵金属为主要成分的合金等。在专利文献1的火花塞中,利用激光焊接在电极头和电极母材之间形成熔融部,该熔融部形成为随着朝向激光焊接时的激光的入射方向去顶端变细的形状(所谓的楔子状)。在将火花塞用在内燃机中时,由于内燃机的燃烧热而在连接电极头和电极母材的熔融部上产生热应力。因此,在电极头和熔融部的交界以及电极母材和熔融部的交界处容易产生裂缝(裂纹)和氧化皮。当裂缝和氧化皮中的至少一者在上述交界处过度发展时,电极头有可能自电极母材剥离、脱落。现行技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010-238498号公报

技术实现要素:
发明要解决的问题在专利文献1的火花塞中,对于通过延缓在电极头和熔融部的交界以及电极母材和熔融部的交界处的、裂缝和氧化皮的发展来延长火花塞的寿命,并没有进行充分的研究。用于解决问题的方案本发明为了解决上述课题而做成,能够作为以下的技术方案来实现。(1)采用本发明的一技术方案,提供一种火花塞,该火花塞具有:第1电极;以及第2电极,其具有电极头和电极母材,在该电极头和所述第1电极之间形成有间隙,所述电极头接合于所述电极母材。在该火花塞中,所述电极头具有离开所述电极母材的平面,并且所述电极头利用沿着从所述平面的一端朝向另一端的平面方向照射激光的激光焊接,在所述电极头的相对于所述平面而言的背面侧接合于所述电极母材,通过所述激光焊接而在所述电极头的所述背面侧形成熔融部,利用与所述平面正交且与所述平面方向平行的面进行剖切所得到的所述熔融部的截面形状,在从所述平面方向的一方朝向另一方去的中途具有缩径部。采用该技术方案,能够利用熔融部的缩径部,抑制在熔融部的边界处产生的裂缝。此外,与在熔融部的截面形状中没有形成缩径部的情况相比,能够利用缩径部确保电极头和熔融部的交界的长度以及电极母材和熔融部的交界的长度更长。因此,能够延缓在这些交界处产生的裂缝和氧化皮中的至少一者发展到引起电极头的剥离或者脱落。其结果,能够延长火花塞的寿命。(2)在上述火花塞中,也可以是,所述熔融部具有供所述激光入射的暴露面,所述截面形状的沿着与所述平面方向正交的方向的宽度中的、宽度A与宽度B之间的关系满足A/B≥0.5,所述宽度A是所述缩径部处最窄的宽度,所述宽度B是在比形成所述宽度A的部位远离所述暴露面的方向侧最宽的宽度。采用该技术方案,能够利用缩径部有效地抑制由在缩径部处产生的应力集中引起的氧化皮的发展。(3)在上述火花塞中,也可以是,所述熔融部具有供所述激光入射的暴露面,至少一个形成所述缩径部处最窄的宽度的部位位于比将所述截面形状的所述平面方向的长度二等分的虚拟线靠所述暴露面侧的位置,所述缩径部处最窄的宽度是所述截面形状的沿着与所述平面方向正交的方向的宽度。采用该技术方案,能够抑制以暴露面侧为起点的裂缝和氧化皮的发展。(4)在上述火花塞中,也可以是,所述电极头具有与所述第1电极相对的相对面,在该相对面和所述第1电极之间形成有所述间隙,所述熔融部形成为避开所述相对面。采用该技术方案,能够防止由在间隙产生的火花放电导致在熔融部形成裂缝和氧化皮的起点。(5)在上述火花塞中,也可以是,所述熔融部具有供所述激光入射的暴露面,所述截面形状的重心位于比将所述截面形状的所述平面方向的长度二等分的虚拟线靠所述暴露面侧的位置。采用该技术方案,能够抑制体积偏向暴露面侧的熔融部的裂缝和氧化皮的发展。(6)在上述火花塞中,也可以是,所述第2电极是中心电极和接地电极中的至少一者。采用该技术方案,能够延长电极头与中心电极和接地电极中的至少一者接合而成的火花塞的寿命。本发明也能够由火花塞以外的各种技术方案来实现。例如,能够利用火花塞的电极、火花塞的制造方法、火花塞的制造装置、用于控制该制造装置的计算机程序、存储了该计算机程序的非临时性存储介质等技术方案来实现。附图说明图1是表示火花塞的局部截面的说明图。图2是表示火花塞的前端侧的说明图。图3是表示剖切接地电极的前端侧而成的截面的说明图。图4是表示评价火花塞的耐久性所得到的结果的表。图5是表示剖切第2实施方式的接地电极的前端侧而成的截面的说明图。图6是表示剖切第3实施方式的接地电极的前端侧而成的截面的说明图。图7是表示剖切第4实施方式的接地电极的前端侧而成的截面的说明图。图8是表示剖切第5实施方式的接地电极的前端侧而成的截面的说明图。图9是表示第6实施方式的接地电极的前端侧的说明图。图10是表示评价火花塞的耐久性所得到的结果的表。图11是表示第7实施方式的接地电极的前端侧的说明图。图12是表示第8实施方式的接地电极的前端侧的说明图。图13是表示第9实施方式的接地电极的前端侧的说明图。图14是表示剖切第9实施方式的接地电极的前端侧而成的截面的说明图。图15是表示第10实施方式的接地电极的前端侧的说明图。图16是表示剖切第11实施方式的中心电极的前端侧而成的截面的说明图。具体实施方式A.第1实施方式图1是表示火花塞10的局部截面的说明图。在图1中,以作为火花塞10的轴心的轴线CA为界,在比轴线CA靠纸面左侧处图示出火花塞10的外观形状,在比轴线CA靠纸面右侧处图示出火花塞10的截面形状。在本实施方式的说明中,将火花塞10的图1的纸面下侧称为“前端侧”,将图1的纸面上侧称为“后端侧”。火花塞10具有:中心电极100、绝缘体200、主体金属配件300以及接地电极400。在本实施方式中,火花塞10的轴线CA也是中心电极100、绝缘体200以及主体金属配件300各个构件的轴心。火花塞10在前端侧具有形成于中心电极100和接地电极400之间的间隙SG。火花塞10的间隙SG也被称为火花间隙。火花塞10构成为能够以使形成有间隙SG的前端侧自燃烧室920的内壁910突出的状态安装于内燃机90。当在将火花塞10安装于内燃机90的状态下向中心电极100施加高电压(例如1万~3万伏特)时,在间隙SG产生火花放电。在间隙SG产生的火花放电能够实现对燃烧室920的混合气体的点火。在图1中图示了彼此正交的XYZ轴。图1的XYZ轴与后述的其他图中的XYZ轴相对应。在图1的XYZ轴之中,X轴是与Y轴和Z轴正交的轴。在沿着X轴的X轴方向之中,+X轴方向是从图1的纸面里侧朝向纸面眼前侧的方向,-X轴方向是与+X轴方向相反的方向。在图1的XYZ轴之中,Y轴是与X轴和Z轴正交的轴。在沿着Y轴的Y轴方向之中,+Y轴方向是从图1的纸面右侧朝向纸面左侧的方向,-Y轴方向是与+Y轴方向相反的方向。在图1的XYZ轴之中,Z轴是沿着轴线CA的轴。在沿着Z轴的Z轴方向(轴线方向)之中,+Z轴方向是从火花塞10的后端侧朝向前端侧的方向,-Z轴方向是与+Z轴方向相反的方向。火花塞10的中心电极100是具有导电性的第1电极。中心电极100形成为以轴线CA为中心延伸的棒状。在本实施方式中,中心电极100由以镍(Ni)为主要成分的镍合金(例如、因科镍合金601(“INCONEL”注册商标))形成。在本说明书的说明中,“主要成分”指的是包含最多的成分。中心电极100的外侧面利用绝缘体200与外部电绝缘。中心电极100的前端侧从绝缘体200的前端侧突出。中心电极100的后端侧与绝缘体200的后端侧电连接。在本实施方式中,中心电极100的后端侧借助端子金属配件190与绝缘体200的后端侧电连接。火花塞10的绝缘体200是具有电绝缘性的绝缘子。绝缘体200形成为以轴线CA为中心延伸的筒状。在本实施方式中,绝缘体200是通过对绝缘性陶瓷材料(例如、氧化铝)进行烧结而制成的。绝缘体200具有以轴线CA为中心延伸的贯通孔即轴孔290。在绝缘体200的轴孔290中,在使中心电极100从绝缘体200的前端侧突出的状态下,将中心电极100保持在轴线CA上。火花塞10的主体金属配件300是具有导电性的金属体。主体金属配件300形成为以轴线CA为中心延伸的筒状。在本实施方式中,主体金属配件300是对成形为筒状的低碳钢实施了镀镍而成的构件。在其他实施方式中,主体金属配件300也可以是实施了镀锌的构件,也可以是没有实施镀敷的构件(无镀敷)。主体金属配件300以与中心电极100电绝缘的状态通过弯边而固定于绝缘体200的外侧面。在主体金属配件300的前端侧形成有端面310。绝缘体200与中心电极100一起从端面310的中央朝向+Z轴方向突出。接地电极400接合于端面310。火花塞10的接地电极400是具有导电性的第2电极。接地电极400具有电极母材410和电极头450。电极母材410形成为从主体金属配件300的端面310沿着+Z轴方向延伸之后朝向轴线CA弯曲的形状。电极母材410的后端侧与主体金属配件300相接合。电极头450接合于电极母材410的前端侧。电极头450与中心电极100之间形成有间隙SG。在本实施方式中,电极母材410的材质与中心电极100一样,是以镍(Ni)为主要成分的镍合金。在本实施方式中,电极头450的材质是以铂(Pt)为主要成分、含有10质量%的镍(Ni)的合金。在其他实施方式中,电极头450的材质只要是与电极母材410相比耐久性优异的材质即可,既可以是纯粹的贵金属(例如铂(Pt)、铱(Ir)、钌(Ru)、铑(Rh)等),也可以是以这些贵金属为主要成分的其他的合金。图2是表示火花塞10的前端侧的说明图。图2中的上部的图2的(A)是从+X轴方向观察中心电极100和接地电极400而得到的局部放大图。图2中的下部的图2的(B)是从-Z轴方向观察接地电极400的前端侧而得到的局部放大图。图3是表示剖切接地电极400的前端侧而成的截面的说明图。图3的截面是从图2的(B)的向视F3-F3观察而得到的接地电极400的截面。中心电极100形成为圆柱状,如图2的(A)所示,其具有前端面101和侧面107。前端面101和侧面107构成中心电极100的前端侧的端部。中心电极100的前端面101是与X轴和Y轴平行且面向+Z轴方向的面。中心电极100的侧面107是形成于轴线CA周围的与Z轴平行的面。在本实施方式中,在中心电极100的部位中的前端面101和接地电极400的电极头450之间形成间隙SG。如图2和图3所示,接地电极400的电极母材410具有母材面411、412、413、415、416。母材面411是从电极母材410的后端侧形成到前端侧、且在接地电极400的前端侧朝向-Z轴方向的面。母材面412是从电极母材410的后端侧形成到前端侧、且在接地电极400的前端侧朝向+Z轴方向的面。母材面413是形成于接地电极400的前端侧且朝向+Y轴方向的面。母材面415是从电极母材410的后端侧形成到前端侧、且朝向-X轴方向的面。母材面416是从电极母材410的后端侧形成到前端侧、且朝向+X轴方向的面。在本实施方式中,在电极母材410的部位中的母材面411的前端侧设置有电极头450。在本实施方式中,接地电极400的电极头450是从电极母材410的母材面411朝向-Z轴方向突出的长方体形状的突出部。如图2和图3所示,电极头450具有头面451、453、454。头面451是离开电极母材410的平面。头面451是与X轴和Y轴平行且朝向-Z轴方向的面。头面453是与X轴和Z轴平行且朝向+Y轴方向的面。头面454是与X轴和Z轴平行且朝向-Y轴方向的面。在本实施方式中,电极头450在相对于电极头450的头面451而言的背面侧(即、电极头450的+Z轴方向侧),接合于电极母材410。电极头450相对于电极母材410的接合是经过接下来的工序1~3来实施的。(工序1)在电极母材410上形成凹部418。(工序2)将电极头450配置在电极母材410的凹部418。(工序3)对电极母材410和电极头450的交界进行激光焊接。在本实施方式中,在将电极头450接合于电极母材410的激光焊接中,照射激光的入射方向LD是从头面451的+Y轴方向侧的一端朝向-Y轴方向侧的另一端的平面方向、即-Y轴方向。在其他实施方式中,入射方向LD可以朝向+X轴方向、-X轴方向、+Z轴方向以及-Z轴方向中的至少一个方向倾斜。在本实施方式中,在将电极头450接合于电极母材410的激光焊接中,移动激光的移动方向LM是从头面451的+X轴方向侧的一端朝向-X轴方向侧的另一端的平面方向、即-X轴方向。在其他实施方式中,移动方向LM也可以是+X轴方向。在本实施方式中,激光的移动是沿一个方向的移动,但是在其他实施方式中,也可以是往复移动。在相对于电极头450的头面451而言的背面侧(即、电极头450的+Z轴方向侧),通过将电极头450接合于电极母材410的激光焊接而形成熔融部430。熔融部430是源于通过激光焊接而暂时熔融的电极母材410和电极头450的金属凝固而成的部位(所谓的焊缝)。熔融部430具有:暴露面431、交界面433、交界面435以及端部439。熔融部430的暴露面431是形成于在激光焊接时被激光照射的部位、且从电极母材410和电极头450暴露出来的面。暴露面431从与头面453之间的接触点s1形成到与母材面413之间的接触点s2。熔融部430的交界面433是从接触点s2形成到端部439、且主要界定熔融部430与电极母材410的交界的面。熔融部430的交界面435是从接触点s1形成到端部439、且主要界定熔融部430与电极头450的交界的面。熔融部430的端部439是熔融部430中的离暴露面431最远的部位。图3所示的接地电极400的截面是利用与头面451正交且与入射方向LD平行的面(即、与YZ平面平行的面)剖切接地电极400而成的截面。在图3所示的熔融部430的截面形状中,在从暴露面431侧朝向端部439侧去的中途(即、朝向-Y轴方向的中途)具有缩径部432。熔融部430的缩径部432是熔融部430的部位中的、沿着Z轴方向的宽度在Y轴方向的中间位置暂且变细的部分。熔融部430的缩径部432的数量并不限于一个,也可以是两个以上。熔融部430的宽度A是熔融部430的截面形状的沿着Z轴方向的宽度中的、在缩径部432处最窄的宽度。熔融部430的部位a1在交界面435形成宽度A,熔融部430的部位a2在交界面433形成宽度A。熔融部430的宽度B是在熔融部430中比作为形成宽度A的部位的部位a1、a2远离暴露面431的方向(即、-Y轴方向)上的最宽的宽度B。熔融部430的部位b1在交界面435形成宽度B,熔融部430的部位b2在交界面433形成宽度B。从抑制由在缩径部432产生的应力集中引起的氧化皮的发展的观点出发,优选的是,宽度A和宽度B之间的关系满足A/B≥0.5。在本实施方式中,宽度A和宽度B之间的关系满足A/B≥0.5。在其他实施方式中,宽度A和宽度B之间的关系也可以是A/B<0.5。从抑制自暴露面431侧发展的裂缝和氧化皮的发展的观点出发,优选的是,至少一个在缩径部432处形成最窄宽度的部位位于比将熔融部430的截面形状的沿着Y轴方向的长度Ly二等分的虚拟线PB靠暴露面431侧的位置。在本实施方式中,缩径部432的部位a1、a2位于比虚拟线PB靠暴露面431侧的位置。在其他实施方式中,缩径部432的部位a1、a2也可以位于比虚拟线PB靠端部439侧的位置。从防止由在间隙SG产生的火花放电导致在熔融部430形成裂缝和氧化皮的起点的观点出发,优选的是,熔融部430形成为避开头面451,该头面451是与中心电极100之间形成间隙SG的相对面。在本实施方式中,熔融部430形成为避开作为相对面的头面451。在其他实施方式中,熔融部430也可以形成在相对面的整个范围。在本实施方式中,熔融部430的被与YZ平面平行的面剖切而成的截面形状为:除了形成有缩径部432的部分以外,朝向激光焊接时的激光的入射方向LD去顶端变细的形状。因此,熔融部430的被与YZ平面平行的面剖切而成的截面形状的重心G(即、矩心)位于比将熔融部430的截面形状的沿着Y轴方向的长度Ly二等分的虚拟线PB靠暴露面431侧的位置。图4是表示评价火花塞10的耐久性而得出的结果的表。在图4的评价试验中,试验者将把接地电极400的电极母材410和电极头450之间连接起来的熔融部430的形状不同的多个火花塞10作为试样来进行评价。各试样中共同的电极母材410的情况如下所述。·材质:因科镍合金601·前端侧的截面尺寸(X轴方向的长度):2.7mm(毫米)·前端侧的截面尺寸(Z轴方向的长度):1.3mm各试样中共同的电极头450的情况如下所述。·材质:以铂(Pt)为主要成分且含有10质量%的镍(Ni)的合金·形状:长方体·X轴方向的长度:1.3mm·Y轴方向的长度:1.3mm·接合前的厚度:0.4mm试验者在利用激光焊接将电极头450接合于电极母材410时,设定作为五个试样各不相同的焊接条件的、激光输出和加工速度的各数值的组合,从而制作出了熔融部430的形状不同的试样。激光输出的范围是300W~420W(瓦特),加工速度的范围是50mm每秒~150mm每秒。试验者针对各试样实施了将以下的工序1、2反复1000次的冷热循环试验。(工序1)利用燃烧器对接合在电极母材410的电极头450加热两分钟,以使电极头450的温度达到1030℃。(工序2)通过鼓风1分钟来冷却电极头450。试验者在完成了冷热循环试验之后,沿着YZ平面剖切各试样的接地电极400,确认了熔融部430的截面形状,并且确认了熔融部430的边界处有无裂缝和氧化皮。试验者计算出在电极母材410和电极头450各构件与熔融部430之间的各交界处产生的氧化皮相对于这些交界的整个区域所占的比例。五个试样A1~A5的熔融部430的截面形状是没有形成缩径部432而是朝向激光的入射方向LD去顶端变细的形状。在试样A1~A5之中,在试样A2、A3、A5的熔融部430的边界处产生了裂缝。试样A1~A5的氧化皮的比例为32%~69%。五个试样B1~B5是在与试样A1~A5的焊接条件1相比增大了激光输出的焊接条件2下制作出的试样。试样B1~B5的熔融部430的截面形状是没有形成缩径部432而是朝向激光的入射方向LD去顶端变细的形状,且与试样A1~A5相比Z轴方向的宽度较大。在试样B1~B5之中,在试样B1、B2的熔融部430的边界处产生了裂缝。试样B1~B5的氧化皮的比例为9%~24%。五个试样C1~C5的熔融部430的截面形状与图3所示的熔融部430的截面形状相同,均是形成有缩径部432的形状。试样C1~C5的与缩径部432相关的比值A/B×100为69%~85%。在试样C1~C5中,在熔融部430的边界处没有确认到有裂缝。试样C1~C5的氧化皮的比例为15%~22%。五个试样D1~D5是在与试样C1~C5的焊接条件3相比增大了激光输出的焊接条件3下制作出来的试样。试样D1~D5的熔融部430的截面形状是与图3所示的熔融部430的截面形状相同的具有缩径部432的形状,且与试样C1~C5相比Z轴方向的宽度较大。试样D1~D5的与缩径部432相关的比值A/B×100为63%~79%。在试样D1~D5中,在熔融部430的边界处没有确认到有裂缝。试样D1~D5的氧化皮的比例为10%~17%。五个试样E1~E5是在与试样C1~C5的焊接条件3相比增大了激光输出和加工速度的焊接条件5下制作出来的试样。试样E1~E5的熔融部430的截面形状与图3所示的熔融部430的截面形状相同,均是具有缩径部432的形状。试样E1~E5的与缩径部432相关的比值A/B×100为48%~53%。在试样E1~E5中,在熔融部430的边界处没有确认到有裂缝。试样E1~E5的氧化皮的比例为15%~20%。五个试样F1~F5是在与试样E1~E5的焊接条件5相比进一步增大了激光输出和加工速度的焊接条件6下制作出来的试样。试样F1~F5的熔融部430的截面形状与图3所示的熔融部430的截面形状相同,均是具有缩径部432的形状。试样F1~F5的与缩径部432相关的比值A/B×100是32%~42%。在试样F1~F5中,在熔融部430的边界处没有确认到有裂缝。试样F1~F5的氧化皮的比例为38%~50%。根据图4的评价结果,将试样A1~A5、B1~B5与试样C1~C5、D1~D5、E1~E5以及F1~F5相比较可知,通过熔融部430的截面形状具有缩径部432,能够抑制在熔融部430的边界处产生的裂缝。根据图4的评价结果,将试样C1~C5、D1~D5以及E1~E5与试样F1~F5相比较可知,通过比值A/B×100为50%以上、即满足A/B≥0.5,能够抑制熔融部430的边界处的氧化皮的发展。可以认为该结果是因为,在比值A/B×100过小的情况下,即缩径部432的收缩过大的情况下,在缩径部432处产生的应力集中变大,从而促进了氧化皮的发展。采用以上说明的实施方式,利用熔融部430的缩径部432能够抑制在熔融部430的边界产生的裂缝。此外,与在熔融部430的截面形状中没有形成缩径部432的情况相比,能够利用缩径部432确保电极头450和熔融部430的交界的长度以及电极母材410和熔融部430的交界的长度更长。因此,能够延缓在这些交界处产生的裂缝和氧化皮中的至少一者发展到引起电极头450的剥离或者脱落。其结果,能够延长火花塞10的寿命。此外,因为满足A/B≥0.5,所以能够抑制由在缩径部432处产生的应力集中引起的氧化皮的发展。此外,在熔融部430的截面形状中,至少一个在缩径部432处形成最窄宽度A的部位a1、a2位于比虚拟线PB靠暴露面431侧的位置。因此,能够利用缩径部432有效地抑制以暴露面431侧为起点的裂缝和氧化皮的发展。此外,熔融部430形成为避开作为与中心电极100相对的相对面的头面451。因此,能够利用在间隙SG中产生的火花放电,抑制在熔融部430形成裂缝和氧化皮的起点。B.第2实施方式图5是表示剖切第2实施方式的接地电极401的前端侧而成的截面的说明图。第2实施方式的火花塞10具有与第1实施方式的接地电极400不同的接地电极401,除此之外,与第1实施方式相同。第2实施方式的接地电极401在电极母材410的凹部418和电极头450的头面454之间形成有间隙,除此之外,与第1实施方式的接地电极400相同。采用第2实施方式,与第1实施方式一样,能够延长火花塞10的寿命。C.第3实施方式图6是表示剖切第3实施方式的接地电极402的前端侧而成的截面的说明图。第3实施方式的火花塞10具有与第1实施方式的接地电极400不同的接地电极402,除此之外,与第1实施方式相同。对于第3实施方式的接地电极402而言,电极头450的头面453与电极母材410的母材面413位于相同平面上,除此之外,与第1实施方式的接地电极400相同。采用第3实施方式,与第1实施方式一样,能够延长火花塞10的寿命。D.第4实施方式图7是表示剖切第4实施方式的接地电极403的前端侧而成的截面的说明图。第4实施方式的火花塞10具有与第1实施方式的接地电极400不同的接地电极403,除此之外,与第1实施方式相同。对于第4实施方式的接地电极403而言,电极头450的头面453比电极母材410的母材面413向+Y轴方向侧突出,并且与激光的入射方向LD相应地使熔融部430的-Y轴方向侧向-Z轴方向倾斜,除此之外,与第1实施方式的接地电极400相同。采用第4实施方式,与第1实施方式一样,能够延长火花塞10的寿命。在第4实施方式中,与中心电极100之间形成间隙SG的相对面是电极头450的头面451,在头面451与中心电极100的前端面101之间形成间隙SG。在第4实施方式的变形例中,也可以是,与中心电极100之间形成间隙SG的相对面是电极头450的头面453,在头面453和中心电极100的侧面107之间形成间隙SG。E.第5实施方式图8是表示剖切第5实施方式的接地电极404的前端侧而成的截面的说明图。第5实施方式的火花塞10具有与第1实施方式的接地电极400不同的接地电极404,除此之外,与第1实施方式相同。对于第5实施方式的接地电极404而言,在使头面451朝向+Y轴方向的状态下将接地电极404接合于母材面413而非母材面411,以及在头面451和中心电极100的侧面107之间形成间隙SG,除此之外,与第1实施方式的接地电极400相同。采用第5实施方式,与第1实施方式一样,能够延长火花塞10的寿命。F.第6实施方式图9是表示第6实施方式的接地电极405的前端侧的说明图。第6实施方式的火花塞10具有与第1实施方式的接地电极400不同的接地电极405,除此之外,与第1实施方式相同。第6实施方式的接地电极405具有与第1实施方式的电极头450不同的电极头450A,除此之外,与第1实施方式的接地电极400相同。第6实施方式的电极头450A为从电极母材410的母材面411朝向-Z轴方向突出的圆柱状的突出部,除此之外,与第1实施方式的电极头450相同。在从图9的向视F3-F3进行观察的情况下,接地电极405的截面形状与图3所示的接地电极400的截面形状相同。图10是表示评价火花塞10的耐久性所得到的结果的表。在图10的评价试验中,与图4的评价试验相同,试验者将把接地电极405的电极母材410和电极头450A之间连接起来的熔融部430的形状不同的多个火花塞10作为试样进行评价。各试样中共同的电极母材410的情况如下所述。·材质:因科镍合金601·前端侧的截面尺寸(X轴方向的长度):2.8mm·前端侧的截面尺寸(Z轴方向的长度):1.5mm各试样中共同的电极头450A的情况如下所述。·材质:以铂(Pt)为主要成分且含有10质量%的铱(Ir)的合金·形状:圆柱·直径:1.5mm·接合前的厚度:0.4mm试验者在利用激光焊接将电极头450A接合于电极母材410时,设定作为三个试样各不相同的焊接条件的、激光输出和加工速度的各数值的组合,从而制作出了熔融部430的形状不同的试样。激光输出的范围是320W~450W,加工速度的范围是50mm每秒~150mm每秒。与图4的评价试验一样,试验者在完成了冷热循环试验之后,沿着YZ平面剖切各试样的接地电极405,确认了熔融部430的截面形状,并且确认了熔融部430的边界处有无裂缝和氧化皮。三个试样G1~G3的熔融部430的截面形状是没有形成缩径部432而是朝向激光的入射方向LD去顶端变细的形状。在试样G1~G3中,在熔融部430的边界处产生了裂缝。试样G1~G3的氧化皮的比例为53%~70%。三个试样H1~H3是在与试样G1~G3的焊接条件7相比增大了激光输出大的焊接条件8下制作出来的试样。试样H1~H3的熔融部430的截面形状是没有形成缩径部432而是朝向激光的入射方向LD去顶端变细的形状,且与试样G1~G3相比Z轴方向的宽度较大。在试样H1~H3之中,在试样H3的熔融部430的边界处产生了裂缝。试样H1~H3的氧化皮的比例为44%~50%。三个试样I1~I3的熔融部430的截面形状与图3所示的熔融部430的截面形状相同,均是具有缩径部432的形状。试样I1~I3的与缩径部432相关的比值A/B×100为69%~77%。在试样I1~I3中,在熔融部430的边界处没有确认到有裂缝。试样I1~I3的氧化皮的比例为19%~25%。三个试样J1~J3是在与试样I1~I3的焊接条件9相比增大了激光输出的焊接条件10下制作出来的试样。试样J1~J3的熔融部430的截面形状是与图3所示的熔融部430的截面形状相同的具有缩径部432的形状,且与试样I1~I3相比Z轴方向的宽度较大。试样J1~J3的与缩径部432相关的比值A/B×100为63%~67%。在试样J1~J3中,在熔融部430的边界处没有确认到有裂缝。试样J1~J3的氧化皮的比例为11%~16%。三个试样K1~K3是在与试样I1~I3的焊接条件9相比增大了激光输出和加工速度的焊接条件11下制作出来的试样。试样K1~K3的熔融部430的截面形状与图3所示的熔融部430的截面形状相同,均是具有缩径部432的形状。试样K1~K3的与缩径部432相关的比值A/B×100为50%~55%。在试样K1~K3中,在熔融部430的边界处没有确认到有裂缝。试样K1~K3的氧化皮的比例为17%~20%。三个试样L1~L3是在与试样K1~K3的焊接条件11相比进一步增大了激光输出和加工速度的焊接条件12下制作出来的试样。试样L1~L3的熔融部430的截面形状与图3所示的熔融部430的截面形状相同,均是具有缩径部432的形状。试样L1~L3的与缩径部432相关的比值A/B×100为35%~44%。在试样L1~L3中,在熔融部430的边界处没有确认到有裂缝。试样L1~L3的氧化皮的比例为31%~42%。根据图10的评价结果,将试样G1~G3、H1~H3与试样I1~I3、J1~J3、K1~K3以及L1~L3相比较可知,通过熔融部430的截面形状具有缩径部432,能够抑制在熔融部430的边界处产生的裂缝。此外,将试样I1~I3、J1~J3以及K1~K3与试样L1~L3相比较可知,通过比值A/B×100为50%以上、即满足A/B≥0.5,能够抑制熔融部430的边界处的氧化皮的发展。采用以上说明的第6实施方式,与第1实施方式同样地能够延长火花塞10的寿命。作为第6实施方式的变形例,也可以将第2实施方式~第5实施方式中的任一实施方式的结构应用于第6实施方式的接地电极405。G.第7实施方式图11是表示第7实施方式的接地电极406的前端侧的说明图。第7实施方式的火花塞10具有与第3实施方式的接地电极402不同的接地电极406,除此之外,与第3实施方式相同。第7实施方式的接地电极406具有与第3实施方式的电极头450不同的电极头450B,除此之外,与第3实施方式的接地电极402相同。第7实施方式的电极头450B为从电极母材410的母材面411朝向-Z轴方向突出的梯形柱状的突出部,除此之外,与第3实施方式的电极头450相同。在从图11的向视F6-F6进行观察情况下,接地电极406的截面形状与图6所示的接地电极402的截面形状相同。采用第7实施方式,与第1实施方式同样地能够延长火花塞10的寿命。作为第7实施方式的变形例,也可以将第1、2、4、5实施方式中的任一实施方式的结构应用于第7实施方式的接地电极406。H.第8实施方式图12是表示第8实施方式的接地电极407的前端侧的说明图。第8实施方式的火花塞10具有与第1实施方式的接地电极400不同的接地电极407,除此之外,与第1实施方式相同。第8实施方式的接地电极407具有与第1实施方式的电极头450不同的电极头450C,除此之外,与第1实施方式的接地电极400相同。第8实施方式的电极头450C的X轴方向的宽度小于Y轴方向的宽度,除此之外,与第1实施方式的电极头450相同。在从图12的向视F3-F3进行观察的情况下,接地电极407的截面形状与图3所示的接地电极400的截面形状相同。采用第8实施方式,与第1实施方式同样地能够延长火花塞10的寿命。作为第8实施方式的变形例,也可以将第2实施方式~第5实施方式中的任一实施方式的结构应用于第8实施方式的接地电极407。I.第9实施方式图13是表示第9实施方式的接地电极408的前端侧的说明图。图14是表示剖切第9实施方式的接地电极408的前端侧而成的截面的说明图。图14的截面是从图13的向视F10-O-F10、F10’-O-F10’以及F10”-O-F10”观察到的接地电极408的截面。第9实施方式的火花塞10具有与第6实施方式的接地电极405不同的接地电极408,除此之外,与第6实施方式相同。第9实施方式的接地电极408具有形状和配置与第6实施方式的熔融部430不同的熔融部430D,除此之外,与第6实施方式的接地电极405相同。第9实施方式的电极头450D与第6实施方式的电极头450A相同,是从电极母材410的母材面411朝向-Z轴方向突出的圆柱状的突出部。虚拟线O是电极头450D的轴心。在第9实施方式的接地电极408中,就将电极头450D接合于电极母材410的激光焊接来讲,照射激光的入射方向LD分别为从母材面413朝向电极头450D的-Y轴方向、从母材面415朝向电极头450D的-X轴方向、从母材面416朝向电极头450D的+X轴方向。由此,在第9实施方式的接地电极408形成有三个熔融部430D。这三个熔融部430D的截面形状与第1实施方式的熔融部430相同,也具有缩径部432。采用以上说明的第9实施方式,与第1实施方式同样地能够延长火花塞10的寿命。作为第9实施方式的变形例,也可以将第9实施方式的熔融部430D应用于第1实施方式~第8实施方式中的任一实施方式中。J.第10实施方式图15是表示第10实施方式的接地电极409的前端侧的说明图。第10实施方式的火花塞10具有与第1实施方式的接地电极400不同的接地电极409,除此之外,与第1实施方式相同。第10实施方式的接地电极409形成有与熔融部430不同的熔融部440,除此之外,与第1实施方式的电极头450相同。接地电极409的熔融部440是在形成了熔融部430之后将电极头450的头面454激光焊接于电极母材410从而形成的焊缝。在第10实施方式中,熔融部430的-Y轴方向侧进入熔融部440。熔融部430的端部439与熔融部440邻接。采用以上说明的第10实施方式,与第1实施方式同样地能够延长火花塞10的寿命。作为第10实施方式的变形例,也可以将第10实施方式的熔融部440应用于第2实施方式~第9实施方式中的任一实施方式中。K.第11实施方式图16是表示剖切第11实施方式的中心电极100的前端侧而成的截面的说明图。第11实施方式的火花塞10具有将电极头150接合于电极母材110而成的中心电极100,除此之外,与第1实施方式相同。中心电极100的电极母材110形成为以轴线CA为中心延伸的圆柱状,具有端面111和侧面117。电极母材110的材质是以镍(Ni)为主要成分的镍合金。中心电极100的电极头150形成为以轴线CA为中心的圆柱状,具有截面151和侧面157。电极头150接合于电极母材110的端面111。电极头150的材质与接地电极400的电极头450相同。电极头150的截面151是离开电极母材110的面,并且也是与接地电极400之间形成间隙SG的相对面。与接地电极400的熔融部430同样地,在电极母材110和电极头150之间,通过将电极头150接合于电极母材110的激光焊接而形成有熔融部130。熔融部130是源于通过激光焊接而暂时熔融的电极母材110和电极头150的金属凝固而成的部位(所谓的焊缝)。熔融部130具有暴露面131、交界面133、交界面135以及端部139。熔融部130的暴露面131是形成于在激光焊接时被激光照射的部位、且从电极母材110和电极头150暴露出来的面。暴露面131从与头面150的侧面157的接触点s1形成到与电极母材110的侧面117的接触点s2。熔融部130的交界面133是从接触点s2形成到端部139、且主要界定熔融部130与电极母材110的交界的面。熔融部130的交界面135是从接触点s1形成到端部139、且主要界定熔融部130与电极头150的交界的面。熔融部130的端部139是熔融部130中的离暴露面131最远的部位。图16所示的熔融部130的截面形状在从暴露面131侧朝向端部139侧去的中途(即、朝向-Y轴方向的中途)具有缩径部132。熔融部130的缩径部132是熔融部130的沿着Z轴方向的宽度随着朝向-Y轴方向去暂时变小,之后又变大的部分。熔融部130的缩径部132的数量并不限于一个,也可以是两个以上。中心电极100的熔融部130的截面形状的特征与接地电极400的熔融部430的截面形状的特征相同。采用以上说明的第11实施方式,能够利用熔融部130的缩径部132抑制在熔融部130的边界处产生的裂缝。与接地电极400的熔融部430同样地,能够延缓在中心电极100的熔融部130的边界处产生的裂缝和氧化皮中的至少一者发展到引起电极头150剥离或者脱落。其结果,能够延长火花塞10的寿命。作为第11实施方式的变形例,既可以将第11实施方式的中心电极100应用在第2实施方式~第10实施方式中的任一实施方式中,也可以将其应用在具有电极头借助不具有缩径部432的熔融部接合于电极母材而成的接地电极的火花塞中,还可以将其应用在具有不接合有电极头的接地电极的火花塞中。L.其他实施方式本发明并不限定于上述实施方式、实施例以及变形例,能够在不脱离其主旨的范围内以各种结构来实现。例如,为了解决上述课题中的一部分或者全部,或者为了达到上述效果的一部分或者全部,能够对与发明内容栏所记载的各技术方案中的技术特征相对应的实施方式、实施例以及变形例中的技术特征进行适当的替换、组合。此外,该技术特征只要在本说明书中没有作为必需的部分被说明,就能够适当地删除。附图标记说明10…火花塞90…内燃机100…中心电极101…前端面107…侧面110…电极母材111…端面117…侧面130…熔融部131…暴露面132…缩径部133、135…交界面139…端部150…电极头151…断面157…侧面190…端子金属件200…绝缘体290…轴孔300…主体金属配件310…端面400~409…接地电极410…电极母材411、412、413、415、416…母材面418…凹部430、430D…熔融部431…暴露面432…缩径部433、435…交界面439…端部440…熔融部450、450A、450B、450C、450D…电极头451、453、454…头面910…内壁920…燃烧室
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