火花塞的制作方法_2

文档序号:8667921阅读:来源:国知局
合于主体金属件300。在电极母材410的顶端侧接合有电极头450。在电极头450与中心电极100之间形成间隙SG。
[0040]在本实施方式中,电极母材410的材质与中心电极100相同,是以镍(Ni)为主要成分的镍合金。在本实施方式中,电极头450的材质为以铂(Pt)为主要成分的合金。在其他实施方式中,电极头450的材质只要是耐久性优于电极母材410的材质即可,既可以是纯贵金属(例如,铂(Pt)、铱(Ir)、钌(Ru)、铑(Rh)等),也可以是以上述贵金属为主要成分的其他合金。由于铂(Pt)的耐氧化性优于铱(Ir)的耐氧化性,因此,优选电极头450的主要成分为铂(Pt)。
[0041]A - 2.接地电极的详细结构
[0042]图2是表示火花塞10的顶端侧部分的说明图。图2中的上段的图2A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中的下段的图2B是从一Z轴方向观察接地电极400的顶端侧部分而得到的局部放大图。图3是表示剖切接地电极400的顶端侧部分所得到的剖面的说明图。图3的剖面是从图2B中的向视F3 — F3观察到的接地电极400的局部剖面。
[0043]中心电极100呈圆柱状。中心电极100具有顶端面101和侧面107。顶端面101和侧面107构成中心电极100的顶端侧的端部。中心电极100的顶端面101是平行于X轴和Y轴、并且朝向+Z轴方向的面。中心电极100的侧面107是形成于轴线CA的周围的、与Z轴平行的面。在本实施方式中,在中心电极100的部位中的顶端面101与接地电极400的电极头450之间形成间隙SG。
[0044]接地电极400的电极母材410具有母材面411、412、413、414、415、416。母材面411为如下这样的面:其从电极母材410的后端侧形成至顶端侧,且在从后端侧朝向顶端侧去的途中弯曲,在接地电极400的顶端侧朝向一 Z轴方向。母材面411在后端侧的面平行于X轴和Z轴并且朝向+Y轴方向,在顶端侧的面平行于X轴方向和Y轴方向并且朝向一 Z轴方向。母材面412是从电极母材410的后端侧形成至顶端侧、且在接地电极400的顶端侧朝向+Z轴方向的面。母材面413是构成接地电极400的顶端部、且朝向+Y轴方向的面。母材面414是构成接地电极400的基端部、且朝向一 Z轴方向的面。母材面415是从电极母材410的后端侧形成至顶端侧、且朝向一 X轴方向的面。母材面416是从电极母材410的后端侧形成至顶端侧、且朝向+X轴方向的面。在电极母材410的部位中的从电极母材410的顶端部(母材面413)向基端部(母材面414)扩展的平坦的面、即母材面411的顶端侧设有电极头450。“平坦的面、即母材面411”并不是为了将母材面411限定为没有凹凸的完全平坦的面,而是也包括如在母材面411形成有局部的凹凸(例如,弯曲电极母材410时产生的褶皱、缺陷等)这样的、大致平坦的状态的概念。
[0045]接地电极400的电极头450是从电极母材410的母材面411向一 Z轴方向突出而成的圆柱状的突出部。在本实施方式中,电极头450的轴心CAc与Z轴平行。电极头450具有头面451、453。头面451是与X轴和Y轴平行并且朝向一 Z轴方向的顶端面。在头面451与中心电极100的顶端面101之间形成间隙SG。头面453是形成于轴心CAc的周围的、与Z轴平行的侧面。电极头450在头面453的+Z轴方向侧的周围接合于电极母材410。
[0046]图4是表示将电极头450接合于电极母材410的状态的说明图。在本实施方式中,接合于电极母材410之前的电极头450在与顶端面451相反的一侧的端部具有从头面453向外侧鼓出的鼓出部459。电极头450与电极母材410之间的接合是通过如下方式来进行的:将电极头450以电极头450的鼓出部459朝向电极母材410的母材面411的状态配置于电极母材410,之后对电极母材410与电极头450之间的交界进行激光焊接。
[0047]在用于将电极头450接合于电极母材410的激光焊接过程中,入射激光的入射方向LD是相对于电极母材410的母材面411和电极头450的头面453倾斜的方向、且是朝向电极头450的鼓出部459的方向。在用于将电极头450接合于电极母材410的激光焊接过程中,使激光移动的移动方向LM是绕电极头450周围一周的方向。
[0048]在电极母材410中的电极头450的周围,利用用于将电极头450接合于电极母材410的激光焊接而形成有熔融部430。熔融部430是来自因激光焊接暂时熔融了的电极母材410和电极头450的金属凝固而成的部位(所谓的焊珠)。熔融部430含有电极母材410的成分和电极头450的成分。熔融部430含有来自电极头450的贵金属成分。熔融部430具有暴露面431和分界面433。熔融部430的暴露面431形成于激光焊接时激光入射的部位,是从电极母材410和电极头450暴露的面。暴露面431从与头面453之间的接触点形成至与母材面411之间的接触点。熔融部430的分界面433是划分与电极母材410及电极头450之间的边界的面。
[0049]在比电极头450靠基端部(母材面414)侧的部位,形成有相对母材面411而言向+Z轴方向凹陷的凹部460。在图2B中,用阴影表示凹部460。在本实施方式中,凹部460位于熔融部430,且形成于暴露面431。在本实施方式中,凹部460是因在激光焊接过程中熔融部430凝固时所产生的收缩而形成的。
[0050]图3所示的接地电极400的剖面是用虚拟面VP剖切接地电极400所得到的剖面,该虚拟面VP平行于电极母材410的从母材面413朝向母材面414的长度方向(Y轴方向)且经过电极头450的轴心CAc。在本实施方式中,在图3所示的熔融部430的剖面形状中,凹部460相对于母材面411的深度Dc小于凹部460的在与电极母材410的长度方向(Y轴方向)平行的方向上的宽度Lc。在其他实施方式中,深度Dc也可以大于宽度Lc。深度Dc,例如也可以是0.1mm?0.8mm(毫米)。宽度Lc,例如也可以是0.7mm?2.0_。
[0051]在图3中,虚拟线LP是将自熔融部430向X轴方向侧扩展的母材面411向虚拟面VP进行垂直投影所得到的投影线。在本实施方式中,电极头450相比于母材面411下沉。基点A是虚拟线LP与暴露面431相交的+Y轴方向侧的交点,基点B是虚拟线LP与暴露面431相交的一 Y轴方向侧的交点。在本实施方式中,基点B也是暴露面431的端点。在本实施方式中,宽度Lc是连结基点A与基点B的线段AB的长度,深度Dc是与线段AB正交的方向上的深度。
[0052]在本实施方式中,电极头450具有向凹部460鼓出的鼓出部459。在本实施方式中,鼓出部459是未被激光焊接熔融而残留的部分。在本实施方式中,鼓出部459具有从凹部460突出的角部459c。在本实施方式中,角部459c为大致直角。
[0053]在本实施方式中,电极头450的顶端外径ODc比中心电极100的顶端面101的直径大0.2mm以上。
[0054]A - 3.评价试验
[0055]图5是表示评价火花塞10的点火性后所得到的结果的曲线图。在图5的评价试验中,试验者将电极头450的顶端外径ODc及凹部460的有无的情况不同的多个火花塞10备作样品,评价了各样品的点火性。试验者针对顶端外径ODc不同的5种电极头450的每一种均制作了具有凹部460的样品和不具有凹部460的样品,准备了合计10种样品。
[0056]各样品中的电极母材410的规格如下。
[0057]?材质:因科镍合金601
[0058].顶端侧的截面尺寸(X轴方向上的长度):2.7mm
[0059].顶端侧的截面尺寸(Z轴方向上的长度):1.3mm
[0060]各样品中的电极头450的规格如下。
[0061].材质:以铂(Pt)为主要成分且含有20质量%的铱(Ir)的合金
[0062]?形状:圆柱
[0063].顶端外径 ODc:0.6mm、0.7mm、1.0mm、1.4mm、1.7mm
[0064].焊接前在轴心CAc方向的长度:1.1mm
[0065].焊接后从母材面411突出的突出量:1.0mm
[0066]具有凹部460的各样品中的凹部460的规格如下。
[0067].宽度 Lc:0.7mm
[0068].深度 Dc:0.4mm
[0069]试验者按照如下步骤针对各样品进行了点火性试验。
[0070]步骤1:将样品安装于设有观察窗的燃烧室。
[0071]步骤2:将丙烷气体导入燃烧室。
[0072]步骤3:通过对样品进行通电而对丙烷气体进行点火,使用高速相机从观察窗对火焰核进行条纹摄影。
[0073]步骤4:通过分析基于条纹摄影得到的图像,测量火焰核到达以火焰核的基点为中心半径3.0mm的圆为止所需的时间、即火焰到达时间。
[0074]步骤5:对每个样品实施5次步骤2?步骤4。
[0075]步骤6:将顶端外径ODc为0.6mm且不具有凹部460的样品设为基准样品,计算出各样品的火焰到达时间相对于该基准样品的火焰到达时间的平均值而言的比率、即火焰到达时间比率Rt。
[0076]在图5中,将电极头450的顶端外径ODc设为横轴,将火焰到达时间比率Rt的倒数设为纵轴,示出了对各样品的点火性试验的结果。表
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1