火花塞及其制造方法

摘要

本发明提供一种火花塞及其制造方法，通过由以Ni为主要成分的金属形成端头来抑制制造成本并且实现优异的耐耗性。火花塞(1)具备：绝缘子(2)，具有在轴线(CL1)方向贯通的轴孔(4)；中心电极(5)，插设于轴孔(4)的前端侧；主体配件(3)，设置于绝缘子(2)的外周；接地电极(27)，自身的基端部固定于主体配件(3)的前端部；以及端头(32)，与接地电极(27)的前端部接合，与中心电极(5)的前端部之间形成火花放电间隙(33)。端头(32)由含有93质量％以上镍的金属形成，并且端头(32)的硬度为维氏硬度163Hv以下。

权利要求

1.一种火花塞，具备：

筒状的绝缘体，具有在轴线方向贯通的轴孔；

中心电极，插设于上述轴孔的前端侧；

筒状的主体配件，设置于上述绝缘体的外周；

接地电极，自身的基端部固定于上述主体配件的前端部；以及端头，与上述接地电极的前端部接合，与上述中心电极的前端部之间形成间隙，上述火花塞的特征在于，上述端头由含有93质量％以上的镍的金属形成，并且，上述端头的硬度为维氏硬度

163Hv以下，

压缩残留应力施加于上述端头的形成上述间隙的面。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，沿着上述接地电极的中心轴的、从上述接地电极的前端到上述端头的距离为1.5mm以下，上述接地电极的硬度为维氏硬度90Hv以上。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，上述接地电极由以镍为主要成分的金属形成，并且，上述端头以及上述接地电极中的至少一方包含硅、锰以及铝中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，上述接地电极由以镍为主要成分的金属形成，并且，上述端头以及上述接地电极中的至少一方含有0.5质量％以上1.3质量％以下的硅、

0.1质量％以上1.1质量％以下的锰、0.01质量％以上1.00质量％以下的铝。

5.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，上述端头以及上述接地电极中的至少一方含有一种以上的稀土类元素。

6.根据权利要求5所述的火花塞，其特征在于，稀土类元素的总含有量为0.05质量％以上0.25质量％以下。

7.一种火花塞的制造方法，上述火花塞为权利要求1至6中任一项所述的火花塞，上述火花塞的制造方法的特征在于，包括接合工序，通过电阻焊接将上述端头接合于上述接地电极，在上述接合工序中，

在使上述端头的一端面与上述接地电极接触的状态下，将上述端头从另一端面侧朝向上述接地电极侧加压的同时，对上述端头进行通电，由此将上述端头接合于上述接地电极，至少在对上述端头进行通电时，位于上述端头的一端面和另一端面之间的侧面与大气接触。

8.根据权利要求7所述的火花塞的制造方法，其特征在于，在上述接合工序之后的上述端头的硬度为维氏硬度100Hv以上。

9.根据权利要求7或8所述的火花塞的制造方法，其特征在于，包括弯曲工序，在通过棒状的支撑夹具支撑上述接地电极的位于上述中心电极侧的面的状态下，从上述中心电极侧的面的相反侧的面按压上述接地电极来弯曲上述接地电极，上述接地电极的硬度为维氏硬度150Hv以下。

说明书

火花塞及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及用于内燃机等中的火花塞及其制造方法。

背景技术

[0002] 用于内燃机等燃烧装置中的火花塞例如具备：沿着轴线方向延伸的中心电极、设置于中心电极的外围的绝缘体、组装在绝缘体外侧的圆筒状的主体配件、基端部与主体配件的前端部接合的接地电极。接地电极自身的大致中间部分弯折而配置，以便其前端部与上述中心电极的前端部相对，由此，在中心电极的前端部和接地电极的前端部之间形成火花放电间隙。

[0003] 另外，最近已公开了通过在接地电极的前端部中形成上述火花放电间隙的部位设置由贵金属合金构成的端头，来实现点火性的提高(例如，参照专利文献1)。

[0004] 现有技术文献

[0005] 专利文献

[0006] 专利文献1：日本特开2009-37750号公报

[0007] 但是，贵金属合金为高价，存在制造成本增加的担忧。因此，为了抑制制造成本而考虑通过以比较低廉的镍(Ni)为主要成分的Ni合金形成上述端头。

[0008] 但是，通常，Ni合金与贵金属合金相比耐耗性差，因此在由Ni合金形成端头的情况下，存在端头急速消耗的担忧。若端头被消耗而放电间隙变大，则存在在正规放电间隙以外放电的担忧。因此，存在无法充分体现通过设置端头来提高点火性的效果的担心。

发明内容

[0009] 本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种火花塞及其制造方法，通过由以Ni为主要成分的金属形成端头，来抑制制造成本的同时能够实现优异的耐耗性。

[0010] 下面，分项说明适合解决上述问题的各构成。此外，根据需要对所对应的构成记载特有的作用效果。

[0011] 构成1：本构成的火花塞具备：筒状的绝缘体，具有在轴线方向贯通的轴孔；中心电极，插设于上述轴孔的前端侧；筒状的主体配件，设置于上述绝缘体的外周；接地电极，自身的基端部固定于上述主体配件的前端部；以及端头，与上述接地电极的前端部接合，与上述中心电极的前端部之间形成间隙，上述火花塞的特征在于，上述端头由含有93质量％以上的镍的金属形成，并且，上述端头的硬度为维氏硬度163Hv以下。

[0012] 根据上述构成1，由于端头由以Ni为主要成分的金属形成，因此与由贵金属合金形成端头的情况相比，能够抑制制造成本。

[0013] 另一方面，在由以Ni为主要成分的金属形成端头的情况下，担心端头的耐耗性不够充分，但根据上述构成1，构成为端头的硬度在163Hv以下且抑制构成端头的金属结晶粒的应变。因此，热量在端头内部顺利地传递，能够提高端头的热传导性。另外，由于端头由含有93质量％以上热传导性优异的Ni的金属形成，因此能够进一步提高端头的热传导性。即，通过使端头的硬度在163Hv以下且由Ni含有量93质量％以上的金属形成端头，来能够显著提高端头的热传导性。其结果，能够显著提高端头的耐耗性，进而能够长期维持因设置端头而获得的提高点火性的效果。

[0014] 构成2：本构成的火花塞，在上述构成1中，压缩残留应力施加于上述端头的形成上述间隙的面。

[0015] 根据上述构成2，构成为压缩残留应力施加于端头的形成上述间隙的面(放电面)。因此，即使在伴随内燃机等动作而振动施加于端头的情况下，在上述放电面中也不容易发生缺失等破损。由此，能够进一步可靠地防止上述放电面中的因破损而产生的间隙的急速扩大。其结果，能够抑制放电电压的增大，能够抑制与火花放电相伴的中心电极、端头的急速消耗。另外，能够抑制在上述间隙以外的火花放电，能够更加可靠地发挥因设置端头而获得的提高点火性的效果。

[0016] 构成3：本构成的火花塞，在上述1或2中，沿着上述接地电极的中心轴的、从上述接地电极的前端到上述端头的距离为1.5mm以下，上述接地电极的硬度为维氏硬度90Hv以上。

[0017] 从抑制因接地电极的存在而发生的火炎中心的成长阻碍而进一步提高点火性的观点出发，优选将端头接合于接地电极的前端附近，尽量缩小接地电极前端对于端头的突出量。但是，通常，接地电极是通过切断由预定金属构成的线材而获得，若伴随切断而在接地电极端部产生反翘，则在将端头接合于接地电极的前端附近的情况下，存在对于接地电极的端头的粘接强度下降的担忧。若接合强度下降，则在接地电极和端头之间的接合边界容易形成氧化铁皮(oxidized scale)，存在因氧化铁皮的存在而端头的热不容易传递到接地电极的担忧。

[0018] 根据上述构成3，由于接地电极的硬度在90Hv以上，因此能够更加可靠地防止伴随切断而产生的接地电极的反翘。因此，在为了提高点火性而将端头接合于到接地电极的前端的距离为1.5mm以下的位置的情况下，也能够牢固地接合接地电极和端头，进而能够有效地抑制两者接合边界中的氧化铁皮的形成。其结果，能够提高自端头到接地电极的热传导性，能够进一步提高端头的耐耗性。

[0019] 构成4：本构成的火花塞，在构成1至3中任一项中，上述接地电极由以Ni为主要成分的金属形成，并且，上述端头以及上述接地电极中的至少一方包含硅(Si)、锰(Mn)以及铝(Al)中的至少一种。

[0020] 此外，“主要成分”是指材料中质量比最高的成分(以下相同)。

[0021] 根据上述构成4，接地电极由以Ni为主要成分的金属形成，因此能够进一步提高接地电极的热传导性，进而能够进一步提高端头的耐耗性。

[0022] 而且，根据上述构成4，由于端头、接地电极中含有Si、Mn、Al，因此能够提高端头、接地电极的耐氧化性。因此，在端头、接地电极中能够抑制与氧化相伴的热传导性的下降，其结果，能够进一步提高端头的耐耗性。

[0023] 构成5：本构成的火花塞，在上述构成1至4中任一项中，上述接地电极由以镍为主要成分的金属形成，并且，上述端头以及上述接地电极中的至少一方含有0.5质量％以上1.3质量％以下的Si、0.1质量％以上1.1质量％以下的Mn、0.01质量％以上1.00质量％以下的Al。

[0024] 根据上述构成5，更加可靠地发挥由上述构成4获得的作用效果。

[0025] 构成6：本构成的火花塞，在上述构成1至5中任一项中，上述端头以及上述接地电极中的至少一方含有一种以上的稀土类元素。

[0026] 根据上述构成6，在端头、接地电极中含有一种以上的稀土类元素，因此能够抑制构成端头、接地电极的金属粒的生长。其结果，能够有效地防止在端头、接地电极中发生裂开、缺失等。

[0027] 构成7：本构成的火花塞，在构成6中，稀土类元素的总含有量为0.05质量％以上0.25质量％以下。

[0028] 根据上述构成7，更加可靠地发挥由上述构成6获得的作用效果。

[0029] 构成8：本构成的火花塞的制造方法是上述构成1至7中任一项所述的火花塞的制造方法，其特征在于，包括接合工序，通过电阻焊接将上述端头接合于上述接地电极，在上述接合工序中，在使上述端头的一端面与上述接地电极接触的状态下，将上述端头从另一端面侧朝向上述接地电极侧加压的同时，对上述端头进行通电，由此将上述端头接合于上述接地电极，至少在对上述端头进行通电时，位于上述端头的一端面和另一端面之间的侧面与大气接触。

[0030] 根据上述构成8，在将端头的侧面与大气接触的状态下，端头焊接到接地电极，因此能够充分加热端头。因此，与实施了退火的情况相同地能够降低端头的硬度。即，根据上述构成8，不需另外设置用于降低端头硬度的工序，经由接合工序能够容易获得硬度163Hv以下的端头。其结果，能够提高生产率。

[0031] 构成9：本构成的火花塞的制造方法，在构成8中，其特征在于，在上述接合工序之后的上述端头的硬度为维氏硬度100Hv以上。

[0032] 根据上述构成9，接合工序之后的端头的硬度为100Hv以上，因此在搬运火花塞等时，能够更加可靠地防止端头受伤。

[0033] 构成10：本构成的火花塞的制造方法，在上述构成8或9中，包括弯曲工序，在弯曲工序中，在通过棒状的支撑夹具支撑上述接地电极的位于上述中心电极侧的面的状态下，从上述中心电极侧的面的相反侧的面按压上述接地电极来弯曲上述接地电极，上述接地电极的硬度为维氏硬度150Hv以下。

[0034] 根据上述构成10，由于接地电极的硬度在150Hv以下，能够更加可靠地防止弯曲工序中的支撑夹具的折损。其结果，能够进一步提高生产率。

附图说明

[0035] 图1是表示火花塞的构成的局部剖切正视图。

[0036] 图2是表示火花塞前端部的构成的局部剖切放大正视图。

[0037] 图3是表示接合工序中的、接地电极和端头等的放大剖面示意图。

[0038] 图4的(a)、(b)是表示弯曲工序中的接地电极等的放大示意图。

[0039] 图5是表示对距离L进行各种变更后的样品中的点火性评价试验的试验结果的坐标图。

[0040] 图6是用于说明焊接法A的夹具等放大剖面示意图。

具体实施方式

[0041] 下面，参照附图说明一个实施方式。图1是表示火花塞1的局部剖切正视图。此外，在图1中将火花塞1的轴线CL1方向作为图中的上下方向、将下侧作为火花塞1的前端侧、将上侧作为后端侧而进行说明。

[0042] 火花塞1由形成筒状的作为绝缘体的绝缘子2、保持该绝缘子2的筒状的主体配件3等构成。

[0043] 绝缘子2如周知那样对氧化铝等进行烧成而形成，在其外形部上，具备在后端侧形成的后端侧主体部10、在相比该后端侧主体部10靠前端侧朝向径方向外方而突出形成的大径部11、在相比该大径部11靠前端侧以比大径部细的直径形成的中间主体部12、在相比该中间主体部12靠前端侧以比该中间主体部细的直径形成的脚部13。而且，绝缘子2中的大径部11、中间主体部12、及脚部13的大部分收容于主体配件3的内部。另外，在中间主体部12和脚部13的连接部上形成有锥状的台阶部14，利用该台阶部14，绝缘子2卡定于主体配件3。

[0044] 而且，绝缘子2中贯通形成有沿着轴线CL1而延伸的轴孔4，在该轴孔4的前端侧插入并固定有中心电极5。该中心电极5具备由铜或铜合金构成的内层5A、由以镍(Ni)为主要成分的Ni合金构成的外层5B。另外，中心电极5作为整体形成棒状(圆柱状)，其前端部分从绝缘子2的前端突出。

[0045] 此外，在轴孔4的后端侧，以从绝缘子2的后端突出的状态插入并固定有端子电极6。

[0046] 而且，在轴孔4的中心电极5与端子电极6之间配置有圆柱状的电阻体7。该电阻体7的两端部经由导电性的玻璃密封层8、9分别与中心电极5和端子电极6电连接。

[0047] 而且，所述主体配件3通过低碳钢等金属形成为筒状，在其外周面形成有螺纹部(外螺纹部)15，该螺纹部15用于将火花塞1安装于内燃机或燃料电池改性器等的燃烧装置。另外，在螺纹部15的后端侧的外周面，形成有向外侧突出的座部16，在螺纹部15后端的螺纹头17上嵌入有环状的垫圈18。而且，在主体配件3的后端侧设有截面六边形状的工具卡合部19，该工具卡合部19用于在将主体配件3安装于燃烧装置时使扳手等工具卡合。另外，在主体配件3的后端部设有朝向径方向内侧弯曲的铆接部20。

[0048] 而且，在主体配件3的内周面设有用于卡定绝缘子2的锥状的台阶部21。并且，绝缘子2从主体配件3的后端侧朝向前端侧插入，在自身的台阶部14与主体配件3的台阶部21卡定的状态下，使主体配件3的后端侧的开口部向径方向内侧铆接，即形成上述铆接部20，由此固定于主体配件3。此外，绝缘子2和主体配件3双方的台阶部14、21之间介有圆环状的板密封件22。由此，保持燃烧室内的气密性，避免进入暴露于燃烧室内的绝缘子2的脚部13与主体配件3的内周面之间的间隙的燃料气体向外部泄漏。

[0049] 而且，为了使铆接产生的密闭更加完全，在主体配件3的后端侧的、主体配件3和绝缘子2之间夹着环状的环部件23、24，在环部件23、24之间填充有滑石(talc)25的粉末。即，主体配件3经由板密封件22、环部件23、24以及滑石25保持绝缘子2。

[0050] 另外，如图2所示，在主体配件3的前端部26接合有在大致中间部分弯折的棒状的接地电极27。而且，在位于接地电极27的中心电极5一侧的侧面27S上接合有形成圆柱状的端头32的一端面32B。在本实施方式中，端头32的接合位置被设定成位于接地电极27的前端附近，具体而言，沿着接地电极27的中心轴CL2的、自接地电极27的前端到端头32的距离L为1.5mm以下。另外，在中心电极5的前端部和端头32的另一端面32F之间形成有作为间隙的火花放电间隙33，在该火花放电间隙33中在大致沿着轴线CL1的方向上进行火花放电。

[0051] 而且，在本实施方式中，端头32由含有93质量％以上Ni的金属形成。另外，端头32中含有硅(Si)为0.5质量％以上1.3质量％以下、锰(Mn)为0.1质量％以上1.1质量％以下、铝(Al)为0.01质量％以上1.00质量％以下。此外，端头32中含有一种以上的稀土类元素，稀土类元素的总含有量为0.05质量％以上0.25质量％以下。

[0052] 此外，作为稀土类元素，可以举出：由钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)以及镥(Lu)构成的镧系元素、以及钪(Sc)。

[0053] 此外，在本实施方式中，端头32的硬度为维氏硬度100Hv以上163Hv以下。此外，作为测量端头32硬度的部位例如可以举出包括端头32中心轴的截面上的、端头32的截面中心。

[0054] 此外，接地电极27由以Ni为主要成分、Si为0.5质量％以上1.3质量％以下、Mn为0.1质量％以上1.1质量％以下、Al为0.01质量％以上1.00质量％以下的合金形成。而且，接地电极27中含有一种以上的稀土类元素，稀土类元素的总含有量为0.05％质量％以上0.25质量％以下。

[0055] 另外，在本实施方式中构成为：对端头32的上述另一端面32F(形成火花放电间隙33的面)施加压缩残留应力。

[0056] 此外，接地电极27的硬度为维氏硬度90Hv以上150Hv以下。此外，作为测量接地电极27的硬度的部位，去除在接地电极27中与主体配件3接合之后实施了加工的部位(即，与加工相伴而可能产生硬度变化的部位)、与接合相伴而可能产生硬度变化的部位。因此，如后述，由于接地电极27接合到主体配件3之后，被实施弯曲加工而向中心电极5侧弯折，因此作为测量接地电极27的硬度的部位去除接地电极27的弯曲部分。另外，例如，从测量硬度的部位中去除接地电极27中可能产生与端头32的接合相伴的硬度变化的部位(例如，自端头32位于1.0mm以内的部位)。

[0057] 接着，说明如上构成的火花塞1的制造方法。

[0058] 首先，预先加工主体配件3。即，通过对圆柱状的金属材料(例如，铁类材料、不锈钢材料)实施冷锻造加工而形成大致形状，并且形成贯通孔。之后，通过实施切削加工调整外形而获得主体配件中间体。

[0059] 另外，与主体配件中间体分开而制造由Ni合金构成的直棒状的接地电极27。即，通过对Ni合金实施冷锻造加工(拉丝加工)，使上述合金逐渐变细。经由冷锻造加工，合金硬度变成90Hv以上。然后，在充分变细后的阶段将合金切断为预定长度，以此获得硬度90Hv以上的直棒状的接地电极27。此外，为了降低接地电极27的硬度，也可以对接地电极
27实施热处理(退火处理)。但是，需要调节热处理的时间、加热温度，使得接地电极27的硬度不低于90Hv。

[0060] 接着，在主体配件中间体的前端面上电阻焊接所获得的接地电极27。在该焊接时产生所谓的“喇叭口”，除去“喇叭口”之后，通过滚轧成型在主体配件中间体的预定部位形成螺纹部15。由此，获得焊接有接地电极27的主体配件3。

[0061] 接着，对焊接有接地电极27的主体配件3实施镀锌或镀Ni。此外，为了提高耐腐蚀性，也可以在其表面进一步实施铬化处理。

[0062] 另一方面，与所述主体配件3分开对绝缘子2进行成形加工。例如，使用以氧化铝为主体并包含粘合剂等的原料粉末，调制成形用基础造粒物，使用该成形用基础造粒物而进行橡胶压制成形，由此得到筒状的成形体。并且，对得到的成形体实施磨削加工并进行整形，并且将整形后的部件在烧成炉中进行烧成，由此得到绝缘子2。

[0063] 另外，与上述主体配件3、绝缘子2分开地制造中心电极5。即，对在中心部配置有用于提高放热性的铜合金等的Ni合金实施锻造加工，来制作中心电极5。

[0064] 而且，预先制作端头32。即，准备含有93质量％以上Ni，且分别含有预定量的Si、Mn、稀土类元素的合金，对该合金实施热锻造、热轧(槽辊轧)。之后，通过实施拉丝加工获得棒状材料之后，将其切断成预定长度而获得端头32。在本实施方式中如上地获得了端头32，但也可以将事先拉丝加工成较细的合金切断成大于预定长度之后，通过压入模具而成型来获得端头32。此外，在此时刻的端头32的硬度比较大(例如，200Hv以上)。另外，随着拉丝加工，端头32中沿着其中心轴方向残留有比较大(例如，200MPa左右)的拉伸应力。

[0065] 接着，如上所述获得的绝缘子2以及中心电极5、电阻体7、和端子电极6通过玻璃密封层8、9被密封固定。玻璃密封层8、9通常为混合硼硅酸玻璃和金属粉末而调制的，夹着电阻体7而注入到绝缘子2的轴孔4内之后，从后方用上述端子电极6按压的同时，在燃烧炉内被加热而烧成。此外，此时，也可以同时在绝缘子2的后端侧主体部10的表面烧成釉药层，或者也可以事先形成釉药层。

[0066] 之后，具备如上所述地分别制作的中心电极5以及端子电极6的绝缘子2、和具备接地电极27的主体配件3被固定。更具体而言，将绝缘子2插通到主体配件3中之后，将较薄地形成的主体配件3的后端侧的开口部向径方向内侧铆接，即通过形成上述铆接部20来固定绝缘子2和主体配件3。

[0067] 接着，在接合工序中，将端头32接合到接地电极27的前端部。即，如图3所示，使端头32的一端面32b与接地电极27的中心电极5侧的侧面27S接触的同时，使预定的焊接电极棒WS与端头32的另一端面32F接触。此时，端头32配置于自接地电极27的前端1.5mm以内的范围内。接着，将焊接电极棒WS向接地电极27侧移动，用焊接电极棒WS以预定压力按压端头32，并且以预定电流值从焊接电极棒WS向端头32进行通电。由此，端头
32接合到接地电极27。

[0068] 此外，在至少对端头32通电时，位于端头32的一端面32B和另一面32F之间的侧面32S不被夹具等支撑而与大气接触。在不支撑侧面32S而使侧面32S与大气接触的状态下，通过焊接端头32来充分加热端头32。其结果，端头32的硬度与实施了退火的情况相同地下降而其硬度为160Hv以下。但是，在接合工序之后，端头32的硬度为100Hv以上。

[0069] 另外，通过调节焊接电极棒WS对端头32的按压荷重以及对端头32的通电电流，来去除残留在端头32的拉伸应力，并且成为压缩残留应力施加在端头32的另一端面32F的状态。

[0070] 接着，在弯曲工序中，接地电极27向中心电极5侧弯曲。即，如图4(a)所示，在中心电极5和接地电极27之间配置棒状的支撑夹具JG1。然后，通过支撑夹具JG1支撑接地电极27的上述侧面27S的基础上，通过预定的按压夹具JG2按压接地电极27中的位于上述侧面27S背面的面，将接地电极27弯曲成钝角状。接着，如图4(b)所示，通过预定的按压夹具JG3将接地电极27的前端部沿着轴线CL1按压，来将接地电极27弯曲成大致直角状，并且在中心电极5以及端头32之间形成火花放电间隙33。最后，通过调节火花放电间隙33的大小来获得上述的火花塞1。

[0071] 如以上详细所述，根据本实施方式，由于由以Ni为主要成分的金属形成端头32，因此与使用贵金属合金的情况相比，能够抑制制造成本。

[0072] 另外，在本实施方式中构成为：端头32的硬度在163Hv以下，构成端头32的金属结晶粒的应变被抑制。因此，热量在端头32的内部顺利地传递，能够提高端头32的热传导性。另外，由于端头32由含有93质量％以上的热传导性优异的Ni的金属形成，因此能够进一步提高端头32的热传导性。即，将端头32的硬度设为163Hv以下的同时，由Ni含有量为93质量％以上的金属形成端头32，能够显著提高端头32的热传导性。其结果，能够显著提高端头32的耐耗性，进而能够长期维持通过设置端头32所获得的提高点火性的效果。

[0073] 此外，在本实施方式中构成为压缩残留应力施加于端头32的另一端面32F。因此，即使在伴随着内燃机等动作而对端头32施加振动的情况下，在上述另一端面32F中不容易发生缺失等破损。由此，能够进一步可靠地防止因上述另一端面32F上的破损而产生的火花放电间隙33的急速扩大。其结果，能够抑制放电电压的增大，能够抑制与火花放电相伴的中心电极5及端头32的急速消耗。另外，能够抑制火花放电间隙33以外中的火花放电，能够进一步可靠地发挥通过设置端头32而获得的提高点火性的效果。

[0074] 而且，由于端头32的硬度为100Hv以上，因此在运输火花塞1时等中，能够进一步可靠地防止端头32受伤。

[0075] 此外，由于接地电极27的硬度为90Hv以上，因此能够可靠地防止与制造接地电极27时的切断相伴而在接地电极27上产生反翘。因此，即使在为了提高点火性而如本实施方式那样将端头32接合于到电极27的前端的距离在1.5mm以下的位置，也能够牢固地接合接地电极27和端头32，进而有效地抑制在两者的接合边界上形成氧化铁皮。其结果，能够抑制从端头32到接地电极27的热传导性，能够进一步提高端头32的耐耗性。

[0076] 另外，由于接地电极27的硬度为150Hv以下，因此能够进一步可靠地防止在弯曲工序中的支撑夹具JG1的折损。其结果，能够进一步提高生产率。

[0077] 另外，端头32以及接地电极27中分别含有预定量的Si、Mn、Al，因此能够提高端头32以及接地电极27的耐氧化性。因此，在端头32以及接地电极27中能够抑制与氧化相伴的热传导性的下降，其结果，能够进一步提高端头32的耐耗性。

[0078] 而且，端头32以及接地电极27中含有一种以上稀土类元素的同时，稀土类元素的总含有量为0.05质量％以上且0.25质量％以下。因此，能够抑制构成端头32、接地电极27的金属粒生长。能够有效地防止端头32、接地电极27中发生裂开、缺失等。

[0079] 接着，为了确认通过上述实施方式达到作用效果，制作多个将端头的硬度改变成多种的火花塞的样品，对该样品进行耐耗性评价试验以及耐受伤性评价试验。

[0080] 耐耗性评价试验的概要为如下。即，将样品安装在预定的腔室上之后，将腔室内设为大气气氛，并且将腔室内的压力设定为0.4MPa，施加电压的频率设为100Hz(即，每分钟6000次的比率)，将各样品经过20小时而进行放电。然后，经过20小时之后，测量火花放电间隙的大小的扩大量(间隙增加量)。在此，对于间隙增加量不足0.10mm的样品，评价为耐耗性优异而标注“○”，对于间隙增加量为0.10mm以上的样品，评价为耐耗性差而标注“×”。

[0081] 另外，耐受伤性评价试验的概要为如下。即，使用预定的自动绘图仪(autograph)，在50N或70N的荷重下，将由预定的超级钢形成的四角柱状的金属片抵接于端头的另一端面。然后，施加荷重之后，观察端头的另一端面而确认另一端面上是否存在伤痕。在此，对于即使施加70N的荷重在端头上也未产生伤痕的样品，评价为耐受伤性极其优异而标注“◎”，对于虽然在施加70N的荷重时发生伤痕但施加50N的荷重时未产生伤痕的样品，评价为耐受伤性优异而标注“○”。另一方面，对于在施加50N的荷重时在端头上产生伤痕的样品，评价为耐受伤性差而标注“×”。

[0082] 表1中分别表示耐耗性评价试验的试验结果以及耐受伤性评价试验的试验结果。此外，在表1中，除了表示间隙增加量之外，还一并表示进行耐耗性评价试验时的端头的消耗体积。另外，各样品的端头均由含有90质量％以上Ni的合金形成。而且，端头的外径为
1.5mm，接地电极的厚度为1.5mm，接地电极的宽度为2.8mm，将端头接合于自接地电极的前端离开1.5mm的位置(在以下的试验中，端头和接地电极的尺寸为与上述相同)。此外，端头的硬度是通过调节焊接时的端头的加热条件来改变的。例如，在将端头的硬度设为比较高的情况下，通过金属制的夹具支撑端头的侧面，在传递于上述夹具的端头的热容易被释放的状态下进行了焊接。

[0083] 【表1】

[0084]端头硬度(Hv) 间隙增加量(mm) 消耗体积(mm2) 耐耗性评价 耐受伤性评价
85 0.05 0.162 ○ ○
94 0.06 0.180 ○ ○
100 0.06 0.195 ○ ◎
105 0.05 0.169 ○ ◎
113 0.05 0.184 ○ ◎
128 0.06 0.190 ○ ◎
142 0.07 0.196 ○ ◎
151 0.08 0.202 ○ ◎
160 0.08 0.204 ○ ◎
163 0.08 0.223 ○ ◎
169 0.10 0.240 × ◎
181 0.11 0.249 × ◎

[0085] 如表1所示，端头的硬度为163Hv以下的样品的间隙增加量不足0.10mm，确认出具有优异的耐耗性。其原因可以考虑为：由大量含有热传导性优异的Ni的金属形成端头的点、以及通过将端头的硬度设为比较低来抑制构成端头的金属结晶粒的应力的点起到相乘的作用，从而显著提高了端头的热传导性。

[0086] 而且，可以确认：端头硬度为100Hv以上的样品即使在被施加70N非常大的荷重的情况下，在端头上不产生伤痕，具有优异的耐受伤性。

[0087] 通过以上的试验结果，为了提高耐耗性，优选由含有93质量％以上Ni的金属形成端头，并且端头的硬度在163Hv以下。

[0088] 另外，为了提高端头的耐受伤性，优选将端头的硬度设为100Hv以上。

[0089] 接着，制作焊接将另一端面(形成火花放电间隙的面)的残留应力改变成多种的端头而成的接地电极的样品，对各样品进行了耐振动性评价试验。耐振动性评价试验的概要为如下。即，用预定的超声波振动器(ultrasonic horn)对样品中的焊接有端头的部位的背面施加频率27.3KHz的振动10小时。然后，经过10小时之后，观察端头，确认在端头的另一端面是否存在缺失。在此，在端头上未产生缺失的情况下，评价为端头具有优异的耐振动性而标注“○”，另一方面，在端头上发生了缺失的情况下，评价为端头的耐振动性差而标注“×”。在表2中分别表示各样品中的端头另一端面的残留应力和试验结果。

[0090] 此外，在表2中，残留应力为负是表示在端头的另一端面上残留压缩应力，残留应力为正是表示在端头的另一端面上残留拉伸应力。另外，准备在另一端面上残留拉伸应力的端头，在将该端头与接地电极焊接时，通过调节施加于端头的荷重和电流，来改变端头的另一端面中的残留应力。另外，残留应力是通过使用X线衍射法的X线残留应力测量装置来测量。

[0091] 【表2】

[0092]样品No. 残留应力(Mpa) 评价
1 -220 ○
2 -170 ○
3 -120 ○
4 -50 ○
5 0 ×
6 20 ×
7 100 ×

[0093] 如表2所示，可以知道：在端头的另一端面被施加压缩残留应力的样品(样品1至4)在端头上不产生缺失，具有优异的耐振动性。

[0094] 通过上述试验的结果，在被施加振动时，从更加可靠地防止端头的另一端面的破损的观点出发，优选对端头的另一端面(形成火花放电间隙的面)施加压缩残留应力。

[0095] 接着，制作多个将接地电极的硬度改变为多种的火花塞的样品，对各样品进行机上冷热试验。机上冷热试验的概要为如下。即，以通过在大气气氛下使端头的温度为980℃的燃烧器对样品进行2分钟的加热之后逐渐冷却一分钟为一个周期对样品实施1000个周期。然后，在1000个周期结束之后观察样品截面，测量形成于接地电极和端头的接合边界的氧化铁皮的长度相对于该接合边界的长度的比例(氧化铁皮比例)。此外，各样品均将端头接合于自接地电极前端离开1.5mm的部位。

[0096] 而且，对于进行机上冷热试验之后的样品进行了上述的耐耗性评价试验。

[0097] 在表3中分别表示两种试验的试验结果。此外，接地电极的硬度是通过调节热处理条件来改变。

[0098] 【表3】

[0099]

[0100] 如表3所示，确认出：接地电极的硬度不足90Hv的样品在接地电极和端头的接合边界容易生成氧化铁皮。其理由可以考虑为如下：由于接地电极的硬度比较低，因此伴随切断而接地电极的端部产生微小的反翘，进而端头与接地电极的接合强度不充分。另外，可知：在接地电极和端头的接合边界形成氧化铁皮的样品在耐耗性评价试验中间隙增加量变得比较大。其原因可以考虑为：因氧化铁皮的存在而热难以从端头传递到接地电极，进而导致端头过热。

[0101] 相对于此，可知：接地电极的硬度为90Hv以上的样品在接合边界不形成氧化铁皮，另外，耐耗性极其优异。

[0102] 接着，制作多个将沿着接地电极的中心轴自接地电极的前端到端头的距离L改变为多种的火花塞样品，对各样品进行了点火性评价试验。点火性评价试验的概要为如下。即，将各样品安装到排气量1.5L的发动机上，点火时刻设为MBT(最优点火位置)而进行火花放电，以转数1600rpm使发动机动作。然后，逐渐加大(使燃料变得较少)空燃比，并按各空燃比测量发动机扭矩的变动率，确定发动机扭矩的变动率超过5％时的空燃比为界限空燃比。此外，界限空燃比越大，就意味着点火性越优异。在图5中表示该试验的试验结果。

[0103] 如图5所示，确认出距离L为1.5mm以下的样品与距离L大于1.5mm的样品相比，界限空燃比进一步增大而点火性优异。其原因可以考虑为：通过将距离L设为较小来抑制因接地电极的存在而产生的火炎中心的成长阻碍。

[0104] 通过上述试验的试验结果可以看出：为了提高点火性，在将自接地电极的前端到端头为止的距离设为1.5mm以下的情况下，抑制接地电极和端头的接合边界中的氧化铁皮的形成，为了进一步提高端头的耐耗性，优选将接地电极的硬度设为90Hv以上。

[0105] 接着，准备多个将接地电极的硬度改变为多种的火花塞的样品，对于接地电极的硬度相同的样品分别实施上述的弯曲工序，按各接地电极的硬度测量在支撑接地电极的支撑夹具中产生折损为止的弯曲工序的次数(折损时次数)。在此，以折损时次数为20万次为限度进行了测量，在折损时次数超过20万次的情况下，评价为生产率极其优异而标注“◎”，在折损时次数为15万次以上不足20万次的情况下，评价为生产率优异而标注“○”。另一方面，在折损次数不足15万次的情况下，判断为生产率差而标注“×”。在表4中表示该试验的试验结果。

[0106] 【表4】

[0107]接地电极硬度(Hv) 折损时次数 生产率评价
70 200000以上 ◎
80 200000以上 ◎
85 200000以上 ◎
90 200000以上 ◎
100 200000以上 ◎
130 200000以上 ◎
150 200000以上 ◎
180 180000 ○
200 180000 ○

[0108] 如表4所示，在接地电极的硬度为150Hv以下的情况下，折损时次数超过20万次，被确认为生产率极其优异。

[0109] 通过上述试验结果，可以看出：为了提高生产率，优选将接地电极的硬度设为150Hv以下。

[0110] 接着，在通过电阻焊接将端头接合于接地电极时，如图6所示，在以下的两种情况下，分别测量5次与接地电极接合之后的端头的硬度，即，在通过金属制夹具JG4支撑端头侧面的状态下，对端头进行通电的情况(焊接法A：相当于比较例)；不支撑端头的侧面而在与大气接触的状态下，对端头进行通电的情况(焊接法B：相当于实施例)。在表5中分别表示用各焊接法焊接的端头的硬度。此外，接合之前的端头的硬度为200Hv～260Hv。另外，测量端头硬度的部位为包括端头中心轴的截面中的、端头截面中心。

[0111] 【表5】

[0112]No. 焊接法A(Hv) 焊接法B(Hv)
1 182 107
2 197 131
3 201 120
4 193 123
5 172 110

[0113] 如表5所示，可知：在通过焊接法B焊接端头的情况下，充分降低端头的硬度。其原因可以考虑为：由于端头的侧面未被支撑而与大气接触，因此在焊接时的端头的热不容易被释放，端头充分被加热。

[0114] 通过上述试验的结果，可知：为了不设置特殊的加工工序而更加可靠地降低端头的硬度，在电阻焊接时，优选在不支撑端头的侧面而与大气接触状态下对端头进行通电。

[0115] 此外，不限定于上述实施方式的记载内容，例如可以实施为如下。当然，未例示于以下的其他应用例、变形例也可以。

[0116] (a)在上述实施方式中，端头32以及接地电极27由包含Si、Mn以及Al的金属形成，但端头32以及接地电极27也可以由包含Si、Mn以及Al中至少一种的金属形成。另外，端头32以及接地电极27也可以由不包含Si、Mn等的金属形成。而且，在含有Si、Mn等情况下，也可以适当改变这些的含有量。

[0117] (b)在上述实施方式中，端头32以及接地电极27双方含有稀土类元素，但也可以端头32以及接地电极27中至少一方含有稀土类元素。

[0118] (c)在上述实施方式中，构成为在对接地电极27接合端头32时可以调节端头32的硬度，但也可以在对接地电极27接合端头32之前或接合之后，对端头32实施热处理而调节端头32的硬度。

[0119] (d)在上述实施方式中，在中心电极5和端头32之间形成有火花放电间隙33，但也可以在中心电极5的前端部设置由贵金属合金(例如，白金合金、铱合金等)构成的贵金属端头而在该贵金属端头和端头32之间形成火花放电间隙33。

[0120] (e)在上述实施方式中，工具卡合部19的截面为六边形状，但关于工具卡合部19的形状，不限定于这种形状。例如，可以为Bi-HEX(变形12角)形状(ISO22977：2005(E))等。