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火花塞

阅读：1126发布：2020-09-04

IPRDB可以提供火花塞专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种火花塞，其在维持良好的耐消耗性的同时充分地提高接地电极的耐损伤性和耐变形性以及主体金属外壳与接地电极之间的焊接强度。火花塞（1）具有：绝缘电瓷（2），其具有轴孔（4）；中心电极（5），其插入设置于轴孔（4）；主体金属外壳（3），其设置于绝缘电瓷（2）的外周；以及接地电极，其自身的基端部焊接于主体金属外壳（3），并且在自身的顶端部与中心电极（5）之间形成火花放电间隙（28）。接地电极（27）由含有93质量%以上的Ni的金属形成。在穿过接地电极（27）的顶端部并与接地电极（27）的中心轴线（CL2）正交的截面中，接地电极（27）的截面的重心处的维氏硬度A为130Hv以下，接地电极（27）的顶端部的外周面处的维氏硬度B为150Hv～230Hv。，下面是火花塞专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种火花塞，其特征在于，包括：筒状的绝缘体，其具有沿着上述火花塞的轴线方向贯通形成的轴孔；

中心电极，其插入设置于上述轴孔的顶端侧；

筒状的主体金属外壳，其设置于上述绝缘体的外周；以及接地电极，其自身的基端部焊接于上述主体金属外壳，并且在自身的顶端部与上述中心电极之间形成间隙；

上述接地电极由含有93质量%以上的镍（Ni）的金属材料形成，在穿过上述接地电极的与上述接地电极的中心轴线正交的顶端部的截面中，上述接地电极的位于截面的重心处的维氏硬度A为130Hv以下，上述接地电极的顶端部的外周面处的维氏硬度B为150Hv～230Hv。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，2

在上述接地电极的与上述中心轴线正交的截面中，上述接地电极的截面积为2.6mm 以下。

说明书全文

火花塞

技术领域

[0001] 本发明涉及一种使用于内燃机等的火花塞。

背景技术

[0002] 火花塞安装于内燃机（发动机）等，为了对燃烧室内的混合气等进行点火而使用。通常，火花塞具有：绝缘体，其具有沿着轴线方向延伸的轴孔；中心电极，其贯穿至轴孔的顶端侧；主体金属外壳，其设置于绝缘体的外周；以及接地电极，其固定于主体金属外壳的顶端部。接地电极以自身的顶端部与中心电极相对的方式被折回，从而在接地电极的顶端
部与中心电极的顶端部之间形成火花放电间隙。并且，通过向火花放电间隙施加高压而发
生火花放电，从而对混合气等进行点火（例如，参照专利文献1等）。

[0003] 另外，为了通过提高接地电极的导热性来实现提高耐消耗性，有时利用含有较大量镍（Ni）的金属来形成接地电极。

[0004] 专利文献1：日本特开2007－242588号公报

[0005] 但是，通常，大量含有Ni的金属的硬度较低。因此，在利用大量含有Ni的金属形成接地电极的情况下，当使用火花塞时，如将火花塞安装于内燃机等时等，存在有因对接地电极施加外力而导致在接地电极处产生损伤、凹陷、或者导致接地电极发生变形的隐患。

[0006] 对此，考虑例如通过对接地电极实施冷轧锻造加工等而使接地电极的硬度增大，防止产生接地电极的损伤等、或防止接地电极变形。但是，在增大了硬度的情况下，由于接地电极难以变形，因此存在有在主体金属外壳和接地电极之间形成焊接强度较差的焊接界
面、或者接地电极在焊接界面脆化的隐患。其结果，存在有主体金属外壳与接地电极之间的焊接强度不充分的隐患。另外，伴随着硬度的增大，接地电极的导热性下降，从而存在有无法充分地提高耐消耗性的隐患。

发明内容

[0007] 本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于，在接地电极由大量（例如，93质量%以上）含有Ni的金属所形成的火花塞中，在维持良好的耐消耗性的同时充分提高接地
电极的耐破损性和耐变形性以及主体金属外壳与接地电极之间的焊接强度。

[0008] 以下，对适合解决上述目的的各结构逐项说明。另外，根据需要对所对应的结构标注特有的作用效果。

[0009] 结构1.本结构的火花塞的特征在于包括：筒状的绝缘体，其具有沿着上述火花塞的轴线方向贯通形成的轴孔；中心电极，其插入设置于上述轴孔的顶端侧；筒状的主体金
属外壳，其设置于上述绝缘体的外周；以及接地电极，其自身的基端部焊接于上述主体金属外壳，并且在自身的顶端部与上述中心电极之间形成间隙，上述接地电极由含有93质量%
以上的镍（Ni）的金属材料形成，在穿过上述接地电极的与上述接地电极的中心轴线正交的顶端部截面中，上述接地电极的位于截面的重心处的维氏硬度A为130Hv以下，上述接地电
极的顶端部的外周面处的维氏硬度B为150Hv～230Hv。

[0010] 另外，接地电极既可以为直棒状，也可以在弯折部向中心电极侧折回。另外，在产生伴随着对主体金属外壳进行焊接、形成弯折部而带来的硬度变化之前，接地电极不仅在其顶端部满足上述的硬度规定，在其整个区域内也满足上述的硬度规定。即，在伴随着向主体金属外壳焊接等而带来的硬度变化之前，在接地电极的与中心轴线正交的任意截面中，
接地电极的截面的重心处的维氏硬度A为130Hv以下，接地电极的外周面处的维氏硬度B
为150Hv～230Hv。在上述结构1中，之所以将限定硬度的对象设为接地电极的顶端部是因
为，接地电极的顶端部通常是难以产生伴随着向主体金属外壳焊接等而带来的硬度变化且
能够更加准确地测量硬度的部位。

[0011] 另外，“接地电极的截面的重心”指的是在假设上述截面中的单位面积的质量相等的情况下的重心。

[0012] 根据上述结构1，接地电极的外周面处的维氏硬度B为150Hv以上。因而，能够有效地提高接地电极的耐损伤性和耐变形性。

[0013] 另外，根据上述结构1，在接地电极的中心部与外周部之间设有硬度差，且接地电极的截面的重心处的维氏硬度A为130Hv以下。因而，在向主体金属外壳焊接时，接地电极的中心部非常易于变形。由此，能够更加可靠地在接地电极的中心部与主体金属外壳之间
形成能够获得非常优异的接合强度的焊接界面，并且能够在焊接界面更加可靠地抑制接地
电极的中心部的脆化。其结果，能够使接地电极的中心部与主体金属外壳之间的焊接强度
极好。另外，根据上述结构1，由于上述维氏硬度B为230Hv以下，因此能够防止接地电极的外周部与主体金属外壳之间的焊接强度过度下降。综上所述的结果，能够充分提高主体金
属外壳与接地电极之间的焊接强度。

[0014] 进而，由于上述维氏硬度A为130Hv以下，因此能够确保接地电极的良好的导热性。其结果，能够实现优异的耐消耗性。

[0015] 结构2.在上述结构1的基础上，本结构的火花塞的特征在于，在上述接地电极的2
与上述中心轴线正交的截面中，上述接地电极的截面积为2.6mm 以下。

[0016] 另外，“与中心轴线正交的截面”指的是接地电极中的、除了向主体金属外壳焊接的焊接部位等在接地电极上产生有变形的部位以外的部位处的截面。

[0017] 根据上述结构2，接地电极的截面积为2.6mm2以下，虽然更加担心施加外力后的接地电极的变形，但是通过采用上述结构1，能够充分地抑制由外力所造成的接地电极的变
2
形。换言之，上述结构1的接地电极的截面积为2.6mm，对于非常难以确保良好的耐变形性
的情况尤其有效。

[0018] 另外，在接地电极形成有弯折部的情况下，当对接地电极施加外力时，接地电极在弯折部更加易于弯曲变形，特别是在穿过弯折部的上述截面中的接地电极的截面积为
2
2.6mm 以下的情况下，更加担心由外力所造成的接地电极的变形。但是，通过采用上述结构
2
1，即使在穿过弯折部的上述截面中的接地电极的截面积为2.6mm 以下的情况下，也能够更加可靠地防止由外力所造成的接地电极的变形。即，上述结构1对于穿过弯折部的上述截
2
面中的接地电极的截面积为2.6mm 以下的情况是非常有效的。

附图说明

[0019] 图1是表示火花塞的结构的局部剖切主视图。

[0020] 图2是表示火花塞的顶端部的结构的局部剖切放大主视图。

[0021] 图3是表示火花塞的顶端部的结构的局部放大剖视图。

[0022] 图4是表示接地电极的焊接所使用的夹具等的放大主视图。

[0023] 图5是用于说明耐损伤性评价试验的说明图。

[0024] 图6是表示耐损伤性评价试验的试验结果的图表。

[0025] 图7是用于说明耐变形性评价试验的说明图。

[0026] 图8是表示耐变形性评价试验的试验结果的图表。

具体实施方式

[0027] 以下，参照附图说明一实施方式。图1是表示火花塞1的局部剖切主视图。另外，在图1中，将火花塞1的轴线CL1方向设为附图的上下方向，将下侧设为火花塞1的顶端侧，
将上侧设为后端侧来进行说明。

[0028] 火花塞1由形成为筒状的作为绝缘体的绝缘电瓷2和保持该绝缘电瓷2的筒状的主体金属外壳3等构成。

[0029] 绝缘电瓷2是如公知那样通过烧结氧化铝等而形成的，在其外形部具备形成于后端侧的后端侧主体部10、在比该后端侧主体部10靠顶端侧的位置朝径向外侧突出形成的
大径部11、在比该大径部11靠顶端侧的位置以比该大径部11细的直径形成的中间主体部
12、以及在比该中间主体部12靠顶端侧的位置以比该中间主体部12细的直径形成的腿部
13。此外，绝缘电瓷2中的大径部11、中间主体部12以及大部分的腿部13收纳于主体金属
外壳3的内部。另外，在中间主体部12和腿部13之间的连接部形成有锥状的台阶部14，利
用该台阶部14将绝缘电瓷2卡定于主体金属外壳3。

[0030] 而且，在绝缘电瓷2中贯穿形成有沿着轴线CL1延伸的轴孔4，在该轴孔4的顶端侧插入并固定有中心电极5。中心电极5具有由导热性优异的金属〔例如，铜、铜合金、纯镍（Ni）等〕构成的内层5A和由以Ni为主要成分的合金构成的外层5B。另外，中心电极5整
体形成为棒状（圆柱状），其顶端部分从绝缘电瓷2的顶端突出。

[0031] 此外，在轴孔4的后端侧，以从绝缘电瓷2的后端突出的状态插入并固定有端子电极6。

[0032] 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器7。该电阻器7的两端部借助导电性的玻璃密封层8、9而分别与中心电极5和端子电极6电连接。

[0033] 此外，上述主体金属外壳3由低碳素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、燃料电池改性器等燃烧装置。另外，在螺纹部15的后端侧形成有朝向外周侧突出的座部16，在螺纹部15后端的螺纹
头17嵌入有环状的垫圈18。而且，在主体金属外壳3的后端侧设有截面六角形状的工具卡
合部19，该工具卡合部19用于在将主体金属外壳3安装于燃烧装置时与扳手等工具相卡
合。另外，在主体金属外壳3的后端部设有朝向径向内侧弯折的铆接部20。另外，在本实施方式中，为了实现火花塞1的小型化而使主体金属外壳3小径化，并将螺纹部15的螺纹径
设定为相对较小的直径（例如，M12以下）。

[0034] 另外，在主体金属外壳3的内周面设有用于卡定绝缘电瓷2的锥状的台阶部21。并且，绝缘电瓷2从主体金属外壳3的后端侧朝向顶端侧插入，在自身的台阶部14与主体
金属外壳3的台阶部21相卡定的状态下，使主体金属外壳3的后端侧开口部向径向内侧铆
接，即形成上述铆接部20，从而绝缘电瓷2被固定于主体金属外壳3。另外，在台阶部14、21之间夹设有圆环状的衬板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
缘电瓷2的腿部13与主体金属外壳3的内周面之间的间隙的燃料气体向外部泄漏。

[0035] 而且，为了使铆接作用下的密闭更加完全，在主体金属外壳3的后端侧，且是在主体金属外壳3与绝缘电瓷2之间夹设有环状的环构件23、24，在环构件23、24之间填充有滑石（滑石）25的粉末。即，主体金属外壳3借助衬板22、环构件23、24以及滑石25来保持绝缘电瓷2。

[0036] 另外，如图2所示，在主体金属外壳3的顶端面26设有截面矩形状的接地电极27。接地电极27自身的基端部焊接于主体金属外壳3的顶端面26，并且在弯折部27B被折回，
从而该接地电极27自身的顶端侧侧面与中心电极5的顶端部相对。另外，接地电极27在
其顶端与弯折部27B之间形成有直棒状的电极顶端部27E，在该电极顶端部27E与中心电极
5的顶端部之间形成有作为间隙的火花放电间隙28。而且，通过向该火花放电间隙28施加
电压，在火花放电间隙28处以大致沿着轴线CL1的方向进行火花放电。

[0037] 进而，在本实施方式中，接地电极27由含有93质量%以上的Ni的金属形成。

[0038] 另外，也可以在接地电极27中含有规定量（例如，0.05质量%～0.45质量%）的稀土类元素。作为稀土类元素，可以列举出由钇（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）。

[0039] 另外，也可以在接地电极27中含有规定量（例如，0.15质量%～2.5质量%）的硅（Si）、规定量（例如，0.05质量%～上2.5质量%）的锰（Mn）。通过含有上述规定量的Si、Mn，能够在接地电极27的表面上针对沉积物（油、未燃烧燃料等附着物）形成牢固的氧化膜。

[0040] 此外，如图3所示，在穿过接地电极27的顶端部（电极顶端部27E）并与接地电极27的中心轴线正交的截面中，接地电极27的截面的重心CN处的维氏硬度A为130Hv以下。

[0041] 另外，接地电极27的顶端部（电极顶端部27E）的外周面处的维氏硬度B为150Hv～230Hv。

[0042] 另外，在伴随着焊接于主体金属外壳3、形成弯折部27B而产生的硬度变化之前，接地电极27不仅在电极顶端部27E处满足上述的硬度限定，在其整个区域内也满足上述的
硬度限定。因而，在向主体金属外壳3焊接之前，接地电极27的基端部（焊接于主体金属外壳3的部位）满足上述的硬度限定。

[0043] 此外，接地电极27的硬度例如能够利用基于JIS Z2244的规定的手法来进行测量。具体地说，在利用正四角锥状的金刚石压头对接地电极27施加规定（例如4.9N）的载
荷时，能够根据形成于接地电极27的压痕的对角线长度来测量接地电极27的硬度。

[0044] 进而，在本实施方式中，伴随着主体金属外壳3的小径化，沿着主体金属外壳3的顶端面26的径向的宽度也相对较小，进而接合于主体金属外壳3的接地电极27的厚度相
对较小（例如1.2mm以下）。这样，通过将接地电极27形成为相对薄壁，在接地电极27的与
2
中心轴线CL2正交的截面中，接地电极27的截面积形成为2.6mm 以下。

[0045] 另外，“与中心轴线CL2正交的截面”指的是，接地电极27中的、除了因向主体金属外壳3焊接等而产生有变形的部位以外的部位处的截面，在本实施方式中，至少在电极2
顶端部27E和弯折部27B处，接地电极27的截面积为2.6mm 以下。另外，从充分地确保主
2
体金属外壳3和接地电极27的焊接强度等的观点出发，接地电极27的截面积为1.2mm 以
上。

[0046] 接着，说明如上所述那样构成的火花塞1的制造方法。

[0047] 首先，预先加工主体金属外壳3。即，通过利用冷轧锻造加工等将圆柱状的金属材料（例如，铁类材料、不锈钢材料）形成大概轮廓，并且形成贯通孔。之后，通过实施切削加工来调整外形，获得主体金属外壳中间体。

[0048] 另外，相对于主体金属外壳中间体单独制造由Ni合金构成的直棒状（针状）的接地电极27。即，通过对含有93质量%以上的Ni的合金实施冷轧锻造加工（拉丝和滚轧加工）而使上述合金逐渐变细。经过冷轧锻造加工，将合金的硬度形成为150Hv以上。然后，在截
2
面积为2.6mm 以下的足够细的阶段中，通过将合金切割为规定长度，能够获得直棒状的接
地电极中间体。接着，以接地电极中间体的表面处的再结晶温度与接地电极中间体的中心
部的再结晶温度之间的温度对接地电极中间体实施退火。由此，接地电极中间体的中心部
的硬度下降，能够获得在与中心轴CL2正交的截面中接地电极27的截面的重心CN处的维
氏硬度A为130Hv以下、且接地电极27的外周面的硬度为150Hv～230Hv的接地电极27。
另外，能够通过改变冷轧锻造加工的加工率、退火的条件（退火温度、退火时间）来调节接地电极27的硬度。

[0049] 接着，在主体金属外壳中间体的顶端面上电阻焊接所获得的接地电极27。更加详细地说，如图4所示，在利用规定的夹具JG1、JG2夹持并保持接地电极27的外周之后，向主体金属外壳中间体43侧对接地电极27施加载荷，从而将接地电极27的基端面按压于主体
金属外壳中间体43的顶端面。在该状态下，通过使电流在接地电极27与主体金属外壳中
间体43之间的接触面中流动，将接地电极27焊接于主体金属外壳中间体43的顶端面。由
于在进行该焊接时产生有所谓的“下陷”，因此在去除该“下陷”之后，通过轧制在主体金属外壳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的主体金属外壳3。
另外，为了实现提高耐腐蚀性，也可以在焊接有接地电极27的主体金属外壳3的表面上设
置锌镀层、Ni镀层。另外，为了进一步实现提高耐腐蚀性，也可以在锌镀层、Ni镀层的表面上进一步实施铬酸盐处理。

[0050] 另一方面，与上述主体金属外壳3分开地对绝缘电瓷2进行成形加工。例如，使用以氧化铝为主体并含有粘结剂等的原料粉末来调整成形用原始粉末，并且使用该成形用原
始粉末进行橡胶压制成形，从而获得筒状的成形体。并且，对所获得的成形体实施磨削加工并进行成形，并且在烧结炉中对成形后的部件进行烧结，从而获得绝缘电瓷2。

[0051] 另外，相对于上述主体金属外壳3、绝缘电瓷2单独制造中心电极5。即，对在中央部配置有用于实现提高散热性的铜合金等的Ni合金实施锻造加工来制造中心电极5。

[0052] 接着，如上所述那样获得的绝缘电瓷2、中心电极5、电阻器7以及端子电极6利用玻璃密封层8、9密封固定。玻璃密封层8、9通常是在将硼硅酸玻璃和金属粉末混合调制而
成的材料以将电阻器7隔在中间的方式注入到绝缘电瓷2的轴孔4内之后，利用上述端子
电极6从后方按压，并且在烧结炉内进行加热而烧结成的。另外，此时，也可以同时在绝缘电瓷2的后端侧主体部10表面上烧结釉药层，也可以事先形成釉药层。

[0053] 之后，对具有如上所述那样分别制成的中心电极5和端子电极6在内的绝缘电瓷2以及具有接地电极27的主体金属外壳3进行固定。更加详细地说，在将绝缘电瓷2贯穿
主体金属外壳3之后，将形成为相对薄壁的主体金属外壳3的后端侧开口部向径向内侧铆
接，即通过形成上述铆接部20来固定绝缘电瓷2和主体金属外壳3。

[0054] 接着，最后，通过使接地电极27的大致中间部分向中心电极5侧弯折而形成弯折部27B，并且通过调整中心电极5与接地电极27之间的火花放电间隙28的大小而获得上述
的火花塞1。

[0055] 如以上详细叙述的那样，根据本实施方式，接地电极27的外周面处的维氏硬度B为150Hv以上。因而，能够有效地提高接地电极27的耐损伤性和耐变形性。

[0056] 特别是在本实施方式中，由于接地电极27的截面积为2.6mm2以下，因此难以确保接地电极27中的良好的耐损伤性、耐变形性，但是通过将上述维氏硬度B设为150Hv以上，
能够充分地提高耐损伤性和耐变形性。

[0057] 另外，在本实施方式中，在接地电极27的中心部与外周部之间设有硬度差，且接地电极27的截面的重心CN处的维氏硬度A为130Hv以下。因而，在向主体金属外壳3焊
接时，接地电极27的中心部变得非常易于变形。由此，能够在接地电极27的中心部与主体
金属外壳3之间更加可靠地形成能够获得非常优异的接合强度的焊接界面，并且能够在焊
接界面更加可靠地抑制接地电极27的中心部的脆化。其结果，能够极好地设置接地电极
27的中心部与主体金属外壳3之间的焊接强度。另外，在本实施方式中，由于上述维氏硬
度B为230Hv以下，因此能够防止接地电极的外周部与主体金属外壳之间的焊接强度过度
下降。综上所述的结果，能够充分提高主体金属外壳与接地电极之间的焊接强度。

[0058] 进而，由于上述维氏硬度A为130Hv以下，因此能够确保接地电极27的充分的导热性，能够维持良好的耐消耗性。

[0059] 接着，为了确认上述实施方式所发挥的作用效果，对于改变了螺纹部的螺纹径、接地电极的厚度、接地电极的Ni含有量的火花塞的试样1～4，分别各制作10根对接地电极的外周面的维氏硬度B进行了各种变更的火花塞，并对各试样进行耐损伤性评价试验。耐
损伤性评价试验的概要如下。

[0060] 即，如图5所示，将端子电极6的后端部作为旋转轴并以能够旋转的状态保持试样。接着，重复进行三次使试样的顶端部从以轴线CL1沿着水平方向延伸的方式配置试样
的状态下落并使接地电极27的弯折部27B与规定的定盤JB相碰撞的动作。之后，根据目
测来确认是否造成接地电极的损伤、凹陷，并且计算产生了损伤、凹陷的根数，计算10根中的损伤、凹陷的产生比例（损伤等产生率）。图6的图表表示接地电极的外周面的维氏硬度B与损伤等产生率之间的关系。

[0061] 另外，在试样1中，将螺纹部的螺纹径设为M10，将接地电极的厚度设为1.1mm，将接地电极的宽度设为2.2mm，将接地电极的Ni含有量设为98质量%。另外，在试样2中，将螺纹部的螺纹径设为M10，将接地电极的厚度设为1.1mm，将接地电极的宽度设为2.2mm，将接地电极的Ni含有量设为93质量%。此外，在试样3中，将螺纹部的螺纹径设为M14，将接
地电极的厚度设为1.5mm，将接地电极的宽度设为2.8mm，将接地电极的Ni含有量设为93
质量%。进而，在试样4中，将螺纹部的螺纹径设为M14，将接地电极的厚度设为1.5mm，将接地电极的宽度设为2.8mm，将接地电极的Ni含有量设为98质量%。另外，在图6中，以黑圆
点标记表示试样1的试验结果，以空白圆点标记表示试样2的试验结果，以黑三角标记表示
试样3的试验结果，以空白三角标记表示试样4的试验结果。

[0062] 如图6所示，明确有：将接地电极的外周面的维氏硬度B设为150Hv以上的试样的损伤等产生率为30%以下，能够在施加外力后有效地抑制在接地电极上产生损伤、凹陷。

[0063] 接着，各制作5根对截面的重心处的维氏硬度A和外周面的维氏硬度B进行了各种变更的直棒状的接地电极，当在各接地电极中将接地电极焊接于主体金属外壳的顶端面
时，通过目测确认是否因保持接地电极的夹具导致在接地电极产生有损伤。在此，在5根接地电极中均未产生有损伤的情况下，接地电极作为具有优异的耐损伤性而被评价为“○”。
另一方面，在至少一根接地电极产生有损伤的情况下，作为耐损伤性较差而被评价为“×”。

[0064] 另外，在对接地电极进行焊接之后利用规定的钳子夹持接地电极的基端部，之后，利用该钳子对接地电极重复施加朝向主体金属外壳的径向内侧的力和朝向主体金属外壳的径向外侧的力，直到使接地电极从主体金属外壳脱落为止。在此，在全部5根接地电极
中，在通过使接地电极自身断裂而不是该接地电极与主体金属外壳之间的焊接部断裂的方
式使接地电极从主体金属外壳脱落、且在主体金属外壳上残留一部分接地电极的情况下，
接地电极牢固地焊接于主体金属外壳，因此作为具有良好的焊接强度而被评价为“○”。另一方面，在至少一根接地电极中，在接地电极在该接地电极与主体金属外壳之间的焊接界
面处脱落、且在主体金属外壳上未残留有接地电极的结构成分的情况下，作为焊接强度较
差而被评价为“×”。

[0065] 表1表示将接地电极的宽度设为1.5mm、将接地电极的厚度设为2.8mm的情况下的、上述两试验的试验结果。另外，表2表示将接地电极的宽度设为1.1mm、将接地电极的厚度设为2.2mm的情况下的、上述两试验的试验结果。另外，接地电极的硬度是通过调节获得接地电极时的合金的加工率、退火条件来改变的。

[0066] 【表1】

[0067] 接地电极厚度:1.5mm、接地电极宽度:2.8mm

[0068]

[0069] 【表2】

[0070] 接地电极厚度:1.1mm、接地电极宽度:2.2mm

[0071]

[0072] 如表1和表2所示，确认到在将接地电极的外周面的维氏硬度B设为150Hv以上的情况下，能够以在焊接时不会在接地电极上产生损伤为前提实现优异的耐损伤性。

[0073] 另外，明确有在将接地电极的截面的重心处的维氏硬度A设为130Hv以下、并且将接地电极的外周面的维氏硬度B设为230Hv以下的情况下，能够确保良好的焊接强度。认为
这是因为以下两点：通过将维氏硬度A设为130Hv以下，接地电极的中心部非常易于变形，
因此焊接强度优异的焊接界面形成在接地电极的顶端部与主体金属外壳之间，并且抑制了
焊接界面中的接地电极的中心部的脆化；通过将维氏硬度B设为230Hv以下，从而在某种程
度上确保了接地电极的外周部与主体金属外壳之间的焊接强度。

[0074] 根据上述试验的结果，出于更加可靠地防止因外力而导致在接地电极上产生损伤、凹陷并且在主体金属外壳与接地电极之间确保良好的焊接强度的观点，可以认为优选
的是将接地电极的与中心轴线正交的截面处的接地电极的重心的维氏硬度A设为130Hv以
下，并且将接地电极的外周面的维氏硬度B设为150Hv～230Hv。另外，考虑到伴随着向主
体金属外壳焊接、形成弯折部而在接地电极上发生硬度变化这一点，在成品的火花塞中，在穿过接地电极的顶端部并与接地电极的中心轴线正交的截面中，接地电极的截面的重心处
的维氏硬度A为130Hv以下，接地电极的顶端部的外周面处的维氏硬度B为150Hv～230Hv。

[0075] 接着，关于将接地电极的外周面处的维氏硬度B设为150Hv以上的火花塞的试样11～13，分别各制作10根对与接地电极的中心轴线正交的截面处的接地电极的截面积进
行了各种改变的火花塞，并对各试样进行了耐变形性评价试验。耐变形性评价试验的概要
如下。

[0076] 首先，准备将维氏硬度A和维氏硬度B双方设为90Hv并对接地电极的截面积进行了各种改变的多个基准试样。然后，如图7所示地将基准试样保持为其轴线沿着铅垂方向
延伸并且接地电极位于下方、且从地面至接地电极的沿着铅垂方向的距离为150mm。接着，通过使基准试样下落并使接地电极与地面相碰撞，从而对接地电极施加外力。之后，测量火花放电间隙的大小（中心电极与接地电极之间的最短距离）Ga（mm），在各基准试样中，计算相对于施加外力之前的火花放电间隙的大小Gb（mm）的变化量Gb－Ga（mm）。

[0077] 接着，在试样11～13中，利用与上述相同的手法对接地电极施加外力，测量火花放电间隙的大小Gc（mm），并且计算相对于施加外力之前的火花放电间隙的大小Gd（mm）
的变化量Gd－Gc（mm）。而且，在各接地电极分别形成为相同的截面积的试样中，计算试
样11～13的变化量Gd－Gc相对于基准试样中的变化量Gb－Ga的减少量（Gb－Ga）－
（Gd－Gc）（mm），并且求得上述减少量相对于上述变化量Gb－Ga的比例〔变形抑制率；
｛（Gb－Ga）－（Gd－Gc）｝／（Gb－Ga）〕和10根中的上述变形抑制率的平均值（平均变形抑制率）。另外，可以认为平均变形抑制率越大，越能够有效地发挥将维氏硬度B设为150Hv以上而产生的接地电极的变形抑制效果。图8的图表表示接地电极的截面积与平均变形抑
制率之间的关系。另外，在图8中，以圆点标记表示试样11的试验结果，以三角标记表示试样12的试验结果，以四角标记表示试样13的试验结果。

[0078] 另外，在试样11中，将维氏硬度A设为95Hv，将维氏硬度B设为150Hv。进而，在试样12中，将维氏硬度A设为110Hv，将维氏硬度B设为185Hv。此外，在试样13中，将维
氏硬度A设为130Hv，将维氏硬度B设为230Hv。

[0079] 如图8所示，明确有：在将接地电极的截面积设为2.6mm2以下的情况下，平均变形抑制率大幅度地增大。

[0080] 根据上述试验的结果，将接地电极的外周面处的维氏硬度B设为150Hv以上的做2
法对于将接地电极的截面积设为2.6mm 以下的情况特别有效。

[0081] 另外，本发明并不限定于上述实施方式所述的内容，例如，也可以如下所述那样加以实施。当然，也可以采用以下未示例的其他应用例、变形例。

[0082] （a）在上述实施方式中，在电极顶端部27E和中心电极5之间形成有火花放电间隙28，但是也可以将由耐消耗性优异的金属（例如，含有铱、白金的金属等）构成的接头接合于电极顶端部27E，在该接头和中心电极5之间形成火花放电间隙28。另外，也可以在中心电
极5的顶端部设置接头，并在该接头与电极顶端部27E之间、或该接头与接合于电极顶端部
27E的接头之间形成火花放电间隙28。另外，在将接头接合于电极顶端部27E的情况下，作
为测量电极顶端部27E的硬度的部位，去除了可能伴随着接头的接合而发生硬度变化的部
位。

[0083] （b）上述实施方式的接地电极27的制造方法仅是示例，并没有特别限定接地电极27的制造方法。

[0084] （c）在上述实施方式中，螺纹部15的螺纹径相对较小，但是并没有特别限定螺纹部15的螺纹径。

[0085] （d）在上述实施方式中，接地电极27具有弯折部27B，但是也可以不在接地电极27上设置弯折部27B。即，也可以将接地电极27设为直棒状。

[0086] （e）在上述实施方式中，工具卡合部19为截面六角形状，但是工具卡合部19的形状并不限定为这样的形状。例如，也可以设为Bi－HEX（变形12角）形状〔ISO22977：2005（E）〕等。

[0087] 附图标记说明

[0088] 1、火花塞；2、绝缘电瓷（绝缘体）；3、主体金属外壳；4、轴孔；5、中心电极；27、接地电极；27E、电极顶端部（接地电极的顶端部）；28、火花放电间隙（间隙）；CL1、轴线；CL2、（接地电极的）中心轴线；CN、重心。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种火花塞密封垫圈-专利编号CN110159763A	2020-05-13	536
一种高效节能火花塞-专利编号CN103166126A	2020-05-12	933
火花塞-专利编号CN104037619B	2020-05-11	670
火花塞-专利编号CN104037619A	2020-05-11	397
一种防热蚀火花塞-专利编号CN103166116A	2020-05-12	631
一种火花塞清理设备-专利编号CN110994365A	2020-05-12	1097
一种可除积碳的火花塞-专利编号CN110752511A	2020-05-13	873
一种防热蚀节能火花塞-专利编号CN103166128A	2020-05-11	434
新型火花塞-专利编号CN201204383Y	2020-05-13	927
火花塞-专利编号CN203967514U	2020-05-11	569

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