CN102208758A - 火花塞 - Google Patents

Abstract

一种火花塞，实现绝缘体的强度提高并防止绝缘体破损，其具备绝缘子(2)及主体配件(3)。绝缘子具有大径部(11)、缩径部(15)及后端侧主体部(10)，主体配件具有工具扣合部(20)、紧固部(21)及基座部(17)。紧固部经由环部件(24)及滑石(26)而卡定于大径部，后端侧主体部的外径为7.0毫米以上8.0毫米以下，工具扣合部的对边尺寸为12毫米以下，或后端侧主体部的外径为9.0毫米以上10.5毫米以下，沿着轴线(CL1)的从基座部到绝缘子的后端的距离为42毫米以上54毫米以下，后端侧主体部的外径与环部件的内径的直径差的1/2为0.15毫米以上，包含轴线的剖面中的环部件的直径为0.4毫米以上。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及一种内燃机等中使用的火花塞。

背景技术

火花塞例如安装于内燃机(发动机)，用于对燃烧室内的混合气体点火。通常，火花塞具备：具有轴孔的绝缘体；插通到该轴孔前端侧的中心电极；插通到轴孔后端侧的端子电极；设置在绝缘体外周的主体配件；设置在主体配件前端部，并在与中心电极之间形成火花放电间隙的接地电极。

另外，通常主体配件及绝缘体在使形成在绝缘体的外周面上的阶梯部相对于形成在主体配件的内周面上的阶梯部卡定的状态下，使主体配件的后端部向径向内侧弯曲而形成紧固部，通过使该紧固部相对于向径向外侧突出的绝缘体的大径部卡定而进行固定。而且，已知有为了提高气密性而在紧固部的内侧且在主体配件与绝缘体之间收容环部件或滑石的技术(例如，参照专利文献1等)。

然而，近年来，为了提高发动机布局的自由度而追求火花塞的小型化。因此，为了实现火花塞的小型化而需要使绝缘体进一步细径化。

另外，在高压缩化或高供气化的内燃机等中，为了使火花放电而需要更大的电压，增大施加电压时，电流有可能在端子电极与主体配件之间在绝缘体表面上流过而泄漏。因此，为了防止电流的泄漏，需要延长绝缘体中位于端子电极与主体配件之间的部位。

专利文献1：日本特开2006-92955号公报

然而，如上所述进行了细径化或位于端子电极与主体配件之间的部位比较长的绝缘体应对伴随内燃机等的动作的振动或跌落的强度下降。因此，绝缘体中，尤其是应力容易集中的后端侧主体部的从前端部到大径部的部位上有可能会产生由于振动等引起的破裂。

发明内容

本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种火花塞，具有细径化或位于端子电极与主体配件之间的部位比较长的绝缘体，能够实现绝缘体的强度提高，而且能够更可靠地防止绝缘体破损。

以下，对于适合于解决上述目的的各结构，分项进行说明。此外，根据需要，说明对应的结构所特有的作用效果。

结构1.本结构的火花塞具备：沿轴线方向延伸的筒状的绝缘体；和设置在所述绝缘体的外周的筒状的主体配件，所述绝缘体具有：向径向外侧突出形成的大径部；直径从所述大径部的后端朝所述轴线方向的后端侧缩小的缩径部；以及从所述缩径部的后端延伸的圆筒状的后端侧主体部，并且，所述主体配件具有：用于所述火花塞安装到内燃机的工具扣合部；和在所述工具扣合部的后端侧朝径向内侧弯曲形成的紧固部，所述紧固部经由剖面为圆形的环部件和滑石而间接地卡定于所述大径部，所述环部件以所述轴线为中心成为环状，并且被配置为与所述缩径部接触，且与所述主体配件的内周面接触，所述滑石在所述绝缘体和所述主体配件之间与所述环部件的至少位于所述绝缘体一侧的面接触，所述后端侧主体部的外径为7.0毫米以上且8.0毫米以下，所述工具扣合部的对边尺寸为12毫米以下，所述火花塞的特征在于，所述后端侧主体部的外径与所述环部件的内径的直径差的1/2为0.15毫米以上，包含所述轴线的剖面中的所述环部件的直径为0.4毫米以上。

此外，伴随所述紧固部的形成，所述环部件存在压碎变形的情况。这种情况下，“环部件的直径”是指具有与环部件的剖面积相同的面积的圆的直径。例如，环部件的剖面积为S时，环部件的直径R为R＝(4S/π)^1/2(以下相同)。

上述结构1的火花塞小径化成后端侧主体部的外径为7.0毫米以上且8.0毫米以下，工具扣合部的对边尺寸为12毫米以下。因此，绝缘体应对冲击的强度不充分，尤其是在应力容易集中的缩径部及其周边有可能产生折损等不良情况。

对于这一点，根据上述结构1，后端侧主体部的外径与环部件的内径的直径差的1/2为0.15毫米以上，绝缘体中的缩径部及其周边部分与主体配件之间形成足够大的空间。因此，能够比较容易使滑石进入该空间，从而能够从滑石向缩径部及其周边部位(即，尤其担心由于振动等引起应力集中的部位)施加更大的压缩应力。其结果是，能够提高缩径部及其周边部位的强度，从而能够更可靠地防止绝缘体折损等。

另一方面，为了充分确保所述直径差，考虑使用线径比较小的环部件。然而，环部件的线径过小时，由于环部件受滑石按压所产生的环部件向主体配件的内周面的按压力也小。因此，由于伴随内燃机的动作的振动等，滑石通过环部件与主体配件的内周面之间流出，从而从紧固部经由滑石等施加给大径部的紧固力有可能减少。紧固力下降时，会导致主体配件与绝缘体之间的气密性下降。

鉴于这一点，根据上述结构1，包含轴线CL1的剖面中的环部件的外形线的直径为0.4毫米以上。因此，环部件以足够大的力向主体配件的内周面按压，能够更可靠地防止滑石流出。其结果是，能够更可靠且更长时间地维持足够的气密性。

结构2.本结构的火花塞具备：沿轴线方向延伸的筒状的绝缘体；和设置在所述绝缘体的外周的筒状的主体配件，所述绝缘体具有：向径向外侧突出形成的大径部；直径从所述大径部的后端朝所述轴线方向后端侧缩小的缩径部；以及从所述缩径部的后端延伸的圆筒状的后端侧主体部，并且，所述主体配件具有：用于所述火花塞安装到内燃机的工具扣合部；在所述工具扣合部的后端侧朝径向内侧弯曲形成的紧固部；以及在所述工具扣合部的前端侧朝径向外侧突出形成的基座部，所述紧固部经由剖面为圆形的环部件和滑石而间接地卡定于所述大径部，所述环部件以所述轴线为中心成为环状，并且被配置为与所述缩径部接触，且与所述主体配件的内周面接触，所述滑石在所述绝缘体和所述主体配件之间与所述环部件的至少位于所述绝缘体一侧的面接触，所述后端侧主体部的外径为9.0毫米以上且10.5毫米以下，所述火花塞的特征在于，沿所述轴线的从所述基座部到所述绝缘体的后端的距离为42毫米以上且54毫米以下，所述后端侧主体部的外径与所述环部件的内径的直径差的1/2为0.15毫米以上，包含所述轴线的剖面中的所述环部件的直径为0.4毫米以上。

上述结构2的火花塞形成沿着轴线的从基座部到绝缘体后端的距离为42毫米以上且54毫米以下的长条形。此种火花塞伴随长条化而使绝缘体的质量增大，相应地由于伴随内燃机的动作的振动或火花塞的跌落等而施加给绝缘体的冲击变得更大。因此，绝缘体容易产生折损等不良情况。

对于这一点，根据上述结构2，后端侧主体部的外径与环部件的内径的直径差的1/2为0.15毫米以上，包含轴线的剖面中的环部件的直径为0.4毫米以上。由此，能够更可靠地且更长时间地维持足够的气密性，并且，能够提高绝缘体中的尤其担心应力集中的部位的强度，从而能够更可靠地防止绝缘体折损等。

结构3.本结构的火花塞以上述结构1或结构2为基础，其特征在于，设所述工具扣合部的外周面中的沿所述轴线的长度最小的部分的沿所述轴线的长度为A(毫米)，并且，设沿所述轴线的从所述缩径部的前端到所述工具扣合部的外周面的后端的距离为B(毫米)时，B/A为0.85以下，并且，还具备第二环部件，该第二环部件以所述轴线为中心成为环状，并且被配置为在与所述环部件之间夹持所述滑石，且与所述紧固部接触，沿所述轴线的从所述环部件到所述第二环部件的距离为3.0毫米以上。

根据上述结构3，工具扣合部的外周面中的沿着轴线的长度最小的部分的沿着轴线的长度为A(毫米)，且从缩径部的前端到工具扣合部的外周面的后端的沿着轴线的长度为B(毫米)时，满足B/A≤0.85。即，通常在工具扣合部的内侧配置滑石时，不使滑石填充部分相对于工具扣合部的沿着轴线的重合比例过大。因此，能够更可靠地防止由于滑石引起工具扣合部向径向外侧膨胀，而且能够进一步增大从滑石施加给绝缘体的压缩应力。其结果是，能够实现绝缘体的强度进一步提高，从而能够更可靠地防止绝缘体折损等。

另一方面，为了使B/A更小，考虑使B更小(换言之，使滑石填充部分的沿着轴线的长度更短)等，但当使滑石填充部分的长度过短时，气密性有可能下降。对于这一点，根据本结构3，使从环部件到第二环部件的沿着轴线的距离，即滑石填充部分的沿着轴线的长度为3.0毫米以上，足够大。因此，能够进一步提高气密性。

结构4.本结构的火花塞以上述结构1至3中任一结构为基础，其特征在于，所述缩径部的表面为凹状的弯曲面状，并且，在包含所述轴线的剖面中，所述缩径部的外形线的曲率半径大于所述后端侧主体部的外径与所述大径部后端的外径的直径差的1/2。

根据上述结构4，能够使环部件沿缩径部更可靠地与主体配件的内周面接触。因此，在环部件的绝缘体侧的面与绝缘体(缩径部)之间更可靠地设置足够大的空间，而且能够更容易地使滑石进入该空间。因此，从滑石对绝缘体更可靠地施加压缩应力，并通过滑石将环部件更可靠地向主体配件的内周面按压。其结果是，能够进一步提高绝缘体的强度及气密性。

结构5.本结构的火花塞以上述结构1至3中任一结构为基础，其特征在于，所述缩径部包括：锥状的锥部，直径从所述大径部的后端朝所述轴线方向后端侧缩小；和弯曲面部，形成在所述锥部的后端与所述后端侧主体部的前端之间，并且成为凹状的弯曲面状。

根据上述结构5，能起到与上述结构4同样的作用效果。

附图说明

图1是示出第一实施方式中的火花塞的结构的局部剖开主视图。

图2是图1的J-J线剖视图。

图3是示出环部件的另一例的局部放大剖视图。

图4是用于说明环部件与主体配件等的位置关系的局部放大剖视图。

图5是示出缩径部的结构的局部放大剖视图。

图6是示出第二实施方式中的火花塞的结构的局部剖开主视图。

图7是示出第二实施方式中的环部件等的结构的局部放大剖视图。

图8是示出绝缘体强度试验中的(Y-X)/2的值与折损载荷的关系的曲线图。

图9是示出绝缘体强度试验中的重合比例与折损载荷的关系的曲线图。

图10是示出另一实施方式中的缩径部的结构的局部放大剖视图。

图11是用于说明缩径部与大径部之间成为弯曲面状时的缩径部的前端的放大剖面示意图。

具体实施方式

[第一实施方式]

以下，参照附图说明实施方式。图1是示出火花塞1的局部剖开主视图。此外，在图1中，以火花塞1的轴线CL1方向为附图中的上下方向，以下侧为火花塞1的前端侧，以上侧为后端侧进行说明。

火花塞1包括作为绝缘体的绝缘子2和保持该绝缘子2的筒状的主体配件3等。

绝缘子2众所周知烧制氧化铝等而形成，在其外形部具备：形成在后端侧的圆柱状的后端侧主体部10；在比该后端侧主体部10靠前端侧向径向外方突出形成的大径部11；在比该大径部11靠前端侧形成直径比其细的中间主体部12；在比该中间主体部12靠前端侧形成直径比其细的长脚部13。而且，在绝缘子2中，大径部11、中间主体部12及大部分的长脚部13收容在主体配件3的内部。而且，在中间主体部12与长脚部13的连接部上形成有锥状的阶梯部14，利用该阶梯部14将绝缘子2卡定在主体配件3。此外，在后端侧主体部10与大径部11的连接部上设有直径从大径部11的后端朝轴线CL1方向的后端侧缩小的缩径部15，该缩径部15的表面成为凹状的弯曲面状。而且，从缩径部15直至后端侧主体部10的部位是没有角部的平滑的外形形状。

此外，在绝缘子2上沿轴线CL1贯通形成有轴孔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包括：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。而且，中心电极5整体呈棒状(圆柱状)，其前端面平坦并从绝缘子2的前端突出。

另外，在轴孔4的后端侧以从绝缘子2的后端突出的状态插入、固定端子电极6。

此外，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。

而且，所述主体配件3通过低碳钢等金属形成为筒状，其外周面上形成有用于将火花塞1安装在内燃机或燃料电池改性器等燃烧装置上的螺纹部(外螺纹部)16。而且，在螺纹部16的后端侧的外周面上形成有向径向外侧突出形成的凸缘状的基座部17，在螺纹部16后端的螺纹颈18嵌入有环状的垫圈19。此外，在主体配件3的后端侧设有在将火花塞1安装于燃烧装置时用于使扳手等工具扣合的剖面六边形状的工具扣合部20。而且，在工具扣合部20的后端侧设有朝径向内侧弯曲形成的紧固部21，通过该紧固部21保持绝缘子2。

另外，在主体配件3的内周面设有用于将绝缘子2卡定的锥状的阶梯部22。并且，绝缘子2从主体配件3的后端侧朝前端侧插入，在自身的阶梯部14卡定于主体配件3的阶梯部22的状态下，将主体配件3的后端侧的开口部沿径向内侧紧固，即通过形成上述紧固部21而进行固定。此外，在绝缘子2及主体配件3这双方的阶梯部14、22之间夹设有圆环状的密封板23。由此，保持燃烧室内的气密性，而使进入到暴露在燃烧室内的绝缘子2的长脚部13与主体配件3的内周面的间隙中的燃料气体不会向外部泄漏。

此外，为了使基于紧固的密闭更完全，而在主体配件3的后端侧，在主体配件3与绝缘子2之间夹设环部件24及第二环部件25，并且在环部件24及第二环部件25之间填充有滑石(talc)26。即，紧固部21经由环部件24、滑石26等卡定于所述大径部11，主体配件3经由密封板23、环部件24、25及滑石26对绝缘子2进行保持。

另外，所述环部件24及第二环部件25成为剖面圆形状，且分别以轴线CL1为中心成为环状。此外，环部件24配置成与绝缘子2的缩径部15及主体配件3的内周面接触。另一方面，第二环部件25在其与所述环部件24之间夹着所述滑石26而配置，并与紧固部21的内周面接触。

此外，在所述主体配件3的前端部接合有自身的大致中间折回且其前端部侧面与中心电极5的前端部相对的接地电极27。并且，在所述中心电极5的前端部及接地电极27的前端部之间形成有火花放电间隙33，在该火花放电间隙33中，在大致沿所述轴线CL1的方向进行火花放电。

另外，在本实施方式中，为了实现火花塞1的小径化而谋求绝缘子2及主体配件3的小径化。因此，如图2所示，所述后端侧主体部10的外径X1为7.0毫米以上且8.0毫米以下，工具扣合部20的对边尺寸Z1为12毫米以下。

而且，后端侧主体部10的外径X1与环部件24的内径Y1的直径差的1/2〔(Y1-X1)/2〕为0.15毫米以上。因此，所述滑石26与环部件24的至少位于绝缘子2侧的面接触。

另一方面，在包含轴线CL1的剖面中，环部件24的直径D1为0.4毫米以上，其结果是，所述直径差〔(Y1-X1)/2〕不会过度变大。此外，如图3所示，伴随所述紧固部21的形成，存在环部件24被压碎变形的情况。在该情况下，环部件24的直径D1称为具有与环部件24的剖面积相同的面积的正圆的直径。此外，环部件24的剖面积例如能够如下所述得到。即，拍摄环部件24的剖面，且在拍摄图像中得到环部件24所占的区域的像素数。并且，通过将该像素数乘以每一像素的面积，而能够得到环部件24的剖面积。

此外，如图4所示，工具扣合部20的外周面中的沿着轴线CL1的长度最小的部分的沿着轴线CL1的长度为A1(毫米)，从所述缩径部15的前端到工具扣合部20的外周面的后端的沿着轴线CL1的距离为B1(毫米)时，B1/A1为0.85以下。即，沿轴线CL1配置的环部件24、滑石26等相对于工具扣合部20的空间的重合比例为85％以下，该重合比例设定为不过度变大。此外，“工具扣合部20的外周面中的沿着轴线CL1的长度最小的部分”在本实施方式中是相当于工具扣合部20的外周面的角部的部分，是沿与轴线CL1正交的方向具有最大壁厚的部分。而且，在本实施方式中，工具扣合部20中的具有最大壁厚的部分的厚度为预定厚度以上(例如，1.15毫米以上)。

此外，沿轴线CL1的从所述环部件24到第二环部件25的距离C1为3.0毫米以上。

并且，如图5所示，为了使缩径部15的表面整个区域为凹状的弯曲形状，而在包含轴线CL1的剖面中，缩径部15的外形线的曲率半径R1大于后端侧主体部10的外径X1与大径部11的后端的外径K1(参照图4)的直径差的1/2〔(K1-X1)/2〕。

接下来，对如上所述构成的火花塞1的制造方法进行说明。

首先，预先加工主体配件3。即，通过对圆柱状的金属原料(例如铁系原料或不锈钢原料)进行冷锻加工等而形成大概形状，并形成贯通孔。然后，通过实施切削加工而修整外形，从而得到主体配件中间体。

接下来，在主体配件中间体的前端面上电阻焊接有由Ni合金构成的直棒状的接地电极27。在该焊接时产生所谓“塌边”，因此在除去该“塌边”后，通过滚轧而在主体配件中间体的预定部位上形成螺纹部16。由此，得到焊接有接地电极27的主体配件3。而且，在焊接有接地电极27的主体配件3上实施镀锌或镀镍。此外，为了提高耐蚀性，也可以再对其表面实施铬酸盐处理。

另一方面，与所述主体配件3分別地对绝缘子2进行成形加工。例如，以氧化铝为主体并使用包含粘合剂等的原料粉末，调制成形用坯料造粒物，并使用该成形用坯料造粒物而进行橡胶冲压成形，从而得到筒状的成形体。并且，对得到的成形体实施磨削加工并进行整形。接下来，通过利用烧制炉对整形后的部件进行烧制，而得到绝缘子2。

另外，与所述主体配件3、绝缘子2分别地制造中心电极5。即，对在中央部配置有用于实现散热性提高的铜合金等的Ni合金进行锻造加工而制作中心电极5。

接下来，如上所述得到的绝缘子2及中心电极5、电阻体7、端子电极6通过玻璃密封层8、9进行密封固定。作为玻璃密封层8、9，通常将硼硅酸玻璃和金属粉末混合调制，将该调制后的材料夹着电阻体7注入到绝缘子2的轴孔4内后，通过所述端子电极6从后方进行按压并在烧制炉内进行加热而烧固。此外，这时也可以在绝缘子2的后端侧主体部10表面同时烧制釉面层，也可以预先形成釉面层。

然后，如上所述将分别制作的具备中心电极5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固定。详细来说，首先，在主体配件3的阶梯部22上配置了密封板23之后，从主体配件3的后端开口插入绝缘子2，使绝缘子2的阶梯部14与所述密封板23接触。接下来，在绝缘子2的大径部11上配置所述环部件24，并在绝缘子2与主体配件3之间填充滑石26。此外，滑石26的填充通过利用筒状的夹具(未图示)向前端侧施加按压力而进行。然后，在滑石26上配置第二环部件25，将形成为比较薄壁的主体配件3的后端侧的开口部向径向内侧紧固，形成所述紧固部20。由此，将绝缘子2和主体配件3固定。

接下来，使接地电极27的大致中间部分弯曲，并使接地电极27的前端部侧面与中心电极5的前端面相对。然后，通过调整中心电极5及接地电极27之间的火花放电间隙33的大小而得到上述的火花塞1。

如以上详细说明所述，根据本实施方式，后端侧主体部10的外径X1与环部件24的内径Y1的直径差的1/2〔(Y1-X1)/2〕为0.15毫米以上，在绝缘子2中的缩径部15及其周边部分与主体配件3之间形成足够大的空间。因此，能够比较容易使滑石26进入该空间，从而能够从滑石26向缩径部15及其周边部位(即，特别担心会产生基于振动等的应力集中的部位)施加更大的压缩应力。其结果是，能够提高缩径部15及其周边部位的强度，能够更可靠地防止绝缘子2折损等。

此外，由于包含轴线CL1的剖面中的环部件24的直径D1为0.4毫米以上，因此通过滑石26以足够大的力将环部件24向主体配件3的内周面按压，能够更可靠地防止滑石26流出。其结果是，能够更可靠且更长期间地维持足够的气密性。

而且，沿着轴线CL1的工具扣合部20的长度A1和从缩径部15的前端到工具扣合部20的外周面的后端的长度B1满足B1/A1≤0.85。因此，通过滑石26能够更可靠地防止工具扣合部20向径向外侧突出的情况，进而能够进一步增加从滑石26向绝缘子2施加的压缩应力。其结果是，能够实现绝缘子2的强度的进一步提高，从而能够更可靠地防止绝缘子2折损等。

并且，在本实施方式中，从环部件24到第二环部件25的沿着轴线CL1的距离C1，即，滑石填充部分的沿着轴线CL1的长度为3.0毫米以上，足够大。因此，能够更进一步提高气密性。

而且，缩径部15成为弯曲面状，并且在包含轴线CL1的剖面中，缩径部15的曲率半径R1大于大径部11的外径K1与后端侧主体部10的外径X1的直径差的1/2〔(K1-X1)/2〕，因此能够使环部件24更可靠地与主体配件3的内周面接触。由此，在环部件24的绝缘子2侧的面与绝缘子2之间更可靠地设置足够大的空间，进而能够容易使滑石26进入该空间。因此，从滑石26对绝缘子2更可靠地施加压缩应力，并通过滑石26将环部件24更可靠地向主体配件3的内周面按压。其结果是，能够实现绝缘子2的强度及气密性进一步提高。

另外，在本实施方式中，由于从缩径部15至后端侧主体部10形成为没有角部的平滑的外形形状，因此能够更可靠地防止伴随振动等的对后端侧主体部10与缩径部15的连接部分的应力集中。其结果是，实现绝缘子2的强度提高，并能够有效地防止绝缘子2折损等。

〔第二实施方式〕

接下来，关于第二实施方式，以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明。

本第二实施方式中的火花塞1A不如上述第一实施方式中的火花塞1那样小径化，如图6所示，后端侧主体部10A的外径X2为9.0毫米以上且10.5毫米以下。另一方面，火花塞1A为了防止流过后端侧主体部10A的表面的端子电极6及主体配件3A之间的电流泄漏，而沿轴线CL1方向形成长条形。因此，沿着轴线CL1的从基座部17A的前端侧端面到绝缘子2A的后端的距离L2为42毫米以上且54毫米以下。

此外，主体配件3A、绝缘子2A及环部件24A的相对位置关系、包含轴线CL1的剖面中的环部件24A的直径等与上述第一实施方式为同样的结构。即，如图7所示，后端侧主体部10A的外径X2与环部件24A的内径Y2的直径差的1/2〔(Y2-X2)/2〕为0.15毫米以上。而且，在包含轴线CL1的剖面中，环部件24A的直径D2为0.4毫米以上。

此外，工具扣合部20A的外周面中的沿着轴线CL1的长度最小的部分的沿着轴线CL1的长度为A2(毫米)，且从缩径部15A的前端到工具扣合部20A的外周面的后端的沿着轴线CL1的距离为B2(毫米)时，B2/A2为0.85以下。并且，沿着轴线CL1的从所述环部件24A到第二环部件25A的距离C2为3.0毫米以上。

以上，根据本第二实施方式，在沿着轴线CL1的从基座部17A到绝缘子2A的后端的距离L2为42毫米以上且54毫米以下的形成长条形的火花塞1A中，能够维持优良的气密性并显著地提高绝缘子2A的强度。

接下来，为了确认上述实施方式所起到的作用效果，制作了后端侧主体部的外径为7.0毫米、7.5毫米或8.0毫米的基础上，对后端侧主体部的外径X(毫米)与环部件的内径Y(毫米)的直径差的1/2〔(Y-X)/2〕进行了各种变更的火花塞的样品，在各样品中，进行了基于JIS B8031的绝缘体强度试验。此外，绝缘体强度试验的概要如下所述。即，在将样品以水平状态安装在预定的试验台上之后，对距绝缘子的后端为5毫米的部分施加与轴线正交的方向的载荷，测定绝缘子发生破裂时的载荷(折损载荷)。图8中示出绝缘体强度试验的试验结果。此外，在图8中，利用圆形标绘了后端侧主体部的外径为7.0毫米的样品的试验结果，利用三角形标绘了后端侧主体部的外径为7.5毫米的样品的试验结果，利用四边形标绘了后端侧主体部的外径为8.0毫米的样品的试验结果。而且，在该试验中，各样品的工具扣合部的对边尺寸都为12毫米以下，沿着轴线方向的从主体配件的基座部到绝缘子的后端的沿着轴线的长度都为40毫米。

如图8所示可知，(Y-X)/2为0.15毫米以上的样品与(Y-X)/2小于0.15毫米的样品相比，能够显著地提高绝缘子的强度。这是因为，通过在后端侧主体部与环部件之间设置足够大的空间，在该空间中填充足够量的滑石，其结果是，从滑石向绝缘子(尤其是缩径部及其附近)施加的压缩应力大幅增加。而且特别是确认了通过使(Y-X)/2为0.25毫米以上而能够进一步提高绝缘子的强度。

接下来，在使后端侧主体部的外径为9.0毫米或10.5毫米的基础上，制作了对后端侧主体部的外径X与环部件的内径Y的直径差的1/2〔(Y-X)/2〕及从基座部到绝缘子的后端的沿着轴线的长度L进行了各种变更的火花塞的样品，并对各样品进行了耐跌落性评价试验。耐跌落性评价试验的概要如下所述。即，对于后端侧主体部的外径为9.0毫米的样品，使其从1.7毫米的高度自由落下，对于后端侧主体部的外径为10.5毫米的样品，使其从2.2毫米的高度自由落下。并且，观察跌落后的样品，确认绝缘子是否有损伤。在此，对绝缘子产生了破裂等损伤的样品作出“×”的评价而表示强度差，另一方面，对绝缘子未产生损伤的样品作出“○”的评价而表示强度优良。表1中示出后端侧主体部的外形为9.0毫米的样品的试验结果，表2中示出后端侧主体部的外径为10.5毫米的样品的试验结果。此外，不进行与上述的绝缘体强度试验同样的试验而进行耐跌落性评价试验是为了在考虑伴随变更了从基座部到绝缘子的后端的长度而引起的绝缘子的重量的区别造成的影响的基础上，对绝缘子的强度进行评价。而且，根据后端侧主体部的外径的不同而变更跌落距离是为了对应于伴随后端侧主体部的外径的变化而产生的绝缘子的壁厚的变化。此外，各样品的包含轴线的剖面中的环部件的直径都为0.4毫米以上。而且，在表1及表2中，(Y-X)/2为0毫米是表示后端侧主体部与环部件接触的情况。

[表1]

[表2]

如表1及表2所示可知，从基座部到绝缘子的后端的沿着轴线的长度L为40毫米以下的样品不受(Y-X)/2的大小影响而在强度方面没有问题，但在从基座部到绝缘子的后端的沿着轴线的长度L为42毫米以上的样品中，(Y-X)/2为0毫米的样品的强度不充分。

相对于此，(Y-X)/2为0.15毫米以上的样品只要从基座部到绝缘子的后端的沿着轴线的长度L不过度变大为超过54毫米，绝缘子就不会发生损伤，从而能够实现优良的强度。这是因为通过在后端侧主体部与环部件之间设置足够大的空间而增大从滑石向绝缘子施加的压缩应力。

接下来，通过变更环部件的线径，而制作对包含轴线的剖面的环部件的直径D进行了各种变更的火花塞的样品，并对各样品进行了气密性评价试验。气密性评价试验的概要如下所述。首先，对各样品进行了基于ISO 11565的振动试验〔将样品安装在预定的试验台上之后，振动数为50Hz～500Hz，加速度为30g(294m/s²)，历经8小时沿样品的轴向及轴正交方向施加振动的试验〕。接下来，对进行了所述振动试验后的样品进行基于JIS B8031的气密性试验〔在模仿了发动机头的试验台上安装了样品之后，将样品加热到150℃，从火花放电间隙侧施加1.5MPa的空气压〕，测定了空气从主体配件与绝缘子之间的泄漏量。在此，对空气的泄漏量大于10ml/分的样品作出“×”的评价而表示气密性不充分，对空气的泄漏量为10ml/分以下的样品作出“○”的评价而表示具有优良的气密性。表3示出该试验的试验结果。

[表3]

如表3所示可知，环部件的直径D小于0.40毫米的样品的气密性不充分。这是因为，由于环部件的直径比较小，而通过填充的滑石产生的将环部件向主体配件按压的力小，从而滑石通过环部件与主体配件之间而流出。

而环部件的直径D为0.40毫米以上的样品的空气的泄漏量为10ml/分以下，气密性优良。这是因为，由于环部件的线径比较大，而能充分确保将环部件向主体配件按压的力，其结果是，抑制滑石通过主体配件与环部件之间流出。

根据以上的试验结果，工具扣合部的对边尺寸为12毫米以下，且后端侧主体部的外径X为7.0毫米以上且8.0毫米以下的小径化的火花塞，或从基座部到绝缘子的后端的沿着轴线的长度L为42毫米以上且54毫米以下的形成长条形的火花塞，即，在担心绝缘子的强度下降的火花塞中，为了实现绝缘子的强度提高，后端侧主体部的外径X与环部件的内径Y的直径差的1/2〔(Y-X)/2〕优选为0.15毫米以上。

另外，从实现优良的气密性的观点出发，优选使用包含轴线的剖面中的直径D为0.4毫米以上的环部件。

接下来，在使后端侧主体部的外径为7.0毫米、7.5毫米、8.0毫米、9.0毫米或10.5毫米且使工具扣合部的外周面中的沿着轴线的长度最小的部分的沿着轴线的长度A(毫米)为一定的基础上，通过变更绝缘子的大径部的轴线方向长度，制作对从缩径部的前端到所述工具扣合部的外周面的后端的沿着轴线的距离B(毫米)进行了各种变更的火花塞的样品，对各样品进行了上述的绝缘体强度试验。图9示出B/A与折损载荷的关系的曲线图。此外，在图9中，利用圆形标绘了后端侧主体部的外径为7.0毫米的样品的试验结果，利用三角形标绘了后端侧主体部的外径为7.5毫米的样品的试验结果，利用四边形标绘了后端侧主体部的外径为8.0毫米的样品的试验结果。而且，利用菱形标绘了后端侧主体部的外径为9.0毫米的样品的试验结果，利用×标绘了后端侧主体部的外径为10.5毫米的样品的试验结果。此外，在以下的试验中，各样品的(Y-X)/2为0.15毫米以上，且环部件的直径D为0.4毫米以上。

如图9所示可知，各样品都具有优良的强度，尤其是通过使B/A为0.85以下，能够实现更加优良的强度。这是因为，通过使沿轴线方向的滑石填充部分相对于工具扣合部的重合比例比较小，能够抑制由于滑石引起工具扣合部向径向外侧突出，其结果是，进一步增大从滑石向绝缘子施加的压缩应力。

另外，如图9所示可知，B/A的值越小，越能够提高绝缘子的强度。因此，为了实现强度的进一步提高，而更优选使B/A为0.80以下，进一步优选使B/A为0.75以下。

接下来，通过变更绝缘子的大径部的轴线方向长度，制作对沿轴线的从环部件到第二环部件的距离(填充的滑石沿着轴线的长度，以下称为“滑石填充长”)C进行了各种变更的火花塞的样品，对于各样品，进行了上述的气密性评价试验。表4示出各样品中的每1分钟的空气的泄漏量。而且，在表4中，参考括号内表示各样品中的B/A值。

[表4]

如表4所示，各样品的空气的泄漏量都为10ml/分以下，都具有优良的气密性，但确认了滑石填充长C为3.0毫米以上的样品中空气不泄漏，而具有极为优良的气密性。

鉴于以上的试验结果，为了实现绝缘子的强度进一步提高，优选B/A为0.85以下。

另外，从实现气密性的进一步提高的观点出发，优选滑石填充长C为3.0毫米以上。

此外，并不局限于上述实施方式的记载内容，例如也可以如下所述实施。以下，当然也可以为未例示的其他应用例、变更例。

(a)在上述实施方式中，缩径部15的表面为凹状的弯曲面状，但缩径部只要从大径部11的后端到轴线CL1方向后端侧形成为直径缩小的形状即可，并未限定为凹状的弯曲面状。因此，例如，如图10所示，也可以通过直径从大径部11的后端朝轴线CL1方向的后端侧缩小的锥状的锥部46和形成在该锥部46的后端及后端侧主体部10的前端之间的成为凹状的弯曲面状的弯曲面部47来构成缩径部45。这种情况下，与上述实施方式同样地，能够沿缩径部45使环部件24更可靠地与主体配件3接触。其结果是，能够容易使滑石26进入环部件45与绝缘子2(缩径部45)之间，能够更可靠地从滑石26对绝缘子2施加压缩应力。而且，能够防止由于振动等而应力集中在缩径部45与后端侧主体部10的连接部分上的情况，能够更可靠地防止绝缘子2折损等。此外，这种情况下，弯曲面部47的曲率半径优选为锥部46的后端的外径与后端侧主体部10的外径的直径差的1/2以上。

(b)在上述实施方式中，大径部11与缩径部15的连接部分为有棱角的形状，但为了防止该连接部分损伤等，如图11(此外需要说明的是，在图11中未图示主体配件3及环部件24等)所示，也可以将所述连接部分形成为弯曲面状。这种情况下，“缩径部的前端”是指使缩径部15向径向外侧延长而成的假想面VL1与使大径部11的外周面朝轴线CL1方向前端侧延伸的假想面VL2交叉的部位CP。

(c)在上述实施方式中，具体化为在主体配件3的前端部接合有接地电极27的情况，但也能够适用于削出主体配件的一部分(或预先焊接在主体配件上的前端配件的一部分)而形成接地电极的情况(例如，日本特开2006-236906号公报等)。

(d)在上述实施方式中，工具扣合部20为剖面六边形状，但关于工具扣合部20的形状，并未限定为此种形状。例如，也可以为Bi-HEX(变形12边)形状〔ISO22977：2005(E)〕等。此外，将工具扣合部形成为Bi-Hex形状时，能够使工具扣合部的壁厚更大(例如，工具扣合部中的具有最大壁厚的部分的厚度为1.4毫米以上)，能够实现工具扣合部的强度提高。而且，通过实现工具扣合部的强度提高，能够进一步增大滑石对绝缘子的压缩应力，从而能够更进一步提高绝缘子的强度。

Claims (5)

1.一种火花塞，具备：

沿轴线方向延伸的筒状的绝缘体；和

设置在所述绝缘体的外周的筒状的主体配件，

所述绝缘体具有：

向径向外侧突出而形成的大径部；

直径从所述大径部的后端朝所述轴线方向的后端侧缩小的缩径部；以及

从所述缩径部的后端延伸的圆筒状的后端侧主体部，

并且，所述主体配件具有：

用于将所述火花塞安装到内燃机上的工具扣合部；和

在所述工具扣合部的后端侧朝径向内侧弯曲而形成的紧固部，

所述紧固部经由剖面为圆形的环部件和滑石而间接地卡定于所述大径部，

所述环部件形成以所述轴线为中心的环状，并且被配置为与所述缩径部接触，且与所述主体配件的内周面接触，

所述滑石在所述绝缘体和所述主体配件之间与所述环部件的至少位于所述绝缘体一侧的面接触，

所述后端侧主体部的外径为7.0毫米以上且8.0毫米以下，所述工具扣合部的对边尺寸为12毫米以下，

所述火花塞的特征在于，

所述后端侧主体部的外径与所述环部件的内径的直径差的1/2为0.15毫米以上，包含所述轴线的剖面上的所述环部件的直径为0.4毫米以上。

2.一种火花塞，具备：

沿轴线方向延伸的筒状的绝缘体；和

设置在所述绝缘体的外周的筒状的主体配件，

所述绝缘体具有：

向径向外侧突出而形成的大径部；

直径从所述大径部的后端朝所述轴线方向的后端侧缩小的缩径部；以及

从所述缩径部的后端延伸的圆筒状的后端侧主体部，

并且，所述主体配件具有：

用于将所述火花塞安装到内燃机上的工具扣合部；

在所述工具扣合部的后端侧朝径向内侧弯曲而形成的紧固部；以及

在所述工具扣合部的前端侧朝径向外侧突出而形成的基座部，

所述紧固部经由剖面为圆形的环部件和滑石而间接地卡定于所述大径部，

所述环部件形成以所述轴线为中心的环状，并且被配置为与所述缩径部接触，且与所述主体配件的内周面接触，

所述滑石在所述绝缘体和所述主体配件之间与所述环部件的至少位于所述绝缘体一侧的面接触，

所述后端侧主体部的外径为9.0毫米以上且10.5毫米以下，

所述火花塞的特征在于，

沿着所述轴线的从所述基座部到所述绝缘体的后端的距离为42毫米以上且54毫米以下，

所述后端侧主体部的外径与所述环部件的内径的直径差的1/2为0.15毫米以上，包含所述轴线的剖面上的所述环部件的直径为0.4毫米以上。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，

设所述工具扣合部的外周面中的沿着所述轴线的长度最小的部分的沿着所述轴线的长度为A毫米，

并且，设沿着所述轴线的从所述缩径部的前端到所述工具扣合部的外周面的后端的距离为B毫米时，

B/A为0.85以下，

并且，还具备第二环部件，该第二环部件形成以所述轴线为中心的环状，并且被配置为在与所述环部件之间夹持所述滑石，且与所述紧固部接触，

沿着所述轴线的从所述环部件到所述第二环部件的距离为3.0毫米以上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的火花塞，其特征在于，

所述缩径部的表面为凹状的弯曲面状，

并且，在包含所述轴线的剖面上，所述缩径部的外形线的曲率半径大于所述后端侧主体部的外径与所述大径部的后端的外径的直径差的1/2。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的火花塞，其特征在于，

所述缩径部包括：

锥状的锥部，直径从所述大径部的后端朝所述轴线方向的后端侧缩小；和

弯曲面部，形成在所述锥部的后端与所述后端侧主体部的前端之间，并且形成凹状的弯曲面状。

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