CN102273031B - 内燃机用火花塞 - Google Patents

Abstract

能够通过增大紧固力来提高气密性，并且能够抑制紧固力的增大所伴随的板密封件的变形，进而能够更可靠地防止绝缘体的破损。火花塞(1)具备：绝缘子(2)，在外周部分具有朝向轴线(CL1)方向前端侧变细的阶梯部(14)；环状的板密封件(22)；以及主体配件(2)，在内周部分具有朝向轴线(CL1)方向前端侧变细的锥部(21)，在将所述阶梯部(14)隔着所述板密封件(22)卡止于该锥部(21)的状态下，对该主体配件的后端部进行紧固，由此保持所述绝缘子(2)。此外，在所述锥部(21)设有槽部(40)。因此，如果使锥部21为平坦状，那么板密封件(22)的向径向外侧或径向内侧延展的部分的至少一部分就会进入到所述槽部(40)中。

Description

内燃机用火花塞

技术领域

本发明涉及在内燃机中使用的火花塞。 

背景技术

火花塞例如安装于内燃机(发动机)中，用于对燃烧室内的混合气体进行点火。一般而言，火花塞具备：具有轴孔的绝缘体、插通在该轴孔的前端侧的中心电极、插通在轴孔的后端侧的端子电极、在绝缘体的外周设置的主体配件、以及在主体配件的前端部设置且与中心电极之间形成火花放电间隙的接地电极。并且，对中心电极施加高压，从而在两电极间的火花放电间隙产生放电，对混合气体进行点火。 

此外，所述绝缘体被插入在主体配件的内部，在形成于自身的外周部分的阶梯部与形成于主体配件的内周部的锥部卡止的状态下，将所述主体配件的后端开口部朝向径向内侧紧固，由此，将该绝缘体保持于主体配件。此时，在主体配件的锥部与绝缘体的阶梯部之间，为了防止进入主体配件与绝缘体之间的混合气体等漏出到外部，夹设有圆环状的板密封件(例如参照专利文献1等)。 

然而近年来，随着对内燃机的高输出化的要求，期待着混合气体的高压缩化。因而，从可靠地防止混合气体等的漏出、确保良好的气密性的观点出发，可以想到增大所述主体配件的后端开口部的紧固力，来提高所述锥部与板密封件之间、以及阶梯部与板密封件之间的密封性。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特开2005-190762号公报 

发明内容

发明所要解决的技术课题 

但是，在增大所述紧固力的情况下，板密封件会较大地变形，板密封件有可能会从所述锥部与阶梯部之间朝向径向内侧或径向外侧伸出。结果，有可能出现板密封件的伸出到径向内侧的部分将绝缘体夹入，或者伸出到径向外侧的部分进入到绝缘体与主体配件之间，使绝缘体出现断裂等破损的情况。 

本发明鉴于上述情况而做出，其目的在于提供一种内燃机用火花塞，在通过增大紧固力来实现气密性提高的同时，能够抑制紧固力增大所伴随的板密封件的变形，进而能够可靠地防止绝缘体的破损。 

用于解决技术课题的技术手段 

以下，分项目分别说明用于实现上述目的各结构。另外，根据需要，附带说明对应的结构所特有的作用效果。 

结构1. 

本结构的内燃机用火花塞具备：绝缘体，具有延轴线方向延伸的轴孔，并在外周部分具有朝向所述轴线方向前端侧变细的阶梯部；环状的板密封件；以及主体配件，呈大致筒状，并且在内周部分具有朝向所述轴线方向前端侧变细的锥部，在所述阶梯部隔着所述板密封件卡止于该锥部的状态下，对该主体配件的后端部进行紧固，由此保持所述绝缘体；其特征在于，在所述锥部设有槽部。 

另外，由于能够抑制板密封件的伸出，所以能够进一步增大主体配件后端部的紧固力，进而能够实现气密性的进一步提高。 

结构2. 

本结构的内燃机用火花塞根据上述结构1，其特征在于，将所述槽部的深度设为0.005mm以上且所述板密封件的厚度的一半以下。 

结构3. 

本结构的内燃机用火花塞根据上述结构1或2，其特征在于，将所述槽部的宽度设为0.005mm以上且所述板密封件的宽度的70％以下。 

结构4. 

本结构的内燃机用火花塞根据上述结构1至3中任一项，其特征在于，所述槽部以所述轴线为中心形成为环状。 

结构5. 

本结构的内燃机用火花塞根据上述结构1至4中任一项，其特征在于，在将包含有所述轴线的截面上的、所述板密封件与所述锥部接触的接触部分的最外周部分、与所述接触部分的最内周部分之间的距离设为L时，所述槽部在所述接触部分的内周侧1/3的区域内具备宽度为0.1L以上的第一槽部、在所述接触部分的外周侧1/3的区域内具备宽度为0.1L以上的第二槽部。 

另外，在将第一(第二)槽部的宽度设为0.1L以上时，可以设置宽度为0.1L以上的一个槽部，也可以设置宽度合计为0.1L以上的多个槽部。因此，例如在内周侧1/3的区域内设置宽度为0.1L的槽部，而在外周侧1/3的区域内设置2个宽度为0.05L的槽部。 

结构6. 

本结构的内燃机用火花塞根据上述结构1至5中任一项，其特征在于，所述主体配件具备用于与内燃机头的安装孔螺合的螺纹部、以及设置于所述螺纹部的后端侧且与所述螺纹部的螺径相比形成为大径的座部，将沿着所述轴线的、在所述主体配件的前端与所述座部之间 的距离设为25mm以上。 

近年来，为了实现散热性提高，提出了将主体配件的前端至座部的距离设置得较长的火花塞(所谓的长型火花塞)。然而，在这样的火花塞中，从主体配件的后端部分(紧固部分)至板密封件的距离、即将主体配件之中对绝缘体进行保持的部分(绝缘体保持部)沿着轴线的距离设置得较长。因此，在使用火花塞时，绝缘体保持部的延长量会因热膨胀而容易变得较大，容易导致主体配件与绝缘体间的密封性的降低，进而容易导致燃烧室内的气密性的降低。因此，为了防止气密性的降低，可以想到增大主体配件后端部的紧固力，但是，如果增大紧固力，则如上所述那样，有可能会产生板密封件的变形或变形所伴随的绝缘体的破损这样的不良状况。即，长型火花塞在想要维持充分的气密性的情况下，更有可能会产生上述不良状况。 

结构7. 

本结构的内燃机用火花塞根据上述结构1至6中任一项，其特征在于，所述锥部的表面以及所述板密封件的表面中的至少一方被镀层覆盖。 

结构8. 

本结构的内燃机用火花塞根据上述结构7，其特征在于，所述镀层是锌镀层。 

结构9. 

本结构的内燃机用火花塞根据上述结构8，其特征在于，所述锥部的表面及所述板密封件的表面分别被锌镀层覆盖。 

发明效果 

根据结构1，在锥部设有槽部。因此，通过对主体配件的后端部进行紧固。在所述板密封件发生变形时使板密封件的一部分进入到槽 部。也就是说，在板半密封件中，如果使锥部为平坦状，则能够使向径向外侧或径向内侧扩展的部分的至少一部分进入到槽部中。结果，能够可靠地防止板密封件向径向外侧或径向内侧伸出。 

进而，通过在锥部设置槽部，能够增加锥部表面的摩擦阻力。因此，如上所述，与能够使板密封件的一部分进入到槽部相应地，能够可靠地抑制板密封件相对于锥部(向径向外侧或径向内侧)进行相对移动，能够进一步抑制板密封件的伸出。 

根据结构2，由于将槽部的深度设为0.005mm以上，因此，能够进一步增大板密封件的进入到槽部中的部位的体积，并且，能够更加增大锥部表面的摩擦阻力。结果，能够进一步抑制板密封件的伸出，能够进一步可靠地防止绝缘体的破损。 

除此之外，由于将槽部的深度设为板密封件的厚度的一半以下，因此，能够在锥部及板密封件之间确保可靠的密封性，能够实现良好的气密性。 

根据结构3，由于将槽部的宽度设为0.005mm以上，因此，能够使更大范围的板密封件进入到槽部中。因此，能够进一步抑制板密封件的伸出，能够进一步防止绝缘体的破损。 

此外，通过将槽部的宽度设为板密封件的宽度的70％以下，能够可靠地使板密封件相对于锥部紧贴，能够实现气密性的进一步提高。 

根据结构4，由于槽部以轴线为中心形成为环状，所以能够将锥部的没有形成槽部的部位的表面与板密封件接触的接触部分、即锥部与板密封件无间隙地紧贴的部分，形成为环状。因此，能够有效地防止进入到主体配件与绝缘体间的混合气体等泄漏到外部，能够进一步提高气密性。 

此外，通过设置沿周向延伸的连续的槽部，能够使板密封件沿着周向进入到槽部中。由此，能够在周向整个区域均匀地抑制板密封件的伸出，能够可靠地防止绝缘体的破损。 

根据结构5，在板密封件与锥部的接触部分中的、内周侧的1/3的区域和外周侧1/3的区域的双方设置宽度为0.1L以上的槽部。因此，能够使板密封件中的、特别是最容易伸出的内周侧部分及外周侧部分进入到第一槽部及第二槽部。此外，由于槽部的宽度为0.1L以上，所以，能够使板密封件的内周侧部分及外周侧部分的大范围进入到槽部中。结果，能够可靠地抑制板密封件向径向内侧及径向外侧的两方向的伸出。能够进一步可靠地防止绝缘体的损伤。 

结构6的火花塞中，将主体配件的前端与座部之间的沿着轴线的距离设为25mm以上这样比较长，虽然更有可能会产生上述的不良状况，但是通过采用上述各结构，能够可靠地防止不良状况的发生。换言之。上述各结构在将主体配件的前端至座部的距离设置得较长的火花塞中特别有用。 

根据结构7，锥部的表面及板密封件的表面的至少一方被镀层覆盖。因此，能够进一步增大锥部与板密封件之间的摩擦阻力，能够可靠地抑制板密封件相对于锥部的相对移动。结果，能够更加可靠地防止板密封件的伸出。 

根据结构8，通过使用锌镀层作为镀层，能够明显增大锥部与板密封件之间的摩擦阻力，能够更加可靠地抑制板密封件的伸出。 

根据结构9，锥部及板密封件的双方被锌镀层覆盖，因此，能够进一步增大锥部与板密封件之间的摩擦阻力。结果，能够更有效地防止板密封件的伸出。 

附图说明

图1是表示火花塞的结构的局部剖切正视图。 

图2是示意地表示锥部的结构等的放大剖视图。 

图3是表示槽部的形状的放大俯视示意图。 

图4是表示槽部的深度与密封件最大变形量之间的关系的坐标图。 

图5是表示槽部的宽度与密封件最大变形量之间的关系的坐标图。 

图6的(a)～(c)是用于示意地对评价试验中的、规定样品的槽部的形成位置、槽部的宽度大小进行说明的放大剖视图。 

具体实施方式

以下，参照附图说明一实施方式。图1是表示内燃机用火花塞(以下称作“火花塞”)1的局部剖切正视图。另外，在图1中，以火花塞1的轴线CL1方向作为附图中的上下方向、以下侧作为火花塞1的前端侧、以上侧作为后端侧来进行说明。 

火花塞1由呈筒状的作为绝缘体的绝缘子2、对该绝缘子2进行保持的筒状的主体配件3等构成。 

绝缘子2如公知那样，对氧化铝等进行烧结而形成，在其外形部具备：在后端侧形成的后端侧躯体部10、在后端侧躯体部10的前端侧朝向径向外方突出形成的大径部11、在该大径部11的前端侧形成为与该大径部11相比为细径的中躯体部12、以及在该中躯体部12的前端侧形成为与该中躯体部12相比为细径的长脚部13。除此之外，绝缘子2中的大径部11、中躯体部12、以及大部分的长脚部13收容在主体配件3的内部。此外，在长脚部13与中躯体部12的连接部，形成有朝向轴线CL1方向前端侧前端变细的锥状阶梯部14，通过该阶梯部14将绝缘子2卡止于主体配件3。 

进而，绝缘子2中，沿着轴线CL1贯穿形成有轴孔4，在该轴孔4的前端侧插入固定有中心电极5。该中心电极5包括由铜或铜合金形成的内层5A、和由以镍(Ni)为主成分的Ni合金形成的外层5B。此外，中心电极5整体呈棒状(圆柱状)，其前端面形成为平坦并且从绝缘子2的前端突出。进而，在中心电极5的前端部，接合有由贵金属合金(例如铱合金)形成的圆柱状的贵金属电极头31。 

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固定有端子电极6。 

进而，在轴孔4的中心电极5与端子电极6之间，配设有圆柱状的电阻体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。 

除此之外，所述主体配件3利用低碳素钢等金属形成为筒状，在其外周面形成有用于将火花塞1安装于发动机头的螺纹部(外螺纹部)15。此外，在螺纹部15的后端侧的外周面形成有座部16，在螺纹部15后端的螺纹顶部17嵌入有环状的垫圈18。进而，在主体配件3的后端侧，设有在将火花塞1安装于发动机头时用于使扳子等工具卡合的截面六边形的工具卡合部19，并且，在后端部设有用于保持绝缘子2的紧固部20。另外，在本实施方式中，为了提高火花塞1的散热性，将从座部16起至主体配件3的前端为止的沿着轴线CL1的距离Dm形成得较长(例如25mm以上)。 

进而，在主体配件3的内周面，设有用于对绝缘子2进行卡止的朝向轴线CL1前端侧前端变细的锥部21。并且，所述绝缘子2从主体配件3的后端侧朝向前端侧插入，在自身的阶梯部14卡止于主体配件3的所述锥部21的状态下，将主体配件3的后端侧的开口部向径向内侧进行紧固，即形成上述紧固部20，由此，将该绝缘子2保持于主体 配件3。另外，在绝缘子2的阶梯部14与主体配件3的锥部21之间，夹设有圆环状的板密封件22。由此，保持燃烧室内的气密性，能够防止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的内周面之间的间隙的混合气体等泄漏到外部。 

进而，为了使紧固进行的密闭更加可靠，在主体配件3的后端侧，在主体配件3与绝缘子2之间夹设有环状的环构件23、24，在环构件23、24之间填充有云母(滑石)25的粉末。即，主体配件3隔着板密封件22、环构件23、24及滑石25对绝缘子2进行保持。 

此外，在主体配件3的前端部26接合有接地电极27，该接地电极27自身的大致中间弯折，其侧面与中心电极5的前端部对置。除此之外，在接地电极27的前端部接合有由贵金属合金(例如白金合金)形成的圆柱状的贵金属电极头32。并且，在所述贵金属电极头31、32之间形成有火花放电间隙33，在该火花放电间隙33，在大致沿着所述轴线CL1的方向上进行火花放电。 

进而，如图2及图3所示，在所述主体配件3的锥部21的与所述板密封件22接触的面上，形成有以轴线CL1为中心呈圆环状的槽部40，该槽部40具备第一槽部41、第二槽部42及第三槽部43。另外，在本实施方式中，各槽部41～43分别具有相等的宽度Wg，各槽部41～43的宽度Wg一方面设为0.005mm以上，另一方面设为所述板密封件22的宽度(例如1mm)Wp的70％以下。此外，各槽部41～43的深度Dg也设定成分别相等，各槽部41～43的深度Dg一方面设为0.005mm以上，另一方面设为所述板密封件22的厚度(例如0.2mm)Tp的一半以下。 

进而，在将包含有轴线CL1的截面上的、板密封件22与锥部21的接触部分的最外周部分、与所述接触部分的最内周部分之间的距离设为L(在本实施方式中，等于所述板密封件22的宽度Wp)时，在 所述接触部分中的内周侧1/3的区域(内周侧区域)IA内设置所述第一槽部41。进而，在所述接触部分中的外周侧1/3的区域(外周侧区域)OA内设置所述第二槽部42。除此之外，两槽部41、42的宽度Wg设定为具有0.1L以上的大小。 

除此之外，所述板密封件22的表面整个区域被镀层(例如锌镀层)覆盖。 

接着，说明如上所述那样构成的火花塞1的制造方法。首先，预先加工好主体配件3。即，对圆柱状的金属素材(例如S17C或S25C这样的铁系素材或不锈钢素材)进行冷锻加工而形成贯穿孔，制造出雏形。之后，通过实施切削加工对外形进行平整，获得主体配件中间体。 

接着，在主体配件中间体的前端面电阻焊接由Ni合金形成的直棒状的接地电极27。在进行该焊接时会产生所谓的“熔渣”，因此，在除去该“熔渣”之后，在主体配件中间体的规定部位通过滚轧形成螺纹部15。由此，获得焊接有接地电极27的主体配件3。此外，对焊接有接地电极27的主体配件3实施锌镀层或镍镀层。另外，为了实现耐腐蚀性提高，可以进一步在其表面实施铬酸盐处理。在实施镀层处理之后，除去接地电极27前端部的镀层。 

另一方面，在所述主体配件3之外另行预先成形加工绝缘子2。例如，使用以氧化铝为主体并含有粘合剂等的原料粉末，来调制成形用原料造粒物，利用该原料造粒物进行冲压成形，由此获得筒状的成形体。并且，对所获得的成形体实施研磨加工来对外形进行平整，在此基础上实施烧结加工，由此获得绝缘子2。 

此外，在所述主体配件3、绝缘子2之外，另行预先制造中心电极5。即，对在中央部配置有用于实现散热性提高的铜合金的Ni合金 进行锻造加工，来制作中心电极5。接着，通过激光焊接等相对于中心电极5的前端部接合贵金属电极头31。 

除此之外，对比构成所述主体配件3的金属素材更软质的软钢板进行冲裁，并对冲裁后的物件实施渗碳处理或者渗碳氮化处理，由此来制作板密封件22。接着，对板密封件22实施锌镀层处理，由此在板密封件22的表面形成锌镀层被膜。另外，装配之前的板密封件22呈大致平板状。 

并且，如上述那样得到的绝缘子2和中心电极5、以及电阻体7、端子电极6，通过玻璃密封层8、9被封止固定。作为玻璃密封层8、9一般而言，将硼硅酸盐玻璃和金属粉末混合进行调制，将该调制得到的物质以夹着电阻体7的方式注入绝缘子2的轴孔4内之后，在从后方按压所述端子电极6的状态下，在烧结炉内进行烧固。另外此时，也可以在绝缘子2的后端侧躯体部10的表面同时烧结出瓷釉层，也可以事先形成瓷釉层。 

然后，对如上述那样制作出的具备中心电极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进行装配。即，在所述锥部21上配置板密封件22的基础上，从所述主体配件3的贯穿孔的后端侧开口部插入绝缘子2，对形成为相对薄壁的所述主体配件3的后端侧开口部向径向内侧进行紧固(即形成紧固部20)，由此，对绝缘子2和主体配件3进行装配。另外，通过进行上述紧固，原来为大致平板状的板密封件22沿着绝缘子2的阶梯部14及主体配件3的锥部21发生变形。由此，板密封件22相对于阶梯部14和锥部21紧贴，并且自身的一部分进入到所述槽部41～43中。另外，在本实施方式中，为了防止伴随着热膨胀等而导致主体配件3对绝缘子2的保持力降低，以比较大的紧固力对主体配件3的后端侧开口部进行紧固。 

接着，将贵金属电极头32电阻焊接在除去镀层后的接地电极27 的前端部。并且，最后实施通过使接地电极27的大致中间部分弯曲来调整贵金属电极头31、32间的所述火花放电间隙33的大小的加工，获得上述火花塞1。 

如以上的详细描述，根据本实施方式，在锥部21的与板密封件22接触的面上设置槽部40(第一～第三槽部41～43)。由此，在通过对主体配件3的后端部进行紧固使所述板密封件22变形时，板密封件22的一部分进入到槽部40中。也就是说，如果将锥部形成为平坦状，则能够使板密封件22的向径向外侧或径向内侧延展的部分的至少一部分进入到槽部40中。结果，能够可靠地防止板密封件22向径向外侧或径向内侧的伸出。 

进而，通过在锥部21设置槽部40，能够增加锥部21表面的摩擦阻力。因而，如上所述，与板密封件22的一部分进入到槽部40相应地，能够可靠地抑制板密封件22相对于锥部21(向径向外侧或径向内侧)进行相对移动，能够进一步抑制板密封件22的伸出。 

此外，由于能够抑制板密封件22的伸出，所以能够进一步增加主体配件3后端部的紧固力，进而能够实现气密性的进一步提高。 

除此之外，由于将槽部40的深度Dg设为0.005mm以上，所以能够进一步增加板密封件22的进入到槽部40中的部位的体积，并且能够实现锥部21表面的摩擦阻力的进一步增大。结果，能够更加可靠地抑制板密封件22的伸出，能够更加可靠地防止绝缘子2的破损。此外，由于将槽部40的深度Dg设为板密封件22的厚度Tp的一半以下，所以能够在锥部21与板密封件22之间确保充分的密封性，能够实现良好的气密性。 

进而，由于将槽部40的宽度Wg设为0.005mm以上，所以能够使板密封件22更大范围地进入到槽部40。因而，能够进一步抑制板密封 件22的伸出，能够进一步实现绝缘子2的破损防止。此外，通过将槽部40的宽度Wg设为板密封件22的宽度Wp的70％以下，能够更加可靠地使板密封件22相对于锥部21紧贴，能够实现气密性的进一步提高。 

此外，由于槽部40以轴线CL1为中心形成为环状，所以，能够将锥部21的未形成槽部40的部位的表面与板密封件22接触的接触部分、即锥部21与板密封件22无间隙地紧贴的部分形成为环状。因此，能够有效地抑制进入到主体配件3和绝缘子2之间的混合气体等向外部漏出，能够进一步提高气密性。此外，设有沿周向延伸的连续的槽部40，能够使板密封件22沿着周向进入到槽部40中。由此，能够在周向整个区域抑制板密封件22的伸出。 

除此之外，板密封件22与锥部21接触的接触部分中的、内周侧区域IA和外周侧区域OA的双方设有宽度为0.1L以上的第一槽部41和第二槽部42。因而，能够使板密封件22的特别有伸出可能性的内周侧部分及外周侧部分进入到第一槽部41及第二槽部42中。此外，由于槽部41、42具有0.1L以上的宽度，因此，能够使板密封件22的内周侧部分及外周侧部分的较大范围进入到槽部41、42中。结果，能够可靠地防止板密封件22向径向内侧及径向外侧的两方向的伸出，能够更加可靠地防止绝缘子2的损伤。 

此外，由于锥部21的表面被锌镀层被膜覆盖，所以，能够实现锥部21与板密封件22之间的摩擦阻力的进一步增大，进而能够更加可靠地防止板密封件22的伸出。 

接着，为了确认本实施方式所实现的作用效果，进行了密封件变形量评价试验。密封件变形量评价试验的概要如下所示。即，制作在主体配件的锥部形成具有各种不同的宽度及深度的槽部的基础上，将绝缘子装配于主体配件而成的火花塞的样品。并且，测量装配后的、 板密封件从绝缘子的阶梯部与所述锥部之间向径向外侧或径向内侧伸出的伸出量的最大值(密封件最大变形量)。在图4中示出了表示槽部的深度与密封件最大变形量之间的关系的坐标图。此外，图5中示出了表示槽部的宽度与密封件最大变形量之间的关系的坐标图。另外，在图4所示的试验中将槽部的宽度设为0.010mm，在图5所示的试验中将槽部的深度设为0.010mm。除此之外，作为板密封件，使用了厚度为0.200mm、宽度为1.000mm的板密封件。另外，槽部的宽度或深度、板密封件的厚度等分别是装配后测量出的值(以下相同)。 

如图4、5所示可知，在锥部设置槽部的样品与没有设置槽部的样品(即槽部的深度或宽度为0.000mm的样品)相比，密封件最大变形量大幅度地减少，有效地抑制了板密封件的伸出。可以想到这是因为，通过在锥部设置槽部，板密封件进入到了槽部中，或者增大了锥部表面的摩擦阻力。 

此外可知，特别是对将槽部的深度设为0.005mm以上、将槽部的宽度设为0.005mm以上的样品而言，密封件最大变形量为0.03mm以下，非常有效地抑制了板密封件的伸出。 

接着，对槽部的深度或宽度进行了各种变更的火花塞的样品进行气密性评价试验。气密性评价试验的概要如下所述。即，将各样品装配在模拟了发动机头的试验台上之后，将样品的座部加热到200℃的同时通过空气持续施加1.5MPa的压力，确认有没有空气从主体配件和绝缘子之间泄露。在此，在认定为有空气泄露的情况下，作为气密性下降而给出“×”的评价，另一方面，在认定出空气没有泄露的情况下，作为具有充分的气密性而给出“○”的评价。表1中示出了针对槽部的深度进行了各种变更的样品进行的评价试验的结果。此外，表2中示出了针对槽部的宽度进行了各种变更的样品进行的评价试验的结果。另外，板密封件的厚度等设定为与上述密封件变形量评价试验的情况相同。 

[表1] 

槽部的深度(mm)	0.000	0.001	0.005	0.010	0.020	0.100	0.150
								判定	○	○	○	○	○	○	×

[表2] 

槽部的宽度(mm)	0.500	0.550	0.600	0.650	0.700	0.750	0.800	0.850
									判定	○	○	○	○	○	×	×	×

如表1所示可知，将槽部的深度设为0.150mm的样品、即槽部的深度超过了板密封件的厚度(0.200mm)的一半的样品，气密性降低。此外，如表2所示，槽部的宽度超过0.700mm的样品、即槽部的宽度超过板密封件的宽度的70％的样品也是被认定为气密性降低。可以想到这是因为，槽部的深度或宽度若过大则会有损于板密封件相对于锥部的紧贴性。 

相对于此可知，将槽部的深度设为0.100mm以下(板密封件的厚度的一半以下)，或将槽部的宽度设为0.70mm以下(板密封件的宽度的70％以下)的样品，具有良好的气密性。 

接着，制作对锥部的槽部的形成位置、以及该槽部的宽度进行了各种变更的样品，进行上述的密封件变形量评价试验及气密性评价试验。另外，在本次的密封件变形量评价试验中，进一步对抑制了板密封件的伸出的样品以下述基准进行了更精密的评价。即，在板密封件向径向内侧或外侧伸出的伸出量与现有技术的样品(未设有槽部的样品)相比减小的情况下，作为抑制了板密封件的伸出而给出“○”，在板密封件向径向内侧或外侧伸出的伸出量与现有技术的样品相比大幅度地减小的情况下，作为非常有效地抑制了密封件的伸出而给出“◎”的评价。另外，各样品都是将槽部的深度设为0.010mm，将锥 部与板密封件的接触部分的从最内周部分至最外周部分的距离(接触部分的宽度)设为1.000mm。 

除此之外，各样品中的槽部的形成位置及槽部的宽度分别如下所述。即，在将锥部与板密封件的接触部分的宽度设为L时，样品1中，在该接触部分的内周侧1/3的区域(内周侧区域)内设置宽度为0.2L的槽部，样品2中，在接触部分的外周侧1/3的区域(外周侧区域)内设置宽度为0.2L的槽部。此外，样品3中，在位于所述内周侧区域与外周侧区域之间的区域(中央侧区域)内，设置宽度为0.2L的槽部，样品4中，在中央侧区域的整个区域设置宽度为1/3L的槽部。进而，样品5中，在外周侧区域的内周侧10％的区域至内周侧区域的外周侧10％的区域设置槽部，即，在锥部的中央部分设置宽度为8/15L的槽部。除此之外，样品6中，在外周侧区域设置宽度为0.05L的槽部，并且，在内周侧区域设置宽度为0.05L的槽部，样品7中，在外周侧区域设置宽度为0.15L的槽部，并且在内周侧区域设置宽度为0.05L的槽部。此外，样品8中，在外周侧区域设置宽度为0.05L的槽部，并且在内周侧区域设置宽度为0.15L的槽部，样品9中，在内周侧区域及外周侧区域分别设置宽度为0.1L的槽部。例如，样品1如图6(a)所示那样设置槽部，样品5如图6(b)所示那样设置槽部，样品9如图6(c)所示那样设置槽部。表3示出了板密封件向径向内侧伸出的伸出量的评价、板密封件向径向外侧伸出的伸出量的评价、以及气密性评价试验的结果。 

[表3] 

如表3所示可知，各样品都抑制了板密封件的伸出，并且，具有良好的气密性，特别是在外周侧区域或内周侧区域设有宽度为0.1L以上的槽部的样品(样品1、2、5、7、8、9)能够大幅度地抑制板密封件向径向外侧或径向内侧的伸出。此外，这些样品之中，在外周侧区域及内周侧区域的双方设置宽度为0.1L以上的槽部的样品(样品5、9)被认定为大幅度地抑制了板密封件向径向外侧和内侧的两方向的伸出。 

接着，针对在锥部形成有槽部并用锌镀层被膜对板密封件的表面进行覆盖的样品(样品A)、在锥部形成有槽部但没有在板密封件设置锌镀层被膜的样品(样品B)、以及没有设置槽部和锌镀层被膜的样品(样品C)，制作通过对主体配件后端部的紧固力进行各种变更，使各样品分别具有同等的气密性，并且使该气密性阶段性地变更的各种火花塞的样品。然后，对各样品进行上述的密封件变形量评价试验，测量密封件最大变形量。另外，“具有同等的气密性”是指，上述的气密性评价试验中的空气泄露量相等的情况。表4中示出了使气密性(即紧固力)进行各种变更的情况下的、样品A～C的密封件最大变形量。另外，在该表中的“气密性”的栏中示出了泄露量比例。“泄露量比例”是指，针对没有设置槽部、锌镀层被膜且以板密封件没有产生伸出时的最大紧固力对主体配件后端部进行了紧固的样品，对各样品进行气密性评价试验时的空气泄露量相对于进行上述气密性评价试验时的空气泄露量的比例。另外，泄露量比例越小，越以大的力对主体配件的后端部进行紧固。 

[表4] 

如表4所示可知，关于没有设置槽部及镀层被膜的样品C(现有技术的样品)，随着提高气密性，即随着增大主体配件后端部的紧固力，板密封件的伸出越极端地增大。 

与此相对可知，在锥部设有槽部的样品B在为了提高气密性而增大所述紧固力的情况下也能够抑制板密封件的伸出。此外特别是，设有槽部且在板密封件的表面设置锌镀层被膜的样品A，被认定为能够进一步抑制板密封件的伸出。可以想到这是因为，通过在密封件的表面设置锌镀层被膜，增大了锥部与板密封件之间的摩擦阻力，限制了板密封件相对于锥部的相对移动。 

如上所述，综合考虑各评价试验的结果，从为了防止绝缘子的损伤而抑制板密封件的伸出的观点出发，可以说在锥部设置槽部是有用的。 

此外，从更加可靠地防止板密封件的伸出的观点出发，可以说将 槽部的深度设为0.005mm以上，将槽部的宽度设定为0.005mm以上特别有用。 

除此之外，从实现板密封件的伸出的进一步抑制的观点出发，可以说优选在外周侧区域或内周侧区域设置宽度为0.1L以上的槽部，特别出于抑制板密封件向径向外侧及径向内侧的两方向的伸出这一点，更优选在外周侧区域及内周侧区域的双方设置宽度为0.1L以上的槽部。 

此外，可以说通过在板密封件的表面设置锌镀层被膜能够有效地抑制板密封件的伸出。 

另一方面，从充分地维持气密性的观点出发，可以说优选将槽部的深度设为板密封件的厚度的一半以下，或将槽部的宽度设为板密封件的宽度的70％以下。 

另外，不限于上述实施方式的记载内容，例如可以下述这样实施。当然，也能够适用于以下未示例出的其他应用例、变更例。 

(a)在上述实施方式中设有第一槽部41、第二槽部42、及第三槽部43这3个槽部，但是槽部的个数不限于此。此外，槽部40的形成位置也不限于上述实施方式的形成位置。 

(b)在上述实施方式中将槽部40的宽度Wg和深度Dg分别设为相等，但是也可以使槽部40的宽度Wg、深度Dg分别不同。因此，在上述实施方式中将槽部40的深度Dg及槽部40的宽度Wg分别设为0.005mm以上，但是例如也可以将槽部40的深度Dg、宽度Wg设为小于0.005mm。 

(c)在上述实施方式中，槽部40形成为以轴线CL1为中心的环 状，但是，槽部40的形状不限于环状。因此，槽部例如可以是在锥部21的表面设置的多个凹部。 

(d)在上述实施方式中，板密封件22的表面整个区域被锌镀层被膜覆盖，但是，也可以是板密封件22之中只有锥部21侧的表面被锌镀层被膜覆盖。此外，可以代替板密封件22的表面，而可以使锥部21的表面被锌镀层被膜覆盖，可以使锥部21及板密封件22的双方的表面被锌镀层被膜覆盖。 

(e)在上述实施方式中对板密封件22实施了锌镀层处理，但是也可以实施Ni镀层等其他镀层处理。在该情况下也能够增大锥部21与板密封件22之间的摩擦阻力，能够更加可靠地限制板密封件22相对于锥部21的相对移动。 

(f)在上述实施方式中将从座部16起至主体配件3的前端为止的沿着轴线CL1的距离Dm设置得较长(例如25mm以上)，但是也可以不对从座部16起至主体配件3的前端为止的沿着轴线CL1的距离Dm的大小做任何限定。 

(g)在上述实施方式中，在中心电极5及接地电极27的前端部设置贵金属电极头31、32，但是，也可以构成为省略贵金属电极头31、32的双方或一方。 

(h)在上述实施方式中，将在主体配件3的前端面接合有接地电极27的情况进行了具体化，但是也能够适用于对主体配件的一部分(或者预先焊接在主体配件上的前端配件的一部分)进行切削的方式而形成接地电极的情况(例如日本特开2006-236906号公报等)。此外，也可以在主体配件3的前端部26的侧面接合接地电极27。 

(i)在上述实施方式中将工具卡合部19形成为截面六边形，但 是工具卡合部19的形状可以不限定为这样的形状。因此，例如可以设定为Bi-HEX(变形12边)形状〔ISO22977：2005(E)〕等。 

附图标记说明 

1…火花塞(内燃机用火花塞)、2…绝缘子(绝缘体)、3…主体配件、4…轴孔、14…阶梯部、15…螺纹部、16…座部、21…锥部、22…板密封件、40…槽部、41…第一槽部、42…第二槽部、CL1…轴线 

Claims (8)

1.一种内燃机用火花塞，具有：绝缘体，具有延轴线方向延伸的轴孔，并在外周部分具有朝向所述轴线方向前端侧变细的阶梯部；环状的板密封件；以及主体配件，呈大致筒状，并且在内周部分具有朝向所述轴线方向前端侧变细的锥部，在所述阶梯部隔着所述板密封件卡止于该锥部的状态下，对该主体配件的后端部进行紧固，由此保持所述绝缘体；其特征在于，

在所述锥部设有槽部，

将所述槽部的深度设为0.005mm以上且在所述板密封件的厚度的一半以下。

2.如权利要求1所述的内燃机用火花塞，其特征在于，

将所述槽部的宽度设为0.005mm以上且在所述板密封件的宽度的70％以下。

3.如权利要求1所述的内燃机用火花塞，其特征在于，

所述槽部以所述轴线为中心形成为环状。

4.如权利要求1所述的内燃机用火花塞，其特征在于，

在将包含有所述轴线的截面上的、所述板密封件与所述锥部接触的接触部分的最外周部分与所述接触部分的最内周部分之间的距离设为L时，

所述槽部在所述接触部分的内周侧1／3的区域内具有宽度为0.1L以上的第一槽部，在所述接触部分的外周侧1／3的区域内具有宽度为0.1L以上的第二槽部。

5.如权利要求1所述的内燃机用火花塞，其特征在于，

所述主体配件具有用于与内燃机头的安装孔螺合的螺纹部，以及设置于所述螺纹部的后端侧且与所述螺纹部的螺径相比形成为大径的座部，将沿着所述轴线的、在所述主体配件的前端与所述座部之间的距离设为25mm以上。

6.如权利要求1所述的内燃机用火花塞，其特征在于，

所述锥部的表面以及所述板密封件的表面中的至少一方被镀层覆盖。

7.如权利要求6所述的内燃机用火花塞，其特征在于，

所述镀层是锌镀层。

8.如权利要求7所述的内燃机用火花塞，其特征在于，

所述锥部的表面及所述板密封件的表面分别被锌镀层覆盖。

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