CN102414945A - 火花塞 - Google Patents

Abstract

火花塞具有：在轴线方向延伸的中心电极；形成于中心电极外周的绝缘体；主体配件，形成在绝缘体的外周，具有支撑绝缘体的阶梯部；以及与主体配件接合的接地电极。其中，绝缘体具有与阶梯部相对并支撑绝缘体的支撑部。将与轴线方向平行、从支撑部朝向形成于中心电极和接地电极之间的点火部的方向作为前方。在这种情况下，绝缘体具有：缩径部，随着从支撑部向前方而外径缩小；以及扩径部，从缩径部中最前方部分开始随着向前方而外径进一步扩大。其结果是，可保持火花塞的耐热性能的同时，抑制泄漏电流的发生。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及一种火花塞。

背景技术

在引擎的燃烧室内产生混合气体的不完全燃烧等时会产生碳，从而出现碳堆积到火花塞的绝缘体表面的情况。当绝缘体表面被碳覆盖时会产生泄漏电流，在原本的电极间(火花塞间隙)中有可能不会产生放电。

一直以来，作为抑制火花塞中的泄漏电流的相关技术，例如专利文献1公开的技术已被公知。

在该技术中，加长火花塞的绝缘体中露出到燃烧室内的部分的长度(以下也称为“脚部”)。这样一来，脚部的表面积增加，因此即使附着碳也难以产生泄漏电流，可提高火花塞的耐污损性能。但在该技术中，虽然可提高耐污损性能，但从绝缘体到配件的热移动不能顺利进行，因此存在火花塞的耐热性能下降的问题。

专利文献1：日本特开2005-183177号公报

发明内容

本发明用于解决上述现有的课题，其目的在于提供一种保持火花塞的耐热性能的同时可抑制泄漏电流的产生的技术。

本发明为了解决上述课题的至少一部分，可采用以下方式或适用例。

(适用例1)

一种火花塞，具有：在轴线方向延伸的中心电极；

形成在上述中心电极的外周上的绝缘体；

主体配件，配置于上述绝缘体的外周，具有向上述绝缘体一侧以预定宽度突出的阶梯部；以及

与上述主体配件接合的接地电极，上述火花塞的特征在于，

在将与上述轴线方向平行且朝向形成于上述中心电极和上述接地电极之间的点火部的方向作为前方、相反方向作为后方的情况下，上述绝缘体具有：

与上述阶梯部的后方的一段部分相对并支撑上述绝缘体的支撑部，

缩径部，在与上述阶梯部相对的区域，随着从上述支撑部向前方而外径缩小；以及

扩径部，在与上述阶梯部相对的区域的上述缩径部的前方一侧，随着向前方而外径扩大。

根据适用例1的火花塞，碳不易附着到具有缩径部和扩径部的部位，因此可保持耐热性能的同时抑制泄漏电流的发生。

(适用例2)

根据适用例1所述的火花塞，其中，

在以与上述轴线方向垂直的方向为径向的情况下，

设上述缩径部中的径向的厚度最薄的最薄部的厚度为A、

设上述扩径部中的径向的厚度最厚的最厚部的厚度为B时，

满足0.84≤A/B≤0.95的关系式。

根据适用例2的火花塞，A/B的值设定在适当地范围，因此可保持耐压性能的同时，提高耐污损性能。

(适用例3)

根据适用例1或2所述的火花塞，其中，

在以与上述轴线方向垂直的方向为径向的情况下，

设在上述缩径部中的径向的厚度最薄的最薄部的前方、形成于上述绝缘体和上述主体配件之间的间隙在径向的距离中最小的距离为C时，

满足0.2mm≤C≤0.5mm的关系式。

根据适用例3的火花塞，距离C设定在适当的范围，因此可保持耐热性能的同时，提高耐污损性能。

(适用例4)

根据适用例1至3的任意一项所述的火花塞，其中，

在以与上述轴线方向垂直的方向为径向的情况下，

设上述扩径部中达到径向的厚度最厚的最厚部的位置、和从该位置开始沿着平行于上述轴线的方向而向后方延长的虚拟线与上述绝缘体的外形交叉的位置之间的距离为D时，

满足0.8mm≤D的关系式。

根据适用例4的火花塞，距离D设定为适当的长度，因此可提高耐污损性能。

(适用例5)

根据适用例1至4的任意一项所述的火花塞，其中，

在以与上述轴线方向垂直的方向为径向的情况下，

设从上述扩径部中达到径向的厚度最厚的最厚部的位置开始沿着平行于上述轴线的方向而向后方延长的虚拟线、和上述绝缘体的外形线所包围的区域的面积为S时，

满足0.1mm²≤S≤0.35mm²的关系式。

根据适用例5的火花塞，面积S设定得适当的大小，因此可提高耐污损性能。

(其他适用例)

在该火花塞中，缩径部可与绝缘体的支撑部连续形成，或者缩径部与支撑部之间形成有与轴线方向平行的预定长度的平行部。在设置有平行部时，平行部的外径可比扩径部中径向的厚度最厚的最厚部的外径小。并且，可在缩径部到扩径部之间具有预定长度的外径一定的径恒定部。在上述任意一种情况下，由于存在缩径部和扩径部，因此碳难以附着到该部位，可保持耐热性能的同时，抑制泄漏电流的发生。

进一步，主体配件的阶梯部的绝缘体侧相对面不一定与轴线方向平行，也可与轴线方向呈预定角度(1～10度左右)倾斜。并且，表面有凹凸也不造成障碍。主体配件的阶梯部具有与轴线方向平行的预定长度的平坦部，绝缘体的扩径部设置在与平坦部相对的区域，通过这一构成，碳进一步难以附着到该部位，可保持耐热性能的同时，抑制泄漏电流的发生。

此外，本发明可以各种方式实现。例如，可通过火花塞的制造方法及制造方法、制造系统等方式来实现。

附图说明

图1是作为本发明的一个实施方式的火花塞100的局部剖面图。

图2是放大表示绝缘子10的支撑部15附近的说明图。

图3是表示第2实施方式的火花塞100b中的绝缘子10b的支撑部15b附近的放大图。

图4是表示绝缘子厚度比A/B和耐压下降率(％)的关系的图表。

图5是表示绝缘子厚度比A/B和达到10MΩ的循环次数的关系的图表。

图6是表示距离C和达到10MΩ的循环次数的关系的图表。

图7是表示距离D和达到10MΩ的循环次数的关系的图表。

图8是表示面积S和达到10MΩ的循环次数的关系、及和提前点火发生角度的关系的图表。

图9是示例本发明的其他实施方式的说明图。

附图标号说明

3 陶瓷电阻

4 密封体

5 垫圈

6 环形部件

8 密封片

9 滑石

10 绝缘子

10b 绝缘子

11 前端部

12 轴孔

13 脚部

15 支撑部

15b 支撑部

17 前端侧主体部

18 后端侧主体部

19 凸缘部

20 中心电极

21 电极母材

22 前端部

25 芯材

30 接地电极

32 基部

33 前端部

40 端子配件

50 主体配件

50b 主体配件

51 工具卡合部

52 安装螺纹部

53 铆接部

54 密封部

55 座面

56 阶梯部

57 前端部

58 弯曲部

59 螺纹颈

70 缩径部

70b 缩径部

71 扩径部

71b 扩径部

72 凹陷部

73 间隙

90 中心电极端头

95 接地电极端头

100 火花塞

100b 火花塞

200 引擎头

201 安装螺纹孔

205 开口周缘部

具体实施方式

接着按照以下顺序说明作为本发明的一个方式的火花塞的实施方式：

A.第1实施方式

B.第2实施方式

C.耐压试验

D.耐污损试验1

E.耐污损试验2

F.耐污损试验3

G.耐污损试验4及耐热试验

H.变形例

A.第1实施方式：

图1是作为本发明的一个实施方式的火花塞100的局部剖面图。此外，在图1中，将火花塞100的轴线方向OD作为附图中的上下方向，将下侧作为火花塞100的前端侧、上侧作为后端侧来进行说明。

火花塞100具有：绝缘子10、主体配件50、中心电极20、接地电极30以及端子配件40。中心电极20以在绝缘子10内沿轴线方向OD延伸的状态被保持。绝缘子10发挥绝缘体的功能，主体配件50保持该绝缘子10。端子配件40设置于绝缘子10的后端部。

绝缘子10由烧制氧化铝等而形成，并具有在轴中心处形成向轴线方向OD延伸的轴孔12的筒形状。在轴线方向OD的大致中央形成有外径最大的凸缘部19，在其后端侧(图1的上侧)形成有后端侧主体部18。在凸缘部19的前端侧(图1的下侧)形成有外径比后端侧主体部18的外径小的前端侧主体部17，在前端侧主体部17的前端侧形成有外径比前端侧主体部17的外径小的脚部13。脚部13越靠近前端侧外径越小，当火花塞100安装于内燃机的引擎头200时，该脚部13暴露于燃烧室内。在脚部13和前端侧主体部17之间形成有支撑部15。

主体配件50为由低碳钢材形成的圆筒形的配件，用于将火花塞100固定于内燃机的引擎头200。此外，主体配件50将绝缘子10保持于内部，包围从绝缘子10的后端侧主体部18的一部分至脚部13的部位。

此外，主体配件50具有：工具卡合部51、安装螺纹部52。工具卡合部51为火花塞扳手(未图示)嵌合的部位。主体配件50的安装螺纹部52为形成有螺纹的部位，与设置于内燃机上部的引擎头200的安装螺纹孔201螺合。

在主体配件50的工具卡合部51和安装螺纹部52之间形成有凸缘状的密封部54。在安装螺纹部52和密封部54之间的螺纹颈59中插入有通过弯折板体而形成的环状的垫圈5。在将火花塞100安装于引擎头200时，垫圈5在密封部54的座面55和安装螺纹孔201的开口周缘部205之间被挤压而变形。通过该垫圈5的变形使火花塞100与引擎头200之间密封，从而防止通过安装螺纹孔201向发动机内泄漏气体。

在主体配件50的工具卡合部51的后端侧设置有薄的铆接部53。此外，在密封部54和工具卡合部51之间与铆接部53类似地设置有薄的弯曲部58。圆环状的环部件6、7介于主体配件50的从工具卡合部51至铆接部53的内周表面和绝缘子10的后端侧主体部18的外周表面之间。另外在两个环部件6、7之间填充有滑石(Talc)9的粉末。通过使铆接部53弯向内侧而进行铆接，绝缘子10经由环部件6、7和滑石9被按压向主体配件50内的前端侧。由此，绝缘子10的支撑部15被主体配件50的内周上形成的阶梯部56支撑，主体配件50与绝缘子10形成一体。此时，主体配件50和绝缘子10之间的气密性被介于绝缘子10的支撑部15和主体配件50的阶梯部56之间的环状的密封片8所保持，从而防止燃烧气体流出。弯曲部58具有在铆接时随着压缩力的增加而向外弯曲变形的结构，延长滑石9的压缩行程并提高主体配件50内的气密性。另外，在主体配件50的阶梯部56的前端侧和绝缘子10之间设置有预定尺寸的间隙CL。稍后参照图2对阶梯部56的形状详细说明。

中心电极20是棒状的电极，具有将芯材25埋设于电极母材21内部的构造的棒状电极。电极母材21由以“INCONEL”(商标名)600或者601等镍或者镍为主要成分的合金形成。芯材25由以与电极母材21相比具有更优良的导热性的铜或者铜为主要成分的合金形成。通常，通过将芯材25填入形成为有底筒状的电极母材21的内部，从底侧进行挤压成形并拉长从而制成中心电极20。芯材25虽然在主体部分具有大致一定的外径，但在前端侧形成为外径变小。此外，中心电极20在轴孔12内朝向后端侧延伸设置，经由密封体4和陶瓷电阻3电连接至端子配件40。高压线缆(未示出)经由插头(未示出)连接至端子配件40从而施加高电压。

中心电极20的前端部22与绝缘子10的前端部11相比更加突出。中心电极端头90接合于中心电极20的前端部22的前端。中心电极端头90呈在轴线方向OD延伸的大致圆柱形，为了提高耐火花消耗性，由高熔点的贵金属形成。对于中心电极端头90，由例如铱(Ir)或以Ir为主要成分添加有白金(Pt)、铑(Rh)、钌(Ru)、钯(Pd)、铼(Re)中的一种或者两种以上的Ir合金形成。

接地电极30由耐腐蚀性强的金属形成，例如，由“INCONEL”(商标名)600或者601等镍合金形成。该接地电极30的基部32通过焊接接合于主体配件50的前端部57。此外，接地电极30弯曲，从而接地电极30的前端部33与中心电极端头90相对。

进一步，接地电极端头95与接地电极30的前端部33接合。接地电极端头95与中心电极端头90相对，在接地电极端头95与中心电极端头90之间形成火花放电间隙G。此外，接地电极端头95可通过与中心电极端头90相同的材料形成。

图2是放大表示绝缘子10的支撑部15的附近的说明图。其中，将与轴线方向OD平行、从支撑部15朝向形成在中心电极20和接地电极30之间的点火部(火花放电间隙G)的方向，称为“前方”，将相反的方向称为“后方”。并且，将和轴线方向OD垂直的方向称为“径向”。在绝缘子10上形成随着从支撑部15朝向前方而外径缩小的缩径部70。进一步，绝缘子10上形成随着从缩径部70中最前方部分进一步朝向前方而外径扩大的扩径部71。因此，在支撑部15的前方形成了凹陷部72。与绝缘子10的该凹陷部72相对的主体配件一侧设有上述阶梯部56。该阶梯部56具有：与绝缘子10的凹陷部72相对的平坦的部位即平坦部56a；比平坦部56a靠近后方一侧的后方阶梯部56b；以及比平坦部56a靠近前方一侧的前方阶梯部56c。阶梯部56的后方阶梯部56b具有和绝缘子10的支撑部15一样的倾斜，与支撑部一起夹持密封片8。并且，前方阶梯部56c是比平坦部56a靠近前方且内径逐渐扩大的部位。棚架部56是指图2所示的范围TN。上述绝缘子10的缩径部70和扩径部71设置在和该阶梯部56对应的位置，凹陷部72与阶梯部56的平坦部56a基本相对。因此，在存在凹陷部72的位置，形成在主体配件50和绝缘子10之间的间隙73变大，在比该凹陷部72进一步靠前的位置，间隙73进一步变窄。

因此，通过在绝缘子10上设置凹陷部72、在凹陷部72的前方形成缩小间隙73的形状，在混合气体不完全燃烧时，可抑制碳进入到间隙73，抑制碳附着到凹陷部72中。进一步，燃烧气体难以到达绝缘子10的凹陷部72，因此可抑制绝缘子10的温度上升，可提高火花塞的耐热性能。

进一步，间隙73和支撑部15的前方沿轴线方向OD变为直线形状时(虚线Z)相比变大。因此，即使在碳进入到间隙73的情况下，也可抑制因碳堆积而使间隙73堵塞从而在主体配件50和绝缘子10之间产生泄漏电流的情况。

在此将缩径部70中径向的厚度最薄的最薄部P的厚度设为A。并且，设扩径部71中径向的厚度最厚的最厚部Q的厚度为B。这种情况下，火花塞100优选满足以下关系式(1)。

0.84≤A/B≤0.95……(1)

其原因如下所述。此外，以下也将A/B称为“绝缘子厚度比A/B”。

当绝缘子10的凹陷部72过小时，换言之绝缘子厚度比A/B过大时，碳堆积到凹陷部72，主体配件50和中心电极20导通的可能性变大。即，耐污损性能的提高效果变小。另一方面，绝缘子10的凹陷部72过大时，换言之绝缘子厚度比A/B过小时，耐污损性能提高，但在最薄部P中易产生绝缘破坏，耐压性能下降。

其中，绝缘子10满足关系式(1)地构成火花塞100时，则可保持耐压性能的同时，提高耐污损性能。稍后论述将绝缘子厚度比A/B的范围限定为关系式(1)的数值范围的根据。

并且，设缩径部70中径向的厚度最厚的最薄部P的前方的、且形成在绝缘子10和主体配件50之间的间隙73的径向的距离中最小的距离为C。此时，火花塞100优选满足以下关系式2。

0.2mm≤C≤0.5mm……(2)

其原因如下。当距离C过大时，碳及燃烧气体易于进入到绝缘子10的凹陷部72，耐污损性能及耐热性能下降。而当距离C过小时，碳堆积到距离C的部分，耐污损性能可能进一步下降。因此如果以使绝缘子10满足关系式(2)的方式构成火花塞100，则可保持耐热性能的同时，适当提高耐污损性能。稍后论述将距离C规定为关系式(2)的数值范围的根据。

并且，从扩径部71中径向的厚度最厚的最厚部Q1、到与轴线OD平行地向后方延伸的虚拟线(图2中虚线Z)与绝缘子10的外形接触的点Q2为止的距离设为D时，火花塞100优选满足以下关系式(3)。

0.8mm≤D……(3)

其原因如下。绝缘子10的凹陷部72的轴线方向OD上的长度过短时，充分确保间隙73的范围变小，耐污损性能的提高效果降低。因此，如果以使绝缘子10满足关系式(3)的方式构成火花塞100，则可适当提高耐污损性能。稍后论述距离D规定为关系式(3)的数值范围的根据。

进一步，凹陷部72的大小如下规定。即，设图2所示的虚拟线(虚线Z)及绝缘子10的外形线所包围的区域(图2中加阴影的区域)的面积为S时，火花塞100优选满足以下关系式(4)。

0.1mm²≤S≤0.35mm²……(4)

其原因如下。当绝缘子10的凹陷部72的截面积S过小时，耐污损性能的提高效果降低，当截面积S过大时，耐热性降低。因此如果以使绝缘子10满足关系式(4)的方式构成火花塞100，则可适当提高耐污损性能的同时，确保耐热性。稍后论述面积S规定为关系式(4)的数值范围的根据。

此外，火花塞100无需满足上述所有条件，满足上述条件中的任意一个以上即可。但如果使火花塞100满足上述所有条件，则可适当地提高耐污损性能。

B.第2实施方式

图3是表示第2实施方式的火花塞100b中的绝缘子10b的支撑部15b附近的放大图。和图2所示的第1实施方式的不同点仅在于主体配件50b的形状及绝缘子10b的形状，其他构成和第1实施方式相同。在该绝缘子10b中，扩径部71b是沿轴线方向OD延伸的形状。因此，第2实施方式中的距离D比第1实施方式中的距离D长。并且，间隙73的最小的地方(距离C的部分)和最厚部Q1相比在后方一侧。将绝缘子10形成这一形状，可和第1实施方式一样，提高耐热性能的同时，提高耐污损性能，并可抑制泄漏电流的发生。

C.耐压试验

为调查绝缘子厚度比A/B与耐压性能的关系，使用绝缘子厚度比A/B不同的多个火花塞进行了耐压试验。在耐压试验中，在将样本的火花塞浸泡到绝缘油中的状态下，在主体配件50和端子配件40之间施加火花放电波形的电压。此时，因在火花放电间隙G中存在绝缘油，所以在该火花放电间隙G中不产生火花放电。将火花放电波形电压的最大值逐渐增大的同时，重复施加火花放电波形电压，则在绝缘子10内产生绝缘破坏。将该时刻下的火花放电波形电压的最大值记录为耐压。并且，对绝缘子10中未设置凹陷部72的火花塞也测定耐压，将从该耐压的下降率记录为耐压下降率(％)。

图4是表示绝缘子厚度A/B和耐压下降率(％)的关系的图表。在该图4中，横轴表示绝缘子厚度比A/B，纵轴表示耐压下降率(％)。根据该图4，随着绝缘子厚度比A/B变大，耐压下降率变小。进一步，如使绝缘子厚度比A/B为0.84以上，则可使耐压下降率为10％以下。因此，可以理解绝缘子厚度比A/B优选0.84以上。并且根据该图4，可理解绝缘子厚度比A/B进一步优选0.88以上。

D.耐污损试验1

为调查绝缘子厚度比A/B和耐污损性能的关系，使用绝缘子厚度比A/B不同的多个火花塞进行了耐污损试验1。在耐污损试验1中，使用达到10MΩ的循环来评价各火花塞。其中，“达到10MΩ的循环”是指，根据机动车火花塞的引擎匹配性试验方法(JIS D1606)中确定的熏黑污损试验进行试验，内燃机火花塞的绝缘电阻下降到10MΩ所需的试验的循环次数。因此，达到10MΩ的循环数越大，则意味着绝缘电阻值的下降变慢。换言之，达到10MΩ的循环数越大，意味着碳、金属氧化物等导电性污损物质越难积蓄(耐污损性能良好)。

图5是表示绝缘子厚度比A/B和达到10MΩ的循环数的关系的图表。根据该图5，随着绝缘子厚度比A/B变大，达到10MΩ的循环数变小。即，随着绝缘子厚度比A/B变大，耐污损性能下降。并且，如绝缘子厚度比A/B为0.95以下，则可使达到10MΩ的循环数为10以上。因此，可理解绝缘子厚度比A/B优选为0.95以下。并且，根据该图5，可理解绝缘子厚度比A/B进一步优选0.94以下，更优选0.88以下。

考虑该耐污损试验1的结果及上述耐压试验的结果，可理解绝缘子厚度比A/B如上述关系式(1)所示，优选为0.84以上且0.95以下。

E.耐污损试验2

为调查上述距离C(mm)和耐污损性能的关系，使用距离C不同的多个火花塞进行了耐污损试验2。此外，在该耐污损试验2中，和耐污损试验1一样，使用达到10MΩ的循环评价各火花塞。

图6是表示距离C和达到10MΩ的循环数的关系的图表。此外，该试验中的各火花塞的绝缘子厚度比A/B是0.85。根据该图6，距离C达到0.3mm附近为止，随着距离C变大，达到10MΩ的循环数变大，但从距离C超过0.4mm附近开始，随着距离C变大，达到10MΩ的循环数变小。并且，如使距离C在0.2mm到0.5mm的范围内，则可使达到10MΩ的循环数为10以上。因此，距离C如上述关系式(2)所示，可理解优选0.2mm以上且0.5mm以下。并且，根据该图6，可理解距离C进一步优选0.2mm以上且0.4mm以下，最优选0.3mm以上且0.4mm以下。

F.耐污损试验3

为调查上述距离D(mm)和耐污损性能的关系，使用距离D不同的多个火花塞进行了耐污损试验3。此外，在该耐污损试验3中，和耐污损试验1一样，使用达到10MΩ的循环评价各火花塞。

图7是表示距离D和达到10MΩ的循环数的关系的图表。此外，该试验中的各火花塞的绝缘子厚度比A/B是0.85，距离C是0.4mm。根据该图7，随着距离D变大，达到10MΩ的循环数变大。即，随着距离D变大，耐污损性能提高。并且，如距离D为0.8mm以上，则可使达到10MΩ的循环数为10以上。因此，可理解距离D如上述关系式(3)所示，优选0.8mm以上。并且根据该图7，可进一步理解距离D优选0.9mm以上。

G.耐污损及耐热试验

为调查上述截面积S(mm²)与耐污损性能的关系及与耐热性能的关系，使用截面积S不同的多个火花塞进行了耐污损试验及耐热试验。此外，在该耐污损试验中，和耐污损试验1一样，使用达到10MΩ的循环评价各火花塞。

图8是表示截面积S和达到10MΩ的循环数的关系、及截面积S和耐热性能的关系的图表。此外，该试验中的各火花塞的绝缘子厚度比A/B是0.85，距离C是0.4mm，距离D是2mm。根据图8，随着面积S变大，达到10MΩ的循环数变大。即，随着面积S变大，耐污损性能提高。并且，如面积S为0.1mm²以上，则可使达到10MΩ的循环数为12以上。

另一方面，发现该面积S对耐热性造成影响，当面积S过大时，耐热性下降。因此，说明从火花塞的耐热性角度而言优选的面积S的范围。按照以下条件启动引擎来进行耐热试验。

引擎：排气量1.6L，4循环，DOHC引擎

燃料：优质无铅汽油

室温/湿度：20℃/60％

油温度：80℃

测试模型：引擎转速5500rpm，油门全开(2分钟)

将面积S不同的火花塞安装到引擎上，在上述条件下运行引擎。并且逐渐提前点火的时期，将产生提前点火(过早点火)时的点火时期作为距TDC的提前角而测定。图8的右侧纵轴表示发生提前点火的角度(单位、度)。通过测定该产生过早点火的提前角、即提前点火发生角，可评价火花塞的耐热性。这是因为，提前点火产生的提前角较大则意味着火花塞的导热性能(耐热性)良好。其原因如下。

一般情况下，当点火时期提前时，暴露于新的混合气体的时间相对变短，暴露于燃烧气体的时间相对变长，因此火花塞的前端温度易于上升。当火花塞的前端温度过度上升时，会出现未等火花点火就通过混合气体的压缩而点火的过早点火(提前点火)。换言之，即使提前角较大也不产生提前点火的火花塞的散热性较好，因此提前点火的提前角变大。通过测定提前点火发生角，可评价火花塞的耐热性(导热性能)。

从图8可知，面积S大于0.35mm²时，提前点火发生角急剧变小，火花塞的耐热性下降。因此，由耐热性试验可知，面积S优选为0.35mm²以下。结合图8所示的两个试验，即耐污损试验及耐热试验的结果，可知面积S优选是上述关系式(4)所示的范围。

H.变形例

此外，本发明不限于上述实施例和实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以各种方式实施，例如可采用以下变形。

H1.变形例1

在上述实施例中，缩径部70和扩径部71连续形成，例如也可如图9(A)所示，在缩径部和扩径部之间可具有外径一定的径恒定部。并且，在上述实施例中，缩径部和扩径部是曲线形状，但也可如图9(A)、(B)所示，使至少一个为直径线性变化的形状。并且，缩径部也可如图9(C)所示，构成为使直径两个阶段缩小。在图示中，对于缩径部是构成为直径在两个阶段变化，扩径部也可同样形成。直径的扩大、缩小也可是三个阶段以上。并且，缩径部和扩径部的边界部分、或缩径部和径恒定部、径恒定部和扩径部的边界部分也可不平滑而形成角部。

在图9(A)至(C)所示的各凹陷部72中，上述公式(3)的距离D规定为，从扩径部中达到径向的厚度最厚的最厚部的位置(Q1)开始、到与轴线方向OD平行地向后延伸的虚拟线Z与绝缘子10的外形接触位置(Q2)为止的距离。因此如图9(B)所示，从绝缘子10的支撑部15到凹陷部72为止，当存在和轴线方向OD平行的部分时，距离D不是从径向的厚度最厚的最厚部(Q2)的虚拟线与支撑部15交叉的位置为止的距离，而是和凹陷部72的宽度相等的距离。并且，上述公式(4)的面积S也同样是该距离D的范围的凹陷部的截面积。

H2.变形例2

在上述实施例中，火花放电间隙G中的放电方向是和轴线方向OD平行的方向，但也可以以使火花放电间隙G中的放电方向是与轴线方向OD垂直的方向的方式构成接地电极30和接地电极端头95。

H3.变形例3

在上述实施例中，在中心电极20和接地电极30的前端分别设置中心电极端头90和接地电极端头95，但也可省略它们。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改)一种火花塞，具有：在轴线方向延伸的中心电极；

形成在上述中心电极的外周上的绝缘体；

主体配件，配置于上述绝缘体的外周，具有向上述绝缘体一侧以预定宽度突出的阶梯部；以及

与上述主体配件接合的接地电极，上述火花塞的特征在于，

在将与上述轴线方向平行且朝向形成于上述中心电极和上述接地电极之间的点火部的方向作为前方、相反方向作为后方的情况下，上述绝缘体具有：

与上述阶梯部的后方的一段部分相对并支撑上述绝缘体的支撑部，

缩径部，在与上述阶梯部相对的区域，随着从上述支撑部向前方而外径缩小；以及

扩径部，在与上述阶梯部相对的区域的上述缩径部的前方一侧，随着向前方而外径扩大，

在以与上述轴线方向垂直的方向为径向的情况下，

设上述缩径部中的径向的厚度最薄的最薄部的厚度为A、设上述扩径部中的径向的厚度最厚的最厚部的厚度为B时，

满足0.84≤A/B≤0.95的关系式。

2.(删除)

3.(修改)根据权利要求1所述的火花塞，其中，

在以与上述轴线方向垂直的方向为径向的情况下，

设在上述缩径部中的径向的厚度最薄的最薄部的前方、形成于上述绝缘体和上述主体配件之间的间隙在径向的距离中最小的距离为C时，

满足0.2mm≤C≤0.5mm的关系式。

4.(修改)根据权利要求1或3所述的火花塞，其中，

在以与上述轴线方向垂直的方向为径向的情况下，

设上述扩径部中达到径向的厚度最厚的最厚部的位置、和从该位置开始沿着平行于上述轴线的方向而向后方延长的虚拟线与上述绝缘体的外形交叉的位置之间的距离为D时，

满足0.8mm≤D的关系式。

5.(修改)根据权利要求1、3或4的任意一项所述的火花塞，其中，

在以与上述轴线方向垂直的方向为径向的情况下，

设从上述扩径部中达到径向的厚度最厚的最厚部的位置开始沿着平行于上述轴线的方向而向后方延长的虚拟线、和上述绝缘体的外形线所包围的区域的面积为S时，

满足0.1mm²≤S≤0.35mm²的关系式。

6.(修改)根据权利要求1、3至5的任意一项所述的火花塞，其中，

上述缩径部与上述支撑部连续形成。

7.(修改)根据权利要求1、3至5的任意一项所述的火花塞，其中，

上述缩径部与上述支撑部之间形成有与上述轴线方向平行的预定长度的平行部。

8.根据权利要求7所述的火花塞，其中，

上述平行部的外径比上述扩径部中径向的厚度最厚的最厚部的外径小。

9.(修改)根据权利要求1、3至8的任意一项所述的火花塞，其中，

从上述缩径部到上述扩径部之间具有预定长度的外径恒定的径恒定部。

10.(修改)根据权利要求1、3至9的任意一项所述的火花塞，其中，

上述主体配件的上述阶梯部具有与上述轴线方向平行的预定长度的平坦部，

上述绝缘体的上述扩径部设置在与上述平坦部相对的区域。

Claims (10)

1.一种火花塞，具有：在轴线方向延伸的中心电极；

形成在上述中心电极的外周上的绝缘体；

主体配件，配置于上述绝缘体的外周，具有向上述绝缘体一侧以预定宽度突出的阶梯部；以及

与上述主体配件接合的接地电极，上述火花塞的特征在于，

在将与上述轴线方向平行且朝向形成于上述中心电极和上述接地电极之间的点火部的方向作为前方、相反方向作为后方的情况下，上述绝缘体具有：

与上述阶梯部的后方的一段部分相对并支撑上述绝缘体的支撑部，

缩径部，在与上述阶梯部相对的区域，随着从上述支撑部向前方而外径缩小；以及

扩径部，在与上述阶梯部相对的区域的上述缩径部的前方一侧，随着向前方而外径扩大。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其中，

在以与上述轴线方向垂直的方向为径向的情况下，

设上述缩径部中的径向的厚度最薄的最薄部的厚度为A、设上述扩径部中的径向的厚度最厚的最厚部的厚度为B时，

满足0.84≤A/B≤0.95的关系式。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其中，

在以与上述轴线方向垂直的方向为径向的情况下，

设在上述缩径部中的径向的厚度最薄的最薄部的前方、形成于上述绝缘体和上述主体配件之间的间隙在径向的距离中最小的距离为C时，

满足0.2mm≤C≤0.5mm的关系式。

4.根据权利要求1至3的任意一项所述的火花塞，其中，

在以与上述轴线方向垂直的方向为径向的情况下，

设上述扩径部中达到径向的厚度最厚的最厚部的位置、和从该位置开始沿着平行于上述轴线的方向而向后方延长的虚拟线与上述绝缘体的外形交叉的位置之间的距离为D时，

满足0.8mm≤D的关系式。

5.根据权利要求1至4的任意一项所述的火花塞，其中，

在以与上述轴线方向垂直的方向为径向的情况下，

设从上述扩径部中达到径向的厚度最厚的最厚部的位置开始沿着平行于上述轴线的方向而向后方延长的虚拟线、和上述绝缘体的外形线所包围的区域的面积为S时，

满足0.1mm²≤S≤0.35mm²的关系式。

6.根据权利要求1至5的任意一项所述的火花塞，其中，

上述缩径部与上述支撑部连续形成。

7.根据权利要求1至5的任意一项所述的火花塞，其中，

上述缩径部与上述支撑部之间形成有与上述轴线方向平行的预定长度的平行部。

8.根据权利要求7所述的火花塞，其中，

上述平行部的外径比上述扩径部中径向的厚度最厚的最厚部的外径小。

9.根据权利要求1至8的任意一项所述的火花塞，其中，

从上述缩径部到上述扩径部之间具有预定长度的外径恒定的径恒定部。

10.根据权利要求1至9的任意一项所述的火花塞，其中，

上述主体配件的上述阶梯部具有与上述轴线方向平行的预定长度的平坦部，

上述绝缘体的上述扩径部设置在与上述平坦部相对的区域。

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