CN103140999A

CN103140999A - 火花塞

Info

Publication number: CN103140999A
Application number: CN2011800477246A
Authority: CN
Inventors: 吉田治树; 本田稔贵; 铃木彰
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2031-09-16
Also published as: KR101392114B1; US20130140975A1; KR20130061187A; EP2624385A4; EP2624385B1; WO2012042774A1; JP5298240B2; CN103140999B; EP2624385A1; US8770777B2; JPWO2012042774A1

Abstract

本发明的课题在于提供一种火花塞，即使受到冲击或振动其负载寿命性能也优异。本发明的火花塞的特征在于，容纳于绝缘体的轴孔的被容纳部适当弯曲而形成的多个弯曲部与绝缘体的内周面接近三个部位以上，并且这些弯曲部以不偏向轴孔的径向的方式存在。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及用于内燃机的点火的火花塞，尤其涉及在内部具有电阻体的火花塞。

背景技术

用于机动车发动机等内燃机的点火的火花塞通常具有：筒状的主体配件；配置于该主体配件的内孔的筒状的绝缘体；配置于该绝缘体的前端侧轴孔的中心电极；配置于另一端侧轴孔的端子配件；以及一端接合到主体配件的前端侧、另一端与中心电极相对而形成火花放电间隙的接地电极。而且，还公知有如下火花塞：以防止电波噪声的发生为目的，在轴孔内的中心电极与端子配件之间设置有电阻体。

该电阻体通常由玻璃粉末、碳黑粉末或金属粉末等导电性物质的混合物构成。但是，电阻体的金属的含有量没有那么多，因此难以与金属制的端子配件或中心电极直接接合。因此，通常进行在端子配件与电阻体之间以及中心电极与电阻体之间配置包括较多量的金属粉末的密封层，从而提高接合力。

然而，近年的机动车等内燃机为了谋求高输出化以及高效率化，自由的发动机设计以及发动机自身的小型化等，谋求小型化的火花塞的开发。为了使火花塞小型化，绝缘体的小径化是不可避的，另一方面，为了确保绝缘体的机械强度等所期望的特性，需要预定的径向的厚度尺寸。因此，为了使绝缘体小径化，不得不使绝缘体的孔径变小。但是，若绝缘体的孔径变小，则电阻体以及密封层的直径也变细。于是，电阻体与密封层的接合变弱，在冲击或振动作用于火花塞的情况下，在电阻体与密封层的界面产生龟裂，其结果是，存在负载寿命性能降低的情况。

对于上述课题，例如，在专利文献1的权利要求1中记载有：“一种火花塞，其特征在于，···上述导电性玻璃密封层的直径D在3.3mm以下的范围，并且上述导电性玻璃密封层与上述电阻体的接合面形成为曲面状”。根据本发明，记载有：“能够提供一种火花塞，强化电阻体与导电性玻璃密封层的密合性，耐振动性能以及电阻体负载寿命特性优异，并且小径化”(参照段落编号0012栏)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-245816号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的课题在于提供一种火花塞，即使受到冲击或振动，负载寿命性能也优异。

用于解决课题的手段

作为用于解决上述课题的手段，

(1)一种火花塞，具有：

绝缘体，具有沿着轴线方向延伸的轴孔；

中心电极，保持于上述轴孔的一端侧；

端子配件，具有容纳在上述轴孔内的被容纳部，保持于上述绝缘体的另一端侧；以及

连接部，在上述轴孔内电连接上述中心电极和上述端子配件，

上述火花塞的特征在于，

在将上述轴孔中的保持有端子配件的一侧设为上述轴线方向的后端侧时，

具有在上述被容纳部的前端部的外周面与上述绝缘体的内周面之间形成上述连接部的连接部件，

在从上述被容纳部的后端朝向前端直至存在上述连接部件的后端位置为止以0.5mm间隔进行拍摄的、与上述轴线正交的剖面图像中，

将从上述被容纳部的后端侧开始的第n个剖面中的剖面图像S_n中的被容纳部的中心设为点a_n，将轴孔的中心设为点O_n，将经过点a_n和点O_n的直线设为直线L_n，将轴孔的内径设为2R_n，将被容纳部的外径设为2r_n，将点a_n与点O_n的距离设为H_aon，将满足H_aon≥0.8(R_n-r_n)的关系时的点a_n设为点A_n，其中，n是自然数，

而且，将剖面图像S₁中的直线L₁围绕以点O₁为中心的轴线旋转45°的直线设为直线L₁₊，将旋转-45°的直线设为直线L_1-，将由包括上述直线L₁₊以及上述轴线的平面X₊、包括上述直线L_1-以及上述轴线方向的平面X_-和上述绝缘体的内周面包围的四个区域设为T₁、T₂、T₃、T₄，

在从上述区域T₁～T₄选择的特定的一个区域存在有连续的点A_m～点A_(m+k)时，将这些的集合设为组B_m,y，其中，m和k是自然数，y是自然数，且是指从上述被容纳部的后端侧数起第y个集合，

y的最大值至少是3，并且组B_m,y的至少两个存在于从T₁～T₄选择的对称位置的两个区域。

上述(1)的优选的方式的特征是：

(2)包括点A_s的剖面图像与包括点A_e的剖面图像的上述轴线方向的距离即弯曲部间距离D是5mm以上，其中，点A_s表示从上述被容纳部的后端侧开始的第一个点A_n，点A_e表示从上述被容纳部的后端侧数起的最后一个点A_n；

(3)上述组B_m,y存在于从T₁～T₄选择的至少三个区域；

(4)y的最大值至少是4；

(5)上述组B_m,y存在于T₁～T₄全部的区域；

(6)y的最大值至少是5；

(7)若将配置有上述前端部的部位中的上述轴孔的内径设为中径部直径，则上述中径部直径是2.9mm以下；

(8)上述弯曲部间距离D是7mm以上；

(9)上述弯曲部间距离D是10mm以上。

发明效果

本发明的火花塞的y的最大值至少是3，并且组B_m,y的至少两个存在于从T₁～T₄选择的对称位置的两个区域，因此能够提供即使受到冲击或振动负载寿命性能也优异的火花塞。换言之，被容纳部适当弯曲而形成的多个弯曲部与绝缘体的内周面接近三个部位以上，这些弯曲部以不偏向轴孔的径向的方式存在，因此即使火花塞受到冲击或振动，与绝缘体的内周面接近的多个弯曲部成为支点而能够抑制被容纳部摇晃。因此，被容纳部的摇晃未传递到上述连接部，能够抑制在构成上述连接部的电阻体与第一密封层及第二密封层的界面产生龟裂，其结果是，上述连接部的电阻不会急剧地上升。由此，能够提供即使受到冲击或振动负载寿命性能也优异的火花塞。

对于本发明的火花塞，包括点A_s的剖面图像与包括点A_e的剖面图像的上述轴线方向的距离至少是5mm。因此，上述多个弯曲部中的位于两端的弯曲部在轴向上以预定距离以上分离，因此能够进一步抑制被容纳部摇晃。其结果是，受到冲击或振动后的负载寿命性能更进一步优异。

若本发明的火花塞的上述中径部直径是2.9mm以下，则对于受到冲击或振动时的负载寿命性能的提高，效果更进一步变好。

附图说明

图1是本发明所涉及的火花塞的一个实施例的火花塞的剖面整体说明图。

图2是本发明所涉及的火花塞的一个实施例的火花塞的主要部分剖面说明图。

图3是在图2所示的火花塞的线段I₁J₁上拍摄的剖面图像S₁的说明图。

图4是从后端侧按顺序排列在图2所示的火花塞的线段I_nJ_n上拍摄的剖面图像S_n的剖面图像的说明图。

图5是从图2中的I₁J₁到I₁₃J₁₃之间的主要部分透视说明图。

图6是表示本发明所涉及的火花塞的制造方法的工序的一例的工序图。

图7是重叠本发明所涉及的火花塞的其他实施例的火花塞的剖面图像S_n时的俯视说明图。

图8是重叠本发明所涉及的火花塞的其他实施例的火花塞的剖面图像S_n时的俯视说明图。

图9是重叠本发明所涉及的火花塞的其他实施例的火花塞的剖面图像S_n时的俯视说明图。

具体实施方式

图1表示本发明所涉及的火花塞的一个实施例的火花塞。图1是本发明所涉及的火花塞的一个实施例的火花塞1的剖面整体说明图。此外，将绝缘体的轴线设为O、在图1中将纸面下方即保持有中心电极的一侧设为轴线O的前端方向、将纸面上方即保持有端子配件的一侧设为轴线O的后端方向，从而进行说明。

该火花塞1具有：绝缘体3，具有沿着轴线O方向延伸的轴孔2；中心电极4，保持于上述轴孔2的前端侧；端子配件5，保持于上述轴孔2的后端侧；连接部6，在上述轴孔2内将上述中心电极4和上述端子配件5电连接；主体配件7，容纳上述绝缘体；以及接地电极8，配置为一端与上述主体配件7的前端面接合并且另一端与上述中心电极4隔着间隙而相对。

上述主体配件7具有大致圆筒形状，形成为容纳并保持绝缘体3。在主体配件7中的前端方向的外周面形成有螺纹部9，利用该螺纹部9使火花塞1安装到未图示的内燃机的汽缸头。主体配件7可由导电性的钢铁材料例如低碳钢形成。该螺纹部9为了谋求小径化而优选M12以下。

上述绝缘体3经由滑石(talc)10或填充物11等保持于主体配件7的内周部。绝缘体3的轴孔2具有：小径部12，在轴线O的前端侧保持中心电极4；以及中径部14，容纳向连接部6以及端子配件5中的前端侧延伸的大致圆柱状的被容纳部19，内径大于小径部12的内径且经由台阶部13与小径部12相邻。绝缘体3在绝缘体3中的前端方向的端部从主体配件7的前端面突出的状态下固定到主体配件7。绝缘体3优选是具有机械强度、热强度、电气强度等的材料，作为这样的材料，例举例如以氧化铝为主体的陶瓷烧结体。

上述中心电极4容纳于轴孔2的小径部12，在轴孔2的台阶部13卡定有设置于中心电极4的后端的直径大的凸缘部17，以前端从绝缘体3的前端面突出的状态相对于主体配件7进行绝缘保持。中心电极4优选由具有热传导性以及机械强度等的材料形成，例如由Inconel(商标名)等Ni基合金形成。中心电极4的轴心部也可以由Cu或Ag等热传导性优异的金属材料形成。

上述接地电极8形成为例如大致棱柱体，设计其形状以及构造，以使一端与主体配件7的前端面接合，在中途弯曲成大致L字，其前端部与中心电极4的前端部经由间隙而相对。接地电极8由与形成中心电极4的材料相同的材料形成。

也可以在上述中心电极4与上述接地电极8相对的面设置有由铂合金以及铱合金等形成的贵金属端头29、30，还可以仅在上述中心电极4和上述接地电极8中的任一方设置有贵金属端头。在本方式的火花塞1中，在上述中心电极4和上述接地电极8均设置有贵金属端头29、30，在各贵金属端头29、30之间形成有火花放电间隙g。

上述端子配件5是用于从外部向中心电极4施加用于在中心电极4与接地电极8之间进行火花放电的电压的端子。端子配件5具有：露出部18，该露出部18的外径大于轴孔2的内径，从轴孔2露出，其凸缘型部的一部分与绝缘体3的轴线O方向的后端侧端面抵接；以及大致圆柱状的被容纳部19，从露出部18的轴线O方向的前端侧端面沿着前端方向延伸，容纳于轴孔2内。上述被容纳部19具有在轴线O的前端部20具有凹凸状的表面的固定部25和位于轴线O的后端侧且与露出部18相邻的主体部22。固定部25和主体部22容纳于中径部14。本方式的火花塞中的固定部25对其外周面实施滚花加工，通过固定部25的外周面具有通过例如滚花加工形成的凹凸构造，端子配件5与连接部6的密合性变得良好，其结果是，端子配件5和绝缘体3牢固地固定。端子配件5由例如低碳钢等形成，在其表面通过电镀等形成Ni金属层。

上述连接部6在轴孔2内配置在中心电极4与端子配件5之间，将中心电极4和端子配件5电连接。连接部6具有电阻体26，通过该电阻体26防止电波噪声的发生。连接部6在电阻体26与中心电极4之间具有第一密封层23，在电阻体26与端子配件5之间具有第二密封层24，第一密封层23和第二密封层24密封固定绝缘体3、中心电极4以及端子配件5。

电阻体26能够由电阻材料构成，该电阻材料通过烧结包括钠硼硅酸盐玻璃等玻璃粉末、ZrO₂等陶瓷粉末、碳黑等非金属导电性粉末和/或Zn、Sb、Sn、Ag、Ni等金属粉末等的电阻体组成物形成。该电阻体26的电阻值通常为100Ω以上。

第一密封层23以及第二密封层24可由密封材料构成，该密封材料通过烧结包括钠硼硅酸盐玻璃等玻璃粉末、Cu、Fe等金属粉末的密封粉末而形成。第一密封层23以及第二密封层24的电阻值通常为几百mΩ以下。

第一密封层23以及第二密封层24与电阻体26相比含有较多的金属成分，因此配置在电阻体26与中心电极4以及端子配件5之间，提高两者的接合力。以下，有时将构成连接部6的电阻材料以及密封材料统称为连接部件、将形成连接部6的电阻体组成物以及密封粉末统称为连接部形成用粉末。

图2是用于说明本发明的火花塞的特征部分的剖面说明图。因此，在图2所示的火花塞中，主要表示绝缘体以及端子配件，省略配置于端子配件的前端侧部件以及主体配件等。

本发明的火花塞例如图2所示，被容纳部19弯曲成波状，具有与绝缘体3的轴孔2的内周面接近的多个弯曲部。从被容纳部19的后端F即露出部18与被容纳部19的边界面朝向前端直至存在有连接部件的后端位置E为止，以0.5mm间隔通过微型X射线CT装置(例如，TOSCANER―32250μhd)拍摄与轴线正交的剖面图像S_n时，本发明的火花塞的剖面图像S_n具有如下特征。

图2中的线段I₁J₁表示从被容纳部19的后端侧第一次拍摄的剖面图像S₁的轴线O方向的位置。在该实施方式中，直至在比连接部件的后端位置E更向后端侧0.5mm以内的位置的剖面图像S₁₃为止，一共拍摄有13张剖面图像S_n。此外，S_n表示从被容纳部19的后端侧第n次拍摄的剖面图像。

因此，在该实施方式的火花塞中，n是1至13的自然数，剖面图像是沿着轴线方向以0.5mm间隔进行拍摄的，因此从被容纳部19的后端F即线段I₁J₁到存在有连接部件的位置E的距离是从线段I₁J₁到线段I₁₃J₁₃的距离在6mm以上、小于6.5mm的范围内。

从本发明的火花塞中的被容纳部19的后端F到存在有连接部件的位置E的距离EF优选15mm～70mm。此时，剖面图像S_n得到15/0.5(舍去小数点以下)+1(张)=31(张)～70/0.5(舍去小数点以下)+1(张)=141(张)。此外，为了方便说明，图2中表示距离EF小于15mm的实施方式的火花塞。

将剖面图像S₁中的被容纳部19的中心设为点a₁，将轴孔2的中心设为点O₁，将经过点a₁和点O₁的直线设为直线L₁，将轴孔2的内径设为2R₁，将被容纳部19的外径设为2r₁，将点a₁和点O₁的距离设为H_ao1，将满足H_ao1≥0.8(R₁-r₁)的关系时的点a₁设为点A₁。

点a₁在满足上述式的位置的情况是，点a₁以点a₁和点O₁一致时的绝缘体3的内周面31与被容纳部19的外周面34的距离(R₁-r₁)的80%以上的距离与点O₁分离的情况。在点a₁以距离(R₁-r₁)与点O₁分离的情况下，被容纳部19的外周面34与绝缘体3的内周面31接触。被容纳部19弯曲，与绝缘体3的内周面31接近，在点a₁存在于满足上述式的位置的情况下，将点a₁设为点A₁。

如图3所示，在该实施方式中的剖面图像S₁中，点a₁仅与点O₁些许分离，不满足上述式的关系。

n=2～13时也与n=1时同样地，定义点a_n、点O_n、直线L_n、2R_n、2r_n、H_aon，在剖面图像S_n中，

H_aon≥0.8(R_n-r_n)···(1)

将满足上述(1)的关系时的点a_n设为点A_n。

图4是从后端侧按顺序排列在图2所示的火花塞的线段I_nJ_n上拍摄的剖面图像Sn的剖面图像的说明图。如图4所示，在该实施方式的火花塞中，剖面图像S₂～S₄、S₆～S₈、S₁₀～S₁₂中的点a_n满足上述(1)式，因此将轴孔2的中心点a₂～点a₄、点a₆～点a₈、点a₁₀～点a₁₂分别设为点A₂～点A₄、点A₆～点A₈、点A₁₀～点A₁₂。

接着，图5表示图2中的从I₁J₁到I₁₃J₁₃之间的主要部分透视说明图。如图3所示，在将剖面图像S₁中的直线L₁围绕以点O₁为中心的轴线旋转45°的直线设为直线L₁₊、将旋转-45°的直线设为直线L_1-时，图5所示，将由包括上述直线L₁₊及上述轴线O的平面X₊、包括上述直线L_1-及上述轴线O的平面X_-和上述绝缘体3的内周面31包围的四个区域分别设为T₁、T₂、T₃、T₄。在该实施方式中，将存在点a₁的区域设为T₁，向右旋转按顺序设为T₁、T₂、T₃、T₄。

在从上述区域T₁～T₄选择的特定的一个区域存在有连续的点A_m～点A_(m+k)(m和k是自然数)时，将这些点A_m～点A_(m+k)的集合设为组B_m,y(其中，y是自然数，是指从上述被容纳部的后端侧数起第y个集合)。换言之，在剖面图像S_m中，由于点a_m存在于满足上述(1)式的关系的位置因此称为点A_m，在比该剖面图像S_m更相邻于前端侧的剖面图像S_(m+1)中，由于点a_(m+1)也存在于满足上述(1)式的关系的位置因此称为点A_(m+1)，由于剖面图像S_m～剖面图像S_(m+k)的两个以上的剖面图像中的点a_m～点a_(m+k)连续并存在于满足上述(1)式的位置因此称为点A_m～点A_(m+k)，并且在这些点A_m～点A_(m+k)位于从上述区域T₁～T₄选择的特定的一个区域时，将这些点A_m～点A_(m+k)的集合设为组B_m,y。

如图4所示，连续拍摄的剖面图像S₂、S₃、S₄上的点A₂、点A₃、点A₄满足上述(1)式，位于一个区域T₁，因此将这些的集合设为组B₂,₁。同样地，连续拍摄的剖面图像S₆、S₇、S₈上的点A₆、点A₇、点A₈满足上述(1)式，位于一个区域T₃，因此将这些的集合设为组B_6,2，连续拍摄的剖面图像S₁₀、S₁₁、S₁₂上的点A₁₀、点A₁₁、点A₁₂满足上述(1)式，位于一个区域T₁，因此将这些的集合设为组B_10,3。

在该实施方式的火花塞中，组B_m,y存在三个，因此y的最大值是3，并且在以轴线O为中心且位于对称位置的两个区域T₁以及T₃中分别存在有组B_2,1及组B_10,3、组B_6,2。

在现有的火花塞的构造中，在火花塞受到冲击或振动的情况下，仅被容纳部的后端侧被固定，该点成为支点而被容纳部在轴孔内剧烈地摇晃。但是，在该实施方式的火花塞中，其剖面图像S_n中的y的最大值是3，并且组B_m,y中的两个存在于以轴线O为中心的对称位置的两个区域，因此如图5所示，即使火花塞1受到冲击或振动，对于被容纳部19至少在组B_2,1、组B_6,2、组B_10,3中分别与绝缘体3的内周面最接近的点b₁、点b₂、点b₃成为支点，能够抑制被容纳部19在轴孔2内剧烈地摇晃。其结果是，能够抑制因被容纳部19在轴孔2内剧烈地摇晃而使第一密封层23及第二密封层24与电阻体26之间、特别是第二密封层24与电阻体26之间产生龟裂而发生接触不良的情况，其结果是，连接部6的电阻不会急剧地上升。由此，能够提供即使受到冲击或振动负载寿命性能也优异的火花塞。

此外，即使是组B_m,y中所包括的剖面图像S_m～S_(m+k)上的点A_m～A_(m+k)均不存在于满足H_aon=(R_n-r_n)的位置、即被容纳部19的外周面34不位于与绝缘体3的内周面31接触的位置的情况，也存在例如点b₃那样作为剖面图像S_n拍摄的部位以外的部位与内周面31最接近的情况。因此，若组B_m,y中所包括的点A_m～A_(m+k)与轴孔2的中心点O_n分离至少距离(R₁-r₁)的80%，则在火花塞受到冲击或振动的情况下，在被容纳部19的外周面34存在与绝缘体3的内周面31接触的部位(支点)，能够抑制被容纳部19在轴孔2内剧烈地摇晃。

在本发明的火花塞的剖面图像S_n中，y的最大值至少是3，优选至少是4，特别优选至少是5，根据端子的长度而变化，但通常达到20以上时，效果没有变化，因此y的最大值一般最好是小于20。y的值越大，意味着与绝缘体的内周面接近的被容纳部中所形成的弯曲部存在多个、即在火花塞受到冲击时被容纳部的外周面和绝缘体的内周面接触的点存在多个，这样的点越多，越能够抑制被容纳部在轴孔内剧烈地摇晃，因此是优选的。

在本发明的火花塞的剖面图像S_n中，组B_m,y的至少两个存在于从区域T₁～T₄选择的对称位置的两个区域，进一步优选组B_m,y存在于三个区域，特别优选存在于全部的区域。若与绝缘体的内周面接近的被容纳部中所形成的弯曲部即在火花塞受到冲击时接触被容纳部的外周面和绝缘体的内周面的点至少存在于以轴线O为中心的对称位置，优选在径向上均等地存在，则能够进一步抑制被容纳部在轴孔内剧烈地摇晃。

本发明的火花塞优选包括点A_s(其中，点A_s表示从上述被容纳部19的后端侧开始的第一个点A_n)的剖面图像和包括点A_e(其中，点A_e表示从上述被容纳部19的后端侧数起最后一个点A_n)的剖面图像的上述轴线O方向的距离即弯曲部间距离D为5mm以上，更优选7mm以上，特别优选10mm以上，而且只要是从被容纳部的后端到连接部件的后端位置E的长度即可。若上述弯曲部间距离D为预定的值以上，则与绝缘体的内周面接近的被容纳部中所形成的弯曲部中位于两端部的两个弯曲部以预定的距离分离，因此能够进一步抑制被容纳部在轴孔内剧烈地摇晃。

在该实施方式的火花塞中，点A_s是点A₂，点A_e是点A₁₂。剖面图像以0.5mm间隔进行拍摄，因此剖面图像S₂和剖面图像S₁₂的上述轴线O方向的弯曲部间距离D是5mm。

本发明的火花塞在中径部直径为2.9mm以下时，对于受到冲击或振动时的负载寿命性能，效果更进一步变好。上述中径部直径的尺寸是测定配置有端子配件5的轴线O方向前端部的部位中的轴孔2的内径。

本发明的火花塞的被容纳部19的直径(2r_n)在绝缘体3的轴孔2的内径(2R_n)的通常70%以上97%以下的范围内。

上述火花塞1通过例如如下方式制造。以下，以火花塞1的制造工序中配置并固定绝缘体、中心电极和端子配件的工序为中心进行说明(参照图6)。

首先，通过公知的方法以预定的形状制作中心电极4、接地电极8、主体配件7、端子配件5和绝缘体3(准备工序)，通过激光焊接等在主体配件7的前端面接合接地电极8的一端部(接地电极接合工序)。

另一方面，将中心电极4插入绝缘体3的轴孔2内，将中心电极4的凸缘部17卡定于轴孔2的台阶部13，将中心电极4配置于小径部12(第一工序)。

接下来，将形成第一密封层23的密封粉末15、形成电阻体22的电阻体组成物28、和形成第二密封层24的密封粉末16按该顺序放入上述轴孔2内的后端侧，将冲压销插入轴孔2内并以60N/mm²以上的压力进行预备压缩，在中径部14中充填密封粉末15、16和电阻体组成物28(第二工序)。

接下来，从上述轴孔2内的后端侧插入端子配件5的前端部20，以前端部20与密封粉末16接触的方式配置端子配件5(第三工序)。

接下来，将连接部形成用粉末27以在密封粉末15、16中所包含的玻璃粉末的玻璃化转变点以上的温度例如800～1000℃的温度加热3～30分钟，并且压入直至端子配件5的露出部18的前端面与绝缘体3的后端面抵接为止，对连接部形成用粉末27施加负荷(第四工序)。

由此，通过烧结构成连接部形成用粉末27的密封粉末15、16以及电阻体组成物28而形成第一密封层23、第二密封层24以及电阻体26。另外，在凸缘部17与轴孔2的间隙以及前端部20与轴孔2的间隙充填有构成第一密封层23及第二密封层24的密封材料，在轴孔2内密封固定有中心电极4和端子配件5。上述剖面图像S_n拍摄至存在该密封材料的最后端位置。

接下来，将固定有中心电极4和端子配件5等的绝缘体3安装到接合有接地电极8的主体配件7(安装工序)。

最后，将接地电极8的前端部向中心电极4侧弯折，接地电极8的一端与中心电极4的前端部相对，从而制造火花塞1。

本发明的火花塞在上述制造方法中能够通过如下方式得到：调整构成端子配件5的材料的组成；调整被容纳部19的长度以及直径；调整从上述第三工序中的露出部18的前端部到绝缘体3的后端面的轴线方向的长度即露出长度(K)；变更密封粉末或电阻体组成物的硬度(变形的容易度)；以及变更上述第四工序中的热冲压的温度。

参照图7～9说明本发明的火花塞的其他实施方式的火花塞。图7～9是重叠全部的剖面图像S_n且最上方为剖面图像S₁时的俯视说明图。为了方便说明，未图示在剖面图像S₁下方所重叠的剖面图像中的被容纳部19和主体配件7，仅图示被容纳部19的中心点a_n或A_n，以下说明被容纳部19相对于轴孔2的内周面31的位置。另外，以图7～9所示的轴线O为中心的具有最小半径的圆是表示被容纳部19的中心点a_n满足上述(1)式中的等号时的位置的假想线33，中心点a_n在该假想线33的外侧的情况下满足上述(1)式，在内侧的情况下不满足上述(1)式。换言之，在被容纳部19的中心点a_n以(R_n-r_n)的80%以上的距离与轴线O分离的情况下，中心点a_n存在于包括该假想线33的线上的圆的外侧，另一方面，在中心点a_n仅以小于80%(R_n-r_n)的距离与轴线O分离情况下，中心点a_n存在于该假想线33的内侧。此外，如上所述，将中心点a_n存在于包括该假想线33的线上的圆的外侧时的点a_n设为点A_n。

如图7所示，将剖面图像S_n中的点a_n按n的数值升序连接的轨迹在俯视中是漩涡状。剖面图像S_n是以0.5mm间隔进行拍摄的图像，因此该实施方式的火花塞的被容纳部19弯曲成螺旋状。在该实施方式的火花塞中的被容纳部19的点a_n存在于满足上述(1)式的位置的情况是，位于包括假想线33的线上的圆的外侧的情况，点A₃～点A₁₂满足上述(1)式。

如上所述，在从区域T₁～T₄选择的特定的一个区域存在有连续的点A_m～点A_(m+k)时，将这些的集合设为B_m,y，因此将点A₄和点A₅设为组B_4,1，将点A₆～点A₈设为组B_6,2，将点A₉和点A₁₀设为组B_9,3，将点A₁₁和点A₁₂设为组B_11,4。此时，组B_4,1存在于区域T₂，组B_6,2存在于区域T₃，组B_9,3存在于区域T₄，组B_11,4存在于区域T₁。

因此，该实施方式的火花塞的组B_m,y的数量是四个，因此y的最大值是4，这些组B_m,y存在于T₁～T₄全部的区域。

如图8所示，将剖面图像中的点a_n按n的数值升序连接的轨迹在俯视中是8字状。剖面图像S_n是以0.5mm间隔进行拍摄的图像，因此该实施方式的火花塞的被容纳部19以接近绝缘体的内周面的方式弯曲后返回到轴线附近，然后以接近该相反侧的绝缘体的内周面的方式弯曲。该实施方式的火花塞中的被容纳部19的点a_n存在于满足上述(1)式的位置的情况是，位于包括假想线33的线上的圆的外侧的情况，点A₃～点A₆、点A₉～点A₁₃满足上述(1)式。

如上所述，在从区域T₁～T₄选择的特定的一个区域存在有连续的点A_m～点A_(m+k)时，将这些的集合设为B_m,y，因此将点A₃和点A₄设为组B_3,1，将点A₅和点A₆设为组B_5,2，将点A₉～点A₁₁设为组B_9,3，将点A₁₂和点A₁₃设为组B_12,4。此时，组B_3,1存在于区域T₁，组B_5,2存在于区域T₂，组B_9,3存在于区域T₄，组B_12,4存在于区域T₃。

如图9所示，将剖面图像中的点a_n按n的数值升序连接的轨迹在俯视中是星型。剖面图像S_n是以0.5mm间隔进行拍摄的图像，因此在该实施方式的火花塞的被容纳部19以接近绝缘体的内周面的方式弯曲后返回到轴线附近，然后进一步以接近绝缘体的内周面的方式弯曲后返回到轴线附近，反复这种的曲折。该实施方式的火花塞中的被容纳部19的点a_n存在于满足上述(1)式的位置的情况是，位于包括假想线33的线上的圆的外侧的情况，点A₂、点A₅、点A₆、点A₉～点A₁₁、点A₁₃、点₁₄满足上述(1)式。

如上所述，在从区域T₁～T₄选择的特定的一个区域中存在有连续的点A_m～点A_(m+k)时，将这些的集合设为B_m,y，因此将点A₅和点A₆设为组B_5,1，将点A₉～点A₁₁设为组B_9,2，将点A₁₃，点A₁₄设为组B_13,3。此时，组B_5,1存在于区域T₃，组B_9,2存在于区域T₄，组B_13,3存在于区域T₁。

因此，该实施方式的火花塞的组B_m,y的数量是三个，因此y的最大值是3，这些组B_m,y存在于T₁、T₃、T₄的三个区域。

本发明所涉及的火花塞用作机动车用的内燃机例如汽油发动机等的火花塞，在设置于划分形成内燃机的燃烧室的头(未图示)的螺纹孔中螺合有上述螺纹部10，固定到预定的位置。本发明所涉及的火花塞也能够用于任何内燃机，但在小径化的火花塞中尤其发挥效果，因此能够适合用于要求火花塞的省空间化的内燃机。

本发明所涉及的火花塞不限于上述实施例，在能够实现本申请发明的目的的范围内，可以进行各种变更。例如，上述火花塞1具有在端子配件5的前端附近实施滚花加工的固定部25，但固定部25的表面只要是与密封材料的密合性良好的形状例如凹凸状，就没有特别限定，也可以是通过螺纹切削加工等形成的形状。另外，也可以被容纳部的外周面和前端面整体是凹凸状，被容纳部的表面整体形成固定部，还可以被容纳部的表面的一部分是凹凸状。

实施例1

<火花塞的制作>

按照上述制造工序制作图1所示的火花塞。此外，通过使被容纳部的轴线方向长度(被容纳部长度)、端子配件中的中心电极侧前端部中的绝缘体的轴孔的内径(中径部直径)、从上述第三工序中的露出部的前端到绝缘体的后端的轴线O方向的长度(露出长度(K))变化，制作组B_m,y的数量和存在组B_m,y的区域不同的各种火花塞。

使用微型X射线CT装置(TOSCANER―32250μhd)对各火花塞从被容纳部的后端朝向前端直至存在有连接部件的后端位置为止以0.5mm间隔拍摄剖面图像S_n，如上所述，基于该剖面图像S_n来调查存在组B_m,y的数量和存在组B_m,y的区域(T₁～T₄)、弯曲部间距离D。

<评价方法>

(负载寿命性能试验)

将所制造的火花塞放置在350℃的环境下，施加20kV的放电电压，1分钟放电3600次，从而测定该试验前后的火花塞的电阻体的电阻值(R₀、R₁)。进行10次上述试验，测定试验后的电阻值R₁相对于初期电阻值R₀的平均值(R₁/R₀)成为1.5倍以上的时间，该时间越长负载寿命性能越良好，按照如下基准进行评价。评价结果如表1所示。

×：小于150小时

○：150小时以上

(耐冲击试验后的负载寿命性能试验)

将所制造的火花塞基于JIS B8031进行耐冲击性试验。

将耐冲击性试验后的火花塞与上述负载寿命性能试验同样地进行试验，按照如下基准进行评价。评价结果如表1所示。

1：小于5分钟

1.5：5分钟以上、小于20小时

2：20小时以上、小于150小时

2.5：150小时以上、小于180小时

3～8.5：180小时以后每20小时加0.5点

9：420小时以上、小于450小时

9.5：450小时以上、小于500小时

10：500小时以上

[表1]

如表1所示，对于本发明的范围中所包括的火花塞，负载寿命性能试验以及耐冲击性试验后的负载寿命性能试验的结果均良好。另一方面，对于本发明的范围外的火花塞，负载寿命性能试验的结果均良好，但耐冲击性试验后的负载寿命性能试验的结果变差。

标号说明

1火花塞

2轴孔

3绝缘体

4中心电极

5端子配件

6密封部

7主体配件

8接地电极

9螺纹部

10滑石

11填充物

12小径部

13台阶部

14中径部

15、16密封粉末

17凸缘部

18露出部

19被容纳部

20前端部

22主体部

23第一密封层

24第二密封层

25固定部

26电阻体

27连接部形成用粉末

28电阻体组成物

29、30贵金属端头

31内周面

32冲压销

33假想线

34外周面

Claims

1.一种火花塞，具有：

绝缘体，具有沿着轴线方向延伸的轴孔；

中心电极，保持于上述轴孔的一端侧；

上述火花塞的特征在于，

在从上述区域T₁～T₄选择的特定的一个区域存在有连续的点A_m～点A_(m+k)时，将这些的集合设为组B_m,y，其中，m和k是自然数，_y是自然数，且是指从上述被容纳部的后端侧数起的第y个集合，

2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，

包括点A_s的剖面图像与包括点A_e的剖面图像的上述轴线方向的距离即弯曲部间距离D是5mm以上，其中，点A_s表示从上述被容纳部的后端侧开始的第一个点A_n，点A_e表示从上述被容纳部的后端侧数起的最后一个点A_n。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，

上述组B_m,y存在于从T₁～T₄选择的至少三个区域。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的火花塞，其特征在于，

y的最大值至少是4。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的火花塞，其特征在于，

上述组B_m,y存在于T₁～T₄全部的区域。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的火花塞，其特征在于，

y的最大值至少是5。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的火花塞，其特征在于，

若将配置有上述前端部的部位中的上述轴孔的内径设为中径部直径，则上述中径部直径是2.9mm以下。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的火花塞，其特征在于，

上述弯曲部间距离D是7mm以上。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的火花塞，其特征在于，

上述弯曲部间距离D是10mm以上。