CN103703638B - 火花塞 - Google Patents

Abstract

课题是提供一种具有优良的耐电压性能的火花塞。本发明的火花塞具备：中心电极，具有棒状部、以及连续设置于该棒状部的后端侧且具有比该棒状部的直径大的直径的头部；绝缘体，在轴孔内的前端侧设置有上述中心电极；以及密封部，将上述中心电极固定在上述轴孔内，上述火花塞中，上述绝缘体具有：腿部内周面，包围上述棒状部；圆筒形的主体部内周面，具有比该腿部内周面的直径大的直径，包围上述头部，具有与上述轴线一致的中心轴；以及支撑面，支撑上述头部，连续设置在该腿部内周面与该主体部内周面之间，上述密封部具有与上述主体部内周面接触的密封部外周面、与上述支撑面接触的密封部承受面、以及连续设置在该密封部外周面与该密封部承受面之间的连续设置面，在以包含上述轴线的面切断时，在上述密封部的剖面上所呈现的轮廓线中，包含在上述连续设置面上的曲线的曲率半径R为0.1mm以上。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及一种在内燃机的点火中所使用的火花塞，尤其涉及耐电压性能优良的火花塞。

背景技术

汽车发动机等内燃机的点火中所使用的火花塞一般具备大致筒状的主体配件、配置在该主体配件的内孔中的大致筒状的绝缘体、配置在该绝缘体的前端侧轴孔内的中心电极、配置在另一端侧轴孔内的端子配件、以及一端接合在主体配件的前端侧且另一端与中心电极相对而形成火花放电间隙的接地电极。若在中心电极与主体配件之间施加高电压，则在中心电极与接地电极之间产生火花放电，通过该火花放电，使燃烧室内的燃料引燃。

但是，近年来的汽车等的内燃机要求高输出化及高效率化，为了实现自由的发动机设计及发动机本身的小型化等，要求开发小型化的火花塞。为了使火花塞小型化，绝缘体的小型化是不可避免的，伴随着绝缘体的小型化，其厚度也变薄，因此难以确保耐电压性能。此外，要求发动机的高输出化时，存在火花塞的放电电压也上升的趋势，因此确保耐电压性能越来越困难。

在专利文献1所记载的发明中，具有M10以下的安装用螺纹部的细径化的火花塞中，其课题在于，能够适当地确保耐电压。为了解决该课题，对绝缘子的哪个部分容易发生绝缘击穿进行了分析，作为解决课题的技术方案，记载有“一种火花塞，其特征在于，上述绝缘子(20)的位于上述安装配件(10)内的部分中，具有周方向的最大径的部位形成为主体部(22)，并且在上述绝缘子(20)的一端部(20a)侧与上述主体部(22)相邻的部位形成为直径比上述主体部(22)小的中段部(23)，上述绝缘子(20)的上述主体部(22)及上述中段部(23)与上述安装配件(10)的内表面隔着间隙而相对，在将上述安装配件(10)中与上述主体部(22)隔着间隙而相对的部位的内周直径设为D1，将上述安装配件(10)中与上述中段部(23)隔着间隙而相对的部位的内周直径设为D2时，(D1-D2)/2为1.8mm以下。”(权利要求1)。但是，近年来，绝缘子的厚度由于存在逐渐变薄的趋势，因此期待耐电压性能更高的火花塞。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-129377号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的课题在于，提供一种具有优良的耐电压性能的火花塞。

用于解决课题的技术方案

作为用于解决上述课题的技术方案，

(1)一种火花塞，具备：中心电极，具有在轴线方向上延伸的棒状部、以及连续设置于该棒状部的后端侧且具有比该棒状部的直径大的直径的头部；绝缘体，具有轴孔，在该轴孔内的前端侧设置有上述中心电极；以及密封部，将上述中心电极固定在上述轴孔内，上述火花塞的特征在于，上述绝缘体具有：腿部内周面，包围上述棒状部；圆筒形的主体部内周面，具有比该腿部内周面的直径大的直径，包围上述头部，具有与上述轴线一致的中心轴；以及支撑面，支撑上述头部，连续设置在该腿部内周面与该主体部内周面之间，上述密封部具有与上述主体部内周面接触的密封部外周面、与上述支撑面接触的密封部承受面、以及连续设置在该密封部外周面与该密封部承受面之间的连续设置面，在以包含上述轴线的面切断时，在上述密封部的剖面上所呈现的轮廓线中，包含在上述连续设置面上的曲线的曲率半径R为0.1mm以上。

上述(1)的优选方式为，

(2)在由上述主体部内周面包围的范围内，上述头部的直径最大的位置处的上述轴孔的直径d为3mm以下时，上述曲率半径R为0.6mm以下。

(3)在上述(1)或(2)的火花塞中，上述绝缘体具有连续设置在上述支撑面与上述腿部内周面之间的绝缘体连续设置面，在以包含上述轴线的面切断时，上述绝缘体的剖面上所呈现的轮廓线中，包含在上述绝缘体连续设置面上的曲线的曲率半径r为0.6mm以下。

(4)在上述(2)的火花塞中，上述直径d为2.7mm以下。

发明效果

本发明的火花塞的上述曲率半径R为0.1mm以上，因此能够防止由于在密封部产生电场集中而引起绝缘击穿，在中心电极与主体配件之间穿透绝缘体而导致电流泄漏(以下存在称为穿透放电的情况)。因此，根据本发明，通过防止产生穿透放电，能够提供具有优良的耐电压性能的火花塞。

本发明的火花塞在由上述主体部内周面包围的范围内，上述头部的直径最大的位置处的上述主体部内周面的直径d为3mm以下时，尤其在2.7mm以下时，上述曲率半径R为0.6mm以下，因此能够确保形成埋没中心电极的密封部的密封材料的量，能够防止密封部从中心电极剥离。若密封部从中心电极剥离，则在密封部的与绝缘体的内周面接触的部位容易形成角，在该角上容易引起电场集中。但是，本发明的火花塞由于能够防止密封部从中心电极剥离，因此在密封部难以形成角，能够防止由于在该角上引起电场集中而导致发生穿透放电。因此，根据本发明，能够提供具有更优良的耐电压性能的火花塞。

本发明的火花塞中，绝缘体的上述曲率半径r为0.6mm以下，因此能够充分获得绝缘体与中心电极的接触面积，从而能够抑制中心电极在轴孔内晃动，其结果能够防止密封部从中心电极剥离。因此，与上述同样地，能够防止产生穿透放电，能够提供具有更优良的耐电压性能的火花塞。

附图说明

图1是表示本发明的火花塞的一例的火花塞的剖面整体说明图。

图2是将图1的火花塞中的中心电极的头部附近放大表示的主要部分剖面说明图。

图3是将其他实施例的火花塞中的中心电极的头部附近放大表示的主要部分剖面说明图。

图4是将其他实施例的火花塞中的中心电极的头部附近放大表示的主要部分剖面说明图。

图5是将其他实施例的火花塞中的中心电极的头部附近放大表示的主要部分剖面说明图。

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。首先，参照图1说明火花塞的结构的概略。另外，将中心电极的轴线设为O，在图1中将纸面下方设为轴线O的前端方向，将纸面上方设为轴线O的后端方向来进行说明。

如图1所示，该火花塞1具备：中心电极2，具有在轴线O方向上延伸的棒状部7、以及连续设置于该棒状部7的后端侧且具有比该棒状部7的直径大的直径的头部8；绝缘体3，具有轴孔9，在该轴孔9内的前端侧设置有上述中心电极2，在上述轴孔9内的后端侧设置有端子配件6；密封部10，在上述轴孔9内，将上述中心电极2固定在上述轴孔9内；大致筒状的主体配件5，配置在上述绝缘体3的外周；以及接地电极4，一端接合于上述主体配件5的前端，另一端在与中心电极2之间设置间隙而配置。

上述中心电极2具有在轴线O方向上延伸的棒状部7、以及连续设置于该棒状部7的后端侧且具有比该棒状部7的直径大的直径的头部8，并且被保持在上述轴孔9内的前端侧，在中心电极2的前端从上述绝缘体3的前端面突出的状态下相对于主体配件5保持绝缘。中心电极2优选由具有导热性及机械强度等的材料形成，例如由因科镍(商标名)等Ni基合金形成。此外，也可以在中心电极2的轴心部设置由Cu合金等具有高热传导率的材料形成的内部部件43。

上述绝缘体3具有轴孔9，是大致圆筒状，从轴线O方向的前端侧依次具备在上述轴孔9内容纳上述棒状部7的腿部11、具有比该腿部11大的内径且在上述轴孔9内容纳上述头部8的主体部12、向径向外侧突出的凸边状的凸缘部13、以及在上述轴孔9内容纳端子配件6的后主体部14。上述绝缘体3优选由具有机械强度、热强度、电强度等的材料形成，例如由以氧化铝为主体的陶瓷烧结体形成。

上述主体配件5具有大致筒状，形成为容纳上述绝缘体3并将其保持。在主体配件5的前端方向的外周面上形成有螺纹部15，火花塞利用该螺纹部15安装到未图示的内燃机的汽缸缸盖。该螺纹部15为了实现小径化，优选为M12以下。在螺纹部15的后端侧形成有凸缘状的气体密封部16，在该气体密封部16与螺纹部15之间夹入有衬垫17。在气体密封部16的后端侧形成有卡合扳手或活扳手等工具的工具卡合部18，在工具卡合部18的后端侧形成有铆接部19。在铆接部19及工具卡合部18的内周面与绝缘体3的外周面之间所形成的环状的空间配置有环状密封件20、21及滑石22，绝缘体3固定于主体配件5。比气体密封部16靠前端侧形成有包围绝缘体3的主体部12的筒部23，比该筒部23靠前端侧形成有向径向内侧突出的架子部24，比该架子部24靠前端侧形成有包围绝缘体3的腿部11的前筒部25。上述主体配件5例如由低碳钢等导电性的铁钢材料形成。

上述接地电极4例如形成为大致棱柱体，其形状及构造被设计成，一端接合于主体配件5的前端面，中途弯曲为大致L字，其前端部在与中心电极2的前端部之间经由间隙g而相对。接地电极4由与形成中心电极2的材料相同的材料形成。

上述端子配件6是用于从外部向中心电极2施加用于在中心电极2与接地电极4之间进行火花放电的电压的端子。端子配件6具有：露出部26，其外径比轴孔9的内径大，从轴孔9露出，其凸边型部的一部分与轴线O方向的后端侧端面抵接；和大致圆柱状的柱状部27，从露出部26的轴线O方向的前端侧端面向前端方向延伸，并容纳在轴孔9内。端子配件6例如由低碳钢等形成。

上述密封部10埋设上述中心电极2的上述头部8，将上述中心电极2固定在上述轴孔9内。上述密封部10可以由对含有基底玻璃、导电性填料、绝缘性填料的密封粉末进行烧结而形成的密封材料构成。基底玻璃例如是硼硅酸盐类的材料等以氧化物为主体的材料。此外，导电性填料例如是以Cu及Fe等金属成分的1种或2种以上为主体的金属粉末。另一方面，绝缘性填料是从β-锂霞石、β-锂辉石、热液石英(keatite)、二氧化硅、莫来石、堇青石、锆石及钛酸铝等选择的1种或2种以上的氧化物类无机材料。由上述密封材料构成的密封部10的电阻值通常为0.1mΩ～几百mΩ，例如为900mΩ。

上述密封材料也可以被设置成埋没上述端子配件6的前端部附近。在图1所示的方式中，由于具有埋没中心电极2的密封材料和埋没端子配件6的密封材料，因此为了区别两者，以下有时将前者称为下密封部10，将后者称为上密封部28。

在上述轴孔9内的上述端子配件6与上述中心电极2之间，为了降低传播杂音而设置有电阻体29。电阻体29例如可以由对含有硼硅酸盐玻璃等的玻璃粉末、ZrO₂等陶瓷粉末、炭黑等非金属导电性粉末、及/或Zn、Sb、Sn、Ag、Ni等金属粉末等电阻体组成物进行烧结而形成的电阻材料构成。由上述电阻材料构成的电阻体29的电阻值通常为100Ω以上。上述电阻材料29根据需要设置即可，中心电极2与端子配件6之间也可以全部被上述密封材料填充。

另外，密封材料比电阻材料含有更多的金属成分，因此通过在电阻体29与中心电极2之间配置下密封部10，在电阻体29与端子配件6之间配置上密封部28，能够提高两者的结合力。因此，优选在电阻体29与中心电极2之间设置下密封部10，在电阻体29与端子配件6之间设置上密封部28，但是也可以将上密封部28由电阻材料形成并将端子配件6固定在轴孔9内。

此外，在上述中心电极2与上述接地电极4相对的面上，也可以设置有由铂合金及铱合金等形成的贵金属端头41、42，也可以仅在上述中心电极2及上述接地电极4中的某一个上设置有贵金属端头。在本方式的火花塞1中，在上述中心电极2及上述接地电极4双方上设置有贵金属端头41、42，在各贵金属端头41、42之间形成有火花放电间隙g。

接着，参照图2说明本发明的火花塞的特征部分。图2是将图1的火花塞中的中心电极的头部8附近放大表示的主要部分剖面说明图。

上述绝缘体3具有：腿部内周面30，包围上述棒状部7；大致圆筒形的主体部内周面31，具有比该腿部内周面30的直径大的直径，包围上述头部8，具有与上述轴线O大致一致的中心轴；以及支撑面32，支撑上述头部8，连续设置在该腿部内周面30与该主体部内周面31之间。上述支撑面32设置在腿部内周面30与主体部内周面31之间，是从腿部内周面30向主体部内周面31连续过渡的部位。上述密封部10具有与上述主体部内周面31接触的密封部外周面33、与上述支撑面32接触的密封部承受面34、以及连续设置在该密封部外周面33与该密封部承受面34之间的连续设置面35。上述连续设置面35设置在密封部外周面33与密封部承受面34之间，是从密封部外周面33向密封部承受面34连续过渡的部位。另外，在火花塞1中，绝缘体3及中心电极2等被轴对称地制造，通常上述轴线O与上述主体部内周面31的中心轴一致地组装，但由于存在制造绝缘体3及中心电极2等时的容许差及组装时的误差等，因此上述轴线O与上述主体部内周面31的中心轴一致是指在包含这些误差等的范围内一致。

如图2所示，本发明的火花塞在以包含上述轴线O的面切断时，上述密封部10的剖面上所呈现的轮廓线中，在上述连续设置面35中所包含的曲线m的曲率半径R为0.1mm以上。若曲率半径R小于0.1mm，则上述连续设置面35不是圆滑的曲面，而是形成角A(参照图3)，因此在角A容易引起电场集中，在与角A接触的绝缘体3的附近产生绝缘击穿，存在在中心电极2与主体配件5之间产生穿透放电的可能性。而若曲率半径R为0.1mm以上，则由于难以引起电场集中，因此在绝缘体3上难以产生穿透放电，其结果，能够提供具有优良的耐电压性能的火花塞。绝缘体3的厚度越薄，越容易产生穿透放电，因此在头部8的直径最大的位置处的绝缘体3的厚度为2.3mm以下的情况下，上述曲率半径R为0.1mm以上所引起的效果特别大。

另外，上述密封部外周面33由于与圆筒形的主体部内周面31接触，因此密封部外周面33也是圆筒形。上述密封部承受面34由于与上述支撑面32的整个面或支撑面32的一部分的面接触，因此具有与支撑面32相同的形状，或具有与支撑面32的一部分相同的形状。例如，图2所示的支撑面32具有朝向轴线O的后端方向扩展的锥形状，密封部承受面34接触到其一部分的面，密封部承受面34形成具有比上述支撑面32的面积小的面积的锥形状。上述连续设置面35连续设置在上述密封部外周面33与上述密封部承受面34之间，形成为密封部外周面33、连续设置面35及密封部承受面34成为连续的一体的面。上述连续设置面35是向轴线O方向的前端侧凸状的曲面。

在由上述主体部内周面31包围的范围内，上述头部8的直径最大的位置处的上述轴孔9的直径d为3mm以下时，上述曲率半径R优选为0.6mm以下。上述直径d越小，越难以确保绝缘体3与头部8之间的设置密封材料的空间。若在设置密封材料的空间狭小的状态下曲率半径R大，则如图4所示，由于密封材料的量减少，所以存在对头部8的固定力下降的可能性。若固定力下降，则密封部10从头部8剥离，从而产生间隙，在密封部10上形成角B。若存在这样的角B，则在角B附近引起电场集中，存在在绝缘体3上产生穿透放电的可能性。但是，若上述曲率半径R为0.6mm以下，则能够确保填充密封材料的空间，密封部10与头部8剥离的情况被抑制，因此难以在绝缘体3上产生穿透放电，能够提供具有优良的耐电压性能的火花塞。

此外，在上述直径d为2.7mm以下时，上述曲率半径R优选为0.6mm以下。上述直径d越小，如后文对密封部10的制造工序进行说明那样，越容易传递将密封粉末填充到轴孔9内时的冲压及热压时的冲压，因此密封材料被填充到设置密封材料的空间的前端。因此，密封部10从头部8剥离而形成的角B更锐利。角B越锐利，越容易在角B附近产生电场集中。因此，在上述直径d为2.7mm以下时若上述曲率半径R为0.6mm以下，则密封部10与头部8剥离的情况被抑制，因此能够抑制形成锐利的角B，将上述曲率半径R设为0.6mm以下而获得的效果更大。

另外，为了确保填充密封材料的空间，可以考虑根据绝缘体的直径d减小的状况而减小头部8的直径。例如，若在将棒状部7的粗细设为一定的状态下减小头部8的直径，则头部8与棒状部7的直径差减小，被上述支撑面32支持的承受面36的面积减小，因此难以将中心电极2切实地固定在轴孔9内。此外，若将头部8的直径和棒状部7的直径双方减小，则中心电极2的体积减小，因此在火花放电中产生的热量及在燃烧室内受热的热量难以散发(以下有称为散热的情况)，从而存在密封材料劣化而密封材料的固定力下降的可能性。因此，在上述直径d为3mm以下，尤其是在2.7mm以下时，由于考虑中心电极向轴孔内的固定及散热的效果等来设定头部8及棒状部7的直径，因此为了在设置密封材料的空间确保密封材料的量，优选上述曲率半径R为0.6mm以下。

如图2所示，上述绝缘体3具有连续设置在上述支撑面32与上述腿部内周面30之间的绝缘体连续设置面37。上述绝缘体连续设置面37设置在支撑面32与腿部内周面30之间，是从支撑面32向腿部内周面30连续过渡的部位。在以包含上述轴线O的面切断时，上述绝缘体3的剖面上所呈现的轮廓线中，优选含在上述绝缘体连续设置面37中的曲线n的曲率半径r为0.1mm以上且0.6mm以下。上述曲率半径r越大，绝缘体3的支撑面32与中心电极2的承受面36接触的面积越小，因此中心电极2难以固定在轴孔9内，因发动机工作时产生的振动等而导致中心电极2在轴孔9内晃动从而密封部10从头部8剥离，但是若上述曲率半径r为0.6mm以下，则能够确保绝缘体3与中心电极2的接触面积，中心电极2在轴孔9内晃动的情况得到防止，能够防止密封材料从头部8剥离。其结果，能够进一步防止由于在密封部10上产生角而引起电场集中从而产生穿透放电。此外，若上述曲率半径r小于0.1mm，则在火花塞的制造工序中，向绝缘体3中插入中心电极2时，绝缘体连续设置面37容易破损。若绝缘体连续设置面37破损，则绝缘体3的支撑面32与中心电极2的承受面36接触的面积减小，因此存在中心电极2在轴孔9内晃动的可能性，因此还存在进一步诱发绝缘体3破损的可能性，但是若上述曲率半径r为0.1mm以上，则中心电极2在轴孔9内晃动的情况得到防止，能够防止密封部10从头部8剥离。其结果，能够进一步防止由于在密封部10上形成角而引起电场集中从而产生穿透放电。

如图2所示，在以包含上述轴线O的面切断时，在绝缘体3的剖面上所呈现的轮廓线中，优选在上述支撑面32上所包含的线p与正交于上述轴线O的直线t所成的角度θ为10°以上且60°以下。若上述角度θ大于60°，则密封部10与头部8的接触面积减小，因此存在固定力下降的可能性，但是若上述角度θ为60°以下，则密封部10从头部8剥离的情况得到防止，能够进一步防止如下情况：由于在密封部10上形成角B而引起电场集中从而产生穿透放电。此外，若上述角度θ小于10°，则在将端子配件6插入到轴孔9中并封闭时，施加到支撑面32的负荷不分散，存在支撑面32破裂的可能性，但是若上述角度θ为10°以上，则能够降低支撑面32破裂的概率，因此能够降低不良品发生率。另外，线p在图2所示的火花塞中是直线，但例如如图5所示在线p的一部分为曲线的情况下，将与承受面36接触的支撑面32的线p上的任意点的切线设为线q，并将线q与直线t所成的角设为θ。

本发明的火花塞只要上述曲率半径R为0.1mm以上，绝缘体3的主体部内周面31及支撑面32的形状就没有特别限定。例如，如图2所示，主体部内周面31和支撑面32可以不圆滑地连续而形成曲面，而是形成角a，存在支撑面32与连续设置面35不接触的部位，从而形成由上述主体部内周面31、上述支撑面32、上述密封部外周面33、上述连续设置面35及上述密封部承受面34包围的空间F，也可以如图5所示，支撑面32沿着密封部承受面34及连续设置面35的曲面延伸，形成为支撑面32与密封部承受面34及连续设置面35接触，从而不形成上述空间F，也可以使支撑面32形成曲面，存在支撑面32与连续设置面35不接触的部位，从而形成上述空间F(未图示)。在形成有上述空间F的情况下，优选的是在上述空间F中存在相对介电常数为3以上且10以下的绝缘物质。密封材料的相对介电常数通常为1以下，绝缘体3的相对介电常数通常为4～11。若在上述空间F中存在具有比密封材料的相对介电常数大、且与绝缘体的相对介电常数相同程度或比其小的相对介电常数的绝缘物质，则上述物质所在的部分与绝缘体3同样作为绝缘材料而起作用，因此如图2所示，即使在绝缘体上形成有角a，在该部分也难以引起电场集中，难以产生因引起电场集中而发生的绝缘体3的穿透放电。

作为相对介电常数为3以上且10以下的绝缘物质，包括玻璃、水泥、氧化铝、二氧化硅、钛酸钡等无机化合物，通过调整这些无机化合物的配合量，能够调整由多种无机化合物构成的组成物的相对介电常数的值。

关于上述火花塞的各种尺寸，能够用投影仪、千分尺及销规来测定。此外，曲率半径R及曲率半径r例如能够通过DIGITALMICROSCOPEVHX-200(KEYENCE制)来测定。

接着，说明本发明的火花塞的制造方法的一例。

首先，中心电极2及接地电极4例如用真空熔炉调制具有所希望的组成的合金的金属熔液，并通过真空铸造从各金属熔液调制出铸锭之后，并对该铸锭进行塑性加工等来适当调整为预定的形状及预定的尺寸，由此能够制作出中心电极2及接地电极4。另外，也可以在形成为杯状的由Ni合金等形成的外部部件中插入由Cu合金等形成的内部部件，并通过挤压加工等塑性加工来形成中心电极2。

接着，在通过塑性加工等形成为预定的形状的主体配件5的前端面上，通过电阻焊接或激光焊接等接合接地电极4的一端部。

接合，根据需要，将熔解具有所希望的组成的端头材料而得到的熔解材料加工成板材，并通过热冲压加工将该板材冲压为预定的端头形状来制作出贵金属端头，将该贵金属端头41、42通过电阻焊接及/或激光焊接等熔融固定在中心电极2及接地电极4上。

另一方面，适当调整为预定的形状及预定的尺寸来制作出陶瓷制的绝缘体3。

以下说明如图2所示例如支撑面32形成为朝向后端扩展的锥状、且在支撑面32的一部分接触有密封部10的情况的密封部10的制造工序。首先，向绝缘体3的轴孔9内插入接合有贵金属端头41的中心电极2。接着，以填埋由支撑面32和主体部内周面31形成的角a的方式，填充与形成密封部10的密封粉末不同的绝缘物质来形成曲面。优选的是，该绝缘物质的相对介电常数为3以上且10以下。接着，填充形成密封部10的密封粉末以埋没头部8，比密封粉末靠后端侧填充形成电阻体29的电阻体组成物，在电阻体组成物的后端侧填充密封粉末并进行预压缩。接着，从上述轴孔9内的端部插入端子配件6并对电阻体组成物及密封粉末进行热压。这样，烧结电阻体组成物而形成电阻体29，烧结密封粉末而形成下密封部10及上密封部28。根据这样的制造方法，不需要将绝缘体3制造成形成支撑面32和主体部内周面31圆滑地连续的曲面，能够在形成具有角a的绝缘体3之后，通过在该角a上填充上述绝缘物质，来将绝缘体3的与密封部10的连续设置面35相对的面形成为曲面。因此，通过使用上述绝缘物质，能够容易地调整在以包含轴线O的面切断绝缘体3时与连续设置面35相对的绝缘体3的剖面上所呈现的轮廓线的曲率。其结果，仅通过向在角a上填充有上述绝缘物质的轴孔9内填充密封粉末，就能够容易的制造出具有所希望的曲率半径R的密封部10。

上述曲率半径R为0.1mm以上的密封部10的制造方法不限定于上述方法，例如，如图5所示，在支撑面32与密封部承受面34及连续设置面35在整个面上接触的情况下，能够如下制造出密封部10。即，将绝缘体3形成为，在以包含上述轴线O的面切断时，在绝缘体3的剖面上所呈现的轮廓线中，支撑面32与主体部内周面31的边界附近处的支撑面32上所包含的曲线k的曲率半径R₂成为0.1mm以上。向该绝缘体3的轴孔9内插入接合有贵金属端头41的中心电极2。接着，填充密封粉末以埋没头部8，在比密封粉末靠后端侧填充形成电阻体29的电阻体组成物，在电阻体组成物的后端侧填充密封粉末并进行预压缩。之后的工序与上述方法同样地进行，由此能够制造出上述曲率半径R为0.1mm以上的密封部10。

最后，在接合有接地电极4的主体配件5上组装固定有中心电极2等的绝缘体3，将接地电极4的前端部向中心电极2一侧弯折，在接地电极4的一端与中心电极2的前端部之间形成间隙g，从而制造出火花塞1。

本发明所涉及的火花塞使用于汽车用的内燃机例如汽油发动机等，划分形成内燃机的燃烧室的缸盖(未图示)上所设置的螺纹孔中螺合上述螺纹部15，从而固定于预定的位置。

本发明所涉及的火花塞不限定于上述实施方式，在能够实现本发明的目的范围内能够进行各种变更。

实施例

<火花塞a的制作>

通过上述制造工序，改变上述直径d及上述曲率半径R来制作出多个如图5所示支撑面与密封部承受面及连续设置面在整个面上接触的火花塞a。另外，测定直径d的位置处的绝缘体的厚度为1.7(mm)，头部的直径的最大值为3.5(mm)，棒状部的直径为2.3(mm)，θ为30(°)，曲率半径r为0.6(mm)。

<火花塞b的制作>

通过上述制造工序，改变上述直径d及上述曲率半径r来制作出多个如图5所示支撑面与密封部承受面及连续设置面在整个面上接触的火花塞b。另外，曲率半径R为0.3(mm)，测定直径d的位置处的绝缘体的厚度为1.7(mm)，头部的直径的最大值为3.5(mm)，棒状部的直径为2.3(mm)，θ为30(°)。

<火花塞c的制作>

通过上述制造工序，制作出多个如图2所示支撑面形成为朝向后端扩展的锥状、且在支撑面的一部分接触有密封部的火花塞c。另外，曲率半径R为0.3(mm)，直径d为3.9(mm)，测定直径d的位置处的绝缘体的厚度为1.7(mm)，头部的直径的最大值为3.5(mm)，棒状部的直径为2.3(mm)，θ为30(°)。

另外，上述各尺寸是通过投影仪、千分尺及销规测定的，曲率半径R及曲率半径r是通过DIGITALMICROSCOPEVHX-200(KEYENCE制)测定的。

1.密封部的曲率半径R不同时的耐电压性能的评价

(耐电压试验)

耐电压试验使用上述火花塞a根据JISB8031(2006)的7.3项的“耐电压试验”来进行，施加了35kV的电压。调查在绝缘体中有无穿透，根据以下基准进行评价。

×：20个火花塞中的绝缘体发生了穿透的个数为11～20个

○：20个火花塞中的绝缘体发生了穿透的个数为3～10个

◎：20个火花塞中的绝缘体发生了穿透的本数为0～2个

表1表示改变直径d及曲率半径R来进行了耐电压试验的结果。

[表1]

(振动试验后的耐电压试验)

振动试验后的耐电压试验使用上述火花塞a，根据JISB8031(2006)的7.4项的“耐冲击试验”，以22(mm)的冲程、每分钟400次的比率施加10分钟的冲击之后，进行上述耐电压试验。

表2表示改变直径d及曲率半径R来进行振动试验后的耐电压试验的结果。另外，表2中的括弧内的数值表示20个火花塞中的发生了穿透的个数。

[表2]

2.绝缘体的曲率半径r不同时的耐电压性能的评价

(振动试验后的耐电压试验)

振动试验后的耐电压试验使用上述火花塞b，根据JISB8031(2006)的7.4项的“耐冲击试验”，以22(mm)的冲程、每分钟400次的比率施加10分钟的冲击之后，进行上述耐电压试验。

表3表示改变直径d及曲率半径r来进行振动试验后的耐电压试验的结果。

[表3]

(绝缘体的破损发生率的测定)

在制造上述火花塞b的工序中，在绝缘体的轴孔内插入中心电极时，对上述绝缘体连续设置面破损的个数进行计数，根据以下基准来进行评价。

○：200个火花塞中破损的个数为2个以上

◎：200个火花塞中破损的个数为0～1个

表4表示评价破损发生率的结果。

[表4]

3.上述空间F中设置的物质的相对介电常数不同时的评价

(耐电压试验)

使用火花塞c，除了改变上述空间F中所设置的物质的相对介电常数以外，与上述耐电压试验同样的进行了试验。表5表示结果。

[表5]

相对介电常数	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
												评价	○	◎	◎	◎	◎	◎	◎	◎	◎	○	○

如表1所示，在密封部的曲率半径R为0.1(mm)以上时，耐电压试验的结果良好。而在曲率半径R为0.05(mm)以下时，耐电压试验的结果不好。

如表2所示，在直径d为3.0(mm)以下时，曲率半径R为0.6(mm)以下，振动试验后的耐电压试验的结果良好。此外，直径d为2.7(mm)时的评价结果与直径d为2.9(mm)时相比，曲率半径R为0.6(mm)以下时的穿透个数与曲率半径R超过0.6(mm)时的穿透个数之差大，将曲率半径R设为0.6(mm)以下的效果大。

如表3所示，在绝缘体的曲率半径r为0.6(mm)以下时，振动试验后的耐电压试验的结果良好。如表4所示，在曲率半径r为0.1(mm)以上时，绝缘体破损的发生率低。

如表5所示，在上述空间F中所设置的物质的相对介电常数为3以上且10以下时，耐电压试验的结果良好。

标号说明

1火花塞

2中心电极

3绝缘体

4接地电极

5主体配件

6端子配件

7棒状部

8头部

9轴孔

10密封部、下密封部

11腿部

12主体部

13凸缘部

14后主体部

15螺纹部

16气体密封部

17衬垫

18工具卡合部

19铆接部

20、21密封件

22滑石

23筒部

24架子部

25前筒部

26露出部

27柱状部

28上密封部

29电阻体

30腿部内周面

31主体部内周面

32支撑面

33密封部外周面

34密封部承受面

35连续设置面

36承受面

37绝缘体连续设置面

41、42贵金属端头

43内部部件

Claims (4)

1.一种火花塞，具备：

中心电极，具有在轴线方向上延伸的棒状部、以及连续设置于该棒状部的后端侧且具有比该棒状部的直径大的直径的头部；

绝缘体，具有轴孔，在该轴孔内的前端侧设置有上述中心电极；以及

密封部，将上述中心电极固定在上述轴孔内，

上述火花塞的特征在于，

上述绝缘体具有：腿部内周面，包围上述棒状部；圆筒形的主体部内周面，具有比该腿部内周面的直径大的直径，包围上述头部，具有与上述轴线一致的中心轴；以及支撑面，支撑上述头部，连续设置在该腿部内周面与该主体部内周面之间，

上述密封部具有与上述主体部内周面接触的密封部外周面、与上述支撑面接触的密封部承受面、以及连续设置在该密封部外周面与该密封部承受面之间的连续设置面，

在以包含上述轴线的面切断时，在上述密封部的剖面上所呈现的轮廓线中，包含在上述连续设置面上的曲线的曲率半径R为0.1mm以上。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，

在由上述主体部内周面包围的范围内，上述头部的直径最大的位置处的上述轴孔的直径d为3mm以下时，上述曲率半径R为0.6mm以下。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，

上述绝缘体具有连续设置在上述支撑面与上述腿部内周面之间的绝缘体连续设置面，在以包含上述轴线的面切断时，上述绝缘体的剖面上所呈现的轮廓线中，包含在上述绝缘体连续设置面上的曲线的曲率半径r为0.6mm以下。

4.根据权利要求2所述的火花塞，其特征在于，

上述直径d为2.7mm以下。