CN103959581A

CN103959581A - 火花塞

Info

Publication number: CN103959581A
Application number: CN201280055892.4A
Authority: CN
Inventors: 伴谦治
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2032-12-06
Also published as: EP2800216B1; JP2013134824A; WO2013099117A1; US20140239797A1; CN103959581B; JP5291789B2; EP2800216A1; US8912715B2; EP2800216A4

Abstract

实现优良的引燃性，且更切实地防止接地电极等的折损。火花塞(1)具备中心电极(5)、接地电极(27)及接地电极侧端头(32)。端头(32)的自身的一部分从接地电极(27)的前端面(27F)及内周侧侧面(27S)突出，前端面(27F)的中心(CE)比中心电极(5)的前端位于轴线(CL1)方向前端侧。在将接地电极(27)的沿着其中心轴(CL2)的长度设为L(mm)，将接地电极(27)相对于主体配件(3)的突出长度设为X(mm)时，满足L/X≤1.28。在将与中心轴(CL2)正交的剖面上的接地电极(27)中比接合有端头(32)的部位靠基端侧的部位的剖面积设为S1(mm²)，将与端头(32)的突出方向正交的剖面上的端头(32)的剖面积设为S2(mm²)，将端头(32)相对于前端面(27F)的突出长度设为A(mm)时，满足8.4≤(S1/S2)/A。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及一种内燃机等中所使用的火花塞。

背景技术

内燃机等中所使用的火花塞例如具备在轴线方向上延伸的中心电极、设置在中心电极的外周的筒状的绝缘体、设置在绝缘体的外周的筒状的主体配件、以及基端部接合在主体配件的前端部的接地电极。此外，接地电极以使其前端部与中心电极的前端部相对的方式，自身的大致中间部分折回，在中心电极的前端部与接地电极的前端部之间形成火花放电间隙。

然而，近年来，从保护环境的观点考虑，为了实现低排量，且得到足够的输出，利用高压缩、高增压的发动机。在这种发动机中，伴随着发动机的动作对接地电极施加的振动容易增大。因此，存在接地电极中伴随着振动特别集中应力的弯曲部产生折损的可能性。

因此，为而来抑制接地电极的折损，提出了不设置弯曲部而是将接地电极设为直棒(Straight)状的技术(例如参照专利文献1等)。此外，公知有通过增大接地电极的弯曲部处的晶粒直径来抑制接地电极的折损的技术(例如参照专利文献2等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-59618号公报

专利文献2：日本特开2005-339864号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述专利文献1所记载的技术中，除了接地电极的前端部以外，接地电极的中间部分也接近于中心电极。因此，由于接地电极的存在，阻碍在火花放电间隙生成的火花的生长，存在引起引燃性下降的可能性。

此外，在上述专利文献2所记载的技术中，伴随着振动对接地电极的弯曲部施加的应力依然大，存在无法充分抑制接地电极的折损的可能性。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种火花塞，能够实现优良的引燃性，并且更切实地防止接地电极等的折损。

用于解决课题的方案

以下，分项说明适合于实现上述目的的各结构。另外，根据需要对所对应的结构附上特有的作用效果。

构成1.本结构的火花塞具备：绝缘体，具有在轴线方向上贯通的轴孔；中心电极，插入设置在上述轴孔中；筒状的主体配件，设置在上述绝缘体的外周；接地电极，固定在上述主体配件的前端部，在弯曲部向上述轴线侧弯曲；以及端头，接合在上述接地电极的前端部，与上述中心电极的前端部之间形成间隙，上述端头以自身的一部分从上述接地电极的前端面及内周侧侧面突出的状态接合在上述接地电极上，上述接地电极的前端面的中心比上述中心电极的前端位于上述轴线方向前端侧，上述火花塞的特征在于，在将上述接地电极的沿着其中心轴的长度设为L(mm)，将沿着上述轴线的上述接地电极相对于上述主体配件的前端的突出长度设为X(mm)时，满足L/X≤1.28，并且在将与上述接地电极的中心轴正交的剖面上的上述接地电极中比接合有上述端头的部位靠基端侧的部位的剖面积设为S1(mm²)，将与上述端头相对于上述接地电极的前端的突出方向正交的剖面上的上述端头的剖面积设为S2(mm²)，将上述接地电极的长度方向上的上述端头相对于上述接地电极的前端面的突出长度设为A(mm)时，满足8.4≤(S1/S2)/A。

结构2.本结构的火花塞的特征在于，在上述结构1中，满足13.1≤(S1/S2)/A。

结构3.本结构的火花塞的特征在于，在上述结构1或2中，上述接地电极具备外层和内层，该内层设置在该外层的内部，由导热性比该外层高的金属构成。

结构4.本结构的火花塞的特征在于，在上述结构3中，满足1.7≤S1≤3.0。

发明效果

根据结构1的火花塞，由于在接地电极上设置有弯曲部，因此在接地电极与中心电极之间能够形成比较大的空间，能够更切实地防止接地电极阻碍火花的生长。此外，接地电极的前端面的中心比中心电极的前端位于轴线方向前端侧，因此能够在燃烧室的中心侧形成上述间隙。其结果，能够实现良好的引燃性。

另一方面，在接地电极的前端面的中心比中心电极的前端配置在前端侧的情况下，即在接地电极从主体配件的前端比较大幅突出的情况下，在施加有振动时，对接地电极施加的应力容易增大，担忧弯曲部处的接地电极的折损。

对此，根据上述结构1，构成为满足L/X≤1.28，接地电极朝向轴线侧的突出量(从轴线方向前端侧观察时沿着与轴线正交的方向上的接地电极的长度)比较小。即，施加了振动时对弯曲部施加的应力与上述突出量对应，而通过减小上述突出量，能够有效地减小对弯曲部施加的应力。其结果，能够更切实地防止弯曲部处的接地电极的折损。

然而，减小接地电极朝向轴线侧的突出量时虽然在提高接地电极的抗折损性方面是有效的，但是存在无法使接地电极的前端部充分与中心电极接近的可能性。若无法使接地电极的前端部与中心电极充分接近，则在接地电极的前端部与中心电极之间形成间隙的情况下，间隙比较大，存在无法稳定地发挥上述良好的引燃性的可能性。

鉴于这一点，根据上述结构1，在接地电极的前端部，接合有自身的一部分从接地电极的前端面及内周侧侧面突出的端头，在该端头与中心电极的前端部之间形成有间隙。因此，能够以适当的大小形成间隙，能够稳定地发挥良好的引燃性。此外，端头构成为其一部分从接地电极的前端面及内周侧侧面突出，因此接地电极远离间隙。因此，能够更切实地防止接地电极阻碍火花的生长，能够实现更优良的引燃性。

然而，在将端头构成为从接地电极的前端面突出的情况下，端头容易过热。若端头过热，则端头的强度下降，在施加了振动时，存在端头中从接地电极的前端面突出的部位的根部侧(与接地电极的连接部侧)发生端头的折损的可能性。

对此，根据上述结构1，构成为满足8.4(mm^-1)≤(S1/S2)/A。即，端头中从接地电极的前端面突出的突出部的体积(S2×A)相当于内燃机等动作时的上述突出部的受热量，接地电极的剖面积S1相当于接地电极所具有的将上述突出部的热向主体配件侧传导的能力(接地电极的散热能力)。并且，由于满足8.4≤(S1/S2)/A即8.4≤S1/(S2×A)，接地电极的散热能力与突出部的受热量相比足够大，能够有效的放置端头过热。其结果，能够在高温下充分地维持端头的强度，能够更切实地防止端头的折损。

根据结构2的火花塞，由于构成为满足13.1≤(S1/S2)/A，因此能够非常有效地防止端头的过热。其结果，能够显著地提高端头的抗折损性。

根据结构3的火花塞，在接地电极的内部设置有导热性比外层高的内层。因此，能够将端头的热经由内层迅速向主体配件侧传导，能够更切实地防止端头的过热。其结果，能够进一步提高端头的抗折损性。

根据结构4的火花塞，接地电极的剖面积S1被设为3.0mm²以下。因此，更难以发生因接地电极的存在而阻碍火花生长的情况，并且在间隙与燃料喷射装置之间配置有接地电极的情况下，混合气体容易围绕接地电极而向上述间隙进入。其结果，能够进一步提高引燃性。

另一方面，在将剖面积S1设为3.0mm²以下的情况下，存在接地电极的散热能力下降的可能性，但是根据上述结构4，由于在接地电极中设置有内层，因此能够在接地电极上确保有良的散热能力。其结果，能够实现引燃性的进一步提高，并且在端头中维持优良的抗折损性。换言之，可以说上述结构3在将剖面积S1设为3.0mm²以下的情况下能够特别有效地发挥作用。

另外，在将剖面积S1设为过小的情况下，即使设置有内层，也可能难以在接地电极上确保优良的散热能力，但根据上述结构4，剖面积S1被设为1.7mm²以上。因此，能够在接地电极中更切实地确保优良的散热能力，能够更切实地提高端头的抗折损性。

附图说明

图1是表示火花塞的结构的局部剖切主视图。

图2是表示火花塞的前端部的结构的局部剖切放大主视图。

图3是表示接地电极的另一例的火花塞前端部的局部剖切放大主视图。

图4(a)是图2的J-J线剖视图，(b)是图2的K-K线剖视图。

图5是图2的P-P线剖视图。

图6是表示其他实施方式中的火花塞的结构的局部剖切放大主视图。

图7是表示其他实施方式中的火花塞的结构的局部剖切放大主视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明一个实施方式。图1是表示火花塞1的局部剖切主视图。另外，在图1中，将火花塞1的轴线CL1方向设为附图中的上下方向，将下侧设为火花塞1的前端侧，将上侧设为后端侧来进行说明。

火花塞1由呈筒状的绝缘体即绝缘子2、保持该绝缘子2的筒状的主体配件3等构成。

绝缘子2众所周知通过烧制氧化铝等而形成，在其外形部具备形成在后端侧的后端侧主体部10、比该后端侧主体部10在前端侧朝向径向外突出形成的大径部11、比该大径部11在前端侧形成为直径比其细的中间主体部12、以及比该中间主体部12在前端侧形成直径比其细的长腿部13。此外，绝缘子2中，大径部11、中间主体部12及大部分的长腿部13容纳在主体配件3的内部。并且，在中间主体部12与长腿部13的连接部形成有锥状的台阶部14，通过该台阶部14，绝缘子2卡止于主体配件3。

此外，在绝缘子2上，沿着轴线CL1贯通形成有轴孔4，在该轴孔4的前端侧插入设置有中心电极5。该中心电极5通过由导热性优良的金属(例如铜、铜合金等)构成的芯部5A、及由以镍(Ni)为主成分的合金构成的外皮部5B构成。此外，中心电极5整体上呈棒状(圆柱状)，其前端面平坦地形成，并且从绝缘子2的前端突出。此外，在中心电极5的前端部，设置有由耐消耗性优良的金属(例如含有Pt、Ir、Pd、Rh、Ru及Re等中的1种以上的金属等)构成的圆柱状的中心电极侧端头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。

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、端子电极6电连接。

此外，上述主体配件3由低碳钢等金属形成为筒状，在其外周面上形成有用于将火花塞1安装在燃烧装置(例如内燃机、燃料电池改性器等)的安装孔中的螺纹部(外螺纹部)15。此外，在螺纹部15的后端侧的外周面上形成有向径向外侧突出的基座部16，在螺纹部15后端的螺纹颈17中嵌入有环状的衬垫18。此外，在主体配件3的后端侧，设置有在将主体配件3安装在上述燃烧装置上时用于供扳手等工具卡合的剖面六边形状的工具卡合部19，并且设置有用于在后端部保持绝缘子2的铆接部20。

此外，在主体配件3的内周面，设置有用于卡止绝缘子2的锥状的台阶部21。并且，绝缘子2相对于主体配件3从其后端侧朝向前端侧插入，自身的台阶部14卡止于主体配件3的台阶部21的状态下，将主体配件3的后端侧的开口部向径向内侧铆接，即形成上述铆接部20，从而固定于主体配件3。另外，在台阶部14、21之间夹设有圆环状的密封片22。由此，保持燃烧室内的气密性，防止进入到暴露于燃烧室内的绝缘子2的长腿部13与主体配件3的内周面的间隙的燃料气体向外部漏出。

此外，为了进一步完善铆接的密闭，在主体配件3的后端侧，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之间填充有滑石(Talc)25的粉末。即，主体配件3经由密封片22、环构件23、24及滑石25保持绝缘子2。

此外，如图2所示，在主体配件3的前端部26，接合有呈棒状的接地电极27的基端部。接地电极27呈剖面矩形状，在自身的大致中间部分所设置的弯曲部27K处向轴线CL1侧折回。此外，接地电极27具备由Ni合金〔例如Inconel600、Inconel601(均为注册商标)〕形成的外层27A、以及设置在该外层27A的内部且由导热性比外层27A优良的金属(例如铜、铜合金等)形成的内层27B。另外，如图3所示，也可以在接地电极27中不设置内层27B，而是由单一金属(例如Ni合金)构成接地电极27。

返回到图2，在接地电极27的前端部，接合有由耐消耗性优良的金属(例如含有Pt、Ir、Pd、Rh、Ru及Re等中的1种以上的金属等)构成的长方体状的接地电极侧端头32(相当于本发明的“端头”)。接地电极侧端头32以自身的一部分从接地电极27的侧面中的位于中心电极5侧的内周侧侧面27S及接地电极27的前端面27F突出、且自身的一部分埋入于接地电极27的状态，接合在接地电极27上。并且，在接地电极侧端头32的侧面中位于中心电极5侧的面与中心电极5(中心电极侧端头31)的前端面之间，形成有作为间隙的火花放电间隙33，在该火花放电间隙33中，大致沿着轴线CL1的方向上进行火花放电。

另外，在本实施方式中，如上所述，接地电极侧端头32的一部分埋入在接地电极27中，因此接地电极侧端头32与内层27B之间的最短距离比较小(例如0.9mm以下)。此外，火花放电间隙33的大小(接地电极侧端头32与中心电极5的前端部之间的最短距离)被设定在预定的数值范围内(例如0.5mm以上且1.4mm以下)。

此外，在本实施方式中，接地电极27的前端面27F的中心CE(中心轴CL2与前端面27F的交点)比中心电极5(中心电极侧端头31)的前端位于轴线CL1方向前端侧。即，接地电极27构成为从主体配件3的前端朝向轴线CL1方向前端侧比较大幅突出，构成为火花放电间隙33配置在燃烧室的中心侧。

此外，在本实施方式中，在将接地电极27的沿着其中心轴CL2的长度设为L(mm)，将沿着轴线CL1的接地电极27相对于主体配件3的前端的突出长度设为X(mm)时，满足L/X≤1.28。另外，在本实施方式中，上述长度L被设定在预定的数值范围内(例如6mm以上且10mm以下)，突出长度X被设定在预定的数值范围内(例如5mm以上且8mm以下)。此外，由于满足L/X≤1.28等，沿着与轴线CL1正交的方向的从接地电极27基端部的最外周到接地电极27的前端为止的长度、即接地电极27相对于接地电极27在主体配件3上的固定位置的朝向轴线CL1侧的突出量Y比较小(例如4mm以上且6mm以下)。

此外，在本实施方式中，接地电极27在比接地电极侧端头32靠基端侧如图4(a)、(b)〔图4(a)是图2的J-J线剖视图，图4(b)是图2的K-K线剖视图〕所示与上述中心轴CL2正交的剖面上的剖面积S1(mm²)被设为一定。此外，在本实施方式中，上述剖面积S1(mm²)满足1.7≤S1≤3.0。

此外，如图5(图5是图2的P-P线剖视图)所示，将与接地电极侧端头32相对于接地电极27的前端的突出方向正交的剖面上的接地电极侧端头32的剖面积设为S2(mm²)，将如图2所示接地电极27的长度方向上的接地电极侧端头32相对于接地电极27的前端面27F的突出长度设为A(mm)时，上述剖面积S1、S2及突出长度A满足8.4(mm^-1)≤(S1/S2)/A。

即，接地电极侧端头32中从接地电极27的前端面27F突出的突出部32P(图2中描绘有散乱点的部位)的体积(S2×A)相当于内燃机等动作时的上述突出部32P的受热量，剖面积S1相当于接地电极27的所具有的将上述突出部32P的热向主体配件3侧传导时的能力(接地电极27的散热能力)。并且，由于满足8.4≤(S1/S2)/A即8.4≤S1/(S2×A)，接地电极27的散热能力与突出部32P的受热量相比足够大，其结果，能够防止端头32的过热。

另外，(S1/S2)/A(mm^-1)可以说相当于突出部32P的每单位长度所发挥的接地电极27的散热能力，(S1/S2)/A越大，越能够有效地抑制端头32的过热。因此，从更有效且切实地发挥端头32的过热抑制效果的观点考虑，优选的是，满足13.1(mm^-1)≤(S1/S2)/A。

如以上详细说明的那样，根据本实施方式，由于在接地电极27上设置有弯曲部27K，因此在接地电极27与中心电极5之间能够形成比较大的空间，能够更切实地防止接地电极27阻碍火花的生长。此外，接地电极27的前端面27F的中心CE比中心电极5的前端位于轴线CL1方向前端侧，因此能够在燃烧室的中心侧形成火花放电间隙33。其结果，能够实现良好的引燃性。

此外，构成为满足L/X≤1.28，朝向轴线CL1侧的接地电极27的突出量Y比较小。因此，在施加有振动时，能够有效地减小对弯曲部27K施加的应力。其结果，能够更切实地防止弯曲部27K处的接地电极27的折损。

此外，在接地电极27的前端部，接合有自身的一部分从接地电极的前端面27F及内周侧侧面27S突出的接地电极侧端头32，在该接地电极侧端头32与中心电极5的前端部之间形成火花放电间隙33。因此，即使将突出量Y设为比较小，也能够以适当的大小形成火花放电间隙33。其结果，能够稳定地发挥上述良好的引燃性。

此外，接地电极侧端头32构成为其一部分从上述前端面27F及内周侧侧面27S突出，因此接地电极27更远离火花放电间隙33。因此，能够更切实地防止接地电极27阻碍火花的生长，能够实现更优良的引燃性。

并且，在本实施方式中，由于构成为满足8.4(mm^-1)≤(S1/S2)/A，因此能够有效地防止接地电极侧端头32的过热。其结果，能够在高温下充分地维持接地电极侧端头32的强度，能够更切实地防止接地电极侧端头32的折损。

此外，在接地电极27的内部设置有导热性比外层27A高的内层27B。因此，能够将接地电极侧端头32的热经由内层27B快速向主体配件3侧传导，能够更切实地防止接地电极侧端头32的过热。其结果，能够进一步提高接地电极侧端头32的抗折损性。

此外，在本实施方式中，接地电极27的剖面积S1设为3.0mm²以下。因此，更难以发生因接地电极27的存在而阻碍火花生长的情况，并且在火花放电间隙33与燃料喷射装置之间配置有接地电极27的情况下，混合气体容易围绕接地电极27而向火花放电间隙33进入。其结果，能够进一步提高引燃性。

另一方面，在将剖面积S1设为3.0mm²以下的情况下，存在接地电极27的散热能力下降的可能性，但由于在接地电极27中设置有内层27B，因此能够在接地电极27上确保优良的散热能力。其结果，能够实现引燃性的进一步提高，并且在接地电极侧端头32中维持优良的抗折损性。

此外，由于剖面积S1为1.7mm²以上，因此能够在接地电极27中更切实地确保优良的散热能力，能够更切实地提高接地电极侧端头32的抗折损性。

接着，为了确认通过上述实施方式实现的作用效果，变更接地电极的长度L、及接地电极相对于主体配件的前端的突出长度X，来制作将L/X变更为各种值的火花塞的试样，并对各试样进行机上抗振动性试验及实机抗振动性试验，由此确认了接地电极的抗折损性。

另外，机上抗振动性试验是指，将在接地电极的前端部安装有3g的配重的试样安装在预定的振动试验机上之后，通过燃烧器将接地电极加热到900℃，将频率设为200Hz(即，设为每分钟12000次的比率)，对试样施加加速度为60G的振动。此外，实机抗振动性试验是指，在将试样安装在排气量为3.2L的6缸发动机上之后，将转速设为6900rpm，使发动机工作100小时。

此外，在机上抗振动性试验中，对试样反复进行对试样施加10⁵次的振动之后确认在接地电极上是否发生了折损的工作，直到共计施加10⁶次的振动，在施加共计10⁶次的振动之后，对试样反复进行对试样施加10⁶次的振动之后确认在接地电极上是否发生了折损的工作，直到共计施加10⁷次的振动，在接地电极上发生了折损时，求出发生折损为止所施加的振动次数(折损时次数)。例如，在施加了5×10⁵次的振动时在接地电极上没有发生折损、而在施加了6×10⁵次的振动之后在接地电极上发生了折损的情况下，将折损时次数设为6×10⁵次。此外，例如在施加了3×10⁶次的振动时在接地电极上没有发生折损、而在施加了4×10⁶次的振动之后在接地电极上发生了折损的情况下，将折损时次数设为4×10⁶次。并且，在接地电极上发生了折损的情况下，认为接地电极的抗折损性差，做出“×”的评价，在施加了10⁷次的振动之后在接地电极上也没有发生折损的情况下，认为接地电极具有非常优良的抗折损性，做出“◎”的评价。

此外，在实机抗振动性试验中，对试样将振动施加100小时之后，对接地电极进行确认，在接地电极上发生了折损的情况下，认为接地电极的抗折损性不充分，做出“×”的评价，在接地电极上虽然发生了折损但在接地电极上没有发生裂纹的情况下，认为接地电极的抗折损性稍差，做出“△”的评价。而在接地电极上没有发生折损及裂纹双方的情况下，认为具有优良的抗折损性，做出“○”的评价。

表1中分别表示上述两个试验的试验结果。另外，在表1中，作为参考，还表示机上抗振动性试验中在接地电极上发生了折损的试样的折损时次数。此外，对试样2、3、5～7进行了实机抗振动性试验。此外，各试样均满足8.4≤(S1/S2)/A，并且将接地电极的剖面积S1设为1.7mm²以上。此外，在接地电极的内部不设置内层，由单一金属(Ni合金)构成接地电极。

[表1]

如表1所示，可知将L/X设为1.28以下的试样(试样7～9)的接地电极具有优良的抗折损性。认为这是因为，通过将接地电极的突出长度X相对于接地电极的长度L设为某一程度的大小以上，接地电极相对于接地电极在主体配件上的固定位置的朝向轴线侧的突出量Y足够小，施加了振动时对弯曲部施加的与突出量Y对应的应力足够小。

接着，将突出长度X设为6.6mm，将长度L设为8.47mm，将L/X设为1.28之后，变更接地电极的剖面积S1、接地电极侧端头的剖面积S2、及接地电极侧端头相对于接地电极的前端的突出长度A，由此制作将(S1/S2)/A变更为各种值的火花塞的试样，并对各试样进行上述机上抗振动性试验及实机抗振动性试验，由此确认了接地电极侧端头的抗折损性。

另外，在机上抗振动性试验中，在接地电极侧端头上发生了折损的情况下，认为接地电极侧端头的抗折损性差，做出“×”的评价。而对于施加了10⁷次的振动之后在接地电极侧端头上虽然产生了裂纹但没有发生接地电极侧端头的折损的试样，认为接地电极侧端头具有良好的抗折损性，做出“○”的评价。此外，在施加了10⁷次的振动之后在接地电极上也没有发生折损及裂纹的情况下，认为接地电极侧端头具有非常良好的抗折损性，做出“◎”的评价。

此外，在实机抗振动性试验中，在接地电极侧端头上发生了折损的情况下，认为接地电极侧端头的抗折损性不充分，做出“×”的评价，在接地电极侧端头上虽然发生了折损但在接地电极侧端头上没有产生裂纹的情况下，认为抗折损性稍差，做出“△”的评价。而在接地电极侧端头上没有发生折损及裂纹双方的情况下，认为具有优良的抗折损性，做出“○”的评价。

另外，在机上抗振动性试验中，将接地电极侧端头上产生裂纹的试样评价为“○”，在实机抗振动性试验中，将接地电极侧端头上产生裂纹的试样评价为“△”，这是因为，机上抗振动性试验与实机抗振动性试验相比，施加在接地电极侧端头上的热负荷及应力大，更容易发生接地电极侧端头的折损及裂纹。因此，在实机抗振动性试验中被评价为“○”的试样可以认为接地电极具有优良的抗折损性，在机上抗振动性试验中被评价为“◎”的试样可以认为接地电极具有非常优良的抗折损性。

表2中分别表示两个试验的试验结果。另外，各试样均将接地电极的剖面积S1设为1.7mm²以上，接地电极由单一金属(Ni合金)构成。

[表2]

如表2所示可知，将(S1/S2)/A设为8.4以上的试样(试样12～16)中，接地电极侧端头的抗折损性优良。认为这是因为，接地电极散去接地电极侧端头的突出部的热的能力与上述突出部的受热量相比足够大，能够抑制接地电极侧端头的过热及强度下降。

此外，满足13.1≤(S1/S2)/A的试样(试样15、16)即使在进行了非常严格的试验即机上抗振动性试验的情况下，也没有在接地电极侧端头上发生裂纹及折损，确认出具有非常优良的抗折损性。

根据上述试验的结果，为了在接地电极及接地电极侧端头双方上实现优良的抗折损性，优选的是，满足L/X≤1.28及8.4≤(S1/S2)/A。

此外，从在接地电极侧端头实现更优良的抗折损性的观点考虑，可以说更优选满足13.1≤(S1/S2)/A。

接着，制作出在接地电极的内部设置有由铜构成的内层且将(S1/S2)/A变更为各种值的火花塞的试样(具有内层)、以及不设置内层而是由单一金属(Ni合金)构成接地电极且将(S1/S2)/A变更为各种值的火花塞的试样(没有内层)，对各试样将振动的施加时间变更为100小时至200小时(即，设为更容易发生接地电极侧端头的折损的条件)，从而进行上述实机抗振动性评价试验，确认接地电极侧端头的抗折损性。

表3中表示该试验的试验结果。另外，通过与上述相同的方法来进行评价。即，在接地电极侧端头上发生了折损的情况下评价为“×”，在接地电极侧端头上虽然没有发生折损但产生了裂纹的情况下评价为“△”，在接地电极侧端头上没有发生裂纹及折损双方的情况下评价为“○”。

[表3]

如表3所示可知，设置有内层的试样即使在更容易发生接地电极侧端头的折损的条件下进行了试验的情况下，在接地电极侧端头即没有产生折损也没有产生裂纹，接地电极侧端头具有非常优良的抗折损性。认为这是因为，由于设置有内层，因此接地电极侧端头的热经由内层迅速向主体配件侧传导，更有效地抑制了接地电极侧端头的过热。

根据上述试验的结果，为了进一步提高接地电极侧端头的抗折损性，可以说更优选的是，在接地电极的内部设置由导热性比外层高的金属构成的内层。

接着，制作变更了内层的有无及接地电极的剖面积S1的火花塞的试样，对各试样进行上述机上抗振动性试验，从而确认了接地电极侧端头的抗折损性。另外，在该试验中，将对试样施加的振动的次数最大设为10¹⁰次，设为非常容易发生接地电极侧端头的折损的条件。并且，在施加了10¹⁰次的振动之后没有确认到接地电极侧端头的折损的情况下，评价为“○”，在接地电极侧端头上发生了折损的情况下，评价为“×”。表4中表示该试验的结果。另外，在表4中，作为参考还表示在接地电极侧端头上发生了折损的试样的折损时次数。此外，各试样均构成为，接地电极在比接地电极侧端头靠基端侧具有一定的剖面积S1。

[表4]

如表4所示可知，在将剖面积S1设为1.7mm²以上且3.0mm²以下的情况下，没有设置内层而构成的试样发生了接地电极侧端头的折损，但是设置有内层的试样在接地电极侧端头没有发生折损，具有优良的抗折损性。

根据上述试验的结果，可以说在接地电极中设置内层是在没有设置内层时难以确保抗折损性的、将剖面积S1设为1.7mm²以上且3.0mm²以下的情况下特别有效的。

另外，不限定于上述实施方式的记载内容，例如也可以如下所示实施。当然，也可以是以下没有例示的其他应用例、变更例。

(a)在上述实施方式中构成为，在火花放电间隙33中，在大致沿着轴线CL1的方向上进行火花放电。而也可以图6所示，构成为接地电极侧端头32的前端面32F与中心电极5(中心电极侧端头31)的外周面相对，在接地电极侧端头32的前端面32F与中心电极5的外周面之间所形成的火花放电间隙34中，沿着与轴线CL1大致正交的方向进行火花放电。在这种情况下，由于能够进一步缩短接地电极27的长度L，因此能够降低对接地电极27施加的应力，并且能够经由接地电极27将接地电极侧端头32的热更快速地向主体配件3侧传导。其结果，能够进一步提高接地电极27及接地电极侧端头32的抗折损性。

此外，如图7所示，也可以构成为，接地电极侧端头32的前端面32F比中心电极5(中心电极侧端头31)的前端面靠外周侧，且比中心电极5的前端面位于轴线CL1方向前端侧，在接地电极侧端头32与中心电极5之间所形成的火花放电间隙35中，在与轴线CL1交叉的倾斜方向上进行火花放电。在这种情况下，能够维持优良的引燃性，并且实现接地电极27及接地电极侧端头32的抗折损性的进一步提高。

(b)在上述实施方式中，接地电极27是具有外层27A及内层27B的二相构造，但也可以将接地电极27设为三层构造或四层以上的多层构造。因此，例如也可以将内层27B通过由导热性比外层27A优良的金属(例如纯Ni、纯Fe等)形成的最内层部、以及由导热性比外层27A优良的金属(例如铜、铜合金等)形成且位于外层27A与上述最内层部之间的中间层部构成。

(c)在上述实施方式中，在中心电极5上设置有中心电极侧端头31，但也可以不设置中心电极侧端头31。

(d)在上述实施方式中，接地电极27被设为剖面矩形状，但也可以将接地电极27构成为剖面圆形状或剖面多边形状。

(e)在上述实施方式中，具体说明了在主体配件3的前端部26上接合有接地电极27的情况，但也可以适用于通过切削主体配件的一部分(或主体配件上预先焊接的前端配件的一部分)来形成接地电极的情况(例如日本特开2006-236906号公报等)。

(f)在上述实施方式中，工具卡合部19被设为剖面六边形状，但关于工具卡合部19的形状，不限定于这样的形状。例如，也可以设为Bi-HEX(变形12边)形状〔ISO22977：2005(E)〕等。

标号说明

1…火花塞

2…绝缘子(绝缘体)

3…主体配件

4…轴孔

5…中心电极

27…接地电极

27A…外层

27B…内层

27F…(接地电极的)前端面

27K…弯曲部

27S…(接地电极的)内周侧侧面

32…接地电极侧端头(端头)

33…火花放电间隙(间隙)

CE…(接地电极的前端面的)中心

CL1…轴线

CL2…(接地电极的)中心轴

Claims

1.一种火花塞，具备：

绝缘体，具有在轴线方向上贯通的轴孔；

中心电极，插入设置在上述轴孔中；

筒状的主体配件，设置在上述绝缘体的外周；

接地电极，固定在上述主体配件的前端部，在弯曲部向上述轴线侧弯曲；以及

端头，接合在上述接地电极的前端部，与上述中心电极的前端部之间形成间隙，

上述端头以自身的一部分从上述接地电极的前端面及内周侧侧面突出的状态接合在上述接地电极上，

上述接地电极的前端面的中心比上述中心电极的前端位于上述轴线方向前端侧，

上述火花塞的特征在于，

在将上述接地电极的沿着其中心轴的长度设为L(mm)，将沿着上述轴线的上述接地电极相对于上述主体配件的前端的突出长度设为X(mm)时，满足L/X≤1.28，

并且在将与上述接地电极的中心轴正交的剖面上的上述接地电极中比接合有上述端头的部位靠基端侧的部位的剖面积设为S1(mm²)，将与上述端头相对于上述接地电极的前端的突出方向正交的剖面上的上述端头的剖面积设为S2(mm²)，将上述接地电极的长度方向上的上述端头相对于上述接地电极的前端面的突出长度设为A(mm)时，满足8.4≤(S1/S2)/A。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，

满足13.1≤(S1/S2)/A。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，

上述接地电极具备外层和内层，该内层设置在该外层的内部，由导热性比该外层高的金属构成。

4.根据权利要求3所述的火花塞，其特征在于，

满足1.7≤S1≤3.0。