CN103972792A - 火花塞以及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够更可靠地抑制电晕放电的产生、并能够提高离子电流的检测精度的火花塞以及其制造方法。火花塞包括：筒状的主体金属外壳；以及绝缘电瓷，其设于主体金属外壳的内周，并在自身的后端部具备自主体金属外壳的后端暴露出来的后端侧主体部。对于火花塞，主体金属外壳与绝缘电瓷利用设于主体金属外壳的后端部并向径向内侧弯曲的弯边部而固定，且该火花塞应用于离子电流的检测。火花塞具有向形成于弯边部与绝缘电瓷之间的空隙内填充的绝缘性的填充构件，填充构件覆盖后端侧主体部的外周面的至少一部分处的整个周向上的区域、以及弯边部的外表面中的自轴线方向后端侧起能够视觉确认的面即整个后端侧面。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用于内燃机等并用来检测离子电流的火花塞以及其制造方法。
背景技术
火花塞安装于内燃机（发动机）等，为了对燃烧室内的混合气等进行点火而使用。通常，火花塞包括：绝缘体，其具有沿着轴线方向延伸的轴孔；中心电极，其插入并设置于该轴孔的顶端侧；主体金属外壳，其设于绝缘体的外周；以及接地电极，其固定于主体金属外壳的顶端部。另外，通过在将绝缘体插入主体金属外壳的内周之后使主体金属外壳的后端部向径向内侧弯曲，并形成弯边部，从而将绝缘体固定于主体金属外壳。除此之外，在接地电极的顶端部与中心电极的顶端部之间形成有间隙，对该间隙施加高电压而产生火花放电，从而对混合气等进行点火。
然而，伴随着对间隙施加电压，有时会在弯边部形成高强度的电场。而且，由于电场的形成，弯边部以及绝缘体之间被局部破坏，存在于弯边部的周围的气体被离子化，从而以自弯边部的后端部蔓延于绝缘体的外周面的方式产生电晕放电。在点火性方面，产生电晕放电不会特别地成为问题。然而，在通过检测伴随着混合气等的燃烧而流动于上述间隙内的离子电流来检测混合气等的燃烧状态、爆燃的产生状态的装置中，存在因产生电晕放电而导致离子电流产生噪声而使燃烧状态等的检测精度降低的隐患。
因此，为了抑制电晕放电的产生，提出有在弯边部与绝缘体之间的间隙设置电阻值相对较大的填充层、或者在绝缘体中的与弯边部相对的部位设置电连接于主体金属外壳的导电性皮膜的方法（例如，参照专利文献1等）。
专利文献
专利文献1：日本特开平11－233234号公报
然而，本申请发明人进行了深刻的研究，明确了在上述方法中不能够充分地抑制电晕放电的产生。
此外，近年来，为了实现燃料消耗性能的提高等，提出了缸内压力设为相对较高的高压缩、高增压发动机。在这样的发动机中，为了产生火花放电，所需的电压（放电电压）变得更大，弯边部处的电场强度也增大，因此存在产生电晕放电的隐患。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够更可靠地抑制电晕放电的产生，并能够提高离子电流的检测精度的火花塞以及其制造方法。
以下，对适于解决上述目的各技术特征逐项进行说明。此外，根据需要而对相应的技术特征附带记述特有的作用效果。
技术技术方案1.本技术方案的火花塞的特征在于，包括：
筒状的主体金属外壳；以及
绝缘体，其具有沿轴线方向贯穿的轴孔，并且，该绝缘体设于上述主体金属外壳的内周，在该绝缘体自身的后端部具备自上述主体金属外壳的后端暴露出来的后端侧主体部；
上述主体金属外壳与上述绝缘体利用设于上述主体金属外壳的后端部并向径向内侧弯曲的弯边部来固定，上述火花塞能够检测离子电流，
上述火花塞具有填充在形成于上述弯边部与上述绝缘体之间的空隙内的绝缘性的填充构件，
上述填充构件覆盖上述后端侧主体部的外周面的至少一部分在整个周向上区域、以及上述弯边部的外表面中的作为自上述轴线方向后端侧能够目视确认的面的整个后端侧面。
另外，“弯边部的后端侧面”是指弯边部的外表面中的、在自轴线方向后端侧朝向弯边部引出与轴线平行的直线时能够最先与上述直线相交叉的面。
根据上述技术方案1，能够使自电场强度的较高的弯边部的后端部起的较大范围内成为几乎不存在产生电晕放电所需要的气体的状态。因此，能够更可靠地抑制电晕放电的产生，从而能够提高离子电流的检测精度。
技术方案2.本技术方案的火花塞的特征在于，在上述技术方案1中，
上述火花塞包括：
中心电极，其贯穿于上述轴孔的顶端侧；以及
接地电极，其配置于上述主体金属外壳的顶端部，在该接地电极与上述中心电极的顶端部之间形成间隙；
上述填充构件中的位于比上述弯边部靠后端侧的部位沿上述轴线的长度L设为比上述间隙的大小G大。
间隙的大小G越大，弯边部的后端部处的电场强度越增大，越容易产生电晕放电。
基于这一点，根据上述技术方案2，填充构件中的位于比弯边部靠后端侧的部位沿轴线的长度L设为比间隙的大小G大。由此，间隙的大小G越大（即，弯边部的后端部处的电场强度越高），越能够使自弯边部的后端部起的更大范围内成为几乎不存在气体的状态。结果，能够进一步可靠地抑制电晕放电的产生。
技术方案3.本技术方案的火花塞的特征在于，在上述技术方案2中，上述长度L为2.5mm以上。
根据上述技术方案3，能够使自弯边部的后端部起更大的范围内成为几乎不存在气体的状态。因此，能够进一步可靠地抑制电晕放电的产生。
技术方案4.本技术方案的火花塞的特征在于，在上述技术方案1至技术方案3中的任一项中，上述主体金属外壳具备工具卡合部，该工具卡合部在外周具有在将上述主体金属外壳安装于内燃机时与工具卡合的工具卡合面，并且该工具卡合部位于比上述弯边部靠顶端侧的位置，
上述填充构件覆盖上述弯边部的外表面的整个区域、以及上述工具卡合面的外表面中的位于上述弯边部与上述工具卡合面之间的面的至少一部分。
根据上述技术方案4，能够使自弯边部的后端部起极其大的范围内成为几乎不存在气体的状态。因此，能够更显著地提高抑制电晕放电产生的效果。
技术方案5.本技术方案的火花塞的特征在于，在上述技术方案1至技术方案4中的任一项中，上述填充构件由树脂构成。
根据上述技术特征5，能够利用固化前（液态）的树脂可靠地填埋形成在弯边部以及绝缘体之间的空隙。因此，能够极其有效地防止在树脂的固化之后在弯边部的后端部附近存在气体。结果，能够更可靠地发挥抑制产生电晕放电的效果。
技术方案6.本技术方案的火花塞的特征在于，在上述技术方案1至技术方案4中的任一项中，上述填充构件由橡胶构成。
根据上述技术方案6，能够更可靠地利用固化前的橡胶填埋形成在弯边部以及绝缘体之间的缝隙。因此，能够极其有效地防止在橡胶固化后在弯边部的后端部附近存在气体。结果，能够更可靠地发挥抑制产生电晕放电的效果。
另外，由于固化后的橡胶弹性变形，因此在被施加了伴随着内燃机等的动作而产生的振动时，能够更可靠地防止在主体金属外壳、绝缘体与填充构件之间形成空隙（存在气体）。结果，能够进一步可靠地、并且进一步长时间地抑制电晕放电的产生。
技术方案7.本技术方案的火花塞的特征在于，在上述技术方案1至技术方案6中的任一项中，上述主体金属外壳具有工具卡合部，该工具卡合部在将上述主体金属外壳安装于内燃机时与工具卡合，并且位于比上述弯边部靠顶端侧的位置，
在沿上述轴线将上述填充构件的最外周部与上述工具卡合部的最外周部投影于与上述轴线正交的平面时，上述填充构件的最外周部的投影线重合于上述工具卡合部的最外周部的投影线，或者位于比上述工具卡合部的最外周部的投影线靠内侧的位置。
根据上述技术方案7，利用填充构件的存在，能够防止对工具相对于工具卡合部的卡合产生障碍。结果，能够容易地进行火花塞的安装?卸下，从而能够实现作业性的提高。
技术方案8.本技术方案的火花塞的特征在于，在上述技术方案1至技术方案7中的任一项中，上述绝缘体包括由绝缘性陶瓷构成的主体部，
上述填充构件中的、覆盖上述后端侧主体部的外周面的部位的至少一部分直接接触于上述主体部。
根据上述技术方案8，能够进一步提高填充构件对绝缘体的密合性。因此，能够进一步可靠地防止在被施加了振动时等在绝缘体与填充构件之间形成空隙（存在气体）。结果，能够更进一步可靠地、并且更进一步长时间地抑制电晕放电的产生。
技术方案9.本技术方案的火花塞的制造方法的特征在于，该火花塞为技术方案1至技术方案8中任一项所述的火花塞，
上述火花塞的制造方法包含填充构件形成工序，在该填充构件形成工序中，形成上述填充构件，
上述填充构件形成工序包含如下工序：向利用在上述弯边部及上述后端侧主体部的外周配置的模具、上述主体金属外壳、以及上述绝缘体所形成的模腔加压填充在固化之后成为上述填充构件的塑化材料。
根据上述技术方案9，通过向模腔加压填充塑化材料，能够抑制在填充构件内形成气泡，另外，能够使填充构件更可靠地紧贴于绝缘体以及主体金属外壳。结果，能够更可靠地防止在绝缘体与填充构件之间、主体金属外壳与填充构件之间存在气体，从而能够进一步可靠地发挥通过设置填充构件而带来的抑制产生电晕放电的效果。
技术方案10.本技术方案的火花塞的制造方法的特征在于，该火花塞为技术方案1至技术方案8中任一项所述的火花塞，
上述火花塞的制造方法包含填充构件形成工序，在该填充构件形成工序中，形成上述填充构件，
上述填充构件形成工序包含向利用在上述弯边部及上述后端侧主体部的外周配置的模具、上述主体金属外壳、以及上述绝缘体所形成的模腔投入在固化之后成为上述填充构件的塑化材料的工序，上述填充构件形成工序还包含对上述塑化材料进行真空脱泡的工序。
根据上述技术方案10，通过对塑化材料进行真空脱泡，能够抑制在填充构件内形成气泡，另外，能够使填充构件更可靠地紧贴于绝缘体以及主体金属外壳。结果，能够更可靠地防止在绝缘电瓷与填充构件之间、主体金属外壳与填充构件之间存在气体，从而能够进一步可靠地抑制电晕放电的产生。
技术方案11.本技术方案的火花塞的制造方法的特征在于，在上述技术方案8中，
上述绝缘体包括由绝缘性陶瓷构成的主体部，
上述火花塞的制造方法包含：釉层形成工序，在该釉层形成工序中，在上述主体部的外周形成釉层；以及
釉层去除工序，在该釉层去除工序中，去除上述釉层的一部分，使上述填充构件中的覆盖上述后端侧主体部的外周面的部位的至少一部分与上述主体部的外周面之间能够直接接触。
根据上述技术方案11，通过设置釉层，能够抑制蔓延于绝缘体的表面的异常放电（跳火）的产生，并且与上述技术方案8相同，能够进一步提高填充构件对绝缘体的密合性。
技术方案12.本技术特征的火花塞的制造方法的特征在于，在上述技术方案11中，在进行上述釉层去除工序时，通过喷砂法进行上述釉层的去除。
根据上述技术特征12，由于通过喷砂法进行釉层的去除，因此能够增大主体部中的、去除了釉层的部位处的表面粗糙度。因此，能够更进一步提高填充构件对绝缘体（主体部）的密合性。结果，能够进一步提高抑制产生电晕放电的效果。
附图说明
图1是表示火花塞的结构的局部剖主视图。
图2是表示火花塞的顶端部的结构的局部剖放大主视图。
图3是表示填充构件的结构的局部剖放大主视图。
图4是表示填充构件的另一例的局部剖放大主视图。
图5是表示填充构件的另一例的局部剖放大主视图。
图6是表示填充构件的另一例的局部剖放大主视图。
图7是填充构件的最外周部以及工具卡合部的最外周部的投影图。
图8是表示填充构件相对于后端侧主体部的接触状态的放大剖视图。
图9是用于说明填充构件形成工序的放大剖视图。
图10是用于说明填充构件形成工序的放大剖视图。
图11是表示火花塞的另一例子的局部剖主视图。
附图标记说明
1…火花塞；2…绝缘电瓷（绝缘体）；2A…主体部；2B…釉层；3…主体金属外壳；4…轴孔；5…中心电极；10…后端侧主体部；19…工具卡合部；19A…工具卡合面；20…弯边部；28…间隙；31…填充构件；CAl、CA2…模腔；CLl…轴线；MDl、MD2…模具；PMl、PM2…塑化材料；SP…空隙。
具体实施方式
以下，参照附图说明一实施方式。图1是表示火花塞1的局部剖主视图。火花塞1安装于未图示的内燃机等，通过产生火花放电而对混合气等进行点火。
另外，在本实施方式中，火花塞1也利用于离子电流的检测。详细地说，火花塞1连接于未图示的预定的电压施加装置（例如电容器），在火花放电之后利用上述电压施加装置对后述的间隙28施加电压。而且，此时在火花塞1中流动的离子电流被未图示的检测部件所检测。另外，根据检测到的离子电流来检测不发火、爆燃。
接下来，参考图1等对火花塞1的结构进行说明。另外，在图1中，将火花塞1的轴线CL1方向作为附图中的上下方向、将下侧作为火花塞1的顶端侧、将上侧作为火花塞1的后端侧来进行说明。
火花塞1由呈筒状的作为绝缘体的绝缘电瓷2和用于保持该绝缘电瓷2的筒状的主体金属外壳3等构成。
绝缘电瓷2包括通过烧结绝缘性陶瓷（例如，氧化铝等）而成的筒状的主体部2A、以及设于主体部2A的后端侧外周的釉层2B。另外，绝缘电瓷2其外形部中包括：后端侧主体部10，其自主体金属外壳3的后端暴露出来；大径部11，其在比该后端侧主体部10靠顶端侧的位置朝向径向外侧突出而形成；中间主体部12，其在比该大径部11靠顶端侧的位置形成为直径比该大径部11的直径小；以及腿部13，其在比该中间主体部12靠顶端侧的位置形成为直径比该中间主体部12的直径小。除此之外，绝缘电瓷2中的大径部11、中间主体部12、以及大部分腿部13容纳于主体金属外壳3的内部。而且，在中间主体部12与腿部13之间的连接部形成有锥状的台阶部14，绝缘电瓷2利用该台阶部14而卡定于主体金属外壳3。
并且，在绝缘电瓷2中沿着轴线CL1贯穿形成有轴孔4，在该轴孔4的顶端侧插入并固定有中心电极5。中心电极5包括内层5A和外层5B，该内层5A由导热性优异的金属（例如，铜、铜合金、纯镍（Ni）等）构成，该外层5B由以Ni为主要成分的合金构成。另外，中心电极5整体呈棒状（圆柱状），其顶端部分从绝缘电瓷2的顶端突出。
除此之外，在轴孔4的后端侧，以从绝缘电瓷2的后端突出的状态插入并固定有端子电极6。
并且，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器7。该电阻器7的两端部隔着导电性的玻璃密封层8、9而分别与中心电极5和端子电极6进行电连接。
除此之外，上述主体金属外壳3由低碳钢等金属形成为筒状，并在其外周面形成有螺纹部（外螺纹部）15，该螺纹部15用于将火花塞1安装于内燃机等。另外，在螺纹部15的后端侧以朝向外周侧突出的方式形成有座部16，在螺纹部15后端的螺纹头17套装有环状的垫圈18。
并且，在主体金属外壳3的后端侧设有截面六边形状的工具卡合部19。工具卡合部19在其外周包括多个工具卡合面19A，该多个工具卡合面19A沿与轴线CLl平行的方向延伸，并在将主体金属外壳3安装于内燃机等时供扳手等工具卡合（图3参照）。另外，在主体金属外壳3的后端部设有朝向径向内侧弯曲的弯边部20。
除此之外，在主体金属外壳3的内周面设有用于卡定绝缘电瓷2的锥状的台阶部21。而且，绝缘电瓷2相对于主体金属外壳3从其后端侧向顶端侧插入，在自身的台阶部14卡定于主体金属外壳3的台阶部21的状态下，向径向内侧对主体金属外壳3的后端侧开口部进行弯边、即形成上述弯边部20，从而使绝缘电瓷2固定于主体金属外壳3。另外，在台阶部14、台阶部21之间夹设有环状的板状密封件22。由此，保持燃烧室内的气密性，避免进入被暴露于燃烧室内的绝缘电瓷2的腿部13与主体金属外壳3的内周面之间的间隙内的燃料气体向外部泄漏。
并且，为了使弯边所形成的密闭更加完全，在主体金属外壳3的后端侧，且在主体金属外壳3与绝缘电瓷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25（Talc）的粉末。即，主体金属外壳3借助板状密封件22、环构件23、环构件24以及滑石25保持绝缘电瓷2。
另外，如图2所示，在主体金属外壳3的顶端部26设有棒状的接地电极27。接地电极27自身的基端部焊接于主体金属外壳3的顶端部26，并且在自身的中间部分被折回，从而使得该接地电极27自身的顶端侧侧面与中心电极5的顶端部相对。而且，在接地电极27的顶端部与中心电极5的顶端部之间形成有间隙28，通过对该间隙28施加电压，从而在间隙28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，间隙28的大小G设为预定数值范围内（例如，0.3mm～2.0mm）。
除此之外，如图3所示，在形成于弯边部20的后端部与绝缘电瓷2的外周面之间的空隙SP中填充有绝缘性的填充构件31。填充构件31由耐热性优异的绝缘性的橡胶（例如，硅酮橡胶、氟橡胶等）、耐热性优异的绝缘性的树脂（例如，环氧树脂等）形成。
并且，填充构件31以覆盖后端侧主体部10的外周面的至少一部分的整个周向区域、以及弯边部20的外表面的中的、能够自轴线CLl方向后端侧目视确认的面、即整个后端侧面20A的方式构成。另外，在本实施方式中，填充构件31覆盖弯边部20的外表面中的、位于比上述后端侧面20A靠顶端侧的面，其结果，覆盖弯边部20的整个外表面。除此之外，填充构件31构成为也对倾斜面19B进行覆盖，该倾斜面19B位于工具卡合部19的外表面的中的、弯边部20与工具卡合面19A之间的位置，且朝向轴线CLl方向顶端侧向外周侧倾斜。
另外，填充构件31中的、位于比弯边部20靠后端侧的部位的沿轴线CLl的长度L设为大于间隙28的大小G，特别是，在本实施方式中，长度L设为2.5mm以上。
另外，并非必须将长度L设为2.5mm以上，例如也可以如图4所示那样以长度L小于2.5mm的方式构成填充构件32。另外，并非必须将长度L设为大于间隙28的大小G，例如也可以如图5所示那样以长度L为间隙的大小G以下的方式构成填充构件33。
并且，填充构件31并非必须覆盖整个弯边部20以及上述倾斜面19B，如图6所示，填充构件34也可以构成为仅覆盖后端侧主体部10的外周面以及弯边部20的整个后端侧面20A。
返回图3，本实施方式中的填充构件31的外周部呈截面六边形状，且该填充构件31构成为与工具卡合部19的外周部的截面形状相同的截面形状。即，如图7所示，在沿着轴线CLl将填充构件31的最外周部与工具卡合部19的最外周部投影轴于与轴线CLl正交的平面VS上时，填充构件31的最外周部的投影线PLl与工具卡合部19的最外周部的投影线PL2重合。另外，投影线PLl也可以位于比投影线PL2靠内侧的位置。即，填充构件31只要不位于比工具卡合部19的外周靠外周侧的位置即可。
并且，在本实施方式中，如图8所示，后端侧主体部10在其后端侧外周具有釉层2B，但是在其顶端侧外周不具有釉层2B，主体部2A暴露出来。而且，填充构件31中的、覆盖后端侧主体部10的外周面的部位的至少一部分（在本实施方式中为覆盖后端侧主体部10的外周面的部位的整个区域）与主体部2A直接接触。另外，在本实施方式中，为了抑制端子电极6以及主体金属外壳3之间的、蔓延于后端侧主体部10的外表面的放电（跳火）的产生，在后端侧主体部10的后端侧的较大范围内设有釉层2B。另一方面，为了使填充构件31中的、整个覆盖后端侧主体部10的外周面的部位直接接触于主体部2A（换言之，为了防止与设于较大范围内的釉层2B之间的接触），将上述长度L设为足够小（例如后端侧主体部10的沿着轴线CLl的长度的一半以下）。
接下来，对如上述那样构成的火花塞1的制造方法进行说明。
首先，预先制造主体金属外壳3。即，通过对圆柱状的金属材料（例如铁类材料、不锈钢材料）实施冷锻加工等而形成大致形状，并且形成通孔。之后，通过实施切削加工来修整外形，获得主体金属外壳中间体。然后，在将直棒状的接地电极27电阻焊接于主体金属外壳中间体，并且去除在电阻焊接时产生的所谓的“塌边”之后，通过滚轧而在主体金属外壳中间体的预定部位形成螺纹部15。由此，获得与接地电极27相卡合的主体金属外壳3。另外，在形成螺纹部15之后，为了实现耐腐蚀性的提高，也可以在主体金属外壳3的表面以及接地电极27的表面上设置锌镀层、Ni镀层。另外，为了实现耐腐蚀性的进一步提高，也可以进一步在锌镀层、Ni镀层的表面上实施铬酸盐处理。
另一方面，独立于上述主体金属外壳3而成形加工主体部2A。例如，使用以氧化铝为主体并包含粘合剂等的原料粉末来调制成形用坯料造粒物，并且使用该成形用坯料造粒物而进行橡胶加压成形，从而获得筒状的成形体。然后，对所获得的成形体实施研削加工并修整形状，并且利用烧结炉烧结修整形状后的成形体，从而获得主体部2A。
另外，独立于上述主体金属外壳3等而制造中心电极5。即，通过对在中央部配置有用于实现提高散热性的铜合金等的Ni合金实施锻造加工来制造中心电极5。
接下来，利用玻璃密封层8、9密封固定在加热烧结工序中如上述那样获得的主体部2A、中心电极5、电阻体7、以及端子电极6。玻璃密封层8、9通常是通过将混合硼硅酸玻璃和金属粉末调制成的材料以将电阻器7隔在中间的方式注入到主体部2A的轴孔4内之后，在利用上述端子电极6从后方按压的同时，在烧结炉内加热进行烧结而成的。另外，在本实施方式中，在加热烧结时，同时在后端侧主体部10的整个外周面烧结釉层2B。即，上述加热烧结工序中包含在后端侧主体部10的外周面形成釉层2B的釉层形成工序。另外，通过形成釉层2B，获得具有主体部2A以及釉层2B在内的绝缘电瓷2。另外，也可以将釉层形成工序设于加热烧结工序之前或者之后。
接着，在釉层去除工序中，去除釉层2B中的、位于后端侧主体部10的顶端侧的部分，使主体部2A在后端侧主体部10的顶端侧中暴露于外部。由此，之后设置的填充构件31中的、覆盖后端侧主体部10的外周面的部位的至少一部分（在本实施方式中为填充构件31中的、整个覆盖后端侧主体部10的外周面的部位）与主体部2A之间能够直接接触。另外，在本实施方式中，通过喷砂法进行釉层2B的去除。
其后，固定如上述那样分别制作的、包括中心电极5以及端子电极6在内的绝缘电瓷2、以及包括接地电极27在内的主体金属外壳3。更详细地说，在将绝缘电瓷2贯穿于主体金属外壳3之后，向径向内侧弯边形成为相对较薄壁的主体金属外壳3的后端侧开口部，即，形成上述弯边部20，从而将绝缘电瓷2与主体金属外壳3之间固定。
接下来，在填充构件形成工序中，在主体金属外壳3的后端部形成填充构件31。即，如图9所示，首先，在弯边部20以及后端侧主体部10的外周配置筒状的模具MDl，该模具MDl的内周面呈与工具卡合部19的截面形状相同的六边形状。接着，利用预定的挤出机（未图示）对形成于模具MDl的内周面、主体金属外壳3的外表面、以及绝缘电瓷2（后端侧主体部10）的外周面之间的模腔CAl加压填充在固化之后成为填充构件31的塑化材料PMl。之后，在将橡胶作为填充构件31的形成材料的情况下，通过热风、高频等对该橡胶进行硫化从而使塑化材料PMl固化，在将树脂作为填充构件31的形成材料（例如，环氧树脂等的热固化性树脂）的情况下，通过加热而使塑化材料PMl固化。之后，拆卸模具MDl，并且对不需要的部分进行切除等，从而形成填充构件31。
另外，在将树脂作为填充构件31的形成材料的情况下，也可以如图10所示那样，向形成于模具MD2、主体金属外壳3、以及绝缘电瓷2（后端侧主体部10）之间的模腔CA2投入在固化之后成为填充构件31的塑化材料PM2，并且将塑化材料PM2的周围设为真空状态，对塑化材料PM2进行真空脱泡。另外，在真空脱泡之后，在使塑化材料PM2的周围恢复为大气压之后，对塑化材料PM2进行加热，从而使塑化材料PM2固化，形成填充构件31。
在形成填充构件31之后，使接地电极27的中间部分向中心电极5侧弯曲，并且调整中心电极5以及接地电极27之间的间隙28的大小，从而获得上述火花塞1。
如以上详细叙述那样，根据本实施方式，构成为利用填充构件31覆盖后端侧主体部10的外周面的至少一部分处的整个周向上的区域、以及弯边部20的整个后端侧面20A。因此，能够使自电场强度较高的弯边部20的后端部起的较大范围内成为几乎不存在产生电晕放电所需要的气体的状态。因此，能够更可靠地抑制电晕放电的产生，从而能够提高离子电流的检测精度。
特别是，在本实施方式中，将填充构件31中的、位于比弯边部20靠后端侧的部位的沿轴线CLl的长度L设为比间隙28的大小G大。由此，间隙28的大小G越大（即，弯边部20的后端部处的电场强度越高），越能够使自弯边部20的后端部起的较大范围内成为几乎不存在气体的状态。结果，能够进一步可靠地抑制电晕放电的产生。
另外，由于将长度L设为2.5mm以上，因此能够使自弯边部20的后端部起的更大范围内成为几乎不存在气体的状态。因此，能够更进一步可靠地抑制电晕放电的产生。
并且，在本实施方式中，利用填充构件31覆盖弯边部20的整个外表面与倾斜面19B。因此，那个更显著地提高抑制电晕放电的产生的效果。
除此之外，在利用树脂形成填充构件31的情况下，能够利用固化前（液态）的树脂更可靠地埋入上述空隙SP内。因此，能够极其有效地防止在树脂固化之后在弯边部20的后端部附近存在气体的情况。结果，能够更可靠地发挥抑制产生电晕放电的效果。
另外，在利用橡胶形成填充构件31的情况下，能够利用固化前的橡胶更可靠地填埋上述空隙SP。因此，能够最大限度地有效地防止在橡胶的固化之后在弯边部20的后端部附近存在气体的情况。结果，能够更可靠地发挥抑制产生电晕放电的效果。而且，由于固化后的橡胶弹性变形，因此在被施加了伴随着内燃机等的动作而产生的振动时，能够更可靠地防止在主体金属外壳3、绝缘电瓷2与填充构件31之间形成空隙（存在气体）。结果，能够进一步可靠地、并且进一步长时间地抑制电晕放电的产生。
而且，在将填充构件31的最外周部与工具卡合部19的最外周部投影于与轴线CLl正交的平面VS时，填充构件31的最外周部的投影线PLl重合于工具卡合部19的最外周部的投影线PL2，或者是投影线PLl位于比投影线PL2靠内侧的位置。因此，利用填充构件31的存在，能够防止对工具相对于工具卡合部19的卡合产生障碍。结果，能够容易地进行火花塞1的安装?卸下，从而能够实现作业性的提高。
另外，由于填充构件31中的、覆盖后端侧主体部10的外周面的部位的至少一部分与主体部2A直接接触，因此能够进一步提高填充构件31对绝缘电瓷2的密合性。因此，能够进一步可靠地防止在被施加了振动时等在绝缘电瓷2与填充构件31之间形成空隙（存在气体）。结果，能够更进一步可靠地、并且更进一步长时间地抑制电晕放电的产生。
另外，在填充构件形成工序中，在向模腔CAl加压填充塑化材料PMl的情况下，能够更可靠地使填充构件31密合于绝缘电瓷2以及主体金属外壳3。结果，能够更可靠地防止在绝缘电瓷2与填充构件31之间、主体金属外壳3与填充构件31之间存在气体，从而能够进一步可靠地发挥通过设置填充构件31而带来的抑制产生电晕放电的效果。
并且，在填充构件形成工序中，在对塑化材料PM2进行真空脱泡的情况下，与加压填充塑化材料的情况相同，能够更可靠地使填充构件31密合于绝缘电瓷2以及主体金属外壳3。结果，能够更可靠地防止在绝缘电瓷2等与填充构件31之间存在气体，从而能够进一步可靠地抑制电晕放电的产生。
除此之外，由于通过喷砂法进行釉层2B的去除，因此能够增大主体部2A中的、去除了釉层2B的部位处的表面粗糙度。因此，能够更进一步提高填充构件31对绝缘电瓷2（主体部2A）的密合性。结果，能够进一步提高抑制产生电晕放电的效果。
接着，为了确认上述实施方式所起到的作用效果，制作填充构件的配置位置为多种不同位置的火花塞的样品。然后，将各样品安装于预定的腔室，并且将腔室内的压力设为0.4MPa、1MPa、2MPa或者4MPa。在此基础上，在对样品施加了能够产生火花放电的电压时，确认是否以自主体金属外壳的后端部蔓延于后端侧主体部的外周面的形式产生了电晕放电。另外，腔室内的压力越大，能够产生火花放电的电压（要求电压）越大，弯边部的后端部处的电场越强。即，腔室内的压力越大，越容易产生电晕放电。因此，可以说在腔室内的压力更大时，越是未确认到产生有电晕放电的样品，抑制产生电晕放电的效果越优异。在表1中示出各样品中有无产生电晕放电。另外，在表1中，“O”表示未确认到电晕放电的产生，“×”表示确认到了电晕放电的产生。
另外，样品如以下方式构成。即，样品1构成为未设有填充构件。对于样品2，仅在弯边部以及绝缘电瓷之间的空隙中设有填充构件。对于样品3（1）、3（2），在后端侧主体部的外周面的一部分在整个周向上的区域和上述空隙设有填充构件。对于样品4（1）～4（6），在上述空隙、后端侧主体部的外周面的一部分处的整个周向上的区域、以及弯边部的整个后端侧面设有填充构件（与图6中示出的结构相同）。对于样品5（1）～5（6），在上述空隙、后端侧主体部的外周面的一部分在整个周向上的区域、弯边部的整个外表面、以及工具卡合部的倾斜面设有填充构件（与图3～图5中示出的结构相同）。
并且，对于样品4（1）～4（6）、5（1）～5（6），对间隙的大小G（mm）、以及填充构件中的位于比弯边部靠后端侧的部位沿轴线的长度L（mm）进行各种改变。
【表1】
如表1所示，可得知，对于在弯边部及绝缘电瓷之间的空隙、后端侧主体部的外周面的一部分在整个周向上的区域、以及弯边部的后端侧面整个区域设有填充构件的样品4（1）～4（6）、5（1）～5（6），在将腔室内的压力设为0.4MPa时不产生电晕放电，抑制产生电晕放电的效果较好。可认为其原因是，在自弯边部的后端部起较大的范围（即，电场强度较高的范围）内几乎不存在产生电晕放电所需要的气体。
另外，与长度L设为间隙的大小G以下的样品（样品4（1）、5（1））相比较，对于长度L设为比间隙的大小G大的样品（样品4（2）～4（6）、5（2）～5（6）），可确认到，在进一步增大腔室内的压力时，即，在进一步增大对样品施加的施加电压时，能够更有效地抑制电晕放电。可认为其原因是，间隙的大小G越大，弯边部处的电场强度增大，越容易产生电晕放电，通过将长度L设为比间隙的大小G大，从而越是在弯边部处的电场强度较高时，自弯边部的后端部起较大的范围内越成为几乎不存在气体的状态。
并且，可确认到，长度L设为2.5mm以上的样品（样品4（4）～4（6）、5（4）～5（6））的电晕放电的抑制效果更好。可认为其原因是，自弯边部的后端部起更大的范围内几乎不存在气体。
除此之外，可得知，与样品4（1）～4（6）相比较，在弯边部及绝缘电瓷之间的空隙、后端侧主体部的外周面的一部分在整个周向上的区域、弯边部的外表面整个区域、以及工具卡合部的倾斜面设有填充构件的样品（样品5（1）～5（6））具有更优异的抑制产生电晕放电的效果。可认为其原因是，自弯边部的后端部起极其大的范围内几乎不存在气体。
根据上述试验的结果，为了实现抑制电晕放电的产生，可以说优选的是将填充构件填充于在弯边部与绝缘电瓷之间形成的空隙，并且利用填充构件覆盖后端侧主体部的外周面的至少一部分处的整个周向上的区域、以及弯边部的后端侧面整个区域。
并且，从进一步提高抑制产生电晕放电的效果方面考虑，可以说更优选的是，将长度L设为比间隙的大小G大，或将长度L设为2.5mm以上，或利用上述填充构件覆盖弯边部的外表面整个区域、以及工具卡合面的外表面中的位于弯边部和工具卡合面之间的面的至少一部分。
另外，并不限于上述实施方式的记载内容，例如也可以如下述那样进行实施。当然，也可以是以下未例示的其他应用例、变更例。
（a）在上述实施方式中，如图11所示，在绝缘电瓷2的轴孔4的内表面施加金属涂层50。施加该金属涂层50是为了避免在金属涂层50与绝缘电瓷2之间产生空隙。另一方面，为了吸收在轴孔4内延伸的端子电极6与绝缘电瓷2之间的热膨胀差，在于轴孔4内延伸的端子电极6与金属涂层50之间设有空隙。根据该图11的火花塞，由于在绝缘电瓷2与金属涂层50之间无空隙，能够使绝缘电瓷2与金属涂层50之间成为不存在产生电晕放电所需要的空间的状态。在图1的火花塞中，存在于中心电极5与绝缘电瓷2之间、以及端子电极6与绝缘电瓷2之间产生空隙的情况，在产生了空隙的情况下，存在于中心电极5与绝缘电瓷2之间、以及端子电极6与绝缘电瓷2之间产生电晕放电的隐患。根据图11的火花塞，能够更进一步可靠地抑制电晕放电的产生，从而能够提高离子电流的检测精度。该图11的火花塞中金属涂层50是利用从Cu、Ni、Ag、Pt、Rh、Au、W、Co、Be、Ir、Zn、Mg、Al、Mo中选择的一种金属或者以一种以上的金属为主要成分的合金而形成的金属层。
（b）在上述实施方式中，设于后端侧主体部10填充构件31构成为直接接触于绝缘电瓷2的主体部2A，但是填充构件31并非必须直接接触于主体部2A。因此，例如在釉层2B连续存在至大径部11的后端侧的一部分的情况下等，填充构件31也可以接触于釉层2B。
（c）在上述实施方式中，对接地电极27接合于主体金属外壳3的顶端部26的情况进行了具体化，但也能够应用于切削主体金属外壳的一部分（或者顶端金属外壳的预先焊接于主体金属外壳的一部分）而形成接地电极的情况（例如，日本特开2006－236906号公报等）。
（d）在上述实施方式中，工具卡合部19设为截面六边形状，但是关于工具卡合部19的形状并不限于这样的形状。例如，也可以设为Bi－HEX（变形12边）形状（ISO22977：2005（E））等。
Claims (12)
1.一种火花塞（1），其特征在于，包括：
筒状的主体金属外壳（3）；以及
绝缘体（2），其具有沿轴线（CLl）方向贯穿的轴孔（4），并且，该绝缘体（2）设于上述主体金属外壳（3）的内周，在该绝缘体（2）自身的后端部具备自上述主体金属外壳（3）的后端暴露出来的后端侧主体部（10）；
上述主体金属外壳（3）与上述绝缘体（2）利用设于上述主体金属外壳（3）的后端部并向径向内侧弯曲的弯边部（20）来固定，上述火花塞（1）能够检测离子电流，
上述火花塞（1）具有绝缘性的填充构件（31），该填充构件（31）填充在形成于上述弯边部（20）与上述绝缘体（2）之间的空隙（SP）内，
上述填充构件（31）覆盖上述后端侧主体部（10）的外周面的至少一部分处的整个周向上区域、以及上述弯边部（20）的外表面中的作为自上述轴线（CLl）方向后端侧能够目视确认的面的整个后端侧面。
2.根据权利要求1所述的火花塞（1），其特征在于，
上述火花塞（1）包括：
中心电极（5），其贯穿于上述轴孔（4）的顶端侧；以及
接地电极（27），其配置于上述主体金属外壳（3）的顶端部，在该接地电极（27）与上述中心电极（5）的顶端部之间形成间隙（28）；
上述填充构件（31）中的位于比上述弯边部（20）靠后端侧的部位沿上述轴线（CLl）的长度L设为比上述间隙（28）的大小G大。
3.根据权利要求2所述的火花塞（1），其特征在于，
上述长度L为2.5mm以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的火花塞（1），其特征在于，
上述主体金属外壳（3）具备工具卡合部（19），该工具卡合部（19）在外周具有在将上述主体金属外壳（3）向内燃机安装时供工具卡合的工具卡合面（19A），并且该工具卡合部（19）位于比上述弯边部（20）靠顶端侧的位置，
上述填充构件（31）覆盖上述弯边部（20）的整个外表面、以及上述工具卡合部（19）的外表面中的位于上述弯边部（20）与上述工具卡合面（19A）之间的面的至少一部分。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的火花塞（1），其特征在于，
上述填充构件（31）由树脂构成。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的火花塞（1），其特征在于，
上述填充构件（31）由橡胶构成。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的火花塞（1），其特征在于，
上述主体金属外壳（3）具有工具卡合部（19），该工具卡合部（19）在将上述主体金属外壳（3）向内燃机安装时供工具卡合，并且位于比上述弯边部（20）靠顶端侧的位置，
在沿上述轴线（CLl）将上述填充构件（31）的最外周部与上述工具卡合部（19）的最外周部投影于与上述轴线（CLl）正交的平面时，上述填充构件（31）的最外周部的投影线重合于上述工具卡合部（19）的最外周部的投影线，或者位于比上述工具卡合部（19）的最外周部的投影线靠内侧的位置。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的火花塞（1），其特征在于，
上述绝缘体（2）包括由绝缘性陶瓷构成的主体部（2A），
上述填充构件（31）中的、覆盖上述后端侧主体部（10）的外周面的部位的至少一部分直接接触于上述主体部（2A）。
9.一种火花塞（1）的制造方法，其特征在于，该火花塞（1）为权利要求1至8中任一项所述的火花塞（1），
上述火花塞（1）的制造方法包含填充构件形成工序，在该填充构件形成工序中，形成上述填充构件（31），
上述填充构件形成工序包含如下工序：向利用在上述弯边部（20）及上述后端侧主体部（10）的外周配置的模具（MD1、MD2）、上述主体金属外壳（3）、以及上述绝缘体（2）所形成的模腔（CA1、CA2）加压填充在固化之后成为上述填充构件（31）的塑化材料（PM1、PM2）。
10.一种火花塞（1）的制造方法，其特征在于，该火花塞（1）为权利要求1至8中任一项所述的火花塞（1），
上述火花塞（1）的制造方法包含填充构件形成工序，在该填充构件形成工序中，形成上述填充构件（31），
上述填充构件形成工序包含向利用在上述弯边部（20）及上述后端侧主体部（10）的外周配置的模具（MD1、MD2）、上述主体金属外壳（3）、以及上述绝缘体（2）所形成的模腔（CA1、CA2）投入在固化之后成为上述填充构件（31）的塑化材料（PM1、PM2）的工序，
上述填充构件（31）形成工序还包含对上述塑化材料（PM1、PM2）进行真空脱泡的工序。
11.根据权利要求8所述的火花塞（1）的制造方法，其特征在于，
上述绝缘体（2）包括由绝缘性陶瓷构成的主体部（2A），
上述火花塞（1）的制造方法包含：
釉层形成工序，在该釉层形成工序中，在上述主体部（2A）的外周形成釉层（2B）；以及
釉层去除工序，在该釉层去除工序中，去除上述釉层（2B）的一部分，使上述填充构件（31）中的覆盖上述后端侧主体部（10）的外周面的部位的至少一部分与上述主体部（2A）的外周面之间能够直接接触。
12.根据权利要求11所述的火花塞（1）的制造方法，其特征在于，
在进行上述釉层去除工序时，通过喷砂法进行上述釉层（2B）的去除。
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