CN104508924B

CN104508924B - 火花塞

Info

Publication number: CN104508924B
Application number: CN201380039618.2A
Authority: CN
Inventors: 吉田治树; 水野贵光; 矢野智士
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2033-03-20
Also published as: US20150214697A1; US9312664B2; EP2884605B1; EP2884605A4; JP2014035902A; EP2884605A1; CN104508924A; WO2014024345A1; JP5276742B1

Abstract

本发明是在难以使电阻体的密度变大的火花塞中，使电阻体的密度足够大，实现优异的负载寿命性能。火花塞(1)具备：中心电极(5)；端子电极(6)；和电阻体(7)，配置于两电极(5、6)间，包含含有SiO₂及B₂O₅的玻璃。从端子电极(6)的前端到中心电极(5)的后端的距离为15mm以上，上述玻璃为具有聚集相(41)与夹杂相(42)的分相玻璃。在宽度为1.3mm的电阻体(7)的剖面中，沿轴线(CL1)方向以0.1mm的间隔画与轴线(CL1)正交的多根线，求出位于上述线上的聚集相(41)的在每1根线上的个数，分别在由连续的5根线构成的线群中求出上述个数的平均个数时，自身的平均个数比平均个数的最小值大5以上的线群连续三个以上。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及使用于内燃机等的火花塞。

背景技术

火花塞安装于燃烧装置(例如内燃机等)，用于使混合气等引燃。一般地，火花塞具备：绝缘体，具有轴孔；中心电极，在轴孔的前端侧插通；端子电极，在轴孔的后端侧插通；主体配件，设置于绝缘体的外周。另外，在轴孔内且中心电极及端子电极间，设置有电阻体，用于抑制伴随燃烧装置的动作而产生的电波杂音(例如参照专利文献1等)。

一般地，在将含有二氧化硅(SiO₂)及氧化硼(B₂O₅)的玻璃粉末、炭黑等导电性材料、含有陶瓷颗粒等所形成的电阻体组合物填充到轴孔的基础上，由热轧朝向中心电极侧按压端子电极，加热、压缩电阻体组合物，由此形成电阻体。在此，形成的电阻体是在含有较多量的SiO₂的粒状的聚集相的周围存在相对多量含有B₂O₅的夹杂相的分相状态。聚集相是由B₂O₅富集的玻璃成分熔出而成的玻璃颗粒构成，夹杂相主要由熔出的B₂O₅富集的玻璃成分构成。另外，在夹杂相中，含有导电性材料、陶瓷颗粒，中心电极及端子电极间经由由夹杂相中的导电性材料构成的导电路径被电连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-66086号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在提高电波杂音的抑制效果这点，优选使沿轴线的中心电极及端子电极间的距离增大，使电阻体为更长。然而，在使用具有平均粒径较大的上述玻璃粉末的电阻体组合物的基础上，使中心电极及端子电极间的距离较大的情况下，使电阻体的密度充分增大变难。其理由如下。

即，平均粒径较大的玻璃粉末在加热时较难熔化(从玻璃颗粒熔出的B₂O₅富集的玻璃成分较少)，因此聚集相彼此之间没有被夹杂相填满，在聚集相彼此之间产生间隙(气孔)。因此，在压缩时压力容易逃走。在此，在中心电极及端子电极间的距离较小时，压力的损失并不那么大，能在到电阻体组合物的前端侧(从端子电极隔离的侧)为止施加足够大的压力。因此，在电阻体的整个区域中，由于压缩能压挤聚集相彼此之间的间隙(气孔)，其结果，能成为聚集相彼此之间被夹杂相填满的状态，使电阻体的密度足够的大。

另一方面，在中心电极及端子电极间的距离较大时，在压缩时压力的损失变大，施加在电阻体组合物的前端侧的压力变小。因此，在电阻体的前端侧，在聚集相彼此之间仍旧形成有间隙，电阻体的密度变小。另外，电阻体的密度变小是指，电阻体中的导电路径的数目较少。因此，密度较小的电阻体由于随着使用的导电路径的局部的氧化，可能使电阻值急剧增大，负载寿命性能变差。

另外，为了使电阻体的密度增大，考虑以如下方式构成：通过使用平均粒径为小(例如100μm左右)，较易熔化的玻璃粉末使从玻璃颗粒更多地熔出B₂O₅富集的玻璃成分，使聚集相彼此之间由夹杂相更可靠地填满。然而，在该情况下，在通过加热而熔融的玻璃中，由于粘度较低的B₂O₅富集的玻璃成分增大，玻璃的粘度变低(成为接近水的状态)。因此，在对电阻体组合物施加压力时，相对于端子电极的外周面与轴孔的内周面之间容易进入更多的玻璃，容易使压缩所产生的上述间隙(气孔)的压挤不充分。其结果，电阻体的密度变小，其结果是，可能会使负载寿命性能变得不足。

另外，在电阻体组合物中，考虑以平均粒径较大的玻璃粉末与平均粒径较小的玻璃粉末均匀地混在一起的方式构成，从而能使聚集相彼此之间由夹杂相填满，且防止在加热时玻璃的粘度降低。然而，在该情况下，会产生平均粒径小的玻璃颗粒彼此凝集这一现象。因此，虽然在电阻体的局部中，聚集相彼此之间由夹杂相填满，但在除了该局部之外的部位中，与只使用平均粒径较大的玻璃粉末的情况相同，在聚集相彼此之间形成间隙。其结果，不能使电阻体的密度增大，负载寿命性能变得不足。

本发明是鉴于上述事情而提出的，其目的是，在从端子电极的前端到中心电极的后端的距离较大且使电阻体的密度变大困难的火花塞中，使电阻体的密度变得足够的大，实现优异的负载寿命性能。

用于解决课题的手段

以下，对适用于解决上述目的的各结构分项进行说明。此外，根据需要，在对应的结构附记特有的作用效果。

结构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，插入设置于上述轴孔的前端侧；

端子电极，插入设置于上述轴孔的后端侧；和

电阻体，配置于上述轴孔内的上述中心电极与上述端子电极间，且含有导电性材料以及含有二氧化硅及氧化硼的玻璃，其特征在于，

从上述端子电极的前端到上述中心电极的后端间的沿上述轴线的距离为15mm以上，

上述玻璃为具有含有二氧化硅的聚集相与位于该聚集相间的夹杂相的分相玻璃，

上述聚集相的二氧化硅的含量比在上述夹杂相中的二氧化硅的含量大，

上述夹杂相的氧化硼的含量比在上述聚集相中的氧化硼的含量大，

在包含上述轴线且以上述轴线为中心的沿与上述轴线正交的方向的宽度为1.3mm的上述电阻体的剖面中，

沿上述轴线方向以0.1mm的间隔画与上述轴线正交的多根线，求出位于上述线上的上述聚集相的在每1根线上的个数，在由连续的5根线构成的线群的各线群中求出上述个数的平均个数时，自身的上述平均个数比平均个数的最小值大5以上的上述线群连续三个以上。

结构2.本结构的火花塞在上述结构1中，沿上述轴线的上述电阻体的长度相对于从上述端子电极的前端到上述中心电极的后端间的沿上述轴线的距离为50％以上。

结构3.本结构的火花塞在上述结构1或2中，其特征在于，在与上述轴线正交的剖面中，在上述轴孔内仅存在上述电阻体的范围内的前端，上述轴孔的内径为3.5mm以下。

结构4.本结构的火花塞在上述结构1至3的任一项中，其特征在于，在与上述轴线正交的剖面中，在上述轴孔内仅存在上述电阻体的范围内的前端，上述轴孔的内径为2.9mm以下。

结构5.本结构的火花塞在上述结构1至4的任一项中，其特征在于，从上述端子电极的前端到上述中心电极的后端间的沿上述轴线的距离为17mm以上。

结构6.本结构的火花塞在上述结构1至5的任一项中，其特征在于，三个以上连续的自身的上述平均个数比上述平均个数的最小值大5以上的上述线群隔着自身的上述平均个数与上述平均个数的最小值之差小于5的上述线群且存在两个以上。

发明效果

根据结构1的火花塞，从端子电极的前端到中心电极的后端之间的沿轴线的距离为15mm以上。因此，有电阻体的密度的降低的担忧。

对此，根据结构1的火花塞，构成为在分别对各线群求出聚集相的平均个数时，自身的上述平均个数比上述平均个数的最小值大5以上的线群连续三个以上(以下，称在电阻体中的自身的上述平均个数比上述平均个数的最小值大5以上的线群连续三个以上的部位为“细微部”)。即，电阻体具备聚集相(玻璃粉末)的平均粒径较大的部位(粗大部)与聚集相(玻璃粉末)的平均粒径较小的部位(细微部)，且使沿轴线方向的细微部的厚度(细微部的体积)变得足够大。因此，在形成电阻体时的加热时，从玻璃粉末的平均粒径较小的细微部大量熔出B₂O₅富集的玻璃成分(构成夹杂相的玻璃成分)，该玻璃成分进入粗大部的聚集相间，从而能使粗大部中的聚集相彼此之间由夹杂相填满。由此，能抑制聚集相彼此之间的间隙的形成，能使电阻体的密度变得足够大。其结果，使从端子电极的前端到中心电极的后端之间的沿轴线的距离为15mm以上，与能使电阻体较长互相结合，能实现非常优异的负载寿命性能。

然而，为了在形成电阻体时容易熔出玻璃，考虑在电阻体的局部中变更玻璃的组成。然而，当在局部使用组成不同的玻璃的情况下，使夹杂相形成为细网眼状变难。因此，可能会招致电阻体中的导电路径的减少，无法使负载寿命性能充分提高。

对此，根据结构1的火花塞，构成为不变更组成而是通过调节粒径来使玻璃的熔出变得容易产生。因此，夹杂相能更可靠地形成为细网眼状，能更可靠地形成许多的导电路径。其结果，在电阻体中，能稳定地实现优异的负载寿命性能。

根据结构2的火花塞，沿轴线的电阻体的长度相对于从端子电极的前端到中心电极的后端之间的沿轴线的距离为50％以上。因此，电阻体为足够长，更能提高电波杂音的抑制效果。

另一方面，在沿轴线的电阻体的长度为相对于从端子电极的前端到中心电极的后端间的沿轴线的距离的50％以上的情况下，对电阻体(电阻体组合物)的前端侧施加压力变难。因此，电阻体的密度容易变小，容易招致负载寿命性能的降低。

然而，通过采用上述结构1，即使是在如结构2的火花塞这样电阻体较长的情况下，也能使电阻体的密度变得足够大。换言之，在为了能使电波杂音的抑制效果提高，使沿轴线的电阻体的长度相对于从端子电极的前端到中心电极的后端间的沿轴线的距离为50％以上的火花塞中，上述结构1特别有意义。

在近年，有火花塞的小径化的要求，从而存在使轴孔中的配置有电阻体的部位的内径变得较小的情况。然而，在这样内径小的情况下，对电阻体(电阻体组合物)的前端侧施加压力变难。因此，电阻体的密度容易变小，容易招致负载寿命性能降低。

对此，通过采用上述结构1，即使在上述结构3的火花塞中，在轴孔内仅存在电阻体的范围内的前端的轴孔的内径为3.5mm以下的情况下，也能使电阻体的密度变得足够大。换言之，上述结构1在上述内径为3.5mm以下的火花塞中特别的有意义。

如结构4的火花塞那样，在轴孔内仅存在电阻体的范围内的前端的轴孔的内径为2.9mm以下的情况下，更有电阻体的密度降低的担忧，通过采用上述结构1，能彻底除去这样的担忧。换言之，上述结构1在上述内径为2.9mm以下的火花塞中非常有效果。

根据结构5的火花塞，从端子电极的前端到中心电极的后端间的沿轴线的距离为17mm以上。因此，能使电阻体更长，更能提高电波杂音的抑制效果。

另一方面，在使上述距离为17mm以上时，对电阻体(电阻体组合物)的前端侧施加压力变得更难，因此更有负载寿命性能降低的担忧。然而，通过采用上述结构1，能彻底除去这样的担忧。换言之，在为了实现进一步提高电波杂音的抑制效果，在使上述距离为17mm以上的火花塞中，上述结构1特别的有意义。

根据结构6的火花塞，细微部以隔着粗大部的方式设置两处以上。因此，能更可靠地使粗大部中的聚集相彼此之间由夹杂相填满，能显著抑制聚集相彼此之间的间隙的形成。其结果，能使电阻体的密度进一步增大，能进一步提高负载寿命性能。

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(a)是表示粗大部的结构的放大剖面示意图，(b)是表示细微部的结构的放大剖面示意图。

图3是表示电阻体的局部放大剖视图。

图4是用于说明各线群中的聚集相的平均个数的计测方法的剖面示意图。

图5是表示各线群中的聚集相的平均个数的曲线图。

图6是用于说明计测聚集相的个数的方法的说明图。

图7是表示在轴孔中配置有电阻体的部位的最大内径的放大剖视图。

具体实施方式

以下参照附图对一实施方式进行说明。图1是表示火花塞1的局部剖切主视图。并且，在图1中，将火花塞1的轴线CL1方向作为附图的上下方向，将下侧作为火花塞1的前端侧，将上侧作为后端侧进行说明。

火花塞1由筒状绝缘体的绝缘子2和保持绝缘子2的筒状的主体配件3等构成。

众所周知，绝缘子2通过烧结氧化铝等而形成，在其外形部具备：形成于后端侧的后端侧主体部10；在比该后端侧主体部10靠前端侧沿直径方向向外突出形成的大径部11；在比该大径部11靠前端侧形成为比其细径的中间主体部12；和在比该中间主体部12靠前端侧形成为比其细径的长腿部13。绝缘子2中，大径部11、中间主体部12、以及大部分的长腿部13容纳于主体配件3的内部。并且，在中间主体部12与长腿部13的连接部朝向前端侧形成前端变细的锥部14，绝缘子2通过该锥部14卡定在主体配件3上。

并且，在绝缘子2中沿着轴线CL1贯通形成有轴孔4。该轴孔4在其前端部具备小径部15，且在比该小径部15靠后端侧具备自身的内径比小径部15的内径大的大径部16。另外，在上述小径部15及大径部16间形成有锥形的台阶部17。

此外，中心电极5插入、固定到轴孔4的前端侧(小径部15)。更详细而言，在中心电极5的后端部朝向外周侧形成膨出的膨出部18，在该膨出部18与上述台阶部17卡定的状态下，中心电极5固定于轴孔4内。另外，中心电极5由内层5A和外层5B构成，其中，内层5A由铜或铜合金构成，外层5B由以镍(Ni)为主成分的合金构成。另外，中心电极5整体形成为棒状(圆柱状)，其前端部从绝缘子2的前端突出。

另外，在轴孔4的后端侧(大径部16)中，在从绝缘子2的后端突出的状态下插入、固定端子电极6。另外，在本实施方式中，从端子电极6的前端到中心电极5的后端的沿轴线CL1的距离A为15mm以上(在本实施方式中为17mm以上)。

在轴孔4的中心电极5与端子电极6间还配置有呈圆柱状的导电性电阻体7。该电阻体7用于抑制电波杂音，其电阻值因火花塞的规格而不同，例如为100Ω以上。另外，由导电性材料(例如炭黑等)、含有二氧化硅(SiO₂)及氧化硼(B₂O₅)的玻璃粉末、陶瓷颗粒(例如氧化锆(ZrO₂)颗粒、氧化钛(TiO₂)颗粒等)等构成的电阻体组合物通过加热密封来形成电阻体7(另外，关于电阻体7的结构在后面详述)。此外，电阻体7的两端部经由导电性(例如电阻值为数百mΩ左右)的玻璃密封层8、9分别与中心电极5和端子电极6电连接。

此外，主体配件3由低碳钢等金属形成为筒状，在其外周面形成用于将火花塞1安装到燃烧装置(例如内燃机、燃料电池改性器等)的安装孔的螺纹部(外螺纹部)19。另外，在比螺纹部19靠后端侧形成有凸缘状的基座部20，螺纹部19后端的螺纹颈21嵌入环状衬垫22。在主体配件3的后端侧，设置有将主体配件3安装到燃烧装置时用于卡合扳手等工具的剖面六边形状的工具卡合部23、并且在后端部设置有用于保持的绝缘子2的压紧部24。

另外，在本实施方式中，为了实现火花塞1的小径化(小型化)，使绝缘子2、主体配件3为较小径，使螺纹部19的螺纹直径也为较小(例如M12以下)。

另外，在主体配件3的前端侧内周面设置有用于卡定绝缘子2的锥形的台阶部25。并且，绝缘子2相对于主体配件3从其后端侧向前端侧插入，以自身的锥部14卡定到主体配件3的台阶部25的状态下，通过将主体配件3的后端侧开口部向直径方向内侧压紧，即通过形成上述压紧部24，被固定到主体配件3。另外，在锥部14及台阶部25间介入圆环状的密封片26。由此，保持燃烧室内的气密性，以使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的内周面之间的间隙中的燃料气体不泄露到外部。

进一步，为了使压紧产生的密闭更完善，在主体配件3的后端侧，在主体配件3与绝缘子2间介入环状的环构件27、28，在环构件27、28间填充有滑石(滑石)29的粉末。即，主体配件3通过密封片26、环构件27、28及滑石29来保持绝缘子2。

另外，在主体配件3的前端部接合有接地电极31，其自身的中间部分被弯折，前端部侧面与中心电极5的前端部相对。接地电极31由以Ni为主成分的合金形成的外层31A、和由比上述Ni合金的热导电性好的金属即铜合金、纯铜等形成的内层31B构成。

此外，在中心电极5的前端部与接地电极31的前端部间形成有间隙32，在该间隙32大致沿轴线CL1的方向进行火花放电。

接着，对电阻体7的结构进行详述。如上所述，电阻体7是通过含有导电性材料、玻璃粉末、陶瓷颗粒的电阻体组合物被加热密封来形成的，含有导电性材料与玻璃。如图2(a)、(b)所示，电阻体7具备含有SiO₂的聚集相41和以覆盖该聚集相41的方式存在的夹杂相42(图2中标有散点图案的部位)。

聚集相41由B₂O₅富集的玻璃成分熔出的玻璃颗粒构成，SiO₂的含量比夹杂相42的SiO₂的含量大，另一方面，夹杂相42主要由从玻璃粉末熔出的B₂O₅富集的玻璃成分构成，B₂O₅的含量比聚集相41的B₂O₅的含量大。另外，在夹杂相42熔入有导电性材料、陶瓷颗粒。

另外，在中心电极5与端子电极6间电流沿着含有导电性材料的夹杂相42流动，但在剖面观察电阻体7时，由于聚集相41的存在，夹杂相42被细微的分成网眼状的状态。另外，在夹杂相42中，由于玻璃成分、陶瓷颗粒的存在，由导电性材料构成的导电路径被细微地划分。即，电阻体7中的导电路径由于聚集相41、陶瓷颗粒等的存在，成为被非常细微地分支的状态。

进一步，在本实施方式中，在含有轴线CL1的剖面中，电阻体7中的聚集相41以如下方式构成。即，如图3(另外，在图3中只示出电阻体7)所示，取含有轴线CL1且以轴线CL1为中心、沿与轴线CL1正交的方向的宽度为1.3mm的电阻体7的剖面(图3中标有散点图案的部位)。并且，如图4(另外，在图4中，以与聚集相41的粒径对应大小的圆来示意性地示出聚集相41)所示，在上述剖面中，沿轴线CL1方向以0.1mm的间隔画与轴线CL1正交的多根线L1、L2、…、Ln-1、Ln，求出位于上述线L1、L2、…、Ln-1、Ln上的聚集相41的每1根线的个数。接着，如图5所示，在由连续5根线构成的线群LG1、LG2、…、LGm-1、LGm各自中，求出每1根线的聚集相41的平均个数。此时，在本实施方式中，以自身的上述平均个数比上述平均个数的最小值大5以上的上述线群连续3个以上的方式构成。

即，在本实施方式中，电阻体7具备粗大部51和细微部52，其中，粗大部51如图2(a)所示，聚集相41的平均粒径较大、上述平均个数较少，细微部52如图2(b)所示，聚集相41的平均粒径较小、上述平均个数较多，且沿轴线CL1方向的细微部52的厚度(细微部52的体积)为足够大。另外，将电阻体7中的自身的上述平均个数比上述平均个数的最小值大5以上的线群连续三个以上的部位称为细微部52。

另外，1根线上的聚集相41的个数能由如下方式求出。即，如图6所示，使用加速电压为20kV，照射电流为5±0.5×10^-8A，照射光束直径为10μm，有效时间(捕获时间)为10ms的EPMA(电子线微量分析器)，在上述线上按每10μm来测定Si的含量，得到总计130点中的Si含量。并且，求出得到的Si含量的峰值，且确定Si含量为上述峰值的60％以上的点。接着，测定为上述峰值的60％以上的点的数目，求出该数目作为线上的聚集相41的个数。另外，在为上述峰值的60％以上的点相邻的情况下，将相邻的点群作为一个来计测聚集相41的个数。

此外，在本实施方式中，细微部52以位于各粗大部51间的方式构成，在本实施方式中，细微部52存在两处以上。即，连续三个以上的、自身的上述平均个数比上述平均个数的最小值大5以上的线群构成为隔着不同之处仅在于自身的上述平均个数与上述平均个数的最小值之差小于5的上述线群且存在两个以上。

此外，在本实施方式中，如图7所示，伴随绝缘子2的小径化，在与轴线CL1正交的剖面中，在轴孔4内仅存在电阻体7的沿着轴线CL1的范围RA的前端4F中，轴孔4(大径部16)的内径D为3.5mm以下(在本实施方式中为2.9mm以下)，电阻体7为较小直径。

另外，在与轴线CL1正交的剖面中，在轴孔4内仅存在电阻体7的沿着轴线CL1的范围RA能通过例如使用东芝TOSHIBA制的微CT扫描仪(产品名：TOSCANER(注册商标))得到的立体图像来确定。

另外，如图1所示，沿轴线CL1的电阻体7的长度L相对于上述距离A为50％以上，电阻体7为较长。

接着，对以如上述结构构成的火花塞1的制造方法进行说明。

首先，预加工主体配件3。即，通过对圆柱状金属原材料(例如S17C、S25C这样的铁系原材料、不锈钢原材料)实施冷锻造加工来形成贯通孔，制造大致形状。然后，通过实施切削加工，修正外形，得到主体配件中间体。

接着，在主体配件中间体的前端面电阻焊接由Ni合金等构成的接地电极31。由于在该焊接时产生所谓的“塌边”，因此去除该“塌边”后，在主体配件中间体的预定部位通过滚压形成螺纹部19。由此，得到焊接有接地电极31的主体配件3。接着，在焊接有接地电极31的主体配件3施行镀锌或者镀镍。另外，为了实现耐腐蚀性的提高，也可以在其表面进一步实施铬酸盐处理。

另一方面，除了上述主体配件3之外，预先成形加工绝缘子2。例如，以氧化铝为主体，使用含有粘接剂等的原料粉末，调制成形用生坯造粒物，使用该成形用生坯造粒物进行橡胶冲压成形，从而得到筒状的成形体。并且，对于得到的成形体，通过实施研削加工来整形，将整形后的成形体投入烧结炉烧结，从而得到绝缘子2。

另外，除了上述主体配件3、绝缘子2之外，预先制造中心电极5。即，通过锻造加工Ni合金来制造中心电极5，该Ni合金配置了实现提高中央部放热性的铜合金等。

还预先调制用于形成电阻体7的粉末状的电阻体组合物。另外，在本实施方式中，准备了两类的电阻体组合物(第一电阻体组合物及第二电阻体组合物)。更详细而言，首先，分别调配炭黑、陶瓷颗粒和预定的粘接剂，以水为介质进行混合。然后，干燥混合得到的浆料，在其中混合搅拌平均粒径较大的(例如平均粒径为300μm～400μm左右的)SiO₂-B₂O₅-BaO-Li₂O类的玻璃粉末，从而得到第一电阻体组合物。另外，通过在干燥的上述浆料中混合搅拌平均粒径较小(例如平均粒径为100μm左右的)的上述玻璃粉末来得到第二电阻体组合物。

接着，如上所述得到的绝缘子2、中心电极5、电阻体7及端子电极6，通过玻璃密封层8、9被密封固定。更详细而言，首先，在轴孔4的小径部15插入中心电极5，将中心电极5的膨出部18与轴孔4的台阶部17卡定。接着，一般地将硼硅酸盐玻璃与金属粉末混合而调制的导电性玻璃粉末填充到轴孔4内，将填充的导电性玻璃粉末进行预压缩。接着，以上述第二电阻体组合物位于上述第一电阻体组合物间的方式，将两种电阻体组合物填充在轴孔4，同样的进行预压缩。进一步，在轴孔4填充上述导电性玻璃粉末，进行同样的预压缩。并且，在将端子电极6从轴孔4的后端侧开口插入的基础上，在通过端子电极6将两种电阻体组合物、导电性玻璃粉末按压在轴线CL1方向前端侧的状态下，在烧结炉内以玻璃软化点以上的预定的目标温度(例如900℃)来加热两种电阻体组合物、导电性玻璃粉末。

通过加热压缩，处于层积状态的上述两种电阻体组合物及导电性玻璃粉末变成电阻体7及玻璃密封层8、9，通过玻璃密封层8、9，对于绝缘子2密封固定中心电极5、端子电极6及电阻体7。

另外，详述电阻体7的形成过程的话，在加热时，从电阻体组合物的玻璃粉末中熔出B₂O₅富集的玻璃成分，通过B₂O₅的熔出从而形成粘度较高的聚集相41，该粘度较高的聚集相41为SiO₂富集的上述玻璃粉末。

并且，作为上述B₂O₅富集的玻璃成分的粘度较低的夹杂相42进入聚集相41间的间隙(气孔)。此时，在玻璃粉末的平均粒径较小的第二电阻体组合物中，玻璃粉末容易熔化，比第一电阻体组合物更容易熔出B₂O₅富集的玻璃成分。因此，通过第二电阻体组合物中熔出的B₂O₅富集的玻璃成分(夹杂相)，不只是第二电阻体组合物侧，即使在第一电阻体组合物侧也更可靠地填埋聚集相41间的间隙。

之后，固定具备绝缘子2与接地电极31的主体配件3，其中，绝缘子2具备如上所述分别制作的中心电极5、电阻体7等。更详细而言，通过在绝缘子2插通于主体配件3的基础上，将较薄壁形成的主体配件3的后端侧开口部压紧在直径方向内侧，即形成上述压紧部24来固定绝缘子2与主体配件3。

并且，最后使接地电极31弯曲，且调整在中心电极5与接地电极31间形成的间隙32的大小，从而得到上述的火花塞1。

如上详述，根据本实施方式，在分别求出线群LG1、LG2、…、LGm-1、LGm中的聚集相41的平均个数时，自身的上述平均个数比上述平均个数的最小值大5以上的上述线群以连续三个以上的方式构成。即，电阻体7具备粗大部51与细微部52，且沿轴线CL1方向的细微部52的厚度(细微部52的体积)足够大。因此，在形成电阻体7时的加热时，从玻璃粉末的平均粒径较小的细微部52(第二电阻体组合物)大量熔出B₂O₅富集的玻璃成分(构成夹杂相42的玻璃成分)，该玻璃成分进入到粗大部51(第一电阻体组合物)中的聚集相41间，从而能使粗大部51中的聚集相41彼此之间由夹杂相42填满。由此，在粗大部51及细微部52双方中能抑制聚集相41之间的间隙的形成，能使电阻体7的密度足够大。其结果，能与上述距离A为15mm以上且电阻体7为较长的情况相辅相成，实现非常优异的负载寿命性能。

进一步，在本实施方式中，沿轴线CL1的电阻体7的长度L(L/A)相对于上述距离A为50％以上。因此，能使电阻体7变得足够长，进一步提高电波杂音的抑制效果。另外，在本实施方式中，由于距离A为17mm以上，能实现负载寿命性能的进一步提高。

此外，在本实施方式中，细微部52以隔着粗大部51的方式设置两处以上。因此，更可靠地使粗大部中的聚集相彼此之间由夹杂相填满，能显著地抑制聚集相41彼此之间的间隙的形成。其结果，能进一步增大电阻体7的密度，能使负载寿命性能进一步提高。

另外，如本实施方式，使L/A为50％以上，使距离A为15mm以上(17mm以上)，使上述内径D为3.5mm以下(2.9mm以下)的火花塞1有电阻体的密度容易变小，负载寿命性能降低的担忧，但根据本实施方式，能彻底除去这样的担忧。

接着，为了确认通过上述实施方式起到的作用效果，制作将上述内径D、上述距离A、上述聚集相的平均个数的最大值与最小值的差、细微部的数目、上述长度L相对于上述距离A的比例(L/A)进行各种各样的变更而构成的火花塞的样品，对各样品进行负载寿命性能评价试验及电波杂音性能评价试验。

负载寿命性能评价试验的概要如下。即，将各样品安装在汽车用晶体管点火装置，在350℃的温度条件下，以20kV的放电电压，每分钟放电3600次，测定在常温下的电阻值为100kΩ以上的时间(寿命时间)。接着，与寿命时间对应，将各样品的分数划分为10档，评价各样品的负载寿命性能。在此，上述分数是将寿命时间小于10小时的样品设为“1”，寿命时间为10小时以上且小于20小时的样品设为“2”，寿命时间为20小时以上且小于100小时的样品设为“3”，寿命时间为100小时以上且小于120小时的样品设为“4”，寿命时间为120小时以上且小于140小时样品设为“5”。之后，寿命时间每延长20小时则使分数增加1分(例如，寿命时间为160小时以上且小于180小时的样品的分数为“7”)，寿命时间为220小时以上的样品设为“10”。并且，在分数为7点以上的情况下，作为具有优异的负载寿命性能而给予“○”的评价，另一方面，在分数为6点以下的情况下，作为负载寿命性能差而给予“×”的评价。

另外，电波杂音性能评价试验的概要如下。即，在各样品中，分别准备五个电阻值大致相同的样品(5±0.3kΩ)五个，且对于各样品以JASO D002-2为标准进行电波杂音评价试验，得到各样品的电波杂音抑制效果的平均值(电杂抑制性能)。其中，实施300MHz的电杂抑制性能的对比。并且，以后述的表1中的样品17的电杂抑制性能为基准，与电杂抑制性能的改善幅度对应，将各样品的分数划分为10档。在此，将改善幅度小于1.0dB的样品的分数设为“1”，将改善幅度为1.0dB以上且小于2.0dB的样品的分数设为“2”，之后，改善幅度每增加1.0dB，分数增加1分(例如，改善幅度为4.0dB以上且小于5.0dB的样品的分数为“5”)。另外，改善幅度为9.0dB以上的样品的分数为“10”。并且，在分数为5点以上的情况下，作为具有优异电波杂音的抑制效果而给予“○”的评价，另一方面，在分数为4点以下的情况下，作为电波杂音的抑制效果差而给予“×”的评价。

在表1示出了各样品的上述两试验的试验结果。另外，通过上述方法，进行镜面研磨后使用EPMA(电子线微量分析器)来计测聚集相的个数。另外，在聚集相彼此为熔敷状态的情况下，不将其各自分离，而是作为一个聚集相来求出聚集相的个数。进一步，使用基本上玻璃粉末的平均粒径为300μm～400μm左右的第一电阻体组合物来形成电阻体。但是，在电阻体设置细微部时，使用0.01g玻璃粉末的平均粒径为100μm左右的第二电阻体组合物来形成细微部。

[表1]

如表1所示，可以知道，以上述距离A小于15mm或不存在聚集相的平均个数的最大值与最小值的差为5以上的部位的方式构成的(即，没设置细微部)样品(样品1～5、9～13、17～20、23～26、31、34、35)在负载寿命性能及电波杂音的抑制效果中的至少一方面有不足。一般认为这是因为距离A小于15mm，因此电阻体变得较短、以及由于没有设置细微部，因而成为因导电路径的局部的氧化而导致电阻体的电阻值急速上升的结构。

另外，分别比较观察内径D与距离A相同而仅L/A的比例不同的样品(样品2、10、35)，发现虽然通过使L/A为50％以上，能使电波杂音的抑制效果进一步提高，但容易产生负载寿命性能的降低。一般认为这是因为L/A为50％以上时，电阻体越长，电阻体的密度容易变小。

进一步，分别比较观察距离A与L/A相同而仅内径D不同的样品(样品2、18、24)，确认了内径D越小，负载寿命性能越差。一般认为这是因为内径D越小，压力越难传递到电阻体组合物，电阻体的密度容易变小。

此外，与距离A小于17mm的样品(样品2、10、24)进行比较，发现距离A为17mm以上的样品(样品3、11、25)能进一步提高电波杂音的抑制效果，另一方面，更容易产生负载寿命性能的降低。一般认为这是因为距离A越大，对于电阻体组合物中的轴线方向前端侧的部位，压力变得越难被传递。

对此，确认了使距离A为15mm以上，且设置有细微部的样品(样品6～8、14～16、21、22、27～30、32、33)在电波杂音的抑制效果及负载寿命性能双方优秀。一般认为这是因为由于使距离A为15mm以上，从而电阻体变得较长，以及因为设置了细微部，从而抑制聚集相彼此之间的间隙的形成，在电阻体形成多个导电路径。

进一步，与设置有1处细微部的样品(样品15、16)进行比较，确认了细微部设置有两处以上的样品(样品29、30)的负载寿命性能更优秀。一般认为这是因为通过将细微部设置两处以上，进一步抑制了聚集相彼此之间的间隙的形成。

另外，确认了以下内容：在即使是使L/A为50％以上，使内径D为3.5mm以下，使距离A为17mm以上，特别担忧负载寿命性能降低的样品中，设置有细微部的样品也具有优异的负载寿命性能。

进一步发现，在即使是使内径D为2.9mm以下，极度担忧负载寿命性能降低的样品中，通过上述结构，也能实现良好的负载寿命性能。

根据上述试验的结果，为了使负载寿命性能及电波杂音的抑制效果双方提高，可以说优选的是以使距离A为15mm以上，且自身的聚集相的平均个数比上述平均个数的最小值大5以上的线群连续三个以上的方式构成。

另外，在上述结构中，使L/A为50％以上能更加期待提高电波杂音的抑制效果，另一方面，在有负载寿命性能降低的担忧的火花塞中可以说特别有意义。

进一步，上述结构在内径D为3.5mm以下、有负载寿命性能降低的担忧的火花塞中特别有意义，在内径D为2.9mm以下、非常担忧负载寿命性能降低的火花塞中可以说极度的有意义。

同时，在上述结构中，使距离A为17mm以上，能更加期待提高电波杂音的抑制效果，另一方面，在更担忧负载寿命性能降低的火花塞中可以说特别有意义。

另外，不局限于上述实施方式的记载内容，例如也可以按如下实施。当然也可以是在以下中未例示的其他的应用例、变更例。

(a)在上述实施方式中，设置有两处以上细微部52，但也可以仅设置1处细微部52。

(b)在上述实施方式中，使内径D为3.5mm以下，但对于上述内径D超过3.5mm的火花塞也可以适用本发明的技术思想。

(c)在上述实施方式中，示例了ZrO₂颗粒、TiO₂颗粒作为陶瓷颗粒，但也可以使用其他的陶瓷颗粒。因此，也可以使用例如氧化铝(Al₂O₃)颗粒等。

(d)在上述实施方式中，对在主体配件3的前端部接合接地电极31的情况进行了具体化，但也可以适用于削出主体配件的局部(或预先焊接到主体配件的前端配件的局部)的方式来形成接地电极的情况(例如，日本特开2006-236906号公报等)。

(e)在上述实施方式中，工具卡合部23为剖面六边形状，但工具卡合部23的形状并不限定于这样的形状。也可以是例如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

6 端子电极

7 电阻体

41 聚集相

42 夹杂相

CL1 轴线。

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，插入设置于上述轴孔的前端侧；

端子电极，插入设置于上述轴孔的后端侧；和

沿上述轴线方向以0.1mm的间隔画与上述轴线正交的多根线，求出位于上述线上的上述聚集相的在每1根线上的个数，在由连续的5根线构成的线群的各线群中求出上述个数的平均个数时，自身的上述平均个数比平均个数的最小值大5以上的上述线群为连续三个以上。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，

沿上述轴线的上述电阻体的长度相对于从上述端子电极的前端到上述中心电极的后端间的沿上述轴线的距离为50％以上。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，

在与上述轴线正交的剖面中，在上述轴孔内仅存在上述电阻体的范围内的前端，上述轴孔的内径为3.5mm以下。

4.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，

在与上述轴线正交的剖面中，在上述轴孔内仅存在上述电阻体的范围内的前端，上述轴孔的内径为2.9mm以下。

5.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，

从上述端子电极的前端到上述中心电极的后端间的沿上述轴线的距离为17mm以上。

6.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，

三个以上连续的自身的上述平均个数比上述平均个数的最小值大5以上的上述线群隔着自身的上述平均个数与上述平均个数的最小值之差小于5的不同的上述线群，且三个以上连续的自身的上述平均个数比上述平均个数的最小值大5以上的上述线群存在两个以上。