CN104734016A - 火花塞 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种火花塞。提供一种能够兼顾火花塞的耐热性能和耐污损性能的技术。火花塞的绝缘体包括：第1圆柱部，其形成在与凸部的至少一部分相对的位置；锥形部，其形成在比第1圆柱部靠顶端侧的位置，随着朝向顶端侧去而直径减小；以及第2圆柱部，其形成在比锥形部靠顶端侧的位置。将绝缘体的被经过主体金属外壳的凸部的顶端并与轴线垂直的第1平面、延长第2圆柱部的外周而得到的曲面以及绝缘体的外周面包围起来的部分的体积定义为A，将绝缘体的被第1平面、曲面、经由主体金属外壳的顶端并与轴线垂直的第2平面以及绝缘体的轴孔包围起来的部分的体积定义为B，在该情况下，火花塞满足关系式0.9≤A/B≤2.4。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及火花塞。

背景技术

近年来，随着发动机的高压缩化、高输出化，对火花塞的耐热性能和耐污损性能的要求逐渐提高。

耐热性能是指，能够抑制火花塞的顶端过热从而抑制发生提前点火的性能。提前点火是这样的现象：以火花塞的绝缘体的过热的顶端为热源，在火花塞的点火前在发动机的燃烧室内开始自然燃烧。

耐污损性能是指，能够抑制在附着有碳的部位产生火花的性能。若在火花塞的绝缘体的顶端附近附着大量的碳，则存在这样的情况：电流流经碳，在火花塞的电极之间未跳出火花，在附着有碳的部位发生火花跳出的泄露(漏电)现象。附着于绝缘体顶端的碳具有这样的性质：当处于大约520℃以上时会烧尽。因此，提案有如下这样的火花塞，该火花塞具有温度一下子上升至520℃左右、并利用火花塞自身的热将碳烧尽的自洁功能。

如以上那样，越抑制火花塞的绝缘体的温度上升、耐热性能越能得到提高，另一方面，火花塞的绝缘体的温度越上升、耐污损性能越能得到提高。因而，存在难以兼顾火花塞的耐热性能和耐污损性能这样的问题。

以往，作为兼顾火花塞的耐热性能和耐污损性能的技术，例如，已知有专利文献1所公开的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005－183177号公报

专利文献2：日本特开2002－260817号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，存在进一步提高火花塞的耐热性能和耐污损性能的期望。除此之外，对于以往的火花塞，还期望能够实现火花塞的小型化、低成本化、节约资源化、制造容易化以及使用性的提高等。

用于解决问题的方案

本发明是为了解决所述问题的至少一部分而做成的，能够通过以下的技术方案实现。

(1)根据本发明的一技术方案，提供一种火花塞。该火花塞包括：绝缘体，其具有沿轴线延伸的轴孔；中心电极，其插入在所述轴孔内；主体金属外壳，其配置在所述绝缘体的外周；以及接地电极，其配置在所述主体金属外壳的顶端。在所述主体金属外壳的内周形成有向径向内侧突出的凸部。所述绝缘体包括：第1圆柱部，其形成在与所述凸部的至少一部分相对的位置；锥形部，其形成在比所述第1圆柱部靠顶端侧的位置，随着朝向顶端侧去而直径减小；以及第2圆柱部，其形成在比所述锥形部靠顶端侧的位置。将所述绝缘体的被经过所述主体金属外壳的所述凸部的顶端并与所述轴线垂直的第1平面、延长所述第2圆柱部的外周而得到的曲面以及所述绝缘体的外周面包围起来的部分的体积定义为A，将所述绝缘体的被所述第1平面、所述曲面、经过所述主体金属外壳的顶端并与所述轴线垂直的第2平面以及所述绝缘体的所述轴孔包围起来的部分的体积定义为B，在该情况下，火花塞满足关系式0.9≤A/B≤2.4。

通过实验能够确认的是，绝缘体中的体积比A/B的值越大，则火花塞的耐热性能越高。另一方面，通过实验能够确认的是，体积比A/B的值越小，火花塞的耐污损性能越高。采用此技术方案的火花塞，将体积比A/B限定于所述关系式的范围内，因此能够兼顾耐热性能和耐污损性能。

(2)在所述技术方案的火花塞中，也可以是，所述第1圆柱部与所述锥形部之间的连接部分、和所述锥形部与所述第2圆柱部之间的连接部分中的至少一者为弯曲状。

采用此技术方案的火花塞，第1圆柱部与锥形部之间的连接部分、和锥形部与第2圆柱部之间的连接部分中的至少一者处的电场强度变小，因此能够抑制在主体金属外壳的内周面与绝缘体的外周面之间产生火花(以下，还称作“内跳火”。)。

(3)在所述技术方案的火花塞中，也可以是，所述锥形部包括第1锥形部和第2锥形部，该第2锥形部形成在比所述第1锥形部靠顶端侧的位置，在利用含有所述轴线的平面剖切而得到的剖面中，由所述第1锥形部的表面和所述第2锥形部的表面形成的角度中的、朝向所述主体金属外壳的角度小于180°。

采用此技术方案的火花塞，主体金属外壳与锥形部之间的距离增大，因此能够进一步抑制内跳火的发生。

(4)在所述技术方案的火花塞中，也可以是，所述第1锥形部与所述第2锥形部之间的连接部分为弯曲状。

采用此技术方案的火花塞，第1锥形部与第2锥形部之间的连接部分处的电场强度变小，因此能够进一步抑制内跳火的发生。

(5)在所述技术方案的火花塞中，也可以是，所述体积B为25mm³以上。

采用此技术方案的火花塞，能够充分确保绝缘体的体积，因此能够提高绝缘体的强度。

(6)在所述技术方案的火花塞中，也可以是，在所述主体金属外壳形成有螺纹部，所述螺纹部的螺纹直径为14mm。

采用此技术方案的火花塞，能够兼顾螺纹直径为14mm的火花塞的耐热性能和耐污损性能。

本发明还能够通过除火花塞以外的各种形式来实现。例如，能够通过火花塞的制造方法的形式来实现。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的火花塞的局部剖视图。

图2是放大表示火花塞的顶端附近的剖视图。

图3是放大表示第2实施方式的火花塞的顶端附近的剖视图。

图4是放大表示第3实施方式的火花塞的顶端附近的剖视图。

图5是放大表示第4实施方式的火花塞的顶端附近的剖视图。

图6是以曲线图形式表示耐热性能评价试验的结果的说明图。

图7是以表形式表示耐热性能评价试验的结果的说明图。

图8是以表形式表示耐污损性能评价试验的结果的说明图。

图9是以表形式表示关于内跳火的实验结果的说明图。

图10是以表形式表示绝缘体强度试验的结果的说明图。

附图标记说明

3、陶瓷电阻；4、密封体；5、密封垫；6、环构件；8、板状密封件；9、滑石；10、绝缘电瓷；12、轴孔；13、第1圆柱部；13a、第1连接部；14、锥形部；14a、第1锥形部；14b、第2锥形部；14c、第3连接部；15、第2圆柱部；15a、第2连接部；16、外周侧台阶部；17、顶端侧主体部；18、后端侧主体部；19、凸缘部；20、中心电极；21、电极母材；22、芯材；30、接地电极；33、顶端部；40、端子金属件；50、主体金属外壳；50a、顶端；51、工具卡合部；52、螺纹部；53、压紧部；54、凸缘部；55、基座面；57、凸部；57a、顶端；58、纵向弯曲部；59、螺纹根部；100、火花塞；100b、火花塞；100c、火花塞；100d、火花塞；200、发动机缸盖；201、安装螺纹孔；205、开口周缘部

具体实施方式

接着，基于各实施方式按以下顺序说明本发明的实施的方式。

A.第1实施方式～D.第4实施方式：

E.实验例：

E－1.关于耐热性能的实验例：

E－2.关于耐污损性能的实验例：

E－3.关于内跳火的实验例：

E－4.关于绝缘电瓷的强度的实验例：

F.变形例：

A.第1实施方式：

图1是表示本发明的一实施方式的火花塞100的局部剖视图。以下，将图1所示的轴线方向OD定义为附图中的上下方向，将附图中的下侧定义为火花塞的顶端侧，将附图中的上侧定义为后端侧，并以此进行说明。另外，在图1中，在轴线O的右侧表示火花塞100的外观，在轴线O的左侧表示火花塞100的剖面。

火花塞100是安装于内燃机的发动机缸盖200的装置，通过在顶端的电极之间发生火花放电，来对内燃机的燃烧室内的混合气(燃烧气体+空气)进行点火。

火花塞100包括绝缘电瓷10、中心电极20、接地电极30、端子金属件40以及主体金属外壳50。绝缘电瓷10是作为绝缘体发挥作用的构件，具有沿着轴线O延伸的轴孔12。中心电极20是沿着轴线O延伸的棒状电极，被保持为插入在绝缘电瓷10的轴孔12内的状态。主体金属外壳50是包围绝缘电瓷10的外周的筒状构件，该主体金属外壳50将绝缘电瓷10固定在其内部。

接地电极30是一端固定于主体金属外壳50的顶端、另一端与中心电极20相对的电极。端子金属件40是用于接收供电的端子，与中心电极20电连接。当在火花塞100安装于发动机缸盖200的状态下，向端子金属件40与发动机缸盖200之间施加高电压时，在中心电极20与接地电极30之间会发生火花放电。以下，详细说明各构件。

绝缘电瓷10是由陶瓷形成的筒状绝缘体，沿着轴线O形成有沿轴线方向OD延伸的轴孔12。在本实施方式中，绝缘电瓷10是通过对氧化铝进行烧结而形成的。在绝缘电瓷10的沿轴线方向OD的大致中央形成有外径最大的凸缘部19，在比凸缘部19靠后端侧的位置形成有后端侧主体部18。在比凸缘部19靠顶端侧的位置形成有顶端侧主体部17，该顶端侧主体部17的外径小于后端侧主体部18的外径。在比顶端侧主体部17还靠顶端侧的位置形成有第1圆柱部13、锥形部14和第2圆柱部15。锥形部14的外径随着靠近顶端侧而变小。在火花塞100安装于内燃机的发动机缸盖200的状态下，锥形部14和第2圆柱部15暴露在内燃机的燃烧室内。在第1圆柱部13与顶端侧主体部17之间形成有外周侧台阶部16。

中心电极20配置在绝缘电瓷10的轴孔12内，是从后端侧向顶端侧延伸的棒状构件，中心电极20的顶端暴露在绝缘电瓷10的顶端侧。在本实施方式中，中心电极20具有在电极母材21的内部埋设有芯材22的构造。电极母材21由因科镍合金600等(因科镍合金为注册商标)镍合金形成。芯材22由热导率高于电极母材21的热导率的铜或以铜为主体的合金形成。

在绝缘电瓷10的轴孔12内的、中心电极20的后端侧设有密封体4和陶瓷电阻3。中心电极20借助密封体4及陶瓷电阻3与端子金属件40电连接。

主体金属外壳50是由低碳钢材形成的筒状金属外壳，该主体金属外壳50将绝缘电瓷10保持在其内部。绝缘电瓷10的从后端侧主体部18的一部分到第2圆柱部15的一部分的部位由主体金属外壳50包围。

在主体金属外壳50的外周形成有工具卡合部51和螺纹部52。工具卡合部51是供火花塞扳手(未图示)嵌合的部位。主体金属外壳50的螺纹部52是形成有螺纹牙的部位，螺纹部52螺纹结合于内燃机的发动机缸盖200的安装螺纹孔201。通过将主体金属外壳50的螺纹部52以螺纹结合的方式紧固于发动机缸盖200的安装螺纹孔201，而将火花塞100固定于内燃机的发动机缸盖200。其中，本实施方式的螺纹部52的螺纹直径为14mm。

在主体金属外壳50的工具卡合部51与螺纹部52之间形成有向径向外侧突出的凸缘状的凸缘部54。在螺纹部52与凸缘部54之间的螺纹根部(日语：ネジ首)59处外套有环状的密封垫5。密封垫5是通过弯折板体而形成的，在火花塞100安装于发动机缸盖200时，该密封垫5在凸缘部54的基座面55与安装螺纹孔201的开口周缘部205之间被压溃而发生变形。通过该密封垫5的变形将火花塞100与发动机缸盖200之间的间隙密封，从而抑制燃烧气体经由安装螺纹孔201漏出。

在主体金属外壳50的比工具卡合部51靠后端侧的位置形成有薄壁的压紧部53。并且，在凸缘部54与工具卡合部51之间形成有薄壁的纵向弯曲部58。在主体金属外壳50的从工具卡合部51到压紧部53的内周面与绝缘电瓷10的后端侧主体部18的外周面之间插入有圆环状的环构件6、7。而且，在两个环构件6、7之间填充有滑石(talc)9的粉末。在火花塞100的制造工序中，若压紧部53向内侧弯折而压紧，则纵向弯曲部58随着压缩力的施加而向外侧发生变形(纵向弯曲)，并将主体金属外壳50和绝缘电瓷10固定起来。滑石9在该压紧工序时被压缩，从而主体金属外壳50与绝缘电瓷10之间的气密性得到提高。

在主体金属外壳50的内周形成有向径向内侧突出的凸部57。在主体金属外壳50的凸部57与绝缘电瓷10的外周侧台阶部16之间设有环状的板状密封件8。还利用该板状密封件8确保主体金属外壳50与绝缘电瓷10之间的气密性，从而能够抑制燃烧气体的漏出。

接地电极30是与主体金属外壳50的顶端接合的电极，优选由耐腐蚀性优异的合金形成。在本实施方式中，接地电极30由镍或者、因科镍合金600或因科镍合金601等(“因科镍合金”为注册商标)以镍为主要成分的合金形成。接地电极30与主体金属外壳50之间例如通过焊接进行接合。接地电极30的顶端部33与中心电极20的顶端相对。

高压电缆(未图示)经由火花塞帽(未图示)连接于端子金属件40。如所述那样，若在该端子金属件40与发动机缸盖200之间施加高电压，则会在接地电极30与中心电极20之间发生火花放电。

图2是放大表示火花塞100的顶端附近的剖视图。如图2所示，绝缘电瓷10包括：第1圆柱部13，其形成在与凸部57的至少一部分相对的位置；锥形部14，其形成在比第1圆柱部13靠顶端侧的位置，随着朝向顶端侧去而直径缩小；以及第2圆柱部15，其形成在比锥形部14靠顶端侧的位置。需要说明的是，第1圆柱部13的直径D1大于第2圆柱部15的直径D2，凸部57的直径最小的部分的内径D3大于第1圆柱部13的直径D1。

在本实施方式中，将绝缘电瓷10的被经过主体金属外壳50的凸部57的顶端57a并与轴线O垂直的第1平面PS1、延长第2圆柱部15的外周而得到的曲面CS以及绝缘电瓷10的外周面包围起来的部分的体积定义为A。将绝缘电瓷10的被第1平面PS1、曲面CS、经过主体金属外壳50的顶端50a并与轴线O垂直的第2平面PS2以及绝缘电瓷10的轴孔12包围起来的部分的体积定义为B。在该情况下，本实施方式的火花塞100满足下述的关系式(1)。

0.9≤A/B≤2.4…(1)

对像这样进行规定的依据进行说明。发明人通过反复进行许多实验发现，绝缘电瓷10中的体积比A/B与火花塞100的耐热性能和耐污损性能之间存在关联性。发明人继续深入研究，结果发现，如后述的实验例所示那样，绝缘电瓷10中的体积比A/B的值越大，火花塞100的耐热性能越高，体积比A/B的值越小，火花塞100的耐污损性能越高。而且，发明人发现，若将体积比A/B的值规定在所述关系式(1)所示的范围内，则能够兼顾火花塞100的耐热性能和耐污损性能。

需要说明的是，认为绝缘电瓷10中的体积比A/B的值越大则火花塞100的耐热性能越高的原因在于，若体积A相比体积B而言增大，则绝缘电瓷10的外周与主体金属外壳50的内周之间的距离减小，而使绝缘电瓷10的热量容易传递给主体金属外壳。

另一方面，认为体积比A/B的值越小则火花塞100的耐污损性能越高的原因在于，若体积A相比体积B而言减小，则绝缘电瓷10较细，并且容易成为高温状态，从而碳容易烧尽。

此外，在本实施方式中，所述体积B为25mm³以上。采用本实施方式的火花塞100，能够充分确保绝缘电瓷10的体积，因此能够提高绝缘电瓷10的强度。特别是，绝缘电瓷10的弯曲强度具有依赖存在于轴孔12周围的绝缘体的体积B的倾向。因而，采用本实施方式，能够提高绝缘电瓷10的弯曲强度。

像这样，本实施方式的火花塞100满足所述关系式(1)，因此能够兼顾耐热性能和耐污损性能。

B.第2实施方式：

图3是放大表示第2实施方式的火花塞100b的顶端附近的剖视图。与图2所示的第1实施方式的不同点在于，第1圆柱部13与锥形部14之间的连接部分13a以及锥形部14与第2圆柱部15之间的连接部分15a为弯曲状，其他的结构与第1实施方式的相同。需要说明的是，以下，将第1圆柱部13与锥形部14之间的连接部分13a也称作“第1连接部13a”，将锥形部14与第2圆柱部15之间的连接部分15a也称作“第2连接部15a”。在本实施方式中，在第1连接部13a和第2连接部15a形成有0.1mm大小的R(圆角的曲率半径)。

采用本实施方式的火花塞100b，第1连接部13a和第2连接部15a处的电场强度变小，因此，能够抑制在主体金属外壳50的内周面与绝缘电瓷10的外周面之间产生火花(以下，也称作“内跳火”。)。

C.第3实施方式：

图4是放大表示第3实施方式的火花塞100c的顶端附近的剖视图。与图3所示的第2实施方式的不同点在于，锥形部14包括第1锥形部14a和形成在比第1锥形部14a靠顶端侧的第2锥形部14b，其他的结构与第2实施方式的相同。需要说明的是，以下，将第1锥形部14a与第2锥形部14b之间的连接部分14c也称作“第3连接部14c”。

如图4所示，在本实施方式中，在利用含有轴线O的平面剖切而得到的剖面中，由第1锥形部14a的表面和第2锥形部14b的表面形成的角度中的、朝向主体金属外壳50的角度α小于180°。与第1圆柱部13和第2圆柱部15由具有一个斜坡的锥形部14连接的情况相比，采用本实施方式的火花塞100c，主体金属外壳50的内周与锥形部14的外周之间的距离增大，因此能够进一步抑制内跳火的发生。

D.第4实施方式：

图5是放大表示第4实施方式的火花塞100d的顶端附近的剖视图。与图4所示的第3实施方式的不同点在于，第1锥形部14a与第2锥形部14b之间的连接部分、即第3连接部14c为弯曲状，其他的结构与第3实施方式的相同。在本实施方式中，在第3连接部14c形成有1.0mm大小的R。

采用本实施方式的火花塞100d，第3连接部14c处的电场强度变小，因此能够进一步抑制内跳火的发生。

E.实验例：

E－1.关于耐热性能的实验例：

在本实验例中，为了探究体积比A/B的值与耐热性能之间的关系，而准备多个体积比A/B不同的试样，进行耐热性能评价试验。

在耐热性能评价试验中，进行了基于JIS标准D1606的规定的提前点火试验。具体而言，将火花塞的各试样安装于排气量为1.3L的4气缸DOHC(DoubleOverHead Camshaft)发动机上，之后使发动机在全开状态(＝6000rpm)下进行动作，并使点火时间自正常的点火时间逐渐提前，观察施加于各试样的离子电流的波形，从而确定发生提前点火的点火时间(点火提前角)。需要说明的是，点火提前角越大，意味着越不易发生提前点火、即耐热性能越优异。

图6是以曲线图形式表示耐热性能评价试验的结果的说明图。图7是以表形式表示耐热性能评价试验的结果的说明图。在图7中，将点火提前角为48°BTDC(Before Top Dead Center)以上的试样评价为“S”，表示最高的评价，将点火提前角为47°BTDC的试样评价为“A”，表示第2高的评价，将点火提前角为46°BTDC的试样评价为“B”，表示第3高的评价，将点火提前角为45°BTDC以下的试样评价为“C”，表示较低的评价。其中，各试样的详细情况为以下那样。

第1圆柱部13的直径D1：Φ6.9mm～Φ7.6mm

第2圆柱部15的直径D2：Φ3.1mm～Φ3.7mm

根据该图6和图7，能够了解到的是：体积比A/B的值越大，提前点火发生的点火时间越靠前，耐热性能越优异。具体而言，能够了解到的是：若体积比A/B为0.9以上，则评价为“B”以上，若体积比A/B为1.4以上，则评价为“A”以上，若体积比A/B为1.9以上，则评价为“S”。

根据以上所述内容可知，从提高火花塞100的耐热性能的观点而言，优选体积比A/B为0.9以上，更优选体积比A/B为1.4以上，最优选体积比A/B为1.9以上。

E－2.关于耐污损性能的实验例：

在本实验例中，为了探究体积比A/B的值与耐污损性能之间的关系，而准备多个体积比A/B不同的试样，进行耐污损性能评价试验。

在耐污损性能评价试验中，在室温为－10℃的试验室内，进行基于JIS标准D1606的规定的出厂(pre-delivery)污损试验。具体而言，将火花塞的各试样安装于排气量为1600cc的4气缸DOHC发动机上。然后，启动发动机，使其空转数圈，之后以3档35km/h的速度驱动40秒，进行怠速运转90秒，之后再次以3档35km/h的速度驱动40秒，之后停止发动机。然后，使冷却水完全冷却，直到冷却水的温度成为室温为止，再次启动发动机使发动机进行空转，分别进行两次以1档15km/h的速度驱动15秒的动作以及使发动机停止30秒的动作，再次以1档15km/h的速度驱动15秒，之后停止发动机。将该一系列的测试模式作为一个循环，反复进行10次循环来进行试验。在实施了10次循环的试验之后，测量绝缘电瓷10的绝缘电阻值。

图8是以表形式表示耐污损性能评价试验的结果的说明图。在图8中，将绝缘电阻值为50MΩ以上的试样评价为“S”，表示最高的评价，将绝缘电阻值为30MΩ以上且小于50MΩ的试样评价为“A”，表示第2高的评价，将绝缘电阻值为20MΩ以上且小于30MΩ的试样评价为“B”，表示第3高的评价，将绝缘电阻值小于20MΩ的试样评价为“C”，表示较低的评价。其中，各试样的详细情况为以下那样。

第1圆柱部13的直径D1：Φ6.9mm～Φ7.6mm

第2圆柱部15的直径D2：Φ3.1mm～Φ3.6mm

根据该图8，能够了解到的是：体积比A/B的值越小则耐污损性能越优异。具体而言，能够了解到的是：若体积比A/B为2.4以下，则评价为“B”以上，若体积比A/B为2.2以下，则评价为“A”以上，若体积比A/B为2.0以下，则评价为“S”。

根据以上所述内容可知，从提高火花塞100的耐污损性能的观点而言，优选体积比A/B为2.4以下，更优选体积比A/B为2.2以下，最优选体积比A/B为2.0以下。

E－3.关于内跳火的实验例：

在本实验例中，为了探究第1连接部13a和第2连接部15a这两者有没有R、第3连接部14c存在与否以及第3连接部14c有没有R这些情况与内跳火发生率之间的关系，而准备多个如下这样的试样，进行内跳火发生试验，即第1连接部13a和第2连接部15a这两者有没有R、第3连接部14c存在与否以及第3连接部14c有没有R这些情况各不相同的试样。其中，存在第3连接部14c是指，如所述第3实施方式那样，锥形部14包括第1锥形部14a和第2锥形部14b。

在内跳火发生试验中，将火花塞的各试样安装于排气量为0.2L的单气缸发动机上，使发动机以2650rpm的恒定转速旋转5分钟，使绝缘电瓷10上附着有碳。将该试样安装于可视室，在0.4MPa的氮气氛下点火100次，使用高电压探测器观察波形，从而确认是否发生内跳火。

图9是以表形式表示关于内跳火的实验结果的说明图。在图9中，在100次点火的过程中，将发生内跳火的次数小于10次的试样评价为“S”，表示最高的评价，将发生内跳火的次数为10次以上且小于50次的试样评价为“A”，表示第2高的评价，将发生内跳火的次数为50次以上的试样评价为“B”，表示较低的评价。其中，各试样的详细情况为以下那样。

体积A：59mm³

体积B：32mm³

第1圆柱部13的直径D1：Φ7.4mm

第2圆柱部15的直径D2：Φ3.3mm

凸部57的直径最小的部分的内径D3：Φ7.9mm

着眼于试样C04，能够了解到的是：若在第1连接部13a和第2连接部15a形成有0.1mm大小的R，则评价为“A”。着眼于试样C05～试样C13，能够了解到的是：无论第1连接部13a和第2连接部15a这两者有没有R，只要存在第3连接部14c，则评价就为“A”以上，。着眼于试样C06～试样C13，能够了解到的是：若在第3连接部14c形成有0.1mm以上大小的R，则评价为“S”。

根据以上所述内容可知，若形成有第3连接部14c、或者在第1连接部13a和第2连接部15a这两者形成有R、或者在第3连接部分14c形成有R，则能够抑制内跳火的发生。

E－4.关于绝缘电瓷的强度的实验例：

在本实验例中，为了探究绝缘电瓷10的体积B与绝缘电瓷10的强度之间的关系，而准备多个体积B不同的试样，进行绝缘体强度试验。

在绝缘体强度试验中，对绝缘电瓷10施加负荷，测量出现裂纹时的负荷。具体而言，以标准的扭矩将火花塞的各试样紧固于铁制试验治具，在绝缘电瓷10的距其顶端1mm以内的位置，利用矩臂以负荷逐渐增大的方式施加垂直负荷，通过肉眼检查绝缘电瓷10是否出现裂纹。并且，测量绝缘电瓷10出现裂纹时的负荷。其中，在该试验中，将施加负荷的速度限制在1mm/min以下，以避免火花塞受到冲击。

图10是以表形式表示绝缘体强度试验的结果的说明图。在图10中，将绝缘电瓷10出现裂纹时的负荷为200N以上的试样评价为“S”，表示最高的评价，将绝缘电瓷出现裂纹时的负荷小于200N的试样评价为“A”。其中，各试样的详细情况为以下那样。

绝缘电瓷10的形状：第4实施方式

第1圆柱部13的直径D1：Φ7.4mm

第2圆柱部15的直径D2：Φ3.3mm～Φ3.7mm

凸部57的直径最小的部分的内径D3：Φ7.9mm

根据该图10，能够了解到的是：体积B越大，绝缘电瓷10的强度越大。具体而言，能够了解到的是：若体积B为25mm³以上，则评价为“S”。根据以上所述内容可知，从提高绝缘电瓷10的强度的观点而言，优选体积B为25mm³以上。

另外，着眼于体积A，还能够得到这样的信息：体积A越大，绝缘电瓷10的强度越大。具体而言，还能够得到这样的信息：若体积A为52mm³以上，则评价为“S”。因而，优选体积A为52mm³以上。

F.变形例：

需要说明的是，本发明并不限定于所述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内以各种方式实施，例如还能够进行以下那样的变形。

·变形例1：

在所述第2实施方式～第4实施方式中，也可以是，第1连接部13a和第2连接部15a中的任意一者不是弯曲状。

·变形例2：

在所述第1实施方式中，也可以是，锥形部14如第3实施方式那样包括第1锥形部14a和第2锥形部14b，并且还可以是，如第4实施方式那样，第1锥形部14a与第2锥形部14b之间的连接部分、即第3连接部14c为弯曲状。

本发明并不限定于所述实施方式、实施例及变形例，能够在不脱离本发明的主旨的范围内通过各种结构实现。例如，为了解决所述问题的一部分或全部、或者为了达到所述效果的一部分或全部，能够适当地对与本发明的发明内容中记载的各技术方案中的技术特征相对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征进行调换、组合。而且，若这些技术特征并未作为本说明书中必须的技术特征进行说明，则能够适当地删除。

Claims (9)

1.一种火花塞(100)，

该火花塞(100)包括：

绝缘体(10)，其具有沿轴线(O)延伸的轴孔(12)；

中心电极(20)，其插入在所述轴孔(12)内；

主体金属外壳(50)，其配置在所述绝缘体(10)的外周；以及

接地电极(30)，其配置在所述主体金属外壳(50)的顶端，

该火花塞(100)的特征在于，

在所述主体金属外壳(50)的内周形成有向径向内侧突出的凸部(57)，

所述绝缘体(10)包括：

第1圆柱部(13)，其形成在与所述凸部(57)的至少一部分相对的位置；

锥形部(14)，其形成在比所述第1圆柱部(13)靠顶端侧的位置，随着朝向顶端侧去而直径减小；以及

第2圆柱部(15)，其形成在比所述锥形部(14)靠顶端侧的位置，

将所述绝缘体(10)的被经过所述主体金属外壳(50)的所述凸部(57)的顶端(57a)并与所述轴线(O)垂直的第1平面(PS1)、延长所述第2圆柱部(15)的外周而得到的曲面(CS)以及所述绝缘体(10)的外周面包围起来的部分的体积定义为A，

将所述绝缘体(10)的被所述第1平面(PS1)、所述曲面(CS)、经过所述主体金属外壳(50)的顶端(50a)并与所述轴线(O)垂直的第2平面(PS2)以及所述绝缘体(10)的所述轴孔(12)包围起来的部分的体积定义为B，

在该情况下，满足关系式0.9≤A/B≤2.4。

2.根据权利要求1所述的火花塞(100b)，其特征在于，

所述第1圆柱部(13)与所述锥形部(14)之间的连接部分(13a)、和所述锥形部(14)与所述第2圆柱部(15)之间的连接部分(15a)中的至少一者为弯曲状。

3.根据权利要求1所述的火花塞(100c)，其特征在于，

所述锥形部(14)包括第1锥形部(14a)和第2锥形部(14b)，该第2锥形部(14b)形成在比所述第1锥形部(14a)靠顶端侧的位置，

在利用含有所述轴线(O)的平面剖切而得到的剖面中，

由所述第1锥形部(14a)的表面和所述第2锥形部(14b)的表面形成的角度中的、朝向所述主体金属外壳(50)的角度(α)小于180°。

4.根据权利要求2所述的火花塞(100c)，其特征在于，

所述锥形部(14)包括第1锥形部(14a)和第2锥形部(14b)，该第2锥形部(14b)形成在比所述第1锥形部(14a)靠顶端侧的位置，

在利用含有所述轴线(O)的平面剖切而得到的剖面中，

由所述第1锥形部(14a)的表面和所述第2锥形部(14b)的表面形成的角度中的、朝向所述主体金属外壳(50)的角度(α)小于180°。

5.根据权利要求3所述的火花塞(100d)，其特征在于，

所述第1锥形部(14a)与所述第2锥形部(14b)之间的连接部分(14c)为弯曲状。

6.根据权利要求4所述的火花塞(100d)，其特征在于，

所述第1锥形部(14a)与所述第2锥形部(14b)之间的连接部分(14c)为弯曲状。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的火花塞(100)，其特征在于，

所述体积B为25mm³以上。

8.根据权利要求1～6中任意一项所述的火花塞(100)，其特征在于，

在所述主体金属外壳(50)形成有螺纹部(52)，

所述螺纹部(52)的螺纹直径为14mm。

9.根据权利要求7所述的火花塞(100)，其特征在于，

在所述主体金属外壳(50)形成有螺纹部(52)，

所述螺纹部(52)的螺纹直径为14mm。