CN106911082B

CN106911082B - 火花塞

Info

Publication number: CN106911082B
Application number: CN201611166607.2A
Authority: CN
Inventors: 加藤友聪
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2019-04-02
Anticipated expiration: 2036-12-16
Also published as: KR101918366B1; US20170179687A1; EP3182533A1; JP2017111953A; US10079476B2; JP6328093B2; KR20170072140A; EP3182533B1; CN106911082A

Abstract

一种火花塞，用于抑制电极的消耗。中心电极具备头部，该头部是配置于比小内径部靠后端侧处且具有比小内径部的内径大的外径的部分。中心电极的头部支撑于绝缘体的收缩内径部。将对象部分在轴线的方向上的长度设为L，所述对象部分是绝缘体中的从收缩内径部和小内径部的边界到密封部的后端的部分，将绝缘体的对象部分处的轴孔的平均内径设为D1，将绝缘体的对象部分的平均外径设为D2，并且设Cp＝L/log(D2/D1)时，1.8mm≤L且Cp≤11mm。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及一种火花塞。

背景技术

一直以来，在内燃机中使用火花塞。火花塞具备例如中心电极和接地电极，通过在由中心电极和接地电极形成的间隙中产生的火花放电，对混合气体进行点火。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2011/033902号

专利文献2：日本特开2009-245716号公报

专利文献3：日本特开平9-63745号公报

发明内容

可是，近年来，为了实现燃料经济性提高等性能提高，进行内燃机等中的混合气体的高压缩化。在这样的内燃机等中，存在施加于火花塞的电压变高的倾向。如果电压变高，则放电时流动的电流也变大。其结果是，存在消耗电极的情况。

本发明公开一种能够抑制电极的消耗的技术。

本发明公开例如如下的应用例。

[应用例1]

一种火花塞，具备：筒状的绝缘体，具有沿轴线的方向延伸的轴孔；中心电极，以使所述中心电极自身的前端从所述轴孔的前端突出的方式保持于所述绝缘体的内侧；电阻体，配置于所述轴孔内的比所述中心电极靠后端侧处；以及密封部，配置在所述轴孔内的所述电阻体和所述中心电极之间，连接所述电阻体和所述中心电极，所述绝缘体具备收缩内径部和小内径部，所述收缩内径部的内径朝向所述前端侧变小，所述小内径部是设置于所述收缩内径部的所述前端侧的部分，所述中心电极具备头部，所述头部是配置于比所述小内径部靠所述后端侧处且具有比所述小内径部的内径大的外径的部分，所述中心电极的所述头部支撑于所述绝缘体的所述收缩内径部，所述火花塞的特征在于，将对象部分在所述轴线的方向上的长度设为L，所述对象部分是所述绝缘体中的从所述收缩内径部和所述小内径部的边界到所述密封部的后端的部分，将所述绝缘体的所述对象部分处的所述轴孔的平均内径设为D1，将所述绝缘体的所述对象部分的平均外径设为D2，并且设Cp＝L/log(D2/D1)时，1.8mm≤L且Cp≤11mm。

根据该结构，由于抑制能够由绝缘体中的包围密封部的部分形成的电容器的静电电容，因此能够抑制由放电引起的电极的消耗。

[应用例2]

根据应用例1所述的火花塞，其中，将所述绝缘体的所述对象部分处的所述轴孔的与所述轴线垂直的截面积的最大值设为S，并将所述密封部与所述中心电极的接触面积设为M时，2.0≤M/S≤3.0。

根据该结构，通过截面积的最大值S和接触面积M的适当化，能够抑制由放电引起的电极的消耗，并且，能够提高火花塞的耐久性。

[应用例3]

根据应用例1或2所述的火花塞，其中，D1≤3mm。

根据该结构，由于平均内径D1较小，因此适当地抑制静电电容。其结果是，能够适当地抑制由放电引起的电极的消耗。

另外，本发明能够以各种形态实现，例如能够以火花塞、搭载火花塞的内燃机等形态实现。

附图说明

图1是火花塞的一实施方式的剖视图。

图2是图1的剖视图中的包含第一密封部60在内的一部分的放大图。

具体实施方式

A.实施方式：

A-1.火花塞的结构：

图1是火花塞的一实施方式的剖视图。在图中示出火花塞100的中心轴CL(也称为“轴线CL”)。所图示的截面是包含中心轴CL的平坦的截面。在下文中，也将与中心轴CL平行的方向称为“轴线CL的方向”或者简称为“轴线方向”或者“前后方向”。也将以中心轴CL为中心的圆的直径方向简称为“径向”，也将以中心轴CL为中心的圆的圆周方向称为“周向”。将与中心轴CL平行的方向中的图1的下方向称为前端方向Df或者前方向Df，也将与中心轴CL平行的方向中的图1的上方向称为后端方向Dfr或者后方向Dfr。前端方向Df是后述的从端子配件40朝向中心电极20的方向。并且，将图1中的前端方向Df侧称为火花塞100的前端侧，将图1中的后端方向Dfr侧称为火花塞100的后端侧。

火花塞100具有：大致圆筒状的绝缘体10，具有沿轴线CL延伸的轴孔12；中心电极20，保持在轴孔12的前端侧；端子配件40，保持在轴孔12的后端侧；连接部300，在轴孔12内将中心电极20和端子配件40电连接；主体配件50，固定于绝缘体10的外周侧；以及接地电极30，配置成一端与主体配件50的前端面接合并且另一端隔着间隙g与中心电极20相对。

绝缘体10具备具有最大外径的大径部19。前端侧主体部17、第一收缩外径部15、腿部13朝向前端侧按该顺序连接于大径部19的前端侧。第一收缩外径部15的外径朝向前端侧逐渐变小。第二收缩外径部11和后端侧主体部18朝向后端侧按该顺序连接于大径部19的后端侧。第二收缩外径部11的外径朝向后端侧逐渐变小。在第一收缩外径部15的附近(在图1的例中是前端侧主体部17)形成有朝向前端侧内径逐渐变小的收缩内径部16。绝缘体10优选考虑机械强度、热强度、电气强度而形成，例如通过烧成氧化铝而形成(也能够采用其他绝缘材料)。

中心电极20具有沿中心轴CL延伸的棒状的轴部27和与轴部27的前端接合的第一端头29。第一端头29通过例如激光焊接而固定于轴部27。在轴部27的后端侧形成有外径较大的头部24。头部24的最大外径比绝缘体10的腿部13的内径大。头部24的前方向Df侧的面被绝缘体10的收缩内径部16支撑。中心电极20的前端部比绝缘体10的前端向前方向Df突出。轴部27具有外层21和配置于外层21的内周侧的芯部22。外层21由例如包含镍作为主成分的合金形成。芯部22由热传导率比外层21高的材料(例如包含铜作为主成分的合金)形成。第一端头29使用在对于放电的耐久性方面比轴部27优异的材料(例如铱(Ir)、铂(Pt)等贵金属、钨(W)、包含从这些金属中选择的至少一种的合金)而形成。

在绝缘体10的轴孔12的后端侧插入有端子配件40的前方向Df侧的一部分。端子配件40是沿轴线CL延伸的棒状的部件。端子配件40使用导电性材料(例如低碳钢等金属)而形成。

在绝缘体10的轴孔12内，在端子配件40和中心电极20之间配置有用于抑制电噪声的大致圆柱形状的电阻体70。电阻体70使用例如包含导电性材料(例如碳颗粒)、陶瓷颗粒(例如ZrO₂)、玻璃颗粒(例如SiO₂-B₂O₃-Li₂O-BaO系的玻璃颗粒)的材料而形成。在电阻体70和中心电极20之间配置有导电性的第一密封部60，在电阻体70和端子配件40之间配置有导电性的第二密封部80。密封部60、80使用例如包含与电阻体70的材料所含有的玻璃颗粒相同的玻璃颗粒和金属颗粒(例如Cu)的材料而形成。中心电极20和端子配件40经由电阻体70和密封部60、80而电连接。在下文中，也将这些部件60、70、80的整体称为连接部300。另外，第一密封部60与技术方案中的密封部相当。

主体配件50是具有沿轴线CL延伸的贯通孔59的大致圆筒状的部件。在主体配件50的贯通孔59中插入有绝缘体10，主体配件50固定于绝缘体10的外周。绝缘体10的前端侧的一部分位于比主体配件50的前端靠前端侧处。绝缘体10的后端侧的一部分位于比主体配件50的后端靠后端侧处。主体配件50使用导电材料(例如低碳钢等金属)而形成。

主体配件50具有主体部55，该主体部55在外周面形成有用于螺合于内燃机(例如汽油发动机)的安装孔的螺纹部52。在主体部55的后端侧具有座部54。在座部54和螺纹部52之间嵌入有环状的衬垫5。变形部58、工具卡合部51和敛缝部53朝向后端侧按该顺序形成于座部54的后端侧。变形部58以中央部朝向径向的外侧(远离中心轴CL的方向)突出的方式变形。工具卡合部51的形状是与火花塞扳手卡合的形状(例如六棱柱)。敛缝部53配置于比绝缘体10的第二收缩外径部11靠后端侧处，并朝向径向的内侧弯曲。

在主体配件50的敛缝部53和绝缘体10的第二收缩外径部11之间形成有主体配件50的内周面和绝缘体10的外周面所夹的空间SP。第一后端侧密封垫6、滑石(脱石)9和第二后端侧密封垫7朝向前端侧按该顺序配置在空间SP内。在本实施方式中，这些后端侧密封垫6、7是铁制的C环(也能够采用其他材料)。

在主体配件50的主体部55形成有内径向前端侧逐渐变小的收缩内径部56。在主体配件50的收缩内径部56和绝缘体10的第一收缩外径部15之间夹持有前端侧密封垫8。在本实施方式中，前端侧密封垫8是铁制的O环(也能够采用其他材料(例如铜等金属材料))。

在制造火花塞100时，敛缝部53以向内侧弯曲的方式敛紧。并且，敛缝部53向前端方向Df侧按压。由此，变形部58变形，经由密封垫6、7和滑石9而使绝缘体10在主体配件50内向前端侧按压。前端侧密封垫8在第一收缩外径部15和收缩内径部56之间被按压，并且，对主体配件50和绝缘体10之间进行密封。由此，抑制内燃机的燃烧室内的气体通过主体配件50和绝缘体10之间而向外泄漏。并且，主体配件50固定于绝缘体10

接地电极30具有棒状的轴部37和与轴部37的前端部31接合的第二端头39。轴部37的一端与主体配件50的前端面57接合(例如电阻焊接)。轴部37从主体配件50向前端方向Df延伸，并向中心轴CL弯曲而到达前端部31。前端部31的与中心电极20的前端部相对的面接合于第二端头39(例如激光焊接)。接地电极30的第二端头39和中心电极20的第一端头29隔着间隙g而相对。

轴部37具有形成轴部37的表面的母材35和埋设在母材35内的芯部36。母材35由在耐氧化性方面比芯部36更优异的材料(例如包含镍的合金)形成。芯部36由热传导率比母材35高的材料(例如纯铜、铜合金等)形成。

另外，火花塞100例如被如下所述地制造。准备绝缘体10、中心电极20、端子配件40、密封部60、80各自的材料粉末以及电阻体70的材料粉末。从绝缘体10的轴孔12的后端方向Dfr侧的开口12x(在下文中称为“后开口12x”)插入中心电极20。如由图1说明地，中心电极20通过被绝缘体10的收缩内径部16支撑而配置于轴孔12内的预定位置。接着，第一密封部60、电阻体70和第二密封部80各自的材料粉末的投入和所投入的粉末材料的成形按部件60、70、80的顺序而进行。粉末材料的投入从轴孔12的后开口12x进行。所投入的粉末材料的成形使用从后开口12x插入的棒而进行。材料粉末成形为与所对应的部件的形状大致相同的形状。接着，将端子配件40的一部分从轴孔12的后开口12x插入于轴孔12，将绝缘体10加热到比各材料粉末所含有的玻璃成分的软化点高的预定温度，将端子配件40向前方向Df按压。其结果是，各材料粉末被压缩以及烧结，从而形成密封部60、80以及电阻体70中的每一个。接着，将预先固定有接地电极30的主体配件50组装于绝缘体10的外周。接着，弯曲接地电极30，完成火花塞。

A-2.关于绝缘体10的对象部分10L

图2是图1的剖视图中的包含第一密封部60在内的一部分的放大图。在图中示出中心电极20、绝缘体10的一部分、第一密封部60、电阻体70的一部分以及主体配件50的一部分。省略接地电极30的图示。并且，省略中心电极20的内部结构的图示。图中的绝缘体10的小内径部14是与收缩内径部16的前方向Df侧连接的部分。小内径部14的内径是收缩内径部16的内径以下。小内径部14的内周面与轴线CL大致平行。

并且，在图中，作为绝缘体10的一部分的对象部分10L由浓密的阴影线示出。对象部分10L对应于绝缘体10中的包围第一密封部60的部分。作为这样的对象部分10L，采用绝缘体10中的从收缩内径部16和小内径部14的边界P1到第一密封部60的后端P2的部分。即，对象部分10L是绝缘体10中的与轴线CL平行的方向上的位于边界P1到后端P2的范围内的部分。在图中的右部分示出表示边界P1的附近的放大图。如图所示，收缩内径部16和小内径部14的连接部分可以被倒角。在该情况下，在包含中心轴CL的平坦的截面上，延长表示收缩内径部16的表面(即内周面)的线中的直线部分16L和表示小内径部14的表面(即内周面)的线中的直线部分14L而得到的交点作为边界P1而采用。

在对象部分10L的内周侧配置有第一密封部60，对象部分10L的外周侧被主体配件50包围。第一密封部60和主体配件50形成隔着对象部分10L的电容器(在下文中称为“电容器C”)。在对火花塞100施加高电压的情况下，该电容器C在放电前储存与电压相对应的电荷。并且，在放电时所储存的电荷成为电流。另外，电阻体70配置于第一密封部60的后方向Dfr侧。因此，储存于电容器C的电荷能够不被电阻体70限制而流过电极20、30。因此，在电容器C的静电电容较大的情况下，由于在放电时较大的电流在电极20、30中流动，因此电极20、30容易消耗。

如在下文中所说明地，电容器C的静电电容能够在如下条件下近似地算出，所述条件是使用圆筒来近似对象部分10L的形状并且假定对象部分10L和主体配件50之间的空隙足够小。在图中示出对象部分10L的长度L、平均内径D1以及平均外径D2。长度L是对象部分10L在与轴线CL平行的方向上的长度。平均内径D1是对象部分10L处的轴孔12的平均内径，平均外径D2是对象部分10L的平均外径。平均内径D1是与轴线CL平行地以间隔0.1mm从对象部分10L的前端到后端的整个范围内选择的多个位置处的内径的平均值。平均外径D2同样地是与轴线CL平行地以间隔0.1mm从对象部分10L的前端到后端的整个范围内选择的多个位置处的外径的平均值。

在此，假定对象部分10L是由长度L、平均内径D1、平均外径D2表示的圆筒。这样的圆筒电容器的静电电容由2πεL/log(D2/D1)表示。ε是对象部分10L的介电常数。并且，log的底是10。在下文中，也将由从静电电容的计算式中省略常数“2πε”而得到的式“L/log(D2/D1)”表示的值称为近似电容评价值Cp或者简称为电容评价值Cp(单位是mm)。上述的静电电容与电容评价值Cp成比例。因此，推测为，电容评价值Cp越大，放电时的电流越大，并且，电极20、30越容易消耗。为了抑制电极20、30的消耗，优选以使电容评价值Cp变小的方式构成绝缘体10。

B.评价试验：

对使用了火花塞100的样品的评价试验进行说明。下述的表1示出样品的结构、间隙试验的结果、负载寿命试验的结果。

【表1】

表1中的“No.”是样品的种类的编号(1号到15号)。D1、D2、L、Cp分别是由图2说明的平均内径D1、平均外径D2、长度L以及电容评价值Cp。如表1所示，在15个种类的样品之间，D1、D2、L、Cp中的至少一个不同。D1、D2、L、Cp不同的点以外的结构在15个种类的样品之间是共通的。

涉及间隙试验，示出间隙增加量的降低率(单位：％)和判定结果。在间隙试验中，各样品配置在压力是3MPa的空气中。并且，以60Hz的周期反复放电20个小时。通过该反复放电而使中心电极20和接地电极30之间的间隙g的距离增加(即消耗了电极20、30)。反复放电前的间隙g的距离和反复放电后的间隙g的距离分别通过针规(pin gauge)而测定。在间隙试验中，为了一个种类的样品，试验具有相同的结构的三个样品。并且，将三个样品的间隙g的距离的增加量的平均值作为该种类的样品的间隙g的距离的增加量而采用(在下文中也称为“间隙增加量”)。使用以3号的间隙增加量为基准的降低率来评价该间隙增加量。具体来说，按照计算式“((3号的增加量－样品的增加量)/3号的增加量)×100(单位：％)”，算出表1中的间隙增加量的降低率。该间隙增加量的降低率是正值的情况示出样品的间隙增加量比3号的间隙增加量小即与3号相比抑制了电极20、30的消耗。并且，间隙增加量的降低率越大，间隙增加量越小而越抑制电极20、30的消耗。间隙试验的A判定到D判定各自的基准如下：

A判定：间隙增加量的降低率≥20％

B判定：20％＞间隙增加量的降低率≥10％

C判定：10％＞间隙增加量的降低率≥0％

D判定：0％＞间隙增加量的降低率。

负载寿命试验按照JIS B8031：2006(内燃机－火花塞)的7.13、7.14的规定进行。具体来说，在按照7.13的规定测定电阻值后，按照7.14的规定进行了负载试验。在负载试验中，进行由施加20kV的电压引起的放电1.3×10⁷次，其后，放置样品一个小时。这之后，按照7.13的规定，测定负载试验后的电阻值。并且，算出电阻值相对于负载试验前的电阻值的变化率。另外，在负载寿命试验中，为了算出一个种类的样品的变化率，试验了一个样品。在表1中，A评价示出变化率是－30％以上且+30％以下的范围内，B评价示出变化率是该范围外。

如表1所示，长度L越长，负载寿命试验的判定结果越好。该理由可推测为由于在对象部分10L的长度L较长的情况下，第一密封部60的长度较长，因此第一密封部60的耐久性提高。实现了A判定的长度L是1.8、2.0、3.0、4.0、4.5、5.0(mm)。能够将从这些值中任意地选择的值作为长度L的优选的范围的下限而采用。例如，作为长度L，也可以采用1.8mm以上的值。并且，也可以从得到A判定的上述的值中选择长度L的优选的范围的上限。例如，作为长度L，也可以采用5.0mm以下的值。其中，也可以是L＞5.0mm。

并且，如表1所示，电容评价值Cp越小，间隙试验的判定结果越好。该理由可推测为，如上所述，与电容评价值Cp较大的情况相比，在电容评价值Cp较小的情况下，抑制放电时在电极20、30中流动的电流。实现了A判定或者B判定的电容评价值Cp是3.5、4.7、5.0、5.4、7.3、9.9、10.4、11.0(mm)。能够将从这些值中任意地选择的值作为电容评价值Cp的优选的范围的上限而采用。例如，作为电容评价值Cp，也可以采用11mm以下的值。并且，也可以从实现了A判定的值(3.5、4.7、5.0、5.4、7.3、9.9(mm))中采用优选的范围的上限。例如，作为电容评价值Cp，也可以采用9.9mm以下的值。并且，也可以从得到A判定或者B判定的上述的值中选择电容评价值Cp的优选的范围的下限。例如，作为电容评价值Cp，也可以采用3.5mm以上的值。其中，也可以是Cp＜3.5mm。

另外，如果电容评价值Cp是上述的优选的范围内，则与对象部分10L的形状无关均能够减小蓄积于电容器C的电荷的量。因此，如果电容评价值Cp是上述的优选的范围内，则可推测为，无论平均内径D1和平均外径D2如何，均能够抑制放电时的电流，并且，能够抑制电极20、30的消耗。因此，平均内径D1可以是上述15个种类的样品的平均内径D1所分布的2.7mm以上且3.9mm以下的范围内，也可以是该范围外。同样地，平均外径D2可以是上述15个种类的样品的平均外径D2所分布的6.3mm以上且9.2mm以下的范围内，也可以是该范围外。例如，平均内径D1也可以是3mm以下。

接着，对使用了火花塞100的样品的其他评价试验进行说明。下述的表2示出样品的结构、耐冲击试验的判定结果以及生产率试验的结果。

【表2】

表2中的“No.”是样品的种类的编号(16号到25号)。接触面积M是第一密封部60(图2)和中心电极20的接触面积。最大截面积S是对象部分10L处的轴孔12的与轴线CL垂直的截面积的最大值。比率M/S是接触面积M相对于最大截面积S的比率。16号到22号的七个种类的样品是改变了表1的10号的样品的中心电极20(图2)的后方向Dfr侧的端面的形状的样品。16号到22号的D1、D2、L分别与10号的D1、D2、L相同(另外，10号的M、S、M/S分别与16号的M、S、M/S相同)。23号到25号的三个种类的样品是改变了表1的11号的样品的中心电极20的后方向Dfr侧的端面28的形状的样品。23号到25号的D1、D2、L分别与11号的D1、D2、L相同(另外，11号的M、S、M/S分别与23号的M、S、M/S相同)。通过改变中心电极20的端面28的形状而使接触面积M变化。在本评价试验的样品中，端面28形成为向前方向Df凹陷的凹部状，通过调整该凹部的深度而调整接触面积M。

另外，在图2的实施方式中，中心电极20是以轴线CL为中心的旋转体。即，包含轴线CL的平坦的截面中的中心电极20的形状无论截面的方向如何均大致相同。在该情况下，接触面积M能够例如如下所述地算出。由图2中的粗线示出的接触线62是表示第一密封部60和中心电极20的接触面的线。在使该接触线62以轴线CL为中心旋转180度的情况下，由所旋转的接触线62表示的立体形状(也称为旋转体)非常近似第一密封部60和中心电极20的接触面的形状。该立体形状的面积是接触面积M的最近似值。该立体形状的面积能够根据接触线62的形状而算出。例如，使用由多个预定长度(例如0.1mm)的直线段形成的折线来近似接触线62。并且，将立体形状中的由一个直线段形成的部分的面积以与圆锥台的侧面的面积同样的方式算出。并且，将从多个直线段的每一个得到的面积的合计值作为接触面积M而算出。另外，作为使用折线来近似接触线62的方法，采用公知的方法即可。

耐冲击试验如下。首先，进行与表1的间隙试验相同的试验。这之后，反复进行三次JIS B8031：2006的7.4所规定的耐冲击性试验。在这些试验后，确认中心电极20是否牢固地固定于绝缘体10。A判定示出中心电极20牢固地固定于绝缘体10。B判定示出中心电极20相对于绝缘体10而活动。在耐冲击试验中，为了进行一个种类的样品的判定，试验了一个样品。

在生产率试验中，评价了制造30个样品的情况下的不合格产生数。在所制造的样品的中心电极20和端子配件40之间的电阻是预定的适当范围的上限值以上的预定阈值以上的情况下，判定为该样品不合格。A判定示出不合格产生数是0个，B判定示出不合格产生数是一个，C判定示出不合格产生数是两个以上。

如表2所示，比率M/S越大，耐冲击判定越好。该理由是，由于在比率M/S较大的情况下，中心电极20和第一密封部60的接触面积M相对于中心电极20和第一密封部60各自的外径较大，因此提高中心电极20和第一密封部60的密合性。实现了A判定的比率M/S是2.0、2.5、2.7、2.8、3.0、3.1、3.2。能够将从这些值中任意地选择的值作为比率M/S的优选的范围的下限而采用。例如，作为比率M/S，也可以采用2.0以上的值。

并且，如表2所示，比率M/S越小，生产率的判定结果越好。该理由被如下所述地推测。与比率M/S较小的情况相比，在比率M/S较大的情况下，中心电极20的端面28的凹部较深。在凹部较深的情况下，在制造火花塞100时，第一密封部60的材料不易于到达凹部的底部。因此，有可能在中心电极20和第一密封部60之间形成空隙。其结果是，易于产生中心电极20和第一密封部60的导通不良。实现了生产率的A判定或者B判定的比率M/S是1.8、1.9、2.0、2.5、2.7、2.8、3.0。能够将从这些值中任意地选择的值作为比率M/S的优选的范围的上限而采用。例如，作为比率M/S，也可以采用3.0以下的值。

另外，可推测为，耐冲击性和生产率受到第一密封部60和中心电极20的接触面积M的影响较大，受到其他结构的影响较小。例如，在表1的10号和11号之间，平均内径D1、平均外径D2和长度L全都不同。并且，如表2所示，在基于表1的10号的16号到22号的组和基于表1的11号的23号到25号的组这两组中，上述的优选的范围内的比率M/S实现了良好的耐冲击判定和良好的生产率。这样一来，可推测为，来自平均内径D1、平均外径D2和长度L的影响较小。进而，由于在无论中心电极20的与第一密封部60接触的面的形状如何比率M/S均较大的情况下，提高中心电极20和第一密封部60的密合性，因此能够提高耐冲击性。并且，由于在比率M/S较小的情况下，抑制在中心电极20的表面形成第一密封部60的材料不易到达的部分，因此能够提高生产率。这样一来，可推测为，比率M/S的上述的优选的范围能够适用于平均内径D1、平均外径D2和长度L的各种组合，并且，可推测为，能够适用于中心电极20的与第一密封部60接触的面的各种形状。其中，比率M/S也可以是上述的优选的范围外。

C.变形例：

(1)作为火花塞的结构，能够采用其他各种结构来代替图1、图2的结构。例如，在上述实施方式中，绝缘体10的对象部分10L中的比收缩内径部16靠后端侧处的内径一定，但并不限于此，也可以在比收缩内径部16靠后端侧处设置有内径根据与轴线CL平行的方向上的位置而变化的部分。并且，绝缘体10的对象部分10L的外径也可以根据与轴线CL平行的方向上的位置而变化。并且，主体配件50的内周面中的与对象部分10L相对的部分的形状也可以与对象部分10L的外周面的形状不同。这样一来，对象部分10L和主体配件50之间的空隙的大小也可以根据与轴线CL平行的方向上的位置而变化。通常，在对象部分10L和主体配件50之间的空隙比0大的情况下，电容器C的静电电容比对电容评价值Cp乘以“2πε”而得到的静电电容小。因此，可推测为，即使在绝缘体10和主体配件50各自的结构(特别是对象部分10L的结构和主体配件50的与对象部分10L相对的部分的结构)与上述的实施方式的结构不同的情况下，在电容评价值Cp处于上述的优选的范围内的情况下，也能够抑制电极20、30的消耗。

并且，也可以对中心电极20的与第一密封部60接触的面实施滚花加工，也可以在中心电极20的与第一密封部60接触的面上形成有多个凹部和多个凸部中的至少一方。由此，能够增大接触面积M。并且，与中心轴CL垂直的方向上的面(即侧面)也可以是放电面来代替中心电极的前方向Df侧的端面。并且，中心电极的形状和接地电极的形状各自也可以是其他任意的形状来代替上述的形状。

在上文中，基于实施方式、变形例对本发明进行了说明，但上述的发明的实施方式用于容易地理解本发明，并不限定本发明。本发明能够以不脱离其主旨以及技术方案的方式进行变更、改良，并且，在本发明中包含其等价物。

标号说明

5...衬垫、6...第一后端侧密封垫、7...第二后端侧密封垫、8...前端侧密封垫、9...滑石、10...绝缘体、10L...对象部分、11...第二收缩外径部、12...轴孔、12x...后开口、13...腿部、14...小内径部、14L...直线部分、15...第一收缩外径部、16...收缩内径部、16L...直线部分、17...前端侧主体部、18...后端侧主体部、19...大径部、20...中心电极、21...外层、22...芯部、24...头部、27...轴部、28...端面、29...第一端头、30...接地电极、31...前端部、35...母材、36...芯部、37...轴部、39...第二端头、40...端子配件、50...主体配件、51...工具卡合部、52...螺纹部、53...敛缝部、54...座部、55...主体部、56...收缩内径部、57...前端面、58...变形部、59...贯通孔、60...第一密封部、62...接触线、70...电阻体、80...第二密封部、100...火花塞、300...连接部、g...间隙、C...电容器、CL...中心轴(轴线)、SP...空间、Df...前端方向(前方向)、Dfr...后端方向(后方向)。

Claims

1.一种火花塞，具备：

筒状的绝缘体，具有沿轴线的方向延伸的轴孔；

中心电极，以使所述中心电极自身的前端从所述轴孔的前端突出的方式保持于所述绝缘体的内侧；

电阻体，配置于所述轴孔内的比所述中心电极靠后端侧处；以及

密封部，配置在所述轴孔内的所述电阻体和所述中心电极之间，连接所述电阻体和所述中心电极，

所述绝缘体具备收缩内径部和小内径部，

所述收缩内径部的内径朝向所述前端侧变小，

所述小内径部是设置于所述收缩内径部的所述前端侧的部分，

所述中心电极具备头部，所述头部是配置于比所述小内径部靠所述后端侧处且具有比所述小内径部的内径大的外径的部分，

所述中心电极的所述头部支撑于所述绝缘体的所述收缩内径部，

所述火花塞的特征在于，

将对象部分在所述轴线的方向上的长度设为L，所述对象部分是所述绝缘体中的从所述收缩内径部和所述小内径部之间的边界到所述密封部的后端的部分，

将所述绝缘体的所述对象部分处的所述轴孔的平均内径设为D1，

将所述绝缘体的所述对象部分的平均外径设为D2，

并且设Cp＝L/log(D2/D1)时，

1.8mm≤L且Cp≤11mm。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其中，

将所述绝缘体的所述对象部分处的所述轴孔的与所述轴线垂直的截面积的最大值设为S，

并将所述密封部与所述中心电极的接触面积设为M时，2.0≤M/S≤3.0。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其中，

D1≤3mm。