CN110676693B - 火花塞 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种火花塞，可抑制火花塞的不良情况。火花塞具备绝缘体、主体金属件、中心电极及接地电极。绝缘体具有贯通孔、大径部、前端侧主干部及后端侧主干部。中心电极形成位于最前端侧的端点即前端点。在与绝缘中心线垂直的绝缘体的第一剖面上，绝缘体的内周面的中心即第一中心配置于远离绝缘体的外周面的中心即第二中心的位置。在将中心电极的前端点投影到第一剖面上的情况下，投影在第一剖面上的前端点配置成与第一中心相比更靠近第二中心侧。在将穿过第一剖面上的第一中心和第二中心的直线上的绝缘体的壁厚中厚一方的壁厚设为A1、薄一方的壁厚设为A2的情况下，满足5.1≤(A1‑A2)/((A1+A2)/2)×100≤28.1。

Description

火花塞

技术领域

本说明书涉及一种火花塞。

背景技术

一直以来，火花塞用于使燃料燃烧的装置(例如，内燃机)中的点火。作为火花塞，利用如下的火花塞：具备具有沿轴线的方向延伸的贯通孔的筒状的绝缘体、配置于绝缘体的外周的筒状的主体金属件及插通于贯通孔的前端侧的中心电极。另外，提出用于提供耐污损性和抗早燃性优异的火花塞的以下的技术。即，通过使中心电极的轴心与绝缘体的轴心错开，在绝缘体的贯通孔与中心电极之间形成最小间隙x和最大间隙y。而且，通过使间隙x、y满足0≤x/y≤0.43的关系，改善抗早燃性，并且提高耐污损性。

专利文献1：日本特开2011-34959号公报

发明内容

近年，要求火花塞的细径化。与火花塞的细径化相应地，可能使绝缘体细径化。在绝缘体细径化的情况下，可能产生各种不良情况。例如，由于绝缘体的细径化，使绝缘体的壁厚变薄。在绝缘体的壁厚较薄的情况下，可能产生不良情况。例如，可能发生预想之外将绝缘体贯通的放电。

本说明书公开能够抑制火花塞的不良情况的技术。

本说明书所公开的技术能够实现为以下的应用例。

[应用例1]

一种火花塞，具备：筒状的绝缘体，具有从后端侧朝向前端侧延伸的贯通孔、外径最大的部分即大径部、连接于所述大径部的前端侧且外径比所述大径部小的前端侧主干部和连接于所述大径部的后端侧且外径比所述大径部小的后端侧主干部；筒状的主体金属件，配置于所述绝缘体的外周；中心电极，插通于所述贯通孔的前端侧；及接地电极，连接于所述主体金属件且在与所述中心电极之间形成放电间隙，所述中心电极形成位于最前端侧的端点即前端点，在作为与绝缘中心线垂直的所述绝缘体的剖面且距所述绝缘体的前端的距离为1mm的第一剖面上，所述绝缘体的内周面的中心即第一中心配置于远离所述绝缘体的外周面的中心即第二中心的位置，所述绝缘中心线穿过所述绝缘体的所述后端侧主干部的外周面的中心轴和所述前端侧主干部的外周面的中心轴，在将所述中心电极的所述前端点投影到所述第一剖面上的情况下，投影在所述第一剖面上的所述前端点配置成与所述第一中心相比更靠近所述第二中心侧，在将穿过所述第一剖面上的所述第一中心和所述第二中心的直线上的所述绝缘体的壁厚中厚一方的壁厚设为A1、薄一方的壁厚设为A2的情况下，满足5.1≤(A1-A2)/((A1+A2)/2)×100≤28.1。

根据该结构，由于中心电极形成位于最前端侧的端点即前端点，放电容易产生在中心电极的前端点。由此，能够提高着火性。进而，在第一剖面上，绝缘体的内周面的第一中心配置于远离绝缘体的外周面的第二中心的位置，因此第一剖面上的绝缘体的壁厚根据周向的位置而发生变化。而且，投影在第一剖面上的中心电极的前端点配置成与绝缘体的内周面的第一中心相比更靠近绝缘体的外周面的第二中心侧。即，中心电极中的容易产生放电的前端点配置于绝缘体中的壁厚较厚的部分附近。在绝缘体的温度较高的情况下，容易产生贯通绝缘体的放电。在上述结构中，由于放电在绝缘体中的壁厚较厚的部分附近产生，绝缘体中的温度容易升高的部分为壁厚较厚的部分。因此，与壁厚较薄的部分的温度容易升高的情况相比，能够抑制贯通绝缘体的放电。特别是，在将第一剖面上厚一方的壁厚设为A1、薄一方的壁厚设为A2的情况下，满足5.1≤(A1-A2)/((A1+A2)/2)×100≤28.1。因此，能够适当地抑制贯通绝缘体的放电。

[应用例2]

在应用例1所述的火花塞中，所述中心电极的前端面相对于所述绝缘中心线斜向倾斜，所述中心电极的所述前端点为所述前端面上的位于最前端侧的部分。

根据该结构，能够抑制中心电极的形状变得复杂且抑制绝缘体的不良情况。

[应用例3]

在应用例1或2所述的火花塞中，在将所述火花塞投影到与所述绝缘中心线垂直的投影面上的情况下，在将所述投影面上从所述绝缘中心线朝向所述主体金属件与所述接地电极的连接区域的重心的位置的方向设为第一方向、从所述绝缘中心线朝向所述第一中心的方向设为第二方向的情况下，所述第一方向与所述第二方向所成的角度为20度以下。

根据该结构，由于在接地电极上容易放电的部分分散的情况被抑制，能够抑制着火性的降低。

[应用例4]

在应用例1～3中任一例所述的火花塞中，在第二剖面上所述绝缘体的内周面的中心即第三中心配置于远离所述绝缘体的外周面的中心即第四中心的位置，所述第二剖面是与所述绝缘中心线垂直的所述绝缘体的剖面且是所述大径部的中央的位置处的剖面，在将穿过所述第二剖面上的所述第三中心和所述第四中心的直线上的所述绝缘体的壁厚中厚一方的壁厚设为B1、薄一方的壁厚设为B2的情况下，满足0.3≤(B1-B2)/((B1+B2)/2)×100≤9.6。

根据该结构，与绝缘体的大径部中的贯通孔的位置的偏移较大的情况相比，能够抑制大径部的破损。

此外，本说明书所公开的技术能够以各种方式实现，例如，能够以火花塞、使用火花塞的点火装置、搭载该火花塞的内燃机、搭载使用该火花塞的点火装置的内燃机等方式实现。

附图说明

图1是作为一个实施方式的火花塞100的剖视图。

图2(A)是火花塞100的部分剖视图。(B)是绝缘体10的剖视图。

图3是绝缘体10的剖视图。

图4(A)、(B)是投影在投影面Sp上的火花塞100的概略图。

图5是表示火花塞100的样本的结构与评价结果的对应关系的表。

具体实施方式

A.实施方式：

A1.火花塞的结构：

图1是作为一个实施方式的火花塞100的剖视图。在图中示出火花塞100的中心轴CL(也称为“轴线CL”)和包含火花塞100的中心轴CL的平坦的剖面。以下，将与中心轴CL平行的方向也称为“轴线CL的方向”，或简称为“轴线方向”。将以轴线CL为中心的圆的径向也称为“径向”。径向是与轴线CL垂直的方向。将以轴线CL为中心的圆的圆周方向也称为“周向”。将与中心轴CL平行的方向中的图1中的下方向称为前端方向Df或前方向Df，将上方向也称为后端方向Dfr或后方向Dfr。前端方向Df是从后述的端子配件40朝向中心电极20的方向。另外，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：筒状的绝缘体10，具有从后方向Dfr侧朝向前方向Df侧延伸的贯通孔12(也称为轴孔12)；中心电极20，保持在贯通孔12的前端侧；端子配件40，保持在贯通孔12的后端侧；电阻体73，在贯通孔12内配置于中心电极20与端子配件40之间；导电性的第一密封部72，与中心电极20和电阻体73接触而电连接；导电性的第二密封部74，与电阻体73和端子配件40接触而电连接；筒状的主体金属件50，固定于绝缘体10的外周侧；及接地电极30，配置成一端接合于主体金属件50的环状的前端面55且另一端与中心电极20隔着放电间隙g而相对。

在绝缘体10的中央部分形成有外径最大的部分即大径部14。在大径部14的后方向Dfr侧连接有具有比大径部14的外径小的外径的后端侧主干部13。在大径部14与后端侧主干部13的连接部分18处，外径朝向后方向Dfr而逐渐变小(将连接部分18也称为缩外径部18)。

在大径部14的前方向Df侧连接有具有比大径部14的外径小的外径的前端侧主干部15。在前端侧主干部15的前方向Df侧连接有具有比前端侧主干部15的外径小的外径的腿部19。腿部19是包括绝缘体10的前端的部分。在前端侧主干部15与腿部19的连接部分16处，外径朝向前方向Df而逐渐变小(也将连接部分16称为缩外径部16或台阶部16)。另外，在前端侧主干部15设置有缩内径部11。缩内径部11的内径朝向前方向Df而逐渐变小。

优选的是，考虑机械强度、热强度和电气强度来形成绝缘体10。绝缘体10例如对氧化铝进行烧成而形成(也可以采用其他绝缘材料)。

在本实施方式中，绝缘体10的后端侧主干部13中的与大径部14连接的部分的外周面13o的形状和前端侧主干部15的外周面15o的形状各自为大致圆筒状。图中的中心线CL10是通过后端侧主干部13的外周面13o的中心轴和前端侧主干部15的外周面15o的中心轴的中心线(以下，称为绝缘中心线CL10)。在本实施方式中，绝缘中心线CL10与火花塞100的轴线CL相同。另外，在本实施方式中，绝缘体10的贯通孔12形成于相对于绝缘中心线CL10偏移的位置。在图1的剖视图中，贯通孔12形成于偏向右侧的位置。另外，贯通孔12相对于绝缘中心线CL10斜向倾斜。关于绝缘体10具有这样的轴孔12的理由，在后文中叙述。

中心电极20为金属制的构件，配置于绝缘体10的贯通孔12内的前方向Df侧的端部。中心电极20具有棒部28。棒部28具有后方向Dfr侧的部分即头部24和与头部24的前方向Df侧连接的轴部27。轴部27的形状为朝向前方向Df侧延伸的大致圆柱状。头部24中的前方向Df侧的部分形成具有比轴部27的外径大的外径的凸缘部23。凸缘部23的前方向Df侧的面由绝缘体10的缩内径部11支撑。轴部27连接于凸缘部23的前方向Df侧。

棒部28具有外层21和配置于外层21的内周侧的芯部22。外层21以抗氧化性比芯部22优异的材料(例如，包含镍作为主成分的合金)形成。在此，主成分是指含量(重量百分比(wt％))最高的成分。芯部22以导热率比外层21高的材料(例如，纯铜、包含铜作为主成分的合金等)形成。中心电极20中的后方向Dfr侧的一部分配置于轴孔12内。中心电极20中的前方向Df侧的一部分从绝缘体10的轴孔12向前方向Df侧露出。这样，中心电极20插通到绝缘体10的贯通孔12的前端侧。而且，中心电极20的前方向Df侧的一部分比绝缘体10的前端更向前方向Df侧突出。此外，也可以省略芯部22。

端子配件40是从后方向Dfr侧朝向前方向Df侧延伸的棒状的构件。端子配件40使用导电性材料来形成(例如，包含铁作为主成分的金属)。端子配件40中的前方向Df侧的棒状的部分41插入到绝缘体10的轴孔12的后方向Dfr侧的部分。

绝缘体10的贯通孔12内的电阻体73是用于抑制电噪声的构件。电阻体73例如使用玻璃、导电性材料(例如，碳粒子)和陶瓷粒子的混合物来形成。密封部72、74使用导电性材料(例如，铜、铁等金属粒子)和玻璃的混合物来形成。中心电极20通过第一密封部72、电阻体73、第二密封部74而与端子配件40电连接。

主体金属件50是具有沿轴线CL延伸的贯通孔59的筒状的构件。在本实施方式中，主体金属件50的中心轴与轴线CL相同。绝缘体10插入到主体金属件50的贯通孔59，主体金属件50固定于绝缘体10的外周。主体金属件50使用导电材料(例如，包含作为主成分的铁的碳钢等金属)来形成。绝缘体10的前方向Df侧的一部分露出到贯通孔59外。另外，绝缘体10的后方向Dfr侧的一部分露出到贯通孔59外。

主体金属件50具有工具卡合部51、中主干部54及前端侧主干部52。工具卡合部51是供火花塞用的扳手(未图示)嵌合的部分。中主干部54是配置于比工具卡合部51靠前方向Df侧且向径向外侧伸出的凸缘状的部分。中主干部54的前方向Df侧的面54f为座面，且形成与内燃机中的形成安装孔的部分即安装部(例如，发动机盖)之间的密封。前端侧主干部52是与中主干部54的前方向Df侧连接的部分，且是包括主体金属件50的前端面55的部分。在前端侧主干部52的外周面设置有螺纹部57，该螺纹部57是形成有用于与未图示的内燃机的安装孔螺合的外螺纹的部分。

在主体金属件50的前端侧主干部52形成有朝向径向的内侧伸出的支撑部56。在支撑部56的后方向Dfr侧的面56r(也称为后表面56r)处，内径朝向前方向Df而逐渐变小。在支撑部56的后表面56r与绝缘体10的缩外径部16之间夹有前端侧密封件8。支撑部56隔着密封件8而间接地支撑绝缘体10的台阶部16。

在主体金属件50的比工具卡合部51靠后端侧的位置形成有后端部53，该后端部53形成主体金属件50的后端且是壁厚比工具卡合部51薄的部分。另外，在中主干部54与工具卡合部51之间形成有将中主干部54与工具卡合部51连接的连接部58。与中主干部54和工具卡合部51各自的壁厚相比，连接部58的壁厚较薄。在主体金属件50的从工具卡合部51到后端部53的内周面与绝缘体10的缩外径部18的后方向Dfr侧的部分的外周面之间插入有圆环状的环构件61、62。进而，在这些环构件61、62之间填充有滑石70的粉末。在火花塞100的制造工序中，在使后端部53向内侧弯折而夹紧时，连接部58发生变形，其结果是，主体金属件50与绝缘体10被固定。滑石70在进行该夹紧工序时被压缩，提高主体金属件50与绝缘体10之间的气密性。另外，密封件8在绝缘体10的缩外径部16与主体金属件50的支撑部56之间被按压，而且，对主体金属件50与绝缘体10之间进行密封。

接地电极30为金属制的构件，具有棒状的主体部37。主体部37的端部33(也称为基端部33)以电阻焊接的方式接合于主体金属件50的前端面55。主体部37从与主体金属件50接合的基端部33朝向前端方向Df延伸，并朝向中心轴CL弯曲，沿与轴线CL交叉的方向延伸，到达前端部34。接地电极30的前端部34与中心电极20形成放电间隙g。

主体部37具有外层31和配置于外层31的内周侧的内层32。外层31以抗氧化性比内层32优异的材料(例如，包含镍作为主成分的合金)形成。内层32以导热率比外层31高的材料(例如，纯铜、包含铜作为主成分的合金等)形成。此外，也可以省略内层32。

图2(A)是火花塞100的前方向Df侧的一部分的包含绝缘中心线CL10的部分剖视图。在该部分剖视图中，省略接地电极30的内部结构的图示和中心电极20的内部结构的图示。在图中，绝缘中心线CL10以纵线表示。在本实施方式中，在绝缘体10的腿部19内，贯通孔12相对于绝缘中心线CL10斜向倾斜。贯通孔12相对于绝缘中心线CL10的偏移朝向前方向Df而逐渐变大。在图2(A)的剖视图中，贯通孔12中的前方向Df侧的部分与后方向Dfr侧的部分相比位于右侧。

中心电极20的前端点20f为中心电极20中的位于最靠前方向Df侧处的端点。在本实施方式中，中心电极20的形状为大致圆柱状。该中心电极20以沿贯通孔12延伸的方式配置。与贯通孔12同样地，中心电极20相对于绝缘中心线CL10斜向倾斜。中心电极20的前方向Df侧的端面即前端面20fs不与绝缘中心线CL10垂直，而相对于绝缘中心线CL10斜向倾斜。在图2(A)的剖视图中，前端面20fs中的左侧的部分与右侧的部分相比位于前方向Df侧。前端点20f为前端面20fs上的位于最靠前方向Df侧处的部分。这样的前端点20f位于前端面20fs的边缘。在本实施方式中，接地电极30中的形成放电间隙g的前端部34配置于中心电极20的前方向Df侧。因此，中心电极20中的最接近接地电极30的部分为该前端点20f。放电容易产生在穿过前端点20f的路径(例如，路径PT)上。这样，中心电极20中的容易形成放电路径的端部的部分不是面，而是较小的部分即前端点20f。因此，与在中心电极20上容易形成放电路径的端部的部分分散在较宽的面上的情况相比，容易产生放电。其结果是，能够提高着火性。

在图2(A)的剖视图中，接地电极30的前端部34的后方向Dfr侧的面即后表面30rs配置于中心电极20的前端面20fs的前方向Df侧，而且与前端面20fs相对。在本实施方式中，后表面30rs为与绝缘中心线CL10垂直的面。接地电极30的端面30e为棒状的接地电极30的两端面中的与连接于主体金属件50的端面相反一侧的端面。部分30r为后表面30rs与端面30e连接而成的角，且为后表面30rs的边缘(也称为缘部30r)。在本实施方式中，在图2(A)的剖视图中，接地电极30的缘部30r以绝缘中心线CL10作为基准而位于与中心电极20的前端点20f相同的一侧(在图2(A)中为绝缘中心线CL10的左侧)。这样，接地电极30的缘部30r配置于中心电极20的前端点20f附近。通常，放电容易产生在电极的尖细的部分。因此，在本实施方式中，放电容易产生在将中心电极20的前端点20f与接地电极30的缘部30r连结而成的路径PT上。

图2(B)是绝缘体10的剖视图。在图中示出绝缘体10的第一剖面CS1。第一剖面CS1是与绝缘中心线CL10垂直的剖面。另外，第一剖面CS1(图2(A))是从绝缘体10的前端10f朝向后方向Dfr侧的距离D1为1mm的位置处的剖面。

在图2(B)的第一剖面CS1上，内周面S1为绝缘体10的内周面，且为形成贯通孔12的面。外周面S2为绝缘体10的外周面。在第一剖面CS1上，内周面S1和外周面S2各自的形状为大致圆形状。第一中心C1为内周面S1的中心。第二中心C2为外周面S2的中心。如图所示地，在第一剖面CS1上，第一中心C1配置于远离第二中心C2的位置。

图中的第一直线L1为穿过第一剖面CS1上的中心C1、C2的直线。壁厚A1、A2为第一直线L1上的绝缘体10的壁厚。即，壁厚A1、A2为第一直线L1中的与绝缘体10重合的部分的长度。第一壁厚A1为较厚的壁厚，第二壁厚A2为较薄的壁厚。第一中心C1配置于远离第二中心C2的位置，因此第一壁厚A1与第二壁厚A2不同(A1＞A2)。这样的壁厚的不均等的程度即中心C1、C2的偏移的程度例如能够使用以下的第一偏移程度Ax来评价。

Ax＝(A1-A2)/((A1+A2)/2)×100

第一偏移程度Ax是壁厚差(A1-A2)与平均壁厚((A1+A2)/2)的比例(单位是％)。第一偏移程度Ax越大，则壁厚的不均等的程度越大。

图2(B)中的前端点20f表示使前端点20f与绝缘中心线CL10平行地移动而投影到第一剖面CS1上的情况下的前端点20f的位置。投影在第一剖面CS1上的前端点20f位于与第一中心C1相比更靠近第二中心C2侧的位置。图中的垂直线L1x是穿过第一中心C1且与第一直线L1垂直的直线。在以该垂直线L1x将包含第一剖面CS1的平面划分成两个区域AR1、AR2的情况下，在前端点20f包含在包含第二中心C2的区域AR1中的情况下，前端点20f位于与第一中心C1相比更靠近第二中心C2侧的位置。图中的方向Db为在第一剖面CS1上从绝缘中心线CL10朝向第一中心C1的方向。在图2(B)的例子中，中心电极20的前端点20f以绝缘中心线CL10为基准而位于与方向Db相反的方向侧。

绝缘体10的温度通过来自通过放电产生的火炎的热量而上升。在绝缘体10的温度较高的情况下，容易产生贯通绝缘体10的放电。例如，在如图2(A)所示的假想路径PTx那样地贯通绝缘体10的腿部19而将主体金属件50与中心电极20连结的路径上容易产生放电。在本实施方式中，由于放电在中心电极20的前端点20f附近产生，火炎容易在前端点20f附近扩散。而且，绝缘体10中的靠近前端点20f的部分的温度容易升高。例如，在图2(A)的实施方式中，绝缘体10中的靠近前端点20f的左侧的部分的温度与远离前端点20f的右侧的部分的温度相比容易升高。

在图2(B)的剖视图中，在假设第一中心C1与第二中心C2相同的情况下，与周向的位置无关地，绝缘体10的壁厚大致相同，具体地说，与壁厚A1、A2的平均值((A1+A2)/2)大致相同。在本实施方式中，绝缘体10中的靠近前端点20f的部分的壁厚A1与第一中心C1与第二中心C2相同的情况下的假设的壁厚相比较厚。因此，即使在绝缘体10中的靠近前端点20f的部分的温度较高的情况下，贯通绝缘体10的放电也被抑制。

另外，如上所述，中心电极20的前端面20fs相对于绝缘中心线CL10斜向倾斜。因此，能够抑制中心电极20的形状变得复杂且中心电极20能够形成前端点20f。其结果是，能够通过使用简单的结构的中心电极20而抑制贯通绝缘体10的放电。

图3是绝缘体10的包含绝缘中心线CL10的剖视图。图中的外周面14o为大径部14的外周面。在与绝缘中心线CL10垂直的剖面上，大径部14的外周面14o的形状为大致圆形状。在这样的剖面上，大径部14的外径比绝缘体10的其他部分的外径大。

在图中示出大径部14的前端14f和后端14r。前端14f为大径部14的前方向Df侧的端部，后端14r为大径部14的后方向Dfr侧的端部。中央位置14m为大径部14的中央的位置，且为将后端14r到前端14f的范围二等分的位置。在图3的右部示出绝缘体10的第二剖面CS2。第二剖面CS2为与绝缘中心线CL10垂直的绝缘体10的剖面且为大径部14的中央的位置14m处的剖面。

在第二剖面CS2上，内周面14i为绝缘体10的内周面，且为形成贯通孔12的面。外周面14o为绝缘体10的外周面。在第二剖面CS2上，内周面14i和外周面14o各自的形状为大致圆形状。第三中心C3为内周面14i的中心。第四中心C4为外周面14o的中心。如图所示地，在第二剖面CS2上，第三中心C3配置于远离第四中心C4的位置。

第二直线L2为穿过第二剖面CS2上的中心C3、C4的直线。壁厚B1、B2为第二直线L2上的绝缘体10的壁厚。即，壁厚B1、B2为第二直线L2中的与绝缘体10重合的部分的长度。第一壁厚B1为较厚的壁厚，第二壁厚B2为较薄的壁厚。第三中心C3配置于远离第四中心C4的位置，因此第一壁厚B1与第二壁厚B2不同(B1＞B2)。这样的壁厚的不均等的程度即中心C3、C4的偏移的程度例如能够使用以下的第二偏移程度Bx来评价。

Bx＝(B1-B2)/((B1+B2)/2)×100

第二偏移程度Bx为壁厚差(B1-B2)与平均壁厚((B1+B2)/2)的比例(单位为％)。第二偏移程度Bx越大，则壁厚的不均等的程度越大。

图4(A)、图4(B)是投影在投影面Sp上的火花塞100的概略图。该投影面Sp为与绝缘中心线CL10垂直的面。在各图中示出使火花塞100与绝缘中心线CL10平行地移动而投影到投影面Sp上的情况下的所投影的火花塞100的一部分。具体地说，示出主体金属件50的前端面55、绝缘体10的第一剖面CS1(图2(B))和接地电极30。以阴影线示出的连接区域350示出接地电极30的基端部33与主体金属件50的前端面55彼此连接的部分。在本实施方式中，接地电极30的剖面形状为矩形状。连接区域350的形状与接地电极30的剖面的形状大致相同。图中的重心350c为连接区域350的重心。此外，区域的重心为假设质量在区域内均等地分布的情况下的重心的位置。

第一方向Da为在投影面Sp上从绝缘中心线CL10朝向重心350c的方向。第二方向Db为在投影面Sp上从绝缘中心线CL10朝向第一中心C1的方向。角度Ang为第一方向Da与第二方向Db所成的角度。图4(A)示出角度Ang较小的情况，图4(B)示出角度Ang较大的情况。

接地电极30从连接区域350沿与第一方向Da相反的方向延伸。另外，如图2(A)所示，接地电极30形成与中心电极20的前端面20fs相对的面即后表面30rs。如图4(A)等所示，该面30rs为与绝缘中心线CL10交叉的面。因此，接地电极30的缘部30r以绝缘中心线CL10为基准而位于与第一方向Da相反的方向侧。中心电极20的前端点20f以绝缘中心线CL10为基准而位于与第二方向Db相反的方向侧。因此，在如图4(A)那样角度Ang较小的情况下，接地电极30的缘部30r配置于中心电极20的前端点20f附近。在如图4(B)那样角度Ang较大的情况下，接地电极30的缘部30r配置于远离中心电极20的前端点20f的位置，后表面30rs与前端点20f相对。

在如图4(A)那样角度Ang较小的情况下，在接地电极30上容易形成放电路径的端部的部分为较小的缘部30r。另一方面，在如图4(B)那样角度Ang较大的情况下，在接地电极30上容易形成放电路径的端部的部分可能分散在后表面30rs上。这样，角度Ang越小，则越能抑制在接地电极30上容易放电的部分分散的情况，因此能够抑制着火性的降低。

此外，作为绝缘体10的制造方法，能够采用各种方法。例如，可以使用成型模具来对未烧成的成型体进行成型，然后通过对该成型体进行烧成来制造绝缘体10。作为成型模具，可以使用用于形成绝缘体10的外周面的第一成型模具和用于形成贯通孔12的棒状的第二成型模具。并且，可以通过使第二成型模具相对于第一成型模具的位置从以第一成型模具的与绝缘中心线CL10对应的轴线为中心的位置偏移而对未烧成的绝缘体10进行成型。例如，第二成型模具可以配置成相对于与绝缘中心线CL10对应的轴线倾斜。这样，能够通过使用成型模具来对在图2(B)所示的第一剖面CS1上具有不均等的壁厚的绝缘体10进行成型。在这样使用成型模具的情况下，绝缘体10可能在图3所示的第二剖面CS2上也具有不均等的壁厚。作为火花塞100的其他部分的制造方法，可以采用公知的方法。

B.评价试验：

图5是表示火花塞100的样本的结构与评价结果的对应关系的表TB。该表TB示出样本的编号、第一偏移程度Ax、第二偏移程度Bx、角度Ang(单位为度(图4))、耐电压的评价结果R1、抗压强度的评价结果R2和着火性的评价结果R3的对应关系。在该评价试验中，评价了第一偏移程度Ax、第二偏移程度Bx和角度Ang的组合彼此不同的15种样本。各样本的主体金属件50的螺纹部57的标称直径为M8。

耐电压试验的概要如下所述。在将1号～15号的样本各准备10根并将所准备的各样本组装于排气量为0.66L的四缸DOHC发动机之后，使发动机以旋转速度3200rpm工作10分钟。然后，将10根样本中的在绝缘体10的前端部(在此为腿部19)未确认到由放电导致的贯通的样本的总数用作耐电压的评价结果R1的数量。例如，在10根中的3根样本确认到贯通的情况下，评价结果R1为“7”。这样，评价结果R1的数量越大，则耐电压性能越良好。

抗压强度试验的概要如下所述。经由硬质纤维对各样本的大径部14进行了压缩。然后，目视观察大径部14，并测定了确认到损坏或开裂时的压缩载荷(单位为MPa)。将该压缩载荷用作抗压强度的评价结果R2。这样，评价结果R2(压缩载荷)越大，则强度越良好。此外，作为硬质纤维，使用硬度为2.0t的硬质纤维，压缩速度设为5mm/min。

着火性试验的概要如下所述。将1号～15号的样本各准备12根。另外，准备具有排气量为2000cc的六缸DOHC汽油发动机的试验用汽车。在该试验用汽车的发动机组装12根样本中的6根。然后，在空燃比(A/F)为23.6的条件下以相当于60km/h的速度的运转状态(具体地说，旋转速度2000rpm)使发动机运转。对各样本的针对1000次放电用电压的施加的失火次数进行计数。通过进行2次这样的试验，对12根样本进行了试验。然后，确定12根样本中的失火次数为10次以上的样本的总数即失火样本数Ns。着火性的评价结果R3的数量利用失火样本数Ns而以如下方式决定。

Ns：R3

0：10

1：9

2：8

3：7

4：6

5：5

6：4

7：3

8：2

9：1

10：1

11：1

12：1

这样，评价结果R3的数量越大，则着火性越良好。

此外，在本评价试验所使用的火花塞100中，绝缘体10的外表面未涂敷釉药。此外，在绝缘体的外表面也可以涂敷釉药。在该情况下，壁厚A1、A2、B1、B2(乃至偏移程度Ax、Bx)的确定利用剥除了釉药的状态的绝缘体来确定。

绝缘体10的前端部的耐电压的评价结果R1从表示绝缘体10的前端部的壁厚的偏移的程度的第一偏移程度Ax受到较大的影响。试验的样本的第一偏移程度Ax从小到大依次为4.5、5.1、10.5、12.3、13.2、16.4、20.9、25.6、26.0、28.1、30.2。如果将第一偏移程度Ax、评价结果R1和样本编号的关系按照第一偏移程度Ax的从小到大的顺序排列，则为如下所述。

Ax＝4.5：R1＝5：7号

Ax＝5.1：R1＝6：5号

关于12、13、4、11、3、10、2、9、14、8号，Ax为10.5以上且26.0以下，R1为6以上且10以下。

Ax＝28.1：R1＝6：1号、15号

Ax＝30.2：R1＝5：6号

在第一偏移程度Ax为4.5的情况下，评价结果R1为5以下。这样，在第一剖面CS1(图2(B))上的绝缘体10的壁厚的偏移较小的情况下耐电压性能降低的理由推测如下。即，在壁厚的偏移较小的情况下，较厚的部分的壁厚A1不充分，因此容易产生贯通绝缘体10的腿部19的放电。

在第一偏移程度Ax为30.2的情况下，评价结果R1为5。这样，在壁厚的偏移较大的情况下耐电压性能降低的理由推测如下。即，在壁厚的偏移较大的情况下，较薄的部分的壁厚A2过薄，因此容易产生贯通绝缘体10的较薄的部分的放电。

实现了6以上的良好的评价结果R1的第一偏移程度Ax为5.1、10.5、12.3、13.2、16.4、20.9、25.6、26.0、28.1。也可以利用上述的9个值来确定第一偏移程度Ax的优选的范围。具体地说，可以将9个值中的任意值用作第一偏移程度Ax的优选的范围的下限。例如，第一偏移程度Ax可以为5.1以上。另外，也可以将这些值中的下限以上的任意值用作第一偏移程度Ax的上限。例如，第一偏移程度Ax可以为28.1以下。在第一偏移程度Ax处于优选的范围内的情况下，能够适当地抑制贯通绝缘体10的放电。

在图1、图2(A)、图2(B)的火花塞100中，中心电极20形成位于最前端侧的端点即前端点20f。因此，在中心电极20上，与容易形成放电路径的端部的部分在较宽的面上分散的情况相比，放电容易产生。其结果是，能够提高着火性。进而，在第一剖面CS1(图2(B))上，绝缘体10的内周面S1的第一中心C1配置于远离绝缘体10的外周面S2的第二中心C2的位置，因此第一剖面CS1上的绝缘体10的壁厚根据周向的位置而发生变化。而且，投影在第一剖面CS1上的中心电极20的前端点20f配置成与绝缘体10的内周面S1的第一中心C1相比更靠近绝缘体10的外周面S2的第二中心C2侧。即，中心电极20中的容易产生放电的前端点20f配置于绝缘体10中的壁厚较厚的部分附近。在绝缘体10的温度较高的情况下，容易产生贯通绝缘体10的放电。在上述结构中，由于放电在绝缘体中的壁厚较厚的部分附近产生，绝缘体中的温度容易升高的部分为壁厚较厚的部分。因此，与壁厚较薄的部分的温度容易升高的情况相比，能够抑制贯通绝缘体10的放电。特别是，在第一偏移程度Ax处于上述的优选的范围内的情况下(例如，5.1≤(A1-A2)/((A1+A2)/2)×100≤28.1)，能够适当地抑制贯通绝缘体的放电。

绝缘体10的大径部14的抗压强度的评价结果R2从表示绝缘体10的大径部14的壁厚的偏移的程度的第二偏移程度Bx受到较大的影响。试验的样本的第二偏移程度Bx从小到大依次为0.3、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、9.6、12.5。如图5所示，第二偏移程度Bx越小，则评价结果R2越良好。例如，具有最小的第二偏移程度Bx(0.3)的12号评价结果R2为最大的10。具有最大的第二偏移程度Bx(12.5)的14号评价结果R2为最小的5。这样，第二偏移程度Bx越小则评价结果R2越良好的理由是由于，在第二偏移程度Bx较大的情况下，大径部14的壁厚的偏移较大，因此壁厚较薄的部分容易破损。

实现了6以上的良好的评价结果R2的第二偏移程度Bx为0.3、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、9.6。也可以利用上述的7个值来确定第二偏移程度Bx的优选的范围。具体地说，可以将7个值中的任意值用作第二偏移程度Bx的优选的范围的上限。例如，第二偏移程度Bx可以为9.6以下。另外，也可以将这些值中的上限以下的任意值用作第二偏移程度Bx的下限。例如，第二偏移程度Bx可以为0.3以上。此外，可以推测为，第二偏移程度Bx越小，则大径部14的强度越大。因此，第二偏移程度Bx可以为0以上。

在第二偏移程度Bx处于上述的优选的范围内的情况下，能够抑制在制造火花塞100时绝缘体10的大径部14发生破损的情况。另外，能够抑制由于安装有火花塞100的内燃机的运转(例如，由于振动)而使绝缘体10发生破损的情况。此外，在实际的火花塞100的制造工序中，有时作用于绝缘体10的大径部14的载荷比抗压强度试验中的载荷小。另外，在实际的内燃机中，有时可能作用于绝缘体10的大径部14的载荷比抗压强度试验中的载荷小。在绝缘体不易破损的条件下制造并使用火花塞的情况下，第二偏移程度Bx可以在上述的优选的范围外。例如，第二偏移程度Bx也可以超过9.6。

着火性的评价结果R3从表示接地电极30的配置的角度Ang受到较大的影响。试验的样本的角度Ang处于以下的任意的范围内。

1)5度以下

2)6度以上且10度以下

3)11度以上且15度以下

4)16度以上且20度以下

5)21度以上

而且，角度Ang越小，则评价结果R3越良好。其理由如下所述。如在图4(A)、图4(B)中说明的那样，在角度Ang较小的情况下，在接地电极30上容易形成放电路径的端部的缘部30r配置于中心电极20的前端点20f附近。其结果是，容易产生放电，能够提高着火性。

另外，实现了6以上的评价结果R3的角度Ang的范围为“5度以下”、“6度以上且10度以下”、“11度以上且15度以下”、“16度以上且20度以下”。也可以利用这四个范围来确定角度Ang的优选的范围。具体地说，可以将四个范围各自的边界值(即，上限和下限)中的任意值用作角度Ang的优选的范围的上限。例如，角度Ang可以为20度以下。另外，也可以将上述的边界值中的上限以下的任意值用作角度Ang的下限。例如，角度Ang可以为5度以上。此外，可以推测为，角度Ang越小，则着火性越良好。因此，角度Ang可以为0以上。

此外，与上述的着火性试验中的运转条件相比，实际的内燃机的运转条件可能是容易着火的条件。在容易着火的条件下利用火花塞的情况下，角度Ang可以在上述的优选的范围外。例如，角度Ang也可以超过20度。

B.变形例：

(1)中心电极20的结构可以是其他各种结构以代替在图2(A)、图2(B)等中说明的结构。例如，也可以是，在图2(B)的第一剖面CS1上，前端点20位于比第二中心C2靠第二方向Db侧的位置。在该情况下，如果前端点20f配置成与第一中心C1相比更靠近第二中心C2侧，则也能够抑制贯通绝缘体10的放电。为了抑制贯通绝缘体10的放电，在第一剖面CS1上，前端点20f优选以第二中心C2为基准而位于与第二方向Db相反的方向侧。

另外，中心电极的前端也可以像针的前端那样尖细。在该情况下，中心电极的尖细的前端形成位于最前方向Df侧的端点即前端点。另外，可以在中心电极20的棒部28的前方向Df侧的端部接合有利用针对放电的耐久度比棒部28优异的材料(例如，铱(Ir)、铂(Pt)等贵金属)形成的端头。在该情况下，端头的前方向Df侧的端部形成中心电极中的位于最前方向Df侧的端点即前端点。

(2)接地电极30的结构可以是其他各种结构以代替在图2(A)等中说明的结构。例如，也可以是，接地电极30整体配置于与绝缘中心线CL10不相交的位置。另外，后表面30rs也可以不与绝缘中心线CL10垂直，而相对于绝缘中心线CL10斜向倾斜。在该情况下，优选的是，后表面30rs中的靠近缘部30r的部分与远离缘部30r的部分相比位于后方向Dfr侧。根据该结构，缘部30r可能是后表面30rs中的最靠后方向Dfr侧的部分。这样的缘部30r可能是接地电极30中的最靠近中心电极20的前端点20f的部分。因此，将中心电极20的前端点20f与接地电极30的缘部30r连结的放电路径PT可能是将中心电极20与接地电极30连结的最短的路径。其结果是，放电容易产生在将中心电极20的前端点20f与接地电极30的缘部30r连结的路径PT上。这样，接地电极30中的容易形成放电路径的端部的部分不是面，而是较小的部分即缘部30r。因此，在接地电极30上，与容易形成放电路径的端部的部分分散在较宽的面上的情况相比，容易产生放电。其结果是，能够提高着火性。另外，可以在主体部37的后表面30rs上接合有利用针对放电的耐久度比主体部37优异的材料(例如，铱(Ir)、铂(Pt)等贵金属)形成的端头。而且，接地电极的端头与中心电极20可以形成放电间隙。

(3)绝缘体10的结构可以是其他各种结构以代替在图2(A)、图2(B)、图3等中说明的结构。例如，绝缘体10的绝缘中心线CL10也可以与火花塞100的中心轴CL不同。例如，在绝缘体10的前端与后端之间，绝缘中心线CL10也可以远离中心轴CL。另外，在第二剖面CS2(图3)上，内周面14i的第三中心C3可以配置于与外周面14o的第四中心C4相同的位置。作为具有上述的优选的范围内的第一偏移程度Ax和上述的优选的范围内的较小的第二偏移程度Bx的绝缘体的结构，能够采用各种结构。例如，绝缘体可以形成相对于绝缘中心线倾斜的贯通孔。在用于形成绝缘体的外周面的第一成型模具和用于形成贯通孔的棒状的第二成型模具被用于绝缘体的形成的情况下，可以通过以使第二成型模具相对于第一成型模具的与绝缘中心线对应的轴线倾斜的方式配置而对绝缘体进行成型。

(4)火花塞的结构可以是其他各种结构以代替上述的各实施方式和各变形例的结构。例如，可以省略前端侧密封件8(图1)。即，主体金属件50的支撑部56可以通过与绝缘体10的台阶部16接触而直接地支撑台阶部16。另外，可以在绝缘体10的轴孔12内的端子配件40与中心电极20之间配置磁性体。另外，也可以将中心电极整体配置于绝缘体的贯通孔内。另外，主体金属件50的螺纹部57的标称直径可以是其他直径以代替M8。如在图5中说明的那样，在使用螺纹部57的标称直径为M8这样的较细的火花塞的情况下，如果第一偏移程度Ax处于上述的优选的范围内，则能够适当地抑制贯通绝缘体10的放电。在螺纹部57的标称直径为M8以上的情况下(例如，M8以上且M18以下)，由于能够增大绝缘体的壁厚，如果第一偏移程度Ax处于上述的优选的范围内，则能够适当地抑制贯通绝缘体的放电。另外，实际的内燃机的运转条件可能是能够进行适当的放电的条件。因此，第一偏移程度Ax的优选的范围可以应用于比M8小的标称直径的火花塞。

以上，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是为了便于本发明的理解，而不是限定本发明。本发明在不脱离其主旨的情况下能够进行变更、改进，并且本发明包括其等同方案。

附图标记说明

8…前端侧密封件、10…绝缘体、10f…前端、11…缩内径部、12…贯通孔(轴孔)、13…后端侧主干部、13o…外周面、14…大径部、14f…前端、14i…内周面、14m…中央位置、14o…外周面、14r…后端、15…前端侧主干部、15o…外周面、16…连接部分(缩外径部、台阶部)、18…连接部分(缩外径部)、19…腿部、20…中心电极、20f…前端点、20fs…前端面、21…外层、22…芯部、23…凸缘部、24…头部、27…轴部、28…棒部、30…接地电极、30e…端面、30r…缘部、30rs…后表面、31…外层、32…内层、33…基端部、34…前端部、37…主体部、40…端子配件、41…部分、50…主体金属件、51…工具卡合部、52…前端侧主干部、53…后端部、54…中主干部、54f…面、55…前端面、56…支撑部、56r…后表面、57…螺纹部、58…连接部、59…贯通孔、61…环构件、70…滑石、72…第一密封部、73…电阻体、74…第二密封部、100…火花塞、350…连接区域、350c…重心、g…放电间隙、CL…中心轴(轴线)、CL10…绝缘中心线、S1…内周面、S2…外周面、C1…第一中心、C2…第二中心、L1…第一直线、L1x…垂直线、A1…第一壁厚、A2…第二壁厚、C3…第三中心、C4…第四中心、L2…第二直线、B1…第一壁厚、B2…第二壁厚、Da…第一方向、Db…第二方向、Df…前端方向(前方向)、Dfr…后端方向(后方向)、CS1…第一剖面、CS2…第二剖面、Sp…投影面、AR1…区域、PT…放电路径、PTx…假想路径、Ang…角度。

Claims (5)

1.一种火花塞，具备：

筒状的绝缘体，具有从后端侧朝向前端侧延伸的贯通孔、外径最大的部分即大径部、连接于所述大径部的前端侧且外径比所述大径部小的前端侧主干部和连接于所述大径部的后端侧且外径比所述大径部小的后端侧主干部；

筒状的主体金属件，配置于所述绝缘体的外周；

中心电极，插通于所述贯通孔的前端侧；及

接地电极，连接于所述主体金属件且在与所述中心电极之间形成放电间隙，

所述中心电极形成位于最前端侧的端点即前端点，

在第一剖面上所述绝缘体的内周面的中心即第一中心配置于远离所述绝缘体的外周面的中心即第二中心的位置，所述第一剖面是与绝缘中心线垂直的所述绝缘体的剖面且距所述绝缘体的前端的距离为1mm，所述绝缘中心线穿过所述绝缘体的所述后端侧主干部的外周面的中心轴和所述前端侧主干部的外周面的中心轴，

在将所述中心电极的所述前端点投影到所述第一剖面上的情况下，投影在所述第一剖面上的所述前端点配置成与所述第一中心相比更靠近所述第二中心侧，

在将穿过所述第一剖面上的所述第一中心和所述第二中心的直线上的所述绝缘体的壁厚中厚一方的壁厚设为A1、薄一方的壁厚设为A2的情况下，

满足5.1≤(A1-A2)/((A1+A2)/2)×100≤28.1。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其中，

所述中心电极的前端面相对于所述绝缘中心线斜向倾斜，

所述中心电极的所述前端点为所述前端面上的位于最前端侧的部分。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其中，

在将所述火花塞投影到与所述绝缘中心线垂直的投影面上的情况下，在将所述投影面上从所述绝缘中心线朝向所述主体金属件与所述接地电极的连接区域的重心的位置的方向设为第一方向、从所述绝缘中心线朝向所述第一中心的方向设为第二方向的情况下，所述第一方向与所述第二方向所成的角度为20度以下。

4.根据权利要求1或2所述的火花塞，其中，

在第二剖面上所述绝缘体的内周面的中心即第三中心配置于远离所述绝缘体的外周面的中心即第四中心的位置，所述第二剖面是与所述绝缘中心线垂直的所述绝缘体的剖面且是所述大径部的中央的位置处的剖面，

在将穿过所述第二剖面上的所述第三中心和所述第四中心的直线上的所述绝缘体的壁厚中厚一方的壁厚设为B1、薄一方的壁厚设为B2的情况下，

满足0.3≤(B1-B2)/((B1+B2)/2)×100≤9.6。

5.根据权利要求3所述的火花塞，其中，

在第二剖面上所述绝缘体的内周面的中心即第三中心配置于远离所述绝缘体的外周面的中心即第四中心的位置，所述第二剖面是与所述绝缘中心线垂直的所述绝缘体的剖面且是所述大径部的中央的位置处的剖面，

在将穿过所述第二剖面上的所述第三中心和所述第四中心的直线上的所述绝缘体的壁厚中厚一方的壁厚设为B1、薄一方的壁厚设为B2的情况下，

满足0.3≤(B1-B2)/((B1+B2)/2)×100≤9.6。

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