火花塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供抑制碳堆積于絕緣體的火花塞。在火花塞的主體金屬配件與絕緣體的腿部的外周面之間形成環(huán)狀間隙。在絕緣體的縮外徑部與主體金屬配件的縮內(nèi)徑部之間配置密封件。將密封件與主體金屬配件之間的接觸部分的最靠頂端側(cè)的位置設(shè)為接觸端位置，將絕緣體的腿部的外周面與主體金屬配件的內(nèi)周面之間的徑向距離設(shè)為間隙距離，將環(huán)狀間隙中的間隙距離最大的部分的后端位置設(shè)為最大端位置。主體金屬配件頂端的間隙距離大于中心電極與接地電極之間的空隙的距離。主體金屬配件在比接觸端位置靠頂端側(cè)處具有內(nèi)徑隨著朝軸線方向后端側(cè)去變大的擴內(nèi)徑部。最大端位置位于比將接觸端位置與主體金屬配件頂端之間的軸線方向的距離二等分的位置靠后端側(cè)的位置。
【專利說明】
火花塞
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種火花塞?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002] —直以來，在內(nèi)燃機中使用了火花塞。作為火花塞，例如利用了具有形成通孔的絕緣體和配置于絕緣體的徑向周圍的主體金屬配件的火花塞。通過將這種絕緣體曝露于燃燒氣體中，可能導(dǎo)致碳附著于絕緣體的表面。有時會因這種碳而產(chǎn)生不良情況。例如，有時會經(jīng)由碳而在主體金屬配件的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生不期望的放電。作為抑制這種不良情況的技術(shù)，例如提出了通過減小由絕緣體的腿部表面和主體金屬配件內(nèi)壁面形成的空間的體積來防止燃燒氣體的進入，從而提高絕緣體腿部的耐污損性的技術(shù)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0004] 專利文獻
[0005] 專利文獻1:日本特開平9一45457號公報 [〇〇〇6] 專利文獻2:日本特開昭63 — 216282號公報 [〇〇〇7] 專利文獻3:日本特許第4187654號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]可是，關(guān)于抑制碳堆積于絕緣體的技術(shù)，實際情況是未進行充分的鉆研。
[0010]本發(fā)明公開一種能夠抑制碳堆積于絕緣體的技術(shù)。[〇〇11]用于解決問題的方案
[0012]本發(fā)明例如公開以下應(yīng)用例。[〇〇13][應(yīng)用例1][0〇14] —種火花塞，該火花塞包括:
[0015]絕緣體，其具有外徑隨著朝向軸線的方向的頂端側(cè)去而變小的縮外徑部和作為比所述縮外徑部靠所述頂端側(cè)的部分的腿部，且所述絕緣體形成有沿所述軸線的方向延伸的通孔；
[0016]中心電極，其至少一部分插入到所述通孔的所述頂端側(cè)；
[0017]主體金屬配件，其配置于所述絕緣體的徑向的周圍，具有內(nèi)徑隨著朝向所述頂端側(cè)去而變小的縮內(nèi)徑部，且在所述主體金屬配件與所述腿部的外周面之間形成環(huán)狀的間隙；
[0018]接地電極，其電連接于所述主體金屬配件，且在所述接地電極與所述中心電極之間形成空隙；以及
[0019]密封件，其配置在所述絕緣體的所述縮外徑部與所述主體金屬配件的所述縮內(nèi)徑部之間，在該火花塞中，
[0020]在將所述密封件與所述主體金屬配件之間的接觸部分中的最靠頂端側(cè)的位置設(shè)為接觸端位置、
[0021]將所述絕緣體的所述腿部的外周面與所述主體金屬配件的內(nèi)周面之間的徑向的距離設(shè)為間隙距離、
[0022]將所述環(huán)狀的間隙中的所述間隙距離最大的最大部分的后端的位置設(shè)為最大端位置的情況下，
[0023]所述主體金屬配件的頂端處的所述間隙距離大于所述中心電極與所述接地電極之間的所述空隙的距離，
[0024]所述主體金屬配件在比所述接觸端位置靠所述頂端側(cè)的位置具有內(nèi)徑隨著朝向所述軸線的方向的后端側(cè)去而變大的擴內(nèi)徑部，
[0025]所述最大端位置位于比中央位置靠所述后端側(cè)的位置，該中央位置是將所述接觸端位置與所述主體金屬配件的頂端之間的所述軸線的方向上的距離二等分的位置。
[0026]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與省略了主體金屬配件的擴內(nèi)徑部的情況相比，能夠增大環(huán)狀的間隙的間隙距離，因此能夠提高氣體在環(huán)狀的間隙的內(nèi)部流動的容易性。因而，能夠抑制燃燒氣體所含有的碳殘留于環(huán)狀的間隙的內(nèi)部，因此能夠抑制碳堆積于絕緣體。[〇〇27][應(yīng)用例2]
[0028]根據(jù)應(yīng)用例1所記載的火花塞，其中，
[0029]在包括所述軸線的剖面上，所述主體金屬配件的頂端的面同所述主體金屬配件的內(nèi)周面中的包括所述擴內(nèi)徑部在內(nèi)的、從所述擴內(nèi)徑部到頂端側(cè)的部分形成一個以上的角部，
[0030]所述一個以上的角部各自的角度均是鈍角。
[0031]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠抑制不在接地電極而是在主體金屬配件的一個以上的角部中的任一角部產(chǎn)生放電的情況。[〇〇32][應(yīng)用例3]
[0033]根據(jù)應(yīng)用例1所記載的火花塞，其中，
[0034]所述主體金屬配件的所述擴內(nèi)徑部包括內(nèi)徑隨著從所述主體金屬配件的頂端朝向所述后端側(cè)去而變大的部分。
[0035]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，流入到環(huán)狀的間隙內(nèi)的燃燒氣體易于向環(huán)狀的間隙外流出，因此能夠抑制碳殘留于環(huán)狀的間隙的內(nèi)部。因而，能夠抑制碳堆積于絕緣體。[〇〇36][應(yīng)用例4]
[0037]根據(jù)應(yīng)用例1?3中任一項所記載的火花塞，其中，
[0038]所述主體金屬配件在比所述最大端位置靠后端側(cè)的位置包括內(nèi)徑隨著沿向徑向外側(cè)凸起的曲線朝向所述后端側(cè)去而變小的部分。[〇〇39]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在從環(huán)狀的間隙的內(nèi)部的最大端位置到后端側(cè)的范圍內(nèi)增大間隙距離，因此能夠在從最大端位置到后端側(cè)的范圍內(nèi)提高氣體的流動的容易性。因而，能夠抑制碳從環(huán)狀的間隙的內(nèi)部的最大端位置殘留于后端側(cè)，因此能夠抑制碳堆積于絕緣體。
[0040]另外，本說明書所公開的技術(shù)能夠以各種方案來實現(xiàn)，例如，能夠利用火花塞、搭載該火花塞的內(nèi)燃機等方案來實現(xiàn)。【附圖說明】
[0041]圖1是火花塞的一實施方式的剖視圖。
[0042]圖2是表示火花塞100的前方Df側(cè)的一部分的概略圖。[〇〇43]圖3是第1參考例的火花塞100B的概略圖。[〇〇44]圖4是表示實施方式的樣品的試驗結(jié)果的圖表。[〇〇45]圖5是表示第1參考例的樣品的試驗結(jié)果的圖表。
[0046]圖6是第2參考例的火花塞100C的概略圖。
[0047]圖7是表示熱值的測量結(jié)果的圖表。
[0048]圖8是表示火花塞100的樣品的試驗結(jié)果的圖表。[0049 ]圖9是表示火花塞100D的樣品的試驗結(jié)果的圖表。
[0050]圖10是表示另一實施方式的火花塞100E的前方Df側(cè)的一部分的概略圖。[〇〇511圖11是表示另一實施方式的火花塞100F的前方Df側(cè)的一部分的概略圖?！揪唧w實施方式】 [〇〇52] A ?實施方式:[〇〇53]圖1是火花塞的一實施方式的剖視圖。在附圖中，示出了火花塞100的中心軸線CL (也稱作“軸線CL”)。圖示的剖面是包括中心軸線CL的剖面。以下，將與中心軸線CL平行的方向也稱作“軸線CL的方向”，或者也簡稱作“軸線方向”或“前后方向”。將以中心軸線CL為中心的圓的徑向也簡稱作“徑向”，將以中心軸線CL為中心的圓的圓周方向也稱作“周向”。將與中心軸線CL平行的方向中的、圖1中的下方也稱作頂端方向Df或前方Df，將上方也稱作后端方向Dfr或后方Dfr。頂端方向Df是從后述的端子金屬配件40朝向電極20、30的方向。另夕卜，將圖1中的頂端方向Df側(cè)稱作火花塞100的頂端側(cè)，將圖1中的后端方向Dfr側(cè)稱作火花塞100的后端側(cè)。[〇〇54] 火花塞100具有絕緣體10、中心電極20、接地電極30、端子金屬配件40、主體金屬配件50、電阻體70、頂端側(cè)密封件8、滑石9、第1后端側(cè)密封件6、第2后端側(cè)密封件7、導(dǎo)電性的第1密封部60以及導(dǎo)電性的第2密封部80。
[0055]絕緣體10是具有沿著中心軸線CL延伸并貫穿絕緣體10的通孔12(以下也稱作“軸孔12”)的大致圓筒狀的構(gòu)件。絕緣體10是對氧化鋁進行燒制而形成的(也能夠采用其他絕緣材料)。絕緣體10具有從頂端側(cè)朝向后方Dfr依次排列的腿部13、第1縮外徑部15、頂端側(cè)主體部17、第3縮外徑部14、凸緣部19、第2縮外徑部11以及后端側(cè)主體部18。凸緣部19是絕緣體10中的外徑最大的部分(也稱作大徑部19)。第1縮外徑部15的外徑隨著從后端側(cè)朝向頂端側(cè)去逐漸地變小。在絕緣體10的第1縮外徑部15的附近(在圖1的例子中為頂端側(cè)主體部17)形成有內(nèi)徑隨著從后端側(cè)朝向頂端側(cè)去逐漸地變小的第1縮內(nèi)徑部16。第2縮外徑部 11的外徑隨著從頂端側(cè)朝向后端側(cè)去逐漸地變小。第3縮外徑部14的外徑隨著從后端側(cè)朝向頂端側(cè)去逐漸地變小。[0〇56] 如圖1所示，在絕緣體10的軸孔12的頂端側(cè)插入有中心電極20。中心電極20具有沿著中心軸線CL延伸的棒狀的軸部27和接合于軸部27的頂端的第1電極頭29。軸部27具有從頂端側(cè)朝向后方Dfr依次排列的腿部25、凸緣部24以及頭部23。在腿部25的頂端(S卩，軸部27 的頂端)接合有第1電極頭29(例如，激光焊接)。在本實施方式中，第1電極頭29的至少一部分在絕緣體10的頂端側(cè)露出到軸孔12之外。凸緣部24的前方Df側(cè)的面被絕緣體10的第1縮內(nèi)徑部16支承。另外，軸部27具有外層21和芯部22。外層21由耐氧化性比芯部22的耐氧化性優(yōu)異的材料(例如，含鎳的合金)形成。芯部22由導(dǎo)熱率比外層21的導(dǎo)熱率高的材料(例如， 純銅、銅合金等)形成。另外，第1電極頭29使用針對放電的耐久性比軸部27的針對放電的耐久性優(yōu)異的材料(例如，銥(Ir)、鉑(Pt)等貴金屬、鎢(W)、含有從這些金屬中選擇的至少一種金屬的合金)來形成。[〇〇57] 在絕緣體10的軸孔12的后端側(cè)插入有端子金屬配件40的一部分。端子金屬配件40 使用導(dǎo)電性材料(例如，低碳鋼等金屬)來形成。[〇〇58] 在絕緣體10的軸孔12內(nèi)且是在端子金屬配件40與中心電極20之間配置有用于抑制電噪聲的大致圓柱形狀的電阻體70。電阻體70例如使用含有導(dǎo)電性材料(例如，碳粒子)、 陶瓷粒子(例如，Zr02)以及玻璃粒子(例如，Si02-B203-Li20—Ba0系的玻璃粒子)的材料來形成。在電阻體70與中心電極20之間配置有導(dǎo)電性的第1密封部60，在電阻體70與端子金屬配件40之間配置有導(dǎo)電性的第2密封部80。密封部60、80例如使用含有金屬粒子(例如，Cu) 和與電阻體7 0的材料所含有的粒子相同的玻璃粒子的材料來形成。中心電極2 0與端子金屬配件40借助電阻體70和密封部60、80電連接。[〇〇59] 主體金屬配件50是具有沿著中心軸線CL延伸并貫穿主體金屬配件50的通孔59的大致圓筒狀的構(gòu)件。主體金屬配件50使用低碳鋼材來形成(也能夠采用其他導(dǎo)電性材料(例如，金屬材料))。在主體金屬配件50的通孔59內(nèi)插入有絕緣體10。主體金屬配件50固定于絕緣體10的外周。在主體金屬配件50的前方Df?側(cè)，絕緣體10的頂端(在本實施方式中，為腿部 13的頂端側(cè)的部分)露出到通孔59之外。即，絕緣體10的頂端位于比主體金屬配件50的頂端靠前方Df?側(cè)的位置。在主體金屬配件50的后端側(cè)，絕緣體10的后端(在本實施方式中，為后端側(cè)主體部18的后端側(cè)的部分)露出到通孔59之外。
[0060]主體金屬配件50具有從頂端側(cè)朝向后端側(cè)依次排列的主體部55、座部54、變形部 58、工具卡合部51以及彎邊部53。座部54是凸緣狀的部分。主體部55是從座部54沿著中心軸線CL朝向前方Df延伸的大致圓筒狀的部分。在主體部55的外周面上形成有用于向內(nèi)燃機的安裝孔內(nèi)擰入的螺紋牙52。在座部54與螺紋牙52之間嵌入有使金屬板彎折而形成的環(huán)狀的墊圈5。[〇〇611主體金屬配件50具有配置于比變形部58靠前方Df側(cè)的位置的縮內(nèi)徑部56?？s內(nèi)徑部56的內(nèi)徑隨著從后端側(cè)朝向頂端側(cè)去逐漸地變小。在主體金屬配件50的縮內(nèi)徑部56與絕緣體10的第1縮外徑部15之間夾有頂端側(cè)密封件8。頂端側(cè)密封件8是鐵制的字母0形的環(huán) (也能夠采用其他材料(例如，銅等金屬材料))。
[0062]工具卡合部51是用于與用于緊固火花塞100的工具(例如，火花塞扳手)相卡合的部分。彎邊部53配置在比絕緣體10的第2縮外徑部11靠后端側(cè)的位置，形成主體金屬配件50 的后端(即，后方Dfr側(cè)的端部)。彎邊部53朝向徑向的內(nèi)側(cè)彎曲。在彎邊部53的前方Df側(cè)且是在主體金屬配件50的內(nèi)周面與絕緣體10的外周面之間，朝向前方Df依次配置有第1后端側(cè)密封件6、滑石9以及第2后端側(cè)密封件7。在本實施方式中，這些后端側(cè)密封件6、7是鐵制的字母C形的環(huán)(也能夠采用其他材料)。[〇〇63]在制造火花塞100時，彎邊部53以向內(nèi)側(cè)彎折的方式進行彎邊。然后，彎邊部53被向前方Df側(cè)按壓。由此，變形部58變形，借助密封件6、7和滑石9,使絕緣體10在主體金屬配件50內(nèi)被朝向頂端側(cè)按壓。頂端側(cè)密封件8在第1縮外徑部15與縮內(nèi)徑部56之間被按壓，而且，對主體金屬配件50與絕緣體10之間進行密封。根據(jù)以上內(nèi)容，將主體金屬配件50固定于絕緣體10。
[0064]在本實施方式中，接地電極30具有棒狀的軸部37和接合于軸部37的頂端部31的第 2電極頭39。軸部37的后端接合(例如，電阻焊接)于主體金屬配件50的頂端57的面(S卩，前方 Df?側(cè)的面57。也稱作“頂端面57”)。軸部37從主體金屬配件50的頂端面57朝向前方Df延伸， 并朝向中心軸線CL彎曲，直至頂端部31。頂端部31配置于中心電極20的前方Df側(cè)。在頂端部 31的表面中的靠中心電極20側(cè)的表面上接合有第2電極頭39(例如，激光焊接)。第2電極頭 39使用針對放電的耐久性比軸部37的針對放電的耐久性優(yōu)異的材料(例如，銥(Ir )、鉑(Pt) 等貴金屬、鎢(W)、含有從這些金屬中選擇的至少一種金屬的合金)來形成。中心電極20的第 1電極頭29與接地電極30的第2電極頭39形成用于火花放電的空隙g。接地電極30隔著空隙g 與中心電極20的頂端部相對。[〇〇65]接地電極30的軸部37具有形成軸部37的表面的至少一部分的外層35和埋設(shè)于外層35內(nèi)的芯部36。外層35使用耐氧化性優(yōu)異的材料(例如，含有鎳和鉻的合金)來形成。芯部 36使用導(dǎo)熱率比外層35的導(dǎo)熱率高的材料(例如，純銅)來形成。
[0066]圖2是表示火花塞100的前方Df側(cè)的一部分的概略圖。在附圖中，示出了中心軸線 CL。在中心軸線CL的左側(cè)示出了主體金屬配件50與絕緣體10的剖面以及接地電極30的外觀。在附圖中，省略了絕緣體10的通孔12與通孔12的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的圖示。在中心軸線CL的右側(cè)示出了火花塞100的外觀。[〇〇67]在比頂端側(cè)密封件8靠前方Df?側(cè)的位置，在主體金屬配件50的主體部55的內(nèi)周面 55i與絕緣體10的腿部13的外周面13〇之間形成有間隙310。該間隙310是以中心軸線CL為中心的環(huán)狀的間隙。以下，將環(huán)狀的間隙310的徑向的距離802,即主體金屬配件50的內(nèi)周面 55i與絕緣體10的外周面13〇之間的徑向的距離802稱作“間隙距離802”。間隙距離802能夠根據(jù)與中心軸線CL平行的方向的位置而發(fā)生變化。附圖中的頂端間隙距離812是主體金屬配件50的頂端57(8卩，間隙310的開口310〇)處的間隙距離。在圖2的實施方式中，頂端間隙距離812大于由中心電極20和接地電極30形成的空隙g的距離811?？障秅的距離811是空隙g的最短距離。[〇〇68]主體金屬配件50的主體部55中的比縮內(nèi)徑部56靠前方Df側(cè)的部分被劃分為從前方Df側(cè)朝向后端方向Dfr排列的3個部分511、512、513。第1部分511是包括頂端57的部分。第 1部分511的內(nèi)徑隨著從主體金屬配件50的頂端57朝向后方Dfr側(cè)去逐漸地變大(以下，將第 1部分511也稱作“擴內(nèi)徑部511”)。在圖2的實施方式中，在包括中心軸線CL的剖面上，第1部分511的內(nèi)周面用直線表不。[〇〇69]第2部分512的內(nèi)徑隨著朝向后方Dfr側(cè)去逐漸地變小。在圖2的實施方式中，第2部分512的內(nèi)徑隨著沿朝向徑向外側(cè)凸起的曲線延伸而變小。換言之，在包括中心軸線CL的剖面上，內(nèi)徑的變化量相對于與中心軸線CL平行的方向上的位置的變化量的比例的絕對值 (即，內(nèi)周面55i相對于中心軸線CL的傾斜度)隨著朝向后方Dfr側(cè)去逐漸地變大。在此，在內(nèi)周面55i與中心軸線CL平行的情況下，內(nèi)周面55i相對于中心軸線CL的傾斜度為零度。在內(nèi)周面55i與中心軸線CL垂直的情況下，內(nèi)周面55i相對于中心軸線CL的傾斜度為90度。在圖2 的實施方式中，在第2部分512中，內(nèi)周面55i相對于中心軸線CL的傾斜度隨著朝向后方Dfr 側(cè)去而從小于45度的角度增大至超過45度的角度。
[0070]第3部分513的內(nèi)徑不取決于與中心軸線CL平行的方向的位置，而是恒定的。在第3 部分513的后方Dfr側(cè)連接有縮內(nèi)徑部56。以下，將像第3部分513這樣不取決于與中心軸線 CL平行的方向的位置而是內(nèi)徑恒定的部分還稱作“恒定內(nèi)徑部”。
[0071]絕緣體10的腿部13被劃分為從前方Df側(cè)朝向后端方向Dfr排列的4個部分111、 112、113、114。第1部分111是包括絕緣體10的頂端的部分。第1部分111的除了頂端的角以外的部分的外徑不取決于與中心軸線CL平行的方向上的位置，而是恒定的。[〇〇72]第2部分112的外徑隨著朝向后方Dfr側(cè)去逐漸地變大。在圖2的實施方式中，在包括中心軸線CL的剖面上，第2部分112的外周面用直線表示。另外，絕緣體10的第2部分112與主體金屬配件50的第1部分511相對。而且，第2部分112的外周面與主體金屬配件50的第1部分511的內(nèi)周面平行。
[0073]第3部分113的外徑隨著朝向后方Dfr側(cè)去逐漸地變大。另外，第3部分113與主體金屬配件50的第2部分512相對。
[0074]第4部分114的外徑不取決于與中心軸線CL平行的方向上的位置，而是恒定的。絕緣體10的第4部分114與主體金屬配件50的第3部分513相對。在第4部分114的后方Dfr側(cè)連接有第1縮外徑部15。[〇〇75]附圖中的部分315是間隙310中的具有最大的間隙距離802的部分。以下，將該部分 315還稱作最大間隙部分315。在圖2的實施方式中，最大間隙部分315是隔在主體金屬配件 50的第1部分511與絕緣體10的第2部分112之間的部分。附圖中的位置317表示最大間隙部分315的后端的位置(以下也稱作“最大端位置317”)。
[0076]附圖中的3個位置711、712、713分別表示與中心軸線CL平行的方向上的位置。第1 位置711表示主體金屬配件50的頂端57的位置。第3位置713是主體金屬配件50與頂端側(cè)密封件8之間的接觸部分中的最靠前方Df側(cè)的位置(以下也稱作“接觸端位置713”)。第2位置 712是將第1位置711與第3位置713之間的與中心軸線CL平行的方向上的距離二等分的位置 (也稱作“中間位置712”)。在圖2的實施方式中，最大間隙部分315的后端317位于比中間位置712靠后方Dfr側(cè)的位置。最大間隙部分315從比間隙310的中間位置712靠前方Df側(cè)的位置延伸至比中間位置712靠后方Dfr側(cè)的位置。以下，將間隙310中的、比中間位置712靠前方 Df?側(cè)的部分稱作“前部分間隙311”，將間隙310中的、比中間位置712靠后方Dfr側(cè)的部分還稱作“后部分間隙312”。[〇〇77] B ?第1評價試驗:
[0078]說明使用了火花塞100的樣品的第1評價試驗。在第1評價試驗中，評價了耐污損性。在該評價試驗中，除了評價了火花塞1〇〇(圖1、圖2)的樣品以外，還評價了第1參考例的火花塞的樣品。圖3是第1參考例的火花塞100B的概略圖。在附圖中，與圖2相同地示出了火花塞100B的前方Df側(cè)的一部分的剖面與外觀。附圖中的中心軸線CL是火花塞100B的中心軸線。在中心軸線CL的左側(cè)示出了主體金屬配件50B與絕緣體10B的剖面以及接地電極30的外觀。在附圖中，省略了絕緣體10B的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)的圖示。在中心軸線CL的右側(cè)示出了火花塞 100B的外觀。與圖1、圖2的實施方式之間的差異在于主體金屬配件50B的主體部55B的內(nèi)周面55Bi的剖面形狀與絕緣體10B的腿部13B的外周面13Bo的剖面形狀分別不同于圖2的對應(yīng)部分的形狀這一點?；鸹ㄈ?00B的其他部分的結(jié)構(gòu)與圖1、圖2的火花塞100的對應(yīng)的部分的結(jié)構(gòu)相同(對與對應(yīng)的要素相同的要素標注相同的附圖標記，并省略說明)。
[0079]在比頂端側(cè)密封件8靠前方Df?側(cè)的位置，在主體金屬配件50B的主體部55B的內(nèi)周面55Bi與絕緣體10B的腿部13B的外周面13Bo之間形成有以中心軸線CL為中心的環(huán)狀的間隙320。主體金屬配件50B的頂端的頂端間隙距離822(即，間隙320的開口 320〇處的間隙距離)大于由中心電極20和接地電極30形成的間隙的距離821。另外，第1參考例的樣品的頂端間隙距離822與實施方式的樣品的頂端間隙距離812(圖2)相同。
[0080]主體金屬配件50B的主體部55B中的比縮內(nèi)徑部56靠前方Df側(cè)的部分被劃分為從前方Df側(cè)朝向后端方向Dfr排列的5個部分521、522、523、524、525。第1部分521是包括頂端面57B的部分。第1部分521的內(nèi)徑不取決于與中心軸線CL平行的方向上的位置，而是恒定的。像這樣，第1參考例的主體金屬配件50B具有形成頂端部的恒定內(nèi)徑部521。
[0081]第2部分522的內(nèi)徑隨著朝向后方Dfr側(cè)去逐漸地變大。在包括中心軸線CL的剖面上，第2部分522的內(nèi)周面用直線表示。第3部分523的內(nèi)徑不取決于與中心軸線CL平行的方向上的位置，而是恒定的。第4部分524的內(nèi)徑隨著朝向后方Dfr側(cè)去逐漸地變小。在包括中心軸線CL的剖面上，第4部分524的內(nèi)周面用直線表示。第5部分525的內(nèi)徑不取決于與中心軸線CL平行的方向上的位置，而是恒定的。在第5部分525的后方Dfr側(cè)連接有縮內(nèi)徑部56。 [〇〇82]絕緣體10B的腿部13B被劃分為從前方Df側(cè)朝向后端方向Dfr排列的3個部分121、 122、123。第1部分121是包括絕緣體10B的頂端的部分。第1部分121的除了頂端的角以外的部分的外徑不取決于與中心軸線CL平行的方向上的位置，而是恒定的。第1部分121與主體金屬配件50B的整個第1部分521、整個第2部分522以及第3部分523的前方Df側(cè)的一部分相對。第2部分122的外徑隨著朝向后方Dfr側(cè)去逐漸地變大。在包括中心軸線CL的剖面上，第2 部分122的外周面用直線表示。第2部分122與主體金屬配件50B的第3部分523的后方Dfr側(cè)的一部分和整個第4部分524相對。第3部分123的外徑不取決于與中心軸線CL平行的方向上的位置，而是恒定的。第3部分123與主體金屬配件50B的第5部分525相對。
[0083]附圖中的部分325是間隙320中的具有最大的間隙距離的部分。以下，將該部分325 還稱作最大間隙部分325。在圖3的第1參考例中，最大間隙部分325是隔在主體金屬配件50B 的第3部分523與絕緣體10B的第1部分121之間的部分。附圖中的位置327表示最大間隙部分 325的后端的位置。
[0084]在附圖中，示出了與中心軸線CL平行的方向上的3個位置721、722、723。第1位置 721表示主體金屬配件50B的頂端的位置。第3位置723是主體金屬配件50B與頂端側(cè)密封件8 之間的接觸部分中的最靠前方Df側(cè)的位置。第2位置722是將第1位置721與第3位置723之間的與中心軸線CL平行的方向上的距離二等分的位置(也稱作“中間位置722”)。在圖3的第1 參考例中，最大間隙部分325的后端327位于比中間位置722靠前方Df側(cè)的位置。像這樣，最大間隙部分325的整體位于比間隙320的中間位置722靠前方Df側(cè)的位置。在比中間位置722 靠后方Dfr側(cè)的位置，間隙距離小于最大間隙部分325的間隙距離。在第1參考例中，間隙距離隨著從比中間位置722靠前方Df側(cè)的位置朝向后方Dfr去而變小。以下，將間隙320中的、 比中間位置722靠前方Df側(cè)的部分稱作“前部分間隙321”，將間隙320中的、比中間位置722 靠后方Dfr側(cè)的部分還稱作“后部分間隙322”。
[0085]圖4的(A)、圖4的(B)是表示實施方式的樣品的試驗結(jié)果的圖表，圖5的(A)、圖5的 (B)是表示第1參考例的樣品的試驗結(jié)果的圖表。在圖4的(A)、圖5的(A)中，橫軸表示試驗運行的循環(huán)次數(shù)NC，縱軸表示絕緣電阻Ra(單位為MQ)?？v軸的刻度是對數(shù)刻度。絕緣電阻Ra是端子金屬配件40與主體金屬配件50、50B之間的電阻。在圖表中，10000MQ的刻度表示絕緣電阻Ra為10000MQ以上。在圖4的(B)、圖5的(B)中，橫軸表示試驗運行的循環(huán)次數(shù)NC，縱軸表示漏電產(chǎn)生率RT(單位為％)。另外，縱軸的上方是漏電產(chǎn)生率RT變小的方向。[〇〇86]在本評價試驗中，漏電放電不是通過電極20、30的空隙g的放電，而是通過從中心電極20經(jīng)由絕緣體10、10B的外周面直至主體金屬配件50、50B的內(nèi)周面的路徑的放電。漏電產(chǎn)生率RT是產(chǎn)生漏電放電的次數(shù)相對于高電壓施加的比例。另外，在本評價試驗中，對實施方式的4個樣品與第1參考例的4個樣品進行了試驗。絕緣電阻Ra是4個樣品的絕緣電阻中的最小值。漏電產(chǎn)生率RT是4個樣品的漏電產(chǎn)生率中的最大值。
[0087]試驗運行如以下所述。在攝氏一 10度的低溫試驗室內(nèi)的底盤測功機上放置具有排氣量為1500cc的4氣缸發(fā)動機的試驗用汽車。在該試驗用汽車的發(fā)動機中，與各個氣缸相對應(yīng)地組裝火花塞的4個樣品。然后，作為一個循環(huán)的試驗運行進行包括第1運行和緊接著第1 運行的第2運行的運行。第1運行是依次進行“3次空轉(zhuǎn)”、“在3檔、35km/h下行駛40秒鐘”、“90 秒鐘的怠速”、“在3檔、35km/h下行駛40秒鐘”、“發(fā)動機的停止”以及“對汽車進行冷卻直至冷卻水的溫度成為攝氏一 10度”的運行。第2運行是依次進行“3次空轉(zhuǎn)”、“進行3次在1檔、 15km/h下行駛15秒鐘這樣的操作，并且在每次這樣的操作之間使發(fā)動機停止30秒鐘”、“發(fā)動機的停止”以及“對汽車進行冷卻直至冷卻水的溫度成為攝氏一 10度”的運行。第1運行與第2運行相比，是高負荷運行。與第2運行相比，在第1運行中的火花塞的溫度易于升高。
[0088]重復(fù)10次(10個循環(huán))這種包括第1運行與第2運行的試驗運行。并且，在各個循環(huán)的第1運行結(jié)束時和第2運行結(jié)束時，從發(fā)動機上卸下火花塞的樣品，測量出絕緣電阻Ra。另夕卜，測量出各個循環(huán)的第1運行中的漏電產(chǎn)生率RT與第2運行中的漏電產(chǎn)生率RT。第1運行中的漏電產(chǎn)生率RT如以下所述。對第1運行中的所有的高電壓施加時的電壓的波形進行分析， 計算出異常的波形的放電(即，漏電放電)的次數(shù)相對于總放電次數(shù)的比例作為第1運行中的漏電產(chǎn)生率RT。同樣地第2運行中的漏電產(chǎn)生率RT是異常的波形的放電(S卩，漏電放電)的次數(shù)相對于第2運行中的總放電次數(shù)的比例。
[0089]在附圖中的圖表中，各個循環(huán)次數(shù)NC的左側(cè)的數(shù)據(jù)表示第1運行結(jié)束時的絕緣電阻Ra與第1運行中的漏電產(chǎn)生率RT的測量結(jié)果，各個循環(huán)次數(shù)NC的右側(cè)的數(shù)據(jù)表示第2運行結(jié)束時的絕緣電阻Ra與第2運行中的漏電產(chǎn)生率RT的測量結(jié)果。如圖所示，在第2運行結(jié)束時，絕緣電阻Ra降低，但是在下一次的第1運行結(jié)束時，絕緣電阻Ra恢復(fù)。其理由如以下所述。在第2運行中，由于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速較低，因此發(fā)動機的燃燒室內(nèi)的溫度較低，碳易于附著于絕緣體l〇、l〇B的外周面。在第1運行中，由于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速較快，因此燃燒室內(nèi)的溫度較高，附著于絕緣體10、10B的外周面的碳被燒掉。
[0090]如圖4的(A)所示，在使用實施方式的火花塞100的情況下，雖然通過第2運行使絕緣電阻Ra降低，但是通過第1運行使絕緣電阻Ra恢復(fù)到10000M Q以上。在10個循環(huán)中穩(wěn)定地進行這種借助于第1運行實現(xiàn)的絕緣電阻Ra的恢復(fù)。推斷為即使在循環(huán)次數(shù)NC超過10的情況下，也同樣地能夠通過第1運行使絕緣電阻Ra恢復(fù)到10000MQ以上。
[0091]如圖5的(A)所示，在使用第1參考例的火花塞100B的情況下，無法持續(xù)借助于第1 運行使絕緣電阻Ra恢復(fù)到10000M Q以上。另外，與循環(huán)次數(shù)NC的增大相應(yīng)地使絕緣電阻Ra 逐漸地降低。
[0092]另外，如圖4的(B)所示，在使用實施方式的火花塞100的情況下，漏電產(chǎn)生率RT在1 〇個循環(huán)中均為〇 %。另一方面，如圖5的(B)所示，在使用第1參考例的火花塞100B的情況下，存在有第1運行中的漏電產(chǎn)生率RT高于第2運行中的漏電產(chǎn)生率RT的傾向。其理由如以下所述。在第2運行的過程中，附著于絕緣體10B的外周面的碳的量逐漸地增加。因而，在下一次的第1運行開始時，由于碳的附著量較多，因此易于產(chǎn)生漏電放電。另外，在第1運行的過程中，附著于絕緣體10B的外周面的碳的量因碳被燒掉等原因而逐漸地減少。因而，在下一次的第2運行開始時，碳的附著量較少，因此不易產(chǎn)生漏電放電。另外，由于第1運行是高負荷運行，因此在第1運行中，易于產(chǎn)生漏電放電。另一方面，由于第2運行是低負荷運行，因此在第2運行中，不易產(chǎn)生漏電放電。根據(jù)以上內(nèi)容，在重復(fù)第1運行與第2運行的情況下，第 1運行中的漏電產(chǎn)生率RT能夠提高，第2運行中的漏電產(chǎn)生率RT能夠降低。
[0093]第1運行中的漏電產(chǎn)生率RT較高表示絕緣體的外周面易于污損，第1運行中的漏電產(chǎn)生率RT較低表示絕緣體的外周面不易污損。對圖4的(B)與圖5的(B)進行比較，實施方式的火花塞1〇〇(圖4的(B))的第1運行中的漏電產(chǎn)生率RT低于第1參考例的火花塞100B(圖5的 (B))的第1運行中的漏電產(chǎn)生率RT。[〇〇94]像這樣，與第1參考例的火花塞100B的耐污損性相比，實施方式的火花塞100的耐污損性良好。其理由推斷為以下所述。在實施方式的火花塞100中，間隙310(圖2)的頂端間隙距離812大于電極20、30之間的空隙g的距離811。另外，主體金屬配件50在比接觸端位置 713靠前方Df側(cè)的位置包括內(nèi)徑隨著朝向后方Dfr側(cè)去而變大的第1部分511。而且，最大間隙部分315的后端317位于比中間位置712靠后方Dfr側(cè)的位置，S卩，最大間隙部分315延伸至比中間位置712靠后方Dfr側(cè)的位置。根據(jù)以上內(nèi)容，在后部分間隙312以及間隙310中，燃燒氣體的流動的容易性提高。由此，能夠抑制燃燒氣體滯留于后部分間隙312內(nèi)。因而，能夠抑制碳積存于后部分間隙312內(nèi)以及間隙310內(nèi)。另外，由于高溫的燃燒氣體在間隙310內(nèi)易于流動，因此能夠促進將附著于絕緣體10的外周面的碳燒掉。另外，在燃燒氣體流入后部分間隙312內(nèi)的情況下，燃燒氣體能夠容易從后部分間隙312以及間隙310向外流出。因而，能夠抑制碳堆積于絕緣體10的外周面13〇。而且，能夠促進將附著于絕緣體10的外周面13〇的碳燒掉。以上的結(jié)果是，能夠抑制漏電放電。而且，能夠抑制絕緣電阻的降低。
[0095]另一方面，在第1參考例(圖3)中，最大間隙部分325的后端327位于比中間位置722 靠前方Df側(cè)的位置。因而，在后部分間隙322中，間隙距離變短，燃燒氣體易于滯留。其結(jié)果， 在后部分間隙322內(nèi)，碳易于堆積在絕緣體10B的外周面上。另外，由于碳在間隙距離較短的后部分間隙322內(nèi)堆積于絕緣體10B的外周面，因此易于產(chǎn)生漏電放電。[〇〇96] C ?第2評價試驗:
[0097]在第2評價試驗中，對形成于主體金屬配件的頂端部并使主體金屬配件的內(nèi)徑在頂端部較小的恒定內(nèi)徑部(例如，圖3的第1部分521)與環(huán)狀的間隙內(nèi)的燃燒氣體的流動的容易性之間的關(guān)系進行了評價。圖6是第2參考例的火花塞100C的概略圖。在第2評價試驗中，對圖3所示的第1參考例的火花塞100B的樣品和圖6所示的第2參考例的火花塞100C的樣品進行了評價。[〇〇98]圖6的火花塞100C的主體金屬配件50C是通過將圖3的主體金屬配件50B的比第5部分525靠前方Df?側(cè)的部分521?524替換為圖6的第1部分531與第2部分532而得到的。第1部分531從頂端面57C延伸至第5部分525的附近。第1部分531的內(nèi)徑不取決于與中心軸線CL平行的方向上的位置，而是恒定的。第1部分531的內(nèi)徑大于圖3的主體金屬配件50B的第1部分521的內(nèi)徑。另外，主體金屬配件50C的頂端的頂端間隙距離832(即，間隙330的開口 330〇處的間隙距離)大于由中心電極20和接地電極30形成的間隙的距離821。[〇〇99]第2部分532的內(nèi)徑隨著朝向后方Dfr側(cè)去逐漸地變小。在包括中心軸線CL的剖面上，第2部分532的內(nèi)周面用直線表示。在第2部分532的后方Dfr側(cè)連接有第5部分525。主體金屬配件50C的頂端面57C的徑向的寬度小于圖3的主體金屬配件50B的頂端面57B的徑向的寬度。接地電極30C的軸部37C的厚度與主體金屬配件50C的頂端面57C的寬度相匹配地被調(diào)整得較小。圖6的火花塞100C的其他部分的結(jié)構(gòu)與圖3的火花塞100B的對應(yīng)的部分的結(jié)構(gòu)相同(對與對應(yīng)的要素相同的要素標注相同的附圖標記，并省略說明)。例如，絕緣體10B的結(jié)構(gòu)在圖3的火花塞100B與圖6的火花塞100C之間是相同的。
[0100]圖7是表示熱值的測量結(jié)果的圖表。在附圖中，示出了圖3的火花塞100B的樣品的熱值與圖6的火花塞100C的樣品的熱值。橫軸表示熱值(熱值朝向右方變大)。熱值表示熱量的散發(fā)容易性。較大的熱值表示火花塞的種類為“冷型”，即，火花塞易于冷卻，抑制火花塞的溫度上升。較小的熱值表示火花塞的種類為“熱型”，即，抑制火花塞的冷卻，火花塞的溫度易于升高。附圖中的范圍R7表示與7號熱值對應(yīng)的范圍。
[0101]如圖所示，第1參考例的火花塞100B的樣品的熱值小于第2參考例的火花塞100C的樣品的熱值。即，與火花塞100C的樣品相比，火花塞100B的樣品能夠抑制溫度降低。
[0102]火花塞被流入到主體金屬配件與絕緣體之間的間隙(例如，圖3的間隙320、圖6的間隙330)內(nèi)的高溫的燃燒氣體加熱。在抑制間隙內(nèi)的高溫的燃燒氣體向間隙外流出的情況下，由于火花塞被燃燒氣體持續(xù)加熱，因此火花塞難以冷卻，熱值變小。在間隙內(nèi)的高溫的燃燒氣體易于向間隙外流出的情況下，火花塞易于冷卻，熱值變大。在第1參考例(圖3)與第 2參考例(圖6)之間，主體金屬配件50B的主體部55B和主體金屬配件50C的主體部55C的內(nèi)周面的形狀不同。由于這種形狀的差異，燃燒氣體自間隙320、330流出的容易性產(chǎn)生了差異。 圖7所示的熱值的差異被推斷為是由燃燒氣體自間隙320、330流出的容易性的差異引起的。
[0103]具體地說，對于圖3的火花塞100B的主體金屬配件50B的內(nèi)周面55Bi從后方Dfr側(cè)朝向前方Df去的情況，利用第2部分522而使內(nèi)徑減小，然后，利用第1部分521維持較小的內(nèi)徑。間隙320在包括開口 320〇的部分處(由第1部分521形成的部分)被縮小得較小。因而，推斷為流入到比第2部分522靠后方Dfr側(cè)的燃燒氣體經(jīng)由利用第1部分521形成的較窄的間隙向間隙320外流出受到抑制。如上所述，在抑制燃燒氣體自間隙320的流出的情況下，火花塞難以冷卻(熱值變小)。在第1參考例的火花塞100B中，抑制燃燒氣體自間隙320的流出這樣的推斷與圖7所示的火花塞100B的較小的熱值一致。在抑制燃燒氣體自間隙320的流出的情況下，燃燒氣體所含有的碳易于殘留于間隙320內(nèi)。因而，推斷為:與圖6的火花塞100C相比， 圖3的火花塞100B的絕緣體10B的外周面易于污損。[〇1〇4]在圖6的火花塞100C中，省略了在間隙330的開口 330〇的附近使主體金屬配件50C 的內(nèi)徑縮小的部分(例如，圖3的第1部分521)。因而，推斷為流入到間隙330內(nèi)的燃燒氣體能夠容易地向間隙330外流出。如上所述，在燃燒氣體能夠容易地從間隙330流出的情況下，火花塞易于冷卻(熱值變大)。在第2參考例的火花塞100C中，燃燒氣體易于自間隙330流出這樣的推斷與圖7所示的火花塞100C的較大的熱值一致。在燃燒氣體易于自間隙330流出的情況下，能夠抑制燃燒氣體所含有的碳殘留于間隙330內(nèi)。因而，推斷為:與圖3的火花塞100B 相比，能夠抑制圖6的火花塞100C的絕緣體10B的外周面的污損。
[0105]關(guān)于圖2的火花塞100,與圖3的火花塞100B相比，也推斷為能夠抑制絕緣體10的外周面的污損。其理由如以下所述。圖2的主體金屬配件50具有像圖3的主體金屬配件50B的第 2部分522那樣使內(nèi)徑隨著朝向前方Df去而變小的第1部分511。但是，圖2的主體金屬配件50 與圖6的主體金屬配件50C相同地不具有從主體金屬配件的頂端朝向后方Dfr去維持較小的內(nèi)徑的部分(例如，圖3的第1部分521)。在圖2的主體金屬配件50的第1部分511中，內(nèi)徑隨著從主體金屬配件50的頂端57朝向后方Dfr去而變大。因而，在圖2的火花塞100中，與圖6的火花塞100C相同地被推斷為與圖3的火花塞100B相比，流入到間隙310內(nèi)的燃燒氣體易于向間隙310外流出。因而，在圖2的火花塞100中，推斷為能夠抑制碳堆積于絕緣體10的外周面 13〇〇
[0106]D ?第3評價試驗:
[0107]在第3評價試驗中，在通過試驗運行而使碳附著于絕緣體的腿部的外周面的狀態(tài)下測量了絕緣電阻。在第3評價試驗中，對圖2所示的實施方式的火花塞100的樣品和具有圖 6所示的主體金屬配件50C與接地電極30C的參考例的火花塞100D的樣品進行了評價。參考例的火花塞100D的除主體金屬配件50C和接地電極30C以外的部分與圖1、圖2的火花塞100 的對應(yīng)的部分相同。在評價試驗中，在規(guī)定條件下運行了組裝有火花塞l〇〇、l〇〇D的樣品的發(fā)動機。之后，從主體金屬配件50、50C上卸下火花塞100、100D的絕緣體10。然后，在端子金屬配件40上固定第1探頭，使第2探頭與絕緣體10的腿部13的外周面相接觸。測量上述探頭之間的電阻，即，從第2探頭經(jīng)由腿部13的外周面直至中心電極20,再從中心電極20經(jīng)由絕緣體10的通孔12內(nèi)直至端子金屬配件40的路徑的電阻作為絕緣電阻。作為腿部13的外周面上的第2探頭的接觸位置，使用了距腿部13頂端的距離為0mm?12mm的范圍中的以1mm間隔選擇的13個位置。
[0108]圖8是表示火花塞100的樣品的試驗結(jié)果的圖表，圖9是表示火花塞100D的樣品的試驗結(jié)果的圖表。橫軸表示以絕緣體10的頂端為基準的后方Dfr的位置Dp。位置Dp用在后方 Dfr距絕緣體10的頂端1 Of的距離來表示(單位為mm)。右側(cè)的縱軸表示絕緣電阻Rb(單位為M Q )。右側(cè)的縱軸的刻度是對數(shù)刻度。無限大的符號表示絕緣電阻Rb為10000MQ以上。數(shù)據(jù)點ma、mb表示第2探頭的接觸位置的位置Dp與絕緣電阻Rb的測量結(jié)果之間的關(guān)系。[〇1〇9]左側(cè)的縱軸表示外徑Do與內(nèi)徑Di(單位為mm)。外徑Do是腿部13的外周面13〇的外徑，內(nèi)徑Di是主體金屬配件50、50C的內(nèi)周面551、55Ci的內(nèi)徑。在圖8、圖9中，示出了位置Dp 與腿部13的外周面13〇的外徑Do之間的關(guān)系，而且，示出了位置Dp與主體金屬配件50、50C的內(nèi)周面551、55Ci的內(nèi)徑Di之間的關(guān)系。圖9中的間隙340是主體金屬配件50C的內(nèi)周面55Ci 與絕緣體10的外周面13〇之間的間隙。
[0110]如圖8所示，具有朝向徑向外側(cè)凸起的曲線狀的內(nèi)周面的第2部分512配置在8_? 9mm的位置Dp的范圍內(nèi)。另外，在圖8與圖9兩者中，在9mm以上的位置Dp的范圍內(nèi)，間隙距離小于0.5mm。因而，可以推斷燃燒氣體主要在9mm以下的位置Dp的范圍內(nèi)流動。另外，雖然省略了圖示，但是接觸端位置(例如，圖2的接觸端位置713)配置在11mm?12mm的位置Dp的范圍內(nèi)。
[0111]在附著于腿部13的外周面13〇的碳的量較多的情況下，外周面13〇的電阻變小。因而，絕緣電阻Rb較小表示附著于外周面13〇的碳的量較多。另外，如圖所示，位置Dp越靠近頂端10f，即，第2探頭越靠近中心電極20,絕緣電阻Rb越小。[〇112]根據(jù)圖8所示的測量結(jié)果，在4mm?9mm的位置Dp的范圍內(nèi)，位置Dp越靠近頂端10f， 絕緣電阻Rb越小。在4mm以下的位置Dp的范圍內(nèi)，絕緣電阻Rb不取決于位置Dp，而是大致恒定。而且，在6mm以上的位置Dp的范圍內(nèi)，絕緣電阻Rb大于10MQ，在7mm以上的位置Dp的范圍內(nèi)，絕緣電阻Rb大于100MQ。[〇113]根據(jù)圖9所示的測量結(jié)果，在8mm?9mm的位置Dp的范圍內(nèi)，通過使位置Dp向頂端 10f、10Bf接近，從而使絕緣電阻Rb從10000MQ以上急劇減少至小于10MQ。通過使位置Dp從 8mm的位置向5mm的位置移動，從而使絕緣電阻Rb進一步變小。在5mm以下的位置Dp的范圍內(nèi)，絕緣電阻Rb不取決于位置Dp，而是大致恒定。
[0114]像這樣，在圖9的參考例中，通過使位置Dp從9mm的位置向8mm的位置移動，從而使絕緣電阻Rb從10000MQ以上急劇減少至小于10MQ。另一方面，在圖8的實施方式中，雖然通過使位置Dp從9mm的位置向8mm的位置移動而使絕緣電阻Rb減少，但是在8mm的位置Dp，能夠維持超過500M Q的絕緣電阻Rb。像這樣，8mm與9mm這兩個位置Dp之間的絕緣電阻Rb的變動在圖8的實施方式與圖9的參考例之間較大程度地不同。另外，在圖8的實施方式與圖9的參考例之間，雖然絕緣體10的形狀大致相同，但是在8_與9_這兩個位置Dp之間，主體金屬配件50的內(nèi)周面55i和主體金屬配件50C的內(nèi)周面55Ci的形狀不同。因而，推斷為絕緣電阻Rb 的變動的差異主要是由主體金屬配件50的內(nèi)周面55i和主體金屬配件50C的內(nèi)周面55Ci的形狀的差異引起的。
[0115]圖9的參考例的主體金屬配件50C的處于8mm與9mm這兩個位置Dp之間的部分由第1 部分531形成。如圖6所說明的那樣，第1部分531的內(nèi)徑不取決于與中心軸線CL平行的方向上的位置，而是恒定的。因而，與圖8的實施方式相比，在8mm與9mm這兩個位置Dp之間，間隙距離變小。由此，抑制了燃燒氣體的流動。而且，與圖8的實施方式相比，在8mm與9mm這兩個位置Dp之間以及比8_的位置靠近頂端10f的位置的范圍內(nèi)，在絕緣體10的腿部13的外周面 13〇上，碳易于堆積。以上的對圖9的參考例的說明與在圖9的測量結(jié)果中通過使位置Dp從 9mm的位置向8mm的位置移動而使絕緣電阻Rb急劇減少，而且在8mm以下的位置Dp的范圍內(nèi)絕緣電阻Rb較小的情況一致。
[0116]圖8的實施方式的主體金屬配件50在8mm與9mm這兩個位置Dp之間具有第2部分 512。如圖2所說明的那樣，第2部分512的內(nèi)徑隨著朝向后方Dfr側(cè)去逐漸地變小。另外，第2 部分512的內(nèi)徑隨著沿朝向徑向外側(cè)凸起的曲線延伸而變小。因而，與圖9的參考例相比，能夠在8mm與9mm這兩個位置Dp之間增大間隙距離。由此，能夠提高燃燒氣體的流動的容易性。 另外，由于在包括中心軸線CL的剖面上，第2部分512的內(nèi)周面用曲線表示，因此與內(nèi)周面用直線或折線表示的情況相比，燃燒氣體的流動方向能夠沿著內(nèi)周面平滑地發(fā)生變化。因而， 能夠提高燃燒氣體的流動的容易性。另外，第2部分512設(shè)于比最大間隙部分315(圖2)的最大端位置317靠后方Dfr側(cè)的位置。因而，在比最大端位置317靠后方Dfr側(cè)的位置，能夠提高燃燒氣體的流動的容易性。根據(jù)以上內(nèi)容，能夠抑制燃燒氣體滯留于第2部分512的附近以及間隙310內(nèi)。因而，與圖9的參考例相比，在第2部分512的附近以及間隙310內(nèi)，能夠抑制碳堆積于絕緣體10的外周面13〇。以上關(guān)于圖8的實施方式的說明與在圖8的測量結(jié)果中能夠在8mm與9mm這兩個位置Dp之間以及6mm以上的位置Dp的范圍內(nèi)實現(xiàn)較大的絕緣電阻Rb (例如，10M Q以上的絕緣電阻Rb)的情況一致。
[0117]E.變形例:
[0118](1)作為主體金屬配件的結(jié)構(gòu)，并不限于上述結(jié)構(gòu)，能夠采用其他各種結(jié)構(gòu)。例如， 形成主體金屬配件的頂端的部分也可以是隨著朝向后方Dfr去維持恒定的內(nèi)徑的恒定內(nèi)徑部。另外，形成主體金屬配件的頂端的部分也可以是內(nèi)徑隨著從主體金屬配件的頂端朝向后方Dfr去而變小的部分。
[0119]另外，也可以在最大間隙部分(例如，圖2的最大間隙部分315)與內(nèi)徑隨著沿朝向徑向外側(cè)凸起的曲線延伸而變小的部分(例如，圖2的第2部分512)之間形成有其他部分。例如，也可以形成有恒定內(nèi)徑部與內(nèi)徑隨著朝向后方Dfr去而變小的部分中的至少一者。 [〇12〇]另外，作為在比最大間隙部分靠后方Dfr側(cè)的位置隨著朝向后方Dfr去而內(nèi)徑變小的部分的內(nèi)周面的形狀，取代像圖2的第2部分512那樣曲線狀的形狀，能夠采用其他任意形狀。例如，也可以采用朝向徑向內(nèi)側(cè)凸起的曲線狀的形狀。另外，在包括中心軸線CL的剖面上的內(nèi)周面的形狀也可以是用直線、折線以及曲線中的至少一種表示的形狀。另外，也可以相對于后方Dfr的位置的變化，使內(nèi)徑呈階梯狀變化。
[0121]另外，也可以從最大間隙部分的后端與中心軸線CL垂直地使內(nèi)徑變小。圖10是表示另一實施方式的火花塞100E的前方Df側(cè)的一部分的概略圖。與圖2的火花塞100之間的差異如以下所述。主體金屬配件50E的主體部55E中的比縮內(nèi)徑部56靠前方Df側(cè)的部分被劃分為從前方Df側(cè)朝向后端方向Dfr排列的3個部分551、552、513。第1部分551是將圖2的第1部分511延長至與第3部分513的前方Df?側(cè)的端部相對的位置而獲得的部分。第2部分552是與中心軸線CL垂直的面，并將第1部分551的后方Dfr側(cè)的端部與第3部分513的前方Df?側(cè)的端部之間連接起來。火花塞100E的其他部分的結(jié)構(gòu)與圖1、圖2的火花塞100的對應(yīng)的部分的結(jié)構(gòu)相同(對與對應(yīng)的要素相同的要素標注相同的附圖標記，并省略說明)。間隙350是主體金屬配件50E的內(nèi)周面55Ei與絕緣體10的外周面13〇之間的間隙。最大間隙部分355是間隙350 中的具有最大的間隙距離的部分。最大端位置3 5 7表示最大間隙部分3 5 5的后端的位置。最大端位置357位于比中間位置712靠后方Dfr側(cè)的位置。另外，主體金屬配件50E的頂端57 (即，間隙350的開口350〇)的頂端間隙距離812與圖2的頂端間隙距離812相同，且大于空隙g 的距離811?？梢酝茢噙@種火花塞100E也能夠抑制碳堆積于絕緣體10的外周面13〇。
[0122]另外，也可以是，在包括中心軸線CL的剖面上，主體金屬配件的頂端的面同主體金屬配件的內(nèi)周面中的包括擴內(nèi)徑部在內(nèi)的、從擴內(nèi)徑部到前方Df側(cè)的部分形成一個以上的角部，其中，擴內(nèi)徑部為內(nèi)徑隨著朝向后方Dfr去而變大的部分。圖11是表示另一實施方式的火花塞100F的前方Df側(cè)的一部分的概略圖。在附圖中，示出了與圖2的剖面相同的、包括中心軸線CL的平坦的剖面。與圖2的火花塞100之間的差異僅在于主體金屬配件50的頂端面 57與擴內(nèi)徑部511的內(nèi)周面所成的角部被倒角并形成有倒角部511a這一點。在圖11的下部， 示出了倒角部511a的附近的放大剖視圖。圖11的火花塞100F的其他部分的結(jié)構(gòu)與圖1、圖2 的火花塞100的對應(yīng)的部分的結(jié)構(gòu)相同(對與對應(yīng)的要素相同的要素標注相同的附圖標記， 并省略說明)。
[0123]在圖11的實施方式中，倒角部511a的內(nèi)徑隨著朝向后方Dfr去逐漸地變小。在圖11 所示的剖面上，倒角部511a的內(nèi)周面用直線表示。在倒角部511a的后方Dfr側(cè)設(shè)有擴內(nèi)徑部 511b。擴內(nèi)徑部511b的形狀與圖2的擴內(nèi)徑部511中的除與圖11的倒角部511a對應(yīng)的部分以外的剩余部分的形狀相同。主體金屬配件50F中的除倒角部511 a以外的部分的結(jié)構(gòu)與圖2的主體金屬配件50的結(jié)構(gòu)相同。例如，主體金屬配件50F的主體部55F的內(nèi)周面55Fi的形狀除倒角部511a的內(nèi)周面以外與圖2的主體金屬配件50的主體部55的內(nèi)周面55i的對應(yīng)部分的形狀相同。
[0124]如圖11所示，主體金屬配件50F的頂端面57F與倒角部511a的內(nèi)周面形成了第1角部C1，倒角部511a的內(nèi)周面與擴內(nèi)徑部511b的內(nèi)周面形成了第2角部C2。在圖11的剖面上， 第1角度Angl表示第1角部C1的角度(主體金屬配件50F的內(nèi)部側(cè)的角度)，第2角度Ang2表示第2角部C2的角度。在本實施方式中，這些角度Angl、Ang2均大于90度(S卩，鈍角)。一般來說， 放電易于在尖銳的角部產(chǎn)生。假設(shè)在主體金屬配件的內(nèi)周面形成90度以下的角部的情況下，有可能不是在接地電極30與中心電極20之間而是在主體金屬配件的該角部與中心電極 20之間產(chǎn)生放電。在圖11的實施方式中，由主體金屬配件50F的頂端面57F與主體金屬配件 50F的內(nèi)周面中的比擴內(nèi)徑部511b靠頂端方向Df側(cè)的部分(S卩，擴內(nèi)徑部511b的內(nèi)周面與倒角部51 la的內(nèi)周面)形成的兩個角部Cl、C2各自的角度Angl、Ang2均大于90度。因而，能夠抑制不在電極20、30的空隙g而是在主體金屬配件50F的角部C1、C2與中心電極20之間產(chǎn)生放電的情況。
[0125]另外，圖11的火花塞100F的結(jié)構(gòu)除了形成有倒角部511a這一點以外與圖1、圖2的火花塞100的結(jié)構(gòu)相同。例如，主體金屬配件50F的主體部55F的內(nèi)周面55Fi與絕緣體10的腿部13的外周面13〇之間的間隙360的形狀除了由倒角部511a形成的部分以外與圖2的間隙 310的形狀相同。而且，主體金屬配件50F的頂端57F(即，間隙360的開口360〇)的頂端間隙距離812F大于空隙g的距離811。根據(jù)以上內(nèi)容，可以推斷圖11的火花塞100F與圖1、圖2的火花塞100相同地能夠抑制碳堆積于絕緣體10的外周面13〇。另外，也可以將圖11的倒角部511a 應(yīng)用于上述其他實施方式的主體金屬配件(例如，圖10的主體金屬配件50E)。
[0126] —般來說，優(yōu)選的是，主體金屬配件在比接觸端位置(例如，圖2的接觸端位置713) 靠前方Df側(cè)的位置包括內(nèi)徑隨著朝向后方Dfr去而變大的部分(也稱作“擴內(nèi)徑部”)。在主體金屬配件包括擴內(nèi)徑部的情況下，能夠增大間隙距離，因此能夠提高氣體在間隙(例如， 圖2的間隙310)內(nèi)流動的容易性。作為擴內(nèi)徑部的內(nèi)周面的形狀，能夠采用任意形狀。例如， 內(nèi)周面在包括中心軸線CL的剖面上的形狀也可以是用直線、折線以及曲線中的至少一種表示的形狀。另外，也可以相對于后方Dfr的位置的變化，使內(nèi)徑呈階梯狀變化。
[0127]另外，優(yōu)選的是，主體金屬配件的頂端處的間隙距離大于中心電極與接地電極之間的空隙的距離。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠抑制產(chǎn)生通過從中心電極經(jīng)由絕緣體的外周面直至主體金屬配件的路徑的放電的可能性。另外，燃燒氣體從主體金屬配件的內(nèi)周面與絕緣體的夕卜周面之間的間隙(例如，圖2的間隙310)向間隙外的流出變?nèi)菀?，因此能夠抑制碳堆積于絕緣體的外周面。
[0128]另外，優(yōu)選的是，最大間隙部分的后方Dfr側(cè)的端部的位置(例如，圖2的最大間隙部分315的最大端位置317)位于比中央位置(例如，圖2的第1位置711與接觸端位置713之間的中間位置712)靠后方Dfr側(cè)的位置，該中央位置是將接觸端位置與主體金屬配件的頂端之間的軸線方向上的距離二等分的位置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提高燃料氣體在間隙內(nèi)流動的容易性，因此能夠抑制碳殘留于間隙的內(nèi)部。
[0129]另外，優(yōu)選的是，主體金屬配件具有“像圖2的第1部分511那樣，內(nèi)徑隨著從主體金屬配件的頂端朝向后端側(cè)去而變大的部分”與“像圖2的第2部分512那樣，在比最大端位置靠后端側(cè)的位置，內(nèi)徑隨著沿向徑向外側(cè)凸起的曲線朝向后端側(cè)去而變小的部分”中的至少一者。
[0130]另外，作為主體金屬配件的內(nèi)周面中的比擴內(nèi)徑部靠頂端側(cè)的部分(也稱作頂端側(cè)內(nèi)周面)的形狀，能夠采用各種形狀。例如，頂端側(cè)內(nèi)周面在包括中心軸線CL的剖面上的形狀也可以是利用直線、折線以及曲線中的至少一種表示的形狀。另外，也可以是，在包括中心軸線C L的剖面上，主體金屬配件的頂端的面與頂端側(cè)內(nèi)周面之間形成一個以上的角部。角部是在包括中心軸線CL的剖面上連接兩條直線的部分。角部的總數(shù)既可以是一個，也可以是兩個，亦可以是3個以上。在此，優(yōu)選的是，在包括中心軸線CL的剖面上，由主體金屬配件的頂端的面和頂端側(cè)內(nèi)周面形成的一個以上的角部各自的角度(不是主體金屬配件的外部側(cè)而是內(nèi)部側(cè)的角度)均為鈍角。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠抑制不在接地電極而是在主體金屬配件的角部產(chǎn)生放電的情況。
[0131](2)作為火花塞的結(jié)構(gòu)，并不限于上述結(jié)構(gòu)，能夠采用其他各種結(jié)構(gòu)。例如，也可以在接地電極與主體金屬配件之間配置有其他構(gòu)件。一般來說，接地電極只要直接或借助其他構(gòu)件電連接于主體金屬配件即可。另外，也可以省略中心電極20的第1電極頭29與接地電極30的第2電極頭39中的至少一者。另外，作為中心電極20的形狀，也可以采用與圖1中說明的形狀不同的各種形狀。另外，作為接地電極30的形狀，能夠采用與圖1中說明的形狀不同的各種形狀。
[0132]以上，根據(jù)實施方式、變形例說明了本發(fā)明，但是上述發(fā)明的實施方式是為了容易理解本發(fā)明的實施方式，并不限定本發(fā)明。本發(fā)明能夠在不脫離其主旨和保護范圍的前提下進行變更、改進，并且在本發(fā)明中包含其等價物。
[0133]附圖標記說明
[0134]5...墊圈；6...第1后端側(cè)密封件；7...第2后端側(cè)密封件；8...頂端側(cè)密封件；9...滑石；10、10B...絕緣體；10f...頂端；11...第2縮外徑部；12...通孔(軸孔)；13、 13B...腿部；13o、13B0...外周面;14...第3縮外徑部；15...第1縮外徑部；16...第1縮內(nèi)徑部；17...頂端側(cè)主體部；18...后端側(cè)主體部；19...凸緣部(大徑部)；20...中心電極； 21.??外層；22.??芯部；23.??頭部；24.??凸緣部；25.??腿部；27.??軸部；29.??第1電極頭； 30、30C...接地電極;31...頂端部;35...外層;36...芯部;37、37C...軸部;39...第2電極頭;40...端子金屬配件；50、508、50(:、5(^、5(^...主體金屬配件；51...工具卡合部；52...螺紋牙；53...彎邊部；54...座部；55、558、55￡、55?...主體部；551、558丨、55(^、55￡1、 55F1.??內(nèi)周面;56.? ?縮內(nèi)徑部;57、578、57(:、57?...頂端(頂端面)；58...變形部;59...通孔;60.??第1密封部;70.??電阻體;80.??第2密封部；100、100B、100C、100D、100E、100F...火花塞；310、320、330、340、350、360...間隙；310〇、320〇、330〇、350〇、360〇...開口；311、321...前部分間隙；312、322...后部分間隙；315、325、355...最大間隙部分；317、327、357...最大端位置(后端)；511&...倒角部;511、511匕..擴內(nèi)徑部;711、721...第1位置； 712、722...第2位置(中間位置)；713、723...第3位置(接觸端位置)；802...間隙距離;811、 821.? ?距離;812、822、832.??頂端間隙距離;g.??空隙；CL.??中心軸線(軸線)；Df…頂端方向(前方);Dfr...后端方向(后方)。
【主權(quán)項】
1.一種火花塞，該火花塞包括:絕緣體，其具有外徑隨著朝向軸線的方向的頂端側(cè)去而變小的縮外徑部和作為比所述 縮外徑部靠所述頂端側(cè)的部分的腿部，且所述絕緣體形成有沿所述軸線的方向延伸的通 孔；中心電極，其至少一部分插入到所述通孔的所述頂端側(cè)；主體金屬配件，其配置于所述絕緣體的徑向的周圍，具有內(nèi)徑隨著朝向所述頂端側(cè)去 而變小的縮內(nèi)徑部，且在所述主體金屬配件與所述腿部的外周面之間形成環(huán)狀的間隙；接地電極，其電連接于所述主體金屬配件，且在所述接地電極與所述中心電極之間形 成空隙；以及密封件，其配置在所述絕緣體的所述縮外徑部與所述主體金屬配件的所述縮內(nèi)徑部之 間，在該火花塞中，在將所述密封件與所述主體金屬配件之間的接觸部分中的最靠頂端側(cè)的位置設(shè)為接 觸端位置、將所述絕緣體的所述腿部的外周面與所述主體金屬配件的內(nèi)周面之間的徑向的距離 設(shè)為間隙距離、將所述環(huán)狀的間隙中的所述間隙距離最大的最大部分的后端的位置設(shè)為最大端位置 的情況下，所述主體金屬配件的頂端處的所述間隙距離大于所述中心電極與所述接地電極之間 的所述空隙的距離，所述主體金屬配件在比所述接觸端位置靠所述頂端側(cè)的位置具有內(nèi)徑隨著朝向所述 軸線的方向的后端側(cè)去而變大的擴內(nèi)徑部，所述最大端位置位于比中央位置靠所述后端側(cè)的位置，該中央位置是將所述接觸端位 置與所述主體金屬配件的頂端之間的所述軸線的方向上的距離二等分的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其中，在包括所述軸線的剖面上，所述主體金屬配件的頂端的面同所述主體金屬配件的內(nèi)周 面中的包括所述擴內(nèi)徑部在內(nèi)的、從所述擴內(nèi)徑部到頂端側(cè)的部分形成一個以上的角部，所述一個以上的角部各自的角度均是鈍角。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其中，所述主體金屬配件的所述擴內(nèi)徑部包括內(nèi)徑隨著從所述主體金屬配件的頂端朝向所 述后端側(cè)去而變大的部分。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的火花塞，其中，所述主體金屬配件在比所述最大端位置靠后端側(cè)的位置包括內(nèi)徑隨著沿向徑向外側(cè) 凸起的曲線朝向所述后端側(cè)去而變小的部分。
【文檔編號】H01T13/02GK106025800SQ201610178432
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】久田英貴
【申請人】日本特殊陶業(yè)株式會社