專利名稱：火花塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝在內(nèi)燃機(jī)上并用于對混合氣點(diǎn)火的火花塞。
背景技術(shù)：
以往，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)中使用用于點(diǎn)火的火花塞。一般的火花塞具有中心 電極、將中心電極保持在軸孔內(nèi)的絕緣體、將絕緣體保持在筒孔內(nèi)的主體配件及與主體配 件接合并在與中心電極之間形成火花放電間隙的接地電極。以向燃燒室內(nèi)伸出火花放電 間隙的方式將火花塞安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，通過在火花放電間隙中進(jìn)行火花放電(通過氣體的 絕緣擊穿進(jìn)行的火花放電，為了區(qū)別于后述的沿面放電也稱作氣體放電)，對混合氣進(jìn)行點(diǎn) 火。另外，絕緣體在軸孔內(nèi)的前端側(cè)上保持中心電極。并且，主體配件的設(shè)于筒孔內(nèi)的 保持部直接或間接地與絕緣體的外表面接觸，并保持絕緣體。主體配件和中心電極被絕緣 體中的比主體配件的保持部直接或間接地與絕緣體抵接的位置靠前端側(cè)的部位(以下稱 該部位為“隔絕部位”)隔開，并維持絕緣狀態(tài)。向被隔絕部位隔開的主體配件和中心電極之間施加高電壓時(shí)，可能在隔絕部位上 發(fā)生以火花貼著絕緣體的表面上的方式放電的所謂沿面放電。由于電極的消耗，正常的火 花放電間隙(即中心電極與接地電極的間隙)擴(kuò)大時(shí)，或?yàn)榱颂岣唿c(diǎn)火性在火花塞的設(shè)計(jì) 中擴(kuò)大火花放電間隙時(shí)，在火花放電間隙中進(jìn)行氣體放電的要求電壓升高。為此提高施加 到火花放電間隙上的電壓時(shí)，可能發(fā)生經(jīng)由隔絕部位的沿面放電，因此可能導(dǎo)致正常的火 花放電間隙中的火花放電的可靠性降低。為了防止發(fā)生上述沿面放電，可沿著軸線方向加長隔絕部位，從而延長絕緣距離。 但是，單純地進(jìn)行沿著軸線方向加長隔絕部位的設(shè)計(jì)來延長絕緣距離時(shí)，由于隔絕部位本 身變大從而熱容量增加，因此可能降低隔絕部位的傳熱性能。這樣，火花塞容易變成低熱值 型(所謂蓄熱型)，從而可能不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)要求的熱值條件。為防止這種情況，可以考慮 例如在隔絕部位設(shè)置凹凸形狀的皺折，從而不改變隔絕部位的軸線方向的長度并延長隔絕 部位上的沿面放電的絕緣距離。這樣一來，火花塞的熱值不會(huì)大幅地變化。另外，即使火 花放電的要求電壓升高，也難以發(fā)生沿面放電，能在正常的火花放電間隙中發(fā)生氣體放電 (例如參照專利文獻(xiàn)1)。另外，如上所述，主體配件的保持部與絕緣體的外表面抵接并保持絕緣體，但在該 抵接位置的前端側(cè)上，在保持部與隔絕部位之間產(chǎn)生比主體配件的筒孔與隔絕部位之間的 間隙窄的間隙。如果能確保該間隙較大，則受到污染時(shí)能抑制在保持部和隔絕部位的間隙 中發(fā)生跳火，但是從火花塞小型化的觀點(diǎn)來看，很難確保間隙的大小。因此，縮小保持部和 隔絕部位之間的間隙，使其為0. 4mm以下，從而可防止未燃?xì)怏w侵入間隙內(nèi)并提高間隙內(nèi) 的耐污染性，其結(jié)果防止了跳火的發(fā)生(例如參照專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)1 日本實(shí)開昭50-059428號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2002-260817號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，近年有發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率增大且燃燒室內(nèi)的壓力(混合氣的壓縮比)較以往 提高的趨勢，伴隨這種情況，用于火花放電的要求電壓進(jìn)一步提高。在此廣為人知的是在 燃燒室內(nèi)的壓力和火花放電的要求電壓的關(guān)系中，與沿面放電相比，氣體放電中，壓力上升 時(shí)要求電壓的上升幅度較大。因此，燃燒室內(nèi)的壓力比以往高時(shí)，即使如專利文獻(xiàn)1的火花 塞一樣通過皺折延長絕緣距離，也可能容易發(fā)生沿面放電。另外，即使防止了保持部和隔絕 部位的間隙中的污染，由于在電極間施加更高的電壓，也可能在間隙內(nèi)發(fā)生跳火，且隔絕部 位上的跳火位置成為沿面放電的起點(diǎn)。為了防止這種情況，可進(jìn)一步延長沿面放電的絕緣 距離，但為此而在隔絕部位上設(shè)置極端的凹凸形狀時(shí)隔絕部位的表面積增大。這樣，來自發(fā) 動(dòng)機(jī)的受熱量升高，火花塞容易變成低熱值型，因此可能不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)要求的熱值條件。本發(fā)明是為解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種火花塞，能夠滿足發(fā)動(dòng) 機(jī)要求的熱值條件，并抑制絕緣體的隔絕部位上的沿面放電的發(fā)生，可靠地在正常的火花 放電間隙中進(jìn)行火花放電。本發(fā)明實(shí)施方式中的一種火花塞，其特征在于，包括中心電極；絕緣體，具有沿 著所述中心電極的軸線方向延伸的軸孔，并在該軸孔內(nèi)的前端側(cè)保持所述中心電極；主體 配件，具有沿著所述軸線方向延伸的筒孔，并且在該筒孔內(nèi)具有保持部，該保持部在所述絕 緣體的圓周方向的一周上與所述絕緣體的外表面直接或間接抵接，用于將所述絕緣體保持 在所述筒孔內(nèi)；以及接地電極，一端部與所述主體配件接合，另一端部側(cè)朝向所述中心電極 的前端部彎曲，并且該另一端部與所述中心電極的所述前端部之間形成火花放電間隙，當(dāng) 將所述絕緣體中的從所述軸線方向的前端側(cè)觀察時(shí)比所述絕緣體最早直接或間接地與所 述保持部接觸的位置Q靠近所述軸線方向的前端側(cè)的部位稱為隔絕部位時(shí)，所述隔絕部位 處的所述外表面中的與構(gòu)成所述保持部的面中朝向正交于所述軸線方向的徑向內(nèi)側(cè)的內(nèi) 向面所相對的部分、與所述內(nèi)向面在圓周方向的一周上以0. 4mm以下的所述徑向上的間隙 配置，所述絕緣體的所述隔絕部位的所述外表面的表面積S與所述絕緣體的所述隔絕部位 的體積V的比例(S/V)滿足1. 26彡S/V彡1. 40 [mm-1]，并且所述絕緣體的所述隔絕部位的 最大外徑為所述絕緣體的所述位置Q的外徑以下。在本實(shí)施方式中，將隔開中心電極和主體配件的保持部的隔絕部位的外表面與保 持部的間隙設(shè)為0. 4mm以下，從而能確保耐污染性。并且，將絕緣體的隔絕部位的外表面S 與絕緣體的隔絕部位的體積V的比例(S/V)設(shè)為1.26mm1以上，從而能確保防止發(fā)生經(jīng)由 隔絕部位的沿面放電所需的充分的絕緣距離。因此，即使在實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的高輸出化時(shí)燃燒 壓上升且用于火花放電的要求電壓升高，也能可靠地在正常的火花放電間隙中進(jìn)行火花放 電。另一方面，伴隨著表面積S的增大來自燃燒室的受熱量增加，但由于S/V為1. 40mm 1以 下，因此能抑制中心電極的溫度上升，并維持熱值條件。因此，能按照現(xiàn)有的尺寸比例實(shí)現(xiàn) 火花塞的小型化，從而有利于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化及高輸出化。另外，為了使絕緣體的隔絕部位的外表面的表面積S與絕緣體的隔絕部位的體積 V的比例(S/V)滿足上述范圍，可以在隔絕部位上設(shè)置例如凹凸形狀。設(shè)置這種形狀時(shí)，通 過將絕緣體的隔絕部位的最大外徑控制在位置Q上的絕緣體的外徑以下，能限制隔絕部位 靠近主體配件的筒孔的內(nèi)周面。因此，能防止在隔絕部位和筒孔的內(nèi)周面之間發(fā)生氣體放
4電(所謂側(cè)跳火)。另外，在本實(shí)施方式的火花塞中，所述隔絕部位的所述軸線方向上的前端部也可 以從所述主體配件的前端突出1.0mm以上。并且，在所述隔絕部位的所述前端部處的所述 外表面上，也可以對由前端面和外側(cè)面形成的棱角部分實(shí)施倒角尺寸為0. 4mm以下的R面 倒角，且所述隔絕部位的所述前端部處的所述絕緣體的所述軸孔和所述中心電極在所述徑 向上的距離也可以為0. 05mm以上。由于主體配件的前端面和筒孔的內(nèi)周面所形成的棱角部位是電場強(qiáng)度容易升高 的部位，因此在絕緣體的外表面中接近該棱角部位的部分容易成為與棱角部位之間的氣體 放電(側(cè)跳火)的起點(diǎn)。并且，當(dāng)發(fā)生側(cè)跳火時(shí)，在該起點(diǎn)和中心電極之間發(fā)生順著絕緣體 的外表面的沿面放電。因此，使隔絕部位的前端部從主體配件的前端突出1.0mm以上時(shí)，能 延長沿面放電路徑上的絕緣距離，從而能進(jìn)一步地提高棱角部位和中心電極之間的絕緣電 阻。因此，對實(shí)現(xiàn)了更高輸出化的發(fā)動(dòng)機(jī)使用本實(shí)施方式中的火花塞時(shí)，能得到充分的絕緣 性能，并能有效地防止側(cè)跳火的發(fā)生。另外，在火花塞的制造過程中，在所述隔絕部位的前端部的前端面和外側(cè)面所形 成的棱角部分上可能容易發(fā)生斷裂。為了防止這種斷裂的發(fā)生，可對該棱角部分實(shí)施R面 倒角。但是倒角尺寸越大，在倒角部分絕緣距離越短。為了對實(shí)現(xiàn)了更高輸出化的發(fā)動(dòng)機(jī) 使用本實(shí)施方式中的火花塞，可使倒角尺寸為0. 4mm以下，從而確保充分的絕緣距離。另外，在所述隔絕部位的前端部上的絕緣體的軸孔和中心電極之間設(shè)置間隙時(shí)， 由于空氣層的絕緣效果，能進(jìn)一步地確保主體配件和中心電極之間的絕緣距離。為了對實(shí) 現(xiàn)了更高輸出化的發(fā)動(dòng)機(jī)使用本實(shí)施方式中的火花塞時(shí)得到充分的絕緣性，可將絕緣體的 軸孔和中心電極之間的徑向上的距離設(shè)為0. 05mm以上。另外，在本實(shí)施方式中的火花塞中，所述隔絕部位的所述前端部可形成沿著所述 軸線方向的圓筒形狀，也可被配置為在所述軸線方向上跨越所述主體配件的前端的位置。 并且，所述隔絕部位的所述前端部處的所述表面積S與所述隔絕部位的所述前端部處的所 述體積V的比例(S/V)可滿足1. 40彡S/V彡2. 00[mm-1]。當(dāng)在軸線方向上跨越主體配件 的前端位置而配置呈圓筒形狀的所述隔絕部位的前端部時(shí)，能確保電場強(qiáng)度容易升高的棱 角部位和絕緣體的外表面之間的距離，并能防止側(cè)跳火的發(fā)生。并且，為了可靠地確保所述隔絕部位的前端部上的絕緣距離，可與上述同樣地規(guī) 定絕緣體的所述隔絕部位的前端部的表面積S與絕緣體的所述隔絕部位的前端部的體積V 的比例(S/V)，具體地可將S/V設(shè)定為1. 40彡S/V彡2. 00 [mm-1]。雖然即使所述隔絕部位的 前端部的S/V小于1. 40mm 1時(shí)也能確保實(shí)用范圍的充分的絕緣距離，但為了在實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī) 的更高輸出化且要求電壓升高時(shí)也能確保在所述隔絕部位的前端部上的可靠的絕緣距離， 所述隔絕部位的前端部的S/V優(yōu)選為1. 40mm 1以上。另一方面，當(dāng)所述隔絕部位的前端部 的S/V增大時(shí)，所述隔絕部位的前端部上的來自燃燒室的受熱量增多從而導(dǎo)致中心電極的 溫度上升，因此所述隔絕部位的前端部的S/V優(yōu)選為2. 00mm 1以下。另外，在本實(shí)施方式中的火花塞中，所述主體配件可在自身的外周側(cè)上具有形成 有用于將自身安裝到內(nèi)燃機(jī)上的螺紋的安裝部。該螺紋的公稱直徑優(yōu)選為M8-M12，且在所 述徑向上，由所述主體配件的前端面和所述筒孔的內(nèi)周面所形成的棱角部位與所述絕緣體 的所述隔絕部位的所述外表面之間的最短距離L優(yōu)選大于所述火花放電間隙的大小G。
通過使主體配件的棱角部位和絕緣體的隔絕部位的外表面的最短距離L比火花 放電間隙的大小G大，能防止發(fā)生以電場強(qiáng)度容易升高的棱角部位為起點(diǎn)的側(cè)跳火，并能 可靠地在正常的火花放電間隙進(jìn)行火花放電。并且，通過本發(fā)明的應(yīng)用，即使按現(xiàn)有的尺寸 比例實(shí)現(xiàn)了火花塞的小型化也能防止側(cè)跳火及沿面放電的發(fā)生，因此將本發(fā)明應(yīng)用于主體 配件的安裝部的螺紋的公稱直徑為M8-M12的火花塞時(shí)，有利于同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化 及高輸出化。另外，在本實(shí)施方式的火花塞中，可將所述絕緣體的所述隔絕部位在所述徑向上 的最小厚度T設(shè)為0. 5mm以上。在進(jìn)一步擴(kuò)大絕緣體的隔絕部位的外表面的表面積S時(shí)， 如本實(shí)施方式若將絕緣體的隔絕部位的最小厚度T設(shè)為0. 5mm以上，則在絕緣體的制造過 程中能確保操作時(shí)的充分的強(qiáng)度，并能抑制斷裂等不良情況的發(fā)生。另外，本實(shí)施方式中的火花塞可具有以下特征所述絕緣體的所述隔絕部位的最 大外徑與所述主體配件的所述筒孔的內(nèi)周面的內(nèi)徑的徑差按半徑差為0. 5mm以上。


圖1是火花塞100的部分剖視圖。圖2是放大火花塞100的隔絕部位P的剖視圖。圖3是放大作為變形例的火花塞200的隔絕部位P的部分剖視圖。圖4是放大作為變形例的火花塞300的隔絕部位P的部分剖視圖。圖5是放大作為變形例的火花塞400的隔絕部位P的部分剖視圖。圖6是放大作為變形例的火花塞500的隔絕部位P的部分剖視圖。圖7是表示沿面放電的發(fā)生頻度和絕緣體的隔絕部位P的表面積S與絕緣體的隔 絕部位P的體積V的比例(S/V)的相關(guān)關(guān)系的圖表。圖8是表示隔絕部位P的絕緣電阻值和絕緣體的隔絕部位P的表面積S與絕緣體 的隔絕部位P的體積V的比例(S/V)的相關(guān)關(guān)系的半對數(shù)圖表。圖9是表示中心電極的前端部的溫度和絕緣體的隔絕部位P的表面積S與絕緣體 的隔絕部位P的體積V的比例(S/V)的相關(guān)關(guān)系的圖表。圖10是表示絕緣體的隔絕部位P的最小厚度T與絕緣體的制造過程中的斷裂發(fā) 生率的關(guān)系的圖表。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明火花塞的一個(gè)具體化的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，在圖1 中，將火花塞100的軸線0方向作為附圖中的上下方向，將下側(cè)作為火花塞100的前端側(cè)、 上側(cè)作為后端側(cè)進(jìn)行說明。如圖1所示，火花塞100大致由中心電極20、將中心電極20保持在軸孔12內(nèi)的 絕緣體10、將絕緣體10保持在筒孔55內(nèi)的主體配件50、與主體配件50接合且與中心電極 20之間形成火花放電間隙GAP的接地電極30、以及設(shè)于絕緣體10的后端部的端子配件40 構(gòu)成。首先，對絕緣體10進(jìn)行說明。眾所周知，絕緣體10通過燒制氧化鋁等而形成，并具 有在軸中心形成沿著軸線0方向延伸的軸孔12的筒形狀。在軸線0方向的大致中央形成有外徑最大的凸緣部19，在其后端側(cè)(圖1中的上側(cè))上形成有后端側(cè)主體部18。在凸緣 部19的前端側(cè)(圖1中的下側(cè))上形成有外徑小于后端側(cè)主體部18的前端側(cè)主體部17， 并且在前端側(cè)主體部17的前端側(cè)上形成有外徑小于前端側(cè)主體部17的腿部13。腿部13 越靠近前端側(cè)直徑越小，且當(dāng)火花塞100被安裝于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)頭(未圖示)上時(shí)，被暴 露于其燃燒室內(nèi)。另外，為了在后述的主體配件50的筒孔55內(nèi)保持絕緣體10并維持氣密 性，在腿部13和前端側(cè)主體部17之間設(shè)置階梯狀的部位，在本實(shí)施方式中，稱該部位為階 梯部15。另外，參照后述，在本實(shí)施方式中，在該腿部13中，絕緣體10的外表面14形成為 凹凸形狀。接下來，中心電極20為棒狀電極，具有以下結(jié)構(gòu)在由鉻鎳鐵合金(商標(biāo)名)600 或601等鎳類合金形成的基材24的內(nèi)部埋入由比基材24熱導(dǎo)性優(yōu)良的銅等構(gòu)成的金屬芯 23。中心電極20被保持在絕緣體10的軸孔12內(nèi)的前端側(cè)。中心電極20的前端部22從 絕緣體10的前端突出，并在與后述的接地電極30的前端部31之間形成火花放電間隙GAP。 另外，中心電極20經(jīng)由設(shè)于軸孔12內(nèi)部的密封體4及陶瓷電阻3，與后方(圖1中的上方) 的端子配件40電連接。高壓電纜(未圖示)經(jīng)由插頭連接到端子配件40上，從而施加用 于火花放電的高電壓。接下來，對接地電極30進(jìn)行說明。接地電極30由耐腐蝕性高的金屬構(gòu)成，作為一 個(gè)例子，可以使用鉻鎳鐵合金(商標(biāo)名)600或601等鎳合金。接地電極30自身長度方向 的剖面大致呈長方形，基部32焊接在主體配件50的前端面57上。接地電極30的前端部 31朝向中心電極20的前端部22彎曲，且在兩者之間形成火花放電間隙GAP。接下來，對主體配件50進(jìn)行說明。主體配件50是用于在內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)頭(未 圖示)上固定火花塞100的圓筒狀配件。主體配件50通過包圍從絕緣體10的后端側(cè)主體 部18的一部分到腿部13的部位，將絕緣體10保持在筒孔55中。主體配件50由低碳鋼形 成，具有與未圖示的火花塞扳手嵌合的工具扣合部51、和形成有用于與發(fā)動(dòng)機(jī)頭的螺紋孔 (未圖示)螺合的螺紋的安裝部52。在主體配件50的工具扣合部51與安裝部52之間形成有凸緣狀的密封部54。在 安裝部52與密封部54之間的外周面上，嵌入配置有通過折彎板體而形成的環(huán)狀的墊片5。 當(dāng)火花塞100被安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)頭的安裝孔(未圖示)上時(shí)，墊片5在安裝孔的開口周緣部 與密封部54之間被壓潰而變形并密封兩者之間，從而防止經(jīng)由安裝孔向燃燒室內(nèi)漏氣。在主體配件50內(nèi)周的安裝部52的位置上設(shè)有從筒孔55的內(nèi)周面59向內(nèi)突出并 沿圓周方向環(huán)繞一周的保持部56。在該保持部56上隔著環(huán)狀的密封板8保持有絕緣體10 的階梯部15。另外，在主體配件50的工具扣合部51的后端側(cè)上設(shè)有較薄的鉚接部53，在 密封部54與工具扣合部51之間設(shè)有與鉚接部53同樣較薄的彎曲部58。在從工具扣合部 51到鉚接部53的主體配件50的筒孔55的內(nèi)周面59與絕緣體10的后端側(cè)主體部18的外 周面14之間夾著圓環(huán)狀的環(huán)部件6、7，并且在兩個(gè)環(huán)部件6、7之間填充滑石(Talc) 9的粉 末。通過向內(nèi)側(cè)折彎并鉚接主體配件50的鉚接部53，絕緣體10在筒孔55內(nèi)被朝向前端側(cè) 按壓，并被支撐在鉚接部53與保持部56之間，從而與主體配件50成為一體。此時(shí)，主體配 件50與絕緣體10之間的氣密性通過夾在保持部56與階梯部15之間的密封板8維持，從 而防止燃燒氣體的流出。另外，在進(jìn)行鉚接時(shí)，彎曲部58伴隨壓縮力的增加向外撓曲變形， 通過使滑石9在軸線0方向的壓縮長度變長來提高主體配件50內(nèi)的氣密性。
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在上述構(gòu)成的本實(shí)施方式的火花塞100中，為了在火花放電時(shí)可靠地在火花放電 間隙GAP中完成火花放電，形成用于抑制在絕緣體10的外表面14上發(fā)生沿面放電的結(jié)構(gòu)。 以下，參照圖2對絕緣體10的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。如上所述，圖2所示的絕緣體10的腿部13是形成在為了在主體配件50上保持絕 緣體10而設(shè)置的階梯部15的前端側(cè)的部位。階梯部15隔著密封板8保持在主體配件50 的保持部56上。換言之，主體配件50的保持部56隔著密封板8間接地與絕緣體10的階 梯部15抵接，并保持絕緣體10。在本實(shí)施方式中，將在絕緣體10的外表面14上密封板8 與階梯部15抵接的位置中的軸線0方向上的最前端的位置設(shè)為Q。并且，將在絕緣體10的 部位中的位于位置Q的軸線0方向上的前端側(cè)的、使中心電極20與保持部56處于絕緣狀 態(tài)的部位稱為隔絕部位P。具體地，在圖2中，用實(shí)線表示絕緣體10的隔絕部位P。當(dāng)火花塞100工作時(shí)，向主體配件50與端子配件40 (參照圖1)之間施加高電壓， 從而在與主體配件50接合的接地電極30和與端子配件40電連接的中心電極20之間的火 花放電間隙GAP上發(fā)生火花放電(氣體放電)，并進(jìn)行混合氣的點(diǎn)火。此時(shí)，由于在主體配 件50與中心電極20之間也施加有高電壓，因此為了防止在介于兩者之間的隔絕部位P上 發(fā)生沿面放電從而導(dǎo)致在中心電極20和主體配件50 (保持部56)之間發(fā)生火花放電，關(guān)鍵 要在兩者之間得到充分的絕緣距離。另外，在燃燒室內(nèi)的壓力比以往升高的狀態(tài)下，為了在 火花放電間隙GAP中可靠地發(fā)生火花放電(氣體放電)，不僅延長沿著隔絕部位P的表面的 主體配件50和中心電極20之間的距離，而且優(yōu)選進(jìn)一步擴(kuò)大絕緣體10的隔絕部位P的外 表面14的表面積。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，在本實(shí)施方式的火花塞100中，作為一個(gè)例子，在隔絕部位P 上，絕緣體10的外表面14形成為凹凸形狀。然而并不是只要在隔絕部位P設(shè)置凹凸形狀 即可，為了滿足發(fā)動(dòng)機(jī)要求的熱值條件并可靠地防止經(jīng)由隔絕部位P的沿面放電，設(shè)置以 下各種規(guī)定。首先，如圖2所示，在絕緣體10的隔絕部位P中，將徑向(與軸線0正交的方向) 上與主體配件50的保持部56相對的部位稱為基端部P1。在本實(shí)施方式中，基端部P1形成 以大致相同的外徑沿軸線0方向延伸的圓筒形狀。另外，將從基端部P1朝向軸線0方向的 前端側(cè)外徑變化并延伸的部位稱為中間部P2。如上所述，在本實(shí)施方式中，絕緣體10的中 間部P2上的外表面14形成凹凸?fàn)?。并且，將從中間部P2朝向軸線0方向的前端側(cè)延伸的 部位稱為前端部P3。前端部P3與基端部P1同樣地形成圓筒形狀并沿著軸線0方向延伸， 前端面61比主體配件50的前端面57配置在軸線0方向上的前端側(cè)。在基端部P1中，外表面14具有與構(gòu)成保持部56的面中的朝向徑向上的內(nèi)側(cè)的內(nèi) 向面60相對的部位F。部位F與內(nèi)向面60之間具有間隙J，設(shè)定基端部P1的大小(外徑)， 以使在圓周方向的一周上間隙J的大小(徑向長度)為0.4mm以下。當(dāng)間隙J大于0.4mm 時(shí)，內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)未燃燒氣體可能進(jìn)入間隙J內(nèi)，且污染物質(zhì)積蓄在間隙J內(nèi)。當(dāng)通過污染 物質(zhì)的積蓄形成的層增長從而保持部56的內(nèi)向面60與部位F的絕緣體10的外表面14經(jīng) 由污染物質(zhì)電連接時(shí)，可能導(dǎo)致主體配件50與中心電極20之間的絕緣電阻下降，從而容易 發(fā)生經(jīng)由隔絕部位P的沿面放電。另一方面，為了確保針對保持部56的內(nèi)向面60與部位F 上的絕緣體10的外表面14之間的氣體放電的絕緣電阻，優(yōu)選確保間隙J的大小為0. 05mm 以上，且更優(yōu)選確保0. 2mm以上。
另外，當(dāng)構(gòu)成間隙J的保持部56的內(nèi)向面60和部位F上的絕緣體10的外表面14 沿軸線0方向延伸的長度為H時(shí)，優(yōu)選長度H確保0. 5mm以上。長度H小于0. 5mm時(shí)，難以 有效地防止未燃燒氣體侵入間隙J內(nèi)。另一方面，長度H變長時(shí)，主體配件50的筒孔55內(nèi) 的通往間隙J內(nèi)的開口越靠近軸線0方向的前端側(cè)。這樣一來，經(jīng)由間隙J的開口附近的 隔絕部位P的沿面放電的絕緣距離縮短，因此當(dāng)污染物質(zhì)附著到間隙J的開口附近時(shí)，可能 發(fā)生經(jīng)由污染物質(zhì)的跳火。因此，優(yōu)選長度H在2. 5mm以下。這樣，通過規(guī)定間隙J的大小，如上所述耐污染性提高，但氣體放電中的絕緣電阻 降低，因此通過規(guī)定絕緣體10的隔絕部位P的表面積S與絕緣體10的隔絕部位P的體 積V的比例(S/V)，確保了隔絕部位P上的沿面放電的絕緣距離。具體地，規(guī)定了 S/V滿足 1. 26 ( S/V ( 1. 40 [mm"1]。當(dāng)絕緣體10的隔絕部位P的表面積S與絕緣體10的隔絕部位 P的體積V的比例(S/V)小于1. 26mm 1時(shí)，隔絕部位P不能得到充分大小的表面積S，因此 對隔著隔絕部位P的主體配件50與中心電極20之間的沿面放電不能充分地確保針絕緣距 離。另一方面，隔絕部位P的表面積S與隔絕部位P的體積V的比例增大意味著與同等大 小的火花塞相比絕緣體10的隔絕部位P的表面積S增大，從而來自燃燒室的受熱量增多。 具體地、S/V大于1.40mm1時(shí)，來自隔絕部位P的熱量導(dǎo)致中心電極20的溫度大幅上升，從 而火花塞100變?yōu)榈蜔嶂敌?即蓄熱型)，因此可能不能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)要求的熱值條件。這樣，通過規(guī)定絕緣體10的隔絕部位P的表面積S與絕緣體10的隔絕部位P的 體積V的比例(S/V)滿足1.26彡S/V彡1. 40011m1]，能將按以往的尺寸比例小型化的火花 塞用于燃燒壓力更高的發(fā)動(dòng)機(jī)上。即，本發(fā)明不是通過沿軸線0方向延長腿部來確保主體 配件的保持部與中心電極之間的絕緣距離，應(yīng)用本發(fā)明設(shè)計(jì)火花塞時(shí)，即使按以往的尺寸 比例小型化也能充分地確保絕緣距離。具體地，當(dāng)將本發(fā)明應(yīng)用于主體配件50的安裝部52 的螺紋的公稱直徑為M8至M12的火花塞100時(shí)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化及高輸出化， 因此優(yōu)選。另外，在火花塞100中，規(guī)定絕緣體10的隔絕部位P的最大外徑為位置Q上的絕 緣體10的外徑U以下。在本實(shí)施方式中，由于隔絕部位P的中間部P2呈凹凸形狀且朝向 前端側(cè)直徑逐漸縮小，因此在隔絕部位P上絕緣體10的外徑最大的位置與位置Q —致。即 使不是這種情況，根據(jù)規(guī)定，隔絕部位P也不會(huì)超過絕緣體10的位置Q上的外徑U而向徑 向上的外方突出。由此，通過擴(kuò)大絕緣體10的隔絕部位P的外表面14的表面積S，可限制 隔絕部位P靠近主體配件50的筒孔55的內(nèi)周面59，因此能夠防止在隔絕部位P與筒孔55 的內(nèi)周面59之間發(fā)生氣體放電(所謂側(cè)跳火)。并且，更優(yōu)選的是確保主體配件50的筒孔 55的內(nèi)徑X與絕緣體10的隔絕部位P的最大外徑的直徑差為1. 0mm以上(半徑差為0. 5mm 以上)。另外，規(guī)定了主體配件50的前端面57和筒孔55的內(nèi)周面59形成的棱角部位W與 絕緣體10的隔絕部位P的外表面14之間的最短距離L比火花放電間隙GAP的大小G大。 眾所周知呈棱角的部位由于電場強(qiáng)度提高而容易成為火花放電的起點(diǎn)，但是在棱角部位W 與中心電極20之間發(fā)生火花放電，需要棱角部位W與隔絕部位P之間的氣體放電以及在隔 絕部位P的外表面14上發(fā)生該氣體放電的起點(diǎn)與中心電極20之間的沿面放電。棱角部位 W與隔絕部位P的最短距離L比火花放電間隙GAP大時(shí)，棱角部位W與中心電極20之間的 絕緣電阻值難以低于火花放電間隙GAP的絕緣電阻值，因此驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，能更可靠地在
9正常的火花放電間隙GAP中發(fā)生火花放電。另外，規(guī)定了在火花塞100的徑向上絕緣體10的隔絕部位P的最小厚度T為0. 5mm 以上。如上所述，為了限制隔絕部位P靠近主體配件50的筒孔55的內(nèi)周面59，并進(jìn)一步擴(kuò) 大絕緣體10的隔絕部位P的外表面14的表面積S，考慮使絕緣體10的厚度部分變薄。然 而，雖然絕緣體10是在壓固氧化鋁等絕緣粉末并通過切削加工成形后燒制而成的，但由于 具有軸孔12，因此當(dāng)徑向的厚度減小時(shí)，可能在成形時(shí)發(fā)生折斷等，從而成品率變差。特別 是在隔絕部位P中，由于凹凸形狀，絕緣體10的最小厚度T容易變小。為了防止這種情況， 根據(jù)后述的實(shí)施例4，優(yōu)選將絕緣體10的隔絕部位P的最小厚度T設(shè)為0. 5mm以上，從而確 保絕緣體10具有充分的厚度。這樣通過各種規(guī)定，即使燃燒室內(nèi)的壓力比以往提高的狀態(tài)下，也能夠充分地防 止經(jīng)由隔絕部位P的沿面放電的發(fā)生，然而為了提供即使在燃燒室內(nèi)的壓力上升比上述規(guī) 定中作為目標(biāo)的上升幅度進(jìn)一步提高的情況下也能應(yīng)對的火花塞100，在本實(shí)施方式中，進(jìn) 一步設(shè)置以下規(guī)定。首先，可將絕緣體10的前端部P3在軸線0方向上相對于主體配件50的前端面57 向前端側(cè)突出的突出長度N設(shè)為1. 0mm以上。如上所述，當(dāng)主體配件50的棱角部位W與絕 緣體10的外表面14之間的最短距離L大于火花放電間隙GAP的大小G時(shí)，能夠確保在正常 的火花放電間隙GAP中的火花放電。當(dāng)伴隨燃燒室內(nèi)的壓力的進(jìn)一步上升施加于電極之間 的電壓升高時(shí)，為了抑制在隔絕部位P的外表面14上在棱角部位W和隔絕部位P之間的氣 體放電發(fā)生的起點(diǎn)與中心電極20之間發(fā)生沿面放電，關(guān)鍵要加長可能發(fā)生該沿面放電的 部位與中心電極20之間的絕緣距離。根據(jù)后述的實(shí)施例5可知，當(dāng)在軸線0方向上絕緣體 10的前端部P3相對于主體配件50的前端面57向前端側(cè)突出的突出長度N為1. 00mm以上 時(shí)，可進(jìn)一步提高中心電極20和主體配件50之間的絕緣電阻。當(dāng)然，即使不足1. 00mm,也 能得到可實(shí)用的大小的范圍的絕緣電阻。按上述方法能進(jìn)一步提高棱角部位W和中心電極 20之間的絕緣電阻。因此，通過在實(shí)現(xiàn)了更高輸出化的發(fā)動(dòng)機(jī)上使用火花塞100，能得到充 分的絕緣性，并能有效地防止側(cè)跳火的發(fā)生。另一方面，如果突出長度N變長，前端部P3上 的來自燃燒室的受熱量增加，導(dǎo)致溫度上升，因此突出長度N可設(shè)為4. 3mm以下，更優(yōu)選為 4. 0mm以下。另外，如上所述前端部P3呈圓筒形狀，優(yōu)選以大致相同的外徑沿著軸線0方向 延伸并跨越主體配件50的前端面57的位置，即在軸線0方向上的前端部P3的中央位置上 配置棱角部位W。這樣一來，能確保棱角部位W和絕緣體10的前端部P3的外表面14之間 的絕緣距離(針對可能在兩者之間發(fā)生的氣體放電的絕緣距離)，并防止側(cè)跳火的發(fā)生。另外，在火花塞100的制造過程中，可能容易在絕緣體10的前端部P3的前端面61 和外側(cè)面形成的棱角部分上產(chǎn)生斷裂。為了防止這種斷裂的產(chǎn)生，可在該棱角部分上實(shí)施R 倒角，該倒角尺寸K優(yōu)選設(shè)為0. 1mm以上。根據(jù)后述的實(shí)施例8，當(dāng)?shù)菇浅叽鏚不足0. 1mm 時(shí)，在火花塞100的制造過程中，可能在上述棱角部分上產(chǎn)生斷裂。另一方面，倒角尺寸K越 大，在倒角部分上絕緣距離越短，因此倒角尺寸K優(yōu)選設(shè)為0. 45mm以下，更優(yōu)選設(shè)為0. 40mm 以下。另外，在前端部P3上，在絕緣體10的軸孔12與中心電極20之間，可在徑向上具 有0. 05mm以上的間隙M。具體地如圖2所示，可相對于后端側(cè)的外徑將中心電極20的前 端部22的外徑按半徑差縮小0. 05mm以上而形成間隙M。當(dāng)然，也可在前端部P3上按半徑差將絕緣體10的軸孔12的內(nèi)徑擴(kuò)大0. 05mm以上而形成間隙M，或者也可以對中心電極20 和絕緣體10雙方實(shí)施加工而形成上述間隙M。通過形成間隙M，能進(jìn)一步延長由隔絕部位 P造成的中心電極20和主體配件50之間的絕緣距離。根據(jù)后述的實(shí)施例6，間隙M縮小至
0.05mm以下時(shí)，間隙M內(nèi)的空氣層的絕緣效果減弱，隔絕部位P的絕緣電阻作為實(shí)用范圍充 足了，但會(huì)降低。另一方面，間隙M過度擴(kuò)大時(shí)，在前端部P3上，從燃燒室接收的熱難以向 中心電極20側(cè)驅(qū)散，從而有可能導(dǎo)致熱值條件的降低，因此作為實(shí)用范圍可設(shè)為0. 47mm以 下，更優(yōu)選為0. 45mm以下。并且，為了可靠地確保前端部P3上的絕緣距離，可與上述同樣地規(guī)定絕緣體10的 前端部P3的表面積S與絕緣體10的前端部P3的體積V的比例(S/V)。具體地，規(guī)定了 S/V 滿足1. 40彡S/V彡2. 00 [mm"1]。根據(jù)后述的實(shí)施例7，即使前端部P3的S/V不足1. 40mm、 作為實(shí)用范圍也能夠確保可靠的絕緣距離，但是為了在要求電壓高的情況下在前端部P3 上確?？煽康慕^緣距離，優(yōu)選前端部P3的S/V為1. 40mm 1以上。另外，前端部P3的S/V越 大，前端部P3上的來自燃燒室的受熱量越多，從而導(dǎo)致中心電極20的溫度上升，因此優(yōu)選 前端部P3的S/V為2. 25mm 1以下，更優(yōu)選為2. 00mm 1以下。另外，本發(fā)明還可以進(jìn)行各種變形。例如，如圖3所示的火花塞200，可多階狀地 形成絕緣體210的隔絕部位P(中間部P2)，從而進(jìn)一步擴(kuò)大絕緣體210的隔絕部位P的外 表面214的表面積S，并使絕緣體210的隔絕部位P的表面積S與絕緣體210的隔絕部位P 的體積V的比例(S/V)為1.26-1. 40 [mm1]。另外，與本實(shí)施方式同樣，將主體配件250的 保持部256隔著密封板8間接地與絕緣體210的階梯部215抵接的位置中的最靠近前端側(cè) 的位置稱為位置Q，將比位置Q更靠近前端側(cè)的、使中心電極20與保持部256處于絕緣狀態(tài) 的部位(在圖3中用實(shí)線表示的部位)稱為隔絕部位P，并設(shè)置各種規(guī)定，且與本實(shí)施方式 同樣地針對前端部P3設(shè)置各種規(guī)定。另外，如圖4所示的火花塞300，可在沿著軸線0方向延伸絕緣體310的隔絕部 位P的基端部P1及中間部P2并減小徑向的厚度，并使絕緣體310的外表面340的表面 積S與絕緣體310的隔絕部位P(圖4中用實(shí)線表示的部位)的體積V的比例(S/V)滿足
1.26-1. 40[mm-1]。S卩，由于通過沿著軸線0方向延長隔絕部位P可延長沿面放電時(shí)的絕緣 距離，且通過使厚度變薄可降低隔絕部位P的蓄熱量，因此能使火花塞300不變成低熱值 型。另外，火花塞300也是主體配件350的保持部356和絕緣體310的階梯部315之間不 設(shè)絕緣板的情況的例子。并且，絕緣體310也是基端部P1的外徑不恒定的情況的例子，即 使在這種情況下，保持部356的內(nèi)向面360和在基端部P1 (與保持部356對應(yīng)的部位)上 與內(nèi)向面360相對的部位F之間的間隙J的大小(這里指最大尺寸)也可為0.4mm以下。 即使在這種情況下，也與上述同樣地將保持部356直接與絕緣體310抵接的位置中的最靠 近前端側(cè)的位置稱為位置Q，并將比該位置Q更靠近前端側(cè)的、使中心電極20和保持部356 處于絕緣狀態(tài)的部位(圖4中用實(shí)線表示的部位)稱為隔絕部位P，并設(shè)置各種規(guī)定，且與 上述同樣地對前端部P3設(shè)置各種規(guī)定。另外，如圖5所示的火花塞400，隔絕部位P的中間部P2可形成從基端部P1向前 端部P3外徑逐漸縮小的錐狀。并且，如圖6所示的火花塞500，火花塞500的中間部P2可 形成多個(gè)階梯狀(這里為兩個(gè)階梯)。在火花塞400和500中，均與本實(shí)施方式同樣地對隔 絕部位P設(shè)置各種規(guī)定，并對前端部P3設(shè)置各種規(guī)定。
這樣，通過擴(kuò)大絕緣體10的隔絕部位P上的絕緣體10的外表面14的表面積S并 設(shè)置上述各種規(guī)定，能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)要求的熱值條件，并抑制隔絕部位P上的沿面放電的發(fā) 生。并且，通過對前端部P3進(jìn)行各種規(guī)定，能進(jìn)一步提高夾著隔絕部位P的中心電極20和 主體配件50的絕緣性，由此，能使其在正常的火花放電間隙GAP中可靠地進(jìn)行氣體放電。實(shí)施例1接著，為了確認(rèn)設(shè)置上述各種規(guī)定所帶來的效果，進(jìn)行評價(jià)試驗(yàn)。首先，為了確認(rèn) 以下效果進(jìn)行評價(jià)試驗(yàn)即通過提高絕緣體的隔絕部位P的表面積S與絕緣體的隔絕部位 P的體積V的比例，即使在比以往高輸出化的發(fā)動(dòng)機(jī)(即燃燒壓力高的發(fā)動(dòng)機(jī))中也能充分 地確保中心電極和主體配件之間的絕緣距離。在該評價(jià)試驗(yàn)中，在制造可替換為主體配件的螺紋的公稱直徑為M12且熱值為6 的現(xiàn)有的火花塞的絕緣體而安裝的絕緣體時(shí)，準(zhǔn)備了腿部(更詳細(xì)為隔絕部位P的中間部 P2)的外表面形狀各異的7種、每種3根的絕緣體。另外，所有樣品中的腿部在軸線0方向 上的長度都為15mm。根據(jù)這些絕緣體的設(shè)計(jì)尺寸通過計(jì)算求出隔絕部位P的外表面的表面 積S和體積V，并求出表面積S與體積V的比例(S/V)，得出1. 07、1. 13、1. 20、1. 24、1. 26、 1. 30、1. 33 [mm 1。然后，將用上述7種21根的絕緣體制造的火花塞的各樣品分別安裝在對 火花塞的要求熱值為6且排氣量為2000CC的直列式4汽缸D0HC直噴型發(fā)動(dòng)機(jī)上，并進(jìn)行 反復(fù)循環(huán)5次測試運(yùn)行模式的運(yùn)行試驗(yàn)。另外，測試運(yùn)行模式是以以下過程為1個(gè)循環(huán)的 運(yùn)行模式在外界氣溫、水溫、油溫為-20°C的狀態(tài)下啟動(dòng)安裝有火花塞樣品的發(fā)動(dòng)機(jī)，并 在車速10km/h-20km/h之間反復(fù)10次加減速之后，停止驅(qū)動(dòng)。并且，對于各樣品，對運(yùn)行試驗(yàn)中的沿面放電的發(fā)生頻度和運(yùn)行試驗(yàn)后的隔絕部 位P的絕緣電阻進(jìn)行評價(jià)。具體來說，觀察運(yùn)行試驗(yàn)中的放電波形，抽出相當(dāng)于任意放電 100次的放電波形，并指定其中被確認(rèn)發(fā)生了伴隨著沿面放電的內(nèi)跳火的放電波形，通過數(shù) 其發(fā)生次數(shù)求得沿面放電的發(fā)生頻度(發(fā)生率)。另外，在運(yùn)行試驗(yàn)后，在各樣品的正?；?花放電間隙GAP中配置絕緣材料的狀態(tài)下向中心電極和主體配件之間施加高電壓，并測定 沿面放電時(shí)的絕緣電阻值。圖7表示對運(yùn)行試驗(yàn)中沿面放電的發(fā)生頻度和絕緣體的隔絕部 位P的表面積與絕緣體的隔絕部位P的體積V的比例(S/V)的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行評價(jià)的結(jié)果。 另外，圖8表示對隔絕部位P的絕緣電阻值和絕緣體的隔絕部位P的表面積S與絕緣體的 隔絕部位P的體積V的比例(S/V)的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行評價(jià)的結(jié)果。如圖7所示，可發(fā)現(xiàn)以下趨勢隨著絕緣體的隔絕部位P的表面積S與絕緣體的隔 絕部位P的體積V的比例(S/V)變大，沿面放電的發(fā)生頻度降低。S/V為1.26mm1以上時(shí)， 沿面放電的發(fā)生頻度為2%以下。另外，如圖8所示，可發(fā)現(xiàn)以下趨勢隨著S/V變大，隔絕 部位P的絕緣電阻值也對數(shù)增大。一般來說，絕緣電阻值為數(shù)十MQ時(shí)能抑制中心電極和 主體配件之間的沿面放電，且S/V為1. 20mm1以上時(shí)足夠，然而S/V為1. 24mm 1以上時(shí)絕緣 電阻值為100MQ以上，因此為了更可靠地防止沿面放電，優(yōu)選S/V為1. 24mm 1以上。通過 以上可確認(rèn)當(dāng)S/V為1.26mm1以上時(shí)，能更可靠地防止沿面放電。實(shí)施例2接下來，為了對絕緣體10的隔絕部位P的表面積S與絕緣體10的隔絕部位P的 體積V的比例的上限進(jìn)行確認(rèn)，進(jìn)行評價(jià)試驗(yàn)。與實(shí)施例1同樣地按以下方式制造6種絕 緣體使腿部(隔絕部位P的中間部P2)的外表面的形狀各異，并使隔絕部位P的表面積S與隔絕部位P的體積V的比例(S/V)在1. 20-1. 45 [mm"1]的范圍內(nèi)各相差0. 05mm、從而準(zhǔn) 備將上述絕緣體替換為主體配件的螺紋的公稱直徑為M12且熱值為6的現(xiàn)有火花塞的絕緣 體而安裝的樣品。另外，所有樣品的腿部在軸線0方向上的長度都為15mm。然后，將各樣品 安裝到用與發(fā)動(dòng)機(jī)頭相同的鋁材制作的、具有循環(huán)著25°C的冷卻水的水冷機(jī)的鋁軸瓦上， 并從軸線0方向的前端側(cè)垂直放置丙烷燃燒器對各樣品加熱，從而測定此時(shí)中心電極前端 部的溫度。圖9表示對中心電極前端部的溫度和絕緣體的隔絕部位P的表面積S與絕緣體 的隔絕部位P的體積V的比例(S/V)的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行評價(jià)的結(jié)果。如圖9所示，隨著S/V變大，受熱量增多，中心電極的前端部的溫度增高。并且，當(dāng) S/V大于1.40mm1時(shí)，中心電極的前端部的溫度超過1000°C，可能容易發(fā)生預(yù)燃等，因此需 要使用更高熱值型(冷型)的火花塞。實(shí)施例3接下來，為了確認(rèn)主體配件的前端面和筒孔的內(nèi)周面形成的棱角部位W與絕緣體 的隔絕部位P處的外表面之間的最短距離L優(yōu)選比火花放電間隙GAP的大小G大，進(jìn)行評 價(jià)試驗(yàn)。在該評價(jià)試驗(yàn)中，和實(shí)施例1同樣地按以下方式制造4種絕緣體使腿部(隔絕部 位P的中間部P2)的外表面的形狀各異，并使主體配件的棱角部位W與絕緣體的隔絕部位 P的外表面之間的最短距離為1. 0,1. 1U. 2,1. 3[mm]。并且，將各絕緣體替換為主體配件的 螺紋的公稱直徑為M12且熱值為6的現(xiàn)有火花塞的絕緣體而安裝，并按上述最短距離L的 順序稱為樣品11-14。此時(shí)，各樣品的火花放電間隙GAP的大小G都調(diào)整為1.1mm。將上述 各樣品安裝到加壓艙上，并在艙內(nèi)填充惰性氣體，然后將內(nèi)壓調(diào)整到IMpa并進(jìn)行500次火 花放電。然后拍攝該火花放電的樣態(tài)，500次的火花放電中，對在正常的火花放電間隙GAP 中不發(fā)生火花放電，而在主體配件的棱角部位W與絕緣體的隔絕部位P的外表面之間發(fā)生 火花放電(所謂側(cè)跳火)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。表1表示該評價(jià)試驗(yàn)的結(jié)果。[表 1]
權(quán)利要求
一種火花塞，其特征在于，包括中心電極；絕緣體，具有沿著所述中心電極的軸線方向延伸的軸孔，并在該軸孔內(nèi)的前端側(cè)保持所述中心電極；主體配件，具有沿著所述軸線方向延伸的筒孔，并且在該筒孔內(nèi)具有保持部，該保持部在所述絕緣體的圓周方向的一周上與所述絕緣體的外表面直接或間接抵接、用于將所述絕緣體保持在所述筒孔內(nèi)；以及接地電極，一端部與所述主體配件接合，另一端部一側(cè)朝向所述中心電極的前端部彎曲，并且該另一端部與所述中心電極的所述前端部之間形成火花放電間隙，當(dāng)將所述絕緣體中的、從所述軸線方向的前端側(cè)觀察時(shí)比所述絕緣體最早直接或間接地與所述保持部接觸的位置Q靠近所述軸線方向的前端側(cè)的部位稱為隔絕部位時(shí)，所述隔絕部位的所述外表面中的、與構(gòu)成所述保持部的面中朝向正交于所述軸線方向的徑向內(nèi)側(cè)的內(nèi)向面相對的部分、與所述內(nèi)向面配置為在圓周方向的一周上在所述徑向具有0.4mm以下的間隙，所述絕緣體的所述隔絕部位的所述外表面的表面積S與所述絕緣體的所述隔絕部位的體積V的比例(S/V)滿足1.26≤S/V≤1.40[mm 1]，并且所述絕緣體的所述隔絕部位的最大外徑為所述絕緣體的所述位置Q的外徑以下。
2.如權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述隔絕部位的所述軸線方向的前端部從所述主體配件的前端突出1.0mm以上，在所 述隔絕部位的所述前端部的所述外表面上，對前端面和外側(cè)面所形成的棱角部分進(jìn)行倒角 尺寸為0. 4mm以下的R倒角，并且所述隔絕部位的所述前端部中的所述絕緣體的所述軸孔 和所述中心電極在所述徑向上的距離為0. 05mm以上。
3.如權(quán)利要求2所述的火花塞，其特征在于，所述隔絕部位的所述前端部形成沿著所述軸線方向延伸的圓筒形狀，且被配置為在 所述軸線方向上跨越所述主體配件的前端的位置，并且所述隔絕部位的所述前端部的所 述表面積S與所述隔絕部位的所述前端部的所述體積V的比例(S/V)滿足1.40 V ^ 2. 00 [mm-1]。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于，所述主體配件在自身的外周側(cè)上具有用于將自身安裝到內(nèi)燃機(jī)上的形成有螺紋的安 裝部，該螺紋的公稱直徑為M8-M12，并且在所述徑向上，由所述主體配件的前端面和所述筒孔的內(nèi)周面形成的棱角部位與所述 絕緣體的所述隔絕部位的所述外表面之間的最短距離L大于所述火花放電間隙的大小G。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于，所述絕緣體的所述隔絕部位在所述徑向上的最小厚度T為0. 5mm以上。
全文摘要
火花塞(100)的絕緣體(10)通過隔絕部位(P)使中心電極(20)的前端部(22)和主體配件(50)的保持部(56)處于絕緣狀態(tài)，并通過在中間部(P2)上設(shè)置外徑變化并延伸的部位來確保兩者的絕緣距離。并且，通過使隔絕部位(P)的外表面(14)的表面積(S)與隔絕部位(P)的體積(V)的比例(S/V)滿足1.26mm-1≤S/V，可按照現(xiàn)有的尺寸條件充分地確保前端部(22)與保持部(56)的絕緣距離。并且，通過滿足S/V≤1.40mm-1，可抑制伴隨著外表面(14)的表面積(S)的增大導(dǎo)致來自燃燒室的受熱量增大而發(fā)生的中心電極(20)的溫度上升，并維持熱值條件。
文檔編號H01T13/16GK101978565SQ20098010964
公開日2011年2月16日 申請日期2009年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日
發(fā)明者加藤友聰, 本田稔貴, 栗林誠, 黑野啟一 申請人:日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社