具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。图1是第一实施方式中的火花塞10的以轴线O为界的单侧剖视图。在图1中，将纸面下侧称作火花塞10的前端侧，将纸面上侧称作火花塞10的后端侧(在图2～图4中也相同)。如图1所示，火花塞10具备绝缘体11及主体配件30。

绝缘体11是由高温下的绝缘性、机械特性优异的氧化铝等形成的筒状的构件。沿着轴线O的延伸的轴孔12贯通绝缘体11。轴孔12的与轴线O垂直的截面是圆形。绝缘体11具备位于轴线方向的中央的圆筒状的第一部13、位于第一部13的后端侧的圆筒状的第二部14及位于第一部13的前端侧的圆筒状的第三部15。第二部14在后端侧形成有波纹14a。

第一部13遍及轴线方向的全长而外径相同。第二部14除了波纹14a之外，遍及轴线方向的全长而外径大致相同。第三部15遍及轴线方向的全长而外径相同。在第三部15的前端侧设置有圆锥状的缩径部16。缩径部16的外周面随着朝向前端侧而缩径。在缩径部16的前端侧相连有前端部17。

中心电极24是插入于轴孔12的前端侧且沿着轴线O而保持于绝缘体11的棒状的电极。中心电极24的前端比绝缘体11的前端部17的前端向前端侧突出。在中心电极24中，热传导性优异的芯材埋设于母材。母材利用由以Ni为主体的合金或Ni构成的金属材料形成，芯材利用铜或以铜为主成分的合金形成。需要说明的是，也可以省略芯材。

端子配件25是与高压电缆(未图示)连接的棒状的构件，由具有导电性的金属材料(例如低碳钢等)形成。端子配件25的前端侧配置于绝缘体11的轴孔12中。端子配件25通过配置于轴孔12内的电阻体26等而与中心电极24电连接。端子配件25的后端比绝缘体11的后端向后端侧突出。

主体配件30是由具有导电性的金属材料(例如低碳钢等)形成的大致圆筒状的构件。主体配件30配置于绝缘体11的外周侧。主体配件30具备在外周面形成有阳螺纹32的圆筒状的主干部31、与主干部31的后端侧相连的座部35、与座部35的后端侧相连的连结部36、与连结部36的后端侧相连的工具卡合部37及与工具卡合部37的后端侧相连的后端部38。

阳螺纹32向发动机(未图示)的螺纹孔螺合。主干部31的向径向的内侧伸出的搁板部33遍及整周而形成。搁板部33的后端面随着朝向前端侧而缩径。在绝缘体11的缩径部16与搁板部33之间夹设有密封件34。密封件34是由比构成主体配件30的金属材料软质的软钢板等金属材料形成的圆环状的板材。

座部35是用于堵住发动机(未图示)的螺纹孔与阳螺纹32之间的间隙的部位，外径形成为比主干部31大。连结部36是在将主体配件30向绝缘体11组装时塑性变形成弯曲状的部位。工具卡合部37是在向发动机的螺纹孔紧固阳螺纹32时使扳手等工具卡合的部位。后端部38是朝向径向的内侧弯曲的部位，位于比绝缘体11的第一部13靠后端侧处。遍及绝缘体11的第二部14的外周的整周而在第一部13与后端部38之间设置有填充有滑石等粉末的密封部45。

主体配件30的搁板部33位于比绝缘体11的缩径部16靠前端侧处。若向绝缘体11组装主体配件30，则主体配件30的从搁板部33到后端部38为止的部分经由密封件34及密封部45而向绝缘体11的第一部13及第三部15施加轴线方向的压缩载荷。搁板部33将缩径部16从前端侧卡定。其结果，主体配件30保持绝缘体11。

接地电极43是接合于主体配件30的主干部31的棒状的金属制(例如镍基合金制)的构件。在接地电极43与中心电极24之间形成火花间隙。在主体配件30的主干部31与座部35之间配置有垫圈46。垫圈46在主体配件30安装于发动机(未图示)时使发动机的螺纹孔与座部35之间的气密性提高。

图2是将图1的II所示的部分放大的火花塞10的包括轴线O的剖视图。在绝缘体11中，随着朝向后端侧而外径变小的第一倾斜部18将第一部13与第二部14之间连接。第一倾斜部18的外周面在包括轴线O的截面中向前端侧凸出。第一部13的外径E遍及轴线方向的全长而相同，因此外径变化的地方是第一部13与第一倾斜部18的交界即第一部13的后端13a。在第二部14的前端14b附近，第二部14的外径相同，因此外径变化的地方是第二部14与第一倾斜部18的交界即第二部14的前端14b。第二部14与第一倾斜部18的交界(第二部14的前端14b)的外径是F。第二部14的前端14b及第一部13的后端13a位于主体配件30的工具卡合部37的内侧。

在绝缘体11中，随着朝向前端侧而外径变小的第二倾斜部19将第一部13与第三部15之间连接。第二倾斜部19的外周面20在包括轴线O的截面中，在第一部13的附近向前端侧凸出，在第三部15的附近向后端侧凸出。外径变化的地方是第一部13与第二倾斜部19的交界。第一部13与第二倾斜部19的交界即第二倾斜部19的后端21的外径是E。第三部15的外径D遍及轴线方向的全长而相同，因此外径变化的地方是第三部15与第二倾斜部19的交界即第三部15的后端15a。外径D与第三部15和第二倾斜部19的交界(第三部15的后端15a)的外径相等。第二倾斜部19的后端21位于主体配件30的连结部36的内侧，第三部15的后端15a位于主体配件30的座部35的内侧。

在第一倾斜部18、第一部13及第二倾斜部19中，与轴线O垂直的轴孔12的截面积相同。在绝缘体11中，第二倾斜部19的轴线方向的长度A及第一倾斜部18的轴线方向的长度B满足2.0≤A/B≤3.9。另外，第三部15与第二倾斜部19的交界的外径D及第二部14与第一倾斜部18的交界的外径F满足0.50≤D/F≤0.88。

若向绝缘体11施加弯曲载荷，则应力向与轴线O垂直的截面的形状变化的第一倾斜部18及第二倾斜部19集中，第一倾斜部18及第二倾斜部19容易成为破坏的起点。详细而言，容易成为破坏的起点的是第一倾斜部18与第二部14的交界附近、第二倾斜部19与第三部15的交界附近。第二倾斜部19相连的第三部15比第一倾斜部18相连的第二部14细，因此，通过因弯曲载荷而产生的拉伸应力，第二倾斜部19容易比第一倾斜部18先破裂。但是，由于在0.50≤D/F≤0.88时满足2.0≤A/B≤3.9，所以能够减小容易成为破坏的起点的第二倾斜部19的应力。

图3是将火花塞10的一部分放大的包括轴线O的单侧剖视图。绝缘体11的缩径部16与第三部15的前端15b相邻。第三部15的前端15b是在包括轴线O的截面中第三部15的外周面23相对于轴线O的倾斜度与缩径部16的外周面相对于轴线O的倾斜度不同的地方。在本实施方式中，在包括轴线O的截面中，第三部15的外周面23与轴线O平行。长度Z是第三部15的前端15b与第二倾斜部21的后端21之间的轴线方向的距离。长度Z与对第三部15的轴线方向的长度加上第二倾斜部21的长度A(参照图2)而得到的长度相等。

绝缘体11满足2.2D+7.8≤Z≤34且4.5≤D≤8。D(参照图2)是第三部15的后端15a的外径。由此，能够使绝缘体11更难以破坏。

参照图4对第二实施方式进行说明。在第一实施方式中，对绝缘体11的第三部15的外径遍及轴线方向的全长而相同的情况进行了说明。相对于此，在第二实施方式中，对绝缘体51的第三部53的外径随着朝向前端侧而变小的情况进行说明。需要说明的是，关于与在第一实施方式中说明的部分相同的部分，标注同一标号而省略以下的说明。图4是将第二实施方式中的火花塞50的一部分放大的剖视图。图4与图2同样，是图1的II所示的部分的放大图。

火花塞50具备绝缘体51和将绝缘体51从外周侧保持的主体配件52。在绝缘体51中，随着朝向前端侧而外径变小的第二倾斜部19将第三部53与第一部13之间连接。第三部53的外周面54是随着朝向前端侧而缩径的圆锥面。在包括轴线O的截面中，外周面54相对于轴线O的倾斜度恒定。绝缘体51的缩径部16与第三部53的前端(未图示)相邻。

第三部53与第二倾斜部19的交界(第三部53的后端53a)是在包括轴线O的截面中第三部53的外周面54相对于轴线O的倾斜度与第二倾斜部19的外周面20相对于轴线O的倾斜度不同的地方。第三部53的后端53a的外径D是第三部53与第二倾斜部19的交界的外径。第三部53的前端(未图示)是在包括轴线O的截面中第三部53的外周面54相对于轴线O的倾斜度与缩径部16的外周面相对于轴线O的倾斜度不同的地方。

绝缘体51满足2.0≤A/B≤3.9，满足0.50≤D/F≤0.88。绝缘体51满足2.2D+7.8≤Z≤34且4.5≤D≤8。由此，在第二实施方式中的火花塞50中也能够实现与第一实施方式同样的作用效果。

【实施例】

虽然通过实施例来更详细地说明本发明，但本发明不限定于该实施例。

(评价1)

制作了与第一实施方式中的火花塞10同样的样本1-24。在样本1-24中，尺寸彼此相同的主体配件30保持尺寸不同的各种绝缘体11。样本1-24的绝缘体11使轴线方向的全长、第一部13的外径E及第三部15的后端15a的外径D恒定，使第二倾斜部19的轴线方向的长度A、第一倾斜部18的轴线方向的长度B及第二部14的前端14b的外径F不同。在表1中记载了样本1-24的A、B、A/B、D、F、D/F。样本1-24的第一部13的外径E是14mm。各样本的绝缘体使A、B、D、F以外的各部的尺寸相同。各样本通过调整密封部45的大小而将尺寸彼此相同的主体配件30组装于绝缘体。关于各样本准备了多个相同尺寸的样本。

【表1】

图5是评价了样本1-24的冲击试验的示意图。试验装置60具备形成有螺纹孔62的台61和锤子63。在台61的螺纹孔62紧固各样本的主体配件30的阳螺纹32。在各样本的主体配件30拧入于台61时，绝缘体11从台61向铅垂方向的上方突出。主体配件30向台61拧入的长度由主体配件30的座部35及垫圈46限制。锤子63是钢制，安装于臂64。臂64在位于绝缘体11的轴线O上的轴65的周围回旋。臂64的长度是330mm，锤子63的质量是1.13kg。

在冲击试验中，将锤子63相对于轴线O抬起角度θ，如钟摆那样使锤子63自由落下，使锤子63与绝缘体11的波纹14a中的从后端侧起的第一峰碰撞。通过渗透探伤试验调查了绝缘体11的破裂的有无，将在绝缘体11产生了破裂时的锤子63的抬起角度θ中的最小的角度(其中，θ是1°刻度)记载于表1。

关于锤子63的抬起角度θ小于30°的强度低的样本，将破裂的位置记载于表1。在第二倾斜部19附近产生了破裂的样本记为A，在第一倾斜部18附近产生了破裂的样本记为B。

从表1明显可知，在0.50≤D/F≤0.88的样本1-24中，A/B<2.0(A/B＝1.9)的样本1、2、9、10、17、18是：绝缘体11的弯曲强度低，抬起角度θ<30°，在第二倾斜部19与第三部15的交界附近产生了破裂。另外，A/B>3.9(A/B＝4.0)的样本7、8、15、16、23、24也是：绝缘体11的弯曲强度低，抬起角度θ<30°，在第一倾斜部18与第二部14的交界附近产生了破裂。

但是，2.0≤A/B≤3.9的样本3-6、11-14、19-22是：绝缘体11的弯曲强度高，抬起角度θ≥30°。因此，可以明确：通过满足2.0≤A/B≤3.9且0.50≤D/F≤0.88，能够确保第一倾斜部18及第二倾斜部19的弯曲强度，使绝缘体11难以破坏。

另外，在D/F＝0.88的样本17-24中，A/B＝1.9(样本17、18)时的抬起角度θ是25°，2.0≤A/B≤3.9(样本19-22)时的抬起角度θ是40°-46°。A/B＝1.9时的角度θ与2.0≤A/B≤3.9时的角度θ之差是15-21°。

另一方面，在0.50≤D/F≤0.58的样本1-16中，A/B＝1.9(样本1、2、9、10)时的抬起角度θ是15°，2.0≤A/B≤3.9(样本3-6、11-14)时的抬起角度θ是40°-46°。A/B＝1.9时的角度θ与2.0≤A/B≤3.9时的角度θ之差是25-31°。

从该结果可知，0.50≤D/F≤0.58的样本1-16与D/F＝0.88的样本17-24相比，能够扩大A/B＝1.9时的角度θ与2.0≤A/B≤3.9时的角度θ之差。也就是说，可知：在0.50≤D/F≤0.58时，在2.0≤A/B≤3.9时，第二倾斜部19难以破裂。因此，可以明确：在满足0.50≤D/F≤0.58时第二倾斜部19的强度下降而容易破裂，但通过满足2.0≤A/B≤3.9，能够抑制第二倾斜部19的应力，显著地抑制第二倾斜部19的破裂。

需要说明的是，在该试验中，样本1-24设为了D＝6.0mm，但绝缘体11例如能够设定为4.5≤D≤10.0mm。同样，绝缘体11能够设定为2.00≤A≤7.80mm、0.51≤B≤2.0mm、6.8≤F≤12.0mm。

(评价2)

在图5所示的冲击试验中，各样本是一端固定于台61的所谓悬臂梁。悬臂梁的挠曲与梁的长度的三次方成正比，与梁的截面二次矩成反比。

如表1所示，A/B＝1.9的样本在第二倾斜部19附近产生了破裂。绝缘体11由于缩径部16支承于主体配件30的搁板部33，所以将从产生了破裂的第二倾斜部19到与缩径部16相邻的第三部15的前端15b为止的长度Z假定为梁的长度。由于长度Z中的第三部15的长度的比例比第二倾斜部19的长度A的比例大，所以将第三部15的截面二次矩假定为梁的截面二次矩。这样一来，悬臂梁的挠曲与长度Z的三次方成正比，与第三部15的外径D的四次方成反比。在悬臂梁中，挠曲越小则越难以损坏，因此，在绝缘体11中，Z越小则越难以损坏，D越大则越难以损坏。

为了调查绝缘体11的A/B、D及Z与绝缘体11的破坏之间的关系，与评价1同样地制作了A/B、D及Z不同的各种样本，进行了与评价1同样的冲击试验。图6是A/B＝2.0的样本的冲击试验的结果。图7是A/B＝1.9的样本的冲击试验的结果。

图6及图7在横轴上取D(mm)，在纵轴上取Z(mm)。坐标示出各样本的D及Z。图6所示的区域66是4.5≤D≤8、24≤Z≤34及Z≥2.2D+7.8重叠的区域。区域67是D≥4.5、Z≤24及Z≥2.2D+7.8重叠的区域。图6所示的白圆表示在绝缘体11产生了破裂时的锤子63的抬起角度θ中的最小的角度(其中，θ是1°刻度)为30°以上。图7所示的黑圆表示抬起角度θ小于30°。

如图6所示，在A/B＝2.0时，区域66、67中包含的样本的抬起角度θ为30°以上。另一方面，如图7所示，在A/B＝1.9时，满足Z≥2.2D+7.8的样本的抬起角度θ小于30°。从表1明显可知，在2.0≤A/B≤4.0时能够抑制第二倾斜部19的破裂。由此，可知：在Z＝2.2D+7.8存在破裂的交界。因此，可以明确：在满足2.0≤A/B≤3.9、0.50≤D/F≤0.88、2.2D+7.8≤Z≤34及4.5≤D≤8的区域66、67中包含的样本中，绝缘体11难以破裂。

(评价3)

与评价1同样地制作了各种样本25-48，进行了与评价1同样的冲击试验(参照图5)。在表2中记载了样本25-48的D/F、A/B、Z及在绝缘体11产生了破裂时的锤子63的抬起角度θ中的最小的角度(其中，θ是1°刻度)。样本25-48的第一部13的外径E是14mm。各样本的绝缘体使A、B、D、F、Z以外的各部的尺寸相同。

【表2】

样本25-32在阳螺纹32的标称直径为12mm的主体配件30的内侧配置了绝缘体。样本33-40在阳螺纹32的标称直径为10mm的主体配件30的内侧配置了绝缘体11。样本41-48在阳螺纹32的标称直径为8mm的主体配件30的内侧配置了绝缘体11。根据主体配件30的主干部31的内径而调整了各样本的第三部15的外径D，并调整了第二部14的外径。

在A/B＝2.0且0.50≤D/F≤0.84的样本25-28、33-36、41-44中，绝缘体11的弯曲强度高，抬起角度θ≥30°。另一方面，在A/B＝1.9且0.50≤D/F≤0.84的样本29-32、37-40、45-48中，绝缘体11的弯曲强度低，抬起角度θ<30°。

D/F及Z相同且A/B不同的样本(例如样本25和29)中的A/B＝2.0的样本的抬起角度θ相对于A/B＝1.9的样本的抬起角度θ的倍率(参照表2)在Z＝23mm时是1.6倍，在23<Z≤34(mm)时是1.6-1.9倍。

从该结果可知：A/B＝2.0且23<Z≤34(mm)的样本26-28、34-36、42-44与A/B＝1.9的样本29-32、37-40、45-48相比，能够使A/B＝2.0时的角度θ相对于A/B＝1.9时的角度θ的倍率成为同等以上。也就是说，可知：在24≤Z≤34(mm)时，在A/B＝2.0时，第二倾斜部19难以破裂。

从表1可以明确：在2.0≤A/B≤4.0时能够抑制第二倾斜部19的破裂。由此，可以明确：满足2.0≤A/B≤3.9、0.50≤D/F≤0.88、2.2D+7.8≤Z≤34、4.5≤D≤8及Z≥24的区域66(参照图6)中包含的样本的绝缘体11进一步难以破裂。

以上，虽然基于实施方式说明了本发明，但本发明丝毫不限定于上述实施方式，能够容易地猜想：能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改良变形。

在实施方式中，对在主体配件30配置垫圈45的火花塞10进行了说明，但未必限定于此。在火花塞10是锥形密封型(锥形座型)的情况下，能够省略垫圈45。

在实施方式中，对在绝缘体11的轴孔12内中心电极24和端子配件25经由电阻体26而电连接的情况进行了说明，但未必限定于此。当然能够省略电阻体26并将中心电极24和端子配件25在绝缘体11的轴孔12内电连接。

在实施方式中，对在绝缘体11的第一部13与主体配件30的后端部38之间夹设密封部45的情况进行了说明，但未必限定于此。当然能够省略密封部45并将主体配件30的后端部38压接固定于绝缘体11的第一部13。

在实施方式中，对在绝缘体11的轴孔12内配置将中心电极24和端子配件25电连接的电阻体26的情况进行了说明，但未必限定于此。当然能够省略电阻体26并利用导体将端子配件25连接于中心电极24。

标号说明

10、50 火花塞

11、51 绝缘体

12 轴孔

13 第一部

14 第二部

14b 第二部的前端

15、53 第三部

15a、53a 第三部的后端

16 缩径部

18 第一倾斜部

19 第二倾斜部

30 主体配件

32 阳螺纹

33 搁板部

A 第二倾斜部的长度

B 第一倾斜部的长度

D 第三部的后端的外径

E 第一部的外径

F 第二部的前端的外径

Z 对第三部的长度加上第二倾斜部的长度而得到的长度

O 轴线