[发明专利]火花塞及火花塞的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及火花塞及火花塞的制造方法。更特别地，本发明涉及即使被小型化时也具有良好的可燃气体点火性的火花塞，以及用于高产率地制造具有良好的可燃气体点火性的火花塞的方法。

背景技术

用于诸如机动车发动机等内燃机的火花塞通常包括：中心电极；围绕中心电极布置的大致筒状的绝缘体；围绕绝缘体布置的大致筒状的金属壳；以及根据期望被附接至金属壳的前端的接地电极。专利文献1公开了一种这样类型的火花塞。专利文献1在文中具体地描述了“火花塞包括：棒状的中心电极；布置于中心电极的外周面的金属壳；接地电极，其一端连接至金属壳而另一端面向中心电极；以及根据权利要求1至4中的任一项的被配置成在中心电极和金属壳之间提供绝缘的火花塞绝缘体”(参见权利要求5)。

近年来，安装火花塞的内燃机的结构已变得越来越复杂。因此，为了确保内燃机的设计自由度，需要减小火花塞的诸如直径等尺寸。为了小型化火花塞的目的，减小绝缘体的壁厚是有效的。然而，当绝缘体的壁厚变小时，火花塞不能维持其耐电压特性。另一方面，为了在确保火花塞的耐久性以及耐电压特性的同时小型化火花塞的目的，保持中心电极的外径和绝缘体的壁厚与传统火花塞的中心电极的外径和绝缘体的壁厚相似是有效的。在这种情况下，在点火部中绝缘体和金属壳之间的间隙(有时称作“气体容量”)变窄。当绝缘体和金属壳之间的间隙变得比要求的窄时，火花塞不能在中心电极和接地电极之间的火花放电间隙中产生正确的火花放电，而是在绝缘体的外周和金属壳的内周面之间产生所谓的横向火花(lateral spark)。这导致火花塞的点火性的劣化。

顺便提一句，为了提高发动机性能和效率的目的，近年来已开发了高压缩内燃机和具有增压器的内燃机。在这些内燃机中的每一个中，火花塞的点火部均由于环境温度的增加以及火花塞放电电压的增加而经受极端条件。当火花塞、特别是小型化的火花塞经受这种极端条件时，火花塞的点火性可能在内燃机的高负荷运转期间显著地劣化。这种点火性劣化的原因推测如下。由于绝缘体的前端在内燃机的高负荷运转期间被加热至高温，所以绝缘体的玻璃成分发生软化，使得玻璃成分的电子活跃地移动以在绝缘体的玻璃相内产生电流流动。产生的电流被供给到绝缘体的外周面，并且向外部空气放电。即，用于火花放电的电流从绝缘体漏出。火花塞不能接收到用于火花放电的必须量的能量，因此不能在中心电极和接地电极之间的火花放电间隙内产生正确的火花放电。在下文中，流经绝缘体的玻璃相并且从绝缘体漏出的电流在本发明中被称作“泄漏电流”。

火花塞的点火性劣化直接导致排放性能(emission performance)的劣化。解决该点火性劣化的问题在要求环境措施的今天特别重要。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-335360号公报

发明内容

发明要解决的问题

因此本发明的目的在于提供即使小型化时也具有良好的可燃气体点火性的火花塞。

本发明的目的还在于提供用于高产率地制造具有良好的可燃气体点火性的火花塞的方法。

用于解决问题的方案

作为实现上述目的的技术方案，根据本发明提供一种火花塞其包括：中心电极，该中心电极在所述火花塞的轴线方向上延伸；大致筒状的绝缘体，该绝缘体围绕所述中心电极布置并且在该绝缘体的前端侧具有小直径的腿部；和大致筒状的金属壳，该金属壳围绕所述绝缘体布置，其中，所述火花塞满足下面的条件(1)～条件(5)。

条件(1)：所述绝缘体在包括所述金属壳的前端面的假想平面处具有0.3mm至1.1mm的壁厚T；

条件(2)：所述绝缘体的从所述绝缘体的前端起延伸至所述假想平面后侧至少2mm的区域由氧化铝基烧结体形成，所述氧化铝基烧结体包含Si成分、稀土元素成分和基于1990年推荐的IUPAC的元素周期表中的第2族元素中的至少两种元素成分，并且所述氧化铝基烧结体实质上不包含B成分；

条件(3)：在所述氧化铝基烧结体中，所述稀土元素成分的以氧化物计的质量与所述Si成分、所述第2族元素成分以及所述稀土元素成分的以氧化物计的总质量的质量比R_RE为0.15至0.45；