内燃机用的火花塞及其安装构造.pdf

本发明涉及内燃机用的火花塞及其安装构造。提供一种火花塞(1)，具备壳体(2)、绝缘子(3)、中心电极(4)、主接地电极(51)、第一副接地电极(52)以及第二副接地电极(53)。第一副接地电极(52)和第二副接地电极(53)相互对置配置。在将中心电极(4)的突出长度表示为Hc、将主间隙(61)的大小表示为Gm、将第一副接地电极(52)的突出长度表示为Hs1、将第二副接地电极(53)的突出长度表示为Hs2、将第一副间隙(62)的火花塞径向长度表示为Gs1、将第二副间隙(63)的火花塞径向长度表示为Gs2、以及将绝缘子前端部(31)的外周侧角部(311)与内周侧角部(312)之间的火花塞径向距离表示为Gg时，满足Hs1＜Hc+Gm、Gm＜Gs1+Gg、Gm＜Gs2+Gg、Hs2≥Hs1、Hc＜Hs2这样的条件。

权利要求书
1.  一种内燃机用的火花塞，具备：
筒状的壳体；
筒状的绝缘子，以绝缘子前端部从上述壳体突出的方式保持于上述壳体的内侧；
中心电极，以前端部突出的方式保持于上述绝缘子的内侧；
主接地电极，与上述壳体连接，并且具有沿火花塞轴向与上述中心电极对置的对置部，而与上述中心电极之间形成主间隙；
第一副接地电极，与上述壳体连接，并且在该第一副接地电极与上述绝缘子前端部的外周侧角部之间形成第一副间隙；以及
第二副接地电极，与上述壳体连接，并且在该第二副接地电极与上述绝缘子前端部的外周侧角部之间形成第二副间隙，
上述内燃机用的火花塞的特征在于，
沿上述火花塞轴向观察，上述第一副接地电极和上述第二副接地电极夹着上述主接地电极的上述对置部而对置配置，
在将上述中心电极从上述壳体的突出长度表示为Hc、将上述主间隙的大小表示为Gm、将上述第一副接地电极从上述壳体的前端的突出长度表示为Hs1、将上述第二副接地电极从上述壳体的前端的突出长度表示为Hs2、将上述第一副间隙的火花塞径向长度表示为Gs1、将上述第二副间隙的火花塞径向长度表示为Gs2、以及将上述绝缘子前端部的外周侧角部与内周侧角部之间的火花塞径向距离表示为Gg时，满足如下的条件：
Hs1＜Hc+Gm、
Gm＜Gs1+Gg、
Gm＜Gs2+Gg、
Hs2≥Hs1、
Hc＜Hs2。

2.  如权利要求1所述的内燃机用的火花塞，其特征在于，
满足Gs1＜Gm。

3.  如权利要求1或2所述的内燃机用的火花塞，其特征在于，
满足Hs1＜Hc。

4.  如权利要求1至3中任一项所述的内燃机用的火花塞，其特征在于，
满足Hs2＜Hc+Gm。

5.  一种内燃机用的火花塞的安装构造，是将权利要求1至4中任一项所述的内燃机用的火花塞安装于内燃机的火花塞的安装构造，其特征在于，
配置于燃烧室的上述第一副接地电极被配置成，与上述第二副接地电极相比位于向上述燃烧室供给的混合气的气流的上游侧。

说明书内燃机用的火花塞及其安装构造
技术领域
本发明涉及汽车、摩托车、热电联供系统、气体压送用泵等所使用的内燃机用的火花塞及其安装构造。
背景技术
以往，如图1所示，例如存在一种内燃机用的火花塞9，被用作为导入到汽车等的内燃机的燃烧室中的混合气的点火机构。
上述火花塞9具有中心电极94和接地电极95。该接地电极95的一端固定于壳体92并且弯曲，另一端被配置在与中心电极94对置的位置，由此在该接地电极95与中心电极94之间形成火花放电间隙911。此外，在上述接地电极95上配置有朝向火花放电间隙911突出的突起部96(参照专利文献1)。并且，如图2(A)、(B)所示，在火花放电间隙911中进行放电，通过该放电对混合气进行点火。另外，图中的符号E表示通过放电而形成的放电火花，符号F表示混合气的气流，符号I表示火焰。
此处，近年来，开发出各种实现了燃料消耗率提高的基于稀薄燃烧的内燃机，为了在所述稀薄燃烧中保持对混合气的点火性，而进行增大燃烧室内的混合气的流速的设计。另一方面，在火花放电间隙中，接地电极相对于燃烧室内的气流方向的位置关系对点火性能产生较大影响。因此，对接地电极相对于上述混合气的气流方向的相对位置进行调整。即，提出以接地电极不配置于气流的上游侧或者下游侧的方式将火花塞安装于内燃机的技术(参照专利文献2)。
然而，在上述稀薄燃烧的内燃机中，为了实现良好的燃烧，有时也采用将混合气直接喷射至燃烧室内的所谓缸内直喷系统。在所述缸内直喷系统中，使火花塞的火花放电间隙附近的混合气变浓而确保点火性。因此，如下的问题成为课题：由不完全燃烧引起的火花塞的碳污损，即碳附着在火花塞的绝缘子前端部而成为导电状态，在其与接地电极之间变得无法适 当地得到放电的问题。针对所述课题，如图3所示，提出一种火花塞90，实现了构成形成主间隙912的主接地电极951以及形成副间隙913的副接地电极952的耐碳污损性的提高(参照专利文献3、4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-317896号公报
专利文献2：日本特开平11-324878号公报
专利文献3：日本专利第3272615号公报
专利文献4：日本专利第3140006号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在上述稀薄燃烧中，如上所述，燃烧室内的混合气的流速较大。因此，例如在使用了上述专利文献1的火花塞9的情况下，如图2(C)所示，与混合气的流速变大的量相对应，在火花放电间隙911中混合气被放电火花E加热之前，放电火花E变得容易被拉伸而切断。在放电火花E消失了的情况下，在气流F下游侧的中心电极94的前端部(突起部941)的角部与接地电极95的突起部96的角部之间，产生再次放电的现象(以下将其称作再放电)，并反复产生该现象。即，由于气流F，放电火花E不断地向一定的方向、即下游侧流动，由此在中心电极94的前端部(突起部941)的角部与突起部96的角部之间反复进行再放电，该部分变得容易不平衡地消耗(以下将其称作偏消耗)。结果，产生火花塞9的寿命降低这种问题。
此外，在使用图3所示的上述专利文献3、4的火花塞90的情况下，为了不阻碍朝向主间隙912的气流F，也需要使主接地电极951不配置在混合气的气流F的上游侧或者下游侧。然而，当将主接地电极951配置于这种位置时，如图4所示，副接地电极952位于气流F的上游侧以及下游侧，副接地电极952有可能会阻碍气流F。因此，在使用火花塞90的情况下，无论以何种姿态将火花塞90安装于内燃机，主接地电极951和副接地电极952中的某一个都会阻碍气流F，可能导致点火性的降低。
本发明是鉴于所述背景而进行的，其目的在于提供能够维持耐碳污损 性并且提高点火性以及寿命的内燃机用的火花塞及其安装构造。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式为一种内燃机用的火花塞，具备：筒状的壳体；筒状的绝缘子，以绝缘子前端部从上述壳体突出的方式保持于上述壳体的内侧；中心电极，以前端部突出的方式保持于上述绝缘子的内侧；主接地电极，与上述壳体连接，并且具有沿火花塞轴向与上述中心电极对置的对置部，而与上述中心电极之间形成主间隙；第一副接地电极，与上述壳体连接，并且在该第一副接地电极与上述绝缘子前端部的外周侧角部之间形成第一副间隙；以及第二副接地电极，与上述壳体连接，并且在该第二副接地电极与上述绝缘子前端部的外周侧角部之间形成第二副间隙，上述内燃机用的火花塞的特征在于，沿上述火花塞轴向观察，上述第一副接地电极和上述第二副接地电极夹着上述主接地电极的上述对置部而对置配置，在将上述中心电极从上述壳体的突出长度表示为Hc、将上述主间隙的大小表示为Gm、将上述第一副接地电极从上述壳体的前端的突出长度表示为Hs1、将上述第二副接地电极从上述壳体的前端的突出长度表示为Hs2、将上述第一副间隙的火花塞径向长度表示为Gs1、将上述第二副间隙的火花塞径向长度表示为Gs2、以及将上述绝缘子前端部的外周侧角部与内周侧角部之间的火花塞径向距离表示为Gg时，满足如下的条件：
Hs1＜Hc+Gm、
Gm＜Gs1+Gg、
Gm＜Gs2+Gg、
Hs2≥Hs1、
Hc＜Hs2。
此外，本发明的另一个方式为一种内燃机用的火花塞的安装构造，是将上述火花塞安装于内燃机的火花塞的安装构造，其特征在于，配置于燃烧室的上述第一副接地电极被配置成，与上述第二副接地电极相比位于向上述燃烧室供给的混合气的气流的上游侧。
发明的效果
上述火花塞为，沿上述火花塞轴向观察，上述第一副接地电极和上述第二副接地电极夹着上述主接地电极的上述对置部而对置配置。由此，能 够不使上述主接地电极配置在混合气的气流的上游侧或者下游侧，并且能够在将上述第一副接地电极配置在气流的上游侧、将上述第二副接地电极配置在气流的下游侧的状态下将上述火花塞安装于内燃机。
并且，上述第一副接地电极从上述壳体的前端的突出长度Hs1满足Hs1＜Hc+Gm。由此，在上述配置状态下，能够防止配置于上游侧的上述第一副接地电极阻碍朝向上述主间隙的气流，能够使气流侵入到上述主间隙。结果，在上述主间隙中对混合气的点火变得容易，并且能够容易地使火焰成长，因此能够提高上述火花塞的点火性。
此外，在上述火花塞产生碳污损时，即在上述火花塞的上述绝缘子前端部产生碳污损而成为导电状态、在其与主接地电极之间变得无法适当地得到放电时，能够在上述第一副间隙中进行放电。而且，通过此时的放电火花能够将碳完全燃烧而排除。由此，对于碳的排除部分，能够从上述导电状态恢复到绝缘状态，能够维持上述绝缘子前端部的绝缘性。因此，能够在上述中心电极与上述主接地电极之间进行适当的放电，能够得到放电火花。如此，能够维持耐碳污损性，能够提高上述火花塞的寿命。
此外，上述火花塞满足Gm＜Gs1+Gg、Gm＜Gs2+Gg。由此，在产生碳污损之前的上述火花塞中，能够防止在上述中心电极与上述第一副接地电极之间或者在上述中心电极与上述第二副接地电极之间产生放电火花，能够在上述主间隙中正常地得到放电火花。结果，在上述主间隙中容易对混合气进行点火，并能够容易地使火焰成长，因此能够提高上述火花塞的点火性。
此外，上述火花塞为，在将上述第一副接地电极从上述壳体的前端的突出长度设为Hs1、将上述第二副接地电极从上述壳体的前端的突出长度设为Hs2、将上述中心电极从上述壳体的突出长度设为Hc时，满足Hs2≥Hs1、Hc＜Hs2。由此，在上述配置状态下，当在上述主间隙中产生的放电火花由于气流而被较大地拉伸时，能够通过上述第二副接地电极来阻挡该放电火花。即，能够防止放电火花被较大地拉伸而切断，能够在上述中心电极与上述第二副接地电极之间使放电火花持续。因此，能够抑制放电切断和再放电的反复。结果，能够抑制上述中心电极、上述主接地电极的消耗，能够提高上述火花塞的寿命。此外，由于能够如上述那样使放电火花持续， 因此能够充分地确保点火时机，能够提高上述火花塞的点火性。
如上所述，根据上述方式，能够提供能够维持耐碳污损性并且提高点火性以及寿命的内燃机用的火花塞及其安装构造。
附图说明
图1是背景技术的火花塞的前端部分的说明图。
图2是背景技术的火花塞的前端部分的说明图，(A)是表示放电时的状态的说明图，(B)是放电火花由于气流而被拉伸的状态的说明图，(C)是表示放电切断的状态的说明图。
图3是背景技术的具有形成副间隙的副接地电极的火花塞的前端部分的说明图。
图4是背景技术的具有形成副间隙的副接地电极的火花塞向燃烧室内的安装状态的说明图。
图5是第一实施例的火花塞的局部截面的说明图。
图6是第一实施例的火花塞的前端部分的局部截面的说明图。
图7是第一实施例的火花塞的仰视图。
图8是第一实施例的火花塞朝燃烧室内的安装状态的说明图。
图9是第一实施例的火花塞的说明图，(A)是中心电极与主接地电极之间的放电状态的说明图，(B)是中心电极与第一副接地电极之间的放电状态的说明图。
图10是第一实施例的火花塞的说明图，(A)是中心电极与主接地电极之间的放电火花的拉伸状态的说明图，(B)是向第二副接地电极移动后的放电火花的放电状态的说明图。
图11是表示实验例1的A/F极限值比的图。
图12是表示实验例2的再放电次数比的线图。
图13是第二实施例的火花塞的前端部分的局部截面的说明图。
图14是图13的A-A线向视截面图。
图15是第三实施例的火花塞的前端部分的局部截面的说明图。
具体实施方式
以下，对本发明的内燃机用的火花塞及其安装构造的各种实施例进行说明。
上述内燃机用的火花塞例如能够用作汽车、摩托车、热电联供系统、气体压送用泵等的内燃机的点火机构。
此外，在本说明书中，将上述火花塞向内燃机的燃烧室内插入的一侧作为前端侧、将其相反侧作为基端侧来进行说明。
(第一实施例)
使用图5～图10对实施例的火花塞进行说明。
如图5所示，本例的火花塞1具备筒状的壳体2、以绝缘子前端部31从壳体2突出的方式保持于壳体2的内侧的筒状的绝缘子3、以前端部突出的方式保持于绝缘子3的内侧的中心电极4、与壳体2分别连接的主接地电极51、第一副接地电极52以及第二副接地电极53。
如图6所示，主接地电极51具有沿火花塞轴向(火花塞1的长度方向：参照图5)与中心电极4对置的对置部511，而在与中心电极4之间形成主间隙61。
在第一副接地电极52与绝缘子前端部31的外周侧角部311之间形成第一副间隙62。
在第二副接地电极53与绝缘子前端部31的外周侧角部311之间形成第二副间隙63。
此外，如图7所示，沿火花塞轴向观察，第一副接地电极52和第二副接地电极53夹着主接地电极51的对置部511而对置配置。
此外，火花塞1以满足以下的条件的方式形成。即，如图6所示，在将中心电极4从壳体2的突出长度表示为Hc、将主间隙61的大小表示为Gm、将第一副接地电极52从壳体2的前端的突出长度表示为Hs1、将第二副接地电极53从壳体2的前端的突出长度表示为Hs2、将第一副间隙62的火花塞径向长度表示为Gs1、将第二副间隙63的火花塞径向长度表示为Gs2、以及将绝缘子前端部31的外周侧角部311与内周侧角部312之间的火花塞径向距离表示为Gg时，火花塞1满足如下的条件：
Hs1＜Hc+Gm、
Gm＜Gs1+Gg、
Gm＜Gs2+Gg、
Hs2≥Hs1、
Hc＜Hs2。
此外，火花塞1满足Gs1＜Gs2。
此外，在本例的火花塞1中，壳体2的直径为10mm，壳体2的前端部的壁厚为1.4mm。
此外，如图5～图7所示，主接地电极51具有：一端固定于壳体2的前端部并且立设于前端侧的立设部512；以及从立设部512的另一端弯曲而沿火花塞轴向与中心电极4对置的对置部511。
此外，在本例中，在该对置部511的与中心电极4对置的面上配置有突起部513(在图7中省略图示)。另外，本例的突起部513埋设于对置部511的内部而配置，但并不限定于此。
此外，本例的中心电极4的前端部构成形成为大致圆柱状的突起部41。
此外，突起部513以及突起部41由贵金属片构成。本例的主接地电极51的对置部511所配置的突起部513例如由铂合金构成。
此外，配置于中心电极4的前端部的突起部41例如由铱合金构成。但是，并不限定于此，例如也可以使用铑合金、钨合金等高熔点部件来构成突起部41。
并且，在本例中，通过焊接将贵金属片与主接地电极51的对置部511接合，利用该贵金属片来构成突起部513。
此外，第一副接地电极52以及第二副接地电极53具有：一端固定于壳体2的前端部并且立设于前端侧的立设部522、532；以及从立设部522、532的另一端弯曲而沿与火花塞轴向正交的方向与中心电极4对置的对置部521、531。
此外，壳体2、主接地电极51的母材(突起部513以外的部位)、第一副接地电极52以及第二副接地电极53的母材由镍合金构成。
另外，本例的火花塞1用于汽车等车辆用的内燃机。
接着，使用图8对本例的火花塞1向内燃机8的安装构造进行说明。
在将火花塞1向内燃机8安装时，例如使用公知技术(例如，日本特开平11-324878号公报、日本特开平11-351115号公报)，如图8所示，相对于燃烧 室80中的混合气的气流F的方向来调节主接地电极51的位置，而将火花塞1安装于内燃机8。
具体而言，如图8所示，调节为主接地电极51的对置部511的延设方向(图7所示的虚线L5)相对于气流F的方向正交，而将火花塞1安装于内燃机8。即，以主接地电极51的立设部512不遮蔽气流F的方式将火花塞1安装于内燃机8。
此外，如图8所示，配置于燃烧室80的第一副接地电极52被配置为，与第二副接地电极53相比成为向燃烧室80供给的混合气的气流F的上游侧。也通过使用公知技术(例如，日本特开平11-324878号公报、日本特开平11-351115号公报)来实现该配置。
接着，使用图9、图10对本例的火花塞1的放电时的放电火花E的状态进行详细说明。
在通过对中心电极4与主接地电极51之间施加规定的电压而在主间隙61中放电时，如图9(A)所示，在中心电极4与主接地电极51之间的主间隙61中能够得到初始的放电火花E。即，由于主间隙61的大小Gm最小而电场强度容易变高，因此在主间隙61中产生初始的放电火花E。
而且，如图9(B)所示，当在火花塞1产生碳污损时，即在火花塞1的绝缘子前端部31产生碳污损(图中所示的符号C的区域)而成为导电状态，而在其与主接地电极51之间无法适当地得到放电的情况下，在中心电极4与第一副接地电极52之间的第一副间隙62中进行放电，能够在中心电极4与第一副接地电极52之间通过放电火花E使碳污损部分完全燃烧而排除。
此外，在主间隙61中，在得到放电火花E的情况下，放电火花E由于混合气的气流F而流动至下游侧，如图10(A)所示，在中心电极4的突起部41的角部与主接地电极51的突起部513的角部之间，放电火花E被向下游侧拉伸。通常，在此期间通过放电火花E对混合气进行点火。
而且，如图10(B)所示，本例的火花塞1为，当在中心电极4的突起部41的角部与主接地电极51的突起部513的角部之间放电火花E被向下游侧拉伸时，放电火花E的一端向第二副接地电极53移动。因此，能够在中心电极4的突起部41与第二副接地电极53之间维持放电火花E。并且，在此期间通过放电火花E对混合气进行点火。
接着，使用图8～图10对本例的作用效果进行说明。
上述火花塞1为，沿火花塞轴向观察，第一副接地电极52和第二副接地电极53夹着主接地电极51的对置部511对置配置。由此，如图8所示，能够使主接地电极51不配置于混合气的气流F的上游侧或者下游侧，并且能够在将第一副接地电极52配置于气流F的上游侧、将第二副接地电极53配置于气流F的下游侧的状态下将火花塞1安装于内燃机8。
并且，第一副接地电极52从壳体2的前端的突出长度Hs1满足Hs1＜Hc+Gm。由此，在上述配置状态下，能够防止配置于上游侧的第一副接地电极52阻碍朝向主间隙61的气流F，能够使气流F侵入到主间隙61中。结果，在主间隙61中对混合气的点火变得容易，并且能够容易地使火焰成长，因此能够提高火花塞1的点火性。
此外，如图9(B)所示，当在火花塞1产生碳污损时，即在火花塞1的绝缘子前端部31产生碳污损而成为导电状态，而在其与主接地电极51之间无法适当地得到放电时，能够在第一副间隙62中进行放电。并且，通过此时的放电火花E能够使碳完全燃烧而排除。由此，对于碳的排除部分，能够从上述导电状态恢复到绝缘状态，能够维持绝缘子前端部31的绝缘性。因此，如图9(A)所示，能够在中心电极4与主接地电极51之间进行适当的放电，能够得到放电火花E。如此，能够维持耐碳污损性，能够提高火花塞1的寿命。
此外，火花塞1满足Gm＜Gs1+Gg、Gm＜Gs2+Gg。由此，在产生碳污损之前的火花塞1中，能够防止在中心电极4与第一副接地电极52之间或者在中心电极4与第二副接地电极53之间产生放电火花E，能够在主间隙61中正常地得到放电火花E。结果，在主间隙61中对混合气的点火变得容易，能够容易地使火焰成长，因此能够提高火花塞1的点火性。
此外，火花塞1为，在将第一副接地电极52从壳体2的前端的突出长度设为Hs1、将第二副接地电极53从壳体2的前端的突出长度设为Hs2、将中心电极4从壳体2的突出长度设为Hc时，满足Hs2≥Hs1、Hc＜Hs2。由此，在上述配置状态下，当在主间隙61中产生的放电火花E由于气流F而被较大地拉伸时，如图10(B)所示，能够利用第二副接地电极53来阻挡该放电火花E。即，能够防止放电火花E被较大地拉伸而切断，能够在中心电极4与第二副接地电极53之间持续放电火花E。因此，能够抑制放电切断和再放电的反复。 结果，能够抑制中心电极4、主接地电极51的消耗，能够提高火花塞1的寿命。此外，如上所述，能够使放电火花E持续，因此能够充分确保点火时机，能够提高火花塞1的点火性。
此外，火花塞1满足Gs1＜Gm。由此，如图9(B)所示，当在火花塞1产生碳污损时，能够在第一副间隙62中容易地进行放电，能够在第一副接地电极52与中心电极4之间容易地得到放电火花E。因此，能够容易地确保耐碳污损性。
此外，火花塞1满足Hs1＜Hc。由此，如图8所示，能够可靠地防止第一副接地电极52阻碍朝向主间隙61的气流F，能够使气流F容易地侵入到主间隙61。因此，能够在主间隙61中得到通过放电火花E对混合气的点火而产生的火焰，并能够容易地使火焰成长。结果，能够有效地提高火花塞1的点火性。
此外，火花塞1满足Hs2＜Hc+Gm。由此，如图8所示，能够使从第一副间隙62侧侵入到主间隙61中的气流F容易地向第二副间隙63侧通过。因此，能够在主间隙61中容易地对混合气进行点火，并能够容易地使火焰成长。结果，能够有效地提高火花塞1的点火性。
此外，火花塞1满足Gs1＜Gs2。由此，在上述配置状态下，当在火花塞1产生碳污损时，火花塞1能够在上游侧的第一副接地电极52的第一副间隙62中可靠地进行放电，通过此时的放电火花E能够使碳污损部分完全燃烧而排除(以下，将此称作碳排除功能)。另一方面，火花塞1还能够使在主间隙61中产生的放电火花E可靠地向下游侧的第二副接地电极53移动，能够抑制由于放电火花E的放电切断而引起的再放电(以下，将此称作再放电抑制功能)。因此，在上游侧和下游侧能够分担实现碳排除功能和再放电抑制功能。结果，火花塞1能够可靠地维持耐碳污损性，能够可靠地抑制主接地电极51的消耗，能够有效地提高火花塞1的寿命。此外，还能够充分地确保点火时机，能够有效地提高火花塞1的点火性。
如以上那样，根据本例，能够提供能够维持耐碳污损性并且能够提高点火性以及寿命的内燃机用的火花塞及其安装构造。
(实验例1)
如图11所示，本例是通过A/F极限值的比较来调查火花塞的点火性的例 子。
作为评价对象，在第一实施例所示的火花塞1中，使中心电极4的母材(保持于绝缘子3内的部分)的最大直径为2.3mm，使中心电极4的电极前端部的直径为0.7mm，使主接地电极51的对置部511的火花塞轴向的截面成为1.4mm×2.6mm的大致长方形，使第一副接地电极52以及第二副接地电极53的对置部521、531的火花塞轴向的截面成为1.2mm×2.2mm的大致长方形。此外，将Hc设定为4.0mm，将Gm设定为0.8mm，将Gs1以及Gs2设定为0.5mm，将Gg设定为1.0mm。并且，火花塞1设定为满足Gm＜Gs1+Gg、Gm＜Gs2+Gg。
并且，如下述的表1所示，作为“试样1”～“试样17”，准备了使Hs1在3.0～5.5mm、Hs2在3.5～6.0mm之间进行各种变更的火花塞。
并且，使用这些试样进行了以下的点火试验。
[表1]
(表1)

在点火试验中，将试样1～17的火花塞装配于直列4气缸1.8L发动机(以下，称作点火试验装置)，使点火试验装置内的混合气的A/F值变化。并且，在本例的点火试验中，对试样1～17的火花塞在较稀薄的混合气、即A/F值较高的混合气中是否也能够进行点火进行了评价。该评价方法为，将使用了不具有如第一实施例中所示那样的第一副接地电极52以及第二副接地电极53的火花塞9(参照图1)的情况下的A/F极限值设为1.0，并通过相对于此的A/F极限值的比率(以下，将其称作“A/F极限值比”)来进行评价。即，在试样1～17中，在A/F极限值比超过1.0的情况下判断为点火性提高，在A/F极 限值比不足1.0的情况下判断为点火性降低。另外，A/F极限值是使用燃烧变动比来确定的值，设定为能够抑制到可以说是正常燃烧的程度的燃烧变动比的极限的A/F值。
此外，在将第一副接地电极配置于气流的上游侧且将第二副接地电极配置于气流的下游侧的状态下将火花塞安装于点火试验装置(参照图6)。
在图11中表示该点火试验的结果。在该图中，各条形图是试样1～17的各测定结果的A/F极限值比。此外，在条形图之下的栏中表示各试样的点火性的评价。具体而言，在A/F极限值比超过1.0的情况下表示为○，在A/F极限值比不足1.0的情况下表示为×。
根据图11可知，对于试样1～9，A/F极限值比超过1.0，点火性优异(评价为○)。另一方面，对于试样10～17，A/F极限值比不足1.0，点火性降低(评价为×)。此处，如表1所示，对于试样1～9，满足Hs1＜Hc+Gm，对于试样10～17，不满足Hs1＜Hc+Gm。
根据上述结果可知，通过满足Hs1＜Hc+Gm，能够较高地维持A/F极限值，能够提高火花塞的点火性。
(实验例2)
如图12所示，本例是通过再放电次数的比较来调查火花塞的耐久性的例子。
即，在本例中，在以下所示的耐久试验中，分别计测在上述实验例1(表1)中表示的试样1～17的火花塞的再放电次数，并确认再放电次数与在上述实验例1中表示的火花塞9(参照图1)的再放电次数相比是否得以抑制。
本例的评价对象(试样1～17)的各条件分别与上述实验例1相同。此外，作为样品分别各准备三个试样1～17的火花塞。
使用这些试样进行了以下的耐久试验。
在耐久试验中，将试样1～17的火花塞装配于模拟了燃烧室80的试验装置，使装置内成为氮气环境，并且使压力为0.6MPa。
此外，以在火花塞的前端部附近形成流速为30m/秒的气流的方式向装置内送入混合气，并以放电周期30Hz对火花塞施加电压。此时的点火能量为70mJ。
此外，在将第一副接地电极配置于气流的上游侧且将第二副接地电极 配置于气流的下游侧的状态下将火花塞安装于试验装置(参照图6)。
并且，对于各试样，按照每经过耐久时间100小时的区间来使用高频探测器计测10次的火花放电的放电电压的波形，对再放电次数进行调查。通过对各次的电压施加的电流波形进行观测，并对电流值超过规定的阈值的次数进行计数，由此来进行该计测。
另外，图12所示的结果表示基于各试样的三个样品的再放电次数的平均值。
上述耐久试验的评价方法为，将把在实验例1中也使用了的火花塞9(参照图1)装配于上述试验装置时的再放电次数设为1.0(以下，将此称作“再放电次数比”)来进行比较评价。即，在试样1～17中，在再放电次数不足1.0的情况下判断为耐久性提高，在再放电次数超过1.0的情况下判断为耐久性降低。
在图12中表示该耐久试验的结果。在该图中，各条形图是试样1～17的各测定结果的再放电次数比。此外，在条形图之下的栏中表示各试样的耐久性的评价。具体而言，在再放电次数比不足1.0的情况下用圆圈表示，在再放电次数比为1.0的情况下表示为△，在再放电次数比超过1.0的情况下用叉表示。
根据图12可知，对于在上述实验例1中确认到点火性提高的满足Hs1＜Hc+Gm的试样1～9中的试样3、6、8、9，再放电次数比不足1.0，耐久性提高(评价为圆圈)。另一方面，对于试样1、4，再放电次数比超过1.0，耐久性降低(评价为叉)。
此处，如表1所示，对于观察到耐久性提高效果的试样3、6、8、9，也满足Hs2≥Hs1、Hc＜Hs2。另一方面，对于试样1、2、5，不满足Hc＜Hs2，对于试样4、7，不满足Hs2≥Hs1和Hc＜Hs2中的任一个。
根据上述结果可知，通过满足Hs2≥Hs1、Hc＜Hs2，能够提高火花塞的寿命。并且，根据上述实验例1以及上述实验例2的结果可知，通过以满足Gm＜Gs1+Gg、Gm＜Gs2+Gg为前提，而满足Hs1＜Hc+Gm、Hs2≥Hs1、Hc＜Hs2的全部，由此能够提高火花塞的点火性以及寿命。
另外，根据图12可知，对于试样10～17，再放电次数比也不足1.0，而能够抑制再放电次数。但是，如上述实验例1所示，对于试样10～17，未确 认到点火性的提高。
(第二实施例)
如图13、图14所示，本例是将主接地电极51的对置部511的突起部513的截面形状形成为以下说明的特定形状的例子。
如图14所示，本例的突起部513的与火花塞轴向正交的截面形状是具有在其轮廓514中曲率半径最小的最小曲率半径部515并且满足以下的条件的特定形状。
该条件如以下那样确定。即，如图14所示，首先，假定连结上述截面形状的最小曲率半径部515与几何重心P1的第一直线L1。接着，假定连结第一直线L1与上述截面形状的轮廓514交叉的两个交点P2间的第一线段M。接着，假定在第一线段M的中点P3与第一线段M正交的第二直线L2。接着，利用第二直线L2将上述截面形状分割成包括最小曲率半径部515的第一区域B和不包括最小曲率半径部515的第二区域C。此时，上述条件为第二区域C的面积大于第一区域B的面积。
此外，如图14所示，本例的突起部513配置成第一直线L1相对于主接地电极51的对置部511的延设方向(图7所示的虚线L5)正交。另外，突起部513形成为与第一直线L1相同方向的全长W1小于与对置部511的延设方向正交的方向的宽度W2。并且，突起部513配置成上述截面形状是满足上述特定形状的柱状体并且从对置部511的与中心电极4对置的面突出(参照图13)。
此外，如图14所示，突起部513的上述截面形状的轮廓514为，以第一直线L1为基准而成为线对称形状。并且，轮廓514的形状形成为，第二直线L2方向的宽度从第一区域B的最小曲率半径部515(第一区域B侧的交点P2)朝向第二区域C逐渐扩大，在第二区域C中形成最大宽度部516，并且以该最大宽度部516为基点朝向第二区域C侧的交点P2变窄。并且，最大宽度部516成为第二区域C的轮廓514中的曲率半径最小的部分。
此外，本例的突起部513以第一区域B配置于第一副接地电极52侧且第二区域C配置于第二副接地电极53侧的方式固定于主接地电极51。
其他与第一实施例相同。
在本例的情况下，突起部513的与火花塞轴向正交的截面形状形成为上述特定形状。即，如图14所示，形成为上述截面形状中的第二区域C的面积 大于第一区域B的面积。并且，突起部513以第一区域B配置于第一副接地电极52侧且第二区域C配置于第二副接地电极53侧的方式固定于主接地电极51。由此，与第一实施例相同，只要以第一副接地电极52配置于气流F的上游侧且第二副接地电极53配置于气流F的下游侧的方式将火花塞1安装于内燃机8的燃烧室80，则第一区域B就配置于气流F的上游侧，第二区域C就配置于气流F的下游侧。因此，即便在突起部513的下游侧的角部反复进行再放电，由于面积较大，所以也能够相应地抑制由于再放电而引起的突起部6的消耗。因此，能够抑制突起部513的偏消耗，能够进一步提高耐消耗性。结果，能够更有效地提高火花塞1的寿命。
此外，如果成为上述那样的配置，则第一区域B中的最小曲率半径部515配置于上游侧。最小曲率半径部515的附近最容易实现电场集中，最小曲率半径部515容易成为放电的起点。因此，通过将最小曲率半径部515配置于上游侧，由此即便在突起部513中也能够在其上游侧得到初始的放电火花E。并且，能够延长放电火花E由于混合气而流动到下游侧而被吹灭为止的时间。因此，能够充分确保基于火焰的点火时机。结果，能够更有效地提高火花塞1的点火性。
通过使突起部513的上述截面形状成为上述特定形状，来实现上述结构。由此，不特别使突起部513本身大径化就能够抑制熄火作用。结果，能够有效地防止火花塞1的点火性降低。
此外，具有与第一实施例相同的作用效果。
另外，在本例中，在中心电极4上配置大致圆柱形状的突起部41，在主接地电极51上配置成为上述特定形状的突起部513，但并不限定于此。即，突起部41也可以成为与本例的突起部513相同的上述特定形状(参照图14)。
(第三实施例)
如图14、图15所示，本例是将主接地电极51的对置部511的突起部513形成为图15所示的特定形状，并且在主间隙61中形成有较窄的间隙611和较宽的间隙612的例子。另外，该间隙的“较窄”、“较宽”表示与火花塞轴向的间隙长度的大小相关的相互相对的大小关系。
本例的突起部513为与火花塞轴向正交的截面形状满足在第二实施例中表示的上述特定形状的大致柱状体(参照图14)。
此外，突起部513在与火花塞轴向正交的方向的一端侧具有火花塞轴向的最大高度T1，并且在另一端侧具有火花塞轴向的最小高度T2。即，如图15所示，突起部513的与主间隙61对置的对置面517相对于与火花塞轴向正交的面倾斜。
在中心电极4上配置大致圆柱形状的突起部41，火花塞轴向的高度形成为一定。
并且，如该图所示，主间隙61构成为，在与火花塞轴向正交的一个方向上，从一端侧的较窄的间隙611朝向另一端侧的较宽的间隙612逐渐扩大。
此外，在本例中，主间隙61构成为，沿着相对于主接地电极51的对置部511的延设方向(图7所示的虚线L5)正交的方向逐渐扩大。
此外，突起部513以较窄的间隙611配置于第一副接地电极52侧且较宽的间隙612配置于第二副接地电极53侧的方式固定于主接地电极51。
其他与第二实施例相同。
在本例的情况下，如图15所示，突起部513的与主间隙61对置的对置面517相对于与火花塞轴向正交的面倾斜。并且，主间隙61构成为，在与火花塞轴向正交的一个方向上，以在一端侧形成较窄的间隙611且在另一端侧形成较宽的间隙612的方式从一端侧朝向另一端侧逐渐扩大。并且，突起部513以较窄的间隙611配置于第一副接地电极52侧且较宽的间隙612配置于第二副接地电极53侧的方式固定于主接地电极51。由此，与第一实施例相同，只要以第一副接地电极52配置于气流F的上游侧且第二副接地电极53配置于气流F的下游侧的方式将火花塞1安装于内燃机8的燃烧室80，则较窄的间隙611就配置于气流F的上游侧，较宽的间隙612就配置于气流F的下游侧。因此，能够实现火花塞1的放电电压的抑制、耐消耗性以及点火性的提高。
以下对该机理进行说明。
如果成为上述那样的配置，则较窄的间隙611配置于上游侧。较窄的间隙611的附近最容易实现电场集中，而突起部513的一端侧容易成为放电的起点。结果，还能够抑制放电电压。并且，通过将形成较窄的间隙611的一端侧配置于上游侧，由此即便在突起部513中也能够在其上游侧得到初始的放电火花E，能够延长放电火花E由于混合气而流动到下游侧而被吹灭为止的时间。因此，能够充分确保基于火焰的点火时机，并且，由此能够抑制 再放电次数，还能够容易地抑制突起部513的消耗加剧。结果，能够提高火花塞1的耐消耗性以及点火性。
此外，如果成为上述那样的配置，则在突起部513的气流的下游侧配置较宽的间隙612。因此，如上所述，在放电火花E向突起部513的下游侧流动的情况下，能够增长中心电极4与主接地电极51之间的放电火花E的放电距离。因此，能够容易较长地确保放电火花E的放电距离，能够充分得到对混合气的点火时机。结果，能够提高火花塞1的点火性。
通过将突起部513构成为，与主间隙61对置的对置面517相对于与火花塞轴向正交的面倾斜，主间隙61在与火花塞轴向正交的一个方向上从一端侧的较窄的间隙611朝向另一端侧的较宽的间隙612逐渐扩大，由此实现上述结构。由此，不特别使突起部本身大径化就能够提高耐消耗性。因此，能够抑制熄火作用，并且能够提高火花塞1的寿命。
此外，具有与第二实施例相同的作用效果。
另外，突起部41也可以与本例的突起部513相同，使突起部41的与主间隙61对置的对置面相对于与火花塞轴向正交的面倾斜。
符号的说明：
1 火花塞
2 壳体
3 绝缘子
311 外周侧角部
312 内周侧角部
4 中心电极
51 主接地电极
52 第一副接地电极
53 第二副接地电极
61 主间隙
62 第一副间隙
63 第二副间隙