專利名稱：火花塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種火花塞，更詳細(xì)地講涉及例如內(nèi)燃機(jī)用的火花塞。
背景技術(shù)：
在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)中使用的火花塞通常具備配置在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的中心電極、和與該中心電極隔著點(diǎn)火花放電間隙相對地配置的接地電極。這樣的火花塞通過在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)在所述火花放電間隙進(jìn)行火花放電，使填充在燃燒室內(nèi)的混合氣體燃
Jyti ο使組裝有所述火花塞的內(nèi)燃機(jī)在低溫環(huán)境下起動(dòng)的情況下，或者，組裝有所述火花塞的內(nèi)燃機(jī)是直噴式的情況下，噴射至燃燒室的燃料等會(huì)直接沖擊火花塞的點(diǎn)火部，從而燃料以液滴形式附著在中心電極與接地電極之間，形成所謂的“燃料橋”。若如上所述這樣在中心電極與接地電極之間形成燃料橋，則不能在中心電極與接地電極之間正常地進(jìn)行火花放電，大大地降低了內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)性能。為了解決燃料橋所引起的這樣的問題，提出有將由中心電極和接地電極形成的火花放電間隙設(shè)置得較大的火花塞。例如，在專利文獻(xiàn)1中記載有“一種內(nèi)燃機(jī)用的火花塞 具備在外周設(shè)有安裝用螺紋部的安裝配件、保持在該安裝配件的內(nèi)側(cè)的絕緣子、保持在該絕緣子的絕緣子孔部的中心電極、以及與該中心電極之間形成火花放電間隙的接地電極， 其特征在于，在從該火花塞的前端側(cè)觀察時(shí)，從上述接地電極的外緣露出的上述絕緣子孔部的面積Sl與上述絕緣子孔部的整個(gè)面積S2之間滿足S1/S2 ^ 0. 3的關(guān)系，上述中心電極從上述絕緣子的絕緣子前端部突出的突出量L滿足L < 0. 6mm,在上述絕緣子前端部形成的絕緣子前端平面部與上述接地電極中的和上述絕緣子前端平面部相對的接地電極平面部之間的距離的最小値^lin和最大値Hmax滿足Hmax/Hmin< 1. 3的關(guān)系，上述絕緣子的上述絕緣子孔部與外周面之間的絕緣子壁厚T滿足T < 0. 7mm,上述中心電極的前端部的直徑d 滿足d彡0. 6mm”。然而，在火花塞中，若增大火花放電間隙，則火花放電時(shí)的放電電壓有變大的趨勢，從線圈電源的能力方面來講，火花放電間隙的增大存在一定的限制。如專利文獻(xiàn)1所述的火花塞那樣，在接地電極的前端部以與中心電極的端面相對的方式配置在中心電極的軸線方向上的所謂的“平行式”的情況下，即使在能夠保持火花塞的所述特性的范圍內(nèi)增大了火花放電間隙，由于具備彎折的接地電極，因此也容易形成燃料橋，并且容易保持所形成的燃料橋，沒有從根本上解決所述起動(dòng)性能降低的問題。另一方面，若在低溫環(huán)境下反復(fù)進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)停止或者以反復(fù)進(jìn)行極短時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，則容易產(chǎn)生在火花塞的絕緣體表面上附著碳的現(xiàn)象(以下有時(shí)稱作“煙熏”)，結(jié)果，會(huì)降低絕緣性及點(diǎn)火性。因此，希望內(nèi)燃機(jī)特別是低溫環(huán)境下使用的內(nèi)燃機(jī)具有較高的煙熏防止性能。專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-250258號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種火花塞，能夠提高低溫環(huán)境下的內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)性能及煙熏防止性能。S卩，用于解決所述問題的技術(shù)手段的本發(fā)明的一種火花塞，具備棒狀的中心電極，在軸線方向上延伸；大致圓筒狀的絕緣體，設(shè)置在所述中心電極的外周；大致筒狀的主體配件，設(shè)置在所述絕緣體的外周；以及主接地電極及至少兩個(gè)副接地電極，該主接地電極及至少兩個(gè)副接地電極的基端部與所述主體配件的前端部接合，所述火花塞的特征在于， (i)所所述主接地電極被配置為，其前端部與所述中心電極的前端部側(cè)面相對，在與所述中心電極的前端部之間形成主火花放電間隙，(ii)所述副接地電極分別被配置為，其前端部端面的一部分與所述絕緣體的前端部外周面相對，(iii)沿著所述中心電極的半徑方向?qū)λ鲋鹘拥仉姌O的前端部和所述中心電極的前端部投影時(shí)的、在所述中心電極的前端部的投影區(qū)域上重疊的所述主接地電極的前端部的投影面積c(mm2)和在所述主接地電極的前端部的投影區(qū)域上重疊的所述中心電極的前端部的投影面積D(mm2)的總面積S(mm2)，與所述主火花放電間隙的平均間隙距離Av(mm)之間的關(guān)系式滿足S/Av < 1. 3。作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，(1)所述總面積S(mm2)與所述平均間隙距離Av(mm)之間的關(guān)系式滿足0. 25彡S/ Av ^ 1 ；(2)在以所述中心電極的軸線為中心的半徑方向平面上，沿著連接所述軸線和所述主接地電極的軸線的虛擬線從所述主接地電極的前端部端緣至所述中心電極的周緣的距離，在與所述虛擬線垂直的方向上不一致；(3)所述主接地電極的前端部具有大致平坦的端面；(4)所述中心電極的前端部形成為具有0.5mm以下的曲率半徑的圓柱狀。此外，作為本發(fā)明的其他優(yōu)選的實(shí)施方式，所述副接地電極分別通過其前端部和所述中心電極的前端部側(cè)面形成夾有所述絕緣體的前端部端面的副火花放電間隙，在以所述中心電極的軸線為中心的半徑方向平面上，將沿著所述中心電極的圓周方向及其相反方向與所述主接地電極之間的距離最短的兩個(gè)副火花放電間隙的間隙虛擬線各自與所述絕緣體的內(nèi)周緣的交點(diǎn)分別設(shè)為bl、b2，并且將所述主火花放電間隙的中心點(diǎn)設(shè)為a，此時(shí)， 所述中心點(diǎn)a與所述交點(diǎn)bl、1^2之間的最大距離F(mm)為1 3mm。發(fā)明效果本發(fā)明所涉及的火花塞具備中心電極、絕緣體、主體配件、以及主接地電極及至少兩個(gè)副接地電極，其特征在于，所述主接地電極被配置為，其前端部與所述中心電極的前端部側(cè)面相對，在與所述中心電極的前端部之間形成主火花放電間隙，所述副接地電極分別被配置為，其前端部端面的一部分與所述絕緣體的前端部外周面相對，所述總面積S(mm2) 與所述主火花放電間隙的平均間隙距離Av (mm)之間的關(guān)系式滿足S/Av< 1.3。具有該特征的本發(fā)明所涉及的火花塞在安裝在內(nèi)燃機(jī)中時(shí)，即使在低溫環(huán)境下，也不易形成燃料橋， 即使形成了燃料橋，也不容易保持燃料橋，并且，能夠防止碳附著或附著的碳累積。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供提高了低溫環(huán)境下的內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)性能及煙熏防止性能的火花塞。此外，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，(1)所述總面積S(mm2)與所述平均間隙距離 Av(mm)之間的關(guān)系式滿足0. 25彡S/Av ^ 1 ； (2)在以所述中心電極的軸線為中心的半徑方向平面上，沿著連接所述軸線和所述主接地電極的軸線的虛擬線從所述主接地電極的前端部端緣至所述中心電極的周緣的距離，在與所述虛擬線垂直的方向上不一致；C3)所述主接地電極的前端部端面大致平坦；(4)所述中心電極的前端部形成為具有0. 5mm以下的曲率半徑的圓柱狀。根據(jù)本發(fā)明的所述優(yōu)選實(shí)施方式，能夠進(jìn)一步提高內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)性能。在本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施方式中，所述副接地電極分別通過其前端部和所述中心電極的前端部側(cè)面形成夾有所述絕緣體的前端部端面的副火花放電間隙，在以所述中心電極的軸線為中心的半徑方向平面上，將沿著所述中心電極的圓周方向及其相反方向與所述主接地電極之間的距離最短的兩個(gè)副火花放電間隙的間隙虛擬線各自與所述絕緣體的內(nèi)周緣的交點(diǎn)分別設(shè)為bl、b2，并且將所述主火花放電間隙的中心點(diǎn)設(shè)為a，此時(shí)，所述中心點(diǎn)a與所述交點(diǎn)bl、l32之間的最大距離F(mm)為1 3mm。根據(jù)本發(fā)明的該其他優(yōu)選的實(shí)施方式，能夠進(jìn)一步提高內(nèi)燃機(jī)的煙熏防止性能。


圖1是用于說明本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞的局部截?cái)嗾晥D。圖2是表示本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞的局部放大圖，圖2(a) 是表示本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞的前端側(cè)的局部放大圖，圖2(b)是從前端側(cè)觀察本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞的放大俯視圖。圖3是表示本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞中的、貴金屬端頭與中心電極用貴金屬端頭之間的相對狀態(tài)的局部放大側(cè)視圖，圖3(a)是表示從側(cè)面觀察本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞時(shí)的、貴金屬端頭與中心電極用貴金屬端頭之間的相對狀態(tài)的局部放大側(cè)視圖，圖3(b)是表示從軸線CLl的前端側(cè)觀察本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞時(shí)的、貴金屬端頭與中心電極用貴金屬端頭之間的相對狀態(tài)的局部放大側(cè)視圖。圖4是表示在本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞中沿著中心電極的半徑方向?qū)①F金屬端頭和中心電極用貴金屬端頭投影而得到的、貴金屬端頭的投影區(qū)域和中心電極用貴金屬端頭的投影區(qū)域的投影圖。圖5是用于說明從軸線CLl的前端側(cè)觀察本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞時(shí)的、從貴金屬端頭的前端部端緣至中心電極用貴金屬端頭的外周緣為止的距離不一致的情況的圖。圖6是用于說明本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞中的最大距離 F(mm)的局部放大圖，圖6(a)是用于說明本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞中的所述主火花放電間隙的中心點(diǎn)的局部放大圖，圖6(b)是用于說明本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞中的、間隙虛擬線與絕緣體的內(nèi)周緣的交點(diǎn)的局部放大圖，圖 6(c)是用于說明本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞中的最大距離F(mm)的局部放大圖。圖7是表示本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞中的、與主接地電極的前端部端面接合的貴金屬端頭的接合變形例的局部放大圖。圖8是表示本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例的火花塞中的副接地電極的配
5置變形例的放大俯視圖，圖8(a)是表示配置在主接地電極與相鄰的副接地電極之間的中心角為90度的位置上的副接地電極的配置變形例的放大俯視圖，圖8(b)是表示配置在主接地電極與相鄰的副接地電極之間的中心角為120度的位置上的副接地電極的配置變形例的放大俯視圖。圖9是表示實(shí)施例1及比較例1的低溫起動(dòng)性試驗(yàn)的結(jié)果的圖表。圖10是表示實(shí)施例2及比較例2的低溫起動(dòng)性試驗(yàn)及桌面火花耐久試驗(yàn)的結(jié)果的曲線圖。 圖11是表示實(shí)施例3及實(shí)施例4的低溫起動(dòng)性試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。圖12是表示實(shí)施例5的耐污損性試驗(yàn)及點(diǎn)火性試驗(yàn)的結(jié)果的曲線圖。標(biāo)號(hào)說明1火花塞2絕緣體3主體配件5中心電極30主接地電極38主火花放電間隙40、40A、40B、40C 副接地電極42A、42B、42C副火花放電間隙CLl 軸線
具體實(shí)施例方式圖1和圖2示出本發(fā)明所涉及的火花塞的一個(gè)實(shí)施例。該火花塞1具備在軸線方向上延伸的棒狀的中心電極5、設(shè)置在中心電極5的外周的大致圓筒狀的絕緣體2、設(shè)置在絕緣體2的外周的大致筒狀的主體配件3、以及基端部與主體配件3的前端面3A接合的主接地電極30及3個(gè)副接地電極40A、40B和40C。在該圖1示出的火花塞1中，為了方便起見，將主體配件3中的設(shè)有主接地電極30的一個(gè)端部側(cè)(例如圖1中的紙面下方側(cè))稱作前端側(cè)，將另一個(gè)端部側(cè)(例如圖1中的紙面上方側(cè))稱作后端側(cè)。如圖1所示，所述絕緣體2形成為在軸線方向上延伸的大致圓筒狀，沿著軸線貫通形成有軸孔4。并且，在軸孔4的前端部側(cè)插入固定有中心電極5，在后端部側(cè)插入固定有端子電極6。在軸孔4內(nèi)的中心電極5與端子電極6之間配置電阻體7，該電阻體7的兩端部經(jīng)由導(dǎo)電性的玻璃密封層8、9分別與中心電極5和端子電極6電連接。如圖1和圖2所示，中心電極5的前端側(cè)的直徑縮小，并且整體上形成為在軸線方向上延伸的大致圓筒體的棒狀，其前端面平坦。中心電極5的前端部從絕緣體2的前端突出。中心電極5具有由銅或銅合金形成的內(nèi)層5A、以及由鎳(Ni)合金形成的外層5B。該中心電極5在其前端面通過焊接而接合有以銥為主要成分的貴金屬端頭(tip)(在本發(fā)明中，有時(shí)稱作中心電極用貴金屬端頭。)5C。這樣的中心電極5還可以構(gòu)成為包括由內(nèi)層5A 及外層5B形成的中心電極主體、以及中心電極用貴金屬端頭5C。若中心電極5具備中心電極用貴金屬端頭5C，則中心電極5即火花塞1的耐久性得以提高。該中心電極用貴金屬端頭5C形成為圓柱狀，接合在中心電極5的前端面。
中心電極5的前端部、在該例子中為所述中心電極用貴金屬端頭5C，具有0.5mm以下的曲率半徑r。若中心電極5的前端部即中心電極用貴金屬端頭5C具有0. 5mm以下的曲率半徑r，則能夠進(jìn)一步提高內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)性能。所述絕緣體2通過對例如氧化鋁等進(jìn)行燒結(jié)而形成，在其外形部具有凸緣狀的大徑部11，在火花塞1的軸線CLl方向的大致中央部朝徑向外側(cè)突出形成；中間主體部12， 位于該大徑部11的前端側(cè)，與所述大徑部11相比直徑變小；以及長腳部13，位于該中間主體部12的前端側(cè)，與所述中間主體部12相比直徑變小，配置在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)。絕緣體 2中的包含大徑部11、中間主體部12、長腳部13的前端側(cè)被收容在形成為筒狀的主體配件 3的內(nèi)部。并且，在長腳部13與中間主體部12的連接部處形成有階梯部14，通過該階梯部 14來使絕緣體2卡定于主體配件3。主體配件3構(gòu)成為沿著軸線方向延伸的大致筒狀，例如通過低碳鋼等金屬形成為筒狀。主體配件3在其外周面形成有用于將火花塞1安裝在內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋上的螺紋部 15，在該例子中形成了外螺紋部。在螺紋部15的后端側(cè)的外周面上形成有基座部16，在螺紋部15后端的螺紋頸17嵌入有環(huán)狀的墊圈18。進(jìn)而，在主體配件3的后端側(cè)設(shè)有用于在將主體配件3安裝汽缸蓋上時(shí)使扳手等工具扣合的剖面六邊形的工具扣合部19，并且，在后端部設(shè)有用于保持絕緣體2的緊固部20。此外，在主體配件3的內(nèi)周面設(shè)有用于將絕緣體2卡定的階梯部21。使絕緣體2 從主體配件3的后端側(cè)朝向前端側(cè)插入，在本身的階梯部14卡定在主體配件3的階梯部21 上的狀態(tài)下，通過將主體配件3的后端側(cè)的開口部向徑向內(nèi)側(cè)緊固、即形成所述緊固部20， 將該絕緣體2固定。另外，在絕緣體2及主體配件3雙方的階梯部14、21之間夾有圓環(huán)狀的墊板22。由此，能夠保持燃燒室內(nèi)的氣密性，防止進(jìn)入暴露在燃燒室內(nèi)的絕緣體2的長腳部13和主體配件3的內(nèi)周面之間的間隙內(nèi)的燃料空氣向外部漏出。進(jìn)而，為了進(jìn)一步完善通過緊固形成的密閉，在主體配件3的后端側(cè)，在主體配件 3與絕緣體2之間夾有環(huán)狀的環(huán)部件23、24，在環(huán)部件23J4之間填充有滑石(Talc) 25的粉末。即，主體配件3隔著墊板22、環(huán)部件23、M及滑石25來保持絕緣體2。如圖1及圖2所示，在所述主體配件3的前端面3A通過焊接等接合有被彎折成大致L字狀的主接地電極30。S卩，主接地電極30的基端部通過焊接等接合在主體配件3的前端部的前端面3A上。另一方面，主接地電極30配置成，在其中間部附近被朝向所述軸線 CLl側(cè)折回，主接地電極30的前端部與中心電極5的前端部側(cè)面即中心電極用貴金屬端頭 5C的外周面相對。這樣，在主接地電極30的前端部與中心電極5的前端部之間形成主火花放電間隙38。由此，在火花塞1中，在主火花放電間隙38中基本上沿著與軸線CLl方向正交的方向進(jìn)行火花放電。該主接地電極30的與其軸線垂直的剖面形成為大致矩形狀。該例子中的主接地電極30包括形成為大致L字型的主接地電極主體31、以及接合在主接地電極主體31的前端部的貴金屬端頭34。若主接地電極30在其前端具備貴金屬端頭34，則能夠提高主接地電極30即火花塞1的耐久性。如圖1及圖2所示，所述主接地電極主體31形成為具有內(nèi)層32和外層33的雙層結(jié)構(gòu)。所述外層33通過因科鎳(inCOnel)600或因科鎳601(均為注冊商標(biāo))等鎳合金來形成，所述內(nèi)層32由比所述鎳合金的熱傳導(dǎo)性好的金屬的銅合金或純銅來形成。若這樣形成主接地電極主體31，能夠?qū)崿F(xiàn)散熱性的提高。
如圖2所示，所述貴金屬端頭34形成為棱柱狀。該貴金屬端頭34與主接地電極主體31接合，使得貴金屬端頭34的一部分埋入主接地電極主體31，該貴金屬端頭34從主接地電極主體31的前端面35朝向所述中心電極5突出。并且，如圖3(a)等所示，主接地電極30、該例子中為貴金屬端頭34，在其前端部具有大致平坦的端面即前端部端面34A，該前端部端面34A與所述中心電極用貴金屬端頭5C的外周面相對。若貴金屬端頭34具有前端部端面34A，則能夠進(jìn)一步提高內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)性能。在此，前端部端面34A不需要高精度地平坦，如后所述那樣，只要具有使從主接地電極30的前端部端緣至中心電極5的周緣的距離不一致的程度的平坦性即可。因此，在該例子中，所述主火花放電間隙38通過主接地電極30的貴金屬端頭34 和中心電極用貴金屬端頭5C的外周面來形成，具有間隙距離A(mm)。所述間隙距離A(mm) 是主接地電極30的前端部端面與中心電極5的外周面之間的最短距離。在該例子中，例如圖3(b)所示，間隙距離A(mm)是貴金屬端頭34的所述前端部端面34A與中心電極5的外周面之間沿著經(jīng)過它們的軸線的直線延伸的最短距離，通常被調(diào)整為0. 8 1. 3mm程度。參照附圖來說明火花塞1中的所述貴金屬端頭34和中心電極用貴金屬端頭5C的相對狀態(tài)。在火花塞1中，貴金屬端頭34的前端部端面34A和中心電極用貴金屬端頭5C的外周面如圖3(a)所示那樣相對配置成，在從火花塞1的側(cè)面觀察時(shí)，貴金屬端頭34的前端部端面34A的所述軸線CLl方向上的前端側(cè)端緣34B、與中心電極用貴金屬端頭5C的外周面的所述軸線CLl方向上的前端側(cè)端緣5D即中心電極用貴金屬端頭5C的前端面幾乎位于同一平面內(nèi)。此外，貴金屬端頭34的前端部端面34A與中心電極用貴金屬端頭5C的外周面如圖3(b)所示那樣相對配置成，在從火花塞1的所述軸線CLl的前端側(cè)觀察時(shí)，貴金屬端頭34的中心軸經(jīng)過中心電極用貴金屬端頭5C的中心軸，換言之，貴金屬端頭34的中心軸與中心電極用貴金屬端頭5C的中心軸位于同一直線上。在火花塞1中，所述主接地電極30及中心電極5配置成，沿中心電極5的半徑方向?qū)χ鹘拥仉姌O30的前端部和中心電極5的前端部進(jìn)行投影時(shí)的、在中心電極5的前端部的投影區(qū)域5F上重疊的主接地電極30的前端部的投影面積C(mm2)以及在主接地電極30 的前端部的投影區(qū)域36上重疊的中心電極5的前端部的投影面積D (mm2)的總面積S (mm2)， 與所述主火花放電間隙的平均間隙距離Av(mm)之間的關(guān)系式滿足S/Av < 1. 3。在此，所述平均間隙距離Av(mm)是在主接地電極30的前端部端面及/或中心電極5的外周面為曲面的情況下將主接地電極30的所述前端部端面及中心電極5的外周面從曲面轉(zhuǎn)換為平面時(shí)形成的間隙的距離，換言之是在使主接地電極30及中心電極5的體積固定的狀態(tài)下將相互相對的面假定為平面時(shí)形成的間隙的距離。在該例子中，中心電極5的前端部如上所述是中心電極用貴金屬端頭5C，主接地電極30的前端部如上所述是貴金屬端頭34，因此，例如圖3(b)所示，平均間隙距離Av (mm)是，在使體積固定的狀態(tài)下對中心電極用貴金屬端頭 5C的外周面進(jìn)行假想變形，將中心電極用貴金屬端頭5C的外周面假定為與貴金屬端頭34 的所述前端部端面34A相對的平面P時(shí)，該假定的平面P與貴金屬端頭34的所述前端部端面34A之間的距離。具體地說明中心電極用貴金屬端頭5C和貴金屬端頭34的相對狀態(tài)，圖4示出了對主接地電極30的前端部即貴金屬端頭34與中心電極5的前端部即中心電極用貴金屬端
8頭5C沿中心電極5的半徑方向投影而得到的、貴金屬端頭34的投影區(qū)域36和中心電極用貴金屬端頭5C的投影區(qū)域5F。在該投影圖中，將所述投影區(qū)域36中的與中心電極用貴金屬端頭5C的投影區(qū)域5F重疊的投影部37的投影面積設(shè)為C (mm2)，將所述投影區(qū)域5F中的與貴金屬端頭34的投影區(qū)域36重疊的投影部5G的投影面積設(shè)為D(mm2)。所述投影部 37也可以稱作是對貴金屬端頭34的前端部端面34A中的與中心電極5相對的區(qū)域如上所述那樣進(jìn)行投影而得到的投影部。同樣，所述投影部5G也可以稱作是對中心電極用貴金屬端頭5C的外周面中的與貴金屬端頭34相對的區(qū)域如上所述那樣進(jìn)行投影而得到的投影部 (例如參照圖3(b))。在該例子中，所述投影部37及所述投影部5G分別具有相同的面積。 利用常規(guī)方法算出所述投影部37的投影面積C (mm2)及所述投影部5G的投影面積D (mm2)， 并算出投影面積C (mm2)與投影面積D (mm2)的總面積S (mm2)。這樣算出的總面積S (mm2)與所述平均間隙距離Av(mm)之間的關(guān)系式滿足S/Av< 1.3。若所述總面積S(mm2)滿足所述關(guān)系式，則不易在所述中心電極用貴金屬端頭5C與所述貴金屬端頭34之間形成燃料橋，并且燃料橋也不易被保持，因此，能夠提高低溫環(huán)境下的內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)性能。出于能夠進(jìn)一步提高低溫環(huán)境下的內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)性能這一點(diǎn)，優(yōu)選所述比(S/Av)滿足0. 25 ^ S/Av ^ 1。在火花塞1中，所述主接地電極30及中心電極5配置或者形成為，在以中心電極 5的軸線為中心的半徑方向平面上，沿著連接所述軸線和主接地電極30的軸線的虛擬線從主接地電極30的前端部端緣至中心電極5的周緣的距離，在與所述虛擬線垂直的方向上不一致。根據(jù)火花塞1詳細(xì)地進(jìn)行說明，如圖5所示，在以中心電極用貴金屬端頭5C的軸線為中心的半徑方向平面上，換言之與火花塞1的軸線CLl垂直的平面的剖面上，假設(shè)沿著連接所述軸線和貴金屬端頭34的軸線的虛擬線L從貴金屬端頭34的前端部端緣34C至中心電極用貴金屬端頭5C的外周緣5E的距離dn在垂直于所述虛擬線L的方向上有多個(gè)。例如，如圖5所示，設(shè)想所述距離為dl、d2、d3。貴金屬端頭34及中心電極用貴金屬端頭5C 配置或形成為，這樣假定的多個(gè)所述距離dn在與所述虛擬線L垂直的方向上不一致，例如 dl ^ d2 ^ d3。若貴金屬端頭34及中心電極用貴金屬端頭5C這樣進(jìn)行配置或形成，則能夠提高低溫環(huán)境下的內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)性能。在火花塞1中，貴金屬端頭34形成為棱柱狀，中心電極用貴金屬端頭5C形成為圓柱狀，通過貴金屬端頭34的平坦的前端部端面34A和中心電極用貴金屬端頭5C的形成為曲面的外周面5E使得所述距離dn不一致。如圖1及圖2所示，所述主體配件3的前端面3A上通過焊接等接合有被彎折成大致L字狀的3根副接地電極40A、40B及40C。即，副接地電極40A、40B及40C各自的基端部通過焊接等接合在主體配件3的前端部的前端面3A上。如圖2(b)所示，3根副接地電極 40A.40B及40C與所述主接地電極30 —起對稱地配置成相對于相鄰的主接地電極30或副接地電極40A、40B及40C等間隔，換言之對稱地配置成相互相鄰的電極彼此的以所述軸線 CLl為中心的中心角大致為90度。副接地電極40A、40B及40C(在本發(fā)明中統(tǒng)稱為副接地電極40)分別如圖2 (a)所示配置成，在其中間部附近向所述軸線CLl側(cè)折回，副接地電極40C的前端部的前端部端面的一部分與絕緣體2的前端部外周面相對。換言之，例如將副接地電極40的前端部配置成， 在沿著連接所述軸線CLl和副接地電極40的軸線的方向?qū)⒏苯拥仉姌O40向絕緣體2投影時(shí)，副接地電極40的前端部端面的投影區(qū)域的一部被投影在絕緣體2的外周面上。圖2(b) 所示，副接地電極40的前端部端面成形為朝向副接地電極40內(nèi)部凹陷的凹面，該曲面具有使該凹面與絕緣體2的外周面之間的距離相等的曲率半徑。這樣，副接地電極40的前端部端面和所述中心電極5的前端部側(cè)面形成了夾有所述絕緣體2的前端面的副火花放電間隙 42。由此，在火花塞1中，隔著所述絕緣體2的前端面，在副火花放電間隙42中幾乎沿著與軸線CLl方向正交的方向進(jìn)行火花放電。結(jié)果，火花塞1能夠提高低溫環(huán)境下的內(nèi)燃機(jī)的煙熏防止性能。在所述副火花放電間隙42中，由絕緣體2的外周面和副接地電極40形成的間隙距離通常被調(diào)整為0. 4 0. 8mm程度。所述副接地電極40與所述主接地電極30 — 樣形成為雙層結(jié)構(gòu)，這未進(jìn)行圖示，與其軸線垂直的剖面形成為大致矩形狀。所述副接地電極40優(yōu)選的是，如圖2 (a)所示，其前端部端面在所述軸線CLl方向上的前端側(cè)端緣41與所述主接地電極30即貴金屬端頭34的前端部端面34A在所述軸線 CLl方向上的后端側(cè)端緣34D相比，位于所述軸線CLl的后端側(cè)。在該火花塞1中，主接地電極30、副接地電極40A、40B、40C、以及中心電極5等配置形成為，在以所述中心電極5的軸線為中心的半徑方向平面上，將沿著所述中心電極5的圓周方向及其相反方向與所述主接地電極30的距離最短的兩個(gè)所述副火花放電間隙42的間隙虛擬線各自與所述絕緣體2的內(nèi)周緣之間的交點(diǎn)分別設(shè)為bl、b2，并且將所述主火花放電間隙38的中心點(diǎn)設(shè)為a，此時(shí)，所述中心點(diǎn)a與所述交點(diǎn)bl、l32之間的最大距離F(mm) 為1 3mm。根據(jù)火花塞1具體地進(jìn)行說明，如圖3(b)及圖6(a)所示，將所述主火花放電間隙 38的中心點(diǎn)即重心點(diǎn)設(shè)為a。另一方面，如圖6(b)所示，在以所述中心電極5的軸線為中心的半徑方向平面上，以主接地電極30 為中心，確定沿著中心電極5的圓周方向及其相反方向與主接地電極30的距離最短的兩個(gè)副火花放電間隙。在該例子中，如圖6(b)所示，所述兩個(gè)副火花放電間隙是由副接地電極 40A及40C和中心電極5形成的副火花放電間隙42A及42C。并且，在所述兩個(gè)副火花放電間隙42A及42C中分別假想沿所述兩方向的距離最短的間隙虛擬線Le。在該例子中，如圖 6(b)所示，所述最短的間隙虛擬線Le是將中心電極5的中心和所述副接地電極40A及40C 的位于主接地電極30側(cè)的端部連接而成的虛擬線LeA及LeC。接著，將間隙虛擬線LeA及LeC 分別與絕緣體2的內(nèi)周緣之間的交點(diǎn)分別設(shè)為bl、b2，確定所述中心點(diǎn)a與所述交點(diǎn)bl、l32 之間的距離。如圖6 (c)所示，設(shè)定在這樣確定的距離abl及ab2中最大的距離為F。在該例子中，主接地電極30以及副接地電極40A、40B及40C如上所述那樣等間隔地配置，所以所述距離abl及ab2為相同的距離。在火花塞1中，主接地電極30、副接地電極40A、40B、40C以及中心電極5等配置形成為，如上所述確定的最大距離F為1 3mm。所述最大距離F在1 3mm的范圍內(nèi)時(shí)，能夠進(jìn)一步提高內(nèi)燃機(jī)的煙熏防止性能，因此火花塞1的點(diǎn)火性能及耐污損性能優(yōu)良。出于進(jìn)一步提高點(diǎn)火性能及耐污損性能這一點(diǎn)，優(yōu)選所述最大距離F在1. 5 25mm的范圍內(nèi)。接著，以所述火花塞1為例來說明本發(fā)明所涉及的火花塞的制造方法。首先，制作主體配件3。即，對形成為圓柱狀的金屬材料通過冷鍛加工形成貫通孔。 之后，實(shí)施切削加工來調(diào)整外形，得到主體配件中間體。作為所述金屬材料，例如能夠列舉出S15C、S25C等鉄類材料或不銹鋼等。
制造主接地電極30的中間體。該中間體是彎折前的直棒狀體。彎折前的主接地電極30例如能夠如下所述那樣制作。即，準(zhǔn)備由用于構(gòu)成內(nèi)層32的由金屬材料形成的芯材、和由用于構(gòu)成外層33的由金屬材料形成的有底筒狀體。并且，通過在有底筒狀體的凹部嵌入芯材，形成杯形部件。通過冷加工對該雙層結(jié)構(gòu)的杯形部件實(shí)施精加工。作為冷加工的精加工例，能夠列舉出利用模具等的拉絲加工、利用陰模等的擠壓成形加工等。然后， 通過實(shí)施鍛壓加工等，形成縮徑化的棒狀體。與所述主接地電極30的中間體基本相同地制作副接地電極40A、40B及40C各自的中間體。另外，副接地電極40A、40B及40C各自的中間體形成為，其軸線方向的長度比所述主接地電極30的中間體的軸線方向的長度短預(yù)訂量。所述主體配件中間體的前端面上通過電阻焊接分別接合有主接地電極30的中間體以及副接地電極40A、40B及40C的中間體。另外，在進(jìn)行電阻焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生所謂的“塌邊”，因此要進(jìn)行除去該“塌邊”的作業(yè)。主接地電極30的中間體以及副接地電極40A、40B及40C的中間體可以在實(shí)施鍛壓加工、切削加工等之后電阻焊接在所述主體配件中間體上，也可以是接合在主體配件中間體上之后再進(jìn)行鍛壓加工、切削加工等。在后者的情況下，在進(jìn)行鍛壓加工時(shí)，能夠在保持主體配件中間體的狀態(tài)下將接合在其前端面上的所述中間體從其前端側(cè)導(dǎo)入鍛造機(jī)的加工部(鍛壓模具)。因此，不需要為了確保在進(jìn)行鍛壓加工時(shí)所保持的部位而特意將各中間體設(shè)定得長些。接著，在主體配件中間體的預(yù)訂部位通過滾軋形成螺紋部15，得到焊接了所述中間體的主體配件3。對主體配件3等實(shí)施鍍鋅或鍍鎳。另外，為了提高耐腐蝕性，還可以在其表面上實(shí)施鉻酸鹽處理。例如下述這樣制作貴金屬端頭34及中心電極用貴金屬端頭5C。首先，準(zhǔn)備主要成分為銥或白金的鑄塊(ingot)，配合并熔融各合金成分，以成為所述預(yù)訂的組分，將該熔融合金再次形成為鑄塊，之后，對該鑄塊實(shí)施熱鍛、熱軋(槽輥軋)。之后，在進(jìn)行拉絲加工得到棒狀材料后，將該棒狀材料切割成預(yù)訂長度，能夠制作圓柱狀的中心電極用貴金屬端頭 5C及棱柱狀的貴金屬端頭34。將這樣制作出的貴金屬端頭34通過電阻焊接接合在主接地電極30的中間體的前端部。此時(shí)，在主接地電極30的中間體上不用形成缺口槽等，而將貴金屬端頭34按壓在主接地電極30的中間體的前端部端面并實(shí)施電阻焊接，使貴金屬端頭34接合為在所述前端部端面中的進(jìn)入量例如為0. 3mm以上。另外，為了更可靠地實(shí)施焊接，可以在該焊接之前將焊接部位的鍍膜除去，也可以在鍍膜工序時(shí)在焊接預(yù)定部位施加掩模等。此外，該貴金屬端頭34的焊接也可以在后述的組裝之后進(jìn)行。成形加工形成絕緣體2。例如，使用以氧化鋁為主體且包含有粘合劑等的原料粉末，來調(diào)制成形用坯料造粒物，使用該成形用坯料造粒物進(jìn)行橡膠沖壓成形，得到筒狀的成形體。對得到的成形體實(shí)施研磨加工進(jìn)行而調(diào)整形狀，然后進(jìn)行燒結(jié)，由此制作絕緣體2。此外，與所述主體配件3、絕緣體2分開制作中心電極5。S卩，對Ni類合金進(jìn)行鍛造加工，在其中央部設(shè)置用于提高散熱性的銅芯。并且，在其前端面重疊中心電極用貴金屬端頭5C并通過電阻焊接、激光焊接或電子束焊接等進(jìn)行接合。如上所述那樣制作的中心電極5和端子電極6通過未圖示的玻璃密封件密封固定在所述絕緣體2的軸孔4中。作為玻璃密封件，一般使用混合硼硅玻璃和金屬粉末調(diào)制而成的材料。并且，首先設(shè)定為將中心電極5插通在絕緣體2的軸孔4中的狀態(tài)，將所述調(diào)制成的密封件注入絕緣體2的軸孔4后，設(shè)定成從后方按壓所述端子電極6的狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上，在燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)。另外，此時(shí)也可以在絕緣體2的后端側(cè)的主體部表面上同時(shí)燒結(jié)釉層，也可以預(yù)先形成釉層。然后，對制作的具備中心電極5及端子電極6的絕緣體2和主體配件3進(jìn)行組裝。 更詳細(xì)地講，通過對形成得比較薄壁的主體配件3的后端部進(jìn)行冷緊固或熱緊固，由此主體配件3將絕緣體2的一部分從周方向包圍起來而保持該絕緣體2。接著，對彎折前的主接地電極30的中間體以及副接地電極40A、40B及40C的各中間體分別進(jìn)行彎折，使得各中間體的前端部如前所述與中心電極用貴金屬端頭5C或絕緣體2相對，并且，調(diào)整所述主火花放電間隙38及所述副火花放電間隙42，由此來制造火花塞 1。本發(fā)明所涉及的火花塞具有上述特征，因此能夠提高低溫環(huán)境下的內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)性能及煙熏防止性能。因此，本發(fā)明所涉及的火花塞被用作汽車用的內(nèi)燃機(jī)例如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等的點(diǎn)火栓，在劃分內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的蓋(未圖示)上設(shè)置的螺紋孔中螺合所述螺紋部15，將該火花塞固定在預(yù)訂的位置。本發(fā)明所涉及的火花塞能夠使用在任何內(nèi)燃機(jī)中，特別是能夠良好地使用在直噴式的內(nèi)燃機(jī)、低溫環(huán)境下使用的內(nèi)燃機(jī)等。本發(fā)明所涉及的火花塞不限定于所述的實(shí)施例，能夠在可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。例如，貴金屬端頭34如圖2(a)所示接合在主接地電極主體31的前端面 35的所述軸線CLl方向上的前端側(cè)端緣附近，但是，在本發(fā)明中，貴金屬端頭與中心電極的前端部如上所述那樣相對即可，或者如圖7所示，在主接地電極主體31A的前端部端面的大致中央部分接合貴金屬端頭34。主接地電極30在其前端部具備貴金屬端頭34，但是在本發(fā)明中，主接地電極也可以不具備貴金屬端頭。在該情況下，主接地電極的前端部如上所述那樣配置成與中心電極或中心電極用貴金屬端頭相對?；鸹ㄈ?具備3根副接地電極40A、40B及40C，但是在本發(fā)明中，火花塞也可以具備2根副接地電極，也可以具備4根以上副接地電極。本發(fā)明所涉及的火花塞在具備2根副接地電極的情況下，如圖8(a)所示，各副接地電極40A及40B可以配置在各副接地電極 40A.40B與主接地電極30所成中心角為90度的位置，并且，也可以如圖8 (b)所示，各副接地電極40A及40B可以配置在各副接地電極40A、40B與主接地電極30所成中心角為120 度的位置。在火花塞1中，如圖2 (b)所示，副接地電極40配置成相對于包含火花塞1的軸線 CLl和主接地電極30的軸線的平面大致對稱，但是在本發(fā)明中，也可以以相對于所述平面不對稱的方式配置多個(gè)副接地電極。此外，在本發(fā)明中，副接地電極也可以在其前端部具備貴金屬端頭。所述主接地電極30及副接地電極40的基端部與主體配件3的前端部的前端面3A 接合，但是，在本發(fā)明中，也可以是與主體配件3的前端部的前端面附近的周側(cè)面接合。
所述主接地電極30及副接地電極40形成為雙層結(jié)構(gòu)，但是在本發(fā)明中，也可以形成為單層結(jié)構(gòu)、三層結(jié)構(gòu)或四層以上的多層結(jié)構(gòu)。如果將主接地電極及副接地電極形成為單層結(jié)構(gòu)，則能夠利用鎳等金屬材料，如果形成為多層結(jié)構(gòu)，則優(yōu)選內(nèi)層使用比外層的熱傳導(dǎo)性好的金屬材料。主接地電極30及副接地電極40形成為剖面矩形狀，但是在本發(fā)明中，主接地電極及副接地電極的剖面形狀不限定于矩形狀，例如可以形成通過將多邊形、橢圓形、梯形、長圓形、圓形狀的一部分截?cái)嗪缶邆淦教姑娴男螤畹?。在火花?中，通過形成貴金屬端頭34的平面的前端部端面34A、和形成中心電極用貴金屬端頭5C的曲面的外周面，使得所述距離dn不一致，但是在本發(fā)明中，為了使所述距離dn不一致，不需要使主接地電極或貴金屬端頭的前端部端面是平面，并且，不需要使中心電極或中心電極用貴金屬端頭的側(cè)面是曲面。例如，主接地電極或貴金屬端頭的前端部端面可以是朝向中心電極突出的凸面，也可以是朝向主接地電極或貴金屬端頭的內(nèi)部凹陷的凹面，中心電極或中心電極用貴金屬端頭的前端部端面可以是平面，也可以是朝向中心電極或中心電極用貴金屬端頭的內(nèi)部凹陷的凹面。所述貴金屬端頭34利用以白金為主要成分且包含有20質(zhì)量％的銠的貴金屬合金來形成，但是在本發(fā)明中，貴金屬合金除了利用所述以白金為主要成分的合金以外，還可以利用銥、以銥為主要成分的合金等貴金屬來形成。中心電極5在其前端部具備中心電極用貴金屬端頭5C，但是在本發(fā)明中，中心電極也可以不具備中心電極用貴金屬端頭。在該情況下，中心電極的前端部附近的直徑較小， 該前端部如上所述那樣配置成與主接地電極的前端部相對。此外，中心電極用貴金屬端頭 5C形成為圓柱狀，但是在本發(fā)明中，例如也可以形成橢圓柱狀、棱柱狀等柱狀。中心電極5形成為大致圓筒體的棒狀，但是在本發(fā)明中，中心電極也可以形成為大致橢圓筒體的棒狀、四棱柱等棱柱體等的棒狀。實(shí)施例(實(shí)施例1及比較例1)利用銅合金及Ni基合金，按照所述方法來制作由銅合金形成的內(nèi)層32和由Ni基合金形成的外層33的雙層結(jié)構(gòu)的棱柱體。該棱柱體的剖面尺寸為1. 3X2. 7(mm)。由此制作主接地電極的中間體及副接地電極的中間體。接著，分別制作由銅形成的圓柱狀的內(nèi)層 5A、和由Ni合金成形為杯狀的外層5B，按照所述制造方法制作出中心電極5。接著，如上所述那樣制作貴金屬端頭34及中心電極用貴金屬端頭5C，將貴金屬端頭34電阻焊接在所述主接地電極的中間體的前端部端面，將所述中心電極用貴金屬端頭5C焊接在中心電極5的前端部端面。接著，用低碳鋼來制作主體配件4，在該主體配件3的前端面3A上如圖2(a)所示那樣以等間隔通過焊接來接合主接地電極的中間體及3根副接地電極的中間體的各基端部。接著，按照所述制造方法，在用以氧化鋁為主要成分的原料粉末制作出的絕緣體3上組裝中心電極2，進(jìn)而，將該絕緣體3組裝在主體配件4上。接著，將主接地電極的中間體及3根副接地電極的中間體的各前端部向中心電極5側(cè)彎折，形成所述平均間隙距離Av為 0. 9mm的主火花放電間隙38及副火花放電間隙42，形成主接地電極30及副接地電極40。 這樣，制造出圖1及圖2所示的本發(fā)明所涉及的實(shí)施例1的火花塞。在該火花塞中，中心電極用貴金屬端頭5C的曲率半徑r為0. 3mm，所述比“S/Av”為0. 65。
另一方面，如圖9所示，與實(shí)施例1的火花塞基本一樣地制造了主接地電極的貴金屬端頭配置在中心電極的軸線方向前端側(cè)的所謂“平行式”的比較例1的火花塞。在比較例1的火花塞中，調(diào)整為貴金屬端頭與中心電極用貴金屬端頭5C之間的主火花放電間隙的平均間隙距離Av為0. 9mm,中心電極用貴金屬端頭5C的外徑為0. 6mm，從而所述比“S/Av” 為 0. 63?！吹蜏仄饎?dòng)性試驗(yàn)〉將這樣制造的實(shí)施例1及比較例1的各火花塞組裝在排氣量1600cc的四汽缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中，使用無鉛常用汽油及5W-30的發(fā)動(dòng)機(jī)油，在室溫-30°C、油溫_25°C以下、水溫-30°C的條件下，進(jìn)行低溫起動(dòng)性試驗(yàn)。具體而言，將發(fā)動(dòng)機(jī)鑰匙轉(zhuǎn)動(dòng)至發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)位置， 在經(jīng)過15秒鐘時(shí)或在15秒以內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)已起動(dòng)時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后，將所述發(fā)動(dòng)機(jī)鑰匙返回至初始位置，對這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)鑰匙進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)操作反復(fù)執(zhí)行30循環(huán)。在將所述發(fā)動(dòng)機(jī)鑰匙轉(zhuǎn)動(dòng)至發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)位置經(jīng)過了 15秒鐘而發(fā)動(dòng)機(jī)也沒有起動(dòng)的情況下，中止試驗(yàn)，對所述發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)在15秒以內(nèi)進(jìn)行起動(dòng)的循環(huán)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。將其結(jié)果表示在圖9中。 如圖9所示，比較例1的火花塞的情況下起動(dòng)次數(shù)少，而本發(fā)明所涉及的實(shí)施例1的火花塞的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)連續(xù)進(jìn)行了 30循環(huán)。(實(shí)施例2及比較例2)與實(shí)施例1同樣地制造實(shí)施例2及比較例2的各火花塞。另外，通過改變所述貴金屬端頭34和所述中心電極用貴金屬端頭5C在軸線方向上的重疊量，在0. 1 1. 3的范圍內(nèi)調(diào)整所述總面積S(mm2)與所述平均間隙距離Av(mm)之比“S/Av”。圖10示出了利用實(shí)施例2及比較例2的各火花塞與實(shí)施例1 一樣地進(jìn)行低溫起動(dòng)性試驗(yàn)的結(jié)果。如圖10 所示，所述比“S/Av”小于1. 3的實(shí)施例2的各火花塞的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的連續(xù)起動(dòng)循環(huán)數(shù)較大，特別是在所述比“S/Av”為1以下的實(shí)施例2的各火花塞的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)連續(xù)進(jìn)行了 30循環(huán)，而所述比“S/Av”為1. 3的比較例2的各火花塞的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的連續(xù)起動(dòng)循環(huán)數(shù)只有5次?！醋烂婊鸹途迷囼?yàn)〉此外，使用所制作的實(shí)施例2及比較例2的各火花塞來進(jìn)行桌面(desk-top)火花耐久試驗(yàn)。即，以在主接地電極30的貴金屬端頭34與中心電極5的中心電極用貴金屬端頭 5C的主火花放電間隙38內(nèi)產(chǎn)生火花放電的方式，在0. 4MPa的壓力下，對火花塞連續(xù)250個(gè)小時(shí)施加頻率IOOHz的高壓。之后，利用激光形狀測定器來計(jì)測貴金屬端頭34的消耗量。 貴金屬端頭34的消耗量(也稱作“Gap增加量”)是用于評價(jià)實(shí)際設(shè)備中的火花放電引起的電極的消耗量的試驗(yàn)，該消耗量越小，耐火花消耗性越好。圖10示出了其結(jié)果。如圖10 所示，如果特別注重主火花放電間隙38的耐火花消耗性，則所述比“S/Av”優(yōu)選為0. 25以上。(實(shí)施例3)除了將所述中心電極用貴金屬端頭5C的曲率半徑r設(shè)為0. 3mm、0. 5mm及0. 6mm 之外，與實(shí)施例1一樣地制造實(shí)施例3的各火花塞。使用這些火花塞與實(shí)施例1一樣地進(jìn)行低溫起動(dòng)性試驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果表示在圖11中。如圖11所示，在中心電極用貴金屬端頭5C 的曲率半徑r為0. 5mm以下的情況下，與所述比“S/Av”無關(guān)地，發(fā)動(dòng)機(jī)的連續(xù)起動(dòng)循環(huán)數(shù)都較大，特別是在所述比“S/Av”為1以下時(shí)，任何曲率半徑r時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)都連續(xù)地進(jìn)行30循環(huán)，而在所述曲率半徑r為0. 6mm的情況下，在大約1以上的所述比“S/Av”的范圍內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)的連續(xù)起動(dòng)循環(huán)數(shù)減少。(實(shí)施例4)將以0.6mmX0. 6mm的正方形為底面的四棱柱的中心電極用貴金屬端頭5C以使其側(cè)面與貴金屬端頭34平行相對的方式接合在中心電極5的前端部，除此之外與實(shí)施例1 一樣地制作實(shí)施例4的火花塞。該火花塞在以中心電極5的軸線為中心的半徑方向平面上，沿著連接中心電極5的軸線和主接地電極30的軸線的虛擬線從貴金屬端頭34的前端部端緣 34C至中心電極5的側(cè)面的距離，在與所述虛擬線垂直的方向上是一定的，除此之外與中心電極用貴金屬端頭的曲率半徑r為0. 3mm的火花塞基本相同。使用實(shí)施例4的火花塞與實(shí)施例1 一樣進(jìn)行低溫起動(dòng)性試驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果用“■”表示在圖11中。如圖11所示，實(shí)施例 4的火花塞的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的連續(xù)起動(dòng)循環(huán)數(shù)較大，但是如果與沿著所述虛擬線的距離在與所述虛擬線垂直的方向上不一致的火花塞、特別是所述曲率半徑r為0. 3mm的火花塞相比，發(fā)動(dòng)機(jī)的連續(xù)起動(dòng)循環(huán)數(shù)減小。(實(shí)施例5)調(diào)整所述絕緣體2的軸線方向長度，改變絕緣體2的前端面相對于主接地電極30 的貴金屬端頭；34的位置，除此之外，與實(shí)施例1相同，制造具有0. 5 (mm) U (mm)、1. 5 (mm)、 2 (mm)、2. 5 (mm)、3 (mm)及3. 5 (mm)的最短距離F的實(shí)施例5的各火花塞。實(shí)施例5的各火花塞與實(shí)施例1相比除了所述最短距離F以外結(jié)構(gòu)基本相同，具備1根主接地電極30和3 根副接地電極40。另外，所述最短距離F如上所述，是所述主火花放電間隙38的所述中心點(diǎn)a與所述交點(diǎn)bl、l32之間的最大距離。使用實(shí)施例5的各火花塞進(jìn)行耐污損性試驗(yàn)及點(diǎn)火性試驗(yàn)?！茨臀蹞p性試驗(yàn)〉將水溫設(shè)定為-20°C，在排氣量1800cc的四汽缸直噴式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中組裝各火花塞，在室溫-20°C的試驗(yàn)室內(nèi)，進(jìn)行JIS標(biāo)準(zhǔn)D1606所規(guī)定的出廠(pre-delivery)污損試驗(yàn)。具體而言，起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行幾次空噴之后以3擋35km/h驅(qū)動(dòng)40秒，進(jìn)行90秒空轉(zhuǎn)之后再以3擋35km/h驅(qū)動(dòng)40秒，然后使發(fā)動(dòng)機(jī)停止。然后，進(jìn)行完全冷卻，直至冷卻水的溫度達(dá)到室溫為止，再次起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行空噴，1擋15km/h的15秒驅(qū)動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)30秒停止進(jìn)行2次，以1擋15km/h再次驅(qū)動(dòng)15秒之后使發(fā)動(dòng)機(jī)停止。將這一系列的測試模式作為1循環(huán)，在重復(fù)進(jìn)行了 10循環(huán)之后，將各火花塞從所述發(fā)動(dòng)機(jī)卸下，測定各火花塞的主體配件3與連接端子之間的絕緣電阻値。另外，在試驗(yàn)中，使用了無鉛常用汽油及5W-30的發(fā)動(dòng)機(jī)油。將其結(jié)果表示在圖12中。耐污損性試驗(yàn)的絕緣電阻値(ΜΩ)越大，耐污損性(煙熏防止性能)越好?！袋c(diǎn)火性試驗(yàn)〉在能夠改變空燃比(A/F)的排氣量2000cc的六汽缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上組裝各火花塞 (不具備副接地電極40)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，以吸氣壓-350mmHg、2000rpm的條件進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。將調(diào)整后的各空燃比下失火率為時(shí)的A/F(稱作失火率時(shí)的A/F)作為點(diǎn)火界限。具體而言，在各空燃比下相對于1000循環(huán)的指示平均有效壓力(IMEP)的平均値為50%以下時(shí)判斷為失火，失火率1 %時(shí)的A/F為該失火發(fā)生了 10次時(shí)的A/F。將結(jié)果表示在圖12中。 點(diǎn)火性試驗(yàn)中的失火率時(shí)的A/F越大，點(diǎn)火性越好。
如圖12所示，實(shí)施例5的各火花塞的耐污損性(煙熏防止性能)及點(diǎn)火性優(yōu)良，特別是最短距離F在1 3 (mm)的范圍內(nèi)的實(shí)施例5的各火花塞的情況下，絕緣電阻値(MQ) 為IOO(MQ)以上且失火率為時(shí)的A/F為20以上，兼?zhèn)淞烁觾?yōu)良的耐污損性(煙熏防止性能)及點(diǎn)火性。
權(quán)利要求
1.一種火花塞，具備棒狀的中心電極，在軸線方向上延伸；大致圓筒狀的絕緣體，設(shè)置在所述中心電極的外周；大致筒狀的主體配件，設(shè)置在所述絕緣體的外周；以及主接地電極及至少兩個(gè)副接地電極，該主接地電極及至少兩個(gè)副接地電極的基端部與所述主體配件的前端部接合，所述火花塞的特征在于，所述主接地電極被配置為，其前端部與所述中心電極的前端部側(cè)面相對，在與所述中心電極的前端部之間形成主火花放電間隙，所述副接地電極分別被配置為，其前端部端面的一部分與所述絕緣體的前端部外周面相對，沿著所述中心電極的半徑方向?qū)λ鲋鹘拥仉姌O的前端部和所述中心電極的前端部投影時(shí)的、在所述中心電極的前端部的投影區(qū)域上重疊的所述主接地電極的前端部的投影面積C(mm2)和在所述主接地電極的前端部的投影區(qū)域上重疊的所述中心電極的前端部的投影面積D(mm2)的總面積S(mm2)，與所述主火花放電間隙的平均間隙距離Av(mm)之間的關(guān)系式滿足S/Av < 1. 3。
2.如權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，所述總面積S(mm2)與所述平均間隙距離Av (mm)之間的關(guān)系式滿足0. 25彡S/Av彡1。
3.如權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，在以所述中心電極的軸線為中心的半徑方向平面上，沿著連接所述軸線和所述主接地電極的軸線的虛擬線從所述主接地電極的前端部端緣至所述中心電極的周緣的距離，在與所述虛擬線垂直的方向上不一致。
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，所述主接地電極的前端部具有大致平坦的端面。
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，所述中心電極的前端部形成為具有0. 5mm以下的曲率半徑的圓柱狀。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的火花塞，其特征在于，所述副接地電極分別通過其前端部和所述中心電極的前端部側(cè)面形成夾有所述絕緣體的前端面的副火花放電間隙，在以所述中心電極的軸線為中心的半徑方向平面上，將沿著所述中心電極的圓周方向及其相反方向與所述主接地電極之間的距離最短的兩個(gè)副火花放電間隙的間隙虛擬線各自與所述絕緣體的內(nèi)周緣的交點(diǎn)分別設(shè)為bl、b2，并且將所述主火花放電間隙的中心點(diǎn)設(shè)為a，此時(shí)，所述中心點(diǎn)a與所述交點(diǎn)bl、l32之間的最大距離F(mm)為1 3mm。
全文摘要
提供一種火花塞，能夠提高低溫環(huán)境下的內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)性能及煙熏防止性能?；鸹ㄈ?1)具備中心電極(5)、絕緣體(2)、主體配件(3)、主接地電極(30)及至少兩個(gè)副接地電極(40)，(i)主接地電極(30)被配置為，其前端部與中心電極(5)的前端部側(cè)面相對，在與中心電極(5)的前端部之間形成主火花放電間隙(38)，(ii)副接地電極(40)被配置為，其前端部端面的一部分與絕緣體(20)的前端部外周面相對，(iii)沿中心電極(5)的半徑方向?qū)χ鹘拥仉姌O(30)和中心電極(5)投影時(shí)的、主接地電極(30)的前端部和中心電極(5)的前端部相互重疊的投影區(qū)域的總面積(S)與所述主火花放電間隙的平均間隙距離(Av)(mm)的關(guān)系式滿足S/Av＜1.3。
文檔編號(hào)H01T13/46GK102177631SQ200980140588
公開日2011年9月7日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日
發(fā)明者加藤友聰, 龜田裕之 申請人:日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社