CN101465521B - 火花塞 - Google Patents

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Abstract

一种火花塞，其包括外侧电极，该外侧电极包括外侧电极头，该外侧电极头的远端面与中心电极的前端部的外周面间隔开而限定火花放电间隙。筒状绝缘体的突出绝缘体部从筒状金属壳的前端面突出至少1.0mm。中心电极的突出中心电极部从筒状金属壳的前端面突出至少3.5mm。满足关系(θ1+θ2)/2≥75度，其中，角θ1被定义为以点B1为中心的第一扇形的中心角(度)，角θ2是以点B1为中心的两个第二扇形的中心角的平均值(度)。

Description

火花塞
技术领域
本发明涉及一种内燃机用火花塞，该火花塞包括筒状金属壳、设置在金属壳中的筒状绝缘体、设置在绝缘体中的中心电极、以及包括被焊接到外侧电极基础构件的外侧电极头(outerelectrode tip)(外侧电极电极头)的外侧电极。 
背景技术
已知具有外侧电极的火花塞，该外侧电极包括外侧电极基础构件和被焊接到该外侧电极基础构件的柱状外侧电极头。该火花塞提高了可点火性和耐久性。然而，在外侧电极中，由于焊接了外侧电极头，外侧电极的整体长度趋于变长。因此，使用时的热负载增加，抵抗振动的折损强度也降低。为了增强外侧电极的散热性和强度，日本特许第1918156号公报公开了一种包括封入在外侧电极中的铜芯的火花塞，日本特开昭60-235379号公报公开了一种金属壳的前端部朝向前端侧延伸得较长或者外侧电极的截面积增加的火花塞。 
对于近年来的内燃机，要求低燃料消耗、低排放、高可点火性以及高输出性。因此，已经开发了具有高压缩比的内燃机，但是，内燃机的火花塞接收的热量进一步增加。由于火花塞的较小直径的需求导致需要减小外侧电极的尺寸，因此，外侧电极的耐热性和耐折损性变得越来越严格。为了解决该问题，缩短外侧电极的长度是最有效的。然而，已知能够缩短外侧电极的多电极型的火花塞和半表面型(semi-surface type)的火花塞的可点火性劣于需要较长的外侧电极的平行电极型的火花塞的可点火性。 
发明内容
考虑到上述情况完成了本发明，本发明的一个目的是提供一种能够在确保外侧电极的耐热性和耐折损性的同时增强可点火性的火花塞。 
在第一方面中，本发明提供一种火花塞，其包括：筒状金属壳、筒状绝缘体、中心电极和外侧电极。筒状绝缘体具有前端面和基端并且限定轴线方向。筒状绝缘体由筒状金属壳保持并且包括前端面、基端和突出绝缘体部，该突出绝缘体部沿轴线方向从筒状金属壳的前端面突出。中心电极由筒状绝缘体保持并且包括前端部和沿轴线方向从筒状金属壳的前端面突出的突出中心电极部。突出中心电极部包括中心电极前端部，该中心电极前端部为沿轴线方向延伸的柱状形状并且具有外周面。外侧电极包括：外侧电极基础构件，该外侧电极基础构件具有基端和远端；以及具有远端面的柱状外侧电极头。该柱状外侧电极头被焊接到外侧电极基础构件的远端并且比外侧电极基础构件窄或者说细。柱状外侧电极头的远端面与中心电极前端部的外周面间隔开而限定火花放电间隙。筒状绝缘体的突出绝缘体部从筒状金属壳的前端面突出至少1.0mm。中心电极的突出中心电极部从筒状金属壳的前端面突出至少3.5mm。另外，满足以下关系：(θ1+θ2)/2≥75度，其中：如下定义θ1和θ2：至少一条线段A以外侧电极头的远端面和中心电极前端部的外周面之间的最短距离连接外侧电极头的远端面和中心电极前端部的外周面；点A1被定义为所述至少一条线段A的中点；线段B是点A1的集合；点B1被定义为线段B的中点；角θ1被定义为第一扇形的以度为单位的中心角，当从与轴线方向垂直并且也与外侧电极头的中心轴线垂直的方向观察时，第一扇形以点B1为中 心并且由圆弧和两条半径限定，其中一条半径接触中心电极前端部，另一条半径接触外侧电极，所述圆弧相对于由所述两条半径限定的另一圆弧被定位在轴线方向的前端侧，第一扇形的内部区域既不包含中心电极前端部也不包含外侧电极，并且角θ2是两个第二扇形的中心角的以度为单位的平均值，当沿轴线方向从前端侧朝向基端侧观察时，各第二扇形以点B1为中心并且由另一圆弧和另外两条半径限定，其中所述另外两条半径中的一条半径接触中心电极前端部，所述另外两条半径中的另一条半径接触外侧电极，各第二扇形的内部区域既不包含中心电极前端部也不包含外侧电极。 
在根据本发明的第一方面的火花塞中，外侧电极头的远端面与中心电极前端部的外周面间隔开而限定火花放电间隙。因此，沿径向形成火花放电路径，这与沿轴线方向形成的一般火花放电路径不同。也就是说，该火花塞是横放电型火花塞。因此，能够在轴线方向和径向二者上缩短外侧电极的长度，使得能够降低外侧电极的温度并且能够增强耐折损强度。因此，能够增强外侧电极的耐热性和耐折损性。 
外侧电极头比外侧电极基础构件窄或者说细，并且被焊接到外侧电极基础构件以形成外侧电极。从而，虽然火花塞是横放电型火花塞，但是，能够减小抑制火焰核的生长的火焰核猝灭效应(quenching effect)，使得能够增强可点火性。因而，因为外侧电极的远端部是窄外侧电极头，因此，降低了火焰核扩展时处于比火焰核的温度低的温度的外侧电极(外侧电极头)的火焰核猝灭效应。 
此外，在本发明的第一方面的火花塞中，绝缘体的突出绝缘体部沿轴线方向从金属壳的前端面朝向前端侧突出1.0mm以上。因而，因为随着绝缘体的突出长度增加新鲜空气的冷却 效果增强并且增强了耐预点火性，因此，增强了耐预点火性。 
在本发明的第一方面的火花塞中，中心电极的突出中心电极部沿轴线方向从金属壳的金属壳前端面朝向前端侧突出3.5mm以上。因而，能够减小燃烧波动率并且能够增强可点火性。燃烧波动率是由燃烧压力求出的IMEP(指示平均有效压力)的波动率，并且能够如下求出：燃烧波动率＝(标准偏差/平均值)×100(％)。 
对于上述角θ1和θ2(度)，本发明的第一方面的火花塞满足(θ1+θ2)/2≥75度。因此，进一步减小了各电极的火焰核猝灭效应，抑制了火焰核的生长，使得进一步增强了可点火性。通过增大(θ1+θ2)/2的值减少了火焰核扩展时处于比火焰核的温度低的温度的中心电极前端部和外侧电极。 
“中心电极”可以是满足上述要求的任何电极；中心电极可以一体地形成，或者，例如，可以包括被焊接到基础构件的中心电极基础构件的柱状中心电极头(中心电极电极头)。 
如上所述，“外侧电极”包括外侧电极基础构件以及比外侧电极基础构件窄并且被焊接到外侧电极基础构件的基础构件远端部的柱状外侧电极头。外侧电极例如可以是柱状外侧电极头被接合到接地电极基础构件的远端部的远端面的预定位置、使得外侧电极头朝向中心电极突出的接地电极。作为另一实施例，外侧电极可以是柱状外侧电极头被接合到接地电极基础构件的远端部的侧面的一部分的预定位置、使得外侧电极头超过接地电极基础构件的远端面突出的接地电极。 
“外侧电极”的“外侧电极头”可以是柱状(例如圆柱状、如四棱柱等棱柱状、椭圆柱状等)电极头。 
“第一扇形”具有接触中心电极前端部的一条半径和接触外侧电极的另一条半径。因此，另一条半径可接触外侧电极基础 构件或可接触外侧电极头。 
两个“第二扇形”中的每一个具有接触中心电极前端部的另外一条半径和接触外侧电极的再另外一条半径。因此，两个第二扇形中的每一个的再另外一条半径可接触外侧电极基础构件或者可接触外侧电极头。 
根据本发明的一个实现方式，满足以下关系：(θ1+θ2)/2≤135度；且-40度≤(θ2-θ1)≤20度。因此，有效地抑制了使用时产生的火花放电间隙的增加量，使得能够增强火花塞的耐久性。可理解的是，当角θ1和θ2被限定在上述范围中时，外侧电极头能够加厚并且能够缩短到一定程度，从而提高外侧电极头的散热，并且抑制外侧电极头的磨损量。 
在另一实现方式中，V≥0.020mm3，其中，V是中心电极前端的被包含在假想球体中的部分与外侧电极的被包含在假想球体中的部分的以mm3为单位的总体积，该假想球体以点B1为中心并且半径为AD/2+0.1mm，其中，AD被定义为线段A的以mm为单位的长度。因此，有效地抑制了使用时产生的放电电压的升高，使得能够进一步增强火花塞的耐久性。随着体积V增加，由火花放电间隙从初始火花放电间隙增加0.2mm时消耗的中心电极前端部和外侧电极的体积也增加。因此，抑制或减小了火花放电间隙的增加。 
在另一实现方式中，满足以下关系：S≤AD/2+0.15mm2，其中，S被定义为中心电极前端部的表面的被包含在假想球体中的部分与外侧电极的表面的被包含在假想球体中的部分的以mm2为单位的总表面积。 
因此，能够进一步增强可点火性。随着面积S减小，火焰核所接触的中心电极前端部和外侧电极的面积减小。因此，对火焰核的生长的抑制较小。 
在再一实现方式中，满足以下关系：0.3mm≤C≤1.6mm，其中，C被限定为外侧电极头的从外侧电极基础构件的远端面到外侧电极头的远端面的以mm为单位的电极头长度。当设定C≥0.3mm时，能够增强可点火性。随着电极头长度C增加，降低了处于比火焰核的温度低的温度的外侧电极的影响。另一方面，当设定C≤1.6mm时，有效地抑制了使用时产生的火花放电间隙G的增加量，并且增强了火花塞的耐久性。随着电极头长度C缩短，外侧电极(外侧电极头)的散热提高，并且抑制了外侧电极头的磨损量。 
因此，电极头长度C被限定在0.3mm≤C≤1.6mm的范围中，由此，增强了可点火性和耐久性两者。 
在还一实现方式中，中心电极还包括：中心电极基础构件；以及柱状中心电极头，其具有比中心电极基础构件的直径小的直径并且被焊接到中心电极基础构件，该中心电极头限定中心电极前端部。因此，进一步增强了可点火性。中心电极前端部包括窄中心电极头，因而减小了处于比火焰核的温度低的温度的中心电极(中心电极头)对火焰核扩展的影响。 
根据又一实现方式，外侧电极头和中心电极头均可以由含有至少70重量％的量的Pt的Pt合金形成。因而，抑制了使用时产生的电极头的磨损，使得进一步增强了火花塞的耐久性。 
根据再又一实现方式，外侧电极头和中心电极头均包括含有Ir和Rh的Ir合金。从而，抑制了使用时产生的电极头的磨损，使得进一步增强了火花塞的耐久性。 
从以下对本发明的典型实施方式的详细说明中，本发明的其它特征和优点将被阐述或变得明显。 
附图说明
图1是根据本发明的典型实施方式的火花塞的侧视图； 
图2是图1中的火花塞的中心电极和接地电极的侧视图； 
图3是从前端侧观察的示出火花塞的中心电极和接地电极的俯视图； 
图4是从火花塞的径向内侧观察的图1的火花塞的接地电极的示意图； 
图5是图1中的火花塞的中心电极和接地电极的侧视图，示意性地示出线段A、点A1、线段B和点B1； 
图6是图1中的火花塞的中心电极和接地电极的侧视图，示意性地示出具有中心角θ1的第一扇形； 
图7是从前端侧观察的示出图1中的火花塞的中心电极和接地电极的俯视图，示意性地示出具有中心角θ1和θ2的两个第二扇形； 
图8是图1中的火花塞的中心电极和接地电极的侧视图，示意性地示出假想球体M； 
图9是示出实施例和比较例的火花塞的接地电极的远端温度和折损强度安全率比的图； 
图10是示出具有不同角θ1和θ2的火花塞的可点火性和耐久性之间的关系的图； 
图11是示出中心电极前端部的突出长度不同的火花塞的火焰核面积与燃烧波动率之间的关系的图，示出了实际装置可点火性评价结果； 
图12是示出具有不同角θ1和θ2的火花塞的火花放电间隙的增加量的图，示出了耐久性评价结果； 
图13是示出具有不同角θ1和θ2的火花塞的火焰核面积的图，示出了可点火性评价结果； 
图14是示出火花放电间隙G为0.7mm时体积V不同的火花塞的试验时间与放电电压之间的关系的图，示出了机上火花塞耐久性评价结果； 
图15是示出火花放电间隙G为0.9mm时体积V不同的火花 塞的试验时间与放电电压之间的关系的图，示出了机上火花塞耐久性评价结果； 
图16是示出火花放电间隙G为1.1mm时体积V不同的火花塞的试验时间与放电电压之间的关系的图，示出了机上火花塞耐久性评价结果； 
图17是示出火花放电间隙以及体积V不同的火花塞的预定放电电压的到达时间的图，示出了放电电压升高比较结果； 
图18是示出关于火花放电间隙以及面积S不同的火花塞的燃烧波动率的图，示出了可点火性评价结果； 
图19是示出燃烧极限线中的火花放电间隙与面积S之间的关系的图； 
图20是示出接地电极头(接地电极电极头)的电极头长度不同的火花塞的A/F与失火率之间的关系的图，示出了可点火性评价结果； 
图21是示出接地电极头的电极头长度与火花放电间隙的增加量之间的关系的图，示出了实际装置耐久性评价结果； 
图22是示出接地电极头的电极头长度、A/F以及火花放电间隙的增加量之间的关系的图，示出了接电电极的电极头长度、可点火性和耐久性之间的关系； 
图23是示出绝缘体的突出长度与耐预点火性的点火定时之间的关系的图，示出了耐预点火性试验结果； 
图24是示出中心电极和接地电极的材料不同的火花塞在试验后的电极头残存率的图，示出了电极头残存率试验结果； 
图25是示出从火花塞的径向内侧朝向火花塞的径向外侧观察的根据第一变型实施方式的火花塞的接地电极的示意图； 
图26是示出从火花塞的径向内侧朝向火花塞的径向外侧观察的根据第二变型实施方式的火花塞的接地电极的示意图； 
图27是示出从火花塞的径向内侧朝向火花塞的径向外侧观察的根据第三变型实施方式的火花塞的接地电极的示意图； 
图28是示出根据第四变型实施方式的火花塞的中心电极 和接地电极的侧视图。 
具体实施方式
1.第一典型实施方式 
参照附图说明本发明的典型实施方式。然而，本发明不应该被解释为限于这些实施方式。图1示出根据本发明的典型实施方式的火花塞100。图2示出从火花塞100的侧面观察的中心电极130和接地电极(外侧电极)140的附近部位。图3示出从轴线AX方向前端侧(下文中也被简称为“前端侧”)向基端侧观察的中心电极130和接地电极140。图4示出从径向内侧向径向外侧观察的接地电极140。火花塞100是使用时被安装到发动机的缸盖(cylinder head)的内燃机用火花塞。 
如图1所示，火花塞100包括筒状金属壳110、筒状绝缘体120、中心电极130和接地电极140。 
金属壳110含有低碳钢并且具有沿轴线AX方向延伸的筒状形状。金属壳110包括：大直径的凸缘部110f；工具接合部110h，其具有六边形的截面并且定位在比凸缘部110f更靠轴线AX方向基端侧(下文中也将被简称为基端侧，与图1中的上侧对应)的位置，用于当将火花塞100安装到发动机的缸盖时接合工具；以及弯边部(crimping portion)110j，其被定位在工具接合部110h的基端侧，用于将绝缘体120弯边固定到金属壳110。金属壳110还包括设置在凸缘部110f的前端侧(图1中的下侧)并且直径比凸缘部110f的直径小的前端部110s。在前端部110s的外周上设置螺纹部110g，从而允许将火花塞100旋拧到缸盖中。 
绝缘体120含有氧化铝基陶瓷并且具有沿轴线AX方向延伸的筒状形状。绝缘体120被插入到金属壳110的径向内侧并且 以如下状态被保持在金属壳110中：定位在前端侧的突出绝缘体部120s从金属壳110的前端面110sc朝向前端侧突出；并且定位在基端侧的绝缘体基端部120k从金属壳110的弯边部110j朝向基端侧突出。定位在前端侧的突出绝缘体部120s从金属壳110的金属壳前端面110sc突出的突出长度Z(参见图2)是1.0mm以上。稍后说明突出长度Z的具体数值。 
中心电极130被插入到绝缘体120的前端侧的径向内侧。用于将高电压导入到中心电极130的端子配件150被插入到绝缘体120的基端侧的径向内侧。中心电极130以如下状态被保持在绝缘体120中：定位在前端侧的中心电极突出部130s从绝缘体120的前端面120sc朝向前端侧突出。中心电极突出部130s从金属壳110的前端面110sc突出的突出长度T(参见图2)是3.5mm以上。稍后说明突出长度T的具体数值。 
如图2和图3所示，中心电极130包括：作为基础构件的棒状中心电极基础构件131；以及柱状中心电极头133，其被同轴地焊接到作为棒状基础构件的中心电极基础构件131的前端。中心电极头133的直径比中心电极基础构件131的直径小。中心电极基础构件131被定位在基端侧(图2中的下方)，中心电极头133被定位在前端侧(图2中的上方)。 
中心电极基础构件131包括：第一柱状部131p，其被定位在基端侧并且具有大直径的柱状形状；以及截头圆锥部131q，其被定位在前端侧并且具有直径朝向前端侧减小的截头圆锥形状。中心电极基础构件131由含有Ni作为主要或主成分的Ni合金形成。如这里使用的那样，术语“主要成分”指的是含有50重量％以上的量。 
另一方面，中心电极头133从中心电极基础构件131朝向前端侧(图2中的上侧)突出并且定义柱状中心电极前端部130ss， 该柱状中心电极前端部130ss定义中心电极130的前端部的至少一部分。中心电极头133由含有70重量％以上的量的Pt的Pt合金形成。稍后说明中心电极头133的具体材料。中心电极头133可由添加了Rh的Ir合金形成。 
由于中心电极头133和中心电极基础构件131被激光焊接，因此，在中心电极头133和中心电极基础构件131之间形成具有截头圆锥形状的熔接部135。在熔接部135中，中心电极头133和中心电极基础构件131被熔化、混合和固化。 
如图2至图4所示，接地电极140包括：作为基础构件的接地电极基础构件(外侧电极基础构件)141，其通过弯曲四棱柱而形成；以及柱状接地电极头(外侧电极头)143，其具有比接地电极基础构件141的直径小的直径并且被焊接到接地电极基础构件141。 
接地电极基础构件141由含有Ni作为主要成分的Ni合金形成。接地电极基础构件141包括：基础构件基端部141k，其被接合到金属壳110的前端面110sc；基础构件远端部141s，其朝向径向内侧弯曲；以及基础构件远端面141sc，其指向径向内侧。 
接地电极头143具有沿中心轴线BX延伸的柱状形状并且被激光焊接到接地电极基础构件141的基础构件远端面141sc的中央并且朝向径向内侧突出。接地电极头143的电极头远端面143sc与中心电极前端部130ss的外周面130ssn以用于进行火花放电的火花放电间隙G间隔开。火花塞100满足0.3mm≤C≤1.6mm，其中，C是接地电极头143的从基础构件远端面141sc到电极头远端面143sc的电极头长度(mm)。稍后说明长度C的具体数值。接地电极头143由含有70重量％以上的量的Pt的Pt合金形成。稍后说明接地电极头143的具体材料。接 地电极头143可由添加了Rh的Ir合金形成。 
在火花塞100中，如图5所示，以从接地电极头143的电极头远端面143sc到中心电极前端部130ss的外周面130ssn的最短距离AD(参见图8)连接电极头远端面143sc与外周面130ssn的任意线段被定义为线段A(图中示出了定位在前端和定位在基端的两条线段A)。在图5示出的实施例中，电极头远端面143sc是完全平坦的并且与外周面130ssn平行(该说明性实施例示出火花塞的理想结构)。由于中心电极130是圆柱状的，在远端面143sc和外周面130ssn之间存在无数条线段A。然而，如果远端面143sc是不平坦的或者相对于外周面130ssn倾斜，则可能仅存在一条线段A。点A1被定义为各条线段A的中点。 
此外，线段B被定义为点A1集合形成的线段，点B1被定义为线段B的中点。如果远端面143sc是不平坦的，则仅存在一条线段A，点A1也变成线段B和点B1。 
接着，如图6所示，从与轴线AX垂直(正交)并且与接地电极头143的中心轴线BX垂直(正交)的侧向观察火花塞100。以点B1为中心朝向前端侧(图6中的上方)画出第一扇形LT1，从而具有接触中心电极前端部130ss(与中心电极前端部130ss相切)的一条半径r1以及接触接地电极140(与接地电极140相切)(在该实施例中是接地电极140的接地电极头143)的另一条半径r2。第一扇形LT1的内部区域既不包含中心电极前端部130ss也不包含接地电极140。第一扇形LT1的中心角被定义为角θ1(度)。 
图7示出沿轴线AX方向从前端侧朝向基端侧观察的火花塞100。以点B1为中心画出第二扇形LT2，从而具有接触中心电极前端部130ss(与中心电极前端部130ss相切)的一条半径r3以及接触接地电极140(与接地电极140相切)(在图7中是接 地电极140的接地电极基础构件141)的另一条半径r4。同样地，还以点B1为中心画出第二扇形LT3，从而具有接触中心电极前端部130ss(与中心电极前端部130ss相切)的一条半径r6以及接触接地电极140(与接地电极140相切)(在图7中是接地电极140的接地电极基础构件141)的另一条半径r7。第二扇形LT2和LT3各自的内部区域既不包含中心电极前端部130ss也不包含接地电极140。一个第二扇形LT2的中心角被定义为角θ21(度)，另一个第二扇形LT3的中心角被定义为角θ22(度)，角θ21和角θ22的平均值被定义为角θ2(度)。在所示的实施方式中，对称地画出两个第二扇形LT2和LT3，角θ21和角θ22的度数相同，从而满足关系θ21＝θ22＝θ2。 
对于角θ1和角θ2，本实施方式的火花塞100满足：75度≤(θ1+θ2)/2≤135度；且-40度≤(θ2-θ1)≤20度。稍后说明角θ1和θ2的具体数值。 
如图8所示，假定假想球体M。假想球体M以点B1为中心，并且半径r5＝AD/2+0.1(mm)，其中，AD是线段A的长度(mm)(在本实施方式中，也与火花放电间隙G的长度或扩展对应)。这里，中心电极前端部130ss的被包含在假想球体M中的部分130ssv的体积被定义为体积V1(mm3)，接地电极140的被包含在假想球体M中的部分143v的体积被定义为体积V2(mm3)。总体积V＝V1+V2(mm3)。 
对于总体积V，本实施方式的火花塞100满足关系V≥0.020(mm3)。稍后详细说明体积V的具体数值。 
中心电极前端部130ss的表面的被包含在假想球体M中的部分130ssv的表面130ssvn的面积被定义为面积S1(mm2)，接地电极140的表面的被包含在假想球体M中的部分143v的表面143vn的面积被定义为面积S2(mm2)。面积S1和S2的总表 面积S满足关系S＝S1+S2(mm2)。 
对于面积S，本实施方式的火花塞100满足关系S≤AD/2+0.15(mm2)。稍后说明面积S的具体数值。 
如上所述，在火花塞100中，作为接地电极140，接地电极头143的电极头远端面143sc朝向径向内侧与中心电极前端部130ss的外周面130ssn间隔开火花放电间隙G，提供具有沿径向形成火花放电路径的横放电型火花塞。因此，能够在轴线AX方向和径向上都缩短接地电极140的长度，使得能够降低接地电极140的使用温度，并且能够增强耐折损强度(breakageresistance strength)。因此，能够增强接地电极140的耐热性及耐折损性。 
直径比接地电极基础构件141的直径小的接地电极头143被焊接到接地电极基础构件141而形成接地电极140。从而，虽然火花塞100是横放电型火花塞，但是，能够减小抑制火焰核的生长的火焰核(flame kernel)猝灭效应，所以能够增强可点火性。因而，因为接地电极头143的直径比接地电极140的远端部小，因此，减小处于比火焰核的温度低的温度的接地电极140(接地电极头143)在火焰核扩展时的火焰核猝灭效应。 
此外，在本实施方式的火花塞100中，绝缘体120的突出绝缘体部120s的突出长度Z被设定为1.0mm以上。从而，能够增强耐预点火性。随着绝缘体120的突出长度Z增加，新鲜空气的冷却效果增加，并且耐预点火性增强。 
在本实施方式的火花塞100中，中心电极130的中心电极突出部130s的突出长度T被设定为3.5mm以上。从而，能够减小燃烧波动率(由燃烧压力求出的IMEP(指示平均有效压力)的波动率)，并且能够增强可点火性。 
此外，对于上述角θ1和θ2(度)，本实施方式的火花塞100 满足(θ1+θ2)/2≥75度。因此，能够进一步减小接地电极140和中心电极130的火焰核猝灭效应，从而更进一步增强可点火性。通过增大(θ1+θ2)/2的值，处于比火焰核的温度低的温度的接地电极140和中心电极前端部130ss在火焰核扩展时的影响减小。 
此外，对于角θ1和θ2(度)，火花塞100满足(θ1+θ2)/2≤135度且-40度≤(θ2-θ1)≤20度。因此，能够有效地抑制由使用而产生的火花放电间隙G的长度AD的增加量ΔAD，使得能够进一步增强火花塞100的耐久性。由于角θ1和θ2被限定在该范围中，接地电极头143能够加厚并且能够缩短到一定程度，从而提高接地电极头143的散热，并且抑制接地电极头143的磨损量。 
对于上述体积V(mm3)，火花塞100满足V≥0.020mm3。因此，能够有效地抑制由使用而产生的放电电压的升高，使得能够进一步增强火花塞100的耐久性。随着体积V增加，由火花放电间隙G(长度AD)从初始火花放电间隙G增加0.2mm(ΔAD＝0.2mm)时消耗的中心电极前端部130ss和接地电极140的体积增加。因此，抑制了火花放电间隙G的长度AD的增加量ΔAD。 
对于上述面积S(mm2)，火花塞100满足S≤AD/2+0.15mm2。因此，能够进一步增强可点火性。随着面积S的减小，火焰核所接触的中心电极前端部130ss和接地电极140的面积减小。因此，对火焰核的生长的抑制较小。 
在火花塞100中，接地电极头143的电极头长度C(mm)满足0.3mm≤C≤1.6mm。当设定C≥0.3mm时，能够增强可点火性。增加电极头长度C减小了处于比火焰核的温度低的温度的接地电极140的影响。另一方面，由于设定了C≤1.6mm，能够有效地抑制由使用而产生的火花放电间隙G的增加量。随着电极头长度C如此缩短，接地电极140(接地电极头143)中的散 热提高，并且抑制了接地电极头143的磨损量。因此，电极头长度C被限定在0.3mm≤C≤1.6mm的范围中，由此，能够增强可点火性和耐久性两者。 
在火花塞100中，中心电极130包括被焊接到中心电极基础构件131的中心电极头133，并且中心电极头133形成中心电极前端部133ss的至少一部分，使得能够进一步提高可点火性。中心电极130的前端部是窄的中心电极头133，从而，降低处于比火焰核的温度低的温度的中心电极130(中心电极头133)在火焰核扩展时的的影响。 
在火花塞100中，中心电极头133和接地电极头143中的每一方均由含有70重量％以上的量的Pt的Pt合金形成。从而，能够抑制由使用而产生的各电极头的磨损，使得能够进一步增强火花塞的耐久性。当中心电极头133和接地电极头143中的每一方均由含有Ir和添加的Rh的Ir合金形成时，能够抑制伴随使用而产生(即，由使用而产生)的各电极头的磨损，使得能够进一步增强火花塞的耐久性。 
可以根据以下方法制造火花塞100：将中心电极头133激光焊接到中心电极基础构件131而形成中心电极130。将中心电极130安装到分开制备的绝缘体120，将端子配件150等也安装到绝缘体120，进行玻璃封接。 
接着，制备金属壳110，将棒状接地电极基础构件141接合到金属壳110。这里，接地电极头143还没有被接合到接地电极基础构件141，并且还没有对接地电极基础构件141进行任何弯曲加工。然后，将安装了中心电极130等的绝缘体120安装到接合了接地电极基础构件141的金属壳110，进行弯边等。 
接着，将接地电极头143激光焊接到接地电极基础构件141而形成接地电极140。然后，朝向径向内侧弯曲接地电极140 并且将接地电极140形成为预定形状，在接地电极140和中心电极130之间形成火花放电间隙G。于是完成了火花塞100。 
接着，将论述检查本实施方式的火花塞100的效果的各种试验的结果。 
a.试验1 
在试验1中，对于本发明的实施方式的火花塞100和根据现有技术的比较例的火花塞中的每一方，检查使用时接地电极140的远端的温度以及接地电极140的折损强度，并且进行比较。 
作为本实施方式的实施例，制备角θ1＝104度、角θ2＝106度、长度AD＝0.9mm、体积V＝0.027mm3、面积S＝0.532mm2 以及长度C＝0.9mm的火花塞。 
作为根据现有技术的比较例，制备如下类型的火花塞：接地电极的接地电极头的电极头远端面面向基端侧并且与中心电极前端部的前端面间隔开火花放电间隙。该火花塞是沿轴线方向形成火花放电路径的一般的纵放电型(平行电极型)火花塞。 
对于实施例的火花塞100和比较例的火花塞中的每一方，检查使用时接地电极的远端的温度。还检查接地电极的折损强度安全率比。 
通过在距离接地电极基础构件的基础构件远端面1mm的位置处将热电偶贴付到接地电极基础构件来测量接地电极的远端的温度。可以将热电偶埋设在接地电极基础构件中。 
如下所述地求出折损强度安全率比：基于火花塞的各部分的材料物理值将周围环境温度条件设定成使得中心电极头的前端变成800℃，并且由FEM(有限元法)分析算出各部分的温度。求出接地电极的共振频率并且根据当给予1G的加速度的振动时R部(弯曲部分)的最大应力σ1以及由FEM分析算出的温 度来算出材料强度σ2。求出各火花塞的安全率为(安全率)＝σ2/σ1，并且以比较例的火花塞作为基准(＝1)求出实施例的火花塞100的安全率比。图9以曲线图示出了结果。 
因此，在比较例的火花塞中，接地电极的远端的温度是1098℃；而在实施例的火花塞100中，接地电极的远端的温度大幅降低到763℃。另一方面，实施例的火花塞100的折损强度安全率比大幅增加到比较例的火花塞的折损强度安全率比的35.5倍。从而，根据本典型实施方式，能够显著降低接地电极140的温度，并且能够显著增强耐折损强度，使得增强了接地电极140的耐热性和耐折损性。 
b.试验2 
在试验2中，制备具有不同的角θ1和θ2的很多火花塞。对于各火花塞，评价可点火性和耐久性。图10以曲线图示出了结果。在图中，各黑色圆表示充分高的可点火性和耐久性。另一方面，各黑色三角形表示差的可点火性。各黑色菱形表示差的耐久性。稍后在试验3和5中详细说明可点火性评价。稍后在试验4中详细说明耐久性评价。 
因此，当满足关系(θ1+θ2)/2≥75度时，能够提供充分高的可点火性。此外，当满足关系(θ1+θ2)/2≤135度且-40度≤(θ2-θ1)≤20度时，能够提供充分高的耐久性。因此，火花塞形成为满足75度≤(θ1+θ2)/2≤135度且-40度≤(θ2-θ1)≤20度，使得能够增强可点火性和耐久性两者。 
c.试验3 
在试验3中，制备中心电极前端部130ss的突出长度T分别被设定为2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm和4.0mm的火花塞。对于各火花塞，检查根据纹影评价(schlieren evaluation)的火焰核面积与实际装置中的燃烧波动率之间的关系，并且评价 可点火性。图11以曲线图示出了结果。 
如下所述地求出根据纹影评价的火焰核面积。将各火花塞安装到压缩室，将气体和空气的混合气体填充到该压缩室中，并且进行点火。试验条件如下：A/F＝18；燃料是C3H8；并且初始加压是0.05MPa。根据纹影法求出点火后3ms时的火焰核面积。 
如下进行实际装置中的可点火性评价。将六缸两升发动机设置为评价发动机。试验条件如下：转数为750rpm；增压压力(boost pressure)为550mmHg；并且A/F＝14.5。基于燃烧压力求出IMEP(指示平均有效压力)，并且由500个样品的平均值和标准偏差根据以下表达式算出燃烧波动率。20％的燃烧波动率被评价为燃烧极限，其中，燃烧波动率被定义为标准偏差/平均值×100(％)。 
根据该结果，在中心电极前端部130ss的突出长度T被设定为2.0mm和2.5mm的火花塞中，即使当根据纹影评价的火焰核面积大时，燃烧波动率也极大地超过20％的燃烧极限并且不低于20％。在中心电极前端部130ss的突出长度T被设定为3.0mm的火花塞中，当根据纹影评价的火焰核面积变大时，具体地，当火焰核面积超过大约90mm2时，燃烧波动率落在20％的燃烧极限内。在中心电极前端部130ss的突出长度T被设定为3.5mm和4.0mm的火花塞中，当根据纹影评价的火焰核面积变大时，具体地，当火焰核面积超过大约70mm2时，燃烧波动率落在20％的燃烧极限内。 
从而，当中心电极前端部130ss的突出长度T被设定为3.5mm以上时，燃烧波动率特别减小，可点火性提高。因此，在本发明的实施方式中，中心电极前端部130ss的突出长度T被设定为3.5mm以上。 
d.试验4 
在试验4中，制备具有不同的角θ1和θ2的很多火花塞。对于各火花塞，检查伴随使用而产生的火花放电间隙G的长度AD的增加量ΔAD，并且评价火花塞的耐久性。图12以曲线图示出了结果。 
如下所述地进行耐久性评价：将各火花塞安装到压缩室。试验条件如下：压力为0.4MPa；重复频率100Hz；大气环境；耐久性试验时间为250小时。在试验结束后测量火花放电间隙G的增加量。采用0.2mm的增加量作为耐久性极限。 
根据结果，在满足(θ1+θ2)/2＝140度的火花塞中，即使当在该范围中改变角θ1和θ2并且改变(θ2-θ1)的值时，火花放电间隙G的增加量也极大地超过0.2mm的耐久性极限。 
相反地，在满足(θ1+θ2)/2＝80度、100度、115度和135度的火花塞中，当改变角θ1和θ2并且将(θ2-θ1)的值置于-40度～20度的范围中时，火花放电间隙G的增加量落在0.2mm的耐久性极限内。 
从而，通过满足关系(θ1+θ2)/2≤135度且-40度≤(θ2-θ1)≤20度充分地增强了火花塞的耐久性。 
e.试验5 
在试验5中，制备具有不同的角θ1和θ2的很多火花塞。对于各火花塞，检查根据纹影评价的火焰核面积。采用70mm2的火焰核面积作为用于评价的可点火性极限。图13以曲线图示出了结果。如先前在试验3中说明的那样根据纹影法进行火焰核面积的计算。 
因此，认识到(θ1+θ2)/2和火焰核面积之间有非常高的相关性(y＝0.89x+6.85，相关系数是0.992)。当(θ1+θ2)/2是至少75度时，火焰核面积超过70mm2的可点火性极限。从而，通过满 足关系(θ1+θ2)/2≥75度来充分地增强火花塞的可点火性。 
此外，根据上述试验4，在(θ1+θ2)/2≤135度且-40度≤(θ2-θ1)≤20度的范围中充分地增强火花塞的耐久性，从而，可以说，在满足75度≤(θ1+θ2)/2≤135度且-40度≤(θ2-θ1)≤20度的范围中能够同时增强可点火性和耐久性。 
f.试验6 
在试验6中，制备中心电极头133的被包含在假想球体M中的部分130ssv和接地电极头143的被包含在假想球体M中的部分143v的总体积V不同的火花塞。具体地，制备火花放电间隙G的长度AD被固定为0.7mm且体积V变为0.010mm3、0.015mm3、0.020mm3、0.030mm3和0.040mm3的五种火花塞。对于各火花塞，检查放电电压的增加，并且评价耐久性。图14以曲线图示出了结果。 
如下所述地进行放电电压增加试验：将各火花塞安装到压缩室。试验条件如下：压力为0.4MPa；重复频率为100Hz；大气环境；放电电压为由对500个放电电压测量样品的平均值(Ave.)加上标准偏差(σ)的3倍得到的值。 
根据该结果，在体积V＝0.010mm3的火花塞中，在开始试验之后，放电电压从试验的初始放电电压(在本实施例中是7.5kV)增加20kV(在本实施例中是增加到27.5kV)所用的时间非常短。同样，在体积V＝0.015mm3的火花塞中，可以看到放电电压从初始放电电压增加20kV(增加到27.5kV)所用的时间短。 
另一方面，在体积V＝0.020mm3、V＝0.030mm3和V＝0.040mm3的火花塞中，放电电压从初始放电电压增加20kV(增加到27.5kV)所用的时间长，也就是说，放电电压从初始放电电压增加20kV(增加到27.5kV)所用的时间是体积 V＝0.015mm3的火花塞的放电电压从初始放电电压增加20kV(增加到27.5kV)所用的时间的2.5倍以上。从而，通过将体积设定成V＝0.020mm3以上显著地增强火花塞的耐久性。 
g.试验7 
在试验7中，在火花放电间隙G的长度AD被固定为0.9mm的情况下，进行与上述试验6类似的评价试验。图15以曲线图示出了结果。 
根据该结果，在体积V＝0.010mm3的火花塞中，在开始试验之后，放电电压从试验的初始放电电压(在本实施例中是10kV)增加20kV(在本实施例中是增加到30kV)所用的时间非常短。此外，在体积V＝0.015mm3的火花塞中，放电电压从初始放电电压增加20kV(增加到30kV)所用的时间短。 
另一方面，在体积V＝0.020mm3、V＝0.030mm3和V＝0.040mm3的火花塞中，放电电压从初始放电电压增加20kV(即，增加到30kV)所用的时间长，放电电压从初始放电电压增加20kV(增加到30kV)所用的时间是体积V＝0.015mm3的火花塞的放电电压从初始放电电压增加20kV(增加到30kV)所用的时间的2.5倍以上。从而，通过将体积设定成V＝0.020mm3以上显著地增强火花塞的耐久性。 
h.试验8 
在试验8中，在火花放电间隙G的长度AD被固定为1.1mm的情况下，进行与上述试验6和7类似的评价试验。图16以曲线图示出了结果。 
根据该结果，在体积V＝0.010mm3的火花塞中，在开始试验之后，放电电压从试验的初始放电电压(在本实施例中是15kV)增加20kV(在本实施例中是增加到35kV)所用的时间非常短。此外，在体积V＝0.015mm3的火花塞中，放电电压从 初始放电电压增加20kV(即增加到35kV)所用的时间短。 
另一方面，在体积V＝0.020mm3、V＝0.030mm3和V＝0.040mm3的火花塞中，放电电压从初始放电电压增加20kV(增加到35kV)所用的时间长，放电电压从初始放电电压增加20kV(增加到35kV)所用的时间是体积V＝0.015mm3的火花塞的放电电压从初始放电电压增加20kV(增加到35kV)所用的时间的2.5倍以上。从而，通过将体积设定为V＝0.020mm3 以上显著地增强了火花塞的耐久性。 
接着，基于上述试验6至8中提供的结果总结中心电极前端部130ss(中心电极头133)的被包含在假想球体M中的部分130ssv和接地电极140(接地电极头143)的被包含在假想球体M中的部分143v的总体积与放电电压从初始放电电压增加20kV所用的时间之间的关系。图17以曲线图示出了结果。 
从该结果中可以看出，在体积V＝0.010mm3的火花塞中，放电电压从初始放电电压增加20kV所用的时间非常短。此外，在体积V＝0.015mm3的火花塞中，放电电压从初始放电电压增加20kV所用的时间短。 
另一方面，在体积V＝0.020mm3、V＝0.030mm3和V＝0.040mm3的火花塞中，放电电压从初始放电电压增加20kV所用的时间变得大幅增加。因此，可以说，通过将体积设定成V＝0.020mm3以上显著地增强了火花塞的耐久性。 
i.试验9 
在试验9中，制备中心电极前端部130ss(中心电极头133)的表面的被包含在假想球体M中的部分130ssv的表面130ssvn和接地电极140(接地电极头143)的表面的被包含在假想球体M中的部分143v的表面143vn的总面积S不同的火花塞。具体地，制备火花放电间隙G的长度AD被改变为0.5mm、0.7mm、 0.9mm和1.1mm且该面积被改变为各种尺寸的很多火花塞。对于各火花塞，检查燃烧波动率并且评价可点火性。如之前在试验3中说明的那样对可点火性进行评价，20％的燃烧波动率被评价为燃烧极限。图18以曲线图示出了结果。 
根据该结果，在火花放电间隙G的任何长度AD的情况下，随着面积S增加，燃烧波动率增加并且在将来某一时间将超过20％的燃烧极限。火花放电间隙G的长度AD越短，到达燃烧极限的面积S越小。 
此外，基于上述试验9提供的结果检查在火花放电间隙G的各长度AD的情况下刚好变成燃烧极限(20％的燃烧波动率)的总面积S(由图18中的箭头表示的各总面积)。图19以曲线图示出了结果。 
根据该结果，火花放电间隙G的长度AD和变为燃烧极限的总面积S具有带正斜率的一次函数关系。具体地，可以由表达式S＝AD/2+0.15mm表示燃烧极限时二者的关系。因此，可以说，当火花塞满足关系S≤AD/2+0.15mm时，充分地增强了可点火性。 
j.试验10 
在试验10中，制备接地电极头143的电极头长度C改变为各种尺寸的火花塞。具体地，制备电极头长度C被设定为0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.2mm、1.6mm和2.0mm的火花塞。在各火花塞中，(θ1+θ2)/2＝75度。 
对于各火花塞，检查空燃比(A/F)与失火率(misfirepercentage)之间的关系。具体地，将各火花塞置于评价发动机(六缸两升发动机)中，并且将转数设定为2000rpm，将增压压力设定为350mmHg。由测量到的燃烧压力求出IMEP(指示平均有效压力)，对于1000个样品的燃烧压力的平均值的 50％以下的值，假定产生失火，并且求出失火率。稳定燃烧极限被评价为1％的失火率。图20以曲线图示出了结果。 
根据该结果，在电极头长度C被设定为0.2mm的火花塞中，当A/F＝大约19.5时，达到失火率为1％的稳定燃烧极限，当A/F的值超过大约19.5时，大幅超过稳定燃烧极限(1％的失火率)。 
相反地，在电极头长度C在0.3mm～2.0mm的范围中的火花塞中，至少当A/F＝20时，失火率也比稳定燃烧极限(1％的失火率)低。 
在电极头长度C被设定为0.2mm的火花塞中，除非设定比A/F＝19.5浓(rich)的空燃比，否则不能实现稳定燃烧。相反地，在电极头长度C在0.3mm～2.0mm的范围中的火花塞中，即使在A/F＝20的稀空燃比的情况下，也能实现稳定燃烧。因此，为了可以进行稳定的稀薄燃烧，优选接地电极头143的电极头长度C被设定为0.3mm以上。 
k.试验11 
在试验11中，如上述试验10中那样，制备接地电极头143的电极头长度C被改变为各种尺寸的火花塞。具体地，制备电极头长度C被设定为0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.2mm、1.6mm和2.0mm的火花塞。在各个火花塞中，(θ1+θ2)/2＝75度。 
对于各火花塞，检查伴随使用而产生的火花放电间隙G的长度AD的增加量ΔAD并且评价火花塞的耐久性。为了检查火花放电间隙G的增加量ΔAD，将各火花塞置于评价发动机(六缸两升发动机)中，并且以5000rpm的转数在WOT(全开，fullthrottle)的情况下进行试验100小时。火花放电间隙G的增加量ΔAD的极限(磨损极限)被评价为0.2mm。图21以曲线图示出了结果。 
根据该结果，在电极头长度C被设定为2.0mm的火花塞中， 火花放电间隙G的增加量ΔAD大幅超过磨损极限(0.2mm)。相反地，在电极头长度C在0.2mm～1.6mm的范围中的火花塞中，火花放电间隙G的增加量ΔAD落在磨损极限(0.2mm)内。从而，为了增强火花塞的耐久性，优选接地电极头143的电极头长度C被设定为1.6mm以下。认为：由于当电极头长度C变得较长时接地电极头143不能充分地进行散热，因此，磨损量显著增加。 
根据上述试验10，由于接地电极头143的电极头长度C优选被设定在0.3mm以上以进行稳定的稀薄燃烧，因此，优选电极头长度C被设定在0.3mm≤C≤1.6mm的范围中。 
此外，基于试验10和11提供的结果总结接地电极头143的电极头长度C、可点火性以及耐久性之间的关系。具体地，总结出电极头长度C与A/F和火花放电间隙G的增加量之间的关系，并且评价可点火性和耐久性。A/F＝20被评价为稳定燃烧极限。将0.2mm的火花放电间隙G的增加量ΔAD评价为磨损极限。图22以曲线图示出了结果。 
从该结果中可以看出，可以通过将接地电极头143的电极头长度C设定为0.3mm以上来增强可点火性以及进行稳定的稀薄燃烧。当电极头长度C被设定为1.6mm以下时，接地电极头143的磨损量减少并且增强了耐久性。因此，如上所述，优选将接地电极头143的电极头长度C设定在0.3mm≤C≤1.6的范围中。 
1.试验12 
在试验12中，制备绝缘体120从金属壳前端面110sc突出的突出长度Z被改变为各种尺寸的火花塞。具体地，提供绝缘体120的突出长度Z被设定为-1.0mm、0mm、1.0mm、2.0mm、3.0mm和4.0mm的火花塞。对于各火花塞，进行耐预点火试验。 具体地，将各火花塞置于评价发动机(四缸1.6升发动机)中，并且以5500rpm的转数在WOT(全开)的情况下进行试验。点火定时被提前，求出在各点火定时保持两分钟时发生四次以上预点火的点火定时(火花提前)。图23以曲线图示出了结果。 
根据该结果，在绝缘体120的突出长度Z被设定为1.0mm、2.0mm、3.0mm和4.0mm的火花塞中，点火定时变为30℃A以上，并且耐预点火性良好。突出长度Z和点火定时具有带正斜率的一次函数关系。 
另一方面，在绝缘体120的突出长度Z被设定为-1.0mm和0mm的火花塞中，点火定时(火花提前)变得小于由上述一次函数的关系预测到的点火定时(由图中的虚线表示)，并且耐预点火性降低。 
当绝缘体120的突出长度Z增加时，新鲜空气的冷却效果增加，并且增强了耐预点火性。另一方面，当绝缘体120的突出长度Z减小时，特别是当绝缘体120不突出(突出长度Z是-1.0mm或0mm)时，认为新鲜空气的冷却效果降低并且耐预点火性降低。因而，在本发明的实施方式中，绝缘体120的突出长度Z被设定为1.0mm以上。 
m.试验13 
在试验13中，制备中心电极头133和接地电极头143被改变成各种材料的火花塞。具体地，在样品1的火花塞中，中心电极头133和接地电极头143的材料是Pt-5Ir-5Rh。在样品2的火花塞中，电极头的材料是Pt-10Ir-5Rh。在样品3的火花塞中，电极头的材料是Pt-13Rh。在样品4的火花塞中，电极头的材料是Pt-5Rh。在样品5的火花塞中，电极头的材料是Pt-20Ir。在样品6的火花塞中，电极头的材料是Pt-30Ir。在样品7的火花塞中，电极头的材料是Pt-40Ir。在样品8的火花塞中，电极头 的材料是Pt-20Rh。在样品9的火花塞中，电极头的材料是Ir-5Pt-1Rh。在样品10的火花塞中，电极头的材料是Ir-10Rh-10Ru。在样品11的火花塞中，电极头的材料是Ir-11Rh-10Ru。在样品12的火花塞中，电极头的材料是Ir-5Pt。 
对于各火花塞，求出预定试验之后的电极头残存率并且评价耐久性。具体地，使用恒温烘炉作为试验装置。试验条件是大气环境950℃、20小时。图24以图示出了结果。利用残存率为90％的评价基准进行评价。 
根据该结果，在Pt-40Ir的样品7的火花塞中，残存率显著的低。换句话说，电极头中的组成成分的一部分被氧化挥发，并且挥发量大，导致电极头的残存量变小。相反地，在含有70重量％以上的量的Pt的样品1～6和样品8的火花塞中，残存率超过90％。从而，在中心电极头133和接地电极头143由Pt合金形成的情况下，通过含有70重量％以上的量的Pt来增强火花塞的耐久性。 
在Ir-5Pt的样品12的火花塞中，残存率显著的低。相反地，在向Ir添加了Rh的样品9～11的火花塞中，残存率超过90％。从而，在中心电极头133和接地电极头143由Ir合金形成的情况下，观察到通过添加Rh增强了火花塞的耐久性。 
2.变型实施方式1～3 
接着，将论述上述实施方式的变型实施方式1～3。将不再详细说明与上述实施方式的部分相同的部分。变型实施方式1～3与上述实施方式的不同之处在于，接地电极基础构件241、341和441与上述实施方式的接地电极基础构件141不同。 
图25示出了从径向内侧朝向径向外侧观察的变型实施方式1的火花塞200的接地电极240。图26示出了从径向内侧朝向 径向外侧观察的变型实施方式2的火花塞300的接地电极340。图27示出了从径向内侧朝向径向外侧观察的变型实施方式3的火花塞400的接地电极440。 
在变型实施方式1的火花塞200中，如图25所示，接地电极240的接地电极基础构件241的基础构件远端面241sc具有圆形形状，接地电极头243被焊接到基础构件远端面241sc。 
在变型实施方式2的火花塞300中，如图26所示，接地电极340的接地电极基础构件341的基础构件远端面341sc具有大致半圆形形状，接地电极头343被焊接到基础构件远端面341sc。 
在变型实施方式3的火花塞400中，如图27所示，接地电极440的接地电极基础构件441的基础构件远端面441sc具有带圆角的矩形形状，接地电极头443被焊接到基础构件远端面441sc。 
此外，在具有如此形状的接地电极基础构件241、341和441的火花塞200、300和400中，与上述实施方式的火花塞100类似，能够在确保接地电极240、340和440的耐热性和耐折损性的同时增强可点火性。另外，与上述实施方式的部分相同的部分产生与上述实施方式的优点相同的优点。 
3.变型实施方式4 
接着，将说明变型实施方式4。将不再详细论述与实施方式和变型实施方式1～3的部分相同的部分。变型实施方式4与实施方式和变型实施方式1～3的不同之处在于：接地电极540中的接地电极头543和接地电极基础构件541的接合方式与实施方式和变型实施方式1～3的接地电极140、240、340、440中的接合方式不同。图28示出根据变型实施方式4的火花塞500的中心电极130和接地电极540的侧视图。 
根据变型实施方式4的火花塞500的接地电极540包括：作 为基础构件的接地电极基础构件541，其通过弯曲四棱柱构件而设置；以及棱柱状接地电极头543，其具有比接地电极基础构件541的宽度窄的宽度。 
接地电极基础构件541包括：基础构件基端部541k，其被接合到金属壳前端面110sc；基础构件远端部541s，其朝向径向内侧弯曲；以及基础构件远端面541sc，其指向径向内侧。 
通过电阻焊接将接地电极头543接合到形成接地电极基础构件541的基础构件远端部541s的外周的四个侧面(四个侧面限定基础构件远端面541sc)中的位于基端侧(图28中的下侧)的基端侧表面541sd。接地电极头543超过接地电极基础构件541的基础构件远端面541sc朝向径向内侧突出。接地电极头543的电极头远端面543sc与中心电极前端部130ss的外周面130ssn间隔开用于产生火花放电的火花放电间隙G。 
在具有接地电极540的火花塞500中，与实施方式和变型实施方式1～3的火花塞100、200、300和400类似，能够在确保接地电极540的耐热性和耐折损性的同时增强可点火性。另外，与上述实施方式等的部分相同的部分产生与实施方式和变型实施方式的优点相同的优点。 
虽然已经说明了本发明的实施方式和变型实施方式1～4，但是，应该理解，本发明不限于具体的实施方式，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以根据需要对本发明进行改变。 
例如，在上述实施方式中，火花塞100设置有一个接地电极140。然而，火花塞可包括两个以上的接地电极140。顺便提及，在上述实施方式中，各第二扇形LT2和LT3的内部区域被限定成既不包含中心电极前端部130ss也不包含接地电极140。然而，当火花塞包括多个接地电极时，基于一个接地电极画出的各第二扇形LT2和LT3的内部区域可能包含其它电极。 
4.典型实施方式的变化和变型 
虽然上面已参照本发明的典型实施方式说明了本发明，应当理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，所属技术领域的技术人员可以对上述典型实施方式作出变化和变型。 
相关申请的交叉引用 
本申请基于2007年12月19日提交的日本专利申请No.2007-326950并且要求该日本专利申请的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用包含于此。 

Claims (8)

1.一种火花塞，其包括：
筒状金属壳，该金属壳具有前端面和基端并且限定轴线方向；
筒状绝缘体，该筒状绝缘体由所述筒状金属壳保持并且包括前端面、基端和突出绝缘体部，该突出绝缘体部沿轴线方向从所述筒状金属壳的前端面突出；
中心电极，该中心电极由所述筒状绝缘体保持并且包括沿轴线方向从所述筒状金属壳的前端面突出的突出中心电极部，所述突出中心电极部包括中心电极前端部，该中心电极前端部为沿轴线方向延伸的柱状形状并且具有外周面，以及
外侧电极，所述外侧电极包括：外侧电极基础构件，该外侧电极基础构件具有基端和远端；以及柱状外侧电极头，该柱状外侧电极头具有远端面并且被焊接到所述外侧电极基础构件的远端，所述柱状外侧电极头比所述外侧电极基础构件窄，所述柱状外侧电极头的远端面与所述中心电极前端部的外周面间隔开而限定火花放电间隙，
其中，所述筒状绝缘体的所述突出绝缘体部从所述筒状金属壳的前端面突出至少1.0mm，
所述中心电极的所述突出中心电极部从所述筒状金属壳的前端面突出至少3.5mm，
满足以下关系：
(θ1+θ2)/2≥75度
其中：如下定义θ1和θ2：
至少一条线段A以所述外侧电极头的远端面和所述中心电极前端部的外周面之间的最短距离连接所述外侧电极头的远端面和所述中心电极前端部的外周面；
点A1被定义为所述至少一条线段A的中点；
线段B是所述点A1的集合；
点B1被定义为所述线段B的中点；
所述角θ1被定义为第一扇形的以度为单位的中心角，当从与所述轴线方向垂直并且也与所述外侧电极头的中心轴线垂直的方向观察时，所述第一扇形以所述点B1为中心并且由圆弧和两条半径限定，其中一条半径与所述中心电极前端部相切，另一条半径与所述外侧电极相切，所述圆弧相对于由所述两条半径限定的另一圆弧被定位在所述轴线方向的前端侧，所述第一扇形的内部区域既不包含所述中心电极前端部也不包含所述外侧电极，并且
所述角θ2是两个第二扇形的中心角的以度为单位的平均值，当沿所述轴线方向从所述前端侧朝向基端侧观察时，各所述第二扇形以所述点B1为中心并且由另一圆弧和另外两条半径限定，其中所述另外两条半径中的一条半径与所述中心电极前端部相切，所述另外两条半径中的另一条半径与所述外侧电极相切，各所述第二扇形中的内部区域既不包含所述中心电极前端部也不包含所述外侧电极。
2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，
(θ1+θ2)/2≤135度；且
-40度≤(θ2-θ1)≤20度。
3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，
V≥0.020mm3
其中，V是所述中心电极前端部的被包含在假想球体中的部分与所述外侧电极的被包含在所述假想球体中的部分的以mm3为单位的总体积，所述假想球体以所述点B1为中心并且半径为AD/2+0.1mm，其中，AD被定义为所述至少一条线段A的以mm为单位的长度。
4.根据权利要求3所述的火花塞，其特征在于，
S≤AD/2+0.15mm2
其中，S被定义为所述中心电极前端部的表面的被包含在所述假想球体中的部分与所述外侧电极的表面的被包含在所述假想球体中的部分的以mm2为单位的总表面积。
5.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，
0.3mm≤C≤1.6mm
其中，C被定义为所述柱状外侧电极头的从所述外侧电极基础构件的远端面到所述外侧电极头的远端面的以mm为单位的电极头长度。
6.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，所述中心电极还包括：中心电极基础构件；以及柱状中心电极头，该中心电极头具有比所述中心电极基础构件的直径小的直径并且被焊接到所述中心电极基础构件，所述中心电极头就是所述中心电极前端部。
7.根据权利要求6所述的火花塞，其特征在于，所述外侧电极头和所述中心电极头中的每一方均由含有至少70重量％的量的Pt的Pt合金形成。
8.根据权利要求6所述的火花塞，其特征在于，所述外侧电极头和所述中心电极头中的每一方均由含有Ir和Rh的Ir合金形成。
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