JPH01267984A - 引込みギャップ型イグナイタプラグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ガスタービンエンジン、ディーゼルエンジン
、ガス・オイルバーナー点火器、などに使用されるイグ
ナイタブラグに関わり、特に高圧引込みギヤツブ型イグ
ナイタプラグの熱引きの向上に関する。

［従来の技術］ 従来の高圧引込みギヤツブ型イグナイタプラグを第４図
とともに説明する。このイグナイタブラグは、ステンレ
ス鋼、インコネル（商標）などの耐熱性金属で形成され
、先端部１０２内周に環状の係止面１０１が設けられた
筒状の主体金具１００を備える。この主体金具１００内
には、前記係止面１０１に係合される先端部３０１を有
する筒状絶縁体３００とが嵌め込まれて固着されている
。

絶縁体３００内には、先端２０１が前記先端部３０１か
ら引込んだ状態で、中心電極２００が嵌め込まれて固着
されている。このイグナイタブラグは、主体金具１００
の先端部１０２の内周面が接地電極１１０となっており
、中心電極の先端２０１との間に発火部４００を形成し
ている。

また、特開昭５６−６７１８７号公報および特開明６３
−６６８７９号公報には、接地電極１１０の消耗対策と
して、前記係止面１０１に環状貴金属板５００を溶接し
たイグナイタプラグＰが提案されている。このイグナイ
タプラグＰは、前記接地電極１１０の火花放電面を環状
貴金属板５００で構成して耐熱、耐久性を図っている。

この環状貴金属板５００は、該環状貴金属板５００が受
ける熱を溶接面１０３を介して主体金具１００に散逸さ
せていた。

このイグナイタブラグＰは、主体金具１００の先端部１
０２の温度が７００℃までは十分な実用性が得られてい
た。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、近年、エンジン燃焼室内の燃焼温度を上昇さ
せて、効率を」、げる試みがなされ、イグナイタプラグ
の主体金具の先端部の温度が８００℃を越える例が生じ
てきた。

このため、上記イグナイタプラグＰは、主体金具１００
の係止面１０１と環状貴金属板５００との溶接部分が、
より苛酷な熱履歴を受け、溶接面の破断が生じる場合が
ある。この破断が生じると熱引きが低下するため、環状
貴金属板５００は火花放電時のジュール熱により、さら
に過昇温し、環状貴金属板５００の消耗が急速に進行す
るため、耐久性が著しく低下する。

本発明の目的は、主体金具の先端部が８００℃を越える
高温と常温との繰り返しによる熱履歴に晒されても係ｄ
ユ面と環状貴金属板との溶接面が容易に破断せず、耐熱
性と耐久性に優れたイグナイタ１ラグの提供にある。

し課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、先端部内周が環状
の係止面を介して径小とされた筒状の主体金具と、前記
係止面に溶接された環状貴金属板と、該環状貴金属板を
介して前記係止面に当接した先端面を有し、主体金具内
に固定された筒状絶縁体と、該絶縁体内に嵌め込まれた
中心電極とを備えたイグナイタ１ラグにおいて、前記主
体金具の係止面と前記環状貴金属板との溶接面に、加熱
処理を施して、固溶体を含む拡散層を形成した構成を採
用した。

［作用および発明の効果］ 本発明の引込みギヤツブ型イグナイタプラグは、次の作
用効果を有する。

■環状貴金属板と主体金具の係止面とを溶接した後、加
熱処理を加えることによって、溶接面付近が相互に相手
側母材に侵入した拡散層を形成するため、両金属間の接
合強度が増大する。

■主体金具の先端部が８００℃を越える高温と常温との
繰り返しによる熱履歴に晒されても、拡散層が、熱膨張
係数と縦弾性率を漸近するように形成しているため、膨
張差による引張力、圧縮力等の発生する歪みを緩和して
、接合面の応力緩和を図り、接合面の破断が生じにくく
なる。

［実施例コ つぎに本発明を第１図〜第３図に示す１実施例に基づき
議明する。

本発明の引込みギヤツブ型イグナイタブラグＮは、筒状
の主体金具１内に、軸心に中心電極２が貫設された筒状
絶縁体３を嵌め込んでなる。主体金具１の先端部１１の
内周は、環状の係止面１２を介して径小に形成されてい
る。この係止面１２には、拡散層６を介して環状貴金属
板４が溶接されており、中心電極２と環状貴金属板４と
の間に沿面放電間隙３１を含む発火部５が形成されてい
る。

主体金具１は、イグナイタプラグＮのハウジングを兼ね
た円筒状の耐熱ステンレス鋼（ＳＬ１３３０４）で形成
され、前記先端部１１の内周面は接地電極１３となり、
前記係止面１２はテーバ面とされている。また、中間部
には連通孔１４が設けられ、後端部外周には、取付ねじ
１５が形成されている。前記連通孔１４は、主体金具１
と絶縁体３との間に軸方向に設けられた環状スペース１
６を介して主体金具１の先端部１１に設けられた連通孔
１７に連通して、冷却用の空気の流路を形成している。

中心電極２はニッケル合金製、タングステン合金製等で
あり、先端面２１が絶縁体３の先端面３２より数ｍｍ引
っ込んで配設されている。また、後端部２２は図示しな
い負の高圧電源に接続されている。

絶縁体３は、アルミナ（Ａｊ）　、°０３）の焼結体で
できており、該絶縁体３の先端面３２は前記係止面１２
のテーパと同等のテーパ角を有する傾斜面となり、中央
部は円錐形状の凹状部３３となっている。

発火部５は、中心電極２の先端面２１と、前記絶縁体３
の先端中心の凹状部３３と、環状貴金属板４の内周面を
含む接地電極１３との間で形成される一端開口の空間に
より構成される。スパークが絶縁体３の沿面放電間隙３
１に沿って飛ぶと、その空間内の空気が爆発的に膨張し
、開口１８より火花がプラズマ状に放出される。

環状貴金属板４は、白金（Ｐ　ｔ、　）にイリジウム（
Ｉｒ）を１０〜３０重皿％添加して作られた合金で、厚
さ０．２ｍｍ　〜０．４ｍｍのＮ！ｌｊ、であり接地電
極１３の係止面１２に溶接されている。この溶接は、環
状貴金属板４と主体金具１間に大電流を流し、その際に
発生するジュール熱で行っている。この厚さが０．２ｍ
ｍ以丁であると薄すぎ電極の消耗対策として環状貴金属
板４の効果がでにくく、０．４ｍｍを越えると変形させ
にくく精密な加工が必要となるとともに使用材料が多く
なり、コスト高となるためである。

拡散層６は、環状貴金属板４と係止面１２とを溶接した
後、１０００℃〜１２００℃で１時間−１０時間の高温
熱処理を施すことにより、各金属原子の拡散を行わせて
、均一な固溶体を含んで２０μｍ〜５０　Ｉｔ　ｍの厚
さで形成している。

ここで、拡散層６の厚さを２０μｍ〜５０μｍに数値限
定しているのは、厚さが２０μｍ未満であると薄ずぎ拡
散層６としての効果を果さず、５０μｍを越えると、加
圧熱処理の際、拡散層６が均一にならず、また、拡散層
が貴金属の耐熱特性を損うためである。

本発明の引込みギヤツブ型イグナイタプラグＮを構成す
る、主体金具１、環状貴金属板４の材料の働きを第１表
とともに説明する。

第１表 熱膨張係数（ＸＩＯ−’／ｄｅｇＣ）は、耐熱ステンレ
ス鋼（１５〜１７）〉拡散層６〉白金イリジウム合金（
約９）の順である。このため、拡散Ｊｉ１６の熱膨張係
数は、主体金具１と環状貴金属板４との間をとるので、
熱ｍ歴による応力を１１１１して溶接部の破断を防＋１
−する。

縦弾性率（Ｘ　１０’　ｋ　ｇ　ｆ　７ｍｍ”　）は、
白金イリジウム合＆（２２−７６’）〕・拡散層０〉耐
熱ステンレス鋼（２０，／１）をとり応力の集中をＩＩ
Ｊｊいでいる。

また、熱伝導度（ｋｃａｌ／ｍ−ｈｒ−ｄｃｇ）は、耐
熱ステンレス鋼に関しては、８．５〜１１と低いが、白
金イリジウム合金、拡散層６のそれは３９・〜４７と高
いので、発生した熱を主体金具１に伝導して逃がし、環
状貴金属板４の消耗を押さえ、優れた耐久性を付加する
。

高温熱処理をして各金属原子の拡散を行わせて、均一な
固溶体を含んで拡散層６を形成しているので次の効果を
奏する。

再結晶温度以」−に加熱すると、溶接部分は結晶粒界と
なり、境界面を通って各原子が拡散して、空孔も潰れて
なくなり、強い金属凝縮力が図れる。

本発明は上記実施例以外に次の実施１１ｇ様を含む。

ａ、主体金具１は、７２Ｎｉ−１５Ｃｒ−８Ｆｅ−０，
５Ｃｕの組成を有するインコネル６００、あるいは、Ｎ
ｉｍｏｎｉｃ７５系等の合金であっても良い。

ｂ、環状貴金属板４は、■白金■イリジウム■白合−イ
リジウム−ニッケル合金、からなる貴金属や合金を使用
しＣも良い、ここで■の場合は、白金−イリジウム（１
０〜３０重量％）−ニッケル（２〜１０重景％）の調合
率の谷金が好適である。

Ｃ０本発明は、冷却空気流路を設けない構造のプラグに
応用しても良い。

ｄ、加熱処理は圧力を加えながら行っても良い。

ｅ、停止面は、平坦面でも良い。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の引込みギヤツブ型イグナイタ
プラグの第１実施例を示す。第１図はその要部断面図、
第２図はその断面図、第３図は拡散層の状態を示す断面
図である。 第４図は従来のイグナイタプラグの断面図である。 図中　１・・・主体金具　２・・・中心電極　３・・・
筒状絶縁体　４・・・環状貴金属板　１１・・・先端部
　６・・・拡散層　１２・・・係止面　３２・・・先端
面　Ｎ・・・引込みギヤツブ型イグナイタプラグ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）先端部内周が環状の係止面を介して径小とされた筒
   状の主体金具と、 前記係止面に溶接された環状貴金属板と、 該環状貴金属板を介して前記係止面に当接した先端面を
   有し、主体金具内に固定された筒状絶縁体と、 該絶縁体内に嵌め込まれた中心電極と を備えたイグナイタプラグにおいて、 前記主体金具の係止面と前記環状貴金属板との溶接面に
   、加熱処理を施して、固溶体を含む拡散層を形成したこ
   とを特徴とする引込みギャップ型イグナイタプラグ。