JPH0258756B2 - - Google Patents

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JPH0258756B2
JPH0258756B2 JP56156840A JP15684081A JPH0258756B2 JP H0258756 B2 JPH0258756 B2 JP H0258756B2 JP 56156840 A JP56156840 A JP 56156840A JP 15684081 A JP15684081 A JP 15684081A JP H0258756 B2 JPH0258756 B2 JP H0258756B2
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JP
Japan
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weight
ground electrode
electrode
cracks
center electrode
Prior art date
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Application number
JP56156840A
Other languages
English (en)
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JPS5859581A (ja
Inventor
Ryoji Kondo
Kanji Higuchi
Kozo Takamura
Yasuyuki Sato
Minoru Nagai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP56156840A priority Critical patent/JPS5859581A/ja
Priority to US06/427,820 priority patent/US4488081A/en
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Publication of JPH0258756B2 publication Critical patent/JPH0258756B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
    • H01T13/20Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/39Selection of materials for electrodes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four

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  • Spark Plugs (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関に使用する点火プラグに関す
るものである。 従来、この種の点火プラグにおいては、Pt、
Pd等の貴金属を電極の火花放電部に接合してい
る。 しかしながら、点火プラグの電極は内燃機関の
燃焼室内の高温雰囲気下に晒される結果、例えば
接地電極では第1図に示すごとく、貴金属10に
接地電極9の軸方向に沿つて横方向の亀裂12が
生じ、そのため貴金属10が剥離する恐れが大で
あるという問題を生じることを本発明者は発見し
た。 この問題点に関し、種々実験を重ねた結果、次
のことを見い出した。即ち、上記の例えば接地電
極9の材質はNi系金属を母材とした金属で構成
してあるため、貴金属10と接地電極9との間に
熱膨張差を生じ、この結果両者の接合面に大きな
熱応力が加わり、上記亀裂12が発生するのであ
る。 一方、中心電極に貴金属層を設けた際には、中
心電極の温度は内燃機関の全負荷運転でも接地電
極に比べて約100℃程度低く、その貴金属層の亀
裂の度合は少ない。しかし、その亀裂を一層低減
できれば、最善である。 そこで、本発明は上記の諸点に鑑み、中心電極
の火花放電部にはPt85〜70重量%、Ir15〜30重量
%の貴金属層を設け、接地電極の火花放電部には
Pt90〜70重量%、Ni10〜30重量%の貴金属層を
設けることにより、中心、接地電極上の貴金属層
の亀裂の発生を抑制して耐久性のよい点火プラグ
を提供しようとするものである。 以下本発明を具体的実施例により詳細に説明す
る。第2図および第3図において、1はアルミナ
磁器からなる絶縁碍子で、中心に軸孔1aが設け
てある。2は炭素鋼からなる中軸で、絶縁碍子1
の上部に挿通してある。3は黄銅等からなる端子
で、中軸2の頭部にねじ込み固定してある。4は
円筒状のハウジングで耐熱導電性の金属で構成し
てあり、このハウジング4の内側にリング状の気
密パツキン5およびかしめリング6を介して前記
絶縁碍子1が固定してある。なお、ハウジング4
にはエンジンブロツクに固定するためのねじ部4
aが設けてある。7は耐熱、耐蝕、導電性金属、
例えばNi―Cr系のインコネル材からなる中心電
極で、その先端側は円錐状にして径を細くしてあ
る。 8は本発明における白金プレートであり、円板
形状に形成してあつて中心電極7の先端端面に抵
抗溶接等の方法で接合してある。このプレート8
は、Ir15〜30重量%、残部Ptより成る。 9は耐熱、耐蝕、導電性金属、例えばNi―Cr
系のインコネル材からなる接地電極で、前記ハウ
ジング4の端面に接合されている。10は白金プ
レートで、上記プレート8に対向する位置に抵抗
溶接等の方法で接合してある。これはNi10〜30
重量%、残部Ptより成る。11は絶縁碍子1の
軸孔1aの内に封着した導電性ガラスシール層で
あり、銅粉末と低融点ガラスから構成されてお
り、このシール層11で中軸2と中心電極7とを
電気的に接続すると共に、両者を絶縁碍子1の軸
穴1aに移動なきよう固定してある。 上記の構成において、次に作動を説明する。本
発明にかかるプラグはエンジンの燃焼室内に配設
され、混合気を着火させるため火花放電をさせる
機能を持ち、更に放電面に白金合金を配設し、白
金合金プレートは高価であるため少量使用する必
要があり、そのため母材であるNi―Cr合金、イ
ンコネル等に接合する。ところがこの両者の間に
は熱膨張差(約5×10-6/℃)があり、かつ高
温、低温の繰返し条件下で使用されるため、熱応
力疲労により横亀裂が第1図に示すように発生
し、遂には白金合金プレートが脱落するという故
障が生ずる。この対策として、プレートの径を小
さくして熱応力を減ずる方法も1つの方法である
が、更に基本的な方法は白金合金プレートと電極
との間に熱膨張差を少なくする方法である。 そのため、本発明では電極7,9の母材の主成
分であるNiを白金プレート10に添加して線膨
張係数の差を少なくすることにした。ところが、
Niの量が増えれば線膨張の差は小さくなり横亀
裂は発生し難くなるが、一方Niの量の増大によ
り火花消耗が増加し本来の耐消耗性という目的を
損なうこととなる。 そこで、Ni添加量と横亀裂および火花消耗量
の関係を調査したのが第4図である。第4図の火
花消耗は50mj相当の点火装置を使用し、12000ス
パーク/分、4atmゲージ、200℃で100時間(大
気雰囲気)の条件で実施した例であり、横亀裂の
発生状況は1minW.O.T.(Wide Open Throttle)、
1min IDLE(エンジンを1分間スロツトル全開の
後、1分間アイドリング状態にもどす動作)を1
サイクルとして、100時間熱応力を加えた時の横
亀裂の側面からの距離である。 この第4図からわるようにNi添加量が10重量
%あれば横亀裂は発生しないことがわかる。火花
消耗はNi添加量が増すと共に増加するため10重
量%添加が最良の条件といえる。しかし、Ni添
加量を30重量%程度まで増やしても、白金プレー
ト10の形状とのからみもあるが目標とする米国
規制6万マイルの耐久性をを確保することがで
き。従つて、Ni添加量は10〜30重量%がよい。 なお、一般に中心電極7と接地電極9との消耗
の度合はマイナス(−)放電の点火装置において
は中心電極7:接地電極3の割合で消耗するた
め、特に接地電極3の方に横亀裂には強いが消耗
は若干弱いをいうNiを添加した白金プレートを
用いることは有用である。また、中心電極7に比
べ温度がWOTで約100℃高い接地電極9にNiを
添加した白金プレート10を使用することは熱応
力に対する横亀裂防止という点が有用である。 なお、中心電極7の温度は接地電極9に比べて
温度が低いので、中心電極7の白金プレート8に
は亀裂が白金プレート10に比べる発生しにくい
ことより、その白金プレート8には耐消耗を考慮
してPt―Ir合金がよい。このPt―Ir合金はその組
成比によて白金プレート8の亀裂をほとんどなく
すことができる。 実験結果を以下に示す。 冷熱サイクルテスト−850℃で6分間保持し、
その後室温で6分間保持する。これを繰返す。−
を200回繰り返した時の亀裂の進行の程度を表1
に示す。
【表】 更に、実機エンジン4サイクル、4気筒、1600
c.c.)でフルスロツトル、回転数5000r.p.m,100時
間の耐久試験を実施した結果においても、表1と
同様な結果が得られ、Irを15〜30重量%添加させ
ると耐久性が飛躍的に向上することが判明した。 本発明は上述の実施例に限定されず、以下のご
とく、種々の変形が可能である。 (1) 貴金属8,10としては、Au,Rh,Pd,
Ru,Osが添加されていてもよい。 (2) 中心電極の軸方向側面に接地電極の先端が対
向するものにも適用できる。 (3) 第2図、第3図の実施例では中心電極の先端
が先細にしてあるが、このようにせず同一径で
もよい。 (4) 貴金属層の接合方法としては、レーザー溶
接、ろう付け、電子ビーム溶接等でもよい。 (5) 中心、接地電極の材質としては15重量%Cr
―8重量%Fe―残部Niでもよく、要はNi系金
属を母材とするものであればよい。 以上要するに、本発明においては、接地電極に
設けた貴金属層の横亀裂を防止できると共に、中
心電極に設けた貴金属層の消耗を抑えることがで
き、結局のところ極めて耐久性のよい点火プラグ
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の案出基礎の説明に供するスパ
ークプラグの放電部を示す模式図、第2図は本発
明の一実施例を示す半破断面図、第3図は第2図
の要部拡大断面図、第4図は本発明の効果の説明
に供する特性図である。 1…中心電極、2…接地電極、3…貴金属合金
プレート。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 Ni系金属を少なくとも母材金属とする中心
    電極の火花放電部に、Pt―Ir系でPt―Irの2成分
    に換算した時にIrが15〜30重量%、残部Ptの貴金
    属層を設け、かつNi系金属を少なくとも母材金
    属とする接地電極の火花放電部に、Pt―Ni系で、
    Pt―Niの2成分に換算した時にNiが10〜30重量
    %、残部Ptの貴金属層を設けて成る点火プラグ。
JP56156840A 1981-10-01 1981-10-01 点火プラグ Granted JPS5859581A (ja)

Priority Applications (2)

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JP56156840A JPS5859581A (ja) 1981-10-01 1981-10-01 点火プラグ
US06/427,820 US4488081A (en) 1981-10-01 1982-09-29 Ignition plug

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JP56156840A JPS5859581A (ja) 1981-10-01 1981-10-01 点火プラグ

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JPS5859581A JPS5859581A (ja) 1983-04-08
JPH0258756B2 true JPH0258756B2 (ja) 1990-12-10

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