JPH0398279A - 内燃機関用スパークプラグ - Google Patents
内燃機関用スパークプラグInfo
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- JPH0398279A JPH0398279A JP23478289A JP23478289A JPH0398279A JP H0398279 A JPH0398279 A JP H0398279A JP 23478289 A JP23478289 A JP 23478289A JP 23478289 A JP23478289 A JP 23478289A JP H0398279 A JPH0398279 A JP H0398279A
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- center electrode
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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。
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）
この発明は、内燃機関に使用されるスパークプラグに関
する。
する。
（従来の技術）
内燃機関に使用されるスパークプラグ、特に発火部電極
においては、近年の内燃機関の高性能化に伴って、長時
間高温の燃焼室内においてさらされても火花消耗の少な
い、すなわち耐火花摩耗性等に優れたプラチナやイリジ
ウム等の材質をニッケル合金（例えば、インコネル６０
０等）から構成される中心電極に電気溶接によって接合
して使用するものが一般的である。
においては、近年の内燃機関の高性能化に伴って、長時
間高温の燃焼室内においてさらされても火花消耗の少な
い、すなわち耐火花摩耗性等に優れたプラチナやイリジ
ウム等の材質をニッケル合金（例えば、インコネル６０
０等）から構成される中心電極に電気溶接によって接合
して使用するものが一般的である。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記従来のものにおいて、例えば、イン
コネル６００等のニッケル合金から構成される中心電極
にイリジウム合金等の耐火花摩耗性に優れた発火部電極
を接合させるものの場合、中心電極を構成するニッケル
合金の線膨張係数と、そのニッケル合金に電気溶接によ
って接合される発火部電極であるイリジウム合金等の線
膨張係数との間には著しい差があることから、長期間あ
るいは長時間の走行によって、スパークプラグの中心電
極及び発火部電極が加熱され高温になるにしたがって、
この線膨張係薮の差によって中心電極と発火部電極との
間に応力が発生し、この結果発火部電極がニッケル合金
からなる中心電極から脱離してしまい、イリジウム合金
からなる発火部電極を長時間（１０万ｋｍ）に亘って安
定して保持することができず、甚だしい場合には内燃機
関ζこ損傷を与える恐れがある。
コネル６００等のニッケル合金から構成される中心電極
にイリジウム合金等の耐火花摩耗性に優れた発火部電極
を接合させるものの場合、中心電極を構成するニッケル
合金の線膨張係数と、そのニッケル合金に電気溶接によ
って接合される発火部電極であるイリジウム合金等の線
膨張係数との間には著しい差があることから、長期間あ
るいは長時間の走行によって、スパークプラグの中心電
極及び発火部電極が加熱され高温になるにしたがって、
この線膨張係薮の差によって中心電極と発火部電極との
間に応力が発生し、この結果発火部電極がニッケル合金
からなる中心電極から脱離してしまい、イリジウム合金
からなる発火部電極を長時間（１０万ｋｍ）に亘って安
定して保持することができず、甚だしい場合には内燃機
関ζこ損傷を与える恐れがある。
そこで、この考案は上記従来のものの持つ欠点を改善す
るものであり、中心電極に接合する発火部電極にイリジ
ウムあるいはイリジウム合金を用いると共に溶接する母
材の中心電極に耐高温クリープ性に優れた材料を用いる
ことによって、発火部電極の耐剥離性を大巾に向上し、
耐摩耗性に優れたスパークプラグを提供しようとするも
のである。
るものであり、中心電極に接合する発火部電極にイリジ
ウムあるいはイリジウム合金を用いると共に溶接する母
材の中心電極に耐高温クリープ性に優れた材料を用いる
ことによって、発火部電極の耐剥離性を大巾に向上し、
耐摩耗性に優れたスパークプラグを提供しようとするも
のである。
（課題を解決するための手段）
そのために、線膨張係数が７．５Ｘ １０−６以下であ
り、且つ融点が１９００℃以上であるイリジウムあるい
はその合金からなる発火部電極を合金層を介して、Ｃｒ
添加量が少なくとも１７ｗｔ％以上、Ｆｅ添加量が少な
くとも１０ｗｔ％以上であり、その他の添加元素が少な
くとも１ｗｔ％以上含有するニッケル合金よりなる中心
電極に接合したり、この中心電極を構成するニッケル合
金にＴｉ， ＡＩ． Ｙ， Ｚｒ−Ｓｉ，Ｍｎのうち
の１あるいは２以上のものを添加し、もしくはカーボン
添加量を最大で０．０５ｗｔ％以下とし、更には中心電
極を構成するニッケル合金と発火部電極を構成するイリ
ジウム合金との電気溶接による接合部に熱処理を加える
ことによって、少なくとも１０μｍ以上の合金層を形成
させてなるものである。
り、且つ融点が１９００℃以上であるイリジウムあるい
はその合金からなる発火部電極を合金層を介して、Ｃｒ
添加量が少なくとも１７ｗｔ％以上、Ｆｅ添加量が少な
くとも１０ｗｔ％以上であり、その他の添加元素が少な
くとも１ｗｔ％以上含有するニッケル合金よりなる中心
電極に接合したり、この中心電極を構成するニッケル合
金にＴｉ， ＡＩ． Ｙ， Ｚｒ−Ｓｉ，Ｍｎのうち
の１あるいは２以上のものを添加し、もしくはカーボン
添加量を最大で０．０５ｗｔ％以下とし、更には中心電
極を構成するニッケル合金と発火部電極を構成するイリ
ジウム合金との電気溶接による接合部に熱処理を加える
ことによって、少なくとも１０μｍ以上の合金層を形成
させてなるものである。
（作用）
上記構成を具えることから、融点を１９００℃以上とす
るので、ニッケル合金の中心電極に電気溶接されるイリ
ジウムあるいはその合金からなる発火部電極の耐火花消
耗性を向上させることができ、更に上記融点を満足させ
ることから、発火部電極の線膨張係数が７．５Ｘ １０
−６以下となることや、接合する中心電極にＣｒ及びＦ
ｅ、更にはＴｉ，ＡＩ、Ｙ， Ｚ ｒ， Ｓ ｉ，
Ｍｎのうちの１あるいは２以上のものを添加、もしく
は或は中心電極に含有ざれるカーボンの含有量を０．０
５ｗｔ％以下に減らすことによって、冷間時の中心電極
の加工性を阻害することなく、中心電極の耐酸化性及び
高温強度が強くなるので発火部電極との耐剥離性を改善
することができる上、発火部電極と中心電極との接合部
に熱処理を施すことによって、少なくともＩＯμｍ以上
の新たな合金層を形成することができるので、上記接合
部における熱応力を緩和することができる。
るので、ニッケル合金の中心電極に電気溶接されるイリ
ジウムあるいはその合金からなる発火部電極の耐火花消
耗性を向上させることができ、更に上記融点を満足させ
ることから、発火部電極の線膨張係数が７．５Ｘ １０
−６以下となることや、接合する中心電極にＣｒ及びＦ
ｅ、更にはＴｉ，ＡＩ、Ｙ， Ｚ ｒ， Ｓ ｉ，
Ｍｎのうちの１あるいは２以上のものを添加、もしく
は或は中心電極に含有ざれるカーボンの含有量を０．０
５ｗｔ％以下に減らすことによって、冷間時の中心電極
の加工性を阻害することなく、中心電極の耐酸化性及び
高温強度が強くなるので発火部電極との耐剥離性を改善
することができる上、発火部電極と中心電極との接合部
に熱処理を施すことによって、少なくともＩＯμｍ以上
の新たな合金層を形成することができるので、上記接合
部における熱応力を緩和することができる。
（実施例）
この発明を図に示す実施例により更に説明する。
（１）は、この発明の実施例である内燃機関用スパーク
プラグであり、この内燃機関用スパークプラグ（１）は
、先端にイリジウム或はその合金からなる発火部電極（
６）を具える中心電極（５）と、この中心電極（５）を
軸孔（１１）の先端より突出して中心電極上の軸孔内に
導電性ガラス（１２）、抵抗体（１３）、導電性ガラス
（１２）を介して端子電極（１４）と共に一体に加熱封
着されてなる絶縁体（２）、及びこの絶縁体（２）を被
覆すると共に上記発火部電極に対して対向するように外
側電極（４）を配してなる主体金具（３）から横成され
るものである。
プラグであり、この内燃機関用スパークプラグ（１）は
、先端にイリジウム或はその合金からなる発火部電極（
６）を具える中心電極（５）と、この中心電極（５）を
軸孔（１１）の先端より突出して中心電極上の軸孔内に
導電性ガラス（１２）、抵抗体（１３）、導電性ガラス
（１２）を介して端子電極（１４）と共に一体に加熱封
着されてなる絶縁体（２）、及びこの絶縁体（２）を被
覆すると共に上記発火部電極に対して対向するように外
側電極（４）を配してなる主体金具（３）から横成され
るものである。
この発明が以上の構成を具えるので、この中心電極（５
）の先端に具えられる発火部電極（６）を、線膨張係数
が７．５Ｘ １０−６以下であり、且つ融点が１９００
℃以上であるイリジウムあるいはその合金からなるもの
とし、更にその合金からなる発火部電極（５）を、少な
くとも１０μｍ以上の厚さの合金Ｎ（７）を介して、Ｃ
ｒ添加量が少なくとも＋７ｗ七％以上、Ｆｅ添加量が少
なくとも１０ｗｔ％以上であり、その他の添加元素が少
なくとも１ｗｔ％以上含有するニッケル合金からなる母
材の中心電極（５）に電気溶接によって接合固定するこ
とによって、まず発火部電極（６）の耐火花消耗性を向
上させることができ、更に上記発火部電極（６）と中心
電極（５）を厚さが少なくともＩＯＩｌｍ以上の合金Ｎ
（７）を介して接合固定されているので、長時間の走行
による熱応力をその接合部（８）に受けても緩和するこ
とが可能ζこなり、発火部電極（６）の中心電極（５）
に対する耐剥離性をも高めることができる。
）の先端に具えられる発火部電極（６）を、線膨張係数
が７．５Ｘ １０−６以下であり、且つ融点が１９００
℃以上であるイリジウムあるいはその合金からなるもの
とし、更にその合金からなる発火部電極（５）を、少な
くとも１０μｍ以上の厚さの合金Ｎ（７）を介して、Ｃ
ｒ添加量が少なくとも＋７ｗ七％以上、Ｆｅ添加量が少
なくとも１０ｗｔ％以上であり、その他の添加元素が少
なくとも１ｗｔ％以上含有するニッケル合金からなる母
材の中心電極（５）に電気溶接によって接合固定するこ
とによって、まず発火部電極（６）の耐火花消耗性を向
上させることができ、更に上記発火部電極（６）と中心
電極（５）を厚さが少なくともＩＯＩｌｍ以上の合金Ｎ
（７）を介して接合固定されているので、長時間の走行
による熱応力をその接合部（８）に受けても緩和するこ
とが可能ζこなり、発火部電極（６）の中心電極（５）
に対する耐剥離性をも高めることができる。
なお、発火部電極（６）に用いるイリジ・クノ、或はそ
の合金は、溶解成形Ｚこよるものでも、粉末を焼結成形
してなるものでも良く、また上記ニッヶル合金中に含有
されるＣｒ及びＦｅの添加量が上記量以下であると長距
離走行を想定した実機冷熱試験において発火部電極（６
）が剥離することが確認されていることから、Ｃｒの添
加量が少なくとも＋７ｗｔ％以上、Ｆｅの添加量が少な
くとも１０ｗｔ％以上であり、その他の添加元素が少な
くとも１ｗｔ％以上含有することが望ましいものである
。
の合金は、溶解成形Ｚこよるものでも、粉末を焼結成形
してなるものでも良く、また上記ニッヶル合金中に含有
されるＣｒ及びＦｅの添加量が上記量以下であると長距
離走行を想定した実機冷熱試験において発火部電極（６
）が剥離することが確認されていることから、Ｃｒの添
加量が少なくとも＋７ｗｔ％以上、Ｆｅの添加量が少な
くとも１０ｗｔ％以上であり、その他の添加元素が少な
くとも１ｗｔ％以上含有することが望ましいものである
。
更に、中心電極（５）を構成するニッケル合金に添加す
る添加元素をＴｉ． ＡＩ， Ｙ， Ｚｒ， Ｓｉ
，Ｍｎのうちの１あるいは２以上とし、１元素の場合に
はその添加量を２ｗｔ％以下、２以上の場合でも５ｗｔ
％以下とすることで、冷間加工時の中心電極（５）の加
工性を考慮しつつ（多すぎると中心電極（５）の加工性
が著しく低下する。）、中心電極（５）自体の耐酸化性
及び高温強度を向上させることができるので、発火部電
極（６）に対する耐剥離性をも高めることができるもの
である。
る添加元素をＴｉ． ＡＩ， Ｙ， Ｚｒ， Ｓｉ
，Ｍｎのうちの１あるいは２以上とし、１元素の場合に
はその添加量を２ｗｔ％以下、２以上の場合でも５ｗｔ
％以下とすることで、冷間加工時の中心電極（５）の加
工性を考慮しつつ（多すぎると中心電極（５）の加工性
が著しく低下する。）、中心電極（５）自体の耐酸化性
及び高温強度を向上させることができるので、発火部電
極（６）に対する耐剥離性をも高めることができるもの
である。
同様に、中心電極（５）を構成するニッケル合金に含有
ざれるカーボン添加量を最大で０．０５ｗｔ％以下とす
ることによって、中心電極（δ）の冷間加工性を阻害し
ないようにするものである。
ざれるカーボン添加量を最大で０．０５ｗｔ％以下とす
ることによって、中心電極（δ）の冷間加工性を阻害し
ないようにするものである。
一方、中心電極（５）を構成するニッケル合金と発火部
電極（６）を構成するイリジウム合金との電気溶接によ
る接合部（８）に熱処理（例えば拡散処理等）を加える
ことによって、少なくとも１０μｍ以上の合金層（７）
が形成ざれることから、発火部電極（６）を構成するイ
リジウムとニッケル合金との間で線膨張係数が著しく異
なっても、この熱処理によって形成される合金層（７）
によって熱応力が緩和されることζこなり、長時間ある
いは長期間走行によって発火部電極（６）と中心電極（
５）との接合部（８）の接合強度を十分に確保すること
ができるものであるが、この合金層（７）が１０μｍ以
上であると、耐剥離性は十分Ｃこ改善されることができ
ないものである。
電極（６）を構成するイリジウム合金との電気溶接によ
る接合部（８）に熱処理（例えば拡散処理等）を加える
ことによって、少なくとも１０μｍ以上の合金層（７）
が形成ざれることから、発火部電極（６）を構成するイ
リジウムとニッケル合金との間で線膨張係数が著しく異
なっても、この熱処理によって形成される合金層（７）
によって熱応力が緩和されることζこなり、長時間ある
いは長期間走行によって発火部電極（６）と中心電極（
５）との接合部（８）の接合強度を十分に確保すること
ができるものであるが、この合金層（７）が１０μｍ以
上であると、耐剥離性は十分Ｃこ改善されることができ
ないものである。
そこで、この発明の効果を確認するために、この発明の
実施例について従来のものと比較するために実機試験を
行った。
実施例について従来のものと比較するために実機試験を
行った。
このとき、発明の実施例は第３図に示すように、長さ（
ａ）ｌ．Ｏｍｍ、径（ｂ）０．５０ｍｍのイリジウムか
らなる発火部雷極（６）を、添加する添加元素の量を様
々に変えたニッケル合金からなる中心電極（５）を用意
し、発火部電極（６）と中心電極（５）を各々チャック
（１５）、（１６）に固定して電気抵抗溶接した後、ｉ
ｏｏｏ℃Ｘ２Ｈｒの拡散処理を施すことによって少なく
とも１０μｍ以上のＩｒ−Ｎｉ合金Ｎ（７）を確保した
もの用い、実機（ ２０００ｃｃ Ｘ ６気筒）におい
て、全開（５５００ｒｐｍ） １分→アイドリング１分
を１サイクルとするパターン耐久試験を５０００サイク
ル繰り返し、発火部電極（６）の酸化スケールを測定す
るものであり、この結果この発明の実施例において、こ
の発明の効果が十分に認めらるものである（表）． また、中心電極（５）の先端は放電効果を高めるために
先細の円誰形状（９）あるいは径小の円柱形状に加工す
るとよい。
ａ）ｌ．Ｏｍｍ、径（ｂ）０．５０ｍｍのイリジウムか
らなる発火部雷極（６）を、添加する添加元素の量を様
々に変えたニッケル合金からなる中心電極（５）を用意
し、発火部電極（６）と中心電極（５）を各々チャック
（１５）、（１６）に固定して電気抵抗溶接した後、ｉ
ｏｏｏ℃Ｘ２Ｈｒの拡散処理を施すことによって少なく
とも１０μｍ以上のＩｒ−Ｎｉ合金Ｎ（７）を確保した
もの用い、実機（ ２０００ｃｃ Ｘ ６気筒）におい
て、全開（５５００ｒｐｍ） １分→アイドリング１分
を１サイクルとするパターン耐久試験を５０００サイク
ル繰り返し、発火部電極（６）の酸化スケールを測定す
るものであり、この結果この発明の実施例において、こ
の発明の効果が十分に認めらるものである（表）． また、中心電極（５）の先端は放電効果を高めるために
先細の円誰形状（９）あるいは径小の円柱形状に加工す
るとよい。
なお、第４図に示すように、酸化スケールは、中心電極
（５）に接合された発火部電極（６）の剥離状態（Ｘ，
，Ｘ２）が全体接合部（８）（ｘ）に対してとの稈度の
割合であるかを示したものである。
（５）に接合された発火部電極（６）の剥離状態（Ｘ，
，Ｘ２）が全体接合部（８）（ｘ）に対してとの稈度の
割合であるかを示したものである。
酸化スケール進展度（％） ＝Ｘ／（Ｘ，＋Ｘ２）ＸＩ
ＯＯ第５図はこの発明の他の実施例を示したスパークプ
ラグの要部断面図で、上記実施例の円柱形状の発火部電
極（６）に変えて薄板あるいはドーナッツ板の発火部電
極（２６）を中心電極（５）の先端に電気抵抗溶接した
ものである。
ＯＯ第５図はこの発明の他の実施例を示したスパークプ
ラグの要部断面図で、上記実施例の円柱形状の発火部電
極（６）に変えて薄板あるいはドーナッツ板の発火部電
極（２６）を中心電極（５）の先端に電気抵抗溶接した
ものである。
なお、他の構造は上記実施例と同じである。かかる発火
部電極（２６）の構造にしても耐剥離性効果は、従来の
ＮＣＦ６００製の中心電極材に比へ、表の実施例の中心
電極材を用いた場合、耐久試験において同様に大巾に向
上することが認められた。
部電極（２６）の構造にしても耐剥離性効果は、従来の
ＮＣＦ６００製の中心電極材に比へ、表の実施例の中心
電極材を用いた場合、耐久試験において同様に大巾に向
上することが認められた。
ＩＩ
−１２
（発明の効果）
以上のとおり、耐火花消耗性に優れたイリジウム或はイ
リジウム合金を発火部電極に使用し、その発火部電極を
接合する中心電極に添加元素及びカーボン含有量を低減
化させた高温強度又は耐酸化性に優位な材料を用いるこ
とによって、長距離走行において発生し易い発火部電極
の剥離を抑制し、内燃機間に使用するスパークプラグ自
体の耐久性を向上させることができ、更に、使用者のス
パーグプラグへのメインテナンスを容易にすることがで
きる優れた効果を有するものである。
リジウム合金を発火部電極に使用し、その発火部電極を
接合する中心電極に添加元素及びカーボン含有量を低減
化させた高温強度又は耐酸化性に優位な材料を用いるこ
とによって、長距離走行において発生し易い発火部電極
の剥離を抑制し、内燃機間に使用するスパークプラグ自
体の耐久性を向上させることができ、更に、使用者のス
パーグプラグへのメインテナンスを容易にすることがで
きる優れた効果を有するものである。
３・・・主体金具 ４・・・外側電極 ５・・・中心電
極６、２６・・・発火部電極 ７・・・合金Ｎ ８・・
・接合部
極６、２６・・・発火部電極 ７・・・合金Ｎ ８・・
・接合部
Claims (4)
- （１）、線膨張係数が７．５×１０＾−＾６以下であり
、且つ融点が１９００℃以上であるイリジウムあるいは
その合金からなる発火部電極を合金層を介して、Ｃｒ添
加量が少なくとも１７ｗｔ％以上、Ｆｅ添加量が少なく
とも１０ｗｔ％以上であり、その他の添加元素が少なく
とも１ｗｔ％以上含有するニッケル合金よりなる中心電
極に電気溶接されてなる内燃機関用スパークプラグ。 - （２）、中心電極を構成するニッケル合金に添加する添
加元素をＴｉ、Ａｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｍｎのうちの１
あるいは２以上のものとし、１元素の場合にはその添加
量を２ｗｔ％以下、２以上の場合でも５ｗｔ％以下とし
てなる請求項（１）、記載の内燃機関用スパークプラグ
。 - （３）、中心電極を構成するニッケル合金に含有される
カーボン添加量を最大で０．０５ｗｔ％以下としてなる
請求項（１）、又は（２）、記載の内燃機関用スパーク
プラグ。 - （４）、中心電極を構成するニッケル合金と発火部電極
を構成するイリジウム合金との電気溶接による接合部に
熱処理を加えることによって、少なくとも１０μｍ以上
の合金層を形成させてなる請求項（１）、（２）、又は
（３）、記載の内燃機関用スパークプラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1234782A JP2992891B2 (ja) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | 内燃機関用スパークプラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1234782A JP2992891B2 (ja) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | 内燃機関用スパークプラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0398279A true JPH0398279A (ja) | 1991-04-23 |
| JP2992891B2 JP2992891B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=16976292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1234782A Expired - Fee Related JP2992891B2 (ja) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | 内燃機関用スパークプラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2992891B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5456624A (en) * | 1994-03-17 | 1995-10-10 | Alliedsignal Inc. | Spark plug with fine wire rivet firing tips and method for its manufacture |
| US5527198A (en) * | 1994-02-08 | 1996-06-18 | General Motors Corporation | High efficiency, extended life spark plug having shaped firing tips |
| EP1111746A1 (en) * | 1999-12-22 | 2001-06-27 | NGK Spark Plug Company Limited | Spark plug for internal combustion engine |
| KR100448839B1 (ko) * | 2001-03-16 | 2004-09-16 | 가부시키가이샤 덴소 | 점화 플러그와 그 제조 방법 |
| US6798125B2 (en) * | 2001-10-31 | 2004-09-28 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug having ground electrode made of NI alloy and noble metal wear resistant portion |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4073636B2 (ja) | 2001-02-28 | 2008-04-09 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ及びその製造方法 |
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| JPH01180934A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | スパークプラグ用放電電極材料 |
-
1989
- 1989-09-12 JP JP1234782A patent/JP2992891B2/ja not_active Expired - Fee Related
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