JPH0548598B2 - - Google Patents
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- JPH0548598B2 JPH0548598B2 JP7171085A JP7171085A JPH0548598B2 JP H0548598 B2 JPH0548598 B2 JP H0548598B2 JP 7171085 A JP7171085 A JP 7171085A JP 7171085 A JP7171085 A JP 7171085A JP H0548598 B2 JPH0548598 B2 JP H0548598B2
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- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- spark
- electrode
- spark plug
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- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Spark Plugs (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は自動車などの内燃機関に用いて耐消耗
性に優れたスパークプラグに関する。 （従来の技術） 従来よりスパークプラグの中心電極及び接地電
極の火花放電部に優れたPt合金例えばPt−Ir、Pt
−Rh、Pt−Ni、Pt−Pd、Pt−Ru等の貴金属材
から成る薄板（チツプ）ないしは貴金属塊を電気
溶接等で接合しスパークプラグの長寿命化を図る
ことが知られている。このうち、特にPt−Ni系
合金はNi系合金、母材金属との線膨張係数が近
く、燃焼ガスの繰返し加熱、冷却により生ずる熱
応力が引起す白金チツプ、白金塊の母材からの剥
離が軽減されスパークプラグ用白金電極として適
した材料である。 （発明が解決しようとする問題点） しかし、このPt−Ni系合金は使用温度が1000
℃以上と非常に高くなると結晶粒の粗大化現象が
容易に生じ、繰返し冷熱サイクルで生ずる熱歪に
よる結晶粒界の脆化及び割れが起り、侵蝕される
という問題があり、甚しい場合には貴金属部分が
過熱によつて溶損又は脱落が生じるためこの種の
Pt合金高温強度を向上して結晶粒粗大化抑制が
必要である。 （問題点を解決するための手段） 本発明はPt−Ni系合金における高温時の強度
を向上し結晶粒粗大を抑制して結晶粒の微細化を
保ち、粒界割れの問題を解決しようとするもので
あつて、Ni系合金を母材金属とする電極の火花
放電部又は母材と接合する中間層として用いる
Pt−Ni系合金がNi5〜40重量％、Ca、Ba、Nb、
Mgの元素の酸化物の少なくとも１種を0.05〜1.0
重量％と残部Ptから成る合金材を使用すること
により、耐久性に優れてプラグの長寿命化をなし
たスパークプラグを提供しようとするものであ
る。 （実施例） 以下本発明を具体的に詳述する。 第１図及び第２図は本発明の代表的なスパーク
プラグの発火部の要部断面図であり、図中１は機
関取付ねじを具えた主体金具、２は前記主体金具
１と内腔内に封入固定された高アルミナ磁器等か
ら成る絶縁体、３は前記絶縁体２の軸孔内にその
先端面より突出して封着された内部にCu芯を配
したNi系合金、例えばNi−Si−Cr−Al合金、Ni
−Cr−Fe合金（インコネル）などの母材金属か
ら成る中心電極、４は前記中心電極３の先端３ａ
に接合された火花放電部でPt−Ni系合金材で構
成されている。５は前記主体金具１の端面１ａよ
り突設された前記中心電極母材と同様なNi系合
金の母材金属から成る接地電極、６は前記接地電
極５の火花放電部で同様にPt−Ni系合金材で構
成されており、この火花放電部６は前記中心電極
３の火花放電部４との間に火花ギヤツプ７を形成
したスパークプラグである。 また本発明は第２図に示すように、中心電極３
及び接地電極５の夫々の火花放電部８及び９を耐
消耗性に優れたPt−Ir（20％Ir）、Pt−Pd（30％
Pd）等で形成し、夫々の母材との接合する中間
層１０及び１１にPt−Ni系合金材で構成された
スパープラグである。なおこれら実施例には貴金
属材は中心電極と接地電極の両者に形成されてい
るが、機関の特性、電極温度及び電源極性に応じ
ていずれか一方のみに貴金属材を、又はいずれか
一方にPt−Ni系合金材と他方に耐消耗性に優れ
たPt合金材を組合せ使用することができる。 母材金属電極の火花放電部４，６又は母材金属
との接合面である中間層１０，１１に用いる本発
明のPt−Ni系合金材としては、Ni5〜40重量％、
Ca、Ba、Nb、Mgから成る元素の酸化物の少な
くとも１種を0.05〜1.0重量％と残部Ptから成る
酸化物分散型の合金を使用することにより、高温
時の結晶粒粗大化抑制、粒界割れ防止に有効であ
ることを見出したものである。 本発明において、Pt−Ni系合金のNiの添加量
を５〜40重量％に限定したのは５重量％以下では
Ni系合金母材との熱膨張差が大きく、40重量％
以上では熱膨張差が小さく接着性が良好となる
が、Ni増加によつて合金自体の耐酸化性が著し
く劣化するためである。また結晶粒粗大化抑制と
してのCa、Ba、Nb、Mgの元素の酸化物の少な
くとも１種を0.05〜1.0重量％に規定したのは0.05
重量％より少ないと十分な結晶粒微細化効果が得
られなく、1.0重量％より多いと極端に加工性
（伸線、圧延性）が悪化し、製品の安定したもの
が得られなくなるためである。 実施例 １ 表１に示すようにPt−Ni系合金にCa、Ba、
Nb、Mgの元素の酸化物であるCaO、BaO、
Nb2O5、MgOを添加分散させた成分の合金材を
用い、これを直径2.0mmφのNi系合金（インコネ
ル600）の母材電極の先端凹部に夫々直径１mmφ
×厚さ0.4mmNo.１〜No.15の試料を抵抗溶接にて接
合したもので性能を比較した。なお性能評価とし
て大気中1100℃×10時間の熱処理後の結晶粒度
（オーステナイト粒度による）とバーナーによる
1100℃×１分加熱と放冷１分（約200℃まで）×
3000サイクル繰返し後の粒界亀裂によつて比較し
た。
性に優れたスパークプラグに関する。 （従来の技術） 従来よりスパークプラグの中心電極及び接地電
極の火花放電部に優れたPt合金例えばPt−Ir、Pt
−Rh、Pt−Ni、Pt−Pd、Pt−Ru等の貴金属材
から成る薄板（チツプ）ないしは貴金属塊を電気
溶接等で接合しスパークプラグの長寿命化を図る
ことが知られている。このうち、特にPt−Ni系
合金はNi系合金、母材金属との線膨張係数が近
く、燃焼ガスの繰返し加熱、冷却により生ずる熱
応力が引起す白金チツプ、白金塊の母材からの剥
離が軽減されスパークプラグ用白金電極として適
した材料である。 （発明が解決しようとする問題点） しかし、このPt−Ni系合金は使用温度が1000
℃以上と非常に高くなると結晶粒の粗大化現象が
容易に生じ、繰返し冷熱サイクルで生ずる熱歪に
よる結晶粒界の脆化及び割れが起り、侵蝕される
という問題があり、甚しい場合には貴金属部分が
過熱によつて溶損又は脱落が生じるためこの種の
Pt合金高温強度を向上して結晶粒粗大化抑制が
必要である。 （問題点を解決するための手段） 本発明はPt−Ni系合金における高温時の強度
を向上し結晶粒粗大を抑制して結晶粒の微細化を
保ち、粒界割れの問題を解決しようとするもので
あつて、Ni系合金を母材金属とする電極の火花
放電部又は母材と接合する中間層として用いる
Pt−Ni系合金がNi5〜40重量％、Ca、Ba、Nb、
Mgの元素の酸化物の少なくとも１種を0.05〜1.0
重量％と残部Ptから成る合金材を使用すること
により、耐久性に優れてプラグの長寿命化をなし
たスパークプラグを提供しようとするものであ
る。 （実施例） 以下本発明を具体的に詳述する。 第１図及び第２図は本発明の代表的なスパーク
プラグの発火部の要部断面図であり、図中１は機
関取付ねじを具えた主体金具、２は前記主体金具
１と内腔内に封入固定された高アルミナ磁器等か
ら成る絶縁体、３は前記絶縁体２の軸孔内にその
先端面より突出して封着された内部にCu芯を配
したNi系合金、例えばNi−Si−Cr−Al合金、Ni
−Cr−Fe合金（インコネル）などの母材金属か
ら成る中心電極、４は前記中心電極３の先端３ａ
に接合された火花放電部でPt−Ni系合金材で構
成されている。５は前記主体金具１の端面１ａよ
り突設された前記中心電極母材と同様なNi系合
金の母材金属から成る接地電極、６は前記接地電
極５の火花放電部で同様にPt−Ni系合金材で構
成されており、この火花放電部６は前記中心電極
３の火花放電部４との間に火花ギヤツプ７を形成
したスパークプラグである。 また本発明は第２図に示すように、中心電極３
及び接地電極５の夫々の火花放電部８及び９を耐
消耗性に優れたPt−Ir（20％Ir）、Pt−Pd（30％
Pd）等で形成し、夫々の母材との接合する中間
層１０及び１１にPt−Ni系合金材で構成された
スパープラグである。なおこれら実施例には貴金
属材は中心電極と接地電極の両者に形成されてい
るが、機関の特性、電極温度及び電源極性に応じ
ていずれか一方のみに貴金属材を、又はいずれか
一方にPt−Ni系合金材と他方に耐消耗性に優れ
たPt合金材を組合せ使用することができる。 母材金属電極の火花放電部４，６又は母材金属
との接合面である中間層１０，１１に用いる本発
明のPt−Ni系合金材としては、Ni5〜40重量％、
Ca、Ba、Nb、Mgから成る元素の酸化物の少な
くとも１種を0.05〜1.0重量％と残部Ptから成る
酸化物分散型の合金を使用することにより、高温
時の結晶粒粗大化抑制、粒界割れ防止に有効であ
ることを見出したものである。 本発明において、Pt−Ni系合金のNiの添加量
を５〜40重量％に限定したのは５重量％以下では
Ni系合金母材との熱膨張差が大きく、40重量％
以上では熱膨張差が小さく接着性が良好となる
が、Ni増加によつて合金自体の耐酸化性が著し
く劣化するためである。また結晶粒粗大化抑制と
してのCa、Ba、Nb、Mgの元素の酸化物の少な
くとも１種を0.05〜1.0重量％に規定したのは0.05
重量％より少ないと十分な結晶粒微細化効果が得
られなく、1.0重量％より多いと極端に加工性
（伸線、圧延性）が悪化し、製品の安定したもの
が得られなくなるためである。 実施例 １ 表１に示すようにPt−Ni系合金にCa、Ba、
Nb、Mgの元素の酸化物であるCaO、BaO、
Nb2O5、MgOを添加分散させた成分の合金材を
用い、これを直径2.0mmφのNi系合金（インコネ
ル600）の母材電極の先端凹部に夫々直径１mmφ
×厚さ0.4mmNo.１〜No.15の試料を抵抗溶接にて接
合したもので性能を比較した。なお性能評価とし
て大気中1100℃×10時間の熱処理後の結晶粒度
（オーステナイト粒度による）とバーナーによる
1100℃×１分加熱と放冷１分（約200℃まで）×
3000サイクル繰返し後の粒界亀裂によつて比較し
た。
【表】
テスト結果は表１に示すようにPt−Ni合金の
No.１は高温時の結晶粒の粗大化が容易に生じ、
3000サイクルで粒界割れによる大きな亀裂が生じ
た。これに対して本発明のPt−Ni系合金にCaO、
BaO、Nb2O5、MgOの酸化物を添加したNo.２〜
No.15の試料はいずれも結晶粒の粗大化が少なく微
細化を有し、冷熱3000サイクルテスト後において
もNo.２の試料に微小亀裂が認められたが他のもの
は全く異常は認められず良好であつた。 なお本発明スパークプラグは電極の火花放電部
の貴金属材の形態が第１図及び第２図の薄板の実
施例だけに限定されるものでなく、貴金属材は第
３図に示すように中心電極３又は接地電極５の先
端に貴金属塊１４，１６（棒状片）を固着したス
パークプラグ、或は第４図に示すように中心電極
３の先端周側１７又は先端周縁に貴金属材を配設
し、これら先端周側又は先端周縁との間に対向す
る接地電極５を設けたスパークプラグ又はセミ沿
面スパークプラグなど種々な電極形状のスパーク
プラグに適用することができる。 （発明の効果） 以上の如く本発明スパークプラグは火花放電部
又は母材電極との中間層に用いるPt−Ni合金に
第三添加物としてCa、Ba、Nb、Mgの元素の酸
化物の少なくとも１種を0.05〜1.0重量％添加し
分散せしめた合金材を使用することにより、従来
のNi系合金母材電極との良好な接着性を保持し
且つ高温時の結晶粒粗大化抑制効果を著しく高め
得るため冷熱サイクルにおいても耐久性に優れて
安定した品質の長寿命プラグを提供することがで
きる。
No.１は高温時の結晶粒の粗大化が容易に生じ、
3000サイクルで粒界割れによる大きな亀裂が生じ
た。これに対して本発明のPt−Ni系合金にCaO、
BaO、Nb2O5、MgOの酸化物を添加したNo.２〜
No.15の試料はいずれも結晶粒の粗大化が少なく微
細化を有し、冷熱3000サイクルテスト後において
もNo.２の試料に微小亀裂が認められたが他のもの
は全く異常は認められず良好であつた。 なお本発明スパークプラグは電極の火花放電部
の貴金属材の形態が第１図及び第２図の薄板の実
施例だけに限定されるものでなく、貴金属材は第
３図に示すように中心電極３又は接地電極５の先
端に貴金属塊１４，１６（棒状片）を固着したス
パークプラグ、或は第４図に示すように中心電極
３の先端周側１７又は先端周縁に貴金属材を配設
し、これら先端周側又は先端周縁との間に対向す
る接地電極５を設けたスパークプラグ又はセミ沿
面スパークプラグなど種々な電極形状のスパーク
プラグに適用することができる。 （発明の効果） 以上の如く本発明スパークプラグは火花放電部
又は母材電極との中間層に用いるPt−Ni合金に
第三添加物としてCa、Ba、Nb、Mgの元素の酸
化物の少なくとも１種を0.05〜1.0重量％添加し
分散せしめた合金材を使用することにより、従来
のNi系合金母材電極との良好な接着性を保持し
且つ高温時の結晶粒粗大化抑制効果を著しく高め
得るため冷熱サイクルにおいても耐久性に優れて
安定した品質の長寿命プラグを提供することがで
きる。
第１図〜第４図は本発明の実施例を示すスパー
クプラグの発火部の要部拡大断面図である。 ３……中心電極、５……接地電極、４，６，
８，９，１４，１６，１７……火花放電部、１
０，１１……中間層。
クプラグの発火部の要部拡大断面図である。 ３……中心電極、５……接地電極、４，６，
８，９，１４，１６，１７……火花放電部、１
０，１１……中間層。
Claims (1)
- １ Ni系合金を母材金属とする中心電極及び接
地電極の少なくとも一方の火花放電部としてPt
−Ni系合金を固着したスパークプラグ又は前記
火花放電部として耐消耗性に優れたPt合金を使
用すると共にこのPt合金と母材金属との間にPt
−Ni系合金から成る中間層を配置したスパーク
プラグにおいて前記Pt−Ni系合金としてNi5〜40
重量％、Ca、Ba、Nb、Mgの元素の酸化物の少
なくとも１種を0.05〜1.0重量％と残部Ptから成
る合金材を使用することを特徴とするスパークプ
ラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171085A JPS61230283A (ja) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | スパ−クプラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171085A JPS61230283A (ja) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | スパ−クプラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61230283A JPS61230283A (ja) | 1986-10-14 |
| JPH0548598B2 true JPH0548598B2 (ja) | 1993-07-21 |
Family
ID=13468365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7171085A Granted JPS61230283A (ja) | 1985-04-04 | 1985-04-04 | スパ−クプラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61230283A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0711974B2 (ja) * | 1988-06-17 | 1995-02-08 | 日本特殊陶業株式会社 | 内燃機関用スパークプラグ |
| JP3301094B2 (ja) * | 1991-12-13 | 2002-07-15 | 株式会社デンソー | 内燃機関用スパークプラグおよびその製造方法 |
| DE102005018674A1 (de) * | 2005-04-21 | 2006-10-26 | Robert Bosch Gmbh | Elektrode für eine Zündkerze |
| JP5325947B2 (ja) * | 2011-07-29 | 2013-10-23 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
| JP5943648B2 (ja) * | 2012-02-29 | 2016-07-05 | ダイハツ工業株式会社 | 点火プラグ |
-
1985
- 1985-04-04 JP JP7171085A patent/JPS61230283A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61230283A (ja) | 1986-10-14 |
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| JP3196288B2 (ja) | 内燃機関用スパークプラグ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |