JPH0582236A - 多極スパークプラグ - Google Patents
多極スパークプラグInfo
- Publication number
- JPH0582236A JPH0582236A JP24155791A JP24155791A JPH0582236A JP H0582236 A JPH0582236 A JP H0582236A JP 24155791 A JP24155791 A JP 24155791A JP 24155791 A JP24155791 A JP 24155791A JP H0582236 A JPH0582236 A JP H0582236A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- noble metal
- center electrode
- tip
- spark plug
- small diameter
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 押出加工が不要で、中心電極の先端部を径小
に成形することが容易であるとともに、中心電極の先端
部外周の貴金属層が整形に成形できる多極スパークプラ
グの提供。 【構成】 主体金具１の先端に突設した複数の外側電極
１１と、中心電極４との間に複数の火花放電間隙を形成
するとともに、中心電極の発火部外周に貴金属層をリン
グ状に設けた多極スパークプラグにおいて、前記貴金属
層は、先端に径小部４３を設けた純ＮｉまたはＮｉ合金
製の中心電極母材４１の該径小部に、貴金属筒５を嵌
め、接合面をレーザー溶接して固着した。さらに前記貴
金属筒を、イリジウム又はイリジウムを主体とする粉末
原料でプレス成形し、該プレス成形体を焼結した貴金属
サーメットで形成した。
に成形することが容易であるとともに、中心電極の先端
部外周の貴金属層が整形に成形できる多極スパークプラ
グの提供。 【構成】 主体金具１の先端に突設した複数の外側電極
１１と、中心電極４との間に複数の火花放電間隙を形成
するとともに、中心電極の発火部外周に貴金属層をリン
グ状に設けた多極スパークプラグにおいて、前記貴金属
層は、先端に径小部４３を設けた純ＮｉまたはＮｉ合金
製の中心電極母材４１の該径小部に、貴金属筒５を嵌
め、接合面をレーザー溶接して固着した。さらに前記貴
金属筒を、イリジウム又はイリジウムを主体とする粉末
原料でプレス成形し、該プレス成形体を焼結した貴金属
サーメットで形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、中心電極の先端部外
周に、貴金属層を設けた多極スパークプラグに関する。
周に、貴金属層を設けた多極スパークプラグに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車エンジンなどのガソリン機関で
は、電極発火部の耐火花消耗性向上のため、複数の外側
電極を有する多極スパークプラグが使用されている。ま
た中心電極側の耐久性の向上を図るため、中心電極の発
火部外周に白金（Ｐｔ）合金など貴金属層を溶接した構
造が提案されている。この多極スパークプラグは、スパ
ークプラグの両極にプラスとマイナスの両方の高電圧が
加わる電子配電システムにおいて好適に用いられる。さ
らに多極スパークプラグでは、中心電極の先端部外径が
２．０ｍｍを越えると着火性が低下するとともにカーボ
ン汚損が発生しやすいことが知られている。
は、電極発火部の耐火花消耗性向上のため、複数の外側
電極を有する多極スパークプラグが使用されている。ま
た中心電極側の耐久性の向上を図るため、中心電極の発
火部外周に白金（Ｐｔ）合金など貴金属層を溶接した構
造が提案されている。この多極スパークプラグは、スパ
ークプラグの両極にプラスとマイナスの両方の高電圧が
加わる電子配電システムにおいて好適に用いられる。さ
らに多極スパークプラグでは、中心電極の先端部外径が
２．０ｍｍを越えると着火性が低下するとともにカーボ
ン汚損が発生しやすいことが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記貴金属層は、従来
中心電極の先端面に円環状の貴金属平板を抵抗溶接し、
これを押出加工して全体を径小化すると同時に前記貴金
属平板を円筒状に成形する方法で設けられており、次の
欠点があった。 （イ）着火性の向上および貴金属使用量の低減の観点か
ら、中心電極先端部の外径は小さいことが望ましいが、
押出成形ではあまり細くすることは難しい。 （ロ）抵抗溶接時に生じる変形が押出成形時に拡大され
て、貴金属層が不整形になり易い。 （ハ）貴金属が柔軟性に富む材質である場合は製造が容
易であるが、安価なイリジウム（Ｉｒ）等の脆性材料は
製造しにくい。 この発明の目的は、押出加工が不要で、中心電極の先端
部を径小に成形することが容易であるとともに、中心電
極の先端部外周の貴金属層が整形に成形できる多極スパ
ークプラグの提供にある。請求項２に記載の発明の目的
は、貴金属層にＩｒ又はＩｒを主体とするサーメットな
どを用い、コストの低減を図ることにある。
中心電極の先端面に円環状の貴金属平板を抵抗溶接し、
これを押出加工して全体を径小化すると同時に前記貴金
属平板を円筒状に成形する方法で設けられており、次の
欠点があった。 （イ）着火性の向上および貴金属使用量の低減の観点か
ら、中心電極先端部の外径は小さいことが望ましいが、
押出成形ではあまり細くすることは難しい。 （ロ）抵抗溶接時に生じる変形が押出成形時に拡大され
て、貴金属層が不整形になり易い。 （ハ）貴金属が柔軟性に富む材質である場合は製造が容
易であるが、安価なイリジウム（Ｉｒ）等の脆性材料は
製造しにくい。 この発明の目的は、押出加工が不要で、中心電極の先端
部を径小に成形することが容易であるとともに、中心電
極の先端部外周の貴金属層が整形に成形できる多極スパ
ークプラグの提供にある。請求項２に記載の発明の目的
は、貴金属層にＩｒ又はＩｒを主体とするサーメットな
どを用い、コストの低減を図ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、主体金具の
先端に突設した複数の外側電極と中心電極との間に複数
の火花放電間隙を形成するとともに、中心電極の発火部
外周に貴金属層をリング状に設けた多極スパークプラグ
において、前記貴金属層は、先端に径小部を設けた純Ｎ
ｉまたはＮｉ合金製の中心電極母材の該径小部に、貴金
属筒を嵌め、接合面をレーザー溶接して固着した。請求
項２に記載の多極スパークプラグは、前記貴金属筒を、
イリジウム又はイリジウムを主体とする粉末原料をプレ
ス成形し、該プレス成形体を粉末焼結した貴金属サーメ
ット製で成形した。
先端に突設した複数の外側電極と中心電極との間に複数
の火花放電間隙を形成するとともに、中心電極の発火部
外周に貴金属層をリング状に設けた多極スパークプラグ
において、前記貴金属層は、先端に径小部を設けた純Ｎ
ｉまたはＮｉ合金製の中心電極母材の該径小部に、貴金
属筒を嵌め、接合面をレーザー溶接して固着した。請求
項２に記載の多極スパークプラグは、前記貴金属筒を、
イリジウム又はイリジウムを主体とする粉末原料をプレ
ス成形し、該プレス成形体を粉末焼結した貴金属サーメ
ット製で成形した。
【０００５】
【発明の作用、効果】この発明では、レーザー溶接で貴
金属筒を中心電極の先端に溶接しているので、押出成形
が不要となる。よって中心電極先端部を充分径小に成形
でき、着火性の向上が図れるとともに、貴金属層が整形
となり、硬くて脆い材質の貴金属でも確実に固着でき
る。これにより、安価な貴金属が利用でき、材料および
加工の両面でコストダウンが図れる。請求項２では、Ｉ
ｒ又はＩｒを主体とする粉末焼結を用いているので低コ
ストで耐久性に優れた多極スパークプラグの量産が可能
となる。
金属筒を中心電極の先端に溶接しているので、押出成形
が不要となる。よって中心電極先端部を充分径小に成形
でき、着火性の向上が図れるとともに、貴金属層が整形
となり、硬くて脆い材質の貴金属でも確実に固着でき
る。これにより、安価な貴金属が利用でき、材料および
加工の両面でコストダウンが図れる。請求項２では、Ｉ
ｒ又はＩｒを主体とする粉末焼結を用いているので低コ
ストで耐久性に優れた多極スパークプラグの量産が可能
となる。
【０００６】
【実施例】図１は、この発明にかかる多極スパークプラ
グを示す。このスパークプラグは、先端面に２つのＬ字
形の外側電極１１が対向して溶接された筒状の主体金具
１内に、軸穴２１付き絶縁碍子２を嵌め込んでいる。絶
縁碍子２は、主体金具１内周に設けた段座１２にパッキ
ン１３を介して絶縁碍子２の座面２２を係止し、主体金
具頭部１４をかしめることにより固定されている。前記
軸穴２１には、先端側に中心電極４が、その先端部４Ａ
が絶縁碍子２の先端より突出し、後端鍔部４Ｂが軸穴２
１の段部に当接して挿入されている。軸穴２１の後端側
には、導電性ガラスシール３１に挟まれた、モノシリッ
ク抵抗体３２を備えた中軸３が加熱封着されている。
グを示す。このスパークプラグは、先端面に２つのＬ字
形の外側電極１１が対向して溶接された筒状の主体金具
１内に、軸穴２１付き絶縁碍子２を嵌め込んでいる。絶
縁碍子２は、主体金具１内周に設けた段座１２にパッキ
ン１３を介して絶縁碍子２の座面２２を係止し、主体金
具頭部１４をかしめることにより固定されている。前記
軸穴２１には、先端側に中心電極４が、その先端部４Ａ
が絶縁碍子２の先端より突出し、後端鍔部４Ｂが軸穴２
１の段部に当接して挿入されている。軸穴２１の後端側
には、導電性ガラスシール３１に挟まれた、モノシリッ
ク抵抗体３２を備えた中軸３が加熱封着されている。
【０００７】中心電極４は、図２に示すごとく、１５．
０重量％のクロム（Ｃｒ）、８．０重量％の鉄（Ｆｅ）
を含むニッケル（Ｎｉ）合金製で、外径２．５ｍｍの円
柱状を呈し、幾分径小となっている先端部４Ａの外径Ｇ
が１．７ｍｍとなっている母材４１と、母材４１の軸心
部に埋め込まれた銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）を主体と
する直径１．３ｍｍの良熱伝導金属製の芯４２と、外径
１．０ｍｍに形成された母材４１の先端径小部４３に溶
接された貴金属筒５とからなる。
０重量％のクロム（Ｃｒ）、８．０重量％の鉄（Ｆｅ）
を含むニッケル（Ｎｉ）合金製で、外径２．５ｍｍの円
柱状を呈し、幾分径小となっている先端部４Ａの外径Ｇ
が１．７ｍｍとなっている母材４１と、母材４１の軸心
部に埋め込まれた銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）を主体と
する直径１．３ｍｍの良熱伝導金属製の芯４２と、外径
１．０ｍｍに形成された母材４１の先端径小部４３に溶
接された貴金属筒５とからなる。
【０００８】貴金属筒５の固着は次の様に成される。図
２の（イ）に示す如く切削または鍛造により形成した先
端径小部４３に、貴金属筒５を外嵌めし、図２の（ロ）
に示す如くレーザーＬを照射しながら中心電極４を回転
させ、母材４１と貴金属筒５の嵌合面（接合面）４４
（４５）の両方又は片方に、深さ方向に合金層を形成さ
せながら、全周に渡って溶接する。これにより貴金属筒
を均等な仕上がりで、安定して（形状のばらつきが少な
く）固着できる。この溶接にレーザービームを用いるの
は、通常の電子ビームは真空中で行うため製造コストが
増大し、不活性ガスを用いた溶接法では、充分なエネル
ギー密度が得られないことによる。なお、レーザー溶接
する前に、中心電極の熱的変形を生じない程度の電気抵
抗溶接を予め行っても良い。溶接後の貴金属筒の外径
は、着火性の向上とカーボン汚損防止の観点から２．０
ｍｍ以下であることが望ましく、機械的強度および耐久
性の観点から０．５ｍｍ以上である必要がある。
２の（イ）に示す如く切削または鍛造により形成した先
端径小部４３に、貴金属筒５を外嵌めし、図２の（ロ）
に示す如くレーザーＬを照射しながら中心電極４を回転
させ、母材４１と貴金属筒５の嵌合面（接合面）４４
（４５）の両方又は片方に、深さ方向に合金層を形成さ
せながら、全周に渡って溶接する。これにより貴金属筒
を均等な仕上がりで、安定して（形状のばらつきが少な
く）固着できる。この溶接にレーザービームを用いるの
は、通常の電子ビームは真空中で行うため製造コストが
増大し、不活性ガスを用いた溶接法では、充分なエネル
ギー密度が得られないことによる。なお、レーザー溶接
する前に、中心電極の熱的変形を生じない程度の電気抵
抗溶接を予め行っても良い。溶接後の貴金属筒の外径
は、着火性の向上とカーボン汚損防止の観点から２．０
ｍｍ以下であることが望ましく、機械的強度および耐久
性の観点から０．５ｍｍ以上である必要がある。
【０００９】この実施例では、貴金属筒５は、Ｉｒの粉
末８５．０重量％と、稀土類金属酸化物であるイットリ
ア（ Ｙ2 ０3 ）の粉末１５．０重量％とを焼結した焼
結体からなり、円筒状を呈する。この焼結体は、Ｉｒの
粒界にイットリアが入り込んだサーメットとなってい
る。イットリアの添加量は、０．１〜１５．０重量％で
あることが必要であり、望ましくは１．０〜１０．０重
量％の範囲が良い。またイットリアの他にトリア（Ｔｈ
Ｏ2 ）、酸化ランタン（Ｌａ2 Ｏ3 ）など他の稀土類金
属酸化物を用いることも可能である。
末８５．０重量％と、稀土類金属酸化物であるイットリ
ア（ Ｙ2 ０3 ）の粉末１５．０重量％とを焼結した焼
結体からなり、円筒状を呈する。この焼結体は、Ｉｒの
粒界にイットリアが入り込んだサーメットとなってい
る。イットリアの添加量は、０．１〜１５．０重量％で
あることが必要であり、望ましくは１．０〜１０．０重
量％の範囲が良い。またイットリアの他にトリア（Ｔｈ
Ｏ2 ）、酸化ランタン（Ｌａ2 Ｏ3 ）など他の稀土類金
属酸化物を用いることも可能である。
【００１０】稀土類金属酸化物の含有量は、後記する実
験データから証明されるように、０．１重量％以下であ
ると、９００〜１０００℃におけるＩｒの酸化揮発の抑
止効果がほどんど生じない。また１５．０重量％を越え
ると耐熱衝撃性が低下し、後記する溶接時にひび割れの
発生が増大する。
験データから証明されるように、０．１重量％以下であ
ると、９００〜１０００℃におけるＩｒの酸化揮発の抑
止効果がほどんど生じない。また１５．０重量％を越え
ると耐熱衝撃性が低下し、後記する溶接時にひび割れの
発生が増大する。
【００１１】図３の（イ）、（ロ）のグラフは、耐久試
験の結果を示す。（イ）はイットリア０〜３５．０重量
％とＩｒからなる焼結体製チップを、１０００℃の大気
中に１００時間放置したときの重量の減少率を示す。イ
ットリアの添加量の増加とともに酸化揮発による消耗が
低下することが分かる。（ロ）は図１に示したスパーク
プラグを、２０００ｃｃ、６気筒のガソリン機関に装着
し、５５００ｒｐｍ、全負荷で２００時間運転したとき
の火花放電間隙の増加量を示す。イットリアの添加量は
０．１〜１５．０重量％でＩｒの酸化揮発が良く抑制さ
れることが分かる。
験の結果を示す。（イ）はイットリア０〜３５．０重量
％とＩｒからなる焼結体製チップを、１０００℃の大気
中に１００時間放置したときの重量の減少率を示す。イ
ットリアの添加量の増加とともに酸化揮発による消耗が
低下することが分かる。（ロ）は図１に示したスパーク
プラグを、２０００ｃｃ、６気筒のガソリン機関に装着
し、５５００ｒｐｍ、全負荷で２００時間運転したとき
の火花放電間隙の増加量を示す。イットリアの添加量は
０．１〜１５．０重量％でＩｒの酸化揮発が良く抑制さ
れることが分かる。
【００１２】図４は、イットリアの添加量とレーザー溶
接による貴金属筒５のクラック（ひび割れ）発生率との
関係を示す。このグラフに示されるように、イットリア
添加量が１５．０重量％を越えるとクラック発生率が急
激に増大する。
接による貴金属筒５のクラック（ひび割れ）発生率との
関係を示す。このグラフに示されるように、イットリア
添加量が１５．０重量％を越えるとクラック発生率が急
激に増大する。
【００１３】上記実施例においては、貴金属筒５として
貴金属サーメットを用いているが、溶解により製造され
た白金イリジウム合金、白金ニッケル合金などを用いる
こともできる。また外側電極は、３以上であってもよ
い。
貴金属サーメットを用いているが、溶解により製造され
た白金イリジウム合金、白金ニッケル合金などを用いる
こともできる。また外側電極は、３以上であってもよ
い。
【図１】この発明のスパークプラグの断面図である。
【図２】中心電極の先端部の拡大断面図である。
【図３】貴金属筒の耐久試験結果を示すグラフである。
【図４】貴金属筒の溶接性を示すグラフである。
１ 主体金具 ２ 絶縁碍子 ３ 中軸 ４ 中心電極 ５ 貴金属筒 １１ 外側電極 ４１ 母材 ４２ 芯 ４３ 先端径小部
Claims (2)
- 【請求項１】 主体金具の先端に突設した複数の外側電
極と中心電極との間に複数の火花放電間隙を形成すると
ともに、中心電極の発火部外周に貴金属層をリング状に
設けた多極スパークプラグにおいて、 前記貴金属層は、先端に径小部を設けた純ＮｉまたはＮ
ｉ合金製の中心電極母材の該径小部に、貴金属筒を嵌
め、接合面をレーザー溶接して固着した多極スパークプ
ラグ。 - 【請求項２】 請求項１において、貴金属筒は、イリジ
ウム又はイリジウムを主体とする粉末原料をプレス成形
し、該プレス成形体を焼結したことを特徴とする多極ス
パークプラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24155791A JPH0582236A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 多極スパークプラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24155791A JPH0582236A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 多極スパークプラグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582236A true JPH0582236A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17076126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24155791A Pending JPH0582236A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 多極スパークプラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582236A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0671793A1 (en) * | 1994-03-10 | 1995-09-13 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | A spark plug for an internal combustion engine |
| DE4422733A1 (de) * | 1994-06-29 | 1996-01-04 | Bosch Gmbh Robert | Zündkerze für Brenkraftmaschinen |
| DE4414545B4 (de) * | 1993-04-28 | 2004-07-08 | Denso Corp., Kariya | Zündkerze |
| JP2010049856A (ja) * | 2008-08-20 | 2010-03-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 温度センサ付きスパークプラグ |
| WO2025132416A1 (de) * | 2023-12-21 | 2025-06-26 | Robert Bosch Gmbh | Zündkerzenelektrode mit edelmetall-haltigen zündelement |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP24155791A patent/JPH0582236A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4414545B4 (de) * | 1993-04-28 | 2004-07-08 | Denso Corp., Kariya | Zündkerze |
| EP0671793A1 (en) * | 1994-03-10 | 1995-09-13 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | A spark plug for an internal combustion engine |
| US5736809A (en) * | 1994-03-10 | 1998-04-07 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method of making a spark plug including laser welding a noble metal layer to a firing end of electrode |
| DE4422733A1 (de) * | 1994-06-29 | 1996-01-04 | Bosch Gmbh Robert | Zündkerze für Brenkraftmaschinen |
| JP2010049856A (ja) * | 2008-08-20 | 2010-03-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 温度センサ付きスパークプラグ |
| WO2025132416A1 (de) * | 2023-12-21 | 2025-06-26 | Robert Bosch Gmbh | Zündkerzenelektrode mit edelmetall-haltigen zündelement |
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