CN105706317B - 火花塞 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于，在中心电极及接地电极的至少一方设有尖端的火花塞中，通过不受该尖端所暴露的环境的氧浓度影响地抑制氧化消耗，来提供一种耐久性良好的火花塞。一种火花塞，具备中心电极、及在与所述中心电极之间设置间隙而配置的接地电极，其特征在于，所述中心电极和所述接地电极的至少一方具有形成所述间隙的尖端，所述尖端以Ir为主成分，含有7质量％以上且31质量％以下的Rh、5质量％以上且20质量％以下的Ru、及Ru的含量的20分之1以上且2分之1以下的Pt。

Description

火花塞

技术领域

本发明涉及火花塞。本发明特别是涉及在中心电极及接地电极的至少一方设有尖端的火花塞。

背景技术

火花塞用于汽车发动机等的内燃机的点火。一般而言，具备筒状的主体部件、配置于该主体部件的内孔中的筒状的绝缘体、配置于该绝缘体的前端侧内孔中的中心电极、一端与主体部件的前端侧接合而另一端在与中心电极之间具有火花放电间隙的接地电极。并且，火花塞在内燃机的燃烧室内在形成于中心电极的前端部与接地电极的前端部之间的火花放电间隙产生火花放电，使填充在燃烧室内的燃料燃烧。

作为形成中心电极及接地电极的材料，一般使用Ni合金等。Ni合金在耐氧化性及耐消耗性上与以Pt及Ir等贵金属为主成分的贵金属合金相比差一些。但是，比贵金属廉价，因此适宜作为形成接地电极及中心电极的材料使用。

近年来，存在燃烧室内的温度高温化的倾向。因此，若在由Ni合金等形成的接地电极的前端部与中心电极的前端部之间产生火花放电，则有时接地电极与中心电极的相对的各自的前端部容易产生火花消耗。因此，开发了如下方法：在接地电极与中心电极的相对的各自的前端部设置尖端，在该尖端产生火花放电，由此提高接地电极及中心电极的耐消耗性。

作为形成该尖端的材料，多使用以耐氧化性及耐火花消耗性优异的贵金属为主成分的材料。作为这种材料，有Ir、Ir合金、Pt合金等。

例如，专利文献1中公开了使用IR-Rh系合金作为发火部的材料的火花塞。具体而言，公开了具备贵金属尖端的火花塞，该贵金属尖端由“以Ir为主体而在0.1～35重量％的范围含有Rh，而且在合计为0.1～17重量％的范围含有Ru及Re的至少任一种的合金构成”。本发明的目的为如下两个。一个是提供一种火花塞，与现有的Ir-Rh系合金相比，在高温下的Ir成分的氧化·挥发所引起的发火部的消耗非常难以产生，而且即使在城市街道行驶或高速走行时也能够确保优异的耐久性。另一个是提供一种火花塞，与以往相比能够抑制昂贵的Rh的含量，能够更廉价地确保耐久性(专利文献1的技术方案1及第0006段)。

专利文献2中以提供能够抑制放电部的火花消耗和氧化消耗、异常消耗，并且抑制放电部表面的贵金属的发汗、剥离的火花塞为目的，公开了一种具备贵金属尖端的火花塞，该贵金属尖端“以Ir为主成分，含有0.5～40质量％的Rh，0.5～1质量％的Ni，并且含有4～8质量％的Pt及Pd的至少任一方”(专利文献2的技术方案1及第0006段)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3672718号公报

专利文献2：日本专利第4672551号公报

发明内容

不过，近年来，要求能够应对多种多样的驾驶模式的火花塞。即，要求一种火花塞，不管在增大燃料相对于空气的混合比而在低氧浓度气氛下重视输出的条件、或减小燃料相对于空气的的混合比而在高氧浓度气氛下重视燃油经济性的条件等的哪种条件下，都具有优异的耐久性。

如果以这种观点评价现有的尖端，则判明了如下的课题。发明人对能够抑制氧化消耗的尖端的组成进行研究后发现，以Ir为主成分、由含有Rh及Ru的Ir-Rh-Ru合金构成的尖端在以空燃比为12左右而燃烧室内为低氧浓度气氛时能够抑制氧化消耗，但在一直以来重视的空燃比为14程度而燃烧室内为高氧浓度气氛时，氧化消耗进展，不能得到充分的耐久性。

本发明的目的在于，在中心电极及接地电极的至少一方设有尖端的火花塞中，通过不影响该尖端所暴露的环境的氧浓度而抑制氧化消耗，来提供一种耐久性良好的火花塞。

用于解决上述课题的手段如下。

(1)一种火花塞，具备中心电极、及在与所述中心电极之间设置间隙而配置的接地电极，其特征在于，所述中心电极和所述接地电极的至少一方具有形成所述间隙的尖端，所述尖端以Ir为主成分，含有7质量％以上且31质量％以下的Rh、5质量％以上且20质量％以下的Ru、及Ru的含量的20分之1以上且2分之1以下的Pt。

所述(1)的优选方式如下：

(2)所述尖端中的Rh的含量为7质量％以上且27质量％以下，Ru的含量为5质量％以上且17质量％以下；

(3)所述尖端中的Rh的含量为7质量％以上且24质量％以下，Ru的含量为6质量％以上且15质量％以下；

(4)所述尖端中的Rh的含量为7质量％以上且21质量％以下，Ru的含量为6质量％以上且13质量％以下；

(5)所述(1)～所述(4)的任一项的火花塞中，所述尖端还含有0.1质量％以上且4.5质量％以下的Ni；

(6)所述(1)～所述(5)的任一项的火花塞中，将所述尖端向平行于所述中心电极或所述接地电极与所述尖端的接合面的假想平面投影时的面积S为0.07mm²以上；

(7)所述面积S为0.10mm²以上；

(8)所述面积S为0.15mm²以上。

发明效果

根据本发明，设于中心电极和接地电极的至少一方的尖端以Ir为主成分，含有7质量％以上且31质量％以下的Rh、5质量％以上且20质量％以下的Ru、及Ru的含量的20分之1以上且2分之1以下的Pt，因此能够不受尖端所暴露的环境中的氧浓度影响地抑制氧化消耗，提供耐久性良好的火花塞。

附图说明

图1是作为本发明的火花塞的一实施例的火花塞的局部剖面整体说明图。

图2是本发明的火花塞中的尖端与中心电极的接合部分的一例的要部说明图。

图3是本发明的火花塞中的尖端与接地电极的接合部分的一例的要部说明图。图3(a)是在尖端与接地电极的接合部分残留有它们的边界面时的要部说明图。图3(b)是在尖端与接地电极的接合部分整体上形成有熔融部时的要部说明图。

具体实施方式

图1示出作为本发明的火花塞的一实施例的火花塞。图1是作为本发明的火花塞的一实施例的火花塞1的局部剖面整体说明图。此外，图1中，以纸面下方即配置有后述的接地电极的一侧为轴线O的前端方向，以纸面上方为轴线O的后端方向进行说明。

该火花塞1如图1所示，具备：具有沿轴线O方向延伸的轴孔2的大致圆筒形状的绝缘体3；在所述轴孔2内的前端侧配置的大致棒状的中心电极4；在所述轴孔2内的后端侧配置的端子部件5；将所述中心电极4和所述端子部件5在所述轴孔2内进行电连接的连接部6；保持所述绝缘体3的大致圆筒形状的主体部件7；以一端部与所述主体部件7的前端部接合并且另一端部与所述中心电极4经由间隙G而相对的方式配置的接地电极8，在所述中心电极4的前端面设有尖端9。

所述绝缘体3具有沿轴线O方向延伸的轴孔2，具有大致圆筒形状。另外，绝缘体3具备后端侧主体部11、大径部12、前端侧主体部13、腿长部14。后端侧主体部11收容端子部件5，将端子部件5和主体部件7绝缘。大径部12在相比该后端侧主体部靠前端侧向径向外侧突出。前端侧主体部13在该大径部12的前端侧收容连接部6，具有小于大径部12的外径。腿长部14在该前端侧主体部13的前端侧收容中心电极4，具有小于前端侧主体部13的外径及内径。前端侧主体部13与腿长部14的内周面经由棚部15连接。后述的中心电极4的凸缘部16配置成与该棚部15抵接，中心电极4固定于轴孔2内。前端侧主体部13和腿长部14的外周面经由台阶部17连接。后述的主体部件7的锥部18经由板状填密件19与该台阶部17抵接，绝缘体3固定于主体部件7。绝缘体3在绝缘体3中的前端方向的端部从主体部件7的前端面突出的状态下，固定于主体部件7。绝缘体3优选以具有机械强度、热强度、电气强度的材料形成。作为这种材料，例如可举出以氧化铝为主体的陶瓷烧结体。

在所述绝缘体3的轴孔2内，在其前端侧设有中心电极4，在后端侧设有端子部件5，在中心电极4与端子部件5之间设有连接部6，所述连接部6将中心电极4及端子部件5固定于轴孔2内并且将它们电连接。所述连接部6通过用于减少传播噪音的电阻体21、设于该电阻体21与中心电极4之间的第一密封体22、设于该电阻体21与端子部件5之间的第二密封体23而形成。电阻体21通过将含有玻璃粉末、非金属导电性粉末及金属粉末等的组成物烧结而形成，其电阻值通常为100Ω以上。第一密封体22及第二密封体23通过将含有玻璃粉末及金属粉末等的组成物烧结而形成，其电阻值通常为100mΩ以下。该实施方式中的连接部6通过电阻体21、第一密封体22及第二密封体23而形成，但也可以通过电阻体21、第一密封体22及第二密封体23的至少1个而形成。

所述主体部件7具有大致圆筒形状，形成为通过内装绝缘体3而保持绝缘体3。在主体部件7中的前端方向的外周面形成有螺纹部24，利用该螺纹部24而向未图示的内燃机的气缸盖安装火花塞1。所述主体部件7在螺纹部24的后端侧具有突缘状的气封部25，在气封部25的后端侧具有用于使扳手或活动扳手等工具卡合的工具卡合部26、在工具卡合部26的后端侧具有敛缝部27。在敛缝部27及工具卡合部26的内周面与绝缘体3的外周面之间形成的环状的空间中配置有环状的填密件28、29及滑石30，绝缘体3固定于主体部件7固定。螺纹部24的内周面的前端侧配置成相对于腿长部14具有空间，向径向内侧突出的突起部32中的后端侧的呈锥状扩径的锥部18与绝缘体3的台阶部17经由环状的板状填密件19抵接。主体部件7能够通过导电性的钢铁材料、例如低碳钢形成。

端子部件5是用于从外部向中心电极4施加用于在中心电极4与接地电极8之间进行火花放电的电压的端子，在其一部分从绝缘体3的后端侧露出的状态下插入轴孔2内而被第二密封体23固定。端子部件5能够通过低碳钢等金属材料形成。

所述中心电极4具有与所述连接部6接触的后端部34、及从所述后端部34向前端侧延伸的棒状部35。后端部34具有向径向外侧突出的凸缘部16。该凸缘部16配置成与绝缘体3的棚部15抵接，在轴孔2内周面与后端部34的外周面之间填充有第一密封体22，由此中心电极4在其前端从绝缘体3的前端面突出的状态下固定于绝缘体3的轴孔2内，被绝缘保持于主体部件7。中心电极4中的后端部34和棒状部35能够由Ni或以Ni为主成分的Ni合金等的中心电极4所使用的公知的材料形成。中心电极4也可以通过由Ni合金等形成的外层、及芯部形成，所述芯部通过导热系数高于Ni合金的材料形成，并形成为同心地埋入该外层的内部的轴心部。作为形成芯部的材料，例如能够举出Cu、Cu合金、Ag、Ag合金、纯Ni等。

所述接地电极8例如形成为大致棱柱形状，一端部与主体部件7的前端部接合，在中途呈大致L字状地弯曲，另一端部形成为与中心电极4的前端部之间经由间隙G而相对。所述接地电极8能够由Ni或Ni合金等接地电极8所使用的公知的材料形成。另外，也可以与中心电极4同样地在接地电极的轴芯部设有通过导热系数高于Ni合金的材料形成的芯部。

所述尖端9在该实施方式中为圆柱状，仅设于中心电极4。所述尖端9不限于该形状，作为圆柱状以外的形状，能够采用椭圆柱状、棱柱状、及板状等适宜的形状。另外，所述尖端9可以仅设于接地电极8的，也可以设于接地电极8和中心电极4这两方。另外，设于接地电极8及中心电极4的尖端中的至少一方的尖端通过由具有后述的特性的材料形成的尖端而形成即可，另一方的尖端可以由作为尖端使用的公知的材料形成。所述尖端9通过激光焊接及电阻焊接等的适宜的方法与中心电极4接合。

所述间隙G在该实施方式中为设于中心电极4的尖端9的前端面与和该前端面相对的接地电极8的侧面之间的最短距离，该间隙G通常设定为0.3～1.5mm。在以设于中心电极的尖端的侧面与设于接地电极的尖端相对的方式设置的横放电型的火花塞的情况下，设于中心电极的尖端的侧面与设于接地电极的前端部的尖端的相对的各自的相对面之间的最短距离为间隙G，在该间隙G产生火花放电。

关于作为本发明的特征部分的尖端，以下进行详细说明。

所述尖端9以Ir为主成分，含有7质量％以上且31质量％以下的Rh、5质量％以上且20质量％以下的Ru、及Ru的含量的20分之1以上且2分之1以下的Pt。所述尖端9优选以Ir为主成分，含有7质量％以上且27质量％以下的Rh、5质量％以上且17质量％以下的Ru、及Ru的含量的20分之1以上且2分之1以下的Pt。所述尖端9更优选以Ir为主成分，含有7质量％以上且24质量％以下的Rh、6质量％以上且15质量％以下的Ru、及Ru的含量的20分之1以上且2分之1以下的Pt。所述尖端9特别优选以Ir为主成分，含有7质量％以上且21质量％以下的Rh、6质量％以上且13质量％以下的Ru、及Ru的含量的20分之1以上且2分之1以下的Pt。

若所述尖端9具有上述组成，则能够不受尖端所暴露的环境中的氧浓度影响而抑制氧化消耗，能够提供耐久性良好的火花塞。

所述尖端9为含有Ir为主成分的Ir合金。在此处，主成分是指尖端9中含有的成分中含量最多的成分。Ir的含量优选相对于尖端全质量为39质量％以上且87.75质量％以下。另外，以Ir、Rh、Ru、Pt、及根据需要而含有的成分的合计质量为100质量％的方式适宜设定。Ir是熔点为2454℃这样的高熔点的材料，因此提高了所述尖端9的耐热性。

所述尖端9以所述范围的比例含有Rh。若所述尖端9以上述范围的比例含有Rh，则Ir难以从尖端9的表面氧化挥发，因此无论氧浓度如何，与由纯Ir形成的尖端相比，耐氧化性提高。在Rh的含量处于所述范围内的情况下，在低氧浓度气氛中，Rh的含量高的尖端具有晶界的Rh浓度高，而抑制Ir的氧化挥发的倾向。另一方面，在高氧浓度气氛中，Rh的含量低的尖端在尖端9的表面难以生成针状的Rh氧化物，因此耐氧化性提高。若Rh的含量不足7质量％，则得不到抑制Ir的氧化挥发的效果，不能抑制氧化消耗。若Rh的含量超过31质量％，则相对地Ir的含量减少。因此，无法产生作为高熔点的Ir的特性，所述尖端9的耐热性下降。

所述尖端9以上述范围的比例含有Ru。若所述尖端9以上述范围的比例含有Ru，则与通过仅含有Ir及Rh的Ir合金形成的尖端相比，Ir更难以从尖端9的表面氧化挥发，低氧浓度气氛中的耐氧化性提高。若Ru的含量不足5质量％，则得不到抑制Ir的氧化挥发的效果，不能抑制氧化消耗。若Ru的含量超过20质量％，则相对地Ir的含量减少，因此无法产生作为高熔点的Ir的特性，所述尖端9的耐热性下降。

所述尖端9含有Ru的含量的20分之1以上且2分之1以下的Pt。若所述尖端9以上述范围的比例含有Pt，则能够维持低氧浓度气氛中的尖端的氧化消耗的抑制效果，同时抑制高氧浓度气氛中的尖端9的氧化消耗性。若Pt的含量不足Ru的含量的20分之1，则无法发挥含有Pt所带来的效果，不能抑制高氧浓度气氛中的尖端的氧化消耗。若Pt的含量超过Ru的含量的2分之1，则Ru所带来的低氧浓度气氛中的尖端的氧化消耗的抑制效果下降。

本发明的尖端之所以能够抑制氧化消耗，可认为是如下的理由。根据本发明人的研究，由含有Ir、Rh、Ru的Ir合金构成的尖端虽然在混合气的空燃比为12左右而燃烧室内为低氧浓度气氛时能充分抑制尖端的氧化消耗，但在空燃比为14左右而燃烧室内为高氧浓度气氛时，有时不能充分抑制尖端的氧化消耗。

在暴露在高氧浓度气氛的、由含有Ir、Rh、Ru的Ir合金构成的尖端9的表层，Rh氧化而形成有针状的Rh氧化物。这种针状的Rh氧化物与致密的氧化物皮膜不同，使尖端9的表层的组织变粗。因此，氧容易侵入尖端的内部。其结果是，Ir氧化而容易挥发，不能抑制尖端9的氧化消耗。另一方面，在由除了Ir、Rh、Ru还含有Pt的Ir合金构成的尖端中，在暴露于高氧浓度气氛的尖端9的表层未形成针状的Rh氧化物，反而耐氧化性优异的Rh作为金属在表面浓化。因此，氧难以侵入尖端的内部。其结果是，Ir难以氧化挥发，能够抑制尖端9的氧化消耗。未形成针状的Rh氧化物的Pt的含量与Ru的含量存在相关。即，高氧浓度气氛中，在含有Ir和Rh的Ir合金中未形成针状的Rh氧化物，若使其中含有Ru，而成为含有Ir、Rh、Ru的Ir合金，则形成针状的Rh氧化物。因此，通过含有对针状的Rh氧化物的形成带来影响的Ru的含量的20分之1以上的Pt，则能够抑制针状的Rh氧化物的形成。

低氧浓度气氛中，与高氧浓度气氛时不同，由含有Ir、Rh、Ru的Ir合金构成的尖端9在其表层未形成针状的Rh氧化物，能够抑制尖端的氧化消耗。在低氧浓度气氛中，通过在Ir、Rh、Ru中含有Pt，相反能够增加Ir的扩散速度，尖端9的氧化消耗容易进展。因此，通过使Pt的含量为具有降低Ir的扩散速度的作用的Ru的含量的2分之1以下，而能够维持抑制尖端的氧化消耗的效果。

所述尖端9优选含有0.1质量％以上且4.5质量％以下的Ni。在以Ir为主成分且含有Rh的Ir-Rh合金中，尖端的侧部可能以从一方向选择性地被掏挖的方式消耗。若所述尖端9含有0.1质量％以上的Ni，则能够抑制这样的侧部消耗。通过所述尖端含有4.5质量％以下的Ni，则能够抑制侧部消耗，同时抑制含有熔点比较低的Ni所引起的尖端的消耗。

本发明中的尖端9在前述的范围内含有Ir、Rh、Ru、Pt即可。尖端9也可以根据需要含有Ni，并以小于5质量％的含量含有Co、Mo、Re、W、Al、Si等和不可避免的杂质。这些各成分以在前述的各成分的含量的范围内各成分的合计为100质量％的方式含有。作为不可避免的杂质，例如可举出Cr、Si、Fe等。虽然优选这些不可避免的杂质的含量少，但也可以在能够实现本发明的课题的范围内含有。不可避免的杂质在设前述的成分的合计质量为100质量份时，前述的1种不可避免的杂质的比例为0.1质量份以下、且含有的全部种类的不可避免的杂质的合计比例为0.2质量份以下即可。

所述尖端9所含有的各成分的含量能够如下测定。即，首先将尖端9利用包含其中心轴线的平面切断而使切断面露出。在该尖端9的切断面上选择任意的多个部位，利用EPMA，进行WDS(Wavelength Dispersive X-ray Spectrometer)分析，由此测定各个部位的质量组成。接着，算出测定了的多个部位的测定值的算术平均值，将该平均值设为尖端9的组成。此外，作为测定部位，将在焊接尖端9和中心电极4时形成的熔融部除去。

关于所述尖端9，优选在将尖端9向与中心电极4和尖端9的接合面平行的假想平面投影时的面积S为0.07mm²以上。所述面积S更优选为0.10mm²以上。所述面积S进一步优选为0.15mm²以上。若所述面积S处于所述范围内，则与细的尖端相比温度难以上升，能够进一步抑制尖端9的氧化消耗。所述面积S从经济性等的观点出发优选为3.5mm²以下。

所述面积S如下测定。如图2所示，在尖端9与中心电极4接合的情况下，推定为尖端9与中心电极4的接合面与轴线O正交，利用投影机拍摄从轴线O的前端方向与所述接合面平行的断层图像，在从尖端9的前端直至尖端9与熔融部36的边界之间得到多张断层图像。设得到的尖端的断层图像中面积最大的尖端9的断层图像的面积为所述面积S。在尖端与接地电极4接合，且如图3(a)所示，焊接前的尖端与接地电极8的表面之间的边界面37残留的情况下，该边界面37为所述接合面，因此利用投影机从与该边界面37正交的方向即尖端9中的间隙G所处的方向拍摄与边界面37平行的尖端9的断层图像，如前所述测定所述面积S。如图3(b)所示，通过尖端9和接地电极8的焊接而形成的熔融部36沿径向连续地形成，未残留焊接前的尖端与接地电极8的表面之间的边界面的情况下，如下所述推定所述接合面。在尖端9与接地电极8接合的情况下，接合有尖端9的接地电极8的表面38残留在尖端9的周围，因此推定为该表面38与所述接合面平行，利用投影机从与该表面38正交的方向拍摄与表面38平行的尖端9的断层图像，如前所述测定所述面积S。

所述火花塞1例如如下制造。首先，关于与中心电极4接合的尖端9，配制各成分的含量成为前述的范围的金属成分，准备原料粉末。对其进行电弧熔化而形成坯块，对该坯块进行热轧，形成为棒材。接着，对该棒材进行多次槽纹辊轧制，根据需要进行模锻，利用拉模实施拉丝加工，由此形成为截面圆形状的棒材。通过将该棒材以规定的长度切断，而形成圆柱状的尖端9。此外，尖端9的形状不限于圆柱状，例如也可以对所述坯块使用四边形拉模进行拉丝加工，加工成方形件，将该方形件切断成规定的长度，由此形成为例如棱柱状。

在尖端与接地电极8接合的情况下，也可以通过与和中心电极4接合的尖端9同样的方法来制造尖端，也可以通过现有公知的方法来制造尖端。

中心电极4及接地电极8例如使用真空熔化炉，调制具有期望的组成的合金的熔液，进行拉丝加工等，适当调整为规定的形状及规定的尺寸。中心电极4通过外层、及设置成埋入该外层的轴心部的芯部而形成的情况下，关于中心电极4，向由形成为杯状的Ni合金等构成的外部件插入由导热系数高于外部件的Cu合金等构成的内部件，利用挤压加工等塑性加工，形成在外层的内部具有芯部的中心电极4。接地电极8也可以与中心电极4同样地由外层和芯部形成。该情况下能够与中心电极4同样地向形成为杯状的外部件插入内部件，进行挤压加工等的塑性加工后，将塑性加工成大致棱柱状的部件形成为接地电极8。

接着，在通过塑性加工等形成为规定的形状的主体部件7的端面上，将接地电极8的一端部通过电阻焊接或激光焊接等接合。接着，对接合有接地电极8的主体部件7实施镀Zn或镀Ni。也可以在镀Zn或镀Ni后进行3价铬钝化处理。另外，也可以将在接地电极实施的电镀剥离。

接着，通过电阻焊接及/或激光焊接等将如上制作的尖端9熔融固接于中心电极4。利用电阻焊接使尖端9与中心电极4接合的情况下，例如将尖端9设置于中心电极4的规定位置而抵接并同时实施电阻焊接。利用激光焊接将尖端9与中心电极4接合的情况下，例如将尖端9设置于中心电极4的规定位置，从平行于尖端9与中心电极4的接触面的方向对尖端9与中心电极4的接触部分在局部或整周上照射激光束。另外，也可以在进行了电阻焊接后实施激光焊接。在将尖端与接地电极8接合的情况下，能够与使尖端9与中心电极4接合的方法同样地进行接合。

另一方面，绝缘体3通过将陶瓷等烧制为规定的形状而制作。向该绝缘体3的轴孔2内插入设置中心电极4，将形成第一密封体22的组成物、形成电阻体21的组成物、形成第二密封体23的组成物依次预备压缩并填充到所述轴孔2内。接着从所述轴孔2内的端部将端子部件5压入并同时对所述组成物进行压缩加热。像这样烧结所述组成物而形成电阻体21、第一密封体22及第二密封体23。接着在接合有接地电极8的主体部件7上组装固定有该中心电极4等的绝缘体3。最后使接地电极8的前端部向中心电极4侧弯曲，使接地电极8的一端与中心电极4的前端部相对，由此制造火花塞1。

本发明的火花塞1作为汽车用的内燃机例如汽油发动机等的点火栓使用。关于火花塞1，在划分形成内燃机的燃烧室的盖(未图示)上设置的螺纹孔中螺合所述螺纹部24，而将火花塞1固定于规定的位置。本发明的火花塞1对于任何内燃机都能够使用，但由于不受尖端所暴漏的环境中的氧浓度影响而具有优异的耐氧化性，因此特别适合例如稀薄燃烧发动机等内燃机。

本发明的火花塞1不限于前述的实施例，能够在能够实现本发明的目的的范围内进行各种变更。例如，所述火花塞1以设于中心电极4的尖端9的前端面与接地电极8的侧面在轴线O方向上经由间隙G相对的方式配置，但在本发明中，也可以以设于中心电极的尖端的侧面与设于接地电极的尖端的前端面在中心电极的半径方向上经由间隙而相对的方式配置。该情况下，与设于中心电极的尖端的侧面相对的接地电极可以设置一个，也可以设置多个。

实施例

＜火花塞试验体的制作＞关于与中心电极接合的尖端，配制具有规定的组成的原料粉末，进行电弧熔化而形成坯块，对该坯块进行热锻、热轧及热模锻，而且实施拉丝加工，由此形成为截面圆形状的棒材，将棒材切断为规定的长度，由此得到直径0.5mm、高度0.7mm的圆柱状的尖端。

关于与接地电极接合的尖端，配制具有以Pt为主成分，Ni为第二成分的组成的原料粉末，和与中心电极接合的尖端同样地制造，得到直径0.9、高度0.4mm的圆柱状的尖端。

将得到的尖端分别与中心电极及接地电极通过激光焊接接合，制造具有图1所示的结构的火花塞试验体。

＜尖端的组成的测定方法＞与表1～3所示的中心电极接合的尖端的组成通过进行EPMA(日本电子株式会社制JXA-8500F)的WDS分析，而测定质量组成。

首先，将尖端利用包含其中心轴线的平面切断，在该切断面上如前所述选择多个测定点，测定质量组成。

接着，算出测定的多个测定值的算术平均值，将该平均值设为中心电极用的尖端的组成。

此外，考虑了点径的测定区域位于通过尖端和中心电极的熔融而形成的熔融部上的情况下，除去该测定点的结果。

＜尖端的面积S的测定方法＞关于表3所示的尖端的面积S，如前所述，从与尖端和中心电极的接合面正交的方向即尖端中的间隙所处的方向利用投影机拍摄与所述接合面平行的尖端的断层图像，在从尖端的前端直至尖端与熔融部的边界之间得到多张断层图像，将得到的尖端的断层图像中的面积最大的尖端的断层图像的面积设为所述面积S。

＜耐久试验方法＞将制造的火花塞试验体安装于试验用的带增压器的发动机，混合气的空燃比(空气/燃料)为14或12，节气门全开，维持发动机转速6000rpm的状态，进行运转200小时的耐久试验。此外，空燃比为14时的点火时机是BTDC35°且吸气压为-30KPa，空燃比为12时的点火时机是BTDC30°且吸气压为-20KPa。

＜耐氧化性的评价＞进行所述耐久试验，利用CT扫描机(东芝株式会社制TOSCANER-32250μhd)测定耐久试验前后的与中心电极接合的尖端的体积，算出耐久试验后的尖端的体积V2相对于耐久试验前的尖端的体积V1的减少量[{(V1-V2)/V1}×100]，将其设为消耗体积，按照以下的基准进行耐氧化性的评价。将结果示于表1及表2。

空燃比为14时

×：消耗体积为20％以上(0分)

△：消耗体积为18％以上且不足20％(1分)

○：消耗体积为16％以上且不足18％(3分)

◎：消耗体积为14％以上且不足16％(5分)

☆：消耗体积为12％以上且不足14％(7分)

★：消耗体积为10％以上且不足12％(8分)

★★：消耗体积为不足10％(9分)

空燃比为12时

×：消耗体积为30％以上(0分)

△：消耗体积为26％以上且不足30％(1分)

○：消耗体积为22％以上且不足26％(2分)

◎：消耗体积为18％以上且不足22％(3分)

☆：消耗体积为15％以上且不足18％(4分)

★：消耗体积为12％以上且不足15％(5分)

★★：消耗体积为不足12％(6分)

综合判定

将空燃比为14及12时的评价结果如上所述以分数表示，利用它们的合计分数进行判定。

×：空燃比14及空燃比12的评价结果的至少一方的分数为0分时、或合计分数为6分以下时

△：空燃比14及空燃比12的评价结果的合计分数为7分以上且9分以下时

○：空燃比14及空燃比12的评价结果的合计分数为10分以上且11分以下时

◎：空燃比14及空燃比12的评价结果的合计分数为12分以上且13分以下时

☆：空燃比14及空燃比12的评价结果的合计分数为14分以上时

＜侧部消耗的评价＞

进行上述耐久试验，利用CT扫描机(东芝株式会社制TOSCANER-32250μhd)测定耐久试验前后的与中心电极接合的尖端的体积，算出耐久试验后的尖端的直径的最小值R₂相对于耐久试验前的尖端的直径的最大值R₁的减少量[{(R₁-R₂)/R₁}×100]，将其作为尖端的侧部消耗量，按照以下的基准进行侧部消耗的评价。表1及表2示出结果。

0：侧部消耗量为10％以上

1：侧部消耗量为不足10％

【表1】

【表2】

＜基于尖端的粗细的不同的耐氧化性的评价＞改变圆柱状的尖端的粗细，除了设空燃比为12以外，与试验编号1～54同样地进行了耐氧化性的评价。此外，如前所述测定将尖端向平行于中心电极与尖端的接合面的假想平面投影时的面积S，将其作为尖端的粗细的基准而示于表3。

【表3】

如表1及表2所示，具有包含于本发明的范围的组成的尖端不管混合气的空燃比如何，即不受尖端所暴露的环境中的氧浓度影响地，都能够抑制氧化消耗。另一方面，具有本发明的范围外的组成的尖端至少在空燃比为14时的氧化消耗体积多，耐氧化性差。

如表2所示，含有规定量的Ni的尖端与不含有Ni的尖端相比，尖端的侧部的消耗量小。

如表3所示，尖端越粗，氧化消耗体积越小，耐氧化性良好。

标号说明

1 火花塞

2 轴孔

3 绝缘体

4 中心电极

5 端子部件

6 连接部

7 主体部件

8 接地电极

9 尖端

11 后端侧主体部

12 大径部

13 前端侧主体部

14 腿长部

15 棚部

16 凸缘部

17 台阶部

18 锥部

19 板状填密件

21 电阻体

22 第一密封体

23 第二密封体

24 螺纹部

25 气封部

26 工具卡合部

27 敛缝部

28，29 填密件

30 滑石

32 突起部

34 后端部

35 棒状部

36 熔融部

37 边界面

38 表面

G 间隙

Claims (8)

1.一种火花塞，具备中心电极、及在与所述中心电极之间设置间隙而配置的接地电极，其特征在于，

所述中心电极和所述接地电极中的至少一方具有形成所述间隙的尖端，

所述尖端以Ir为主成分，含有7质量％以上且31质量％以下的Rh、5质量％以上且20质量％以下的Ru、及Ru的含量的20分之1以上且2分之1以下的Pt。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，

所述尖端中的Rh的含量为7质量％以上且27质量％以下，Ru的含量为5质量％以上且17质量％以下。

3.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，

所述尖端中的Rh的含量为7质量％以上且24质量％以下，Ru的含量为6质量％以上且15质量％以下。

4.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，

所述尖端中的Rh的含量为7质量％以上且21质量％以下，Ru的含量为6质量％以上且13质量％以下。

5.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，

所述尖端还含有0.1质量％以上且4.5质量％以下的Ni。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的火花塞，其特征在于，

将所述尖端向平行于所述中心电极或所述接地电极与所述尖端的接合面的假想平面投影时的面积S为0.07mm²以上。

7.根据权利要求6所述的火花塞，其特征在于，

所述面积S为0.10mm²以上。

8.根据权利要求6所述的火花塞，其特征在于，

所述面积S为0.15mm²以上。