JP2000331770A - スパークプラグ及び放電チップの製造方法 - Google Patents
スパークプラグ及び放電チップの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スパークプラグにおいて、放電チップの内部
亀裂の発生を抑止し、着火性の確保と長寿命化の両立を
図る。 【解決手段】 イリジウム合金のインゴットに、複数段
の熱間溝ロール加工と複数段の熱間ダイス伸線加工を施
して線材とする。ロール及びダイス温度が７１０〜１０
８０℃、伸線速度が８００〜１４００ｍｍ／分の範囲内
であると、０．０３ｍｍを超える内部亀裂は発生しな
い。特に、ロール及びダイス温度が７１０〜９２０℃、
伸線速度が９００〜１１００ｍｍ／分の範囲内である
と、内部亀裂は皆無である。この線材を切断して製造し
た放電チップを中心電極に取付けたスパークプラグは、
耐久性に優れている。
亀裂の発生を抑止し、着火性の確保と長寿命化の両立を
図る。 【解決手段】 イリジウム合金のインゴットに、複数段
の熱間溝ロール加工と複数段の熱間ダイス伸線加工を施
して線材とする。ロール及びダイス温度が７１０〜１０
８０℃、伸線速度が８００〜１４００ｍｍ／分の範囲内
であると、０．０３ｍｍを超える内部亀裂は発生しな
い。特に、ロール及びダイス温度が７１０〜９２０℃、
伸線速度が９００〜１１００ｍｍ／分の範囲内である
と、内部亀裂は皆無である。この線材を切断して製造し
た放電チップを中心電極に取付けたスパークプラグは、
耐久性に優れている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパークプラグ用
放電チップの技術分野に属する。
放電チップの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関においては、例えばガソリンエ
ンジンのように燃焼室内の混合気に点火するためにスパ
ークプラグを用いるものがある。そのスパークプラグ
は、例えば図１、２に示される構造とされている。
ンジンのように燃焼室内の混合気に点火するためにスパ
ークプラグを用いるものがある。そのスパークプラグ
は、例えば図１、２に示される構造とされている。
【０００３】図１に示されるスパークプラグ１０は、例
えば陶器製の絶縁碍子１２の軸孔１３の一方の端側に端
子電極１４を、他方の端側に中心電極１７を挿通し、端
子電極１４と中心電極１７とを導電性のガラスシール材
１５及び抵抗体１６を介して導通させている。また、絶
縁碍子１２には主体金具１８が外嵌されており、その環
状端面１９からは腕状の接地電極２０が延出され、接地
電極２０と中心電極１７の間に火花ギャップ２１が形成
されている。そして、図２に示されるように、中心電極
１７の先端には放電チップ２２が、例えば全周溶接にて
取付けられ、接地電極２０にも、放電チップ２２に対面
する位置に放電チップ２３が取付けられている。このス
パークプラグ１０では、接地電極２０と中心電極１７の
間に高電圧を印加することによって放電チップ２２、２
３間で放電させ、その電弧にて混合気に着火する。な
お、スパークプラグの細部の形状等は、例えばメーカー
によって多少は異なるのが普通であるが、基本的な構造
はほぼ図１、２に示される通りである。
えば陶器製の絶縁碍子１２の軸孔１３の一方の端側に端
子電極１４を、他方の端側に中心電極１７を挿通し、端
子電極１４と中心電極１７とを導電性のガラスシール材
１５及び抵抗体１６を介して導通させている。また、絶
縁碍子１２には主体金具１８が外嵌されており、その環
状端面１９からは腕状の接地電極２０が延出され、接地
電極２０と中心電極１７の間に火花ギャップ２１が形成
されている。そして、図２に示されるように、中心電極
１７の先端には放電チップ２２が、例えば全周溶接にて
取付けられ、接地電極２０にも、放電チップ２２に対面
する位置に放電チップ２３が取付けられている。このス
パークプラグ１０では、接地電極２０と中心電極１７の
間に高電圧を印加することによって放電チップ２２、２
３間で放電させ、その電弧にて混合気に着火する。な
お、スパークプラグの細部の形状等は、例えばメーカー
によって多少は異なるのが普通であるが、基本的な構造
はほぼ図１、２に示される通りである。
【０００４】こうしたスパークプラグが装着される内燃
機関、例えば自動車のガソリンエンジンでは、排気中の
有害物質の低減（排気特性の向上）と低燃費を目的とし
て、希薄燃焼が広く採用されている。ところが、混合気
が希薄であると、放電によって発生した火炎が電極（特
に中心電極）によって冷却されて消滅することがあっ
た。このような着火性の低下を防止するために、電極の
熱容量の低下すなわち小径化が求められていた。
機関、例えば自動車のガソリンエンジンでは、排気中の
有害物質の低減（排気特性の向上）と低燃費を目的とし
て、希薄燃焼が広く採用されている。ところが、混合気
が希薄であると、放電によって発生した火炎が電極（特
に中心電極）によって冷却されて消滅することがあっ
た。このような着火性の低下を防止するために、電極の
熱容量の低下すなわち小径化が求められていた。
【０００５】一方、着火性の問題とは別にスパークプラ
グの長寿命化も求められていた。具体的には、放電チッ
プには、放電に伴う高温によって表面から成分が揮発す
る火花消耗が避けられず、この消耗が大きくなれば火花
ギャップが適切ではなくなって正常な放電すなわち良好
な着火が得られなくなる。こうなると、スパークプラグ
を交換する等の処置が必要になる。しかし、近年ではエ
ンジンの構造も複雑化して、スパークプラグの交換作業
は簡単ではなく、自動車自体の寿命、例えば１０年間程
度は交換しなくてもよいスパークプラグ、すなわち長寿
命のスパークプラグが求められていた。
グの長寿命化も求められていた。具体的には、放電チッ
プには、放電に伴う高温によって表面から成分が揮発す
る火花消耗が避けられず、この消耗が大きくなれば火花
ギャップが適切ではなくなって正常な放電すなわち良好
な着火が得られなくなる。こうなると、スパークプラグ
を交換する等の処置が必要になる。しかし、近年ではエ
ンジンの構造も複雑化して、スパークプラグの交換作業
は簡単ではなく、自動車自体の寿命、例えば１０年間程
度は交換しなくてもよいスパークプラグ、すなわち長寿
命のスパークプラグが求められていた。
【０００６】このように、スパークプラグの寿命は放電
チップの消耗度によって決まると言っても過言ではない
が、上述の希薄燃焼における着火性を良好にするため
に、電極の小径化を図ろうとすると耐火花消耗性が低下
してしまい、長寿命化が難しかった。
チップの消耗度によって決まると言っても過言ではない
が、上述の希薄燃焼における着火性を良好にするため
に、電極の小径化を図ろうとすると耐火花消耗性が低下
してしまい、長寿命化が難しかった。
【０００７】そこで、従来放電チップとして用いられて
いた白金（融点１７７０℃）よりも融点が高いイリジウ
ム（融点２４１０℃）またはイリジウム合金を採用する
ことで、放電チップの小径化（希薄燃焼時の着火性の確
保）と耐火花消耗性（長寿命化）の両立が図られていた
（例えば特開平１０−３２０７６号公報）。
いた白金（融点１７７０℃）よりも融点が高いイリジウ
ム（融点２４１０℃）またはイリジウム合金を採用する
ことで、放電チップの小径化（希薄燃焼時の着火性の確
保）と耐火花消耗性（長寿命化）の両立が図られていた
（例えば特開平１０−３２０７６号公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イリジ
ウム合金に、特開平１０−３２０７６号公報に開示され
る熱間加工を施すと、伸線時における亀裂を十分に抑え
ることができず、特に外観だけでは判断できない内部亀
裂が発生する可能性があり、特にイリジウムに白金を添
加した合金においてその傾向が顕著であった。普通、こ
の内部亀裂は、断面を観察しただけでは見つけ難く、断
面の組織エッチングを行ってかろうじて発見できる大き
さである。こうした内部亀裂が存在する材料を放電チッ
プとして用いると、スパークプラグの使用に伴う冷熱作
用によって亀裂が進展して、スパークプラグの寿命が大
幅に低下してしまう場合があった。これは、溶接面に垂
直に亀裂が進展して放電チップが裂けることによって分
断されるとエンジンの燃焼による受熱量が多くなるため
に放電チップ自体の温度が上昇して消耗が多くなるため
であると考えられる。なかには、放電チップが欠けてし
まう場合もあった。
ウム合金に、特開平１０−３２０７６号公報に開示され
る熱間加工を施すと、伸線時における亀裂を十分に抑え
ることができず、特に外観だけでは判断できない内部亀
裂が発生する可能性があり、特にイリジウムに白金を添
加した合金においてその傾向が顕著であった。普通、こ
の内部亀裂は、断面を観察しただけでは見つけ難く、断
面の組織エッチングを行ってかろうじて発見できる大き
さである。こうした内部亀裂が存在する材料を放電チッ
プとして用いると、スパークプラグの使用に伴う冷熱作
用によって亀裂が進展して、スパークプラグの寿命が大
幅に低下してしまう場合があった。これは、溶接面に垂
直に亀裂が進展して放電チップが裂けることによって分
断されるとエンジンの燃焼による受熱量が多くなるため
に放電チップ自体の温度が上昇して消耗が多くなるため
であると考えられる。なかには、放電チップが欠けてし
まう場合もあった。
【０００９】本発明は、イリジウム合金の放電チップを
有するスパークプラグにおいて、放電チップの内部での
亀裂の発生を抑止することを目的とし、ひいてはスパー
クプラグの着火性の確保と長寿命化の両立を図るもので
ある。
有するスパークプラグにおいて、放電チップの内部での
亀裂の発生を抑止することを目的とし、ひいてはスパー
クプラグの着火性の確保と長寿命化の両立を図るもので
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１記載のスパークプラグは、中心電極と、該中
心電極の外側に設けられた絶縁碍子と、前記絶縁碍子の
外側に設けられた主体金具と、前記中心電極の先端部と
の間に火花放電ギャップを隔てて対向する対向部を有す
る接地電極とを備え、前記先端部及び前記対向部の少な
くともいずれか一方にイリジウムを主成分とする放電チ
ップを有するスパークプラグであって、前記放電チップ
は、添加元素の含有率が３５ｗｔ％以下のイリジウム合
金のインゴットから開始して、熱間溝ロール加工に使用
するロール温度と該熱間溝ロール加工の後に実施される
熱間伸線加工に使用するダイス温度がともに７１０〜１
０８０℃とすることによって熱間加工を施して線材と
し、該線材を所定長さに切断して得られるものであるこ
とを特徴とする。
の請求項１記載のスパークプラグは、中心電極と、該中
心電極の外側に設けられた絶縁碍子と、前記絶縁碍子の
外側に設けられた主体金具と、前記中心電極の先端部と
の間に火花放電ギャップを隔てて対向する対向部を有す
る接地電極とを備え、前記先端部及び前記対向部の少な
くともいずれか一方にイリジウムを主成分とする放電チ
ップを有するスパークプラグであって、前記放電チップ
は、添加元素の含有率が３５ｗｔ％以下のイリジウム合
金のインゴットから開始して、熱間溝ロール加工に使用
するロール温度と該熱間溝ロール加工の後に実施される
熱間伸線加工に使用するダイス温度がともに７１０〜１
０８０℃とすることによって熱間加工を施して線材と
し、該線材を所定長さに切断して得られるものであるこ
とを特徴とする。
【００１１】請求項２記載のスパークプラグは、中心電
極と、該中心電極の外側に設けられた絶縁碍子と、前記
絶縁碍子の外側に設けられた主体金具と、前記中心電極
の先端部との間に火花放電ギャップを隔てて対向する対
向部を有する接地電極とを備え、前記先端部及び前記対
向部の少なくともいずれか一方にイリジウムを主成分と
する放電チップを有するスパークプラグであって、前記
放電チップは、添加元素の含有率が３５ｗｔ％以下のイ
リジウム合金のインゴットから開始して、熱間溝ロール
加工時の伸線速度と該熱間溝ロール加工の後に実施され
る熱間伸線加工時の伸線速度がともに８００〜１４００
ｍｍ／分とすることによって熱間加工を施して線材と
し、該線材を所定長さに切断して得られるものであるこ
とを特徴とする。
極と、該中心電極の外側に設けられた絶縁碍子と、前記
絶縁碍子の外側に設けられた主体金具と、前記中心電極
の先端部との間に火花放電ギャップを隔てて対向する対
向部を有する接地電極とを備え、前記先端部及び前記対
向部の少なくともいずれか一方にイリジウムを主成分と
する放電チップを有するスパークプラグであって、前記
放電チップは、添加元素の含有率が３５ｗｔ％以下のイ
リジウム合金のインゴットから開始して、熱間溝ロール
加工時の伸線速度と該熱間溝ロール加工の後に実施され
る熱間伸線加工時の伸線速度がともに８００〜１４００
ｍｍ／分とすることによって熱間加工を施して線材と
し、該線材を所定長さに切断して得られるものであるこ
とを特徴とする。
【００１２】請求項３記載のスパークプラグは、請求項
１または２記載のスパークプラグにおいて、前記熱間溝
ロール加工時のロール温度及び前記熱間伸線加工時のダ
イス温度が、ともに７１０〜１０８０℃であり、前記熱
間溝ロール加工及び熱間伸線加工時の伸線速度が、とも
に８００〜１４００ｍｍ／分であることを特徴とする。
１または２記載のスパークプラグにおいて、前記熱間溝
ロール加工時のロール温度及び前記熱間伸線加工時のダ
イス温度が、ともに７１０〜１０８０℃であり、前記熱
間溝ロール加工及び熱間伸線加工時の伸線速度が、とも
に８００〜１４００ｍｍ／分であることを特徴とする。
【００１３】請求項４記載のスパークプラグは、中心電
極と、該中心電極の外側に設けられた絶縁碍子と、前記
絶縁碍子の外側に設けられた主体金具と、前記中心電極
の先端部との間に火花放電ギャップを隔てて対向する対
向部を有する接地電極とを備え、前記先端部及び前記対
向部の少なくともいずれか一方にイリジウムを主成分と
する放電チップを有するスパークプラグであって、前記
放電チップは、添加元素の含有率が３５ｗｔ％以下で、
内部亀裂の全長が０．０３ｍｍ以下であることを特徴と
する。
極と、該中心電極の外側に設けられた絶縁碍子と、前記
絶縁碍子の外側に設けられた主体金具と、前記中心電極
の先端部との間に火花放電ギャップを隔てて対向する対
向部を有する接地電極とを備え、前記先端部及び前記対
向部の少なくともいずれか一方にイリジウムを主成分と
する放電チップを有するスパークプラグであって、前記
放電チップは、添加元素の含有率が３５ｗｔ％以下で、
内部亀裂の全長が０．０３ｍｍ以下であることを特徴と
する。
【００１４】請求項５記載の放電チップの製造方法は、
イリジウムを主成分として添加元素の含有率が３５ｗｔ
％以下のイリジウム合金のインゴットから開始して、熱
間溝ロール加工と、該熱間溝ロール加工の後に熱間伸線
加工とが含まれる熱間加工を施して線材とし、該線材を
所定長さに切断して放電チップを製造する放電チップの
製造方法であって、前記熱間溝ロール加工時のロール温
度及び前記熱間伸線加工時のダイス温度が、ともに７１
０〜１０８０℃であることを特徴とする。
イリジウムを主成分として添加元素の含有率が３５ｗｔ
％以下のイリジウム合金のインゴットから開始して、熱
間溝ロール加工と、該熱間溝ロール加工の後に熱間伸線
加工とが含まれる熱間加工を施して線材とし、該線材を
所定長さに切断して放電チップを製造する放電チップの
製造方法であって、前記熱間溝ロール加工時のロール温
度及び前記熱間伸線加工時のダイス温度が、ともに７１
０〜１０８０℃であることを特徴とする。
【００１５】請求項６記載の放電チップの製造方法は、
イリジウムを主成分として添加元素の含有率が３５ｗｔ
％以下のイリジウム合金のインゴットから開始して、熱
間溝ロール加工と、該熱間溝ロール加工の後に熱間伸線
加工とが含まれる熱間加工を施して線材とし、該線材を
所定長さに切断して放電チップを製造する放電チップの
製造方法であって、前記熱間溝ロール加工及び熱間伸線
加工時の伸線速度が、ともに８００〜１４００ｍｍ／分
であることを特徴とする。
イリジウムを主成分として添加元素の含有率が３５ｗｔ
％以下のイリジウム合金のインゴットから開始して、熱
間溝ロール加工と、該熱間溝ロール加工の後に熱間伸線
加工とが含まれる熱間加工を施して線材とし、該線材を
所定長さに切断して放電チップを製造する放電チップの
製造方法であって、前記熱間溝ロール加工及び熱間伸線
加工時の伸線速度が、ともに８００〜１４００ｍｍ／分
であることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】請求項１〜３記載の放電チップを
有するスパークプラグにおいては、その放電チップはイ
リジウムを主成分として添加元素の含有率が３５ｗｔ％
以下のイリジウム合金のインゴットから開始して、熱間
溝ロール加工を施した後、熱間伸線加工を施して線材と
し、その線材を所定長さに切断して得られたものであ
る。また、請求項５及び６記載の放電チップの製造方法
においては、イリジウムを主成分として添加元素の含有
率が３５ｗｔ％以下のイリジウム合金のインゴットから
開始して、熱間溝ロール加工を施した後、熱間伸線加工
を施して線材とし、その線材を所定長さに切断して放電
チップにする。なお、インゴットは、熱間加工に先立っ
て、ロール温度及びダイス温度以上の適宜の温度、例え
ば１３００℃以上に加熱される。
有するスパークプラグにおいては、その放電チップはイ
リジウムを主成分として添加元素の含有率が３５ｗｔ％
以下のイリジウム合金のインゴットから開始して、熱間
溝ロール加工を施した後、熱間伸線加工を施して線材と
し、その線材を所定長さに切断して得られたものであ
る。また、請求項５及び６記載の放電チップの製造方法
においては、イリジウムを主成分として添加元素の含有
率が３５ｗｔ％以下のイリジウム合金のインゴットから
開始して、熱間溝ロール加工を施した後、熱間伸線加工
を施して線材とし、その線材を所定長さに切断して放電
チップにする。なお、インゴットは、熱間加工に先立っ
て、ロール温度及びダイス温度以上の適宜の温度、例え
ば１３００℃以上に加熱される。
【００１７】この熱間加工に際して、請求項１または３
記載のように、熱間溝ロール加工時のロール温度及び熱
間伸線加工時のダイス温度を、ともに７１０〜１０８０
℃の範囲とすると、内部亀裂の発生を抑止できる。ここ
では、ロール温度またはダイス温度が７１０℃を下回る
状態では被加工材が硬すぎて亀裂が発生し、１０８０℃
を上回ると再結晶によって結晶組織が粗大化するために
亀裂が発生するものと考えられ、ロール温度及びダイス
温度を７１０〜１０８０℃とすることで亀裂の発生が抑
止されると思われる。
記載のように、熱間溝ロール加工時のロール温度及び熱
間伸線加工時のダイス温度を、ともに７１０〜１０８０
℃の範囲とすると、内部亀裂の発生を抑止できる。ここ
では、ロール温度またはダイス温度が７１０℃を下回る
状態では被加工材が硬すぎて亀裂が発生し、１０８０℃
を上回ると再結晶によって結晶組織が粗大化するために
亀裂が発生するものと考えられ、ロール温度及びダイス
温度を７１０〜１０８０℃とすることで亀裂の発生が抑
止されると思われる。
【００１８】ロール及びダイスは、例えばバーナ等の加
熱手段によって加熱することで上述の温度範囲に保つこ
とができる。また、請求項２または３記載のように、熱
間溝ロール加工及び熱間伸線加工時の伸線速度を、とも
に８００〜１４００ｍｍ／分の範囲としても、内部亀裂
の発生を抑止できる。
熱手段によって加熱することで上述の温度範囲に保つこ
とができる。また、請求項２または３記載のように、熱
間溝ロール加工及び熱間伸線加工時の伸線速度を、とも
に８００〜１４００ｍｍ／分の範囲としても、内部亀裂
の発生を抑止できる。
【００１９】したがって、請求項３記載のように、熱間
溝ロール加工時のロール温度及び熱間伸線加工時のダイ
ス温度を、ともに７１０〜１０８０℃の範囲とし、熱間
溝ロール加工及び熱間伸線加工時の伸線速度を、ともに
８００〜１４００ｍｍ／分の範囲とすることにより、一
層良好に内部亀裂を抑止できる。
溝ロール加工時のロール温度及び熱間伸線加工時のダイ
ス温度を、ともに７１０〜１０８０℃の範囲とし、熱間
溝ロール加工及び熱間伸線加工時の伸線速度を、ともに
８００〜１４００ｍｍ／分の範囲とすることにより、一
層良好に内部亀裂を抑止できる。
【００２０】特に、ロール温度及びダイス温度を、とも
に７１０〜９２０℃の範囲とし、熱間溝ロール加工及び
熱間伸線加工時の伸線速度を、ともに９００〜１１００
ｍｍ／分の範囲とすれば、実質的に内部亀裂のない放電
チップを得ることができる。なお、本発明の方法を実施
する際の溝ロール加工及び伸線加工時の減面率は９７〜
９８％が推奨されるが、この範囲に限定されるわけでは
なく、例えば実験に基づいて好適な減面率を設定すれば
よい。
に７１０〜９２０℃の範囲とし、熱間溝ロール加工及び
熱間伸線加工時の伸線速度を、ともに９００〜１１００
ｍｍ／分の範囲とすれば、実質的に内部亀裂のない放電
チップを得ることができる。なお、本発明の方法を実施
する際の溝ロール加工及び伸線加工時の減面率は９７〜
９８％が推奨されるが、この範囲に限定されるわけでは
なく、例えば実験に基づいて好適な減面率を設定すれば
よい。
【００２１】次に、請求項４記載の放電チップを有する
スパークプラグは、その放電チップは、添加元素の含有
率が３５ｗｔ％以下で、内部亀裂の全長が０．０３ｍｍ
以下であることを特徴とする。内部亀裂が皆無であれば
理想的だが、全長が０．０３ｍｍ以下の内部亀裂であれ
ば長期間の使用でも内部亀裂が進展することは少なく、
実用上問題が無い。この請求項４に記載のスパークプラ
グの放電チップは、例えば請求項１または２記載の放電
チップでも良いが、最も好適には請求項３記載の放電チ
ップが良い。
スパークプラグは、その放電チップは、添加元素の含有
率が３５ｗｔ％以下で、内部亀裂の全長が０．０３ｍｍ
以下であることを特徴とする。内部亀裂が皆無であれば
理想的だが、全長が０．０３ｍｍ以下の内部亀裂であれ
ば長期間の使用でも内部亀裂が進展することは少なく、
実用上問題が無い。この請求項４に記載のスパークプラ
グの放電チップは、例えば請求項１または２記載の放電
チップでも良いが、最も好適には請求項３記載の放電チ
ップが良い。
【００２２】また、イリジウム合金の添加元素として白
金、ルテニウム、レニウム、ロジウム、パラジウムのい
ずれか１種以上を用いることができる。これらの元素を
添加することによって例えば耐酸化性を向上させる等、
放電チップすなわちスパークプラグの性能の向上や寿命
の長期化が可能になる。
金、ルテニウム、レニウム、ロジウム、パラジウムのい
ずれか１種以上を用いることができる。これらの元素を
添加することによって例えば耐酸化性を向上させる等、
放電チップすなわちスパークプラグの性能の向上や寿命
の長期化が可能になる。
【００２３】
【実施例】次に、実施例により、発明の実施の形態をよ
り具体的に説明する。白金を５ｗｔ％含むイリジウム合
金（Ｉｒ−５Ｐｔ）のインゴット（断面形状は正方形、
１辺寸法は７ｍｍ）を１４００〜１４５０℃に加熱（図
８Ｓ１）してから、複数段の熱間溝ロール加工を施して
短径２ｍｍの正６角形の線材とした（図８Ｓ２）。な
お、ロール加工の各段毎の減面率は９７〜９８％であ
る。また、各段のロールは、予め目標温度に加熱してお
き、加工中もその温度を維持した。
り具体的に説明する。白金を５ｗｔ％含むイリジウム合
金（Ｉｒ−５Ｐｔ）のインゴット（断面形状は正方形、
１辺寸法は７ｍｍ）を１４００〜１４５０℃に加熱（図
８Ｓ１）してから、複数段の熱間溝ロール加工を施して
短径２ｍｍの正６角形の線材とした（図８Ｓ２）。な
お、ロール加工の各段毎の減面率は９７〜９８％であ
る。また、各段のロールは、予め目標温度に加熱してお
き、加工中もその温度を維持した。
【００２４】この熱間ロール加工に続いて、複数段の熱
間ダイス伸線加工を施して最終的に断面形状が円形で直
径０．４ｍｍの線材とした（図８Ｓ３）。なお、伸線加
工の各段毎の減面率は９７〜９８％である。また、各段
のダイスは、予め目標温度に加熱しておき、加工中もそ
の温度を維持した。そして、室温に放置した後、所定長
さに切断することにより放電チップが得られる（図８Ｓ
４）。
間ダイス伸線加工を施して最終的に断面形状が円形で直
径０．４ｍｍの線材とした（図８Ｓ３）。なお、伸線加
工の各段毎の減面率は９７〜９８％である。また、各段
のダイスは、予め目標温度に加熱しておき、加工中もそ
の温度を維持した。そして、室温に放置した後、所定長
さに切断することにより放電チップが得られる（図８Ｓ
４）。
【００２５】この熱間加工におけるロール及びダイス温
度と伸線速度をさまざまに変更して比較した結果を図３
に示す。図３にＡ、Ｂ、Ｃで示される各線材を切断して
放電チップを複数製造し、それぞれの内部亀裂を調べ
た。また、図４には各放電チップの断面をＳＥＭにて観
察した写真（倍率１００倍）を示す。Ａの線材にて製造
した放電チップのいずれにも内部亀裂はなかった。Ｂの
線材にて製造した放電チップには０．０３ｍｍ以下の内
部亀裂を有するものが数％あったが、０．０３ｍｍを超
える内部亀裂を有するものはなかった。Ｃの線材にて製
造した放電チップには０．０３ｍｍを超える内部亀裂を
有するものが数％あった。
度と伸線速度をさまざまに変更して比較した結果を図３
に示す。図３にＡ、Ｂ、Ｃで示される各線材を切断して
放電チップを複数製造し、それぞれの内部亀裂を調べ
た。また、図４には各放電チップの断面をＳＥＭにて観
察した写真（倍率１００倍）を示す。Ａの線材にて製造
した放電チップのいずれにも内部亀裂はなかった。Ｂの
線材にて製造した放電チップには０．０３ｍｍ以下の内
部亀裂を有するものが数％あったが、０．０３ｍｍを超
える内部亀裂を有するものはなかった。Ｃの線材にて製
造した放電チップには０．０３ｍｍを超える内部亀裂を
有するものが数％あった。
【００２６】次に、Ａの線材にて製造した放電チップ
（実施例Ａ）、Ｂの線材にて製造した放電チップの内で
０．０３ｍｍ以下の内部亀裂を有するもの（実施例Ｂ）
及びＣの線材にて製造した放電チップの内で０．０３ｍ
ｍを超える内部亀裂を有するもの（比較例Ｃ）を、それ
ぞれ中心電極に取付けたスパークプラグをガソリンエン
ジンに装着して、５０００ｒｐｍ×Ｗ．Ｏ．Ｔ．×４０
０Ｈｒｓの実機耐久試験を行った。
（実施例Ａ）、Ｂの線材にて製造した放電チップの内で
０．０３ｍｍ以下の内部亀裂を有するもの（実施例Ｂ）
及びＣの線材にて製造した放電チップの内で０．０３ｍ
ｍを超える内部亀裂を有するもの（比較例Ｃ）を、それ
ぞれ中心電極に取付けたスパークプラグをガソリンエン
ジンに装着して、５０００ｒｐｍ×Ｗ．Ｏ．Ｔ．×４０
０Ｈｒｓの実機耐久試験を行った。
【００２７】その結果を図５、図６及び図７に示す。図
５は、比較例Ｃの実機耐久試験における１００Ｈｒ後の
放電チップ周り及び断面組織の拡大写真、図６は、実施
例Ａ、Ｂ及び比較例Ｃの実機耐久試験における２００Ｈ
ｒ後の放電チップ周り及び断面組織の拡大写真である。
また、図７は、耐久時間に対する放電ギャップの増加量
をグラフに表したものである。この結果からわかるよう
に、実施例Ａの放電チップはまったく問題がなく、また
実施例Ｂの放電チップには亀裂の進展は認められず問題
はなかった。しかし、比較例Ｃの放電チップは、耐久試
験開始後２００Ｈｒ程度で明らかに亀裂の進展によると
見られる消耗増大が見られ、２８０Ｈｒ時点で、放電チ
ップの一部が欠落した。この結果から、実施例Ａ、Ｂの
放電チップは耐久性に優れていることが確認できる。す
なわち、放電チップに初期的な内部亀裂が存在しない、
あるいは初期的な内部亀裂があっても０．０３ｍｍを超
えていなければ耐久性に優れている。
５は、比較例Ｃの実機耐久試験における１００Ｈｒ後の
放電チップ周り及び断面組織の拡大写真、図６は、実施
例Ａ、Ｂ及び比較例Ｃの実機耐久試験における２００Ｈ
ｒ後の放電チップ周り及び断面組織の拡大写真である。
また、図７は、耐久時間に対する放電ギャップの増加量
をグラフに表したものである。この結果からわかるよう
に、実施例Ａの放電チップはまったく問題がなく、また
実施例Ｂの放電チップには亀裂の進展は認められず問題
はなかった。しかし、比較例Ｃの放電チップは、耐久試
験開始後２００Ｈｒ程度で明らかに亀裂の進展によると
見られる消耗増大が見られ、２８０Ｈｒ時点で、放電チ
ップの一部が欠落した。この結果から、実施例Ａ、Ｂの
放電チップは耐久性に優れていることが確認できる。す
なわち、放電チップに初期的な内部亀裂が存在しない、
あるいは初期的な内部亀裂があっても０．０３ｍｍを超
えていなければ耐久性に優れている。
【００２８】図３〜図７に示すところから明らかなよう
に、ロール及びダイス温度が７１０〜１０８０℃、伸線
速度が８００〜１４００ｍｍ／分の範囲内であると、
０．０３ｍｍを超える内部亀裂は発生しない。特に、ロ
ール及びダイス温度が７１０〜９２０℃、伸線速度が９
００〜１１００ｍｍ／分の範囲内であると、内部亀裂は
皆無であり、きわめて良好な結果となった。
に、ロール及びダイス温度が７１０〜１０８０℃、伸線
速度が８００〜１４００ｍｍ／分の範囲内であると、
０．０３ｍｍを超える内部亀裂は発生しない。特に、ロ
ール及びダイス温度が７１０〜９２０℃、伸線速度が９
００〜１１００ｍｍ／分の範囲内であると、内部亀裂は
皆無であり、きわめて良好な結果となった。
【００２９】さらに、Ｉｒ−１０Ｐｔ、Ｉｒ−１０Ｒ
ｈ、Ｉｒ−２０Ｒｈ、Ｉｒ−１３Ｐｔ−１０Ｒｈ、Ｉｒ
−３Ｐｄ、Ｉｒ−５Ｒｕ、Ｉｒ−５Ｒｅ、Ｉｒ−１２Ｒ
ｅ−５Ｒｈ、Ｉｒ−１２Ｒｅ−１０Ｒｈ、Ｉｒ−２２Ｒ
ｅ−１０Ｒｈ、Ｉｒ−１２Ｒｕ−５Ｒｈ、Ｉｒ−１２Ｒ
ｕ−１０Ｒｈ、Ｉｒ−２２Ｒｕ−１０Ｒｈの各イリジウ
ム合金のインゴットに、ロール及びダイス温度と伸線速
度を変えて上述と同様の熱間加工を施したが、ロール及
びダイス温度と伸線速度に対応する加工結果は、図３に
示されるものと同様であった。
ｈ、Ｉｒ−２０Ｒｈ、Ｉｒ−１３Ｐｔ−１０Ｒｈ、Ｉｒ
−３Ｐｄ、Ｉｒ−５Ｒｕ、Ｉｒ−５Ｒｅ、Ｉｒ−１２Ｒ
ｅ−５Ｒｈ、Ｉｒ−１２Ｒｅ−１０Ｒｈ、Ｉｒ−２２Ｒ
ｅ−１０Ｒｈ、Ｉｒ−１２Ｒｕ−５Ｒｈ、Ｉｒ−１２Ｒ
ｕ−１０Ｒｈ、Ｉｒ−２２Ｒｕ−１０Ｒｈの各イリジウ
ム合金のインゴットに、ロール及びダイス温度と伸線速
度を変えて上述と同様の熱間加工を施したが、ロール及
びダイス温度と伸線速度に対応する加工結果は、図３に
示されるものと同様であった。
【００３０】なお、この実施例は、本発明の実施形態の
一例であり、本発明はこのような実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざま
に実施できることは言うまでもない。
一例であり、本発明はこのような実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざま
に実施できることは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】請求項１〜３記載の放電チップを有する
スパークプラグは、その放電チップが内部系列のない、
あるいは内部亀裂の小さいものであるため、スパークプ
ラグの着火性の確保と長寿命化の両立が可能になる。
スパークプラグは、その放電チップが内部系列のない、
あるいは内部亀裂の小さいものであるため、スパークプ
ラグの着火性の確保と長寿命化の両立が可能になる。
【００３２】特に、請求項３記載によれば、一層良好に
放電チップの内部亀裂を抑止でき、上述の効果をさらに
向上させることができる。請求項５、６記載の放電チッ
プの製造方法によれば、内部亀裂のない、あるいは内部
亀裂が小さい放電チップを製造できる。
放電チップの内部亀裂を抑止でき、上述の効果をさらに
向上させることができる。請求項５、６記載の放電チッ
プの製造方法によれば、内部亀裂のない、あるいは内部
亀裂が小さい放電チップを製造できる。
【００３３】さらに、請求項４記載の放電チップを有す
るスパークプラグは、放電チップに全長が０．０３ｍｍ
を超える内部亀裂が存在しないことから、長期の使用に
よって内部亀裂が進展して放電チップが欠けることはな
く、長寿命を確保できる。また、放電チップ及び中心電
極の小径化によって希薄燃焼時の着火性の低下を防止で
きる。よって、着火性の確保と長寿命化が両立してい
る。
るスパークプラグは、放電チップに全長が０．０３ｍｍ
を超える内部亀裂が存在しないことから、長期の使用に
よって内部亀裂が進展して放電チップが欠けることはな
く、長寿命を確保できる。また、放電チップ及び中心電
極の小径化によって希薄燃焼時の着火性の低下を防止で
きる。よって、着火性の確保と長寿命化が両立してい
る。
【００３４】また、例えば放電チップの耐酸化性を向上
させる等の目的で、白金、ルテニウム、レニウム、ロジ
ウム、パラジウムのいずれか１種以上を添加したイリジ
ウム合金の放電チップの製造に適している。
させる等の目的で、白金、ルテニウム、レニウム、ロジ
ウム、パラジウムのいずれか１種以上を添加したイリジ
ウム合金の放電チップの製造に適している。
【図１】 スパークプラグの構造の例示図である。
【図２】 図１のスパークプラグの電極付近の拡大図で
ある。
ある。
【図３】 実施例の熱間加工におけるロール及びダイス
の温度並びに伸線速度と加工結果の対応図である。
の温度並びに伸線速度と加工結果の対応図である。
【図４】 実施例及び比較例の放電チップの断面の金属
組織のＳＥＭ写真である。
組織のＳＥＭ写真である。
【図５】 比較例の放電チップに実機耐久試験を行った
際の金属組織のＳＥＭ写真である。
際の金属組織のＳＥＭ写真である。
【図６】 実施例及び比較例の放電チップに実機耐久試
験を行った際の金属組織のＳＥＭ写真である。
験を行った際の金属組織のＳＥＭ写真である。
【図７】 実施例及び比較例の放電チップの実機耐久試
験における耐久時間に対する放電ギャップの増加量のグ
ラフである。
験における耐久時間に対する放電ギャップの増加量のグ
ラフである。
【図８】 実施例の放電チップ放電チップの加工手順を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
１０…スパークプラグ １２…絶縁碍子 １３…軸
孔 １４…端子電極 １５…ガラスシール材 １６…抵
抗体 １７…中心電極 １８…主体金具 １９…環状端面 ２０…接地電極 ２１…火花ギャップ ２２…放電
チップ ２３…放電チップ
孔 １４…端子電極 １５…ガラスシール材 １６…抵
抗体 １７…中心電極 １８…主体金具 １９…環状端面 ２０…接地電極 ２１…火花ギャップ ２２…放電
チップ ２３…放電チップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８３ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８３ ６９４ ６９４Ｂ
Claims (6)
- 【請求項１】 中心電極と、該中心電極の外側に設けら
れた絶縁碍子と、前記絶縁碍子の外側に設けられた主体
金具と、前記中心電極の先端部との間に火花放電ギャッ
プを隔てて対向する対向部を有する接地電極とを備え、 前記先端部及び前記対向部の少なくともいずれか一方に
イリジウムを主成分とする放電チップを有するスパーク
プラグであって、 前記放電チップは、添加元素の含有率が３５ｗｔ％以下
のイリジウム合金のインゴットから開始して、熱間溝ロ
ール加工に使用するロール温度と該熱間溝ロール加工の
後に実施される熱間伸線加工に使用するダイス温度がと
もに７１０〜１０８０℃とすることによって熱間加工を
施して線材とし、該線材を所定長さに切断して得られる
ものであることを特徴とするスパークプラグ。 - 【請求項２】 中心電極と、該中心電極の外側に設けら
れた絶縁碍子と、前記絶縁碍子の外側に設けられた主体
金具と、前記中心電極の先端部との間に火花放電ギャッ
プを隔てて対向する対向部を有する接地電極とを備え、 前記先端部及び前記対向部の少なくともいずれか一方に
イリジウムを主成分とする放電チップを有するスパーク
プラグであって、 前記放電チップは、添加元素の含有率が３５ｗｔ％以下
のイリジウム合金のインゴットから開始して、熱間溝ロ
ール加工時の伸線速度と該熱間溝ロール加工の後に実施
される熱間伸線加工時の伸線速度がともに８００〜１４
００ｍｍ／分とすることによって熱間加工を施して線材
とし、該線材を所定長さに切断して得られるものである
ことを特徴とするスパークプラグ。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のスパークプラグ
において、 前記熱間溝ロール加工時のロール温度及び前記熱間伸線
加工時のダイス温度が、ともに７１０〜１０８０℃であ
り、 前記熱間溝ロール加工及び熱間伸線加工時の伸線速度
が、ともに８００〜１４００ｍｍ／分であることを特徴
とするスパークプラグ。 - 【請求項４】 中心電極と、該中心電極の外側に設けら
れた絶縁碍子と、前記絶縁碍子の外側に設けられた主体
金具と、前記中心電極の先端部との間に火花放電ギャッ
プを隔てて対向する対向部を有する接地電極とを備え、 前記先端部及び前記対向部の少なくともいずれか一方に
イリジウムを主成分とする放電チップを有するスパーク
プラグであって、 前記放電チップは、添加元素の含有率が３５ｗｔ％以下
で、内部亀裂の全長が０．０３ｍｍ以下であることを特
徴とするスパークプラグ。 - 【請求項５】 イリジウムを主成分として添加元素の含
有率が３５ｗｔ％以下のイリジウム合金のインゴットか
ら開始して、熱間溝ロール加工と、該熱間溝ロール加工
の後に熱間伸線加工とが含まれる熱間加工を施して線材
とし、該線材を所定長さに切断して放電チップを製造す
る放電チップの製造方法であって、 前記熱間溝ロール加工時のロール温度及び前記熱間伸線
加工時のダイス温度が、ともに７１０〜１０８０℃であ
ることを特徴とする放電チップの製造方法。 - 【請求項６】 イリジウムを主成分として添加元素の含
有率が３５ｗｔ％以下のイリジウム合金のインゴットか
ら開始して、熱間溝ロール加工と、該熱間溝ロール加工
の後に熱間伸線加工とが含まれる熱間加工を施して線材
とし、該線材を所定長さに切断して放電チップを製造す
る放電チップの製造方法であって、 前記熱間溝ロール加工及び熱間伸線加工時の伸線速度
が、ともに８００〜１４００ｍｍ／分であることを特徴
とする放電チップの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11138635A JP2000331770A (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | スパークプラグ及び放電チップの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11138635A JP2000331770A (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | スパークプラグ及び放電チップの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000331770A true JP2000331770A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15226660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11138635A Pending JP2000331770A (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | スパークプラグ及び放電チップの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000331770A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7131191B2 (en) | 2003-04-15 | 2006-11-07 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method for manufacturing noble metal electric discharge chips for spark plugs |
| WO2012090714A1 (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 田中貴金属工業株式会社 | イリジウム含有合金からなる金属線材 |
| US8436520B2 (en) | 2010-07-29 | 2013-05-07 | Federal-Mogul Ignition Company | Electrode material for use with a spark plug |
| US8471451B2 (en) | 2011-01-05 | 2013-06-25 | Federal-Mogul Ignition Company | Ruthenium-based electrode material for a spark plug |
| US8575830B2 (en) | 2011-01-27 | 2013-11-05 | Federal-Mogul Ignition Company | Electrode material for a spark plug |
| US8760044B2 (en) | 2011-02-22 | 2014-06-24 | Federal-Mogul Ignition Company | Electrode material for a spark plug |
| US8766519B2 (en) | 2011-06-28 | 2014-07-01 | Federal-Mogul Ignition Company | Electrode material for a spark plug |
| US8890399B2 (en) | 2012-05-22 | 2014-11-18 | Federal-Mogul Ignition Company | Method of making ruthenium-based material for spark plug electrode |
| US8979606B2 (en) | 2012-06-26 | 2015-03-17 | Federal-Mogul Ignition Company | Method of manufacturing a ruthenium-based spark plug electrode material into a desired form and a ruthenium-based material for use in a spark plug |
| US10044172B2 (en) | 2012-04-27 | 2018-08-07 | Federal-Mogul Ignition Company | Electrode for spark plug comprising ruthenium-based material |
-
1999
- 1999-05-19 JP JP11138635A patent/JP2000331770A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE41944E1 (en) | 2003-04-15 | 2010-11-23 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method for manufacturing noble metal electric discharge chips for spark plugs |
| US7131191B2 (en) | 2003-04-15 | 2006-11-07 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method for manufacturing noble metal electric discharge chips for spark plugs |
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| KR101531454B1 (ko) * | 2010-12-27 | 2015-06-25 | 다나카 기킨조쿠 고교 가부시키가이샤 | 이리듐 함유 합금으로 이루어지는 금속 선재 |
| WO2012090714A1 (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 田中貴金属工業株式会社 | イリジウム含有合金からなる金属線材 |
| JP2012136733A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | イリジウム含有合金からなる金属線材 |
| US10047415B2 (en) | 2010-12-27 | 2018-08-14 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | Metallic wire rod comprising iridium-containing alloy |
| US8471451B2 (en) | 2011-01-05 | 2013-06-25 | Federal-Mogul Ignition Company | Ruthenium-based electrode material for a spark plug |
| US8575830B2 (en) | 2011-01-27 | 2013-11-05 | Federal-Mogul Ignition Company | Electrode material for a spark plug |
| US8760044B2 (en) | 2011-02-22 | 2014-06-24 | Federal-Mogul Ignition Company | Electrode material for a spark plug |
| US8766519B2 (en) | 2011-06-28 | 2014-07-01 | Federal-Mogul Ignition Company | Electrode material for a spark plug |
| US10044172B2 (en) | 2012-04-27 | 2018-08-07 | Federal-Mogul Ignition Company | Electrode for spark plug comprising ruthenium-based material |
| US8890399B2 (en) | 2012-05-22 | 2014-11-18 | Federal-Mogul Ignition Company | Method of making ruthenium-based material for spark plug electrode |
| US8979606B2 (en) | 2012-06-26 | 2015-03-17 | Federal-Mogul Ignition Company | Method of manufacturing a ruthenium-based spark plug electrode material into a desired form and a ruthenium-based material for use in a spark plug |
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