JP2003317896A - スパークプラグ - Google Patents

スパークプラグ

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JP2003317896A
JP2003317896A JP2002353846A JP2002353846A JP2003317896A JP 2003317896 A JP2003317896 A JP 2003317896A JP 2002353846 A JP2002353846 A JP 2002353846A JP 2002353846 A JP2002353846 A JP 2002353846A JP 2003317896 A JP2003317896 A JP 2003317896A
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tip
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恒円 堀
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    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
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    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/39—Selection of materials for electrodes

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電ギャップを隔てた中心電極および接地電
極の対向面に貴金属チップを固定してなるスパークプラ
グにおいて、貴金属チップの耐消耗性を向上させる。 【解決手段】 接地電極４０における貴金属チップ４５
は、接地電極４０の対向面４３からの突き出し量ｔが
０．３ｍｍ以上であり、耐酸化揮発性が中心電極３０に
おける貴金属チップ３５よりも優れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパークプラグに
関し、特に、中心電極および接地電極に細形状の貴金属
チップを接合することにより高着火性を具備した上で、
貴金属チップの耐消耗性を改善し、従来よりもさら熱負
荷の厳しいエンジンに適合できる内燃機関用スパークプ
ラグに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、特開昭５２−３６２３７号公
報に記載されているように、高着火性を有するスパーク
プラグを得るために、中心電極および接地電極をともに
電極支持部から突起させ、かつ細電極とすることが提案
されている。
【０００３】さらに、電極の耐消耗性を確保するため
に、細電極の構成として、例えばＰｔ、Ｐｄ、Ａｕ等ま
たはこれらの合金からなる貴金属チップを中心電極およ
び接地電極の放電ギャップを隔てた対向面に固着したも
のが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
高出力、低燃費、低排出ガス等のエンジンにおける傾向
により、従来のエンジンに比して高温の燃焼雰囲気とな
り、スパークプラグの電極温度が非常に高くなってく
る。
【０００５】さらに、接地電極においては、細形状の貴
金属チップが突き出した構成をとった場合、該貴金属チ
ップがヒートスポットとなり加速的に消耗してしまい、
短時間で寿命に至るいった問題が顕在化してきた。
【０００６】本発明は上記問題に鑑み、放電ギャップを
隔てた中心電極および接地電極の対向面に貴金属チップ
を固定してなるスパークプラグにおいて、貴金属チップ
の耐消耗性を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、鋭意検討を行った。貴金属チップの消耗は、放電エ
ネルギーによる溶融によって消耗する火花消耗と、高温
による酸化揮発によって消耗する酸化揮発消耗の合計で
あるが、中心電極と接地電極とでは、貴金属チップの消
耗形態が異なるためそれぞれの割合に大きく差が生じ
る。ここで、酸化揮発消耗は、高温によりチップ表面に
酸化膜が形成され該酸化膜が脱落して消耗するものと推
定される。
【０００８】一般に、中心電極における貴金属チップは
マイナス極性であるため、火花消耗の割合が高く、酸化
揮発消耗は少ない。これに対し、接地電極における貴金
属チップは中心電極に比べて温度が高いため、酸化揮発
消耗の割合が高いが、プラス極性であるため火花消耗は
少ない。
【０００９】そこで、上記知見に鑑み、中心電極の貴金
属チップ、接地電極の貴金属チップをそれぞれの消耗形
態に適応した材料組成とすることに着目し、実験検討し
た結果、本発明を創出するに至った。
【００１０】すなわち、請求項１に記載の発明では、中
心電極（３０）と、中心電極と放電ギャップ（５０）を
介して対向する接地電極（４０）とを備え、中心電極お
よび接地電極における互いの対向面（３２、４３）に
は、それぞれ貴金属チップ（３５、４５）が固定されて
いるスパークプラグにおいて、接地電極における貴金属
チップ（４５）は、接地電極の対向面からの突き出し量
ｔが０．３ｍｍ以上であり、耐酸化揮発性が中心電極に
おける貴金属チップ（３５）よりも優れていることを特
徴とする。
【００１１】本発明者の検討によれば、着火性を向上さ
せるために接地電極における貴金属チップを接地電極の
対向面から突き出させたとき、その突き出し量ｔが０．
３ｍｍ以上の場合に、接地電極における貴金属チップの
消耗形態は、火花消耗よりも酸化揮発消耗の割合が高く
なることがわかった（図３、図４参照）。
【００１２】そこで、本発明のように、突き出し量ｔが
０．３ｍｍ以上の場合に、接地電極における貴金属チッ
プを、中心電極における貴金属チップよりも耐酸化揮発
性に優れたものにすることで、特に接地電極における貴
金属チップの耐消耗性を向上させることができる。
【００１３】また、請求項２に記載の発明では、中心電
極（３０）および接地電極（４０）における貴金属チッ
プ（３５、４５）を大気中、１１００℃で３０時間放置
した後の中心電極における貴金属チップ（３５）の最大
酸化揮発幅Ｌｍａｘ１に対する接地電極における貴金属
チップ（４５）の最大酸化揮発幅Ｌｍａｘ２の比Ｌｍａ
ｘ２／Ｌｍａｘ１を酸化揮発比Ｘとしたとき、Ｘ≦０．
８であることを特徴とする。
【００１４】上記酸化揮発比Ｘが１よりも小さい場合
に、実質的に、接地電極における貴金属チップのほうが
中心電極における貴金属チップよりも耐酸化揮発性に優
れたものになると言えるが、本発明者の検討によれば、
酸化揮発比Ｘが０．８以下であれば、接地電極における
貴金属チップの酸化揮発消耗を大幅に低減することがで
きる（図６参照）。
【００１５】また、請求項３に記載の発明では、接地電
極（４０）における貴金属チップ（４５）の断面積Ａは
０．１ｍｍ2以上１．１５ｍｍ2以下であり、突き出し量
ｔは１．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】接地電極における貴金属チップにおいて、
断面積Ａおよび突き出し量ｔが上記範囲であれば、耐消
耗性の向上と高着火性との両立にとって有利である。
【００１７】ちなみに、断面積Ａが０．１ｍｍ2未満で
あるとチップの消耗量が大幅に増大しやすくなり（図７
参照）、１．１５ｍｍ2超であると高着火性の確保が困
難になりやすい。また、突き出し量ｔが１．５ｍｍより
大であると、やはりチップ消耗量が大幅に増大しやすい
（図８参照）。
【００１８】また、本発明者は、接地電極における貴金
属チップの酸化揮発消耗による耐消耗性を向上させるた
めには、貴金属チップを構成する貴金属にそれ自体が酸
化しやすい添加物を加え、この添加物による酸化膜を形
成して一種の保護膜を形成してやれば良いのではないか
と考えた。
【００１９】そこで、高融点材であるＩｒ合金を用いた
貴金属チップにおいて、上記添加物の含有比を変えて耐
消耗性を調べるという検討を行った。請求項４に記載の
発明は、この検討結果に基づいてなされたものである。
【００２０】すなわち、請求項４に記載の発明では、中
心電極（３０）と、中心電極と放電ギャップ（５０）を
介して対向する接地電極（４０）とを備え、中心電極お
よび接地電極における互いの対向面（３２、４３）に
は、それぞれ貴金属チップ（３５、４５）が固定されて
いるスパークプラグにおいて、接地電極における貴金属
チップ（４５）は、接地電極の対向面からの突き出し量
ｔが０．３ｍｍ以上であり、中心電極および接地電極に
おける貴金属チップはともに、５０重量％を超えるＩｒ
に少なくとも１種の添加物を含有したＩｒ合金からな
り、接地電極における貴金属チップに含有される添加物
の合計は１５重量％以上であることを特徴とする。
【００２１】それによれば、中心電極および接地電極に
おける貴金属チップをともに、５０重量％以上のＩｒに
少なくとも１種の添加物を含有したＩｒ合金からなるも
のとすることで、高融点であり耐熱性に優れたチップ特
性を確保できる。
【００２２】さらに、接地電極における貴金属チップに
含有される添加物の合計は１５重量％以上５０重量以下
となるが、それにより、当該貴金属チップは耐消耗性が
大幅に向上する。ここで、当該添加物の合計が１５重量
％よりも小さいと、酸化揮発消耗を抑制することが困難
となり消耗量が増大し、また、５０重量％よりも大きい
と融点が低下してしまい消耗量が増大してしまう（図９
参照）。
【００２３】これらのことから、本発明のスパークプラ
グにおいても、貴金属チップの耐消耗性を向上させるこ
とができる。
【００２４】さらに、接地電極における貴金属チップに
含有される添加物の重量％の合計について、より好まし
い範囲を求めるべく検討を進めた結果、請求項５に記載
の発明を得るに至った。
【００２５】すなわち、請求項５に記載の発明では、接
地電極（４０）における貴金属チップ（４５）に含有さ
れる添加物の重量％の合計は、中心電極（３０）におけ
る貴金属チップ（３５）に含有される添加物の重量％の
合計の１．５倍以上であることを特徴とする。
【００２６】中心電極における貴金属チップに含有され
る添加物の添加量に関係なく、中心電極における貴金属
チップに含有される添加物の重量％の合計に対して、接
地電極における貴金属チップに含有される添加物の重量
％の合計が１．５倍以上であれば、接地電極における貴
金属チップも酸化揮発消耗を抑制し、スパークプラグの
寿命を拡大するためには有利である（図１０参照）。
【００２７】また、請求項６に記載の発明では、中心電
極（３０）と、中心電極と放電ギャップ（５０）を介し
て対向する接地電極（４０）とを備え、中心電極および
接地電極における互いの対向面（３２、４３）には、そ
れぞれ貴金属チップ（３５、４５）が固定されているス
パークプラグにおいて、接地電極における貴金属チップ
（４５）は、接地電極の対向面からの突き出し量ｔが
０．３ｍｍ以上であり、中心電極における貴金属チップ
（３５）は、５０重量％を越えるＩｒに少なくとも１種
の添加物を含有したＩｒ合金からなり、接地電極におけ
る貴金属チップは、５０重量％を越えるＰｔに少なくと
も１種の添加物を含有したＰｔ合金からなることを特徴
とする。
【００２８】それによれば、火花消耗の割合が高い中心
電極における貴金属チップに高融点材料であるＩｒ合金
を用い、酸化揮発消耗の割合が高い接地電極における貴
金属チップに耐酸化揮発性に優れるＰｔ合金を用いてい
るため、貴金属チップの耐消耗性を向上させることがで
きる。
【００２９】また、請求項４〜請求項６に記載のスパー
クプラグにおいても、請求項７に記載の発明のように、
接地電極（４０）における貴金属チップ（４５）の断面
積Ａは０．１ｍｍ2以上１．１５ｍｍ2以下であり、突き
出し量ｔは１．５ｍｍ以下であることが好ましい。これ
は、請求項３の発明と同様に理由による。
【００３０】また、請求項４〜請求項７に記載のスパー
クプラグにおいては、中心電極（３０）および接地電極
（４０）における貴金属チップ（３５、４５）に含有さ
れる添加物は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒ
ｕ、Ｏｓ、Ａｌ，Ｙ、Ｙ2Ｏ3、Ｒｅの少なくとも１種で
あることが好ましい。もちろん、これらの中から２種以
上の添加物、また、中心電極と接地電極とで異なる添加
物でも良い。
【００３１】また、請求項６に記載のスパークプラグに
おいては、請求項９に記載の発明のように、接地電極
（４０）における貴金属チップ（４５）に含有される添
加物がＰｔよりも融点が高いもののみからなり、且つ、
このような添加物が少なくとも１種含有されていること
が好ましい。
【００３２】接地電極における貴金属チップは、耐消耗
性を考えた場合にはＰｔのみすなわち添加物無しが良い
が、Ｐｔのみでは強度が弱く高温で割れや破損等の問題
がある。そのため、Ｐｔに少なくとも１種の添加物を含
有させ、チップの強度を確保することになる。
【００３３】このとき、当該添加物をＰｔよりも融点が
高いもののみとすることで、Ｐｔ１００％の貴金属チッ
プに比べても、実用的に耐消耗性に問題のない貴金属チ
ップを実現することができる（図１１参照）。
【００３４】また、請求項１０に記載の発明では、請求
項６または請求項９に記載のスパークプラグにおいて、
接地電極（４０）における貴金属チップ（４５）に含有
される添加物は、Ｐｔよりも線膨張係数が小さいものの
みであるとともに少なくとも１種含有されているもので
あり、接地電極における貴金属チップは、レーザ溶接に
より固定されていることを特徴とする。
【００３５】それによれば、接地電極における貴金属チ
ップにおいて、火花消耗性と接合信頼性とを両立させる
ためには好ましい。
【００３６】特に、請求項９に記載のスパークプラグの
ように、接地電極における貴金属チップに含有される添
加物がＰｔよりも融点が高いもののみからなる場合、そ
のような添加物は、Ｐｔよりも線膨張係数が小さいもの
である場合が多い。そのとき、接地電極における貴金属
チップをレーザ溶接により固定すれば、接合信頼性を容
易に確保することができる（図１２参照）。
【００３７】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は本発明の実施形態に係る内燃
機関用スパークプラグＳ１の全体構成を示す半断面図で
ある。このスパークプラグＳ１は、自動車用エンジンの
点火栓等に適用されるものであり、該エンジンの燃焼室
を区画形成するエンジンヘッド（図示せず）に設けられ
たネジ穴に挿入されて固定されるようになっている。
【００３９】スパークプラグＳ１は、導電性の鉄鋼材料
（例えば低炭素鋼等）等よりなる筒形状のハウジング
（取付金具）１０を有しており、このハウジング１０
は、図示しないエンジンブロックに固定するための取付
ネジ部１１を備えている。ハウジング１０の内部には、
アルミナセラミック（Ａｌ2Ｏ3）等からなる絶縁碍子
（絶縁体）２０が固定されており、この絶縁碍子２０の
一端部２１は、ハウジング１０の一端部１２から露出す
るように設けられている。
【００４０】絶縁碍子２０の軸孔２２には中心電極３０
が固定されており、この中心電極３０はハウジング１０
に対して絶縁保持されている。中心電極３０は、例え
ば、内材がＣｕ等の熱伝導性に優れた金属材料、外材が
Ｎｉ基合金等の耐熱性および耐食性に優れた金属材料に
より構成された円柱体で、図１に示すように、その一端
部３１が、絶縁碍子２０の一端部２１から露出するよう
に設けられている。
【００４１】一方、接地電極４０はＮｉ基合金等からな
る例えば角柱等の柱状形状をなしており、その一端部４
１が中心電極３０の一端部３１と放電ギャップ５０を介
して対向し、途中で曲げられて、その他端部４２にてハ
ウジング１０の一端部１２に抵抗溶接により固定されて
いる。
【００４２】ここで、図２は、スパークプラグＳ１にお
ける放電ギャップ５０近傍を拡大して示す説明図であ
る。図２に示すように、上記のように放電ギャップ５０
を介して中心電極３０の一端部３１の端面３２と接地電
極４０の一端部４１の側面４３とが対向して配置されて
おり、これら対向する面３２、４３は、放電ギャップ５
０を隔てた中心電極３０及び接地電極４０における互い
の対向面３２、４３として構成されている。
【００４３】そして、両方の対向面３２、４３には、そ
れぞれ貴金属チップ３５、４５が抵抗溶接やレーザ溶接
等により接合され固定されている。本例では、これら両
チップ３５、４５は円柱状であり、両チップ３５、４５
ともに、対向面３２、４３に対して抵抗溶接により接合
され固定されている。
【００４４】ここで、中心電極３０における貴金属チッ
プ３５を以下、中心電極側チップ３５といい、また、接
地電極４０における貴金属チップ４５を以下、接地電極
側チップ４５ということとする。
【００４５】また、接地電極４０側においては、放電部
の細径化を図り高着火性を実現するために、接地電極側
チップ４５は、接地電極４０の対向面４３から突き出し
量ｔだけ突き出た形となっている。そして、両チップ３
５、４５の最短距離Ｇが放電ギャップ５０として形成さ
れており、放電ギャップ５０の大きさＧは例えば１ｍｍ
程度である。
【００４６】このようなスパークプラグＳ１において
は、両電極３０、４０のチップ３５、４５間に形成され
た放電ギャップ５０において放電し、上記燃焼室内の混
合気に着火させる。着火後、火花ギャップ５０に形成さ
れた火炎核は、成長していき、燃焼室内にて燃焼が行わ
れるようになっている。
【００４７】そして、このスパークプラグＳ１は、次に
述べるような独自の構成を採用している。
【００４８】［第１の構成］まず、第１の特徴的な構成
として、接地電極側チップ４５は、接地電極４０の対向
面４３からの突き出し量ｔが０．３ｍｍ以上であり、耐
酸化揮発性が中心電極側チップ３５よりも優れている
（第１の構成）。この第１の構成を採用する根拠につい
て、図３、図４を参照して述べる。
【００４９】図３は、エンジン耐久評価を行い、接地電
極側チップ４５の突き出し量ｔ（単位：ｍｍ）がスパー
クプラグの寿命へ及ぼす影響をギャップ拡大量（単位：
ｍｍ）として調べた結果を示す図である。
【００５０】エンジン耐久評価は、アイドリング（９０
０ｒｐｍ）からスロットル全開（５０００ｒｐｍ）を複
合させた高速模擬パターンにて８００時間行った。これ
は、走行距離に換算すると約１０万ｋｍに相当する。
【００５１】ギャップ拡大量は、放電ギャップ５０の初
期ギャップからの拡大量である。図３では、各突き出し
量ｔにおいて、斜線ハッチングで示す分が中心電極側チ
ップ３５の消耗によるギャップ拡大分であり、点々ハッ
チングで示す分が接地電極側チップ４５の消耗によるギ
ャップ拡大分であり、これら両方のギャップ拡大分の合
計が、放電ギャップ５０のギャップ拡大量となる。
【００５２】例えば、突き出し量ｔが１．５ｍｍの場
合、中心電極側チップ３５の消耗によるギャップ拡大分
は０．２ｍｍであり、接地電極側チップ４５の消耗によ
るギャップ拡大分は０．４５ｍｍであり、トータルのギ
ャップ拡大量は０．６５ｍｍであることを示している。
【００５３】なお、図３に示す例は、評価に用いた貴金
属チップ３５、４５が、中心側、接地側ともに断面積
（チップ断面積）Ａが０．１ｍｍ2のＩｒ−１０Ｒｈ
（Ｉｒ９０重量％、Ｒｈ１０重量％の合金）である場合
を示す。これは、消耗に対してかなり厳しいレベルの条
件である。なお、チップの断面積Ａは、突き出し方向と
直交する方向の断面の面積である。
【００５４】また、突き出し量ｔが０のものは、接地電
極側チップ４５が接地電極４０の対向面４３に埋め込ま
れた形のもので、従来のスパークプラグである。従来で
は、接地電極側チップ４５が突き出たものは、チップが
ヒートスポットとなり加速的に消耗するため、実際に製
品としては実現されていない。
【００５５】図３より、従来のスパークプラグ形状（突
き出し量ｔ＝０）では、接地電極側チップ４５よりも中
心電極側チップ３５の消耗の方が多い。図示例では、中
心電極側チップの消耗分：接地電極側チップの消耗分＝
４：１である。これは、マイナス極性である中心電極３
０では、火花消耗が接地電極４０よりも多いためであ
り、この消耗形態がスパークプラグでは一般的である。
【００５６】これに対して、接地電極側チップ４５を接
地電極４０の対向面４３から突き出した形状において
は、突き出し量ｔが大きければ大きい程、接地電極側チ
ップ４５の消耗が多くなり、スパークプラグの寿命が短
縮してしまう。これは、上述したように、接地電極側チ
ップ４５を突き出すと、そこがヒートスポットとなり、
チップ温度が上昇し、高温による酸化揮発消耗が増大す
るためである。
【００５７】図４は、接地電極側チップ４５の突き出し
量ｔ（単位：ｍｍ）を変えたスパークプラグについて、
上記のエンジン耐久評価にて接地電極側チップ４５のみ
の消耗体積比を算出した結果を示す図である。
【００５８】図４において、黒丸プロットは上記図３と
同様に接地電極側チップ４５と中心電極側チップ３５と
を同じ組成の材料（同一材：Ｉｒ−１０Ｒｈ）を用いた
場合を示す。また、白丸プロットは中心電極側チップ３
５よりも耐酸化揮発性が優れている材料（耐酸化揮発性
向上材：Ｉｒ−３０Ｒｈ）を接地電極側チップ４５に用
いた場合を示す。また、各チップ３５、４５の断面積Ａ
は０．１ｍｍ2としており、消耗に対してかなり厳しい
レベルの条件としている。
【００５９】図４においては、突き出し量ｔが０である
同一材の場合における接地電極側チップ４５の消耗体積
を１と規格化している。例えば、突き出し量ｔが１．５
ｍｍである同一材の場合は、突き出し量ｔが０である同
一材の場合と比べて、接地電極側チップ４５の消耗体積
が約９倍に多くなっていることが示される。
【００６０】この図４より、中心電極側チップ３５と同
一材を接地電極側チップ４５に用いた場合は、上述した
ヒートスポットになるという理由により、突き出し量ｔ
が０．３ｍｍよりも大きいと接地電極側チップ４５の消
耗量が大幅に増大してしまうことがわかる。
【００６１】それに対して、耐酸化揮発性向上材を接地
電極側チップ４５に用いた場合は、突き出し量ｔが０．
３ｍｍよりも小さいと、わずかに消耗量が増加するもの
の、突き出し量ｔが０．３ｍｍ以上であれば消耗量を大
幅に低減することができることがわかる。
【００６２】これは、次のような理由による。突き出し
量ｔが０．３ｍｍより小さい場合、すなわち接地電極側
チップ４５がヒートスポットとならずにチップ温度がそ
れほど高くならない場合は、接地電極側チップ４５にお
いても、酸化揮発消耗よりも火花消耗の割合が高くな
る。そのため、耐酸化揮発性向上材を用いた接地電極側
チップ４５では、融点が低く火花消耗性が悪化してしま
う。
【００６３】耐酸化揮発性の向上のためには、貴金属チ
ップを構成する貴金属にそれ自体が酸化しやすい添加物
を加え、この添加物による酸化膜を形成して一種の保護
膜を形成してやれば良いと考えられる。そのため、耐酸
化揮発性向上材としては、中心電極側チップ３５よりも
添加元素量を増やしたものを用いると良い。
【００６４】本例では、中心電極側チップ３５のＩｒ−
１０Ｒｈに対して、添加元素Ｒｈを３０重量％と増やし
た耐酸化揮発性向上材を接地電極側チップ４５に用いて
いる。しかし、一般に添加元素量を増やすと融点は低下
してしまうため、突き出し量ｔが０．３ｍｍよりも小さ
く火花消耗の割合が高い場合には、耐酸化揮発性向上材
を用いた場合の方が消耗量が増加する。
【００６５】一方、突き出し量ｔが０．３ｍｍ以上の場
合、すなわち接地電極側チップ４５がヒートスポットと
なりチップ温度が極めて高くなる場合は、火花消耗より
も酸化揮発消耗の割合が高くなる。そのため、耐酸化揮
発性向上材を用いた場合は、同一材に対して大幅に消耗
量を低減することができる。
【００６６】このような図３および図４に示す検討結果
から、本実施形態では、接地電極側チップ４５は、突き
出し量ｔが０．３ｍｍ以上であり、かつ耐酸化揮発性が
中心電極側チップ３５よりも優れているという第１の構
成を採用する。それにより、接地電極側チップ４５の耐
消耗性を向上させることができ、チップ消耗量を大幅に
低減でき、スパークプラグＳ１の寿命を大幅に拡大する
ことができる。
【００６７】なお、上記図４に示す例では、中心電極側
チップ３５にＩｒ−１０Ｒｈ、接地電極側チップ４５に
Ｉｒ−３０Ｒｈを用いているが、これは一例であり、限
定するものではない。すなわち、チップの主成分、添加
物の種類を間わず接地電極側チップ４５に中心電極側チ
ップ３５よりも耐酸化揮発性に優れたチップを用いれ
ば、同様の効果は得られる。
【００６８】また、上記第１の構成においては、中心電
極側および接地電極側の両チップ３５、４５を大気中、
１１００℃で３０時間放置した後の中心電極側チップ３
５の最大酸化揮発幅Ｌｍａｘ１に対する接地電極側チッ
プ４５の最大酸化揮発幅Ｌｍａｘ２の比Ｌｍａｘ２／Ｌ
ｍａｘ１を酸化揮発比Ｘとしたとき、Ｘ≦０．８である
ことが好ましい。
【００６９】これは、接地電極側チップ４５の耐酸化揮
発性について、さらに具体的に評価し、その効果につい
て検討した結果に基づくものである。その検討結果の一
例を図５、図６を参照して述べる。
【００７０】図５は、耐酸化揮発性の評価方法を示す説
明図である。この方法は、中心電極側チップ３５、接地
電極側チップ４５を大気中、１１００℃という高温下で
３０時間放置した後のそれぞれの最大酸化揮発幅にて評
価するものである。
【００７１】各チップ３５、４５の試験前断面形状すな
わち初期形状は、図５中、破線にて示される。上記高温
下に放置した後、各チップ３５、４５は外周側から揮発
して消耗し、元の材質からなる健全部Ｋ１とこの健全部
Ｋ１の表面に形成された酸化層Ｋ２からなるものにな
る。
【００７２】図５に示すように、各最大酸化揮発幅Ｌｍ
ａｘ１、Ｌｍａｘ２は、初期形状から揮発して無くなっ
た揮発部Ｋ３の最大幅である。そして、接地電極側チッ
プ４５の最大酸化揮発幅Ｌｍａｘ２の中心電極側チップ
３５の最大酸化揮発幅Ｌｍａｘ１に対する比Ｌｍａｘ２
／Ｌｍａｘ１を酸化揮発比Ｘとしている。
【００７３】図６は、酸化揮発比Ｘが０．２〜１．２で
あるスパークプラグについて上記のエンジン耐久評価を
実施し、接地電極側チップ４５の消耗体積比を算出した
結果を示す図である。
【００７４】図６においては、酸化揮発比Ｘが０．２の
場合における接地電極側チップ４５の消耗体積を１と規
格化している。なお、評価に用いたチップは、接地電極
側チップ４５が断面積Ａ＝０．１ｍｍ2、突き出し量ｔ
＝１．５ｍｍと消耗に対してかなり厳しいレベルの条件
であり、中心電極側チップ３５の材料組成は全て同じで
ある。
【００７５】この図６からわかるように、酸化揮発比Ｘ
が０．８を超えると接地電極側チップ４５の消耗体積が
大幅に増大している。したがって、接地電極側チップ４
５の酸化揮発消耗を大幅に低減させるためには、酸化揮
発比Ｘが０．８以下であることが好ましい。
【００７６】また、上記第１の構成においては、接地電
極側チップ４５の断面積Ａは０．１ｍｍ2以上１．１５
ｍｍ2以下であり、その突き出し量ｔは１．５ｍｍ以下
であることが好ましい。その根拠は図７、図８に示され
る。
【００７７】図７は、接地電極側チップ４５の断面積Ａ
（単位：ｍｍ2）とその消耗体積比との関係について上
記のエンジン耐久評価にて調べた結果を示す図である。
【００７８】図７においては、接地電極側チップ４５の
断面積Ａが０．１ｍｍ2の場合における接地電極側チッ
プ４５の消耗体積を１と規格化している。なお、評価に
用いた接地電極側チップ４５は、突き出し量ｔ＝１．５
ｍｍ、酸化揮発比Ｘ＝０．８としており、消耗に対して
かなり厳しいレベルの条件としている。
【００７９】この図７に示すように、チップ断面積Ａが
０．１ｍｍ2よりも小さいと接地電極側チップ４５の消
耗量が大幅に増大してしまう。これは、チップ断面積Ａ
が小さすぎると、チップ温度が加速的に上昇してしま
い、酸化揮発消耗を抑制することが困難になるからであ
る。
【００８０】また、図には示さないが、本発明者の行っ
た検討によれば、チップ断面積Ａが１．１５ｍｍ2より
も大きいと、スパークプラグにおける高着火性の確保が
困難となる。
【００８１】また、図８は、接地電極側チップ４５の突
き出し量ｔ（単位：ｍｍ）とその消耗体積比との関係に
ついて上記のエンジン耐久評価にて調べた結果を示す図
である。
【００８２】図８において、評価に用いた接地電極側チ
ップ４５は、断面積Ａ＝０．１ｍｍ 2、酸化揮発比Ｘ＝
０．２、０．８であり、適切な酸化揮発比Ｘの範囲の中
で消耗に対してかなり厳しいレベルの断面積条件として
いる。そして、突き出し量ｔが０．３ｍｍの場合におけ
る接地電極側チップ４５の消耗体積を１と規格化してい
る。
【００８３】この図８に示すように、酸化揮発比Ｘに関
係なく、チップ突き出し量ｔが１．５ｍｍよりも大きい
と接地電極側チップ４５の消耗量が大幅に増大してしま
う。これは、チップ突き出し量ｔが大きすぎると、チッ
プ温度が加速的に上昇してしまい、酸化揮発消耗を抑制
することが困難になるからである。
【００８４】以上、図７および図８に示される結果よ
り、高着火性を確保し、酸化揮発消耗を抑制するために
は、接地電極側チップ４５の断面積Ａが０．１ｍｍ2以
上１・１５ｍｍ2以下であり、チップ突き出し量ｔが
１．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００８５】［第２の構成］また、本実施形態のスパー
クプラグＳ１において、接地電極側チップ４５の突き出
し量ｔが０．３ｍｍ以上である場合に、貴金属チップ３
５、４５の耐消耗性を向上させるためには、次のような
第２の構成を採用しても良い。
【００８６】すなわち、中心側および接地側の両チップ
３５、４５を、ともに５０重量％を超えるＩｒに少なく
とも１種の添加物を含有したＩｒ合金からなるものと
し、接地電極側チップ４５に含有される添加物の合計を
１５重量％以上とした構成である。この第２の構成を採
用する根拠について、次に述べる。
【００８７】まず、中心電極および接地電極における両
チップ３５、４５をともに、５０重量％以上のＩｒに少
なくとも１種の添加物を含有したＩｒ合金からなるもの
とすることで、高融点であり耐熱性に優れたチップ特性
を確保できる。さらに、接地電極側チップ４５に含有さ
れる添加物の合計は１５重量％以上５０重量以下となる
が、この根拠は次の図９に示す結果による。
【００８８】図９は、接地電極側チップ４５に含有され
る添加物の合計（単位：重量％）とエンジン耐久評価に
よる接地電極側チップ４５の消耗体積比との関係を調べ
た結果を示す図である。
【００８９】図９では、接地電極側チップ４５の母材で
あるＩｒに含有される添加物としては、Ｒｈ、Ｒｈ−Ｐ
ｔ、Ｐｔを用いた。そして、添加物をＲｈとしその量が
１５重量％の場合における接地電極側チップ４５の消耗
体積を１と規格化している。なお、評価に用いた接地電
極側チップ４５は、突き出し量ｔ＝１．５ｍｍ、断面積
Ａ＝０．１ｍｍ2としており、消耗に対してかなり厳し
いレベルの条件としている。
【００９０】この図９に示すように、Ｉｒに添加される
添加物の種類及び数に関係なく、添加物の合計が１５重
量％よりも小さいと酸化揮発消耗を抑制することが困難
となり、接地電極側チップ４５の消耗量が増大してしま
う。また、添加物の合計が５０重量％よりも大きいと融
点が低下してしまい、接地電極側チップ４５の消耗量が
増大してしまう。
【００９１】よって、接地電極側チップ４５の突き出し
量ｔが０．３ｍｍ以上のスパークプラグにおいて消耗量
を抑制するためには、高融点材であるＩｒを主成分（５
０重量％よりも多い）とし、少なくとも１種の添加物を
含有したＩｒ合金からなり、その添加物の合計が１５重
量％以上であるチップを接地電極側チップ４５に用いる
ことが好ましい。
【００９２】なお、図９では、添加物としてＲｈ、Ｒｈ
−Ｐｔ、Ｐｔを用いた例を示しているが、この他にもＮ
ｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ａｌ、Ｙ、Ｙ2Ｏ3、Ｒｅを
添加したチップや、これらの添加物が３種以上含有され
たチップについても同様の結果が得られた。
【００９３】このように、上記第１の構成の代わりに上
記第２の構成を採用したスパークプラグＳ１によって
も、結果的に、接地電極側チップ４５の突き出し量ｔが
０．３ｍｍ以上の場合に耐酸化揮発性が中心電極側チッ
プ３５よりも優れた接地電極側チップ４５を実現できる
ため、貴金属チップの耐消耗性を向上させることができ
る。
【００９４】また、上記第２の構成においては、接地電
極側チップ４５に含有される添加物の重量％の合計が、
中心電極側チップ３５に含有される添加物の重量％の合
計の１．５倍以上であることが好ましい。その根拠は図
１０に示される。
【００９５】図１０は、接地電極側チップ４５に含有さ
れる添加物の重量％の合計をＴ２、中心電極側チップ３
５に含有される添加物の重量％の合計をＴ１としたとき
の比Ｔ２／Ｔ１である合計添加量比（接地側チップ／中
心側チップ）と、ギャップ拡大量である消耗比（ΔＧＡ
Ｐ）との関係について調べた結果を示す図である。
【００９６】ここで、図１０中、黒丸プロットは、中心
電極側チップ３５にＩｒ−１０Ｒｈを用い、上記のエン
ジン耐久評価を実施した結果を示す。また、白丸プロッ
トは、中心電極側チップ３５にＩｒ−１５Ｒｈを用い、
上記のエンジン耐久評価よりもさらに厳しいエンジン耐
久評価を実施した結果である。
【００９７】上記のエンジン耐久評価では、接地電極４
０の一端部４１の温度すなわち先端部温度が９５０℃程
度であるのに対し、さらに厳しいエンジン耐久評価で
は、点火時期を変更する等により当該先端部温度を１０
００℃と高くした。要するに、中心電極側チップ３５の
添加量をスパークプラグの使用環境に適応させた場合の
スパークプラグのギャップ拡大量に対する影響を合計添
加量比について調べた。
【００９８】そして、図１０では、接地電極側チップ４
５もＩｒ−Ｒｈ合金を用い、この接地電極側チップ４５
におけるＲｈの重量％と中心電極側チップ３５における
Ｒｈの重量％とを、合計添加量比としている。なお、評
価に用いた接地電極側チップ４５は、突き出し量ｔ＝
１．５ｍｍ、断面積Ａ＝０．１ｍｍ2としており、消耗
に対してかなり厳しいレベルの条件としている。
【００９９】また、消耗比は、中心電極側チップ３５が
Ｉｒ−１０Ｒｈであり合計添加量比が１．５の場合にお
けるギャップ拡大量を１と規格化している。このギャッ
プ拡大量は、上記図３における突き出し量ｔ＝１．５ｍ
ｍの場合に示されるように、接地電極側チップ４５の消
耗の寄与が大きい。
【０１００】この図１０より、接地電極側チップ４５の
酸化揮発消耗を抑制し、スパークプラグの寿命を拡大す
るためには、中心電極側チップ３５の添加量に関係なく
合計添加量比が１．５以上であることが好ましい。
【０１０１】なお、図１０では、一例として添加物にＲ
ｈを示しているが、限定するものではない。この他にも
Ｎｉ、Ｐｔ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ａｌ、Ｙ、Ｙ2Ｏ3
についても同様の結果が得られた。また、これらの添加
物が２種以上含有されたチップや、中心電極側チップ３
５と接地電極側チップ４５とで添加物の種類が異なるも
のについても同様の結果が得られた。
【０１０２】［第３の構成］また、本実施形態のスパー
クプラグＳ１において、接地電極側チップ４５の突き出
し量ｔが０．３ｍｍ以上である場合に、貴金属チップ３
５、４５の耐消耗性を向上させるためには、次のような
第３の構成を採用しても良い。
【０１０３】すなわち、中心電極側チップ３５を、Ｉｒ
を主成分とし（５０重量％を越えるＩｒに）少なくとも
１種の添加物を含有したＩｒ合金からなるものとし、接
地電極側チップ４５を、Ｐｔを主成分とし（５０重量％
を越えるＰｔに）少なくとも１種の添加物を含有したＰ
ｔ合金からなるものとした構成である。
【０１０４】この第３の構成によれば、火花消耗の割合
が高い中心電極側チップ３５に高融点材料であるＩｒ合
金を用い、酸化揮発消耗の割合が高い接地電極側チップ
４５に耐酸化揮発性に優れるＰｔ合金を用いている。そ
のため、上記第１または第２の構成に代えて第３の構成
を採用したスパークプラグＳ１によっても、貴金属チッ
プの耐消耗性を向上させることができ、スパークプラグ
の寿命を大幅に拡大することができる。
【０１０５】さらに、第３の構成において、両チップ３
５、４５における添加物をＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｎｉ、
Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ａｌ、Ｙ、Ｙ2Ｏ3とすること
で、より効果が発揮されるだけでなくチップ強度を増大
することもでき、高温によるチップ割れ、亀裂等を防止
できる。
【０１０６】ここで、第３の構成においては、接地電極
４０における貴金属チップすなわち接地電極側チップ４
５に含有される添加物が、Ｐｔよりも融点が高いものの
みからなり、且つ、このような添加物が少なくとも１種
含有されていることが好ましい。
【０１０７】また、第３の構成においては、接地電極側
チップ４５に含有される添加物がＰｔよりも線膨張係数
が小さいもののみからなり、且つこのような添加物が少
なくとも１種含有されており、さらに、接地電極側チッ
プ４５は、レーザ溶接により接地電極４０に固定されて
いることが好ましい。これらの第３の構成における好ま
しい形態の根拠は、次の通りである。
【０１０８】接地電極側チップ４５を、Ｐｔを主成分と
し少なくとも１種の添加物を含有したＰｔ合金からなる
ものとした場合、その添加物としては、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｎ
ｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ａｌ、Ｙ2Ｏ3、Ｒｅ等が挙
げられる。ここで、Ｐｔの融点（℃）、線膨張係数（×
１０6／℃）は、１７６９、９．０である。
【０１０９】一方、これらの添加物の融点（℃）、線膨
張係数（×１０6／℃）は、Ｉｒが２４４３、６．８、
Ｒｈが１９６６、８．５、Ｎｉが１４５３、１３．３、
Ｗが３４００、４．５、Ｐｄが１５５２、１１．０、Ｒ
ｕが２２５０、９．６、Ｏｓが３０３０、４．６、Ａｌ
が６６０、２３．５、Ｙ2Ｏ3が４３００、７．２、Ｒｅ
が３１８０、６．６である。
【０１１０】そして、接地電極側チップ４５に含有され
る添加物の種類と火花消耗性との関係を実験で調べた。
その結果の一例を図１１に示す。
【０１１１】図１１では、接地電極側チップ４５の組成
と火花消耗性としての消耗体積比との関係を示してお
り、消耗体積比は、接地電極側チップ４５の組成が１０
０Ｐｔすなわち接地電極側チップ４５がＰｔのみ（添加
物無し）からなる場合の消耗体積を１と規格化したもの
である。
【０１１２】図１１では、接地電極側チップ４５におい
て主成分Ｐｔに含有される添加物として、Ｒｈ、Ｉｒ、
Ｐｄ、Ｎｉ、Ｉｒ−Ｒｈ、Ｉｒ−Ｎｉとした。また、そ
の評価方法は、高温による酸化揮発消耗の影響を除外す
るために、常温での火花ベンチ耐久試験を７００時間実
施し、その試験実施後の消耗体積比をみたものである。
【０１１３】この図１１に示すように、１００Ｐｔが火
花消耗性に最も優れているが、１００Ｐｔは強度が極め
て小さいため、高温によるチップ割れ、亀裂の発生等の
問題があり、実用的ではない。そのため、上記した添加
物によって強度の向上を図っているが、図１１に示され
るように火花消耗量を増大させてしまう。特に、Ｐｄや
ＮｉといったＰｔよりも融点が低い添加物が１種でも含
有されている場合は、大幅に消耗量が増大してしまう。
【０１１４】よって、接地電極側チップ４５の火花消耗
量の増大を最小限に抑制し、且つ強度向上も図るために
は、図１１に示すように、Ｐｔよりも融点の高い添加物
のみを含有させることが好ましい。
【０１１５】なお、図１１では、添加物としてＲｈ、Ｉ
ｒ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｉｒ−Ｒｈ、Ｉｒ−Ｎｉを用いたが、
その他の添加物やこれらの添加物が２種以上含有された
接地電極側チップ４５についても、図１１と同様の傾向
が得られた。
【０１１６】これらのことから、接地電極側チップ４５
に含有される添加物がＰｔよりも融点が高いもののみか
らなり、且つ、このような添加物が少なくとも１種含有
されていることが好ましい。そして、そのような添加物
としては、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｙ2Ｏ3、Ｒｅ
等が挙げられる。
【０１１７】また、図１２は、上記図１１に用いた各組
成の接地電極側チップ４５について、抵抗溶接にて接地
電極４０に固定した場合およびレーザ溶接にて接地電極
４０に固定した場合での接合信頼性を調べた結果を示す
図表である。
【０１１８】接合信頼性試験として、スパークプラグを
エンジンに実装し耐久試験を行った。耐久試験は、６気
筒２０００ｃｃエンジンで実施し、運転条件はアイドル
１分保持、スロットル全開６０００ｒｐｍ１分保持の繰
返しを１００時間行った。
【０１１９】接合信頼性は、図１３に示す剥離率で評価
した。図１３は接地電極側チップ４５の接合形態を示す
断面図であり、（ａ）は抵抗溶接による場合を示し、
（ｂ）はレーザ溶接による場合を示す。レーザ溶接の場
合は、接地電極側チップ４５と接地電極４０との接合部
に溶融部４７が形成されている。
【０１２０】図１３（ａ）、（ｂ）において、チップ４
５と接地電極４０との界面またはチップ４５と溶融部４
７との界面において、本来接合されている部分の長さ
（すなわち接合長さ）をａ、ａ１、ａ２で示し、これら
各接合長さのうち剥離している部分の長さ（すなわち剥
離長さ）をｂ１、ｂ２で示している。これら各長さや切
断面形状は、当該切断面を金属顕微鏡等で観察すること
で知ることができる。
【０１２１】そして、図１３（ａ）に示される抵抗溶接
の場合の剥離率は、｛（ｂ１＋ｂ２）／ａ｝×１００
（％）にて求められ、図１３（ｂ）に示されるレーザ溶
接の場合の剥離率は、｛（ｂ１＋ｂ２）／（ａ１＋ａ
２）｝×１００（％）にて求められる。
【０１２２】ここで、上記接合信頼性試験の後、これら
剥離率を求めるのであるが、図１２では、これら剥離率
が、０〜２５％のとき「○」、２５〜５０％のとき
「△」、５０％以上のとき「×」として示した。
【０１２３】図１２に示す結果から、Ｒｈ、Ｉｒといっ
たＰｔよりも線膨張係数が小さい添加物のみが含有され
ている場合は、抵抗溶接での接合信頼性の確保は困難で
ある。また、上記図１１にて火花消耗性に優れるチップ
組成において接合信頼性が低い傾向にある。
【０１２４】また、上述した添加物についての融点およ
び線膨張係数のデータの例に示すように、Ｐｔよりも融
点が高い添加物は、Ｐｔよりも線膨張係数が小さいもの
である場合が多い。
【０１２５】その点、図１２に示すように、レーザ溶接
ならば、接地電極側チップの組成に関係なく、接合信頼
性を確保できることがわかる。なお、図１２では、添加
物としてＲｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｉｒ−Ｒｈ、Ｉｒ−
Ｎｉを用いたが、その他の添加物やこれらの添加物が２
種以上含有された接地電極側チップ４５についても、図
１２と同様の傾向が得られた。
【０１２６】よって、接地電極側チップ４５において、
火花消耗性と接合信頼性とを両立させるためには、接地
電極側チップ４５に含有される添加物は、Ｐｔよりも線
膨張係数が小さいもののみであるとともに少なくとも１
種含有されているものであり、且つ接地電極側チップ４
５が、レーザ溶接により固定されていることが好まし
い。
【０１２７】また、上記第２および第３の構成において
も、高着火性を確保し、酸化揮発消耗を抑制するために
は、Ｐｔ合金チップである接地電極側チップ４５の断面
積Ａが０．１ｍｍ2以上１．１５ｍｍ2以下、チップ突き
出し量ｔが１．５ｍｍ以下であることが好ましい。これ
は、上述と同様の理由である。
【０１２８】以上、本実施形態のスパークプラグＳ１に
おいては、上記した第１、第２および第３の構成のいず
れかを備えることにより、貴金属チップの耐消耗性を向
上させることができ、スパークプラグの寿命を大幅に拡
大することができる。
【０１２９】（他の実施形態）なお、貴金属チップ３
５、４５は、中心電極側、接地電極側ともに、例えば円
柱形状（楕円も含む）、角柱形状、円錐形状、リベット
形状等、どのような形状であっても、上記した効果は同
様に発揮される。
【０１３０】また、図１４（ａ）〜（ｄ）に示すよう
に、中心電極３０及び接地電極４０と貴金属チップ３
５、４５との接合は、レーザ溶接、アーク溶接、抵抗溶
接等、どのような溶接方法であっても良い。図１４にお
いて、溶融部３７、４７が図示されている接合部はレー
ザ溶接またはアーク溶接であり、図示されていない接合
部は抵抗溶接である。
【０１３１】また、図１５に示すように、接地電極４０
としては、その内部に母材４９よりも熱伝導性に優れた
例えばＣｕ、Ｃｕ＋Ｎｉクラッド等からなる芯材４８を
収納するものでも良い。それによれば、接地電極４０の
先端部すなわち一端部４１の温度が低減でき、結果とし
て、接地電極側チップ４５の酸化揮発消耗をさらに低減
できることから好ましい。
【０１３２】図１５において、（ａ）は、内部に良熱伝
導材としてのＣｕ材からなる芯材４８を有し、この芯材
４８をＮｉ基合金からなる母材４９にて被覆してなる接
地電極４０であり、（ｂ）は、芯材４８を、Ｎｉ材４８
ａをＣｕ材４８ｂにて被覆した２層構造とし、これを母
材４９にて被覆してなる接地電極４０である。
【０１３３】また、図１６に示すように、接地電極４０
を斜めに配置しても良い。それにより、接地電極４０を
短化し、その先端部温度を低減できるため、結果とし
て、接地電極側チップ４５の酸化揮発消耗をさらに低減
できることから好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関用スパークプ
ラグの全体構成を示す半断面図である。
【図２】図１中のスパークプラグにおける放電ギャップ
近傍の拡大説明図である。
【図３】接地電極側チップの突き出し量ｔとエンジン耐
久評価によるギャップ拡大量との関係を示す図である。
【図４】接地電極側チップの突き出し量ｔとエンジン耐
久評価による接地電極側チップの消耗体積比との関係を
示す図である。
【図５】耐酸化揮発性の評価方法を示す説明図である。
【図６】酸化揮発比Ｘとエンジン耐久評価による接地電
極側チップの消耗体積比との関係を示す図である。
【図７】接地電極側チップの断面積Ａとエンジン耐久評
価による接地電極側チップの消耗体積比との関係を示す
図である。
【図８】接地電極側チップの突き出し量ｔとエンジン耐
久評価による接地電極側チップの消耗体積比との関係を
示す図である。
【図９】接地電極側チップに含有される添加物の合計と
エンジン耐久評価による接地電極側チップ４５の消耗体
積比との関係を示す図である。
【図１０】接地電極側チップに含有される添加物の重量
％の合計と中心電極側チップに含有される添加物の重量
％の合計との比である合計添加量比と、ギャップ拡大量
である消耗比との関係を示す図である。
【図１１】接地電極側チップ組成と火花消耗性との関係
を調べた結果の一例を示す図である。
【図１２】接地電極側チップ組成と接合信頼性との関係
を調べた結果の一例を示す図である。
【図１３】図１２に示す接合信頼性としての剥離率の評
価方法を示す図である。
【図１４】本発明における貴金属チップの溶接形態の種
々の例を示す図である。
【図１５】本発明に用いる接地電極の材質の他の例を示
す図である。
【図１６】本発明に用いる接地電極の形状の他の例を示
す図である。
【符号の説明】
３０…中心電極、３２…中心電極における対向面、３５
…中心電極における貴金属チップ（中心電極側チッ
プ）、４０…接地電極、４３…接地電極における対向
面、４５…接地電極における貴金属チップ（接地電極側
チップ）、５０…放電ギャップ。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中心電極（３０）と、 この中心電極と放電ギャップ（５０）を介して対向する
    接地電極（４０）とを備え、 前記中心電極および前記接地電極における互いの対向面
    （３２、４３）には、それぞれ貴金属チップ（３５、４
    ５）が固定されているスパークプラグにおいて、 前記接地電極における前記貴金属チップ（４５）は、前
    記接地電極の対向面からの突き出し量ｔが０．３ｍｍ以
    上であり、耐酸化揮発性が前記中心電極における前記貴
    金属チップ（３５）よりも優れていることを特徴とする
    スパークプラグ。
  2. 【請求項２】 前記中心電極（３０）および前記接地電
    極（４０）における前記貴金属チップ（３５、４５）を
    大気中、１１００℃で３０時間放置した後の前記中心電
    極における前記貴金属チップ（３５）の最大酸化揮発幅
    Ｌｍａｘ１に対する前記接地電極における前記貴金属チ
    ップ（４５）の最大酸化揮発幅Ｌｍａｘ２の比Ｌｍａｘ
    ２／Ｌｍａｘ１を酸化揮発比Ｘとしたとき、Ｘ≦０．８
    であることを特徴とする請求項１に記載のスパークプラ
    グ。
  3. 【請求項３】 前記接地電極（４０）における前記貴金
    属チップ（４５）の断面積Ａは０．１ｍｍ2以上１．１
    ５ｍｍ2以下であり、前記突き出し量ｔは１．５ｍｍ以
    下であることを特徴とする請求項１または２に記載のス
    パークプラグ。
  4. 【請求項４】 中心電極（３０）と、 この中心電極と放電ギャップ（５０）を介して対向する
    接地電極（４０）とを備え、 前記中心電極および前記接地電極における互いの対向面
    （３２、４３）には、それぞれ貴金属チップ（３５、４
    ５）が固定されているスパークプラグにおいて、 前記接地電極における前記貴金属チップ（４５）は、前
    記接地電極の対向面からの突き出し量ｔが０．３ｍｍ以
    上であり、 前記中心電極および前記接地電極における前記貴金属チ
    ップはともに、５０重量％を超えるＩｒに少なくとも１
    種の添加物を含有したＩｒ合金からなり、 前記接地電極における前記貴金属チップに含有される添
    加物の合計は１５重量％以上であることを特徴とするス
    パークプラグ。
  5. 【請求項５】 前記接地電極（４０）における前記貴金
    属チップ（４５）に含有される添加物の重量％の合計
    は、前記中心電極（３０）における前記貴金属チップ
    （３５）に含有される添加物の重量％の合計の１．５倍
    以上であることを特徴とする請求項４に記載のスパーク
    プラグ。
  6. 【請求項６】 中心電極（３０）と、 この中心電極と放電ギャップ（５０）を介して対向する
    接地電極（４０）とを備え、 前記中心電極および前記接地電極における互いの対向面
    （３２、４３）には、それぞれ貴金属チップ（３５、４
    ５）が固定されているスパークプラグにおいて、 前記接地電極における前記貴金属チップ（４５）は、前
    記接地電極の対向面からの突き出し量ｔが０．３ｍｍ以
    上であり、 前記中心電極における前記貴金属チップ（３５）は、５
    ０重量％を越えるＩｒに少なくとも１種の添加物を含有
    したＩｒ合金からなり、 前記接地電極における前記貴金属チップは、５０重量％
    を越えるＰｔに少なくとも１種の添加物を含有したＰｔ
    合金からなることを特徴とするスパークプラグ。
  7. 【請求項７】 前記接地電極（４０）における前記貴金
    属チップ（４５）の断面積Ａは０．１ｍｍ2以上１．１
    ５ｍｍ2以下であり、前記突き出し量ｔは１．５ｍｍ以
    下であることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか
    一つに記載のスパークプラグ。
  8. 【請求項８】 前記中心電極（３０）および前記接地電
    極（４０）における貴金属チップ（３５、４５）に含有
    される添加物は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｄ、
    Ｒｕ、Ｏｓ、Ａｌ，Ｙ、Ｙ2Ｏ3、Ｒｅの少なくとも１種
    であることを特徴とする請求項４ないし７のいずれか一
    つに記載のスパークプラグ。
  9. 【請求項９】 前記接地電極（４０）における前記貴金
    属チップ（４５）に含有される添加物は、Ｐｔよりも融
    点が高いもののみであるとともに少なくとも１種含有さ
    れているものであることを特徴とする請求項６に記載の
    スパークプラグ。
  10. 【請求項１０】 前記接地電極（４０）における前記貴
    金属チップ（４５）に含有される添加物は、Ｐｔよりも
    線膨張係数が小さいもののみであるとともに少なくとも
    １種含有されているものであり、前記接地電極における
    前記貴金属チップは、レーザ溶接により固定されている
    ことを特徴とする請求項６または９に記載のスパークプ
    ラグ。
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