JP2004127681A

JP2004127681A - スパークプラグ

Info

Publication number: JP2004127681A
Application number: JP2002289180A
Authority: JP
Inventors: Wataru Matsutani; 松谷　渉; Osamu Yoshimoto; 吉本　修; Yoshihiro Matsubara; 松原　佳弘
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-01
Also published as: JP4368100B2

Abstract

【課題】貴金属チップにて放電部を形成したスパークプラグであって、特に顕著に見られる異常消耗を抑制することができるスパークプラグを提供する。
【解決手段】放電部３１を貴金属チップ３１’にて形成する。
そして、主成分としてのＩｒと、Ｒｈ、Ｎｉが含有された貴金属チップ本体部３３と、貴金属チップ本体部３３の少なくとも径方向外周面にＮｉ又は該貴金属チップ本体部３３の含有量以上のＮｉが含有されるＮｉ合金からなる被膜層３４とにより貴金属チップ３１’は形成される。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に使用されるスパークプラグに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車エンジン等の内燃機関の着火用に使用されるスパークプラグにおいては、エンジンの高出力化や燃費向上の目的で、燃焼室内の温度も高くなる傾向にある。また着火性向上のために、スパークプラグの火花放電ギャップに対応する放電部を燃焼室内部に突き出させるタイプのエンジンも多く使用されるようになってきている。このような状況では、スパークプラグの放電部が高温にさらされるので、その火花消耗が進み易くなる。そこで、火花放電ギャップに対応する放電部の耐火花消耗性向上のために、電極の先端にＰｔやＩｒ等を主体とする貴金属チップを溶接したタイプのものが多数提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、貴金属チップがＩｒ及びＲｈを主体として構成することにより、高融点であるＩｒのメリットを生かしつつ、Ｉｒの高温（約９００℃以上）での酸化揮発を防止するために、Ｒｈを添加するによって、より高温における耐消耗性を向上させることができるスパークプラグが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−７７３３号公報（第２頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者等が実験を行ったところ、前述の特許文献１に記載されているような耐消耗性に優れる貴金属チップを用いても、必ずしも放電部の消耗を完全には抑制できない場合があることがわかった。本発明者等は、主成分としてのＩｒと２０質量％のＲｈを含有した貴金属チップにて構成した放電部を中心電極にのみ設けたスパークプラグを、６気筒ガソリンエンジン（排気量２０００ｃｃ）に取り付け、無鉛ガソリンを燃料として、スロットル全開状態、エンジン回転数５０００ｒｐｍにて運転を行なった。そして、２０時間後の放電部の外観を観察したところ、図５に示すように、放電部の放電面ではない外周側面を円弧状にえぐるような形態で異常消耗が生じていることが観察された。図５においては、放電面は、放電部の上面である。この異常消耗は、図５をみてわかるとおりその消耗形態も特殊であり、その消耗要因も単に火花放電や酸化揮発のみでは簡単に説明できないものと考えられる。従って、貴金属チップからなる放電部の火花消耗や単純な酸化消耗のみを抑制しようとする従来の方法では、完全に解消できないものであった。
【０００６】
本発明の課題は、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｎｉとからなる貴金属チップにて放電部を形成したスパークプラグであって、特に顕著にみられる上記のような異常消耗を十分に抑制することができるスパークプラグを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記課題を解決するために本発明のスパークプラグは、中心電極と、その中心電極の先端面に自身の側面が対向するように配置された接地電極とを備え、前記中心電極の先端面と前記接地電極の側面により形成された該火花放電ギャップに対応する位置においてそれら中心電極と接地電極との少なくとも一方に、貴金属チップを溶接することにより放電面を有する放電部が形成されたスパークプラグにおいて、前記貴金属チップは主成分としてのＩｒ及びＲｈ及びＮｉとを含有する貴金属チップ本体部と、前記貴金属チップ本体部の少なくとも径方向外周面に、主成分としてＮｉが含有されるＮｉ合金からなる被膜層とで形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明者等が、図５に示す異常消耗が生じた放電部を調べたところ、該放電部の表面にＣａ及び／又はＰを含有する堆積物が付着していることが明らかとなった。また、該堆積物が付着する放電部において、異常消耗が生じない場合もあったが、異常消耗が見られる全ての放電部に該Ｃａ及び／又はＰに起因する堆積物が付着していた。これにより、前述した異常消耗はこのような堆積物が要因の一端となっていると推測される。一方、該異常消耗は放電部のある一定方向からのみ進行していることが図５から明らかである。そのため、放電部において着火が行なわれる着火雰囲気中において、何らかの流体の流れが存在しており、該流体の流れが異常消耗の要因の一端となっているとも考えられる。例えば、上記流体とは、混合気体中の燃料を均一に拡散させるための一定の流れを有する混合気流（スワール流）であると推測することができる。また、該異常消耗は上記二つの要因により進行する消耗であると推測することもできる。いずれにしても、このような異常消耗は、火花放電による溶解・離散や、あるいは、放電部の単純な酸化揮発による消耗とは異なる機構により生じているものと推測でき、従来の方法では、完全に抑制するには至らないものであった。
【０００９】
本発明者等は、異常消耗が進行した放電部において、図５に示すようにその放電部の放電面周辺がほとんど異常消耗していないことに着目した。そして、該放電面周辺において成分分析を行い、該放電面周辺にＮｉが含有されていることを見出した。なお、異常消耗が生じている部分（外周側面）において同様の成分分析を行ったところ、Ｎｉの存在は認められなかった。つまり、この放電面周辺に存在するＮｉは、貴金属チップに作製当初から含有されていたものではなく、スパークプラグの使用過程において含有されたものである。すなわち、火花放電の繰り返しによりＮｉ系耐熱合金等にて構成される接地電極からＮｉ成分が飛び出し、その後該Ｎｉ成分が貴金属チップの放電面周辺に注入されたものと考えられる。いずれにしても、本発明者等は、異常消耗が観察される貴金属チップにおいて、異常消耗の起こりにくい部分（放電面周辺）にＮｉが含有されているという知見を得た。
【００１０】
そこで、本発明者等は、Ｉｒ−Ｒｈ合金にＮｉ成分を含有させた貴金属チップを用いることで、上記のような異常消耗を抑制すること考えた。実際、上記貴金属チップを使ったスパークプラグにおいて、異常消耗を抑制することができるようになった。しかし、条件等によっては、Ｉｒ−Ｒｈ−Ｎｉ合金の貴金属チップを使用しても、十分に異常消耗が抑制されていないものがあった。
【００１１】
本発明者等は、上記のような鋭意検討の結果、主成分としてのＩｒと、Ｒｈ、Ｎｉとからなる貴金属チップ本体部の少なくとも径方向外周面に、主成分としてＮｉが含有されるＮｉ合金からなる被膜層を形成することで、前述のような異常消耗を十分に抑制できることを見出し、本発明の完成に至ったものである。なお、本発明において、「主成分としてのＩｒ」とは、貴金属チップ本体部中にてＩｒを５０質量％以上含有していることをいうものであり、また、「主成分としてＮｉ」とは被膜層中にてＮｉを５０質量％以上含有されていることをいうものである。
【００１２】
貴金属チップ本体部の少なくとも径方向外周面に形成される被膜層は、主成分としてＮｉが含有されるＮｉ合金とする。被膜層が５０質量％未満のＮｉが含有されるＮｉ合金であると、異常消耗抑制の効果が十分に発揮されにくい。
【００１３】
なお、被膜層の膜厚が２〜３０μｍの範囲とすることが好ましい。被膜層の膜厚が２μｍ未満であると、膜厚が薄すぎて異常消耗抑制の効果を十分に得にくい。一方被膜層の膜厚が３０μｍを越えると、貴金属チップ本体部に対する被膜層の割合が多くなり、貴金属チップの耐火花消耗性が低下する。
【００１４】
また、上記スパークプラグの製造方法としては、中心電極と、その中心電極の先端面に自身の側面が対向するように配置された接地電極と、前記中心電極の先端面と前記接地電極の側面により形成された火花放電ギャップに対応する位置においてそれら中心電極と接地電極との少なくとも一方に、貴金属チップを備えたスパークプラグの製造方法において、主成分としてのＩｒと、Ｒｈ、Ｎｉとを含有した前記貴金属チップ本体部の少なくとも径方向外周面に、主成分としてＮｉが含有されるＮｉ合金のメッキ処理を行なうことを特徴とする。貴金属チップ本体部にメッキ処理を行うことで、貴金属チップ本体部の少なくとも径方向外周面に主成分としてＮｉが含有されるＮｉ合金からなる被膜層を貴金属チップ本体部に形成することできる。なお、メッキ層の膜厚は、２〜３０μｍのものを採用するのがよい。
【００１５】
さらに、貴金属チップ本体部にメッキ処理を行った後、貴金属チップに熱処理を行っても良い。これにより、被膜層が貴金属チップ本体部により強固に接合される。なお、そのときの熱処理の温度は８００℃〜１０００℃とすることが良い。熱処理の温度を８００℃未満とすると、熱処理にかける時間が長くなり、被膜層と貴金属チップ本体との接合強度が充分に得られず、被膜層が貴金属チップ本体部から剥離しやすくなる。また、１０００℃を越えても、Ｎｉの粒成長が促進されて、被膜層で粒界割れを発生し易くなり、貴金属チップ本体部から剥離しやすくなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のいくつかの実施の形態について断面を用いて説明する。図１は本発明のスパークプラグ１００の一例を示した縦断面図であり、図２（ａ）はスパークプラグ１００の放電部周辺の拡大図である。本発明の一例たる抵抗体入りスパークプラグ１００は、筒状の主体金具１、先端部２１が突出するようにその主体金具１の内側に嵌め込まれた絶縁体２、先端に形成された放電部３１を突出させた状態で絶縁体２の内側に設けられた中心電極３、及び主体金具１に一端が溶接等により結合されるとともに、他端４ａ側が側方に曲げ返されて、その側面４ｃが中心電極３に形成された放電部３１と対向するように配置された接地電極４等を備えている。また、接地電極４には上記放電部３１に対向する放電部３２が形成されており、それら放電部３１と放電部３２とに挟まれた隙間に火花放電ギャップｇが形成されている。
【００１７】
絶縁体２は、例えばアルミナあるいは窒化アルミニウム等のセラミック焼結体により構成され、その内部には自身の軸方向に沿って中心電極３を嵌め込むための貫通孔６を有している。また主体金具１は、低炭素鋼等の金属により円筒状に形成されており、スパークプラグ１００のハウジングを構成するとともに、その径方向外周面には、スパークプラグ１００を図示しないエンジンブロックに取付けるためのねじ部７が形成されている。貫通孔６の一方の端部側に端子金具１３が挿入・固定され、同じく他方の端部側に中心電極３が挿入・固定されている。また、該貫通孔６内において端子金具１３と中心電極３との間に抵抗体１５が配置されている。この抵抗体１５の両端部は、導電性ガラスシール層１７、１８を介して中心電極３と端子金具１３とにそれぞれ電気的に接続されている。なお、放電部３１及び対向する放電部３２のいずれか一方を省略する構成としてもよい。この場合には、放電部３１又は対向する放電部３２及び接地電極４又は中心電極３との間で火花放電ギャップｇが形成される。
【００１８】
放電部３１は例えば、図２（ｂ）に示すように円板上の貴金属チップ３１’をＩＮＣＯＮＥＬ６００（英国ＩＮＣＯ社の商標）等のＮｉ系耐熱合金、又はＦｅ系耐熱合金で構成される中心電極３の先端部３ａの端面に重ね合わせ、さらにその接合面外周縁に沿ってレーザー溶接、電子ビーム溶接、電気抵抗溶接等により溶接部Ｗを形成してこれを固着するようにして形成される。また、例えばＩＮＣＯＮＥＬ６００、ＩＮＣＯＮＥＬ６０１等のＮｉ系耐熱合金で構成されている接地電極４側に放電部３２を形成する場合には、放電部３２は中心電極３側の放電部３１と対応する位置において、接地電極４に貴金属チップ３２’を位置合わせし、その接合面外周縁部に沿って同様に溶接部Ｗ’を形成してこれを固着することにより形成される。
【００１９】
ここで、放電部３１、３２には、主成分としてのＩｒを含有し０．５〜８質量％のＮｉと０．５〜４０質量％のＲｈとを含有しているＩｒ基合金にてなる貴金属チップ本体部３３、３４と、貴金属チップ本体部３３、３４の径方向外周面に主成分としてＮｉが含有されるＮｉ合金からなる被膜層３３’、３４’により構成される貴金属チップ３１’、３２’を使用する。なお、被膜層３３’、３４’の膜厚Ｋは２〜３０μｍである。（図３参照）
【００２０】
なお、貴金属チップ本体部３３、３４に含有されるＮｉの含有量は、０．５〜８質量％の範囲となることが好ましい。被膜層３３’、３４’が何らかの原因で消耗し、貴金属チップ本体部３３、３４が外部に露出した場合でも、貴金属チップの異常消耗を抑制するためである。Ｎｉの含有量が０．５質量％未満であると、異常消耗抑制の効果が十分に発揮されない。一方、Ｎｉの含有量が８質量％を超えると、Ｎｉの含有量が多くなりすぎ、火花放電による通常の消耗に対する耐久性が劣化するため好ましくない。
【００２１】
さらに、貴金属チップに含有されるＲｈの含有量は、０．５〜４０質量％とすることが好ましい。Ｒｈの含有量が０．５質量％未満であると、Ｒｈを含有させることの酸化揮発抑制に対する効果が十分に得られない。一方、４０質量％を超えると、貴金属チップの融点が低下して、火花放電による消耗を効果的に抑制することができなくなる。従って、上記範囲のＲｈを含有させることにより、火花放電による消耗とＩｒの酸化揮発による消耗等の前記異常消耗に起因しない放電部の消耗を効果的に抑制することが可能となる。
【００２２】
貴金属チップ３１’、３２’は、例えば、以下のようにして形成される。すなわち、原料となる貴金属粉末を所期の比率で配合し、これを溶解して合金インゴットを形成する。具体的な溶解方法としては、例えばアーク溶解や、プラズマビーム溶解、高周波誘導溶解等の方法が採用される。また、合金溶液を水冷鋳型等により鋳造、急冷インゴットとすれば、合金の偏析を低減することができるため、該方法を採用してもよい。また、上記インゴットは所望の組成にて配合した貴金属粉末を圧縮成形したあと、焼結することによって作製するようにしてもよい。
【００２３】
その後、合金を熱間鍛造、熱間圧延及び熱間伸線の１種又は２種以上の組合せにより線状あるいはロッド状の素材に加工した後、これを長さ方向に所定長さに切断して形成する。例えば、熱間鍛造によりロッド状に加工した後、溝付圧延ロールによる熱間圧延と、熱間スエージングによりさらに縮径し、最終的に熱間伸線により０．８ｍｍ以下の線径の線材に加工する。その後、該線材を所望の厚さとなるように切断し、貴金属チップ本体部３３、３４を得る。
【００２４】
また、貴金属チップ３１’、３２’の作製は、各合金成分を配合・溶解することにより得られる溶解合金を熱間圧延により板状に加工し、その板材を熱間打抜加工により所定のチップ形状に打ち抜いて形成することも可能である。さらに、公知のアトマイズ法により球状の貴金属合金を作製し、該球状の貴金属合金をそのまま放電部として使用するようにしてもよいし、これをプレスあるいは平ダイスで圧縮して、扁平状あるいは円柱状の貴金属チップ本体部３３、３４とすることもできる。
【００２５】
そして、貴金属チップ本体部３３、３４の径方向外周面に主成分としてＮｉが含有されるＮｉ合金メッキ処理を施し、被膜層３３’、３４’を形成することで、貴金属チップ３１’、３２’を作製することができる。具体的には、貴金属チップ本体部３３、３４をＮｉが含有するメッキ浴に浸漬し、貴金属チップ本体部３３、３４の表面に被膜層３３’、３４’を形成する。更に被膜層３３’、３４’を形成した後、貴金属チップ３１’、３２’に熱処理を行うこともできる。そのとき、熱処理の温度は、８００℃〜１０００℃とすることができる。
【００２６】
また、本発明のスパークプラグにおいて放電部３１を構成する貴金属チップのチップ径Ｄ（ｍｍ）が０．３〜０．８ｍｍ、放電部厚さＨ（ｍｍ）が０．４〜２ｍｍとなっていることがよい。これらチップ径Ｄ及び放電部厚さＨは図３に示すように規定する。すなわち、チップ径Ｄは放電部３１の外径Ｄであって、放電部厚さＨは、放電部３１の放電面３１ｔの外縁から、中心電極３と貴金属チップ３１’を溶接する溶接部Ｗの対応する端縁までの軸線方向における最短距離である。以上、中心電極３側の放電部３１についてのみ示したが、接地電極４側の放電部３２においても同様にチップ径Ｄ及び放電部厚さＨを規定することができる。
【００２７】
なお、貴金属チップ３１’と中心電極３とを溶接する溶接部Ｗは、図４に示すように貴金属チップ３１’の径方向において連続して形成される場合もある。
【００２８】
また、図４に示すように、貴金属チップ３１’にはチップ表面全体に被膜層３３’を形成してよい。これにより、貴金属チップ３１’の放電面３１ｔにも被膜層３３’が形成され、異常消耗をさらに抑制することができる。
【００２９】
上記のような本発明のスパークプラグ１００は、そのねじ部７においてエンジンブロックに取り付けられ、燃焼室に供給される混合気の着火源として使用される。使用時においては、放電部３１及び放電部３２との間に放電電圧が印加されて、火花放電ギャップｇに火花が生じる（各符号については図１を参照）。なお、本発明のスパークプラグ１００は、Ｃａ及び／又はＰが存在する着火雰囲気中にて使用されると、本発明を適用する効果が有効に発揮されることになる。また、これらの着火雰囲気中に存在するＣａ及び／又はＰは内燃機関に使用されるエンジンオイルに含有されるものであるため、このようなエンジンオイルを使用する内燃機関に本発明のスパークプラグ１００を好適に使用することができる。
【００３０】
また、本発明のスパークプラグ１００において、貴金属チップ本体部３３，３４には、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ及びＲｅから選ばれる１種又は２種以上が含有されているものを使用することができる。このような元素を上記Ｉｒ基合金にてなる貴金属チップ本体部３３、３４に含有することにより、上記範囲のＮｉ成分を含有させて異常消耗を抑制するメリットに加えて、高温におけるＩｒの酸化揮発を抑制することが可能となる。
【００３１】
さらに、貴金属チップ本体部３３、３４は、ＲｕあるいはＲｅの少なくとも一方が１〜５質量％含有されているものとすることもできる。これらの元素はＩｒよりは劣るもののＲｈよりも融点が高いために、火花放電に対する耐久性を向上させるのに有効であるとともに、Ｉｒよりも高温で酸化揮発しにくいため、耐高温酸化性を向上させる観点からも有効である。これらの元素の含有量が１質量％未満では十分な上記効果が得られず、５質量％を超えると逆に耐火花消耗性及び耐高温酸化性が劣化するため、上記範囲内に設定するのがよい。
【００３２】
また、本発明のスパークプラグ１００において、貴金属チップ本体部３３，３４は、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆから選ばれる元素の酸化物（複合酸化物を含む）が含有されていてもよい。これにより、Ｉｒの高温での酸化揮発による消耗がさらに効果的に抑制される。上記酸化物の含有量は０．５〜３質量％の範囲にて設定するのがよい。０．５質量％未満になると、当該酸化物添加による添加金属元素成分の酸化揮発防止効果が十分に得られなくなる。一方、酸化物の含有量が３質量％を超えると、貴金属チップ３３、３４の耐熱性が却って損なわれてしまうことがある。なお、上記酸化物としては、Ｌａ_２Ｏ_３及びＹ_２Ｏ_３の少なくとも一方が含有されているのがよいが、このほかにもＴｈＯ_２、ＺｒＯ_２等を好ましく使用することができる。
【００３３】
【実験例】
本発明の効果を調べるために、以下の実験を行った。
（実験例１）
まず、スパークプラグの放電部に使用される貴金属チップを以下のように製造した。成分がＩｒ−１０質量％Ｒｈ−０．５質量％Ｎｉである貴金属チップ本体部を形成するために、それぞれ配合・混合し、原料粉末を得た。次いで、この原料粉末を直径２０ｍｍ、長さ１３０ｍｍの円柱状に加圧成形した。そして、その成形体をアーク溶解炉内に配置し、アーク溶解を行って各種組成の合金インゴットを得た。さらに、この合金を、約１５００℃にて熱間鍛造、熱間圧延及び熱間スエージングし、さらに熱間伸線することにより、合金線材を得た。これを長手方向に切断することにより、円板状の貴金属チップ本体部を得た。そしてこの貴金属チップ本体部をＮｉメッキ浴に浸漬し、貴金属チップ本体部の表面に表１に示すＮｉの含有量を各種変化させた被膜層形成する事により直径（チップ径）０．６ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの貴金属チップを作製する。なお被膜層の膜厚は１５μｍである。また、Ｎｉめっき浴は、Ｎｉを主成分として、Ｂ、Ｗ、Ｆｅ等が含有されている。この貴金属チップを、ＩＮＣＯＮＥＬ６００製の中心電極母材にレーザー溶接により溶接して、図１ないし図２示す形態のスパークプラグを製造した。なお、上記レーザー溶接後において、放電面の外縁から、中心電極と貴金属チップとを溶接した溶接部の対応する端縁までの軸線方向における最短距離（放電部厚さＨ：図３参照）が０．５ｍｍとなるように、各組成の貴金属チップに見合うレーザー溶接条件を適宜調整して上記レーザー溶接は実施した。また、本実験においては接地電極側の放電部はチップ径０．９ｍｍ、厚さ０．６ｍｍであって、成分がＰｔ−２０質量％Ｎｉである貴金属チップにより構成した。また、比較例として、成分がＩｒ−１０質量％Ｒｈ−０．５質量％Ｎｉであり、被膜層にはＮｉが実質的に含有しない貴金属チップも作製した。なお、「実質的に含有しない」とは、不可避以上のＮｉが含有されていないことと同じことを示す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
上記のようにして得た各スパークプラグの耐久試験を下記の条件にて行った。すなわち、排気量２０００ｃｃのガソリンエンジン（６気筒）にそれらスパークプラグを取り付け、チップの放電部付近の温度が１０００℃以上になるようにしてスロットル全開状態エンジン回転数５０００ｒｐｍにて累積５０時間、運転を行う高温耐久試験を行った。
【００３６】
耐久試験後の各スパークプラグにおいて異常消耗の程度を目視にて評価した。異常消耗が生じなかったものは○、異常消耗は生じたが最後まで耐久試験に耐えられたものは△、異常消耗により耐久試験が続行不能となったものは×として評価した。異常消耗についての評価結果を表１に示す。これにより、被膜層は、主成分としてＮｉが含有されるＮｉ合金とすると、異常消耗が抑制されることがわかる。
【００３７】
（実施例２）
次に、被膜層のＮｉ含有量を９８質量％に固定して、被膜層の膜厚（μｍ）を表２のように各種変化させた以外は実験例１と同様となるスパークプラグを作製した。そして、各スパークプラグにおいて、実験１と同様の高温耐久試験を行った。そして、その後それぞれのスパークプラグにおいて放電部の周辺部を光学顕微鏡にて観察し、異常消耗の発生の程度を目視にて評価した。結果を表２に示す。また、平均車速１２０ｋｍ（全開、アイドリング、部分負荷の混合モード）で８万ｋｍ相当走行の実走耐久試験を行った。なお、燃料は無鉛ガソリンを使用し、中心電極の先端温度は９００℃であった。また、各スパークプラグの火花放電ギャップについては１．１ｍｍに設定して、耐久試験を行った。実走耐久試験を行い、実走耐久試験前に被膜層が形成されない貴金属チップの実走耐久試験後の面積を１００（％）としたときのそれぞれの面積の比を評価し、表２に示した。なお、貴金属チップの面積とは、ニコン社製プロファイルプロジェクターＶ−１２で図２（ａ）の手前から奥に向かって光を当てたときの影の面積のことを示す。
【００３８】
【表２】

【００３９】
表２より、Ｎｉの膜厚が３０μｍを超えると、基準面積に比べて大幅に面積が少ないことが分かる。また、Ｎｉの膜厚が２μｍ以下であると、異常消耗が発生した。よって、被膜層の膜厚は、３〜３０μｍであることがよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスパークプラグの一実施例を示す正面全体断面図。
【図２】図１のスパークプラグの部分断面図及び要部を示す拡大断面図。
【図３】放電部周辺を拡大して示すとともに、チップ径Ｄ及び放電部厚さＨ等の定義を説明する図。
【図４】図３に続いてチップ径Ｄ及び放電部厚さＨ等の定義を説明する図。
【図５】異常消耗による中心電極側の放電部の様子を示す観察図。
【符号の説明】
１００　スパークプラグ
３　中心電極
４　接地電極
１　主体金具
ｇ　火花放電ギャップ
３１、３２　放電部
３１’、３２’　貴金属チップ
３３、３４　貴金属チップ本体部
３３’、３４’　被膜層
Ｗ　溶接部

Claims

中心電極と、その中心電極の先端面に自身の側面が対向するように配置された接地電極とを備え、前記中心電極の先端面と前記接地電極の側面により形成された該火花放電ギャップに対応する位置においてそれら中心電極と接地電極との少なくとも一方に、貴金属チップを溶接することにより放電面を有する放電部が形成されたスパークプラグにおいて、
前記貴金属チップは主成分としてのＩｒ及びＲｈ及びＮｉとを含有する貴金属チップ本体部と、
前記貴金属チップ本体部の少なくとも径方向外周面に、主成分としてＮｉが含有されるＮｉ合金からなる被膜層とで形成されていることを特徴とするスパークプラグ。
前記被膜層の膜厚が２〜３０μｍである請求項１に記載のスパークプラグ。
中心電極と、その中心電極の先端面に自身の側面が対向するように配置された接地電極と、前記中心電極の先端面と前記接地電極の側面により形成された火花放電ギャップに対応する位置においてそれら中心電極と接地電極との少なくとも一方に、貴金属チップを備えたスパークプラグの製造方法において、
主成分としてのＩｒと、Ｒｈ、Ｎｉとを含有した前記貴金属チップ本体部の少なくとも径方向外周面に、主成分としてＮｉが含有されるＮｉ合金のメッキ処理を行なうことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
前記メッキ処理後、貴金属チップに熱処理を行うことを特徴とする請求項３に記載のスパークプラグの製造方法。
前記熱処理の温度は、８００℃〜１０００℃である請求項４に記載のスパークプラグの製造方法。