JP2005504408A - 内燃機関用スパーク・プラグ - Google Patents

Abstract

中心電極及びアース電極と、貴金属チップとを具備する、内燃機関用のスパーク・プラグであって；該中心電極及びアース電極が火花放電区画として作用しており、該貴金属チップは、少なくとも一方の前記電極における端部の一方の中に、チップ全長の一部に沿って挿入され、続いてエネルギーコンデンシングライトを用いて照射することにより、溶接されている、スパーク・プラグにおいて；前記貴金属チップは、前記貴金属チップを前記少なくとも一方の電極に、前記チップ全長の一部における外周縁の少なくとも一部において保持するための輪郭を備えていて、前記輪郭と前記少なくとも一方の電極における端部の内部領域との間に延在している融合層が、前記貴金属チップを前記少なくとも一方の電極に固定していることを特徴とする、スパーク・プラグ。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、中心電極及びアース電極と、貴金属チップとを具備する、内燃機関用のスパーク・プラグに関するものであって；中心電極及びアース電極が火花放電区画として作用しており、貴金属チップは、少なくとも一方の電極における端部の一方の中に、チップ全長の一部に沿って挿入され、続いてエネルギーコンデンシングライトを用いて照射することにより、溶接されている、スパーク・プラグである。
【背景技術】
【０００２】
そのようなスパーク・プラグが、Robert Boschによる特許文献１により公知なものである。この従来技術のスパーク・プラグにおいて、貴金属チップは、中心電極の端部における事前に形成された長方形のボアーの中に取りつけられた広がった底部分を備えている。貴金属チップの広がった底部分がボアーの中に提供されている場合、エネルギーコンデンシングライト（energy condensing light）を用いてボアーを照射することにより、ボアーの側壁面が、溶融し、貴金属キャップを中心電極に確実に固定（独語：“formshluessen”）する。ボアーの側壁面を照射、従って溶融する前に、貴金属は、スパーク・プラグにおける、貴金属チップと中心電極との間における融合をさけるために、特殊な層により覆われる。白金ベース合金のような貴金属が、中心電極の前方端部に対して火花エロージョンへの耐性をもたらす作用をしている。
【０００３】
前述の特許文献１において公知のスパーク・プラグの欠点は、実際上以下のようなものである。貴金属チップと中心電極との間の接続部は、非常に信頼がおけるというものではなくて、とりわけ、中心電極のボアーの側壁面と貴金属との間の融合領域における熱応力が、中心電極と貴金属チップとの間の接続部強度を低下させている。ボアーの側壁面の溶融時に形成された介在物が、同様に接続部強度を低下させている。
【特許文献１】
独国特許第２２２４２７０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、従来技術における前述の欠点を克服し、中心電極及び／又はアース電極と、貴金属との間の信頼のおける接続部を備え、耐久性を強化するようになっている、スパーク・プラグを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的を達成するために、前述のタイプのスパーク・プラグは本発明による以下の特徴があって；
前記貴金属チップは、前記貴金属チップを前記少なくとも一方の電極に、前記チップ全長の一部における外周縁の少なくとも一部において保持するための輪郭を備えていて、前記輪郭と、前記少なくとも一方の電極における端部の内部領域との間に延在している融合層が、前記貴金属チップを前記少なくとも一方の電極に固定していることを特徴としている。
すなわち、貴金属チップの外縁の輪郭部分は、中心電極及び／又はアース電極の端部の中へ挿入されていて、さらに、エネルギーコンデンシングライトを用いて貴金属と、中心電極及び／又はアース電極との間の接続表面を照射することにより形成されている融合層に一体となっており、貴金属と、中心電極及び／又はアース電極との間の溶接領域における十分な接続部強度を保証している。輪郭は、貴金属の使用が少ないのでより安価なスパーク・プラグとなっている。輪郭は、原理的にいずれの形状、すなわち穴、スロット、溝等であってもよい。
【０００６】
本発明によるスパーク・プラグにおける他の好適な実施態様において、前記貴金属チップが、前記少なくとも一方の電極の端部の中へ強制的に押し込まれている。このことは、より安価なスパーク・プラグを達成できる利点があって：前述の特許文献１に開示されているスパーク・プラグの場合、ボアーは、形成しなければならないものの、貴金属材料の合計量は、火花放電区画の量と、中心電極のボアーの中へ挿入される量とにより決定されることから、より多量の貴金属材料を使用しなければならない。
【０００７】
本発明によるスパーク・プラグにおける他の好適な実施態様において、前記貴金属チップが、前記少なくとも一方の電極の端部における事前に形成されたキャビテーの中に挿入されている。すでに確認したように、そのようなスパーク・プラグはより安価なものであって、前もって形成したキャビテーの利用がこの利点であって、貴金属は、前記少なくとも一方の電極の中に、より制御可能でありより信頼性のある方法で挿入することができるようになっていて、貴金属チップを前記端部の中に強制的に押し込む場合に、貴金属チップの外周縁周囲に突出部分の形成を生ずることはない。
【０００８】
本発明によるスパーク・プラグにおける他の好適な実施態様において、前記溶融層が、お互いに融合されかつ混合された前記貴金属の一部と前記少なくとも一方の電極とを備えている。貴金属チップ及び前記少なくとも一方の電極は、貴金属チップと点火用中心電極との接続面をエネルギーコンデンシングライトに照射することにより、この溶融層において十分に混合されている。前記照射は、好ましくは貴金属チップの全外周縁に沿ってレーザー溶接することにより行なわれていて、そのレーザー溶接は中心電極及び／又はアース電極を自身の軸周囲で回転することにより行なわれる。代りに、前記融合層が、前記貴金属の材料と混合されていない、少なくとも一つの融合された材料を含んでいる（好ましくは構成されている）。他の好適な実施態様において、前記融合層は、他の融解された材料を含んでいる（好ましくは構成されている）。
【０００９】
本発明によるスパーク・プラグにおける他の好適な実施態様において、前記輪郭が、少なくとも一つの溝を備えている。少なくとも一つの溝が、より詳しくは少なくともほぼＶ字形断面を有している。他の好適な実施態様において、少なくとも一つの穴を備えている。
【００１０】
本発明によるスパーク・プラグにおける他の好適な実施態様において、前記貴金属が、、Ｉｒ，Ｉｒ−Ｐｔ，Ｉｒ−Ｐｔ−Ｎｉ，Ｉｒ−Ｒｈ，Ｉｒ−Ｗ，Ｉｒ−Ａｌ，Ｉｒ−Ｓｉ，Ｉｒ−Ｙ，Ｉｒ−Ｙ₂Ｏ₃，Ｐｔ−Ｗ，Ｐｔ−Ｉｒ−Ｒｈからなる一群から選択された材料で作られていて、かつ前記少なくとも一方の電極が、Ｎｉ群の耐熱合金で作られている。
【００１１】
前述したように本発明は、本発明によるスパーク・プラグの製作方法にも関するものであって、スパーク・プラグの製作方法が：
貴金属チップの全長の一部に沿った外周縁の少なくとも一部に輪郭を形成する段階と；
前記貴金属チップを、火花放電区画として作用している中心電極あるいはアース電極における少なくとも一方の電極の端部の一方の中へ、前記全長の一部に沿って挿入する段階と；
前記輪郭と前記少なくとも一方の電極の端部の内部領域との間に延在している融合層を形成し、従って前記貴金属チップを前記少なくとも一方の電極に固定するために、エネルギーコンデンシングライトで照射することにより、前記貴金属チップを前記少なくとも一方の電極に溶接する段階と；
を含んでいる。
【００１２】
本発明によるスパーク・プラグの製作方法における好適な実施態様において、前記スパーク・プラグの製作方法が：
前記貴金属を、前記少なくとも一方の電極に前記全長の一部に沿って強制的に押し込む前に、前記少なくとも一方の電極の端部を溶融する段階；又は、
前記貴金属を、前記少なくとも一方の電極に前記全長の一部に沿って挿入する前に、前記少なくとも一方の電極の端部の中にキャビテーを前もって形成する段階；
をさらに含んでいる。
【００１３】
添付図面を参照して以下に本発明を詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１において、スパーク・プラグ１が、外筒３と、絶縁コアー３と、絶縁コア先端５から突出している点火用中心電極４と、外筒３から突出しているアース電極６とを含んでいる。点火用中心電極４及びアース電極６は、点火ギャップ７を形成している。以下に詳述するように、点火用中心電極４及び／又はアース電極６は、それらの自由端部に挿入された貴金属チップを有している。このことが、スパーク・プラグ１の全寿命中におけるすぐれた品質を提供している。というのは、貴金属はスパークエロージョン及び腐蝕に対しすぐれた耐性があるからである。
【００１５】
図２のａ及びｂは、図１におけるスパーク・プラグ１の点火用中心電極４の自由端部の概略縦断面図である。自由端部には、キャビテー８が形成されていて、貴金属チップ９が挿入されている。貴金属チップ９は、キャビテー８に挿入される前に、貴金属チップ９の外周縁には、チップの全長の一部に沿ってスロット１０（図２のａ）及び／又は穴１１（図２の６）が備えられている。黒い線で示す融合層１２は、融合され混合された、貴金属９の一部と点火用中心電極４の一部とが含まれている。貴金属チップ９及び点火用中心電極４は、貴金属チップ９と点火用中心電極４との接続面をエネルギコンデンシングライト（energy-condensing light）に照射することにより、この融合層１２において十分に混合されている。前記照射は、好ましくは貴金属チップ９の全外周縁に沿ってレーザー溶接することにより行なわれていて、そのレーザー溶接は点火用中心電極４を自身の長手軸周囲で回転することにより行なわれる。
【００１６】
図２のｃは、図２のａと同様なものであって、違いは、貴金属９が、点火用中心電極４の自由端部の中へ強制的に押し込まれていることであって、点火用中心電極４は、貴金属９の挿入を容易にするために、キャビテー８を備えていないけれども代りに事前に溶融されている。
【００１７】
本発明は前述の実施態様に限定されるものではなく、他の実施態様も可能であって、それらすべては特許請求の範囲となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明における内燃機関用スパーク・プラグを示す概略図である。
【図２】図２のａ−ｃそれぞれは、図１におけるスパーク・プラグ使用されている貴金属チップの好適な実施態様の縦断面図である。

Claims (10)

1. 中心電極及びアース電極と、貴金属チップとを具備する、内燃機関用のスパーク・プラグであって；
   該中心電極及びアース電極が火花放電区画として作用しており、該貴金属チップは、少なくとも一方の前記電極における端部の一方の中に、チップ全長の一部に沿って挿入され、続いてエネルギーコンデンシングライトを用いて照射することにより、溶接されている、スパーク・プラグにおいて；
   前記貴金属チップは、前記貴金属チップを前記少なくとも一方の電極に、前記チップ全長の一部における外周縁の少なくとも一部において保持するための輪郭を備えていて、前記輪郭と、前記少なくとも一方の電極における端部の内部領域との間に延在している融合層が、前記貴金属チップを前記少なくとも一方の電極に固定していることを特徴とする、スパーク・プラグ。
2. 前記貴金属チップが、前記少なくとも一方の電極の端部の中へ強制的に押し込まれている、請求項１に記載のスパーク・プラグ。
3. 前記貴金属チップが、前記少なくとも一方の電極の端部における事前に形成されたキャビテーの中に挿入されている、請求項１に記載のスパーク・プラグ。
4. 前記融合層が、お互いに融合されかつ混合された前記貴金属の一部と前記少なくとも一方の電極とを備えている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスパーク・プラグ。
5. 前記輪郭が、少なくとも一つの溝を備えている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパーク・プラグ。
6. 前記少なくとも一つの溝が、少なくとも一つのほぼＶ字形断面を有している、請求項５に記載のスパーク・プラグ。
7. 前記輪郭が、少なくとも一つの穴を備えている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のスパーク・プラグ。
8. 前記貴金属が、Ｉｒ，Ｉｒ−Ｐｔ，Ｉｒ−Ｐｔ−Ｎｉ，Ｉｒ−Ｒｈ，Ｉｒ−Ｗ，Ｉｒ−Ａｌ，Ｉｒ−Ｓｉ，Ｉｒ−Ｙ，Ｉｒ−Ｙ₂Ｏ₃，Ｐｔ−Ｗ，Ｐｔ−Ｉｒ−Ｒｈからなる一群から選択された材料で作られていて、かつ前記少なくとも一方の電極が、Ｎｉ群の耐熱合金で作られている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のスパーク・プラグ。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のスパーク・プラグの製作方法が：
   貴金属チップの全長の一部に沿った外周縁の少なくとも一部に輪郭を形成する段階と；
   前記貴金属チップを、火花放電区画として作用している中心電極あるいはアース電極における少なくとも一方の電極の端部の一方の中へ、前記全長の一部に沿って挿入する段階と；
   前記輪郭と、前記少なくとも一方の電極の端部の内部領域との間に延在している融合層を形成し、従って前記貴金属チップを前記少なくとも一方の電極に固定するために、エネルギーコンデンシングライトで照射することにより、前記貴金属チップを前記少なくとも一方の電極に溶接する段階と；
   を含んでいる、請求項１〜８のいずれか一項に記載のスパーク・プラグの製作方法。
10. 前記貴金属を、前記少なくとも一方の電極に前記全長の一部に沿って強制的に押し込む前に、前記少なくとも一方の電極の端部を溶融する段階；又は、
    前記貴金属を、前記少なくとも一方の電極に前記全長の一部に沿って挿入する前に、前記少なくとも一方の電極の端部の中にキャビテーを前もって形成する段階；
    をさらに含んでいる、請求項９に記載のスパーク・プラグの製作方法。