JP2007227187A - Spark plug for internal combustion engine and manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に使用されるスパークプラグ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a spark plug used for an internal combustion engine and a method for manufacturing the spark plug.
従来、自動車エンジン等の内燃機関用のスパークプラグとして、例えば中心電極や接地電極の先端部に貴金属合金よりなるチップ状の発火部が溶接されたものがある。当該発火部を製造するための代表的手法としては、貴金属合金の圧延板素材を得た後、これをディスク状に打ち抜いて比較的厚みの小さいチップを得る方法と、熱間伸線により棒状素材を得た後、これを切断することで、比較的厚みの大きいチップを得る方法とがある。 Conventionally, as a spark plug for an internal combustion engine such as an automobile engine, for example, a tip-like ignition part made of a noble metal alloy is welded to a tip part of a center electrode or a ground electrode. As a typical method for producing the ignition part, after obtaining a rolled plate material of a noble metal alloy, a method of obtaining a relatively thin chip by punching this into a disk shape, and a rod-shaped material by hot wire drawing There is a method of obtaining a chip having a relatively large thickness by cutting the chip after obtaining the chip.
いずれの方法で製造するにせよ、得られるチップというのは、種々の加工、特に塑性加工を経ることで加工歪み(「残留応力」と称することもある)が生じ、チップ溶接後においても当該加工歪みが残存することがある。そして、このように加工歪みが存在すると、チップの異常な消耗や内部割れ等を招き、ひいてはスパークプラグとしての耐久性の低下や、火花放電間隙のブリッジ現象等を引き起こしてしまうことが懸念される。 Regardless of which method is used, the resulting chip is subject to various types of processing, particularly plastic processing, which causes processing strain (sometimes referred to as “residual stress”), and the processing is performed even after chip welding. Distortion may remain. In addition, when such processing distortion exists, there is a concern that abnormal wear of the chip, internal cracks, and the like may be caused, leading to deterioration of durability as a spark plug, bridging phenomenon of a spark discharge gap, and the like. .
ところで、昨今では、上記発火部を構成する素材として、イリジウム(Ir)を主体とする貴金属素材を採用することが提案されている。中でも、Irを主体とするチップに、900〜1700℃で焼鈍(熱処理)を施すことで、表層部領域を軟化させるという技術がある(例えば、特許文献1参照。)。当該特許文献1に開示された技術では、Irが耐火花消耗の面で優れた材料である反面、酸化・揮発を起こしてしまいやすいことに鑑み、表層部領域の再結晶化を促し、結晶の粒度を大きくすることで、酸化・揮発の抑制が図られている。
しかしながら、上記発火部を、白金(Pt)を主たる第1成分とする貴金属材料で構成しようとした場合、例えば、発火部が、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をイリジウムとするような場合には、単に上記特許文献1に開示された技術をそのまま適用することはできない。すなわち、発火部が、主たる第1成分をPtとする場合において、揮発等が問題になることはさほどない反面、結晶の粒径を大きくしてしまうと、次の種々の問題を生じ得る。
However, when the ignition part is made of a noble metal material whose main component is platinum (Pt), for example, the ignition part uses Pt as the main first component and iridium as the second component. In such a case, the technique disclosed in
粒成長して粗大化した結晶粒から構成される発火部は粗大化していない結晶粒から構成される場合のものに比較して、結晶粒の1つ1つが接触している部分が減少し、発火部を構成する結晶粒同士の結合力が低下するため、発火部自体の機械的強度が低下するという問題がある。 Compared to the case where the ignition part composed of crystal grains grown and coarsened is composed of crystal grains which are not coarsened, the portion where each of the crystal grains is in contact decreases, There is a problem that the mechanical strength of the ignition part itself decreases because the bonding force between the crystal grains constituting the ignition part decreases.
また、発火部中に粗大化した粒径の大きい結晶粒が存在する割合が増えると、発火部表面から結晶粒と結晶粒との間(粒界)に沿って進む腐食の生じる経路が単純化されるため、この粒界腐食は発火部の比較的内部まで進行しやすくなる。粒界腐食が進むと結晶粒同士が接触して結合している部分が進行した腐食によって分断される形で減少し、やはり接地電極中における結晶粒同士の結合力が低下して発火部自体の機械的強度が低下する問題を生じてしまう。 In addition, when the proportion of coarse grains with large particle sizes increases in the ignition part, the path of corrosion that progresses along the boundary between the crystal grains from the surface of the ignition part (grain boundary) is simplified. Therefore, this intergranular corrosion tends to proceed to the relatively inner part of the ignition part. As intergranular corrosion progresses, the portion where the crystal grains come into contact with each other decreases in a form that is broken by the advanced corrosion, and the bonding strength between the crystal grains in the ground electrode also decreases, and the ignition part itself The problem that mechanical strength falls will be produced.
これらの結果、粗大化した結晶粒による発火部は部分的に発火部の組織が剥離したり、その結果として発火部が脱落してしまったりする。特に、より高温下に晒されやすい接地電極側の発火部においては、上記不具合がより顕著に現われやすい。 As a result, the ignited part due to the coarsened crystal grains partially peels off the structure of the ignited part, and as a result, the ignited part falls off. In particular, in the ignition part on the side of the ground electrode that is likely to be exposed to higher temperatures, the above-mentioned problem is more likely to appear.
尚、上記不具合は、中心電極、接地電極にPtを主成分とするチップ状の発火部を設ける場合のみならず、例えば接地電極そのものが、Ptを主成分とする素材で構成されている場合においても起こりうるものである。 Note that the above problem is not only in the case where a chip-like ignition part mainly composed of Pt is provided in the center electrode and the ground electrode, but also in the case where the ground electrode itself is composed of a material mainly composed of Pt. Can also happen.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする発火部等を備えたスパークプラグに関し、発火部の割れ、剥離、脱落等の不具合の発生を起こりにくくすることのできる内燃機関用スパークプラグ及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is related to a spark plug including an ignition part or the like in which the main first component is Pt and the second component is Ir. It is an object of the present invention to provide a spark plug for an internal combustion engine and a method for manufacturing the same, which can reduce the occurrence of problems such as peeling and dropping.
以下、上記課題等を解決するのに適した各構成を項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果等を付記する。 Hereinafter, each configuration suitable for solving the above-described problems will be described in terms of items. In addition, the effect etc. peculiar to the structure which respond | corresponds as needed are added.
構成1.本構成のスパークプラグは、中心電極と、前記中心電極の外側に設けられた絶縁体と、前記絶縁体の外側に設けられた主体金具と、前記主体金具に接合され、先端部が前記中心電極の先端部と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部及び前記接地電極の先端部間に火花放電間隙を有する内燃機関用スパークプラグであって、
前記中心電極の先端部及び前記接地電極の先端部のうち少なくとも一方に設けられた発火部は、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとし、かつ、断面組織を観察したときにその断面上に表れる粒子の外形線に対し、その外形線と接しかつ前記粒子内を横切らないように2本の平行線を、その粒子との位置関係を変えながら各種引いたときの、前記平行線間の距離の最大値をその粒子の最大径dmax、同じく最小値を最小径dminとしたとき、所定の断面における各粒子毎の最大径dmaxに対する最小径dminの比dmin/dmaxの平均値が0.5以下であることを特徴とする。
The ignition part provided at least one of the front end portion of the center electrode and the front end portion of the ground electrode has a main first component Pt, a second component Ir, and a cross-sectional structure observed. When the two parallel lines are drawn while changing the positional relationship with the particles so as to contact the outline and do not cross the inside of the outline of the particle appearing on the cross section, When the maximum value of the distance between parallel lines is the maximum diameter dmax of the particles, and the minimum value is the minimum diameter dmin, the average value of the ratios dmin / dmax of the minimum diameter dmin to the maximum diameter dmax for each particle in a given cross section. Is 0.5 or less.
ここで、「主たる第1成分」とあるのは、材料中、最も質量比の高い成分を指すものであり、「第2成分」とあるのは、材料中2番目に質量比の高い成分を指すものである(以下、各構成において同様)。なお、発火部は、必ずしも第1成分及び第2成分のみからなることを意味するものではなく、上記で特に規定していない成分(例えば第3成分)を含有していても差し支えない。 Here, “main first component” refers to the component having the highest mass ratio in the material, and “second component” refers to the component having the second highest mass ratio in the material. (Hereinafter, the same applies to each configuration). Note that the ignition portion does not necessarily mean that the first component and the second component are included, and may contain a component not specifically defined above (for example, a third component).
上記構成1によれば、中心電極の先端部及び接地電極の先端部のうち少なくとも一方に設けられた発火部は、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとしている。このように比較的融点の高い貴金属合金を発火部とすることで、当該発火部の消耗が抑制され、ひいては長寿命化が図られる。ところで、当該発火部を構成する材料は、塑性加工等を経て形成されるものであり、塑性加工を経た直後の材料というのは、硬度も比較的高い。また、当該材料を構成する結晶の粒も、球形からは程遠く偏った形状をなすとともに所定方向に配向しており、加工歪みが残存しているため、チップの異常な消耗や内部割れ等を招来してしまいかねない。かかる加工歪みを解消するべく、熱処理を施すことが考えられる。しかしながら、本構成1のように、発火部が主たる第1成分をPtとしている場合、高温で長時間の熱処理を施すと、再結晶化が促進され、結晶の粒径が大きくなってしまい、粒界腐食等による機械的強度の低下が懸念される。この点に鑑み、構成1においては、結晶の粒径の増大が抑制された発火部が採用されている。すなわち、熱処理が過度に行われた場合、結晶の粒径が大きくなる傾向にあり、この場合、結晶粒の縦横比率も「1」に近くなってゆく。換言すれば、熱処理を経るにしたがって、前記配向方向に沿った断面組織を観察したときにその断面上に表れる粒子の外形線に対し、その外形線と接しかつ前記粒子内を横切らないように2本の平行線を、その粒子との位置関係を変えながら各種引いたときの、前記平行線間の距離の最大値をその粒子の最大径dmax、同じく最小値を最小径dminとしたとき、所定の断面における各粒子毎の最大径dmaxに対する最小径dminの比dmin/dmaxが「1」に近づいてゆく。この点、本構成1では、前記配向方向に沿った断面組織を観察したときにおける最大径dmaxに対する最小径dminの比dmin/dmaxの平均値(便宜上「配向比平均値」という)が「0.5」以下とされている。そのため、構成1の発火部は、粒の粗大化による機械的強度の低下や粒界腐食による機械的強度の低下が生じにくく、耐久性を向上することが可能となる。なお、この構成1における発火部とは従来のように中心電極や接地電極を構成する母材に接合するチップとして設けてもよく、それら母材自体を上記貴金属合金から構成してもよい。
According to the
構成2.本構成のスパークプラグは、上記構成1において、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする前記発火部が、前記接地電極側に設けられていることを特徴とする。
スパークプラグの使用に際しては、接地電極側の発火部は、中心電極側の発火部に比べて内燃機関の燃焼室に近く、使用時においてはより高温下に晒されやすい。一方、低温時は中心電極と同程度に冷却されるためより温度差の大きい過酷な環境に晒される状況下にある。このため中心電極側に比べて接地電極側では粒界での剥離や腐食が生じやすく、ひいては異常消耗や内部割れに至るおそれがある。この点、上記構成2のように、前記発火部が接地電極側に設けられているため、たとえより高温下に晒されたとしても、接地電極側の発火部に関し、粒界剥離に起因する不具合を効果的に抑制できる。
When using the spark plug, the ignition part on the ground electrode side is closer to the combustion chamber of the internal combustion engine than the ignition part on the center electrode side, and is more easily exposed to high temperatures during use. On the other hand, since it is cooled to the same degree as the center electrode at low temperatures, it is in a situation where it is exposed to a severe environment with a larger temperature difference. For this reason, peeling and corrosion at the grain boundaries are likely to occur on the ground electrode side as compared with the center electrode side, which may lead to abnormal consumption and internal cracking. In this respect, since the ignition part is provided on the ground electrode side as in the above-described
構成3.本構成のスパークプラグは、上記構成1又は2のいずれかにおいて、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする前記発火部が、ビッカース硬度300Hv以下であることを特徴とする。
Configuration 3. The spark plug of this configuration is characterized in that, in any one of the
既述のとおり、塑性加工を経た直後の材料というのは、硬度も比較的高く、加工歪みが残存していることがある。これに対し、上記構成3では、所定の熱処理が施されることでビッカース硬度300Hv以下とされている。このため、加工歪みが解消され、発火部の異常な消耗や内部割れといった不具合を防止することができる。尚、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする材料が、ビッカース硬度300Hvを上回る場合には、加工歪みの解消が十分とはいえない場合があり、発火部において、内部割れ等を起こしてしまうおそれがある。 As described above, the material immediately after the plastic working has a relatively high hardness and may have a working strain remaining. On the other hand, in the said structure 3, it is set as Vickers hardness 300Hv or less by performing predetermined heat processing. For this reason, the processing distortion is eliminated, and problems such as abnormal consumption of the ignition part and internal cracks can be prevented. In addition, when the material in which the main first component is Pt and the second component is Ir exceeds the Vickers hardness of 300 Hv, it may not be sufficient to eliminate the processing strain. There is a risk of causing cracks.
構成4.本構成のスパークプラグは、上記構成3において、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする前記発火部が、Irを5質量%以上40質量%以下含有することを特徴とする。 Configuration 4. The spark plug of this configuration is characterized in that, in the above configuration 3, the ignition part in which the main first component is Pt and the second component is Ir contains 5 mass% to 40 mass% of Ir. To do.
Irの含有量が5質量%未満の場合、元々の(塑性加工を経た直後の)材料の硬度が比較的低いため、上記構成3のビッカース硬度300Hv以下という要件を具備する場合であっても、熱処理が十分とはいえない場合があり、発火部に加工歪みが残存してしまうおそれがある。一方、Irの含有量が40質量%を上回る場合、元々の(塑性加工を経た直後の)材料の硬度が比較的高いため、上記構成3のビッカース硬度300Hv以下という要件を満たそうとした場合、熱処理が行われすぎてしまう。そのため、再結晶化が促進され、結晶粒の粗大化による機械的強度の低下や粒界腐食による機械的強度低下が懸念される。 When the Ir content is less than 5% by mass, since the hardness of the original material (immediately after the plastic working) is relatively low, even if the Vickers hardness of the configuration 3 is not more than 300 Hv, Heat treatment may not be sufficient, and processing distortion may remain in the ignition part. On the other hand, when the content of Ir exceeds 40% by mass, since the hardness of the original material (immediately after the plastic working) is relatively high, when trying to satisfy the requirement of Vickers hardness of 300 Hv or less in the above configuration 3, Too much heat treatment. For this reason, recrystallization is promoted, and there is a concern that the mechanical strength is lowered due to the coarsening of crystal grains and the mechanical strength is lowered due to intergranular corrosion.
この点、本構成4によれば、Irの含有量が適正の範囲内に設定されることとなり、上記構成3の作用効果がより確実に奏されることとなる。 In this regard, according to the present configuration 4, the content of Ir is set within an appropriate range, and the operational effects of the above-described configuration 3 are more reliably achieved.
上述したスパークプラグは、種々の方法により製造することができるが、例えば、次の構成5に示すような方法で製造することも可能である。 The spark plug described above can be manufactured by various methods. For example, the spark plug can also be manufactured by a method as shown in the following configuration 5.
構成5.本構成のスパークプラグの製造方法は、中心電極と、前記中心電極の外側に設けられた絶縁体と、前記絶縁体の外側に設けられた主体金具と、前記主体金具に接合され、先端部が前記中心電極の先端部と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部及び前記接地電極の先端部間に火花放電間隙を有し、前記接地電極が主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする、又は、前記接地電極の先端部に、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとするチップ状の発火部を備えてなる内燃機関用スパークプラグの製造方法であって、
主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする接地電極、又は、先端部に、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとするチップ状の発火部を備えてなる接地電極を、前記主体金具に溶接することで主体金具アッセンブリを得た後、当該主体金具アッセンブリごと熱処理を施す熱処理工程を具備することを特徴とする。
Configuration 5. The spark plug manufacturing method of the present configuration includes a center electrode, an insulator provided outside the center electrode, a metal shell provided outside the insulator, and the metal shell. A ground electrode disposed to face the tip of the center electrode, and has a spark discharge gap between the tip of the center electrode and the tip of the ground electrode, and the ground electrode is a main first component. Is set to Pt and the second component is set to Ir, or the tip portion of the ground electrode is provided with a chip-like ignition portion having the main first component set to Pt and the second component set to Ir. A method for producing a spark plug for an internal combustion engine, comprising:
A grounding electrode having the main first component as Pt and the second component as Ir, or a tip-like ignition part having the main component as Pt and the second component as Ir is provided at the tip. A metal shell assembly is obtained by welding the ground electrode to the metal shell, and then a heat treatment process is performed in which the metal shell assembly is subjected to heat treatment.
上記構成5によれば、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする接地電極が主体金具に溶接されることで主体金具アッセンブリが得られる(尚、当該アッセンブリを備えるスパークプラグは、例えばより過酷な条件下に置かれるガスエンジン等に好適に用いられる)。或いは、先端部に、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとするチップ状の発火部を備えてなる接地電極が主体金具に溶接されることで主体金具アッセンブリが得られる(尚、当該アッセンブリを備えるスパークプラグは、例えば一般的なガソリンエンジン等に好適に用いられる)。その後、熱処理工程において当該主体金具アッセンブリごと熱処理が施される。当該熱処理により、第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする発火部の加工歪みの解消が図られ、発火部における内部割れ等の不具合を防止できる。 According to the above-described configuration 5, the metal shell assembly is obtained by welding the ground electrode whose main first component is Pt and whose second component is Ir to the metal shell (note that the spark plug including the assembly is provided). Is suitably used, for example, in a gas engine or the like placed under more severe conditions). Alternatively, a metal shell assembly is obtained by welding a ground electrode comprising a tip-shaped ignition portion having a first first component of Pt and a second component of Ir at the tip portion to the metal shell ( The spark plug provided with the assembly is preferably used for a general gasoline engine, for example). Thereafter, the metal shell assembly is subjected to heat treatment in a heat treatment step. By this heat treatment, the processing distortion of the ignition part in which the first component is Pt and the second component is Ir is eliminated, and problems such as internal cracks in the ignition part can be prevented.
尚、「主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする接地電極、又は、先端部に、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとするチップ状の発火部を備えてなる接地電極が、断面組織を観察したときにその断面上に表れる粒子の外形線に対し、その外形線と接しかつ前記粒子内を横切らないように2本の平行線を、その粒子との位置関係を変えながら各種引いたときの、前記平行線間の距離の最大値をその粒子の最大径dmax、同じく最小値を最小径dminとしたとき、所定の断面における各粒子毎の最大径dmaxに対する最小径dminの比dmin/dmaxの平均値が0.5以下となるよう熱処理を施すこと」としてもよい。このように、熱処理が適正に行われることで、機械的強度低下をより確実に抑制することができる。 In addition, “a primary ignition component having Pt as the first first component and Ir being the second component, or a tip-like ignition having the first component as Pt and the second component as Ir at the tip. The ground electrode provided with a portion has two parallel lines in contact with the outer shape line of the particle appearing on the cross-section when the cross-sectional structure is observed, so as not to cross the particle, When various values are drawn while changing the positional relationship with the particles, the maximum value of the distance between the parallel lines is the maximum diameter dmax of the particles, and the minimum value is the minimum diameter dmin. The heat treatment may be performed so that the average value of the ratio dmin / dmax of the minimum diameter dmin to the maximum diameter dmax is 0.5 or less. Thus, the mechanical strength reduction can be more reliably suppressed by appropriately performing the heat treatment.
ところで、接地電極の態様が前者の場合、つまり、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする接地電極が主体金具に溶接されることで主体金具アッセンブリが得られる場合について言及すると、主体金具が卑金属で構成される場合が多く、当該卑金属たる主体金具と、貴金属合金により構成される接地電極との間での溶接が必ずしも十分とはいえない場合がある。この点、構成4のように、溶接後、熱処理が行われるため、主体金具と接地電極との溶接部分のなじみがさらに良好なものとなり、結果として、両者間の接合強度の向上をも図ることができる。 By the way, the case where the aspect of the ground electrode is the former, that is, the case where the metal shell assembly is obtained by welding the ground electrode whose main first component is Pt and whose second component is Ir to the metal shell is mentioned. As a result, the metal shell is often made of a base metal, and welding between the metal shell, which is the base metal, and a ground electrode made of a noble metal alloy may not always be sufficient. In this respect, since heat treatment is performed after welding as in Configuration 4, the familiarity of the welded portion between the metal shell and the ground electrode is further improved, and as a result, the joint strength between the two is also improved. Can do.
さらに、次の構成6に示すスパークプラグとすることもできる。
Furthermore, it can also be set as the spark plug shown in the following
構成6.本構成のスパークプラグは、内側発火部を有する中心電極と、前記中心電極との間に火花放電間隙を形成するチップ状の外側発火部が溶接された接地電極とを備え、前記外側発火部は、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする内燃機関用スパークプラグであって、
前記外側発火部は、塑性加工を経て形成され、断面組織を観察したときにその断面上に表れる粒子の外形線に対し、その外形線と接しかつ前記粒子内を横切らないように2本の平行線を、その粒子との位置関係を変えながら各種引いたときの、前記平行線間の距離の最大値をその粒子の最大径dmax、同じく最小値を最小径dminとしたとき、所定の断面における各粒子毎の最大径dmaxに対する最小径dminの比dmin/dmaxの平均値が0.5以下であり、かつ、ビッカース硬度300Hv以下となるように、熱処理が施されていることを特徴とする。
The outer ignition portion is formed through plastic working, and when the cross-sectional structure is observed, two parallel lines are formed so that the outer shape of the particles appearing on the cross section is in contact with the outer shape line and does not cross the inside of the particle. When various lines are drawn while changing the positional relationship with the particle, the maximum value of the distance between the parallel lines is the maximum diameter dmax of the particle, and the minimum value is the minimum diameter dmin. Heat treatment is performed such that the average value of the ratio dmin / dmax of the minimum diameter dmin to the maximum diameter dmax for each particle is 0.5 or less and the Vickers hardness is 300 Hv or less.
構成6によれば、ビッカース硬度300Hv以下となるように熱処理されているため、外側発火部の加工歪みの解消が図られ、内部割れ等の不具合を防止できる。また、断面組織を観察したときにその断面上に表れる粒子の外形線に対し、その外形線と接しかつ前記粒子内を横切らないように2本の平行線を、その粒子との位置関係を変えながら各種引いたときの、前記平行線間の距離の最大値をその粒子の最大径dmax、同じく最小値を最小径dminとしたとき、所定の断面における各粒子毎の最大径dmaxに対する最小径dminの比dmin/dmaxの平均値が0.5以下となるよう熱処理が施されていることから、機械的強度低下の抑制をも図ることができる。
According to the
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。図1に示すように、本実施形態のスパークプラグ100は、主体金具1と、絶縁体2と、中心電極3と、接地電極4とを備えている。主体金具1は筒状をなしており、その内側に絶縁体2が保持されている。絶縁体2の先端部は主体金具1から突出している。また、中心電極3は、先端に設けられた発火部(内側発火部)31を突出させた状態で絶縁体2の内側に設けられている。さらに、接地電極4は、前記主体金具1に対しその基端部が溶接されるとともに、先端側が曲げ返されて、その側面が中心電極3の先端部と対向するように配置されている。当該接地電極4には、前記発火部31に対向する発火部(外側発火部)32が設けられている。そして、これら発火部31と発火部32との間の隙間が火花放電間隙33となっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
前記絶縁体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が配置されるための孔部6が形成されている。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、その外周面には、スパークプラグ100を図示しないエンジンのシリンダヘッドに取り付けるためのねじ部7が形成されている。
The
図2に示すように、中心電極3の本体部3a及び接地電極4の本体部4aは、ニッケル(Ni)合金等で構成されている。一方、上記発火部31及び対向する発火部32は、主たる第1成分を白金(Pt)とするとともに、第2成分をイリジウム(Ir)とする貴金属合金により構成されている(この点については後述する)。
As shown in FIG. 2, the main body 3a of the center electrode 3 and the
中心電極3の本体部3aは、その先端側が縮径されるとともに、その先端面が平坦に形成され、ここに上記発火部31を構成する合金組成からなる円板状のチップを重ね合わせ、さらにその接合面外縁部に沿ってレーザ溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接等により溶接部B1を形成してこれを固着することにより発火部31が形成される。また、これに対向する発火部32は、接地電極4の所定位置上にチップを位置合わせし、その接合面外縁部に沿って同様に溶接部B2を形成してこれを固着することにより形成される。なお、発火部31及びこれに対向する発火部32のうちいずれか一方(のチップ部分)を省略する構成としてもよい。この場合には、発火部31と接地電極本体4aとの間、あるいは対向する発火部32と中心電極本体3aとの間で火花放電間隙33が形成される。但し、本願発明の趣旨からすると、より高温下に晒されやすい接地電極4側の発火部32を少なくとも設けることとするのが望ましい。
The main body 3a of the center electrode 3 is reduced in diameter at the tip side, and the tip surface is formed flat, and a disk-shaped chip made of an alloy composition constituting the
次に、これらチップ状の発火部31,32の製造方法について説明する。まず、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする所定の組成となるように各合金成分を配合・溶解し、当該溶解合金に関しインゴットを形成し、その後、鍛造、溝ロール圧延を施す。その後、第1の手法としては、図3(a)に示すように、圧延板素材201を得た後、これを打ち抜いて比較的厚みの小さいディスク状のチップ202を得る方法がある。また、第2の手法としては、図4(a)に示すように、熱間伸線により棒状素材203を得た後、それを所定長に切断することで、円柱状のチップ204を得る方法がある。
Next, the manufacturing method of these chip-
上記いずれかの手法により得られるチップ202,204は、いずれも塑性加工を経るものであり、当該塑性加工等に際し、加工歪み(残留応力)が生じうる。本実施形態では、当該加工歪みを除去するべく、後述するスパークプラグ100の製造過程において、前記チップ202,204に所定の熱処理が施された上で、発火部31,32が構成されている。
The
但し、あまりにも高温下で、長時間の熱処理を施したのでは、再結晶化が促進され、結晶の粒度が大きくなってしまい、前記チップ202,204の機械的強度低下が生じてしまう。この点に鑑み、本実施形態では、例えば、真空ないし不活性ガス雰囲気下、あるいは水素雰囲気等の還元性雰囲気下にて900℃〜1100℃(望ましくは920〜1000℃)で1時間の熱処理が施される。これにより、結晶の粒度が増大してしまうのが抑制されている。
However, if heat treatment is performed at a too high temperature for a long time, recrystallization is promoted, the crystal grain size increases, and the mechanical strength of the
より詳しく説明すると、図3(a)に示す上記第1の手法のように、圧延板素材201を得た後、これを打ち抜いてディスク状のチップ202を得る場合には、図3(b)に示すように、塑性加工(圧延)によって、同図水平方向に向けて粒子(結晶粒)が配向することとなる。また、図4(a)に示す上記第2の手法のように、棒状素材203を得た後、それを所定長に切断してチップ204を得る場合には、図4(b)に示すように、棒の長手方向(同図上下方向)に向けて結晶粒が配向することとなる。ここで、熱処理が過度に行われた場合、結晶の粒径が大きくなる傾向にあり、この場合、結晶粒の縦横比率も「1」に近くなってゆく。換言すれば、熱処理を経るにしたがって、前記配向方向に沿った断面組織を観察したときにその断面上に表れる粒子の外形線に対し、例えば図5に示すように、その外形線と接しかつ前記粒子内を横切らないように2本の平行線を、その粒子との位置関係を変えながら各種引いたときの、前記平行線間の距離の最大値をその粒子の最大径dmax、同じく最小値を最小径dminとしたとき、所定の断面における各粒子毎の最大径dmaxに対する最小径dminの比dmin/dmaxが「1」に近づいてゆく。この点、本実施形態では、前記配向方向に沿った断面組織を観察したときにおける最大径dmaxに対する最小径dminの比dmin/dmaxの平均値(以下、便宜上「配向比平均値」という)が「0.5」以下になるように比較的マイルドな条件下にて熱処理が施されているのである。
More specifically, when the rolled
また、本実施形態の発火部31,32は、ビッカース硬度300Hv以下となるように熱処理が施されている。これにより、加工歪みが解消され、発火部の異常な消耗や内部割れといった不具合の防止が図られている。
Moreover, the
さらに、本実施形態の発火部31,32は、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとしているが、中でも、前記Irは5質量%以上40質量%以下含有されている。Irが5質量%未満含有されている場合、元々の(塑性加工を経た直後の)材料の硬度が比較的低いため、上記ビッカース硬度300Hv以下という要件を具備する場合であっても、熱処理が十分とはいえない場合があり、発火部に加工歪みが残存してしまうおそれがある。一方、Irが40質量%を上回って含有されている場合、元々の(塑性加工を経た直後の)材料の硬度が比較的高いため、上記ビッカース硬度300Hv以下という要件を満たそうとすると、熱処理が行われすぎてしまう。そのため、再結晶化が促進され、結晶の粒径が大きくなってしまい、機械的強度の低下の問題が生じてしまうおそれがある。
Furthermore, although the
次に、上記のように構成されてなるスパークプラグ100の製造方法について説明する。まず、主体金具1を予め加工しておく。すなわち、円柱状に形成された金属素材(例えばS15CやS25Cといった鉄系素材やステンレス素材)を冷間鍛造加工により貫通孔を形成し、概形を製造する。その後、切削加工を施すことで外形を整え、主体金具中間体を得る。
Next, the manufacturing method of the
続いて、主体金具中間体の先端部位に、ニッケル(Ni)系合金(例えばインコネル系合金等)からなる接地電極4が抵抗溶接される。当該溶接に際してはいわゆる「ダレ」が生じるので、その「ダレ」を除去した後、主体金具中間体の所定部位にねじ部7が転造によって形成される。これにより、接地電極4の溶接された主体金具1が得られる。接地電極4の溶接された主体金具1には、亜鉛メッキ或いはニッケルメッキが施される。尚、耐食性向上を図るべく、その表面に、さらにクロメート処理が施されることとしてもよい。
Subsequently, the ground electrode 4 made of a nickel (Ni) alloy (for example, an Inconel alloy) is resistance-welded to the tip portion of the metal shell intermediate. During the welding, so-called “sag” is generated, and after the “sag” is removed, the threaded
さらに、接地電極4の先端部には、上述した発火部32を構成するためのチップが、抵抗溶接やレーザ溶接等により接合される。尚、溶接をより確実なものとするべく、当該溶接に先だって溶接部位のメッキ除去が行われたり、或いは、メッキ工程に際し溶接予定部位にマスキングが施されたりする。また、当該チップの溶接を、後述する組付けの後に行うこととしてもよい。
Further, a tip for constituting the above-described
一方、前記主体金具1とは別に、絶縁体2を成形加工しておく。例えば、アルミナ或いは窒化アルミニウムを主体としバインダ等を含む原料粉末を用い、成形用素地造粒物を調整し、これを用いてラバープレス成形を行うことで、筒状の成形体が得られる。得られた成形体に対し、研削加工が施され整形される。そして、整形されたものが焼成炉へ投入され焼成される。焼成後、種々の研磨加工を施すことで、絶縁体2が得られる。
On the other hand, the
また、前記主体金具1、絶縁体2とは別に、中心電極3を製造しておく。すなわち、Ni系合金が鍛造加工され、その中央部に放熱性向上を図るべく銅芯が設けられる。そして、その先端部には、上述した発火部31を構成するためのチップが、抵抗溶接やレーザ溶接等により接合される。
In addition to the
そして、上記のようにして得られた絶縁体2及び中心電極3と、図示しない端子金具とが、やはり図示しないガラスシールによって封着固定される。ガラスシールとしては、一般的にホウ珪酸ガラスと金属粉末とが混合されて調整されており、当該調整されたものが絶縁体2の内孔に注入された後、後方から前記端子金具が押圧された状態とした上で、焼成炉内にて焼き固められる。尚、このとき、絶縁体2の後端側の胴部表面には釉薬層が同時に焼成されることとしてもよいし、事前に釉薬層が形成されることとしてもよい。
The
その後、上記のようにそれぞれ作製された中心電極3及び端子金具を備える絶縁体2と、接地電極4を備える主体金具1とが組付けられる。より詳しくは、比較的薄肉に形成された主体金具1の後端部に関し、冷間加締めや熱間加締めが行われることで、周方向から絶縁体2が主体金具1の後端部にて取り囲まれるようにして保持される。
Thereafter, the
そして、最後に、接地電極4を屈曲させることで、中心電極3(の発火部31)及び接地電極4(の発火部32)間の前記火花放電間隙33を調整する加工が実施される。
Finally, the ground electrode 4 is bent to perform a process for adjusting the
このように一連の工程を経ることで、上述した構成を有するスパークプラグ100が製造される。
Thus, the
以上のとおり、本実施形態によれば、発火部31,32に関し、上述した「配向比平均値」が「0.5」以下になるように熱処理が施されている。そのため、粒の粗大化による機械的強度の低下や粒界腐食による機械的強度の低下を生じにくくすることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、発火部31,32は、熱処理が施されることでビッカース硬度300Hv以下とされている。このため、加工歪みが解消され、異常な消耗や内部割れといった不具合を防止することができる。特に、第2成分たるIrが5質量%以上40質量%以下含有されている。このため、上記ビッカース硬度300Hv以下という要件を満たすことによる上記作用効果がより確実に奏される。
Moreover, the
また、スパークプラグ100の使用に際しては、接地電極4側の発火部32は、中心電極3側の発火部31に比べて、より高温下に晒されやすく、粒界剥離の問題がより懸念されるところである。この点、本実施形態では、少なくとも接地電極4側の発火部32に関し、上述した構成を具備していることから、たとえ高温下に晒されたとしても、粒界剥離に起因する不具合をより効果的に抑制することができる。
Further, when the
次に、上述した作用効果を確認するべく、各種条件を変更することで種々のサンプルを作製し、種々の評価を試みた。その実験結果を以下に記す。なお、各評価結果を示す表1〜3はそれぞれの評価試験における相対評価を示すものであり、判定が×であったとしても必ずしも製品として使用できないことを示すものではない。 Next, in order to confirm the above-described effects, various samples were prepared by changing various conditions, and various evaluations were attempted. The experimental results are described below. In addition, Tables 1-3 which show each evaluation result show the relative evaluation in each evaluation test, and even if a judgment is x, it does not necessarily indicate that it cannot be used as a product.
先ず第1に、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分として、20質量%のIrを含有してなる合金を用意するとともに、熱処理条件を種々異ならせることで、上述した配向比平均値の種々異なったサンプルチップを作製した(サンプル1〜3)。これらサンプルの評価結果を表1に示す。
First, while the main first component is Pt, an alloy containing 20% by mass of Ir as the second component is prepared, and the above-mentioned orientation ratio average is obtained by varying the heat treatment conditions. Sample chips with different values were prepared (
従って、上記実験結果から、結晶の粒径を大きくしてしまうと、機械的強度が低下し、部分的に結晶粒が剥離、脱落し(粒界を起点とする割れが発生しやすくなり)、耐久性が著しく低下してしまうのに対し、結晶の粒径の増大を抑制しつつ熱処理を適度に行うことで、機械的強度の低下を抑制でき、耐久性を確保できることがわかる。 Therefore, from the above experimental results, when the crystal grain size is increased, the mechanical strength is reduced, and the crystal grains are partially peeled off and dropped (prone to cracks originating from the grain boundaries), It can be seen that the durability is remarkably lowered, while the mechanical strength can be prevented from being lowered and the durability can be ensured by appropriately performing the heat treatment while suppressing the increase in the crystal grain size.
次に、第2成分としてのIrの含有量を種々変更させるとともに、加熱処理時間を種々異ならせ、硬度の異なったサンプルチップを作製した(サンプル4〜12)。これらサンプルの評価結果を表2に示す。 Next, while changing the content of Ir as the second component in various ways, the heat treatment time was varied, and sample chips having different hardnesses were prepared (Samples 4 to 12). Table 2 shows the evaluation results of these samples.
すなわち、配向比平均値が「0.4」であっても、Irの含有量が5質量%を下回るサンプル4(Irの含有量=3質量%)については、チップ内剥離が僅かながら発生してしまい、また、Irの含有量が40質量%を上回るサンプル8(Irの含有量=45質量%)については、引張強度が著しく低いものとなってしまった。これに対し、配向比平均値が「0.4」であり、Irの含有量が5質量%以上で40質量%以下のサンプル5,6,7(Irの含有量=5,20,40質量%)については、引張強度も十分であり、チップ内剥離も発生しなかった。
That is, even if the orientation ratio average value is “0.4”, the sample 4 with an Ir content of less than 5% by mass (Ir content = 3% by mass) caused slight peeling in the chip. Moreover, about the sample 8 (Ir content = 45 mass%) whose Ir content exceeds 40 mass%, the tensile strength was remarkably low. In contrast,
このことから、Irの含有量が5質量%を下回ると、たとえビッカース硬度(Hv)(以下、単に「硬度」という)が300であったとしても、元来の硬度が比較的低く、十分な熱処理を行うことができず、チップに残留応力が残ってしまうことがわかる。また、Irの含有量が40質量%を上回ると、たとえ硬度が300であったとしても、元来の硬度が比較的高く、ここまで硬度を低下させる程度に熱処理を行うと、結晶粒の増大を招いて配向比平均値が「0.5」を上回ってしまい、耐久性が著しく低下してしまうことがわかる。これに対し、Irの含有量を5質量%以上40質量%以下とした上で、結晶の粒径の増大を抑制しつつ熱処理を適度に行うことで、チップに残留応力を残すことなく、かつ、異常な消耗や内部割れ等を防止でき十分な耐久性を確保できることがわかる。 From this, when the Ir content is less than 5% by mass, even if the Vickers hardness (Hv) (hereinafter simply referred to as “hardness”) is 300, the original hardness is relatively low and sufficient. It can be seen that heat treatment cannot be performed and residual stress remains in the chip. Further, if the Ir content exceeds 40% by mass, even if the hardness is 300, the original hardness is relatively high, and if heat treatment is performed to such an extent that the hardness is reduced, the number of crystal grains increases. As a result, the average value of the orientation ratio exceeds “0.5” and the durability is remarkably lowered. On the other hand, the Ir content is set to 5% by mass or more and 40% by mass or less, and the heat treatment is appropriately performed while suppressing an increase in the grain size of the crystal without leaving a residual stress in the chip. It can be seen that abnormal wear and internal cracks can be prevented and sufficient durability can be secured.
また、Irの含有量が20質量%と同じで、かつ、配向比平均値が「0.5」以下であっても、硬度が300を超えるサンプル11,12(硬度=320,350)については、チップ内剥離を起こしてしまったのに対し、硬度が300以下のサンプル9,10(硬度=260,280)については、引張強度も十分であり、チップ内剥離も発生しなかった。このことから、Irの含有量が5質量%以上40質量%以下の範囲内であっても、硬度が300を超えると熱処理が未だ十分とはいえず、チップに残留応力が残ってしまうことがわかる。これに対し、Irの含有量が5質量%以上40質量%以下の範囲内であって、硬度が300以下となるよう、結晶の粒径の増大を抑制しつつ熱処理を適度に行うことで、チップに残留応力を残すことなく、また、機械的強度の低下を抑制して十分な耐久性を確保できることがわかる。 Further, even if the Ir content is the same as 20% by mass and the orientation ratio average value is “0.5” or less, the samples 11 and 12 having a hardness exceeding 300 (hardness = 320, 350) On the other hand, in-chip peeling occurred, but in Samples 9 and 10 (hardness = 260, 280) having a hardness of 300 or less, the tensile strength was sufficient and peeling in the chip did not occur. Therefore, even if the Ir content is in the range of 5% by mass or more and 40% by mass or less, if the hardness exceeds 300, it cannot be said that heat treatment is still sufficient, and residual stress may remain in the chip. Recognize. On the other hand, by appropriately performing the heat treatment while suppressing the increase in the grain size of the crystal so that the Ir content is in the range of 5 mass% to 40 mass% and the hardness is 300 or less, It can be seen that sufficient durability can be ensured without leaving a residual stress on the chip, and suppressing a decrease in mechanical strength.
なお、上記実施例・実験例では、いずれも主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分としてIrを含有してなる合金(Pt−Ir系)について説明してきたが、Pt−Irの2元系に限られることなく、別途第3成分、第4成分等を含有させてもよい。 In the examples and experimental examples described above, an alloy (Pt—Ir system) containing Pt as the main first component and containing Ir as the second component has been described. Without being limited to the original system, a third component, a fourth component, and the like may be included separately.
そこで次に、第3成分、場合によっては第4成分を含有させた種々のサンプルチップを作製した(サンプル13〜18)。これらサンプルの評価結果を表3に示す。 Then, next, various sample chips containing the third component and possibly the fourth component were prepared (samples 13 to 18). Table 3 shows the evaluation results of these samples.
なお、上述した実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。 In addition, it is not limited to the description content of embodiment mentioned above, For example, you may implement as follows.
(a)上記実施形態では、接地電極4の先端部に、既に熱処理の施された(発火部32を構成するための)チップが溶接される場合が例示されているが、接地電極に対し、熱処理を経る前のチップを予め溶接しておき、当該チップの溶接された接地電極4全体について熱処理を施し、その後、当該接地電極4を主体金具中間体の先端部位に溶接することとしてもよい。また、接地電極に対し、熱処理を経る前のチップを予め溶接しておき、当該チップの溶接された接地電極4を主体金具中間体の先端部位に溶接して主体金具アッセンブリを形成し、その後、当該アッセンブリごと熱処理を施すこととしてもよい。 (A) In the above embodiment, a case where a tip that has already been subjected to heat treatment (for forming the ignition part 32) is welded to the tip of the ground electrode 4 is illustrated. The tip before the heat treatment may be welded in advance, the ground electrode 4 to which the tip is welded is subjected to heat treatment, and then the ground electrode 4 may be welded to the tip portion of the metal shell intermediate. Further, the tip before the heat treatment is pre-welded to the ground electrode, and the ground electrode 4 welded to the tip is welded to the distal end portion of the metal shell intermediate to form the metal shell assembly, The assembly may be subjected to heat treatment.
(b)また、上記実施形態では、チップ状の発火部31,32を溶接する構成としているが、ガスエンジン等に用いられるスパークプラグにあっては、接地電極全体が、第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとするものを採用することもできる。この場合、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする接地電極に関し熱処理を施した上で、主体金具に溶接することとしてもよいし、溶接後に熱処理を施すこととしてもよい。
(B) Moreover, in the said embodiment, although it has set it as the structure which welds the chip-shaped
後者の場合、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする接地電極が主体金具に溶接されることで主体金具アッセンブリが得られ、その後、熱処理工程において当該主体金具アッセンブリごと熱処理が施されることとなる。当該熱処理により、第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする発火部の加工歪みの解消が図られ、発火部における内部割れ等の不具合を防止できる。また、熱処理が適正に行われることで、機械的強度の低下に起因する不具合抑制をも図ることができる。 In the latter case, a metal shell assembly is obtained by welding a ground electrode having a main first component of Pt and a second component of Ir to the metal shell, and then heat treatment is performed together with the metal shell assembly in the heat treatment step. Will be given. By this heat treatment, the processing distortion of the ignition part in which the first component is Pt and the second component is Ir is eliminated, and problems such as internal cracks in the ignition part can be prevented. In addition, by appropriately performing the heat treatment, it is possible to suppress defects caused by a decrease in mechanical strength.
尚、当該後者の変形例の場合、つまり、主たる第1成分をPtとするとともに、第2成分をIrとする接地電極が主体金具に溶接されることで主体金具アッセンブリが得られる場合、主体金具が卑金属で構成される場合が多く、当該卑金属たる主体金具と、貴金属合金により構成される接地電極との間での溶接が必ずしも十分とはいえない場合がある。この点、上記のように、溶接後、熱処理が行われるため、主体金具と接地電極との溶接部分のなじみがさらに良好なものとなり、結果として、両者間の接合強度の向上をも図ることができる。 In the case of the latter modification, that is, when a metal shell assembly is obtained by welding a ground electrode whose main first component is Pt and whose second component is Ir to the metal shell, the metal shell is obtained. Is often made of a base metal, and welding between the metal shell, which is the base metal, and a ground electrode made of a noble metal alloy may not always be sufficient. In this respect, as described above, since heat treatment is performed after welding, the familiarity of the welded portion between the metal shell and the ground electrode is further improved, and as a result, the joint strength between the two can be improved. it can.
(c)上記実施形態では、発火部31,32のビッカース硬度(Hv)の下限値について特に言及しなかったが、前記配向比平均値が「0.5」以下であるという条件を満たすものであれば、下限値については、特段数値的な制限を受けるものではない。但し、所定の強度を確保するという観点からは、少なくともビッカース硬度(Hv)200以上、より好適には250以上であることが望ましい。
(C) In the above embodiment, no particular reference was made to the lower limit value of the Vickers hardness (Hv) of the
(d)スパークプラグのタイプについては、上記実施形態のものに特に限定されるものではない。従って、例えば2乃至4本の接地電極を具備するタイプに具現化することもできる。 (D) The type of the spark plug is not particularly limited to that of the above embodiment. Therefore, for example, it may be embodied in a type having 2 to 4 ground electrodes.
1…主体金具、2…絶縁体、3…中心電極、4…接地電極、31…発火部、32…発火部、33…火花放電間隙。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記中心電極の外側に設けられた絶縁体と、
前記絶縁体の外側に設けられた主体金具と、
前記主体金具に接合され、先端部が前記中心電極の先端部と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部及び前記接地電極の先端部間に火花放電間隙を有する内燃機関用スパークプラグであって、
前記中心電極の先端部及び前記接地電極の先端部のうち少なくとも一方に設けられた発火部は、主たる第1成分を白金とするとともに、第2成分をイリジウムとし、かつ、
断面組織を観察したときにその断面上に表れる粒子の外形線に対し、その外形線と接しかつ前記粒子内を横切らないように2本の平行線を、その粒子との位置関係を変えながら各種引いたときの、前記平行線間の距離の最大値をその粒子の最大径dmax、同じく最小値を最小径dminとしたとき、所定の断面における各粒子毎の最大径dmaxに対する最小径dminの比dmin/dmaxの平均値が0.5以下であることを特徴とする内燃機関用スパークプラグ。 A center electrode;
An insulator provided outside the center electrode;
A metal shell provided outside the insulator;
A ground electrode that is joined to the metal shell and has a tip portion disposed so as to face the tip portion of the center electrode;
A spark plug for an internal combustion engine having a spark discharge gap between a tip portion of the center electrode and a tip portion of the ground electrode,
The ignition part provided in at least one of the tip part of the center electrode and the tip part of the ground electrode has platinum as the main first component, iridium as the second component, and
While observing the cross-sectional structure, with respect to the outline of the particle appearing on the cross-section, two parallel lines that are in contact with the outline and do not cross the inside of the particle are changed while changing the positional relationship with the particle. When the maximum value of the distance between the parallel lines when drawn is the maximum diameter dmax of the particles, and the minimum value is the minimum diameter dmin, the ratio of the minimum diameter dmin to the maximum diameter dmax for each particle in a predetermined cross section. A spark plug for an internal combustion engine, wherein an average value of dmin / dmax is 0.5 or less.
前記中心電極の外側に設けられた絶縁体と、
前記絶縁体の外側に設けられた主体金具と、
前記主体金具に接合され、先端部が前記中心電極の先端部と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部及び前記接地電極の先端部間に火花放電間隙を有し、
前記接地電極が主たる第1成分を白金とするとともに、第2成分をイリジウムとする、又は、前記接地電極の先端部に、主たる第1成分を白金とするとともに、第2成分をイリジウムとするチップ状の発火部を備えてなる内燃機関用スパークプラグの製造方法であって、
主たる第1成分を白金とするとともに、第2成分をイリジウムとする接地電極、又は、先端部に、主たる第1成分を白金とするとともに、第2成分をイリジウムとするチップ状の発火部を備えてなる接地電極を、前記主体金具に溶接することで主体金具アッセンブリを得た後、当該主体金具アッセンブリごと熱処理を施す熱処理工程を具備することを特徴とする内燃機関用スパークプラグの製造方法。 A center electrode;
An insulator provided outside the center electrode;
A metal shell provided outside the insulator;
A ground electrode that is joined to the metal shell and has a tip portion disposed so as to face the tip portion of the center electrode;
Having a spark discharge gap between the tip of the center electrode and the tip of the ground electrode;
The ground electrode has a main first component of platinum and a second component of iridium, or a tip having a main first component of platinum at the tip of the ground electrode and a second component of iridium. A method for producing a spark plug for an internal combustion engine comprising a ignitable ignition part,
A grounding electrode having platinum as the main first component and iridium as the second component, or a tip-like ignition portion having iridium as the second component and platinum as the main first component at the tip. A method for producing a spark plug for an internal combustion engine, comprising: a heat treatment step of heat treating the metal shell assembly together with the metal shell assembly after the metal shell assembly is obtained by welding the ground electrode to the metal shell.
前記中心電極との間に火花放電間隙を形成するチップ状の外側発火部が溶接された接地電極とを備え、前記外側発火部は、主たる第1成分を白金とするとともに、第2成分をイリジウムとする内燃機関用スパークプラグであって、
前記外側発火部は、塑性加工を経て形成され、断面組織を観察したときにその断面上に表れる粒子の外形線に対し、その外形線と接しかつ前記粒子内を横切らないように2本の平行線を、その粒子との位置関係を変えながら各種引いたときの、前記平行線間の距離の最大値をその粒子の最大径dmax、同じく最小値を最小径dminとしたとき、所定の断面における各粒子毎の最大径dmaxに対する最小径dminの比dmin/dmaxの平均値が0.5以下であり、かつ、
ビッカース硬度300Hv以下となるように、熱処理が施されていることを特徴とする内燃機関用スパークプラグ。
A central electrode having an inner ignition part;
A ground electrode welded with a chip-like outer ignition portion that forms a spark discharge gap with the center electrode, and the outer ignition portion uses platinum as a main first component and iridium as a second component. A spark plug for an internal combustion engine,
The outer ignition portion is formed through plastic working, and when the cross-sectional structure is observed, two parallel lines are formed so that the outer shape of the particles appearing on the cross section is in contact with the outer shape line and does not cross the inside of the particle. When various lines are drawn while changing the positional relationship with the particle, the maximum value of the distance between the parallel lines is the maximum diameter dmax of the particle, and the minimum value is the minimum diameter dmin. The average value of the ratio dmin / dmax of the minimum diameter dmin to the maximum diameter dmax for each particle is 0.5 or less, and
A spark plug for an internal combustion engine, which is heat-treated so as to have a Vickers hardness of 300 Hv or less.
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- 2006-02-24 JP JP2006047631A patent/JP2007227187A/en active Pending
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