JP2011228260A - プラズマジェット点火プラグ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 このプラズマジェット点火プラグは、中心電極のうち少なくとも先端面を含む先端部が、少なくとも1種の希土類元素の酸化物とWとを含有し、前記希土類元素の酸化物の合計含有率が0.5質量%以上10質量%以下であり、Wの含有率が90質量%以上であるか、或いは、Irを0.3質量%以上3質量%以下、かつWを97質量%以上含有する。
【選択図】 図1
Description
(1)中心電極と、
軸線方向に延びる軸孔を有し、前記中心電極の先端面が前記軸孔内に配置されると共に前記中心電極を保持する絶縁体と、
前記絶縁体を保持する主体金具と、
前記主体金具に接合されると共に、前記絶縁体よりも先端側に配置され、前記中心電極との間で火花放電を行う接地電極とを備えたプラズマジェット点火プラグにおいて、
前記中心電極のうち少なくとも前記先端面を含む先端部は、少なくとも1種の希土類元素の酸化物とWとを含有し、前記希土類元素の酸化物の合計含有率が0.5質量%以上10質量%以下であり、Wの含有率が90質量%以上であることを特徴とするプラズマジェット点火プラグである。
(2)前記希土類元素の酸化物の含有率は、0.5質量%以上7質量%以下であり、
(3)前記中心電極は、前記希土類元素のうち、少なくともLa又はYの酸化物を含有し、その合計含有率が0.5質量%以上5質量%以下であり、
(4)前記中心電極は、Irを0.3質量%以上3質量%以下含有し、前記希土類元素の酸化物とIrとWとの合計含有率が100質量%である。
(5) 中心電極と、
軸線方向に延びる軸孔を有し、前記中心電極の先端面が前記軸孔内に配置されると共に前記中心電極を保持する絶縁体と、
前記絶縁体を保持する主体金具と、
前記主体金具に接合されると共に、前記絶縁体よりも先端側に配置され、前記中心電極との間で火花放電を行う接地電極とを備えたプラズマジェット点火プラグにおいて、
前記中心電極のうち少なくとも前記先端面を含む先端部は、Irを0.3質量%以上3質量%以下、かつWを97質量%以上含有することを特徴とするプラズマジェット点火プラグである。
(6)前記接地電極は、Irを含有し、
(7)前記接地電極は、Irを10質量%以上含有し、
(8)前記接地電極は、Irを90質量%以上含有することを特徴とするプラズマジェット点火プラグである。
前記中心電極2は、中心電極2のうち少なくとも先端面21を含む先端部10が、少なくとも1種の希土類元素の酸化物とタングステン(W)とを含有し、前記1種又は2種以上の希土類元素の酸化物の合計含有率が0.5質量%以上10質量%以下であり、Wの含有率が90質量%以上である。この組成を以下において、第1の組成と称する。
前記中心電極2は、中心電極2のうち少なくとも先端面21を含む先端部10が、IrとWとを含有し、Irの含有率が0.3質量%以上3質量%以下、Wの含有率が97質量%以上である。この組成を以下において、第2の組成と称する。
通常の真空溶解炉を用いて、表1〜9に示す組成(質量%)を有する合金の溶湯を調製し、真空鋳造にて各溶湯から鋳塊を調製した。その後、この鋳塊を熱間鋳造にて丸棒とした。この丸棒を押し出し加工等の塑性加工後に線引き加工、塑性加工等を施し直径4mmの線材とし、プラズマジェット点火プラグの中心電極に作製した。また、Irが表4〜7、9に示す割合で含有され、残部がNiである合金の溶湯と、Irを実質的に含有しないNiの合金の溶湯とを調製し、中心電極を作製する場合と同様にして、中心部に開口部を有する円盤状の接地電極を作製した。なお、表中の希土類元素は酸化物換算での全体の質量に対する質量割合を示す。
前述のように製造したプラズマジェット点火プラグを、4気筒、2.0Lのエンジンに取り付け、エンジン回転数720rpmの状態を維持し、50時間又は100時間の運転を行った。なお、電極にプラズマエネルギー80mJの電流を流してプラズマを形成させた。
(中心電極が第1の組成を有する場合)
表1に示す組成の中心電極及びNi合金からなる接地電極を備えたプラズマジェット点火プラグの耐久性は、耐久性試験の前後における中心電極の体積の減少量を測定し、1時間当たりの体積の減少量を消耗量として算出し、以下の基準に基づいて評価した。
×:基準となる組成を有する中心電極の消耗量に対して消耗量が大きい場合。
△:基準となる組成を有する中心電極の消耗量に対して消耗量が2/3より大きく1以下の場合。
○:基準となる組成を有する中心電極の消耗量に対して消耗量が1/3より大きく2/3以下の場合。
◎:基準となる組成を有する中心電極の消耗量に対して消耗量が1/3以下の場合。
×:基準となる組成を有する中心電極の消耗量に対して消耗量が同じ又は大きい場合。
○:基準となる組成を有する中心電極の消耗量に対して消耗量が小さい場合。
表4〜7に示す組成の中心電極及び接地電極を備えたプラズマジェット点火プラグの耐久性は、耐久性試験の前後における中心電極の体積の減少量を測定し、1時間当たりの体積の減少量を消耗量として算出し、以下の基準に基づいて評価した。
×:基準となる組成を有する中心電極の消耗量に対して消耗量低減割合が25%未満の場合。
△:基準となる組成を有する中心電極の消耗量に対して消耗量低減割合が25%以上50%未満の場合。
○:基準となる組成を有する中心電極の消耗量に対して消耗量低減割合が50%以上の場合。
表8に示す組成を有する中心電極及びNi合金からなる接地電極を備えたプラズマジェット点火プラグの耐久性は、表1の場合と同様にして評価した。
表9に示す組成を有する中心電極及び接地電極を備えたプラズマジェット点火プラグの耐久性は、表4の場合と同様にして評価した。
試料No.121及びNo.117の組成を有する中心電極及び接地電極を備えたプラズマジェット点火プラグを耐久性試験と同一の条件で試験を行った後に、中心電極先端部を軸線方向に切断して、切断面の表面分析を電子線プローブマイクロアナライザ(EPMA)(JEOL社 JXA−8500F)により、加速電圧20kV、ビーム電流:2.5×10−8mA、スポット径:100〜200μmの条件にて行った。結果を図3及び4に示す。
2 中心電極
3 軸孔
4 絶縁体
5 主体金具
6 接地電極
7 鍔部
8 胴体部
9 中間部
10 先端部
11 段差部
12 段状部
13 収容部
14 小径部
15 段部
16 キャビティ
17 開口部
18 係合部
19シール体
20 端子金具
21 先端面
22 ネジ部
23 工具係合部
Claims (8)
- 中心電極と、
軸線方向に延びる軸孔を有し、前記中心電極の先端面が前記軸孔内に配置されると共に前記中心電極を保持する絶縁体と、
前記絶縁体を保持する主体金具と、
前記主体金具に接合されると共に、前記絶縁体よりも先端側に配置され、前記中心電極との間で火花放電を行う接地電極とを備えたプラズマジェット点火プラグにおいて、
前記中心電極のうち少なくとも前記先端面を含む先端部は、少なくとも1種の希土類元素の酸化物とWとを含有し、前記希土類元素の酸化物の合計含有率が0.5質量%以上10質量%以下であり、Wの含有率が90質量%以上であることを特徴とするプラズマジェット点火プラグ。 - 前記希土類元素の酸化物の含有率は、0.5質量%以上7質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマジェット点火プラグ。
- 前記中心電極は、前記希土類元素のうち、少なくともLa又はYの酸化物を含有し、その合計含有率が0.5質量%以上5質量%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のプラズマジェット点火プラグ。
- 前記中心電極は、Irを0.3質量%以上3質量%以下含有し、前記希土類元素の酸化物とIrとWとの合計含有率が100質量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のプラズマジェット点火プラグ。
- 中心電極と、
軸線方向に延びる軸孔を有し、前記中心電極の先端面が前記軸孔内に配置されると共に前記中心電極を保持する絶縁体と、
前記絶縁体を保持する主体金具と、
前記主体金具に接合されると共に、前記絶縁体よりも先端側に配置され、前記中心電極との間で火花放電を行う接地電極とを備えたプラズマジェット点火プラグにおいて、
前記中心電極のうち少なくとも前記先端面を含む先端部は、Irを0.3質量%以上3質量%以下、かつWを97質量%以上含有することを特徴とするプラズマジェット点火プラグ。 - 前記接地電極は、Irを含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のプラズマジェット点火プラグ。
- 前記接地電極は、Irを10質量%以上含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のプラズマジェット点火プラグ。
- 前記接地電極は、Irを90質量%以上含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のプラズマジェット点火プラグ。
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