JP2011253826A - Spark plug - Google Patents

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JP2011253826A
JP2011253826A JP2011174442A JP2011174442A JP2011253826A JP 2011253826 A JP2011253826 A JP 2011253826A JP 2011174442 A JP2011174442 A JP 2011174442A JP 2011174442 A JP2011174442 A JP 2011174442A JP 2011253826 A JP2011253826 A JP 2011253826A
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JP
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spark plug
noble metal
intermediate member
electrode
metal tip
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JP2011174442A
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Japanese (ja)
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Yasushi Sakakura
靖 坂倉
Yosuke Imai
庸介 今井
Yoshinori Doi
義規 土井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ishifuku Metal Industry Co Ltd
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Ishifuku Metal Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress peeling of a noble metal chip member in a spark plug which uses a noble metal chip member in a spark discharge portion.SOLUTION: The spark plug includes a center electrode extending in an axial direction of the spark plug, an earth electrode having an end portion which faces an end portion of the center electrode and forming a spark gap with the center electrode. At least one end portion, from among the end portions of the center electrode and the earth electrode, includes a noble metal chip member having a welding surface and an intermediate member. One surface of the intermediate member is welded to the welding surface of the noble metal chip member by resistance welding, and the other surface is welded to an electrode base material by resistance welding. When thickness of the noble metal chip member in a direction perpendicular to the welding surface is set as Ta and thickness of the intermediate member in a direction perpendicular to the one surface is set as Tb, Tb>Ta is satisfied.

Description

本発明は、スパークプラグに関する。   The present invention relates to a spark plug.

スパークプラグには、メンテナンスフリー達成のための長寿命化のみならず、電極の小型化による着火性の向上や燃焼効率の向上が求められ、こうした要求に応えるため、中心電極や接地電極における火花放電部位に貴金属チップ部材を接合したスパークプラグが知られている。このようなスパークプラグにおいて、貴金属チップ部材と電極母材との間に、貴金属チップ部材の線膨張係数と電極母材の線膨張係数との中間の値の線膨張係数を有する中間部材を配置する技術が知られている。(例えば、特許文献1)。   Spark plugs are required not only to have a long life to achieve maintenance-free, but also to improve ignitability and combustion efficiency by miniaturizing the electrodes. To meet these demands, spark discharge at the center electrode and ground electrode is required. A spark plug in which a noble metal tip member is joined to a part is known. In such a spark plug, an intermediate member having a linear expansion coefficient that is an intermediate value between the linear expansion coefficient of the noble metal tip member and the linear expansion coefficient of the electrode base material is disposed between the noble metal tip member and the electrode base material. Technology is known. (For example, patent document 1).

このような構成を採用することにより、貴金属チップ部材の電極母材からの剥離を抑制している。   By adopting such a configuration, peeling of the noble metal tip member from the electrode base material is suppressed.

特開昭60−262374号公報JP 60-262374 A 特開昭59−94391号公報JP 59-94391 A 特開平6−60959号公報JP-A-6-60959

しかしながら、さらに、貴金属チップ部材の剥離を抑制することが求められている。例えば、上記の従来の構成では、貴金属チップ部材が中間部材から剥離するおそれがあった。
本発明は、火花放電部位において貴金属チップ部材を用いるスパークプラグにおいて、貴金属チップ部材の剥離を抑制することを目的とする。
However, it is further required to suppress peeling of the noble metal tip member. For example, in the conventional configuration described above, the noble metal tip member may be peeled off from the intermediate member.
An object of the present invention is to suppress peeling of a noble metal tip member in a spark plug using the noble metal tip member at a spark discharge site.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために、以下の形態または適用例を取ることが可能である。   In order to solve at least a part of the problems described above, the present invention can take the following forms or application examples.

[適用例1] スパークプラグであって、
前記スパークプラグの軸線方向に延在する中心電極と、
前記中心電極との間で火花ギャップを形成する接地電極と、
を備え、
前記中心電極と前記接地電極のうち少なくとも一方は、
貴金属チップ部材と、
第1の面が前記貴金属チップ部材と抵抗溶接され、前記第1の面と反対側の第2の面が電極母材と抵抗溶接された中間部材と、
を備え、
前記貴金属チップ部材の端面に垂直な方向の厚さをTaとし、
前記中間部材における前記第1の面に垂直な方向の厚さをTbとした場合において、
Tb>Ta
を満たす、スパークプラグ。
こうすれば、抵抗溶接された中間部材と貴金属チップ部材との間に発生する応力を抑制することができる。この結果、貴金属チップ部材と中間部材との剥離を抑制することができる。
[Application Example 1] A spark plug,
A center electrode extending in the axial direction of the spark plug;
A ground electrode that forms a spark gap with the center electrode;
With
At least one of the center electrode and the ground electrode is
A precious metal tip member;
An intermediate member in which a first surface is resistance-welded with the noble metal tip member, and a second surface opposite to the first surface is resistance-welded with an electrode base material;
With
The thickness in the direction perpendicular to the end face of the noble metal tip member is Ta,
When the thickness of the intermediate member in the direction perpendicular to the first surface is Tb,
Tb> Ta
Meet the spark plug.
If it carries out like this, the stress which generate | occur | produces between the intermediate member and the noble metal tip member which were resistance-welded can be suppressed. As a result, peeling between the noble metal tip member and the intermediate member can be suppressed.

[適用例2]適用例1に記載のスパークプラグにおいて、
前記中間部材のヤング率は、前記貴金属チップ部材のヤング率および前記電極母材のヤング率より小さい、スパークプラグ。
こうすれば、中間部材のヤング率が貴金属チップ部材のヤング率および電極母材のヤング率より小さいので、中間部材と貴金属チップ部材との間、および、中間部材と電極母材との間に発生する応力を抑制することができる。この結果、中間部材と貴金属チップ部材と剥離、および、中間部材と電極母材との剥離を抑制することができる。
[Application Example 2] In the spark plug according to Application Example 1,
The spark plug has a Young's modulus of the intermediate member smaller than that of the noble metal tip member and Young's modulus of the electrode base material.
By doing so, the Young's modulus of the intermediate member is smaller than the Young's modulus of the noble metal tip member and the Young's modulus of the electrode base material, so that it occurs between the intermediate member and the noble metal tip member and between the intermediate member and the electrode base material. Stress to be suppressed. As a result, separation between the intermediate member and the noble metal tip member and separation between the intermediate member and the electrode base material can be suppressed.

[適用例3]適用例1または適用例2のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記中間部材の線膨張係数は、前記貴金属チップ部材の線膨張係数より大きく、前記電極母材の線膨張係数より小さい、スパークプラグ。
こうすれば、中間部材の線膨張係数は、貴金属チップ部材の線膨張係数より大きく、電極母材の線膨張係数より小さいので、中間部材と貴金属チップ部材との間、および、中間部材と電極母材との間に発生する応力を抑制することができる。この結果、中間部材と貴金属チップ部材と剥離、および、中間部材と電極母材との剥離を抑制することができる。
[Application Example 3] The spark plug according to either Application Example 1 or Application Example 2,
A spark plug in which a linear expansion coefficient of the intermediate member is larger than a linear expansion coefficient of the noble metal tip member and smaller than a linear expansion coefficient of the electrode base material.
In this case, the linear expansion coefficient of the intermediate member is larger than the linear expansion coefficient of the noble metal tip member and smaller than the linear expansion coefficient of the electrode base material, and therefore, between the intermediate member and the noble metal tip member, and between the intermediate member and the electrode base member. The stress which generate | occur | produces between materials can be suppressed. As a result, separation between the intermediate member and the noble metal tip member and separation between the intermediate member and the electrode base material can be suppressed.

[適用例4]適用例1ないし適用例3のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記中間部材は、
i)パラジウム(Pd)
ii)金(Au)
iii)金パラジウム合金(AuPd合金)
のうちのいずれかを主成分とする材料で形成されている、スパークプラグ。
こうすれば、上記ヤング率の条件と、線膨張係数の条件を満たす中間部材を形成することができる。
[Application Example 4] The spark plug according to any one of Application Examples 1 to 3,
The intermediate member is
i) Palladium (Pd)
ii) Gold (Au)
iii) Gold palladium alloy (AuPd alloy)
A spark plug formed of a material mainly comprising any one of the above.
In this way, an intermediate member that satisfies the conditions of the Young's modulus and the linear expansion coefficient can be formed.

[適用例5]適用例1ないし適用例4のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記中心電極と前記接地電極は、前記スパークプラグの軸線方向に火花ギャップを形成する、スパークプラグ。
こうすれば、縦放電型のスパークプラグにおいて、貴金属チップ部材の剥離を抑制することができる。
[Application Example 5] The spark plug according to any one of Application Examples 1 to 4,
The spark plug, wherein the center electrode and the ground electrode form a spark gap in an axial direction of the spark plug.
If it carries out like this, peeling of a noble metal tip member can be suppressed in a longitudinal discharge type spark plug.

[適用例6]適用例1ないし適用例4のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記中心電極と、前記接地電極は、前記スパークプラグの軸線方向と垂直な方向に火花ギャップを形成する、スパークプラグ。
こうすれば、横放電型のスパークプラグにおいて、貴金属チップ部材の剥離を抑制することができる。
[Application Example 6] The spark plug according to any one of Application Example 1 to Application Example 4,
The spark plug, wherein the center electrode and the ground electrode form a spark gap in a direction perpendicular to an axial direction of the spark plug.
If it carries out like this, peeling of a noble metal tip member can be suppressed in a transverse discharge type spark plug.

[適用例7]適用例1ないし適用例6記載のいずれかにのスパークプラグであって、
前記貴金属チップ部材は、厚さ方向と垂直な断面が直径Daの円である円筒形状を有し、
前記中間部材は、厚さ方向と垂直な断面が直径Dbの円である円筒形状を有し、
Db>Da
を満たす、スパークプラグ。
こうすれば、貴金属チップ部材は、中間部材より小さく、円筒形上の底面全体で中間部材と抵抗溶接されるので、貴金属チップ部材の中間部材からの剥離を抑制することができる。
[Application Example 7] The spark plug according to any one of Application Examples 1 to 6,
The noble metal tip member has a cylindrical shape whose cross section perpendicular to the thickness direction is a circle with a diameter Da,
The intermediate member has a cylindrical shape whose cross section perpendicular to the thickness direction is a circle having a diameter Db,
Db> Da
Meet the spark plug.
In this way, the noble metal tip member is smaller than the intermediate member and is resistance-welded to the intermediate member over the entire bottom surface on the cylindrical shape, so that peeling of the noble metal tip member from the intermediate member can be suppressed.

[適用例8]スパークプラグであって、
前記スパークプラグの軸線方向に延在する中心電極と、
前記中心電極との間で火花ギャップを形成する接地電極と、
を備え、
前記中心電極と前記接地電極のうち少なくとも一方は、
貴金属チップ部材と、
第1の面が前記貴金属チップ部材と抵抗溶接され、前記第1の面と反対側の第2の面面が電極母材と抵抗溶接された中間部材と、
を備え、
前記中間部材における前記第1の面の面積をSbとし、
前記中間部材における前記第1の面に垂直な方向の厚さをTbとした場合において、
25πTb2>Sb(πは円周率)
を満たす、スパークプラグ。
こうすれば、円筒形状の中間部材と貴金属チップ部材との間に発生する応力を抑制することができる。この結果、貴金属チップ部材と円筒形状の中間部材との剥離を抑制することができる。
[Application Example 8] Spark plug,
A center electrode extending in the axial direction of the spark plug;
A ground electrode that forms a spark gap with the center electrode;
With
At least one of the center electrode and the ground electrode is
A precious metal tip member;
An intermediate member in which a first surface is resistance welded to the noble metal tip member, and a second surface opposite to the first surface is resistance welded to an electrode base material;
With
The area of the first surface of the intermediate member is Sb,
When the thickness of the intermediate member in the direction perpendicular to the first surface is Tb,
25πTb 2 > Sb (π is the circumference)
Meet the spark plug.
If it carries out like this, the stress which generate | occur | produces between a cylindrical intermediate member and a noble metal tip member can be suppressed. As a result, peeling between the noble metal tip member and the cylindrical intermediate member can be suppressed.

[適用例9]前記中間部材は、厚さ方向と垂直な断面が直径Dbの円形である円筒形状を有し、
10Tb>Db
を満たす、スパークプラグ。
こうすれば、円筒形状の中間部材と貴金属チップ部材との間に発生する応力を抑制することができる。この結果、貴金属チップ部材と円筒形状の中間部材との剥離を抑制することができる。
Application Example 9 The intermediate member has a cylindrical shape whose cross section perpendicular to the thickness direction is a circle having a diameter Db.
10Tb> Db
Meet the spark plug.
If it carries out like this, the stress which generate | occur | produces between a cylindrical intermediate member and a noble metal tip member can be suppressed. As a result, peeling between the noble metal tip member and the cylindrical intermediate member can be suppressed.

[適用例10]適用例8または適用例9に記載のスパークプラグであって、
前記貴金属チップ部材の端面に垂直な方向の厚さをTaとした場合において、
Tb>Ta
を満たす、スパークプラグ。
こうすれば、抵抗溶接された中間部材と貴金属チップ部材との間に発生する応力をより抑制することができる。この結果、貴金属チップ部材と中間部材との剥離をより抑制することができる。
[Application Example 10] The spark plug according to Application Example 8 or Application Example 9,
When the thickness in the direction perpendicular to the end face of the noble metal tip member is Ta,
Tb> Ta
Meet the spark plug.
If it carries out like this, the stress which generate | occur | produces between the intermediate member resistance-welded and the noble metal tip member can be suppressed more. As a result, peeling between the noble metal tip member and the intermediate member can be further suppressed.

本発明の一実施例としてのスパークプラグ100の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the spark plug 100 as one Example of this invention. 第1実施例におけるスパークプラグ100の中心電極20の先端付近の拡大図である。It is an enlarged view near the front-end | tip of the center electrode 20 of the spark plug 100 in 1st Example. 接地電極30の先端部31を軸線方向ODに見た図である。It is the figure which looked at the front-end | tip part 31 of the ground electrode 30 in the axial direction OD. 中間部材320と貴金属チップ部材310との間(抵抗溶接部)に発生する応力を示すグラフである。It is a graph which shows the stress which generate | occur | produces between the intermediate member 320 and the noble metal tip member 310 (resistance welding part). 第2実施例におけるスパークプラグ100Aの中心電極20の先端付近の拡大図である。It is an enlarged view near the front-end | tip of the center electrode 20 of the spark plug 100A in 2nd Example. 第3実施例におけるスパークプラグ100Bの中心電極20Bの先端付近の拡大図である。It is an enlarged view near the front-end | tip of the center electrode 20B of the spark plug 100B in 3rd Example.

A.第1実施例:
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図1は本発明の一実施例としてのスパークプラグ100の部分断面図である。なお、図1において、スパークプラグ100の軸線方向ODを図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ100の先端側、上側を後端側として説明する。
A. First embodiment:
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a spark plug 100 as an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the axial direction OD of the spark plug 100 will be described as the vertical direction in the drawing, the lower side will be described as the front end side, and the upper side as the rear end side.

図1に示すように、スパークプラグ100は、絶縁体としての絶縁碍子10と、この絶縁碍子10を保持する主体金具50と、絶縁碍子10内に軸線方向ODに保持された中心電極20と、接地電極30と、絶縁碍子10の後端部に設けられた端子金具40とを備える。   As shown in FIG. 1, the spark plug 100 includes an insulator 10 as an insulator, a metal shell 50 that holds the insulator 10, a center electrode 20 that is held in the insulator 10 in the axial direction OD, A ground electrode 30 and a terminal fitting 40 provided at the rear end of the insulator 10 are provided.

絶縁碍子10は周知のようにアルミナ等を焼成して形成され、軸中心に軸線方向ODへ延びる軸孔12が形成された筒形状を有する。軸線方向ODの略中央には外径が最も大きな鍔部19が形成されており、それより後端側(図1における上側)には後端側胴部18が形成されている。鍔部19より先端側(図1における下側)には、後端側胴部18よりも外径の小さな先端側胴部17が形成され、さらにその先端側胴部17よりも先端側に、先端側胴部17よりも外径の小さな脚長部13が形成されている。脚長部13は先端側ほど縮径され、スパークプラグ100が内燃機関のエンジンヘッド200に取り付けられた際には、その燃焼室に曝される。脚長部13と先端側胴部17との間には段部15が形成されている。   As is well known, the insulator 10 is formed by firing alumina or the like, and has a cylindrical shape in which an axial hole 12 extending in the axial direction OD is formed at the axial center. A flange portion 19 having the largest outer diameter is formed substantially at the center in the axial direction OD, and a rear end side body portion 18 is formed on the rear end side (upper side in FIG. 1). A front end side body portion 17 having a smaller outer diameter than the rear end side body portion 18 is formed on the front end side from the flange portion 19 (lower side in FIG. 1), and further, on the front end side from the front end side body portion 17, A leg length portion 13 having an outer diameter smaller than that of the distal end side body portion 17 is formed. The long leg portion 13 is reduced in diameter toward the tip side, and is exposed to the combustion chamber when the spark plug 100 is attached to the engine head 200 of the internal combustion engine. A step portion 15 is formed between the long leg portion 13 and the front end side body portion 17.

主体金具50は、内燃機関のエンジンヘッド200にスパークプラグ100を固定するための円筒状の金具である。主体金具50は、絶縁碍子10を、その後端側胴部18の一部から脚長部13にかけての部位を取り囲むようにして内部に保持している。主体金具50は低炭素鋼材より形成され、図示しないスパークプラグレンチが嵌合する工具係合部51と、内燃機関の上部に設けられたエンジンヘッド200の取付ネジ孔201に螺合するネジ山が形成された取付ネジ部52とを備えている。本実施例では、この取付ネジ部52を、その外径M(呼び径)が標準的な外径であるM14、或いは、M10〜M18とした。   The metal shell 50 is a cylindrical metal fitting for fixing the spark plug 100 to the engine head 200 of the internal combustion engine. The metal shell 50 holds the insulator 10 inside so as to surround a portion from a part of the rear end side body part 18 to the leg long part 13. The metal shell 50 is formed of a low carbon steel material, and has a thread engaging with a tool engaging portion 51 into which a spark plug wrench (not shown) is fitted and a mounting screw hole 201 of the engine head 200 provided at the upper part of the internal combustion engine. And a formed mounting screw portion 52. In this embodiment, the mounting screw portion 52 is M14 whose outer diameter M (nominal diameter) is a standard outer diameter, or M10 to M18.

主体金具50の工具係合部51と取付ネジ部52との間には、鍔状のシール部54が形成されている。取付ネジ部52とシール部54との間のネジ首59には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット5が嵌挿されている。ガスケット5は、スパークプラグ100をエンジンヘッド200に取り付けた際に、シール部54の座面55と取付ネジ孔201の開口周縁部205との間で押し潰されて変形する。このガスケット5の変形により、スパークプラグ100とエンジンヘッド200間が封止され、取付ネジ孔201を介したエンジン内の気密漏れが防止される。   Between the tool engaging portion 51 and the mounting screw portion 52 of the metal shell 50, a bowl-shaped seal portion 54 is formed. An annular gasket 5 formed by bending a plate is fitted into a screw neck 59 between the mounting screw portion 52 and the seal portion 54. When the spark plug 100 is attached to the engine head 200, the gasket 5 is crushed and deformed between the seat surface 55 of the seal portion 54 and the opening peripheral edge portion 205 of the attachment screw hole 201. Due to the deformation of the gasket 5, the gap between the spark plug 100 and the engine head 200 is sealed, and airtight leakage in the engine through the mounting screw hole 201 is prevented.

主体金具50の工具係合部51より後端側には薄肉の加締部53が設けられている。また、シール部54と工具係合部51との間には、加締部53と同様に薄肉の座屈部58が設けられている。工具係合部51から加締部53にかけての主体金具50の内周面と絶縁碍子10の後端側胴部18の外周面との間には、円環状のリング部材6,7が介在されており、さらに両リング部材6,7間にタルク(滑石)9の粉末が充填されている。加締部53を内側に折り曲げるようにして加締めることにより、リング部材6,7およびタルク9を介し、絶縁碍子10が主体金具50内で先端側に向け押圧される。これにより、主体金具50の内周で取付ネジ部52の位置に形成された段部56に、環状の板パッキン8を介し、絶縁碍子10の段部15が支持されて、主体金具50と絶縁碍子10とが一体にされる。このとき、主体金具50と絶縁碍子10との間の気密性は、板パッキン8によって保持され、燃焼ガスの流出が防止される。座屈部58は、加締めの際に、圧縮力の付加に伴い外向きに撓み変形するように構成されており、タルク9の軸線方向ODの圧縮長を長くして主体金具50内の気密性を高めている。なお、段部56よりも先端側における主体金具50と絶縁碍子10との間には、所定寸法のクリアランスが設けられている。   A thin caulking portion 53 is provided on the rear end side of the metal fitting 50 from the tool engaging portion 51. Further, a thin buckled portion 58 is provided between the seal portion 54 and the tool engaging portion 51, similarly to the caulking portion 53. Between the inner peripheral surface of the metal shell 50 from the tool engagement portion 51 to the crimping portion 53 and the outer peripheral surface of the rear end side body portion 18 of the insulator 10, annular ring members 6 and 7 are interposed. Further, talc (talc) 9 powder is filled between the ring members 6 and 7. By crimping the crimping portion 53 so as to be bent inward, the insulator 10 is pressed toward the front end side in the metal shell 50 via the ring members 6, 7 and the talc 9. As a result, the step portion 15 of the insulator 10 is supported by the step portion 56 formed at the position of the mounting screw portion 52 on the inner periphery of the metal shell 50 via the annular plate packing 8 so as to be insulated from the metal shell 50. The insulator 10 is integrated. At this time, the airtightness between the metal shell 50 and the insulator 10 is maintained by the plate packing 8, and the outflow of combustion gas is prevented. The buckling portion 58 is configured to bend outwardly and deform as the compression force is applied during caulking. The compression length in the axial direction OD of the talc 9 is increased to increase the airtightness in the metal shell 50. Increases sex. A clearance having a predetermined dimension is provided between the metal shell 50 and the insulator 10 on the tip side of the step portion 56.

図2は、第1実施例におけるスパークプラグ100の中心電極20の先端付近の拡大図である。中心電極20は、インコネル(商標名)600等のニッケルまたはニッケルを主成分とする合金から形成された電極母材21の内部に、電極母材21よりも熱伝導性に優れる銅または銅を主成分とする合金からなる芯材25を埋設した構造を有する棒状の電極である。通常、中心電極20は、有底筒状に形成された電極母材21の内部に芯材25を詰め、底側から押出成形を行って引き延ばすことで作製される。芯材25は、胴部分においては略一定の外径をなすものの、先端側においては先細り形状に形成される。   FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the center electrode 20 of the spark plug 100 in the first embodiment. The center electrode 20 is mainly made of copper or copper having higher thermal conductivity than the electrode base material 21 inside the electrode base material 21 formed of nickel such as Inconel (trade name) 600 or an alloy containing nickel as a main component. It is a rod-shaped electrode having a structure in which a core material 25 made of an alloy as a component is embedded. Usually, the center electrode 20 is produced by filling a core material 25 inside an electrode base material 21 formed in a bottomed cylindrical shape, and performing extrusion molding from the bottom side and stretching it. The core member 25 has a substantially constant outer diameter at the body portion, but is formed in a tapered shape at the distal end side.

中心電極20、詳しくは、電極母材21は、その先端部分に、先端に向かって小径となるテーパ状の電極母材台座22と溶融部23と電極チップ90とを備え、この電極チップ90を含む電極母材台座22よりも先端側の部分は絶縁碍子10の先端部11よりも突出されている。電極チップ90は、耐火花消耗性を向上するために、高融点の貴金属を主成分として形成されている。この電極チップ90としては、例えば、イリジウム(Ir)や、Irを主成分として、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、パラジウム(Pd)、レニウム(Re)のうち、1種類あるいは2種類以上を添加したIr合金によって形成され、Ir−5Pt合金(5質量%の白金を含有したイリジウム合金)などが多用される。   The center electrode 20, more specifically, the electrode base material 21, includes a tapered electrode base material base 22, a melting portion 23, and an electrode tip 90 having a small diameter toward the front end. The portion on the tip side of the electrode base material pedestal 22 is protruded from the tip portion 11 of the insulator 10. The electrode tip 90 is formed with a high melting point noble metal as a main component in order to improve spark wear resistance. Examples of the electrode chip 90 include iridium (Ir) and one type of platinum (Pt), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), palladium (Pd), and rhenium (Re) mainly containing Ir. Alternatively, an Ir alloy to which two or more kinds are added is used, and an Ir-5Pt alloy (iridium alloy containing 5% by mass of platinum) or the like is frequently used.

溶融部23は、電極母材台座22への電極チップ90の溶接、例えばレーザを照射してその熱により電極母材台座22と電極チップ90とを溶融させるレーザ溶接を経て形成される。つまり、電極母材台座22の先端面に電極チップ90を配置した状態で、電極母材台座22と電極チップ90との境界面を狙ってレーザを照射しつつ、その照射箇所を境界面全周に亘って一周させる。このレーザ溶接では、レーザの照射により両材料(電極母材台座22の構成材と電極チップ90の貴金属)が溶融して混ざり合うため、電極チップ90と電極母材台座22とが強固に接合されると共に、電極母材台座22と電極チップ90とを繋ぐ溶融部23が形成される。この溶融部23は、上記両材料の溶融により両材料の合金として形成される。   The melting part 23 is formed through welding of the electrode tip 90 to the electrode base material pedestal 22, for example, laser welding that irradiates a laser and melts the electrode base material base 22 and the electrode tip 90 by the heat. That is, in a state where the electrode tip 90 is disposed on the tip surface of the electrode base material pedestal 22, while irradiating a laser aiming at the boundary surface between the electrode base material base 22 and the electrode tip 90, the irradiated portion is arranged around the entire boundary surface. Make one round. In this laser welding, since both materials (the constituent material of the electrode base material base 22 and the noble metal of the electrode tip 90) are melted and mixed by laser irradiation, the electrode tip 90 and the electrode base material base 22 are firmly joined. At the same time, a melting portion 23 that connects the electrode base material base 22 and the electrode tip 90 is formed. The melting portion 23 is formed as an alloy of both materials by melting the both materials.

中心電極20は軸孔12内を後端側に向けて延設され、シール体4およびセラミック抵抗3(図1参照)を経由して、後方(図1における上方)の端子金具40に電気的に接続されている。端子金具40には高圧ケーブル(図示外)がプラグキャップ(図示外)を介して接続され、高電圧が印加される。   The center electrode 20 extends in the shaft hole 12 toward the rear end side, and is electrically connected to the terminal fitting 40 on the rear side (upper side in FIG. 1) via the seal body 4 and the ceramic resistor 3 (see FIG. 1). It is connected to the. A high voltage cable (not shown) is connected to the terminal fitting 40 via a plug cap (not shown), and a high voltage is applied.

接地電極30の電極母材は耐腐食性の高い金属から構成され、一例として、ニッケル合金が用いられる。本実施例では、インコネル(商標名)600(INC600)と呼ばれるニッケル合金が用いられている。この接地電極30は、自身の長手方向と直交する方向における横断面が略長方形を有している。接地電極30の基端部(一端部)32は、主体金具50の先端面57に溶接にて接合されている。接地電極30の先端部(他端部)31の一側面は、中心電極20の電極チップ90と、軸線O上で軸線方向ODに対向するように屈曲されている。そして、この接地電極30の先端部31の一側面と電極チップ90の先端面との間には火花ギャップが形成される。この火花ギャップは、例えば、0.2〜0.6mm程度である。   The electrode base material of the ground electrode 30 is made of a metal having high corrosion resistance. As an example, a nickel alloy is used. In this embodiment, a nickel alloy called Inconel (trade name) 600 (INC600) is used. The ground electrode 30 has a substantially rectangular cross section in a direction orthogonal to its longitudinal direction. A proximal end portion (one end portion) 32 of the ground electrode 30 is joined to the distal end surface 57 of the metal shell 50 by welding. One side surface of the tip (other end) 31 of the ground electrode 30 is bent so as to face the electrode tip 90 of the center electrode 20 on the axis O in the axial direction OD. A spark gap is formed between one side surface of the tip 31 of the ground electrode 30 and the tip surface of the electrode tip 90. This spark gap is, for example, about 0.2 to 0.6 mm.

接地電極30の先端部31において、電極チップ90と対向する側面には、2層部材300が電極母材に抵抗溶接されている。2層部材300は、貴金属チップ部材310と、中間部材320とを有している。貴金属チップ部材310と中間部材320とは、電極チップ90と対向する方向(第1実施例では、軸線方向OD)に積層されている。貴金属チップ部材310の下側の面と中間部材320の上側の面との間は、抵抗溶接されている。中間部材320の下側の面は、接地電極30の電極母材と抵抗溶接されている。貴金属チップ部材310には、例えば、Pt(白金)または、Ptを主成分とする合金が用いられる。本実施例では、Pt−20Ir合金(20質量%のイリジウムを含有した白金合金)が用いられている。中間部材320には、Pd(パラジウム)またはPdを主成分とする合金、Au(金)またはAuを主成分とする合金、AuPd合金、Pt合金が用いられる。本実施例では、Pdや、Pt−20Ni(20質量%のニッケルを含有した白金合金)が用いられている。中間部材320は、中間部材320の下側が接地電極30の電極母材に埋設されているのは、2層部材300を電極母材に抵抗溶接する際に、中間部材320より融点の低い電極母材が溶けるため、中間部材320の下側部分が電極部材の内部に沈みこむためである。中間部材320の積層方向(第1実施例では、軸線方向OD)の厚さTbは、貴金属チップ部材310の積層方向の厚さTaより大きい(Tb>Ta)。   A two-layer member 300 is resistance-welded to the electrode base material on the side surface facing the electrode tip 90 at the tip 31 of the ground electrode 30. The two-layer member 300 includes a noble metal tip member 310 and an intermediate member 320. The noble metal tip member 310 and the intermediate member 320 are stacked in a direction facing the electrode tip 90 (in the first embodiment, the axial direction OD). Resistance welding is performed between the lower surface of the noble metal tip member 310 and the upper surface of the intermediate member 320. The lower surface of the intermediate member 320 is resistance-welded to the electrode base material of the ground electrode 30. For the noble metal tip member 310, for example, Pt (platinum) or an alloy containing Pt as a main component is used. In this embodiment, a Pt-20Ir alloy (a platinum alloy containing 20% by mass of iridium) is used. For the intermediate member 320, Pd (palladium) or an alloy containing Pd as a main component, Au (gold) or an alloy containing Au as a main component, an AuPd alloy, or a Pt alloy is used. In this embodiment, Pd or Pt-20Ni (a platinum alloy containing 20% by mass of nickel) is used. The intermediate member 320 has the lower side of the intermediate member 320 embedded in the electrode base material of the ground electrode 30 when the two-layer member 300 is resistance welded to the electrode base material. This is because the lower part of the intermediate member 320 sinks into the electrode member because the material melts. The thickness Tb of the intermediate member 320 in the stacking direction (in the first embodiment, the axial direction OD) is larger than the thickness Ta of the noble metal tip member 310 in the stacking direction (Tb> Ta).

図3は、接地電極30の先端部31を、軸線方向ODに見た図である。貴金属チップ部材310は、厚さ方向に垂直な方向の断面が直径Daの円形である。中間部材320は、厚さ方向に垂直な方向の断面が直径Dbの円形である。すなわち、貴金属チップ部材310および中間部材320は、円筒形状を有している。中間部材320の直径Dbは、貴金属チップ部材310の直径Daより大きく、貴金属チップ部材310と中間部材320の厚さ方向に垂直な方向の断面は、同心円である。したがって、中間部材320の外縁部は、厚さ方向から見て、貴金属チップ部材310の外縁より外側にはみ出している。   FIG. 3 is a view of the tip 31 of the ground electrode 30 as viewed in the axial direction OD. The noble metal tip member 310 has a circular cross section with a diameter Da in a direction perpendicular to the thickness direction. The intermediate member 320 has a circular shape with a diameter Db in a cross section perpendicular to the thickness direction. That is, the noble metal tip member 310 and the intermediate member 320 have a cylindrical shape. The diameter Db of the intermediate member 320 is larger than the diameter Da of the noble metal tip member 310, and the cross section in the direction perpendicular to the thickness direction of the noble metal tip member 310 and the intermediate member 320 is concentric. Therefore, the outer edge portion of the intermediate member 320 protrudes outside the outer edge of the noble metal tip member 310 when viewed from the thickness direction.

ここで本実施例では、中間部材320の直径Dbと、中間部材320の厚さTbとは、10Tb>Dbを満たす。なお、この式を、中間部材320の上側の面の面積Sbは、Sb=π(Db/2)2であるので、10Tb>Dbの式を、Sbを用いて表すと、25πtb2>Sbとなる。 In this embodiment, the diameter Db of the intermediate member 320 and the thickness Tb of the intermediate member 320 satisfy 10Tb> Db. In addition, since the area Sb of the upper surface of the intermediate member 320 is Sb = π (Db / 2) 2 in this expression, when the expression of 10Tb> Db is expressed using Sb, 25πtb 2 > Sb Become.

以下に、接地電極30の電極母材の材料(INC600)と、貴金属チップ部材310の材料(Pt−20Ir)と、中間部材320の材料(PdまたはPt−20Ni)の特性を示す。   The characteristics of the electrode base material (INC 600) of the ground electrode 30, the material of the noble metal tip member 310 (Pt-20Ir), and the material of the intermediate member 320 (Pd or Pt-20Ni) are shown below.

Figure 2011253826
Figure 2011253826

表1から解るように、中間部材320のヤング率は、貴金属チップ部材310のヤング率および接地電極30の電極母材のヤング率より小さい。そして、中間部材320の線膨張係数は、貴金属チップ部材310の線膨張係数より大きく、接地電極30の電極母材の線膨張係数より小さい。   As can be seen from Table 1, the Young's modulus of the intermediate member 320 is smaller than the Young's modulus of the noble metal tip member 310 and the electrode base material of the ground electrode 30. The linear expansion coefficient of the intermediate member 320 is larger than the linear expansion coefficient of the noble metal tip member 310 and smaller than the linear expansion coefficient of the electrode base material of the ground electrode 30.

以上説明した本実施例によれば、中間部材320の積層方向の厚さTbは、貴金属チップ部材310の積層方向の厚さTaより大きい(Tb>Ta)ので、貴金属チップ部材310と中間部材320との剥離が抑制される。   According to the embodiment described above, the thickness Tb of the intermediate member 320 in the stacking direction is larger than the thickness Ta of the noble metal tip member 310 in the stacking direction (Tb> Ta). Peeling is suppressed.

図4は、中間部材320と貴金属チップ部材310との間(抵抗溶接部)に発生する応力を示すグラフである。このグラフは、シミュレーションによって計算された値である。このシミュレーションでは、中間部材320の直径Daを2.9mm、貴金属チップ部材310の直径Dbを3.0mm、貴金属チップ部材310の厚さTaを0.3mmと設定している。そして、貴金属チップ部材310の材料特性はPt−20Ir、接地電極30の電極母材の材料特性はINC600の特性値をそれぞれ用いている。また、このシミュレーションでは、中間部材320の材料としては、Pd(丸印)とPt−20Ni(四角印)の2種類について計算し、中間部材320の厚さTbとしては、0.2mm〜0.5mmまで0.1mm刻みで計算した。このグラフの縦軸は、貴金属チップ部材と中間部材の間に発生する応力について、Tbが0.2mmのときの応力を1としたときの比を表す。   FIG. 4 is a graph showing the stress generated between the intermediate member 320 and the noble metal tip member 310 (resistance welding portion). This graph is a value calculated by simulation. In this simulation, the diameter Da of the intermediate member 320 is set to 2.9 mm, the diameter Db of the noble metal tip member 310 is set to 3.0 mm, and the thickness Ta of the noble metal tip member 310 is set to 0.3 mm. The material characteristic of the noble metal tip member 310 is Pt-20Ir, and the material characteristic of the electrode base material of the ground electrode 30 is the characteristic value of INC600. Further, in this simulation, two types of materials, Pd (circle) and Pt-20Ni (square), are calculated as the material of the intermediate member 320, and the thickness Tb of the intermediate member 320 is 0.2 mm to 0.2 mm. The calculation was performed in increments of 0.1 mm up to 5 mm. The vertical axis of this graph represents the ratio of the stress generated between the noble metal tip member and the intermediate member when the stress when Tb is 0.2 mm is 1.

図4に示すシミュレーション結果から解るように、Tb>Taが満たされる領域では、貴金属チップ部材310と中間部材320との間に発生する応力が、Tb≦Taが満たされる領域より、顕著に抑制される。その結果、貴金属チップ部材310と中間部材320との剥離を抑制することができる。   As can be seen from the simulation results shown in FIG. 4, in the region where Tb> Ta is satisfied, the stress generated between the noble metal tip member 310 and the intermediate member 320 is significantly suppressed as compared with the region where Tb ≦ Ta is satisfied. The As a result, peeling between the noble metal tip member 310 and the intermediate member 320 can be suppressed.

また、本実施例では、中間部材320の積層方向の厚さTbと、中間部材320の上側の面の直径Dbとの間は、10Tb>Dbの関係式を満たすので、貴金属チップ部材310と中間部材320との剥離が抑制される。   In the present embodiment, the relationship between the thickness Tb of the intermediate member 320 in the stacking direction and the diameter Db of the upper surface of the intermediate member 320 satisfies the relational expression of 10Tb> Db. Separation from the member 320 is suppressed.

図4に示すシミュレーション結果から解るように、10Tb>Dbが満たされる領域では、貴金属チップ部材310と中間部材320との間に発生する応力が、10Tb≦Dbが満たされる領域より、顕著に抑制される。その結果、貴金属チップ部材310と中間部材320との剥離を抑制することができる。   As can be seen from the simulation results shown in FIG. 4, in the region where 10Tb> Db is satisfied, the stress generated between the noble metal tip member 310 and the intermediate member 320 is significantly suppressed compared to the region where 10Tb ≦ Db is satisfied. The As a result, peeling between the noble metal tip member 310 and the intermediate member 320 can be suppressed.

中間部材320は、貴金属チップ部材310および接地電極30の電極母材よりヤング率が低い、すなわち、弾性変形しやすい材料である。このような中間部材320が貴金属チップ部材310と接地電極30の電極母材との間にクッションとして介在することによって、貴金属チップ部材310と接地電極30の抵抗溶接面に発生する応力を緩和することができる。このような応力緩和能力が十分に発揮されるためには、中間部材320はある程度の厚さTbが必要になると考えられる。そして、この応力緩和能力が十分に発揮されるために厚さTbが満たすべき条件が、10Tb>Dbや、Tb>Taであると考えられる。   The intermediate member 320 is a material having a lower Young's modulus than the electrode base material of the noble metal tip member 310 and the ground electrode 30, that is, a material that is easily elastically deformed. The intermediate member 320 is interposed as a cushion between the noble metal tip member 310 and the electrode base material of the ground electrode 30 to relieve stress generated on the resistance welding surface of the noble metal tip member 310 and the ground electrode 30. Can do. It is considered that the intermediate member 320 needs a certain thickness Tb in order to sufficiently exhibit such stress relaxation ability. And, it is considered that the conditions that the thickness Tb should satisfy in order to sufficiently exhibit the stress relaxation ability are 10Tb> Db and Tb> Ta.

また、本実施例では、中間部材320の線膨張係数は、貴金属チップ部材310の線膨張係数より大きく、接地電極30の電極母材の線膨張係数より小さいので、温度変化により中間部材と貴金属チップ部材との間、および、中間部材と電極母材との間に発生する応力を抑制することができる。この結果、中間部材320と貴金属チップ部材310と剥離、および、中間部材320と接地電極30の電極母材との剥離をより抑制することができる。   Further, in this embodiment, the linear member has a linear expansion coefficient larger than that of the noble metal tip member 310 and smaller than the linear expansion coefficient of the electrode base material of the ground electrode 30, so that the intermediate member and the noble metal tip are changed due to temperature change. Stress generated between the members and between the intermediate member and the electrode base material can be suppressed. As a result, separation between the intermediate member 320 and the noble metal tip member 310 and separation between the intermediate member 320 and the electrode base material of the ground electrode 30 can be further suppressed.

B.第2実施例:
図5は、第2実施例におけるスパークプラグ100Aの中心電極20の先端付近の拡大図である。第2実施例におけるスパークプラグ100Aが、第1実施例におけるスパークプラグ100と異なる点は、接地電極30Aの構成である。第2実施例の接地電極30Aの先端部31Aは、第1実施例と異なり、電極チップ90の側面と対向するように形成されている。すなわち、先端部31の端面は、電極チップ90の側面と、軸線方向ODと垂直な方向に対向する。そして、先端部31の端面には、電極チップ90との対向方向に2層部材300Aが抵抗溶接されている。2層部材300Aを構成する貴金属チップ部材310Aおよび中間部材320Aの構成は、積層方向が軸線方向ODと垂直な方向であることを除いて、第1実施例と同じである。このように、本発明は、第1実施例のような軸線方向ODに火花ギャップが設けられた縦放電タイプのスパークプラグだけでなく、第2実施例のような軸線方向ODに垂直な方向に火花ギャップが設けられた横放電タイプのスパークプラグにも適用可能である。第2実施例においても、第1実施例と同様の作用・効果が得られる。
B. Second embodiment:
FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the center electrode 20 of the spark plug 100A in the second embodiment. The spark plug 100A in the second embodiment is different from the spark plug 100 in the first embodiment in the configuration of the ground electrode 30A. Unlike the first embodiment, the tip 31A of the ground electrode 30A of the second embodiment is formed to face the side surface of the electrode tip 90. That is, the end surface of the tip portion 31 faces the side surface of the electrode chip 90 in a direction perpendicular to the axial direction OD. The two-layer member 300 </ b> A is resistance-welded to the end surface of the distal end portion 31 in the direction facing the electrode tip 90. The configuration of the noble metal tip member 310A and the intermediate member 320A constituting the two-layer member 300A is the same as that of the first embodiment except that the stacking direction is a direction perpendicular to the axial direction OD. As described above, the present invention is not limited to the longitudinal discharge type spark plug in which the spark gap is provided in the axial direction OD as in the first embodiment, but also in the direction perpendicular to the axial direction OD as in the second embodiment. The present invention can also be applied to a transverse discharge type spark plug provided with a spark gap. In the second embodiment, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.

C.第3実施例:
図6は、第3実施例におけるスパークプラグ100Bの中心電極20Bの先端付近の拡大図である。第3実施例におけるスパークプラグ100Bが、第1実施例におけるスパークプラグ100と異なる点は、接地電極30Bの構成と、中心電極20Bの先端付近の構成である。第3実施例の接地電極30Bの先端部31Bは、第1実施例と異なり、2層部材300が配置されていない。一方、第3実施例の中心電極20Bの電極母材21Bの先端部分には、第1実施例の溶融部23および電極チップ90に代えて、2層部材300Bが形成されている。2層部材300Bを構成する貴金属チップ部材310Bおよび中間部材320Bの構成は、電極母材21Bが上側にあることに対応して、中間部材320Bが上側に貴金属チップ部材310Bが下側にあることを除いて、第1実施例と同じである。このように、本発明は、第1実施例および第2実施例の2層部材300、300Aのように接地電極に適用されるだけでなく、第3実施例の2層部材300Bのように中心電極にも適用可能である。中心電極に適用した場合においても、接地電極に適用した場合と同様の作用・効果が得られる。
C. Third embodiment:
FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the center electrode 20B of the spark plug 100B in the third embodiment. The spark plug 100B in the third embodiment is different from the spark plug 100 in the first embodiment in the configuration of the ground electrode 30B and the configuration near the tip of the center electrode 20B. Unlike the first embodiment, the tip 31B of the ground electrode 30B of the third embodiment is not provided with the two-layer member 300. On the other hand, a two-layer member 300B is formed at the tip of the electrode base material 21B of the center electrode 20B of the third embodiment, instead of the melting portion 23 and the electrode tip 90 of the first embodiment. The configuration of the noble metal tip member 310B and the intermediate member 320B constituting the two-layer member 300B corresponds to the fact that the intermediate member 320B is on the upper side and the noble metal tip member 310B is on the lower side, corresponding to the electrode base material 21B being on the upper side. Except for this, it is the same as the first embodiment. Thus, the present invention is not only applied to the ground electrode as in the two-layer members 300 and 300A in the first and second embodiments, but also in the center as in the two-layer member 300B in the third embodiment. It can also be applied to electrodes. Even when applied to the center electrode, the same actions and effects as those applied to the ground electrode can be obtained.

D.変形例:
・第1変形例:
上記実施例では、2層部材300、300A、300Bは、接地電極か中心電極のいずれか一方に配置されているが、両方に配置しても良い。
D. Variations:
・ First modification:
In the above embodiment, the two-layer members 300, 300A, 300B are disposed on either the ground electrode or the center electrode, but may be disposed on both.

・第2変形例:
上記実施例では、2層部材300、300A、300Bを構成する貴金属チップ部材310、310A、310B、および、中間部材320、320B、320Aは、積層方向から見た形状が円形であるが、これに限られない。例えば、貴金属チップ部材310、310A、310B、および、中間部材320、320B、320Aは、四角形、六角形などの多角形であってもよいし、楕円形であっても良い。また、中間部材と貴金属チップ部材の形状が異なっていても良い。いずれの形状であっても、全周に亘って、中間部材の外縁部は、貴金属チップ部材の外縁より外側にあることが好ましい。また、中間部材の厚さTbと中間部材の積層方向の上面の面積Sbは、25πTb2>Sb(πは円周率)の関係式を満たしていることが好ましい。
・ Second modification:
In the above embodiment, the noble metal tip members 310, 310A, 310B and the intermediate members 320, 320B, 320A constituting the two-layer members 300, 300A, 300B are circular in shape when viewed from the stacking direction. Not limited. For example, the noble metal tip members 310, 310 </ b> A, 310 </ b> B and the intermediate members 320, 320 </ b> B, 320 </ b> A may be a polygon such as a quadrangle, a hexagon, or an ellipse. Moreover, the shapes of the intermediate member and the noble metal tip member may be different. In any shape, it is preferable that the outer edge portion of the intermediate member is outside the outer edge of the noble metal tip member over the entire circumference. Moreover, it is preferable that the thickness Tb of the intermediate member and the area Sb of the upper surface in the stacking direction of the intermediate member satisfy the relational expression of 25πTb 2 > Sb (π is the circumference).

・第3変形例:
上記実施例では、10Tb>Dbの関係式と、Tb>Taの関係式の両方を満たしているが、いずれか一方を満たしているだけでも良い。
・ Third modification:
In the above embodiment, both the relational expression of 10Tb> Db and the relational expression of Tb> Ta are satisfied, but only one of them may be satisfied.

・第4変形例:
上記実施例のように、中間部材320、320A、320Bのヤング率は、貴金属チップ部材310、310A、310Bのヤング率および電極母材21、21Bのヤング率より小さいことが好ましく、中間部材320、320A、320Bの線膨張係数は、貴金属チップ部材310、310A、310Bの線膨張係数より大きく、電極母材21、21Bの線膨張係数より小さいことが好ましい。貴金属チップ部材310、310A、310Bが白金または白金を主成分とした合金であり、電極母材がニッケル合金である一般的な構成である場合、このような条件を満たす中間部材320、320A、320Bの材料としては、i)パラジウム(Pd)、ii)金(Au)、iii)金パラジウム合金(AuPd合金)のうちのいずれかを主成分とする材料がある。
-Fourth modification:
As in the above embodiment, the Young members of the intermediate members 320, 320A, 320B are preferably smaller than the Young's modulus of the noble metal tip members 310, 310A, 310B and the Young's modulus of the electrode base materials 21, 21B. The linear expansion coefficient of 320A, 320B is preferably larger than the linear expansion coefficient of the noble metal tip members 310, 310A, 310B and smaller than the linear expansion coefficient of the electrode base materials 21, 21B. When the noble metal tip members 310, 310A, 310B are platinum or an alloy containing platinum as a main component and the electrode base material is a nickel alloy, the intermediate members 320, 320A, 320B satisfying such conditions are used. As the material, there is a material mainly comprising any one of i) palladium (Pd), ii) gold (Au), and iii) gold-palladium alloy (AuPd alloy).

・第5変形例:
上記実施例では、横放電型と縦放電型を例として説明したが、接地電極の先端部と、中心電極20の先端部との位置関係は、スパークプラグの用途や、必要とされる性能等に応じて適宜設定することが可能である。また、1つの中心電極に対して複数の接地電極が設けられても良い。
-5th modification:
In the above embodiment, the horizontal discharge type and the vertical discharge type have been described as examples. However, the positional relationship between the tip of the ground electrode and the tip of the center electrode 20 depends on the use of the spark plug, the required performance, etc. It is possible to set appropriately according to the situation. A plurality of ground electrodes may be provided for one central electrode.

以上、本発明の実施例および変形例について説明したが、本発明はこれらの実施例および変形例になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の態様での実施が可能である。   As mentioned above, although the Example and modification of this invention were demonstrated, this invention is not limited to these Example and modification at all, and implementation in a various aspect is possible within the range which does not deviate from the summary. It is.

3…セラミック抵抗
4…シール体
5…ガスケット
6…リング部材
8…板パッキン
9…タルク
10…絶縁碍子
11…先端部
12…軸孔
13…脚長部
15…段部
17…先端側胴部
18…後端側胴部
19…鍔部
20、20B…中心電極
21、21B…電極母材
22…電極母材台座
23…溶融部
25…芯材
30、30A、30B…接地電極
40…端子金具
50…主体金具
51…工具係合部
52…取付ネジ部
53…加締部
54…シール部
55…座面
56…段部
57…先端面
58…座屈部
59…ネジ首
90…電極チップ
100、100A、100B…スパークプラグ
200…エンジンヘッド
201…取付ネジ孔
205…開口周縁部
300、300A、300B…2層部材
310、310A、310B…貴金属チップ部材
320、320A、320B…中間部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Ceramic resistance 4 ... Sealing body 5 ... Gasket 6 ... Ring member 8 ... Plate packing 9 ... Talc 10 ... Insulator 11 ... Tip part 12 ... Shaft hole 13 ... Leg long part 15 ... Step part 17 ... Tip side trunk | drum 18 ... Rear end side body part 19 ... collar part 20, 20B ... center electrode 21, 21B ... electrode base material 22 ... electrode base material base 23 ... melting part 25 ... core material 30, 30A, 30B ... ground electrode 40 ... terminal fitting 50 ... Metal shell 51 ... Tool engaging part 52 ... Mounting screw part 53 ... Caulking part 54 ... Sealing part 55 ... Seat surface 56 ... Step part 57 ... Tip face 58 ... Buckling part 59 ... Screw neck 90 ... Electrode tip 100, 100A , 100B ... Spark plug 200 ... Engine head 201 ... Mounting screw hole 205 ... Opening peripheral edge 300, 300A, 300B ... Two-layer member 310, 310A, 310B ... Precious metal tip member 320 320A, 320B ... the intermediate member

Claims (16)

スパークプラグであって、
前記スパークプラグの軸線方向に延在する中心電極と、
前記中心電極との間で火花ギャップを形成する接地電極と、
を備え、
前記中心電極と前記接地電極のうち少なくとも一方は、
貴金属チップ部材と、
第1の面が前記貴金属チップ部材と抵抗溶接され、前記第1の面と反対側の第2の面が電極母材と抵抗溶接された中間部材と、
を備え、
前記貴金属チップ部材の端面に垂直な方向の厚さをTaとし、
前記中間部材における前記第1の面に垂直な方向の厚さをTbとした場合において、
Tb>Ta
を満たす、スパークプラグ。
A spark plug,
A center electrode extending in the axial direction of the spark plug;
A ground electrode that forms a spark gap with the center electrode;
With
At least one of the center electrode and the ground electrode is
A precious metal tip member;
An intermediate member in which a first surface is resistance-welded with the noble metal tip member, and a second surface opposite to the first surface is resistance-welded with an electrode base material;
With
The thickness in the direction perpendicular to the end face of the noble metal tip member is Ta,
When the thickness of the intermediate member in the direction perpendicular to the first surface is Tb,
Tb> Ta
Meet the spark plug.
請求項1に記載のスパークプラグにおいて、
前記中間部材のヤング率は、前記貴金属チップ部材のヤング率および前記電極母材のヤング率より小さい、スパークプラグ。
The spark plug according to claim 1, wherein
The spark plug has a Young's modulus of the intermediate member smaller than that of the noble metal tip member and Young's modulus of the electrode base material.
請求項1または請求項2に記載のスパークプラグであって、
前記中間部材の線膨張係数は、前記貴金属チップ部材の線膨張係数より大きく、前記電極母材の線膨張係数より小さい、スパークプラグ。
The spark plug according to claim 1 or 2, wherein
A spark plug in which a linear expansion coefficient of the intermediate member is larger than a linear expansion coefficient of the noble metal tip member and smaller than a linear expansion coefficient of the electrode base material.
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記中間部材は、
i)パラジウム(Pd)
ii)金(Au)
iii)金パラジウム合金(AuPd合金)
のうちのいずれかを主成分とする材料で形成されている、スパークプラグ。
The spark plug according to any one of claims 1 to 3,
The intermediate member is
i) Palladium (Pd)
ii) Gold (Au)
iii) Gold palladium alloy (AuPd alloy)
A spark plug formed of a material mainly comprising any one of the above.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記中心電極と前記接地電極は、前記スパークプラグの軸線方向に火花ギャップを形成する、スパークプラグ。
The spark plug according to any one of claims 1 to 4, wherein
The spark plug, wherein the center electrode and the ground electrode form a spark gap in an axial direction of the spark plug.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記中心電極と、前記接地電極は、前記スパークプラグの軸線方向と垂直な方向に火花ギャップを形成する、スパークプラグ。
The spark plug according to any one of claims 1 to 4, wherein
The spark plug, wherein the center electrode and the ground electrode form a spark gap in a direction perpendicular to an axial direction of the spark plug.
請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記貴金属チップ部材は、厚さ方向と垂直な断面が直径Daの円である円筒形状を有し、
前記中間部材は、厚さ方向と垂直な断面が直径Dbの円である円筒形状を有し、
Db>Da
を満たす、スパークプラグ。
The spark plug according to any one of claims 1 to 6,
The noble metal tip member has a cylindrical shape whose cross section perpendicular to the thickness direction is a circle with a diameter Da,
The intermediate member has a cylindrical shape whose cross section perpendicular to the thickness direction is a circle having a diameter Db,
Db> Da
Meet the spark plug.
スパークプラグであって、
前記スパークプラグの軸線方向に延在する中心電極と、
前記中心電極との間で火花ギャップを形成する接地電極と、
を備え、
前記中心電極と前記接地電極のうち少なくとも一方は、
貴金属チップ部材と、
第1の面が前記貴金属チップ部材と抵抗溶接され、前記第1の面と反対側の第2の面面が電極母材と抵抗溶接された中間部材と、
を備え、
前記中間部材における前記第1の面の面積をSbとし、
前記中間部材における前記第1の面に垂直な方向の厚さをTbとした場合において、
25πTb2>Sb(πは円周率)
を満たす、スパークプラグ。
A spark plug,
A center electrode extending in the axial direction of the spark plug;
A ground electrode that forms a spark gap with the center electrode;
With
At least one of the center electrode and the ground electrode is
A precious metal tip member;
An intermediate member in which a first surface is resistance welded to the noble metal tip member, and a second surface opposite to the first surface is resistance welded to an electrode base material;
With
The area of the first surface of the intermediate member is Sb,
When the thickness of the intermediate member in the direction perpendicular to the first surface is Tb,
25πTb 2 > Sb (π is the circumference)
Meet the spark plug.
請求項8に記載のスパークプラグであって、
前記中間部材は、厚さ方向と垂直な断面が直径Dbの円形である円筒形状を有し、
10Tb>Db
を満たす、スパークプラグ。
The spark plug according to claim 8, wherein
The intermediate member has a cylindrical shape whose cross section perpendicular to the thickness direction is a circle having a diameter Db,
10Tb> Db
Meet the spark plug.
請求項8または請求項9に記載のスパークプラグであって、
前記貴金属チップ部材の端面に垂直な方向の厚さをTaとした場合において、
Tb>Ta
を満たす、スパークプラグ。
The spark plug according to claim 8 or 9, wherein
When the thickness in the direction perpendicular to the end face of the noble metal tip member is Ta,
Tb> Ta
Meet the spark plug.
請求項8ないし請求項10のいずれかに記載のスパークプラグにおいて、
前記中間部材のヤング率は、前記貴金属チップ部材のヤング率および前記電極母材のヤング率より小さい、スパークプラグ。
The spark plug according to any one of claims 8 to 10,
The spark plug has a Young's modulus of the intermediate member smaller than that of the noble metal tip member and Young's modulus of the electrode base material.
請求項8または請求項11のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記中間部材の線膨張係数は、前記貴金属チップ部材の線膨張係数より大きく、前記電極母材の線膨張係数より小さい、スパークプラグ。
A spark plug according to claim 8 or claim 11, wherein
A spark plug in which a linear expansion coefficient of the intermediate member is larger than a linear expansion coefficient of the noble metal tip member and smaller than a linear expansion coefficient of the electrode base material.
請求項8ないし請求項12のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記中間部材は、
i)パラジウム(Pd)
ii)金(Au)
iii)金パラジウム合金(AuPd合金)
のうちのいずれかを主成分とする材料で形成されている、スパークプラグ。
The spark plug according to any one of claims 8 to 12,
The intermediate member is
i) Palladium (Pd)
ii) Gold (Au)
iii) Gold palladium alloy (AuPd alloy)
A spark plug formed of a material mainly comprising any one of the above.
請求項8ないし請求項13のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記中心電極と前記接地電極は、前記スパークプラグの軸線方向に火花ギャップを形成する、スパークプラグ。
The spark plug according to any one of claims 8 to 13,
The spark plug, wherein the center electrode and the ground electrode form a spark gap in an axial direction of the spark plug.
請求項8ないし請求項14のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記中心電極と、前記接地電極は、前記スパークプラグの軸線方向と垂直な方向に火花ギャップを形成する、スパークプラグ。
The spark plug according to any one of claims 8 to 14,
The spark plug, wherein the center electrode and the ground electrode form a spark gap in a direction perpendicular to an axial direction of the spark plug.
請求項8ないし請求項15のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記貴金属チップ部材は、厚さ方向と垂直な断面が直径Daの円である円筒形状を有し、
前記中間部材は、厚さ方向と垂直な断面が直径Dbの円である円筒形状を有し、
Db>Da
を満たす、スパークプラグ。
The spark plug according to any one of claims 8 to 15,
The noble metal tip member has a cylindrical shape whose cross section perpendicular to the thickness direction is a circle with a diameter Da,
The intermediate member has a cylindrical shape whose cross section perpendicular to the thickness direction is a circle having a diameter Db,
Db> Da
Meet the spark plug.
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