JP2013037961A - Spark plug and spark plug manufacturing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of improving a heat dissipation performance of an insulator and a center electrode of a spark plug.SOLUTION: Among crystal grains of a center electrode appearing on a cross section passing through an axial line passing through a center of the center electrode and a position at which a gap between an inner periphery at a tip of a shaft hole of the insulator and an outer periphery of the center electrode becomes minimum, a crystal grain positioned on a line segment LS is observed by a metallurgical microscope. When an average particle size of the crystal grains is measured from an obtained image, the average particle size is 0.010 mm or more.

Description

本発明は、スパークプラグおよびスパークプラグの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a spark plug and a spark plug manufacturing method.

スパークプラグに求められる性能としては、例えば、耐プレイグニッション性を挙げることができる。プレイグニッション(過早着火)とは、スパークプラグの先端(例えば絶縁体)の温度が過剰に上昇し、正常な点火のタイミングの前に、その先端を熱源として燃焼が始まってしまうことをいう。   As performance required for the spark plug, for example, pre-ignition resistance can be mentioned. Preignition (premature ignition) means that the temperature of the tip (for example, an insulator) of the spark plug rises excessively and combustion starts using the tip as a heat source before the timing of normal ignition.

プレイグニッションが発生すると、エンジンの出力が低下したり、ノッキングが起きやすくなる等の問題が生じる。したがって、絶縁体や中心電極の先端近傍が高温になることを抑制し、耐プレイグニッション性を向上させたいといった要望があった。   When pre-ignition occurs, problems such as a decrease in engine output and a tendency for knocking to occur occur. Therefore, there has been a demand to suppress the vicinity of the tip of the insulator and the center electrode from becoming high temperature and to improve the pre-ignition resistance.

特開2001−155838号公報JP 2001-155838 A 特開2005−183177号公報JP 2005-183177 A 特許第4375119号公報Japanese Patent No. 4375119

本発明は、上述した従来の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、スパークプラグの耐プレイグニッション性を向上させることのできる技術を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a technique capable of improving the pre-ignition resistance of a spark plug.

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]
軸線方向に延びる中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有し、当該軸孔の先端側で前記中心電極を保持する絶縁体と、
を備えるスパークプラグであって、
前記中心電極の中心を通る前記軸線と、前記絶縁体の前記軸孔の先端における内周面と前記中心電極の外周面との隙間が最小になる位置と、を通る断面において、
前記軸線に対して垂直であり、前記軸孔の先端を通る直線を直線L1とし、
前記直線L1に対して平行であり、前記軸孔の先端から1mm後端側に位置する直線を直線L2とし、
前記軸線に対して平行であり、前記中心電極の外周面のうち前記隙間が最小となっている側から0.5mm内周側に位置する直線を直線L3とし、
前記直線L2と、前記中心電極の前記外周面のうち前記隙間が最小となっている側との交点を点P1とし、
前記直線L2と前記直線L3との交点を点P2とし、
点P1から点P2までの線分を線分LSとし、
前記断面に現れた前記中心電極の結晶粒のうち、前記線分LS上に位置する前記結晶粒を金属顕微鏡で観察し、得られた画像から前記結晶粒の平均粒子径を測定した場合において、
前記平均粒子径は、0.010mm以上であることを特徴とする、スパークプラグ。
中心電極における線分LS近傍は、絶縁体の軸孔の先端付近からの熱流速が最も大きくなる箇所であり、この線分LS近傍における熱伝導率が大きいほど、絶縁体及び中心電極の熱引き性能が向上する。そして、中心電極における結晶粒の平均粒子径が大きいほど、熱伝導率は大きくなり、熱引き性能が向上する。したがって、この構成によれば、絶縁体及び中心電極の熱引き性能を向上させることができるので、スパークプラグの絶縁体及び中心電極の先端近傍が高温になることを抑制し、耐プレイグニッション性を向上させることができる。
[Application Example 1]
A central electrode extending in the axial direction;
An insulator having an axial hole extending in the axial direction, and holding the center electrode on a tip side of the axial hole;
A spark plug comprising:
In a cross section passing through the axis passing through the center of the center electrode, and the position where the gap between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the center electrode at the tip of the shaft hole of the insulator is minimized,
A straight line that is perpendicular to the axis and passes through the tip of the shaft hole is a straight line L1,
A straight line that is parallel to the straight line L1 and located on the rear end side of 1 mm from the tip of the shaft hole is defined as a straight line L2.
A straight line that is parallel to the axis and is located 0.5 mm from the side of the outer peripheral surface of the center electrode where the gap is minimum is defined as a straight line L3,
An intersection point between the straight line L2 and the side of the outer peripheral surface of the center electrode where the gap is minimum is a point P1,
An intersection of the straight line L2 and the straight line L3 is a point P2,
A line segment from the point P1 to the point P2 is defined as a line segment LS.
Among the crystal grains of the central electrode that appeared in the cross section, when observing the crystal grains located on the line segment LS with a metallographic microscope, and measuring the average particle diameter of the crystal grains from the obtained image,
The spark plug according to claim 1, wherein the average particle diameter is 0.010 mm or more.
The vicinity of the line segment LS in the center electrode is a portion where the heat flow rate from the vicinity of the tip of the shaft hole of the insulator is the largest. Performance is improved. And as the average particle diameter of the crystal grains in the center electrode is larger, the thermal conductivity is increased and the heat drawing performance is improved. Therefore, according to this configuration, the heat-drawing performance of the insulator and the center electrode can be improved. Can be improved.

[適用例2]
適用例1に記載のスパークプラグであって、
前記隙間が最小になる位置において、前記最小の隙間は、0.05mm以上0.15mm以下であることを特徴とする、スパークプラグ。
この構成によれば、中心電極と絶縁体との隙間を小さくしているため、絶縁体から中心電極へ熱が伝わりやすくなり、絶縁体の熱引き性能を向上させることができる。さらに、中心電極と絶縁体との隙間は所定値以上確保されているため、中心電極の膨張による絶縁体の破壊を抑制することができる。
[Application Example 2]
The spark plug according to application example 1,
The spark plug according to claim 1, wherein the minimum gap is 0.05 mm or more and 0.15 mm or less at a position where the gap is minimum.
According to this configuration, since the gap between the center electrode and the insulator is reduced, heat can be easily transferred from the insulator to the center electrode, and the heat extraction performance of the insulator can be improved. Further, since the gap between the center electrode and the insulator is secured at a predetermined value or more, it is possible to suppress the breakdown of the insulator due to the expansion of the center electrode.

[適用例3]
適用例1または適用例2に記載のスパークプラグであって、
前記平均粒子径は、0.025mm以上であることを特徴とする、スパークプラグ。
この構成によれば、中心電極における熱伝導率をさらに高めることができ、絶縁体及び中心電極の熱引き性能をさらに向上させることができる。
[Application Example 3]
The spark plug according to Application Example 1 or Application Example 2,
The spark plug according to claim 1, wherein the average particle size is 0.025 mm or more.
According to this configuration, the thermal conductivity in the center electrode can be further increased, and the heat extraction performance of the insulator and the center electrode can be further improved.

[適用例4]
適用例1から適用例3のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
前記中心電極は、ニッケルを70重量%以上含むことを特徴とする、スパークプラグ。
この構成によれば、中心電極の結晶粒が成長しやすくなるとともに、中心電極における熱伝導率を高めることができる。
[Application Example 4]
The spark plug according to any one of Application Example 1 to Application Example 3,
The spark plug according to claim 1, wherein the center electrode contains 70 wt% or more of nickel.
According to this configuration, the crystal grains of the center electrode can easily grow, and the thermal conductivity in the center electrode can be increased.

[適用例5]
適用例4に記載のスパークプラグであって、
前記中心電極は、ニッケルを80重量%以上含むことを特徴とする、スパークプラグ。
この構成によれば、中心電極の結晶粒がさらに成長しやすくなるとともに、中心電極における熱伝導率をさらに高めることができる。
[Application Example 5]
The spark plug according to application example 4,
The spark plug according to claim 1, wherein the center electrode contains 80% by weight or more of nickel.
According to this configuration, the crystal grains of the center electrode can be further easily grown, and the thermal conductivity in the center electrode can be further increased.

[適用例6]
軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔の先端側に設けられた中心電極と、を備えたスパークプラグの製造方法であって、
成形された前記中心電極を準備する工程と、
準備された前記中心電極に対して、500℃以上950℃以下の温度範囲で、25時間以上の加熱処理を行なう行程と、
前記中心電極を前記絶縁体の軸孔の先端側に組付ける工程と
を備えることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
この製造方法によれば、中心電極の結晶粒を成長させることができるため、熱引き性能のよいスパークプラグを製造することができる。
[Application Example 6]
An insulator having a shaft hole;
A spark plug including a center electrode provided on a tip side of the shaft hole,
Preparing the molded center electrode;
A step of performing a heat treatment for 25 hours or more in a temperature range of 500 ° C. or more and 950 ° C. or less with respect to the prepared center electrode;
And a step of assembling the center electrode on the tip end side of the shaft hole of the insulator.
According to this manufacturing method, since the crystal grains of the center electrode can be grown, it is possible to manufacture a spark plug with good heat extraction performance.

[適用例7]
軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔の先端側に設けられた中心電極と、を備えたスパークプラグの製造方法であって、
成形された前記中心電極を準備する工程と、
準備された前記中心電極に対して、イリジウムを含有する貴金属チップを接合する工程と、
前記貴金属チップが接合された中心電極に対して、500℃以上750℃以下の温度範囲で、25時間以上の加熱処理を行なう行程と、
前記中心電極を前記絶縁体の軸孔の先端側に組付ける工程と
を備えることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
この製造方法によれば、イリジウムを含有する貴金属チップを酸化させることなく、中心電極の結晶粒を成長させることができる。したがって、貴金属チップを備えた、熱引き性能のよいスパークプラグを製造することができる。
[Application Example 7]
An insulator having a shaft hole;
A spark plug including a center electrode provided on a tip side of the shaft hole,
Preparing the molded center electrode;
Bonding the precious metal tip containing iridium to the prepared center electrode;
A step of performing a heat treatment for 25 hours or more in a temperature range of 500 ° C. or more and 750 ° C. or less with respect to the center electrode to which the noble metal tip is bonded;
And a step of assembling the center electrode on the tip end side of the shaft hole of the insulator.
According to this manufacturing method, the crystal grains of the center electrode can be grown without oxidizing the noble metal tip containing iridium. Therefore, it is possible to manufacture a spark plug having a noble metal tip and having a good heat drawing performance.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、スパークプラグ、スパークプラグの製造方法および製造装置等の形態で実現することができる。   Note that the present invention can be realized in various modes. For example, it can be realized in the form of a spark plug, a spark plug manufacturing method and a manufacturing apparatus.

本発明の一実施形態としてのスパークプラグを示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing a spark plug as one embodiment of the present invention. 中心電極の先端付近を拡大して示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows the tip vicinity of a center electrode. スパークプラグの製造工程の一部を示す工程図である。It is process drawing which shows a part of manufacturing process of a spark plug. イリジウムを含有する貴金属チップを中心電極の先端に接合する場合における製造工程の一部を示す工程図である。It is process drawing which shows a part of manufacturing process in the case of joining the noble metal chip | tip containing iridium to the front-end | tip of a center electrode. 平均粒子径と耐プレイグニッション性との関係についての実験結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the experimental result about the relationship between an average particle diameter and pre-ignition resistance. 最小隙間MGと絶縁碍子の状態との関係及び最小隙間MGと耐プレイグニッション性との関係についての実験結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the experimental result about the relationship between the minimum clearance gap MG and the state of an insulator, and the relationship between minimum clearance MG and pre-ignition resistance. 平均粒子径と耐プレイグニッション性との関係についての実験結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the experimental result about the relationship between an average particle diameter and pre-ignition resistance. 中心電極におけるNiの含有量と耐プレイグニッション性との関係についての実験結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the experimental result about the relationship between content of Ni in a center electrode, and pre-ignition resistance.

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.実施形態:
A1.スパークプラグの全体構造:
A2.中心電極の先端部の詳細:
A3.製造方法:
B.実験例:
B1.平均粒子径に関する実験例1:
B2.最小隙間MGに関する実験例:
B3.平均粒子径に関する実験例2:
B4.中心電極におけるNiの含有量に関する実験例:
C.変形例:
Next, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. Embodiment:
A1. The overall structure of the spark plug:
A2. Details of the tip of the center electrode:
A3. Production method:
B. Experimental example:
B1. Experimental example 1 regarding average particle diameter
B2. Example of experiment on minimum gap MG:
B3. Experimental example 2 regarding average particle diameter:
B4. Experimental example on Ni content in center electrode:
C. Variations:

A.実施形態:
A1.スパークプラグの全体構造:
図1は、本発明の一実施形態としてのスパークプラグ100を示す部分断面図である。以下では、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の先端側、上側を後端側として説明する。なお、図1では、軸線Oの右側にスパークプラグ100の外観を示し、軸線Oの左側にスパークプラグ100を軸線O(以下では、中心軸Oともいう。)を通る面で切断した断面を示している。
A. Embodiment:
A1. The overall structure of the spark plug:
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a spark plug 100 as an embodiment of the present invention. In the following description, the axial direction OD of the spark plug 100 in FIG. 1 is the vertical direction in the drawing, the lower side is the front end side of the spark plug, and the upper side is the rear end side. In FIG. 1, the appearance of the spark plug 100 is shown on the right side of the axis O, and the cross section of the spark plug 100 cut along a plane passing through the axis O (hereinafter also referred to as the central axis O) is shown on the left side of the axis O. ing.

スパークプラグ100は、絶縁碍子10と、主体金具50と、中心電極20と、接地電極30と、端子金具40とを備えている。中心電極20は、絶縁碍子10に設けられた軸孔12内に、軸線方向ODに延びた状態で保持されている。絶縁碍子10は、絶縁体として機能しており、主体金具50は、この絶縁碍子10を取り囲んだ状態で内挿している。端子金具40は、電力の供給を受けるための端子であり、絶縁碍子10の後端部に設けられている。   The spark plug 100 includes an insulator 10, a metal shell 50, a center electrode 20, a ground electrode 30, and a terminal metal fitting 40. The center electrode 20 is held in a shaft hole 12 provided in the insulator 10 in a state extending in the axial direction OD. The insulator 10 functions as an insulator, and the metal shell 50 is inserted in a state of surrounding the insulator 10. The terminal fitting 40 is a terminal for receiving power supply, and is provided at the rear end portion of the insulator 10.

絶縁碍子10は、アルミナ等を焼成することにより形成された絶縁体である。絶縁碍子10は、軸線方向ODへ延びる軸孔12が中心軸に沿って形成された筒状の絶縁体である。絶縁碍子10には、軸線方向ODの略中央に外径が最も大きな鍔部19が形成されており、それより後端側には後端側胴部18が形成されている。後端側胴部18には、表面長さを長くして絶縁性を高めるための襞部11が形成されている。鍔部19より先端側には、後端側胴部18よりも外径の小さな先端側胴部17が形成されている。先端側胴部17よりもさらに先端側には、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、先端側ほど外径が小さくなっている。この脚長部13は、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、内燃機関の燃焼室内に曝される。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。   The insulator 10 is an insulator formed by firing alumina or the like. The insulator 10 is a cylindrical insulator in which an axial hole 12 extending in the axial direction OD is formed along the central axis. The insulator 10 is formed with a flange portion 19 having the largest outer diameter in the approximate center of the axial direction OD, and a rear end side body portion 18 is formed on the rear end side. The rear end side body portion 18 is formed with a flange portion 11 for increasing the surface length and enhancing the insulation. A front end side body portion 17 having an outer diameter smaller than that of the rear end side body portion 18 is formed on the front end side from the flange portion 19. A long leg portion 13 having an outer diameter smaller than that of the front end side body portion 17 is formed further on the front end side than the front end side body portion 17. The long leg portion 13 has a smaller outer diameter toward the distal end side. The leg portion 13 is exposed to the combustion chamber of the internal combustion engine 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.

中心電極20は、絶縁碍子10の先端側から後端側に向かって中心軸Oに沿って延びており、絶縁碍子10の先端側において露出している。中心電極20は、電極母材21の内部に芯材25を埋設した構造を有する棒状の電極である。電極母材21は、インコネル600またはインコネル601等(「インコネル」は商標名)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ている。芯材25は、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形成されている。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。軸孔12内において、中心電極20は、シール体4およびセラミック抵抗3を介して、絶縁碍子10の後端側に設けられた端子金具40に電気的に接続されている。   The center electrode 20 extends along the central axis O from the front end side of the insulator 10 toward the rear end side, and is exposed on the front end side of the insulator 10. The center electrode 20 is a rod-shaped electrode having a structure in which a core material 25 is embedded in an electrode base material 21. The electrode base material 21 is formed of nickel of Inconel 600, Inconel 601 or the like (“Inconel” is a trade name) or an alloy containing nickel as a main component. The core material 25 is made of copper or an alloy containing copper as a main component, which is superior in thermal conductivity to the electrode base material 21. 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. In the shaft hole 12, the center electrode 20 is electrically connected to a terminal fitting 40 provided on the rear end side of the insulator 10 through the seal body 4 and the ceramic resistor 3.

主体金具50は、低炭素鋼材より形成された筒状の金具であり、絶縁碍子10を内部に保持している。絶縁碍子10の後端側胴部18の一部から脚長部13にかけての部位は、主体金具50によって取り囲まれている。   The metal shell 50 is a cylindrical metal fitting made of a low carbon steel material, and holds the insulator 10 inside. A portion from a part of the rear end side body portion 18 of the insulator 10 to the long leg portion 13 is surrounded by a metal shell 50.

主体金具50は、工具係合部51と、取付ネジ部52とを備えている。工具係合部51は、スパークプラグレンチ(図示せず)が嵌合する部位である。主体金具50の取付ネジ部52は、ネジ山が形成された部位であり、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。このように、主体金具50の取付ネジ部52をエンジンヘッド200の取付ネジ孔201に螺合させて締め付けることより、スパークプラグ100は、内燃機関のエンジンヘッド200に固定される。   The metal shell 50 includes a tool engaging portion 51 and a mounting screw portion 52. The tool engaging part 51 is a part into which a spark plug wrench (not shown) is fitted. The mounting screw portion 52 of the metal shell 50 is a portion where a screw thread is formed, and is screwed into a mounting screw hole 201 of the engine head 200 provided in the upper part of the internal combustion engine. Thus, the spark plug 100 is fixed to the engine head 200 of the internal combustion engine by screwing the mounting screw portion 52 of the metal shell 50 into the mounting screw hole 201 of the engine head 200 and tightening.

主体金具50の工具係合部51と取付ネジ部52との間には、径方向外側に膨出するフランジ状の鍔部54が形成されている。取付ネジ部52と鍔部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、鍔部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を介した燃焼ガスの漏出が抑制される。   Between the tool engaging portion 51 and the mounting screw portion 52 of the metal shell 50, a flange-like flange portion 54 that bulges radially outward 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 flange 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 flange 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 leakage of combustion gas through the mounting screw hole 201 is suppressed.

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、鍔部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。主体金具50の工具係合部51から加締部53にかけての内周面と、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が挿入されている。さらに両リング部材6,7間には、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、主体金具50と絶縁碍子10とが固定される。主体金具50と絶縁碍子10との間の気密性は、主体金具50の内周面に形成された段部56と、絶縁碍子10の段部15との間に介在する環状の板パッキン8によって保持され、燃焼ガスの漏出が防止される。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の圧縮長さを確保して主体金具50内の気密性を高めている。   A thin caulking portion 53 is provided on the rear end side of the metal shell 50 from the tool engaging portion 51. In addition, a thin buckled portion 58 is provided between the flange portion 54 and the tool engaging portion 51, similarly to the caulking portion 53. Annular ring members 6, 7 are inserted between the inner peripheral surface of the metal shell 50 from the tool engaging portion 51 to the crimping portion 53 and the outer peripheral surface of the rear end side body portion 18 of the insulator 10. Has been. Further, the talc (talc) 9 powder is filled between the ring members 6 and 7. The metal shell 50 and the insulator 10 are fixed by caulking the caulking portion 53 inwardly. The airtightness between the metal shell 50 and the insulator 10 is determined by the annular plate packing 8 interposed between the step portion 56 formed on the inner peripheral surface of the metal shell 50 and the step portion 15 of the insulator 10. Is retained, and combustion gas leakage is prevented. The buckling portion 58 is configured to bend outwardly and deform as the compression force is applied during caulking. The buckling portion 58 secures the compression length of the talc 9 and increases the airtightness in the metal shell 50. ing.

主体金具50の先端部には、主体金具50の先端部から中心軸Oに向かって屈曲した接地電極30が接合されている。接地電極30は、インコネル600等(「インコネル」は商標名)の耐腐食性が高いニッケル合金で形成することが可能である。この接地電極30と主体金具50との接合は、溶接により行うことができる。接地電極30の先端部33は、中心電極20と対向している。   A ground electrode 30 that is bent from the tip of the metal shell 50 toward the central axis O is joined to the tip of the metal shell 50. The ground electrode 30 can be formed of a nickel alloy having high corrosion resistance such as Inconel 600 or the like (“Inconel” is a trade name). The ground electrode 30 and the metal shell 50 can be joined by welding. The tip 33 of the ground electrode 30 faces the center electrode 20.

スパークプラグ100の端子金具40には、図示しない高圧ケーブルがプラグキャップ(図示しない)を介して接続されている。そして、この端子金具40とエンジンヘッド200との間に高電圧を印加することにより、接地電極30と中心電極20との間に火花放電が生じる。   A high voltage cable (not shown) is connected to the terminal fitting 40 of the spark plug 100 via a plug cap (not shown). A spark discharge is generated between the ground electrode 30 and the center electrode 20 by applying a high voltage between the terminal fitting 40 and the engine head 200.

なお、中心電極20と接地電極30とのそれぞれには、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た電極チップ90,95が取り付けられる。具体的には、中心電極20の先端側の面には、例えば、イリジウム(Ir)や、イリジウムを主成分として、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た電極チップ90が取り付けられる。また、接地電極30の先端部33の中心電極20と対向する面には、白金または白金を主成分とした電極チップ95が取り付けられる。なお、以下では電極チップを貴金属チップともいう。   Each of the center electrode 20 and the ground electrode 30 is attached with electrode tips 90 and 95 formed mainly of a high melting point noble metal in order to improve spark wear resistance. Specifically, for example, iridium (Ir) or iridium as a main component, platinum (Pt), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), palladium (Pd), An electrode tip 90 made of an Ir alloy to which one or more of rhenium (Re) is added is attached. Further, platinum or an electrode tip 95 containing platinum as a main component is attached to the surface of the tip 33 of the ground electrode 30 facing the center electrode 20. Hereinafter, the electrode tip is also referred to as a noble metal tip.

A2.中心電極の先端部の詳細:
図2は、中心電極20の先端付近を拡大して示す説明図である。図2(A)は、中心電極20を先端側から示した図であり、図2(B)は、図2(A)のB−B断面を示した図である。図2(A)に示す矢印MGは、絶縁碍子10の軸孔12の先端における内周面と、中心電極20の外周面との隙間が最小になる位置(以下では、この位置における隙間を「最小隙間MG」とも呼ぶ。)を示している。B−B断面線は、この最小隙間MGと、中心電極20の中心を通る軸線Oとを結んでいる。なお、この図2では、図示の便宜上、電極チップ90,95を省略して描いている。また、中心電極20の外径は、絶縁碍子10の軸孔12の先端から1mm後端側の位置よりも先端側の部分で縮径している場合がある。
A2. Details of the tip of the center electrode:
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the vicinity of the tip of the center electrode 20 in an enlarged manner. FIG. 2A is a view showing the center electrode 20 from the front end side, and FIG. 2B is a view showing a BB cross section of FIG. 2A. An arrow MG shown in FIG. 2A indicates a position where the gap between the inner peripheral surface at the tip of the shaft hole 12 of the insulator 10 and the outer peripheral surface of the center electrode 20 is minimized (hereinafter, the gap at this position is “ Also referred to as “minimum gap MG”). The BB cross section line connects the minimum gap MG and the axis O passing through the center of the center electrode 20. In FIG. 2, for convenience of illustration, the electrode chips 90 and 95 are omitted. Further, the outer diameter of the center electrode 20 may be reduced in a portion closer to the front end side than the position on the rear end side 1 mm from the front end of the shaft hole 12 of the insulator 10.

絶縁碍子10の軸孔12の先端近傍における熱引き性能は、絶縁碍子10と中心電極20との隙間の大きさの影響を受ける。すなわち、絶縁碍子10と中心電極20との隙間が小さいほど、絶縁碍子10の熱が中心電極20に伝わりやすくなり、熱引き性能が向上する。一方、中心電極20の熱引き性能は、中心電極20の断面における結晶粒の平均粒子径の大きさの影響を受ける。すなわち、結晶粒の平均粒子径が大きいほど、結晶粒間における界面の存在割合が小さくなるので、界面による熱抵抗が減少して熱伝導率が向上し、中心電極20の熱引き性能が向上する。したがって、本実施形態では、絶縁碍子10及び中心電極20の熱引き性能の向上を目的として、絶縁碍子10の軸孔12の先端における内周面と、中心電極20の外周面との隙間が最小になる位置(最小隙間MG)における断面において、絶縁碍子10から中心電極20への熱流速の大きい箇所(最小隙間MG)の近傍における中心電極20の結晶粒の平均粒子径を規定する。   The heat drawing performance in the vicinity of the tip of the shaft hole 12 of the insulator 10 is affected by the size of the gap between the insulator 10 and the center electrode 20. That is, the smaller the gap between the insulator 10 and the center electrode 20, the easier the heat of the insulator 10 is transferred to the center electrode 20, and the heat drawing performance is improved. On the other hand, the heat extraction performance of the center electrode 20 is affected by the average particle diameter of the crystal grains in the cross section of the center electrode 20. That is, the larger the average particle diameter of the crystal grains, the smaller the existence ratio of the interface between the crystal grains. Therefore, the thermal resistance by the interface is reduced, the thermal conductivity is improved, and the heat drawing performance of the center electrode 20 is improved. . Therefore, in the present embodiment, the gap between the inner peripheral surface at the tip of the shaft hole 12 of the insulator 10 and the outer peripheral surface of the center electrode 20 is minimized for the purpose of improving the heat extraction performance of the insulator 10 and the center electrode 20. The average particle diameter of the crystal grains of the center electrode 20 in the vicinity of the portion (minimum gap MG) where the heat flow rate from the insulator 10 to the center electrode 20 is large in the cross section at the position (minimum gap MG).

本実施形態では、絶縁碍子10から中心電極20への熱流速の大きい箇所(最小隙間MG)の近傍として線分LSを定義し、線分LS上における結晶粒の平均粒子径を規定する。線分LSの定義を図2(B)を参照して以下に説明する。   In the present embodiment, the line segment LS is defined as the vicinity of the portion (minimum gap MG) where the heat flow rate from the insulator 10 to the center electrode 20 is large, and the average particle diameter of the crystal grains on the line segment LS is defined. The definition of the line segment LS will be described below with reference to FIG.

[線分LSの定義]
・図2(B)に示された断面において、軸線Oに対して垂直であり、軸孔12の先端を通る直線を直線L1とする。
・直線L1に対して平行であり、軸孔12の先端から1mm後端側に位置する直線を直線L2とする。
・軸線Oに対して平行であり、中心電極20の外周面のうち隙間が最小となっている側から0.5mm内周側に位置する直線を直線L3とする。
・直線L2と、中心電極20の外周面のうち隙間が最小となっている側との交点を点P1とする。
・直線L2と直線L3との交点を点P2とする。
・点P1から点P2までの線分を線分LSとする。
[Definition of line segment LS]
In the cross section shown in FIG. 2B, a straight line that is perpendicular to the axis O and passes through the tip of the shaft hole 12 is defined as a straight line L1.
A straight line that is parallel to the straight line L1 and located 1 mm rearward from the tip of the shaft hole 12 is defined as a straight line L2.
A straight line that is parallel to the axis O and is located 0.5 mm on the inner peripheral side from the side of the outer peripheral surface of the center electrode 20 where the gap is minimum is defined as a straight line L3.
A point P1 is an intersection between the straight line L2 and the side of the outer peripheral surface of the center electrode 20 where the gap is the smallest.
A point of intersection of the straight line L2 and the straight line L3 is defined as a point P2.
A line segment from the point P1 to the point P2 is defined as a line segment LS.

本実施形態では、図2(B)に示された断面に現れた中心電極20(電極母材21)の結晶粒のうち、線分LS上に位置する結晶粒の平均粒子径は、0.01mm以上である。平均粒子径を0.01mm以上とすれば、線分LS近傍における熱伝導率が大きくなるため、絶縁碍子10及び中心電極20の熱引き性能を向上させることができ、スパークプラグの耐プレイグニッション性を向上させることができる。さらに、線分LS上に位置する結晶粒の平均粒子径を0.025mm以上とすれば、絶縁碍子10及び中心電極20の熱引き性能をさらに向上させることができる。   In the present embodiment, among the crystal grains of the center electrode 20 (electrode base material 21) appearing in the cross section shown in FIG. 2B, the average grain size of the crystal grains located on the line segment LS is 0. It is 01 mm or more. If the average particle diameter is 0.01 mm or more, the thermal conductivity in the vicinity of the line segment LS increases, so that the heat drawing performance of the insulator 10 and the center electrode 20 can be improved, and the pre-ignition resistance of the spark plug is improved. Can be improved. Furthermore, if the average particle diameter of the crystal grains located on the line segment LS is 0.025 mm or more, the heat-drawing performance of the insulator 10 and the center electrode 20 can be further improved.

なお、本実施形態では、線分LS上に位置する結晶粒を金属顕微鏡によって観察することによって、平均粒子径を規定する。具体的には、線分LS上に位置する結晶粒を金属顕微鏡(倍率100倍)によって観察し、当該結晶粒の画像を取得する。取得した画像から、線分LS上に位置する結晶粒のそれぞれの面積を画像処理によって算出する。算出した結晶粒の面積と同じ面積を有する円の直径(面積円相当径)をそれぞれの結晶粒ごとに算出する。そして、算出した円の直径を線分LS上に位置する結晶粒で平均化したものを平均粒子径として規定する。   In the present embodiment, the average particle diameter is defined by observing crystal grains located on the line segment LS with a metal microscope. Specifically, the crystal grains located on the line segment LS are observed with a metal microscope (magnification 100 times), and an image of the crystal grains is acquired. From the acquired image, the area of each crystal grain located on the line segment LS is calculated by image processing. The diameter of a circle having the same area as the calculated crystal grain area (area circle equivalent diameter) is calculated for each crystal grain. And what averaged the diameter of the calculated circle | round | yen with the crystal grain located on line segment LS is prescribed | regulated as an average particle diameter.

また、本明細書において「線分LS上に位置する結晶粒」とは、線分LSが通過している結晶粒を意味し、具体的には、図2(B)の円C内に示すように、斜線のハッチングが施された結晶粒である。   Further, in this specification, “a crystal grain positioned on the line segment LS” means a crystal grain through which the line segment LS passes, and is specifically shown in a circle C in FIG. As shown, the hatched hatched crystal grains.

さらに、最小隙間MGは、0.05mm以上0.15mm以下であることが好ましい。この理由について説明する。最小隙間MGを0.15mm以下とすれば、絶縁碍子10の熱が中心電極20へ伝わりやすくなるため、絶縁碍子10の熱引き性能が向上し、耐プレイグニッション性を向上させることができる。一方、最小隙間MGを0.05mm以上とすれば、スパークプラグが高温になった場合に、中心電極20が径方向に膨張することによる絶縁碍子10の破損を抑制することができる。すなわち、最小隙間MGを0.05mm以上0.15mm以下とすれば、絶縁碍子10の破損を抑制しつつ、絶縁碍子10の耐プレイグニッション性を向上させることができる。最小隙間MGをこのような数値に規定する根拠については、後述する。   Furthermore, the minimum gap MG is preferably 0.05 mm or more and 0.15 mm or less. The reason for this will be described. If the minimum gap MG is set to 0.15 mm or less, the heat of the insulator 10 is easily transmitted to the center electrode 20, so that the heat-drawing performance of the insulator 10 can be improved and the pre-ignition resistance can be improved. On the other hand, if the minimum gap MG is set to 0.05 mm or more, the insulator 10 can be prevented from being damaged due to the center electrode 20 expanding in the radial direction when the spark plug becomes hot. That is, if the minimum gap MG is set to 0.05 mm or more and 0.15 mm or less, the pre-ignition resistance of the insulator 10 can be improved while suppressing the damage of the insulator 10. The reason for defining the minimum gap MG to such a numerical value will be described later.

さらに、中心電極20(電極母材21)は、ニッケルを70重量%以上含むことが好ましく、80重量%以上含むことが特に好ましい。この理由について説明する。中心電極20におけるニッケルの含有量が多いと、中心電極20の熱伝導率が大きくなり、熱引き性能が向上する。また、中心電極20が加熱処理された場合に、結晶粒の成長が促進され、中心電極20の結晶粒の平均粒子径が大きくなりやすいといった効果もある。したがって、中心電極20におけるニッケルの含有量を70重量%以上、特に80重量%以上とすれば、中心電極20の熱引き性能を向上させることができ、耐プレイグニッション性を向上させることができる。ニッケルの含有量をこのような数値に規定する根拠については、後述する。   Furthermore, the center electrode 20 (electrode base material 21) preferably contains 70% by weight or more of nickel, and particularly preferably contains 80% by weight or more. The reason for this will be described. When the content of nickel in the center electrode 20 is large, the thermal conductivity of the center electrode 20 is increased, and the heat extraction performance is improved. Moreover, when the center electrode 20 is heat-treated, the growth of crystal grains is promoted, and there is an effect that the average particle diameter of the crystal grains of the center electrode 20 tends to increase. Therefore, if the nickel content in the center electrode 20 is 70% by weight or more, particularly 80% by weight or more, the heat-drawing performance of the center electrode 20 can be improved, and the pre-ignition resistance can be improved. The basis for prescribing the nickel content to such a value will be described later.

A3.製造方法:
図3は、スパークプラグ100の製造工程の一部を示す工程図である。工程S10では、電極母材21の内部に芯材25が埋設された状態で押出成形された中心電極20を準備する。工程S12では、準備された中心電極20に対して、500℃以上950℃以下の温度範囲で、25時間以上の加熱処理を行なう。工程S14では、中心電極20を絶縁碍子10の軸孔12の先端側に組付ける。
A3. Production method:
FIG. 3 is a process diagram showing a part of the manufacturing process of the spark plug 100. In step S <b> 10, the center electrode 20 is prepared by extrusion molding with the core material 25 embedded in the electrode base material 21. In step S12, the prepared center electrode 20 is subjected to a heat treatment for 25 hours or more in a temperature range of 500 ° C. or more and 950 ° C. or less. In step S <b> 14, the center electrode 20 is assembled to the distal end side of the shaft hole 12 of the insulator 10.

このような製造方法によれば、中心電極20に対する加熱処理によって電極母材21における結晶粒が成長するため、線分LS上における結晶粒の平均粒子径を0.01mm以上とすることができる。また、中心電極20に対する加熱処理を絶縁碍子10への組付け前に行なうため、加熱処理によって絶縁碍子10の機械的強度や耐電圧性能が低下してしまうことを回避することができる。   According to such a manufacturing method, since the crystal grains in the electrode base material 21 grow by the heat treatment on the center electrode 20, the average grain diameter of the crystal grains on the line segment LS can be set to 0.01 mm or more. Moreover, since the heat treatment for the center electrode 20 is performed before the assembly to the insulator 10, it is possible to avoid the mechanical strength and the withstand voltage performance of the insulator 10 from being deteriorated by the heat treatment.

なお、この図3に示す製造工程では、中心電極20に対する加熱処理の後に、中心電極20の先端に貴金属チップを取り付けるが、中心電極20の先端に貴金属チップを取り付けないこととしてもよい。また、500℃以上950℃以下の温度範囲での加熱処理に耐えうる貴金属チップを用いる場合には、中心電極20に対する加熱処理の前に、中心電極20の先端に貴金属チップを取り付けることとしてもよい。   In the manufacturing process shown in FIG. 3, the noble metal tip is attached to the tip of the center electrode 20 after the heat treatment for the center electrode 20, but the noble metal tip may not be attached to the tip of the center electrode 20. Further, when a noble metal tip that can withstand heat treatment in a temperature range of 500 ° C. or more and 950 ° C. or less is used, the noble metal tip may be attached to the tip of the center electrode 20 before the heat treatment for the center electrode 20. .

図4は、イリジウムを含有する貴金属チップを中心電極20の先端に接合する場合における製造工程の一部を示す工程図である。工程S20では、電極母材21の内部に芯材25が埋設された状態で押出成形された中心電極20を準備する。工程S22では、準備された中心電極20に対して、イリジウムを含有する貴金属チップを接合する。工程S24では、貴金属チップが接合された中心電極20に対して、500℃以上750℃以下の温度範囲で、25時間以上の加熱処理を行なう。工程S26では、中心電極20を絶縁碍子10の軸孔12の先端側に組付ける。   FIG. 4 is a process diagram showing a part of the manufacturing process in the case where the noble metal tip containing iridium is joined to the tip of the center electrode 20. In step S <b> 20, the center electrode 20 is prepared by extrusion molding with the core material 25 embedded in the electrode base material 21. In step S22, a noble metal tip containing iridium is bonded to the prepared center electrode 20. In step S24, the central electrode 20 to which the noble metal tip is bonded is subjected to a heat treatment for 25 hours or more in a temperature range of 500 ° C. or higher and 750 ° C. or lower. In step S <b> 26, the center electrode 20 is assembled to the tip end side of the shaft hole 12 of the insulator 10.

イリジウムを含有する貴金属チップは、約850℃以上の高温な環境に晒されると、酸化してしまうおそれがある。しかし、この製造方法によれば、イリジウムを含有する貴金属チップが接合された中心電極20に対して加熱処理を行なっても、イリジウムが酸化してしまうことを抑制することができるとともに、線分LS上における結晶粒の平均粒子径を0.01mm以上とすることができる。   When the noble metal tip containing iridium is exposed to a high temperature environment of about 850 ° C. or more, it may be oxidized. However, according to this manufacturing method, even if heat treatment is performed on the center electrode 20 to which the noble metal tip containing iridium is bonded, it is possible to suppress the iridium from being oxidized and the line segment LS. The average particle diameter of the above crystal grains can be 0.01 mm or more.

なお、本明細書及び図面において示された平均粒子径の有効数字は、小数点以下3桁である。   In addition, the significant figure of the average particle diameter shown in this specification and drawing is three digits after the decimal point.

B.実験例:
B1.平均粒子径に関する実験例1:
線分LS上に位置する結晶粒の平均粒子径と、耐プレイグニッション性との関係を調べるため、平均粒子径の異なるサンプルを用いて実験を行なった。本実験例では、各サンプルを4気筒エンジンに取り付けて、点火時期を徐々に進角させ、プレイグニッションが発生した点火時期(進角)を10回ずつ測定し、その平均値を算出した。そして、中心電極20の組織がファイバー状(すなわち、結晶粒ができていない状態)になっている比較サンプルに対してどの程度進角できたかに基づいて、耐プレイグニッション性を評価した。なお、本実験例における各サンプルの最小隙間MGは、0.2mmである。
B. Experimental example:
B1. Experimental example 1 regarding average particle diameter
In order to investigate the relationship between the average particle diameter of the crystal grains located on the line segment LS and the pre-ignition resistance, an experiment was performed using samples having different average particle diameters. In this experimental example, each sample was attached to a 4-cylinder engine, the ignition timing was gradually advanced, the ignition timing (advance) at which pre-ignition occurred was measured 10 times, and the average value was calculated. Then, the pre-ignition resistance was evaluated based on how much the lead electrode could be advanced with respect to the comparative sample in which the structure of the center electrode 20 was fiber-like (that is, in a state where crystal grains were not formed). Note that the minimum gap MG of each sample in this experimental example is 0.2 mm.

図5は、平均粒子径と耐プレイグニッション性との関係についての実験結果を示す説明図である。図5(A)は、実験結果を表形式で示す図であり、図5(B)は、実験結果をグラフ形式で示す図である。耐プレイグニッション性についての評価基準は、以下のとおりである。
F:+0.1度未満の進角によりプレイグニッションが発生した場合。(最も低い評価)
E:+0.1度以上+0.4度未満の進角によりプレイグニッションが発生した場合。
D:+0.4度以上+1.0度未満の進角によりプレイグニッションが発生した場合。
C:+1.0度以上+1.3度未満の進角によりプレイグニッションが発生した場合。
B:+1.3度以上+2.0度未満の進角によりプレイグニッションが発生した場合。
A:+2.0度以上の進角によりプレイグニッションが発生した場合。(最も高い評価)
FIG. 5 is an explanatory diagram showing experimental results on the relationship between the average particle size and the pre-ignition resistance. FIG. 5A is a diagram showing the experimental results in a table format, and FIG. 5B is a diagram showing the experimental results in a graph format. The evaluation criteria for pre-ignition resistance are as follows.
F: When preignition occurs due to an advance angle of less than +0.1 degrees. (Lowest rating)
E: When preignition occurs due to an advance angle of +0.1 degrees or more and less than +0.4 degrees.
D: When preignition occurs due to an advance angle of +0.4 degrees or more and less than +1.0 degrees.
C: When preignition occurs due to an advance angle of +1.0 degree or more and less than +1.3 degree.
B: When preignition occurs due to an advance angle of +1.3 degrees or more and less than +2.0 degrees.
A: When preignition occurs due to an advance angle of +2.0 degrees or more. (Highest evaluation)

この図5によれば、平均粒子径が大きくなるほど、耐プレイグニッション性が向上することが理解できる。具体的には、平均粒子径が0.010mm以上であれば、耐プレイグニッション性についての評価が「E」になり、平均粒子径が0.015mm以上であれば、耐プレイグニッション性についての評価が「D」になることが理解できる。以上より、平均粒子径は、0.010mm以上であることが好ましく、0.015mm以上であることがさらに好ましい。   According to FIG. 5, it can be understood that the pre-ignition resistance is improved as the average particle diameter is increased. Specifically, if the average particle diameter is 0.010 mm or more, the evaluation about the pre-ignition resistance becomes “E”, and if the average particle diameter is 0.015 mm or more, the evaluation about the pre-ignition resistance. Can be understood as “D”. As mentioned above, it is preferable that an average particle diameter is 0.010 mm or more, and it is further more preferable that it is 0.015 mm or more.

B2.最小隙間MGに関する実験例:
最小隙間MGと絶縁碍子10における割れの発生との関係、及び、最小隙間MGと耐プレイグニッション性との関係を調べるため、最小隙間MGの異なるサンプルを用いて実験を行なった。本実験例の実験方法及び評価基準は、上述した「平均粒子径に関する実験例1」と同じである。ただし、絶縁碍子10に割れが発生した場合は、耐プレイグニッション性の評価を、最も低い評価である「F」とした。
B2. Example of experiment on minimum gap MG:
In order to investigate the relationship between the minimum gap MG and the occurrence of cracks in the insulator 10 and the relationship between the minimum gap MG and the pre-ignition resistance, an experiment was performed using samples having different minimum gaps MG. The experimental method and evaluation criteria of this experimental example are the same as those of “Experimental example 1 regarding average particle diameter” described above. However, when the insulator 10 was cracked, the pre-ignition resistance was evaluated as “F”, which is the lowest evaluation.

図6は、最小隙間MGと絶縁碍子10の状態との関係、及び、最小隙間MGと耐プレイグニッション性との関係についての実験結果を示す説明図である。図6(A)は、実験結果を表形式で示す図であり、図6(B)は、実験結果をグラフ形式で示す図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing experimental results on the relationship between the minimum gap MG and the state of the insulator 10 and the relationship between the minimum gap MG and the pre-ignition resistance. FIG. 6A is a diagram showing the experimental results in a table format, and FIG. 6B is a diagram showing the experimental results in a graph format.

この図6によれば、最小隙間MGが小さくなるほど、耐プレイグニッション性が向上することが理解できる。具体的には、最小隙間MGが0.15mm以下であれば、耐プレイグニッション性の評価が「D」以上となり、最小隙間MGが0.05mmであれば、耐プレイグニッション性の評価が「C」となることが理解できる。   According to FIG. 6, it can be understood that the pre-ignition resistance is improved as the minimum gap MG is reduced. Specifically, if the minimum gap MG is 0.15 mm or less, the evaluation of pre-ignition resistance is “D” or more, and if the minimum gap MG is 0.05 mm, the evaluation of pre-ignition resistance is “C”. Can be understood.

一方、最小隙間MGが所定値以上であれば、絶縁碍子10の割れの発生を抑制可能であることが理解できる。具体的には、最小隙間MGが0.05mm以上であれば、絶縁碍子10に割れが発生しないことが理解できる。以上より、最小隙間MGは、0.05mm以上0.15mm以下であることが好ましい。   On the other hand, if the minimum gap MG is equal to or greater than a predetermined value, it can be understood that the occurrence of cracking of the insulator 10 can be suppressed. Specifically, it can be understood that if the minimum gap MG is 0.05 mm or more, the insulator 10 is not cracked. As described above, the minimum gap MG is preferably 0.05 mm or more and 0.15 mm or less.

B3.平均粒子径に関する実験例2:
本実験例では、最小隙間MGが0.15mmである各サンプルに対して、上述した「平均粒子径に関する実験例1」と同様の実験を行なった。
B3. Experimental example 2 regarding average particle diameter:
In this experimental example, an experiment similar to the above-mentioned “Experimental example 1 regarding the average particle diameter” was performed on each sample having the minimum gap MG of 0.15 mm.

図7は、平均粒子径と耐プレイグニッション性との関係についての実験結果を示す説明図である。図7(A)は、実験結果を表形式で示す図であり、図7(B)は、実験結果をグラフ形式で示す図である。この図7によれば、平均粒子径が大きくなるほど、耐プレイグニッション性が向上することが理解できる。具体的には、最小隙間MGが0.15mmであり、かつ、平均粒子径が0.025mm以上であれば、耐プレイグニッション性についての評価が「C」になることが理解できる。以上より、平均粒子径は、0.025mm以上であることが特に好ましい。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing experimental results on the relationship between the average particle size and the pre-ignition resistance. FIG. 7A is a diagram showing the experimental results in a table format, and FIG. 7B is a diagram showing the experimental results in a graph format. According to FIG. 7, it can be understood that the pre-ignition resistance is improved as the average particle diameter is increased. Specifically, it can be understood that when the minimum gap MG is 0.15 mm and the average particle diameter is 0.025 mm or more, the evaluation of the pre-ignition resistance is “C”. As mentioned above, it is especially preferable that an average particle diameter is 0.025 mm or more.

B4.中心電極におけるNiの含有量に関する実験例:
中心電極20におけるNiの含有量と、耐プレイグニッション性との関係を調べるため、Niの含有量の異なるサンプルを用いて実験を行なった。本実験例の実験方法及び評価基準は、上述した「平均粒子径に関する実験例1」と同じである。なお、本実験例における各サンプルの最小隙間MGは、0.15mmであり、線分LS上に位置する結晶粒の平均粒子径は、0.045mmである。
B4. Experimental example on Ni content in center electrode:
In order to investigate the relationship between the Ni content in the center electrode 20 and the pre-ignition resistance, an experiment was performed using samples having different Ni contents. The experimental method and evaluation criteria of this experimental example are the same as those of “Experimental example 1 regarding average particle diameter” described above. Note that the minimum gap MG of each sample in this experimental example is 0.15 mm, and the average particle diameter of the crystal grains located on the line segment LS is 0.045 mm.

図8は、中心電極におけるNiの含有量と耐プレイグニッション性との関係についての実験結果を示す説明図である。図8(A)は、表形式で示す図であり、図8(B)は、グラフ形式で示す図である。図8によれば、中心電極20におけるNiの含有量が多くなるほど、耐プレイグニッション性が向上することが理解できる。具体的には、中心電極20におけるNiの含有量が70%以上であれば、耐プレイグニッション性の評価が「B」以上になり、中心電極20におけるNiの含有量が80%以上であれば、耐プレイグニッション性の評価が「A」になることが理解できる。以上より、中心電極20におけるNiの含有量は、70%以上であることが好ましく、80%以上であることがさらに好ましい。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing experimental results on the relationship between the Ni content in the center electrode and the pre-ignition resistance. FIG. 8A is a diagram showing a table format, and FIG. 8B is a diagram showing a graph format. It can be understood from FIG. 8 that the pre-ignition resistance is improved as the Ni content in the center electrode 20 is increased. Specifically, if the Ni content in the center electrode 20 is 70% or more, the evaluation of pre-ignition resistance is “B” or more, and if the Ni content in the center electrode 20 is 80% or more. It can be understood that the evaluation of pre-ignition resistance is “A”. From the above, the Ni content in the center electrode 20 is preferably 70% or more, and more preferably 80% or more.

C.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
C. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

C1.変形例1:
上記実施形態におけるスパークプラグの放電方向は、軸線方向ODに一致しているが、本発明は、放電方向が軸線方向ODに垂直な方向である、いわゆる横放電型のスパークプラグに対しても、適用することができる。
C1. Modification 1:
Although the discharge direction of the spark plug in the above embodiment coincides with the axial direction OD, the present invention also applies to a so-called lateral discharge type spark plug in which the discharge direction is a direction perpendicular to the axial direction OD. Can be applied.

C2.変形例2:
上記実施形態におけるスパークプラグには、電極チップ90,95が設けられているが、これらの一方又は両方を設けないこととしてもよい。
C2. Modification 2:
In the spark plug in the above embodiment, the electrode tips 90 and 95 are provided, but one or both of them may not be provided.

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…襞部
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…中心電極
21…電極母材
25…芯材
30…接地電極
33…先端部
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…鍔部
55…座面
56…段部
58…座屈部
59…ネジ首
90…電極チップ
95…電極チップ
100…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
MG…最小隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Ceramic resistance 4 ... Sealing body 5 ... Gasket 6 ... Ring member 8 ... Plate packing 9 ... Talc 10 ... Insulator 11 ... Gutter 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 ... center electrode 21 ... electrode base material 25 ... core material 30 ... ground electrode 33 ... tip part 40 ... terminal fitting 50 ... metal shell 51 ... tool engaging part 52 ... mounting screw part 53 ... caulking part 54 ... collar part 55 ... bearing surface 56 ... step part 58 ... buckling part 59 ... screw neck 90 ... electrode tip 95 ... electrode tip 100 ... spark plug 200 ... engine head 201 ... mounting screw hole 205 ... peripheral edge of the opening Part MG ... Minimum clearance

Claims (7)

軸線方向に延びる中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有し、当該軸孔の先端側で前記中心電極を保持する絶縁体と、
を備えるスパークプラグであって、
前記中心電極の中心を通る前記軸線と、前記絶縁体の前記軸孔の先端における内周面と前記中心電極の外周面との隙間が最小になる位置と、を通る断面において、
前記軸線に対して垂直であり、前記軸孔の先端を通る直線を直線L1とし、
前記直線L1に対して平行であり、前記軸孔の先端から1mm後端側に位置する直線を直線L2とし、
前記軸線に対して平行であり、前記中心電極の外周面のうち前記隙間が最小となっている側から0.5mm内周側に位置する直線を直線L3とし、
前記直線L2と、前記中心電極の前記外周面のうち前記隙間が最小となっている側との交点を点P1とし、
前記直線L2と前記直線L3との交点を点P2とし、
点P1から点P2までの線分を線分LSとし、
前記断面に現れた前記中心電極の結晶粒のうち、前記線分LS上に位置する前記結晶粒を金属顕微鏡で観察し、得られた画像から前記結晶粒の平均粒子径を測定した場合において、
前記平均粒子径は、0.010mm以上であることを特徴とする、スパークプラグ。
A central electrode extending in the axial direction;
An insulator having an axial hole extending in the axial direction, and holding the center electrode on a tip side of the axial hole;
A spark plug comprising:
In a cross section passing through the axis passing through the center of the center electrode, and the position where the gap between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the center electrode at the tip of the shaft hole of the insulator is minimized,
A straight line that is perpendicular to the axis and passes through the tip of the shaft hole is a straight line L1,
A straight line that is parallel to the straight line L1 and located on the rear end side of 1 mm from the tip of the shaft hole is defined as a straight line L2.
A straight line that is parallel to the axis and is located 0.5 mm from the side of the outer peripheral surface of the center electrode where the gap is minimum is defined as a straight line L3,
An intersection point between the straight line L2 and the side of the outer peripheral surface of the center electrode where the gap is minimum is a point P1,
An intersection of the straight line L2 and the straight line L3 is a point P2,
A line segment from the point P1 to the point P2 is defined as a line segment LS.
Among the crystal grains of the central electrode that appeared in the cross section, when observing the crystal grains located on the line segment LS with a metallographic microscope, and measuring the average particle diameter of the crystal grains from the obtained image,
The spark plug according to claim 1, wherein the average particle diameter is 0.010 mm or more.
請求項1に記載のスパークプラグであって、
前記隙間が最小になる位置において、前記最小の隙間は、0.05mm以上0.15mm以下であることを特徴とする、スパークプラグ。
The spark plug according to claim 1,
The spark plug according to claim 1, wherein the minimum gap is 0.05 mm or more and 0.15 mm or less at a position where the gap is minimum.
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、
前記平均粒子径は、0.025mm以上であることを特徴とする、スパークプラグ。
The spark plug according to claim 1 or 2, wherein
The spark plug according to claim 1, wherein the average particle size is 0.025 mm or more.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
前記中心電極は、ニッケルを70重量%以上含むことを特徴とする、スパークプラグ。
The spark plug according to any one of claims 1 to 3,
The spark plug according to claim 1, wherein the center electrode contains 70 wt% or more of nickel.
請求項4に記載のスパークプラグであって、
前記中心電極は、ニッケルを80重量%以上含むことを特徴とする、スパークプラグ。
The spark plug according to claim 4,
The spark plug according to claim 1, wherein the center electrode contains 80% by weight or more of nickel.
軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔の先端側に設けられた中心電極と、を備えたスパークプラグの製造方法であって、
成形された前記中心電極を準備する工程と、
準備された前記中心電極に対して、500℃以上950℃以下の温度範囲で、25時間以上の加熱処理を行なう行程と、
前記中心電極を前記絶縁体の軸孔の先端側に組付ける工程と
を備えることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
An insulator having a shaft hole;
A spark plug including a center electrode provided on a tip side of the shaft hole,
Preparing the molded center electrode;
A step of performing a heat treatment for 25 hours or more in a temperature range of 500 ° C. or more and 950 ° C. or less with respect to the prepared center electrode;
And a step of assembling the center electrode on the tip end side of the shaft hole of the insulator.
軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔の先端側に設けられた中心電極と、を備えたスパークプラグの製造方法であって、
成形された前記中心電極を準備する工程と、
準備された前記中心電極に対して、イリジウムを含有する貴金属チップを接合する工程と、
前記貴金属チップが接合された中心電極に対して、500℃以上750℃以下の温度範囲で、25時間以上の加熱処理を行なう行程と、
前記中心電極を前記絶縁体の軸孔の先端側に組付ける工程と
を備えることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
An insulator having a shaft hole;
A spark plug including a center electrode provided on a tip side of the shaft hole,
Preparing the molded center electrode;
Bonding the precious metal tip containing iridium to the prepared center electrode;
A step of performing a heat treatment for 25 hours or more in a temperature range of 500 ° C. or more and 750 ° C. or less with respect to the center electrode to which the noble metal tip is bonded;
And a step of assembling the center electrode on the tip end side of the shaft hole of the insulator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017059382A (en) * 2015-09-16 2017-03-23 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
JP2018137118A (en) * 2017-02-21 2018-08-30 日本特殊陶業株式会社 Rod member

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05159853A (en) * 1991-12-04 1993-06-25 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug
JP2004206931A (en) * 2002-12-24 2004-07-22 Ngk Spark Plug Co Ltd Electrode material for spark plug
JP2010212097A (en) * 2009-03-11 2010-09-24 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug for internal combustion engine, and its manufacturing method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05159853A (en) * 1991-12-04 1993-06-25 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug
JP2004206931A (en) * 2002-12-24 2004-07-22 Ngk Spark Plug Co Ltd Electrode material for spark plug
JP2010212097A (en) * 2009-03-11 2010-09-24 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug for internal combustion engine, and its manufacturing method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017059382A (en) * 2015-09-16 2017-03-23 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
JP2018137118A (en) * 2017-02-21 2018-08-30 日本特殊陶業株式会社 Rod member

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