JP2015088364A - Spark plug - Google Patents

Spark plug Download PDF

Info

Publication number
JP2015088364A
JP2015088364A JP2013226632A JP2013226632A JP2015088364A JP 2015088364 A JP2015088364 A JP 2015088364A JP 2013226632 A JP2013226632 A JP 2013226632A JP 2013226632 A JP2013226632 A JP 2013226632A JP 2015088364 A JP2015088364 A JP 2015088364A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
point
electrode
electrode tip
orthogonal
spark plug
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013226632A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6169475B2 (en
Inventor
龍一 大野
Ryuichi Ono
龍一 大野
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.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP2013226632A priority Critical patent/JP6169475B2/en
Publication of JP2015088364A publication Critical patent/JP2015088364A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6169475B2 publication Critical patent/JP6169475B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Spark Plugs (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spark plug whose electrode chip has both peeling resistance and consumption resistance.SOLUTION: In a spark plug, when defining a direction from a fused part toward an electrode chip side as a first direction, and a direction from a fused part toward an electrode body side as a second direction, the fused part contacts with a surface of the electrode chip on the second direction side at an axis line of the electrode chip. In the fused part, in a cross-section including the axis line and a point A, which is a point positioned on the most toward the second direction side of a portion exposing on the side surface of the electrode chip, an intersection of the axis line and a borderline between the fused part and the electrode chip is defined as a point X, a point positioned on the most toward the second direction side on a borderline between the fused part and the electrode body is defined as a point B, and an intersection of the axis line and the borderline between the fused part and the electrode body is defined as a point Y. Then, an angle θ1 formed between a line segment AX and a straight line, which passes through the point X and perpendicularly intersects with the axis line, satisfies a relationship of 0<θ1≤10 (in a unit of degrees), and an angle θ2 formed between a line segment BY and a straight line, which passes through the point Y and perpendicularly intersects with the axis line of the electrode chip, satisfies a relationship of 0<θ2≤5 (in a unit of degrees).

Description

本発明は、スパークプラグに関し、特に、電極のギャップ形成部に電極チップを備えるスパークプラグに関する。   The present invention relates to a spark plug, and more particularly, to a spark plug including an electrode tip in an electrode gap forming portion.

電極(中心電極または接地電極)の火花ギャップを形成する部位に、例えば、耐消耗性に優れた貴金属で形成された電極チップが配置されたスパークプラグが知られている。電極チップの軸線方向の一方の面(火花ギャップを形成する面と反対側の面)は、例えば、電極の母材に、レーザ溶接を用いて接合される。レーザ溶接時に、電極チップと電極の母材との間には、電極チップと電極の母材とが溶融されて溶融部が形成される。   A spark plug is known in which, for example, an electrode tip made of a noble metal having excellent wear resistance is disposed at a portion where a spark gap of an electrode (a center electrode or a ground electrode) is formed. One surface of the electrode tip in the axial direction (the surface opposite to the surface forming the spark gap) is joined to the base material of the electrode by laser welding, for example. During laser welding, between the electrode tip and the electrode base material, the electrode tip and the electrode base material are melted to form a melted portion.

ここで、溶融部の軸線方向と垂直な方向の深さが不十分であると、電極チップが剥離しやすくなる可能性、すなわち、耐剥離性が低下する可能性がある。また、溶融部の軸線方向の幅が大きい部分があると、その部分において、相対的に接合後の電極チップの軸線方向の幅が小さくなるので、耐消耗性が低下する可能性がある。このような特性から、溶融部の形状や軸線方向の幅を適正化することによって、耐剥離性と耐消耗性の両立を図ることが望まれている。   Here, if the depth in the direction perpendicular to the axial direction of the melted portion is insufficient, the electrode tip may be easily peeled off, that is, the peel resistance may be lowered. In addition, if there is a portion with a large width in the axial direction of the melted portion, the width in the axial direction of the electrode tip after bonding is relatively small in that portion, so wear resistance may be reduced. From such characteristics, it is desired to achieve both peeling resistance and wear resistance by optimizing the shape of the fusion zone and the width in the axial direction.

例えば、特許文献1に開示されたスパークプラグでは、電極チップと電極との境界面の面積は、電極チップの外表面のうち溶融部に最も近い部位における電極チップの軸線に直交する断面積に対して5%以下とされている。そして、溶融部のうち外表面に露出する部位の軸線に沿った長さをP(mm)とし、電極チップの径をQ(mm)としたとき、P≦0.6、及び、Q/P≦6を満たすとともに、溶融部のうち軸線に沿った長さがP/1.5となる部位が、電極チップの外周面からQ/4だけ内側に入った位置よりも径方向外側に位置するように、溶融部が形成されている。   For example, in the spark plug disclosed in Patent Document 1, the area of the boundary surface between the electrode tip and the electrode is relative to the cross-sectional area perpendicular to the axis of the electrode tip at the portion closest to the melted portion of the outer surface of the electrode tip. And 5% or less. When the length along the axis of the part exposed on the outer surface of the melted part is P (mm) and the diameter of the electrode tip is Q (mm), P ≦ 0.6 and Q / P In addition to satisfying ≦ 6, the portion of the melted portion having a length along the axis of P / 1.5 is located on the radially outer side from the position inside Q / 4 from the outer peripheral surface of the electrode tip. As described above, a melting portion is formed.

特開2011−34826号公報JP 2011-34826 A

本発明の目的は、上記事情を鑑み、スパークプラグの電極チップの耐剥離性と耐消耗性の両立を図ることができる新たな技術を提供することである。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a new technology capable of achieving both peeling resistance and wear resistance of an electrode tip 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なされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following application examples.

[適用例1]
棒状の中心電極と、
前記中心電極が挿設される貫通孔を有する絶縁体と、
前記絶縁体の外周に配置される主体金具と、
前記主体金具と電気的に導通し、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、
を備えるスパークプラグであって、
前記中心電極と前記接地電極との少なくとも一方の電極は、
前記火花ギャップを形成する柱状の電極チップと、
前記電極チップが端部にレーザ溶接された電極本体と、
前記レーザ溶接によって前記電極本体と前記電極チップとの間に形成され、前記電極本体の成分と前記電極チップの成分とが溶融した溶融部と、を備え、
前記電極チップの軸線に沿った2つの方向のうち、前記溶融部から見て前記電極チップ側の方向を第1方向とし、前記溶融部から見て前記電極本体側の方向を第2方向としたとき、
前記溶融部は、前記電極チップの軸線の位置において、前記電極チップの前記第2方向側の面と接触し、
前記溶融部のうち、前記電極チップの側面に露出する部位の最も前記第2方向側に位置する点を点Aとし、
前記点Aと前記電極チップの軸線を含む断面において、
前記電極チップの軸線と、前記溶融部と前記電極チップとの境界線と、の交点を点Xとし、
前記溶融部と前記電極本体との境界線上における最も前記第2方向側に位置する点を点Bとし、
前記電極チップの軸線と、前記溶融部と前記電極本体との境界線と、の交点を点Yとしたとき、
前記点Aは、前記点Xより前記第1方向側に位置し、
前記点Aと前記点Xを結ぶ線分AXと、前記点Xを通り前記電極チップの軸線と直交する直線とがなす鋭角の角度θ1は、0<θ1≦10(単位は、度)を満たし、
前記点Bは、前記点Yより前記第2方向側に位置し、
前記点Bと前記点Yを結ぶ線分BYと、前記点Yを通り前記電極チップの軸線と直交する直線とがなす鋭角の角度θ2は、0<θ2≦5(単位は、度)を満たす、スパークプラグ。
[Application Example 1]
A rod-shaped center electrode;
An insulator having a through hole into which the center electrode is inserted;
A metal shell disposed on the outer periphery of the insulator;
A ground electrode that is in electrical communication with the metal shell and forms a spark gap with the center electrode;
A spark plug comprising:
At least one of the center electrode and the ground electrode is
Columnar electrode tips forming the spark gap;
An electrode body in which the electrode tip is laser welded to an end; and
A fusion zone formed between the electrode body and the electrode tip by the laser welding, wherein the component of the electrode body and the component of the electrode tip are melted,
Of the two directions along the axis of the electrode tip, the direction on the electrode tip side as viewed from the melting portion is the first direction, and the direction on the electrode body side as viewed from the melting portion is the second direction. When
The melting portion is in contact with the surface of the electrode tip in the second direction side at the position of the axis of the electrode tip,
Of the melted portion, the point located on the second direction side of the portion exposed on the side surface of the electrode tip is a point A,
In a cross section including the point A and the axis of the electrode tip,
The intersection of the axis of the electrode tip and the boundary line between the melted portion and the electrode tip is a point X,
The point located on the second direction side most on the boundary line between the melting part and the electrode body is a point B,
When the intersection of the axis of the electrode tip and the boundary line between the melted part and the electrode body is a point Y,
The point A is located closer to the first direction than the point X,
An acute angle θ1 formed by a line segment AX connecting the point A and the point X and a straight line passing through the point X and perpendicular to the axis of the electrode tip satisfies 0 <θ1 ≦ 10 (unit is degree). ,
The point B is located on the second direction side from the point Y,
An acute angle θ2 formed by a line segment BY connecting the point B and the point Y and a straight line passing through the point Y and perpendicular to the axis of the electrode tip satisfies 0 <θ2 ≦ 5 (unit is degree). ,Spark plug.

上記構成によれば、溶融部は、電極チップの軸線の位置において、電極チップと接触している。すなわち、溶融部形成前(レーザ溶接を行う前)における電極本体と、電極チップとの接触領域のうち、比較的広い範囲に亘って、溶融部が形成されている。この結果、溶接強度が向上し、金属チップの剥離の抑制、すなわち、耐剥離性の向上を実現できる。   According to the above configuration, the melting part is in contact with the electrode tip at the position of the axis of the electrode tip. That is, the melted part is formed over a relatively wide range in the contact area between the electrode main body and the electrode tip before the melted part is formed (before laser welding is performed). As a result, the welding strength is improved, and the suppression of peeling of the metal tip, that is, the improvement of peeling resistance can be realized.

さらに、溶融部のうち、電極チップの側面に露出する部位の最も第2方向側に位置する点を点Aとし、点Aと電極チップの軸線を含む断面(以下、単にチップ断面とも呼ぶ)において、電極チップの軸線と、溶融部と電極チップとの境界線と、の交点を点Xとしたとき、点Aは、点Xより第1方向側に位置し、点Aと点Xを結ぶ線分AXと、点Xを通り前記電極チップの軸線と直交する直線とがなす鋭角の角度θ1は、0<θ1≦10(単位は、度)を満たす。この結果、溶融部は、電極チップの側面近傍、すなわち、溶融部の外表面近傍において、溶融部が電極チップ側に過度に拡がって形成されない。従って、電極チップの軸線方向の長さ(厚さとも呼ぶ)が、電極チップの側面近傍において、過度に小さくなることを抑制できる。この結果、電極チップの厚さを確保して、電極の耐消耗性を向上することができる。   Further, in the cross section including the point A and the axis of the electrode chip (hereinafter also simply referred to as the chip cross section), the point located in the second direction side of the part exposed on the side surface of the electrode chip in the melted portion is the point A. When the intersection of the axis of the electrode tip and the boundary between the melted portion and the electrode tip is point X, point A is located on the first direction side from point X and is a line connecting point A and point X An acute angle θ1 formed by the minute AX and a straight line passing through the point X and orthogonal to the axis of the electrode tip satisfies 0 <θ1 ≦ 10 (unit is degree). As a result, the melted portion is not formed in the vicinity of the side surface of the electrode tip, that is, in the vicinity of the outer surface of the melted portion, so that the melted portion extends excessively toward the electrode tip. Therefore, it is possible to prevent the length (also referred to as thickness) of the electrode tip in the axial direction from becoming excessively small in the vicinity of the side surface of the electrode tip. As a result, the thickness of the electrode tip can be secured and the wear resistance of the electrode can be improved.

ここで、溶融部の厚さが不均一で溶融部が過度に薄い部分があると、その部分において、使用時に電極本体と電極チップとの熱膨張係数の差により生じる応力を十分に緩和できず、電極チップの剥離が生じやすくなる可能性がある。上記構成によれば、さらに、チップ断面において、溶融部のうち、溶融部と電極本体との境界線上の最も第2方向側に位置する点を点Bとし、電極チップの軸線と、溶融部と電極本体との境界線と、の交点を点Yとしたとき、点Bは、点Yより第2方向側に位置し、点Bと点Yを結ぶ線分BYと、点Yを通り記電極チップの軸線と直交する直線とがなす鋭角の角度θ2は、0<θ2≦5(単位は、度)を満たす。この結果、溶融部は、外表面近傍において、溶融部が電極本体側に過度に拡がって形成されない。したがって、溶融部の厚さの均一性を向上することができる。この結果、使用時に生じる応力を効果的に緩和して、耐剥離性をさらに向上することができる。   Here, if the thickness of the melted part is uneven and the melted part is excessively thin, the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the electrode body and the electrode tip cannot be sufficiently relaxed at that part. There is a possibility that peeling of the electrode tip is likely to occur. According to the above configuration, further, in the chip cross-section, the point located on the most second direction side on the boundary line between the melted part and the electrode main body in the melted part is the point B, the axis of the electrode chip, the melted part, When the intersection of the boundary line with the electrode body is the point Y, the point B is located on the second direction side from the point Y, the line BY connecting the point B and the point Y, and the electrode passing through the point Y The acute angle θ2 formed by the straight line perpendicular to the axis of the chip satisfies 0 <θ2 ≦ 5 (the unit is degrees). As a result, the melted portion is not formed in the vicinity of the outer surface due to excessive expansion of the melted portion toward the electrode body. Therefore, the uniformity of the thickness of the melting part can be improved. As a result, it is possible to effectively relieve the stress generated during use and further improve the peel resistance.

このように、上記構成のスパークプラグは、電極チップの耐消耗性と耐剥離性の両立を実現することができる。   Thus, the spark plug having the above-described configuration can realize both the wear resistance and the peel resistance of the electrode tip.

[適用例2]
適用例1に記載のスパークプラグであって、
前記断面において、
前記溶融部と前記電極チップとの境界線は、前記電極チップの軸線と直交する直交方向との間の鋭角が±2度未満である第1の直交部を含み、
前記溶融部と前記電極本体との境界線は、前記直交方向との間の鋭角が±2度未満である第2の直交部を含み、
前記溶融部のうち、前記点Aが接する前記電極チップの側面とは反対側の側面と接する部位の最も前記第2方向側に位置する点を点A'とし、
前記溶融部のうち、前記点Bが位置する外表面とは反対側の外表面に露出する部位の最も前記第2方向側に位置する点を点B'としたとき、
前記点Aと前記点A'との間の前記直交方向の長さに対する、前記第1の直交部の前記直交方向の長さの割合は、70パーセント以上であり、
前記点Bと前記点B'との間の前記直交方向の長さに対する、前記第2の直交部の前記直交方向の長さの割合は、70パーセント以上である、スパークプラグ。
[Application Example 2]
The spark plug according to application example 1,
In the cross section,
The boundary line between the melting part and the electrode tip includes a first orthogonal part having an acute angle of less than ± 2 degrees between the orthogonal direction orthogonal to the axis of the electrode chip,
The boundary line between the melting part and the electrode body includes a second orthogonal part having an acute angle between the orthogonal direction of less than ± 2 degrees,
Of the melted portion, a point that is located closest to the second direction side of a portion in contact with the side surface opposite to the side surface of the electrode tip with which the point A is in contact is referred to as a point A ′,
When the point located in the second direction side of the part exposed on the outer surface opposite to the outer surface where the point B is located in the melting part is the point B ′,
The ratio of the length in the orthogonal direction of the first orthogonal portion to the length in the orthogonal direction between the point A and the point A ′ is 70% or more,
The spark plug, wherein a ratio of the length in the orthogonal direction of the second orthogonal portion to the length in the orthogonal direction between the point B and the point B ′ is 70% or more.

溶融部において、電極チップの成分と電極本体の成分との含有率にばらつきがあると、溶融部において、熱膨張係数が電極チップに比較的近い部位と、熱膨張係数が電極本体に比較的近い部位と、が生じ、使用時に生じる応力を十分に緩和できない可能性がある。上記構成によれば、溶融部と電極チップとの境界線における第1の直交部と、溶融部と電極本体との境界線における第2の直交部とを、比較的広い範囲に亘って設けることで、溶融部における各成分の含有率の均一性を向上することができる。この結果、使用時に生じる応力をさらに効果的に緩和して、耐剥離性をさらに向上することができる。   If there is a variation in the content ratio between the component of the electrode tip and the component of the electrode body in the melting part, the part of the melting part is relatively close to the electrode chip and the coefficient of thermal expansion is relatively close to the electrode body. There is a possibility that stress generated during use cannot be sufficiently relieved. According to the above configuration, the first orthogonal part at the boundary line between the melting part and the electrode tip and the second orthogonal part at the boundary line between the melting part and the electrode body are provided over a relatively wide range. Thus, the uniformity of the content of each component in the melted part can be improved. As a result, it is possible to further effectively relieve the stress generated during use and further improve the peel resistance.

[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、
前記断面において、
前記点Aと前記点Bとの間の前記第1方向の長さをEとしたとき、
E≦0.4mm(ミリメートル)を満たす、スパークプラグ。
[Application Example 3]
The spark plug according to Application Example 1 or Application Example 2,
In the cross section,
When the length in the first direction between the point A and the point B is E,
A spark plug satisfying E ≦ 0.4 mm (millimeters).

上記構成によれば、電極チップの側面の近傍において、電極チップの厚さが過度に薄くなることを抑制できる。この結果、電極の耐消耗性をさらに向上することができる。   According to the said structure, it can suppress that the thickness of an electrode tip becomes thin in the vicinity of the side surface of an electrode tip. As a result, the wear resistance of the electrode can be further improved.

[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、
前記断面において、
前記点Xと前記点Yとの間の前記第1方向の長さをFとしたとき、
F≧0.15mm(ミリメートル)を満たす、スパークプラグ。
[Application Example 4]
The spark plug according to any one of Application Example 1 to Application Example 3,
In the cross section,
When the length in the first direction between the point X and the point Y is F,
A spark plug satisfying F ≧ 0.15 mm (millimeters).

上記構成によれば、溶融部の厚さを電極チップの軸線と交わる部位においても十分に確保することができる。この結果、使用時に生じる応力をさらに効果的に緩和して、耐剥離性をさらに向上することができる。   According to the above configuration, the thickness of the melted portion can be sufficiently ensured even at a portion that intersects the axis of the electrode tip. As a result, it is possible to further effectively relieve the stress generated during use and further improve the peel resistance.

[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、
前記溶融部における前記電極チップの成分の含有率が、40重量パーセント以上、かつ、80重量パーセント以下である、スパークプラグ。
[Application Example 5]
The spark plug according to any one of Application Example 1 to Application Example 4,
The spark plug, wherein a content rate of the component of the electrode tip in the melting part is 40% by weight or more and 80% by weight or less.

上記構成によれば、溶融部における電極チップの成分の含有率を適正化することによって、溶融部の熱膨張率を適正化することができる。この結果、使用時に生じる応力をより効果的に緩和して、耐剥離性をより向上することができる。   According to the said structure, the coefficient of thermal expansion of a fusion | melting part can be optimized by optimizing the content rate of the component of the electrode tip in a fusion | melting part. As a result, it is possible to more effectively relieve the stress generated during use and further improve the peel resistance.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、スパークプラグや、そのスパークプラグを搭載する内燃機関、等の態様で実現することができる。   It should be noted that the present invention can be realized in various aspects, for example, in aspects such as a spark plug and an internal combustion engine equipped with the spark plug.

本実施形態のスパークプラグ100の断面図である。It is sectional drawing of the spark plug 100 of this embodiment. 中心電極20の先端部分の拡大斜視図である。3 is an enlarged perspective view of a tip portion of a center electrode 20. FIG. 点A1と電極チップ29の軸線COとを含む断面CS1を示す図である。It is a figure which shows the cross section CS1 containing the point A1 and the axis line CO of the electrode tip 29. FIG. 台座部27と電極チップ29との溶接方法について説明する図である。It is a figure explaining the welding method of the base part 27 and the electrode tip 29. FIG. 酸化スケールの発生割合SAの測定方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measuring method of generation | occurrence | production ratio SA of an oxide scale. 第3評価試験の評価結果を示すグラフである。It is a graph which shows the evaluation result of a 3rd evaluation test. 第4評価試験の評価結果を示すグラフである。It is a graph which shows the evaluation result of a 4th evaluation test. 第5評価試験の評価結果を示すグラフである。It is a graph which shows the evaluation result of a 5th evaluation test. 第2実施形態のスパークプラグの接地電極30Bの先端部分の拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the front-end | tip part of the ground electrode 30B of the spark plug of 2nd Embodiment. 点A12と電極チップ39の軸線COとを含む断面CS2を示す図である。It is a figure which shows the cross section CS2 containing the point A12 and the axis line CO of the electrode tip 39. FIG.

A.第1実施形態:
A−1.スパークプラグの構成:
以下、本発明の実施の態様を実施形態に基づいて説明する。図1は本実施形態のスパークプラグ100の断面図である。図1の一点破線は、スパークプラグ100の軸線CO(軸線COとも呼ぶ)を示している。軸線COと平行な方向(図1の上下方向)を軸線方向とも呼ぶ。軸線COを中心とする円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、軸線COを中心とする円の周方向を、単に「周方向」とも呼ぶ。図1における下方向を先端方向FDと呼び、上方向を後端方向BDとも呼ぶ。図1における下側をスパークプラグ100の先端側と呼び、図1における上側をスパークプラグ100の後端側と呼ぶ。スパークプラグ100は、絶縁体としての絶縁碍子10と、中心電極20と、接地電極30と、端子金具40と、主体金具50と、を備える。
A. First embodiment:
A-1. Spark plug configuration:
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the embodiments. FIG. 1 is a cross-sectional view of a spark plug 100 of the present embodiment. The dashed line in FIG. 1 indicates the axis CO (also referred to as axis CO) of the spark plug 100. A direction parallel to the axis CO (vertical direction in FIG. 1) is also referred to as an axis direction. The radial direction of the circle centered on the axis CO is simply referred to as “radial direction”, and the circumferential direction of the circle centered on the axis CO is also simply referred to as “circumferential direction”. The lower direction in FIG. 1 is referred to as a front end direction FD, and the upper direction is also referred to as a rear end direction BD. The lower side in FIG. 1 is called the front end side of the spark plug 100, and the upper side in FIG. 1 is called the rear end side of the spark plug 100. The spark plug 100 includes an insulator 10 as an insulator, a center electrode 20, a ground electrode 30, a terminal fitting 40, and a metal shell 50.

絶縁碍子10はアルミナ等を焼成して形成されている。絶縁碍子10は、軸線方向に沿って延び、絶縁碍子10を貫通する貫通孔12(軸孔)を有する略円筒形状の部材である。絶縁碍子10は、鍔部19と、後端側胴部18と、先端側胴部17と、段部15と、脚長部13とを備えている。後端側胴部18は、鍔部19より後端側に位置し、鍔部19の外径より小さな外径を有している。先端側胴部17は、鍔部19より先端側に位置し、後端側胴部18の外径より小さな外径を有している。脚長部13は、先端側胴部17より先端側に位置し、先端側胴部17の外径よりも小さな外径を有している。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(図示せず)に取り付けられた際には、その燃焼室に曝される。段部15は、脚長部13と先端側胴部17との間に形成されている。   The insulator 10 is formed by firing alumina or the like. The insulator 10 is a substantially cylindrical member that extends along the axial direction and has a through hole 12 (shaft hole) that penetrates the insulator 10. The insulator 10 includes a flange part 19, a rear end side body part 18, a front end side body part 17, a step part 15, and a leg length part 13. The rear end side body portion 18 is located on the rear end side of the flange portion 19 and has an outer diameter smaller than the outer diameter of the flange portion 19. The front end side body portion 17 is located on the front end side from the flange portion 19 and has an outer diameter smaller than the outer diameter of the rear end side body portion 18. The long leg portion 13 is positioned on the distal end side from the distal end side body portion 17 and has an outer diameter smaller than the outer diameter of the distal end side body portion 17. The long leg portion 13 is reduced in diameter toward the distal end side, and is exposed to the combustion chamber when the spark plug 100 is attached to an internal combustion engine (not shown). The step portion 15 is formed between the leg long portion 13 and the distal end side body portion 17.

主体金具50は、導電性の金属材料(例えば、低炭素鋼材)で形成され、内燃機関のエンジンヘッド(図示省略)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、軸線COに沿って貫通する挿入孔59が形成されている。主体金具50は、絶縁碍子10の外周に配置される。すなわち、主体金具50の挿入孔59内に、絶縁碍子10が挿入・保持されている。絶縁碍子10の先端は、主体金具50の先端から露出し、絶縁碍子10の後端は、主体金具50の後端から露出している。   The metal shell 50 is formed of a conductive metal material (for example, a low carbon steel material) and is a cylindrical metal fitting for fixing the spark plug 100 to an engine head (not shown) of an internal combustion engine. The metal shell 50 is formed with an insertion hole 59 penetrating along the axis CO. The metal shell 50 is disposed on the outer periphery of the insulator 10. That is, the insulator 10 is inserted and held in the insertion hole 59 of the metal shell 50. The tip of the insulator 10 is exposed from the tip of the metal shell 50, and the rear end of the insulator 10 is exposed from the rear end of the metal shell 50.

主体金具50は、スパークプラグレンチが係合する六角柱形状の工具係合部51と、内燃機関に取り付けるための取付ネジ部52と、工具係合部51と取付ネジ部52との間に形成された鍔状のシール部54と、を備えている。ここで、取付ネジ部52の呼び径は、例えば、M8(8mm(ミリメートル))、M10、M12、M14、M18のいずれかとされている。   The metal shell 50 is formed between a hexagonal column-shaped tool engagement portion 51 with which a spark plug wrench engages, an attachment screw portion 52 for attachment to an internal combustion engine, and the tool engagement portion 51 and the attachment screw portion 52. And a bowl-shaped seal portion 54. Here, the nominal diameter of the mounting screw portion 52 is, for example, one of M8 (8 mm (millimeters)), M10, M12, M14, and M18.

主体金具50の取付ネジ部52とシール部54との間には、金属板を折り曲げて形成され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が内燃機関に取り付けられた際に、スパークプラグ100と内燃機関(エンジンヘッド)との隙間を封止する。   An annular gasket 5 formed by bending a metal plate is fitted between the mounting screw portion 52 and the seal portion 54 of the metal shell 50. The gasket 5 seals a gap between the spark plug 100 and the internal combustion engine (engine head) when the spark plug 100 is attached to the internal combustion engine.

主体金具50は、さらに、工具係合部51の後端側に設けられた薄肉の加締部53と、シール部54と工具係合部51との間に設けられた薄肉の圧縮変形部58と、を備えている。主体金具50における工具係合部51から加締部53に至る部位の内周面と、絶縁碍子10の後端側胴部18の外周面との間に形成される環状の領域には、環状のリング部材6,7が配置されている。当該領域における2つのリング部材6,7の間には、タルク(滑石)9の粉末が充填されている。加締部53の後端は、径方向内側に折り曲げられて、絶縁碍子10の外周面に固定されている。主体金具50の圧縮変形部58は、製造時において、絶縁碍子10の外周面に固定された加締部53が先端側に押圧されることにより、圧縮変形部58は圧縮変形する。圧縮変形部58の圧縮変形によって、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。環状の板パッキン8を介して、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(金具側段部)によって、絶縁碍子10の段部15(絶縁碍子側段部)が押圧される。この結果、内燃機関の燃焼室内のガスが、主体金具50と絶縁碍子10との隙間から外部に漏れることが、板パッキン8によって防止される。   The metal shell 50 further includes a thin caulking portion 53 provided on the rear end side of the tool engaging portion 51, and a thin compression deformation portion 58 provided between the seal portion 54 and the tool engaging portion 51. And. An annular region formed between the inner peripheral surface of the portion 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 an annular shape. Ring members 6 and 7 are arranged. Between the two ring members 6 and 7 in the region, talc (talc) 9 powder is filled. The rear end of the crimped portion 53 is bent radially inward and fixed to the outer peripheral surface of the insulator 10. The compression deformation portion 58 of the metal shell 50 is compressed and deformed when the crimping portion 53 fixed to the outer peripheral surface of the insulator 10 is pressed toward the distal end side during manufacture. The insulator 10 is pressed toward the front end side in the metal shell 50 through the ring members 6 and 7 and the talc 9 by the compression deformation of the compression deformation portion 58. A step portion 15 (insulator side step portion) of the insulator 10 is formed by a step portion 56 (metal side step portion) formed at the position of the mounting screw portion 52 on the inner periphery of the metal shell 50 through the annular plate packing 8. ) Is pressed. As a result, the gas in the combustion chamber of the internal combustion engine is prevented by the plate packing 8 from leaking outside through the gap between the metal shell 50 and the insulator 10.

中心電極20は、軸線COに沿って延びる棒状の部材であり、絶縁碍子10の貫通孔12に挿設されている。中心電極20は、電極本体21と、電極本体21の内部に埋設された芯材22と、電極チップ29と、を含む構造を有する。電極本体21は、ニッケルまたはニッケルを主成分とする合金(インコネル600(アルファベットのINCONELは登録商標)等)で形成されている。芯材22は、電極本体21を形成する合金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で形成されている。中心電極20の先端は、絶縁碍子10の先端から先端方向FDに露出している。   The center electrode 20 is a rod-like member extending along the axis CO, and is inserted into the through hole 12 of the insulator 10. The center electrode 20 has a structure including an electrode main body 21, a core material 22 embedded in the electrode main body 21, and an electrode tip 29. The electrode body 21 is made of nickel or an alloy containing nickel as a main component (such as Inconel 600 (the alphabetical INCONEL is a registered trademark)). The core material 22 is formed of copper or an alloy containing copper as a main component, which is superior in thermal conductivity to the alloy forming the electrode body 21. The tip of the center electrode 20 is exposed from the tip of the insulator 10 in the tip direction FD.

また、中心電極20は、軸線方向の所定の位置に設けられた鍔部24(電極鍔部、フランジ部とも呼ぶ。)、鍔部24よりも後端側の部分である頭部23(電極頭部)と、鍔部24よりも先端側の部分である脚部25(電極脚部)と、を備えている。鍔部24は、絶縁碍子10の段部16に支持されている。中心電極20の脚部25の先端部分には、電極チップ29が、例えば、レーザ溶接によって接合されている。この中心電極20の脚部25の先端部分の構成については、図2、図3を参照して後述する。   The center electrode 20 has a flange portion 24 (also referred to as an electrode flange portion or a flange portion) provided at a predetermined position in the axial direction, and a head portion 23 (electrode head) that is a portion on the rear end side of the flange portion 24. Part) and a leg part 25 (electrode leg part) which is a part on the tip side of the collar part 24. The flange 24 is supported by the step 16 of the insulator 10. An electrode tip 29 is joined to the tip portion of the leg portion 25 of the center electrode 20 by, for example, laser welding. The configuration of the tip portion of the leg portion 25 of the center electrode 20 will be described later with reference to FIGS.

接地電極30は、主体金具50の先端に接合されている。接地電極30の電極本体は耐腐食性の高い金属、例えば、インコネル600などのニッケル合金で形成されている。この接地電極30の母材基端部32は、主体金具50の先端面に溶接にて接合されている。この結果、接地電極30は、主体金具50と電気的に導通している。接地電極30の母材先端部31は、屈曲されており、母材先端部31の一側面は、中心電極20の電極チップ29と、軸線CO上で軸線方向に対向している。母材先端部31の当該一側面には、中心電極20の電極チップ29と対抗する位置に電極チップ33が溶接されている。電極チップ33は、例えば、Pt(白金)または、Ptを主成分とする合金、具体的には、Pt−20Ir合金(20質量%のイリジウムを含有した白金合金)など用いられる。中心電極20の電極チップ29と、接地電極30の電極チップ33の間には火花ギャップが形成される。   The ground electrode 30 is joined to the tip of the metal shell 50. The electrode body of the ground electrode 30 is formed of a metal having high corrosion resistance, for example, a nickel alloy such as Inconel 600. The base material base end portion 32 of the ground electrode 30 is joined to the front end surface of the metal shell 50 by welding. As a result, the ground electrode 30 is electrically connected to the metal shell 50. The base material tip 31 of the ground electrode 30 is bent, and one side surface of the base material tip 31 faces the electrode tip 29 of the center electrode 20 in the axial direction on the axis CO. An electrode tip 33 is welded to the one side surface of the base material tip 31 at a position facing the electrode tip 29 of the center electrode 20. As the electrode tip 33, for example, Pt (platinum) or an alloy containing Pt as a main component, specifically, a Pt-20Ir alloy (a platinum alloy containing 20% by mass of iridium) or the like is used. A spark gap is formed between the electrode tip 29 of the center electrode 20 and the electrode tip 33 of the ground electrode 30.

端子金具40は、軸線COに沿って延びる棒状の部材である。端子金具40は、導電性の金属材料(例えば、低炭素鋼)で形成され、その表面は、防食のための金属層(例えば、Ni層)がめっきなどによって形成されている。端子金具40は、軸線方向の所定位置に形成された鍔部42(端子顎部)と、鍔部42より後端側に位置するキャップ装着部41と、鍔部42より先端側の脚部43(端子脚部)と、を備えている。端子金具40の後端を含むキャップ装着部41は、絶縁碍子10の後端側に露出している。端子金具40の先端を含む脚部43は、絶縁碍子10の貫通孔12に挿入(圧入)されている。キャップ装着部41には、高圧ケーブル(図示外)が接続されたプラグキャップが装着され、火花を発生するための高電圧が印加される。   The terminal fitting 40 is a rod-shaped member that extends along the axis CO. The terminal fitting 40 is formed of a conductive metal material (for example, low carbon steel), and a metal layer (for example, a Ni layer) for corrosion protection is formed on the surface thereof by plating or the like. The terminal fitting 40 includes a collar part 42 (terminal jaw part) formed at a predetermined position in the axial direction, a cap mounting part 41 located on the rear end side of the collar part 42, and a leg part 43 on the distal side of the collar part 42. (Terminal leg). The cap mounting part 41 including the rear end of the terminal fitting 40 is exposed on the rear end side of the insulator 10. The leg portion 43 including the tip of the terminal fitting 40 is inserted (press-fitted) into the through hole 12 of the insulator 10. A plug cap to which a high voltage cable (not shown) is connected is mounted on the cap mounting portion 41, and a high voltage for generating a spark is applied.

絶縁碍子10の貫通孔12内において、端子金具40の先端と中心電極20の後端との間の領域には、火花発生時の電波ノイズを低減するための抵抗体70が配置されている。抵抗体は、例えば、主成分であるガラス粒子と、ガラス以外のセラミック粒子と、導電性材料と、を含む組成物で形成されている。貫通孔12内における、抵抗体70と中心電極20との隙間は、導電性シール60によって埋められ、抵抗体70と端子金具40との隙間は、ガラスと金属との導電性シール80によって埋められている。   In the through hole 12 of the insulator 10, a resistor 70 for reducing radio noise when a spark is generated is disposed in a region between the front end of the terminal fitting 40 and the rear end of the center electrode 20. The resistor is made of, for example, a composition containing glass particles as a main component, ceramic particles other than glass, and a conductive material. A gap between the resistor 70 and the center electrode 20 in the through hole 12 is filled with a conductive seal 60, and a gap between the resistor 70 and the terminal fitting 40 is filled with a conductive seal 80 of glass and metal. ing.

A−2. 中心電極の先端部分の構成:
図2は、中心電極20の先端部分の拡大斜視図である。図2においては、図1とは反対に、図の上方が先端方向FDであり、図の下方が後端方向BDである。後述する図3、図4についても同様である。
A-2. Configuration of the tip of the center electrode:
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the tip portion of the center electrode 20. In FIG. 2, contrary to FIG. 1, the upper side of the figure is the front end direction FD, and the lower side of the figure is the rear end direction BD. The same applies to FIGS. 3 and 4 described later.

中心電極20の脚部25(電極本体21)の先端部分には、後端側から先端方向FDに向かって外径が小さくなる縮径部26と、縮径部26の先端側に位置する円柱状の台座部27と、が形成されている。台座部27の先端側には、円柱状の電極チップ29がレーザ溶接によって接合されている。電極チップ29の材料には、例えば、イリジウム(Ir)や、Irを主成分とする合金が用いられ、具体的には、Ir−5Pt合金(5質量%の白金を含有したイリジウム合金)などが用いられる。レーザ溶接によって、電極チップ29と台座部27との間には、台座部27の成分と電極チップ29の成分とが溶融した溶融部28が形成されている。なお、本実施形態では、スパークプラグ100の軸線COと、電極チップ29の軸線と、は一致している。したがって、軸線COは、電極チップ29の軸線COとも言うことができる。なお、電極チップ29の直径は、これに限られるものではないが、例えば、0.3mm以上3.5mm以下であることが好ましく、0.4mm以上2.6mm以下であることがより好ましい。   The distal end portion of the leg portion 25 (electrode body 21) of the center electrode 20 has a reduced diameter portion 26 whose outer diameter decreases from the rear end side toward the distal end direction FD, and a circle positioned on the distal end side of the reduced diameter portion 26. A columnar pedestal 27 is formed. A cylindrical electrode tip 29 is joined to the distal end side of the pedestal portion 27 by laser welding. As the material of the electrode tip 29, for example, iridium (Ir) or an alloy containing Ir as a main component is used. Specifically, an Ir-5Pt alloy (iridium alloy containing 5% by mass of platinum) or the like is used. Used. By laser welding, a melted portion 28 in which the components of the pedestal 27 and the components of the electrode tip 29 are melted is formed between the electrode tip 29 and the pedestal 27. In the present embodiment, the axis CO of the spark plug 100 and the axis of the electrode tip 29 coincide. Therefore, the axis CO can also be referred to as the axis CO of the electrode tip 29. The diameter of the electrode tip 29 is not limited to this, but is preferably 0.3 mm or more and 3.5 mm or less, and more preferably 0.4 mm or more and 2.6 mm or less.

台座部27の径は、電極チップ29の径より大きい。このため、溶融部28の外周面(外表面とも呼ぶ)は、後端側から先端方向FDに向かって縮径した円錐台形状を有している。そして、溶融部28の外周面は、その先端側に、ハッチングで示すように電極チップ29の外周面(側面とも呼ぶ)29C上に露出している露出部位28Cを含んでいる。この露出部位28Cは、電極チップ29の外周面29Cの後端より先端方向FD側に位置する、いわゆる溶接だれ(だれのぼり)を含んでいる。電極チップ39の外周面を周方向に一周見た場合に、露出部位28Cのうち、最も後端方向BD側に位置する点をA1とする(図2)。この点A1は、溶融部28の外周面のうち、溶接だれが発生している部位を除いて、最も先端方向FD側の部位とも言うことができる。また、この点A1は、電極チップ29の外周面29C上に位置する、溶融部28の外周面の先端を示す線OL1上の点のうち、最も後端方向BDに位置する点とも言うことができる。   The diameter of the pedestal portion 27 is larger than the diameter of the electrode tip 29. For this reason, the outer peripheral surface (also referred to as the outer surface) of the melting portion 28 has a truncated cone shape with a diameter reduced from the rear end side toward the front end direction FD. And the outer peripheral surface of the fusion | melting part 28 contains the exposed part 28C exposed on the outer peripheral surface (it is also called side surface) 29C of the electrode tip 29 as shown by hatching at the front end side. This exposed portion 28 </ b> C includes a so-called weld dripping (sagging) located on the distal direction FD side from the rear end of the outer peripheral surface 29 </ b> C of the electrode tip 29. When the outer peripheral surface of the electrode tip 39 is viewed once in the circumferential direction, a point that is located closest to the rear end direction BD in the exposed portion 28C is defined as A1 (FIG. 2). This point A1 can also be said to be the most distal portion FD side portion of the outer peripheral surface of the melted portion 28, except for the portion where welding droop occurs. This point A1 can also be said to be the point located on the outermost surface 29C of the electrode tip 29 on the line OL1 indicating the front end of the outer circumferential surface of the melting portion 28 and located in the rearmost direction BD. it can.

図3は、点A1と、電極チップ29の軸線COと、を含む断面CS1を示す図である。断面CS1は、電極チップ29の先端面(ギャップ形成面)29Aの中心点OC1を通る。図3から解るように、本実施形態では、電極チップ29の後端面が全体に亘って溶融部28と接触している。換言すれば、レーザ溶接によって十分に深い溶融部28が形成されているので、電極チップ29と台座部27とが直接接触している部位はない。図3の断面CS1において、電極チップ29の軸線COと、電極チップ29と溶融部28との境界線BL1と、の交点を、点X1とする。点X1は、軸線COと、電極チップ29の後端面と、の交点とも言うことができる。   FIG. 3 is a diagram showing a cross-section CS1 including the point A1 and the axis CO of the electrode tip 29. The cross section CS1 passes through the center point OC1 of the tip surface (gap forming surface) 29A of the electrode tip 29. As can be seen from FIG. 3, in the present embodiment, the rear end surface of the electrode tip 29 is in contact with the melting portion 28 throughout. In other words, since the sufficiently deep melted portion 28 is formed by laser welding, there is no portion where the electrode tip 29 and the pedestal portion 27 are in direct contact. In the cross section CS1 of FIG. 3, the intersection of the axis CO of the electrode tip 29 and the boundary line BL1 between the electrode tip 29 and the melting part 28 is defined as a point X1. The point X1 can also be said to be the intersection of the axis CO and the rear end surface of the electrode tip 29.

図3の断面CS1において、溶融部28と台座部27(電極本体21)との境界線BJ1のうち最も後端方向BD側に位置する点をB1とする。なお、台座部27の径は、電極チップ29の径より大きいので、台座部27の外周面上に溶接だれは発生しない。そして、図3の断面CS1において、電極チップ29の軸線COと、溶融部28と台座部27との境界線BJ1と、の交点を、点Y1とする。点Y1は、軸線COと、台座部27の先端面と、の交点とも言うことができる。   In the cross section CS1 of FIG. 3, a point located on the most rear end direction BD side of the boundary line BJ1 between the melting portion 28 and the pedestal portion 27 (electrode body 21) is defined as B1. Since the diameter of the pedestal portion 27 is larger than the diameter of the electrode tip 29, no welding dripping occurs on the outer peripheral surface of the pedestal portion 27. In the cross section CS1 of FIG. 3, the intersection of the axis CO of the electrode tip 29 and the boundary line BJ1 between the melting part 28 and the pedestal part 27 is defined as a point Y1. The point Y1 can also be said to be an intersection of the axis CO and the tip surface of the pedestal portion 27.

レーザ溶接を外周面側から行うために、点A1は、点X1より先端方向FD側に位置している。また、点B1は、点Y1より後端方向BD側に位置している。すなわち、溶融部28において、外周面の軸線方向の長さ(単に厚さとも呼ぶ)E1は、軸線CO上における厚さF1より長い。   In order to perform laser welding from the outer peripheral surface side, the point A1 is located on the tip direction FD side from the point X1. Further, the point B1 is located on the rear end direction BD side from the point Y1. That is, in the melted portion 28, the axial length (also referred to simply as thickness) E1 of the outer peripheral surface is longer than the thickness F1 on the axis CO.

ここで、点A1と点X1を結ぶ線分AX1と、点X1を通り電極チップ29の軸線COと直交する直線HL1とがなす鋭角の角度を、θ11(単位は、度)とする。θ11が大きいほど、溶融部28の外周面は、電極チップ29側に拡がっている。また、点B1と点Y1を結ぶ線分BY1と、点Y1を通り電極チップ29の軸線COと直交する直線HJ1とがなす鋭角の角度を、θ12(単位は、度)とする。θ12が大きいほど、溶融部28の外周面が台座部27側に拡がっている。上述したように、点A1は、点X1より先端方向FD側に位置しているので、θ11が0度になることはない(0<θ11)。同様に、点B1は、点Y1より後端方向BD側に位置しているので、θ12が0度になることはない(0<θ12)。   Here, the acute angle formed by the line AX1 connecting the points A1 and X1 and the straight line HL1 passing through the point X1 and orthogonal to the axis CO of the electrode tip 29 is defined as θ11 (unit is degree). The larger the angle θ11, the wider the outer peripheral surface of the melted portion 28 is on the electrode tip 29 side. An acute angle formed by a line segment BY1 connecting the point B1 and the point Y1 and a straight line HJ1 passing through the point Y1 and orthogonal to the axis CO of the electrode tip 29 is θ12 (unit is degree). The larger the θ12 is, the wider the outer peripheral surface of the melting part 28 is on the pedestal part 27 side. As described above, since the point A1 is located on the tip direction FD side from the point X1, θ11 does not become 0 degree (0 <θ11). Similarly, since the point B1 is located on the rear end direction BD side from the point Y1, θ12 does not become 0 degree (0 <θ12).

図3の断面CS1において、溶融部28と電極チップ29との境界線BL1は、電極チップ29と直交する直交方向との間の鋭角、すなわち、直線HL1との間の鋭角が±2度未満である直交部PL1を含んでいる。図3における点C1から点C1'までの部位が、境界線BL1の直交部PL1である。   In the cross section CS1 of FIG. 3, the boundary line BL1 between the melted portion 28 and the electrode tip 29 has an acute angle between the orthogonal direction orthogonal to the electrode tip 29, that is, an acute angle with the straight line HL1 is less than ± 2 degrees. A certain orthogonal part PL1 is included. The part from the point C1 to the point C1 ′ in FIG. 3 is the orthogonal part PL1 of the boundary line BL1.

また、溶融部28と台座部27(電極本体21)との境界線BJ1は、電極チップ29と直交する直交方向との間の鋭角、すなわち、直線HJ1との間の鋭角が±2度未満である直交部PJ1を含んでいる。図3における点D1から点D1'までの部位が、境界線BJ1の直交部PJ1である。   Further, the boundary line BJ1 between the melting part 28 and the pedestal part 27 (electrode body 21) has an acute angle with the orthogonal direction orthogonal to the electrode tip 29, that is, an acute angle with the straight line HJ1 is less than ± 2 degrees. A certain orthogonal part PJ1 is included. The part from the point D1 to the point D1 ′ in FIG. 3 is the orthogonal part PJ1 of the boundary line BJ1.

境界線BL1の直交部PL1を第1の直交部PL1とも呼び、境界線BJ1の直交部PJ1を第2の直交部PJ1とも呼ぶ。図3の断面における第1の直交部PL1の長さ(点C1から点C1'までの長さ)をL1とする。また、図3の断面における第2の直交部PJ1の長さ(点D1から点D1'までの長さ)をJ1とする。   The orthogonal part PL1 of the boundary line BL1 is also referred to as a first orthogonal part PL1, and the orthogonal part PJ1 of the boundary line BJ1 is also referred to as a second orthogonal part PJ1. The length of the first orthogonal part PL1 (the length from the point C1 to the point C1 ′) in the cross section of FIG. 3 is L1. Further, the length of the second orthogonal portion PJ1 (the length from the point D1 to the point D1 ′) in the cross section of FIG.

さらに、図3の断面CS1において、点A1が接する側の電極チップ29の外周面(図3の左側の側面)とは反対側の外周面(図3の右側の側面)と接する溶融部28の部位のうち、最も後端方向BD側に位置する点を点A1'とする。図3の例では、反対側の外周面には溶接だれ28C(側面への露出部位28C)が発生しているので、点A1'は、溶接だれ28Cの後端の位置となっている。点A1と点A1'との間の、軸線COと直交する方向の長さをM1とする。長さM1は、電極チップ29の径とほぼ等しい。点A1と点A1'との間の長さM1に対する第1の直交部PL1の長さL1の比率(L1/M1)を第1の直交比率(L1/M1)とも呼ぶ。   Further, in the cross section CS1 of FIG. 3, the melted portion 28 that is in contact with the outer peripheral surface (right side surface in FIG. 3) opposite to the outer peripheral surface (left side surface in FIG. 3) of the electrode tip 29 on the side in contact with the point A1. A point located closest to the rear end direction BD among the parts is defined as a point A1 ′. In the example of FIG. 3, since the welding droop 28C (exposed portion 28C on the side surface) is generated on the outer peripheral surface on the opposite side, the point A1 ′ is the position of the rear end of the welding dripping 28C. The length between the point A1 and the point A1 ′ in the direction orthogonal to the axis CO is M1. The length M1 is substantially equal to the diameter of the electrode tip 29. A ratio (L1 / M1) of the length L1 of the first orthogonal part PL1 to the length M1 between the point A1 and the point A1 ′ is also referred to as a first orthogonal ratio (L1 / M1).

また、溶融部28のうち、点B1が位置する外周面とは反対側の外周面に露出する部位の最も後端方向BD側に位置する点を点B1'とする。そして、点B1と点B1'との間の、軸線COと直交する方向の長さをK1とする。長さK1は、台座部27の先端の径とほぼ等しい。点B1と点B1'との間の長さK1に対する第2の直交部PJ1の長さJ1の比率(J1/K1)を第2の直交比率(J1/K1)とも呼ぶ。   Moreover, let the point located in the most back end direction BD side of the site | part exposed in the outer peripheral surface on the opposite side to the outer peripheral surface in which the point B1 is located among the fusion | melting parts 28 as point B1 '. The length between the point B1 and the point B1 ′ in the direction orthogonal to the axis CO is defined as K1. The length K1 is substantially equal to the diameter of the tip of the pedestal 27. The ratio (J1 / K1) of the length J1 of the second orthogonal part PJ1 to the length K1 between the point B1 and the point B1 ′ is also referred to as a second orthogonal ratio (J1 / K1).

なお、溶融部28の軸線CO上における厚さF1は、点X1と点Y1との間の軸線方向の長さと、言うことができる。また、溶融部28の外周面における厚さE1は、点A1と点B1との間の軸線方向の長さと、言うことができる。   It can be said that the thickness F1 of the melted portion 28 on the axis CO is the length in the axial direction between the point X1 and the point Y1. Further, the thickness E1 on the outer peripheral surface of the melted portion 28 can be said to be the length in the axial direction between the points A1 and B1.

A−2. 台座部27(電極本体21)と、電極チップ29との溶接方法:
図4は、台座部27と電極チップ29との溶接方法について説明する図である。本実施形態では、YAGレーザより、細く、かつ、深い溶融部を形成可能であるファイバーレーザを用いて、台座部27と電極チップ29とを溶接している。
A-2. Method of welding the pedestal 27 (electrode body 21) and the electrode tip 29:
FIG. 4 is a diagram for explaining a welding method between the pedestal 27 and the electrode tip 29. In the present embodiment, the pedestal 27 and the electrode tip 29 are welded using a fiber laser that is thinner than a YAG laser and can form a deep melted part.

図4には、溶接前の電極チップ290を、溶接前の台座部270に対して固定されて様子を示している。所定の治具(図示省略)を用いて、台座部270の軸線と電極チップ290の軸線と、が一致するように、固定される。溶接前の電極チップ29の軸方向の長さ(厚さ)H1'は、これに限られるものではないが、例えば、0.2mm以上3.5mm以下であることが好ましく、0.3mm以上2.2mm以下であることがより好ましい。   FIG. 4 shows a state in which the electrode tip 290 before welding is fixed to the base portion 270 before welding. Using a predetermined jig (not shown), the axis of the pedestal 270 and the axis of the electrode tip 290 are fixed so as to coincide with each other. The length (thickness) H1 ′ in the axial direction of the electrode tip 29 before welding is not limited to this, but is preferably 0.2 mm to 3.5 mm, for example, 0.3 mm to 2 More preferably, it is 2 mm or less.

この状態で、電極チップ290と、台座部270と、の接触面の照射位置LPに対して、ファイバーレーザ照射装置300からレーザLZが照射される。レーザLZは、軸線COと垂直な方向に沿って照射される。図4の例では、照射位置LPは、電極チップ290の後端面290Bと、台座部270の先端面270Uと、の接触面上に位置している。そして、ファイバーレーザ照射装置300に対して、電極チップ290と台座部270(ワークとも呼ぶ)とが軸線COを中心に、相対的に回転されることによって、電極チップ290と、台座部270と、の接触面の外縁に対して、全周に亘って、レーザLZが照射される。なお、本実施形態では、間欠的にレーザLZを照射するのではなく、連続的にレーザLZが照射される。この結果、図3に示す溶融部28が電極チップ29と台座部27との間に形成される。   In this state, the laser LZ is irradiated from the fiber laser irradiation device 300 to the irradiation position LP on the contact surface between the electrode tip 290 and the pedestal portion 270. The laser LZ is irradiated along a direction perpendicular to the axis CO. In the example of FIG. 4, the irradiation position LP is located on the contact surface between the rear end surface 290 </ b> B of the electrode tip 290 and the front end surface 270 </ b> U of the base portion 270. Then, the electrode tip 290 and the pedestal portion 270 are rotated relative to the fiber laser irradiation apparatus 300 around the axis CO with respect to the electrode tip 290 and the pedestal portion 270 (also referred to as a workpiece). The laser LZ is irradiated over the entire circumference of the outer edge of the contact surface. In the present embodiment, the laser LZ is irradiated continuously rather than intermittently. As a result, the melting portion 28 shown in FIG. 3 is formed between the electrode tip 29 and the pedestal portion 27.

ここで、また、溶融部28の軸線CO上の厚さF1を大きくすることができる。レーザLZの照射位置LPを先端側(電極チップ29側)にずらすほど、溶融部28における電極チップ29の成分の含有率を増加させ、台座部27の成分の含有率を低減させることができる。また、溶融部28の軸線CO上の厚さF1を小さくすることができる。   Here, the thickness F1 on the axis CO of the melting part 28 can be increased. As the irradiation position LP of the laser LZ is shifted to the tip side (electrode tip 29 side), the content of the component of the electrode tip 29 in the melting portion 28 can be increased, and the content of the component of the pedestal portion 27 can be reduced. Further, the thickness F1 on the axis CO of the melting part 28 can be reduced.

レーザLZの照射条件を変更することによって、様々な形状の溶融部28を形成することができる。例えば、ファイバーレーザ照射装置300に対するワークの回転速度が、早いほど溶融部28の軸線CO上の厚さF1を小さくすることができる。レーザLZのエネルギーが、大きいほど溶融部28の軸線CO上の厚さF1を大きくすることができる。また、レーザLZの集光位置GPを、図4の照射位置LPから径方向外側に遠ざけるほど、溶融部28の軸線CO上の厚さF1を大きくすることができる。   By changing the irradiation condition of the laser LZ, it is possible to form the melted portion 28 having various shapes. For example, the faster the workpiece rotation speed with respect to the fiber laser irradiation apparatus 300, the smaller the thickness F1 on the axis CO of the melted portion 28 can be made. As the energy of the laser LZ is larger, the thickness F1 on the axis CO of the melted portion 28 can be increased. Further, the thickness F1 on the axis CO of the melting portion 28 can be increased as the condensing position GP of the laser LZ is further away from the irradiation position LP in FIG.

また、ワークの回転速度を速く、かつ、レーザLZのエネルギーを強くすることによって、溶融部28の軸線CO上の厚さF1に対して、溶融部28の外周面の厚さE1が大きくなることを抑制できる。溶融部28の軸線CO上の厚さF1に対して、溶融部28の外周面の厚さE1が大きくなることを抑制することによって、上述した角度θ11、θ12が大きくなることを抑制することができる。また、例えば、レーザLZの集光位置GPをワークに近づけることによって、第1の直交部PL1や第2の直交部PJ1の長さを長くすることができ、第1の直交比率(L1/M1)や、第2の直交比率(J1/K1)を高くすることができる。なお、ワークの回転速度を速くすることが、溶融部28の外周面の厚さE1の抑制、および、角度θ11、θ12の抑制に、最も効果的である。また、照射位置LPを電極本体21(台座部27)側にずらすほど、θ12に対してθ11が大きくなり、照射位置LPを電極チップ29側にずらすほど、θ12に対してθ11が小さくなる。   Further, by increasing the rotation speed of the workpiece and increasing the energy of the laser LZ, the thickness E1 of the outer peripheral surface of the melting portion 28 becomes larger than the thickness F1 on the axis CO of the melting portion 28. Can be suppressed. By suppressing the increase in the thickness E1 of the outer peripheral surface of the melting portion 28 with respect to the thickness F1 on the axis CO of the melting portion 28, the above-described angles θ11 and θ12 can be suppressed from increasing. it can. Further, for example, by bringing the condensing position GP of the laser LZ closer to the workpiece, the lengths of the first orthogonal part PL1 and the second orthogonal part PJ1 can be increased, and the first orthogonal ratio (L1 / M1) ) And the second orthogonal ratio (J1 / K1) can be increased. Increasing the rotational speed of the workpiece is most effective for suppressing the thickness E1 of the outer peripheral surface of the melting portion 28 and for suppressing the angles θ11 and θ12. Further, as the irradiation position LP is shifted toward the electrode body 21 (pedestal portion 27), θ11 increases with respect to θ12, and as the irradiation position LP is shifted toward the electrode tip 29, θ11 decreases with respect to θ12.

上記構成のスパークプラグ100では、溶融部28は、電極チップ29の軸線COの位置において、電極チップ29と接触している(図3の点X1)。すなわち、溶融部形成前(レーザ溶接を行う前)における台座部27(電極本体21)と、電極チップ29との接触領域とのうち、比較的広い範囲に亘って、溶融部28が形成されている。この結果、溶接強度が向上し、電極チップ29の剥離の抑制、すなわち、耐剥離性の向上を実現できる。   In the spark plug 100 having the above configuration, the melting portion 28 is in contact with the electrode tip 29 at the position of the axis CO of the electrode tip 29 (point X1 in FIG. 3). That is, the melted portion 28 is formed over a relatively wide range between the base 27 (electrode body 21) and the contact area with the electrode tip 29 before the melted portion is formed (before laser welding is performed). Yes. As a result, the welding strength is improved, and the suppression of peeling of the electrode tip 29, that is, the improvement of peeling resistance can be realized.

なお、図3から解るように、電極チップ29の軸線COに沿った2つの方向のうち、溶融部28から見て電極チップ29側の方向は、第1実施形態では、先端方向FDである。また、溶融部28から見て台座部27(電極本体21)側の方向は、第1実施形態では、後端方向BDである。したがって、第1実施形態の中心電極20では、先端方向FDが、特許請求の範囲における第1方向に対応し、後端方向BDが、特許請求の範囲における第2方向に対応する。   As can be seen from FIG. 3, of the two directions along the axis CO of the electrode tip 29, the direction on the electrode tip 29 side when viewed from the melting portion 28 is the tip direction FD in the first embodiment. Further, the direction on the pedestal portion 27 (electrode body 21) side when viewed from the melting portion 28 is the rear end direction BD in the first embodiment. Therefore, in the center electrode 20 of the first embodiment, the front end direction FD corresponds to the first direction in the claims, and the rear end direction BD corresponds to the second direction in the claims.

A−4:第1評価試験:
第1実施形態におけるスパークプラグ100の溶融部28の形状が互いに異なる15種類のサンプル1−1〜1−15を作成して評価を行った(表1)。各サンプルは、上述したレーザ溶接のレーザの照射条件を変更することによって、上述したθ11と、θ12との角度を互いに異ならせている。なお、各サンプルの電極チップ29の材料には、上述したIr−5Pt合金(5質量%の白金を含有したイリジウム合金)が用いられ、電極本体21(台座部27)の材料には、上述したインコネル600が用いられた。
A-4: First evaluation test:
Fifteen types of samples 1-1 to 1-15 in which the shapes of the melted portions 28 of the spark plug 100 in the first embodiment are different from each other were created and evaluated (Table 1). In each sample, the angles of θ11 and θ12 described above are made different from each other by changing the laser irradiation conditions of the laser welding described above. The above-described Ir-5Pt alloy (iridium alloy containing 5% by mass of platinum) is used as the material of the electrode tip 29 of each sample, and the above-described material is used as the material of the electrode body 21 (pedestal portion 27). Inconel 600 was used.

各サンプルに共通のスパークプラグ100に共通な寸法は、以下のとおりである。
電極チップ29の直径:0.6mm
電極チップ29の溶接前の厚さH1':0.5mm
台座部27の溶接前の先端の直径:0.9mm
The dimensions common to the spark plug 100 common to each sample are as follows.
Diameter of electrode tip 29: 0.6 mm
Thickness H1 ′ before welding of the electrode tip 29: 0.5 mm
Diameter of tip of pedestal 27 before welding: 0.9 mm

Figure 2015088364
Figure 2015088364

表1には、各サンプルの上述したθ11と、θ12との角度が示されている。表1に示すように、各サンプルでは、θ11は、6度、8度、10度、12度、14度のいずれかとされている。各サンプルでは、θ12は、3度、5度、7度のいずれかとされている。   Table 1 shows the angles of θ11 and θ12 described above for each sample. As shown in Table 1, in each sample, θ11 is any one of 6 degrees, 8 degrees, 10 degrees, 12 degrees, and 14 degrees. In each sample, θ12 is any one of 3 degrees, 5 degrees, and 7 degrees.

各サンプルについて、耐消耗性の評価試験としての火花試験と、耐剥離性の評価試験としての冷熱試験とを行った。火花試験では、各サンプルに対し、0.4MPaに加圧した窒素が充填されたチャンバー内で、1秒間に100回の火花放電を発生させる火花試験を250時間行った。放電時には、所定の電源装置(例えば、フルトランジスタ点火装置)が用いられた。   Each sample was subjected to a spark test as a wear resistance evaluation test and a cold test as a peel resistance evaluation test. In the spark test, each sample was subjected to a spark test for generating spark discharge 100 times per second for 250 hours in a chamber filled with nitrogen pressurized to 0.4 MPa. At the time of discharging, a predetermined power supply device (for example, a full transistor ignition device) was used.

そして、火花試験後に、各サンプルの電極チップ29の外形を投影機を用いて拡大投影して、電極チップ29の軸線方向の消耗量(元のサイズからの減少した長さ)の最大値を測定した。通常は、電極チップ29の外周面近傍の部分の消耗量が最大となる。そして、消耗量が0.25mmを超えるサンプルの評価結果を「×」とし、消耗量が0.25mm以下であるサンプルの評価結果を「○」とした。消耗量が小さいほど耐消耗性が良好であることを意味している。   Then, after the spark test, the outer shape of the electrode tip 29 of each sample is enlarged and projected using a projector, and the maximum amount of consumption (reduced length from the original size) of the electrode tip 29 in the axial direction is measured. did. Normally, the amount of wear in the vicinity of the outer peripheral surface of the electrode tip 29 is maximized. And the evaluation result of the sample whose consumption amount exceeds 0.25 mm was set to "x", and the evaluation result of the sample whose consumption amount is 0.25 mm or less was set to "(circle)". The smaller the consumption amount, the better the wear resistance.

冷熱試験では、スパークプラグ100の各サンプルの先端部近傍(火花ギャップの近傍)の加熱と冷却とのサイクルを1000回繰り返した。具体的には、1回のサイクルは、各サンプルの先端部近傍を、バーナーで2分間に亘って加熱し、続けて、1分間に亘って空気中で冷却する、というものである。2分間の加熱によって、主体金具50の先端部の温度が所定の目標温度に到達するように、バーナーの強度を調節した。第1評価試験では、目標温度は、摂氏900度である。   In the cold test, the cycle of heating and cooling near the tip of each sample of the spark plug 100 (near the spark gap) was repeated 1000 times. Specifically, one cycle is such that the vicinity of the tip of each sample is heated with a burner for 2 minutes and then cooled in air for 1 minute. The intensity | strength of the burner was adjusted so that the temperature of the front-end | tip part of the metal shell 50 may reach a predetermined target temperature by heating for 2 minutes. In the first evaluation test, the target temperature is 900 degrees Celsius.

そして冷熱試験後に、各サンプルの中心電極20を電極チップ29の軸線COを含む断面で切断して、酸化スケールの発生割合SA(単位は%)を測定した。以下では、酸化スケールの発生割合SAの測定方法について説明する。   After the thermal test, the center electrode 20 of each sample was cut along the cross section including the axis CO of the electrode tip 29, and the oxide scale generation ratio SA (unit:%) was measured. Below, the measuring method of the generation rate SA of an oxide scale is demonstrated.

図5は、酸化スケールの発生割合SAの測定方法を示す説明図である。この図5は、図3に示した断面と同じ断面である。図5の断面では、太い実線で示す酸化スケールOS1〜OS3が発生しているものとして説明する。酸化スケールOS1は、電極チップ29の後端面と、溶融部28の先端面と、の境界線BL1上に発生している。酸化スケールOS2、OS3は、溶融部28の後端面と、台座部27の先端面との境界線BL2上に発生している。酸化スケールの発生割合SAが小さいほど、耐剥離性が良いことを意味している。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method of measuring the oxide scale generation ratio SA. FIG. 5 is the same cross section as the cross section shown in FIG. In the cross section of FIG. 5, it is assumed that oxide scales OS1 to OS3 indicated by thick solid lines are generated. The oxide scale OS1 is generated on the boundary line BL1 between the rear end surface of the electrode tip 29 and the front end surface of the melting part 28. The oxide scales OS2 and OS3 are generated on the boundary line BL2 between the rear end surface of the melting portion 28 and the front end surface of the pedestal portion 27. It means that the smaller the generation ratio SA of oxide scale, the better the peel resistance.

図5の断面における電極チップ29の軸線方向と垂直な方向の長さをLGとする。酸化スケール発生割合SAは、図5に示す軸線方向と垂直な長さLGの範囲のうち、境界線BL1、BL2のいずれかに酸化スケールが発生している範囲の長さの割合である。図5には、酸化スケールが発生している長さLNaの範囲と、長さLNbの範囲と、が図示されている。この場合には、酸化スケールの発生割合SAは、SA={(LNa+LNb)/LG}×100、の式によって算出することができる。   The length in the direction perpendicular to the axial direction of the electrode tip 29 in the cross section of FIG. The oxide scale generation ratio SA is a ratio of the length of the range where the oxide scale is generated on either of the boundary lines BL1 and BL2 in the range of the length LG perpendicular to the axial direction shown in FIG. FIG. 5 shows the range of the length LNa where the oxide scale is generated and the range of the length LNb. In this case, the oxide scale generation ratio SA can be calculated by the following formula: SA = {(LNa + LNb) / LG} × 100.

そして、酸化スケールの発生割合SAが、50%を超えるサンプルの評価結果を「×」とし、酸化スケールの発生割合SAが、50%以下であるサンプルの評価結果を「○」とした。   An evaluation result of a sample having an oxide scale generation rate SA exceeding 50% was set to “x”, and an evaluation result of a sample having an oxide scale generation rate SA of 50% or less was set to “◯”.

θ11が10度を超えているサンプル1−1〜1−6では、火花試験の評価結果がいずれも「×」であり、θ11が10度以下であるサンプル1−7〜1−15では、火花試験の評価結果がいずれも「○」であった。この理由は、以下のように推定される。すなわち、θ11が、十分に小さいことは、溶融部28は、電極チップ29の外周面近傍、すなわち、溶融部の外周面近傍において、溶融部28が電極チップ29側に過度に拡がっていないことを意味する。この場合には、電極チップ29の外周面近傍における厚さH1(図3)が、過度に小さくなることを抑制できると考えられる。電極チップ29の外周面近傍における厚さH1(図3)が、過度に小さくなると、電極チップ29の外周面近傍で、電極チップ29が消耗して溶融部28が先端側に露出して、耐消耗性が低下する。溶融部28は、電極チップ29と比較して、大幅に耐消耗性が劣るからである。したがって、θ11が10度以下である場合には、電極チップ29の外周面近傍における厚さH1を確保して、耐消耗性を向上することができる。   In samples 1-1 to 1-6 in which θ11 exceeds 10 degrees, the evaluation results of the spark test are all “x”, and in samples 1-7 to 1-15 in which θ11 is 10 degrees or less, the sparks The evaluation results of the tests were all “◯”. The reason is estimated as follows. That is, θ11 is sufficiently small that the melted portion 28 does not spread excessively toward the electrode tip 29 in the vicinity of the outer peripheral surface of the electrode tip 29, that is, in the vicinity of the outer peripheral surface of the melted portion. means. In this case, it is considered that the thickness H1 (FIG. 3) in the vicinity of the outer peripheral surface of the electrode tip 29 can be suppressed from becoming excessively small. If the thickness H1 (FIG. 3) in the vicinity of the outer peripheral surface of the electrode tip 29 becomes excessively small, the electrode tip 29 is consumed in the vicinity of the outer peripheral surface of the electrode tip 29 and the melted portion 28 is exposed to the front end side. Consumability is reduced. This is because the melted portion 28 is significantly inferior in wear resistance as compared with the electrode tip 29. Therefore, when θ11 is 10 degrees or less, it is possible to secure the thickness H1 in the vicinity of the outer peripheral surface of the electrode tip 29 and improve wear resistance.

また、θ12が5度を超えているサンプル1−1、1−4、1−7、1−10、1−13では、冷熱試験の評価結果がいずれも「×」であり、θ12が5度以下であるサンプル1−2、1−3、1−5,1−6、1−8、1−9、1−11、1−12、1−14、1−15では、冷熱試験の評価結果がいずれも「○」であった。この理由は、以下のように推定される。溶融部28の厚さが不均一である場合、例えば、溶融部28が過度に薄い部分が生じ得る。ある場合に、その部分において、電極本体21(台座部27)と電極チップ29との熱膨張率の差により生じる応力を十分に緩和できず、電極チップ29の剥離が生じやすくなる。θ12が、十分に小さいことは、溶融部28は、電極チップ29の外周面近傍、すなわち、溶融部の外周面近傍において、溶融部28が電極本体21(台座部27)側に過度に拡がっていないことを意味する。したがって、溶融部28の厚さの均一性が向上すると考えられる。したがって、θ12が5度以下である場合には、溶融部28の厚さの均一性が向上させて、電極本体21と電極チップ29との間の応力を効果的に緩和して、耐剥離性をより向上することができる。   In Samples 1-1, 1-4, 1-7, 1-10, and 1-13 in which θ12 exceeds 5 degrees, the evaluation results of the cooling test are all “x”, and θ12 is 5 degrees. In the following samples 1-2, 1-3, 1-5, 1-6, 1-8, 1-9, 1-11, 1-12, 1-14, 1-15, the evaluation result of the cooling test Were all “◯”. The reason is estimated as follows. When the thickness of the melted portion 28 is not uniform, for example, a portion where the melted portion 28 is excessively thin may occur. In some cases, the stress caused by the difference in coefficient of thermal expansion between the electrode main body 21 (pedestal portion 27) and the electrode tip 29 cannot be sufficiently relaxed, and the electrode tip 29 tends to peel off. The reason why θ12 is sufficiently small is that the melted portion 28 is excessively spread toward the electrode body 21 (pedestal portion 27) in the vicinity of the outer peripheral surface of the electrode tip 29, that is, in the vicinity of the outer peripheral surface of the melted portion. Means no. Therefore, it is considered that the uniformity of the thickness of the melted portion 28 is improved. Therefore, when θ12 is 5 degrees or less, the uniformity of the thickness of the melted portion 28 is improved, the stress between the electrode body 21 and the electrode tip 29 is effectively relieved, and peeling resistance is improved. Can be further improved.

さらに、第1評価試験の追加試験として、θ11が10度であり、θ12が5度である4種類のサンプル1−16〜1−19を用意して、火花試験と冷熱試験とを行った。表2に示すように、この4種類のサンプル1−16〜1−19では、図3を参照して説明した第1の直交比率(L1/M1)と、第2の直行比率(J1/K1)と、がそれぞれ異なっている。例えば、4種類のサンプル1−16〜1−19は、それぞれ、第1の直交比率(L1/M1)が27%、59%、65%、81%であり、第2の直行比率(J1/K1)が41%、64%、73%、87%である。   Furthermore, as an additional test of the first evaluation test, four types of samples 1-16 to 1-19 having θ11 of 10 degrees and θ12 of 5 degrees were prepared, and a spark test and a thermal test were performed. As shown in Table 2, in these four types of samples 1-16 to 1-19, the first orthogonal ratio (L1 / M1) described with reference to FIG. 3 and the second orthogonal ratio (J1 / K1) ) And are different. For example, in the four types of samples 1-16 to 1-19, the first orthogonal ratio (L1 / M1) is 27%, 59%, 65%, and 81%, respectively, and the second orthogonal ratio (J1 / K1) is 41%, 64%, 73%, 87%.

Figure 2015088364
Figure 2015088364

このように、表2に示すように、この4種類のサンプル1−16〜1−19では、火花試験の評価結果と、冷熱試験の評価結果と、がいずれも「○」であった。この試験結果から、第1の直交比率(L1/M1)と、第2の直行比率(J1/K1)と、の値に拘わらずに、θ11が10度以下であり、θ12が5度以下であれば、耐消耗性と耐剥離性とを両立できることが解った。   Thus, as shown in Table 2, in these four types of samples 1-16 to 1-19, both the evaluation result of the spark test and the evaluation result of the cooling test were “◯”. From this test result, θ11 is 10 degrees or less and θ12 is 5 degrees or less regardless of the values of the first orthogonal ratio (L1 / M1) and the second orthogonal ratio (J1 / K1). If it exists, it turned out that both wear resistance and peeling resistance can be achieved.

以上の第1評価試験の結果から、耐消耗性と耐剥離性とを両立する観点から、θ11が10度以下であり、かつ、θ12が5度以下であることが好ましいことが解った。上述したように、0<θ11、0<θ12であるので、換言すれば、角度θ11、θ12は、0<θ11≦10(単位は、度)、かつ、0<θ12≦5(単位は、度)を満たすことが好ましい。こうすれば、電極チップ29の耐消耗性と耐剥離性とを両立することができる。また、電極チップ29の耐消耗性が向上できることで、電極チップ29の耐消耗性を確保するために、電極チップ29の軸方向の長さを長くする必要がない。この結果、電極チップ29の軸方向の長さを低減して、貴金属などの材料の使用量を低減することができる。   From the results of the first evaluation test described above, it was found that θ11 is preferably 10 degrees or less and θ12 is preferably 5 degrees or less from the viewpoint of achieving both wear resistance and peel resistance. As described above, since 0 <θ11 and 0 <θ12, in other words, the angles θ11 and θ12 are 0 <θ11 ≦ 10 (unit is degree) and 0 <θ12 ≦ 5 (unit is degree) ) Is preferably satisfied. By doing so, it is possible to achieve both wear resistance and peeling resistance of the electrode tip 29. In addition, since the wear resistance of the electrode tip 29 can be improved, it is not necessary to increase the axial length of the electrode tip 29 in order to ensure the wear resistance of the electrode tip 29. As a result, the length of the electrode tip 29 in the axial direction can be reduced, and the amount of a material such as a noble metal used can be reduced.

A−5:第2評価試験:
次に、第1評価試験で明らかにされたθ11とθ12の好ましい範囲を満たす49個のサンプル2−1〜2−49を準備して、第1評価試験より厳しい条件で、冷熱試験を実行した。具体的には、第2評価試験の冷熱試験では、上述した目標温度が、摂氏950度に設定されている。なお、冷熱試験の他の条件、および、各サンプルに共通な他の寸法は、第1評価試験と同じである。
A-5: Second evaluation test:
Next, 49 samples 2-1 to 2-49 satisfying a preferable range of θ11 and θ12 that were clarified in the first evaluation test were prepared, and a cooling test was performed under conditions more severe than the first evaluation test. . Specifically, in the cooling test of the second evaluation test, the target temperature described above is set to 950 degrees Celsius. The other conditions for the cooling test and other dimensions common to each sample are the same as those in the first evaluation test.

Figure 2015088364
Figure 2015088364

表3に示すように、本評価試験では、0<θ11≦10(単位は、度)、かつ、0<θ12≦5(単位は、度)を満たしつつ、第1の直交比率(L1/M1)と、第2の直交比率(J1/K1)を、それぞれ、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%の7段階に変更することによって、49種類(7×7種類)のサンプルを作成した。表3には、49種類のサンプルの評価結果として、酸化スケールの発生割合SA(単位は%)が記載されている。   As shown in Table 3, in this evaluation test, while satisfying 0 <θ11 ≦ 10 (unit is degree) and 0 <θ12 ≦ 5 (unit is degree), the first orthogonal ratio (L1 / M1 ) And the second orthogonal ratio (J1 / K1) are changed to 7 levels of 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, and 95%, respectively, to obtain 49 types (7 X7 types) of samples were prepared. Table 3 shows the generation rate SA (unit:%) of oxide scale as the evaluation results of 49 types of samples.

第1の直交比率(L1/M1)と、第2の直交比率(J1/K1)と、の少なくとも一方が70%未満である第1のサンプル群(太線の枠外)では、酸化スケールの発生割合SAは、いずれも50%以上であった。第1のサンプル群は、具体的には、サンプル2−1〜2〜24、2−29〜2−31、2−36〜2−38、2−43〜2−45である。   In the first sample group (outside the bold frame) in which at least one of the first orthogonal ratio (L1 / M1) and the second orthogonal ratio (J1 / K1) is less than 70%, the generation ratio of oxide scale SA was 50% or more in all cases. Specifically, the first sample group is Samples 2-1 to 2-24, 2-29 to 2-31, 2-36 to 2-38, and 243 to 2-45.

第1の直交比率(L1/M1)が、70%以上であり、かつ、第2の直交比率(J1/K1)が、70%以上である第2のサンプル群(太線の枠内)では、酸化スケールの発生割合SAは、いずれも50%未満であった。すなわち、第2のサンプル群では、第1のサンプル群と比較して、耐剥離性が良好であった。第2のサンプル群は、具体的には、サンプル2−25〜2〜28、2−32〜2−35、2−39〜2−42、2−46〜2−49である。   In the second sample group (within the bold line frame) in which the first orthogonal ratio (L1 / M1) is 70% or more and the second orthogonal ratio (J1 / K1) is 70% or more, Oxidation scale generation ratio SA was less than 50% in all cases. That is, the second sample group had better peel resistance than the first sample group. Specifically, the second sample group is Samples 2-25 to 2-28, 2-32 to 2-35, 2-39 to 2-42, and 2-46 to 2-49.

さらに、詳細には、第2のサンプル群の中でも、第1の直交比率(L1/M1)が大きいほど、酸化スケールの発生割合SAが小さく、耐剥離性が良好であった。同様に、第2のサンプル群の中でも、第2の直交比率(J1/K1)が大きいほど、酸化スケールの発生割合SAが小さく、耐剥離性が良好であった。具体的には、第1の直交比率(L1/M1)や、第2の直交比率(J1/K1)は、70%より80%がより好ましく、80%より90%がより好ましく、95%以上が最も好ましい。   More specifically, among the second sample groups, the larger the first orthogonal ratio (L1 / M1), the smaller the oxide scale generation rate SA, and the better the peel resistance. Similarly, in the second sample group, the larger the second orthogonal ratio (J1 / K1), the smaller the oxide scale generation ratio SA, and the better the peel resistance. Specifically, the first orthogonal ratio (L1 / M1) and the second orthogonal ratio (J1 / K1) are more preferably 80% from 70%, more preferably 90% from 80%, and 95% or more. Is most preferred.

この理由は、以下のように推定される。第1の直交比率(L1/M1)が、70%以上であり、かつ、第2の直交比率(J1/K1)が、70%以上である場合には、第1の直交部PL1と、第2の直交部PJ1とが、比較的広い範囲に亘って設けることができる。この結果、電極チップ29の成分と電極本体21(台座部27)の成分とのうち、一方の成分が溶融部28に多く取り込まれることを抑制できる。したがって、溶融部28における各成分の含有率の均一性を向上することができる。ここで、溶融部28において、電極チップ29の成分と電極本体21の成分との含有率にばらつきがあると、溶融部28において、熱膨張率が電極チップ29に比較的近い部位と、熱膨張率が電極本体21に比較的近い部位と、が生じ、スパークプラグ100の使用時に生じる応力を十分に緩和できない可能性がある。以上の説明から解るように、第1の直交比率(L1/M1)が、70%以上であり、かつ、第2の直交比率(J1/K1)が、70%以上とすることで、スパークプラグ100使用時に生じる応力をさらに効果的に緩和して、耐剥離性をさらに向上することができる。   The reason is estimated as follows. When the first orthogonal ratio (L1 / M1) is 70% or more and the second orthogonal ratio (J1 / K1) is 70% or more, the first orthogonal part PL1 Two orthogonal portions PJ1 can be provided over a relatively wide range. As a result, it is possible to prevent a large amount of one of the components of the electrode tip 29 and the electrode main body 21 (pedestal portion 27) from being taken into the melting portion 28. Therefore, the uniformity of the content rate of each component in the melting part 28 can be improved. Here, if there is a variation in the content ratio between the component of the electrode tip 29 and the component of the electrode body 21 in the melting part 28, the thermal expansion coefficient of the melting part 28 is relatively close to that of the electrode tip 29. There is a possibility that the rate is relatively close to the electrode body 21 and the stress generated when the spark plug 100 is used cannot be sufficiently relaxed. As can be understood from the above description, the first orthogonal ratio (L1 / M1) is 70% or more and the second orthogonal ratio (J1 / K1) is 70% or more, so that the spark plug can be used. The stress generated during the use of 100 can be more effectively relaxed, and the peel resistance can be further improved.

以上の第2評価試験の結果から、耐剥離性を向上する観点から、第1の直交比率(L1/M1)が、70%以上であり、かつ、第2の直交比率(J1/K1)が、70%以上であることが、より好ましいことが解った。こうすれば、電極チップ29の耐剥離性をさらに向上することができる。   From the above results of the second evaluation test, from the viewpoint of improving peel resistance, the first orthogonal ratio (L1 / M1) is 70% or more, and the second orthogonal ratio (J1 / K1) is 70% or more was found to be more preferable. In this way, the peel resistance of the electrode tip 29 can be further improved.

A−6.第3評価試験:
次に、第2評価試験で明らかにされた好ましい範囲を満たす6種類のサンプルを準備して、第1評価試験より厳しい条件で、火花試験を実行した。具体的には、第3評価試験の火花試験では、0.8MPaに加圧した窒素が充填されたチャンバ−内で、1秒間に100回の火花放電を発生させる火花試験を200時間行った。そして、25時間ごとに、サンプルを取り出し、電極チップ29の消耗量を測定した。複数個のサンプルでは、θ11が10度、θ12が5度に固定され、かつ、第1の直交比率(L1/M1)と第2の直交比率(J1/K1)とは、それぞれ70%に固定された。なお、各サンプルに共通な他の寸法は、第1評価試験と同じである。
A-6. Third evaluation test:
Next, six types of samples that satisfy the preferable range revealed in the second evaluation test were prepared, and the spark test was performed under conditions more severe than the first evaluation test. Specifically, in the spark test of the third evaluation test, a spark test for generating 100 spark discharges per second in a chamber filled with nitrogen pressurized to 0.8 MPa was performed for 200 hours. Then, every 25 hours, a sample was taken out and the consumption amount of the electrode tip 29 was measured. In a plurality of samples, θ11 is fixed at 10 degrees and θ12 is fixed at 5 degrees, and the first orthogonal ratio (L1 / M1) and the second orthogonal ratio (J1 / K1) are fixed at 70%, respectively. It was done. Other dimensions common to each sample are the same as those in the first evaluation test.

図6は、第3評価試験の評価結果を示すグラフである。図6に示すように、本評価試験では、電極チップ29の外周面の軸線方向の長さE1(点A1から点B1までの軸線方向の長さE1(図3))を、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mmの6段階に変更した6種類のサンプル3−1〜3−6が準備された。   FIG. 6 is a graph showing the evaluation results of the third evaluation test. As shown in FIG. 6, in this evaluation test, the axial length E1 of the outer peripheral surface of the electrode tip 29 (the axial length E1 from the point A1 to the point B1 (FIG. 3)) is 0.3 mm, Six types of samples 3-1 to 3-6, which were changed in six stages of 0.35 mm, 0.4 mm, 0.45 mm, 0.5 mm, and 0.55 mm, were prepared.

図6のグラフでは、各サンプルについて、25〜200時間経過後のサンプルの消耗量が25時間ごとにプロットされている。   In the graph of FIG. 6, for each sample, the consumption amount of the sample after 25 to 200 hours has been plotted every 25 hours.

図6に示すように、200時間経過の時点で、長さE1が0.4mm以下であるサンプル3−1〜3―3は、消耗量が0.25mm未満に抑制された。これに対して、長さE1が0.4mmを超えるサンプル3−4〜3−6では、消耗量が0.25mmを大きく越え、0.3mm以上に達した。すなわち、長さE1が0.4mm以下であるサンプル3−1〜3―3は、長さE1が0.4mm以下であるサンプル3−4〜3−6と比較して、耐消耗性が良好であった。   As shown in FIG. 6, at the time when 200 hours passed, the samples 3-1 to 3-3 having the length E1 of 0.4 mm or less were suppressed in the consumption amount to less than 0.25 mm. On the other hand, in samples 3-4 to 3-6 in which the length E1 exceeds 0.4 mm, the consumption amount greatly exceeds 0.25 mm and reaches 0.3 mm or more. That is, samples 3-1 to 3-3 having a length E1 of 0.4 mm or less have better wear resistance than samples 3-4 to 3-6 having a length E1 of 0.4 mm or less. Met.

耐消耗性が良好であったサンプル3―1〜3−3を比較すると、長さE1が0.35mmであるサンプル3−2と、長さE1が0.3mmであるサンプル3−1は、消耗量の差がなく、同程度の耐消耗性を示した。これらのサンプル3−1、3−2と比較すると、長さE1が0.4mmであるサンプル3−3は、消耗量が若干大きく、耐消耗性が若干劣った。   Comparing samples 3-1 to 3-3, which had good wear resistance, sample 3-2 having a length E1 of 0.35 mm and sample 3-1 having a length E1 of 0.3 mm were There was no difference in the amount of wear, indicating the same level of wear resistance. Compared with these samples 3-1, 3-2, the sample 3-3 having a length E1 of 0.4 mm has a slightly large consumption amount and is slightly inferior in wear resistance.

この理由は、以下のように推定される。長さE1が過度に大きくなると、電極チップ29が外周面近傍における電極チップ29の厚さH1が短くなる可能性がある。このように、電極チップ29の厚さが過度に薄い部分が生じると、中心電極20の耐消耗性が低下する。ことを抑制できる。長さE1が0.4mm以下であると(E≦0.4mm)、電極チップ29の外周面近傍の厚さが過度に薄くなることを抑制できる。この結果、中心電極20の耐消耗性をさらに向上することができる。   The reason is estimated as follows. When the length E1 becomes excessively large, the thickness H1 of the electrode tip 29 in the vicinity of the outer peripheral surface of the electrode tip 29 may be shortened. As described above, when the electrode chip 29 is excessively thin, the wear resistance of the center electrode 20 is lowered. This can be suppressed. When the length E1 is 0.4 mm or less (E ≦ 0.4 mm), it is possible to suppress the thickness in the vicinity of the outer peripheral surface of the electrode tip 29 from becoming excessively thin. As a result, the wear resistance of the center electrode 20 can be further improved.

以上の第3評価試験の結果から、溶融部28の点A1から点B1までの軸線方向の長さE1は、0.4mm以下であることがより好ましいことが解った。こうすれば、電極チップ29の耐消耗性をより向上することができる。   From the results of the third evaluation test described above, it was found that the axial length E1 from the point A1 to the point B1 of the melted portion 28 is more preferably 0.4 mm or less. In this way, the wear resistance of the electrode tip 29 can be further improved.

A−7.第4評価試験:
次に、第2評価試験で明らかにされた好ましい範囲を満たす複数個のサンプルを準備して、第2評価試験より厳しい条件で、冷熱試験を実行した。具体的には、第4評価試験の冷熱試験では、上述した目標温度が、摂氏1000度に設定されている。なお、冷熱試験の他の条件は、第2評価試験と同じである。また、各サンプルに共通な寸法は、第1評価試験にて説明したとおりである。また、複数個のサンプルでは、θ11が10度、θ12が5度に固定され、かつ、第1の直交比率(L1/M1)と第2の直交比率(J1/K1)とは、それぞれ70%に固定された。
A-7. Fourth evaluation test:
Next, a plurality of samples satisfying a preferable range revealed in the second evaluation test were prepared, and a cooling test was performed under conditions more severe than those in the second evaluation test. Specifically, in the cooling test of the fourth evaluation test, the target temperature described above is set to 1000 degrees Celsius. The other conditions for the cooling test are the same as those for the second evaluation test. The dimensions common to each sample are as described in the first evaluation test. In a plurality of samples, θ11 is fixed at 10 degrees and θ12 is fixed at 5 degrees, and the first orthogonal ratio (L1 / M1) and the second orthogonal ratio (J1 / K1) are 70%, respectively. Fixed to.

図7は、第4評価試験の評価結果を示すグラフである。図7に示すように、本評価試験では、上述した点X1から点Y1までの軸線方向の長さF1(図3)を、0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mmの7段階に変更した7種類のサンプル4−1〜4−7が準備された。   FIG. 7 is a graph showing the evaluation results of the fourth evaluation test. As shown in FIG. 7, in this evaluation test, the length F1 (FIG. 3) in the axial direction from the point X1 to the point Y1 described above is set to 0.05 mm, 0.1 mm, 0.15 mm, 0.2 mm, 0, Seven types of samples 4-1 to 4-7, which were changed in seven stages of .25 mm, 0.3 mm, and 0.35 mm, were prepared.

図7には、各サンプルの酸化スケールの発生割合SAがプロットされている。   In FIG. 7, the generation ratio SA of the oxide scale of each sample is plotted.

図7に示すように、長さF1が0.15mm未満であるサンプル4−1、4―2は、酸化スケールの発生割合SAが、50%を大きく越えて、80%に達した。これに対して、長さF1が0.15mm以上であるサンプル4−3〜4−7では、酸化スケールの発生割合SAが50%を大きく下回り、30%以下になった。すなわち、長さF1が0.15mm以上であるサンプル4−3〜4−7は、長さF1が0.15mm未満であるサンプル4−1、4−2と比較して、耐剥離性が良好であった。   As shown in FIG. 7, in Samples 4-1 and 4-2 having a length F1 of less than 0.15 mm, the oxide scale generation rate SA greatly exceeded 50% and reached 80%. On the other hand, in Samples 4-3 to 4-7 having a length F1 of 0.15 mm or more, the oxide scale generation ratio SA was significantly lower than 50% and was 30% or less. That is, Samples 4-3 to 4-7 having a length F1 of 0.15 mm or more have better peel resistance than Samples 4-1 and 4-2 having a length F1 of less than 0.15 mm. Met.

耐剥離性が良好であったサンプル4−3〜4−7を比較すると、長さF1が大きいほど、酸化スケールの発生割合SAが小さくなり、耐剥離性が良好であった。すなわち、長さF1は、0.15mmより0.2mmが好ましく、0.2mmより0.25mmが好ましく、0.25mmより0.3mmが好ましく、0.35mm以上が最も好ましい。   When samples 4-3 to 4-7, which had good peel resistance, were compared, the larger the length F1, the smaller the generation rate SA of oxide scale, and the better the peel resistance. That is, the length F1 is preferably 0.2 mm from 0.15 mm, more preferably 0.25 mm from 0.2 mm, more preferably 0.3 mm from 0.25 mm, and most preferably 0.35 mm or more.

この理由は、以下のように推定される。溶融部28の厚さを電極チップ29の軸線COと交わる部位においても十分に確保することができれば、スパークプラグ100の使用時に生じる応力をさらに効果的に緩和して、耐剥離性をさらに向上することができる。したがって、長さF1が0.15mm以上である場合には、中心電極20の耐剥離性をさらに向上することができる。   The reason is estimated as follows. If the thickness of the melted portion 28 can be sufficiently ensured even at a portion that intersects the axis CO of the electrode tip 29, the stress generated when the spark plug 100 is used can be more effectively relieved to further improve the peel resistance. be able to. Therefore, when the length F1 is 0.15 mm or more, the peel resistance of the center electrode 20 can be further improved.

以上の第4評価試験の結果から、点X1から点Y1までの軸線方向の長さF1、すなわち、溶融部28の軸線COと交わる部位の軸線方向の長さF1は、0.15mm以上であることがより好ましいことが解った。こうすれば、電極チップ29の耐剥離性をより向上することができる。   From the result of the fourth evaluation test described above, the axial length F1 from the point X1 to the point Y1, that is, the axial length F1 of the portion that intersects the axial line CO of the melting portion 28 is 0.15 mm or more. Has been found to be more preferable. If it carries out like this, the peeling resistance of the electrode tip 29 can be improved more.

A−8.第5評価試験:
次に、第4評価試験で明らかにされた好ましい範囲を満たす7種類のサンプルを準備して、第4評価試験より厳しい条件で、冷熱試験を実行した。具体的には、第5評価試験の冷熱試験では、上述した目標温度が、摂氏1020度に設定されている。なお、冷熱試験の他の条件は、第4評価試験と同じである。また、7種類のサンプルでは、θ11が10度、θ12が5度に固定され、かつ、第1の直交比率(L1/M1)と第2の直交比率(J1/K1)とは、それぞれ70%に固定された。また、溶融部28の軸線CO上の長さF1が、0.3mmに固定された。
A-8. Fifth evaluation test:
Next, seven types of samples satisfying the preferable range revealed in the fourth evaluation test were prepared, and a cooling test was performed under conditions more severe than the fourth evaluation test. Specifically, in the cooling test of the fifth evaluation test, the target temperature described above is set to 1020 degrees Celsius. The other conditions for the cooling test are the same as those for the fourth evaluation test. In the seven types of samples, θ11 is fixed at 10 degrees and θ12 is fixed at 5 degrees, and the first orthogonal ratio (L1 / M1) and the second orthogonal ratio (J1 / K1) are 70%, respectively. Fixed to. Moreover, the length F1 on the axis CO of the melting part 28 was fixed to 0.3 mm.

図8は、第5評価試験の評価結果を示すグラフである。図8に示すように、溶融部28における電極チップ29の成分(イリジウム合金)の含有率が、30重量%から90重量%まで、10%刻みで変更された7種類のサンプル5−1〜3−7が準備された。なお、レーザLZの照射位置を、図4の照射位置LPより後端側(台座部27側)にずらすことで、溶融部28における電極チップ29の成分の含有率を減少させている。レーザLZの照射位置を、図4の照射位置LPより先端側(電極チップ29側)にずらすことで、溶融部28における電極チップ29の成分の含有率を増加させている。   FIG. 8 is a graph showing the evaluation results of the fifth evaluation test. As shown in FIG. 8, seven types of samples 5-1 to 3, in which the content of the component (iridium alloy) of the electrode tip 29 in the melting part 28 was changed from 30 wt% to 90 wt% in increments of 10%. -7 was prepared. In addition, the content rate of the component of the electrode tip 29 in the fusion | melting part 28 is reduced by shifting the irradiation position of the laser LZ to the rear end side (pedestal part 27 side) from the irradiation position LP of FIG. By shifting the irradiation position of the laser LZ from the irradiation position LP in FIG. 4 to the tip side (electrode tip 29 side), the content rate of the component of the electrode tip 29 in the melting part 28 is increased.

図8に示すように、電極チップ29の成分の含有率が30重量%であるサンプル5−1と、電極チップ29の成分の含有率が90重量%であるサンプル5−7では、酸化スケールの発生割合SAが、50%を大きく越えて、60%以上に達した。これに対して、電極チップ29の成分の含有率が40重量%以上80重量%以下であるサンプル5−2〜5−6では、酸化スケールの発生割合が、50%を大きく下回った。すなわち、電極チップ29の成分の含有率が40重量%以上80重量%以下であるサンプル5−2〜5−6は、電極チップ29の成分の含有率が30重量%、90重量%であるサンプル5−1、5−7と比較して、耐剥離性が良好であった。   As shown in FIG. 8, in the sample 5-1 in which the content of the component of the electrode tip 29 is 30% by weight and the sample 5-7 in which the content of the component of the electrode tip 29 is 90% by weight, The generation rate SA greatly exceeded 50% and reached 60% or more. On the other hand, in the samples 5-2 to 5-6 in which the content of the component of the electrode tip 29 is 40% by weight or more and 80% by weight or less, the generation ratio of oxide scale is significantly lower than 50%. That is, samples 5-2 to 5-6 in which the component content of the electrode tip 29 is 40 wt% or more and 80 wt% or less are samples in which the content of the component of the electrode tip 29 is 30 wt% or 90 wt%. Compared with 5-1, 5-7, the peel resistance was good.

耐剥離性が良好であったサンプル5―2〜5−6を比較すると、電極チップ29の成分の含有率が60重量%であるサンプル5−4が、最も酸化スケールの発生割合SAが小さかった。そして、電極チップ29の成分の含有率が60重量%以上の範囲では、当該含有率が大きいほど、酸化スケールの発生割合SAが大きくなった。また、電極チップ29の成分の含有率が60重量%以下の範囲では、当該含有率が小さいほど、酸化スケールの発生割合SAが大きくなった。したがって、耐剥離性の観点からは、電極チップ29の成分の含有率は、40重量%より50重量%が好ましく、50重量%より60重量%が好ましい。また、電極チップ29の成分の含有率は、80重量%より70重量%が好ましく、70重量%より60重量%が好ましい。   When Samples 5-2 to 5-6, which had good peel resistance, were compared, Sample 5-4 in which the content of the component of the electrode tip 29 was 60% by weight had the smallest oxide scale generation rate SA. . And in the range whose content rate of the component of the electrode tip 29 is 60 weight% or more, the generation rate SA of the oxide scale became large, so that the said content rate was large. Further, in the range where the component content of the electrode tip 29 is 60% by weight or less, the smaller the content rate, the larger the generation rate SA of the oxide scale. Therefore, from the viewpoint of peel resistance, the content of the components of the electrode tip 29 is preferably 40% by weight to 50% by weight, and more preferably 50% by weight to 60% by weight. Further, the content of the components of the electrode tip 29 is preferably 80% by weight to 70% by weight, and more preferably 70% by weight to 60% by weight.

この理由は、以下のように推定される。溶融部28における電極チップ29の成分の含有率が過度に大きいと、溶融部28の熱膨張率が電極チップ29の熱膨張率に近づきすぎる。また、溶融部28における電極チップ29の成分の含有率が過度に小さいと、溶融部28の熱膨張率が電極本体21の熱膨張率に近づきすぎる。いずれの場合であっても、電極チップ29と電極本体21との熱膨張率の差によって生じる応力を適切に緩和できない可能性がある。電極チップ29の成分の含有率が40重量%以上80重量%以下である場合には、溶融部28における電極チップ29の成分の含有率を適正化することによって、溶融部28の熱膨張率を適正化することができる。この結果、スパークプラグ100の使用時に生じる応力をより効果的に緩和して、耐剥離性をより向上することができる。   The reason is estimated as follows. If the content of the component of the electrode tip 29 in the melting part 28 is excessively large, the coefficient of thermal expansion of the melting part 28 is too close to the coefficient of thermal expansion of the electrode tip 29. Further, if the content of the component of the electrode tip 29 in the melting part 28 is excessively small, the thermal expansion coefficient of the melting part 28 becomes too close to the thermal expansion coefficient of the electrode body 21. In any case, there is a possibility that the stress caused by the difference in coefficient of thermal expansion between the electrode tip 29 and the electrode body 21 cannot be relaxed appropriately. When the content rate of the component of the electrode tip 29 is 40% by weight or more and 80% by weight or less, the coefficient of thermal expansion of the melted portion 28 is increased by optimizing the content rate of the component of the electrode tip 29 in the melted portion 28 Can be optimized. As a result, the stress generated during use of the spark plug 100 can be more effectively relaxed, and the peel resistance can be further improved.

以上の第5評価試験の結果から、溶融部28における電極チップ29の成分の含有率は、40重量%以上80重量%以下であることがより好ましいことが解った。こうすれば、電極チップ29の耐剥離性をより向上することができる。   From the results of the fifth evaluation test described above, it was found that the content of the component of the electrode tip 29 in the melted portion 28 is more preferably 40% by weight or more and 80% by weight or less. If it carries out like this, the peeling resistance of the electrode tip 29 can be improved more.

B.第2実施形態:
図9は、第2実施形態のスパークプラグの接地電極30Bの先端部分の拡大斜視図である。図9においては、図1と同様に、そして、図2、図3と反対に、図の下方が先端方向FDであり、図の上方が後端方向BDである。第2実施形態のスパークプラグの全体構成は、図1の第1実施形態のスパークプラグ100の全体構成と、同一である。
B. Second embodiment:
FIG. 9 is an enlarged perspective view of the tip portion of the ground electrode 30B of the spark plug according to the second embodiment. In FIG. 9, as in FIG. 1 and opposite to FIGS. 2 and 3, the lower side of the figure is the front end direction FD, and the upper side of the figure is the rear end direction BD. The overall configuration of the spark plug of the second embodiment is the same as the overall configuration of the spark plug 100 of the first embodiment of FIG.

接地電極30Bの母材基端部(図示省略)は、図1に示す母材基端部32と同様に主体金具50の先端に接合されている。接地電極30Bの母材先端部31の後端側の面には、柱状の台座部37が形成されている。台座部37の後端側には、柱状の電極チップ39がレーザ溶接によって接合されている。このために、柱状の電極チップ39と台座部37との間には、第1実施形態のスパークプラグ100の中心電極20(図3)と同様に、台座部37の成分と電極チップ39の成分とが溶融した溶融部38が形成されている。なお、第2実施形態では、スパークプラグ100の軸線COと、電極チップ39の軸線とは、一致している。したがって、軸線COは、電極チップ39の軸線COとも言うことができる。   The base material base end portion (not shown) of the ground electrode 30B is joined to the front end of the metal shell 50 in the same manner as the base material base end portion 32 shown in FIG. A columnar pedestal 37 is formed on the surface of the rear end side of the base end 31 of the ground electrode 30B. A columnar electrode tip 39 is joined to the rear end side of the pedestal portion 37 by laser welding. For this reason, between the columnar electrode tip 39 and the pedestal portion 37, the component of the pedestal portion 37 and the component of the electrode tip 39 are the same as the central electrode 20 (FIG. 3) of the spark plug 100 of the first embodiment. A melted part 38 is formed by melting and. In the second embodiment, the axis CO of the spark plug 100 and the axis of the electrode tip 39 coincide with each other. Therefore, the axis CO can also be referred to as the axis CO of the electrode tip 39.

台座部37の径は、電極チップ39の径より大きい。このため、溶融部38の外周面は、先端側から後端方向BDに向かって縮径した円錐台形状を有している。そして、溶融部38の外周面は、ハッチングで示すように、その後端側に、電極チップ39の外周面29C上に露出している露出部位38Cを含んでいる(図9)。この露出部位38Cは、電極チップ39の外周面39Cの先端より後端方向BDに位置する、いわゆる溶接だれを含んでいる。電極チップ39の外周面を周方向に一周見た場合に、露出部位38Cのうち、最も先端方向FD側に位置する点をA2とする。換言すれば、この点A2は、溶融部28の外周面のうち、溶接だれが発生している部位を除いて、最も後端方向BD側の部位とも言うことができる。また、この点A2は、電極チップ39の外周面39C上に位置する、溶融部38の外周面の後端を示す線OL2上の点のうち、最も先端方向FDに位置する点とも言うことができる。   The diameter of the pedestal portion 37 is larger than the diameter of the electrode tip 39. For this reason, the outer peripheral surface of the fusion | melting part 38 has a truncated cone shape diameter-reduced toward the rear end direction BD from the front end side. And the outer peripheral surface of the fusion | melting part 38 contains the exposed part 38C exposed on the outer peripheral surface 29C of the electrode chip 39 in the rear end side, as shown by hatching (FIG. 9). The exposed portion 38 </ b> C includes a so-called weld droop that is positioned in the rear end direction BD from the front end of the outer peripheral surface 39 </ b> C of the electrode tip 39. When the outer peripheral surface of the electrode tip 39 is viewed once in the circumferential direction, a point located on the most distal direction FD side in the exposed portion 38C is defined as A2. In other words, this point A2 can also be said to be the most rear end direction BD side portion of the outer peripheral surface of the melted portion 28, except for the portion where the welding is generated. This point A2 can also be said to be the point located on the outermost surface 39C of the electrode tip 39 and the point on the line OL2 indicating the rear end of the outer circumferential surface of the melting portion 38, which is located in the most distal direction FD. it can.

図10は、点A2と、電極チップ39の軸線COと、を含む断面CS2を示す図である。断面CS2は、電極チップ39の後端面(ギャップ形成面)39Aの中心点OC2を通る。図10から解るように、本実施形態では、電極チップ39の先端面が全体に亘って溶融部38と接触している。図10の断面CS2において、電極チップ39の軸線COと、電極チップ39と溶融部38との境界線BL2と、の交点を、点X2とする。図10の断面CS2において、溶融部38と台座部37(電極本体)との境界線BJ2のうち最も先端方向FDに位置する点をB2とする。そして、図3の断面CS2において、電極チップ39の軸線COと、溶融部38と、台座部37と、の境界線BJ2と、の交点を、点Y2とする。   FIG. 10 is a diagram showing a cross section CS2 including the point A2 and the axis CO of the electrode tip 39. As shown in FIG. The cross section CS2 passes through the center point OC2 of the rear end surface (gap forming surface) 39A of the electrode tip 39. As can be seen from FIG. 10, in the present embodiment, the tip surface of the electrode tip 39 is in contact with the melting portion 38 throughout. In the cross section CS2 of FIG. 10, the intersection of the axis CO of the electrode tip 39 and the boundary line BL2 between the electrode tip 39 and the melting part 38 is defined as a point X2. In the cross section CS2 of FIG. 10, the point located in the most distal direction FD among the boundary line BJ2 between the melting part 38 and the pedestal part 37 (electrode body) is defined as B2. In the cross section CS2 of FIG. 3, an intersection of the axis CO of the electrode tip 39, the boundary line BJ2 of the melting part 38, and the pedestal part 37 is defined as a point Y2.

レーザ溶接を外周面側から行うために、点A2は、点X2より後端方向BD側に位置している。また、点B2は、点Y2より先端方向FD側に位置している。溶融部38の外周面における厚さE2は、軸線CO上における厚さF2より長い。   In order to perform laser welding from the outer peripheral surface side, the point A2 is located on the rear end direction BD side from the point X2. Further, the point B2 is located on the tip direction FD side from the point Y2. The thickness E2 on the outer peripheral surface of the melting part 38 is longer than the thickness F2 on the axis CO.

ここで、点A2と点X2を結ぶ線分AX2と、点X2を通り電極チップ39の軸線COと直交する直線HL2とがなす鋭角の角度を、θ21(単位は、度)とする。また、点B2と点Y2を結ぶ線分BY2と、点Y2を通り電極チップ39の軸線COと直交する直線HJ2とがなす鋭角の角度を、θ22(単位は、度)とする。   Here, an acute angle formed by the line AX2 connecting the point A2 and the point X2 and the straight line HL2 passing through the point X2 and orthogonal to the axis CO of the electrode tip 39 is θ21 (unit is degree). In addition, an acute angle formed by a line segment BY2 connecting the point B2 and the point Y2 and a straight line HJ2 passing through the point Y2 and orthogonal to the axis CO of the electrode tip 39 is θ22 (unit is degree).

図10の断面CS2において、溶融部38と電極チップ39との境界線BL2は、電極チップ39と直交する直交方向との間の鋭角、すなわち、直線HL2との間の鋭角が±2度未満である直交部PL2を含んでいる。図10における点C2から点C2'までの部位が、境界線BL2の直交部PL2である。   In the cross section CS2 of FIG. 10, the boundary line BL2 between the melting portion 38 and the electrode tip 39 has an acute angle between the orthogonal direction orthogonal to the electrode tip 39, that is, an acute angle with the straight line HL2 is less than ± 2 degrees. A certain orthogonal part PL2 is included. The part from the point C2 to the point C2 ′ in FIG. 10 is the orthogonal part PL2 of the boundary line BL2.

また、溶融部38と台座部37(電極本体)との境界線BJ2は、電極チップ39と直交する直交方向との間の鋭角、すなわち、直線HJ2との間の鋭角が±2度未満である直交部PJ2を含んでいる。図10における点D2から点D2'までの部位が、境界線BJ2の直交部PJ2である。   Further, the boundary line BJ2 between the melting portion 38 and the pedestal portion 37 (electrode body) has an acute angle with the orthogonal direction orthogonal to the electrode tip 39, that is, an acute angle with the straight line HJ2 is less than ± 2 degrees. The orthogonal part PJ2 is included. The part from the point D2 to the point D2 ′ in FIG. 10 is the orthogonal part PJ2 of the boundary line BJ2.

図10の断面CS2における直交部PL2の長さをL2とし、直交部PJ2の長さをJ2とする。図10の断面CS2において、点A2が接する側の電極チップ39の外周面(図10の左側の側面)とは反対側の外周面(図10の右側の側面)と、溶融部28と、が接する部位のうち、最も先端方向FD側に位置する点を点A2'とする。点A2と点A2'との間の、軸線COと直交する方向の長さをM2とする。   The length of the orthogonal part PL2 in the cross section CS2 of FIG. 10 is L2, and the length of the orthogonal part PJ2 is J2. In the cross section CS2 in FIG. 10, the outer peripheral surface (the right side surface in FIG. 10) opposite to the outer peripheral surface (the left side surface in FIG. 10) of the electrode tip 39 on the side in contact with the point A2 and the melting portion 28 are A point located closest to the distal direction FD among the contacted parts is defined as a point A2 ′. The length between the point A2 and the point A2 ′ in the direction orthogonal to the axis CO is M2.

また、溶融部38のうち、点B2が位置する外周面とは反対側の外周面に露出する部位の最も先端方向FD側に位置する点を点B2'とし、点B2と点B2'との間の、軸線COと直交する方向の長さをK2とする。   Further, in the melted portion 38, the point located on the most distal direction FD side of the portion exposed on the outer peripheral surface opposite to the outer peripheral surface where the point B2 is located is defined as a point B2 ′, and the point B2 and the point B2 ′ The length in the direction perpendicular to the axis CO is K2.

なお、溶融部38の軸線CO上における厚さF2は、点X2と点Y2との間の軸線方向の長さと、言うことができる。また、溶融部38の外周面における厚さE3は、点A2と点B2との間の軸線方向の長さと、言うことができる。   It can be said that the thickness F2 on the axis CO of the melting part 38 is the length in the axial direction between the point X2 and the point Y2. Moreover, the thickness E3 on the outer peripheral surface of the melting part 38 can be said to be the length in the axial direction between the points A2 and B2.

以上説明した第2実施形態のスパークプラグの接地電極30Bにおいて、溶融部38は、第1実施形態の中心電極20と同様に、図4を参照して説明したファイバーレーザを用いた溶接方法によって形成されている。   In the ground electrode 30B of the spark plug according to the second embodiment described above, the melting portion 38 is formed by the welding method using the fiber laser described with reference to FIG. 4 as with the center electrode 20 according to the first embodiment. Has been.

第2実施形態のスパークプラグでは、溶融部38は、電極チップ39の軸線COの位置において、電極チップ39と接触している(図10の点X2)。すなわち、溶融部形成前(レーザ溶接を行う前)における台座部37(電極本体)と、電極チップ39との接触領域とのうち、比較的広い範囲に亘って、溶融部38が形成されている。この結果、溶接強度が向上し、電極チップ39の剥離の抑制、すなわち、耐剥離性の向上を実現できる。   In the spark plug of the second embodiment, the melting part 38 is in contact with the electrode tip 39 at the position of the axis CO of the electrode tip 39 (point X2 in FIG. 10). That is, the melted portion 38 is formed over a relatively wide range of the contact portion between the pedestal portion 37 (electrode body) and the electrode tip 39 before the melted portion is formed (before laser welding is performed). . As a result, the welding strength is improved, and suppression of peeling of the electrode tip 39, that is, improvement of peeling resistance can be realized.

また、第2実施形態のスパークプラグの接地電極30Bにおける耐剥離性や耐消耗性の特性は、第1実施形態のスパークプラグ100の中心電極20における耐剥離性や耐消耗性の特性と同様に考えることができる。したがって、第1実施形態のスパークプラグ100の中心電極20のについて行われた上述した第1評価試験〜第5評価試験の結果に基づいて、第2実施形態のスパークプラグの接地電極30Bは、第1実施形態のスパークプラグ100の中心電極20と同様に、以下のような関係を満たすことが好ましい。   In addition, the peel resistance and wear resistance characteristics of the ground electrode 30B of the spark plug of the second embodiment are the same as the peel resistance and wear resistance characteristics of the center electrode 20 of the spark plug 100 of the first embodiment. Can think. Therefore, based on the results of the first to fifth evaluation tests performed on the center electrode 20 of the spark plug 100 of the first embodiment, the ground electrode 30B of the spark plug of the second embodiment is Similar to the center electrode 20 of the spark plug 100 of one embodiment, it is preferable to satisfy the following relationship.

具体的には、角度θ21、θ22は、0度<θ21≦10度、かつ、0度<θ22≦5度を満たすことが好ましい。こうすれば、電極チップ39の耐消耗性と耐剥離性とを両立することができる。   Specifically, it is preferable that the angles θ21 and θ22 satisfy 0 degree <θ21 ≦ 10 degrees and 0 degree <θ22 ≦ 5 degrees. By doing so, it is possible to achieve both wear resistance and peel resistance of the electrode tip 39.

さらには、長さM2に対する直交部PL2の長さL2の比率(L2/M1)が、70%以上であり、かつ、長さK2に対する直交部PJ2の長さJ2の比率(J2/K2)が、70%以上であることが、より好ましい。こうすれば、電極チップ39の耐剥離性をさらに向上することができる。   Furthermore, the ratio (L2 / M1) of the length L2 of the orthogonal part PL2 to the length M2 is 70% or more, and the ratio (J2 / K2) of the length J2 of the orthogonal part PJ2 to the length K2 is 70% or more is more preferable. By so doing, the peel resistance of the electrode tip 39 can be further improved.

さらには、溶融部38の点A2から点B2までの軸線方向の長さE2は、0.4mm以下であることがより好ましい(E2≦0.4mm)。こうすれば、電極チップ39の耐消耗性をより向上することができる。   Furthermore, the length E2 in the axial direction from the point A2 to the point B2 of the melting part 38 is more preferably 0.4 mm or less (E2 ≦ 0.4 mm). In this way, the wear resistance of the electrode tip 39 can be further improved.

さらに、点X2から点Y2までの軸線方向の長さF2、すなわち、溶融部38の軸線COと交わる部位の軸線方向の長さF2は、0.15mm以上であることがより好ましい(F2≧0.15mm)。こうすれば、電極チップ39の耐剥離性をより向上することができる。   Furthermore, the axial length F2 from the point X2 to the point Y2, that is, the axial length F2 of the portion that intersects the axial line CO of the melting portion 38 is more preferably 0.15 mm or more (F2 ≧ 0). .15 mm). By so doing, the peel resistance of the electrode tip 39 can be further improved.

また、溶融部38における電極チップ39の成分の含有率は、40重量%以上80重量%以下であることがより好ましい。こうすれば、電極チップ39の耐剥離性をより向上することができる。   Further, the content of the component of the electrode tip 39 in the melting part 38 is more preferably 40 wt% or more and 80 wt% or less. By so doing, the peel resistance of the electrode tip 39 can be further improved.

なお、図10から解るように、電極チップ39の軸線COに沿った2つの方向のうち、溶融部38から見て電極チップ39側の方向は、第2実施形態では、後端方向BDである。また、溶融部38から見て台座部37(電極本体)側の方向は、第2実施形態では、先端方向FDである。したがって、第2実施形態の接地電極30Bでは、先端方向FDが、特許請求の範囲における第2方向に対応し、後端方向BDが、特許請求の範囲における第1方向に対応する。   As can be seen from FIG. 10, of the two directions along the axis CO of the electrode tip 39, the direction on the electrode tip 39 side when viewed from the melting portion 38 is the rear end direction BD in the second embodiment. . In addition, the direction on the pedestal portion 37 (electrode body) side when viewed from the melting portion 38 is the front end direction FD in the second embodiment. Therefore, in the ground electrode 30B of the second embodiment, the front end direction FD corresponds to the second direction in the claims, and the rear end direction BD corresponds to the first direction in the claims.

C.変形例:
(1)上記第1実施形態および第2実施形態では、図1に示すように、スパークプラグ100の軸線COと、電極チップ29や接地電極30の軸線とが、同一であるタイプのスパークプラグを例に挙げた。これに代えて、スパークプラグ100の軸線COと、電極チップ29や接地電極30の軸線と、が交差するタイプ、例えば、直交するタイプのスパークプラグを採用しても良い。
C. Variation:
(1) In the first embodiment and the second embodiment, as shown in FIG. 1, a spark plug of the type in which the axis CO of the spark plug 100 and the axes of the electrode tip 29 and the ground electrode 30 are the same. Take as an example. Instead, a spark plug of a type in which the axis CO of the spark plug 100 and the axis of the electrode tip 29 or the ground electrode 30 intersect, for example, an orthogonal type may be employed.

(2)上記第1実施形態では、ファイバーレーザが連続的に照射されることによって、29の後端面の全体に接触する溶融部28が形成されている。これに代えて、例えば、ファイバーレーザが間欠的に照射されることによって、溶融部28が形成されてもよい。この場合であっても、電極チップ29の軸線CO上において、電極チップ29と溶融部28とが接触する(図3の点X1)ように、十分な深さでレーザ溶接が行われることが好ましい。 (2) In the first embodiment, the melted portion 28 that contacts the entire rear end surface 29 is formed by continuously irradiating the fiber laser. Instead of this, for example, the melted portion 28 may be formed by intermittently irradiating a fiber laser. Even in this case, it is preferable that laser welding is performed at a sufficient depth so that the electrode tip 29 and the melted portion 28 come into contact with each other on the axis CO of the electrode tip 29 (point X1 in FIG. 3). .

(3)なお、スパークプラグは、上記第1実施形態として説明した構成の中心電極20(図3)と、上記第2実施形態として説明した構成の接地電極30B(図10)と、の両方を備えても良い。また、スパークプラグは、上記第1実施形態として説明した構成の中心電極20(図3)と、公知の構成の接地電極と、を備えても良い。また、スパークプラグは、上記第2実施形態として説明した構成の接地電極30B(図10)と、公知の構成の中心電極と、を備えても良い。 (3) The spark plug has both the center electrode 20 (FIG. 3) having the configuration described as the first embodiment and the ground electrode 30B (FIG. 10) having the configuration described as the second embodiment. You may prepare. The spark plug may include the center electrode 20 (FIG. 3) having the configuration described as the first embodiment and a ground electrode having a known configuration. Further, the spark plug may include the ground electrode 30B (FIG. 10) having the configuration described as the second embodiment and a center electrode having a known configuration.

以上、本発明の実施形態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形態
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 embodiment and modification of this invention were described, this invention is not limited to these embodiment and modification at all, and implementation in a various aspect is possible within the range which does not deviate from the summary. It is.

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、13...脚長部、15...段部、16...段部、17...先端側胴部、18...後端側胴部、19...鍔部、20...中心電極、21...電極本体、22...芯材、23...頭部、24...鍔部、25...脚部、26...縮径部、27...台座部、28...溶融部、29...電極チップ、30...接地電極、30B...接地電極、30B...中心電極、37...台座部、38...溶融部、39...電極チップ、40...端子金具、41...キャップ装着部、42...鍔部、43...脚部、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、56...段部、58...圧縮変形部、59...挿入孔、60...導電性シール、70...抵抗体、80...導電性シール、100...スパークプラグ、300...ファイバーレーザ照射装置   5 ... gasket, 6 ... ring member, 8 ... plate packing, 9 ... talc, 10 ... insulator, 13 ... leg length, 15 ... step, 16 .... Step part, 17 ... Front end side body part, 18 ... Rear end side body part, 19 ... Gutter part, 20 ... Center electrode, 21 ... Electrode body, 22 ... Core material , 23 ... head, 24 ... buttocks, 25 ... legs, 26 ... reduced diameter part, 27 ... pedestal part, 28 ... melting part, 29 ... electrode tip 30 ... ground electrode, 30B ... ground electrode, 30B ... center electrode, 37 ... pedestal part, 38 ... melting part, 39 ... electrode tip, 40 ... terminal fitting, 41 ... Cap mounting part, 42 ... Bridge part, 43 ... Leg part, 50 ... Metal fitting, 51 ... Tool engaging part, 52 ... Mounting screw part, 53 ... Caulking part, 54 ... seal part, 56 ... step part, 58 ... compression deformation part, 59 ... insertion hole, 60 ... conductive seal, 70 ... resistor, 80. .. Conductive seal, 100 ... spark plug, 00 ... fiber laser irradiation apparatus

Claims (5)

棒状の中心電極と、
前記中心電極が挿設される貫通孔を有する絶縁体と、
前記絶縁体の外周に配置される主体金具と、
前記主体金具と電気的に導通し、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、
を備えるスパークプラグであって、
前記中心電極と前記接地電極との少なくとも一方の電極は、
前記火花ギャップを形成する柱状の電極チップと、
前記電極チップが端部にレーザ溶接された電極本体と、
前記レーザ溶接によって前記電極本体と前記電極チップとの間に形成され、前記電極本体の成分と前記電極チップの成分とが溶融した溶融部と、を備え、
前記電極チップの軸線に沿った2つの方向のうち、前記溶融部から見て前記電極チップ側の方向を第1方向とし、前記溶融部から見て前記電極本体側の方向を第2方向としたとき、
前記溶融部は、前記電極チップの軸線の位置において、前記電極チップの前記第2方向側の面と接触し、
前記溶融部のうち、前記電極チップの側面に露出する部位の最も前記第2方向側に位置する点を点Aとし、
前記点Aと前記電極チップの軸線を含む断面において、
前記電極チップの軸線と、前記溶融部と前記電極チップとの境界線と、の交点を点Xとし、
前記溶融部と前記電極本体との境界線上における最も前記第2方向側に位置する点を点Bとし、
前記電極チップの軸線と、前記溶融部と前記電極本体との境界線と、の交点を点Yとしたとき、
前記点Aは、前記点Xより前記第1方向側に位置し、
前記点Aと前記点Xを結ぶ線分AXと、前記点Xを通り前記電極チップの軸線と直交する直線とがなす鋭角の角度θ1は、0<θ1≦10(単位は、度)を満たし、
前記点Bは、前記点Yより前記第2方向側に位置し、
前記点Bと前記点Yを結ぶ線分BYと、前記点Yを通り前記電極チップの軸線と直交する直線とがなす鋭角の角度θ2は、0<θ2≦5(単位は、度)を満たす、スパークプラグ。
A rod-shaped center electrode;
An insulator having a through hole into which the center electrode is inserted;
A metal shell disposed on the outer periphery of the insulator;
A ground electrode that is in electrical communication with the metal shell and forms a spark gap with the center electrode;
A spark plug comprising:
At least one of the center electrode and the ground electrode is
Columnar electrode tips forming the spark gap;
An electrode body in which the electrode tip is laser welded to an end; and
A fusion zone formed between the electrode body and the electrode tip by the laser welding, wherein the component of the electrode body and the component of the electrode tip are melted,
Of the two directions along the axis of the electrode tip, the direction on the electrode tip side as viewed from the melting portion is the first direction, and the direction on the electrode body side as viewed from the melting portion is the second direction. When
The melting portion is in contact with the surface of the electrode tip in the second direction side at the position of the axis of the electrode tip,
Of the melted portion, the point located on the second direction side of the portion exposed on the side surface of the electrode tip is a point A,
In a cross section including the point A and the axis of the electrode tip,
The intersection of the axis of the electrode tip and the boundary line between the melted portion and the electrode tip is a point X,
The point located on the second direction side most on the boundary line between the melting part and the electrode body is a point B,
When the intersection of the axis of the electrode tip and the boundary line between the melted part and the electrode body is a point Y,
The point A is located closer to the first direction than the point X,
An acute angle θ1 formed by a line segment AX connecting the point A and the point X and a straight line passing through the point X and perpendicular to the axis of the electrode tip satisfies 0 <θ1 ≦ 10 (unit is degree). ,
The point B is located on the second direction side from the point Y,
An acute angle θ2 formed by a line segment BY connecting the point B and the point Y and a straight line passing through the point Y and perpendicular to the axis of the electrode tip satisfies 0 <θ2 ≦ 5 (unit is degree). ,Spark plug.
請求項1に記載のスパークプラグであって、
前記断面において、
前記溶融部と前記電極チップとの境界線は、前記電極チップの軸線と直交する直交方向との間の鋭角が±2度未満である第1の直交部を含み、
前記溶融部と前記電極本体との境界線は、前記直交方向との間の鋭角が±2度未満である第2の直交部を含み、
前記溶融部のうち、前記点Aが接する前記電極チップの側面とは反対側の側面と接する部位の最も前記第2方向側に位置する点を点A'とし、
前記溶融部のうち、前記点Bが位置する外表面とは反対側の外表面に露出する部位の最も前記第2方向側に位置する点を点B'としたとき、
前記点Aと前記点A'との間の前記直交方向の長さに対する、前記第1の直交部の前記直交方向の長さの割合は、70パーセント以上であり、
前記点Bと前記点B'との間の前記直交方向の長さに対する、前記第2の直交部の前記直交方向の長さの割合は、70パーセント以上である、スパークプラグ。
The spark plug according to claim 1,
In the cross section,
The boundary line between the melting part and the electrode tip includes a first orthogonal part having an acute angle of less than ± 2 degrees between the orthogonal direction orthogonal to the axis of the electrode chip,
The boundary line between the melting part and the electrode body includes a second orthogonal part having an acute angle between the orthogonal direction of less than ± 2 degrees,
Of the melted portion, a point that is located closest to the second direction side of a portion in contact with the side surface opposite to the side surface of the electrode tip with which the point A is in contact is referred to as a point A ′,
When the point located in the second direction side of the part exposed on the outer surface opposite to the outer surface where the point B is located in the melting part is the point B ′,
The ratio of the length in the orthogonal direction of the first orthogonal portion to the length in the orthogonal direction between the point A and the point A ′ is 70% or more,
The spark plug, wherein a ratio of the length in the orthogonal direction of the second orthogonal portion to the length in the orthogonal direction between the point B and the point B ′ is 70% or more.
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、
前記断面において、
前記点Aと前記点Bとの間の前記第1方向の長さをEとしたとき、
E≦0.4mm(ミリメートル)を満たす、スパークプラグ。
The spark plug according to claim 1 or 2, wherein
In the cross section,
When the length in the first direction between the point A and the point B is E,
A spark plug satisfying E ≦ 0.4 mm (millimeters).
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、
前記断面において、
前記点Xと前記点Yとの間の前記第1方向の長さをFとしたとき、
F≧0.15mm(ミリメートル)を満たす、スパークプラグ。
The spark plug according to any one of claims 1 to 3,
In the cross section,
When the length in the first direction between the point X and the point Y is F,
A spark plug satisfying F ≧ 0.15 mm (millimeters).
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、
前記溶融部における前記電極チップの成分の含有率が、40重量パーセント以上、かつ、80重量パーセント以下である、スパークプラグ。
The spark plug according to any one of claims 1 to 4, wherein
The spark plug, wherein a content rate of the component of the electrode tip in the melting part is 40% by weight or more and 80% by weight or less.
JP2013226632A 2013-10-31 2013-10-31 Spark plug Active JP6169475B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013226632A JP6169475B2 (en) 2013-10-31 2013-10-31 Spark plug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013226632A JP6169475B2 (en) 2013-10-31 2013-10-31 Spark plug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015088364A true JP2015088364A (en) 2015-05-07
JP6169475B2 JP6169475B2 (en) 2017-07-26

Family

ID=53050933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013226632A Active JP6169475B2 (en) 2013-10-31 2013-10-31 Spark plug

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6169475B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022045165A (en) * 2020-09-08 2022-03-18 日本特殊陶業株式会社 Spark plug

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011034826A (en) * 2009-08-03 2011-02-17 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug
JP2012014996A (en) * 2010-07-02 2012-01-19 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug and manufacturing method thereof
WO2013011723A1 (en) * 2011-07-19 2013-01-24 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
JP2013178912A (en) * 2012-02-28 2013-09-09 Denso Corp Spark plug for internal combustion engine and method for manufacturing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011034826A (en) * 2009-08-03 2011-02-17 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug
JP2012014996A (en) * 2010-07-02 2012-01-19 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug and manufacturing method thereof
WO2013011723A1 (en) * 2011-07-19 2013-01-24 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
JP2013178912A (en) * 2012-02-28 2013-09-09 Denso Corp Spark plug for internal combustion engine and method for manufacturing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022045165A (en) * 2020-09-08 2022-03-18 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
JP7390269B2 (en) 2020-09-08 2023-12-01 日本特殊陶業株式会社 Spark plug

Also Published As

Publication number Publication date
JP6169475B2 (en) 2017-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5113161B2 (en) Spark plug
JP5044665B2 (en) Spark plug
KR101395376B1 (en) Spark plug and its manufacturing method
JP4617388B1 (en) Spark plug
KR20120088765A (en) Spark plug
WO2010087158A1 (en) Spark plug
JPWO2011129439A1 (en) Spark plug for internal combustion engine and method of manufacturing spark plug
CN108352680B (en) Spark plug
EP2226912B1 (en) Spark plug
JP6169475B2 (en) Spark plug
EP2933887B1 (en) Spark plug
JP6347818B2 (en) Spark plug
JP5337311B2 (en) Spark plug
JP5995912B2 (en) Spark plug and method of manufacturing spark plug
US9742157B2 (en) Spark plug
JP6411433B2 (en) Spark plug
EP3220496B1 (en) Ignition plug
JP2014056653A (en) Spark plug
JP6992017B2 (en) Spark plug
JP2013222676A (en) Spark plug
JP5337057B2 (en) Spark plug

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160930

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170609

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170620

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170628

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6169475

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250