JP2018098084A - 点火プラグ - Google Patents
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Abstract
Description
前記電極チップは、
Irを主成分とし、Irを含む貴金属を50重量%以上含む母材と、
前記母材内に分散して配置された酸化物粒子と、
を含み、
前記酸化物粒子は、Al、Cr、Si、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ti、Zr、Hfからなる群より選択される一種の元素と、酸素元素と、からなる酸化物の粒子であり、
前記放電面の重心を通り、前記放電面に垂直な平面で前記電極チップを切断した断面において、前記放電面と平行で前記放電面から20μm離れた第1の仮想線から、前記放電面と平行で前記放電面から200μm離れた第2の仮想線までの領域を特定領域とするとき、
前記特定領域の面積に占める前記酸化物粒子の面積の割合は、0.3%以上、かつ、15%以下であることを特徴とする、点火プラグ。
前記特定領域の面積に占める前記酸化物粒子の面積の割合は、1.5%以上、かつ、10%以下であることを特徴とする、点火プラグ。
前記特定領域の面積に占める前記酸化物粒子の面積の割合は、3%以上、かつ、8%以下であることを特徴とする、点火プラグ。
前記酸化物粒子は、Al、La、Nd、Smからなる群より選択される一種の元素と、酸素元素と、からなる酸化物の粒子であることを特徴とする、点火プラグ。
前記母材は、Pt、Ru、Rh、Reからなる群より選択される少なくとも一種の元素を合計で1重量%以上20重量%以下含有することを特徴とする、点火プラグ。
前記母材は、80重量%を超えるIrを含有し、Pt、Ru、Rh、Reからなる群より選択される少なくとも一種の元素を合計で1重量%以上10重量%以下含有することを特徴とする、点火プラグ。
前記電極チップは、円柱形状を有し、
前記電極チップの直径は、1.3mm以上、3.5mm以下であることを特徴とする、点火プラグ。
前記電極チップの直径は、1.5mm以上、2.5mm以下であることを特徴とする、点火プラグ。
A−1.点火プラグの構成:
図1は本実施形態の点火プラグ100の断面図である。図1の一点破線は、点火プラグ100の軸線CO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を中心とし、軸線COと垂直な平面上の円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、当該円の周方向を、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、点火プラグ100の先端側と呼び、図1における上側を点火プラグ100の後端側と呼ぶ。
図2は、中心電極20の先端近傍の構成の説明図である。図2には、点火プラグ100の中心電極チップ29の近傍を切断した断面CFが示されている。この断面CFは、第1放電面295の重心GCを通り、かつ、第1放電面295と垂直な平面で中心電極チップ29を切断した断面である。本実施形態では、第1放電面295の重心GCを通り、かつ、第1放電面295と垂直な線は、点火プラグ100の軸線COと一致するので、図2の断面CFは、点火プラグ100の軸線COを含む断面である、とも言うことができる。中心電極チップ29は、略円柱形状を有し、上述した第1放電面295と、第1放電面295と交差する側面293と、を有する。
(B)母材MP内において酸化物が火花のエネルギーを受けることで、酸化物内で、酸素の解離と再結合が繰り返されて、火花のエネルギーが吸収される。このために、母材MPが受ける火花のエネルギーが緩和される。
B−1.第1評価試験
第1評価試験では、まず、母材MPの耐火花消耗性を評価すべく、酸化物粒子OPが分散配置されていない母材MPのみの中心電極チップ29を備える点火プラグのサンプルA1〜A20を作製した。各サンプルの中心電極チップ29は、Ru、Pt、Rh、Re、Niを以下の表1に示す含有率(単位は重量%)だけ含む。各サンプルの中心電極チップ29の残余は、Irと不可避不純物である。
中心電極チップ29の直径R1:1.5mm
第1放電面295と第2放電面395との初期の距離(初期ギャップ):0.8mm
第2評価試験では、Irの含有率が100重量%である純Irを母材MPとし、該母材MP内に、酸化物粒子OPが分散配置された中心電極チップ29を備える点火プラグのサンプルB2〜B23を作製した。なお、サンプルB1は、酸化物粒子OPを含んでいないサンプルであり、第1評価試験のサンプルA1と同一である。サンプルB2〜B23の中心電極チップ29に含まれる酸化物粒子OPは、下記の表1に示すように、Al2O3、La2O3、Y2O3、Nd2O3、Sm2O3、CeO2、Lu2O3、Yb2O3、Gd2O3、Dy2O、Er2O3、TiO2、Hf2O3、Cr2O3、SiO2、ZrO2、Pr2O3、Tb2O3、Ho2O3、Tm2O3、CaO、NiOである。
中心電極チップ29の直径R1:1.5mm
第1放電面295と第2放電面395との初期の距離(初期ギャップ):0.8mm
断面CFの特定領域TAの面積に占める酸化物粒子OPの面積の割合:7%
第3評価試験では、Irの含有率が100重量%である純Irを母材MPとし、該母材MP内に、酸化物粒子OPとしてLa2O3が分散配置された中心電極チップ29を備える点火プラグのサンプルC1〜C12を作製した。さらに、Irの含有率が100重量%である純Irを母材MPとし、該母材MP内に、酸化物粒子OPとしてAl2O3が分散配置された中心電極チップ29を備える点火プラグのサンプルD1〜D12を作製した。サンプルC7、D7は、第2評価試験のサンプルB3、B2と同一である。
中心電極チップ29の直径R1:1.5mm
第1放電面295と第2放電面395との初期の距離(初期ギャップ):0.8mm
第4評価試験では、2重量%のPtを含有し、残余(98重量%)がIrであるIr合金を母材MPとし、該母材MP内に、酸化物粒子OPとしてLa2O3が分散配置された中心電極チップ29を備える点火プラグのサンプルE1〜E7を作製した。さらに、同じIr合金を母材MPとし、該母材MP内に、酸化物粒子OPとしてAl2O3が分散配置された中心電極チップ29を備える点火プラグのサンプルF1〜F7を作製した。
第1放電面295と第2放電面395との初期の距離(初期ギャップ):0.8mm
断面CFの特定領域TAの面積に占める酸化物粒子OPの面積の割合:7%
(1)上記実施形態では、IrまたはIr合金の母材MPに酸化物粒子OPを分散配置させた電極チップは、中心電極20の中心電極チップ29として採用されているが、接地電極30の接地電極チップ39に採用されても良い。この場合は、接地電極30の第2放電面395の重心を通り、第2放電面395に垂直な平面で接地電極チップ39を切断した断面において、第2放電面395と平行で第2放電面395から20μm離れた第1の仮想線から、第2放電面395と平行で第2放電面395から200μm離れた第2の仮想線までの領域を特定領域とするとき、該特定領域の面積に占める酸化物粒子OPの面積の割合は、0.3%以上、かつ、15%以下であることが好ましい。
Claims (8)
- 中心電極と、前記中心電極との間に間隙を形成する接地電極と、を備え、前記中心電極と前記接地電極との少なくとも一方は、電極本体と、前記電極本体に接合され、前記間隙を形成する放電面を有する電極チップと、を備える点火プラグであって、
前記電極チップは、
Irを主成分とし、Irを含む貴金属を50重量%以上含む母材と、
前記母材内に分散して配置された酸化物粒子と、
を含み、
前記酸化物粒子は、Al、Cr、Si、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ti、Zr、Hfからなる群より選択される一種の元素と、酸素元素と、からなる酸化物の粒子であり、
前記放電面の重心を通り、前記放電面に垂直な平面で前記電極チップを切断した断面において、前記放電面と平行で前記放電面から20μm離れた第1の仮想線から、前記放電面と平行で前記放電面から200μm離れた第2の仮想線までの領域を特定領域とするとき、
前記特定領域の面積に占める前記酸化物粒子の面積の割合は、0.3%以上、かつ、15%以下であることを特徴とする、点火プラグ。 - 請求項1に記載の点火プラグであって、
前記特定領域の面積に占める前記酸化物粒子の面積の割合は、1.5%以上、かつ、10%以下であることを特徴とする、点火プラグ。 - 請求項2に記載の点火プラグであって、
前記特定領域の面積に占める前記酸化物粒子の面積の割合は、3%以上、かつ、8%以下であることを特徴とする、点火プラグ。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の点火プラグであって、
前記酸化物粒子は、Al、La、Nd、Smからなる群より選択される一種の元素と、酸素元素と、からなる酸化物の粒子であることを特徴とする、点火プラグ。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の点火プラグであって、
前記母材は、Pt、Ru、Rh、Reからなる群より選択される少なくとも一種の元素を合計で1重量%以上20重量%以下含有することを特徴とする、点火プラグ。 - 請求項5に記載の点火プラグであって、
前記母材は、80重量%を超えるIrを含有し、Pt、Ru、Rh、Reからなる群より選択される少なくとも一種の元素を合計で1重量%以上10重量%以下含有することを特徴とする、点火プラグ。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の点火プラグであって、
前記電極チップは、円柱形状を有し、
前記電極チップの直径は、1.3mm以上、3.5mm以下であることを特徴とする、点火プラグ。 - 請求項9に記載の点火プラグであって、
前記電極チップの直径は、1.5mm以上、2.5mm以下であることを特徴とする、点火プラグ。
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