JP4073636B2 - スパークプラグ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に使用されるスパークプラグに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車エンジン等の内燃機関の着火用に使用されるスパークプラグにおいては、エンジンの高出力化や燃費向上の目的で、燃焼室内の温度も高くなる傾向にある。また着火性向上のために、スパークプラグの放電部を燃焼室内部に突き出させるタイプのエンジンも多く使用されるようになってきている。このような状況では、スパークプラグの放電部が高温にさらされるので、例えば、接地電極の火花消耗あるいは折損等の問題が生じる場合もあった。
【０００３】
さらに、最近では、自動車エンジンのメンテナンスフリー化対策の一環として、スパークプラグ無交換による例えば１６万ｋｍあるいは２４万ｋｍ以上の連続運転が要求され始めており、該連続運転に耐えられる程の耐久性を有するスパークプラグが求められている。このような要求に応えるため、中心電極あるいは接地電極に銅、銅合金あるいはそれに近い熱伝導率を有する材料（以下、銅芯等ともいう）をＮｉ合金で覆ったものを使用し、電極の温度を低減することでその耐久性を確保するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、耐久性向上のために上記のように接地電極の内部に銅芯等を形成すると、熱引きにより電極の温度が低減し、耐久性は確保することができるものの、内燃機関の高回転域のみだけでなく、中回転あるいは低回転域の場合においても電極の温度が低減されることとなる。そしてこれによって、スパークプラグの放電時に発生した火炎核が電極に接触することにより消火される消炎作用が発生しやすくなり、着火性が悪化するという問題があった。
【０００５】
さらに、接地電極の耐久性を向上させるためには、接地電極の素材としてより一層高温強度の高い材料（例えば、より高温耐久性の高い超耐熱合金等）を使用することも考えられるが、常温強度も高くなる傾向にあり加工しにくくなる傾向にある。そのため、例えば中心電極と自身の側面とが対向するように屈曲されて配置される接地電極において、このような材料を使用すると、接地電極の加工が困難となり、生産性が悪化するという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、高速回転が要求されるような内燃機関にて使用され、耐久性及び着火性に優れたスパークプラグ及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記課題を解決するために本発明のスパークプラグの製造方法は、中心電極と、その中心電極の径方向周囲を取り囲んだ絶縁体と、その絶縁体の径方向周囲を取り囲んだ主体金具と、一端が主体金具に結合され他端の側面が前記中心電極と対向するように屈曲されて配置される接地電極と、を備えるスパークプラグの製造方法であって、
前記主体金具の先端面から前記中心電極の軸線方向の前記火花放電ギャップ側に２ｍｍ離れた前記中心電極の中心軸線と垂直な平面における前記接地電極の断面の面積を接地電極断面積Ｓ（ｍｍ ^２ ）とし、前記断面の幾何学的重心位置を通って前記中心電極の中心軸線と平行な基準線を考え、その基準線と前記中心軸線とを含む平面と平行な仮想平面に対し前記接地電極を正射影投影したときの、その投影外形線において、前記中心電極側に面しているのとは反対側の側縁に沿って前記主体金具との結合位置から電極先端に至る位置までの測定した長さと、前記中心電極側に面している側縁に沿って前記主体金具との結合位置から電極先端に至るまでの測定した長さとの算術平均値を接地電極長Ｌ（ｍｍ）としたとき、１．５≦Ｌ／Ｓ≦４．３９（１／ｍｍ）となり、
前記接地電極を構成する素材として、５８〜７１質量％のＮｉと、２１〜２５質量％のＣｒと、７〜２０質量％のＦｅと、１〜２質量％のＡｌと、０．１質量％以下のＣと、０．５質量％以下のＳｉと、１質量％以下のＭｎと、０．５質量％以下のＴｉと、０．１質量％以下のＭｇと、を含有し、
さらに９６０℃以上１１５０℃以下の焼鈍温度にて焼鈍することにより、ＪＩＳ−Ｚ２２４４に規定されているビッカース硬さ試験を荷重９．８Ｎにて行ったときのビッカース硬さがＨｖ１４０〜Ｈｖ２２０となる合金を使用して主体金具に溶接後、中心電極と対向するように屈曲することを特徴とする。
【０００９】
本発明のスパークプラグにおいては、上記のような組成の合金にて接地電極を構成することにより、接地電極が高温になっても十分に耐久性を確保しえるため、燃焼室の温度が高くならざるを得ないような、例えば高速回転が要求される内燃機関に好適に使用することができる。また、従来、高温における耐久性（耐熱性、耐酸化性等）が向上すると、一方で合金の加工が容易に行なわれない場合があったが、接地電極の硬さをビッカース硬さでＨｖ１４０〜Ｈｖ２２０とすることにより加工性も良好となる。従って、中心電極と接地電極の側面とが対向するように接地電極を屈曲する必要がある場合でも、接地電極の曲げ加工が容易に行なわれることとなる。さらに、これにより生産性の向上も期待できる。
【００１０】
ビッカース硬さがＨｖ２２０を超えると、接地電極を構成する合金の硬さが高くなりすぎるために、接地電極の曲げ加工が困難となり好ましくない。さらに、曲げ加工性改善のために焼鈍を行うのであるが、Ｈｖ２２０を超える硬さに焼鈍しようとすると８００℃程度での焼鈍条件になるため粒界に炭化物が析出し、靭性が劣化するため、接地電極の曲げ加工時に微小な亀裂等が発生する場合もある。このような亀裂が生じていると、プラグ使用時における振動等により接地電極の折損等が起こり易くなるため好ましくない。一方、ビッカース硬さをＨｖ１４０未満にするためには、焼鈍温度を１１５０℃程度まで上げる必要があるが、粒成長が著しくなるためＳやＰｂ等による粒界腐食を生じやすくなる。この結果、接地電極の折損を生じる可能性が高くなる。また、後述する本発明のスパークプラグの製造方法によっては、容易に作製することができないという問題もある。なお、接地電極の硬さはより望ましくはＨｖ１６０〜Ｈｖ２００の範囲に設定するのがよい。
【００１１】
接地電極の硬さを上記のようにするには、上記成分を含有する合金に対して９６０℃以上の焼鈍温度に加熱・保持する焼鈍熱処理を行うようにする。９６０℃以上に加熱・保持することにより該合金が軟化し、ビッカース硬さがＨｖ１４０〜Ｈｖ２２０と屈曲するのに好適な範囲の硬さとなる。しかしながら、焼鈍温度を高くし過ぎると、結晶粒が粗大化し、脱粒や亀裂発生の原因となるため、その上限を１１５０℃とする。なお、１１５０℃を超える焼鈍温度では接地電極を構成する合金の粒成長が過剰に促進し、折損の可能性が高くなる。一方、焼鈍温度が９６０℃未満であると、合金の焼鈍が十分に行なわれず、上記のような硬さの接地電極を得ることができない。特に、７００〜８００℃の温度で長時間保持すると望まない炭化物が結晶粒界に析出し、合金が脆化しやすくなる。合金の脆化が進行すると、接地電極を屈曲させるときに、該接地電極の屈曲部に微小な亀裂等が発生し易くなる。
【００１２】
また、脆化の原因となる上記炭化物の形成を抑制するために、７００〜８００℃における冷却速度を早くするのがよい。具体的には、焼鈍熱処理として、筒状（パイプ状）の焼鈍炉に接地電極の素材としての合金線材あるいは合金帯材（以下、これらを総称して合金素材ともいう）を、この筒状の焼鈍炉の内部に一定の速度にて供給するパイプ焼鈍を行うようにする。このような方法によれば、筒状の焼鈍炉を通過した直後の合金素材が通常の焼鈍炉の場合と比較して早く冷却されることになる。これにより、粒界への炭化物の析出を抑制することができ、ひいては、合金の脆化を防止し、接地電極の折損等を抑制することができる。なお、該方法においては、筒状焼鈍炉の長さあるいは合金素材を供給する速度等を変化させることにより、焼鈍保持時間や冷却速度等を制御することが可能である。
【００１３】
さらに、本発明によれば接地電極の耐久性の向上により、着火性の劣化につながる他の耐食性向上のための手段を採用する必要がないため、良好な着火性が確保できる。例えば、本発明のスパークプラグにおいては、耐久性向上の目的で接地電極の内部に銅芯等を埋設する必要性が低い。
【００１４】
また、従来の接地電極においては、高速回転が頻繁に起こり得るような内燃機関に使用されると、燃焼室内の温度の変動による熱履歴のために接地電極が折損する場合もあった。本発明のスパークプラグに使用される接地電極を構成する合金は、耐熱性に優れた性質を有するために、該合金により接地電極を構成すれば、折損等の不具合が生じにくくなるという効果もある。
【００１５】
接地電極の折損を防止するには、上記のような成分の合金にて接地電極を構成することに加えて、以下のような構成のスパークプラグを採用するようにしてもよい。すなわち、接地電極には、その軸線方向中間の所定位置から先端に至る区間において、当該区間の先端側ほど軸断面の寸法が減少するような先端部が形成されているものを好適に採用できる。なお、本明細書中において接地電極の「軸断面の寸法」とは、軸断面外形線に対して、その内部を横切らないように各種位置関係にて外接平行線を引いたとき、間隔最大となる外接平行線の線間距離のことをいうものとする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のいくつかの実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明のスパークプラグ１００の一例を示した縦断面図である。本発明の一例たる抵抗体入りスパークプラグ１００は、筒状の主体金具１、先端部２１が突出するようにその主体金具１の内側に嵌め込まれた絶縁体２、先端に形成された放電部３１を突出させた状態で絶縁体２の内側に設けられた中心電極３、及び主体金具１に一端が溶接等により結合されるとともに、他端側が中心電極３と対向するように側方に曲げ返されて屈曲部４２を形成し、その側面が中心電極３の先端部２１と対向するように配置された接地電極４等を備えている。また、例えば、接地電極４には上記放電部３１に対向する放電部３２が形成されており、それら放電部３１と放電部３２とに挟まれた隙間に火花放電ギャップｇが形成されている。なお、放電部３１及び／又は放電部３２は省略する形態とすることもできる。
【００１７】
絶縁体２は、例えばアルミナあるいは窒化アルミニウム等のセラミック焼結体により構成され、その内部には自身の軸方向に沿って中心電極３を嵌め込むための貫通孔６を有している。また主体金具１は、低炭素鋼等の金属により円筒状に形成されており、スパークプラグ１００のハウジングを構成するとともに、その外周面には、スパークプラグ１００を図示しないエンジンブロックに取付けるためのねじ部７が形成されている。貫通孔６の一方の端部側に端子金具１３が挿入・固定され、同じく他方の端部側に中心電極３が挿入・固定されている。また、該貫通孔６内において端子金具１３と中心電極３との間に抵抗体１５が配置されている。この抵抗体１５の両端部は、導電性ガラスシール層１６、１７を介して中心電極３と端子金具１３とにそれぞれ電気的に接続されている。
【００１８】
ここで、接地電極４は、５８〜７１質量％のＮｉと、２１〜２５質量％のＣｒと、７〜２０質量％のＦｅと、１〜２質量％のＡｌと、を含有するとともに、
ＪＩＳ−Ｚ２２４４に規定されているビッカース硬さ試験を荷重９．８Ｎにて行ったときのビッカース硬さがＨｖ１４０〜２２０となっている。また、該接地電極４には、上記以外の添加元素成分以外に、０．１質量％以下のＣ、０．５質量％以下のＳｉ、１質量％のＭｎ、０．５質量％以下のＴｉ、０．１質量％以下のＭｇが含有されていてもよい。
【００１９】
以下、それぞれの添加元素成分の数値範囲の限定理由について述べる。
（１）Ｎｉ：５８〜７１質量％
Ｎｉは接地電極として好適に使用される耐熱合金の基礎となる成分であり、高温における強度及び耐食性を維持するためには必須である。したがって、その含有量を５８質量％以上とする。Ｎｉの含有量が５８質量％未満では、他の添加元素成分の含有量との関係から、高温における耐久性を維持するには十分ではない。一方、他の必須添加元素成分の最低含有量を考慮すれば、７１質量％を超えるＮｉの添加は物理的に不可能である。
【００２０】
（２）Ｃｒ：２１〜２５質量％
Ｃｒは不動態効果により合金の耐食性を向上させる。また、Ｎｉと固溶して合金の硬さの向上に寄与する。そのため２１質量％以上含有させるのがよい。Ｃｒの含有量が２１質量％未満であると、鋭敏化による粒界腐食等により耐食性を確保することができない。一方、過剰に添加すると、熱伝導率が低下し加熱されやすくなるという問題もある。そのためＣｒは２５質量％以下の範囲にて含有させるのがよい。
【００２１】
（３）Ｆｅ：７〜２０質量％
ＦｅはＮｉ及び／又はＣｒと固溶して高温における耐久性の優れた耐熱合金を形成する。他の必須添加元素成分の含有量との関係から、耐熱合金としての特性を確保するためには７質量％は含有させるようにする。一方、含有量が２０質量％を超えると、Ｎｉ及び／又はＣｒの含有量が相対的に減少することになり、耐食性の劣化につながる。
【００２２】
（４）Ａｌ：１〜２質量％
Ａｌは耐食性の向上に寄与するため１質量％以上は含有するのがよい。含有量が１質量％以下であると、耐食性向上の効果が十分に得られない。一方、過剰に含有すると、他の元素と化合物を形成し加工性を劣化させる場合もあるため、その含有量を２質量％以下に抑えておく。
【００２３】
ＣはＮｉにある程度固溶し、合金の硬さを向上させるため、０．１質量％以下の範囲内で含有することができる。一方、Ｃの含有量が０．１質量を超えると、焼鈍時に過剰な炭化物が析出されやすくなり靭性を劣化させることとなる。また、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｔｉ及びＭｇは材料の製造時に脱酸剤として使用されるものが残留するのであるが、過剰に含有すると溶体化熱処理後の硬さが硬くなりすぎ加工性を劣化させたり、あるいは耐食性を劣化させる化合物が形成されたりするためそれぞれＳｉ：０．５質量％以下、Ｍｎ：１質量％以下、Ｔｉ：０．５質量％以下、Ｍｇ：０．１質量％以下に押さえておくのがよい。また、これらの主成分（Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ａｌ）以外の元素は全体として３質量％以下にその添加量を抑えておくのがよい。これら主成分以外の元素の合計含有量が３質量％を超えると、所望の性能を得られなくなる場合もある。
【００２４】
さらに、該接地電極４には、耐食性を向上させるために、例えば、Ｍｏ、Ｗの元素を添加することもできる。これらの元素を添加させることにより、不働態強化のため耐食性が向上する。しかしながら、過剰に添加しすぎると、合金の硬さが硬くなりすぎ加工性が劣化することにもなるため、含有量を適宜調整する必要がある。
【００２５】
また、上記以外にもＰ、Ｓ、Ｃｕ及びＣｏ等の元素がＮｉ生成時の不純物として含有する場合がある。これらの不純物元素のうちＰ及びＳは塑性加工性を悪化させるためにその含有量を制限する必要があり、それぞれ０．０３質量％以下、０．０１５質量％以下に制限するのがよい。また、Ｃｕ及びＣｏは含有していても、特に積極的にその含有を制限する必要はないが、前述のように不純物元素の合計含有量で３質量％以下に制限しておくのがよい。これにより、主成分（Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ａｌ）の含有量を所望の性能を得るのに十分に確保することが可能となる。
【００２６】
上記のような組成を有する接地電極４に、以下のような焼鈍熱処理をほどこすことにより好適な硬さの接地電極４を得ることができる。焼鈍熱処理は、例えば前述のパイプ焼鈍により行うことができる。図２はパイプ焼鈍による合金素材４’の焼鈍工程を模式的に示したものである。図２に示すように筒状の焼鈍炉５０内に合金素材４’をある一定の速度にて供給する。このとき、筒状の熱処理炉５０は例えばヒータや高周波誘導コイルのような加熱手段５５により加熱されており、所望の焼鈍温度となるように加熱量を調節できるようになっている。なお、このときの焼鈍温度は８００℃以上とし、合金素材４’に望まざる炭化物が形成されないように、合金素材４’の供給速度を調整して合金素材４’の冷却速度を制御するのがよい。なお、所望のビッカース硬さの合金素材４’を得ることができれば、他の公知の焼鈍方法を採用することも可能である。
【００２７】
上記のように焼鈍することにより好適な硬さとなった合金素材４’を接地電極４として適当な寸法に切断し、該切断後の合金素材４’を抵抗溶接あるいはレーザー溶接等の公知の方法により主体金具１に取り付けて接地電極４とする。そして、主体金具１に取り付けられた接地電極４の先端部４１の側面が中心電極に対向するように該接地電極４を屈曲部４２（図１等を参照）にて屈曲することによりスパークプラグ１００とする。接地電極４を屈曲させる方法としては公知の方法が採用される。このとき、接地電極４のビッカース硬さがＨｖ１４０〜Ｈｖ２２０となるようにしているので、接地電極４の曲げ加工が容易に行なわれることとなる。また、望まざる炭化物が析出しないように焼鈍しているので、接地電極４の屈曲部４２における亀裂等の発生が抑制される。
【００２８】
また、前述の組成成分の接地電極４は、高温における耐久性が向上しているために、従来耐久性が問題となっていたような接地電極４の温度が高温となりやすいスパークプラグに使用することで特にその効果を発揮する。本実施例においては、接地電極４の温度が高温となりやすいような以下のような形状に加工している。
【００２９】
すなわち、図３に示すように、接地電極４は主体金具１の先端面１ａから中心電極３の軸線方向の火花放電ギャップｇ側に２ｍｍ離れた中心電極３の中心軸線Ｏと垂直な平面ＡＡにおける接地電極４の断面４０の面積を接地電極断面積Ｓ（ｍｍ^２）とし、
該断面４０の幾何学的重心位置Ｇを通って中心電極３の中心軸線Ｏと平行な基準線Ｏ’を考え、その基準線Ｏ’と中心軸線Ｏとを含む平面と平行な仮想平面に対し接地電極４を正射影投影したとき（以下、これを側面視するともいう）の、その投影外形線において、
中心電極３側に面しているのとは反対側の側縁４５（以下、外側縁４５ともいう）に沿って主体金具１との結合位置４５ａから電極先端４５ｂに至る位置までの測定した長さＬ1と、中心電極３側に面している側縁４４（以下、内側縁４４ともいう）に沿って主体金具１との結合位置４４ａから電極先端４４ｂに至るまでの測定した長さＬ2との算術平均（（Ｌ1＋Ｌ2）／２）を接地電極長Ｌ（ｍｍ）としたとき、
１．５≦Ｌ／Ｓ≦４．３９（１／ｍｍ）・・・条件１
となっている。
【００３０】
接地電極断面積Ｓ（ｍｍ^２）が小さいと一旦接地電極に蓄積された熱が良好に熱引きされないために、接地電極の温度が高温となりやすい。また、接地電極長Ｌ（ｍｍ）が長くなると、接地電極が燃焼室内により一層突出する形態となるために、接地電極の温度が高くなる傾向にある。従って、Ｌ／Ｓ（１／ｍｍ）の値が大きくなればなるほど、接地電極の消耗が激しくなり、Ｌ／Ｓ≧１．５の場合に特に顕著となる。しかしながら、Ｌ／Ｓの値が大きくなりすぎると、相対的に接地電極断面積Ｓが小さくなって接地電極の折損等が起こり易くなる。また、Ｌ／Ｓの値が４．３９を超えると、接地電極としての好適な形状の範囲を逸脱するため好ましくない。従って、Ｌ／Ｓ≦４．３９とするのがよい。
【００３１】
さらに、本実施の形態においては、図４（ａ）に示すように、接地電極４が、該接地電極４を中心電極３の軸線Ｏ方向から平面視したときに、先端に向かうほど狭幅となるように形成されている。このような先端部４１を接地電極４に形成すれば、接地電極４の体積が相対的に減少することになり先端部４１の重量も減少する。これにより、スパークプラグ１００使用時における接地電極４の振動によって働く接地電極４の屈曲部４２にかかる応力が少なくなり、接地電極４の折損を抑制することができる。
【００３２】
また、図４（ｂ）に示すように接地電極４を側面視したとき、接地電極４の先端部４１において、外側縁４５が先端に向かうほど内側縁４４に接近する形態にすることもできる。しかしながら、内側縁４４は先端部において直線形状、つまり中心電極３と対向する側の接地電極４の側面は平坦面とするのがよい。これにより、中心電極３と接地電極４との間で形成される火花放電ギャップｇの拡大が抑制されるために良好な火花放電を維持することができる。
【００３３】
また、該スパークプラグ１００の中心電極２及び／又は接地電極４には放電部３１、３２を形成する貴金属チップを取付けるようにしてもよい。例えば、耐久性を考慮してＩｒあるいはＰｔを主成分として含有するものを好適に使用することができる。このような貴金属チップは中心電極２あるいは接地電極の所望の箇所に抵抗溶接あるいはレーザー溶接等により固着することができる。
【００３４】
【実験例】
本発明の効果を調べるために、以下の実験を行った。
実施例として本発明にかかる組成成分の合金であるIncone 601を、比較例としてInconel 600（いずれの合金名も、英国INCO社の商標名）を用いて、スパークプラグの接地電極を作製した。まず、実施例及び比較例の合金塊を所望の接地電極に対応する形状となるように熱間鍛造・熱間伸線して、それぞれの合金素材をいくつか作製した。そして、これらの合金素材に対して、表１に示すような焼鈍条件によりパイプ焼鈍を行うとともに、焼鈍後の合金素材を所望の寸法に切断することにより接地電極とした。作製されたそれぞれの接地電極に対して、ＪＩＳ−Ｚ２２４４の規定に基づきマイクロビッカース硬さ試験機により、９．８Ｎの荷重を加えたときのビッカース硬さを測定した。
【００３５】
さらに、上記のように形成した接地電極において以下の机上バーナー試験を行った。接地電極の先端部をバーナーで加熱して、そのまま２分間保持した後、１分間放冷する工程を１サイクルとして、該サイクルを２０，０００サイクル繰り返した。そして、該机上バーナー試験後のそれぞれの接地電極を拡大観察鏡により観察した。焼鈍温度１０８０℃にて１．５分間保持して得られた接地電極についての観察図を図５に示す。そして、その腐食の程度を目視により評価した。腐食がほとんど進行していないものを○、腐食が進行したものを×として評価した。
【００３６】
また、各種焼鈍条件によって得られた接地電極を屈曲させて主体金具に取付けることによりスパークプラグを作製した。このとき、屈曲後の接地電極の屈曲部を拡大観察鏡により観察して、微小な亀裂の有無を評価した。なお、図３に示す接地電極４の断面４０における外形線の寸法を、縦２．８ｍｍ、横１．６ｍｍとして、Ｌ／Ｓの値は２．９としている。
【００３７】
さらに、各スパークプラグの実機耐久試験を下記の条件にて行った。すなわち、排気量２０００ｃｃのガソリンエンジン（６気筒）にそれらスパークプラグを取り付け、スロットル全開状態、エンジン回転数５０００ｒｐｍにて１分間運転し、続いてアイドリング状態にて１分間運転する工程を繰り返し、累積１００時間あるいは１７５時間の運転を行った。なお、このときの中心電極の温度は９５０〜９７０℃であった。その後、上記耐久試験後の接地電極を拡大観察鏡により観察した。焼鈍温度１０８０℃にて１．５分間保持して得られた接地電極についてのの観察図を図６に示す。得られた観察図から、接地電極の耐久性の評価を目視にて行った。評価方法としては、接地電極が腐食により消耗しているものを×、腐食がほとんど進行していないものを○、粒界腐食を生じていたものを△として評価した。以上の評価結果を合わせて表１に示す。
【００３８】
【表１】

【００３９】
表１によれば、本発明にかかるスパークプラグの製造方法により接地電極を構成する合金素材として従来好適に使用できなかったInconel 601のビッカース硬さを、曲げ加工が必要な接地電極に好適な硬さとすることができるとともに、屈曲後に接地電極の屈曲部に生じる亀裂等も抑制できることがわかる。図７は、焼鈍温度と硬さとの関係を示しており、上記記載を裏付けている。さらに、実施例においては接地電極の素材として本発明にかかる組成成分の合金素材（Inconel601）を使用しているので、接地電極の耐久性が向上し、燃焼室内の温度が高温となりやすく、かつ変動しやすいような場合に使用しても良好な耐食性を有するスパークプラグを得ることが可能となることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスパークプラグの一例を示す正面全体断面図。
【図２】本発明のスパークプラグの製造方法の一例を示す模式図。
【図３】接地電極長Ｌ及び接地電極断面積Ｓの定義を説明する図。
【図４】接地電極の先端部の形状をいくつか示す図。
【図５】実験例における机上バーナー試験後における接地電極の観察図。
【図６】実験例における実機耐久試験後における接地電極の観察図。
【図７】焼鈍温度と接地電極の硬さとの関係を示した図。
【符号の説明】
１００ スパークプラグ
３ 中心電極
２ 絶縁体
１ 主体金具
１ａ 主体金具の先端面
４ 接地電極
４０ 接地電極の断面
４１ 接地電極の先端部
４２ 接地電極の屈曲部
４４ 接地電極の内側縁
４５ 接地電極の外側縁
ｇ 火花放電ギャップ

Claims (3)

1. 中心電極と、その中心電極の径方向周囲を取り囲んだ絶縁体と、その絶縁体の径方向周囲を取り囲んだ主体金具と、一端が主体金具に結合され他端の側面が前記中心電極と対向するように屈曲されて配置される接地電極と、を備えるスパークプラグの製造方法であって、
   前記主体金具の先端面から前記中心電極の軸線方向の前記火花放電ギャップ側に２ｍｍ離れた前記中心電極の中心軸線と垂直な平面における前記接地電極の断面の面積を接地電極断面積Ｓ（ｍｍ ^２ ）とし、前記断面の幾何学的重心位置を通って前記中心電極の中心軸線と平行な基準線を考え、その基準線と前記中心軸線とを含む平面と平行な仮想平面に対し前記接地電極を正射影投影したときの、その投影外形線において、前記中心電極側に面しているのとは反対側の側縁に沿って前記主体金具との結合位置から電極先端に至る位置までの測定した長さと、前記中心電極側に面している側縁に沿って前記主体金具との結合位置から電極先端に至るまでの測定した長さとの算術平均値を接地電極長Ｌ（ｍｍ）としたとき、１．５≦Ｌ／Ｓ≦４．３９（１／ｍｍ）となり、
   前記接地電極を構成する素材として、５８〜７１質量％のＮｉと、２１〜２５質量％のＣｒと、７〜２０質量％のＦｅと、１〜２質量％のＡｌと、０．１質量％以下のＣと、０．５質量％以下のＳｉと、１質量％以下のＭｎと、０．５質量％以下のＴｉと、０．１質量％以下のＭｇと、を含有し、
   さらに９６０℃以上１１５０℃以下の焼鈍温度にて焼鈍することにより、ＪＩＳ−Ｚ２２４４に規定されているビッカース硬さ試験を荷重９．８Ｎにて行ったときのビッカース硬さがＨｖ１４０〜Ｈｖ２２０となる合金を使用して主体金具に溶接後、中心電極と対向するように屈曲することを特徴とするスパークプラグの製造方法。
2. 前記接地電極には、その軸線方向中間の所定位置から先端に至る区間において、当該区間の先端側ほど軸断面の寸法が減少するような先端部が形成されている請求項１記載のスパークプラグの製造方法。
3. 前記接地電極は、前記中心電極の軸線方向から平面視したときに、先端に向かうほど狭幅となるように形成されている請求項１又は請求項２に記載のスパークプラグの製造方法。

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