JP4357993B2 - スパークプラグ - Google Patents

Description

本発明は、火花放電を行う電極に貴金属チップを接合した内燃機関用のスパークプラグに関するものである。

従来、内燃機関には点火のためにスパークプラグが用いられている。このスパークプラグは、一般的には、中心電極が挿設された絶縁碍子を保持する主体金具と、この主体金具の先端部に一端部を結合し、他端部が中心電極の先端部と対向する接地電極とを有している。さらにスパークプラグは、中心電極と接地電極との対向する部位の少なくともいずれか一方に、耐火花消耗性向上のための貴金属チップが形成されている。

このような貴金属チップの材料には、イリジウムを使用したものが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。これは、近年、スパークプラグの耐消耗性を向上する要求が高まり、従来から使用されているプラチナよりも高融点であるイリジウムを貴金属チップの材料として使用することで、耐消耗性を向上させている。そして、このような貴金属チップは、一般的に、円柱形状に形成され、その一端面（以後、基端面ともいう。）を中心電極または接地電極に接合し、他端面（以後、対向面ともいう。）が中心電極または接地電極（中心電極および接地電極に貴金属チップが接合した場合は、貴金属チップ同士）に対向し、火花放電ギャップを形成する。
特開平９−７７３３号公報 特開平１０−２２０５３号公報

ところで、このイリジウムを使用した貴金属チップは、通常、原料粉末を混合し、さらに溶解して溶解体を成形し、その溶解体に圧延処理および成形処理を施して棒状に引き延ばし、適切な長さに切断することによって、円柱形状に形成される。このような貴金属チップは、圧延処理を経ることによりこの貴金属チップを構成する結晶粒子が柱軸方向に延伸されるため、結晶粒子が繊維状となり靭性や強度の面において優れた機械的特性を発揮する。

しかしながら、貴金属チップを構成する結晶粒子が柱軸方向に延伸されているため、柱軸方向においては割れや欠けが生じやすい。特に、発明者等の検討によると、イリジウムが７０重量％以上含有される貴金属チップは、外力を受けた際に変形して外力を貴金属チップ自身が吸収することが難しく、割れや欠けが特に生じやすい。そして、この割れや欠けにより貴金属チップの火花放電ギャップを形成する先端面の面積が減少すると、火花放電が残存部分にて集中して行われるため、貴金属チップの火花消耗が早まり、火花放電ギャップが増加しやすくなるという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、イリジウムを使用した円柱形状の貴金属チップの割れや欠けの発生を低減し、耐久性を向上することができるスパークプラグを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のスパークプラグは、中心電極と、軸線方向に貫通する軸孔を有し、前記中心電極を前記軸孔の先端側で保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の径方向周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が前記主体金具に結合し、他端部が前記中心電極の先端部に対向する接地電極と、前記中心電極の先端部と前記接地電極の他端部との対向する部位の少なくともいずれか一方に自身の基端面が接合された円柱形状の貴金属チップとを備え、前記貴金属チップは、イリジウム、または、少なくともイリジウムを７０重量％以上含有する合金からなり、且つ、前記貴金属チップを構成する結晶粒子が、前記貴金属チップの柱軸方向に沿って延伸されているスパークプラグにおいて、前記貴金属チップは、直径が０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であり、前記貴金属チップの前記基端面とは反対側の対向面の外周縁に、面取り長さが０．０１ｍｍ以上、且つ、前記貴金属チップの半径に対する面取り長さの割合が０．３未満である面取り部が形成されてなることを特徴とする。

また、請求項２に係る発明のスパークプラグは、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記貴金属チップの硬度は、ビッカース硬さＨＶで５００以上であることを特徴とする。

また、請求項３に係る発明のスパークプラグは、請求項１または２に記載の発明の構成に加え、前記貴金属チップは、プラチナ、ルテニウム、またはロジウムを第２添加成分として含有する合金からなることを特徴とする。

請求項１に係る発明のスパークプラグは、火花放電ギャップを形成する中心電極と接地電極とが対向する部位の少なくともいずれか一方に円柱形状の貴金属チップの基端面が接合され、その貴金属チップの基端面とは反対側の対向面の外周縁に、面取り部が形成されてなる。この貴金属チップはイリジウム、または、少なくともイリジウムを７０重量％以上含有する合金からなるために、外力を受けた際に変形して外力を吸収することがし難い。さらに、この貴金属チップを構成する結晶粒子が柱軸方向に延伸されているため、柱軸方向においては、割れや欠けが生じやすい。ところが、本発明のようにイリジウムを使用した円柱形状の貴金属チップにおける対向面の外周縁部分に面取り部が形成されてなることで、該外周縁部分にかかる外力が一点に集中せずに分散させることができ、貴金属チップに割れや欠けが生じることを抑制することができる。よって、貴金属チップの火花消耗や酸化消耗を低減し、耐久性を向上させることができる。なお、この貴金属チップの柱軸方向とは、貴金属チップの先端面と基端面とを通る直線の延長方向のことである。

そして、貴金属チップに形成されてなる面取り部は、その面取り長さが０．０１ｍｍ未満であれば、上記効果を得ることができず、面取り長さが不十分である。そこで、面取り部は、面取り長さが０．０１ｍｍ以上となることで、貴金属チップの外周縁部分に外力を受けた場合に外力を分散させることができ、貴金属チップの割れや欠けを抑制できる。また、貴金属チップの半径に対する面取り長さの割合を０．３未満とした。面取り長さの割合が０．３以上であった場合、貴金属チップの対向面の面積が小さくなるため、火花放電が行われた際に対向面上の火花放電が行われる部位が集中しやすくなって、その部位の消耗が激しくなり、耐久性が低下する。しかし、上記のように面取り長さの割合を０．３未満としたことで、対向面の面積を十分に確保することができ、貴金属チップの耐久性を向上させることができる。

さらに、貴金属チップの直径は、０．３ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下であることが好ましい。貴金属チップの直径を上記範囲とすることで、放電電圧を低下させることができ、有効に着火性を向上することができる。貴金属チップの直径が０．３ｍｍ未満であると、貴金属チップによるスパークプラグの耐消耗性を向上することができないことがある。一方、０．８ｍｍを超えると、貴金属チップが大きくなり、上記効果を得ることができないことがある。

また、硬度がビッカース硬さＨＶで５００以上となるイリジウムを使用した貴金属チップは、外力を受けた際に変形して外力を吸収することが難しく、外周縁部分で割れ、欠けが特に生じやすい。そこで、請求項２のような貴金属チップの硬度がビッカース硬さＨＶで５００以上となる貴金属チップに、本発明を用いることで、有効に割れ、欠けを低減することができる。よって、火花消耗や酸化消耗を抑制し、耐久性を向上させることができる。

また、請求項３に係る発明のスパークプラグでは、請求項１または２に係る発明の効果に加え、貴金属チップが、プラチナ、ルテニウム、またはロジウムを第２添加成分として含有する合金とすることがよい。周知のようにイリジウムは融点は高いが、高温での酸化消耗が起こりやすい。そこでスパークプラグの貴金属チップの素材としてイリジウムにさらにプラチナ、ルテニウム、またはロジウムを用いることで、耐消耗性に優れた貴金属チップを提供することができる。

以下、本発明を具体化したスパークプラグの実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１，図２を参照して、本実施の形態におけるスパークプラグの一例としてのスパークプラグ１００の構造について説明する。図１は、スパークプラグ１００の部分断面図である。図２は、貴金属チップ３０，９０の先端部分の断面図である。なお、図１に示す軸線Ｏ方向（図中一点鎖線Ｏで示す）において、中心電極２が設けられた側をスパークプラグ１００の先端側とし、端子金具４が設けられた側を後端側として説明する。

図１に示すように、スパークプラグ１００は、概略、絶縁体を構成する絶縁碍子１と、この絶縁碍子１を保持する主体金具５と、絶縁碍子１内に軸線Ｏ方向に延びるようにして保持された中心電極２と、主体金具５の先端面５７に一端部を溶接され、他端部が中心電極２の先端部２２に対向する接地電極６０と、絶縁碍子１の上端部に設けられた端子金具４とから構成されている。

まず、このスパークプラグ１００の絶縁体を構成する絶縁碍子１について説明する。絶縁碍子１は筒形状を有し、周知のようにアルミナ等を焼成して形成される。この絶縁碍子１の先端部（軸線Ｏ方向における先端側の端部）には、内燃機関の燃焼室に曝される脚長部１３が設けられている。また、絶縁碍子１の軸中心には軸線Ｏ方向に延びる軸孔１２が形成される。

中心電極２は、絶縁碍子１の軸孔１２に保持され、銅からなる軸と、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル系合金等で軸を覆う表層とからなる構造を有している。中心電極２の先端部２２は絶縁碍子１の先端面から突出しており、先端側に向かって径小となるように形成されている。その先端部２２の先端面には柱状の貴金属チップ３０が、その柱軸方向を中心電極２の軸線Ｏ方向に沿わせて抵抗溶接、レーザ溶接等により溶接されている。また、中心電極２は、軸孔１２の内部に設けられたシール体１４および抵抗体３を経由して、上方の端子金具４に電気的に接続されている。そして端子金具４には高圧ケーブル（図示外）がプラグキャップ（図示外）を介して接続され、外部回路から高電圧が印加されるようになっている。

次に、主体金具５について説明する。主体金具５は絶縁碍子１を保持し、図示外の内燃機関にスパークプラグ１００を固定するためのものである。主体金具５は、絶縁碍子１を取り囲むようにして保持している。主体金具５は低炭素鋼材で形成され、図示外のスパークプラグレンチが嵌合する工具係合部５１と、図示外の内燃機関上部に設けられたエンジンヘッドに螺合するねじ部５２とを備えている。

さらに主体金具５は、工具係合部５１の後端側にかしめ部５３を有し、かしめ部５３をかしめることにより、段部５６に絶縁碍子１が板パッキン８を介して支持されることで、主体金具５と絶縁碍子１とが一体にされる。かしめによる密閉を完全なものとするため、主体金具５と絶縁碍子１との間に環状のリング部材６，７が介在され、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。また、主体金具５の中央部には鍔部５４が形成され、ねじ部５２の後端側近傍、すなわち、鍔部５４の座面５５にはガスケット１０（薄板を折りたたんだ環状のパッキン）が嵌挿されている。

次に、接地電極６０について説明する。接地電極６０は、耐腐食性の高い金属から構成され、一例として、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル合金が用いられる。この接地電極６０は自身の長手方向の横断面が略長方形を有しており、一端部６２が主体金具５の先端面５７に溶接により接合（結合）されている。また、接地電極６０の他端部６１は、中心電極２の先端部２２に対向するように屈曲されており、貴金属チップ９０が抵抗溶接、レーザ溶接等により接合されている。この中心電極２に対向する側の面である接地電極６０の他端部６１の内面６３は、中心電極２の軸線Ｏ方向に略直交している。そして、接地電極６０の内面６３に突設された円柱状の貴金属チップ９０の対向面９１は、中心電極２の貴金属チップ３０の対向面３１に対向され、両者間で火花放電ギャップが形成される。

次に、図２を参照して、貴金属チップ３０，９０について説明する。なお、貴金属チップ３０と貴金属チップ９０は寸法以外は同様の構成であるので、両者について同一の図面を用いて説明することとする。貴金属チップ３０，９０は、耐消耗性に優れたイリジウムを７０重量％以上含有する合金からなり、プラチナ、ルテニウム、またはロジウムが第２添加成分として添加されている。具体的には、Ｉｒ−５重量％Ｐｔ、Ｉｒ−１１重量％−８重量％Ｒｈ−１重量％Ｎｉ、Ｉｒ−２０重量％Ｒｈである。そして、図２に示すように、円柱状の貴金属チップ３０，９０の対向面３１，９１の外周縁、すなわち、対向面３１，９１と側周面３３，９３とがなす稜角部分にはＲ面取り加工が施され、面取り部３２，９２が形成されている。本実施の形態では、面取り部３２，９２の面取り長さを０．０１ｍｍ以上で、且つ、貴金属チップ３０，９０の対向面の半径に対する面取り長さの割合を０．３未満としている。なお、面取り長さとは、面取り加工を施すことによって傾斜あるいは湾曲した部分を所定の面側に投影した場合に、その所定の面における面取り加工を施した部分の長さをいう。例えば、貴金属チップ３０，９０の対向面３１，９１側に投影した場合では、対向面３１，９１の径方向における面取り部３２，９２の長さ（図２においてｒで示す。）をいう。このように、イリジウムを使用した円柱形状の貴金属チップ３０，９０における対向面３１，９１の外周縁部分に面取り部３２，９２が形成されてなることで、貴金属チップの割れ、欠けが生じることを低減し、耐久性を向上させることができる。

また、本実施の形態の貴金属チップ３０，９０は、その直径が０．３ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下となるように構成されていることで放電電圧を低下させることができ着火性が向上する。

ここで、上記構成のスパークプラグ１００に使用される貴金属チップ３０，９０の製造方法について図３，図４を参照して説明する。図３は、貴金属チップ３０，９０の製造方法の例を模式的に示す図である。図４は、貴金属チップ３０，９０の組織の例を模式的に示す図である。

本実施の形態の貴金属チップ３０，９０を作成するには、まず、図３に示すように、貴金属チップ３０，９０の主成分となるイリジウムに、第２添加成分としてプラチナ、ルテニウム、またはロジウムの少なくとも一種を配合し、さらに必要に応じてその他の成分（ニッケル、パラジウム、タングステン等）を配合して原料粉末１１０を生成する（配合処理）。次にこの原料粉末１１０を溶解炉にて溶解し、溶解体１２０を得る（溶解処理）。そして、溶解体１２０を圧延し、柱軸方向に引き延ばすことで丸棒状の素材１３１（図４参照）を得る（圧延処理）。さらに、丸棒状の素材１３１を伸線ダイス１３０のダイス穴を通すことで、断面が円形でその直径が０．３ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下となるように引き延ばした線状の素材１３５を得る（成形処理）。この線状の素材１３５を所定の長さで切断し、さらに、バレル（図示外）を用いて両方の端面に面取り加工を施すことで、面取り部３２，９２（図２参照）が形成された円柱状の貴金属チップ３０，９０を得る（切断処理）。

このようにして生成される貴金属チップ３０，９０は、図３における圧延処理、成形処理によって引き延ばされ素材１３５として成形された際に、これを構成する結晶粒子（すなわち、イリジウムを主成分とする金属結晶粒子）が、図４に示すように、柱軸方向に延伸された繊維状をなす。このため、靭性や強度の面において優れた機械的特性を発揮することができるが、繊維方向、すなわち結晶粒子が延伸された柱軸方向においては、割れや欠けが生じやすい。特に、貴金属チップ３０，９０の稜角部分に外力が加わった場合に、割れや欠けが発生する可能性が高くなるため、これを低減するために本実施の形態では面取り部３２，９２を形成した。これにより、貴金属チップの割れ、欠けを有効に低減することができ、耐久性を向上させる。

［実施例１］
次に、この面取り部３２，９２による割れや欠けの発生の低減に対する効果を確認するため、貴金属チップ３０，９０の半径（Ｒ）と面取り部３２，９２の面取り長さ（ｒ）との関係について調べた。まず、図５に示すように、面取り長さ（ｒ）と割れや欠けの発生率との関係について評価を行った。この評価を行うための試験は、中心電極２に貴金属チップ３０を接合し絶縁碍子１に挿入、保持した中心電極付き絶縁体を、先端側を下向きに３０ｃｍの高さから角度７０度の斜面を滑らせて落下させ、貴金属チップ３０を着地面に激突させて行った。このとき、貴金属チップ３０の大きさ（直径×高さ（ｍｍ））と面取り長さ（ｒ（ｍｍ））との各組み合わせごとに１０００個のサンプルを用意して試験を行った。そして、貴金属チップ３０の対向面３１の面積の１０％以上の部分に割れや欠けが生じていたものについて割れ欠けが発生したとして、その発生率について調べた。なお、貴金属チップ３０の対向面３１の面積の１０％以上の部分の割れとは、対向面３１を上面から見たときに、亀裂が入ることにより分かれた２つの面のうち、面積の小さい面が、割れが生じる前の貴金属チップ３０の対向面３１の面積の１０％以上であることを指す。また、この場合の対向面３１の面積とは、貴金属チップ３０の直径から算出される面取り部形成前の対向面のことを指す。

直径０．６ｍｍ（半径０．３ｍｍ）、高さ０．８ｍｍの貴金属チップ３０に面取り長さ（ｒ）がそれぞれ０．００５，０．０１，０．０２，０．０８，０．１（ｍｍ）の面取り部３２を形成した各サンプルについて、割れ欠けの発生率はそれぞれ、１５．０，１．０，０．４，０．５，０．１（％）であった。また、直径０．４ｍｍ（半径０．２ｍｍ）、高さ０．６ｍｍの貴金属チップ３０に面取り長さ（ｒ）がそれぞれ０．００５，０．０１，０．０２，０．０８，０．１（ｍｍ）の面取り部３２を形成した各サンプルについて、割れ欠けの発生率はそれぞれ、２０．０，３．０，０．６，０．５，０．３（％）であった。そして、直径０．７ｍｍ（半径０．３５ｍｍ）、高さ０．５ｍｍの貴金属チップ３０に面取り長さ（ｒ）がそれぞれ０．００５，０．０１，０．０２，０．０５，０．０８，０．１（ｍｍ）の面取り部３２を形成した各サンプルについて、割れ欠けの発生率はそれぞれ、１３．０，０．９，０．３，０．３，０．１，０．０（％）であった。

この結果から、面取り長さを大きくするほど、割れ欠けの発生率が低下する傾向にあることがわかった。面取り長さを大きくすれば、貴金属チップ３０の対向面３１と側周面３３とがなす稜角部分を形成する部位が貴金属チップ３０の全体に対して少なくなる。すなわち、貴金属チップ３０を全体から見た場合に、面取り長さを大きくするほど面取り部３２が稜角部分とはみなされない。貴金属チップ３０が外力を受けてもその外力が分散されて割れや欠けが発生しにくくなる。面取り長さを０．０１ｍｍ以上にすれば割れ欠けの発生率を３％以下に抑えることができる。

［実施例２］
次に、図６に示すように、貴金属チップの割れや欠けの発生の有無による火花放電による貴金属チップの消耗について評価した。この評価を行うための試験は、実施例１で評価したスパークプラグ１００のうち、図６に示す大きさおよび面取り長さの条件を満たす貴金属チップ３０が接合されているものより、割れや欠けが生じたものと生じなかったものを無作為に抽出して行った。そして、窒素雰囲気中にて０．４ＭＰａの圧力をかけ、火花周波数６０Ｈｚにて２００時間の火花放電を行った。そして試験後に、試験前と比べて火花放電ギャップが増加した量（長さ（ｍｍ））を調べた。

直径０．６ｍｍ（半径０．３ｍｍ）、高さ０．８ｍｍ、面取り長さ（ｒ）０．００５ｍｍの貴金属チップ３０が接合されたスパークプラグ１００で、貴金属チップ３０に割れや欠けが生じていないものと、生じたものとの試験後の火花放電ギャップの増加量はそれぞれ、０．０２ｍｍ，０．１０ｍｍとなった。また、上記と同じ大きさで面取り長さ０．０８ｍｍの貴金属チップ３０を使用したスパークプラグ１００において、貴金属チップ３０に割れや欠けが生じていないものと、生じたものとでは、試験後の火花放電ギャップの増加量はそれぞれ、０．０３ｍｍ，０．１１ｍｍとなった。さらに、直径０．７ｍｍ（半径０．３５ｍｍ）、高さ０．５ｍｍ、面取り長さ０．００５ｍｍの貴金属チップ３０を使用したスパークプラグ１００で、貴金属チップ３０に割れや欠けが生じていないものと、生じたものとでは、試験後の火花放電ギャップの増加量はそれぞれ、０．０１ｍｍ，０．０９ｍｍとなった。

この結果から明らかに、割れや欠けが生じた貴金属チップ３０は、火花放電における耐久性が低下して消耗しやすくなるということがわかった。これは、割れや欠けが発生した位置に出現した稜角部分に集中して火花放電が行われるため、消耗しやすくなるからである。また、貴金属チップ３０に面取り加工を施しても、火花放電における耐久性には影響しないということも確認できた。

［実施例３］
次に、図７に示すように、貴金属チップの先端面の大きさと面取り長さとの関係について評価を行った。この評価を行うための試験は、大気雰囲気中にて０．６ＭＰａの圧力をかけ、火花放電の発生を５００回行った。このとき、火花放電ギャップは１．０５ｍｍに設定した。実施例１と同様、貴金属チップ３０の大きさ（ここでは半径Ｒ（ｍｍ））と面取り長さ（ｒ（ｍｍ））との各組み合わせごとに５０個のサンプルを用意して試験を行った。そして、測定した放電電圧の平均値が１２ＫＶ未満であれば優良として「○」、１２ＫＶ以上、５ＫＶ未満であれば良として「△」、１５ＫＶ以上であれば不良として「×」の評価を行った。

半径０．３ｍｍ（直径０．６ｍｍ、高さ０．８ｍｍ）の貴金属チップ３０に面取り長さ（ｒ）がそれぞれ０．００５，０．０１，０．０２，０．０７，０．０８，０．０９，０．１（ｍｍ）の面取り部３２を形成した各サンプルについて、放電電圧に対する評価はそれぞれ、○，○，○，○，△，×，×となった。このとき、各サンプルの貴金属チップ３０の対向面３１の半径（Ｒ）に対する面取り長さ（ｒ）の割合、すなわち、面取り長さ（ｒ）と半径（Ｒ）との比率（ｒ／Ｒ）はそれぞれ、０．０１７，０．０３３，０．０６７，０．２３３，０．２６７，０．３００，０．３３３となる。同様に、半径０．２ｍｍ（直径０．４ｍｍ、高さ０．６ｍｍ）の貴金属チップ３０に面取り長さ（ｒ）がそれぞれ０．００５，０．０１，０．０４，０．０５，０．０６，０．０８（ｍｍ）の面取り部３２を形成した各サンプルについて、放電電圧に対する評価はそれぞれ、○，○，○，△，×，×となった。このとき、各サンプルの面取り長さ（ｒ）と半径（Ｒ）との比率（ｒ／Ｒ）はそれぞれ、０．０２５，０．０５０，０．２００，０．２５０，０．３００，０．４００となる。

この結果から、面取り長さ（ｒ）と半径（Ｒ）との比率（ｒ／Ｒ）が０．３以上となると、放電電圧が高くなる。また、貴金属チップ３０の対向面３１の面積が小さくなって放電面積が減少するため、火花放電が行われる部位が集中することとなり、その部位の消耗が激しくなる。これにより、火花放電ギャップが増加しやすくなり、耐久性が低下する可能性がある。このため、面取り長さ（ｒ）と半径（Ｒ）との比率（ｒ／Ｒ）が０．３未満であることが望ましい。さらには、０．２５未満であれば放電電圧を１２ＫＶ未満とすることができ、より好適である。

［実施例４］
最後に、図８に示すように、貴金属チップのビッカース硬さと割れ欠けの発生率との関係について評価を行った。この評価を行うための試験は、ビッカース硬さの異なる複数の貴金属チップ３０のそれぞれに、面取り加工を施したものと、施さなかったものとを用意し、実施例１と同様の落下試験、および評価方法により行った。

面取り長さ０．００５ｍｍの面取り部３２を形成した、硬度がビッカース硬さＨＶで４９０，５０５，５３０，６００の４種類の貴金属チップ３０（直径０．６ｍｍ、高さ０．８ｍｍ）の割れ欠けの発生率は、それぞれ、１０．０，１３．０，１５．０，１７．０（％）であった。また、面取り長さを０．０２ｍｍとした、硬度がビッカース硬さＨＶで４９０，５０５，５３０，６００の４種類の貴金属チップ３０（大きさについては上記同様である。）の割れ欠けの発生率はそれぞれ、０．８，０．６，０．４，０．２（％）であった。

この結果から、面取り加工を施さない貴金属チップ３０では、硬度が高いものほど割れや欠けが発生しやすい。これは硬度が低いものほど外力を変形によって分散吸収することができるからである。しかし、貴金属チップ３０に面取り加工を施すことで、割れ欠けの発生率が低減した。特に硬度がビッカース硬さＨＶで５００より大きい場合に、面取り加工の効果が顕著に現れた。すなわち、面取り加工を施すことによって外力が一点に集中しなければ、もともと硬いものほど割れや欠けが発生しにくくなるということがわかった。

上記実施例１〜４は、中心電極２に接合した貴金属チップ３０を用いて行ったが、接地電極６０に接合する貴金属チップ９０についても同様のチップを用いることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られず、各種の変形が可能である。例えば、面取り部３２，９２について、本実施の形態ではいわゆるＲ面取りを施したが、Ｃ面取りを施してもよい。また、中心電極２および接地電極６０のそれぞれに貴金属チップ３０，９０を設けたが、いずれか一方の電極に設けていてもよい。また、本実施の形態では、バレルを用いて貴金属チップ３０の両方の端面に面取り加工を施したが、いずれか一方に面取り加工を施してもよい。ただし、その場合、面取り加工を施していない端面を中心電極または接地電極に接合する。

本発明は、イリジウムを含有した貴金属チップを用いるスパークプラグに適用することができる。

スパークプラグ１００の部分断面図である。 貴金属チップ３０，９０の先端部分の断面図である。 貴金属チップ３０，９０の製造方法の例を模式的に示す図である。 貴金属チップ３０，９０の組織の例を模式的に示す図である。 面取り長さと割れ欠けの発生率との関係について評価を行った結果を示す表である。 貴金属チップの割れや欠けの発生の有無による火花放電による貴金属チップの消耗について評価を行った結果を示す表である。 貴金属チップの先端面の大きさと面取り長さとの関係について評価を行った結果を示す表である。 貴金属チップのビッカース硬さと割れ欠けの発生率との関係について評価を行った結果を示す表である。

１ 絶縁碍子
２ 中心電極
５ 主体金具
１２ 軸孔
２２ 先端部
６０ 接地電極
６１ 他端部
６２ 一端部
３０，９０ 貴金属チップ
３１，９１ 対向面
３２，９２ 面取り部
１００ スパークプラグ

Claims (3)

1. 中心電極と、軸線方向に貫通する軸孔を有し、前記中心電極を前記軸孔の先端側で保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の径方向周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が前記主体金具に結合し、他端部が前記中心電極の先端部に対向する接地電極と、前記中心電極の先端部と前記接地電極の他端部との対向する部位の少なくともいずれか一方に自身の基端面が接合された円柱形状の貴金属チップとを備え、
   前記貴金属チップは、イリジウム、または、少なくともイリジウムを７０重量％以上含有する合金からなり、且つ、前記貴金属チップを構成する結晶粒子が、前記貴金属チップの柱軸方向に沿って延伸されているスパークプラグにおいて、
   前記貴金属チップは、直径が０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であり、
   前記貴金属チップの前記基端面とは反対側の対向面の外周縁に、面取り長さが０．０１ｍｍ以上、且つ、前記貴金属チップの半径に対する面取り長さの割合が０．３未満である面取り部が形成されてなることを特徴とするスパークプラグ。
2. 前記貴金属チップの硬度は、ビッカース硬さＨＶで５００以上であることを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。
3. 前記貴金属チップは、プラチナ、ルテニウム、またはロジウムを第２添加成分として含有する合金からなることを特徴とする請求項１または２に記載のスパークプラグ。

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