JP5345738B2 - スパークプラグの電極及びその製造方法、並びにスパークプラグ及びスパークプラグの製造方法 - Google Patents
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Description
(1)スパークプラグの中心電極及び接地電極の少なくとも一方となる電極であって、
銅または銅を主成分とする金属を母材金属とし、前記母材金属の熱伝導度よりも高い熱伝導度を有するカーボンを10〜80体積%の割合で前記母材金属に分散させた複合材からなる中芯の少なくとも一部が、ニッケルまたはニッケルを主成分とする金属からなる外皮で包囲されていることを特徴とするスパークプラグの電極。
(2)前記カーボンの熱伝導度が450W/m・K以上であることを特徴とする上記(1)記載のスパークプラグの電極。
(3)前記複合材の熱伝導度が450W/m・K以上であることを特徴とする上記(1)または(2)記載のスパークプラグの電極。
(4)前記カーボンが、カーボン粉末、カーボン繊維及びカーボンナノチューブから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする上記(1)〜(3)の何れか1項に記載のスパークプラグの電極。
(5)前記カーボン粉末の平均粒径が2μm以上200μm以下であることを特徴とする上記(4)記載のスパークプラグの電極。
(6)前記カーボン繊維の平均繊維長が2μm以上2000μm以下であることを特徴とする上記(4)記載のスパークプラグの電極。
(7)前記カーボンナノチューブの長径部の平均長さが0.1μm以上2000μm以下であることを特徴とする上記(4)記載のスパークプラグの電極。
(8)軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔に保持される中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた主体金具と、
基端部が前記主体金具に接合され、自身の先端部と前記中心電極の先端部との間に間隙を形成する接地電極とを備えたスパークプラグであって、
前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方が、上記(1)〜(7)の何れか1項に記載の電極であることを特徴とするスパークプラグ。
(9)軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔の前記軸線方向先端側に保持される中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた主体金具と、
基端部が前記主体金具に接合され、その先端部と前記中心電極の先端部との間に間隙を形成する接地電極とを備えたスパークプラグの製造方法であって、
前記中心電極又は前記接地電極の少なくとも一方を製造する工程において、銅または銅を主成分とする金属からなる母材金属と、前記母材金属の熱伝導度よりも高い熱伝導度を有するカーボンとを、前記カーボンが10〜80体積%の割合となるように混合して圧粉または焼結して中芯を成形し、ニッケルまたはニッケルを主成分とする金属からなるカップの凹部に前記中芯を収容した後、冷間加工により前記中心電極または前記接地電極を製造することを特徴とするスパークプラグの製造方法。
(10)軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔の前記軸線方向先端側に保持される中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた主体金具と、
基端部が前記主体金具に接合され、その先端部と前記中心電極の先端部との間に間隙を形成する接地電極とを備えたスパークプラグの製造方法であって、
前記中心電極又は前記接地電極の少なくとも一方を製造する工程において、銅または銅を主成分とする金属からなる母材金属の溶融物を、前記母材金属の熱伝導度よりも高い熱伝導度を有するカーボンの仮焼結体に、前記カーボンが10〜80体積%の割合となるように含浸させて中芯を成形し、ニッケルまたはニッケルを主成分とする金属からなるカップの凹部に前記中芯を収容した後、冷間加工により前記中心電極または前記接地電極を製造することを特徴とするスパークプラグの製造方法。
(11)スパークプラグの中心電極及び接地電極の少なくとも一方を製造する方法であって、
銅または銅を主成分とする金属からなる母材金属と、前記母材金属の熱伝導度よりも高い熱伝導度を有するカーボンとを、前記カーボンが10〜80体積%の割合となるように混合して圧粉または焼結して中芯を成形し、ニッケルまたはニッケルを主成分とする金属からなるカップの凹部に前記中芯を収容した後、所定形状に冷間加工することを特徴とするスパークプラグの電極の製造方法。
(12)スパークプラグの中心電極及び接地電極の少なくとも一方を製造する方法であって、
銅または銅を主成分とする金属からなる母材金属の溶融物を、前記母材金属の熱伝導度よりも高い熱伝導度を有するカーボンの仮焼結体に、前記カーボンが10〜80体積%の割合となるように含浸させて中芯を成形し、ニッケルまたはニッケルを主成分とする金属からなるカップの凹部に前記中芯を収容した後、所定形状に冷間加工することを特徴とするスパークプラグの電極の製造方法。
(1)熱伝導度
微小領域が測定可能なサーモリフレクタンス法および周期加熱法を備えた熱物性顕微鏡(ベテル社製TM)用いて測定する。
(2)カーボン含有量
複合体の体積と重量を測り、硫酸等の酸性溶液に浸漬して母材金属(例えば銅)のみを溶かし出す。残った残渣はカーボンであり、その重量から母材金属の重量が算出される。この母材金属の重量と密度(例えば銅では8.93g/cm3)から母材金属の体積が算出され、元の複合材の体積との比からカーボン含有量を算出する。ここで、金属母材が合金である場合は、その組成を定量分析し、別途、同組成合金を作製(例えば、アーク溶解)の上、測定した密度を用いても良い。
表1に示すように、熱伝導度の異なるカーボンを用意し、配合量を変えて銅に配合して複合材を作製した。各複合材について、上記(1)熱伝導度及び(2)複合材のカーボン含有量の各測定方法に従い、それぞれの値を測定した。また、参考のためにカーボンを分散しないインコネル601(INC601)を用いた。結果を表1に併記する。
表2に示すように、平均粒径の異なるカーボン粉末または平均繊維長が異なるカーボン繊維を用意し、銅に対しカーボン含有量が40体積%になるように配合して複合体を作製した。各複合材についてその理論密度を求め、実際の密度との比(理論密度比)を表2に併記する。
2 絶縁体
3 軸孔
4 中心電極
6 端子電極
7 導電性ガラスシ−ル材
8 抵抗体
9 主体金具
10 ネジ部
11 接地電極
12 段座
13 パッキン
14 中心
15 外皮
14a 筒体
15a カップ
20 ワーク
Claims (12)
- スパークプラグの中心電極及び接地電極の少なくとも一方となる電極であって、
銅または銅を主成分とする金属を母材金属とし、前記母材金属の熱伝導度よりも高い熱伝導度を有するカーボンを10〜80体積%の割合で前記母材金属に分散させた複合材からなる中芯の少なくとも一部が、ニッケルまたはニッケルを主成分とする金属からなる外皮で包囲されていることを特徴とするスパークプラグの電極。 - 前記カーボンの熱伝導度が450W/m・K以上であることを特徴とする請求項1記載のスパークプラグの電極。
- 前記複合材の熱伝導度が450W/m・K以上であることを特徴とする請求項1または2記載のスパークプラグの電極。
- 前記カーボンが、カーボン粉末、カーボン繊維及びカーボンナノチューブから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のスパークプラグの電極。
- 前記カーボン粉末の平均粒径が2μm以上200μm以下であることを特徴とする請求項4記載のスパークプラグの電極。
- 前記カーボン繊維の平均繊維長が2μm以上2000μm以下であることを特徴とする請求項4記載のスパークプラグの電極。
- 前記カーボンナノチューブの長径部の平均長さが0.1μm以上2000μm以下であることを特徴とする請求項4記載のスパークプラグの電極。
- 軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔に保持される中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた主体金具と、
基端部が前記主体金具に接合され、自身の先端部と前記中心電極の先端部との間に間隙を形成する接地電極とを備えたスパークプラグであって、
前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方が、請求項1〜7の何れか1項に記載の電極であることを特徴とするスパークプラグ。 - 軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔の前記軸線方向先端側に保持される中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた主体金具と、
基端部が前記主体金具に接合され、その先端部と前記中心電極の先端部との間に間隙を形成する接地電極とを備えたスパークプラグの製造方法であって、
前記中心電極又は前記接地電極の少なくとも一方を製造する工程において、銅または銅を主成分とする金属からなる母材金属と、前記母材金属の熱伝導度よりも高い熱伝導度を有するカーボンとを、前記カーボンが10〜80体積%の割合となるように混合して圧粉または焼結して中芯を成形し、ニッケルまたはニッケルを主成分とする金属からなるカップの凹部に前記中芯を収容した後、冷間加工により前記中心電極または前記接地電極を製造することを特徴とするスパークプラグの製造方法。 - 軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔の前記軸線方向先端側に保持される中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた主体金具と、
基端部が前記主体金具に接合され、その先端部と前記中心電極の先端部との間に間隙を形成する接地電極とを備えたスパークプラグの製造方法であって、
前記中心電極又は前記接地電極の少なくとも一方を製造する工程において、銅または銅を主成分とする金属からなる母材金属の溶融物を、前記母材金属の熱伝導度よりも高い熱伝導度を有するカーボンの仮焼結体に、前記カーボンが10〜80体積%の割合となるように含浸させて中芯を成形し、ニッケルまたはニッケルを主成分とする金属からなるカップの凹部に前記中芯を収容した後、冷間加工により前記中心電極または前記接地電極を製造することを特徴とするスパークプラグの製造方法。 - スパークプラグの中心電極及び接地電極の少なくとも一方を製造する方法であって、
銅または銅を主成分とする金属からなる母材金属と、前記母材金属の熱伝導度よりも高い熱伝導度を有するカーボンとを、前記カーボンが10〜80体積%の割合となるように混合して圧粉または焼結して中芯を成形し、ニッケルまたはニッケルを主成分とする金属からなるカップの凹部に前記中芯を収容した後、所定形状に冷間加工することを特徴とするスパークプラグの電極の製造方法。 - スパークプラグの中心電極及び接地電極の少なくとも一方を製造する方法であって、
銅または銅を主成分とする金属からなる母材金属の溶融物を、前記母材金属の熱伝導度よりも高い熱伝導度を有するカーボンの仮焼結体に、前記カーボンが10〜80体積%の割合となるように含浸させて中芯を成形し、ニッケルまたはニッケルを主成分とする金属からなるカップの凹部に前記中芯を収容した後、所定形状に冷間加工することを特徴とするスパークプラグの電極の製造方法。
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