JPH03176979A - 内燃機関用スパークプラグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、内燃機関に使用されるスパークプラグの中
心電極先端の発火部に間する。

（従来の技術） 近年、内燃機関の高性能化に伴って、狭い内燃機関のヘ
ラＩ・に対応することかできるように、車代り化か要求
され、そのため内燃機関ζこ使用されるスパークプラグ
の中心電極等に発火部電極として接合する貴金属チップ
には、細径化が十分に行えるように、高温状態における
耐摩耗性、耐衝撃性（こ優れたＰ　ｉ、　−１ｒ、　Ｐ
　ｔ−Ｎ　ｉ合金を使用するものか提案されでいる（特
公昭６３−６２８７０号）。

（発明が解決しようとする課題） しかしなから、上記従来のものにおいて、発火部電極と
して中心電極に接合されるイリジウム合金（Ｉｒ−Ｐｔ
合金等）は、常温において脆性が強いことから、スパー
クプラグの中心電極への接合工程中に、僅かな衝撃等を
与えることにより、発火部電極であるイリジウム合金を
損傷し易いものであるから、作業性が著しく低下するも
のであり、亀裂等の生した発火部電極を使用するスパー
クプラグを内燃機関に装着すると、着火時の振動等によ
って発火部電極が燃焼室内に脱落し、内燃機関の不調や
破損につながる恐れがある。

そこで、この発明は上記従来のものの持つ欠点を改善す
るものであり、近年のスパークプラグの小型化の要求に
刻して、発火部電極の細径化を可能とするイリジウム合
金を確実に使用することかできるようにするものである
。

（課題を解決するための手段） そのために、少なくとも二つの、対向する火花間隙を有
する電極間のうち、少なくとも一方の先端面に細径の円
柱状のイリジウムあるいはイリジウム合金からなるチッ
プを具え、月つ上記チップのニッケル電極母材への電気
溶接時に溶接面で鍔部な形成させつつ固着させ、更に電
気溶接己こよって固着する上記チップの線膨張係数を？
、５Ｘ１０６以下、融点を１９００℃以上とし、更には
焼結密度９０％以上のイリジウムあるいはイリジウム合
金の粉末焼結金属とし、又、ニッケル電極母材と溶接す
るチップの間に線膨張係数が７．０〜１３．ＯＸ　１０
−６である白金合金あるいはイリジウム合金を予め電気
溶接した上、更に円柱状のチップを電気溶接によって溶
接面において鍔部を形成しつつ固着させてなるものであ
る。

（作用） 上記構成を具えるので、ニッケル電極母材に発火部電極
である、イリジウム或はイリジウム合金を接合する時に
は、電気溶接とすることによって通電加熱が行なわれる
ことになるので、変形加工が可能な状態となり、電極母
材との接合面積を大きくする鍔部な形成させながら一体
に接合させることができ、また、電極母材と発火部電極
である円柱状のチップとの間に、白金合金あるいはイリ
ジウム合金応力緩和層を設６ｊることによって、この応
力緩和層の線膨張係数が７．０〜＋３．ＯＸ　１０−６
と電極母材とチップとの中間の値であるので、電極母相
とＬ記チップとの線膨張係数の斧によって生しる熱応力
を緩和することかできるので、熱応力に起因する変形や
割れを防１１−することかできる。

（実施例） この発明を図に示す実施例により更に説明する。

（１）は、この発明の実施例である内炉機関用スパーク
ブラつてあり、この内燃機関用スパークプラグ（１）は
、先端に発火部電極である貴金属チップ（４）を接合し
た中心電極（３）と端子電極（５）によって導電性カラ
スシール（６）ｌ）に挟持される抵抗体（７）を軸孔内
（８）（こ内封する絶縁体（２）と、内燃機関に取り付
ける時ζこ使用するネジ部（１０）より延設される外側
電極（１１）を具える主体金具（９）から構成されるも
のである（第１図）。

そして、中心電極（３）に接合される発火部電極である
チップく４）は、線膨張係数を７．５Ｘ　ＩＱ６以下と
し、融点を１９００℃以上とするイリジウム或はイリジ
ウム合金によりなる細径の円柱状のものとなっており、
中心電極（３）との接合面（１２）２こおいては、鍔部
（１３）を形成するように電気溶接によって固着されて
いるものであり（第２図）、この鍔部（１３）において
、チップ（４）の線径をＡ、溶接時に形成された鰐部（
１３）の径■３、鍔部をＣ及び中心電極（３）の接合面
（１２）からの埋設量をＤとする時に、 ０．３≦Ａ≦１．０ｍｍ，　　Ｂ≧１．２Ａ、　　Ｃ≧
０．１５ｍｍ。

Ｄ≧０．０５ｍｍ の条件を満たしてなるものである（第３図）。

また、このチップ（４）は少なくとも二つの、対向する
火花間隙を有する外側電極（１１）と中心電極（３）開
のうち、少なくとも一方には接合するものである。

この発明か以上の構成を具えるので、ニッケル合金等か
らなる中心電極（３）（こイリジウム或はイリジウム合
金からなる貴金属チップ（４）（線径をＡとした時に０
．３≦八≦ｌ　、　Ｏｍｍを満たずことによってスパー
クプラグの小型化の要求に刻応するものである。）を接
合する時に、電気溶接によって接合を行なうものである
から、」二記チップ（４）に対して通電加熱か行なわれ
、この通電加熱により変形加工か可能な状態となり、中
心電極（３）の母材との接合面（１２）において鍔部（
１３）（形成された鍔部（１３）の径Ｂとした時に、Ｂ
≧１．２Ａを満たずことによって脆性を高めないように
する。）を形成させながら一体に接合すること（鍔部を
Ｃ及び中心電極の接合面からの埋設量をＤとする時に、
Ｃ≧０．１５ｍｍ、　　Ｄ≧０．０５ｍｍを満足させる
ことによって、接合面積の拡大及び強度の向上を図る。

）で、チップ（４）の中心電極（３）に対する接合面積
が大きくなるので、発火部電極であるチップ（４）の接
合強度を高め、脱落や剥離等の損傷に対するスパークプ
ラグ（１）の耐久性を向上させることが可能となるもの
である。

なお、この貴金属チップ（４）の中心電極（３）への電
気溶接時には、中心電極（３）の接合面（１２）に予め
凹陥部（１６）を配設してあり、チップ（４）は、電気
溶接治具（１４）等によってこの凹陥部（１６）に嵌着
して行なうものである（第４図）。

また、中心電極（３）に電気溶接によって接合する円筒
状のチップ（４）において、イリジウム或はイリジウム
合金の代わりに、焼結密度９０％以上の粉末焼結金属と
してもよく、この粉末焼結金属を使用することによって
、発火部電極となるチップ（４）の脆性が小さくなり、
製造作業時の作業性を向上させることが可能となり、更
に粉末金属をカブ結させることから、様々な形状に底形
することかできるものである。

一方、第５図はこの発明の第２実施例であり、ニッケル
等よりなる中心電極（３）の接合面（１２）と溶接する
上記チップ（４）の間に線膨張係数が７．０〜＋３．Ｏ
Ｘ　１０−６である白金合金あるいはイリジウム合金を
予め電気溶接することごこまって応力緩和！（１５）を
設けた上で、更にこの応力緩和１ｍ（１５）に対して、
円柱状のチップ（４）を電気溶接によって接合面（１２
）において鍔部（１３）を形成しつつ固着させてなるも
のである。このとき、上記チップ（４）の線径をＡ゛、
溶接時に形成された鍔部（１３）の径をＢ゛、鍔部（１
３）の厚さをＣ“及び白金合金あるいはイリジウム合金
の溶接面からのチップ埋設量をＤ゛とじた時ｔこ、 ０．３≦Ａ゛　≦１．ｏｍｍ、　　Ｂ　’　　≧１．２
Ａ、　　Ｃ’　　≧０．１５ｍｍＤ′　≧０．０３ｍｍ の条件を満足してなるものである（第６図）。

そして、イリジウム或はイリジウム合金からなるチップ
（４）と中心電極（３）との間の、白金合金あるいはイ
リジウム合金からなる応力緩和層（１５）の線膨張係数
が７．０〜＋３．ＯＸ　１０−６と中心電極（３〉と発
火部電極である上記チップ（４）の中間の値をとること
から、着火時に発生する熱に起因する線膨張係数の差に
よる熱応力ζこよりチップ（４）が剥離或は脱落するこ
とが無いよう、この熱応力を十分に緩和することができ
るものである。

なお、第７図に示すように、外側電極（１１）の先端に
、中心電極（３）の先端に接合するチップ（４）を同様
に接合させて、この両者のチップ（４）（４）間で火花
放電を確保しても良いものである。

そこで、この発明の実施例と従来のスパークプラグ（Ｂ
ＰＲ５ＥＳ−１１）とを実機（４サイクル、６気筒２０
００ｃｃ）において、６５０ｒｐｍのアイドル運転時の
ＨＣスパイク数による着火性の比較（第８図）と１００
時間耐久テスト後の火花放電電圧の比較（第９図）にお
いても、着火性の向上や放電電圧の低下が観測され、十
分にこの発明の効果が認められるものである。

（発明の効果） 以上のとおり、発火部電極に耐火花消耗性に優れたイリ
ジウム或はイリジウム合金を使用することによってスパ
ークプラグ自体の耐久性を向上させ、鍔部を形成させな
がら中心電極先端に接合することで着火時の衝撃に対す
る発火部電極の剥離及び脱落を確実に防止することがで
きる優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である内燃機関用スパークプ
ラグの縦断面図、第２図は中心電極先端の要部拡大断面
図、第３図はチップを接合するときに必要な寸法を示す
拡大断面図、第４図は貴金属チップの電気溶接方法を示
した断面図、第５図はこの発明の第２実施例であるスパ
ークプラグの１ 第 図 中心電極先端の要部拡大断面図、第６図は電気溶中心電
極先端の要部拡大断面図、第８図及び第９図は、この発
明の実施例であるスパークプラグと従来例とについて、
実機によるＨ　Ｃスパイクテストと放電電圧を計測した
結果を示すものである。 ｌ・・・内燃機関用スパークプラグ　２・・・絶縁体３
・・・中心電極　４・・・チップ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）、少なくとも二つの、対向する火花間隙を有する
   電極間のうち、少なくとも一方の先端面に細径の円柱状
   であり、線膨張係数が７．５×１０＾−＾６以下、融点
   を１９００℃以上とするイリジウムあるいはイリジウム
   合金からなるチップを具え、且つ上記チップのニッケル
   電極母材への電気溶接時に溶接面で鍔部を形成させつつ
   固着させ、この鍔部において、チップ線径をＡ、溶接時
   に形成された鍔部の径Ｂ、鍔厚をＣ及び電極母材の接合
   面からの埋設量をＤとする時に、 ０．３≦Ａ≦１．０ｍｍ，Ｂ≧１．２Ａ，Ｃ≧０．１５
   ｍｍ，Ｄ≧０．０５ｍｍ の条件を満たしてなる内燃機関用スパークプラグ。 （２）、円柱状のチップを焼結密度９０％以上の、イリ
   ジウムあるいはイリジウム合金からなる粉末焼結金属と
   する請求項（１）、記載の内燃機関用スパークプラグ。 （３）、ニッケル電極母材と溶接する貴金属チップの間
   に線膨張係数が７．０〜１３．０×１０＾−＾６である
   白金合金あるいはイリジウム合金を予め電気溶接した上
   、更に円柱状のチップを電気溶接によって溶接面におい
   て鍔部を形成しつつ固着させるとともに、チップ線径を
   Ａ’、溶接時に形成された鍔部径をＢ’、鍔厚をＣ’及
   び白金合金あるいはイリジウム合金の溶接面からのチッ
   プ埋設量をＤ’とした時に、 ０．３≦Ａ’≦１．０ｍｍ，Ｂ’≧１．２Ａ，Ｃ’≧０
   ．１５ｍｍＤ’≧０．０３ｍｍ の条件を満足してなる請求項（２）、記載の内燃機関用
   スパークプラグ。