JPH04341784A - スパークプラグ - Google Patents
スパークプラグInfo
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
スパ−クプラグの接地電極に関する。
ラグの接地電極は、一般的にニッケル合金単層からなる
ものが使用されているが、近年の内燃機関の高性能化に
伴って、燃焼室内に常時突出しているスパ−クプラグ先
端の接地電極に対する熱障害を防止するために、有効に
接地電極の熱伝導を行ない得ることが要求され、そのた
めに、接地電極を内部の芯材に純ニッケルあるいは添加
金属の添加量を10wt%以下としたニッケル合金とし
、その外周をクロムを10wt%以上含有するニッケル
合金からなる複層構造としたクラッド材によって構成す
るもの(特開昭60−41785号)が提案されている
。
来のものにおいて特開昭60−41785号の場合、芯
材に純ニッケル或は添加金属の添加量を10wt%以下
としたニッケル合金によるものとし、その外周をクロム
を10wt%以上含有するニッケル合金からなる複層構
造としたクラッド材によって構成するものであることか
ら、 (1)芯材の耐酸化性が外周被覆のクロムを含有するニ
ッケル合金と比べ劣り、芯材の選択酸化による耐久性が
不十分となる。 (2)芯材の高温強度が弱いことによる接地電極の折損
を生じる。 という(1)(2)の欠点がある。
欠点を改善するものであり、近年において高性能化する
内燃機関に対応して、特に接地電極での熱放散の効率化
を図ろうとするものである。
純ニッケルの芯材の周囲に少くとも2種類以上の金属を
層状に配置し、そのうち一方を少くとも純ニッケルとし
、他は高温酸化耐食材、あるいは高温強度材或はその両
者とするものである。
は不純物元素が入ると熱伝導率が低下するので、下限値
を80w/m・kとするものであり、また、現在プラグ
に使用されるものは、95〜96%Ni合金のレベルで
あり、高耐食性合金は熱伝導が悪く、一般に20w/m
・k以下で、合金元素が増えるにつれ低下するから、上
限値を20w/m・kとするのである。
少くとも2種類以上の金属(例えば、純ニッケル、イン
コネル600等)を連続的に均一に配置されたので、接
地電極の熱を効率良く主体金具を介して放散でき、且つ
高温強度が強く、折損の起こり難い、耐食性に優れたス
パ−クプラグを得ることができる。
る。(1)は、この発明の実施例である内燃機関に使用
されるスパ−クプラグであり、このスパ−クプラグ(1
)は、軸孔の先端に中心電極(3)を保持すると共に、
上記軸孔(7)内において端子電極(4)と伝導性ガラ
スシ−ル(5)によって挟持される抵抗体(6)を内封
する絶縁体(2)及び上記中心電極(3)の先端の対向
する位置に配置される接地電極(10)を有し、ネジ部
(9)を周設してなる主体金具(8)から構成されるも
のである(図1)。
中心電極(3)の先端に対向する位置に配置される接地
電極(10)は、中心部を純ニッケルよりなる円柱状の
芯材(11)都市、この周囲に、純ニッケル及びインコ
ネル600等から成る、少くとも2種類以上の金属を多
層(12)(13)状に配置し、最外層(11)にイン
コネル600或は601等、室温での熱伝導率が20w
/m・kより小さいが耐食性に優れたNi−Cr金属で
被覆したものである。
3)の構造は、図2に示すような同心状でも、或は図3
に示すうずまき状でもどちらでもよい。
すように製造されるものである。すなわち、純ニッケル
丸棒よりなる芯材(11)の外周に、厚さ(m)0.5
〜1.0mmのインコネル600及び純ニッケルからな
る板状金属(12)(13)を重ねて連続して巻回した
後に、さらにその最外周にインコネル600からなる板
状金属(14)を巻回した部材をケ−シング材(25)
の円筒に内挿し、真空引きを行って空気を排除しながら
その両端部(15)(16)を溶接、密封してビレット
(18)としてなるものである。そして、この両端部(
15)(16)を溶接、密封してなるビレット(18)
を、外部炉で最高1250℃まで加熱することによって
材料の変形抵抗を低減した上で、コンテナ(19)内に
挿入し、グリ−ス等の圧力媒体(20)を介して、ステ
ム(22)によって押出し、ダイス(23)の形状に合
わせて押出し加工を行う熱間静水圧押出を行うことによ
って、芯材(11)に積層した板状金属(12)(13
)(14)及び(25)が圧接されて、均一なクラッド
ワイヤ−(24)を得ることができる。更には、このク
ラッドワイヤ−(24)を冷間の伸線工程で細径化し、
ケ−シング材(25)を除去してインコネルを露出させ
、その後にダイス引きあるいは多面ロ−ラ−による平角
形状に成形する。この様な工程によって中央に純ニッケ
ルの芯材(11)を有し、その周囲を板状金属(12)
(13)及び(14)によって連続して被覆する接地電
極(10)が作られるものである。
00、95%Ni、純Ni合金の各種接地電極をNGK
プラグ相当品番BP9HSに組込み、2サイクルエンジ
ンで6500rpm×4/4のテスト条件で接地電極に
プレイグニッションが発生するか否かを調べた。
600では、絶縁体より先に接地電極でプレイグニッシ
ョンが発生するが、本発明品では最外層の厚さを薄くす
ると、接地電極でのプレイグニッションを抑えることが
できる(図8)。
するため、2000cc6気筒のエンジンで20時間の
連続高速耐久試験を行った。プラグ形状はNGKBRE
529Yの突出し型プラグを用い、外観状態及び耐久後
の組織観察によって、酸化のダメ−ジを判断した。
の途中から先端部が粒界割れをおこしながら、酸化膨張
し、耐酸化性不十分である。 (2)外皮インコネル/中心部純ニッケルの仕様でも、
純ニッケル部のみ粒界割れ及び内部酸化が進行し、耐酸
化性不十分である。 (3)インコネル600無垢材は外観上は良好だが、火
花消耗が顕著である。 (4)この実施例(本発明品)は、多層構造部に純ニッ
ケル/インコネルが設置されているので、純ニッケルの
粒界割れが抑えられ、また火花放電部は、消耗してもイ
ンコネル/純ニッケルが交互に配置されていることで、
インコネル無垢材よりも消耗が少ない。
ニッケル材とし、その周囲をインコネル×750/純ニ
ッケルの板材を同心円状に巻回し中間層とし、この外周
をインコネル750(厚さ0.1mm)で被覆した。
ンコネル×750/純ニッケルをうずまき状に配置して
もよい。
、750ccの2輪車エンジンで折損パタ−ン運転をし
、折損までのサイクル数で評価したものを同様に図9に
示す。
により接合する構造のスパ−クプラグで、最外層のニッ
ケル合金の厚さは0.2mm以上とするのが適当である
。貴金属を溶接する時、貴金属の埋設量に比例して最外
層の厚さは熱変形して薄くなる。0.2mmより薄いと
金属埋設量が非常に大きい条件では極端に薄くなり最外
層の耐剥離性が十分活かされない。貴金属電極を接地電
極に接合する場合、クラッドの最外層の厚さが薄ければ
、その分Ni部が増え、熱伝導は良くなり、貴金属接合
部の受熱温度が低下し、貴金属とニッケル合金との膨張
係数差による熱応力は緩和されるが、薄くなりすぎると
、純ニッケルの接合界面に応力が集中し、そこから酸化
スケ−ルが進展する。従ってインコネル最外層の厚さは
0.2mm以上は必要である。
め多層構造体の構成金属を純ニッケルと銅としても良い
。 この時銅の耐酸化性不足が問題となるのであれば、炭酸
ガスレ−ザ−、TIG溶接等で、先端部を溶解しながら
Cu−Ni合金封着しても良い。
部銅、中間部の多層構造体と最外層部を95%Ni或は
インコネル等とし、先端部を炭酸ガス レ−ザ−溶接
で封着することもできる。
図6に示すように接地電極(4)は中心部である純ニッ
ケルよりなる角柱状の芯材(11)の周囲に、純ニッケ
ルとインコネル(熱伝導率20W/m・k以下のニッケ
ル合金)からなる少なくとも2種以上の金属(12)(
13)を多層状に被覆したものである(図7)。なお、
多層状の上記材料は外層(12)が純ニッケル又はイン
コネルの何方でもよいが、火花消耗を向上するには、純
ニッケル等を熱伝導率80W/m・k以上とし、高温強
度を向上するにはインコネルを外層となるようにすれば
よいものである。
置される接地電極を芯材の周囲に板状金属を重ねて連続
的に巻回したクラッド材によってなるものとすることで
、接地電極における熱放散性を有効に行えるものとし、
更にこの芯材の最外部を耐食性等に優れた金属によって
被覆することで良熱伝導性である板状金属の腐食を有効
に防止できるので、スパ−クプラグとしての耐久性を十
分に向上させることができる優れた効果を有するもので
ある。
スパ−クプラグの部分断面図
3】図2と同様の横断面図
図5】各合金の熱伝導率を示す
例における多層状態を示す図
ン発生の状態を示す図
示す図
Claims (4)
- 【請求項1】 絶縁体に保持され先端から突出する中
心電極と前記絶縁体が主体金具内に固定されると共に、
前記中心電極の先端部に対向するように接地電極が前記
主体金具に接合されてなるスパ−クプラグにおいて、前
記接地電極は、最外層が室温での熱伝導率が20w/m
・k以下の耐食性ニッケル合金からなり、中心部の芯材
は室温での熱伝導率が80w/m・k以上の純ニッケル
からなるものとし、前記最外層と芯材との間に、少くと
も2種以上の金属を多層状に配置した構造部を有するス
パ−クプラグ。 - 【請求項2】 多層状構造部の構成金属のうち少くと
も1種類は、室温での熱伝導率が80w/m・k以上の
金属からなる請求項(1)記載のスパ−クプラグ。 - 【請求項3】 絶縁体に保持され先端から突出する中
心電極と前記絶縁体が主体金具内に固定されると共に、
前記中心電極の先端部に対向するように接地電極が前記
主体金具に接合されてなるスパ−クプラグにおいて、前
記接地電極は、中心部の芯材を室温での熱伝導率が80
W/m・k以上の純ニッケルとし、その外周を少なくと
も2種以上の金属を多層状に被覆してなるスパ−クプラ
グ。 - 【請求項4】 多層状の材料は、純ニッケルと室温で
の熱伝導率が20W/m・k以下の耐食性ニッケル合金
からなる請求項(3)記載のスパ−クプラグ。
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---|---|---|---|
JP16342991A JP3295730B2 (ja) | 1990-06-11 | 1991-06-10 | スパークプラグ |
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---|---|---|---|
JP2-149827 | 1990-06-11 | ||
JP14982790 | 1990-06-11 | ||
JP16342991A JP3295730B2 (ja) | 1990-06-11 | 1991-06-10 | スパークプラグ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04341784A true JPH04341784A (ja) | 1992-11-27 |
JP3295730B2 JP3295730B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=26479599
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP16342991A Expired - Lifetime JP3295730B2 (ja) | 1990-06-11 | 1991-06-10 | スパークプラグ |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3295730B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8217561B2 (en) | 2007-09-17 | 2012-07-10 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug having laminated ground electrode |
-
1991
- 1991-06-10 JP JP16342991A patent/JP3295730B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8217561B2 (en) | 2007-09-17 | 2012-07-10 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug having laminated ground electrode |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP3295730B2 (ja) | 2002-06-24 |
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