JPH04366580A - スパークプラグ - Google Patents
スパークプラグInfo
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- JPH04366580A JPH04366580A JP14209391A JP14209391A JPH04366580A JP H04366580 A JPH04366580 A JP H04366580A JP 14209391 A JP14209391 A JP 14209391A JP 14209391 A JP14209391 A JP 14209391A JP H04366580 A JPH04366580 A JP H04366580A
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- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
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- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 abstract description 24
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ガソリン機関を希薄
な空燃比領域で運転し、排気の浄化および燃費の向上を
図るため着火性を向上させるとともに、耐久性を向上さ
せたスパークプラグに関する。
な空燃比領域で運転し、排気の浄化および燃費の向上を
図るため着火性を向上させるとともに、耐久性を向上さ
せたスパークプラグに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車エンジンなどのガソリン機関では
、排気浄化、燃費向上のための希薄な混合気での運転が
指向され、またガソリン揮発による大気汚染を抑制する
ためのガソリン重質化の要請があるなどして、スパーク
プラグの着火性上が望まれている。かかる要請を満たす
には、スパークプラグの発火位置を燃焼室内に突出させ
た突出型スパークプラグが有効であり、耐久性を向上さ
せるため、中心電極の先端にＰｔ合金チップ（白金チッ
プという）を溶接した突出型白金スパークプラグが検討
されている。
、排気浄化、燃費向上のための希薄な混合気での運転が
指向され、またガソリン揮発による大気汚染を抑制する
ためのガソリン重質化の要請があるなどして、スパーク
プラグの着火性上が望まれている。かかる要請を満たす
には、スパークプラグの発火位置を燃焼室内に突出させ
た突出型スパークプラグが有効であり、耐久性を向上さ
せるため、中心電極の先端にＰｔ合金チップ（白金チッ
プという）を溶接した突出型白金スパークプラグが検討
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、突出型スパ
ークプラグは、燃焼室内に発火部が突出するため、電極
先端部が高温に晒されるとともに、吸入行程時に流入す
る新規混合気に直接接触して冷却される度合いが高い。 このため、中心電極の母材として通常用いられているＮ
ｉ系合金（熱応力による剥離防止のため１０〜２０重量
％のＣｒを含む。）と白金チップとを直接溶接すると、
溶接部の熱応力が通常のスパークプラグよりも大きく、
白金チップの剥離、脱落が生じ易い。この発明の目的は
、中心電極の母材と白金チップとの溶接部の耐熱応力性
が向上でき、上記白金チップの剥離が長期間防止できる
突出型スパークプラグの提供にある。
ークプラグは、燃焼室内に発火部が突出するため、電極
先端部が高温に晒されるとともに、吸入行程時に流入す
る新規混合気に直接接触して冷却される度合いが高い。 このため、中心電極の母材として通常用いられているＮ
ｉ系合金（熱応力による剥離防止のため１０〜２０重量
％のＣｒを含む。）と白金チップとを直接溶接すると、
溶接部の熱応力が通常のスパークプラグよりも大きく、
白金チップの剥離、脱落が生じ易い。この発明の目的は
、中心電極の母材と白金チップとの溶接部の耐熱応力性
が向上でき、上記白金チップの剥離が長期間防止できる
突出型スパークプラグの提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明のスパークプラ
グは、中心電極の先端に白金チップを溶接するとともに
、該先端が燃焼室内壁から５ｍｍ以上燃焼室内に突出し
て装着されるスパークプラグにおいて、中心電極は、Ｃ
ｕ芯を、９０重量％以上のＮｉを含んだＮｉ合金または
１０〜２０重量％のＣｒを含むＮｉ合金からなる母材で
被覆した複合基部と、その先端面に０．７〜２ｍｍの厚
さで積層した２０〜２５重量％Ｃｒを含むＮｉ合金製の
中間層と、該中間層に溶接した前記白金チップとからな
り、中間層とＣｕ芯の先端との距離を０．５〜２ｍｍに
設定する。
グは、中心電極の先端に白金チップを溶接するとともに
、該先端が燃焼室内壁から５ｍｍ以上燃焼室内に突出し
て装着されるスパークプラグにおいて、中心電極は、Ｃ
ｕ芯を、９０重量％以上のＮｉを含んだＮｉ合金または
１０〜２０重量％のＣｒを含むＮｉ合金からなる母材で
被覆した複合基部と、その先端面に０．７〜２ｍｍの厚
さで積層した２０〜２５重量％Ｃｒを含むＮｉ合金製の
中間層と、該中間層に溶接した前記白金チップとからな
り、中間層とＣｕ芯の先端との距離を０．５〜２ｍｍに
設定する。
【０００５】
【発明の作用、効果】この発明では、中心電極の使用条
件が特に過酷となる先端が、燃焼室内壁から５ｍｍ以上
燃焼室内に突出して装着されるスパークプラグにおいて
、白金チップと中心電極の母材との中間の熱膨張率を有
するとともに耐酸化性に優れる中間層を母材の先端に設
け、この中間層に白金チップを溶接し、かつ前記母材の
Ｃｕ芯を前記中間層に近接して配している。このため、
中間層自体の耐酸化性と発生する熱応力の低減により、
中心電極の白金チップ溶接部の耐酸化性が向上でき、剥
離の発生を防止できる。またこの中間層は、耐酸化性に
は優れるが、熱伝導性に劣るため、母材のＣｕ芯を中間
層に近接して配することにより熱引きを良くし、中心電
極先端部が高温になることを防止している。これにより
熱応力を低減でき耐剥離性が向上できる。
件が特に過酷となる先端が、燃焼室内壁から５ｍｍ以上
燃焼室内に突出して装着されるスパークプラグにおいて
、白金チップと中心電極の母材との中間の熱膨張率を有
するとともに耐酸化性に優れる中間層を母材の先端に設
け、この中間層に白金チップを溶接し、かつ前記母材の
Ｃｕ芯を前記中間層に近接して配している。このため、
中間層自体の耐酸化性と発生する熱応力の低減により、
中心電極の白金チップ溶接部の耐酸化性が向上でき、剥
離の発生を防止できる。またこの中間層は、耐酸化性に
は優れるが、熱伝導性に劣るため、母材のＣｕ芯を中間
層に近接して配することにより熱引きを良くし、中心電
極先端部が高温になることを防止している。これにより
熱応力を低減でき耐剥離性が向上できる。
【０００６】
【実施例】図１は、この発明にかかるスパークプラグを
示し、先端面にＬ字形の外側電極１１が溶接された筒状
の主体金具１に、軸穴２１付き絶縁碍子２を嵌め込み、
軸穴２１に中軸３を貫設してなる。中軸３は、先端側が
中心電極４、後端側が点火回路の高圧コードが接続され
る端子３１、中間が電気抵抗性ガラスシール３２となっ
ている。このスパークプラグは、中心電極４の先端部４
Ａが絶縁碍子２の先端から１．５ｍｍら１５ｍｍ突き出
しており、機関に装着されたとき、燃焼室の内壁から５
ｍｍから１７ｍｍ燃焼室内に突き出す。
示し、先端面にＬ字形の外側電極１１が溶接された筒状
の主体金具１に、軸穴２１付き絶縁碍子２を嵌め込み、
軸穴２１に中軸３を貫設してなる。中軸３は、先端側が
中心電極４、後端側が点火回路の高圧コードが接続され
る端子３１、中間が電気抵抗性ガラスシール３２となっ
ている。このスパークプラグは、中心電極４の先端部４
Ａが絶縁碍子２の先端から１．５ｍｍら１５ｍｍ突き出
しており、機関に装着されたとき、燃焼室の内壁から５
ｍｍから１７ｍｍ燃焼室内に突き出す。
【０００７】中心電極４は、図２に示すごとく、Ｃｕ芯
４１と、該Ｃｕ芯４１を被覆したＮｉ合金製母材４２か
らなる複合基部４０と、その先端面に抵抗溶接した中間
層５と、該中間層に抵抗溶接した白金チップ６とから構
成される。母材４２は、９０重量％以上のＮｉを含んだ
Ｎｉ合金が用いられる。このＮｉ合金は、熱伝導率が高
いため、中心電極先端部の熱を後端部へ伝導する割合が
高く、先端部の昇温防止の効果が大きい。よって中心電
極の突出し量が大きい突出型スパークプラグに好適であ
る。しかしながら９０重量％以上のＮｉを含んだＮｉ合
金は、耐酸化性および高温強度が低いためかかる観点か
ら、突出し量のあまり大きくない突出型スパークプラグ
は、熱伝導率に劣るが耐酸化性および高温強度に優れる
１０〜２０重量％のＣｒを含むＮｉ合金を母材として使
用してもよい。
４１と、該Ｃｕ芯４１を被覆したＮｉ合金製母材４２か
らなる複合基部４０と、その先端面に抵抗溶接した中間
層５と、該中間層に抵抗溶接した白金チップ６とから構
成される。母材４２は、９０重量％以上のＮｉを含んだ
Ｎｉ合金が用いられる。このＮｉ合金は、熱伝導率が高
いため、中心電極先端部の熱を後端部へ伝導する割合が
高く、先端部の昇温防止の効果が大きい。よって中心電
極の突出し量が大きい突出型スパークプラグに好適であ
る。しかしながら９０重量％以上のＮｉを含んだＮｉ合
金は、耐酸化性および高温強度が低いためかかる観点か
ら、突出し量のあまり大きくない突出型スパークプラグ
は、熱伝導率に劣るが耐酸化性および高温強度に優れる
１０〜２０重量％のＣｒを含むＮｉ合金を母材として使
用してもよい。
【０００８】中間層５は、２０〜２５重量％のＣｒを含
有したＮｉ合金からなり、０．７から２ｍｍの厚さＴを
有する円錐台となっている。このＮｉ合金は、白金チッ
プ６と母材４２との中間の熱膨張係数を有するとともに
、耐酸化性が大きく、かつ高硬度で高温強度が高い特性
を有する。Ｃｒの含有量が大きいほど耐酸化性が増大す
るが、硬度の増大と熱伝導性の低下とを招くため、含有
量の上限を２５重量％、厚さＴの上限を２ｍｍに選定し
た。またＣｒの含有量が２０重量％より少ないと耐酸化
性の顕著な改善が見られず、厚さＴが０．７ｍｍ以下だ
と白金チップ６と母材４２との熱応力を緩和させる作用
が小さいため、下限を上記のごとく設定した。
有したＮｉ合金からなり、０．７から２ｍｍの厚さＴを
有する円錐台となっている。このＮｉ合金は、白金チッ
プ６と母材４２との中間の熱膨張係数を有するとともに
、耐酸化性が大きく、かつ高硬度で高温強度が高い特性
を有する。Ｃｒの含有量が大きいほど耐酸化性が増大す
るが、硬度の増大と熱伝導性の低下とを招くため、含有
量の上限を２５重量％、厚さＴの上限を２ｍｍに選定し
た。またＣｒの含有量が２０重量％より少ないと耐酸化
性の顕著な改善が見られず、厚さＴが０．７ｍｍ以下だ
と白金チップ６と母材４２との熱応力を緩和させる作用
が小さいため、下限を上記のごとく設定した。
【０００９】中間層５は、上記耐酸化性と熱応力の低下
には寄与するが、熱伝導性が悪いため、中心電極先端部
の温度が高くなる。このためこの発明では、通常３ｍｍ
以上となっている中間層５と母材４２中のＣｕ芯４１の
先端との距離Ｌを０．５〜２ｍｍと短く設定し、中心電
極４の全体の熱引きの低下を防止している。なお下限を
０．５ｍｍとしたのは、中間層の電気抵抗溶接の際の溶
接台として、これ以上の母材４２の厚さが必要であるこ
とによる。
には寄与するが、熱伝導性が悪いため、中心電極先端部
の温度が高くなる。このためこの発明では、通常３ｍｍ
以上となっている中間層５と母材４２中のＣｕ芯４１の
先端との距離Ｌを０．５〜２ｍｍと短く設定し、中心電
極４の全体の熱引きの低下を防止している。なお下限を
０．５ｍｍとしたのは、中間層の電気抵抗溶接の際の溶
接台として、これ以上の母材４２の厚さが必要であるこ
とによる。
【００１０】白金チップ６は、中間層５に溶接された径
大部６１と、外側電極１１との間に気中放電間隙を形成
する先端側径小部６２とからなる。上記中間層５および
白金チップ６の外形は、抵抗溶接の際の軟化による変形
を防止するため、何れも抵抗溶接後に成形することが望
ましい。
大部６１と、外側電極１１との間に気中放電間隙を形成
する先端側径小部６２とからなる。上記中間層５および
白金チップ６の外形は、抵抗溶接の際の軟化による変形
を防止するため、何れも抵抗溶接後に成形することが望
ましい。
【００１１】つぎに実施例とともに、耐久性のデータを
示す。図３において、中間層５の厚さＴと白金チップ６
が剥離脱落が起こる不具合発生率との関係の実験結果を
示す。この結果、母材４２と白金チップ６との間の中間
層５の厚さＴは、０．７ｍｍ〜２ｍｍにすることによっ
て不具合発生率が低く抑えられる。
示す。図３において、中間層５の厚さＴと白金チップ６
が剥離脱落が起こる不具合発生率との関係の実験結果を
示す。この結果、母材４２と白金チップ６との間の中間
層５の厚さＴは、０．７ｍｍ〜２ｍｍにすることによっ
て不具合発生率が低く抑えられる。
【００１２】このとき、実施例１として、中心電極４の
母材４２は、９５重量％Ｎｉ、２重量％Ｍｎ、１．５重
量％Ｃｒ、１．５重量％Ｓｉとの合金であり、中間層５
は、５８重量％Ｎｉ、２２重量％Ｃｒ、１８〜１９重量
％Ｆｅ、１〜２重量％Ａｌとの合金である。
母材４２は、９５重量％Ｎｉ、２重量％Ｍｎ、１．５重
量％Ｃｒ、１．５重量％Ｓｉとの合金であり、中間層５
は、５８重量％Ｎｉ、２２重量％Ｃｒ、１８〜１９重量
％Ｆｅ、１〜２重量％Ａｌとの合金である。
【００１３】また実施例２の中心電極４の構成する材料
は、母材４２を、７７重量％Ｎｉ、１５重量％Ｃｒ、８
重量％Ｆｅとの合金にし、中間層５は、５８重量％Ｎｉ
、２２重量％Ｃｒ、１８〜１９重量％Ｆｅ、１〜２重量
％Ａｌとの合金である。
は、母材４２を、７７重量％Ｎｉ、１５重量％Ｃｒ、８
重量％Ｆｅとの合金にし、中間層５は、５８重量％Ｎｉ
、２２重量％Ｃｒ、１８〜１９重量％Ｆｅ、１〜２重量
％Ａｌとの合金である。
【００１４】つぎに図４において、母材４２中のＣｕ芯
４１と中間層５との距離Ｌと白金チップ６の剥離脱落が
起こる不具合発生率との関係の実験結果を示す。この結
果、中間層５と母材４２中のＣｕ芯４１との距離Ｌは、
０．５ｍｍ〜２ｍｍにすることによって不具合発生率が
低く抑えることができる。
４１と中間層５との距離Ｌと白金チップ６の剥離脱落が
起こる不具合発生率との関係の実験結果を示す。この結
果、中間層５と母材４２中のＣｕ芯４１との距離Ｌは、
０．５ｍｍ〜２ｍｍにすることによって不具合発生率が
低く抑えることができる。
【００１５】実施例２でも同様に中心電極４は、Ｃｕ芯
４１を１０〜２０重量％以上のＣｒを含む母材４２で被
覆しその先端の白金チップ６との間に、２０〜２５重量
％Ｃｒを含んだ中間層５を配す。この場合、実施例１と
比べてベンチ耐久などの激しい冷熱サイクルテストに使
用したときの中軸３の変形に対して有効である。
４１を１０〜２０重量％以上のＣｒを含む母材４２で被
覆しその先端の白金チップ６との間に、２０〜２５重量
％Ｃｒを含んだ中間層５を配す。この場合、実施例１と
比べてベンチ耐久などの激しい冷熱サイクルテストに使
用したときの中軸３の変形に対して有効である。
【図１】この発明のスパークプラグの断面図である。
【図２】中心電極の断面図である。
【図３】この発明のスパークプラグの耐久性試験のデー
タを示すグラフである。
タを示すグラフである。
【図４】この発明のスパークプラグの耐久性試験のデー
タを示すグラフである。
タを示すグラフである。
１ 主体金具
２ 絶縁碍子
３ 中軸
４ 中心電極
４１ 母材
５ 中間部
６ 白金チップ
Claims (1)
- 【請求項１】 中心電極の先端にＰｔ合金チップを溶
接するとともに、該先端が燃焼室内壁から５ｍｍ以上燃
焼室内に突出して装着されるスパークプラグにおいて、
中心電極は、Ｃｕ芯を、９０重量％以上のＮｉを含んだ
Ｎｉ合金または１０〜２０重量％のＣｒを含むＮｉ合金
からなる母材で被覆した複合基部と、その先端面に０．
７〜２ｍｍの厚さで積層した２０〜２５重量％Ｃｒを含
むＮｉ合金製の中間層と、該中間層に溶接した前記Ｐｔ
合金チップとからなり、中間層とＣｕ芯の先端との距離
を０．５〜２ｍｍに設定したことを特徴とするスパーク
プラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14209391A JPH04366580A (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | スパークプラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14209391A JPH04366580A (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | スパークプラグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04366580A true JPH04366580A (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=15307267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14209391A Pending JPH04366580A (ja) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | スパークプラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04366580A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2007172866A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | スパークプラグ |
| JP2008294006A (ja) * | 2008-09-08 | 2008-12-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | スパークプラグ |
| US7521850B2 (en) | 2005-11-18 | 2009-04-21 | Federal Mogul World Wide, Inc. | Spark plug with multi-layer firing tip |
| WO2009063976A1 (ja) * | 2007-11-15 | 2009-05-22 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | スパークプラグ |
| JP2009200002A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Ngk Spark Plug Co Ltd | スパークプラグ |
-
1991
- 1991-06-13 JP JP14209391A patent/JPH04366580A/ja active Pending
Cited By (18)
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| US7521850B2 (en) | 2005-11-18 | 2009-04-21 | Federal Mogul World Wide, Inc. | Spark plug with multi-layer firing tip |
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| US7671521B2 (en) | 2005-11-18 | 2010-03-02 | Federal Mogul World Wide, Inc. | Spark plug with multi-layer firing tip |
| JP4563929B2 (ja) * | 2005-12-19 | 2010-10-20 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
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| WO2009063976A1 (ja) * | 2007-11-15 | 2009-05-22 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | スパークプラグ |
| JP5113161B2 (ja) * | 2007-11-15 | 2013-01-09 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
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