JPH0513145A - スパークプラグ - Google Patents

スパークプラグ

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JPH0513145A
JPH0513145A JP18165091A JP18165091A JPH0513145A JP H0513145 A JPH0513145 A JP H0513145A JP 18165091 A JP18165091 A JP 18165091A JP 18165091 A JP18165091 A JP 18165091A JP H0513145 A JPH0513145 A JP H0513145A
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JP
Japan
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electrode
noble metal
ignition
ignition part
hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP18165091A
Other languages
English (en)
Inventor
Takafumi Oshima
崇文 大島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication of JPH0513145A publication Critical patent/JPH0513145A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スパークプラグの中心電極において、特に発
火部電極に貴金属を用い、高温で発生する酸化揮発を防
止する。 【構成】 外皮材をニッケル合金、その芯材を銅合金か
らなるクラッド材を所定寸法に切断し、上記クラッド材
の一端に鍔部を形成すると共に、他端にクラッド材より
径小とするサーモ部を設け、このサーモ部にストレート
部と、テーパー部を形成し、ストレート部のテ−パ−側
の一部を残して先端側を切断すると共に先端面の銅芯部
に孔部を穿設し、この孔部に貴金属よりなる発火部電極
を接合固定することで、発火部電極とクラッド材の芯材
である銅合金とを接合し、発火部電極の受熱を銅合金を
介して熱伝導させるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、内燃機関の高性能化に伴って、発
火部電極の消耗を抑制することを目的として貴金属材
料、特に白金族のイリジウム、或はルテニウム等の白金
族の貴金属材料が用いられているが、この貴金属材料に
おいては900〜1000℃の高温の条件下で酸化揮発
することが知られており、このため貴金属材料を細径電
極部として使用し、高速運転の下でこの細径電極部を使
用したスパークプラグにおいては、この電極部の細径化
及び長時間の高速運転により容易に900〜1000℃
の酸化揮発の発生温度に達することから、熱伝導率の高
い銅材を中心電極内に、貴金属電極の間近まで封入し、
発火部電極の熱引き性を向上させることで電極部の温度
を低下させ、酸化揮発による電極部の消耗を抑制してい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものにおいて、細径化した貴金属材料よりなる電極
部を使用したスパークプラグにおいて、電極部の細径化
及び長時間の高速運転により酸化揮発の発生温度に達す
ることを抑制するために、熱伝導率の高い銅材を中心電
極内に、貴金属電極の間近まで封入し、発火部電極の熱
引き性を向上させ、中心電極内に封入した銅材により電
極部の温度を低下させ、酸化揮発による電極部の消耗の
抑制を行なっているものの場合、貴金属よりなる発火部
電極の温度の上昇を抑制する銅材を芯材として封入した
中心電極を製造するにあたっては、ニッケルカップに銅
軸を接合した後に押し出し成形を行なうことにより製造
するものであるが、中心電極材の成形の際に押し出し成
形を施すことから、中心電極の内部に封入される銅材の
先端が先鋭化する上、形状が不安定で、不規則なものと
なることから、放電部となる貴金属電極と銅芯との封入
位置にずれが生じ、貴金属電極から銅芯への熱引き性が
十分に発揮されなくなる欠点がある。
【0004】また、放電部となる発火部電極を溶接固定
するために、先端部に孔部を穿設した上に、その周囲の
中心電極の外皮材となるニッケル合金をテーパー状に切
削除去することから、この中心電極のテーパー部の外皮
材となるニッケル合金が薄くなってしまい、強度的に低
下してしまう恐れがある。
【0005】更に、中心電極の成形加工時の押し出し成
形により、中心電極の内部に封入される銅材の先端位置
がばらつくことがあり、そのため放電部となる発火部電
極を中心電極の先端に穿設した孔部に溶接、固定しても
中心電極を構成する銅材との間に間隙が生じてしまうの
で、中心電極内部に封入される銅材による熱伝導が十分
に発揮されなくなり、高温による酸化揮発を確実に防止
することができなくなる場合がある。
【0006】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、放電部の燃焼室内での強度
を確保しつつ、放電部として貴金属電極を使用した際
に、中心電極内に封入される銅芯による放電部から銅芯
への熱伝導を行なうために貴金属電極と銅芯との接触を
確実に行えるようにするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】そのために、所定寸法に
切断され、外皮材をニッケル合金、その芯材を銅合金と
する円柱形複合材の一端に鍔部を形成し、また他端部に
サーモ部を設け、このサーモ部に、上記円柱形複合材よ
りも径小としたストレート部とすると共に、このストレ
ート部とサーモ部との間にテーパー部を設け、このスト
レート部のテ−パ−側の一部を残して先端側を切削除去
すると共に先端面の銅芯部に孔部を穿設し、この孔部に
貴金属の発火部電極を挿嵌し、その全周を溶接により一
体に接合、固定し中心電極としてなるものである。
【0008】また、孔部に発火部電極として挿嵌される
貴金属と円柱形複合材を構成する銅の芯材とを直接、或
は多くとも0.5mm以内の間隙をもって接合固定し、
さらに発火部電極として先端の孔部に挿嵌され、接合、
固定される貴金属をイリジウム或はルテニウムの単体、
又は前記物質を合金元素として含有する貴金属合金とし
てなるものである。
【0009】
【作用】上記の構成を具えるので、外皮材をニッケル合
金、その芯材を銅合金からなる円柱複合材の一端に設け
るサーモ部に対してスエージング、またはロ−リング加
工をすることで、上記円柱形複合材よりも径小としたス
トレート部とすることで、放電部となる貴金属よりなる
発火部電極への受熱を熱伝導する銅合金の芯材の形状及
びその封入位置を安定させることができ、更にこのスト
レート部に対して放電部となる貴金属の発火部電極を固
定する孔部を穿設する際の孔明工程によって、孔部内の
銅合金よりなる芯材を除去できるので、発火部電極を安
定して固定することができると共に、円柱複合材の肉厚
を一定のものとすることができる。
【0010】また、ドリル加工により孔部を穿設し、こ
の孔部に貴金属の発火部電極を挿嵌し、その全周をレー
ザー溶接、電子ビーム溶接、シーム溶接、或はアルゴン
溶接により一体に接合、固定してなるものであるので、
銅合金よりなる芯材に対して直接燃焼ガスが触れること
が防げる。
【0011】そして、孔部に発火部電極として挿嵌され
る貴金属と円柱形複合材を構成する銅の芯材とを直接、
或は多くとも0.5mm以内の間隙をもって接合固定す
るので、放電部となる貴金属よりなる発火部電極に対す
る受熱による温度上昇は、芯材であり、良熱伝導性であ
る銅合金により効率よく抑制されると共に、この外皮材
であるニッケル合金と貴金属よりなる発火部電極との間
に熱膨張係数の差によって生じる熱応力は、この間隙に
より緩和される。
【0012】
【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スパークプラグ
の中心電極(1)であり、この中心電極(1)は、外皮
材(3)をニッケル合金、芯材(4)を銅合金とするク
ラッド材(2)(例えば、インコネル600等)からな
るものであって、先端に貴金属よりなる発火部電極
(5)を具え、上記中心電極(1)よりも径小としたス
トレート部(6)をサーモ部(7)を介して設けると共
に、他端には一端にヘッダー加工を施すことで鍔部(1
2)を成形してなるものである。
【0013】そして、先端に貴金属よりなる発火部電極
(5)を具え、上記中心電極(1)よりも径小としたス
トレート部(6)は、クラッド材(2)を所定寸法に切
断後、上記クラッド材(2)の一端にヘッダー加工を施
すことで鍔部(12)を成形し、また他端部をサーモ部
(7)を設け、更に、このサーモ部(7)にスエージン
グ、またはロ−リング加工をすることで、上記クラッド
材(2)よりも径小としたストレート部(6)としてな
るものである。
【0014】更に、このストレート部(6)とサーモ部
(7)との間に前記塑性加工を施してテーパー部(8)
を設けた後、このストレート部(6)のテ−パ−(8)
側の一部を残して先端側を切削除去すると共に、その先
端面(13)に対してドリル加工により孔部(9)を穿
設し、この孔部(9)に貴金属の発火部電極(5)を挿
嵌し、その全周を溶接により一体に接合、固定すること
で中心電極(1)としてなるものである。
【0015】また、孔部(9)に発火部電極(5)とし
て挿嵌される貴金属と中心電極(1)を構成する銅合金
の芯材(4)とを直接、或は多くとも0.5mm以内の
間隙(11)をもって接合固定し、さらに発火部電極
(5)として先端の孔部(9)に挿嵌され、接合固定さ
れる貴金属をイリジウム或はルテニウムの単体、又は前
記物質を合金元素として含有する貴金属合金とするもの
である。
【0016】この発明は以上の構成を具えるので、外皮
材(3)をニッケル合金、その芯材(4)を銅合金から
なるクラッド材(2)の一端に設けるサーモ部(7)に
対してスエージング、またはロ−リング加工をすること
で、上記クラッド材(2)よりも径小としたストレート
部(6)とすることで、放電部となる貴金属よりなる発
火部電極(5)への受熱を熱伝導する銅合金の芯材
(4)の形状及びその封入位置を安定させることがで
き、更にこのストレート部(6)に対して放電部となる
貴金属の発火部電極(5)を固定する孔部(9)を穿設
する際の孔明工程によって、孔部(9)内の銅合金より
なる芯材(4)を除去できるので、発火部電極(5)を
安定して固定することができると共に、この発火部電極
(5)を固定する中心電極(1)先端の肉厚を一定のも
のとすることができることとなり、混合気の燃焼に伴う
応力に対して十分な強度を確保することができる。
【0017】また、貴金属よりなる発火部電極(5)
を、ドリル加工により孔部(9)を穿設し、この孔部
(9)に貴金属の発火部電極(5)を挿嵌し、その周縁
(10)を全周にわたってレーザー溶接、電子ビーム溶
接、シーム溶接、或はアルゴン溶接により一体に接合、
固定してなるものであるので、銅合金よりなる芯材
(4)に対して直接燃焼ガスが触れることが防げること
になるので、銅合金よりなる芯材(4)の酸化腐食を防
止でき、長期間にわたっての発火部電極(5)に対する
熱伝導性を維持できることとなる。
【0018】そして、孔部(9)に発火部電極(5)と
して挿嵌し、接合固定される貴金属と中心電極(1)を
構成する銅合金の芯材(4)とを直接、或は多くとも
0.5mm以内の間隙(11)をもって接合固定するの
で、放電部となる貴金属よりなる発火部電極(5)に対
する受熱による温度上昇は、芯材(4)であり、良熱伝
導性である銅合金により効率よく抑制されると共に、こ
の外皮材(3)であるニッケル合金と貴金属よりなる発
火部電極(5)との間に、熱膨張係数の差によって生じ
る熱応力は、この間隙(11)により緩和されることに
なるので、破損に対しての耐久性を向上させることがで
きるものとなり、発火部電極(5)に、イリジウム或は
ルテニウムの単体、又は前記物質を合金元素として含有
する貴金属合金を用いても、混合気の燃焼にともなって
発火部電極(5)が高温になっても、貴金属の酸化揮発
を防止できるものである。
【0019】そこで、発火部電極(5)(直径0.55
mm、100%イリジウム)を、この発明の実施例であ
るスパークプラグの中心電極(1)に組み込み、脚長を
17mm、14mmとして従来のスパークプラグとの間
において、2000cc、6気筒のエンジンに装着し、
全開(5500rpm)で200時間運転し、その貴金
属よりなる発火部電極(5)の消耗度合を比較したとこ
ろ、銅合金からなる芯材(4)の熱引き特性により、発
火部電極(5)を構成するイリジウムの消耗度合は、従
来品のものよりも小さく、また従来品においては、脚長
17mmと14mmとでは中軸温度において50℃の差
が生じ、特に脚長17mmの場合は、酸化揮発による発
火部電極(4)の消耗が顕著であり、この発明の効果が
顕著に認められるものである(図4)。
【0020】
【発明の効果】以上のとおり、中心電極に芯材として銅
合金を用い、放電部を構成する貴金属の発火部電極の受
ける熱を伝導させることにより、貴金属による発火部電
極において高温で発生する酸化揮発を防止しすることが
できるので、酸化揮発し易いイリジウム、ルテニウム等
の金属を発火部電極に使用しても耐摩耗性を確保するこ
とができ、また貴金属よりなる発火部電極とをクラッド
材を構成する銅合金の芯材とを直接、或は多くとも0.
5mm以内の間隙をもって接合固定するので、混合気の
燃焼による、貴金属と外皮材のニッケル合金との熱膨張
係数差による熱応力を緩和させることができ、発火部電
極の耐剥離性を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。更に、貴金属としては従来よりスパ−
クプラグ電極材として使用している白金、もしくは白金
合金を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例である中心電極の部分断面図
である。
【図2】この発明の実施例である中心電極の製造工程の
図である。
【図3】この発明の実施例である中心電極の要部拡大断
面図である。
【図4】実施例と従来例との実機での時間に伴うイリジ
ウムの消耗量の関係図である。
【符号の説明】
1 中心電極 2 クラッド材 3 外皮材 4 芯材 5 発火部電極 6 ストレート部 7 サーモ部 8 テーパー部 9 孔部 10 周縁 11 間隙 12 鍔部 13 先端面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定寸法に切断され、外皮材をニッケル
    合金、その芯材を銅合金とする円柱形複合材の一端に鍔
    部を形成し、また他端部にサーモ部を設けると共に、こ
    のサーモ部を上記円柱形複合材よりも径小としたストレ
    ート部とし、このストレート部とサーモ部との間にテー
    パー部を設け、このストレート部のテ−パ−側の一部を
    残して先端側を切削除去すると共に先端面の銅芯部に孔
    部を穿設し、この孔部に貴金属の発火部電極を挿嵌し、
    その全周を溶接により一体に接合、固定してなる中心電
    極を具えるスパークプラグ。
  2. 【請求項2】 孔部に発火部電極として挿嵌される貴金
    属と円柱形複合材を構成する銅の芯材とを直接、或は多
    くとも0.5mm以内の間隙をもって接合、固定してな
    る中心電極を具える請求項1記載のスパークプラグ。
  3. 【請求項3】 発火部電極として先端の孔部に挿嵌さ
    れ、接合、固定される貴金属をイリジウム或はルテニウ
    ムの単体、又は前記物質を合金元素として含有する貴金
    属合金としてなる中心電極を具える請求項1、又は請求
    項2記載されるスパークプラグ。
JP18165091A 1991-06-27 1991-06-27 スパークプラグ Pending JPH0513145A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008517427A (ja) * 2004-10-14 2008-05-22 フェデラル−モーグル コーポレイション 貴金属の細いワイヤの電極を有する点火装置
WO2013018264A1 (ja) 2011-08-04 2013-02-07 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ
US11621544B1 (en) 2022-01-14 2023-04-04 Federal-Mogul Ignition Gmbh Spark plug electrode and method of manufacturing the same

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030311