JPH05242952A - スパークプラグ - Google Patents
スパークプラグInfo
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- JPH05242952A JPH05242952A JP4325792A JP4325792A JPH05242952A JP H05242952 A JPH05242952 A JP H05242952A JP 4325792 A JP4325792 A JP 4325792A JP 4325792 A JP4325792 A JP 4325792A JP H05242952 A JPH05242952 A JP H05242952A
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- Japan
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- tip
- heat
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- alloy
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱引きを向上させ、貴金属チップの揮発を防
ぎ、安価で耐久性の向上したスパークプラグの提供。 【構成】 筒状主体金具２内に、絶縁碍子３と中心電極
４とを嵌着し、前記主体金具先端の外側電極１と中心電
極先端部４Ａとの間に火花放電間隙を形成するスパーク
プラグにおいて、中心電極は耐熱Ｎｉ合金製母材と該母
材内に埋設された良熱伝導性金属芯とから成形され、そ
の先端にＩｒ又はＩｒに金属酸化物を添加した貴金属チ
ップ６が金属芯に近接してレーザー溶接され、絶縁碍子
は窒化アルミニウムを主体とする先端側部３３と酸化ア
ルミニウムを主体とする後端側部３４とからなる。ま
た、外側電極の放電面にＰｔ、Ｉｒ、Ｐｔ−Ｉｒ合金、
またはＰｔ−Ｎｉ合金のチップ７が溶接され、耐熱Ｎｉ
合金製母材と、良熱伝導性金属芯と、純Ｎｉ製中芯との
三層構造である。
ぎ、安価で耐久性の向上したスパークプラグの提供。 【構成】 筒状主体金具２内に、絶縁碍子３と中心電極
４とを嵌着し、前記主体金具先端の外側電極１と中心電
極先端部４Ａとの間に火花放電間隙を形成するスパーク
プラグにおいて、中心電極は耐熱Ｎｉ合金製母材と該母
材内に埋設された良熱伝導性金属芯とから成形され、そ
の先端にＩｒ又はＩｒに金属酸化物を添加した貴金属チ
ップ６が金属芯に近接してレーザー溶接され、絶縁碍子
は窒化アルミニウムを主体とする先端側部３３と酸化ア
ルミニウムを主体とする後端側部３４とからなる。ま
た、外側電極の放電面にＰｔ、Ｉｒ、Ｐｔ−Ｉｒ合金、
またはＰｔ−Ｎｉ合金のチップ７が溶接され、耐熱Ｎｉ
合金製母材と、良熱伝導性金属芯と、純Ｎｉ製中芯との
三層構造である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、中心電極の先端にイ
リジウム（Ｉｒ）を主体とする貴金属チップを溶接した
スパークプラグに関する。
リジウム（Ｉｒ）を主体とする貴金属チップを溶接した
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、耐火花消耗性向上のため電極先端に白金（Ｐｔ）な
どの貴金属チップを溶接したスパークプラグが使用され
ている。また、中心電極には、耐熱ニッケル（Ｎｉ）合
金製母材に熱伝導性に優れた銅（Ｃｕ）芯を埋設した複
合材が使用されている。
は、耐火花消耗性向上のため電極先端に白金（Ｐｔ）な
どの貴金属チップを溶接したスパークプラグが使用され
ている。また、中心電極には、耐熱ニッケル（Ｎｉ）合
金製母材に熱伝導性に優れた銅（Ｃｕ）芯を埋設した複
合材が使用されている。
【０００３】また絶縁碍子は、酸化アルミニウム（アル
ミナ；Ａｌ2 Ｏ3 ）製が一般であるが、熱伝導性が悪
い。このため、中心電極からの熱引きの際に絶縁碍子先
端が高温となりこの部分が熱点となってプレイグニッシ
ョンが発生し易い。
ミナ；Ａｌ2 Ｏ3 ）製が一般であるが、熱伝導性が悪
い。このため、中心電極からの熱引きの際に絶縁碍子先
端が高温となりこの部分が熱点となってプレイグニッシ
ョンが発生し易い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】貴金属チップとして使
用されるＰｔやパラジウム（Ｐｄ）などの電極材料は高
価であるため、安価なＩｒを用いれば安価な電極を製造
することができる。しかしＩｒは、耐火花消耗性には優
れるが、９００〜１０００℃の高温で酸化揮発し易い欠
点がある。
用されるＰｔやパラジウム（Ｐｄ）などの電極材料は高
価であるため、安価なＩｒを用いれば安価な電極を製造
することができる。しかしＩｒは、耐火花消耗性には優
れるが、９００〜１０００℃の高温で酸化揮発し易い欠
点がある。
【０００５】この発明の目的は、絶縁碍子の少なくとも
先端側部に熱伝導性に優れた窒化アルミニウムを使用し
て熱引きを向上させ、中心電極先端部の温度を低く維持
して放電部に溶接された貴金属チップの揮発を防ぎ、耐
久性が向上したスパークプラグの提供にある。
先端側部に熱伝導性に優れた窒化アルミニウムを使用し
て熱引きを向上させ、中心電極先端部の温度を低く維持
して放電部に溶接された貴金属チップの揮発を防ぎ、耐
久性が向上したスパークプラグの提供にある。
【０００６】
【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、筒状主体金具内に、軸孔を有する棒状絶縁碍子を
嵌め込み、前記軸孔に中心電極を嵌着し、前記主体金具
の先端に設けた外側電極と前記絶縁碍子の先端から突出
した中心電極先端部との間に火花放電間隙を形成してな
るスパークプラグにおいて、前記中心電極は、耐熱Ｎｉ
合金製母材と該母材内に埋設された良熱伝導性金属芯と
から成形されるとともに、その先端にＩｒ又はＩｒに金
属酸化物を添加した貴金属チップが前記良熱伝導性金属
芯に近接してレーザー溶接され、前記絶縁碍子は、全体
が窒化アルミニウムを主体とするか又は窒化アルミニウ
ムを主体とする先端側部と酸化アルミニウムを主体とす
る後端側部とからなる。請求項２に記載のスパークプラ
グは、外側電極は前記中心電極との対向する放電面にＰ
ｔ、Ｉｒ、Ｐｔ−Ｉｒ合金、またはＰｔ−Ｎｉ合金のチ
ップを溶接した。請求項３に記載のスパークプラグは、
外側電極は耐熱Ｎｉ合金製母材と、良熱伝導性金属芯
と、純Ｎｉ製中芯とから成る三層構造とした。
グは、筒状主体金具内に、軸孔を有する棒状絶縁碍子を
嵌め込み、前記軸孔に中心電極を嵌着し、前記主体金具
の先端に設けた外側電極と前記絶縁碍子の先端から突出
した中心電極先端部との間に火花放電間隙を形成してな
るスパークプラグにおいて、前記中心電極は、耐熱Ｎｉ
合金製母材と該母材内に埋設された良熱伝導性金属芯と
から成形されるとともに、その先端にＩｒ又はＩｒに金
属酸化物を添加した貴金属チップが前記良熱伝導性金属
芯に近接してレーザー溶接され、前記絶縁碍子は、全体
が窒化アルミニウムを主体とするか又は窒化アルミニウ
ムを主体とする先端側部と酸化アルミニウムを主体とす
る後端側部とからなる。請求項２に記載のスパークプラ
グは、外側電極は前記中心電極との対向する放電面にＰ
ｔ、Ｉｒ、Ｐｔ−Ｉｒ合金、またはＰｔ−Ｎｉ合金のチ
ップを溶接した。請求項３に記載のスパークプラグは、
外側電極は耐熱Ｎｉ合金製母材と、良熱伝導性金属芯
と、純Ｎｉ製中芯とから成る三層構造とした。
【０００７】
【作用】この発明では、金属芯と貴金属チップを近接さ
せ、かつ絶縁碍子の少なくとも先端側部を熱伝導性に優
れた窒化アルミニウム製としている。このため、中心電
極先端部の温度を低温に維持でき、Ｉｒを主体とする貴
金属チップの酸化揮発を有効に防止できる。また外側電
極に貴金属チップを固着することにより、火花放電間隙
に消耗による拡大を防止できる。さらに外側電極を３層
構造にすることにより、貴金属チップの剥離、高温によ
る消耗、変形を防止できる。このため、気筒内の燃焼ガ
スに晒された、貴金属チップを含む発火部表面が受けた
熱は、芯を介して主体金具に伝達され機関のシリンダー
ヘッドに伝達される熱伝導、つまり熱引きが良好であ
り、貴金属チップが低温に保たれる。このため、チップ
が酸化揮発し易い９００℃以上になることが有効に防止
され、耐久性に優れたスパークプラグが得られる。
せ、かつ絶縁碍子の少なくとも先端側部を熱伝導性に優
れた窒化アルミニウム製としている。このため、中心電
極先端部の温度を低温に維持でき、Ｉｒを主体とする貴
金属チップの酸化揮発を有効に防止できる。また外側電
極に貴金属チップを固着することにより、火花放電間隙
に消耗による拡大を防止できる。さらに外側電極を３層
構造にすることにより、貴金属チップの剥離、高温によ
る消耗、変形を防止できる。このため、気筒内の燃焼ガ
スに晒された、貴金属チップを含む発火部表面が受けた
熱は、芯を介して主体金具に伝達され機関のシリンダー
ヘッドに伝達される熱伝導、つまり熱引きが良好であ
り、貴金属チップが低温に保たれる。このため、チップ
が酸化揮発し易い９００℃以上になることが有効に防止
され、耐久性に優れたスパークプラグが得られる。
【０００８】
【実施例】図１は、この発明にかかるスパークプラグを
示し、先端面に外側電極１を溶接した円筒状の主体金具
２の段部２１にパッキン２２を介して絶縁碍子３の座面
３１を係止し、頭部２３の加締めによって絶縁碍子３が
固定されている。絶縁碍子３の軸孔３２には中心電極４
が嵌め込まれ、先端部４Ａが絶縁碍子３の先端より突出
すると共に径大の鍔部４Ｂが軸孔３２の段部に当接し、
導電性ガラスシール５１、モノシリック抵抗体５２及び
端子５３を備えた中軸５が一体に加熱封着されている。
そして、主体金具２の先端にねじ部２４が螺刻され、ガ
スケット２５を介して図示しないシリンダヘッドに固着
される。
示し、先端面に外側電極１を溶接した円筒状の主体金具
２の段部２１にパッキン２２を介して絶縁碍子３の座面
３１を係止し、頭部２３の加締めによって絶縁碍子３が
固定されている。絶縁碍子３の軸孔３２には中心電極４
が嵌め込まれ、先端部４Ａが絶縁碍子３の先端より突出
すると共に径大の鍔部４Ｂが軸孔３２の段部に当接し、
導電性ガラスシール５１、モノシリック抵抗体５２及び
端子５３を備えた中軸５が一体に加熱封着されている。
そして、主体金具２の先端にねじ部２４が螺刻され、ガ
スケット２５を介して図示しないシリンダヘッドに固着
される。
【０００９】中心電極４は、図２に示すごとく、純Ｎｉ
又はクロム（Ｃｒ）や鉄（Ｆｅ）を含むＮｉ合金製で、
先端部４Ａが幾分径小となっている円柱状母材４１と、
母材４１の軸心部に埋め込まれたＣｕまたは銀（Ａｇ）
を主体とする良熱伝導金属性の芯４２と、母材４１の先
端部（中心電極の先端部４Ａ）に基部６１が埋め込まれ
て溶接された貴金属チップ６とからなる。チップ６は、
母材４１との接合面が全周に渡って溶接されるととも
に、端面６２は前記芯４２の先端と接触ないし接触して
溶接されている。
又はクロム（Ｃｒ）や鉄（Ｆｅ）を含むＮｉ合金製で、
先端部４Ａが幾分径小となっている円柱状母材４１と、
母材４１の軸心部に埋め込まれたＣｕまたは銀（Ａｇ）
を主体とする良熱伝導金属性の芯４２と、母材４１の先
端部（中心電極の先端部４Ａ）に基部６１が埋め込まれ
て溶接された貴金属チップ６とからなる。チップ６は、
母材４１との接合面が全周に渡って溶接されるととも
に、端面６２は前記芯４２の先端と接触ないし接触して
溶接されている。
【００１０】チップ６は、Ｉｒ又はＩｒに金属酸化物
（例えばイットリア；Ｙ2 Ｏ3 など）を添加して焼結し
た焼結体からなり、円柱状を呈する。チップ６の溶接
は、母材４１の先端面の中心の芯４２に達する小穴に、
円柱状のチップ６を軸芯を一致させて嵌合し、レーザー
溶接する。この実施例のごとく、中心電極４の良熱伝導
性芯４２とチップ６とを接触させていると、チップ６の
温度を数十度前後低くすることができる。
（例えばイットリア；Ｙ2 Ｏ3 など）を添加して焼結し
た焼結体からなり、円柱状を呈する。チップ６の溶接
は、母材４１の先端面の中心の芯４２に達する小穴に、
円柱状のチップ６を軸芯を一致させて嵌合し、レーザー
溶接する。この実施例のごとく、中心電極４の良熱伝導
性芯４２とチップ６とを接触させていると、チップ６の
温度を数十度前後低くすることができる。
【００１１】絶縁碍子３は、窒化アルミニウム製の先端
側部３３とアルミナ製の後端側部３４とを接着剤３５で
接着して一体化した分割型絶縁碍子３となっている。主
体金具２の最小内径部付近において、中心電極４側の絶
縁碍子３内周部を耐電圧性能に優れたアルミナ製の後端
側部３４の凸部３６で突出させ、この凸部３６の外周を
覆うように熱伝導性に優れた窒化アルミニウム製の先端
側部３３の凹部３７を配し、その接合面には、耐熱樹脂
やガラスシールの接着剤３５が充填されている。
側部３３とアルミナ製の後端側部３４とを接着剤３５で
接着して一体化した分割型絶縁碍子３となっている。主
体金具２の最小内径部付近において、中心電極４側の絶
縁碍子３内周部を耐電圧性能に優れたアルミナ製の後端
側部３４の凸部３６で突出させ、この凸部３６の外周を
覆うように熱伝導性に優れた窒化アルミニウム製の先端
側部３３の凹部３７を配し、その接合面には、耐熱樹脂
やガラスシールの接着剤３５が充填されている。
【００１２】これによって、スパークプラグの先端部か
らの高熱を先端側部３３からパッキン２２、段部２１を
介して主体金具２に逃がし、主体金具２はガスケット２
５を介してエンジンのシリンダヘッドへ熱を逃がすので
ある。また分割型絶縁碍子３であるために、耐電圧性に
劣る先端側部３３の凹部３７は、火花貫通が発生し易い
最小内径部の半径方向の厚さを薄くできることから、耐
電圧性に優れる後端側部３４を主体金具２に近づけるこ
とができ、高い放電電圧に耐えることができる。なお、
絶縁碍子３は実施例のように分割構造ではなく、先端側
部３４と後端側部３５とも窒化アルミニウム製としても
よく、これにより絶縁碍子３の熱引きをさらに向上する
ことができる。
らの高熱を先端側部３３からパッキン２２、段部２１を
介して主体金具２に逃がし、主体金具２はガスケット２
５を介してエンジンのシリンダヘッドへ熱を逃がすので
ある。また分割型絶縁碍子３であるために、耐電圧性に
劣る先端側部３３の凹部３７は、火花貫通が発生し易い
最小内径部の半径方向の厚さを薄くできることから、耐
電圧性に優れる後端側部３４を主体金具２に近づけるこ
とができ、高い放電電圧に耐えることができる。なお、
絶縁碍子３は実施例のように分割構造ではなく、先端側
部３４と後端側部３５とも窒化アルミニウム製としても
よく、これにより絶縁碍子３の熱引きをさらに向上する
ことができる。
【００１３】外側電極１は、ＣｒやＦｅを含むＮｉ合金
製で、断面矩形状の棒状を呈する耐蝕性母材１１に純Ｃ
ｕ製の良熱伝導性金属芯１２を配し、この芯１２の内部
に純Ｎｉ製の中芯１３を設け、略Ｌ字形に曲げその基部
１Ｂを主体金具２の先端面に溶接して形成されている。
また、中心電極４の貴金属チップ６と対向する外側電極
１の発火面には、純Ｐｔ、純Ｉｒ、Ｐｔ−Ｉｒ合金また
はＰｔ−Ｉｒ合金からなる貴金属チップ７が溶接されて
いる。
製で、断面矩形状の棒状を呈する耐蝕性母材１１に純Ｃ
ｕ製の良熱伝導性金属芯１２を配し、この芯１２の内部
に純Ｎｉ製の中芯１３を設け、略Ｌ字形に曲げその基部
１Ｂを主体金具２の先端面に溶接して形成されている。
また、中心電極４の貴金属チップ６と対向する外側電極
１の発火面には、純Ｐｔ、純Ｉｒ、Ｐｔ−Ｉｒ合金また
はＰｔ−Ｉｒ合金からなる貴金属チップ７が溶接されて
いる。
【００１４】この外側電極１は、熱伝導性に優れた芯１
２を持ち、火花消耗の激しい発火面に貴金属チップ７を
溶接しているため、燃焼室からの高温や、耐火花消耗性
に優れ、主体金具２に素早く熱引きし、火花消耗に耐え
ることができる。また、Ｎｉ合金製の母材１１中にＣｕ
製の芯１２のみを配した外側電極の場合、Ｎｉ合金が外
皮であるＣｕより熱膨張が大きいため両者の熱膨張差に
より冷熱の繰り返しを受けると、曲げた部分の曲率が徐
々に増大し、いわゆる外側電極の起き上がりが生じ易
い。しかし、母材１１の芯１２の内部に中芯１３を設け
ているために、熱引きをあまり損なわずに外側電極１の
冷熱の繰り返しによる変形を低減できる、なお中芯１３
に純Ｎｉを用いるのは、３層にしたために熱伝導率が低
下することを防ぐためである。
２を持ち、火花消耗の激しい発火面に貴金属チップ７を
溶接しているため、燃焼室からの高温や、耐火花消耗性
に優れ、主体金具２に素早く熱引きし、火花消耗に耐え
ることができる。また、Ｎｉ合金製の母材１１中にＣｕ
製の芯１２のみを配した外側電極の場合、Ｎｉ合金が外
皮であるＣｕより熱膨張が大きいため両者の熱膨張差に
より冷熱の繰り返しを受けると、曲げた部分の曲率が徐
々に増大し、いわゆる外側電極の起き上がりが生じ易
い。しかし、母材１１の芯１２の内部に中芯１３を設け
ているために、熱引きをあまり損なわずに外側電極１の
冷熱の繰り返しによる変形を低減できる、なお中芯１３
に純Ｎｉを用いるのは、３層にしたために熱伝導率が低
下することを防ぐためである。
【００１５】このスパークプラグは、中心電極４と外側
電極１に熱引きを良好にするために良熱伝導性の芯４２
および芯１２を設け、高温に晒される絶縁碍子３の先端
側部３３を熱伝導性に優れた窒化アルミニウムを用い、
特に熱引きの性能に優れている。このため、貴金属チッ
プ６および貴金属チップ７を安価であるが耐酸化揮発に
問題のあるＩｒを用いることができる。また、このスパ
ークプラグは熱引きの特性を生かして火花放電間隙が燃
焼室内に長く突出した突出型のスパークプラグとして特
に有用である。
電極１に熱引きを良好にするために良熱伝導性の芯４２
および芯１２を設け、高温に晒される絶縁碍子３の先端
側部３３を熱伝導性に優れた窒化アルミニウムを用い、
特に熱引きの性能に優れている。このため、貴金属チッ
プ６および貴金属チップ７を安価であるが耐酸化揮発に
問題のあるＩｒを用いることができる。また、このスパ
ークプラグは熱引きの特性を生かして火花放電間隙が燃
焼室内に長く突出した突出型のスパークプラグとして特
に有用である。
【００１６】
【発明の効果】この発明のスパークプラグは、熱引きの
性能に優れ、少なくとも先端側部に窒化アルミニウムの
絶縁碍子を用いているために、熱伝導性や耐熱性、急激
な温度変化に優れ、経時的な変化に耐えることができ
る。このため、ワイドレンジで長期間、信頼性の高いス
パークプラグを提供することができる。
性能に優れ、少なくとも先端側部に窒化アルミニウムの
絶縁碍子を用いているために、熱伝導性や耐熱性、急激
な温度変化に優れ、経時的な変化に耐えることができ
る。このため、ワイドレンジで長期間、信頼性の高いス
パークプラグを提供することができる。
【図１】この発明のスパークプラグの要部断面図であ
る。
る。
【図２】この発明のスパークプラグの要部拡大断面図で
ある。
ある。
１ 外側電極 ２ 主体金具 ３ 絶縁碍子 ４ 中心電極 ６ 貴金属チップ ７ 貴金属チップ ３３ 先端側部 ３４ 後端側部 ４Ａ 先端部
Claims (3)
- 【請求項１】 筒状主体金具内に、軸孔を有する棒状絶
縁碍子を嵌め込み、前記軸孔に中心電極を嵌着し、前記
主体金具の先端に設けた外側電極と前記絶縁碍子の先端
から突出した中心電極先端部との間に火花放電間隙を形
成してなるスパークプラグにおいて、 前記中心電極は、耐熱Ｎｉ合金製母材と該母材内に埋設
された良熱伝導性金属芯とから成形されるとともに、そ
の先端にＩｒ又はＩｒに金属酸化物を添加した貴金属チ
ップが前記良熱伝導性金属芯に近接してレーザー溶接さ
れ、 前記絶縁碍子は、全体が窒化アルミニウムを主体とする
か又は窒化アルミニウムを主体とする先端側部と酸化ア
ルミニウムを主体とする後端側部とからなることを特徴
とするスパークプラグ。 - 【請求項２】 請求項１において、外側電極は前記中心
電極との対向する放電面にＰｔ、Ｉｒ、Ｐｔ−Ｉｒ合
金、またはＰｔ−Ｎｉ合金のチップが溶接されたスパー
クプラグ。 - 【請求項３】 請求項２において、外側電極は耐熱Ｎｉ
合金製母材と、良熱伝導性金属芯と、純Ｎｉ製中芯とか
ら成る三層構造であるスパークプラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4325792A JPH05242952A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | スパークプラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4325792A JPH05242952A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | スパークプラグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05242952A true JPH05242952A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12658807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4325792A Pending JPH05242952A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | スパークプラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05242952A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100448839B1 (ko) * | 2001-03-16 | 2004-09-16 | 가부시키가이샤 덴소 | 점화 플러그와 그 제조 방법 |
| WO2009084575A1 (ja) | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | 内燃機関用スパークプラグ |
| JP2009545856A (ja) * | 2006-08-03 | 2009-12-24 | フェデラル−モーグル コーポレイション | 一体型のシェルの高位置にねじ部を有するスパークプラグ |
| US8013504B2 (en) | 2007-11-20 | 2011-09-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug for internal combustion engine and method for producing the spark plug |
| US9059572B2 (en) | 2013-10-21 | 2015-06-16 | Denso Corporation | Spark plug with center electrode for internal combustion engine |
| US11621544B1 (en) | 2022-01-14 | 2023-04-04 | Federal-Mogul Ignition Gmbh | Spark plug electrode and method of manufacturing the same |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4325792A patent/JPH05242952A/ja active Pending
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