JPH0737672A

JPH0737672A - 内燃機関用スパークプラグ

Info

Publication number: JPH0737672A
Application number: JP18103193A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Oshima; 崇文大島
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1993-07-22
Filing date: 1993-07-22
Publication date: 1995-02-07
Also published as: BR9402290A

Abstract

(57)【要約】【目的】中心電極の変形や絶縁碍子の割れを防止する
ことができ、且つ中心電極の熱伝導率の低下を防止して
耐プレイグニッション性を向上し、中心電極の耐火花消
耗性を向上するようにする。【構成】突出し型のスパークプラグ１に、ニッケル合
金製の電極母材７内に、銅との過飽和固溶体を形成する
金属元素を含有し、且つその金属元素若しくは金属間化
合物が銅の母相から析出した状態で均一に分散して存在
するか、或いは銅に０．２重量％〜１．５重量％のセラ
ミック粉末が均一に分散して存在すると共に、室温での
熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋの銅合金製の芯材９を封入
した中心電極４を設けた。そして、中心電極４の胴径部
の面積に対する銅合金の面積比を６０％〜９０％にし、
絶縁碍子３の先端面から中心電極４の先端までの距離を
Ａmm、絶縁碍子３の先端面から芯材９の封入先端までの
距離をＢmmとしたとき、１≦Ａ≦１０で、且つＢ≦Ａ−
０．５の関係を満足するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、耐食性に優れたニッ
ケル合金の内部に、熱伝導性および高温時の機械的強度
に優れた銅合金を封入してなる中心電極を備えた内燃機
関用スパークプラグに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、耐食性に優れたニッケル合金
製の電極母材の内部に、熱伝導性に優れた純銅製の芯材
を封入してなる複合構造部材よりなる中心電極を備え、
この中心電極が内燃機関の燃焼室の中央部まで突き出し
た突出し型のスパークプラグが知られている。通常のス
パークプラグでは、中心電極の先端位置が主体金具の先
端面から３．０mm〜４．０mm程度突出しているが、突出
し型のスパークプラグのように、４．５mm〜１０．０mm
程度突き出して燃焼室の中央部で点火させる方が希薄燃
焼下での着火性を向上できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
においては、内燃機関の燃焼室側への突出し量が大きい
程、中心電極の受熱温度が増加することによって、純銅
に加わる熱的および熱応力的負荷が非常に大きくなり、
純銅とニッケル合金との熱膨張係数の差に起因する熱応
力が増大する。これにより、芯材を被覆する電極母材が
塑性変形し、その蓄積により中心電極の形状が変形す
る。なお、変形具合は、純銅中に発生するミクロボイド
の影響を強く受け、ミクロボイドが拡大成長すると電極
母材の変形が加速する。

【０００４】図１０は中心電極１０１の変形の様子を示
した図であり、熱応力の繰り返しにより純銅１０２の中
のミクロボイド１０３が成長することにより、図１０
（ａ）に示すように、中心電極１０１が径方向に膨張
し、軸方向に縮む。なお、中心電極１０１の初期形状を
二点鎖線、変形後形状を実線で示す。

【０００５】そして、５０００ｒｐｍ全開１分とアイド
リング１分とを６０００回繰り返してさらに熱応力が加
わると、図１０（ｂ）の実線に示すように、更にミクロ
ボイドが成長することから中心電極１０１が径方向に膨
張して、絶縁碍子１０４を押し割るという不具合が発生
する。

【０００６】また、通常、純銅に他の添加元素を添加す
るとその銅合金の熱伝導率は急速に低下する。このた
め、純銅に他の添加元素を所定量添加して製造した銅合
金を中心電極に用いた場合には、純銅に対して熱伝導率
が著しく低下することによって、スパークプラグの耐プ
レイグニッション性能が低下したり、ニッケルの高温酸
化が起き易く、ニッケルの酸化に起因して電極消耗度合
が早くなったりするという問題点もあった。

【０００７】この発明は、中心電極の変形や絶縁碍子の
割れを防止することができ、且つ中心電極の熱伝導率の
低下を防止して耐プレイグニッション性を向上し、中心
電極の耐火花消耗性を向上することができる内燃機関用
スパークプラグの提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内燃
機関に取り付けるための主体金具と、この主体金具の先
端面より前記内燃機関の燃焼室側へ突出するように前記
主体金具に支持された筒状の絶縁碍子と、この絶縁碍子
の先端面より突出した状態で前記絶縁碍子内に嵌め合わ
され、耐食性に優れたニッケル合金の内部に、熱伝導性
および高温時の機械的強度に優れた銅合金を封入してな
る中心電極とを備えた内燃機関用スパークプラグにおい
て、前記中心電極に対する前記銅合金の封入割合を６０
％以上９０％以下とし、前記絶縁碍子の先端面から前記
中心電極の先端までの距離をＡmm、前記絶縁碍子の先端
面から前記銅合金の封入先端までの距離をＢmmとしたと
き、１≦Ａ≦１０、０≦Ｂ≦Ａ−０．５の関係を満足す
ることを特徴とする技術手段を採用した。

【０００９】請求項２の発明のように、銅との過飽和固
溶体を形成する添加元素を含有し、且つその添加元素若
しくは金属間化合物が銅の母相から析出した状態で均一
に分散して存在する銅合金を用いても良い。請求項３の
発明のように、銅合金に、クロム又はジルコニウムのう
ち少なくとも一方の添加元素を含有するようにしても良
い。請求項４の発明のように、銅合金への添加元素の総
量を、０．５重量％以上１．５重量％以下にしても良
い。

【００１０】請求項５の発明のように、銅に０．２重量
％以上１．５重量％以下のセラミック粉末が均一に分散
して存在した銅合金を用いても良い。請求項６の発明の
ように、銅合金の常温での熱伝導率を、レーザーフラッ
シュ法の測定で２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上にしても良い。

【００１１】

【作用】請求項１の発明によれば、銅合金の封入先端が
絶縁碍子よりも内燃機関の燃焼室側に突き出されている
（Ｂ≧０）。そして、銅合金の封入割合を増し、銅合金
の封入位置を中心電極の先端近くまで深くすることによ
り、絶縁碍子からの輻射熱を効率良く吸収し、絶縁碍子
の先端温度が低下すると共に、中心電極の先端温度も低
くなる。さらに、銅合金とニッケル合金との位置関係
は、Ａ−Ｂ≧０．５、すなわち、電極消耗代を考慮し、
０．５mm以上のニッケル合金は確保する。０．５mmより
小さくすると電極消耗の面で成立しない。銅合金の封入
割合は６０％以上９０％以下であり、６０％未満である
と十分な熱伝導率効果が得られず、耐プレイグニッショ
ン性の向上または電極消耗の改善が達成されない。ま
た、９０％よりも大きいと、外皮のニッケル合金が薄
く、熱応力的に持ちこたえきれず変形が起きる。

【００１２】請求項２の発明によれば、添加元素若しく
は金属間化合物が銅の母相から析出した状態で均一に分
散して存在するので、銅合金の高温時の機械的強度が向
上し、熱サイクルを繰り返しても結晶粒が微細状態を維
持する。すなわち、結晶粒の粗大化が阻止されるので、
銅合金中のミクロボイドが粒界で発生し難くなり、その
成長も阻止される。更に、添加元素若しくは金属間化合
物を析出物として銅の母相から出しているので、銅の母
相自体は添加元素の固溶が少なく、銅合金は純銅本来の
特性である優れた熱伝導性が維持される。

【００１３】請求項３の発明によれば、クロム、ジルコ
ニウム共に、各々少量の添加で、高温での熱伝導率が改
善され、且つ銅合金の高温時の機械的強度が向上する。
請求項４の発明によれば、添加元素の総量が０．５重量
％未満であると銅の母相中での過飽和固溶体の析出量が
少ないので銅合金の高温時の機械的強度があまり向上せ
ず、熱サイクルにより結晶粒が粗大化し、ミクロボイド
が発生して成長する可能性がある。また、添加元素の総
量が１．５重量％を越えると熱伝導率特性が大幅に悪化
する可能性がある。

【００１４】請求項５の発明によれば、０．２重量％以
上１．５重量％以下のセラミック粉末を銅に添加して分
散した銅合金は、銅の優れた熱伝導性を損なわせること
なく、高温時の機械的強度を増大させる。なお、セラミ
ック粉末が０．２重量％未満であると銅合金の高温時の
機械的強度の増大効果が不十分となり、１．５重量％を
越えると銅合金の熱伝導率が大幅に低下する可能性があ
る。請求項６の発明よれば、銅合金の常温での熱伝導率
を、レーザーフラッシュ法の測定で２００Ｗ／ｍ・Ｋ以
上に設定してあるので、中心電極の熱引き性に優れ、耐
プレイグニッション性能の向上、高温酸化や電極消耗の
改善に寄与する。

【００１５】

【実施例】この発明の内燃機関用スパークプラグを図１
ないし図９に示す複数の実施例に基づき説明する。〔第１実施例の構成〕図１ないし図７はこの発明の第１
実施例を示したもので、図１は内燃機関用突出し型のス
パークプラグの主要部を示した図で、図２は中心電極の
全体構造を示した図である。内燃機関用突出し型のスパ
ークプラグ１は、内部に軸孔２を有する棒状の絶縁碍子
３と、先端部が絶縁碍子３の先端面から突出した状態で
軸孔２内に嵌め込まれた断面形状が丸棒状の中心電極４
と、先端部方向にＬ字状に屈曲する断面形状が方形状の
接地電極５と、この接地電極５を先端面に溶接し、絶縁
碍子３を嵌め込んで固定する筒状の主体金具６とを備え
ている。

【００１６】中心電極４と接地電極５は、ニッケル合金
製の電極母材７、８の内部に銅合金製の芯材９、１０を
封入した複合構造部材１１、１２を採用している。ま
た、中心電極４の先端は、絶縁碍子３の先端面から０．
５mm〜９．５mm突き出されており、スパークプラグ１が
内燃機関の気筒に取り付けられたときに、内燃機関の燃
焼室の内壁面から４．５mm〜１７．０mm燃焼室内に突き
出される。なお、接地電極５の電極母材８には、高ニッ
ケル合金（例えばインコネル６００：商品名や、Ｎｉ−
Ｍｎ−Ｓｉ合金、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｎｉ−
Ｍｎ−Ｓｉ−Ａｌ合金）が用いられ、芯材１０には銅合
金が用いられている。

【００１７】図２に示す中心電極４において、電極母材
７は耐食性（とくに耐火花消耗性）、耐熱性に優れたニ
ッケル合金（例えばインコネル６００：商品名や、Ｎｉ
−Ｍｎ−Ｓｉ合金、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｎｉ
−Ｍｎ−Ｓｉ−Ａｌ合金）が用いられている。また、芯
材９は、銅との過飽和固溶体を形成する下記の表１に示
す一種以上の金属元素を含有し、且つ添加する金属元素
の総量を０．５重量％〜１．５重量％に調製して製造し
た熱伝導性（熱引き）および高温時の機械的強度に優れ
た銅合金であり、金属元素若しくは金属間化合物が銅の
母相から析出した状態で均一的に分散して存在するよう
にしている。

【００１８】但し、表１に示す一種以上の金属元素は、
クロム（Ｃｒ）又はジルコニウム（Ｚｒ）の少なくとも
一方を含有している。なお、表１中、実施例の芯材９
（１０）の構成材料は銅合金Ｂ、銅合金Ｄ〜銅合金Ｋと
銅合金Ｍ〜銅合金Ｏであり、比較例の芯材９（１０）の
構成材料は銅合金Ａ、銅合金Ｃ、銅合金Ｌ、銅合金Ｐ、
銅合金Ｑで、従来例の芯材の構成材料は純銅（ＯＦＨ
Ｃ）Ｒである。

【００１９】

【表１】

【００２０】なお、表１において、銅合金Ａ〜Ｑおよび
純銅Ｒの室温（２５℃）の熱伝導率はレーザーフラッシ
ュ法により測定した。また、０．１mm引込み変形時の熱
サイクル数は、２０００ｃｃの６気筒ガソリンエンジン
にスパークプラグ１を装着して、６０００ｒｐｍ×Ｗ．
Ｏ．Ｔ（スロットル全開）で１分間高速運転とアイドリ
ングで１分間低速運転とを繰り返す運転条件（熱サイク
ル）を与えて、熱サイクル数が１０００回に達してから
１００回毎に中心電極４が０．１mm引込んでいるか否か
を測定した。

【００２１】さらに、熱サイクルが１０００回でのミク
ロボイドの有無は、上述の熱サイクル数が１０００回に
達したときのミクロボイドの発生状態を調査した。そし
て、析出硬化型芯材を構成するもの、すなわち、Ｃｒ又
はＺｒを含む金属元素を表１に示した添加割合で調製
し、金属元素若しくは金属間化合物が銅の母相から析出
した状態で分散して存在するようにした銅合金は○を記
した。

【００２２】表１からも明らかなように、銅合金材Ｂ〜
銅合金材Ｋと銅合金材Ｍ〜銅合金材Ｏ、すなわち、Ｃｒ
又はＺｒを含む金属元素を表１に示した添加割合で調製
し、金属元素若しくは金属間化合物が銅の母相から析出
した状態で分散して存在するようにした析出硬化型芯材
９を使用した実施例のものは、銅合金の高温時の機械的
強度が向上し、結晶粒が微細状態を維持し、結晶粒の粗
大化が抑制される。

【００２３】このため、析出硬化型芯材９を有する中心
電極４には、２０００ｃｃの６気筒ガソリンエンジンで
６０００ｒｐｍ×Ｗ．Ｏ．Ｔの高速運転とアイドリング
開度の低速運転とを１分間毎に繰り返す熱サイクルを１
０００回与えてもミクロボイドの発生は認められず、
０．１mm引込み変形するのに３５００回〜４０００回の
熱サイクル数が必要となる。これにより、非常に過酷な
運転条件が与えられても中心電極４が変形し難くスパー
クプラグ１の耐久性を飛躍的に向上できる。

【００２４】なお、室温の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ
以上で、熱サイクル数が１０００回でミクロボイドの発
生が無い銅合金、つまり熱伝導性および耐久性に優れる
銅合金は、実施例の銅合金Ｂ、銅合金Ｄ、銅合金Ｆ〜銅
合金Ｊ、銅合金Ｍ〜銅合金Ｏである。

【００２５】以上のように、この実施例の中心電極４の
場合には、純銅に、過飽和固溶体として銅の母相から析
出するＣｒ、Ｚｒ等の金属元素を添加することにより、
芯材９の高温時における熱伝導率を向上させることがで
きる。この結果、この芯材９を中心電極４に採用した場
合には、使用時の中心電極４の先端部の温度の過昇温を
防止することができ、耐プレイグニッション性能を向上
することができ、中心電極４の高温酸化を防止すること
ができ、電極消耗割合を低減することができる。

【００２６】そして、下記の表２に示したように、銅
に、０．２重量％以上１．５重量％以下のアルミナ（Ａ
ｌ₂Ｏ₃）やマグネシア（ＭｇＯ）等のセラミック粉末
を分散させて添加した場合も、これらセラミック粉末が
銅の内部で微粒子として存在するため、純銅（熱伝導
率：３９０Ｗ／ｍ・Ｋ）に対する熱伝導率の著しい低下
を防止でき、且つ高温時の機械的強度を増大できるの
で、中心電極４に用いる芯材９として適当である。

【００２７】

【表２】

【００２８】〔第１実施例と比較例の実験結果〕次に、
実施例の銅合金Ｂ、銅合金Ｄ、銅合金Ｆ〜銅合金Ｊ、銅
合金Ｍ〜銅合金Ｏを構成材料として用いた芯材９を図３
に示した構造の中心電極４に組み込んで、芯材９の封入
位置や芯材９の封入面積比を変化させて、耐プレイグニ
ッション性および耐火花消耗性について調査した４つの
実験について説明する。

【００２９】実験に用いる突出し型スパークプラグ１と
しては、図３に示したように、絶縁碍子３が主体金具６
の先端面から内燃機関の燃焼室側に突き出している距離
（突出し寸法）Ｃが２．５mmで、絶縁碍子３の先端面か
ら中心電極４の先端までの距離（突出し寸法）Ａが５．
０mmのものを用いている。

【００３０】絶縁碍子３の先端面から芯材９の封入先端
までの距離（芯材９の封入位置）Ｂを変化させる第１の
実験および第３の実験では、芯材９の封入割合、つまり
（銅合金の面積）／（中心電極４の胴径部の面積）×１
００％＝芯材９の封入面積比が８０％のものを採用して
いる。また、芯材９の封入面積比を変化させる第２の実
験および第４の実験では、芯材９の封入位置Ｂが３．０
mmのものを用いている。

【００３１】第１の実験および第２の実験は、図３の突
出し型スパークプラグ１を１６００ｃｃの４気筒エンジ
ンに装着して６０００×Ｗ．Ｏ．Ｔで高速運転して様子
を観察したものである。第１の実験は、芯材９の封入位
置Ｂを−４mmから４mmまで変化させ、プレイグニッショ
ン発生進角について調査したもので、その実験結果を図
４のグラフに示した。この図４のグラフからも確認でき
るように、絶縁碍子３の先端面から芯材９の封入先端ま
での距離（芯材９の封入位置）が０mm以上になると耐プ
レイグニッション性が低熱価側より高熱価側に上昇する
傾向にあることが分かる。

【００３２】第２の実験は、芯材９の封入面積比を４０
％から１００％まで変化させ、プレイグニッション発生
進角について調査したもので、その実験結果を図５のグ
ラフに示した。この図５のグラフからも確認できるよう
に、芯材９の封入面積比が６０％以上になると耐プレイ
グニッション性が低熱価側より高熱価側に上昇する傾向
にあることが分かる。

【００３３】第３の実験および第４の実験は、図３の突
出し型スパークプラグ１を２０００ｃｃの６気筒エンジ
ンに装着して６０００×Ｗ．Ｏ．Ｔで高速運転し、２０
０時間経過後の様子を観察したものである。第３の実験
は、芯材９の封入位置Ｂを−４mmから４mmまで変化さ
せ、中心電極４の電極消耗量について調査したもので、
その実験結果を図６のグラフに示した。この図６のグラ
フからも確認できるように、絶縁碍子３の先端面から芯
材９の封入先端までの距離（芯材９の封入位置）が０mm
以上になると、中心電極４の電極消耗量が０．３mm以下
の最適量となることが分かる。

【００３４】第４の実験は、芯材９の封入面積比を４０
％から１００％まで変化させ、中心電極４の電極消耗量
について調査したもので、その実験結果を図７のグラフ
に示した。この図７のグラフからも確認できるように、
芯材９の封入面積比が６０％以上になると、中心電極４
の電極消耗量が０．３mm以下の最適量となることが分か
る。なお、中心電極４の電極消耗量が０．２mm以下とな
る芯材９の封入位置が７０％以上が良好である。なお、
封入面積比が９０％よりも大きくなると、ニッケル合金
外皮（電極母材７）が薄く、熱応力的にも耐えられず、
変形が発生する。

【００３５】〔第１実施例の効果〕以上のように、この
実施例では、芯材９の封入割合を６０％以上９０％以下
の範囲に増加し、芯材９の封入位置Ｂを０mm以上９．５
mm以下の範囲となるように中心電極４の先端まで深くす
ることにより、絶縁碍子３からの輻射熱を効率良く吸収
し、絶縁碍子３の先端温度を低下させることができるの
で、絶縁碍子３の温度が起因となるプレイグニッション
を抑制できる。これにより、高負荷、高速運転から低負
荷、低速運転までの広い運転条件下でスパークプラグ１
の先端部の過熱によるプレイグニッションを抑制できる
ので、ワイドレンジ化を図ることができる。さらに、中
心電極４の先端温度も低く保つことができるので、電極
消耗も抑制できる。

【００３６】また、この実施例の中心電極４の場合に
は、過飽和固溶体の結晶粒の微細化により銅の母相から
析出した析出物により、高温での結晶粒の粗大化を抑制
でき、粒界部での割れを防止でき、高温時の機械的強度
の低下も抑制できる。この結果、中心電極４の芯材９を
構成する銅合金中のミクロボイドの発生を少なくするこ
とができ、且つミクロボイドの成長を抑えることができ
るので、中心電極４が変形することはない優れた性能を
具備した突出し型のスパークプラグ１を製造することが
できる。したがって、この実施例の構造は、通常のスパ
ークプラグに比較して中心電極４の燃焼ガスから受ける
温度、熱量が共に高く厳しい突出し型のスパークプラグ
１に特に有効な構造となる。

【００３７】〔第２実施例の構成〕図８はこの発明の第
２実施例を示したもので、内燃機関用突出し型のスパー
クプラグの発火部を示した図である。この実施例では、
多極構造のスパークプラグ１に第１実施例の構成の芯材
９を採用している。これにより、中心電極４の電極母材
７の先端温度を低減できるので、中心電極４の電極消耗
を抑制することができる。

【００３８】〔第３実施例の構成〕図９はこの発明の第
３実施例を示したもので、内燃機関用突出し型のスパー
クプラグの発火部を示した図である。この実施例では、
中心電極４の電極母材７の先端に円板形状の貴金属電極
１３をレーザー溶接や抵抗溶接等の溶接法を用いて接合
している。なお、貴金属電極１３は、Ｉｒ、Ｐｔ−Ｉｒ
合金等が使用されている。以上のように、この実施例の
中心電極４の場合には、電極母材７を構成するニッケル
合金と貴金属電極１３のように熱膨張係数の異なる異種
金属との接合部分の熱応力を低減することができるの
で、貴金属電極１３が電極母材７の先端面より剥離する
ことを防止する耐剥離性を改善することができる。

【００３９】〔変形例〕本実施例では、電極母材７に耐
食性、耐熱性に優れたニッケル合金を用い、芯材９に熱
伝導性に優れた銅合金を用いて二層のスパークプラグ用
複合電極を構成したが、電極母材に耐食性、耐熱性に優
れたニッケル合金を用い、芯材に比較的に熱伝導性に優
れたニッケル合金を用い、芯材を被覆し電極母材内に嵌
め込まれる嵌合材に熱伝導性に優れた銅合金を用いて三
層のスパークプラグ用複合電極を構成しても良い。

【００４０】

【発明の効果】請求項１の発明は、芯材９の封入先端が
絶縁碍子よりも内燃機関の燃焼室側に突き出されてい
る。そして、芯材９の封入割合を増し、芯材９の封入位
置を中心電極の先端近くまで深くすることにより、絶縁
碍子からの輻射熱を効率良く吸収し、絶縁碍子の先端温
度を低下させることができるので、プレイグニッション
を抑制できる。また、中心電極の先端温度も低く保つこ
とができるので、中心電極の電極消耗も抑制することが
できる。

【００４１】請求項２の発明は、銅合金の高温時の機械
的強度が向上し、過酷な熱サイクルを与えても結晶粒が
微細状態を維持することができる。すなわち、結晶粒の
粗大化を防止することができるので、銅合金中のミクロ
ボイドが粒界で発生し難くなり、その成長も防止するこ
とができる。この結果、熱サイクルによる電極の変形は
起き難くなるのでスパークプラグの耐久性を向上するこ
とができる。

【００４２】請求項２の発明は、銅の母相自体の添加元
素の固溶が少なく、銅合金は純銅本来の特性である優れ
た熱伝導性を維持することができる。この結果、熱引き
特性を十分得られるので、耐プレイグニッション性能の
向上を図ることができ、耐食金属の高温酸化を防止する
ことができるので、火花放電により消耗する電極消耗割
合を大幅に低減することができる。

【００４３】請求項３の発明は、クロム、ジルコニウム
共に、各々少量の添加で、高温での熱伝導率を改善する
ことができ、且つ銅合金の高温時の機械的強度を向上す
ることができる。請求項４の発明は、銅合金の高温時の
機械的強度と熱伝導率を向上することができる。

【００４４】請求項５の発明は、セラミック粉末を銅に
添加して分散した銅合金をニッケル合金内に封入した場
合に、銅の優れた熱伝導性の著しい低下を防止すること
ができ、且つ高温時の機械的強度を増大させることがで
きる。請求項６の発明は、銅合金の常温での熱伝導率
を、レーザーフラッシュ法の測定で２００Ｗ／ｍ・Ｋ以
上に設定してあるので、中心電極の熱引き性に優れ、耐
プレイグニッション性能、耐高温酸化や耐電極消耗性を
改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例にかかる内燃機関用突出
し型のスパークプラグの主要部を示した断面図である。

【図２】図１のスパークプラグの中心電極の全体構造を
示した断面図である。

【図３】図１のスパークプラグの中心電極の発火部を示
した断面図である。

【図４】プレイグニッション発生進角と芯材の封入位置
との関係を示したグラフである。

【図５】プレイグニッション発生進角と芯材の封入面積
比との関係を示したグラフである。

【図６】中心電極の電極消耗量と芯材の封入位置との関
係を示したグラフである。

【図７】中心電極の電極消耗量と芯材の封入面積比との
関係を示したグラフである。

【図８】この発明の第２実施例にかかる内燃機関用突出
し型のスパークプラグの発火部を示した断面図である。

【図９】この発明の第３実施例にかかる内燃機関用突出
し型のスパークプラグの発火部を示した断面図である。

【図１０】（ａ）中心電極内にミクロボイドが存在する
状態を示した説明図で、（ｂ）は従来例の中心電極内の
ミクロボイドの成長の様子を示した説明図である。

【符号の説明】

１スパークプラグ２軸孔３絶縁碍子４中心電極６主体金具７ニッケル合金製の電極母材９銅合金製の芯材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関に取り付けるための主体金具
と、この主体金具の先端面より前記内燃機関の燃焼室側へ突
出するように前記主体金具に支持された筒状の絶縁碍子
と、この絶縁碍子の先端面より突出した状態で前記絶縁碍子
内に嵌め合わされ、耐食性に優れたニッケル合金の内部
に、熱伝導性および高温時の機械的強度に優れた銅合金
を封入してなる中心電極とを備えた内燃機関用スパーク
プラグにおいて、前記中心電極に対する前記銅合金の封入割合を６０％以
上９０％以下とし、前記絶縁碍子の先端面から前記中心電極の先端までの距
離をＡmm、前記絶縁碍子の先端面から前記銅合金の封入
先端までの距離をＢmmとしたとき、１≦Ａ≦１０、０≦Ｂ≦Ａ−０．５の関係を満足することを特徴とする内燃機関用スパーク
プラグ。
【請求項２】請求項１に記載の内燃機関用スパークプ
ラグにおいて、前記銅合金は、銅との過飽和固溶体を形成する添加元素
を含有し、且つその添加元素若しくは金属間化合物が銅
の母相から析出した状態で均一に分散して存在すること
を特徴とする内燃機関用スパークプラグ。
【請求項３】請求項２に記載の内燃機関用スパークプ
ラグにおいて、前記銅合金への添加元素は、クロム又はジルコニウムの
うち少なくとも一方を含有することを特徴とする内燃機
関用スパークプラグ。
【請求項４】請求項３に記載の内燃機関用スパークプ
ラグにおいて、前記銅合金への添加元素の総量は、０．５重量％以上
１．５重量％以下であることを特徴とする内燃機関用ス
パークプラグ。
【請求項５】請求項１に記載の内燃機関用スパークプ
ラグにおいて、前記銅合金は、銅に０．２重量％以上１．５重量％以下
のセラミック粉末が均一に分散して存在することを特徴
とする内燃機関用スパークプラグ。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のうちのいずれ
かに記載の内燃機関用スパークプラグにおいて、前記銅合金は、常温での熱伝導率がレーザーフラッシュ
法の測定で２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とす
る内燃機関用スパークプラグ。