JPH0737673A - スパークプラグ用電極 - Google Patents
スパークプラグ用電極Info
- Publication number
- JPH0737673A JPH0737673A JP18270593A JP18270593A JPH0737673A JP H0737673 A JPH0737673 A JP H0737673A JP 18270593 A JP18270593 A JP 18270593A JP 18270593 A JP18270593 A JP 18270593A JP H0737673 A JPH0737673 A JP H0737673A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- spark
- plug
- ignition part
- spark plug
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラグ放電電圧の低減効果と火花消耗の抑制
効果に優れたスパークプラグ用中心電極を提供する。 【構成】 中心電極５の複合電極母材９の発火部側に、
複合焼結体よりなる電極材１０をレーザー溶接を用いて
接合すると共に、接地電極４と電極材１０との間に形成
される火花放電ギャップＧのギャップ長を０．３mm以上
０．７mm以下の狭い範囲に設定した。そして、複合焼結
体を、イリジウム等の高融点金属中にイットリア等の希
土類酸化物を火花消耗の抑制効果に優れる適正値である
５体積％以上２０体積％以下の添加量だけ添加して構成
している。これにより、火花放電ギャップＧのギャップ
長が一般のプラグと比較して狭くなり、且つイットリア
により局所的な電界強度の強い部分が生じることによっ
て、プラグ放電電圧が低下する。
効果に優れたスパークプラグ用中心電極を提供する。 【構成】 中心電極５の複合電極母材９の発火部側に、
複合焼結体よりなる電極材１０をレーザー溶接を用いて
接合すると共に、接地電極４と電極材１０との間に形成
される火花放電ギャップＧのギャップ長を０．３mm以上
０．７mm以下の狭い範囲に設定した。そして、複合焼結
体を、イリジウム等の高融点金属中にイットリア等の希
土類酸化物を火花消耗の抑制効果に優れる適正値である
５体積％以上２０体積％以下の添加量だけ添加して構成
している。これにより、火花放電ギャップＧのギャップ
長が一般のプラグと比較して狭くなり、且つイットリア
により局所的な電界強度の強い部分が生じることによっ
て、プラグ放電電圧が低下する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スパークプラグ用電極
に関するもので、燃料として天然ガスやＬＰＧ等の気体
燃料を用いる内燃機関に取り付けられるスパークプラグ
の中心電極または接地電極にかかわる。
に関するもので、燃料として天然ガスやＬＰＧ等の気体
燃料を用いる内燃機関に取り付けられるスパークプラグ
の中心電極または接地電極にかかわる。
【０００２】
【従来の技術】従来より、特開平５−５４９５３号公報
においては、イリジウムまたはルテニウム等の金属成分
中にイットリア等の希土類酸化物を０．１重量％以上１
５重量％以下の範囲で添加した後に所定の焼結条件で焼
結することにより複合焼結体を製作する。
においては、イリジウムまたはルテニウム等の金属成分
中にイットリア等の希土類酸化物を０．１重量％以上１
５重量％以下の範囲で添加した後に所定の焼結条件で焼
結することにより複合焼結体を製作する。
【０００３】そして、その複合焼結体を接地電極との間
に火花放電ギャップを形成する電極母材の発火部に溶接
して発火部電極として使用することにより、発火部電極
の耐火花消耗性を改善するようにしたスパークプラグ用
中心電極（以下従来の技術と呼ぶ）が提案されている。
に火花放電ギャップを形成する電極母材の発火部に溶接
して発火部電極として使用することにより、発火部電極
の耐火花消耗性を改善するようにしたスパークプラグ用
中心電極（以下従来の技術と呼ぶ）が提案されている。
【０００４】
【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、例えば天然ガス等の気体燃料の燃焼を行う
ガスエンジンでは一般にエンジンの圧縮圧力が高く、ま
たガス自身の電気絶縁性が高いなどの要因から、スパー
クプラグの放電電圧が極めて高いという問題があった。
においては、例えば天然ガス等の気体燃料の燃焼を行う
ガスエンジンでは一般にエンジンの圧縮圧力が高く、ま
たガス自身の電気絶縁性が高いなどの要因から、スパー
クプラグの放電電圧が極めて高いという問題があった。
【０００５】したがって、上述のようなガスエンジン用
のスパークプラグを長寿命化するためには、一般のガソ
リンエンジン用のスパークプラグと比較して中心電極と
接地電極との間に形成される火花放電ギャップを狭くし
てプラグ放電電圧を低下させると共に、電極母材の発火
部に火花消耗の抑制効果が良好な発火部電極を設ける必
要があった。
のスパークプラグを長寿命化するためには、一般のガソ
リンエンジン用のスパークプラグと比較して中心電極と
接地電極との間に形成される火花放電ギャップを狭くし
てプラグ放電電圧を低下させると共に、電極母材の発火
部に火花消耗の抑制効果が良好な発火部電極を設ける必
要があった。
【０００６】本発明は、プラグ放電電圧の低減効果と発
火部電極の火花消耗の抑制効果との両方の効果を合わせ
持つスパークプラグ用電極の提供を目的とする。
火部電極の火花消耗の抑制効果との両方の効果を合わせ
持つスパークプラグ用電極の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電極
母材の発火部側に設けられた発火部電極とこの発火部電
極に対向して配される対向電極との間に形成される火花
放電ギャップのギャップ長を０．３mm以上０．７mm以下
の範囲に設定したスパークプラグ用電極であって、前記
発火部電極は、イリジウム、ルテニウム、レニウム、タ
ングステン、モリブデン、ジルコニウム、ハフニウムの
単体、若しくはこれらを主体とする合金からなる金属成
分中に酸化物成分が添加された複合焼結体よりなること
を特徴とする技術手段を採用した。
母材の発火部側に設けられた発火部電極とこの発火部電
極に対向して配される対向電極との間に形成される火花
放電ギャップのギャップ長を０．３mm以上０．７mm以下
の範囲に設定したスパークプラグ用電極であって、前記
発火部電極は、イリジウム、ルテニウム、レニウム、タ
ングステン、モリブデン、ジルコニウム、ハフニウムの
単体、若しくはこれらを主体とする合金からなる金属成
分中に酸化物成分が添加された複合焼結体よりなること
を特徴とする技術手段を採用した。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１に記載のスパ
ークプラグ用電極において、前記金属成分は高融点のイ
リジウムであり、前記酸化物成分はイットリアを含む希
土類酸化物であり、その希土類酸化物の前記金属成分へ
の添加量を５体積％以上２０体積％以下の範囲にしたこ
とを特徴とする技術手段を採用した。
ークプラグ用電極において、前記金属成分は高融点のイ
リジウムであり、前記酸化物成分はイットリアを含む希
土類酸化物であり、その希土類酸化物の前記金属成分へ
の添加量を５体積％以上２０体積％以下の範囲にしたこ
とを特徴とする技術手段を採用した。
【０００９】
【作用】請求項１の発明によれば、ガス等の気体燃料は
ガソリンに比較して着火性に優れる反面放電電圧が高い
ので、電極母材の発火部側に設けられた発火部電極と対
向電極との間に形成される火花放電ギャップを０．３mm
以上０．７mm以下の狭い範囲に設定する。
ガソリンに比較して着火性に優れる反面放電電圧が高い
ので、電極母材の発火部側に設けられた発火部電極と対
向電極との間に形成される火花放電ギャップを０．３mm
以上０．７mm以下の狭い範囲に設定する。
【００１０】その上、発火部電極を複合焼結体とし、そ
の複合焼結体をイリジウム、ルテニウム、レニウム、タ
ングステン、モリブデン、ジルコニウム、ハフニウムの
単体、若しくはこれらを主体とする合金からなる金属成
分中に酸化物成分を添加してなる構造とすることにより
プラグ放電電圧がを低く抑える。また、発火部電極の酸
化が抑えられることにより火花消耗が低減できる。
の複合焼結体をイリジウム、ルテニウム、レニウム、タ
ングステン、モリブデン、ジルコニウム、ハフニウムの
単体、若しくはこれらを主体とする合金からなる金属成
分中に酸化物成分を添加してなる構造とすることにより
プラグ放電電圧がを低く抑える。また、発火部電極の酸
化が抑えられることにより火花消耗が低減できる。
【００１１】請求項２の発明によれば、特に高融点で比
較的酸化揮発の底の軽いイリジウム中にイットリアを含
む希土類酸化物を所定の添加量で添加して複合焼結体よ
りなる発火部電極を形成することによりプラグ放電電圧
が低くなる。なお、希土類酸化物の添加量が少な過ぎた
り、多過ぎたりすると火花消耗性が悪化するので、高融
点金属への希土類酸化物の添加量を５体積％以上２０体
積％以下の範囲に限定する。
較的酸化揮発の底の軽いイリジウム中にイットリアを含
む希土類酸化物を所定の添加量で添加して複合焼結体よ
りなる発火部電極を形成することによりプラグ放電電圧
が低くなる。なお、希土類酸化物の添加量が少な過ぎた
り、多過ぎたりすると火花消耗性が悪化するので、高融
点金属への希土類酸化物の添加量を５体積％以上２０体
積％以下の範囲に限定する。
【００１２】
〔実施例の構成〕この発明のスパークプラグ用電極を図
に示す実施例に基づき説明する。図１は気体燃料機関用
のスパークプラグを示した図である。気体燃料機関（例
えば天然ガスやＬＰＧを燃料として用いるガスエンジ
ン）用のスパークプラグ１は、筒状絶縁碍子２、この絶
縁碍子２の外周に嵌め合わされた主体金具３、この主体
金具３の先端面に電気溶接等の溶接手段を用いて接合さ
れた接地電極４、およびこの接地電極４との間に火花放
電ギャップＧを形成する中心電極５等から構成されてい
る。なお、この実施例の火花放電ギャップＧのギャップ
長は０．３mm以上０．７mm以下の範囲に設定されてい
る。
に示す実施例に基づき説明する。図１は気体燃料機関用
のスパークプラグを示した図である。気体燃料機関（例
えば天然ガスやＬＰＧを燃料として用いるガスエンジ
ン）用のスパークプラグ１は、筒状絶縁碍子２、この絶
縁碍子２の外周に嵌め合わされた主体金具３、この主体
金具３の先端面に電気溶接等の溶接手段を用いて接合さ
れた接地電極４、およびこの接地電極４との間に火花放
電ギャップＧを形成する中心電極５等から構成されてい
る。なお、この実施例の火花放電ギャップＧのギャップ
長は０．３mm以上０．７mm以下の範囲に設定されてい
る。
【００１３】絶縁碍子２は、例えば酸化アルミニウム焼
結体または窒化アルミニウム焼結体等のセラミックス焼
結体よりなり、内部に中心電極５が嵌め込まれる軸方向
の内孔６を形成している。
結体または窒化アルミニウム焼結体等のセラミックス焼
結体よりなり、内部に中心電極５が嵌め込まれる軸方向
の内孔６を形成している。
【００１４】主体金具３は、低炭素鋼等の金属により円
筒状に形成されており、スパークプラグ１のハウジング
を構成する。そして、主体金具３の外周には気体燃料機
関のシリンダーヘッド（図示せず）に螺合させるための
おねじ部７が形成されている。
筒状に形成されており、スパークプラグ１のハウジング
を構成する。そして、主体金具３の外周には気体燃料機
関のシリンダーヘッド（図示せず）に螺合させるための
おねじ部７が形成されている。
【００１５】接地電極４は、本発明の対向電極であっ
て、気体燃料機関の燃焼室内に突出しており、先端側に
形成された放電端面が中心電極の先端面と対向配置する
ようにＬ字形状に形成されている。また、接地電極４の
放電端面には、白金−イリジウム合金、白金−ニッケル
合金などよりなる貴金属チップ８がレーザー溶接や電子
ビーム溶接、抵抗溶接等の溶接手段を用いて接合されて
いる。
て、気体燃料機関の燃焼室内に突出しており、先端側に
形成された放電端面が中心電極の先端面と対向配置する
ようにＬ字形状に形成されている。また、接地電極４の
放電端面には、白金−イリジウム合金、白金−ニッケル
合金などよりなる貴金属チップ８がレーザー溶接や電子
ビーム溶接、抵抗溶接等の溶接手段を用いて接合されて
いる。
【００１６】次に、この実施例の中心電極５の構造を図
１および図２に基づいて詳細に説明する。ここで、図２
は中心電極５の発火部付近を示した図である。この中心
電極５は、本発明のスパークプラグ用電極であって、円
柱状の複合電極母材９、この複合電極母材９の先端部に
設けられた円板状の電極材１０、および複合電極母材９
と電極材１０との接合部分に円環状に設けられた溶融凝
固合金部１１等から構成されている。
１および図２に基づいて詳細に説明する。ここで、図２
は中心電極５の発火部付近を示した図である。この中心
電極５は、本発明のスパークプラグ用電極であって、円
柱状の複合電極母材９、この複合電極母材９の先端部に
設けられた円板状の電極材１０、および複合電極母材９
と電極材１０との接合部分に円環状に設けられた溶融凝
固合金部１１等から構成されている。
【００１７】複合電極母材９は、先端部が内孔６より突
出した状態で内孔６内に嵌め込まれることによって絶縁
碍子２内に保持されている。この複合電極母材９は、耐
熱性、耐食性に優れたＳｉ−Ｍｎ−Ｃｒ−Ｎｉ合金ある
いはＣｒ−Ｆｅ−Ｎｉ合金（インコネル６００）等のニ
ッケル合金よりなる被覆材１２と、熱伝導性に優れる銅
または銀、あるいはこれらを主体とする合金よりなる芯
材１３とからなる。なお、芯材１３は被覆材１２と同心
的に封入されている。
出した状態で内孔６内に嵌め込まれることによって絶縁
碍子２内に保持されている。この複合電極母材９は、耐
熱性、耐食性に優れたＳｉ−Ｍｎ−Ｃｒ−Ｎｉ合金ある
いはＣｒ−Ｆｅ−Ｎｉ合金（インコネル６００）等のニ
ッケル合金よりなる被覆材１２と、熱伝導性に優れる銅
または銀、あるいはこれらを主体とする合金よりなる芯
材１３とからなる。なお、芯材１３は被覆材１２と同心
的に封入されている。
【００１８】電極材１０は、本発明の発火部電極であっ
て、イリジウム（Ｉｒ）またはルテニウム（Ｒｕ）等の
高融点金属中にイットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）またはランタナ
（Ｌａ2 Ｏ3 ）等の希土類酸化物が分散して存在するφ
０．８の円板状の複合焼結体である。この電極材１０
は、複合電極母材９において接地電極４の放電端面との
間で火花放電が発生する発火部（先端部）１４側にレー
ザー溶接や電子ビーム溶接等の溶接手段を用いて接合さ
れている。
て、イリジウム（Ｉｒ）またはルテニウム（Ｒｕ）等の
高融点金属中にイットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）またはランタナ
（Ｌａ2 Ｏ3 ）等の希土類酸化物が分散して存在するφ
０．８の円板状の複合焼結体である。この電極材１０
は、複合電極母材９において接地電極４の放電端面との
間で火花放電が発生する発火部（先端部）１４側にレー
ザー溶接や電子ビーム溶接等の溶接手段を用いて接合さ
れている。
【００１９】溶融凝固合金部１１は、複合電極母材９の
被覆材１２の成分と電極材１０の成分とが加熱溶融され
た後に凝固してなり、ニッケル合金等の耐食性金属−高
融点金属−希土類酸化物よりなる合金である。
被覆材１２の成分と電極材１０の成分とが加熱溶融され
た後に凝固してなり、ニッケル合金等の耐食性金属−高
融点金属−希土類酸化物よりなる合金である。
【００２０】次に、この実施例の溶融凝固合金部１１の
形成方法を図２および図３に基づき説明する。中心電極
５は、図３（ａ）に示したように、ニッケル合金等の耐
熱金属よりなる円柱状の被覆材１２と、この円柱状被覆
材１２に埋め込まれた銅または銀を主体とする良熱伝導
金属よりなる芯材１３とからなる複合電極母材９により
構成されている。
形成方法を図２および図３に基づき説明する。中心電極
５は、図３（ａ）に示したように、ニッケル合金等の耐
熱金属よりなる円柱状の被覆材１２と、この円柱状被覆
材１２に埋め込まれた銅または銀を主体とする良熱伝導
金属よりなる芯材１３とからなる複合電極母材９により
構成されている。
【００２１】そして、複合電極母材９において絶縁碍子
２より突出している部分には、内孔６内に嵌め込まれた
円柱状の胴部１５より径の小さい円柱状の径小部１６
（例えば直径０．８５mm×高さ０．２５mm）と、この径
小部１６と胴部１５を連結する略円錐部１７とが切削加
工または塑性加工等の加工手段により形成されている。
２より突出している部分には、内孔６内に嵌め込まれた
円柱状の胴部１５より径の小さい円柱状の径小部１６
（例えば直径０．８５mm×高さ０．２５mm）と、この径
小部１６と胴部１５を連結する略円錐部１７とが切削加
工または塑性加工等の加工手段により形成されている。
【００２２】そして、図３（ｂ）に示したように、イリ
ジウム（Ｉｒ）またはルテニウム（Ｒｕ）等の高融点金
属中にイットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）またはランタナ（Ｌａ2
Ｏ3）等の希土類酸化物が分散して存在する複合焼結体
である円板状の電極材１０を、複合電極母材９の径小部
１６の先端面（発火部１４側）に載置する。
ジウム（Ｉｒ）またはルテニウム（Ｒｕ）等の高融点金
属中にイットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）またはランタナ（Ｌａ2
Ｏ3）等の希土類酸化物が分散して存在する複合焼結体
である円板状の電極材１０を、複合電極母材９の径小部
１６の先端面（発火部１４側）に載置する。
【００２３】そして、図３（ｃ）に示したように、一発
の熱量が２．０ＪのＹＡＧ（イットリウム、アルミニウ
ム、ガーネット）レーザービームＬＢを間欠的に複合電
極母材９の径小部１６の先端面（発火部１４側）と電極
材１０の後端面との境界部分に対し平行方向から照射す
ることによってレーザー溶接を行う。このとき、複合電
極母材９を回転させて両者の境界面の全周に渡って、そ
の照射面１８が互いに重なる間隔で複数回照射するよう
にしている。図３（ｃ）中の１９は電極材１０を複合電
極母材９側へ押圧するための治具である。
の熱量が２．０ＪのＹＡＧ（イットリウム、アルミニウ
ム、ガーネット）レーザービームＬＢを間欠的に複合電
極母材９の径小部１６の先端面（発火部１４側）と電極
材１０の後端面との境界部分に対し平行方向から照射す
ることによってレーザー溶接を行う。このとき、複合電
極母材９を回転させて両者の境界面の全周に渡って、そ
の照射面１８が互いに重なる間隔で複数回照射するよう
にしている。図３（ｃ）中の１９は電極材１０を複合電
極母材９側へ押圧するための治具である。
【００２４】これによって、図２に示したように、複合
電極母材９の成分と電極材１０の成分とが加熱溶融され
た後の徐冷により凝固した、つまり複合電極母材９の成
分と電極材１０の成分とが合金化した溶融凝固合金部１
１が形成される。なお、溶融凝固合金部１１は、イリジ
ウム（Ｉｒ）またはルテニウム（Ｒｕ）等の高融点金
属、イットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）またはランタナ（Ｌａ2 Ｏ
3 ）等の希土類酸化物およびニッケルよりなる合金で、
略全周または全周に渡って形成される。
電極母材９の成分と電極材１０の成分とが加熱溶融され
た後の徐冷により凝固した、つまり複合電極母材９の成
分と電極材１０の成分とが合金化した溶融凝固合金部１
１が形成される。なお、溶融凝固合金部１１は、イリジ
ウム（Ｉｒ）またはルテニウム（Ｒｕ）等の高融点金
属、イットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）またはランタナ（Ｌａ2 Ｏ
3 ）等の希土類酸化物およびニッケルよりなる合金で、
略全周または全周に渡って形成される。
【００２５】次に、希土類酸化物（イットリア）の添加
量や火花放電ギャップＧのギャップ長を種々変化させ
て、プラグ放電電圧および火花消耗特性について調査し
た２つの実験について説明する。
量や火花放電ギャップＧのギャップ長を種々変化させ
て、プラグ放電電圧および火花消耗特性について調査し
た２つの実験について説明する。
【００２６】〔希土類酸化物の添加量とプラグ放電電圧
について〕この実験に用いたサンプルは、高融点金属
（イリジウム：Ｉｒ）中に希土類酸化物（イットリア：
Ｙ2 Ｏ3 ）を０体積％〜５０体積％添加した複合焼結体
よりなる電極材１０を複合電極母材９の先端面にレーザ
ー溶接により接合した中心電極５を備えたスパークプラ
グ１を、燃料として天然ガスを用いたガスエンジンに組
付けてプラグ放電電圧を調査した。その実験結果を図４
のグラフに示した。
について〕この実験に用いたサンプルは、高融点金属
（イリジウム：Ｉｒ）中に希土類酸化物（イットリア：
Ｙ2 Ｏ3 ）を０体積％〜５０体積％添加した複合焼結体
よりなる電極材１０を複合電極母材９の先端面にレーザ
ー溶接により接合した中心電極５を備えたスパークプラ
グ１を、燃料として天然ガスを用いたガスエンジンに組
付けてプラグ放電電圧を調査した。その実験結果を図４
のグラフに示した。
【００２７】なお、図４のグラフは、火花放電ギャップ
Ｇのギャップ長を０．１５mm〜０．９mmの範囲で変更し
たサンプルを、２２００ｒｐｍ×所定の負荷でガスエン
ジンを運転した際の所定の点火進角（ＢＴＤＣ１５°Ｃ
Ａ）のときの各サンプルのプラグ放電電圧を調査したも
のである。
Ｇのギャップ長を０．１５mm〜０．９mmの範囲で変更し
たサンプルを、２２００ｒｐｍ×所定の負荷でガスエン
ジンを運転した際の所定の点火進角（ＢＴＤＣ１５°Ｃ
Ａ）のときの各サンプルのプラグ放電電圧を調査したも
のである。
【００２８】この図４のグラフから明らかなように、天
然ガスを燃料に用いるガスエンジンでサンプルのプラグ
放電電圧を測定すると、火花放電ギャップＧのギャップ
長が０．３mm〜０．７mmの範囲であれば、５体積％以上
の希土類酸化物の添加でプラグ放電電圧が２１．５ｋＶ
以下に低減できる。しかし、火花放電ギャップＧのギャ
ップ長が０．１５mmではプラグ放電電圧が全体的に低
く、その低減効果は明らかではない。一方、火花放電ギ
ャップＧのギャップ長が０．９mmでは逆に放電電圧が高
くなり過ぎて同じくプラグ放電電圧の低減効果が明らか
ではない。
然ガスを燃料に用いるガスエンジンでサンプルのプラグ
放電電圧を測定すると、火花放電ギャップＧのギャップ
長が０．３mm〜０．７mmの範囲であれば、５体積％以上
の希土類酸化物の添加でプラグ放電電圧が２１．５ｋＶ
以下に低減できる。しかし、火花放電ギャップＧのギャ
ップ長が０．１５mmではプラグ放電電圧が全体的に低
く、その低減効果は明らかではない。一方、火花放電ギ
ャップＧのギャップ長が０．９mmでは逆に放電電圧が高
くなり過ぎて同じくプラグ放電電圧の低減効果が明らか
ではない。
【００２９】このことは、図５に示したように、イリジ
ウム（Ｉｒ）中に添加されたイットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）に
より局所的な電界強度の強い部分が発生したと推測され
ることによって、プラグ放電電圧を低減することができ
る。
ウム（Ｉｒ）中に添加されたイットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）に
より局所的な電界強度の強い部分が発生したと推測され
ることによって、プラグ放電電圧を低減することができ
る。
【００３０】なお、図６（ａ）は、平均粒径が１μｍ、
添加量が５体積％のイットリアを含有したイリジウム合
金よりなる電極材１０の放電端面の金属組織を示した電
子顕微鏡写真である。また、図６（ｂ）は、平均粒径が
１μｍ、添加量が７．５体積％のイットリアを含有した
イリジウム合金よりなる電極材１０の放電端面の金属組
織を示した電子顕微鏡写真である。さらに、図６（ｃ）
は、平均粒径が３μｍ、添加量が１０体積％のイットリ
アを含有したイリジウム合金よりなる電極材１０の放電
端面の金属組織を示した電子顕微鏡写真である。但し、
電子顕微鏡写真は半断面の金属組織を１０００倍にした
拡大写真で、黒点はイットリアの存在を示す。
添加量が５体積％のイットリアを含有したイリジウム合
金よりなる電極材１０の放電端面の金属組織を示した電
子顕微鏡写真である。また、図６（ｂ）は、平均粒径が
１μｍ、添加量が７．５体積％のイットリアを含有した
イリジウム合金よりなる電極材１０の放電端面の金属組
織を示した電子顕微鏡写真である。さらに、図６（ｃ）
は、平均粒径が３μｍ、添加量が１０体積％のイットリ
アを含有したイリジウム合金よりなる電極材１０の放電
端面の金属組織を示した電子顕微鏡写真である。但し、
電子顕微鏡写真は半断面の金属組織を１０００倍にした
拡大写真で、黒点はイットリアの存在を示す。
【００３１】〔希土類酸化物の添加量と火花消耗特性に
ついて〕この実験はイリジウム中に、イットリア（Ｙ2
Ｏ3 ）またはランタナ（Ｌａ2Ｏ3 ）を各々５体積％〜
５０体積％添加し、誘導エネルギーが６０ｍＪの点火電
源を用いて火花消耗特性について調査した。その実験結
果を図７に示した。なお、図７において黒△はＹ2 Ｏ3
を示し、○はＬａ2 Ｏ3 を示す。
ついて〕この実験はイリジウム中に、イットリア（Ｙ2
Ｏ3 ）またはランタナ（Ｌａ2Ｏ3 ）を各々５体積％〜
５０体積％添加し、誘導エネルギーが６０ｍＪの点火電
源を用いて火花消耗特性について調査した。その実験結
果を図７に示した。なお、図７において黒△はＹ2 Ｏ3
を示し、○はＬａ2 Ｏ3 を示す。
【００３２】この図７のグラフから明らかなように、両
希土類酸化物とも１０体積％程度の添加量で優れた火花
消耗の抑制効果があることが認められる。但し、希土類
酸化物の添加量が５体積％より少なくなると効果が低減
されるが、これは希土類酸化物の添加量の減少に伴い複
合焼結体がイリジウムのみの特性が支配的になり、高温
時の酸化揮発が進行するためと推測される。また、２０
体積％より多くなると効果が低減されるが、これは希土
類酸化物の添加量の増加に伴い複合焼結体がイリジウム
を主体とする構造から、希土類酸化物を主体とする構造
に変わるため、希土類酸化物の火花消耗性が支配的にな
るためと推測される。
希土類酸化物とも１０体積％程度の添加量で優れた火花
消耗の抑制効果があることが認められる。但し、希土類
酸化物の添加量が５体積％より少なくなると効果が低減
されるが、これは希土類酸化物の添加量の減少に伴い複
合焼結体がイリジウムのみの特性が支配的になり、高温
時の酸化揮発が進行するためと推測される。また、２０
体積％より多くなると効果が低減されるが、これは希土
類酸化物の添加量の増加に伴い複合焼結体がイリジウム
を主体とする構造から、希土類酸化物を主体とする構造
に変わるため、希土類酸化物の火花消耗性が支配的にな
るためと推測される。
【００３３】〔変形例〕本実施例では、本発明を気体燃
料機関用スパークプラグに用いたが、本発明を希薄燃焼
を行うガソリンエンジン用スパークプラグに用いても良
い。本実施例では、本発明を中心電極に用いたが、本発
明を接地電極に用いても良い。本実施例では、発火部１
４側に胴部１５より径の小さい径小部１６を有する複合
電極母材９を用いたが、発火部１４と胴部１５とが同一
の径の電極母材を用いても良い。なお、芯材１３はなく
ても良い。
料機関用スパークプラグに用いたが、本発明を希薄燃焼
を行うガソリンエンジン用スパークプラグに用いても良
い。本実施例では、本発明を中心電極に用いたが、本発
明を接地電極に用いても良い。本実施例では、発火部１
４側に胴部１５より径の小さい径小部１６を有する複合
電極母材９を用いたが、発火部１４と胴部１５とが同一
の径の電極母材を用いても良い。なお、芯材１３はなく
ても良い。
【００３４】本実施例では、複合電極母材９の先端面に
電極材１０をレーザー溶接または電子ビーム溶接を用い
て接合したが、電極母材の放電端面が電極母材の側面に
形成されて接地電極との間に火花放電ギャップを形成す
る多極型スパークプラグにおいては電極母材の側面に発
火部電極をレーザー溶接または電子ビーム溶接を用いて
接合しても良い。なお、発火部電極全体と電極母材の発
火部側とを加熱溶融させるようにレーザー溶接または電
子ビーム溶接を行っても良い。また、電極母材の表面に
形成された凹所内に棒状の発火部電極の一端を埋設し、
他端を凹所から突出するようにして接合しても良い。さ
らに、電極母材や発火部電極の形状、電極径等は本実施
例に限定されず、自由に変更しても良い。
電極材１０をレーザー溶接または電子ビーム溶接を用い
て接合したが、電極母材の放電端面が電極母材の側面に
形成されて接地電極との間に火花放電ギャップを形成す
る多極型スパークプラグにおいては電極母材の側面に発
火部電極をレーザー溶接または電子ビーム溶接を用いて
接合しても良い。なお、発火部電極全体と電極母材の発
火部側とを加熱溶融させるようにレーザー溶接または電
子ビーム溶接を行っても良い。また、電極母材の表面に
形成された凹所内に棒状の発火部電極の一端を埋設し、
他端を凹所から突出するようにして接合しても良い。さ
らに、電極母材や発火部電極の形状、電極径等は本実施
例に限定されず、自由に変更しても良い。
【００３５】本実施例では、電極材１０を構成する複合
焼結体の金属成分としてイリジウムやルテニウム等の高
融点金属を用いたが、電極材１０を構成する複合焼結体
の金属成分としてＩｒ合金、Ｒｕ合金、あるいはＲｅ、
Ｗ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆの単体もしくはこれらを主成分と
する合金を用いても良い。本実施例では、電極材１０を
構成する複合焼結体の酸化物成分としてイットリアやラ
ンタナ等の希土類酸化物を用いたが、電極材１０を構成
する複合焼結体の酸化物成分として酸化アルミニウム、
酸化ジルコニウム等の金属酸化物を用いても良い。
焼結体の金属成分としてイリジウムやルテニウム等の高
融点金属を用いたが、電極材１０を構成する複合焼結体
の金属成分としてＩｒ合金、Ｒｕ合金、あるいはＲｅ、
Ｗ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆの単体もしくはこれらを主成分と
する合金を用いても良い。本実施例では、電極材１０を
構成する複合焼結体の酸化物成分としてイットリアやラ
ンタナ等の希土類酸化物を用いたが、電極材１０を構成
する複合焼結体の酸化物成分として酸化アルミニウム、
酸化ジルコニウム等の金属酸化物を用いても良い。
【００３６】
【発明の効果】請求項１の発明は、燃料として天然ガス
やＬＰＧ等の気体燃料を用いる内燃機関において、プラ
グ放電電圧の上昇を抑制することができ、且つ発火部電
極の耐火花消耗性の低下を防止することができる。これ
により、プラグ放電電圧の低減効果と火花消耗の抑制効
果の両方の効果を合わせ持つ発火部電極を提供すること
ができる。
やＬＰＧ等の気体燃料を用いる内燃機関において、プラ
グ放電電圧の上昇を抑制することができ、且つ発火部電
極の耐火花消耗性の低下を防止することができる。これ
により、プラグ放電電圧の低減効果と火花消耗の抑制効
果の両方の効果を合わせ持つ発火部電極を提供すること
ができる。
【００３７】請求項２の発明は、プラグ放電電圧の上昇
を抑制することができ、且つ高融点のイリジウムの酸化
揮発を防止することができ、発火部電極の耐火花消耗性
の低下を防止することができる。これにより、プラグ放
電電圧の低減効果と火花消耗の抑制効果の両方の効果を
合わせ持つ発火部電極を提供することができる。
を抑制することができ、且つ高融点のイリジウムの酸化
揮発を防止することができ、発火部電極の耐火花消耗性
の低下を防止することができる。これにより、プラグ放
電電圧の低減効果と火花消耗の抑制効果の両方の効果を
合わせ持つ発火部電極を提供することができる。
【図１】本発明を用いたスパークプラグの主要部を示し
た断面図である。
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発火部を示
した断面図である。
した断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は複合電極母材と電極材とのレ
ーザー溶接を用いた接合方法を示した工程図である。
ーザー溶接を用いた接合方法を示した工程図である。
【図４】プラグ放電電圧とイットリア添加量との関係を
示したグラフである。
示したグラフである。
【図５】本発明の実施例の金属組織を拡大した模式図で
ある。
ある。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施例の金属組織の
電子顕微鏡写真である。
電子顕微鏡写真である。
【図７】１スパーク当たりの消耗体積と希土類酸化物の
添加量との関係を示したグラフである。
添加量との関係を示したグラフである。
１ スパークプラグ ４ 接地電極（対向電極） ５ 中心電極（スパークプラグ用電極） ９ 複合電極母材 １０ 電極材（発火部電極）
Claims (2)
- 【請求項１】 電極母材の発火部側に設けられた発火部
電極とこの発火部電極に対向して配される対向電極との
間に形成される火花放電ギャップのギャップ長を０．３
mm以上０．７mm以下の範囲に設定したスパークプラグ用
電極であって、 前記発火部電極は、イリジウム、ルテニウム、レニウ
ム、タングステン、モリブデン、ジルコニウム、ハフニ
ウムの単体、若しくはこれらを主体とする合金からなる
金属成分中に酸化物成分が添加された複合焼結体よりな
ることを特徴とするスパークプラグ用電極。 - 【請求項２】 請求項１に記載のスパークプラグ用電極
において、 前記金属成分は高融点のイリジウムであり、 前記酸化物成分はイットリアを含む希土類酸化物であ
り、 その希土類酸化物の前記金属成分への添加量を５体積％
以上２０体積％以下の範囲にしたことを特徴とするスパ
ークプラグ用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18270593A JPH0737673A (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | スパークプラグ用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18270593A JPH0737673A (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | スパークプラグ用電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0737673A true JPH0737673A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16123000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18270593A Pending JPH0737673A (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | スパークプラグ用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737673A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009537067A (ja) * | 2006-05-12 | 2009-10-22 | エナーパルス，インク． | 複合スパークプラグ |
| JP2011228260A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-11-10 | Ngk Spark Plug Co Ltd | プラズマジェット点火プラグ |
| USRE43758E1 (en) | 1996-06-28 | 2012-10-23 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug with alloy chip |
| US8672721B2 (en) | 2006-07-21 | 2014-03-18 | Enerpulse, Inc. | High power discharge fuel ignitor |
| US9041275B2 (en) | 2013-06-10 | 2015-05-26 | Denso Corporation | Spark plug for internal combustion engine and method of manufacturing the same |
| US9640952B2 (en) | 2012-01-27 | 2017-05-02 | Enerpulse, Inc. | High power semi-surface gap plug |
-
1993
- 1993-07-23 JP JP18270593A patent/JPH0737673A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE43758E1 (en) | 1996-06-28 | 2012-10-23 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug with alloy chip |
| JP2009537067A (ja) * | 2006-05-12 | 2009-10-22 | エナーパルス，インク． | 複合スパークプラグ |
| US8922102B2 (en) | 2006-05-12 | 2014-12-30 | Enerpulse, Inc. | Composite spark plug |
| US9287686B2 (en) | 2006-05-12 | 2016-03-15 | Enerpulse, Inc. | Method of making composite spark plug with capacitor |
| US8672721B2 (en) | 2006-07-21 | 2014-03-18 | Enerpulse, Inc. | High power discharge fuel ignitor |
| JP2011228260A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-11-10 | Ngk Spark Plug Co Ltd | プラズマジェット点火プラグ |
| US9640952B2 (en) | 2012-01-27 | 2017-05-02 | Enerpulse, Inc. | High power semi-surface gap plug |
| US9041275B2 (en) | 2013-06-10 | 2015-05-26 | Denso Corporation | Spark plug for internal combustion engine and method of manufacturing the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3265067B2 (ja) | スパークプラグ | |
| US5347193A (en) | Spark plug having an erosion resistant tip | |
| JP3902756B2 (ja) | スパークプラグ | |
| JP3315462B2 (ja) | スパークプラグ | |
| EP1312144B1 (en) | Ignition device having a firing tip formed from a yttrium-stabilized platinum-tungsten alloy | |
| KR101580363B1 (ko) | 스파크 플러그 | |
| WO2012105255A1 (ja) | スパークプラグ | |
| JPH0750192A (ja) | ガスエンジン用スパークプラグ | |
| JP2017152360A (ja) | スパークプラグ | |
| JPH1197151A (ja) | スパークプラグ | |
| JP2019046661A (ja) | 点火プラグ | |
| JPH0737673A (ja) | スパークプラグ用電極 | |
| JPH09260017A (ja) | スパークプラグ | |
| EP2933887B1 (en) | Spark plug | |
| JP4392130B2 (ja) | 内燃機関用スパークプラグ | |
| JP2001505712A (ja) | 点火プラグ | |
| EP2469668A2 (en) | Spark plug | |
| JP2902186B2 (ja) | 気体燃料機関用スパークプラグ | |
| WO2021161845A1 (ja) | スパークプラグ用貴金属チップ、スパークプラグ用電極及びスパークプラグ | |
| JP4291484B2 (ja) | スパークプラグ及びスパークプラグの製造方法 | |
| JP4485084B2 (ja) | スパークプラグ | |
| JP2022029128A (ja) | スパークプラグ | |
| JP4999980B2 (ja) | プラズマジェット点火プラグ | |
| US20230056816A1 (en) | Spark plug | |
| JPH04242090A (ja) | 内燃機関のスパークプラグ |