JPH1022051A - スパークプラグ - Google Patents
スパークプラグInfo
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- JPH1022051A JPH1022051A JP18834696A JP18834696A JPH1022051A JP H1022051 A JPH1022051 A JP H1022051A JP 18834696 A JP18834696 A JP 18834696A JP 18834696 A JP18834696 A JP 18834696A JP H1022051 A JPH1022051 A JP H1022051A
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- JP
- Japan
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- center electrode
- spark plug
- weight
- electrode
- alloy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極チップ材料としてＩｒを主成分とする金
属を使用しつつも、高温でのＩｒ成分の酸化・揮発によ
る消耗が起こりにくく、ひいては耐久性に優れたスパー
クプラグを提供する。 【解決手段】 スパークプラグ１００は、中心電極３
と、その中心電極の外側に設けられた絶縁体２と、一方
の端部側から中心電極３を突出させた状態で、絶縁体２
の外側に設けられた主体金具１と、その主体金具１に一
端が結合され、他端側が中心電極３と対向するように配
置された接地電極４と、それら中心電極３と接地電極４
との少なくとも一方に固着されて火花放電ギャップｇを
形成する発火部３１及び３２とを備え、その発火部３１
及び３２が、イリジウムを主成分とし、Ｍｏ及びＮｂの
いずれかを単独で又は双方を合計で０．５重量％以上含
有する合金からなるチップにより構成される。
属を使用しつつも、高温でのＩｒ成分の酸化・揮発によ
る消耗が起こりにくく、ひいては耐久性に優れたスパー
クプラグを提供する。 【解決手段】 スパークプラグ１００は、中心電極３
と、その中心電極の外側に設けられた絶縁体２と、一方
の端部側から中心電極３を突出させた状態で、絶縁体２
の外側に設けられた主体金具１と、その主体金具１に一
端が結合され、他端側が中心電極３と対向するように配
置された接地電極４と、それら中心電極３と接地電極４
との少なくとも一方に固着されて火花放電ギャップｇを
形成する発火部３１及び３２とを備え、その発火部３１
及び３２が、イリジウムを主成分とし、Ｍｏ及びＮｂの
いずれかを単独で又は双方を合計で０．５重量％以上含
有する合金からなるチップにより構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関に使用され
るスパークプラグに関する。
るスパークプラグに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車エンジン等の内燃機関用の
スパークプラグとして、耐火花消耗性向上のために電極
の先端にＰｔ（白金）合金のチップを溶接したものが使
用されているが、白金は高価であるためチップ材料とし
て安価なＩｒ（イリジウム）を使用する提案がなされて
いる。
スパークプラグとして、耐火花消耗性向上のために電極
の先端にＰｔ（白金）合金のチップを溶接したものが使
用されているが、白金は高価であるためチップ材料とし
て安価なＩｒ（イリジウム）を使用する提案がなされて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のプラグにおいて
発火部をＩｒで構成した場合、Ｉｒは９００〜１０００
℃の高温域において酸化・揮発しやすい性質を有してい
るため、そのまま電極発火部に使用すると、火花消耗よ
りも酸化・揮発による消耗が問題となる欠点がある。こ
の場合、Ｉｒの酸化・揮発を抑制するために、ＩｒにＹ
2Ｏ3等の希土類酸化物を分散させた材料からなるチップ
を発火部の材料として使用する提案もなされているが
（特開平７−３７６７７号）、近年のエンジンの高出力
化に伴いプラグの使用温度域はさらに上昇する傾向にあ
り、上記材料のチップを使用したプラグもその耐久性は
必ずしも十分とは言えない問題がある。
発火部をＩｒで構成した場合、Ｉｒは９００〜１０００
℃の高温域において酸化・揮発しやすい性質を有してい
るため、そのまま電極発火部に使用すると、火花消耗よ
りも酸化・揮発による消耗が問題となる欠点がある。こ
の場合、Ｉｒの酸化・揮発を抑制するために、ＩｒにＹ
2Ｏ3等の希土類酸化物を分散させた材料からなるチップ
を発火部の材料として使用する提案もなされているが
（特開平７−３７６７７号）、近年のエンジンの高出力
化に伴いプラグの使用温度域はさらに上昇する傾向にあ
り、上記材料のチップを使用したプラグもその耐久性は
必ずしも十分とは言えない問題がある。
【０００４】本発明は、電極チップ材料としてＩｒを主
成分とする金属を使用しつつも、高温でのＩｒ成分の酸
化・揮発による消耗が起こりにくく、ひいては耐久性に
優れたスパークプラグを提供することにある。
成分とする金属を使用しつつも、高温でのＩｒ成分の酸
化・揮発による消耗が起こりにくく、ひいては耐久性に
優れたスパークプラグを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】上述の課
題を解決するために本発明のスパークプラグは、中心電
極と、その中心電極の外側に設けられた絶縁体と、一方
の端部側から中心電極を突出させた状態で、絶縁体の外
側に設けられた主体金具と、その主体金具に一端が結合
され、他端側が中心電極と対向するように配置された接
地電極と、それら中心電極と接地電極との少なくとも一
方に固着されて火花放電ギャップを形成する発火部とを
備え、その発火部が、Ｉｒを主成分とし、Ｍｏ及びＮｂ
のいずれかを単独で又は双方を合計で０．５重量％以上
含有する合金からなるチップにより構成されたことを特
徴とする。
題を解決するために本発明のスパークプラグは、中心電
極と、その中心電極の外側に設けられた絶縁体と、一方
の端部側から中心電極を突出させた状態で、絶縁体の外
側に設けられた主体金具と、その主体金具に一端が結合
され、他端側が中心電極と対向するように配置された接
地電極と、それら中心電極と接地電極との少なくとも一
方に固着されて火花放電ギャップを形成する発火部とを
備え、その発火部が、Ｉｒを主成分とし、Ｍｏ及びＮｂ
のいずれかを単独で又は双方を合計で０．５重量％以上
含有する合金からなるチップにより構成されたことを特
徴とする。
【０００６】本発明者は、火花放電ギャップを形成する
発火部の材質として、上記合金を使用することにより、
高温でのＩｒ成分の酸化・揮発による消耗が効果的に抑
制され、ひいては耐久性に優れたスパークプラグが実現
されることを見い出したのである。
発火部の材質として、上記合金を使用することにより、
高温でのＩｒ成分の酸化・揮発による消耗が効果的に抑
制され、ひいては耐久性に優れたスパークプラグが実現
されることを見い出したのである。
【０００７】上記合金中のＭｏないしＮｂの含有量が
０．５重量％未満になるとＩｒの酸化・揮発の抑制効果
が不十分となり、プラグの耐久性が低下する。Ｍｏない
しＮｂの含有量は、望ましくは１重量％以上、さらに望
ましくは５重量％以上とするのがよい。
０．５重量％未満になるとＩｒの酸化・揮発の抑制効果
が不十分となり、プラグの耐久性が低下する。Ｍｏない
しＮｂの含有量は、望ましくは１重量％以上、さらに望
ましくは５重量％以上とするのがよい。
【０００８】一方、上記チップは、ＭｏないしＮｂをＩ
ｒに対する固溶限以下の範囲で含有する合金で構成する
ことが望ましい。ＭｏないしＮｂがＩｒに対する固溶限
を超えて含有された場合、Ｉｒ3ＭｏやＩｒ3Ｎｂ等の脆
弱な金属間化合物が形成され、チップの火花に対する耐
久性や耐衝撃性に問題を生ずる場合がある。例えば、室
温におけるＭｏのＩｒに対する固溶限は約１２重量％で
あり、同じくＮｂのＩｒに対する固溶限は約６重量％で
あることから、ＮｂないしＭｏを単独含有させる場合に
は、それぞれ上記値よりも小さい含有量に設定すること
が望ましいといえる。ただし、上記金属間化合物の形成
量が一定以下で、発火部の耐久性等に及ぼす影響が小さ
い場合には、ＭｏないしＮｂの含有量が上記固溶限を多
少超えた値となっていても差しつかえない。以上から、
例えばＭｏを単独で含有させる場合、その含有量は２０
重量％以下、望ましくは１２重量％以下とするのがよ
い。同様にＮｂについては、その含有量を１０重量％以
下、望ましくは６重量％以下とするのがよい。
ｒに対する固溶限以下の範囲で含有する合金で構成する
ことが望ましい。ＭｏないしＮｂがＩｒに対する固溶限
を超えて含有された場合、Ｉｒ3ＭｏやＩｒ3Ｎｂ等の脆
弱な金属間化合物が形成され、チップの火花に対する耐
久性や耐衝撃性に問題を生ずる場合がある。例えば、室
温におけるＭｏのＩｒに対する固溶限は約１２重量％で
あり、同じくＮｂのＩｒに対する固溶限は約６重量％で
あることから、ＮｂないしＭｏを単独含有させる場合に
は、それぞれ上記値よりも小さい含有量に設定すること
が望ましいといえる。ただし、上記金属間化合物の形成
量が一定以下で、発火部の耐久性等に及ぼす影響が小さ
い場合には、ＭｏないしＮｂの含有量が上記固溶限を多
少超えた値となっていても差しつかえない。以上から、
例えばＭｏを単独で含有させる場合、その含有量は２０
重量％以下、望ましくは１２重量％以下とするのがよ
い。同様にＮｂについては、その含有量を１０重量％以
下、望ましくは６重量％以下とするのがよい。
【０００９】なお、チップを構成する合金中にＭｏ及び
Ｎｂの双方を含有させることも可能である。この場合、
その含有量は、Ｉｒ−Ｍｏ−Ｎｂ３元系におけるＩｒへ
のＭｏ及びＮｂの固溶限以下の範囲で設定することが望
ましい。
Ｎｂの双方を含有させることも可能である。この場合、
その含有量は、Ｉｒ−Ｍｏ−Ｎｂ３元系におけるＩｒへ
のＭｏ及びＮｂの固溶限以下の範囲で設定することが望
ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明のいくつかの実施の
形態を図面を用いて説明する。図１に示す本発明の一例
たるスパークプラグ１００は、筒状の主体金具１、先端
部２１が突出するようにその主体金具１の内側に嵌め込
まれた絶縁体２、先端に形成された発火部３１を突出さ
せた状態で絶縁体２の内側に設けられた中心電極３、及
び主体金具１に一端が溶接等により結合されるとともに
他端側が側方に曲げ返されて、その側面が中心電極３の
先端部と対向するように配置された接地電極４等を備え
ている。また、接地電極４には上記発火部３１に対向す
る発火部３２が形成されており、それら発火部３１と、
対向する発火部３２との間の隙間が火花放電ギャップｇ
とされている。
形態を図面を用いて説明する。図１に示す本発明の一例
たるスパークプラグ１００は、筒状の主体金具１、先端
部２１が突出するようにその主体金具１の内側に嵌め込
まれた絶縁体２、先端に形成された発火部３１を突出さ
せた状態で絶縁体２の内側に設けられた中心電極３、及
び主体金具１に一端が溶接等により結合されるとともに
他端側が側方に曲げ返されて、その側面が中心電極３の
先端部と対向するように配置された接地電極４等を備え
ている。また、接地電極４には上記発火部３１に対向す
る発火部３２が形成されており、それら発火部３１と、
対向する発火部３２との間の隙間が火花放電ギャップｇ
とされている。
【００１１】絶縁体２は、例えばアルミナあるいは窒化
アルミニウム等のセラミック焼結体により構成され、そ
の内部には自身の軸方向に沿って中心電極３を嵌め込む
ための孔部６を有している。また、主体金具１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１００のハウジングを構成するとともに、その外
周面には、プラグ１００を図示しないエンジンブロック
に取り付けるためのねじ部７が形成されている。
アルミニウム等のセラミック焼結体により構成され、そ
の内部には自身の軸方向に沿って中心電極３を嵌め込む
ための孔部６を有している。また、主体金具１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１００のハウジングを構成するとともに、その外
周面には、プラグ１００を図示しないエンジンブロック
に取り付けるためのねじ部７が形成されている。
【００１２】次に、中心電極３及び接地電極４の本体部
３ａ及び４ａはＮｉ合金等で構成されている。一方、上
記発火部３１及び対向する発火部３２は、Ｉｒを主成分
としＭｏ及びＮｂのいずれかを単独で又は双方を合計で
０．５重量％以上、望ましくは１重量％以上含有する合
金からなるチップにより構成されている。なお、合金成
分としてＭｏを使用する場合、Ｍｏの含有量は２０重量
％以下、望ましくは１２重量％以下の範囲で調整され
る。一方、Ｎｂを使用する場合は、Ｎｂの含有量は１０
重量％以下、望ましくは６重量％以下の範囲で調整され
る。これらチップは、例えば表記組成となるように各合
金成分を配合・溶解することにより得られる溶解材、又
は合金粉末あるいは所定比率で配合された合金成分粉末
（例えばＩｒ粉末、Ｍｏ粉末及びＮｂ粉末）を成形・焼
結することにより得られる焼結材として構成することが
できる。
３ａ及び４ａはＮｉ合金等で構成されている。一方、上
記発火部３１及び対向する発火部３２は、Ｉｒを主成分
としＭｏ及びＮｂのいずれかを単独で又は双方を合計で
０．５重量％以上、望ましくは１重量％以上含有する合
金からなるチップにより構成されている。なお、合金成
分としてＭｏを使用する場合、Ｍｏの含有量は２０重量
％以下、望ましくは１２重量％以下の範囲で調整され
る。一方、Ｎｂを使用する場合は、Ｎｂの含有量は１０
重量％以下、望ましくは６重量％以下の範囲で調整され
る。これらチップは、例えば表記組成となるように各合
金成分を配合・溶解することにより得られる溶解材、又
は合金粉末あるいは所定比率で配合された合金成分粉末
（例えばＩｒ粉末、Ｍｏ粉末及びＮｂ粉末）を成形・焼
結することにより得られる焼結材として構成することが
できる。
【００１３】図２に示すように、中心電極３の本体部３
ａは先端側が縮径されるとともにその先端面が平坦に構
成され、ここに円板状に形成された上記チップを重ね合
わせ、さらにその接合面外縁部に沿ってレーザー溶接、
電子ビーム溶接、抵抗溶接等により溶接部Ｗを形成して
これを固着することにより発火部３１が形成される。ま
た、対向する発火部３２は、発火部３１に対応する位置
において接地電極４にチップを位置合わせし、その接合
面外縁部に沿って同様に溶接部Ｗを形成してこれを固着
することにより形成される。なお、発火部３１及び対向
する発火部３２のいずれか一方を省略する構成としても
よい。この場合には、発火部３１又は対向する発火部３
２及び接地電極４又は中心電極３との間で火花放電ギャ
ップｇが形成される。
ａは先端側が縮径されるとともにその先端面が平坦に構
成され、ここに円板状に形成された上記チップを重ね合
わせ、さらにその接合面外縁部に沿ってレーザー溶接、
電子ビーム溶接、抵抗溶接等により溶接部Ｗを形成して
これを固着することにより発火部３１が形成される。ま
た、対向する発火部３２は、発火部３１に対応する位置
において接地電極４にチップを位置合わせし、その接合
面外縁部に沿って同様に溶接部Ｗを形成してこれを固着
することにより形成される。なお、発火部３１及び対向
する発火部３２のいずれか一方を省略する構成としても
よい。この場合には、発火部３１又は対向する発火部３
２及び接地電極４又は中心電極３との間で火花放電ギャ
ップｇが形成される。
【００１４】以下、スパークプラグ１００の作用につい
て説明する。すなわち、スパークプラグ１００は、その
ねじ部７においてエンジンブロックに取り付けられ、燃
焼室に供給される混合気への着火源として使用される。
ここで、その火花放電ギャップｇを形成する発火部３１
及び対向する発火部３２が前述の合金で構成されること
で、Ｉｒの酸化・揮発による発火部の消耗が抑制される
ので、長期に渡って火花放電ギャップｇが拡大せず、プ
ラグ１００の寿命を伸ばすことができる。
て説明する。すなわち、スパークプラグ１００は、その
ねじ部７においてエンジンブロックに取り付けられ、燃
焼室に供給される混合気への着火源として使用される。
ここで、その火花放電ギャップｇを形成する発火部３１
及び対向する発火部３２が前述の合金で構成されること
で、Ｉｒの酸化・揮発による発火部の消耗が抑制される
ので、長期に渡って火花放電ギャップｇが拡大せず、プ
ラグ１００の寿命を伸ばすことができる。
【００１５】
【実施例】所定量のＩｒとＭｏないしＮｂを配合・溶解
することにより、Ｉｒを主成分としてＭｏを０〜１３重
量％の各種比率で含有する合金（ただしＭｏ＝０及び
０．３重量％は比較例）、及びＩｒを主成分としてＮｂ
を０〜７重量％の各種比率で含有する合金（ただしＮｂ
＝０及び０．３重量％は比較例）を用意し、これを用い
て、直径０．７mm、厚さ０．５mmの円板状のチップを作
製した。そして、そのチップを用いて、図１に示すスパ
ークプラグ１００の発火部３１及び対向する発火部３２
を形成するとともに（火花放電ギャップｇの幅１．１m
m）、各プラグの性能試験を以下のようにして行った。
すなわち、ターボ機構を備えた４気筒ガソリンエンジン
（排気量１６００cc）にそれらプラグを取り付け、スロ
ットル全開状態、エンジン回転数５５００ｒｐｍにて１
００時間連続運転し、運転終了後のプラグの火花放電ギ
ャップｇの拡大量を測定した。図３は、その結果を、合
金中のＭｏないしＮｂの含有量とギャップ増加量との関
係で示したものである。
することにより、Ｉｒを主成分としてＭｏを０〜１３重
量％の各種比率で含有する合金（ただしＭｏ＝０及び
０．３重量％は比較例）、及びＩｒを主成分としてＮｂ
を０〜７重量％の各種比率で含有する合金（ただしＮｂ
＝０及び０．３重量％は比較例）を用意し、これを用い
て、直径０．７mm、厚さ０．５mmの円板状のチップを作
製した。そして、そのチップを用いて、図１に示すスパ
ークプラグ１００の発火部３１及び対向する発火部３２
を形成するとともに（火花放電ギャップｇの幅１．１m
m）、各プラグの性能試験を以下のようにして行った。
すなわち、ターボ機構を備えた４気筒ガソリンエンジン
（排気量１６００cc）にそれらプラグを取り付け、スロ
ットル全開状態、エンジン回転数５５００ｒｐｍにて１
００時間連続運転し、運転終了後のプラグの火花放電ギ
ャップｇの拡大量を測定した。図３は、その結果を、合
金中のＭｏないしＮｂの含有量とギャップ増加量との関
係で示したものである。
【００１６】すなわち、ＭｏないしＮｂの含有量が０．
５重量％未満の合金を発火部３１、及び対向する発火部
３２を構成するチップに使用した比較例のプラグについ
ては、Ｉｒの酸化・揮発により発火部が消耗し、火花放
電ギャップｇが著しく拡大しているのに対し、Ｍｏない
しＮｂを０．５重量％以上含有する合金を使用した実施
例のプラグについては火花放電ギャップの拡大が少な
く、特にＭｏないしＮｂを５重量％以上含有する合金を
使用した場合には、火花放電ギャップがほとんど拡大し
ていないことがわかる。
５重量％未満の合金を発火部３１、及び対向する発火部
３２を構成するチップに使用した比較例のプラグについ
ては、Ｉｒの酸化・揮発により発火部が消耗し、火花放
電ギャップｇが著しく拡大しているのに対し、Ｍｏない
しＮｂを０．５重量％以上含有する合金を使用した実施
例のプラグについては火花放電ギャップの拡大が少な
く、特にＭｏないしＮｂを５重量％以上含有する合金を
使用した場合には、火花放電ギャップがほとんど拡大し
ていないことがわかる。
【図１】本発明のスパークプラグを示す正面部分断面
図。
図。
【図２】その要部を示す拡大断面図。
【図３】発火部を構成する合金中のＭｏないしＮｂ含有
量と、火花放電ギャップの拡大量との関係を示すグラ
フ。
量と、火花放電ギャップの拡大量との関係を示すグラ
フ。
１ 主体金具 ２ 絶縁体 ３ 中心電極 ４ 接地電極 ３１ 発火部（チップ） ３２ 対向する発火部（チップ） ｇ 火花放電ギャップ
Claims (4)
- 【請求項１】 中心電極と、その中心電極の外側に設け
られた絶縁体と、一方の端部側から前記中心電極を突出
させた状態で、前記絶縁体の外側に設けられた主体金具
と、その主体金具に一端が結合され、他端側が前記中心
電極と対向するように配置された接地電極と、それら中
心電極と接地電極との少なくとも一方に固着されて火花
放電ギャップを形成する発火部とを備え、 その発火部が、Ｉｒを主成分とし、Ｍｏ及びＮｂのいず
れかを単独で又は双方を合計で０．５重量％以上含有す
る合金からなるチップにより構成されたことを特徴とす
るスパークプラグ。 - 【請求項２】 前記チップを構成する合金は、Ｍｏを２
０重量％以下の範囲で含有する請求項１記載のスパーク
プラグ。 - 【請求項３】 前記チップを構成する合金は、Ｎｂを１
０重量％以下の範囲で含有する請求項１記載のスパーク
プラグ。 - 【請求項４】 前記チップを構成する合金は、Ｍｏない
しＮｂをＩｒに対する固溶限以下の範囲で含有するもの
である請求項１ないし３のいずれかに記載のスパークプ
ラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18834696A JPH1022051A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | スパークプラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18834696A JPH1022051A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | スパークプラグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1022051A true JPH1022051A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=16222021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18834696A Pending JPH1022051A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | スパークプラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1022051A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008093922A1 (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Yura Tech Co., Ltd. | Ignition plug |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP18834696A patent/JPH1022051A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008093922A1 (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Yura Tech Co., Ltd. | Ignition plug |
| KR100950690B1 (ko) * | 2007-01-31 | 2010-03-31 | 주식회사 유라테크 | 점화플러그 |
| US8217562B2 (en) | 2007-01-31 | 2012-07-10 | Yura Tech Co., Ltd. | Ignition plug |
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