JPH1050455A

JPH1050455A - スパークプラグ

Info

Publication number: JPH1050455A
Application number: JP24984696A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kagawa; 純一加川; Kozo Amano; 孝三天野; Yoshihiro Matsubara; 佳弘松原
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】耐汚損性に優れた、セミ沿面放電形のスパー
クプラグの提供。【解決手段】筒状の主体金具１と、碍子先端部２２が
金具先端面１１から突出する様に主体金具１内に固定さ
れる軸孔２１付の絶縁碍子２と、軸孔２１に固定される
中心電極３と、金具先端面１１に突設される外側電極
４、４とを備え、貴金属チップ３１と発火面４１との間
で、碍子先端面２３に沿って火花放電を行うスパークプ
ラグＡにおいて、中心電極先端面３２を碍子先端面２３
から突き出す突き出し長ｔを０．５ｍｍ以下とし、中心
電極先端面３２を碍子先端面２３から引っ込ませる引っ
込み長ｔ’を１．０ｍｍ以下とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に装着す
るスパークプラグに関する。

【０００２】

【従来の技術】図８に示す様に、筒状の主体金具１００
と、碍子先端部１０１が金具先端面１０２から突出する
様に主体金具１００内に固定される軸孔１０３付の絶縁
碍子１０４と、碍子先端面１０８から突き出し長ｔ（ｔ
＝１．２〜１．５ｍｍ）を設けて軸孔１０３内に固定さ
れる中心電極１０５と、金具先端面１０２に溶接される
略Ｌ字状の外側電極１０６とを備え、中心電極１０５と
外側電極１０６の先端部の発火面１０７との間で、碍子
先端面１０８に沿って火花放電を行うセミ沿面放電形の
スパークプラグＪが知られている。尚、中心電極１０５
の電極消耗を防止する為、中心電極１０５の先端部に貴
金属合金部１０９を形成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】スパークプラグＪ等の
セミ沿面放電形のスパークプラグは、火花放電により絶
縁碍子１０４の表面に付着した汚損物質を焼き切る構造
の為、気中放電形のスパークプラグに比べて耐汚損性に
強い。

【０００４】しかし、突き出し長ｔが長いので、火花放
電が碍子先端面１０８を通る割合が少なく、−１０℃の
低温シャーシダイナモ室で、寒冷時の渋滞走行を真似た
プレデリパターンで汚損試験（２５００ｃｃ、６気筒ガ
ソリンエンジン）を行うと、２〜４のサイクル数で絶縁
抵抗が１０ＭΩ以下に低下してしまう。

【０００５】本発明の目的は、耐汚損性に優れた、セミ
沿面放電形の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】上記課題を解決する為、
本発明は、以下の構成を採用した。（１）筒状の主体金具と、碍子先端部が金具先端面から
突出する様に前記主体金具内に固定される軸孔付の絶縁
碍子と、前記軸孔に固定される中心電極と、外側電極先
端部を軸方向に屈曲させ、碍子先端面の延長上に前記外
側電極先端部の発火面の何処かが位置する様に前記金具
先端面に突設される外側電極とを備え、中心電極先端部
と前記発火面との間で前記碍子先端面に沿って火花放電
を行うスパークプラグであって、中心電極先端面を前記
碍子先端面から突き出す場合には突き出し長を０．５ｍ
ｍ以下とし、前記中心電極先端面を前記碍子先端面から
引っ込ませる場合には引っ込み長を１．０ｍｍ以下にす
る。

【０００７】（２）筒状の主体金具と、碍子先端部が金
具先端面から突出する様に前記主体金具内に固定される
軸孔付の絶縁碍子と、前記軸孔に固定される中心電極
と、外側電極先端部を軸方向に屈曲させ、碍子先端面の
延長上に前記外側電極先端部の発火面の何処かが位置す
る様に前記金具先端面に突設される外側電極とを備え、
中心電極先端部と前記発火面との間で前記碍子先端面に
沿って火花放電を行うスパークプラグであって、中心電
極先端面と前記碍子先端面とが面一である。（３）上記(1) 又は(2) の構成を有し、前記中心電極先
端部の径は１．０ｍｍ〜２．５ｍｍである。

【０００８】（４）筒状の主体金具と、碍子先端部が金
具先端面から突出する様に前記主体金具内に固定される
軸孔付の絶縁碍子と、前記軸孔に固定される中心電極
と、外側電極先端部を軸方向に屈曲させて前記金具先端
面に突設される外側電極とを備え、中心電極先端部と前
記発火面との間で碍子先端面に沿って火花放電を行うス
パークプラグであって、前記中心電極先端部の径は１．
０ｍｍ〜２．５ｍｍであり、中心電極先端面を前記碍子
先端面から突き出す場合には突き出し長を０．５ｍｍ以
下とし、前記中心電極先端面を前記碍子先端面から引っ
込ませる場合には引っ込み長を１．０ｍｍ以下にする。

【０００９】（５）上記(1) 〜(4) の何れかの構成を有
し、前記絶縁碍子の軸孔開口エッジに面取りを施した。（６）上記(1) 〜(5) の何れかの構成を有し、前記外側
電極の数を３〜４個とした。（７）上記(1) 〜(6) の何れかの構成を有し、中心電極
母材の先端面に、該中心電極母材と実質的に同径又は小
径の貴金属チップを溶接して前記中心電極先端部を形成
した。

【００１０】（８）上記(7) の構成を有し、前記貴金属
チップを、前記中心電極母材と実質的に同径で、外径が
１．０ｍｍ〜２．５ｍｍ、厚さが０．３ｍｍ〜１．０ｍ
ｍの円柱形状とし、前記中心電極母材と前記貴金属チッ
プとの接合位置を、前記碍子先端面より奥とした。

【００１１】（９）上記(1) 〜(6) の何れかの構成を有
し、前記中心電極先端部を、前記中心電極母材の先端外
周に環状に貴金属チップを配する構成とした。（１０）上記(9) の構成を有し、前記中心電極先端部
を、外径が前記中心電極母材と実質的に同径又は小径の
環状貴金属チップを有し、その軸方向の厚みが０．３ｍ
ｍ〜１．５ｍｍ、肉厚が０．２ｍｍ〜０．５ｍｍとする
構成とした。

【００１２】（１１）上記(9) 又は(10)の構成を有し、
前記中心電極先端部を、前記中心電極母材の先端外周に
環装した貴金属をレーザーにより溶融接合した貴金属合
金部を有する構成とした。（１２）上記(9) の構成を有し、前記中心電極先端部
を、押し出し成形により前記中心電極母材の先端外周に
貴金属を配する構成とした。（１３）上記(1) 〜(12)の何れかの構成を有し、前記中
心電極に印加される火花放電用の高電圧は、マイナス極
性である。

【００１３】

【作用および発明の効果】

〔請求項１について〕外側電極先端部を軸方向に屈曲さ
せ、碍子先端面の延長上に外側電極先端部の発火面の何
処かが位置する様に、外側電極を金具先端面に突設する
構造のスパークプラグにおいて、突き出し長（中心電極
先端面と碍子先端面との距離）を長くする程、中心電極
先端部- 外側電極先端部の発火面間での火花放電は気中
で行われる様になる。又、引っ込み長（碍子先端面と中
心電極先端面との距離）を長くする程、中心電極先端部
- 外側電極先端部の発火面間での火花放電は碍子先端面
に沿って行われる様になる。

【００１４】突き出し長が０．５ｍｍ以下であれば、適
度に碍子先端面に沿って火花放電がなされ、自己清浄性
が確保されるので汚損が起こり難くなる。しかし、引っ
込み長が１．０ｍｍを越えると、碍子先端面の放電加工
（以下、チャネリング）の進行が早くなり、絶縁碍子の
欠け落ちや損傷を起こし易くなる。請求項１の構成を有
するスパークプラグは、中心電極先端部と碍子先端面と
の位置関係を規定した数値範囲内にしているので、耐汚
損性及び耐久性に優れる。

【００１５】〔請求項２について〕外側電極先端部を軸
方向に屈曲させ、碍子先端面の延長上に外側電極先端部
の発火面の何処かが位置する様に、外側電極を金具先端
面に突設する構造のスパークプラグにおいて、中心電極
先端面と碍子先端面とを面一にしている。この為、請求
項２の構成を有するスパークプラグは、耐汚損性及び耐
久性に優れる。

【００１６】〔請求項３について〕中心電極先端部の径
を太くすると、火花放電を行う間隔の増加割合が少なく
なり、径を細くすると放電電圧が低下するので着火性が
向上する。従って、中心電極先端部の径を１．０ｍｍ〜
２．５ｍｍとするのが好ましい。

【００１７】〔請求項４について〕外側電極先端部を軸
方向に屈曲させて金具先端面に突設する構造のスパーク
プラグにおいて、突き出し長（中心電極先端面と絶縁碍
子の先端面との距離）を長くする程、中心電極先端部-
外側電極先端部の発火面間での火花放電は気中で行われ
る様になる。又、引っ込み長（碍子先端面と中心電極先
端面との距離）を長くする程、中心電極先端部- 外側電
極先端部の発火面間での火花放電は碍子先端面に沿って
行われる様になる。

【００１８】突き出し長が０．５ｍｍ以下であれば、適
度に碍子先端面に沿って火花放電がなされ、自己清浄性
が確保されるので汚損が起こり難くなる。しかし、引っ
込み長が１．０ｍｍを越えると、碍子先端面の放電加工
（以下、チャネリング）の進行が早くなり、絶縁碍子の
欠け落ちや損傷を起こし易くなる。請求項４の構成を有
するスパークプラグは、中心電極先端面と碍子先端面と
の位置関係を規定した数値範囲内にしているので、耐汚
損性及び耐久性に優れる。中心電極先端部の径を太くす
ると、火花放電を行う間隔の増加割合が少なくなり、径
を細くすると放電電圧が低下するので着火性が向上す
る。従って、中心電極先端部の径を１．０ｍｍ〜２．５
ｍｍとするのが好ましい。

【００１９】〔請求項５について〕絶縁碍子の軸孔開口
エッジに面取りを施すことにより、セミ沿面放電が起き
やすくなるとともに放電路が分散する。特に、面取りを
施した箇所において、火花が碍子表面から離れてジャン
ピングして飛火する為、絶縁碍子のチャネリングが抑制
され、且つ電極消耗も少なくなる。尚、面取りはＣ０．
２〜０．８が好ましい。

【００２０】〔請求項６について〕外側電極の数を３〜
４個としたことにより、放電路が分散されて、電極消耗
及び絶縁碍子のチャネリングが抑制され、且つ自己清浄
性も良く、耐汚損性が向上する。

【００２１】〔請求項７について〕中心電極母材の先端
面に、中心電極母材と実質的に同径又は小径の貴金属チ
ップ（Ｐｔ、Ｐｔ- Ｉｒ合金、Ｐｔ- Ｉｒ- Ｎｉ合金、
Ａｕ- Ｐｄ合金、Ｉｒ、Ｉｒ- Ｙ₂Ｏ₃合金等）を溶接
して、中心電極先端部を形成すると、火花放電による中
心電極先端部の消耗が少なくなり、中心電極の耐火花消
耗性を向上させることができる。

【００２２】〔請求項８について〕中心電極先端部の径
を太くすると、火花放電を行う間隔の増加割合が少なく
なり、径を細くすると放電電圧が低下するので着火性が
向上する。従って、中心電極先端部の径を１．０ｍｍ〜
２．５ｍｍとするのが好ましい。貴金属チップの厚みが
０．３ｍｍ未満であると薄すぎて早期に電極消耗してし
まう。又、厚みが厚い程、電極消耗に対して有利である
が、コストの面から１．０ｍｍ以下にする。中心電極母
材と貴金属チップとの接合位置は、碍子先端面より奥で
あるので中心電極母材の電極消耗が防止できる。

【００２３】〔請求項９について〕中心電極先端部に貴
金属チップ（Ｐｔ、Ｐｔ- Ｉｒ合金、Ｐｔ- Ｉｒ- Ｎｉ
合金、Ａｕ- Ｐｄ合金等）を環状に配することにより、
火花放電による中心電極先端部の消耗が少なく、中心電
極の耐久性を向上させることができる。

【００２４】〔請求項１０について〕中心電極先端部の
環状貴金属チップの外径が中心電極母材と実質的に同径
又は小径で、且つ環状貴金属チップの軸方向の厚みを
０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ、肉厚を０．２ｍｍ〜０．５ｍ
ｍとすることにより、コストを低減し、中心電極先端部
の火花消耗を抑え、耐久性を向上させることができる。

【００２５】〔請求項１１について〕中心電極先端部
は、中心電極母材の先端外周に環装した貴金属（Ｐｔ、
Ｐｔ-Ｉｒ合金、Ｐｔ- Ｉｒ- Ｎｉ合金、Ａｕ- Ｐｄ合
金等）を、レーザーにより溶融接合した貴金属合金部を
有する。この為、火花放電による中心電極先端部の消耗
が少なく、中心電極の耐火花消耗性に優れる。又、貴金
属や貴金属合金部の剥離が更に生じ難くなる。

【００２６】〔請求項１２について〕中心電極先端部
は、中心電極母材の先端外周に、押し出し成形により貴
金属を配したことにより、中心電極母材の成形と同時に
成形される為、加工コストを低減することができる。

【００２７】〔請求項１３について〕尖った方（中心電
極先端部）をマイナス側にした方が衝突電離作用を生じ
易く放電電圧を低下させることができるため着火性が向
上する。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例（請求項１、
３、４、５、６、８に対応）を図１〜図３に基づいて説
明する。二極スパークプラグＡは、筒状の主体金具１
と、主体金具１内に嵌め込まれて固定される軸孔２１付
の絶縁碍子２と、軸孔２１内に固定されるとともに、先
端に貴金属チップ３１を溶接した中心電極３と、金具先
端面１１に突設され、発火面４１が貴金属チップ３１と
対向する様に屈曲した外側電極４、４とを備える。

【００２９】主体金具１は、低炭素鋼で製造され、外側
電極４、４を金具先端面１１に溶接している。又、主体
金具１の先端外周にはネジ１２が螺刻され、ガスケット
（図示せず）を介して内燃機関のシリンダヘッド（図示
せず）に装着される。

【００３０】絶縁碍子２は、アルミナを主体とするセラ
ミックで製造され、パッキン（図示せず）を介して座面
を主体金具１の段部に係止し、主体金具１の六角頭部
（図示せず）を加締めることにより、金具先端面１１の
開口１４から碍子先端部２２が突出する様に主体金具１
内に固定される。尚、碍子先端面２３はセミ沿面放電を
行う為、平坦になっており、軸孔開口エッジにはＣ０．
３の面取り２４が全周に亘って施されている。

【００３１】中心電極３（直径ｗ＝１．０〜２．５ｍ
ｍ）は、ニッケル合金材（本実施例では例えばインコネ
ル600 ）の内部に、良熱伝導性の銅を封入し、先端に貴
金属チップ３１をレーザー溶接（後述する）したもので
ある。又、溶接位置３１２は、碍子先端面２３より０．
３ｍｍ以上、内方側である。

【００３２】中心電極３は、先端面３２（貴金属チップ
３１の先端面）が、碍子先端面２３から０〜０．５ｍｍ
突き出る（ｔ＝０〜０．５ｍｍ）か、碍子先端面２３か
ら０〜１．０ｍｍ引っ込む（ｔ’＝０〜１．０ｍｍ）様
に軸孔２１内に固定されている。尚、尖っている方をマ
イナス側にした方が衝突電離作用が生じ易い（火花放電
が起き易い。放電要求電圧を低くすることができる）の
で、中心電極３には主体金具１に対してマイナス極性の
高電圧が印加される。

【００３３】貴金属チップ３１（例えば、Ｐｔ- ２０Ｉ
ｒ）は、直径が中心電極３の直径ｗと同じ（ｗ＝１．０
〜２．０ｍｍ）で、厚さｐが０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ
（溶接前の寸法）の円板である。

【００３４】外側電極４、４は、略Ｌ字状を呈し、ニッ
ケル合金材（本実施例では例えばインコネル600 ）で形
成されている。この外側電極４の先端部は、中心電極３
方向に屈曲し、貴金属チップ３１の外周面３１１と、外
側電極４の発火面４１（先端面）とが対向位置する。
尚、貴金属チップ３１の外周面３１１と、外側電極４の
発火面４１（先端面）との間で、碍子先端面２３に沿っ
て火花放電（セミ沿面放電）が行われる。

【００３５】尚、本実施例では、絶縁碍子先端外径をφ
４、その肉厚を約１．０ｍｍ、発火面４１と絶縁碍子先
端外径との距離を約０．５ｍｍ、軸孔開口エッジの面取
り２４をＣ０．３としている。

【００３６】つぎに、中心電極３の製造方法（貴金属チ
ップ３１の溶接方法）を、図２に基づいて説明する。 (1) 中心電極母材３０の先端面３０１に貴金属チップ３
１を載置する｛図２の（ａ）に示す｝。 (2) この中心電極母材３０を一定速度で回転させながら
当接面にレーザービーム３３を一定間隔で間欠的に照射
する｛図２の（ｂ）｝。 (3) 中心電極母材３０と貴金属チップ３１とが溶融凝固
し、貴金属チップ３１が中心電極母材３０に溶接され中
心電極３（中軸）が完成する｛図２の（ｃ）｝。

【００３７】つぎに、中心電極３の突き出し長ｔ（引っ
込み長ｔ’）と、耐汚損性（１０ＭΩ低下サイクル数）
との関係を図３に基づいて述べる。中心電極母材３０及
び貴金属チップ３１の直径ｗを１．０ｍｍ、１．８ｍ
ｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍの四種類とし、夫々につ
き、突き出し長ｔ（引っ込み長ｔ’）を０ｍｍ、０．５
ｍｍ、１．０ｍｍに設定したスパークプラグを、合計２
０組製造し、試験用自動車に取り付け、低温試験室内の
シャシダイナモメータ上に起き、図７に示すくすぶり汚
損試験運転パターンで試験を行い、１０ＭΩ低下サイク
ル数を測定した。尚、この場合の絶縁碍子先端の肉厚は
約１．０ｍｍとした。

【００３８】この汚損試験（ＪＩＳ−Ｄ１６０６準拠）
により、以下のことが判明した。中心電極母材３０（貴
金属チップ３１）の直径が細い程、耐汚損性が良好であ
ることが図３から判る。しかし、電極消耗の観点から
１．０ｍｍ以上の直径が必要である。

【００３９】中心電極母材３０の先端の直径が２．５ｍ
ｍ以下であれば、突き出し長ｔ≦０．５ｍｍで耐汚損性
が良好となる。しかし、引っ込み過ぎると、碍子先端面
２３のチャネリングの進行が早くなり、絶縁碍子２の欠
け落ちや損傷を起こし易くなるので引っ込み長ｔ’は
１．０ｍｍ以下にする必要がある。

【００４０】つぎに、本実施例の利点を述べる。〔ア〕中心電極３の突き出し長ｔを０．５ｍｍ以下（突
き出す場合）、又は引っ込み長ｔ’を１．０ｍｍ以下
（引っ込める場合）に設定しているので火花放電が碍子
先端面２３に沿って行われ、二極スパークプラグＡは従
来のスパークプラグＪに比べて汚損性が著しく改善され
る。尚、引っ込み長ｔ’が１．０ｍｍ以下であり、軸孔
開口エッジにＣ０．３の面取り２４を施しているので、
面取りを施した箇所において、火花が碍子表面より離れ
て飛火し易く、絶縁碍子２のチャネリングの進行は遅
い。又、中心電極母材３０の直径が細い側（直径１．０
〜２．０ｍｍ）では着火性が向上する効果も付加され
る。

【００４１】〔イ〕貴金属チップ３１は、厚さが０．３
ｍｍ〜１．０ｍｍ（溶接前の寸法）の円板であるので、
低コストで電極消耗を抑える（面取り２４も電極消耗の
抑制に寄与する）ことができる。又、貴金属チップ３１
の溶接位置３１２を、碍子先端面２３より０．３ｍｍ以
上、奥側にしているのでニッケル合金材部分から火花放
電が起こらず、中心電極３の火花消耗を効果的に抑える
ことができる。

【００４２】〔ウ〕中心電極母材３０の先端面３０１
に、貴金属チップ３１（Ｐｔ- ２０Ｉｒ）をレーザー溶
接して、中心電極先端部を形成しているので火花放電に
よる電極先端部の消耗が少なく、二極スパークプラグＡ
は中心電極３の耐火花消耗性に優れる。又、貴金属部や
貴金属合金部の剥離が抵抗溶接の場合よりも生じ難くな
る。

【００４３】つぎに、本発明の第２実施例（請求項１、
３、４、７、１０に対応）を、図４及び図５に基づいて
説明する。二極スパークプラグＢは、筒状の主体金具１
と、主体金具１内に嵌め込まれて固定される軸孔２１付
の絶縁碍子２と、軸孔２１内に固定されるとともに、先
端に貴金属合金部３４を形成した中心電極３と、金具先
端面１１に突設され、発火面４１が貴金属合金部３４と
対向する様に屈曲した外側電極４、４とを備え、以下の
構成以外は、二極スパークプラグＡに同様である。

【００４４】中心電極３は、熱引き（耐熱性）を良くす
る為に大径（例えば２．５ｍｍ）とされ、着火性を良好
にする為に先端部の径を細く（ｗ＝１．０ｍｍ〜２ｍ
ｍ）している。又、本実施例でも、ニッケル合金材３５
（インコネル600 ）の内部に、良熱伝導性の銅３６を封
入している。

【００４５】中心電極３は、先端面３２が碍子先端面２
３から０〜１．０ｍｍ引っ込む（ｔ’＝０〜１．０ｍ
ｍ）様に軸孔２１内に固定されている。

【００４６】つぎに、中心電極３の製造方法（貴金属合
金部３４の形成方法）を、図５に基づいて説明する。 (1) 図５の（ａ）に示す様に、径小部３０２に台形溝３
０３を周設した中心電極母材３０の、台形溝３０３に、
溝底外周と略等しい円周を有する白金ワイヤー３４０を
嵌め込み加締める。

【００４７】(2) 図５の（ｂ）に示す様に、中心電極母
材３０を回転（例えば、５／６π・ｒａｄ／秒）させな
がら、レーザービーム３７（例えば、パルス幅２ｍｓ、
７Ｊ、５ｐｐｓのＹＡＧレーザー）を白金ワイヤー３４
０に照射する。 (3) レーザービーム３７の照射によって、白金ワイヤー
３４０及び中心電極母材３０が溶融して図５の（ｃ）に
示す様に貴金属合金部３４が形成される。 (4) 図５の（ｄ）に示す様に、先端面３２の縁部に貴金
属合金部３４が露出する様に、中心電極母材３０の先端
部分３０４を、切断、研磨、又は切削等により削除し、
中心電極３（中軸）が完成する。

【００４８】本実施例の二極スパークプラグＢについ
て、第１実施例と同様の汚損試験を行ったところ、以下
に示す様に、同様の結果が得られた。中心電極３の先端
の直径ｗが細い程、耐汚損性が良好である。しかし、電
極消耗の観点から１．０ｍｍ以上の直径ｗが必要であ
る。中心電極母材３０の直径が２．５ｍｍ以下であれ
ば、突き出し長ｔ≦０．５ｍｍで耐汚損性が良好とな
る。しかし、引っ込み過ぎると、碍子先端面２３のチャ
ネリングの進行が早くなり、絶縁碍子２の欠け落ちや損
傷が著しくなるので引っ込み長ｔ’は１．０ｍｍ以下に
する必要がある。

【００４９】つぎに、本実施例の利点を述べる。〔エ〕中心電極３を大径に形成しているので熱引きが良
好である。又、中心電極３の先端（径小部）の直径ｗを
１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下にしており、なおかつ、
主体金具１に対してマイナス極性の高電圧を中心電極３
側に印加しているので二極スパークプラグＢは着火性に
優れる。

【００５０】更に、中心電極３の突き出し長ｔを０．５
ｍｍ以下（突き出す場合）、又は引っ込み長ｔ’を１．
０ｍｍ以下（引っ込める場合）に設定しているので火花
放電が碍子先端面２３に沿って行われ、二極スパークプ
ラグＢは、従来のスパークプラグＪに比べて汚損性が著
しく改善される。尚、引っ込み長ｔ’が１．０ｍｍ以下
であることと、面取り２４とにより、絶縁碍子２のチャ
ネリングの進行は遅い。

【００５１】〔オ〕中心電極３の先端外周に貴金属合金
部３４を形成しているので、火花放電による電極先端部
の消耗が少なく、二極スパークプラグＢは中心電極３の
耐火花消耗性に優れる。又、貴金属合金部３４の軸方向
厚みａは０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ、肉厚ｂは０．２ｍｍ
〜０．５ｍｍが中心電極先端部の火花消耗の抑制から好
ましく、貴金属の使用量も少なく、コストを低減するこ
とができる。

【００５２】つぎに、本発明の第３実施例（請求項１、
２、３、４、８に対応）を、図６に基づいて説明する。
二極スパークプラグＣは、筒状の主体金具１と、主体金
具１内に嵌め込まれて固定される軸孔２１付の絶縁碍子
２と、軸孔２１内に固定されるとともに、先端に貴金属
部３８を形成した中心電極３と、金具先端面１１に突設
され、発火面４１が貴金属部３８と対向する様に屈曲し
た外側電極４、４とを備え、以下の構成（寸法や構造
等）は、二極スパークプラグＢに準じる。

【００５３】中心電極３は、台形溝３０３を周設しない
中心電極母材３０（図５参照）の先端面に凹部を形成
し、該凹部内に円盤状の貴金属チップ（Ｐｔ- ２０Ｉ
ｒ）を嵌め込み、レーザー溶接することにより貴金属部
３８を形成している。

【００５４】中心電極３の先端面３２の全周に亘って貴
金属合金部３４を設ける構成（図４の状態）であると初
期の放電路の偏りにより貴金属合金部３４が片減りした
場合、貴金属合金部３４の基部のニッケル合金材３５へ
選択的に火花放電が起き、放電路の偏りが進みチャネリ
ングが偏って進行する可能性がある。しかし、本実施例
の構成（貴金属部３８）を採用すると、これを避けるこ
とができるとともに、使用する貴金属の量を減らすこと
ができる。

【００５５】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。ａ．放電路が分散して電極消耗及び絶縁碍子２のチャネ
リングを抑えることができる金具先端面１１に突設され
る外側電極４の数は、三個や四個であることが望まし
い。又、自己清浄性に優れ、耐汚損性を向上させること
ができる。ｂ．中心電極母材３０の先端面３２に溶接する貴金属チ
ップ３１や、貴金属合金部３４となる貴金属（白金ワイ
ヤー３４０）は、その他、Ｐｔ、Ｐｔ- Ｉｒ- Ｎｉ合
金、Ａｕ- Ｐｄ合金、Ｉｒ、Ｉｒ- Ｙ₂Ｏ₃合金等であ
っても良い。

【００５６】ｃ．溝に環装する貴金属（白金ワイヤー３
４０）は、リング形状のものを嵌め込む以外に、ワイヤ
ー状の白金線の先端を溝に電気溶接により仮止めした後
に巻装し、切断して溝に環装させても良い。

【００５７】ｄ．中心電極先端部の外周の貴金属チップ
３１は、中心電極母材（素材）３０の先端面３２にドー
ナツ形状の貴金属板を抵抗溶接した後、中心電極母材３
０の押し出し成形によって先端部外周に環状貴金属チッ
プを配したものでも良く、同様に電極消耗を抑え、加工
コストを低減することができる。

【００５８】ｅ．外側電極４は、ニッケル合金材３５の
内部に良熱電導性の銅３６、銅合金等の芯材を封入した
ものであっても良い。

【００５９】ｆ．中心電極３は、中心電極母材３０をそ
のまま使用することができる。特に先端の直径が２．０
〜２．５ｍｍのものに有効であり、貴金属チップ３１が
無くても耐久性を保持することができる。

【００６０】ｇ．各寸法は、以下の範囲が好適である。発火面４１と絶縁体先端外径との距離……０．３〜０．
７軸孔開口エッジの面取り２４……Ｃ０．２〜Ｃ０．８

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る二極スパークプラグ
の要部斜視図（ａ）、及び部分断面図（ｂ）である。

【図２】本発明の第１実施例に係る二極スパークプラグ
に用いる中心電極の製造方法を示す工程図である。

【図３】中心電極の突き出し長ｔ（引っ込み長ｔ’）-
１０ＭΩ低下サイクル数の関係を示すグラフである。

【図４】本発明の第２実施例に係る二極スパークプラグ
の要部斜視図（ａ）、及び部分断面図（ｂ）である。

【図５】本発明の第２実施例に係る二極スパークプラグ
に用いる中心電極の製造方法を示す工程図である。

【図６】本発明の第３実施例に係る二極スパークプラグ
の部分断面図である。

【図７】くすぶり汚損試験運転パターンにおける試験の
説明図である。

【図８】従来技術に係るスパークプラグの断面図であ
る。

【符号の説明】

１主体金具２絶縁碍子３中心電極４外側電極１１金具先端面２１軸孔２２碍子先端部２３碍子先端面２４面取り３０中心電極母材３１貴金属チップ３４貴金属合金部３８貴金属部４１発火面３０１先端面３１２溶接位置（接合位置）Ａ、Ｂ、Ｃ二極スパークプラグ（スパークプラグ）ｔ突き出し長ｔ’ 引っ込み長

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状の主体金具と、碍子先端部が金具先
端面から突出する様に前記主体金具内に固定される軸孔
付の絶縁碍子と、前記軸孔に固定される中心電極と、外側電極先端部を軸方向に屈曲させ、碍子先端面の延長
上に前記外側電極先端部の発火面の何処かが位置する様
に前記金具先端面に突設される外側電極とを備え、中心電極先端部と前記発火面との間で前記碍子先端面に
沿って火花放電を行うスパークプラグであって、中心電極先端面を前記碍子先端面から突き出す場合には
突き出し長を０．５ｍｍ以下とし、前記中心電極先端面
を前記碍子先端面から引っ込ませる場合には引っ込み長
を１．０ｍｍ以下にすることを特徴とするスパークプラ
グ。
【請求項２】筒状の主体金具と、碍子先端部が金具先端面から突出する様に前記主体金具
内に固定される軸孔付の絶縁碍子と、前記軸孔に固定される中心電極と、外側電極先端部を軸方向に屈曲させ、碍子先端面の延長
上に前記外側電極先端部の発火面の何処かが位置する様
に前記金具先端面に突設される外側電極とを備え、中心電極先端部と前記発火面との間で前記碍子先端面に
沿って火花放電を行うスパークプラグであって、中心電極先端面と前記碍子先端面とが面一であることを
特徴とするスパークプラグ。
【請求項３】前記中心電極先端部の径は１．０ｍｍ〜
２．５ｍｍである、請求項１又は請求項２記載のスパー
クプラグ。
【請求項４】筒状の主体金具と、碍子先端部が金具先端面から突出する様に前記主体金具
内に固定される軸孔付の絶縁碍子と、前記軸孔に固定される中心電極と、外側電極先端部を軸方向に屈曲させて前記金具先端面に
突設される外側電極とを備え、中心電極先端部と前記発火面との間で碍子先端面に沿っ
て火花放電を行うスパークプラグであって、前記中心電極先端部の径は１．０ｍｍ〜２．５ｍｍであ
り、中心電極先端面を前記碍子先端面から突き出す場合には
突き出し長を０．５ｍｍ以下とし、前記中心電極先端面
を前記碍子先端面から引っ込ませる場合には引っ込み長
を１．０ｍｍ以下にすることを特徴とするスパークプラ
グ。
【請求項５】前記絶縁碍子の軸孔開口エッジに面取り
を施した請求項１乃至請求項４の何れかに記載のスパー
クプラグ。
【請求項６】前記外側電極の数を３〜４個とした請求
項１乃至請求項５の何れかに記載のスパークプラグ。
【請求項７】中心電極母材の先端面に、該中心電極母
材と実質的に同径又は小径の貴金属チップを溶接して前
記中心電極先端部を形成した請求項１乃至請求項６の何
れかに記載のスパークプラグ。
【請求項８】前記貴金属チップを、前記中心電極母材
と実質的に同径で、外径が１．０ｍｍ〜２．５ｍｍ、厚
さが０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの円柱形状とし、前記中心電極母材と前記貴金属チップとの接合位置を、
前記碍子先端面より奥とした請求項７記載のスパークプ
ラグ。
【請求項９】前記中心電極先端部を、前記中心電極母
材の先端外周に環状に貴金属チップを配する構成とし
た、請求項１乃至請求項６の何れかに記載のスパークプ
ラグ。
【請求項１０】前記中心電極先端部を、外径が前記中
心電極母材と実質的に同径又は小径の環状貴金属チップ
を有し、その軸方向の厚みが０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ、
肉厚が０．２ｍｍ〜０．５ｍｍとする構成とした請求項
９記載のスパークプラグ。
【請求項１１】前記中心電極先端部を、前記中心電極
母材の先端外周に環装した貴金属をレーザーにより溶融
接合した貴金属合金部を有する構成とした請求項９又は
請求項１０記載のスパークプラグ。
【請求項１２】前記中心電極先端部を、押し出し成形
により前記中心電極母材の先端外周に貴金属を配する構
成とした請求項９記載のスパークプラグ。
【請求項１３】前記中心電極に印加される火花放電用
の高電圧は、マイナス極性である請求項１乃至請求項１
２の何れかに記載のスパークプラグ。