JPS5826480A - 内燃機関用スパ−クプラグ - Google Patents
内燃機関用スパ−クプラグInfo
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- JPS5826480A JPS5826480A JP12424081A JP12424081A JPS5826480A JP S5826480 A JPS5826480 A JP S5826480A JP 12424081 A JP12424081 A JP 12424081A JP 12424081 A JP12424081 A JP 12424081A JP S5826480 A JPS5826480 A JP S5826480A
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- ground electrode
- noble metal
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐電極消耗性のよい内燃機関用スパークプラグ
に関するものである。
に関するものである。
従来周知のスパークプラグは、その接地電極および/ま
たは中心電極の放電部に白金(Pt)などの貴金属をチ
ップ状にして埋設した構造になつ(1) ている。
たは中心電極の放電部に白金(Pt)などの貴金属をチ
ップ状にして埋設した構造になつ(1) ている。
かかる構造のものでは貴金属の使用量が多くコスト高と
なっている。
なっている。
そこで、本願の出願人は貴金属を薄いプレート状として
上記放電部に接合する構造を採用したものを先に出願し
ている。この構造によれば、放電部に貴金属を埋設する
ものではないので、貴金属の使用量を最小限に抑えるこ
とができ、コストの低減を図ることができるのである。
上記放電部に接合する構造を採用したものを先に出願し
ている。この構造によれば、放電部に貴金属を埋設する
ものではないので、貴金属の使用量を最小限に抑えるこ
とができ、コストの低減を図ることができるのである。
しかしながら、中心、接地電極の放電部は、スパークプ
ラグの使用環境からして直接に燃焼ガスにさらされるた
め、各種の運転条件からくる温度変化に敏感に追従する
。高負荷高回転下では、例えば接地電極の放電部は、1
. OOO’cにも達し、また低負荷低回転下では、1
50 ’C前後といった低い温度となる。従って中心、
接地電極と貴金属プレートとの接合面には、この貴金属
プレート材料と両電極材料との間の熱膨張係数差による
熱応力歪が生ずる。この歪は、運転条件によってくり返
えされ、貴金属プレーlに過大な負荷となり、(2) 第1図に示す如(、貴金属プレート3は断面破断aに至
る(第1図は接地電極2の例)。この現象は、当然温度
変化が著しいほど多発する。
ラグの使用環境からして直接に燃焼ガスにさらされるた
め、各種の運転条件からくる温度変化に敏感に追従する
。高負荷高回転下では、例えば接地電極の放電部は、1
. OOO’cにも達し、また低負荷低回転下では、1
50 ’C前後といった低い温度となる。従って中心、
接地電極と貴金属プレートとの接合面には、この貴金属
プレート材料と両電極材料との間の熱膨張係数差による
熱応力歪が生ずる。この歪は、運転条件によってくり返
えされ、貴金属プレーlに過大な負荷となり、(2) 第1図に示す如(、貴金属プレート3は断面破断aに至
る(第1図は接地電極2の例)。この現象は、当然温度
変化が著しいほど多発する。
この対策として、貴金属プレート3の材料として白金に
イリジウム(I r)を添加したものを用いてその貴金
属プレート3の材料強度を増すことにより、この現象を
軽減できることを発見した。
イリジウム(I r)を添加したものを用いてその貴金
属プレート3の材料強度を増すことにより、この現象を
軽減できることを発見した。
第5図にその結果を示す。第5図において、lrの添加
量を増加すれば断面破断発生比率は低くなるが、Tr2
0%以上でその効果は特に顕著となる。従って、プレー
ト3の材料強度を増すと、上記断面破断aを防ぐことが
できる。
量を増加すれば断面破断発生比率は低くなるが、Tr2
0%以上でその効果は特に顕著となる。従って、プレー
ト3の材料強度を増すと、上記断面破断aを防ぐことが
できる。
しかし、熱応力は、断面破断による緩和がなされないた
め、接合面4 (第1図参照)に集中することとなる。
め、接合面4 (第1図参照)に集中することとなる。
このため、PL−1rのプレート材料は新たに第2図の
ごとく接合破断すを引き起こすことがわかった。この接
合面破断すは第2図に示すように接合面4のプレート3
側の合金属内に発生し、接合面4に沿って進行する。こ
の現象は、1rの添加量と比例して起こり、その結果を
第6(3) なお、第5図および第6図は、スパークプラグ型式W1
6EXにおいて、その接地電極に直径1,2■、厚さ0
.211Iのpt−1rの貴金属プレー1を抵抗溶接し
たものを用い、1000℃−150°C(各保持時間1
分30秒)のくり返し、これを1サイクルとして400
サイクル実施した結果である。
ごとく接合破断すを引き起こすことがわかった。この接
合面破断すは第2図に示すように接合面4のプレート3
側の合金属内に発生し、接合面4に沿って進行する。こ
の現象は、1rの添加量と比例して起こり、その結果を
第6(3) なお、第5図および第6図は、スパークプラグ型式W1
6EXにおいて、その接地電極に直径1,2■、厚さ0
.211Iのpt−1rの貴金属プレー1を抵抗溶接し
たものを用い、1000℃−150°C(各保持時間1
分30秒)のくり返し、これを1サイクルとして400
サイクル実施した結果である。
接合面破断すは、第2図を拡大して示す第7図(a)に
おいて、接地電極2の母材(耐熱Ni系金属)とプレー
13(Pt80%−1r20%)との合金層7内部にて
発生ずる。合金層7をEPMAで分析すると、第3図(
b)に示ずごと(、Pt−Niは全域均一でなく、変化
している。その合金属7内のPt、Niの変化に伴い、
第7図(C)のごとく硬度も著しく変化する。
おいて、接地電極2の母材(耐熱Ni系金属)とプレー
13(Pt80%−1r20%)との合金層7内部にて
発生ずる。合金層7をEPMAで分析すると、第3図(
b)に示ずごと(、Pt−Niは全域均一でなく、変化
している。その合金属7内のPt、Niの変化に伴い、
第7図(C)のごとく硬度も著しく変化する。
硬度は、20%N+−80%ptの比率近傍が最も高く
なる。この硬度ピークは、接合面4に発生ずる熱応力に
対し、一種の切欠き効果と同様の特性を呈し、接合面破
断に至るのである。
なる。この硬度ピークは、接合面4に発生ずる熱応力に
対し、一種の切欠き効果と同様の特性を呈し、接合面破
断に至るのである。
(4)
本発明は上記の諸点に鑑み、Ni糸金金属母材金属とし
て含む、中心電極および/または接地電極の放電部に接
合する貴金属プレートを、Ir1O〜30重量%、N
i 0.5〜2重量%、Pt残部の組成で構成すること
により、中心電極および/または接地電極と貴金属プレ
ートとの熱膨張差による熱応力を緩和して貴金属プレー
トの破断を抑制し、耐久性のよい内燃機関用スパークプ
ラグを提供しようとするものである。
て含む、中心電極および/または接地電極の放電部に接
合する貴金属プレートを、Ir1O〜30重量%、N
i 0.5〜2重量%、Pt残部の組成で構成すること
により、中心電極および/または接地電極と貴金属プレ
ートとの熱膨張差による熱応力を緩和して貴金属プレー
トの破断を抑制し、耐久性のよい内燃機関用スパークプ
ラグを提供しようとするものである。
以下本発明を具体的に説明する。本発明のスパークプラ
グの基本的構造は第3図および第4図のごとくであり、
中心電極1の放電部および接地電極2の放電部にそれぞ
れ円板状の貴金属プレート3が抵抗溶接法により接合し
である。なお、図中、8は取付金具、9は絶縁体である
。
グの基本的構造は第3図および第4図のごとくであり、
中心電極1の放電部および接地電極2の放電部にそれぞ
れ円板状の貴金属プレート3が抵抗溶接法により接合し
である。なお、図中、8は取付金具、9は絶縁体である
。
本発明は前述したごとく貴金属プレート3をpt−Ir
で構成し、かつこれにNiを添加したものであるが、そ
のNiの添加効果について以下詳述する。
で構成し、かつこれにNiを添加したものであるが、そ
のNiの添加効果について以下詳述する。
第8図は20%のIrと10%までのNiと残(5)
部ptとより成る貴金属プレーI・において、Niの量
によって貴金属プレートの硬度がどのように変わるかを
見たものである。なお、試料に供したスパークプラグは
型式W16EXで接地電極の方にのみ直径1.2u、厚
さQ、 ’l +uの貴金属プレー1−を抵抗溶接法で
接合してあり、この接地電極の材質はNi 93%、残
部Cr、Mn、Siである。
によって貴金属プレートの硬度がどのように変わるかを
見たものである。なお、試料に供したスパークプラグは
型式W16EXで接地電極の方にのみ直径1.2u、厚
さQ、 ’l +uの貴金属プレー1−を抵抗溶接法で
接合してあり、この接地電極の材質はNi 93%、残
部Cr、Mn、Siである。
この第8図から明らかなどと<、NiO量が増加するに
従って貴金属プレートの硬度が上昇している。
従って貴金属プレートの硬度が上昇している。
第9図はIr20%、Ni2%、残部Ptの貴金属プレ
ートを型式W16EXのスパークプラグの接地電極に抵
抗溶接した場合において、そのプレート3と接地電極2
との合金属7における硬度を示したものである。この第
9図から明白なように、前述した80%Pt−20%N
iのごとき硬度ピークが消失していることがわかる。こ
のことは前述の接合面破断が生じに(いことを意味して
いるのである。
ートを型式W16EXのスパークプラグの接地電極に抵
抗溶接した場合において、そのプレート3と接地電極2
との合金属7における硬度を示したものである。この第
9図から明白なように、前述した80%Pt−20%N
iのごとき硬度ピークが消失していることがわかる。こ
のことは前述の接合面破断が生じに(いことを意味して
いるのである。
第10図は上記合金層7の厚さがNi添加の有(6)
無によって耐久時間とともにどのように変化するかを示
したものである。実験に供したスパークプラグは、(a
)Wl 6EX型式のスパークプラグの接地電極に20
%Ir−2%−Ni−残部ptの貴金属プレート (寸
法は第8図と同じ)を抵抗溶接したもの、(b)上記(
a)において貴金属グレートを20%Tr−3Q%Pt
で構成したものを用いた。なお、耐久条件は1500c
cのエンジンに装着し、5400r、p、mの回転数で
行なっIこ。
したものである。実験に供したスパークプラグは、(a
)Wl 6EX型式のスパークプラグの接地電極に20
%Ir−2%−Ni−残部ptの貴金属プレート (寸
法は第8図と同じ)を抵抗溶接したもの、(b)上記(
a)において貴金属グレートを20%Tr−3Q%Pt
で構成したものを用いた。なお、耐久条件は1500c
cのエンジンに装着し、5400r、p、mの回転数で
行なっIこ。
このように第10図から理解されるように、合金層の厚
さは理由はよくわからないが耐久時間の経過に伴なって
増加することがわかる。このことは接地電極と貴金属ブ
レーlとの熱膨張差にょる熱応力が合金層でのクッショ
ン作用により吸収されやすい傾向にあることを示してい
る。
さは理由はよくわからないが耐久時間の経過に伴なって
増加することがわかる。このことは接地電極と貴金属ブ
レーlとの熱膨張差にょる熱応力が合金層でのクッショ
ン作用により吸収されやすい傾向にあることを示してい
る。
以上、第8図〜第10図の結果から、貴金属プレートに
急激な熱応力が作用しにくくなり、プレートの破断発生
が抑制されることがゎがる。この点を冷熱サイクル実験
にて第11図に示す。第11(7) W16EXで、その接地電極にのみ貴金属プレーIを抵
抗溶接したものである。グレートの寸法は直径1.2
*m、厚さ0.211である。なお、冷熱サイクルは前
述の第5図および第6図で説明したものと同じである。
急激な熱応力が作用しにくくなり、プレートの破断発生
が抑制されることがゎがる。この点を冷熱サイクル実験
にて第11図に示す。第11(7) W16EXで、その接地電極にのみ貴金属プレーIを抵
抗溶接したものである。グレートの寸法は直径1.2
*m、厚さ0.211である。なお、冷熱サイクルは前
述の第5図および第6図で説明したものと同じである。
なお、図中aはNi添加なし、bは0.3%N1Xcは
0.5%N1Xdは1%Ni。
0.5%N1Xdは1%Ni。
eは2%Niである。
この第11図の結果から明白なごとく、Niの量が0.
5〜2%の範囲で特に効果が著しい。一方、第11図に
は前述の第5図、第6図の結果も同時に示しであるが、
プレー1の断面破断、接合面破断を共に低く抑えるには
Irの量は10〜30%であることがわか−る。より望
ましいIrの量は20〜30%であることもわかる。
5〜2%の範囲で特に効果が著しい。一方、第11図に
は前述の第5図、第6図の結果も同時に示しであるが、
プレー1の断面破断、接合面破断を共に低く抑えるには
Irの量は10〜30%であることがわか−る。より望
ましいIrの量は20〜30%であることもわかる。
なお、プレート中のNiの量が2%を上回ると、そのN
iが腐食雰囲気および火花放電にて酸化飛散し、プレー
I・の耐消耗性が劣化する。このことを第12図に示す
。図中、aは20%Ni−残部Pt、、bは10%Ni
−残部Pt、、cは5%N1(8) 一残部Pt、、dは2%Ni−残部Pt、、eはptの
み、fは20%Ir−残部ptの貴金属プレートを示し
ており、その寸法、プラグ型式は第11図で説明したも
のと同じである。なお、a −eのPtの代りに80%
P t +20%rrにしても同様の結果が得られてい
る。条件は、温度400°c1火花回数8000回/分
、雰囲気は空気である。
iが腐食雰囲気および火花放電にて酸化飛散し、プレー
I・の耐消耗性が劣化する。このことを第12図に示す
。図中、aは20%Ni−残部Pt、、bは10%Ni
−残部Pt、、cは5%N1(8) 一残部Pt、、dは2%Ni−残部Pt、、eはptの
み、fは20%Ir−残部ptの貴金属プレートを示し
ており、その寸法、プラグ型式は第11図で説明したも
のと同じである。なお、a −eのPtの代りに80%
P t +20%rrにしても同様の結果が得られてい
る。条件は、温度400°c1火花回数8000回/分
、雰囲気は空気である。
なお、本発明は前述の実施例に限定されず、以下のごと
く種々の変形が可能である。
く種々の変形が可能である。
(1)中心電極の軸方向側面に接地電極の先端が対向す
るものにも適用できる。
るものにも適用できる。
(2)中心電極にのみ貴金属プレートを接合してもよい
。
。
(3)第3図、第4図の実施例では中心電極の先端が先
細にしであるが、このようにゼず同一径でもよい。
細にしであるが、このようにゼず同一径でもよい。
(4)貴金属プレートの接合方法としては、レーザー溶
接、ろう付け、電子ビーム溶接等でもよい。
接、ろう付け、電子ビーム溶接等でもよい。
(5)中心、接地電極の材質としては15%Cr−8%
Fe−残部Niでもよく、要はNl系金属を(9) 母材とするものであればよい。
Fe−残部Niでもよく、要はNl系金属を(9) 母材とするものであればよい。
(6)貴金属プレートの材料中に、微量の他の金属成分
(不純物も含む)が混入していても差支えない。
(不純物も含む)が混入していても差支えない。
以」二詳述したように本発明においては、中心電極およ
び/または接地電極に接合した貴金属ブレーlの冷熱サ
イクル下における破断を抑制でき、このため貴金属プレ
ートによる中心電極および/または接地電極の耐消耗効
果の寿命を延長できる。
び/または接地電極に接合した貴金属ブレーlの冷熱サ
イクル下における破断を抑制でき、このため貴金属プレ
ートによる中心電極および/または接地電極の耐消耗効
果の寿命を延長できる。
また、貴金属プレーi自体の消耗も抑制することができ
る。
る。
第1図および第2図は本発明の案出基礎の説明に供する
スパークプラグの放電部を示す模式図、第3図は本発明
の一実施例を示す部分破断面図、第4図は第3図の要部
拡大断面図、第5図〜第12図は本発明の詳細な説明に
供する特性図である。 1・・・中心電極、2・・・接地電極、3・・・貴金属
プレート。 代理人弁理士 岡 部 隆 (10) 第1図 第2図 2 第3図 第4図 ≧壬り 第6図 % 00 碌 [ (Pt100%)I r 、捧jXJ t (重電カ)
第7図 第5図 (Pt100%) 工r*4’加)(重量%)(b)
(C) I¥/I)(t)°k) 砿* (f−1v)第
8図 0 2 4 6 +3 10 N1(20%
Ir) Ni EinOV (tj”f’/−)第
9図 (b) 第11図 0 10 20 30 (Pt100%) Ir 、+1 ジトカロf
c−t−tx)第12図 0 50 100 試、験爵間(H)
スパークプラグの放電部を示す模式図、第3図は本発明
の一実施例を示す部分破断面図、第4図は第3図の要部
拡大断面図、第5図〜第12図は本発明の詳細な説明に
供する特性図である。 1・・・中心電極、2・・・接地電極、3・・・貴金属
プレート。 代理人弁理士 岡 部 隆 (10) 第1図 第2図 2 第3図 第4図 ≧壬り 第6図 % 00 碌 [ (Pt100%)I r 、捧jXJ t (重電カ)
第7図 第5図 (Pt100%) 工r*4’加)(重量%)(b)
(C) I¥/I)(t)°k) 砿* (f−1v)第
8図 0 2 4 6 +3 10 N1(20%
Ir) Ni EinOV (tj”f’/−)第
9図 (b) 第11図 0 10 20 30 (Pt100%) Ir 、+1 ジトカロf
c−t−tx)第12図 0 50 100 試、験爵間(H)
Claims (2)
- (1)ニッケル系金属を少なくとも母材とする接地電極
および/またはニッケル系金属を少なくとも母材とする
中心電極の放電部に接合した貴金属プレートを備え、こ
の貴金属プレートを、10〜30重量%のイリジウム、
0.5〜2重量%のニッケル、および残部白金より構成
した内燃機関用スパークプラグ。 - (2)前記イリジウムの量は20〜30重量%である特
許請求の範囲(1)記載の内燃機関用スパークプラグ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12424081A JPS594835B2 (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 内燃機関用スパ−クプラグ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12424081A JPS594835B2 (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 内燃機関用スパ−クプラグ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5826480A true JPS5826480A (ja) | 1983-02-16 |
JPS594835B2 JPS594835B2 (ja) | 1984-02-01 |
Family
ID=14880428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12424081A Expired JPS594835B2 (ja) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | 内燃機関用スパ−クプラグ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS594835B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5834151A (ja) * | 1981-08-24 | 1983-02-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 点火プラグ用電極材料 |
JPWO2005071809A1 (ja) * | 2004-01-27 | 2007-09-06 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
US7336024B2 (en) | 2004-12-28 | 2008-02-26 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5968832U (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-10 | 日野自動車株式会社 | ホイ−ルシリンダピストンの調整歯車 |
-
1981
- 1981-08-07 JP JP12424081A patent/JPS594835B2/ja not_active Expired
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5834151A (ja) * | 1981-08-24 | 1983-02-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 点火プラグ用電極材料 |
JPS6130014B2 (ja) * | 1981-08-24 | 1986-07-10 | Ngk Spark Plug Co | |
JPWO2005071809A1 (ja) * | 2004-01-27 | 2007-09-06 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
US7804232B2 (en) | 2004-01-27 | 2010-09-28 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug with high durability |
US7336024B2 (en) | 2004-12-28 | 2008-02-26 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug |
EP1677400B1 (en) * | 2004-12-28 | 2019-01-23 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Spark plug |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS594835B2 (ja) | 1984-02-01 |
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