JPS59230282A - 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
- Publication number
- JPS59230282A JPS59230282A JP58106307A JP10630783A JPS59230282A JP S59230282 A JPS59230282 A JP S59230282A JP 58106307 A JP58106307 A JP 58106307A JP 10630783 A JP10630783 A JP 10630783A JP S59230282 A JPS59230282 A JP S59230282A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spark plug
- internal combustion
- noble metal
- combustion engine
- metal tip
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
- H01T13/39—Selection of materials for electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T21/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs
- H01T21/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs of sparking plugs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Spark Plugs (AREA)
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】
本発明は自動車などの内燃機関に用いて好都合な内燃機
関用スパークプラグに関するものである。
関用スパークプラグに関するものである。
従来この種のスパークプラグとして、中心電極の火花放
電端に、耐熱、耐消耗性の白金より成る貴金属チップを
抵抗溶接法等で固定し、中心電極の火花放電端の消耗を
防ぐようになして長寿命化を図ったものがある。
電端に、耐熱、耐消耗性の白金より成る貴金属チップを
抵抗溶接法等で固定し、中心電極の火花放電端の消耗を
防ぐようになして長寿命化を図ったものがある。
しかしながら、従来の上記スパークプラグによれば、貴
金属チップが脱落することが往々にして現われるという
問題を有している。
金属チップが脱落することが往々にして現われるという
問題を有している。
そこで、本発明者はその貴金属チップの脱落の傾向を調
査したところ、貴金属チップと中心電極との接合部に亀
裂及び酸化を生じており、この不具合にて貴金属チップ
が脱落していた。
査したところ、貴金属チップと中心電極との接合部に亀
裂及び酸化を生じており、この不具合にて貴金属チップ
が脱落していた。
このことは、貴金属チップの白金と中心電極の母材金属
であるニッケルとの間の線膨張率の相違による熱応力が
太き（起因していると思われる。
であるニッケルとの間の線膨張率の相違による熱応力が
太き（起因していると思われる。
（２）
本発明は、上記の点に鑑み、中心電極と貴金属チップと
の接合面ならびに細化発火部長さの関係において、この
接合面にかかる熱応力を軽減でき、貴金属チップの脱落
を抑止できる内燃機関用スパークプラグを提供すること
を目的とするものである。
の接合面ならびに細化発火部長さの関係において、この
接合面にかかる熱応力を軽減でき、貴金属チップの脱落
を抑止できる内燃機関用スパークプラグを提供すること
を目的とするものである。
以下本発明を具体的実施例により詳細に説明する。第１
図、第２図において１はアルミナ磁器よりなる絶縁碍子
で、中心に軸穴１ａが設けである。
図、第２図において１はアルミナ磁器よりなる絶縁碍子
で、中心に軸穴１ａが設けである。
２は炭素鋼よりなる中軸で、絶縁碍子１の軸穴１ａのう
ち上部に挿通しである。３は円筒状のハウジングで、耐
熱、耐蝕性の金属で構成してあり、このハウジング３の
内側にリング状気密パツキン４およびかしめリング５を
介して上記絶縁碍子１が固定しである。なおハウジング
３には内燃機関のシリングブロックに固定するためのネ
ジ部３ａが設けである。６は中心電極であり、母材金属
としてニッケルークロム（Ｎｉ−Ｃｒ）合金もしくはイ
ンコネル６００ （商品名）から構成しである。
ち上部に挿通しである。３は円筒状のハウジングで、耐
熱、耐蝕性の金属で構成してあり、このハウジング３の
内側にリング状気密パツキン４およびかしめリング５を
介して上記絶縁碍子１が固定しである。なおハウジング
３には内燃機関のシリングブロックに固定するためのネ
ジ部３ａが設けである。６は中心電極であり、母材金属
としてニッケルークロム（Ｎｉ−Ｃｒ）合金もしくはイ
ンコネル６００ （商品名）から構成しである。
７は貴金属チップであり、中心電極６の先端に抵（３）
抗溶接法により接合しである。７ａは、接合面を示して
いる。この貴金属チップ７は、白金合金、例えば白金（
Ｐｔ）７０重量％乃至９０重量％、イリジウム（Ｉｒ）
３０重量％乃至１０重量％から成っている。８は耐熱、
耐蝕性金属からなる接地電極で、中心電極６と同様の母
材金属で構成しである。９は白金チップ層で、接地電極
８に抵抗溶接法により接合されている。この白金チップ
層９は上記貴金属チップ７と同様のｐｔ金合金構成しで
ある。１０は絶縁碍子１の軸穴１ａ内に封着した導電性
ガラスシール層であり、銅粉末と低融点ガラスとから構
成されており、このシール層１０で中軸２と中心電極６
とを電気的に接続すると共に、両者を絶縁碍子１の軸穴
１ａに移動なきよう固定しである。なお、図中Ｇは火花
放電ギャップを示す。
いる。この貴金属チップ７は、白金合金、例えば白金（
Ｐｔ）７０重量％乃至９０重量％、イリジウム（Ｉｒ）
３０重量％乃至１０重量％から成っている。８は耐熱、
耐蝕性金属からなる接地電極で、中心電極６と同様の母
材金属で構成しである。９は白金チップ層で、接地電極
８に抵抗溶接法により接合されている。この白金チップ
層９は上記貴金属チップ７と同様のｐｔ金合金構成しで
ある。１０は絶縁碍子１の軸穴１ａ内に封着した導電性
ガラスシール層であり、銅粉末と低融点ガラスとから構
成されており、このシール層１０で中軸２と中心電極６
とを電気的に接続すると共に、両者を絶縁碍子１の軸穴
１ａに移動なきよう固定しである。なお、図中Ｇは火花
放電ギャップを示す。
従来例では、白金製放電部層を中心電極および／または
接地電極の放電面に使用することにより、該電極の耐消
耗性の大幅な向上を図っている。しかし、放電部層は白
金とイリジウムの合金、もしく４） くは白金とタングステンの合金、もしくは白金とイリジ
ウムに若干のＮｔを点火した合金から成っていて単一の
チップで構成してあり、その線膨張係数は約８〜９×１
０−６／℃であり、放電部層とは約５Ｘ１０−６／”Ｃ
の差がある。ところが、点火プラグは高負荷、低負荷と
種々の運転条件で使用され、即ち高温、低温が繰返され
、この冷熱繰返しと線膨張差により放電部層と両電極と
の間でそれぞれ繰返し熱応力を受け、一般的には第３図
のａ、ｂに示すように横亀裂及び接合面酸化（以下接合
面不具合という）が発生し、最後は貴金属チップ７が脱
落する。なお、接地電極８側の白金チップ９は横亀裂が
生じるが、接地電極８は中心電極６より高温となるため
、この電極自体の消耗により白金チップ９自体は脱落す
る。この対策には種々の方法が考えられるが、非常に温
度が高くなるエンジンや、プラグの電極温度が高くなる
倒木ば第４図に示すような電極構成（従来より３〜７ｗ
ｍはど突出したプラグ）には必ずしも有効といえない。
接地電極の放電面に使用することにより、該電極の耐消
耗性の大幅な向上を図っている。しかし、放電部層は白
金とイリジウムの合金、もしく４） くは白金とタングステンの合金、もしくは白金とイリジ
ウムに若干のＮｔを点火した合金から成っていて単一の
チップで構成してあり、その線膨張係数は約８〜９×１
０−６／℃であり、放電部層とは約５Ｘ１０−６／”Ｃ
の差がある。ところが、点火プラグは高負荷、低負荷と
種々の運転条件で使用され、即ち高温、低温が繰返され
、この冷熱繰返しと線膨張差により放電部層と両電極と
の間でそれぞれ繰返し熱応力を受け、一般的には第３図
のａ、ｂに示すように横亀裂及び接合面酸化（以下接合
面不具合という）が発生し、最後は貴金属チップ７が脱
落する。なお、接地電極８側の白金チップ９は横亀裂が
生じるが、接地電極８は中心電極６より高温となるため
、この電極自体の消耗により白金チップ９自体は脱落す
る。この対策には種々の方法が考えられるが、非常に温
度が高くなるエンジンや、プラグの電極温度が高くなる
倒木ば第４図に示すような電極構成（従来より３〜７ｗ
ｍはど突出したプラグ）には必ずしも有効といえない。
（５）
そこで、本発明は電極温度が上昇した場合にも上記接合
面不具合が生じないようにするものである。
面不具合が生じないようにするものである。
そのためには、熱応力を減する必要がある。この熱応力
を減するため発火部形状を考慮し、接合面７ａにかかる
熱応力分布を変化させ、接合面７ａに集中した熱応力を
中心電極母材金属６ａに分散させたことを特徴としてい
る。ここで、貴金属チップ７は、Ｐｔ９０重量％乃至７
０重量％とＴｒ１０重量％乃至３０重量％の合金、もし
くはこの合金組成に２重量％乃至５重量％のＮｉが添加
された合金から構成しである。発火部は先端が細化して
あり、この麺化長さｌと接合面７ａ位置、すなわち貴金
属チップ厚さｔが、前記接合面不具合に多大な影響を与
えることが判明した。第５図（ａｌ〜ｔｃ＋にその関係
を示す。この評価方法としては、４サイクル、２６００
ｃｃ、水冷ガソリンエンジンにて、１分ｗ、Ｏ，Ｔ→１
分アイドル運転を１００時間実施する方法であり、その
時の接合面不具合を示したものである。実験に供したプ
ラグは中心と接地の両電極に貴金属チップを接合したも
の（６） で、中心側はＰｔ８０ｗｔ％−ｒｒ２０ｗｔ％、接地側
はＰｔ９０譬ｔ％−ＮｉｌＯｉｖｔ％の組成である。
を減するため発火部形状を考慮し、接合面７ａにかかる
熱応力分布を変化させ、接合面７ａに集中した熱応力を
中心電極母材金属６ａに分散させたことを特徴としてい
る。ここで、貴金属チップ７は、Ｐｔ９０重量％乃至７
０重量％とＴｒ１０重量％乃至３０重量％の合金、もし
くはこの合金組成に２重量％乃至５重量％のＮｉが添加
された合金から構成しである。発火部は先端が細化して
あり、この麺化長さｌと接合面７ａ位置、すなわち貴金
属チップ厚さｔが、前記接合面不具合に多大な影響を与
えることが判明した。第５図（ａｌ〜ｔｃ＋にその関係
を示す。この評価方法としては、４サイクル、２６００
ｃｃ、水冷ガソリンエンジンにて、１分ｗ、Ｏ，Ｔ→１
分アイドル運転を１００時間実施する方法であり、その
時の接合面不具合を示したものである。実験に供したプ
ラグは中心と接地の両電極に貴金属チップを接合したも
の（６） で、中心側はＰｔ８０ｗｔ％−ｒｒ２０ｗｔ％、接地側
はＰｔ９０譬ｔ％−ＮｉｌＯｉｖｔ％の組成である。
評価時におけるプラグの電極温度が常用使用域の最高値
である７５０℃及び、プラグ使用限界温度である９００
℃となるようにしである。縦軸は接合面不具合深さく第
５図（ｂｌのａｌｂ）で、横軸は貴金属チップ厚さｔに
対する細化発火部長さｌを表わしている。第５図（ａ）
において、マイナス表示は、細化発火部長さｌがチップ
厚さｔより小さく、１は、一致していることを示し、プ
ラスは長さｌがチップ厚さｔより大きいことを示してい
る。
である７５０℃及び、プラグ使用限界温度である９００
℃となるようにしである。縦軸は接合面不具合深さく第
５図（ｂｌのａｌｂ）で、横軸は貴金属チップ厚さｔに
対する細化発火部長さｌを表わしている。第５図（ａ）
において、マイナス表示は、細化発火部長さｌがチップ
厚さｔより小さく、１は、一致していることを示し、プ
ラスは長さｌがチップ厚さｔより大きいことを示してい
る。
数字は、長さｌの寸法を示し、チップ厚さｔに対する割
合で示したものである。常用域においてはくプラグ温度
は７５０℃まで）、ｌは０．７を以上であれば良好な品
質が得られるが、プラグ使用限界である９００℃の高温
度においては、若干の酸化は避けたいが、細化発火部長
さｌは、■を以上であればほぼ同一な品質が得られるこ
とが判明した。但し、ρが１．５ｔを超える寸法では、
第６図に示す如く母材金属６ａの基部Ａ（細化発火部（
７） の付根）に応力酸化が認められた。なお、第５図（ａｌ
は細化発火部直径が１，０顛のときのものである。
合で示したものである。常用域においてはくプラグ温度
は７５０℃まで）、ｌは０．７を以上であれば良好な品
質が得られるが、プラグ使用限界である９００℃の高温
度においては、若干の酸化は避けたいが、細化発火部長
さｌは、■を以上であればほぼ同一な品質が得られるこ
とが判明した。但し、ρが１．５ｔを超える寸法では、
第６図に示す如く母材金属６ａの基部Ａ（細化発火部（
７） の付根）に応力酸化が認められた。なお、第５図（ａｌ
は細化発火部直径が１，０顛のときのものである。
第７図は、細化発火部の直径と接合面不具合との関係を
検討した結果である。評価は前記９００°Ｃにおける運
転条件とし、細化発火部長さｌは、■、２ｔとした。細
化発火部の直径は、０．５ ｗ〜２゜Ｑｍまでとした。
検討した結果である。評価は前記９００°Ｃにおける運
転条件とし、細化発火部長さｌは、■、２ｔとした。細
化発火部の直径は、０．５ ｗ〜２゜Ｑｍまでとした。
結果は１．５ｆｉ以下では、良好な品質が得られ、１．
５鶴を超えると接合面不具合が増加傾向にあることが判
明した。なお、中心電極６の基準直径（胴部直径）は２
．５Ｎで、細化発火部直径と貴金属チップの直径とは同
一寸法とした。
５鶴を超えると接合面不具合が増加傾向にあることが判
明した。なお、中心電極６の基準直径（胴部直径）は２
．５Ｎで、細化発火部直径と貴金属チップの直径とは同
一寸法とした。
なお、本実験に供したプラグは前記第５図で示し “
たものと同じものである。
たものと同じものである。
次に、接地電極８に設ける白金チップ層９は、該電極８
の母材であるＮｉ合金の線膨張率に近似させるとともに
耐消耗性の両面を狙って、Ｎｉの含有量を５重量％乃至
６０重量％にするのがよく、より好ましくは５重量％乃
至２０重量％がよい。
の母材であるＮｉ合金の線膨張率に近似させるとともに
耐消耗性の両面を狙って、Ｎｉの含有量を５重量％乃至
６０重量％にするのがよく、より好ましくは５重量％乃
至２０重量％がよい。
この白金チップＦｉ９において、Ｎｉの含有量が増すと
、却って酸化による消耗が進行する。ちなみ（８） に、接地電極８は中心電極６に比較して約１００℃程度
温度が高く、白金チップ層９中のＮｉの酸化の進行度合
が中心電極６側より速いため、白金チップ層９における
Ｎｉの含有量は少なめがよい。
、却って酸化による消耗が進行する。ちなみ（８） に、接地電極８は中心電極６に比較して約１００℃程度
温度が高く、白金チップ層９中のＮｉの酸化の進行度合
が中心電極６側より速いため、白金チップ層９における
Ｎｉの含有量は少なめがよい。
本発明は上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。
の変形が可能である。
（１１接地電極８が正極性となる点火回路を用いた場合
には、この接地電極８の方に中心電極６で用いた発火部
形状を採用すればよい。
には、この接地電極８の方に中心電極６で用いた発火部
形状を採用すればよい。
（２）中心電極６と接地電極８との両方に、前述の細化
発火部を設けてもよい。
発火部を設けてもよい。
以上述べたように本発明、においては、貴金属チップの
脱落を防ぐことができ、従って耐久性のよいスパークプ
ラグを提供できる。
脱落を防ぐことができ、従って耐久性のよいスパークプ
ラグを提供できる。
第１図は本発明の一実施例を示す半断面図、第２図は第
１図の要部を拡大して示す断面図、第３図（ａ）、（１
））は本発明の説明に供するもので、中心電極から貴金
属チップが脱落する原因を示す模式図、第４図は本発明
の説明に供するプラグの他の例の（９） 半断面図、第５図（ａ）は本発明の説明に供する特性図
、第５図（ト））〜（ｅｌは第５図（８１の特性図の説
明に供する中心電極部分の断面図、第６図は本発明の説
明に供する中心電極部分の断面図、第７図は本発明の説
明に供する特性図である。 ６・・・中心電極、７・・・貴金属チップ、８・・・接
地電極。 代理人弁理士 岡 部 隆 （１０） 第５図 （ａ） 第６図 第７図 責０．５ 砧 、−一／ （ｄ） （ｅ）０・５１・０
１．５ ２．Ｏｗ＊＋ｖ糸ｍイし＆’＋
（ｍｍ）
１図の要部を拡大して示す断面図、第３図（ａ）、（１
））は本発明の説明に供するもので、中心電極から貴金
属チップが脱落する原因を示す模式図、第４図は本発明
の説明に供するプラグの他の例の（９） 半断面図、第５図（ａ）は本発明の説明に供する特性図
、第５図（ト））〜（ｅｌは第５図（８１の特性図の説
明に供する中心電極部分の断面図、第６図は本発明の説
明に供する中心電極部分の断面図、第７図は本発明の説
明に供する特性図である。 ６・・・中心電極、７・・・貴金属チップ、８・・・接
地電極。 代理人弁理士 岡 部 隆 （１０） 第５図 （ａ） 第６図 第７図 責０．５ 砧 、−一／ （ｄ） （ｅ）０・５１・０
１．５ ２．Ｏｗ＊＋ｖ糸ｍイし＆’＋
（ｍｍ）
Claims (4)
- （１）中心電極および／または接地電極の発火部に、そ
の電極材料と熱膨張係数の真なる耐消耗性の優れた貴金
属チップを接合し、発火部が細化されている内燃機関用
スパークプラグであって、前記細化発火部長さを前記貴
金属チップ厚さの少なくとも０．７倍としたことを特徴
とする内燃機関用スパークプラグ。 - （２）前記発火部長さが特に有利なのは、貴金属チップ
厚さの１〜１，５倍の範囲にあることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の内燃機関用スパークプラグ。 - （３）前記貴金属チップは、７０重量％乃至９０重量％
の白金、および３０重量％乃至１０重量％のイリジウム
を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の内燃機関用スパークプラグ。 - （４）前記貴金属チップの直径は１．５鶴以下である（
１） ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃機関
用スパークプラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58106307A JPS59230282A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 内燃機関用スパ−クプラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58106307A JPS59230282A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 内燃機関用スパ−クプラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59230282A true JPS59230282A (ja) | 1984-12-24 |
| JPH0241154B2 JPH0241154B2 (ja) | 1990-09-14 |
Family
ID=14430337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58106307A Granted JPS59230282A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 内燃機関用スパ−クプラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59230282A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57180886A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-08 | Nippon Denso Co | Spark plug for internal combustion engine |
| JPS57182990A (en) * | 1981-05-07 | 1982-11-11 | Nippon Denso Co | Method of producing spark plug for internal combustion engine |
| JPS5838482A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-05 | 日本特殊陶業株式会社 | スパ−クプラグ用中心電極の加工方法 |
-
1983
- 1983-06-13 JP JP58106307A patent/JPS59230282A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57180886A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-08 | Nippon Denso Co | Spark plug for internal combustion engine |
| JPS57182990A (en) * | 1981-05-07 | 1982-11-11 | Nippon Denso Co | Method of producing spark plug for internal combustion engine |
| JPS5838482A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-05 | 日本特殊陶業株式会社 | スパ−クプラグ用中心電極の加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0241154B2 (ja) | 1990-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101024250B1 (ko) | 이리듐-기제 합금으로 제조된 전극을 갖는 점화장치 | |
| US7449823B2 (en) | Spark plug with specific electrode material | |
| US6642638B2 (en) | Spark plug with Ir-alloy chip | |
| JP5341752B2 (ja) | 内燃機関用スパークプラグ及びその製造方法 | |
| US20040140745A1 (en) | Spark plug | |
| EP0805534A1 (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
| US4488081A (en) | Ignition plug | |
| JPH0750192A (ja) | ガスエンジン用スパークプラグ | |
| US3407326A (en) | Spark plug having a composite gold or gold alloy electrode and a process for its manufacture | |
| JPS5994391A (ja) | 内燃機関用点火プラグ | |
| EP2579401A1 (en) | Spark plug | |
| JP2992891B2 (ja) | 内燃機関用スパークプラグ | |
| US7352120B2 (en) | Ignition device having an electrode tip formed from an iridium-based alloy | |
| JPS59230282A (ja) | 内燃機関用スパ−クプラグ | |
| JP2015022791A (ja) | スパークプラグ及びその製造方法 | |
| US7268474B2 (en) | Alloy, electrode with the alloy, and ignition device with the alloy | |
| JPS61135080A (ja) | スパ−クプラグ | |
| JPH03176979A (ja) | 内燃機関用スパークプラグ | |
| US20020070646A1 (en) | Enhanced thermal expansion divider layers for a high efficiency, extended life spark plug | |
| JPS61230282A (ja) | スパ−クプラグ | |
| JP3196286B2 (ja) | 内燃機関用スパークプラグ | |
| JP2003105467A (ja) | スパークプラグ | |
| JPS59169087A (ja) | 内燃機関用点火プラグ | |
| JPH0548598B2 (ja) | ||
| JP4217589B2 (ja) | スパークプラグ |