JPS61171080A - 点火プラグ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は内燃機関用、く火プラグに関し、詳しくは少
なくとも２つの対向した中心電極と接地電極間に火花間
隙を形成し、これら電極母材の少なくとも一方の先端面
に細い貴金属チップを具えて省エネルギー化並びに長寿
命化をなした点火ブラダに係わる。

（従来の技術） 従来、この種の点火プラグとしては中心電極及び接地電
極の火花放電部に耐熱、耐消耗性の優れ几白金合金、例
えばＰｔ−Ｉｒ、Ｐｔ−Ｒｈ。

Ｐｔ−Ｎｉ　、Ｐｔ−Ｐｄ等の貴金属から成る薄板を電
気溶接等で接合し、プラグの長寿命化金なすことが米国
特許第２２９６０８８ｋｕじめとして知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の上記点火プラグは火花間隙を形成
する中心電極と接地電極の総体積が大きい定め、火花間
隙で生じ友火炎の熱エネルギーが貴金属を含む両電極に
吸収され易く着火性が劣る欠点があっｔ。ま友最近の点
火回路は軽量化、コストダウンを計るｔめ点火プラグに
印加する電圧極性が従来マイナス極性に限られていｔも
のが両極性を採用した点火電源に変わりつつあジ、従来
の点火プラグは印加される電圧極性によって放電性能が
左右される欠点をもつもので６つ九〇この友め、上記電
極の消炎作用を小さくするため貴金属の先端部分１細く
、例えば径が１．Ｏｆｆ以下の線材を電極母材の先端面
に電気溶接した場合には前記電極母材と貴金属の溶接面
積が小さく、−貴金属の接合強度が得られず、且つ両材
料の熱膨張係数の違いと相まって実機で使用した場合に
容易に剥離を生じ、甚だしいときには脱落するおそれが
あった。またかかる不具合を改善する友め、貴金属チッ
プに径大の鍔部を予め設けて電極母材に溶接しｔり或い
は前記チップを電極母材の凹部に配し、凹部先端を内方
に加締めると同時に溶接することが特公昭５６−４５２
６４号にて知られているが、いずれも高価な貴金属の使
用量が多く拡大鍔部の形成によって電気溶接において充
分な剥離性をもつことができなかつ友。

そこで、この発明の目的は、上述の問題点を解消するた
め高価な貴金属の使用を極力少なくし、電極母材と貴金
属チップの剥離性を向上して耐久性に優れると共に着火
性に良好である新規な点火プラグの提供することにある
〇 （問題点を解決する友めの手段） そのため、この発明は上記問題点を解決せんと　　　　
　Ｊしてなされたものであり、その要旨とするところは
円柱状の貴金属チップを電極母材の先端面に電気溶接で
固着した時、溶接と同時に前記チップの溶接面が拡大さ
れた鍔部全形成して接合されると共に、貴金属チップ線
径を囚、溶接時に形成した鍔部径（Ｂ）、鍔部ｔ−（Ｃ
）、電極母材端面からのチップ埋没量を［Ｆ］としｔ時
、Ａ＝０．５〜１．２　Ｊｕ１％Ｂ≧１．３ＡＭ、Ｃ２
０，２５ｆｆ、Ｄ≧０．ＩＨの条件を満足することを特
徴とする点火ブラダである。

（作用） 本発明は上記構成の如く、貴金属チップの線径が円柱状
で（４）寸法範囲と細いチップを用いることにより、チ
ップの使用量が極力少なくなると共に着火性が向上し、
また電気溶接と同時に拡大の鍔部を形成する接合によっ
て溶接時に接合面積を増大し、且つ（（８）、（Ｃ）、
（ＩＪｔ−上記の如く特定な寸法関係に設定することに
□より、チップの剥離性を向上して耐久性の優れたもの
とすることができる。更に中心電極側において上記構成
の他に、電極母材先端（口が１．５　Ａ＜Ｅ＜　２．８
　Ａとなるように先細にテーパー状又は円柱状に形成し
、且つチップ鍔上の長さ■を０．６　Ａ＜Ｆ＜　１．８
　Ａと夫々チッグ径に応じて限定することに１って、チ
ップの熱応力全緩和して耐久性金一層向上することがで
きる。

（実施例） 以下、本発明を図面の実施例を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明点火ブラダの一実施例を示す半断面図で
あり、図中１は機関への取付ねじを具えた主体金具、２
は高アルミナ等から成る絶縁体でパツキン８ｔ−介して
前記主体金具１の内腔内に公知の加締め等の手法によっ
て固着されている。４はニッケル合金、例えばＮｉ−８
ｉ−Ｃｒ−Ａ１合金５Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金又はこれら
合金内部に銅芯を封入し友中心電極であり、この中心電
極は前記絶縁体２の軸孔２ａ内に挿入され先端面２ｂよ
り突出して配設されると共に、前記軸孔内に抵抗体５を
導電性シール材６を挾んで端子電極７を介して公知の手
法で一体に加熱封着されている。

８は前記主体金具１の環状端面１ａに突設された中心電
極と同様のニッケル合金から成る横断面が長方形の接地
電極であり、中心電極との間に火花間隙１１が形成され
ている。

本発明点火プラグは第２図の拡大断面図に示すように、
中心電極母材４の先端部４ａＫ細い円柱状の線材の貴金
属チップ９が溶接面で拡大された鍔部９ａｔ−同時溶接
で形成して接合されている。

そして貴金属チップ９としては放電特性の低下と電極の
消炎作用金小さくするためにその線径は０．５〜１．２
ｆｆでＰｔ−Ｉｒ、Ｐｔ−Ｎｉ　、Ｐｔ−Ｐｄ等のｐｔ
合合が使用され、好１しくに７０〜９０重竜％Ｐｔと８
０〜１０重量％Ｉｒのｐｔ−Ｉｒ合金又は８０〜９０重
量％Ｐｔと２０〜１０重量％ＮｉのＰｔ−Ｎｉ合金が耐
消耗性及び高温強度、靭性全有する点で有用である。な
お貴金属チップの線径が０．５ｆｆ以下に耐久性、接合
強度が極端に悪く、１．２１ｍ以上は着火性及び経済性
の面で悪くなる。又■電極８の火花放電部には耐消耗性
を向上するため点線で示すように従来公知の手法を用い
て貴金属材１２を接合しｔものであってもよい。

次に貴金属チップの好ましい接合方法について述べる。

第３図（ａ）〜（ｄ）に電極母材と貴金属チップの接合
状態を示したもので、（ａ）図に示すように貴金属チッ
プ９−１が例えば線径０．８Ｎ×長さ１．４鱈に切断形
成される。又内部に銅芯を封入したニラゲル合金の中心
電極母材４−１を公知の塑性加工によって作られており
、その先端部４ａ−１の軸心にチップ鍔部よす僅かに小
さい凹孔４ｂ−１が穿設されている。この電極母材４−
１を（ｂ）図に示すように電気溶接機のチャック１８に
挿入固定し、且つ同様にチップ９−１の一端部をチャッ
ク１４で固定すると共に前記凹孔４ｂ−１内にチップ９
−１の他端面が当接すると共に押圧し、この状態で電゛
流を流して赤熱させ、（Ｃｌ図に示すように径大の鍔部
９ａ−１’＆形成すると同時に電極母材４−１の凹孔内
に溶接され、（ｄ）図に示すように電極母材４に貴金属
チップ９が鍔部９ａを形成して接合したものが製造され
る。そしてこの時形成さｆｌＢ　ｍｌ！ｆｉｌｓｆｆｌ
（”）′″”′ｆ“ｃ５　Ｃ？”２”°°”゛　　　　
Ｊ又鍔部（ＯはＣ２０，２５ａｒ、更にチップ埋没量０
はＤ≧０．１　ｆｆが接合強度を保持する観点から必要
なことを見出した。

実験には２０００ｃｃＸ６気筒エンジンを用いて、５０
００ｒｐｍＸ全開１分とアイドリング１分の１００Ｈｒ
　（８０００サイクル）の冷黛繰返しテスト後の酸化腐
食長さＸ１＝Ｘ！（第４図に示す）を測定し、（Ｂ）　
、　（Ｃ）　、　（Ｉ）寸法の限定条件としてはチップ
剥離危険率（至）で評価したものである。

溶接時に形■される鍔部径由）の大きさは鍔部形状パラ
メータにとした場合、ｋ＝旦（ｋ≧１）となり、第５図
に示すようにｋは１．３以上必要なことが判り、安定し
た接合力を保持する。又鍔部（Ｃ）は第６図に示すよう
に０．２５ｆｉ以上必要であることが判り九〇特に前記
数値以下に薄くなると冷熱の繰返し応力によって鍔部局
側が上方へ捲れ上り酸化腐食を促進する不利が生じる。

更に電極母材端面からのチップ埋没量０は第７図に示す
ように０．１Ｗ以上が接合面の増加から必要であり、前
記数値以下だと剥離が容易に生じ易く実用的でなくなる
。なお上記寸法関係は電流値、時間、荷重等溶接条件を
調整して設定される。

又本発明点火プラグは特に中心電極においては上記寸法
関係以外にチップ９の際応力全緩和して耐久性を一層向
上させるためにはチップ線径に応じてチップ９ｔ−溶接
した電極母材４の先端部径（Ｅ）が１．５Ａ＜１＜２．
３Ａとなるように先端が先細のテーパー状又は円柱状に
切削加工し、且つチップ９の鍔上長さくｎ全０．６Ａ＜
Ｆ＜１．３Ａにすることにより、満足すべき耐久性を有
することが判明し友。

本発明点火プラグの他の実施例について第８図〜第１０
図に示す。第８図は中心電極４の先端面４ａに上述と同
様の貴金属チップ９を鍔部９ａが形成される工うに電気
溶接し、このチップ９の端面と対向する接地電極８の先
端部８ａに本発明の上述の手法を用いて鍔部１０ａを同
時形成した貴金属チップ１０を接合して囚、　（Ｂ）　
、　（Ｃ１、（至）の寸法関係を具え、このチップ１０
の側面と対設して火花間隙１１を形成した点火ブラダで
あり、又第９図に示すように接地電極８の先端面８ａに
接合したチップ１０の端面が中心電極４の先端側面と対
向して火花間隙１１を形成する点火プラグにも適用でき
る。特にこの点火プラグにおいては複数の接地電極によ
る複数の火花間隙を形成したものであってもよい。更に
第１０図に示すように接地電極８には中心電極４のチッ
プ９の端面と対向する側面先端８ｂに本発明の同様なチ
ップ寸法関係の鍔部１０ａを有するチップ１０を接合し
、このチップ１０の端面と中心電極４のチップ９の端面
との間に火花間隙全形成した点火プラグにも適用するこ
とができる。

（発明の効果） 以上述べ友ように、本発明点火グラブは少なくとも２つ
の対設した電極の少なくとも一方の電極母材の先端面に
溶接時に拡大の鍔部全形成して溶接し、１つ貴金属チ・
ツブ径（４）、溶接時に形成した鍔部径（１１、鍔部（
０及び電極母材端面からのチップ埋設量（６）を夫々特
定な寸法関係に設定することにより、貴金属チップ径が
細線とな、る状態においても電極母材との剥離のない安
定しｔ接合強度を保持し、優れた貴金属チップの耐久性
を有することができ、しかも放電特性及び着火性の向上
した。く火プラグとすることができる。更に電気溶接が
用いることができるため量産性に優れると共にチップ使
用量が少なくてコヌトの大巾な低減が達成できる効果を
もつものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明点火プラグの一実施例を示す半断面図、
第２図は第１図の要部拡大断面図、第３図（ａ）〜（ｄ
）は電極母材と貴金属チップの接合状態図、第４図はテ
スト後の酸化腐食状態を示す。第５図〜８ｇ７図は夫々
（Ｂ）　、　（Ｃ）　、　（［１の寸法関係におけるチ
ップ剥離危険率を示すグラフ、第８図〜第１０図は本発
明、く火プラグの他の実施例を示す壁部拡大断面図であ
る。 ４・・・中心電極　４ａ・・・先端面　８・・・接地電
極８ａ・・・先端面　８ｂ・・・側面先端　９，１０・
・・貴金属チップ　９ａ、１０ａ・・・鍔部　１１゛・
・・火花間隙特許出願人　　日本特殊陶業株式金社 第１図 ＃！２図 、２１２ 手続補正書（自発） 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示 昭和６０年特許願　第１１１８０号 ２、発明の名称 点火プラグ ８、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （４５４）日本特殊陶業株式会社 代表者　鈴木亭− ４、代理人 〔住所〕　〒４６７ ６、補正の対象 醤４ｐｔ、Ｊ−２０〜１０重量憾ＮｌのＰｔ　−Ｎｉ合
金の〔別　　　　紙〕 （特許請求の範囲） 「（１）　　少なくとも２つの対向した電極間に火花間
隙を形成し、これら電極母材の少なくとも一方の先端面
に細い貴金属チップを具えた点火プラグにおいて、円柱
状の貴金属チップを電極母材の先端面に電気溶接で固着
した時、溶接と同時に前記チップの溶接面が拡大された
鍔部を形成して接合されると共に、貴金属チップ線径を
（２）溶接時に形成した鍔部径を■、鍔部を０、電極母
材端面からのチップ埋没量を（２）とした時、Ａ＝０．
５〜１．２ｍ Ｃ２０，２５■ Ｄ≧０．１ｍ の条件を満足することを特徴とする点火プラグ。 （２）　　中心電極の電極母材先端に固着する前記円　
　　Ｊ柱状の貴金属チップは７０〜９０重量％Ｐｔと８
０〜１０重量９６　ＩｒのＰｔ　−Ｉｒ合金又は８０〜
９０重チップを使用し、電極母材先端部径■が１．５Ａ
＜Ｋ＜２．３Ａとなるよう先細のテーパー状又は円柱状
に形成し、且つチップ鍔上の長さ［Ｆ］を０．６Ａ＜Ｆ
＜ＩＪＡになるように設定したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の点火プラグ。」 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも２つの対向した電極間に火花間隙を形
   成し、これら電極母材の少なくとも一方の先端面に細い
   貴金属チップを具えた点火プラグにおいて、円柱状の貴
   金属チップを電極母材の先端面に電気溶接で固着した時
   、溶接と同時に前記チップの溶接面が拡大された鍔部を
   形成して接合されると共に、貴金属チップ線径を（Ａ）
   溶接時に形成した鍔部径を（Ｂ）、鍔厚を（Ｃ）、電極
   母材端面からのチップ埋没量を（Ｄ）とした時、Ａ＝０
   ．５〜１．２ｍｍ Ｂ≧１．３ｍｍ Ｃ≧０．２５ｍｍ Ｄ≧０．１ｍｍ の条件を満足することを特徴とする点火プラグ。
2. （２）中心電極の電極母材先端に固着する前記円柱状の
   貴金属チップは７０〜９０重量％Ｐｔと３０〜１０重量
   ％ＩｒのＰｔ−Ｉｒ合金又は８０〜９０重量％Ｐｔと２
   ０〜１０重量％ＮｉのＰｔ−Ｎｉ合金のチップを使用し
   、電極母材先端部径（Ｅ）が１．５Ａ＜Ｅ＜２．３Ａと
   なるよう先細のテーパー状又は円柱状に形成し、且つチ
   ップ鍔上の長さ（Ｆ）を０．６Ａ＜Ｆ＜１．３Ａになる
   ように設定したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の点火プラグ。