JPS63166177A - スパ−クプラグ - 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、内燃機関に使用されるスパークプラグの、
特に中心電極の改良に関する。

（従来の技術） 従来、スパークプラグの中心電極は、熱伝導率の高い銅
又は銅合金を石材として、ニッケル合金によシその石材
を被覆する複合中心電極が主流であるが、近年エンジン
の高性能化に伴って耐久性及び耐摩耗性にすぐれた白金
などの貴金属を中心電極、外側電極の火花放電面に使用
したスパークプラグも実施されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来のものにおいて、白金合金チッ
プをニッケル合金母材に穿設した凹部に嵌合、接合させ
るに轟り、従来の交流電気抵抗溶接を用いる場合（特公
昭５６−４５２６６号公報）、必要とされる白金合金チ
ップの使用量が増大し、コスト増大とともに発大部の全
高を低くすることが困難になるという欠点がちった。さ
らに、白金合金は母材となるニッケル合金と線膨張係数
が異なるため、長時間燃焼ガスにさらされると剥離し易
く、逆に、この剥離を回避するために白金合金のＮｉ添
加量を増大させると、白金の貴金属としての特性が喪失
し、火花消耗体積が増大して、白金合金の使用量を増大
する必要が生じることとなシ、コスト増加を招くもので
ある。

この発明は上記従来のものの欠点を改良するものであり
、高価な白金合金のチップ使用に際して、コスト上昇を
最小限に抑制しながら、容易かつ確実にニッケル合金母
材と接合しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） そのために、Ｉ　ｒ−Ｐｔ１Ｎｉ−Ｐｔ、　Ｎ１−Ｉ　
ｒ−Ｐｔ、とＮｉ−Ｉｒ−Ｐｔ、とＮ１−Ｙ−Ｐｔのい
ずれかを一定の数値範囲内に限定して配合し、しかも、
その全高及び直径を一定の数値範囲内とした白金合金チ
ップを中心電極の発火部として、ニッケル合金母材に超
音波によシ接合してなるものである。

（作用） 上記の構成をもつので、チップ合金を母材の線膨張係数
に近づけるとともに、Ｎｉ部分の選択酸化の進行と融点
の低下による火花消耗量の増大を抑制するため、チップ
体積中の白金量を増加するよう全体の体積を増大させる
ものであり、かつ、チップ増大の結果、超音波溶着電極
にチップが接合することを防止するため、全体の体積に
は自ら上限がおるものである。また、高さが径よりも大
きくなると接合時、チップが座屈を起すものであシこう
して、白金合金チップの使用量を最少限度としながら、
強固に接合することにより安定したスパークプラグ性能
を維持し、かつ耐久性能を向上させることができる。

また、Ｐｔ合金チップの接合に当シ、超音波溶接後、熱
処理を施すことによシ接合部分を拡散溶接して、Ｐｔ−
Ｎｉ合金層が形成され一層強固な接合が図れるものであ
る。

（実施例） この発明を図に示す実施例によシ更に説明する。

（１）はこの発明の中心電極（２）を具えるスパークプ
ラグを示し、中心電極（２）は、必要に応じて内部に銅
芯（７）を配設したニッケル合金母材（３）よシなシ、
その先端に以下０）〜に）に示すもののいずれかの成分
を有する白金合金チップ（４）を超音波接合によって取
付けた発火部を具えるものである。

（イ）５〜２０　ｗｔ％Ｉｒ、　　　残部Ｐｔ（ロ）５
〜２０ｗｔチＮ１１　　　残部Ｐｔ（ハ）５〜１５ｗｔ
％Ｎｉ、　　５〜１５ｖｔ％Ｉｒ、残部Ｐｔに）５〜２
０ｗｔチＮｉ、　０．０１〜０．５ｖｒｔ％Ｙ１残部Ｐ
ｔ前記特定の成分を具える白金合金チップ（４）の直径
をＡ１全高をＢとするとき、０．５■≦Ａ≦１．５■、
０．１ｍ≦Ｂ≦１．０■、Ｂ／Ａ≦１．０の関係を満足
するように成形、加工し、接合治具（超音波発生電極）
（５）によって第２図←）矢印方向に加圧しながらニッ
ケル合金母材（２）に超音波振動を与え、接合を行う。

この場合、前述のとおシ白会合金チップ（４）のＮ１添
加量を増加させれば耐久性が低下し、その維持のために
前記Ａ及びＢの値を増加させる必要が生じるので第２図
（イ）に示すＡ、Ｂを０．５露≦Ａ≦１．５−１０．１
６Ｂ≦１諺としなければならがい。また、上限を超過す
ると、超音波接合時に接合治具（５）と白金合金チップ
（４）とが接合してしまい、安定した接合が困難となる
。なお、白金合金チップ（４）　ｔ　ニッケル合金母材
（２）に超音波接合した後、９００℃〜１０００℃で１
時間〜２時間の熱拡散処理を施すと、接合部分に前述の
とおり白金−ニッケル合金層としての拡散層が形成され
、上記両者の耐剥離性を改善し接合強度をよシ向上させ
ることができる。、更に、白金合金チップ（４）に使用
されるｐ　ｔ　−Ｎ　ｉ系合金には結晶粒粗大化抑制の
ためにイツトリウムを添加すると効果的である。また、
電極先端面にはチップの位置決めを容易にするため凹み
を穿設してもよい。

ここで、（８）は中心電極（１）を軸孔（６）に保持す
る絶縁体であり、（９）は先端に外側電極（１１を突設
した主体金具であり、内腔に前記絶縁体（８）が固定さ
れている。αυは前記絶縁体（８）の軸孔（６）内の前
記中心電極（１）の後端に封入された導電性ガラスシー
ル材、αりは前記シール材に挟着された抵抗体、αＪは
端子電極で前記軸孔内に一体に封着されている。また中
心電極（１）のチップ（４）と対設する外側電極住〔に
も白金合金テップを形成したスパークプラグであっても
よい。

（発明の効果） 以上のとおり、この発明は構成されるので、発火部に使
用される白金合金チップの使用量を最小限度に抑制する
ことにより、又、ニッケル合金母材の事前加工を不要と
し、コストの低減を可能にするとともに、白金合金チッ
プとニッケル合金母材との接合を強固にしてスパークプ
ラグの耐久性を向上させることができる優れた効果をも
つものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を具えるスパークプラグの主
要断面図であり、第２図（イ）〜（ハ）は発火部の製造
工程を示す。 １・・・スパークプラグ、２・・・中心電極、３・・・
ニッケル合金母材、４・・・白金合金チップ、５・・・
接合工具、７・・・銅芯、８・・・絶縁体、９・・・主
体金具、１０・・・外側電極。 特許出願人　　代理人　弁理士　　藤　木三幸第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直径をＡ、全高をＢとする時、５０ｍｍ≦Ａ≦１
   ．５ｍｍ、０．１ｍｍ≦Ｂ≦１．０、Ｂ／Ａ≦１．０、
   であり、５〜２０ｗｔ％Ｉｒ残部Ｐｔ、５〜２０ｗｔＮ
   ｉ残部Ｐｔ、５〜１５ｗｔ％Ｎｉと５〜１５ｗｔ％Ｉｒ
   残部Ｐｔ、５〜２０ｗｔ％Ｎｉと０．０１〜０．５ｗｔ
   ％Ｙ残部Ｐｔ等のいずれかよりなる白金合金チップを、
   ニッケル合金母材に超音波溶接により接合する中心電極
   を有するスパークプラグ。
2. （２）中心電極における白金合金チップのニッケル合金
   母材への超音波溶接による接合は、超音波溶接後、熱処
   理を施すことを包含する特許請求の範囲第１項記載のス
   パークプラグ。