火花塞制造技术

本发明专利技术的课题是提供一种火花塞，在中心电极以及接地电极中的至少一方设置有端头的火花塞中通过抑制所述端头的异常消耗而在耐久性方面优异。所述火花塞具备中心电极和接地电极，所述接地电极在与所述中心电极之间设置间隙地配置，所述火花塞的特征在于，所述中心电极和所述接地电极中的至少一方具有形成所述间隙的端头，所述端头具有主体部和表面层，所述主体部的组成为将Pt作为主成分，Rh是5质量％以上以及Ni是0质量％以上且小于8质量％，所述表面层含有8质量％以上的Ni，所述表面层的厚度是2μm以上，并至少设置于朝向在从所述主体部的中心向所述间隙的方向上延伸的轴线的径向外侧的表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种火花塞。本专利技术特别涉及在中心电极以及接地电极中的至少一方设置有端头的火花塞。
技术介绍
火花塞用于机动车发动机等的内燃机的点火。火花塞通常具备：筒状的主体配件；筒状的绝缘体，配置于该主体配件的内孔；中心电极，配置于该绝缘体的前端侧内孔；以及接地电极，一端与主体配件的前端侧接合，另一端在与中心电极之间具有火花放电间隙。并且，火花塞在内燃机的燃烧室内且在中心电极的前端部和接地电极的前端部之间形成的火花放电间隙进行火花放电，使在燃烧室内填充的燃料燃烧。作为形成中心电极以及接地电极的材料，Ni合金等通常被使用。对于耐氧化性以及耐消耗性，Ni合金与将Pt以及Ir等贵金属作为主成分的贵金属合金相比稍逊一筹。但是，由于与贵金属相比价格低，因此优选用于形成接地电极以及中心电极的材料。近年来，存在燃烧室内的温度高温化的倾向。因此，存在下述情况：如果在由Ni合金等形成的接地电极的前端部和中心电极的前端部之间产生火花放电，则接地电极和中心电极相对的各自的前端部变得容易产生火花消耗。因此，开发一种方法：通过在设置于接地电极和中心电极相对的各自的前端部设置端头，使在该端头处产生火花放电，提高接地电极以及中心电极的耐消耗性。作为形成该端头的材料，使用将在耐氧化性以及耐火花消耗性方面优异的贵金属作为主成分的材料的情况较多。作为这样的材料，存在Ir、Ir合金、Pt合金等。并且，以提高端头的耐久性的目的，提出在将Ir作为主成分的芯材的表面设置有保护被膜层等的端头(例如专利文献1以及专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-31300号公报专利文献2：日本特开2012-38733号公报专利文献3：日本特开2002-359050号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题可是，近年来，在火花塞中，为了实现发动机的高输出化以及燃料经济性提高，开发直喷汽油发动机以及稀薄燃烧发动机等，所述直喷汽油发动机将燃料直接喷射在燃料室内的火花塞周围，所述稀薄燃烧发动机减小燃料相对于空气的混合比并能够在高氧浓度气氛下燃烧。在这样的发动机中，要求在火花塞中具有耐氧化性。因此，作为形成设置于中心电极以及接地电极的端头的材料，考虑到在耐氧化性方面优异所知的Pt合金比在耐火花消耗性方面优异所知的Ir合金更能够确保耐久性。考虑到特别是通过使Pt含有Rh而使耐氧化性以及耐火花消耗性提高的Pt-Rh合金是优选的。然而，如果在直喷汽油发动机中使用具备由Pt-Rh合金构成的端头的火花塞，则由于在直喷汽油发动机中在高氧浓度气氛的稀薄燃烧状态下吸入气体和燃料容易直接冲击端头表面，因此可知存在在端头中的特定的部位特别是在端头的进气阀侧的侧面中产生异常消耗的情况。可知该端头的侧面中的异常消耗容易在下述情况下发生：火花塞在高温且高氧浓度的燃烧室内使用，在吸入气体和燃料容易直接冲击端头的表面并且端头的周围的氧浓度和温度的变化较大的条件下配置端头的情况。在专利文献3中，示出在Ir合金中产生的异常消耗。由Pt-Rh合金构成的端头的侧面中的异常消耗的消耗的机理与专利文献3的异常消耗不同。专利文献3所公开的含有Ir和20质量％的Rh的贵金属端头的“异常消耗以在圆弧上刨去放电部的不是放电面的外周侧面这样的方式产生”(段落编号0005栏)，与此相对地，由Pt-Rh合金构成的端头的异常消耗以端头的一方的侧面整体消失这样的方式产生。两者的消耗的机理不同由两者的消耗方式不同也可知。本专利技术的目的在于，提供一种在中心电极以及接地电极中的至少一方设置有端头的火花塞中，通过抑制所述端头的异常消耗而在耐久性方面优异的火花塞。用于解决课题的技术方案用于解决所述课题的技术方案是：[1]一种火花塞，具备中心电极和接地电极，所述接地电极在与所述中心电极之间设置间隙地配置，所述火花塞的特征在于，所述中心电极和所述接地电极中的至少一方具有形成所述间隙的端头，所述端头具有主体部和表面层，所述主体部的组成为将Pt作为主成分，Rh是5质量％以上以及Ni是0质量％以上且小于8质量％，所述表面层至少设置于朝向在从所述主体部的中心向所述间隙的方向上延伸的轴线的径向外侧的表面，含有8质量％以上的Ni，所述表面层的厚度是2μm以上。所述[1]的优选的方式：[2]所述主体部的组成为Ni是0质量％以上1质量％以下。[3]在所述[1]或者[2]所述的火花塞中，所述表面层含有40质量％以上的Ni，其厚度是2μm以上。[4]在所述[1]～[3]中的任一项所述的火花塞中，在从形成所述间隙的所述端头的面向位于所述间隙的一侧的相反侧厚度0.2mm的区域中，相对于所述区域的总质量，Ni和熔点比Ni低的元素的合计含量是7质量％以下。[5]在所述[1]～[4]中的任一项所述的火花塞中，其特征在于，具有所述端头的所述中心电极或者具有所述端头的所述接地电极通过将所述端头的所述主体部露出的面与所述中心电极或者所述接地电极接合而形成。[6]根据权利要求1～5中的任一项所述的火花塞，其特征在于，在所述[1]～[5]中的任一项所述的火花塞中，所述端头从所述接地电极突出0.15mm以上，在所述端头突出0.15mm以上的任意的位置观察沿从所述主体部的中心朝向所述间隙的方向延伸的轴线方向的径向上的截面时，在接触大气的外周面上，存在曲率半径R是0.33mm以上的部分。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种火花塞，所述火花塞由于在中心电极和接地电极中的至少一方设置的端头具有表面层，所述表面层含有8质量％以上的Ni，所述表面层的厚度是2μm以上，并至少设置于具有所述组成的主体部的表面中的在从主体部的中心朝向间隙的方向上延伸的轴线的径向外周面(有时也称为侧面)，因此即使火花塞在高温且高氧浓度的燃烧室内使用，并在吸入气体容易直接冲击端头的表面并且端头的周围的氧浓度和温度的变化较大的条件下配置端头，也通过抑制端头的侧面中的异常消耗，在耐久性方面优异。附图说明图1是本专利技术所涉及的作为火花塞的一实施例的火花塞的局部剖视整体说明图。图2是将图1中的火花塞中的端头放大地示出的主要部分说明图。图3是示出测定端头的组成的位置的剖视说明图。图4是本专利技术所涉及的作为火花塞的另一实施例的火花塞的局部剖视主要部分说明图。图5是示出端头中的测定低熔点元素的组成的区域的上表面说明图。具体实施方式将本专利技术所涉及的作为火花塞的一实施例的火花塞在图1中示出。图1是本专利技术所涉及的作为火花塞的一实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火花塞，具备中心电极和接地电极，所述接地电极在与所述中心电极之间设置间隙地配置，所述火花塞的特征在于，所述中心电极和所述接地电极中的至少一方具有形成所述间隙的端头，所述端头具有主体部和表面层，所述主体部的组成为将Pt作为主成分，Rh是5质量％以上以及Ni是0质量％以上且小于8质量％，所述表面层至少设置于朝向在从所述主体部的中心向所述间隙的方向上延伸的轴线的径向外侧的表面，含有8质量％以上的Ni，厚度是2μm以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.20 JP 2013-2396161.一种火花塞，具备中心电极和接地电极，所述接地电极在与所述中心电极之间设置
间隙地配置，
所述火花塞的特征在于，
所述中心电极和所述接地电极中的至少一方具有形成所述间隙的端头，
所述端头具有主体部和表面层，所述主体部的组成为将Pt作为主成分，Rh是5质量％以
上以及Ni是0质量％以上且小于8质量％，所述表面层至少设置于朝向在从所述主体部的中
心向所述间隙的方向上延伸的轴线的径向外侧的表面，含有8质量％以上的Ni，厚度是2μm
以上。
2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，
所述主体部的组成为Ni是0质量％以上1质量％以下。
3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，
所述表面层含有40质量％以上的Ni，所述表...

【专利技术属性】
技术研发人员：角力山大典，柴田勉，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP