内燃机用火花塞制造技术

一种内燃机用火花塞，具有：　　　　其轴孔贯穿轴线方向的筒状绝缘体；　　　　插入上述轴孔，其顶部从绝缘体顶端突出的中心电极；　　　　一个或多个位于前述中心电极径向外侧的接地电极，其相对于绝缘体顶端及中心电极顶部的位置关系按如下方式决定，使之包括其自身与前述中心电极顶部之间所产生的火花放电中的至少有一部分是沿着前述绝缘体顶端表面的沿面放电；　　　　前述中心电极中的至少前述顶部由Ｎｉ合金所制，至少其表面含有作为主成的Ｎｉ为８０ｗｔ％以上、作为副成分的Ｆｅ、Ｃｒ合计在２．５ｗｔ％以上１０．０ｗｔ％以下，　　　　上述Ｎｉ合金作为副成分还含有０．２ｗｔ％以上０．８ｗｔ％以下的Ａｌ。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内燃机用火花塞，特别涉及会发生包含沿着绝缘体顶端表面的沿面放电在内的火花放电的内燃机用火花塞。
技术介绍
近年来，随着引擎性能的进步，对内燃机用火花塞的长寿命化与耐污损性要求更高了。例如，作为改善了耐污损性的内燃机用火花塞，有所谓的半沿面放电型火花塞(例如，参照专利文献1、专利文献2)。这个内燃机用火花塞的构成，使得所产生的火花在接地电极与绝缘体之间发生空气放电，在绝缘体与中心电极之间，以经由绝缘体顶端表面的沿面放电形态传播。一般情况下，内燃机用火花塞在低温环境中长时间使用后，会变成所谓“熏黑”或者“覆盖”的状态，绝缘体顶端表面被碳等导电性污损物覆盖，容易发生运转不良。对此情况，前述的半沿面放电型火花塞由于沿绝缘体顶端表面的沿面放电会烧光碳等污损物，有十分优秀的耐污损性。特开2001-68252号公报(第5-9页，图1)特开2001-164146号公报(第7-11页，图1)对于半沿面放电型火花塞，当沿着绝缘体顶端表面的沿面放电频繁发生时，绝缘体顶端表面会被削出沟状，即容易产生所谓的“沟槽(チャンネリング)”是公知的。若沟槽不断深入，可能发生火花塞的耐热性被损害、可靠性降低等不好的情况。为了抑制沟槽，已知有一种内燃机用火花塞，在中心电极的电极材料中使用含Fe、Cr作为副成分的Ni合金(例如，参照专利文献1)。这个火花塞利用Fe、Cr的氧化物能够形成半导体的特点，由于火花放电产生中心电极的火花消耗，溅出的Fe、Cr会附着在绝缘体顶端表面并形成氧化物半导体覆盖膜，该覆盖膜可以保护绝缘体并且降低放电电压，从而抑制沟槽。但是，由于随着Fe、Cr的添加，中心电极的热传导率降低，又产生了中心电极的消耗变得显著的问题。还有，中心电极的消耗中又认为包含火花消耗和氧化消耗两个因素。对于这个问题，已知有一种内燃机用火花塞(例如，参照专利文献2)，通过调整所含Fe、Cr的含有率，可以使在抑制沟槽的同时抑制中心电极的消耗成。这个内燃机用火花塞中，使Fe占1.0wt％以上、Cr占1.5wt％以上、Fe与Cr合计占2.5wt％以上9.0wt％以下、Ni占80wt％以上，从而既抑制沟槽又抑制中心电极的消耗。这个内燃机用火花塞的特征是利用作为Ni合金副成分、形成氧化物半导体的元素，使用了最适合的副成分Fe、Cr。但是，即使调整所含Fe、Cr的含有率，也不能充分抑制中心电极的消耗。
技术实现思路
本专利技术借鉴了已有的相关材料，其目的在于，提供一种可以同时做到抑制沟槽和抑制中心电极消耗的内燃机用火花塞。解决措施的一种内燃机用火花塞，具有其轴孔贯穿轴线方向的筒状绝缘体；插入上述轴孔其顶部从绝缘体顶端突出的中心电极；一个或多个位于前述中心电极径向外侧的接地电极，其相对于绝缘体顶端及中心电极顶端的位置关系按如下方式决定，使之包括其自身与前述中心电极顶端之间所产生的火花放电中的至少有一部分是沿着前述绝缘体顶端表面的沿面放电；前述中心电极中的至少前述顶端，至少其表面由作为主成分的Ni为80wt％以上、作为副成分的Fe、Cr合计在2.5wt％以上10.0wt％以下的Ni合金所制，上述Ni合金作为副成分还含有0.2wt％以上0.8wt％以下的Al。以往的内燃机用火花塞中，通过添加可形成氧化物半导体的Fe、Cr等元素作为构成中心电极的Ni合金的副成分，通过火花消耗在绝缘体顶端表面形成氧化物半导体的覆盖膜，用这个覆盖膜在保护绝缘体的同时降低放电电压，从而抑制沟槽。因此，不适合添加象Al这样氧化物会形成绝缘体的元素作为Ni合金的副成分，从未考虑用此类元素作为副成分。相对于此，本专利技术的内燃机用火花塞中，中心电极的至少其顶部，至少形成其表面的Ni合金的副成分，除了Fe、Cr还含0.2wt％以上0.8wt％以下的Al。通过添加0.2wt％以上热传导率高的Al，可以防止由于添加Fe、Cr造成的Ni合金热传导率降低，抑制中心电极的消耗。并且，由于只含0.8wt％以下的Al，可以控制在绝缘体顶端表面形成的覆盖膜中所含的绝缘性高的Al氧化物(Al2O3)的量，保持覆盖膜的导电性，从而抑制沟槽。还有，作为本专利技术的内燃机用火花塞，比如可以列举半沿面放电型火花塞，在接地电极与绝缘体之间发生空气放电，在绝缘体与中心电极之间，经由绝缘体顶端表面发生沿面放电的火花放电。还可以是在半沿面放电型火花塞中组合了与中心电极顶端表面相对的平行电极的火花塞，或者是不从包围着绝缘体周围的环状接地电极产生空气放电、而是到中心电极都产生沿面放电的全沿面放电型火花塞。本专利技术的内燃机用火花塞，至少包括经由绝缘体顶端表面产生沿面放电的所有内燃机用火花塞。其中，对于在半沿面放电型火花塞中组合了与中心电极顶端表面相对的平行电极的火花塞，为了提高点火性与耐久性，可以在中心电极顶部的顶端(中心电极顶端表面)上另外架设小金属片。并且这个小金属片是不包含在中心电极顶部的。作为这个小金属片，可以列举以如Pt、Ir、Rh等贵重金属作为主成分的合金，或者以如W等高熔点金属作为主成分的合金。另外，前述内燃机用火花塞，可以是上述一个或者多个接地电极中的至少一个，它的顶端表面夹住前述绝缘体顶端的至少一部分，并且与前述中心电极顶部侧面的圆周方向一部分相对配置。作为本专利技术的内燃机用火花塞，可以举出比如半沿面放电型火花塞。半沿面放电型火花塞中，由于接地电极的顶端表面夹住前述绝缘体顶端的至少一部分，并且与前述中心电极顶部侧面的圆周方向一部分相对，所以经由绝缘体顶端表面的圆周方向一部分，火花放电集中于中心电极顶部侧面的圆周方向一部分。所以，在会发生沿面放电的内燃机用火花塞中，以往的半沿面放电型火花塞特别容易发生沟槽和中心电极的消耗。对应这个问题，如前所述，本专利技术的内燃机用火花塞中，作为制成中心电极的至少顶部的Ni合金中的副成分，除了Fe与Cr，还含有0.2wt％以上0.8wt％以下的Al，所以可以既抑制沟槽又抑制中心电极的消耗。另外，本专利技术的内燃机用火花塞，不限于半沿面放电型火花塞，还包含在半沿面放电型中组合与中心电极的顶端表面相对置的平行电极的火花塞。该火花塞，如前所述，可在中心电极的顶部的顶端(中心电极的顶端表面)另外设置金属小片。另外，前述内燃机用火花塞，Ni合金中可以含有1.5wt％以上5.0wt％以下的副成分Fe。如前所述，作为Ni合金副成分的Al，会形成绝缘性高的氧化物(Al2O3)。因此由于绝缘体顶端表面上形成的覆盖膜中含有Al2O3，覆盖膜的导电性会降低。对应于此，本专利技术的内燃机用火花塞中，使Ni合金含副成分Fe的含有率在1.5wt％以上5.0wt％以下。因为Fe的含有率在1.5wt％以上，可以抑制因含有绝缘性高的Al氧化物(Al2O3)引起的覆盖膜导电性降低，从而在绝缘体顶端表面形成可以发挥抑制沟槽作用的覆盖膜。因为Fe的含有率在5.0wt％以下，可以抑制Ni合金的热传导率降低，从而抑制中心电极消耗。另外，前述任一个内燃机用火花塞，Ni合金可以含1.5wt％以上5.0wt％以下的副成分Cr。本专利技术的内燃机用火花塞中，将Ni合金含副成分Cr的含有率控制在1.5wt％以上5.0wt％以下。因为Cr的含有率在1.5wt％以上，可以抑制含绝缘性高的Al氧化物(Al2O3)引起的覆盖膜导电性降低，从而在绝缘体顶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤聪子，小林宪司，熊谷健一，松谷涉，松原佳弘，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：