JP4981473B2

JP4981473B2 - Spark plug for internal combustion engine

Info

Publication number: JP4981473B2
Application number: JP2007034513A
Authority: JP
Inventors: 修吉本; 健二布目
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2007-02-15
Filing date: 2007-02-15
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2027-02-15
Also published as: JP2008198545A

Description

本発明は、内燃機関に使用され、貴金属チップを具備するスパークプラグに関する。 The present invention relates to a spark plug used for an internal combustion engine and provided with a noble metal tip.

従来、自動車エンジン等の内燃機関用のスパークプラグとして、例えば中心電極や接地電極の先端部に貴金属合金よりなる略円柱形状のチップが溶接されたものがある。また、昨今では、着火性や火炎伝播性の向上という観点から、電極より突出するとともに、断面の直径が１．０ｍｍ以下の比較的細径化されたいわば針形状の貴金属チップが提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a spark plug for an internal combustion engine such as an automobile engine, for example, a tip having a substantially cylindrical shape made of a noble metal alloy is welded to a tip portion of a center electrode or a ground electrode. Recently, from the viewpoint of improving ignitability and flame propagation, a so-called needle-shaped noble metal tip that protrudes from the electrode and has a relatively small cross-sectional diameter of 1.0 mm or less has been proposed. .

このような針形状の貴金属チップを形成するにあたり、従来から採用されている白金（Ｐｔ）−イリジウム（Ｉｒ）系合金（例えば、Ｐｔ−２０Ｉｒ合金）を用いることが検討されている。しかし、突出長が大きくなるにつれ、耐酸化性の悪化を招いてしまい、ひいては耐久性の低下を招くことが懸念される。そこで、耐酸化性の向上を図るべく、Ｐｔ合金やＰｔ−Ｉｒ合金に、ロジウム（Ｒｈ）を含有させる技術が考えられる（例えば、特許文献１参照）。
特開昭５８−１９８８８６号公報 In forming such a needle-shaped noble metal tip, it has been studied to use a platinum (Pt) -iridium (Ir) alloy (for example, Pt-20Ir alloy) which has been conventionally employed. However, there is a concern that as the protrusion length increases, the oxidation resistance deteriorates, and as a result, the durability decreases. Thus, in order to improve the oxidation resistance, a technique of incorporating rhodium (Rh) into a Pt alloy or a Pt—Ir alloy is conceivable (for example, see Patent Document 1).
JP-A-58-198886

しかしながら、Ｐｔ合金に対してＲｈが含有されると、耐酸化性の向上を図ることができる一方で、粒界強度の低下を招いてしまう。加えて、針形状の貴金属チップは所謂「熱引き」が悪く、電極との温度差が拡大しやすいため、熱応力が増加しやすい。結果として、貴金属チップに「割れ」が生じることが懸念される。また、Ｐｔ−Ｉｒ合金に対してＲｈを含有させた場合においても、突出長が大きくなるにつれ、耐酸化性が不十分となり、Ｒｈの存在により粒界強度の低下に伴う「割れ」による不具合が大きくなる。ここで、貴金属チップの直径が１．０ｍｍを超えていれば、耐酸化性、「割れ」抑制の面で及第点に達しうるのであるが、それでは針形状の貴金属チップを実現することができず、着火性や火炎伝播性の向上を図ることができない。 However, when Rh is contained in the Pt alloy, the oxidation resistance can be improved, but the grain boundary strength is lowered. In addition, the needle-shaped noble metal tip is not so-called “heat-drawn”, and the temperature difference from the electrode tends to increase, so that the thermal stress tends to increase. As a result, there is a concern that “breaking” may occur in the noble metal tip. Further, even when Rh is contained in the Pt—Ir alloy, the oxidation resistance becomes insufficient as the protrusion length increases, and there is a problem due to “cracking” due to the decrease in grain boundary strength due to the presence of Rh. growing. Here, if the diameter of the noble metal tip exceeds 1.0 mm, the point can be reached in terms of oxidation resistance and “cracking” suppression. However, a needle-like noble metal tip can be realized. Therefore, it is impossible to improve ignitability and flame propagation.

一方、Ｒｈが５質量％以上と比較的多量に含有された場合には、耐酸化性の向上が図られるものの、その反面、たとえ貴金属チップの直径を大きくしたとしても、「割れ」が生じやすくなってしまう。特に、突出長が大きくなるほど、「割れ」に対する耐性は大きく低下してしまう。 On the other hand, when Rh is contained in a relatively large amount of 5% by mass or more, although the oxidation resistance is improved, on the other hand, even if the diameter of the noble metal tip is increased, “cracking” is likely to occur. turn into. In particular, the greater the protrusion length, the greater the resistance to “cracking”.

つまり、Ｐｔ−Ｒｈ系合金においては、Ｒｈの含有量が比較的少量であるとしても、断面積が比較的小さく、突出長が比較的大きいと、Ｒｈが含有されることによる悪影響が顕著に現れるおそれがある。一方、Ｒｈの含有量が比較的多量であると、貴金属チップの形状に関わらず、上記悪影響が現れることが懸念される。 That is, in a Pt—Rh alloy, even if the content of Rh is relatively small, if the cross-sectional area is relatively small and the protrusion length is relatively large, the adverse effect due to the inclusion of Rh appears significantly. There is a fear. On the other hand, if the content of Rh is relatively large, there is a concern that the above-described adverse effect appears regardless of the shape of the noble metal tip.

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｒｈを含有してなるＰｔ合金からなる貴金属チップを備えるスパークプラグにおいて、粒界強度の低下に伴う貴金属チップの「割れ」を抑制し、耐久性の向上を図ることができる内燃機関用スパークプラグを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a spark plug including a noble metal tip made of a Pt alloy containing Rh, and to prevent “cracking” of the noble metal tip due to a decrease in grain boundary strength. An object of the present invention is to provide a spark plug for an internal combustion engine that can be suppressed and improved in durability.

以下、上記課題等を解決するのに適した各構成を項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。 Hereinafter, each configuration suitable for solving the above-described problems will be described in terms of items. In addition, the effect specific to the corresponding structure is added as needed.

構成１．本構成のスパークプラグは、中心電極と、前記中心電極の外側に設けられた絶縁体と、前記絶縁体の外側に設けられた主体金具と、前記主体金具に設けられた接地電極とを備え、
前記中心電極の先端部及び前記接地電極の先端部間に火花放電間隙を有する内燃機関用スパークプラグであって、
前記中心電極の先端部及び前記接地電極の先端部のうち少なくとも一方には、貴金属チップが接合されており、
前記貴金属チップは、Ｐｔを主成分とし、Ｒｈを５質量％以上含むとともに、添加元素としてタングステン（Ｗ）を含み、前記添加元素の総含有量が０．１質量％以上であることを特徴とする。 Configuration 1. The spark plug of this configuration includes a center electrode, an insulator provided outside the center electrode, a metal shell provided outside the insulator, and a ground electrode provided on the metal shell,
A spark plug for an internal combustion engine having a spark discharge gap between a tip portion of the center electrode and a tip portion of the ground electrode,
A noble metal tip is joined to at least one of the tip of the center electrode and the tip of the ground electrode,
The noble metal tip contains Pt as a main component, contains Rh in an amount of 5% by mass or more, contains tungsten (W 2 ) as an additive element, and the total content of the additive elements is 0.1% by mass or more. To do.

ここで、「主成分」とあるのは、材料中、最も質量比の高い成分を指すものである（以下、同様とする）。 Here, “main component” refers to the component having the highest mass ratio in the material (hereinafter the same).

上記構成１によれば、中心電極及び接地電極のうち少なくとも一方に貴金属チップが接合されている。また、当該貴金属チップは、Ｐｔを主成分とし、Ｒｈが５質量％以上含まれている。従って、耐酸化性の向上を図ることができる。一方で、Ｒｈが５質量％以上と比較的高い割合で含まれているため、粒界強度の低下に伴う「割れ」の発生が懸念される。この「割れ」は、粒界に侵入した酸素とＲｈとが反応し、粒界にＲｈ酸化物が形成されることで粒界強度の低下が生じることが原因であると考えられる。これに対し、本構成の貴金属チップには、Ｗが０．１質量％以上含まれている。Ｗは酸化しやすいという性質を有するため、粒界に侵入した酸素をＲｈの代わりに吸着し（酸素ゲッターとして機能し）、これによって粒界におけるＲｈ酸化物の形成を抑制することができる。従って、粒界強度の低下を防止でき、「割れ」を抑制することが可能となる。その結果、耐久性の向上を図ることができる。また、Ｐｔは粒成長が進行しやすい性質を有しているが、Ｗの融点はＰｔと比較して高い。そのため、粒成長の抑制を図ることができ、耐久性の更なる向上を図ることができる。尚、上述した作用効果をより確実なものとすべく、貴金属チップに含まれるＷの総含有量が０．１質量％以上とされる。 According to the configuration 1, the noble metal tip is bonded to at least one of the center electrode and the ground electrode. The noble metal tip contains Pt as a main component and contains 5% by mass or more of Rh. Therefore, the oxidation resistance can be improved. On the other hand, since Rh is contained at a relatively high rate of 5% by mass or more, there is a concern about the occurrence of “cracking” accompanying a decrease in grain boundary strength. This “cracking” is considered to be caused by a decrease in the grain boundary strength due to the reaction between oxygen and Rh that have entered the grain boundary and the formation of Rh oxide at the grain boundary. On the other hand, the precious metal tip of this configuration contains 0.1% by mass or more of W. Since W has a property of being easily oxidized, oxygen that has entered the grain boundary is adsorbed instead of Rh (functions as an oxygen getter), thereby suppressing the formation of Rh oxide at the grain boundary. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in grain boundary strength and to suppress “cracking”. As a result, durability can be improved. Further, Pt is has a property of grain growth is likely to progress, melting point of W is higher than the Pt. Therefore, grain growth can be suppressed and durability can be further improved. In addition, in order to make the above-mentioned operation and effect more reliable, the total content of W contained in the noble metal tip is set to 0.1% by mass or more.

構成２．本構成のスパークプラグは、軸線方向に沿って延びる中心電極と、前記中心電極の外側に設けられた絶縁体と、前記絶縁体の外側に設けられた主体金具と、前記主体金具に設けられ、先端部が前記中心電極の先端部と対向するよう配置された接地電極とを備え、
前記中心電極の先端部及び前記接地電極の先端部間に火花放電間隙を有する内燃機関用スパークプラグであって、
前記接地電極の先端部には、略円柱形状又は多角柱形状をなす貴金属チップが接合されており、
前記貴金属チップは、接地電極本体から自身の先端までの軸線方向における突出長が０．３ｍｍ以上で、かつ、軸線方向から見た断面積が０．７９ｍｍ²以下であるとともに、
白金を主成分とし、Ｒｈを３質量％以上含み、添加元素としてＷを含み、前記添加元素の総含有量が０．１質量％以上であることを特徴とする。 Configuration 2. The spark plug of this configuration includes a center electrode extending along the axial direction, an insulator provided outside the center electrode, a metal shell provided outside the insulator, and the metal shell. A ground electrode disposed so that the tip portion faces the tip portion of the center electrode,
A spark plug for an internal combustion engine having a spark discharge gap between a tip portion of the center electrode and a tip portion of the ground electrode,
A noble metal tip having a substantially cylindrical shape or a polygonal column shape is joined to the tip of the ground electrode,
The noble metal tip has a protruding length in the axial direction from the ground electrode body to the tip of itself of 0.3 mm or more, and a cross-sectional area viewed from the axial direction is 0.79 mm ² or less,
It is characterized by containing platinum as a main component, containing 3% by mass or more of Rh, containing W as an additive element, and having a total content of the additive element of 0.1% by mass or more.

構成２によれば、接地電極の先端部に貴金属チップが接合されている。さらに、貴金属チップは、その突出長が、０．３ｍｍ以上とされるとともに、軸線方向から見た断面積が０．７９ｍｍ²以下とされている。つまり、貴金属チップは、接地電極より突出するとともに、比較的細径化されたいわば針形状とされている。従って、電極による消炎作用が低減させられ、着火性及び火炎伝播性の向上を図ることができる。一方で、接地電極側の貴金属チップは中心電極側に比べてより高温に晒されるとともに、接地電極側の針形状の貴金属チップは、所謂「熱引き」が悪く、より高温になりやすい。従って、貴金属チップと接地電極本体との間で温度差が増大しやすく、熱応力がより大きなものとなる。結果として、Ｒｈが比較的低い割合で含まれている場合でも（但し、３質量％以上）、粒界強度の低下に伴う「割れ」が発生するおそれがある。この点、本構成によれば、貴金属チップには、Ｗが０．１質量％以上含まれている。従って、上記構成１と同様の作用が奏せられ、耐久性の向上を図ることができる。 According to Configuration 2, the noble metal tip is bonded to the tip of the ground electrode. Further, the noble metal tip has a protruding length of 0.3 mm or more and a cross-sectional area viewed from the axial direction of 0.79 mm ² or less. That is, the noble metal tip protrudes from the ground electrode and has a needle shape with a relatively small diameter. Therefore, the flame extinguishing action by the electrode can be reduced, and the ignitability and flame propagation can be improved. On the other hand, the noble metal tip on the ground electrode side is exposed to a higher temperature than the center electrode side, and the needle-shaped noble metal tip on the ground electrode side has a poor so-called “heat pulling” and is likely to have a higher temperature. Therefore, the temperature difference is likely to increase between the noble metal tip and the ground electrode body, and the thermal stress becomes larger. As a result, even when Rh is contained at a relatively low ratio (however, 3% by mass or more), there is a risk of “cracking” accompanying a decrease in grain boundary strength. In this regard, according to the present configuration, the precious metal tip contains 0.1 mass% or more of W. Therefore, the same operation as the above-described configuration 1 can be achieved, and the durability can be improved .

構成３．本構成のスパークプラグは、構成２に記載のスパークプラグにおいて、Ｒｈを５質量％以上含んでいることを特徴とする。 Configuration 3. The spark plug of this configuration is characterized in that in the spark plug described in configuration 2, Rh is contained in an amount of 5% by mass or more.

構成３によれば、貴金属チップは、針形状にされているとともに、Ｒｈが５質量％以上と比較的高い割合で含まれている。従って、粒界強度の低下に伴う「割れ」の発生が一層懸念されるところである。この点、本構成においても、Ｗが含有されているため、構成２と同様の作用効果が奏せられる。つまり、針形状化による着火性や火炎伝播性の向上、及びＲｈが含有されることによる耐酸化性の向上というメリットを維持しつつ、針形状化及び比較的多量のＲｈが含有されることに伴うデメリットを解消することができる。 According to the configuration 3, the noble metal tip is formed into a needle shape, and Rh is contained at a relatively high rate of 5% by mass or more. Therefore, the occurrence of “cracking” associated with a decrease in grain boundary strength is a further concern. In this respect, this configuration also has the same effect as Configuration 2 because it contains W. In other words, the needle shape and the relatively large amount of Rh are contained while maintaining the merit of improving the ignitability and flame propagation by the needle shape, and the improvement of the oxidation resistance by containing Rh. The disadvantages involved can be eliminated.

構成４．本構成のスパークプラグは、上記構成１乃至３のいずれかにおいて、前記添加元素はＷであることを特徴とする。 Configuration 4. The spark plug of this configuration is characterized in that, in any one of the above configurations 1 to 3, the additive element is W.

構成４によれば、貴金属チップには添加元素としてＷが含有されている。Ｗは、Ｍｏと比較して融点が高いため、粒成長をより抑制でき、耐久性をより向上させることができる。従って、上記構成１乃至３における作用効果がより効果的に奏せられることとなる。また、Ｗが含有された合金と、Ｍｏが含有された合金とを比較すると、Ｗが含有された合金の方が、より加工性に優れるというメリットも有する。 According to Configuration 4, the noble metal tip contains W as an additive element. Since W has a higher melting point than Mo, grain growth can be further suppressed and durability can be further improved. Accordingly, the operational effects of the above configurations 1 to 3 are more effectively achieved. Moreover, when the alloy containing W and the alloy containing Mo are compared, the alloy containing W has the merit that it is more excellent in workability.

構成５．本構成のスパークプラグは、上記構成１乃至４のいずれかにおいて、前記添加元素の総含有量が０．１質量％以上３質量％以下であることを特徴とする。 Configuration 5. The spark plug of this configuration is characterized in that, in any one of the above configurations 1 to 4, the total content of the additive elements is 0.1% by mass or more and 3% by mass or less.

上述した作用効果をより確実なものとするためには、貴金属チップに含まれるＷの総含有量が０．１質量％以上３質量％以下であることが望ましい。Ｗの総含有量が０．１質量％未満の場合には、Ｗを含有させることによる上記作用効果が十分に奏されないことが懸念される。一方で、Ｗの総含有量が３質量％を超える場合には、Ｗは酸化しやすい元素であるため、耐酸化性の悪化を招き、貴金属チップの耐久性が低下してしまうおそれがある。 In order to make the above-described operation and effect more reliable, it is desirable that the total content of W contained in the noble metal tip is 0.1% by mass or more and 3% by mass or less. When the total content of W is less than 0.1% by mass, there is a concern that the above-described effects due to the inclusion of W are not sufficiently exhibited. On the other hand, when the total content of W exceeds 3% by mass, W is an element that easily oxidizes, so that the oxidation resistance is deteriorated and the durability of the noble metal tip may be lowered.

以下に、一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、スパークプラグ１を示す一部破断正面図である。なお、図１では、スパークプラグ１の軸線Ｃ１方向を図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１の先端側、上側を後端側として説明する。 Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partially cutaway front view showing a spark plug 1. In FIG. 1, the axis C1 direction of the spark plug 1 will be described as the vertical direction in the drawing, the lower side will be described as the front end side of the spark plug 1, and the upper side will be described as the rear end side.

スパークプラグ１は、長尺状をなす絶縁体としての絶縁碍子２、これを保持する筒状の主体金具３などから構成されるものである。 The spark plug 1 includes an insulator 2 as an elongated insulator, a cylindrical metal shell 3 that holds the insulator 2, and the like.

絶縁碍子２には、軸線Ｃ１に沿って軸孔４が貫通形成されている。そして、軸孔４の先端部側には中心電極５が挿入、固定され、後端部側には端子電極６が挿入、固定されている。軸孔４内における中心電極５と端子電極６との間には、抵抗体７が配置されており、この抵抗体７の両端部は導電性のガラスシール層８，９を介して、中心電極５と端子電極６とにそれぞれ電気的に接続されている。 A shaft hole 4 is formed through the insulator 2 along the axis C1. A center electrode 5 is inserted and fixed on the front end side of the shaft hole 4, and a terminal electrode 6 is inserted and fixed on the rear end side. A resistor 7 is disposed between the center electrode 5 and the terminal electrode 6 in the shaft hole 4, and both ends of the resistor 7 are connected to the center electrode via conductive glass seal layers 8 and 9. 5 and the terminal electrode 6 are electrically connected to each other.

中心電極５は、絶縁碍子２の先端から突出し、端子電極６は絶縁碍子２の後端から突出した状態でそれぞれ固定されている。また、中心電極５には、その先端に貴金属チップ３１が溶接により接合されている（これについては後述する）。 The center electrode 5 protrudes from the tip of the insulator 2, and the terminal electrode 6 is fixed in a state of protruding from the rear end of the insulator 2. Further, a noble metal tip 31 is joined to the tip of the center electrode 5 by welding (this will be described later).

一方、絶縁碍子２は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その外形部において、軸線Ｃ１方向略中央部において径方向外向きに突出形成されたフランジ状の大径部１１と、当該大径部１１よりも先端側においてこれよりも細径に形成された中胴部１２と、当該中胴部１２よりも先端側においてこれより細径に形成され、内燃機関（エンジン）の燃焼室に晒される脚長部１３とを備えている。絶縁碍子２のうち、大径部１１、中胴部１２、脚長部１３を含む先端側は、筒状に形成された主体金具３の内部に収容されている。そして、脚長部１３と中胴部１２との連接部には段部１４が形成されており、当該段部１４にて絶縁碍子２が主体金具３に係止されている。 On the other hand, the insulator 2 is formed by firing alumina or the like, as is well known, and has a flange-shaped large-diameter portion 11 that protrudes radially outward at a substantially central portion in the direction of the axis C1 in its outer shape. And an inner body portion 12 having a smaller diameter on the distal end side than the large diameter portion 11, and an inner body portion 12 having a smaller diameter on the distal end side than the intermediate body portion 12, and an internal combustion engine (engine). And a leg length portion 13 exposed to the combustion chamber. Of the insulator 2, the distal end side including the large-diameter portion 11, the middle trunk portion 12, and the leg long portion 13 is accommodated in a metal shell 3 formed in a cylindrical shape. A step portion 14 is formed at the connecting portion between the leg long portion 13 and the middle trunk portion 12, and the insulator 2 is locked to the metal shell 3 at the step portion 14.

主体金具３は、低炭素鋼等の金属により筒状に形成されており、その外周面にはスパークプラグ１をエンジンヘッドに取付けるためのねじ部（雄ねじ部）１５が形成されている。ねじ部１５の後端側の外周面には座部１６が形成され、ねじ部１５後端のねじ首１７にはリング状のガスケット１８が嵌め込まれている。さらに、主体金具３の後端側には、主体金具３をエンジンヘッドに取付ける際にレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部１９が設けられるとともに、後端部において絶縁碍子２を保持するための加締め部２０が設けられている。 The metal shell 3 is formed in a cylindrical shape from a metal such as low carbon steel, and a screw portion (male screw portion) 15 for attaching the spark plug 1 to the engine head is formed on the outer peripheral surface thereof. A seat portion 16 is formed on the outer peripheral surface on the rear end side of the screw portion 15, and a ring-shaped gasket 18 is fitted on the screw neck 17 on the rear end of the screw portion 15. Further, on the rear end side of the metal shell 3, a tool engaging portion 19 having a hexagonal cross section for engaging a tool such as a wrench when the metal shell 3 is attached to the engine head is provided. A caulking portion 20 for holding the insulator 2 is provided.

また、主体金具３の内周面には、絶縁碍子２を係止するための段部２１が設けられている。そして、絶縁碍子２は、主体金具３の後端側から先端側に向かって挿入され、自身の段部１４が主体金具３の段部２１に係止された状態で、主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって固定される。なお、絶縁碍子２及び主体金具３双方の段部１４，２１間には、円環状の板パッキン２２が介在されている。これにより、燃焼室内の気密性を保持し、燃焼室内に晒される絶縁碍子２の脚長部１３と主体金具３の内周面との隙間に入り込む燃料空気が外部に漏れないようにしている。 Further, a step portion 21 for locking the insulator 2 is provided on the inner peripheral surface of the metal shell 3. The insulator 2 is inserted from the rear end side to the front end side of the metal shell 3, and the rear end of the metal shell 3 is engaged with the step portion 14 of the metal shell 3. It is fixed by caulking the opening on the side radially inward, that is, by forming the caulking portion 20. An annular plate packing 22 is interposed between the step portions 14 and 21 of both the insulator 2 and the metal shell 3. Thereby, the airtightness in the combustion chamber is maintained, and the fuel air entering the gap between the leg long portion 13 of the insulator 2 exposed to the combustion chamber and the inner peripheral surface of the metal shell 3 is prevented from leaking outside.

さらに、加締めによる密閉をより完全なものとするため、主体金具３の後端側においては、主体金具３と絶縁碍子２との間に環状のリング部材２３，２４が介在され、リング部材２３，２４間にはタルク（滑石）２５の粉末が充填されている。すなわち、主体金具３は、板パッキン２２、リング部材２３，２４及びタルク２５を介して絶縁碍子２を保持している。 Further, in order to make the sealing by caulking more complete, annular ring members 23 and 24 are interposed between the metal shell 3 and the insulator 2 on the rear end side of the metal shell 3, and the ring member 23 , 24 is filled with powder of talc (talc) 25. That is, the metal shell 3 holds the insulator 2 via the plate packing 22, the ring members 23 and 24, and the talc 25.

また、主体金具３の先端面２６には、略Ｌ字状をなす接地電極２７が接合されている。すなわち、接地電極２７は、前記主体金具３の先端面２６に対しその基端部が溶接されるとともに、先端側が曲げ返されて、その側面が中心電極５の先端部（貴金属チップ３１）と対向するように配置されている。当該接地電極２７には、前記貴金属チップ３１に対向するようにして貴金属チップ３２が設けられている。そして、これら貴金属チップ３１，３２間の隙間が火花放電間隙３３となっている。 A ground electrode 27 having a substantially L shape is joined to the front end surface 26 of the metal shell 3. That is, the ground electrode 27 is welded at its proximal end to the distal end surface 26 of the metal shell 3, the distal end side is bent back, and the side surface is opposed to the distal end portion (the noble metal tip 31) of the center electrode 5. Are arranged to be. A noble metal tip 32 is provided on the ground electrode 27 so as to face the noble metal tip 31. A gap between the noble metal tips 31 and 32 is a spark discharge gap 33.

図２に示すように、中心電極５は、銅又は銅合金からなる内層５Ａ及びニッケル（Ｎｉ）合金からなる外層５Ｂからなる。また、接地電極２７は、Ｎｉ合金等で構成されている。 As shown in FIG. 2, the center electrode 5 includes an inner layer 5A made of copper or a copper alloy and an outer layer 5B made of a nickel (Ni) alloy. The ground electrode 27 is made of Ni alloy or the like.

中心電極５は、その先端側が縮径されるとともに、全体として棒状（円柱状）をなし、その先端面が平坦に形成されている。ここに円柱状をなす上記貴金属チップ３１を重ね合わせ、さらにその接合面外縁部に沿ってレーザ溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接等により溶接部Ｂ１を形成してこれを固着することにより貴金属チップ３１が接合されている。また、これに対向する円柱状の貴金属チップ３２は、接地電極２７の所定位置上に貴金属チップ３２を位置合わせし、その接合面外縁部に沿って同様に溶接部Ｂ２を形成してこれを固着することにより接合される。なお、貴金属チップ３１及びこれに対向する貴金属チップ３２のうちいずれか一方（のチップ）を省略する構成としてもよい。この場合には、貴金属チップ３１と接地電極２７の本体との間、或いは対向する貴金属チップ３２と中心電極５の本体部との間で火花放電間隙３３が形成される。 The center electrode 5 is reduced in diameter at the tip side, has a rod shape (cylindrical shape) as a whole, and has a flat tip surface. The above-mentioned noble metal tip 31 having a cylindrical shape is superposed here, and further, a welded portion B1 is formed by laser welding, electron beam welding, resistance welding or the like along the outer edge portion of the joining surface, and this is fixed, thereby fixing the noble metal tip 31. Are joined. Further, the columnar noble metal tip 32 opposite to this aligns the noble metal tip 32 on a predetermined position of the ground electrode 27, and similarly forms a welded portion B2 along the outer edge of the joint surface to fix it. To be joined. In addition, it is good also as a structure which abbreviate | omits any one (the chip | tip) among the noble metal chip | tip 31 and the noble metal chip | tip 32 facing this. In this case, a spark discharge gap 33 is formed between the noble metal tip 31 and the main body of the ground electrode 27 or between the opposing noble metal tip 32 and the main body of the center electrode 5.

本実施形態において、前記貴金属チップ３１は、イリジウム（Ｉｒ）を主成分とし、Ｒｈを含む合金から構成される。一方、前記貴金属チップ３２は、白金（Ｐｔ）を主成分としており、ロジウム（Ｒｈ）を３質量％以上含み、さらにタングステン（Ｗ）を含む。特に、貴金属チップ３２に含まれるＷの総含有量が０．１質量％以上３質量％以下とされる。加えて、貴金属チップ３２は、軸線Ｃ１方向に沿った、接地電極２７の平板部分から貴金属チップ３２の先端までの距離（以下、突出長という）が０．３ｍｍ以上（本実施形態では、０．３ｍｍ）とされ、さらに、軸線Ｃ１方向から見た断面の直径が０．１ｍｍ以下（本実施形態では、０．１ｍｍ）とされている。つまり、軸線Ｃ１方向から見た断面積が０．７９ｍｍ²以下とされている。 In the present embodiment, the noble metal tip 31 is made of an alloy containing iridium (Ir) as a main component and Rh. On the other hand, the noble metal tip 32 is mainly composed of platinum (Pt), contains rhodium (Rh) at 3 mass% or more, and further contains tungsten (W 2 ) . In particular, the total content of W contained in the noble metal tip 32 is 0.1% by mass or more and 3% by mass or less. In addition, the noble metal tip 32 has a distance from the flat plate portion of the ground electrode 27 to the tip of the noble metal tip 32 along the direction of the axis C1 (hereinafter referred to as a protruding length) of 0.3 mm or more (in this embodiment, 0. 0). 3 mm), and the diameter of the cross section viewed from the direction of the axis C1 is 0.1 mm or less (0.1 mm in this embodiment). That is, the cross-sectional area viewed from the direction of the axis C1 is set to 0.79 mm ² or less.

次に、これら貴金属チップ３１，３２の製造方法について説明する。まず、主成分をＰｔ或いはＩｒとするインゴットを用意し、所定の組成になるよう各合金成分（本実施形態では、Ｒｈ等）を配合・溶融し、当該溶融合金に関し再度インゴットを形成し、その後、当該インゴットについて熱間鍛造、熱間圧延（溝ロール圧延）を施す。その後、線引き加工を施すことで、棒状素材を得た後、それを所定長に切断することで円柱状の貴金属チップ３１，３２を得る。 Next, a method for manufacturing these noble metal tips 31 and 32 will be described. First, an ingot whose main component is Pt or Ir is prepared, and each alloy component (Rh in this embodiment) is blended and melted so as to have a predetermined composition, and an ingot is formed again with respect to the molten alloy. The ingot is subjected to hot forging and hot rolling (groove roll rolling). Then, after obtaining a rod-shaped material by performing a drawing process, the columnar noble metal tips 31 and 32 are obtained by cutting the rod-shaped material into a predetermined length.

次に、上記のように構成されてなるスパークプラグ１の製造方法について説明する。まず、主体金具３を予め加工しておく。すなわち、円柱状の金属素材（例えばＳ１７ＣやＳ２５Ｃといった鉄系素材やステンレス素材）を冷間鍛造加工により貫通孔を形成し、概形を製造する。その後、切削加工を施すことで外形を整え、主体金具中間体を得る。 Next, the manufacturing method of the spark plug 1 comprised as mentioned above is demonstrated. First, the metal shell 3 is processed in advance. That is, a cylindrical metal material (for example, an iron-based material such as S17C or S25C or a stainless steel material) is formed by forming a through-hole by cold forging to produce a rough shape. Thereafter, the outer shape is adjusted by cutting to obtain a metal shell intermediate.

続いて、主体金具中間体の先端面に、Ｎｉ系合金（例えばインコネル系合金等）からなる接地電極２７が抵抗溶接される。当該溶接に際してはいわゆる「ダレ」が生じるので、その「ダレ」を除去した後、主体金具中間体の所定部位にねじ部１４が転造によって形成される。これにより、接地電極２７の溶接された主体金具３が得られる。接地電極２７の溶接された主体金具３には、亜鉛メッキ或いはニッケルメッキが施される。尚、耐食性向上を図るべく、その表面に、さらにクロメート処理が施されることとしてもよい。 Subsequently, a ground electrode 27 made of a Ni-based alloy (for example, an Inconel alloy) is resistance-welded to the front end surface of the metal shell intermediate. During the welding, so-called “sag” is generated, and after the “sag” is removed, the threaded portion 14 is formed by rolling at a predetermined portion of the metal shell intermediate body. Thereby, the metal shell 3 to which the ground electrode 27 is welded is obtained. The metal shell 3 to which the ground electrode 27 is welded is galvanized or nickel plated. In order to improve the corrosion resistance, the surface may be further subjected to chromate treatment.

さらに、接地電極２７の先端部には、上述した貴金属チップ３２が、抵抗溶接やレーザ溶接等により接合される。尚、溶接をより確実なものとするべく、当該溶接に先だって溶接部位のメッキ除去が行われたり、或いは、メッキ工程に際し溶接予定部位にマスキングが施されたりする。また、当該貴金属チップ３２の溶接を、後述する組付けの後に行うこととしてもよい。 Further, the above-mentioned noble metal tip 32 is joined to the tip of the ground electrode 27 by resistance welding, laser welding or the like. In addition, in order to make welding more reliable, plating removal of a welding site is performed prior to the welding, or masking is performed on a planned welding site during a plating process. The noble metal tip 32 may be welded after assembling described later.

一方、前記主体金具３とは別に、絶縁碍子２を成形加工しておく。例えば、アルミナを主体としバインダ等を含む原料粉末を用い、成型用素地造粒物を調製し、これを用いてラバープレス成形を行うことで、筒状の成形体が得られる。得られた成形体に対し、研削加工が施され整形される。そして、整形されたものが焼成炉へ投入され焼成される。焼成後、種々の研磨加工を施すことで、絶縁碍子２が得られる。 On the other hand, the insulator 2 is formed separately from the metal shell 3. For example, by using a raw material powder mainly composed of alumina and containing a binder or the like, a green granulated material for molding is prepared, and rubber press molding is used to obtain a cylindrical molded body. The obtained molded body is ground and shaped. Then, the shaped one is put into a firing furnace and fired. The insulator 2 is obtained by performing various grinding | polishing processes after baking.

また、前記主体金具３、絶縁碍子２とは別に、中心電極５を製造しておく。すなわち、Ｎｉ系合金が鍛造加工され、その中央部に放熱性向上を図るべく銅合金からなる内層５Ａが設けられる。そして、その先端部には、上述した貴金属チップ３１が抵抗溶接やレーザ溶接等により接合される。 Separately from the metal shell 3 and the insulator 2, the center electrode 5 is manufactured. That is, the Ni-based alloy is forged, and an inner layer 5A made of a copper alloy is provided at the center of the Ni-based alloy in order to improve heat dissipation. And the noble metal tip 31 mentioned above is joined to the front-end | tip part by resistance welding, laser welding, etc.

そして、上記のようにして得られた絶縁碍子２及び中心電極５と、抵抗体７と、端子電極６とが、ガラスシール層８，９によって封着固定される。ガラスシール層８，９としては、一般的にホウ珪酸ガラスと金属粉末とが混合されて調製されており、当該調製されたものが抵抗体７を挟むようにして絶縁碍子２の軸孔４内に注入された後、後方から前記端子電極６が押圧された状態とした上で、焼成炉内にて焼き固められる。尚、このとき、絶縁碍子２の後端側の胴部表面には釉薬層が同時に焼成されることとしてもよいし、事前に釉薬層が形成されることとしてもよい。 Then, the insulator 2 and the center electrode 5, the resistor 7, and the terminal electrode 6 obtained as described above are sealed and fixed by the glass seal layers 8 and 9. The glass seal layers 8 and 9 are generally prepared by mixing borosilicate glass and metal powder, and the prepared material is injected into the shaft hole 4 of the insulator 2 with the resistor 7 interposed therebetween. Then, the terminal electrode 6 is pressed from the rear and then baked in a firing furnace. At this time, the glaze layer may be fired simultaneously on the body surface on the rear end side of the insulator 2, or the glaze layer may be formed in advance.

その後、上記のようにそれぞれ作成された中心電極５及び端子電極６を備える絶縁碍子２と、接地電極２７を備える主体金具３とが組付けられる。より詳しくは、比較的薄肉に形成された主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって固定される。 Thereafter, the insulator 2 provided with the center electrode 5 and the terminal electrode 6 and the metal shell 3 provided with the ground electrode 27 are assembled as described above. More specifically, it is fixed by caulking the opening on the rear end side of the metal shell 3 formed relatively thin inward in the radial direction, that is, by forming the caulking portion 20.

そして、最後に、接地電極２７を屈曲させることで、中心電極５の先端に設けられた貴金属チップ３１及び接地電極２７に設けられた貴金属チップ３２間の前記火花放電間隙３３を調整する加工が実施される。 Finally, the ground electrode 27 is bent to adjust the spark discharge gap 33 between the noble metal tip 31 provided at the tip of the center electrode 5 and the noble metal tip 32 provided on the ground electrode 27. Is done.

このように一連の工程を経ることで、上述した構成を有するスパークプラグ１が製造される。 Thus, the spark plug 1 having the above-described configuration is manufactured through a series of steps.

次に、本実施形態によって奏される作用効果を確認するべく、各種条件を変更することで種々のサンプルを作製し、種々の評価を試みた。その実験結果を以下に記す。 Next, in order to confirm the effects achieved by the present embodiment, various samples were produced by changing various conditions, and various evaluations were attempted. The experimental results are described below.

先ずサンプルとしては、いずれも主成分をＰｔとし、他の成分の含有比率及び突出長が異なる各種サンプルを作製した（サンプル１〜２０）。そして、各サンプルを用いて、耐酸化性試験、及び、割れ発生評価試験を行った。その評価結果を表１に示す。 First, as samples, various samples were prepared (samples 1 to 20) having Pt as a main component and different content ratios and protrusion lengths of other components. Then, an oxidation resistance test and a crack generation evaluation test were performed using each sample. The evaluation results are shown in Table 1.

但し、耐酸化性試験においては、Ｎｉ系合金よりなる電極材に円柱状の貴金属チップを溶接したサンプルを用意し、１１００℃の大気雰囲気下において、１００時間放置した。そして、試験前におけるサンプルの質量に対する試験後におけるサンプルの質量の減少分を測定した。その結果、試験後におけるサンプルの質量の減少分が、試験前におけるサンプルの質量に対して５％未満であった場合には、耐酸化性に優れるとして「◎」の評価を下すこととした。また、減少分が５％以上１０％未満の場合には、耐酸化性に関し特段問題がないとして「○」の評価を下すこととした。一方、減少分が１０％以上の場合には、耐酸化性に問題があるとして「×」の評価を下すこととした。但し、貴金属チップとしては、直径が１．０ｍｍ（断面積は、約０．７８６ｍｍ²）であり、表１の各成分比率及び突出長を有するものを用いることとした。 However, in the oxidation resistance test, a sample in which a columnar noble metal tip was welded to an electrode material made of a Ni-based alloy was prepared and allowed to stand in an air atmosphere at 1100 ° C. for 100 hours. Then, a decrease in the mass of the sample after the test with respect to the mass of the sample before the test was measured. As a result, when the decrease in the mass of the sample after the test was less than 5% with respect to the mass of the sample before the test, the evaluation of “◎” was given as being excellent in oxidation resistance. In addition, when the decrease was 5% or more and less than 10%, the evaluation of “◯” was made because there was no particular problem regarding oxidation resistance. On the other hand, when the decrease was 10% or more, “x” was evaluated because there was a problem in oxidation resistance. However, as the noble metal tip, a tip having a diameter of 1.0 mm (a cross-sectional area of about 0.786 mm ² ) and having a component ratio and a protruding length in Table 1 was used.

また、割れ発生評価試験については、接地電極側の貴金属チップとして各成分割合の異なる円柱状の貴金属チップを具備するスパークプラグのサンプルを用意し、直列６気筒排気量２０００ｃｃのエンジンに当該スパークプラグを取付けた。そして、当該エンジンを５０００ｒｐｍで１分間回転させた後、アイドリング状態を１分間継続させ、これを１サイクルとして１００時間繰返した。その結果、接地電極に接合された貴金属チップに外観上「割れ」が発生しなかった場合には、粒界強度の低下を十分に抑制できているとして「◎」の評価を下すこととした。一方、「割れ」が発生した場合には、割れた部分の断面面積が最大となるように、貴金属チップの先端面に直交する方向に沿って貴金属チップを切断し、当該割れた部分の切断面を全て含み、かつ直径が最小となる外接円の直径を計測した。その結果、当該直径が０．１ｍｍ未満である場合には、粒界強度の低下を抑制できているとして「○」の評価を下すこととした。一方、当該直径が０．１ｍｍ以上の場合には、粒界強度の低下を十分に抑制できていないとして「×」の評価を下すこととした。尚、接地電極に設けられる貴金属チップとしては、上記耐酸化性試験と同様のものを用いた。また、中心電極側の貴金属チップとしては、Ｉｒを主成分とし、Ｒｈが含有される合金から構成されるものを用いることとした。 For the crack generation evaluation test, a spark plug sample having a columnar noble metal tip having a different component ratio is prepared as a noble metal tip on the ground electrode side, and the spark plug is applied to an in-line 6-cylinder engine with a displacement of 2000 cc. Installed. Then, after the engine was rotated at 5000 rpm for 1 minute, the idling state was continued for 1 minute, and this was repeated for 100 hours as one cycle. As a result, when no “cracking” occurred in the appearance of the noble metal tip bonded to the ground electrode, the evaluation of “として” was made because the decrease in the grain boundary strength was sufficiently suppressed. On the other hand, when a “crack” occurs, the noble metal tip is cut along the direction perpendicular to the tip surface of the noble metal tip so that the cross-sectional area of the cracked portion is maximized, and the cut surface of the cracked portion The diameter of the circumscribed circle that includes all of the circles and has the smallest diameter was measured. As a result, when the diameter is less than 0.1 mm, the evaluation of “◯” is made because the decrease in grain boundary strength can be suppressed. On the other hand, in the case where the diameter is 0.1 mm or more, the evaluation of “x” is made because the decrease in the grain boundary strength is not sufficiently suppressed. The noble metal tip provided on the ground electrode was the same as that used in the oxidation resistance test. In addition, as the noble metal tip on the center electrode side, a chip composed of an alloy containing Ir as a main component and Rh is used.

表１に示すように、ＷやＭｏが含有されていないサンプル（サンプル１〜６）に関しては、耐酸化性や「割れ」の面で問題が起こりやすくなってしまうことがわかる。特に、Ｒｈが５質量％以上と比較的高い割合で含有されている場合（サンプル４〜６）には、耐酸化性の向上が図られるものの、突出長の大小に関わらず、「割れ」が生じることがわかった。一方、突出長が０．１ｍｍの場合（サンプル２，４）と０．３ｍｍの場合（サンプル３，５）とを比較すると、より電極から突出したサンプル（サンプル３，５）に関して、「割れ」が進行していることが明らかとなった。特に、Ｒｈが３質量％と比較的低い割合で含有されたサンプル（サンプル２，３）に関しては、突出長が０．１ｍｍの場合には、耐酸化性や「割れ」の面で特段問題がなかったが、突出長が０．３ｍｍの場合には「割れ」の進行が顕著なものとなった。つまり、着火性や火炎伝播性の向上を図るために、貴金属チップの突出長が大きくされた場合には、たとえＲｈの含有量が比較的少ない場合であっても、粒界強度の低下に伴う「割れ」が発生し、進行してしまうことがわかる。 As shown in Table 1, regarding samples (samples 1 to 6) containing no W or Mo, it is understood that problems are likely to occur in terms of oxidation resistance and “cracking”. In particular, when Rh is contained at a relatively high ratio of 5% by mass or more (Samples 4 to 6), although the oxidation resistance is improved, “cracking” occurs regardless of the protrusion length. I found it to happen. On the other hand, when the protrusion length is 0.1 mm (samples 2 and 4) and the case of 0.3 mm (samples 3 and 5), the sample “sample” (samples 3 and 5) is more “cracked”. It became clear that was progressing. In particular, regarding the samples (samples 2 and 3) containing Rh at a relatively low rate of 3% by mass, when the protrusion length is 0.1 mm, there are special problems in terms of oxidation resistance and “cracking”. However, when the protrusion length was 0.3 mm, the progress of “cracking” became remarkable. That is, when the protrusion length of the noble metal tip is increased in order to improve the ignitability and flame propagation property, even if the Rh content is relatively small, the grain boundary strength decreases. It can be seen that “cracking” occurs and proceeds.

これに対し、ＷやＭｏが含有されたサンプル（サンプル７〜２０）については、耐酸化性に問題がなく、また、「割れ」を抑制できることが明らかとなった。つまり、突出長が０．３ｍｍ以上とされ、かつ、Ｒｈが５質量％以上と比較的高い割合で含有されるという、「割れ」がより一層生じやすい環境下においても、ＷやＭｏが含有されることにより、「割れ」を十分に抑制できることがわかった。換言すれば、貴金属チップが電極より突出されることによる着火性や火炎伝播性の向上、及びＲｈが含有されることによる耐酸化性の向上というメリットを維持しつつ、貴金属チップが電極より突出されること及び比較的多量のＲｈが含有されることに伴うデメリットを解消できるのである。 On the other hand, it was clarified that the samples containing W and Mo (samples 7 to 20) have no problem in oxidation resistance and can suppress “cracking”. That is, W and Mo are contained even in an environment where “cracking” is more likely to occur, in which the protrusion length is 0.3 mm or more and Rh is contained at a relatively high ratio of 5 mass% or more. It was found that “cracking” can be sufficiently suppressed. In other words, the noble metal tip protrudes from the electrode while maintaining the advantages of improved ignitability and flame propagation due to the noble metal tip protruding from the electrode, and improved oxidation resistance due to the inclusion of Rh. And the disadvantages associated with containing a relatively large amount of Rh.

また特に、ＷやＭｏの総含有量が０．１質量％以上３質量％以下のサンプル（サンプル７〜１６）については、「割れ」を防止できるとともに、耐酸化性が非常に優れるという結果になった。従って、ＷやＭｏの総含有量は、０．１質量％以上３質量％以下であることがより好ましい。 In particular, with respect to samples (samples 7 to 16) having a total content of W and Mo of 0.1% by mass or more and 3% by mass or less, “cracking” can be prevented and oxidation resistance is extremely excellent. became. Therefore, the total content of W and Mo is more preferably 0.1% by mass or more and 3% by mass or less.

さらに、Ｗが含有されたサンプル（サンプル７，８，１１，１２）と、Ｍｏが含有されたサンプル（サンプル９，１０，１３，１４）とを比較すると、Ｗが含有されたサンプルの方が、「割れ」の発生をより抑制できていることが明らかとなった。従って、Ｗが含有されることで、上記作用効果がより効果的に奏せられると考えられる。 Furthermore, when the samples containing W (samples 7, 8, 11, 12) and the samples containing Mo (samples 9, 10, 13, 14) are compared, the samples containing W are better. It was revealed that the occurrence of “cracking” could be further suppressed. Therefore, it is thought that the said effect is show | played more effectively by containing W.

次に、表１のサンプル３（Ｐｔ−２０Ｉｒ−３Ｒｈ）及びサンプル１３（Ｐｔー２０Ｒｈ−０．５Ｍｏ）の貴金属チップについて、その成分比率や突出長を変更することなく、断面積及び断面の形状を変更したスパークプラグのサンプルを種々用意し、各サンプルに対して上記耐酸化性試験及び割れ発生評価試験を実施した。その評価結果を表２に示す。尚、各サンプルの形状に関しては、サンプル１３−４は断面が正方形の四角柱状をなしており、その他は断面が円形の円柱状をなしている。また、表中カッコ内の数値は、直径或いは１辺の長さを示すものである。加えて、評価の便宜上、サンプル３及びサンプル１３の評価結果についても表２中に記載している。 Next, for the noble metal tips of Sample 3 (Pt-20Ir-3Rh) and Sample 13 (Pt-20Rh-0.5Mo) in Table 1, the cross-sectional area and the shape of the cross-section are not changed without changing the component ratio or the protruding length. Various spark plug samples were prepared, and the above oxidation resistance test and crack generation evaluation test were performed on each sample. The evaluation results are shown in Table 2. In addition, regarding the shape of each sample, the sample 13-4 has a square column shape with a square cross section, and the others have a circular column shape with a circular cross section. The numerical value in parentheses in the table indicates the diameter or the length of one side. In addition, for the convenience of evaluation, the evaluation results of Sample 3 and Sample 13 are also shown in Table 2.

表２に示すように、断面積が比較的大きい（断面積が０．７９ｍｍ²より大きい）場合には、特段「割れ」が発生していないことがわかった。換言すれば、断面積が０．７９ｍｍ²以下と比較的断面積が小さい貴金属チップを用いた場合において、Ｍｏ等を含有することがより効果的であるといえる。 As shown in Table 2, when the cross-sectional area was relatively large (the cross-sectional area was larger than 0.79 mm ² ), it was found that no special “crack” occurred. In other words, it can be said that it is more effective to contain Mo or the like when a noble metal tip having a relatively small cross-sectional area of 0.79 mm ² or less is used.

尚、上述した実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。 In addition, it is not limited to the description content of embodiment mentioned above, For example, you may implement as follows.

（ａ）上記実施形態では、接地電極２７に設けられる貴金属チップ３２が、Ｐｔを主成分とし、Ｒｈを３質量％以上含み、Ｗを０．１質量％以上３質量％以下含有するとともに、突出長が０．３ｍｍ以上であり、かつ断面の面積が０．７９ｍｍ²以下とされているが、形状に関しては変更することなく、Ｒｈの含有量を５質量％以上に変更した組成を採用してもよい。また、中心電極５に設けられる貴金属チップ３１は、Ｉｒを主成分とし、Ｒｈを含有する合金から構成されているが、他の成分からなる合金（例えば、上記実施形態の貴金属チップ３２と同じ合金）から構成されていてもよい。 (A) In the above embodiment, the noble metal tip 32 provided on the ground electrode 27 contains Pt as a main component, contains Rh in an amount of 3% by mass or more, contains W in an amount of 0.1% by mass to 3% by mass, and protrudes. Although the length is 0.3 mm or more and the cross-sectional area is 0.79 mm ² or less, the composition is adopted in which the content of Rh is changed to 5 mass% or more without changing the shape. Also good. Further, the noble metal tip 31 provided on the center electrode 5 is made of an alloy containing Ir as a main component and containing Rh, but an alloy made of other components (for example, the same alloy as the noble metal tip 32 of the above embodiment). ).

（ｂ）上記実施形態において具現化された貴金属チップ３１及び貴金属チップ３２の形状及び組成に代えて、貴金属チップ３１及び貴金属チップ３２として、形状に関わらず、Ｐｔを主成分とし、Ｒｈを５質量％以上含み、Ｗを０．１質量％以上３質量％以下含有する貴金属チップを利用してもよい。この場合、貴金属チップ３１又は貴金属チップ３２のいずれか一方が、当該組成により構成されるとしてもよい。 (B) Instead of the shape and composition of the noble metal tip 31 and the noble metal tip 32 embodied in the above embodiment, the noble metal tip 31 and the noble metal tip 32 have Pt as a main component and Rh of 5 mass regardless of the shape. %, And a noble metal tip containing W by 0.1% by mass to 3% by mass may be used. In this case, either the noble metal tip 31 or the noble metal tip 32 may be configured by the composition.

（ｃ）上記実施形態では、貴金属チップ３２の形状は円柱状とされているが、貴金属チップ３２の形状は、例えば、三角柱や四角柱等の多角柱形状とされることとしてもよい。 (C) In the embodiment described above, the shape of the noble metal tip 32 is a cylindrical shape, but the shape of the noble metal tip 32 may be a polygonal prism shape such as a triangular prism or a quadrangular prism.

（ｄ）上記実施形態では、主体金具３の先端に、接地電極２７が接合される場合について具体化しているが、主体金具の一部（又は、主体金具に予め溶接してある先端金具の一部）を削り出すようにして接地電極を形成する場合についても適用可能である（例えば、特開２００６−２３６９０６号公報等）。 (D) In the above embodiment, the case where the ground electrode 27 is joined to the tip of the metal shell 3 is embodied. However, a part of the metal shell (or one of the metal tips previously welded to the metal shell is used. The present invention can also be applied to the case where the ground electrode is formed by cutting out the portion (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-236906).

（ｅ）上記実施形態の中心電極５は、その先端側が縮径されているものであるが、必ずしも縮径されていなくてもよく、全体として棒状（円柱状）をなしていても何ら差し支えない。また、中心電極５は、内層５Ａ及び外層５Ｂからなる２層構造を具備しているが、１層からなっていても差し支えない。 (E) The center electrode 5 of the above embodiment has a reduced diameter at the tip end side, but it does not necessarily have to be reduced in diameter, and may have a rod shape (cylindrical shape) as a whole. . The center electrode 5 has a two-layer structure including the inner layer 5A and the outer layer 5B. However, the center electrode 5 may have a single layer.

（ｆ）Ｒｈの含有量については、特に限定されるものではないが、Ｐｔの機能を存分に発揮させるという観点においては、３０質量％以下であることが望ましい。 (F) The content of Rh is not particularly limited, but is preferably 30% by mass or less from the viewpoint of fully exhibiting the function of Pt.

（ｇ）スパークプラグのタイプについては、上記実施形態のものに特に限定されるものではない。従って、例えば２乃至４本の接地電極を具備するタイプに具現化することもできる。 (G) The type of the spark plug is not particularly limited to that of the above embodiment. Therefore, for example, it may be embodied in a type having 2 to 4 ground electrodes.

本実施形態のスパークプラグの構成を示す一部破断正面図である。It is a partially broken front view which shows the structure of the spark plug of this embodiment. スパークプラグの部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of a spark plug.

１…スパークプラグ、２…絶縁碍子、３…主体金具、５…中心電極、２７…接地電極、３１，３２…貴金属チップ、３３…火花放電間隙。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spark plug, 2 ... Insulator, 3 ... Main metal fitting, 5 ... Center electrode, 27 ... Ground electrode, 31, 32 ... Noble metal tip, 33 ... Spark discharge gap.

Claims

A center electrode;
An insulator provided outside the center electrode;
A metal shell provided outside the insulator;
A ground electrode provided on the metal shell,
A spark plug for an internal combustion engine having a spark discharge gap between a tip portion of the center electrode and a tip portion of the ground electrode,
A noble metal tip is joined to at least one of the tip of the center electrode and the tip of the ground electrode,
The noble metal tip is mainly composed of platinum, with including rhodium 5 mass% or more, include tungsten emission as an additional element, the total content of the additive element is characterized in that at least 0.1 wt% internal combustion Spark plug for engine.

A central electrode extending along the axial direction;
An insulator provided outside the center electrode;
A metal shell provided outside the insulator;
A ground electrode provided on the metal shell and having a tip portion disposed so as to face the tip portion of the center electrode;
A spark plug for an internal combustion engine having a spark discharge gap between a tip portion of the center electrode and a tip portion of the ground electrode,
A noble metal tip having a substantially cylindrical shape or a polygonal column shape is joined to the tip of the ground electrode,
The noble metal tip has a protruding length in the axial direction from the ground electrode body to the tip of itself of 0.3 mm or more, and a cross-sectional area viewed from the axial direction is 0.79 mm ² or less,
As a main component platinum, it includes rhodium 3 mass% or more, include tungsten emission as an additional element, a spark plug for an internal combustion engine, wherein the total content of the additive element is not less than 0.1 mass%.

The spark plug for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the noble metal tip contains 5% by mass or more of rhodium.

The spark plug for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3 , wherein a total content of the additive elements is 0.1 mass% or more and 3 mass% or less.