[发明专利]火花塞

说明书

技术领域

本发明涉及一种火花塞，特别涉及一种具有如下接地电极的火花塞：该接地电极设置有作为火花放电构件的贵金属电极头。

背景技术

通常，内燃机中使用的火花塞包括中心电极和接地电极，其中，中心电极经由绝缘体被装配到筒状的金属壳中，接地电极的一端与金属壳接合，而另一端面对中心电极的前端。此外，为了提高点火性，还使用如下火花塞：该火花塞具有接地电极，该接地电极具有贵金属电极头，该贵金属电极头在面对中心电极的前端的情况下被凸设于从金属壳延伸到中心电极的前端的接地电极主体部(例如，参考专利文献1)。

[专利文献]

[专利文献1]日本特开2002-237365号公报

发明内容

发明要解决的问题

在具有通过激光焊接接合有贵金属电极头的接地电极的火花塞中，由于金属构成接地电极主体部，所以，以Ni为主要成分的Ni合金由于其优异的耐腐蚀性而非常适合。例如，使用诸如Inconel^TM 600或Inconel^TM 601等Ni合金。然而，由于接地电极被最突出地安装在燃烧室中，所以，接地电极的温度达到1000℃左右，在某些情况下达到1000℃以上。因此，当长时间使用接地电极时，接地电极主体部的接合部与贵金属电极头彼此熔合的熔融部热劣化，于是熔融部的外周面的一部分会变细(以下称为“凹陷(hollow)”)。此外，接地电极长时间暴露于高温氛围中，会使接地电极主体部氧化。在某些情况下，贵金属电极头会脱落。

因此，关于具有通过激光焊接接合有贵金属电极头的接地电极的火花塞，本发明的目的是抑制接地电极主体部的接合部与贵金属电极头熔合的熔融部的凹陷，以及提高接地电极主体部的耐高温氧化性，从而防止贵金属电极头脱落。

用于解决问题的方案

本发明人分析了接地电极主体部的接合部与贵金属电极头熔合的熔融部，并且发现氧化铁是造成凹陷的最主要原因，构成接地电极主体部的Ni合金含有Fe，并且Fe熔入到熔融部中。此外，本发明人发现，Al和Si的含量有助于提高接地电极主体部的耐高温氧化性。另外，本发明人发现，减小Fe的含量以及含有特定量的Al和Si是有效的。本发明以上述认知为基础。

换句话说，本发明提供如下的火花塞。

(1)一种火花塞，其包括：

筒状的金属壳；

筒状的绝缘体，其由所述金属壳保持；

中心电极，其被保持在所述绝缘体中；以及

接地电极，其包括接地电极主体部和贵金属电极头，所述接地电极主体部的一端与所述金属壳固定连接，所述接地电极主体部的另一端面对所述中心电极，所述贵金属电极头在面对所述中心电极的前端的位置与所述接地电极主体部接合，在所述中心电极的前端与所述贵金属电极头之间形成火花放电间隙，

其中，所述接地电极主体部的至少与所述贵金属电极头接合的接合部由如下的合金制成：该合金含有12质量％至45质量％的Cr、7质量％以下的Fe、大于0.5质量％小于等于5质量％的Al、大于0.3质量％小于等于5质量％的Si以及作为剩余成分的、50质量％以上的Ni，并且

所述接合部与所述贵金属电极头通过激光焊接或电子束焊接而接合。

(2)在(1)所限定的火花塞中，Al的含量为0.7质量％以上并且Si的含量为0.7质量％以上。

(3)在(1)或(2)所限定的火花塞中，构成所述接合部的合金含有Y、Hf、Zr、La、Ce和Nd中的至少一种并且含量为0.01质量％至0.4质量％。

(4)在(1)至(3)中任一项所限定的火花塞中，构成所述接合部的合金含有0.005质量％至5质量％的Mn。

(5)在(1)至(4)中任一项所限定的火花塞中，所述贵金属电极头由Pt合金制成。

(6)在(5)所限定的火花塞中，所述Pt合金含有Ir、Rh、Ru和Ni中的至少一种。

(7)在(5)或(6)所限定的火花塞中，所述接合部与所述贵金属电极头彼此熔合的熔融部含有3质量％以下的Fe、10质量％至60质量％的Ni、15质量％至75质量％的Pt、4质量％至35质量％的Cr、0.03质量％至2质量％的Al以及0.03质量％至2质量％的Si。

(8)在(7)所限定的火花塞中，所述熔融部含有0.1质量％以上的Al和0.1质量％以上的Si。

(9)在(7)或(8)所限定的火花塞中，所述熔融部含有Y、Hf、Zr、La、Ce和Nd中的至少一种并且含量为0.001质量％至0.2质量％。