[发明专利]火花塞用的电极端头以及火花塞

说明书

技术领域

本发明涉及一种火花塞用的电极端头以及具备该电极端头的火花塞。

背景技术

火花塞用于机动车发动机等内燃机的点火。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在中心电极的前端部和接地电极的前端部之间所形成的火花放电间隙中进行火花放电，使填充在燃烧室内的燃料燃烧。

但是，近年来，为了实现高输出化以及提高燃料经济性，存在提高燃烧室内的温度的倾向，并且，为了提高引燃性，使用如下的发动机，该发动机配置为使形成火花放电间隙的放电部突出到燃烧室的内部。在这样的状况中，由于火花塞的放电部暴露在高温下，因此易于进行形成放电部的中心电极以及接地电极的氧化消耗。因此，开发出一种方法，该方法通过将端头设置于中心电极和接地电极的相对的各自的前端部，并利用该端头产生火花放电，从而抑制中心电极以及接地电极(在下文中也存在称为电极的情况)的氧化消耗。

并且，进行了如下的尝试，该尝试是指通过小型化和直接喷射式涡轮增压发动机的采用而提高燃烧压力，使高输出化和提高燃料经济性同时实现。在这样的发动机中，燃烧时和吸气时的燃烧室内的温度差较大，并且，增压时和正常行驶时的燃烧室内的温度差也较大。因此，火花塞易于置于严酷的热循环环境下，由此，存在端头易于剥离的问题。并且，由于燃烧室内的压力易于上升，随着该燃烧室内的压力上升而放电电压上升，因此存在端头容易火花消耗的问题。因此，不仅需要解决抑制由高温引起的氧化消耗这样的课题，还需要一并地解决抑制由严酷的热循环引起的端头从电极剥离以及抑制由放电电压上升引起的端头的火花消耗这样的课题。

作为这些课题中的抑制端头从电极剥离的方法，提出如下方法：该方式是指使用“……在上述电极端头的上述一端侧形成有直径比另一端侧大的凸缘部”的电极端头(专利文献1)以及“由法兰部和从该法兰部的一面突出的凸部构成”的端头(专利文献2)等的具有凸缘部的端头的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4015808号公报

专利文献2：日本特开2008-34393号公报

专利文献3：日本特开2005-158322号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1以及专利文献2中，公开了作为端头的材料，使用“含有(1)3～50质量％的Rh、(2)1～10质量％的Pt，或者(3)Rh与Ru或与Pt的合计质量是50质量％以下且该Rh、该Ru、该Pt分别是1质量％以上的以Ir为主成分的合金”(专利文献1的权利要求5)以及“包含20～60质量％的Rh、10～40质量％的Ir以及1～20质量％的Ni中的至少一种的Pt合金”(专利文献2的第0022段)等。另一方面，如上所述，由于期望能够在严酷的环境下发挥所希望的性能的火花塞，因此优选使用在耐氧化性以及耐火花消耗性方面更加优异的端头的材料。作为具有凸缘部的端头的材料，考虑如果使用Pt-Rh系合金，则不仅能够提高耐剥离性，还能够提高耐氧化性和耐火花消耗性这两方。在Pt-Rh系合金中特别是Pt、Rh以外的元素的含量小于5质量％的合金所构成的端头在耐氧化性方面特别优异。然而，由于Pt、Rh以外的元素的含量小于5质量％的合金与Ir合金及Pt-Ir系合金、以及包含5质量％以上的Pt、Rh以外的元素的Pt-Rh系合金等相比较软，因此，可知存在在将具有凸缘部的端头电阻焊于电极时，端头容易变形，焊接后的端头的高度等尺寸不稳定这样的问题。即，由Pt、Rh以外的元素的含量小于5质量％的Pt-Rh系合金构成的具有凸缘部的端头在耐氧化性以及耐火花消耗性方面优异，但在另一方面，成品的品质容易产生偏差，因此导致成品率下降。并且，在不进行电阻焊而按压端头并进行激光焊时，也基于同样的理由，因此特别担忧焊接后的端头的尺寸不稳定。

并且，在专利文献3中，公开了：在贵金属端头与接地电极或与中心电极之间进行电阻焊，在贵金属端头的底部形成使该贵金属端头的外径鼓起的凸缘部，从而抑制贵金属端头从接地电极或者从中心电极的剥离(专利文献3的权利要求1以及权利要求2、第0006段)。在专利文献3的实施例1中，使用铂-铑合金制成的贵金属端头，但由于铂-铑合金较软而易于变形，因此产生电阻焊后的贵金属端头的尺寸不稳定这样的问题。