(57)【要約】  中心電極と接地電極とを有するスパークプラグであって、中心電極および接地電極のうちの少なくとも１つのスパーク部は、ベース材料と、ベース材料の腐食を実質的に防ぐ保護材料とを含む。
2009533803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心電極と接地電極とを有するスパークプラグであって、前記中心電極および前記接地電極のうちの少なくとも１つは、ベース材料と、ニッケル、ならびに、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つの要素を備える保護材料とを含むスパーク部を備える、スパークプラグ。
【請求項２】
前記ベース材料はイリジウムを含む、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項３】
プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素は、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、およびレニウムからなる群から選択される、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項４】
プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素は、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項５】
前記保護材料は、ニッケルを前記保護層の５０重量％よりも多くの量含む、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項６】
前記保護材料は、ニッケルを少なくとも８０重量％含む、請求項５に記載のスパークプラグ。
【請求項７】
前記保護材料は、ニッケルを８０重量％〜９０重量％の量含む、請求項６に記載のスパークプラグ。
【請求項８】
前記保護材料は、ニッケルを９９重量％未満の量含む、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項９】
前記保護材料は、ニッケルを９５重量％未満の量含む、請求項８に記載のスパークプラグ。
【請求項１０】
前記保護材料は、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、およびレニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素を８５重量％未満含む、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項１１】
前記保護材料は、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、およびレニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素を５０重量％未満含む、請求項１０に記載のスパークプラグ。
【請求項１２】
前記保護材料は、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、およびレニウムからなる群から選択される少なくとも２つの要素の組合せを９０重量％未満含む、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項１３】
前記保護材料は、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素を４０重量％未満含む、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項１４】
前記保護材料は、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素を２０重量％未満含む、請求項１３に記載のスパークプラグ。
【請求項１５】
前記保護材料は、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素を５重量％未満含む、請求項１４に記載のスパークプラグ。
【請求項１６】
前記保護材料は、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素を０．５重量％よりも多く含む、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項１７】
前記保護材料は、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素を５重量％よりも多く含む、請求項１６に記載のスパークプラグ。
【請求項１８】
前記保護材料は、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素を０．５重量％〜５０重量％含む、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項１９】
前記保護材料は、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素を５重量％〜３０重量％含む、請求項１８に記載のスパークプラグ。
【請求項２０】
前記保護材料は、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素を７重量％〜２５重量％含む、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項２１】
前記保護材料は、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素を１０重量％〜１８重量％含む、請求項２０に記載のスパークプラグ。
【請求項２２】
前記ベース材料は、プラチナ、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、およびレニウムからなる群から選択される１つ以上の要素を４０重量％未満含む、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項２３】
前記ベース材料は、ロジウムを５重量％未満含む、請求項２２に記載のスパークプラグ。
【請求項２４】
前記保護材料は、クロミウムを０．５重量％〜２０重量％の量含む、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項２５】
前記保護材料は、クロミウムを５重量％〜１８重量％の量含む、請求項２４に記載のスパークプラグ。
【請求項２６】
前記保護材料は、銅、バナジウム、ジルコニウム、およびタングステンからなる群から
選択される１つ以上の要素を１０重量％未満含む、請求項２４に記載のスパークプラグ。
【請求項２７】
前記保護材料は、銅を７重量％未満含む、請求項２６に記載のスパークプラグ。
【請求項２８】
前記ベース材料は、イリジウムを５０重量％〜１００重量％含み、前記保護材料は、ニッケルを７５重量％〜９９重量％、クロミウムを５重量％〜２５重量％含み、保護材料の残部は、銅、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、プラチナ、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、およびレニウムからなる群からの１つ以上の要素から選択される、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項２９】
前記ベース材料は、イリジウムを９０重量％〜１００重量％含み、前記保護材料は、ニッケルを８０重量％〜９０重量％、クロミウムを１０重量％〜２０重量％含み、保護材料の残部は、銅、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、プラチナ、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、およびレニウムからなる群からの１つ以上の要素から選択される、請求項２８に記載のスパークプラグ。
【請求項３０】
前記保護材料は、銅を１０重量％未満含む、請求項２８に記載のスパークプラグ。
【請求項３１】
前記ベース材料は、イリジウムを５０重量％〜１００重量％含み、前記保護材料は、ニッケルを０．００１重量％〜９０重量％、クロミウムを１０重量％未満、および銅を１０重量％未満含む、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項３２】
プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素は、プラチナである、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項３３】
前記プラチナは、前記保護材料のうちの少なくとも９０％をなす、請求項３２に記載のスパークプラグ。
【請求項３４】
前記保護材料は前記ベース材料とともに拡散して、前記スパーク部の外面に近接して合金を形成し、前記合金は前記ベース材料、プラチナおよびニッケルを含む、請求項３３に記載のスパークプラグ。
【請求項３５】
前記ベース材料はイリジウムであり、前記合金はイリジウム、プラチナおよびニッケルを含む、請求項３４に記載のスパークプラグ。
【請求項３６】
中心電極と接地電極とを有するスパークプラグであって、前記中心電極および前記接地電極のうちの少なくとも１つは、ベース材料と、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、金、オスミウム、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つの要素を備える保護材料とを含むスパーク部を備える、スパークプラグ。
【請求項３７】
前記保護材料は、プラチナを５０重量％よりも多く含む、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項３８】
前記保護材料は、プラチナを８０重量％よりも多く含む、請求項３７に記載のスパークプラグ。
【請求項３９】
前記保護材料は、クロミウムを１重量％〜４０重量％含む、請求項３６に記載のスパー
クプラグ。
【請求項４０】
前記保護材料は、銅を１重量％〜４０重量％含む、請求項３９に記載のスパークプラグ。
【請求項４１】
前記保護材料は、クロミウムおよび銅またはそれらの組合せを１重量％〜４０重量％含む、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項４２】
前記保護材料は、プラチナを１重量％〜８０重量％含む、請求項４１に記載のスパークプラグ。
【請求項４３】
前記保護材料は、銅を０．５重量％〜２０重量％、およびクロミウムを０．５重量％〜２０重量％含む、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項４４】
前記保護材料は、銅およびクロミウムの群から選択される少なくとも１つの要素を４０重量％未満含み、ニッケルを９５重量％未満含む、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項４５】
前記保護材料は、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、金、オスミウム、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素に加えて、ニッケルを含む、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項４６】
前記保護材料は、電解めっきまたは非電解めっきによって前記ベース材料に塗布される、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項４７】
前記保護材料は、電着によって前記ベース材料に塗布される、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項４８】
前記保護材料は、スパッタリングによって前記ベース材料に塗布される、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項４９】
前記保護材料は、フレーム溶射によって前記ベース材料に塗布される、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項５０】
前記保護材料は、クラッディングによって前記ベース材料に塗布される、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項５１】
前記保護材料および前記ベース材料は共有押出し成形される、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項５２】
前記スパーク部は熱処理されて、前記保護材料を前記ベース材料の中に部分的に拡散させる、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項５３】
前記スパーク部は化学処理されて、前記保護材料を前記ベース材料の中に部分的に拡散させる、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項５４】
プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記要素は、クロミウムである、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項５５】
プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素は、パラジウムである、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項５６】
プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素は、プラチナである、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項５７】
前記保護材料は最初に少なくとも２つの明確な層から形成され、第１の層は、ニッケル、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、金、オスミウム、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択され、第２の層は、前記第１の層を形成しない要素から形成される、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項５８】
前記保護材料は、前記ベース材料の中に少なくとも部分的に拡散して、スパーク部の外面に近接して前記ベース材料および前記保護材料からなる合金層を形成し、前記ベース材料および前記保護材料は、スパークプラグの製造中にともに部分的に拡散する、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項５９】
前記保護材料はプラチナであり、前記プラチナは前記ベース材料の中に少なくとも部分的に拡散して、プラチナおよびイリジウムの合金を形成する、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項６０】
ニッケルをさらに含み、前記合金がニッケルをさらに含む、請求項５９に記載のスパークプラグ。
【請求項６１】
前記ベース材料は大部分がイリジウムであり、前記保護材料は、プラチナ、クロミウムおよびニッケルからなる前記群から選択される要素を含み、前記保護材料は、スパーク部の面に近接して前記イリジウムベース材料との合金を形成する、請求項３６に記載のスパークプラグ。
【請求項６２】
中心電極と接地電極とを有するスパークプラグであって、前記中心電極および前記接地電極のうちの少なくとも１つは、ベース材料と、少なくとも２つの層を備える保護材料とを含むスパーク部を備え、第１の層は、ニッケル、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、金、オスミウム、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択され、第２の層は、前記第１の層を形成しない要素から形成される、スパークプラグ。
【請求項６３】
前記２つの層および前記接地電極は、スパークプラグの製造中にともに拡散して、スパーク部の外面に近接して合金エリアを形成し、前記合金は、前記ベース材料と、ニッケル、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、金、オスミウム、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記２つの要素とを含む、請求項６２に記載のスパークプラグ。
【請求項６４】
中心電極と接地電極とを有するスパークプラグであって、前記中心電極および前記接地電極のうちの少なくとも１つは、ベース材料と保護材料とを含むスパーク部を備え、前記
ベース材料および前記保護材料はともに拡散して、スパーク部の外面に実質的に近接して合金層を形成し、前記合金層は、外面付近の主に保護材料である状態から、主にベース材料である状態に、およそ０．３ｍｍ以内で変化する、スパークプラグ。
【請求項６５】
前記保護材料は、厚みが０．２５ｍｍ未満である層として塗布される、請求項６４に記載のスパークプラグ。
【請求項６６】
前記保護材料は、加熱によってベース材料の中に拡散する、請求項６６に記載のスパークプラグ。
【請求項６７】
前記ベース材料はベース外周面を含み、前記スパーク部が５３０℃を超える温度に加熱されると、前記ベース材料と前記保護材料との間の境界が拡散合金になる、請求項６４に記載のスパークプラグ。
【請求項６８】
前記ベース材料はベース外周面を含み、前記スパーク部がおよそ７６０℃〜８２０℃の間の温度に加熱されると、前記ベース材料と前記保護材料との間の境界が拡散して、ベース材料および保護材料からなる拡散合金を形成する、請求項６４に記載のスパークプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
この出願は、２００６年４月７日に出願された米国仮出願番号第６０／７９０，２１５号の利益を主張し、その出願の全開示は、この出願の開示の一部であると考えられ、ここに引用により援用されている。
【０００２】
発明の背景
この発明は、中心電極と接地電極とを有するスパークプラグに向けられている。中心電極および接地電極のうちの少なくとも１つの一部は、ベース材料と、ベース材料の腐食を防ぐための保護材料とを有するスパーク部を含む。
【背景技術】
【０００３】
スパークプラグは、業界で周知であり、内燃機関において燃焼を開始させるために長い間用いられてきた。スパークプラグはエンジンシリンダ内のガスに火を付けるという基本的機能を行ない、その着火は動力行程を作り出す。内燃機関の性質そのもののために、スパークプラグは、高温およびさまざまな腐食性燃焼ガスを含む、エンジンシリンダ内で発生する多くの極端な状態に晒され、これは伝統的にスパークプラグの寿命を縮めてきた。スパーク浸食もスパークプラグの寿命を縮め得る。
【０００４】
電気スパーク浸食とは、電極、特にスパークプラグの点火先端部が、電極材料を蒸発させるスパークアークの周期的なエネルギのために、動作中に浸食されてなくなる場合のことである。スパークプラグは伝統的に、スパーク浸食を受けやすい、ニッケルまたはニッケル合金から形成された電極を有する。燃費を改善するためにエンジンにおいて新たな技術を用いることにより、スパークプラグを通って中心電極と接地電極との間のギャップをスパークが強制的に飛び越えるようにするエネルギが増大し、場合によってはアーク継続時間がより長くなるという結果になった。このエネルギの増大により、スパーク浸食を受けやすい材料におけるスパーク浸食の速度が増し、より多くのスパークプラグ製造業者は、プラチナ、イリジウム、またはそれらの合金などの、スパーク浸食に対して非常に耐性がある材料を求めて、一般的に用いられているニッケルまたはニッケル合金材料から転換を図っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ニッケルおよびニッケル合金は伝統的に腐食に対して非常に耐性があるが、多くの代替金属または金属合金も、ニッケルまたはニッケル合金よりもスパーク浸食に対して耐性があるが、腐食を受けやすい可能性がある。ニッケルまたはニッケル合金の最も一般的な代替材料は、プラチナ、イリジウム、またはそれらの合金であった。プラチナおよびイリジウムは概して高価であるので、スパーク部を設けるために使用される材料の量を最小限に抑えることが望ましい。したがって、プラチナまたはイリジウムまたはそれらの合金から形成されたスパーク部は典型的にニッケルまたはニッケル合金中心電極に取付けられ、大きさが最小限に抑えられる。
【０００６】
プラチナおよびプラチナ合金は、スパーク浸食の低減に非常に優れているが、腐食を受けやすい可能性もある。さらに、プラチナおよびプラチナ合金は、スパーク部として用いられる場合、燃焼成分と合金になる可能性があり、スパーク部上に塊または成長部を形成し得る。時間が経つにつれて、これらの成長部は最終的にスパークを妨げるかまたはスパークギャップもしくはスパークプロファイルを変化させる可能性があり、それによってス
パークプラグの性能を低減させる。さらに、燃焼ガスの中にはプラチナスパーク部の腐食を引起こし得るものもあるので、このような腐食はスパークプラグギャップを変化させ、それによってスパークプラグの性能を低減させる可能性がある。スパークプラグの性能の低減により、エンジンの不点火、燃費の低下、および劣ったエンジン性能が引起こされる可能性がある。
【０００７】
スパークプラグの性能を改善し、スパークプラグのスパーク部上でのさまざまな材料の成長を防ぐために、多くのスパークプラグ製造業者は最近、放電またはスパーク部としてイリジウムに切換えている。イリジウムの融点は非常に高いので、イリジウムもまたスパーク浸食に対して非常に耐性があるが、より高い動作温度で酸化および他の腐食を受けやすい。しかしながら、エンジン製造業者が燃費を改善するためにエンジン変更によってスパークプラグに対する電気応力および熱応力を増大させるにつれて、イリジウムがスパークプラグの動作範囲の上端（８００〜１１００℃）などの高温では非常に揮発性の酸化状態を有することがわかった。伝統的なエンジンと比較して、これらのより新しい技術のエンジンでは、スパークが中心電極と接地電極との間のギャップを強制的に飛び越えるようにするためにより多くのエネルギをスパークプラグを通して供給する必要があり、スパークプラグの動作温度が上昇していた。高温では、スパークプラグのイリジウムスパーク部が激しい腐食を被る可能性がある。
【０００８】
１つの特定の形態では、イリジウムの腐食は、カルシウムおよび／またはリンがイリジウムと反応してスパーク部の腐食および浸食を引起すときに生じると考えられている。燃焼材料の中にカルシウムおよびリンが存在することは、比較的最近の開発の所産である。なぜなら、エンジン製造業者は、摩擦を低減し、したがって時には燃焼室により多くのオイルを染み込ませることができるようにすることによって、燃費を上げようとしているためである。カルシウムおよびリンは主に、エンジンオイル、特にオイル添加物に存在する。カルシウムおよびリンは、エンジンシリンダ内での燃焼中に酸素の存在下でイリジウムと反応して、気化する揮発性化合物を形成し、その結果、スパーク部におけるイリジウムが失われると考えられている。より具体的には、気体カルシウムは燃焼および排気サイクル中にスパークプラグのイリジウムスパーク部上、特にスパーク部の側面で凝縮すると考えられている。溶融カルシウムがイリジウムを溶解すること、およびリンの存在下ではイリジウムが酸化に弱いことは公知である。したがって、リンおよび酸素が溶解カルシウムイリジウム混合物と反応した後に形成される化合物は非常に揮発性であり、気化または蒸発を受けた結果、イリジウムスパーク部が失われる。より具体的には、リンおよびカルシウムでの腐食のこのメカニズムは典型的に、対向電極に面したスパーク面ではなく電極の側を腐食させ、これは、スパーク面上でのスパークの活動のために、腐食性堆積物の蓄積を防ぐと考えられている。スパーク部の一部が失われていることを示すスパークプラグの図が図１に示される。イリジウムも、約８００〜１１００℃の温度範囲でカルシウムおよびリンが存在しない状態で多少の酸化を被る可能性があり、カルシウムおよびリンが存在する状態では、スパークプラグの典型的な動作範囲内である６００℃で上述の腐食プロセスが発生し得ることにも注目すべきである。もちろん、エンジンの圧縮が増大すると、スパークプラグの温度動作範囲は増大することになり、カルシウムおよびリンが存在しない状態であってもイリジウムの酸化はますます問題になる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の概要
上述の点を鑑みて、この発明はスパークプラグに向けられており、中心電極および接地電極のうちの少なくとも１つは、スパーク浸食に対して非常に耐性があるベース材料と、スパークプラグが被る可能性のあるさまざまな腐食のメカニズムに対して非常に耐性がある保護材料とを有するスパーク部を含む。保護材料は、外層としてベース材料に塗布されるかもしくはベース材料で形成された金属合金の薄層または金属の層である。保護材料は
、ニッケル、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つの要素を有する合金から形成されてもよい。保護材料は、また、上述の群から選択される要素からなる個々の層を有していてもよい。
【００１０】
この発明の利用可能性のさらなる範囲は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲および図面から明らかになる。しかしながら、この発明の精神および範囲内のさまざまな変更および修正が当業者に明らかになるので、詳細な説明および具体例は、この発明の好ましい実施例を示しているが、単に例示として示されていることを理解すべきである。
【００１１】
この発明は、下記の詳細な説明、添えられる特許請求の範囲および添付の図面からさらに十分に理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
好ましい実施例の詳細な説明
図に示されるこの発明は、接地電極１２と中心電極２０とを有するスパークプラグ１０（図２）に向けられている。中心電極２０および／または接地電極１２は、スパーク部３０を含む。スパーク部３０は、中心電極２０（図２）および／または接地電極１２（図９）に接着されるか、溶接される３８か、または他の方法で取付けられてもよい。
【００１３】
スパーク部３０は、ベース材料３６と、外側層または保護層を概して形成する保護材料３４とを含む（図３〜図９）。図１０に示されるように、保護材料３４は、ベース材料とともに拡散してもよく、保護材料３４とベース材料３６との間に明確な層がないスパーク部３０を形成する。より詳細には、ベース材料３６は主に、イリジウム（Ｉｒ）、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒｅ）、またはそれらの合金などの、スパーク浸食に対して耐性がある材料から形成される。上述の群の最も一般的に用いられている要素は、プラチナおよびイリジウムを含む。上述のベース材料の合金を形成するための例示的な添加物は、イリジウム、プラチナ、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、レニウム、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、およびタングステン（Ｗ）からなる群から選択される１つ以上の要素を含む。合金から形成された別の例示的なベース材料３６は、２００７年３月２６日に出願された、「スパークプラグ（Spark Plug）」と題される米国特許出願番号第１１／６９１，２８８号により詳細に記載されている。この発明はベース材料としてイリジウムもしくはプラチナ、またはイリジウム合金もしくはプラチナ合金を企図しているが、この発明はベース材料としてイリジウムもしくはプラチナ、またはイリジウムもしくはプラチナの合金を用いることのみに制約されるものではない。ベース材料として用いるのに適したさらに別の例示的なイリジウム合金は、イリジウムを９４重量％〜９９重量％、ロジウムを１重量％〜３重量％、タングステンを０．１重量％〜１．５重量％、およびジルコニウムを０．０１重量％〜０．１重量％含む。大型の産業用スパークプラグでは、ベース材料の直径は典型的におよそ１．８ｍｍ〜４ｍｍであり、自動車用スパークプラグでは０．４ｍｍ〜２．１ｍｍであり、趣味用スパークプラグでは０．２５ｍｍ〜２．１ｍｍである。
【００１４】
保護材料３４は、ベース材料の腐食または酸化を防ぐ。また、カルシウムおよびリンの存在下での腐食に対して耐性がある材料は典型的にスパーク浸食を受けやすく、そのスパークは典型的にスパーク部３０の端縁４４および／またはスパーク面４０で生じるので、スパークプラグの動作が継続している間、スパークギャップ１４を横切るスパークが主に保護材料３４ではなくベース材料３６で生じるように保護材料を十分に薄く形成しなければならない。実施例によっては、製造を容易にするために、犠牲保護材料３６で放電面４０をコーティングすることもしてもよい。犠牲保護材料３６は、動作中に放電面４０から
は浸食されてなくなるが、スパーク部３０の側面に残って、カルシウムおよびリンの存在下での腐食から保護する。保護材料３４が材料の非常に薄い層で形成されるので、スパーク浸食に起因する如何なるギャップの変化もスパークプラグの性能に影響を及ぼすような実質的なものではない。したがって、スパーク部３０の側面で厚みがおよそ０．２５ｍｍまで、より詳細には０．１２ｍｍ未満、さらにより詳細には０．０５ｍｍ未満である保護材料３４が概して形成される。放電面４０が犠牲保護材料３６でコーティングされる実施例では、保護材料の厚みが少なくとも放電面４０上で０．０５ｍｍ未満であることが好ましい。また、スパーク部３０の側面で０．０１ｍｍにおよそ等しいかまたは０．０１ｍｍ未満である保護材料が、カルシウムおよびリンの存在下での腐食に対して十分な保護を与えることがわかった。０．２５ｍｍまでなどのより厚い保護材料３６の層が用いられる実施例では、スパーク部の端縁４４付近で多少のスパーク浸食が発生し得るが、スパーク部３０の端縁４４および放電面４０は典型的にはリンおよびカルシウムの存在下での腐食を受けにくい。なぜなら、スパークの活動がリンおよびカルシウムの存在下でのこの腐食のメカニズムを防ぐためである。また、保護材料３４が材料の非常に薄い層から形成されるので、保護材料３４の層は実質的に端縁４４においてでさえスパーク浸食を受けにくい。したがって、厚みが０．０５ｍｍ未満、より詳細には０．０１ｍｍ未満であれば、ベース材料３６に追加または堆積される保護材料３４の材料の量は最小限である。したがって、十分な保護材料がベース材料の外周に堆積されて、端縁４４付近での過度のスパーク浸食を防ぐために堆積される材料の量を最小限に抑えながら、腐食に対して非常に耐性があるスパーク部３０を形成する。
【００１５】
保護材料３４は、ベース材料の利点を最大にすることができるので高性能スパークプラグに特に適しており、カルシウムおよびリンに起因するベース材料の腐食について考慮する必要がない。より詳細には、電極の性能、より詳細にはスパーク部３０の性能に時には悪影響を及ぼし得るカルシウムおよびリンの存在下での腐食を防ぐためにベース材料３６の合金組成を変更する代わりに、ベース材料３６は、カルシウムおよびリンの存在下での腐食を防ぐ保護材料で、最大化された効率および性能を保ってもよい。
【００１６】
示される実施例におけるスパーク部３０は、外周４２および第１の端部もしくは放電面４０を有する円筒形または多角形の形状をしている。放電面４０に対向する端部は中心電極２０に取付けられている。中心電極２０は概してニッケルまたはニッケル合金から形成されるが、鉄ベースの中心電極などの他の要素および合金を用いてもよい。図３、図７および図９に示されるように、保護材料３４は第１の端部または放電面４０に及んでおらず、図４〜図６および図８では放電面４０の上に広がっている。放電面４０が動作中に絶えずそこからスパークを発散させているので、放電面に対する腐食は最小限であるかまたは存在しない。なぜなら、スパーキングは大部分が放電面に腐食性要素がないように保ち、それによって放電面の腐食を実質的になくすためである。
【００１７】
保護材料は、ベース材料３６の腐食または酸化を防ぐ。この保護材料３４は、イリジウム、プラチナ、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、レニウム、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、ニッケル、タングステン、金（Ａｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、鉄（Ｆｅ）、およびアルミニウム（Ａｌ）からなる群から選択される１つ以上の要素から形成されてもよい。発明者らは、プラチナ、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、レニウム、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、ニッケル、タングステン、金（Ａｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、鉄（Ｆｅ）、およびアルミニウム（Ａｌ）からなる群から選択される１つ以上の要素を有するニッケルの保護コーティングが腐食および酸化に対する強化された保護を与えることに気づいた。さらに、保護材料３４を形成しかつニッケルおよびクロミウムまたは銅を少なくとも含む合金が腐食および酸化に対する優れた保護ならびに寿命および耐久性を与えることがわかった。優れた耐腐食性を与えることがわかった例示的な保護層は、およそ８５重量％のニッケルおよび１５重量％のクロミウムである。保護材料
３４にイリジウムを含ませることにより、主にイリジウムから形成されたベース材料３６によりよく接着または付着させることができ、それによって、耐久性および寿命が上がると考えられている。したがって、保護材料３４は、ベース材料３６と保護材料３４との間の相互接続を高めるためにベース材料の一部で形成されてもよく、それによってスパークプラグの耐久性および寿命を改善する。
【００１８】
以下の合金が腐食からの十分な保護および十分な耐久性を与えることがわかった。これらの合金は、（１）ニッケルおよび銅、（２）ニッケルおよびクロミウム、（３）ニッケル、銅およびクロミウム、（４）ニッケル、銅、＋プラチナ、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、レニウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、金、オスミウム、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される要素のうちの１つ、（５）ニッケル、クロミウム、ならびに、プラチナ、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、レニウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、金、オスミウム、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される要素、（６）ニッケル、銅、クロミウム、ならびに、プラチナ、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、レニウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、金、オスミウム、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される要素、（７）クロミウム、（８）銅およびクロミウム、（９）銅、＋プラチナ、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、レニウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、金、オスミウム、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される要素のうちの１つ、（１０）クロミウム、ならびに、プラチナ、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、レニウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、金、オスミウム、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される要素、（１１）銅、クロミウム、ならびに、プラチナ、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、レニウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、金、オスミウム、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される要素、を含む。
【００１９】
保護材料３４は上述のように単一の合金から形成されてもよいが、要素のうちの各々はまた、ベース材料上に別個の層の状態で配置されてもよい。合金の代わりに各々の個々の要素の別個の連続する層を配置することにより、所望の如く十分な保護が与えられ、材料コストが下がることがわかった。たとえば、ベース材料がイリジウムまたはイリジウム合金である場合、銅がめっきによって第１の層として塗布されてもよく、次いでニッケルが連続するめっきのオプションによって外側層として塗布されてもよい。もちろん、類似の耐腐食性結果を達成するために銅の代わりにクロミウムを用いることができるであろう。もちろん、ニッケルが内層上にありベース材料と直接接触しているさまざまな配置順序も用いてもよい。発明者らは、銅、ニッケルおよびクロミウムを含む保護材料のための層の如何なる配置も用いてもよいが、１つの特に有用な保護層材料は、図１１における誇張された断面図に示されるように、銅の第１の層３４ａをベース材料３６にめっきし、クロミウムからなる第２の層３４ｂをめっき動作によって銅に付着させ、次いでニッケルからなる第３の層３４ｃをめっき動作によってクロミウムに付着させることによって形成されることにも気づいた。しかしながら、個々の層は後にベース材料とともに拡散し得ることに注目すべきである。
【００２０】
上述のように薄層を用いることによって、製造プロセスおよび場合によってはエンジンにおけるスパークプラグのその後の動作中の炉でのスパークプラグまたはスパークプラグの部品の点火中に、保護材料３４はベース材料３６の中に拡散し、その結果、保護材料およびベース材料がともに拡散し、その結果、図１０に示されるように、保護材料３４とベース材料３６との間の明確な境界を判断することは困難である。より具体的には、ベース材料３６が外周の周りで保護材料３４とともに拡散するので、断面図において、スパーク部３０は、外周４２付近の大部分が保護材料である状態から拡散エリア９０を通じて変化し、拡散エリア９０ではベース材料の中心に近づくにつれて保護材料の量が連続的に減少する（図１０）。図３〜図１０は、拡散前の厚みに関して誇張された態様で保護材料３４
を示している。図１０に示されるように、示される層は、外周では保護材料がおよそ１００％の間である状態にあり、一旦拡散が発生すると明確な境界は存在しなくなるとしても内部境界９１が示されている場所では少なくとも１０％に減少する。より具体的には、保護材料の拡散エリア９０は、保護材料３４が材料のほとんど１００％をなす外周４２から、スパーク部３０の中心３２に向かって、内部境界９１を形成するその所与のエリアにおいて９０重量％以上であるなどベース材料３６が実質的に優位を占めるまで、延びている。図１０に示されるように、エリア６４では、等しい量のベース材料および保護材料を見ることができる。図３〜図９では、視覚的に明確にするために、保護材料の層または拡散エリアが、明細書に記載されているまたは特許請求の範囲に記載されている厚みよりもベース材料に対してはるかに厚いように示されていることを当業者は認識するであろう。したがって、保護材料３４は、ベース材料３６の中に拡散すると、ベース材料および保護材料からなる非常に薄い合金部を作製する。
【００２１】
スパークプラグは動作中にベース材料３６を保護材料３４の中に拡散させ、保護材料３４をベース材料３６の中に拡散させるので、より厚い被覆された材料で起こり得るように、動作中に保護材料３４をベース材料３６から切離すことが非常に困難である。たとえば、外側層の厚みが０．１２ｍｍよりも大きい、より詳細には厚みが０．２５ｍｍ以上である被覆されたベースは、非類似の熱プロファイルを有していてもよい。これは、スパークプラグが絶えず高温熱サイクルと低温熱サイクルとの間で変動するので、時間が経つにつれて切離されたかもしれない非類似の材料に起因する。したがって、明確な個々の層を有する代わりにベース材料の中に拡散する薄層を設けることにより、スパークプラグは耐スパーク浸食性の増大、耐腐食性の増大、および耐久性の増大を通じて動作寿命を延ばすことができる。
【００２２】
スパーク部３０を含むスパークプラグ１０は、任意の公知の方法によって作られてもよい。スパークプラグの製造は周知であり、中心電極２０および／または接地電極１２の上にスパーク部３０を追加することを含む。この発明では、スパーク部３０は、任意の公知の方法によって、中心電極２０および／または接地電極１２に接着されてもよく、抵抗溶接されてもよく、レーザ溶接されてもよく、または取付けられてもよい。スパークプラグ１０は概して、金属シェルと、絶縁体と、中心電極２０上のスパーク部３０が放電面４０を伴って接地電極１２の方に突出するように絶縁体に配置された中心電極２０とを含む（図２）。
【００２３】
絶縁体は、典型的にはアルミナから形成され、中心電極２０が延びる通路を有する。金属シェルは、エンジンブロックに通されるねじが切られた部分を含む、円筒形の金属スリーブから形成される。金属シェルは典型的には普通炭素鋼から形成されるが、ステンレス鋼または他の材料であってもよい。
【００２４】
スパークプラグ１０は、任意の公知の方法によって作られてもよい。スパークプラグの製造は周知であり、中心電極２０および／または接地電極１２の上にスパーク部３０を追加することを含む。この発明では、スパーク部３０は、任意の公知の方法によって、接着されてもよく、抵抗溶接されてもよく、レーザ溶接されてもよく、または取付けられてもよい。スパークプラグ１０は概して、金属シェルと、絶縁体と、中心電極２０上のスパーク部３０が放電面４０を伴って接地電極１２の方に突出するように絶縁体に配置された中心電極２０とを含む。
【００２５】
スパーク部３０は概して、まず、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、またはそれらの合金からベース材料３６を形成することによって形成される。スパーク部３０のベース材料３６は、任意の公知の方法によって形成されてもよい。ベース材料３６は、熱間形成、熱間圧延、または熱間線引きによって、金属シート、
ディスク、ワイヤまたはロッドの状態で形成されてもよい。ベース材料３６を形成する別の方法は、金属粉末を取得し、その粉末を溶融して、ベース材料３６を形成するというものである。溶融プロセスは、アーク溶融、ビーム溶融、レーザ溶融、高周波誘導溶融、プラズマ溶融、または他の公知の方法によってなされてもよい。
【００２６】
およそ所望の形状、典型的には細長いロッドまたはワイヤの形態で形成されたベース材料３６では、ロッドまたはワイヤを形成するベース材料３６に保護材料３４が次いで加えられる。保護材料３４は、電解もしくは非電解めっき、電着、スパッタリング、フレーム溶射、またはさらに共有押出成形などのプロセスによって加えられてもよい。保護層の厚みはベース層に加えられるときには０．２５ｍｍ以下であることが重要であり、より詳細には、保護層が０．１２ｍｍ未満であれば役立つ。もちろん、０．２５ｍｍ未満、より詳細には０．１２ｍｍ未満の薄層をベース材料の外面上に設ける他の手段を用いて、保護材料３４をベース材料３６に塗布してもよい。一旦スパーク部３０がベース材料３６の外側に保護材料３４を有する状態で形成されると、細長い部分が適切な長さに切断、スタンピングまたはプレス加工され、個々の部品が準備されて中心電極２０または接地電極１２のいずれかに取付けられる。
【００２７】
スパーク部を接地電極１２および／または中心電極２０に取付ける方法は、抵抗、レーザまたは他の手段などによって中心電極２０または接地電極１２に溶接することを含む。別の方法は、スパーク部３０の外面上に窪みまたは凹部を形成して機械的ロッキング機構（図示せず）を作製するというものである。スパーク部３０と同じ直径になるように中心電極２０に穴を開け、スパーク部３０をその穴に挿入する（図７）。次いで、レーザなどで中心電極２０を加熱し、その結果、挿入されたスパーク部３０の周りで金属が溶融し、外面上の凹部の形になる。もちろん、当該技術分野において公知であるように、ヘッド付き（headed）リベットを作るなどのスパーク部３０に対する他の形成動作が行なわれてもよく、次いでスパーク部を中心電極２０に取付けてもよい。さらに、スパーク部３０は、別のワイヤまたはディスクに取付けられてもよく、別のワイヤまたはディスクに溶接されてもよく、次いで、さらには中心電極２０に溶接されて、中心電極２０とスパーク部３０との間の接着を高める。
【００２８】
中心電極２０に直接溶接された中心電極２０が図３に示され、中心電極２０は、中心電極のニッケル先端部２１の直径を低減し、かつ、スパーク部３０を受けるための空洞２２を設けるように加工されてもよい。スパーク部３０は、２つ以上の材料から形成され、次いで保護材料が塗布された、組立てられたスパーク部３０などのさまざまな構成を含んでいてもよい。より具体的には、一例として、スパーク部はニッケル部およびイリジウム部から形成されてもよく、中心電極の上に組立てられる（図６）。保護材料３６が、両方の部分を覆って、中心電極に組立てられる前または後に塗布されてもよい。図３および図４に示されるように、スパーク部３０はまず、ベース部３６を保護材料３４でコーティングするように加工されてもよい。保護材料３４でコーティングされたスパーク部３０は、次いで、中心電極２０に溶接される。溶接池３８は、中心電極２０へのスパーク部３０の溶接から生じる。図５および図６におけるスパーク部３０は、ベース材料３６が中心電極２０に取付けられた後に塗布される。より具体的には、ベース材料３６が中心電極２０に取付けられ、次いで保護材料３４が中心電極２０およびベース材料３６に塗布される。これにより、製造プロセス中に保護材料を容易に塗布することができる。図６では、ベース材料が別の材料３３、典型的にはニッケル合金に取付けられたスパーク部として多層リベットが形成される。組立てられたスパーク部３０の一例は、２００６年１１月２０日に出願された、「多層点火先端部を有するスパークプラグの形成方法（Method Of Forming A Spark Plug With Multi-Layer Firing Tip）」と題される米国特許出願連続番号第１１／６０２，０２８号、２００６年１１月２０日に出願された、「多層点火先端部を有するスパークプラグ（Spark Plug With Multi-Layer Firing Tip）」と題される米国特許出願連続
番号第１１／６０２，１４６号、および２００６年１１月２０日に出願された、「多層点火先端部を有するスパークプラグ（Spark Plug With Multi-Layer Firing Tip）」と題される米国特許出願連続番号第１１／６０２，１６９号に見られることができ、これらはここに引用により援用されている。上述のように、スパーク部３０だけが保護材料の層を含んでいる場合もあれば、中心電極およびベース部が保護材料の層を含んでいる場合もある。保護材料３４は多層リベットに塗布されて、スパーク部３０を形成する。次いで、多層リベットスパーク部３０は溶接などによって中心電極に取付けられる。図６における多層リベットは、中心電極に取付けられ、次いで保護材料でコーティングされるように示されているが、まず保護材料でコーティングされ、次いで取付けられることができるであろう。図９は、接地電極１２に施されているスパーク部３０を示す。
【００２９】
保護層３４は、また、連続したステップによってベース材料３６に加えられてもよい。より具体的には、３つの要素を含む保護層が所望である場合、これらの要素は、３つの明確な層が保護層を形成する状態で連続して加えられてもよい。次いで、これらの層は、熱処理または化学処理によってともに拡散する場合もあれば、エンジンでの動作中にともに拡散する場合もある。
【００３０】
スパーク部３０を接地電極１２および／または中心電極２０に取付ける方法は、抵抗、レーザまたは他の手段などによって中心電極２０および／または接地電極１２に溶接することを含む。別の方法は、スパーク部３０の外面上に窪みまたは凹部を形成して機械的ロッキング機構を作製するというものである。スパーク部３０と同じ直径になるように中心電極２０に穴を開け、スパーク部３０をその作製された穴に挿入する。次いで、レーザなどで中心電極２０を加熱し、その結果、ロッドの周りで金属が溶融し、ロッドの外面上の凹部の形になる。
【００３１】
保護材料は、化学処理または熱処理によってさらに強化されてもよい。熱処理または化学処理は、スパーク部３０が中心電極に取付けられる前または後に行なわれてもよい。たとえば、スパーク部３０の熱処理は、スパークプラグ１０の最終的な点火中に行なわれてもよく、その結果、ベース材料３６と保護層３４との間の接続が、ベース材料３６の中に拡散する保護層３４によって強化される。材料の拡散は、２つの層の間の界面が明確な境界の代わりに拡散境界層を作製するように起こり得る。さらに、２つの層の間の界面の拡散により、２つの材料が類似するようになるので分子レベルでの接続をより密にすることができ、放電面上に所望の耐スパーク浸食性を提供し、外周上に所望の耐腐食性を提供しながら、各々は他方の一部を中で拡散させる。
【００３２】
製造プロセス中、保護材料は少なくとも部分的にベース材料の中に拡散し、これは腐食からの保護を高める。より具体的には、５３０℃を超える温度などでのガラスシールの点火中に、保護材料はベース材料の中に拡散し始める。たとえば、ニッケル保護材料３４が、イリジウムからなるベース材料３６の中に拡散すると、イリジウムニッケル合金はニッケルまたはイリジウムのいずれかの単独の性能にまさる強化された保護を与える。したがって、図１０に示されるように、保護材料は拡散エリア３９を形成する。たとえ拡散しない保護材料３４が浸食されてなくなったとしても、拡散エリア９０は保護を与える。さらに、ベース材料の保護材料との組合せにより保護が強化されることがわかった。より具体的には、典型的に約７５０℃〜１０００℃の温度でスパークプラグに点火してガラスシールを形成すると、保護材料はベース材料の中に拡散して、拡散エリア３９を形成する。拡散エリアは、ベース材料および保護材料がおよそ等しい量存在するセクション６４に到達するまで、主にベース材料であるスパーク部の中心から、スパーク部３０の外縁に近接した主に保護材料である状態に変化する。拡散エリア９０はまた、スパーク部３０の外側部分に近接している。塗布された保護材料の厚み次第で、拡散エリアを製造プロセス中露出させなくてもよく、外面には保護材料しかない。しかしながら、エンジンの動作中は、保
護材料がスパーク部の外面を形成し得る。
【００３３】
上述の説明はこの発明の例示的な実施例を開示および記載する。当業者は、このような説明から、ならびに添付の図面および特許請求の範囲から、以下の特許請求の範囲によって規定されるこの発明の真の精神および公平な範囲から逸脱することなくさまざまな変更、修正および変形をなし得ることを容易に認識する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】激しく腐食されたイリジウムスパーク部の例示的な図である。
【図２】スパークプラグの部分断面図である。
【図３】スパークプラグのスパーク部を含む中心電極の拡大断面図である。
【図４】スパークプラグのスパーク部を含む中心電極の拡大断面図である。
【図５】スパークプラグのスパーク部を含む中心電極の拡大断面図である。
【図６】スパークプラグのスパーク部を含む中心電極の拡大断面図である。
【図７】スパークプラグのスパーク部を含む中心電極の拡大断面図である。
【図８】スパークプラグのスパーク部を含む中心電極の拡大断面図である。
【図９】スパーク部を含む接地電極の拡大断面図である。
【図１０】拡散境界を示すスパーク部の拡大断面図である。
【図１１】ベース材料とともに保護材料が拡散する前の、保護材料の多数の層を有するスパークプラグのスパーク部を含む中心電極の拡大断面図である。
【図１２】スパーク部を含む接地電極の拡大断面図である。
【図１】
2009533803.tif 000003
【図２】
2009533803.tif 000004
【図３】
2009533803.tif 000005
【図４】
2009533803.tif 000006
【図５】
2009533803.tif 000007
【図６】
2009533803.tif 000008
【図７】
2009533803.tif 000009
【図８】
2009533803.tif 000010
【図９】
2009533803.tif 000011
【図１０】
2009533803.tif 000012
【図１１】
2009533803.tif 000013
【図１２】
2009533803.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月9日(2008.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心電極と接地電極とを有するスパークプラグであって、前記中心電極および前記接地電極のうちの少なくとも１つは、ベース材料と、ニッケル、ならびに、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つの要素を備える保護材料とを含むスパーク部を備える、スパークプラグ。
【請求項２】
前記ベース材料はイリジウムを含む、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項３】
プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素は、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、およびレニウムからなる群から選択される、請求項１または２に記載のスパークプラグ。
【請求項４】
プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素は、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される、請求項１または２に記載のスパークプラグ。
【請求項５】
前記保護材料は、ニッケルを前記保護層の５０重量％よりも多くの量含み、好ましくはニッケルを少なくとも８０重量％含み、より好ましくは９９重量％未満の量含み、さらにより好ましくは９５重量％未満の量含み、最も好ましくは８０重量％〜９０重量％含む、請求項１から４のいずれかに記載のスパークプラグ。
【請求項６】
前記保護材料は、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、およびレニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素を８５重量％未満、好まし
くは５０重量％未満含む、請求項１から５のいずれかに記載のスパークプラグ。
【請求項７】
前記保護材料は、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、およびレニウムからなる群から選択される少なくとも２つの要素の組合せを９０重量％未満含む、請求項１から６のいずれかに記載のスパークプラグ。
【請求項８】
前記保護材料は、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、オスミウム、金、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素を４０重量％未満、より好ましくは２０重量％未満、さらにより好ましくは５重量％未満含む、請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項９】
中心電極と接地電極とを有するスパークプラグであって、前記中心電極および前記接地電極のうちの少なくとも１つは、ベース材料と、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、金、オスミウム、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つの要素を備える保護材料とを含むスパーク部を備える、スパークプラグ。
【請求項１０】
前記保護材料は、プラチナを５０重量％よりも多く含み、好ましくはプラチナを８０重量％よりも多く含む、請求項９に記載のスパークプラグ。
【請求項１１】
前記保護材料は、クロミウムおよび／または銅を１重量％〜４０重量％含む、請求項９または１０に記載のスパークプラグ。
【請求項１２】
前記保護材料は、銅を０．５重量％〜２０重量％、およびクロミウムを０．５重量％〜２０重量％含む、請求項９に記載のスパークプラグ。
【請求項１３】
前記保護材料は、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、金、オスミウム、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択される前記少なくとも１つの要素に加えて、ニッケルを含む、請求項９に記載のスパークプラグ。
【請求項１４】
中心電極と接地電極とを有するスパークプラグであって、前記中心電極および前記接地電極のうちの少なくとも１つは、ベース材料と、少なくとも２つの層を備える保護材料とを含むスパーク部を備え、第１の層は、ニッケル、銅、クロミウム、バナジウム、ジルコニウム、タングステン、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、レニウム、金、オスミウム、鉄、およびアルミニウムからなる群から選択され、第２の層は、前記第１の層を形成しない要素から形成される、スパークプラグ。
【請求項１５】
中心電極と接地電極とを有するスパークプラグであって、前記中心電極および前記接地電極のうちの少なくとも１つは、ベース材料と保護材料とを含むスパーク部を備え、前記ベース材料および前記保護材料はともに拡散して、スパーク部の外面に実質的に近接して合金層を形成し、前記合金層は、外面付近の主に保護材料である状態から、主にベース材料である状態に、およそ０．３ｍｍ以内で変化する、スパークプラグ。
【国際調査報告】
2009533803.tif 000015
2009533803.tif 000016
2009533803.tif 000017