膨張率が低く耐食性が高い電極を含むスパークプラグ
スパークプラグ（２０）は中心電極（２４）と接地電極（２２）とを含む。この電極（２２、２４）は、銅（Ｃｕ）合金で形成されたコア（２６）とコア（２６）を覆うニッケル（Ｎｉ）合金で形成されたクラッド（２８）とを含む。Ｃｕ合金は、少なくとも９８．５重量パーセントのＣｕと、少なくとも０．０５重量パーセントのＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含む。Ｃｕ合金はＣｕのマトリクスとこのＣｕマトリクスに分散したＺｒおよびＣｕの析出物とを含む。クラッド（２８）のＮｉ合金は、少なくとも９０．０重量パーセントのＮｉを含む。Ｎｉ合金はまた、総量がＮｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００９年８月１２日に提出された出願第６１／２３３，３２３号の優先権を主張する。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
この発明は、概してスパークプラグ電極用の材料に関し、特に電極の材料に関する。
【背景技術】
【０００３】
２．先行技術の説明
スパークプラグは、内燃機関内で燃焼を開始させるために広く使用されている。スパークプラグは、典型的に、セラミック絶縁体と、セラミック絶縁体を囲む導電性シェルと、セラミック絶縁体内に配置された中心電極と、導電性シェルに機能的に装着された接地電極とを含む。これら電極はそれぞれ点火端を有し、これらの点火端は互いに近接しその間にスパークギャップを定める。このようなスパークプラグは、中心電極と接地電極との間のスパークギャップに電気火花を飛ばすことにより、エンジンシリンダ内のガスに着火する。このガスの着火によってエンジン内でパワーストロークが生じる。内燃機関の性質上、スパークプラグは、高温およびさまざま腐食性燃焼ガスという厳しい環境の中で動作するため、適切な材料で作らねばならない。電極が適切な材料で作られていない場合、厳しい運転条件のために、中心電極と接地電極との間のスパークギャップの幅が徐々に増すことがあり、スパークプラグの点火不良を引き起こしその後のエンジン出力および性能の損失を生じさせることがある。
【０００４】
スパークプラグ電極は、銅（Ｃｕ）で形成されたコアと、ニッケル（Ｎｉ）合金で形成されたクラッドとを含むことが多い。これはＣｕおよびＮｉの高温性能のためである。Ｎｉ合金は浸食および腐食に対する耐性があり、Ｃｕは熱伝導率が高いので制御された電極動作温度をもたらす。既存の電極の一例は、１００ｗｔ％のＣｕで形成されたコアと、Ｎｉ合金で形成されたクラッドとを含み、このＮｉ合金は、１４．５〜１５．５ｗｔ％のＣｒと、７．０〜８．０ｗｔ％のＦｅと、０．２〜０．５ｗｔ％のＭｎと、０．２〜０．５ｗｔ％のＳｉと、残余のＮｉとを含む。
【０００５】
ＣｕコアとＮｉ合金クラッドとを含む既存の電極は、エンジンがフルスロットルとアイドリングとの間で運転する間に、大きな温度勾配に晒される。ＣｕコアとＮｉクラッドとの間には熱膨張に著しい差があるので、望ましくない膨張および熱機械応力が生じる。この膨張によってスパークギャップの幅が突然増すことがある。５００℃超といった高温では、熱による圧縮軸応力がＣｕコアに蓄積する。これはＣｕの熱膨張係数がＮｉよりも高いからである。Ｃｕには、圧縮軸応力が作用して、時間依存性のクリープ変形が生じる可能性がある。Ｃｕコアは、軸方向に収縮し径方向に膨張してＮｉクラッドを圧縮する。Ｎｉクラッドは方位角方向に沿って引張応力を有し、これがＮｉクラッドおよび絶縁体に亀裂を生じさせることがある。図５および図６は、スパークプラグの性能を妨げることがある、熱応力およびクリープを原因とする電極の変形および亀裂を示す。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の概要および利点
本発明のある局面において提供されるスパークプラグは、中心電極と接地電極とを備え、これら電極のうち少なくとも一方は、銅（Ｃｕ）合金で形成されたコアとこのコアを覆うニッケル（Ｎｉ）合金で形成されたクラッドとを含む。Ｃｕ合金は、Ｃｕ合金の重量パーセントにして、少なくとも９５．０重量パーセントのＣｕと、総量がＣｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含む。クラッドのＮｉ合金は、Ｎｉ合金の重量パーセントにして、少なくとも９０．０重量パーセントのＮｉと、総量がＮｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む。
【０００７】
本発明の別の局面において、銅（Ｃｕ）合金で形成されたコアとこのコアを覆うニッケル（Ｎｉ）合金で形成されたクラッドとを備える、スパークプラグで使用するための電極が提供される。Ｃｕ合金は、Ｃｕ合金の重量パーセントにして、少なくとも９５．０重量パーセントのＣｕと、総量がＣｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含む。クラッドのＮｉ合金は、Ｎｉ合金の重量パーセントにして、少なくとも９０．０重量パーセントのＮｉと、総量がＮｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む。
【０００８】
本発明のさらに他の局面において、少なくとも１つの電極を有するスパークプラグを形成する方法が提供され、この方法は、Ｃｕと、ＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含む第１の粉末金属材料を準備するステップと、第１の粉末金属材料を加熱することによりＣｕ合金を準備するステップとを含み、Ｃｕ合金は、Ｃｕ合金の重量パーセントにして、少なくとも９８．５０重量パーセントのＣｕと、総量がＣｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含み、さらに、Ｃｕ合金を成形してコアにするステップを含む。この方法はまた、Ｎｉと、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む第２の粉末金属材料を準備するステップと、第２の粉末金属材料を加熱することによりＮｉ合金を準備するステップとを含み、Ｎｉ合金は、Ｎｉ合金の重量パーセントにして、少なくとも９０．０重量パーセントのＮｉと、総量がＮｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含み、さらに、Ｎｉ合金を成形してコアを覆うクラッドにするステップを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電極およびスパークプラグのＣｕ合金とＮｉ合金との組合せは、先行技術の電極およびスパークプラグと比較して、熱伝導率が高くかつ膨張率が低い。本発明の電極およびスパークプラグは、先行技術の電極およびスパークプラグと比較して、酸化、浸食、および腐食に対する耐性があり、動作温度が適切で、耐クリープ性が向上し、亀裂が減少している。したがって、上記Ｃｕ合金およびＮｉ合金を含む本発明のスパークプラグは、先行技術のスパークプラグよりも、動作中の性能が向上している。
【００１０】
本発明の他の利点は、以下の詳細な説明を添付の図面と関連付けて考慮しながら参照することによってさらに理解が深まることで容易にわかるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に従うスパークプラグの長手方向の断面図である。
【図２】図１のスパークプラグの一部の長手方向の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に従う中心電極の長手方向の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に従う接地電極の長手方向の断面図である。
【図５】中心電極における熱応力を原因とする膨張のメカニズムを示す先行技術のスパークプラグの一部の断面図である。
【図６】中心電極の膨張を原因とするＮｉクラッドに形成された亀裂を示す先行技術の中心電極の横断面図である。
【図７】本発明の実施の形態のいくつかの実施例と、比較例における、スパークギャップの幅の増加を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態のいくつかの実施例と、比較例における、膨張率を示すグラフである。
【図９】エンジンテスト前に測定された電極の長さを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明の詳細な説明
図１および図２を参照して、接地電極２２と中心電極２４とを含むスパークプラグ２０が示されている。図２に示されているように、電極２２、２４は各々、Ｃｕ合金で形成されたコア２６と、コア２６を覆うＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む。Ｃｕ合金の組成は、高い熱伝導率をもたらし、したがって電極２２、２４の耐浸食性、耐酸化性、および適切な動作温度をもたらす。このＣｕ合金はまた、先行技術の電極２２、２４と比較して、向上した耐クリープ性、小さい膨張、および少ない亀裂をもたらす。Ｎｉ合金の組成も、高い熱伝導率をもたらし、したがって耐浸食性、耐酸化性、および適切な動作温度をもたらす。Ｃｕ合金で形成されたコア２６とＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを組合せることにより、電極２２、２４に高い耐浸食性を与えるとともに電極２２、２４の膨張および亀裂を減じる。電極２２、２４により、スパークプラグ２０は、先行技術のスパークプラグと比較して、内燃機関における動作中、改善された性能を示す。
【００１３】
上記のように、電極２２、２４のコア２６はＣｕ合金で形成されている。このＣｕ合金は、Ｃｕ合金の熱伝導率に影響を及ぼすのに十分な量のＣｕを含む。ある実施の形態では、Ｃｕ合金の熱伝導率は少なくとも３２０Ｗ／ｍＫである。別の実施の形態では、Ｃｕ合金の熱伝導率は少なくとも３３０Ｗ／ｍＫである。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金の熱伝導率は３２０Ｗ／ｍＫから３６０Ｗ／ｍＫである。Ｃｕ合金は熱伝導率が高いので低い動作温度をもたらし、これにより、スパークプラグ２０は、５００℃を超える温度で優れた性能を保つことができる。
【００１４】
Ｃｕ合金はまた、総量がＣｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。ＺｒおよびＣｒは、Ｃｕに対する溶解度が低い。このため、Ｃｕの中において比較的少量のＺｒおよびＣｒによって、飽和または過飽和溶液を形成することができる。加熱すると、ＺｒおよびＣｒはＣｕから析出してＣｕ合金を強化する。言い換えれば、Ｃｕ合金は、ＣｕのマトリクスとこのＣｕマトリクスに分散したＺｒおよびＣｒの析出物とを含む。このＺｒおよびＣｒの析出物がＣｕ合金を強化する。Ｃｕ合金の強度が高いことにより、スパークプラグ２０の動作中の耐クリープ性が改善されＣｕ合金の膨張が減少する。表１は、室温１９．８５℃における、Ｃｕに対するＺｒおよびＣｒの溶解度を、Ｃｕ合金の重量パーセントで示す。このＺｒまたはＣｒといった元素の溶解度は、Ｃｕマトリクスに溶けて飽和または過飽和溶液を生み出すことができる元素の量をＣｕ合金の重量パーセントで表わしたものである。
【００１５】
【表１】
【００１６】
Ｃｕと、ＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを準備した後、これらを加熱、好ましくは焼結することにより、Ｃｕ合金を準備する。Ｃｕ、Ｚｒ、およびＣｒは典型的には粉末金属の形態で準備される。ある実施の形態では、Ｃｕ合金は、量が９８．５０重量パーセントから９９．９５重量パーセントであるＣｕを含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は、量が９８．７０重量パーセントから９９．９２重量パーセントであるＣｕを含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は、量が９９．７５重量パーセントから９９．８５重量パーセントであるＣｕを含む。Ｃｕ合金中のＣｕの重量パーセントは、Ｃｕ合金中のＣｕの質量をＣｕ合金の総質量で割ることによって求める。Ｃｕ合金のＣｕの存在および量は、加熱または焼結後のコア２６の、化学分析によって、またはエネルギ分散スペクトル（ＥＤＳ）を観察することによって、検出してもよい。ＥＤＳは走査型電子顕微鏡検査（ＳＥＭ）機器によって生成してもよい。
【００１７】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金は量が少なくとも９８．５０重量パーセントであるＣｕを含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は量が少なくとも９８．５９重量パーセントであるＣｕを含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は量が少なくとも９８．７０重量パーセントであるＣｕを含む。
【００１８】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金は量が９９．９５重量パーセント未満であるＣｕを含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は量が９９．９１重量パーセント未満であるＣｕを含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は量が９９．７８重量パーセント未満であるＣｕを含む。
【００１９】
上記のように、Ｃｕ合金は、総量がＣｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。ある実施の形態では、Ｃｕ合金は、総量が０．０５重量パーセントから１．５重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は、総量が０．１３重量パーセントから１．３重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は、総量が０．５重量パーセントから１．０重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。Ｃｕ合金の重量パーセントで表わされるＺｒおよびＣｒの総量は、ＺｒおよびＣｒの質量を加算しその和をＣｕ合金の総質量で割ることによって求める。Ｃｕ合金中のＺｒおよびＣｒの存在および量は、加熱または焼結後のコア２６の、化学分析によって、またはエネルギ分散スペクトル（ＥＤＳ）を観察することによって、検出してもよい。ＥＤＳは走査型電子顕微鏡検査（ＳＥＭ）機器によって生成してもよい。
【００２０】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が少なくとも０．０５重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が少なくとも０．０９重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が少なくとも０．８重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。
【００２１】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が１．５重量パーセント未満であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が１．３重量パーセント未満であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が１．０重量パーセント未満であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。
【００２２】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金はＺｒを含むがＣｒは含まない。別の実施の形態では、Ｃｕ合金はＣｒを含むがＺｒは含まない。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金はＣｒおよびＺｒ双方を含む。
【００２３】
コア２６のＣｕ合金はまた、総量がＣｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である少なくとも１つの耐溶解性元素を含んでいてもよい。この耐溶解性元素は、テルル（Ｔｅ）、セレン（Ｓｅ）、鉄（Ｆｅ）、銀（Ａｇ）、ホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、リン（Ｐ）、チタン（Ｔｉ）、および硫黄（Ｓ）を含む。この耐溶解性元素は、Ｃｕに対する溶解度が低い。このため、Ｃｕの中において比較的少量の耐溶解性元素によって、飽和または過飽和溶液を形成することができる。加熱すると、耐溶解性元素は、Ｃｕから析出しＣｒおよびＺｒとともに、Ｃｕ合金を強化する。言い換えれば、Ｃｕ合金は、Ｃｕのマトリクスと、このＣｕマトリクスに分散した耐溶解性元素Ｔｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳの析出物とを含む。上記表１は、耐溶解性元素のＣｕに対する溶解度を示す。Ｃｕ合金の強度が高いことにより、スパークプラグ２０の動作中の耐クリープ性が改善され５００℃を超える温度におけるＣｕ合金の膨張率が減少する。
【００２４】
Ｔｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む耐溶解性元素を、Ｃｕ、Ｚｒ、およびＣｒとともに準備した後、加熱、好ましくは焼結することにより、Ｃｕ合金を準備する。耐溶解性元素も典型的には粉末金属の形態で準備される。Ｃｕ合金のＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳの重量パーセントは、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳの質量を加算しその和をＣｕ合金の総質量で割ることによって求める。Ｃｕ合金のＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳの存在および量は、加熱または焼結後のコア２６の、化学分析によって、またはエネルギ分散スペクトル（ＥＤＳ）を観察することによって、検出してもよい。ＥＤＳは走査型電子顕微鏡検査（ＳＥＭ）機器によって生成してもよい。
【００２５】
ある実施の形態では、Ｚｒ、Ｃｒ、および耐溶解性元素の総量は１．５重量パーセント未満である。別の実施の形態では、Ｚｒ、Ｃｒ、および耐溶解性元素は１．３重量パーセント未満である。さらに他の実施の形態では、Ｚｒ、Ｃｒ、および耐溶解性元素は０．９重量パーセント未満である。
【００２６】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金は、総量が０．０１重量パーセントから１．４５重量パーセントである、Ｃｕ合金のＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は、総量が０．０５重量パーセントから１．４０重量パーセントであるＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は、総量が０．１重量パーセントから０．９重量パーセントであるＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。
【００２７】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が少なくとも０．００１重量パーセントである、Ｃｕ合金のＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が少なくとも０．２重量パーセントであるＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が少なくとも０．３重量パーセントであるＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。
【００２８】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が１．４５重量パーセント未満である、Ｃｕ合金のＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が１．０重量パーセント未満であるＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が０．７重量パーセント未満であるＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。
【００２９】
上記のように、電極２２、２４はまた、コア２６を覆うＮｉ合金で形成されたクラッド２８を含む。このＮｉ合金は、Ｎｉ合金の熱伝導率に影響を及ぼすのに十分な量のＮｉを含む。Ｎｉ合金は熱伝導率が高いので低い動作温度ならびに高い耐酸化性および耐浸食性をもたらし、これにより、スパークプラグ２０は、５００℃を超える温度で優れた性能を保つことができる。ある実施の形態では、Ｎｉ合金の熱伝導率は少なくとも２５Ｗ／ｍＫである。別の実施の形態では、Ｎｉ合金の熱伝導率は少なくとも３５Ｗ／ｍＫである。さらに他の実施の形態では、Ｎｉ合金の熱伝導率は２５Ｗ／ｍＫから１００Ｗ／ｍＫである。Ｎｉ合金はまた、総量がＮｉ合金を強化するのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。Ｎｉと、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを準備した後、これらを加熱、好ましくは焼結することにより、Ｎｉ合金を形成する。
【００３０】
ある実施の形態では、Ｎｉ合金は量が９０．０重量パーセントから９９．９９重量パーセントであるＮｉを含む。別の実施の形態では、Ｎｉ合金は量が９１．０重量パーセントから９９．９２重量パーセントであるＮｉを含む。さらに他の実施の形態では、Ｎｉ合金は量が９２．５重量パーセントから９７．０重量パーセントであるＮｉを含む。Ｎｉ合金のＮｉの重量パーセントは、Ｎｉの質量をＮｉ合金の総質量で割ることによって求める。Ｎｉ合金のＮｉの存在および量は、加熱または焼結後のクラッド２８の、化学分析によって、またはエネルギ分散スペクトル（ＥＤＳ）を観察することによって、検出してもよい。ＥＤＳは走査型電子顕微鏡検査（ＳＥＭ）機器によって生成してもよい。
【００３１】
ある実施の形態では、Ｎｉ合金は量が少なくとも９０．０重量パーセントであるＮｉを含む。別の実施の形態では、Ｎｉ合金は量が少なくとも９１．０重量パーセントであるＮｉを含む。さらに他の実施の形態では、Ｎｉ合金は量が少なくとも９５．０重量パーセントであるＮｉを含む。
【００３２】
ある実施の形態では、Ｎｉ合金は量が９９．９９重量パーセント未満であるＮｉを含む。別の実施の形態では、Ｎｉ合金は量が９８．３重量パーセント未満であるＮｉを含む。さらに他の実施の形態では、Ｎｉ合金は量が９５．０重量パーセント未満であるＮｉを含む。
【００３３】
上記のように、Ｎｉ合金は、総量がＮｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。第３族元素、第４族元素、第１３族元素、ならびにＳｉ、Ｃｒ、およびＭｎは、Ｎｉ合金を強化し、したがってＮｉ合金の耐酸化性を高める。ある実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が０．０１重量パーセントから１０．０重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。別の実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が０．５重量パーセントから７．０重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。さらに他の実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が１．０重量パーセントから６．４重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。Ｎｉ合金の、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）の重量パーセントは、それぞれの質量を加算しその和をＮｉ合金の総質量で割ることによって求める。Ｎｉ合金の、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）の存在および量は、加熱または焼結後のクラッド２８の、化学分析によって、またはエネルギ分散スペクトル（ＥＤＳ）を観察することによって、検出してもよい。ＥＤＳは走査型電子顕微鏡検査（ＳＥＭ）機器によって生成してもよい。
【００３４】
ある実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が少なくとも０．０６重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。別の実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が少なくとも１．０重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。さらに他の実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が少なくとも２．５重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。
【００３５】
ある実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が１０．０重量パーセント未満である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。別の実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が９．１重量パーセント未満である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。さらに他の実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が５．４重量パーセント未満である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。
【００３６】
第３族元素は、元素の周期表の、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、およびランタン（Ｌａ）を含む第３族の元素である。ある実施の形態では、Ｎｉ合金はＹを含む。第４族元素は、元素の周期表の、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）およびラザホージウム（Ｒｆ）を含む第４族の元素である。ある実施の形態では、Ｎｉ合金はＴｉを含む。第１３族元素は、元素の周期表の、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、およびタリウム（Ｔｌ）を含む第１３族の元素である。ある実施の形態では、Ｎｉ合金はＡｌを含む。
【００３７】
スパークプラグ２０を形成する方法は、Ｃｕと、ＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含む第１の粉末金属材料を準備することと、第１の粉末金属材料を加熱することによりＣｕ合金を準備することとを含み、このＣｕ合金は、Ｃｕ合金の重量パーセントにして、少なくとも９８．５０重量パーセントのＣｕと、Ｃｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分な量のＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含む。ある実施の形態では、この方法は、第１の粉末金属材料を少なくとも５００℃まで加熱してＺｒおよびＣｒをＣｕマトリクスから析出させることを含む。この方法は典型的に、プレスおよび焼結などによりＣｕ合金を成形して円筒形のコア２６にすることを含む。
【００３８】
次に、この方法は、Ｎｉと、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む第２の粉末金属材料を準備することと、第２の粉末金属材料を加熱することによりＮｉ合金を準備することとを含み、このＮｉ合金は、Ｎｉ合金の重量パーセントにして、少なくとも９０．０重量パーセントのＮｉと、総量がＮｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む。この方法はまた、典型的には、プレスおよび焼結などによりＮｉ合金を成形してコア２６を覆うクラッド２８にすることを含む。
【００３９】
先に述べたように、Ｃｕ合金で形成されたコア２６とＮｉ合金で形成されたクラッド２８とによって、スパークプラグ２０の中心電極２４および接地電極２２を提供する。スパークプラグ２０で使用する代表的な中心電極２４を図３に示す。スパークプラグ２０で使用する代表的な接地電極２２を図４に示す。電極２２、２４は各々、Ｃｕ合金で形成されたコア２６とＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む。コア２６は、典型的には円筒形を有するが、他の形状を有していてもよい。クラッド２８は、典型的にはコア２６全体を覆い包む中空の円筒形を有する。しかしながら、クラッド２８は、他の形状を有していてもよく、コア２６全体よりも小さい部分を覆うものであってもよい。
【００４０】
また、電極２２、２４は各々、図３および図４に示されるようにクラッド２８の端部に装着されたまたはその一部であるベース３０を含む。ベース３０は典型的にはベース３０のＮｉ合金で形成される。ベース３０のＮｉ合金は、クラッド２８のＮｉ合金と同じでも異なっていてもよい。電極２２、２４は各々、図３および図４に示されるように、ベース３０に配置され、ベース３０からこれを横断する方向に延びる、点火端３２も含んでいてもよい。点火端３２は、尖端形状、パッド形状、ディスク形状、球形、リベット形状、またはそれ以外の形状の部分であってもよい。点火端３２は典型的には貴金属または貴金属の合金で形成される。点火端３２は、電極のベース３０に、結合、溶着、または接着してもよい。電極２２、２４それぞれの点火端３２は互いに近接しその間にスパークギャップ３４を定める。スパークプラグ２０は、中心電極２４と接地電極２２との間のスパークギャップ３４に電気火花を飛ばすことにより、エンジンシリンダ内のガスに着火する。
【００４１】
ある実施の形態では、中心電極２４および接地電極２２はいずれも、Ｃｕ合金で形成されたコア２６とＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む。別の実施の形態では、中心電極２４のみが、Ｃｕ合金で形成されたコア２６とＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む。さらに他の実施の形態では、接地電極２２のみが、Ｃｕ合金で形成されたコア２６とＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む。
【００４２】
上記のように、Ｃｕコア２６とＮｉクラッド２８とを含む代表的なスパークプラグ２０が図１に示されている。このスパークプラグ２０を用いて内燃機関内の燃料と空気の混合気に着火する。代表的なスパークプラグ２０は、セラミック絶縁体３６と、金属シェル３８と、中心電極２４と、接地電極２２とを含む。セラミック絶縁体３６は、一般的には環状であり、金属シェル３８がセラミック絶縁体３６の一部を囲むように、金属シェル３８の内側に支持可能な状態で配置される。中心電極２４は、セラミック絶縁体３６の軸方向の孔の中に配置される。接地電極２２は、金属シェル３８の前端面に溶着されて固定される。
【００４３】
実施例
表２は、本発明のコア２６のＣｕ合金の実施の形態のいくつかの実施例と、比較のための、先行技術の電極で使用されるＣｕ合金の先行技術の実施例とを含む。
【００４４】
【表２】
【００４５】
表３は、本発明のクラッド２８のＮｉ合金の実施の形態の３つの実施例と、比較のための、先行技術の電極で使用されるＮｉ合金の先行技術の実施例とを含む。別の実施の形態において、本発明の実施例５は、０．０１重量パーセントから０．１重量パーセントのＹ、０．０１重量パーセントから０．２重量パーセントのＺｒ、および０．０５重量パーセントから０．４重量パーセントのＴｉのうち少なくとも１つと、残余のＮｉとを含んでいてもよい。言い換えれば、Ｙ、Ｚｒ、ＴｉすべてがＮｉ合金に含まれていても、そのうち一部がＮｉ合金に含まれていてもよい。
【００４６】
【表３】
【００４７】
本発明の電極２２、２４の一例は、本発明の実施例１か本発明の実施例２いずれかのＣｕ合金で形成されたコア２６を含んでいてもよい。本発明の実施例１のＣｕ合金で形成されたコア２６を含む電極は、本発明の実施例３、本発明の実施例４、または本発明の実施例５のＮｉ合金で形成されたクラッド２８を含むことができる。同様に、本発明の実施例２のＣｕ合金で形成されたコア２６を含む電極は、本発明の実施例３または本発明の実施例４のＮｉ合金で形成されたクラッド２８を含むことができる。ある実施の形態では、電極は、本発明の実施例１のＣｕ合金で形成されたコア２６と、本発明の実施例３のＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む。別の実施の形態では、電極は、本発明の実施例２のＣｕ合金で形成されたコア２６と、本発明の実施例４のＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む。
【００４８】
実験
性能テストを、本発明の２つの例のスパークプラグ２０および比較例のスパークプラグ２０に対して実施した。本発明の第１の例のスパークプラグ２０は、本発明の実施例１のＣｕ合金で形成されたコア２６と、本発明の実施例３のＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む電極を備えていた。本発明の第２の例のスパークプラグ２０は、本発明の実施例２のＣｕ合金で形成されたコア２６と、本発明の実施例４のＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む電極を備えていた。比較例のスパークプラグは、先行技術の実施例１のＣｕ合金で形成されたコアと、先行技術の実施例２のＮｉ合金で形成されたクラッドとを含む電極を備えていた。
【００４９】
スパークプラグ２０の電極２２、２４の熱伝導率を室温でテストした。本発明の第１の例のスパークプラグ２０については、電極のＣｕ合金の室温における熱伝導率は３６０．０Ｗ／ｍＫ、電極のＮｉ合金の室温における熱伝導率は３６．８Ｗ／ｍＫであった。本発明の第２の例のスパークプラグ２０については、電極のＣｕ合金の室温における熱伝導率は３２３．４Ｗ／ｍＫ、電極のＮｉ合金の室温における熱伝導率は２６．３Ｗ／ｍＫであった。比較例のスパークプラグ２０については、電極のＣｕ合金の熱伝導率は４０１．０Ｗ／ｍＫ、電極のＮｉ合金の熱伝導率は１４．８Ｗ／ｍＫであった。
【００５０】
このテスト結果は、本発明の例のスパークプラグ２０の電極２２、２４が、先行技術のスパークプラグの電極と同様の熱伝導率を維持し、したがって、少なくとも５００℃の内燃機関におけるスパークプラグ２０の動作中においてスパークプラグ２０の動作温度を十分に制限するとともに浸食に対する耐性があることを、示している。
【００５１】
また、実施例のスパークプラグ２０のスパークギャップ成長をガソリンエンジンにおいて５００時間テストした。スパークギャップ成長とは、ガソリンエンジンにおいて５００時間の間にスパークプラグ２０の動作条件下でスパークギャップが増加する量をインチで測定したものである。スパークギャップ成長テストの結果を図解したものを図７に示す。このテスト結果は、本発明の実施例のスパークプラグ２０のＣｕ合金とＮｉ合金との組合せが、先行技術の比較例のスパークプラグよりも小さいスパークギャップ成長をもたらすことを示している。したがって、このテスト結果は、本発明の実施例のスパークプラグ２０が、先行技術のスパークプラグと比較して、内燃機関におけるスパークプラグ２０の動作中において改善された性能をもたらすことを示している。
【００５２】
また、実施例のスパークプラグ２０の電極の膨張率（ΔＳ）を、５００時間のエンジンテスト後に測定した。膨張率とは、５００時間のエンジンテストにおける電極の一部の長さの減少の割合を百分率で示したものである。テストする各電極について、電極の初期長を含むいくつかのパラメータを、スパークプラグをエンジンテストにかける前に記録した。図９は、測定した電極の例の初期長を示す。５００時間のエンジンテストの後に、テストしたスパークプラグを解体し電極の最終的な長さを測定した。以下の式に従い、各実施例について膨張率が得られた。
【００５３】
ΔＳ＝（Ｌｆｉｎａｌ−Ｌ０）／Ｌ０
式中、Ｌ０は５００時間のエンジンテスト前の電極の長さ、Ｌｆｉｎａｌは５００時間のエンジンテスト後の電極の長さ、ΔＳは５００時間のエンジンテスト中の電極の膨張率を百分率で示したものである。
【００５４】
この膨張率テストの結果を図解したものを図８に示す。このテスト結果は、本発明の実施例のスパークプラグ２０の電極２２、２４が、先行技術のスパークプラグの電極よりも膨張率が低くしたがって耐クリープ性が高いことを示している。したがって、このテスト結果は、本発明の実施例のスパークプラグ２０が、先行技術のスパークプラグと比較して、内燃機関におけるスパークプラグ２０の動作中において改善された性能をもたらすことを示している。
【００５５】
上記教示に照らすと本発明には多くの変更および変形が可能であり、これらを、請求項の範囲の中で、具体的に記載したのと異なるやり方で実施し得ることは明らかである。請求項の参照番号は便宜上付したものに過ぎず限定として解釈されるべきものではない。
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００９年８月１２日に提出された出願第６１／２３３，３２３号の優先権を主張する。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
この発明は、概してスパークプラグ電極用の材料に関し、特に電極の材料に関する。
【背景技術】
【０００３】
２．先行技術の説明
スパークプラグは、内燃機関内で燃焼を開始させるために広く使用されている。スパークプラグは、典型的に、セラミック絶縁体と、セラミック絶縁体を囲む導電性シェルと、セラミック絶縁体内に配置された中心電極と、導電性シェルに機能的に装着された接地電極とを含む。これら電極はそれぞれ点火端を有し、これらの点火端は互いに近接しその間にスパークギャップを定める。このようなスパークプラグは、中心電極と接地電極との間のスパークギャップに電気火花を飛ばすことにより、エンジンシリンダ内のガスに着火する。このガスの着火によってエンジン内でパワーストロークが生じる。内燃機関の性質上、スパークプラグは、高温およびさまざま腐食性燃焼ガスという厳しい環境の中で動作するため、適切な材料で作らねばならない。電極が適切な材料で作られていない場合、厳しい運転条件のために、中心電極と接地電極との間のスパークギャップの幅が徐々に増すことがあり、スパークプラグの点火不良を引き起こしその後のエンジン出力および性能の損失を生じさせることがある。
【０００４】
スパークプラグ電極は、銅（Ｃｕ）で形成されたコアと、ニッケル（Ｎｉ）合金で形成されたクラッドとを含むことが多い。これはＣｕおよびＮｉの高温性能のためである。Ｎｉ合金は浸食および腐食に対する耐性があり、Ｃｕは熱伝導率が高いので制御された電極動作温度をもたらす。既存の電極の一例は、１００ｗｔ％のＣｕで形成されたコアと、Ｎｉ合金で形成されたクラッドとを含み、このＮｉ合金は、１４．５〜１５．５ｗｔ％のＣｒと、７．０〜８．０ｗｔ％のＦｅと、０．２〜０．５ｗｔ％のＭｎと、０．２〜０．５ｗｔ％のＳｉと、残余のＮｉとを含む。
【０００５】
ＣｕコアとＮｉ合金クラッドとを含む既存の電極は、エンジンがフルスロットルとアイドリングとの間で運転する間に、大きな温度勾配に晒される。ＣｕコアとＮｉクラッドとの間には熱膨張に著しい差があるので、望ましくない膨張および熱機械応力が生じる。この膨張によってスパークギャップの幅が突然増すことがある。５００℃超といった高温では、熱による圧縮軸応力がＣｕコアに蓄積する。これはＣｕの熱膨張係数がＮｉよりも高いからである。Ｃｕには、圧縮軸応力が作用して、時間依存性のクリープ変形が生じる可能性がある。Ｃｕコアは、軸方向に収縮し径方向に膨張してＮｉクラッドを圧縮する。Ｎｉクラッドは方位角方向に沿って引張応力を有し、これがＮｉクラッドおよび絶縁体に亀裂を生じさせることがある。図５および図６は、スパークプラグの性能を妨げることがある、熱応力およびクリープを原因とする電極の変形および亀裂を示す。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の概要および利点
本発明のある局面において提供されるスパークプラグは、中心電極と接地電極とを備え、これら電極のうち少なくとも一方は、銅（Ｃｕ）合金で形成されたコアとこのコアを覆うニッケル（Ｎｉ）合金で形成されたクラッドとを含む。Ｃｕ合金は、Ｃｕ合金の重量パーセントにして、少なくとも９５．０重量パーセントのＣｕと、総量がＣｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含む。クラッドのＮｉ合金は、Ｎｉ合金の重量パーセントにして、少なくとも９０．０重量パーセントのＮｉと、総量がＮｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む。
【０００７】
本発明の別の局面において、銅（Ｃｕ）合金で形成されたコアとこのコアを覆うニッケル（Ｎｉ）合金で形成されたクラッドとを備える、スパークプラグで使用するための電極が提供される。Ｃｕ合金は、Ｃｕ合金の重量パーセントにして、少なくとも９５．０重量パーセントのＣｕと、総量がＣｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含む。クラッドのＮｉ合金は、Ｎｉ合金の重量パーセントにして、少なくとも９０．０重量パーセントのＮｉと、総量がＮｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む。
【０００８】
本発明のさらに他の局面において、少なくとも１つの電極を有するスパークプラグを形成する方法が提供され、この方法は、Ｃｕと、ＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含む第１の粉末金属材料を準備するステップと、第１の粉末金属材料を加熱することによりＣｕ合金を準備するステップとを含み、Ｃｕ合金は、Ｃｕ合金の重量パーセントにして、少なくとも９８．５０重量パーセントのＣｕと、総量がＣｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含み、さらに、Ｃｕ合金を成形してコアにするステップを含む。この方法はまた、Ｎｉと、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む第２の粉末金属材料を準備するステップと、第２の粉末金属材料を加熱することによりＮｉ合金を準備するステップとを含み、Ｎｉ合金は、Ｎｉ合金の重量パーセントにして、少なくとも９０．０重量パーセントのＮｉと、総量がＮｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含み、さらに、Ｎｉ合金を成形してコアを覆うクラッドにするステップを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電極およびスパークプラグのＣｕ合金とＮｉ合金との組合せは、先行技術の電極およびスパークプラグと比較して、熱伝導率が高くかつ膨張率が低い。本発明の電極およびスパークプラグは、先行技術の電極およびスパークプラグと比較して、酸化、浸食、および腐食に対する耐性があり、動作温度が適切で、耐クリープ性が向上し、亀裂が減少している。したがって、上記Ｃｕ合金およびＮｉ合金を含む本発明のスパークプラグは、先行技術のスパークプラグよりも、動作中の性能が向上している。
【００１０】
本発明の他の利点は、以下の詳細な説明を添付の図面と関連付けて考慮しながら参照することによってさらに理解が深まることで容易にわかるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に従うスパークプラグの長手方向の断面図である。
【図２】図１のスパークプラグの一部の長手方向の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に従う中心電極の長手方向の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に従う接地電極の長手方向の断面図である。
【図５】中心電極における熱応力を原因とする膨張のメカニズムを示す先行技術のスパークプラグの一部の断面図である。
【図６】中心電極の膨張を原因とするＮｉクラッドに形成された亀裂を示す先行技術の中心電極の横断面図である。
【図７】本発明の実施の形態のいくつかの実施例と、比較例における、スパークギャップの幅の増加を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態のいくつかの実施例と、比較例における、膨張率を示すグラフである。
【図９】エンジンテスト前に測定された電極の長さを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明の詳細な説明
図１および図２を参照して、接地電極２２と中心電極２４とを含むスパークプラグ２０が示されている。図２に示されているように、電極２２、２４は各々、Ｃｕ合金で形成されたコア２６と、コア２６を覆うＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む。Ｃｕ合金の組成は、高い熱伝導率をもたらし、したがって電極２２、２４の耐浸食性、耐酸化性、および適切な動作温度をもたらす。このＣｕ合金はまた、先行技術の電極２２、２４と比較して、向上した耐クリープ性、小さい膨張、および少ない亀裂をもたらす。Ｎｉ合金の組成も、高い熱伝導率をもたらし、したがって耐浸食性、耐酸化性、および適切な動作温度をもたらす。Ｃｕ合金で形成されたコア２６とＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを組合せることにより、電極２２、２４に高い耐浸食性を与えるとともに電極２２、２４の膨張および亀裂を減じる。電極２２、２４により、スパークプラグ２０は、先行技術のスパークプラグと比較して、内燃機関における動作中、改善された性能を示す。
【００１３】
上記のように、電極２２、２４のコア２６はＣｕ合金で形成されている。このＣｕ合金は、Ｃｕ合金の熱伝導率に影響を及ぼすのに十分な量のＣｕを含む。ある実施の形態では、Ｃｕ合金の熱伝導率は少なくとも３２０Ｗ／ｍＫである。別の実施の形態では、Ｃｕ合金の熱伝導率は少なくとも３３０Ｗ／ｍＫである。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金の熱伝導率は３２０Ｗ／ｍＫから３６０Ｗ／ｍＫである。Ｃｕ合金は熱伝導率が高いので低い動作温度をもたらし、これにより、スパークプラグ２０は、５００℃を超える温度で優れた性能を保つことができる。
【００１４】
Ｃｕ合金はまた、総量がＣｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。ＺｒおよびＣｒは、Ｃｕに対する溶解度が低い。このため、Ｃｕの中において比較的少量のＺｒおよびＣｒによって、飽和または過飽和溶液を形成することができる。加熱すると、ＺｒおよびＣｒはＣｕから析出してＣｕ合金を強化する。言い換えれば、Ｃｕ合金は、ＣｕのマトリクスとこのＣｕマトリクスに分散したＺｒおよびＣｒの析出物とを含む。このＺｒおよびＣｒの析出物がＣｕ合金を強化する。Ｃｕ合金の強度が高いことにより、スパークプラグ２０の動作中の耐クリープ性が改善されＣｕ合金の膨張が減少する。表１は、室温１９．８５℃における、Ｃｕに対するＺｒおよびＣｒの溶解度を、Ｃｕ合金の重量パーセントで示す。このＺｒまたはＣｒといった元素の溶解度は、Ｃｕマトリクスに溶けて飽和または過飽和溶液を生み出すことができる元素の量をＣｕ合金の重量パーセントで表わしたものである。
【００１５】
【表１】
【００１６】
Ｃｕと、ＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを準備した後、これらを加熱、好ましくは焼結することにより、Ｃｕ合金を準備する。Ｃｕ、Ｚｒ、およびＣｒは典型的には粉末金属の形態で準備される。ある実施の形態では、Ｃｕ合金は、量が９８．５０重量パーセントから９９．９５重量パーセントであるＣｕを含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は、量が９８．７０重量パーセントから９９．９２重量パーセントであるＣｕを含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は、量が９９．７５重量パーセントから９９．８５重量パーセントであるＣｕを含む。Ｃｕ合金中のＣｕの重量パーセントは、Ｃｕ合金中のＣｕの質量をＣｕ合金の総質量で割ることによって求める。Ｃｕ合金のＣｕの存在および量は、加熱または焼結後のコア２６の、化学分析によって、またはエネルギ分散スペクトル（ＥＤＳ）を観察することによって、検出してもよい。ＥＤＳは走査型電子顕微鏡検査（ＳＥＭ）機器によって生成してもよい。
【００１７】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金は量が少なくとも９８．５０重量パーセントであるＣｕを含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は量が少なくとも９８．５９重量パーセントであるＣｕを含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は量が少なくとも９８．７０重量パーセントであるＣｕを含む。
【００１８】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金は量が９９．９５重量パーセント未満であるＣｕを含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は量が９９．９１重量パーセント未満であるＣｕを含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は量が９９．７８重量パーセント未満であるＣｕを含む。
【００１９】
上記のように、Ｃｕ合金は、総量がＣｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。ある実施の形態では、Ｃｕ合金は、総量が０．０５重量パーセントから１．５重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は、総量が０．１３重量パーセントから１．３重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は、総量が０．５重量パーセントから１．０重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。Ｃｕ合金の重量パーセントで表わされるＺｒおよびＣｒの総量は、ＺｒおよびＣｒの質量を加算しその和をＣｕ合金の総質量で割ることによって求める。Ｃｕ合金中のＺｒおよびＣｒの存在および量は、加熱または焼結後のコア２６の、化学分析によって、またはエネルギ分散スペクトル（ＥＤＳ）を観察することによって、検出してもよい。ＥＤＳは走査型電子顕微鏡検査（ＳＥＭ）機器によって生成してもよい。
【００２０】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が少なくとも０．０５重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が少なくとも０．０９重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が少なくとも０．８重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。
【００２１】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が１．５重量パーセント未満であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が１．３重量パーセント未満であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が１．０重量パーセント未満であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む。
【００２２】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金はＺｒを含むがＣｒは含まない。別の実施の形態では、Ｃｕ合金はＣｒを含むがＺｒは含まない。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金はＣｒおよびＺｒ双方を含む。
【００２３】
コア２６のＣｕ合金はまた、総量がＣｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である少なくとも１つの耐溶解性元素を含んでいてもよい。この耐溶解性元素は、テルル（Ｔｅ）、セレン（Ｓｅ）、鉄（Ｆｅ）、銀（Ａｇ）、ホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、リン（Ｐ）、チタン（Ｔｉ）、および硫黄（Ｓ）を含む。この耐溶解性元素は、Ｃｕに対する溶解度が低い。このため、Ｃｕの中において比較的少量の耐溶解性元素によって、飽和または過飽和溶液を形成することができる。加熱すると、耐溶解性元素は、Ｃｕから析出しＣｒおよびＺｒとともに、Ｃｕ合金を強化する。言い換えれば、Ｃｕ合金は、Ｃｕのマトリクスと、このＣｕマトリクスに分散した耐溶解性元素Ｔｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳの析出物とを含む。上記表１は、耐溶解性元素のＣｕに対する溶解度を示す。Ｃｕ合金の強度が高いことにより、スパークプラグ２０の動作中の耐クリープ性が改善され５００℃を超える温度におけるＣｕ合金の膨張率が減少する。
【００２４】
Ｔｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む耐溶解性元素を、Ｃｕ、Ｚｒ、およびＣｒとともに準備した後、加熱、好ましくは焼結することにより、Ｃｕ合金を準備する。耐溶解性元素も典型的には粉末金属の形態で準備される。Ｃｕ合金のＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳの重量パーセントは、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳの質量を加算しその和をＣｕ合金の総質量で割ることによって求める。Ｃｕ合金のＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳの存在および量は、加熱または焼結後のコア２６の、化学分析によって、またはエネルギ分散スペクトル（ＥＤＳ）を観察することによって、検出してもよい。ＥＤＳは走査型電子顕微鏡検査（ＳＥＭ）機器によって生成してもよい。
【００２５】
ある実施の形態では、Ｚｒ、Ｃｒ、および耐溶解性元素の総量は１．５重量パーセント未満である。別の実施の形態では、Ｚｒ、Ｃｒ、および耐溶解性元素は１．３重量パーセント未満である。さらに他の実施の形態では、Ｚｒ、Ｃｒ、および耐溶解性元素は０．９重量パーセント未満である。
【００２６】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金は、総量が０．０１重量パーセントから１．４５重量パーセントである、Ｃｕ合金のＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は、総量が０．０５重量パーセントから１．４０重量パーセントであるＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は、総量が０．１重量パーセントから０．９重量パーセントであるＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。
【００２７】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が少なくとも０．００１重量パーセントである、Ｃｕ合金のＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が少なくとも０．２重量パーセントであるＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が少なくとも０．３重量パーセントであるＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。
【００２８】
ある実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が１．４５重量パーセント未満である、Ｃｕ合金のＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。別の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が１．０重量パーセント未満であるＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。さらに他の実施の形態では、Ｃｕ合金は総量が０．７重量パーセント未満であるＴｅ、Ｓｅ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｔｉ、およびＳのうち少なくとも１つを含む。
【００２９】
上記のように、電極２２、２４はまた、コア２６を覆うＮｉ合金で形成されたクラッド２８を含む。このＮｉ合金は、Ｎｉ合金の熱伝導率に影響を及ぼすのに十分な量のＮｉを含む。Ｎｉ合金は熱伝導率が高いので低い動作温度ならびに高い耐酸化性および耐浸食性をもたらし、これにより、スパークプラグ２０は、５００℃を超える温度で優れた性能を保つことができる。ある実施の形態では、Ｎｉ合金の熱伝導率は少なくとも２５Ｗ／ｍＫである。別の実施の形態では、Ｎｉ合金の熱伝導率は少なくとも３５Ｗ／ｍＫである。さらに他の実施の形態では、Ｎｉ合金の熱伝導率は２５Ｗ／ｍＫから１００Ｗ／ｍＫである。Ｎｉ合金はまた、総量がＮｉ合金を強化するのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。Ｎｉと、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを準備した後、これらを加熱、好ましくは焼結することにより、Ｎｉ合金を形成する。
【００３０】
ある実施の形態では、Ｎｉ合金は量が９０．０重量パーセントから９９．９９重量パーセントであるＮｉを含む。別の実施の形態では、Ｎｉ合金は量が９１．０重量パーセントから９９．９２重量パーセントであるＮｉを含む。さらに他の実施の形態では、Ｎｉ合金は量が９２．５重量パーセントから９７．０重量パーセントであるＮｉを含む。Ｎｉ合金のＮｉの重量パーセントは、Ｎｉの質量をＮｉ合金の総質量で割ることによって求める。Ｎｉ合金のＮｉの存在および量は、加熱または焼結後のクラッド２８の、化学分析によって、またはエネルギ分散スペクトル（ＥＤＳ）を観察することによって、検出してもよい。ＥＤＳは走査型電子顕微鏡検査（ＳＥＭ）機器によって生成してもよい。
【００３１】
ある実施の形態では、Ｎｉ合金は量が少なくとも９０．０重量パーセントであるＮｉを含む。別の実施の形態では、Ｎｉ合金は量が少なくとも９１．０重量パーセントであるＮｉを含む。さらに他の実施の形態では、Ｎｉ合金は量が少なくとも９５．０重量パーセントであるＮｉを含む。
【００３２】
ある実施の形態では、Ｎｉ合金は量が９９．９９重量パーセント未満であるＮｉを含む。別の実施の形態では、Ｎｉ合金は量が９８．３重量パーセント未満であるＮｉを含む。さらに他の実施の形態では、Ｎｉ合金は量が９５．０重量パーセント未満であるＮｉを含む。
【００３３】
上記のように、Ｎｉ合金は、総量がＮｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。第３族元素、第４族元素、第１３族元素、ならびにＳｉ、Ｃｒ、およびＭｎは、Ｎｉ合金を強化し、したがってＮｉ合金の耐酸化性を高める。ある実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が０．０１重量パーセントから１０．０重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。別の実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が０．５重量パーセントから７．０重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。さらに他の実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が１．０重量パーセントから６．４重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。Ｎｉ合金の、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）の重量パーセントは、それぞれの質量を加算しその和をＮｉ合金の総質量で割ることによって求める。Ｎｉ合金の、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）の存在および量は、加熱または焼結後のクラッド２８の、化学分析によって、またはエネルギ分散スペクトル（ＥＤＳ）を観察することによって、検出してもよい。ＥＤＳは走査型電子顕微鏡検査（ＳＥＭ）機器によって生成してもよい。
【００３４】
ある実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が少なくとも０．０６重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。別の実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が少なくとも１．０重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。さらに他の実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が少なくとも２．５重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。
【００３５】
ある実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が１０．０重量パーセント未満である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。別の実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が９．１重量パーセント未満である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。さらに他の実施の形態では、Ｎｉ合金は、総量が５．４重量パーセント未満である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む。
【００３６】
第３族元素は、元素の周期表の、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、およびランタン（Ｌａ）を含む第３族の元素である。ある実施の形態では、Ｎｉ合金はＹを含む。第４族元素は、元素の周期表の、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）およびラザホージウム（Ｒｆ）を含む第４族の元素である。ある実施の形態では、Ｎｉ合金はＴｉを含む。第１３族元素は、元素の周期表の、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、およびタリウム（Ｔｌ）を含む第１３族の元素である。ある実施の形態では、Ｎｉ合金はＡｌを含む。
【００３７】
スパークプラグ２０を形成する方法は、Ｃｕと、ＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含む第１の粉末金属材料を準備することと、第１の粉末金属材料を加熱することによりＣｕ合金を準備することとを含み、このＣｕ合金は、Ｃｕ合金の重量パーセントにして、少なくとも９８．５０重量パーセントのＣｕと、Ｃｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分な量のＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含む。ある実施の形態では、この方法は、第１の粉末金属材料を少なくとも５００℃まで加熱してＺｒおよびＣｒをＣｕマトリクスから析出させることを含む。この方法は典型的に、プレスおよび焼結などによりＣｕ合金を成形して円筒形のコア２６にすることを含む。
【００３８】
次に、この方法は、Ｎｉと、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む第２の粉末金属材料を準備することと、第２の粉末金属材料を加熱することによりＮｉ合金を準備することとを含み、このＮｉ合金は、Ｎｉ合金の重量パーセントにして、少なくとも９０．０重量パーセントのＮｉと、総量がＮｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む。この方法はまた、典型的には、プレスおよび焼結などによりＮｉ合金を成形してコア２６を覆うクラッド２８にすることを含む。
【００３９】
先に述べたように、Ｃｕ合金で形成されたコア２６とＮｉ合金で形成されたクラッド２８とによって、スパークプラグ２０の中心電極２４および接地電極２２を提供する。スパークプラグ２０で使用する代表的な中心電極２４を図３に示す。スパークプラグ２０で使用する代表的な接地電極２２を図４に示す。電極２２、２４は各々、Ｃｕ合金で形成されたコア２６とＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む。コア２６は、典型的には円筒形を有するが、他の形状を有していてもよい。クラッド２８は、典型的にはコア２６全体を覆い包む中空の円筒形を有する。しかしながら、クラッド２８は、他の形状を有していてもよく、コア２６全体よりも小さい部分を覆うものであってもよい。
【００４０】
また、電極２２、２４は各々、図３および図４に示されるようにクラッド２８の端部に装着されたまたはその一部であるベース３０を含む。ベース３０は典型的にはベース３０のＮｉ合金で形成される。ベース３０のＮｉ合金は、クラッド２８のＮｉ合金と同じでも異なっていてもよい。電極２２、２４は各々、図３および図４に示されるように、ベース３０に配置され、ベース３０からこれを横断する方向に延びる、点火端３２も含んでいてもよい。点火端３２は、尖端形状、パッド形状、ディスク形状、球形、リベット形状、またはそれ以外の形状の部分であってもよい。点火端３２は典型的には貴金属または貴金属の合金で形成される。点火端３２は、電極のベース３０に、結合、溶着、または接着してもよい。電極２２、２４それぞれの点火端３２は互いに近接しその間にスパークギャップ３４を定める。スパークプラグ２０は、中心電極２４と接地電極２２との間のスパークギャップ３４に電気火花を飛ばすことにより、エンジンシリンダ内のガスに着火する。
【００４１】
ある実施の形態では、中心電極２４および接地電極２２はいずれも、Ｃｕ合金で形成されたコア２６とＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む。別の実施の形態では、中心電極２４のみが、Ｃｕ合金で形成されたコア２６とＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む。さらに他の実施の形態では、接地電極２２のみが、Ｃｕ合金で形成されたコア２６とＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む。
【００４２】
上記のように、Ｃｕコア２６とＮｉクラッド２８とを含む代表的なスパークプラグ２０が図１に示されている。このスパークプラグ２０を用いて内燃機関内の燃料と空気の混合気に着火する。代表的なスパークプラグ２０は、セラミック絶縁体３６と、金属シェル３８と、中心電極２４と、接地電極２２とを含む。セラミック絶縁体３６は、一般的には環状であり、金属シェル３８がセラミック絶縁体３６の一部を囲むように、金属シェル３８の内側に支持可能な状態で配置される。中心電極２４は、セラミック絶縁体３６の軸方向の孔の中に配置される。接地電極２２は、金属シェル３８の前端面に溶着されて固定される。
【００４３】
実施例
表２は、本発明のコア２６のＣｕ合金の実施の形態のいくつかの実施例と、比較のための、先行技術の電極で使用されるＣｕ合金の先行技術の実施例とを含む。
【００４４】
【表２】
【００４５】
表３は、本発明のクラッド２８のＮｉ合金の実施の形態の３つの実施例と、比較のための、先行技術の電極で使用されるＮｉ合金の先行技術の実施例とを含む。別の実施の形態において、本発明の実施例５は、０．０１重量パーセントから０．１重量パーセントのＹ、０．０１重量パーセントから０．２重量パーセントのＺｒ、および０．０５重量パーセントから０．４重量パーセントのＴｉのうち少なくとも１つと、残余のＮｉとを含んでいてもよい。言い換えれば、Ｙ、Ｚｒ、ＴｉすべてがＮｉ合金に含まれていても、そのうち一部がＮｉ合金に含まれていてもよい。
【００４６】
【表３】
【００４７】
本発明の電極２２、２４の一例は、本発明の実施例１か本発明の実施例２いずれかのＣｕ合金で形成されたコア２６を含んでいてもよい。本発明の実施例１のＣｕ合金で形成されたコア２６を含む電極は、本発明の実施例３、本発明の実施例４、または本発明の実施例５のＮｉ合金で形成されたクラッド２８を含むことができる。同様に、本発明の実施例２のＣｕ合金で形成されたコア２６を含む電極は、本発明の実施例３または本発明の実施例４のＮｉ合金で形成されたクラッド２８を含むことができる。ある実施の形態では、電極は、本発明の実施例１のＣｕ合金で形成されたコア２６と、本発明の実施例３のＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む。別の実施の形態では、電極は、本発明の実施例２のＣｕ合金で形成されたコア２６と、本発明の実施例４のＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む。
【００４８】
実験
性能テストを、本発明の２つの例のスパークプラグ２０および比較例のスパークプラグ２０に対して実施した。本発明の第１の例のスパークプラグ２０は、本発明の実施例１のＣｕ合金で形成されたコア２６と、本発明の実施例３のＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む電極を備えていた。本発明の第２の例のスパークプラグ２０は、本発明の実施例２のＣｕ合金で形成されたコア２６と、本発明の実施例４のＮｉ合金で形成されたクラッド２８とを含む電極を備えていた。比較例のスパークプラグは、先行技術の実施例１のＣｕ合金で形成されたコアと、先行技術の実施例２のＮｉ合金で形成されたクラッドとを含む電極を備えていた。
【００４９】
スパークプラグ２０の電極２２、２４の熱伝導率を室温でテストした。本発明の第１の例のスパークプラグ２０については、電極のＣｕ合金の室温における熱伝導率は３６０．０Ｗ／ｍＫ、電極のＮｉ合金の室温における熱伝導率は３６．８Ｗ／ｍＫであった。本発明の第２の例のスパークプラグ２０については、電極のＣｕ合金の室温における熱伝導率は３２３．４Ｗ／ｍＫ、電極のＮｉ合金の室温における熱伝導率は２６．３Ｗ／ｍＫであった。比較例のスパークプラグ２０については、電極のＣｕ合金の熱伝導率は４０１．０Ｗ／ｍＫ、電極のＮｉ合金の熱伝導率は１４．８Ｗ／ｍＫであった。
【００５０】
このテスト結果は、本発明の例のスパークプラグ２０の電極２２、２４が、先行技術のスパークプラグの電極と同様の熱伝導率を維持し、したがって、少なくとも５００℃の内燃機関におけるスパークプラグ２０の動作中においてスパークプラグ２０の動作温度を十分に制限するとともに浸食に対する耐性があることを、示している。
【００５１】
また、実施例のスパークプラグ２０のスパークギャップ成長をガソリンエンジンにおいて５００時間テストした。スパークギャップ成長とは、ガソリンエンジンにおいて５００時間の間にスパークプラグ２０の動作条件下でスパークギャップが増加する量をインチで測定したものである。スパークギャップ成長テストの結果を図解したものを図７に示す。このテスト結果は、本発明の実施例のスパークプラグ２０のＣｕ合金とＮｉ合金との組合せが、先行技術の比較例のスパークプラグよりも小さいスパークギャップ成長をもたらすことを示している。したがって、このテスト結果は、本発明の実施例のスパークプラグ２０が、先行技術のスパークプラグと比較して、内燃機関におけるスパークプラグ２０の動作中において改善された性能をもたらすことを示している。
【００５２】
また、実施例のスパークプラグ２０の電極の膨張率（ΔＳ）を、５００時間のエンジンテスト後に測定した。膨張率とは、５００時間のエンジンテストにおける電極の一部の長さの減少の割合を百分率で示したものである。テストする各電極について、電極の初期長を含むいくつかのパラメータを、スパークプラグをエンジンテストにかける前に記録した。図９は、測定した電極の例の初期長を示す。５００時間のエンジンテストの後に、テストしたスパークプラグを解体し電極の最終的な長さを測定した。以下の式に従い、各実施例について膨張率が得られた。
【００５３】
ΔＳ＝（Ｌｆｉｎａｌ−Ｌ０）／Ｌ０
式中、Ｌ０は５００時間のエンジンテスト前の電極の長さ、Ｌｆｉｎａｌは５００時間のエンジンテスト後の電極の長さ、ΔＳは５００時間のエンジンテスト中の電極の膨張率を百分率で示したものである。
【００５４】
この膨張率テストの結果を図解したものを図８に示す。このテスト結果は、本発明の実施例のスパークプラグ２０の電極２２、２４が、先行技術のスパークプラグの電極よりも膨張率が低くしたがって耐クリープ性が高いことを示している。したがって、このテスト結果は、本発明の実施例のスパークプラグ２０が、先行技術のスパークプラグと比較して、内燃機関におけるスパークプラグ２０の動作中において改善された性能をもたらすことを示している。
【００５５】
上記教示に照らすと本発明には多くの変更および変形が可能であり、これらを、請求項の範囲の中で、具体的に記載したのと異なるやり方で実施し得ることは明らかである。請求項の参照番号は便宜上付したものに過ぎず限定として解釈されるべきものではない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパークプラグ（２０）であって、
中心電極（２４）と接地電極（２２）とを備え、
前記電極（２２、２４）のうち少なくとも一方は、銅（Ｃｕ）合金で形成されたコア（２６）と前記コア（２６）を覆うニッケル（Ｎｉ）合金で形成されたクラッド（２８）とを含み、
前記Ｃｕ合金は、前記Ｃｕ合金の重量パーセントにして、少なくとも９８．５重量パーセントのＣｕと、総量が前記Ｃｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含み、
前記Ｎｉ合金は、前記Ｎｉ合金の重量パーセントにして、少なくとも９０．０重量パーセントのＮｉと、総量が前記Ｎｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む、スパークプラグ。
【請求項２】
前記Ｃｕ合金は、前記Ｃｕ合金の重量パーセントにして、総量が少なくとも０．０５重量パーセントのＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項３】
前記Ｃｕ合金は、前記Ｃｕのマトリクスと、前記Ｃｕのマトリクスに分散したＺｒおよびＣｕのうち少なくとも一方の析出物とを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項４】
前記Ｃｕ合金は、量が最大９９．９５重量パーセントであるＣｕを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項５】
前記Ｃｕ合金は、量が最大１．５重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項６】
前記Ｃｕ合金は、総量が最大１．４５重量パーセントである、テルル（Ｔｅ）、セレン（Ｓｅ）、鉄（Ｆｅ）、銀（Ａｇ）、ホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、リン（Ｐ）、チタン（Ｔｉ）、および硫黄（Ｓ）のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項７】
前記Ｃｕ合金は、総量が少なくとも０．０１重量パーセントである、テルル（Ｔｅ）、セレン（Ｓｅ）、鉄（Ｆｅ）、銀（Ａｇ）、ホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、リン（Ｐ）、チタン（Ｔｉ）、および硫黄（Ｓ）のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項８】
前記Ｃｕ合金の前記Ｃｕはマトリクスであり、前記テルル（Ｔｅ）、セレン（Ｓｅ）、鉄（Ｆｅ）、銀（Ａｇ）、ホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、リン（Ｐ）、チタン（Ｔｉ）、および硫黄（Ｓ）のうち少なくとも１つは、前記Ｃｕのマトリクスに分散した析出物である、請求項６に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項９】
前記Ｃｕ合金は、量が９８．８１重量パーセントから９９．０５重量パーセントであるＣｕと、量が０．０５重量パーセントから０．１５重量パーセントであるＺｒとを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１０】
前記Ｃｕ合金は、量が９９．８１重量パーセントから９９．９５重量パーセントであるＣｕと、量が０．０５重量パーセントから０．０９重量パーセントであるＺｒと、量が０．９重量パーセントから１．１０重量パーセントであるＣｒとを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１１】
前記Ｎｉ合金は、量が最大９７．９重量パーセントであるＮｉを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１２】
前記Ｎｉ合金は、総量が最大１０．０重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１３】
前記Ｎｉ合金は、総量が少なくとも１．０重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１４】
前記Ｎｉ合金は、前記少なくとも１つとしての第３族元素を量にして０．０１重量パーセントから０．２重量パーセント含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１５】
前記Ｎｉ合金は、前記少なくとも１つとしての第４族元素を量にして０．０１重量パーセントから０．５重量パーセント含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１６】
前記少なくとも１つとしての第１３族元素はＡｌを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１７】
前記Ｎｉ合金は、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、およびＺｒのうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１８】
前記Ｎｉ合金は、量にして９６．８重量パーセントから９７．９重量パーセントのＮｉと、量にして１．０重量パーセントから１．５重量パーセントのＡｌと、量にして１．０重量パーセントから１．５重量パーセントのＳｉと、量にして０．０１重量パーセントから０．２重量パーセントのＹとを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１９】
前記Ｎｉ合金は、量にして９４．８５重量パーセントから９５．９重量パーセントのＮｉと、量にして１．６５重量パーセントから１．９０重量パーセントのＣｒと、量にして１．８重量パーセントから２．１重量パーセントのＭｎと、量にして０．３５重量パーセントから０．５５重量パーセントのＳｉと、量にして０．２重量パーセントから０．４重量パーセントのＴｉと、量にして０．１重量パーセントから０．２重量パーセントのＺｒとを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項２０】
前記Ｎｉ合金は、
量にして９１．３０重量パーセントから９９．６９重量パーセントのＮｉと、
量にして０．１重量パーセントから２．０重量パーセントのＡｌと、
量にして０．１重量パーセントから２．０重量パーセントのＳｉと、
量にして０．１重量パーセントから２．０重量パーセントのＣｒと、
量にして０．１重量パーセントから２．０重量パーセントのＭｎと、
量にして０．０１重量パーセントから０．１重量パーセントのＹ、量にして０．０１重量パーセントから０．２重量パーセントのＺｒ、および量にして０．０５重量パーセントから０．４重量パーセントのＴｉのうち少なくとも１つとを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項２１】
スパークプラグ（２０）で使用するための電極（２２、２４）であって、前記電極は、
銅（Ｃｕ）合金で形成されたコア（２６）と、
前記コア（２６）を覆うニッケル（Ｎｉ）合金で形成されたクラッド（２８）とを備え、
前記Ｃｕ合金は、前記Ｃｕ合金の重量パーセントにして、少なくとも９８．５重量パーセントのＣｕと、総量が前記Ｃｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含み、
前記Ｎｉ合金は、前記Ｎｉ合金の重量パーセントにして、少なくとも９０．０重量パーセントのＮｉと、総量が前記Ｎｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む、電極。
【請求項２２】
少なくとも１つの電極を有するスパークプラグ（２０）を形成する方法であって、
Ｃｕと、ＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含む第１の粉末金属材料を準備するステップと、
前記第１の粉末金属材料を加熱することによりＣｕ合金を準備するステップとを含み、前記Ｃｕ合金は、前記Ｃｕ合金の重量パーセントにして、少なくとも９８．５０重量パーセントのＣｕと、総量が少なくとも０．０５重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含み、
前記Ｃｕ合金を成形してコア（２６）にするステップと、
Ｎｉと、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む第２の粉末金属材料を準備するステップと、
前記第２の粉末金属材料を加熱することによりＮｉ合金を準備するステップとを含み、前記Ｎｉ合金は、前記Ｎｉ合金の重量パーセントにして、少なくとも９０．０重量パーセントのＮｉと、総量が前記Ｎｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含み、
前記Ｎｉ合金を成形して前記コア（２６）を覆うクラッド（２８）にするステップを含む、方法。
【請求項１】
スパークプラグ（２０）であって、
中心電極（２４）と接地電極（２２）とを備え、
前記電極（２２、２４）のうち少なくとも一方は、銅（Ｃｕ）合金で形成されたコア（２６）と前記コア（２６）を覆うニッケル（Ｎｉ）合金で形成されたクラッド（２８）とを含み、
前記Ｃｕ合金は、前記Ｃｕ合金の重量パーセントにして、少なくとも９８．５重量パーセントのＣｕと、総量が前記Ｃｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含み、
前記Ｎｉ合金は、前記Ｎｉ合金の重量パーセントにして、少なくとも９０．０重量パーセントのＮｉと、総量が前記Ｎｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む、スパークプラグ。
【請求項２】
前記Ｃｕ合金は、前記Ｃｕ合金の重量パーセントにして、総量が少なくとも０．０５重量パーセントのＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項３】
前記Ｃｕ合金は、前記Ｃｕのマトリクスと、前記Ｃｕのマトリクスに分散したＺｒおよびＣｕのうち少なくとも一方の析出物とを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項４】
前記Ｃｕ合金は、量が最大９９．９５重量パーセントであるＣｕを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項５】
前記Ｃｕ合金は、量が最大１．５重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方を含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項６】
前記Ｃｕ合金は、総量が最大１．４５重量パーセントである、テルル（Ｔｅ）、セレン（Ｓｅ）、鉄（Ｆｅ）、銀（Ａｇ）、ホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、リン（Ｐ）、チタン（Ｔｉ）、および硫黄（Ｓ）のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項７】
前記Ｃｕ合金は、総量が少なくとも０．０１重量パーセントである、テルル（Ｔｅ）、セレン（Ｓｅ）、鉄（Ｆｅ）、銀（Ａｇ）、ホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、リン（Ｐ）、チタン（Ｔｉ）、および硫黄（Ｓ）のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項８】
前記Ｃｕ合金の前記Ｃｕはマトリクスであり、前記テルル（Ｔｅ）、セレン（Ｓｅ）、鉄（Ｆｅ）、銀（Ａｇ）、ホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、リン（Ｐ）、チタン（Ｔｉ）、および硫黄（Ｓ）のうち少なくとも１つは、前記Ｃｕのマトリクスに分散した析出物である、請求項６に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項９】
前記Ｃｕ合金は、量が９８．８１重量パーセントから９９．０５重量パーセントであるＣｕと、量が０．０５重量パーセントから０．１５重量パーセントであるＺｒとを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１０】
前記Ｃｕ合金は、量が９９．８１重量パーセントから９９．９５重量パーセントであるＣｕと、量が０．０５重量パーセントから０．０９重量パーセントであるＺｒと、量が０．９重量パーセントから１．１０重量パーセントであるＣｒとを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１１】
前記Ｎｉ合金は、量が最大９７．９重量パーセントであるＮｉを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１２】
前記Ｎｉ合金は、総量が最大１０．０重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１３】
前記Ｎｉ合金は、総量が少なくとも１．０重量パーセントである、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１４】
前記Ｎｉ合金は、前記少なくとも１つとしての第３族元素を量にして０．０１重量パーセントから０．２重量パーセント含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１５】
前記Ｎｉ合金は、前記少なくとも１つとしての第４族元素を量にして０．０１重量パーセントから０．５重量パーセント含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１６】
前記少なくとも１つとしての第１３族元素はＡｌを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１７】
前記Ｎｉ合金は、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、およびＺｒのうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１８】
前記Ｎｉ合金は、量にして９６．８重量パーセントから９７．９重量パーセントのＮｉと、量にして１．０重量パーセントから１．５重量パーセントのＡｌと、量にして１．０重量パーセントから１．５重量パーセントのＳｉと、量にして０．０１重量パーセントから０．２重量パーセントのＹとを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項１９】
前記Ｎｉ合金は、量にして９４．８５重量パーセントから９５．９重量パーセントのＮｉと、量にして１．６５重量パーセントから１．９０重量パーセントのＣｒと、量にして１．８重量パーセントから２．１重量パーセントのＭｎと、量にして０．３５重量パーセントから０．５５重量パーセントのＳｉと、量にして０．２重量パーセントから０．４重量パーセントのＴｉと、量にして０．１重量パーセントから０．２重量パーセントのＺｒとを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項２０】
前記Ｎｉ合金は、
量にして９１．３０重量パーセントから９９．６９重量パーセントのＮｉと、
量にして０．１重量パーセントから２．０重量パーセントのＡｌと、
量にして０．１重量パーセントから２．０重量パーセントのＳｉと、
量にして０．１重量パーセントから２．０重量パーセントのＣｒと、
量にして０．１重量パーセントから２．０重量パーセントのＭｎと、
量にして０．０１重量パーセントから０．１重量パーセントのＹ、量にして０．０１重量パーセントから０．２重量パーセントのＺｒ、および量にして０．０５重量パーセントから０．４重量パーセントのＴｉのうち少なくとも１つとを含む、請求項１に記載のスパークプラグ（２０）。
【請求項２１】
スパークプラグ（２０）で使用するための電極（２２、２４）であって、前記電極は、
銅（Ｃｕ）合金で形成されたコア（２６）と、
前記コア（２６）を覆うニッケル（Ｎｉ）合金で形成されたクラッド（２８）とを備え、
前記Ｃｕ合金は、前記Ｃｕ合金の重量パーセントにして、少なくとも９８．５重量パーセントのＣｕと、総量が前記Ｃｕ合金の強度に影響を及ぼすのに十分であるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含み、
前記Ｎｉ合金は、前記Ｎｉ合金の重量パーセントにして、少なくとも９０．０重量パーセントのＮｉと、総量が前記Ｎｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む、電極。
【請求項２２】
少なくとも１つの電極を有するスパークプラグ（２０）を形成する方法であって、
Ｃｕと、ＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含む第１の粉末金属材料を準備するステップと、
前記第１の粉末金属材料を加熱することによりＣｕ合金を準備するステップとを含み、前記Ｃｕ合金は、前記Ｃｕ合金の重量パーセントにして、少なくとも９８．５０重量パーセントのＣｕと、総量が少なくとも０．０５重量パーセントであるＺｒおよびＣｒのうち少なくとも一方とを含み、
前記Ｃｕ合金を成形してコア（２６）にするステップと、
Ｎｉと、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含む第２の粉末金属材料を準備するステップと、
前記第２の粉末金属材料を加熱することによりＮｉ合金を準備するステップとを含み、前記Ｎｉ合金は、前記Ｎｉ合金の重量パーセントにして、少なくとも９０．０重量パーセントのＮｉと、総量が前記Ｎｉ合金の強度に影響を及ぼすのに十分である、第３族元素、第４族元素、第１３族元素、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）、およびマンガン（Ｍｎ）のうち少なくとも１つとを含み、
前記Ｎｉ合金を成形して前記コア（２６）を覆うクラッド（２８）にするステップを含む、方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２０１３−５０２０４４（Ｐ２０１３−５０２０４４Ａ）
【公表日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２４８６３（Ｐ２０１２−５２４８６３）
【出願日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４５２９４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１９８９３
【国際公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【出願人】（５０６１４６３８９）フェデラル−モーグル・イグニション・カンパニー (38)
【氏名又は名称原語表記】ＦＥＤＥＲＡＬ−ＭＯＧＵＬ ＩＧＮＩＴＩＯＮ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４５２９４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１９８９３
【国際公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【出願人】（５０６１４６３８９）フェデラル−モーグル・イグニション・カンパニー (38)
【氏名又は名称原語表記】ＦＥＤＥＲＡＬ−ＭＯＧＵＬ ＩＧＮＩＴＩＯＮ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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