JPH02152183A - Spark plug for internal combustion engine - Google Patents
Spark plug for internal combustion engineInfo
- Publication number
- JPH02152183A JPH02152183A JP30609388A JP30609388A JPH02152183A JP H02152183 A JPH02152183 A JP H02152183A JP 30609388 A JP30609388 A JP 30609388A JP 30609388 A JP30609388 A JP 30609388A JP H02152183 A JPH02152183 A JP H02152183A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spark
- sintering
- internal combustion
- spark discharge
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Spark Plugs (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は、内燃機関に使用されるスパークプラグに間
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a spark plug used in an internal combustion engine.
(従来の技術)
従来、内燃機関に使用されるスパークプラグを構成する
絶縁体にはA I 203 (アルミナ)を主体とする
ものが一般的である。(Prior Art) Conventionally, insulators constituting spark plugs used in internal combustion engines are generally made mainly of A I 203 (alumina).
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、上記従来のものにおいて、絶縁体にA1
203(アルミナ)を主体とするものを用いる場合、熱
伝導率が低いものであるから、近年高性能化している内
燃機関に用いると、Al203(アルミナ)自体の有す
る低い熱伝導率のため、燃焼室内において発生する燃焼
熱の外方への放散を十分円滑に行なうことができず、こ
の熱を帯びた絶縁体に起因するプレイグニツシヨン等の
弊害が発生するものである。そこで、より熱伝導率の高
い窒化系セラミックスによって絶縁体を構成し、この高
い熱伝導率によって、効率よく絶縁体が燃焼室内より受
ける熱を外方に放散することが提案されているが、窒化
系セラミックス自体が耐電圧性に欠けるものであること
から、より高い電圧をかけて、燃料に着火するために火
花放電を強くすることができないという欠点がある。そ
して、耐電圧性を向上させるために、絶縁体の肉厚を厚
くすることが考えられるが、コストが著しく上昇するも
のである。そこで、この発明は上記従来のものの持つ欠
点を改善するものであり、熱放散に優れた窒化セラミッ
クスによって絶縁体を構成すると共に、不足する耐電圧
性を向上させようとするものである。(Problem to be Solved by the Invention) However, in the above conventional product, the insulator has A1
When using Al203 (alumina) as a main component, it has a low thermal conductivity, so when used in internal combustion engines, which have become more efficient in recent years, it is difficult to burn due to the low thermal conductivity of Al203 (alumina) itself. The combustion heat generated inside the room cannot be dissipated outwards sufficiently smoothly, and problems such as pre-ignition occur due to the heated insulator. Therefore, it has been proposed that the insulator be made of nitride-based ceramics, which have higher thermal conductivity, and that this high thermal conductivity allows the insulator to efficiently dissipate heat received from the combustion chamber to the outside. Since the system ceramic itself lacks voltage resistance, it has the disadvantage that it is not possible to apply a higher voltage to strengthen the spark discharge to ignite the fuel. In order to improve the voltage resistance, it is conceivable to increase the thickness of the insulator, but this would significantly increase the cost. Therefore, the present invention aims to improve the above-mentioned drawbacks of the conventional products, and aims to construct an insulator using nitride ceramics having excellent heat dissipation, and to improve the insufficient voltage resistance.
(課題を解決するための手段)
そのために、窒化物系セラミックスによって絶縁体を構
成し、この窒化物系セラミックスの焼成時の焼結収縮力
によって融点が2000℃以上の貴金属材料(例えばイ
リジウム合金等)による火花放電部を保持し、この火花
放電部を小径部と大径部からなる段付き円筒形とすると
共に、小径部の直径り月、5mm以下のものとしたり、
或は粉末プレス体を焼結してなるものとする。(Means for solving the problem) To this end, an insulator is constructed of nitride ceramics, and the sintering shrinkage force during firing of the nitride ceramics is applied to noble metal materials (for example, iridium alloys, etc.) with a melting point of 2000°C or higher. ), and this spark discharge part is formed into a stepped cylindrical shape consisting of a small diameter part and a large diameter part, and the diameter of the small diameter part is 5 mm or less,
Alternatively, it may be formed by sintering a pressed powder body.
又、粉末プレス体を焼結した貴金属材料よりなる火花放
電部と端子電極先端のガラスシール部との間に導電性粉
末(例えば線膨張係数が9.OX 106/°C以下で
ある)のプレス体の中間電極を配置し、さらにこの導電
性粉末プレス体の粉末が、W、 Mo、Ti、Cr、Z
r、Ta、Nb等或はその炭化物、珪化物の単独又は混
合物よりなるものとしたり、更にはW、 Mo、 T
i、Cr、 Zr、 Ta、N +)等の一次粒
子、或はこれらの造粒粉末の表面を他の耐酸化性に優れ
た金属によって被覆したものである。Further, conductive powder (for example, linear expansion coefficient is 9.OX 106/°C or less) is pressed between the spark discharge part made of a noble metal material obtained by sintering the powder press body and the glass seal part at the tip of the terminal electrode. An intermediate electrode of the conductive powder body is arranged, and the powder of this conductive powder press body contains W, Mo, Ti, Cr, Z.
r, Ta, Nb, etc., or their carbides, silicides, alone or in mixtures, and furthermore, W, Mo, T.
The surface of primary particles such as i, Cr, Zr, Ta, N+) or granulated powders thereof is coated with other metals having excellent oxidation resistance.
(作用)
上記構成を具えるので、中間電極の直径を細径とするこ
とで相対的に、高温において耐電圧が低下する窒化物系
セラミックスによって絶縁体の肉厚を厚くすることが可
能とすることができ、さらに火花放電部に貴金属材料(
例えはイリジウム合金や粉末プレス体を焼結したもの)
を用いることにより、火花放電による消耗を最小限とす
ることができるので、放電電圧の上昇によって絶縁体に
かかる電圧を抑制し、高電圧下において発生し易い絶縁
体貫通を防止することができる。(Function) With the above configuration, by making the diameter of the intermediate electrode small, it is possible to relatively increase the thickness of the insulator using nitride-based ceramics whose withstand voltage decreases at high temperatures. In addition, precious metal materials (
(For example, sintered iridium alloy or pressed powder body)
By using this, consumption due to spark discharge can be minimized, so the voltage applied to the insulator due to the increase in discharge voltage can be suppressed, and penetration of the insulator, which is likely to occur under high voltage, can be prevented.
(実施例) この発明を図に示す実施例により更に説明する。(Example) This invention will be further explained with reference to embodiments shown in the drawings.
(1)は、この発明の実施例である内燃機関用スパーク
プラグであり、この内燃機関用スパークプラグ(1)は
、内燃機関に取り付けるために使用するネジ部(4)を
具え、外側電極(5)を配置する主体金具(3)と窒化
物系セラミックスよりなる絶縁体(2)から構成され、
この軸孔(10)内に端子電極(9)、ガラスシール(
8)、及び中間電極(7)を封入してなるものであり、
この絶縁体(2)の焼成時の焼結収縮力によって、上記
中間電極(7)の先端に、融点が2000℃以上の貴金
属材料(例えば、イリジウムやイリジウム合金)の火花
放電部(6)を保持するものである。(1) is a spark plug for an internal combustion engine, which is an embodiment of the present invention. 5) is composed of a main metal fitting (3) for arranging the main body (3) and an insulator (2) made of nitride-based ceramics,
A terminal electrode (9) and a glass seal (
8), and an intermediate electrode (7) are enclosed,
Due to the sintering contraction force during firing of this insulator (2), a spark discharge part (6) made of a noble metal material (for example, iridium or iridium alloy) with a melting point of 2000°C or higher is formed at the tip of the intermediate electrode (7). It is something to keep.
又、この火花放電部(6)は小径部(11)と大径部(
12)からなる段付き円筒形とすると共に、小径部(1
1)の直径を1.5mm以下のものとすることができる
が、使用する貴金属材料(例えば、イリジウムやイリジ
ウム合金等)はヘッダー加工が難しいことから、量産性
を考慮して貴金属材料の粉末プレス体を成形、焼結を使
用することができる。Moreover, this spark discharge part (6) has a small diameter part (11) and a large diameter part (
12) with a stepped cylindrical shape, and a small diameter part (1
1) The diameter of 1) can be made to be 1.5 mm or less, but since the noble metal materials used (for example, iridium and iridium alloys) are difficult to process as headers, powder pressing of precious metal materials is required in consideration of mass production. Shaping the body, sintering can be used.
一方、この絶縁体(2)に使用される窒化物系セラミッ
クスとしては、良熱伝導性を有する窒化アルミニウムや
窒化ケイ素が挙げられるが、その成形は窒化アルミニウ
ムのスプレー造粒粉をラバープレス成形後、切削工程を
経て生素地としたものに、焼成温度が非常に高いことか
ら、例えはイリジウム粉末を金型ブレスによって段付き
円筒形とする粉末プレス体を装着した後、窒素雰囲気下
、1850〜2000℃で焼結するものであり、この焼
結時に絶縁体(2)の生素地に発生する焼結収縮力によ
り火花放電部(6)を保持するものである。さらに、粉
末プレス体を焼結した貴金属材料よりなる火花放電部(
6)と端子電極(9)先端のガラスシール(8)との間
に配置される中間電極(7)を、MoSi、、等の導電
性粉末(内燃機関装着時の加熱、冷却による熱応力の発
生を緩和するため、例えば0〜100℃の線膨張係数が
9.OX 10−6/℃以下、望ましくは6.OX 1
0−6/℃以下である。)のプレス体としたものを使用
することによって、火花放電部(6)との密着作業が向
上するものである。そして、中間電極(7)に使用され
る導電性粉末は、MoSi2の他にW、Mo、T、i、
Cr、Z r、Ta、Nb等を用いることができ、燃焼
ガスによる酸化を防止するためにその炭化物、珪化物の
単独又は混合物よりなるものや、更にはW、 Mo、
Ti、Cr、Zr、Ta、Nb等の一次粒子、或はこ
れらの造粒粉末の表面を他の耐酸化性に優れたN!、C
r、Pd或はpt等の金属によって被覆したものを使用
しても良いものである。その上、第3図に示すように、
中間電極(7)をこれら異なった導電性粉末の被覆1’
!(7’)、(7”)を具える積層構造とすることで、
より安定した構造を得ることができる。On the other hand, the nitride-based ceramics used for this insulator (2) include aluminum nitride and silicon nitride, which have good thermal conductivity. Since the firing temperature is extremely high, for example, after a powder press body made of iridium powder into a stepped cylindrical shape with a mold press is attached to the raw material obtained through the cutting process, under a nitrogen atmosphere, 1850 ~ It is sintered at 2000°C, and the spark discharge part (6) is held by the sintering contraction force generated in the green base of the insulator (2) during sintering. Furthermore, a spark discharge part (
6) and the glass seal (8) at the tip of the terminal electrode (9). In order to alleviate the occurrence, for example, the coefficient of linear expansion from 0 to 100°C is 9.OX 10-6/°C or less, preferably 6.OX 1
It is 0-6/℃ or less. ) By using a pressed body, the close contact with the spark discharge part (6) is improved. In addition to MoSi2, the conductive powder used for the intermediate electrode (7) includes W, Mo, T, i,
Cr, Zr, Ta, Nb, etc. can be used, and in order to prevent oxidation by combustion gas, carbides and silicides thereof may be used alone or in combination, and further W, Mo,
The surface of primary particles such as Ti, Cr, Zr, Ta, Nb, etc., or their granulated powders, is coated with other oxidation-resistant N! , C
A material coated with a metal such as r, Pd or PT may also be used. Moreover, as shown in Figure 3,
The intermediate electrode (7) is coated with these different conductive powders 1'
! (7'), (7'') by making it a laminated structure,
A more stable structure can be obtained.
この発明の実施例は以上の構成を具えるので、中間電極
(7)の直径を細径とすることで相対的に、高温におい
て耐電圧が低下する窒化物系セラミックスの絶縁体(2
)の肉厚を厚くすることが可能となり、又、火花放電部
(6)に貴金属材料(例えばイリジウム合金や粉末プレ
ス体を焼結したもの)を用いることにより、火花放電に
よる消耗を最小限とすることができるので、放電電圧の
上昇によって絶縁体(2)にかかる電圧を抑制し、高電
圧下において発生し易い絶縁体貫通を防止することがで
きる。Since the embodiment of the present invention has the above configuration, by making the diameter of the intermediate electrode (7) small, it is possible to use the nitride ceramic insulator (2), which has a relatively low withstand voltage at high temperatures.
), and by using a noble metal material (for example, an iridium alloy or a sintered powder press) for the spark discharge part (6), wear due to spark discharge can be minimized. Therefore, the voltage applied to the insulator (2) due to the increase in discharge voltage can be suppressed, and penetration of the insulator, which is likely to occur under high voltage, can be prevented.
そこで、この発明の実施例を従来のものと比較したとこ
ろ、耐電圧性能においてはAl2O3によって絶縁体を
構成するものと同等の性能を示す一方、放電電圧におい
ては20〜30%低下するので、絶縁体貫通を十分に防
止することが確認され、更に2000ccターボエンジ
ンにおいて、500時間の冷熱サイクリック(10分間
全開→10分間停止)を?テなったところ火花消耗も抑
制され、同等不具合を生じることがないものである。Therefore, when comparing the embodiment of the present invention with the conventional one, it was found that while the withstand voltage performance was equivalent to that of an insulator made of Al2O3, the discharge voltage was 20 to 30% lower. It has been confirmed that it sufficiently prevents body penetration, and it has also been tested in a 2000cc turbo engine for 500 hours of cold and hot cyclic operation (10 minutes full throttle → 10 minutes off)? As a result, spark consumption is also suppressed and similar problems do not occur.
(発明の効果)
以上のとおり、耐電圧性能を向上させると共に、放電電
圧の増加につながる火花消耗を最小限とする電極を使用
することにまって、高性能化に伴うスパークプラグ自体
の性能を長期間維持することができ、更に使用者のメイ
ンテナンスを最低限に簡易化することが可能となる優れ
た効果を有するものである。(Effects of the invention) As described above, by using electrodes that improve withstand voltage performance and minimize spark consumption that leads to an increase in discharge voltage, the performance of the spark plug itself is improved as performance increases. It has the excellent effect of being able to be maintained for a long period of time and further simplifying maintenance for the user to a minimum.
第1図は、この発明の実施例である内燃8!閏用スパー
クプラグの部分断面図、第2図は、その要部拡大断面図
、第3図は、その他の実施例の要部拡大横断面図である
。
1・・・内燃機関用スパークプラグ 2・・・絶縁体3
・・・主体金具 4・・・ネジ部 5・・・外側電極6
・・・火花放電部 7・・・中間電極 ?’ 7”・
・・被覆層 8・・・ガラスシール 9・・・端子電極
lO・・・軸孔 11・・・小径部 12・・・大径部
特許出願人 代理人 弁理士 藤 木 三 幸第
!
図
第
図FIG. 1 shows an internal combustion engine 8! which is an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the leap spark plug, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the main part of another embodiment. 1...Spark plug for internal combustion engine 2...Insulator 3
... Metal shell 4 ... Threaded part 5 ... Outer electrode 6
...Spark discharge part 7...Intermediate electrode? '7"・
...Coating layer 8...Glass seal 9...Terminal electrode lO...Shaft hole 11...Small diameter portion 12...Large diameter portion Patent applicant Agent Patent attorney Yukihiro Fujiki San! Figure diagram
Claims (7)
、この窒化物系セラミックスの焼成時の焼結収縮力によ
って融点が2000℃以上の貴金属材料による火花放電
部を保持してなる内燃機関用スパークプラグ。(1) A spark for an internal combustion engine in which the insulator is composed of nitride ceramics, and a spark discharge part made of a noble metal material with a melting point of 2000°C or higher is maintained by the sintering contraction force of the nitride ceramics during firing. plug.
時の焼結収縮力によって保持される火花放電部の貴金属
材料をイリジウム合金とする請求項(1)記載の内燃機
関用スパークプラグ。(2) The spark plug for an internal combustion engine according to claim (1), wherein the noble metal material of the spark discharge portion, which is held by the sintering contraction force during firing of the nitride-based ceramic constituting the insulator, is an iridium alloy.
筒形とすると共に、小径部の直径が1.5mm以下であ
る請求項(1)又は(2)記載の内燃機関用スパークプ
ラグ。(3) The spark for an internal combustion engine according to claim (1) or (2), wherein the spark discharge part has a stepped cylindrical shape consisting of a small diameter part and a large diameter part, and the diameter of the small diameter part is 1.5 mm or less. plug.
体を焼結したものとする請求項(1)、(2)又は(3
)記載の内燃機関用スパークプラグ。(4) Claim (1), (2) or (3), wherein the precious metal material constituting the spark discharge part is made by sintering a pressed powder body.
) Spark plugs for internal combustion engines.
花放電部と端子電極先端のガラスシール部との間に導電
性粉末プレス体の中間電極を配置してなる請求項(1)
、(2)、(3)又は(4)記載の内燃機関用スパーク
プラグ。(5) Claim (1) wherein an intermediate electrode made of a conductive pressed powder body is arranged between a spark discharge part made of a noble metal material obtained by sintering a pressed powder body and a glass seal part at the tip of the terminal electrode.
, (2), (3) or (4).
が、W、Mo、Ti、Cr、Zr、Ta、Nb等或はそ
の炭化物、珪化物の単独又は混合物よりなる請求項(1
)、(2)、(3)、(4)、又は(5)記載の内燃機
関用スパークプラグ。(6) Claim (1) wherein the powder of the conductive powder press constituting the intermediate electrode is made of W, Mo, Ti, Cr, Zr, Ta, Nb, etc., or their carbides or silicides alone or in mixtures.
), (2), (3), (4), or (5).
が、W、Mo、Ti、Cr、Zr、Ta、Nb等の一次
粒子、或はこれらの造粒粉末の表面を他の耐酸化性に優
れた金属によって被覆し、あるいは軸方向に積層構造と
してなる請求項(1)、(2)、(3)、(4)、(5
)、又は(6)記載の内燃機関用スパークプラグ。(7) The powder of the conductive powder press body constituting the intermediate electrode contains primary particles such as W, Mo, Ti, Cr, Zr, Ta, and Nb, or the surface of these granulated powders is coated with other oxidation-resistant materials. Claims (1), (2), (3), (4), (5) covered with a metal having excellent properties or having a laminated structure in the axial direction.
), or the spark plug for an internal combustion engine according to (6).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30609388A JPH02152183A (en) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | Spark plug for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30609388A JPH02152183A (en) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | Spark plug for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02152183A true JPH02152183A (en) | 1990-06-12 |
Family
ID=17952945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30609388A Pending JPH02152183A (en) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | Spark plug for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02152183A (en) |
-
1988
- 1988-12-05 JP JP30609388A patent/JPH02152183A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4659960A (en) | Electrode structure for a spark plug | |
| JPS6144392B2 (en) | ||
| CN100470975C (en) | spark plug | |
| US7449823B2 (en) | Spark plug with specific electrode material | |
| EP1517419B1 (en) | Spark plug | |
| CN102656760A (en) | Electrode materials for spark plugs | |
| US4556780A (en) | Ceramic heater | |
| JPH07109783B2 (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
| JPH02152183A (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
| JP4271458B2 (en) | Spark plug | |
| JP2002231411A (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
| JPS63257193A (en) | Ignition plug | |
| JP4153849B2 (en) | Ceramic heater and glow plug using the same | |
| JPS61135080A (en) | Spark plug | |
| JPS6144391B2 (en) | ||
| JP2791890B2 (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
| JPH03149790A (en) | Spark plug | |
| JPS5823278A (en) | Distributor for internal combustion engine | |
| JPS6144393B2 (en) | ||
| JPH10189226A (en) | Ceramic heater and manufacture thereof | |
| JPH0144897B2 (en) | ||
| JPS6129086A (en) | Spark plug | |
| JPH06101367B2 (en) | Spark plug | |
| JPH09227222A (en) | Alumina ceramics and spark plugs | |
| JPS6122588A (en) | Ignition plug |