JPH02152183A - 内燃機関用スパークプラグ - Google Patents
内燃機関用スパークプラグInfo
- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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。
する。
（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。
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。
（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。
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。
（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。
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。
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。
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。
（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。
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。
（実施例）
この発明を図に示す実施例により更に説明する。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
（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。
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。
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
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
Claims (7)
- （１）、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。 - （２）、絶縁体を構成する窒化物系セラミックスの焼成
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。 - （３）、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。 - （４）、火花放電部を構成する貴金属材料を粉末プレス
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。 - （５）、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。 - （６）、中間電極を構成する導電性粉末プレス体の粉末
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。 - （７）、中間電極を構成する導電性粉末プレス体の粉末
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30609388A JPH02152183A (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | 内燃機関用スパークプラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30609388A JPH02152183A (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | 内燃機関用スパークプラグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02152183A true JPH02152183A (ja) | 1990-06-12 |
Family
ID=17952945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30609388A Pending JPH02152183A (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | 内燃機関用スパークプラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02152183A (ja) |
-
1988
- 1988-12-05 JP JP30609388A patent/JPH02152183A/ja active Pending
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