JPH04206489A

JPH04206489A - スパークプラグ

Info

Publication number: JPH04206489A
Application number: JP33763090A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sugimoto; 誠杉本; Masahiko Shigetsu; 雅彦重津
Original assignee: Mazda Motor Corp; NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp; Niterra Co Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-28

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、絶縁体として窒化珪素焼結体を用いたスパー
クプラグに関する。

（従来の技術）エンジンの点火装置としてのスパークプラグハ、絶縁体
により相互に電気的に絶縁された一対の電極を有する。

この場合、絶縁体としては、アルミナ（Ａ１２０３）か
多用されているが、低温てのくすふり汚損、高温でのブ
レイクニッンヨンか問題になる。くすぶり汚損とは、絶
縁体かくすふりによって生ずるカーホンによって汚損さ
れることであり、それによって絶縁性か低下するため、
エンジントラブル（始動不良や加速ミス）を発生する。

このくすぶり汚損の対策としては、スパークプラクの発
火部の絶縁体長さを長くするという手段かあるが、その
場合、上記絶縁体部か高温になり易くなるため、エンジ
ン高回転領域での耐プレイグニツシヨン性か悪くなる。

これに対して、上記絶縁体をアルミナでなくて窒化珪素
（Ｓ１３Ｎ４）焼結体にするという手段か知られている
（特開昭５７−１５２６８９号公報、同５７−１５２６
９０号公報参照）。この窒化珪素焼結体の場合、アルミ
ナよりも熱伝導率か良いことから、上記発火部の絶縁体
の温度を高くすることなく、その長さを長くすることか
でき、従って耐プレイグニツシヨン性と耐くすぶり汚損
性とを同時に向上せしめることか可能になる。

（発明か解決しようとする課題）そこで、本発明者は、上記窒化珪素焼結体を絶縁体とし
て使用すべく、第３図に示すような窒化珪素焼結体を絶
縁体すとして用いたスパ−クプラクａを製作し、第゛４
図に示すようにエンジン回転数を上下動させるサイクル
を繰り返すエンンンテストを行なった。なお、第３図に
おいて、Ｃは中心電極、ｄは側方電極である。

その結果、１００時間後に、絶縁体すに貫通孔ｅか発生
し、着火しなくなった。この問題について、検討したと
ころ、上記窒化珪素焼結体の場合、その耐電圧か２５Ｋ
Ｖ／ｍｍであって、放電電圧以上であるものの、アルミ
ナの４５ＫＶ／ｍｍに比べて低く、窒化珪素焼結体の絶
縁性（耐電圧特性）に経時劣化を生じていることかわか
ったものである。

すなわち、本発明の課題は、窒化珪素焼結体を絶縁体と
して用いることかできるように、上記絶縁性の経時劣化
の問題を解消することにある。

（課題を解決するための手段）本発明者は、このような課題に対して、種々検。

討した結果、窒化珪素焼結体の場合、その製作段階にお
いて、焼結体中に不純物として粉砕機等の機械器具から
混入するＦｅか上記絶縁性の経時劣化を助長しているこ
とを見出たしたものである。

すなわち、窒化珪素焼結体の耐電圧かアルミナよりも低
いのは、その誘電率か高く、電圧か印加された際に分極
し易いためであるか、このような条件下で、上記Ｆｅの
ような電気抵抗率か低く誘電率か低い不純物かあると、
その部分で電界の強さか大きくなり、上記貫通孔を生す
る、つまり絶縁破壊を生ずるものである。そこで、本発
明では、上記窒化珪素焼結体中のＦｅ成分の量を低く抑
えるものである。

具体的には、絶縁体と、この絶縁体により相互′　に電
気的に絶縁された一対の電極とを有するスノく一りブラ
グにおいて、上記絶縁体を、窒化珪素を主体とするセラ
ミック焼結体により構成し、且つ二の焼結体中のＦｅ成
分の含有量を０．０２重量％以下にするものである。

（作用）上記スパークプラグの場合、窒化珪素を主体とするセラ
ミック焼結体中のＦｅ成分か少ないから、高い電圧か印
加された場合の局部的な電界集中か防止され、絶縁性の
経時劣化か抑えられるものである。この場合、Ｆｅ成分
量か００２重量９６よりも多いと、比較的高い電圧か印
加された場合の耐久性が得られない。

（発明の効果）従って、本発明によれば、スパークプラクの絶縁体を、
窒化珪素を主体とするセラミック焼結体により構成し、
且つこの焼結体中のＦｅ成分の含有量を０．０２重量％
以下にしたから、絶縁性の経時劣化を防止し、絶縁体の
耐電圧を高めて耐久性の向上を図ることかできる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図にはロークリピストンエンジン用のスパークプラ
グ１か示されている。同図において、２は接地電極３を
放電端側に備えた円筒状の取付金具であり、この金具２
に絶縁体４か嵌められている。絶縁体４には軸孔か形成
されていて、二〇軸孔には放電端側に中心電極５か、そ
の反対側に端子電極６か、中間に抵抗体シール材７かそ
れぞれ設けられている。そして、上記絶縁体４により接
地電極３と中心電極５とが相互に電気的に絶縁されてい
るものである。なお、８．９はパツキン、１０はシール
材である。

第２図には着火式レンプロエンジン用のスパークプラク
１１の発火部か示されている。このプラク１１の場合、
絶縁体］４及び中心電極１５か金具１２よりも突出して
いる。１３は接地電極である。

上記絶縁体４，１４は、窒化珪素焼結体により構成され
ている。この窒化珪素焼結体は主成分か５１３Ｎ４てあ
り、その構成は第１表の通りである。

第１表含まれているものである。

上記窒化珪素焼結体の物性をアルミナと比較して示すと
第２表の通りである。

第２表上記スパークプラク］、１］につき、第４図に示すよう
にニンジン回転数を上下動させるサイクルを繰り返すエ
ンンンテストを行なった結果、２００時間経過後でも異
常は認められなかった。

次に、上記窒化珪素焼結体におけるＦｅ成分量か耐電圧
に与える影響について説明する。

先の第１表の構成におけるＦｅ成分量のみを変えた第３
表の■〜■の各テストピースを作成し、それらの耐電圧
を測定した。

第３表一ス２１は、直径５０ｍｎ＋、厚さ１ｍｍの円板であり
、このテストピース２］の表裏に一対の電極２２゜２３
を当てて、直流電圧を印加した。結果は第６図に示され
ている。

すなわち、テストピース■は２７ＫＶの印加電圧で、テ
ストピース■は４０ＫＶの印加電圧で、それぞれ即時に
絶縁破壊を起こし、テストピースに貫通孔か発生した。

これに対して、テストピース■〜■のものては、沿面コ
ロナ放電（コロナか発生すると、絶縁物の表面に電荷か
蓄積され、絶縁物表面に沿って火花か進展し易くなり、
絶縁物の劣化をもたらす）の発生か認められたか、比較
的高い印加電圧に対しても長時間耐え、Ｆｅ成分か０，
０２重量％以下であれば、通常の使用レベルでの印加電
圧では耐久性に問題がないことかわかった。また、テス
トピース■、■のようにＦｅ成分か少なくなってくると
、さらに耐久性が向上し、Ｆｅ成分か０．０１重量％以
下になると、絶縁体の耐電圧特性に大きな差はでなくな
ることかわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はロータリピストンエンジン用スパークプラグの
断面図、第２図は着火式レシプロエンジン用のスパーク
プラグの発火部の断面図、第３図はスパークプラクの絶
縁体に貫通孔か発生した状態を示す断面図、第４図はエ
ンンンテスト条件を示す特性図、第５図は耐電圧測定の
態様を示す側面図、第６図は耐電圧テストの結果を示す
クラフ図である。１．１１・・・スパークプラク２．１２・・・取付金具３．１Ｂ　　接地電極４．１４・・・・絶縁体５．１５・・中心電極特許出願人　　日本特殊陶業株式会社　　　　　１特許
出願人　マツダ株式会社　４．−・ト　□・

Claims

【特許請求の範囲】

（１）絶縁体と、この絶縁体により相互に電気的に絶縁
された一対の電極とを有するスパークプラグにおいて、
上記絶縁体が窒化珪素を主体とするセラミック焼結体に
より構成され、且つこの焼結体中のＦｅ成分の含有量が
０．０２重量％以下になされていることを特徴とするス
パークプラグ。