JP2019525414A - Spark plug with improved seal - Google Patents

Spark plug with improved seal Download PDF

Info

Publication number
JP2019525414A
JP2019525414A JP2019505246A JP2019505246A JP2019525414A JP 2019525414 A JP2019525414 A JP 2019525414A JP 2019505246 A JP2019505246 A JP 2019505246A JP 2019505246 A JP2019505246 A JP 2019505246A JP 2019525414 A JP2019525414 A JP 2019525414A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive
glass seal
amount
weight
glass
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
Application number
JP2019505246A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ファーステンバーグ，キース
ウォーカー，ウィリアム・ジェイ，ジュニア
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tenneco Inc
Original Assignee
Tenneco Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US15/225,216 external-priority patent/US9893495B2/en
Application filed by Tenneco Inc filed Critical Tenneco Inc
Publication of JP2019525414A publication Critical patent/JP2019525414A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/34—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by the mounting of electrodes in insulation, e.g. by embedding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
    • C03C3/066—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/14—Compositions for glass with special properties for electro-conductive glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
    • C03C8/04—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/14—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
    • C03C8/16—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions with vehicle or suspending agents, e.g. slip
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/14—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
    • C03C8/18—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions containing free metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/24—Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/14—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
    • H01B1/16—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/02—Details
    • H01T13/08—Mounting, fixing or sealing of sparking plugs, e.g. in combustion chamber

Abstract

スパークプラグの導電性部品と絶縁体との間に密封結合を提供するための導電性ガラスシールが提供される。ガラスシールは、ガラスフリットと、結合剤と、膨張剤と、導電性金属粒子とを混合することによって形成される。ガラスフリットは、シリカ（ＳｉＯ２）と、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）と、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）と、酸化亜鉛（ＺｎＯ）とを含み得る。結合剤は、ナトリウムベントナイトまたはケイ酸アルミニウムマグネシウム、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、およびデキストリンを含み得る。膨張剤は炭酸リチウムを含み得る。導電性粒子は銅を含み得る。完成されたガラスシールは、ガラスシールの総重量に基づいて、５０．０〜９０．０重量（重量％）の総量のガラスと、１０．０〜５０．０重量％の量の導電性金属粒子とを含む。A conductive glass seal is provided for providing a hermetic bond between the conductive component of the spark plug and the insulator. The glass seal is formed by mixing glass frit, a binder, an expanding agent, and conductive metal particles. The glass frit can include silica (SiO 2), boron oxide (B 2 O 3), aluminum oxide (Al 2 O 3), bismuth oxide (Bi 2 O 3), and zinc oxide (ZnO). The binder may include sodium bentonite or aluminum magnesium silicate, polyethylene glycol (PEG), and dextrin. The swelling agent can include lithium carbonate. The conductive particles can include copper. The finished glass seal is based on the total weight of the glass seal, with a total amount of glass of 50.0-90.0 wt (wt%) and conductive metal particles in an amount of 10.0-50.0 wt%. Including.

Description

関連出願との相互参照
本願は、２０１６年８月１日に出願された米国特許出願第１５／２２５，２１６号の利益を主張する。その内容全体がここに引用により援用される。 This application claims the benefit of US patent application Ser. No. 15 / 225,216, filed Aug. 1, 2016. The entire contents thereof are incorporated herein by reference.

発明の背景
１．発明の分野
この発明は一般に点火装置用のガラスシールに関し、より特定的には、ガラスシールを含むスパークプラグ、およびそれを形成する方法に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates generally to glass seals for igniters, and more particularly to spark plugs including glass seals and methods of forming the same.

２．関連技術
ガラスシールは、点火装置、たとえばスパークプラグの、中央電極などの導電性部品と絶縁体との間に密封結合を形成するためにしばしば使用される。スパークプラグのガラスシールは典型的には、絶縁体の穴にガラス粉末を配置し、次に、絶縁体、中央電極およびガラス粉末を炉内でともに焼成することによって形成される。熱はまた、ガラスシールのある成分を膨張させ、ひいては絶縁体と中央電極との間に密封結合を形成させる。しかしながら、中央電極と絶縁体との間のガラス粉末が溶けて膨張するにつれて、気泡または気孔が形成され、それらの泡または孔は、ガラスシールが室温まで冷えた後でも、完成されたスパークプラグのガラスシール内に残る。このため、スパークプラグが内燃機関で使用され、高電界にさらされる場合、その電界により、泡または孔に含まれる気体がイオン化されてコロナを形成するようになる。イオン化された気体は、周囲の固体の絶縁体に熱を伝達する一連のイオン化電荷を生成する。熱的破壊メカニズムが起こり、それは誘電破壊（dielectric breakdown）を引き起こし得る。気体によって生じるこの誘電破壊の影響は、泡または孔が大きい場合に特に顕著であり、その場合、絶縁体の誘電故障（dielectric failure）が起こり得る。絶縁体を通じた、膨張したガラスシールへの絶縁破壊（dielectric puncture）は、スパークプラグの故障をもたらす可能性がある。 2. Related Art Glass seals are often used to form a hermetic bond between an electrically conductive component, such as the center electrode, and an insulator of an ignition device, such as a spark plug. The glass seal of a spark plug is typically formed by placing glass powder in a hole in the insulator and then firing the insulator, center electrode and glass powder together in a furnace. The heat also causes certain components of the glass seal to expand, thus forming a hermetic bond between the insulator and the central electrode. However, as the glass powder between the center electrode and the insulator melts and expands, bubbles or pores are formed, which bubbles or pores remain in the finished spark plug even after the glass seal has cooled to room temperature. Remains in the glass seal. For this reason, when a spark plug is used in an internal combustion engine and exposed to a high electric field, the gas contained in the bubbles or holes is ionized by the electric field to form a corona. The ionized gas produces a series of ionized charges that transfer heat to the surrounding solid insulator. A thermal breakdown mechanism occurs, which can cause a dielectric breakdown. This dielectric breakdown effect caused by the gas is particularly noticeable when the bubbles or pores are large, in which case dielectric failure of the insulator can occur. Dielectric puncture through the insulator to the expanded glass seal can lead to spark plug failure.

発明の概要
この発明の一局面は、スパークプラグの導電性部品と絶縁体との間に密封結合を提供するための、９×１０６Ｓ／ｍ〜６５×１０６Ｓ／ｍの範囲の導電率を有する導電性ガラスシールを提供する。ガラスシールは、ガラスシールの総重量に基づいて、５０．０〜９０．０重量（重量％）の総量の少なくとも１つのガラスと、１０．０〜５０．０重量％の量の導電性金属粒子とを含む。ガラスシールはまた、ガラスシールの総体積に基づいて２５．０〜７５．０体積パーセント（体積％）の量の気体充填孔を含む。 One aspect of the Summary of the Invention The present invention, to provide a sealed coupling between the conductive parts of the spark plug and the insulator, the conductive range of 9 × 10 6 S / m~65 × 10 6 S / m An electrically conductive glass seal having a rate is provided. The glass seal is based on the total weight of the glass seal, the total amount of at least one glass of 50.0-90.0% by weight (% by weight) and conductive metal particles in the amount of 10.0-50.0% by weight. Including. The glass seal also includes gas filled holes in an amount of 25.0-75.0 volume percent (volume%) based on the total volume of the glass seal.

この発明の別の局面は、導電性部品を包囲する絶縁体と、導電性部品と絶縁体との間に密封結合を提供する導電性ガラスシールとを含む、スパークプラグを提供する。ガラスシールは、ガラスシールの総重量に基づいて、５０．０〜９０．０重量（重量％）の総量の少なくとも１つのガラスと、１０．０〜５０．０重量％の量の導電性金属粒子とを含む。導電性ガラスシールは、９×１０６Ｓ／ｍ〜６５×１０６Ｓ／ｍの範囲の導電率を有する。ガラスシールはまた、ガラスシールの総体積に基づいて２５．０〜７５．０体積パーセント（体積％）の量の気体充填孔を含む。 Another aspect of the invention provides a spark plug that includes an insulator that surrounds a conductive component and a conductive glass seal that provides a hermetic bond between the conductive component and the insulator. The glass seal is based on the total weight of the glass seal, the total amount of at least one glass of 50.0-90.0% by weight (% by weight) and conductive metal particles in the amount of 10.0-50.0% by weight. Including. Conductive glass seal has a conductivity in the range of 9 × 10 6 S / m~65 × 10 6 S / m. The glass seal also includes gas filled holes in an amount of 25.0-75.0 volume percent (volume%) based on the total volume of the glass seal.

この発明のさらに別の局面は、スパークプラグの導電性部品と絶縁体との間に密封結合を提供するための導電性ガラスシールを製造する方法を含む。この方法は、混合物の総重量に基づいて、４８．８〜９０．０重量％の総量の少なくとも１つのガラスフリットと、０．１〜３．０重量％の量の結合剤と、０．１〜１．０重量％の量の膨張剤と、１０．０〜５０．０重量％の量の導電性金属粒子とを含む混合物を提供するステップと、ガラスシールを形成するために混合物を焼成するステップとを含み、ガラスシールは、９×１０６Ｓ／ｍ〜６５×１０６Ｓ／ｍの範囲の導電率を有する。 Yet another aspect of the present invention includes a method of manufacturing a conductive glass seal for providing a hermetic bond between a spark plug conductive component and an insulator. The method comprises, based on the total weight of the mixture, at least one glass frit in a total amount of 48.8-90.0% by weight, a binder in an amount of 0.1-3.0% by weight, Providing a mixture comprising a swelling agent in an amount of -1.0 wt% and conductive metal particles in an amount of 10.0-50.0 wt%, and firing the mixture to form a glass seal and a step, the glass seal has a conductivity in the range of 9 × 10 6 S / m~65 × 10 6 S / m.

この発明の別の局面は、導電性部品と絶縁体との間に密封結合を提供する導電性ガラスシールを含むスパークプラグを製造する方法を提供する。この方法は、導電性部品と絶縁体との間に混合物を配置するステップを含み、混合物は、混合物の総重量に基づいて、４８．８〜９０．０重量％の総量の少なくとも１つのガラスフリットと、０．１〜３．０重量％の量の結合剤と、０．１〜１．０重量％の量の膨張剤と、１０．０〜５０．０重量％の量の導電性金属粒子とを含む。この方法はさらに、ガラスシールを形成するために混合物を焼成するステップを含み、ガラスシールは、９×１０６Ｓ／ｍ〜６５×１０６Ｓ／ｍの範囲の導電率を有する。 Another aspect of the invention provides a method of manufacturing a spark plug that includes a conductive glass seal that provides a hermetic bond between a conductive component and an insulator. The method includes disposing a mixture between the conductive component and the insulator, the mixture comprising a total amount of at least one glass frit of 48.8-90.0% by weight, based on the total weight of the mixture. A binder in an amount of 0.1-3.0% by weight, an expanding agent in an amount of 0.1-1.0% by weight, and conductive metal particles in an amount of 10.0-50.0% by weight. Including. The method further includes the step of firing the mixture to form a glass seal, glass seal has a conductivity in the range of 9 × 10 6 S / m~65 × 10 6 S / m.

導電性粒子は、ガラスシールの焼成中に形成された気体充填孔を包囲する。導電性粒子は、スパークプラグが内燃機関で使用され、高電界にさらされるときに孔を横切る電界を排除する。このため、スパークプラグの絶縁体を通じた誘電破壊および絶縁破壊を起動し得る気体のイオン化が排除される。   The conductive particles surround gas filled holes formed during the firing of the glass seal. The conductive particles eliminate the electric field across the hole when the spark plug is used in an internal combustion engine and is exposed to a high electric field. This eliminates dielectric breakdown through the spark plug insulator and gas ionization that can trigger dielectric breakdown.

図面の簡単な説明
この発明は、添付図面に関連して検討される以下の詳細な説明を参照することによってよりよく理解されるようになるため、この発明の他の利点は容易に理解されるであろう。 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other advantages of the present invention are readily appreciated as the invention becomes better understood by reference to the following detailed description considered in connection with the accompanying drawings, in which: Will.

この発明の例示的な一実施形態に従った、導電性ガラスシールを含むスパークプラグの断面図である。1 is a cross-sectional view of a spark plug including a conductive glass seal according to an exemplary embodiment of the present invention. この発明の別の例示的な実施形態に従った、導電性ガラスシールを含むスパークプラグの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a spark plug including a conductive glass seal according to another exemplary embodiment of the present invention. 焼成するステップの後の、線Ａ−Ａに沿った、ガラスと導電性金属粒子と気体充填孔とを含む図１の導電性ガラスシールの図である。FIG. 2 is a view of the conductive glass seal of FIG. 1 including glass, conductive metal particles, and gas filled holes along line AA after the firing step. 図３のガラスシールの一部の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a part of the glass seal of FIG. 3.

実施可能な実施形態の説明
この発明の一局面は、図１および図２に示すように、中央電極２４といった少なくとも１つの導電性部品と絶縁体２６との間に密封結合を提供する導電性ガラスシール２２を含むスパークプラグ２０を提供する。ガラスシール２２の組成は、スパークプラグ２０の中央電極２４または他の導電性部品が内燃機関での使用中にエネルギーを受ける場合に、絶縁体２６を通じた誘電破壊、ひいては絶縁破壊の可能性を減少させる。 Description of Possible Embodiments One aspect of the present invention is a conductive glass that provides a hermetic bond between an insulator 26 and at least one conductive component, such as a central electrode 24, as shown in FIGS. A spark plug 20 including a seal 22 is provided. The composition of the glass seal 22 reduces the potential for dielectric breakdown through the insulator 26, and hence dielectric breakdown, when the center electrode 24 or other conductive component of the spark plug 20 receives energy during use in an internal combustion engine. Let

導電性ガラスシール２２は、導電性粒子と、少なくとも１つの結合剤と、膨張剤と、ガラスフリットとを含む材料、典型的には粉末混合物から形成される。例示的な一実施形態では、ガラスシール２２は、ガラスシール２２の総重量に基づいて１０．０〜５０．０重量パーセント（重量％）、好ましくは２０．０重量％の量の導電性粒子を含む。ガラスシール２２を形成するために使用される粉末混合物は、ガラスシール２２を形成するために使用される粉末の総重量に基づいて１０．０〜５０．０重量％の量の導電性粒子を含む。導電性粒子は、単一の材料を含んでいてもよく、または異なる材料の混合物を含んでいてもよい。導電性粒子を形成するために任意の導電性金属を使用することができるが、例示的な実施形態では、導電性粒子は銅からなり、または基本的に銅からなる。また、導電性粒子はさまざまな形を含み得るが、例示的な実施形態では、それらは、３２５メッシュまたは４５ミクロン未満の粒径を有する銅薄片の形で提供される。導電性粒子は、ガラスシール２２を導電性にする。例示的な一実施形態では、ガラスシール２２は、９×１０６Ｓ／ｍ〜６５×１０６Ｓ／ｍの範囲の、または９×１０６Ｓ／ｍを上回る、好ましくは３０×１０６Ｓ／ｍを上回る導電率を有する。 The conductive glass seal 22 is formed from a material, typically a powder mixture, that includes conductive particles, at least one binder, an expansion agent, and a glass frit. In an exemplary embodiment, the glass seal 22 comprises conductive particles in an amount of 10.0 to 50.0 weight percent (wt%), preferably 20.0 wt%, based on the total weight of the glass seal 22. Including. The powder mixture used to form the glass seal 22 includes conductive particles in an amount of 10.0-50.0% by weight, based on the total weight of the powder used to form the glass seal 22. . The conductive particles may include a single material or may include a mixture of different materials. Although any conductive metal can be used to form the conductive particles, in the exemplary embodiment, the conductive particles consist of copper or consist essentially of copper. Also, although the conductive particles can include a variety of shapes, in exemplary embodiments they are provided in the form of copper flakes having a particle size of less than 325 mesh or 45 microns. The conductive particles make the glass seal 22 conductive. In an exemplary embodiment, the glass seal 22, 9 × 10 6 S / m~65 ranging × 10 6 S / m, or 9 × greater than 10 6 S / m, preferably 30 × 10 6 S Conductivity greater than / m.

上述のように、非導電性ガラスシールを含む比較用スパークプラグでは、気泡または気孔は、稼動中にイオン化されてコロナを形成し、それは絶縁体の誘電故障につながり得る。しかしながら、この発明の導電性ガラスシール２２をスパークプラグ２０で使用する場合、導電性粒子が気泡または気孔を包囲するため、エネルギーがスパークプラグ２０に印加されるときに泡または孔を横切る電界を排除する。コロナ放電が導電性ガラスシール２２の泡または孔に沿って形成されないため、絶縁体２６を通じたイオン化破壊および絶縁破壊のための起動メカニズムが排除される。   As described above, in a comparative spark plug that includes a non-conductive glass seal, bubbles or pores are ionized during operation to form a corona, which can lead to dielectric failure of the insulator. However, when the conductive glass seal 22 of the present invention is used with a spark plug 20, the conductive particles surround the bubbles or pores, thus eliminating the electric field across the bubbles or holes when energy is applied to the spark plug 20. To do. Since the corona discharge is not formed along the bubble or hole of the conductive glass seal 22, the activation mechanism for ionization breakdown and dielectric breakdown through the insulator 26 is eliminated.

導電性ガラスシール２２を形成するために使用される粉末はまた、ガラスシール２２を形成するために使用される粉末の総重量に基づいて３．０重量％までの量の少なくとも１つの結合剤を含む。好ましくは、ガラスシール２２は、無機結合剤と合成または天然の有機結合剤との混合物を含む。結合剤は、ガラスシール２２を形成するために使用される粉末の成分同士を接着させるのに役立つ。焼成するステップ中に、ガラスシール２２を形成するために使用される粉末がガラス溶融温度まで加熱されると、結合剤、典型的には有機結合剤の少なくとも一部が燃え尽き、このため、焼成されたガラスシール２２の組成内に存在しない。   The powder used to form the conductive glass seal 22 also has at least one binder in an amount up to 3.0 wt% based on the total weight of the powder used to form the glass seal 22. Including. Preferably, the glass seal 22 includes a mixture of an inorganic binder and a synthetic or natural organic binder. The binder serves to bond the components of the powder used to form the glass seal 22 together. During the firing step, when the powder used to form the glass seal 22 is heated to the glass melting temperature, at least a portion of the binder, typically an organic binder, is burned out and thus fired. The glass seal 22 is not present in the composition.

例示的な実施形態では、ガラスシール２２を形成するために使用される粉末は、ガラスシール２２を形成するために使用される粉末の総重量に基づいて２．０重量％までの、または０．１〜２．０重量％の、好ましくは１．０重量％の量の無機結合剤を含む。無機結合剤は、単一の材料を含んでいてもよく、または異なる材料の混合物を含んでいてもよい。ガラスシール２２では任意のタイプの無機結合剤材料を使用できるが、典型的には、無機結合剤は、天然のまたは加工された粘土を含む。例示的な実施形態では、無機結合剤は、ナトリウムベントナイトまたはケイ酸アルミニウムマグネシウム（Veegum（登録商標）という名称で販売）からなり、または基本的にそれからなる。   In an exemplary embodiment, the powder used to form the glass seal 22 is up to 2.0% by weight, based on the total weight of the powder used to form the glass seal 22, or 0.0. Inorganic binder in an amount of 1 to 2.0% by weight, preferably 1.0% by weight. The inorganic binder may contain a single material or may contain a mixture of different materials. Although any type of inorganic binder material can be used in the glass seal 22, typically the inorganic binder comprises natural or processed clay. In an exemplary embodiment, the inorganic binder consists of or consists essentially of sodium bentonite or aluminum magnesium silicate (sold under the name Veegum®).

例示的な実施形態のガラスシール２２を形成するために使用される粉末はまた、ガラスシール２２を形成するために使用される粉末の総重量に基づいて２．０重量％までの、または０．１〜２．０重量％の、好ましくは０．６５重量％の量の合成または天然の有機結合剤を含む。合成または天然の有機結合剤は、単一の材料を含んでいてもよく、または異なる材料の混合物を含んでいてもよい。ガラスシール２２では、任意のタイプの合成または天然の有機結合剤材料を使用できる。しかしながら、例示的な実施形態では、合成または天然の有機結合剤は、ポリエチレングリコール（polyethylene glycol：ＰＥＧ）と、マルトデキストリンまたはデキストリンとからなり、または基本的にそれらからなる。この実施形態では、ガラスシール２２を形成するために使用される粉末の総重量に基づいて、ＰＥＧは０．１５重量％の量で存在し、マルトデキストリンまたはデキストリンは０．５重量％の量で存在する。   The powder used to form the glass seal 22 of the exemplary embodiment can also be up to 2.0% by weight, based on the total weight of the powder used to form the glass seal 22, or. A synthetic or natural organic binder in an amount of 1 to 2.0% by weight, preferably 0.65% by weight. Synthetic or natural organic binders may include a single material or may include a mixture of different materials. For glass seal 22, any type of synthetic or natural organic binder material can be used. However, in an exemplary embodiment, the synthetic or natural organic binder consists of or essentially consists of polyethylene glycol (PEG) and maltodextrin or dextrin. In this embodiment, based on the total weight of the powder used to form the glass seal 22, PEG is present in an amount of 0.15% by weight and maltodextrin or dextrin in an amount of 0.5% by weight. Exists.

導電性ガラスシール２２を形成するために使用される粉末はまた、ガラスシール２２を形成するために使用される粉末の総重量に基づいて１．０重量％までの、または０．１〜１．０重量％の、好ましくは０．５重量％の量の膨張剤を含む。膨張剤は、単一の材料を含んでいてもよく、または異なる材料の混合物を含んでいてもよい。ガラスシール２２では任意のタイプの膨張剤を使用できるが、例示的な実施形態では、膨張剤は炭酸リチウムからなり、または基本的に炭酸リチウムからなる。膨張剤の少なくとも一部は、焼成するステップ中にガラス溶融温度まで加熱されると固体から気体に変わり、このためガラスシール２２を膨張させる。   The powder used to form the conductive glass seal 22 may also be up to 1.0% by weight, based on the total weight of the powder used to form the glass seal 22, or 0.1-1. 0% by weight, preferably 0.5% by weight of swelling agent. The swelling agent may contain a single material or may contain a mixture of different materials. Although any type of swelling agent can be used in the glass seal 22, in the exemplary embodiment, the swelling agent consists of lithium carbonate or consists essentially of lithium carbonate. At least a portion of the expansion agent changes from solid to gas when heated to the glass melting temperature during the firing step, thus expanding the glass seal 22.

導電性ガラスシール２２はまた、微粒子状のガラスを含むガラスフリットから形成される。ガラスフリットは、焼成されたガラスシールが、ガラスシール２２の総重量に基づいて５０．０〜９０．０重量％、または５０．０〜８６．０重量％、好ましくは８０．０重量％の量のガラスを含むようになる量で存在する。例示的な実施形態では、ガラスフリットは、ガラスシール２２を形成するために使用される粉末の総重量に基づいて、５０．０〜８４．８重量％、または４８．８〜９０．０重量％、または５０．０〜８６．０重量％、好ましくは８０．０重量％の量で存在する。一実施形態では、ガラスシール２２を形成するために使用されるガラスフリットの量は、ガラスフリットと導電性粒子との比率が約４対１となるように選択される。   The conductive glass seal 22 is also formed from a glass frit containing particulate glass. The glass frit is a baked glass seal in an amount of 50.0-90.0 wt%, or 50.0-86.0 wt%, preferably 80.0 wt%, based on the total weight of the glass seal 22. Present in an amount that will include glass. In an exemplary embodiment, the glass frit is 50.0-84.8 wt%, or 48.8-90.0 wt%, based on the total weight of the powder used to form the glass seal 22. Or 50.0-86.0% by weight, preferably 80.0% by weight. In one embodiment, the amount of glass frit used to form glass seal 22 is selected such that the ratio of glass frit to conductive particles is about 4 to 1.

ガラスフリットは粉末ガラスを含み、単一の材料へと化学的に組合され融合された複数の化学元素を含んでいてもよい。当該技術分野において公知の任意のタイプのガラスフリットを使用することができる。ある場合には、１つのタイプのガラスのみが使用されるが、他の場合には、いくつかの異なるタイプのガラスが使用される。ガラスシール２２は単一のガラスフリットで構築されてもよく、または、異なる化学組成および異なる特性を有する複数のガラスフリットがともに混合されてもよい。例示的な実施形態では、ガラスフリットの全体組成は、ガラスフリットの総重量に基づいて３５．０〜４０．０重量％、好ましくは３８．６重量％の量のシリカ（ＳｉＯ２）を含む。ガラスフリットはまた、ガラスフリットの総重量に基づいて、２０．０〜２８．０重量％、好ましくは２６．９重量％の量の酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）と、１０．０〜１５．０重量％、好ましくは１１．７重量％の量の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と、１０．０〜１５．０重量％、好ましくは６．０〜８．０重量％、より好ましくは７．３重量％の量の酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）と、３．０〜５．０重量％、好ましくは４．８重量％の量の酸化亜鉛（ＺｎＯ）とを含む。ガラスフリットはさらに、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、およびカリウム（Ｋ）の酸化物といったアルカリ金属酸化物を、ガラスフリットの総重量に基づいて２．０〜６．０重量％の総量で含む。例示的な実施形態では、ガラスフリットは、ガラスフリットの総重量に基づいて４．７重量％の総量のアルカリ金属酸化物を含み、このうち、１．５重量％は酸化リチウムであり、３．１重量％は酸化ナトリウムである。ガラスフリットはまた、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、およびバリウム（Ｂａ）の酸化物といったアルカリ土類金属酸化物を、ガラスフリットの総重量に基づいて３．０〜７．０重量％の総量で含む。例示的な実施形態では、ガラスフリットは５．９重量％の総量のアルカリ土類金属酸化物を含み、このうち、少なくとも２．９５重量％は酸化ストロンチウムであり、約１．９重量％は酸化マグネシウムである。しかしながら、他の量のアルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物が使用され得ることに留意されたい。ガラスフリットおよびガラスシール２２全体はまた、少量の他の成分および／または不純物を含み得る。 The glass frit includes powdered glass and may include a plurality of chemical elements that are chemically combined and fused into a single material. Any type of glass frit known in the art can be used. In some cases, only one type of glass is used, while in other cases several different types of glass are used. The glass seal 22 may be constructed with a single glass frit, or a plurality of glass frits having different chemical compositions and different properties may be mixed together. In an exemplary embodiment, the overall composition of the glass frit comprises silica (SiO 2 ) in an amount of 35.0-40.0% by weight, preferably 38.6% by weight, based on the total weight of the glass frit. The glass frit is also boron oxide (B 2 O 3 ) in an amount of 20.0 to 28.0 wt%, preferably 26.9 wt%, and 10.0 to 15 wt%, based on the total weight of the glass frit. Aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in an amount of 0% by weight, preferably 11.7% by weight, 10.0-15.0% by weight, preferably 6.0-8.0% by weight, more preferably 7 Bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) in an amount of 3 wt% and zinc oxide (ZnO) in an amount of 3.0-5.0 wt%, preferably 4.8 wt%. The glass frit further comprises alkali metal oxides such as lithium (Li), sodium (Na), and potassium (K) oxides in a total amount of 2.0 to 6.0 weight percent based on the total weight of the glass frit. Including. In an exemplary embodiment, the glass frit includes a total amount of 4.7% by weight alkali metal oxide based on the total weight of the glass frit, of which 1.5% by weight is lithium oxide. 1% by weight is sodium oxide. The glass frit also contains alkaline earth metal oxides such as magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), and barium (Ba) oxides based on the total weight of the glass frit. Including the total amount of 0.0% by weight. In an exemplary embodiment, the glass frit includes a total amount of alkaline earth metal oxide of 5.9% by weight, of which at least 2.95% by weight is strontium oxide and about 1.9% by weight is oxidized. Magnesium. However, it should be noted that other amounts of alkali metal oxides and alkaline earth metal oxides can be used. The entire glass frit and glass seal 22 may also contain minor amounts of other components and / or impurities.

表１は、この発明に従ったガラスシール２２を形成するために使用される３つの例示的な粉末組成を、ガラスシール２２を形成するために使用される粉末の総重量に基づいた重量パーセント（重量％）で提供する。   Table 1 shows three exemplary powder compositions used to form a glass seal 22 according to the present invention in weight percent (based on the total weight of the powder used to form the glass seal 22). In weight%).

Figure 2019525414
Figure 2019525414

表２は、この発明に従った例示的なガラスフリット組成を、ガラスフリット組成の総重量に基づいた重量パーセント（重量％）で提供する。   Table 2 provides an exemplary glass frit composition according to the present invention in weight percent (wt%) based on the total weight of the glass frit composition.

Figure 2019525414
Figure 2019525414

表２の例示的な組成では、アルカリ金属酸化物は、酸化リチウム、酸化ナトリウム、および酸化カリウムを含む群のうちの１つ以上を含む。一例では、アルカリ金属酸化物のおよそ３分の１は酸化リチウムであり、およそ３分の２は酸化ナトリウムである。しかしながら、任意の比率のアルカリ金属酸化物が使用されてもよい。例示的な組成のアルカリ土類金属酸化物は、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、および酸化バリウムを含む群のうちの１つ以上を含む。一例では、アルカリ土類金属酸化物の２分の１以上は酸化ストロンチウムであり、およそ３分の１は酸化マグネシウムである。しかしながら、任意の比率のアルカリ土類金属酸化物が使用されてもよい。しかしながら、当業者であれば、列挙されたものに加えて、または列挙されたものの代わりに、他のタイプのアルカリ金属およびアルカリ土類金属が使用できることを理解する。   In the exemplary composition of Table 2, the alkali metal oxide comprises one or more of the group comprising lithium oxide, sodium oxide, and potassium oxide. In one example, approximately one third of the alkali metal oxide is lithium oxide and approximately two thirds is sodium oxide. However, any proportion of alkali metal oxide may be used. Exemplary alkaline earth metal oxides include one or more of the group comprising magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, and barium oxide. In one example, more than one half of the alkaline earth metal oxide is strontium oxide and approximately one third is magnesium oxide. However, any ratio of alkaline earth metal oxides may be used. However, those skilled in the art will appreciate that other types of alkali metals and alkaline earth metals can be used in addition to or in place of those listed.

別の例示的な実施形態によれば、ガラスシール２２は、ガラスフリットと、導電性粒子と、膨張剤と、無機結合剤とを含むものの、有機結合剤を含まない、混合物から形成される。この組成は、自動車用スパークプラグよりも高温で動作する、工業用スパークプラグなどのあるタイプのスパークプラグでの使用にとって好適である。より高い動作温度のため、ガラスフリットは、より高い軟化温度を有する。加えて、膨張剤は、それがガラスフリットに適合するように高温で排気する。   According to another exemplary embodiment, the glass seal 22 is formed from a mixture that includes a glass frit, conductive particles, a swelling agent, and an inorganic binder, but does not include an organic binder. This composition is suitable for use with certain types of spark plugs, such as industrial spark plugs, that operate at higher temperatures than automotive spark plugs. Because of the higher operating temperature, the glass frit has a higher softening temperature. In addition, the expansion agent exhausts at a high temperature so that it is compatible with the glass frit.

この例示的な実施形態によれば、ガラスフリットは、焼成されたガラスシール２２が、ガラスシール２２の総重量に基づいて７２．０〜９０．０重量％の量のガラスを含むようになる量で存在する。ガラスシール２２を形成するために使用される粉末は典型的には、ガラスシール２２を形成するために使用される粉末の総重量に基づいて、７２．０〜９０．０重量％の量のガラスフリットと、１０．０〜２５．０重量％の量の導電性粒子と、１．０〜５．０重量％の量の無機結合剤と、０．１０〜０．５０重量％の量の膨張剤とを含む。好ましくは、導電性粒子は銅薄片であり、無機結合剤はベントナイトであり、膨張剤は炭酸カルシウムである。   According to this exemplary embodiment, the glass frit is an amount such that the fired glass seal 22 includes an amount of glass of 72.0-90.0% by weight, based on the total weight of the glass seal 22. Exists. The powder used to form the glass seal 22 is typically glass in an amount of 72.0-90.0% by weight, based on the total weight of the powder used to form the glass seal 22. Frit, conductive particles in an amount of 10.0-25.0% by weight, inorganic binder in an amount of 1.0-5.0% by weight, and expansion in an amount of 0.10-0.50% by weight. Agent. Preferably, the conductive particles are copper flakes, the inorganic binder is bentonite, and the swelling agent is calcium carbonate.

表３は、代替的な実施形態に従ったガラスシール２２を形成するために使用される例示的な粉体組成を、ガラスシール２２を形成するために使用される粉末の総重量に基づいた重量パーセント（重量％）で提供する。   Table 3 shows exemplary powder compositions used to form the glass seal 22 according to alternative embodiments, weights based on the total weight of the powder used to form the glass seal 22. Provided in percent (% by weight).

Figure 2019525414
Figure 2019525414

表４は、好ましくは表３の粉体組成で使用される他の例示的なガラスフリット組成を、ガラスフリット組成の総重量に基づいた重量パーセント（重量％）で提供する。表４に列挙された他の酸化物は、任意のタイプの酸化物を含み得る。   Table 4 provides other exemplary glass frit compositions, preferably used in the powder composition of Table 3, in weight percent (wt%) based on the total weight of the glass frit composition. Other oxides listed in Table 4 may include any type of oxide.

Figure 2019525414
Figure 2019525414

表４の例示的な組成では、アルカリ金属酸化物は、酸化リチウム、酸化ナトリウム、および酸化カリウムを含む群のうちの１つ以上を含む。例示的な組成のアルカリ土類金属酸化物は、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、および酸化バリウムを含む群のうちの１つ以上を含む。例示的な一実施形態では、ガラスフリットは、ガラスフリットの総重量に基づいて、３．３〜４．３重量％の量の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）と、３．４〜４．４重量％の量の酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）と、０．２〜０．４重量％の量の酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムの組合せ（ＭｇＯ＋ＣａＯ）と、０．０〜０．１重量％の総量の他の酸化物とを含む。しかしながら、当業者であれば、列挙されたものに加えて、または列挙されたものの代わりに、他の量および他のタイプのアルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物が使用できることを理解する。 In the exemplary composition of Table 4, the alkali metal oxide comprises one or more of the group comprising lithium oxide, sodium oxide, and potassium oxide. Exemplary alkaline earth metal oxides include one or more of the group comprising magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, and barium oxide. In an exemplary embodiment, the glass frit, based on the total weight of the glass frit, and 3.3 to 4.3% by weight of sodium oxide (Na 2 O), 3.4~4.4 weight % Potassium oxide (K 2 O), 0.2-0.4 wt% magnesium oxide and calcium oxide combination (MgO + CaO), and 0.0-0.1 wt% total other Oxide. However, those skilled in the art will appreciate that other amounts and other types of alkali and alkaline earth metal oxides can be used in addition to or in place of those listed.

導電性ガラスシール２２を形成するために使用される導電性粉末は、当該技術分野において公知の任意の方法を含む、さまざまな異なる方法を使用して準備することができる。典型的には、方法は、導電性粒子、結合剤、膨張剤、およびガラスフリットを得るステップと、それらの成分をともに混合するステップとを含む。成分がいったんともに混合されると、導電性材料が絶縁体２６の穴に配置され得る。   The conductive powder used to form the conductive glass seal 22 can be prepared using a variety of different methods, including any method known in the art. Typically, the method includes obtaining conductive particles, a binder, a swelling agent, and a glass frit and mixing the components together. Once the components are mixed together, the conductive material can be placed in the holes in the insulator 26.

一実施形態では、導電性材料を絶縁体２６に配置する前に、材料を乾式混合によってともに混合する。これに代えて、材料を湿式粉砕し、または水と混合してスラリーを形成し、次に噴霧乾燥させて複数の粒状粒子または粉末を形成してもよい。噴霧乾燥させるステップは、加熱された噴霧乾燥機にスラリーを配置することを含み、スラリーは、加熱された噴霧乾燥機から噴出する水を用いて液滴を形成し、小さな球状の粒状粒子を残す。しかしながら、粒子または粉末形状の導電性材料を提供するために、他の方法を使用することができる。たとえば、ミキサーまたはブレンダーで、乾燥粉末を、次に追加された少量の水と乾式混合することができ、それにより粉末混合物を粒状粒子へと凝集させ、それらを次に乾燥させ、または部分的に乾燥させてもよい。粒子または粉末は、取扱いが比較的簡単であり、ほこりをほとんどたてず、絶縁体２６の穴において中央電極２４および端子３０の周囲に容易に詰められ、または他のやり方で配置され得る。別の実施形態では、導電性材料は、中央電極２４の周囲にのみ配置される。粉末はまた、必要に応じて他の導電性部品の周囲に配置され得る。   In one embodiment, prior to placing the conductive material on insulator 26, the materials are mixed together by dry mixing. Alternatively, the material may be wet ground or mixed with water to form a slurry and then spray dried to form a plurality of granular particles or powders. The spray drying step includes placing the slurry in a heated spray dryer, which forms droplets using water spouted from the heated spray dryer, leaving small spherical granular particles. . However, other methods can be used to provide a conductive material in particle or powder form. For example, in a mixer or blender, the dry powder can then be dry mixed with a small amount of added water, thereby agglomerating the powder mixture into granular particles, which are then dried or partially It may be dried. The particles or powder are relatively easy to handle, have little dust, and can be easily packed around the central electrode 24 and the terminal 30 in the holes of the insulator 26, or otherwise disposed. In another embodiment, the conductive material is disposed only around the central electrode 24. The powder can also be placed around other conductive parts as needed.

導電性材料がいったん絶縁体２６の穴に配置されると、絶縁体２６、中央電極２４、および導電性材料は、当該技術分野において公知の任意の方法に従って、炉内でともに焼成される。焼成するステップ中、導電性材料の成分が溶けて膨張し、中央電極２４および端子３０の周囲で絶縁体２６の穴の少なくとも一部を充填し、こうして、中央電極２４と絶縁体２６との間に密封結合を提供する導電性ガラスシール２２を形成する。焼成温度は、導電性材料の組成、特にガラスフリットの組成に依存して変わるが、典型的には６００〜１０００℃の範囲である。たとえば、ガラスフリットが表２の第１の例の組成を含む場合、焼成温度は７５０〜８００℃の範囲であり、ガラスフリットが表２の第２の例の組成を含む場合、焼成温度は６５０〜７００℃の範囲である。ガラスフリットが表４の代替例の量を含む場合、焼成温度は８５０〜９００℃である。各々の場合、焼成温度は、スパークプラグ２０の動作中のガラスシール２２の最高温度よりも高い。   Once the conductive material is placed in the hole of the insulator 26, the insulator 26, the central electrode 24, and the conductive material are fired together in a furnace according to any method known in the art. During the firing step, the components of the conductive material melt and expand, filling at least a portion of the holes in the insulator 26 around the central electrode 24 and the terminals 30, thus providing a gap between the central electrode 24 and the insulator 26. A conductive glass seal 22 is formed that provides a hermetic bond. The firing temperature varies depending on the composition of the conductive material, particularly the glass frit, but is typically in the range of 600 to 1000 ° C. For example, if the glass frit includes the composition of the first example of Table 2, the firing temperature is in the range of 750-800 ° C, and if the glass frit includes the composition of the second example of Table 2, the firing temperature is 650. It is the range of -700 degreeC. If the glass frit includes the amount of alternatives in Table 4, the firing temperature is 850-900 ° C. In each case, the firing temperature is higher than the maximum temperature of the glass seal 22 during operation of the spark plug 20.

焼成するステップ中、ガラスフリットは溶けて粘着性の混合物になり、均質な材料を形成する。焼成するステップ中、膨張剤の少なくとも一部は固体から気体に変わって材料内に泡を生成し、それにより材料を膨張させる。膨張剤は、材料が泡状構造を有するようにする。材料の体積および導電性ガラスシール２２が占める穴の体積の増加は、変わり得る。気体充填泡は、焼成するステップの後に、およびガラスシール２２が室温まで冷えたときに、導電性ガラスシール２２内に残る気体充填孔をもたらす。気体充填孔はまた、スパークプラグ２０が内燃機関で使用される場合も、ガラスシール２２内に残る。典型的には、焼成されたガラスシール２２は、ガラスシールの総体積に基づいて２５．０〜７５．０体積％、好ましくは３５．０〜４５．０体積％の量の複数の気体充填孔を含む。導電性粒子は、気体充填孔によって引き起こされ得る故障の可能性を防止する。膨張剤および燃え尽きた結合剤の質量の変化以外、組成は焼成するステップ中に実質的に変化せず、焼成されたガラスシール２２は、開始粉末と実質的に同じ組成を有する。   During the firing step, the glass frit melts into a sticky mixture and forms a homogeneous material. During the firing step, at least a portion of the expansion agent changes from a solid to a gas to create bubbles in the material, thereby expanding the material. The swelling agent causes the material to have a foam structure. The increase in volume of material and the volume of holes occupied by the conductive glass seal 22 can vary. The gas filled bubbles result in gas filled holes remaining in the conductive glass seal 22 after the firing step and when the glass seal 22 cools to room temperature. The gas fill hole also remains in the glass seal 22 when the spark plug 20 is used in an internal combustion engine. Typically, the fired glass seal 22 has a plurality of gas filled holes in an amount of 25.0-75.0 vol%, preferably 35.0-45.0 vol%, based on the total volume of the glass seal. including. The conductive particles prevent the possibility of failure that can be caused by the gas filled holes. Except for the change in mass of the expansion agent and burned-out binder, the composition does not change substantially during the firing step, and the fired glass seal 22 has substantially the same composition as the starting powder.

図３および図３Ａは、焼成するステップの後の、ガラス２１と導電性金属粒子２３と気体充填孔２５とを含む図１の導電性ガラスシール２２を示す。孔２５はほぼ球形を有し、ガラス２１内に分散された金属粒子２３を含む母材２７によって互いから間隔をあけられている。金属粒子２３は、ガラスシール２２が導電性となるように、金属粒子間が電気的に十分接触した状態で分散される。孔２５は互いに接近しているが、それらは、それらの間で気体の移動がないように互いから分離されており、このため、ガラスシール２２を通る気体の移動はない。   3 and 3A show the conductive glass seal 22 of FIG. 1 including glass 21, conductive metal particles 23, and gas filled holes 25 after the firing step. The holes 25 have a substantially spherical shape and are spaced apart from each other by a base material 27 containing metal particles 23 dispersed in the glass 21. The metal particles 23 are dispersed in a state where the metal particles are in sufficient electrical contact so that the glass seal 22 is conductive. Although the holes 25 are close to each other, they are separated from each other so that there is no gas movement between them, so there is no gas movement through the glass seal 22.

図に示すように、導電性ガラスシール２２は典型的には、中央電極２４の端子端２８を包囲する。しかしながら、ガラスシール２２はまた、抵抗器またはばねといった、絶縁体２６の穴に配置された他の導電性部品を包囲してもよい。   As shown, the conductive glass seal 22 typically surrounds the terminal end 28 of the central electrode 24. However, the glass seal 22 may also surround other conductive components placed in the holes of the insulator 26, such as resistors or springs.

この発明の導電性ガラスシール２２を含むスパークプラグ２０は、図１および図２に示す設計を含むもののそれらに限定されない、さまざまな異なる設計を有し得る。図１の例示的な実施形態では、中央電極２４は、絶縁体２６の穴において端子３０、ばね６２、抵抗器６４、およびワイヤ３６の下に配置される。中央電極２４は、ニッケルまたはニッケル合金などの導電性材料から形成される。中央電極２４は、中心軸Ａに沿って端子端２８から発火端３２まで延在する長さを有しており、中央電極２４の長さの大半は、絶縁体２６によって包囲されている。中央電極２４の端子端２８は、絶縁体２６の穴に沿った予め定められた軸方向位置で支持され維持される。スパークプラグ２０の中央電極２４はまた、発火端３２にスパークを提供するための中央発火面を含む。中央電極２４の発火面はまた、中央電極２４の他の部分を形成するために使用される材料と比べてより丈夫な材料から形成された中央発火チップ６８を含む。   The spark plug 20 including the conductive glass seal 22 of the present invention may have a variety of different designs, including but not limited to the designs shown in FIGS. In the exemplary embodiment of FIG. 1, the central electrode 24 is disposed below the terminal 30, the spring 62, the resistor 64, and the wire 36 in the hole of the insulator 26. The center electrode 24 is formed from a conductive material such as nickel or a nickel alloy. The center electrode 24 has a length extending from the terminal end 28 to the ignition end 32 along the center axis A, and most of the length of the center electrode 24 is surrounded by the insulator 26. The terminal end 28 of the central electrode 24 is supported and maintained at a predetermined axial position along the hole in the insulator 26. The central electrode 24 of the spark plug 20 also includes a central firing surface for providing a spark to the firing end 32. The firing surface of the center electrode 24 also includes a center firing tip 68 formed from a material that is more robust than the material used to form other portions of the center electrode 24.

スパークプラグ２０の端子３０は、複数のねじ山によって絶縁体２６に結合される。図１の実施形態では、ばね６２は端子３０を抵抗器６４に接続し、ワイヤ３６は、中央電極２４の端子端２８から抵抗器６４に向かって延在する。導電性ガラスシール２２は、中央電極２４の端子端２８およびワイヤ３６の周囲で絶縁体２６の穴の一部を充填する。この実施形態では、パッキング材料６６が、ワイヤ３６と抵抗器６４との間の空間を充填する。図２の実施形態では、抵抗器６４はばね６２と端子３０との間に配置され、ばね６２は抵抗器６４をワイヤ３６に接続する。導電性ガラスシール２２は、中央電極２４の端子端２８およびワイヤ３６の周囲で絶縁体２６の穴の一部を充填する。図示されていないものの、パッキング材料６６は、ワイヤ３６とばね６４との間の空間を充填してもよい。   The terminal 30 of the spark plug 20 is coupled to the insulator 26 by a plurality of threads. In the embodiment of FIG. 1, the spring 62 connects the terminal 30 to the resistor 64, and the wire 36 extends from the terminal end 28 of the central electrode 24 toward the resistor 64. The conductive glass seal 22 fills part of the hole in the insulator 26 around the terminal end 28 of the central electrode 24 and the wire 36. In this embodiment, packing material 66 fills the space between wire 36 and resistor 64. In the embodiment of FIG. 2, resistor 64 is disposed between spring 62 and terminal 30, and spring 62 connects resistor 64 to wire 36. The conductive glass seal 22 fills part of the hole in the insulator 26 around the terminal end 28 of the central electrode 24 and the wire 36. Although not shown, the packing material 66 may fill the space between the wire 36 and the spring 64.

スパークプラグ２０の絶縁体２６は、絶縁材料、典型的にはセラミック材料、たとえばアルミナから形成される。例示的な実施形態では、絶縁体２６は、中心軸Ａに沿って絶縁体上端３８から絶縁体突端４０まで長手方向に延在する。絶縁体２６はまた、中央電極２４、端子３０、およびおそらくは他の導電性部品を受けるために絶縁体上端３８から絶縁体突端４０まで長手方向に延在する穴を包囲する絶縁体内面４２を提示する。絶縁体内面４２は、中心軸Ａを横切って延在し、かつ中心軸Ａに垂直である絶縁体内径Ｄｉを提示する。絶縁体内径Ｄｉは典型的には、中央電極２４の一部を支持して中央電極２４を予め定められた軸方向位置で維持するために、絶縁体２６の一部が絶縁体突端４０に向かって進むのに沿って減少する。   The insulator 26 of the spark plug 20 is formed from an insulating material, typically a ceramic material, such as alumina. In the exemplary embodiment, the insulator 26 extends longitudinally along the central axis A from the insulator top end 38 to the insulator tip 40. The insulator 26 also presents an insulator inner surface 42 that encloses a hole extending longitudinally from the insulator top 38 to the insulator tip 40 to receive the center electrode 24, the terminal 30, and possibly other conductive components. To do. The insulator inner surface 42 presents an insulator inner diameter Di that extends across the central axis A and is perpendicular to the central axis A. The insulator inner diameter Di typically supports a portion of the center electrode 24 so that the portion of the insulator 26 faces the insulator tip 40 in order to maintain the center electrode 24 at a predetermined axial position. Decreases as you move forward.

例示的な実施形態の絶縁体２６はまた、中心軸Ａを横切って延在し、かつ中心軸Ａに垂直である絶縁体外径Ｄｏを有する絶縁体外面４４を提示する。絶縁体外面４４は、絶縁体上端３８から絶縁体突端４０まで長手方向に延在する。例示的な実施形態では、絶縁体外径Ｄｏは、絶縁体突端４０に隣接する絶縁体２６の一部が絶縁体突端４０に向かって進むのに沿って減少し、絶縁体突出領域４６を提示する。絶縁体外径Ｄｏはまた、絶縁体突端４０に向かって進む方向において、絶縁体突出領域４６から間隔をあけた、絶縁体２６のほぼ中間の位置で減少し、絶縁体下方肩部４８を提示する。絶縁体外径Ｄｏはまた、絶縁体２６の一部が絶縁体上端３８に向かって進むのに沿って、絶縁体下方肩部４８から間隔をあけた位置で減少し、絶縁体上方肩部５０を提示する。   The insulator 26 in the exemplary embodiment also presents an insulator outer surface 44 that extends across the central axis A and has an insulator outer diameter Do that is perpendicular to the central axis A. The insulator outer surface 44 extends in the longitudinal direction from the insulator upper end 38 to the insulator protrusion 40. In the exemplary embodiment, the insulator outer diameter Do decreases as a portion of the insulator 26 adjacent to the insulator tip 40 advances toward the insulator tip 40 to present an insulator protrusion region 46. . The insulator outer diameter Do also decreases at a position approximately midway of the insulator 26 spaced from the insulator protrusion region 46 in the direction of travel toward the insulator tip 40 to present an insulator lower shoulder 48. . The insulator outer diameter Do also decreases at a location spaced from the insulator lower shoulder 48 as part of the insulator 26 advances toward the insulator upper end 38 to reduce the insulator upper shoulder 50. Present.

スパークプラグ２０はまた、金属から形成されて絶縁体２６の一部を包囲するシェル５２を含む。シェル５２は典型的には、内燃機関のシリンダーブロック（図示せず）に絶縁体２６を結合するために使用される。シェル５２は、中心軸Ａに沿ってシェル上端５４からシェル下端５６まで延在する。シェル上端５４は、絶縁体上方肩部５０と絶縁体上端３８との間に配置され、絶縁体２６に係合する。シェル下端５６は、絶縁体突出領域４６の少なくとも一部がシェル下端５６の軸方向外側に延在するように、絶縁体突出領域４６に隣接して配置される。   The spark plug 20 also includes a shell 52 formed from metal and surrounding a portion of the insulator 26. The shell 52 is typically used to couple the insulator 26 to a cylinder block (not shown) of the internal combustion engine. The shell 52 extends along the central axis A from the shell upper end 54 to the shell lower end 56. The shell upper end 54 is disposed between the insulator upper shoulder 50 and the insulator upper end 38 and engages the insulator 26. The shell lower end 56 is disposed adjacent to the insulator protruding region 46 such that at least a part of the insulator protruding region 46 extends outward in the axial direction of the shell lower end 56.

スパークプラグ２０はまた、導電性材料から形成された接地電極５８を含む。接地電極５８は、シェル下端５６から中央電極２４に向かって延在する。接地電極５８は、発火面間にスパークギャップを提供するために中央発火面に面する接地発火面を含む。図２の実施形態では、接地発火面は、接地電極５８の他の部分を形成するために使用される材料と比べてより丈夫な材料から形成された接地発火チップ７０を含む。   The spark plug 20 also includes a ground electrode 58 formed from a conductive material. The ground electrode 58 extends from the shell lower end 56 toward the center electrode 24. The ground electrode 58 includes a ground firing surface that faces the central firing surface to provide a spark gap between the firing surfaces. In the embodiment of FIG. 2, the ground firing surface includes a ground firing tip 70 formed from a material that is more robust than the material used to form other portions of the ground electrode 58.

明らかに、この発明の多くの変更および変形が、上述の教示に鑑みて可能であり、請求の範囲内にある限り、具体的に記載されたもの以外の態様で実践されてもよい。   Obviously, many modifications and variations of the present invention are possible in light of the above teachings, and may be practiced other than as specifically described, as long as they are within the scope of the claims.

Claims (27)

スパークプラグ用の導電性ガラスシールであって、
前記ガラスシールの総重量に基づいて５０．０〜９０．０重量（重量％）の総量の少なくとも１つのガラスと、
前記ガラスシールの総重量に基づいて１０．０〜５０．０重量％の量の導電性金属粒子とを含み、
前記ガラスシールは、前記ガラスシールの総体積に基づいて２５．０〜７５．０体積パーセント（体積％）の量の気体充填孔を含み、
前記ガラスシールは導電性である、導電性ガラスシール。 A conductive glass seal for a spark plug,
At least one glass in a total amount of 50.0-90.0 weight (wt%) based on the total weight of the glass seal;
Conductive metal particles in an amount of 10.0 to 50.0% by weight based on the total weight of the glass seal;
The glass seal includes gas filled holes in an amount of 25.0-75.0 volume percent (volume%) based on the total volume of the glass seal;
The glass seal is conductive, a conductive glass seal. 前記ガラスは、シリカ（ＳｉＯ２）と、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）と、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）と、酸化亜鉛（ＺｎＯ）とを含み、
前記導電性粒子は銅を含む、請求項１に記載の導電性ガラスシール。 The glass includes silica (SiO 2 ), boron oxide (B 2 O 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), and zinc oxide (ZnO).
The conductive glass seal according to claim 1, wherein the conductive particles include copper. 前記ガラスは、前記ガラスの総重量に基づいて、３５．０〜４０．０重量％の量のシリカ（ＳｉＯ２）と、２０．０〜２８．０重量％の量の酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）と、１０．０〜１５．０重量％の量の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と、１０．０〜１５．０重量％の量の酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）と、３．０〜５．０重量％の量の酸化亜鉛（ＺｎＯ）とを含む、請求項１に記載の導電性ガラスシール。 The glass comprises silica (SiO 2 ) in an amount of 35.0-40.0 wt% and boron oxide (B 2 O in an amount of 20.0-28.0 wt% based on the total weight of the glass. 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in an amount of 10.0 to 15.0% by weight, bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) in an amount of 10.0 to 15.0% by weight; The conductive glass seal according to claim 1, comprising zinc oxide (ZnO) in an amount of 0 to 5.0 wt%. 前記ガラスは、前記ガラスの総重量に基づいて、２．０〜６．０重量％の総量のアルカリ金属酸化物と、３．０〜７．０重量％の総量のアルカリ土類金属酸化物とをさらに含む、請求項３に記載の導電性ガラスシール。   The glass comprises a total amount of alkali metal oxide of 2.0 to 6.0% by weight and an alkaline earth metal oxide of total amount of 3.0 to 7.0% by weight, based on the total weight of the glass. The conductive glass seal according to claim 3, further comprising: 前記気体充填孔は、前記ガラスシールの総体積に基づいて３５．０〜４５．０体積％の量で存在する、請求項１に記載の導電性ガラスシール。   The conductive glass seal according to claim 1, wherein the gas filling hole is present in an amount of 35.0 to 45.0% by volume based on the total volume of the glass seal. 前記気体充填孔は、前記ガラスおよび前記導電性金属粒子によって互いから間隔をあけられる、請求項１に記載の導電性ガラスシール。   The conductive glass seal of claim 1, wherein the gas filled holes are spaced from each other by the glass and the conductive metal particles. 前記導電性金属粒子は銅を含む、請求項１に記載の導電性ガラスシール。   The conductive glass seal according to claim 1, wherein the conductive metal particles include copper. 前記導電性金属粒子は銅の薄片を含み、粒径が４５ミクロン未満である、請求項７に記載の導電性ガラスシール。   8. The conductive glass seal of claim 7, wherein the conductive metal particles comprise copper flakes and have a particle size of less than 45 microns. 前記ガラスシールは、９×１０６Ｓ／ｍ〜６５×１０６Ｓ／ｍの範囲の導電率を有する、請求項１に記載の導電性ガラスシール。 The conductive glass seal according to claim 1, wherein the glass seal has a conductivity in a range of 9 × 10 6 S / m to 65 × 10 6 S / m. 前記ガラスシールは、３０×１０６Ｓ／ｍを上回る導電率を有する、請求項９に記載の導電性ガラスシール。 The conductive glass seal of claim 9, wherein the glass seal has a conductivity greater than 30 × 10 6 S / m. 導電性部品と、
前記導電性部品を包囲する絶縁体と、
前記導電性部品と前記絶縁体との間に密封結合を提供する導電性ガラスシールとを含む、スパークプラグであって、
前記導電性ガラスシールは、前記ガラスシールの総重量に基づいて、５０．０〜９０．０重量％の総量の少なくとも１つのガラスと、１０．０〜５０．０重量％の量の導電性金属粒子とを含み、
前記ガラスシールは、前記ガラスシールの総体積に基づいて２５．０〜７５．０体積％の量の気体充填孔を含み、
前記ガラスシールは導電性である、スパークプラグ。 Conductive parts;
An insulator surrounding the conductive component;
A spark plug comprising a conductive glass seal providing a hermetic bond between the conductive component and the insulator;
The conductive glass seal is based on the total weight of the glass seal and includes at least one glass in a total amount of 50.0-90.0% by weight and a conductive metal in an amount of 10.0-50.0% by weight. Particles and
The glass seal includes gas filled holes in an amount of 25.0-75.0% by volume based on the total volume of the glass seal;
A spark plug, wherein the glass seal is conductive. 前記気体充填孔は、前記ガラスシールの総体積に基づいて３５．０〜４５．０体積％の量で存在し、
前記気体充填孔は、前記ガラスおよび前記導電性金属粒子によって互いから間隔をあけられる、請求項１１に記載のスパークプラグ。 The gas filling hole is present in an amount of 35.0-45.0% by volume based on the total volume of the glass seal;
The spark plug of claim 11, wherein the gas fill holes are spaced from each other by the glass and the conductive metal particles. 前記導電性ガラスシールは、９×１０６Ｓ／ｍ〜６５×１０６Ｓ／ｍの範囲の導電率を有する、請求項１１に記載のスパークプラグ。 The spark plug according to claim 11, wherein the conductive glass seal has a conductivity in a range of 9 × 10 6 S / m to 65 × 10 6 S / m. スパークプラグ用のガラスシールを製造する方法であって、
混合物の総重量に基づいて、４８．８〜９０．０重量％の総量の少なくとも１つのガラスフリットと、０．１〜３．０重量％の量の結合剤と、０．１〜１．０重量％の量の膨張剤と、１０．０〜５０．０重量％の量の導電性金属粒子とを含む混合物を提供するステップと、
前記ガラスシールを形成するために前記混合物を焼成するステップとを含み、
前記ガラスシールは導電性である、方法。 A method for producing a glass seal for a spark plug, comprising:
Based on the total weight of the mixture, at least one glass frit in a total amount of 48.8-90.0% by weight, a binder in an amount of 0.1-3.0% by weight, and 0.1-1.0. Providing a mixture comprising a swelling agent in an amount of% by weight and conductive metal particles in an amount of 10.0-50.0% by weight;
Firing the mixture to form the glass seal;
The method wherein the glass seal is conductive. 前記膨張剤は、前記焼成するステップ中に気体に変わり、前記気体が充填された複数の孔を提供し、前記孔は、前記ガラスシールが室温まで冷やされた後に、前記導電性粒子および前記ガラスによって互いから間隔をあけられる、請求項１４に記載の方法。   The expansion agent changes to a gas during the firing step to provide a plurality of holes filled with the gas, the holes after the glass seal is cooled to room temperature, the conductive particles and the glass 15. The method of claim 14, wherein the methods are spaced apart from each other. 前記混合物の前記結合剤は、前記混合物の総重量に基づいて、０．１〜２．０重量％の量の無機結合剤と、０．１〜１．０重量％の量の有機結合剤とを含み、
前記結合剤の少なくとも一部は、前記焼成するステップ中に燃え尽きる、請求項１４に記載の方法。 The binder of the mixture includes an inorganic binder in an amount of 0.1-2.0 wt% and an organic binder in an amount of 0.1-1.0 wt%, based on the total weight of the mixture. Including
15. The method of claim 14, wherein at least a portion of the binder burns out during the firing step. スパークプラグを製造する方法であって、
導電性部品と絶縁体との間に混合物を配置するステップを含み、前記混合物は、前記混合物の総重量に基づいて、４８．８〜９０．０重量％の総量の少なくとも１つのガラスフリットと、０．１〜３．０重量％の量の結合剤と、０．１〜１．０重量％の量の膨張剤と、１０．０〜５０．０重量％の量の導電性金属粒子とを含み、前記方法はさらに、
前記ガラスシールを形成するために前記混合物を焼成するステップを含み、
前記ガラスシールは導電性である、方法。 A method of manufacturing a spark plug, comprising:
Disposing a mixture between the conductive component and the insulator, the mixture comprising, based on the total weight of the mixture, at least one glass frit in a total amount of 48.8-90.0% by weight; A binder in an amount of 0.1-3.0% by weight, an expanding agent in an amount of 0.1-1.0% by weight, and conductive metal particles in an amount of 10.0-50.0% by weight. Said method further comprising:
Firing the mixture to form the glass seal;
The method wherein the glass seal is conductive. 前記ガラスシールは、前記焼成するステップの後に、前記導電性部品と前記絶縁体との間に密封結合を提供する、請求項１７に記載の方法。   The method of claim 17, wherein the glass seal provides a hermetic bond between the conductive component and the insulator after the firing step. 前記膨張剤は、前記焼成するステップ中に気体に変わり、前記気体が充填された複数の孔を提供し、前記孔は、前記ガラスシールが室温まで冷やされた後に、前記導電性粒子および前記ガラスによって互いから間隔をあけられる、請求項１７に記載の方法。   The expansion agent changes to a gas during the firing step to provide a plurality of holes filled with the gas, the holes after the glass seal is cooled to room temperature, the conductive particles and the glass The method of claim 17, wherein the methods are spaced apart from each other. 前記混合物の前記結合剤は、前記混合物の総重量に基づいて、０．１〜２．０重量％の量の無機結合剤と、０．１〜１．０重量％の量の有機結合剤とを含み、
前記結合剤の少なくとも一部は、前記焼成するステップ中に燃え尽きる、請求項１７に記載の方法。 The binder of the mixture includes an inorganic binder in an amount of 0.1-2.0 wt% and an organic binder in an amount of 0.1-1.0 wt%, based on the total weight of the mixture. Including
The method of claim 17, wherein at least a portion of the binder burns out during the firing step. スパークプラグ用の導電性ガラスシールであって、
前記ガラスシールの総重量に基づいて７２．０〜８２．０重量（重量％）の総量の少なくとも１つのガラスと、
前記ガラスシールの総重量に基づいて１０．０〜２５．０重量％の量の導電性金属粒子とを含み、
前記ガラスシールは、前記ガラスシールの総体積に基づいて２５．０〜７５．０体積パーセント（体積％）の量の気体充填孔を含み、
前記ガラスシールは導電性である、導電性ガラスシール。 A conductive glass seal for a spark plug,
At least one glass in a total amount of 72.0-82.0% by weight, based on the total weight of the glass seal;
Conductive metal particles in an amount of 10.0 to 25.0 wt% based on the total weight of the glass seal,
The glass seal includes gas filled holes in an amount of 25.0-75.0 volume percent (volume%) based on the total volume of the glass seal;
The glass seal is conductive, a conductive glass seal. 前記導電性金属粒子は銅の薄片を含む、請求項２１に記載の導電性ガラスシール。   The conductive glass seal of claim 21, wherein the conductive metal particles comprise copper flakes. 前記ガラスは、前記ガラスの総重量に基づいて、６０．０〜７０．０重量％の量のシリカ（ＳｉＯ２）と、１７．０〜２５．０重量％の量の酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）と、４．０〜１０．０重量％の量の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と、３．０〜１０．０重量％の量のアルカリ金属酸化物と、０．０〜５．０重量％の量のアルカリ土類金属酸化物とを含む、請求項２１に記載の導電性ガラスシール。 The glass comprises silica (SiO 2 ) in an amount of 60.0-70.0% by weight and boron oxide (B 2 O in an amount of 17.0-25.0% by weight based on the total weight of the glass. 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in an amount of 4.0-10.0 wt%, an alkali metal oxide in an amount of 3.0-10.0 wt%, and 0.0-5. The conductive glass seal of claim 21 comprising 0% by weight of an alkaline earth metal oxide. 導電性部品と、
前記導電性部品を包囲する絶縁体と、
前記導電性部品と前記絶縁体との間に密封結合を提供する導電性ガラスシールとを含む、スパークプラグであって、
前記導電性ガラスシールは、前記ガラスシールの総重量に基づいて、７２．０〜８２．０重量％の総量の少なくとも１つのガラスと、１０．０〜２５．０重量％の量の導電性金属粒子とを含み、
前記ガラスシールは、前記ガラスシールの総体積に基づいて２５．０〜７５．０体積％の量の気体充填孔を含み、
前記ガラスシールは導電性である、スパークプラグ。 Conductive parts;
An insulator surrounding the conductive component;
A spark plug comprising a conductive glass seal providing a hermetic bond between the conductive component and the insulator;
The conductive glass seal is based on the total weight of the glass seal and includes at least one glass in a total amount of 72.0-82.0% by weight and a conductive metal in an amount of 10.0-25.0% by weight. Particles and
The glass seal includes gas filled holes in an amount of 25.0-75.0% by volume based on the total volume of the glass seal;
A spark plug, wherein the glass seal is conductive. スパークプラグ用のガラスシールを製造する方法であって、
混合物の総重量に基づいて、７２．０〜９０．０重量％の総量の少なくとも１つのガラスフリットと、１．０〜５．０重量％の量の無機結合剤と、０．１〜０．５重量％の量の膨張剤と、１０．０〜２５．０重量％の量の導電性金属粒子とを含む混合物を提供するステップと、
前記ガラスシールを形成するために前記混合物を焼成するステップとを含み、
前記ガラスシールは導電性である、方法。 A method for producing a glass seal for a spark plug, comprising:
Based on the total weight of the mixture, at least one glass frit in a total amount of 72.0-90.0% by weight, an inorganic binder in an amount of 1.0-5.0% by weight, and 0.1-0. Providing a mixture comprising a swelling agent in an amount of 5% by weight and conductive metal particles in an amount of 10.0-25.0% by weight;
Firing the mixture to form the glass seal;
The method wherein the glass seal is conductive. 前記無機結合剤はベントナイトを含み、前記膨張剤は炭酸カルシウムを含み、前記導電性金属粒子は銅の薄片を含む、請求項２５に記載の方法。   26. The method of claim 25, wherein the inorganic binder comprises bentonite, the swelling agent comprises calcium carbonate, and the conductive metal particles comprise copper flakes. スパークプラグを製造する方法であって、
導電性部品と絶縁体との間に混合物を配置するステップを含み、前記混合物は、前記混合物の総重量に基づいて、７２．０〜９０．０重量％の総量の少なくとも１つのガラスフリットと、１．０〜５．０重量％の量の無機結合剤と、０．１〜０．５重量％の量の膨張剤と、１０．０〜２５．０重量％の量の導電性金属粒子とを含み、前記方法はさらに、
前記ガラスシールを形成するために前記混合物を焼成するステップを含み、
前記ガラスシールは導電性である、方法。 A method of manufacturing a spark plug, comprising:
Disposing a mixture between the conductive component and the insulator, the mixture comprising, based on the total weight of the mixture, at least one glass frit in a total amount of 72.0-90.0% by weight; An inorganic binder in an amount of 1.0 to 5.0% by weight, an expanding agent in an amount of 0.1 to 0.5% by weight, and conductive metal particles in an amount of 10.0 to 25.0% by weight; And the method further comprises:
Firing the mixture to form the glass seal;
The method wherein the glass seal is conductive.
JP2019505246A 2016-08-01 2017-08-01 Spark plug with improved seal Pending JP2019525414A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/225,216 2016-08-01
US15/225,216 US9893495B2 (en) 2014-08-10 2016-08-01 Spark plug with improved seal
PCT/US2017/044876 WO2018026801A1 (en) 2016-08-01 2017-08-01 Spark plug with improved seal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019525414A true JP2019525414A (en) 2019-09-05

Family

ID=59593197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019505246A Pending JP2019525414A (en) 2016-08-01 2017-08-01 Spark plug with improved seal

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3491704A1 (en)
JP (1) JP2019525414A (en)
KR (1) KR20190035814A (en)
CN (1) CN110088998A (en)
WO (1) WO2018026801A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7235715B2 (en) * 2020-12-22 2023-03-08 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
CN114414643A (en) * 2022-01-10 2022-04-29 中国原子能科学研究院 Oxygen sensor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1434323B1 (en) * 2000-02-29 2008-01-16 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug
US9751797B2 (en) * 2014-08-10 2017-09-05 Federal-Mogul Ignition Company Corona ignition device with improved seal
JP6665160B2 (en) * 2014-08-10 2020-03-13 フェデラル−モーグル・イグニション・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーＦｅｄｅｒａｌ−Ｍｏｇｕｌ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ Ｌｌｃ Spark plug with improved seal

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018026801A1 (en) 2018-02-08
CN110088998A (en) 2019-08-02
EP3491704A1 (en) 2019-06-05
KR20190035814A (en) 2019-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6665160B2 (en) Spark plug with improved seal
JP6649359B2 (en) Corona igniter with improved seal
JP2017525117A5 (en)
JP2017524867A5 (en)
JP5178728B2 (en) Spark plug
JP2019525414A (en) Spark plug with improved seal
US4795944A (en) Metallized glass seal resistor composition
RU2236735C2 (en) Spark plug
US9685767B2 (en) Corona ignition device with improved seal
JP2019528224A (en) Corona igniter with improved seal
JP2016122560A (en) Fuse device, fuse unit, arc-extinguisher, and method of manufacturing arc-extinguisher
US9893495B2 (en) Spark plug with improved seal
US3562187A (en) Spark plug conductive glass seal
EP3178140B1 (en) Ceramic for ignition device insulator with low relative permittivity