JP2941870B2 - Igniter plug - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ガスタービンエンジン、ディーゼルエンジ
ン、ガス・オイルバーナー点火器などに使用されるイグ
ナイタプラグに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an igniter plug used for a gas turbine engine, a diesel engine, a gas oil burner igniter, and the like.
［従来の技術］ 従来のイグナイタプラグは、筒状の主体金具と、該主
体金具に嵌込まれる軸孔付の半導体チップおよび絶縁体
と、各軸孔に差し込まれる中心電極とを備えてなる。こ
のイグナイタプラグは、約2500スパーク迄の初期使用時
間が経過すると、半導体チップに含有されている半導体
が火花エネルギーにより、ごく局部的に低抵抗体に変質
し、約1800V程度の低い電圧で放電可能となる。[Prior Art] A conventional igniter plug includes a cylindrical metal shell, a semiconductor chip having a shaft hole fitted into the metal shell and an insulator, and a center electrode inserted into each shaft hole. With the igniter plug, after the initial use time of about 2500 sparks has elapsed, the semiconductor contained in the semiconductor chip is very locally transformed into a low-resistance body due to spark energy, and it can be discharged at a low voltage of about 1800 V Becomes
［発明が解決しようとする課題］ しかるに、このイグナイタプラグは、上記低抵抗体が
形成される迄の初期使用時間内において、放電電圧がば
らつき、火花放電が不安定になるという欠点を有してい
る。[Problems to be Solved by the Invention] However, this igniter plug has a drawback that the discharge voltage varies and the spark discharge becomes unstable during the initial use time until the low-resistance element is formed. I have.
本発明の目的は初期使用における、放電電圧の低下が
図れ、かつそのばらつきを抑えたイグナイタプラグの提
供にある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an igniter plug in which the discharge voltage can be reduced in initial use and the variation thereof is suppressed.
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、筒状の主体金具
と、略円柱状を呈するとともに、前記主体金具の先端に
嵌め込まれる軸孔付の炭化珪素及びアルミナを主体とす
る半導体チップと、前記主体金具に嵌め込まれ、前記半
導体チップより後方に位置する軸孔付の絶縁体と、前記
半導体チップおよび前記絶縁体の軸孔に差し込まれる中
心電極とを備えてなるイグナイタプラグにおいて、前記
半導体チップの先端面の表面に、酸化錫を主体とする低
抵抗物質層を設けた構成を採用した。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides a cylindrical metal shell, silicon carbide and alumina having a shaft hole which has a substantially cylindrical shape and is fitted at the tip of the metal shell. A semiconductor chip having a main body, an insulator fitted into the metal shell and having a shaft hole located rearward from the semiconductor chip, and a center electrode inserted into the shaft hole of the semiconductor chip and the insulator. In the igniter plug, a configuration is adopted in which a low-resistance material layer mainly composed of tin oxide is provided on the surface of the tip surface of the semiconductor chip.
［作用および発明の効果］ 本発明のイグナイタプラグは、つぎの作用および効果
を生じる。[Operations and Effects of the Invention] The igniter plug of the present invention has the following operations and effects.
（作用） 半導体チップに含有される炭化珪素及びアルミナを主
体とする半導体が火花エネルギーにより変質するまでの
間、筒状半導体チップの先端面の表面に設けた酸化錫を
主体とする低抵抗物質層がその代わりをする。(Operation) A low-resistance material layer mainly composed of tin oxide provided on the surface of the tip surface of the cylindrical semiconductor chip until the semiconductor mainly composed of silicon carbide and alumina contained in the semiconductor chip is altered by spark energy. Will take its place.
（効果） 酸化錫を主体とする低抵抗物質層を設けたことによ
り、初期使用（初期使用から1000〜5000スパークの間）
における、放電電圧の低下が図れ、かつそのばらつきを
抑えることができる。(Effect) Initial use (between 1000 and 5000 sparks from initial use) by providing a low resistance material layer mainly composed of tin oxide
, The discharge voltage can be reduced, and its variation can be suppressed.
［実施例］ つぎに本発明を第１図〜第３図に示す一実施例に基づ
き説明する。Embodiment Next, the present invention will be described based on an embodiment shown in FIGS.
第１図に示すように、イグナイタプラグＡは、筒状の
主体金具１と、該主体金具１の先端に嵌込まれる略円柱
状の半導体チップ２と、前記主体金具１に嵌込まれ、前
記半導体チップ２より後方に位置する軸孔31付きの絶縁
体３と、前記半導体チップ２および絶縁体３の軸孔20、
31に差し込まれる中心電極４とを備えてなる。As shown in FIG. 1, the igniter plug A includes a cylindrical metal shell 1, a substantially cylindrical semiconductor chip 2 fitted at the tip of the metal shell 1, and the igniter plug A, An insulator 3 having a shaft hole 31 located rearward of the semiconductor chip 2, a shaft hole 20 of the semiconductor chip 2 and the insulator 3,
And a center electrode 4 to be inserted into 31.
主体金具１は、チップ主体本体11（ステンレス製）の
先端に係止面12付の接地主体電極13を溶接してなるプラ
グチップ主体の後端に、コネクタ主体14を溶接してい
る。チップ主体本体11は、先端外周が径小とされ、後端
外周にはねじ15、フランジ部16、かしめ部が形成されて
いる。接地主体電極13はタングステン合金で形成され前
記係止面12に前記半導体チップ２を係止している。コネ
クタ主体14は先端部が前記フランジ部16に溶接され、後
端部にはコネクタねじ17、および係止面18が形成されて
いる。半導体チップ２は、炭化珪素、アルミナ等を主体
とする半導電性の焼成体であり、第２図にも示すよう
に、円盤部21および円錐台部22から成り、軸孔20を備え
る。このチップ２の先端面の表面23には低抵抗物質層５
が焼き付けにより形成されている。また、火花放電は環
状の沿面放電間隙51で起こる。In the metal shell 1, a connector main body 14 is welded to a rear end of a plug chip main body formed by welding a ground main body electrode 13 having a locking surface 12 to a tip end of a chip main body 11 (made of stainless steel). The tip main body 11 has a small outer diameter at the front end and a screw 15, a flange portion 16, and a caulked portion formed at the outer periphery at the rear end. The grounding main electrode 13 is formed of a tungsten alloy and locks the semiconductor chip 2 on the locking surface 12. The connector main body 14 has a front end portion welded to the flange portion 16 and a rear end portion formed with a connector screw 17 and a locking surface 18. The semiconductor chip 2 is a semiconductive fired body mainly composed of silicon carbide, alumina, or the like. As shown in FIG. 2, the semiconductor chip 2 includes a disk portion 21 and a truncated cone portion 22 and has a shaft hole 20. A low-resistance material layer 5
Are formed by baking. The spark discharge occurs in the annular surface discharge gap 51.
絶縁体３（アルミナ製）は、チップ先端側絶縁体32、
チップ後端側絶縁体33、コネクタ部絶縁体34からなる。
絶縁体32は棒状を呈し、その両端は肉薄に形成されると
ともに、内径が大きく、外径がやや小さく形成されてい
る。絶縁体33は棒状を呈し、その先端は肉薄に形成され
るとともに、内径が大きく、外径がやや小さく形成さ
れ、後端は内径のみ大きく形成されている。絶縁体34は
筒状を呈し、先端が前記絶縁体33の後端に外嵌されると
ともに押さえリング10に銀ろう付けされ、後端がワッシ
ャー19を介してコネクタ主体14の係止面18に固定されて
いる。The insulator 3 (made of alumina) is a chip tip side insulator 32,
A chip rear end insulator 33 and a connector insulator 34 are provided.
The insulator 32 has a rod shape, and both ends are formed to be thin, and have a large inner diameter and a slightly smaller outer diameter. The insulator 33 has a rod shape, the tip of which is formed to be thin, the inner diameter is large, the outer diameter is slightly small, and the rear end is only large. The insulator 34 has a cylindrical shape, the tip of which is externally fitted to the rear end of the insulator 33 and is brazed to the holding ring 10 by silver. Fixed.
中心電極４は、タングステン合金製の電極チップ41
と、絶縁体32先端の軸孔31内で溶接されるニッケル合金
製の中軸42とからなる。中軸42は、前記絶縁体33後端の
軸孔31に嵌め込んだターミナル43に銀ろう付けされてい
る。なお、各隙間にはガラスシール材44が充填されてい
る。The center electrode 4 is an electrode tip 41 made of tungsten alloy.
And a nickel alloy center shaft 42 welded in the shaft hole 31 at the tip of the insulator 32. The center shaft 42 is silver brazed to a terminal 43 fitted in the shaft hole 31 at the rear end of the insulator 33. Each gap is filled with a glass sealing material 44.
つぎに、低抵抗物質層５の製造方法および半導体チッ
プ２への焼付け方法について述べる。Next, a method for manufacturing the low-resistance material layer 5 and a method for baking the semiconductor chip 2 will be described.
（１）酸化錫（SnO）90重量％〜97重量％に三酸化アン
チモン（Sb2O3）３重量％〜10重量％を加え、さらに、
その総重量の50重量％の水を加え、玉石とともにポリエ
チレンポットで５時間〜15時間混合する。(1) tin oxide (SnO) 90 wt% to 97 wt% antimony trioxide (Sb 2 O 3) 3% to 10% by weight was added, further,
Water of 50% by weight of the total weight is added and mixed with the cobblestone in a polyethylene pot for 5 to 15 hours.
（２）これを乾燥（140℃、１時間）させ、玉石を除い
てアルミナ製のるつぼに移し、るつぼととともに1200℃
（400℃／時間の昇温スピード）まで昇温を行い、これ
を１時間〜10時間保持した後、室温まで炉冷する。(2) Dry this (140 ° C, 1 hour), remove the boulders, transfer to alumina crucible, and 1200 ° C with crucible
(Heating rate of 400 ° C./hour), the temperature is maintained for 1 hour to 10 hours, and the furnace is cooled to room temperature.
（３）るつぼから採取したものに、同重量の水を加え、
玉石とともに２時間混合する。(3) Add the same weight of water to the one collected from the crucible,
Mix with cobblestone for 2 hours.
（４）このようにしてできた低抵抗物質素材を半導体チ
ップ２の先端面の表面23に適当な厚みに塗布し、焼き付
ける（1000℃、15分）。(4) The low-resistance material thus formed is applied to the front surface 23 of the semiconductor chip 2 to a suitable thickness and baked (1000 ° C., 15 minutes).
つぎに、スパーク数と放電電圧との関係を調べる試験
について第３図に基づいて述べる。Next, a test for examining the relationship between the number of sparks and the discharge voltage will be described with reference to FIG.
イグナイタプラグＡを10本製造して、キャパシタ１μ
Ｆ容量放電型高圧電源により火花試験を行ったところ、
全部がほぼカーブ50の様になった。なお、初期使用にお
いても放電電圧のばらつきはほとんど見られなかった。Manufacture 10 igniter plugs A.
When a spark test was performed using an F capacity discharge type high voltage power supply,
Everything was almost like curve 50. In addition, even in the initial use, there was almost no variation in the discharge voltage.
低抵抗物質層５の形成を行わなかったプラグ（３本製
造）も同様に試験したところ、2500スパーク経過以降は
どれもほぼカーブ110であったが、2500スパーク未満に
おいては、カーブ111、112、113に示すごとく、放電電
圧にばらつきが見られるとともに、放電には1800Vを越
える高電圧が必要であった。Similarly, the plugs (three-manufactured) in which the low-resistance material layer 5 was not formed showed almost all curves 110 after the lapse of 2500 sparks. As shown in 113, the discharge voltage varied, and the discharge required a high voltage exceeding 1800V.
本発明は上記実施例以外に次の実施態様を含む。 The present invention includes the following embodiments in addition to the above embodiments.
a.低抵抗物質層の形成方法は、上記焼付け以外に、蒸
着、スパッタリングなどでも良い。a. The method of forming the low resistance material layer may be evaporation, sputtering, or the like, in addition to the above-described baking.
b.低抵抗物質層５は、1000スパーク〜5000スパーク程度
作用が続くような膜厚（５μｍ〜200μｍ）に焼付ける
のが好適である。b. It is preferable that the low-resistance material layer 5 is baked to a thickness (5 μm to 200 μm) in which the action of about 1000 to 5000 sparks continues.
c.半導体チップ２の最初の抵抗値（500Vメガ3mm距離に
おいて）は、普通、0.5MΩ〜100MΩであるので、形成す
る低抵抗物質層５の電気抵抗値は0.5MΩ未満が好適であ
る。c. Since the initial resistance value of the semiconductor chip 2 (at a distance of 500 V mega 3 mm) is usually 0.5 MΩ to 100 MΩ, the electric resistance value of the low resistance material layer 5 to be formed is preferably less than 0.5 MΩ.
第１図は本発明のイグナイタプラグの一実施例を示す断
面図、第２図はそのプラグの半導体チップに低抵抗物質
層を焼付けるところを示す説明図である。 第３図はイグナイタプラグのスパーク数と放電電圧との
関係を調べたグラフである。 図中 １……主体金具、２……半導体チップ、３……絶
縁体、４……中心電極、５……低抵抗物質層、20、31…
…軸孔、23……先端面の表面FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an igniter plug according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which a low-resistance material layer is burned on a semiconductor chip of the plug. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the number of sparks of the igniter plug and the discharge voltage. In the drawing, 1 ... metal shell, 2 ... semiconductor chip, 3 ... insulator, 4 ... center electrode, 5 ... low resistance material layer, 20, 31 ...
… Shaft hole, 23 …… Surface of the tip surface
Claims (1)
込まれる軸孔付の炭化珪素及びアルミナを主体とする半
導体チップと、 前記主体金具に嵌め込まれ、前記半導体チップより後方
に位置する軸孔付の絶縁体と、 前記半導体チップおよび前記絶縁体の軸孔に差し込まれ
る中心電極とを備えてなるイグナイタプラグにおいて、 前記半導体チップの先端面の表面に、酸化錫を主体とす
る低抵抗物質層を設けたことを特徴とするイグナイタプ
ラグ。1. A cylindrical metal shell, a semiconductor chip having a substantially cylindrical shape and mainly made of silicon carbide and alumina with a shaft hole to be fitted into a tip of the metal shell, In an igniter plug comprising an insulator with a shaft hole located rearward from the semiconductor chip, and a center electrode inserted into the shaft hole of the semiconductor chip and the insulator, a surface of a tip surface of the semiconductor chip, An igniter plug comprising a low-resistance material layer mainly composed of tin oxide.
Priority Applications (1)
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| JP779890A JP2941870B2 (en) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | Igniter plug |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP779890A JP2941870B2 (en) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | Igniter plug |
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