JPH02152185A - 窒化物系セラミック絶縁体を有するスパークプラグ - Google Patents

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】 し産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関のスパークプラグに係わり、特に絶
縁体に窒化アミニウムを用いたスパークプラグの改良に
関する。

［従来の技術］ 従来の窒化物系セラミック絶縁体を有するスパークプラ
グＢ（第３図参照）は、先端に外側電極１１０が溶接さ
れた筒状主体金具１００と、該筒状主体金具に嵌め込ま
れ窒化アルミニウムで形成された筒状の絶縁体２００と
、該絶縁体２００内に嵌挿される中心電極３００とから
なる（特公昭５５−４６６３４号公報）。

し発明が解決しようとする課題］ しかるに、従来の窒化物系セラミック絶縁体を有するス
パークプラグＢは、つぎのような欠点がある。

（あ）窒化物系セラミック（窒化アルミニウムも古む）
絶縁体２００を使用したスパークプラグＢは、実際に自
動車のエンジンに装着して長時間の耐久試験を行うと、
絶縁体′＆１Ｔｉｉ２１０にコロナ放電と思われる浅い
溝２２０が根元２３０から発火部側２４０に向かって掘
れ、この清２２０に沿って高電圧がリークし、発火ミス
が発生し易くなる。

（い）窒化物系セラミックは、第４図に示すように、高
温になると電気伝導度カ月、昇（絶縁性が悪化する）し
、絶縁体２００の脚長部２５０の根元２３０からのコロ
ナの伸展か顕著となる。これにより、このコロナの伸展
が発火部側２４０まで到達して正規のギャップ３１０で
発火ミスを起こす。

本発明の目的は、絶縁体の表面に電気導通路の形成が起
こり難い窒化物系セラミック絶縁体を有するスパークプ
ラグの提供にある。

し課題を解決するための手段コ 上記課題の達成のため、本発明の窒化物系セラミック絶
縁体を有するスパークプラグは、筒状主体金具と、該筒
状主体金具に嵌め込まれ窒化物系セラミック焼結体で形
成された筒状の絶縁体と、前記絶縁体内に嵌挿される中
心電極とからなる窒化物系セラミック絶縁体を有するス
パークプラグにおいて、前記絶縁体には、少なくともパ
ツキン当接面および脚長部の根元側表面に、少なくとも
５μの厚さに、高融点ガラス、酸化物系セラミックまた
はこれらの複合体よりなる高絶縁性のコーティング層を
形成した構成を採用した。

し作用および発明の効果］ 本発明はつぎの作用および発明の効果を奏する。

（力）高融点ガラス、酸化物系セラミックまたはこれら
の複合体よりなる高絶縁性のコーティング層により、高
温状態において優れた電気絶縁性が得られる。

（キ）最も、コロナ放電による溝の形成が起き易いパツ
キン当接面および脚長部の根元側表面に、コーティング
が施されている。このため、溝の形成は起こり難い。な
お、部分コーティングの場合はコストが若干抑えられる
。

（り）少なくとも５μの厚さである理由は、５ノ１未満
であるとコーティング層の効果が奏し難いためである。

これら（力）〜（り）により、本発明の窒化物系セラミ
ック絶縁体を有するスパークプラグは、絶縁体の表面に
、溝による電気導通路の形成が起こり難く、発火部での
発火ミスが生じ難い。また、絶縁体が高温になっても、
電気伝導度が」−昇しないので絶縁体の脚長部の根元か
らのコロナの伸展は生じ難い。

［実施例］ つぎに本発明の窒化物系セラミック絶縁体を有するスパ
ークプラグを第１図に示す第１実施例に基づき説明する
。

スパークプラグ（熱価４）は、筒状主体金具１と、該筒
状主体金具１内に嵌め込まれた絶縁体２と、該絶縁体２
内に嵌挿される中心電極３とからなる。

筒状主体金具１は、耐熱金属で形成され、先端には外側
電極１１が溶接され、内側のテーパ面１２にはパツキン
１３が配設されている。また、収り付けねじ径はφ１４
で、ねじリーチは１９ｍｍである。

絶縁体２は、窒化アルミニウム＜ＡＪＩＮ）で形成され
、前記パツキン１３により前記筒状主体金具１内に係止
されている。この絶縁体２の脚長部２１は２０　ｍ　ｍ
である。

中心電極３はニッケル合金製で先端が■カット（図示せ
ず）されている。また、中軸との間に抵抗（図示せず）
が配されている。

つぎに、このスパークプラグの脚長部２１に酸化物系セ
ラミックであるアルミナ（ＡｆＪ２０３　）を下記の方
法でコーティングし、比較品とともに排気量２０００ｃ
ｃ、６気筒エンジンに装着し、５０００ｒｐｍ全開、５
００時間の耐久試験を行った。■スパークプラグＡｌ　
：窒化アルミニウムである絶縁体２の表面にＣＶＤ　（
化学蒸着法）でアルミナを蒸易さぜ１０μのアルミナコ
ーティング層２２を形成させたもの。

■スパークプラグＡ２：絶縁体２の表面にＰＶＤ（物理
蒸着法）の溶射により１０μのアルミナコーティング層
２２を形成させたもの。

■スパークプラグＡ３：絶縁体２を１２００℃で５時間
、大気雰囲気中で保持して、窒化アルミニラム表面を１
０μ酸化させ酸化被膜２３を形成さぜなもの。

■スパークプラグＢ（比較品）：アルミナコーティング
層２２または酸化波Ｍ２３を形成させないもの。

この耐久試験結果は、スパークプラグＢのみが脚長部２
１に電気導通路を形成して４５０時間〜５００時間で発
火ミスを起こした。また、スパークプラグＢの絶縁体２
の表面には高温燃焼ガスによる酸化被膜２３はほとんど
形成されていなかった。

つぎに、本実施例のスパークプラグ（スパークプラグＡ
１〜Ａ３）の作用および効果を述べる。

くす）上記のような極めて過酷な耐久試験を行った場合
、本発明が施されていないスパークプラグＢは４５０時
間〜５００時間で発火ミスを起こすが、本発明を施した
ものは、絶縁体２の表面に、溝による電気導通路の形成
が認められず正常に発火する。

（シ）本実施例では、脚長部２１が２　Ｑ　ｍ　ｍにつ
いての結果であり、脚長部２１が短いタイプでは更に早
期に電気導通路の形成が起きやすいので、その場合は効
果はさらに顕著となる。

（ス）上記のスパークプラグＢの結果のようにエンジン
に装着し酸化被膜が自然に形成されることとは期待薄で
ある。つまり、本発明の構成が施された、スパークプラ
グＡ１−スパークプラグＡ３のようなあらかじめ、絶縁
体２の表面にアルミナコーティングＭ２２や酸化被膜２
３が形成されたものでないと効果がでない。

（セ）プラグが装着されるエンジンが、ＬＰＧ燃料を使
用するエンジン、ガスエンジン等の場合、燃焼時に発生
する水（Ｉ（２０）の窒化珪素への悪影響も防げる。

本発明の窒化物系セラミック絶縁体を有するスパークプ
ラグは、つぎの実施態様を含む。

ａ、コーティング層の形成は、第２図に示すようにパツ
キン当接面２４を含み、脚長部２１の一部でも良い。

ｂ、コーティング層はアルミナに限定されず、耐電圧に
優れたものならば他のものでも良く、そのコーティング
方法は上記実施例以外に例えば高絶縁性、高耐熱性の釉
薬を塗布して焼き付けても良く、あるいはレーザーによ
る被膜を形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる窒化物系セラミック絶縁体を有
するスパークプラグの一実施例を示す部分断面図、第２
図はそのプラグの池の実施例を示す部分断面図である。 第３図は従来の窒化物系セラミック絶縁体を有するスパ
ークプラグの、絶縁体の表面に電気導通路の形成が起こ
る過程を示す概略図、第４図は窒化物系セラミックの温
度と電気伝導度の関係を示すグラフである。 図中　Ａ１、Ａ２、Ａ３・・・スパークプラグ（窒化物
系セラミック絶縁体を有するスパークプラグ）１・・・
筒状主体金具　２・・・絶縁体　３・・・中心電極２１
・・・脚長部　２２・・・アルミナコーティング層（コ
ーティング層）　２３・・・酸化被膜（コーティング層
）　２４・・・パツキン当接面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）筒状主体金具と、 該筒状主体金具に嵌め込まれ窒化物系セラミック焼結体
   で形成された筒状の絶縁体と、 前記絶縁体内に嵌挿される中心電極と からなる窒化物系セラミック絶縁体を有するスパークプ
   ラグにおいて、 前記絶縁体には、 （ア）少なくともパッキン当接面および脚長部の根元側
   表面に、 （イ）少なくとも５μの厚さに、 （ウ）高融点ガラス、酸化物系セラミックまたはこれら
   の複合体よりなる高絶縁性のコーティング層を形成した
   ことを特徴とする窒化物系セラミック絶縁体を有するス
   パークプラグ。