JPH02152186A

JPH02152186A - 窒化アルミニウムの絶縁体を有するスパークプラグ

Info

Publication number: JPH02152186A
Application number: JP30629388A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Oshima; 崇文大島; Shigeyasu Yamada; 山田　茂保
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1988-12-02
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1990-06-12

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、内燃機関のスパークプラグに係わり、特に絶
縁体の少なくとも脚長部に窒化アル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］従来のスパークプラグは、筒状主体金具と、該主体金具
内に嵌め込まれる筒状の絶縁体と、該絶縁体内に嵌め込
まれる中心電極とからなり、前記絶縁体に窒化アルミニ
ウムを用いることが提案されている。

［発明が解決しようとする；３１題１しかるに、従来のスパークプラグはつぎのような欠点が
ある。

窒化アルミニウムは、良熱伝導性であるが高温になる程
、耐電圧特性が低下する。したがって、現在のアルミナ
絶縁体と同じ設計仕様、構造ではスパークプラグとして
十分な耐久性を有しない。

本発明の目的は、高温時の、絶縁体の耐電圧に優れた窒
化アルミニウムの絶縁体を有するスパークプラグの提供
にある。

［課題を解決するための手段］上記課題の達成のため、本発明の窒化アルミニウムの絶
縁体を有するスパークプラグは、筒状主体金具と、該主
体金具内に嵌め込まれる筒状の絶縁体と、該絶縁体内に
嵌め込まれる中心電極とからなり、前記絶縁体の少なく
とも脚長部に窒化アルミニウムが用いられるスパークプ
ラグにおいて、前記絶縁体の脚長部と中心電極との隙間
に、アルミナ質のセラミックパイプを介した構成を採用
した。

［作用および発明の効果〕本発明はつぎの作用および効果を奏する。

絶縁体に耐電圧不足による火花貫通が発生するのは、発
火部側の脚長部分に限られている。本発明では、中心電
極と絶縁体の脚長部とをアルミナ質のセラミックパイプ
を介して嵌め込んでいる。

ここで、このパイプは、高温になっても耐電圧特性が低
下しないアルミナ質セラミックで形成されている。よっ
て高温時の、絶縁体の脚長部分の耐電圧は向上する。

［実施例コつぎに本発明の第１実施例を第１図に基づき説明する。

スパークプラグＡは、筒状主体金具１と、該主体金具１
の先端側に位置する軸孔２１付きの脚長部絶縁体２と、
前記軸孔２１内に嵌め込まれる中心電極３が嵌入された
アルミナパイプ４とからなる。

筒状主体金具１は低炭素鋼で形成され、先端に外側電極
１１を溶接している。

脚長部絶縁体２は、窒化アルミニウムで形成され（先端
の径φ７．０）、後端側はアルミナで形成されたコルゲ
ーション部絶縁体（図示せず）に接合されている。

中心電極３は、先端部（直径はφ１．０）が前記脚長部
絶縁体２の先端面２２から突き出て配設され、先端面３
１には白金製の円板３２が接合されている。また、後端
側は鍔状部３３となり、前記軸孔２１内のテーパ面２３
に係止されている。

アルミナバイブ４は、アルミナ含壱率９０％のパイプで
ある。ここで、先端面２２とパイプ先端面４１との距離
をｍ、先端面２２と円板先端面３４との距離をｎ、パイ
プ先端面４１と円板先端面３４との距離を９とした場合
、ｍつよりｎ−ｆＪは５ｍｍとなるように配設されてい
る。また、パイプ４の後端は前記テーパ面２３の角２４
に位置している。なお、プラグのワイドレンジを図るた
め、中心電！Ｊｉ４３とアルミナバイブ４、およびアル
ミナバイブ４と脚長部絶縁体２の境界間隙には耐熱性充
填物であるアルミナ質セメント４２が絶縁体先端部を除
いて封入されており、これにより、両者の熱伝導性を良
くしている。

つぎに本実施例におけるスパークプラグＡによる、アル
ミナバイブ４の肉厚ｄと貫通発生電圧との関係を示す、
高温耐電圧試験について述べる。

試験条件は、８００℃、３０ｋｇ／ｃｍ”の大気雰囲気
中であり、アルミナバイブ４の肉厚ｄを０．２ｍｍから
２．６ｍｍまで変化させ、第２図に示す結果を得た。こ
こで、スパークプラグとして要求される貫通発生電圧は
３０ｋＶ程度必要であるので、ｄはバラツキを考慮して
０．５ｍｍ以上、とされる。

しかし、この肉厚ｄが厚すぎてもアルミナの低熱伝導率
のために、脚長部絶縁体２を窒化アルミニウムとして耐
プレイグニツシヨン性を向上させる効果が成子してしま
う（高温耐電圧は満足している）。実験の結果肉厚ｄは
最大限１．８ｍｍまでが適当であることが判明している
。

本実施例のスパークプラグＡにおける作用および効果、
およびそれが成り立つ範囲について述べる。

（ア）８００°Ｃ位の高温時における脚長部絶縁体２の
耐電圧はアルミナバイブ４の肉厚ｄが０．５ｍｍ以上で
スパークプラグの絶縁体としての性能が得られる。ただ
し、１笹述の理由により最大限１゜８ｍｍとされる６（イ）アルミナバイブ４は、種々の実験および経験によ
り、少なくともアルミナ含有率が９０％のものを使用す
ることにより良好な結果が得られる。

（つ）脚長部絶縁体２の先端面２２とアルミナバイブ４
のパイプ先端面４１との距離を１ｎ、前記先端面２２と
中心電極３の白金製の円板３２の円板先端面３４との距
離をｎ、前記パイプ先端面４１と円板先端面３４との距
離を９とした場合、ｎ−１は一３ｍｍ以上５　ｍ　ｍ以
下にするのが適当である。この理由はｎ−ρが一３ｍｍ
より小さいと脚長部絶縁体２の先端部分で火花貫通が発
生し易くなる。また、５ｍｍを越えるとアルミナパイプ
４を起点とするプレイグニツシヨンが発生し易くなり、
窒化アルミニウムによるワイドレンジ設計の意味がなく
なるためである。

（１）中心電極３とアルミナパイプ４、およびアルミナ
パイプ４と脚長部絶縁体２の境界間隙に封入されたアル
ミナ質セメント４２により、プラグのワイドレンジ化が
図れる。

（オ）スパークプラグＡは、その構成上中心電極３の直
径は小さくなる。このなめ、そのままでは、中心電極３
の先端部における電極消耗は従来のプラグと比べ早い。

しかし、中心電極３の先端面３１に接合された白金製の
円板３２により耐久性を飛躍的に向上させているので電
極消耗は問題にならない。

（力）実施例では脚長部絶縁体２を窒化アルミニウムで
、後端側のコルゲーション部絶縁体をアルミナで形成し
た分割絶縁体を用いたが、プラグ絶縁体は窒化アルミニ
ウムで一体構造であってもよい。また絶縁体が窒化珪素
であってもよい。

つぎに本発明の第２実施例を第３図に基づき説明する。

本実施例では、窒化アルミニウムの脚長部絶縁体２の先
端部２らがアルミナパイプ４の先端部４３を覆うように
なっている。つまり、ｎ−Ｊを３ｍｍとしている。また
、中心電極３の先端に棒状のイリジウム３５が埋め込ま
れている。本実施例のスパークプラグＢは、中心電極３
に印加する印加電圧が若干低く゛Ｃ１火花貫通の問題よ
りプレイグニツシヨンの問題が重視されている場合に有
効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の窒化アルミニウムの絶縁体を有するス
パークプラグの第１実施例を示す断面図、第２図はアル
ミナパイプ肉厚と貫通発生電圧との関係を示すグラフ、
第３図は本発明の第２実施例を示す窒化アルミニウムの
絶縁体を有するスパークプラグの断面図である。図中　１・・・筒状主体金具　２・・・脚長部絶縁体（
絶縁体の脚長部）　３・・・中心電極　４・・・アルミ
ナパイプ（アルミナ質のセラミックパイプ）　Ａ、Ｂ・
・・スパークプラグ（窒化アルミニウムの絶縁体を有す
るスパークプラグ）第２図

Claims

【特許請求の範囲】１）筒状主体金具と、該主体金具内に嵌め込まれる筒状の絶縁体と、該絶縁体
内に嵌め込まれる中心電極とからなり、前記絶縁体の少なくとも脚長部に窒化アルミニウムが用
いられるスパークプラグにおいて、前記絶縁体の脚長部
と中心電極との隙間に、アルミナ質のセラミックパイプ
を介したことを特徴とするスパークプラグ。