JPH02158077A - スパークプラグの絶縁体製造方法および該絶縁体を用いたスパークプラグ - 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】 ［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、特にそ
の絶縁体の成形方法およびその絶縁体を用いたスパーク
プラグに関する。

［従来の技術］ 従来、スパークプラグの絶縁体１００は、第９図に示す
ように、セラミック粉末にバインダ、焼結助剤を混合し
、スプレー造粒粉１１０とし、この造粒粉を略砲弾形１
２０にプレス成型し、砥石などで切削加：［を行い、焼
成して製造していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、従来の技術はつぎのような欠点がある。

（あ）プレス密度の最良の外周層が削れるため、スプレ
ー粒子の潰れが悪く、気孔率が低下し難い。

よって、絶縁体の貫通耐電圧が低い。

（い）切削加工は、再使用不能な削り屑１３０が多量に
生じ、材料が有効に利用されない。また、砥石の目詰ま
りを起こし易い、よってスパークプラグの製造コストの
上昇を招き易い。

（う）切削加工は回転体しか製造できず、絶縁体の設計
の際、自由度が低い。

本発明の目的は、貫通耐電圧が高く取れ、コスト高を招
かず、設計の自由度に優れた、スパークプラグの提供お
よびスパークプラグの絶縁体の製造方法の提供にある。

［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は製造方法としてつぎの構
成を採用した。

■スパークプラグの絶縁体製造方法は、セラミック粉末
に、有機バインダと焼結助剤とを混合してスプレー造粒
粉を製造する工程、該造粒粉を絶縁体の最終形状に合わ
せてプレスし、プレス成形体を製造する工程、該プレス
成形体を焼成する。Ｌ程からなる。

また、その絶縁体を用いたスパークプラグとしてつぎの
構成を採用した。

■スパークプラグは、筒状主体金具と、該筒状主体金具
に嵌め込まれセラミック焼結体で形成された筒状の絶縁
体と、該絶縁体内に嵌挿される中心電極とからなり、こ
の絶縁体は、前述の■の方法で製造されている。

■スパークプラグは、前述の■の構成を有し、かつ、絶
縁体が、主体金具の先端側に嵌め込まれる筒状の窒化物
系セラミックの胛長部絶縁体と、該脚長部絶縁体の後部
に位置する筒状のアルミナ質セラミックのコルゲーショ
ン部絶縁体とからなり、主体金具の中胴部で各々、凸部
と四部とにより嵌まり合っている。

［作用および発明の効果］ く請求項１について〉 スパークプラグの絶縁体は、セラミック粉末に、４機バ
インダと焼結助剤とを混合してスプレー造粒粉を製造す
る工程、この造粒粉を絶縁体の最終形状に合わせてプレ
スし、プレス成形体を製造する工程、この成形体を焼成
する工程の各二［程を経て製造される。つまり、切削加
工は行なっていない、このため、つぎの作用および効果
を奏する。

（ア）プレス密度の最良の外周層が残され、スプレー造
粒粉の潰れ性がより改善され、焼成後、気孔率が低下し
高密度の焼成体となり、製ｊ当される絶縁体の貫通耐電
圧が向上する。

（イ）削り屑は発生ぜず、また、工程数は減少する。よ
って、絶縁体の製造コストが大幅に低減できる。

（つ）非回転体形状の部品を得ることができ、絶縁体の
形状設計の際、自由度が増す。

く請求項２について〉 （１）本発明のスパークプラグは、従来のものに比べ、
絶縁体の貫通耐電圧が高くでき、量産性に優れ、かつ、
製造コストは安い。

く請求項３について〉 絶縁体は、主体金具の先端側に嵌め込まれる筒状の窒化
物系セラミックの脚長部絶縁体と、この脚長部絶縁体の
後部に位置する筒状のアルミナ質セラミックのコルゲー
ション部絶縁体とからなり、中胴部で各々、凸部と四部
とにより嵌まり合っている。このため、つぎの作用およ
び効果を奏する。

（力）耐熱性を要求螢れる脚長部絶縁体のみ窒化珪素質
絶縁体を使用するので、材料代の高い窒化珪素質材料が
必要最低限で済み、比較的低コストで耐熱衝撃性に浸れ
た高性能のスパークプラクが製造できる。

（キ）凸部と四部との嵌合部は高温になると外側のコル
ゲーション部絶縁体から内側の胆長部絶縁体に対し圧縮
力がかかり結合がより強固となる。

また、中胴部で嵌まりあっているので径方向からの応力
に対しても対応できる。

［実施例］ つぎに本発明の第１実施例（請求項１．２．３に対応）
を第１図〜第３図に基づき説明する。

スパークプラグＡは、第３図に示す如く、筒状主体金具
１と、後端に凸部２１を有する筒状の脚具部絶縁体２と
、先端の凹部３１が形成された筒状のコルゲーション部
絶縁体３と、前記各絶縁体２．３内に嵌め込まれる中心
電極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、窒化アルミニウムのセラミック焼結
体で形成されている。

コルゲーション部絶縁体３は、アルミナのセラミック焼
結体で形成されている。また、嵌合面は高融点ガラス３
２により接合されている。各絶縁体２．３は筒状主体金
具１の中胴部１２で嵌まり合っている。

中心電極４は、各絶縁体２．３の軸孔２２．３３内に嵌
め込まれる先端の発火型８ｉ４１と後端の端子電極４２
が導電性ガラス４３および抵抗体４４を介して一体に加
熱封名されている。

ここで、脚長部絶縁体２は、つぎの工程により製造され
る。

■−次粒子の直径が０．６μ〜０．７μの高純度の窒化
アルミニウム（ＡρＮ）粉末に、低重合度のポリビニル
アルコール系のバインダと、酸化イツトリウム（ＹｚＯ
ｉ）とを加え、平均粒径５０Ｊｌ〜７０μの二次粒子（
以後スプレー造粒粉５という）を製造する。

■このスプレー造粒粉５を脚長部絶縁体２の最終形状に
合わせて（縮み率を省慮してスプレー造粒粉５を入れな
い状態で約１２０％の大きさ）製造された、ゴム製の型
、６に入れ、常温、プレス圧１２ｔ／ｃｍ２．１０秒〜
２０秒で油圧Ｆによりプレスし、プレス成形体７を製造
する（第１図参照）。なお、丸棒８は軸孔２２を形成さ
せるためのものである。

■プレス成形体７をゴム製の型６の弾性により型６から
収り出し、焼成して第２図に示す脚長部絶縁体２とする
。

コルゲーション部絶縁体３は、上記と同様の方法で製造
され、前記脚長部絶縁体２の凸部２１に、先端側に形成
された凹部３１を嵌め込んで接合される。

なお、従来は、プレス器の精度の問題、型の加工精度の
問題、収縮割合の精密が把握の問題などが解決されなか
ったため、全体としてこのような発明は着想の域を脱し
ないものであった。

本実施例のスパークプラグＡはつぎの作用および効果を
奏する。

（す）スパークプラグＡと従来の技術により製造した比
較品とを排気量１０００ｃｃのターボチャージャ付きエ
ンジンに装着して比較したところ、スパークプラグＡは
１０％〜２０％の貫通電圧の向上があった。これは、ス
プレー粒子の潰れが良くなることで、気孔率が低下し、
高密度の焼結体となるためである。なお、スパークプラ
グＡと比較品とは材料は同じものを使用し、完成後の各
絶縁体の大きさは同じである。

（シ）比較品は窒化アルミニウムを切削加工する際つぎ
のような不都合が生じた。■堅いので削る速度を遅くす
る必要がある。■砥石に削り粉が詰まり、目の荒いもの
を使用すると表面精度が悪くなる。■削り屑が生じ、こ
れは再使用できない。

これに対して、スパークプラグＡでは切削加工を行なっ
ていないので削り屑は発生ぜず、また、工程数が減るの
で′ｌＡ造コストが低減できた。

つぎに本発明の第２実施例を（請求項１．２．３に対応
）を第４図とともに説明する。

本実施例では上記第１実施例における脚長部絶縁体２の
凸部２１が非回転体である多角形状を呈している。また
、コルゲーション部絶縁体く図示せず）の四部もこの凸
部２１に嵌合する形状となっている。

このため、コルゲーション部絶縁体との接合１４度か向
上４する。

つぎに本発明の第３実施例を（請求項１．２に対応）を
第５図に基づき説明する。

本実施例のスパークプラグの絶縁体９はコルゲーション
９１も含めてすべて窒化珪素（Ｓｉ、Ｎ４）あるいはア
ルミナ（Ａβ２０３）で製造されている。

本実施例では、従来の技術で製造したスパーク１ラグと
比較して、特に、切削加工を行わないことによる作業時
間の短縮および材料代の有効利用による製造コストの低
減が図れる。なお、本実施例のスパークプラグとの比較
は、同じ材料を使用して製造し、完成後の絶縁体の大き
さが同じであるスパークプラグで行った。

本発明は上記実施例以外につぎの実施態様を含む。

ａ、第１実施例において、ゴム製の型６はプレス成形体
７が取り出し易いように友右に外せるような構造であっ
ても良い。また、水圧Ｗでプレスしても良い。

ｂ、プレス成形体７を製造するためのプレス方法は第７
図、第８図に示すように金属製のプレス器りを使用して
行っても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスパークプラグの第１実施例にかかる
、脚長部絶縁体となるプレス成形体の製造方法を示す原
理図、第２図はその実施例にかかる、脚長部絶縁体を示
す片側断面図、第３図はそのスパークプラグの全体を示
す片側断面図である。 第４図は本発明のスパークプラグの第２実施例にかかる
、脚長部絶縁体の斜視図である。 第５図は本発明のスパークプラグの第３実施例にかかる
、絶縁体の片側断面図である。 第６図は、プレスの第２実施例を示す原理図である。 第７図、第８図は、プレスの第３実施例を示す原理図で
ある。 第９図は従来のスパークプラグおよびその製造方法を説
明するための片側断面図である。 図中　１・・・筒状主体金具　２・・・脚長部絶縁体３
・・・コルゲーション部絶縁体　４・・・中心電極　５
・・・スプレー造粒粉　７・・・プレス成形体　９・・
・絶縁体く筒状の絶縁体）２１・・・凸部　３１・・・
凹部Ａ・・・スパークプラグ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）セラミック粉末に、有機バインダと焼結助剤とを混
   合してスプレー造粒粉を製造する工程、該造粒粉を絶縁
   体の最終形状に合わせてプレスし、プレス成形体を製造
   する工程、 該プレス成形体を焼成する工程、 からなるスパークプラグの絶縁体製造方法。 ２）筒状主体金具と、 該筒状主体金具に嵌め込まれセラミック焼結体で形成さ
   れた筒状の絶縁体と、 該絶縁体内に嵌挿される中心電極と からなるスパークプラグにおいて、 前記絶縁体は、請求項１記載の方法で製造された絶縁体
   であることを特徴とするスパークプラグ。 ３）前記絶縁体は、前記筒状主体金具の先端側に嵌め込
   まれる筒状の窒化物系セラミックの脚長部絶縁体と、該
   脚長部絶縁体の後部に位置する筒状のアルミナ質セラミ
   ックのコルゲーション部絶縁体とからなり、主体金具の
   中胴部で各々、凸部と凹部とにより嵌まり合う請求項２
   記載のスパークプラグ。