JPH0260082A - 内燃機関用スパークプラグの製造方法 - Google Patents
内燃機関用スパークプラグの製造方法Info
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Landscapes
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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。
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、耐プレイグニツシヨン性、耐汚損性および引
入１生に優れた内燃機関用スパークプラグを、歩留シよ
く製造する方法に関する。
入１生に優れた内燃機関用スパークプラグを、歩留シよ
く製造する方法に関する。
スパークプラグ用絶縁体としては、従来Ａム０゜が多く
使用されている。
使用されている。
従来公知のスパークブラダ絶縁体に使用されていたＡｌ
！０３は、熱伝導率が２ｏ／ｍ−に程度しかなく、極め
て熱伝導が悪いため、高温の燃焼ガスからの受熱を十分
に放散させることが困難でおり、そのため、燃焼室に露
出している絶縁バス（脚部長）の長い、耐汚負性に優れ
たスバ−クデフグの設計も困・雌であった。
！０３は、熱伝導率が２ｏ／ｍ−に程度しかなく、極め
て熱伝導が悪いため、高温の燃焼ガスからの受熱を十分
に放散させることが困難でおり、そのため、燃焼室に露
出している絶縁バス（脚部長）の長い、耐汚負性に優れ
たスバ−クデフグの設計も困・雌であった。
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決し、耐プレイ
グニツシヨン性、耐汚損性、耐久性に優れたスバークプ
フグの設計、製造を容易に行なう方法を提供しようとす
ることを目的としている。
グニツシヨン性、耐汚損性、耐久性に優れたスバークプ
フグの設計、製造を容易に行なう方法を提供しようとす
ることを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明は、近年、良熱伝導性
セラミック、例えば窒化アルミニウム（ＡｔＮ ）の粉
末製造技術、プレス体の成形技術あるいは焼結技術が同
上した点に着目し、従来困疏とされていたスパークプラ
グ絶縁体への窒化アルミニウムの利Ｉｌｊが、量産的に
も可能なことをつきとめたことによりなされたものであ
る。
セラミック、例えば窒化アルミニウム（ＡｔＮ ）の粉
末製造技術、プレス体の成形技術あるいは焼結技術が同
上した点に着目し、従来困疏とされていたスパークプラ
グ絶縁体への窒化アルミニウムの利Ｉｌｊが、量産的に
も可能なことをつきとめたことによりなされたものであ
る。
本来、ｋｔＮは共有結合性の強い性質を持ち、ＳｉＣ同
様難焼結材の１つであった。しかしながら、焼結助剤（
アルカリ土類金属、希土類金属の酸化物、硝酸塩、炭酸
塩、フッ化物等）を適当に選定することにより、これら
焼結助剤の働きで、焼結時に液相焼結が生起し、常圧焼
結することが可能となった。また、これら焼結助剤のう
ち希土類金属はＡｔＮの粒界に酸素を集積させながら析
出するので、かえって熱伝導率が向上する場合もある。
様難焼結材の１つであった。しかしながら、焼結助剤（
アルカリ土類金属、希土類金属の酸化物、硝酸塩、炭酸
塩、フッ化物等）を適当に選定することにより、これら
焼結助剤の働きで、焼結時に液相焼結が生起し、常圧焼
結することが可能となった。また、これら焼結助剤のう
ち希土類金属はＡｔＮの粒界に酸素を集積させながら析
出するので、かえって熱伝導率が向上する場合もある。
本発明では、原料粉末、造粒粉末、焼結助剤およびバイ
ンダーの各要件を適宜に選定することで、スパークプラ
グ絶縁体址産ベースの工程として、冷間静水圧（ＣＩＰ
）成形→プレス成形体の回転砥石による切削加工→常圧
焼結が可能となり、焼結した絶縁体が多結晶体であるに
もかかわらず、良好な熱伝導率を達成することができる
。
ンダーの各要件を適宜に選定することで、スパークプラ
グ絶縁体址産ベースの工程として、冷間静水圧（ＣＩＰ
）成形→プレス成形体の回転砥石による切削加工→常圧
焼結が可能となり、焼結した絶縁体が多結晶体であるに
もかかわらず、良好な熱伝導率を達成することができる
。
本発明で用いる窒化アμミニウム粉末の一次粒子径は、
Ｑ、２〜１０μｍ１望ましくはｒｌ、２〜２μｍの範囲
のものが良く、粒子径が大きくなると焼結性が悪くなる
。また、粉末中の不純物元素として、Ｆｅ、 Ｓｉ、
Ｏ等があ、るが、それらは多くともｆｆｆ：１％とする
。これらの不純物元素がＡｔＮの粒界に集積すると熱伝
導率を低下させるので、極力抑えることが望ましい。
Ｑ、２〜１０μｍ１望ましくはｒｌ、２〜２μｍの範囲
のものが良く、粒子径が大きくなると焼結性が悪くなる
。また、粉末中の不純物元素として、Ｆｅ、 Ｓｉ、
Ｏ等があ、るが、それらは多くともｆｆｆ：１％とする
。これらの不純物元素がＡｔＮの粒界に集積すると熱伝
導率を低下させるので、極力抑えることが望ましい。
焼結助剤としては、（ｉ）アルカリ土類金ＬＡ（Ｃａ、
Ｂａ、 Ｓｒ等）酸化物（ｅ） （ＣａＯ，ＢａＯ，
ＳｒＯ）あるいはその硝酸塩う）（例えばＣａ （ＮＯ
＊ ）ｚ ） ａ炭酸塩（ｃ）（ＣａＣＯ２，ＢａＣ０
，、ＳｒＣＯ３） ＃ （ｉｉ） 希土類金属酸化物（
Ｙｚ０３． Ｌａｇ（％、 ＣｅＯ２，Ｐｒ０２．６６
２０３ ＊ ５ｍ２０Ｍ ＊ＧｒｈＯｓ 、 ＤＹｚＯ
＋ ） −（！！り希土類・ｈ属フッ化物（ＹＦ。
Ｂａ、 Ｓｒ等）酸化物（ｅ） （ＣａＯ，ＢａＯ，
ＳｒＯ）あるいはその硝酸塩う）（例えばＣａ （ＮＯ
＊ ）ｚ ） ａ炭酸塩（ｃ）（ＣａＣＯ２，ＢａＣ０
，、ＳｒＣＯ３） ＃ （ｉｉ） 希土類金属酸化物（
Ｙｚ０３． Ｌａｇ（％、 ＣｅＯ２，Ｐｒ０２．６６
２０３ ＊ ５ｍ２０Ｍ ＊ＧｒｈＯｓ 、 ＤＹｚＯ
＋ ） −（！！り希土類・ｈ属フッ化物（ＹＦ。
等）を・凶秋添加し、平均粒径２０〜１００μｍの造粒
粉とする。この際使Ｉｌｌするバインダーは、ＰＶＡ
（ポリビニールアルコール）光等ヲ用い、デレヌ圧力Ｉ
ｔｏｎ±（Ｌ ５ ｔｏｎ程度で冷間静水圧（ＣＩＰ
）成形し、１７７体を得ることができる。プレス圧につ
いては、１ ｔｏｎより更に亮くても成形可能であるが
、ラバー型の寿命等から量産には適さず、約１ ｔｏｎ
近辺が、最も成形性あるいは型寿命等が安定している。
粉とする。この際使Ｉｌｌするバインダーは、ＰＶＡ
（ポリビニールアルコール）光等ヲ用い、デレヌ圧力Ｉ
ｔｏｎ±（Ｌ ５ ｔｏｎ程度で冷間静水圧（ＣＩＰ
）成形し、１７７体を得ることができる。プレス圧につ
いては、１ ｔｏｎより更に亮くても成形可能であるが
、ラバー型の寿命等から量産には適さず、約１ ｔｏｎ
近辺が、最も成形性あるいは型寿命等が安定している。
このプレス体を回転砥石でスパークプラグ形状に削シ落
し、所定の寸法を得る。この工程は従来のＡｌ４０ｔの
プレス体と全く同じであシ、量産性についても問題とな
る点はない。また、ＡｔＮの焼結収縮率はＡ４０３とほ
ぼ同等である。
し、所定の寸法を得る。この工程は従来のＡｌ４０ｔの
プレス体と全く同じであシ、量産性についても問題とな
る点はない。また、ＡｔＮの焼結収縮率はＡ４０３とほ
ぼ同等である。
次に、切削品を仮焼してバインダーを除去し、完全にバ
インダーが抜けた後、≦（素雰囲気中で’１６００〜２
０００℃で本焼成を行なう。ＡｔＮは焼成雰囲気の影・
ａを非常に受は易いため、例えば焼成るつぼ（型）をＡ
ｔＮで作るとか、カーボンるつぼ＜ｍ＞の表面にＢＮを
４布してカーボンの影響をなくしてやるとかの工夫が必
要である。
インダーが抜けた後、≦（素雰囲気中で’１６００〜２
０００℃で本焼成を行なう。ＡｔＮは焼成雰囲気の影・
ａを非常に受は易いため、例えば焼成るつぼ（型）をＡ
ｔＮで作るとか、カーボンるつぼ＜ｍ＞の表面にＢＮを
４布してカーボンの影響をなくしてやるとかの工夫が必
要である。
この焼結体には、従来のＡＴＯｓ焼結体の場合と同様、
その軸孔内に中心電極と端子１１ 極を、ガラスシール
工程で接合する。この工程ｆｆ９００〜１０００℃の酸
化雰囲餐で行なうが、ＡＡＨの表面は殆んどＡ２，０．
に変化せず（せいぜい１゜μｍ ｍａｘ の変質）、
熱伝導の低下等は認められなかった。ガラスシールの代
シに耐熱セメントで接合してもよい。
その軸孔内に中心電極と端子１１ 極を、ガラスシール
工程で接合する。この工程ｆｆ９００〜１０００℃の酸
化雰囲餐で行なうが、ＡＡＨの表面は殆んどＡ２，０．
に変化せず（せいぜい１゜μｍ ｍａｘ の変質）、
熱伝導の低下等は認められなかった。ガラスシールの代
シに耐熱セメントで接合してもよい。
上記の点に従って、ＡｔＮα２〜２μｍ粒径にＹ２Ｏ３
３〜４ ｗｔ％及びＰＶＡバインダーを少−線（３〜５
ｗｔ％）添加して、平均泣径２０〜１１００ｐに浩粒
し、これをラバーブレスで成形して成形品の外形を切削
修正６１ Ｖｊ、’：’Ｂ シ、窒鳶雰囲気中１６００
〜２０００℃で焼成して、）１１４タイプで）１長２０
ｗ （Ｎ Ｇ Ｋの用品ＢＰＲＪＥＹ相当）のスパー
クプラグを製作し、１吋プレイグニツシヨン性、耐汚慣
性、耐久性について試験を行なった。１１．付プレイグ
ニツシヨン性は、１６００ＣＣ４気笥ＤＯＨＣ工ｙジン
を用い、５５００ｒμｍ×４／４の条件で点火狽角を可
変して実行した。そのＯ古巣をｊ’Ｒ１表に示す。
３〜４ ｗｔ％及びＰＶＡバインダーを少−線（３〜５
ｗｔ％）添加して、平均泣径２０〜１１００ｐに浩粒
し、これをラバーブレスで成形して成形品の外形を切削
修正６１ Ｖｊ、’：’Ｂ シ、窒鳶雰囲気中１６００
〜２０００℃で焼成して、）１１４タイプで）１長２０
ｗ （Ｎ Ｇ Ｋの用品ＢＰＲＪＥＹ相当）のスパー
クプラグを製作し、１吋プレイグニツシヨン性、耐汚慣
性、耐久性について試験を行なった。１１．付プレイグ
ニツシヨン性は、１６００ＣＣ４気笥ＤＯＨＣ工ｙジン
を用い、５５００ｒμｍ×４／４の条件で点火狽角を可
変して実行した。そのＯ古巣をｊ’Ｒ１表に示す。
本発明で得られたスパークプラグを用いれば、Ａｔ、０
３のＢＰＲ４ＥＹ（脚長２０閣）は勿論のこと、ＲＰＲ
６ＥＹ（１１Ｊｌ長１４ｍ）よりも優れたｔｍプレイグ
ニツシヨン性が示されていることがわかる。
３のＢＰＲ４ＥＹ（脚長２０閣）は勿論のこと、ＲＰＲ
６ＥＹ（１１Ｊｌ長１４ｍ）よりも優れたｔｍプレイグ
ニツシヨン性が示されていることがわかる。
耐汚慣性は、１６００（ｎ４気筒ＤＯＨＣ車を用い、室
温−１０℃でアイドリング（９０ｓｅｃ）とｉ速（ＭＡ
Ｙ、３５ｋｍ／Ｈ１２０＜ｐｃ）（Ｄ繰返しパターン運
転を・１サイクμとして評価した。
温−１０℃でアイドリング（９０ｓｅｃ）とｉ速（ＭＡ
Ｙ、３５ｋｍ／Ｈ１２０＜ｐｃ）（Ｄ繰返しパターン運
転を・１サイクμとして評価した。
その結果を第１図に示す。第１図よシ、絶縁体脚長（絶
縁パス）が長い程、優れた性能を示すことが判る。本発
明で得られたスパークプラグは、Ａｚ、ｏｓのＢＰＲ４
ＥＹと同等か、やや良好な朗汚唄性を示した。
縁パス）が長い程、優れた性能を示すことが判る。本発
明で得られたスパークプラグは、Ａｚ、ｏｓのＢＰＲ４
ＥＹと同等か、やや良好な朗汚唄性を示した。
１＃久性については、２０００ＣＣ６気筒エンジンで、
全開高速１００時間（約２００００に＋ｎ走行に相当）
の耐久テストを行なったが、ＡｔＮ→Ａｔ、Ｏ，への変
質は表面のごく一部（１０〜２０μｍ）にとどまりテス
ト後のスパークプラグを再度耐プレイグニツシヨンのテ
ストを行なったが、１１討熱性の劣化は認められなかっ
た。
全開高速１００時間（約２００００に＋ｎ走行に相当）
の耐久テストを行なったが、ＡｔＮ→Ａｔ、Ｏ，への変
質は表面のごく一部（１０〜２０μｍ）にとどまりテス
ト後のスパークプラグを再度耐プレイグニツシヨンのテ
ストを行なったが、１１討熱性の劣化は認められなかっ
た。
本発明は、′以上説明したように構成されているため、
明細書に記載のとおりの優れた特性を有する内燃機関用
スパークプラグを効率よく製造しうるという効果が奏さ
れる。
明細書に記載のとおりの優れた特性を有する内燃機関用
スパークプラグを効率よく製造しうるという効果が奏さ
れる。
第１図は、スパークプラグの＋Ｉ＋ｉ＋汚損性を試験し
た結果の説明図である。
た結果の説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）内燃機関用スパークプラグの絶縁体として、１次
粒径が０．２〜１０μｍ、不純物元素含有量が１重量％
以下の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末に、アルカリ土
類金属の酸化物、硝酸塩、炭酸塩あるいは希土類金属の
酸化物またはフッ化物の１種または２種以上を添加して
、平均粒径２０〜１００μｍに造粒し、該造粒粉を冷間
静水圧（ＣＩＰ）成形でプレス成形した後、常圧焼結し
てなる絶縁体を有するスパークプラグ製造方法。 （２）絶縁体素材のＣＩＰプレス成形体を切削加工して
所定寸法とし、窒素雰囲気中１６００〜２０００℃の範
囲で常圧焼結してなる請求項１に記載のスパークプラグ
製造方法。（３）絶縁体焼結体に中心電極を挿入後、ガ
ラスシールあるいはセメントにより端子部を接続するこ
とよりなる請求項１または２に記載のスパークプラグ製
造方法。 （４）絶縁体焼結体の熱伝導率が、少くとも６０Ｗ／ｍ
・Ｋ以上である請求項１、２または３に記載のスパーク
プラグ製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20945088A JPH0677471B2 (ja) | 1988-08-25 | 1988-08-25 | 内燃機関用スパークプラグの製造方法 |
| EP89308599A EP0360426B1 (en) | 1988-08-25 | 1989-08-24 | A method of moulding ceramic insulators for use in spark plugs |
| DE8989308599T DE68905734T2 (de) | 1988-08-25 | 1989-08-24 | Verfahren zum formen keramischer isolatoren fuer die verwendung in zuendkerzen. |
| CA000609244A CA1318491C (en) | 1988-08-25 | 1989-08-24 | Method of moulding ceramic insulator in use for spark plug structure |
| US07/399,704 US5204579A (en) | 1988-08-25 | 1989-08-25 | Ceramic insulator for spark plug structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20945088A JPH0677471B2 (ja) | 1988-08-25 | 1988-08-25 | 内燃機関用スパークプラグの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0260082A true JPH0260082A (ja) | 1990-02-28 |
| JPH0677471B2 JPH0677471B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=16573070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20945088A Expired - Fee Related JPH0677471B2 (ja) | 1988-08-25 | 1988-08-25 | 内燃機関用スパークプラグの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677471B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110911964A (zh) * | 2020-01-04 | 2020-03-24 | 嵊州润雅电子科技有限公司 | 一种花火塞绝缘体自动制造装置 |
-
1988
- 1988-08-25 JP JP20945088A patent/JPH0677471B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110911964A (zh) * | 2020-01-04 | 2020-03-24 | 嵊州润雅电子科技有限公司 | 一种花火塞绝缘体自动制造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0677471B2 (ja) | 1994-09-28 |
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