JPH0554954A - ＡｌＮ焼結体及びスパークプラグ - Google Patents
ＡｌＮ焼結体及びスパークプラグInfo
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- JPH0554954A JPH0554954A JP3238979A JP23897991A JPH0554954A JP H0554954 A JPH0554954 A JP H0554954A JP 3238979 A JP3238979 A JP 3238979A JP 23897991 A JP23897991 A JP 23897991A JP H0554954 A JPH0554954 A JP H0554954A
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- insulator
- aluminum nitride
- aluminum
- insulating body
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/581—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on aluminium nitride
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
- H01T13/38—Selection of materials for insulation
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 窒化アルミニウム焼結体よりなる絶縁体の熱
伝導率を向上させると共に、絶縁体表面において発生す
るコロナ放電による分解反応を抑制することで、トリー
イング劣化の発生を防止し、絶縁体の高温絶縁性を確保
する。 【構成】 絶縁体を、窒化アルミニウムを主原料とし
て、酸化物換算でＣａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＭｇを所定ｍｏ
ｌ％添加することにより、窒化アルミニウム焼結体の粒
子間を緻密化すると共に、粒内の固溶酸素を排除して熱
伝導率を向上させ、更に、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａを含む高絶
縁粒界層を有するものとすることで、熱間状態における
絶縁性を確保し、絶縁体表面で起きる窒化アルミニウム
焼結体の分解反応を抑制することで、トリーイング劣化
の発生を防止する。
伝導率を向上させると共に、絶縁体表面において発生す
るコロナ放電による分解反応を抑制することで、トリー
イング劣化の発生を防止し、絶縁体の高温絶縁性を確保
する。 【構成】 絶縁体を、窒化アルミニウムを主原料とし
て、酸化物換算でＣａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＭｇを所定ｍｏ
ｌ％添加することにより、窒化アルミニウム焼結体の粒
子間を緻密化すると共に、粒内の固溶酸素を排除して熱
伝導率を向上させ、更に、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａを含む高絶
縁粒界層を有するものとすることで、熱間状態における
絶縁性を確保し、絶縁体表面で起きる窒化アルミニウム
焼結体の分解反応を抑制することで、トリーイング劣化
の発生を防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関に装着され
るスパークプラグの構造、特に先端に中心電極を保持す
る絶縁体の材質に関する。
るスパークプラグの構造、特に先端に中心電極を保持す
る絶縁体の材質に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、内燃機関の希薄燃焼化が促進さ
れ、内燃機関の燃焼室内において、混合気の着火に伴っ
て生じる燃焼ガスは高温となることから、燃焼室内に常
時突出して高温の燃焼ガスに曝される絶縁体は高温とな
るので、この高温となった絶縁体がプレイグニッション
等の原因となり内燃機関への損傷を与えることを防止す
るために、混合気の燃焼に伴って発生する多量の熱を受
けた絶縁体が、素早く主体金具等を通して熱伝導を行う
ことができると共に、混合気の着火に伴う衝撃に耐え得
る強度を兼ね備える窒化アルミニウム焼結体を使用する
ことが提案されている。
れ、内燃機関の燃焼室内において、混合気の着火に伴っ
て生じる燃焼ガスは高温となることから、燃焼室内に常
時突出して高温の燃焼ガスに曝される絶縁体は高温とな
るので、この高温となった絶縁体がプレイグニッション
等の原因となり内燃機関への損傷を与えることを防止す
るために、混合気の燃焼に伴って発生する多量の熱を受
けた絶縁体が、素早く主体金具等を通して熱伝導を行う
ことができると共に、混合気の着火に伴う衝撃に耐え得
る強度を兼ね備える窒化アルミニウム焼結体を使用する
ことが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものにおいて、単に窒化アルミニウム焼結体を絶縁
体に使用するものの場合、内燃機関にこの窒化アルミニ
ウム焼結体からなる絶縁体を有するスパークプラグを装
着して火花放電を行なうと、窒化アルミニウム焼結体の
絶縁体と、この絶縁体に近接する主体金具との間におい
て生じる電界が強くなると共に、特にパッキン面近傍に
おいては主体金具との間ではコロナ放電が発生し易くな
り、このコロナ放電により窒化アルミニウムからなる絶
縁体表面において、絶縁体を構成する窒化アルミニウム
が気体の窒素と金属のアルミニウムとなる分解反応が起
り、この分解反応で生じた金属アルミニウムは絶縁体表
面に生成、堆積し、更に堆積する金属アルミニウムは、
上記絶縁体中に保持される中心電極の影響により電界を
集中させ、絶縁体を構成する窒化アルミニウムの分解反
応を促進させると共に、絶縁体表面においてシンチレー
ションを伴いながら、電界方向に沿って樹枝状痕、すな
わちトリーイング劣化を生じ、絶縁体の絶縁性を低下さ
せる欠点がある。
来のものにおいて、単に窒化アルミニウム焼結体を絶縁
体に使用するものの場合、内燃機関にこの窒化アルミニ
ウム焼結体からなる絶縁体を有するスパークプラグを装
着して火花放電を行なうと、窒化アルミニウム焼結体の
絶縁体と、この絶縁体に近接する主体金具との間におい
て生じる電界が強くなると共に、特にパッキン面近傍に
おいては主体金具との間ではコロナ放電が発生し易くな
り、このコロナ放電により窒化アルミニウムからなる絶
縁体表面において、絶縁体を構成する窒化アルミニウム
が気体の窒素と金属のアルミニウムとなる分解反応が起
り、この分解反応で生じた金属アルミニウムは絶縁体表
面に生成、堆積し、更に堆積する金属アルミニウムは、
上記絶縁体中に保持される中心電極の影響により電界を
集中させ、絶縁体を構成する窒化アルミニウムの分解反
応を促進させると共に、絶縁体表面においてシンチレー
ションを伴いながら、電界方向に沿って樹枝状痕、すな
わちトリーイング劣化を生じ、絶縁体の絶縁性を低下さ
せる欠点がある。
【０００４】そこで、この発明は上記従来のものの持つ
欠点を改善するものであり、窒化アルミニウム焼結体の
絶縁体において、高絶縁性を確保しつつ、熱伝導性を向
上させてトリーイング劣化を防止しようとするものであ
る。
欠点を改善するものであり、窒化アルミニウム焼結体の
絶縁体において、高絶縁性を確保しつつ、熱伝導性を向
上させてトリーイング劣化を防止しようとするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために、スパークプ
ラグを構成する絶縁体を、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａが酸化物換
算で０．５〜５ｍｏｌ％、ＭｇがＭｇＯ換算で０．０１
〜５ｍｏｌ％であるとすると共に、上記酸化物を構成す
る酸素を除く残りの酸素を酸化アルミニウム換算で０．
５〜５ｍｏｌ％とし、更に残部を窒化アルミニウムから
なる焼結体としてなるものである。。
ラグを構成する絶縁体を、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａが酸化物換
算で０．５〜５ｍｏｌ％、ＭｇがＭｇＯ換算で０．０１
〜５ｍｏｌ％であるとすると共に、上記酸化物を構成す
る酸素を除く残りの酸素を酸化アルミニウム換算で０．
５〜５ｍｏｌ％とし、更に残部を窒化アルミニウムから
なる焼結体としてなるものである。。
【０００６】更に、酸化物換算によりＣａＯ、ＳｒＯ、
ＢａＯとしたものと、酸化アルミニウムとのｍｏｌ比を
３：１〜１：２の範囲内のものとしてなるものである。
ＢａＯとしたものと、酸化アルミニウムとのｍｏｌ比を
３：１〜１：２の範囲内のものとしてなるものである。
【０００７】
【作用】上記の構成を具えるので、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａが
酸化物換算で０．５〜５ｍｏｌ％とすることにより、粒
界相の総量を適当量まで増大させて絶縁性を向上させる
と共に、焼結体の充分な緻密化を図り熱伝導率を向上さ
せることが可能となる。
酸化物換算で０．５〜５ｍｏｌ％とすることにより、粒
界相の総量を適当量まで増大させて絶縁性を向上させる
と共に、焼結体の充分な緻密化を図り熱伝導率を向上さ
せることが可能となる。
【０００８】その上、ＭｇがＭｇＯ換算で０．０１〜５
ｍｏｌ％であるとすると、絶縁性を確保しつつ、充分な
焼結性を確保するので熱伝導率を向上させることができ
る。
ｍｏｌ％であるとすると、絶縁性を確保しつつ、充分な
焼結性を確保するので熱伝導率を向上させることができ
る。
【０００９】また、酸化物を構成する酸素を除く残りの
酸素を酸化アルミニウム換算で０．５〜５ｍｏｌ％とす
ることにより、コスト的にも有利なものとすることがで
き、熱伝導率の阻害原因となるＡｌＯＮ等の発生を防止
することができる。
酸素を酸化アルミニウム換算で０．５〜５ｍｏｌ％とす
ることにより、コスト的にも有利なものとすることがで
き、熱伝導率の阻害原因となるＡｌＯＮ等の発生を防止
することができる。
【００１０】そして、酸化物換算によりＣａＯ、Ｓｒ
Ｏ、ＢａＯとしたものと、酸化アルミニウムとのｍｏｌ
比を３：１〜１：２の範囲内のものとすることで、窒化
アルミニウム粒内の固溶酸素を充分に粒界相内に捕捉さ
せて排除させることができるので、熱伝導率はさらに高
まると共に、粒界相の構成相も、例えばＣａの場合に
は、ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、２ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、３ＣａＯ
・Ａｌ2Ｏ3、５ＣａＯ・３Ａｌ2Ｏ3、Ｓｒの場合にはＳ
ｒＯ・Ａｌ2Ｏ3、３ＳｒＯ・Ａｌ2Ｏ3、ＳｒＯ・２Ａｌ
2Ｏ3及びＢａの場合には３ＢａＯ・Ａｌ2Ｏ3、ＢａＯ・
Ａｌ2Ｏ3等を構成するので絶縁性を向上させることがで
きる。
Ｏ、ＢａＯとしたものと、酸化アルミニウムとのｍｏｌ
比を３：１〜１：２の範囲内のものとすることで、窒化
アルミニウム粒内の固溶酸素を充分に粒界相内に捕捉さ
せて排除させることができるので、熱伝導率はさらに高
まると共に、粒界相の構成相も、例えばＣａの場合に
は、ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、２ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、３ＣａＯ
・Ａｌ2Ｏ3、５ＣａＯ・３Ａｌ2Ｏ3、Ｓｒの場合にはＳ
ｒＯ・Ａｌ2Ｏ3、３ＳｒＯ・Ａｌ2Ｏ3、ＳｒＯ・２Ａｌ
2Ｏ3及びＢａの場合には３ＢａＯ・Ａｌ2Ｏ3、ＢａＯ・
Ａｌ2Ｏ3等を構成するので絶縁性を向上させることがで
きる。
【００１１】
【実施例】この発明を図に示す実施例により更に説明す
る。（１）は、この発明の実施例である内燃機関用スパ
ークプラグであり、この内燃機関用スパークプラグ
（１）は、軸孔（３）の先端に中心電極（４）を保持
し、軸孔（３）の後端には、端子電極（５）と共に、導
電性ガラスシール（６）、及び抵抗体（７）を内封、保
持してなる絶縁体（２）と、この絶縁体（２）を段座
（１１）にパッキン（１２）を介して固持すると共に、
ネジ部（９）先端に上記絶縁体（２）に保持される中心
電極（４）の先端に対向する位置に外側電極（１０）を
配置してなる主体金具（８）から構成されている。
る。（１）は、この発明の実施例である内燃機関用スパ
ークプラグであり、この内燃機関用スパークプラグ
（１）は、軸孔（３）の先端に中心電極（４）を保持
し、軸孔（３）の後端には、端子電極（５）と共に、導
電性ガラスシール（６）、及び抵抗体（７）を内封、保
持してなる絶縁体（２）と、この絶縁体（２）を段座
（１１）にパッキン（１２）を介して固持すると共に、
ネジ部（９）先端に上記絶縁体（２）に保持される中心
電極（４）の先端に対向する位置に外側電極（１０）を
配置してなる主体金具（８）から構成されている。
【００１２】そして、この中心電極（４）を保持してな
る絶縁体（２）は、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａが酸化物換算で
０．５〜５ｍｏｌ％、ＭｇがＭｇＯ換算で０．０１〜５
ｍｏｌ％であるとすると共に、上記酸化物を構成する酸
素を除く残りの酸素を酸化アルミニウム換算で０．５〜
５ｍｏｌ％とし、更に残部を窒化アルミニウムからなる
焼結体としてなるものである。
る絶縁体（２）は、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａが酸化物換算で
０．５〜５ｍｏｌ％、ＭｇがＭｇＯ換算で０．０１〜５
ｍｏｌ％であるとすると共に、上記酸化物を構成する酸
素を除く残りの酸素を酸化アルミニウム換算で０．５〜
５ｍｏｌ％とし、更に残部を窒化アルミニウムからなる
焼結体としてなるものである。
【００１３】更に、酸化物換算によりＣａＯ、ＳｒＯ、
ＢａＯとしたものと、酸化アルミニウムとのｍｏｌ比を
３：１〜１：２の範囲内のものとしてなるものである。
ＢａＯとしたものと、酸化アルミニウムとのｍｏｌ比を
３：１〜１：２の範囲内のものとしてなるものである。
【００１４】この発明は以上の構成を具えるので、絶縁
体（２）を構成する窒化アルミニウム焼結体に対して添
加する化合物を、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの酸化物換算で、
０．５ｍｏｌ％以下であると粒界相の総量が少なすぎて
絶縁性の向上が望まれず、また、５ｍｏｌ％以上で有れ
ば焼結体である絶縁体（２）の緻密化がすすみ難く熱伝
導率が不足することから、０．５〜５ｍｏｌ％とするこ
とにより、粒界相の総量を適当量まで増大させて絶縁性
を向上させると共に、焼結体の充分な緻密化を図り熱伝
導率を向上させることができる。
体（２）を構成する窒化アルミニウム焼結体に対して添
加する化合物を、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの酸化物換算で、
０．５ｍｏｌ％以下であると粒界相の総量が少なすぎて
絶縁性の向上が望まれず、また、５ｍｏｌ％以上で有れ
ば焼結体である絶縁体（２）の緻密化がすすみ難く熱伝
導率が不足することから、０．５〜５ｍｏｌ％とするこ
とにより、粒界相の総量を適当量まで増大させて絶縁性
を向上させると共に、焼結体の充分な緻密化を図り熱伝
導率を向上させることができる。
【００１５】また、ＭｇがＭｇＯ換算で０．０１〜５ｍ
ｏｌ％であるとすると、絶縁性を確保しつつ、充分な焼
結性を確保するので熱伝導率を向上させることができ
る。
ｏｌ％であるとすると、絶縁性を確保しつつ、充分な焼
結性を確保するので熱伝導率を向上させることができ
る。
【００１６】更に、酸化物を構成する酸素を除く残りの
酸素を酸化アルミニウム換算で、０．５ｍｏｌ％以下と
することは産業上のコスト的に無理である上、５ｍｏｌ
％以上とするとＡｌＯＮ等の生成の要因となり熱伝導率
の降下が著しいことから、０．５〜５ｍｏｌ％とするこ
とにより、コスト的にも有利なものとすることができ、
熱伝導率の阻害原因となるＡｌＯＮ等の発生を防止し、
効率よく熱伝導を行えるものとすることができる。
酸素を酸化アルミニウム換算で、０．５ｍｏｌ％以下と
することは産業上のコスト的に無理である上、５ｍｏｌ
％以上とするとＡｌＯＮ等の生成の要因となり熱伝導率
の降下が著しいことから、０．５〜５ｍｏｌ％とするこ
とにより、コスト的にも有利なものとすることができ、
熱伝導率の阻害原因となるＡｌＯＮ等の発生を防止し、
効率よく熱伝導を行えるものとすることができる。
【００１７】そして、酸化物換算によりＣａＯ、Ｓｒ
Ｏ、ＢａＯとしたものと、酸化アルミニウムとのｍｏｌ
比を３：１〜１：２の範囲内のものとすることで、窒化
アルミニウム粒内の固溶酸素を充分に粒界相内に捕捉さ
せて排除させることができるので、熱伝導率はさらに高
まると共に、粒界相の構成相も、例えばＣａの場合に
は、ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、２ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、３ＣａＯ
・Ａｌ2Ｏ3、５ＣａＯ・３Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ・２Ａｌ2
Ｏ3等を構成するので絶縁性を向上させることができる
ものである。
Ｏ、ＢａＯとしたものと、酸化アルミニウムとのｍｏｌ
比を３：１〜１：２の範囲内のものとすることで、窒化
アルミニウム粒内の固溶酸素を充分に粒界相内に捕捉さ
せて排除させることができるので、熱伝導率はさらに高
まると共に、粒界相の構成相も、例えばＣａの場合に
は、ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、２ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、３ＣａＯ
・Ａｌ2Ｏ3、５ＣａＯ・３Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ・２Ａｌ2
Ｏ3等を構成するので絶縁性を向上させることができる
ものである。
【００１８】以上の成分を有する窒化アルミニウム焼結
体からなる絶縁体（２）においては、熱伝導率や機械的
強度の点から、アルキメデス法により測定し、窒化アル
ミニウム及び各添加物の密度より計算される密度で測定
値を除算して求められる相対密度で９５％以上必要であ
ると考えられ、また絶縁体（２）の構造においては、図
２に示すように、コルゲーション部（１３）を除いた脚
長部（１４）のみに適用しても良いものである。
体からなる絶縁体（２）においては、熱伝導率や機械的
強度の点から、アルキメデス法により測定し、窒化アル
ミニウム及び各添加物の密度より計算される密度で測定
値を除算して求められる相対密度で９５％以上必要であ
ると考えられ、また絶縁体（２）の構造においては、図
２に示すように、コルゲーション部（１３）を除いた脚
長部（１４）のみに適用しても良いものである。
【００１９】そこで、上記スパークプラグ（１）の絶縁
体（２）に使用し、異なる成分比率の窒化アルミニウム
焼結体に対して、図４に示す装置により、その焼結体の
テストピース（１６）について熱間絶縁抵抗、熱伝導率
の測定を行い、その効果を検討した（図３）。
体（２）に使用し、異なる成分比率の窒化アルミニウム
焼結体に対して、図４に示す装置により、その焼結体の
テストピース（１６）について熱間絶縁抵抗、熱伝導率
の測定を行い、その効果を検討した（図３）。
【００２０】なお、熱間絶縁抵抗の測定に供したこの発
明の実施例である窒化アルミニウム焼結体のテストピー
ス（１６）は、焼結性を考慮して酸素含有量が２ｗｔ％
以下であり、平均粒径が５μｍ以下のものが適当であ
り、酸素含有量０．８ｗｔ％、平均粒径１．８μｍの窒
化アルミニウム粉末を使用し、この粉末に対して、炭酸
塩、酸化物、水酸化物、硝酸塩、炭化物、弗化物、塩化
物等の焼結が始まると同時に酸化物として働く化合物を
焼結助剤として添加し、その量は、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及
びＭｇにおいては焼結時に蒸発するので、余分に添加
し、酸素量を補正するために必要に応じて酸化アルミニ
ウムを加える。
明の実施例である窒化アルミニウム焼結体のテストピー
ス（１６）は、焼結性を考慮して酸素含有量が２ｗｔ％
以下であり、平均粒径が５μｍ以下のものが適当であ
り、酸素含有量０．８ｗｔ％、平均粒径１．８μｍの窒
化アルミニウム粉末を使用し、この粉末に対して、炭酸
塩、酸化物、水酸化物、硝酸塩、炭化物、弗化物、塩化
物等の焼結が始まると同時に酸化物として働く化合物を
焼結助剤として添加し、その量は、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及
びＭｇにおいては焼結時に蒸発するので、余分に添加
し、酸素量を補正するために必要に応じて酸化アルミニ
ウムを加える。
【００２１】そして、焼結助剤を適当量配合した粉末
を、エタノール中で混合した後に、得られたスラリーの
溶剤分を除去、乾燥し、一軸金型プレスによって、１平
方センチメートルあたり、１０００ｋｇの圧力をかけて
直径５０ｍｍ×厚さ３ｍｍの円板形状に成形し、大気中
５００℃×５時間仮焼して脱脂処理したものを、更に処
理後の成形体を１８００℃×５時間の窒素雰囲気中でＢ
Ｎ容器中にて焼成させ、研磨加工により直径４０ｍｍ×
厚さ１ｍｍ（熱伝導率測定用には、直径１０ｍｍ×厚さ
２ｍｍ）の円板形状のテストピース（１６）にした。
を、エタノール中で混合した後に、得られたスラリーの
溶剤分を除去、乾燥し、一軸金型プレスによって、１平
方センチメートルあたり、１０００ｋｇの圧力をかけて
直径５０ｍｍ×厚さ３ｍｍの円板形状に成形し、大気中
５００℃×５時間仮焼して脱脂処理したものを、更に処
理後の成形体を１８００℃×５時間の窒素雰囲気中でＢ
Ｎ容器中にて焼成させ、研磨加工により直径４０ｍｍ×
厚さ１ｍｍ（熱伝導率測定用には、直径１０ｍｍ×厚さ
２ｍｍ）の円板形状のテストピース（１６）にした。
【００２２】そして、窒化アルミニウム焼結体のテスト
ピース（１６）における焼結密度は、アルキメデス法に
より測定し、窒化アルミニウム及び各添加物の密度より
計算される密度で測定値を除算し、相対密度を求めると
共に、テストピース（１６）中の熱伝導率は、レーザー
フラッショ法により測定し、熱間絶縁抵抗は、焼結体を
直径４０ｍｍ、厚さ１ｍｍに研磨加工したテストピース
（１６）を、図３に示すように、電極（１５）（１５）
間に挟んで配置し、ヒータ（１７）でテストピース（１
６）を７００℃に加熱して、１０００Ｖを印加後１分後
の値を、ＤＣデジタル抵抗計（１８）で熱間絶縁抵抗を
測定した（図４）。
ピース（１６）における焼結密度は、アルキメデス法に
より測定し、窒化アルミニウム及び各添加物の密度より
計算される密度で測定値を除算し、相対密度を求めると
共に、テストピース（１６）中の熱伝導率は、レーザー
フラッショ法により測定し、熱間絶縁抵抗は、焼結体を
直径４０ｍｍ、厚さ１ｍｍに研磨加工したテストピース
（１６）を、図３に示すように、電極（１５）（１５）
間に挟んで配置し、ヒータ（１７）でテストピース（１
６）を７００℃に加熱して、１０００Ｖを印加後１分後
の値を、ＤＣデジタル抵抗計（１８）で熱間絶縁抵抗を
測定した（図４）。
【００２３】なお、焼結体中のＣａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＭ
ｇの定量は、蛍光Ｘ線検量線法により算出し、酸素量は
放射化分析により定量を行ない、更に構成相は、粉末Ｘ
線回析法により定性した。
ｇの定量は、蛍光Ｘ線検量線法により算出し、酸素量は
放射化分析により定量を行ない、更に構成相は、粉末Ｘ
線回析法により定性した。
【００２４】そして、同様の方法により製造した造粒粉
末を用いてなる絶縁体（２）を具えるスパークプラグ
（１）を４サイクルエンジンに装着し、５０００ｒｐｍ
×全開で１００時間の耐久試験を行なった。その結果、
失火及びプレイグニッションは全く生じなかった。
末を用いてなる絶縁体（２）を具えるスパークプラグ
（１）を４サイクルエンジンに装着し、５０００ｒｐｍ
×全開で１００時間の耐久試験を行なった。その結果、
失火及びプレイグニッションは全く生じなかった。
【００２５】上記テストピースの測定結果から、この発
明の実施例であるＮｏ．１〜Ｎｏ．１２の窒化アルミニ
ウム焼結体は熱間状態においても５０ＭΩ高い絶縁抵抗
及び６０Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導率を有することが確認
され、また請求項２の実施例であるＮｏ．３、５、６、
９及び１１は５００ＭΩ以上の高絶縁抵抗及び８０Ｗ／
ｍ・ｋ以上の熱伝導率に達し、更に特性を向上させるこ
とができる。
明の実施例であるＮｏ．１〜Ｎｏ．１２の窒化アルミニ
ウム焼結体は熱間状態においても５０ＭΩ高い絶縁抵抗
及び６０Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導率を有することが確認
され、また請求項２の実施例であるＮｏ．３、５、６、
９及び１１は５００ＭΩ以上の高絶縁抵抗及び８０Ｗ／
ｍ・ｋ以上の熱伝導率に達し、更に特性を向上させるこ
とができる。
【００２６】
【発明の効果】以上のとおり、スパークプラグを構成す
る絶縁体を窒化アルミニウムを主原料として、様々な酸
化物を所定量添加することにより、絶縁体の熱引き特性
を十分に確保すると共に、熱間状態における絶縁体のト
リーイング劣化を抑制して、高性能化した内燃機関に十
分に対応することができる優れた効果を有するものであ
る。
る絶縁体を窒化アルミニウムを主原料として、様々な酸
化物を所定量添加することにより、絶縁体の熱引き特性
を十分に確保すると共に、熱間状態における絶縁体のト
リーイング劣化を抑制して、高性能化した内燃機関に十
分に対応することができる優れた効果を有するものであ
る。
【図１】この発明の実施例である内燃機関用スパークプ
ラグの部分断面図である。
ラグの部分断面図である。
【図２】その他の実施例であるスパークプラグの要部拡
大断面図である。
大断面図である。
【図３】熱間絶縁抵抗、熱伝導率の測定結果を示したも
のである。
のである。
【図４】熱間絶縁抵抗を測定する装置を示した概略図で
ある。。
ある。。
１ スパークプラグ ２ 絶縁体 ３ 軸孔 ４ 中心電極 ５ 端子電極 ６ 導電性ガラスシール ７ 抵抗体 ８ 主体金具 ９ ネジ部 １０ 外側電極 １１ 段座 １２ パッキン １３ コルゲーション部 １４ 脚長部 １５ 電極 １６ テストピース １７ ヒータ １８ 絶縁抵抗計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 雅弘 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａが酸化物換算で０．５
〜５ｍｏｌ％、ＭｇがＭｇＯ換算で０．０１〜５ｍｏｌ
％であるとすると共に、上記酸化物を構成する酸素を除
く残りの酸素を酸化アルミニウム換算で０．５〜５ｍｏ
ｌ％とし、更に残部を窒化アルミニウムからなる焼結
体。 - 【請求項２】 上記酸化物換算によりＣａＯ、ＳｒＯ、
ＢａＯとしたものと、酸化アルミニウムとのｍｏｌ比を
３：１〜１：２の範囲内のものとしてなる請求項１記載
の焼結体。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２のＡｌＮ焼結体を
絶縁体として備えてなるスパークプラグ。
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| JP02238223A JP3076916B2 (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | スパークプラグ |
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- 1991-12-24 EP EP91312015A patent/EP0548424B1/en not_active Expired - Lifetime
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