JPH0646588B2 - 低電圧放電型イグナイタプラグ用半導体 - Google Patents
低電圧放電型イグナイタプラグ用半導体Info
- Publication number
- JPH0646588B2 JPH0646588B2 JP63245762A JP24576288A JPH0646588B2 JP H0646588 B2 JPH0646588 B2 JP H0646588B2 JP 63245762 A JP63245762 A JP 63245762A JP 24576288 A JP24576288 A JP 24576288A JP H0646588 B2 JPH0646588 B2 JP H0646588B2
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- Japan
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- semiconductor
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- igniter plug
- discharge type
- less
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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
- H01T13/52—Sparking plugs characterised by a discharge along a surface
Landscapes
- Spark Plugs (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ジェットエンジンやガスタービンエンジン
などの点火に用いられる低電圧放電型イグナイタプラグ
に使用する半導体に関する。
などの点火に用いられる低電圧放電型イグナイタプラグ
に使用する半導体に関する。
［従来の技術］ ジェットまたは他の内燃式エンジンの点火器として、中
心電極と接地電極との間の火花放電間隙にホットプレス
焼結された環状の半導体を配置し、放電電圧を低下させ
た低電圧放電型イグナイタプラグが使用されている。こ
の半導体としてアメリカ合衆国特許第３５５８９５９号
公報に、炭化珪素（ＳｉＣ）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）
とを主体として、ホットプレスにより焼結された構成が
開示されている。この半導体は、主に高温状態および燃
料浸潤状態において、高エネルギ火花放電をおこなった
ときの火花耐久性の向上を目的として開発されている。
心電極と接地電極との間の火花放電間隙にホットプレス
焼結された環状の半導体を配置し、放電電圧を低下させ
た低電圧放電型イグナイタプラグが使用されている。こ
の半導体としてアメリカ合衆国特許第３５５８９５９号
公報に、炭化珪素（ＳｉＣ）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）
とを主体として、ホットプレスにより焼結された構成が
開示されている。この半導体は、主に高温状態および燃
料浸潤状態において、高エネルギ火花放電をおこなった
ときの火花耐久性の向上を目的として開発されている。
［発明が解決しようとする課題］ しかるに、今日のジェットエンジン、ガスタービンエン
ジンにおいては、安全性のため、エンジン着火後のたと
えば２０kg/cm2以上の高圧力下でも、イグナイタプラグ
を作動させることがある。こうした高圧力下では、イグ
ナイタの半導体の消耗は上記特許に記載された組成の炭
化珪素およびアルミナのホットプレス焼結体において
も、著しく進行することが多発する。
ジンにおいては、安全性のため、エンジン着火後のたと
えば２０kg/cm2以上の高圧力下でも、イグナイタプラグ
を作動させることがある。こうした高圧力下では、イグ
ナイタの半導体の消耗は上記特許に記載された組成の炭
化珪素およびアルミナのホットプレス焼結体において
も、著しく進行することが多発する。
この発明の目的は、炭化珪素とアルミナとをホットプレ
ス焼結した構成において、高圧力下で使用されたとき、
高エネルギーの火花放電に対し、もっとも耐久性の良好
な低電圧放電型イグナイタプラグ用半導体を提供するこ
とにある。
ス焼結した構成において、高圧力下で使用されたとき、
高エネルギーの火花放電に対し、もっとも耐久性の良好
な低電圧放電型イグナイタプラグ用半導体を提供するこ
とにある。
［課題を解決するための手段］ この発明は上記目的達成のため、平均粒径が５ミクロン
以下である炭化珪素７１重量％以上８０重量％以下と、
平均粒径が１ミクロン以下であるアルミナ２０重量％以
上２９重量％以下とをバインダーとともに混練し、所定
の形状に成型したのち、焼成温度１８００℃以上、焼成
圧力２００kg/cm2以上でホットプレス焼結するという技
術的手段を採用した。
以下である炭化珪素７１重量％以上８０重量％以下と、
平均粒径が１ミクロン以下であるアルミナ２０重量％以
上２９重量％以下とをバインダーとともに混練し、所定
の形状に成型したのち、焼成温度１８００℃以上、焼成
圧力２００kg/cm2以上でホットプレス焼結するという技
術的手段を採用した。
［作用および発明の効果］ この発明の構成によると、炭化珪素は平均粒径が５ミク
ロン以下、アルミナは平均粒径が１ミクロン以下の原料
を用いている。この原料の粒径が微細であることによ
り、半導体の組織が緻密かつ均質化できる。また、この
微細な粒径の原料を上記割合で混合し、上記の如く高い
焼成温度および焼成圧力でホットプレス焼結している。
これにより理論密度が１に近く、粒子の配列が整列的で
欠陥部が小さな半導体が得られる。よって半導体の組織
は強靱であり、高圧力下で火花放電に晒されたとき欠損
する粒子は微細かつ少数ですみ、１回の衝撃で飛散する
半導体の量が低減できる。
ロン以下、アルミナは平均粒径が１ミクロン以下の原料
を用いている。この原料の粒径が微細であることによ
り、半導体の組織が緻密かつ均質化できる。また、この
微細な粒径の原料を上記割合で混合し、上記の如く高い
焼成温度および焼成圧力でホットプレス焼結している。
これにより理論密度が１に近く、粒子の配列が整列的で
欠陥部が小さな半導体が得られる。よって半導体の組織
は強靱であり、高圧力下で火花放電に晒されたとき欠損
する粒子は微細かつ少数ですみ、１回の衝撃で飛散する
半導体の量が低減できる。
［実施例］ この発明にかかる低電圧放電型イグナイタプラグ用半導
体を図とともに説明する。
体を図とともに説明する。
第１図において、１００は低電圧放電型イグナイタプラ
グの先端部の断面を示す。１は筒状の主体金具であり、
先端（図示下端）部１１の内周は先細のテーパ状に形成
され、さらにその先端は径小（直径６．４mm）で軸方向
長さの円筒面１２となっている。２は中心電極であり、
その先端部２１は径大（直径４．０mm）に形成され、主
体金具１の軸心に配されている。３は本発明にかかる円
環状半導体であり、先端側外周は前記主体金具１の内周
に対応したテーパに形成され、内周は中心電極の先端部
２１が嵌め込まれる寸法に設定されている。この半導体
３は、主体金具１と中心電極２との環状間隙３０の先端
部に嵌め込まれている。またこの環状間隙３０には、半
導体３の後端面に当接して筒状の絶縁体４が配されてい
る。
グの先端部の断面を示す。１は筒状の主体金具であり、
先端（図示下端）部１１の内周は先細のテーパ状に形成
され、さらにその先端は径小（直径６．４mm）で軸方向
長さの円筒面１２となっている。２は中心電極であり、
その先端部２１は径大（直径４．０mm）に形成され、主
体金具１の軸心に配されている。３は本発明にかかる円
環状半導体であり、先端側外周は前記主体金具１の内周
に対応したテーパに形成され、内周は中心電極の先端部
２１が嵌め込まれる寸法に設定されている。この半導体
３は、主体金具１と中心電極２との環状間隙３０の先端
部に嵌め込まれている。またこの環状間隙３０には、半
導体３の後端面に当接して筒状の絶縁体４が配されてい
る。
前記主体金具の先端円筒面１２と中心電極の先端部２１
との間の環状間隙１０は火花放電間隙となっており、半
導体３の先端面３１はこの放電間隙に面した沿面となっ
ている。この低電圧放電型イグナイタプラグ１００は、
中心電極２を負極として接地電極と中心電極との間に２
キロボルト前後の電圧が印加され、前記火花放電間隙で
高エネルギ放電がなされる。
との間の環状間隙１０は火花放電間隙となっており、半
導体３の先端面３１はこの放電間隙に面した沿面となっ
ている。この低電圧放電型イグナイタプラグ１００は、
中心電極２を負極として接地電極と中心電極との間に２
キロボルト前後の電圧が印加され、前記火花放電間隙で
高エネルギ放電がなされる。
［試料およびデータ］ つぎに示す順序でこの発明にかかる半導体を製造した。
（１）炭化珪素およびアルミナの原料に、バインダーと
してシリカゾル３０％溶液２．９重量％、酸化マグネシ
ウム（ＭｇＯ）０．３重量％、酸化カルシウム０．５重
量％、酸化珪素１．９重量％を添加し、さらに有機バイ
ンダーとして、ポリビニルアルコールを０．５％添加
し、蒸溜水を混ぜて３時間混練した。
してシリカゾル３０％溶液２．９重量％、酸化マグネシ
ウム（ＭｇＯ）０．３重量％、酸化カルシウム０．５重
量％、酸化珪素１．９重量％を添加し、さらに有機バイ
ンダーとして、ポリビニルアルコールを０．５％添加
し、蒸溜水を混ぜて３時間混練した。
（２）これを乾燥後４５０ミクロン程度に造粒し、この
粉体をスチール製のプレス型にて２ｔ／cm2でプレス成
型した。
粉体をスチール製のプレス型にて２ｔ／cm2でプレス成
型した。
（３）つぎにこのプレス成型品をカーボン型に挿入し、
以下の焼成条件でホットプレス焼結した。
以下の焼成条件でホットプレス焼結した。
（ａ）昇温速度２０℃／分で加熱し、まず１２００℃に
なったとき１５０〜２５０kg/cm2で加圧する。
なったとき１５０〜２５０kg/cm2で加圧する。
（ｂ）その後１７００〜１９００℃の温度範囲にある所
定温度で３０分間その温度を保つ。
定温度で３０分間その温度を保つ。
（ｃ）その後徐々に冷却し、１４００℃以下で圧力を開
放する。
放する。
（４）このように焼成した半導体を第１図に示すイグナ
イタプラグ１００に組み込み可能な寸法に研磨し、イグ
ナイタプラグを製造した。
イタプラグ１００に組み込み可能な寸法に研磨し、イグ
ナイタプラグを製造した。
（５）このイグナイタプラグを、２５kg/cm2の高圧力に
加圧した空間内で、容量放電型エキサイタ（エネルギー
４ジュール）に接続して火花放電による半導体の消耗を
測定した。なお半導体の消耗量は、１０００回の火花放
電の後の重量の低減量により評価した。
加圧した空間内で、容量放電型エキサイタ（エネルギー
４ジュール）に接続して火花放電による半導体の消耗を
測定した。なお半導体の消耗量は、１０００回の火花放
電の後の重量の低減量により評価した。
（ア）平均粒径２ミクロンの炭化珪素と、平均粒径０．
４ミクロンのアルミナとの混合比率をパラメータとした
ときのデータを第２図に示す。焼成温度１８５０℃、焼
成圧力２５０kg/cm2とした。
４ミクロンのアルミナとの混合比率をパラメータとした
ときのデータを第２図に示す。焼成温度１８５０℃、焼
成圧力２５０kg/cm2とした。
これにより高圧力下では、炭化珪素６５重量％以上８０
重量％以下と、アルミナ２０重量％以上３５重量％以下
との混合比率が火花消耗に対して優れていることが分
る。
重量％以下と、アルミナ２０重量％以上３５重量％以下
との混合比率が火花消耗に対して優れていることが分
る。
（イ）炭化珪素と、アルミナとの平均粒径をパラメータ
としたときのデータを第３図に示す。炭化珪素６５重量
％、アルミナ３５重量％とし、焼成温度１８５０℃、焼
成圧力２５０kg/cm2とした。
としたときのデータを第３図に示す。炭化珪素６５重量
％、アルミナ３５重量％とし、焼成温度１８５０℃、焼
成圧力２５０kg/cm2とした。
このグラフにより、平均粒径が５ミクロン以下である炭
化珪素と、平均粒径が１ミクロン以下であるアルミナと
を用いたとき、火花放電に対する耐久性が著しく高いこ
とが証明されている。
化珪素と、平均粒径が１ミクロン以下であるアルミナと
を用いたとき、火花放電に対する耐久性が著しく高いこ
とが証明されている。
（ウ）焼成温度と焼成圧力とをパラメータとしたときの
データを第４図に示す。
データを第４図に示す。
平均粒径２ミクロンの炭化珪素６５重量％と、平均粒径
０．４ミクロンのアルミナ３５重量％との混合比率で、
焼成温度を一定（１８５０℃）とし、焼成圧力を変化さ
せたときは曲線Ａとなり、焼成圧力を一定（２５０kg/c
m2）とし焼成温度を変化させたときは曲線Ｂとなる。
０．４ミクロンのアルミナ３５重量％との混合比率で、
焼成温度を一定（１８５０℃）とし、焼成圧力を変化さ
せたときは曲線Ａとなり、焼成圧力を一定（２５０kg/c
m2）とし焼成温度を変化させたときは曲線Ｂとなる。
焼成温度１８００℃以上、焼成圧力２００kg/cm2以上で
ホットプレスが焼結されたとき、半導体の消耗量が１０
００回の火花放電当たり、０．００１ｇ（グラム）以下
と微量に低減する。
ホットプレスが焼結されたとき、半導体の消耗量が１０
００回の火花放電当たり、０．００１ｇ（グラム）以下
と微量に低減する。
［変形例］ 半導体３の形状は、イグナイタプラグの構造に応じて、
第５図に示すごとく単純な円環状、その他の形状が選択
できる。
第５図に示すごとく単純な円環状、その他の形状が選択
できる。
第１図は本発明の半導体を用いた低電圧放電型イグナイ
タプラグの先端部の縦断面図、第２図は炭化珪素とアル
ミナとの混合割合を変化させたときの火花放電による半
導体の消耗量を示すグラフ、第３図は炭化珪素とアルミ
ナとの原料の平均粒径を変化させたときの火花放電によ
る半導体の消耗量を示すグラフ、第４図はホットプレス
焼結における焼成温度および焼成圧力を変化させたとき
の火花放電による半導体の消耗量を示すグラフ、第５図
は本発明のイグナイタプラグの他の構造を示す先端部の
断面図である。 図中 １００…低電圧放電型イグナイタプラグ、１…筒
状の主体金具、２…中心電極、３…半導体、４…絶縁体
タプラグの先端部の縦断面図、第２図は炭化珪素とアル
ミナとの混合割合を変化させたときの火花放電による半
導体の消耗量を示すグラフ、第３図は炭化珪素とアルミ
ナとの原料の平均粒径を変化させたときの火花放電によ
る半導体の消耗量を示すグラフ、第４図はホットプレス
焼結における焼成温度および焼成圧力を変化させたとき
の火花放電による半導体の消耗量を示すグラフ、第５図
は本発明のイグナイタプラグの他の構造を示す先端部の
断面図である。 図中 １００…低電圧放電型イグナイタプラグ、１…筒
状の主体金具、２…中心電極、３…半導体、４…絶縁体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 修造 愛知県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 (56)参考文献 米国特許3558959（ＵＳ，Ａ) 英国特許1179365（ＧＢ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】平均粒径が５ミクロン以下である炭化珪素
７１重量％以上８０重量％以下と、平均粒径が１ミクロ
ン以下であるアルミナ２０重量％以上２９重量％以下と
をバインダーとともに混練し、所定の形状に成型したの
ち、焼成温度１８００℃以上、焼成圧力２００kg/cm2以
上でホットプレス焼結してなる低電圧放電型イグナイタ
プラグ用半導体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63245762A JPH0646588B2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 低電圧放電型イグナイタプラグ用半導体 |
| US07/361,935 US4973877A (en) | 1988-09-29 | 1989-06-05 | Low-voltage type igniter plug having semi-conductor structure for use in jet and other internal combustion engines |
| DE89305957T DE68912258T2 (de) | 1988-09-29 | 1989-06-13 | Verfahren zur Herstellung einer halbleitenden Struktur für eine Niederspannungszündkerze. |
| EP89305957A EP0361644B1 (en) | 1988-09-29 | 1989-06-13 | Method of manufacturing a semiconductor body for a low voltage type spark plug |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63245762A JPH0646588B2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 低電圧放電型イグナイタプラグ用半導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0294277A JPH0294277A (ja) | 1990-04-05 |
| JPH0646588B2 true JPH0646588B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=17138424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63245762A Expired - Lifetime JPH0646588B2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 低電圧放電型イグナイタプラグ用半導体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4973877A (ja) |
| EP (1) | EP0361644B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0646588B2 (ja) |
| DE (1) | DE68912258T2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2255590B (en) * | 1991-05-14 | 1994-08-03 | Ngk Spark Plug Co | An igniter plug |
| US5434741A (en) * | 1993-11-16 | 1995-07-18 | Unison Industries Limited Partnership | Consumable semiconductor igniter plug |
| JPH0955282A (ja) * | 1995-06-08 | 1997-02-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | スパークプラグ |
| JP3751682B2 (ja) * | 1995-06-19 | 2006-03-01 | 日本特殊陶業株式会社 | イグナイタプラグ |
| FR3017255B1 (fr) * | 2014-02-03 | 2017-10-13 | Snecma | Bougie d'allumage a semi-conducteur pour turbomachine d'aeronef, comprenant des ecopes d'evacuation d'eventuels reliquats de carburant |
| US10815896B2 (en) | 2017-12-05 | 2020-10-27 | General Electric Company | Igniter with protective alumina coating for turbine engines |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2786158A (en) * | 1957-03-19 | Tognola | ||
| US2266318A (en) * | 1940-08-23 | 1941-12-16 | Gen Motors Corp | Alloy for use in spark plug electrodes and the like |
| US2326028A (en) * | 1941-01-31 | 1943-08-03 | Int Nickel Co | Sparking plug electrode |
| US2803771A (en) * | 1953-08-03 | 1957-08-20 | Plessey Co Ltd | Sparking plug assemblies and other spark discharge devices |
| FR1521023A (fr) * | 1967-04-26 | 1968-04-12 | Carborundum Co | Corps semi-conducteurs en carbure de silicium-alumine, pour bougies d'allumage et dispositifs analogues |
| US3558959A (en) * | 1968-04-24 | 1971-01-26 | Carborundum Co | Silicon carbide semi-conductor igniter structure |
| GB1510468A (en) * | 1974-11-04 | 1978-05-10 | Smiths Industries Ltd | Igniters |
-
1988
- 1988-09-29 JP JP63245762A patent/JPH0646588B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-06-05 US US07/361,935 patent/US4973877A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-13 DE DE89305957T patent/DE68912258T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-06-13 EP EP89305957A patent/EP0361644B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68912258D1 (de) | 1994-02-24 |
| EP0361644A1 (en) | 1990-04-04 |
| US4973877A (en) | 1990-11-27 |
| DE68912258T2 (de) | 1994-04-28 |
| EP0361644B1 (en) | 1994-01-12 |
| JPH0294277A (ja) | 1990-04-05 |
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