JPS6144392B2 - - Google Patents
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- JPS6144392B2 JPS6144392B2 JP54132139A JP13213979A JPS6144392B2 JP S6144392 B2 JPS6144392 B2 JP S6144392B2 JP 54132139 A JP54132139 A JP 54132139A JP 13213979 A JP13213979 A JP 13213979A JP S6144392 B2 JPS6144392 B2 JP S6144392B2
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Classifications
-
- 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
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Landscapes
- Spark Plugs (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は、内燃機関に接着される新規な点火プ
ラグに関する。 ［従来の技術］ 点火プラグの中心電極の火花放電する発火部
は、燃焼室内における最高1000℃近い温度に常時
さらされ、それに耐え得るだけでなく、火花放電
に対する耐消耗性燃焼ガスに対する化学的耐久性
がなくてはならず、使用条件は非常に苛酷であ
る。 従来より中心電極として、白金、金系金属が優
れた特性をもつものとして知られ、一部の特殊品
には白金またはパラジウム、金、銀などの貴金属
線が使用されている。しかしながら、これらは高
価であるので一般的にはニツケルを主体とした耐
熱合金が使用されている。このニツケル合金を主
体とした点火プラグは、長時間使用していると該
電極の発火部が消耗して電極間の火花ギヤツプが
拡大し、電源の発生電圧以上に火花放電圧が高く
なり放電しなくなる。この欠点を改良し、点火プ
ラグの耐久性を増すため中心電極を絶縁体で包
み、先端発火部に導電性を付与してなる点火プラ
グが提案されている。 ［発明が解決しようとする問題点］ ところで従来この種の点火プラグは、導電性が
付与された部分がアルミナを骨格材とし、白金を
分散混入せしめた構成を有していたので火花放電
や燃焼熱および燃焼ガスによる消耗を防止する可
能性を備えていたが、次のような欠点があつた。
高融点セラミツクスと白金等の高融点金属との緻
密で均一な複合体を作ることは一般的に困難であ
り、アルミナと白金の混合粉末を焼結すると、外
観上は焼結できても、互いに化学的に不活性であ
るため、相互にぬれ（wettability）にくく、第３
図に示す金属―セラミツス複合体の断面顕微鏡写
真のように、単に白金粒子がアルミナ中に分散す
るだけであり、いわゆる２つの不連続相が無秩序
に分布した統計的混合物にすぎず、連続なマトリ
ツクス相を形成していないので、これを点火プラ
グの中心電極の発火部電極に使用して火花放電を
繰り返すとアルミナと白金の間の弱い機械的結合
部分が破壊され、白金が分離飛散し長期の使用に
耐えない。 この発明者らは電極材料の主成分である白金、
パラジウム、チタン化合物の組み合わせが焼結密
度、焼結組織、絶縁体との固着力あるいは耐久性
において優れた効果をもち、特に、セラミツクス
相として、チタン化合物を使用することが、電極
発火部の性能向上に著しい効果を示すことを見い
だした。 本発明は、耐熱性に優れたチタン化合物中に白
または白金にパラジウム、金、銀、ロジウムなど
の貴金属が均一で連続的に分散した微視的組織で
あり、緻密かつ強固に焼結でき、火花放電や燃焼
熱などに対する耐久性に優れると共に長期間発火
部の損傷が防止できる中心電極を備えた点火プラ
グの提供を目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明の点火プラグは、 チタン化合物であるTiO2、TiCまたはTiNのう
ちの一種以上と、 貴金属であるPtとPdとの混合物、または該混
合物にAu、AgまたはRhのうちの一種以上を添加
してなる混合物と、 卑金属であるFe、Ni、Cr、CoまたはFe―Ni―
Cr合金のうちの一種以上と、 酸化物セラミツクスであるAl2O3、Cr2O3、
Y2O3、ZrO2、SiO2またはLa2O3、または非酸化
物セラミツスであるSiC、AlN、BNまたはMoSi2
のうちの一種以上と の混合体を焼結した発火部電極を、 磁器絶縁体の外側電極に対面する先端孔に封着
してなる中心電極を備えたことを骨子とする。 ［実施例］ 次に、本発明の点火プグを第１図および第２図
に示す実施例に基づき説明する。 １は一端に外側電極４が突設され、外周には内
燃機関取付ネジが設けられた主体金具、２は主体
金具１に収納固着され内部に中心電極を構成する
軸孔３を備えた高アルミナを主成分とするセラミ
ツクス絶縁体、５は外側電極４と対面する絶縁体
２の先端孔３ａ内に形成した発火部電極である。 この発火部電極５は、第１図に示すように径大
の係止部６を備えた発火部電極５を予め形成し、
これを焼結した後焼成アルミナ磁器絶縁体２の先
端孔３ａ内に挿入して係止し、その上に慣用の導
電性シール材７、抵抗体８およびシール材７を用
いて端子軸９でもつて軸孔３内に一体に加熱封着
する。 または第２図に示すようにアルミナ磁器絶縁体
２の先端孔３ａ内に挿設するようにペースト状に
形成した電極材を軸孔３の先端孔３ａ内に埋設
し、これをアルミナ磁器絶縁体２と同時に焼成し
て先端孔３ａ、または先端孔３ａより軸孔３にわ
たる先端部に発火部電極５を形成し、その後、第
１図と同様な方法でシール材７、抵抗体８を端子
軸９でもつて一体に加熱封着され、絶縁体２を形
成する。 ここで発火部電極５は、骨格材にチタン化合物
であるTiO2、TiCまたはTiNを用いチタン化合物
間の空隙にマトリツクス相として、以下の，
，の混合体で埋め、導電性を付与せしめた電
極材である。 貴金属の混合物である以下のイまたはロのう
ちの一種以上と、 イ 白金（Pt）とパラジウム（Pd） ロ 白金（Pt）とパラジウム（Pd）と金
（Au）、銀（Ag）またはロジウム（Rh） 卑金属である以下のハのうちの一種以上と、 ハ 鉄（Fe）、ニツケル（ｉ）、クロム（Cr）、
コバルト（Co）またはステンレス（Fe―Ni
―Cr） セラミツクスである以下ニまたはホのうちの
一種以上と、 ニ 酸化物セラミツクスであるAl2O3、ZrO2、
Y2O3、Cr2O3 ホ 非酸化物セラミツクスであるSiCの炭化
物、AlN、BNの窒化物、またはMoSi2の珪化
物 本実施例においては発火部電極５を従来の点火
プラグの発火部電極のように、アルミナの粒子に
白金粒子を分散混入して焼結し、第３図に示す金
属―セラミツクス複合体断面の顕微鏡写真のよう
な組織に比較して耐久性を向上させるために、第
４図に示す金属―セラミツクス複合断面の顕微鏡
写真の形態をもつマトリツクス構造を形成させ
た。 すなわち、本実施例の点火プラグの発火部電極
５は、チタン化合物粒子10〜30重量パーセントを
主骨格とし、マトリツクス相には白金粒子40〜60
重量パーセントにパラジウム粒子20〜30重パーセ
ントを加えたものを中心に、その周囲に鉄、ニツ
ケル、クロムの微粒子、０〜３重量パーセントを
介在させて、さらに焼結促進効果をもつAl2O3、
Cr2O3、ZrO2、Y2O3、SiC、AlNまたはMoSi2を
０〜10重量パーセント添加したものを、単独に焼
結する。 量パーセント添加したものを、単独に焼結する
か、または絶縁体２の焼成と同時に一体に焼結し
たものである。 焼結時に含有されている卑金属（鉄、ニツケ
ル、クロム）が酸化してセラミツクス相と科学的
に反応し、かつ一部は貴金属（白金、パラジウ
ム）と合金化することで、貴金属相が、セラミツ
クス相と密着して緻密で強固なマトツクス組織を
形成できる。 したがつて第３図に示す従来のものより格段に
緻密で耐久性を増し第４図の形態をもつ発火部電
極５を得ることができる。 本発明にかかわる第４図の如き形態をもつ発火
部電極５を形成するためには、出発原料として
は、セラミツクスとメタルがいわゆる十分にメカ
ノケミカル効果が起こる程度までよく磨砕されて
いることが必要であり、また貴金属を除いて各成
分粉末は、微細なほど良く、特に鉄、ニツケル、
クロム等の非金属粒子は大きくとも10ミクロンを
越えないようにすることが望ましい。 さらに貴金属としては白金とパラジウムとに白
金よりも融点が低い金もしくは金―パラジウム合
金を加えると液相焼結が生じ焼結体の緻密化に効
果がある一方、セラミツクス相は、チタン化合物
の単体よりも、数種のチタン化合物の混合体ある
いはAl2O3、Y2O3、ZrO2、Cr2O3、SiC、AlNま
たはMoSi2の一種以上の混合体が鑿化に効果があ
る。 点火プラグの発火部電極５の金属―セラミツク
ス複合（焼結）体の構成としては次の相を仮定し
た。 相 貴金属…Pt、Pd、Rh、Au、Ag 相 卑金属…Fe、Ni、Cr、Co、Mn、Fe―Ni
―Cr 相 非酸化物セラミツクス 珪化物…MoSi2 炭化物…SiC 窒化物…AlN、BN 相 酸化物セラミツクス …Al2O3、Cr2O3、Y2O3、ZrO2、
SiO2、La2O3 相 チタン化合物…TiO2、TiC、TiN なお実験に使用した同時焼成の点火プラグは次
の手順に従つて製作した。焼成前のブレス成形し
た高アルミナ生素地絶縁体２の軸孔３の先端孔３
ａ内に調整したペースト状の電極材を充填、これ
を大気中1600℃（最高）の焼成炉で焼成して電極
と絶縁体が一体となつたものを作る。次いでこの
絶縁体の軸孔３内の発火部電極５上に慣用の導電
性シール｛金属成分（Cr；60％と残部SiO2；65
％）、B2O3；30％、Al2O3；５％のホウ珪酸ガラ
ス｝を0.3g充填し、端子軸を挿入して800〜１］
℃で10分加熱し同時に15Kg／cm2の圧力で加圧封着
し冷却して中心電極本体を内蔵した絶縁体２を得
る。この絶縁体２の発火部電極５を対設せて火花
放電試験を実施した。この場合シール材の耐熱性
の調節は、金属成分の増量またはAl2O3、SiO2等
の粉末の添加によつてカバーする。 １ Pt―Al2O3（相―相）あるいはPd―
Al2O3（相―相）において PtあるいはPdの添加量は、重量％にて40〜
90％までとしPt粉末としては粒度を１〜100μ
の範囲に変えたものを使用し、Al2O3として
100％Al2O3粉末と絶縁体２と同一組成のAl2O3
粉末（90％Al2O3―10％SiO2、MgO、CaO）の
各組合わせとさらに、これらに対してPd粉末
およびAu、Ag、Rhを添加したものを実施し
た。 上記の場合、Ptのみでは、Pt粒子がアルミナ
中に分散するだけであり、一方融点が1554℃の
Pdのみでは、Pdの球状化が起こる。したがつ
て貴金属相のうち、PtをPd、Au、Au―Pdなど
に置換させていくと、Ptのみの単なる分散か
ら、アルミナ粒子の間隔にPt合金が浸入してい
く分散の様相を示した。しかしこの場合でも火
花放電試験を行うと、発火部電極５の面に比較
的短時間で放電穴が認められる。 ２ Pt―Fe―Al2O3（相―相―相）におい
て Feの添加が過多であるが粒度が粗い（10μ
以上）と酸化したFeの影響でその複合体電極
が脆化しやすいので、Feの添加量は適量であ
ることが必要である。発火部電極５と絶縁体２
との境界付近で絶縁体２がやや茶色に着色する
程度（数％以下）で粒度が10μ以下であれば電
極材と絶縁体２の接着が良くなり、また電極発
火部の強度も向上したが、火花放電試験の結果
多少の穿孔は認められた。 上記のような現象はCr、Coなどの場合も同
様に認められたが中でも比較的少なく良好なの
はFe―Ni―Cr合金であつた。 ３ Pt―TiO2（相―Ｖ相）においてセラミツ
クス相にAl2O3のみを使用した場合は、火花放
電試験で焼結体表面に多少の穿孔が認められる
がTiO2のみの場合は、この形態の消耗に対し
て効果があつた。TiO2がなぜ効果があるのか
それにはTiO2がAl2O3に比べ活性が大きいこと
が原因し、さらに結晶形に原因していると思わ
れるが詳しいことはまだ不明である。 ４ Pt―Fe―TiO2（相―相―相）におい
て Pt―TiO2系にFeを添加したものは、実施例
(3)と同様な焼結体が得られるが、Fe添加の効
果で焼結体電極と絶縁体２との密着性が向上す
る。 ５ Pt―Fe―SiC―TiO2（相―相―相―
相）において Pt―Fe―TiO2系にSiCを加えたものは、実
施例(4)に比較して焼結密度が向上する。 ６ Pt―Fe―Al2O3―TiO2（相―相―相
―相）において セラミツクスとしてチタン化合物（TiO2、
TiC、TiN等）を用いると焼結電極の緻密化に
効果がある。中でもTiCあるいはTiO2―TiCの
混合物は特に有効である。 Pt―Pd―Al2O3―TiO2―TiC系焼結電極発火
部はPt―Pd―Fe―Al2O3系に比較して格段に向
上している。 次に本発明の点火プラグの火花耐久テストを表
１に示す。 火花耐久テストは、電源50mjで毎秒200パルス
の火花を印加したときの放電面の異常について従
来の点火プラグと本発明の点火プラグとを比較し
た。テストの結果、試料１、２の比較用の従来の
点火プラグは、10〜20時間で発火部電極に大きな
放電穴が生じるのに対し、試料３〜15の本発明に
適用された点火プラグは、35〜50時間で放電穴が
生じ、従来の点火プラグの２倍以上の火花耐久性
を有する効果が確認された。
ラグに関する。 ［従来の技術］ 点火プラグの中心電極の火花放電する発火部
は、燃焼室内における最高1000℃近い温度に常時
さらされ、それに耐え得るだけでなく、火花放電
に対する耐消耗性燃焼ガスに対する化学的耐久性
がなくてはならず、使用条件は非常に苛酷であ
る。 従来より中心電極として、白金、金系金属が優
れた特性をもつものとして知られ、一部の特殊品
には白金またはパラジウム、金、銀などの貴金属
線が使用されている。しかしながら、これらは高
価であるので一般的にはニツケルを主体とした耐
熱合金が使用されている。このニツケル合金を主
体とした点火プラグは、長時間使用していると該
電極の発火部が消耗して電極間の火花ギヤツプが
拡大し、電源の発生電圧以上に火花放電圧が高く
なり放電しなくなる。この欠点を改良し、点火プ
ラグの耐久性を増すため中心電極を絶縁体で包
み、先端発火部に導電性を付与してなる点火プラ
グが提案されている。 ［発明が解決しようとする問題点］ ところで従来この種の点火プラグは、導電性が
付与された部分がアルミナを骨格材とし、白金を
分散混入せしめた構成を有していたので火花放電
や燃焼熱および燃焼ガスによる消耗を防止する可
能性を備えていたが、次のような欠点があつた。
高融点セラミツクスと白金等の高融点金属との緻
密で均一な複合体を作ることは一般的に困難であ
り、アルミナと白金の混合粉末を焼結すると、外
観上は焼結できても、互いに化学的に不活性であ
るため、相互にぬれ（wettability）にくく、第３
図に示す金属―セラミツス複合体の断面顕微鏡写
真のように、単に白金粒子がアルミナ中に分散す
るだけであり、いわゆる２つの不連続相が無秩序
に分布した統計的混合物にすぎず、連続なマトリ
ツクス相を形成していないので、これを点火プラ
グの中心電極の発火部電極に使用して火花放電を
繰り返すとアルミナと白金の間の弱い機械的結合
部分が破壊され、白金が分離飛散し長期の使用に
耐えない。 この発明者らは電極材料の主成分である白金、
パラジウム、チタン化合物の組み合わせが焼結密
度、焼結組織、絶縁体との固着力あるいは耐久性
において優れた効果をもち、特に、セラミツクス
相として、チタン化合物を使用することが、電極
発火部の性能向上に著しい効果を示すことを見い
だした。 本発明は、耐熱性に優れたチタン化合物中に白
または白金にパラジウム、金、銀、ロジウムなど
の貴金属が均一で連続的に分散した微視的組織で
あり、緻密かつ強固に焼結でき、火花放電や燃焼
熱などに対する耐久性に優れると共に長期間発火
部の損傷が防止できる中心電極を備えた点火プラ
グの提供を目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明の点火プラグは、 チタン化合物であるTiO2、TiCまたはTiNのう
ちの一種以上と、 貴金属であるPtとPdとの混合物、または該混
合物にAu、AgまたはRhのうちの一種以上を添加
してなる混合物と、 卑金属であるFe、Ni、Cr、CoまたはFe―Ni―
Cr合金のうちの一種以上と、 酸化物セラミツクスであるAl2O3、Cr2O3、
Y2O3、ZrO2、SiO2またはLa2O3、または非酸化
物セラミツスであるSiC、AlN、BNまたはMoSi2
のうちの一種以上と の混合体を焼結した発火部電極を、 磁器絶縁体の外側電極に対面する先端孔に封着
してなる中心電極を備えたことを骨子とする。 ［実施例］ 次に、本発明の点火プグを第１図および第２図
に示す実施例に基づき説明する。 １は一端に外側電極４が突設され、外周には内
燃機関取付ネジが設けられた主体金具、２は主体
金具１に収納固着され内部に中心電極を構成する
軸孔３を備えた高アルミナを主成分とするセラミ
ツクス絶縁体、５は外側電極４と対面する絶縁体
２の先端孔３ａ内に形成した発火部電極である。 この発火部電極５は、第１図に示すように径大
の係止部６を備えた発火部電極５を予め形成し、
これを焼結した後焼成アルミナ磁器絶縁体２の先
端孔３ａ内に挿入して係止し、その上に慣用の導
電性シール材７、抵抗体８およびシール材７を用
いて端子軸９でもつて軸孔３内に一体に加熱封着
する。 または第２図に示すようにアルミナ磁器絶縁体
２の先端孔３ａ内に挿設するようにペースト状に
形成した電極材を軸孔３の先端孔３ａ内に埋設
し、これをアルミナ磁器絶縁体２と同時に焼成し
て先端孔３ａ、または先端孔３ａより軸孔３にわ
たる先端部に発火部電極５を形成し、その後、第
１図と同様な方法でシール材７、抵抗体８を端子
軸９でもつて一体に加熱封着され、絶縁体２を形
成する。 ここで発火部電極５は、骨格材にチタン化合物
であるTiO2、TiCまたはTiNを用いチタン化合物
間の空隙にマトリツクス相として、以下の，
，の混合体で埋め、導電性を付与せしめた電
極材である。 貴金属の混合物である以下のイまたはロのう
ちの一種以上と、 イ 白金（Pt）とパラジウム（Pd） ロ 白金（Pt）とパラジウム（Pd）と金
（Au）、銀（Ag）またはロジウム（Rh） 卑金属である以下のハのうちの一種以上と、 ハ 鉄（Fe）、ニツケル（ｉ）、クロム（Cr）、
コバルト（Co）またはステンレス（Fe―Ni
―Cr） セラミツクスである以下ニまたはホのうちの
一種以上と、 ニ 酸化物セラミツクスであるAl2O3、ZrO2、
Y2O3、Cr2O3 ホ 非酸化物セラミツクスであるSiCの炭化
物、AlN、BNの窒化物、またはMoSi2の珪化
物 本実施例においては発火部電極５を従来の点火
プラグの発火部電極のように、アルミナの粒子に
白金粒子を分散混入して焼結し、第３図に示す金
属―セラミツクス複合体断面の顕微鏡写真のよう
な組織に比較して耐久性を向上させるために、第
４図に示す金属―セラミツクス複合断面の顕微鏡
写真の形態をもつマトリツクス構造を形成させ
た。 すなわち、本実施例の点火プラグの発火部電極
５は、チタン化合物粒子10〜30重量パーセントを
主骨格とし、マトリツクス相には白金粒子40〜60
重量パーセントにパラジウム粒子20〜30重パーセ
ントを加えたものを中心に、その周囲に鉄、ニツ
ケル、クロムの微粒子、０〜３重量パーセントを
介在させて、さらに焼結促進効果をもつAl2O3、
Cr2O3、ZrO2、Y2O3、SiC、AlNまたはMoSi2を
０〜10重量パーセント添加したものを、単独に焼
結する。 量パーセント添加したものを、単独に焼結する
か、または絶縁体２の焼成と同時に一体に焼結し
たものである。 焼結時に含有されている卑金属（鉄、ニツケ
ル、クロム）が酸化してセラミツクス相と科学的
に反応し、かつ一部は貴金属（白金、パラジウ
ム）と合金化することで、貴金属相が、セラミツ
クス相と密着して緻密で強固なマトツクス組織を
形成できる。 したがつて第３図に示す従来のものより格段に
緻密で耐久性を増し第４図の形態をもつ発火部電
極５を得ることができる。 本発明にかかわる第４図の如き形態をもつ発火
部電極５を形成するためには、出発原料として
は、セラミツクスとメタルがいわゆる十分にメカ
ノケミカル効果が起こる程度までよく磨砕されて
いることが必要であり、また貴金属を除いて各成
分粉末は、微細なほど良く、特に鉄、ニツケル、
クロム等の非金属粒子は大きくとも10ミクロンを
越えないようにすることが望ましい。 さらに貴金属としては白金とパラジウムとに白
金よりも融点が低い金もしくは金―パラジウム合
金を加えると液相焼結が生じ焼結体の緻密化に効
果がある一方、セラミツクス相は、チタン化合物
の単体よりも、数種のチタン化合物の混合体ある
いはAl2O3、Y2O3、ZrO2、Cr2O3、SiC、AlNま
たはMoSi2の一種以上の混合体が鑿化に効果があ
る。 点火プラグの発火部電極５の金属―セラミツク
ス複合（焼結）体の構成としては次の相を仮定し
た。 相 貴金属…Pt、Pd、Rh、Au、Ag 相 卑金属…Fe、Ni、Cr、Co、Mn、Fe―Ni
―Cr 相 非酸化物セラミツクス 珪化物…MoSi2 炭化物…SiC 窒化物…AlN、BN 相 酸化物セラミツクス …Al2O3、Cr2O3、Y2O3、ZrO2、
SiO2、La2O3 相 チタン化合物…TiO2、TiC、TiN なお実験に使用した同時焼成の点火プラグは次
の手順に従つて製作した。焼成前のブレス成形し
た高アルミナ生素地絶縁体２の軸孔３の先端孔３
ａ内に調整したペースト状の電極材を充填、これ
を大気中1600℃（最高）の焼成炉で焼成して電極
と絶縁体が一体となつたものを作る。次いでこの
絶縁体の軸孔３内の発火部電極５上に慣用の導電
性シール｛金属成分（Cr；60％と残部SiO2；65
％）、B2O3；30％、Al2O3；５％のホウ珪酸ガラ
ス｝を0.3g充填し、端子軸を挿入して800〜１］
℃で10分加熱し同時に15Kg／cm2の圧力で加圧封着
し冷却して中心電極本体を内蔵した絶縁体２を得
る。この絶縁体２の発火部電極５を対設せて火花
放電試験を実施した。この場合シール材の耐熱性
の調節は、金属成分の増量またはAl2O3、SiO2等
の粉末の添加によつてカバーする。 １ Pt―Al2O3（相―相）あるいはPd―
Al2O3（相―相）において PtあるいはPdの添加量は、重量％にて40〜
90％までとしPt粉末としては粒度を１〜100μ
の範囲に変えたものを使用し、Al2O3として
100％Al2O3粉末と絶縁体２と同一組成のAl2O3
粉末（90％Al2O3―10％SiO2、MgO、CaO）の
各組合わせとさらに、これらに対してPd粉末
およびAu、Ag、Rhを添加したものを実施し
た。 上記の場合、Ptのみでは、Pt粒子がアルミナ
中に分散するだけであり、一方融点が1554℃の
Pdのみでは、Pdの球状化が起こる。したがつ
て貴金属相のうち、PtをPd、Au、Au―Pdなど
に置換させていくと、Ptのみの単なる分散か
ら、アルミナ粒子の間隔にPt合金が浸入してい
く分散の様相を示した。しかしこの場合でも火
花放電試験を行うと、発火部電極５の面に比較
的短時間で放電穴が認められる。 ２ Pt―Fe―Al2O3（相―相―相）におい
て Feの添加が過多であるが粒度が粗い（10μ
以上）と酸化したFeの影響でその複合体電極
が脆化しやすいので、Feの添加量は適量であ
ることが必要である。発火部電極５と絶縁体２
との境界付近で絶縁体２がやや茶色に着色する
程度（数％以下）で粒度が10μ以下であれば電
極材と絶縁体２の接着が良くなり、また電極発
火部の強度も向上したが、火花放電試験の結果
多少の穿孔は認められた。 上記のような現象はCr、Coなどの場合も同
様に認められたが中でも比較的少なく良好なの
はFe―Ni―Cr合金であつた。 ３ Pt―TiO2（相―Ｖ相）においてセラミツ
クス相にAl2O3のみを使用した場合は、火花放
電試験で焼結体表面に多少の穿孔が認められる
がTiO2のみの場合は、この形態の消耗に対し
て効果があつた。TiO2がなぜ効果があるのか
それにはTiO2がAl2O3に比べ活性が大きいこと
が原因し、さらに結晶形に原因していると思わ
れるが詳しいことはまだ不明である。 ４ Pt―Fe―TiO2（相―相―相）におい
て Pt―TiO2系にFeを添加したものは、実施例
(3)と同様な焼結体が得られるが、Fe添加の効
果で焼結体電極と絶縁体２との密着性が向上す
る。 ５ Pt―Fe―SiC―TiO2（相―相―相―
相）において Pt―Fe―TiO2系にSiCを加えたものは、実
施例(4)に比較して焼結密度が向上する。 ６ Pt―Fe―Al2O3―TiO2（相―相―相
―相）において セラミツクスとしてチタン化合物（TiO2、
TiC、TiN等）を用いると焼結電極の緻密化に
効果がある。中でもTiCあるいはTiO2―TiCの
混合物は特に有効である。 Pt―Pd―Al2O3―TiO2―TiC系焼結電極発火
部はPt―Pd―Fe―Al2O3系に比較して格段に向
上している。 次に本発明の点火プラグの火花耐久テストを表
１に示す。 火花耐久テストは、電源50mjで毎秒200パルス
の火花を印加したときの放電面の異常について従
来の点火プラグと本発明の点火プラグとを比較し
た。テストの結果、試料１、２の比較用の従来の
点火プラグは、10〜20時間で発火部電極に大きな
放電穴が生じるのに対し、試料３〜15の本発明に
適用された点火プラグは、35〜50時間で放電穴が
生じ、従来の点火プラグの２倍以上の火花耐久性
を有する効果が確認された。
【表】
【表】
［発明の効果］
以上のごとく、本発明の点火プラグは、中心電
極が、耐熱性に優れたチタン化合物中に導電性付
与物質である白金などの貴金属が均一で連続に分
散した微視的組織で緻密かつ強固に焼結でき、火
花放電や燃焼熱などに対する耐久性に優れると共
に長期間発火部の損傷が防止できる。
極が、耐熱性に優れたチタン化合物中に導電性付
与物質である白金などの貴金属が均一で連続に分
散した微視的組織で緻密かつ強固に焼結でき、火
花放電や燃焼熱などに対する耐久性に優れると共
に長期間発火部の損傷が防止できる。
第１図は本発明の一実施例を示す点火プラグの
縦断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す点
火プラグの縦断面図、第２図ａはその発火部拡大
断面図、第３図はアルミナと白金を成分とする従
来の発火部電極の金属―セラミツクス複合体の断
面顕微鏡写真、第４図は本発明の一実施例を示す
閉端磁器点火プラグの発火部電極の金属―セラミ
ツクス複合体の断面顕微鏡写真である。 図中、１…主体金具、２…セラミツクス絶縁
体、３…軸孔、４…外側電極、５…発火部電極。
縦断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す点
火プラグの縦断面図、第２図ａはその発火部拡大
断面図、第３図はアルミナと白金を成分とする従
来の発火部電極の金属―セラミツクス複合体の断
面顕微鏡写真、第４図は本発明の一実施例を示す
閉端磁器点火プラグの発火部電極の金属―セラミ
ツクス複合体の断面顕微鏡写真である。 図中、１…主体金具、２…セラミツクス絶縁
体、３…軸孔、４…外側電極、５…発火部電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ チタン化合物であるTiO2、TiCまたはTiNの
うちの一種以上と、 貴金属であるPtとPdとの混合物、または該混
合物にAu、AgまたはRhのうちの一種以上を添加
してなる混合物と、 卑金属であるFe、Ni、Cr、COまたはFe―Ni
―Crの合金のうちの一種以上と、 酸化物セラミツスであるAl2O3、Cr2O3、
Y2O3、ZrO2、SiO2またはLa2O3、または非酸化
物セラミツクスであるSiC、AlN、BNまたは
MoSi2のうちの一種以上と の混合体を焼結した発火部電極を、 磁器絶縁体の外側電極に対面する先端孔に封着
してなる中心電極を備えた点火プラグ。 ２ 前記発火部電極材は、チタン化合物粉末10〜
30重量パーセントと、Pt粉末40〜60重量パーセン
トと、Pd粉末20〜30重量パーセントと、卑金属
0.1〜３重量パーセントと、酸化物セラミツク
ス、または非酸化物セラミツクス0.1〜10重量パ
ーセントとからなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の点火プラグ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13213979A JPS5657282A (en) | 1979-10-13 | 1979-10-13 | Ignition plug |
| US06/195,734 US4427915A (en) | 1979-10-13 | 1980-10-10 | Spark plug and the process for production thereof |
| DE3038649A DE3038649C2 (de) | 1979-10-13 | 1980-10-13 | Zündkerze |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13213979A JPS5657282A (en) | 1979-10-13 | 1979-10-13 | Ignition plug |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5657282A JPS5657282A (en) | 1981-05-19 |
| JPS6144392B2 true JPS6144392B2 (ja) | 1986-10-02 |
Family
ID=15074266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13213979A Granted JPS5657282A (en) | 1979-10-13 | 1979-10-13 | Ignition plug |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4427915A (ja) |
| JP (1) | JPS5657282A (ja) |
| DE (1) | DE3038649C2 (ja) |
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- 1979-10-13 JP JP13213979A patent/JPS5657282A/ja active Granted
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- 1980-10-10 US US06/195,734 patent/US4427915A/en not_active Expired - Lifetime
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