JPS62732A - セラミツクグロ−プラグ - Google Patents
セラミツクグロ−プラグInfo
- Publication number
- JPS62732A JPS62732A JP13960085A JP13960085A JPS62732A JP S62732 A JPS62732 A JP S62732A JP 13960085 A JP13960085 A JP 13960085A JP 13960085 A JP13960085 A JP 13960085A JP S62732 A JPS62732 A JP S62732A
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- JP
- Japan
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- ceramic
- coating
- positive electrode
- negative
- electrode lead
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- Pending
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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、ディーゼルエンジンに装着されるセラミック
グロープラグに関するものである。
グロープラグに関するものである。
「従来の技術および発明が解決しようとする問題点」
セラミック特に窒化珪素質焼結体の先端側にＷあるいは
Ｎｏなどの発熱抵抗線を埋設し、発熱抵抗線の両端にそ
れぞれ−あるいはＭｏなどの陰・陽電極取出し線を接続
したセラミックグロープラグは、ホットプレス中に、セ
ラミック（ここでは特に窒化珪素）雰囲気の焼結反応に
より、セラミックー陰・陽電極取出し線境界面に反応物
質（ここではＷＳｉおよびＷＯ□）を生成している。そ
の反応物質が生成することにより、セラミックー陰・陽
電極取出し線境界面から陰・陽電極取出し線内部に拡散
、転移により微小なりラックや内部欠陥等を引き起こす
。
Ｎｏなどの発熱抵抗線を埋設し、発熱抵抗線の両端にそ
れぞれ−あるいはＭｏなどの陰・陽電極取出し線を接続
したセラミックグロープラグは、ホットプレス中に、セ
ラミック（ここでは特に窒化珪素）雰囲気の焼結反応に
より、セラミックー陰・陽電極取出し線境界面に反応物
質（ここではＷＳｉおよびＷＯ□）を生成している。そ
の反応物質が生成することにより、セラミックー陰・陽
電極取出し線境界面から陰・陽電極取出し線内部に拡散
、転移により微小なりラックや内部欠陥等を引き起こす
。
セラミックグロープラグがヒートサイクルまたは高温雰
囲気中にさらされることにより、陰・陽電極取出し線の
酸化が促進される。酸化された陰・陽電極取出し線は、
体積が膨張し、陰・陽電極取出し線を取り巻いているセ
ラミックを圧迫し、セラミック内部からクランクを発生
させやすい。また、陰・陽電極取出し線は酸化されるこ
とにより、抵抗値が変化し、発生熱量にバラツキが生じ
ている。
囲気中にさらされることにより、陰・陽電極取出し線の
酸化が促進される。酸化された陰・陽電極取出し線は、
体積が膨張し、陰・陽電極取出し線を取り巻いているセ
ラミックを圧迫し、セラミック内部からクランクを発生
させやすい。また、陰・陽電極取出し線は酸化されるこ
とにより、抵抗値が変化し、発生熱量にバラツキが生じ
ている。
「問題点を解決するための手段」
陰・陽電極取出し線に、非酸化物セラミックの被覆をコ
ーティングする。また、陰・陽電極取り出し線に少なく
とも一層の非酸化物セラミックの被膜をコーティングし
た後、該陰・陽電極取出し線をカーボン型内で窒化珪素
質粉末と共に８００〜１２００℃で６０〜２００に１ｒ
／ｃＩａの圧力で一層ホットプレスをし、さらに、１０
５０〜２０００℃で２５０〜５００ｋｇ／ＣＩＡの圧力
で２次ホットプレスをする。′ 「第１実施例」 第１図はグロープラグを示し、符号１が発熱抵抗線、２
が陽電極取出し線、３が陰電極取出し線、４が５ｉＪａ
の焼結体、５が陽電極取出し金具、６はリード線、７は
金属接触筒体、８は金属外筒である。
ーティングする。また、陰・陽電極取り出し線に少なく
とも一層の非酸化物セラミックの被膜をコーティングし
た後、該陰・陽電極取出し線をカーボン型内で窒化珪素
質粉末と共に８００〜１２００℃で６０〜２００に１ｒ
／ｃＩａの圧力で一層ホットプレスをし、さらに、１０
５０〜２０００℃で２５０〜５００ｋｇ／ＣＩＡの圧力
で２次ホットプレスをする。′ 「第１実施例」 第１図はグロープラグを示し、符号１が発熱抵抗線、２
が陽電極取出し線、３が陰電極取出し線、４が５ｉＪａ
の焼結体、５が陽電極取出し金具、６はリード線、７は
金属接触筒体、８は金属外筒である。
このグロープラグは次の工程で製作される。
陰・陽電極取出し線３・２にコーティング↓
成形
↓
ホットプレス
↓
研削（電極出し）
↓
バレル
↓
電極部Ｎｉメッキ メッキ厚さ １〜２０μｍ↓
メタライズ
↓
ブレージング組立およびブレージング
↓
仕上げ 出荷検査
次に詳しく説明する。
匈あるいはＭＯの陰・陽電極取出し線３・２をＣＶＤ（
化学気相成長法）、イオンプレティング法などにより、
被着する非酸化物系セラミックの被膜９の厚さを第２図
に示すように０．１〜５０μｍの範囲でコーティングす
る。そのうち、ＴｉＮのコーティング層は０．３〜１３
μｍで、これ以下のコーティング厚さであればコーティ
ングによる効果が認められず、匈あるいはＭｏの陰・陽
電極取出しｖＡ３・２の表面に珪化物や酸化物が形成さ
れる。一方、コーテイング膜が厚い場合は、熱膨張差に
よりはがれやすい。
化学気相成長法）、イオンプレティング法などにより、
被着する非酸化物系セラミックの被膜９の厚さを第２図
に示すように０．１〜５０μｍの範囲でコーティングす
る。そのうち、ＴｉＮのコーティング層は０．３〜１３
μｍで、これ以下のコーティング厚さであればコーティ
ングによる効果が認められず、匈あるいはＭｏの陰・陽
電極取出しｖＡ３・２の表面に珪化物や酸化物が形成さ
れる。一方、コーテイング膜が厚い場合は、熱膨張差に
よりはがれやすい。
また、ＴｉＮをコーティングした陰・陽電極取出し線３
・２にはさらに異種のセラミックをコーティングする。
・２にはさらに異種のセラミックをコーティングする。
この陰・陽電極取出し線３・２を次に窒化珪素粉末原料
中に投入し、プレス成形する。
中に投入し、プレス成形する。
上記の成形体をカーボン治具中に組込み、ホットプレス
焼成方法で成形する。
焼成方法で成形する。
ホットプレスは一層ホットプレスと二次ホットプレスを
行う。Ｔ′ｉＨのホットプレスは次の通りでである。
行う。Ｔ′ｉＨのホットプレスは次の通りでである。
一層ホットプレス
温度について ＴｉＮコーティングを保護するために一
層ホットプレスで９００〜１２００℃にする。
層ホットプレスで９００〜１２００℃にする。
その理由は完全に原料中のバインダ（有機物）を取り除
くためである。
くためである。
圧力について プレス後の原料の粒界の接触面積を広く
し焼結しやすくするために６０〜１５０ ｋｇ／ｃＸ！
で加圧する。
し焼結しやすくするために６０〜１５０ ｋｇ／ｃＸ！
で加圧する。
二次ホットプレス
ガラス層の融点を考え、ＴｉＮ層に密着し、拡散層を形
成するため、温度を１４５０〜２０００℃、圧力を３０
０〜５００ ｋｇ／ｃｄとした。１４５０〜２０００℃
の温度は、窒化珪素とＣＶＤ したＴｉＮとの界面に、
Ｔｉ−５ｉ −Ｎ系を形成するのに最適温度である。
成するため、温度を１４５０〜２０００℃、圧力を３０
０〜５００ ｋｇ／ｃｄとした。１４５０〜２０００℃
の温度は、窒化珪素とＣＶＤ したＴｉＮとの界面に、
Ｔｉ−５ｉ −Ｎ系を形成するのに最適温度である。
第３図に示すように上記の焼成品を研削し、発熱抵抗線
１の２箇所の電極１０・１１を露出させ、電極１０が陽
電極、電極１１が陰電極である。
１の２箇所の電極１０・１１を露出させ、電極１０が陽
電極、電極１１が陰電極である。
両電極１０・１１の露出部を、メタライズする。ただし
、両電極１０・１１は、第３図に示すように、互いに交
わることのないように、隔ててメタライズ１２する。第
４図に示すように、非酸化物セラミックの被覆９のコー
ティングを施した陰・陽電極取出し線３・２をセラミッ
ク焼結体４中に埋設し一部を露出させているが、メタラ
イズ１２はその露出部を覆うように施す。そのメタライ
ズ１２部に陽電極取出し金具５・金属接触筒体７を銀ロ
ウ１３により取付ける。
、両電極１０・１１は、第３図に示すように、互いに交
わることのないように、隔ててメタライズ１２する。第
４図に示すように、非酸化物セラミックの被覆９のコー
ティングを施した陰・陽電極取出し線３・２をセラミッ
ク焼結体４中に埋設し一部を露出させているが、メタラ
イズ１２はその露出部を覆うように施す。そのメタライ
ズ１２部に陽電極取出し金具５・金属接触筒体７を銀ロ
ウ１３により取付ける。
電圧を印加できるよう、第５図に示すように陽電極取出
し金具５をブレージング炉に投入し、組付ける。
し金具５をブレージング炉に投入し、組付ける。
金属外筒８に組付は製品形状にする。
以上の方法で製作したテストサンプルを、昇温サイクル
の耐久試験を行った。その結果は第１表の通りである。
の耐久試験を行った。その結果は第１表の通りである。
第１表
試料 陰・陽電極 コーティング 外層のコーチイ
ンＮｏ、 取出し線の種類 層の種類 グ層の種
類Ｉ Ｗ ＴｉＮ ２Ｗ ＴｉＣＮ ３ Ｗ ＡｌＮ ４ Ｗ ＳｉＣＡｌＮ３
讐 ＴｉＢｚ ５ Ｍｏ ＴｉＮ７ Ｍ
ｏ Ｔ ｉ ＣＮＭｏＡｌＮ ９ Ｍｏ ＳｉＣＡｌＮ１０
Ｍｏ ＴｉＢｚ１１※ −− １２※ Ｍｏ − 試料 昇温サイクル試験 クラック等Ｎｏ
、 ０ １００ ５００ １０００ １５００
の欠陥の発生（ｍΩ） １ ３６２ ３６２ ３６１ ３６２ ３６２
なし２ ３６０ ３６０ ３６０ ３６０ ３６０
なし３ ３７０ ３７０ ３７０ ３７０ ３７
０ なし４ ３５８ ３５８ ３５７ ３５８
３５８ なし５ ３６４ ３６４ ３６４ ３６
４ ３６４ なし６ ３６７ ３６７ ３６７
３６７ ３６７ なし７ ３５９ ３５９ ３５
９ ３５９ ３５９ なし８ ３６２ ３６２
３６２ ３６２ ３６２ なし９ ３６８ ３６
８ ３６８ ３６８ ３６８ なし１０ ３５９
３５９ ３５９ ３５９ ３５９ なし１１※
３６４ ３６５ ３７１ ３８０ ３８７ あり
１２※ ３６８ ３６８ ３７０ ３８２ ３９１
あり※印の試料番号のものは本発明の範囲外である
。
ンＮｏ、 取出し線の種類 層の種類 グ層の種
類Ｉ Ｗ ＴｉＮ ２Ｗ ＴｉＣＮ ３ Ｗ ＡｌＮ ４ Ｗ ＳｉＣＡｌＮ３
讐 ＴｉＢｚ ５ Ｍｏ ＴｉＮ７ Ｍ
ｏ Ｔ ｉ ＣＮＭｏＡｌＮ ９ Ｍｏ ＳｉＣＡｌＮ１０
Ｍｏ ＴｉＢｚ１１※ −− １２※ Ｍｏ − 試料 昇温サイクル試験 クラック等Ｎｏ
、 ０ １００ ５００ １０００ １５００
の欠陥の発生（ｍΩ） １ ３６２ ３６２ ３６１ ３６２ ３６２
なし２ ３６０ ３６０ ３６０ ３６０ ３６０
なし３ ３７０ ３７０ ３７０ ３７０ ３７
０ なし４ ３５８ ３５８ ３５７ ３５８
３５８ なし５ ３６４ ３６４ ３６４ ３６
４ ３６４ なし６ ３６７ ３６７ ３６７
３６７ ３６７ なし７ ３５９ ３５９ ３５
９ ３５９ ３５９ なし８ ３６２ ３６２
３６２ ３６２ ３６２ なし９ ３６８ ３６
８ ３６８ ３６８ ３６８ なし１０ ３５９
３５９ ３５９ ３５９ ３５９ なし１１※
３６４ ３６５ ３７１ ３８０ ３８７ あり
１２※ ３６８ ３６８ ３７０ ３８２ ３９１
あり※印の試料番号のものは本発明の範囲外である
。
「第２実施例」
第１実施例と同様の工程であるが、第２実施例ではＷま
たはＭｏ等の陰・陽電極取出し線３・２にＢＮコーティ
ングしたものをセラミック粉末体中に埋め込みプレス成
形する。その後、ホットプレス焼成する。次に、研削に
より電極１０・１１を露出させる。そして、メタライズ
１２を行ない陽電極取出し金具５・金属接触筒体７とロ
ウ付けして接合する。
たはＭｏ等の陰・陽電極取出し線３・２にＢＮコーティ
ングしたものをセラミック粉末体中に埋め込みプレス成
形する。その後、ホットプレス焼成する。次に、研削に
より電極１０・１１を露出させる。そして、メタライズ
１２を行ない陽電極取出し金具５・金属接触筒体７とロ
ウ付けして接合する。
以上の方法で製作したテストサンプルを、昇温サイクル
の耐久試験を行った。その結果は第２表の通りである。
の耐久試験を行った。その結果は第２表の通りである。
第２表
試料 陰・陽電極取出し線 コーティングＮｏ、 の
種類 層の種類Ｉ Ｗ
ＢＮ２ 讐 ＣＢＮ
３ Ｍｏ ＢＮ４
Ｍｏ ＣＢＮ５※ −− ６※ Ｍｏ −試料 昇温
サイクル試験 クランク等Ｎｏ、 ０
１００ ５００ １０００ １５００ の欠陥の発生
（ｓΩ） １ ３２０ ３１９ ３２０ ３２０
３２０ な し２ ３２６ ３２６
３２６ ３２６ ３２６ な し３
３１９ ３１９ ３１９ ３１９
３１９ な し４ ３２７ ３２７
３２７ ３２７ ３２７ な し５※
３２４ ３２４ ３２８ ３３２ ３３
９ あ リ６＊ ３２８ ３３０ ３
３２ ３３９ ３４７ あ リ※印の
試料番号のものは本発明の範囲外である。
種類 層の種類Ｉ Ｗ
ＢＮ２ 讐 ＣＢＮ
３ Ｍｏ ＢＮ４
Ｍｏ ＣＢＮ５※ −− ６※ Ｍｏ −試料 昇温
サイクル試験 クランク等Ｎｏ、 ０
１００ ５００ １０００ １５００ の欠陥の発生
（ｓΩ） １ ３２０ ３１９ ３２０ ３２０
３２０ な し２ ３２６ ３２６
３２６ ３２６ ３２６ な し３
３１９ ３１９ ３１９ ３１９
３１９ な し４ ３２７ ３２７
３２７ ３２７ ３２７ な し５※
３２４ ３２４ ３２８ ３３２ ３３
９ あ リ６＊ ３２８ ３３０ ３
３２ ３３９ ３４７ あ リ※印の
試料番号のものは本発明の範囲外である。
ＢＮはＳｉ３Ｎ４と反応しがたいため、５ｉＪａからＳ
Ｌを拾って−（Ｍｏ）の周面にＷＳｉ （ＭｏＳｉ）が
生成しない。そのため抵抗値の変化バラツキが生じない
。
Ｌを拾って−（Ｍｏ）の周面にＷＳｉ （ＭｏＳｉ）が
生成しない。そのため抵抗値の変化バラツキが生じない
。
一方、もちろんＢＨにより完全にＷ （Ｍｏ）周面をコ
ートするので酸化によるｈｏｔ等が生成せずクランク等
の欠陥が生じたり電気伝導度の低下や抵抗値の変化がな
い。
ートするので酸化によるｈｏｔ等が生成せずクランク等
の欠陥が生じたり電気伝導度の低下や抵抗値の変化がな
い。
「発明の効果」
本発明は、上述のような構成で、陰・陽電極取出し線の
酸化による抵抗値の変化が少なく、且つ、一定の抵抗値
を維持したまま長時間使用できる。
酸化による抵抗値の変化が少なく、且つ、一定の抵抗値
を維持したまま長時間使用できる。
また、本発明は陰・陽電極取出し線の酸化や膨張によっ
て、焼結体にクランクを生じないため耐久性のよいグロ
ープラグの提供ができる。なお、発熱抵抗線に非酸化物
セラミックのコーティングを施すと、細線であるため折
損することがあるが、電極取出し線は発熱抵抗線より大
径であり折損することは全くない。
て、焼結体にクランクを生じないため耐久性のよいグロ
ープラグの提供ができる。なお、発熱抵抗線に非酸化物
セラミックのコーティングを施すと、細線であるため折
損することがあるが、電極取出し線は発熱抵抗線より大
径であり折損することは全くない。
第１図は本発明の具体的な実施例であるグロープラグの
縦断面図、第２図は電極取出し線にＴｉＮ等の非酸化物
セラミックのコーティングをした断面図、第３図はセラ
ミック焼結体のメタライズ処理部を示す縦断面図、第４
図は電極露出部の拡大縦断面図、第５図はセラミック焼
結体に陽電極取出し金具、金属接触筒体を取付けた状態
を示す正面図である。 ４・・・棒状セラミック焼結体 １・・・発熱抵抗線
縦断面図、第２図は電極取出し線にＴｉＮ等の非酸化物
セラミックのコーティングをした断面図、第３図はセラ
ミック焼結体のメタライズ処理部を示す縦断面図、第４
図は電極露出部の拡大縦断面図、第５図はセラミック焼
結体に陽電極取出し金具、金属接触筒体を取付けた状態
を示す正面図である。 ４・・・棒状セラミック焼結体 １・・・発熱抵抗線
Claims (3)
- （１）棒状セラミック焼結体の先端側に発熱抵抗線を埋
設し、発熱抵抗線の両端にそれぞれ陰・陽電極取出し線
を接続し、これら陰・陽電極取出し線の他端をセラミッ
ク焼結体外周に露出させたセラミックグロープラグにお
いて、前記陰・陽電極取出し線に非酸化物セラミックの
被覆をコーティングしたことを特徴とするセラミックグ
ロープラグ - （２）非酸化物セラミックの被膜が窒化チタン（ＴｉＮ
）、窒化炭化チタン（ＴｉＣＮ）、窒化アルミ（ＡｌＮ
）、窒化ホウ素（ＢＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、立方晶
窒化ホウ素（ＣＢＮ）およびホウ化チタン（ＴｉＢ＿２
）から選ばれる特許請求の範囲第１項記載のセラミック
グロープラグ - （３）陰・陽電極取出し線の露出部の捧状セラミック焼
結体外周面にメタライズ層を形成した特許請求の範囲第
１項記載のセラミックグロープラグ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13960085A JPS62732A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | セラミツクグロ−プラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13960085A JPS62732A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | セラミツクグロ−プラグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62732A true JPS62732A (ja) | 1987-01-06 |
Family
ID=15249045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13960085A Pending JPS62732A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | セラミツクグロ−プラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62732A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63297925A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-05 | Kyocera Corp | 高耐蝕性グロ−プラグ |
| EP0843130A1 (en) * | 1996-11-19 | 1998-05-20 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Ceramic heating element and producing method thereof |
| DE102004022334A1 (de) * | 2004-05-06 | 2005-12-01 | Siemens Ag | Verfahren zum Walzen eines Walzgutes mit Übergangsbereich |
-
1985
- 1985-06-26 JP JP13960085A patent/JPS62732A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63297925A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-05 | Kyocera Corp | 高耐蝕性グロ−プラグ |
| EP0843130A1 (en) * | 1996-11-19 | 1998-05-20 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Ceramic heating element and producing method thereof |
| US6013898A (en) * | 1996-11-19 | 2000-01-11 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic heater for a glow plug having tungsten electrode wires with metal coating |
| DE102004022334A1 (de) * | 2004-05-06 | 2005-12-01 | Siemens Ag | Verfahren zum Walzen eines Walzgutes mit Übergangsbereich |
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