KR20090034346A - 점화플러그 절연체 - Google Patents

점화플러그 절연체 Download PDF

Info

Publication number
KR20090034346A
KR20090034346A KR1020097001323A KR20097001323A KR20090034346A KR 20090034346 A KR20090034346 A KR 20090034346A KR 1020097001323 A KR1020097001323 A KR 1020097001323A KR 20097001323 A KR20097001323 A KR 20097001323A KR 20090034346 A KR20090034346 A KR 20090034346A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spark plug
insulator
ppm
approximately
less
Prior art date
Application number
KR1020097001323A
Other languages
English (en)
Inventor
윌리엄 제이 워커
Original Assignee
페더럴-모걸 코오포레이숀
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=38834267&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20090034346(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 페더럴-모걸 코오포레이숀 filed Critical 페더럴-모걸 코오포레이숀
Publication of KR20090034346A publication Critical patent/KR20090034346A/ko

Links

Images

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
    • 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
    • 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
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/03—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite
    • 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
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111—Fine ceramics
    • 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
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62695—Granulation or pelletising
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/06—Fuel-injectors combined or associated with other devices the devices being sparking plugs
    • 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
    • H01T13/48—Sparking plugs having means for rendering sparks visible
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/3222—Aluminates other than alumino-silicates, e.g. spinel (MgAl2O4)
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3227—Lanthanum oxide or oxide-forming salts thereof
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3229—Cerium oxides or oxide-forming salts thereof
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
    • C04B2235/786—Micrometer sized grains, i.e. from 1 to 100 micron
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/94—Products characterised by their shape
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/95—Products characterised by their size, e.g. microceramics
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/963—Surface properties, e.g. surface roughness
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9646—Optical properties
    • C04B2235/9653—Translucent or transparent ceramics other than alumina

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

점화플러그 절연체는 높은 절연 내력, 높은 밀도를 갖고 있으며 광 통과를 허용하는 광학적인 성질을 갖고 있다.
Figure 112009003974994-PCT00002
점화플러그, 절연체, 절연 내력, 광투과율, 글래이징, 코어 노즈

Description

점화플러그 절연체{SPARK PLUG INSULATOR}
본 발명은 높은 절연 내력, 높은 밀도, 미세 입자 및 광 통과를 허용하는 광학적인 성질을 갖고 있는 점화플러그 절연체에 관한 것이다.
절연체(30)에 고정된 외부 셸(20)을 갖고 있는 예시적인 점화플러그가 도 1에 도시되어 있다. 중심 전극(50) 및 단자(40)는 적어도 부분적으로 절연체(30)내에 고정되어 있다. 절연체(30)는 접지 전극(22)으로부터 하전 단자(40) 및 중심 전극(50)을 절연한다. 또한 절연체(30)는 외부의 전기적인 간섭으로부터 단자(40) 및 중심 전극(50)을 분리한다.
제조업자가 계속적으로 내연기관의 크기를 감소시키고 복잡함을 증가시키기 때문에, 더욱 작고 더욱 적은 공간을 점유하는 점화플러그에 대한 강력한 요구가 존재한다. 근래, 점화플러그의 크기 특히 점화플러그의 직경은, 플러그의 사용 수명에 걸쳐 요구되는 절연체의 절연 내력 때문에 추가적인 감소가 제한되고 있다. 절연 내력은 절연체의 벽을 위해 필요한 두께에 직접적으로 비례한다. 크기 감소를 제한하는 또 다른 인자는 제조업자가, 점화플러그에서 100,000 마일, 150,000마일 및 175,000마일의 사용 수명을 요구하는 것과 같이, 점화플러그에서 더욱 긴 사용 수명을 요구하고 있다는 것이다. 원하는 사용 수명이 길어질수록 필요한 절연 내력이 더욱 높아진다. 과거에, 점화플러그의 사용 수명 또는 절연 내력을 증가시키는 보편적인 방식은 절연체의 벽의 두께를 증가시키는 것이었다. 그러나, 최신의 엔진을 위한 더욱 컴팩트한 점화플러그에 대한 필요성은 더욱 두꺼운 벽의 절연체를 사용하는 것을 제한하거나 또는 저지한다.
또한 연료 효율 및 파워를 향상시키기 위하여 캠 샤프트 대신에 전자기계적인 밸브 액추에이터로의 최근의 동향은 더욱 얇고 작은 점화플러그에 대한 요구를 더욱 증가시킬 것으로 예상된다. 또한 더욱 높은 절연 내력에 대한 필요성은 최신 내연 기관에서의 트랜드 및 근래의 발전에 의해 강요되고 있다. 연료 경제성을 향상시키고 성능을 증가시키기 위하여, 엔진은 더욱 높은 압축으로 설계되고 있으며 터보차지 엔진이 더욱 보편적으로 되고 있다. 스파크 점프를 일으키기 위하여 더욱 높은 압축하에서의 스파크 갭은 높은 전압 및 절연체에서 더욱 높은 절연 내력을 필요로 한다. 따라서, 감소된 벽 두께 및 크기를 갖고 있는 한편 증가된 절연 내력을 갖는 점화플러그용 절연체가 요구된다.
일반적으로 근래의 점화플러그는 특정한 점화플러그 제조업자에게 독특한 다른 독점적인 첨가제를 갖는 알루미나 혼합물로 만들어진다. 성형될 때, 독점적인 성분을 갖는 알루미나는 일반적으로 흰색이며 투명하지 않은 세라믹 절연체를 형성한다. 실제로 발명자는 햇빛보다 훨씬 낮은 일반적인 조명하에서 절연체가 연소실내에서 스파크를 시각적으로 보여주도록 절연체가 빛의 투과를 허용하는 현재의 어떠한 점화플러그도 찾아볼 수 없었다. 유리와 같은 비정질 재료로 만들어진 과거의 몇몇 절연체는 투명한 것이였지만, 이러한 절연체는 최신의 내연 기관에 의해서 요구되는 절연 내력을 충족하지 못하며 특히 감소된 절연 내력 요건하에서 조차 이들 종래의 투명한 절연체보다 훨씬 큰 벽 두께가 요구되었기 때문에 현재의 크기 요건을 충족하지 못한다. 다양한 엔진 문제를 진단함에 있어서, 실린더에서 발생하는 스파크에 대한 문제가 존재하는지를 결정하기 위하여 실린더에서 볼 수 있도록 또는 최소한 연소를 볼 수 있도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 현재, 자동차의 전기적인 점화, 점화플러그 배선 및 점화플러그에 대한 문제가 존재하는지를 결정하기 위하여, 특별한 테스트가 필요하다. 따라서, 절연체의 직경을 포함하는 바람직한 기계적인 품질 및 높은 절연 내력을 갖는 점화플러그를 유지하면서 실린더의 연소실에서 스파크가 일어나는 것을 볼 수 있는 것이 바람직하다.
절연체(30)의 단자부(12)에 매끄러운 표면을 제공하기 위하여 절연체(30)는 일반적으로 소성되고 글래이징(glazing)된다. 글래이징은 단자부(12)의 광택처리 하지 않은 절연체(30)에서 발생할 수 있는 플래시 오버를 방지하기 위하여 요구된다. 제조 비용 및 시간을 감소시키기 위하여, 절연체를 글래이징하지 않는 것이 바람직하지만, 현재 추가적인 공정 단계없이 절연체의 외부 표면은 플래시 오버를 방지하기 위하여 요구되는 매끄러움을 갖도록 만들어질 수 없고 따라서 반드시 글래이징된다.
일반적으로 플래시 오버가 점화플러그의 점화 단부에 대해 문제가 되지 않을 때, 글래이징 공정의 비용 때문에 절연체(30)의 점화 단부 또는 코어 노즈(14)는 보편적으로 글래이징되지 않는다. 따라서, 전형적으로 절연체(30)의 점화 단부 또는 코어 노즈는 실린더에서의 연소 과정으로부터의 퇴적물을 축적할 수 있는 거친 표면을 가지고 있는데, 이것은 점화플러그의 점화에 해롭게 영향을 미칠 수 있다. 정확하게 전환되지 않으며, 효율적으로 작동하지 않거나 연소 과정중에 실린더내로 오일 누출과 같은 기계적인 문제를 갖고 있는 엔진에서, 이러한 퇴적물은 급격하고 현저하게 생성되어 결국 중심 전극(50)과 낮은 저항의 셸(20) 사이에 전기적인 도관을 생성하여 점화플러그 갭을 점핑하며, 그 결과 점화플러그가 실린더내의 가스를 효율적으로 점화하는 적절한 스파크 프로파일을 제공할 수 없게 한다. 또한 2사이클 엔진은 연소하는 동안 실린더에 존재하는 오일로 인한 퇴적물을 형성할 수 있다. 따라서, 글래이징 또는 다른 마무리 처리 공정을 필요로하지 않는 매끄러운 표면을 갖는 점화플러그 절연체로 사용하기 위한 재료를 개발하는 것이 바람직하다.
본 발명은 높은 절연 내력, 우수한 기계적 성질 및 점화플러그의 점화 단부로부터 단자부에 빛의 통과를 허용하는 광학 특성을 갖고 있는 점화플러그 절연체에 대한 것이다. (1) 빛의 투과를 통해 연소실에서의 연소 과정 및 스파크를 보여줄 수 있는 점화플러그를 위한 투명한 절연체, (2) 절연체를 형성하기 위하여 적어도 99%의 다결정질 Al2O3와 다른 미량 물질과 금속 산화물의 재료를 사용하여 생성될 수 있는 더욱 얇은 점화플러그를 허용하는, 우수한 기계적 성질 및 높은 절연 내력을 갖는 점화플러그용 절연체를 알아내었다. 이와 같은 고순도의 Al2O3 절연체를 형성하기 위하여, 금속 산화물은 소결 촉진제 및 입자 성장 억제제로서 작용한다.
본 발명의 다른 적용 범위는 이하의 상세한 설명, 청구범위 및 도면으로부터 명확하게 될 것이다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위내에서 다양한 변경 및 개량은 당업자에게 자명하기 때문에, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 특정 실시예는 단지 설명을 위한 것이라는 것을 유의해야 한다.
본 발명은 이하의 상세한 설명, 청구범위 및 첨부 도면으로부터 더욱 명확하게 이해될 것이다.
도 1 은 일반적인 점화플러그의 단면도; 및
도 2 는 도 1의 점화플러그의 절연체 부분의 단면도.
점화플러그(10)는 도 1에 단면도로 도시되어 있다. 점화플러그(10)는 절연체(30)에 고정된 외부 셸(20)을 포함하고 있고, 상기 외부 셸(20)은 접지 전극(22)을 포함하고 있다. 점화플러그(10)는 절연체(30)에 중앙 보어(32)를 갖고 있는 것으로 도시되어 있으며, 중앙 보어에는 단자(40), 전도성 재료(46), 시일 재료(48), 중심 전극(50), 점화플러그의 다른 구성 또는 본 발명의 절연체(30)를 사용할 수 있는 절연체를 갖고 있는 점화기가 놓여진다. 점화플러그와 점화플러그 절연체의 관계는 또한 일반적으로 점화를 위한 점화기와 절연체를 의미한다. 중심 전극(50)은 접지 전극(22)과 마주보는 팁(56)을 포함하고 있다. 도 2에 더욱 상세하게 도시되어 있는 바와 같이, 절연체(30)는 점화 단부(13)와 단자 단부(11) 사이에 뻗어 있다. 단자 단부(11)로부터 점화 단부(13) 쪽으로 뻗어 있는 점화플러그 절연체(30)는 단자부(12), 큰 쇼울더(16), 작은 쇼울더(18) 및 점화 단부 또는 코어 노즈(14)를 포함하고 있다. 절연체(30)는 또한 중앙 보어(32)의 내부 표면(34)과 외부 표면(36) 사이에 벽 두께를 변화시켜 형성된다. 내부 표면(34)은 또한 중심 전극(50)이 놓여지는 카운터보어 시트(38)를 한정한다. 도면에 예시되고 여기에서 설명되는 점화플러그 절연체는 일반적으로 자동차 엔진에 사용하기 위한 것과 같은 내연 기관에서 사용되는 일반적인 점화플러그지만, 절연체(30)는 소정의 적용 목적에 따라서 다양한 형상, 크기 및 구성으로 형성될 수 있다는 것을 당업자는 쉽게 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 다른 실시 형태에서 쇼울더(16, 18)는 생략될 수 있다.
절연체(30)는 중량 기준으로 대략 적어도 99%의 Al2O3, 더욱 바람직하게는 중량 기준으로 적어도 99.4%의 Al2O3를 가진 재료로 형성된다. 또한 절연체(30)의 바람직한 특성은 중량 기준으로 대략 99.97% 이상의 Al2O3로 절연체(30)를 형성함으로써 얻어질 수 있다. 점화플러그의 전기적 및 기계적 성질과 내구성을 향상시킬 뿐만 아니라 소결 과정을 향상시키기 위하여, 점화플러그 절연체(30)는 그룹 ⅢB 천이 금속의 산화물, 란탄 계열의 산화물, MgO와 같은 다양한 금속 산화물의 하나 또는 그 이상을 포함하는 재료로 만들어진다. 일반적으로 이들 금속 산화물은 대략 1,000 ppm 까지의 양으로 개별적으로 또는 조합하여 존재한다. 원하는 특성에 의존하여, 금속 산화물은 대략 50 내지 675 ppm, 몇몇 예에서는 100 내지 600 ppm 의 양으로 존재할 수 있다. 대표적인 금속 산화물은 Y2O3, La2O3, Yb2O3, MgO를 포함한다. 그룹 ⅢB에서 선택된 대표적인 천이 금속 산화물은 Se2O3, Y2O3, La2O3를 포함한다. 란탄 계열의 대표적인 산화물은 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu의 산화물을 포함하고 있는 산화물의 그룹에서 선택된 금속 산화물을 포함한다. 아래의 표 1은 대표적인 절연체의 조성, 특히 절연체에 포함된 Al2O3, MgO 및 다른 금속 산화물의 양을 나타내고 있는 예 1 내지 8을 나타내고 있다.
Figure 112009003974994-PCT00001
금속 산화물은 Al2O3 절연체의 소성 중에 존재하기 때문에, 몇몇 예에서 절연체는 알루미늄을 갖는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 금속 산화물의 화학 조성은 M3Al5O12가 될 수 있고, 여기에서 M은 Se, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu를 포함하는 그룹의 것이다. 더욱 일반적으로, 금속 산화물은 MxAlyOz의 화학 조성이 될 수 있고, 여기에서 M은 위에서 열거한 그룹의 것과 동일하며 x는 1 이상이고 y는 1 이상이고 2 이하이며 z는 3 이상 4 이하이다. 금속 산화물 및 다른 불순물에 비하여 Al2O3의 비율이 높기 때문에 알루미늄은 Al2O3로부터의 금속 산화물과 결합한다.
위에서 열거한 재료에 따라 형성된 절연체(30)는 1.27 mm 두께의 시편에 대해 완전 사인파형으로 60 Hz 교류 전원을 사용하여 측정했을 때 적어도 밀리미터당 17 kV(RMS) 또는 동일한 절연 내력을 갖는 것으로 밝혀졌다. 절연체의 두께를 감소시킴으로써 점화플러그를 더욱 얇게 할 수 있도록 하기 위하여, 1.27 mm 두께의 시편에 대해 완전 사인파형으로 60 Hz 교류 전원을 사용하여 측정했을 때 절연 내력이 적어도 밀리미터당 17 kV, 더욱 바람직하게는 17.5 kV(RMS)가 되는 것이 바람직하다. 절연 내력의 증가는 절연체(30)의 내부 표면(34)과 외부 표면(36) 사이의 두께 감소를 허용하며 이에 의해 절연체(30)가 더욱 얇은 벽으로 더욱 작게 만들어질 수 있다. 더욱 작은 절연체는 더욱 작은 점화플러그를 생성하고 이에 의해 점화플러그를 둘러싸는 구성요소들을 위한 공간을 허용한다. 높은 절연 내력은 또한 더욱 긴 사용 수명을 제공한다.
위에서 열거한 재료로 만들어진 점화플러그(10)의 절연체(30)는 또한 반투명 또는 투명하게 되는 바람직한 특성을 갖는다. 점화플러그에서의 Al2O3는 투명한 것이 될 수 있는 유리 절연체의 종전의 비정질 구조와 상이한 다결정질 구조를 형성한다. 종래에 일부 점화플러그는 한쪽 단부에서 다른쪽 단부로 빛의 투과를 허용하는 유리로 만들어졌지만, 절연 내력을 증가시키고 크기를 감소시키기 위하여 최신의 점화플러그는 유리에서 세라믹 재료로 옮겨가고 있기 때문에 절연체는 흰색에 가까운 것이며 투명하지 않다. 위에서 열거한 재료로 형성된 점화플러그 절연체(30)는 점화 단부(13)로부터 단자 단부(11) 또는 단자부(12)에 빛의 투과를 허용한다. 점화플러그 절연체(30)의 재료는 1mm 두께의 시편에 대해 대략 50% 이상의 광투과를 제공하도록 선택되었다. 위에서 설명한 재료로 만들어진 절연체(30)는 1 mm 두께의 시편에 대해 80%를 초과하는 광투과율을 갖는 것으로 밝혀졌다. 80%를 초과하는 광투과율이 필수적인 것은 아니지만, 투과율이 클수록 연소실내에서 스파크 및 연소를 더욱 용이하게 볼 수 있다. 본원의 발명자는 코어 노즈 부분(14)으로부터 단자부(12)에 바람직한 광 투과를 제공하기 위하여, 절연체의 광투과율은 1mm 두께의 시편에 대해 50% 이상인 것이 바람직하다는 것을 알아내었다. 물론, 위에서 열거한 재료를 사용하여 더욱 높은 광투과율이 얻어질 수 있다. 선택된 재료에 따라, 다결정질 절연체(30)는 투명, 불투명 또는 반투명이 될 수 있다.
기공률이 광투과에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 95% 알루미나 세라믹 조성으로 만들어진 종래의 점화플러그 절연체는 1 mm 두께의 시편에 대해 약 5% 이하의 광투과를 가지고 있고, 약 4%의 기공률을 가지며 알루미나 세라믹은 흰색이고 불투명하다. 점화플러그 절연체가 높은 순도의 알루미나(99.5% 이상의 알루미나)로 만들어지고 0.3% 기공률을 가지고 있을 때, 광투과는 약 5% 이하로 유지되고 재료는 불투명하다. 알루미나 세라믹의 광투과의 현저한 증가는 0.1% 이하의 기공률을 요구한다. 본 발명에 따라 만들어진 점화플러그 절연체는 1 mm 두께의 시편에 대해 80%를 초과하는 광투과를 제공하는 0.1% 미만의 기공률 및 99.9% 순도의 다결정질 알루미나를 가지고 있다.
또한 결정립 크기가 광투과, 특히 인라인 광투과에 영향을 미친다. 소결된 알루미나에서 결정립간의 인터페이스는 투과광의 산란을 야기한다. 이것은 알루미나가 복굴절 재료이기 때문이다(알루미나의 굴절률은 결정학적 방위에 따라 상이하다). 절연체에서 알루미나의 결정립은 다소 임의로 배열되기 때문에, 광이 하나의 결정립에서 다른 결정립으로 지나갈 때 산란된다. 두개의 알루미나 샘플은 동일한 광투과를 가질 수 있지만, 더 높은 인라인 광투과를 갖고 있는 샘플이 재료를 통해 더욱 명확한 이미지를 보여줄 것이다. 비교해 보면, 투명한 유리창은 높은 인라인 광투과를 갖는 반면에, 젖빛의 탁한 유리창은 낮은 인라인 광투과를 갖는다. 결정립 크기가 감소할 때 알루미나의 인라인 광투과는 증가된다. 5 마이크론의 결정립 크기를 갖는 알루미나에 대하여, 인라인 광투과는 일반적으로 5% 미만이 될 것이다. 2 마이크론의 결정립 크기에 대하여, 인라인 광투과는 20%로 높은 것이 될 수 있지만 본원 발명에서의 경우 1 마이크론 미만의 결정립 크기를 갖고 있으며 인라인 광투과는 대략 50%이다.
점화플러그의 특정 응용을 위해, 높은 수준의 인라인 광투과가 바람직하다. 예를 들면, 스파크 및 그 후의 엔진 실린더에서 전방으로 연소 전개의 명확한 이미지를 얻는 것이 바람직하다. 다른 경우에, 낮은 수준의 인라인 광투과가 바람직할 수 있다. 예를 들면, 스파크 및 연소로부터의 빛을 검출하는 것이 바람질한 것일 수 있지만 사용자가 유리 시일 및 단자와 같은 점화플러그의 내부 구성요소를 볼 수 있게 하는 것은 심미적으로 선호되지 않는다. 이러한 경우, 낮은 인라인 광투과가 선호된다. 따라서, 본 발명은 결정립 크기의 변경을 통하여 광투과를 변경할 수 있고, 20% 또는 훨씬 낮은 5%와 같은 낮은 광투과를 가질 수 있다.
상기 재료는 소결될 때 대략 30 마이크론 이하의 결정립 크기를 가짐으로써 또한 높은 강도를 갖도록 선택된다. 더욱 미세한 결정립 크기를 갖는 재료에 대한 강도가 더 높다. 예를 들면, 30 마이크론의 결정립 크기를 갖는 절연체는 일반적으로 약 350 MPa의 강도를 갖는 반면에 10 마이크론의 결정립 크기를 갖는 절연체는 약 450 MPa의 강도를 갖고 있으며, 결정립 크기가 1 마이크론 미만일 때 강도는 600 MPa를 초과할 수 있다.
선택된 상기 재료는 또한 글래이징을 필요로 하지 않은 표면을 갖는 점화플러그 절연체(30)가 형성될 수 있게 한다. 절연체(30)가 표에서 열거한 양의 재료로 만들어질 때 형성되는 표면은 글래이징과 같은 추가적인 처리 단계없이 0.40 ㎛ 이하의 평균거칠기를 갖는다. 글래이징 처리하지 않은 일반적인 종래기술의 절연체는 1.6 ㎛ 이상의 평균거칠기를 갖고 있는데, 이것은 단자로부터 셸에 전기 스파크의 플래시 오버를 촉진하는 먼지 또는 다른 오염 물질이 단자 단부의 절연체 표면에 부착하는 것을 야기할 수 있다. 따라서, 최근의 절연체는 먼지 또는 다른 오염 물질이 부착되는 것을 방지하기 위하여 항상 글래이징 처리하는 것을 필요로 한다. 본 발명의 절연체(30)의 외부 표면(36)은 점화플러그의 글래이징에 대한 필요성을 제거하고 바람직하지 않은 플래시 오버의 가능성을 감소시키는 대략 0.40 ㎛의 평균거칠기의 장점을 갖고 있다. 위에서 열거한 양의 선택된 재료를 사용할 때, 글래이징 처리하지 않는 절연체를 포함하는 점화플러그는 외부 표면에 0.20 ㎛ 이하의 평균거칠기를 가질 수 있으며 이에 의해 플래시 오버를 더욱더 억제한다는 것을 알게되었다.
위에서 열거한 재료 및 양에 따라 만들어진 절연체는 높은 절연 내력 및 높은 강도를 갖고 있다. 이것은 작은 쇼울더 부분(18)에서 내부 표면(34)과 외부 표면(36) 사이에 대략 2.54 mm 이하의 두께를 갖는 점화플러그 절연체가 형성되도록 허용한다. 게다가, 점화플러그는 내부 표면(34)과 외부 표면(36) 사이에 대략 1.9 mm 이하의 두께를 갖는 충분한 절연 내력으로 형성될 수 있다는 것을 알게되었으며 더욱 놀라운 것은 현재의 요건하에서 충분한 절연 내력 및 강도를 유지하면서 두께가 대략 1.3 mm 이하로 감소될 수 있다는 것이다.
점화플러그는 당해 기술분야에 공지된 전형적인 방식으로 형성될 수 있다. 특히, 점화플러그의 절연체(30)는 먼저 물에 약 0.4 마이크론의 입자 크기를 갖는 알루미나 분말과 다른 첨가제의 현탁액을 준비함으로써 형성된다. 첨가제는 MgO, Y2O3, MgAl2O4와 같은 무기물 도판트, 위에서 열거한 다른 재료, 및 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 글리콜, 아크릴 에멀션과 같은 유기물 바인더를 포함한다. 다음에 현탁액은 평균 입도 50 내지 100 마이크론의 자유 유동 분말을 형성하기 위하여 스프레이 건조된다. 그 다음에 스프레이 건조된 분말은 프레스 블랭크를 형성하기 위하여 약 200 MPa의 압력으로 다이에서 등압 성형된다. 절연체의 원하는 외형을 형성하기 위하여 연마 그라인딩 휠을 사용하여 프레스 블랭크의 외부 표면이 성형된다. 그 다음에 절연체(30)는 조밀하고 균질의 보디로 분말을 소결하기 위하여 1450 내지 1800℃ 사이의 온도에서 소성된다. 매우 조밀하고 실질적으로 기공이 없는 세라믹을 성취하기 위하여 산소 또는 수소와 같은 제어된 분위기 또는 진공에서 소성하는 것이 바람직하다. 절연체를 형성하는 프로세스는 전형적인 방법과 유사하지만 상이한 출발 재료, 더욱 높은 프레스 압력 및 상이한 소성 조건을 사용한다.
세라믹 절연체를 형성하기 위하여 다른 방법이 사용될 수 있다. 예를 들면, 분말은 오염을 방지하기 위하여 높은 순도의 밀 매질을 사용하는 마모 밀 또는 진동 밀과 같은 고에너지 밀에 의해서 슬러리에 분산될 수 있다. 높은 순도의 밀 매질을 갖도록 제공된 볼밀이 또한 사용될 수 있다. 종래의 점화플러그를 위해서, 볼밀이 사용되고 밀 매질은 절연체 재료의 조성, 즉 90% 내지 95% 알루미나와 유사하다. 그러나, 높은 순도, 낮은 기공률의 절연체를 달성하기 위하여, 현탁액으로부터 크기가 큰 입자를 필터링하거나 제거하는 것이 바람직하다. 종래의 점화플러그를 위한 현탁액은 45 내지 53 마이크론 시브를 통하여 걸러진다. 본 발명의 투명한 알루미나를 얻기 위하여, 10 마이크론을 초과하는 입자를 제거하기 위하여 화이버 필터를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 커다란 입자를 제거하기 위한 다른 방법은 중력하에서 커다란 입자가 현탁액의 밖에 위치하도록 허용하는 것이다.
또한 소성 과정은 변경될 수 있는데, 예를 들면 종래의 절연체의 소성 과정의 초기 단계에서 바인더는 열적 방법에 의해 제거되지만, 본 발명의 투명한 알루미나에서는 이후의 고온 소결 과정과 상이한 분위기에서 바인더 제거를 위한 열적 처리 과정을 실행하는 것이 바람직할 수 있다. 더욱 구체적으로, 바인더의 연소 결과로서 형성되어 최종적인 세라믹에 잔존할 수 있으며 절연체의 광투과를 감소시키는 안정적인 탄소 화합물의 생성을 회피하기 위하여 아르곤 또는 질소와 같은 불활성 분위기에서 바인더를 제거하는 것이 바람직할 수 있다. 또한 절연체는 사출 성형 또는 압출과 같이 당업자에게 공지된 다른 방법으로 형성될 수 있다.
상술한 설명은 본 발명의 대표적인 실시예를 제시하여 설명하고 있다. 당업자는 청구범위에 의해서 정의된 바와 같은 본 발명의 범주 및 기술사상에서 벗어나지 않고 상세한 설명, 첨부 도면 및 청구범위에 기재된 내용으로부터 다양한 변경, 개량 및 변화가 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (86)

  1. 점화플러그에 있어서,
    대략 3.95 g/㎤ 이상의 밀도를 갖는 절연체를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  2. 점화플러그에 있어서,
    중량 기준으로 적어도 99%의 Al2O3를 포함하는 절연체를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 절연체는 중량 기준으로 대략 99.9%의 Al2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 절연체는 1000 ppm 미만의 Y2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 500 ppm 미만의 Y2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 절연체는 10 ppm 을 초과하는 Y2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 100 ppm 을 초과하는 Y2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 절연체는 1000 ppm 미만의 La2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 500 ppm 미만의 La2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  10. 제 3 항에 있어서, 상기 절연체는 10 ppm 을 초과하는 La2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 100 ppm 을 초과하는 La2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  12. 제 3 항에 있어서, 상기 절연체는 1000 ppm 미만의 Yb2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 500 ppm 미만의 Yb2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  14. 제 3 항에 있어서, 상기 절연체는 10 ppm 을 초과하는 Yb2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 100 ppm 을 초과하는 Yb2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  16. 제 3 항에 있어서, 상기 절연체는 1000 ppm 미만의 MgO를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 500 ppm 미만의 MgO를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  18. 제 3 항에 있어서, 상기 절연체는 10 ppm 을 초과하는 MgO를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 100 ppm 을 초과하는 MgO를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  20. 제 3 항에 있어서, 상기 절연체는 1000 ppm 미만의 MgO 및 1000 ppm 미만의 Y2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 500 ppm 미만의 MgO 및 대략 500 ppm 미만의 Y2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 절연체는 10 ppm 을 초과하는 MgO 및 10 ppm 을 초과하는 Y2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 100 ppm 을 초과하는 MgO 및 대략 10 ppm 을 초과하는 Y2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  24. 제 2 항에 있어서, 상기 절연체는 중량 기준으로 대략 99.94%의 Al2O3를 포 함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 100 내지 500 ppm의 MgO를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 300 ppm의 MgO를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  27. 제 2 항에 있어서, 상기 절연체는 중량 기준으로 대략 99.97%의 Al2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 100 내지 500 ppm의 MgO를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  29. 제 27 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 300 ppm의 MgO를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  30. 제 27 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 120 ppm의 MgO를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  31. 제 2 항에 있어서, 상기 절연체는 중량 기준으로 대략 99.99%의 Al2O3를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  32. 제 2 항에 있어서, 상기 절연체는 MgO, 천이 금속 산화물, 란탄 계열의 산화물을 포함하는 그룹에서 선택된 대략 50 내지 1000 ppm의 금속 산화물을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  33. 제 2 항에 있어서, 상기 절연체는 MgO, 천이 금속 산화물, 란탄 계열의 산화물을 포함하는 그룹에서 선택된 대략 100 내지 600 ppm의 금속 산화물을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  34. 제 32 항에 있어서, 상기 절연체는 기본적으로 MgO, 천이 금속 산화물, 란탄 계열의 산화물로 구성되는 그룹에서 선택된 대략 50 내지 1000 ppm의 금속 산화물을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  35. 제 33 항에 있어서, 상기 절연체는 기본적으로 MgO, 천이 금속 산화물, 란탄 계열의 산화물로 구성되는 그룹에서 선택된 대략 100 내지 600 ppm의 금속 산화물을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  36. 제 34 항에 있어서, 상기 절연체는 MgO, 천이 금속 산화물, 란탄 계열의 산화물로 구성되는 그룹에서 선택된 대략 50 내지 1000 ppm의 금속 산화물을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  37. 제 35 항에 있어서, 상기 절연체는 MgO, 천이 금속 산화물, 란탄 계열의 산화물로 구성되는 그룹에서 선택된 대략 100 내지 600 ppm의 금속 산화물을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  38. 제 32 항에 있어서, 상기 천이 금속 산화물은 주기율표의 그룹 ⅢB의 금속 산화물에서 선택되는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  39. 제 32 항에 있어서, 상기 천이 금속 산화물은 Sc2O3, Y2O3, La2O3를 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  40. 제 32 항에 있어서, 상기 천이 금속 산화물은 기본적으로 Sc2O3, Y2O3, La2O3로 구성되는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  41. 제 32 항에 있어서, 상기 천이 금속 산화물은 Sc2O3, Y2O3, La2O3로 구성되는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  42. 제 32 항에 있어서, 상기 란탄 계열의 산화물은 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu의 산화물을 포함하는 산화물의 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  43. 제 32 항에 있어서, 상기 산화물은 알루미늄을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 알루미늄을 포함하는 산화물은 MgAl2O4 및 M3Al5O12를 포함하고 있고, M은 SC, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu를 포함하는 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  45. 제 43 항에 있어서, 상기 알루미늄을 포함하는 산화물은 MgAl2O4 및 MxAlyOz를 포함하고 있고, M은 SC, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu를 포함하는 그룹에서 선택되며, x는 1 이상이고, y는 1 이상이며 2이하이고, z는 3이상이며 4이하인 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  46. 제 2 항에 있어서, 상기 절연체는 밀리미터당 적어도 17 kV(RMS)의 절연 내 력을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  47. 제 2 항에 있어서, 상기 절연체는 밀리미터당 대략 17.5 kV(RMS)보다 큰 절연 내력을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  48. 제 2 항에 있어서, 상기 절연체는 투명, 반투명 또는 불투명한 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  49. 제 2 항에 있어서, 상기 절연체는 코어 노즈 부분으로부터 단자 부분으로 빛의 통과를 허용하는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  50. 제 2 항에 있어서, 상기 절연체는 글래이징 처리하지 않는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  51. 제 50 항에 있어서, 상기 글래이징 처리하지 않는 절연체는 플래시 오버에 대한 충분한 저항성이 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  52. 점화플러그에 있어서,
    코어 노즈와 단자 부분을 가지고 있는 다결정질 절연체를 포함하고 있고, 상기 절연체는 상기 코어 노즈로부터 상기 단자 부분으로 빛의 통과를 허용하는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  53. 제 52 항에 있어서, 불투명 또는 반투명의 다결정질 절연체를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  54. 제 52 항에 있어서, 상기 절연체는 상기 코어 노즈와 단자 부분 사이에 큰 쇼울더 및 작은 쇼울더를 포함하고 있고 상기 작은 쇼울더 부분에서 절연체의 두께는 2.54 mm 미만인 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  55. 제 52 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 30 마이크론 미만의 결정립 크기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  56. 제 52 항에 있어서, 상기 절연체는 가시광선 범위에서 밀리미터당 50%를 초과하는 광투과율을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  57. 제 56 항에 있어서, 상기 절연체는 가시광선 범위에서 밀리미터당 70%를 초과하는 광투과율을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  58. 제 56 항에 있어서, 상기 절연체는 가시광선 범위에서 밀리미터당 80%를 초과하는 광투과율을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  59. 제 52 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 20 마이크론 미만의 결정립 크기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  60. 제 52 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 10 마이크론 미만의 결정립 크기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  61. 제 52 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 5 마이크론 미만의 결정립 크기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  62. 제 52 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 2 마이크론 미만의 결정립 크기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  63. 제 62 항에 있어서, 상기 절연체는 15%를 초과하는 인라인 광투과를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  64. 제 52 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 1 마이크론의 결정립 크기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  65. 제 64 항에 있어서, 상기 절연체는 40%를 초과하는 인라인 광투과를 갖고 있 는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  66. 점화플러그에 있어서,
    글래이징 처리 하지 않은 절연체를 포함하고 있고, 상기 절연체는 외부 표면을 가지고 있고 상기 외부 표면은 0.40 마이크로미터 이하의 평균거칠기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  67. 제 66 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 30 마이크론 미만의 결정립 크기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  68. 제 66 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 15 마이크론 이하의 결정립 크기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  69. 제 66 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 5 마이크론 이하의 결정립 크기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  70. 제 69 항에 있어서, 상기 절연체는 5%를 초과하는 인라인 광투과를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  71. 제 70 항에 있어서, 상기 절연체는 20% 이상의 인라인 광투과를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  72. 제 71 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 2 마이크론 이하의 결정립 크기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  73. 제 72 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 50% 이상의 인라인 광투과를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  74. 제 73 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 1 마이크론 이하의 결정립 크기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  75. 제 52 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 0.1% 이하의 기공률을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  76. 점화플러그에 있어서,
    코어 노즈와 단자 부분 사이에 큰 쇼울더 및 작은 쇼울더를 포함하는 절연체를 포함하고 있고 상기 작은 쇼울더 부분에서 절연체의 두께는 2.54 mm 미만인 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  77. 제 76 항에 있어서, 상기 두께는 대략 1.9 mm 이하인 것을 특징으로 하는 점 화플러그.
  78. 제 76 항에 있어서, 상기 두께는 대략 1.3 mm 이하인 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  79. 제 76 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 0.3% 이하의 기공률을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  80. 제 79 항에 있어서, 상기 절연체는 밀리미터당 5%를 초과하는 광투과를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  81. 제 76 항에 있어서, 상기 절연체는 대략 0.1% 이하의 기공률을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  82. 제 81 항에 있어서, 상기 절연체는 밀리미터당 40%를 초과하는 광투과를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  83. 제 81 항에 있어서, 상기 절연체는 밀리미터당 60%를 초과하는 광투과를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  84. 제 81 항에 있어서, 상기 절연체는 밀리미터당 75%를 초과하는 광투과를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  85. 제 81 항에 있어서, 상기 절연체는 밀리미터당 80%를 초과하는 광투과를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
  86. 점화플러그에 있어서,
    글래이징 처리 하지 않은 절연체를 포함하고 있고, 상기 절연체는 외부 표면을 가지고 있고 상기 외부 표면은 0.20 마이크로미터 이하의 평균거칠기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 점화플러그.
KR1020097001323A 2006-06-23 2007-06-15 점화플러그 절연체 KR20090034346A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81594606P 2006-06-23 2006-06-23
US60/815,946 2006-06-23
US11/745,736 2007-05-08
US11/745,736 US7598661B2 (en) 2006-06-23 2007-05-08 Spark plug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090034346A true KR20090034346A (ko) 2009-04-07

Family

ID=38834267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097001323A KR20090034346A (ko) 2006-06-23 2007-06-15 점화플러그 절연체

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7598661B2 (ko)
EP (2) EP2032833B1 (ko)
JP (2) JP5264720B2 (ko)
KR (1) KR20090034346A (ko)
CN (1) CN102723667A (ko)
WO (1) WO2007149772A2 (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070298245A1 (en) * 2006-06-23 2007-12-27 Denso Corporation Alumina composite sintered body, evaluation method thereof and spark plug
DE102006061907A1 (de) * 2006-12-20 2008-06-26 Beru Ag Zündkerze mit einem Isolator aus hochreiner Aluminiumoxid-Keramik
JP4908549B2 (ja) * 2008-06-12 2012-04-04 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ
WO2010082409A1 (ja) * 2009-01-13 2010-07-22 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ
JP4613242B2 (ja) * 2009-03-26 2011-01-12 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ
JP5349670B1 (ja) 2012-11-08 2013-11-20 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ
US9698573B2 (en) * 2012-11-21 2017-07-04 Federal-Mogul Ignition Company Extruded insulator for spark plug and method of making the same
MX2016010560A (es) * 2014-02-13 2017-05-17 Fram Group Ip Llc Composicion y metodo para la fabricacion de un aislante para una bujia.
US8970098B1 (en) * 2014-09-19 2015-03-03 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ignition plug
JP6299694B2 (ja) * 2015-07-17 2018-03-28 株式会社デンソー スパークプラグ用碍子の製造方法
JP6369837B2 (ja) * 2015-09-24 2018-08-08 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ
JP6440653B2 (ja) * 2016-06-01 2018-12-19 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ
CN108629346B (zh) * 2017-03-17 2022-02-22 北京爱德盛业科技有限公司 一种汽车点火系统火花塞的检查方法
JP6632576B2 (ja) * 2017-07-14 2020-01-22 日本特殊陶業株式会社 点火プラグ
JP7250456B2 (ja) * 2018-08-03 2023-04-03 日本特殊陶業株式会社 点火プラグ用の絶縁体、点火プラグ、絶縁体の製造方法
US11870221B2 (en) 2021-09-30 2024-01-09 Federal-Mogul Ignition Llc Spark plug and methods of manufacturing same

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB585217A (en) 1944-04-05 1947-02-03 Us Quarry Tile Company Spark plug manufacture
US3377176A (en) * 1964-12-04 1968-04-09 Coors Porcelain Co Alumina ceramic
GB1160502A (en) * 1967-01-19 1969-08-06 Ct Pa Handelgesellschaft M B H Spark Plug.
GB1206997A (en) * 1968-05-20 1970-09-30 Ct Pa Handelsgesellschaft M B Spark plug
GB1373424A (en) * 1972-01-19 1974-11-13 Gunsons Color Plugs Ltd Sparking plug
US3754139A (en) * 1972-05-22 1973-08-21 Gunsons Colorplugs Ltd Internal combustion engines with infra-red detection
JPS6073190U (ja) 1983-10-24 1985-05-23 日産自動車株式会社 点火栓
JPS6251108A (ja) * 1985-08-28 1987-03-05 日本特殊陶業株式会社 アルミナ磁器組成物
JPS62187156A (ja) * 1986-02-12 1987-08-15 株式会社デンソー 高絶縁性高アルミナ質磁器組成物の製造方法
JPH01221879A (ja) 1988-02-29 1989-09-05 Ngk Spark Plug Co Ltd 点火プラグ用絶縁碍子
EP0349183B1 (en) * 1988-06-21 1993-10-27 Ngk Spark Plug Co., Ltd A spark plug
US5922948A (en) * 1995-01-09 1999-07-13 Colorado Seminary Dba University Of Denver Thermal imaging system for internal combustion engines
DE19600258A1 (de) 1995-01-14 1996-07-18 Volkswagen Ag Optische Sensoranordnung an einer Brennkraftmaschine
JP3859354B2 (ja) * 1998-04-30 2006-12-20 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ及びスパークプラグ用絶縁体及びその製造方法
BR9903341A (pt) * 1998-07-23 2000-03-21 Ngk Spark Plug Co Isolador de alumina para vela de ignição, e vela de ignição dotada de referido isolador
CA2308933C (en) 1999-05-19 2008-07-22 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Translucent polycrystalline ceramic and method for making same
JP4530380B2 (ja) * 1999-11-29 2010-08-25 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ用絶縁体及びそれを備えるスパークプラグ
US7033156B2 (en) * 2002-04-11 2006-04-25 Luka Gakovic Ceramic center pin for compaction tooling and method for making same
JPWO2005033041A1 (ja) * 2003-10-03 2006-12-14 株式会社日本自動車部品総合研究所 アルミナ質磁器組成物およびそれを用いたスパークプラグ
US20070152557A1 (en) * 2005-12-31 2007-07-05 Packard Thomas G Light transmitting sparkplug

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007149772A2 (en) 2007-12-27
EP2032833B1 (en) 2014-03-26
EP2747222B1 (en) 2015-05-27
JP2013012489A (ja) 2013-01-17
JP2009541940A (ja) 2009-11-26
EP2032833A2 (en) 2009-03-11
JP5264720B2 (ja) 2013-08-14
US20080042539A1 (en) 2008-02-21
CN102723667A (zh) 2012-10-10
EP2747222A1 (en) 2014-06-25
WO2007149772A3 (en) 2008-12-11
EP2032833A4 (en) 2013-02-27
WO2007149772A4 (en) 2009-02-19
US7598661B2 (en) 2009-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090034346A (ko) 점화플러그 절연체
KR101123553B1 (ko) 스파크 플러그 및 스파크 플러그의 제조 방법
US8093791B2 (en) Spark plug having particular insulator
KR101550162B1 (ko) 스파크 플러그
WO2011036853A1 (ja) スパークプラグ及びスパークプラグの製造方法
EP2518036A1 (en) Ceramic with improved high temperature electrical properties for use as a spark plug insulator
US9912125B2 (en) Spark plug
KR20120087907A (ko) 스파크 플러그
JP6366555B2 (ja) スパークプラグ
CN101506514B (zh) 火花塞绝缘件
JP4995863B2 (ja) スパークプラグ用絶縁体、その製造方法及びそれを用いたスパークプラグ
Zheng et al. Developing High Dielectric Strength Alumina for Spark Plugs

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application