KR20100135302A

KR20100135302A - 스파크 플러그

Info

Publication number: KR20100135302A
Application number: KR1020107026104A
Authority: KR
Inventors: 겐지 누노메
Original assignee: 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2009-04-23
Publication date: 2010-12-24
Also published as: EP2270937A4; EP2270937A1; JP5185949B2; JPWO2009130909A1; US8129891B2; EP2270937B1; KR101215668B1; CN102017340A; CN102017340B; US20110043093A1; WO2009130909A1

Abstract

스파크 플러그(100)는 중심전극(20)과 절연체(10)와 금속 쉘(50)과 접지전극(30)을 구비하고 있다. 접지전극(30)의 선단부(31)에 있어서의 중심전극(20)의 선단부와 대향하는 위치에는 귀금속 칩(80)이 배치되어 있다. 귀금속 칩(80)은 접지전극(30)과는 별체로 된 중간부재(81)의 정상면에 접합되어 중간부재(81)와 일체로 됨과 아울러 중간부재(81)의 저면이 접지전극(30)에 접합됨에 의해서 접지전극(30)에 고착되어 있다. 중간부재(81)는 그 평균 경도가 접지전극(30)의 굴곡부분인 중간부(33)를 제외한 부분의 접지전극(30)의 평균 경도보다 높게 형성되어 있다.

Description

스파크 플러그{SPARK PLUG}

본 발명은 중심전극의 선단부와 접지전극에 배치된 귀금속 칩과의 사이에 불꽃 갭을 형성하는 스파크 플러그에 관한 것이다.

스파크 플러그에는 유지보수불요(maintenance free)를 달성하기 위한 장수명화 뿐만 아니라 전극의 소형화에 따른 착화성의 향상이나 연소 효율의 향상이 요구되고 있으며, 이러한 요구에 대응하기 위해서, 중심전극에 있어서의 불꽃방전 부위에 백금, 이리듐 등의 귀금속 칩을 접합한 스파크 플러그가 다용되어 있다. 또, 착화성의 향상을 한층 더 도모하기 위해서, 귀금속 칩을 중심전극 뿐만 아니라 접지전극(외측전극)에 배치하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특개 2004-134209호 공보 참조).

상기한 특허문헌에서 제안되어 있는 바와 같이, 접지전극에 귀금속 칩을 고착할 때에는, 귀금속 칩을 접지전극과는 별도로 된 부재(중간부재)에 레이저 용접에 의해서 고정하고, 그 후에 상기 귀금속 칩이 접합된 중간부재를 접지전극에 저항용접에 의해서 접합하는 것이 행해지고 있다.

최근에는 엔진 자체의 고성능화, 출력향상 등이 도모되어 있는 점에서 접지전극에 귀금속 칩을 배치한 스파크 플러그의 새로운 개량이 요구되고 있다. 보다 구체적으로는 착화성 향상 및 내구성 향상의 관점에서 접지전극 측의 귀금속 칩의 중심축과 중심전극 측의 귀금속 칩의 중심축의 축 어긋남(misalignment)을 억제하는 것이 요구되고 있다. 따라서, 예를 들면, 접지전극 측의 귀금속 칩이 중간부재를 통해서 고착된 접지전극을, 접지전극 측의 귀금속 칩과 중심전극 측의 귀금속 칩이 대향하도록 굴곡가공을 한 후에, 중간부재를 파지한 상태에서 중간부재를 통해서 접지전극을 움직임에 의해서 접지전극 측의 귀금속 칩과 중심전극 측의 귀금속 칩의 축 어긋남을 교정하는 것이 고려되고 있다.

그런데, 중간부재 및 접지전극의 기계적 특성을 고려하지 않고 상기한 바와 같이 중간부재를 파지하고서 축 어긋남을 교정하게 되면, 중간부재가 변형되어 축 어긋남이 커지게 된다는 문제가 발생하는 것이 우려된다.

본 발명은 상기한 문제를 감안하여, 종래에는 시도되지 않았던 중간부재 및 접지전극의 기계적 특성에 주목한다는 관점에 입각하여, 접지전극의 굴곡가공 후에 접지전극에 배치된 귀금속 칩의 중심축과 중심전극의 중심축의 축 어긋남을 교정하더라도, 축 어긋남의 교정을 적절하게 할 수 있어 착화성 및 내구성의 향상을 도모하는 것이 가능한 스파크 플러그를 얻는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태인 스파크 플러그를 다음과 같이 구성하였다. 즉, 중심전극과; 축선방향을 따라서 연장되는 축구멍을 가지며, 상기 축구멍 내에서 상기 중심전극을 유지하는 절연체와; 상기 절연체를 둘레방향으로 에워싸서 유지하는 금속 쉘과; 기단부가 상기 금속 쉘에 접합되고, 선단부가 상기 중심전극의 선단부에 대향하도록 상기 기단부와 상기 선단부와의 사이의 중간부가 굴곡된 접지전극;을 구비하며, 상기 접지전극의 선단부 중 상기 중심전극의 선단부와 대향하는 위치에 귀금속 칩이 배치되어 상기 중심전극의 선단부와 상기 귀금속 칩과의 사이에 불꽃 갭을 형성하는 스파크 플러그로서, 상기 귀금속 칩은 상기 접지전극과는 별체로 된 중간부재의 정상면에 접합되어 상기 중간부재와 일체로 됨과 아울러 상기 중간부재의 저면이 상기 접지전극에 접합됨에 의해서 상기 귀금속 칩이 상기 접지전극에 대해서 배치되어 있으며, 상기 중간부재의 평균 경도는 상기 접지전극에 있어서의 상기 중간부를 제외하는 부위의 평균 경도보다 높은 것을 요지로 한다.

상기 구성의 스파크 플러그에서는 중간부재의 평균 경도가 접지전극에 있어서의 중간부를 제외하는 부위의 평균 경도보다 높게 되어 있다. 이것에 의해서, 접지전극의 굴곡가공 후에 접지전극에 배치된 귀금속 칩의 중심축과 중심전극의 중심축의 축 어긋남을 교정하더라도, 축 어긋남의 교정을 적절하게 할 수 있다. 따라서, 축 어긋남에 기인하여 귀금속 칩의 일부분만이 소모되는 것을 억제할 수 있어 착화성 및 내구성의 향상을 도모할 수 있다.

상기한 스파크 플러그는 다음과 같은 형태로 할 수 있다. 예를 들면, 접지전극의 평균 경도를 비커스 경도로 180Hv 미만으로 하면, 접지전극의 굴곡가공을 아무런 지장없이 실행할 수 있음과 아울러, 귀금속 칩의 중심축과 중심전극의 중심축의 축 어긋남의 교정을 더욱더 적절하게 할 수 있다. 또, 중간부재의 평균 경도를 비커스 경도로 180Hv 이상으로 하면, 귀금속 칩의 중심축과 중심전극의 중심축의 축 어긋남의 교정을 더욱더 적절하게 할 수 있다.

상기 구성의 스파크 플러그에 있어서, 상기 중간부재는 상기 접지전극 측에 대경부가 형성되고 상기 귀금속 칩 측에 소경부가 형성되어 있으며, 상기 대경부 및 상기 소경부 중 적어도 상기 소경부는 상기 귀금속 칩의 중심축에 거의 평행한 방향을 따르는 섬유상의 금속 조직에 의해서 구성되어 있어도 된다. 이와 같은 구성이면, 귀금속 칩의 축 어긋남의 교정시에 있어서 중간부재에 걸리는 응력에 대한 저항력을 증가시킬 수 있다. 따라서, 귀금속 칩의 축 어긋남을 더욱더 적절하게 교정할 수 있다.

상기 구성의 스파크 플러그에 있어서, 상기 중간부재는 당해 중간부재 중 상기 귀금속 칩 측의 적어도 절반의 부분이 상기 귀금속 칩의 중심축에 거의 평행한 방향을 따르는 섬유상의 금속 조직에 의해서 구성되어 있어도 된다. 이와 같은 구성에 의해서도, 귀금속 칩의 축 어긋남의 교정시에 있어서 중간부재에 걸리는 응력에 대한 저항력을 증가시킬 수 있다. 따라서, 귀금속 칩의 축 어긋남을 더욱더 적절하게 교정할 수 있다.

상기 구성의 스파크 플러그에 있어서, 상기 중간부재와 상기 귀금속 칩의 사이에는 상기 중간부재 및 상기 귀금속 칩이 용합(溶合)된 용융부가 형성되어 있어도 된다.

상기 구성의 스파크 플러그에 있어서, 상기 접지전극의 상기 중간부재가 접합되는 면(面)에서부터 상기 용융부의 표면에 있어서의 상기 귀금속 칩 측의 단부까지의 거리가 0.3mm 이상인 것으로 하여도 된다. 이와 같은 구성이면, 중간부재의 파지가 용이하게 되기 때문에 귀금속 칩의 축 어긋남을 적절하게 교정할 수 있다.

상기 구성의 스파크 플러그에 있어서, 상기 귀금속 칩의 선단면에서부터 상기 용융부의 표면에 있어서의 상기 귀금속 칩 측의 단부까지의 거리가 O.1mm 이상인 것으로 하여도 된다. 이와 같은 구성이면, 귀금속 칩의 선단부의 소모를 억제하는 것이 가능하게 된다.

상기 구성의 스파크 플러그에 있어서, 상기 용융부의 평균 경도는 비커스 경도로 180Hv 이상인 것으로 하여도 된다. 이와 같은 구성이면, 용융부를 파지한 경우에서도 귀금속 칩의 축 어긋남을 적절하게 교정할 수 있다.

상기 구성의 스파크 플러그에 있어서, 상기 중간부재와 접지전극은 같은 조성비의 합금 재료로 형성되어 있어도 된다. 이와 같이 하면, 중간부재와 접지전극의 접합 강도를 높이는 것이 가능하게 된다.

상기 구성의 스파크 플러그에 있어서, 상기 귀금속 칩은 백금(Pt)을 주성분으로 하며 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 레늄(Re) 중 적어도 1종류의 금속을 함유하여 형성되어 있어도 된다. 이와 같은 귀금속 칩을 채용하면, 그 조성상의 성질에 의해서 귀금속 칩 자체의 소모를 억제할 수 있다.

상기 구성의 스파크 플러그에 있어서, 상기 중심전극의 선단부에는 중심전극측 귀금속 칩이 접합되어 있으며, 상기 중심전극측 귀금속 칩은 상기 귀금속 칩과 대향하고 있어도 된다. 이와 같이 하면, 불꽃 갭이 대향 배치된 귀금속 칩 사이에 형성되기 때문에 착화성 및 내구성이 높아진다.

상기 구성의 스파크 플러그에 있어서, 상기 중심전극측 귀금속 칩은 이리듐(Ir)을 주성분으로 하며 백금(Pt), 로듐(Rh), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 레늄(Re), 알루미늄(AI), 산화알루미늄(Al₂0₃), 이트륨(Y), 산화이트륨(Y₂0₃) 중 적어도 1종류의 금속을 함유하여 형성되어 있어도 된다. 이와 같은 중심전극측 귀금속 칩을 채용하면, 그 조성상의 성질에 의해서 중심전극측 귀금속 칩 자체의 소모를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예로서의 스파크 플러그(100)의 부분 단면도이다.
도 2는 스파크 플러그(100)에 있어서의 중심전극(20)의 선단 부근을 확대하여 나타내는 확대도이다.
도 3은 스파크 플러그의 제조 순서를 나타내는 공정도이다.
도 4는 도 3의 제조과정에서의 작업 상황을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 5는 도 3의 제조공정에 있어서의 전극 칩의 축 어긋남 조정후의 상태를 나타내는 설명도이다.
도 6은 전극 칩(80)을 접지전극(30)에 장착하기 위한 중간부재(81)와 전극 칩(80)의 재료를 변경하면서 각각의 평균 경도(硬度)의 관계와 평가 결과를 나타내는 설명도이다.
도 7은 도 6에 있어서의 평가 항목인 외측 굽힘 회수의 산출 상태를 나타내는 설명도이다.
도 8은 접지전극(30)의 선단부(31) 주변의 확대 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 실시예에 의거하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예로서의 스파크 플러그(100)의 부분 단면도, 도 2는 스파크 플러그(100)에 있어서의 중심전극(20)의 선단 부근을 확대하여 나타내는 확대도이다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상하방향에 대한 설명시에는 도 1에 나타내는 스파크 플러그(100)의 축선(O)방향을 상하방향으로 하되, 하측을 스파크 플러그(100)의 선단측으로 하고 상측을 후단측으로 하여 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 스파크 플러그(100)는 절연체로서의 절연애자(10)와, 상기 절연애자(10)를 유지하는 금속 쉘(50)과, 절연애자(10) 내에 축선(O)방향으로 유지된 중심전극(20)과, 접지전극(30)과, 절연애자(10)의 후단부에 형성된 금속 단자(40)를 구비한다.

절연애자(10)는 주지된 바와 같이 알루미나 등을 소성하여 형성되며, 축중심에 축선(O)방향으로 연장되는 축구멍(12)이 형성된 통형상을 가진다. 축선(O)방향의 대략 중앙에는 외경이 가장 큰 플랜지부(19)가 형성되어 있고, 이것보다 후단측(도 1에서의 상측)에는 후단측 몸통부(18)가 형성되어 있다. 플랜지부(19)보다 선단측(도 1에서의 하측)에는 후단측 몸통부(18)보다도 외경이 작은 선단측 몸통부(17)가 형성되어 있고, 또한 상기 선단측 몸통부(17)보다도 선단측에는 이 선단측 몸통부(17)보다도 외경이 작은 다리부(13)가 형성되어 있다. 다리부(13)는 선단측으로 갈수록 그 직경이 축소되며, 스파크 플러그(100)가 내연기관의 엔진 헤드(200)에 부착된 때에는 그 연소실에 노출된다. 다리부(13)와 선단측 몸통부(17)의 사이에는 단차부(15)가 형성되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 중심전극(20)은 인코넬(상표명) 600 또는 601 등의 니켈 또는 니켈을 주성분으로 하는 합금으로 형성된 전극 모재(21)의 내부에 이 전극 모재(21)보다도 열전도성이 우수한 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 합금으로 이루어지는 심재(25)를 매설한 구조를 가지는 봉형상의 전극이다. 통상적으로 중심전극(20)은 폐관 통형상으로 형성된 전극 모재(21)의 내부에 심재(25)를 채우고, 바닥측에서부터 압출성형을 하여 신장함으로써 제작된다. 심재(25)는 그 몸통부분에서는 대략 일정한 외경을 이루지만, 선단측에서는 테이퍼형상으로 형성된다.

중심전극(20){보다 상세하게는 전극 모재(21)}은 그 선단부에 선단으로 향하여 갈수록 직경이 축소되는 테이퍼형상의 전극 모재 대좌(22)와 용융부(23)와 전극 칩(70)을 구비하며, 이 전극 칩(70)을 포함하는 전극 모재 대좌(22)의 선단측 부분이 절연애자(10)의 선단부(11)에서 돌출되어 있다. 전극 칩(70)은 내(耐)불꽃 소모성을 향상시키기 위해서 고융점의 귀금속을 주성분으로 하여 형성되어 있다. 이 전극 칩(70)으로서는, 예를 들면 이리듐(Ir)이나 Ir을 주성분으로 하며 백금(Pt), 로듐(Rh), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 레늄(Re), 알루미늄(Al), 산화알루미늄(Al₂0₃), 이트륨(Y), 산화이트륨(Y₂0₃) 중 적어도 1종류 이상을 첨가한 Ir 합금에 의해서 형성되며, Ir-5Pt 합금(5질량%의 백금을 함유한 이리듐 합금)이나, Ir-11Ru-8Rh-1Ni 합금(11질량%의 루테늄과 8질량%의 로듐과 1질량%의 니켈을 함유한 이리듐 합금) 등이 다용된다. 본 실시예에서는 전극 칩(70)과 용융부(23)의 경계에서부터 전극 칩(70)의 선단까지의 축선방향의 최단 거리(칩 길이)를 0.5∼1.2mm로 하였다.

용융부(23)는 전극 모재 대좌(22)에 대한 전극 칩(70)의 용접, 예를 들면 레이저를 조사하여 그 열에 의해서 전극 모재 대좌(22)와 전극 칩(70)을 용융시키는 레이저 용접을 거쳐서 형성된다. 즉, 전극 모재 대좌(22)의 선단면에 전극 칩(70)을 배치한 상태에서 전극 모재 대좌(22)와 전극 칩(70)의 경계면을 겨냥하여 레이저를 조사하되, 그 조사 개소를 경계면 전 둘레에 걸쳐서 실시한다. 이 레이저 용접에서는 레이저의 조사에 의해서 양쪽 재료{전극 모재 대좌(22)의 구성재료와 전극 칩(70)의 귀금속}가 용융되어 서로 섞이기 때문에, 전극 칩(70)과 전극 모재 대좌(22)가 강고하게 접합됨과 아울러, 전극 모재 대좌(22)와 전극 칩(70)을 연결하는 용융부(23)가 형성된다. 이 용융부(23)는 상기 양쪽 재료의 용융에 의해서 양쪽 재료의 합금으로서 형성된다.

중심전극(20)은 축구멍(12) 내를 후단측으로 향해서 길게 설치되며, 밀봉체(4) 및 세라믹 저항체(3)(도 1 참조)를 경유하여 후측(도 1에서의 상측)의 금속 단자(40)에 전기적으로 접속되어 있다. 금속 단자(40)에는 고압 케이블(도시생략)이 플러그 캡(도시생략)을 통해서 접속되며, 고전압이 인가된다.

접지전극(30)은 내부식성이 높은 금속으로 구성되며, 일례로서 인코넬(상표명) 600 또는 601 등의 니켈 합금이 이용된다. 이 접지전극(30)은 자신의 길이방향과 직교하는 방향에 있어서의 횡단면이 대략 직사각형을 이루고 있으며, 그 기단부(32)가 금속 쉘(50)의 선단면(57)에 용접에 의해 접합되고, 그 선단부(31)의 일측면이 중심전극(20)의 전극 칩(70)과 축선(O) 상에서 대향하도록 선단부(31)와 기단부(32)의 사이의 중간부(33)가 굴곡되어 있다. 접지전극(30)의 선단부(31)에는 중심전극(20)에 접합된 전극 칩(70)과 대향하는 위치에 전극 칩(80)이 배치되어 있다.

전극 칩(80)은 중심전극(20) 측의 전극 칩(70)과 마찬가지로 귀금속을 주성분으로 하여 형성된 귀금속 칩이며, 본 실시예에서는 백금(Pt)을 주성분으로 하며 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 레늄(Re) 중 적어도 1종류 이상을 첨가한 Pt 합금에 의해서 형성되며, Pt-20Rh 합금(20질량%의 로듐을 함유한 백금 합금)이나 Pt-20Ir-5Rh 합금(20질량%의 이리듐과 5질량%의 로듐을 함유한 백금 합금) 등이 다용된다.

전극 칩(80)은 접지전극(30)과는 별체로 된 중간부재(81)의 정상면(頂上面)에 미리 레이저 용접 등에 의해 접합되어 있다. 즉, 전극 칩(80)과 중간부재(81)는 용접에 의해서 발생한 용융부(82)를 통해서 일체로 되어 있다. 중간부재(81)는 접지전극(30)과 같은 인코넬 600 혹은 인코넬 601의 니켈 합금에 의해서 형성되어 있다. 중간부재(81)는 기둥 모양의 형상을 이루고 있으며, 접지전극(30) 측이 큰 직경으로 형성되고, 단차부를 통해서 전극 칩(80) 측이 작은 직경으로 형성되어 있다. 이하에서는 중간부재(81)의 큰 직경으로 된 부분을 "하단 플랜지부(83)"라 하고, 작은 직경으로 된 부분을 "소경부(84)"라 한다. 중간부재(81)는, 예를 들면 하단 플랜지부(83)에 상당하는 굵기의 봉형상의 금속 재료를 준비하고, 이 금속 재료에 대해서 소성 가공 중의 하나인 헤더 가공을 실시하여 소경부(84)를 형성함으로써 제작할 수 있다. 또, 하단 플랜지부(83)보다도 굵은 봉형상의 금속 재료를 준비하고, 하단 플랜지부(83)와 소경부(84) 모두를 헤더 가공에 의해서 형성함으로써 제작하는 것도 가능하다.

접지전극(30){보다 상세하게는 선단부(31)}에 대한 전극 칩(80)의 배치는, 전극 칩(80)이 접합된 중간부재(81)의 하단 플랜지부(83)의 저면을 접지전극(30)의 선단부(31)의 일측면인 칩 장착면(31S)에 눌러붙이고, 상기 하단 플랜지부(83)를 저항용접 등에 의해 접지전극(30)의 선단부(31)에 접합함에 의해서 이루어진다.

상술한 바와 같이, 접지전극(30)은 그 중간부(33)가 전극 칩(80)의 선단면과 중심전극(20)에 있어서의 전극 칩(70)의 선단면이 서로 대향하도록 구부려진다. 이것에 의해서, 전극 칩(70)과 전극 칩(80)의 사이에 불꽃 갭(GA)이 형성된다. 본 실시예의 스파크 플러그(100)에서는 상기 불꽃 갭(GA)을 O.3∼1.5mm로 한 다음, 후술하는 바와 같이 전극 칩(70)의 축선(O)에 대한 전극 칩(80)의 축선(O')의 어긋남, 즉 전극 칩(70)의 선단면과 전극 칩(80)의 선단면과의 평행도(平行度)의 어긋남 혹은 전극 칩(80)의 선단면과 접지전극(30)의 선단부(31)에 있어서의 중간부재(81)가 접합되는 칩 장착면(31S)과의 평행도의 어긋남이 4°미만이 되도록 되어 있다. 본 실시예에서는, 상기한 바와 같이 불꽃 갭(GA)을 형성하는 전극 칩(80)의 접지전극(30)의 선단부(31)의 측면에서부터의 칩 길이를 전극 칩(70)과 마찬가지로 O.5∼1.2mm로 하였다.

금속 쉘(50)은 내연기관의 엔진 헤드(200)에 스파크 플러그(100)를 고정하기 위한 원통형상의 금속 부재이다. 금속 쉘(50)은 절연애자(10)를 그 후단측 몸통부(18)의 일부에서부터 다리부(13)에 걸친 부위를 에워싸도록 하여 내부에 유지하고 있다. 금속 쉘(50)은 저탄소강재로 형성되며, 도시하지 않은 스파크 플러그 렌치가 걸어맞춰지는 공구 걸어맞춤부(51)와, 내연기관의 상부에 설치된 엔진 헤드(200)의 부착나사구멍(201)에 나사결합되는 나사산이 형성된 부착나사부(52)를 구비하고 있다. 본 실시예에서는 상기 부착나사부(52)의 외경(M)(호칭 직경)을 M10∼M12로 하였다.

금속 쉘(50)의 공구 걸어맞춤부(51)와 부착나사부(52)의 사이에는 플랜지 형상의 밀봉부(54)가 형성되어 있다. 부착나사부(52)와 밀봉부(54)의 사이의 나사 목부(59)에는 판체를 접어서 형성한 환형상의 개스킷(5)이 삽입되어 있다. 개스킷(5)은 스파크 플러그(100)를 엔진 헤드(200)에 부착하였을 때에 밀봉부(54)의 시트면(55)과 부착나사구멍(201)의 개구 주연부(205)의 사이에서 눌려 찌부러져서 변형된다. 이 개스킷(5)의 변형에 의해서 스파크 플러그(100)와 엔진 헤드(200) 간이 밀봉되며, 부착나사구멍(201)을 통한 엔진 내의 기밀(氣密)누출이 방지된다.

금속 쉘(50)의 공구 걸어맞춤부(51)보다 후단측에는 두께가 얇은 코킹부(53)가 형성되어 있다. 또, 밀봉부(54)와 공구 걸어맞춤부(51)의 사이에는 코킹부(53)와 마찬가지로 두께가 얇은 버클부(58)가 형성되어 있다. 공구 걸어맞춤부(51)에서부터 코킹부(53)에 걸친 금속 쉘(50)의 내주면과 절연애자(10)의 후단측 몸통부(18)의 외주면의 사이에는 원환형상의 링부재(6,7)가 개재되어 있으며, 또한 양 링부재(6,7)의 사이에 탈크(활석)(9)의 분말이 충전되어 있다. 코킹부(53)가 내측으로 구부려지도록 코킹함에 의해서 링부재(6,7) 및 탈크(9)를 통해서 절연애자(10)가 금속 쉘(50) 내에서 선단측으로 향해서 압압된다. 이것에 의해서, 금속 쉘(50)의 내주면에 있어서의 부착나사부(52)의 위치에 형성된 단차부(56)에 환형상의 판패킹(8)을 통해서 절연애자(10)의 단차부(15)가 지지됨으로써 금속 쉘(50)과 절연애자(10)가 일체로 된다. 이 때, 금속 쉘(50)과 절연애자(10)의 사이의 기밀성이 판패킹(8)에 의해서 유지됨으로써 연소가스의 유출이 방지된다. 버클부(58)는 코킹시에 압축력의 부가에 수반하여 외측으로 버클 변형되도록 구성되어 있으며, 탈크(9)의 축선(O)방향의 압축 길이를 길게 하여 금속 쉘(50) 내의 기밀성을 높이고 있다. 또한, 단차부(56)보다도 선단측에 있어서의 금속 쉘(50)과 절연애자(10)의 사이에는 소정 치수의 클리어런스(C)가 형성되어 있다.

이어서, 상기한 스파크 플러그(100)의 제조공정에 대해서 설명한다. 도 3은 스파크 플러그의 제조 순서를 나타내는 공정도, 도 4는 상기 제조과정에서의 작업 상황을 모식적으로 나타내는 설명도, 도 5는 제조공정에 있어서의 전극 칩의 축 어긋남 조정후의 상태를 나타내는 설명도이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 우선 중심전극(20)과 절연애자(10)와 금속 쉘(50)을 준비한다(스텝 S100). 이 때, 중심전극(20)에는 용융부(23)를 개재시켜서 전극 칩(70)이 전극 모재 대좌(22)에 접합된 상태로 되어 있다. 또, 금속 쉘(50)의 선단면(57)에는 접지전극(30)의 기단부(32)가 용접에 의해 고정되어 있다. 이어서, 중심전극(20)의 선단부{상세하게는 전극 칩(70), 용융부(23) 및 전극 모재 대좌(22)}를 노출시키면서 중심전극(20)의 외주를 덮도록 절연애자(10)를 조립한다(스텝 S110). 그 후, 절연애자(10)의 외주에, 절연애자(10)의 선단부(11)가 금속 쉘(50)의 선단면(57)에서부터 예를 들면 2mm 정도 이상 돌출되도록 금속 쉘(50)을 조립하고(스텝 S120), 별도로 준비한, 즉 용융부(82)를 통해서 중간부재(81)와 일체로 된 전극 칩(80)을 중간부재(81)의 하단 플랜지부(83)를 접지전극(30)의 칩 장착면(31S)에 접합함에 의해서 접지전극(30)에 고착하고(스텝 S130), 접지전극(30)을 중심전극(20) 측으로 굴곡가공한다(스텝 S140).

이 접지전극(30)의 굴곡가공시에는, 도 4(A)에 나타낸 바와 같이 접지전극(30)의 굴곡 개소에 소정의 곡율 반경을 가진 중간부(33)가 형성되도록 하기 위한 벤더 지그(JB)를 대고 접지전극(30)의 선단부(31)가 전극 칩(70)에 마주 대하도록 구부린다. 이 굴곡가공에 의해서 접지전극(30)은 도 4(B)에 나타낸 바와 같이 전극 칩(70)과 전극 칩(80)이 거의 대향하도록 소정의 곡율 반경으로 구부려진다. 이것에 의해서, 전극 칩(70)과 전극 칩(80)의 대향 간격, 즉 불꽃 갭(GA)이 상기한 소정 치수로 형성된다.

본 실시예에서는 상기한 접지전극(30)의 굴곡가공에 의한 불꽃 갭(GA)의 형성에 계속해서 전극 칩(80)의 축 어긋남 조정을 한다(스텝 S150). 이 축 어긋남 조정에 있어서, 본 실시예에서는 도 4(C)에 나타낸 바와 같이, 칩 파지 지그(JG)로 중간부재(81)를 그 하단 플랜지부(83) 측에서 파지하고, 전극 칩(80)의 선단면과 전극 칩(70)의 선단면과의 평행도의 어긋남 혹은 전극 칩(80)의 선단면과 접지전극(30)의 선단부(31)에 있어서의 전극 칩(80)의 칩 장착면(31S)과의 평행도의 어긋남이 4°미만이 되도록 칩 파지 지그(JG)로 전극 칩(80)의 축 어긋남을 조정한다. 상기 축 어긋남 조정후에는 도 5에 나타낸 바와 같이 전극 칩(70)의 축선(O)에 대한 전극 칩(80)의 축선(O')의 교차각도(θ)가 4°미만이 되어, 전극 칩(80)의 선단면과 전극 칩(70)의 선단면은 이 각도 범위 내에서 거의 평행하게 대향하게 된다.

이어서, 본 실시예의 스파크 플러그(100)에 있어서의 평가시험에 대해서 설명한다. 도 6은 중간부재(81)와 접지전극(30)의 재료를 변경하면서 각각의 평균 경도(硬度)의 관계와 평가 결과를 나타내는 설명도, 도 7은 도 6에 있어서의 평가 항목인 외측 굽힘 회수의 산출 상태를 나타내는 설명도이다.

도 6에 있어서, 예를 들면 샘플 No.1의 스파크 플러그는 중간부재(81)와 접지전극(30) 모두가 도면 중에 재료 A로 표기한 인코넬 600으로 형성되고, 접지전극(30)의 평균 경도가 비커스 경도로 161Hv, 중간부재(81){상세하게는 용융부(82)를 제외한 중간부재(81)와 하단 플랜지부(83)}의 평균 경도가 164Hv이다. 또, 용융부(82)의 평균 경도는 210Hv이다. 본 실시예에서는, 상기 평균 경도는 일본공업규격(JIS Z 2224/시험력 4.903N)에 준거하여 실시하며, 접지전극(30)의 평균 경도는 예를 들면 도 5에 나타내는 중간부재(81)의 접합부위 주변의 측정 에리어(HR)에 포함되는 10포인트에서의 측정 경도의 평균치이다. 또한, 접지전극(30)의 평균 경도는 굴곡되어 있는 중간부(33)를 제외한 부위이면 좋고, 접지전극(30)의 기단부(32) 근방의 부위이어도 좋다. 중간부재(81)의 평균 경도는 용융부(82)를 제외한 범위, 즉 용융부(82)보다 하단 플랜지부(83) 측의 중간부재(81)와 하단 플랜지부(83)의 표면의 3포인트에서의 측정 경도의 평균치이다. 이 경우, 중간부재(81)의 평균 경도를 10포인트에서의 측정 경도의 평균치로 하여도 좋다. 또한, 경도를 측정하기 위한 면적이 충분히 취해지지 않는 경우는, 같은 조건으로 제조된 복수의 스파크 플러그를 이용하여 10포인트에서의 측정 경도의 평균으로 하여도 좋다. 이 경우는 굽힘시험도 복수의 스파크 플러그에서 한 평균치를 이용한다.

또, 상기 샘플 No.1의 스파크 플러그는 도 7에 나타낸 바와 같이, 접지전극(30)을 중심전극(20)에서 떨어뜨리도록 그 기단부(32)에서 외측으로 반복해서 구부렸다가 펴는 굽힘시험을 실시한 경우, 7회의 외측 굽힘에서 기단부(32)가 금속 쉘(50)에서 파단되고, 또 도 3의 스텝 S150의 축 어긋남 조정후의 전극 칩(70)의 축선(O)에 대한 전극 칩(80)의 축선(O')의 교차각도(θ)(도 5 참조)의 측정 결과가 5°인 것을 나타내고 있다.

본 실시예에서는 상기 외측 굽힘 회수가 3회 이하이면, 도 4에 나타낸 접지전극(30)을 정규의 제조 순서에 따라서 구부렸을 때에, 접지전극(30)이 그 기단부(32)에서 파단되는 것이 있을 수 있다고 하여 불량(NG)으로 하였다.

축선의 교차각도(θ)에 대해서는, 4°이상이면 다음의 이유에서 불량(NG)으로 하였다. 이 교차각도(θ)가 클 수록 중심전극(20) 측의 전극 칩(70)의 선단면에 대해서 전극 칩(80)의 선단면이 기울어지게 된다. 이와 같이 전극 칩(80)의 선단면이 기울어져 있으면, 불꽃 갭(GA)에서의 방전은 기울어진 전극 칩(80)의 선단면 중 중심전극(20) 측의 전극 칩(70)에 가장 가까운 부위에 집중하여 일어나기 때문에, 이 전극 칩(80)의 선단면 중 중심전극(20) 측의 전극 칩(70)에 가장 가까운 부위가 소모되기 쉽다. 그리고, 상기한 칩 선단면의 기울기가 클 수록, 불꽃 갭(GA)은 칩 선단면의 소모에 수반하여 크게 넓어지기 때문에, 방전의 안정성, 나아가서는 착화성의 저하가 위구(危懼)된다. 이 때문에, 4°이상의 축선의 교차각도(θ)를 불량(NG)으로 하였다.

도 6에 나타낸 샘플 No.1∼16 중 상기한 외측 굽힘 회수와 교차각도(θ)의 양 평가 항목에서 양품(0K)으로 되는 것은 샘플 No.2, 3, 5, 8, 10 및 13∼15의 스파크 플러그(100)이고, 이들 스파크 플러그에 있어서, 샘플 No.2, 3 및 5는 중간부재(81)와 접지전극(30) 모두가 재료 A(인코넬 600)로 형성되고, 샘플 No.8, 10 및 13은 중간부재(81)와 접지전극(3O) 모두가 재료 B(인코넬 601)로 형성되고, 샘플 No.14, 15는 중간부재(81)가 재료 A(인코넬 600)로 형성되고 접지전극(30)은 재료 B(인코넬 601)로 형성되어 있다. 그리고, 이들 샘플 No.의 스파크 플러그(100)에서는, 중간부재(81)의 평균 경도가 접지전극(30)에서의 도 5에 나타내는 그 접합부위 주변의 측정 에리어(HR)에 있어서의 접지전극(30)의 평균 경도보다 높은 것을 확인할 수 있었다. 게다가, 접지전극(30)의 평균 경도는 비커스 경도로 180Hv 미만임과 아울러, 중간부재(81)의 평균 경도는 비커스 경도로 180Hv 이상, 바람직하지는 200Hv 이상인 것도 확인할 수 있었다. 또, 용융부(82)의 평균 경도는 180Hv 이상이며, 대체로 200∼300Hv의 평균 경도인 것을 확인할 수 있었다.

즉, 스파크 플러그(100)를 제조할 경우, 중간부재(81)를 통해서 전극 칩(80)이 접합된 접지전극(30)을 준비할 때에는, 중간부재(81)와 접지전극(30)의 재료를 재료 A(인코넬 600) 혹은 재료 B(인코넬 601) 중 어느 하나로 형성한 다음, 중간부재(81)의 접합조건 및 접지전극(30)을 그 기단부(32)에서 금속 쉘(50)에 용접하는 조건 등을 스파크 플러그(100)의 완성후의 상태에 있어서의 접지전극(30)의 평균 경도와 중간부재(81)의 평균 경도의 관계가 상기한 관계가 되도록 규정하면, 상기한 평가 항목{외측 굽힘 회수와 교차각도(θ)}을 만족하게 된다. 따라서, 상기의 규정한 조건으로 중간부재(81)의 접합 및 접지전극(30)의 용접을 실시하면, 접지전극(30)의 파손 회피가 가능하며, 게다가 전극 칩(80)의 축 어긋남 조정의 간략화가 가능하게 되므로 바람직하다.

또, 상기한 바와 같이 접합조건 등을 규정하는 것 외에 다음과 같이 할 수도 있다. 통상적으로 중간부재(81)의 접합이나 접지전극(30)의 용접은 풀림에 의한 경도의 저하를 초래한다. 따라서, 이 경도 저하를 예측하여 중간부재(81)나 접지전극(30)을 재료 A(인코넬 600) 혹은 재료 B(인코넬 601) 중 어느 하나로 형성하는 경우에, 담금질을 실시하여 경도를 미리 높여 두는 것도 유효하다.

그리고, 상기한 샘플 No.2, 3, 5, 8, 10 및 13∼15의 스파크 플러그(100)에서는 중심전극(20) 측의 전극 칩(70)과 이것에 대향하는 접지전극(30) 측의 전극 칩(80)이 작은 교차각도(θ)(4°미만)밖에 어긋나 있지 않은 점에서 칩 소모에 수반되는 불꽃 갭(GA)의 증대를 억제할 수 있다. 따라서, 전극 칩(80)의 소모에 기인한다고 생각되는 착화 불량이나 내구성의 저하를 억제하여, 착화성의 향상과 내구성의 향상을 도모할 수 있다. 게다가, 접지전극(30)의 금속 쉘(50)에 대한 용접 강도를 확보할 수 있다.

상기한 샘플 No.1∼16의 스파크 플러그(100) 중, 외측 굽힘 회수의 평가 항목에서 불량(NG)으로 된 샘플 No.4, 9, 12 및 16에서는 접지전극(30)의 평균 경도가 180Hv 이상이기 때문에, 접지전극(30)이 너무 단단하다는 점에서 접지전극(30)의 굽힘시에 큰 힘이 필요하게 된다. 따라서, 기단부(32)의 용접 개소에 걸리는 응력도 커지게 되어, 용접 강도를 넘는 응력이 걸린다는 점에서 외측 굽힘 회수는 적어지게 된다. 즉, 접지전극(30)의 용접 파단 회피를 평가하기 위한 외측 굽힘 회수를 만족한 상태로 하기 위해서는, 접지전극(30)의 평균 경도를 180Hv 미만으로 하는 것이 필요하다는 것을 확인할 수 있었다.

한편, 외측 굽힘 회수의 평가 항목은 만족하지만 교차각도(θ)의 평가 항목에서 불량(NG)으로 된 샘플 No.1, 6, 7 및 11에서는, 접지전극(30)의 평균 경도는 180Hv 미만이지만 중간부재(81)의 평균 경도가 180Hv를 하회한다. 이것은 중간부재(81)의 평균 경도가 낮기 때문에, 축 어긋남 조정시에 전극 칩(80)의 축 어긋남을 초래한다고 예상된다. 즉, 이러한 전극 칩(80)의 축 어긋남을 억제하여 소정의 교차각도(θ)를 만족하도록 하기 위해서는, 중간부재(81)의 평균 경도를 180Hv 이상으로 하는 것이 필요하다는 것을 확인할 수 있었다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않으며, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 구성을 채택할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

예를 들면 도 8에 나타낸 바와 같이, 접지전극(30)의 칩 장착면(31S)에서부터 용융부(82)의 표면에 있어서의 상단까지의 거리(L1)를 O.3mm 이상으로 하여도 좋다. 도 8은 접지전극(30)의 선단부(31) 주변의 확대 단면도이다.

상술한 바와 같이 전극 칩(80)은 백금 등의 귀금속에 의해서 형성되어 있기 때문에, 경도는 높지만(대략 300Hv) 결정구조적으로 입계에서 떨어지기 쉽다는 성질이 있다. 이것에 대해서, 니켈 합금과 귀금속이 서로 섞인 용융부(82)는 180Hv 이상이라는 비교적 높은 경도를 가지고 있으며(도 6 참조), 귀금속에 비해서 입계에서 떨어지기 쉽다는 성질이 완화되어 있다. 그래서, 상기한 바와 같이 접지전극(30)의 칩 장착면(31S)에서부터 용융부(82)의 표면에 있어서의 상단까지의 거리(L1)를 O.3mm 이상으로 하면, 칩 파지 지그(JG)를 중간부재(81) 및 용융부(82)에 접촉시키기 위한 접촉부위를 충분히 확보할 수 있기 때문에, 떨어지기 쉬운 전극 칩(80)에 접촉하는 일 없이 용이하게 축 어긋남의 조정을 실시하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 거리(L1)는 상기한 실시예에서 O.5∼1.2mm로 규정한 칩 길이를 고려하여 그 상한을 O.5mm 정도로 할 수 있다.

또, 전극 칩(80)의 선단면에서부터 용융부(82)의 표면에 있어서의 상단까지의 거리(L2)를 O.1mm 이상으로 하여도 좋다. 용융부(82)는 전극 칩(80)보다도 내산화성이나 내불꽃 소모성이 떨어진다는 성질이 있다. 이 때문에, 전극 칩(80)과 중간부재(81)를 접합할 때에, 만일 용융부(82)가 전극 칩(80)의 선단면에 포함되면, 그 부분이 선택적으로 소모될 가능성이 있다. 그러나, 상기한 바와 같이 전극 칩(80)의 선단면에서부터 용융부(82)의 표면에 있어서의 상단까지의 거리(L2)를 O.1mm 이상으로 하면, 이와 같은 전극 칩(80)의 선단부의 소모를 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 거리(L2)는 상기한 실시예에서 O.5∼1.2mm로 규정한 칩 길이를 고려하여 그 상한을 O.4mm 정도로 할 수 있다.

또, 소경부(84)와 하단 플랜지부(83)를 포함하는 중간부재(81) 중 적어도 소경부(84)가 전극 칩(80)의 축선(O')에 평행한 방향을 따르는 섬유상의 금속 조직에 의해서 구성되어 있어도 된다. 이와 같은 섬유상의 조직을 가지는 중간부재(81)는 이 중간부재(81)의 근원이 되는 금속 재료에 대해서 신선 가공를 실시함에 의해서 생성할 수 있다. 이와 같이 중간부재(81)를 전극 칩(80)의 축선(O')에 평행한 방향을 따르는 섬유상의 금속 조직에 의해서 구성하면, 전극 칩(80)의 축 어긋남의 교정시에 있어서 중간부재(81)에 걸리는 응력에 대한 저항력을 증가시킬 수 있다. 따라서, 전극 칩(80)의 축 어긋남을 보다 적절하게 교정할 수 있다. 또, 이와 같은 섬유상의 금속 조직을 가지도록 중간부재(81)를 형성하면, 스파크 플러그(100)가 엔진의 진동을 받았을 때에 그 진동에 의해서 중간부재(81)가 변형되는 것을 억제하는 것도 가능하게 된다. 이러한 효과는 고출력 혹은 고회전의 엔진에 스파크 플러그(100)가 부착된 때에 특히 현저하게 된다. 또한, 상기 실시예에서는 소경부(84)를 헤더 가공에 의해서 형성하는 것으로 하였기 때문에, 소경부(84) 중 하단 플랜지부(83)에 가까운 부분에는 전극 칩(80)의 축선(O')과는 평행하게 되지 않는 금속 조직도 존재할 가능성이 있다. 그러나, 이 경우에도 소경부(84)는 실질적으로 전극 칩(80)의 축선(O')에 평행한 방향을 따르는 섬유상의 금속 조직에 의해서 구성되어 있다라고 할 수 있다.

상기 실시예에서는 중간부재(81)가 소경부(84)와 하단 플랜지부(83)에 의해서 구성되어 있다. 그러나, 하단 플랜지부(83)의 형성은 생략하는 것으로 하여도 된다. 즉, 중간부재(81)는 전체가 곧은 원통형상으로 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 상술한 섬유상의 금속 조직은 중간부재(81)의 용융부(82) 측의 적어도 절반의 부분에 형성되어 있으면 최적하다. 물론, 하단 플랜지부(83)의 유무에 관계없이 중간부재(81) 전체가 전극 칩(80)의 축선(O')에 평행한 방향을 따르는 섬유상의 금속 조직에 의해서 구성되어 있어도 된다.

Claims

중심전극과; 축선방향을 따라서 연장되는 축구멍을 가지며, 상기 축구멍 내에서 상기 중심전극을 유지하는 절연체와; 상기 절연체를 둘레방향으로 에워싸서 유지하는 금속 쉘과; 기단부가 상기 금속 쉘에 접합되고, 선단부가 상기 중심전극의 선단부에 대향하도록 상기 기단부와 상기 선단부와의 사이의 중간부가 굴곡된 접지전극;을 구비하며, 상기 접지전극의 선단부 중 상기 중심전극의 선단부와 대향하는 위치에 귀금속 칩이 배치되어 상기 중심전극의 선단부와 상기 귀금속 칩과의 사이에 불꽃 갭을 형성하는 스파크 플러그로서,
상기 귀금속 칩은 상기 접지전극과는 별체로 된 중간부재의 정상면에 접합되어 상기 중간부재와 일체로 됨과 아울러 상기 중간부재의 저면이 상기 접지전극에 접합됨에 의해서 상기 귀금속 칩이 상기 접지전극에 고착되어 있고,
상기 중간부재의 평균 경도는 상기 접지전극에 있어서의 상기 중간부를 제외하는 부위의 평균 경도보다 높은 스파크 플러그.
청구항 1에 있어서,
상기 접지전극의 평균 경도는 비커스 경도로 180Hv 미만인 스파크 플러그.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 중간부재의 평균 경도는 비커스 경도로 180Hv 이상인 스파크 플러그.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간부재는 상기 접지전극 측에 대경부가 형성되고 상기 귀금속 칩 측에 소경부가 형성되어 있으며, 상기 대경부 및 상기 소경부 중 적어도 상기 소경부는 상기 귀금속 칩의 중심축에 거의 평행한 방향을 따르는 섬유상의 금속 조직에 의해서 구성되어 있는 스파크 플러그.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간부재는 당해 중간부재 중 상기 귀금속 칩 측의 적어도 절반의 부분이 상기 귀금속 칩의 중심축에 거의 평행한 방향을 따르는 섬유상의 금속 조직에 의해서 구성되어 있는 스파크 플러그.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간부재와 상기 귀금속 칩의 사이에 상기 중간부재 및 상기 귀금속 칩이 용합(溶合)된 용융부가 형성되어 있는 스파크 플러그.
청구항 6에 있어서,
상기 접지전극의 상기 중간부재가 접합되는 면(面)에서부터 상기 용융부의 표면에 있어서의 상기 귀금속 칩 측의 단부까지의 거리가 0.3mm 이상인 스파크 플러그.
청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
상기 귀금속 칩의 선단면에서부터 상기 용융부의 표면에 있어서의 상기 귀금속 칩 측의 단부까지의 거리가 0.1mm 이상인 스파크 플러그.
청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용융부의 평균 경도는 비커스 경도로 180Hv 이상인 스파크 플러그.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간부재와 상기 접지전극은 같은 조성비의 합금 재료로 형성되어 있는 스파크 플러그.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 귀금속 칩은 백금(Pt)을 주성분으로 하며 이리듐(lr), 로듐(Rh), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 레늄(Re) 중 적어도 1종류의 금속을 함유하여 형성되어 있는 스파크 플러그.
청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중심전극의 선단부에는 중심전극측 귀금속 칩이 접합되어 있으며, 상기 중심전극측 귀금속 칩은 상기 귀금속 칩과 대향하고 있는 스파크 플러그.
청구항 12에 있어서,
상기 중심전극측 귀금속 칩은 이리듐(Ir)을 주성분으로 하며 백금(Pt), 로듐(Rh), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 레늄(Re), 알루미늄(Al), 산화알루미늄(Al₂0₃), 이트륨(Y), 산화이트륨(Y₂0₃) 중 적어도 1종류의 금속을 함유하여 형성되어 있는 스파크 플러그.