KR101385848B1 - 스파크 플러그 - Google Patents

스파크 플러그 Download PDF

Info

Publication number
KR101385848B1
KR101385848B1 KR1020127010662A KR20127010662A KR101385848B1 KR 101385848 B1 KR101385848 B1 KR 101385848B1 KR 1020127010662 A KR1020127010662 A KR 1020127010662A KR 20127010662 A KR20127010662 A KR 20127010662A KR 101385848 B1 KR101385848 B1 KR 101385848B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mass
resistor
glass
bao
spark plug
Prior art date
Application number
KR1020127010662A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120080613A (ko
Inventor
하루키 요시다
도시타카 혼다
Original Assignee
니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤
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
Priority claimed from JP2009220422A external-priority patent/JP4648476B1/ja
Priority claimed from JP2010210316A external-priority patent/JP5238003B2/ja
Application filed by 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 filed Critical 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤
Publication of KR20120080613A publication Critical patent/KR20120080613A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101385848B1 publication Critical patent/KR101385848B1/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
    • H01T13/40—Sparking plugs structurally combined with other devices
    • H01T13/41—Sparking plugs structurally combined with other devices with interference suppressing or shielding means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)

Abstract

가열온도에 다소의 편차가 있는 조건에서 저항체가 가열 형성된 것이더라도 뛰어난 부하 수명 성능을 가지게 되는 스파크 플러그를 제공한다. 스파크 플러그(1)는 축선(CL1) 방향으로 관통하는 축 구멍(4)을 가지는 절연애자(2)와, 축 구멍(4)의 선단측에 삽입된 중심전극(5)과, 축 구멍(4)의 후단측에 삽입된 단자전극(6)과, 축 구멍(4) 내에 있어서 적어도 도전성 재료 및 유리를 함유하되, 중심전극(5)과 단자전극(6)의 사이에 배치되는 저항체(7)를 구비하는 저항체(7)는 SiO2를 15.0질량% 이상, B2O3를 17.8질량% 이상 44.8질량% 이하, Li2O를 1.2질량% 이상 6.3질량% 이하, BaO를 3.5질량% 이상 19.9질량% 이하 함유한다. 또한 Li2O 및 BaO의 합계량에 대한 B2O3의 질량비가 1.43 이상으로 되고, BaO에 대한 Li2O의 질량비가 0.22 이상으로 된다.

Description

스파크 플러그{SPARK PLUG}
본 발명은 내연기관 등에 이용되는 스파크 플러그에 관한 것이다.
스파크 플러그는 연소장치(예를 들면 내연기관 등)에 부착되어 연소실 내의 혼합기에 대한 착화를 위하여 이용되는 것이다. 일반적으로 스파크 플러그는 축 구멍을 가지는 절연체와, 축 구멍의 선단측에 삽입되는 중심전극과, 축 구멍의 후단측에 삽입되는 단자전극과, 절연체의 외주에 설치되는 금속쉘을 구비하고 있다. 또한 축 구멍 내에 있어서, 중심전극 및 단자전극의 사이에는 연소장치의 동작에 수반하여 발생하는 전파 잡음을 억제하기 위한 저항체가 설치되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 등 참조).
일반적으로 저항체는 주로, 유리나 카본블랙 등의 도전성 재료, 세라믹스입자(예를 들면, 유리분말 등) 등을 함유하여 이루어지는 저항체 조성물을 압축 가열하는 것에 의하여 형성되어 있다. 이때, 가열 형성된 저항체는 입상(粒狀)의 골재유리의 주위에 용융유리가 존재하는 분상(分相)상태로 되어 있으며, 용융유리에는 도전성 재료나 세라믹스입자가 함유되어 있다. 따라서 용융유리 중의 도전성 재료로 이루어지는 도전 경로를 개재하여 중심전극과 단자전극의 사이는 전기적으로 접속되어 있다.
특허문헌 1 : 일본국 특허 제2800279호 공보
그러나, 부하 수명 성능을 향상시킨다는 관점에서는, 저항체 내에 중심전극과 단자전극의 사이를 전기적으로 접속하는 도전 경로가 다수 형성되어 있는 것이 바람직하다. 다수의 도전 경로를 형성함으로써, 전기적 부하에 의한 도전 경로의 발열이나 발열 등에 수반하는 산화 등에 의하여 도전 경로가 다소 손상되었다고 하여도, 저항체의 저항값이 급격하게 증대한다는 사태를 효과적으로 억제할 수 있기 때문이다. 또한 저항체 내에 있어서 도전 경로가 다수 형성되도록 저항체 조성물을 구성하는 유리의 조성 등이 조정된다.
그러나, 저항체 조성물을 가열할 때의 가열온도를 목표온도와 일치시켜서 가열하였을 경우에는, 도전 경로를 다수 형성할 수 있더라도 가열온도에 다소의 편차가 발생하면 충분하게 많은 도전 경로를 형성할 수 없고, 소망하는 부하 수명 성능을 확보할 수 없을 우려가 있다. 또, 가열온도에 편차가 발생하는 것에 의하여 저항체의 밀도가 저하되어 산화가 발생하기 쉬워질 우려가 있다. 즉, 가열온도에 다소의 상위가 발생하는 것에 의하여, 형성되는 저항체의 부하 수명 성능이 크게 변동될 우려가 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 가열온도에 다소의 편차가 있는 조건에서 저항체가 가열 형성된 것이더라도, 뛰어난 부하 수명 성능을 가지게 되는 스파크 플러그를 제공하는 것에 있다.
이하, 상기 목적을 해결하는데 적합한 각 구성에 대하여 항목을 나누어 설명한다. 또한 필요에 따라서 대응하는 구성에 특유의 작용 효과를 부기한다.
구성 1. 본 구성의 스파크 플러그는, 축선방향으로 관통하는 축 구멍을 가지는 절연체와, 상기 축 구멍의 선단측에 삽입된 중심전극과, 상기 축 구멍의 후단측에 삽입된 단자전극과, 상기 축 구멍 내에 있어서 적어도 도전성 재료 및 유리를 함유하되, 상기 중심전극과 상기 단자전극의 사이에 배치되는 저항체를 구비한 스파크 플러그로서, 상기 저항체는 이산화규소(SiO2)를 15.0질량% 이상, 산화붕소(B2O3)를 17.8질량% 이상 44.8질량% 이하, 산화리튬(Li2O)을 1.2질량% 이상 6.3질량% 이하, 산화바륨(BaO)을 3.5질량% 이상 19.9질량% 이하 함유함과 아울러, 산화리튬(Li2O) 및 산화바륨(BaO)의 합계량에 대한 산화붕소(B2O3)의 질량비를 1.43 이상으로 하고, 산화바륨(BaO)에 대한 산화리튬(Li2O)의 질량비를 0.22 이상으로 한 것을 특징으로 한다.
또한, B2O3의 함유량이 44.8질량% 이하로 됨과 아울러, Li2O의 함유량이 6.3질량% 이하, BaO의 함유량이 19.9질량% 이하로 되어 있다. 즉, B2O3는 비교적 저온에서도 용융되기 쉬운 성질을 가지고, Li2O나 BaO는 유리의 용융을 촉진하는 성질을 가지는 것인 바, B2O3나 Li2O 등의 함유량이 상기 소정량 이하로 되는 것에 의하여, 가열온도가 약간 높은 경우이더라도 유리가 과도하게 용융되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 저항체의 밀도를 충분하게 향상시킬 수 있으며 통전시에 있어서의 저항체의 산화를 억제할 수 있다. 또한, 유리가 과도하게 용융되어 유리의 점성이 과도하게 저하되면 도전성 재료가 분산되지 않고 집중되어 통전시에 있어서 저항체의 발열량이 증대할 우려가 있지만, 상기한 바와 같이 유리의 과도한 용융이 억제되는 것에 의하여 상기와 같은 사태를 보다 확실하게 방지할 수 있다. 그 결과, 용융유리 중에 있어서 도전 경로를 다수 형성할 수 있으며 부하 수명 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 유리의 용융을 촉진하는 Li2O나 BaO에 대하여는 Li2O가 1.2질량% 이상으로 됨과 아울러 BaO가 3.5질량% 이상으로 되어 있다. 따라서, 가열온도가 약간 낮은 경우이더라도 유리를 충분하게 용융시킬 수 있으며 용융유리의 경로를 다수 형성할 수 있다.
또, 본원 발명자가 BaO 및 Li2O가 가지는 성질에 대하여 한층 더 검토한 바, BaO 및 Li2O의 쌍방 모두가 저항체 중에 있어서 골재유리를 세세하게 분산시키는 성질(유리의 분상을 촉진하는 성질)을 가지지만, BaO 보다도 Li2O가 그 효과가 강한 것을 발견하였다. 이 점을 고려하여 상기 구성 1에 있어서는 BaO에 대한 Li2O의 질량비(Li2O/BaO)가 0.22 이상으로 되어 있다. 즉, Li2O의 함유량이 충분하게 큰 것으로 되어 있으며 효과가 비교적 강한 Li2O가 적극적으로 작용하도록 구성되어 있다. 따라서 폭넓은 가열온도에 있어서 골재유리를 세세하게 분산시킬 수 있고 나아가서는 용융유리(도전 경로)를 세세하게 분기시킬 수 있다.
구성 2. 본 구성의 스파크 플러그는, 상기 구성 1에 있어서, 상기 저항체는 B2O3를 20.4질량% 이상 44.8질량% 이하, Li2O를 2.5질량% 이상 6.3질량% 이하, BaO를 3.5질량% 이상 14.6질량% 이하 함유하는 것을 특징으로 한다.
구성 3. 본 구성의 스파크 플러그는, 상기 구성 1 또는 구성 2에 있어서, BaO에 대한 Li2O의 질량비를 0.25 이상으로 한 것을 특징으로 한다.
구성 4. 본 구성의 스파크 플러그는, 상기 구성 1 내지 구성 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 저항체의 외경(外徑)이 2.9㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 저항체의 굵기가 축선방향을 따라 변화하는 경우에 있어서 「저항체의 외경」이라는 것은 저항체 중 가장 가는 부위의 외경을 말한다.
최근, 스파크 플러그의 소형화{소경화(小徑化)}가 요구되고 있어 축 구멍 및 이 축 구멍에 배치되는 저항체의 소경화가 이루어지고 있다. 그러나 저항체를 소경화하면 저항체 내부에 있어서 단위면적당 전기적 부하가 보다 증대한다. 따라서 소경화된 저항체에 있어서는 충분한 부하 수명 성능을 확보하는 것이 어렵다.
구성 5. 본 구성의 스파크 플러그는, 상기 구성 1 내지 구성 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 저항체 중에 있어서의 상기 유리의 질량 비율을 70질량% 이상으로 한 것을 특징으로 한다.
구성 1의 스파크 플러그에 의하면, B2O3의 함유량이 17.8질량% 이상으로 되어 있다. 따라서, 가열온도가 약간 저온이었다고 하더라도 유리가 충분히 용융되게 되어 양 전극 사이를 잇는 용융유리의 경로, 나아가서는 용융유리 중의 도전 경로를 다수 형성할 수 있다.
아울러서, Li2O 및 BaO의 합계량에 대한 B2O3의 질량비[B2O3/(Li2O＋BaO)]가 1.43 이상으로 되어 있고, 유리가 용융되기 쉬워지게 하는 작용을 가지는 Li2O 및 BaO에 대하여 B2O3의 함유량이 충분하게 큰 것으로 되어 있다. 따라서, 가열온도가 약간 높은 경우이더라도 유리가 과도하게 용융되는 사태를 억제할 수 있어 저항체에 있어서의 밀도의 저하나 도전성 재료의 집중을 한층 더 확실하게 방지할 수 있다.
이상과 같이 구성 1의 스파크 플러그에 의하면, 각 물질의 함유량을 상기한 범위로 하는 것에 의하여, 폭넓은 가열온도에 있어서 도전 경로를 다수 형성하는 것이나 저항체의 밀도를 향상시킨다는 작용이 효과적으로 발휘되게 된다. 그 결과, 가열온도에 다소의 편차가 있는 조건에서 저항체가 가열 형성된 경우이더라도 스파크 플러그에 있어서 뛰어난 부하 수명 성능을 실현할 수 있다.
구성 2의 스파크 플러그에 의하면 한층 더 뛰어난 부하 수명 성능을 실현할 수 있다.
구성 3의 스파크 플러그에 의하면 폭넓은 가열온도에 있어서 골재유리를 한층 더 세세하게 분산시킬 수 있다. 그 결과, 용융유리, 나아가서는 용융유리 내의 도전 경로를 더욱 세세하게 분기시킬 수 있으며 부하 수명 성능을 한층 더 향상시킬 수 있다.
구성 4의 저항체는 외경이 2.9㎜ 이하로 소경화 되어 있어 충분한 부하 수명 성능을 확보하기 어려운 것이 염려되지만, 상기한 구성 1 등을 만족하는 것에 의하여 뛰어난 부하 수명 성능을 실현할 수 있다. 환언하면, 상기 각 구성은 저항체의 외경이 2.9㎜ 이하로 되는 경우에 있어서 특히 의미가 있다고 할 수 있다.
구성 5의 스파크 플러그에 의하면 저항체 중에 있어서의 유리의 질량 비율이 70질량% 이상으로 되어 있다. 따라서, 외주측에 위치하는 절연체에 대한 저항체의 접착성이 높아짐과 아울러, 가열 형성 후의 저항체의 저항값에 편차가 발생하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 있어서의 스파크 플러그의 구성을 나타내는 일부 파단 정면도이다.
도 2는 저항체의 구성을 나타내는 확대 단면 모식도이다.
도 3(a) ~ 도 3(c)는 본 실시형태에 있어서의 스파크 플러그의 제조방법의 한 과정을 나타내기 위한 절연애자 등의 단면도이다.
이하, 일실시형태에 대하여 도면을 참조해서 설명한다. 도 1은 스파크 플러그(1)를 나타내는 일부 파단 정면도이다. 또한, 도 1에서는 스파크 플러그(1)의 축선(CL1)방향을 도면에 있어서의 상하방향으로 하고, 하측을 스파크 플러그(1)의 선단측, 상측을 후단측으로 하여 설명한다.
스파크 플러그(1)는 통형상을 이루는 절연체로서의 절연애자(2), 이것을 유지하는 통형상의 금속쉘(3) 등으로 구성되는 것이다.
절연애자(2)는 주지와 같이 알루미나 등을 소성하여 형성되어 있으며, 그 외형부에 있어서, 후단측에 형성된 후단측 몸통부(10)와, 이 후단측 몸통부(10)보다 선단측에 있어서 지름방향 외측으로 돌출 형성된 대경부(大徑部,11)와, 이 대경부(11)보다도 선단측에 있어서 상기 대경부(11)보다 지름이 작게 형성된 중간 몸통부(12)와, 이 중간 몸통부(12)보다도 선단측에 있어서 상기 중간 몸통부(12)보다 지름이 작게 형성된 다리부(13)를 구비하고 있다. 절연애자(2) 중, 대경부(11), 중간 몸통부(12) 및 대부분의 다리부(13)는 금속쉘(3)의 내부에 수용되어 있다. 그리고, 중간 몸통부(12)와 다리부(13)의 연접부에는 선단측을 향할수록 가늘어지는 테이퍼부(14)가 형성되어 있으며, 상기 테이퍼부(14)에 의하여 절연애자(2)가 금속쉘(3)에 걸어맞춰져 있다.
또한 절연애자(2)에는 축선(CL1)을 따라 축 구멍(4)이 관통 형성되어 있다. 상기 축 구멍(4)은 그 선단부에 소경부(小徑部,15)를 구비함과 아울러, 상기 소경부(15)의 후단측에 소경부(15)보다 내경이 큰 대경부(16)를 구비하고 있다. 또한, 상기 소경부(15) 및 대경부(16)의 사이에는 테이퍼형상의 단차부(17)가 형성되어 있다.
부가하여 축 구멍(4)의 선단부측{소경부(15)}에는 중심전극(5)이 삽입, 고정되어 있다. 보다 상세하게는 중심전극(5)의 후단부에는 외주측을 향하여 돌출되는 돌출부(18)가 형성되어 있고, 상기 돌출부(18)가 상기 단차부(17)에 대하여 걸어맞춰진 상태에서 중심전극(5)이 고정되어 있다. 또한, 중심전극(5)은 동 또는 동합금으로 이루어지는 내층(5A)과, 니켈(Ni)을 주성분으로 하는 Ni합금으로 이루어지는 외층(5B)에 의하여 구성되어 있다. 또한, 중심전극(5)은 전체적으로 막대형상(원주형상)을 이루며 그 선단부가 절연애자(2)의 선단으로부터 돌출되어 있다. 부가하여 중심전극(5)의 선단 부분에는 귀금속 합금(예를 들면, 백금합금 등)으로 이루어지는 귀금속 팁(32)이 접합되어 있다.
또한, 축 구멍(4)의 후단부측{대경부(16)}에는 절연애자(2)의 후단으로부터 돌출된 상태로 단자전극(6)이 삽입, 고정되어 있다.
또한 축 구멍(4)의 중심전극(5)과 단자전극(6)의 사이에는 원주형상을 이루는 도전성의 저항체(7)가 배치되어 있다. 상기 저항체(7)는 전파 잡음을 억제하기 위하여 소정값(예를 들면, 100Ω) 이상의 저항값을 가지고 있으며, 도전성 재료나 유리분말 등으로 이루어지는 저항체 조성물이 가열접합되는 것에 의하여 형성되어 있다(또한, 저항체(7)의 조성 등에 대하여서는 후에 상세히 설명한다). 부가하여 저항체(7)의 양단부는 도전성(예를 들면, 저항값이 수백 mΩ 정도)의 유리 밀봉층(8,9)를 개재하여 중심전극(5)과 단자전극(6)에 각각 전기적으로 접속되어 있다.
부가하여 금속쉘(3)은 저탄소강 등의 금속에 의하여 통형상으로 형성되어 있으며, 그 외주면에는 스파크 플러그(1)를 연소장치(예를 들면, 내연기관이나 연료전지 개질기 등)의 부착구멍에 부착하기 위한 나사부(19)(수나사부)가 형성되어 있다. 또한, 나사부(19)의 후단측의 외주면에는 시트부(20)가 형성되고, 나사부(19) 후단의 나사목(21)에는 링형상의 개스킷(22)이 끼워져 있다. 또한 금속쉘(3)의 후단측에는 금속쉘(3)을 연소장치에 부착할 때에 렌치 등의 공구를 걸어맞주기 위한 단면 육각형의 공구 걸어맞춤부(23)가 형성됨과 아울러, 후단부에 있어서 절연애자(2)를 유지하기 위한 코킹부(24)가 형성되어 있다.
또한, 금속쉘(3)의 내주면의 선단측에는 절연애자(2)를 걸어맞추기 위한 테이퍼형상의 단차부(25)가 형성되어 있다. 절연애자(2)는 금속쉘(3)의 후단측에서 선단측을 향하여 삽입되고, 자신의 테이퍼부(14)가 금속쉘(3)의 단차부(25)에 걸어맞춰진 상태에서, 금속쉘(3)의 후단측의 개구부를 지름방향 내측으로 코킹하는 것, 즉 상기 코킹부(24)를 형성하는 것에 의하여 금속쉘(3)에 고정되어 있다. 또한, 테이퍼부(14) 및 단차부(25)의 사이에는 링형상의 판패킹(26)이 개재되어 있다. 이것에 의하여 연소실 내의 기밀성이 유지되어 연소실 내에서 노출되는 절연애자(2)의 다리부(13)와 금속쉘(3)의 내주면의 간극으로 들어오는 연료가스가 외부로 누출되지 않도록 되어 있다.
또한 코킹에 의한 밀폐를 보다 완전한 것으로 하기 위하여, 금속쉘(3)의 후단측에 있어서는 금속쉘(3)과 절연애자(2)의 사이에 환형상의 링부재(27,28)가 개재되고, 링부재(27,28) 사이에는 탤크(29)(활석) 분말이 충전되어 있다. 즉, 금속쉘(3)은 판패킹(26), 링부재(27,28) 및 탤크(29)를 개재하여 절연애자(2)를 유지하고 있다.
또한, 금속쉘(3)의 선단부에는, 자신의 중간부가 구부러져서 선단부 측면이 중심전극(5)의 선단부{귀금속 팁(32)}와 대향하는 접지전극(31)이 접합되어 있다. 접지전극(31)은 Ni합금[예를 들면, 인코넬600이나 인코넬601(모두 등록상표)]에 의하여 형성된 외층(31A)과, 상기 Ni합금 보다도 열도전성이 우수한 금속인 동합금 또는 순동 등에 의하여 형성된 내층(31B)으로 구성되어 있다.
또한 귀금속 팁(32)의 선단면과 접지전극(31)의 선단부의 사이에는 불꽃 방전 간극(33)이 형성되어 있고, 상기 불꽃 방전 간극(33)에서 대략 축선(CL1)을 따르는 방향으로 불꽃 방전이 이루어지게 되어 있다.
이어서, 저항체(7)에 대하여 상세히 설명한다. 저항체(7)는 상기한 바와 같이 도전성 재료 및 유리분말을 함유한 저항체 조성물이 가열접합되는 것에 의하여 형성된 것이며 도전성 재료와 유리를 함유하고 있다. 저항체(7)는 도 2{도 2는 저항체(7)의 확대 단면 모식도이다}에 나타낸 바와 같이, 가열 후의 유리분말 중 그다지 용융되지 않고 존재하는 골재유리(41)와, 이 골재유리(41)를 덮도록 해서 존재하는 용융유리(42)(도 2 중 점을 찍어 나타낸 부위)를 구비하고 있다. 또, 용융유리(42)는 유리분말 중 가열에 의하여 거의 용융된 것에 대하여, 도전성 재료로서의 카본블랙이나 세라믹스입자[예를 들면, 산화지르코늄(ZrO2) 입자나 산화티탄(TiO2) 입자 등]가 용융되거나 또한, 세라믹 입자나 유리의 표면에 카본블랙이 부착된 상태로 되어 있다.
또한, 중심전극(5)과 단자전극(6)의 사이에 있어서는 카본블랙을 함유하는 용융유리(42)를 타고 전류가 흐르게 되는데, 저항체(7)를 단면으로 나타냈을 때에 골재유리(41)의 존재에 의하여 용융유리(42)가 그물망 형상으로 세세하게 나뉜 상태로 되어 있다. 또, 용융유리(42) 중에 있어서는 유리 성분이나 세라믹 입자의 존재에 의하여 카본블랙으로 이루어지는 도전 경로가 세세하게 나뉘어 있다. 즉, 저항체(7)에 있어서의 도전 경로는 골재유리(41)나 세라믹 입자 등의 존재에 의하여 매우 세세하게 분기된 상태로 되어 있다.
또한 본 실시형태에 있어서 상기 저항체(7)는 산화붕소(B2O3)를 17.8질량% 이상 44.8질량% 이하(보다 바람직하게는 20.4질량% 이상 44.8질량% 이하), 산화리튬(Li2O)을 1.2질량% 이상 6.3질량% 이하(보다 바람직하게는 2.5질량% 이상 6.3질량% 이하), 산화바륨(BaO)을 3.5질량% 이상 19.9질량% 이하(보다 바람직하게는 3.5질량% 이상 14.6질량% 이하) 함유하고 있고, 또, 잔부(殘部)가 이산화규소(SiO2)로 되어 있다. 또한, 골재유리(41)는 SiO2를 비교적 많이 함유하고 있고, 용융유리(42)는 B2O3를 비교적 많이 함유하고 있다. 따라서, 골재유리(41)나 용융유리(42) 중 일방만이 과도하게 많아지는 것을 방지할 수 있도록 SiO2의 함유량을 15.0질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
부가하여 Li2O 및 BaO의 합계량에 대한 B2O3의 질량비[B2O3/(Li2O＋BaO)]가 1.43 이상으로 되어 있음과 아울러, BaO에 대한 Li2O의 질량비(Li2O/BaO)가 0.22 이상(보다 바람직하게는 0.25 이상)으로 되어 있다.
또, 저항체(7) 중에 있어서의 유리의 질량 비율이 70질량% 이상으로 되어 있다.
또한 본 실시형태에 있어서는, 스파크 플러그(1)의 소형화{소경화(小徑化)}가 도모되어 있으며, 상기 나사부(19)의 나사지름이 비교적 소경(예를 들면, M12나 M10 이하)으로 이루어짐과 아울러, 축 구멍(4)의 소경화가 도모되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 축 구멍(4) 내에 배치되는 저항체(7)도 소경으로 되어 그 외경(外徑)이 2.9㎜ 이하로 되어 있다.
이어서, 상기와 같이 구성되어 이루어지는 스파크 플러그(1)의 제조방법에 대하여 설명한다.
우선, 금속쉘(3)을 미리 가공해 둔다. 즉, 원주형상의 금속 소재(예를 들면 S17C나 S25C의 철계 소재나 스테인리스 소재)에 냉간 단조 가공에 의하여 관통구멍을 형성함과 아울러 개형(槪形)을 제조한다. 그 후, 절삭가공을 실시하는 것에 의하여 외형을 정돈함으로써 금속쉘 중간체를 얻는다.
계속해서, 금속쉘 중간체의 선단면에 Ni합금 등으로 이루어지는 접지전극(31)이 저항용접된다. 상기 용접에 있어서는 소위 「웰딩 드루프」가 발생하므로 이 「웰딩 드루프」를 제거한 후, 금속쉘 중간체의 소정 부위에 나사부(19)가 전조에 의하여 형성된다. 이것에 의하여 접지전극(31)이 용접된 금속쉘(3)이 얻어진다. 이어서, 접지전극(31)이 용접된 금속쉘(3)에 아연 도금 혹은 니켈 도금이 실시된다. 또한, 내식성 향상을 도모할 수 있도록 그 표면에 크롬산염 처리를 더 실시하는 것으로 하여도 좋다.
한편, 상기 금속쉘(3)과는 별도로 절연애자(2)를 성형 가공해 둔다. 예를 들면, 알루미나를 주체로 하고 바인더 등을 함유한 원료분말을 이용하여 성형용 소지(素地) 조립물(造粒物)을 조제하고, 이것을 이용하여 러버프레스 성형을 실시함으로써 통형상의 성형체가 얻어진다. 그리고, 얻어진 성형체에 대해서 연삭가공이 실시되는 것에 의하여 정형됨과 아울러, 정형된 것이 소성로에 투입되어 소성되는 것에 의하여 절연애자(2)가 얻어진다.
또한, 상기 금속쉘(3), 절연애자(2)와는 별도로 중심전극(5)을 제조하여 둔다. 즉, 중앙부에 방열성 향상을 도모하기 위하여 동합금 등을 배치한 Ni합금을 단조 가공하여 중심전극(5)을 제작한다. 이어서, 중심전극(5)의 선단면에 대해서 레이저 용접 등에 의하여 귀금속 팁(32)이 접합된다.
또한 저항체(7)를 형성하기 위한 분말형상의 저항체 조성물을 조제해 둔다. 보다 상세하게는 우선 카본블랙과 세라믹스입자와 소정의 바인더를 각각 배합하고 물을 매체로 해서 혼합한다. 그리고, 혼합하여 얻어진 슬러리를 건조시키고, 이것에 상기한 B2O3나 Li2O 등을 함유하여 이루어지는 유리분말을 혼합 교반함으로써 저항체 조성물이 얻어진다.
이어서, 상기와 같이 해서 얻어진 절연애자(2) 및 중심전극(5)과 저항체(7)와 단자전극(6)이 유리 밀봉층(8,9)에 의하여 밀봉상태로 고정된다. 보다 상세하게는 우선 도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 금속제이며 통형상을 이루는 지지통(61)의 선단면에 의하여 절연애자(2)를 지지하면서, 축 구멍(4)의 소경부(15)에 중심전극(5)을 삽입한다. 이때, 중심전극(5)의 돌출부(18)가 축 구멍(4)의 단차부(17)에 대하여 걸어맞춰진다.
이어서, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 일반적으로 붕규산 유리와 금속 분말이 혼합되어 조제된 도전성 유리분말(51)을 축 구멍(4) 내에 충전하고, 충전된 도전성 유리분말(51)을 예비 압축한다. 이어서, 상기 저항체 조성물(52)을 축 구멍(4)에 충전하여 같은 방법으로 예비 압축을 하고, 또한 도전성 유리분말(53)을 충전하여 같은 방법으로 예비 압축을 실시한다. 그리고, 단자전극(6)을 축 구멍(4) 내로 중심전극(5)의 반대측에서 압압(押壓)한 상태에서, 소성로 내에 있어서 유리 연화점 이상의 소정 목표온도(예를 들면, 900℃)로 가열한다.
또한, 본 실시형태에서는 단자전극(6)에 의하여 저항체 조성물(52) 등이 압축된 상태인 절연애자(2)는, 도시하지 않은 반송수단에 의하여 1개씩 소성로 안으로 반입되고, 소정의 시간에 걸쳐서 가열됨과 아울러 상기 반송수단에 의하여 1개씩 소성로 밖으로 반출된다. 따라서, 복수의 절연애자(2)를 케이스 내에 조밀하게 나열한 상태에서 소성로 내에서 가열하고, 가열 후 절연애자(2)를 소성로에서 케이스째로 반출하는 경우에 비하여 절연애자(2)나 이것에 충전된 저항체 조성물(52)이 급속히 가열됨과 아울러 급속하게 냉각되게 된다. 따라서, 실제 가열온도는 목표온도에 대하여 약간 벗어난 것(예를 들면, 목표온도에 대하여 ±30℃정도의 범위에서 벗어난 온도)으로 되기 쉽게 되어 있다.
가열에 의하여, 도 3(c)에 나타낸 바와 같이, 적층상태에 있는 저항체 조성물(52) 및 도전성 유리분말(51,53)이 가열·압축되어 저항체(7) 및 유리 밀봉층(8,9)이 되고, 상기 유리 밀봉층(8,9)에 의하여 절연애자(2)에 대해서 중심전극(5), 단자전극(6) 및 저항체(7)가 밀봉상태로 고정되게 된다. 또한, 소성로 내에 있어서의 가열시에 절연애자(2)의 후단측 몸통부(10)의 표면에 유약층을 동시에 소성하는 것으로 하여도 좋으며, 사전에 유약층을 형성하는 것으로 하여도 좋다.
그 후, 상기와 같이 각각 작성된 중심전극(5)이나 저항체(7) 등을 구비하는 절연애자(2)와 접지전극(31)을 구비하는 금속쉘(3)이 고정된다. 보다 상세하게는 비교적 얇은 두께로 형성된 금속쉘(3)의 후단측의 개구부를 지름방향 내측으로 코킹하는 것, 즉 상기 코킹부(24)를 형성하는 것에 의하여 절연애자(2)와 금속쉘(3)이 고정된다.
그리고 마지막으로 접지전극(31)을 굴곡시킴과 아울러, 귀금속 팁(32)과 접지전극(31)의 사이에 형성된 불꽃 방전 간극(33)의 크기를 조정하는 가공이 실시되는 것에 의하여 상기한 스파크 플러그(1)가 얻어진다.
이상 상기한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면 저항체(7)에 있어서의 B2O3의 함유량이 17.8질량% 이상으로 되어 있기 때문에, 가열온도가 약간 저온이었을 때에도 유리를 충분하게 용융시킬 수 있다. 그 결과, 중심전극(5) 및 단자전극(6) 사이를 잇는 용융유리(42)의 경로, 나아가서는 용융유리(42) 중의 도전 경로를 다수 형성할 수 있다.
또, B2O3의 함유량이 44.8질량% 이하로 됨과 아울러, Li2O의 함유량이 6.3질량% 이하, BaO의 함유량이 19.9질량% 이하로 되어 있다. 따라서, 가열온도가 약간 높은 경우이더라도 유리가 과도하게 용융되는 것을 억제할 수 있으며, 저항체(7)의 밀도의 향상이나 카본블랙의 집중 방지를 도모할 수 있다. 그 결과, 저항체(7)의 산화를 억제할 수 있음과 아울러, 도전 경로를 다수 형성할 수 있고 부하 수명 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 유리의 용융을 촉진하는 Li2O나 BaO에 대해서는 Li2O가 1.2질량% 이상으로 됨과 아울러 BaO가 3.5질량% 이상으로 되어 있다. 따라서, 가열온도가 약간 낮은 경우이더라도, 유리를 충분하게 용융시킬 수 있고 용융유리(42)의 경로를 다수 형성할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 BaO에 대한 Li2O의 질량비(Li2O/BaO)가 0.22 이상으로 되어 있다. 즉, Li2O의 함유량이 충분히 큰 것으로 되어 있어 분상(分相)을 촉진하는 기능이 보다 강한 Li2O가 적극적으로 작용하도록 구성되어 있다. 따라서, 폭넓은 가열온도에 있어서, 골재유리(41)를 세세하게 분산시킬 수 있고, 나아가서는 용융유리(42)(도전 경로)를 세세하게 분기시킬 수 있다.
아울러서, Li2O 및 BaO의 합계량에 대한 B2O3의 질량비[B2O3/(Li2O＋BaO)]가 1.43 이상으로 되어 있어서, 유리의 용융을 쉽게 하는 작용을 가지는 Li2O 및 BaO에 비하여 B2O3의 함유량이 충분히 큰 것으로 되어 있다. 따라서, 가열온도가 약간 높은 경우이더라도 유리가 과도하게 용융되는 사태를 억제할 수 있고 저항체(7)에 있어서의 밀도의 저하 등을 한층 더 확실하게 방지할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면 각 물질의 함유량을 상기한 범위로 함으로써, 폭넓은 가열온도에 있어서 도전 경로를 다수 형성하는 것이나 저항체(7)의 밀도를 향상시키는 작용이 효과적으로 발휘되게 된다. 그 결과, 가열온도에 다소의 편차가 있는 조건에서 저항체(7)가 가열 형성된 경우이더라도 스파크 플러그(1)에 있어서 우수한 부하 수명 성능을 실현할 수 있다.
이어서, 상기 실시형태에 의하여 발휘되는 작용 효과를 확인할 수 있도록, 저항체 중에 있어서의 유리의 질량 비율을 70%, 80%, 또는 90%로 함과 아울러, B2O3나 Li2O 등의 함유량이나 BaO에 대한 Li2O의 질량비 등을 여러 가지로 변경하면서, 가열온도를 870℃, 900℃ 또는 930℃로 해서 저항체를 가열 형성한 스파크 플러그의 샘플을 복수 제작하고 각 샘플에 대하여 부하 수명 성능 평가시험을 실시하였다. 부하 수명 성능 평가시험의 개요는 다음과 같다. 즉, 각 샘플을 자동차용 트랜지스터 점화장치에 부착하고, 350℃의 온도 조건하에 있어서 20㎸의 방전전압으로 매분 3600회 방전시켜서, 상온에서의 저항값이 100㏀ 이상이 된 시간(수명시간)을 측정하였다. 그리고, 수명시간에 따라 각 샘플을 10단계의 점수로 구분하여 각 샘플의 부하 수명 성능을 평가하였다. 이때, 상기 점수는 150시간 미만인 샘플에 대하여 「1」로 하고, 수명시간이 150시간 이상 200시간 미만인 샘플에 대하여는 「2」로 하였다. 이후, 수명시간이 50시간 늘어날 때마다 점수를 1점씩 증가시켜서(예를 들면, 수명시간이 300시간 이상 350시간 미만인 샘플의 점수는 「5」가 된다), 수명시간이 550시간을 넘은 샘플의 점수를 「10」으로 하였다. 또한, 각 샘플 모두 기본적으로는 저항체의 외경(外徑)을 2.9㎜로 해서 상기 시험을 실시하였지만, 저항체 중에 있어서의 유리의 질량 비율을 80%로 한 샘플 중 소정의 샘플에 대하여서는 저항체의 외경을 3.5㎜로 한 것에 대하여서도 상기 시험을 실시하였다. 표 1에 저항체 중에 있어서의 유리의 질량 비율을 70%로 한 샘플의 시험결과를 나타내고, 표 2에 저항체 중에 있어서의 유리의 질량 비율을 80%로 한 샘플의 시험결과를 나타내고, 표 3에 저항체 중에 있어서의 유리의 질량 비율을 90%로 한 샘플의 시험결과를 나타낸다. 또한, 각 샘플 모두 B2O3 등 이외의 잔부를 SiO2로 하여 유리를 구성하였다.
No.

 함유량(질량%) 질량비 평가(점수)
B2O3 Li2O BaO SiO2 Li2O/BaO B203/(Li2O+BaO) 저항체 외경:2.9㎜
870℃ 900℃ 930℃
1 7.2 3.1 16.0 43.8 0.19 0.38 1 2 6
2 45.0 1.5 7.8 15.7 0.20 4.83 2 2 2
3 26.9 0.6 14.8 27.8 0.04 1.75 2 1 1
4 29.7 6.7 8.6 25.0 0.78 1.94 1 1 1
5 36.1 5.2 1.8 27.0 2.96 5.20 1 1 1
6 18.3 1.3 26.8 23.6 0.05 0.65 2 1 1
7 23.3 2.3 11.8 32.6 0.20 1.65 5 5 5
8 23.7 2.7 15.3 28.3 0.17 1.32 8 8 5
9 20.9 2.1 15.3 31.7 0.14 1.20 8 8 5
10 23.9 1.1 24.4 20.7 0.04 0.94 8 5 5
11 20.3 2.8 11.9 35.0 0.24 1.38 5 5 4
12 17.8 1.9 8.8 41.6 0.22 1.67 7 7 7
13 17.8 2.0 9.3 40.9 0.22 1.57 7 7 7
14 28.9 1.2 5.4 34.5 0.22 4.39 7 8 8
15 24.9 3.4 14.1 27.7 0.24 1.43 9 9 9
16 27.4 3.6 15.5 23.5 0.24 1.43 7 8 8
17 22.2 2.0 8.2 37.7 0.24 2.19 8 7 7
18 27.4 3.6 14.6 24.4 0.25 1.50 10 10 10
19 28.9 2.0 5.4 33.7 0.36 3.93 8 8 9
20 34.9 2.7 11.0 21.4 0.25 2.54 10 10 10
21 30.5 4.9 8.4 26.3 0.58 2.29 10 10 10
22 23.8 3.7 3.5 39.0 1.06 3.30 10 10 10
23 23.7 2.7 10.4 33.2 0.26 1.81 10 10 10
24 24.2 3.0 9.0 33.7 0.33 2.01 10 10 10
25 24.6 3.4 7.5 34.4 0.46 2.26 10 10 10
26 26.3 3.2 8.3 32.3 0.39 2.29 10 10 10
27 20.4 3.2 8.3 38.0 0.39 1.77 10 10 10
28 22.0 3.2 11.3 33.5 0.28 1.52 10 10 10
29 26.6 4.3 8.3 30.8 0.51 2.11 10 10 10
30 27.7 2.5 9.7 30.1 0.26 2.28 10 10 10
No.
 함유량(질량%) 질량비 평가(점수)
B2O3
Li2O
 BaO
 SiO2
Li2O/BaO
 B203/(Li2O+BaO) 저항체 외경:2.9㎜
 저항체 외경:3.5㎜
870℃ 900℃ 930℃ 870℃ 900℃ 930℃
31 8.2 3.5 18.2 50.0 0.19 0.38 1 2 6 3 5 7
32 51.4 1.8 8.9 17.9 0.20 4.83 2 2 2 4 3 3
33 30.7 0.6 16.9 31.8 0.04 1.75 2 1 1 4 2 2
34 33.9 7.7 9.8 28.6 0.78 1.94 1 1 1 3 3 3
35 41.2 5.9 2.0 30.9 2.96 5.20 1 1 1 3 3 3
36 20.9 1.5 30.6 27.0 0.05 0.65 2 1 1 4 3 3
37 26.6 2.6 13.5 37.2 0.20 1.65 5 5 5 6 6 6
38 27.1 3.0 17.5 32.3 0.17 1.32 8 8 5 - - -
39 23.8 2.4 17.5 36.2 0.14 1.20 8 8 5 - - -
40 27.4 1.2 27.8 23.6 0.04 0.94 8 5 5 - - -
41 23.2 3.2 13.6 40.0 0.24 1.38 5 5 4 6 6 5
42 20.3 2.2 10.0 47.5 0.22 1.67 7 7 7 - - -
43 20.3 2.3 10.6 46.7 0.22 1.57 7 7 7 - - -
44 33.0 1.4 6.2 39.4 0.22 4.39 7 7 8 - - -
45 28.5 3.8 16.1 31.6 0.24 1.43 9 8 7 - - -
46 31.3 4.2 17.7 26.9 0.24 1.43 7 7 7 - - -
47 25.4 2.2 9.4 43.0 0.24 2.19 8 7 7 - - -
48 31.3 4.2 16.7 27.8 0.25 1.50 8 8 9 - - -
49 33.0 2.2 6.2 38.6 0.36 3.93 8 8 8 - - -
50 39.8 3.1 12.6 24.5 0.25 2.54 10 10 10 - - -
51 34.8 5.6 9.6 30.0 0.58 2.29 10 10 10 - - -
52 27.2 4.2 4.0 44.6 1.06 3.30 10 10 10 - - -
53 27.1 3.0 11.9 37.9 0.26 1.81 10 10 10 10 10 10
54 27.7 3.4 10.3 38.6 0.33 2.01 10 10 10 10 10 10
55 28.2 3.9 8.6 39.4 0.46 2.26 10 10 10 10 10 10
56 30.0 3.7 9.4 36.9 0.39 2.29 10 10 10 10 10 10
57 23.4 3.7 9.5 43.4 0.39 1.77 10 10 10 10 10 10
58 25.1 3.6 13.0 38.3 0.28 1.52 10 10 10 10 10 10
59 30.4 4.9 9.5 35.2 0.51 2.11 10 10 10 10 10 10
60 31.7 2.9 11.0 34.4 0.26 2.28 10 10 10 10 10 10
No.

 함유량(질량%) 질량비 평가(점수)
B2O3
Li2O
 BaO
 SiO2
Li2O/BaO
 B203/(Li2O+BaO) 저항체 외경:2.9㎜
870℃ 900℃ 930℃
61 9.3 4.0 20.5 56.3 0.19 0.38 1 2 6
62 57.9 2.0 10.0 20.2 0.20 4.83 2 2 2
63 34.6 0.7 19.0 35.7 0.04 1.75 2 1 1
64 38.2 8.6 11.1 32.1 0.78 1.94 1 1 1
65 46.4 6.7 2.3 34.7 2.96 5.20 1 1 1
66 23.5 1.7 34.5 30.3 0.05 0.65 2 1 1
67 30.0 3.0 15.2 41.9 0.20 1.65 5 5 5
68 30.5 3.4 19.7 36.4 0.17 1.32 8 8 5
69 26.8 2.7 19.7 40.8 0.14 1.20 8 8 5
70 30.8 1.4 31.3 26.6 0.04 0.94 8 5 5
71 26.1 3.6 15.3 45.0 0.24 1.38 5 5 4
72 22.9 2.4 11.3 53.5 0.22 1.67 7 7 7
73 22.9 2.6 12.0 52.6 0.22 1.57 9 9 9
74 37.2 1.5 6.9 44.4 0.22 4.39 7 8 8
75 32.0 4.3 18.1 35.6 0.24 1.43 8 8 7
76 35.2 4.7 19.9 30.2 0.24 1.43 7 7 7
77 28.5 2.5 10.5 48.4 0.24 2.19 9 9 10
78 35.2 4.7 18.8 31.3 0.25 1.50 8 8 9
79 37.2 2.5 6.9 43.4 0.36 3.93 8 8 8
80 44.8 3.5 14.1 27.5 0.25 2.54 10 10 10
81 39.2 6.3 10.8 33.8 0.58 2.29 10 10 10
82 30.6 4.8 4.5 50.1 1.06 3.30 10 10 10
83 30.5 3.4 13.4 42.7 0.26 1.81 10 10 10
84 31.1 3.9 11.6 43.4 0.33 2.01 10 10 10
85 31.7 4.4 9.6 44.3 0.46 2.26 10 10 10
86 33.8 4.1 10.6 41.5 0.39 2.29 10 10 10
87 26.3 4.1 10.7 48.9 0.39 1.77 10 10 10
88 28.3 4.1 14.6 43.1 0.28 1.52 10 10 10
89 34.2 5.5 10.7 39.6 0.51 2.11 10 10 10
90 35.6 3.2 12.4 38.7 0.26 2.28 10 10 10
표 1 ~ 표 3에 나타낸 바와 같이, B2O3의 함유량을 비교적 소량인 17.8질량%미만으로 한 샘플(샘플 1,31,61)은 가열온도에 따라 부하 수명 성능에 큰 편차가 발생하는 것이 밝혀졌다. 이것은 가열온도가 약간 저온이었을 때에 유리가 충분하게 용융되지 않았기 때문에 저항체 내의 도전 경로가 세세하게 분기되지 않고, 그 결과, 통전시에 있어서 발열이 집중하여 발생하였기 때문이라고 생각된다.
또한, B2O3의 함유량이 비교적 다량인 44.8질량%를 초과한 샘플(샘플 2,32,62)이나, BaO 또는 Li2O의 함유량을 비교적 다량 또는 비교적 소량으로 한 샘플(샘플 3 ~ 샘플 6, 샘플 33 ~ 샘플 36, 샘플 63 ~ 샘플 66)은 부하 수명 성능이 떨어지는 것을 알 수 있었다. 이것은 B2O3나 BaO 등의 함유량을 비교적 다량으로 한 것에 의하여 유리가 용융되기 쉬워져서 프레스 시에 저항체의 밀도가 충분하게 상승하지 않거나, 유리의 점성 저하에 수반하여 카본이 집중되어 통전시에 있어서의 저항체의 발열량이 증대되는 것, 또는 B2O3나 BaO 등의 함유량을 비교적 소량으로 한 것에 의하여 유리가 용융되기 어려워져서 용융유리, 나아가서는 도전 경로가 분산되지 않고 형성되는 것에 기인한다고 생각된다.
또한 BaO에 대한 Li2O의 질량비(Li2O/BaO)를 0.22 미만으로 한 샘플(샘플 7 ~ 샘플 10, 샘플 37 ~ 샘플 40, 샘플 67 ~ 샘플 70)은 부하 수명 성능에 편차가 발생하여 가열온도에 따라 부하 수명 성능이 불충분하게 될 수 있는 것이 밝혀졌다. 이것은 Li2O의 함유량이 BaO의 함유량과 동등 이하였기 때문에, Li2O와 비교하여 분상을 촉진하는 효과가 약한 BaO가 적극적으로 작용하게 되고, 나아가서는 골재유리가 세세하게 분산되지 않아 용융유리(도전 경로)가 세세하게 분기되지 않았기 때문이라고 생각된다.
아울러서, Li2O 및 BaO의 합계량에 대한 B2O3의 질량비[B2O3/(Li2O＋BaO)]를 1.43 미만으로 한 샘플(샘플 11,41,71)에 대하여서도 부하 수명 성능이 떨어지는 것을 알 수 있다. 이것은, 유리가 용융되기 쉽게 하는 작용을 가지는 Li2O 및 BaO에 비하여 B2O3의 함유량이 비교적 적었기 때문에 유리가 용융되기 쉬워져서, 저항체에 있어서의 밀도의 저하 등을 야기하였기 때문이라고 생각된다.
이것에 대하여, B2O3를 17.8질량% 이상 44.8질량% 이하, Li2O를 1.2질량% 이상 6.3질량% 이하, BaO를 3.5질량% 이상 19.9질량% 이하 함유함과 아울러, B2O3/(Li2O＋BaO)를 1.43 이상으로 하는 한편, Li2O/BaO를 0.22 이상으로 한 샘플(샘플 12 ~ 샘플 30, 샘플 42 ~ 샘플 60, 샘플 72 ~ 샘플 90)은 가열온도에 편차가 발생되어 있어도 점수가 「7」 이상이 되어 가열 형성 후의 저항체에 있어서 뛰어난 부하 수명 성능을 가지는 것을 알 수 있다.
또 특히, Li2O/BaO를 0.25 이상으로 한 샘플(샘플 18 ~ 샘플 30, 샘플 48 ~ 샘플 60, 샘플 78 ~ 샘플 90)은 가열온도에 편차가 있어도, 형성된 저항체가 지극히 뛰어난 부하 수명 성능을 가지는 것이 확인되었다. 이것은 유리의 분상이 한층 촉진되어 용융유리(도전 경로)가 한층 세세하게 분기한 것에 의한 것으로 생각된다.
또한 B2O3를 20.4질량% 이상 44.8질량% 이하, Li2O를 2.5질량% 이상 6.3질량% 이하, BaO를 3.5질량% 이상 14.6질량% 이하 함유하는 샘플(샘플 20 ~ 샘플 30, 샘플 50 ~ 샘플 60, 샘플 80 ~ 샘플 90)은 한층 뛰어난 부하 수명 성능을 가지는 것이 확인되었다.
이상의 시험결과로부터 가열온도에 다소의 편차가 있는 경우이더라도 가열 형성된 저항체를 부하 수명 성능을 뛰어난 것으로 하기 위해서는 B2O3를 17.8질량% 이상 44.8질량% 이하, Li2O를 1.2질량% 이상 6.3질량% 이하, BaO를 3.5질량% 이상 19.9질량% 이하 함유함과 아울러, B2O3/(Li2O＋BaO)를 1.43 이상으로 하고, 또한 Li2O/BaO를 0.22 이상으로 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.
또한 부하 수명 성능을 한층 더 향상시키는 것을 도모하는 관점에서 B2O3를 20.4질량% 이상 44.8질량% 이하, Li2O를 2.5질량% 이상 6.3질량% 이하, BaO를 3.5질량% 이상 14.6질량% 이하 함유하도록 구성하거나, Li2O/BaO를 0.25 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다고 할 수 있다.
또한 표 2의 샘플 37,41 등에 나타낸 바와 같이, 저항체의 외경이 작을수록 부하 수명 성능이 저하되지만, B2O3 등의 함유량이나 Li2O/BaO 등의 질량비를 상기한 구성으로 하는 것에 의하여, 저항체의 외경이 작은 경우이더라도 뛰어난 부하 수명 성능을 실현할 수 있다. 환언하면 외경이 2.9㎜ 이하로 비교적 작은 저항체에 있어서 상기한 구성을 채용하는 것이 특히 의미가 있다고 할 수 있다.
또한, 상기 실시형태의 기재내용으로 한정되지 않고, 예를 들면 다음과 같이 실시하여도 좋다. 물론, 이하에 있어서 예시하지 않은 다른 응용예, 변경예도 당연히 가능하다.
(a) 상기 실시형태에 있어서, 저항체(7)의 외경은 2.9㎜ 이하로 되어 있지만, 본 발명의 기술사상을 적용 가능한 스파크 플러그는 이것으로 한정되는 것은 아니다. 따라서, 저항체(7)의 외경이 2.9㎜를 넘는 스파크 플러그에 대하여 본 발명의 기술사상을 적용하는 것으로 하여도 좋다. 이 경우에 있어서도 가열온도의 상위에 의한 부하 수명 성능의 변동을 억제할 수 있으며 폭넓은 가열온도에서 뛰어난 부하 수명 성능을 실현할 수 있다.
(b) 상기 실시형태에서는 중심전극(5)의 선단부에 귀금속 팁(32)이 형성되어 있지만, 상기 귀금속 팁(32)과 대향하도록 해서 접지전극(31)의 선단부에 귀금속 팁을 형성하는 것으로 하여도 좋다. 또한, 중심전극(5)측의 귀금속 팁(32)이나 접지전극(31)측의 귀금속 팁 중 어느 하나를 생략하는 구성을 채용하는 것으로 하여도 좋으며, 중심전극(5)측의 귀금속 팁(32)과 접지전극(31)측의 귀금속 팁의 쌍방을 생략하는 것으로 하여도 좋다.
(c) 상기 실시형태에서는 세라믹스입자로서 ZrO2 입자나 TiO2 입자를 예시하고 있지만 다른 세라믹스입자를 이용하는 것으로 하여도 좋다. 따라서, 예를 들면, 산화알루미늄(Al2O3) 입자 등을 이용하는 것으로 하여도 좋다.
(d) 상기 실시형태에서는 금속쉘(3)의 선단부에 접지전극(31)이 접합되는 경우에 대하여 구체화하고 있지만, 금속쉘의 일부(또는, 금속쉘에 미리 용접되어 있는 선단부재의 일부)를 절삭하도록 하여 접지전극을 형성하는 경우에 대해서도 적용 가능하다(예를 들면, 일본국 특허공개 제2006-236906호 공보 등).
(e) 상기 실시형태에서는 공구 걸어맞춤부(23)가 단면 육각 형상으로 되어 있지만 공구 걸어맞춤부(23)의 형상에 관하여서는 상기와 같은 형상으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, Bi-HEX(변형 12각)형상[ISO22977:2005(E)] 등으로 되어 있어도 좋다.
1 - 스파크 플러그 2 - 절연체(절연애자)
4 - 축 구멍 5 - 중심전극
6 - 단자전극 7 - 저항체
CL1 - 축선

Claims (5)

  1. 축선방향으로 관통하는 축 구멍을 가지는 절연체와, 상기 축 구멍의 선단측에 삽입된 중심전극과, 상기 축 구멍의 후단측에 삽입된 단자전극과, 상기 축 구멍 내에 있어서 적어도 도전성 재료 및 유리를 함유하되, 상기 중심전극과 상기 단자전극의 사이에 배치되는 저항체를 구비한 스파크 플러그로서, 상기 저항체는, 이산화규소를 15.0질량% 이상, 산화붕소를 20.4질량% 이상 44.8질량% 이하, 산화리튬을 2.5질량% 이상 6.3질량% 이하, 산화바륨을 3.5질량% 이상 14.6질량% 이하 함유함과 아울러, 산화리튬 및 산화바륨의 합계량에 대한 산화붕소의 질량비를 1.43 이상 3.30 이하로 하고, 산화바륨에 대한 산화리튬의 질량비를 0.22 이상으로 한 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
  2. 청구항 1에 있어서,
    산화바륨에 대한 산화리튬의 질량비를 0.25 이상으로 한 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 저항체의 외경(外徑)이 0㎜ 초과 2.9㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 저항체의 외경(外徑)이 0㎜ 초과 2.9㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저항체 중에 있어서의 상기 유리의 질량 비율을 70질량% 이상 100질량% 이하로 한 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
KR1020127010662A 2009-09-25 2010-09-22 스파크 플러그 KR101385848B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2009-220422 2009-09-25
JP2009220422A JP4648476B1 (ja) 2009-09-25 2009-09-25 内燃機関用スパークプラグ
JP2010210316A JP5238003B2 (ja) 2010-09-21 2010-09-21 スパークプラグ
JPJP-P-2010-210316 2010-09-21
PCT/JP2010/005731 WO2011036871A1 (ja) 2009-09-25 2010-09-22 スパークプラグ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120080613A KR20120080613A (ko) 2012-07-17
KR101385848B1 true KR101385848B1 (ko) 2014-04-17

Family

ID=43795639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127010662A KR101385848B1 (ko) 2009-09-25 2010-09-22 스파크 플러그

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120126683A1 (ko)
EP (1) EP2482395A4 (ko)
KR (1) KR101385848B1 (ko)
CN (1) CN102648556A (ko)
WO (1) WO2011036871A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4648476B1 (ja) * 2009-09-25 2011-03-09 日本特殊陶業株式会社 内燃機関用スパークプラグ
JP5276742B1 (ja) * 2012-08-09 2013-08-28 日本特殊陶業株式会社 点火プラグ
US10088936B2 (en) 2013-01-07 2018-10-02 Novasentis, Inc. Thin profile user interface device and method providing localized haptic response
JP6649359B2 (ja) * 2014-08-10 2020-02-19 フェデラル−モーグル・イグニション・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーＦｅｄｅｒａｌ−Ｍｏｇｕｌ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ Ｌｌｃ 改良されたシールを有するコロナ点火装置
JP6054928B2 (ja) * 2014-09-24 2016-12-27 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ
CN107211492B (zh) * 2014-12-25 2020-09-04 京瓷株式会社 加热器以及具备其的电热塞
DE102017217265A1 (de) * 2017-09-28 2019-03-28 Robert Bosch Gmbh Zündkerzen-Widerstandselement mit feineren nicht-leitenden Partikeln
CN111641112B (zh) * 2020-04-20 2021-08-03 潍柴火炬科技股份有限公司 一种减少火花塞接线端子接触电阻的方法及火花塞

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05152053A (ja) * 1991-11-30 1993-06-18 Ngk Spark Plug Co Ltd 内燃機関用スパークプラグ
KR20030004054A (ko) * 2001-06-26 2003-01-14 엔지케이 스파크 플러그 캄파니 리미티드 스파크 플러그
JP2006066086A (ja) 2004-08-24 2006-03-09 Denso Corp 内燃機関用のスパークプラグ

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002056950A (ja) * 2000-05-31 2002-02-22 Ngk Spark Plug Co Ltd スパークプラグ
JP4578025B2 (ja) * 2001-07-06 2010-11-10 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ
JP4648476B1 (ja) * 2009-09-25 2011-03-09 日本特殊陶業株式会社 内燃機関用スパークプラグ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05152053A (ja) * 1991-11-30 1993-06-18 Ngk Spark Plug Co Ltd 内燃機関用スパークプラグ
KR20030004054A (ko) * 2001-06-26 2003-01-14 엔지케이 스파크 플러그 캄파니 리미티드 스파크 플러그
JP2006066086A (ja) 2004-08-24 2006-03-09 Denso Corp 内燃機関用のスパークプラグ

Also Published As

Publication number Publication date
US20120126683A1 (en) 2012-05-24
EP2482395A4 (en) 2013-11-13
KR20120080613A (ko) 2012-07-17
WO2011036871A1 (ja) 2011-03-31
CN102648556A (zh) 2012-08-22
EP2482395A1 (en) 2012-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101385848B1 (ko) 스파크 플러그
KR101522054B1 (ko) 내연 엔진용 스파크 플러그 및 스파크 플러그 제조 방법
KR101515271B1 (ko) 내연기관용 스파크 플러그
EP2325959B1 (en) Spark plug
EP2348590B1 (en) Spark plug for internal combustion engine
US8013503B2 (en) Spark plug for internal combustion engine having ground electrode with thick, thin and stepped portion and method for producing the spark plug
US20090140624A1 (en) Spark plug internal combustion engine and method for producing the spark plug
US20120001533A1 (en) Spark plug and its manufacturing method
KR20090004764A (ko) 스파크 플러그
EP2028736A2 (en) Spark plug for internal combustion engine
EP2306606B1 (en) Spark plug for internal combustion engine and method of manufacturing the same
JP5276742B1 (ja) 点火プラグ
JP4426614B2 (ja) 内燃機関用スパークプラグ
EP2579401B1 (en) Spark plug
JP5238003B2 (ja) スパークプラグ
KR101375967B1 (ko) 스파크 플러그
KR101392040B1 (ko) 내연엔진용 스파크 플러그 및 그 제조방법
WO2011030845A1 (ja) 内燃機関用スパークプラグ
JP2008103147A (ja) 内燃機関用スパークプラグ
JPH09223568A (ja) 絶縁碍子及びスパークプラグ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170322

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180316

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee