[发明专利]火花塞

说明书

技术领域

本发明涉及火花塞。更特别地，本发明涉及包括绝缘体的 火花塞，其难以导致击穿并且表现出更高的耐电压特性。

背景技术

通常，用于内燃机例如汽车发动机的火花塞包括火花塞用 绝缘体(下文也简单地称为“绝缘体”)，所述火花塞用绝缘体由 通过烧制(burning)氧化铝(Al₂O₃)型材料获得的氧化铝基烧结体 形成。该绝缘体由氧化铝基烧结体形成的原因是氧化铝基烧结 体具有优良的耐热性、机械强度以及耐电压特性。对于烧制氧 化铝基烧结体，例如，通常使用包含二氧化硅(SiO₂)、氧化钙 (CaO)以及氧化镁(MgO)的三组分体系烧结助剂以降低烧制温 度以及改进可烧结性。

绝缘体受到由内燃机烧制室中火花放电产生的高温烧制气 体(约2,000-3,000℃)影响而暴露于约500-700℃热气氛中。出于 该原因，对于绝缘体，在室温至上述高温范围内具有优良的耐 电压特性是非常重要的。特别是近年来，随着内燃机动力的增 强，对在烧制室中的进气阀和排气阀占用空间大型化和4阀结构 进行研究，火花塞本身趋于小型化(小直径)。由于该原因，要 求绝缘体减小它的厚度，以及还要求即使当暴露于约500-700℃ 热气氛下绝缘体也具有进一步优良的耐电压特性。

然而，在利用上述三组分体系烧结助剂形成氧化铝基烧结 体的情况下，该三组分体系烧结助剂(主要是Si组分)在烧结之 后，在氧化铝晶粒晶界中作为低熔点玻璃相存在。因此，当由 氧化铝基烧结体形成的绝缘体暴露于约700℃的热气氛时，该低 熔点玻璃相受温度影响软化，该绝缘体的耐电压特性降低。另 一方面，氧化铝基烧结体中的低熔点玻璃相可以通过减少烧结 助剂的加入量来减少。在这种情况下，绝缘体未被致密化，或 者即使看上去已致密化，但在氧化铝晶粒组成的晶界中仍保留 许多气孔，该绝缘体的耐电压特性降低。

该常规的氧化铝基烧结体具有存在于晶界中的低熔点玻璃 相或者气孔(残留气孔)。在用所述氧化铝基烧结体形成火花塞 绝缘体的情况下，当在约700℃高温环境中将用于产生火花放电 的高压施加于火花塞时，低熔点玻璃相软化、或者电场集中在 残留气孔中，绝缘体可能遭到击穿(火花贯通)。

为了防止耐电压特性下降和/或击穿，提出包含稀土金属的 氧化铝基烧结体、由该氧化铝基烧结体形成的绝缘体等。例如， 专利文献1描述″至少包含稀土元素(以下简称″RE″)组分的氧化 铝基烧结体，该氧化铝基烧结体的理论密度比为95％以上。″

专利文献2描述″使用氧化铝作为主要组分的氧化铝瓷组合 物，包含氧化铝作主要组分和选自Al、Si、Mg和稀土元素中至 少一种元素的组成的复合烧结体，其中当作为主要组分的氧化 铝的量是100重量份时，选自Al、Si、Mg和稀土元素中至少一 种元素的组合物的量是5重量份以下。″

专利文献3描述了″氧化铝瓷，该氧化铝瓷由气孔率在6体积 ％以下的烧结体构成，该烧结体包含在烧结组合物中具有平均 粒径在1μm以下的氧化铝(Al₂O₃)和在晶界中形成的氧化钇 (Y₂O₃)、氧化镁(MgO)、氧化锆(ZrO₂)和氧化镧(La₂O₃)中的至少 之一与Al₂O₃的化合物以及混合物的至少一种。″

然而，由于内燃机与以前相比具有更大功率，所以要求绝 缘体具有更高的耐电压特性和防击穿性。

专利文献1：JP-A-2001-2464

专利文献2：WO05/033041小册子

专利文献3：JP-B-7-12969(1995)

发明内容

本发明要解决的问题

本发明的目的是提供火花塞，所述火花塞包括绝缘体，所 述绝缘体难以导致击穿并且表现出更高的耐电压特性。

用于解决问题的方案