[发明专利]火花塞

说明书

技术领域

本发明涉及火花塞，更详细而言，涉及具备即使在超过例 如700℃的高温环境下也能发挥充分的耐电压特性和机械强度 的绝缘体的火花塞。

背景技术

以氧化铝为主成分的氧化铝基烧结体由于具有优异的耐电 压特性、耐热性、机械强度等，且是廉价的，因此，作为陶瓷 制品，例如火花塞的绝缘子(在本发明中也称为绝缘体)、IC 封装体的多层布线基板等使用。这种氧化铝基烧结体可以通过 将含有烧结助剂的混合粉末烧结来形成，所述烧结助剂是由 SiO₂-CaO-MgO构成的三成分系烧结助剂等。

然而，通过使用上述三成分系烧结助剂烧结而形成的氧化 铝基烧结体形成火花塞的绝缘体时，烧结助剂(主要为Si成分) 在烧结后以低熔点玻璃相的形式存在于氧化铝晶粒的晶界中， 在火花塞的使用环境，例如700℃左右的高温环境下，低熔点玻 璃相软化，绝缘体的耐电压特性会降低。另一方面，虽然也可 减少烧结助剂的添加量而使氧化铝基烧结体中的低熔点玻璃相 减少，但在该情况下，绝缘体没有致密化，或者，即使乍一看 致密化，但在由氧化铝晶粒构成的晶界中会残留许多气孔，绝 缘体的耐电压特性还是会降低。

如上所述，现有的氧化铝基烧结体在晶界上存在低熔点玻 璃相或气孔(残留气孔)，因此在用现有的氧化铝基烧结体形成 火花塞的绝缘体时，在700℃左右的高温环境下，为了使火花塞 产生的火花放电而施加高电压时，低熔点玻璃相软化，或者， 电场在残留气孔处集中，有时绝缘体会被绝缘破坏(火花贯通)。

已提出了目的旨在防止这种耐电压特性的降低和/或绝缘 破坏的火花塞的绝缘体或其材料。例如，专利文献1中记载了如 下技术方案：“一种高耐电压特性氧化铝基烧结体，其特征在于， 该氧化铝基烧结体至少包含稀土类元素(以下表示为RE)成分， 该氧化铝基烧结体的理论密度为95％以上”。

专利文献2中记载了如下技术方案：“一种火花塞用绝缘体， 其特征在于，将全体构成成分设定为100质量％时，Al成分的按 氧化物换算的含有比率为95～99.8质量％，且含有稀土类元素和 Si成分，使得稀土类元素的按氧化物换算的含有比率(R_RE)与 Si成分的按氧化物换算的含有比率(R_Si)之比(R_RE/R_Si)为 0.1～1.0，此外，每1mm²截面上存在的最大长度为10μm以上且 纵横比为3以上的氧化铝颗粒少于10个”。

专利文献3中记载了如下技术方案：“一种以氧化铝为主成 分的氧化铝质瓷器组合物，其特征在于，其由所述作为主成分 的氧化铝与选自Al、Si、Mg和稀土类元素中的至少一种元素的 组合物的复合烧结体形成，将所述作为主成分的氧化铝设定为 100重量份时，所述选自Al、Si、Mg和稀土类元素中的至少一 种元素的组合物为5重量份以下”。

然而，近年来，随着高功率输出化等，对安装有火花塞的 内燃机进行了燃烧室内的吸气阀和排气阀的占有面积的大型 化、4阀门化等研究。因此，火花塞自身及其绝缘体均存在小型 化(小径化)和薄壁化的倾向。另外，提高内燃机的功率输出 等时，火花塞，尤其是电极周边区域的环境有时会达到以往所 没有的高温。

因此，如上所述，在薄壁化的绝缘体中，除了在700℃左右 的高温环境下的耐电压特性和机械强度以外，重要的是具有在 更高温环境下的高耐电压特性和机械强度，然而，专利文献1～3 中记载的火花塞的绝缘体或其材料对于在这种高温环境下的耐 电压特性和机械强度没有进行任何研究。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-2464号公报

专利文献2：日本特开2001-335360号公报

专利文献3：国际公开第05/033041号小册子

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于，提供具有即使在超过例如700℃的高温 环境下也会发挥充分的耐电压特性和机械强度的绝缘体的火花 塞。

用于解决问题的方案