JP2002246146A - Insulator for spark plug and spark plug - Google Patents
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Spark Plugs (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 絶縁破壊等に対する耐久性を向上させつつ
も、より安価に製造することができるスパークプラグ用
絶縁体を提供する。
【解決手段】 スパークプラグ用絶縁体2は、第一部分
2pと第二部分2sとが、各々絶縁性セラミック、例え
ばアルミナを主成分とするアルミナ質セラミックにて構
成される。そして、高電圧印加により絶縁破壊等の問題
を生じやすい火花放電ギャップg側の第一部分2pを、
絶縁破壊等の問題が比較的に生じにくい第二部分2sよ
りも絶縁性が高くなるように、それら各部のセラミック
の組織が調整される。例えば、第一部分2pにおいて第
二部分2sよりも主相の平均結晶粒径を大とする。ある
いは、粒界相の含有量(あるいは組織断面における面積
率)を、第一部分2pにおいて第二部分2sよりも少な
くする。さらには、粒界相の平均的な厚みを、第一部分
2pにおいて第二部分2sよりも低くする。
(57) [Problem] To provide an insulator for a spark plug that can be manufactured at lower cost while improving durability against dielectric breakdown and the like. SOLUTION: In a spark plug insulator 2, a first portion 2p and a second portion 2s are each made of an insulating ceramic, for example, an alumina ceramic mainly containing alumina. Then, the first portion 2p on the spark discharge gap g side, which is liable to cause a problem such as dielectric breakdown due to application of a high voltage,
The ceramic structure of each part is adjusted so that the insulating property is higher than that of the second portion 2s where the problem such as dielectric breakdown is relatively unlikely to occur. For example, the average crystal grain size of the main phase in the first portion 2p is larger than that in the second portion 2s. Alternatively, the content of the grain boundary phase (or the area ratio in the structure cross section) is made smaller in the first portion 2p than in the second portion 2s. Further, the average thickness of the grain boundary phase is made lower in the first portion 2p than in the second portion 2s.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はスパークプラグ用絶
縁体と、それを用いたスパークプラグに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spark plug insulator and a spark plug using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、自動車等に使用される内燃機関の
高出力化に伴い、燃焼室内における吸気及び排気バルブ
の占有面積も拡大してきている。そのため、混合気に点
火するためのスパークプラグはその小型化が必要とされ
ている上、ターボチャージャー等の過給装置等により、
燃焼室内の温度も上昇する傾向にあるので、その絶縁体
は耐熱性に優れたアルミナ質の絶縁材料で構成されたも
のが一般に使用されている。また、スパークプラグ用の
絶縁体としてアルミナ質のものが使用される別の重要な
理由として、アルミナが高温での耐電圧特性に優れてい
ることが挙げられる。しかしながら、近年ではスパーク
プラグの小型化に伴い、絶縁体の厚みも薄くなる傾向に
あり、さらに耐電圧特性に優れた絶縁体が求められてい
る。2. Description of the Related Art In recent years, the area occupied by intake and exhaust valves in a combustion chamber has been increasing with the increase in the output of internal combustion engines used in automobiles and the like. Therefore, the spark plug for igniting the air-fuel mixture is required to be downsized, and a supercharger such as a turbocharger is used.
Since the temperature in the combustion chamber also tends to increase, an insulator made of an alumina-based insulating material having excellent heat resistance is generally used. Another important reason why an insulator made of alumina is used as an insulator for a spark plug is that alumina has excellent withstand voltage characteristics at high temperatures. However, in recent years, as the size of the spark plug has been reduced, the thickness of the insulator has also tended to be reduced, and an insulator having excellent withstand voltage characteristics has been demanded.
【0003】例えば、スパークプラグ用絶縁体の材料と
して従来、SiO2−CaO−MgOの三元系焼結助剤
を用いたアルミナセラミックが多く使用されてきた。し
かし、この種の焼結助剤は、セラミック中に低融点のガ
ラス質粒界相を形成することから、高温下で高電圧が印
加されると絶縁破壊を生じやすい問題がある。また、バ
イヤー法等で製造されたアルミナ原料中には、製法上の
理由により相当量のNa成分が不可避的に混入している
が、このNa成分は粒界相中に溶け込んで耐電圧を下げ
る原因ともなる。For example, alumina ceramics using a ternary sintering aid of SiO 2 —CaO—MgO have been widely used as a material for an insulator for a spark plug. However, since this kind of sintering aid forms a low-melting glassy grain boundary phase in the ceramic, there is a problem that dielectric breakdown easily occurs when a high voltage is applied at a high temperature. Also, in the alumina raw material manufactured by the Bayer method or the like, a considerable amount of Na component is inevitably mixed for reasons of the manufacturing method, but this Na component dissolves in the grain boundary phase and lowers the withstand voltage. It also causes.
【0004】そこで、耐電圧特性向上のためにアルミナ
の含有率を95〜98質量%にまで増加させた絶縁体
や、あるいは低ソーダアルミナ使用により、Na含有率
を低くした絶縁体、さらにはY2O3あるいはLa2O
3等の希土類元素成分を配合して高融点粒界相を生成さ
せ、耐電圧特性を改善した絶縁体(例えば特開昭63−
190753号公報)などが提案されている。Therefore, an insulator in which the content of alumina is increased to 95 to 98% by mass to improve the withstand voltage characteristic, an insulator in which the Na content is reduced by using low soda alumina, and Y 2 O 3 or La 2 O
By blending rare earth components 3 such as to produce a high-melting-point grain boundary phase, an insulator having improved withstand voltage characteristics (for example, JP-63-
No. 190753).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
はいずれも製法あるいは原料のコストが一般のアルミナ
質セラミックよりも割高であり、性能面の改善と引き換
えに最終的なスパークプラグの価格が高騰する問題が避
けがたい。However, the cost of the production method or the raw material is higher than that of general alumina ceramics, and the price of the final spark plug rises in exchange for the improvement of performance. Is inevitable.
【0006】本発明の課題は、絶縁破壊等に対する耐久
性を向上させつつも、より安価に製造することができる
スパークプラグ用絶縁体と、それを用いたスパークプラ
グとを提供することにある。An object of the present invention is to provide a spark plug insulator which can be manufactured at a lower cost while improving the durability against dielectric breakdown and the like, and a spark plug using the same.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明に
係るスパークプラグ用絶縁体は、材質の異なるアルミナ
質セラミックとして構成された2つの部分、具体的には
絶縁性セラミックからなる第二部分と、それよりも絶縁
性能の高い(具体的には絶縁耐電圧の高い)第一部分と
を含む。また、本発明に係るスパークプラグは、主体金
具と中心電極との間に上記の絶縁体を配し、絶縁体の先
端側において、基端部が主体金具に結合された接地電極
と中心電極との間に火花放電ギャップを形成したもので
ある。そして、その主旨は絶縁体先端部の絶縁性を選択
的に向上させるため、該部分を第一部分として構成し、
残余の部分の少なくとも一部を第二部分として構成した
点にある。An insulator for a spark plug according to the present invention is composed of two portions made of alumina ceramics of different materials, specifically, a second portion made of an insulating ceramic. And a first portion having a higher insulation performance (specifically, a higher withstand voltage). In the spark plug according to the present invention, the insulator is arranged between the metal shell and the center electrode, and at the distal end side of the insulator, a ground electrode and a center electrode whose base ends are coupled to the metal shell. A spark discharge gap is formed between them. And the purpose is to selectively improve the insulating property of the insulator tip portion, to configure this portion as the first portion,
That is, at least a part of the remaining part is configured as the second part.
【0008】なお、本明細書において、アルミナ質セラ
ミックとは、アルミナを主成分とするセラミックのこと
である。また、本明細書において「主成分」(「主に」
あるいは「主体に」も同様)とは、着目している物質に
おいて最も重量含有比率の高い成分のことをいう。[0008] In the present specification, the alumina ceramic is a ceramic containing alumina as a main component. In this specification, “main component” (“mainly”
Alternatively, “mainly the same” means a component having the highest weight content ratio of the substance of interest.
【0009】そして、本発明の絶縁体の具体的な構成の
第一は、上記の絶縁体において第一部分が、第二部分よ
りも、 ・平均結晶粒径が大きい(以下、平均結晶率要件とい
う); ・粒界相の含有率が小さい(以下、粒界相含有率要件と
いう); ・粒界相の結晶化率が大きい(以下、粒界相結晶化率要
件という); の少なくともいずれかの要件を充足することを要旨とす
る。The first specific structure of the insulator of the present invention is as follows. In the insulator, the first portion has a larger average crystal grain size than the second portion (hereinafter referred to as an average crystal ratio requirement). At least one of the following: a small content of the grain boundary phase (hereinafter, referred to as a grain boundary phase content requirement); a large crystallization rate of the grain boundary phase (hereinafter, referred to as a grain boundary phase crystallization rate requirement). The point is to satisfy the requirements of
【0010】絶縁体の上記第一部分と第二部分とは、例
えば絶縁性に特に優れ、かつ焼結セラミック材を採用す
る場合は比較的安価な、アルミナを主成分とするアルミ
ナ質セラミックにて構成することが有効である。あるい
は、窒化アルミニウムなど、他の種類のセラミックにて
構成してもよい。また、第一部分と第二部分とを、主成
分の互いに異なるセラミックにて構成することも可能で
ある。The first portion and the second portion of the insulator are made of alumina ceramic mainly composed of alumina, which is particularly excellent in insulating properties and is relatively inexpensive when a sintered ceramic material is used. It is effective to do. Alternatively, another type of ceramic such as aluminum nitride may be used. Further, the first portion and the second portion can be made of ceramics whose main components are different from each other.
【0011】上記構成によると、高電圧印加により絶縁
破壊等の問題を生じやすい火花放電ギャップ側に位置す
ることが予定された第一部分が、絶縁破壊等の問題が比
較的に生じにくい第二部分よりも絶縁性を向上させた組
織のセラミックにて構成されるので、火花放電時に高電
圧印加の影響を受けやすい第一部分の耐電圧特性を向上
できる。また、絶縁性を向上させた組織のセラミック
は、一般にはコスト的に割高となるケースも多いが、本
発明においては、このようなセラミックを第一部分にの
み選択的に適用すればよいので、絶縁体全体のコストア
ップを抑制しつつ、絶縁破壊等に対する耐久性を向上さ
せることが可能である。According to the above configuration, the first portion which is supposed to be located on the side of the spark discharge gap where the problem such as insulation breakdown is likely to occur due to the application of a high voltage is the second portion where the problem such as insulation breakdown is less likely to occur. Since it is made of a ceramic having a structure with improved insulating properties, it is possible to improve the withstand voltage characteristics of the first portion which is easily affected by the application of a high voltage during spark discharge. In addition, ceramics having a structure with improved insulating properties are generally expensive in many cases, but in the present invention, such ceramics may be selectively applied only to the first portion, so that the insulating properties may be increased. It is possible to improve the durability against dielectric breakdown and the like while suppressing an increase in the cost of the whole body.
【0012】以下、第一部分と第二部分とのセラミック
組織を互いに異なるものとする、その具体的な態様につ
いて説明する。まず、第一部分が平均結晶率要件を充足
すること、すなわち、第一部分の平均結晶粒径を第二部
分よりも大きくすることで、火花放電時に高電圧印加の
影響を受けやすい第一部分の耐電圧特性を向上できる。
例えば、図8に示すように、第一部分を構成する絶縁性
セラミックの結晶粒子(例えば後述する主相粒子)の平
均結晶粒径d1を、第二部分を構成する絶縁性セラミッ
クの平均結晶粒径d2よりも大とすることができる。組
織中の平均結晶粒径が大きくなることは、破壊の経路に
なりやすい粒界が直線になりにくく、破壊の経路が迂回
しやすいことを意味するので、耐電圧特性を向上させる
上で有利である。なお、本明細書において平均結晶粒径
dは、図9に示すように、SEM写真等の組織観察画像
上に所定長の線分を描き、粒子内部とその直線とが重な
る部分の長さの平均値により求めるものとする(いわゆ
るインターセプタ法)。Hereinafter, a specific embodiment in which the ceramic structures of the first portion and the second portion are different from each other will be described. First, the first portion satisfies the average crystallinity requirement, that is, by making the average crystal grain size of the first portion larger than that of the second portion, the withstand voltage of the first portion that is easily affected by high voltage application during spark discharge. Characteristics can be improved.
For example, as shown in FIG. 8, the average crystal grain size d 1 of the insulating ceramic crystal particles (for example, main phase particles to be described later) constituting the first portion is changed to the average crystal grain size of the insulating ceramic constituting the second portion. It may be larger than the diameter d 2. Increasing the average crystal grain size in the structure means that the grain boundaries that are likely to become fracture paths are less likely to be straight, and that the fracture paths are easier to bypass, which is advantageous in improving withstand voltage characteristics. is there. In this specification, as shown in FIG. 9, the average crystal grain size d is obtained by drawing a line segment having a predetermined length on a structure observation image such as an SEM photograph and measuring the length of a portion where the inside of the particle overlaps the straight line. It is determined by an average value (so-called interceptor method).
【0013】また、第一部分が粒界相含有率要件を充足
すること、すなわち、粒界相の含有率(あるいは組織断
面における面積率)が、第一部分において第二部分より
も小さくされていることで、以下のような効果を達成で
きる。すなわち、第一部分と前記第二部分とは、いずれ
も絶縁性セラミックの主成分となる主相粒子を、該主相
粒子よりも低融点の粒界相にて結合した組織を有するも
のとして構成できる。そして、粒界相は、例えばセラミ
ック焼結体の緻密化促進を図るために添加される焼結助
剤成分に由来して形成されるものである。ここで、絶縁
性セラミックにおいて焼結助剤成分に基づく粒界相は、
高温時において主相よりは導電性が高く、絶縁破壊時の
導通路になりやすいといわれている。そこで第一部分に
おいて粒界相の含有率を第二部分の粒界相の含有率より
も小さくすることで、該第一部分を第二部分よりも耐電
圧特性に優れたものとすることができる。Further, the first portion satisfies the requirement of the content of the grain boundary phase, that is, the content (or the area ratio in the structure section) of the grain boundary phase is made smaller in the first portion than in the second portion. Thus, the following effects can be achieved. That is, both the first portion and the second portion can be configured as having a structure in which main phase particles that are the main components of the insulating ceramic are bonded by a grain boundary phase having a lower melting point than the main phase particles. . The grain boundary phase is formed, for example, from a sintering aid component added to promote the densification of the ceramic sintered body. Here, the grain boundary phase based on the sintering aid component in the insulating ceramic is:
It is said that it has higher conductivity than the main phase at a high temperature and is likely to be a conductive path at the time of dielectric breakdown. Therefore, by making the content of the grain boundary phase in the first portion smaller than the content of the grain boundary phase in the second portion, the first portion can have better withstand voltage characteristics than the second portion.
【0014】さらに、第一部分が粒界相結晶化率要件を
充足すること、すなわち、粒界相の結晶化率が、第一部
分において第二部分よりも低くされることにより、以下
のような効果を達成できる。粒界相はの結晶化率は大と
なるほうがセラミックの耐電圧特性がより高められる。
従って、第一部分において第二部分よりも粒界相の結晶
化率を大とすることが、第一部分を第二部分よりも耐電
圧特性に優れたものとする上でより有効である。Further, the first portion satisfies the requirement of the crystallinity of the grain boundary phase, that is, the crystallinity of the grain boundary phase is made lower in the first portion than in the second portion, so that the following effects can be obtained. Can be achieved. The higher the crystallization ratio of the grain boundary phase, the higher the withstand voltage characteristics of the ceramic.
Therefore, making the crystallization rate of the grain boundary phase higher in the first portion than in the second portion is more effective in making the first portion more excellent in withstand voltage characteristics than the second portion.
【0015】上記本発明の絶縁体の、第一の構成におい
て、絶縁体の第一部分は、上記の平均結晶率要件(A)
と粒界相含有率要件(B)と粒界相結晶化率要件(C)
とを各々単独で満たすものであってもよいが、任意の2
以上のものを同時に満たすものであってもよく、これに
より第一部分の耐電圧特性を一層向上させることができ
る。具体的な組合せは以下の通りである。 ・A+B; ・B+C; ・C+A; ・A+B+C。[0015] In the first configuration of the insulator of the present invention, the first portion of the insulator may have the above average crystallinity requirement (A).
And grain boundary phase content rate requirement (B) and grain boundary phase crystallization rate requirement (C)
May be individually satisfied, but any two
The above may be satisfied at the same time, whereby the withstand voltage characteristics of the first portion can be further improved. Specific combinations are as follows. A + B; B + C; C + A; A + B + C.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明する。図1及び図2に示す本発明の一例
たるスパークプラグ100は、筒状の主体金具1、先端
部21が突出するようにその主体金具1の内側に嵌め込
まれた絶縁体2、先端に形成された発火部31を突出さ
せた状態で絶縁体2の内側に設けられた中心電極3、及
び主体金具1に一端が溶接等により結合されるとともに
他端側が側方に曲げ返されて、その側面が中心電極3の
先端部と対向するように配置された接地電極4等を備え
ている。また、接地電極4には上記発火部31に対向す
る発火部32が形成されており、それら発火部31と、
対向する発火部32との間の隙間が火花放電ギャップg
とされている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A spark plug 100 as an example of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 is formed on a cylindrical metal shell 1, an insulator 2 fitted inside the metal shell 1 so that a distal end portion 21 protrudes, and a distal end. One end is connected to the center electrode 3 provided inside the insulator 2 and the metal shell 1 by welding or the like while the igniting portion 31 is protruded, and the other end is bent back to the side. Includes a ground electrode 4 and the like arranged so as to face the tip of the center electrode 3. Further, the ground electrode 4 is provided with a firing portion 32 facing the firing portion 31.
The gap between the opposing firing part 32 is the spark discharge gap g.
It has been.
【0017】絶縁体2は軸状をなし、かつ、スパークプ
ラグ100に組み込んだときに火花放電ギャップg側に
位置する軸線O方向の先端部を形成する第一部分2p
と、その第一部分2pの軸線O方向後方側に隣接する第
二部分2sとが、各々アルミナを主成分とするアルミナ
質セラミックにて構成されてなる。第二部分2sは、例
えば従来のスパークプラグ用絶縁体と同様の材質のアル
ミナ質セラミックにて構成できる。The insulator 2 has a shaft-like shape, and a first portion 2p that forms a tip in the direction of the axis O located on the side of the spark discharge gap g when assembled into the spark plug 100.
And a second portion 2s adjacent to the first portion 2p on the rear side in the direction of the axis O are each made of alumina ceramic mainly composed of alumina. The second portion 2s can be made of, for example, alumina ceramics of the same material as the conventional insulator for a spark plug.
【0018】そして、第一部分2pの材質は第二部分2
sよりも絶縁性を向上させた組織を有するものとして構
成される。具体的には、以下の少なくともいずれかの要
件を満たす組織のセラミックとして構成される。 アルミナ系主相粒子の平均結晶粒径d1が、第二部分
2sを構成するアルミナ系主相粒子の平均結晶粒径d2
よりも大となる組織を有するもの。このような組織は、
例えば平均粒径が1μm以下のアルミナ粉末に対し焼結
助剤成分を、それらアルミナ粉末と焼結助剤成分との合
計に対する比率にて0.3〜5質量%配合することによ
り原料粉末素地を調製し、その原料粉末素地を所定の絶
縁体形状に成形し、その成形体を温度1450〜170
0℃で焼成することにより形成できる。原料アルミナ粉
末の平均粒径を1μm以下とすることで、焼結時におい
てアルミナ系主相粒子の成長をむしろ積極的に生じさせ
るとともに、微細な原料アルミナ粉末を用いることで該
成長が均一に起こり、粒度分布の鋭い組織が形成可能と
なる。その結果、高アルミナ質で焼結助剤成分が少ない
にもかかわらずその緻密化が顕著に進行し、組織中に残
留する空隙の量も極めて少なくなるとともに、熱伝導率
も高められ、優れた耐電圧特性が得られるようになる。The material of the first part 2p is the second part 2p.
It is configured to have a structure with an improved insulating property than s. Specifically, it is configured as a ceramic having a structure that satisfies at least one of the following requirements. The average crystal grain size d1 of the alumina-based main phase particles is equal to the average crystal grain size d2 of the alumina-based main phase particles constituting the second portion 2s.
Those with a larger organization. Such an organization
For example, by blending a sintering aid component with alumina powder having an average particle diameter of 1 μm or less in a ratio of 0.3 to 5% by mass with respect to the total of the alumina powder and the sintering aid component, the raw material powder base is obtained. Prepared, the raw material powder body is molded into a predetermined insulator shape,
It can be formed by firing at 0 ° C. By making the average particle diameter of the raw material alumina powder 1 μm or less, the growth of alumina-based main phase particles is rather positively generated at the time of sintering, and the growth is uniformly generated by using fine raw material alumina powder. Thus, a structure having a sharp particle size distribution can be formed. As a result, the densification progressed remarkably despite the fact that the sintering aid component was high in a high alumina material, the amount of voids remaining in the structure was extremely reduced, and the thermal conductivity was also increased. Withstand voltage characteristics can be obtained.
【0019】第二部分2sよりも粒界相の含有率(あ
るいは組織断面における面積率)が小となる組織を有す
るもの。あるいは、粒界相の平均的な厚みt1が、第二
部分2sの粒界相の平均的な厚みt2よりも小さい組織
を有するもの。粒界相の含有率を減少させるには、焼結
助剤成分の配合量を低減させる必要があるが、この場合
も、アルミナ粉末に対し焼結助剤成分を、それらアルミ
ナ粉末と焼結助剤成分との合計に対する比率にて0.3
〜5質量%程度の配合量とすることが有効である。Those having a structure in which the content of the grain boundary phase (or the area ratio in the structure cross section) is smaller than that of the second portion 2s. Alternatively, a structure in which the average thickness t1 of the grain boundary phase is smaller than the average thickness t2 of the grain boundary phase of the second portion 2s. To reduce the content of the grain boundary phase, it is necessary to reduce the amount of the sintering aid component. In this case, too, the sintering aid component is added to the alumina powder, 0.3 with respect to the total
It is effective to set the blending amount to about 5% by mass.
【0020】第二部分2sよりも粒界相の結晶化率が
大となる組織を有するもの。本明細書においては、アル
ミナ粒界相の結晶化率とは、X線ディフラクトメータ法
にて測定した回折パターンのうち、アルミナに由来する
回折ピークの強度と粒界結晶相に由来する回折ピークの
強度との強度比にして定義した値である。具体的にはデ
ィフラクトメータ法によるX線回折プロファイルの測定
を行ない(Bragg角度をθとしてプロファイル横軸を2
θにとったスキャンを行なう場合、測定する2θの範囲
は例えば20゜〜60゜とする)、プロファイル上にア
ルミナ以外に由来する回折ピークが存在するか否か調べ
る。アルミナ以外の回折ピークが検出できなかった場合
はアルミナの粒界相結晶化率は0%とみなす。一方、ア
ルミナ以外の回折ピークが検出された場合は、粒界に結
晶相が存在しているとみなし、別途行なう蛍光X線、E
PMA(ElevtronProbe Micro Analysis)あるいはED
X(Energy Dispersive X-ray Spectrometer) 等の元
素分析により結晶の構成元素を確認し、粒界結晶相の同
定を行なう。なお、回折ピークパターンが、公知のX線
回折プロファイルデータベース(例えばASTMカー
ド)を用いて、既知物質のピークパターンと一致してい
ることが確認できた場合は、特に元素分析を行なわなく
とも結晶相を同定できる場合がある。その後、上記のデ
ータベース等を用いて、測定範囲での各結晶に由来する
回折ピークのメインピーク(回折ピークパターンに現わ
れる最強のピーク)の強度を調べ、下記の式にて結晶化
率を算出する。すなわち、粒界結晶相のメインピーク強
度をM、各粒界相のMの和をΣM、アルミナのメインピ
ーク強度をSとして、 R(%)={ΣM/(S+ΣM)}×100 により、粒界相の結晶化率Rを算出する。他方、粒界結
晶相の同定ができない場合は、粒界に結晶相が1種存在
しているとして、アルミナ以外の回折ピークのうち最強
のものを粒界結晶相のメインピークとして粒界の結晶化
率を算出する。アルミナ質セラミックでは、例えば使用
する焼結助剤として、後述する希土類元素成分を含有す
るものを用いることが、粒界相の結晶化を図る上で効果
的である。Those having a structure in which the crystallization ratio of the grain boundary phase is larger than that of the second portion 2s. In the present specification, the crystallization ratio of the alumina grain boundary phase refers to the intensity of the diffraction peak derived from alumina and the diffraction peak derived from the grain boundary crystal phase in the diffraction pattern measured by the X-ray diffractometer method. It is a value defined as an intensity ratio with respect to the intensity. Specifically, the X-ray diffraction profile was measured by the diffractometer method (the horizontal axis of the profile was 2 with the Bragg angle θ).
When performing a scan based on θ, the range of 2θ to be measured is, for example, 20 ° to 60 °), and it is checked whether or not a diffraction peak derived from a material other than alumina exists on the profile. If no diffraction peak other than alumina could be detected, the crystallization ratio of the grain boundary phase of alumina is regarded as 0%. On the other hand, when a diffraction peak other than alumina is detected, it is considered that a crystal phase exists at the grain boundary, and fluorescent X-ray and E
PMA (ElevtronProbe Micro Analysis) or ED
The constituent elements of the crystal are confirmed by elemental analysis such as X (Energy Dispersive X-ray Spectrometer) and the grain boundary crystal phase is identified. If the diffraction peak pattern can be confirmed to match the peak pattern of a known substance using a known X-ray diffraction profile database (for example, an ASTM card), the crystal phase can be determined without performing elemental analysis. May be identified. Thereafter, the intensity of the main peak (the strongest peak appearing in the diffraction peak pattern) of the diffraction peak derived from each crystal in the measurement range is checked using the above database and the like, and the crystallization ratio is calculated by the following equation. . That is, assuming that the main peak intensity of the grain boundary crystal phase is M, the sum of M of each grain boundary phase is {M}, and the main peak intensity of alumina is S, R (%) = {M / (S + {M)} × 100. The crystallization ratio R of the interphase is calculated. On the other hand, if the grain boundary crystal phase cannot be identified, it is assumed that one kind of crystal phase exists at the grain boundary, and the strongest diffraction peak other than alumina is determined as the main peak of the grain boundary crystal phase. Calculate the conversion rate. In the case of using an alumina ceramic, for example, the use of a sintering aid containing a rare earth element component described below is effective in crystallization of the grain boundary phase.
【0021】なお、希土類を含有しない結晶相としてC
aAl12O19、BaAl12O 19、MgAl2O
4、Al6Si2O13(ムライト)等の各結晶相が粒
界相に含有されていてもよい。It should be noted that the crystal phase containing no rare earth is C
aAl12O19, BaAl12O 19, MgAl2O
4, Al6Si2O13Each crystal phase such as (Mullite)
It may be contained in the interphase.
【0022】さらに、第一部分は、以下のような要件を
満たすものとして構成してもよい。 アルミナ含有率が第二部分2sよりも高いもの。第一
部分2pのアルミナ含有率を第二部分2sよりも高める
ことで、火花放電時に高電圧印加の影響を受けやすい第
一部分2pの耐電圧特性を向上できる。具体的には、ア
ルミナ含有率が高くなることは焼結助剤の添加量も低く
抑えられることを意味するから、形成される粒界相の含
有率低減が要因となって、耐電圧特性が改善されるもの
と考えられる。また、コスト的に割高となる高アルミナ
質セラミックを第一部分2pにのみ適用すればよく、第
二部分2sの材質は、それよりはアルミナ含有率の低い
より安価なセラミックで構成できるので、絶縁体2全体
の製造コストの上昇を抑制しつつ、絶縁破壊等に対する
耐久性を向上させることが可能である。Further, the first part may be configured to satisfy the following requirements. The alumina content is higher than the second portion 2s. By increasing the alumina content of the first portion 2p more than the second portion 2s, it is possible to improve the withstand voltage characteristics of the first portion 2p, which is easily affected by the application of a high voltage during spark discharge. Specifically, since a higher alumina content means that the amount of the sintering aid added can be suppressed to a low level, the reduction in the content of the grain boundary phase to be formed is a factor, and the withstand voltage characteristics are low. It is expected to be improved. In addition, it is sufficient to apply a high alumina ceramic which is expensive in cost only to the first portion 2p, and the material of the second portion 2s can be constituted by a less expensive ceramic having a lower alumina content. 2 It is possible to improve the durability against dielectric breakdown and the like while suppressing an increase in the overall manufacturing cost.
【0023】第一部分2pのアルミナ成分の具体的な含
有率としては、Al2O3に換算した質量にて95〜1
00質量%の範囲で選択できる。この場合、焼結助剤と
して機能する例えばSi、Ca、Mg、Ba及びB成分
を、SiはSiO2に、CaはCaOに、MgはMgO
に、BaはBaOに、BはB2O3に、それぞれ酸化物
換算した場合の質量にて合計で5質量%までの範囲で含
有させ、第一部分2pを形成する焼結体の緻密化を促進
することができる。また、焼結助剤としては、次に述べ
る希土類元素成分を採用することももちろん可能であ
る。他方、熱間静水圧プレス法等の高温高圧焼成が可能
な場合は、焼結助剤をほとんど排除した形でも緻密化し
た焼結体を得ることが可能である。なお、第一部分2p
を形成する焼結体の相対密度は、特に高温での耐電圧特
性向上の観点から、95%以上、望ましくは98%以上
となっているのがよい。The specific content of the alumina component in the first portion 2p is from 95 to 1 in terms of mass in terms of Al 2 O 3.
It can be selected in the range of 00% by mass. In this case, for example, Si, Ca, Mg, Ba and B components functioning as sintering aids, Si is SiO 2 , Ca is CaO, Mg is MgO
In addition, Ba is contained in BaO and B is contained in B 2 O 3 in a total amount of up to 5% by mass in terms of oxide. Can be promoted. Further, as a sintering aid, it is of course possible to employ a rare earth element component described below. On the other hand, when high-temperature and high-pressure sintering such as hot isostatic pressing is possible, a dense sintered body can be obtained even with the sintering agent almost eliminated. The first part 2p
Is preferably 95% or more, and more preferably 98% or more, from the viewpoint of improving the withstand voltage characteristics particularly at high temperatures.
【0024】希土類元素成分Rの含有率が第二部分2
sよりも高いもの。希土類元素成分Rは、Sc、Y、L
a、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、D
y、Ho、Er、Tm、Yb及びLuの1種又は2種以
上であり、焼結助剤として例えば酸化物の形で添加され
るものである。希土類元素成分は主に粒界相中において
高融点化合物相を形成することから、第一部分2pの希
土類元素成分含有率を第二部分2sよりも高めること
で、火花放電時に高電圧印加の影響を受けやすい第一部
分2pの耐電圧特性を向上できる。その要因として、前
述の粒界相の結晶化が促進されることが挙げられる。ま
た、粒界相中に結晶相として析出する微細な希土類含有
化合物が、導電経路を分断ないし迂回させることで絶縁
破壊の耐電圧を向上させる機構も考えられる。他方、希
土類元素成分の添加量増加はコスト的には割高となる
が、第一部分2pにおいてのみ希土類元素成分を多く添
加すればよいから、絶縁体2全体の製造コストの上昇を
抑制しつつ、絶縁破壊等に対する耐久性を向上させるこ
とが可能である。When the content of the rare earth element component R is
higher than s. The rare earth element component R is Sc, Y, L
a, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, D
One or more of y, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, which are added as a sintering aid, for example, in the form of an oxide. Since the rare earth element component mainly forms a high melting point compound phase in the grain boundary phase, increasing the content of the rare earth element component in the first portion 2p more than that in the second portion 2s reduces the effect of high voltage application during spark discharge. The withstand voltage characteristics of the first portion 2p that is easily affected can be improved. The factor is that the crystallization of the grain boundary phase is promoted. Further, a mechanism in which a fine rare earth-containing compound precipitated as a crystal phase in the grain boundary phase divides or bypasses the conductive path to improve the withstand voltage of dielectric breakdown can be considered. On the other hand, the increase in the added amount of the rare earth element component is relatively expensive, but since it is sufficient to add a large amount of the rare earth element component only in the first portion 2p, it is possible to suppress the increase in the manufacturing cost of the insulator 2 as a whole. It is possible to improve durability against breakage and the like.
【0025】第一部分2pにおける希土類元素成分の具
体的な含有率としては、RがCeの場合はRO2、Pr
の場合はR6O11、それら以外の場合にはR2O3に
それぞれ酸化物換算して、0.01〜18質量%の範囲
にて選択できる。これら希土類元素成分は、例えば焼結
助剤として酸化物粉末の形で配合できる。そして、上記
の希土類元素成分の中でも、特にPr、Nd及びDyの
1種又は2種以上を使用することが、高温での耐電圧特
性を向上させる観点においてより有効である。なお、N
d成分とPr成分とは複合添加する形態を採用すれば、
例えば、NdとPrとを主体とした非分離希土類である
ジジムの酸化物を採用でき、原料コストの低減に効果的
である。The specific content of the rare earth element component in the first portion 2p is, when R is Ce, RO 2 , Pr
In the case of the above, R 6 O 11 , and in other cases, R 2 O 3 can be selected in the range of 0.01 to 18% by mass in terms of oxide. These rare earth element components can be blended, for example, in the form of an oxide powder as a sintering aid. It is more effective to use one or more of Pr, Nd, and Dy among the above rare earth element components from the viewpoint of improving the withstand voltage characteristics at high temperatures. Note that N
If a form in which the d component and the Pr component are added in combination is adopted,
For example, a non-separable rare earth oxide of dymium mainly composed of Nd and Pr can be used, which is effective in reducing the raw material cost.
【0026】また、希土類元素成分Rとともに、他の焼
結助剤成分を配合することももちろん可能であり、例え
ば、Si、Mg、Ca、Ba及びBの1種又は2種以上
を共添加焼結助剤成分として配合できる。特にSiは、
希土類元素成分との間で高融点の複合酸化物を形成しや
すく、高温での耐電圧特性向上効果をさらに高めること
ができる。It is of course possible to mix other sintering aid components together with the rare earth element component R. For example, one or more of Si, Mg, Ca, Ba and B may be co-added. It can be blended as a binder component. In particular, Si
A high melting point composite oxide can be easily formed with the rare earth element component, and the effect of improving the withstand voltage characteristics at high temperatures can be further enhanced.
【0027】アルカリ金属成分の含有率が第二部分2
sよりも低いもの。アルカリ金属成分は、例えばLi、
Na及びKの1種又は2種以上であるが、これらはいず
れもイオン伝導性が高く、粒界相形成成分となった場合
に、その含有率が過大であると耐電圧特性の低下を招く
ことにつながる。そこで、第一部分2pのアルカリ金属
成分含有率を第二部分2sよりも低くすることで、火花
放電時に高電圧印加の影響を受けやすい第一部分2pの
耐電圧特性を向上できる。他方、アルカリ金属元素は、
例えばNaなどアルミナ原料中に製法上の要因により不
可避的に含有されることも多く、その含有率を低くした
アルミナ原料(例えば低ソーダアルミナ)は、通常のア
ルミナ原料(例えば中ソーダアルミナあるいは普通ソー
ダアルミナ)よりはコスト的に割高となる。しなしなが
ら、上記の構成では、そのようなアルカリ金属成分含有
率の低いアルミナ質セラミックを第一部分2pにのみ適
用すればよく、第二部分2sの材質は、それよりはアル
カリ金属成分含有率の高いより安価なセラミックで構成
できるので、絶縁体2全体の製造コストの上昇を抑制し
つつ、絶縁破壊等に対する耐久性を向上させることが可
能である。例えば、低ソーダアルミナ粉末を原料として
使用し、Na以外のアルカリ金属成分の積極添加を行な
わない場合は、アルカリ金属成分の含有率を酸化物換算
にて0.05質量%以下に留めることが可能である。The content of the alkali metal component in the second part 2
lower than s. The alkali metal component is, for example, Li,
One or two or more of Na and K, all of which have high ionic conductivity, and when they become a grain boundary phase forming component, an excessively high content thereof causes a decrease in withstand voltage characteristics. Leads to things. Therefore, by setting the alkali metal component content of the first portion 2p lower than that of the second portion 2s, the withstand voltage characteristics of the first portion 2p, which is easily affected by the application of a high voltage during spark discharge, can be improved. On the other hand, alkali metal elements
For example, Na is often inevitably contained in an alumina raw material such as Na due to a factor in the production method. Therefore, an alumina raw material (for example, low soda alumina) having a reduced content is a normal alumina raw material (eg, medium soda alumina or normal soda alumina). (Alumina) is more expensive. However, in the above configuration, such an alumina-based ceramic having a low alkali metal component content may be applied only to the first portion 2p, and the material of the second portion 2s may have a lower alkali metal component content. Since the insulator 2 can be made of a high-priced and inexpensive ceramic, it is possible to improve the durability against dielectric breakdown and the like while suppressing an increase in the manufacturing cost of the entire insulator 2. For example, when low-soda alumina powder is used as a raw material and an alkali metal component other than Na is not actively added, the content of the alkali metal component can be kept to 0.05% by mass or less in terms of oxide. It is.
【0028】一方、第二部分2sの具体的な材質として
は、例えば焼結助剤成分(アルカリ金属成分も含め、上
記〜と種別としては同じ焼結助剤が使用されていて
もよい)の含有率が酸化物換算にて5〜15質量%とさ
れ、かつアルカリ金属成分として例えばNaをNa2O
換算した値にて0.07〜0.5質量%の範囲で含有す
るものを採用できる。このようなNa含有率であれば、
中ソーダアルミナあるいは普通ソーダアルミナも原料と
して問題なく使用することができる。On the other hand, specific materials of the second portion 2s include, for example, a sintering aid component (including the alkali metal component, the same sintering aid may be used as the above-mentioned type). content is 5 to 15 wt% in terms of oxide, and for example, Na as the alkali metal component Na 2 O
What is contained in the converted value in the range of 0.07 to 0.5% by mass can be adopted. With such Na content,
Medium soda alumina or ordinary soda alumina can also be used as a raw material without any problem.
【0029】次に、絶縁体2の全体形状の詳細について
説明する。まず、絶縁体2の軸方向には貫通孔6が形成
されており、その一方の端部側から端子金具13が挿入
・固定され、同じく他方の端部側から中心電極3が挿入
・固定されている。また、該貫通孔6内において端子金
具13と中心電極2との間に抵抗体15が配置されてい
る。この抵抗体15の両端部は、導電性ガラスシール層
16,17を介して中心電極3と端子金具13とにそれ
ぞれ電気的に接続されている。なお、抵抗体15は、ガ
ラス粉末と導電材料粉末(及び必要に応じてガラス以外
のセラミック粉末)とを混合して、ホットプレス等によ
り焼結して得られる抵抗体組成物により形成される。ま
た、導電性ガラスシール層16、17は、Cu、Sn、
Fe等の金属成分の1種又は2種以上を主体とする金属
粉末を混合したガラスにより構成される。なお、抵抗体
15を省略して、端子金具13と中心電極3とを、1層
の導電性ガラスシール層により一体化した構成としても
よい。Next, details of the overall shape of the insulator 2 will be described. First, a through-hole 6 is formed in the insulator 2 in the axial direction, and a terminal fitting 13 is inserted and fixed from one end thereof, and the center electrode 3 is inserted and fixed from the other end thereof. ing. Further, a resistor 15 is arranged between the terminal fitting 13 and the center electrode 2 in the through hole 6. Both ends of the resistor 15 are electrically connected to the center electrode 3 and the terminal fitting 13 via conductive glass seal layers 16 and 17, respectively. The resistor 15 is formed of a resistor composition obtained by mixing glass powder and conductive material powder (and ceramic powder other than glass as required) and sintering the mixture by hot pressing or the like. The conductive glass seal layers 16 and 17 are made of Cu, Sn,
It is made of glass mixed with a metal powder mainly composed of one or more metal components such as Fe. Note that the resistor 15 may be omitted, and the terminal fitting 13 and the center electrode 3 may be integrated by a single conductive glass seal layer.
【0030】図1に示すように、絶縁体2の軸方向中間
には、周方向外向きに突出する突出部2eが例えばフラ
ンジ状に形成されている。そして、絶縁体2には、中心
電極3(図1)の先端に向かう側を前方側として、該突
出部2eよりも後方側がこれよりも細径に形成された本
体部2bとされている。一方、突出部2eの前方側には
これよりも細径の第一軸部2gと、その第一軸部2gよ
りもさらに細径の第二軸部2iがこの順序で形成されて
いる。なお、本体部2bの外周面には釉薬2dが施さ
れ、当該外周面の後端部にはコルゲーション2cが形成
されている。また、第一軸部2gの外周面は略円筒状と
され、第二軸部2iの外周面は先端に向かうほど縮径す
る略円錐面状とされている。As shown in FIG. 1, a projecting portion 2e projecting outward in the circumferential direction is formed, for example, in a flange shape in the middle of the insulator 2 in the axial direction. The insulator 2 has a main body 2b having a smaller diameter than the protruding portion 2e, with the side facing the tip of the center electrode 3 (FIG. 1) as the front side. On the other hand, on the front side of the protrusion 2e, a first shaft 2g having a smaller diameter than the first shaft 2g and a second shaft 2i having a smaller diameter than the first shaft 2g are formed in this order. A glaze 2d is applied to the outer peripheral surface of the main body 2b, and a corrugation 2c is formed at the rear end of the outer peripheral surface. The outer peripheral surface of the first shaft portion 2g has a substantially cylindrical shape, and the outer peripheral surface of the second shaft portion 2i has a substantially conical surface shape whose diameter decreases toward the distal end.
【0031】また、中心電極3の軸断面径は抵抗体15
の軸断面径よりも小さく設定されている。そして、絶縁
体2の貫通孔6は、中心電極3を挿通させる略円筒状の
第一部分6aと、その第一部分6aの後方側(図面上方
側)においてこれよりも径大に形成される略円筒状の第
二部分6bとを有する。図1に示すように、端子金具1
3と抵抗体15とは第二部分6b内に収容され、中心電
極3は第一部分6a内に挿通される。中心電極3の後端
部には、その外周面から外向きに突出して電極固定用凸
部3cが形成されている。そして、上記貫通孔6の第一
部分6aと第二部分6bとは、第一軸部2g内において
互いに接続しており、その接続位置には、中心電極3の
電極固定用凸部3cを受けるための凸部受け面6cがテ
ーパ面あるいはアール面状に形成されている。The axial sectional diameter of the center electrode 3 is equal to the resistance of the resistor 15.
Is set to be smaller than the shaft cross-sectional diameter. The through hole 6 of the insulator 2 has a substantially cylindrical first portion 6a through which the center electrode 3 is inserted, and a substantially cylindrical portion formed on the rear side (upper side in the drawing) of the first portion 6a with a diameter larger than this. And a second portion 6b. As shown in FIG.
The resistor 3 and the resistor 15 are accommodated in the second portion 6b, and the center electrode 3 is inserted into the first portion 6a. At the rear end of the center electrode 3, an electrode fixing projection 3c is formed to protrude outward from the outer peripheral surface thereof. The first portion 6a and the second portion 6b of the through hole 6 are connected to each other in the first shaft portion 2g, and the connection position receives the electrode fixing convex portion 3c of the center electrode 3. Is formed in a tapered surface or a round surface.
【0032】さらに、第一軸部2gと第二軸部2iとの
接続部2hの外周面は段付面とされ、これが主体金具1
の内面に形成された主体金具側係合部としての凸条部1
cとリング状の板パッキン63を介して係合することに
より、軸方向の抜止めがなされている。他方、主体金具
1の後方側開口部内面と、絶縁体2の外面との間には、
フランジ状の突出部2eの後方側周縁と係合するリング
状の線パッキン62が配置され、そのさらに後方側には
タルク等の充填層61を介してリング状のパッキン60
が配置されている。そして、絶縁体2を主体金具1に向
けて前方側に押し込み、その状態で主体金具1の開口縁
をパッキン60に向けて内側に加締めることにより加締
め部1dが形成され、主体金具1が絶縁体2に対して固
定されている。Further, the outer peripheral surface of the connecting portion 2h between the first shaft portion 2g and the second shaft portion 2i is a stepped surface, and this is a stepped surface.
Ridge 1 as a metal shell side engaging portion formed on the inner surface of
By engaging with c via a ring-shaped plate packing 63, axial removal is prevented. On the other hand, between the inner surface of the rear opening of the metal shell 1 and the outer surface of the insulator 2,
A ring-shaped line packing 62 that engages with the rear side peripheral edge of the flange-shaped protrusion 2e is arranged, and further on the rear side, a ring-shaped packing 60 is disposed via a filling layer 61 such as talc.
Is arranged. Then, the insulator 2 is pushed forward toward the metal shell 1 and, in this state, the opening edge of the metal shell 1 is swaged inward toward the packing 60 to form a swaged portion 1d. It is fixed to the insulator 2.
【0033】図1の実施形態では、第二軸部2iの軸線
方向中間のやや後方寄り(第一軸部2g寄り)の位置に
おいて、絶縁体2の第一部分2pと第二部分2sとが接
合されている。この接合位置は、そのまま第一部分2p
と第二部分2sとの軸線О方向における寸法を反映した
ものとなる。具体的には、図2に示すように、接合界面
位置が軸線О方向において後方側に位置するほど、第一
部分2pの軸線O方向寸法が大きくなる。第一部分2p
は第二部分2sよりも材料コストが割高であるので、例
えば、図2(a)に示すように、第二軸部の先端寄りに
接合面を設定し、燃焼室内にて高温化しやすく、かつ火
花放電ギャップgに近いため高電圧印加の影響を受けや
すい先端近傍部のみを第一部分2pとすれば、コスト削
減を図る上でより有利である。他方、より厳しい耐電圧
特性が要求される場合、あるいは、絶縁体2の全体が小
径となる場合や、あるいは薄肉化せざるを得ない場合
は、図2(b)に示すように第一軸部2gあるいは図2
(c)に示すように、さらに後方の位置まで第一部分2
pとしてもよい。In the embodiment shown in FIG. 1, the first portion 2p and the second portion 2s of the insulator 2 are joined at a position slightly rearward in the axial direction of the second shaft portion 2i (closer to the first shaft portion 2g). Have been. This joining position is the same as the first part 2p
And the second portion 2s in the direction of the axis О. Specifically, as shown in FIG. 2, the dimension of the first portion 2p in the direction of the axis O increases as the position of the bonding interface is located rearward in the direction of the axis О. 2nd part 2p
Since the material cost is higher than that of the second portion 2s, for example, as shown in FIG. 2 (a), a joining surface is set near the tip of the second shaft portion, and the temperature is easily raised in the combustion chamber, and It is more advantageous to reduce the cost if only the vicinity of the front end, which is close to the spark discharge gap g and easily affected by high voltage application, is the first portion 2p. On the other hand, when stricter withstand voltage characteristics are required, or when the diameter of the entire insulator 2 is small, or when the thickness of the insulator 2 must be reduced, as shown in FIG. 2g or Fig. 2
As shown in (c), the first portion 2 is further moved to the rear position.
It may be p.
【0034】図1に戻り、主体金具1は、低炭素鋼等の
金属により円筒状に形成されており、スパークプラグ1
00のハウジングを構成するとともに、その外周面に
は、プラグ100を図示しないエンジンブロックに取り
付けるためのねじ部7が形成されている。このねじ部7
の外径は18mm以下(例えば、18mm、14mm、
12mm、10mm等)とされる。なお、1eは、主体
金具1を取り付ける際に、スパナやレンチ等の工具を係
合させる工具係合部であり、六角状の軸断面形状を有し
ている。Returning to FIG. 1, the metallic shell 1 is formed of a metal such as low-carbon steel into a cylindrical shape.
00 and a screw portion 7 for attaching the plug 100 to an engine block (not shown) is formed on the outer peripheral surface thereof. This screw part 7
Has an outer diameter of 18 mm or less (for example, 18 mm, 14 mm,
12 mm, 10 mm, etc.). Reference numeral 1e denotes a tool engagement portion that engages a tool such as a wrench or a wrench when the metal shell 1 is attached, and has a hexagonal axial cross-sectional shape.
【0035】次に、中心電極3及び接地電極4の本体部
3a及び4aは、インコネル(Inconel:商標名)等の
Ni合金等で構成されている。また、中心電極3の内部
には、放熱促進のためにCuあるいはCu合金等で構成
された芯材3bが埋設されている。一方、上記発火部3
1及び対向する発火部32は、Ir、Pt及びRhの1
種又は2種以上を主成分とする貴金属合金を主体に構成
される。中心電極3の本体部3aは先端側が縮径される
とともにその先端面が平坦に構成され、ここに上記発火
部を構成する合金組成からなる円板状のチップを重ね合
わせ、さらにその接合面外縁部に沿ってレーザー溶接、
電子ビーム溶接、抵抗溶接等により溶接部を形成してこ
れを固着することにより発火部31が形成される。ま
た、対向する発火部32は、発火部31に対応する位置
において接地電極4にチップを位置合わせし、その接合
面外縁部に沿って同様に溶接部を形成してこれを固着す
ることにより形成される。なお、これらチップは、例え
ば表記組成となるように各合金成分を配合・溶解するこ
とにより得られる溶解材、又は合金粉末あるいは所定比
率で配合された金属単体成分粉末を成形・焼結すること
により得られる焼結材により構成することができる。な
お、発火部31及び対向する発火部32は少なくとも一
方を省略する構成としてもよい。Next, the body portions 3a and 4a of the center electrode 3 and the ground electrode 4 are made of a Ni alloy or the like such as Inconel (trade name). Further, a core material 3b made of Cu or Cu alloy or the like is embedded in the center electrode 3 to promote heat radiation. On the other hand, the ignition part 3
1 and the opposing firing part 32 are Ir, Pt and Rh of 1
It is mainly composed of a noble metal alloy containing at least one kind or two or more kinds. The main body 3a of the center electrode 3 has a reduced diameter on the tip end side and a flat tip end face. A disk-shaped chip made of an alloy composition constituting the ignition portion is superimposed on the tip end, and the outer edge of the joining surface is further joined. Laser welding along the part,
The ignition portion 31 is formed by forming a welded portion by electron beam welding, resistance welding, or the like and fixing the welded portion. The opposing firing portion 32 is formed by aligning the tip with the ground electrode 4 at a position corresponding to the firing portion 31, forming a weld along the outer edge of the joint surface, and fixing the same. Is done. In addition, these chips are obtained by molding and sintering, for example, a molten material obtained by blending and melting each alloy component so as to have the indicated composition, or an alloy powder or a metal single component powder blended in a predetermined ratio. It can be constituted by the obtained sintered material. Note that at least one of the firing part 31 and the opposing firing part 32 may be omitted.
【0036】絶縁体2は、例えば下記のような方法で製
造可能である。まず、原料粉末として、アルミナ粉末と
焼結助剤粉末とを、第一部分2p及び第二部分2sにつ
いて各々定められた組成となるように配合し、親水性結
合剤(例えばPVA)と水とを添加・混合して成形用素
地スラリーを作る。The insulator 2 can be manufactured, for example, by the following method. First, as a raw material powder, an alumina powder and a sintering aid powder are blended so as to have a composition determined for each of the first portion 2p and the second portion 2s, and a hydrophilic binder (for example, PVA) and water are mixed. Add and mix to make a molding base slurry.
【0037】成形用素地スラリーは、スプレードライ法
等により噴霧乾燥されて成形用素地造粒物PG1(第一
部分2p用)及び成形用素地造粒物PG2(第二部分2
s用)とされる。これら成形用素地造粒物PG1及びP
G2をラバープレス成形することにより、絶縁体の原形
となるプレス成形体を作る。図4は、ラバープレス成形
の工程を模式的に示している。ここでは、内部に軸方向
に貫通するキャビティ301を有するゴム型300が使
用され、そのキャビティ301の上側開口部には上パン
チ304が嵌め込まれる。また、下パンチ302のパン
チ面には、キャビティ301内においてその軸方向に延
びるとともに、絶縁体2の貫通孔6(図1)の形状を規
定するプレスピン303が一体的に凸設されている。The forming base slurry is spray-dried by a spray drying method or the like to form a forming base granule PG1 (for the first portion 2p) and a forming base granule PG2 (for the second portion 2p).
s). These molding base granules PG1 and P
G2 is subjected to rubber press molding to produce a press molded body serving as a prototype of the insulator. FIG. 4 schematically shows a process of rubber press molding. Here, a rubber mold 300 having a cavity 301 penetrating in the axial direction is used, and an upper punch 304 is fitted into an upper opening of the cavity 301. Further, on the punch surface of the lower punch 302, a press pin 303 that extends in the axial direction within the cavity 301 and that defines the shape of the through hole 6 (FIG. 1) of the insulator 2 is integrally formed. .
【0038】この状態でキャビティ301内に、所定量
の成形用素地造粒物PG1及びPG2を充填し、キャビ
ティ301の上側開口部を上パンチ304で塞いで密封
する。このとき、プレスピン303の軸線方向において
下側に、成形用素地造粒物PG1及びPG2の一方を先
に充填し、次いでその上側に他方を充填する。これによ
り、キャビティ301内の軸線方向に、第一部分2p用
の造粒物PG1と第二部分2p用の造粒物PG2とが2
層に積み重なった形で充填される。In this state, the cavity 301 is filled with a predetermined amount of the base granules PG1 and PG2 for molding, and the upper opening of the cavity 301 is closed with an upper punch 304 to be sealed. At this time, one of the green body granules for molding PG1 and PG2 is first filled on the lower side in the axial direction of the press pin 303, and then the other is filled on the upper side. Thereby, the granulated material PG1 for the first portion 2p and the granulated material PG2 for the second portion 2p are 2 in the axial direction in the cavity 301.
Filled in layers.
【0039】この状態でゴム型300の外周面に液圧を
印加し、キャビティ301の造粒物PG1,PG2を、
該ゴム型300を介して圧縮することにより、図5
(a)に示すように、各造粒物PG1,PG2による粉
末成形部202s及び202pが軸線方向に結合された
プレス成形体202を得る。このプレス成形体202の
外面側をグラインダ切削等により加工して図1の絶縁体
2に対応した外形形状に仕上げることにより、図5
(b)に示すように、第一部分2pに対応した形状の粉
末成形部152pと、同じく第二部分2sに対応した形
状の粉末成形部152sとを有する被焼成成形体152
が得られる。該被焼成成形体152を所定の温度で焼成
し、さらに釉薬をかけて仕上焼成することにより、図1
の絶縁体2が完成する。In this state, a liquid pressure is applied to the outer peripheral surface of the rubber mold 300, and the granules PG1 and PG2 of the cavity 301 are removed.
By compressing through the rubber mold 300, FIG.
As shown in (a), a pressed compact 202 is obtained in which powder compacts 202s and 202p made of the granules PG1 and PG2 are joined in the axial direction. The outer surface side of the press-formed body 202 is processed by grinder cutting or the like to finish the outer shape corresponding to the insulator 2 in FIG.
As shown in (b), the molded body to be fired 152 having a powder molded portion 152p having a shape corresponding to the first portion 2p and a powder molded portion 152s having a shape also corresponding to the second portion 2s.
Is obtained. By firing the molded body 152 at a predetermined temperature and further applying a glaze to finish firing, FIG.
Is completed.
【0040】なお、絶縁体2の第一部分2pと第二部分
2sとの接合面の形態は、図1では、軸線Оと略直交す
る平面形態とされているが、両部分の接合強度を向上さ
せる等の目的で、例えば図3(a)に示すように、軸線
Оに沿ういずれかの向きに突出するテーパ面形状の接合
面103としたり、あるいは図3(b)に示すような段
付面形状の接合面104としたりすることができる。あ
るいは、第二部分2sの先端側に開口する凹部106内
に第一部分2pの後端部107を収納したような位置関
係にて両部分2p,2sを接合することもできる。この
場合、例えば、先に第一部分の成形体を別途ラバープレ
ス等にて形成しておき、別のラバープレス工程により第
二部分の成形体を形成する際に、同時にこれと第一部分
の成形体162p(図6(a))とを一体化し、その
後、外周面をグラインダ研削等により仕上げて、図6
(a)に示す被焼成成形体162を得、さらにこれを焼
成する方法等が採用可能である。Although the form of the joint surface between the first part 2p and the second part 2s of the insulator 2 is a plane form that is substantially perpendicular to the axis О in FIG. 1, the joint strength of both parts is improved. For example, as shown in FIG. 3 (a), for example, as shown in FIG. 3 (a), a joining surface 103 having a tapered surface shape protruding in any direction along the axis О, or a stepped portion as shown in FIG. The bonding surface 104 may have a planar shape. Alternatively, the two portions 2p and 2s can be joined in a positional relationship such that the rear end portion 107 of the first portion 2p is housed in the concave portion 106 opened on the tip side of the second portion 2s. In this case, for example, the molded body of the first part is first formed separately by a rubber press or the like, and when the molded body of the second part is formed by another rubber pressing step, simultaneously with the molded body of the first part, 162p (FIG. 6 (a)), and thereafter, the outer peripheral surface is finished by grinding or the like.
It is possible to employ a method of obtaining the molded body to be fired 162 shown in FIG.
【0041】また、第一部分2pと第二部分2sとの焼
成条件あるいは焼成時の収縮量が大きく相違する場合
は、例えば図6(b)に示すような方法も可能である。
すなわち、第一部分2pを先に焼成体として作ってお
き、これに、第二部分の成形体172sを一体化した半
成形体172を作り、これを焼成して第一部分2pと第
二部分2sとが一体化された絶縁体2を得るようにす
る。If the firing conditions or shrinkage during firing of the first portion 2p and the second portion 2s are significantly different, a method as shown in FIG. 6B is also possible.
That is, the first portion 2p is first formed as a fired body, and a semi-molded body 172 in which the second portion formed body 172s is integrated is formed, and this is fired to form the first portion 2p and the second portion 2s. To obtain the insulator 2 integrated.
【0042】また、図7(a)に示すように、第一部分
2pと第二部分2sとを別々に焼結体として製造し、こ
れら焼結体同士を接合して絶縁体2とすることも可能で
ある。例えば図7(b)に示す態様では、第一部分2p
と第二部分2sとをガラス接合層2wにより接合してい
る。具体的には、第一部分2pと第二部分2sとの接合
位置に接合用のガラス材料をはさみ、ガラス軟化点以上
の接合温度に加熱して接合する方法を採用することがで
きる。As shown in FIG. 7 (a), the first part 2p and the second part 2s are separately manufactured as sintered bodies, and these sintered bodies are joined to form the insulator 2. It is possible. For example, in the embodiment shown in FIG.
And the second portion 2s are joined by the glass joining layer 2w. Specifically, it is possible to employ a method in which a joining glass material is sandwiched between joining positions of the first portion 2p and the second portion 2s, and the joining is performed by heating to a joining temperature equal to or higher than the glass softening point.
【0043】また、第一部分2pは、第二部分2sより
も透光性の高い絶縁性セラミック、例えば透光性アルミ
ナにより構成することもできる。スパークプラグ用の絶
縁体として機械的強度及び耐電圧特性と両立させるに
は、使用するアルミナ質セラミックが、相対密度が90
%以上となるように緻密化している必要がある。他方、
耐電圧特性は、セラミックの緻密化をさらに進行させる
ことで一層良好となるが、これに加えて結晶粒界や粒界
相の存在量も耐電圧特性に影響を与える因子となる。具
体的には、結晶粒界や粒界相の存在量が少なくなるほど
耐電圧特性は向上する。そして、アルミナ質セラミック
は、緻密化と結晶粒界及び/又は粒界相含有率低下が進
むと、次第に透光性が高くなる性質がある。換言すれ
ば、アルミナ質セラミックの耐電圧特性は、透光性が高
くなるほど良好なものとなる。例えば、一般に透光性ア
ルミナとして知られているものは、ほとんど理論密度に
近くまで緻密化した半透明の多結晶アルミナであり、焼
結助剤添加量を1.0%未満に留めつつ、熱間静水圧プ
レス(HIP)法やホットプレス法などの高圧焼成法を
用いて製造されるものである。このようなアルミナ質セ
ラミックは、耐電圧特性には優れるが、当然に通常のア
ルミナよりは高価なものとなる。Further, the first portion 2p may be made of an insulating ceramic having a higher translucency than the second portion 2s, for example, a translucent alumina. In order to satisfy both mechanical strength and withstand voltage characteristics as an insulator for a spark plug, the alumina ceramic used has a relative density of 90%.
% Or more. On the other hand,
The withstand voltage characteristics are further improved by further densifying the ceramic, but in addition to this, the abundance of the crystal grain boundaries and the grain boundary phase are also factors affecting the withstand voltage characteristics. Specifically, the withstand voltage characteristic improves as the amount of the crystal grain boundary or the grain boundary phase decreases. The alumina-based ceramic has a property that the translucency gradually increases as the densification and the reduction in the content of crystal grain boundaries and / or grain boundary phases progress. In other words, the withstand voltage characteristic of the alumina ceramic becomes better as the translucency increases. For example, what is generally known as translucent alumina is translucent polycrystalline alumina that has been densified to almost the theoretical density. It is manufactured using a high pressure firing method such as a hot isostatic pressing (HIP) method or a hot pressing method. Such an alumina ceramic has excellent withstand voltage characteristics, but is naturally more expensive than ordinary alumina.
【0044】そこで、第一部分2pを第二部分2sより
も透光性の高いアルミナ質セラミックにて構成すること
で、火花放電時に高電圧印加の影響を受けやすい第一部
分2pの耐電圧特性を向上できる。また、第一部分2p
においてのみ透光性を高めたアルミナ質セラミックを使
用すればよいから、絶縁体全体の製造コストの上昇を抑
制しつつ、絶縁破壊等に対する耐久性を向上させること
が可能である。Therefore, the first portion 2p is made of alumina ceramic having a higher translucency than the second portion 2s, thereby improving the withstand voltage characteristic of the first portion 2p which is easily affected by the application of a high voltage during spark discharge. it can. Also, the first part 2p
It is only necessary to use an alumina-based ceramic having a high light-transmitting property, so that it is possible to improve the durability against dielectric breakdown and the like while suppressing an increase in the manufacturing cost of the entire insulator.
【0045】また、第一部分2pは、人造ルビー、人造
サファイアあるいは人造コランダムなどの単結晶アルミ
ナにて構成することもできる。これらは、結晶粒界ある
いは粒界相の影響が略完全に排除された究極的なアルミ
ナ系材料といえるものであり、これを絶縁体2の上記第
一部分2pの材質として適用することにより、耐電圧特
性を飛躍的に向上させることができる。The first portion 2p can be made of single-crystal alumina such as artificial ruby, artificial sapphire or artificial corundum. These are ultimate alumina-based materials in which the influence of crystal grain boundaries or grain boundary phases has been almost completely eliminated, and by applying them as the material of the first portion 2p of the insulator 2, resistance to these materials can be improved. Voltage characteristics can be dramatically improved.
【0046】なお、透光性アルミナあるいは単結晶アル
ミナからなる第一部分2pは、通常の焼結アルミナから
なる第二部分2sとは、当然に組織として異なるものと
なる。また、これらの材質からなる第一部分2pは、通
常の焼結アルミナからなる第二部分2sとは製法上大き
な相違点があり、粉末成形体状態で第二部分2sと一体
焼成するといった方法は原理的に不可能である。従っ
て、第一部分2pとなる部分を別途製造しておき、その
後、図6(b)あるいは図7に示すような方法にて接合
する方法を採用することが妥当である。The first portion 2p made of translucent alumina or single-crystal alumina naturally has a different structure from the second portion 2s made of ordinary sintered alumina. In addition, the first portion 2p made of these materials has a significant difference in manufacturing method from the second portion 2s made of normal sintered alumina, and the method of integrally firing with the second portion 2s in the state of a powder compact is a principle. Is impossible. Therefore, it is appropriate to separately manufacture the portion to be the first portion 2p, and then employ a method of joining by a method as shown in FIG. 6B or FIG.
【0047】[0047]
【実施例】本発明の効果を確認するために、以下のよう
な実験を行なった。原料アルミナ粉末として、以下の2
種類を用意した: A:普通ソーダアルミナ:Na含有率(Na2O換算)
0.3質量%、平均粒径1μm; B:低ソーダアルミナ:Na含有率(Na2O換算)
0.05質量%、平均粒径0.5μm。EXAMPLES In order to confirm the effects of the present invention, the following experiments were conducted. As the raw material alumina powder, the following 2
Available types: A: Normal soda alumina: Na content (Na 2 O equivalent)
B: low soda alumina: Na content (in terms of Na 2 O)
0.05% by mass, average particle size 0.5 μm.
【0048】また、焼結助剤粉末として、平均粒径0.
6μmのSiO2粉末、平均粒径0.8μmのCaCO
3粉末、平均粒径0.3μmのMgO粉末、及び平均粒
径0.1μmの希土類酸化物粉末としてのNd2O3粉
末を、表1に示す〜の各組成となるように配合し
た。この配合した粉末総量を100質量部として、親水
性バインダとしてのPVAを3質量部と、水103質量
部とを加えてボールミルにより16時間湿式混合するこ
とにより、成形用素地スラリーを作製した。次いで、こ
れら組成の異なるスラリーをそれぞれスプレードライ法
により乾燥して、球状の成形用素地造粒物を調製した。
なお、造粒物は、ふるいにより粒径50〜100μmに
整粒している。The sintering aid powder has an average particle size of 0.1.
6 μm SiO 2 powder, CaCO with average particle size 0.8 μm
3 powder, MgO powder having an average particle diameter of 0.3 μm, and Nd 2 O 3 powder as a rare earth oxide powder having an average particle diameter of 0.1 μm were blended so as to have the compositions shown in Table 1 below. With the total amount of the blended powder being 100 parts by mass, 3 parts by mass of PVA as a hydrophilic binder and 103 parts by mass of water were added, and the mixture was wet-mixed by a ball mill for 16 hours to prepare a base slurry for molding. Next, these slurries having different compositions were dried by a spray-drying method, respectively, to prepare spherical molding base granules.
The granules are sieved to a particle size of 50 to 100 μm.
【0049】[0049]
【表1】 [Table 1]
【0050】上記3種類の素地造粒物(粉末No.〜
)を用いて、表2の試料No.1〜3に示す各種絶縁
体を作製した。各欄の数値は、対応する各成形用素地造
粒物をそれぞれ何質量%使用したかを示している。図4
の方法を用いて一体成形により作製した成形体を、大気
中にて1625℃で2時間焼成したものである。The above three types of base granules (powder Nos.
) Using the sample No. in Table 2. Various insulators shown in 1 to 3 were produced. The numerical value in each column indicates how many% by mass of each of the corresponding molding base granules was used. FIG.
The molded body produced by integral molding using the method described above is fired in air at 1625 ° C. for 2 hours.
【0051】[0051]
【表2】 [Table 2]
【0052】なお、各試験品については、Al、Si、
Ca、Mg、希土類元素(RE)及びNaの含有率をI
CP発光分光分析により測定し、それぞれ対応する酸化
物の含有量に換算して焼結体組成を求めた。その結果、
表1の組成と略一致していることがわかった。Incidentally, for each test product, Al, Si,
The contents of Ca, Mg, rare earth element (RE) and Na
It was measured by CP emission spectroscopy, and the composition of the sintered body was determined by converting to the corresponding oxide content. as a result,
It was found that the composition substantially coincided with the composition shown in Table 1.
【0053】以上のようにして得られた絶縁体を用いて
図1に示すスパークプラグを組み立て、以下の条件によ
る実機耐電圧テストを行なった。すなわち、4気筒ガソ
リンエンジン(排気量2000cc)に上記スパークプラ
グを取り付け、スロットル全開状態、エンジン回転数6
000rpmにて、放電電圧を35kVに制御しながら
連続運転し、50時間経過後に火花貫通が生じたか否か
により評価した。結果を表2に示す。すなわち、結晶化
率が高いかあるいは結晶粒径の大きい実施例の試験品
(No.2及び3)は、いずれも、比較例(No.1)
の試験品よりも耐電圧特性に優れていることがわかる。Using the insulator obtained as described above, a spark plug shown in FIG. 1 was assembled, and a withstand voltage test of an actual machine was performed under the following conditions. That is, the spark plug was attached to a 4-cylinder gasoline engine (displacement: 2000 cc), the throttle was fully opened, and the engine speed was 6
Continuous operation was performed at 000 rpm while controlling the discharge voltage to 35 kV, and evaluation was made after 50 hours had passed by whether or not spark penetration had occurred. Table 2 shows the results. That is, the test products (Nos. 2 and 3) of Examples having a high crystallization ratio or a large crystal grain size were all Comparative Examples (No. 1).
It can be seen that the withstand voltage characteristics are superior to those of the test sample.
【図1】本発明の一実施形態を示すスパークプラグの縦
断面図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a spark plug according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の絶縁体における第一部分及び第二部分の
接合形態を種々例示して示す縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view showing various examples of a bonding mode of a first portion and a second portion in the insulator of FIG. 1;
【図3】同じく第一部分及び第二部分の接合面形状を種
々例示して示す部分縦断面図。FIG. 3 is a partial vertical cross-sectional view showing various examples of the joining surface shapes of a first portion and a second portion.
【図4】図1の絶縁体の製造工程説明図。FIG. 4 is an explanatory view of a manufacturing process of the insulator of FIG. 1;
【図5】図4に続く工程説明図。FIG. 5 is a process explanatory view following FIG. 4;
【図6】図1の絶縁体の、製造工程のいくつかの変形例
を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory view showing some modified examples of the manufacturing process of the insulator of FIG. 1;
【図7】同じく、製造工程のさらに別の変形例を示す説
明図。FIG. 7 is an explanatory view showing still another modified example of the manufacturing process.
【図8】平均結晶粒径を第一部分において第二部分より
も大きくする組織の概念を示す説明図。FIG. 8 is an explanatory view showing a concept of a structure in which an average crystal grain size is larger in a first portion than in a second portion.
【図9】結晶粒径の定義を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram showing the definition of the crystal grain size.
【図10】粒界相の含有率を第一部分において第二部分
よりも小さくする組織の概念を示す説明図。FIG. 10 is an explanatory view showing the concept of a structure in which the content of the grain boundary phase is smaller in the first portion than in the second portion.
1 主体金具 2 絶縁体 2p 第一部分 2s 第二部分 3 中心電極4 接地電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal shell 2 Insulator 2p 1st part 2s 2nd part 3 Center electrode 4 Ground electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 桂 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 伊藤 正也 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 伊藤 博人 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 布目 健二 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 Fターム(参考) 4G030 AA36 BA12 CA04 CA05 5G059 AA05 AA08 CC02 FF02 FF10 FF14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Katsura Matsubara 14-18, Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture Inside Nihon Toku Toki Co., Ltd. No. 18 Nihon Special Ceramics Co., Ltd. 14-18 Takatsujicho F-term in Japan Special Ceramics Co., Ltd. (reference) 4G030 AA36 BA12 CA04 CA05 5G059 AA05 AA08 CC02 FF02 FF10 FF14
Claims (3)
A、B及びCの少なくともいずれかを充足する第一部分
とを有し、 スパークプラグの火花放電ギャップ側に位置することが
予定された絶縁体先端部が第一部分として構成され、残
余の部分の少なくとも一部が前記第二部分として構成さ
れたことを特徴とするスパークプラグ用絶縁体: A:平均結晶粒径が大; B:粒界相の含有率が小; C:粒界相の結晶化率が大。1. A spark plug, comprising: a second portion made of an insulating ceramic; and a first portion made of an insulating ceramic, wherein the first portion satisfies at least one of A, B, and C below. The insulator tip intended to be located on the side of the spark discharge gap is configured as a first portion, and at least a part of the remaining portion is configured as the second portion. : A: large average crystal grain size; B: small content of grain boundary phase; C: large crystallization rate of grain boundary phase.
れもアルミナを主成分とするアルミナ質セラミックにて
構成されている請求項1に記載のスパークプラグ用絶縁
体。2. The insulator for a spark plug according to claim 1, wherein said first portion and said second portion are both made of alumina ceramics mainly containing alumina.
たは2に記載の絶縁体を配し、前記絶縁体の先端側にお
いて、基端部が前記主体金具に結合された接地電極と前
記中心電極との間に火花放電ギャップを形成したことを
特徴とするスパークプラグ。3. The insulator according to claim 1 or 2 is disposed between a metal shell and a center electrode, and a ground electrode having a base end coupled to the metal shell at a distal end side of the insulator. A spark plug, wherein a spark discharge gap is formed between the spark plug and the center electrode.
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