(57)【要約】      （修正有）【課題】点火プラグが小型化されても、抵抗体の機械的強度が低下したり、抵抗率のばらつきが大きくなったりしない抵抗材料を提供する。【解決手段】抵抗体入り点火プラグの抵抗体を形成するための抵抗材料であって、ガラスビーズからなる。ガラスビーズは、溶融状態のガラスが表面張力によって略球状に固化したガラス粒子で、最大粒径が４００μｍ以下であることが好ましく、５００〜５６０℃のガラス転移転を有し、６５０℃以上の熱処理で分相する性質を有するものであることが望ましい。【選択図】図３
2011082177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗体入点火プラグの抵抗体を形成するための抵抗材料であって、ガラスビーズからな
ることを特徴とする抵抗材料。
【請求項２】
最大粒径が４００μｍ以下のガラスビーズからなることを特徴とする請求項１の抵抗材
料。
【請求項３】
ガラスビーズが、５００〜５６０℃のガラス転移点を有するガラスからなることを特徴
とする請求項１又は２の抵抗材料。
【請求項４】
ガラスビーズが、６５０℃以上の熱処理で分相する性質を有するものであることを特徴
とする請求項１〜３の何れかの抵抗材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点火プラグの抵抗体を形成するための抵抗材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のエンジンの点火プラグとして、高周波雑音音波を抑制するために抵抗入り点
火プラグが広く使用されている。抵抗入り点火プラグは、図１に示すように、端子電極１
と接する導電ガラス体２ａと、中心電極３と接する導電ガラス体２ｂとの間に抵抗体４を
介在させたものである。
【０００３】
点火プラグは、例えば次のようにして作製される。まず絶縁碍子の内孔中に中心電極３
を挿入する。次いで、導電性ガラス粒子、抵抗体粒子、導電ガラス粒子の順に中心電極３
上に各粒子を充填する。さらに端子電極１を挿入する。その後、加熱しながら端子電極に
荷重をかける、いわゆるホットプレス工程により、導電ガラス粒子や抵抗体粒子を軟化さ
せて導電ガラス体２ａ、２ｂ及び抵抗体４とするとともに、導電ガラス体中に中心電極３
や端子電極１の先端を圧入する。このようにして絶縁碍子中に中心電極３及び端子電極１
を導電封着する。その後、絶縁碍子を、接地電極を備えたハウジングに固定し、点火プラ
グとする。
【０００４】
この種の点火プラグの製造に使用される抵抗体粒子は、従来、粗粒ガラス粉末、微粒ガ
ラス粉末、フィラー粉末、炭素質物質等からなる抵抗体用粉末材料を造粒したものが使用
されている。このような抵抗体粒子を用いて作製された抵抗体は、粗粒ガラス粉末やフィ
ラー粉末がその原型を留めるとともに、これらの粒子の間隙に、微粒ガラス粒子が溶融固
化した結合ガラス相が存在した状態となる。また結合ガラス相中には炭素質物質等が分散
している。ここで粗粒ガラス粉末は、導電路を迂回させるブロック粒子として機能する。
（例えば特許文献１、２）
【特許文献１】特開平２−１２６５８４号公報
【特許文献２】特開平１１−２３３２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、エンジンの小型化の傾向から、点火プラグにも小型化が要請されている。ところ
が点火プラグが小型化されると、プラグ内孔に形成される抵抗体の機械的強度が低下した
り、抵抗率のばらつきが大きくなったりする、といった問題が生じ易くなる。
【０００６】
本発明の目的は、点火プラグが小型化されても、抵抗体の機械的強度が低下したり、抵
抗率のばらつきが大きくなったりしない抵抗材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の抵抗材料は、抵抗体入り点火プラグの抵抗体を形成するための抵抗材料であっ
て、ガラスビーズからなることを特徴とする。ガラスビーズとは、溶融状態のガラスが表
面張力によって略球状に固化したガラス粒子、或いは火造りの表面を有するガラス粒子を
意味する。なお本発明においては、必ずしも真球のガラスビーズである必要はなく、例え
ば楕円形状であっても差し支えない。また複数の略球状粒子が融着して瓢箪形状等になっ
たものを含んでいてもよい。
【０００８】
前記ガラスビーズの粒度は、最大粒径が４００μｍ以下であることが好ましい。なお本
発明における最大粒径は、ロータップ法で測定したものである。
【０００９】
前記ガラスビーズは、５００〜５６０℃のガラス転移点を有するガラスからなることが
好ましい。なお本発明におけるガラス転移点とは、Ｄｉｌａｔｏ法により測定された値を
意味する。
【００１０】
またガラスビーズは、６５０℃以上の熱処理で分相する性質を有するガラスであること
が望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の抵抗材料は、ガラスビーズからなるために流動性に優れており、絶縁碍子の内
孔が細径化しても、常に安定して高密度の充填を可能にする。それゆえ緻密な抵抗体を点
火プラグ内に形成することができ、設計通りの機械的強度及び抵抗率を安定して得ること
が可能になる。
【００１２】
またガラスビーズの最大粒径が４００μｍ以下であれば、絶縁碍子内孔が細径化しても
、良好な充填性を確保することができる。
【００１３】
またガラスビーズが５００〜５６０℃のガラス転移点を有するガラスからなるものであ
れば、点火プラグ作製時のホットプレス工程において、粒子形状を留めながら、少なくと
もその表面を溶融させることができる。これによって、導電路を迂回させるブロック粒子
としての機能を発現させることができるとともに、結合ガラス相と強固に結合して機械的
強度の高い抵抗体を形成することが可能になる。
【００１４】
またガラスビーズが分相する性質を有するものであれば、プラグ作製の際のホットプレ
ス工程で、電極の圧入によって与えられる荷重をガラスビーズが受け止めつつ、その荷重
によってビーズ自身が塑性変形して荷重の一部を逃すことができる。その結果、荷重が一
部の抵抗体粒子に集中せず、全ての抵抗体粒子に均等に与えられることになり、絶縁碍子
内孔中に隙間無く緻密に抵抗体を形成することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の抵抗材料は、ガラスビーズからなる。ガラスビーズは略球形であるため、流動
性に優れており、高密度に充填することが可能である。
【００１６】
ガラスビーズの粒径は、絶縁碍子内孔に充填可能なものであれば特に制限はないが、例
えば最大粒径が４００μｍ以下、特に３００μｍ以下、２５０μｍ以下、さらには１５０
〜２５０μｍであることが好ましい。最大粒径や平均粒径がこの範囲内にあれば、絶縁碍
子内孔が細径化しても、良好な充填性及び作業性を確保することができる。
【００１７】
また本発明の抵抗材料は、抵抗体中でブロック粒子として機能する。このため点火プラ
グ作製時のホットプレス工程において、その形状を維持できる、即ち完全に溶融しないこ
とが重要である。その一方で、結合ガラス相と融着一体化して緻密な抵抗体を形成するこ
とができるように、少なくともその表面はホットプレス工程で若干溶融するものであるこ
とが必要である。そのため５００〜５６０℃、特に５００〜５５０℃、さらには５１０〜
５４０℃のガラス転移点を有するガラスビーズからなることが望ましい。転移点がこの範
囲より低くなると、ホットプレス工程でガラスビーズが完全に溶融してしまうおそれがあ
り、ブロック粒子として機能しにくくなる。一方、軟化点が高すぎるとビーズ表面が殆ど
溶融せず、結合ガラス相との結合強度が不十分となりやすい。
【００１８】
また本発明の材料は、６５０℃以上の熱処理で分相する性質を有するガラスビーズから
なることが望ましい。なお本発明における分相とは、ガラス成分が、ＳｉＯ2を主成分と
する高粘性のシリカリッチ相と、その他の成分からなる低粘性ガラス相とに分離する状態
を指す。分相したガラスは、通常、シリカリッチ相が骨格をなし、その間隙に低粘性ガラ
ス相が存在する構造となる。分相したガラスビーズに高温下で荷重がかかると、低粘性ガ
ラス相の軟化流動に起因して塑性変形が起こるものの、シリカリッチ相の存在によってビ
ーズ粒子が完全に潰れることはない。６５０℃以上の熱処理で分相するガラスとしては、
Ｂ2Ｏ3−ＢａＯ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＢａＯ系ガラス
、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＢａＯ系ガラス等が挙げられる。
【００１９】
以下、本発明の抵抗材料の作製方法を説明する。
【００２０】
まず、所望の組成、例えばＢ2Ｏ3−ＢａＯ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラス、Ｂ2Ｏ
3−ＳｉＯ2−ＢａＯ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＢａＯ系ガラスとなるようにガラス原
料を調製し、溶融、成形する。成形は、溶融ガラスを水中に投下させる、いわゆる水砕法
や、フィルム成形法等の方法が採用できる。
【００２１】
続いて、ガラス成形物を粉砕し分級する。このようにして例えば最大粒径が４００μｍ
であるガラス粉末を作製する。
【００２２】
このようにして得られたガラス粉末を火炎中に供給し、再溶融、急冷させて、ビーズ化
する。なお火炎の温度は、ガラス組成等に応じて適宜調整すればよいが、例えば１４００
〜１６００℃程度であることが好ましい。なお得られたガラスビーズは、そのまま抵抗材
料として使用することができる。また、より優れた流動性を得るために、異形ビーズ、或
いはビーズ化が不十分であった粉末を選別、除去してもよい。
【００２３】
以下、本発明の抵抗材料を用いた抵抗入り点火プラグの製造方法を、図１を使用して説
明する。
【００２４】
まず絶縁碍子、導電性ガラス粒子、抵抗体粒子、中心電極、端子電極を用意する。ここ
で抵抗体粒子の調製は、ガラスビーズからなる本発明の抵抗材料、微粒ガラス粉末、フィ
ラー粉末、炭素質物質等を用意し、これを造粒することにより行う。造粒により作製され
た抵抗体粒子は、ガラスビーズ表面やフィラー粉末表面に、微粒ガラス粉末、炭素質物質
等の微粒子が付着した状態となる。なお本発明の抵抗材料の一部を、粗粒ガラス粉末で置
換しても差し支えない。ここで言う粗粒ガラス粉末とは、本発明におけるガラスビーズと
同等の粒径、具体的には最大粒径が４００μｍの粒径を有する粉砕物であり、微粒ガラス
粉末とはその粒度で区別される。
【００２５】
微粒ガラス粉末としては、ガラスビーズと同材質又はこれより低融点のガラス粉砕物か
らなる。また微粒ガラス粉末は、ガラスビーズと比べて粒径が非常に小さい粉末であり、
例えば最大粒径が１５０μｍ以下、平均粒径が７５μｍ以下程度のものを使用することが
できる。なお本発明における平均粒子径は、ロータップ法で測定したものである。
【００２６】
フィラー粉末としては、例えばアルミナ、ジルコン、ムライト等のセラミック粉末を使
用することができる。
【００２７】
炭素質物質としては、カーボンブラック等が使用可能である。
【００２８】
次に絶縁碍子の内孔中に中心電極３を挿入する。
【００２９】
次いで、導電性ガラス粒子、抵抗体粒子、導電ガラス粒子の順に中心電極３上に各粒子
を充填する。
【００３０】
さらに端子電極１を挿入する。
【００３１】
その後、９００〜１０００℃程度で加熱しながら、端子電極１に荷重をかけることによ
ってホットプレスし、導電ガラス粒子に荷重を加えるとともに、導電性ガラス粒子を介し
て抵抗体粒子に荷重を与える。これにより導電ガラス粒子同士及び抵抗体粒子同士が融着
一体化して、緻密な導電ガラス体２ａ、２ｂ及び抵抗体４が形成される。同時に導電ガラ
ス体２ａ、２ｂ中に中心電極３や端子電極１の先端が圧入される。このようにして絶縁碍
子中に中心電極３及び端子電極１が導電封着される。その後、接地電極を備えたハウジン
グに絶縁碍子を固定し、点火プラグとする。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例に基づいて本発明の抵抗材料を説明する。
（抵抗材料の作製）
まず、粒度が異なる２種類のＢ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス粉末（日本電
気硝子株式会社製  材質名ＡＢ−１５）を用意した。なおガラス粉末は、最大粒径１５０
μｍ、平均粒径７５μｍのものを粉末試料１とし、最大粒径２００μｍ、平均粒径８０μ
ｍのものを粉末試料２とした。
【００３３】
次に、約１５００℃の火炎中に粉末試料を供給してビーズ化し、抵抗材料１、２を得た
。なおビーズ化は、成形ガス  ２５Ｎｍ3／ｈ、燃焼エアー  ３００Ｎｍ3／ｈ、送りエア
ー  ３Ｎｍ3／ｈ、粉末供給流量  ３５ｋｇ／ｈの条件で行った。
【００３４】
ビーズ化前の粉末試料の拡大写真を図２、４に、ビーズ化した抵抗材料の拡大写真を図
３、５に示す。
（抵抗材料の評価）
得られたガラスビーズからなる抵抗材料１、２について、流動性及び充填性を評価した
。結果を表１に示す。また比較のために、ビーズ化前のガラス粉末試料１、２についても
同様の評価を行った。なおガラス粉末試料１、２は、従来の抵抗材料に相当するものであ
る。
【００３５】
【表１】
2011082177.tif 000003
【００３６】
表１から明らかなように、本発明の実施例である抵抗材料１、２は、流動性及び充填性
に優れており、抵抗材料として好適であることが確認された。
【００３７】
なお流動性の評価は、穴径φ４．０ｍｍのロートを使用し、以下の方法で計測した時間
を示したものである。まずロートの出口を塞いだ状態で試料５０ｇを供給する。次いで、
ロートの穴を開放すると同時に計測を開始し、全ての試料が落下するまでの時間を計った
。なお表中の「測定不能」とは、試料の落下が途中で止まり、計測が終了しなかったこと
を意味する。
【００３８】
充填性の評価は、嵩密度測定器を使用し、以下の方法で求めた値を示したものである。
まず振動する円筒形セル（２０ｃｃ）に、上部から試料を供給する。セルが試料で満杯に
なった時点で試料の供給を止める。試料の供給停止後１５秒後に振動を停止する。その後
、セル内の充填重量を体積で除して充填性評価の結果とした。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】抵抗入り点火プラグの要部を示す説明図である。
【図２】粉末試料１の拡大写真である。
【図３】抵抗材料１の拡大写真である。
【図４】粉末試料２の拡大写真である。
【図５】抵抗材料２の拡大写真である。
【符号の説明】
【００４０】
１  端子電極
２ａ、２ｂ  導電ガラス体
３  中心電極
４  抵抗体                                                                    
【図１】
2011082177.tif 000004
【図２】
2011082177.tif 000005
【図３】
2011082177.tif 000006
【図４】
2011082177.tif 000007
【図５】
2011082177.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月16日(2010.11.16)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁碍子と、前記絶縁碍子の内孔の一端に設けられた中心電極と、前記内孔の他端に設けられた端子電極と、前記内孔中の前記中心電極と前記端子電極との間に設けられた抵抗体とを備えた点火プラグにおいて、前記抵抗体がガラスビーズを含む抵抗材料により形成されることを特徴とする点火プラグ。
【請求項２】
前記ガラスビーズは、最大粒径が４００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ。
【請求項３】
前記ガラスビーズは、５００〜５６０℃のガラス転移点を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の点火プラグ。
【請求項４】
前記ガラスビーズは、６５０℃以上の熱処理で分相する性質を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の点火プラグ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の目的は、点火プラグが小型化されても、抵抗体の機械的強度が低下したり、抵抗率のばらつきが大きくなったりしない抵抗体を有する点火プラグを提供することである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の点火プラグは、抵抗体入り点火プラグの抵抗体を形成するための抵抗材料が、ガラスビーズを含むことを特徴とする。ガラスビーズとは、溶融状態のガラスが表面張力によって略球状に固化したガラス粒子、或いは火造りの表面を有するガラス粒子を意味する。なお本発明においては、必ずしも真球のガラスビーズである必要はなく、例えば楕円形状であっても差し支えない。また複数の略球状粒子が融着して瓢箪形状等になったものを含んでいてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の点火プラグにおける抵抗体を形成する抵抗材料は、ガラスビーズからなるために流動性に優れており、絶縁碍子の内孔が細径化しても、常に安定して高密度の充填を可能にする。それゆえ緻密な抵抗体を点火プラグ内に形成することができ、設計通りの機械的強度及び抵抗率を安定して得ることが可能になる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の点火プラグにおける抵抗体を形成する抵抗材料は、ガラスビーズからなる。ガラスビーズは略球形であるため、流動性に優れており、高密度に充填することが可能である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また本発明の点火プラグにおける抵抗体を形成する抵抗材料は、抵抗体中でブロック粒子として機能する。このため点火プラグ作製時のホットプレス工程において、その形状を維持できる、即ち完全に溶融しないことが重要である。その一方で、結合ガラス相と融着一体化して緻密な抵抗体を形成することができるように、少なくともその表面はホットプレス工程で若干溶融するものであることが必要である。そのため５００〜５６０℃、特に５００〜５５０℃、さらには５１０〜５４０℃のガラス転移点を有するガラスビーズからなることが望ましい。転移点がこの範囲より低くなると、ホットプレス工程でガラスビーズが完全に溶融してしまうおそれがあり、ブロック粒子として機能しにくくなる。一方、軟化点が高すぎるとビーズ表面が殆ど溶融せず、結合ガラス相との結合強度が不十分となりやすい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また本発明の点火プラグにおける抵抗体を形成する抵抗材料は、６５０℃以上の熱処理で分相する性質を有するガラスビーズからなることが望ましい。なお本発明における分相とは、ガラス成分が、ＳｉＯ2を主成分とする高粘性のシリカリッチ相と、その他の成分からなる低粘性ガラス相とに分離する状態を指す。分相したガラスは、通常、シリカリッチ相が骨格をなし、その間隙に低粘性ガラス相が存在する構造となる。分相したガラスビーズに高温下で荷重がかかると、低粘性ガラス相の軟化流動に起因して塑性変形が起こるものの、シリカリッチ相の存在によってビーズ粒子が完全に潰れることはない。６５０℃以上の熱処理で分相するガラスとしては、Ｂ2Ｏ3−ＢａＯ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＢａＯ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＢａＯ系ガラス等が挙げられる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
以下、本発明の点火プラグにおける抵抗体を形成する抵抗材料の作製方法を説明する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
以下、前記抵抗材料を用いた抵抗体入りの本発明の点火プラグの製造方法を、図１を使用して説明する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
以下、実施例に基づいて本発明の点火プラグにおける抵抗体を形成する抵抗材料を説明する。
（抵抗材料の作製）
まず、粒度が異なる２種類のＢ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス粉末（日本電気硝子株式会社製 材質名ＡＢ−１５）を用意した。なおガラス粉末は、最大粒径１５０μｍ、平均粒径７５μｍのものを粉末試料１とし、最大粒径２００μｍ、平均粒径８０μｍのものを粉末試料２とした。