(57)【要約】絶縁性スリーブを備えた点火プラグを開示する。絶縁性スリーブの外面に釉薬コーティングが配置されている。釉薬コーティングは、珪酸塩ガラス、リン酸ガラス、硼珪酸ガラス、または、これらのガラスの組み合わせを含有しており、これらのガラスは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、および、これらの改質剤のうちの二つまたはそれ以上の組み合わせからなる群から選択された改質剤で独立して改質されており、釉薬コーティングのガラス転移温度（Ｔｇ）は、３００℃以上、１０００℃以下である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火プラグであって、
軸線方向中央穴と、外面と、を有する絶縁性スリーブを備え、
前記外面に釉薬コーティングが配置され、
前記釉薬コーティングは、珪酸塩ガラス、リン酸ガラス、硼珪酸ガラス、または、これらのガラスの組み合わせを含有しており、
前記ガラスは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、および、これらの改質剤のうちの二つまたはそれ以上の組み合わせからなる群から選択された改質剤で独立して改質されており、
前記釉薬コーティングのガラス転移温度（Ｔｇ）は、３００℃以上かつ１０００℃以下であり、
前記点火プラグは、さらに、
前記絶縁性スリーブの前記軸線方向中央穴を通って延在する中心電極と、
金属製スリーブと
を備え、
前記絶縁性スリーブは、前記金属製シェルの内部に位置決めされ、該金属製シェルに固定されており、
前記点火プラグは、さらに、前記金属製シェルによって支持されるとともに、点火ギャップを形成するように前記中心電極に対して間隔が隔てられた関係で位置決めされた接地電極を備える
点火プラグ。
【請求項２】
請求項１に記載の点火プラグであって、
前記釉薬コーティングは、前記絶縁性スリーブの上縁部から０．１ｍｍ以上かつ５ｍｍ以内に配置された、幅が１ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下の連続した帯である
点火プラグ。
【請求項３】
請求項１に記載の点火プラグであって、
前記釉薬コーティングのガラス転移温度（Ｔｇ）は、４５０℃以上かつ９５０℃以下である
点火プラグ。
【請求項４】
請求項１に記載の点火プラグであって、
前記釉薬コーティングの厚さは、１μｍ以上かつ５００μｍ以下である
点火プラグ。
【請求項５】
請求項１に記載の点火プラグであって、
前記釉薬コーティングは、更に、無機充填剤を含有する
点火プラグ。
【請求項６】
請求項１に記載の点火プラグであって、
前記絶縁性スリーブの抵抗率は、エンジンでの使用前において、１×１０６Ω／ｍｍ以上である
点火プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［0001］本明細書中に開示した内容は、点火プラグに関し、詳細には、点火プラグの絶縁体に関する。
【背景技術】
【０００２】
［0002］内燃エンジン用点火装置として使用される点火プラグは、「くすぶり(fouling)」として知られる状態の影響を受ける。カーボンおよび他の燃焼生成物が絶縁体のチップの表面上に経時的に溜まることがある。絶縁体のチップは、代表的には、未混合燃料の境界またはその近くに位置する。ガソリンエンジンの燃焼生成物には、オクタン価向上剤としてガソリンに添加されるメチルシクロペンタジエニルマンガントリカルボニル（ＭＭＴ）やフェロセン等の燃料添加物成分が含まれる。絶縁体チップの露出面が火花ギャップにまたはその周囲に配置されていないため、溜まった燃焼煤は焼き切られない。十分な量のこうした燃焼生成物が溜まると、中心電極と接地電極との間で火花が適切に形成されない。溜まった燃焼生成物は、電気的短絡を生じ、中心電極からの放電が絶縁体の表面を横切って移動し、金属製外側シェルに戻る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
［0003］従って、現存の点火プラグは、所期の目的に適うけれども、特に燃焼生成物が絶縁体チップに溜まることによって発生するくすぶりに対する耐性が高い点火プラグを提供する点で、改善の必要が残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
［0004］本明細書中において、軸線方向中央穴および外面を有する絶縁性スリーブと、絶縁性スリーブの軸線方向中央穴を通って延在する中心電極と、を備える点火プラグを開示する。絶縁性スリーブは、金属製シェル内に位置決めされており、これに固定されている。金属製シェルは、取り付けプラットホームとして機能するとともに、内燃エンジンへのインターフェースとして機能する。金属製シェルは、更に、点火ギャップを形成するように中心電極に対して間隔が隔てられた関係で位置決めされた接地電極を支持する。絶縁性スリーブは、金属製シェルの凹所をなした端部分に入る、加工されたチップ部分を備えている。絶縁性スリーブの外面に釉薬コーティングが配置される。釉薬コーティングは、珪酸塩ガラス、リン酸ガラス、硼珪酸ガラス、または、これらのガラスの組み合わせを含有しており、これらのガラスは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、および、これらの改質剤のうちの二つまたはそれ以上の組み合わせからなる群から選択された改質剤を含有しており、釉薬コーティングのガラス転移温度（Ｔｇ）は、３００℃以上、１０００℃以下である。
【０００５】
［0005］更に、本明細書中において、コーティングを施した絶縁性スリーブを備えた点火プラグを製造する方法を開示する。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
［0006］本明細書中に説明されるように、釉薬コーティングは、連続的または不連続的コーティングである。釉薬コーティングは、最初は連続している（即ち、裸眼で確認できる割れや隙間がない）が、使用に従って割れおよび／または隙間ができてくる。一実施例では、釉薬コーティングは、連続的であり、絶縁性スリーブの周囲に帯を形成する。この帯は、絶縁性スリーブの上縁部から０．１ｍｍ以上、５ｍｍ以下に位置する。絶縁性スリーブの上縁部は、絶縁性スリーブの中心穴を通って突出した中心電極の最も近くに配置された縁部である。釉薬コーティング帯の幅は、１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であってもよい。帯の幅は絶縁体の設計で決まり、当業者が決定できる。多数の帯を使用することが考えられる。釉薬コーティングの厚さは、１μｍ以上、５００μｍ以下であってもよく、更に詳細には、１０μｍ以上、１００μｍ以下であってもよい
【０００７】
［0007］理論で括ろうとするものではないが、釉薬コーティングは、点火プラグ上へのＭＭＴ堆積物の付着を阻止および／または低減する。更に、釉薬コーティングは、未処理の絶縁性スリーブと比べて、黒煤変色に対する耐性が高く、従って、炭素煤くすぶり／形成に対する耐性が場合によっては高い表面を提供する。釉薬コーティングは、釉薬コーティングのＭＭＴ堆積物を分解することによって機能することができ、それによって、絶縁性スリーブへのＭＭＴ堆積物の付着を阻止および／または低減し、同量のＭＭＴ堆積物が付着した未処理のスリーブと比較して導電性を低下させるかなくす（電気抵抗を増大する）。ＭＭＴ堆積物の問題点を解決するこの方法は、幾つかのファクタによって複雑になる。かかるファクタには、ＭＭＴ堆積物の組成が点火プラグの長さに沿って変化すること、および、ＭＭＴ堆積物が釉薬コーティングで分解するときに、釉薬コーティングの組成および性質が変化することが含まれる。ＭＭＴ堆積物の問題点を解決するためのその他の試みには、ガラス転移温度での釉薬コーティングの組成を、ＭＭＴ堆積物の溶媒和を補助するのに適したものにすることに加えて、点火プラグの作動温度での釉薬コーティングの揮発性を最小にすることが含まれる。更に、点火プラグの作動温度での釉薬コーティングの粘度は、釉薬コーティングが点火プラグ上で望ましからぬ位置まで滑らないようにする上で適切でなければならない。本明細書中で使用される「ＭＭＴ堆積物」との用語は、ＭＭＴを含有するガソリンを使用するエンジンの点火プラグ上に体積した組成物をいう。
【０００８】
［0008］釉薬コーティングは、珪酸塩ガラス、リン酸ガラス、硼珪酸ガラス、または、これらの改質ガラスの組み合わせを含有しており、これらのガラスは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、および、これらの改質剤のうちの二つまたはそれ以上の組み合わせからなる群から選択された改質剤を含有しており、釉薬コーティングのガラス転移温度（Ｔｇ）は、３００℃以上、１０００℃以下である。この範囲内で、Ｔｇは、４５０℃以上であってもよい。更に、この範囲内で、Ｔｇは、９５０℃以下であってもよい。一実施例では、釉薬コーティングは、リン酸ガラス、硼珪酸ガラス、またはこれらの組み合わせを含有しており、ガラスは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、および、これらの改質剤のうちの二つまたはそれ以上の組み合わせからなる群から選択された改質剤を含有している。
【０００９】
［0009］上述のように、釉薬コーティングは、随意であるが、無機充填材を含有していてもよい。充填材は、分解温度が１２００℃以上であるように、または、更に詳細には、１４００℃それ以上であるように選択できる。更に、充填材は、平均粒径（最長の直線寸法によって決定される）が１３μｍ以下であるように選択されてもよい。この範囲内で、平均粒径は５ｎｍ以上、１０μｍ以下であってもよい。
【００１０】
［0010］例示的な充填材は、シリカ、ヒュームドシリカ、親水性ヒュームドシリカ、珪灰石、有機粘土、アルミナ、およびこれらの組み合わせを含有する。
【００１１】
［0011］釉薬コーティングのＴｇは、３００℃以上、１０００℃以下である。この範囲内で、軟化温度は４５０℃以上であってもよい。更に、この範囲内で、軟化温度は９５０℃以下であってもよい。
【００１２】
［0012］釉薬コーティングは、釉薬コーティング成分の分散液を塗布することによって形成される。分散液の有用な担体には、水、アルコール、ミネラスルピリット、アセトン、等が含まれる。分散液は、点火プラグサブアッセンブリの絶縁性スリーブに対して塗布される。点火プラグサブアッセンブリは、絶縁性スリーブと、中心電極と、抵抗と、端子スタッド端部と、を備えている。分散液は、塗装（painting）、浸漬塗装、スプレー塗装、等の適当な方法によって適用されても良い。中心電極に塗布されたコーティングは、適当な方法で取り除くことができる。
【００１３】
［0013］塗布した分散液は、空気乾燥させることができる。これは、随意であるが、空気流中で、室温で、少なくとも１５分間に亘って、更に詳細には、１時間以上、４時間以下に亘って行われる。空気乾燥後、サブアッセンブリは、例えば６５０℃以上、１１００℃以下の高温で、２０分以上、５時間以下に亘って、更に詳細には、０．５時間以上、２時間以下に亘って処理される。高温を保つ時間の長さは、釉薬コーティングの形成に十分であるように選択されなければならない。
【００１４】
［0014］釉薬コーティングを備えた絶縁性スリーブの電気抵抗は、エンジンで使用する前において、１×１０６Ω／ｍｍ以上であってもよく、更に詳細には、１×１０７Ω／ｍｍ以上であってもよく、更に詳細には、２×１０７Ω／ｍｍ以上であってもよい。ＭＭＴを含有するガソリンを使用するエンジンで使用した後、釉薬コーティングを備えた絶縁性スリーブの電気抵抗は、１×１０６Ω／ｍｍ以上であってもよい。
【００１５】
［0015］本発明を以下の非限定的例によって更に詳細に説明する。
＜実施例＞
【００１６】
［0016］オートライト社から入手できる絶縁性スリーブを、三つの釉薬コーティングのうちの一つが２２重量％のアセトン中の分散液でコーティングした。重量％は、分散液の総重量に基づく。これらの釉薬コーティングを表１に示す。ＶＩＯＸ１７９３０は、Ａｌ、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、およびＳｒを改質剤として含有する珪酸塩ガラスを含有しており、Ｖｉｏｘ社から商業的に入手できる。Ｍｏｄ−３は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃａ、およびＮａを改質剤として含有する硼珪酸ガラスを含有しており、Ｖｉｏｘ社から商業的に入手できる。釉薬コーティングを、絶縁性スリーブの上縁部から約１ｍｍのところから始まり、絶縁体上のガスケットシール位置まで連続する帯状に塗布した。次いで、絶縁性スリーブを１時間に亘って空気乾燥し、その後、８５０℃まで加熱し、この温度に１時間に亘って保持した。次いで、絶縁性スリーブを残りの構成要素と組み合わせて、点火プラグを形成した。点火プラグを路上加速試験で試験した。ＭＭＴ濃度が３６ｐｐｍのガソリンを使用するバンで点火プラグを使用した。点火プラグを３７００マイル（５９５４．５７ｋｍ）または６９００マイル（１１１０４．４７ｋｍ）に亘って使用し、次いで、フォストリアシャント抵抗分析法を使用して電気抵抗について試験を行った。更に、釉薬コーティングがない対照標準点火プラグを試験した。結果を表１に示す。シャント抵抗は、中心電極と、点火プラグの金属製シェルと、の間で計測した。点火プラグアッセンブリを３００℃で１時間に亘って保持した後、抵抗の計測を行った。
【００１７】
【表１】
2015523679.tif 000002
【００１８】
［0017］表１の結果からわかるように、釉薬コーティングの存在により、ＭＭＴを含有するガソリンを使用するエンジンで使用した場合の絶縁性スリーブの抵抗率が大幅に改善される（増大する）。
【００１９】
［0018］本発明を限られた数の実施例のみと関連して詳細に説明したが、本発明は、このような開示の実施例に限定されないということは容易にわかるであろう。むしろ、本発明は、本明細書中に説明していないが本発明の趣旨および範囲と同等の任意の変形構成、変更構成、代替構成または均等の構成を含むように変更できる。更に、本発明の様々な実施例を説明したが、本発明の態様には、上文中に説明した実施例のうちの幾つかのみを含んでいてもよいということは理解されるべきである。従って、本発明は、以上の説明によって限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるということは理解されるべきである。
【国際調査報告】
2015523679.tif 000003