JP2003529524A - ガラスセラミック、その製造法及び該ガラスセラミックを用いる点火プラグ - Google Patents
ガラスセラミック、その製造法及び該ガラスセラミックを用いる点火プラグInfo
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Abstract
(57)【要約】
点火プラグ（１）中の抵抗体（５）又は気密なガラスセラミックロット（９）として適するガラスセラミックを提案する。この場合、該ガラスセラミックは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＣａＯを含有する出発混合物から溶融された出発ガラスの溶融体である。該溶融体は、更に少なくとも領域に応じて結晶性相を有している。更に、出発ガラスを、第一処理工程で処理して出発材料にする、この種のガラスセラミックの製造のための方法を提案している。該出発材料を、第二処理工程で、出発ガラスの軟化点を下回る出発温度（Ｔｇ）から、第一期間で、出発ガラスの軟化点（Ｔｇ）を上回る溶融温度にまで加熱し、その温度で、第二期間を保持し、この後、再度冷却する。最終的に、少なくとも領域に応じて前記ガラスセラミックによって形成されている抵抗体（５）を介して互いに電気的接続しているコネクタボルト部（３）及び中心電極を有する点火プラグが提案する。
Description
【０００１】
本発明は、殊に点火プラグ中の抵抗体又は気密セラミックロットとして使用す
るためのガラスセラミック、その製造法並びに独立請求項の概念によるガラスセ
ラミックを用いる点火プラグに関するものである。
るためのガラスセラミック、その製造法並びに独立請求項の概念によるガラスセ
ラミックを用いる点火プラグに関するものである。
【０００２】
公知技術
ドイツ連邦共和国特許出願第１９６５１４５４．１号明細書から、コネクタボ
ルト部が、電極とコネクタボルト部との間に対応配置された、ガラス溶融体の形
での抵抗体を介して中心電極と接続されている点火プラグが公知である。その上
更に、この明細書からは、導電性の向上のために、網目模様に形成された金属相
を備えていてもよいガラス材料又はガラスセラミック材料からのこの抵抗体溶融
を実施することは公知である。この金属相は、この明細書では、ガラス粉体の、
通電せずに析出した表面金属メッキによって達成され、引き続き、該ガラス粉体
は、点火プラグの中で溶融させられて抵抗体にされる。
ルト部が、電極とコネクタボルト部との間に対応配置された、ガラス溶融体の形
での抵抗体を介して中心電極と接続されている点火プラグが公知である。その上
更に、この明細書からは、導電性の向上のために、網目模様に形成された金属相
を備えていてもよいガラス材料又はガラスセラミック材料からのこの抵抗体溶融
を実施することは公知である。この金属相は、この明細書では、ガラス粉体の、
通電せずに析出した表面金属メッキによって達成され、引き続き、該ガラス粉体
は、点火プラグの中で溶融させられて抵抗体にされる。
【０００３】
更に、ドイツ連邦共和国特許出願第１９６２３９８９．３号明細書から、コネ
クタボルト部が、自己洗浄作用の抵抗体を介して、中心電極に接続されている点
火プラグが公知である。この明細書では、更に、自己洗浄作用の抵抗体と中心電
極との間に接触ピンを対応配置させることが予定されている。
クタボルト部が、自己洗浄作用の抵抗体を介して、中心電極に接続されている点
火プラグが公知である。この明細書では、更に、自己洗浄作用の抵抗体と中心電
極との間に接触ピンを対応配置させることが予定されている。
【０００４】
本発明の利点
本発明によるガラスセラミックには、公知技術水準に比して、該ガラスセラミ
ックが組成に応じて、点火プラグ中の高抵抗並びに低抵抗のガラスセラミック溶
融体としてふさわしいという利点がある。この場合、該ガラスセラミックは、有
利に１０００℃を上回るまでの熱安定性であるので、点火プラグ中で殊に一層好
ましい自己洗浄作用の抵抗体として使用することができる。従って、全体的には
、本発明によるガラスセラミックは、絶縁体足部の領域において運転の際に９５
０℃までの熱さになる白金中心電極を有する新規点火プラグにおける使用にも適
している。殊に、該セラミックは、９００℃の運転温度で２０００時間以上の耐
性がある。
ックが組成に応じて、点火プラグ中の高抵抗並びに低抵抗のガラスセラミック溶
融体としてふさわしいという利点がある。この場合、該ガラスセラミックは、有
利に１０００℃を上回るまでの熱安定性であるので、点火プラグ中で殊に一層好
ましい自己洗浄作用の抵抗体として使用することができる。従って、全体的には
、本発明によるガラスセラミックは、絶縁体足部の領域において運転の際に９５
０℃までの熱さになる白金中心電極を有する新規点火プラグにおける使用にも適
している。殊に、該セラミックは、９００℃の運転温度で２０００時間以上の耐
性がある。
【０００５】
本発明によるガラスセラミックには、更に、該ガラスセラミックが、９５０℃
未満、殊に８５０℃〜９５０℃の処理温度で、ガラス粉体もしくはガラス粉体混
合物から溶融させることができ、その際、保護ガスの使用が必要ではないという
利点がある。該ガラスセラミックは、更に、室温で２０ｋＶ／ｍｍまでもしくは
８００℃で１０ｋＶ／ｍｍまでの耐高電圧性であり、その際、同時にその熱膨張
率を、点火プラグの場合に代表的に使用される絶縁体材料、酸化アルミニウム（
Ａｌ２Ｏ３）に合わせられている。
未満、殊に８５０℃〜９５０℃の処理温度で、ガラス粉体もしくはガラス粉体混
合物から溶融させることができ、その際、保護ガスの使用が必要ではないという
利点がある。該ガラスセラミックは、更に、室温で２０ｋＶ／ｍｍまでもしくは
８００℃で１０ｋＶ／ｍｍまでの耐高電圧性であり、その際、同時にその熱膨張
率を、点火プラグの場合に代表的に使用される絶縁体材料、酸化アルミニウム（
Ａｌ２Ｏ３）に合わせられている。
【０００６】
具体的には、熱膨張率は、代表的に１００℃〜２００℃で約６ｐｐｍ／Ｋ及び７
００℃〜８００℃で約９ｐｐｍ／Ｋである。従って、前記の性質に基づき、本発
明によるガラスセラミックは、気密、純粋、結晶性の酸化アルミニウムからなる
隣接した絶縁体を有する点火プラグにおける自己洗浄作用の抵抗体としてのガラ
スセラミック溶融体の製造に特に適している。
００℃〜８００℃で約９ｐｐｍ／Ｋである。従って、前記の性質に基づき、本発
明によるガラスセラミックは、気密、純粋、結晶性の酸化アルミニウムからなる
隣接した絶縁体を有する点火プラグにおける自己洗浄作用の抵抗体としてのガラ
スセラミック溶融体の製造に特に適している。
【０００７】
高い温度安定性及び耐高電圧性は、その他の点で、本発明によるガラスセラミ
ックが、少なくとも部分的もしくは少なくとも領域に応じて屈折相、殊に相、灰
長石、珪灰石及びチタン石を有することによって達成される。
ックが、少なくとも部分的もしくは少なくとも領域に応じて屈折相、殊に相、灰
長石、珪灰石及びチタン石を有することによって達成される。
【０００８】
更に、出発材料にするための出発ガラスの意図的な精製によって、本発明によ
れば、ガラスセラミックを、例えば該ガラスセラミックと異なる組成のガラスセ
ラミックからなる抵抗体溶融体と金属、例えば接触ピン、ボルト又は中心電極と
の接触のために使用される導電性ガラスセラミックロットの形で製造可能である
ことは有利である。
れば、ガラスセラミックを、例えば該ガラスセラミックと異なる組成のガラスセ
ラミックからなる抵抗体溶融体と金属、例えば接触ピン、ボルト又は中心電極と
の接触のために使用される導電性ガラスセラミックロットの形で製造可能である
ことは有利である。
【０００９】
従って、殊に、本発明によるガラスセラミックは、その組成の変化によって、
有利に点火プラグ中の中心電極もしくはボルトの温度安定性かつ気密な接触を保
証することを可能にする。
有利に点火プラグ中の中心電極もしくはボルトの温度安定性かつ気密な接触を保
証することを可能にする。
【００１０】
本発明の有利な他の態様は、従属請求項に挙げた手段から明らかである。
【００１１】
従って、ガラスセラミックが、請求項４に記載の組成を有する場合に、耐高電
圧性、温度安定性及び酸化アルミニウムからなる周囲絶縁体の熱膨張率の適合に
関連して特に有利である。
圧性、温度安定性及び酸化アルミニウムからなる周囲絶縁体の熱膨張率の適合に
関連して特に有利である。
【００１２】
出発ガラスの意図された温度処理による屈折相の形成に関連したガラスセラミ
ックの１つのなかでも特に有利な態様は、ガラスセラミックの製造に使用された
出発ガラスが請求項５に記載の組成である場合に明らかである。
ックの１つのなかでも特に有利な態様は、ガラスセラミックの製造に使用された
出発ガラスが請求項５に記載の組成である場合に明らかである。
【００１３】
製造すべきガラスセラミックの電気的性質を調整するために、有利に２つの異
なる選択的に使用可能な可能性がある：一方では、ガラスセラミック中に埋め込
まれた殊に網目模様に形成された金属相又は他方では、ガラスセラミック中に埋
め込まれた殊に網目模様に形成された炭素相。この場合、炭素相は、有利に分解
された炭素からなる。
なる選択的に使用可能な可能性がある：一方では、ガラスセラミック中に埋め込
まれた殊に網目模様に形成された金属相又は他方では、ガラスセラミック中に埋
め込まれた殊に網目模様に形成された炭素相。この場合、炭素相は、有利に分解
された炭素からなる。
【００１４】
ガラスセラミックに所望の結晶相を製造するためには、使用した出発材料の溶
融温度が、８５０℃〜９５０℃である場合に特に有利である。この温度で、加熱
された出発材料は、結晶化のために、有利に５分〜１５分間の第一の期間保持さ
れルが、その際、既に説明した屈折相が発生し、出発材料は、ガラスセラミック
に変化するのである。ガラスセラミックとは、この関係では、ガラスに比して少
なくとも領域に応じて結晶性の相を有する材料のことである。
融温度が、８５０℃〜９５０℃である場合に特に有利である。この温度で、加熱
された出発材料は、結晶化のために、有利に５分〜１５分間の第一の期間保持さ
れルが、その際、既に説明した屈折相が発生し、出発材料は、ガラスセラミック
に変化するのである。ガラスセラミックとは、この関係では、ガラスに比して少
なくとも領域に応じて結晶性の相を有する材料のことである。
【００１５】
低抵抗のガラスセラミックの製造、殊にガラスセラミックロットとしての使用
には、本発明におる方法の進行において使用されたガラス粉体は、有利に、一方
では、耐高温性金属からなる金属メッキを備えさせられてもよいか又は他方では
、選択的にガラス粉体、結合剤及びカーボンブラック粉体からなるパナート（Ｐ
ａｎａｔ）を備えさせられていてもよい。
には、本発明におる方法の進行において使用されたガラス粉体は、有利に、一方
では、耐高温性金属からなる金属メッキを備えさせられてもよいか又は他方では
、選択的にガラス粉体、結合剤及びカーボンブラック粉体からなるパナート（Ｐ
ａｎａｔ）を備えさせられていてもよい。
【００１６】
図面
本発明を図面に基づき、以下の説明において詳細に説明する。図１は、第一の
実施例として、自己洗浄作用の抵抗体としてのガラスセラミック溶融体を有する
点火プラグの断面を示している。図２は、図１に代わる実施例を示している。
実施例として、自己洗浄作用の抵抗体としてのガラスセラミック溶融体を有する
点火プラグの断面を示している。図２は、図１に代わる実施例を示している。
【００１７】
実施例
まず、点火プラグ１中の自己洗浄作用の抵抗体もしくはセラミックロットとし
てのガラスセラミック性溶融体の実現のために、自体公知の方法で、出発混合物
から出発ガラスを溶融させる。この場合、出発混合物は、ＳｉＯ２３８〜４８質
量％、Ａｌ２Ｏ３１５〜１９質量％、ＴｉＯ２４．５〜１１質量％、Ｎａ２Ｏ０
〜１．５質量％、Ｋ２Ｏ０〜１．５質量％及びＣａＯ２３〜３０質量％からなる
。その上更に、出発混合物は、Ｌｉ２Ｏを、１．５質量％までの割合で添加され
ていてもよい。
てのガラスセラミック性溶融体の実現のために、自体公知の方法で、出発混合物
から出発ガラスを溶融させる。この場合、出発混合物は、ＳｉＯ２３８〜４８質
量％、Ａｌ２Ｏ３１５〜１９質量％、ＴｉＯ２４．５〜１１質量％、Ｎａ２Ｏ０
〜１．５質量％、Ｋ２Ｏ０〜１．５質量％及びＣａＯ２３〜３０質量％からなる
。その上更に、出発混合物は、Ｌｉ２Ｏを、１．５質量％までの割合で添加され
ていてもよい。
【００１８】
有利に、出発混合物は、ＳｉＯ２４３〜４８質量％、Ａｌ２Ｏ３１６．５〜１
８質量％、ＴｉＯ２６〜１０．５質量％、Ｎａ２Ｏ０．３〜１．２質量％、Ｋ２ Ｏ０．３〜１．２質量％及びＣａＯ２４．５〜２８．５質量％からなる。最も良
好な結果は、ＳｉＯ２４５質量％、Ａｌ２Ｏ３１７質量％、ＴｉＯ２９質量％、
Ｎａ２Ｏ０．５質量％、Ｋ２Ｏ０．５質量％及びＣａＯ２８質量％からなる出発
混合物を用いて得られる。
８質量％、ＴｉＯ２６〜１０．５質量％、Ｎａ２Ｏ０．３〜１．２質量％、Ｋ２ Ｏ０．３〜１．２質量％及びＣａＯ２４．５〜２８．５質量％からなる。最も良
好な結果は、ＳｉＯ２４５質量％、Ａｌ２Ｏ３１７質量％、ＴｉＯ２９質量％、
Ｎａ２Ｏ０．５質量％、Ｋ２Ｏ０．５質量％及びＣａＯ２８質量％からなる出発
混合物を用いて得られる。
【００１９】
点火プラグの隣接した金属性部材と、ガラスセラミックロットを介して接続し
ているガラスセラミック性抵抗体溶融体の形での自己洗浄作用の抵抗体の製造の
ためには、前記の出発混合物を、まず、溶融させて出発ガラスにし、該出発ガラ
スを、この後、２つの装填材料に分割する。引き続き、この出発ガラスの第一の
装填材料を粉砕して、１５０μｍ〜２５０μｍの平均粒度を有するガラス粉体に
する。
ているガラスセラミック性抵抗体溶融体の形での自己洗浄作用の抵抗体の製造の
ためには、前記の出発混合物を、まず、溶融させて出発ガラスにし、該出発ガラ
スを、この後、２つの装填材料に分割する。引き続き、この出発ガラスの第一の
装填材料を粉砕して、１５０μｍ〜２５０μｍの平均粒度を有するガラス粉体に
する。
【００２０】
このように準備されたガラス粉体を、以下に、その高抵抗の抵抗体溶融体とし
て自己洗浄作用の抵抗体の形で点火プラグ中で使用する。
て自己洗浄作用の抵抗体の形で点火プラグ中で使用する。
【００２１】
出発ガラスの第二の装填材料は、更に、点火プラグ中の該自己洗浄作用の抵抗
体と隣接した金属部材との接続のためのガラスセラミックロットの製造のために
用いられる。
体と隣接した金属部材との接続のためのガラスセラミックロットの製造のために
用いられる。
【００２２】
低抵抗のガラスセラミックの形での前記ガラスセラミックロットの製造のため
には、製造のための２つの選択的な方法がある： 第一の実施態様は、出発ガラスを、まず、粉砕して２５０μｍ未満の平均粒度
を有するガラス粉体にし、引き続き、ドイツ連邦共和国特許出願第１９６５１４
５４．１号から公知の方法で、通電しない金属メッキによって表面金属メッキを
施すことが意図されている。この表面金属メッキは、高温安定性金属、例えば白
金、パラジウム、ニッケル、タングステン又はこれらの金属からなる合金を用い
る金属メッキである。有利にパラジウムを使用する。表面金属メッキの厚さは、
通常０．５ｎｍ〜１０ｎｍ、殊に２ｎｍ〜５ｎｍである。
には、製造のための２つの選択的な方法がある： 第一の実施態様は、出発ガラスを、まず、粉砕して２５０μｍ未満の平均粒度
を有するガラス粉体にし、引き続き、ドイツ連邦共和国特許出願第１９６５１４
５４．１号から公知の方法で、通電しない金属メッキによって表面金属メッキを
施すことが意図されている。この表面金属メッキは、高温安定性金属、例えば白
金、パラジウム、ニッケル、タングステン又はこれらの金属からなる合金を用い
る金属メッキである。有利にパラジウムを使用する。表面金属メッキの厚さは、
通常０．５ｎｍ〜１０ｎｍ、殊に２ｎｍ〜５ｎｍである。
【００２３】
しかしながらまた、出発ガラスから粉砕したガラス粉体の既に説明した表面金
属メッキのために、該ガラス粉体を、第一処理工程において、まず、精製して、
出発材料にしてもよい。このために、出発ガラスの第一部分を粉砕して、１５０
μｍ〜２５０μｍの平均粒度を有する第一ガラス粉体にし、出発ガラスの第二部
分を粉砕して、１００μｍ未満、殊に５μｍ〜７０μｍの平均粒度を有する第二
ガラス粉体にする。異なる粒度を有するこの２つのガラス粉体を、この後、カー
ボンブラック粉体及び有機結合剤と混合する。この場合、該カーボンブラック粉
体は、２００ｎｍ〜２μｍ、殊に４００ｎｍ〜６００ｎｍの平均粒度を有してい
る。有機結合剤は、カルボキシメチルセルロースとデキストリンとからなる混合
物であるが、この場合、水が溶剤として使用される。更に、出発材料に、有利な
態様で、付加的にそれぞれ、１００μｍの平均粒度を有する二酸化ジルコニウム
粉体及びムライト粉体を添加する。
属メッキのために、該ガラス粉体を、第一処理工程において、まず、精製して、
出発材料にしてもよい。このために、出発ガラスの第一部分を粉砕して、１５０
μｍ〜２５０μｍの平均粒度を有する第一ガラス粉体にし、出発ガラスの第二部
分を粉砕して、１００μｍ未満、殊に５μｍ〜７０μｍの平均粒度を有する第二
ガラス粉体にする。異なる粒度を有するこの２つのガラス粉体を、この後、カー
ボンブラック粉体及び有機結合剤と混合する。この場合、該カーボンブラック粉
体は、２００ｎｍ〜２μｍ、殊に４００ｎｍ〜６００ｎｍの平均粒度を有してい
る。有機結合剤は、カルボキシメチルセルロースとデキストリンとからなる混合
物であるが、この場合、水が溶剤として使用される。更に、出発材料に、有利な
態様で、付加的にそれぞれ、１００μｍの平均粒度を有する二酸化ジルコニウム
粉体及びムライト粉体を添加する。
【００２４】
詳細には、該出発ガラスを、第一処理工程において、第一ガラス粉体を４０質
量％〜５８質量％の割合、第二ガラス粉体を３質量％〜１３質量％の割合、カー
ボンブラック粉体を０．９質量％〜２．５質量％の割合、二酸化ジルコニウム粉
体を１０質量％〜３７質量％の割合、ムライト粉体を８質量％〜１３質量％の割
合及び有機結合剤を０．６質量％〜４質量％の割合で含有する出発材料に調製す
る。この場合、質量％での前記の記載は、溶剤不含の出発材料に対するものであ
り、該出発材料に、更に、溶剤、前記の例では水が添加される。出発材料中の溶
剤の割合は、１２〜４０容量％、殊に２２〜３７容量％である。
量％〜５８質量％の割合、第二ガラス粉体を３質量％〜１３質量％の割合、カー
ボンブラック粉体を０．９質量％〜２．５質量％の割合、二酸化ジルコニウム粉
体を１０質量％〜３７質量％の割合、ムライト粉体を８質量％〜１３質量％の割
合及び有機結合剤を０．６質量％〜４質量％の割合で含有する出発材料に調製す
る。この場合、質量％での前記の記載は、溶剤不含の出発材料に対するものであ
り、該出発材料に、更に、溶剤、前記の例では水が添加される。出発材料中の溶
剤の割合は、１２〜４０容量％、殊に２２〜３７容量％である。
【００２５】
一方では、出発ガラスを、ガラス粉体の形で準備し、他方では、表面金属メッ
キされたガラス粉体あるいは又は調製された出発材料を、ガラス粉体混合物から
準備した後に、これらの材料を、点火プラグ１の製造の際に使用する。これは、
図１を用いて説明されている。
キされたガラス粉体あるいは又は調製された出発材料を、ガラス粉体混合物から
準備した後に、これらの材料を、点火プラグ１の製造の際に使用する。これは、
図１を用いて説明されている。
【００２６】
図１は、原理的には、ドイツ連邦共和国特許出願第１９６５１４５４．１号明
細書から公知の、例えば純粋、結晶性かつ気密な酸化アルミニウムからなる絶縁
体２、金属性コネクタボルト部３、ケーシング４、ガラスセラミック抵抗体溶融
体の形での抵抗体５、白金からなるか又は白金で被覆されている中心電極６及び
接地電極７を有する点火プラグ１を示している。コネクタボルト部３は、更に１
つの下方端部８を有している。
細書から公知の、例えば純粋、結晶性かつ気密な酸化アルミニウムからなる絶縁
体２、金属性コネクタボルト部３、ケーシング４、ガラスセラミック抵抗体溶融
体の形での抵抗体５、白金からなるか又は白金で被覆されている中心電極６及び
接地電極７を有する点火プラグ１を示している。コネクタボルト部３は、更に１
つの下方端部８を有している。
【００２７】
コネクタボルト部３の下方端部８と抵抗体５との間には、抵抗体５及びコネク
タボルト部３と互いに気密に接続しているもう１つの気密なガラスセラミックロ
ット９が設けられている。その上更に、中心電極６と抵抗体５との間には、抵抗
体５を、気密に中心電極６と接続している気密なガラスセラミックロット９が設
けられている。
タボルト部３と互いに気密に接続しているもう１つの気密なガラスセラミックロ
ット９が設けられている。その上更に、中心電極６と抵抗体５との間には、抵抗
体５を、気密に中心電極６と接続している気密なガラスセラミックロット９が設
けられている。
【００２８】
点火プラグ１は、もう１つの上方端部１０、ねじ山１１及び端子ナット１２を
点火線の接続のために有している。その上更に、漏電バリア１３及び多角形配置
１６を備えており、これらを用いて、点火プラグ１は、エンジンブロックに回し
て取り付けることができる。このために、ねじ山１７が設けられている。中心電
極６及び接地電極７は、更に互いに、ギャップ１８により分離されている。最終
的に、図１では、絶縁体２が十分に引っ張り出され、中心電極６は領域に応じて
接地電極７によって覆われていることが予定されている。このために、絶縁体２
は、インシュレータ脚部先端１９を有しているので、火花ギャップは、専ら、中
心電極６の先端と接地電極７との間に発生することができる。更に、点火プラグ
１は、エンジンブロックの中への点火プラグのねじ込みを制限する１つの前面２
０を有している。
点火線の接続のために有している。その上更に、漏電バリア１３及び多角形配置
１６を備えており、これらを用いて、点火プラグ１は、エンジンブロックに回し
て取り付けることができる。このために、ねじ山１７が設けられている。中心電
極６及び接地電極７は、更に互いに、ギャップ１８により分離されている。最終
的に、図１では、絶縁体２が十分に引っ張り出され、中心電極６は領域に応じて
接地電極７によって覆われていることが予定されている。このために、絶縁体２
は、インシュレータ脚部先端１９を有しているので、火花ギャップは、専ら、中
心電極６の先端と接地電極７との間に発生することができる。更に、点火プラグ
１は、エンジンブロックの中への点火プラグのねじ込みを制限する１つの前面２
０を有している。
【００２９】
図１による点火プラグの製造のために、まず、絶縁体２が、公知の方法で中心
電極６を備えさせられている。この後、ガラスセラミックロット９としての表面
金属メッキを施されたガラス粉体又は、ガラス粉体混合物、カーボンブラック、
有機結合剤及び場合による他の成分からなる処理された出発材料を、絶縁体２中
に存在する空隙に充填する。引き続き、高抵抗性抵抗体５の製造のために、ガラ
ス粉体にするために微粉砕した出発ガラスを絶縁体３の中に充填する。次に、こ
の微粉砕された出発ガラス上に、新たに、表面金属メッキしたガラス粉体又は前
記の方法で処理した出発材料を充填する。最終的に、コネクタボルト部３を、こ
の層順序の上に重ねる。
電極６を備えさせられている。この後、ガラスセラミックロット９としての表面
金属メッキを施されたガラス粉体又は、ガラス粉体混合物、カーボンブラック、
有機結合剤及び場合による他の成分からなる処理された出発材料を、絶縁体２中
に存在する空隙に充填する。引き続き、高抵抗性抵抗体５の製造のために、ガラ
ス粉体にするために微粉砕した出発ガラスを絶縁体３の中に充填する。次に、こ
の微粉砕された出発ガラス上に、新たに、表面金属メッキしたガラス粉体又は前
記の方法で処理した出発材料を充填する。最終的に、コネクタボルト部３を、こ
の層順序の上に重ねる。
【００３０】
この後、ガラスセラミックの製造のための第二処理工程を続けるが、その際、
充填された種々の材料は、抵抗体５もしくは気密なガラスセラミックロット９の
形成のために、点火プラグ及び使用したボルト３と一緒になって、出発ガラスの
軟化点Ｔｇを下回る出発温度から、第一の期間で、出発ガラスの軟化点Ｔｇを上
回る溶融温度にまで加熱する。この後、この温度で、点火プラグ１を、第二の期
間の間保持し、最終的に再度冷却する。
充填された種々の材料は、抵抗体５もしくは気密なガラスセラミックロット９の
形成のために、点火プラグ及び使用したボルト３と一緒になって、出発ガラスの
軟化点Ｔｇを下回る出発温度から、第一の期間で、出発ガラスの軟化点Ｔｇを上
回る溶融温度にまで加熱する。この後、この温度で、点火プラグ１を、第二の期
間の間保持し、最終的に再度冷却する。
【００３１】
前記の熱処理の際の出発温度は、代表的には１０℃〜４０℃、殊に室温である
。溶融温度は、８５０℃〜９５０℃である。点火プラグが充填された出発材料と
一緒に加熱される第一の期間は、５〜１５分間、殊に８〜０分間である。点火プ
ラグが達成された溶融温度で保持される第二の期間は、５〜２５分間、殊に９〜
１５分間である。この熱処理の経過中、即ち、溶融プロセスの間には、更に、出
発ガラス中に少なくとも部分的及び／又は少なくとも領域に応じて結晶化が生じ
る。この場合、就中、屈折相、灰長石（ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、珪
灰石（ＣａＯ・２ＳｉＯ２）及びチタン石（ＣａＯ・ＴｉＯ２・ＳｉＯ２）が形
成される。
。溶融温度は、８５０℃〜９５０℃である。点火プラグが充填された出発材料と
一緒に加熱される第一の期間は、５〜１５分間、殊に８〜０分間である。点火プ
ラグが達成された溶融温度で保持される第二の期間は、５〜２５分間、殊に９〜
１５分間である。この熱処理の経過中、即ち、溶融プロセスの間には、更に、出
発ガラス中に少なくとも部分的及び／又は少なくとも領域に応じて結晶化が生じ
る。この場合、就中、屈折相、灰長石（ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、珪
灰石（ＣａＯ・２ＳｉＯ２）及びチタン石（ＣａＯ・ＴｉＯ２・ＳｉＯ２）が形
成される。
【００３２】
全体として、前記熱処理の後に、中心電極６とボルト３との間に、溶融体がガ
ラスセラミックの形で生じるが、該溶融体は、抵抗体５の領域で、１ｋΩを上回
る代表的抵抗を示し、自己洗浄作用の抵抗体としての高抵抗の溶融体を形成して
いる。更に、２つの領域が気密なガラスセラミックロット９を用いて生じるが、
これらは、抵抗体５を中心電極６とボルト３とに接続させている。気密なガラス
セラミックロット９は、この場合、選択された組成に応じて、ガラスセラミック
は、少なくとも領域に応じて、該ガラスセラミック中に埋め込まれた、殊に網目
模様に形成された金属相を含んでおり、該金属相は、本質的に、ガラスセラミッ
クロットの導電性を担っている。他方で、ガラスセラミックロット９は、あるい
はまた少なくとも領域に応じて該ガラスセラミック中に埋め込まれた、殊に網目
模様に形成された炭素相を有するガラスセラミックの形であってもよい。この場
合、この炭素相は、処理された出発材料に添加された有機結合剤及び／又はカー
ボンブラック粉体から熱分解によって発生したものである。
ラスセラミックの形で生じるが、該溶融体は、抵抗体５の領域で、１ｋΩを上回
る代表的抵抗を示し、自己洗浄作用の抵抗体としての高抵抗の溶融体を形成して
いる。更に、２つの領域が気密なガラスセラミックロット９を用いて生じるが、
これらは、抵抗体５を中心電極６とボルト３とに接続させている。気密なガラス
セラミックロット９は、この場合、選択された組成に応じて、ガラスセラミック
は、少なくとも領域に応じて、該ガラスセラミック中に埋め込まれた、殊に網目
模様に形成された金属相を含んでおり、該金属相は、本質的に、ガラスセラミッ
クロットの導電性を担っている。他方で、ガラスセラミックロット９は、あるい
はまた少なくとも領域に応じて該ガラスセラミック中に埋め込まれた、殊に網目
模様に形成された炭素相を有するガラスセラミックの形であってもよい。この場
合、この炭素相は、処理された出発材料に添加された有機結合剤及び／又はカー
ボンブラック粉体から熱分解によって発生したものである。
【００３３】
出発ガラスの変態温度Ｔｇは、前記の例において７５３℃であり、これは、出
発ガラスの組成に応じて６７０℃〜７８０℃であってもよい。製造した出発ガラ
スの膨張軟化点Ｅｇは、前記の例において７８６℃であるが、しかし、これは、
同様に出発ガラスの組成に応じて、約７２０℃〜約８２０℃の間で変動すること
もある。出発ガラスの熱膨張率αは、１００℃〜５００℃の温度で８．３×１０- ６ ／Ｋであるが、しかし、組成の前記の限界の範囲内で、６．７×１０６／Ｋ
と８．８×１０６／Ｋの間で変動することもある。
発ガラスの組成に応じて６７０℃〜７８０℃であってもよい。製造した出発ガラ
スの膨張軟化点Ｅｇは、前記の例において７８６℃であるが、しかし、これは、
同様に出発ガラスの組成に応じて、約７２０℃〜約８２０℃の間で変動すること
もある。出発ガラスの熱膨張率αは、１００℃〜５００℃の温度で８．３×１０- ６ ／Ｋであるが、しかし、組成の前記の限界の範囲内で、６．７×１０６／Ｋ
と８．８×１０６／Ｋの間で変動することもある。
【００３４】
図２は、点火プラグ１の図１の代わりの実施例を示している。図２に記載の点
火プラグは、この場合、原理的には、ドイツ連邦共和国特許出願第１９６２３９
８９．３号明細書から公知である。該点火プラグは、就中、接地電極７並びに中
心電極６の形状によって図１に記載の点火プラグと異なっている。その上更に、
図２に記載の点火プラグ１の場合には、抵抗体５が、図１とは異なって後方に位
置していることが予定されており、その際、抵抗体５と中心電極６との間には、
付加的にコネクタボルト部２１が取り付けられている。図２に記載の点火プラグ
の製造は、抵抗体５並びに気密なガラスセラミックロット９の態様に関連して、
図１と全く類似している。しかし、図２によれば、抵抗体５は、その下面では、
中心電極６とは接続しているのではなくて、ガラスセラミックロット９によって
コネクタボルト部２１と気密に接続している。
火プラグは、この場合、原理的には、ドイツ連邦共和国特許出願第１９６２３９
８９．３号明細書から公知である。該点火プラグは、就中、接地電極７並びに中
心電極６の形状によって図１に記載の点火プラグと異なっている。その上更に、
図２に記載の点火プラグ１の場合には、抵抗体５が、図１とは異なって後方に位
置していることが予定されており、その際、抵抗体５と中心電極６との間には、
付加的にコネクタボルト部２１が取り付けられている。図２に記載の点火プラグ
の製造は、抵抗体５並びに気密なガラスセラミックロット９の態様に関連して、
図１と全く類似している。しかし、図２によれば、抵抗体５は、その下面では、
中心電極６とは接続しているのではなくて、ガラスセラミックロット９によって
コネクタボルト部２１と気密に接続している。
【図１】
図１は、第一の実施例として、自己洗浄作用の抵抗体としてのガラスセラミッ
ク溶融体を有する点火プラグの断面を示す図である。
ク溶融体を有する点火プラグの断面を示す図である。
【図２】
図２は、図１に代わる実施例を示す図である。
１ 点火プラグ、 ２ インシュレータ、 ３ コネクタボルト部、 ４ ケ
ーシング、 ５ 抵抗体、 ６ 中心電極、 ７ 接地電極、 ８ 下方端部、 ９ ガラスセラミックロット、 １０ 上方端部、 １１ ねじ山、 １２ 端子ナット、 １３ 漏電バリア、 １６ 多角形配置、 １７ ねじ山、 １
８ ギャップ、 １９ インシュレータ脚部先端、 ２０ 前面、 ２１ 接触
ピン
ーシング、 ５ 抵抗体、 ６ 中心電極、 ７ 接地電極、 ８ 下方端部、 ９ ガラスセラミックロット、 １０ 上方端部、 １１ ねじ山、 １２ 端子ナット、 １３ 漏電バリア、 １６ 多角形配置、 １７ ねじ山、 １
８ ギャップ、 １９ インシュレータ脚部先端、 ２０ 前面、 ２１ 接触
ピン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 イムケ ケーンゲーター
ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト レ
ーベンロイテ ３
(72)発明者 ウルリヒ アイゼレ
ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト ベ
ックラーシュトラーセ ６ベー
Ｆターム(参考） 4G062 AA10 AA11 AA15 BB03 BB06
CC08 DA05 DB04 DC01 DD01
DE01 DF01 EA01 EA02 EA03
EB01 EB02 EB03 EC01 EC02
EC03 ED01 EE03 EE04 EF01
EG01 FA01 FB03 FC01 FD01
FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01
FK01 FL01 GA01 GA10 GB01
GC01 GD01 GE01 HH01 HH03
HH05 HH07 HH09 HH11 HH13
HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03
JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03
KK05 KK07 KK10 MM16 MM23
NN31 NN32 NN33 QQ07 QQ20
5G059 AA04 AA10
Claims (25)
- 【請求項１】 殊に点火プラグ中の抵抗体（５）又は気密ガラスセラミック
ロット（９）として使用するための、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２及びＣａ
Ｏを含有する出発混合物から溶融させられている出発ガラスを用いるガラスセラ
ミックにおいて、該ガラスセラミックが、少なくとも領域に応じて結晶性相を有
する出発ガラスの溶融体であることを特徴とする、ガラスセラミック。 - 【請求項２】 出発混合物が、ＳｉＯ２を３８質量％〜４８質量％、Ａｌ２ Ｏ３を１５質量％〜１９質量％、ＴｉＯ２を４．５質量％〜１０質量％、Ｎａ２ Ｏを０質量％〜１．５質量％、Ｋ２Ｏを０質量％〜１．５質量％及びＣａＯ２を
３質量％〜３０質量％含有している、請求項１に記載のガラスセラミック。 - 【請求項３】 出発混合物が、酸化リチウムを１．５質量％までの割合で添
加されている、請求項１又は２に記載のガラスセラミック。 - 【請求項４】 出発混合物が、ＳｉＯ２を４３質量％〜４８質量％、Ａｌ２ Ｏ３を１６．５質量％〜１８質量％、ＴｉＯ２を６質量％〜１０．５質量％、Ｎ
ａ２Ｏを０．３質量％〜１．２質量％、Ｋ２Ｏを０．３質量％〜１．２質量％及
びＣａＯを２４．５質量％〜２８．５質量％含有している、請求項１に記載のガ
ラスセラミック。 - 【請求項５】 出発混合物が、ＳｉＯ２を４５質量％、Ａｌ２Ｏ３を１７質
量％、ＴｉＯ２を９質量％、Ｎａ２Ｏを０．５質量％、Ｋ２Ｏを０．５質量％及
びＣａＯを２８質量％からなる、請求項１に記載のガラスセラミック。 - 【請求項６】 ガラスセラミックが、屈折相、灰長石、珪灰石及びチタン石
を有している、請求項１から５までのいずれか１項に記載のガラスセラミック。 - 【請求項７】 ガラスセラミックが、少なくとも領域に応じて、該ガラスセ
ラミック中に埋め込まれた、殊に網目模様に形成された金属相を含む、請求項１
から６までのいずれか１項に記載のガラスセラミック。 - 【請求項８】 ガラスセラミックが、少なくとも領域に応じて、該ガラスセ
ラミック中に埋め込まれた、殊に網目模様に形成された炭素相を含む、請求項１
から７までのいずれか１項に記載のガラスセラミック。 - 【請求項９】 請求項１から８までのいずれか１項に記載のガラスセラミッ
クの製造法において、出発ガラスを、第一処理工程で、まず、精製して出発材料
にし、次に該出発材料を、第二処理工程で、出発ガラスの軟化点（Ｔｇ）を下回
る出発温度から、第一の期間で、出発ガラスの軟化点（Ｔｇ）を上回る溶融温度
にまで加熱し、この温度で、第二の期間の間保持し、最終的に再度冷却すること
を特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載のガラスセラミックの
製造法。 - 【請求項１０】 出発温度が１０℃〜４０℃であり、溶融温度が８５０℃〜
９５０℃である、請求項９に記載の方法。 - 【請求項１１】 第一の期間が５〜１５分間、殊に８〜１０分間であり、第
二の期間が５〜２５分間、殊に９〜１５分間である、請求項９又は１０に記載の
方法。 - 【請求項１２】 第一処理工程での出発ガラスの精製に、殊に２５０μｍ未
満の平均粒度を有するガラス粉体にするための粉砕が含まれる、請求項９に記載
の方法。 - 【請求項１３】 ガラス粉体が、第一処理工程で、少なくとも部分的に表面
金属メッキを施される、請求項１２に記載の方法。 - 【請求項１４】 ガラス粉体が、耐高温性金属、例えば白金、パラジウム、
ニッケル、タングステン又はこれらの合金を用いて０．５ｎｍ〜１０ｎｍの厚さ
を有する金属メッキを施される、請求項１２又は１３に記載の方法。 - 【請求項１５】 第一処理工程において出発材料にするための出発ガラスの
精製に、１５０μｍ〜２５０μｍの平均粒度を有する第一ガラス粉体にするため
の出発ガラスの第一部分の粉砕及び１００μｍ未満、殊に５〜７０μｍの平均粒
度を有する第二ガラス粉体にするための出発ガラスの第二部分の粉砕並びにこれ
らのガラス粉体とカーボンブラック粉体及び有機結合剤との混合が含まれる、請
求項９に記載の方法。 - 【請求項１６】 ２００ｎｍ〜２μｍ、殊に４００ｎｍ〜６００ｎｍの平均
粒度を有する粉体を使用する、 - 【請求項１７】 有機結合剤として、カルボキシメチルセルロース及びデキ
ストリンと、溶剤としての水とからなる混合物を使用する、請求項１５に記載の
方法。 - 【請求項１８】 出発材料にするための出発粉体の精製の際に、二酸化ジル
コニウムを、殊に１００μｍ未満の平均粒度を有する粉体として添加する、請求
項１５から１７までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１９】 出発材料にするための出発粉体の精製の際に、ムライトを
添加する、請求項１５から１８までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項２０】 出発ガラスが、第一処理工程で精製して、第一ガラス粉体
を４０質量％〜５８質量％の割合、第二ガラス粉体を３質量％〜１３質量％の割
合、カーボンブラック粉体を０．９質量％〜２．５質量％の割合、二酸化ジルコ
ニウムを１０質量％〜３７質量％の割合、ムライトを８質量％〜１３質量％の割
合及び結合剤を０．６質量％〜４質量％の割合を有する出発材料にするが、その
際、質量％での記載は、溶剤不含の出発材料に対するものである、請求項１５か
ら１９までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項２１】 溶剤を、１２〜４０容量％、殊に２２容量％〜３７容量％
の割合で出発材料に添加する、請求項１５から２０までのいずれか１項に記載の
方法。 - 【請求項２２】 抵抗体（５）に互いに電気的に接続されたコネクタボルト
部（３）及び中心電極（６）を有する点火プラグにおいて、抵抗体（５）が少な
くとも領域に応じて、請求項１から８までのいずれか１項に記載ガラスセラミッ
クからなることを特徴とする、点火プラグ。 - 【請求項２３】 抵抗体（５）と中心電極（６）との間に、接触ピン（２１
）が対応配置されている、請求項２２に記載の点火プラグ。 - 【請求項２４】 抵抗体（５）がコネクタボルト部（３）と接続され及び／
又は中心電極（６）は、請求項１から８までのいずれか１項に記載のガラスセラ
ミックからなるガラスセラミックロットと接続されている、請求項２２に記載の
点火プラグ。 - 【請求項２５】 抵抗体（５）がコネクタボルト部（３）及び／又は接触ピ
ン（２１）及び請求項１から８までのいずれか１項に記載のガラスセラミックか
らなるガラスセラミックロットと接続されている、請求項２３に記載の点火プラ
グ。
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