JP2010123626A - 抵抗体製造用粉末とこれを用いた抵抗体を含む点火プラグ並びにこれらの製造方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗値の安定化を図りつつ流動性に優れた抵抗体製造用粉末とこれを用いた信頼性の高い点火プラグとこれらの製造方法との提供を目的とする。
【解決手段】電磁波ノイズを吸収すべく点火プラグ１００内に配設される抵抗体４を形成する抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）を、ガラス粉末として平均粒径２０μｍ以下、より好ましくは１２μｍ以下のガラス細粒（ＳＰ_ＧＬ）と導電性粉末として平均粒径１００ｎｍ以下のカーボン（ＮＰ_ＣＢ）と骨材粉末として平均粒径１０μｍ以下のジルコニア粉末（Ｐ_Ｚｒ）とを含む集合体からなり、１００μｍから３００μｍ以下の大きさの粒径に造粒した顆粒を用いることにより、流動性、充填性が向上し、抵抗値のばらつきの低い点火プラグ１００が実現できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の点火を行う点火プラグに内蔵され、放電ノイズの低減に用いられる抵抗体製造用の粉末とこれを用いた抵抗体を含む点火プラグ並びにこれらの製造方法に関するものである。

従来、自動車エンジンなどの内燃機関の点火には、絶縁体を介して対向する中心電極と接地電極との間に高電圧を印加して火花放電を発生させて燃焼室内の混合気を着火する点火プラグが広く用いられており、このような火花放電による点火においては、放電時に高周波の電磁波ノイズが発生する虞がある。このため、点火プラグの中心電極と端子金具との間に抵抗体を直列に介装して、電磁波ノイズの吸収が図られている。

このような電磁波ノイズ吸収用の抵抗体について、特許文献１には、カーボン又はグラファイトからなる導電材料が０．５〜２．０重量％と、ガラス質充填材料が４０〜８０重量％と、第１骨材及び第２骨材からなる２種の無機材料が残量を占める組成割合で構成され、他の骨材と異なる平均粒径の骨材の１種にジルコニアを用い、ガラス質充填材料としてＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ−Ｋ_２Ｏ系ガラスを用いて高周波雑音の抑制効果に優れた抵抗入りプラグ用抵抗体が開示されている。

また、特許文献２には、スパークプラグにおいて抵抗体が、ガラス粉末と導電性材料粉末とを混合して焼結した焼結体として構成され、ガラス粉末の粒径は、粒径１００μｍ以下の微粒ガラスと、粒径１００〜８００μｍの粗粒ガラスとを含有し、それらの重量比を所定の範囲設定することにより、抵抗値のバラツキを押さえて負荷寿命を長くしたスパークプラグが開示されている。

さらに、特許文献３には、スパークプラグの製造設備及びスパークプラグの製造方法として、絶縁体の貫通孔に対し、その一方の端部側に端子金具が固定され、その他方の端部側に中心電極が固定されるとともに、該貫通孔において端子金具と中心電極との間に、導電性ガラスシール層や抵抗体等の原料粉末の充填層が形成された組立体を製造し、次いで絶縁体の軸線方向において中心電極側が端子金具側よりも高温となるように組立体を加熱し、貫通孔に対する中心電極の位置を固定して、端子金具を貫通孔の軸方向において中心電極に近づく方向に加圧することにより、貫通穴内の原料粉末の充填層を中心電極と端子金具との間でプレスする方法が開示されている。

例えば、図９に示すような、従来の電磁波ノイズ吸収用の抵抗体に用いられるガラス粗粒を含む抵抗体製造用粉末（ＣＭ_ＲＳＴ）の製造方法では、細かい粒子のガラス粉末として平均粒径１２μｍ程度のガラス細粒（ＳＰ_ＧＬ）が用いられ、骨材粉末として平均粒径７μｍ程度のジルコニア粉末（Ｐ_Ｚｒ）が用いられ、導電性材料として平均粒径８０ｎｍ程度のカーボン微粉（ＮＰ_ＣＢ）が用いられ、粗い粒子のガラス粉末として平均粒径３００μｍ程度のガラス粗粒（ＣＰ_ＧＬ）が用いられている。

図９に示す、製造方法では、一次配合工程（Ｐ１ｚ）においてガラス細粒（ＳＰ_ＧＬ）とジルコニア粉末（Ｐ_Ｚｒ）とカーボン微粉（ＮＰ_ＣＢ）とが所定の割合で計量・配合され、粉砕・混合工程（Ｐ２ｚ）においてガラス細粒とジルコニア粉末とカーボン微分とが均一に混合されつつ、平均粒径４μｍ程度に粉砕された抵抗成分粉末（Ｐ_ＲＳＴ）となり、二次配合工程（Ｐ３ｚ）において抵抗成分粉末（Ｐ_ＲＳＴ）とガラス粗粒（ＣＰ_ＧＬ）とが所定の割合で計量・配合され、混合工程（Ｐ４ｚ）においてガラス粗粒（ＣＰ_ＧＬ）の表面を抵抗成分粉末（Ｐ_ＲＳＴ）が覆うように均一に分散した粗粒含有抵抗体製造用粉体（ＣＭ_ＲＳＴ）が得られる。
特開昭６３−２６１８０１号公報 特開平９−３０６６３６号公報 特開平１１−２５１０３３号公報

ところが、図９に示す製造方法によって得られる粗粒含有抵抗体製造用粉末（ＣＭ_ＲＳＴ）は、図１０（顕微鏡写真）、図１１（模式図）に示すように、数μｍ程度の細いガラス細粒（ＳＰ_ＧＬ）とジルコニア粉末（Ｐ_Ｚｒ）とが３００μｍ程度の粗いガラス粗粒（ＣＰ_ＧＬ）の表面を覆うように付着しており、さらに、これらの表面が８０ｎｍ程度の極めて細かいカーボン微粉（ＮＰ_ＣＢ）によって覆われた状態となっている。
このため、図１０、１１に示す粗粒含有抵抗体製造用粉末（ＣＭ_ＲＳＴ）や、特許文献２にあるような、従来の粗粒ガラスと微粒ガラスとを含有する抵抗体製造用の粉末では、流動性の悪い粗粒ガラスの影響が大きく反映され、粗粒ガラスは破砕されたものであるので表面に角が多く存在し流動性に劣り、加えて抵抗体を製造すべく点火プラグの絶縁体内に充填する際にもスタッキングしやすく、充填性が低い。
特に、特許文献２にある抵抗体用原料には、粗粒ガラスを迂回するように導電経路を形成させ導電経路を長くすることによって高い抵抗値を得ているため、１００μ〜８００μｍという極めて大きい粗粒ガラスが含まれている。そのため、特許文献２にあるような抵抗体用の原料の流動性は極めて低いものと推察される。

したがって、点火プラグを製造する際に、一端を中心電極によって閉塞された略筒状に形成された絶縁体の貫通孔にこのような粗粒ガラスを含む従来の抵抗体製造用粉末を充填しようとすると、流動性が悪く、絶縁体内に均一に充填されない虞がある。このような不均一な充填状態では電磁波ノイズ低減用抵抗体の抵抗値が不安定となり、充分な電磁波ノイズ抑制効果が発揮されない虞がある。

加えて、近年、点火プラグの小型化が進み、絶縁体に設けられる貫通孔の内径がφ３ｍｍ程度と極めて細くなる傾向にあり、抵抗体製造用粉末の流動性、充填性の更なる向上が改めて重要な課題となっている。

また、従来の抵抗体製造用粉末の流動性の低さによって、充填途中で抵抗体製造用粉末が製造装置内に残留したり、抵抗成分粒子がガラス粗粒から剥離し易く、抵抗値が不安定になったりする虞もある。
さらに、導電性材料として用いられるカーボン粒子は極めて細かい粒子であるため、製造装置に付着し易く、飛散により職場環境に影響を与える虞もあるので製造装置や職場環境の清掃、メンテナンスに要する負担も大きい。

そこで、かかる実情に鑑み、本発明は、抵抗値の安定化を図りつつ流動性に優れた抵抗体製造用粉末とこれを用いた信頼性の高い点火プラグとこれらの製造方法との提供を目的とする。

請求項１の発明では、電磁波ノイズを吸収すべく点火プラグ内に配設される抵抗体を形成する抵抗体製造用粉末を、ガラス粉末と導電性粉末と骨材粉末とを含む集合体からなり、所定の粒径を有する略球状の顆粒とする。

請求項１の発明によれば、抵抗体製造用粉末は略球状であるので流動性が向上し、これを用いた抵抗体を製造する際の取り扱いが容易となり、生産性が向上する。加えて、略球状であるので、これを所定の空間内に充填して抵抗体とする際の充填性が向上し、充填量の均一を図り、得られる抵抗体の抵抗値を安定化できると期待される。

ガラス粉末と導電性粉末と骨材粉末との混合物からなる抵抗体製造用粉末を抵抗体としたときには、ガラス粉末と骨材粉末との複合的な焼結体内部に導電性粉末が網目状に連結して導電経路を形成しこれが抵抗ネットワーク構造を形成することによって所定の抵抗値となっていると推察される。従来のガラス粗粒を含む抵抗体では、充填性が低いので粒子間の空隙が広く、抵抗体としたときには、ガラス粗粒表面にのみ存在する導電性材料によって導電経路が太く形成される。このため、それぞれの導電経路の抵抗値は低くなり、ガラス粗粒を迂回させることによって導電経路を長くして所望の抵抗値を得ているものと推察される。

一方、本発明の顆粒状の抵抗体製造用粉末を用いた場合、顆粒表面のみならず顆粒内の個々のガラス粉末及び骨材粉末の表面にも導電性材料が存在するので、これを抵抗体としたときに極めて細い導電性経路が極めて複雑に絡み合った編み目構造を形成するものと推察される。このため、それぞれの導電経路の抵抗値が高くなるものの、緻密に抵抗ネットワークが張り巡らされるので、従来のようにガラス粗粒を用いずとも所望の抵抗値が得られ、優れた電磁波ノイズ吸収効果が発揮されるものと推察される。

具体的には、請求項２の発明のように、上記顆粒は、その平均粒径を１００μｍから３００μｍの範囲の大きさとするのが良い。

従来、点火プラグの電磁波ノイズ吸収用抵抗体に用いられる原料には、粗粒ガラスを添加しないと所望の抵抗値を得られないとされてきたが、本発明者らの鋭意試験により、抵抗体製造用粉末を請求項２の発明に記載の大きさの顆粒とすることにより、流動性と充填性とを良好にできる上に、抵抗体としたときに安定した抵抗値が得られることが判明した。一方、本発明の範囲をはずれ、平均粒径１００μｍ以下の顆粒とすると、流動性、充填性は向上するにもかかわらず、安定した抵抗値が得られないことが判明した。また、平均粒径３００μｍ以上の顆粒とすると流動性は良好となるが、充填性が低下し、その結果、安定した抵抗値が得られないことが判明した。

請求項３の発明では、上記ガラス粉末は、その平均粒径を２０μｍ以下の大きさとする。

本発明者らの鋭意試験により、請求項３の発明によれば、極めて流動性、充填性に優れ、抵抗値バラツキの少ない抵抗体を製造可能な抵抗体製造用粉末が実現できることが判明した。
本発明の範囲を外れ、上記ガラス粉末に２０μｍ以上の大きさのものを用いると、顆粒の大きさの如何に関わらず、流動性が低下することが判明した。これは、上記ガラス粉末の大きさが大きくなると、顆粒表面にガラス粉末の端面によって形成される突起が引っかかり摩擦力が増すためと推察される。

より望ましくは、請求項４の発明のように、上記ガラス粉末は、その平均粒径を１２μｍ以下の大きさとするのが良い。

本発明者らの鋭意試験により、請求項4の発明によれば、顆粒の大きさの如何に関わらず流動性、充填性が良好となることが判明した。また、本発明と請求項２ないし４のいずれか１項に記載の発明とを併用することによって相乗効果を生み、最も安定した抵抗値を有する抵抗体を製造可能な抵抗体製造用粉末が実現できることが判明した。

より具体的には、上記ガラス粉末は、請求項５の発明のように、Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＢａＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ系_３、ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＢａＯ−ＣａＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ系_２、Ｎａ_２Ｏ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系、Ｋ_２Ｏ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＢａＯ−Ｂ_２Ｏ_３系、Ｂｉ_２Ｏ−Ｂ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系のいずれかから選択される１種以上を含有せしめる。

請求項５の発明によれば、流動性、充填性にとみ、安定した抵抗値を有する抵抗体を製造可能な抵抗体製造用粉末が実現できる。また、本発明の抵抗体製造用粉末を用いて点火プラグの電磁波ノイズ吸収用抵抗体を製造したとき、点火プラグの絶縁体との密着性が良好で優れた耐久性と電磁波ノイズ吸収性とを兼ね備えた電磁波ノイズ吸収用の抵抗体を実現できる。

また、上記導電性粉末は、請求項６の発明のように、その平均粒径を１００ｎｍ以下とするのが望ましい。

請求項６の発明によれば、上記導電性材料が顆粒内に均一に分散し、極めて安定した抵抗値を有する抵抗体を製造可能な抵抗体製造用粉末が実現できる。

上記導電性粉末は、請求項７の発明のように、黒鉛、アモルファスカーボン、カーボンブラックのいずれかから選択される１種以上からなる粒子状炭素とするのが望ましい。

請求項７の発明によれば、流動性、充填性に優れ、安定した抵抗値を有する抵抗体を製造可能な抵抗体製造用粉末が安価な材料で実現できる。

上記骨材粉末は、請求項８の発明のように、その平均粒径を、１０μｍ以下とするのが望ましい。

請求項８の発明によれば、上記骨材粉末が顆粒内に均一に分散し、極めて安定した抵抗値を有する抵抗体を製造可能な抵抗体製造用粉末が実現できる。

より具体的には、上記骨材粉末は、請求項９の発明のように、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＯ_２のいずれかから選択される１種以上を含有する絶縁性セラミック粒子とするのが望ましい。

請求項９の発明によれば、流動性、充填性に優れ、安定した抵抗値を有する抵抗体を製造可能な抵抗体製造用粉末が実現できる。また、請求項９の発明にある材料は比抵抗が大きな絶縁体であり、抵抗体としたときには、ガラス質材料の間に介在して、導電性経路に適度な迂回路を形成し、電磁波ノイズ吸収効果に優れた抵抗体を実現できる。

請求項１０の発明では、上記ガラス粉末は４０〜８０重量％とし、上記導電性粉末は０．５〜２．０重量％とし、上記骨材が残量を占めるとする。

請求項１０の発明によれば、流動性、充填性に優れ、安定した抵抗値を有する抵抗体を製造可能な抵抗体製造用粉末が実現できる。

請求項１１の発明では、電磁波ノイズを吸収すべく点火プラグ内に配設される抵抗体を形成する抵抗体製造用粉末の製造方法において、ガラス粉末と導電性粉末と骨材粉末を所定の割合で配合する一次配合工程と、該一次配合工程で配合した材料を粉砕、混合して所定の粒径を有する抵抗成分粉末となす粉砕・混合工程と、該粉砕・混合工程で得られた上記抵抗成分粉末と所定の造粒助剤とを所定の割合で配合し二次配合原料となす二次配合工程と、該二次配合工程で得られた二次配合原料を、ガラス粉末と導電性粉末と骨材粉末とが均一に分散した集合体であって、所定の粒径を有する略球状の顆粒に造粒せしめる造粒工程とを具備する。

請求項１１の発明によれば、簡易な工程により、流動性、充填性に優れ、安定した抵抗値を有する抵抗体を製造可能な抵抗体製造用粉末の製造が可能となる。

より具体的には、請求項１２の発明のように、上記二次配合工程は、上記抵抗成分粉末を上記造粒助剤ともに分散媒に分散せしめてスラリー状となし、上記造粒工程は、上記二次配合工程で得られたスラリーを噴霧、乾燥して、顆粒としても良い。

請求項１２の発明によれば、上記スラリー濃度、噴霧条件、乾燥条件の調整により顆粒の大きさを容易に制御できるので、流動性、充填性に優れ、安定した抵抗値を有する抵抗体を製造可能な抵抗体製造用粉末の製造が極めて容易となる。

請求項１３の発明では、点火時の電磁波ノイズを抑制する抵抗体を内蔵する点火プラグであって、少なくとも、略長軸状の中心電極と、該中心電極を覆う絶縁体と、該絶縁体を介して上記中心電極に対向する接地電極と、上記中心電極と外部電源とを接続せしめる端子金具とを具備し、上記中心電極と上記端子金具との間に、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の抵抗体製造用粉末からなる抵抗体を配設せしめる。

請求項１３の発明によれば、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の抵抗体製造用粉末を用いることによって抵抗体に特性を安定化させ、極めて信頼性の高い点火プラグが実現できる。

請求項１４の発明では、点火時の電磁波ノイズを抑制する抵抗体を内蔵する点火プラグの製造方法において、少なくとも、略筒状に形成した絶縁体に略長軸状の中心電極を挿通し、上記絶縁体の先端開口を封止せしめて、上記絶縁体内部に請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の抵抗体製造用粉末を充填する抵抗体製造用粉末充填工程を具備する。

請求項１４の発明によれば、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の抵抗体製造用粉末を用いることによって、絶縁体内に上記抵抗体製造用粉末を充填する際の流動性が高く、極めて充填率を高くすることができる。

請求項１５の発明では、略柱状に形成した端子金具を上記絶縁体内に挿入しつつ、上記絶縁体内部に充填した上記抵抗体製造用粉末を軸方向に圧縮する抵抗体製造用粉末圧縮工程を具備する。

請求項１５の発明によれば、元々の抵抗体製造用粉末の充填率が高いので圧縮時の圧力を小さくすることが可能となり、上記絶縁体、上記中心電極、上記端子金具にかかる荷重を小さくし、各部材の製造工程中の損傷を抑制し、歩留りを向上することも期待できる。また、装置に対する負荷も小さくなり、装置メンテナンスに要する労力も軽減できる。

請求項１６の発明では、点火時の電磁波ノイズを抑制する抵抗体を内蔵する点火プラグの製造方法において、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の抵抗体製造用粉末を予め金型内に充填し、加圧することによって略柱状の抵抗体製造用粉末成形体を形成する抵抗体製造用粉末成形体成型工程と、該抵抗体製造用粉末成形体成型工程により得られた抵抗体製造用粉末成形体を、略筒状に形成した絶縁体の先端開口を略長軸状の中心電極により封止せしめて、該絶縁体内に挿入する抵抗体製造用粉末成形体挿入工程とを具備する。

請求項１６の発明によれば、絶縁体内に充填した抵抗体製造用粉末を端子金具によって圧縮する場合に比べて遙かに高い圧力で予め抵抗体製造用粉末を成形体とすることも可能となり、得られる抵抗体の抵抗値バラツキをさらに低減できると期待される。加えて、予め成形体とすることによって取り扱いが容易となり、リードタイムの短縮や、量産効果によるコスト削減も期待できる。

請求項１７の発明では、上記端子金具を押圧しつつ、上記中心電極と上記抵抗体製造用粉末と上記端子金具とを具備する上記絶縁体を加熱後冷却し、上記抵抗体製造用粉末に含まれるガラス成分を溶融後、固化せしめて所望の抵抗値を有する抵抗体を形成しつつ、上記中心電極と上記端子金具と一体的に上記絶縁体内に固定する抵抗体形成固着工程と、
上記中心電極と上記抵抗体と上記端子金具との間に、導電性接着剤を充填し、これを加熱溶融することにより上記中心電極と上記抵抗体と上記端子金具とを導通せしめる接着工程と、略筒状のハウジング内に上記絶縁体を収納固定するとともに、上記ハウジングに延設した接地電極を上記中心電極に対向せしめる組付工程とを具備する。

請求項１７の発明によれば、電磁波ノイズ低減用抵抗体の品質が高く、極めて信頼性の高い点火プラグを極めて容易に製造可能となる。

本発明の最大の特徴は、内燃機関の点火を行う点火プラグの放電時に発生する電磁波ノイズを吸収すべく点火プラグ内に配設される抵抗体を形成する抵抗体製造用粉末を、ガラス粉末と導電性粉末と骨材粉末とを含む集合体からなり、所定の粒径を有する略球状の顆粒とすることのより流動性、充填性を向上せしめ、点火プラグに内蔵する電磁波ノイズ吸収用の抵抗体としたときに極めて安定した抵抗値を実現可能とするものである。

図１を参照して、本発明の第１の実施形態として、点火ノイズ低減抵抗体用粉末の製造方法について説明する。
一次配合工程（Ｐ１）では、ガラス粉末として、平均粒径２０μｍ以下、より好ましくは１２μｍ以下のガラス細粒（ＳＰ_ＧＬ）と、導電性粉末として、平均粒径１００ｎｍ以下、より好ましくは８０ｎｍ以下のナノ粒子カーボン（ＮＰ_ＣＢ）と、骨材粉末として、平均粒径１０μｍ以下、より好ましくは７μｍ程度のジルコニア（Ｐ_Ｚｒ）とを所定の割合で計量・配合する。
一次粉砕・混合工程（Ｐ２）では、一次配合工程（Ｐ１）で配合した材料を粉砕、混合する。一次粉砕・混合工程（Ｐ２）により、それぞれの材料が均一に分散した状態となり、かつ、所定の粒径（例えば、平均粒径４μｍ程度）を有する抵抗成分粉末（Ｐ_ＲＳＴ）が得られる。なお、一次粉砕・混合工程（Ｐ２）は、湿式、乾式のいずれで行っても良いし、粉砕メディアの有無を問わない。
二次配合工程（Ｐ３）では、一次粉砕・混合工程（Ｐ２）で得られた抵抗成分粉末（Ｐ_ＲＳＴ）と例えば、水、分散材、結合材等の所定の造粒助剤とを所定の割合で配合する。
二次粉砕・混合工程（Ｐ４）では、二次配合工程で得られた二次配合原料をさらに粉砕・混合することによって、ガラス粉末と導電性粉末と骨材粉末とが均一に分散したスラリー状態とする。
造粒工程（Ｐ５）では、例えばスプレードライヤー等の造粒装置によって、二次粉砕・混合工程（Ｐ４）で得られたスラリーを所定の粒径を有する略球状の顆粒に造粒する。このとき、顆粒の大きさは平均粒径１００μｍ〜３００μｍの範囲に調整するのが望ましい。以上の工程により、ガラス粉末と導電性粉末と骨材粉末とが均一に分散して略球状の集合体をなした顆粒状抵抗体製造用粉末（Ｐ_ＧＬＮ（４０））が得られる。

なお、上記ガラス粉末は、Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＢａＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ系_３、ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＢａＯ−ＣａＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ系_２、Ｎａ_２Ｏ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系、Ｋ_２Ｏ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＢａＯ−Ｂ_２Ｏ_３系、Ｂｉ_２Ｏ−Ｂ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系のいずれかから選択される１種以上を用いるのが望ましい。
また、上記導電性材料は、黒鉛、アモルファスカーボン、カーボンブラックのいずれかから選択される１種以上からなる粒子状炭素とするのが望ましい。
さらに、上記骨材粉末は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＯ_２のいずれかから選択される１種以上を含有する絶縁性セラミック粒子とするのが望ましい。

図２、図３に本発明の第１の実施形態における抵抗製造用粉末（Ｐ_ＧＬＮ（４０））の外観を示す。図２に示すように、抵抗製造用粉末Ｐ_ＧＬＮは略球状の顆粒であり、図３に示すように、ガラス粉末（ＳＰ_ＧＬ）と骨材粉末（Ｐ_Ｚｒ）とが均一な状態に分散しており、その粒子一つ一つの表面を導電性粉末（ＮＰ_ＣＢ）が覆っている。

図４を参照して、本発明の第２の実施形態における点火プラグ１００の概要について説明する。
点火プラグ１００は、略筒状に形成された絶縁体１と、絶縁体１の先端に固定される中心電極２と、本発明の第１の実施形態における抵抗体製造用粉末を用いて形成した抵抗体４と、中心電極２と外部に設けられる図略の電源とを抵抗体４を介して接続する端子金具６と、中心電極２と抵抗体４と端子金具６との導通を図る導電性接着層３、５と絶縁体１をその内部に収納しつつ図略の内燃機関に固定するハウジング７とハウジング７の先端側に延設して中心電極２に対して所定の放電距離を隔てて対向する接地電極７１とによって構成されている。

絶縁体１は、アルミナ等の絶縁性セラミックスが用いられ、その基端側頭部は、端子金具６とハウジング７との間でリークを生じないように、延面距離を拡大すべくコルゲート状に形成されている。
中心電極２は、Ｎｉ合金等の導電性の良い金属が用いられ、中心電極２の先端には耐久性を向上すべくイリジウム等の耐熱性金属からなる放電チップ２１を設けたものもある。また、内部には導電性と放熱性を良好にすべく、銅、同合金等の芯材が内蔵されている。
端子金具６は、ステンレス、アルミニウム等の金属が用いられている。
導電性接着層３、５には、ガラス粉末と銅、鉄並びにこれらの合金等の金属粉末を混合した導電性接着剤３０、５０が用いられている。
ハウジング７は、炭素鋼等が用いられている。ハウジング７はその内部に公知のパッキング、シール部材等を介して絶縁体１を加締め固定している。
ハウジングの先端側外周には内燃機関のプラグホールに固定するためのネジ部が設けられ、基端側にはネジ部を締め付けるための六角部が設けられている。
なお、本実施形態において、抵抗体４の抵抗値は、５ｋΩ程度であり、導電性接着層３、５の抵抗値は数ｍΩ程度である。

本実施形態における点火プラグ１００は、第１の実施形態における抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）を用いて製造した抵抗体４が載置されているため、中心電極２と接地電極７１との間に高電圧が印加され火花放電が起きたときに発生する電磁波ノイズが良好に吸収される。

図５を参照して、本発明の第２の実施形態における点火プラグ１００の製造方法について説明する。
本図（ａ）に示すように、絶縁体１に設けた貫通孔の内部に中心電極１を挿通し、先端側で固定する。このとき、絶縁体１の貫通孔は先端側で小径に縮径されており、中心電極の基端側に設けられた拡径部が係止される。
本図（ｂ）に示すように、中心電極２によって貫通孔の先端側が閉塞された状態の絶縁体１内に、導電性接着剤３０及び第１の実施形態における抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）をホッパーＨ等から順次充填する。抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）を充填した後再度導電性接着剤５０を充填する。このとき、抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）は、顆粒状であるため、ホッパーＨ等の装置を汚す虞がない。
抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）は、極めて流動性が良いので速やかに絶縁体１内に充填され、抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）は、略球状顆粒であるので、本図（ｃ）に示すように、細密充填となり易い。
次いで、本図（ｄ）に示すように、端子金具６を絶縁体１内に挿入しつつ、端子金具６によって導電性接着剤３０、５０、抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）を中心軸に沿って先端方向に圧縮する。
次いで本図（ｅ）に示すように、導電性接着剤３０、５０、抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）を加熱溶融しつつ、さらに端子金具６を押圧する。
加熱・冷却によって、導電接着剤３０、５０、抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）は、本図（ｆ）に示すように、それぞれ導電接着層３、５、抵抗体４となり、絶縁体１内で一体に固定され、導通状態となり、中心電極２と端子金具６との間に抵抗体４が直列に介装された状態となる。
これを公知の方法によりハウジング７内に収納固定することにより本発明の第２の実施形態における点火プラグ１００が完成する。

本発明の第１の実施形態における抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）の特性並びに第２の実施形態における点火プラグに適用した場合の本発明の効果について説明する。
試料１から試料１２まで、ガラス粉末の平均粒径φＤ_ＰＧＬと造粒した顆粒径φＤ_ＧＬＮの条件を変えて、抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）の流動性と、点火プラグ１００の絶縁体１内に充填したときの充填性と、得られた抵抗体の抵抗値とについて鋭意調査を行った。その結果を表１に示す。
流動性の評価方法は、得られた顆粒を所定の流動路から流出する際の流動距離の測定により流動性を評価する流動性試験装置を用いて行い、流動路を転がりながら直線的に通過する場合を最適状態と評価し◎で示し、ほとんど直線的に転がる場合を良好状態と評価し○で示し、僅かに曲がりながら転がる場合を低劣状態と評価し△で示した。
充填性については、実際に絶縁体１内に充填したものを軸方向に切断し、充填性を確認し、空隙の全くない状態を最適状態と評価し◎で示し、僅かに空隙の存在する場合を良好状態と評価し○で示し、大きな空隙の存在する場合を低劣状態と評価し△で示した。
抵抗値については、得られた点火プラグの中心電極と端子金具との間の抵抗値を測定し、ばらつき３σが０．８０以下の場合を良好状態と評価し◎で示し、バラツキ３σが０．８以上１．６０以下の場合を良好状態と評価し○で示し、バラツキ３σが１．６以上の場合を低劣状態と評価し△で示した。

従来、点火プラグの電磁波ノイズ吸収用抵抗体に用いられる原料には、粗粒ガラスを添加しないと所望の抵抗値を得られないとされてきたが、表１に示すように、本発明者らの鋭意試験により、抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）を１００μｍ〜３００μｍの大きさの顆粒とすることにより、流動性と充填性とを良好にできる上に、抵抗体としたときに最も安定した抵抗値が得られることが判明した。
一方、平均粒径１００μｍ以下の顆粒とすると、流動性、充填性は向上するにもかかわらず、安定した抵抗値が得られないことが判明した。また、平均粒径３００μｍ以上の顆粒とすると流動性は良好となるが、充填性が低下し、その結果、安定した抵抗値が得られないことが判明した。
また、ガラス粉末の粒径φＤ_ＰＧＬを２０μｍ以下とすることにより流動性、充填性が向上し、抵抗値バラツキも小さくなり、１２μｍ以下とすることにより、さらに流動性、充填性が向上できることが判明した。
一方、ガラス粉末に２０μｍ以上の粒径を有するものを用いると、顆粒の大きさの如何に関わらず、流動性が低下することが判明した。これは、上記ガラス粉末の粒径が大きくなると、顆粒表面にガラス粉末の端面によって形成される突起が引っかかり摩擦力が増すためと推察される。

図６、図７を参照して本発明の第３の実施形態における点火プラグの製造方法について説明する。本実施形態においては、本発明の第１の実施形態における抵抗体製造用粉末を予め金型等を用いて所定形状の抵抗体粉末成形体を成型した点が上記実施形態と相違する。なお、上記実施形態と同様の部分については同じ符号を付したので説明を省略し、特徴的な部分についてのみ説明する。
図６（ａ）〜（ｄ）に順を追って示すように、略筒状のダイスＤＩと、ダイスＤＩの内径に摺動可能に挿入された下パンチＢＰとによって所定の容積を有するキャビティを形成し、該キャビティ内に、本発明の抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）を充填し、上パンチＵＰを用いて軸方向に沿って加圧し、抵抗体粉末成形体４１を形成し、上パンチＵＰを上昇させ、ダイスＤＩを下降させ抵抗体粉末成形体４１を取り出す。
本実施形態においては、金型によって圧縮したときの強い圧力によって抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）の顆粒が崩れ、さらに緻密化され、極めて密度の高い抵抗体粉末成形体４１を形成することができる。
図７（ａ）〜（ｆ）に順を追って示すように、中心電極２によって一端を閉塞した絶縁体２の貫通穴に抵抗体粉末成形体４１を挿入し端子金具６を挿入しつつ、加熱、押圧する。
本実施形態によれば、絶縁体１内に充填した抵抗体製造用粉末４０（Ｐ_ＧＬＮ）を端子金具６によって圧縮する場合に比べて、遙かに高い圧力で予め金型等を用いて抵抗体粉末成形体４１の密度を高くできるので、得られる抵抗体４の抵抗値バラツキをさらに低減できる。加えて、予め成形体とすることによって取り扱いが容易となり、リードタイムの短縮や、量産効果によるコスト削減も期待できる。

図８（ａ）〜（ｆ）に順を追って示すように、比較のために従来のガラス粗粒を含む抵抗体製造用粉末（ＣＭ_ＲＳＴ）を、金型で圧縮した場合について示す。従来のガラス粗粒を含む抵抗体製造用粉末（ＣＭ_ＲＳＴ）をダイスＤＩ内に充填しても、流動性が低いので、充填密度が上がらず、さらに圧縮しても、粒子が粗いため成形体とはならず、金型から取り出したときにばらばらになってしまう。

なお、本発明は、上記実施形態に限定するものではなく、本発明の趣旨に反しない限りにおいて適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、点火プラグとして通常のスパークプラグに適用した場合について説明したが、本発明は、沿面放電プラグやプラズマジェットプラグやといった特殊な点火プラグにも適用可能である。

は、本発明の第１の実施懈怠における抵抗体用原料顆粒の製造方法を示すフローチャート。 は、本発明の第１の実施形態における抵抗体用原料顆粒の図面代用電子顕微鏡写真。 は、図２中Ａ部を拡大した図面代用電子顕微鏡写真。 は、本発明の第２の実施形態における点火プラグの概要を示す断面図。 は、（ａ）から（ｆ）の順を追って、本発明の第２の実施形態における点火プラグの製造方法の要部を示す模式図。 は、（ａ）から（ｄ）の順を追って、本発明の第３の実施形態における点火プラグに用いられる抵抗体の製造方法を示す模式図。 （ａ）から（ｆ）の順を追って、本発明の第３の実施形態における点火プラグの製造方法の要部を示す模式図。 比較例として示す従来の粗粒ガラス含有抵抗用原料の問題点を表す模式図。 比較例として示す従来の粗粒ガラス含有抵抗用原料の製造方法概要を示すフローチャート。 比較例として示す従来の粗粒ガラス含有抵抗用原料の図面代用顕微鏡写真。 比較例として示す従来の粗粒ガラス含有抵抗用原料の特徴を模式的に表す図面。

符号の説明

１００ 点火プラグ
１ 絶縁体
２ 中心電極
２１ 放電チップ
３、５ 導電性接着層
４ ノイズ低減用抵抗体
４０ 抵抗体製造用粉末（Ｐ_ＧＬＮ）
６ 端子金具
７ ハウジング
７１ 接地電極

Claims (17)

1. 電磁波ノイズを吸収すべく点火プラグ内に配設される抵抗体を形成する抵抗体製造用粉末であって、
   ガラス粉末と導電性粉末と骨材粉末とを含む集合体からなり、所定の粒径を有する略球状の顆粒であることを特徴とする抵抗体製造用粉末。
2. 上記顆粒は、その平均粒径が１００μｍから３００μｍの範囲の大きさであることを特徴とする請求項１に記載の抵抗体製造用粉末。
3. 上記ガラス粉末は、その平均粒径が２０μｍ以下の大きさであることを特徴とする請求項１、又は、請求項２に記載の抵抗体製造用粉末。
4. 上記ガラス粉末は、その平均粒径が１２μｍ以下の大きさであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の抵抗体製造用粉末。
5. 上記ガラス粉末は、Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＢａＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ系_３、ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＢａＯ−ＣａＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ系_２、Ｎａ_２Ｏ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系、Ｋ_２Ｏ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３系、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＢａＯ−Ｂ_２Ｏ_３系、Ｂｉ_２Ｏ−Ｂ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−ＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系のいずれかから選択される１種以上を含有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の抵抗体製造用粉末。
6. 上記導電性粉末は、その平均粒径が１００ｎｍ以下であることを特徴とすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の抵抗体製造用粉末。
7. 上記導電性粉末は、黒鉛、アモルファスカーボン、カーボンブラックのいずれかから選択される１種以上からなる粒子状炭素であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の抵抗体製造用粉末。
8. 上記骨材粉末は、その平均粒径が、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の抵抗体製造用粉末。
9. 上記骨材粉末は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＯ_２のいずれかから選択される１種以上を含有する絶縁性セラミック粒子であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の抵抗体製造用粉末。
10. 上記ガラス粉末は４０〜８０重量％であり、上記導電性粉末は０．５〜２．０重量％であり、上記骨材が残量を占めることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の抵抗体製造用粉末。
11. 電磁波ノイズを吸収すべく点火プラグ内に配設される抵抗体を形成する抵抗体製造用粉末の製造方法において、
    ガラス粉末と導電性粉末と骨材粉末を所定の割合で配合する一次配合工程と、
    該一次配合工程で配合した材料を粉砕、混合して所定の粒径を有する抵抗成分粉末となす粉砕・混合工程と、該粉砕・混合工程で得られた上記抵抗成分粉末と所定の造粒助剤とを所定の割合で配合し二次配合原料となす二次配合工程と、
    該二次配合工程で得られた二次配合原料を、ガラス粉末と導電性粉末と骨材粉末とが均一に分散した集合体であって、所定の粒径を有する略球状の顆粒に造粒せしめる造粒工程とを具備することを特徴とする抵抗体製造用粉末の製造方法。
12. 上記二次配合工程は、上記抵抗成分粉末を上記造粒助剤とともに分散媒に分散せしめてスラリー状となし、上記造粒工程は、上記二次配合工程で得られたスラリーを噴霧、乾燥して、顆粒となすことを特徴とする請求項１１に記載の抵抗体製造用粉末の製造方法。
13. 点火時の電磁波ノイズを抑制する抵抗体を内蔵する点火プラグであって、
    少なくとも、略長軸状の中心電極と、該中心電極を覆う絶縁体と、該絶縁体を介して上記中心電極に対向する接地電極と、上記中心電極と外部電源とを接続せしめる端子金具とを具備し、
    上記中心電極と上記端子金具との間に、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の抵抗体製造用粉末からなる抵抗体を配設せしめたことを特徴とする点火プラグ。
14. 点火時の電磁波ノイズを抑制する抵抗体を内蔵する点火プラグの製造方法であって、
    少なくとも、略筒状に形成した絶縁体に略長軸状の中心電極を挿通し、上記絶縁体の先端開口を封止せしめて、上記絶縁体内部に請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の抵抗体製造用粉末を充填する抵抗体製造用粉末充填工程を具備することを特徴とする点火プラグの製造方法。
15. 略柱状に形成した端子金具を上記絶縁体内に挿入しつつ、上記絶縁体内部に充填した上記抵抗体製造用粉末を軸方向に圧縮する抵抗体製造用粉末圧縮工程を具備することを特徴とする請求項１４に記載の点火プラグの製造方法。
16. 点火時の電磁波ノイズを抑制する抵抗体を内蔵する点火プラグの製造方法であって、
    請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の抵抗体製造用粉末を予め金型内に充填し、加圧することによって略柱状の抵抗体製造用粉末成形体を形成する抵抗体製造用粉末成形体成型工程と、
    該抵抗体製造用粉末成形体成型工程により得られた抵抗体製造用粉末成形体を、略筒状に形成した絶縁体の先端開口を略長軸状の中心電極により封止せしめて、該絶縁体内に挿入する抵抗体製造用粉末成形体挿入工程とを具備することを特徴とする点火プラグの製造方法。
17. 上記端子金具を押圧しつつ、上記中心電極と上記抵抗体製造用粉末と上記端子金具とを具備する上記絶縁体を加熱後冷却し、上記抵抗体製造用粉末に含まれるガラス成分を溶融後、固化せしめて所望の抵抗値を有する抵抗体を形成しつつ、上記中心電極と上記端子金具と一体的に上記絶縁体内に固定する抵抗体形成固着工程と、
    上記中心電極と上記抵抗体と上記端子金具との間に、導電性接着剤を充填し、これを加熱溶融することにより上記中心電極と上記抵抗体と上記端子金具とを導通せしめる接着工程と、
    略筒状のハウジング内に上記絶縁体を収納固定するとともに、上記ハウジングに延設した接地電極を上記中心電極に対向せしめる組付工程とを具備することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の点火プラグの製造方法。