JP2667398B2 - 抵抗入りプラグ用の抵抗体 - Google Patents

抵抗入りプラグ用の抵抗体

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は内燃機関の高電圧イグニッション回路に用い
られる点火プラグ用抵抗体に関し、詳しくは高周波雑音
波の発生を抑制するために点火プラグに内蔵される抵抗
体の改良に関するものである。 [従来の技術] 点火プラグから発生する高周波雑音波の抑制は、例え
ば点火プラグの内の一端に嵌着された端子金属と他端に
嵌着された中心電極との間に抵抗体を直列に接続し高周
波吸収回路を構成して行うことができる。 上記で使用する抵抗体については、その組成に関する
改良が様々提案されている。例えば、特公昭47−22505
号公報には、水に対する溶解度がすくなくとも5wt%で
ある炭化性炭素物質からなり、電気的エージング処理ま
たは使用時に抵抗素子の抵抗値を増加し、カーボンブラ
ックの抵抗減少効果を打消すような性質を示す炭化性炭
素物質とガラスおよびカーボンブラックとからなる抵抗
体組成物が開示されている。また特公昭56−16721号公
報には、BaO−B2O3系ガラスと、ムライト、ジルコン、
アルミナ、ジルコニアおよび粘土とから選ばれる骨材
と、グリセリン、蔗糖、ポリビニルアルコール、メチル
セルローズなどの水溶性炭質材料を配合して仮焼した基
盤成分に元素周期律表IV aおよびVI a族から選ばれる金
属の酸化物ならびに希土類から選ばれる元素の酸化物の
うち一種又は二種と、元素周期律表IV a、V aおよびVI
a族から選ばれた金属ならびにB、Si、Laから選ばれる
元素の炭化物ないしはTiBの一種または二種以上を配合
してなるガラスシール型点火栓の封入抵抗体組成物の開
示がある。更に特公昭56−19042号公報には、TiO2、Nb2
O5、ThO5、およびLa2O3、より選ばれる一種の半導体化
する酸化物と、ガラス粉末およびCu、Ag、Mn、Cr、Feお
よびFe−B合金から選ばれる金属粉末とから成る基盤成
分に、上記酸化物を還元剤及び導電材料として作用する
TiC、B4C、SiCおよびTaCから選ばれる炭化物粉末を配合
した抵抗入りプラグのガラス抵抗体組成物の開示があ
る。 この抵抗入りプラグは、イグニッション装置からの負
荷される電源に対し、その抵抗値が大きく変化する場合
がある。すなわち、JIS規格で規定される抵抗入の点火
プラグは規格値に対して±30%の許容値を認めている。
よって製品のバラツキやその他の使用時の条件によって
は抵抗値が著しく変化することがある。その対応策とし
て抵抗体の抵抗値を増大させておくと雑音防止効果は大
きくなるが、本来の着火エネルギーを低下させ内燃機関
に対する着火性が低下して性能上好ましくない。又抵抗
値が低い場合は雑音防止効果が低下し目的とする雑音防
止が出来なくなる。このような現象に対して従来の抵抗
体組成では対応できず長期に亘り安定した抵抗値を保つ
ことが困難である。一方プラグから発生する雑音電界強
度は抵抗値の影響をうける。この点に関して検討した結
果JIS−D−5102に規定される5KΩの抵抗入り点火プラ
グで抵抗値の±1.5KΩの差すなわち±30%の許容範囲で
は雑音電界強度として±3.3dBuV/120KHzとして現れる。
従って抵抗値の変化率を±5%以内即ち±0.25KΩとす
ることにより雑音電界強度もほぼ0.55dBuV/120KHzと成
り雑音防止効果が確保出来る。そこで抵抗体入り点火プ
ラグに用いる抵抗体の抵抗値の変化率を±5%以内のも
のにすれば、イグニッション装置から供給される高圧電
源負荷に対して長期に亘って安定しかつ信頼性の高い雑
音防止用の点火プラグが得られることが見いだされた。 [発明が解決しようとする問題点] 本発明は、上記の知見に基づき抵抗値の変化率が±5
%以内の抵抗体組成を見出し、その抵抗体が長期に亘っ
て変化率が±5%以下に保つ抵抗体を封入した抵抗入り
プラグを提供することを目的とする。 [問題点を解決するための手段] 本発明は、抵抗入りプラグ用の抵抗体において、カー
ボンまたはグラファイトから成る導電材料が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
および第2骨材から成る二種の無機材料が残量を占める
組成割合で構成される抵抗入りプラグ用抵抗体である。 導電材料であるカーボンまたはグラファイトは抵抗体
組成中0.5〜2.0重量%を占める。この添加量範囲よりは
ずれた場合にはプラグ放電寿命が短くなり、又抵抗値も
所望の値が得られない。上記カーボンは仮焼してカーボ
ンを形成する有機物質である可溶性デンプン、薄手糊デ
ンプン、白色デキストリン、黄色デキストリン、デンプ
ン、アリルデンプン、カルボキシメチルデンプン、ショ
糖、クリセリン、ポリビニルアルコール、カルボキシメ
チルセルロース、エチルセルロース、オキシエチルセル
ロースなどを利用することが出来る。上記のものを使用
する場合は仮焼後のカーボン量として0.5〜2.0重量%に
なる様に添加する。 ガラス質充填材はソーダ石灰ガラス、リンケイ酸ガラ
ス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスを用いることができ
る。なかでも、SiO2−B2O−K2O系のホウケイ酸ガラスを
用いるのが抵抗体、絶縁碍子との密着性を図るために好
ましい。ガラス質充填材は、40〜80重量%使用する。40
重量%に満たないと抵抗体が多孔質となり易く気密漏れ
のおそれがありまた抵抗値が放電負荷寿命により上昇す
るため好ましくない。80重量%を越えると抵抗値のバラ
ツキが大きくなりがちで加熱特性も悪くなりまた抵抗値
が放電負荷寿命により上昇するため好ましくない。 無機材料からなる第1骨材としはジルコニア(Zr
O2)、第2骨材としては炭化珪素(SiC)、炭化窒素(S
i3N4)、アルミナ(Al2O3)、酸化珪素(SiO2)の比抵
抗の大きな絶縁材料を用いる。この骨材はガラス質充填
材料の平均粒径よりも小さいものが用いられる。これは
ガラス質充填材料の間に介在してガラス質充填材料どう
しの融着を防ぐことにより導電層の形成量を調整し、抵
抗値の調節を容易とするものである。この骨材の使用量
は抵抗体を100とした時の導電材料とガラス質充填材料
との合計量に対する残量用いる。 第1骨材は第2骨材と等量もしくは多く使用するのが
好ましく、平均粒径も異なることが望ましい。また第1
骨材量/第2骨材量の比と第1骨材平均粒径/第2骨材
平均粒径の比とで示される抵抗変化率が±5%以下の点
を結んで囲まれる領域が好ましい原料組成の組合せが存
在する領域である。 [発明の効果] 本発明は特定量の導電材料と、特定のガラス質充填材
料および二種の骨材を用いることにより負荷寿命特性が
よく抵抗値の変化率が±5%以内となり、抵抗値の初期
値を安定して維持することができ雑音防止効果を充分に
保持出来る抵抗入りプラグ用の抵抗体が得られる。 さらに、骨材の平均粒径がガラス質充填材料の平均粒
径よりも小とすることによって、抵抗値の調節を容易と
することができる。 [実施例] 以下実施例により具体的に説明する。 第1図に本発明の抵抗体を内包する点火プラグを示
す。この抵抗入り点火プラグはアルミナからなる絶縁体
碍子1の中心孔(図示せず)に中心電極2を配置し銅と
ガラスからなる導電性封着ガラス9を配置しプレスして
固める。次ぎに所定量の顆粒状に形成した抵抗体組成物
8を中心口孔に投入しプレスにより固め、再び上記の電
導性封着ガラス9を投入してプレスにより固めた後その
上部に端子電極7を絶縁硝子1の中心孔に設置する。こ
のような状態に組立てたものを上記の各ガラスが軟化す
る高温で熱処理し、且つ端子電極7の上部から圧力を加
えることにより軟化材料を押圧処理して中心電極2から
端子電極7への連続導電部分を形成する。このようにし
て作成された組立品をハウジング3に組み込むととも
に、ガスケット4、接地電極5を取付けて、第1図に示
す抵抗入点火プラグとなる。 (実施例1) 抵抗体組成(第1表に示す)に於いてカーボン量を0.
5、1.0、2.0重量%の3水準を、ガラス充填材料はSiO2
−B2O3−K2O系ガラスで軟化温度が920℃のガラス粉末を
79.5、79、59、40重量%の4水準を選び第1骨材の平均
粒径4.8μmに対し第2骨材の粒径を変化させると共に
骨材の量をガラス充填材料の変化に対応して第1骨材料
を第2骨材と等量以上の量用いて抵抗体を作成した(第
1表)。そして、上記の抵抗体の混合粉末に対して0.5
重量%のカルボキシメチルセロースを含むエチルアルコ
ールを抵抗体混合粉末重量の5%量添加し攪拌して造粒
して24メッシュの顆粒物に整粒した。作成した顆粒抵抗
体は上記のプラグの製造方法により抵抗体プラグとし
た。なお抵抗体の長さは10mmとなるようにした。熱処理
は800〜900℃の温度で30分間行った。得られた抵抗入プ
ラグをJIS−D−5102−1975に従って負荷寿命特性の測
定を行い抵抗値の変化率を算出した。第2図に示すよう
に第1骨材量/第2骨材量の比および第1骨材平均粒径
/第2骨材平均粒の比に対してJISに規定されている±3
0%の抵抗変化率に対して±5%の抵抗変化率となる領
域がABCDEFGHIで囲まれた部分である。表1のNo100以降
は領域外のものである。この囲まれた部分で特定される
第1骨材と第2骨材の粒径および組成比を選抜すれば±
5%以内の抵抗変化率の抵抗体が容易に得られる。 (実施例2) 導電材料をグラファイトに替え、第1骨材はZrO2第2
骨材は窒化珪素としグラファイトの量を0.5、1.0、2.0
重量%の3水準とし、実施例1と同一ガラス充填材を7
9.5、79.0、78.0、59.0および比較例として39.0重量%
の5水準にもとづき第1骨材の粒径を4.8μmに対して
第2骨材の粒径を27、6.6、1.8μm及び第1骨材の粒径
を1.8μmに対して第2骨材の粒径を35μmとして組成
比を1以上にして抵抗体組成として抵抗入りプラグを実
施例1と同様な方法で作成した。組成および測定結果を
第2表に示す。得られた抵抗入プラグを実施例1と同様
に抵抗値の変化率を算出した。第3図に示すように第1
骨材量/第2骨材量の比および1骨材平均粒径の比に対
して±5%の抵抗変化率となる領域は、JKLMNOPQPで囲
まれた部分である。従ってグラファイト量が0.5〜2.0重
量%、ガラス充填材料が80〜40重量%で骨材の平均粒径
1.8〜35μmの範囲で第1骨材平均粒径/第2骨材平均
粒径の比及び第1骨材量/第2骨材量の比が第3図のJK
LMNOPQRに囲まれた部分において、抵抗変化率が±5%
以内の抵抗体が得られ雑音電波の発生が長期に亘って安
定に抑制される。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の抵抗入りプラグの断面図であり、第2
〜3図は抵抗変化率が±5%以下を示す領域を第1骨材
量/第2骨材量との比と第1骨材平均粒径/第2骨材平
均粒径との比により特定したグラフであり、第2図は第
1骨材がジルコニアで第2骨材が炭化桂素の場合であ
り、第3図は第2骨材を窒化珪素に代えた場合を示す。 2……中心電極、7……端子電極 8……抵抗体、9……導電性封着ガラス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−167984(JP,A) 特開 昭49−68131(JP,A) 特公 昭47−22505(JP,B1)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.抵抗入りプラグ用の抵抗体において、カーボンまた
    はグラファイトからなる導電材料が0.5〜2.0重量%と、 少なくともSiO2を含有するガラス質充填材料が40〜80重
    量%と、 第1骨材を構成するジルコニアおよび第2骨材を構成す
    る炭化珪素,窒化珪素,アルミナ及び酸化珪素の少なく
    とも1種からなる2種の骨材が残量を占める組成割合で
    構成され、 前記第1骨材及び前記第2骨材の平均粒径が前記ガラス
    質充填材料の平均粒径よりも小さいことを特徴とする抵
    抗入りプラグ用の抵抗体。 2.前記ガラス質充填材料は、SiO2−B2O−K2O系ガラス
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の抵
    抗入りプラグ用の抵抗体。 3.前記2種の骨材は、抵抗体変化率が±5%以内を示
    す第1骨材量/第2骨材量比と第1骨材平均粒径/第2
    骨材平均粒径比とで囲まれる領域の割合で構成される特
    許請求の範囲第1項記載の抵抗入りプラグ用の抵抗体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2245404C3 (de) * 1972-09-15 1978-08-31 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Massewiderstand, insbesondere für Zündkerzen, sowie Verfahren zur Herstellung desselben
JPS59167984A (ja) * 1983-03-12 1984-09-21 日本特殊陶業株式会社 抵抗入り点火プラグ

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