JPS5917202A

JPS5917202A - 抵抗入り点火栓用抵抗体組成物及びその製造方法

Info

Publication number: JPS5917202A
Application number: JP57125733A
Authority: JP
Inventors: 酒井　将夫; 泰彦鈴木; 誠杉本
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd; Nippon Tokushu Togyo KK
Current assignee: Nippon Tokushu Togyo KK; Niterra Co Ltd
Priority date: 1982-07-21
Filing date: 1982-07-21
Publication date: 1984-01-28
Also published as: JPS6351522B2; US4482475A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は抵抗ムシ点火栓用抵抗体組成物に関し、封着時
の抵抗特性の改良に関する。

従来、抵抗ムシ点火栓用抵抗体組成物は一般にガラス粉
末と、アルミナ、ジ）レコン、ムライト、シリカ、粘土
、溶融シリカ、マグネシャ、窒化珪素、窒化ホウ素、窒
化アルミニウム等又はこれらの混合物から成る無機質骨
材との無機質成分と、炭質物質（カービンブラック、ア
セチレンブラック、黒鉛、その他グリセリン、イテルセ
ルロース１、ＩＰ　ＩＪビニルアルコール等の仮焼又は
封着加熱によシ炭素化可能な有機物質）とから基本的に
構成される。さらに上述の無機質成分１００Ｍ量部に対
し、長ｊ周期型周期律表のｌＶａ　、　Ｖａ　、　Ｍａ
　　の各亜族（亜族ａ、ｂの命名法は岩波理化学辞典第
３版１４８４−５頁による）の金属（Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ
等）及び希土類元素の酸化物及び炭化物、ＢもしくはＳ
ｉ　の炭化物等の中から選ばれたｌ又は２以上をＯ〜３
０重量部配合して抵抗値の負荷寿命特性を改善したもの
もある。

かかる抵抗体組成物は添附図面に示すように点火栓の耐
火性絶縁体１の軸孔２中に充填されて一般に電極棒３と
端子棒７の中間部に導電性シールガラス粉末４および６
ｆ：介して封着されて抵抗体５を形成する。

この抵抗体は、点火栓の発火時における電波障害の発生
を防止するために所定の抵抗値をもって封着されるべき
ものであるが、従来の抵抗体組成物においては、封着温
度の高低に従って、抵抗値にばらつきが生じ、所期の一
定の抵抗値を得ることは困難であシ、厳密な封着温度制
御を必要としていた。

本発明は、上述の種類の点火栓用抵抗体において、封着
温度による抵抗値のバラツキを低減した抵抗体を提供す
ることを目的とする。

１本発明者は、この目的達成のため鋭意研究したところ
上記封着温度のバラツキは封着時に生じる発泡に原因し
、この発泡作用は抵抗体組成物中にホウ酸成分がない場
合に生じることを見出した。

本発明は、このような知見に基づいてなされたものであ
シ、本発明の抵抗体は従来の抵抗体組成物に更に酸化ホ
ウ素、ホウ酸、ホウ酸塩の１種以−ヒ１０″ｊ７：、ｊ
’、！：″″′１１・　　　　　　　。

また、本発明によれば、上記抵抗体組成物中の、骨材に
ついて、その骨材中１重量係以上の部分を有機炭質物質
と混合仮焼して予め炭化させることによシ、封着後の抵
抗体の抵抗値のバラツキを一層低減できる。この場合残
部骨相は従来通シのものでよく、仮焼炭化骨材に由来す
る炭素は抵抗体組成物中においての対無機質基本混合物
ｉｏｏ重量部に対し少くとも０．１重量部以上、好まし
くは０．５〜３重量部含有される。炭素は全量仮焼骨材
から由来させることもできるが、残余は、好ましくは、
バインダとして用いる他の又は同種の有機炭質物質、よ
シ好ましくは水溶性炭質物質からのものとして含有せし
める。なお、この有機炭質物質との骨材の混合仮焼炭化
については、同一出願人の同日出願になる、本発明と同
一名称を付した併行する出願により詳細に開示されてい
る。

以下本発明について詳述する。

点火栓抵抗体の結合剤としては、ガラス、例えばホウ珪
酸ガラス、ホウ酸バリウム系ガラス、鉛ガラス等が使用
される。特にＢａＯ含有のガラスは、炭質物質との濡れ
性に優れている。ガラスの軟化点は約３００°Ｃを越え
るものが対重しい。軟化点が低くなシすぎると、実際の
機関で使用した場合に電極棒および端子棒の固着保持が
困難でかつ抵抗値が変動する等の問題が生じる。本発明
で使用されるガラスは、公知の方法で調製され、適当な
微粉状に粉砕されて７リツト化されて使用に供される。

本発明において、全無機質成分中の基本混合物　　□け
う７＋無機質骨材）′）組成はｉｆ　、５７３０−　　
　１７０重量係である。３０％未満では骨材の固着が不
充分となシ、多孔質な抵抗体となるため気密性および負
荷寿命特性が悪くなるばかシでなく、端子棒（雄ネジ）
の圧入が困難となシ、また中心軸　　：孔壁面との結合
力にも困難が伴う。

４ＬｂＭ　Ｈ５ｘｉ：　７０％におえ、よ、ｉｉｎより
　　　’で作用するカーボン粒子間にガラスが侵入し、
抵　　□抗値が大きく増加し、抵抗値のバラツキも増大
す　　□るのみならず、抵抗体５の圧縮加熱の際に抵抗
体　　□が中心軸孔２の長軸に対し直焚平面をもって圧
縮゛　　□充填されず、上下両端面（５ａｔ’　ｓ、ｂ
、　）が凹又は　　凸の球面状を呈して充填され、抵抗
体の有効長ｔが設計値より短かくなって（ｔ′）、所期
の抵抗値かえられ難くなシ、しかも雑音防止効果も劣る
。

無機質骨材はアルミナ、ツル゛コン、ムライト、　　　
□溶融シリカ、マグネシャ、シリカ、粘土等の通例セラ
ミック原料となる酸化物、珪酸塩鉱物等であって、結晶
性又は非晶質のものを包含し、電気的には不良導体を成
す面］熱性粉末材料を包含する。

上述の外に無機質骨相は窒化庁素、窒化ホウ素、窒化ア
ルミニウム等の窒化物の少くとも１種を含イーすること
が対重しい。

これらの無機質骨相は、抵抗体に耐熱性及び球面状化の
防市：作用を伺与する目的で添加され、特に上記窒化物
”、［０，１重量係以上添加することによって雑音防止
効果をさらに高めるのに有用である。

周知の通シ、上述の基本混合物の他に抵抗体は炭質物質
（カーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、ピッ
チ粉その他焼結時に炭素化しうる有機物）を抵抗値の調
節のために所定量含有する。

炭質物質は、炭素換算にて前記基本混合物１００重量部
に対し０．１〜１０重量％（好ましくは帆５〜３重量％
）である。一般に、炭素質物質は０．１重量％以下では
抵抗値が過大となシ、またｌ　０重量％を越えると逆に
抵抗値が小さくなって雑音防止効果に有用でなくなる。

焼結時に炭素化しうる有機物は、抵抗体粉末組成物のバ
インダーを兼ねることが好ましく、そのために公知の有
機粘結性物質が常用される。例えハ、デキストリン、Ｃ
ＭＣ、メチルセルロース、グリセリン、ショ糖、乳糖、
マルトース、グルコース、キシロース、ＰＶＡ等の水溶
性有機粘結剤ないしパラフィンワックス等の潤滑性粘結
剤はこの目的に使用可能である。

本発明の抵抗体組成物は、さらに上記基本混合物１００
重量部に対し０〜３０重緻部の、抵抗値負荷寿命特性（
使用時における抵抗値の経時変化安定性）安定剤（負荷
抵抗安定剤）を用いることが対重しい。この安定剤は、
特開昭５０−２７９８５に開示の導電性ガラスシール材
料に添加すべき安定剤と同一のものであシ、抵抗体自体
に添加することによっても同様の効果があることが、本
発明者等によって特開昭５０−２７９−８３、特開昭５
０−２７９８４にて確認されている。

但し、この安定剤を用いた場合にも、基本混合物中のガ
ラスの量は全抵抗体無機成分に対し、３０重量％以上あ
ることが好ましい。

なお、特開昭５０−２７９８５に開示の通り、抵抗体組
成物の封着の際その端に接して用いられる導電性シール
ガラスにも、上述の安定剤を含有させることが好ましい
。

ホウ酸成分は、酸化ホウ素、ホウ酸、ホウ酸の塩であっ
て、刺着加熱時の抵抗体の発泡作用を防止する目的でこ
れらの１種以上のホウ酸成分が基本混合物１００重量部
に対して０．１〜１５重量部添加される。ホウ酸の塩と
しては、Ｃａ　１．Ｎａ、　Ｋ　。

Ｂａ　、　Ｌｉ　　等の塩又はこれらの混合塩ないし混
合物が包含される。なお本発明で有効なホウ酸成分とは
、ガラス中にガラス組成の成分として含有される酸化ホ
ウ素は含まない。ホウ酸成分として好ましいものは、ホ
ウ酸、無水酸化ホウ素、又はホウ酸力ルンウム、ホウ砂
ないしはホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩等である。ホウ
酸成分の好ましい添加上は０，１〜１５重量部特に好ま
しくは１〜７重本元本発明れば；抵抗体の焼結時の比抵
抗は凡そ１０〜１×１０″Ωσのものかえられ、通例中
心軸孔内において凡そ１〜ＩＯＫΩ、場合により０．２
〜２０にΩ、よシ一般的には３〜７．５にΩの抵抗体を
形成するように、焼結−圧縮（ホットプレス）される。

このホットプレスは予め中心軸孔２内へ電極棒又はこれ
に代る電極部側３ｆ：挿入ないし形成した稜、導電性シ
ールガラス４、さらに抵抗体組成物５、再度導電性シー
ルガラス６をそれぞれ凡そ１５００〜２０００　Ｋ９　
／　ｃｒｌの圧力で充填した後端子棒７を挿入し′て９
００〜１０００℃に加熱してガラスを軟化状態におき、
端子棒７を軸方向に熱間加圧（凡そ３０〜７０Ｋｙ重）
して行なわれる。

なおこの際、導電性シールガラスは、抵抗体の封着温度
に合致した封着温度のものを用いる。・このようにして
、得られた抵抗体を有する点火栓は、その加熱（焼結）
温度に依存する抵抗値の変動が極めて少ないので、加熱
工程の管理が容易であり、製品の品質が均一化し歩留ま
シも改善さ組成に応じた抵抗値の忠実な再現が可能であ
り、抵抗入り点火栓の製造設計が容易となる。

上述のホウ酸成分含有系の抵抗体組成物において、さら
に、骨材の一部又は全部を、予め有機炭質物質と混合し
て仮焼炭化させることによシ一層抵抗値のバラツキを低
減しうる。

仮焼け、好ましくは、吸着性のよい骨材（例えば粘土、
ムライト、溶融シリカ、シリカ等）と炭質物質を混合し
て行い、酸欠雰囲気において行う。

粘土等を仮焼骨材とすれば、通例一部の骨相を予仮焼炭
化するをもって、十分な効果かえられる。

この有機炭質物質としては、メチルセルロース゛、アラ
ビアゴム、ＰＶＡ等の水溶性バインダがあシ、その他Ｃ
ＭＣ、グリセリン、デキストリン、ショ糖、乳糖、マル
トース、グルコース、キシロース等、さらにノやラフイ
ンワックス等の公知のバインダがある。水溶性炭質物質
は、必要に応じ水その他の溶剤で稀釈して用いる。

抵抗体組成物の中心軸孔内への充填、そのための予成形
（加圧成形等による）等の便宜上、バインダを従来法に
従い用いることが好ましいが、本発明においては、バイ
ンダは、バインダ由来の炭素が、上記仮焼骨材由来の炭
素の残部を形成するように配合される。このバインダと
しては、水溶性炭質物質（好適）の他公知の、例えば・
！ラフインワックス等の潤滑性有機物を用いることもで
きる。

仮焼前の混合は、有機炭質物質を必要に応じ水１３００
℃好ましくは５００〜１２ｏｏ℃において行う（なおこ
の仮焼温度は特に臨界的なものでない）。

仮焼骨材の残部骨材は、当然、公知のものでよい。

以下に本発明の実施例を記す（実施例中の係、部は重量
比を示す）。

実施例１第１表に示す組成のガラスを予め調整し、微粉砕してＪ
ＩＳ　１５０メツシユを通過させガラスフリットとした
。

第　　１　　表次に第２表に示す配合で抵抗体組成物（試料２〜４，６
〜１０．．１２，１４．１６〜１８）を調整した。この
場合ガラスと骨相から成る基本混合物１００部に対し、
第２表に示す所定量のホウ酸Ｉ−１，Ｂ　Ｏ３を添加し
、かつ封着後の抵抗値の平均が約５にΩとなるように所
定量のメチルセルロースを炭質物質として添加し、これ
らをボールミルにて３時間混合した。成分、配合を変え
ることにより、試料を得た。

特に、試別ＮＯ，１７，１８は負荷抵抗値安定剤として
ＴｉＯ２，’］”ｉＣｋ添加したものである。次いで、
上記抵抗体組成物０．５　ｆ、上下導電性ガラメンール
利各０．２１を略添伺図面に図示のように磁器質絶縁体
１の軸孔２に充填し、９５０　’Ｃにて５分間ホントプ
レスし、抵抗体の封着を行なった。各試料ごとに５０ケ
の供試点火栓を製造し、封着後の各々の点火栓の抵抗値
を測定し、抵抗値のバラツキを求めた。箋２Ａに示す抵
抗値のバラツキは、標準偏差σを抵抗値の平均アにて割
った値に１００をかけた値で示す。

なお、第２表には負荷寿命特性もあわせて示すが、この
負荷寿命特性は、壕ず常温時における電極軸、端子軸間
の抵抗値を測定し、続いでＪＩＳ　Ｄ５１０２．４．４
．１１項に規定される条件下で２５０時間火花試験した
のち常温下に１時間放置してから抵抗値全測定し変化率
を調べた値である。

第２表から明らかなようにホウ酸成分を含まない抵抗劇
料を使った点火栓よりも抵抗値のバラツキは少なくなっ
た。

比較例１第２表中Ｒを付した番号で示される試料（Ｒ１゜Ｒ１］
、、Ｒｌｊ、Ｒ１５）を、第２表に示す通りの配合によ
シ、炭質物質としてメチルセルロースを用いホウ酸又は
ホウ酸塩等のホウ酸成分を含まない抵抗拐料を、実施例
１と同一条件にて磁器質絶縁体内に充填し、これをホッ
トプレスし、供試点火栓について実施例１と同様の測定
をした。その結果を第２表に示す。また、ホウ酸を多量
に用いた試料（Ｒ５）を実施例１と同様に製作し測定し
た。

上記実施例および比較例の比較から、ホウ酸成分を含む
抵抗材料とホウ酸成分を含まない抵抗材料との間には、
封着後の抵抗値のバラツキに大きな差があることが判っ
た。

実施例２粘土２＋グリセリン１（重量比）を７００’ＯＸ２時間
酸欠雰囲気中にて仮焼し、炭素１３重量係を含有する仮
焼骨材（粘土）ｆｆ：得た。この仮焼骨材を用い、他の
骨材として第３表に示す配合において、抵抗体組成物（
材料）を得、以下実施例１と同様にして抵抗体を封着し
かつ測定を行いその結果を同様に第３表に示す。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る抵抗体組成物を軸孔内に封着した
点火栓の一例を示す断面図である。１・・・磁器質絶縁体、２・・・中心軸孔、３・・・電
極軸、４・・・下側シールガラス、５・・抵抗体、６・
・・上側シールガラス、Ｔ・・・端子軸。出願人　日本特殊陶業株式会社代理人　弁理士　加　藤　朝　道

Claims

【特許請求の範囲】１）がラスフリット３０〜７０車量係及び残部がアルミ
ナ、ツルコン、ムライト、シリカ、溶融シリカ、マグネ
シャ、粘土、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素
等又はこれらの混合物から成る無機質骨材の基本混合物
１００重量部と、焼成後の炭素換算にて０．１〜１０．
０重量部の炭質物質と、負荷抵抗安定剤として周期率表
のＩＶａ、Ｖａ。Ｖａ　の各亜族の金属及び希土類元素の酸化物及び炭化
物、ＺｎＯ、Ｂ、Ｃ、ＳｉＣ、ＴｉＢ及びＴｉＮ　がら
成る群のうちから選ばれる１又は２以上の成分０〜３０
重量部と酸化ホウ素、ホウ酸、ホウ酸塩の１種り、上を
帆１〜１５重量部とから成る抵抗入り点火栓用抵抗体組
成物。２）ガラスフリット３０〜７０重量％及び残部がアルミ
ナ、ジルコン、ムライト、シリカ、溶融シリカ、マグネ
シャ、粘土、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素
等又はこれらの混合物から成る無機質骨材の基本混合物
１００重量部と、焼成後の炭素換算にて０．１〜１０．
０重量部の炭質物質と、負荷抵抗安定剤として周期率表
のｌＶａ　、　Ｖａ　。Ｖａ　　の各亜族の金属及び希土類元素の酸化物及び炭
化物、ＺｎＯｒ　Ｂ４Ｃ、ＳｉＣ、ＴｉＢ及びＴｉＮか
ら成る群のうちから選ばれる１又は２以上の成分０〜３
０重量部と酸化ホウ素、ホウ酸、ホウ砂、ホウ酸塩の１
種以上−ｔ　ｏ、ｉ〜１５重量部とから成シ、前記骨材
中１重量％以上の骨材は有機炭質物質と混合仮焼して炭
素を予め骨材に炭化吸着して成る抵抗ムシ点火栓用抵抗
体組成物。