JP2011057549A - 点火プラグ - Google Patents

Abstract

【課題】高周波雑音電波を効率良く吸収する抵抗体を形成すべく、高周波雑音電波の吸収
能が高い抵抗体形成用ガラス組成物を創案することにより、小型の点火プラグの信頼性お
よび生産性を向上させること。
【解決手段】本発明の抵抗体形成用ガラス組成物は、ガラス組成として、質量％で、Ｓｉ
Ｏ_２ ４０〜６０％、Ｂ_２Ｏ_３ ２８〜４３％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ ０〜２０
％、ＭｇＯ＋ＳｒＯ １〜２５％含有することを特徴とし、好ましくは２５℃、１ＭＨｚ
における誘電率が５．５以下であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、抵抗体形成用ガラス組成物に関し、特に点火プラグの抵抗体の形成に好適な
抵抗体形成用ガラス組成物に関する。

自動車等のエンジンの点火プラグとして、抵抗体入り点火プラグが広く使用されている
。図１に示すように、抵抗体入り点火プラグは、絶縁碍子（図示せず）の内孔中に端子電
極１と接する導電ガラス体２ａと、中心電極３と接する導電ガラス体２ｂとの間に抵抗体
４を介在させたものである。点火プラグに抵抗体を導入すると、点火プラグの点火時に発
生する高周波雑音電波の漏洩を抑制することができる。

一般的に、抵抗体入り点火プラグは、次のようにして作製される。絶縁碍子の内孔の下
端に中心電極３を挿入し、所定量の導電ガラス体材料を絶縁碍子の内孔に充填した後、導
電ガラス体材料にプレス圧力を加え、導電ガラス体材料の表面を平坦にする。次に、導電
ガラス体材料上に、所定量の抵抗体材料を充填した後、抵抗体材料にプレス圧力を加え、
抵抗体材料の表面を平坦にする。その後、抵抗体材料上に導電ガラス体材料を所定量充填
する。ここで、導電ガラス体材料および抵抗体材料は、絶縁碍子の内孔に充填しやすくす
るために顆粒に加工されている。次いで、端子電極１を絶縁碍子の内孔の上端に挿入した
後、約９００℃で加熱しながら端子電極１に荷重をかける、いわゆるホットプレス工程に
より、導電ガラス体材料および抵抗体材料を焼結させて導電ガラス体２ａ、２ｂおよび抵
抗体４を形成するとともに、導電ガラス体２ａ中に端子電極１の先端を圧入し、導電ガラ
ス体２ｂ中に中心電極３の先端を圧入する。最後に、接地電極を備えたハウジングに絶縁
碍子を固定し、点火プラグとする。

一般的に、抵抗体材料は、粗粒ガラス粉末、微粒ガラス粉末、セラミック粉末、導電粉
末等からなる抵抗体材料を顆粒化したものが使用される。この抵抗体材料を用いて作製さ
れた抵抗体は、粗粒ガラス粉末やセラミック粉末がその原型を留めるとともに、これらの
粒子の間隙に、微粒ガラス粉末が溶融固化した結合ガラス相が存在した状態となる。また
結合ガラス相中には導電粉末が分散しており、粗粒ガラス粉末は導電パスを曲折（迂回）
させるブロック粒子として機能する（例えば特許文献１、２参照）。そして、導電パスを
曲折させると、抵抗体の高周波雑音電波の吸収能が高まることが知られている。

特開平９−３０６６３６号公報 特開２００５−３４０１７１号公報 特開２００７−１２２８７９号公報

近年、エンジンは小型化される傾向にあり、点火プラグも小型化される傾向にある。し
かし、点火プラグが小型化されると、絶縁碍子の内孔に形成される抵抗体の含有量を減少
させる必要があるため、換言すれば、点火プラグ内部で高周波雑音電波を吸収する粗粒ガ
ラス粉末等の含有量（ガラス層）を減少させる必要があるため、このことに起因して、抵
抗体は、高周波雑音電波の漏洩を抑制し難くなる。なお、点火プラグの点火時には、高周
波雑音電波が発生するが、この高周波雑音電波が多量に漏洩すれば、車載用のＴＶ、ラジ
オ、無線等を妨害するおそれがある。

このような事情に鑑み、特許文献３の明細書の段落［００１１］〜［００１３］には、
「本発明のスパークプラグは、軸方向に延びる貫通孔を有し、該貫通孔が第１貫通孔及び
該第１貫通孔よりも後端側に当該第１貫通孔よりも孔径が大きい第２貫通孔となる絶縁体
と、前記絶縁体の第１貫通孔内に配置される中心電極と、前記絶縁体の第２貫通孔内に配
置される端子金具と、を備えるスパークプラグであって、前記第２貫通孔内に、導電性セ
ラミック焼結体で形成されると共に、前記中心電極と前記端子金具とを電気的に接続する
セラミック焼結体抵抗器が配置されてなり、前記セラミック焼結体抵抗器の軸方向長さが
前記第２貫通孔の軸方向長さの４０％以上であることを特徴とする。本発明では、このよ
うな抵抗体として予め焼結されたセラミック焼結体抵抗器を絶縁体の第２貫通孔に挿入す
るものとすることで、従来のような製造上の長さの制約を受けず、セラミック焼結体抵抗
器の長さを十分に長くすることができる。これにより、中心電極と端子電極との間の実効
誘電率を小さくし、点火時に発生する容量放電電流を小さくし、雑音防止効果を大きくす
ることができる。そして、セラミック焼結体抵抗器の長さ（ＬＲ）を第２貫通孔の長さ（
ＬＨ）の４０％以上とする（（ＬＲ／ＬＨ）×１００≧４０）ことで、中心電極と端子電
極との間の実効誘電率を小さくし、点火時に発生する容量放電電流を小さくし、十分な雑
音防止効果を得ることが可能となる。なお、セラミック焼結体抵抗器の長さ（ＬＲ）が第
２貫通孔の長さ（ＬＨ）の４０％未満であると、十分な効果を得られにくい。さらに、よ
り好ましいセラミック焼結体抵抗器の長さ（ＬＲ）は、第２貫通孔の長さ（ＬＨ）の５０
％以上である（（ＬＲ／ＬＨ）×１００≧５０）。」と記載されている通り、点火プラグ
の構造を最適化することにより、端子電極と中心電極間の実効誘電率を低下させて、高周
波雑音電波の発生を防止することが示されている。しかし、このような最適化を行ったと
しても、十分には高周波雑音電波の漏洩を抑制することができない。

また、点火プラグが小型化されると、抵抗体の機械的強度が低下、或いは端子電極の圧
入時の摩擦抵抗が大きくなることから、端子電極を圧入し難くなり、抵抗体の抵抗値のば
らつきやすくなる。加えて、ホットプレス温度の変動に対しても影響を受けやすくなり、
さらに抵抗体の抵抗値がばらつきやすくなると考えられる。なお、点火プラグの製造工程
において、ホットプレス温度を厳密に規制することは困難であり、ホットプレス温度は、
ある程度の変動幅で管理せざるを得ないのが実情である。

そこで、本発明は、高周波雑音電波を効率良く吸収する抵抗体を形成すべく、高周波雑
音電波の吸収能が高い抵抗体形成用ガラス組成物を創案することにより、小型の点火プラ
グの信頼性および生産性を向上させることを技術的課題とする。

本発明者等は、鋭意努力の結果、ガラスの軟化特性を維持しながら、ガラスの誘電率を
低下させること、具体的にはＭｇＯとＳｒＯのいずれかをガラス組成に導入することによ
り、上記技術的課題を解決できることを見出し、本発明として、提案するものである。す
なわち、本発明の抵抗体形成用ガラス組成物は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２
４０〜６０％、Ｂ_２Ｏ_３ ２８〜４３％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ（Ｌｉ_２ＯとＮ
ａ_２ＯとＫ_２Ｏの合量） ０〜２０％、ＭｇＯ＋ＳｒＯ（ＭｇＯとＳｒＯの合量） １〜
２５％含有することを特徴とする。

本発明の抵抗体形成用ガラス組成物は、ガラス組成範囲を上記のように規制している。
このようにすれば、ガラスの誘電率を低下できるため、ガラスの高周波雑音電波の吸収能
を顕著に高めることができ、その結果、点火プラグの小型化を容易に図ることができる。
また、このようにすれば、ガラスの屈伏点を不当に上昇させずに、ガラスの熱的安定性を
向上させつつ、ガラスの熱膨張係数を下げることができる。

第二に、本発明の抵抗体形成用ガラス組成物は、２５℃、１ＭＨｚにおける誘電率が５
．５以下であることに特徴付けられる。このようにすれば、ガラスの高周波雑音電波の吸
収能が顕著に向上し、抵抗体中のガラスの含有量が少なくても、高周波雑音電波を十分に
吸収できるため、点火プラグを小型化しやすくなる。ここで、「２５℃、１ＭＨｚにおけ
る誘電率」は、５０×５０×３ｍｍのガラス基板（ガラス粉末を緻密に焼結させたもの）
、或いは５０×５０×３ｍｍのガラスインゴットを測定試料として用い、光学研磨された
ガラス基板の表裏面に３０ｍｍφの電極を貼り付け、電極間に電圧を印加して測定した値
を指す。

本発明者等は、ガラスの誘電率を低下させると、抵抗体の誘電率を低下させることがで
きる点に着目し、そのためには上記のようにガラス組成範囲を規制すればよいことを見出
した。これにより、中心電極―端子電極間の実行誘電率が小さくなり、点火プラグの点火
時に発生する容量放電電流を小さくすることができ、結果として、高周波雑音電波の吸収
能を向上させることができる。

第三に、本発明の抵抗体形成用ガラス組成物は、２５℃、１ＭＨｚにおける誘電正接が
０．００１８より大きいことを特徴とする。このようにすれば、ガラスの高周波雑音電波
の吸収能が向上させることができるため、点火プラグを小型化しやすくなる。ここで、「
２５℃、１ＭＨｚにおける誘電正接」は、５０×５０×３ｍｍのガラス基板（ガラス粉末
を緻密に焼結させたもの）、或いは５０×５０×３ｍｍのガラスインゴットを測定試料と
して用い、光学研磨されたガラス基板の表裏面に３０ｍｍφの電極を貼り付け、電極間に
電圧を印加して測定した値を指す。

本発明者等の詳細な調査により、ガラスの誘電正接を上昇させると、ガラスの高周波雑
音電波の吸収能が高まることを見出した。なお、このメカニズムの詳細は明らかではなく
、現在、鋭意調査中であるが、本発明者等は、ガラスの誘電正接が大きいと、点火プラグ
の点火時に、抵抗体の粗粒ガラスの界面において高周波雑音電波のエネルギーが熱エネル
ギーに変換されやすく、高周波雑音電波が減衰するものと推定している。

第四に、本発明の抵抗体形成用ガラス組成物は、ガラス転移点が４９０〜５９０℃であ
ることに特徴付けられる。ここで、「ガラス転移点」とは、押棒式熱膨張係数測定（ＴＭ
Ａ）装置で測定した値を指す。

第五に、本発明の抵抗体形成用ガラス組成物は、屈伏点が５３０〜７００℃であること
に特徴付けられる。ここで、「屈伏点」とは、ＴＭＡ装置で測定した値を指す。

第六に、本発明の抵抗体形成用ガラス組成物は、熱膨張係数が４０〜６０×１０^−７／
℃であることに特徴付けられる。ここで、「熱膨張係数」とは、ＴＭＡ装置で測定した値
を指し、３０〜３８０℃の温度範囲で測定した値を指す。

第七に、本発明の抵抗体形成用ガラス組成物は、実質的にＰｂＯを含有しないことに特
徴付けられる。このようにすれば、近年の環境的要請を満たすことができる。ここで、「
実質的にＰｂＯを含有しない」とは、ガラス組成中のＰｂＯの含有量が１０００ｐｐｍ以
下の場合を指す。

第八に、本発明の抵抗体形成用ガラス組成物は、点火プラグに用いることに特徴付けら
れる。

第九に、本発明の抵抗体形成用ガラス粉末は、上記の抵抗体形成用ガラス組成物からな
るガラス粉末を含有することに特徴付けられる。

第十に、本発明の抵抗体形成用ガラス粉末は、分相特性を有することに特徴付けられる
。ここで、「分相特性を有する」とは、６００〜９００℃のいずれかの温度で１０分間熱
処理を加えた場合にガラスが分相する場合を指し、例えば、ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓ
ｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）等で観察すれば、ガラスが分相して
いるか否かを判定することができる。なお、抵抗体形成用ガラス粉末が、熱処理を加える
前に、既に分相している場合も「分相特性を有する」と判断する。

一般的に、分相とは、ガラス成分が、ＳｉＯ_２を主成分とする高粘性のシリカリッチ相
と、その他の成分からなる低粘性ガラス相とに分離する状態を指し、分相したガラスは、
通常、シリカリッチ相が骨格をなし、その間隙に低粘性ガラス相が存在する構造となる。
抵抗体形成用ガラス粉末が分相特性を有すると、粗粒ガラス粉末は、ホットプレス工程で
カーボンブラック、炭化チタン、窒化チタン、炭化珪素等の導電粉末をガラス中に溶解し
難くなる。一方、細粒ガラス粉末は、ホットプレス工程で導電粉末をガラス中に溶解する
。その結果、粗粒ガラス粉末の近傍に導電粉末からなる導電パスを形成することができる
。なお、ホットプレス工程で粗粒ガラス粉末が導電粉末を取り込まない理由は、ガラスの
分相性に起因していると考えられるが、詳細なメカニズムは不明であり、現在、鋭意調査
中である。また、抵抗体形成用ガラス粉末が分相特性を有すると、粗粒ガラス粉末は、ホ
ットプレス工程で低粘性ガラス相の軟化流動に起因して塑性変形が生じるものの、シリカ
リッチ相の存在によってその形状を維持することができ、ブロック粒子として機能するこ
とができる。

第十一に、本発明の抵抗体形成用ガラス粉末は、ガラス粉末の粒度が１５０〜４５０μ
ｍであることに特徴付けられる。

抵抗体入り点火プラグの要部を示す説明図である。

本発明の抵抗体形成用ガラス組成物において、ガラス組成範囲を上記のように限定した
理由を下記に示す。

ＳｉＯ_２は、ガラスの骨格を形成する成分であり、ガラスを熱的に安定化させるととも
に、ガラスの熱膨張係数を下げる成分であり、その含有量は４０〜６０％、好ましくは４
５〜５５％、より好ましくは４８〜５２％である。ＳｉＯ_２の含有量が４０％より少ない
と、ガラスが熱的に不安定になり、ガラスを安定生産し難くなることに加えて、ガラスの
熱膨張係数が上昇し過ぎて、抵抗体と導電ガラス体または絶縁碍子の界面で剥離またはク
ラックが発生しやすくなる。一方、ＳｉＯ_２の含有量が６０％より多いと、ガラスの屈伏
点が不当に上昇し、ホットプレス工程でガラスが変形し難くなり、端子浮き等の不具合が
発生しやすくなる。

Ｂ_２Ｏ_３は、ガラスの骨格を形成する成分であり、ガラスを熱的に安定化させるととも
に、ガラスの屈伏点を下げる成分であり、更にはガラスを分相させるための成分であり、
その含有量は２８〜４３％、好ましくは３２〜３９％、より好ましくは３３〜３８％であ
る。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が２８％より少ないと、ガラスが熱的に不安定になり、ガラスを安
定生産し難くなることに加えて、ガラスの屈伏点が不当に上昇し、ホットプレス工程でガ
ラスが変形し難くなり、端子浮き等の不具合が発生しやすくなる。一方、Ｂ_２Ｏ_３の含有
量が４３％より多いと、ガラスの熱膨張係数が上昇し過ぎて、抵抗体と導電ガラス体また
は絶縁碍子の界面で剥離またはクラックが発生しやすくなる。

Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏは、ガラスの屈伏点を低下させるとともに、ガラスの分相
を促進させるための成分であり、その含有量は０〜２０％、好ましくは０．１〜１５％、
より好ましくは１〜１０％、更に好ましくは３〜８％である。Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２
Ｏの含有量が２０％より多いと、ガラスの熱膨張係数が上昇し過ぎて、抵抗体と導電ガラ
ス体または絶縁碍子の界面で剥離またはクラックが発生しやすくなる。

Ｌｉ_２Ｏは、ガラスの屈伏点を低下させるとともに、ガラスの分相を促進させるための
成分であり、その含有量は０〜２０％、好ましくは０．１〜１０％、より好ましくは１〜
７％、更に好ましくは３〜５％である。Ｌｉ_２Ｏの含有量が２０％より多いと、ガラスの
熱膨張係数が上昇し過ぎて、抵抗体と導電ガラス体または絶縁碍子の界面で剥離またはク
ラックが発生しやすくなる。なお、ガラスの分相を促進させる観点から、ガラス組成中に
Ｌｉ_２Ｏを必須成分として１％以上、好ましくは３％以上含有させることが好ましい。

Ｎａ_２Ｏは、ガラスの屈伏点を低下させるとともに、ガラスの分相を促進させるための
成分であり、その含有量は０〜２０％、好ましくは０〜１０％、より好ましくは０〜２％
である。Ｎａ_２Ｏの含有量が２０％より多いと、ガラスの熱膨張係数が上昇し過ぎて、抵
抗体と導電ガラス体または絶縁碍子の界面で剥離またはクラックが発生しやすくなる。

Ｋ_２Ｏは、ガラスの屈伏点を低下させるとともに、ガラスの分相を促進させるための成
分であり、その含有量は０〜２０％、好ましくは０〜１５％、好ましくは０〜５％、より
好ましくは０〜２％である。Ｋ_２Ｏの含有量が２０％より多いと、ガラスの熱膨張係数が
上昇し過ぎて、抵抗体と導電ガラス体または絶縁碍子の界面で剥離またはクラックが発生
しやすくなる。

ＭｇＯ＋ＳｒＯは、ガラスの誘電率を低下させるとともに、ガラスの屈伏点を低下させ
る成分であり、またホットプレス温度が変動すると、点火プラグの抵抗値がばらつく不具
合を防止する成分であり、その含有量は１〜２５％、好ましくは３〜２０％、より好まし
くは４〜１４％である。ＭｇＯ＋ＳｒＯの含有量が２５％より多いと、ガラスの熱膨張係
数が上昇し過ぎて、抵抗体と導電ガラス体または絶縁碍子の界面で剥離またはクラックが
発生しやすくなる。一方、ＭｇＯ＋ＳｒＯの含有量が１％より少ないと、ガラスの高周波
雑音電波の吸収能が低下し、その結果、点火プラグを小型化することが困難になる。また
、ＭｇＯ＋ＳｒＯの含有量が１％より少ないと、ガラスの屈伏点が不当に上昇し、ホット
プレス工程でガラスが変形し難くなり、端子浮き等の不具合が発生しやすくなる。

ＭｇＯは、ガラスの誘電率を顕著に低下させるとともに、ガラスの屈伏点を低下させる
成分であり、またガラスの分相を促進させるための成分であり、その含有量は０〜２０％
、好ましくは０〜１５％、より好ましくは１〜８％である。ＭｇＯの含有量が２０％より
多いと、ガラスの熱的安定性が低下しやすくなることに加えて、ガラスの熱膨張係数が上
昇し過ぎて、抵抗体と導電ガラス体または絶縁碍子の界面で剥離またはクラックが発生し
やすくなる。なお、ガラスの高周波雑音電波の吸収能を高める観点から、ガラス組成中に
ＭｇＯを必須成分として１％以上含有させることが好ましい。

ＳｒＯは、ガラスの誘電率を低下させる主要成分であるとともに、ガラスの屈伏点を低
下させる成分である。また、ＳｒＯは、ホットプレス温度が変動すると、点火プラグの抵
抗値がばらつく不具合を防止する成分であり、その含有量は０〜２５％、好ましくは１〜
２０％、より好ましくは３〜１５％、より好ましくは４〜１３％である。ＳｒＯの含有量
が２５％より多いと、ガラスの熱膨張係数が上昇し過ぎて、抵抗体と導電ガラス体または
絶縁碍子の界面で剥離またはクラックが発生しやすくなる。なお、ガラスの高周波雑音電
波の吸収能を高める観点から、ガラス組成中にＳｒＯを必須成分として１％以上、望まし
くは３％以上含有させることが好ましい。

本発明の抵抗体形成用ガラス組成物は、ガラス組成として、上記成分以外にも、例えば
、以下の成分を含有させることができる。

Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラスの耐水性を向上させる成分とともに、ガラスの熱膨張係数を下げ
る成分であり、その含有量は０〜１０％、好ましくは０〜５％である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有
量が１０％より多いと、ガラスの屈伏点が不当に上昇し、ホットプレス工程でガラスが変
形し難くなり、端子浮き等の不具合が発生しやすくなる。

ＣａＯは、ガラスの誘電率を顕著に低下させるとともに、ガラスの屈伏点を低下させる
成分であり、その含有量は０〜２０％、好ましくは０〜１５％、より好ましくは０〜１０
％である。ＣａＯの含有量が２０％より多いと、ガラスの熱膨張係数が上昇し過ぎて、抵
抗体と導電ガラス体または絶縁碍子の界面で剥離またはクラックが発生しやすくなる。

ＢａＯは、ガラスの屈伏点を低下させる成分であるとともに、ホットプレス温度が変動
すると、点火プラグの抵抗値がばらつく不具合を防止する成分であり、その含有量は０〜
２５％、好ましくは０〜２０％、より好ましくは０〜１５％である。ＢａＯの含有量が２
５％より多いと、ガラスの誘電率が上昇し、ガラスの高周波雑音電波の吸収能が低下する
。また、ＢａＯの含有量が２５％より多いと、ガラスの熱膨張係数が上昇し過ぎて、抵抗
体と導電ガラス体または絶縁碍子の界面で剥離またはクラックが発生しやすくなる。なお
、ガラスの誘電率を確実に低下させる観点から、ガラス組成として、ＢａＯの含有量は１
５％以下、望ましくは１０％以下、より望ましくは実質的に含有しないことが好ましい。
ここで、「実質的にＢａＯを含有しない」とは、ガラス組成中のＢａＯの含有量が３００
０ｐｐｍ以下の場合を指す。

アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）は、ガラスの分相を促進
させるための成分であると同時に、ガラスの誘電率に影響を与える成分である。アルカリ
土類金属酸化物のイオン半径が小さい程、ガラスが分相しやすくなり、具体的にはＭｇＯ
、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの順で、ガラスが分相しやすくなる。ガラスの分相傾向が高く
なると、熱処理温度の小さな変化に対しても、分相状態が大きく変動しやすくなり、その
影響により、ホットプレス温度が変動すると、点火プラグの抵抗値がばらつく不具合が生
じやすくなる。一方、アルカリ土類金属酸化物の分子量が小さい程、ガラスの誘電率が小
さくなり、具体的にはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの順で、ガラスの誘電率が小さく
なる。誘電率、分相、屈伏点等の特性を総合的に考慮すると、本願明細書の段落［００３
３］に記載の通り、ガラス組成中のＭｇＯ＋ＳｒＯの含有量を１〜２５％、好ましくは３
〜２０％、より好ましくは４〜１４％に規制すべきである。このようにすれば、高周波雑
音電波の吸収能を飛躍的に高めることができ、更には点火プラグの抵抗値がばらつく不具
合を防止することができ、結果として、点火プラグの信頼性および生産性を向上させるこ
とができる。

また、本発明の抵抗体形成用ガラス組成物は、ガラス組成として、更に種々の成分を１
０％まで添加することができる。例えば、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｃｓ_２Ｏ、
Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｙ_２
Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５等を２０％、好ましくは１０％まで添加することができる。な
お、本発明の抵抗体形成用ガラス組成物は、ＰｂＯの含有を完全に排除するものではない
が、既述の通り、環境的観点から実質的にＰｂＯを含有しないことが好ましい。

本発明の抵抗体形成用ガラス組成物において、２５℃、１ＭＨｚにおける誘電率は、５
．５以下が好ましく、５．４以下がより好ましく、５．３以下が更に好ましい。２５℃、
１ＭＨｚにおける誘電率が５．５より大きいと、ガラスの高周波雑音電波の吸収能が低く
なり、点火プラグを小型化した場合、高周波雑音電波を十分に吸収し難くなり、車載用の
ＴＶ、ラジオ、無線等を妨害するおそれがある。

本発明の抵抗体形成用ガラス組成物において、２５℃、１ＭＨｚにおける誘電正接は、
０．０１８より大きいことが好ましく、０．００２０以上がより好ましく、０．００２５
以上が更に好ましい。２５℃、１ＭＨｚにおける誘電正接が０．００１８より小さいと、
ガラスの高周波雑音電波の吸収能を高め難くなり、点火プラグを小型化した場合、高周波
雑音電波を十分に吸収し難くなり、車載用のＴＶ、ラジオ、無線等を妨害するおそれがあ
る。

本発明の抵抗体形成用ガラス組成物において、密度は、２．５５ｇ／ｃｍ^３未満が好ま
しく、２．５０ｇ／ｃｍ^３以下がより好ましく、２．４５ｇ／ｃｍ^３以下が更に好ましい
。密度が小さい程、ガラスを軽量化することができ、結果として、点火プラグを軽量化す
ることができる。

本発明の抵抗体形成用ガラス組成物において、ガラス転移点は４９０〜５９０℃が好ま
しく、５００〜５５０℃がより好ましく、５０５〜５４０℃が更に好ましい。ガラス転移
点が４９０℃より低いと、ホットプレス工程で粗粒ガラス粉末が導電粉末を溶解しやすく
なるため、粗粒ガラス粉末が導電路を迂回させるブロック粒子として機能し難くなり、抵
抗体の高周波雑音電波の吸収能が低下しやすくなる。一方、ガラス転移点が５９０℃より
高いと、ホットプレス工程でガラスが変形し難くなり、端子浮き等の不具合が発生しやす
くなる。

本発明の抵抗体形成用ガラス組成物において、屈伏点は５３０〜７００℃が好ましく、
５４０〜６５０℃がより好ましく、５５０〜６００℃が更に好ましい。屈伏点が５３０℃
より低いと、ホットプレス工程で粗粒ガラス粉末が導電粉末を溶解しやすくなるため、粗
粒ガラス粉末が導電路を迂回させるブロック粒子として機能し難くなり、抵抗体の高周波
雑音電波の吸収能が低下しやすくなる。一方、屈伏点が７００℃より高いと、ホットプレ
ス工程でガラスが変形し難くなり、端子浮き等の不具合が発生しやすくなる。

本発明の抵抗体形成用ガラス組成物において、熱膨張係数は４０〜６０×１０^−７／℃
が好ましく、４５〜５８×１０^−７／℃がより好ましく、５３〜５８×１０^−７／℃が更
に好ましい。熱膨張係数を４０×１０^−７／℃より低くするためには、ガラス組成中のＳ
ｉＯ_２等の含有量を増加させる必要があるため、このような場合、ガラスの屈伏点が高く
なることに起因して、ホットプレス工程でガラスが変形し難くなり、端子浮き等の不具合
が発生しやすくなる。一方、熱膨張係数が６０×１０^−７／℃より高いと、抵抗体と導電
ガラス体または絶縁碍子の界面で剥離またはクラックが発生しやすくなる。

本発明の抵抗体形成用ガラス粉末は、上記の抵抗体形成用ガラス組成物からなるガラス
粉末を用いる。ガラス粉末に加工すれば、ホットプレス工程でガラスが変形しやすくなる
とともに、顆粒に加工すれば、絶縁碍子の内孔に抵抗体材料を充填しやすくなる。

本発明の抵抗体形成用ガラス粉末は、分相特性を有することが好ましい。好ましい理由
は、既述であるため、ここでは、便宜上、その記載を省略する。

本発明の抵抗体形成用ガラス粉末において、ガラス粉末の粒度は１５０〜４５０μｍが
好ましく、２００〜３５０μｍがより好ましい。ガラス粉末の粒度を１５０〜４５０μｍ
にすれば、ブロック粒子として適正に機能することができる。ガラス粉末の粒度が１５０
μｍより小さいと、ホットプレス工程でガラス粉末が導電粉末を溶解し、粗粒ガラス粉末
が導電路を迂回させるブロック粒子として機能し難くなり、抵抗体の高周波雑音電波の吸
収能が低下しやすくなる。一方、ガラス粉末の粒度が４５０μｍより大きいと、顆粒に加
工し難くなり、絶縁碍子の内孔にガラス粉末を充填し難くなることに加えて、ホットプレ
ス工程でガラス粉末が変形し難くなり、端子浮き等の不具合が発生しやすくなる。ここで
、「１５０〜４５０μｍの粒度」とは、目開き４５０μｍの篩を通過し、目開き１５０μ
ｍの篩を通過しないことを意味する。

本発明の抵抗体形成用ガラス粉末において、ガラス粉末の平均粒子径Ｄ_５０は１５０〜
４５０μｍが好ましく、２００〜３５０μｍがより好ましい。ガラス粉末の平均粒子径Ｄ
_５０を１５０〜４５０μｍにすれば、ブロック粒子として適正に機能することができる。
ガラス粉末の平均粒子径Ｄ_５０が１５０μｍより小さいと、ホットプレス工程でガラス粉
末が導電粉末を溶解し、粗粒ガラス粉末が導電路を迂回させるブロック粒子として機能し
難くなり、抵抗体の高周波雑音電波の吸収能が低下しやすくなる。一方、ガラス粉末の平
均粒子径Ｄ_５０が４５０μｍより大きいと、顆粒に加工し難くなり、絶縁碍子の内孔にガ
ラス粉末を充填し難くなることに加えて、ホットプレス工程でガラス粉末が変形し難くな
り、端子浮き等の不具合が発生しやすくなる。ここで、「平均粒子径Ｄ_５０」とは、レー
ザー回折法で測定した値を指し、レーザー回折法により測定した際の体積基準の累積粒度
分布曲線において、その積算量が粒子の小さい方から累積して５０％である粒子径を表す
。

本発明の抵抗体形成用ガラス粉末は、抵抗体を形成するための細粒ガラス粉末としても
使用することができる。その場合、ガラス粉末の平均粒子径Ｄ_５０は１５０μｍ未満が好
ましく、１００μｍ以下がより好ましい。ガラス粉末の平均粒子径Ｄ_５０が１５０μｍ以
上であると、ホットプレス工程でガラス粉末が溶融し難くなり、端子浮き等の不具合が発
生しやすくなる。なお、粗粒ガラス粉末と細粒ガラス粉末を同一のガラス組成とすれば、
ホットプレス工程で両者が強固に結合するため、抵抗体の機械的強度を高めることができ
る。

本発明の抵抗体形成用ガラス粉末において、ガラス粉末の最大粒子径Ｄ_ｍａｘは４５０
μｍ以下が好ましく、４００μｍ以下がより好ましい。ガラス粉末の平均粒子径Ｄ_ｍａｘ
が４５０μｍより大きいと、絶縁碍子の内孔が細径化された場合に、絶縁碍子の内孔にガ
ラス粉末を充填し難くなる。ここで、「最大粒子径Ｄ_ｍａｘ」は、レーザー回折法で測定
した値を指し、レーザー回折法により測定した際の体積基準の累積粒度分布曲線において
、その積算量が粒子の小さい方から累積して９９％である粒子径を表す。

本発明の抵抗体形成用ガラス粉末は、点火プラグに使用することが好ましい。本発明の
抵抗体形成用ガラス粉末は、ガラス粉末の充填量を減らしても、高周波雑音電波を十分に
吸収できるため、点火プラグが小型化された場合に有利である。

以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。表１〜３は、本発明の実施例（試
料Ｎｏ．１〜１７）、比較例（試料Ｎｏ．１８）を示している。なお、試料Ｎｏ．１８は
、従来の抵抗体形成用ガラス粉末である。

まず、表中のガラス組成となるように、各種酸化物、炭酸塩等の原料を調合したガラス
バッチを準備し、これを白金坩堝に入れて１３００℃で２時間溶融した。次に、溶融ガラ
スの一部をカーボン製の型に流し出し、板状のガラス試料を得た。また、水冷ローラーに
より、溶融ガラスの一部を薄片状に成形した後、ボールミルにて粉砕後、試験篩で分級し
、各ガラス粉末を得た。

試料Ｎｏ．１〜１８につき、ガラス転移点、屈伏点、熱膨張係数、誘電率、誘電正接、
体積抵抗率、ブロック粒子としての機能、焼結性、分相性を評価した。

ガラス転移点および屈伏点は、ＴＭＡ装置で測定した。なお、ＴＭＡの測定試料は、ガ
ラス粉末を焼結させたものを使用した。

熱膨張係数は、ＴＭＡ装置を用いて、３０〜３８０℃の温度範囲で測定した。なお、Ｔ
ＭＡの測定試料は、ガラス粉末を焼結させたものを使用した。

誘電率および誘電正接は、５０ｍｍ×５０ｍｍ×３ｍｍ厚のガラス基板（ガラス粉末を
緻密に焼結させたもの）を測定試料として用い、ガラス基板の表裏面に３０ｍｍφの電極
を貼り付け、電極間に電圧を印加して測定した。測定条件は、２５℃、１ＭＨｚとし、ガ
ラス基板の表裏面を光学研磨した。

体積抵抗率は、ＡＳＴＭ Ｃ６５７−７８に準拠した方法で測定した。５０ｍｍ×５０
ｍｍ×０．７ｍｍ厚のガラス基板（ガラス粉末を緻密に焼結させたもの、表裏面を光学研
磨）を測定試料とした。このガラス基板の表裏面に、蒸着法で金属Ａｌ膜を形成し、厚み
約２０００ｎｍの電極を形成した。主電極は直径２９ｍｍの円形、ガード電極は外径４４
ｍｍ、内径３１ｍｍの環状、ボトム電極は直径４４ｍｍの円形とした。次いで、表中の各
温度の体積抵抗率を測定した。なお、体積抵抗率は、参考のために示すものであり、ガラ
スの導電性を示す指標となり得る値である。

ブロック粒子としての機能は、次のようにして測定した。まずガラスの密度に相当する
質量の各ガラス粉末（粒度１５０〜４５０μｍ、平均粒子径Ｄ_５０＝３００μｍ）にカー
ボンブラックを５質量％添加した試料を金型により外径２０ｍｍのボタン状にプレスした
。続いて、得られたボタン試料をアルミナ基板で挟んだ後、９００℃に保持された電気炉
に投入し、１００ｋｇ／ｃｍ^２のプレス圧力を加えて１０分間加熱し、次いで電気炉から
ボタン試料を取り出し、得られたボタン試料の外観を観察することで評価した。ガラス粉
末が多少変形しているが、完全に溶融しておらず、ガラス中にカーボンブラックが溶解し
ていないものを「○」とし、ガラス粉末が完全に溶融し、或いはガラス中にカーボンブラ
ックが溶解しているものを「×」として評価した。

焼結性は、ガラスの密度に相当する質量のガラス粉末（平均粒子径Ｄ_５０＝５０μｍ）
を金型により外径２０ｍｍのボタン状にプレスし、次に得られたボタン試料をアルミナ基
板上に載置した後、電気炉で２０℃／分で昇温し、９００℃で１０分間保持した上で、２
０℃／分の速度で降温し、得られたボタン試料の外観を観察することで評価した。ボタン
試料が光沢を有しており、ボタン試料の直径が１７．８ｍｍ以下のものを「○」とし、ボ
タン試料に光沢がなく、或いはボタン試料の直径が１７．８ｍｍより大きいのものを「×
」として評価した。

分相性は、上記ボタン試料を所定形状に加工したものを測定試料とし、ＴＥＭで観察す
ることで評価した。ガラスが分相しているものを「○」、分相していないものを「×」と
した。

表１〜３から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜１７は、ガラス転移点、屈伏点、熱膨張
係数、誘電率、誘電正接、ブロック粒子としての機能、焼結性および分相性の評価が良好
であった。特に、試料Ｎｏ．１〜１７は、誘電率が低いため、端子電極と中心電極間の実
効誘電率を低下させることができ、結果として、点火プラグを小型化しても、高周波雑音
電波を的確に吸収することができると考えられる。一方、試料Ｎｏ．１８は、ガラス組成
中にＭｇＯ＋ＳｒＯを含有していないため、誘電率が高く、点火プラグを小型化すると、
高周波雑音電波が漏洩してしまうと考えられる。

以上の説明から明らかなように、本発明の抵抗体形成用ガラス組成物は、点火プラグの
絶縁碍子の内孔に抵抗体を形成するための粗粒ガラス粉末、或いは微粒ガラス粉末として
好適である。

１ 端子電極
２ａ、２ｂ 導電ガラス体
３ 中心電極
４ 抵抗体

Claims (11)

1. ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ４０〜６０％、Ｂ_２Ｏ_３ ２８〜４３％、Ｌ
   ｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ ０〜２０％、ＭｇＯ＋ＳｒＯ １〜２５％含有することを特
   徴とする抵抗体形成用ガラス組成物。
2. ２５℃、１ＭＨｚにおける誘電率が５．５以下であることを特徴とする請求項１に記載
   の抵抗体形成用ガラス組成物。
3. ２５℃、１ＭＨｚにおける誘電正接が０．００１８より大きいことを特徴とする請求項
   １または２に記載の抵抗体形成用ガラス組成物。
4. ガラス転移点が４９０〜５９０℃であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
   載の抵抗体形成用ガラス組成物。
5. 屈伏点が５３０〜７００℃であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の抵
   抗体形成用ガラス組成物。
6. 熱膨張係数が４０〜６０×１０^−７／℃であることを特徴とする請求項１〜５のいずれ
   かに記載の抵抗体形成用ガラス組成物。
7. 実質的にＰｂＯを含有しないことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の抵抗体
   形成用ガラス組成物。
8. 点火プラグに用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の抵抗体形成用ガ
   ラス組成物。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の抵抗体形成用ガラス組成物からなるガラス粉末を含有
   することを特徴とする抵抗体形成用ガラス粉末。
10. 分相特性を有することを特徴とする請求項９に記載の抵抗体形成用ガラス粉末。
11. ガラス粉末の粒度が１５０〜４５０μｍであることを特徴とする請求項９または１０に
    記載の抵抗体形成用ガラス粉末。