JP2011079734A - Ignition plug - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高周波雑音電波等の電磁波を吸収し得る抵抗体形成材料に関し、特に点火プ
ラグの抵抗体の形成に好適な抵抗体形成材料、及び点火プラグに関し、特に高周波雑音電
波等の電磁波を吸収し得る抵抗体形成材料により形成される抵抗体を有する点火プラグに
関する。
The present invention relates to a resistor forming material capable of absorbing electromagnetic waves such as high frequency noise radio waves, and more particularly to a resistor forming material suitable for forming a resistor of a spark plug and a spark plug, and particularly absorbing electromagnetic waves such as high frequency noise radio waves. The present invention relates to a spark plug having a resistor formed of a resistor forming material that can be formed.
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。
2. Description of the Related Art Resistor-containing spark plugs are widely used as spark plugs for engines such as automobiles. As shown in FIG. 1, the spark plug with a resistor is provided between a conductive glass body 2 a in contact with the
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、所定量の抵抗体形成材料を充填した後、抵抗体形成材料にプレス圧力
を加え、その表面を平坦にする。その後、抵抗体形成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形成材料は、絶縁碍子の内孔に充填し
やすくするため、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形成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。
Generally, a spark plug with a resistor is manufactured as follows. After inserting the
2b and the
一般的に、抵抗体形成材料は、粗粒ガラス粉末、微粒ガラス粉末、粗粒セラミックフィ
ラー、微粒セラミックフィラー、導電粉末等を含む複合粉末を顆粒化したものが使用され
る。この抵抗体形成材料を用いて作製された抵抗体は、粗粒ガラス粉末や粗粒セラミック
フィラー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、粗粒ガラス粉末や粗粒セラミックフィラーは、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。なお、本明細書にお
いて、「粗粒ガラス粉末」とは、平均粒子径Ｄ50が１５０μｍ以上のガラス粉末を指し、
「微粒ガラス粉末」とは、平均粒子径Ｄ50が１５０μｍ未満のガラス粉末を指す。また、
「粗粒セラミックフィラー」とは、平均粒子径Ｄ50が５０μｍ以上のセラミックフィラー
を指し、「微粒セラミックフィラー」とは、平均粒子径Ｄ50が５０μｍ未満のセラミック
フィラーを指す。さらに、「平均粒子径Ｄ50」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。
Generally, the resistor forming material is obtained by granulating a composite powder containing coarse glass powder, fine glass powder, coarse ceramic filler, fine ceramic filler, conductive powder, and the like. Resistors made using this resistor-forming material have a coarse glass powder or coarse ceramic filler that retains its original shape, and a bonded glass phase in which the fine glass powder melts and solidifies in the gaps between these particles. It will be in the state. In addition, conductive powder is dispersed in the binder glass phase, and the coarse glass powder and the coarse ceramic filler function as block particles that bend (detour) the conductive path (see, for example,
“Fine glass powder” refers to glass powder having an average particle diameter D 50 of less than 150 μm. Also,
“Coarse-grain ceramic filler” refers to a ceramic filler having an average particle diameter D 50 of 50 μm or more, and “fine-grain ceramic filler” refers to a ceramic filler having an average particle diameter D 50 of less than 50 μm. Furthermore, the “average particle diameter D 50 ” means a value measured by the laser diffraction method. In the volume-based cumulative particle size distribution curve measured by the laser diffraction method, the accumulated amount is accumulated from the smaller particle. The particle diameter is 50%.
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、特に細経化される傾
向にある。点火プラグが細径化されると、絶縁碍子の内孔径も縮小されるため、抵抗体の
体積が必然的に減少し、結果として、抵抗体が高周波雑音電波を吸収し難くなる。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。
In recent years, engines tend to be miniaturized, and spark plugs also tend to be miniaturized, especially meridian. When the spark plug is reduced in diameter, the inner diameter of the insulator is also reduced, so that the volume of the resistor is inevitably reduced, and as a result, the resistor becomes difficult to absorb high-frequency noise radio waves. In addition,
When the spark plug is ignited, high-frequency noise radio waves are generated. If a large amount of this high-frequency noise radio waves leaks, there is a risk that the vehicle-mounted TV, radio, radio, etc. will be disturbed.
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）。」と記載されており、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、細径化された点火プラグの場合、高周波雑音電波の漏洩を十分に抑制することができ
ない。
In view of such circumstances, paragraphs [0011] to [0013] of the specification of
“The spark plug of the present invention has a through-hole extending in the axial direction, and the through-hole is larger in diameter than the first through-hole on the rear end side of the first through-hole and the first through-hole. A spark plug comprising: an insulator serving as a through hole; a center electrode disposed in the first through hole of the insulator; and a terminal fitting disposed in the second through hole of the insulator, A ceramic sintered body resistor formed by a conductive ceramic sintered body and electrically connecting the center electrode and the terminal fitting is disposed in the second through hole, and the ceramic sintered body is arranged. The axial length of the body resistor is 40% or more of the axial length of the second through hole.In the present invention, a ceramic sintered body presintered as such a resistor By inserting the resistor into the second through hole of the insulator, The length of the ceramic sintered resistor can be made sufficiently long without being restricted by the manufacturing length, thereby reducing the effective dielectric constant between the center electrode and the terminal electrode, and igniting. Capacitance discharge current sometimes generated can be reduced, noise prevention effect can be increased, and the length (LR) of the ceramic sintered body resistor can be set to the length of the second through hole (
LH) is 40% or more ((LR / LH) × 100 ≧ 40), thereby reducing the effective dielectric constant between the center electrode and the terminal electrode, and reducing the capacity discharge current generated at the time of ignition. It is possible to obtain a noise prevention effect. In addition, it is difficult to obtain a sufficient effect when the length (LR) of the ceramic sintered body resistor is less than 40% of the length (LH) of the second through hole. Furthermore, the more preferable length (LR) of the ceramic sintered body resistor is 50 of the length (LH) of the second through hole.
% Or more ((LR / LH) × 100 ≧ 50). It is shown that by optimizing the structure of the spark plug, the effective dielectric constant between the terminal electrode and the center electrode is reduced to prevent the generation of high-frequency noise radio waves. However, even if such optimization is performed, leakage of high-frequency noise radio waves cannot be sufficiently suppressed in the case of a spark plug with a reduced diameter.
また、点火プラグが細径化されると、抵抗体の断面積が必然的に小さくなるため、抵抗
体の機械的強度が低下し、機械的衝撃により抵抗体にクラックが入りやすくなる。抵抗体
にクラックが入ると、クラックの進展に伴い、抵抗体の抵抗値が上昇し、点火プラグの信
頼性が低下しやすくなる。
Further, when the spark plug is reduced in diameter, the cross-sectional area of the resistor is inevitably reduced, so that the mechanical strength of the resistor is reduced and the resistor is easily cracked by mechanical impact. When a crack is generated in the resistor, the resistance value of the resistor increases as the crack progresses, and the reliability of the spark plug is likely to decrease.
そこで、本発明は、高周波雑音電波の発生を十分に抑制し得るとともに、機械的衝撃に
よりクラックが入り難い抵抗体形成材料を創案することにより、点火プラグの信頼性を高
めることを技術的課題とする。
Therefore, the present invention has a technical problem to improve the reliability of a spark plug by creating a resistor-forming material that can sufficiently suppress the generation of high-frequency noise radio waves and that is difficult to crack due to mechanical impact. To do.
さらに、本発明は、高周波雑音電波の発生を十分に抑制し得るとともに、機械的衝撃に
よりクラックが入り難い抵抗体形成材料により形成される抵抗体を有する点火プラグを提
供することを課題とする。
Furthermore, an object of the present invention is to provide a spark plug having a resistor formed of a resistor forming material that can sufficiently suppress the generation of high-frequency noise radio waves and that is difficult to crack due to mechanical impact.
本発明者は、鋭意努力の結果、抵抗体形成材料に含まれる粗粒ガラス粉末のガラス組成
範囲を規制するとともに、粗粒セラミックフィラーの粒度と含有量を規制することにより
、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材料は、粗粒ガラス粉末と粗粒セラミックフィラーを含む抵抗
体形成材料において、（１）粗粒ガラス粉末が、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ2
３５〜６０％、Ｂ2Ｏ3 ２５〜５５％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ（Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ
、Ｋ2Ｏの合量） １〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ（ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｓ
ｒＯ、ＢａＯの合量） ０〜３５％、ＢａＯ ０〜１４％を含有し、（２）粗粒セラミッ
クフィラーの平均粒子径Ｄ50が５０〜３００μｍであり、（３）粗粒セラミックフィラー
の含有量が１〜５５質量％であることを特徴とする。
As a result of diligent efforts, the inventor regulates the glass composition range of the coarse glass powder contained in the resistor forming material, and regulates the particle size and content of the coarse ceramic filler, thereby solving the technical problem. The present invention finds out that it can be solved and proposes it as the present invention. That is, the resistor-forming material of the present invention is a resistor-forming material containing a coarse glass powder and a coarse ceramic filler. (1) The coarse glass powder has a glass composition of mass% and SiO 2
35-60%, B 2 O 3 25-55%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O (Li 2 O, Na 2 O
, K 2 O total amount) 1-20%, MgO + CaO + SrO + BaO (MgO, CaO, S
(total amount of rO and BaO) 0 to 35%, BaO 0 to 14%, (2) The average particle diameter D 50 of the coarse ceramic filler is 50 to 300 μm, (3) Inclusion of the coarse ceramic filler The amount is 1 to 55% by mass.
本発明の抵抗体形成材料は、粗粒ガラス粉末の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、粗粒ガラス粉末の誘電率を低下できるため、点火プラグの点火
時に高周波雑音電波の発生を抑制することができ、その結果、点火プラグの細径化を容易
に図ることができる。また、このようにすれば、粗粒ガラス粉末の屈伏点を不当に上昇さ
せずに、熱的安定性を高めつつ、熱膨張係数を下げることができる。
The resistor forming material of the present invention regulates the glass composition range of the coarse glass powder as described above. In this way, since the dielectric constant of the coarse glass powder can be reduced, generation of high-frequency noise radio waves during ignition of the spark plug can be suppressed, and as a result, the spark plug can be easily reduced in diameter. it can. In this way, the coefficient of thermal expansion can be lowered while increasing the thermal stability without unduly increasing the yield point of the coarse-grained glass powder.
本発明の抵抗体形成材料は、粗粒セラミックフィラーの平均粒子径Ｄ50を５０〜３００
μｍに規制している。このようにすれば、抵抗体の機械的強度を高めやすくなる。つまり
、このようにすれば、点火プラグが機械的衝撃を受けた場合、粗粒セラミックフィラーが
クラックの進展を妨げやすくなるため、抵抗体の抵抗値が上昇し難くなり、その結果、点
火プラグの信頼性を高めることができる。加えて、粗粒セラミックフィラーがブロック粒
子として機能しやすくなる。また、本発明の抵抗体形成材料は、粗粒セラミックフィラー
の含有量を１〜５５質量％に規制している。このようにすれば、抵抗体の抵抗値がばらつ
く不具合を防止しつつ、抵抗体の機械的強度を高めることができる。
The resistor forming material of the present invention has an average particle diameter D50 of the coarse ceramic filler of 50 to 300.
It is regulated to μm. This makes it easier to increase the mechanical strength of the resistor. That is, in this way, when the spark plug is subjected to a mechanical impact, the coarse ceramic filler tends to prevent the crack from progressing, so that the resistance value of the resistor is difficult to increase. Reliability can be increased. In addition, the coarse ceramic filler easily functions as block particles. Moreover, the resistor forming material of the present invention regulates the content of the coarse ceramic filler to 1 to 55% by mass. If it does in this way, the mechanical strength of a resistor can be raised, preventing the malfunction which the resistance value of a resistor varies.
第二に、本発明の抵抗体形成材料は、粗粒ガラス粉末の平均粒子径Ｄ50が１５０〜４５
０μｍであることを特徴とする。このようにすれば、粗粒ガラス粉末がブロック粒子とし
て機能しやすくなる。
Second, resistor forming material of the present invention has an average particle diameter D 50 of coarse glass powder 150-45
It is 0 μm. In this way, the coarse glass powder can easily function as block particles.
第三に、本発明の抵抗体形成材料は、粗粒ガラス粉末の誘電率が５．５以下であること
を特徴とする。ここで、「誘電率」は、２５℃、１ＭＨｚにおける誘電率を指す。なお、
粗粒ガラス粉末の誘電率は、例えば５０×５０×３ｍｍの板状ガラス（ガラス粉末を緻密
に焼結させたもの）、或いは５０×５０×３ｍｍの板状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の表裏面に３０ｍｍφの電極を貼り付け、電極間に電圧
を印加することにより測定することができる。
Thirdly, the resistor-forming material of the present invention is characterized in that the dielectric constant of the coarse glass powder is 5.5 or less. Here, “dielectric constant” refers to a dielectric constant at 25 ° C. and 1 MHz. In addition,
The dielectric constant of the coarse glass powder is, for example, a plate glass of 50 × 50 × 3 mm (a glass powder densely sintered) or a plate glass ingot of 50 × 50 × 3 mm as a measurement sample. Measurement can be performed by attaching electrodes of 30 mmφ on the front and back surfaces of the optically polished glass and applying a voltage between the electrodes.
本発明者は、粗粒ガラス粉末の誘電率を低下させると、抵抗体の誘電率を低下できるこ
とを見出すとともに、そのためには上記のように粗粒ガラス粉末の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
るため、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、高周波雑音電波の発生を抑制することができる。
The present inventor finds that the dielectric constant of the resistor can be reduced by reducing the dielectric constant of the coarse glass powder, and for that purpose, the glass composition range of the coarse glass powder may be regulated as described above. I found. Thereby, since the effective dielectric constant between the center electrode and the terminal electrode is reduced, the capacity discharge current generated at the time of ignition of the spark plug can be reduced, and as a result, generation of high frequency noise radio waves can be suppressed.
第四に、本発明の抵抗体形成材料は、粗粒ガラス粉末の屈伏点が５００〜６５０℃であ
ることを特徴とする。ここで、「粗粒ガラス粉末の屈伏点」とは、押棒式熱膨張係数測定
（ＴＭＡ）装置で測定した値を指し、粗粒ガラス粉末を緻密に焼結させたものを測定試料
とする。
Fourth, the resistor-forming material of the present invention is characterized in that the yield point of the coarse glass powder is 500 to 650 ° C. Here, the “bending point of the coarse glass powder” refers to a value measured by a push rod type thermal expansion coefficient measurement (TMA) apparatus, and a coarse sample of the coarse glass powder is used as a measurement sample.
第五に、本発明の抵抗体形成材料は、粗粒ガラス粉末が分相性を有することを特徴とす
る。ここで、「分相性を有する」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、熱処理を加える前に、既にガラスが分相して
いる場合も「分相性を有する」と判断する。
Fifth, the resistor-forming material of the present invention is characterized in that the coarse glass powder has phase separation. Here, “having phase separation” refers to a case where glass undergoes phase separation when heat treatment is performed at a temperature of 600 to 900 ° C. for 10 minutes. For example, TEM (Transmissis)
It can be determined whether or not the glass is phase-separated by observing with (ion Electron Microscope) or the like. It should be noted that even when the glass is already phase-separated before the heat treatment is performed, it is determined that “having phase separation”.
一般的に、分相とは、ガラス成分が、ＳｉＯ2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。
粗粒ガラス粉末が分相性を有すると、ホットプレス工程でカーボンブラック等の導電粉末
をガラス中に溶解し難くなる。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、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、粗粒ガラス粉末が分相性を有すると、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若干塑性変形するものの
、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。
In general, the phase separation refers to a state in which the glass component is separated into a high-viscosity silica-rich phase mainly composed of SiO 2 and a low-viscosity glass phase composed of other components. ,
Usually, the silica-rich phase has a skeleton, and a low-viscosity glass phase exists in the gap.
When the coarse glass powder has phase separation, it becomes difficult to dissolve the conductive powder such as carbon black in the glass in the hot pressing step. The reason why the coarse glass powder does not take in the conductive powder in the hot pressing process is thought to be due to the phase separation, but the detailed mechanism is unknown and is currently under intensive investigation. In addition, when the coarse glass powder has phase separation, the coarse glass powder is slightly plastically deformed due to the softening flow of the low-viscosity glass phase in the hot pressing process, but maintains its shape due to the presence of the silica-rich phase. Can function as block particles.
第六に、本発明の抵抗体形成材料は、粗粒ガラス粉末が実質的にＰｂＯを含有しないこ
とを特徴とする。ここで、「実質的にＰｂＯを含有しない」とは、ＰｂＯの含有量が１０
００ｐｐｍ以下の場合を指す。
Sixth, the resistor-forming material of the present invention is characterized in that the coarse glass powder does not substantially contain PbO. Here, “substantially does not contain PbO” means that the content of PbO is 10
This refers to the case of 00 ppm or less.
第七に、本発明の抵抗体形成材料は、粗粒セラミックフィラーの誘電率が１１．５以下
であることを特徴とする。
Seventh, the resistor-forming material of the present invention is characterized in that the dielectric constant of the coarse ceramic filler is 11.5 or less.
本発明者は、粗粒セラミックフィラーの誘電率を低下させると、抵抗体の誘電率を低下
できることを見出した。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るた
め、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、
高周波雑音電波の発生を抑制することができる。
The present inventor has found that when the dielectric constant of the coarse ceramic filler is lowered, the dielectric constant of the resistor can be lowered. Thereby, since the effective dielectric constant between the center electrode and the terminal electrode is reduced, the capacity discharge current generated at the time of ignition of the spark plug can be reduced, and as a result,
Generation of high frequency noise radio waves can be suppressed.
第八に、本発明の抵抗体形成材料は、粗粒セラミックフィラーが、アルミナ、コーディ
エライト、ムライト、スピネル、シリカ、ジルコン、ウイレマイトの一種または二種以上
であることを特徴とする。
Eighth, the resistor-forming material of the present invention is characterized in that the coarse ceramic filler is one or more of alumina, cordierite, mullite, spinel, silica, zircon, and willemite.
第九に、本発明の抵抗体形成材料は、顆粒に加工されていることを特徴とする。このよ
うにすれば、抵抗体形成材料の流動性が高まるため、抵抗体形成材料を絶縁碍子の内孔に
充填しやすくなる。
Ninthly, the resistor forming material of the present invention is processed into granules. In this way, the fluidity of the resistor forming material is increased, so that it becomes easier to fill the resistor forming material into the inner hole of the insulator.
第十に、本発明の抵抗体形成材料は、点火プラグに用いることを特徴とする。 Tenth, the resistor forming material of the present invention is used for a spark plug.
第十一に、本発明の点火プラグは、軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、軸孔の一
端側に設けられた中心電極と、軸孔の他端側に設けられた端子電極と、中心電極と端子電
極との間に配置される抵抗体とを備える点火プラグであって、抵抗体はガラス組成物とセ
ラミックフィラーとを含有し、（１）ガラス組成物が、ガラス組成として、質量％で、Ｓ
ｉＯ2 ３５〜６０％、Ｂ2Ｏ3 ２５〜５５％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ（Ｌｉ2Ｏ、Ｎ
ａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合量） １〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ（ＭｇＯ、ＣａＯ
、ＳｒＯ、ＢａＯの合量） ０〜３５％、ＢａＯ ０〜１４％を含有し、（２）セラミッ
クフィラーの含有量が１〜５５質量％であることを特徴とする。また、「抵抗体」とは、
抵抗値が通常１００Ω以上のものをいう。
Eleventh, the spark plug of the present invention includes an insulator having an axial hole extending in the axial direction, a center electrode provided on one end side of the axial hole, and a terminal electrode provided on the other end side of the axial hole. A spark plug comprising a resistor disposed between the center electrode and the terminal electrode, the resistor containing a glass composition and a ceramic filler, (1) the glass composition as a glass composition, % By mass, S
iO 2 35-60%, B 2 O 3 25-55%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O (Li 2 O, N
a 2 O, total amount of K 2 O) 1 to 20%, MgO + CaO + SrO + BaO (MgO, CaO
, SrO, BaO) 0 to 35%, BaO 0 to 14%, (2) The ceramic filler content is 1 to 55% by mass. In addition, "resistor"
The resistance value is usually 100Ω or more.
本発明の点火プラグが有する抵抗体は、ガラス組成物の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、ガラス組成物を構成する粗粒ガラス粉末の誘電率を低
下できるため、点火プラグの点火時に高周波雑音電波の発生を抑制することができ、その
結果、点火プラグの細径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
組成物を構成する粗粒ガラス粉末の屈伏点を不当に上昇させずに、熱的安定性を高めつつ
、熱膨張係数を下げることができる。また、本発明の点火プラグが有する抵抗体は、粗粒
セラミックフィラーの含有量を１〜５５質量％に規制している。このようにすれば、抵抗
体の抵抗値がばらつく不具合を防止しつつ、抵抗体の機械的強度を高めることができる。
The resistor included in the spark plug of the present invention regulates the glass composition range of the glass composition as described above. In this way, since the dielectric constant of the coarse glass powder constituting the glass composition can be reduced, the generation of high-frequency noise radio waves during ignition of the ignition plug can be suppressed. As a result, the diameter of the ignition plug can be reduced. Can be easily achieved. Moreover, if it does in this way, a thermal expansion coefficient can be lowered | hung, improving thermal stability, without raising the yield point of the coarse-grained glass powder which comprises a glass composition unreasonably. Moreover, the resistor which the spark plug of this invention has regulates content of a coarse-grain ceramic filler to 1-55 mass%. If it does in this way, the mechanical strength of a resistor can be raised, preventing the malfunction which the resistance value of a resistor varies.
第十二に、本発明の点火プラグが有する抵抗体は、セラミックフィラーに対するガラス
組成物の質量比率が３〜１９であることを特徴とする。抵抗体中のセラミックフィラーは
抗折強度を改善する効果を発揮するが、ホットプレス時にプレス圧力が高くなってしまい
、量産時やプラグ種別によっては端子浮きの不具合が発生する。しかしながら、セラミッ
クフィラーに対するガラス組成物の質量比率を３〜１９に調整することにより、抗折強度
と生産性との両立を実現することが可能となる。セラミックフィラーに対するガラス組成
物の質量比率が３以下では端子浮き不具合が発生し、セラミックフィラーに対するガラス
組成物の質量比率が１９以上では抗折強度の改善が発現しない。
12thly, the resistor which the spark plug of this invention has is characterized by the mass ratio of the glass composition with respect to a ceramic filler being 3-19. The ceramic filler in the resistor exhibits the effect of improving the bending strength, but the press pressure becomes high during hot pressing, and a problem of terminal floating occurs depending on mass production or plug type. However, by adjusting the mass ratio of the glass composition with respect to the ceramic filler to 3 to 19, it is possible to realize both the bending strength and the productivity. When the mass ratio of the glass composition to the ceramic filler is 3 or less, a problem of terminal floating occurs, and when the mass ratio of the glass composition to the ceramic filler is 19 or more, the bending strength is not improved.
第十三に、本発明の点火プラグが有する抵抗体は、粗粒セラミックフィラーの平均粒子
径Ｄ50を５０〜３００μｍに規制している。このようにすれば、抵抗体の機械的強度を高
めやすくなる。つまり、このようにすれば、点火プラグが機械的衝撃を受けた場合、粗粒
セラミックフィラーがクラックの進展を妨げやすくなるため、抵抗体の抵抗値が上昇し難
くなり、その結果、点火プラグの信頼性を高めることができる。加えて、粗粒セラミック
フィラーがブロック粒子として機能しやすくなる。
Thirteenth, resistor having the spark plug of the present invention is to regulate the average particle diameter D 50 of the coarse ceramic filler 50 to 300 [mu] m. This makes it easier to increase the mechanical strength of the resistor. That is, in this way, when the spark plug is subjected to a mechanical impact, the coarse ceramic filler tends to prevent the crack from progressing, so that the resistance value of the resistor is difficult to increase. Reliability can be increased. In addition, the coarse ceramic filler easily functions as block particles.
第十四に、本発明の点火プラグが有する抵抗体は、ガラス組成物が粗粒ガラス粉末から
なり、粗粒ガラス粉末の平均粒子径Ｄ50が１５０〜４５０μｍであることを特徴とする。
このようにすれば、粗粒ガラス粉末がブロック粒子として機能しやすくなる。
Fourteenth, the resistor included in the spark plug of the present invention is characterized in that the glass composition is made of coarse glass powder, and the average particle diameter D 50 of the coarse glass powder is 150 to 450 μm.
In this way, the coarse glass powder can easily function as block particles.
第十五に、本発明の点火プラグが有する抵抗体は、ガラス組成物が粗粒ガラス粉末から
なり、粗粒ガラス粉末の誘電率が５．５以下であることを特徴とする。ここで、「誘電率
」は、２５℃、１ＭＨｚにおける誘電率を指す。なお、粗粒ガラス粉末の誘電率は、例え
ば５０×５０×３ｍｍの板状ガラス（ガラス粉末を緻密に焼結させたもの）、或いは５０
×５０×３ｍｍの板状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
の表裏面に３０ｍｍφの電極を貼り付け、電極間に電圧を印加することにより測定するこ
とができる。
Fifteenth, the resistor included in the spark plug of the present invention is characterized in that the glass composition is made of coarse glass powder, and the dielectric constant of the coarse glass powder is 5.5 or less. Here, “dielectric constant” refers to a dielectric constant at 25 ° C. and 1 MHz. Incidentally, the dielectric constant of the coarse glass powder is, for example, 50 × 50 × 3 mm plate glass (glass powder densely sintered) or 50
Measurement can be performed by using a plate-like glass ingot of × 50 × 3 mm as a measurement sample, attaching electrodes of 30 mmφ to the front and back surfaces of optically polished glass, and applying a voltage between the electrodes.
本発明者は、粗粒ガラス粉末の誘電率を低下させると、抵抗体の誘電率を低下できるこ
とを見出すとともに、そのためには上記のように粗粒ガラス粉末の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
るため、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、高周波雑音電波の発生を抑制することができる。
The present inventor finds that the dielectric constant of the resistor can be reduced by reducing the dielectric constant of the coarse glass powder, and for that purpose, the glass composition range of the coarse glass powder may be regulated as described above. I found. Thereby, since the effective dielectric constant between the center electrode and the terminal electrode is reduced, the capacity discharge current generated at the time of ignition of the spark plug can be reduced, and as a result, generation of high frequency noise radio waves can be suppressed.
第十六に、本発明の点火プラグが有する抵抗体は、ガラス組成物が粗粒ガラス粉末から
なり、粗粒ガラス粉末の屈伏点が５００〜６５０℃であることを特徴とする。ここで、「
粗粒ガラス粉末の屈伏点」とは、押棒式熱膨張係数測定（ＴＭＡ）装置で測定した値を指
し、粗粒ガラス粉末を緻密に焼結させたものを測定試料とする。
Sixteenth, the resistor included in the spark plug of the present invention is characterized in that the glass composition is made of coarse glass powder, and the yield point of the coarse glass powder is 500 to 650 ° C. here,"
“The yield point of coarse glass powder” refers to a value measured with a push rod type thermal expansion coefficient measurement (TMA) apparatus, and a coarse sample of the coarse glass powder is used as a measurement sample.
第十七に、本発明の点火プラグが有する抵抗体は、ガラス組成物が粗粒ガラス粉末から
なり、粗粒ガラス粉末が分相性を有することを特徴とする。ここで、「分相性を有する」
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（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉ
ｃｒｏｓｃｏｐｅ）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、熱処理を加える前に、既にガラスが分相している場合も「分相性を有する」と
判断する。
Seventeenth, the resistor included in the ignition plug of the present invention is characterized in that the glass composition is made of coarse glass powder, and the coarse glass powder has phase separation. Here, “has phase separation”
Means a case where glass undergoes phase separation when heat treatment is applied at any temperature of 600 to 900 ° C. for 10 minutes. For example, TEM (Transmission Electron Mi)
If it observes by crossscope) etc., it can be determined whether glass is phase-separated. It should be noted that even when the glass is already phase-separated before the heat treatment is performed, it is determined that “having phase separation”.
一般的に、分相とは、ガラス成分が、ＳｉＯ2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。
粗粒ガラス粉末が分相性を有すると、ホットプレス工程でカーボンブラック等の導電粉末
をガラス中に溶解し難くなる。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、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、粗粒ガラス粉末が分相性を有すると、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若干塑性変形するものの
、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。
In general, the phase separation refers to a state in which the glass component is separated into a high-viscosity silica-rich phase mainly composed of SiO 2 and a low-viscosity glass phase composed of other components. ,
Usually, the silica-rich phase has a skeleton, and a low-viscosity glass phase exists in the gap.
When the coarse glass powder has phase separation, it becomes difficult to dissolve the conductive powder such as carbon black in the glass in the hot pressing step. The reason why the coarse glass powder does not take in the conductive powder in the hot pressing process is thought to be due to the phase separation, but the detailed mechanism is unknown and is currently under intensive investigation. In addition, when the coarse glass powder has phase separation, the coarse glass powder is slightly plastically deformed due to the softening flow of the low-viscosity glass phase in the hot pressing process, but maintains its shape due to the presence of the silica-rich phase. Can function as block particles.
第十八に、本発明の点火プラグが有する抵抗体は、ガラス組成物が実質的にＰｂＯを含
有しないことを特徴とする。ここで、「実質的にＰｂＯを含有しない」とは、ＰｂＯの含
有量が１０００ｐｐｍ以下の場合を指す。
Eighteenth, the resistor included in the spark plug of the present invention is characterized in that the glass composition does not substantially contain PbO. Here, “substantially does not contain PbO” refers to a case where the content of PbO is 1000 ppm or less.
第十九に、本発明の点火プラグが有する抵抗体は、粗粒セラミックフィラーの誘電率が
１１．５以下であることを特徴とする。
Nineteenth, the resistor included in the spark plug of the present invention is characterized in that the coarse ceramic filler has a dielectric constant of 11.5 or less.
本発明者は、粗粒セラミックフィラーの誘電率を低下させると、抵抗体の誘電率を低下
できることを見出した。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るた
め、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、
高周波雑音電波の発生を抑制することができる。
The present inventor has found that when the dielectric constant of the coarse ceramic filler is lowered, the dielectric constant of the resistor can be lowered. Thereby, since the effective dielectric constant between the center electrode and the terminal electrode is reduced, the capacity discharge current generated at the time of ignition of the spark plug can be reduced, and as a result,
Generation of high frequency noise radio waves can be suppressed.
第二十に、本発明の点火プラグが有する抵抗体は、セラミックフィラーが粗粒セラミッ
クフィラーからなり、粗粒セラミックフィラーが、アルミナ、コーディエライト、ムライ
ト、スピネル、シリカ、ジルコン、ウイレマイトの一種または二種以上であることを特徴
とする。
Twenty, in the resistor of the spark plug of the present invention, the ceramic filler is a coarse ceramic filler, and the coarse ceramic filler is one of alumina, cordierite, mullite, spinel, silica, zircon, and willemite. It is characterized by two or more.
本発明の抵抗体形成材料において、粗粒ガラス粉末の平均粒子径Ｄ50は１５０〜４５０
μｍ、特に２００〜３５０μｍが好ましい。粗粒ガラス粉末の平均粒子径Ｄ50を１５０〜
４５０μｍにすれば、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や
すくなる。粗粒ガラス粉末の平均粒子径Ｄ50が１５０μｍより小さいと、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、粗
粒ガラス粉末の平均粒子径Ｄ50が４５０μｍより大きいと、顆粒に加工し難くなり、絶縁
碍子の内孔が細径化された場合に、抵抗体形成材料を絶縁碍子の内孔に充填し難くなるこ
とに加えて、ホットプレス工程で粗粒ガラス粉末が変形し難くなって、端子浮き等の不具
合が発生しやすくなり、更には抵抗体の機械的強度が低下しやすくなる。
In the resistor forming material of the present invention, the average particle diameter D 50 of coarse glass powder 150-450
μm, particularly 200 to 350 μm is preferable. The average particle diameter D 50 of coarse glass powder 150
When the thickness is set to 450 μm, the coarse glass powder easily functions as block particles that bypass the conductive path. If the average particle diameter D 50 of the coarse glass powder is smaller than 150 μm, the coarse glass powder easily dissolves the conductive powder in the hot pressing process, so that the coarse glass powder becomes difficult to function as block particles. The ability to absorb high-frequency noise radio waves tends to decrease. On the other hand, when the average particle diameter D 50 of the coarse glass powder is larger than 450 μm, it becomes difficult to process into granules, and when the inner hole of the insulator is reduced in diameter, the resistor forming material is used as the inner hole of the insulator. In addition to being difficult to fill, the coarse glass powder is difficult to deform in the hot press process, and problems such as terminal floating are likely to occur, and further, the mechanical strength of the resistor is likely to be reduced.
本発明の抵抗体形成材料において、粗粒ガラス粉末の最大粒子径Ｄmaxは４５０μｍ以
下が好ましく、４００μｍ以下がより好ましい。粗粒ガラス粉末の最大粒子径Ｄmaxが４
５０μｍより大きいと、絶縁碍子の内孔が細径化された場合に、絶縁碍子の内孔に粗粒ガ
ラス粉末を充填し難くなる。ここで、「最大粒子径Ｄmax」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。
In the resistor forming material of the present invention, the maximum particle diameter D max of the coarse glass powder is preferably 450 μm or less, and more preferably 400 μm or less. The maximum particle diameter D max of the coarse glass powder is 4
When the diameter is larger than 50 μm, when the inner hole of the insulator is reduced in diameter, it is difficult to fill the inner hole of the insulator with the coarse glass powder. Here, “maximum particle diameter D max ” refers to a value measured by a laser diffraction method, and in a volume-based cumulative particle size distribution curve when measured by a laser diffraction method,
The cumulative amount represents a particle diameter that is 99% cumulative from the smaller particle.
本発明の抵抗体形成材料において、粗粒ガラス粉末の含有量は１５〜７０質量％、特に
２０〜６０質量％が好ましい。粗粒ガラス粉末の含有量が１５質量％より少ないと、導電
路を迂回させ難くなり、抵抗体の高周波雑音電波の吸収能が低下しやすくなる。粗粒ガラ
ス粉末の含有量が７０質量％より多いと、微粒ガラス粉末により粗粒セラミックフィラー
の間隙を充填し難くなり、抵抗体の抵抗値がばらつきやすくなるとともに、抵抗体の機械
的強度が低下しやすくなる。
In the resistor forming material of the present invention, the content of the coarse glass powder is preferably 15 to 70% by mass, particularly preferably 20 to 60% by mass. When the content of the coarse glass powder is less than 15% by mass, it is difficult to bypass the conductive path, and the high-frequency noise radio wave absorption ability of the resistor tends to be lowered. When the content of the coarse glass powder is more than 70% by mass, it becomes difficult to fill the gaps of the coarse ceramic filler with the fine glass powder, the resistance value of the resistor is likely to vary, and the mechanical strength of the resistor is reduced. It becomes easy to do.
本発明の抵抗体形成材料において、上記のように粗粒ガラス粉末のガラス組成範囲を限
定した理由を下記に示す。
The reason for limiting the glass composition range of the coarse glass powder as described above in the resistor-forming material of the present invention will be described below.
ＳｉＯ2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３５〜６０％、好ましくは４
０〜５８％、より好ましくは４５〜５６％である。ＳｉＯ2の含有量が３５％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、ＳｉＯ2の含有量が６５％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粗粒ガラス粉末が変形し難くなり、結果として、
端子浮き等の不具合が発生しやすくなる。
SiO 2 is a component that forms a skeleton of the glass, and is a component that thermally stabilizes the glass and lowers the thermal expansion coefficient of the glass, and its content is 35 to 60%, preferably 4
It is 0 to 58%, more preferably 45 to 56%. If the content of SiO 2 is less than 35%, the glass becomes thermally unstable and it becomes difficult to stably produce the glass. In addition, the coefficient of thermal expansion of the glass increases excessively, and the resistor and the conductive glass. Peeling or cracking is likely to occur at the interface of the body or insulator. On the other hand, when the content of SiO 2 is more than 65%, the yield point of the glass is unreasonably raised, and the coarse glass powder is difficult to be deformed in the hot pressing process.
Problems such as terminal floating are likely to occur.
Ｂ2Ｏ3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２５〜５５％、好ましくは２７〜４８％、より好ましくは３１〜４３％である
。Ｂ2Ｏ3の含有量が２５％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、Ｂ2Ｏ3の含有量
が５５％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粗粒ガラス粉
末が変形し難くなり、結果として、端子浮き等の不具合が発生しやすくなる。
B 2 O 3 is a component that forms a skeleton of the glass, is a component that thermally stabilizes the glass and lowers the yield point of the glass, and further is a component that causes phase separation of the glass. The content is 25 to 55%, preferably 27 to 48%, more preferably 31 to 43%. When the content of B 2 O 3 is less than 25%, the glass becomes thermally unstable, and it becomes difficult to stably produce the glass. In addition, the thermal expansion coefficient of the glass is excessively increased, Peeling or cracking is likely to occur at the interface of the conductive glass body or the insulator. On the other hand, if the content of B 2 O 3 is more than 55%, the yield point of the glass rises unreasonably, making it difficult for the coarse glass powder to deform in the hot pressing process, resulting in problems such as terminal floating. It becomes easy to do.
Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ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１〜２０％、好ましくは１．５〜１５％、よ
り好ましくは２〜１０％、更に好ましくは２．５〜８％である。Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2
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 2 O + Na 2 O + K 2 O is a component for lowering the yield point of glass and promoting phase separation of glass, and its content is 1 to 20%, preferably 1.5 to 15%. Preferably it is 2 to 10%, More preferably, it is 2.5 to 8%. Li 2 O + Na 2 O + K 2
When the content of O is more than 20%, the thermal expansion coefficient of the glass is excessively increased, and peeling or cracking is likely to occur at the interface between the resistor and the conductive glass body or the insulator.
Ｌｉ2Ｏは、ガラスの屈伏点を低下させるとともに、ガラスの分相を顕著に促進させる
ための成分であり、その含有量は０〜２０％、０．１〜１０％、１〜７％、特に２〜５％
が好ましい。Ｌｉ2Ｏ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Ｌｉ2Ｏを必須成分として
１％以上、好ましくは２％以上添加することが好ましい。
Li 2 O is a component for reducing the yield point of the glass and remarkably promoting the phase separation of the glass, and its content is 0 to 20%, 0.1 to 10%, 1 to 7%, 2-5% especially
Is preferred. When the content of Li 2 O is more than 20%, the thermal expansion coefficient of the glass is excessively increased, and peeling or cracking is likely to occur at the interface between the resistor and the conductive glass body or the insulator. From the viewpoint of promoting the phase separation of the glass, it is preferable to add Li 2 O as an essential component in the glass composition at 1% or more, preferably 2% or more.
Ｎａ2Ｏ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％、０〜１０％、特に０〜２％が好ましい。Ｎａ2Ｏ
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。
Na 2 O is a component for reducing the yield point of the glass and promoting phase separation of the glass, and its content is preferably 0 to 20%, 0 to 10%, particularly preferably 0 to 2%. Na 2 O
When the content of is more than 20%, the thermal expansion coefficient of the glass is excessively increased, and peeling or cracking is likely to occur at the interface between the resistor and the conductive glass body or the insulator.
Ｋ2Ｏ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％、０〜１５％、０〜５％、特に０〜２％が好ましい。
Ｋ2Ｏ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 2 O is a component for reducing the yield point of the glass and promoting the phase separation of the glass, and its content is 0 to 20%, 0 to 15%, 0 to 5%, particularly 0 to 2. % Is preferred.
When the content of K 2 O is more than 20%, the thermal expansion coefficient of the glass is excessively increased, and peeling or cracking is likely to occur at the interface between the resistor and the conductive glass body or the insulator.
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。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ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ
の順でイオン半径が小さくなるに従い、ガラスの分相傾向が大きくなる。ガラスの分相傾
向が大きくなると、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、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発
生しやすくなる。一方、ガラスの分相傾向が小さくなると、粗粒ガラス粉末がブロック粒
子として機能し難くなる。また、分子量が小さい程、ガラスの誘電率が低下し、具体的に
はＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの順で分子量が小さくなるに従い、ガラスの誘電率が
低下する。さらに、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの順で分子量が小さくなるに従い、
ガラスの屈伏点が上昇する。以上から明らかなように、ガラスの誘電率、分相性、屈伏点
等の特性を総合的に勘案して、アルカリ土類金属酸化物を適宜選択して添加することが好
ましく、その含有量は０〜３５％、特に１〜１５％が好ましい。
Alkaline earth metal oxides (MgO, CaO, SrO, BaO) are components for promoting the phase separation of glass and at the same time, components that affect the dielectric constant of glass. The smaller the ionic radius, the easier the phase separation of the glass. Specifically, BaO, SrO, CaO, MgO.
As the ion radius decreases in this order, the phase separation tendency of the glass increases. When the phase separation tendency of the glass increases, the phase separation state fluctuates greatly even with a small change in the heat treatment temperature, and if the hot press temperature fluctuates due to the influence, the spark plug resistance value tends to vary. Become. On the other hand, when the phase separation tendency of glass becomes small, it becomes difficult for the coarse glass powder to function as block particles. Further, the smaller the molecular weight, the lower the dielectric constant of the glass. Specifically, as the molecular weight decreases in the order of BaO, SrO, CaO, and MgO, the dielectric constant of the glass decreases. Furthermore, as the molecular weight decreases in the order of BaO, SrO, CaO, MgO,
The yield point of the glass increases. As is apparent from the above, it is preferable to add an alkaline earth metal oxide as appropriate in consideration of the overall characteristics of glass such as dielectric constant, phase separation, yield point, etc., and its content is 0. -35%, especially 1-15% is preferred.
ＭｇＯは、ガラスの誘電率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％、１〜１０％、特に１〜５％が好ましい。Ｍｇ
Ｏ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。
MgO is a component that lowers the dielectric constant of glass and is a component for promoting the phase separation of glass, and its content is preferably 0 to 20%, 1 to 10%, and particularly preferably 1 to 5%. Mg
When the content of O is more than 20%, the thermal stability of the glass tends to decrease.
ＣａＯは、ガラスの誘電率を低下させる成分であり、その含有量は０〜２０％、１〜１
０％、特に１〜５％が好ましい。ＣａＯ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。
CaO is a component that lowers the dielectric constant of glass, and its content is 0 to 20%, 1-1.
0%, particularly 1 to 5% is preferable. When there is more content of CaO than 20%, the thermal stability of glass will fall easily.
ＳｒＯは、ガラスの誘電率を低下させる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％、０〜２０％、１〜１
５％、特に１〜８％が好ましい。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。
SrO is a component that lowers the dielectric constant of glass and a component that lowers the yield point of glass. SrO is a component that prevents the spark plug resistance value from varying when the hot press temperature fluctuates, and its content is 0-25%, 0-20%, 1-1.
5%, particularly 1 to 8% is preferable. When the content of SrO is more than 25%, the thermal expansion coefficient of the glass is excessively increased, and peeling or cracking is likely to occur at the interface between the resistor and the conductive glass body or the insulator.
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〜
１４％、０〜１０％、特に０〜５％が好ましい。ＢａＯの含有量が多くなると、ガラスの
誘電率が上昇するため、高周波雑音電波の発生を抑制し難くなる。また、ＢａＯの含有量
が多くなると、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を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３０００ｐ
ｐｍ以下の場合を指す。
BaO is a component that lowers the yield point of the glass, and that prevents a variation in the resistance value of the spark plug when the hot press temperature fluctuates.
14%, 0 to 10%, particularly 0 to 5% is preferable. When the content of BaO increases, the dielectric constant of the glass increases, and it becomes difficult to suppress the generation of high-frequency noise radio waves. Moreover, when the content of BaO increases, the thermal expansion coefficient of the glass increases excessively, and peeling or cracking is likely to occur at the interface between the resistor and the conductive glass body or the insulator. In addition, it is preferable that BaO is not substantially contained as a glass composition from a viewpoint of reducing the dielectric constant of glass reliably. Here, “substantially does not contain BaO” means that the content of BaO in the glass composition is 3000 p.
It refers to the case of pm or less.
上記成分以外にも、例えば、ガラス組成中に以下の成分を添加することができる。 In addition to the above components, for example, the following components can be added to the glass composition.
Ａｌ2Ｏ3は、ガラスの耐水性を高めるとともに、ガラスの熱膨張係数を下げる成分であ
り、その含有量は０〜１０％、特に０〜５％が好ましい。Ａｌ2Ｏ3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粗粒ガラス粉末が変形し難
くなり、結果として、端子浮き等の不具合が発生しやすくなる。
Al 2 O 3 is a component that increases the water resistance of the glass and lowers the thermal expansion coefficient of the glass, and its content is preferably 0 to 10%, particularly preferably 0 to 5%. When the content of Al 2 O 3 is more than 10%, the yield point of the glass rises unreasonably, making it difficult for the coarse glass powder to be deformed in the hot press process, and as a result, problems such as terminal floating are likely to occur. Become.
ＺｎＯ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、またガラスの熱膨張係数を低下させるための成分であり、その含有量は０〜
２５％、０〜１５％、０〜１２．５％、特に１〜１１％が好ましい。ＺｎＯの含有量が２
５％より多いと、ガラスの熱的安定性が低下しやすくなる。
ZnO is a component that significantly lowers the dielectric constant of the glass and lowers the yield point of the glass, and is a component that lowers the thermal expansion coefficient of the glass.
25%, 0 to 15%, 0 to 12.5%, particularly 1 to 11% are preferable. ZnO content is 2
If it exceeds 5%, the thermal stability of the glass tends to be lowered.
更に、種々の成分を１５％までガラス組成中に添加することができる。例えば、ＴｉＯ
2、ＺｒＯ2、Ｂｉ2Ｏ3、Ｃｓ2Ｏ、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5、ＷＯ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ｓｎ
Ｏ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｐ2Ｏ5等を１５％まで添加することができる。なお、
本発明に係る粗粒ガラス粉末は、ＰｂＯの含有を完全に排除するものではないが、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。
Further, various components can be added up to 15% in the glass composition. For example, TiO
2 , ZrO 2 , Bi 2 O 3 , Cs 2 O, La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , V 2 O 5 , WO 3 , Sb 2 O 3 , Sn
O 2 , Nb 2 O 5 , Y 2 O 3 , CeO 2 , P 2 O 5 and the like can be added up to 15%. In addition,
The coarse glass powder according to the present invention does not completely exclude the inclusion of PbO, but it is preferable that the coarse glass powder does not substantially contain PbO from an environmental viewpoint.
本発明の抵抗体形成材料において、粗粒ガラス粉末の誘電率は５．５以下、５．４以下
、５．３以下、特に５．２以下が好ましい。粗粒ガラス粉末の誘電率が５．５より大きい
と、抵抗体が高周波雑音電波の発生を十分に抑制し難くなり、車載用のＴＶ、ラジオ、無
線等を妨害するおそれがある。
In the resistor forming material of the present invention, the dielectric constant of the coarse glass powder is preferably 5.5 or less, 5.4 or less, 5.3 or less, and particularly preferably 5.2 or less. When the dielectric constant of the coarse glass powder is larger than 5.5, it is difficult for the resistor to sufficiently suppress the generation of high-frequency noise radio waves, which may interfere with in-vehicle TV, radio, radio, and the like.
本発明の抵抗体形成材料において、粗粒ガラス粉末の誘電正接は０．００８以上、０．
００１０以上、０．００１３以上、特に０．００１８以上が好ましい。粗粒ガラス粉末の
誘電正接が０．０００８より小さいと、粗粒ガラス粉末が高周波雑音電波を吸収し難くな
る傾向があり、車載用のＴＶ、ラジオ、無線等を妨害するおそれがある。
In the resistor forming material of the present invention, the dielectric loss tangent of the coarse-grained glass powder is 0.008 or more, 0.00
0010 or more, 0.0013 or more, particularly 0.0018 or more are preferable. If the dielectric loss tangent of the coarse glass powder is less than 0.0008, the coarse glass powder tends to be difficult to absorb high-frequency noise radio waves, which may interfere with in-vehicle TV, radio, radio, and the like.
本発明の抵抗体形成材料において、粗粒ガラス粉末の密度は２．６５ｇ／ｃｍ3未満、
２．５５ｇ／ｃｍ3以下、特に２．５０ｇ／ｃｍ3以下が好ましい。密度が小さい程、粗粒
ガラス粉末が軽量化するため、結果として、点火プラグを軽量化することができる。
In the resistor forming material of the present invention, the density of the coarse glass powder is less than 2.65 g / cm 3 ,
2.55 g / cm 3 or less, particularly preferably 2.50 g / cm 3 or less. The smaller the density, the lighter the coarse glass powder. As a result, the spark plug can be lightened.
本発明の抵抗体形成材料において、粗粒ガラス粉末のガラス転移点は４３０〜５７０℃
、特に４５０〜５５０℃が好ましい。ガラス転移点が４３０℃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５７０℃より高いと、ホットプレス工程で粗粒ガラス
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、「粗粒ガラス
粉末のガラス転移点」とは、押棒式熱膨張係数測定（ＴＭＡ）装置で測定した値を指し、
粗粒ガラス粉末を緻密に焼結させたものを測定試料とする。
In the resistor-forming material of the present invention, the glass transition point of the coarse glass powder is 430 to 570 ° C.
In particular, 450 to 550 ° C. is preferable. When the glass transition point is lower than 430 ° C., the coarse glass powder easily dissolves the conductive powder in the hot pressing process, so the coarse glass powder hardly functions as a block particle that bypasses the conductive path, and the high frequency of the resistor Noise absorption capacity is likely to decrease. On the other hand, if the glass transition point is higher than 570 ° C., the coarse glass powder is difficult to deform in the hot pressing process, and problems such as terminal floating are likely to occur. Here, the “glass transition point of the coarse glass powder” refers to a value measured by a push rod type thermal expansion coefficient measurement (TMA) device,
A coarsely sintered glass powder is used as a measurement sample.
本発明の抵抗体形成材料において、粗粒ガラス粉末の屈伏点は５００〜６５０℃、特に
５２０〜６３０℃が好ましい。屈伏点が５００℃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６５０℃より高いと、ホットプレス工程で粗粒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。
In the resistor forming material of the present invention, the yield point of the coarse glass powder is preferably 500 to 650 ° C, particularly preferably 520 to 630 ° C. When the yield point is lower than 500 ° C., the coarse glass powder easily dissolves the conductive powder in the hot pressing process, so that the coarse glass powder hardly functions as a block particle that bypasses the conductive path, and the high-frequency noise of the resistor The ability to absorb radio waves tends to decrease.
On the other hand, when the yield point is higher than 650 ° C., the coarse glass powder is difficult to be deformed in the hot pressing process, and defects such as terminal floating are likely to occur.
本発明の抵抗体形成材料において、粗粒ガラス粉末の熱膨張係数は３５〜６２×１０-7
／℃、特に４０〜５６×１０-7／℃が好ましい。熱膨張係数が４０×１０-7／℃より低く
するためには、ガラス組成中のＳｉＯ2等の含有量を増加させる必要がある。このような
場合、ガラスの屈伏点が上昇することに起因して、ホットプレス工程で粗粒ガラス粉末が
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。一方、熱膨張係数が６２×１
０-7／℃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。ここで、「粗粒ガラス粉末の熱膨張係数」とは、押棒式熱膨張係数
測定（ＴＭＡ）装置で測定した値を指し、粗粒ガラス粉末を緻密に焼結させたものを測定
試料とする。
In the resistor forming material of the present invention, the coefficient of thermal expansion of the coarse glass powder is 35 to 62 × 10 −7.
/ ° C., particularly 40 to 56 × 10 −7 / ° C. is preferable. In order to make the thermal expansion coefficient lower than 40 × 10 −7 / ° C., it is necessary to increase the content of SiO 2 or the like in the glass composition. In such a case, due to an increase in the yield point of the glass, the coarse glass powder becomes difficult to deform in the hot pressing process, and problems such as terminal floating are likely to occur. On the other hand, the thermal expansion coefficient is 62 × 1
If it is higher than 0 −7 / ° C., peeling or cracking is likely to occur at the interface between the resistor and the conductive glass body or the insulator. Here, the “coefficient of thermal expansion of the coarse glass powder” refers to a value measured by a push rod type thermal expansion coefficient measurement (TMA) apparatus, and a sample obtained by finely sintering the coarse glass powder is used as a measurement sample. .
本発明の抵抗体形成材料において、粗粒セラミックフィラーの平均粒子径Ｄ50は５０〜
３００μｍであり、７５〜２５５μｍ、特に９０〜２２０μｍが好ましい。粗粒セラミッ
クフィラーの平均粒子径Ｄ50を５０〜３００μｍにすれば、抵抗体の機械的強度を高めや
すくなる。粗粒セラミックフィラーの平均粒子径Ｄ50が５０μｍより小さいと、機械的衝
撃を受けた場合、粗粒セラミックフィラーがクラックの進展を妨害し難くなるため、抵抗
体の機械的強度が低下しやすくなり、その結果、抵抗体の抵抗値が上昇しやすくなり、点
火プラグの信頼性が低下しやすくなる。一方、粗粒セラミックフィラーの平均粒子径Ｄ50
が３００μｍより大きいと、微粒ガラス粉末によって粗粒セラミックフィラーの間隙を充
填し難くなり、抵抗体の抵抗値がばらつきやすくなるとともに、抵抗体の機械的強度も低
下しやすくなる。
In the resistor forming material of the present invention, the average particle diameter D 50 of the coarse ceramic filler is 50 to 50.
300 μm, preferably 75 to 255 μm, particularly preferably 90 to 220 μm. If the average particle diameter D50 of the coarse ceramic filler is 50 to 300 [mu] m, the mechanical strength of the resistor can be easily increased. If the average particle diameter D 50 of the coarse ceramic filler is less than 50 μm, the mechanical strength of the resistor is likely to decrease because the coarse ceramic filler is less likely to hinder the progress of cracks when subjected to mechanical impact. As a result, the resistance value of the resistor tends to increase, and the reliability of the spark plug tends to decrease. On the other hand, the average particle diameter D 50 of the coarse ceramic filler
If it is larger than 300 μm, it becomes difficult to fill the gaps of the coarse ceramic filler with the fine glass powder, the resistance value of the resistor tends to vary, and the mechanical strength of the resistor tends to decrease.
本発明の抵抗体形成材料において、粗粒セラミックフィラーの最大粒子径Ｄmaxは４５
０μｍ以下が好ましく、４００μｍ以下がより好ましい。粗粒セラミックフィラーの平均
粒子径Ｄmaxが４５０μｍより大きいと、微粒ガラス粉末によって粗粒セラミックフィラ
ーの間隙を充填し難くなり、抵抗体の抵抗値がばらつきやすくなるとともに、抵抗体の機
械的強度も低下しやすくなる。
In the resistor forming material of the present invention, the maximum particle diameter Dmax of the coarse ceramic filler is 45.
0 μm or less is preferable, and 400 μm or less is more preferable. When the average particle diameter D max of the coarse ceramic filler is larger than 450 μm, it becomes difficult to fill the gap of the coarse ceramic filler with the fine glass powder, the resistance value of the resistor is likely to vary, and the mechanical strength of the resistor is also increased. It tends to decrease.
本発明の抵抗体形成材料において、粗粒セラミックフィラーの含有量は１〜５５質量％
であり、５〜４５質量％、特に１０〜４０質量％が好ましい。粗粒セラミックフィラーの
含有量が１質量％より少ないと、機械的衝撃を受けた場合、粗粒セラミックフィラーがク
ラックの進展を妨害し難くなるため、抵抗体の機械的強度が低下しやすくなり、その結果
、抵抗体の抵抗値が上昇しやすくなり、点火プラグの信頼性が低下しやすくなる。粗粒セ
ラミックフィラーの含有量が５５質量％より多いと、微粒ガラス粉末によって粗粒セラミ
ックフィラーの間隙を充填し難くなり、抵抗体の抵抗値がばらつきやすくなるとともに、
抵抗体の機械的強度も低下しやすくなる。
In the resistor-forming material of the present invention, the content of the coarse ceramic filler is 1 to 55% by mass.
5 to 45 mass%, particularly 10 to 40 mass% is preferable. If the content of the coarse ceramic filler is less than 1% by mass, the mechanical strength of the resistor is likely to decrease because the coarse ceramic filler is less likely to hinder the progress of cracks when subjected to mechanical impact. As a result, the resistance value of the resistor tends to increase, and the reliability of the spark plug tends to decrease. When the content of the coarse ceramic filler is more than 55% by mass, it becomes difficult to fill the gap of the coarse ceramic filler with the fine glass powder, and the resistance value of the resistor is likely to vary.
The mechanical strength of the resistor also tends to decrease.
本発明の抵抗体形成材料において、粗粒セラミックフィラーの誘電率は１１．５以下、
７．５以下、５．０以下、特に４．０以下が好ましい。粗粒セラミックフィラーの誘電率
が１１．５より大きいと、点火プラグを細径化した場合、抵抗体が高周波雑音電波の発生
を抑制し難くなり、結果として、車載用のＴＶ、ラジオ、無線等を妨害するおそれがある
。
In the resistor-forming material of the present invention, the dielectric constant of the coarse ceramic filler is 11.5 or less,
7.5 or less, 5.0 or less, particularly 4.0 or less are preferable. If the dielectric constant of the coarse ceramic filler is greater than 11.5, when the spark plug is made thinner, it becomes difficult for the resistor to suppress the generation of high-frequency noise radio waves. As a result, in-vehicle TV, radio, radio, etc. May interfere.
本発明の抵抗体形成材料において、粗粒セラミックフィラーとして、リン酸ジルコニウ
ム、リン酸タングステン酸ジルコニウム、タングステン酸ジルコニウム、β−ユークリプ
タイト、ジルコニア、アルミナ、コーディエライト、ムライト、スピネル、シリカ、ジル
コン、ウイレマイトが使用可能であり、その中で、機械的強度、誘電率の観点から、アル
ミナ、コーディエライト、ムライト、スピネル、シリカ、ジルコン、ウイレマイトが好ま
しい。特に、アルミナは、材料コストが低いため、より好ましい。
In the resistor forming material of the present invention, as a coarse ceramic filler, zirconium phosphate, zirconium tungstate phosphate, zirconium tungstate, β-eucryptite, zirconia, alumina, cordierite, mullite, spinel, silica, zircon Willemite can be used, and among them, alumina, cordierite, mullite, spinel, silica, zircon, and willemite are preferable from the viewpoint of mechanical strength and dielectric constant. In particular, alumina is more preferable because of its low material cost.
本発明の抵抗体形成材料において、粗粒セラミックフィラーは実質的にＰｂＯを含有し
ないことが好ましい。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。
In the resistor forming material of the present invention, it is preferable that the coarse ceramic filler does not substantially contain PbO. In this way, environmental demands in recent years can be satisfied.
本発明の抵抗体形成材料は、粗粒ガラス粉末、粗粒セラミックフィラー以外に、微粒ガ
ラス粉末、微粒セラミックフィラー、導電粉末等を含み得る。微粒ガラス粉末の好適なガ
ラス組成範囲や特性は、粗粒ガラス粉末の場合と略同様であり、その平均粒子径Ｄ50は１
５０μｍ未満、特に１００μｍ未満が好ましい。なお、粗粒ガラス粉末と微粒ガラス粉末
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。また、微粒セラミックフィラーは、粗粒ガラス粉末、
粗粒セラミックフィラーの間隙に充填する目的で添加される成分であり、例えばアルミナ
、ジルコニア等が使用可能である。さらに、導電粉末は導電パスを形成するための成分で
あり、例えばカーボン、窒化チタン、炭化珪素等が使用可能である。
The resistor-forming material of the present invention may contain fine glass powder, fine ceramic filler, conductive powder and the like in addition to the coarse glass powder and the coarse ceramic filler. The preferred glass composition range and characteristics of the fine glass powder are substantially the same as those of the coarse glass powder, and the average particle diameter D 50 is 1.
It is preferably less than 50 μm, particularly less than 100 μm. If the coarse glass powder and the fine glass powder have the same glass composition, they are firmly bonded in the hot pressing step, so that the mechanical strength of the resistor can be increased. Also, the fine ceramic filler is a coarse glass powder,
It is a component added for the purpose of filling the gaps between the coarse ceramic fillers. For example, alumina, zirconia, or the like can be used. Furthermore, the conductive powder is a component for forming a conductive path, and for example, carbon, titanium nitride, silicon carbide, or the like can be used.
本発明の抵抗体形成材料は、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
成材料は、その充填量が少なくても、抵抗体の機械的強度を高めつつ、高周波雑音電波を
十分に吸収できるため、特に点火プラグが細径化された場合に有利である。
The resistor forming material of the present invention is preferably used for a spark plug. The resistor-forming material of the present invention is advantageous particularly when the spark plug is made thinner because the resistor-forming material can sufficiently absorb high-frequency noise radio waves while increasing the mechanical strength of the resistor even if its filling amount is small. is there.
以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。表１、２は、本発明の実施例（試
料Ｎｏ．１−１〜１−９）、比較例（試料Ｎｏ．１−１０〜１−１２）を示している。な
お、試料Ｎｏ．１−１２は、従来例を示している。
Hereinafter, based on an Example, this invention is demonstrated in detail. Tables 1 and 2 show examples of the present invention (sample Nos. 1-1 to 1-9) and comparative examples (samples No. 1-10 to 1-12). Sample No. 1-12 shows a conventional example.
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、水冷ロー
ラーにより、溶融ガラス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
、粗粒ガラス粉末（平均粒子径Ｄ50＝２００μｍ）と微粒ガラス粉末（平均粒子径Ｄ50＝
１５μｍ）を得た。なお、粗粒ガラス粉末と微粒ガラス粉末は、同一のガラス組成を有し
ている。
First, a glass batch in which raw materials such as various oxides and carbonates were prepared so as to have the glass composition in the table was prepared, and this was put in a platinum crucible and melted at 1300 ° C. for 2 hours. Next, the molten glass is formed into a flake shape with a water-cooled roller, pulverized with a ball mill, and classified with a test sieve, and then coarse glass powder (average particle diameter D 50 = 200 μm) and fine glass powder (average particle diameter) D 50 =
15 μm) was obtained. The coarse glass powder and the fine glass powder have the same glass composition.
各粗粒ガラス粉末につき、ガラス転移点、屈伏点、熱膨張係数、誘電率、誘電正接を測
定した。
The glass transition point, yield point, thermal expansion coefficient, dielectric constant, and dielectric loss tangent of each coarse glass powder were measured.
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、粗
粒ガラス粉末を緻密に焼結させたものを使用した。
The glass transition point and yield point were measured with a TMA apparatus. In addition, the measurement sample of TMA used what sintered the coarse-grained glass powder densely.
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、粗粒ガラス粉末を緻密に焼結させたものを使用した。
The thermal expansion coefficient was measured in a temperature range of 30 to 380 ° C. using a TMA apparatus. T
As a measurement sample of MA, a coarse-grained glass powder sintered finely was used.
誘電率および誘電正接は、５０ｍｍ×５０ｍｍ×３ｍｍ厚の板状ガラス（粗粒ガラス粉
末を緻密に焼結させたもの）を測定試料として用い、光学研磨した板状ガラスの表裏面に
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とした。
Dielectric constant and dielectric loss tangent are 30 mmφ electrodes on the front and back surfaces of optically polished plate glass using plate glass of 50 mm × 50 mm × 3 mm thickness (coarsely sintered coarse glass powder) as a measurement sample Was measured by applying a voltage between the electrodes. The measurement conditions are 25 ° C.
1 MHz.
上記の粗粒ガラス粉末、上記の微粒ガラス粉末、表中の粗粒セラミックフィラー（平均
粒子径Ｄ50＝１７０μｍ）、微粒セラミックフィラー（アルミナ、平均粒子径Ｄ50＝５μ
ｍ）、導電粉末（カーボンブラック、平均粒子径Ｄ50＝５０ｎｍ）を混合して、各抵抗体
材料を作製した。混合比は、質量％で、粗粒ガラス粉末と粗粒セラミックフィラーの合量
６５％、微粒ガラス粉末１０％、微粒セラミックフィラー４％、導電粉末１％とした。粗
粒ガラス粉末と粗粒セラミックフィラーの混合比は表中の通りとした。各抵抗体材料につ
き、ブロック粒子としての機能、分相性、焼結性、抗折強度を評価した。なお、表中の「
ＣＤＲ」は、コーディエライトを指している。
Said coarse glass powder, said fine glass powder, coarse ceramic filler in table (average particle diameter D 50 = 170 μm), fine ceramic filler (alumina, average particle diameter D 50 = 5 μm)
m) and conductive powder (carbon black, average particle diameter D 50 = 50 nm) were mixed to prepare each resistor material. The mixing ratio was mass%, and the total amount of coarse glass powder and coarse ceramic filler was 65%, fine glass powder 10%, fine
“CDR” refers to cordierite.
ブロック粒子としての機能は、次のようにして測定した。まず密度に相当する質量の各
抵抗体材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／ｃ
ｍ2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。粗粒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、導電粉末が粗粒ガラス粉末中に溶解していないものを「○」
とし、粗粒ガラス粉末が完全に溶融し、或いはカーボンブラックが粗粒ガラス粉末中に溶
解しているものを「×」として評価した。
The function as a block particle was measured as follows. First, each resistor material having a mass corresponding to the density was pressed into a button shape having an outer diameter of 20 mm using a mold. Subsequently, after the obtained button sample was sandwiched between alumina substrates, it was put into an electric furnace maintained at 900 ° C., and 100 kg / c
Evaluation was performed by applying a press pressure of m 2 and heating for 10 minutes, then removing the button sample from the electric furnace and observing the appearance of the obtained button sample. Coarse glass powder is slightly deformed but is not completely melted, and conductive powder is not dissolved in coarse glass powder.
Then, the case where the coarse glass powder was completely melted or the carbon black was dissolved in the coarse glass powder was evaluated as “x”.
焼結性は、まず密度に相当する質量の各抵抗体材料を金型により外径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、２０℃／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より大きいものを「×」として評価した。
Sinterability is as follows. First, each resistor material having a mass corresponding to the density is pressed into a button shape having an outer diameter of 20 mm using a die, and then the obtained button sample is placed on an alumina substrate, and then is heated in an electric furnace. 20 ° C
The temperature was increased at a rate of 20 minutes per minute, held at 900 ° C. for 10 minutes, then decreased at a rate of 20 ° C./minute, and the appearance of the obtained button sample was observed. The button sample is glossy and the button sample has a diameter of 17.8 mm or less as “◯”, and the button sample has no gloss or the button sample has a diameter of more than 17.8 mm as “X”. As evaluated.
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。粗粒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。
The phase separation was evaluated by observing with a TEM a sample obtained by processing the button sample into a predetermined shape. “○” indicates that the coarse-grained glass is phase-separated, and “×” indicates that the phase is not phase-separated
"
抗折強度は、各抵抗体形成材料を緻密に焼結させた後、３×４×４０ｍｍの角柱（表面
が光学研磨されている）に加工したものを測定試料として用い、ＪＩＳ Ｒ１６０１に準
拠する３点荷重測定法で測定した。抗折強度が１６０ＭＰａより大きかったものを「○」
、１２０〜１６０ＭＰａであったものを「△」、１２０ＭＰａ未満であったものを「×」
として評価した。
The bending strength is based on JIS R1601, using each resistor-forming material densely sintered and then processed into a 3 × 4 × 40 mm prism (surface is optically polished) as a measurement sample. It was measured by a three-point load measurement method. “○” indicates that the bending strength is greater than 160 MPa.
, “△” when 120 to 160 MPa, “×” when less than 120 MPa
As evaluated.
表１、２から明らかなように、試料Ｎｏ．１−１〜１−９は、粗粒ガラス粉末の誘電率
が低く、且つ抵抗体形成材料の各評価も良好であった。一方、試料Ｎｏ．１−１０は、粗
粒セラミックフィラーを含有していないため、抗折強度の評価が不良であった。また、試
料Ｎｏ．１−１１は、粗粒セラミックフィラーの含有量が過剰であるため、抗折強度の評
価が不良であった。さらに、試料Ｎｏ．１−１２は、粗粒ガラス粉末の誘電率が高く、点
火プラグを細径化すると、高周波雑音電波が漏洩してしまうと考えられる。
As apparent from Tables 1 and 2, Sample No. In 1-1 to 1-9, the dielectric constant of the coarse glass powder was low, and each evaluation of the resistor forming material was also good. On the other hand, sample No. Since 1-10 did not contain a coarse ceramic filler, the evaluation of the bending strength was poor. Sample No. No. 1-11 was poor in evaluation of the bending strength because the content of the coarse ceramic filler was excessive. Furthermore, sample no. In No. 1-12, the coarse glass powder has a high dielectric constant, and it is considered that high frequency noise radio waves leak when the spark plug is made thinner.
［実施例１］の試料Ｎｏ．１−８を用いて、粗粒ガラス粉末の平均粒子径Ｄ50について
調査した。粗粒ガラス粉末の平均粒子径Ｄ50以外の実験条件は、［実施例１］と同様とし
、ブロック粒子としての機能、抗折強度を評価した。その結果を表３に示す。
Sample No. of [Example 1] 1-8 was used to investigate the average particle diameter D 50 of coarse glass powder. The average particle diameter D 50 other experimental conditions coarse glass powder is the same as in Example 1, functions as a block particles was evaluated flexural strength. The results are shown in Table 3.
表３から明らかなように、試料Ｎｏ．２−１〜２−４は、ブロック粒子として機能し、
抗折強度の評価も良好であった。
As apparent from Table 3, the sample No. 2-1 to 2-4 function as block particles,
The evaluation of the bending strength was also good.
［実施例１］の試料Ｎｏ．１−８を用いて、粗粒セラミックフィラーの平均粒子径Ｄ50
の影響を調査した。粗粒セラミックフィラーの平均粒子径Ｄ50以外の実験条件は、［実施
例１］と同様とし、抗折強度を評価した。その結果を表４に示す。
Sample No. of [Example 1] 1-8, the average particle diameter D 50 of the coarse ceramic filler
The effect of was investigated. The average particle diameter D 50 other experimental conditions coarse ceramic filler is the same as in Example 1, to evaluate the transverse rupture strength. The results are shown in Table 4.
表４から明らかなように、試料Ｎｏ．３−２〜３−６は、抗折強度の評価が良好であっ
た。一方、試料Ｎｏ．３−１は、粗粒セラミックフィラーの平均粒子径Ｄ50が小さいため
、抗折強度の評価が不良であった。また、試料Ｎｏ．３−７は、粗粒セラミックフィラー
の平均粒子径Ｄ50が大きいため、抗折強度の評価が不良であった。
As is apparent from Table 4, sample No. As for 3-2 to 3-6, evaluation of the bending strength was favorable. On the other hand, sample No. 3-1, since the average particle diameter D 50 of the coarse ceramic filler is small, the evaluation of flexural strength was poor. Sample No. 3-7, since the average particle diameter D 50 of the coarse ceramic filler is greater, the evaluation of flexural strength was poor.
表５、表６は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．４−１〜４−８、４−１０）、比較例（試
料Ｎｏ．４−９）を示している。試料Ｎｏ．４−１〜４−４、４−９は［実施例１］の試
料Ｎｏ．１−１のガラス／セラミックフィラー（質量比）を、試料Ｎｏ．４−５及び４−
６は［実施例１］の試料Ｎｏ．１−２のガラス／セラミックフィラー（質量比）を、試料
Ｎｏ．４−７及び４−８は［実施例１］の試料Ｎｏ．１−４のガラス／セラミックフィラ
ー（質量比）を、試料Ｎｏ．４−１０は［実施例１］の試料Ｎｏ．１−９のガラス／セラ
ミックフィラー（質量比）の変えて封着性能を評価したものである。「封着性能」は、ホ
ットプレス時の端子浮き不具合の発生率を評価したものであり、発生率が０〜５％のもの
を「◎」、５〜３０％のものを「○」、３０％より多いものを「×」とした。
Tables 5 and 6 show examples of the present invention (sample Nos. 4-1 to 4-8 and 4-10) and comparative examples (samples No. 4-9). Sample No. 4-1 to 4-4 and 4-9 are sample Nos. 1-1 glass / ceramic filler (mass ratio) was added to sample no. 4-5 and 4-
6 is the sample No. 1 of [Example 1]. 1-2 glass / ceramic filler (mass ratio) was added to sample no. 4-7 and 4-8 are the sample Nos. Of [Example 1]. 1-4 glass / ceramic filler (mass ratio) was added to sample no. 4-10 is the sample No. of [Example 1]. The sealing performance was evaluated by changing the glass / ceramic filler (mass ratio) of 1-9. “Sealing performance” is an evaluation of the rate of occurrence of terminal floating failure during hot pressing. “◎” indicates that the occurrence rate is 0 to 5%, “O” indicates that the rate is 5 to 30%, 30 More than% was taken as “x”.
ガラス／セラミックフィラー（質量比）が７５／１５〜９５／５、すなわち、３〜１９
であるものは封着性能が「◎」であり、良好であった。一方、ガラス／セラミックフィラ
ー（質量比）が７０／３０の試料Ｎｏ．４−９（比較例）については封着性能が「×」で
あり、不良であった。
Glass / ceramic filler (mass ratio) of 75/15 to 95/5, that is, 3 to 19
The sealing performance was “◎”, which was good. On the other hand, Sample No. with a glass / ceramic filler (mass ratio) of 70/30. About 4-9 (comparative example), the sealing performance was "x" and it was inferior.
以上の説明から明らかなように、本発明の抵抗体形成材料は、電磁波吸収体を搭載した
電子部品、特に高周波域における電磁波を遮蔽する必要性が高い車載用電子部品に好適で
あり、具体的には細径化された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材
料として好適である。
As is clear from the above description, the resistor forming material of the present invention is suitable for an electronic component equipped with an electromagnetic wave absorber, particularly an in-vehicle electronic component that is highly required to shield electromagnetic waves in a high frequency range. Is suitable as a material for forming a resistor in the inner hole of the insulator of the spark plug having a reduced diameter.
１ 端子電極
２ａ、２ｂ 導電ガラス体
３ 中心電極
４ 抵抗体
DESCRIPTION OF
Claims (20)
（１）粗粒ガラス粉末が、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ2 ３５〜６０％、Ｂ2Ｏ
3 ２５〜５５％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ １〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋Ｂ
ａＯ ０〜３５％、ＢａＯ ０〜１４％を含有し、
（２）粗粒セラミックフィラーの平均粒子径Ｄ50が５０〜３００μｍであり、
（３）粗粒セラミックフィラーの含有量が１〜５５質量％であることを特徴とする抵抗体
形成材料。 In the resistor forming material containing coarse glass powder and coarse ceramic filler,
(1) Coarse-grained glass powder has a glass composition of mass%, SiO 2 35-60%, B 2 O
3 25-55%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 1-20%, MgO + CaO + SrO + B
aO 0-35%, BaO 0-14%,
(2) The average particle diameter D 50 of the coarse ceramic filler is 50 to 300 μm,
(3) A resistor-forming material, wherein the content of the coarse ceramic filler is 1 to 55% by mass.
１に記載の抵抗体形成材料。 The resistor forming material according to claim 1, wherein the coarse glass powder has an average particle diameter D 50 of 150 to 450 μm.
の抵抗体形成材料。 3. The resistor forming material according to claim 1, wherein the coarse glass powder has a dielectric constant of 5.5 or less.
ずれかに記載の抵抗体形成材料。 The resistor forming material according to any one of claims 1 to 3, wherein a yield point of the coarse glass powder is 500 to 650 ° C.
抗体形成材料。 The resistor-forming material according to claim 1, wherein the coarse glass powder has phase separation.
かに記載の抵抗体形成材料。 The resistor-forming material according to claim 1, wherein the coarse glass powder does not substantially contain PbO.
のいずれかに記載の抵抗体形成材料。 The dielectric constant of the coarse ceramic filler is 11.5 or less.
The resistor forming material according to any one of the above.
カ、ジルコン、ウイレマイトの一種または二種以上であ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材料。 The coarse-grained ceramic filler is one or more of alumina, cordierite, mullite, spinel, silica, zircon, and willemite.
The resistor forming material according to any one of the above.
料。 The resistor-forming material according to claim 1, wherein the resistor-forming material is processed into granules.
。 The resistor forming material according to claim 1, wherein the resistor forming material is used for a spark plug.
前記軸孔の一端側に設けられた中心電極と、
前記軸孔の他端側に設けられた端子電極と、
前記中心電極と前記端子電極との間に配置され、ガラス組成物とセラミックフィラーと
を含有する抵抗体とを備える点火プラグにおいて、
（１）前記ガラス組成物は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ2 ３５〜６０％、
Ｂ2Ｏ3 ２５〜５５％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ １〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋Ｓｒ
Ｏ＋ＢａＯ ０〜３５％、ＢａＯ ０〜１４％を含有し、
（２）前記セラミックフィラーの含有量が１〜５５質量％であることを特徴とする点火
プラグ。 An insulator having an axial hole extending in the axial direction;
A center electrode provided at one end of the shaft hole;
A terminal electrode provided on the other end side of the shaft hole;
In the spark plug provided between the center electrode and the terminal electrode, comprising a resistor containing a glass composition and a ceramic filler,
(1) The glass composition has a glass composition of mass%, SiO 2 35-60%,
B 2 O 3 25-55%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 1-20%, MgO + CaO + Sr
O + BaO 0-35%, BaO 0-14%,
(2) A spark plug, wherein the content of the ceramic filler is 1 to 55% by mass.
を特徴とする請求項１１に記載の点火プラグ。 The spark plug according to claim 11, wherein a mass ratio of the glass composition to the ceramic filler is 3 to 19.
５０〜３００μｍであることを特徴とする請求項１１または１２に記載の点火プラグ。 The spark plug according to claim 11 or 12, wherein the ceramic filler is made of a coarse ceramic filler and has an average particle diameter D50 of 50 to 300 µm.
μｍであることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の点火プラグ。 The glass composition consists coarse glass powder, the average particle diameter D 50 150-450
The spark plug according to claim 11, wherein the spark plug is μm.
以下であることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の点火プラグ。 The glass composition is made of coarse glass powder, and the dielectric constant of the coarse glass powder is 5.5.
The spark plug according to any one of claims 11 to 14, wherein:
〜６５０℃であることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載の点火プラグ。 The glass composition is made of coarse glass powder, and the yield point of the coarse glass powder is 500.
The spark plug according to claim 11, wherein the spark plug has a temperature of ˜650 ° C.
ことを特徴とする請求項１１〜１６のいずれかに記載の点火プラグ。 The spark plug according to any one of claims 11 to 16, wherein the glass composition is made of coarse glass powder, and the coarse glass powder has phase separation.
いずれかに記載の点火プラグ。 The spark plug according to any one of claims 11 to 17, wherein the glass composition does not substantially contain PbO.
ィラーの誘電率が１１．５以下であることを特徴とする請求項１１〜１８のいずれかに記
載の点火プラグ。 The spark plug according to any one of claims 11 to 18, wherein the ceramic filler comprises a coarse ceramic filler, and the dielectric constant of the coarse ceramic filler is 11.5 or less.
ィラーが、アルミナ、コーディエライト、ムライト、スピネル、シリカ、ジルコン、ウイ
レマイトの一種または二種以上であることを特徴とする請求項１１〜１９のいずれかに記
載の点火プラグ。 12. The ceramic filler is made of a coarse ceramic filler, and the coarse ceramic filler is one or more of alumina, cordierite, mullite, spinel, silica, zircon, and willemite. The spark plug according to any one of -19.
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