JP5364669B2 - 点火プラグ - Google Patents

Description

本発明は、抵抗体形成用ガラス組成物を含む抵抗体を有する点火プラグに関する。なお、点火プラグの抵抗体は、高周波雑音電波等の電磁波を吸収する電磁波吸収体として作用することができる。

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、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、細粒ガラス粉末、セラミック粉末、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、細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、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。

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
音電波の漏洩を抑制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。

また、点火プラグが細径化されると、抵抗体の機械的強度が低下、或いは端子電極の圧
入時の摩擦抵抗が増大することから、端子電極を圧入し難くなり、抵抗体の抵抗値がばら
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、更
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、点火プラグが細経化されても、高周波雑音電波の発生を十分に抑制
し得る抵抗体形成用ガラス組成物を創案することにより、点火プラグの信頼性および生産
性を高めることを技術的課題とする。

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。

本発明者は、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、具体的にはホウ珪酸ガラスにＺｎＯを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、本発明の点火プラグにおける抵抗体は、抵抗体形成用ガラス組成物を含み、前記抵抗体形成用ガラス組成物は、質量％で、ＳｉＯ ₂ ３５〜６０％、Ｂ ₂ Ｏ ₃ ２５〜５５％、Ｌｉ ₂ Ｏ＋Ｎａ ₂ Ｏ＋Ｋ ₂ Ｏ ０〜２０％、ＺｎＯ ６．１〜１２．２％を含有する。

第一に、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、抵抗体を構成する抵抗体形成用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、ガラスの屈伏点を不当に上昇させずに、ガラスの熱的安定性を高めつつ、ガラスの熱膨張係数を下げることができる。また、「抵抗体」とは、抵抗値が通常１００Ω以上のものをいう。

第二に、本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する抵抗体形成用ガラス組成物は、質量％でさらに、ＺｎＯ ７．１〜１２．２％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ２．６〜１２％を含有することを特徴とする。ＺｎＯ及びＬｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏを上記範囲に規制することにより、８５０℃でのホットプレス時の封着性能が良好となる、すなわち、ホットプレス時に端子が浮く不具合発生を抑制することが可能となる。ただし、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏが１９％以上においては、ＺｎＯ量に依存することなく封着性能は良好である。

第三に、本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する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、点火プラグの点火時に高周波雑音電波の発生を抑制できるため、抵抗体の体積が少なくても、抵抗体が高周波雑音電波を十分に吸収することができる。このため、点火プラグを細径化しやすくなる。ここで、「２５℃、１ＭＨｚにおける誘電率」は、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して測定した値を指す。

本発明者は、ガラスの誘電率を低下させると、抵抗体の誘電率を低下できる点に着目し
、抵抗体の誘電率を低下させるためには、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。

第四に、本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する抵抗体形成用ガラス組成物は、２５℃、１ＭＨｚにおける誘電正接が０．０００８以上であることを特徴とする。このようにすれば、ガラスの高周波雑音電波の吸収能が高まるため、点火プラグを細径化しやすくなる。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して測定した値を指す。

本発明者は、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、抵抗体に含まれる粗粒ガラス粉末の界面において、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。

第五に、本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する抵抗体形成用ガラス組成物は、ガラス転移点が４３０〜５７０℃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（ＴＭＡ）装置で測定した値を指す。

第六に、本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する抵抗体形成用ガラス組成物は、屈伏点が５００〜６８０℃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。

第七に、本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する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平均値を指す。

第八に、本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する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。
本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する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。
本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する抵抗体形成用ガラス粉末は、分相性を有することに特徴付けられる。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 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。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、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、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低粘性ガラス相の軟化流動に起因して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し、ブロック粒子として機能することができる。
本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する抵抗体形成用ガラス粉末は、ガラス粉末の粒度が１５０〜４５０μｍ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。

本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する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。

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４２〜５６％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。また、ＳｉＯ₂の含有量が３５％より少ないと、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。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ガラスが変形し難く
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。

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３０〜５０％、より好ましくは３３〜４６％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、結果として、端子浮き等の不具合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ことに加えて、ガラス
の分相性が低下するため、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。

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２〜８％である。Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋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ことに加えて、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。

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％以上含有させることが好ましい。

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。

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。

ＺｎＯは、ガラスの誘電率を顕著に低下させるとともに、ガラスの分相を顕著に促進さ
せるための成分であり、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０．１〜２５％、好ましくは１〜１５％、より好ましくは３〜１２．５％、更に好
ましくは５〜１１％である。ＺｎＯの含有量が０．１％より少ないと、ガラスが高周波雑
音電波の発生を防止し難くなり、点火プラグを細径化することが困難になる。また、Ｚｎ
Ｏの含有量が０．１％より少ないと、ガラスの分相性が低下し、粗粒ガラス粉末がブロッ
ク粒子として機能せず、結果として、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、ＺｎＯの含有量が２５％より多くても、ガラスの分相性が低下し、粗粒ガラス
粉末がブロック粒子として機能せず、結果として、抵抗体の高周波雑音電波の吸収能が低
下しやすくなる。

上記成分以外にも、例えば、以下の成分をガラス組成中に添加することができる。

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ガラスが変形し難くなり、
結果として、端子浮き等の不具合が発生しやすくなる。

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０〜２５％、特に１〜１５％が好ましい。

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％、０〜１０％、特に０〜５％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。

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％、０〜１
０％、特に０〜５％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。

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％、０〜１
５％、特に０〜８％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。

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％、０〜２０％、特に０〜１５％が好ましい。ＢａＯの含有量が多くなると、ガラス
の誘電率が上昇し、ガラスが高周波雑音電波の発生を防止し難くなる。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の含有量は１５％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３０００ｐｐｍ以下の場合を指す
。

更に、種々の成分を１０％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。

本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する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、５．３以下、５．０以下、特に４．８以下が好ましい。２５℃、１ＭＨｚにおける誘電率が５．５より大きいと、ガラスが高周波雑音電波の発生を防止し難くなり、点火プラグを細径化した場合、抵抗体が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。

本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する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０．０００８以上、０．００１０以上、０．００１３以上、特に０．００１８以上が好ましい。２５℃、１ＭＨｚにおける誘電正接が０．０００８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、点火プラグを細径化した場合、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。

本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する抵抗体形成用ガラス組成物において、密度は２．５５ｇ／ｃｍ³未満、２．５０ｇ／ｃｍ³以下、２．４５ｇ／ｃｍ³以下、２．４０ｇ／ｃｍ³以下、特に２．３５ｇ／ｃｍ³以下が好ましい。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。

本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する抵抗体形成用ガラス組成物において、ガラス転移点は４３０〜５７０℃が好ましく、４５０〜５５０℃がより好ましく、４６０〜５１０℃が更に好ましい。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。

本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する抵抗体形成用ガラス組成物において、屈伏点は５００〜６８０℃が好ましく、５２０〜６３０℃がより好ましく、５３０〜６００℃が更に好ましい。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６８０℃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。

本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する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、４０〜５５×１０^-7／℃がより好ましく、４２〜５１×１０^-7／℃が更に好ましい。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。

本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する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。

本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する抵抗体形成用ガラス粉末は、分相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。

本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する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、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。ガラス粉末の粒度が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やすくなるため、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１５０μｍの篩を通過しないことを意味する。

本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する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Ｄ₅₀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Ｄ₅₀を１５０〜４５０μｍにすれば、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。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ガラス粉末が導電粉末を溶解し、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Ｄ₅₀が４５０μｍより大きいと、顆粒に加工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。

本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する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４５０μｍ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。

本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する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Ｄ₅₀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Ｄ₅₀が１５０μｍ以上であると、ホットプレス工程で細粒ガラス粉末が結合ガラス相を形成し難くなる。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。

本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する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。本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する抵抗体形成用ガラス粉末は、その充填量が少なくても、高周波雑音電波の発生を抑制できるため、点火プラグが細径化された場合に有利である。

本発明の点火プラグが有する抵抗体を構成する抵抗体形成用ガラス組成物は、質量％でさらに、ＺｎＯ ７．１〜１２．２％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ２．６〜１２％を含有することが好ましい。本発明の抵抗体形成用ガラス組成物は、８５０℃でのホットプレス時の封着性能を良好とすることが可能である。

以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。表１〜４は、本発明の実施例（試
料Ｎｏ．１〜３３）、比較例（試料Ｎｏ．３４〜４０）を示している。

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、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
、各ガラス粉末を得た。

試料Ｎｏ．１〜４０につき、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、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厚の板状ガラス（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３０
ｍｍφ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℃、１Ｍ
Ｈｚとした。

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Ｄ₅₀＝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／ｃｍ²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、カーボンブラックがガラス中に溶解して
いないものを「○」とし、ガラス粉末が完全に溶融し、或いはカーボンブラックがガラス
中に溶解しているものを「×」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。ボタン試料の全体が分相しているものを「◎」、ボタン試料の一部が
分相しているものを「○」、ボタン試料に分相が確認できなかったものを「×」とした。

「封着性能」は、ホットプレス時に端子が浮く不具合の発生率を評価したものであり、
発生率ｆが０％のものを「◎◎」、０％＜ｆ≦５％のものを「◎」、５％＜ｆ≦３０％の
ものを「○」、３０％＜ｆのものを「×」とした。

表１〜４から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜３３は、ガラス転移点、屈伏点、熱膨張
係数、誘電率、誘電正接、高周波雑音電波、ブロック粒子としての機能および分相性の評
価が良好であった。特に、試料Ｎｏ．１〜３３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、点火プラグを細径化しても、抵
抗体が高周波雑音電波を的確に吸収できると考えられる。一方、試料Ｎｏ．３４は、ガラ
ス組成中にＺｎＯを含有していないため、誘電率が高く、分相性の評価が不良であり、ま
たブロック粒子として機能し難いと考えられる。試料Ｎｏ．３５は、ＳｉＯ₂の含有量が
少ないため、ブロック粒子として機能し難いと考えられる。試料Ｎｏ．３６は、ＺｎＯの
含有量が多いため、分相性の評価が不良であり、またブロック粒子として機能し難いと考
えられる。試料Ｎｏ．３７は、ＳｉＯ₂の含有量が多いため、ガラス転移点、屈伏点が非
常に高かった。試料Ｎｏ．３８は、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏの含有量が多いため、ブロ
ック粒子として機能し難いと考えられる。試料Ｎｏ．３９は、Ｂ₂Ｏ₃の含有量が多いため
、ブロック粒子として機能し難いと考えられる。試料Ｎｏ．４０は、ガラス組成中にＺｎ
Ｏを含有していないため、誘電率が高く、分相性の評価が不良であり、またブロック粒子
として機能し難いと考えられる。

以上の説明から明らかなように、この抵抗体形成用ガラス組成物は、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として好適であり、細粒ガラス粉末としても使用可能である。

１ 端子電極
２ａ、２ｂ 導電ガラス体
３ 中心電極
４ 抵抗体

Claims (8)

1. 軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
   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る抵抗体とを備える点火プラグにおいて、
   前記抵抗体は、抵抗体形成用ガラス組成物を含み、
   前記抵抗体形成用ガラス組成物は、質量％で、ＳｉＯ₂ ３５〜６０％、Ｂ₂Ｏ₃ ２５〜５５％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ０〜２０％、ＺｎＯ ６．１〜１２．２％を含有することを特徴とする点火プラグ。
2. 前記抵抗体形成用ガラス組成物は、質量％で、ＺｎＯ ７．１〜１２．２％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ２．６〜１２％を含有することを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ。
3. 前記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以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の点火プラグ。
4. 前記抵抗体形成用ガラス組成物は、２５℃、１ＭＨｚにおける誘電正接が０．０００８以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の点火プラグ。
5. 前記抵抗体形成用ガラス組成物は、ガラス転移点が４３０〜５７０℃であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の点火プラグ。
6. 前記抵抗体形成用ガラス組成物は、屈伏点が５００〜６８０℃であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の点火プラグ。
7. 前記抵抗体形成用ガラス組成物は、熱膨張係数が４０〜６０×１０^-7／℃であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の点火プラグ。
8. 前記抵抗体形成用ガラス組成物は、実質的にＰｂＯを含有しないことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の点火プラグ。

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