火花塞

技术领域

本发明涉及火花塞。

背景技术

在内燃机中使用的火花塞具备由以氧化铝为主成分的氧化铝基烧结体构成的筒状的绝缘体和收容于该绝缘体的内部的中心电极(例如，专利文献1)。中心电极整体上呈前端从绝缘体露出且后端收容于绝缘体的内部的棒状，在后端侧具备在径向上扩展的形状的扩径部(电极凸缘部)。扩径部在中心电极收容于绝缘体的内部的状态下，向绝缘体的内壁中的呈台阶状地隆起的部分卡定。需要说明的是，在扩径部的后端设置有比扩径部小径的电极头部。

在绝缘体的内部收容有中心电极的状态下，中心电极的后端侧的部分(也就是说，扩径部及电极头部)和绝缘体的内壁在径向上互相保持间隔且对向。并且，以将它们之间填埋并且覆盖中心电极的后端的形式，导电性的密封构件设置于绝缘体的内部。密封构件例如由包含B

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020-57559号公报

(发明所要解决的课题)

对于上述的中心电极的后端侧的部分和绝缘体的内壁在径向上互相对向的部位，在火花塞1的使用时，从中心电极的前端侧向后端侧移动来的热容易积攒，而且，在向中心电极施加了高电压时，电场容易集中。尤其是，在中心电极的后端侧之中，对于在径向上扩展的形状的扩径部在径向上与绝缘体的内壁对向的部位，间隙更窄，热的集中、电场的集中容易发生。因而，可以说，在绝缘体之中，在径向上与中心电极的扩径部对向的部分被置于最严酷的环境下。

并且，这样的绝缘体的部分有时被来源于密封构件等的碱性成分侵蚀，绝缘体的耐电压性能下降。与中心电极的扩径部对向的部分的绝缘体与密封构件直接接触，因此，密封构件中包含的碱性成分有时会将绝缘体的所述部分侵蚀。

发明内容

本发明的目的在于提供具备耐碱侵蚀性等优异的绝缘体的火花塞。

(用于解决课题的手段)

本发明人等为了达成所述目的而进行了锐意研究的结果，发现了：在从收容于绝缘体的内部的中心电极的扩径部的最大径的部分沿着轴线方向而向后端侧离开了2mm的位置附近的绝缘体的内部组织中，在规定的偏差的条件下，若以规定的比例存在气孔，则来源于密封构件等的碱性成分对绝缘体的侵蚀被抑制，完成了本申请发明。

用于解决所述课题的手段如下。即，

<1>一种火花塞，具备：绝缘体，呈沿着轴线方向延伸的筒状，由氧化铝基烧结体构成；中心电极，是以前端从所述绝缘体露出且后端收容于所述绝缘体的内部的方式向所述绝缘体插入的棒状的电极，在自身的后端侧具有在径向上扩展而与所述绝缘体的内壁卡定的扩径部；及导电性密封件，在所述绝缘体的内部配置于所述中心电极的所述后端侧，其中，在通过对在从所述扩径部的最大径的部分沿着所述轴线方向而向所述后端侧离开了2mm的位置处将所述绝缘体在相对于所述轴线方向垂直的方向上切断而得到的切断面进行镜面研磨而得到的镜面研磨面中，在以分别与所述绝缘体的内周面与外周面之间的中心位置即基准位置重叠且互相不重叠的方式将192μm×255μm的观察区域设定了20个的情况下，所述观察区域中包含的气孔的比例(气孔率)的平均为3.5％以下，且关于所述比例(气孔率)的偏差，在将标准偏差设为σ时σ为0.36以下。

<2>根据所述<1>所述的火花塞，在所述观察区域中，所述气孔中的面积为0.05μm

<3>根据所述<2>所述的火花塞，关于所述观察区域中的所述大型气孔的所述个数的偏差，在将标准偏差设为σ时3σ为100以下。

<4>根据所述<3>所述的火花塞，所述3σ为50以下。

<5>根据所述<2>～<4>的任一个所述的火花塞，在所述观察区域中，所述气孔的所述比例(气孔率)的平均为1.0％以上，且所述大型气孔的所述个数的平均为240个以上。

<6>根据所述<2>～<5>的任一个所述的火花塞，在所述观察区域中，关于所述大型气孔的所述个数的偏差，在将标准偏差设为σ时“所述个数的平均+3σ”的值小于330个。

<7>根据所述<2>～<6>的任一个所述的火花塞，在所述镜面研磨面中，在将配置于所述绝缘体的所述内周面与所述外周面之间的区域以使径向的长度被三等分的方式进行了划分的情况下，关于配置于最内侧的内侧区域，以互相不重叠的方式将192μm×255μm的内侧观察区域设定20个，并且关于配置于最外侧的外侧区域，以互相不重叠的方式将192μm×255μm的外侧观察区域设定20个，所述内侧观察区域中包含的气孔的比例(气孔率)的平均比所述外侧观察区域中包含的气孔的比例(气孔率)的平均小0.1～2％。

(发明效果)

根据本发明，能够提供具备耐碱侵蚀性等优异的绝缘体的火花塞。

附图说明

图1是实施方式1涉及的火花塞的沿着轴线方向的剖视图。

图2是收容于绝缘体的主干部内的中心电极的扩径部附近的放大剖视图。

图3是示意性地表示了通过对绝缘体中的主干部的切断面进行镜面研磨而得到的镜面研磨面的说明图。

图4是示出与观察区域对应的SEM图像的说明图。

图5是示出将SEM图像二值化处理而得到的二值化图像的说明图。

图6是示意性地表示了在镜面研磨面设定的内侧观察区域及外侧观察区域的说明图。

具体实施方式

<实施方式1>

将本发明的实施方式1涉及的火花塞1一边参照图1～图6一边说明。图1是实施方式1涉及的火花塞1的沿着轴线AX方向的剖视图。图1所示的在上下方向上延伸的单点划线是火花塞1的轴线AX，在图1中，火花塞1的长度方向(轴线AX方向)对应于图1的上下方向。在图1的下侧示出火花塞1的前端侧，在图1的上侧示出火花塞1的后端侧。

火花塞1向汽车的发动机(内燃机的一例)安装，被利用于发动机的燃烧室内的混合气的点火。火花塞1主要具备绝缘体2、中心电极3、接地电极4、端子配件5、主体配件6、电阻体7及密封构件8、9。

绝缘体2是在内部包含贯通孔21的在轴线AX方向上延伸的大致圆筒状的构件。绝缘体2的详情后述。

主体配件6是在将火花塞1向发动机(具体而言，发动机盖)安装时利用的构件，作为整体而呈在轴线AX方向上延伸的圆筒状，由导电性的金属材料(例如，低碳钢材)构成。在主体配件6的前端侧的外周面形成有螺纹部61。另外，在螺纹部61的后端(所谓螺纹端)外嵌有环状的垫圈G。垫圈G为环状，通过将金属板折弯而形成。这样的垫圈G配置于螺纹部61的后端与配置于比螺纹部61靠后端侧处的座部62之间，在火花塞1安装于发动机时，将在火花塞1与发动机(发动机盖)之间形成的间隙密封。

在主体配件6的后端侧设置有用于在将主体配件6向发动机安装时使扳手等工具卡合的工具卡合部63。并且，在主体配件6的后端部设置有向径向内侧弯折的薄壁的敛紧部64。

另外，主体配件6在内部具备在轴线AX方向上贯通的通孔65，以向该通孔65插通的形式，绝缘体2在主体配件6的内部被保持。绝缘体2的后端为从主体配件6的后端向外侧(图1的上侧)大幅突出的状态。相对于此，绝缘体2的前端为从主体配件6的前端向外侧(图1的下侧)稍微突出的状态。

在主体配件6中的从工具卡合部63到敛紧部64的部位的内周面与绝缘体2的外周面(后述的后侧筒部25的外周面)之间形成有环状的区域，在该区域以在轴线AX方向上互相分离的状态配置有呈环状的第一环构件R1及第二环构件R2。在这样的第一环构件R1与第二环构件R2之间填充有滑石10的粉末。敛紧部64的后端向径向内侧折弯，固定于绝缘体2的外周面(后述的后侧筒部25的外周面)。

另外，主体配件6具备设置于座部62与工具卡合部63之间的薄壁的压缩变形部66。压缩变形部66在火花塞1的制造时，通过固定于绝缘体2的外周面的敛紧部64被向前端侧按压而压缩变形。通过压缩变形部66这样压缩变形，经由第一环构件R1、第二环构件R2及滑石10，绝缘体2在主体配件6内被向前端侧按压。此时，绝缘体2的一部分即向外侧呈环状地扩展的部分(后述的第一扩径部26)的外周面相对于在主体配件6的内周侧设置的台阶部66的表面以将衬垫P1置于中间的状态被压靠。因而，即使发动机的燃烧室内的气体进入形成于主体配件6与绝缘体2之间的间隙，也由设置于该间隙的衬垫P1防止该气体向外部漏出。

在绝缘体2装配于主体配件6的内部的状态下，在该绝缘体2的内部配设有中心电极3。中心电极3具备沿着轴线AX方向延伸的棒状的中心电极主体31和安装于该中心电极主体31的前端的大致圆柱状(大致圆板状)的端头(中心电极端头)32。中心电极3的中心电极主体31整体上是长度方向的长度比绝缘体2、主体配件6短的棒状的构件。中心电极主体31以其前端从绝缘体2向外部露出且后端收容于绝缘体2的内部的方式向绝缘体2的贯通孔21插入。中心电极主体31具备配置于外侧的电极母材31A和埋设于该电极母材31A的内部的芯部31B。电极母材31A例如使用镍或以镍为主成分的合金(例如，NCF600、NCF601)而形成。芯部31B由热传导性比形成电极母材31A的合金优异的铜或以铜为主成分的镍基合金形成。

另外，中心电极主体31在自身的后端侧具备呈在径向上扩展的形状的扩径部(电极凸缘部)31a。另外，中心电极主体31具备比扩径部31a靠后端侧的部分即电极头部31b和比扩径部31a靠前端侧的部分即电极腿部31c。电极腿部31c是以前端从绝缘体2露出且后端收容于绝缘体2的内部的方式向绝缘体2的贯通孔21插入的棒状的构件。扩径部31a与电极腿部31c的后端相连，呈比电极腿部31c在径向上扩展的形状。扩径部31a在收容于绝缘体2内的状态下卡定于在绝缘体2的内壁21a形成的台阶部23a(后述)。电极腿部31c的前端(也就是说，中心电极主体31的前端)比绝缘体2的前端向前端侧突出。扩径部31a是比电极腿部31c短的棒状的部分，比扩径部31a小径。

端头32为大致圆柱状(大致圆板状)，通过电阻焊接、激光焊接等而接合于中心电极主体31的前端(电极腿部31c的前端)。端头32由以高熔点的贵金属为主成分的材料(例如，以铱(Ir)为主成分的铱基合金)构成。

端子配件5是在轴线AX方向上延伸的棒状的构件，以向绝缘体2的贯通孔21的后端侧插入的形式安装。端子配件5在绝缘体2(贯通孔21)内配置于比中心电极3靠后端侧处。端子配件5由导电性的金属材料(例如，低碳钢)构成。需要说明的是，在端子配件5的表面也可以以防蚀等目的实施镍等的镀覆。

端子配件5具备配置于前端侧的棒状的端子腿部51、配置于该端子腿部51的后端侧的端子凸缘部52及配置于比该端子凸缘部52靠后端侧处的帽装配部53。端子腿部51插入于绝缘体2的贯通孔21内。端子凸缘部52是从绝缘体2的后端部露出且向该后端部卡定的部分。帽装配部53是供连接有高压电缆的火花塞帽(未图示)装配的部分，经由该帽装配部53而从外部施加用于使火花放电产生的高电压。

电阻体7在绝缘体2的贯通孔21内配置于端子配件5的前端(端子腿部51的前端)与中心电极3的后端(中心电极主体31的后端)之间。电阻体7例如具有1kΩ以上的电阻值(例如，5kΩ)，具备降低火花产生时的电波噪声的功能等。电阻体7由包含作为主成分的玻璃颗粒、玻璃以外的陶瓷颗粒及导电性材料的组成物构成。

在贯通孔21内的电阻体7的前端与中心电极3的后端之间设置有间隙，以将该间隙填埋的形式配设有导电性的密封构件8。另外，在贯通孔21内的电阻体7的后端与端子配件5的前端之间也设置有间隙，以将该间隙填埋的形式配设有导电性的密封构件9。各密封构件8、9例如由包含B

接地电极4具备接合于主体配件6的前端的接地电极主体41和四棱柱形状的接地电极端头42。接地电极主体41整体上由在中途折弯成大致L字状的板片构成，其后端部41a通过电阻焊接等而接合于主体配件6的前端。由此，主体配件6和接地电极主体41电连接。接地电极主体41例如与主体配件6同样，使用镍或以镍为主成分的镍基合金(例如，NCF600、NCF601)而形成。接地电极端头42与中心电极3的端头32同样，由以铱(Ir)为主成分的铱基合金等构成。接地电极端头42相对于接地电极主体41的前端部通过激光焊接而接合。

接地电极主体41的前端部的接地电极端头42和中心电极3的前端部的端头32以互相保持间隔且对向的方式配置。也就是说，在处于中心电极3的前端部的端头32与处于接地电极4的前端部的接地电极端头42之间存在间隙SP，若向中心电极3与接地电极4之间施加高电压，则在该间隙SP中，以大概沿着轴线AX方向的形式产生火花放电。

接着，关于绝缘体2详细地说明。绝缘体2整体上呈沿着轴线AX方向细长地延伸的筒状(圆筒状)，如图1所示，在内部包含在轴线AX方向上延伸的贯通孔21。绝缘体2由以氧化铝为主成分的筒状(圆筒状)的氧化铝基烧结体构成。绝缘体2具备：长腿部22，配置于前端侧；主干部23，是配置于长腿部22的后端侧的部分，比长腿部22大径；及凸缘部24，是配置于主干部23的后端侧的部分，比主干部23大径。需要说明的是，在长腿部22与主干部23之间设置有第一扩径部26，另外，在主干部23与凸缘部24之间设置有第二扩径部27。

长腿部22整体上呈外径从前侧朝向后侧逐渐变大的细长的筒状(圆筒状)，具有比主干部23、第一扩径部26小的外径。长腿部22在火花塞1安装于发动机(发动机盖)时向其燃烧室暴露。

凸缘部24配置于轴线AX方向上的绝缘体2的大致中央，呈圆环状。在处于凸缘部24的内部的贯通孔21配设有电阻体7。

第一扩径部26是连结长腿部22和主干部23的部分，呈外径从前侧朝向后侧逐渐变大的圆筒状(圆环状)。绝缘体2中的该第一扩径部26的外表面在绝缘体2向主体配件6装配时，相对于在主体配件6的内周侧设置的台阶部66的表面以将衬垫P1置于中间的状态载置。

第二扩径部27是连结主干部23和凸缘部24的部分，呈外径比第一扩径部26大且外径从前侧朝向后侧逐渐变大的圆筒状(圆环状)。

主干部23呈在轴线AX方向上外径被设定为大致相同的筒状(圆筒状)。在绝缘体2装配于主体配件6的状态下，在主干部23的外表面(外周面)与主体配件6的内表面(内周面)之间存在稍微的间隙(空间)。在主干部23中的靠前端处的内侧(内周面侧)设置有圆环状的台阶部23a，在绝缘体2的贯通孔21收容有中心电极3的中心电极主体31的状态下，中心电极主体31的扩径部31a由台阶部23a的表面卡定。主干部23的壁部的厚度(径向上的厚度)比长腿部22的壁部的厚度大。另外，主干部23中的从前端侧到形成有台阶部23a的部分的壁部的厚度大于比其靠后侧的部分的壁部的厚度。

主干部23的外周面暴露于大气下(空气)，可以说主干部23处于与长腿部22相比难以使电流通的环境下。因而，主干部23与长腿部22相比，壁部的厚度被设定得大。

在本说明书中，“主干部23的厚度”只要没有特别的说明，就是指主干部23中的壁部的厚度大致恒定的部分(也就是说，比台阶部23a靠后端侧的部分)的壁部的厚度。主干部23的厚度只要不损害本发明的目的就没有特别的限制，但例如被设定为2.0mm～3.0mm左右。

需要说明的是，绝缘体2还具备连接于凸缘部24的后端侧且在轴线AX方向上延伸的筒状(圆筒状)的后侧筒部25。后侧筒部25具有比凸缘部24的外径小的外径。在处于后侧筒部25的内部的贯通孔21配设有端子配件5所具备的棒状的端子腿部51等。

图2是收容于绝缘体2的主干部23内的中心电极3(中心电极主体31)的扩径部31a附近的放大剖视图。如图2所示，在绝缘体2的内部收容有中心电极3的中心电极主体31的状态下，在中心电极主体31的后端侧的部分即扩径部31a及电极头部31b与绝缘体2的内壁21a之间存在间隙。并且，以将这样的间隙填埋并且覆盖中心电极主体31的后端的形式，在绝缘体2的贯通孔21内填充有上述的密封构件8。在该密封构件8中，包含来源于玻璃颗粒等的碱性成分。

中心电极3的扩径部31a与绝缘体2的内壁21a之间的间隔比电极头部31b与绝缘体2的内壁21a之间的间隔窄。在这样的部位，从中心电极3的中心电极主体31的前端侧经由扩径部31a而移动来的热容易积攒。而且，在该部位，在向中心电极3施加了高电压时，电场容易集中。因而，在绝缘体2之中，在主干部23中与扩径部31a在径向上对向的部分被置于最严酷的环境下。

需要说明的是，由于在呈筒状的主干部23的内侧填充有密封构件8，所以成为了主干部23的内壁21a与密封构件8直接接触的状态。因而，成为了来源于密封构件8的碱性成分能够与主干部22的内壁21a接触的状态。

本实施方式的绝缘体2，由于构成主干部23的氧化铝基烧结体的内部组织至少满足以下所示的条件1，所以耐碱侵蚀性等优异。

<条件1>

在通过对在从扩径部31a的最大径的部分沿着轴线AX方向而向后端侧离开了2mm的位置处将绝缘体2在相对于轴线AX方向垂直的方向上切断而得到的切断面230进行镜面研磨而得到的镜面研磨面230a中，在以分别与绝缘体2的内周面2a与外周面2b之间的中心位置即基准位置m1重叠且互相不重叠的方式将192μm×255μm的观察区域X设定了20个的情况下，观察区域X中包含的气孔11的比例(气孔率)的平均A为3.5％以下，且关于所述比例(气孔率)的偏差，在将标准偏差设为σ时σ为0.36以下。

在此，一边参照图2～图5，一边关于条件1详细地说明。如图2所示，条件1所示的“扩径部31a的最大径的部分”是中心电极3的中心电极主体31的扩径部31a中的其直径D最大的部分。在图2中，以相对于轴线AX垂直地交叉且横穿扩径部31a的最大径的部分的方式示出了直线L1。

并且，在从这样的扩径部31a的最大径的部分沿着轴线AX方向而向火花塞1的后端侧离开了2mm的位置处，绝缘体2被切断成切口环状。需要说明的是，绝缘体2中的在轴线AX方向上从扩径部31a的最大径的部分到至少离开了2mm的位置为止的范围是最要求耐久性(耐电压性能等)的部位。构成这样的范围的氧化铝基烧结体的内部组织基本上相同，因此，在本实施方式中，考虑切断的容易性等，将从扩径部31a的最大径的部分向后端侧离开了2mm的位置设定为将绝缘体2切断的部位。

需要说明的是，在扩径部31a的最大径的部分在轴线AX方向上从前端侧向后端侧具有某种程度的幅度地形成的情况下，在设定向后端侧离开了2mm的位置时成为基准的位置(直线L1所示的位置)在最大径的部分之中设为最靠前端侧的位置。

在图2中，绝缘体2被切断的部位由直线L2表示。该直线L2以在从直线L1向后端侧(图2的上侧)离开了2mm的位置处相对于轴线AX垂直地交叉的方式示出。如图2所示，直线L2以在径向上横穿绝缘体2的主干部23的方式延伸。在条件1中，规定了沿着这样的直线L2将主干部23在径向上切断而得到的切断面230的内部组织的状态。

图3是示意性地表示了通过对绝缘体2中的主干部23的切断面230进行镜面研磨而得到的镜面研磨面230a的说明图。在图3中，沿着图2所示的直线L2将主干部23切断成切口环状而得到的切断面230以被研磨成镜面状的状态示出。需要说明的是，将被实施后述的镜面研磨处理而成为了镜面状的切断面230称作镜面研磨面230a。

切断面230的镜面研磨处理基于利用了金刚石磨石、金刚石磨膏等研磨剂等的公知的手法而进行。镜面研磨处理进行至切断面230的表面粗糙度(Ra)成为例如0.001μm左右为止。

镜面研磨面230a使用扫描电子显微镜(SEM：Scanning Electron Microscope)而观察。因而，对于镜面研磨面230a，也可以根据需要而进行用于导电性赋予的碳蒸镀。在本实施方式的情况下，镜面研磨面230a的观察时的SEM的加速电压被设定为20kV，SEM的倍率被设定为500倍。

如图3所示，镜面研磨面230a呈圆环状，在这样的镜面研磨面230a设定有表示绝缘体2的内周面2a与外周面2b之间的中心位置的圆形状的基准位置m1。并且，在条件1中，在镜面研磨面230a中，以分别与基准位置m1重叠且互相不重叠的方式将192μm×255μm的观察区域X设定20个。

观察区域X是为了掌握镜面研磨面230a(切断面230)中的内部组织中的气孔(空隙)11的状态而设定的区域，呈矩形状(长方形状)。观察区域X是一方的边的长度为192μm、另一方的边的长度为255μm(也就是说，192μm×255μm)的矩形状(长方形状)的区域。

需要说明的是，若将观察区域X设定为绝缘体2的内周面2a附近的镜面研磨面230a，则在假设绝缘体2(主干部23)的内周面2侧的内部组织由碱性成分侵蚀了的情况下，无法观察该绝缘体2的本来的内部组织的状态。因而，在本实施方式中，如上所述，以与基准位置m1重叠的方式设定观察区域X。这样的观察区域X在镜面研磨面230a中以互相不重叠的方式设定合计20个。在本实施方式的情况下，如图3所示，这些观察区域X优选在圆环状的镜面研磨面230a中以互相保持间隔且排列成环状的方式设定。

通过使用SEM拍摄与这样的观察区域X对应的范围的镜面研磨面230a，取得与观察区域X对应的SEM图像。SEM图像关于20个观察区域X分别取得。也就是说，与合计20个观察区域X对应地取得合计20个SEM图像。图4是示出与观察区域X对应的SEM图像的说明图。如图4所示，在SEM图像中，示出了多个气孔11。

关于合计20个SEM图像，利用在计算机上执行的公知的图像解析软件(例如，WinROOF(注册商标)，三谷商事株式会社制)来进行图像解析处理。

在图像解析处理中，首先，关于各个SEM图像，进行以附记于SEM图像的比例尺为基础的、大小的校正处理(校准)。

接着，对校正处理后的SEM图像进行二值化处理。图5是示出将SEM图像二值化处理而得到的二值化图像的说明图。在二值化处理中，关于SEM图像的各像素的辉度(亮度)使用规定的阈值(例如，阈值＝118)而被二灰度化。也就是说，关于辉度为阈值以下的像素，该像素的辉度为“0”，关于辉度超过了阈值的像素，该像素的辉度为“255”。通过这样二灰度化而消除中间灰度，得到二值化图像。在图5的二值化图像中，气孔11由黑色表示，其以外的部分(陶瓷部分)12由白色表示。

之后，利用与观察区域X对应的二值化图像，通过公知的图像解析的手法来进行观察区域X中包含的全部的气孔(空隙)11的提取。在本实施方式的情况下，气孔11的提取关于20个观察区域X而针对每个观察区域X进行。另外，在该气孔11的提取时，各气孔11的面积也分别通过公知的图像解析的手法而求出。

接着，针对每个观察区域X，关于从对应的二值化图像提取出的全部的气孔11，算出这些气孔11的总面积。然后，针对每个观察区域X，求出该观察区域X中包含的全部的气孔11的总面积相对于1个观察区域X的面积的比例(以下，记为气孔率)。这样的气孔率关于20个观察区域分别求出。

之后，利用关于20个观察区域分别求出的合计20个气孔率，求出气孔率的平均A。

在本实施方式的情况下，以使条件1中的气孔率的平均A成为3.5％以下的方式形成了绝缘体2(主干部23)的内部组织。

另外，在条件1中，关于所述气孔率的偏差进行了规定。具体而言，将与各观察区域X对应的合计20个所述气孔率的频率分布视为正态分布，在将所述气孔率的标准偏差设为σ时，σ为0.36以下。

满足条件1的绝缘体2例如通过以下来得到：在制造时，使用粒度分布窄(陡)的Al化合物粉末(氧化铝粉末等)，并且在后述的绝缘体2的制造方向上的成形工序中，在将造粒粉利用规定的成形模具成形时，以比以往高的压力条件进行加压等。

本实施方式的火花塞1，若绝缘体2(尤其是，主干部23)的内部组织至少满足上述条件1，则碱性成分的侵蚀被抑制。

构成绝缘体2的氧化铝基烧结体是液相烧结体，在氧化铝颗粒的晶粒的周围存在液相(玻璃成分)。并且，在这样的液相之中存在气孔11。在绝缘体2的规定部位处的内部组织中，若气孔11以满足条件1的方式存在，则包含气孔的液相成为以互相分离且均一地分散的方式存在的状态。来源于密封构件8等的碱性成分以向绝缘体2的内部组织中的液相部分浸入的形式移动，因此，若液相如上述那样以互相分离且均一地分散的方式存在，则碱性成分变得难以进入这样的绝缘体2的内部组织而移动。因而，本实施方式的绝缘体2即使与密封构件8直接接触，碱性成分的侵蚀也被抑制。

而且，在本实施方式的火花塞1中，也可以以除了上述条件1之外还满足后述的条件2的方式形成绝缘体2的主干部23的内部组织。

<条件2>

在观察区域X中，气孔中的面积为0.05μm

条件2中的大型气孔的个数的平均B如以下这样求出。首先，关于20个观察区域X，针对每个观察区域X，计测面积为0.05μm

在本实施方式的情况下，以使条件2中的大型气孔的个数的平均B成为200个以上且600个以下的方式形成了绝缘体2(主干部23)的内部组织。

满足条件2的绝缘体2例如通过在制造时变更喷雾干燥后的颗粒的大小等而得到。

若火花塞1的绝缘体2除了条件1之外还满足条件2，则在绝缘体2的内部组织中，碱性成分比较容易进入的大型气孔的个数在某种程度少的规定的范围内被抑制，因此耐碱侵蚀性进一步提高。

而且，在本实施方式的火花塞1中，也可以以除了上述条件1及条件2之外还满足后述的条件3的方式形成绝缘体2的主干部23的内部组织。

<条件3>

关于观察区域X中的大型气孔的个数的偏差，在将标准偏差设为σ时3σ为100以下。

在条件3中，关于大型气孔的个数的偏差进行了规定。具体而言，将与各观察区域X对应的合计20个大型气孔的个数的值(个数数据)的频率分布视为正态分布，在将所述个数的值(个数数据)的标准偏差设为σ时，3σ为100以下。

满足条件3的绝缘体2例如通过在制造时变更喷雾干燥后的颗粒的大小等而得到。

若除了条件1及条件2之外还满足条件3，则在绝缘体2(主干部23)的内部组织中，大型气孔的数量(个数)的偏倚变小，局部性的强度不足被抑制，因此绝缘体2的机械强度(耐冲击性)提高。

需要说明的是，条件3中的3σ更优选为50以下。若所述3σ为50以下，则绝缘体2的耐碱侵蚀性进一步提高。

而且，在本实施方式的火花塞1中，也可以以满足后述的条件4的方式形成绝缘体2的主干部23的内部组织。

<条件4>

在观察区域X中，气孔的所述比例(气孔率)的平均A为1.0％以上，且大型气孔的所述个数的平均B为240个以上。

在本实施方式的火花塞1中，若满足条件4，则绝缘体2的耐碱侵蚀性进一步提高。

而且，在本实施方式的火花塞1中，也可以以满足后述的条件5的方式形成绝缘体2的主干部23的内部组织。

<条件5>

在观察区域X中，关于大型气孔的个数的偏差，在将标准偏差设为σ时“所述个数的平均+3σ”的值小于330个。

在条件5中，关于大型气孔的个数的偏差进行了规定。具体而言，将与各观察区域X对应的合计20个大型气孔的个数(个数数据)的频率分布视为正态分布，在将所述个数(个数数据)的标准偏差设为σ时，“所述个数的平均+3σ”的值小于330个。

在本实施方式的火花塞1中，若满足条件5，则绝缘体2的耐碱侵蚀性进一步提高。

另外，在本实施方式的火花塞1中，也可以以满足后述的条件6的方式形成绝缘体2的主干部23的内部组织。

在镜面研磨面230a中，在将配置于绝缘体2的内周面2a与外周面2b之间的区域S以使径向的长度被三等分的方式进行了划分的情况下，关于配置于最内侧的内侧区域Sa，以互相不重叠的方式将192μm×255μm的内侧观察区域Xa设定20个，并且关于配置于最外侧的外侧区域Sb，以互相不重叠的方式将192μm×255μm的外侧观察区域Xb设定20个，内侧观察区域Xa中包含的气孔的比例(气孔率)的平均Aa比外侧观察区域Xb中包含的气孔的比例(气孔率)Ab的平均小0.1～2％。需要说明的是，在条件5中，内侧观察区域Xa中包含的气孔的比例(气孔率)的平均Aa更优选比外侧观察区域Xb中包含的气孔的比例(气孔率)Ab的平均小1.8～2％。

在此，一边参照图6，一边关于在条件6中规定的内侧观察区域Xa中包含的气孔的比例(气孔率)的平均Aa、外侧观察区域Xb中包含的气孔的比例(气孔率)Ab等的求法进行说明。图6是示意性地表示了在镜面研磨面230a设定的内侧观察区域Xa及外侧观察区域Xb的说明图。在条件6中，与条件1等同样，将绝缘体2的镜面研磨面230a(切断面230)中的内部组织的状态作为规定的对象。不过，在条件6中，在镜面研磨面230a设定的用于掌握内部组织的观察区域(内侧观察区域Xa、外侧观察区域Xb)不同。

如图6所示，对于配置于绝缘体2的内周面2a与外周面2b之间的圆环状的区域S(与镜面研磨面230a对应的区域S)，以使径向的长度被三等分的方式在镜面研磨面230a上设定2个圆形状的基准线m2、m3。通过这样设定2个基准线m2、m3，圆环状的区域S被划分为配置成同心圆状的3个圆环状的区域。这些区域中的配置于最内侧的区域成为内侧区域Sa，配置于最外侧的区域成为外侧区域Sb。

然后，关于内侧区域Sa，以互相不重叠的方式将192μm×255μm的内侧观察区域Xa设定20个。另外，关于外侧区域Sb，也以互相不重叠的方式将192μm×255μm的外侧观察区域Xb设定20个。内侧观察区域Xa及外侧观察区域Xb都是一方的边的长度为192μm、另一方的边的长度为255μm(也就是说，192μm×255μm)的矩形状(长方形状)的区域。在条件6中，规定距内周面2a侧近的部位处的镜面研磨面230a的内部组织的状态与距外周面2b侧近的部位处的镜面研磨面230a的内部组织的状态的关系。

内侧观察区域Xa优选在圆环状的内侧区域Sa中以互相保持间隔且排列成环状的方式设定。另外，外侧观察区域Xb优选在圆环状的外侧区域Sb中以互相保持间隔且排列成环状的方式设定。

需要说明的是，关于内侧观察区域Xa，优选在内侧区域Sa中的不是周面2a侧而是基准线m2侧的附近设定。

然后，通过使用SEM拍摄与内侧观察区域Xa对应的范围的镜面研磨面230a，取得与内侧观察区域Xa对应的SEM图像。另外，通过使用SEM拍摄与外侧观察区域Xb对应的范围的镜面研磨面230a，取得与外侧观察区域Xb对应的SEM图像。在本实施方式的情况下，关于内侧观察区域Xa及外侧观察区域Xb，分别对应的SEM图像各被取得20个。SEM的加速电压被设定为20kV，SEM的倍率被设定为500倍。

关于与内侧观察区域Xa对应的20个SEM图像，通过执行与相对于与上述的观察区域X对应的SEM图像的处理同样的处理而求出内侧观察区域Xa中包含的气孔的比例(气孔率)的平均Aa。也就是说，针对每个内侧观察区域Xa，求出该内侧观察区域Xa中包含的全部的气孔的总面积相对于1个内侧观察区域Xa的面积的比例(气孔率)。然后，基于关于20个内侧观察区域Xa分别求出的合计20个所述比例(气孔率)，求出内侧观察区域Xa中包含的气孔的比例(气孔率)的平均Aa。

另外，关于与外侧观察区域Xb对应的20个SEM图像，也通过执行与相对于与上述的观察区域X对应的SEM图像的处理同样的处理而求出外侧观察区域Xb中包含的气孔的比例(气孔率)的平均Ab。也就是说，针对每个外侧观察区域Xb，求出该外侧观察区域Xb中包含的全部的气孔的总面积相对于1个外侧观察区域Xb的面积的比例(气孔率)。然后，基于关于20个外侧观察区域Xb分别求出的合计20个所述比例(气孔率)，求出外侧观察区域Xb中包含的气孔的比例(气孔率)的平均Ab。

之后，求出内侧观察区域Xa中包含的气孔的比例(气孔率)的平均Aa与外侧观察区域Xb中包含的气孔的比例(气孔率)的平均Ab之差(所述平均Ab-所述平均Aa)。

在本实施方式中，也可以以使内侧观察区域Xa中包含的气孔的比例(气孔率)的平均Aa比外侧观察区域Xb中包含的气孔的比例(气孔率)Ab的平均小0.1％～2％的方式形成绝缘体2(主干部23)的内部组织。

在本实施方式的火花塞1中，若满足如上所述的条件6，则在绝缘体2的内部组织中，绝缘体2的外周面2b侧与内周面2a侧相比，气孔率变高，因此绝缘体2的机械强度(耐冲击性)提高。

接着，关于绝缘体2的制造方法进行说明。绝缘体2以满足上述的条件1等的方式制造。作为绝缘体2的制造方法，只要最终得到的绝缘体2满足条件1等，就没有特别的限制。在此，说明绝缘体2的制造方法的一例。

绝缘体2的制造方法主要具备浆料制作工序、脱泡工序、造粒工序、成形工序、研磨工序及烧成工序。

<浆料制作工序>

浆料制作工序是将原料粉末、粘合剂及溶剂混合而制作浆料的工序。原料粉末作为主成分而使用通过烧成而转化为氧化铝的化合物的粉末(以下，记为Al化合物粉末)。作为Al化合物粉末，例如使用氧化铝粉末。

在浆料制作工序中，进行以原料粉末的混合及粉碎为目的的粉碎工序。粉碎工序利用使用了球磨机等的湿式粉碎机来进行。在湿式粉碎机中使用的球石的直径只要不损害本发明的目的就没有特别的限制，但优选为3mm以上且20mm以下，更优选为3mm以上且10mm以下，进一步优选为3mm以上且6mm以下。另外，作为球石，也可以将直径互相不同的2种以上的球石组合。通过这样的粉碎工序，原料粉末成为粒度(粒径)的偏差小、具备陡的粒度分布的原料粉末。若使用这样的原料粉末，则在烧结后得到的氧化铝基烧结体中，异常粒生长被抑制，并且能够提高烧结密度。因而，绝缘体的耐碱侵蚀性提高。

Al化合物粉末(氧化铝粉末等)的粒径(粉碎后的粒径)只要不损害本发明的目的就没有特别的限制，但例如优选为1.5μm以上，更优选为1.7μm以上，优选为2.5μm以下，更优选为2.0μm以下。若Al化合物粉末(氧化铝粉末等)的粒径为这样的范围，则绝缘体的缺陷数被抑制，并且可得到适度的烧结密度。需要说明的是，粒径是利用激光衍射法(日机装株式会社制，Microtrac粒度分布测定装置，产品名“MT-3000”)测定的体积基准的中数直径(D50)。

Al化合物粉末优选以在将烧成后的氧化铝基烧结体的质量(氧化物换算)设为100质量％时以氧化物换算计成为90质量％以上的方式制备。更优选为90质量％以上且98质量％以下，进一步优选为90质量％以上且97质量％以下。需要说明的是，只要不损害本发明的目的，则在原料粉末中也可以包含Al化合物粉末以外的粉末。

粘合剂以原料粉末的成形性的提高等为目的而向浆料中添加。作为这样的粘合剂，可举出聚乙烯醇、水性丙烯酸树脂、阿拉伯胶、糊精等亲水性结合剂。它们可以单独地使用或者将2种以上组合而使用。

粘合剂的调配量只要不损害本发明的目的就没有特别的限制，但例如相对于原料粉末100质量部以1质量部～20质量部的比例调配，优选以3质量部～7质量部的比例调配。

溶剂以使原料粉末等分散等目的使用。作为溶剂，例如可举出水、醇等。它们可以单独地使用或者将或2种以上组合而使用。

溶剂的调配量只要不损害本发明的目的就没有特别的限制，但例如相对于原料粉末100质量部以23质量部～40质量部的比例调配，优选以25质量部～35质量部的比例调配。需要说明的是，在浆料中，根据需要，也可以调配原料粉末、粘合剂及溶剂以外的其他的成分。在浆料的混合中，能够利用公知的搅拌·混合装置等。

<脱泡工序>

对于浆料制作工序后的浆料，也可以根据需要而进行脱泡工序。在脱泡工序中，例如，将装有混合(混炼)后的浆料的容器配置于真空脱泡装置内，减压而置于低气压环境下，由此，去除浆料内包含的气泡。通过比较脱泡前后的浆料的密度，能够掌握浆料中的气泡量。

<造粒工序>

造粒工序是从包含原料粉末等的浆料制作球状的造粒粉的工序。作为从浆料制作造粒粉的方法，只要不损害本发明的目的就没有特别的限制，但例如可举出喷雾干燥法。在喷雾干燥法中，利用规定的喷雾干燥装置将浆料喷雾干燥，从而得到具备规定的粒径的造粒粉。需要说明的是，造粒粉的平均粒径只要不损害本发明的目的就没有特别的限制，但例如优选为212μm pass≥95％以下，更优选为180μm pass≥95％以下，进一步优选为160μmpass≥95％以下。

<成形工序>

成形工序是通过将造粒粉利用成形模具成形为规定形状而得到成形体的工序。成形工序通过橡胶压制成形、金属模具压制成形等而进行。在本实施方式的情况下，对成形模具(例如，橡胶压制成形机的内橡胶模具及外橡胶模具)从外周侧施加的压力(压制升压速度)以逐级地上升的方式调整。另外，优选调整为比以往高的压力的范围(例如，100MPa以上)。需要说明的是，压力的上限值只要不损害本发明的目的就没有特别的限制，但例如可以调整为200MPa以下。

<研磨工序>

研磨工序是进行在成形工序后得到的成形体的加工余量的除去、成形体的表面的研磨等的工序。在研磨工序中，通过对树脂粘结磨石等进行研磨来进行加工余量的除去、成形体的表面的研磨等。通过这样的研磨工序，整理成形体的形状。

<烧成工序>

烧成工序是将由研磨工序整理了形状的成形体烧成而得到绝缘体的工序。在烧成工序中，例如，在大气气氛下，在1450℃以上且1650℃以下烧成1～8小时。通过在烧成后对成形体进行冷却，得到由氧化铝基烧结体构成的绝缘体2。

使用如以上这样得到的绝缘体2来制作本实施方式的火花塞1。如上所述，火花塞1的绝缘体2以外的结构与公知的结构是同样的。

以下，基于实施例来进一步详细地说明本发明。需要说明的是，本发明丝毫不由这些实施例限定。

〔实施例1〕

(试验样本的制作)

以与上述实施方式1同样的制造方法制作了(制作了合计3根)基本的结构与在上述实施方式1中例示的火花塞的绝缘体相同的绝缘体(以下，记为试验样本)。需要说明的是，绝缘体的主干部的厚度为3mm。另外，在浆料制作工序中将原料粉末利用湿式粉碎机粉碎时，将直径3mm的球石

(碱侵蚀后的耐电压的测定)

为了测定碱侵蚀后的耐电压，准备了预先被实施了加工的绝缘体。具体而言，以在绝缘体的内部装配了中心电极主体时中心电极主体的前端不从长腿部露出且长腿部的厚度大致恒定的方式，在长腿部的周围预先实施了绝缘加工。然后，将在这样的绝缘体的内部以以不会发生电场集中的方式对前端实施了R加工的状态装配棒状的中心电极主体并将绝缘体的前端的开口部封堵而得到的结构向主体配件组装，制作了试验样本。将该试验样本设置于保持为约200℃的加热炉内，从试验样本的中心电极主体的前端部将35kV的电压施加了100小时。此时的接地从主体配件进行。通过这样向试验样本的绝缘体持续施加电压，不进行外部放电地在绝缘体的主干部的规定部位(与电极凸缘部(扩径部)在径向上对向的部分)产生电场集中，使该规定部位强制性地碱侵蚀。需要说明的是，碱侵蚀的有无能够通过对绝缘体使用电子探针微量分析仪(EPMA)测定Na等碱金属、碱土类金属的有无来判断。

之后，将包含碱侵蚀后的绝缘体的试验样本设置于高压腔室内，以向该高压腔室内以约5MPa的压力供给了二氧化碳(CO

(主干部的切断面(镜面研磨面)的观察1)

关于得到的试验样本，在从中心电极的扩径部的最大径的部分沿着轴线方向而向后端侧离开了2mm的位置处，将绝缘体在相对于轴线方向垂直的方向上切断。然后，将得到的试验样本的切断面研磨成镜面状，将该切断面(镜面研磨面)的组织利用SEM(型号“JSM-IT300LA”，日本电子株式会社制)进行了观察。SEM的加速电压设定为20kV，SEM的倍率设定为500倍。然后，在该切断面(镜面研磨面)中，以分别与绝缘体2的内周面2a与外周面2b之间的中心位置即基准位置m1重叠且互相不重叠的方式将192μm×255μm的观察区域X设定20个，取得了与这20个观察区域X对应的合计20个的SEM图像。然后，对这些SEM图像执行基于图像解析软件(WinROOF(注册商标)，三谷商事株式会社制)的图像解析处理，求出了观察区域X中包含的气孔的比例(气孔率)的平均A。另外，将与各观察区域X对应的合计20个所述气孔率的频率分布视为正态分布，求出了所述气孔率的标准偏差σ。结果在表1中示出。

另外，关于20个观察区域X，针对每个观察区域X，计测了面积为0.05μm

另外，关于将与各观察区域X对应的合计20个大型气孔的个数的值(个数数据)的频率分布视为正态分布的情况，求出了将所述个数的值(个数数据)的标准偏差设为σ时的“3σ”的值及“所述平均B+3σ”的值(个)。结果在表1中示出。

〔实施例2～10、实施例12～17〕

除了在浆料制作工序中适当变更了在粉碎原料粉末时使用的球石的比率以外，与实施例1同样地制作了实施例2～10及实施例12～17的绝缘体。

〔比较例1〕

除了在浆料制作工序中在将原料粉末利用湿式粉碎机粉碎时将直径3mm的球石

〔比较例2〕

除了在浆料制作工序中适当变更了在粉碎原料粉末时使用的球石的比率以外，与比较例1同样地制作了比较例2的绝缘体。

关于得到的实施例2～10、实施例12～17及比较例1、2的绝缘体，与实施例1同样，进行了上述“碱侵蚀后的耐电压的测定”及“主干部的切断面(镜面研磨面)的观察1”。

而且，关于实施例4、实施例9、实施例10、实施例12～14及实施例16、17，进行了以下所示的“主干部的切断面(镜面研磨面)的观察2”及“耐冲击性的评价”。它们的结果在表1中示出。

(主干部的切断面(镜面研磨面)的观察2)

将在上述“主干部的切断面(镜面研磨面)的观察1”中使用的绝缘体的镜面研磨面利用SEM进行了观察。SEM的加速电压设定为20kV，SEM的倍率设定为500倍。然后，对于该镜面研磨面，如图6所示，将配置于绝缘体的内周面2s与外周面2b之间的区域S以使径向的长度被三等分的方式划分后，在配置于最内侧的内侧区域Sa以互相不重叠的方式将192μm×255μm的内侧观察区域Xa设定了20个，并且在配置于最外侧的外侧区域Sb以互相不重叠的方式将192μm×255μm的外侧观察区域Xb设定了20个。

之后，取得与内侧观察区域Xa对应的20个SEM图像和与外侧观察区域Xb对应的20个SEM图像，基于这些SEM图像，求出了内侧观察区域Xa中包含的气孔的比例(气孔率)的平均Aa和外侧观察区域Xb中包含的气孔的比例(气孔率)的平均Ab。然后，求出了所述平均Aa与所述平均Aa之差(所述平均Ab-所述平均Aa)。结果在表1中示出。

(耐冲击性的评价)

对各绝缘体进行JIS B7733中规定的夏比试验，评价了绝缘体的耐冲击性。具体的评价方法如下。首先，使用绝缘体，制作了与在上述实施方式1中例示的结构同样的结构的火花塞(以下，记为试验用火花塞)。使该试验用火花塞的轴线方向成为上下方向，使前端侧朝向下方，使试验用火花塞的主体配件的螺纹部向设置于试验台的螺纹孔螺合而进行了固定。另外，在固定后的试验用火花塞的轴线方向的上方以能够回旋的方式设置了具有轴支承点的锤子。然后，将锤子的前端抬起并释放，通过自由落体而使锤子回旋，使锤子的前端碰撞了绝缘体的距后端为大致1mm的部位。将该锤子的抬起角度(相对于轴线方向的角度)设定为34度后，使锤子的前端碰撞试验用火花塞的绝缘体，确认了是否在绝缘体产生了破裂。这样的锤子的碰撞对各绝缘体最多进行了2次。在通过第1次的碰撞而在绝缘体产生了破裂的情况下，就此结束了试验。相对于此，在通过第1次的碰撞而在绝缘体未产生破裂的情况下，进一步对该绝缘体进行了第2次的碰撞。结果在表1中示出。需要说明的是，在表1中，将通过第1次的碰撞而在绝缘体产生了破裂的情况以符号“×”表示，将通过第2次的碰撞而在绝缘体产生了破裂的情况以“○”表示，将即使是第2次的碰撞也未产生破裂的情况以符号“◎”表示。

[表1]

如表1所示，满足上述的条件1的实施例1～10及实施例12～17与比较例1、2相比，碱侵蚀后的耐电压性优异。确认了：在这样的实施例1～10及实施例12～17中，即使在以强制性地碱侵蚀这样的条件进行了处理的情况下，也能够抑制碱侵蚀。

实施例1～10及实施例12～17中的还满足上述的条件2的实施例1、实施例2、实施例4、实施例6～10及实施例12～17与实施例3、5相比，耐碱侵蚀性的结果更优异。

另外，确认了：满足上述的条件3的实施例9、实施例10、实施例12～14及实施例16～17与实施例4相比，耐冲击性(夏比强度)优异。

另外，确认了：实施例1、实施例2、实施例4、实施例6、实施例7、实施例9、实施例10、实施例12～15、实施例17中的进一步是上述的条件3的3σ为50以下的情况(也就是说，3σ≤50)的实施例1、实施例7、实施例9～13及实施例17与实施例2、实施例4、实施例6、实施例14～16相比，耐碱侵蚀性更优异。

另外，满足上述的条件4的实施例1、实施例7、实施例8、实施例16及实施例17，耐碱侵蚀性优异。需要说明的是，其中，是3σ≤50的情况的实施例1、实施例7、实施例17与是50<3σ≤100的情况的实施例8、实施例16相比，耐碱侵蚀性尤其优异。

另外，确认了：实施例1、实施例2、实施例4、实施例6～10及实施例12～17中的还满足上述的条件5的实施例1、实施例7～10、实施例12、实施例13、实施例15及实施例17与实施例2、实施例4、实施例6、实施例14及实施例16相比，耐碱侵蚀性更优异。

另外，确认了：实施例9、实施例10、实施例12～14及实施例16～17中的还满足上述的条件6的实施例10、实施例16及实施例17与实施例9、实施例12～14相比，耐冲击性(夏比强度)更优异。

附图标记说明

1…火花塞，2…绝缘体，21…贯通孔，22…长腿部，23…主干部，230…切断面，230a…镜面研磨面，24…凸缘部，25…后侧筒部，26…第一扩径部，27…第二扩径部，3…中心电极，31…中心电极主体，31a…扩径部(电极凸缘部)，31b…电极头部，31c…电极腿部，4…接地电极，5…端子配件，6…主体配件，7…电阻体，8…密封构件，9…密封构件，11…气孔，AX…轴线，Sa…内侧区域，Sb…外侧区域，X…观察区域，Xa…内侧观察区域，Xb…外侧观察区域。