DE112022003056T5

DE112022003056T5 - Zündkerze

Info

Publication number: DE112022003056T5
Application number: DE112022003056.9T
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Tamura; Haruki Yoshida; Hiroki Shimada; Tomoya Kukino; Takuto Koba; Kengo Fujimura
Original assignee: Niterra Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2021-06-14
Filing date: 2022-06-14
Publication date: 2024-05-02
Also published as: CN117501563A; JPWO2022265008A1; WO2022265008A1

Abstract

Eine Zündkerze (1) der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Isolator (2), der aus einem Sinterkörper auf Aluminiumoxidbasis hergestellt ist; eine Mittelelektrode, die eine stabförmige Elektrode ist, die in den Isolator (2) eingesetzt ist und an einer hinteren Endseite der Mittelelektrode einen durchmesservergrößerten Abschnitt aufweist, der in einer Radialrichtung vergrößert ist und mit einer Innenwand des Isolators in Eingriff steht; und ein leitfähiges Dichtungsmaterial, das an der hinteren Endseite der Mittelelektrode (3) innerhalb des Isolators vorgesehen ist. In einer spiegelpolierten Oberfläche, die durch Spiegelpolieren einer Schnittfläche erhalten wird, die durch Schneiden des Isolators in einer Richtung senkrecht zur Axiallinienrichtung an einer Position 2 mm von einem Abschnitt mit einem maximalen Durchmesser des durchmesservergrößerten Abschnitts zur hinteren Endseite entlang der Axiallinienrichtung erhalten wird, wenn 20 Beobachtungsbereiche, die jeweils 192 µm×255 µm groß sind, so festgelegt werden, dass sie jeweils eine Bezugsposition überlappen, die eine Mittelposition zwischen einer inneren Umfangsfläche und einer äußeren Umfangsfläche des Isolators ist, und so, dass sie sich nicht gegenseitig überlappen, ein Durchschnitt eines Anteils (Porosität) von Poren, die in jedem Beobachtungsbereich enthalten sind, nicht größer als 3,5 % und in Bezug auf eine Schwankung des Anteils (der Porosität), wenn eine Standardabweichung als σ definiert ist, ist σ nicht größer als 0,36.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zündkerze.
HINTERGRUND
Eine Zündkerze, die in einer Verbrennungskraftmaschine verwendet wird, umfasst: einen rohrförmigen Isolator, der aus einem hauptsächlich aus Aluminiumoxid bestehenden Sinterkörper hergestellt ist; und eine Mittelelektrode, die im Inneren des Isolators untergebracht ist (z.B. Patentdokument 1). Die Mittelelektrode als Ganzes hat eine stabförmige Form, deren vorderes Ende aus dem Isolator freiliegt und deren hinteres Ende im Inneren des Isolators untergebracht ist, und enthält an ihrer Hinterseite einen im durchmesservergrößerten Abschnitt (Elektrodenflanschabschnitt), der eine in Radialrichtung vergrößerte Form aufweist. In einem Zustand, in dem die Mittelelektrode im Inneren des Isolators untergebracht ist, ist der durchmesservergrößerte Abschnitt mit einem stufenförmig gewölbten Abschnitt an der Innenwand des Isolators eingegriffen. Am hinteren Ende des durchmesservergrößerten Abschnitts ist ein Elektrodenkopfabschnitt mit einem kleineren Durchmesser als der durchmesservergrößerte Abschnitt vorgesehen.
In einem Zustand, in dem die Mittelelektrode im Inneren des Isolators untergebracht ist, sind ein Abschnitt (d.h. der durchmesservergrößerte Abschnitt und der Elektrodenkopfabschnitt) auf der hinteren Endseite der Mittelelektrode und die Innenwand des Isolators einander gegenüberliegend, während sie in Radialrichtung einen Abstand zueinander halten. Während der Zwischenraum ausgefüllt und das hintere Ende der Mittelelektrode abgedeckt wird, ist im Inneren des Isolators ein leitfähiges Dichtungselement vorgesehen. Das Dichtungselement wird aus einer leitfähigen Zusammensetzung hergestellt, die Glaspartikel aus einem auf B₂O₃-SiO₂-basierten Material oder ähnlichem und Metallpartikel (Cu, Fe, etc.) enthält.
DOKUMENT
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2020-57559
PROBLEM, DAS DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLL
An der oben beschriebenen Stelle, an der der Abschnitt auf der hinteren Endseite der Mittelelektrode und die Innenwand des Isolators in Radialrichtung einander gegenüberliegen, staut sich leicht Wärme, die sich während der Verwendung einer Zündkerze 1 von der vorderen Endseite zur hinteren Endseite der Mittelelektrode bewegt hat, und außerdem werden leicht elektrische Felder konzentriert, wenn eine Hochspannung an die Mittelelektrode angelegt wird. An der Hinterseite der Mittelelektrode, insbesondere an der Stelle, an der der durchmesservergrößerte Abschnitt, der eine in Radialrichtung vergrößerte Form aufweist, der Innenwand des Isolators in Radialrichtung gegenüberliegt, ist der Raum kleiner, und es kommt leicht zu einer Wärmekonzentration und einer Konzentration des elektrischen Feldes. Daher kann im Isolator insbesondere der Abschnitt, der dem durchmesservergrößerten Abschnitt der Mittelelektrode in Radialrichtung gegenüberliegt, als in der rauesten Umgebung befindlich bezeichnet werden.
Ein solcher Abschnitt des Isolators kann durch eine alkalische Komponente, die aus dem Dichtungselement oder ähnlichem stammt, korrodiert werden, und die Spannungsfestigkeit des Isolators kann reduziert werden. Da der Isolator des Abschnitts, der dem durchmesservergrößerten Abschnitt der Mittelelektrode gegenüberliegt, in direktem Kontakt mit dem Dichtungselement steht, kann die im Dichtungselement enthaltene alkalische Komponente den oben erwähnten Abschnitt des Isolators korrodieren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zündkerze mit einem Isolator bereitzustellen, der eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen alkalische Korrosion und dergleichen aufweist.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Die vorliegenden Erfinder führten gründliche Untersuchungen durch, um das oben genannte Ziel zu erreichen, und fanden Folgendes heraus. Das heißt, in der inneren Struktur eines Isolators in der Nähe einer Position 2 mm von einem Abschnitt mit dem maximalen Durchmesser des durchmesservergrößerten Abschnitts der Mittelelektrode, die im Inneren des Isolators untergebracht ist, zur hinteren Endseite entlang der Axiallinie, wenn Poren in einem vorbestimmten Verhältnis unter einer Bedingung einer vorbestimmten Schwankung vorhanden sind, wird die Korrosion des Isolators durch eine alkalische Komponente, die von dem Dichtungselement oder dergleichen stammt, unterdrückt. Dann haben die Erfinder die Erfindung der vorliegenden Anmeldung abgeschlossen.
Die Mittel zur Lösung des obigen Problems sind wie folgt. Das heißt,

<1> Zündkerze mit: einen Isolator, der eine röhrenförmige Form hat, die sich entlang einer Axiallinie erstreckt und aus einem Sinterkörper auf Aluminiumoxidbasis hergestellt ist; eine Mittelelektrode, die eine stabförmige Elektrode ist, die in den Isolator eingesetzt ist, sodass ein vorderer Endabschnitt der stabförmigen Elektrode aus dem Isolator freiliegt und ein hinterer Endabschnitt der stabförmigen Elektrode im Inneren des Isolators untergebracht ist, wobei die Mittelelektrode an einer hinteren Endseite davon einen durchmesservergrößerten Abschnitt hat, der in einer radialen Richtung vergrößert ist und in eine Innenwand des Isolators eingreift; und ein leitfähiges Dichtungsmaterial, das an der hinteren Endseite der Mittelelektrode innerhalb des Isolators vorgesehen ist, wobei in einer spiegelpolierten Oberfläche, die durch Spiegelpolieren einer Schnittfläche erhalten wird, die durch Schneiden des Isolators in einer Richtung senkrecht zur Axiallinienrichtung erhalten wird, an einer Position 2 mm von einem Abschnitt mit einem maximalen Durchmesser des durchmesservergrößerten Abschnitts zur hinteren Endabschnitt-Seite entlang der Axiallinienrichtung, wenn 20 Beobachtungsbereiche, die jeweils 192 µm × 255 µm groß sind, so festgelegt werden, dass sie jeweils eine Referenzposition überlappen, die eine Mittelposition zwischen einer inneren Umfangsfläche und einer äußeren Umfangsfläche des Isolators ist, und so, dass sie sich nicht gegenseitig überlappen, ein Durchschnitt eines Anteils (Porosität) von Poren, die in jedem Beobachtungsbereich enthalten sind, nicht größer als 3,5 % und in Bezug auf eine Schwankung des Anteils (der Porosität), wenn eine Standardabweichung als σ definiert ist, σ nicht größer als 0,36 ist.
<2> Die Zündkerze gemäß <1> oben, wobei in dem Beobachtungsbereich ein Durchschnitt der Anzahl der großen Poren aus den Poren, die jeweils eine Fläche von nicht weniger als 0,05 µm² haben, nicht weniger als 200 und nicht größer als 600 beträgt.
<3> Die Zündkerze gemäß <2> oben, wobei in Bezug auf eine Schwankung in der Anzahl der großen Poren im Beobachtungsbereich, wenn eine Standardabweichung als σ definiert ist, 3σ nicht größer als 100 ist.
<4> Die Zündkerze gemäß <3> oben, wobei 3σ nicht größer als 50 ist.
<5> Die Zündkerze nach einem der obigen <2> bis <4>, wobei im Beobachtungsbereich der Durchschnitt des Anteils (der Porosität) der Poren nicht weniger als 1,0 % und der Durchschnitt der Anzahl der großen Poren nicht weniger als 240 beträgt.
<6> Die Zündkerze nach einem der obigen <2> bis <5>, wobei im Beobachtungsbereich in Bezug auf eine Schwankung der Anzahl der großen Poren, wenn eine Standardabweichung als σ definiert ist, ein Wert von „der Durchschnitt der Anzahl + 3σ“ kleiner als 330 ist.
<7> Die Zündkerze gemäß einem der obigen <2> bis <6>, wobei in der spiegelpolierten Oberfläche, wenn ein zwischen der inneren Umfangsfläche und der äußeren Umfangsfläche des Isolators vorgesehener Bereich so geteilt ist, dass eine Länge davon in der Radialrichtung dreigeteilt ist, in Bezug auf einen an der innersten Seite befindlichen Innenseitenbereich 20 innenseitige Beobachtungsbereiche, die jeweils 192 µm × 255 µm groß sind, so festgelegt sind, dass sie sich nicht überlappen, und in Bezug auf einen Außenseitenbereich an einer äußersten Seite, 20 außenseitige Beobachtungsbereiche, die jeweils 192 µm × 255 µm groß sind, so festgelegt sind, dass sie sich nicht überlappen, ein Durchschnitt eines Anteils (Porosität) von Poren, die in jedem innenseitigen Beobachtungsbereich enthalten sind, um 0,1 bis 2 % kleiner ist als der durchschnittliche Anteil (Porosität) der Poren in jedem außenseitigen Beobachtungsbereich.

WIRKUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Zündkerze mit einem Isolator bereitgestellt werden, der eine hervorragende Beständigkeit gegen alkalische Korrosion und dergleichen aufweist.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

1 ist eine Schnittdarstellung entlang einer Axiallinie einer Zündkerze gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung der Umgebung eines durchmesservergrößerten Abschnitts einer Mittelelektrode, die in einem mittleren Rumpfabschnitt eines Isolators untergebracht ist.
3 zeigt schematisch eine spiegelpolierte Oberfläche, die durch Spiegelpolieren einer Schnittfläche des mittleren Rumpfabschnitts des Isolators erhalten wird.
4 zeigt ein REM-Bild, das einem Beobachtungsbereich entspricht.
5 zeigt ein binarisiertes Bild, das durch Binarisierung eines REM-Bildes erhalten wurde.
6 zeigt schematisch einen innenseitigen Beobachtungsbereich und einen außenseitigen Beobachtungsbereich, die in einer spiegelpolierten Oberfläche festgelegt sind.

VARIANTEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
<Erste Ausführungsform>
Eine Zündkerze 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 6 beschrieben. 1 ist eine Schnittdarstellung entlang einer Axiallinie AX der Zündkerze 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Eine abwechselnde lange und kurze Strichlinie, die sich in der in 1 dargestellten Auf-Ab-Richtung erstreckt, ist eine Axiallinie AX der Zündkerze 1. In 1 entspricht die Längsrichtung (die Richtung der Axiallinie AX) der Zündkerze 1 der Auf-Ab-Richtung in 1. Auf der unteren Seite in 1 ist die vordere Endseite der Zündkerze 1 dargestellt, und auf der oberen Seite in 1 ist die hintere Endseite der Zündkerze 1 dargestellt.
Die Zündkerze 1 ist an einem Motor (z. B. einer Verbrennungskraftmaschine) eines Kraftfahrzeugs angebracht und wird zur Zündung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einer Brennkammer des Motors verwendet. Die Zündkerze 1 umfasst hauptsächlich ein Isolationselement 2, eine Mittelelektrode 3, eine Masseelektrode 4, einen Masseanschluss 5, ein Metallgehäuse 6, einen Widerstand 7 und Dichtungselementen 8, 9.
Der Isolator 2 ist ein im Wesentlichen zylindrisches Element, das sich in Richtung der Axiallinie AX erstreckt und ein Durchgangsloch 21 aufweist. Einzelheiten des Isolators 2 werden später beschrieben.
Das Metallgehäuse 6 ist ein Element, das bei der Montage der Zündkerze 1 an den Motor (insbesondere einen Motorkopf) verwendet wird, insgesamt eine zylindrische Form aufweist, die sich in Richtung der Axiallinie AX erstreckt, und aus einem leitfähigen Metallmaterial (z.B. kohlenstoffarmes Stahlmaterial) gebildet ist. An der äußeren Umfangsfläche an der vorderen Endseite des Metallgehäuses 6 ist ein Gewindeabschnitt 61 ausgebildet. Am hinteren Ende (einem sogenannten Gewindegrund) des Gewindeabschnitts 61 ist außen eine ringförmige Dichtung G angebracht. Die Dichtung G hat eine ringförmige Form und wird durch Biegen einer Metallplatte hergestellt. Die Dichtung G ist zwischen dem hinteren Ende des Gewindeabschnitts 61 und einem Sitzabschnitt 62 angeordnet, der auf der hinteren Endseite relativ zum Gewindeabschnitt 61 vorgesehen ist, und dichtet einen Raum ab, der zwischen der Zündkerze 1 und dem Motor (Motorkopf) gebildet wird, wenn die Zündkerze 1 am Motor montiert ist.
Ein Werkzeugeingriffsabschnitt 63 zum Eingreifen eines Werkzeugs, wie z.B. eines Schraubenschlüssels, bei der Montage des Metallgehäuses 6 am Motor ist an der Hinterseite des Metallgehäuses 6 vorgesehen. In einem hinteren Endabschnitt des Metallgehäuses 6 ist ein dünner, zur radial inneren Seite gekrimpter Crimpabschnitt 64 vorgesehen.
Das Metallgehäuse 6 enthält ein Einführungsloch 65, das in Richtung der Axiallinie AX verläuft, und der Isolator 2 wird im Inneren des Metallgehäuses 6 gehalten, indem er durch das Einführungsloch 65 eingeführt wird. Das hintere Ende des Isolators 2 steht vom hinteren Ende des Metallgehäuses 6 zur Außenseite (in 1 die Oberseite) hin weitgehend vor. Im Gegensatz dazu steht das vordere Ende des Isolators 2 vom vorderen Ende des Metallgehäuses 6 zur Außenseite hin leicht vor (die Unterseite in 1).
Zwischen der inneren Umfangsfläche des Abschnitts vom Werkzeugeingriffsabschnitt 63 bis zum gecrimpten Abschnitt 64 des Metallgehäuses 6 und der äußeren Umfangsfläche (die später beschriebene äußere Umfangsfläche eines rückseitigen Rohrabschnitts 25) des Isolators 2 ist ein Bereich mit einer Ringform ausgebildet, und in dem Bereich sind ein erstes Ringelement R1 und ein zweites Ringelement R2, die jeweils eine Ringform aufweisen, in einem Zustand angeordnet, in dem sie in Richtung der Axiallinie AX voneinander getrennt sind. Zwischen dem ersten Ringelement R1 und dem zweiten Ringelement R2 ist Pulver aus Talk 10 eingefüllt. Das hintere Ende des Crimpabschnitts 64 ist radial nach innen gekrümmt und an der äußeren Umfangsfläche (der später beschriebenen äußeren Umfangsfläche des rückseitigen Rohrabschnitts 25) des Isolators 2 befestigt.
Das Metallgehäuse 6 umfasst einen dünnen Druckverformungsabschnitt 66, der zwischen dem Sitzabschnitt 62 und dem Werkzeugeingriffsabschnitt 63 vorgesehen ist. Bei der Herstellung der Zündkerze 1 wird der Druckverformungsabschnitt 66 durch den Crimpabschnitt 64, der an der äußeren Umfangsfläche des Isolators 2 befestigt ist, zur vorderen Endseite hin gecrimpt. Durch die Druckverformung des Druckverformungsabschnitts 66 wird der Isolator 2 durch das erste Ringelement R1, das zweite Ringelement R2 und den Talk 10 zur vorderen Endseite des Metallgehäuses 6 gedrückt. Zu diesem Zeitpunkt wird die äußere Umfangsfläche eines Abschnitts (eines ersten, später beschriebenen, durchmesservergrößerten Abschnitts 26), der ein Teil des Isolators 2 ist und sich ringförmig zur Außenseite hin vergrößert, unter Zwischenlage einer Dichtung P1 gegen die Oberfläche eines Stufenabschnitts 66 gedrückt, der an der inneren Umfangsseite des Metallgehäuses 6 vorgesehen ist. Daher wird selbst dann, wenn Gas in der Brennkammer des Motors in einen zwischen dem Metallgehäuse 6 und dem Isolator 2 gebildeten Raum eintritt, das Gas durch die in dem Raum vorgesehene Dichtung P1 daran gehindert, nach außen zu entweichen.
In einem Zustand, in dem der Isolator 2 innerhalb des Metallgehäuses 6 montiert ist, ist die Mittelelektrode 3 innerhalb des Isolators 2 vorgesehen. Die Mittelelektrode 3 umfasst:

einen stabförmigen Mittelelektrodenkörper 31, der sich entlang der Axiallinie AX erstreckt; und eine im Wesentlichen säulenförmige (im Wesentlichen scheibenförmige) Spitze (Mittelelektrodenspitze) 32, die am vorderen Ende des Mittelelektrodenkörpers 31 angebracht ist. Der Mittelelektrodenkörper 31 der Mittelelektrode 3 ist insgesamt ein stabförmiges Element, dessen Länge in Längsrichtung kürzer ist als die des Isolators 2 und des Metallgehäuses 6. Der Mittelelektrodenkörper 31 ist so in das Durchgangsloch 21 des Isolators 2 eingesetzt, dass das vordere Ende des Mittelelektrodenkörpers 31 vom Isolator 2 nach außen freiliegt und das hintere Ende des Mittelelektrodenkörpers 31 im Inneren des Isolators 2 untergebracht ist. Der Mittelelektrodenkörper 31 umfasst ein Elektrodengrundmaterial 31A, das an der Außenseite vorgesehen ist, und einen Kernabschnitt 31B, der in das Elektrodengrundmaterial 31A eingebettet ist. Das Elektrodengrundmaterial 31A basiert z.B. auf Nickel oder einer Legierung (z.B. NCF600, NCF601), die hauptsächlich aus Nickel gebildet ist. Der Kernabschnitt 31B ist aus Kupfer oder einer Legierung auf Nickelbasis gebildet, die hauptsächlich aus Kupfer gebildet ist und im Vergleich zu der Legierung, die das Elektrodengrundmaterial 31A bildet, eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit aufweist.

Der Mittelelektrodenkörper 31 umfasst an seinem hinteren Ende einen durchmesservergrößerten Abschnitt (Elektrodenflanschabschnitt) 31a, der eine in Radialrichtung vergrößerte Form aufweist. Der Mittelelektrodenkörper 31 umfasst: einen Elektrodenkopfabschnitt 31 b, der ein Abschnitt auf der hinteren Endseite relativ zum durchmesservergrößerten Abschnitt 31a ist; und einen Elektrodengfußabschnitt 31c, der ein Abschnitt auf der vorderen Endseite relativ zum durchmesservergrößerten Abschnitt 31a ist. Der Elektrodenfußabschnitt 31 c ist ein stabförmiges Element, das in das Durchgangsloch 21 des Isolators 2 eingesetzt ist, so dass das vordere Ende des stabförmigen Elements aus dem Isolator 2 freiliegt und das hintere Ende des stabförmigen Elements im Inneren des Isolators 2 untergebracht ist. Der durchmesservergrößerte Abschnitt 31a schließt sich an das hintere Ende des Elektrodenfußabschnitts 31c an und hat eine in radialer Richtung vergrößerte Form im Vergleich zum Elektrodenfußabschnitt 31c. In einem Zustand, in dem er im Gehäuse des Isolators 2 untergebracht ist, ist der durchmesservergrößerte Abschnitt 31a mit einem an einer Innenwand 21a des Isolators 2 ausgebildeten Stufenabschnitt 23a (später beschrieben) eingegriffen. Das vordere Ende (d.h. das vordere Ende des Mittelelektrodenkörpers 31) des Elektroden-Fußabschnitts 31c steht an der vorderen Endseite relativ zum vorderen Ende des Isolators 2 vor. Der durchmesservergrößerte Abschnitt 31a ist ein stabförmiger Abschnitt, der kürzer ist als der Elektrodenfußabschnitt 31 c und einen kleineren Durchmesser hat als der durchmesservergrößerte Abschnitt 31a.
Die Spitze 32 ist im Wesentlichen säulenförmig (im Wesentlichen scheibenförmig) und wird mit dem vorderen Ende (dem vorderen Ende des Elektrodenfußabschnitts 31c) des Mittelelektrodenkörpers 31 durch Widerstandsschweißen, Laserschweißen oder Ähnliches verbunden. Die Spitze 32 ist aus einem Material hergestellt (z. B. einer Legierung auf Iridiumbasis, die hauptsächlich aus Iridium (Ir) gebildet ist), das hauptsächlich aus einem Edelmetall mit einem hohen Schmelzpunkt gebildet ist.
Der Metallanschluss 5 ist ein stabförmiges Element, das sich in Richtung der Axiallinie AX erstreckt und in einer Form angebracht ist, dass es an der hinteren Endseite des Durchgangslochs 21 des Isolators 2 eingesetzt ist. Der Metallanschluss 5 ist am hinteren Ende relativ zur Mittelelektrode 3 im Isolator 2 (dem Durchgangsloch 21) angeordnet. Der Metallanschluss 5 ist aus einem leitfähigen Stahlmaterial (z. B. kohlenstoffarmer Stahl) hergestellt. Die Oberfläche des Metallanschlusses 5 kann zum Zwecke des Korrosionsschutzes oder dergleichen mit Nickel oder dergleichen beschichtet sein.
Der Metallanschluss 5 umfasst: einen stabförmigen Anschlussfußabschnitt 51, der an der vorderen Endseite vorgesehen ist; einen Anschlussflanschabschnitt 52, der an der Hinterseite des Anschlussfußabschnitts 51 vorgesehen ist; und einen Kappenbefestigungsabschnitt 53, der an der Hinterseite relativ zum Anschlussflanschabschnitt 52 vorgesehen ist. Der Anschlussfußabschnitt 51 wird in das Durchgangsloch 21 des Isolators 2 eingeführt. Der Anschlussflanschabschnitt 52 ist ein Abschnitt, der von einem hinteren Endabschnitt des Isolators 2 freiliegt und mit dem hinteren Endabschnitt in Eingriff steht. Der Kappenbefestigungsabschnitt 53 ist ein Abschnitt, an dem eine Steckerkappe (nicht dargestellt) mit einem daran angeschlossenen Hochspannungskabel befestigt ist, und durch den Kappenbefestigungsabschnitt 53 wird eine Hochspannung zum Bewirken einer Funkenentladung von außen angelegt.
Der Widerstand 7 ist in dem Durchgangsloch 21 des Isolators 2 zwischen dem vorderen Ende (dem vorderen Ende des Anschlussfußabschnitts 51) des Metallanschlusses 5 und dem hinteren Ende (dem hinteren Ende des Mittelelektrodenkörpers 31) der Mittelelektrode 3 angeordnet. Der Widerstand 7 hat einen Widerstand (z.B. 5 kΩ) von nicht weniger als 1 kΩ und hat die Funktion, das elektrischen Wellenrauschen zum Zeitpunkt des Auftretens des Funkens zu reduzieren. Der Widerstand 7 wird aus einer Zusammensetzung gebildet, die Glaspartikel als Hauptbestandteil, andere Keramikpartikel als Glas und ein leitfähiges Material enthält.
Zwischen dem vorderen Ende des Widerstands 7 und dem hinteren Ende der Mittelelektrode 3 im Durchgangsloch 21 ist ein Raum vorgesehen, und ein leitfähiges Dichtungselement 8 ist in einer Form vorgesehen, die den Raum füllt. Zwischen dem hinteren Ende des Widerstands 7 und dem vorderen Ende des Metallanschlusses 5 im Durchgangsloch 21 ist ebenfalls ein Raum vorgesehen, und ein leitfähiges Dichtungselement 9 ist in einer Form vorgesehen, die den Raum ausfüllt. Jedes Dichtungselement 8, 9 wird aus einer leitfähigen Zusammensetzung gebildet, die Glaspartikel aus einem auf B₂O₃-SiO₂ -basierten Material oder ähnlichem und Metallpartikel (Cu, Fe, etc.) enthält, zum Beispiel.
Die Masseelektrode 4 umfasst einen Masseelektrodenkörper 41, der mit dem vorderen Ende des Metallgehäuses 6 verbunden ist, und eine Masseelektrodenspitze 42 mit einer viereckigen Säulenform. Der Masseelektrodenkörper 41 ist insgesamt aus einem Plattenstück hergestellt, das an einem Abschnitt im Wesentlichen L-förmig gebogen ist, und ein hinterer Endabschnitt 41a davon ist mit dem vorderen Ende des Metallgehäuses 6 durch Widerstandsschweißen oder dergleichen verbunden. Dementsprechend sind das Metallgehäuse 6 und der Masseelektrodenkörper 41 elektrisch miteinander verbunden. Ähnlich wie das Metallgehäuse 6 wird der Masseelektrodenkörper 41 beispielsweise aus Nickel oder einer auf Nickel basierenden Legierung (z. B. NCF600, NCF601) gebildet, die hauptsächlich aus Nickel gebildet ist. Ähnlich wie die Spitze 32 der Mittelelektrode 3 wird die Masseelektrodenspitze 42 aus einer Legierung auf Iridiumbasis hergestellt, die z. B. hauptsächlich aus Iridium (Ir) gebildet ist. Die Masseelektrodenspitze 42 ist mit einem vorderen Endabschnitt des Masseelektrodenkörpers 41 durch Laserschweißen verbunden.
Die Masseelektrodenspitze 42 am vorderen Endabschnitt des Masseelektrodenkörpers 41 und die Spitze 32 am vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode 3 sind so angeordnet, dass sie einander gegenüberliegen und gleichzeitig einen Abstand zueinander einhalten. Das heißt, es gibt einen Zwischenraum SP zwischen der Spitze 32 am vorderen Endabschnitt der Mittelelektrode 3 und der Masseelektrodenspitze 42 am vorderen Endabschnitt der Masseelektrode 4, und wenn eine Hochspannung zwischen der Mittelelektrode 3 und der Masseelektrode 4 angelegt wird, kommt es in dem Zwischenraum SP zu einer Funkenentladung in einer Form, die im Allgemeinen entlang der Axiallinie AX verläuft.
Als nächstes wird der Isolator 2 im Detail beschrieben. Der Isolator 2 hat als Ganzes eine rohrförmige Form (zylindrische Form), die sich entlang der Axiallinie AX erstreckt, und enthält darin das Durchgangsloch 21, das sich in Richtung der Axiallinie AX erstreckt, wie in 1 gezeigt. Der Isolator 2 ist aus einem rohrförmigen (zylindrischen) Sinterkörper auf Aluminiumoxidbasis gebildet, der hauptsächlich aus Aluminiumoxid gebildet ist. Der Isolator 2 umfasst: einen Fußabschnitt 22, der an der vorderen Endseite vorgesehen ist; einen mittleren Rumpfabschnitt 23, der ein Abschnitt ist, der an der hinteren Endseite des Fußabschnitts 22 vorgesehen ist und der einen größeren Durchmesser als der Fußabschnitt 22 hat; und einen Flanschabschnitt 24, der ein Abschnitt ist, der an der hinteren Endseite des mittleren Rumpfabschnitts 23 vorgesehen ist und der einen größeren Durchmesser als der mittlere Rumpfabschnitt 23 hat. Der erste durchmesservergrößerte Abschnitt 26 ist zwischen dem Fußabschnitt 22 und dem mittleren Rumpfabschnitt 23 vorgesehen, und ein zweiter durchmesservergrößerter Abschnitt 27 ist zwischen dem mittleren Rumpfabschnitt 23 und dem Flanschabschnitt 24 vorgesehen.
Der Fußabschnitt 22 hat insgesamt eine längliche rohrförmige Form (zylindrische Form), deren Außendurchmesser von der Vorderseite zur Hinterseite hin allmählich zunimmt, und hat einen kleineren Außendurchmesser als der mittlere Rumpfabschnitt 23 und der erste durchmesservergrößerte Abschnitt 26. Wenn die Zündkerze 1 am Motor (Motorkopf) montiert ist, wird der Fußabschnitt 22 in der Brennkammer des Motors freigelegt.
Der Flanschabschnitt 24 ist im Wesentlichen in der Mitte des Isolators 2 in Richtung der Axiallinie AX vorgesehen und hat eine ringförmige Form. Der Widerstand 7 ist in dem Durchgangsloch 21 innerhalb des Flanschabschnitts 24 vorgesehen.
Der erste, durchmesservergrößerte Abschnitt 26 ist ein Abschnitt, welcher den Fußabschnitt 22 und den mittleren Rumpfabschnitt 23 verbindet, und hat eine zylindrische Form (Ringform), deren Außendurchmesser von der Vorderseite zur Hinterseite hin allmählich zunimmt. Wenn der Isolator 2 am Metallgehäuse 6 montiert ist, liegt die Außenfläche dieses ersten durchmesservergrößerten Abschnitts 26 des Isolators 2 unter Zwischenlage der Dichtung P1 an der Oberfläche des Stufenabschnitts 66 an, der an der inneren Umfangsseite des Metallgehäuses 6 vorgesehen ist.
Der zweite durchmesservergrößerte Abschnitt 27 ist ein Abschnitt, der den mittleren Rumpfabschnitt 23 und den Flanschabschnitt 24 verbindet, und hat eine zylindrische Form (Ringform), deren Außendurchmesser größer ist als der erste durchmesservergrößerte Abschnitt 26 und deren Außendurchmesser von der Vorderseite zur Hinterseite hin allmählich zunimmt.
Der mittlere Rumpfabschnitt 23 hat eine rohrförmige Form (zylindrische Form), deren Außendurchmesser so festgelegt ist, dass er in Richtung der Axiallinie AX im Wesentlichen gleich groß ist. In einem Zustand, in dem der Isolator 2 an dem Metallgehäuse 6 befestigt ist, befindet sich ein winziger Zwischenraum zwischen der Außenfläche (äußeren Umfangsfläche) des mittleren Rumpfabschnitts 23 und der Innenfläche (inneren Umfangsfläche) des Metallgehäuses 6. Auf der Innenseite (innere Umfangsflächenseite) nahe der Vorderseite des mittleren Rumpfabschnitts 23 ist der Stufenabschnitt 23a mit einer Ringform vorgesehen. In einem Zustand, in dem der Mittelelektrodenkörper 31 der Mittelelektrode 3 in dem Durchgangsloch 21 des Isolators 2 untergebracht ist, ist der durchmesservergrößerter Abschnitt 31a des Mittelelektrodenkörpers 31 mit der Oberfläche des Stufenabschnitts 23a in Eingriff. Die Dicke (die Dicke in Radialrichtung) des Wandabschnitts des mittleren Rumpfabschnitts 23 ist größer als die Dicke des Wandabschnitts des Fußabschnitts 22. Im mittleren Rumpfabschnitt 23 ist die Dicke des Wandabschnitts des Teils von der vorderen Endseite bis zum Stufenabschnitt 23a größer als die Dicke des Wandabschnitts des Teils auf dessen Hinterseite.
Die äußere Umfangsfläche des mittleren Rumpfabschnitts 23 ist zur Atmosphäre (Luft) freiliegend, und man kann sagen, dass sich der mittlere Rumpfabschnitt 23 in einer Umgebung befindet, in der Elektrizität im Vergleich zum Fußabschnitt 22 leicht geleitet wird. Daher ist die Dicke des Wandabschnitts des mittleren Rumpfabschnitts 23 größer festgelegt als die des Fußabschnitts 22.
In der vorliegenden Beschreibung bezeichnet die „Dicke des mittleren Rumpfabschnitts 23“, sofern nicht anders angegeben, die Dicke des Wandabschnitts im mittleren Rumpfabschnitt 23 des Teils (d.h. des Teils auf der Hinterseite relativ zum Stufenabschnitt 23a), bei dem die Dicke des Wandabschnitts im Wesentlichen konstant ist. Die Dicke des mittleren Rumpfabschnitts 23 ist insbesondere nicht limitiert, solange der Zweck der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird, und kann beispielsweise auf etwa 2,0 mm bis 3,0 mm festgelegt werden.
Der Isolator 2 umfasst ferner den rückseitige Rohrabschnitt 25, der mit dem hinteren Ende des Flanschabschnitts 24 verbunden ist und eine rohrförmige Form (zylindrische Form) aufweist, die sich in Richtung der Axiallinie AX erstreckt. Der rückseitige Rohrabschnitt 25 hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Flanschabschnitts 24. In dem Durchgangsloch 21 innerhalb des rückseitigen Rohrabschnitts 25 sind der stangenförmige Anschlussfußabschnitt 51 des Metallanschlusses 5 und dergleichen vorgesehen.
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Umgebung des durchmesservergrößerten Abschnitt 31a der Mittelelektrode 3 (der Mittelelektrodenkörper 31), der im mittleren Rumpfabschnitt 23 des Isolators 2 untergebracht ist. Wie in 2 gezeigt, ist in einem Zustand, in dem der Mittelelektrodenkörper 31 der Mittelelektrode 3 im Gehäuse des Isolators 2 untergebracht ist, ein Raum vorhanden zwischen: der Innenwand 21a des Isolators 2; und dem durchmesservergrößerter Abschnitt 31a und dem Elektrodenkopfabschnitt 31 b, die Abschnitte auf der hinteren Endseite des Mittelelektrodenkörpers 31 sind. Das Durchgangsloch 21 des Isolators 2 ist mit dem oben beschriebenen Dichtungskörper 8 ausgefüllt, um den Raum zu füllen und das hintere Ende des Mittelelektrodenkörpers 31 abzudecken. Das Dichtungselement 8 enthält eine alkalische Komponente, die aus Glaspartikeln und dergleichen besteht.
Der Abstand zwischen dem durchmesservergrößerten Abschnitt 31a der Mittelelektrode 3 und der Innenwand 21a des Isolators 2 ist kleiner als der Abstand zwischen dem Elektrodenkopfabschnitt 31b und der Innenwand 21a des Isolators 2. An einer solchen Stelle staut sich leicht die Wärme, die von der vorderen Endseite des Mittelelektrodenkörpers 31 der Mittelelektrode 3 durch den durchmesservergrößerten Abschnitt 31a geleitet wird. Darüber hinaus werden an dieser Stelle elektrische Felder leicht konzentriert, wenn eine hohe Spannung an die Mittelelektrode 3 angelegt wird. Daher befindet sich der mittlere Rumpfabschnitt 23 im Isolator 2, insbesondere der dem durchmesservergrößerten Abschnitt 31a in Radialrichtung gegenüberliegende Abschnitt, in einer besonders rauen Umgebung.
Da die Innenseite des mittleren Rumpfabschnitts 23, der eine rohrförmige Form hat, mit dem Dichtungselement 8 gefüllt ist, befindet sich die Innenwand 21a des mittleren Rumpfabschnitts 23 in einem Zustand, in dem sie in direktem Kontakt mit dem Dichtungselement 8 steht. Daher ist ein Zustand gegeben, in dem die vom Dichtungselement 8 stammende alkalische Komponente mit der Innenwand 21a des mittleren Rumpfabschnitts 22 in Kontakt sein kann.
Der Isolator 2 der vorliegenden Ausführungsform weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen alkalische Korrosion und dergleichen auf, da die innere Struktur des auf Aluminiumoxid basierenden Sinterkörpers, der den mittleren Rumpfabschnitt 23 bildet, mindestens die unten dargestellte Bedingung 1 erfüllt.
<Bedingung 1>
In einer spiegelpolierten Oberfläche 230a, die durch Spiegelpolieren einer Schnittfläche 230 erhalten wird, die durch Schneiden des Isolators 2 in einer Richtung senkrecht zur Axiallinienrichtung AX an einer Position 2 mm von einem Abschnitt mit dem maximalen Durchmesser des durchmesservergrößerten Abschnitts 31a zur hinteren Endseite entlang der Axiallinienrichtung AX erhalten wird, wenn 20 Beobachtungsbereiche X, die jeweils 192 µm × 255 µm groß sind, so festgelegt werden, dass sie jeweils eine Referenzposition m1 überlappen, die eine Mittelposition zwischen einer inneren Umfangsfläche 2a und einer äußeren Umfangsfläche 2b des Isolators 2 ist, aber sich nicht gegenseitig überlappen, ein Durchschnitt A des Anteils (der Porosität) der Poren 11, die in jedem Beobachtungsbereich X enthalten sind, nicht größer als 3,5 % ist und bezüglich der Schwankung des Anteils (der Porosität), wenn die Standardabweichung als σ definiert ist, σ nicht größer als 0,36 ist.
Hier wird Bedingung 1 unter Bezugnahme auf 2 bis 5 im Detail beschrieben. Der in Bedingung 1 gezeigte „Abschnitt mit dem maximalen Durchmesser des durchmesservergrößerten Abschnitts 31 a“ ist der Abschnitt des durchmesservergrößerten Abschnitts 31a des Mittelelektrodenkörpers 31 der Mittelelektrode 3, dessen Durchmesser D maximal ist, wie in 2 gezeigt. 2 zeigt eine gerade Linie L1, die die Axiallinie AX senkrecht kreuzt und sich über den Abschnitt mit dem maximalen Durchmesser des durchmessererweiterten Abschnitts 31a erstreckt.
Dann wird der Isolator 2 in eine runde Scheibenform geschnitten, und zwar an einer Position, die um 2 mm von dem Abschnitt mit dem maximalen Durchmesser des durchmesservergrößerten Abschnitts 31a zum hinteren Endabschnitt der Zündkerze 1 entlang der Axiallinie-Richtung AX entfernt ist. Im Isolator 2 ist der Bereich in der Axiallinienrichtung AX von dem Abschnitt mit dem maximalen Durchmesser des durchmesservergrößerten Abschnitts 31a bis zu einer Position, die durch mindestens 2 mm getrennt ist, die Stelle, für die die Haltbarkeit (Spannungsfestigkeit usw.) am meisten erforderlich ist. Die innere Struktur des auf Aluminiumoxid basierenden Sinterkörpers, der einen solchen Bereich bildet, ist im Wesentlichen die gleiche, und daher wird in der vorliegenden Ausführungsform unter Berücksichtigung der einfachen Schneidbarkeit usw. die um 2 mm von dem Abschnitt mit dem maximalen Durchmesser des durchmesservergrößerten Abschnitts 31a zur hinteren Endseite beabstandete Position als die Stelle festgelegt, an der der Isolator 2 geschnitten wird.
In einem Fall, in dem der Abschnitt mit dem maximalen Durchmesser des durchmesservergrößerten Abschnitts 31a so geformt ist, dass er eine bestimmte Breite von der vorderen Endseite zur hinteren Endseite in Richtung der Axiallinie AX aufweist, ist die Position (die durch die gerade Linie L1 angegebene Position), die als Referenz dient, wenn die um 2 mm von der hinteren Endseite beabstandete Position festgelegt werden soll, die Position auf der vordersten Seite in dem Abschnitt mit dem maximalen Durchmesser.
In 2 ist die Stelle, an der der Isolator 2 geschnitten wird, durch eine gerade Linie L2 gekennzeichnet. Die gerade Linie L2 ist so dargestellt, dass sie die Axialinie AX an der Stelle senkrecht kreuzt, die 2 mm von der geraden Linie L1 zur Hinterseite (der Oberseite in 2) entfernt ist. Wie in 2 dargestellt, erstreckt sich die gerade Linie L2 so, dass sie den mittleren Rumpfabschnitt 23 des Isolators 2 in Radialrichtung kreuzt. In Bedingung 1 ist der Zustand der inneren Struktur der Schnittfläche 230 definiert, die durch Schneiden des mittleren Rumpfabschnitts 23 in radialer Richtung entlang der geraden Linie L2 erhalten wird.
3 zeigt schematisch die spiegelpolierte Oberfläche 230a, die durch Spiegelpolieren der Schnittfläche 230 des mittleren Rumpfabschnitts 23 des Isolators 2 erhalten wird. In 3 ist die Schnittfläche 230, die durch Schneiden des mittleren Rumpfabschnitts 23 in eine runde Scheibenform entlang der in 2 gezeigten geraden Linie L2 erhalten wurde, in einem spiegelpolierten Zustand dargestellt. Die Schnittfläche 230, die einer später beschriebenen Spiegelpolierbehandlung unterzogen wurde und sich in einem Spiegelzustand befindet, wird als spiegelpolierte Oberfläche 230a bezeichnet.
Die Spiegelpolierbehandlung der Schnittfläche 230 basiert auf einer bekannten Technik unter Verwendung einer Diamantschleifscheibe, eines Poliermittels wie einer Diamantpaste oder Ähnlichem. Die Spiegelpolierbehandlung wird durchgeführt, bis die Oberflächenrauhigkeit (Ra) der Schnittfläche 230 beispielsweise etwa 0,001 µm beträgt.
Die spiegelpolierte Oberfläche 230a wird mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) untersucht. Auf diese Weise kann die spiegelpolierte Oberfläche 230a bei Bedarf einer Kohlenstoffbedampfung unterzogen werden, um Leitfähigkeit zu erzeugen. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Beschleunigungsspannung des REM während der Beobachtung der spiegelpolierten Oberfläche 230a auf 20 kV und die Vergrößerung des REM auf das 500fache festgelegt.
Wie in 3 gezeigt, hat die spiegelpolierte Oberfläche 230a eine ringförmige Form, und in der spiegelpolierten Oberfläche 230a ist die Referenzposition m1 in einer kreisförmigen Form festgelegt, die die Mittelposition zwischen der inneren Umfangsfläche 2a und der äußeren Umfangsfläche 2b des Isolators 2 angibt. In Bedingung 1 sind in der spiegelpolierten Oberfläche 230a 20 Beobachtungsbereiche X von jeweils 192 µm × 255 µm so festgelegt, dass sie jeweils die Referenzposition m1 überlappen und sich nicht gegenseitig überlappen.
Jeder Beobachtungsbereich X ist ein Bereich, der so festgelegt ist, dass er den Zustand der Poren (Hohlräume) 11 in der inneren Struktur der spiegelpolierten Oberfläche 230a (der Schnittfläche 230) erfasst, und der eine rechteckige Form hat. Der Beobachtungsbereich X ist ein Bereich mit rechteckiger Form, dessen eine Seite eine Länge von 192 µm und dessen andere Seite eine Länge von 255 µm hat (d. h. 192 µm × 255 µm).
Wenn der Beobachtungsbereich X auf der spiegelpolierten Oberfläche 230a in der Nähe der inneren Umfangsfläche 2a des Isolators 2 festgelegt ist, kann der Zustand der ursprünglichen inneren Struktur des Isolators 2 nicht beobachtet werden, wenn die innere Struktur auf der Seite der inneren Umfangsfläche 2 des Isolators 2 (der mittlere Rumpfabschnitt 23) durch eine alkalische Komponente korrodiert wurde. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform, wie oben beschrieben, der Beobachtungsbereich X so festgelegt, dass er die Referenzposition m1 überlappt. In der spiegelpolierten Oberfläche 230a sind insgesamt 20 Beobachtungsbereiche X so festgelegt, dass sie sich nicht überlappen. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind diese Beobachtungsbereiche X, wie in 3 gezeigt, vorzugsweise so festgelegt, dass sie in der spiegelpolierten Oberfläche 230a ringförmig angeordnet sind und einen Abstand zueinander einhalten.
Ein Bild der spiegelpolierten Oberfläche 230a in dem Bereich, der einem solchen Beobachtungsbereich X entspricht, wird mit Hilfe des REM aufgenommen, wobei ein dem Beobachtungsbereich X entsprechendes REM-Bild aufgenommen wird. Das REM-Bild wird für jeden der 20 Beobachtungsbereiche X aufgenommen, d.h. es werden insgesamt 20 REM-Bilder aufgenommen, so dass sie den 20 Beobachtungsbereichen X insgesamt entsprechen. 4 zeigt ein REM-Bild, das dem Beobachtungsbereich X entspricht. Wie in 4 gezeigt, ist in dem REM-Bild eine Vielzahl von Poren 11 zu erkennen.
Für die insgesamt 20 REM-Bilder wird die Bildanalyse mit Hilfe bekannter Bildanalysesoftware (z. B. WinROOF (eingetragenes Warenzeichen), hergestellt von MITANI CORPORATION) durchgeführt, die auf einem Computer ausgeführt wird.
Bei der Bildanalyse wird zunächst für jedes einzelne REM-Bild eine Größenkalibrierung (Kalibrierung) anhand eines dem REM-Bild zugeordneten Maßstabs durchgeführt.
Als nächstes wird das REM-Bild nach dem Kalibrierungsprozess binarisiert. 4 zeigt ein binarisiertes Bild, das durch Binarisierung eines REM-Bildes empfangen wurde. Bei der Binarisierung wird die Helligkeit (Helligkeit) jedes Pixels im REM-Bild in zwei Abstufungen ausgedrückt, indem ein vorbestimmter Schwellenwert (z. B. Schwellenwert=118) verwendet wird. Das heißt, bei einem Pixel, dessen Helligkeit nicht größer als ein Schwellenwert ist, wird die Helligkeit des Pixels auf „0“ festgelegt, und bei einem Pixel, dessen Helligkeit den Schwellenwert überschreitet, wird die Helligkeit des Pixels auf „255“ festgelegt. Durch den Ausdruck in den beiden Abstufungen werden Zwischenabstufungen eliminiert, wodurch ein binarisiertes Bild erhalten wird. In dem binarisierten Bild in 4 sind die Poren 11 in Schwarz und der andere Teil (Keramikteil) 12 in Weiß dargestellt
Dann wird unter Verwendung des binarisierten Bildes, das dem Beobachtungsbereich X entspricht, und einer bekannten Bildanalysetechnik die Ermittlung aller Poren (Hohlräume) 11, die in dem Beobachtungsbereich X enthalten sind, durchgeführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Ermittlung der Poren 11 in Bezug auf die 20 Beobachtungsbereiche X für jeden Beobachtungsbereich X durchgeführt. Bei der Ermittlung der Poren 11 wird die Fläche jeder Pore 11 ebenfalls durch eine bekannte Bildanalysetechnik erhalten.
Anschließend wird für jeden Beobachtungsbereich X in Bezug auf alle Poren 11, die aus dem entsprechenden binarisierten Bild entnommen wurden, die Gesamtfläche der Poren 11 berechnet. Dann wird für jeden Beobachtungsbereich X der Anteil (im Folgenden Porosität) der Gesamtfläche aller in einem Beobachtungsbereich X enthaltenen Poren 11 im Verhältnis zur Fläche des Beobachtungsbereichs X ermittelt. Die Porosität wird für jeden der 20 Beobachtungsbereiche ermittelt.
Anschließend erhält man durch Verwendung von insgesamt 20 Porositäten, die jeweils für die 20 Beobachtungsbereiche erhalten wurden, einen Durchschnittswert A für die Porosität.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die innere Struktur des Isolators 2 (der mittlere Rumpfabschnitt 23) so ausgebildet, dass der Durchschnitt A der Porosität unter Bedingung 1 nicht größer als 3,5 % wird.
In Bedingung 1 wird die Schwankung der Porosität definiert. Insbesondere wird, wenn die Häufigkeitsverteilung der insgesamt 20 Porositäten, die den jeweiligen Beobachtungsbereichen X entsprechen, als Normalverteilung betrachtet und die Standardabweichung der Porosität als σ definiert wird, wird σ auf einen Wert von höchstens 0,36 festgelegt.
Der Isolator 2, der die Bedingung 1 erfüllt, wird beispielsweise dadurch erhalten, dass bei der Herstellung Al-Verbundpulver (z.B. Aluminiumoxidpulver) mit einer kleinen (scharfen) Teilchengrößenverteilung verwendet wird; ein Druck unter einer höheren Druckbedingung als in der herkömmlichen Technik angewendet wird, wenn granuliertes Pulver mit einer vorbestimmten Form in einem Formungsschritt in dem später beschriebenen Verfahren zur Herstellung des Isolators 2 geformt wird; und dergleichen.
Bei der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform wird die Korrosion durch eine alkalische Komponente unterdrückt, wenn die innere Struktur des Isolators 2 (insbesondere der mittlere Rumpfabschnitt 23) mindestens die obige Bedingung 1 erfüllt.
Der auf Aluminiumoxid basierende Sinterkörper, der den Isolator 2 bildet, ist ein Flüssigphasensinterkörper, und eine Flüssigphase (Glaskomponente) ist um die Kristallkörner der Aluminiumoxidteilchen herum vorhanden. Die Poren 11 befinden sich in einer solchen flüssigen Phase. Wenn die Poren 11 so vorhanden sind, dass die Bedingung 1 erfüllt ist, wird in der inneren Struktur an einer vorbestimmten Stelle des Isolators 2 ein Zustand hergestellt, in dem die flüssige Phase, die die Poren enthält, so vorhanden ist, dass sie gleichmäßig dispergiert ist, während sie voneinander getrennt ist. Die alkalische Komponente, die aus dem Dichtungselement 8 und dergleichen stammt, bewegt sich in einer Form, in der sie in den Flüssigphasenabschnitt in der inneren Struktur des Isolators 2 eindringt. Daher, wenn die flüssige Phase vorhanden ist, sodass sie gleichmäßig dispergiert ist während sie voneinander getrennt ist, wie oben beschrieben, wird es schwierig für die alkalische Komponente, in die innere Struktur des Isolators 2 einzudringen, um sich verteilen zu können. Daher wird selbst dann, wenn der Isolator 2 der vorliegenden Ausführungsform in direktem Kontakt mit dem Dichtungselement 8 steht, die Korrosion durch die alkalische Komponente unterdrückt.
Ferner kann bei der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zur obigen Bedingung 1 die innere Struktur des mittleren Rumpfabschnitts 23 des Isolators 2 so gestaltet sein, dass sie die unten beschriebene Bedingung 2 erfüllt.
<Bedingung 2>
Im Beobachtungsbereich X beträgt die durchschnittliche Anzahl B der großen Poren, aus den Poren, die jeweils eine Fläche von mindestens 0,05 µm² aufweisen, mindestens 200 und höchstens 600.
Der Durchschnitt B der Anzahl der großen Poren in Bedingung 2 wird wie folgt erhalten. Zunächst wird in Bezug auf die 20 Beobachtungsbereiche X für jeden Beobachtungsbereich X die Anzahl der großen Poren gezählt, die jeweils eine Fläche von mindestens 0,05 µm² aufweisen. Basierend auf insgesamt 20 Werten (Zahlendaten) der Anzahl der großen Poren, die für die jeweiligen 20 Beobachtungsbereiche gezählt wurden, erhält man dann den Durchschnitt (Durchschnittszahl) B der Anzahl der großen Poren.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die innere Struktur des Isolators 2 (der mittlere Rumpfabschnitt 23) so ausgebildet, dass der Mittelwert B der Anzahl der großen Poren unter der Bedingung 2 nicht kleiner als 200 und nicht größer als 600 ist.
Der Isolator 2, der die Bedingung 2 erfüllt, wird beispielsweise dadurch erhalten, dass die Größe des sprühgetrockneten Granulats während der Herstellung verändert wird, und dergleichen.
Wenn der Isolator 2 der Zündkerze 1 zusätzlich zu Bedingung 1 die Bedingung 2 erfüllt, wird in der inneren Struktur des Isolators 2 die Anzahl der großen Poren, in die die alkalische Komponente relativ leicht eindringt, in einem vorgegebenen kleinen Bereich bis zu einem gewissen Grad unterdrückt. Dadurch wird die alkalische Korrosionsbeständigkeit ferner verbessert.
Ferner kann bei der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zu den obigen Bedingungen 1 und 2 die innere Struktur des mittleren Rumpfabschnitts 23 des Isolators 2 so gestaltet sein, dass sie die unten beschriebene Bedingung 3 erfüllt.
<Bedingung 3>
Was die Schwankung der Anzahl der großen Poren im Beobachtungsbereich X betrifft, so ist 3σ nicht größer als 100, wenn die Standardabweichung als σ definiert ist.
In Bedingung 3 wird die Schwankung der Anzahl der großen Poren definiert. Konkret wird, wenn die Häufigkeitsverteilung der insgesamt 20 Werte (Zahlendaten) der Anzahl der großen Poren, die den jeweiligen Beobachtungsbereichen X entsprechen, als Normalverteilung betrachtet wird und die Standardabweichung des Wertes (Zahlendaten) der Anzahl als σ definiert wird, wird 3a auf nicht größer als 100 festgelegt.
Der Isolator 2, der die Bedingung 3 erfüllt, wird beispielsweise dadurch erhalten, dass die Größe des sprühgetrockneten Granulats während der Herstellung verändert wird, und dergleichen.
Wenn Bedingung 3 zusätzlich zu Bedingung 1 und Bedingung 2 erfüllt ist, wird in der inneren Struktur des Isolators 2 (dem mittleren Rumpfabschnitt 23) die Ungleichmäßigkeit in der Anzahl der großen Poren (die Anzahl) klein, und eine lokale Festigkeitsinsuffizienz wird unterdrückt. Dadurch wird die mechanische Festigkeit (Schlagfestigkeit) des Isolators 2 verbessert.
3σ in Bedingung 3 ist vorzugsweise nicht größer als 50. Wenn 3σ nicht größer als 50 ist, wird die alkalische Korrosionsbeständigkeit des Isolators 2 ferner verbessert.
Ferner kann bei der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform die innere Struktur des mittleren Rumpfabschnitts 23 des Isolators 2 so ausgebildet sein, dass sie die unten beschriebene Bedingung 4 erfüllt.
<Bedingung 4>
Im Beobachtungsbereich X beträgt der Durchschnitt A des Anteils (Porosität) der Poren mindestens 1,0 % und der Durchschnitt B der Anzahl der großen Poren mindestens 240.
Bei der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn die Bedingung 4 erfüllt ist, die alkalische Korrosionsbeständigkeit des Isolators 2 weiter verbessert.
Ferner kann bei der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform die innere Struktur des mittleren Rumpfabschnitts 23 des Isolators 2 so ausgebildet sein, dass sie die unten beschriebene Bedingung 5 erfüllt.
<Bedingung 5>
Im Beobachtungsbereich X ist der Wert „Mittelwert der Anzahl + 3σ“ in Bezug auf die Schwankung der Anzahl der großen Poren kleiner als 330, wenn die Standardabweichung als σ definiert ist.
In Bedingung 5 wird die Schwankung in der Anzahl der großen Poren definiert. Insbesondere, wenn die Häufigkeitsverteilung von insgesamt 20 Zahlen (Zahlendaten) der großen Poren, die den jeweiligen Beobachtungsbereichen X entsprechen, als Normalverteilung betrachtet wird und die Standardabweichung der Zahl (Zahlendaten) als σ definiert ist, wird der Wert von „Durchschnitt der Zahl + 3σ“ auf weniger als 330 festgelegt.
Bei der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn die Bedingung 5 erfüllt ist, die alkalische Korrosionsbeständigkeit des Isolators 2 weiter verbessert.
Bei der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform kann die innere Struktur des mittleren Rumpfabschnitts 23 des Isolators 2 so geformt sein, dass sie die unten beschriebene Bedingung 6 erfüllt.
Wenn in der spiegelpolierten Oberfläche 230a ein Bereich S, der zwischen der inneren Umfangsfläche 2a und der äußeren Umfangsfläche 2b des Isolators 2 vorgesehen ist, so unterteilt wird, dass seine Länge in der Radialrichtung dreigeteilt ist, werden in Bezug auf einen Innenseitenbereich Sa, der auf der innersten Seite vorgesehen ist, 20 innenseitige Beobachtungsbereiche Xa, die jeweils 192 µm × 255 µm groß sind, so festgelegt sind, dass sie sich nicht überlappen, und in Bezug auf einen Außenseitenbereich Sb, der auf der äußersten Außenseite vorgesehen ist, 20 außenseitige Beobachtungsbereiche Xb, die jeweils 192 µm × 255 µm groß sind, so festgelegt sind, dass sie sich nicht überlappen, ein Durchschnitt Aa des Anteils (der Porosität) der Poren, die in jedem innenseitigen Beobachtungsbereich Xa enthalten sind, um 0,1 bis 2 % kleiner ist als der Durchschnitt des Anteils (der Porosität) Ab der Poren, die in jedem außenseitigen Beobachtungsbereich Xb enthalten sind. In Bedingung 5 ist der Durchschnitt Aa des Anteils (der Porosität) der in dem innenseitigen Beobachtungsbereich Xa enthaltenen Poren vorzugsweise um 1,8 bis 2 % kleiner als der Durchschnitt des Anteils (der Porosität) Ab der in dem außenseitigen Beobachtungsbereich Xb enthaltenen Poren.
Hier wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, wie man den Durchschnitt Aa des Anteils (der Porosität) der Poren, die in dem innenseitigen Beobachtungsbereich Xa enthalten sind, den Anteil (die Porosität) Ab der Poren, die in dem außenseitigen Beobachtungsbereich Xb enthalten sind, und dergleichen erhält, die in Bedingung 6 definiert sind. 6 zeigt schematisch den innenseitigen Beobachtungsbereich Xa und den außenseitigen Beobachtungsbereich Xb, die in der spiegelpolierten Oberfläche 230a festgelegt sind. Ähnlich wie bei Bedingung 1 und dergleichen ist bei Bedingung 6 der Zustand der inneren Struktur der spiegelpolierten Oberfläche 230a (der Schnittfläche 230) des Isolators 2 das Ziel der Definition. In Bedingung 6 ist jedoch der Beobachtungsbereich (der innenseitige Beobachtungsbereich Xa, der außenseitige Beobachtungsbereich Xb), der in der spiegelpolierten Oberfläche 230a festgelegt ist, um die innere Struktur zu erfassen, verschieden.
Wie in 6 gezeigt, werden zwei Bezugslinien m2, m3 mit kreisförmigen Formen auf der spiegelpolierten Oberfläche 230a so festgelegt, dass der Bereich S (der Bereich S, der der spiegelpolierten Oberfläche 230a entspricht) mit einer ringförmigen Form, der zwischen der inneren Umfangsfläche 2a und der äußeren Umfangsfläche 2b des Isolators 2 vorgesehen ist, so unterteilt wird, dass seine Länge in der Radialrichtung dreigeteilt ist. Wenn die beiden Bezugslinien m2, m3 auf diese Weise festgelegt werden, wird der ringförmige Bereich S in drei ringförmige Bereiche unterteilt, die konzentrisch kreisförmig angeordnet sind. Von diesen Bereichen dient der auf der innersten Seite vorgesehene Bereich als Innenseitenbereich Sa, und der auf der äußersten Seite vorgesehene Bereich dient als Außenseitenbereich Sb.
Dann werden in Bezug auf den Innenseitenbereich Sa 20 innenseitige Beobachtungsbereiche Xa mit jeweils 192 µm × 255 µm so festgelegt, dass sie sich nicht überlappen. In Bezug auf den Außenseitenbereich Sb werden ebenfalls 20 außenseitige Beobachtungsbereiche Xb mit jeweils 192 µm × 255 µm so festgelegt, dass sie sich nicht überlappen. Jeder innenseitige Beobachtungsbereich Xa und jeder außenseitige Beobachtungsbereich Xb ist ein rechteckiger Bereich, dessen eine Seite eine Länge von 192 µm und dessen andere Seite eine Länge von 255 µm hat (d. h. 192 µm × 255 µm). In Bedingung 6 wird die Beziehung zwischen dem Zustand der inneren Struktur der spiegelpolierten Oberfläche 230a an einer Stelle nahe der inneren Umfangsfläche 2a und dem Zustand der inneren Struktur der spiegelpolierten Oberfläche 230a an einer Stelle nahe der äußeren Umfangsseite 2b definiert.
Die innenseitigen Beobachtungsbereiche Xa sind vorzugsweise so festgelegt, dass sie unter Einhaltung eines Abstands zueinander in dem ringförmigen Innenseitenbereich Sa angeordnet sind. Die außenseitigen Beobachtungsbereiche Xb sind vorzugsweise so festgelegt, dass sie unter Einhaltung eines Abstands zueinander im ringförmigen Außenseitenbereich Sb angeordnet sind.
Die innenseitigen Beobachtungsbereiche Xa sind vorzugsweise so festgelegt, dass sie im Innenseitenbereich Sa nahe der Bezugslinie m2 liegen, d. h. nicht nahe der inneren Umfangsfläche 2a.
Dann wird ein Bild der spiegelpolierten Oberfläche 230a in dem Bereich, der dem innenseitigen Beobachtungsbereich Xa entspricht, unter Verwendung eines REM aufgenommen, wodurch ein REM-Bild, das dem innenseitigen Beobachtungsbereich Xa entspricht, gewonnen wird. Ein Bild der spiegelpolierten Oberfläche 230a in dem Bereich, der dem außenseitigen Beobachtungsbereich Xb entspricht, wird mit Hilfe eines REM aufgenommen, wobei ein REM-Bild entsteht, das dem außenseitigen Beobachtungsbereich Xb entspricht. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden jeweils 20 REM-Bilder entsprechend den innenseitigen Beobachtungsbereichen Xa und 20 REM-Bilder entsprechend den außenliegenden Beobachtungsbereichen Xb aufgenommen. Die Beschleunigungsspannung des REM ist auf 20 kV festgelegt, und die Vergrößerung des REM ist auf 500-fach festgelegt.
In Bezug auf die 20 REM-Bilder, die den innenseitigen Beobachtungsbereichen Xa entsprechen, wird eine Verarbeitung durchgeführt, die der oben beschriebenen Verarbeitung der REM-Bilder, die den Beobachtungsbereichen X entsprechen, ähnlich ist, wodurch der Durchschnitt Aa des Anteils (der Porosität) der in jedem innenseitigen Beobachtungsbereich Xa enthaltenen Poren erhalten wird. Das heißt, für jeden innenseitigen Beobachtungsbereich Xa ermittelt man den Anteil (Porosität) der Gesamtfläche aller in einem innenseitigen Beobachtungsbereich Xa enthaltenen Poren im Verhältnis zur Fläche des innenseitigen Beobachtungsbereichs Xa. Basierend auf den insgesamt 20 Anteilen (Porositäten), die für die jeweiligen 20 innenseitigen Beobachtungsbereiche Xa ermittelt wurden, bestimmt man dann den Durchschnitt Aa des Anteils (der Porosität) der in jedem innenseitigen Beobachtungsbereich Xa enthaltenen Poren.
Auch für die 20 REM-Bilder, die den außenseitigen Beobachtungsbereichen Xb entsprechen, wird eine Verarbeitung durchgeführt, die der oben beschriebenen Verarbeitung der REM-Bilder, die den Beobachtungsbereichen X entsprechen, ähnlich ist, wodurch der Durchschnitt Ab des Anteils (der Porosität) der in jedem außenseitigen Beobachtungsbereich Xb enthaltenen Poren ermittelt wird. Das heißt, für jeden außenseitigen Beobachtungsbereich Xb ermittelt man den Anteil (Porosität) der Gesamtfläche aller in einem außenseitigen Beobachtungsbereich Xb enthaltenen Poren im Verhältnis zur Fläche des außenseitigen Beobachtungsbereichs Xb. Basierend auf insgesamt 20 Anteilen (Porositäten), die für die jeweiligen 20 außenseitigen Beobachtungsbereiche Xb erhalten wurden, ermittelt man dann den durchschnittlichen Ab-Wert des Anteils (der Porosität) der in jedem außenseitigen Beobachtungsbereich Xb enthaltenen Poren.
Dann wird die Differenz (Mittelwert Ab - Mittelwert Aa) zwischen dem Mittelwert Ab des Anteils (der Porosität) der im außenseitigen Beobachtungsbereich Xb enthaltenen Poren und dem Mittelwert Aa des Anteils (der Porosität) der im innenseitigen Beobachtungsbereich Xa enthaltenen Poren ermittelt.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die innere Struktur des Isolators 2 (der mittlere Rumpfabschnitt 23) so ausgebildet werden, dass der Durchschnitt Aa des Anteils (der Porosität) der im innenseitigen Beobachtungsbereich Xa enthaltenen Poren um 0,1 % bis 2 % kleiner ist als der Durchschnitt des Anteils (der Porosität) Ab der im außenseitigen Beobachtungsbereich Xb enthaltenen Poren.
Bei der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform ist, wenn die obige Bedingung 6 erfüllt ist, die Porosität auf der äußeren Umfangsfläche 2b des Isolators 2 höher als auf der inneren Umfangsfläche 2a in der inneren Struktur des Isolators 2. Daher wird die mechanische Festigkeit (Schlagfestigkeit) des Isolators 2 verbessert.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Isolators 2 beschrieben. Der Isolator 2 wird so hergestellt, dass er die oben beschriebene Bedingung 1 und dergleichen erfüllt. Das Verfahren zur Herstellung des Isolators 2 ist insbesondere nicht eingeschränkt, solange der so erhaltene Isolator 2 die Bedingung 1 und dergleichen erfüllt. Hier wird ein Beispiel für das Verfahren zur Herstellung des Isolators 2 beschrieben.
Das Verfahren zur Herstellung des Isolators 2 umfasst im Wesentlichen einen Schritt zur Herstellung einer Aufschlämmung, einen Entlüftungsschritt, einen Granulationsschritt, einen Formungsschritt, einen Schleifschritt und einen Sinterschritt.
<Schritt zur Herstellung der Aufschlämmung >
Bei der Herstellung der Aufschlämmung wird eine Aufschlämmung durch Mischen eines Rohstoffpulvers, eines Bindemittels und eines Lösungsmittels hergestellt. Was das Rohstoffpulver betrifft, so wird als Hauptkomponente Pulver (im Folgenden Al-Verbindungspulver) aus einer Verbindung verwendet, die durch Sintern in Aluminiumoxid umgewandelt wird. Als Al-Verbindungspulver wird z.B. Aluminiumoxidpulver verwendet.
Bei der Herstellung der Aufschlämmung wird ein Mahlschritt durchgeführt, um das Rohmaterialpulver zu mischen und zu mahlen. Der Mahlschritt wird mit Hilfe einer Nassmahlvorrichtung durchgeführt, die eine Kugelmühle oder ähnliches verwendet. Der Durchmesser der in der Nassmahlvorrichtung verwendeten Mahlsteine ist insbesondere nicht limitiert, solange der Zweck der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird, und beträgt vorzugsweise nicht weniger als 3 mm und nicht mehr als 20 mm, weiter bevorzugt nicht weniger als 3 mm und nicht mehr als 10 mm, ferner bevorzugt nicht weniger als 3 mm und nicht mehr als 6 mm. Als Mahlsteine können zwei oder mehr Mahlsteinsorten mit verschiedenen Durchmessern kombiniert werden. Durch diesen Mahlschritt erhält das Rohmaterialpulver eine geringe Schwankung in der Partikelgröße (Partikeldurchmesser) und eine scharfe Partikelgrößenverteilung. Wenn ein solches Rohmaterialpulver verwendet wird, wird in einem auf Aluminiumoxid basierenden Sinterkörper, der nach dem Sintern erhalten wird, abnormales Kornwachstum unterdrückt und die Sinterdichte kann erhöht werden. Daher wird die alkalische Korrosionsbeständigkeit des Isolators verbessert.
Der Partikeldurchmesser (der Partikeldurchmesser nach dem Mahlen) des Al-Verbundpulvers (z.B. Aluminiumoxidpulver) ist insbesondere nicht limitiert, solange der Zweck der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird, und beträgt beispielsweise vorzugsweise nicht weniger als 1,5 µm und noch bevorzugter nicht weniger als 1,7 µm, und vorzugsweise nicht mehr als 2,5 µm und noch bevorzugter nicht mehr als 2,0 µm. Wenn der Teilchendurchmesser des Pulvers aus einer Al-Verbindung (z. B. Aluminiumoxidpulver) in einem solchen Bereich liegt, wird die Anzahl der Defekte des Isolators unterdrückt, und man erhält eine angemessene Sinterdichte. Der Partikeldurchmesser ist der mittlere Durchmesser (D50), basierend auf dem Volumen, gemessen mit einem Laserbeugungsverfahren (eine Vorrichtung zur Messung der Partikelgrößenverteilung von Microtrac, hergestellt von Nikkiso Co., Ltd. mit dem Produktnamen „MT-3000“).
Wenn die Masse (in Oxidäquivalent) des auf Aluminiumoxid basierenden Sinterkörpers nach dem Sintern als 100 Masse-% definiert ist, wird das Al-Verbindungspulver so hergestellt, dass es vorzugsweise nicht weniger als 90 Masse-% in Oxidäquivalent ausmacht, weiter bevorzugt nicht weniger als 90 Masse-% und nicht mehr als 98 Masse-%, ferner bevorzugt nicht weniger als 90 Masse-% und nicht mehr als 97 Masse-%. Solange der Zweck der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird, kann das Rohstoffpulver auch andere Pulver als das Al-Verbindungspulver enthalten.
Das Bindemittel wird der Aufschlämmung zugesetzt, um die Formbarkeit des Rohstoffpulvers zu verbessern und dergleichen. Beispiele für das Bindemittel sind hydrophile Bindemittel wie Polyvinylalkohol, wässriges Acrylharz, Gummi Arabicum und Dextrin. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Typen verwendet werden.
Die Beimischungsmenge des Bindemittels ist insbesondere nicht begrenzt, solange der Zweck der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird, und wird z.B. in einem Verhältnis von 1 Masseteil bis 20 Masseteilen und vorzugsweise in einem Verhältnis von 3 Masseteilen bis 7 Masseteilen, bezogen auf 100 Masseteile des Rohstoffpulvers, gemischt.
Das Lösungsmittel wird z. B. zum Dispergieren des Rohstoffpulvers und dergleichen verwendet. Beispiele für das Lösungsmittel sind Wasser und Alkohol. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Typen verwendet werden.
Die Beimischungsmenge des Lösungsmittels ist insbesondere solange nicht eingeschränkt, wie der Zweck der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird, und wird beispielsweise in einem Verhältnis von 23 Masseteilen bis 40 Masseteilen und vorzugsweise in einem Verhältnis von 25 Masseteilen bis 35 Masseteilen, bezogen auf 100 Masseteile des Rohstoffpulvers, beigemischt. Eine andere Komponente als das Rohstoffpulver, das Bindemittel und das Lösungsmittel kann nach Bedarf in die Aufschlämmung gemischt werden. Zum Mischen der Aufschlämmung kann eine bekannte Rühr-/Mischvorrichtung oder dergleichen verwendet werden.
<Entlüftungsschritt>
Nach der Herstellung der Aufschlämmung kann bei Bedarf ein Entlüftungsschritt durchgeführt werden. Bei dem Entlüftungsschritt wird beispielsweise ein Behälter, in dem sich der Schlamm nach dem Mischen (Kneten) befindet, in eine Vorrichtung zur Vakuumentlüftung gestellt, und es wird eine Druckreduzierung durchgeführt, so dass sich der Behälter in einer Umgebung mit niedrigem atmosphärischem Druck befindet, wodurch die in der Aufschlämmung enthaltenen Blasen entfernt werden. Durch den Vergleich der Dichte der Aufschlämmung vor und nach der Entlüftung kann die Menge der Blasen in der Aufschlämmung erfasst werden.
<Granulationsschritt>
Der Granulierungsschritt ist ein Schritt zur Herstellung von kugelförmigem granuliertem Pulver aus der Aufschlämmung, die das Rohstoffpulver und dergleichen enthält. Das Verfahren zur Herstellung von granuliertem Pulver aus der Aufschlämmung ist insbesondere nicht eingeschränkt, solange der Zweck der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird, und ein Beispiel dafür ist ein Sprühtrocknungsverfahren. Bei dem Sprühtrocknungsverfahren wird die Aufschlämmung unter Verwendung einer vorbestimmten Sprühtrocknungsvorrichtung sprühgetrocknet, wodurch granuliertes Pulver mit einem vorbestimmten Partikeldurchmesser erhalten werden kann. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des granulierten Pulvers ist insbesondere nicht limitiert, solange der Zweck der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird, und zum Beispiel ist 212 µm erfüllen ≥95% oder weniger bevorzugt, 180 µm erfüllen ≥95% oder weniger ist noch bevorzugter, und 160 µm erfüllen ≥95% oder weniger ist noch weiter bevorzugter.
<Formungsschritt>
Der Schritt des Formens ist ein Schritt des Erhaltens eines Formkörpers durch Formen des granulierten Pulvers in eine vorbestimmte Form unter Verwendung einer Form. Der Formungsschritt wird durch Gummipressen, Matrizenpressen oder Ähnliches durchgeführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Druck (Druckanstiegsrate beim Pressen), der von der äußeren Umfangsseite auf die Form (z. B. eine innere Gummiform und eine äußere Gummiform einer Gummipressformmaschine) auszuüben ist, so eingestellt, dass er schrittweise erhöht wird. Vorzugsweise erfolgt die Einstellung in einem Bereich (z. B. nicht weniger als 100 MPa) mit höherem Druck als bei herkömmlichen Verfahren. Der obere Grenzwert des Drucks ist insbesondere nicht begrenz, solange der Zweck der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird, und kann z.B. auf nicht mehr als 200 MPa eingestellt werden.
<Schleifschritt>
Der Schleifschritt ist ein Schritt zum Entfernen des Bearbeitungszuschlags des Formkörpers, der nach dem Formungsschritt erhalten wird, zum Polieren der Oberfläche des Formkörpers und dergleichen. Im Schleifschritt werden das Entfernen der Bearbeitungszuschlags, das Polieren der Oberfläche des Formkörpers und ähnliches durch Schleifen mit einer Kunstharzschleifscheibe oder ähnlichem durchgeführt. Durch diesen Schleifschritt wird die Form des Formkörpers angepasst.
<Sinterschritt>
Der Sinterschritt ist ein Schritt, bei dem ein Isolator durch Sintern des Formkörpers erhalten wird, dessen Form im Schleifschritt angepasst wurde. Im Sinterschritt wird beispielsweise in einer Luftatmosphäre bei mindestens 1450°C und höchstens 1650°C für 1 bis 8 Stunden gesintert. Nach dem Sintern wird der Formkörper abgekühlt, wodurch man den aus dem auf Aluminiumoxid basierenden Sinterkörper hergestellten Isolator 2 erhält.
Unter Verwendung des Isolators 2, der wie oben beschrieben hergestellt wurde, wird die Zündkerze 1 in der vorliegenden Ausführungsform hergestellt. Die anderen Komponenten außer der Isolator 2 der Zündkerze 1 sind ähnlich den bekannten Komponenten wie oben beschrieben.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen näher beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung durch diese Beispiele in keiner Weise limitiert ist.
[Beispiel 1]
(Herstellung eines Prüfmusters)
Isolatoren (insgesamt drei) (nachfolgend Prüfmuster), die derart konfiguriert waren wie der Isolator der Zündkerze, der als Beispiel in der ersten Ausführungsform oben beschrieben wurde, wurden nach einem ähnlichen Verfahren wie in der ersten Ausführungsform oben hergestellt. Die Dicke des mittleren Rumpfabschnitts des Isolators betrug 3 mm. Bei der Herstellung der Aufschlämmung wurden beim Mahlen des Rohmaterialpulvers mit einer Nassmahlvorrichtung Mahlsteine (φ3 mm) mit einem Durchmesser von 3 mm und Mahlsteine (φ10 mm) mit einem Durchmesser von 10 mm in Anteilen von 50 Masse% bzw. 50 Masse% verwendet.
(Messung der Spannungsfestigkeit nach alkalischer Korrosion)
Um die Spannungsfestigkeit nach alkalischer Korrosion zu messen, wurde ein zuvor bearbeiteter Isolator hergestellt. Insbesondere wurde die Isolierung im Voraus am Umfang des Fußabschnitts so bearbeitet, dass, wenn ein Mittelelektrodenkörper in der Innenseite des Isolators angebracht wurde, das vordere Ende des Mittelelektrodenkörpers nicht vom Fußabschnitt freiliegt und die Dicke des Fußabschnitts im Wesentlichen konstant ist. Dann wurde der Isolator mit dem daran befestigten stabförmigen Mittelelektrodenkörper, dessen vorderes Ende abgerundet war, um keine Konzentration des elektrischen Feldes zu verursachen, und dessen Öffnung am vorderen Ende des Isolators geschlossen war, mit einem Metallgehäuse zusammengebaut, um ein Prüfmuster herzustellen. Das Prüfmuster wurde in einem auf etwa 200°C erwärmten Ofen festgelegt, und an einem vorderen Endabschnitt des Mittelelektrodenkörpers des Prüfmusters wurde 100 Stunden lang eine Spannung von 35 kV angelegt. Die Erdung erfolgte zu diesem Zeitpunkt über das Metallgehäuse. Durch kontinuierliches Anlegen der Spannung an den Isolator des Prüfmusters auf diese Weise, ohne eine Entladung nach außen zu bewirken, wurde eine Konzentration des elektrischen Feldes an einer vorbestimmten Stelle (dem dem Elektrodenflanschabschnitt (dem durchmesservergrößerten Abschnitt) in Radialrichtung gegenüberliegenden Abschnitt) des mittleren Rumpfabschnitts des Isolators verursacht, wodurch eine alkalische Korrosion der vorbestimmten Stelle erzwungen wurde. Die Feststellung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von alkalischer Korrosion kann durch Messung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Alkalimetalls wie Na oder eines Erdalkalimetalls in Bezug auf den Isolator unter Verwendung eines Elektronenstrahlsonden-Mikroanalysators (EPMA) bestimmt werden.
Dann wurde das Prüfmuster einschließlich des Isolators, der einer alkalischen Korrosion ausgesetzt war, in einer Hochdruckkammer festgelegt, und in einem Zustand, in dem Kohlendioxidgas (CO₂) mit einem Druck von etwa 5 MPa in die Hochdruckkammer eingespeist wurde, wurde eine Spannung mit einer Steigerungsrate von 0,1 kV/s vom vorderen Endabschnitt des Mittelelektrodenkörpers des Prüfmusters angelegt. Die Erdung erfolgte zu diesem Zeitpunkt über das Metallgehäuse. Die Durchschlagsspannung beim Durchdringen des Isolators wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(Beobachtung 1 der Schnittfläche (spiegelpolierte Oberfläche) des mittleren Rumpfabschnitts)
Bei dem erhaltenen Prüfmuster wurde der Isolator in einer Richtung senkrecht zur Axiallinie geschnitten, und zwar an einer Stelle, die 2 mm von dem Abschnitt mit dem maximalen Durchmesser des durchmesservergrößerten Abschnitts der Mittelelektrode bis zur Hinterseite entlang der Axiallinie entfernt war. Anschließend wurde die Schnittfläche der erhaltenen Probe spiegelpoliert, und die Struktur der Schnittfläche (spiegelpolierte Oberfläche) wurde mit einem REM (Modell „JSM-IT300LA“ von JEOL Ltd.) untersucht. Die Beschleunigungsspannung des REM wurde auf 20 kV festgelegt, und die Vergrößerung des REM wurde auf 500-fach festgelegt. Dann wurden auf der Schnittfläche (spiegelpolierte Oberfläche) 20 Beobachtungsbereiche X von jeweils 192 µm × 255 µm so festgelegt, dass sie sich jeweils mit der Referenzposition m1, die die Mittelposition zwischen der inneren Umfangsfläche 2a und der äußeren Umfangsfläche 2b des Isolators 2 darstellt, überschneiden und sich nicht gegenseitig überlappen. Dann wurden insgesamt 20 REM-Bilder, die den 20 Beobachtungsbereichen X entsprechen, aufgenommen. Die REM-Bilder wurden dann mit Hilfe einer Bildanalyse-Software (WinROOF (eingetragenes Warenzeichen), hergestellt von MITANI CORPORATION) verarbeitet, wodurch der durchschnittliche Anteil A der Poren (Porosität) in jedem Beobachtungsbereich X erhalten wurde. Die Häufigkeitsverteilung der insgesamt 20 Porositäten, die den jeweiligen Beobachtungsbereichen X entsprechen, wurde als Normalverteilung betrachtet, und die Standardabweichung σ der Porosität wurde erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
In Bezug auf die 20 Beobachtungsbereiche X wurde für jeden Beobachtungsbereich X die Anzahl der großen Poren gezählt, die jeweils eine Fläche von mindestens 0,05 µm² aufweisen. Basierend auf insgesamt 20 Werten (Zahlendaten) für die Anzahl der großen Poren wurde dann der Durchschnitt (Durchschnittszahl) B für die Anzahl der großen Poren erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
In Bezug auf einen Fall, in dem die Häufigkeitsverteilung der insgesamt 20 Werte (Zahlendaten) der Anzahl der großen Poren, die den jeweiligen Beobachtungsbereichen X entsprechen, als Normalverteilung betrachtet wurde, erhielt man den Wert „3σ“, wenn die Standardabweichung des Wertes (Zahlendaten) der Anzahl als σ definiert wurde, und den Wert (Zahl) „der Durchschnitt B + 3σ“. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
[Beispiele 2 bis 10 und Beispiele 12 bis 17]
Die Isolatoren der Beispiele 2 bis 10 und 12 bis 17 wurden in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass bei der Herstellung der Aufschlämmung das Verhältnis der beim Mahlen des Rohstoffpulvers zu verwendenden Mahlsteine entsprechend geändert wurde.
[Vergleichsbeispiel 1]
Ein Isolator des Vergleichsbeispiels 1 wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass bei der Herstellung der Aufschlämmung, wenn das Rohmaterialpulver durch eine Nassmahlvorrichtung gemahlen wurde, Mahlsteine (φ3 mm) mit einem Durchmesser von 3 mm, Mahlsteine (φ10 mm) mit einem Durchmesser von 10 mm und Mahlsteine (φ30 mm) mit einem Durchmesser von 30 mm in Anteilen von 10 Massen-%, 40 Massen-% bzw. 50 Massen-% verwendet wurden.
[Vergleichsbeispiel 2]
Ein Isolator des Vergleichsbeispiels 2 wurde in ähnlicher Weise hergestellt wie der des Vergleichsbeispiels 1, mit der Ausnahme, dass bei der Herstellung der Aufschlämmung das Verhältnis der beim Mahlen des Rohstoffpulvers zu verwendenden Mahlsteine entsprechend geändert wurde.
Nachdem die Isolatoren der Beispiele 2 bis 10, der Beispiele 12 bis 17 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 hergestellt wurden, wurden die oben beschriebene „Messung der Spannungsfestigkeit nach alkalischer Korrosion“ und die „Beobachtung 1 der Schnittfläche (spiegelpolierte Oberfläche) des mittleren Rumpfabschnitts“ wie in Beispiel 1 durchgeführt.
Ferner wurden in Bezug auf Beispiel 4, Beispiel 9, Beispiel 10, Beispiele 12 bis 14 und Beispiele 16, 17 die unten beschriebene „Beobachtung 2 der Schnittfläche (spiegelpolierte Oberfläche) des mittleren Rumpfabschnitts“ und die „Bewertung der Stoßfestigkeit“ durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
(Beobachtung 2 der Schnittfläche (spiegelpolierte Oberfläche) des mittleren Rumpfabschnitts)
Die spiegelpolierte Oberfläche des in „Beobachtung 1 der Schnittfläche (spiegelpolierte Oberfläche) des mittleren Rumpfabschnitts“ oben verwendeten Isolators wurde mit einem REM untersucht. Die Beschleunigungsspannung des REM wurde auf 20 kV festgelegt, und die Vergrößerung des REM wurde auf 500-fach festgelegt. Dann, wie in 6 gezeigt, wurde der zwischen der inneren Umfangsfläche 2s und der äußeren Umfangsfläche 2b des Isolators vorgesehene Bereich S in der spiegelpolierten Oberfläche so unterteilt, dass seine Länge in Radialrichtung dreigeteilt wurde, und dann wurden 20 innenseitige Beobachtungsbereiche Xa, die jeweils 192 µm×255 µm groß sind, so festgelegt, dass sie sich im Innenseitenbereich Sa, der auf der innersten Seite vorgesehen ist, nicht überlappen, und 20 außenseitige Beobachtungsbereiche Xb, die jeweils 192 µm×255 µm groß sind, so festgelegt, dass sie sich im Außenseitenbereich Sb, der auf der äußersten Seite vorgesehen ist, nicht überlappen.
Dann wurden 20 REM-Bilder, die den innenseitigen Beobachtungsbereichen Xa entsprechen, und 20 REM-Bilder, die den außenseitigen Beobachtungsbereichen Xb entsprechen, aufgenommen, und basierend auf den REM-Bildern wurden der durchschnittliche Aa des Anteils (der Porosität) der Poren, die in jedem innenseitigen Beobachtungsbereich Xa enthalten sind, und der durchschnittliche Ab des Anteils (der Porosität) der Poren, die in jedem außenseitigen Beobachtungsbereich Xb enthalten sind, ermittelt. Dann wurde die Differenz zwischen dem Durchschnitt Aa und dem Durchschnitt Ab (Durchschnitt Ab - Durchschnitt Aa) ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
(Bewertung der Schlagfestigkeit)
Der in JIS B7733 definierte Charpy-Test wurde an jedem Isolator durchgeführt, und die Schlagfestigkeit des Isolators wurde bewertet. Das spezifische Verfahren zur Bewertung war wie folgt. Zunächst wurde unter Verwendung des Isolators eine Zündkerze (nachfolgend Prüfzündkerze) hergestellt, die derart konfiguriert ist, wie es in der ersten Ausführungsform oben als Beispiel beschrieben ist. Die Axiallinienrichtung der Prüfzündkerze wurde als Aufwärts-Abwärts-Richtung definiert, die vordere Endseite war nach unten gerichtet, und der Gewindeabschnitt des Metallgehäuses der Prüfzündkerze wurde in ein in einem Prüfstand vorgesehenes Schraubenloch eingeschraubt, um die Prüfzündkerze zu befestigen. Ein Hammer mit einem Drehpunkt oberhalb der Axiallinie der befestigten Prüfzündkerze wurde drehbar angebracht. Dann wurde das vordere Ende des Hammers angehoben und dann losgelassen, um den Hammer durch freien Fall zu drehen, wodurch das vordere Ende des Hammers veranlasst wurde, mit einem Abschnitt zu kollidieren, der im Wesentlichen 1 mm vom hinteren Ende des Isolators entfernt ist. Der Anhebungswinkel (der Winkel in Bezug auf die Richtung der Axiallinie) dieses Hammers wurde auf 34 Grad festgelegt, wodurch das vordere Ende des Hammers mit dem Isolator der Testzündkerze zusammenstieß, und es wurde bestätigt, ob ein Riss im Isolator verursacht wurde oder nicht. Ein solcher Aufprall des Hammers wurde maximal zweimal in Bezug auf jeden Isolator durchgeführt. Wurde durch den ersten Aufprall ein Riss im Isolator verursacht, wurde der Test beendet. Wurde dagegen beim ersten Aufprall kein Riss im Isolator verursacht, wurde der zweite Aufprall auf den Isolator ferner durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. In Tabelle 1 wurde ein Fall, in dem durch den ersten Aufprall ein Riss im Isolator verursacht wurde, durch das Symbol „×“ dargestellt, und ein Fall, in dem durch den zweiten Aufprall ein Riss im Isolator verursacht wurde, wurde durch „◯“ dargestellt, und ein Fall, in dem auch durch den zweiten Aufprall kein Riss verursacht wurde, wurde durch das Symbol „⊚“ dargestellt.
Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, weisen die Beispiele 1 bis 10 und 12 bis 17, die die oben beschriebene Bedingung 1 erfüllen, im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 1 und 2 eine ausgezeichnete Spannungsbeständigkeit nach alkalischer Korrosion auf. Es wurde bestätigt, dass bei den Beispielen 1 bis 10 und den Beispielen 12 bis 17 die alkalische Korrosion unterdrückt werden konnte, selbst wenn sie einer zwangsweisen alkalischen Korrosion unterworfen wurden.
Beispiel 1, Beispiel 2, Beispiel 4, Beispiele 6 bis 10 und Beispiele 12 bis 17, die ferner die oben beschriebene Bedingung 2 erfüllten, waren im Vergleich zu den Beispielen 3 und 5 hinsichtlich der alkalischen Korrosionsbeständigkeit ausgezeichneter.
Beispiel 9, Beispiel 10, Beispiele 12 bis 14 und Beispiele 16 bis 17, die die oben beschriebene Bedingung 3 erfüllten, erwiesen sich im Vergleich zu Beispiel 4 als hervorragend in der Schlagzähigkeit (Charpy-Festigkeit).
Beispiel 1, Beispiel 7, Beispiele 9 bis 13 und Beispiel 17, in denen ferner 3σ der oben beschriebenen Bedingung 3 nicht größer als 50 (d.h. 3σ≤50) war, aus Beispiel 1, Beispiel 2, Beispiel 4, Beispiel 6, Beispiel 7, Beispiel 9, Beispiel 10, Beispiel 12 bis 15 und Beispiel 17, wurden als ausgezeichneter in der alkalischen Korrosionsbeständigkeit bestätigt, wenn sie mit denen von Beispiel 2, Beispiel 4, Beispiel 6 und Beispiel 14 bis 16 verglichen wurden.
Beispiel 1, Beispiel 7, Beispiel 8, Beispiel 16 und Beispiel 17, die die oben beschriebene Bedingung 4 erfüllen, weisen eine ausgezeichnete alkalische Korrosionsbeständigkeit auf. Unter diesen sind Beispiel 1, Beispiel 7 und Beispiel 17, die dem Fall von 3σ ≤ 50 entsprechen, insbesondere im Vergleich zu Beispiel 8 und Beispiel 16, die dem Fall von 50 < 3σ ≤ 100 entsprechen, ausgezeichnet in der alkalischen Korrosionsbeständigkeit.
Beispiel 1, Beispiele 7 bis 10, Beispiel 12, Beispiel 13, Beispiel 15 und Beispiel 17, die ferner die oben beschriebene Bedingung 5 erfüllten, aus Beispiel 1, Beispiel 2, Beispiel 4, Beispiele 6 bis 10 und Beispiele 12 bis 17, erwiesen sich im Vergleich zu denen von Beispiel 2, Beispiel 4, Beispiel 6, Beispiel 14 und Beispiel 16 als ausgezeichneter in Bezug auf die alkalische Korrosionsbeständigkeit.
Beispiel 10, Beispiel 16 und Beispiel 17, die ferner die oben beschriebene Bedingung 6 erfüllten, erwiesen sich im Vergleich zu Beispiel 9, Beispiel 10, den Beispielen 12 bis 14 und den Beispielen 16 bis 17 als ausgezeichneter hinsichtlich der Schlagzähigkeit (Charpy-Festigkeit).
ERKLÄRUNG DER SYMBOLE

1: Zündkerze
2: Isolator
21: Durchgangsloch
22: Fußabschnitt
23: mittlerer Rumpfabschnitt
230: Schnittfläche
230a: spiegelpolierte Oberfläche
24: Flanschabschnitt
25: hinterseitiger Rohrabschnitt
26: erster durchmesservergrößerter Abschnitt
27: zweiter durchmesservergrößerte Abschnitt
3: Mittelelektrode
31: Mittelelektrodenkörper
31a: durchmesservergrößerter Abschnitt (Elektrodenflanschabschnitt)
31b: Elektrodenkopfteil
31c: Elektrodenfußabschnitt
4: Masseelektrode
5: Metallanschluss
6: Metallgehäuse
7: Widerstand
8: Dichtungselement
9: Dichtungselement
11: Pore
AX: Axiallinie
Sa: Innenseitenbereich
Sb: Außenseitenbereich
X: Beobachtungsbereich
Xa: innenseitiger Beobachtungsbereich
Xb: außenseitiger Beobachtungsbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 202057559 [0004]

Claims

Zündkerze, aufweisend: einen Isolator, der eine rohrförmige Form aufweist, die sich entlang einer Axialinienrichtung erstreckt und aus einem Sinterkörper auf Aluminiumoxidbasis hergestellt ist; eine Mittelelektrode, bei der es sich um eine stabförmige Elektrode handelt, die so in den Isolator eingesetzt ist, dass ein vorderes Ende der stabförmigen Elektrode aus dem Isolator freiliegt und ein hinteres Ende der stabförmigen Elektrode im Inneren des Isolators untergebracht ist, wobei die Mittelelektrode an ihrer hinteren Endseite einen durchmesservergrößerten Abschnitt aufweist, der in radialer Richtung vergrößert ist und mit einer Innenwand des Isolators eingreift; und ein leitfähiges Dichtungsmaterial, das an der hinteren Endseite der Mittelelektrode im Inneren des Isolators vorgesehen ist, wobei in einer spiegelpolierten Oberfläche, die durch Spiegelpolieren einer Schnittfläche erhalten wird, die durch Schneiden des Isolators in einer Richtung senkrecht zur Axiallinienrichtung erhalten wird, und zwar an einer Position 2 mm von einem Abschnitt mit einem maximalen Durchmesser des durchmesservergrößerten Abschnitts zur hinteren Endseite entlang der Axiallinienrichtung, wenn 20 Beobachtungsbereiche, die jeweils 192 µm × 255 µm groß sind, so festgelegt werden, dass sie jeweils eine Referenzposition überlappen, die eine Mittelposition zwischen einer inneren Umfangsfläche und einer äußeren Umfangsfläche des Isolators ist, und so festgelegt werden, dass sie sich nicht gegenseitig überlappen, ein Durchschnitt des Anteils (der Porosität) der Poren in jedem Beobachtungsbereich nicht größer als 3,5 % ist und, was die Schwankung des Anteils (der Porosität) anbelangt, wenn eine Standardabweichung als σ definiert ist, σ nicht größer als 0,36 ist.
Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Beobachtungsbereich die durchschnittliche Anzahl der großen Poren, von denen jede eine Fläche von nicht weniger als 0,05 µm² aufweist, mindestens 200 und höchstens 600 beträgt.
Zündkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Bezug auf eine Schwankung der Anzahl der großen Poren im Beobachtungsbereich, wenn eine Standardabweichung als σ definiert ist, 3σ nicht größer als 100 ist.
Zündkerze nach Anspruch 3, wobei der Wert 3σ nicht größer als 50 ist.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei im Beobachtungsbereich der Durchschnitt des Anteils (der Porosität) der Poren nicht weniger als 1,0 % und der Durchschnitt der Anzahl der großen Poren nicht weniger als 240 beträgt.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Beobachtungsbereich, wenn eine Standardabweichung als σ definiert ist, ein Wert von „Mittelwert der Anzahl + 3σ“ kleiner als 330 ist, bezogen auf eine Schwankung der Anzahl der großen Poren.
Zündkerze nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei in der spiegelpolierten Oberfläche, wenn ein zwischen der inneren Umfangsfläche und der äußeren Umfangsfläche des Isolators vorgesehener Bereich so unterteilt wird, dass eine Länge davon in der Radialrichtung dreigeteilt ist, in Bezug auf einen Innenseitenbereich, der auf einer innersten Seite vorgesehen ist, 20 innenseitige Beobachtungsbereiche, die jeweils 192 µm × 255 µm groß sind, so festgelegt werden, dass sie sich nicht überlappen, und in Bezug auf einen Außenseitenbereich, der auf einer äußersten Seite vorgesehenen ist, 20 außenseitige Beobachtungsbereiche, die jeweils 192 µm × 255 µm groß sind, so festgelegt werden, dass sie sich nicht überlappen, der durchschnittliche Anteil (Porosität) der Poren in jedem der innenseitigen Beobachtungsbereiche um 0,1 bis 2 % kleiner ist als der durchschnittliche Anteil (Porosität) der Poren in jedem außenseitigen Beobachtungsbereich.