DE112022003085T5 - Zündkerze - Google Patents

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insulator
alumina particles
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Shoma Tsumagari
Haruki Yoshida
Hiroki Shimada
Tomoya Kukino
Takuto Koba
Noriyuki Tamura
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Niterra Co Ltd
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Abstract

Bei einer Zündkerze (1) der vorliegenden Erfindung, in einer spiegelpolierten Oberfläche (230a), die durch Spiegelpolieren einer Schnittfläche (230) erhalten wird, die durch Schneiden eines Isolators (2) in einer Richtung senkrecht zu einer Axiallinien-Richtung AX erhalten wird, an einer Position, die 2 mm von einem Abschnitt mit einem maximalen Durchmesser eines durchmesservergrößerten Abschnitts 31a zu einer hinteren Endseite entlang der Axiallinien-Richtung AX beabstandet ist, wenn 20 erste Beobachtungsbereiche X, die jeweils 192 µm × 255 µm sind, so festgelegt sind, dass sie jeweils eine Referenzposition m1 überlappen, die eine Position in 0,2 mm in Radialrichtung von einer inneren Umfangsfläche 2a des Isolators 2 liegt, überlappen aber sich nicht gegenseitig überlappen, ist ein Anteil (Porosität) einer Fläche aller in den 20 ersten Beobachtungsbereichen X enthaltenen Poren im Verhältnis zu einer Gesamtfläche (100%) der 20 ersten Beobachtungsbereiche X nicht größer als 3,5 %, und in einer thermisch geätzten Oberfläche 230b, die dadurch erhalten wird, dass die spiegelpolierte Oberfläche 230a einem thermischen Ätzen unterzogen wird, wenn 20 zweite Beobachtungsbereiche Y, die jeweils 32 µm × 43 µm groß sind, so festgelegt werden, dass sie jeweils die Referenzposition m1 überlappen aber sich nicht gegenseitig überlappen, eine Teilchengrößenverteilung von Aluminiumoxidteilchen, die in den 20 zweiten Beobachtungsbereichen Y enthalten sind, als Normalverteilung betrachtet wird, ein durchschnittlicher Teilchendurchmesser der Aluminiumoxidteilchen als A definiert ist und eine Standardabweichung eines Teilchendurchmessers der Aluminiumoxidteilchen als σ definiert ist, A nicht kleiner als 1,9 µm und nicht größer als 2,8 µm, und (A+3σ) ist nicht größer als 3,0 µm.

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 umfasst: einen Rumpfabschnitt der Elektrode (Fußabschnitt der Elektrode) mit einer stabförmigen Form, dessen vorderes Ende aus dem Isolator freiliegt und dessen hinteres Ende im Inneren des Isolators untergebracht ist; und einen durchmesservergrößerten Abschnitt (Elektrodenflanschabschnitt), der sich an das hintere Ende des Rumpfabschnitts der Elektrode anschließt. Der durchmesservergrößerte Abschnitt hat eine in Radialrichtung vom Rumpfabschnitt der Elektrode vergrößerte Form, und in einem Zustand, in dem ein solcher durchmesservergrößerter Abschnitt mit einem an der Innenwand des Isolators stufenförmig gewölbten Abschnitt eingreift, ist die Mittelelektrode im Inneren des Isolators untergebracht. An das hintere Ende des durchmesservergrößerten Abschnitts ist ein Elektrodenkopfabschnitt mit einem kleineren Durchmesser als der durchmesservergrößerte Abschnitt angeschlossen.
  • 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.
  • DOKUMENTE
  • 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 einander in Radialrichtung gegenüberliegen, staut sich leicht Wärme, die sich während der Verwendung einer Zündkerze von der vorderen Endseite zur hinteren Endseite der Mittelelektrode bewegt hat, und darüber hinaus 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 mit einer in Radialrichtung vergrößerten Form 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.
  • Unter solchen Umständen und dergleichen wurde die Bereitstellung einer Zündkerze mit einem Isolator gewünscht, der eine hervorragende Spannungsfestigkeit und dergleichen aufweist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zündkerze mit einem Isolator bereitzustellen, der eine ausgezeichnete Spannungsfestigkeit und dergleichen aufweist.
  • MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Die gegenwärtigen Erfinder haben Folgendes festgestellt. Das heißt, in einer Zündkerze mit einem Isolator, der aus einem Sinterkörper auf Aluminiumoxidbasis hergestellt ist, und einer Mittelelektrode, die im Inneren des Isolators untergebracht ist, wenn ein Aluminiumoxidteilchen, das ein anormales Kornwachstum erfahren hat und eine bestimmte Größe oder mehr aufweist, an einer bestimmten Stelle in einem mittleren Rumpfabschnitt des Isolators vorhanden ist, werden elektrische Felder leicht um das Aluminiumoxidteilchen herum konzentriert, wenn eine Hochspannung an die Mittelelektrode angelegt wird, und die Nähe des Aluminiumoxidteilchens dient als Ausgangspunkt für den Bruch des Isolators.
  • Dann führten die Erfinder gründliche Studien durch, um das obige Ziel zu erreichen, und fanden heraus, dass innerhalb der spezifischen Stelle im mittleren Rumpfabschnitt des Isolators, wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser der Aluminiumoxidteilchen, die den gesinterten Körper bilden, in einem vorbestimmten Bereich liegt, in dem der durchschnittliche Teilchendurchmesser kein Teilchendurchmesser bei anormalem Kornwachstum ist, und die Schwankung im Teilchendurchmesser der Aluminiumoxidteilchen unterdrückt wird, die Spannungsfestigkeit und dergleichen des Isolators gewährleistet ist. 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 Gestalt aufweist, die sich entlang einer Axiallinie desselben erstreckt und aus einem Sinterkörper auf Aluminiumoxidbasis hergestellt ist; eine Mittelelektrode, die einen Elektrodenkörperabschnitt mit einer stabförmigen Gestalt aufweist, der so in den Isolator eingesetzt ist, dass ein vorderes Ende des Elektrodenkörperabschnitts aus dem Isolator freiliegt und ein hinteres Ende des Elektrodenkörperabschnitts im Inneren des Isolators untergebracht ist, und einen durchmesservergrößerten Abschnitt, der sich an das hintere Ende des Elektrodenkörperabschnitts anschließt, eine in einer Radialrichtung vom Elektrodenkörperabschnitt vergrößerte Gestalt aufweist und mit einer Innenwand des Isolators in Eingriff steht; und ein leitfähiges Dichtungsmaterial, das im Inneren des Isolators untergebracht ist und an der hinteren Endseite der Mittelelektrode 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, die 2 mm von einem Abschnitt mit einem maximalen Durchmesser des durchmesservergrößerten Abschnitts zur hinteren Endseite entlang der Axiallinienrichtung beabstandet ist, wenn 20 erste Beobachtungsbereiche, die jeweils 192 µm × 255 µm groß sind, so festgelegt werden, dass sie jeweils eine Referenzposition überlappen, die eine Position 0,2 mm in der Radialrichtung von einer inneren Umfangsflächenseite des Isolators ist, und sich nicht gegenseitig überlappen, ist ein Anteil (Porosität) einer Fläche aller Poren, die in den 20 ersten Beobachtungsbereichen enthalten sind, relativ zu einer Gesamtfläche (100%) der 20 ersten Beobachtungsbereiche nicht größer als 3,5 %, und in einer thermisch geätzten Oberfläche, die dadurch erhalten wird, dass die spiegelpolierte Oberfläche einem thermischen Ätzen unterzogen wird, wenn 20 zweite Beobachtungsbereiche, die jeweils 32 µm × 43 µm groß sind, so festgelegt werden, dass sie jeweils die Referenzposition überlappen und sich nicht gegenseitig überlappen, eine Teilchengrößenverteilung von Aluminiumoxidteilchen, die in den 20 zweiten Beobachtungsbereichen enthalten sind, als Normalverteilung betrachtet wird, ein durchschnittlicher Teilchendurchmesser der Aluminiumoxidteilchen als A definiert ist und eine Standardabweichung eines Teilchendurchmessers der Aluminiumoxidteilchen als σ definiert ist, A nicht kleiner als 1,9 µm und nicht größer als 2,8 µm, und (A+3σ) ist nicht größer als 3,0 µm.
    • <2> Die Zündkerze gemäß <1> oben, wobei in den 20 zweiten Beobachtungsbereichen in der thermisch geätzten Oberfläche, wenn die größten drei Aluminiumoxidteilchen mit den größten langen Durchmessern für jeden zweiten Beobachtungsbereich ausgewählt werden, um 60 repräsentative Aluminiumoxidteilchen mit großen langen Durchmessern auszuwählen, eine Häufigkeitsverteilung eines Aspektverhältnisses der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen als Normalverteilung betrachtet wird, ein durchschnittliches Aspektverhältnis der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen als B definiert ist und eine Standardabweichung des Aspektverhältnisses der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen als σ definiert ist, (B+3σ) nicht größer als 4,8 ist.
    • <3> Die Zündkerze gemäß <2> oben, wobei in den 20 zweiten Beobachtungsbereichen in der thermisch geätzten Oberfläche von den repräsentativen Aluminiumoxidteilchen die Anzahl der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen, deren Aspektverhältnis nicht kleiner als 3,5 ist, nicht größer als zwei ist.
    • <4> Die Zündkerze nach einem der obigen <1> bis <3>, wobei in den 20 ersten Beobachtungsbereichen in der spiegelpolierten Oberfläche die Anzahl der Poren nicht größer als 600 ist.
  • EFFEKTE DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Zündkerze mit einem Isolator bereitgestellt werden, der eine ausgezeichnete Spannungsfestigkeit 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 Flanschabschnitts einer Mittelelektrode, die in einem mittleren Rumpfabschnitt des Isolators untergebracht ist.
    • 3 zeigt schematisch eine spiegelpolierte Oberfläche, die durch Spiegelpolieren einer Schnittfläche des mittleren Rumpfabschnitts des Isolators erhalten wird.
    • 4 zeigt ein binarisiertes Bild, das durch Binarisierung eines REM-Bildes empfangen wurde.
    • 5 zeigt schematisch eine thermisch geätzte Oberfläche des mittleren Rumpfabschnitts des Isolators.
    • 6 zeigt ein REM-Bild, das einem zweiten Beobachtungsbereich entspricht.
    • 7 zeigt ein REM-Bild einer Schnittfläche eines Isolators mit einem Aluminiumoxidteilchen, das ein abnormales Kornwachstum erfahren hat.
  • 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 Umfangsseite 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 ist ein Element, dessen Länge in Längsrichtung kürzer ist als die des Isolators 2 und des Metallgehäuses 6, und wird in dem Durchgangsloch 21 des Isolators 2 so gehalten, dass die vordere Endseite des Mittelelektrodenkörpers 31 nach außen freiliegt. Das hintere Ende des Mittelelektrodenkörpers 31 ist im Gehäuse (dem Durchgangsloch 21) des Isolators 2 untergebracht. 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 besteht. Der Kernabschnitt 31 B 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: einen Elektrodenflanschabschnitt 31a, der an einer vorbestimmten Position in Richtung der Axiallinie AX angebracht ist; einen Elektrodenkopfabschnitt 31 b, der ein Abschnitt auf der Hinterseite relativ zum Elektrodenflanschabschnitt 31a ist; und einen Elektrodenfußabschnitt 31c, der ein Abschnitt auf der vorderen Endseite relativ zum Elektrodenflanschabschnitt 31a ist. Der Elektrodenfußabschnitt (ein Beispiel für einen Elektrodenkörperabschnitt) 31c ist ein stabförmiges Element, das in das Durchgangsloch 21 des Isolators 2 eingesetzt ist, so dass das vordere Ende des stabförmigen Elements vom Isolator 2 freiliegt und das hintere Ende des stabförmigen Elements im Inneren des Isolators untergebracht ist. Der Elektrodenflanschabschnitt (ein Beispiel für einen durchmesservergrößerten Abschnitt) 31a schließt sich an das hintere Ende des Elektrodenfußabschnitts (Elektrodenkörperabschnitt) 31c an und hat eine in Radialrichtung vom Elektrodenfußabschnitt 31c vergrößerte Form. In einem Zustand, in dem er im Gehäuse des Isolators 2 untergebracht ist, greift der Elektrodenflanschabschnitt 31a in einen Stufenabschnitt 23a (später beschrieben) ein, der an einer Innenwand 21a des Isolators 2 ausgebildet ist. Das vordere Ende (d.h. das vordere Ende des Mittelelektrodenkörpers 31) des Elektrodenfußabschnitts 31c steht an der vorderen Endseite relativ zum vorderen Ende des Isolators 2 hervor. Der Elektrodenflanschabschnitt 31a ist ein stabförmiger Abschnitt, der kürzer als der Elektrodenfußabschnitt 31c ist und einen kleineren Durchmesser als der Elektrodenflanschabschnitt 31a hat.
  • 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 Elektrodenflanschabschnitt (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 in einem Bereich von nicht weniger als 2,0 mm und nicht mehr als 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 Elektrodenflanschabschnitts (durchmesservergrößerter 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 Elektrodenflanschabschnitt (durchmesservergrößerter Abschnitt) 31a und dem Elektrodenkopfabschnitt 31b, die Abschnitte auf der Hinterseite 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 Elektrodenflanschabschnitt (durchmesservergrößerter 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 Elektrodenflanschabschnitt (durchmesservergrößerter 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 Elektrodenflanschabschnitt (durchmesservergrößerter Abschnitt) 31a in Radialrichtung gegenüberliegende Abschnitt, in einer besonders rauen Umgebung.
  • Da die Innenseite des mittleren Rumpfabschnitts 23, der eine rohrförmige Form aufweist, 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, und ein Zustand, in dem die aus dem Dichtungselement 8 stammende alkalische Komponente in Kontakt mit der Innenwand 21a des mittleren Rumpfabschnitts 23 sein kann, ist ebenfalls vorhanden. In dem Isolator 2 der vorliegenden Ausführungsform erfüllt die innere Struktur des auf Aluminiumoxid basierenden Sinterkörpers, der den mittleren Grundplattenabschnitt 23 bildet, zumindest die unten dargestellte Bedingung 1 und Bedingung 2, und somit ist der Isolator 2 der vorliegenden Ausführungsform ausgezeichnet in der Spannungsfestigkeit und dergleichen.
  • <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 Axiallinie AX erhalten wird, an einer Position, die 2 mm von einem Abschnitt mit dem maximalen Durchmesser des Elektrodenflanschabschnitts (durchmesservergrößerter Abschnitt) 31a der Mittelelektrode 3 zur hinteren Endseite der Zündkerze 1 entlang der Axiallinie AX-Richtung entfernt ist, wenn 20 erste Beobachtungsbereiche X, die jeweils 192 µm × 255 µm groß sind, so festgelegt werden, dass sie jeweils eine Referenzposition m1 überlappen, die eine Position 0,2 mm in Radialrichtung von einer inneren Umfangsfläche 2a des Isolators 2 überlappen, und sich nicht gegenseitig überlappen, ist der Anteil (Porosität) der Fläche aller in den 20 ersten Beobachtungsbereichen X enthaltenen Poren im Verhältnis zur Gesamtfläche (100%) der 20 ersten Beobachtungsbereiche X nicht größer als 3,5%.
  • Im Folgenden wird die Bedingung 1 unter Bezugnahme auf 2 bis 4 im Detail beschrieben. Der in Bedingung 1 gezeigte „Abschnitt mit dem maximalen Durchmesser des Elektrodenflanschabschnitts (durchmesservergrößerter Abschnitt) 31a der Mittelelektrode 3“ ist der Abschnitt des Elektrodenflanschabschnitts (durchmesservergrößerter Abschnitt) 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 Elektrodenflanschabschnitts (durchmesservergrößerter Abschnitt) 31a erstreckt.
  • Dann wird der Isolator 2, wie später beschrieben, an einer Stelle geschnitten, die um 2 mm von dem Abschnitt mit dem maximalen Durchmesser des Elektrodenflanschabschnitts (durchmesservergrößerter Abschnitt) 31a bis zur hinteren Endseite der Zündkerze 1 entlang der Axiallinie AX getrennt ist. Im Isolator 2 ist der Bereich in Richtung der Axiallinie AX von dem Abschnitt mit dem maximalen Durchmesser des Elektrodenflanschabschnitts (durchmesservergrößerter Abschnitt) 31a bis zu einer Position, die um mindestens 2 mm beabstandet 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 Elektrodenflanschabschnitts (durchmesservergrößerter Abschnitt) 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 Elektrodenflanschabschnitts (durchmesservergrößerter Abschnitt) 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 Axiallinie 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 empfangen 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. In einer solchen spiegelpolierten Oberfläche 230a ist die Referenzposition m1 in einer Kreisform an der Position 0,2 mm in Radialrichtung von der Seite der inneren Umfangsfläche 2a des Isolators 2 festgelegt. Im Zustand 1 sind in der spiegelpolierten Oberfläche 230a 20 erste Beobachtungsbereiche X in Draufsicht so festgelegt, dass sie jeweils die Bezugsposition m1 überlappen aber sich nicht gegenseitig überlappen.
  • Jeder erste 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 aufweist. Der erste Beobachtungsbereich X ist ein Bereich mit einer rechteckigen 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).
  • Jeder erste Beobachtungsbereich X ist in Draufsicht so festgelegt, dass sie die Referenzposition m1, die sich in Radialrichtung 0,2 mm von der inneren Umfangsfläche 2a des Isolators 2 entfernt befindet, kreisförmig überlappen. Wenn der erste 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 erste Beobachtungsbereich X so festgelegt, dass er die Referenzposition m1 überlappt. In der spiegelpolierten Oberfläche 230a sind insgesamt 20 erste Beobachtungsbereiche X so festgelegt, dass sie sich nicht überlappen. Bei der vorliegenden Ausführungsform, wie sie in 3 dargestellt ist, werden diese ersten Beobachtungsbereiche X vorzugsweise so festgelegt, dass sie in der spiegelpolierten Oberfläche 230a, die eine Ringform hat, in einem Abstand zueinander angeordnet sind.
  • Ein Bild der spiegelpolierten Oberfläche 230a in dem Bereich, der einem solchen ersten Beobachtungsbereich X entspricht, wird mit Hilfe des REM aufgenommen, wobei ein dem ersten Beobachtungsbereich X entsprechendes REM-Bild aufgenommen wird. Das REM-Bild wird für jedes der 20 ersten Beobachtungsgebiete X aufgenommen, d.h. es werden insgesamt 20 REM-Bilder aufgenommen, die den 20 ersten Beobachtungsgebieten X insgesamt entsprechen.
  • In Bezug auf die insgesamt 20 REM-Bilder wird die Bildanalyse mit Hilfe einer bekannten Bildanalysesoftware (z. B. WinROOF (eingetragenes Warenzeichen), bereitgestellt 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 ersten Beobachtungsbereich X entspricht, und einer bekannten Bildanalysetechnik die Extraktion aller Poren (Hohlräume) 11 durchgeführt, die in dem ersten Beobachtungsbereich X enthalten sind. Bei der Extraktion der Poren 11 wird die Fläche jeder Pore 11 ebenfalls durch ein bekanntes Bildanalyseverfahren empfangen.
  • Anschließend wird in Bezug auf alle aus dem binarisierten Bild extrahierten Poren 11 die Gesamtfläche dieser Poren 11 berechnet. Dann erhält man den Anteil (Porosität) (im Folgenden als „Anteil V“ bezeichnet) der Gesamtfläche aller in den 20 ersten Beobachtungsbereichen X enthaltenen Poren 11 im Verhältnis zur Gesamtfläche (100%) der 20 ersten Beobachtungsbereiche X.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die innere Struktur des Isolators 2 (der mittlere Rumpfabschnitt 23) so ausgebildet, dass der Anteil V (Porosität) unter der Bedingung 1 nicht größer als 3,5 % wird.
  • Der Isolator 2, der Poren enthält, die die Bedingung 1 erfüllen, wird beispielsweise dadurch erhalten, dass ein höherer Druck als in der herkömmlichen Technik angewendet wird, wenn granuliertes Pulver mit einer vorbestimmten Form in einem Formungsschritt in der später beschriebenen Herstellungsrichtung des Isolators 2 geformt wird.
  • <Bedingung 2>
  • In einer thermisch geätzten Oberfläche 230b, die dadurch erhalten wird, dass die spiegelpolierte Oberfläche 230a thermisch geätzt wird, werden 20 zweite Beobachtungsbereiche Y, die jeweils 32 µm × 43 µm groß sind, so festgelegt, dass sie jeweils die Referenzposition m1 überlappen aber sich nicht gegenseitig überlappen, wobei die Teilchengrößenverteilung der Aluminiumoxidteilchen, die in den 20 zweiten Beobachtungsbereichen enthalten sind, als Normalverteilung betrachtet, der durchschnittliche Teilchendurchmesser der Aluminiumoxidteilchen als A definiert ist und die Standardabweichung des Teilchendurchmessers der Aluminiumoxidteilchen als σ definiert ist, ist A nicht kleiner als 1,9 µm und nicht größer als 2,8 µm, und (A+3σ) ist nicht größer als 3,0 µm.
  • Im Folgenden wird der Zustand 2 unter Bezugnahme auf 5 und 6 detailliert beschrieben. In Zustand 2 wird, ähnlich wie in Zustand 1, der Zustand der inneren Struktur der Schnittfläche 230 desselben Isolators 2 (des mittleren Rumpfabschnitts 23) definiert. In Bedingung 2 wird jedoch der Zustand der inneren Struktur in einem Zustand der thermisch geätzten Oberfläche 230 anstelle der oben beschriebenen spiegelpolierten Oberfläche 230a beobachtet, der dadurch erhalten wird, dass die spiegelpolierte Oberfläche 230a einem thermischen Ätzen unterzogen wird.
  • Das thermische Ätzen ist eine Behandlung, bei der eine Probe (der Isolator 2), die die spiegelpolierte Oberfläche 230a enthält, in einem Zustand, in dem sie in einen vorbestimmten elektrischen Ofen oder dergleichen eingebracht wird, für eine vorbestimmte Zeit (z.B. eine Stunde) bei einer Temperatur (z.B. 1400°C) gehalten wird, die um etwa 200°C niedriger ist als die Sintertemperatur des Isolators 2, und dann im Ofen abkühlen gelassen wird. Bei einer solchen Behandlung wird an der Grenzfläche jedes Aluminiumoxidteilchens an der Schnittfläche 230 (der thermisch geätzten Oberfläche 230b) ein/eine Einschnitt/Vertiefung gebildet. So können die Aluminiumoxidteilchen einzeln betrachtet werden. Der auf Aluminiumoxid basierende Sinterkörper, der den Isolator 2 bildet, ist ein Flüssigphasen-Sinterkörper, und durch das thermische Ätzen wird die Flüssigphase (Glaskomponente) um die Aluminiumoxidteilchen an der Schnittfläche 230 entfernt.
  • 5 zeigt schematisch die thermisch geätzte Oberfläche 230b des mittleren Rumpfabschnitts 23 des Isolators 2. Die thermisch geätzte Oberfläche 230b wird mit einem Rasterelektronenmikroskop (SEM) betrachtet. So kann die thermisch geätzte Oberfläche 230b bei Bedarf mit Kohlenstoff bedampft werden, um die Leitfähigkeit zu erhöhen. Die Beschleunigungsspannung des REM während der Beobachtung der thermisch geätzten Oberfläche 230b ist auf 20 kV festgelegt, und die Vergrößerung des REM ist auf das 3000fache festgelegt.
  • Ähnlich wie die spiegelpolierte Oberfläche 230a hat die thermisch geätzte Oberfläche 230b eine Ringform, und in der thermisch geätzten Oberfläche 230b ist die Referenzposition m1 in einer Kreisform an der Position 0,2 mm in der Radialrichtung von der Seite der inneren Umfangsfläche 2a des Isolators 2 festgelegt.
  • Jeder zweite Beobachtungsbereich Y ist ein Bereich, der so festgelegt ist, dass er den Zustand der Aluminiumoxidteilchen in der inneren Struktur der thermisch geätzten Oberfläche 230b (der Schnittfläche 230) erfasst. Obwohl er kleiner ist als der erste Beobachtungsbereich X, hat der zweite Beobachtungsbereich Y eine rechteckige Form, ähnlich wie der erste Beobachtungsbereich X. Der zweite Beobachtungsbereich Y ist ein Bereich mit einer rechteckigen Form, dessen eine Seite eine Länge von 32 µm und dessen andere Seite eine Länge von 43 µm hat (d. h. 132 µm×43 µm).
  • Jeder zweite Beobachtungsbereich Y wird so festgelegt, dass er die Referenzposition m1 in einer Draufsicht überlappt. Der Grund dafür, den zweiten Beobachtungsbereich Y so festzulegen, dass er die Referenzposition m1 überlappt, ist der gleiche wie der Grund dafür, den ersten Beobachtungsbereich X so festzulegen, dass er die Referenzposition m1 in der spiegelpolierten Oberfläche 230a überlappt. In der Draufsicht werden insgesamt 20 zweite Beobachtungsbereiche Y so festgelegt, dass sie sich in der thermisch geätzten Oberfläche 230b nicht gegenseitig überlappen. Diese zweiten Beobachtungsbereiche Y sind vorzugsweise so festgelegt, dass sie ringförmig angeordnet sind, während sie in der thermisch geätzten Oberfläche 230b, die eine Ringform aufweist, gleichmäßig einen Abstand zueinander einhalten, wie in 5 gezeigt.
  • In Bedingung 2 ist definiert, dass, wenn die Partikelgrößenverteilung der in den wie oben festgelegten 20 zweiten Beobachtungsbereichen Y enthaltenen Aluminiumoxidteilchen als Normalverteilung betrachtet wird, der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Aluminiumoxidteilchen als A definiert ist und die Standardabweichung des Partikeldurchmessers der Aluminiumoxidteilchen als σ definiert ist, A nicht kleiner als 1,9 µm und nicht größer als 2,8 µm ist und (A+3σ) nicht größer als 3,0 µm ist.
  • Der Partikeldurchmesser jedes in einem zweiten Beobachtungsbereich Y enthaltenen Aluminiumoxidteilchens wird auf der Grundlage eines REM-Bildes der thermisch geätzten Oberfläche 230b in einem Bereich bestimmt, der dem zweiten Beobachtungsbereich Y entspricht. 6 zeigt ein SEM-Bild, das dem zweiten Beobachtungsbereich Y entspricht. In 6 ist eine große Anzahl von Aluminiumoxidteilchen 28 dargestellt. Ein Bild der thermisch geätzten Oberfläche 230b in einem Bereich, der dem zweiten Beobachtungsbereich Y entspricht, wird mit dem REM aufgenommen, wobei ein REM-Bild erstellt wird. Das REM-Bild wird für jeden der 20 zweiten Beobachtungsbereiche Y aufgenommen, d. h. es werden insgesamt 20 REM-Bilder aufgenommen, die den 20 zweiten Beobachtungsbereichen Y entsprechen.
  • Der Partikeldurchmesser jedes Aluminiumoxidteilchens wird gemäß JIS G0551 „ferritic or austenitic grain size measurement“ gemessen, wobei ein dem zweiten Beobachtungsbereich Y entsprechendes REM-Bild verwendet wird. Anschließend wird unter Verwendung des Messergebnisses des Partikeldurchmessers jedes Aluminiumoxidteilchens der durchschnittliche Partikeldurchmesser A der Aluminiumoxidteilchen ermittelt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der durchschnittliche Teilchendurchmesser A der Aluminiumoxidteilchen so eingestellt, dass er nicht weniger als 1,9 µm und nicht mehr als 2,8 µm beträgt.
  • Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser A der Aluminiumoxidteilchen gemessen werden soll, wird eine Binarisierung usw. des REM-Bildes mit Hilfe bekannter Bildanalysesoftware durchgeführt (dies gilt auch für die Messung des langen Durchmessers usw. von Aluminiumoxidteilchen, die später beschrieben wird).
  • Die innere Struktur des Isolators 2 (der mittlere Rumpfabschnitt 23) ist so ausgebildet, dass, wenn die Partikelgrößenverteilung (die Häufigkeitsverteilung des Partikeldurchmessers) der im zweiten Beobachtungsbereich Y enthaltenen Aluminiumoxidteilchen als Normalverteilung betrachtet wird und die Standardabweichung des Partikeldurchmessers der Aluminiumoxidteilchen gemäß der Normalverteilung als σ definiert ist, (A+3σ) nicht größer als 3,0 µm ist.
  • Der Isolator 2, der die Bedingung 2 erfüllt, wird beispielsweise dadurch erhalten, dass bei der Herstellung Al-Verbindungspulver (Aluminiumoxidpulver usw.) mit einer kleinen (scharfen) Teilchengrößenverteilung verwendet wird, bei dem Teilchen mit kleinen Teilchendurchmessern, die ein anormales Kornwachstum verursachen können, entfernt werden.
  • In der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn die innere Struktur des Isolators 2 (insbesondere der mittlere Rumpfabschnitt 23) zumindest die obigen Bedingungen 1, 2 erfüllt, kann gewährleistet werden, dass der auf Aluminiumoxid basierende Sinterkörper, der den Isolator 2 (den mittleren Rumpfabschnitt 23) bildet, dicht ist, der Partikeldurchmesser (der durchschnittliche Partikeldurchmesser A) der Aluminiumoxidteilchen bis zu einem gewissen Grad groß ist und darüber hinaus der Partikeldurchmesser der meisten Aluminiumoxidteilchen innerhalb eines vorbestimmten kleinen Bereichs (A±3σ) liegt. Daher ist das Vorhandensein von Aluminiumoxidteilchen, die ein abnormales Kornwachstum erfahren haben und möglicherweise als Ausgangspunkt für einen Bruch des Isolators dienen, im Wesentlichen ausgeschlossen. Daher ist der Isolator 2 der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform ausgezeichnet in der Spannungsfestigkeit und auch ausgezeichnet in der alkalischen Korrosionsbeständigkeit, da die Anzahl der Poren, in die eine alkalische Komponente eindringen kann, gering ist.
  • Ferner kann bei der Zündkerze 1 der vorliegenden Ausführungsform die innere Struktur des mittleren Rumpfabschnitts 23 des Isolators 2 so geformt sein, dass sie die später beschriebene Bedingung 3 erfüllt, abgesehen von den obigen Bedingungen 1, 2.
  • <Bedingung 3>
  • Wenn in den 20 zweiten Beobachtungsbereichen Y der thermisch geätzten Oberfläche 230b für jeden zweiten Beobachtungsbereich Y die größten drei Aluminiumoxidteilchen mit den größten langen Durchmessern d1 ausgewählt werden, um 60 repräsentative Aluminiumoxidteilchen mit großen langen Durchmessern d1 auszuwählen, die Häufigkeitsverteilung des Aspektverhältnisses der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen als Normalverteilung betrachtet wird, das durchschnittliche Aspektverhältnis der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen als B definiert wird, und die Standardabweichung des Aspektverhältnisses der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen als σ definiert wird, ist (B+3σ) nicht größer als 4,8.
  • Bedingung 3 definiert den Zustand von 60 Aluminiumoxidteilchen mit großen langen Durchmessern d1 unter den Aluminiumoxidteilchen in der inneren Struktur der thermisch geätzten Oberfläche 230b (der Schnittfläche 230).
  • Der lange Durchmesser d1 und der kurze Durchmesser d2 jedes Aluminiumoxidteilchens in einem zweiten Beobachtungsbereich Y werden durch ein Schnittverfahren ermittelt. Zunächst werden in einem REM-Bild eines rechteckigen Bereichs, der dem zweiten Beobachtungsbereich Y entspricht, Kristallkörner von Aluminiumoxidteilchen ausgewählt, die mindestens eine von zwei Diagonalen kreuzen, und der maximale Durchmesser jedes der ausgewählten Kristallkörner wird ermittelt, um als langer Durchmesser d1 des Aluminiumoxidteilchens verwendet zu werden. Der maximale Durchmesser ist der Höchstwert, wenn der Außendurchmesser des Kristallkorns aus allen Richtungen gemessen wird. Dann wird der Außendurchmesser des Kristallkorns des Aluminiumoxidteilchens auf einer Geraden, die durch den Mittelpunkt des langen Durchmessers d1 und orthogonal zum langen Durchmesser d1 verläuft, als kurzer Durchmesser d2 des Aluminiumoxidteilchens verwendet.
  • Die Messung des langen Durchmessers d1 des Aluminiumoxidteilchens wird für alle Aluminiumoxidteilchen in den 20 zweiten Beobachtungsbereichen Y durchgeführt. Die Messung des kurzen Durchmessers d2 des Aluminiumoxidteilchens kann zumindest für die später beschriebenen repräsentativen Aluminiumoxidteilchen durchgeführt werden.
  • Nach der Messung des langen Durchmessers d1 jedes Aluminiumoxidteilchens werden aus den 20 zweiten Beobachtungsbereichen Y 60 Aluminiumoxidteilchen mit großen langen Durchmessern d1 ausgewählt. Insbesondere werden für jeden zweiten Beobachtungsbereich Y die drei größten Aluminiumoxidteilchen mit den größten langen Durchmessern d1 ausgewählt. Die insgesamt 60 auf diese Weise ausgewählten Aluminiumoxidteilchen werden als „repräsentative Aluminiumoxidteilchen“ bezeichnet.
  • Das Aspektverhältnis wird auf der Grundlage des langen Durchmessers d1 und des kurzen Durchmessers d2 jedes der 60 repräsentativen Aluminiumoxidteilchen ermittelt. Das Aspektverhältnis (d1/d2) jedes repräsentativen Aluminiumoxidteilchens ist das Verhältnis des langen Durchmessers d1 zum kurzen Durchmesser d2.
  • Die innere Struktur des Isolators 2 (der mittlere Rumpfabschnitt 23) kann so ausgebildet sein, dass, wenn die Häufigkeitsverteilung des Aspektverhältnisses der 60 repräsentativen Aluminiumoxidteilchen als Normalverteilung betrachtet wird, das durchschnittliche Aspektverhältnis der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen als B definiert ist und die Standardabweichung des Aspektverhältnisses der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen als σ definiert ist, (B+3σ) nicht größer als 4,8 ist.
  • Wenn ein Aluminiumoxidteilchen ein anormales Kornwachstum erfährt, erhöht sich im Allgemeinen das Aspektverhältnis. Wenn der Isolator 2 (der mittlere Rumpfabschnitt 23) die Bedingung 3 erfüllt, selbst wenn die repräsentativen Aluminiumoxidteilchen als große Aluminiumoxidteilchen aus den Aluminiumoxidteilchen ausgewählt werden, ist das Aspektverhältnis der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen relativ klein und liegt darüber hinaus innerhalb eines vorbestimmten kleinen Bereichs (B±3σ). Somit ist es angezeigt, dass solche repräsentativen Aluminiumoxidteilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit keine Aluminiumoxidteilchen enthalten, die ein anormales Kornwachstum erfahren haben, das möglicherweise als Ausgangspunkt für den Bruch des Isolators dient.
  • 7 zeigt ein REM-Bild einer Schnittfläche eines Isolators mit einem Aluminiumoxidteilchen 280, das ein anormales Kornwachstum erfahren hat. 7 zeigt eine REM-Aufnahme einer Schnittfläche (thermisch geätzte Oberfläche) eines mittleren Rumpfabschnitts eines Isolators des Vergleichsbeispiels. Das in 7 gezeigte große Aluminiumoxidteilchen 280 ist im Vergleich zu den umgebenden Aluminiumoxidteilchen sehr groß, und die Umgebung des Aluminiumoxidteilchens 280 dient wahrscheinlich als Ausgangspunkt für den Bruch des Isolators.
  • <Bedingung 4>
  • In den 20 zweiten Beobachtungsbereichen Y der thermisch geätzten Oberfläche 230b ist von den repräsentativen Aluminiumoxidteilchen die Anzahl der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen, deren Aspektverhältnis nicht kleiner als 3,5 ist, nicht größer als zwei.
  • Bedingung 4 definiert den Zustand der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen in der inneren Struktur der thermisch geätzten Oberfläche 230b (der Schnittfläche 230). Ein Aluminiumoxidteilchen, dessen Aspektverhältnis nicht weniger als 3,5 beträgt, hat mit hoher Wahrscheinlichkeit ein anormales Kornwachstum erfahren, und es ist vorzuziehen, dass ein solches Aluminiumoxidteilchen nicht in der inneren Struktur des mittleren Rumpfabschnitts 23 des Isolators 2 enthalten ist.
  • Wenn der Isolator 2 (der mittlere Rumpfabschnitt 23) die Bedingung 4 erfüllt, haben sogar die repräsentativen Aluminiumoxidteilchen, bei denen es sich um große Aluminiumoxidteilchen unter den Aluminiumoxidteilchen handelt, ein noch kleineres Aspektverhältnis, und es wird angezeigt, dass die repräsentativen Aluminiumoxidteilchen im Vergleich zu Bedingung 3 ferner mit hoher Wahrscheinlichkeit keine Aluminiumoxidteilchen enthalten, die ein anormales Kornwachstum erfahren haben, das möglicherweise als Ausgangspunkt für einen Bruch des Isolators dient.
  • <Bedingung 5>
  • In den 20 ersten Beobachtungsbereichen X der spiegelpolierten Oberfläche 230a beträgt die Anzahl der Poren nicht mehr als 600.
  • Ähnlich wie bei Bedingung 1 definiert Bedingung 5 den Zustand der Poren (Hohlräume) 11 in der inneren Struktur der spiegelpolierten Oberfläche 230a (der Schnittfläche 230). In den 20 ersten Beobachtungsbereichen X ist die Anzahl der Poren vorzugsweise nicht größer als 600.
  • Wenn der Isolator 2 (der mittlere Rumpfabschnitt 23) die Bedingung 5 erfüllt, lässt sich die Porosität unter Bedingung 1 leicht auf einen vorbestimmten Wert einstellen, und die alkalische Korrosionsbeständigkeit lässt sich leicht verbessern.
  • Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Isolators 2 beschrieben. Der Isolator 2 wird so hergestellt, dass er die oben beschriebenen Bedingungen 1, 2 und dergleichen erfüllt. Das Verfahren zur Herstellung des Isolators 2 ist insbesondere nicht beschränkt, solange der damit erhaltene Isolator 2 die Bedingungen 1, 2 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 10 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 Teilchendurchmesser erhalten werden kann. Der 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, und 180 µm erfüllen ≥95% oder weniger ist noch 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), 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 Normaltemperatur-Spannungsfestigkeit)
  • Ein Isolator, in dem ein stabförmiger Mittelelektrodenkörper montiert ist, wurde mit einem Metallgehäuse verbunden, um eine Testprobe herzustellen. Das Prüfmuster wurde 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/sec 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.
  • (Messung der alkalischen Korrosions-Spannungsfestigkeit)
  • Um die alkalische Korrosions-Spannungsfestigkeit zu messen, wurde ein zuvor bearbeiteter Isolator vorbereitet. Insbesondere wurde die Isolierung im Voraus an der Peripherie des Fußabschnitts so bearbeitet, dass, wenn ein Mittelelektrodenkörper an 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, in dem der stabförmige Mittelelektrodenkörper des Isolators montiert war, mit geschlossener Öffnung am vorderen Ende mit einem Metallgehäuse zusammengebaut, um eine Testprobe herzustellen. Um die Konzentration von elektrischen Feldern auf das vordere Ende des Mittelelektrodenkörpers zu unterdrücken, wurde das vordere Ende des Mittelelektrodenkörpers abgerundet. 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 (durchmesservergrößerter 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-Mikroanalyzers (EPMA) bestimmt werden.
  • Dann wurde unter Verwendung des Isolators, der einer alkalischen Korrosion unterzogen worden war, die Durchschlagsspannung bei der Durchdringung des Isolators mit einem Verfahren gemessen, das dem oben beschriebenen Verfahren zur „Messung der Normaltemperatur-Stehspannung“ ähnlich ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
  • (Beobachtung 1 der Schnittfläche (spiegelpolierte Oberfläche) des mittleren Rumpfabschnitts)
  • Der erhaltene Isolator wurde senkrecht zur Axiallinie an einer Stelle geschnitten, die 2 mm von dem Abschnitt mit dem maximalen Durchmesser des Flanschabschnitts (durchmesservergrößerter Abschnitt) der Mittelelektrode zur Hinterseite entlang der Axiallinie entfernt ist. Dann wurde die erhaltene Schnittfläche des Isolators 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 erste Beobachtungsbereiche X mit jeweils 192 µm × 255 µm so festgelegt, dass sie sich jeweils mit der Referenzposition überschneiden, die 0,2 mm in Radialrichtung von der inneren Umfangsfläche des Isolators entfernt ist, und dass sie sich nicht gegenseitig überlappen. Dann wurden insgesamt 20 REM-Bilder, die den 20 ersten Beobachtungsbereichen entsprechen, aufgenommen. Anschließend wurden die REM-Bilder mit Hilfe einer Bildanalysesoftware (WinROOF (eingetragenes Warenzeichen), hergestellt von MITANI CORPORATION) analysiert, wodurch man den Anteil (Porosität) der Fläche aller Poren in den 20 ersten Beobachtungsbereichen X im Verhältnis zur Gesamtfläche (100%) der 20 ersten Beobachtungsbereiche X erhielt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
  • Ferner wurde die Anzahl der Poren, die in den 20 ersten Beobachtungsbereichen der Schnittfläche (spiegelpolierte Oberfläche) enthalten sind, durch Bildanalyseverarbeitung gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
  • (Beobachtung 2 der Schnittfläche (thermisch geätzte Oberfläche) des mittleren Rumpfabschnitts)
  • Der oben genannte Isolator mit der spiegelpolierten Oberfläche wurde eine Stunde lang bei 1400 °C in einem Elektroofen gehalten und dann im Elektroofen abgekühlt. Auf diese Weise wurde die spiegelpolierte Oberfläche des Prüfmusters thermisch geätzt. Die erhaltene Schnittfläche (thermisch geätzte Oberfläche) des Prüfmusters wurde mit dem REM untersucht. Die Beschleunigungsspannung des Rasterelektronenmikroskops wurde auf 20 kV festgelegt, und die Vergrößerung des Rasterelektronenmikroskops wurde auf 3000-fach festgelegt.
  • Dann wurden in der Schnittfläche (thermisch geätzte Oberfläche) 20 zweite Beobachtungsbereiche Y, die jeweils 32 µm × 43 µm groß sind, so festgelegt, dass sie jeweils die Referenzposition überlappen, die die Position 0,2 mm in Radialrichtung von der inneren Umfangsfläche des Isolators ist, und dass sie sich nicht gegenseitig überlappen, und es wurden insgesamt 20 REM-Bilder entsprechend den 20 zweiten Beobachtungsbereichen Y aufgenommen. Dann wurde unter Verwendung der REM-Bilder eine Bildanalyse gemäß JIS G0551 „ferritic or austenitic grain size measurement“ durchgeführt, wobei der Partikeldurchmesser jedes Aluminiumoxidteilchens in den 20 zweiten Beobachtungsbereichen Y gemessen wurde. Anhand des Messergebnisses für den Partikeldurchmesser der Aluminiumoxidteilchen wurde der durchschnittliche Partikeldurchmesser A der Aluminiumoxidteilchen ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
  • Zusätzlich wurde der Wert [µm] von (A+3σ) ermittelt, wenn die Partikelgrößenverteilung der Aluminiumoxidteilchen in den 20 zweiten Beobachtungsbereichen als Normalverteilung betrachtet und die Standardabweichung des Partikeldurchmessers der Aluminiumoxidteilchen als σ definiert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
  • Für jedes Aluminiumoxidteilchen in den 20 zweiten Beobachtungsbereichen wurden der lange Durchmesser und der kurze Durchmesser des Aluminiumoxidteilchens mit einem Schnittverfahren gemessen. Dann wurden für jeden zweiten Beobachtungsbereich die größten drei Aluminiumoxidteilchen mit den größten langen Durchmessern aus den gemessenen langen Durchmessern der jeweiligen Aluminiumoxidteilchen ausgewählt, um insgesamt 60 Aluminiumoxidteilchen mit großen langen Durchmessern als repräsentative Aluminiumoxidteilchen auszuwählen.
  • Für jedes der 60 ausgewählten repräsentativen Aluminiumoxidteilchen wurde das Aspektverhältnis (d1/d2) auf der Grundlage des langen und des kurzen Durchmessers ermittelt. Für die ausgewählten 60 repräsentativen Aluminiumoxidteilchen wurde das durchschnittliche Aspektverhältnis B ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
  • Anschließend wurde der Wert von (B+3σ) ermittelt, wenn die Häufigkeitsverteilung des Aspektverhältnisses der 60 repräsentativen Aluminiumoxidteilchen als Normalverteilung betrachtet und die Standardabweichung des Aspektverhältnisses der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen als σ definiert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
  • Für die 60 repräsentativen Aluminiumoxidteilchen wurde die Anzahl der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen gezählt, deren Aspektverhältnis mindestens 3,5 beträgt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
  • [Beispiele 2 bis 9]
  • Die Isolatoren der Beispiele 2 bis 9 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.
  • [Vergleichsbeispiele 2 bis 4]
  • Die Isolatoren der Vergleichsbeispiele 2 bis 4 wurden in ähnlicher Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass bei der Herstellung der Aufschlämmung das Verhältnis der beim Mahlen des Rohstoffpulvers zu verwendenden Mahlsteine entsprechend geändert wurde.
  • An den erhaltenen Isolatoren wurden die oben beschriebenen „Messungen der Normaltemperatur-Spannungsfestigkeit“, „Messungen der alkalischen Korrosions-Spannungsfestigkeit“, „Beobachtung 1 der Schnittfläche (spiegelpolierte Oberfläche) des mittleren Rumpfabschnitts“ und „Beobachtung 2 der Schnittfläche (thermisch geätzte Oberfläche) des mittleren Rumpfabschnitts“ durchgeführt, wie in Beispiel 1. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. [Tabelle 1]
    Pore Aluminiumoxidteilchen Repräsentative Aluminiumoxidteilchen Normaltemperatur -Spannungsfestigkeit (kV) alkalische Korrisions-Spannungsfestigkeit (kV)
    Porosität (%) Anzahl der Poren (Anzahl) Durchschn. Partikeldurchmesser A (µm) A+3σ (µm) Durchschn. Aspektverhältnis B B+3σ Aspektverhältnis von nicht weniger als 3.5 (Anzahl)
    Beispiel 1 2.6 935 1.9 2.5 2.2 4.0 0 41 36
    Beispiel 2 2.5 345 2.8 3.0 2.6 3.8 0 40 38
    Beispiel 3 2.6 332 2.2 3.0 2.7 4.0 1 41 38
    Beispiel 4 2.4 398 2.2 2.7 2.5 4.8 2 41 38
    Beispiel 5 2.8 343 2.0 2.7 2.7 5.1 3 40 32
    Beispiel 6 2.8 350 2.0 2.7 2.4 4.0 3 40 33
    Beispiel 7 2.6 600 2.1 2.5 2.3 3.9 1 41 38
    Beispiel 8 2.6 843 2.1 2.5 2.3 3.9 1 41 35
    Beispiel 9 3.5 935 1.9 2.5 2.3 4.0 0 41 36
    Vergleichsbeispiel 1 2.6 250 3.5 5.5 2.9 3.9 1 34 30
    Vergleichsbeispiel 2 2.6 1125 1.7 2.7 2.3 3.8 0 41 30
    Vergleichsbeispiel 3 2.7 354 2.2 4.0 2.5 3.8 1 41 30
    Vergleichsbeispiel 4 4.0 935 1.9 2.6 2.4 4.4 0 34 30
  • Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, waren die Beispiele 1 bis 9 im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 in Bezug auf die Normaltemperatur- und die Alkali-Korrosionsbeständigkeit hervorragend.
  • Die Beispiele 1 bis 4 und die Beispiele 6 bis 9 aus den Beispielen 1 bis 9 waren in den Ergebnissen der normalen Temperaturbeständigkeit und der alkalischen Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu denen von Beispiel 5 hervorragend.
  • Die Beispiele 1 bis 4 und die Beispiele 7 bis 9 aus den Beispielen 1 bis 9 zeigten im Vergleich zu den Beispielen 5 und 6 hervorragende Ergebnisse bei der normalen Temperaturbeständigkeit und der alkalischen Korrosionsbeständigkeit.
  • Insbesondere die Beispiele 2 bis 4 und Beispiel 7 von den Beispielen 1 bis 4 und den Beispielen 7 bis 9 waren hervorragend im Ergebnis der alkalischen Korrosionsbeständigkeitsspannung.
  • ERKLÄRUNG DER SYMBOLE
    • 1
    Zündkerze
    2
    Isolator
    21
    Durchgangsloch
    22
    Fußabschnitt
    23
    mittlerer Rumpfabschnitt
    230
    Schnittfläche
    230a
    spiegelpolierte Oberfläche
    230b
    thermisch geätzte Oberfläche
    24
    Flanschabschnitt
    25
    rückseitiger Rohrabschnitt
    26
    erster durchmesservergrößerter Abschnitt
    27
    zweiter durchmesservergrößerte Abschnitt
    3
    Mittelelektrode
    31
    Mittelelektrodenkörper
    31a
    Elektrodenflanschabschnitt (durchmesservergrößerter Abschnitt)
    31b
    Elektrodenkopfabschnitt
    31c
    Elektrodenfußabschnitt (Rumpfabschnitt der Elektrode)
    4
    Masseelektrode
    5
    Metallanschluss
    6
    Metallgehäuse
    7
    Widerstand
    8
    Dichtungselement
    9
    Dichtungselement
    11
    Pore
    AX
    Axiallinie
    X
    erster Beobachtungsbereich
    Y
    zweiter Beobachtungsbereich
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 202057559 [0004]

Claims (4)

  1. Zündkerze, aufweisend: einen Isolator, der eine rohrförmige Form aufweist, die sich entlang einer Axiallinie erstreckt und aus einem Sinterkörper auf Aluminiumoxidbasis hergestellt ist; eine Mittelelektrode mit einen Elektrodenrumpfabschnitt mit einer stabförmigen Gestalt, der in den Isolator eingesetzt ist, so dass ein vorderes Ende des Elektrodenrumpfabschnitts aus dem Isolator freiliegt und ein hinteres Ende des Elektrodenrumpfabschnitts im Inneren des Isolators untergebracht ist, und einen durchmesservergrößerten Abschnitt, der sich an das hintere Ende des Elektrodenrumpfabschnitts anschließt, eine in Radialrichtung vom Elektrodenkörperabschnitt vergrößerte Form aufweist und in eine Innenwand des Isolators eingreift; und ein leitfähiges Dichtungsmaterial, das im Inneren des Isolators untergebracht und an der hinteren Endseite der Mittelelektrode vorgesehen ist, wobei in einer spiegelpolierten Oberfläche, die durch Spiegelpolieren einer Schnittfläche erhalten wird, die durch Schneiden des Isolators in einer Richtung senkrecht zur Axiallinie erhalten wird, an einer Position, die durch 2 mm von einem Abschnitt mit einem maximalen Durchmesser des durchmesservergrößerten Abschnitts zur hinteren Endseite entlang der Axiallinie beabstandet ist, wenn 20 erste Beobachtungsbereiche, die jeweils 192 µm × 255 µm groß sind, so festgelegt sind, dass sie jeweils eine Referenzposition, die eine Position in 0,2 mm in der Radialrichtung von einer inneren Umfangsflächenseite des Isolators ist, überlappen aber sich nicht gegenseitig überlappen, ist ein Anteil (Porosität) einer Fläche aller Poren, die in den 20 ersten Beobachtungsbereichen enthalten sind, relativ zu einer Gesamtfläche (100%) der 20 ersten Beobachtungsbereiche nicht größer als 3,5%, und in einer thermisch geätzten Oberfläche, die dadurch erhalten wird, dass die spiegelpolierte Oberfläche einem thermischen Ätzen unterzogen wird, wenn 20 zweite Beobachtungsbereiche, die jeweils 32 µm × 43 µm groß sind, so festgelegt werden, dass sie jeweils die Referenzposition überlappen aber sich nicht gegenseitig überlappen, eine Teilchengrößenverteilung von Aluminiumoxidteilchen, die in den 20 zweiten Beobachtungsbereichen enthalten sind, als Normalverteilung betrachtet wird, ein durchschnittlicher Teilchendurchmesser der Aluminiumoxidteilchen als A definiert ist und eine Standardabweichung eines Teilchendurchmessers der Aluminiumoxidteilchen als σ definiert ist, A nicht kleiner als 1,9 µm und nicht größer als 2,8 µm und (A+3σ) nicht größer als 3,0 µm ist.
  2. Zündkerze nach Anspruch 1, wobei in den 20 zweiten Beobachtungsbereichen in der thermisch geätzten Oberfläche, wenn die größten drei Aluminiumoxidteilchen mit den größten langen Durchmessern für jeden zweiten Beobachtungsbereich ausgewählt werden, um 60 repräsentative Aluminiumoxidteilchen mit großen langen Durchmessern auszuwählen, eine Häufigkeitsverteilung eines Aspektverhältnisses der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen als Normalverteilung betrachtet wird, ein durchschnittliches Aspektverhältnis der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen als B definiert wird und eine Standardabweichung des Aspektverhältnisses der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen als σ definiert wird, (B+3σ) nicht größer als 4,8 ist.
  3. Zündkerze nach Anspruch 2, wobei in den 20 zweiten Beobachtungsbereichen in der thermisch geätzten Oberfläche von den repräsentativen Aluminiumoxidteilchen die Anzahl der repräsentativen Aluminiumoxidteilchen, deren Aspektverhältnis nicht kleiner als 3,5 ist, nicht größer als zwei ist.
  4. Zündkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in den 20 ersten Beobachtungsbereichen auf der spiegelpolierten Oberfläche die Anzahl der Poren nicht größer als 600 ist.
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