WO2022265008A1 - スパークプラグ - Google Patents

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WO2022265008A1
WO2022265008A1 PCT/JP2022/023786 JP2022023786W WO2022265008A1 WO 2022265008 A1 WO2022265008 A1 WO 2022265008A1 JP 2022023786 W JP2022023786 W JP 2022023786W WO 2022265008 A1 WO2022265008 A1 WO 2022265008A1
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WO
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insulator
observation
spark plug
rear end
porosity
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/023786
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
謙幸 田村
治樹 吉田
大輝 嶋田
友哉 久木野
琢人 木場
研悟 藤村
Original Assignee
日本特殊陶業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本特殊陶業株式会社 filed Critical 日本特殊陶業株式会社
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Priority to DE112022003056.9T priority patent/DE112022003056T5/de
Priority to JP2023530342A priority patent/JPWO2022265008A1/ja
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation

Definitions

  • the present invention relates to spark plugs.
  • a spark plug used in an internal combustion engine comprises a cylindrical insulator made of an alumina-based sintered body containing alumina as a main component, and a center electrode housed inside the insulator (for example, patent Reference 1).
  • the center electrode generally has a rod-like shape with the tip exposed from the insulator and the rear end housed inside the insulator. collar).
  • the enlarged-diameter portion is engaged with the step-like raised portion of the inner wall of the insulator in a state where the center electrode is accommodated inside the insulator.
  • An electrode head having a diameter smaller than that of the enlarged diameter portion is provided at the rear end of the enlarged diameter portion.
  • the rear end portion of the center electrode that is, the enlarged diameter portion and the electrode head portion
  • the inner wall of the insulator are spaced apart from each other in the radial direction. facing each other.
  • a conductive sealing member is provided inside the insulator so as to fill the space between them and cover the rear end of the center electrode.
  • the sealing member is made of a conductive composition containing, for example, B 2 O 3 —SiO 2 -based glass particles and metal particles (Cu, Fe, etc.).
  • portions of the insulator may be eroded by alkaline components derived from the sealing member and the like, resulting in a decrease in withstand voltage performance of the insulator. Since the portion of the insulator that faces the enlarged diameter portion of the center electrode is in direct contact with the seal member, the alkaline component contained in the seal member may corrode said portion of the insulator. rice field.
  • An object of the present invention is to provide a spark plug having an insulator with excellent alkali corrosion resistance.
  • the inventors of the present invention have found that the diameter of the enlarged diameter portion of the center electrode housed inside the insulator is 2 mm from the maximum diameter portion to the rear end side along the axial direction.
  • the insulator is suppressed from being corroded by alkaline components derived from the sealing member, etc. and completed the present invention.
  • Means for solving the above problems are as follows. Namely ⁇ 1> An insulator made of an alumina-based sintered body having a cylindrical shape extending along the axial direction, and an insulator having a front end exposed from the insulator and a rear end housed inside the insulator a rod-shaped electrode inserted into the insulator, the center electrode having an enlarged diameter portion that spreads radially on the rear end side thereof and engages with the inner wall of the insulator; and a conductive sealing material disposed on the rear end side of the center electrode, the spark plug being 2 mm from the maximum diameter portion of the enlarged diameter portion toward the rear end side along the axial direction,
  • the mirror-polished surface obtained by mirror-polishing the cut surface obtained by cutting the insulator in a direction perpendicular to the axial direction each is between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the insulator.
  • the average ratio of pores (porosity) contained in the observation areas is 3.5% or less. and wherein ⁇ is 0.36 or less, where ⁇ is the standard deviation of the variation in the ratio (porosity).
  • ⁇ 2> The spark plug according to ⁇ 1>, wherein the average number of large pores having an area of 0.05 ⁇ m 2 or more in the observation region is 200 or more and 600 or less.
  • ⁇ 3> The spark plug according to ⁇ 2>, wherein 3 ⁇ is 100 or less, where ⁇ is the standard deviation of the variation in the number of the large pores in the observation region.
  • ⁇ 5> The above ⁇ 2> to ⁇ 4, wherein the average ratio (porosity) of the pores in the observation region is 1.0% or more, and the average number of the large pores is 240 or more.
  • the innermost 20 inner observation areas of 192 ⁇ m ⁇ 255 ⁇ m are set so as not to overlap each other, and 192 ⁇ m ⁇ 255 ⁇ m outer observation areas are set so as not to overlap each other for the outermost outer area. 20 are set, and the average ratio (porosity) of pores contained in the inner observation region is 0.1 to 2% smaller than the average ratio (porosity) of pores contained in the outer observation region.
  • Sectional view along the axial direction of the spark plug according to Embodiment 1 Enlarged cross-sectional view of the vicinity of the enlarged diameter portion of the center electrode housed in the middle body portion of the insulator
  • Explanatory drawing showing an SEM image corresponding to an observation area Explanatory drawing showing a binarized image obtained by binarizing an SEM image.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the spark plug 1 according to Embodiment 1 along the direction of the axis AX. 1 is the axis AX of the spark plug 1.
  • the longitudinal direction of the spark plug 1 corresponds to the vertical direction in FIG.
  • the lower side of FIG. 1 shows the front end side of the spark plug 1
  • the upper side of FIG. 1 shows the rear end side of the spark plug 1.
  • a spark plug 1 is attached to an automobile engine (an example of an internal combustion engine) and used to ignite an air-fuel mixture in a combustion chamber of the engine.
  • a spark plug 1 mainly includes an insulator 2 , a center electrode 3 , a ground electrode 4 , a terminal fitting 5 , a metal shell 6 , a resistor 7 and sealing members 8 and 9 .
  • the insulator 2 is a substantially cylindrical member extending in the direction of the axis AX and including a through hole 21 inside. Details of the insulator 2 will be described later.
  • the metal shell 6 is a member used when the spark plug 1 is attached to an engine (specifically, an engine head). , low-carbon steel).
  • a threaded portion 61 is formed on the outer peripheral surface of the metal shell 6 on the tip side.
  • a ring-shaped gasket G is externally fitted to the rear end (so-called screw neck) of the threaded portion 61 .
  • the gasket G is annular and formed by bending a metal plate. Such a gasket G is arranged between the rear end of the threaded portion 61 and the seat portion 62 arranged on the rear end side of the threaded portion 61, and when the spark plug 1 is attached to the engine, a spark is generated. It seals the gap formed between the plug 1 and the engine (engine head).
  • a tool engaging portion 63 for engaging a tool such as a wrench when attaching the metal shell 6 to the engine is provided on the rear end side of the metal shell 6 .
  • a thin crimped portion 64 bent radially inward is provided at the rear end portion of the metal shell 6 .
  • the metal shell 6 also has a through hole 65 penetrating in the direction of the axis AX.
  • the rear end of the insulator 2 protrudes greatly outward (upper side in FIG. 1) from the rear end of the metal shell 6 .
  • the tip of the insulator 2 projects slightly outward (lower side in FIG. 1) from the tip of the metal shell 6 .
  • An annular region is provided between the inner peripheral surface of the metal shell 6 from the tool engaging portion 63 to the crimping portion 64 and the outer peripheral surface of the insulator 2 (the outer peripheral surface of the rear cylindrical portion 25 described later). is formed, and the annular first ring member R1 and the annular second ring member R2 are arranged in the region in a state separated from each other in the direction of the axis AX.
  • a powder of talc 10 is filled between the first ring member R1 and the second ring member R2.
  • the rear end of the crimping portion 64 is bent radially inward and fixed to the outer peripheral surface of the insulator 2 (the outer peripheral surface of the rear cylindrical portion 25 described later).
  • the metal shell 6 has a thin compression deformation portion 66 provided between the seat portion 62 and the tool engaging portion 63 .
  • the compressively deformed portion 66 is compressively deformed when the caulking portion 64 fixed to the outer peripheral surface of the insulator 2 is pressed toward the distal end side during manufacture of the spark plug 1 .
  • the insulator 2 is pressed forward within the metal shell 6 via the first ring member R1, the second ring member R2, and the talc 10 .
  • the outer peripheral surface of the portion (the first expanded diameter portion 26 to be described later) that is a part of the insulator 2 and extends annularly is placed on the surface of the stepped portion 66 provided on the inner peripheral side of the metal shell 6.
  • it is pressed while placing the packing P1 therebetween. Therefore, even if the gas in the combustion chamber of the engine enters the gap formed between the metal shell 6 and the insulator 2, the packing P1 provided in the gap prevents the gas from leaking to the outside. .
  • the center electrode 3 is arranged inside the insulator 2 when the insulator 2 is mounted inside the metal shell 6 .
  • the center electrode 3 includes a rod-shaped center electrode body 31 extending along the direction of the axis AX, and a substantially cylindrical (substantially disk-shaped) tip (center electrode tip) 32 attached to the tip of the center electrode body 31 . ing.
  • the center electrode main body 31 of the center electrode 3 is a rod-shaped member whose length in the longitudinal direction is shorter than that of the insulator 2 and the metal shell 6 as a whole. Center electrode body 31 is inserted into through-hole 21 of insulator 2 so that its front end is exposed outside insulator 2 and its rear end is housed inside insulator 2 .
  • the center electrode main body 31 includes an electrode base material 31A arranged outside and a core portion 31B embedded inside the electrode base material 31A.
  • the electrode base material 31A is formed using, for example, nickel or an alloy containing nickel as a main component (eg, NCF600, NCF601).
  • the core portion 31B is made of copper or a nickel-based alloy containing copper as a main component, which is superior in thermal conductivity to the alloy forming the electrode base material 31A.
  • the center electrode main body 31 has, on its rear end side, an enlarged diameter portion (electrode collar portion) 31a that expands in the radial direction.
  • the center electrode main body 31 also includes an electrode head portion 31b that is a portion closer to the rear end than the enlarged diameter portion 31a, and an electrode leg portion 31c that is a portion closer to the distal end than the enlarged diameter portion 31a.
  • the electrode leg portion 31c is a rod-shaped member that is inserted into the through hole 21 of the insulator 2 so that the tip is exposed from the insulator 2 and the rear end is accommodated inside the insulator 2 .
  • the enlarged diameter portion 31a continues to the rear end of the electrode leg portion 31c, and has a shape wider than the electrode leg portion 31c in the radial direction.
  • the expanded diameter portion 31 a is accommodated in the insulator 2 and engaged with a stepped portion 23 a (described later) formed on the inner wall 21 a of the insulator 2 .
  • the tip of the electrode leg portion 31 c (that is, the tip of the center electrode main body 31 ) protrudes from the tip of the insulator 2 toward the tip side.
  • the enlarged diameter portion 31a is a rod-shaped portion shorter than the electrode leg portion 31c and has a smaller diameter than the enlarged diameter portion 31a.
  • the tip 32 has a substantially columnar shape (substantially disk shape) and is joined to the tip of the center electrode main body 31 (the tip of the electrode leg portion 31c) by resistance welding, laser welding, or the like.
  • the tip 32 is made of a material whose main component is a noble metal with a high melting point (for example, an iridium-based alloy whose main component is iridium (Ir)).
  • the terminal fitting 5 is a rod-shaped member extending in the direction of the axis AX, and is attached by being inserted into the rear end side of the through hole 21 of the insulator 2 .
  • the terminal fitting 5 is arranged on the rear end side of the center electrode 3 in the insulator 2 (through hole 21 ).
  • the terminal fitting 5 is made of a conductive metal material (for example, low carbon steel).
  • the surface of the terminal fitting 5 may be plated with nickel or the like for the purpose of corrosion protection.
  • the terminal fitting 5 includes a bar-shaped terminal leg portion 51 arranged on the front end side, a terminal flange portion 52 arranged on the rear end side of the terminal leg portion 51, and a terminal flange portion 52 arranged on the rear end side of the terminal flange portion 52.
  • a cap mounting portion 53 is provided.
  • the terminal leg portion 51 is inserted into the through hole 21 of the insulator 2 .
  • the terminal collar portion 52 is a portion exposed from the rear end portion of the insulator 2 and engaged with the rear end portion.
  • the cap attachment portion 53 is a portion to which a plug cap (not shown) to which a high-voltage cable is connected is attached, and a high voltage for generating spark discharge is applied from the outside via the cap attachment portion 53. .
  • the resistor 7 is arranged in the through hole 21 of the insulator 2 between the front end of the terminal fitting 5 (the front end of the terminal leg portion 51) and the rear end of the center electrode 3 (the rear end of the center electrode main body 31). be.
  • the resistor 7 has, for example, a resistance value of 1 k ⁇ or more (eg, 5 k ⁇ ), and has a function of reducing radio noise when sparks are generated.
  • the resistor 7 is made of a composition containing glass particles as a main component, ceramic particles other than glass, and a conductive material.
  • a gap is provided between the tip of the resistor 7 and the rear end of the center electrode 3 in the through hole 21, and the conductive sealing member 8 is arranged to fill the gap.
  • a gap is also provided between the rear end of the resistor 7 and the tip of the terminal fitting 5 in the through hole 21, and the conductive sealing member 9 is arranged to fill the gap.
  • Each of the sealing members 8 and 9 is made of a conductive composition containing, for example, B 2 O 3 —SiO 2 -based glass particles and metal particles (Cu, Fe, etc.).
  • the ground electrode 4 comprises a ground electrode main body 41 joined to the tip of the metal shell 6 and a ground electrode tip 42 in the shape of a quadrangular prism.
  • the ground electrode main body 41 is generally formed of a plate piece that is bent in a substantially L shape in the middle, and the rear end portion 41a thereof is joined to the front end of the metal shell 6 by resistance welding or the like. Thereby, the metal shell 6 and the ground electrode main body 41 are electrically connected.
  • the ground electrode main body 41 is made of, for example, nickel or a nickel-based alloy containing nickel as a main component (for example, NCF600, NCF601), like the metal shell 6 .
  • the ground electrode tip 42 is made of an iridium-based alloy containing iridium (Ir) as a main component.
  • the ground electrode tip 42 is joined to the tip of the ground electrode main body 41 by laser welding.
  • the ground electrode tip 42 at the tip of the ground electrode main body 41 and the tip 32 at the tip of the center electrode 3 are arranged to face each other while keeping a distance therebetween. That is, there is a gap SP between the tip 32 at the tip of the center electrode 3 and the ground electrode tip 42 at the tip of the ground electrode 4, and a high voltage is applied between the center electrode 3 and the ground electrode 4. is applied, a spark discharge is generated in the gap SP along the direction of the axis AX.
  • the insulator 2 generally has a tubular shape (cylindrical shape) elongated along the direction of the axis AX, and as shown in FIG. contains.
  • the insulator 2 is composed of a tubular (cylindrical) alumina-based sintered body containing alumina as a main component.
  • the insulator 2 includes a long leg portion 22 disposed on the distal end side, a middle body portion 23 disposed on the rear end side of the long leg portion 22 and having a larger diameter than the long leg portion 22, and a middle body portion 23.
  • a collar portion 24 which is arranged on the rear end side of the body and has a diameter larger than that of the middle body portion 23 .
  • a first enlarged diameter portion 26 is provided between the long leg portion 22 and the middle body portion 23, and a second enlarged diameter portion 27 is provided between the middle body portion 23 and the collar portion 24. is provided.
  • the long leg portion 22 has an overall elongated tube shape (cylindrical shape) whose outer diameter gradually increases from the front side to the rear side, and is larger than the middle body portion 23 and the first enlarged diameter portion 26 . It has a small outer diameter.
  • the long leg portion 22 is exposed to the combustion chamber when the spark plug 1 is attached to the engine (engine head).
  • the flange portion 24 is arranged substantially in the center of the insulator 2 in the direction of the axis AX and has an annular shape.
  • a resistor 7 is arranged in the through hole 21 inside the collar portion 24 .
  • the first enlarged diameter portion 26 is a portion that connects the long leg portion 22 and the middle body portion 23, and has a cylindrical shape (annular shape) whose outer diameter gradually increases from the front side to the rear side.
  • the second enlarged diameter portion 27 is a portion that connects the middle body portion 23 and the collar portion 24, has an outer diameter larger than that of the first enlarged diameter portion 26, and gradually increases in diameter from the front side to the rear side. It has a cylindrical (annular) shape that grows larger.
  • the middle body part 23 has a tubular shape (cylindrical shape) with an approximately uniform outer diameter in the direction of the axis AX.
  • the middle body part 23 has a tubular shape (cylindrical shape) with an approximately uniform outer diameter in the direction of the axis AX.
  • An annular stepped portion 23 a is provided on the inner side (inner peripheral surface side) of the intermediate body portion 23 near the tip, and the center electrode body 31 of the center electrode 3 is accommodated in the through hole 21 of the insulator 2 . In this state, the enlarged diameter portion 31a of the center electrode body 31 is locked by the surface of the stepped portion 23a.
  • the thickness of the wall portion of the middle body portion 23 is greater than the thickness of the wall portion of the long leg portion 22 .
  • the wall thickness of the portion of the middle body portion 23 where the stepped portion 23a is formed from the front end side is greater than the thickness of the wall portion of the portion behind the stepped portion 23a.
  • the outer peripheral surface of the middle body part 23 is exposed to the atmosphere (air), and it can be said that it is in an environment where electricity can easily pass through compared to the long leg part 22 . Therefore, the middle body portion 23 is set to have a larger wall thickness than the long leg portion 22 .
  • the “thickness of the middle body portion 23” means a portion of the middle body portion 23 where the thickness of the wall portion is substantially constant (that is, the rear end side of the stepped portion 23a). part) is the thickness of the wall.
  • the thickness of the middle body portion 23 is not particularly limited as long as it does not impair the purpose of the present invention, but is set to, for example, about 2.0 mm to 3.0 mm.
  • the insulator 2 further includes a tubular (cylindrical) rear tubular portion 25 connected to the rear end side of the flange portion 24 and extending in the direction of the axis AX.
  • the rear tubular portion 25 has an outer diameter smaller than the outer diameter of the collar portion 24 .
  • a rod-shaped terminal leg portion 51 and the like of the terminal fitting 5 are arranged in the through hole 21 inside the rear cylindrical portion 25 .
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the enlarged diameter portion 31a of the center electrode 3 (center electrode main body 31) accommodated in the middle body portion 23 of the insulator 2.
  • FIG. 2 As shown in FIG. 2, in a state where the center electrode body 31 of the center electrode 3 is accommodated inside the insulator 2, an enlarged diameter portion 31a and an electrode head portion 31b, which are the rear end portion of the center electrode body 31, are formed. and the inner wall 21 a of the insulator 2 .
  • the seal member 8 described above is filled in the through hole 21 of the insulator 2 so as to fill the gap and cover the rear end of the center electrode body 31 .
  • the seal member 8 contains alkaline components derived from glass particles and the like.
  • the distance between the enlarged diameter portion 31 a of the center electrode 3 and the inner wall 21 a of the insulator 2 is narrower than the distance between the electrode head 31 b and the inner wall 21 a of the insulator 2 .
  • Heat transferred from the distal end side of the center electrode main body 31 of the center electrode 3 via the enlarged diameter portion 31a tends to accumulate in such a portion.
  • an electric field tends to concentrate at that location. Therefore, of the insulator 2, the portion of the middle body portion 23 that faces the enlarged diameter portion 31a in the radial direction is placed under the most severe environment.
  • the inner wall 21 a of the middle body portion 23 is in direct contact with the sealing member 8 . Therefore, the alkaline component derived from the seal member 8 is in a state where it can come into contact with the inner wall 21 a of the middle body portion 22 .
  • the insulator 2 of the present embodiment is excellent in resistance to alkali erosion, etc., because the internal structure of the alumina-based sintered body forming the middle body portion 23 satisfies at least Condition 1 shown below.
  • a cut surface 230 obtained by cutting the insulator 2 in a direction perpendicular to the axis line AX direction at a position 2 mm from the maximum diameter portion of the enlarged diameter portion 31a toward the rear end side along the axis line AX direction is mirror-polished. Observation of 192 ⁇ m ⁇ 255 ⁇ m is performed on the mirror-polished surface 230a obtained by doing so that each overlaps with the reference position m1, which is the center position between the inner peripheral surface 2a and the outer peripheral surface 2b of the insulator 2, but does not overlap each other.
  • the average A of the ratio (porosity) of the pores 11 included in the observation region X is 3.5% or less, and the standard deviation of the variation in the ratio (porosity) is ⁇ ⁇ is 0.36 or less.
  • condition 1 will be described in detail with reference to FIGS.
  • the "portion of the enlarged diameter portion 31a with the maximum diameter" shown in Condition 1 is, as shown in FIG. be.
  • a straight line L1 is shown so as to cross the maximum diameter portion of the enlarged diameter portion 31a while perpendicularly intersecting the axis AX.
  • the insulator 2 is cut into round slices at a position 2 mm away from the maximum diameter portion of the enlarged diameter portion 31a toward the rear end side of the spark plug 1 along the direction of the axis AX.
  • the range from the maximum diameter portion of the enlarged diameter portion 31a to the position at least 2 mm away is the place where the most durability (withstand voltage performance etc.) is required.
  • the maximum diameter portion of the enlarged diameter portion 31a is cut while considering the ease of cutting. , a position 2 mm apart toward the rear end side was set as a position for cutting the insulator 2 .
  • the reference when setting the position 2 mm away from the rear end side is the position closest to the distal end in the portion with the maximum diameter.
  • the location where the insulator 2 is cut is indicated by a straight line L2.
  • the straight line L2 is shown to perpendicularly intersect the axis AX at a position 2 mm away from the straight line L1 toward the rear end side (upper side in FIG. 2).
  • the straight line L2 extends across the middle body portion 23 of the insulator 2 in the radial direction.
  • Condition 1 defines the state of the internal structure of the cut surface 230 obtained by radially cutting the middle body portion 23 along the straight line L2.
  • FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a mirror-polished surface 230a obtained by mirror-polishing the cut surface 230 of the middle body portion 23 of the insulator 2.
  • FIG. FIG. 3 shows a mirror-polished cut surface 230 obtained by cutting the middle body portion 23 along the straight line L2 shown in FIG. Note that the cut surface 230 that has been mirror-finished by the mirror-polishing process described below is referred to as a mirror-polished surface 230a.
  • the mirror-polishing treatment of the cut surface 230 is performed based on a known technique using abrasives such as a diamond whetstone and diamond paste.
  • the mirror polishing process is performed until the surface roughness (Ra) of the cut surface 230 reaches, for example, about 0.001 ⁇ m.
  • the mirror-polished surface 230a is observed using a scanning electron microscope (SEM). Therefore, the mirror-polished surface 230a may be subjected to carbon vapor deposition for imparting conductivity, if necessary.
  • the acceleration voltage of the SEM is set to 20 kV and the magnification of the SEM is set to 500 when observing the mirror-polished surface 230a.
  • the mirror-polished surface 230a has an annular shape as shown in FIG. A circular reference position m1 shown is set.
  • 20 observation regions X of 192 ⁇ m ⁇ 255 ⁇ m are set on the mirror-polished surface 230a such that each overlaps the reference position m1 and does not overlap each other.
  • the observation area X is an area set to grasp the state of the pores (voids) 11 in the internal tissue on the mirror-polished surface 230a (cut surface 230), and has a rectangular shape (rectangular shape).
  • the observation area X is a rectangular (rectangular) area having one side length of 192 ⁇ m and the other side length of 255 ⁇ m (that is, 192 ⁇ m ⁇ 255 ⁇ m).
  • observation region X is set to the mirror-polished surface 230a near the inner peripheral surface 2a of the insulator 2, the internal structure of the insulator 2 (middle body portion 23) on the inner peripheral surface 2 side may be eroded by alkaline components. If so, the state of the original internal structure of the insulator 2 cannot be observed. Therefore, in the present embodiment, as described above, the observation area X is set so as to overlap the reference position m1. A total of 20 such observation regions X are set so as not to overlap each other on the mirror-polished surface 230a. In the case of this embodiment, as shown in FIG. 3, these observation areas X are preferably set so as to be arranged in an annular shape while maintaining a distance from each other on the annular mirror-polished surface 230a.
  • a SEM image corresponding to the observation region X is obtained by photographing the mirror-polished surface 230a in the range corresponding to the observation region X using an SEM. SEM images are acquired for 20 observation regions X, respectively. That is, a total of 20 SEM images are acquired corresponding to a total of 20 observation regions X.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an SEM image corresponding to the observation area X. FIG. As shown in FIG. 4, multiple pores 11 are shown in the SEM image.
  • a total of 20 SEM images are subjected to image analysis processing using known image analysis software (for example, WinROOF (registered trademark), manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.) executed on a computer.
  • image analysis software for example, WinROOF (registered trademark), manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.
  • each SEM image is first subjected to size calibration based on the scale bar attached to the SEM image.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a binarized image obtained by binarizing an SEM image.
  • a binarized image can be obtained by converting the image into two gradations and eliminating intermediate gradations.
  • the pores 11 are shown in black, and the other portion (ceramic portion) 12 is shown in white.
  • all the pores (voids) 11 included in the observation region X are extracted by a known image analysis method.
  • the extraction of the pores 11 is performed for each of 20 observation regions X.
  • the area of each pore 11 is also determined by a known image analysis method.
  • the total area of all the pores 11 extracted from the corresponding binarized image is calculated.
  • the ratio of the total area of all the pores 11 included in the observation region X to the area of one observation region X is obtained. Such porosity is obtained for each of the 20 observation regions.
  • the internal structure of the insulator 2 (middle body portion 23) is formed so that the average porosity A under Condition 1 is 3.5% or less.
  • Condition 1 stipulates the variation in porosity. Specifically, when a total of 20 frequency distributions of the porosity corresponding to each observation region X are regarded as a normal distribution, and the standard deviation of the porosity is ⁇ , ⁇ is 0.36 or less. ing.
  • Al compound powder alumina powder, etc.
  • the spark plug 1 of the present embodiment if the internal structure of the insulator 2 (especially the middle body portion 23) satisfies at least Condition 1 above, erosion due to alkaline components is suppressed.
  • the alumina-based sintered body that constitutes the insulator 2 is a liquid phase sintered body, and a liquid phase (glass component) exists around crystal grains of alumina particles. Pores 11 exist in such a liquid phase. If the pores 11 are present in the internal structure of the insulator 2 so as to satisfy Condition 1, the liquid phase containing the pores will be separated from each other and evenly dispersed. Alkaline components originating from the sealing member 8 and the like migrate in a manner that penetrates into the liquid phase portion of the internal structure of the insulator 2, so that the liquid phases are separated from each other as described above and dispersed uniformly. If present, the alkaline component becomes difficult to migrate into the internal structure of such insulators 2 . Therefore, even if the insulator 2 of the present embodiment is in direct contact with the seal member 8, erosion due to alkali components is suppressed.
  • the inner structure of the middle body portion 23 of the insulator 2 may be formed so as to satisfy the condition 2 described later in addition to the condition 1 above.
  • the average number B of large pores having an area of 0.05 ⁇ m 2 or more is 200 or more and 600 or less.
  • the average B of the number of large pores under Condition 2 is obtained as follows. First, for each of 20 observation regions X, the number of large pores having an area of 0.05 ⁇ m 2 or more is measured. Then, the average number of large pores (average number) B is obtained based on the values (number data) of a total of 20 large pores measured for the 20 observation regions.
  • the internal structure of the insulator 2 (middle body portion 23) is formed so that the average number B of the large pores under condition 2 is 200 or more and 600 or less.
  • An insulator 2 that satisfies condition 2 can be obtained, for example, by changing the size of granules after spray drying during manufacturing.
  • the insulator 2 of the spark plug 1 satisfies the condition 2 in addition to the condition 1, the number of large pores in the internal structure of the insulator 2, in which alkali components are relatively likely to enter, is relatively small within a predetermined range. Since it is suppressed, the alkali corrosion resistance is further improved.
  • the inner structure of the middle body portion 23 of the insulator 2 may be formed so as to satisfy the condition 3 described later in addition to the conditions 1 and 2 described above.
  • Condition 3 stipulates the variation in the number of large pores. Specifically, the frequency distribution of the values (number data) of the total number of 20 large pores corresponding to each observation region X is regarded as a normal distribution, and the standard deviation of the values (number data) is ⁇ . 3 ⁇ is 100 or less.
  • the insulator 2 that satisfies condition 3 can be obtained, for example, by changing the size of the granules after spray drying during manufacturing.
  • the condition 3 if the condition 3 is satisfied, the number of large pores in the internal structure of the insulator 2 (middle body part 23) is reduced, and the local lack of strength is suppressed. Therefore, the mechanical strength (impact resistance) of the insulator 2 is improved.
  • 3 ⁇ in Condition 3 is more preferably 50 or less.
  • the alkali corrosion resistance of the insulator 2 is further improved.
  • the inner structure of the middle body portion 23 of the insulator 2 may be formed so as to satisfy Condition 4 described later.
  • the average A of the ratio (porosity) of pores is 1.0% or more, and the average B of the number of large pores is 240 or more.
  • condition 4 if condition 4 is satisfied, the alkali corrosion resistance of the insulator 2 is further improved.
  • the inner structure of the middle body portion 23 of the insulator 2 may be formed so as to satisfy condition 5 described later.
  • Condition 5 stipulates the variation in the number of large pores. Specifically, when the frequency distribution of the total number of 20 large pores (number data) corresponding to each observation region X is regarded as a normal distribution, and the standard deviation of the number (number data) is ⁇ , The value of "average of the number + 3 ⁇ " is less than 330.
  • condition 5 if condition 5 is satisfied, the alkali corrosion resistance of the insulator 2 is further improved.
  • the inner structure of the middle body portion 23 of the insulator 2 may be formed so as to satisfy condition 6 described later.
  • the innermost 20 inner observation areas Xa of 192 ⁇ m ⁇ 255 ⁇ m are set so as not to overlap each other, and 192 ⁇ m ⁇ 255 ⁇ m outer observation areas are set so as not to overlap each other for the outermost outer area Sb.
  • 20 Xb are set, and the average Aa of the ratio (porosity) of the pores included in the inner observation region Xa is 0.1 to 0.1 than the average of the ratio (porosity) Ab of the pores included in the outer observation region Xb. 2% smaller.
  • the average Aa of the ratio (porosity) of pores contained in the inner observation region Xa is 1.8 to 2.0 times higher than the average ratio (porosity) Ab of the pores contained in the outer observation region Xb. % is more preferable.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing the inner observation area Xa and the outer observation area Xb set on the mirror-polished surface 230a.
  • Condition 6 as in Condition 1 and the like, the condition of the internal structure of the mirror-polished surface 230a (cut surface 230) of the insulator 2 is defined.
  • the observation regions (inner observation region Xa, outer observation region Xb) for grasping the internal structure set on the mirror-polished surface 230a are different.
  • an annular region S (region S corresponding to the mirror-polished surface 230a) disposed between the inner peripheral surface 2a and the outer peripheral surface 2b of the insulator 2 has a radial length of
  • Two circular reference lines m2 and m3 are set on mirror-polished surface 230a so as to be divided into three equal parts.
  • the annular area S is divided into three concentrically arranged annular areas.
  • the innermost region is the inner region Sa
  • the outermost region is the outer region Sb.
  • condition 6 defines the relationship between the state of the internal structure of the mirror-polished surface 230a near the inner peripheral surface 2a and the state of the internal structure of the mirror-polished surface 230a near the outer peripheral surface 2b.
  • the inner observation areas Xa are preferably set so as to be arranged in an annular shape while maintaining a distance from each other in the annular inner area Sa. Further, it is preferable that the outer observation regions Xb are set so as to be arranged in an annular shape while maintaining a distance from each other in the annular outer region Sb.
  • the inner observation area Xa is preferably set near the reference line m2 in the inner area Sa, not on the inner peripheral surface 2a side.
  • an SEM image corresponding to the inner observation area Xa is acquired by photographing the mirror-polished surface 230a in the range corresponding to the inner observation area Xa using the SEM.
  • an SEM image corresponding to the outer observation region Xb is acquired by photographing the mirror-polished surface 230a in the range corresponding to the outer observation region Xb using the SEM.
  • 20 SEM images corresponding to each of the inner observation area Xa and the outer observation area Xb are acquired.
  • the acceleration voltage of the SEM is set to 20 kV, and the magnification of the SEM is set to 500 times.
  • 20 SEM images corresponding to the inner observation region Xa are subjected to the same processing as the processing for the SEM images corresponding to the observation region X described above, so that the ratio of pores included in the inner observation region Xa (porosity ) is calculated. That is, for each inner observation region Xa, the ratio (porosity) of the total area of all pores included in the inner observation region Xa to the area of one inner observation region Xa is obtained. Then, based on a total of 20 ratios (porosities) obtained for the 20 inner observation regions Xa, an average Aa of the ratios (porosities) of pores included in the inner observation regions Xa is obtained.
  • the 20 SEM images corresponding to the outer observation region Xb are also subjected to the same processing as the above-described processing for the SEM images corresponding to the observation region X, so that the proportion of pores included in the outer observation region Xb is (porosity) average Ab is obtained. That is, for each outer observation region Xb, the ratio (porosity) of the total area of all pores included in the outer observation region Xb to the area of one outer observation region Xb is obtained. Then, based on a total of 20 ratios (porosities) obtained for the 20 outer observation regions Xb, an average Ab of the ratios (porosities) of pores included in the outer observation regions Xb is obtained.
  • the average Aa of the ratio (porosity) of pores contained in the inner observation region Xa is 0.1% to 2% higher than the average ratio (porosity) Ab of the pores contained in the outer observation region Xb.
  • the internal structure of the insulator 2 (middle body portion 23) may be formed so as to reduce the %.
  • the internal structure of the insulator 2 has a higher porosity on the side of the outer peripheral surface 2b of the insulator 2 than on the side of the inner peripheral surface 2a. Since the thickness is increased, the mechanical strength (shock resistance) of the insulator 2 is improved.
  • the insulator 2 is manufactured so as to satisfy the condition 1 and the like described above.
  • the method for manufacturing the insulator 2 is not particularly limited as long as the finally obtained insulator 2 satisfies the condition 1 and the like.
  • an example of a method for manufacturing the insulator 2 will be described.
  • the method of manufacturing the insulator 2 mainly includes a slurry preparation process, a defoaming process, a granulation process, a molding process, a grinding process and a firing process.
  • a slurry preparation process is a process of mixing raw material powder, a binder, and a solvent to prepare a slurry.
  • the raw material powder powder of a compound that is converted into alumina by firing (hereinafter referred to as Al compound powder) is used as a main component.
  • Al compound powder powder of a compound that is converted into alumina by firing
  • alumina powder is used as the Al compound powder.
  • a pulverization process is performed for the purpose of mixing and pulverizing the raw material powder.
  • the pulverization step is performed using a wet pulverizer using a ball mill or the like.
  • the diameter of the cobblestone used in the wet pulverizer is not particularly limited as long as it does not impair the purpose of the present invention, but it is preferably 3 mm or more and 20 mm or less, more preferably 3 mm or more and 10 mm or less, and still more preferably 3 mm or more and 6 mm. It is below.
  • cobblestones two or more kinds of cobblestones having different diameters may be combined.
  • the raw material powder has a small variation in particle size (particle diameter) and has a sharp particle size distribution.
  • particle size particle diameter
  • the sintered density can be increased in the alumina-based sintered body obtained after sintering. Therefore, the alkali corrosion resistance of the insulator is improved.
  • the particle size (particle size after pulverization) of the Al compound powder (alumina powder, etc.) is not particularly limited as long as it does not impair the object of the present invention. It is preferably 2.5 ⁇ m or less, more preferably 2.0 ⁇ m or less. When the particle size of the Al compound powder (alumina powder, etc.) is within such a range, the number of defects in the insulator is suppressed and an appropriate sintered density is obtained.
  • the particle size is a volume-based median diameter (D50) measured by a laser diffraction method (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., Microtrac particle size distribution analyzer, product name “MT-3000”).
  • the Al compound powder is preferably prepared so that the mass of the alumina-based sintered body after sintering (calculated as oxide) is 100% by mass, and is 90% by mass or more in terms of oxide. More preferably, it is 90% by mass or more and 98% by mass or less, and still more preferably 90% by mass or more and 97% by mass or less.
  • the raw material powder may contain powder other than the Al compound powder as long as the object of the present invention is not impaired.
  • the binder is added to the slurry for the purpose of improving the moldability of the raw material powder.
  • binders include hydrophilic binders such as polyvinyl alcohol, aqueous acrylic resins, gum arabic and dextrin. You may use these individually or in combination of 2 or more types.
  • the amount of the binder to be blended is not particularly limited as long as it does not impair the object of the present invention. It is blended at a ratio of 7 parts by mass.
  • the solvent is used for purposes such as dispersing the raw material powder.
  • solvents include water and alcohols. You may use these individually or in combination of 2 or more types.
  • the amount of the solvent to be blended is not particularly limited as long as it does not impair the object of the present invention. It is blended at a ratio of 35 parts by mass.
  • the slurry may optionally contain other components than the raw material powder, binder and solvent.
  • a known stirring/mixing device or the like can be used for mixing the slurry.
  • the slurry after the slurry production process may be subjected to a defoaming process.
  • the defoaming step for example, the container containing the slurry after mixing (kneading) is placed in a vacuum defoaming device and placed in a low-pressure environment to decompress the air bubbles contained in the slurry. removed.
  • the amount of air bubbles in the slurry can be grasped.
  • the granulation step is a step of producing spherical granulated powder from a slurry containing raw material powder and the like.
  • the method for producing the granulated powder from the slurry is not particularly limited as long as it does not impair the object of the present invention, and examples thereof include spray drying.
  • a granulated powder having a predetermined particle size is obtained by spray-drying the slurry using a predetermined spray dryer.
  • the average particle size of the granulated powder is not particularly limited as long as it does not impair the purpose of the present invention. 95% or less is more preferable.
  • the molding step is a step of molding the granulated powder into a predetermined shape using a molding die to obtain a molded body.
  • the molding process is performed by rubber press molding, die press molding, or the like.
  • the pressure applied from the outer peripheral side to the mold (for example, the inner rubber mold and the outer rubber mold of a rubber press molding machine) (press pressure increase speed) is adjusted to increase stepwise.
  • the upper limit of the pressure is not particularly limited as long as it does not impair the object of the present invention, but may be adjusted to 200 MPa or less, for example.
  • the grinding step is a step of removing machining allowance from the molded body obtained after the molding step and polishing the surface of the molded body.
  • machining allowance is removed and the surface of the compact is polished by grinding with a resinoid grindstone or the like. Through such a grinding process, the shape of the compact is adjusted.
  • the sintering step is a step of sintering the compact shaped by the grinding step to obtain an insulator.
  • firing step for example, firing is performed at 1450° C. or higher and 1650° C. or lower in an air atmosphere for 1 to 8 hours.
  • the molded body is cooled to obtain the insulator 2 made of an alumina-based sintered body.
  • the spark plug 1 of this embodiment is manufactured using the insulator 2 obtained as described above.
  • the structure of the spark plug 1 other than the insulator 2 is the same as the known structure as described above.
  • test samples Insulators (hereinafter referred to as test samples) having the same basic configuration as the spark plug insulators exemplified in Embodiment 1 were produced by the same manufacturing method as in Embodiment 1 (total of 3 insulators). .
  • the thickness of the middle body portion of the insulator is 3 mm.
  • cobbles with a diameter of 3 mm ( ⁇ 3 mm) and cobbles with a diameter of 10 mm ( ⁇ 10 mm) were used at a ratio of 50% by mass and 50% by mass, respectively. .
  • a pre-processed insulator was prepared. Specifically, when the center electrode body is mounted inside the insulator, the tip of the center electrode body is not exposed from the long leg part, and the thickness of the long leg part is substantially constant. was insulated in advance. Then, a rod-shaped center electrode main body is mounted inside such an insulator in a state in which the tip is R-processed so as to prevent electric field concentration, and the opening at the tip of the insulator is closed. to prepare a test sample.
  • the test sample was placed in a heating furnace maintained at about 200° C., and a voltage of 35 kV was applied from the tip of the center electrode body of the test sample for 100 hours. Earthing (grounding) at that time was performed from the metal shell. In this way, by continuously applying a voltage to the insulator of the test sample, a predetermined portion (electrode flange (expanded diameter portion)) of the middle body portion of the insulator faces in the radial direction without external discharge. Electric field concentration was generated in the portion where the contact point was located, and the predetermined portion was forcibly corroded with alkali.
  • the presence or absence of alkali erosion can be determined by measuring the presence or absence of alkali metals such as Na and alkaline earth metals using an electron beam probe microalanizer (EPMA).
  • EPMA electron beam probe microalanizer
  • test sample containing the alkali-eroded insulator was placed in a high-pressure chamber, and carbon dioxide gas (CO 2 ) was supplied to the high-pressure chamber at a pressure of about 5 MPa.
  • CO 2 carbon dioxide gas
  • a voltage was applied from the tip portion at a boost rate of 0.1 kV/sec. Earthing (grounding) at that time was performed from the metal shell. Then, the breakdown voltage when penetrating the insulator was measured. The results are shown in Table 1.
  • the insulator was cut in a direction perpendicular to the axial direction at a position 2 mm away from the maximum diameter portion of the expanded diameter portion of the center electrode toward the rear end along the axial direction. Then, the cut surface of the obtained test sample was mirror-polished, and the structure of the cut surface (mirror-polished surface) was observed with an SEM (model "JSM-IT300LA", manufactured by JEOL Ltd.). The acceleration voltage of the SEM was set to 20 kV, and the magnification of the SEM was set to 500 times.
  • each piece of 192 ⁇ m ⁇ 255 ⁇ m is overlapped with the reference position m1, which is the center position between the inner peripheral surface 2a and the outer peripheral surface 2b of the insulator 2, so as not to overlap with each other.
  • Twenty observation regions X were set, and a total of 20 SEM images corresponding to these 20 observation regions X were acquired. Then, these SEM images are subjected to image analysis processing using image analysis software (WinROOF (registered trademark), manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.), and the ratio of pores (porosity) contained in the observation region X is averaged. asked for A. Further, the frequency distribution of the porosity of a total of 20 corresponding to each observation region X was regarded as a normal distribution, and the standard deviation ⁇ of the porosity was obtained. The results are shown in Table 1.
  • Examples 2 to 10, Examples 12 to 17 Insulators of Examples 2 to 10 and Examples 12 to 17 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the ratio of cobblestones used in pulverizing the raw material powder was changed as appropriate in the slurry preparation process. made.
  • Comparative Example 1 In the slurry preparation process, when pulverizing the raw material powder with a wet pulverizer, 10% by mass and 40% by mass of cobbles with a diameter of 3 mm ( ⁇ 3 mm), cobbles with a diameter of 10 mm ( ⁇ 10 mm), and diameters of 30 mm ( ⁇ 30 mm), respectively.
  • An insulator of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1, except that , was used at a rate of 50% by mass.
  • Comparative Example 2 An insulator of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the ratio of cobblestones used when pulverizing the raw material powder was appropriately changed in the slurry production step.
  • Example 2 Regarding the obtained insulators of Examples 2 to 10, Examples 12 to 17, and Comparative Examples 1 and 2, in the same manner as in Example 1, the above “measurement of withstand voltage after alkali corrosion” and “cutting of the middle body part Observation 1 of the surface (mirror-polished surface) was performed.
  • 20 inner observation areas Xa of 192 ⁇ m ⁇ 255 ⁇ m are set in the innermost inner area Sa so as not to overlap each other, and 20 inner observation areas Xa are set in the outermost outer area Sb so as not to overlap each other.
  • 20 outer observation regions Xb of 192 ⁇ m ⁇ 255 ⁇ m were set as shown in FIG.
  • test spark plug a spark plug having the same configuration as that exemplified in the first embodiment (hereinafter referred to as a test spark plug) was produced. With the axial direction of the test spark plug set in the vertical direction and the tip side directed downward, the threaded portion of the metal shell of the test spark plug was screwed into a screw hole provided in the test stand and fixed. Also, a hammer having a pivot point above the fixed test spark plug in the axial direction was rotatably provided.
  • Examples 1 to 10 and Examples 12 to 17, which satisfy Condition 1 described above, are superior to Comparative Examples 1 and 2 in withstand voltage after alkali corrosion.
  • Examples 1 to 10 and Examples 12 to 17 it was confirmed that alkali corrosion could be suppressed even when the treatment was carried out under conditions that forced alkali corrosion.
  • Example 1 to 10 and Examples 12 to 17 which satisfy the condition 2 described above, are Example 3. , 5 with better alkali erosion resistance results.
  • Examples 1, 2, 4, 6, 7, 9, 10, 12 to 15, and 17 the 3 ⁇ of the condition 3 described above is 50 or less (that is, 3 ⁇ ⁇ 50)
  • Examples 1, 7, 9-13, and 17 are Examples 2, 4, 6, and 14-16 It was confirmed that it has more excellent alkali corrosion resistance than .
  • Examples 1, 7, 8, 16 and 17, which satisfy Condition 4 described above, are excellent in alkali erosion resistance.
  • Example 1, Example 7, and Example 17, which are cases of 3 ⁇ 50, are particularly resistant to alkali erosion compared to Examples 8 and 16, which are cases of 50 ⁇ 3 ⁇ 100. Excellent in nature.
  • Example 1 Example 1, Examples 7 to 10, and Example 12, which satisfy the condition 5 described above, It was confirmed that Examples 13, 15 and 17 were superior to Examples 2, 4, 6, 14 and 16 in alkali corrosion resistance.
  • Examples 9, 10, Examples 12-14, and Examples 16-17 Examples 10, 16, and 17, which further satisfy the condition 6 described above, are It was confirmed that the impact resistance (Charpy strength) was superior to that of Examples 12-14.

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Abstract

【解決手段】本発明のスパークプラグ１は、アルミナ基焼結体からなる絶縁体２と、絶縁体２に挿入される棒状の電極であって、自身の後端側に径方向に広がって前記絶縁体の内壁と係止する拡径部を有する中心電極と、前記絶縁体の内部において中心電極３の前記後端側に配される導電性シール材とを備える。拡径部の最大径の部分から前記軸線方向に沿って前記後端側へ２ｍｍの位置で、前記絶縁体を前記軸線方向に対して垂直な方向に切断して得られる切断面を鏡面研磨することで得られる鏡面研磨面において、各々が前記絶縁体の内周面と外周面との間の中心位置である基準位置と重なりつつ、互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの観察領域を２０個設定した場合、前記観察領域に含まれる気孔の割合（気孔率）の平均が３．５％以下であり、かつ前記割合（気孔率）のばらつきについて、標準偏差をσとしたときにσが０．３６以下である。

Description

スパークプラグ
　本発明は、スパークプラグに関する。
　内燃機関に使用されるスパークプラグは、アルミナを主成分とするアルミナ基焼結体からなる筒状の絶縁体と、その絶縁体の内部に収容される中心電極とを備えている（例えば、特許文献１）。中心電極は、全体的には、先端が絶縁体から露出し、後端が絶縁体の内部に収容される棒状をなしており、後端側に径方向に広がった形の拡径部（電極鍔部）を備えている。拡径部は、中心電極が絶縁体の内部に収容された状態において、絶縁体の内壁における段状に盛り上がった部分に係止される。なお、拡径部の後端には、拡径部よりも小径な電極頭部が設けられている。
　絶縁体の内部に中心電極が収容された状態において、中心電極の後端側の部分（つまり、拡径部及び電極頭部）と、絶縁体の内壁とは、径方向で互いに間隔を保ちつつ対向している。そして、それらの間を埋めると共に、中心電極の後端を覆う形で、導電性のシール部材が絶縁体の内部に設けられている。シール部材は、例えば、Ｂ２Ｏ３－ＳｉＯ２系等のガラス粒子と、金属粒子（Ｃｕ、Ｆｅ等）とを含む導電性の組成物からなる。
特開２０２０－５７５５９号公報
（発明が解決しようとする課題）
　上述した中心電極の後端側の部分と、絶縁体の内壁とが、径方向で互いに対向している箇所は、スパークプラグ１の使用時に、中心電極の先端側から後端側へ移動してきた熱が溜まり易く、しかも、中心電極に高電圧が印加された際に、電界が集中し易い。特に、中心電極の後端側の中でも、径方向に広がった形状の拡径部が、径方向で絶縁体の内壁と対向する箇所は、隙間がより狭くなっており、熱の集中や、電界の集中が起こり易い。そのため、絶縁体の中でも、径方向において、中心電極の拡径部と対向している部分は、最も過酷な環境下に置かれていると言える。
　そして、このような絶縁体の部分は、シール部材等に由来するアルカリ成分により浸食されて、絶縁体の耐電圧性能が低下してしまうことがあった。中心電極の拡径部と対向している部分の絶縁体は、シール部材と直に接触しているため、シール部材に含まれているアルカリ成分が、絶縁体の前記部分を浸食することがあった。
　本発明の目的は、耐アルカリ浸食性等に優れる絶縁体を備えたスパークプラグを提供することである。
（課題を解決するための手段）
　本発明者等は、前記目的を達成するべく鋭意検討を行った結果、絶縁体の内部に収容されている中心電極の拡径部の最大径の部分から軸線方向に沿って後端側へ２ｍｍの位置付近の絶縁体の内部組織において、所定のばらつきの条件の下、所定の割合で気孔が存在していると、絶縁体が、シール部材等に由来するアルカリ成分による浸食が抑制されることを見出し、本願発明の完成に至った。
　前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、
　＜１＞　軸線方向に沿って延びた筒状をなし、アルミナ基焼結体からなる絶縁体と、先端が前記絶縁体から露出し、かつ後端が前記絶縁体の内部に収容されるように前記絶縁体に挿入される棒状の電極であって、自身の後端側に径方向に広がって前記絶縁体の内壁と係止する拡径部を有する中心電極と、前記絶縁体の内部において前記中心電極の前記後端側に配される導電性シール材とを備えるスパークプラグであって、前記拡径部の最大径の部分から前記軸線方向に沿って前記後端側へ２ｍｍの位置で、前記絶縁体を前記軸線方向に対して垂直な方向に切断して得られる切断面を鏡面研磨することで得られる鏡面研磨面において、各々が前記絶縁体の内周面と外周面との間の中心位置である基準位置と重なりつつ、互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの観察領域を２０個設定した場合、前記観察領域に含まれる気孔の割合（気孔率）の平均が３．５％以下であり、かつ前記割合（気孔率）のばらつきについて、標準偏差をσとしたときにσが０．３６以下であるスパークプラグ。
　＜２＞　前記観察領域において、前記気孔のうち、面積が０．０５μｍ２以上である大型気孔の個数の平均が２００個以上６００個以下である前記＜１＞に記載のスパークプラグ。
　＜３＞　前記観察領域における前記大型気孔の前記個数のばらつきについて、標準偏差をσとしたときに３σが１００以下である前記＜２＞に記載のスパークプラグ。
　＜４＞　前記３σが５０以下である前記＜３＞に記載のスパークプラグ。
　＜５＞　前記観察領域において、前記気孔の前記割合（気孔率）の平均が１．０％以上であり、かつ前記大型気孔の前記個数の平均が２４０個以上である前記＜２＞から＜４＞の何れか１つに記載のスパークプラグ。
　＜６＞　前記観察領域において、前記大型気孔の前記個数のばらつきについて、標準偏差をσとしたときに「前記個数の平均＋３σ」の値が３３０個未満である前記＜２＞から＜５＞の何れか１つに記載のスパークプラグ。
＜７＞　前記鏡面研磨面において、前記絶縁体の前記内周面と前記外周面との間に配される領域を径方向の長さが三等分されるように分けた場合に、最も内側に配される内側領域について、互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの内側観察領域を２０個設定すると共に、最も外側に配される外側領域について、互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの外側観察領域を２０個設定し、前記内側観察領域に含まれる気孔の割合（気孔率）の平均が、前記外側観察領域に含まれる気孔の割合（気孔率）の平均よりも、０．１～２％小さい前記＜２＞から＜６＞の何れか１つに記載のスパークプラグ。
（発明の効果）
　本発明によれば、耐アルカリ浸食性等に優れる絶縁体を備えたスパークプラグを提供することができる。
実施形態１に係るスパークプラグの軸線方向に沿った断面図 絶縁体の中胴部内に収容されている中心電極の拡径部付近の拡大断面図 絶縁体における中胴部の切断面を鏡面研磨することで得られる鏡面研磨面を模式的に表した説明図 観察領域に対応したＳＥＭ画像を示す説明図 ＳＥＭ画像を２値化処理した２値化画像を示す説明図 鏡面研磨面に設定される内側観察領域及び外側観察領域を模式的に表した説明図
　＜実施形態１＞
　本発明の実施形態１に係るスパークプラグ１を、図１～図６を参照しつつ説明する。図１は、実施形態１に係るスパークプラグ１の軸線ＡＸ方向に沿った断面図である。図１に示される上下方向に延びた一点鎖線は、スパークプラグ１の軸線ＡＸであり、図１において、スパークプラグ１の長手方向（軸線ＡＸ方向）が、図１の上下方向に対応する。図１の下側に、スパークプラグ１の先端側が示され、図１の上側に、スパークプラグ１の後端側が示される。
　スパークプラグ１は、自動車のエンジン（内燃機関の一例）に取り付けられて、エンジンの燃焼室内における混合気の点火に利用される。スパークプラグ１は、主として、絶縁体２、中心電極３、接地電極４、端子金具５、主体金具６、抵抗体７、シール部材８，９を備えている。
　絶縁体２は、内部に貫通孔２１を含む軸線ＡＸ方向に延びた略円筒状の部材である。絶縁体２の詳細は、後述する。
　主体金具６は、スパークプラグ１をエンジン（具体的には、エンジンヘッド）に取り付ける際に利用される部材であり、全体として軸線ＡＸ方向に延びた円筒状をなし、導電性の金属材料（例えば、低炭素鋼材）によって構成される。主体金具６の先端側の外周面には、ネジ部６１が形成されている。また、ネジ部６１の後端（所謂、ネジ首）には、リング状のガスケットＧが外嵌されている。ガスケットＧは、環状であり、金属板を折り曲げて形成されている。このようなガスケットＧは、ネジ部６１の後端と、ネジ部６１よりも後端側に配置された座部６２との間に配置され、スパークプラグ１がエンジンに取り付けられた際に、スパークプラグ１とエンジン（エンジンヘッド）との間に形成される隙間を封止する。
　主体金具６の後端側には、主体金具６をエンジンに取り付ける際にレンチ等の工具を係合させるための工具係合部６３が設けられている。そして、主体金具６の後端部には、径方向内側に屈曲された薄肉の加締め部６４が設けられている。
　また、主体金具６は、内部に軸線ＡＸ方向に貫通する通し孔６５を備えており、その通し孔６５に挿通される形で、絶縁体２が主体金具６の内部で保持される。絶縁体２の後端は、主体金具６の後端から外側（図１の上側）へ大きく突出した状態となっている。これに対して、絶縁体２の先端は、主体金具６の先端から外側（図１の下側）へ僅かに突出した状態となっている。
　主体金具６における工具係合部６３から加締め部６４に至る部位の内周面と、絶縁体２の外周面（後述する後側筒部２５の外周面）との間には、環状の領域が形成され、その領域に、環状をなした第１リング部材Ｒ１及び第２リング部材Ｒ２が、軸線ＡＸ方向において互いに離された状態で配置されている。そのような第１リング部材Ｒ１と第２リング部材Ｒ２との間には、タルク（滑石）１０の粉末が充填されている。加締め部６４の後端は、径方向内側に折り曲げられて、絶縁体２の外周面（後述する後側筒部２５の外周面）に固定されている。
　また、主体金具６は、座部６２と工具係合部６３との間に設けられた薄肉の圧縮変形部６６を備えている。圧縮変形部６６は、スパークプラグ１の製造時において、絶縁体２の外周面に固定された加締め部６４が先端側に押圧されることにより、圧縮変形する。このように圧縮変形部６６が圧縮変形することにより、第１リング部材Ｒ１、第２リング部材Ｒ２及びタルク１０を介して、絶縁体２が、主体金具６内で先端側に押圧される。その際、絶縁体２の一部である外側に環状に広がった部分（後述する第１拡径部２６）の外周面が、主体金具６の内周側に設けられた段部６６の表面に対して、パッキンＰ１を間に置きつつ、押し付けられる。そのため、エンジンの燃焼室内のガスが、主体金具６と絶縁体２との間に形成される隙間に進入しても、その隙間に設けられたパッキンＰ１により、外部へ漏出することが防止される。
　絶縁体２が主体金具６の内部に装着された状態において、その絶縁体２の内部に、中心電極３が配設されている。中心電極３は、軸線ＡＸ方向に沿って延びる棒状の中心電極本体３１と、その中心電極本体３１の先端に取り付けられる略円柱状（略円板状）のチップ（中心電極チップ）３２とを備えている。中心電極３の中心電極本体３１は、全体的には、絶縁体２や主体金具６よりも長手方向の長さが短い棒状の部材である。中心電極本体３１は、その先端が絶縁体２から外部に露出し、かつ後端が絶縁体２の内部に収容されるように、絶縁体２の貫通孔２１に挿入される。中心電極本体３１は、外側に配される電極母材３１Ａと、その電極母材３１Ａの内部に埋設された芯部３１Ｂとを備えている。電極母材３１Ａは、例えば、ニッケル又はニッケルを主成分とする合金（例えば、ＮＣＦ６００、ＮＣＦ６０１）を用いて形成される。芯部３１Ｂは、電極母材３１Ａを形成する合金よりも熱伝導性に優れる銅又は銅を主成分とするニッケル基合金で形成される。
　また、中心電極本体３１は、自身の後端側に、径方向に広がった形をなした拡径部（電極鍔部）３１ａを備えている。また、中心電極本体３１は、拡径部３１ａよりも後端側の部分である電極頭部３１ｂと、拡径部３１ａよりも先端側の部分である電極脚部３１ｃとを備えている。電極脚部３１ｃは、先端が絶縁体２から露出し、かつ後端が絶縁体２の内部に収容されるように、絶縁体２の貫通孔２１に挿入される棒状の部材である。拡径部３１ａは、電極脚部３１ｃの後端に連なり、電極脚部３１ｃよりも径方向に広がった形をなしている。拡径部３１ａは、絶縁体２内に収容された状態で、絶縁体２の内壁２１ａに形成された段部２３ａ（後述）に係止されている。電極脚部３１ｃの先端（つまり、中心電極本体３１の先端）は、絶縁体２の先端より先端側に突出している。拡径部３１ａは、電極脚部３１ｃよりも短い棒状の部分であり、拡径部３１ａよりも小径である。
　チップ３２は、略円柱状（略円板状）であり、中心電極本体３１の先端（電極脚部３１ｃの先端）に、抵抗溶接やレーザ溶接等により接合される。チップ３２は、高融点の貴金属を主成分とする材料（例えば、イリジウム（Ｉｒ）を主成分とするイリジウム基合金）からなる。
　端子金具５は、軸線ＡＸ方向に延びる棒状の部材であり、絶縁体２の貫通孔２１の後端側に挿し込まれる形で取り付けらる。端子金具５は、絶縁体２（貫通孔２１）内において、中心電極３よりも後端側に配置されている。端子金具５は、導電性の金属材料（例えば、低炭素鋼）で構成される。なお、端子金具５の表面には、防食等の目的でニッケル等のメッキが施されてもよい。
　端子金具５は、先端側に配される棒状の端子脚部５１と、その端子脚部５１の後端側に配される端子鍔部５２と、その端子鍔部５２よりも後端側に配されるキャップ装着部５３とを備えている。端子脚部５１は、絶縁体２の貫通孔２１内に挿入されている。端子鍔部５２は、絶縁体２の後端部から露出し、かつその後端部に係止する部分である。キャップ装着部５３は、高圧ケーブルが接続されたプラグキャップ（不図示）が装着される部分であり、そのキャップ装着部５３を介して、外部より火花放電を発生させるための高電圧が印加される。
　抵抗体７は、絶縁体２の貫通孔２１内において、端子金具５の先端（端子脚部５１の先端）と中心電極３の後端（中心電極本体３１の後端）との間に配置される。抵抗体７は、例えば、１ｋΩ以上の抵抗値（例えば、５ｋΩ）を有し、火花発生時の電波ノイズを低減する機能等を備えている。抵抗体７は、主成分であるガラス粒子と、ガラス以外のセラミック粒子と、導電性材料とを含む組成物によって構成される。
　貫通孔２１内における抵抗体７の先端と、中心電極３の後端との間には隙間が設けられており、その隙間を埋める形で、導電性のシール部材８が配設されている。また、貫通孔２１内における抵抗体７の後端と、端子金具５の先端との間にも隙間が設けられており、その隙間を埋める形で、導電性のシール部材９が配設されている。各シール部材８，９は、例えば、Ｂ２Ｏ３－ＳｉＯ２系等のガラス粒子と、金属粒子（Ｃｕ、Ｆｅ等）とを含む導電性の組成物によって構成される。
　接地電極４は、主体金具６の先端に接合された接地電極本体４１と、四角柱形状の接地電極チップ４２とを備えている。接地電極本体４１は、全体的には途中で略Ｌ字状に折れ曲がった板片からなり、その後端部４１ａが主体金具６の先端に、抵抗溶接等によって接合される。これによって、主体金具６と接地電極本体４１とが、電気的に接続される。接地電極本体４１は、例えば、主体金具６と同様、ニッケル又はニッケルを主成分とするニッケル基合金（例えば、ＮＣＦ６００、ＮＣＦ６０１）を用いて形成される。接地電極チップ４２は、中心電極３のチップ３２と同様、イリジウム（Ｉｒ）を主成分とするイリジウム基合金等からなる。接地電極チップ４２は、接地電極本体４１の先端部に対して、レーザ溶接によって接合される。
　接地電極本体４１の先端部の接地電極チップ４２と、中心電極３の先端部のチップ３２とは、互いに間隔を保ちつつ、対向するように配置されている。つまり、中心電極３の先端部にあるチップ３２と、接地電極４の先端部にある接地電極チップ４２との間には、隙間ＳＰがあり、中心電極３と接地電極４との間に高電圧が印加されると、その隙間ＳＰにおいて、概ね軸線ＡＸ方向に沿った形で、火花放電が発生する。
　次いで、絶縁体２について詳細に説明する。絶縁体２は、全体的には、軸線ＡＸ方向に沿って細長く延びた筒状（円筒状）をなしており、図１に示されるように、内部に軸線ＡＸ方向に延びた貫通孔２１を含んでいる。絶縁体２は、アルミナを主成分とする筒状（円筒状）のアルミナ基焼結体によって構成される。絶縁体２は、先端側に配される脚長部２２と、脚長部２２の後端側に配される部分であり、脚長部２２よりも大径である中胴部２３と、中胴部２３の後端側に配される部分であり、中胴部２３よりも大径である鍔部２４とを備えている。なお、脚長部２２と中胴部２３との間には、第１拡径部２６が設けられており、また、中胴部２３と鍔部２４との間には、第２拡径部２７が設けられている。
　脚長部２２は、全体的には、先側から後側に向かって徐々に外径が大きくなる細長い筒状（円筒状）をなしており、中胴部２３や第１拡径部２６よりも小さな外径を有している。脚長部２２は、スパークプラグ１がエンジン（エンジンヘッド）に取り付けられた際に、その燃焼室に晒される。
　鍔部２４は、軸線ＡＸ方向における絶縁体２の略中央に配され、円環状をなしている。鍔部２４の内部にある貫通孔２１には、抵抗体７が配設されている。
　第１拡径部２６は、脚長部２２と中胴部２３とを繋ぐ部分であり、先側から後側に向かって徐々に外径が大きくなる円筒状（円環状）をなしている。絶縁体２のうち、この第１拡径部２６の外表面が、絶縁体２が主体金具６に装着される際に、主体金具６の内周側に設けられた段部６６の表面に対して、パッキンＰ１を間に置きつつ載せられる。
　第２拡径部２７は、中胴部２３と鍔部２４とを繋ぐ部分であり、第１拡径部２６よりも外径が大きく、かつ先側から後側に向かって徐々に外径が大きくなる円筒状（円環状）をなしている。
　中胴部２３は、軸線ＡＸ方向において、外径が略同一に設定された筒状（円筒状）をなしている。絶縁体２が主体金具６に装着された状態において、中胴部２３の外表面（外周面）と主体金具６の内表面（内周面）との間には、僅かな隙間（空間）が存在している。中胴部２３のうち、先端寄りの内側（内周面側）に、円環状の段部２３ａが設けられており、絶縁体２の貫通孔２１に中心電極３の中心電極本体３１が収容された状態において、段部２３ａの表面により、中心電極本体３１の拡径部３１ａが係止される。中胴部２３の壁部の厚み（径方向における厚み）は、脚長部２２の壁部の厚みよりも大きい。また、中胴部２３のうち、先端側から段部２３ａが形成されている部分の壁部の厚みは、それよりも後側の部分における壁部の厚みよりも大きい。
　中胴部２３は、その外周面が、大気下（空気）に晒されており、脚長部２２と比べて電気を通し易い環境下にあると言える。そのため、中胴部２３は、脚長部２２と比べて、壁部の厚みが大きく設定されている。
　本明細書において、「中胴部２３の厚み」とは、特に断りが無い限り、中胴部２３のうち、壁部の厚みが略一定である部分（つまり、段部２３ａよりも後端側の部分）の壁部の厚みのことである。中胴部２３の厚みは、本発明の目的を損なわない限り特に制限はないが、例えば、２．０ｍｍ～３．０ｍｍ程度に設定される。
　なお、絶縁体２は、更に、鍔部２４の後端側に接続され、軸線ＡＸ方向に延びた筒状（円筒状）の後側筒部２５を備えている。後側筒部２５は、鍔部２４の外径よりも小さな外径を有している。後側筒部２５の内部にある貫通孔２１には、端子金具５が備える棒状の端子脚部５１等が配設されている。
　図２は、絶縁体２の中胴部２３内に収容されている中心電極３（中心電極本体３１）の拡径部３１ａ付近の拡大断面図である。図２に示されるように、絶縁体２の内部に中心電極３の中心電極本体３１が収容された状態において、中心電極本体３１の後端側の部分である拡径部３１ａ及び電極頭部３１ｂと、絶縁体２の内壁２１ａとの間には隙間がある。そして、そのような隙間を埋めると共に、中心電極本体３１の後端を覆う形で、絶縁体２の貫通孔２１内に、上述したシール部材８が充填されている。このシール部材８中には、ガラス粒子等に由来するアルカリ成分が含まれている。
　中心電極３の拡径部３１ａと絶縁体２の内壁２１ａとの間の間隔は、電極頭部３１ｂと絶縁体２の内壁２１ａとの間の間隔よりも狭くなっている。このような箇所には、中心電極３の中心電極本体３１の先端側から拡径部３１ａを介して移動してきた熱が溜まり易い。しかも、その箇所には、中心電極３に高電圧が印加された際に、電界が集中し易い。そのため、絶縁体２の中でも、中胴部２３において、拡径部３１ａと径方向で、対向している部分は、最も過酷な環境下に置かれている。
　なお、筒状をなした中胴部２３の内側には、シール部材８が充填されているため、中胴部２３の内壁２１ａが、シール部材８と直に接触した状態となっている。そのため、シール部材８に由来するアルカリ成分が、中胴部２２の内壁２１ａに接触し得る状態となっている。
　本実施形態の絶縁体２は、中胴部２３を構成するアルミナ基焼結体の内部組織が、以下に示される条件１を少なくとも満たしているため、耐アルカリ浸食性等に優れている。
　＜条件１＞
　拡径部３１ａの最大径の部分から軸線ＡＸ方向に沿って後端側へ２ｍｍの位置で、絶縁体２を軸線ＡＸ方向に対して垂直な方向に切断して得られる切断面２３０を鏡面研磨することで得られる鏡面研磨面２３０ａにおいて、各々が絶縁体２の内周面２ａと外周面２ｂとの間の中心位置である基準位置ｍ１と重なりつつ、互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの観察領域Ｘを２０個設定した場合、観察領域Ｘに含まれる気孔１１の割合（気孔率）の平均Ａが３．５％以下であり、かつ前記割合（気孔率）のばらつきについて、標準偏差をσとしたときにσが０．３６以下である。
　ここで、図２～図５を参照しつつ、条件１について詳細に説明する。条件１に示される「拡径部３１ａの最大径の部分」は、図２に示されるように、中心電極３の中心電極本体３１における拡径部３１ａのうち、その直径Ｄが最大の部分である。図２には、軸線ＡＸに対して垂直に交差しつつ、拡径部３１ａの最大径の部分を横切るように、直線Ｌ１が示されている。
　そして、そのような拡径部３１ａの最大径の部分から、軸線ＡＸ方向に沿って、スパークプラグ１の後端側へ２ｍｍ離れた位置で、絶縁体２が輪切り状に切断される。なお、絶縁体２のうち、軸線ＡＸ方向において、拡径部３１ａの最大径の部分から、少なくとも２ｍｍ離れた位置までの範囲が、最も耐久性（耐電圧性能等）が要求される箇所である。そのような範囲を構成するアルミナ基焼結体の内部組織は、基本的に同じであるため、本実施形態では、切断のし易さ等を考慮しつつ、拡径部３１ａの最大径の部分から、後端側へ２ｍｍ離れた位置を、絶縁体２を切断する箇所として設定した。
　なお、拡径部３１ａの最大径の部分が、軸線ＡＸ方向において、先端側から後端側に、ある程度の幅をもって形成されている場合、後端側へ２ｍｍ離れた位置を設定する際に基準となる位置（直線Ｌ１で示される位置）は、最大径の部分の中で、最も先端側の位置とする。
　図２において、絶縁体２が切断される箇所が、直線Ｌ２で示されている。この直線Ｌ２は、直線Ｌ１から後端側（図２の上側）へ２ｍｍ離れた位置において、軸線ＡＸに対して垂直に交差するように示されている。図２に示されるように、直線Ｌ２は、絶縁体２の中胴部２３を径方向に横切るように延びている。条件１では、このような直線Ｌ２に沿って中胴部２３を径方向に切断して得られる切断面２３０の内部組織の状態が規定されている。
　図３は、絶縁体２における中胴部２３の切断面２３０を鏡面研磨することで得られる鏡面研磨面２３０ａを模式的に表した説明図である。図３には、図２に示される直線Ｌ２に沿って中胴部２３を輪切り状に切断して得られる切断面２３０が、鏡面状に研磨された状態で示されている。なお、後述する鏡面研磨処理が施されて鏡面状となった切断面２３０を、鏡面研磨面２３０ａと称する。
　切断面２３０の鏡面研磨処理は、ダイヤモンド砥石、ダイヤモンドペースト等の研磨剤等を利用した公知の手法に基づいて行われる。鏡面研磨処理は、切断面２３０の表面粗さ（Ｒａ）が、例えば０．００１μｍ程度となるまで行われる。
　鏡面研磨面２３０ａは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）を用いて観察される。そのため、鏡面研磨面２３０ａには、必要に応じて導電性付与のためのカーボン蒸着が行われてもよい。本実施形態の場合、鏡面研磨面２３０ａの観察時におけるＳＥＭの加速電圧は、２０ｋＶに設定され、ＳＥＭの倍率は、５００倍に設定される。
　鏡面研磨面２３０ａは、図３に示されるように、円環状をなしており、そのような鏡面研磨面２３０ａには、絶縁体２の内周面２ａと外周面２ｂとの間の中心位置を示す円形状の基準位置ｍ１が設定されている。そして、条件１では、鏡面研磨面２３０ａにおいて、各々が基準位置ｍ１と重なり、かつ互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの観察領域Ｘが２０個設定される。
　観察領域Ｘは、鏡面研磨面２３０ａ（切断面２３０）における内部組織中の気孔（空隙）１１の状態を把握するために設定される領域であり、矩形状（長方形状）をなしている。観察領域Ｘは、一方の辺の長さが１９２μｍ、他方の辺の長さが２５５μｍ（つまり、１９２μｍ×２５５μｍ）である矩形状（長方形状）の領域である。
　なお、観察領域Ｘを、絶縁体２の内周面２ａ付近の鏡面研磨面２３０ａに設定すると、絶縁体２（中胴部２３）の内周面２側の内部組織が、仮にアルカリ成分によって浸食されていた場合に、その絶縁体２の本来の内部組織の状態を観察することができない。そのため、本実施形態では、上述したように、基準位置ｍ１と重なるように観察領域Ｘが設定される。このような観察領域Ｘは、鏡面研磨面２３０ａにおいて、互いに重ならないように、合計２０個設定される。本実施形態の場合、これらの観察領域Ｘは、図３に示されるように、円環状の鏡面研磨面２３０ａにおいて、互いに間隔を保ちつつ、環状に並ぶように設定されることが好ましい。
　このような観察領域Ｘに対応した範囲の鏡面研磨面２３０ａが、ＳＥＭを用いて撮影されることにより、観察領域Ｘに対応したＳＥＭ画像が取得される。ＳＥＭ画像は、２０個の観察領域Ｘについてそれぞれ取得される。つまり、合計２０個の観察領域Ｘに対応して、合計２０個のＳＥＭ画像が取得される。図４は、観察領域Ｘに対応したＳＥＭ画像を示す説明図である。図４に示されるように、ＳＥＭ画像中には、複数の気孔１１が示されている。
　合計２０個のＳＥＭ画像について、コンピュータ上で実行される公知の画像解析ソフト（例えば、ＷｉｎＲＯＯＦ（登録商標）、三谷商事株式会社製）を利用して、画像解析処理が行われる。
　画像解析処理では、先ず、個々のＳＥＭ画像について、ＳＥＭ画像に付記されているスケールバーを基にした、大きさの較正処理（キャリブレーション）が行われる。
　次いで、較正処理後のＳＥＭ画像に対して、２値化処理が行われる。図５は、ＳＥＭ画像を２値化処理した２値化画像を示す説明図である。２値化処理では、ＳＥＭ画像の各画素についての輝度（明度）が、所定の閾値（例えば、閾値＝１１８）を用いて、二階調化される。つまり、輝度が閾値以下の画素については、その画素の輝度が「０」とされ、輝度が閾値を超えた画素については、その画素の輝度が「２５５」とされる。このように二階調化して、中間階調を無くすことにより、２値化画像が得られる。図５の２値化画像では、気孔１１が黒色で示され、それ以外の部分（セラミック部分）１２が白色で示されている。
　その後、観察領域Ｘに対応した２値化画像を利用しつつ、公知の画像解析の手法により、観察領域Ｘに含まれる全ての気孔（空隙）１１の抽出が行われる。本実施形態の場合、気孔１１の抽出は、２０個の観察領域Ｘについて、観察領域Ｘ毎に行われる。また、その気孔１１の抽出の際に、各気孔１１の面積も、それぞれ公知の画像解析の手法により求められる。
　続いて、観察領域Ｘ毎に、対応する２値化画像から抽出された全ての気孔１１について、それらの気孔１１の総面積が算出される。そして、観察領域Ｘ毎に、１つの観察領域Ｘの面積に対する、その観察領域Ｘに含まれる全ての気孔１１の総面積の割合（以下、気孔率）が求められる。このような気孔率は、２０個の観察領域についてそれぞれ求められる。
　その後、２０個の観察領域についてそれぞれ求められた合計２０個の気孔率を利用して、気孔率の平均Ａが求められる。
　本実施形態の場合、条件１における気孔率の平均Ａが３．５％以下となるように、絶縁体２（中胴部２３）の内部組織が形成されている。
　また、条件１では、前記気孔率のばらつきについて規定されている。具体的には、各観察領域Ｘに対応した合計２０個の前記気孔率の度数分布を正規分布とみなして、前記気孔率の標準偏差をσとしたときに、σが０．３６以下とされている。
　条件１を満たすような絶縁体２は、例えば、製造時に、粒度分布の狭い（シャープな）Ａｌ化合物粉末（アルミナ粉末等）を使用すると共に、後述する絶縁体２の製造方向における成形工程において、造粒粉を所定の成形型で成形する際に、従来よりも高い圧力条件で加圧すること等によって得られる。
　本実施形態のスパークプラグ１は、絶縁体２（特に、中胴部２３）の内部組織が、少なくとも上記条件１を満たすと、アルカリ成分による浸食が抑制される。
　絶縁体２を構成するアルミナ基焼結体は、液相焼結体であり、アルミナ粒子の結晶粒の周りに液相（ガラス成分）が存在している。そして、そのような液相の中に、気孔１１が存在している。絶縁体２の所定箇所における内部組織において、気孔１１が、条件１を満たすように存在していると、気孔を含んだ液相が、互いに離れつつ、均一に散らばるように存在した状態となる。シール部材８等に由来するアルカリ成分は、絶縁体２の内部組織のうち、液相部分に浸み込む形で移動するため、液相が、上記のように互いに離れつつ、均一に散らばるように存在していると、アルカリ成分は、そのような絶縁体２の内部組織に入り込んで移動することが難しくなる。そのため、本実施形態の絶縁体２は、シール部材８と直に接触していても、アルカリ成分による浸食が抑制される。
　更に、本実施形態のスパークプラグ１では、上記条件１に加えて、後述する条件２を満たすように、絶縁体２の中胴部２３の内部組織が形成されてもよい。
　＜条件２＞
　観察領域Ｘにおいて、気孔のうち、面積が０．０５μｍ２以上である大型気孔の個数の平均Ｂが２００個以上６００個以下である。
　条件２における大型気孔の個数の平均Ｂは、以下のようにして求められる。先ず、２０個の観察領域Ｘについて、観察領域Ｘ毎に、面積が０．０５μｍ２以上である大型気孔の個数が計測される。そして、２０個の観察領域についてそれぞれ計測された合計２０個の大型気孔の個数の値（個数データ）に基づいて、大型気孔の個数の平均（平均個数）Ｂが求められる。
　本実施形態の場合、条件２における大型気孔の個数の平均Ｂが２００個以上６００個以下となるように、絶縁体２（中胴部２３）の内部組織が形成されている。
　条件２を満たすような絶縁体２は、例えば、製造時にスプレードライ後の顆粒の大きさを変更すること等によって得られる。
　スパークプラグ１の絶縁体２が、条件１に加えて条件２を満たすと、絶縁体２の内部組織において、比較的、アルカリ成分が入り込みやすい大型気孔の個数が、ある程度、少ない所定の範囲内で抑えられるため、更に耐アルカリ浸食性が向上する。
　更に、本実施形態のスパークプラグ１では、上記条件１及び条件２に加えて、後述する条件３を満たすように、絶縁体２の中胴部２３の内部組織が形成されてもよい。
　＜条件３＞
　観察領域Ｘにおける大型気孔の個数のばらつきについて、標準偏差をσとしたときに３σが１００以下である。
　条件３では、大型気孔の個数のばらつきについて規定されている。具体的には、各観察領域Ｘに対応した合計２０個の大型気孔の個数の値（個数データ）の度数分布を正規分布とみなして、前記個数の値（個数データ）の標準偏差をσとしたときに、３σが１００以下とされている。
　条件３を満たすような絶縁体２は、例えば、製造時にスプレードライ後の顆粒の大きさを変更すること等によって得られる。
　条件１及び条件２に加えて、更に条件３を満たすと、絶縁体２（中胴部２３）の内部組織において、大型気孔の数（個数）の偏りが小さくなり、局所的な強度不足が抑制されるため、絶縁体２の機械的強度（耐衝撃性）が向上する。
　なお、条件３における３σは５０以下がより好ましい。前記３σが５０以下であると、絶縁体２の耐アルカリ浸食性が更に向上する。
　更に、本実施形態のスパークプラグ１では、後述する条件４を満たすように、絶縁体２の中胴部２３の内部組織が形成されてもよい。
　＜条件４＞
　観察領域Ｘにおいて、気孔の前記割合（気孔率）の平均Ａが１．０％以上であり、かつ大型気孔の前記個数の平均Ｂが２４０個以上である。
　本実施形態のスパークプラグ１において、条件４を満たすと、絶縁体２の耐アルカリ浸食性が更に向上する。
　更に、本実施形態のスパークプラグ１では、後述する条件５を満たすように、絶縁体２の中胴部２３の内部組織が形成されてもよい。
　＜条件５＞
　観察領域Ｘにおいて、大型気孔の個数のばらつきについて、標準偏差をσとしたときに「前記個数の平均＋３σ」の値が３３０個未満である。
　条件５では、大型気孔の個数のばらつきについて規定されている。具体的には、各観察領域Ｘに対応した合計２０個の大型気孔の個数（個数データ）の度数分布を正規分布とみなして、前記個数（個数データ）の標準偏差をσとしたときに、「前記個数の平均＋３σ」の値が３３０個未満とされている。
　本実施形態のスパークプラグ１において、条件５を満たすと、絶縁体２の耐アルカリ浸食性が更に向上する。
　また、本実施形態のスパークプラグ１では、後述する条件６を満たすように、絶縁体２の中胴部２３の内部組織が形成されてもよい。
　鏡面研磨面２３０ａにおいて、絶縁体２の内周面２ａと外周面２ｂとの間に配される領域Ｓを径方向の長さが三等分されるように分けた場合に、最も内側に配される内側領域Ｓａについて、互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの内側観察領域Ｘａを２０個設定すると共に、最も外側に配される外側領域Ｓｂについて、互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの外側観察領域Ｘｂを２０個設定し、内側観察領域Ｘａに含まれる気孔の割合（気孔率）の平均Ａａが、外側観察領域Ｘｂに含まれる気孔の割合（気孔率）Ａｂの平均よりも、０．１～２％小さい。なお、条件５において、内側観察領域Ｘａに含まれる気孔の割合（気孔率）の平均Ａａが、外側観察領域Ｘｂに含まれる気孔の割合（気孔率）Ａｂの平均よりも、１．８～２％小さいことがより好ましい。
　ここで、図６を参照しつつ、条件６で規定される、内側観察領域Ｘａに含まれる気孔の割合（気孔率）の平均Ａａ、外側観察領域Ｘｂに含まれる気孔の割合（気孔率）Ａｂ等の求め方について説明する。図６は、鏡面研磨面２３０ａに設定される内側観察領域Ｘａ及び外側観察領域Ｘｂを模式的に表した説明図である。条件６では、条件１等と同様、絶縁体２の鏡面研磨面２３０ａ（切断面２３０）における内部組織の状態を規定の対象としている。ただし、条件６では、鏡面研磨面２３０ａに設定される、内部組織を把握するための観察領域（内側観察領域Ｘａ、外側観察領域Ｘｂ）が異なっている。
　図６に示されるように、絶縁体２の内周面２ａと外周面２ｂとの間に配される円環状の領域Ｓ（鏡面研磨面２３０ａに対応した領域Ｓ）を径方向の長さが三等分されるように鏡面研磨面２３０ａ上に、２つの円形状の基準線ｍ２，ｍ３が設定される。このように２つの基準線ｍ２，ｍ３を設定することで、円環状の領域Ｓが、同心円状に配される３つの円環状の領域に分けられる。これらの領域のうち、最も内側に配される領域が、内側領域Ｓａとなり、最も外側に配される領域が、外側領域Ｓｂとなる。
　そして、内側領域Ｓａについて、互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの内側観察領域Ｘａが２０個設定される。また、外側領域Ｓｂについても、互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの外側観察領域Ｘｂが２０個設定される。内側観察領域Ｘａ及び外側観察領域Ｘｂは、共に、一方の辺の長さが１９２μｍ、他方の辺の長さが２５５μｍ（つまり、１９２μｍ×２５５μｍ）である矩形状（長方形状）の領域である。条件６では、内周面２ａ側に近い箇所における鏡面研磨面２３０ａの内部組織の状態と、外周面２ｂ側に近い箇所における鏡面研磨面２３０ａの内部組織の状態との関係が規定される。
　内側観察領域Ｘａは、円環状の内側領域Ｓａにおいて、互いに間隔を保ちつつ、環状に並ぶように設定されることが好ましい。また、外側観察領域Ｘｂは、円環状の外側領域Ｓｂにおいて、互いに間隔を保ちつつ、環状に並ぶように設定されることが好ましい。
　なお、内側観察領域Ｘａについては、内側領域Ｓａのうち、内周面２ａ側ではなく、基準線ｍ２側の近くに設定されることが好ましい。
　そして、内側観察領域Ｘａに対応した範囲の鏡面研磨面２３０ａが、ＳＥＭを用いて撮影されることにより、内側観察領域Ｘａに対応したＳＥＭ画像が取得される。また、外側観察領域Ｘｂに対応した範囲の鏡面研磨面２３０ａが、ＳＥＭを用いて撮影されることにより、外側観察領域Ｘｂに対応したＳＥＭ画像が取得される。本実施形態の場合、内側観察領域Ｘａ及び外側観察領域Ｘｂについて、それぞれ対応するＳＥＭ画像が２０個ずつ取得される。ＳＥＭの加速電圧は、２０ｋＶに設定され、ＳＥＭの倍率は、５００倍に設定される。
　内側観察領域Ｘａに対応した２０個のＳＥＭ画像について、上述の観察領域Ｘに対応したＳＥＭ画像に対する処理と同様の処理が実行されることより、内側観察領域Ｘａに含まれる気孔の割合（気孔率）の平均Ａａが求められる。つまり、内側観察領域Ｘａ毎に、１つの内側観察領域Ｘａの面積に対する、その内側観察領域Ｘａに含まれる全ての気孔の総面積の割合（気孔率）が求められる。そして、２０個の内側観察領域Ｘａについてそれぞれ求められた合計２０個の前記割合（気孔率）に基づいて、内側観察領域Ｘａに含まれる気孔の割合（気孔率）の平均Ａａが求められる。
　また、外側観察領域Ｘｂに対応した２０個のＳＥＭ画像についても、上述の観察領域Ｘに対応したＳＥＭ画像に対する処理と同様の処理が実行されることより、外側観察領域Ｘｂに含まれる気孔の割合（気孔率）の平均Ａｂが求められる。つまり、外側観察領域Ｘｂ毎に、１つの外側観察領域Ｘｂの面積に対する、その外側観察領域Ｘｂに含まれる全ての気孔の総面積の割合（気孔率）が求められる。そして、２０個の外側観察領域Ｘｂについてそれぞれ求められた合計２０個の前記割合（気孔率）に基づいて、外側観察領域Ｘｂに含まれる気孔の割合（気孔率）の平均Ａｂが求められる。
　その後、内側観察領域Ｘａに含まれる気孔の割合（気孔率）の平均Ａａと、外側観察領域Ｘｂに含まれる気孔の割合（気孔率）の平均Ａｂとの差（前記平均Ａｂ－前記平均Ａａ）が求められる。
　本実施形態において、内側観察領域Ｘａに含まれる気孔の割合（気孔率）の平均Ａａが、外側観察領域Ｘｂに含まれる気孔の割合（気孔率）Ａｂの平均よりも、０．１％～２％小さくなるように、絶縁体２（中胴部２３）の内部組織が形成されてもよい。
　本実施形態のスパークプラグ１では、上記のような条件６を満たすと、絶縁体２の内部組織において、絶縁体２の外周面２ｂ側の方が、内周面２ａ側よりも、気孔率が高くなるため、絶縁体２の機械的強度（耐衝撃性）が向上する。
　次いで、絶縁体２の製造方法について説明する。絶縁体２は、上述した条件１等を満たすように製造されたものである。絶縁体２の製造方法としては、最終的に得られる絶縁体２が条件１等を満たすものであれば特に制限はない。ここでは、絶縁体２の製造方法の一例を説明する。
　絶縁体２の製造方法は、主として、スラリー作製工程、脱泡工程、造粒工程、成形工程、研削工程及び焼成工程を備える。
　＜スラリー作製工程＞
　スラリー作製工程は、原料粉末、バインダー及び溶媒を混合してスラリーを作製する工程である。原料粉末は、主成分として、焼成によりアルミナに転化する化合物の粉末（以下、Ａｌ化合物粉末）が使用される。Ａｌ化合物粉末としては、例えば、アルミナ粉末が使用される。
　スラリー作製工程では、原料粉末の混合及び粉砕を目的とした粉砕工程が行われる。粉砕工程は、ボールミル等を使用した湿式粉砕機を用いて行われる。湿式粉砕機で使用する玉石の直径は、本発明の目的を損なわない限り特に制限はないが、好ましくは３ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、より好ましくは３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、更に好ましくは３ｍｍ以上６ｍｍ以下である。また、玉石としては、直径が互いに異なる２種以上のものを組み合わせてもよい。このような粉砕工程により、原料粉末は、粒度（粒径）のばらつきが小さく、シャープな粒度分布を備えたものとなる。このような原料粉末を用いると、焼結後に得られるアルミナ基焼結体において、異常粒成長が抑制されると共に、焼結密度を高くすることができる。そのため、絶縁体の耐アルカリ浸食性が向上する。
　Ａｌ化合物粉末（アルミナ粉末等）の粒径（粉砕後の粒径）は、本発明の目的を損なわない限り、特に制限はないが、例えば、１．５μｍ以上が好ましく、１．７μｍ以上がより好ましく、２．５μｍ以下が好ましく、２．０μｍ以下がより好ましい。Ａｌ化合物粉末（アルミナ粉末等）の粒径がこのような範囲であると、絶縁体の欠陥数が抑制されると共に、適度な焼結密度が得られる。なお、粒径は、レーザ回折法（日機装株式会社製、マイクロトラック粒度分布測定装置、製品名「ＭＴ－３０００」）により測定される体積基準のメジアン径（Ｄ５０）である。
　Ａｌ化合物粉末は、焼成後のアルミナ基焼結体の質量（酸化物換算）を１００質量％としたときに、酸化物換算で９０質量％以上となるように調製されることが好ましい。より好ましくは、９０質量％以上９８質量％以下、更に好ましくは９０質量％以上９７質量％以下である。なお、本発明の目的を損なわない限り、原料粉末には、Ａｌ化合物粉末以外の粉末が含まれてもよい。
　バインダーは、原料粉末の成形性の向上等を目的として、スラリー中に添加される。このようなバインダーとしては、ポリビニルアルコール、水性アクリル樹脂、アラビアゴム、デキストリン等の親水性結合剤が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　バインダーの配合量は、本発明の目的を損なわない限り特に制限はないが、例えば、原料粉末１００質量部に対して、１質量部～２０質量部の割合で配合され、好ましくは３質量部～７質量部の割合で配合される。
　溶媒は、原料粉末等を分散させる等の目的で使用される。溶媒としては、例えば、水、アルコール等が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　溶媒の配合量は、本発明の目的を損なわない限り特に制限はないが、例えば、原料粉末１００質量部に対して、２３質量部～４０質量部の割合で配合され、好ましくは２５質量部～３５質量部の割合で配合される。なお、スラリーには、必要に応じて、原料粉末、バインダー及び溶媒以外の他の成分が配合されてもよい。スラリーの混合には、公知の撹拌・混合装置等を利用することができる。
　＜脱泡工程＞
　スラリー作製工程後のスラリーに対して、必要に応じて、脱泡工程を行ってもよい。脱泡工程では、例えば、混合（混錬）後のスラリーの入った容器を、真空脱泡装置内に配置して、減圧して低気圧環境下に置くことで、スラリー内に含まれる気泡が取り除かれる。脱泡前後のスラリーの密度を比較することで、スラリー中の気泡量を把握することができる。
　＜造粒工程＞
　造粒工程は、原料粉末等を含むスラリーから、球状の造粒粉を作製する工程である。スラリーから造粒粉を作製する方法としては、本発明の目的を損なわない限り特に制限はないが、例えば、スプレードライ法が挙げられる。スプレードライ法では、所定のスプレードライヤー装置を利用して、スラリーを噴霧乾燥することにより、所定の粒径を備えた造粒粉が得られる。なお、造粒粉の平均粒径は、本発明の目的を損なわない限り、特に制限はないが、例えば、２１２μｍ　ｐａｓｓ≧９５％以下が好ましく、１８０μｍ　ｐａｓｓ≧９５％以下がより好ましく、１６０μｍ　ｐａｓｓ≧９５％以下が更に好ましい。
　＜成形工程＞
　成形工程は、造粒粉を、成形型を利用して所定形状に成形することで成形体を得る工程である。成形工程は、ラバープレス成形や金型プレス成形等によって行われる。本実施形態の場合、成形型（例えば、ラバープレス成形機の内ゴム型及び外ゴム型）を外周側から印加する圧力（プレス昇圧速度）は、段階的に上昇するように調整される。また、従来よりも高い圧力の範囲（例えば、１００ＭＰａ以上）に調整されることが好ましい。なお、圧力の上限値は、本発明の目的を損なわない限り特に制限はないが、例えば、２００ＭＰａ以下に調整されてもよい。
　＜研削工程＞
　研削工程は、成形工程後に得られた成形体の加工取り代の除去や成形体の表面を研磨等する工程である。研削工程では、レジノイド砥石等を研削することにより、加工取り代の除去や成形体の表面の研磨等が行われる。このような研削工程により、成形体の形状が整えられる。
　＜焼成工程＞
　焼成工程は、研削工程により形状が整えられた成形体を焼成して、絶縁体を得る工程である。焼成工程では、例えば、大気雰囲気下で、１４５０℃以上１６５０℃以下で１～８時間焼成する。焼成後、成形体を冷却することにより、アルミナ基焼結体からなる絶縁体２が得られる。
　以上のようにして得られた絶縁体２を使用しつつ、本実施形態のスパークプラグ１が製造される。スパークプラグ１の絶縁体２以外の構成は、上述したように公知の構成と同様である。
　以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
〔実施例１〕
（試験サンプルの作製）
　上記実施形態１で例示したスパークプラグの絶縁体と、基本的な構成が同じである絶縁体（以下、試験サンプル）を、上記実施形態１と同様の製造方法で作製（合計３本作製）した。なお、絶縁体の中胴部の厚みは、３ｍｍである。また、スラリー作製工程において、原料粉末を湿式粉砕機で粉砕する際、直径３ｍｍの玉石（φ３ｍｍ）と、直径１０ｍｍの玉石（φ１０ｍｍ）とを、それぞれ５０質量％、５０質量％の割合で使用した。
（アルカリ浸食後の耐電圧の測定）
　アルカリ浸食後の耐電圧を測定するために、予め加工が施された絶縁体を用意した。具体的には、絶縁体の内部に中心電極本体が装着された際に、中心電極本体の先端が脚長部から露出せず、かつ脚長部の厚みが略一定となるように、脚長部の周りに予め絶縁加工を施した。そして、そのような絶縁体の内部に棒状の中心電極本体を、電界集中しないように先端にＲ加工を施した状態で装着させつつ、絶縁体の先端の開口部を閉塞したものを、主体金具に組み付けて試験サンプルを作製した。その試験サンプルを、約２００℃に保たれた加熱炉内に設置し、試験サンプルの中心電極本体の先端部より、３５ｋＶの電圧を１００時間印加した。その際のアース（接地）は、主体金具より行った。このようにして、試験サンプルの絶縁体に電圧を印加し続けることで、外部放電することなく、絶縁体の中胴部の所定箇所（電極鍔部（拡径部）と径方向で、対向している部分）に、電界集中が発生し、その所定箇所を強制的にアルカリ浸食させた。なお、アルカリ浸食の有無は、絶縁体に対して、電子線プローブマイクロアラナイザー（ＥＰＭＡ）を用いてＮａ等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の有無を測定することで判断できる。
　その後、アルカリ浸食させた絶縁体を含む試験サンプルを、高圧チャンバー内に設置し、その高圧チャンバー内に炭酸ガス（ＣＯ２）を約５ＭＰａの圧力で供給した状態で、試験サンプルの中心電極本体の先端部より、電圧を昇圧速度０．１ｋＶ／ｓｅｃで印加した。その際のアース（接地）は、主体金具より行った。そして、絶縁体を貫通した際のブレイクダウン電圧を測定した。結果は、表１に示した。
（中胴部の切断面（鏡面研磨面）の観察１）
　得られた試験サンプルについて、中心電極の拡径部の最大径の部分から軸線方向に沿って、後端側へ２ｍｍ離れた位置で、絶縁体を軸線方向に対して垂直な方向に切断した。そして、得られた試験サンプルの切断面を鏡面状に研磨し、その切断面（鏡面研磨面）の組織をＳＥＭ（型式「ＪＳＭ－ＩＴ３００ＬＡ」、日本電子株式会社製）で観察した。ＳＥＭの加速電圧は、２０ｋＶに設定し、ＳＥＭの倍率は、５００倍に設定した。そして、その切断面（鏡面研磨面）において、各々が絶縁体２の内周面２ａと外周面２ｂとの間の中心位置である基準位置ｍ１と重なりつつ、互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの観察領域Ｘを２０個設定し、それら２０個の観察領域Ｘに対応した合計２０個のＳＥＭ画像を取得した。そして、それらのＳＥＭ画像に対して、画像解析ソフト（ＷｉｎＲＯＯＦ（登録商標）、三谷商事株式会社製）による画像解析処理を実行して、観察領域Ｘに含まれる気孔の割合（気孔率）の平均Ａを求めた。また、各観察領域Ｘに対応した合計２０個の前記気孔率の度数分布を正規分布とみなし、前記気孔率の標準偏差σを求めた。結果は、表１に示した。
　また、２０個の観察領域Ｘについて、観察領域Ｘ毎に、面積が０．０５μｍ２以上である大型気孔の個数を計測し、そして、それらの合計２０個の大型気孔の個数の値（個数データ）に基づいて、大型気孔の個数の平均（平均個数）Ｂを求めた。結果は、表１に示した。
　また、各観察領域Ｘに対応した合計２０個の大型気孔の個数の値（個数データ）の度数分布を正規分布とみなした場合について、前記個数の値（個数データ）の標準偏差をσとしたときの「３σ」の値、及び「前記平均Ｂ＋３σ」の値（個）を求めた。結果は、表１に示した。
〔実施例２～１０、実施例１２～１７〕
　スラリー作製工程において、原料粉末を粉砕する際に使用する玉石の比率を、適宜、変更したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２～１０及び実施例１２～１７の絶縁体を作製した。
〔比較例１〕
　スラリー作製工程において、原料粉末を湿式粉砕機で粉砕する際、直径３ｍｍの玉石（φ３ｍｍ）と、直径１０ｍｍの玉石（φ１０ｍｍ）と、直径３０ｍｍ（φ３０ｍｍ）とを、それぞれ１０質量％、４０質量％、５０質量％の割合で使用したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の絶縁体を作製した。
〔比較例２〕
　スラリー作製工程において、原料粉末を粉砕する際に使用する玉石の比率を、適宜、変更したこと以外は、比較例１と同様にして、比較例２の絶縁体を作製した。
　得られた実施例２～１０、実施例１２～１７及び比較例１，２の絶縁体について、実施例１と同様、上記「アルカリ浸食後の耐電圧の測定」、及び「中胴部の切断面（鏡面研磨面）の観察１」を行った。
　そして更に、実施例４、実施例９、実施例１０、実施例１２～１４、及び実施例１６，１７については、以下に示される「中胴部の切断面（鏡面研磨面）の観察２」、及び「耐衝撃性の評価」を行った。それらの結果は、表１に示した。
（中胴部の切断面（鏡面研磨面）の観察２）
　上記「中胴部の切断面（鏡面研磨面）の観察１」で使用した絶縁体の鏡面研磨面を、ＳＥＭで観察した。ＳＥＭの加速電圧は、２０ｋＶに設定し、ＳＥＭの倍率は、５００倍に設定した。そして、その鏡面研磨面を、図６に示されるように、絶縁体の内周面２ｓと外周面２ｂとの間に配される領域Ｓを径方向の長さが三等分されるように分けた上で、最も内側に配される内側領域Ｓａに、互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの内側観察領域Ｘａを２０個設定すると共に、最も外側に配される外側領域Ｓｂに、互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの外側観察領域Ｘｂを２０個設定した。
　その後、内側観察領域Ｘａに対応した２０個のＳＥＭ画像と、外側観察領域Ｘｂに対応した２０個のＳＥＭ画像とを取得し、それらのＳＥＭ画像に基づいて、内側観察領域Ｘａに含まれる気孔の割合（気孔率）の平均Ａａと、外側観察領域Ｘｂに含まれる気孔の割合（気孔率）の平均Ａｂとを求めた。そして、前記平均Ａａと前記平均Ａａとの差（前記平均Ａｂ－前記平均Ａａ）を求めた。結果は、表１に示した。
（耐衝撃性の評価）
　各絶縁体に対して、ＪＩＳ　Ｂ７７３３に規定されるシャルピー試験を行い、絶縁体の耐衝撃性を評価した。具体的な評価方法は、以下の通りである。先ず、絶縁体を使用して、上記実施形態１で例示したものと同様の構成のスパークプラグ（以下、試験用スパークプラグ）を作製した。その試験用スパークプラグの軸線方向を上下方向として、先端側を下方に向け、試験台に設けられたネジ孔に試験用スパークプラグの主体金具のネジ部を螺合させて固定した。また、固定した試験用スパークプラグの軸線方向の上方に軸支点を有するハンマーを旋回可能に設けた。そして、ハンマーの先端を持ち上げてリリースし、自由落下によりハンマーを旋回させ、ハンマーの先端を絶縁体の後端より略１ｍｍの部位に衝突させた。このハンマーの持ち上げ角度（軸線方向に対する角度）を、３４度に設定した上で、ハンマーの先端を試験用スパークプラグの絶縁体に衝突させ、絶縁体に割れが発生したか否かを確認した。このようなハンマーの衝突は、各絶縁体に対して、最大で２回行った。１回目の衝突により絶縁体に割れが発生した場合、そこで試験を終了した。これに対して、１回目の衝突により絶縁体に割れが発生しなかった場合、更にその絶縁体に対して２回目の衝突を行った。結果は、表１に示した。なお、表１において、１回目の衝突により、絶縁体に割れが発生した場合を記号「×」で表し、２回目の衝突により絶縁体に割れが発生した場合を「〇」で表し、２回目の衝突でも割れが発生しなかった場合を記号「◎」で表した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示されるように、上述した条件１を満たす実施例１～１０及び実施例１２～１７は、比較例１，２と比べて、アルカリ浸食後の耐電圧性に優れている。このような実施例１～１０及び実施例１２～１７では、強制的にアルカリ浸食させるような条件で処理を行った場合であっても、アルカリ浸食を抑制できていることが確かめられた。
　実施例１～１０及び実施例１２～１７のうち、更に、上述した条件２を満たす実施例１、実施例２、実施例４、実施例６～１０及び実施例１２～１７は、実施例３，５と比べて、より耐アルカリ浸食性の結果が優れていた。
　また、上述した条件３を満たす実施例９、実施例１０、実施例１２～１４及び実施例１６～１７は、実施例４と比べて、耐衝撃性（シャルピー強度）に優れることが確かめられた。
　また、実施例１、実施例２、実施例４、実施例６、実施例７、実施例９、実施例１０、実施例１２～１５、実施例１７のうち、更に、上述した条件３の３σが５０以下の場合（つまり、３σ≦５０）である実施例１、実施例７、実施例９～１３及び実施例１７は、実施例２、実施例４、実施例６、実施例１４～１６と比べて、より耐アルカリ浸食性に優れることが確かめられた。
　また、上述した条件４を満たす実施例１、実施例７、実施例８、実施例１６及び実施例１７は、耐アルカリ浸食性に優れる。なお、これらのうち、３σ≦５０の場合である実施例１、実施例７、実施例１７は、５０＜３σ≦１００の場合である実施例８、実施例１６と比べて、特に耐アルカリ浸食性に優れる。
　また、実施例１、実施例２、実施例４、実施例６～１０及び実施例１２～１７のうち、更に、上述した条件５を満たす実施例１、実施例７～１０、実施例１２、実施例１３、実施例１５及び実施例１７は、実施例２、実施例４、実施例６、実施例１４及び実施例１６と比べて、より耐アルカリ浸食性に優れることが確かめられた。
　また、実施例９、実施例１０、実施例１２～１４及び実施例１６～１７のうち、更に、上述した条件６を満たす実施例１０、実施例１６及び実施例１７は、実施例９、実施例１２～１４と比べて、より耐衝撃性（シャルピー強度）に優れることが確かめられた。
　１…スパークプラグ、２…絶縁体、２１…貫通孔、２２…脚長部、２３…中胴部、２３０…切断面、２３０ａ…鏡面研磨面、２４…鍔部、２５…後側筒部、２６…第１拡径部、２７…第２拡径部、３…中心電極、３１…中心電極本体、３１ａ…拡径部（電極鍔部）、３１ｂ…電極頭部、３１ｃ…電極脚部、４…接地電極、５…端子金具、６…主体金具、７…抵抗体、８…シール部材、９…シール部材、１１…気孔、ＡＸ…軸線、Ｓａ…内側領域、Ｓｂ…外側領域、Ｘ…観察領域、Ｘａ…内側観察領域、Ｘｂ…外側観察領域

Claims (7)

  1. 　軸線方向に沿って延びた筒状をなし、アルミナ基焼結体からなる絶縁体と、
    　先端が前記絶縁体から露出し、かつ後端が前記絶縁体の内部に収容されるように前記絶縁体に挿入される棒状の電極であって、自身の後端側に径方向に広がって前記絶縁体の内壁と係止する拡径部を有する中心電極と、
    　前記絶縁体の内部において前記中心電極の前記後端側に配される導電性シール材とを備えるスパークプラグであって、
    　前記拡径部の最大径の部分から前記軸線方向に沿って前記後端側へ２ｍｍの位置で、前記絶縁体を前記軸線方向に対して垂直な方向に切断して得られる切断面を鏡面研磨することで得られる鏡面研磨面において、各々が前記絶縁体の内周面と外周面との間の中心位置である基準位置と重なりつつ、互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの観察領域を２０個設定した場合、前記観察領域に含まれる気孔の割合（気孔率）の平均が３．５％以下であり、かつ前記割合（気孔率）のばらつきについて、標準偏差をσとしたときにσが０．３６以下であるスパークプラグ。
  2. 　前記観察領域において、前記気孔のうち、面積が０．０５μｍ２以上である大型気孔の個数の平均が２００個以上６００個以下である請求項１に記載のスパークプラグ。
  3. 　前記観察領域における前記大型気孔の前記個数のばらつきについて、標準偏差をσとしたときに３σが１００以下である請求項２に記載のスパークプラグ。
  4. 　前記３σが５０以下である請求項３に記載のスパークプラグ。
  5. 　前記観察領域において、前記気孔の前記割合（気孔率）の平均が１．０％以上であり、かつ前記大型気孔の前記個数の平均が２４０個以上である請求項２から請求項４の何れか一項に記載のスパークプラグ。
  6. 　前記観察領域において、前記大型気孔の前記個数のばらつきについて、標準偏差をσとしたときに「前記個数の平均＋３σ」の値が３３０個未満である請求項２から請求項５の何れか一項に記載のスパークプラグ。
  7. 　前記鏡面研磨面において、前記絶縁体の前記内周面と前記外周面との間に配される領域を径方向の長さが三等分されるように分けた場合に、最も内側に配される内側領域について、互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの内側観察領域を２０個設定すると共に、最も外側に配される外側領域について、互いに重ならないように１９２μｍ×２５５μｍの外側観察領域を２０個設定し、前記内側観察領域に含まれる気孔の割合（気孔率）の平均が、前記外側観察領域に含まれる気孔の割合（気孔率）の平均よりも、０．１～２％小さい請求項２から請求項６の何れか一項に記載のスパークプラグ。
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