JP7390501B2 - 絶縁体およびスパークプラグ - Google Patents

Description

本開示は、内燃機関に用いられるスパークプラグの絶縁体、およびこの絶縁体を備えるスパークプラグに関する。

自動車用エンジンなどの内燃機関の着火手段として、スパークプラグが用いられている。スパークプラグは、主として、軸状の中心電極と、その中心電極を先端側で保持し軸方向に延びる絶縁体と、その絶縁体を内側に保持する筒状の主体金具と、主体金具に接合されている接地電極とを有している。

スパークプラグに用いられる絶縁体は、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とするアルミナ焼結体により形成されている。絶縁体がアルミナ焼結体で形成されることで、耐熱性および機械的強度などを向上させることができる。

また、アルミナ焼結体には、焼成温度の低減および焼結性の向上などを目的として、アルミナの他に焼結助剤が含まれている。焼結助剤に含まれる成分（助剤成分）としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）成分、バリウム（Ｂａ）成分、マグネシウム（Ｍｇ）成分、およびカルシウム（Ｃａ）成分などが挙げられる。これらの各成分は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、および酸化カルシウム（ＣａＯ）などの酸化物の形態でアルミナ焼結体中に含まれる。

例えば、特許文献１には、スパークプラグを構成する絶縁体が、希土類元素（ＲＥ）成分と、Ｓｉ成分と、ＩＵＰＡＣ１９９０年勧告に基づく周期表の第２族元素のうちＭｇ及びＢａを必須とするとともにＭｇ及びＢａを除く少なくとも他の一元素を含有する第２族元素（２Ａ）成分とを含有し、希土類元素（ＲＥ）成分が所定の条件を満たすように分散してなる、９５．０％以上の理論密度比を有するアルミナ基焼結体で形成されてなることが開示されている。

国際公開第２００９／１１９０９７号公報

近年、内燃機関の高出力化および燃費向上を図るために、燃焼室内の温度を高くする傾向にある。そのため、スパークプラグは、従来よりもさらに高温（例えば、約９００℃程度）の環境下に曝されることがある。スパークプラグがこのような高温環境下に置かれることを想定すると、絶縁体の絶縁性能をより向上させなければ、十分な耐電圧性能を有するスパークプラグが得られない可能性がある。

そこで、本開示の一局面では、特に高温下における耐電圧性能をさらに向上させることのできるスパークプラグ用絶縁体、およびこの絶縁体を備えるスパークプラグを提供することを目的とする。

本開示の一局面は、スパークプラグ用の筒状の絶縁体に関する。この絶縁体は、アルミナを主成分として含有するとともに、副成分をさらに含有し、前記副成分は、シリコン（Ｓｉ）成分、マグネシウム（Ｍｇ）成分、バリウム（Ｂａ）成分、カルシウム（Ｃａ）成分、および希土類成分を含み、これらの各成分を酸化物換算したときの前記副成分の総質量に対する含有割合（質量％）は、それぞれ下記（１）から（５）の関係式を満たしている。
（１）１５．５≦（Ｓｉ成分の含有割合）≦５５．１
（２）０．６≦（Ｍｇ成分の含有割合）≦７．４
（３）２６．７≦（Ｂａ成分の含有割合）≦６８．５
（４）１．１≦（Ｃａ成分の含有割合）≦３２．４
（５）１１．４≦（希土類成分の含有割合）≦４６．５

上記の構成によれば、例えば、約９００℃という高温環境下で使用しても、十分な絶縁性能を有する絶縁体を得ることができる。したがって、特に高温下における耐電圧性能をさらに向上させることのでき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。

上記の本開示の一局面にかかる絶縁体において、前記絶縁体の総質量に対する前記アルミナの含有割合（質量％）は、９１．０質量％以上９７．０質量％以下の範囲内であってもよい。

上記の構成によれば、絶縁体の耐電圧性能をより向上させることができる。

上記の本開示の一局面にかかる絶縁体において、前記Ｂａ成分および前記希土類成分を酸化物換算したときの前記副成分の総質量に対する含有割合（質量％）は、さらに、それぞれ下記（ａ）および（ｂ）の関係式を満たしていてもよい。
（ａ）２９．１≦（Ｂａ成分の含有割合）≦５２．５
（ｂ）１２．４≦（希土類成分の含有割合）≦４１．５

上記の構成によれば、絶縁体の耐電圧性能をより向上させることができる。

上記の本開示の一局面にかかる絶縁体において、前記Ｂａ成分および前記希土類成分を酸化物換算したときの前記副成分の総質量に対する含有割合（質量％）は、さらに、それぞれ下記（Ａ）および（Ｂ）の関係式を満たしていてもよい。
（Ａ）３０．６≦（Ｂａ成分の含有割合）≦３５．３
（Ｂ）１７．４≦（希土類成分の含有割合）≦２９．７

上記の構成によれば、絶縁体の耐電圧性能をより一層向上させることができる。

上記の本開示の一局面にかかる絶縁体において、前記希土類成分は、ランタン（Ｌａ）成分であってもよい。この構成によれば、絶縁体の耐電圧性能をより一層向上させることができる。

また、本開示のもう一つの局面は、スパークプラグに関する。このスパークプラグは、上記の本開示の一局面にかかる絶縁体と、筒状の形状を有し、前記絶縁体の少なくとも一部を内部に収容している主体金具と、前記絶縁体の先端に配置されている中心電極と、前記主体金具に接合され、前記中心電極との間でギャップを形成する接地電極とを備えている。

上記の構成によれば、本開示の一局面にかかる絶縁体を備えていることで、特に高温下における耐電圧性能に優れたスパークプラグを得ることができる。

以上のように、本開示の一局面によれば、特に高温環境下で使用されるスパークプラグに用いられる絶縁体の耐電圧性能をさらに向上させることができる。

一実施形態にかかるスパークプラグの外観および内部構成を示す部分断面図である。 本実施例の高温耐電圧試験に使用した耐電圧測定装置の構成を示す模式図である。また、図２の破線枠内には、高温耐電圧試験に使用した試験片の断面の模式図を示す。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

本実施形態では、スパークプラグ１を例に挙げて説明する。また、本実施形態では、スパークプラグ１を構成している絶縁体５０の製造方法について説明する。

（スパークプラグの構成）
先ず、スパークプラグ１の全体構成について、図１を参照しながら説明する。スパークプラグ１は、絶縁体５０および主体金具３０を備えている。

絶縁体５０は、スパークプラグ１の長手方向に延びる略円筒形状の部材である。絶縁体５０内には、軸線Ｏに沿って延びる軸孔５０ａが形成されている。絶縁体５０は、絶縁性、耐熱性、および熱伝導性に優れた材料で形成されている。例えば、絶縁体５０は、アルミナ系セラミックなどで形成されている。

絶縁体５０の先端部５１には、中心電極２０が設けられている。本実施形態においては、スパークプラグ１および絶縁体５０において、中心電極２０が設けられている側をスパークプラグ１または絶縁体５０の先端側とし、その他端側を後端側とする。図１においては、図面下方側が先端側であり、図面上方側が後端側である。

絶縁体５０の他方の端部（すなわち、後端部）には、端子金具５３が取り付けられている。中心電極２０と端子金具５３との間には、導電性のガラスシール５５が設けられている。

中心電極２０は、その先端部分が絶縁体５０の先端部５１から突出した状態で、絶縁体５０の軸孔５０ａに貫通保持されている。中心電極２０は、電極母材２１と芯材２２とを有している。電極母材２１は、例えば、Ｎｉ（ニッケル）を主成分として含むＮｉ基合金等の金属材料で形成される。Ｎｉ基合金に添加される合金元素としては、Ａｌ（アルミニウム）等が挙げられる。芯材２２は、電極母材２１の内側に埋設されている。芯材２２は、電極母材よりも熱伝導性に優れた金属材料（例えば、Ｃｕ（銅）又はＣｕ合金など）で形成することができる。電極母材２１および芯材２２は、鍛造によって一体化される。なお、この構成は一例であり、芯材２２は設けられていなくてもよい。すなわち、中心電極２０は電極母材のみで形成されていてもよい。

主体金具３０は、内燃機関のネジ穴に固定される略円筒形状の部材である。主体金具３０は、絶縁体５０を部分的に覆うように設けられている。略円筒形状の主体金具３０内に絶縁体５０の一部が挿入された状態で、主体金具３０の後端側に存在する絶縁体５０との隙間は、タルク６１によって充填されている。

主体金具３０は、導電性を有する金属材料で形成されている。このような金属材料としては、低炭素鋼、または鉄を主成分とする金属材料などが挙げられる。主体金具３０は、後端側から順に、主に、加締部３１、工具係合部３２、湾曲部３３、座部３４、および胴部３６などを有している。

工具係合部３２は、内燃機関のネジ穴に主体金具３０を取り付けるときにレンチなどの工具を係合させる部位である。工具係合部３２の後端側には、加締部３１が形成されている。加締部３１は、後端側に向かうほど径方向内側に折り曲げられている。座部３４は、工具係合部３２と胴部３６との間に位置しており、先端側に環状のガスケットが配置される。スパークプラグ１が内燃機関に取り付けられた状態で、座部３４は、環状のガスケットを図示しないエンジンヘッドに押し付ける。工具係合部３２と座部３４との間には、薄肉の湾曲部３３が形成されている。胴部３６は、絶縁体５０の先端部５１側に位置している。スパークプラグ１が内燃機関に取り付けられる際には、胴部３６の外周に形成されたネジ溝（図示せず）が内燃機関のネジ穴に螺合される。

また、主体金具３０の先端部側（胴部３６が位置する側）には、接地電極１１が取り付けられている。接地電極１１は、溶接などによって主体金具３０に接合されている。接地電極１１は、全体が略Ｌ字形に屈曲する板状体で、基端側が主体金具３０の先端面に接合固定されている。接地電極１１の先端部は、絶縁体５０の軸線Ｏの仮想延長線が通過する位置にまで延びている。そして、接地電極１１の先端部の近傍には、中心電極２０側の面に、中心電極２０の先端面と対向する貴金属チップ（図示せず）が溶接されている。

これにより、接地電極１１の先端部は、中心電極２０の先端部に対向するように配置され、接地電極１１の先端部（具体的には、接地電極１１に溶接された貴金属チップ）と中心電極２０の先端部との間で火花放電が発生するギャップが形成される。

接地電極１１は、例えば、Ｎｉ（ニッケル）を主成分として含むＮｉ基合金等の金属材料を電極母材として形成される。Ｎｉ基合金に添加される合金元素としては、Ａｌ（アルミニウム）等が挙げられる。接地電極１１は、Ｎｉ以外の成分として、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）、Ａｌ（アルミニウム）、およびＴｉ（チタン）より選択される少なくとも一つの元素を含んでいてもよい。

（絶縁体の構成および組成）
続いて、スパークプラグ１を構成する絶縁体５０のより具体的な構成について説明する。絶縁体５０は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とするアルミナ焼結体により形成されている。

絶縁体５０を形成しているアルミナ焼結体は、アルミナを主成分として含有する。ここで、アルミナを主成分として含有するとは、絶縁体５０に含まれる種々の化合物のうち、アルミナの含有量が最も多いことを意味する。アルミナ焼結体において、Ａｌ成分の大部分は、アルミナの結晶として存在する。そのため、絶縁体５０においてアルミナの含有量が最も多いことは、例えば、絶縁体５０を形成しているアルミナ焼結体を蛍光Ｘ線分析したときに検出された元素を酸化物換算したときの合計質量に対するＡｌ成分を酸化物換算したときの質量割合が最も多いことによって確認することができる。なお、絶縁体５０において、Ａｌ成分の一部は、アルミナ以外の結晶中に存在してもよい。

本実施形態では、絶縁体５０を形成しているアルミナ焼結体において、主成分であるアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）の含有割合（質量％）は、絶縁体の総質量に対して、９１．０質量％以上９７．０質量％以下の範囲内であることが好ましい。なお、絶縁体の総質量に対するアルミナの含有割合は、例えば、絶縁体５０を軸線Ｏに垂直に切断して得られたアルミナ焼結体の任意の切断面を研磨して、その研磨面を蛍光Ｘ線分析したときに検出された元素を酸化物換算したときの合計質量に対するＡｌ成分を酸化物換算したときの質量割合として算出することができる。

絶縁体５０におけるアルミナの含有割合が上記のような範囲内にあると、耐電圧性能及び機械的強度などをより向上させることができる。アルミナの含有割合が９７．０質量％を超えると、焼結性が悪くなり、十分な耐電圧性能が得られないおそれがある。また、アルミナの含有割合が９１．０質量％未満であると、相対的にガラス相の割合が増大するので、例えば、約９００℃という高温下において、ガラス相が軟化し、膨張して導電部の経路が増大するため、十分な耐電圧性能が得られないおそれがある。

絶縁体５０内に含まれるアルミナは、アルミナ焼結体の原料中添加されるアルミナ粉末などに由来する。

また、絶縁体５０を形成しているアルミナ焼結体は、アルミナの他に副成分をさらに含有している。副成分は、主として、焼成温度の低減および焼結性の向上などを実現するための焼結助剤に由来する成分である。すなわち、副成分には助剤成分が含まれる。副成分は、シリコン（Ｓｉ）成分、マグネシウム（Ｍｇ）成分、バリウム（Ｂａ）成分、カルシウム（Ｃａ）成分、および希土類成分などを含んでいる。

そして、これらの各成分を酸化物換算したときの副成分の総質量に対する含有割合Ｒ（質量％）は、それぞれ下記（１）から（５）の関係式を満たしている。
（１）１５．５≦（Ｓｉ成分の含有割合）≦５５．１
（２）０．６≦（Ｍｇ成分の含有割合）≦７．４
（３）２６．７≦（Ｂａ成分の含有割合）≦６８．５
（４）１．１≦（Ｃａ成分の含有割合）≦３２．４
（５）１１．４≦（希土類成分の含有割合）≦４６．５

なお、上記の含有割合Ｒは、アルミナ焼結体を蛍光Ｘ線分析したときに検出される元素を酸化物換算したときの各副成分の合計質量に対する、各元素（Ｓｉ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃａ、希土類元素）の検出値を酸化物換算したときの質量割合（質量％）である。

Ｓｉ成分は、酸化物、イオンなどの形態でアルミナ焼結体中に存在する。Ｓｉ成分は、焼結時には溶融して通常液相を生じるので、アルミナ焼結体の緻密化を促進する焼結助剤として機能する。Ｓｉ成分は、焼結後はガラス相として、あるいは、Ａｌなどの他の元素と共にアルミナ以外の結晶として存在する。

Ｓｉ成分の酸化物としては、例えば、ＳｉＯ_２が挙げられる。そのため、Ｓｉ成分を酸化物換算したときの副成分の総質量に対する含有割合Ｒ_ＳｉＯ２（質量％）は、（Ｓｉ成分の含有量をＳｉＯ_２に換算した質量）／（各副成分を酸化物換算したときの総質量）ということもできる。

絶縁体５０内に含まれるＳｉ成分は、アルミナ焼結体を製造する際の原材料中に含まれるＳｉＯ_２粉末などに由来する。

Ｍｇ成分、Ｂａ成分、およびＣａ成分は、酸化物、イオンなどの形態でアルミナ焼結体中に存在する。これらの各成分は、焼結時には溶融して通常液相を生じるので、アルミナ焼結体の緻密化を促進する焼結助剤として機能する。これらの各成分は、焼結後はガラス相として、あるいは、Ａｌなどの他の元素と共にアルミナ以外の結晶として存在する。

Ｍｇ成分の酸化物としては、例えば、ＭｇＯが挙げられる。そのため、Ｍｇ成分を酸化物換算したときの副成分の総質量に対する含有割合Ｒ_ＭｇＯ（質量％）は、（Ｍｇ成分の含有量をＭｇＯに換算した質量）／（各副成分を酸化物換算したときの総質量）ということもできる。絶縁体５０内に含まれるＭｇ成分は、アルミナ焼結体を製造する際の原材料中に含まれるＭｇＣＯ_３粉末、ＭｇＯ粉末などに由来する。

Ｂａ成分の酸化物としては、例えば、ＢａＯが挙げられる。そのため、Ｂａ成分を酸化物換算したときの副成分の総質量に対する含有割合Ｒ_ＢａＯ（質量％）は、（Ｂａ成分の含有量をＢａＯに換算した質量）／（各副成分を酸化物換算したときの総質量）ということもできる。絶縁体５０内に含まれるＢａ成分は、アルミナ焼結体を製造する際の原材料中に含まれるＢａＣＯ_３粉末、ＢａＯ粉末などに由来する。

Ｃａ成分の酸化物としては、例えば、ＣａＯが挙げられる。そのため、Ｃａ成分を酸化物換算したときの副成分の総質量に対する含有割合Ｒ_ＣａＯ（質量％）は、（Ｃａ成分の含有量をＣａＯに換算した質量）／（各副成分を酸化物換算したときの総質量）ということもできる。絶縁体５０内に含まれるＣａ成分は、アルミナ焼結体を製造する際の原材料中に含まれるＣａＣＯ_３粉末、ＣａＯ粉末などに由来する。

なお、別の実施態様では、Ｃａ成分の代わりに、ストロンチウム（Ｓｒ）成分が含まれていてもよい。Ｓｒ成分の酸化物としては、例えば、ＳｒＯが挙げられる。そのため、Ｓｒ成分を酸化物換算したときの副成分の総質量に対する含有割合Ｒ_ＳｒＯ（質量％）は、（Ｓｒ成分の含有量をＳｒＯに換算した質量）／（各副成分を酸化物換算したときの総質量）ということもできる。

希土類成分は、酸化物、イオンなどの形態でアルミナ焼結体中に存在する。希土類成分は、焼結時において、アルミナの粒成長が過度に生じないように抑制するとともに、Ｓｉ成分とともに希土類ガラス（例えば、Ｌａ－Ｓｉ系ガラス）を粒界に形成して粒界ガラス相の融点を高めることができる。これにより、得られる絶縁体５０の耐電圧特性を向上させることができる。

希土類成分に含まれる希土類元素としては、例えば、ランタノイド元素、スカンジウム（Ｓｃ）、およびイットリウム（Ｙ）などが挙げられる。ランタノイド元素としては、例えば、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、およびルテチウム（Ｌｕ）などが挙げられる。希土類成分には、これらの希土類元素のうちの一種類または複数種類が含まれている。

絶縁体５０は、上記の各希土類元素を含む希土類成分の中でも、ランタン（Ｌａ）成分を含むことが好ましい。Ｌａ成分は、焼結時において、ＡｌとともにＬａＡｌ_１１Ｏ_１８のような結晶を生成することでアルミナの粒成長が過度に生じないように抑制し、機械的強度も向上させることができる。

Ｌａ成分の酸化物としては、例えば、Ｌａ_２Ｏ_３が挙げられる。そのため、Ｌａ成分を酸化物換算したときの副成分の総質量に対する含有割合Ｒ_{Ｌａ２Ｏ３}（質量％）は、（Ｌａ成分の含有量をＬａ_２Ｏ_３に換算した質量）／（各副成分を酸化物換算したときの総質量）ということもできる。絶縁体５０内に含まれるＬａ成分は、アルミナ焼結体を製造する際の原材料中に含まれるＬａ（ＯＨ）_３粉末、またはＬａ_２Ｏ_３粉末などに由来する。

以上のように、絶縁体５０は、アルミナを主成分として含有している。さらに、絶縁体５０は、副成分として、シリコン（Ｓｉ）成分、マグネシウム（Ｍｇ）成分、バリウム（Ｂａ）成分、カルシウム（Ｃａ）成分、および希土類成分を、上記のような含有割合で含んでいる。

これにより、例えば、約９００℃という高温に曝されるような環境で絶縁体５０が使用された場合においても、十分な絶縁性能を発揮することができる。したがって、このような絶縁体５０を用いて製造されたスパークプラグ１においては、長期にわたって高温下における耐電圧性能を維持することができる。

より具体的には、副成分中のＳｉ成分の含有割合Ｒ_ＳｉＯ２が、１５．５（質量％）以上となっていることで、アルミナ焼結体の焼結性の低下を抑えることができる。また、副成分中のＳｉ成分の含有割合Ｒ_ＳｉＯ２が、５５．１（質量％）以下となっていることで、アルミナ焼結体中の粒界ガラス相が増加することによる絶縁体の性能低下を抑えることができる。

また、副成分中のＭｇ成分の含有割合Ｒ_ＭｇＯが、０．６（質量％）以上となっていることで、アルミナの異常粒成長による絶縁体の性能低下を抑えることができる。また、副成分中のＭｇ成分の含有割合Ｒ_ＭｇＯが、７．４（質量％）以下となっていることで、絶縁体の性能低下を抑えることができる。

また、副成分中のＢａ成分の含有割合Ｒ_ＢａＯが、２６．７（質量％）以上となっていることで、絶縁体の性能低下を抑えることができる。また、副成分中のＢａ成分の含有割合Ｒ_ＢａＯが、６８．５（質量％）以下となっていることで、アルミナ焼結体の焼結性の低下を抑えることができる。

また、副成分中のＣａ成分の含有割合Ｒ_ＣａＯが、１．１（質量％）以上となっていることで、アルミナ焼結体の焼結性の低下を抑えることができる。また、副成分中のＣａ成分の含有割合Ｒ_ＣａＯが、３２．４（質量％）以下となっていることで、絶縁体の性能低下を抑えることができる。

また、副成分中の希土類成分の含有割合Ｒ_ＲＥＥが、１１．４（質量％）以上となっていることで、絶縁体の性能低下を抑えることができる。また、副成分中の希土類成分の含有割合Ｒ_ＲＥＥが、４６．５（質量％）以下となっていることで、アルミナ焼結体の焼結性の低下を抑えることができる。

本実施形態の絶縁体５０は、副成分中のＢａ成分の含有割合Ｒ_ＢａＯおよび希土類成分の含有割合Ｒ_ＲＥＥが、以下のようになっていることがより好ましい。
（ａ）２９．１≦（Ｒ_ＢａＯ）≦５２．５
（ｂ）１２．４≦（Ｒ_ＲＥＥ）≦４１．５
上記の構成によれば、後述の実施例に示すように、高温下における絶縁体５０の耐電圧性能をより向上させることができる。

なお、Ｂａ成分および希土類成分を上記のような含有割合で含んでいる場合、副成分中のＳｉ成分、Ｍｇ成分、およびＣａ成分の含有割合は、例えば、以下のようにすることができる（表１参照）。
（ｃ）２１．０≦（Ｒ_ＳｉＯ２）≦４３．６
（ｄ）１．７≦（Ｒ_ＭｇＯ）≦２．３
（ｅ）１．１≦（Ｒ_ＣａＯ）≦１５．５

さらに、本実施形態の絶縁体５０は、副成分中のＢａ成分の含有割合Ｒ_ＢａＯおよび希土類成分の含有割合Ｒ_ＲＥＥが、以下のようになっていることがさらに好ましい。
（Ａ）３０．６≦（Ｒ_ＢａＯ）≦３５．３
（Ｂ）１７．４≦（Ｒ_ＲＥＥ）≦２９．７
上記の構成によれば、後述の実施例に示すように、高温下における絶縁体５０の耐電圧性能をより一層向上させることができる。

なお、Ｂａ成分および希土類成分を上記のような含有割合で含んでいる場合、副成分中のＳｉ成分、Ｍｇ成分、およびＣａ成分の含有割合は、例えば、以下のようにすることができる（表１参照）。
（Ｃ）２９．９≦（Ｒ_ＳｉＯ２）≦４２．３
（Ｄ）１．９≦（Ｒ_ＭｇＯ）≦２．３
（Ｅ）１．１≦（Ｒ_ＣａＯ）≦８．４

また、絶縁体５０には、アルミナおよび上記の副成分以外の成分が含まれていてもよい。このような成分としては、例えば、ナトリウム（Ｎａ）成分などの不可避不純物に由来する成分が挙げられる。

（絶縁体の製造方法）
以下では、絶縁体５０の製造方法について説明する。

まず、絶縁体５０の原料となる原料粉末を準備する。原料粉末としては、例えば、アルミナ粉末、Ｓｉ化合物粉末、Ｍｇ化合物粉末、Ｂａ化合物粉末、Ｃａ化合物粉末、および希土類元素化合物粉末などが挙げられる。

アルミナ粉末は、不可避不純物（例えば、Ｎａなど）を含有していることがあるため、高純度のものを用いることが好ましい。例えば、アルミナ粉末の純度は、９９．５％以上であることが好ましい。アルミナ粉末は例えば、その平均粒径が０．１μｍ以上５．０μｍ以下の範囲内である粉末を用いることが好ましい。これにより、緻密なアルミナ焼結体を得ることができる。

Ｓｉ化合物粉末は、焼成によりＳｉ成分に転化する化合物であれば特に制限はなく、例えば、Ｓｉの酸化物（複合酸化物を含む。）、水酸化物、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩等、リン酸塩などの各種無機系粉末を挙げることができる。具体的には、ＳｉＯ_２粉末等を挙げることができる。なお、Ｓｉ化合物粉末として酸化物以外の粉末を使用する場合には、その使用量は酸化物に換算したときの酸化物換算質量％で把握する。Ｓｉ化合物粉末の純度及び平均粒径はアルミナ粉末と基本的に同様である。

Ｍｇ化合物粉末は、焼成によりＭｇ成分に転化する化合物であれば特に制限はなく、例えば、Ｍｇの酸化物（複合酸化物を含む。）、水酸化物、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩等、リン酸塩などの各種無機系粉末を挙げることができる。具体的には、ＭｇＯ粉末、ＭｇＣＯ_３粉末等を挙げることができる。なお、Ｍｇ化合物粉末として酸化物以外の粉末を使用する場合には、その使用量は酸化物に換算したときの酸化物換算質量％で把握する。Ｍｇ化合物粉末の純度及び平均粒径はアルミナ粉末と基本的に同様である。

Ｂａ化合物粉末は、焼成によりＢａ成分に転化する化合物であれば特に制限はなく、例えば、Ｂａの酸化物（複合酸化物を含む。）、水酸化物、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩等、リン酸塩などの各種無機系粉末を挙げることができる。具体的には、ＢａＯ粉末、ＢａＣＯ_３粉末等を挙げることができる。なお、Ｂａ化合物粉末として酸化物以外の粉末を使用する場合には、その使用量は酸化物に換算したときの酸化物換算質量％で把握する。Ｂａ化合物粉末の純度及び平均粒径はアルミナ粉末と基本的に同様である。

Ｃａ化合物粉末は、焼成によりＣａ成分に転化する化合物であれば特に制限はなく、例えば、Ｃａの酸化物（複合酸化物を含む。）、水酸化物、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩等、リン酸塩などの各種無機系粉末を挙げることができる。具体的には、ＣａＯ粉末、ＣａＣＯ_３粉末等を挙げることができる。なお、Ｃａ化合物粉末として酸化物以外の粉末を使用する場合には、その使用量は酸化物に換算したときの酸化物換算質量％で把握する。Ｃａ化合物粉末の純度及び平均粒径はアルミナ粉末と基本的に同様である。

希土類元素化合物粉末は、焼成により希土類成分に転化する化合物であれば特に制限はなく、例えば、希土類元素の酸化物（複合酸化物を含む。）、水酸化物、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩等、リン酸塩などの各種無機系粉末を挙げることができる。具体的には、Ｌａ_２Ｏ_３粉末、Ｙ_２Ｏ_３粉末、Ｎｄ_２Ｏ_３粉末、およびＹｂ_２Ｏ_３粉末等を挙げることができる。なお、希土類元素化合物粉末として酸化物以外の粉末を使用する場合には、その使用量は酸化物に換算したときの酸化物換算質量％で把握する。希土類元素化合物粉末の純度及び平均粒径はアルミナ粉末と基本的に同様である。

希土類元素化合物粉末の一例であるＬａ化合物粉末は、焼成によりＬａ成分に転化する化合物であれば特に制限はなく、例えば、Ｌａの酸化物（複合酸化物を含む。）、水酸化物、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩等、リン酸塩などの各種無機系粉末を挙げることができる。具体的には、Ｌａ_２Ｏ_３粉末等を挙げることができる。なお、Ｌａ化合物粉末として酸化物以外の粉末を使用する場合には、その使用量は酸化物に換算したときの酸化物換算質量％で把握する。Ｌａ化合物粉末の純度及び平均粒径はアルミナ粉末と基本的に同様である。

これらの各種粉末を所定の割合で配合して溶媒に分散させ、スラリー状にする。溶媒中には、バインダーとして、例えば、親水性結合剤が添加される。原料粉末およびバインダーは、溶媒中で混合され、原料スラリーが得られる。

ここで、各粉末の混合割合は、例えば、絶縁体５０を形成するアルミナ焼結体における各成分の含有割合と同一に設定することができる。この混合は、原料粉末の混合状態を均一にし、かつ得られる焼結体を高度に緻密化することができるように、例えば、８時間以上にわたって混合されるのが好ましい。

ここで用いられる溶媒としては、例えば、水、アルコールなどを挙げることができる。ここで用いられる親水性結合剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、水溶性アクリル樹脂、アラビアゴム、デキストリンなどを挙げることができる。これらの親水性結合剤および溶媒は、１種を単独で用いてもよし、２種以上を併用してもよい。親水性結合剤および溶媒の使用割合は、原料粉末を１００質量部としたときに、親水性結合剤は０．１～５．０質量部、好ましくは０．５～３．０質量部であり、溶媒として水を使用する場合には４０～１２０質量部、好ましくは５０～１００質量部である。

次に、この原料スラリーをスプレードライ法などにより噴霧乾燥して平均粒径５０～２００μｍ、好ましくは７０～１５０μｍに造粒する。

次に、この造粒物を、例えば、ラバープレスまたは金型プレスなどでプレス成形する。これにより、例えば、図１に示すような形状を有する絶縁体５０の未焼成成形体を得る。得られた未焼成成形体は、その外面を研削することにより形状が整えられる。

所望の形状に研削整形された未焼成成形体は、焼成される。焼成温度は、例えば、１４００～１７００℃の範囲内、好ましくは１５００～１６５０℃の範囲内とすることができる。焼成工程では、大気雰囲気下、例えば、昇温速度５～１５℃／分で、常温から所定の焼成温度まで昇温させる。この焼成温度で、例えば、１～１５時間、好ましくは３～１２時間保持して焼成する。その後、この焼成温度から常温まで、例えば、降温速度３～２０℃／分で降温させる。これにより、アルミナ焼結体が得られる。

昇温速度を５～１５℃／分とすることで、未焼成成形体内の有機成分の揮発に伴うクラックの発生を抑制することが可能であり、得られるアルミナ焼結体の耐電圧性能および機械的強度を確保することができる。

焼成温度が１４００～１７００℃の範囲内であることで、Ｂａ成分を比較的多く含有しても良好な焼結性を有し、また、アルミナ成分の異常粒成長が生じ難いため、緻密なアルミナ焼結体を得ることができる。また、焼成時間が１～１５時間であることで、アルミナ成分の異常粒成長が生じ難く、焼結体が十分に緻密化し易い。また、降温速度が３～２０℃／分であることで、所望の粒径を有する、アルミナの結晶とＢａ成分を含有する結晶とが形成され易くなる。

したがって、未焼成成形体を焼成するときの昇温速度、焼成温度、焼成時間、および降温速度を上記の範囲内とすることで、例えば、約９００℃の高温に曝される環境下においてスパークプラグが使用された場合においても十分な耐電圧性能を有するアルミナ焼結体を得ることができる。

このようにしてアルミナ焼結体からなる絶縁体５０が得られる。この絶縁体５０は、スパークプラグ１を製造する際の部品の一つとして使用される。絶縁体５０を備えたスパークプラグ１の製造については、従来公知の製造方法が適用できるため、詳しい説明は省略する。

（実施形態のまとめ）
以上のように、本実施形態にかかるスパークプラグ１は、筒状の絶縁体５０を備えている。この絶縁体は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分として含有するとともに、副成分をさらに含有する。副成分は、シリコン（Ｓｉ）成分、マグネシウム（Ｍｇ）成分、バリウム（Ｂａ）成分、カルシウム（Ｃａ）成分、および希土類成分を含んでいる。これらの各成分を酸化物換算したときの副成分の総質量に対する含有割合（質量％）は、それぞれ以下の（１）から（５）の関係式を満たしている。
（１）１５．５≦（Ｓｉ成分の含有割合）≦５５．１
（２）０．６≦（Ｍｇ成分の含有割合）≦７．４
（３）２６．７≦（Ｂａ成分の含有割合）≦６８．５
（４）１．１≦（Ｃａ成分の含有割合）≦３２．４
（５）１１．４≦（希土類成分の含有割合）≦４６．５

副成分中の各成分の含有割合が上記の条件を満たしている絶縁体は、例えば、約９００℃という高温環境下で使用しても、例えば、絶縁破壊発生時の電圧値（ｋＶ／ｍｍ）が４５以上という十分な耐電圧性能を有することができる。すなわち、本実施形態にかかるスパークプラグ１は、優れた絶縁性能を有する絶縁体５０を備えているため、燃焼室内の温度を約９００℃程度の高温に維持した場合においても十分な耐電圧性能を有することができる。したがって、内燃機関の高出力化および燃費向上を図るために、燃焼室内の温度をより高温に維持した場合においても性能上問題のないスパークプラグを得ることができる。

〔実施例〕
以下、本発明の一実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定はされない。

（絶縁体試験片の作製）
先ず、高温耐電圧試験に使用するための絶縁体の試験片を作製した。アルミナ粉末と、ＳｉＯ_２粉末と、ＭｇＣＯ_３粉末と、ＢａＣＯ_３粉末と、ＣａＣＯ_３粉末と、Ｌａ（ＯＨ）_３粉末とを所定の割合で混合して原料粉末とした。この原料粉末に、溶媒としての水、および親水性結合剤を添加して原料スラリーを調製した。

なお、Ｌａ（ＯＨ）_３粉末の代替として、Ｙ成分を含む粉末、Ｎｄ成分を含む粉末、Ｙｂ成分を含む粉末を原料粉末として使用した原料スラリーも作成した。また、ＣａＣＯ_３粉末の代替として、Ｓｒ成分を含む粉末を原料粉末として使用した原料スラリーも作成した。

得られた原料スラリーをスプレードライ法により、噴霧乾燥して平均粒径が約１００μｍの粉末を造粒した。平均粒径は、マイクロトラック粒度分布測定装置（ＭＴ－３０００）（日機装株式会社製）を用いてレーザ回折法により測定した値である。

この粉末をプレス成形して絶縁体試験片７０の原形となる中央が窪んだ円盤状の未焼成成形体を成形した（図２の破線枠内参照）。未焼成成形体の寸法は、外側厚み（ｔ１）を１ｍｍとし、窪み部厚み（ｔ２）を０．２ｍｍとした。

この未焼成成形体を大気雰囲気下において、昇温速度１０℃／分で室温から焼成温度１５００℃まで昇温し、この焼成温度で１０時間保持した。その後、降温速度３～２０℃／分の範囲内で降温させて、室温まで温度を下げた。このようにして、アルミナ焼結体からなる絶縁体試験片７０を得た。

以上の方法で、原料粉末に含まれる各種粉末の配合割合が種々に異なる複数の絶縁体試験片７０（以下、単に試験片７０とも呼ぶ）を作製した。

各試験片７０は、実施例（Ｎｏ．１からＮｏ．３０、およびＮｏ．４９からＮｏ．６０）、比較例（Ｎｏ．３１からＮｏ．４７）、および参考例（Ｎｏ．６１およびＮｏ．６２）に分類される。表１には、実施例（Ｎｏ．１からＮｏ．３０）の各試験片７０の各種粉末の配合割合（Ｐ_{Ａｌ２Ｏ３}、Ｐ_ＳｉＯ２、Ｐ_ＭｇＯ、Ｐ_ＢａＯ、Ｐ_ＣａＯ、Ｐ_{Ｌａ２Ｏ３}）を示す。

表２には、比較例（Ｎｏ．３１からＮｏ．４７）の各試験片７０の各種粉末の配合割合（Ｐ_{Ａｌ２Ｏ３}、Ｐ_ＳｉＯ２、Ｐ_ＭｇＯ、Ｐ_ＢａＯ、Ｐ_ＣａＯ、Ｐ_{Ｌａ２Ｏ３}）を示す。

表３には、Ｙ成分を含む粉末、Ｎｄ成分を含む粉末、Ｙｂ成分を含む粉末を原料粉末として使用した原料スラリーを用いて作製した試験片７０の実施例（Ｎｏ．４９からＮｏ．６０）の各種粉末の配合割合（Ｐ_{Ａｌ２Ｏ３}、Ｐ_ＳｉＯ２、Ｐ_ＭｇＯ、Ｐ_ＢａＯ、Ｐ_ＣａＯ、Ｐ_Ｙ２Ｏ３またはＰ_{Ｎｄ２Ｏ３}またはＰ_{Ｙｂ２Ｏ３}）を示す。

表４には、Ｓｒ成分を含む粉末を原料粉末として使用した原料スラリーを用いて作製した試験片７０の参考例（Ｎｏ．６１、Ｎｏ．６２）の各種粉末の配合割合（Ｐ_{Ａｌ２Ｏ３}、Ｐ_ＳｉＯ２、Ｐ_ＭｇＯ、Ｐ_ＢａＯ、Ｐ_ＳｒＯ、Ｐ_{Ｌａ２Ｏ３}）を示す。

各表に示す配合割合は、後述する測定方法を用いて算出したものである。

これらの各試験片７０を用いて後述する試験を行った。

（絶縁体試験片の配合割合の測定）
作製した各試験片７０を切断して切断面を研磨して、研磨面を得た。この研磨面を、蛍光Ｘ線分析して、検出された各元素（Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃａ、希土類元素（すなわち、Ｌａ、Ｙ、Ｎｄ、またはＹｂ））を酸化物換算したときの合計質量に対するＡｌ成分の酸化物換算したときの質量の割合を算出した。５箇所において同様の測定を行い、得られた値の算術平均を算出し、Ａｌ成分の含有割合Ｐ_{Ａｌ２Ｏ３}を求めた。同様にして、Ｓｉ成分、Ｍｇ成分、Ｂａ成分、Ｃａ成分、および希土類成分をそれぞれ酸化物換算したときの含有割合Ｐ_ＳｉＯ２、Ｐ_ＭｇＯ、Ｐ_ＢａＯ、Ｐ_ＣａＯ、Ｐ_{Ｌａ２Ｏ３}（またはＰ_Ｙ２Ｏ３またはＰ_{Ｎｄ２Ｏ３}またはＰ_{Ｙｂ２Ｏ３}）をそれぞれ求めた。

表１には、作製した複数の試験片のうち実施例に該当するＮｏ．１からＮｏ．３０について、各成分の配合割合（Ｐ_{Ａｌ２Ｏ３}、Ｐ_ＳｉＯ２、Ｐ_ＭｇＯ、Ｐ_ＢａＯ、Ｐ_ＣａＯ、Ｐ_{Ｌａ２Ｏ３}）を示す。表２には、作製した複数の試験片のうち比較例に該当するＮｏ．３１からＮｏ．４７について、各成分の配合割合（Ｐ_{Ａｌ２Ｏ３}、Ｐ_ＳｉＯ２、Ｐ_ＭｇＯ、Ｐ_ＢａＯ、Ｐ_ＣａＯ、Ｐ_{Ｌａ２Ｏ３}）を示す。表３には、作製した複数の試験片のうち実施例に該当するＮｏ．４９からＮｏ．６０について、各成分の配合割合（Ｐ_{Ａｌ２Ｏ３}、Ｐ_ＳｉＯ２、Ｐ_ＭｇＯ、Ｐ_ＢａＯ、Ｐ_ＣａＯ、Ｐ_Ｙ２Ｏ３（またはＰ_{Ｎｄ２Ｏ３}またはＰ_{Ｙｂ２Ｏ３}））を示す。表４には、作製した複数の試験片のうち参考例に該当するＮｏ．６１およびからＮｏ．６２について、各成分の配合割合（Ｐ_{Ａｌ２Ｏ３}、Ｐ_ＳｉＯ２、Ｐ_ＭｇＯ、Ｐ_ＢａＯ、Ｐ_ＳｒＯ、Ｐ_{Ｌａ２Ｏ３}）を示す。

また、表１から表４に示す各成分の配合割合（ｗｔ％）から主成分のアルミナを除いたものを全助剤とし、全助剤を１００％としたときの各成分の割合（ｗｔ％）を算出した。ここで算出される各成分の割合は、助剤に含まれる各成分を酸化物換算したときの副成分の総質量に対する含有割合に相当する。

表１には、作製した複数の試験片のうち実施例に該当するＮｏ．１からＮｏ．３０について、各副成分の含有割合（Ｒ_ＳｉＯ２、Ｒ_ＭｇＯ、Ｒ_ＢａＯ、Ｒ_ＣａＯ、Ｒ_{Ｌａ２Ｏ３}）を示す。表２には、作製した複数の試験片のうち比較例に該当するＮｏ．３１からＮｏ．４７について、各副成分の含有割合（Ｒ_ＳｉＯ２、Ｒ_ＭｇＯ、Ｒ_ＢａＯ、Ｒ_ＣａＯ、Ｒ_{Ｌａ２Ｏ３}）を示す。表３には、作製した複数の試験片のうち実施例に該当するＮｏ．４９からＮｏ．６０について、各副成分の含有割合（Ｒ_ＳｉＯ２、Ｒ_ＭｇＯ、Ｒ_ＢａＯ、Ｒ_ＣａＯ、Ｒ_Ｙ２Ｏ３（またはＲ_{Ｎｄ２Ｏ３}またはＲ_{Ｙｂ２Ｏ３}））を示す。

実施例（Ｎｏ．１からＮｏ．３０、およびＮｏ．４９からＮｏ．６０）に該当する各試験片７０については、各副成分の含有割合（Ｒ_ＳｉＯ２、Ｒ_ＭｇＯ、Ｒ_ＢａＯ、Ｒ_ＣａＯ、Ｒ_ＲＥＥ（Ｒ_{Ｌａ２Ｏ３}、またはＲ_Ｙ２Ｏ３、またはＲ_{Ｎｄ２Ｏ３}、またはＲ_{Ｙｂ２Ｏ３}））（質量％）が、下記（１）から（５）の関係式をすべて満たしていることが確認された。一方、比較例（Ｎｏ．３１からＮｏ．４７）に該当する各試験片７０については、各副成分の含有割合（Ｒ_ＳｉＯ２、Ｒ_ＭｇＯ、Ｒ_ＢａＯ、Ｒ_ＣａＯ、Ｒ_{Ｌａ２Ｏ３}）（質量％）が、下記（１）から（５）の関係式の少なくとも何れか一つを満たしていないことが確認された。
（１）１５．５≦（Ｒ_ＳｉＯ２）≦５５．１
（２）０．６≦（Ｒ_ＭｇＯ）≦７．４
（３）２６．７≦（Ｒ_ＢａＯ）≦６８．５
（４）１．１≦（Ｒ_ＣａＯ）≦３２．４
（５）１１．４≦（Ｒ_ＲＥＥ）≦４６．５

また、参考例（Ｎｏ．６１、およびＮｏ．６２）に該当する各試験片７０についても、各副成分の含有割合（Ｒ_ＳｉＯ２、Ｒ_ＭｇＯ、Ｒ_ＢａＯ、Ｒ_ＳｒＯ、Ｒ_{Ｌａ２Ｏ３}）（質量％）が、上記（１）から（５）の関係式（（４）については、１．１≦（Ｒ_ＳｒＯ）≦３２．４）をすべて満たしていることが確認された。

（高温耐電圧試験）
各試験片７０について、図２に示す耐電圧測定装置１００を用いて、９００℃における高温耐電圧試験を行った。耐電圧測定装置１００は、主として、加熱ボックス１２０、電極１２３ａおよび１２３ｂ、アルミナ製碍筒１２４ａおよび１２４ｂ、ヒータ１２６、および高電圧発生装置（ＣＤＩ電源）１２７などで構成される。

試験片７０を、高電圧発生装置１２７に接続された電極１２３ａと、接地された電極１２３ｂとの間に挟持した。この状態で、ヒータ１２６によって加熱ボックス１２０内を加熱し、ボックス内の温度を９００℃とした。そして、電極１２３ａと電極１２３ｂとの間に電圧を印加し、徐々に電圧を上昇させた。電圧値の昇圧速度は、０．５ｋＶ／ｓとした。

以上のようにして印加電圧を上昇させ、試験片７０に絶縁破壊が発生したとき、すなわち、試験片７０が貫通して昇電圧できなくなったときの電圧値（ｋＶ／ｍｍ）を測定した。このときの電圧値を絶縁破壊発生時の電圧値として、以下の評価基準に基づいて各試験片７０の耐電圧性能を評価した。

（耐電圧性能の評価基準）
Ａ：最良（絶縁破壊発生時の電圧値（ｋＶ／ｍｍ）が６０以上）
Ｂ：より良好（絶縁破壊発生時の電圧値（ｋＶ／ｍｍ）が５５以上６０未満）
Ｃ：良好（絶縁破壊発生時の電圧値（ｋＶ／ｍｍ）が４５以上５５未満）
×：不良（絶縁破壊発生時の電圧値（ｋＶ／ｍｍ）が４５未満）

表１から表４には、この耐電圧試験の評価結果を示す。

表１および表３に示すように、実施例（Ｎｏ．１からＮｏ．３０、およびＮｏ．４９からＮｏ．６０）に該当する各試験片７０については、耐電圧試験に関して良好な結果が得られた。すなわち、いずれの試験片７０についても、絶縁破壊発生時の電圧値（ｋＶ／ｍｍ）が４５以上であった。

また、表２に示すように、比較例（Ｎｏ．３１からＮｏ．４７）に該当する各試験片７０については、耐電圧性能が不良となった。すなわち、いずれの試験片７０についても、絶縁破壊発生時の電圧値（ｋＶ／ｍｍ）が４５未満であった。

また、表４に示すように、参考例（Ｎｏ．６１およびＮｏ．６２）に該当する各試験片７０については、耐電圧試験に関して良好な結果が得られた。すなわち、いずれの試験片７０についても、絶縁破壊発生時の電圧値（ｋＶ／ｍｍ）が４５以上であった。

このことから、試験片７０において、各副成分の含有割合（Ｒ_ＳｉＯ２、Ｒ_ＭｇＯ、Ｒ_ＢａＯ、Ｒ_ＣａＯ、Ｒ_ＲＥＥ）（質量％）が、以下の（１）から（５）の関係式をすべて満たしていることで、９００℃程度の高温下における絶縁体の耐電圧性能をより向上させることができることが確認された。
（１）１５．５≦（Ｒ_ＳｉＯ２）≦５５．１
（２）０．６≦（Ｒ_ＭｇＯ）≦７．４
（３）２６．７≦（Ｒ_ＢａＯ）≦６８．５
（４）１．１≦（Ｒ_ＣａＯ）≦３２．４
（５）１１．４≦（Ｒ_ＲＥＥ）≦４６．５

また、表１に示すように、試験片Ｎｏ．１からＮｏ．１６に該当する各試験片７０については、耐電圧試験に関してより良好な結果（評価がＡまたはＢという結果）が得られた。すなわち、いずれの試験片７０についても、絶縁破壊発生時の電圧値（ｋＶ／ｍｍ）が５５以上であった。

このことから、試験片７０において、副成分中のＢａ成分の含有割合Ｒ_ＢａＯおよび希土類成分の含有割合Ｒ_ＲＥＥ（具体的には、Ｒ_{Ｌａ２Ｏ３}）が、以下の（ａ）および（ｂ）の関係式を満たしていることで、９００℃程度の高温下における絶縁体の耐電圧性能をより向上させることができることが確認された。
（ａ）２９．１≦（Ｒ_ＢａＯ）≦５２．５
（ｂ）１２．４≦（Ｒ_ＲＥＥ）≦４１．５

さらに、表１に示すように、試験片Ｎｏ．１からＮｏ．１０に該当する各試験片７０については、耐電圧試験に関してさらに良好な結果（評価がＡという結果）が得られた。すなわち、いずれの試験片７０についても、絶縁破壊発生時の電圧値（ｋＶ／ｍｍ）が６０以上であった。

このことから、試験片７０において、副成分中のＢａ成分の含有割合Ｒ_ＢａＯおよび希土類成分の含有割合Ｒ_ＲＥＥ（具体的には、Ｒ_{Ｌａ２Ｏ３}）が、以下の（Ａ）および（Ｂ）の関係式を満たしていることで、９００℃程度の高温下における絶縁体の耐電圧性能をより一層向上させることができることが確認された。
（Ａ）３０．６≦（Ｒ_ＢａＯ）≦３５．３
（Ｂ）１７．４≦（Ｒ_ＲＥＥ）≦２９．７

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、本明細書で説明した種々の実施形態の構成を互いに組み合わせて得られる構成についても、本発明の範疇に含まれる。

１ ：スパークプラグ
１１ ：接地電極
２０ ：中心電極
３０ ：主体金具
５０ ：絶縁体
７０ ：絶縁体試験片

Claims (5)

1. スパークプラグ用の筒状の絶縁体であって、
   前記絶縁体は、アルミナを主成分として含有するとともに、副成分をさらに含有し、
   前記副成分は、シリコン（Ｓｉ）成分、マグネシウム（Ｍｇ）成分、バリウム（Ｂａ）成分、カルシウム（Ｃａ）成分、および希土類成分を含み、
   これらの各成分を酸化物換算したときの前記副成分の総質量に対する含有割合（質量％）は、それぞれ下記（１）から（５）の関係式を満たしており、
   （１）１５．５≦（Ｓｉ成分の含有割合）≦５５．１
   （２）０．６≦（Ｍｇ成分の含有割合）≦７．４
   （３）２６．７≦（Ｂａ成分の含有割合）≦６８．５
   （４）１．１≦（Ｃａ成分の含有割合）≦３２．４
   （５）１１．４≦（希土類成分の含有割合）≦４６．５
   さらに、前記絶縁体の総質量に対する前記アルミナの含有割合（質量％）は、９１．０質量％以上９７．０質量％以下の範囲内である、絶縁体。
2. 前記Ｂａ成分および前記希土類成分を酸化物換算したときの前記副成分の総質量に対する含有割合（質量％）は、さらに、それぞれ下記（ａ）および（ｂ）の関係式を満たしている、請求項１に記載の絶縁体。
   （ａ）２９．１≦（Ｂａ成分の含有割合）≦５２．５
   （ｂ）１２．４≦（希土類成分の含有割合）≦４１．５
3. 前記Ｂａ成分および前記希土類成分を酸化物換算したときの前記副成分の総質量に対する含有割合（質量％）は、さらに、それぞれ下記（Ａ）および（Ｂ）の関係式を満たしている、請求項２に記載の絶縁体。
   （Ａ）３０．６≦（Ｂａ成分の含有割合）≦３５．３
   （Ｂ）１７．４≦（希土類成分の含有割合）≦２９．７
4. 前記希土類成分は、ランタン（Ｌａ）成分である、請求項１に記載の絶縁体。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載の絶縁体と、
   筒状の形状を有し、前記絶縁体の少なくとも一部を内部に収容している主体金具と、
   前記絶縁体の先端に配置されている中心電極と、
   前記主体金具に接合され、前記中心電極との間でギャップを形成する接地電極と
   を備えているスパークプラグ。
   
   

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