JP2018090462A - 焼結体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】焼結時の変形を抑制できる焼結体の製造方法を提供すること。【解決手段】セラミック成形体を支持する焼成治具は、下端側が閉塞した有底筒状の壁部と、上端面が下端側に向かうにつれて窄む傾斜面であり連続的または断続的に環状に形成された傾斜面を有し壁部の内側に固定される支持部と、を備えている。焼成治具は、セラミック成形体の第２部の外周縁を傾斜面に支持する。焼成治具は、焼成工程において第２部の外周縁が傾斜面に接触した状態で、セラミック成形体、壁部および支持部により囲まれる第１空間と、第１空間の外側の炉内の第２空間と、を連通する穴部を備えている。【選択図】図５

Description

本発明は焼結体の製造方法に関し、特に焼成治具に吊り下げた状態でセラミック成形体を焼成する焼結体の製造方法に関するものである。

スパークプラグは、アルミナ等のセラミックスで作られた絶縁体が主体金具と電極とを絶縁する。絶縁体は、長尺状のセラミック成形体を焼成して得られる焼結体である。特許文献１には、漏斗状の受け口を備える有底筒状の焼成治具を用いて、セラミック成形体を焼成する方法が開示されている。特許文献１に開示される技術では、テーパ状に拡径するセラミック成形体の端部を受け口で支持した後、受け口が蓋で覆われ、焼成治具が密閉される。セラミック成形体は、炉内に配置された焼成治具に吊り下げられた状態で焼成される。これにより、セラミック成形体を置いて焼成する場合に生じる焼結体の下部の座屈を防止できる。

特開平３−８８２７９号公報

しかしながら上記従来の技術では、焼成治具が密閉されているので、炉からセラミック成形体への伝熱は、焼成治具の受け口からセラミック成形体の端部への熱伝導、及び、焼成治具からセラミック成形体への熱放射による。セラミック成形体の端部とそれ以外の部分との間に温度差が生じ易いので、焼成時の収縮率にばらつきが生じ易く、焼結体が変形し易いという問題点がある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、焼結時の変形を抑制できる焼結体の製造方法を提供することを目的としている。

この目的を達成するために本発明の焼結体の製造方法は、成形工程により、長尺状の第１部よりも大径の第２部を備えるセラミック成形体が成形される。焼成工程により、焼成治具の鉛直方向に第１部が吊り下げられた状態で、焼成治具が炉内に配置されセラミック成形体が焼成される。焼成治具は、下端側が閉塞した有底筒状の壁部と、上端面が下端側に向かうにつれて窄む傾斜面であり連続的または断続的に環状に形成された傾斜面を有し壁部の内側に固定される支持部と、を備えている。焼成治具は、セラミック成形体の第２部の外周縁を傾斜面に支持する。焼成治具は、焼成工程において第２部の外周縁が傾斜面に接触した状態で、セラミック成形体、壁部および支持部により囲まれる第１空間と、第１空間の外側の炉内の第２空間と、を連通する穴部を備えている。

請求項１記載の焼結体の製造方法によれば、穴部は、焼成治具およびセラミック成形体が作る第１空間と第１空間の外側の炉内の第２空間とを連通する。炉からセラミック成形体への伝熱は、焼成治具の傾斜面からセラミック成形体の第２部の外周縁への熱伝導、及び、焼成治具からセラミック成形体への熱放射（輻射）に加え、穴部で連通する第１空間および第２空間の対流熱伝導によるので、焼成治具に吊り下げられたセラミック成形体に温度差を生じ難くできる。従って、焼成時のセラミック成形体の収縮率にばらつきを生じ難くすることができ、焼結体の焼成時の変形を抑制できる効果がある。

請求項２記載の焼結体の製造方法によれば、穴部は壁部に設けられているので、請求項１の効果に加え、対流熱伝導によりセラミック成形体の第１部に伝熱し易くできる効果がある。

請求項３記載の焼結体の製造方法によれば、穴部は支持部に設けられているので、請求項１又は２の効果に加え、対流熱伝導によりセラミック成形体の第１部に伝熱し易くできる効果がある。

請求項４記載の焼結体の製造方法によれば、傾斜面は連続的に設けられているので、セラミック成形体の第１部が吊り下げられると、第２部の外周縁の全周が傾斜面に接触する。その結果、請求項１から３のいずれかの効果に加え、セラミック成形体を安定に支持できる効果がある。

請求項５記載の焼結体の製造方法によれば、傾斜面は断続的に設けられている。穴部は、断続的な傾斜面に支持されたセラミック成形体と支持部との隙間である。よって、請求項１から３のいずれかの効果に加え、対流熱伝導によりセラミック成形体の第２部に伝熱し易くできる効果がある。

請求項６記載の焼結体の製造方法によれば、セラミック成形体は、第２部よりも外径が小さく、第２部を挟んで第１部の反対側に設けられた第３部を備えている。第３部は第１部よりも外径が小さいので、第１部が吊り下げられたセラミック成形体の重心の位置を上がり難くできる。よって、請求項１から５のいずれかの効果に加え、セラミック成形体を安定に支持できる効果がある。

請求項７記載の焼結体の製造方法によれば、セラミック成形体は、第２部よりも外径が小さく、第２部を挟んで第１部の反対側に設けられた第３部を備えている。第３部は第１部よりも外径が大きいので、第１部が吊り下げられることにより、第３部が吊り下げられる場合に比べて、鉛直方向に対する傾斜面の角度を設定できる範囲を大きくできる。よって、請求項１から５のいずれかの効果に加え、傾斜面の設計の自由度を大きくできる効果がある。

請求項８記載の焼結体の製造方法によれば、傾斜面は上に凸の湾曲面である。セラミック成形体は焼成によって第２部の外周縁の外径が小さくなるので、焼成時の収縮に伴い、傾斜面における第２部の外周縁の接触位置が下降する。セラミック成形体が下降するときには、セラミック成形体の軸が鉛直方向に対して傾いて焼結体が変形する可能性があるが、傾斜面が上に凸の湾曲面であると、傾斜面が下に凸の湾曲面や平面の場合に比べて、焼成時の収縮に伴う第２部の下降量を少なくできる。その結果、軸が傾いた状態に焼結体が変形する可能性を小さくできるので、請求項１から７のいずれかの効果に加え、軸が傾いた不良の焼結体の発生を抑制できる効果がある。

本発明の一実施の形態におけるスパークプラグの片側断面図である。 第１実施の形態における焼成治具の平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における焼成治具の断面図である。 炉内に配置された焼成治具およびセラミック成形体の断面図である。 図４のＶで示す部分を拡大した焼成治具およびセラミック成形体の断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線における焼成治具およびセラミック成形体の断面図である。 第２実施の形態における焼成治具およびセラミック成形体の断面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における焼成治具およびセラミック成形体の断面図である。 第３実施の形態における焼成治具およびセラミック成形体の断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態におけるスパークプラグ１０の片側断面図である。図１では、紙面下側をスパークプラグ１０の先端側、紙面上側をスパークプラグ１０の後端側という。スパークプラグ１０は絶縁体１１を備えている。

絶縁体１１は、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等のセラミックスにより形成された筒状の部材である。絶縁体１１は、軸線Ｏに沿って貫通する軸孔１２が形成されている。絶縁体１１は、後端側から先端側へと軸線Ｏに沿って胴部１３、大径部１４、中胴部１５及び脚長部１６が連接されている。

胴部１３は、絶縁体１１の後端の円筒状の部分である。大径部１４は、胴部１３よりも大径の外周縁をもつ円環状の部分である。中胴部１５は、胴部１３及び大径部１４よりも小径の円筒状の部分である。脚長部１６は、中胴部１５よりも小径の円筒状の部分である。絶縁体１１は、中胴部１５と脚長部１６との境界に、先端側へ向かうにつれて外周が縮径する縮径部１７が形成されている。中胴部１５の先端および脚長部１６の内側の部分の軸孔１２に中心電極２０が配置されている。

中心電極２０は、軸線Ｏに沿って延びる棒状の部材であり、銅または銅を主成分とする芯材がニッケル又はニッケル基合金で覆われている。中心電極２０は絶縁体１１に保持され、先端が軸孔１２から露出する。

端子金具２１は、高圧ケーブル（図示せず）が接続される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。端子金具２１は、先端側が軸孔１２に圧入された状態で、絶縁体１１の後端に固定されている。端子金具２１は、軸孔１２の内部で中心電極２０と電気的に接続されている。絶縁体１１は、端子金具２１と軸線Ｏ方向に間隔をあけて、外周の先端側に主体金具３０が固定されている。

主体金具３０は、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成される略円筒状の部材である。主体金具３０は、先端側の外周面にねじ部３１が形成されている。エンジン（図示せず）のねじ穴にねじ部３１が結合して主体金具３０がエンジンに取り付けられる。主体金具３０は、ねじ部３１の径方向の内側の内周に、径方向の内側へ向かって突出する棚部３２が形成されている。

主体金具３０は、ねじ部３１よりも後端側に、径方向の外側へ鍔状に張り出す円環状の座部３３が設けられている。座部３３とねじ部３１との間に、エンジンのねじ穴からの燃焼ガスの漏洩を防止するガスケット３６が配置される。主体金具３０は、座部３３よりも後端側にレンチ等の工具が係合する工具係合部３４が設けられている。工具係合部３４に係合した工具によってねじ部３１が回される。

主体金具３０は、工具係合部３４の後端に被係合部３５が連接されている。被係合部３５は、主体金具３０の後端縁が内側に折り曲げられた部分である。絶縁体１１は、胴部１３の外周に軸線Ｏ方向に間隔をあけて２つのリング部材３７が配置されている。リング部材３７は主体金具３０の工具係合部３４の径方向の内側に配置され、リング部材３７、胴部１３及び工具係合部３４に囲まれた空間にタルク等の粉末３８が充填されている。被係合部３５は、リング部材３７及び粉末３８を介して絶縁体１１の大径部１４の後端部と係合する。

主体金具３０は、絶縁体１１の縮径部１７に棚部３２が係合した状態で、被係合部３５が内側に折り曲げられ、被係合部３５が絶縁体１１の大径部１４と係合する。被係合部３５の屈曲により、主体金具３０が絶縁体１１に加締め固定される。絶縁体１１は、軸線Ｏ方向の両側から被係合部３５及び棚部３２に大径部１４及び縮径部１７が挟まれて、主体金具３０に保持される。

接地電極３９は、主体金具３０の先端に接合される金属製（例えばニッケル基合金製）の部材である。本実施の形態では、接地電極３９は棒状に形成されており、先端側が屈曲し中心電極２０と対向する。接地電極３９は、中心電極２０との間に火花ギャップを形成する。

スパークプラグ１０は、例えば、以下のような方法によって製造される。絶縁体１１は、原料粉末から成形された成形体を焼成することにより作成される。まず、主成分であるアルミナと、焼結助剤として機能するＳｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ等の元素の化合物と、を配合して原料粉末を準備する。ポリビニルアルコール等の親水性結合剤と水等の溶媒とを原料粉末に加え、混合してスラリーを調製する。スラリーをスプレードライ法等により乾燥し、造粒物を調製する。成形工程において、得られた造粒物を加圧成形または射出成形することによりセラミック成形体６０（後述する）を得る。焼成工程において、セラミック成形体６０を焼成して絶縁体１１が得られる。

次いで、中心電極２０を絶縁体１１の軸孔１２に挿入する。中心電極２０は先端が軸孔１２から外部に露出するように配置される。軸孔１２に端子金具２１を挿入し、端子金具２１と中心電極２０との導通を確保した後、予め接地電極３９が接合された主体金具３０を絶縁体１１の外周に組み付ける。接地電極３９が中心電極２０と対向するように接地電極３９を屈曲して、スパークプラグ１０を得る。

図２から図６を参照して、絶縁体１１（焼結体）の製造方法について説明する。図２は第１実施の形態における焼成治具４０の平面図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線における焼成治具４０の断面図である。焼成治具４０は、アルミナ、マグネシア、スピネル等の耐火材により形成されている。

図２及び図３に示すように焼成治具４０は、底板４１と、底板４１に載置された筒状の壁部４２と、壁部４２に載置された板状の支持部４３と、を備えている。底板４１に壁部４２が載置されることにより、壁部４２は下端側が閉塞した有底筒状に形成される。また、壁部４２に支持部４３が載置されることにより、支持部４３は壁部４２の内側に固定される。支持部４３は、平面視が円形の開口４４が形成されている。開口４４は、支持部４３を板厚方向（図３上下方向）に貫通する、
支持部４３は、開口４４から内側へ向けて突出し鉛直方向へ直線状に延びる複数（本実施の形態では４つ）の突条４５を備えている。複数の突条４５により、開口４４の上端側から下端側へ向かうにつれて窄む環状の傾斜面４６が、支持部４３に断続的に形成される。本実施の形態では、傾斜面４６は鉛直方向に対して直線状に傾斜している。

支持部４３は板厚方向（図３上下方向）に貫通する穴部４７が形成されている。壁部４２は板厚方向（図３紙面垂直方向）に貫通する穴部４８が形成されている。穴部４７の大きさや数は、支持部４３の機械的強度を維持できる範囲内で適宜設定される。同様に穴部４８の大きさや数は、壁部４２の機械的強度を維持できる範囲内で適宜設定される。穴部４７，４８の形状は任意に設定できる。

本実施の形態では便宜のため、断続的に形成された環状の傾斜面４６が支持部４３に１つ設けられる場合、即ち支持部４３にセラミック成形体６０が１つ支持される場合について説明するが、必ずしもこれに限られるものではない。支持部４３の強度を確保できる範囲内で、支持部４３に傾斜面４６を複数形成すること、即ち支持部４３にセラミック成形体６０が複数支持されるようにすることは当然可能である。

図４は炉５０の内部に配置された焼成治具４０及びセラミック成形体６０の断面図であり、図５は図４のＶで示す部分を拡大した焼成治具４０及びセラミック成形体６０の断面図であり、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線における焼成治具４０及びセラミック成形体６０の断面図である。図５において、焼成前のセラミック成形体６０は実線で図示され、セラミック成形体６０を焼成して得られた絶縁体１１（焼結体）は想像線（二点鎖線）で図示されている。

図４に示すように炉５０は、炉壁および天井を作る断熱材５１と、炉壁に沿って配置された発熱体５２と、断熱材５１に囲まれた炉内空間を移動する台車、ベルト、ローラ等の移動部材５３とを備えている。炉５０は、長手方向（図４紙面垂直方向）に連続する連続炉である。焼成治具４０が配置された移動部材５３が移動することにより、焼成治具４０は炉５０の予熱帯、加熱帯、冷却帯を通過する。焼成治具４０に支持されたセラミック成形体６０は、加熱帯において約１６００℃の最高温度で焼成される。

図５に示すようにセラミック成形体６０は、長尺状の第１部６１と、第１部６１よりも大径の第２部６２と、第２部６２よりも外径が小さく、第２部６２を挟んで第１部６１の反対側に設けられた第３部６３とを備えている。第３部６３は、第１部６１よりも外径が大きい。なお、長尺状とは、物体の太さよりも物体の長さの方が長い棒状や筒状のことをいう。

焼成治具４０は、セラミック成形体６０の第２部６２の外周縁６４（角の部分）を傾斜面４６に支持し、第１部６１を鉛直方向に吊り下げる。セラミック成形体６０の第３部６３は、支持部４３に対して鉛直方向の上側に突出する。第１部６１は、焼成後は絶縁体１１の中胴部１５、脚長部１６及び棚部３２を構成する。セラミック成形体６０の第２部６２は、焼成後は絶縁体１１の大径部１４を構成する。セラミック成形体６０の第３部６３は、焼成後は絶縁体１１の胴部１３を構成する。

セラミック成形体６０は、第１部６１が支持部４３に吊り下げられた状態で焼成され、焼成時の収縮に伴い自重によって下降する。セラミック成形体６０は、焼成により第２部６２の外径が小さくなるので、傾斜面４６における外周縁６４（角の部分）の接触位置が下降する。

図６に示すように、突条４５は複数が互いに間隔をあけて開口４４の内側へ突出しているので、傾斜面４６は断続的に形成される。その結果、セラミック成形体６０の第２部６２と支持部４３との隙間（隣り合う突条４５の隙間）からなる穴部４９が形成される。

図４に戻って説明する。焼成治具４０は、第２部６２が傾斜面４６に接触してセラミック成形体６０が吊り下げられた状態で、セラミック成形体６０、底板４１、壁部４２及び支持部４３により囲まれる第１空間６５と、第１空間６５の外側の炉５０の内部の第２空間６６と、に区画される。支持部４３に形成された穴部４７、壁部４２に形成された穴部４８、セラミック成形体６０の第２部６２と支持部４３との隙間（穴部４９）は、第１空間６５と第２空間６６とを連通する。

その結果、炉５０からセラミック成形体６０への伝熱は、焼成治具４０の傾斜面４６からセラミック成形体６０の第２部６２への熱伝導、焼成治具４０からセラミック成形体６０の第１部６１への熱放射（輻射）、及び、炉５０からセラミック成形体６０の第３部６３への対流熱伝導に加え、穴部４７，４８，４９で連通する第１空間６５及び第２空間６６の対流熱伝導による。よって、焼成治具４０に吊り下げられたセラミック成形体６０に温度差を生じ難くできる。従って、焼成時のセラミック成形体６０の収縮率にばらつきを生じ難くすることができ、焼結体（絶縁体１１）の焼成時の変形を抑制できる。

セラミック成形体６０の第２部６２の外周縁６４は焼成治具４０の傾斜面４６に線状に接触するので、接触面積を小さくできる。そのため、焼成治具４０の傾斜面４６からセラミック成形体６０の第２部６２への熱伝導の影響を小さくできる一方、熱放射や対流熱伝導の影響を相対的に大きくできる。その結果、セラミック成形体６０の第１部６１及び第３部６３と第２部６２との温度差をさらに小さくすることができ、焼結体の密度が不均一にならないようにできる。

セラミック成形体６０は、焼成時の収縮により、傾斜面４６における外周縁６４（角の部分）の接触位置が下降するので、傾斜面４６に擦れる部分は、第２部６２の外周縁６４（角の部分）だけである。その結果、傾斜面４６に擦れて絶縁体１１の大径部１４に生じる可能性のある擦り傷（角の丸み等）を小さくできる。また、傾斜面４６は断続的に形成されているので、傾斜面が連続する場合に比べて、接触面積を小さくできる。よって、絶縁体１１に生じる擦り傷を小さくできる。

断続的に形成された傾斜面４６に支持されたセラミック成形体６０の第２部６２と支持部４３とに隙間（穴部４９）があるので、穴部４９は第１空間６５と第２空間６６とを連通する。その結果、穴部４９による第１空間６５と第２空間６６との対流熱伝導によりセラミック成形体６０の第２部６２に伝熱し易くできる。

焼成治具４０のうち、炉壁に配置された発熱体５２と対向する壁部４２に穴部４８が設けられているので、発熱体５２に熱せられた流体による対流熱伝導により、セラミック成形体６０の第１部６１に伝熱し易くできる。

焼成治具４０のうち支持部４３に穴部４７が設けられているので、対流熱伝導によりセラミック成形体６０の第１部６１に伝熱し易くできる。特に、壁部４２及び支持部４３に穴部４７，４８が形成されているので、穴部４８から焼成治具４０の第１空間６５へ進入した流体を穴部４７から第２空間６６へ移動させることができる。その結果、対流熱伝導を活発化させることができ、セラミック成形体６０にムラなく伝熱できる。

セラミック成形体６０の第３部６３は第１部６１よりも外径が大きい、即ち第１部６１は第３部６３より外径が小さいので、第１部６１が吊り下げられることにより、第３部６３が吊り下げられる場合に比べて、傾斜面４６の下端部をセラミック成形体６０から遠ざけ、傾斜面４６と第１部６１とを干渉し難くできる。その結果、鉛直方向に対する傾斜面４６の角度を設定できる範囲を大きくできる。よって、傾斜面４６の設計の自由度を大きくできる。また、第３部６３の外径よりも第１部６１の外径を小さくすることにより、第１部６１を傾斜面４６へ挿入し易くできる。

次に図７を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、下端側へ向かうにつれて窄む環状の傾斜面４６が、周方向に断続的に支持部４３に形成される場合について説明した。また、第１実施の形態では、傾斜面４６が鉛直方向に対して直線状に傾斜する場合について説明した。

これに対し第２実施の形態では、環状の傾斜面７２が周方向に連続して支持部７１に形成される場合について説明する。また、傾斜面７２が上に凸の湾曲面である場合について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

図７は、第２実施の形態における焼成治具７０及びセラミック成形体６０の断面図である。図７は、セラミック成形体６０の第２部６２が焼成治具７０に支持された状態において、図５と同様に、焼成治具７０を鉛直方向に切断した断面図である。図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における焼成治具７０及びセラミック成形体６０の断面図である。傾斜面７２が形成された支持部７１は、壁部４２の上端に載置されている。

図７に示すように、焼成治具７０の支持部７１に形成された環状の傾斜面７２は、上に凸の湾曲面である。焼成治具７０の壁部４２及び支持部７１には、板厚方向へ貫通する穴部（図示せず）が形成されている。壁部４２及び支持部７１に穴部が形成されているので、第１実施の形態と同様に、第１空間６５（図４参照）と第２空間６６との間の対流熱伝導による伝熱ができる。

セラミック成形体６０は焼成によって第２部６２の外周縁６４の外径が小さくなるので、焼成時の収縮に伴い、傾斜面７２における外周縁６４の接触位置が下降する。セラミック成形体６０が下降するときには、セラミック成形体６０の軸が鉛直方向に対して傾いて焼結体（絶縁体１１）が変形する可能性があるが、傾斜面７２が上に凸の湾曲面であると、傾斜面が下に凸の湾曲面や平面（図５参照）の場合に比べて、焼成時の収縮に伴う第２部６２の下降量を少なくできる。その結果、下降する第２部６２の外周縁６４の一部が傾斜面７２に引っ掛かる可能性を小さくすることができ、軸が傾いた状態に絶縁体１１が変形する可能性を小さくできる。よって、軸が傾いた不良の焼結体（絶縁体１１）の発生を抑制できる。

図８に示すように、傾斜面７２は周方向に連続的に設けられているので、セラミック成形体６０の第１部６１が吊り下げられると、第２部６２の外周縁６４（角の部分）の全周が傾斜面７２に接触する。よって、傾斜面７２に線状に接触する第２部６２の外周縁６４を安定に支持できる。

また、第２部６２の外周縁６４の全周が傾斜面７２に接触するので、第２部６２の外周縁６４の周の一部が傾斜面に接触する場合に比べて接触面積を大きくできる。その結果、セラミック成形体６０の自重によって第２部６２が傾斜面７２から受ける単位面積あたりの荷重を、第２部６２の外周縁６４の周の一部が傾斜面に接触するときに第２部６２が受ける単位面積あたりの荷重よりも小さくできる。よって、傾斜面７２に擦れて絶縁体１１の大径部１４に生じる可能性のある擦り傷を小さくできる。

次に図９を参照して第３実施の形態について説明する。第１実施の形態および第２実施の形態では、セラミック成形体６０の第３部６３の外径が第１部６１の外径よりも大きい場合について説明した。これに対し第３実施の形態では、第３部９３の外径が第１部９１の外径よりも小さいセラミック成形体９０を焼成する場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

図９は、第３実施の形態における焼成治具８０及びセラミック成形体９０の断面図である。図９は、セラミック成形体９０の第２部９２が焼成治具８０に支持された状態において、図５と同様に、焼成治具８０を鉛直方向に切断した断面図である。図９において、焼成前のセラミック成形体９０は実線で図示され、セラミック成形体９０を焼成して得られた絶縁体１１（焼結体）は想像線（二点鎖線）で図示されている。傾斜面８２が形成された焼成治具８０の支持部８１は、壁部４２の上端に載置されている。

図９に示すように、焼成治具８０の支持部８１に環状の傾斜面８２が断続的に形成されている。焼成治具８０の壁部４２及び支持部８１には、板厚方向へ貫通する穴部（図示せず）が形成されている。壁部４２及び支持部８１に穴部が形成されているので、第１実施の形態と同様に、第１空間６５（図４参照）と第２空間６６との間の対流熱伝導による伝熱ができる。

セラミック成形体９０は、長尺状の第１部９１と、第１部９１よりも大径の第２部９２と、第２部９２よりも外径が小さく、第２部９２を挟んで第１部９１の反対側に設けられた第３部９３とを備えている。第３部９３は、第１部９１よりも外径が小さい。

焼成治具８０は、セラミック成形体９０の第２部９２の外周縁９４（角の部分）を傾斜面８２に支持し、第１部９１を鉛直方向に吊り下げる。セラミック成形体９０の第３部９３は、支持部８１に対して鉛直方向の上側に突出する。第１部９１は、焼成後は絶縁体１１の胴部１３を構成する。セラミック成形体９０の第２部９２は、焼成後は絶縁体１１の大径部１４を構成する。セラミック成形体９０の第３部９３は、焼成後は絶縁体１１の中胴部１５、脚長部１６及び棚部３２を構成する。

セラミック成形体９０の第３部９３は第１部９１よりも外径が小さいので、第１部９１が吊り下げられたセラミック成形体９０の重心の位置を上がり難くできる。よって、焼成治具８０はセラミック成形体９０を安定に支持できる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、絶縁体１１、セラミック成形体６０，９０及び焼成治具４０，７０，８０の形状や大きさ等はこれに限られるものではなく、適宜設定できる。

上記各実施の形態では、スパークプラグ１０の絶縁体１１を製造するためのセラミック成形体６０，９０について説明した。しかし、セラミック成形体を焼成して得られる焼結体の用途は、必ずしもスパークプラグに限られるものではない。焼結体の用途は適宜設定できる。

上記各実施の形態では、セラミック成形体６０，９０を焼成する炉５０が連続炉の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。一定量のセラミック成形体６０，９０を収容して焼成するバッチ炉を用いて焼結体を製造することは当然可能である。

上記各実施の形態では、焼成治具４０，７０，８０の壁部４２と底板４１とが別々に形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。底板４１及び壁部４２を一体成形品にすることは当然可能である。

また、連続炉の場合の移動部材５３やバッチ炉の場合の棚板を利用して、焼成治具４０，７０，８０の壁部４２の開口する下端部を塞ぎ、壁部４２を有底筒状にすることで第１空間６５を形成できれば、底板４１を省略することは当然可能である。

上記各実施の形態では、板状の支持部４３，７１，８１に開口４４を設け、開口４４の内側に傾斜面４６，７２，８２を形成する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。内側へ向かって突出する複数のアーム（支持部）を壁部４２に設け、その複数のアームの端面に、壁部４２の下端側へ向かって窄む傾斜面を形成することは当然可能である。この場合には、壁部４２から突出するアーム間の隙間が、支持部に設けられた穴部となる。

上記各実施の形態では、壁部４２及び支持部４３，７１，８１の両方に穴部４７，４８が形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。壁部４２及び支持部４３，７１，８１のいずれか一方の穴部を省略することは当然可能である。また、セラミック成形体６０，９０と支持部４３との隙間を穴部４９にする場合には、壁部４２及び支持部４３，７１，８１の穴部４７，４８を両方とも省略できる。

なお、上記の各実施形態は、それぞれ、他の実施形態が有する構成の一部または複数部分を、その実施形態に追加し或いはその実施形態の構成の一部または複数部分と交換できる。例えば、第２実施の形態で説明した傾斜面７２を、第１実施の形態で説明した傾斜面４６のように断続的にすることは当然可能である。その結果、対流熱伝導によりセラミック成形体６０の第２部６２に伝熱し易くできる。

同様に、第１実施の形態で説明した傾斜面４６及び第３実施の形態で説明した傾斜面８２を、第２実施の形態で説明した傾斜面４６のように連続的にすることは当然可能である。その結果、傾斜面に線状に接触する第２部６２，９２の外周縁６４，９４を安定に支持できる。

また、第３実施の形態で説明したセラミック成形体９０を、第１実施の形態や第２実施の形態で説明した焼成治具４０，７０を用いて焼成することは当然可能である。この場合も、セラミック成形体９０の重心の位置が上がらないようできるので、セラミック成形体９０を安定に支持できる。

上記実施の形態では、リング部材３７及び粉末３８を介して主体金具３０の被係合部３５が大径部１４の後端部と係合する絶縁体１１の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。リング部材３７及び粉末３８を省略して、主体金具３０の被係合部３５を絶縁体１１の大径部１４の後端部と係合させることは当然可能である。

上記実施の形態では、中心電極２０の先端に接地電極３９が対向するスパークプラグ１０に用いられる絶縁体１１について説明したが、スパークプラグの構造は必ずしもこれに限られるものではない。絶縁体１１を備える他のスパークプラグに、本実施の形態における技術を適用することは当然可能である。他のスパークプラグとしては、例えば、中心電極２０の側面に接地電極３９が対向するスパークプラグ、主体金具３０に複数の接地電極３９を接合した多極のスパークプラグ、中心電極よりも軸方向に突出する主体金具の先端に円環状の接地電極を配置したスパークプラグ、接地電極３９が省略され有底筒状の絶縁体に中心電極が覆われたスパークプラグなどが挙げられる。

なお「セラミック成形体を焼成して得られる焼結体の製造方法であって、長尺状の第１部と、前記第１部よりも大径の第２部とを備える前記セラミック成形体を成形する成形工程と、下端側が閉塞した有底筒状の壁部と、上端面が下端側に向かうにつれて窄む傾斜面であり連続的または断続的に環状に形成された傾斜面を有し前記壁部の内側に固定される支持部と、を備える焼成治具の前記傾斜面に前記セラミック成形体の前記第２部の外周縁を支持させ、前記第１部を鉛直方向に吊り下げた状態で、前記焼成治具を炉内に配置して前記セラミック成形体を焼成する焼成工程と、を備え、前記傾斜面は上に凸の湾曲面である焼結体の製造方法。」は、上記実施形態に含まれる発明である。

この発明によれば以下の効果がある。即ち、焼成によって第２部の外周縁の外径が小さくなるセラミック成形体は、焼成時の収縮に伴い、傾斜面における第２部の外周縁の接触位置が下降する。セラミック成形体が下降するときには、セラミック成形体の軸が鉛直方向に対して傾いて焼結体が変形する可能性があるが、傾斜面が上に凸の湾曲面であると、傾斜面が下に凸の湾曲面や平面の場合に比べて、焼成時の収縮に伴う第２部の下降量を少なくできる。その結果、軸が傾いた状態に焼結体が変形する可能性を小さくできるので、軸が傾いた不良の焼結体の発生を抑制できる効果がある。

１１ 絶縁体（焼結体）
４０，７０，８０ 焼成治具
４２ 壁部
４３，７１，８１ 支持部
４６，７２，８２ 傾斜面
４７，４８，４９ 穴部
５０ 炉
６０，９０ セラミック成形体
６１，９１ 第１部
６２，９２ 第２部
６３，９３ 第３部
６４，９４ 外周縁
６５ 第１空間
６６ 第２空間

Claims (8)

1. セラミック成形体を焼成して得られる焼結体の製造方法であって、
   長尺状の第１部と、前記第１部よりも大径の第２部とを備える前記セラミック成形体を成形する成形工程と、
   下端側が閉塞した有底筒状の壁部と、上端面が下端側に向かうにつれて窄む傾斜面であり連続的または断続的に環状に形成された傾斜面を有し前記壁部の内側に固定される支持部と、を備える焼成治具の前記傾斜面に前記セラミック成形体の前記第２部の外周縁を支持させ、前記第１部を鉛直方向に吊り下げた状態で、前記焼成治具を炉内に配置して前記セラミック成形体を焼成する焼成工程とを備え、
   前記焼成治具は、前記焼成工程において前記第２部の前記外周縁が前記傾斜面に接触した状態で、前記セラミック成形体、前記壁部および前記支持部により囲まれる第１空間と、前記第１空間の外側の前記炉内の第２空間と、を連通する穴部を備える焼結体の製造方法。
2. 前記穴部は前記壁部に設けられている請求項１記載の焼結体の製造方法。
3. 前記穴部は前記支持部に設けられている請求項１又は２に記載の焼結体の製造方法。
4. 前記傾斜面は連続的に設けられている請求項１から３のいずれかに記載の焼結体の製造方法。
5. 前記傾斜面は断続的に設けられており、
   前記穴部は、断続的な前記傾斜面に支持された前記セラミック成形体と前記支持部との隙間である請求項１から３のいずれかの記載の焼結体の製造方法。
6. 前記セラミック成形体は、前記第２部よりも外径が小さく、前記第２部を挟んで前記第１部の反対側に設けられた第３部を備え、
   前記第３部は、前記第１部よりも外径が小さい請求項１から５のいずれかに記載の焼結体の製造方法。
7. 前記セラミック成形体は、前記第２部よりも外径が小さく、前記第２部を挟んで前記第１部の反対側に設けられた第３部を備え、
   前記第３部は、前記第１部よりも外径が大きい請求項１から５のいずれかに記載の焼結体の製造方法。
8. 前記傾斜面は、上に凸の湾曲面である請求項１から７のいずれかに記載の焼結体の製造方法。

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