JP5308315B2 - スパークプラグ用絶縁体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スパークプラグに用いられるスパークプラグ用絶縁体の製造方法に関する。

スパークプラグは、内燃機関（エンジン）等に取付けられ、燃焼室内の混合気への着火のために用いられるものである。一般的にスパークプラグは、軸孔を有する絶縁体と、当該軸孔の先端側に挿通される中心電極と、絶縁体の外周に設けられる主体金具と、主体金具の先端部に設けられ、中心電極との間で火花放電間隙を形成する接地電極とを備える。

また、一般的にスパークプラグ用の絶縁体は、次のようにして製造される。まず、アルミナを主成分とする原料粉末を成形用ラバー型により加圧・圧縮することで、成形体を形成する。その後、成形体に対して研削加工を施すことで、絶縁体形状を有する未焼成絶縁体を作製し、次いで、当該未焼成絶縁体を焼成することで絶縁体が得られる（例えば、特許文献１等参照）。

ところで、未焼成絶縁体の焼成工程では、複数の未焼成絶縁体が、立てられた状態で、かつ、隣接するもの同士が接触し合うようにして（互いに支持し合うようにして）耐熱性の鞘の中に配置される。そして、未焼成絶縁体が収納された鞘を焼成炉内にて搬送しながら加熱することにより、未焼成絶縁体が焼成される。尚、未焼成絶縁体を寝かせることなく、立てた状態で焼成するのは、一般的に絶縁体は長手方向に沿ったほぼ中間部分に外径の最も大きな大径部を有するため、焼成時において、大径部よりも小径の一端部や他端部が自重により変形してしまうことを防止するためである。

特開２００７−１８４２５０号公報

しかしながら、未焼成絶縁体は加熱されることで、高さ方向のみならず径方向にも収縮する。そのため、焼成前において隣接し合う未焼成絶縁体同士を互いに支持し合うように配置したとしても、焼成が進むにつれて、未焼成絶縁体は互いに離間し合うこととなり、基本的には自身の下端面のみで自立した状態となってしまう。従って、焼成時において、搬送に伴う振動等により、未焼成絶縁体が倒れてしまったり、他の未焼成絶縁体や鞘にもたれかかったりしてしまうおそれがある。このように未焼成絶縁体に倒れ等が生じてしまうと、焼成後の絶縁体に折損や歪み等の変形が発生してしまい、ひいては歩留まりが低下してしまうおそれがある。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、焼成後の絶縁体における折損や変形を抑制することができ、歩留まりの向上を図ることができるスパークプラグ用絶縁体の製造方法を提供することにある。

以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。

構成１．本構成のスパークプラグ用絶縁体の製造方法は、軸線方向に沿って延びる軸孔を有するとともに、
一端側に位置する胴部と、
他端側に位置する脚長部と、
前記胴部及び脚長部間に位置し、前記胴部及び脚長部よりも大径の大径部とを備えるスパークプラグ用絶縁体の製造方法であって、
所定の絶縁体形状をなす未焼成絶縁体を成形する成形工程と、
前記未焼成絶縁体を焼成する焼成工程とを含み、
前記焼成工程においては、
セラミック粉末層に対してその厚さ方向と直交する方向に沿って前記未焼成絶縁体を寝かせて、かつ、前記未焼成絶縁体の少なくとも前記胴部又は前記脚長部を埋めた状態で焼成が行われることを特徴とする。

尚、「セラミック粉末層」とあるのは、セラミック粉末が集層してなるものをいい、例えば、セラミック粉末を所定の鞘に充填することで形成される。また、「セラミック粉末」は、焼成時において未焼成絶縁体を構成する物質に対して安定（不活性）であり、かつ、焼成温度（例えば、１６００℃）よりも高い融点を有するものが好ましい。従って、「セラミック粉末」としては、例えば、アルミナ（電解アルミナ）、マグネシア、ジルコニア（安定化ジルコニア）、又は、これらの混合物等を用いることが好ましい。

さらに、「セラミック粉末層に対してその厚さ方向と直交する方向に沿って」とあるのは、未焼成絶縁体の長手方向とセラミック粉末層の厚さ方向に直交する方向とが厳密に同方向である必要はない。従って、例えば、未焼成絶縁体の長手方向とセラミック粉末層の厚さ方向と直交する方向とに多少の角度（例えば、３０°程度）のずれがあってもよい。

上記構成１によれば、未焼成絶縁体はセラミック粉末層に対して寝かされた状態とされるため、未焼成絶縁体を立てて焼成した場合に生じ得る倒れ等の不具合が発生し得ない。そのため、倒れ等に起因する焼成後の絶縁体における折損や変形をより確実に防止することができる。また、未焼成絶縁体の少なくとも脚長部や胴部がセラミック粉末層に埋められているため、セラミック粉末層によって比較的小径の脚長部や胴部を支持することができる。これにより、自重によって焼成後の絶縁体に変形が生じてしまうことをより確実に抑制することができ、上述の倒れ等の防止に伴う変形等の抑制効果と相俟って、歩留まりの飛躍的な向上を図ることができる。

構成２．本構成のスパークプラグ用絶縁体の製造方法は、上記構成１において、前記焼成工程においては、
前記未焼成絶縁体のうち少なくとも両端部分に重力方向への荷重が加えられることを特徴とする。

焼成に際して未焼成絶縁体は、各部がほぼ等しい収縮率をもって収縮していく。ところが上述の通り、スパークプラグ用絶縁体は大径部や胴部等を備えており、軸線方向に沿って種々異なる外径を有している。従って、収縮率が等しくても、収縮量という点において、大径部の収縮量は胴部や脚長部の収縮量と比べて大きなものとなる。そのため、焼成が進むにつれて、胴部や脚長部がセラミック粉末層に対して接触し、支持され続ける一方で、大径部とセラミック粉末層との間に隙間が形成されてしまうおそれがある。大径部とセラミック粉末層との間に隙間が形成されてしまうと、大径部は何ら支持されていない状態（浮いた状態）であるため、重力等により若干ながら前記隙間に落ち込んでしまい、その結果、端部側に位置する胴部や脚長部が反り上がってしまうおそれがある。

この点、上記構成２によれば、焼成に際しては、未焼成絶縁体の少なくとも両端部に重力方向への荷重が加えられる。そのため、両端側に位置する胴部や脚長部の反り上がりを抑制することができ、ひいては焼成後の絶縁体における変形を一層確実に防止することができる。これにより、歩留まりの更なる向上を図ることができる。

尚、未焼成絶縁体の両端部に重力方向への荷重を加える手法としては、例えば、両端部を覆うセラミック粉末層上に錘を載置したり、両端部をより多くのセラミック粉末にて覆ったり手法を挙げることができる。

構成３．本構成のスパークプラグ用絶縁体の製造方法は、上記構成１又は２において、前記焼成工程の少なくとも初期段階において、
前記未焼成絶縁体の両端開口部が閉塞されることを特徴とする。

セラミック粉末層は高温に晒されることで、流動しにくい状態（押し固められたような状態）となり、動きにくくなる（崩れにくくなる）一方で、焼成の初期段階では、セラミック粉末はある程度の流動性を有するため、動きやすい（崩れやすい）状態である。そのため、焼成の初期段階においては、未焼成絶縁体の両端開口部からその内部（軸孔）へとセラミック粉末が特に入り込んでしまいやすい。

ここで、焼成後の絶縁体の軸孔内にセラミック粉末が残存してしまうと、軸孔内に挿設されるべき部材（中心電極等）の軸孔への挿設が困難なものとなってしまったり、前記部材と軸孔内周面との間の気密性が損なわれてしまったり、或いは、セラミック粉末により絶縁体が損傷して、耐電圧性能や耐久性が低下しまったりするといった不具合が生じ得る。従って、このような事態を防止すべく、軸孔内を洗浄するという作業が必要となるが、一般的にスパークプラグ用絶縁体の軸孔は軸線方向に沿って異なる内径を有している。そのため、セラミック粉末の除去に際しては、念入りに洗浄作業を行う必要があり、結果として、作業性の著しい低下を招いてしまうおそれがある。

この点、上記構成３によれば、セラミック粉末が入り込みやすい焼成の初期段階において、未焼成絶縁体の両端開口部が閉塞されるため、セラミック粉末が未焼成絶縁体の内部（軸孔）へと入り込んでしまうことをより確実に防止できる。これにより、軸孔内を念入りに洗浄するといった作業を要することなく（すなわち、作業性の低下を招くことなく）、気密性や耐電圧性能の低下といった上述の不具合の発生をより確実に防止することができる。

尚、「初期段階」とあるのは、焼成開始から加熱温度が所定の温度に至るまでの段階をいうが、セラミック粉末を構成する材料の融点等によって前記所定の温度は種々異なる。従って、例えば、セラミック粉末として、融点が約２０５０℃である電融アルミナの粉末を用いた場合、「初期段階」とあるのは、焼成開始から加熱温度が４５０℃となるまでの間をいう。

構成４．本構成のスパークプラグ用絶縁体の製造方法は、上記構成１乃至３のいずれかにおいて、前記焼成工程においては、
前記未焼成絶縁体の大径部を前記セラミック粉末層から露出させることを特徴とする。

上記構成４によれば、未焼成絶縁体の大径部がセラミック粉末層より露出している。従って、セラミック粉末層中における未焼成絶縁体の位置を適切に把握することができ、焼成後における絶縁体の取り出しや、上記構成２を採用した場合における錘の載置等をより容易に行うことができる。

さらに、上記構成４によれば、焼成が進み、大径部とセラミック粉末層との間に間隙が生じたときにおいて、セラミック粉末から大径部へと重力方向に沿った力が加わらなくなる。これにより、大径部に加わる重力方向への力を低減することができ、結果として、脚長部や後端側胴部における反り上がりの発生を一層抑制することができる。

構成５．本構成のスパークプラグ用絶縁体の製造方法は、上記構成１乃至４のいずれかにおいて、前記スパークプラグ用絶縁体の前記軸線に沿った長さをＡ（ｍｍ）、前記胴部の外径をＢ（ｍｍ）としたとき、Ａ／Ｂ≧６を満たすことを特徴とする。

近年、スパークプラグのロングリーチ化や小型化（小径化）が要求されており、絶縁体についても長尺化や小径化が要求されている。ところが、このような絶縁体は、上述の従来手法（未焼成絶縁体を立てた状態で焼成する手法）により製造しようとすると、焼成に際して自立状態を維持することが難しく、変形等の不具合が極めて生じやすい。

従って、上記構成５のように、Ａ／Ｂ≧６を満たす（比較的細かったり、長かったりする）絶縁体は、従来手法によって製造しようとした場合、変形等の発生がより懸念されるものであるが、上記各構成を採用することで、当該懸念を払拭することができる。換言すれば、上記各構成は、Ａ／Ｂ≧６を満たす絶縁体の製造において、特に有意であるといえる。

構成６．上記構成１乃至５のいずれかに記載のスパークプラグ用絶縁体の製造方法により製造されたスパークプラグ用絶縁体と、
前記スパークプラグ用絶縁体の軸孔の先端側に挿設される中心電極と、
前記スパークプラグ用絶縁体の外周に配置される主体金具と
を備えてなるスパークプラグ。

上記構成６のスパークプラグは、反りの発生が抑制され、耐電圧性能や機械的強度に優れたスパークプラグ用絶縁体を有する。そのため、スパークプラグの耐久性の向上及び長寿命化を図ることができる。

スパークプラグの構成を示す一部破断正面図である。 焼成工程における、未焼成絶縁体等の配置状態を説明するための断面模式図である。 別の実施形態における、蓋部材等を説明するための拡大断面模式図である。 別の実施形態における、セラミック粉末層に対する未焼成絶縁体の埋入状態を説明するための拡大断面模式図である。 変形量評価試験における、先振れ量の最小値、最大値、及び、平均値を示すグラフである。

以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、スパークプラグ１を示す一部破断正面図である。尚、図１では、スパークプラグ１の軸線ＣＬ１方向を図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１の先端側、上側を後端側として説明する。

スパークプラグ１は、筒状をなすスパークプラグ用絶縁体としての絶縁碍子２、これを保持する筒状の主体金具３などから構成されるものである。

絶縁碍子２は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その外形部において、後端側（一端側）に形成された後端側胴部１０（本発明の胴部に相当する）と、当該後端側胴部１０よりも先端側において径方向外向きに突出形成された大径部１１と、当該大径部１１よりも先端側においてこれよりも細径に形成された中胴部１２と、当該中胴部１２よりも先端側においてこれより細径に形成された脚長部１３とを備えている。加えて、絶縁碍子２のうち、大径部１１、中胴部１２、及び、大部分の脚長部１３は、主体金具３の内部に収容されている。また、脚長部１３と中胴部１２との連接部にはテーパ状の段部１４が形成されており、当該段部１４にて絶縁碍子２が主体金具３に係止されている。

さらに、絶縁碍子２には、軸線ＣＬ１に沿って軸孔４が貫通形成されており、当該軸孔４の先端側には中心電極５が挿入、固定されている。当該中心電極５は、銅又は銅合金からなる内層５Ａと、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするＮｉ合金からなる外層５Ｂとにより構成されている。また、中心電極５は、全体として棒状（円柱状）をなし、その先端面が平坦に形成されるとともに、絶縁碍子２の先端から突出している。さらに、中心電極５の先端部には、貴金属合金（例えば、イリジウム合金）により形成された円柱状の貴金属チップ３１が接合されている。

また、軸孔４の後端側には、絶縁碍子２の後端から突出した状態で、端子電極６が挿入、固定されている。

さらに、軸孔４の中心電極５と端子電極６との間には、円柱状の抵抗体７が配設されている。当該抵抗体７の両端部は、導電性のガラスシール層８，９を介して、中心電極５と端子電極６とにそれぞれ電気的に接続されている。

加えて、前記主体金具３は、低炭素鋼等の金属により筒状に形成されており、その外周面にはスパークプラグ１を内燃機関等の燃焼装置に取付けるためのねじ部（雄ねじ部）１５が形成されている。また、ねじ部１５の後端側の外周面には座部１６が形成され、ねじ部１５後端のねじ首１７にはリング状のガスケット１８が嵌め込まれている。さらに、主体金具３の後端側には、スパークプラグ１を燃焼装置に取付ける際にレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部１９が設けられるとともに、後端部において絶縁碍子２を保持するための加締め部２０が設けられている。

また、主体金具３の内周面には、絶縁碍子２を係止するためのテーパ状の段部２１が設けられている。そして、絶縁碍子２は、主体金具３の後端側から先端側に向かって挿入され、自身の段部１４が主体金具３の段部２１に係止された状態で、主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって固定される。尚、絶縁碍子２及び主体金具３双方の段部１４，２１間には、円環状の板パッキン２２が介在されている。これにより、燃焼室内の気密性を保持し、燃焼室内に晒される絶縁碍子２の脚長部１３と主体金具３の内周面との隙間に入り込む燃料空気が外部に漏れないようになっている。

さらに、加締めによる密閉をより完全なものとするため、主体金具３の後端側においては、主体金具３と絶縁碍子２との間に環状のリング部材２３，２４が介在され、リング部材２３，２４間にはタルク（滑石）２５の粉末が充填されている。すなわち、主体金具３は、板パッキン２２、リング部材２３，２４及びタルク２５を介して絶縁碍子２を保持している。

また、主体金具３の先端部２６には、自身の略中間が曲げ返されて、その側面が中心電極５の先端部と対向する接地電極２７が接合されている。加えて、接地電極２７の先端部には、貴金属合金（例えば、白金合金）からなる円柱状の貴金属チップ３２が接合されている。そして、前記貴金属チップ３１，３２の間には、火花放電間隙３３が形成されており、当該火花放電間隙３３において前記軸線ＣＬ１にほぼ沿った方向で火花放電が行われる。

加えて、本実施形態においては、前記ねじ部１５の外径がＭ１２以下（例えば、Ｍ１０以下）と比較的小径化されている。そのため、主体金具３に挿設される絶縁碍子２の外径についても比較的小さくされており、前記後端側胴部１０の外径Ｂが所定の大きさ以下（例えば、９ｍｍ以下）とされている。一方で、絶縁碍子２は、長尺化されており、具体的には、軸線ＣＬ１方向に沿った絶縁碍子２の長さＡが所定の大きさ以上（例えば、６５ｍｍ以上）とされている。すなわち、本実施形態における絶縁碍子２は、Ａ／Ｂ≧６と比較的細長い形状を呈するように構成されている。

次に、上記のように構成されてなるスパークプラグ１の製造方法について説明する。まず、主体金具３を予め加工しておく。すなわち、円柱状の金属素材（例えばＳ１７ＣやＳ２５Ｃといった鉄系素材やステンレス素材）を冷間鍛造加工により貫通孔を形成し、概形を製造する。その後、切削加工を施すことで外形を整え、主体金具中間体を得る。

続いて、主体金具中間体の先端面に、Ｎｉ合金等からなる接地電極２７が抵抗溶接される。当該溶接に際してはいわゆる「ダレ」が生じるので、その「ダレ」を除去した後、主体金具中間体の所定部位にねじ部１５が転造によって形成される。これにより、接地電極２７の溶接された主体金具３が得られる。また、接地電極２７の溶接された主体金具３には、亜鉛メッキ或いはニッケルメッキが施される。尚、耐食性向上を図るべく、その表面に、さらにクロメート処理が施されることとしてもよい。その後、接地電極２７先端部のメッキを除去した上で、抵抗溶接等により接地電極２７の先端部に貴金属チップ３２が接合される。

次に、絶縁碍子２を製造する。ます、アルミナを主体としバインダ等を含む原料粉末を用い、成型用素地造粒物を調製する。そして、当該成型用素地造粒物に対してラバープレス成形を行うことで、筒状の成形体を得る。続いて、得られた成形体に対し、研削加工を施し外径を整形することで、絶縁碍子２とほぼ同一形状をなす未焼成絶縁体４１（図２参照）を得る。

次いで、得られた未焼成絶縁体４１を焼成する。より詳しくは、図２に示すように、所定の耐熱性金属からなる鞘（ケース）ＣＡに所定のセラミック粉末を敷きつめてなるセラミック粉末層ＰＤを形成するとともに、前記未焼成絶縁体４１を、セラミック粉末層ＰＤに埋まるようにして、かつ、寝かせた状態でセットする。尚、このとき、未焼成絶縁体４１の全てがセラミック粉末層ＰＤ中に埋められることはなく、未焼成絶縁体４１のうち前記大径部１１に相当する部位がセラミック粉末層ＰＤ表面から露出されている。また、未焼成絶縁体４１は、セラミック粉末層ＰＤに対してその厚さ方向とほぼ直交する方向に沿って配置される。

さらに、前記セラミック粉末層ＰＤのうち、前記未焼成絶縁体４１の両端部分を覆う部位に錘ＷＴ１，ＷＴ２を載置する。尚、錘ＷＴ１，ＷＴ２は、それぞれ所定のセラミック素材により形成されており、脚長部１３に相当する部位の上に載置される錘ＷＴ１は、所定の重量（例えば、３ｇ以上１５ｇ以下）を有しており、後端側胴部１０に相当する部位の上に載置される錘ＷＴ２は、所定の重量（例えば、３ｇ以上１５ｇ以下）を有している。

次に、セラミック粉末層ＰＤ中に未焼成絶縁体４１が埋められた前記鞘ＣＡを、焼成炉（図示せず）に投入し、焼成炉内を搬送しながら所定の焼成温度（例えば、１６００℃以上）にて前記未焼成絶縁体４１を焼成する。これにより、未焼成絶縁体４１が焼成してなる絶縁碍子２が得られる。

尚、上記セラミック粉末としては、粒径が比較的小さく（例えば、４００μｍの篩を通過したもの）、かつ、融点が比較的高い（例えば、上述の焼成温度以上の）ものが好ましい。従って、本実施形態では、セラミック粉末として、４００μｍの篩を通過し、融点が約２０５０℃である電融アルミナの粉末が用いられる。

また、前記主体金具３、絶縁碍子２とは別に、中心電極５を製造しておく。すなわち、中央部に放熱性向上を図るための銅合金を配置したＮｉ合金を鍛造加工して中心電極５を作製する。加えて、中心電極５の先端部にレーザー溶接等により貴金属チップ３１を接合する。

そして、上記のようにして得られた絶縁碍子２及び中心電極５と、抵抗体７と、端子電極６とが、ガラスシール層８，９によって封着固定される。ガラスシール層８，９としては、一般的にホウ珪酸ガラスと金属粉末とが混合されて調製されており、当該調製されたものが抵抗体７を挟むようにして絶縁碍子２の軸孔４内に注入された後、後方から前記端子電極６で押圧しつつ、焼成炉内にて加熱することにより焼き固められる。尚、このとき、絶縁碍子２の後端側胴部１０表面には釉薬層が同時に焼成されることとしてもよいし、事前に釉薬層が形成されることとしてもよい。

その後、上記のようにそれぞれ作製された中心電極５及び端子電極６を備える絶縁碍子２と、接地電極２７を備える主体金具３とが組付けられる。より詳しくは、比較的薄肉に形成された主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって固定される。

そして最後に、接地電極２７を屈曲させ、貴金属チップ３１，３２間の前記火花放電間隙３３を調整する加工が施されることで、上述したスパークプラグ１が得られる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、未焼成絶縁体４１はセラミック粉末層ＰＤに対して寝かされた状態とされるため、未焼成絶縁体４１を立てて焼成した場合に生じ得る倒れ等の不具合が発生し得ない。そのため、倒れ等に起因する焼成後の絶縁碍子２における折損や変形をより確実に防止することができる。また、未焼成絶縁体４１の少なくとも一部がセラミック粉末層ＰＤに埋められているため、セラミック粉末層ＰＤによって比較的小径の脚長部１３や中胴部１２、後端側胴部１０を支持することができる。これにより、自重によって絶縁碍子２に変形が生じてしまうことをより確実に抑制することができ、上述の倒れ等の防止に伴う変形等の抑制効果と相俟って、歩留まりの飛躍的な向上を図ることができる。

さらに、焼成に際しては、錘ＷＴ１，ＷＴ２によって未焼成絶縁体４１の少なくとも両端部に重力方向への荷重が加えられる。そのため、両端側に位置する後端側胴部１０や脚長部１３の反り上がりを抑制することができ、ひいては絶縁碍子２の変形を一層確実に防止することができる。これにより、歩留まりの更なる向上を図ることができる。

加えて、本実施形態では、未焼成絶縁体４１のうち大径部１１に相当する部位がセラミック粉末層ＰＤより露出している。従って、未焼成絶縁体４１の位置を適切に把握することができ、焼成後の絶縁碍子２の取り出しや、錘ＷＴ１，ＷＴ２の載置等をより容易に行うことができる。また、焼成が進み、大径部１１とセラミック粉末層ＰＤとの間に間隙が生じたときにおいて、大径部１１に加わる重力方向への力を低減することができ、ひいては脚長部１３や後端側胴部１０における反り上がりの一層の抑制を図ることができる。

さらに、セラミック粉末として粒径の比較的小さな電解アルミナが用いられているため、未焼成絶縁体４１の表面に傷が付いてしまうことをより確実に防止できる。

次に、上記実施形態によって奏される作用効果を確認すべく、変形量評価試験を行った。変形量評価試験の概要は次の通りである。まず、鞘の中にセラミック粉末層を設けることなく、未焼成絶縁体を鞘の底板上に寝かせた上で焼成して得た絶縁体のサンプル（比較例）と、鞘内に設けられたセラミック粉末層に対して、未焼成絶縁体を寝かせて、かつ、埋めた状態とした上で焼成して得た絶縁体のサンプル（実施例Ａ）と、鞘内に設けられたセラミック粉末層に対して、未焼成絶縁体を寝かせて埋めた状態とし、かつ、未焼成絶縁体の両端部を覆うセラミック粉末層に錘を載せた上で焼成して得た絶縁体のサンプル（実施例Ｂ）とをそれぞれ複数本ずつ作製した。そして、前記中胴部の長手方向ほぼ中央を支点とした上で、各サンプルをその中心軸を回転軸として回転させて、回転時におけるサンプル先端（脚長部の先端）の先振れ量（ｍｍ）を測定した。表１に、比較例、実施例Ａ、及び、実施例Ｂに係る各サンプルについて、先振れ量の最小値、最大値、及び、平均値を示す。また、図５に、各サンプルにおける、先振れ量の最小値、最大値、及び、平均値を表すグラフを示す。尚、図５においては、先振れ量の平均値を黒四角（■）でプロットした。

表１及び図５に示すように、セラミック粉末層を設けることなく、底板上に寝かせた上で焼成した比較例に係るサンプルにおいては、先振れ量が非常に大きくなってしまい、焼成後の絶縁体において変形が極めて生じやすいことが明らかとなった。

これに対して、セラミック粉末層に対して寝かせて、かつ、埋めた状態で焼成してなる実施例Ａ、Ｂに係るサンプルは、先振れ量が低減しており、焼成後の絶縁体における変形がより確実に抑制されることがわかった。特に、未焼成絶縁体の両端部に重力方向への荷重を加えつつ焼成した実施例Ｂに係るサンプルについては、先振れ量の一層の低減を図ることができ、絶縁体の変形を極めて効果的に防止できることが明らかとなった。

以上、評価試験の結果より、焼成に際する絶縁体の変形を防止するという観点からは、セラミック粉末層に対して、未焼成絶縁体を寝かせて、かつ、埋めた状態とした上で焼成を行うことが好ましく、さらに、未焼成絶縁体の少なくとも両端部に重力方向への荷重を加えつつ焼成を行うことが一層好ましいといえる。

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）上記実施形態では特に記載していないが、図３に示すように、未焼成絶縁体４１の両端開口部を塞ぐべく、蓋部材ＣＯ１，ＣＯ２を設けることとしてもよい。この場合、セラミック粉末が未焼成絶縁体４１の内部（軸孔）へと入り込んでしまうことをより確実に防止できる。これにより、軸孔４内を念入りに洗浄するといった作業を要することなく（すなわち、作業性の低下を招くことなく）、また、製造されるスパークプラグ１について気密性や耐電圧性能の低下といった不具合の発生をより確実に抑制できる。

尚、未焼成絶縁体４１の両端開口部は少なくとも焼成工程の初期段階（例えば、常温〜４５０℃程度の温度域）において閉塞されていればよい。従って、前記蓋部材ＣＯ１，ＣＯ２を形成する材料は、焼成の初期段階において未焼成絶縁体４１の両端開口部を閉塞可能な材料であればよく、焼成中に焼失し得るもの（例えば、５００℃程度にて焼失する綿等）であってもよい。このように蓋部材ＣＯ１，ＣＯ２を焼成中に焼失し得る材料によって形成すれば、焼成終了後に蓋部材ＣＯ１，ＣＯ２を取り外すといった面倒な作業が不要となり、生産性のより一層の向上を図ることができる。

（ｂ）上記実施形態では、セラミック粉末層ＰＤに対して未焼成絶縁体４１のほぼ全てが埋められているが、セラミック粉末層ＰＤに対する未焼成絶縁体４１の埋入量は、セラミック粉末層ＰＤによって未焼成絶縁体４１の後端側胴部１０や大径部１１等を支持可能な程度であればよく、例えば、図４に示すように、未焼成絶縁体４１の側面部分のみをセラミック粉末層ＰＤに対して埋めることとしてもよい。

（ｃ）上記実施形態では、未焼成絶縁体４１の両端部上に錘ＷＴ１，ＷＴ２を載置した状態で焼成を行うこととしているが、未焼成絶縁体４１の両端部だけでなく、その長手方向全域に亘って重力方向への荷重を印加すべく、セラミック粉末層ＰＤの表面上に所定の錘を載置することとしてもよい。この場合においても、焼成時における後端側胴部１０や脚長部１３の反り上がりを抑制することができる。

（ｄ）上記実施形態では、焼成時に錘ＷＴ１，ＷＴ２が設けられているが、錘ＷＴ１，ＷＴ２を設けることなく未焼成絶縁体４１を焼成することとしてもよい。また、錘ＷＴ１，ＷＴ２に代えて、未焼成絶縁体４１の両端部をより多くのセラミック粉末にて覆うこととしてもよい。

（ｅ）上記実施形態では、セラミック粉末として電解アルミナが用いられているが、セラミック粉末として、例えば、マグネシアやジルコニア（安定化ジルコニア）、又は、これらと電解アルミナとの混合物等を用いることとしてもよい。

（ｆ）上記実施形態における絶縁碍子２は、Ａ／Ｂ≧６を満たす形状とされているが、絶縁碍子２の形状はこれに限定されるものではない。

（ｇ）上記実施形態では、未焼成絶縁体４１がセラミック粉末層ＰＤに対してその厚さ方向とほぼ直交する方向に沿って配置されているが、未焼成絶縁体４１の長手方向とセラミック粉末層ＰＤの厚さ方向に直交する方向とを厳密に同方向とする必要はない。従って、未焼成絶縁体の長手方向とセラミック粉末層ＰＤの厚さ方向と直交する方向とに多少の角度（例えば、３０°程度）のずれがある状態で、セラミック粉末層ＰＤに対して未焼成絶縁体４１を配置することとしてもよい。

（ｈ）上記実施形態におけるスパークプラグ１の構成は例示であって、本発明を適用可能なスパークプラグの構成はこれに限定されるものではない。

従って、上記実施形態においては、中心電極５及び接地電極２７に貴金属チップ３１，３２が設けられているが、貴金属チップ３１，３２の双方、或いは、いずれか一方を省略することとしてもよい。

また、主体金具３の先端部２６に、接地電極２７が接合される場合について具体化しているが、主体金具の一部（又は、主体金具に予め溶接してある先端金具の一部）を削り出すようにして接地電極を形成する場合についても適用可能である（例えば、特開２００６−２３６９０６号公報等）。

さらに、上記実施形態において、工具係合部１９は断面六角形状とされているが、工具係合部１９の形状に関しては、このような形状に限定されるものではない。例えば、Ｂｉ−ＨＥＸ（変形１２角）形状〔ＩＳＯ２２９７７：２００５（Ｅ）〕等とされていてもよい。

１…スパークプラグ、２…絶縁碍子（スパークプラグ用絶縁体）、４…軸孔、１０…後端側胴部（胴部）、１１…大径部、１３…脚長部、４１…未焼成絶縁体、ＣＬ１…軸線、ＰＤ…セラミック粉末層。

Claims (6)

1. 軸線方向に沿って延びる軸孔を有するとともに、
   一端側に位置する胴部と、
   他端側に位置する脚長部と、
   前記胴部及び脚長部間に位置し、前記胴部及び脚長部よりも大径の大径部とを備えるスパークプラグ用絶縁体の製造方法であって、
   所定の絶縁体形状をなす未焼成絶縁体を成形する成形工程と、
   前記未焼成絶縁体を焼成する焼成工程とを含み、
   前記焼成工程においては、
   セラミック粉末層に対してその厚さ方向と直交する方向に沿って前記未焼成絶縁体を寝かせて、かつ、前記未焼成絶縁体の少なくとも前記胴部又は前記脚長部を埋めた状態で焼成が行われることを特徴とするスパークプラグ用絶縁体の製造方法。
2. 前記焼成工程においては、
   前記未焼成絶縁体のうち少なくとも両端部分に重力方向への荷重が加えられることを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ用絶縁体の製造方法。
3. 前記焼成工程の少なくとも初期段階において、
   前記未焼成絶縁体の両端開口部が閉塞されることを特徴とする請求項１又は２に記載のスパークプラグ用絶縁体の製造方法。
4. 前記焼成工程においては、
   前記未焼成絶縁体の大径部を前記セラミック粉末層から露出させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスパークプラグ用絶縁体の製造方法。
5. 前記スパークプラグ用絶縁体の前記軸線に沿った長さをＡ（ｍｍ）、前記胴部の外径をＢ（ｍｍ）としたとき、Ａ／Ｂ≧６を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスパークプラグ用絶縁体の製造方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスパークプラグ用絶縁体の製造方法により製造されたスパークプラグ用絶縁体と、
   前記スパークプラグ用絶縁体の軸孔の先端側に挿設される中心電極と、
   前記スパークプラグ用絶縁体の外周に配置される主体金具と
   を備えてなるスパークプラグ。

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