(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火プラグ用の絶縁体を製造する方法であって、
少なくとも２つの原材料を混合して粉末状絶縁体製剤を形成する工程と、
前記粉末状絶縁体製剤を噴霧乾燥する工程と、
前記粉末状絶縁体製剤をプレスして絶縁体ブランクを生成する工程と、
前記絶縁体ブランクを締焼する工程と、
前記締焼された絶縁体ブランクを研磨して前記絶縁体を形成する工程と、
前記絶縁体を焼結する工程と
を備え、
前記粉末状絶縁体製剤は、酸化アルミニウムと、少なくとも１つのバインダと、を含有しており、前記締焼する工程の間に前記バインダの少なくとも６０％が取り除かれ、
前記絶縁体を製造する方法は更に、前記締焼する工程の間に前記絶縁体ブランクの粒子を融合する工程を備える、
製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法であって、
前記締焼工程は、約４５０℃以上、約１２００℃以下のピーク温度まで前記粉末状絶縁体を加熱する工程を備える
製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の製造方法であって、
前記締焼工程は、約７５０℃以上、約１０００℃以下のピーク温度まで前記粉末状絶縁体を加熱する工程を備える
製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の製造方法であって、
前記焼結工程は、約１４００℃以上、約１７００℃以下のピーク温度まで前記絶縁体を加熱する工程を備える
製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の製造方法であって、
前記締焼工程中に、前記バインダの全てが取り除かれる
製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の製造方法であって、
前記絶縁体ブランクの粒子の平均サイズは、約２ミクロン以下である
製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の製造方法であって、
前記焼結工程は、約１４００℃以上、約１７００℃以下のピーク温度まで前記絶縁体を加熱する工程を備える
製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載の製造方法であって、
前記少なくとも２つの原材料は、酸化アルミニウムと、少なくとも１つのバインダと、を含む
製造方法。
【請求項９】
点火プラグ用の絶縁体を製造する方法であって、
少なくとも、酸化アルミニウムと、少なくとも１つのバインダと、を混合して粉末状絶縁体製剤を形成する工程を備え、
前記粉末状絶縁体製剤の平均粒径は、約２ミクロン以下であり、
前記製造方法は、さらに、
前記粉末状絶縁体製剤を噴霧乾燥する工程と、
前記粉末状絶縁体製剤をプレスして絶縁体ブランクを生成する工程と、
約４５０℃以上、約１２００℃以下のピーク温度まで前記絶縁体ブランクを締焼する工程と、
前記締焼された絶縁体ブランクを研磨して前記絶縁体を形成する工程と、
前記絶縁体を焼結する工程と
を備え、
前記締焼する工程の間に前記バインダの少なくとも６０％が取り除かれ、
前記絶縁体を製造する方法は更に、前記締焼する工程の間に前記絶縁体ブランクの粒子を融合する工程を備える、
製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の製造方法であって、
前記締焼工程は、約７５０℃以上、約１０００℃以下のピーク温度まで前記粉末状絶縁体を加熱する工程を備える
製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の製造方法であって、
前記締焼工程中に、前記バインダの全てが取り除かれる
製造方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の製造方法であって、
前記焼結工程は、約１４００℃以上、約１７００℃以下のピーク温度まで前記絶縁体を加熱する工程を備える
製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［0001］本願は、２０１４年２月１３日に出願された米国仮特許出願第６１／９３９，４２５号のU.S.C. 119(e)の利益を主張し、その内容の全体は参照によって本明細書に組み入れられる。
【０００２】
［0002］本発明の例示的な実施形態は、内燃エンジン用の点火プラグすなわち点火装置に関し、より詳細には、点火プラグすなわち点火装置用の絶縁体のための合成物、および、当該絶縁体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
［0003］図１に示されるように、従来の点火プラグ１０は、円筒状基部１４を有する環状金属ケーシングすなわちシェル１２を備え得る。円筒状基部１４は、内燃エンジンのシリンダヘッド（図示せず）でのねじ係合のために形成された外ねじ部１６を有している。点火プラグシェル１２の円筒状基部１４は、略平坦な下部面１８を有し得る。グランドすなわちサイド電極２０（例えば、貴金属から形成される）が、ねじ付基部１４の下部面１８に溶接されるか取り付けられ得る。電極チップ２２が、サイド電極２０の端部に溶接されるか取り付けられ得る。
【０００４】
［0004］点火プラグ１０は、さらに、シェル１２内に同軸に配置された中空のセラミック絶縁体２４と、絶縁体２４内に同軸に配置された中心電極２６と、を備え得る。中心電極２６は、熱伝導性および導電性を有する材料から形成された中央コア２８と、外側被覆３０と、を備え得る。
【０００５】
［0005］導電性を有するインサートすなわちロッド３６は、中心電極２６と反対側の絶縁体２４の上部端３８内に嵌め込まれている。点火プラグ１０に内側抵抗４０を提供するために、耐熱性ガラスカーボン複合材料が、インサート３６の下部端３９と中心電極２６との間で絶縁体２４内に配置される。
【０００６】
［0006］図１に示されるように、点火プラグシェル１２は、実質的に円筒状のスリーブである。このスリーブは、スリーブを貫通して形成された中空穴４２を有する。上述したように、点火プラグシェル１２は、円筒状基部１４を備えている。円筒状基部１４は、その外面に形成されたねじ部１６を全体的に有している。点火プラグシェル１２は、シリンダヘッド（図示せず）に接触させるために、シール面４４を備え得る。点火プラグシェル１２は、さらに、シール面４４の上方における点火プラグシェル１２上に、点火プラグ１０を把持可能とするとともに、それを設置または取り外しするための従来の点火プラグソケットレンチによって回転可能とするための略六角形のボス４６を備え得る。
【０００７】
［0007］図２に示されるように、絶縁体２４は、ブロック１０２において、絶縁体ブランクを形成するのに必要な原材料を収集し、ブロック１０４において、適切な割合の各々の原材料を混合して所望の粉末製剤を生成することによって原材料ベースの粉末を用意し、ブロック１０６において、粉末製剤を噴霧乾燥させることによって、従来から製造されてきたセラミック品である。その後、ブランクは、ブロック１０８において、噴霧乾燥された粉末をプレスすることによって成形され、ブロック１１０において、プレスされたブランクを砥石車上で研磨すなわちグリーン加工して絶縁体プレフォームを形成し、ブロック１１２において、プレフォームを高密度化するとともに粉末粒子を焼結して、完成品の絶縁体すなわちチョーク絶縁体を形成するのに十分な高温まで絶縁体プレフォームを焼成すなわち焼結することによって形成される。絶縁体プレフォームは、約１４００〜１６００℃までの温度で全体的に焼成される。従来技術の焼結プロファイルが図３に示されており、ここでは、１６００℃よりも僅かに低いピーク温度に到達する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
［0008］エンジンの小型化の傾向に続き、点火プラグは、薄く、長くなってきている。より小さな包装に入れるために、そのような点火プラグのセラミック絶縁体は、著しく小型化されているが、これは、点火プラグが耐え得る最大点火電圧の低下につながる。しかしながら、エンジンの小型化、および、ターボ過給が広く使用されることの結果として、将来の燃焼エンジンについて、シリンダ圧がより高くなることが予想される。このことは、より高い点火電圧およびより高い作動温度を必要とする。これらの課題は、将来の燃焼エンジンのための点火プラグの絶縁体が、今日使用されているものよりも非常に高い誘電強度を有することを求めている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［0009］非限定的な実例的実施形態によれば、点火プラグ用の絶縁体の製造方法は、少なくとも２つの原材料を混合して、粉末状絶縁体合成物すなわち粉末状絶縁体製剤を形成する工程と、粉末状絶縁体製剤を噴霧乾燥する工程と、粉末状絶縁体製剤をプレスして、絶縁体ブランクを生成する工程と、を備えていてもよい。この方法は、さらに、絶縁体ブランクを締焼する工程と、締焼された絶縁体ブランクを研磨して絶縁体を形成する工程と、絶縁体を焼結する工程と、を備えていてもよい。
【００１０】
［0010］実例的実施形態では、締焼工程は、約４５０℃〜約１２００℃のピーク温度まで粉末状絶縁体を加熱する工程を備えていてもよい。他の実例的実施形態では、締焼工程は、約７５０℃〜約１０００℃のピーク温度まで粉末状絶縁体を加熱する工程を備えていてもよい。
【００１１】
［0011］実例的実施形態では、焼結工程は、約１４００℃〜約１７００℃のピーク温度まで絶縁体を加熱する工程を備えていてもよい。
【００１２】
［0012］実例的実施形態では、粉末状絶縁体製剤は、酸化アルミニウムと、少なくとも１つのバインダと、を含有していてもよい。締焼工程中において、バインダの少なくとも６０％が取り除かれる。他の実例的実施形態では、締焼工程中において、バインダのすべてが取り除かれる。
【００１３】
［0013］実例的実施形態では、絶縁体ブランクの平均粒径は、約２ミクロン以下であってもよい。
【００１４】
［0014］実例的実施形態では、この方法は、さらに、締焼工程中に絶縁体ブランクの粒子を融合させる工程を備えていてもよい。
【００１５】
［0015］他の非限定的な実例的実施形態によれば、点火プラグ用の絶縁体の製造方法は、少なくとも酸化アルミニウムと少なくとも１つのバインダとを混合して、約２ミクロン以下の平均粒径を有する粉末状絶縁体製剤を形成する工程と、粉末状絶縁体製剤を噴霧乾燥する工程と、を備えていてもよい。この方法は、さらに、粉末状絶縁体製剤をプレスして絶縁体ブランクを生成する工程と、約４５０℃〜約１２００℃のピーク温度まで絶縁体ブランクを締焼する工程と、締焼された絶縁体ブランクを研磨して絶縁体を形成する工程と、絶縁体を焼結する工程と、を備えていてもよい。
【００１６】
［0016］実例的実施形態では、締焼工程は、約７５０℃〜約１０００℃のピーク温度まで粉末状絶縁体を加熱する工程を備えていてもよい。
【００１７】
［0017］実例的実施形態では、締焼工程中において、バインダの少なくとも６０％が取り除かれてもよい。他の実例的実施形態では、締焼工程中において、バインダのすべてが取り除かれてもよい。
【００１８】
［0018］実例的実施形態では、焼結工程は、約１４００℃〜約１７００℃のピーク温度まで絶縁体を加熱する工程を備えていてもよい。
【００１９】
［0019］実例的実施形態では、この方法は、さらに、締焼工程中に絶縁体ブランクの粒子を融合させる工程を備えていてもよい。
【００２０】
［0020］さらなる実例的実施形態では、点火プラグは、約２ミクロン以下の大きさを有する酸化アルミニウム粒子と、絶縁体の形成前に酸化アルミニウム粒子同士を結合させるバインダと、を含有していてもよい。
【００２１】
［0021］実例的実施形態では、絶縁体は、約２ミクロン以下の大きさを有する酸化アルミニウム粒子と、絶縁体の形成後の絶縁体における約４０％以下のバインダ残部と、を含有している。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】［0022］図２に関して説明した方法を使用して製造することができる絶縁体を有する従来技術の点火プラグの断面図である。
【図２】［0023］点火プラグ用の絶縁体の従来技術の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】［0024］例示的な先行技術の焼結温度プロファイルである。
【図４】［0025］点火プラグ用の絶縁体を製造するための本開示の方法を示すフローチャートである。
【図５】［0026］絶縁体ブランクを研磨する前のもとの砥石車を示している。
【図６】［0027］絶縁体ブランクの研磨からセラミック材料が付着された後の図５の砥石車を示している。
【図７】［0028］例示的な締焼温度プロファイルを示している。
【図８】［0029］微粒子を有するとともに締焼なしの場合と、様々な温度での締焼の場合と、で（横軸）絶縁体ブランクについてのドレッシング間隔（縦軸）を比較する棒グラフである。
【図９】［0030］締焼温度の関数としての生強度（ポンド）を比較する図表である。
【図１０】［0031］様々な締焼温度での、プレスされたアルミナブランクの誘電強度および密度を示す図表である。
【００２３】
［0032］本開示の他の態様および利点は、次の詳細な説明を考慮すれば明らかになるであろう。詳細な説明では、同一の構造は、同様または同一の参照符号を有している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［0033］本開示は、スパークプラグ用の絶縁体のための合成物すなわち製剤、および、当該絶縁体の製造方法を対象としている。本開示の製剤および方法は、多くの様々な形態で実施することができるが、本明細書では、本開示は、本開示の原理の単なる例示として捉えられるべきであり、本開示を図示される実施形態に制限する意図ではないとの理解のもと、いくつかの特定の実施形態について説明される。
【００２５】
［0034］図４を参照すると、点火プラグ１０用の絶縁体を製造するための本開示の方法が示されている。この絶縁体は、図１に関して記載されているような絶縁体２４であってもよく、あるいは、点火プラグ用の他の任意の絶縁体であってもよい。この方法は、ブロック２０２において、絶縁体を形成するのに必要な原材料を収集する工程と、ブロック２０４において、適切な割合の各々の原材料を混合して所望の粉末製剤を生成することによって、原材料ベースの粉末を用意する工程と、ブロック２０６において、粉末製剤を噴霧乾燥する工程と、を備えている。その後、ブロック２０８において、噴霧乾燥された粉末をプレスすることによってブランクが形成され、その後、プレスされたブランクは、ブロック２１０において、予備焼結状態まで締焼される。締焼工程後に、ブロック２１２において、プレスされ締焼されたブランクは、砥石車上で所望の形状に研磨すなわちグリーン加工されて、絶縁体プレフォームが形成され、ブロック２１４において、絶縁体プレフォームは、プレフォームを高密度化するとともに粉末粒子を焼結して完成品の絶縁体すなわちチョーク絶縁体を形成するのに十分なピーク温度まで焼成される。
【００２６】
［0035］図４のブロック２０２で使用される原材料は、酸化アルミニウムすなわちアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、水、１つ以上のバインダ、および、他の適切な任意の成分を含有していてもよい。実例的実施形態では、絶縁体は、約８５重量％〜約９９．５重量％の酸化アルミニウムから製造されてもよい。他の実例的実施形態では、絶縁体は、約９０重量％〜約９７重量％の酸化アルミニウムから製造されてもよい。さらなる実例的実施形態では、絶縁体は、約９５重量％の酸化アルミニウムから製造されてもよい。実例的実施形態では、絶縁体の最終的な製剤は、約８５重量％〜９９．５重量％の酸化アルミニウムの酸化アルミニウム含有量を有していてもよい。さらなる実例的実施形態では、絶縁体の最終的な製剤は、約９０重量％〜９７重量％の酸化アルミニウム含有量を有していてもよい。代替的な実例的実施形態では、絶縁体の最終的な製剤は、約９５重量％の酸化アルミニウム含有量を有していてもよい。さらなる実例的実施形態では、もとの製剤または最終的な製剤の酸化アルミニウム含有量は、それぞれ、もとのおよび／または最終的な製剤の適切な任意の重量パーセントであってもよい。
【００２７】
［0036］実例的実施形態では、原材料は、１つ以上のバインダを含有していてもよい。バインダは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ワックス（パラフィンおよび／または微結晶ワックス）、Methocel（商標）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、アクリル系バインダ、および／または、他の任意の適切なバインダからなる群から選択されてもよい。任意の数の同一または異なるバインダが利用されてもよい。実例的実施形態では、もとの絶縁体製剤は、約０．５重量（乾燥重量）％〜約４．０重量（乾燥重量）％のバインダから製造されてもよい。他の実例的実施形態では、もとの絶縁体製剤は、約１．５重量（乾燥重量）％〜約３．０重量（乾燥重量）％のバインダから製造されてもよい。さらに別の実例的実施形態では、もとの絶縁体製剤は、約２．０重量（乾燥重量）％〜約２．５重量（乾燥重量）％のバインダから製造されてもよい。
【００２８】
［0037］より大きな誘電強度を達成するために、より細かい粒子を有するアルミナ粉末製剤が使用される。より細かい粒子によって、より細かい粒径と、改善された微細構造と、を有する焼結セラミックが提供され、それは、誘電強度の著しい増加につながる。実例的実施形態では、プレスされたブランクを形成する粒子の平均径は、例えば、約１ミクロン〜約３ミクロンである。他の実例的実施形態では、プレスされたブランクを形成する粒子の平均径は、約１．５ミクロン〜約２ミクロン、または、約１．５ミクロンである。さらに別の実例的実施形態では、プレスされたブランクを形成する粒子の平均径は、約２ミクロン未満、または、約１．５ミクロン未満である。これと比較して、従来のプレスされたブランクを形成する典型的な粒子は、約５〜約６ミクロンの平均径を有している。
【００２９】
［0038］図４の研磨工程（ブロック２１２）は、砥石車を使用して実施される。この砥石車は、研磨材料でコーティングされるとともに研磨材料の粒子間に間隙または孔を有する研磨面を備えている。図４の研磨工程（ブロック２１２）の間、プレスされ締焼されたブランクの小さな粒子と、プレスされたブランクの部分的な焼結と、バインダの少なくとも一部の除去と、によって、研磨性が増大し、強度が増大し、研磨によって生じる欠点が低減される。より具体的には、部分的な焼結によって、粗研磨プロセス中に容易には崩壊しない、粒子間のより強い結合が提供される。
【００３０】
［0039］微細な粒子サイズによって、したがって、大きい表面積によって、噴霧乾燥された粉末の圧縮が課題となる。後段での工程について適切な生強度を維持するとともに良好な圧縮を得るために、高有機バインダが本明細書で説明される製剤で使用される。これは、プレスされたブランクを成形して絶縁体にするのに使用される研磨工程における困難さにつながっていた。研磨プロセス中において、プレスされ締焼されたブランクから取り除かれた粒子は、砥石車の表面内の孔を満たし始める。粒子が小さくなるほど、砥石車の表面内の孔が容易に満たされ、それによって、砥石車の再ドレッシングを頻繁に（例えば、１０〜２０の個体の研磨の後）行うことが必要になる。砥石車の再ドレッシングは、本明細書で開示される方法から製造された絶縁体ブランクを研磨した後も依然として必要であるが、プレスされ締焼されたブランクの強度が増大することによって、ブランクから取り除かれて孔を満たす粒子が少なくなり、それによって、再ドレッシングの頻度が少なくて（例えば、２００〜３００の個体の研磨の後）済む。
【００３１】
［0040］理解されたように、微粒子を有するプレスされたブランクのグリーン加工についての主な課題は、砥石車のドレッシング間隔（これは、砥石車の必要な再ドレッシング間の時間である）の低減である。同じバインダ系および締焼工程について、微粒子を有するプレスされたブランクについての砥石車ドレッシング間隔は、粗粒子を有するプレスされたブランクについてのドレッシング間隔の約１／１０まで低減され得ることが観察された。例えば、上述したように、微粒子を有する約２０〜約３０のプレスされたブランクを研磨した後に砥石車が再ドレッシングされなければならないことが観察されている。これとは対照的に、粗粒子を有する約２００〜３００のプレスされたブランクを研磨した後に、砥石車は再ドレッシングされなければならない。ドレッシング間隔が短くなることによって、微粒子を使用した粉末で絶縁体を製造する生産性が著しく低下し、これまでは、セラミック絶縁体の大量生産において微粒子セラミックを採用する技術的なハードルとなっていた。
【００３２】
［0041］図５は、砥石車を使用して絶縁体ブランクを研磨する前のもとの砥石車を示している。図６は、絶縁体ブランクからのセラミック材料が付着された後の図５の砥石車を示している。図６から分かるように、付着のある砥石車の表面は、粒子で満たされている。この粒子は、砥石車の研磨性に影響を与え、したがって、ある時点より後には、砥石車が再び図５のもとの砥石車のように見えるとともに動作するように、再ドレッシングされなければならない。
【００３３】
［0042］詳細に上述した締焼工程によって、微粒子と共に使用するための砥石車のドレッシング間隔が増大する。特に、締焼工程中において、高有機バインダが取り除かれる。このようにして、プレスされ締焼されたブランクが研磨処理を受けると、砥石車の孔内に圧縮状態で詰まる研磨工程からの粒子が少なくなり、それによって、縁部を切断してより長期間の間露出することができ、再ドレッシングの頻度が少なくて済む。一方、高有機バインダ材料のロスによって、締焼工程中の焼成温度は、プレスされ締焼されたブランクが粗研磨工程を無事に済ますための適切な結合強度を有するように、「肉やせ」（necking）すなわちアルミナ粉末同士間の融合を形成するのに十分に高くなる必要がある。
【００３４】
［0043］締焼工程中のピーク温度は、高有機バインダ材料を取り除くとともにアルミナ粉末同士間の肉やせを成し遂げて強度を付与するのに十分な高温でなければならない。逆に、締焼工程中のピーク温度は、アルミナ粉末の焼結を生じさせないのに十分な低温でなければならない。アルミナ粉末が焼結すると、研磨プロセスには硬すぎる絶縁体ブランクが生成されることがある。実例的実施形態では、アルミナ粉末の大きさおよび使用される焼結助剤（例えば、粘土材料）に応じて、締焼ピーク温度は、約４５０℃〜約１２００℃であってもよい。他の実例的実施形態では、締焼ピーク温度は、約６５０℃〜約１１００℃であってもよい。さらなる実例的実施形態では、締焼ピーク温度は、約７５０℃〜約１０００℃であってもよい。さらなる実例的実施形態では、締焼ピーク温度は、約７５０℃〜約８５０℃であってもよく、約８５０℃であってもよい。
【００３５】
［0044］例示的な締焼温度プロファイルが図７に示されている。図７では、温度は、最初の３時間にわたって０℃から約４００℃まで上昇され、約２時間の間、約４００℃で安定した状態に維持され、約３〜約４時間の間、約４００℃からピーク温度である約８５０℃まで再び上昇される。温度は、約１時間の間、約８５０℃で安定した状態に維持され、約１時間の期間にわたって７００℃まで低下される。締焼は、例えば、バッチ式窯、トンネル窯または他の適切な装置内で成し遂げられてもよい。図７に示されるプロファイルが完了すると、締焼されたブランクは、研磨の前に、例えば締焼に使用された装置内で、室温まで冷却される。
【００３６】
［0045］特定の締焼プロファイルが図７に示されているものの、当業者は、他の適切な締焼プロファイルも可能であることを理解するであろう。安定した温度を維持する滞留時間、および、温度を上昇および低下させるための時間は、使用される１つ以上の温度に応じて変わるであろう。
【００３７】
［0046］図８は、締焼なしの細粒、および、様々な温度での締焼有りの細粒（横軸）についてのドレッシング間隔（縦軸）を示す棒グラフである。締焼なしの細粒では、標準的なバインダで約１００のドレッシング間隔であり、調製されたバインダおよび締焼なしで約４００のドレッシング間隔である。７５０℃、８５０℃および９５０℃の締焼温度は、それぞれ約６００，５０００＋および約１８００のドレッシング間隔になる。上述したように、締焼温度は、高くなり過ぎることがあり、その結果、アルミナ粉末が焼結し、研磨プロセスには硬くなり過ぎる。９５０℃についての結果は、より高い温度が、絶縁体の研磨性ひいてはドレッシング間隔に悪影響を与え始めることを示している。図９の表は、様々な締焼温度についての生強度（ポンド）を示している。参照群が、締焼なしで粗粒（５〜６ミクロン）の場合の標準的な絶縁体についての生強度の比較を提供している。図９の表から分かるように、６５０℃に向かう締焼ピーク温度は、参照群に近く、１２００℃に向かう締焼ピーク温度は、潜在的に高すぎ、研磨についての問題を引き起こす場合がある。研磨のための生強度は、約２．５ポンド〜約２５ポンドであってもよい。より最適な範囲は、約３ポンド〜約１５ポンドであってもよい。図９によって示されるように、約９５０℃での生強度は、最適範囲から外れており、したがって、図８に関して説明したように、研磨性に悪影響を与え始める。
【００３８】
［0047］図８〜１０の試験は、表示された絶縁体を形成することによって行われた。図８の「細粒」によって参照される絶縁体、および、図９，１０の「参照群」によって参照される絶縁体は、締焼を受けていない。残りの絶縁体は、ピーク温度が変わっていることを別にすれば、図７のグラフにしたがって締焼された。
【００３９】
［0048］最終的な焼結材料の性能に与える締焼の影響を理解するために、サンプルが様々な締焼ピーク温度で用意され（図４のステップ４１０参照）、次いで、標準的な研磨および焼結が行われた（図４のステップ４１２，４１４参照）。図１０の表は、様々な温度で締焼された、プレスされたアルミナブランクの誘電強度および密度を示している。試験データから、締焼中の高すぎるピーク温度が最終的な絶縁体の誘電強度を潜在的に低減し得ることが分かる。これは、いくつかのアルミナ粒子の過剰な成長に起因している可能性がある。
【００４０】
［0049］もとの絶縁体製剤におけるバインダは、約１〜約２重量％の１つ以上のバインダを含み得る。上述したように、締焼工程中の温度は、プレスされたブランクからバインダのうちの（仮に全てでなくても）少なくとも一部を取り除くのに十分に高温でなければならない。実例的実施形態では、約６０％〜約１００％のバインダが、焼け切るか、あるいは、プレスされたブランクから取り除かれてもよい。さらなる実例的実施形態では、約８０％〜約１００％のバインダが、焼け切るか、あるいは、プレスされたブランクから取り除かれてもよい。実例的実施形態では、１００％のバインダが締焼工程中に取り除かれる。また、締焼工程は、プレスされたブランクを部分的に焼結する。この焼結によって、プレスされたブランクからバインダの一部または全てを取り除いた後に、粒子が一緒に融合され、それによって、粒子間が肉やせ、すなわち、融合される。
【００４１】
［0050］本明細書で説明される製剤および方法によって、絶縁体製剤における微粒子の使用が可能になり、より大きな誘電強度を有する絶縁体が提供される。より詳細には、絶縁体ブランクの締焼によって、予備焼結工程が提供される。この予備焼結工程は、絶縁体ブランク内のバインダの少なくとも一部を取り除き、絶縁体ブランクの粒子を一緒に肉やせすなわち融合させる。
【００４２】
［0051］本明細書で開示される方法および製剤は、特定の点火プラグ（図１）に関して説明されているが、本開示の原理、すなわち、本明細書で開示される方法および製剤は、適切な任意の点火プラグに適用可能である。特に、例えば、Belowの米国特許第８，３５０，４５６号、Passmanらの米国特許第８，３４８，７０９号、Belowの米国特許第８，５６８，１８１号、Belowらの米国特許第８，０３５，２８６号、Belowの米国特許第８，０５８，７８６号、Belowらの米国特許第８，３３７，２６８号、Belowの米国特許第８，０３０，８３１号、Belowの米国特許第８，５５２，６２８号、Ungerらの米国特許第８，５５８，４３９号、Belowの米国特許第８，２１６，０１５号またはBelowの米国特許第７，９７７，８５７号に開示された点火プラグの絶縁体が、本明細書で開示される方法によって製造されてもよく、および／または、本明細書で開示される製剤を使用して製造されてもよい。このような特許の全ての開示は、参照によってそれらの全体が本明細書に組み入れられる。
【００４３】
［0052］本明細書で説明される任意の実施形態は、他の実施形態に関連して開示される任意の構造または方法を含むように修正され得る。
【００４４】
［0053］さらに、方向用語（例えば、前、後、頂部、底部、上、下など）が、本明細書を通じて使用され得るが、そのような用語は、限定するものではなく、本明細書において、様々な要素の互いに対する向きを伝えるために単に使用されていることを理解すべきである。
【００４５】
［0054］上述の説明を考慮すれば、本開示に対する多数の変形が当業者には明らかであろう。したがって、この説明は、単に例示として解釈されるべきであり、当業者が本開示を製造し使用することができるようにするとともに、それを実施するベストモードを教示する目的で提示されるものである。添付の特許請求の範囲の範囲内のある全ての変形形態に対する独占権が保護される。
【符号の説明】
【００４６】
１０…点火プラグ
１２…シェル
１４…円筒状基部
１６…外ねじ部
１８…下部面
２０…サイド電極
２２…電極チップ
２４…絶縁体
２６…中心電極
２８…中央コア
３０…外側被覆
３６…インサート
３８…上部端
３９…下部端
４０…内側抵抗
４２…中空穴
４４…シール面
４６…ボス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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