CN106457361B - 金属壳体的制造方法、火花塞的制造方法、以及传感器的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种金属壳体的制造方法，其能降低制造成本。一种金属壳体的制造方法，在该金属壳体的制造方法中制造具有供工具卡合的工具卡合部的金属壳体，其中，该金属壳体的制造方法具备冷锻工序，冷锻工序包括：工序(a)，在该工序(a)中，形成具有第1最大长度的主体部和具有比第1最大长度大的第2最大长度且与主体部相连续的基部；以及工序(b)，在该工序(b)中，对基部的轴线方向上的至少一部分进行拉深加工，从而形成工具卡合部。

Description

金属壳体的制造方法、火花塞的制造方法、以及传感器的制造 方法

技术领域

本发明涉及一种金属壳体。

背景技术

用于汽油发动机等内燃机的点火的火花塞包括用于将火花塞安装于发动机缸盖的金属壳体。该火花塞用的金属壳体主要包括：螺纹部，其形成有能与形成于发动机缸盖的螺纹孔螺纹接合的螺纹牙；工具卡合部，其能与火花塞扳手等工具嵌合；密封部，其在螺纹部与工具卡合部之间与螺纹部连续地形成，用于确保发动机内的气密性；以及薄壁的压缩变形部，其形成在密封部与工具卡合部之间。

以往，火花塞用的金属壳体是经过冷锻工序、切削工序、螺纹形成工序而完成的。利用冷锻工序形成具有接近完成形状的形状的中间体(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7－16693号公报

发明内容

发明要解决的问题

以往，也如所述专利文献1所记载那样，金属壳体的制造过程中的冷锻工序包括多个阶段。在形成作为完成品的金属壳体的工具卡合部的阶段中，存在利用“拉深加工”来形成工具卡合部的情况和利用“鼓凸成形”来形成工具卡合部的情况。在此，根据图11来说明用于形成工具卡合部的“拉深加工”和“鼓凸成形”。图11是用于说明冷锻工序中的拉深加工和鼓凸成形的说明图。图11的(A)、(B)表示拉深加工的一个例子，图11的(C)、(D)表示鼓凸成形的一个例子。在图11中，例示了工具卡合部的截面形状呈大致正六边形状的情况。当利用拉深加工对大致圆柱状(包括中空圆柱)的基础构件进行加工而形成工具卡合部时，如图11的(A)、(B)所示，工具卡合部的对角尺寸(对角线的长度)为基础构件的外径以下。另一方面，当利用鼓凸成形对相同的基础构件进行加工而形成工具卡合部时，如图11的(C)、(D)所示，工具卡合部的对边尺寸(对边之间的距离)为基础构件的外径以上。在工具卡合部的截面形状不为正多边形状的情况下，若利用拉深加工来形成工具卡合部，则工具卡合部的最大对角尺寸(对角线的长度中的最大长度)为基础构件的外径以下，若利用鼓凸成形来形成工具卡合部，则工具卡合部的最小对边尺寸(对边之间的距离中的最小长度)为基础构件的外径以上。

在制造所述金属壳体的密封部的外径比工具卡合部的最大对角尺寸小的金属壳体的情况下，以往，在冷锻工序中，利用以下两种方法中的任意一种方法来形成工具卡合部。方法1)：利用鼓凸成形来形成工具卡合部；方法2)：将要成为完成品中的密封部的部分(以下，也称作“密封预备部”)和要成为完成品中的工具卡合部的部分(以下，也称作“工具卡合预备部”)作为一体，并暂时将外径扩大至大于工具卡合部的最大对角尺寸，之后利用拉深加工来形成工具卡合部(参照专利文献1)。

在方法1)的情况下，存在在鼓凸成形中使用的模具的价格高昂且模具寿命较短这样的问题。另一方面，在方法2)的情况下，与方法1)相比，能够抑制模具费用，但由于将密封预备部和工具卡合预备部作为一体并暂时使外径扩大，因此，密封预备部的外径大于密封部的外径，在利用切削工序形成密封部时的切削量增加。因而，存在切屑处理的工时增加、切削刀的寿命降低、材料投入量的增加等问题。即，在以往的方法中，存在制造成本较高这样的共同课题。此外，该课题并不限于火花塞用的金属壳体，也是温度传感器等传感器用的金属壳体等、具有工具卡合部的各种金属壳体的共同课题。因此，在金属壳体的制造方法中，期望能降低制造成本的技术。

用于解决问题的方案

本发明是为了解决所述课题而做出的，其能够以以下的技术方案来实现。

(1)本发明的一技术方案提供一种金属壳体的制造方法，在该金属壳体的制造方法中制造具有供工具卡合的工具卡合部的金属壳体。该金属壳体的制造方法具备冷锻工序，所述冷锻工序包括：第一工序，在该第一工序中，形成具有第1最大长度的主体部和具有比所述第1最大长度大的第2最大长度且与所述主体部相连续的基部；以及第二工序，在该第二工序中，对所述基部的轴线方向上的至少一部分进行拉深加工，从而形成所述工具卡合部。在此，第1最大长度指的是，主体部的与轴线方向垂直的方向上的长度中的最大长度，第2最大长度指的是，基部的与轴线方向垂直的方向上的长度中的最大长度。采用该技术方案的金属壳体的制造方法，能够利用冷锻的拉深加工来形成工具卡合部。例如，在作为完成品的金属壳体中，密封部的外径小于工具卡合部的对角尺寸，对于在该情况下形成中间体的冷锻工序而言，与利用鼓凸成形来形成工具卡合部的情况相比，能够谋求模具的成本降低、模具的长寿命化。另外，与在暂时对主体部整体进行扩径之后利用拉深加工来形成工具卡合部的情况相比，能够降低后续工序的切削加工中的切削量。因此，能够降低金属壳体的制造成本。

(2)也可以是，在所述技术方案的金属壳体的制造方法中具备至少对所述基部的一部分进行切削的切削工序，在所述第二工序中，使所述工具卡合部形成于所述基部的、包括不与所述主体部相邻的第1端部在内的一部分。当如此设置时，在实施第一工序、第二工序之后，按照工具卡合部、基部、主体部的顺序连续地配置工具卡合部、基部、主体部。当使主体部为金属壳体的完成品中的密封部时，配置于主体部与工具卡合部之间的基部成为金属壳体的完成品中的压缩变形部。压缩变形部为薄壁，以往是利用切削加工形成的部位。当为了利用冷锻的拉深加工来形成工具卡合部而形成最大长度比主体部的最大长度大的基部且使工具卡合部形成于基部的包括不与主体部相邻的第1端部在内的一部分时，利用切削加工对要成为压缩变形部的部分(基部的一部分)进行缩径，此时，由于压缩变形部是在以往被实施切削加工的部分，因此，不需要追加切削工序，能够抑制制造工序的增加，其结果，能够降低金属壳体的制造成本。

(3)也可以是，在所述技术方案的金属壳体的制造方法中包括至少对所述基部的一部分进行切削的切削工序，在所述第二工序中，以如下方式形成所述工具卡合部，即：使所述工具卡合部形成于所述基部的、包括与所述主体部相邻的第2端部在内的一部分，并且使所述工具卡合部的截面形状中的最大对边尺寸大于所述主体部的所述第1最大长度。当如此设置时，在实施第一工序、第二工序之后，按照基部、工具卡合部、主体部的顺序连续地配置基部、工具卡合部、主体部。在金属壳体的完成品中，如所述那样，在工具卡合部与密封部之间存在薄壁的压缩变形部。在该制造方法的情况下，能够通过利用切削加工对主体部的一部分进行切削来形成压缩变形部。由于主体部的最大长度小于基部的最大长度，因此能够进一步降低切削量，有助于降低金属壳体的制造成本。另外，在该制造方法的情况下，能够通过利用切削加工对基部进行切削来形成金属壳体的完成品中的弯边部。弯边部是在以往被实施切削加工的部分，因此，不需要追加切削工序，能够抑制制造工序的增加。

(4)也可以是，在所述技术方案的金属壳体的制造方法中包括至少对所述基部的一部分进行切削的切削工序，在所述第二工序中，以使所述工具卡合部的截面形状中的最大对角尺寸大于所述主体部的所述第1最大长度的方式来形成所述工具卡合部。即使如此设置，也能够获得与所述技术方案相同的效果。以往，在工具卡合部的截面形状中的最大对角尺寸大于主体部的最大长度的情况下，利用鼓凸成形来形成工具卡合部或利用切削来形成包括工具卡合部在内的全部部分。与此相对，采用本发明的制造方法，能够利用拉深加工来形成工具卡合部，因此能够降低模具费用、切削费用，制造成本的降低效果较大。

(5)在所述技术方案的金属壳体的制造方法中，也可以是，利用所述金属壳体的制造方法制成的金属壳体的所述主体部的至少一部分和所述基部的至少一部分具有与在所述第一工序中形成了的所述主体部和所述基部各自的所述最大长度相同的最大长度。当如此设置时，能够不靠切削工序，而利用冷锻工序来制造作为完成品的金属壳体的一部分，因此能够实现切削量的降低、制造工序的减少，并有助于降低制造成本。

本发明能够以各种形式来实现，例如能够以火花塞的制造方法、传感器的制造方法、金属壳体、火花塞、传感器等形式来实现。

附图说明

图1是表示利用本发明的第1实施方式的金属壳体的制造方法制成的金属壳体的概略结构的局部剖视图。

图2是表示组装有金属壳体的火花塞的概略结构的局部剖视图。

图3是从基端侧观察金属壳体所得到的俯视图。

图4是表示第1实施方式的金属壳体的制造方法的工序图。

图5是表示在第1实施方式的金属壳体的制造方法的冷锻工序中形成的中间体的半剖视图。

图6是表示在比较例1的金属壳体的制造方法的冷锻工序中形成的中间体的半剖视图。

图7是表示在比较例2的金属壳体的制造方法的冷锻工序中形成的中间体的半剖视图。

图8以与比较例2对比的方式表示第1实施方式的金属壳体的制造方法的切削工序中的切削量的说明图。

图9是表示在第2实施方式的金属壳体的制造方法的冷锻工序中形成的中间体的半剖视图。

图10是以俯视的方式表示变形例的工具卡合部的图。

图11是用于说明冷锻工序中的拉深加工和鼓凸成形的说明图。

具体实施方式

A.第1实施方式：

A－1.金属壳体的结构：

图1是表示利用本发明的第1实施方式的金属壳体的制造方法制成的金属壳体的概略结构的局部剖视图，图2是表示组装有该金属壳体的火花塞100的概略结构的局部剖视图。在图1中，在作为金属壳体50的中心轴线的轴线OL的左侧示出了金属壳体50的外观结构，在轴线OL的右侧示出了金属壳体50的截面结构。在图2中，在作为火花塞100的中心轴线的轴线OL(火花塞100的中心轴线与金属壳体50的中心轴线一致)的左侧示出了火花塞100的外观结构，在轴线OL的右侧示出了火花塞100的截面结构。以下，将与沿着轴线OL延伸的方向平行的方向称作轴线方向OD。另外，将轴线方向OD作为附图的上下方向，将附图中的下侧(配置有后述的接地电极30的一侧)称作顶端侧，将附图中的上侧(配置有后述的端子金属壳体40的一侧)称作基端侧。

如图2所示，火花塞100包括中心电极20、接地电极(外侧电极)30、端子金属壳体40、金属壳体50以及作为绝缘体的绝缘电瓷10。绝缘电瓷10是在中心形成有用于收纳中心电极20和端子金属壳体40的轴孔12的筒状的绝缘体，绝缘电瓷10例如是对以氧化铝为代表的陶瓷材料进行烧制而形成的。中心电极20是在形成为有底筒状的包覆材料21的内部埋设了导热性比包覆材料21的导热性优异的芯材25而成的大致棒状形状的电极。利用绝缘电瓷10保持中心电极20，利用金属壳体50保持绝缘电瓷10。接地电极30是弯曲了的大致棒状形状的电极，其安装于金属壳体50的顶端侧。端子金属壳体40安装于绝缘电瓷10的基端侧。在接地电极30的自由端与中心电极20的顶端之间形成有火花间隙。

如图2所示，金属壳体50具有沿着轴线方向延伸的通孔59，其是将绝缘电瓷10的一部分收纳于通孔59内并保持绝缘电瓷10的大致圆筒状的金属壳体。通过将形成于金属壳体50外周的螺纹牙螺纹接合于在发动机缸盖上形成的螺纹孔，能够将火花塞组装于发动机缸盖。金属壳体50由例如低碳钢这样的金属形成。

如图1所示，金属壳体50自基端侧起依次主要包括弯边部53、工具卡合部51、压缩变形部55、密封部54、以及螺纹部52。图3是从基端侧观察金属壳体50所得到的俯视图。工具卡合部51俯视时为大致正六边形状，用于在将火花塞100安装于发动机缸盖时与工具(火花塞扳手)嵌合。如图3所示，当将工具卡合部51的对边尺寸设为L1、将工具卡合部51的对角尺寸设为L2、将密封部54的外径设为D1时，D1＜L1。

在螺纹部52的侧面形成有螺纹牙，在将火花塞100安装于发动机缸盖时，该螺纹牙螺纹接合于发动机缸盖的螺纹孔。

密封部54以与螺纹部52连续的方式形成在螺纹部52与工具卡合部51之间，用于防止在将火花塞100安装于发动机缸盖后发动机内的气体经由形成于发动机缸盖的螺纹孔泄漏。在要将火花塞100安装于发动机缸盖时，如图2所示，在螺纹部52与密封部54之间嵌套将板体弯折而形成的环状的垫圈5。密封部54借助垫圈5将发动机缸盖的螺纹孔密封，由此，能够防止发动机内的混合气体经由螺纹孔泄漏。

如图1所示，弯边部53设于金属壳体50的基端侧。弯边部53形成为薄壁。如图2所示，通过将绝缘电瓷10嵌插于金属壳体50的通孔59且使弯边部53以向内侧弯折的方式进行弯边，从而将绝缘电瓷10保持于金属壳体50，金属壳体50和绝缘电瓷10成为一体。

如图1所示，压缩变形部55设于工具卡合部51与密封部54之间。压缩变形部55与弯边部53同样地形成为薄壁。压缩变形部55以在对弯边部53进行弯边时随着压缩力的作用而如图2所示那样向外挠曲变形的方式构成，提高了金属壳体50内的气密性。详细而言，在自金属壳体50的工具卡合部51起到弯边部53为止的内周面与绝缘电瓷10的外周面之间设有圆环状的环构件6、7。并且，在两个环构件6、7之间填充有滑石(talc)9的粉末。当使弯边部53以向内侧弯折的方式进行弯边时，隔着环构件6、7和滑石9朝向金属壳体50内的顶端侧按压绝缘电瓷10。由此，绝缘电瓷10的缩径部15支承于在金属壳体50的内周形成的台阶部56，金属壳体50和绝缘电瓷10成为一体。此时，金属壳体50与绝缘电瓷10之间的气密性由介于绝缘电瓷10的缩径部15与金属壳体50的台阶部56之间的环状的板密封件8来确保，能够防止燃烧气体的流出。板密封件8由例如铜、铝等导热率较高的材料形成。当板密封件8的导热率较高时，绝缘电瓷10的热会高效地传递至金属壳体50的台阶部56，因此，能良好地进行火花塞100的散热，能够提高耐热性。在进行弯边时，压缩变形部58随着压缩力的作用向外挠曲变形，从而增加滑石9的压缩行程，提高了金属壳体50内的气密性。此外，在金属壳体50的比台阶部56靠顶端侧的部位与绝缘电瓷10之间设有规定尺寸的间隙CL。

A－2.金属壳体的制造方法：

根据图4、图5来说明第1实施方式的金属壳体50的制造方法。图4是表示第1实施方式的金属壳体50的制造方法的工序图，图5是表示在第1实施方式的金属壳体50的制造方法的冷锻工序中形成的中间体的半剖视图。在图5中，示出了冷锻工序的各阶段中的中间体，在中间体的轴线的左侧示出了外观结构，在轴线的右侧示出了截面结构。中间体的轴线与金属壳体50的轴线一致。

在本实施方式的金属壳体50的制造方法中，如图4所示，准备初始材料(步骤S110)，对初始材料执行冷锻工序(步骤S120)而形成金属壳体50的中间体500F(图5的(F))，对中间体500F执行切削工序(步骤S130)。之后，通过焊接将接地电极30接合于切削工序后的中间体(以下，也称作“切削中间体”)(步骤S132)，并执行螺纹形成工序(步骤S140)和镀敷工序(步骤S142)，从而完成了金属壳体50(图1)。

步骤S110中的初始材料(未图示)为大致圆柱形状的金属材料，是例如通过将金属制的线材剪切成规定的长度而得到的。

冷锻工序(步骤S120)包括6次(6个阶段的)冷锻加工。根据图5来说明冷锻工序。在对图5所示的中间体的说明中，与金属壳体50相对应地，将附图中的下侧称作顶端侧，将附图中的上侧称作基端侧。

首先，通过挤出成形(第1阶段)对初始材料的靠顶端侧的一部分进行缩径，形成中间体500A(图5的(A))。中间体500A包括主体预备部501和腿部504。主体预备部501构成大致圆柱状且具有与初始材料的外径大致相同的外径。腿部504是在之后的工序中供螺纹部52形成的部分，其构成大致圆柱状且具有比主体预备部501的外径小的外径。在中间体500A的基端侧形成有第1孔506，在中间体500A的顶端侧形成有第2孔508。在本说明书中，大致圆柱状是还包含中空的圆柱的概念，是截面形状并不限定于正圆，还包含自正圆稍微偏差一些的圆形状、楕圆形状的概念。

对中间体500A进行第2阶段的冷锻加工，形成中间体500B(图5的(B))。在第2阶段的冷锻加工中，通过使第1孔506和第2孔508伸长并使中间体500A中的主体预备部501的轴线方向OD的中间部分突出，从而形成弯边预备部512、基部510、以及主体部502。即，中间体500B包括弯边预备部512、基部510、主体部502、以及腿部504。

弯边预备部512是在之后的工序中供弯边部53形成的部分，其构成大致圆柱状且具有与主体部502的外径D1大致相同的外径。基部510是在之后的工序中供工具卡合部51和压缩变形部55形成的部分，其构成大致圆柱状且具有比主体部502的外径D1大的外径D2。基部510的外径D2大于金属壳体50的工具卡合部51的对角尺寸L2。主体部502是在之后的工序中供密封部54形成的部分，其构成大致圆柱状且具有与密封部54的外径D1大致相同的外径D1。本实施方式的主体部的外径相当于权利要求中的第1最大长度，基部的外径相当于权利要求中的第2最大长度。

对中间体500B进行第3阶段的冷锻加工，形成中间体500C(图5的(C))。在第3阶段的冷锻加工中，使第1孔506和第2孔508伸长且使主体部502和腿部504伸长。

对中间体500C进行第4阶段的冷锻加工，形成中间体500D(图5的(D))。在第4阶段的冷锻加工中，通过使第1孔506伸长并对中间体500C中的基部510的靠基端侧的一部分(基部510的包括不与主体部502相邻的第1端部510u在内的一部分)进行拉深加工，从而形成工具卡合部514。即，中间体500D包括弯边预备部512、工具卡合部514、基部510、主体部502、以及腿部504。工具卡合部514是相当于作为完成品的金属壳体50中的工具卡合部51的部分，其俯视时的外形呈大致正六边形状。

对中间体500D进行第5阶段的冷锻加工，形成中间体500E(图5的(E))。在第5阶段的冷锻加工中，使第1孔506和第2孔508伸长并使腿部504伸长。对中间体500E进行第6阶段的冷锻加工，形成中间体500F(图5的(F))。在第6阶段的冷锻加工中，将第1孔506和第2孔508连结起来而形成通孔516。中间体500F是冷锻工序(图4中的步骤S120)中的最终形状，其构成大致圆筒状(大致中空圆柱)且具有与作为完成品的金属壳体50的通孔59相同的通孔516。

在步骤S130中，对利用冷锻工序(步骤S120)形成的中间体500F的弯边预备部512、工具卡合部514、基部510、以及主体部502的外周面进行切削加工，形成金属壳体50的弯边部53、工具卡合部51、压缩变形部55、以及密封部54，从而形成切削中间体。

在步骤S132中，利用焊接将接地电极30接合于切削中间体的腿部504。在步骤S140中，对中间体500F的腿部504的外周面进行加工(滚轧成形加工)而形成螺纹，从而形成金属壳体50的螺纹部52。在步骤S142中，为了防腐蚀而对金属壳体表面实施了镀镍(步骤S142)，完成了金属壳体50。

之后，将制成的金属壳体50和其他构成零件组装起来而制成火花塞100(图2)。

A－3.第1实施方式的效果：

与比较例1、2的金属壳体的制造方法进行对比，来说明第1实施方式的金属壳体的制造方法的效果。比较例1、2的金属壳体的制造方法和第1实施方式的金属壳体的制造方法在冷锻工序(图4中的步骤S120)方面是不同的，但除此以外的工序相同，因此，以下仅说明比较例的冷锻工序，省略对其他工序的说明。利用比较例1、2的金属壳体的制造方法来形成与图1所示的金属壳体50相同形状的金属壳体。

首先，通过与比较例1的金属壳体的制造方法的对比来说明第1实施方式的金属壳体的制造方法的效果。图6是表示在比较例1的金属壳体的制造方法的冷锻工序中形成的中间体的半剖视图。在图6中，与图5同样地，也示出了冷锻工序的各阶段中的中间体，在中间体的轴线的左侧示出了外观结构，在轴线的右侧示出了截面结构。

比较例1的金属壳体的制造方法中的冷锻工序包括5次(5个阶段的)冷锻加工。首先，利用挤出成形(第1阶段)对初始材料的靠顶端侧的一部分进行缩径，形成中间体550PA(图6的(A))。中间体550PA包括主体部552P和腿部554P。主体部552P具有与初始材料的外径大致相同的外径，其构成大致圆柱状且其外径比工具卡合部51的对角尺寸小。腿部554P是在之后的工序中供螺纹部52形成的部分，其构成大致圆柱状且具有比主体部552P的外径小的外径。在中间体550PA的基端侧形成有第1孔556P，在中间体550PA的顶端侧形成有第2孔558P。

对中间体550PA进行第2阶段的冷锻加工，形成中间体550PB(图6的(B))。在第2阶段的冷锻加工中，通过使第1孔556P和第2孔558P伸长并使中间体550PA中的主体部552P的轴线方向OD上的靠基端侧的一部分突出，从而形成工具卡合部564P。即，中间体550PB包括工具卡合部564P、主体部552P、以及腿部554P。工具卡合部564P是相当于金属壳体50中的工具卡合部51的部分，其俯视时的外形呈大致正六边形状。在比较例1的金属壳体的制造方法中，通过对工具卡合部564P的靠基端侧的一部分进行切削而形成弯边部53。主体部552P是用于之后通过切削加工而形成压缩变形部55和密封部54的部分。

对中间体550PB进行第3阶段的冷锻加工，形成中间体550PC(图6的(C))。在第3阶段的冷锻加工中，使第1孔556P和第2孔558P伸长并使主体部552P和腿部554P伸长。

对中间体550PC进行第4阶段的冷锻加工，形成中间体550PD(图6的(D))。在第4阶段的冷锻加工中，使第1孔556P和第2孔558P伸长并使腿部554P伸长。对中间体550PD进行第5阶段的冷锻加工，形成中间体550PE(图6的(E))。在第5阶段的冷锻加工中，将第1孔556P和第2孔558P连结起来而形成通孔566P。中间体550PE是比较例1的冷锻工序中的最终形状。

在比较例1的金属壳体的制造方法中，工具卡合部564P是在冷锻工序的第2阶段中通过鼓凸成形而形成的。在鼓凸成形中使用的模具的价格高昂。另外，由于金属壳体50的工具卡合部51形成为俯视时呈大致正六边形状，因此，在比较例1的金属壳体的制造方法的鼓凸成形中使用的模具(die)的中空部分的俯视形状为大致正六边形状，在鼓凸成形时应力会集中于模具中空部分的角部，从而模具容易破损、模具寿命较短。

与此相对，采用第1实施方式的金属壳体的制造方法，在冷锻工序的第2阶段中，形成具有与金属壳体50的密封部54的外径大致相同的外径D1(比金属壳体50的工具卡合部51的对角尺寸L2小)的大致圆柱状的主体部502，并且形成具有比主体部502的外径D1大的外径D2且与主体部502相连续的基部510。基部510的外径D2大于金属壳体50的工具卡合部51的对角尺寸L2。因此，采用第1实施方式的金属壳体的制造方法，能够利用拉深加工来形成金属壳体50的工具卡合部51。在拉深加工中使用的模具比在鼓凸成形中使用的模具便宜，寿命也较长，因此能够抑制模具成本，与比较例1的金属壳体的制造方法相比，能够降低制造成本。

接下来，通过与比较例2的金属壳体的制造方法的对比来说明第1实施方式的金属壳体的制造方法的效果。图7是表示在比较例2的金属壳体的制造方法的冷锻工序中形成的中间体的半剖视图。与第1实施方式同样地，比较例2的金属壳体的制造方法中的冷锻工序也包括6次(6个阶段的)冷锻加工。首先，利用挤出成形(第1阶段)对初始材料的靠顶端侧的一部分进行缩径，形成中间体500PA(图7的(A))。中间体500PA包括主体预备部501P和腿部504P。主体预备部501P构成大致圆柱状且具有与初始材料的外径大致相同的外径。腿部504P是在之后的工序中供螺纹部52形成的部分，其构成大致圆柱状且具有比主体预备部501P的外径小的外径。在中间体500PA的基端侧形成有第1孔506P，在中间体500PA的顶端侧形成有第2孔508P。

对中间体500PA进行第2阶段的冷锻加工，形成中间体500PB(图7的(B))。在第2阶段的冷锻加工中，通过使第1孔506P和第2孔508P伸长并使中间体500PA中的主体预备部501的轴线方向OD上的靠顶端侧的一部分突出，从而形成弯边预备部512P和主体部502P。即，中间体500PB包括弯边预备部512P、主体部502P、以及腿部504P。

弯边预备部512P是在之后的工序中供弯边部53形成的部分，其构成大致圆柱状且具有与中间体500PA的主体预备部501P的外径大致相同的外径。主体部502是在之后的工序中供工具卡合部51、压缩变形部55、以及密封部54形成的部分，其构成大致圆柱状且具有比金属壳体50的工具卡合部51的对角尺寸L2大的外径D3。主体部502的外径D3与第1实施方式的基部510的外径D2大致相同，且该主体部502的外径D3大于金属壳体50的密封部54的外径D1。

对中间体500PB进行第3阶段的冷锻加工，形成中间体500PC(图7的(C))。在第3阶段的冷锻加工中，使第1孔506P和第2孔508P伸长并使腿部504P伸长。

对中间体500PC进行第4阶段的冷锻加工，形成中间体500PD(图7的(D))。在第4阶段的冷锻加工中，通过使第1孔506伸长并对中间体500PC中的主体部502P的靠基端侧的一部分进行拉深加工，从而形成工具卡合部514P并使腿部504P伸长。即，中间体500PB包括弯边预备部512P、工具卡合部514P、主体部502P、以及腿部504P。工具卡合部514是相当于金属壳体50的工具卡合部51的部分，其俯视时的外形呈大致正六边形状。

对中间体500PD进行第5阶段的冷锻加工，形成中间体500PE(图7的(E))。在第5阶段的冷锻加工中，使第1孔506P和第2孔508P伸长并使腿部504P伸长。对中间体500PE进行第6阶段的冷锻加工，形成中间体500PF(图7的(F))。在第6阶段的冷锻加工中，将第1孔506P和第2孔508P连结起来而形成通孔516P。中间体500PF是比较例2的冷锻工序中的最终形状。

在比较例2的金属壳体的制造方法中，在冷锻工序的第2阶段中，形成了主体部502P，该主体部502P构成大致圆柱状且具有比金属壳体50的工具卡合部51的对角尺寸L2大的外径D3。因此，与第1实施方式的金属壳体的制造方法同样地，在比较例2的金属壳体的制造方法中，也能够利用拉深加工来形成金属壳体50的工具卡合部51。

然而，在比较例2的金属壳体的制造方法的冷锻工序中，为了利用拉深加工来形成工具卡合部514P，而使之后要成为密封部54的主体部502P形成为大致圆柱状且具有比密封部54的外径D1大的外径D3。因此，如在后面进行详细说明那样，在切削工序中，对主体部502P的外周进行切削而形成了密封部54。与此相对，在第1实施方式的金属壳体的制造方法的冷锻工序中，使要成为密封部54的主体部502形成为大致圆柱形状且具有与密封部54的外径D1相同的外径D1，并形成大致圆柱形状的基部510，对基部510的一部分进行拉深加工，从而形成了工具卡合部514，该基部510具有比主体部502的外径D1大且比工具卡合部51的对角尺寸L2大的外径D2，并且与主体部502相连续。因而，能够在不对主体部502的外周进行切削的前提下，大体上通过锻造完成(日文：鍛造仕上げ)来制造密封部54，且能够利用拉深加工来形成工具卡合部514。

根据图8来说明第1实施方式的切削工序和比较例的切削工序。图8是以与比较例2对比的方式表示第1实施方式的金属壳体的制造方法的切削工序中的切削量的说明图。图8的(A)表示第1实施方式，图8的(B)表示比较例2。在图8中，用虚线表示冷锻工序中的中间体的最终形状，用实线表示实施切削工序后的形状。另外，为了清楚地表示切削工序中的切削量，在剖视图中，对在切削工序中切削掉的部分标注与实施切削工序后不同的阴影并示出。

采用第1实施方式的金属壳体的制造方法，在切削工序中，如图8的(A)所示，主要对中间体500F的工具卡合部514的靠顶端侧的一部分和基部510进行切削，来形成工具卡合部51和压缩变形部55。在切削工序中，除此之外，对弯边预备部512、主体部502进行切削，以进行去除毛刺、倒角、以及表面状态的调整等微调。通过对中间体500F实施切削工序，从而形成切削中间体50B。如图示那样，采用第1实施方式的金属壳体的制造方法，利用切削工序将工具卡合部514的轴线方向上的长度切削得较短而形成了工具卡合部51，但工具卡合部514的外周形状(大致正六边形状)保持不变。另外，使主体部502的外径也形成为与密封部54的外径大致相同，因此，虽然主体部502被实施了倒角等，但主体部502的外周形状(外径)保持不变。

另一方面，在比较例2的金属壳体的制造方法的切削工序中，如图8的(B)所示，主要对中间体500PF的工具卡合部514的靠顶端侧的一部分、主体部502P的靠基端侧的一部分、以及主体部502P的外周面进行切削，来形成工具卡合部51、压缩变形部55、以及密封部54。在切削工序中，除此之外，对弯边预备部512P和主体部502P进行切削，以进行去除毛刺、倒角、以及表面状态的调整等微调。如图示那样，采用比较例2的金属壳体的制造方法，利用切削工序将工具卡合部514P的轴线方向上的长度切削得较短而形成了工具卡合部51，但工具卡合部514P的外周形状(大致正六边形状)保持不变。然而，由于主体部502P的外径D3大于密封部54的外径D1，因此，将主体部502P切削成使其外径为D1。即，与比较例2的金属壳体的制造方法相比，采用第1实施方式的金属壳体的制造方法，能够降低冷锻工序后的切削工序中的切削量。因此，能够抑制切屑处理的工时增加、切削刀的寿命降低、材料投入量的增加等，其结果，能够降低制造成本。

另外，金属壳体50的压缩变形部55为薄壁，如图8所示，在比较例2的制造方法中，也利用切削加工来形成压缩变形部55。并不限于比较例2的制造方法，以往是利用切削加工来形成压缩变形部55的。在第1实施方式的金属壳体的制造方法中，通过使要成为密封部54的主体部502的外径与密封部54的外径大致相同，从而不需要对主体部502的外周进行切削加工，并且，通过扩径而形成基部510，从而能够利用拉深加工来形成工具卡合部514，该基部510的一部分要成为利用切削加工形成的压缩变形部55。即，采用本实施方式的金属壳体的制造方法，通过与压缩变形部55相对应地形成基部510，能够不增加切削工序并降低了制造成本。

B.第2实施方式：

B－1.金属壳体的制造方法：

根据图9来说明第2实施方式的金属壳体的制造方法。利用第2实施方式的金属壳体的制造方法制成的金属壳体的形状与利用第1实施方式的金属壳体的制造方法制成的金属壳体50(图1)的形状相同，使用相同的附图标记进行说明，省略对金属壳体的结构的说明。另外，第2实施方式的金属壳体的制造方法和第1实施方式的金属壳体的制造方法在冷锻工序方面是不同的，但其他工序相同，因此，说明冷锻工序，省略对其他工序的说明。

图9是表示在第2实施方式的金属壳体的制造方法的冷锻工序中形成的中间体的半剖视图。在图9中，与图5同样地，示出了冷锻工序的各阶段中的中间体，在中间体的轴线的左侧示出了外观结构，在中间体的轴线的右侧示出了截面结构。

与第1实施方式同样地，第2实施方式的金属壳体的制造方法的冷锻工序也包括6次(6个阶段的)冷锻加工。首先，利用挤出成形(第1阶段)对初始材料的靠顶端侧的一部分进行缩径，形成中间体550A(图9的(A))。中间体550A包括主体预备部551和腿部554。主体预备部551构成大致圆柱状且具有与初始材料的外径大致相同的外径。腿部554是在之后的工序中供螺纹部52形成的部分，其构成大致圆柱状且具有比主体预备部551的外径小的外径。在中间体550A的基端侧形成有第1孔556，在中间体550A的顶端侧形成有第2孔558。

对中间体550A进行第2阶段的冷锻加工，形成中间体550B(图9的(B))。在第2阶段的冷锻加工中，通过使第1孔556和第2孔558伸长并使中间体550A中的主体预备部551的轴线方向OD上的靠基端侧的一部分突出，从而形成基部560和主体部552。即，中间体550B包括基部560、主体部552、以及腿部554。基部560是在之后的工序中供弯边部53和工具卡合部51形成的部分，其构成大致圆柱状，具有比金属壳体50的工具卡合部51的对角尺寸L2大且比主体部552的外径D1大的外径D2。主体部552是在之后的工序中供压缩变形部55和密封部54形成的部分，其构成大致圆柱状且具有与金属壳体50的密封部54的外径D1相同的外径D1。

对中间体550B进行第3阶段的冷锻加工，形成中间体550C(图9的(C))。在第3阶段的冷锻加工中，使第1孔556和第2孔558伸长并使主体部552和腿部554伸长。

对中间体550C进行第4阶段的冷锻加工，形成中间体550D(图9的(D))。在第4阶段的冷锻加工中，使第1孔556伸长并对中间体550C中的基部560的靠顶端侧的一部分(基部560的包括与主体部552相邻的第2端部560d在内的一部分)进行拉深加工，从而形成工具卡合部564。即，中间体550D包括基部560、工具卡合部564、主体部552、以及腿部554。之后利用切削加工对基部560切削而形成弯边部53。工具卡合部564是相当于金属壳体50中的工具卡合部51的部分，其俯视时的外形呈大致正六边形状。

对中间体550D进行第5阶段的冷锻加工，形成中间体550E(图9的(E))。在第5阶段的冷锻加工中，使第1孔556和第2孔558伸长并使腿部554伸长。对中间体550E进行第6阶段的冷锻加工，形成中间体550F(图9的(F))。在第6阶段的冷锻加工中，将第1孔556和第2孔558连结起来而形成通孔566。中间体550F是第2实施方式的冷锻工序中的最终形状，其构成大致圆筒状(大致中空圆柱)且具有与金属壳体50的通孔59相同的通孔。

B－2.第2实施方式的效果：

采用第2实施方式的金属壳体的制造方法，通过使与主体部552相连续的基部560形成为大致圆柱状且具有比金属壳体50的工具卡合部51的对角尺寸L2大的外径D2，该主体部552的外径D1小于金属壳体50的工具卡合部51的对角尺寸L2，从而利用拉深加工形成了工具卡合部564。因此，与所述比较例1的金属壳体的制造方法相比，能够抑制模具成本并能够抑制模具寿命的降低，并且，与比较例1的金属壳体的制造方法相比，能够降低制造成本。另外，在第2实施方式的金属壳体的制造方法的冷锻工序中，要成为密封部54的主体部552形成为大致圆柱形状且具有与密封部54的外径D1相同的外径D1。因此，能够在不对主体部552的外周进行切削的前提下，大体上通过锻造完成来制造密封部54。因而，与比较例2的金属壳体的制造方法相比，能够降低冷锻工序后的切削工序中的切削量。其结果，能够抑制切屑处理的工时增加、切削刀的寿命降低、材料投入量的增加等，从而能够降低制造成本。此外，采用第1实施方式的金属壳体的制造方法，弯边部53也能够大体上通过锻造完成来形成，故此优选。

C.变形例：

本发明并不限于所述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内通过各种结构实现本发明。例如能够将与发明内容那一部分中所述的各技术方案中的技术特征相对应的实施方式中的技术特征适当地进行调换、组合，以解决所述问题的一部分或全部，或实现所述效果的一部分或全部。而且，若该技术特征在本说明书中未作为必须特征被说明，则可适当地将其删除。例如，也能够进行如下的变形。

C－1.第1变形例：

在所述实施方式中，例示了在将金属壳体50的工具卡合部51(工具卡合部514)的对边尺寸设为L1、对角尺寸设为L2且将密封部54(主体部502)的外径设为D1时，D1＜L1的情况，但并不限定于此，也可以是L1≤D1＜L2，只要D1＜L2即可。在制造这样的金属壳体的情况下，通过利用本发明的金属壳体的制造方法进行制造，也能够降低制造成本。

C－2.第2变形例：

在所述实施方式中，例示了工具卡合部51的截面形状呈大致正六边形状的金属壳体50，但工具卡合部51的截面形状并不限定于所述实施方式。既可以是正六边形状以外的正n边形状(n为3以上的自然数)，也可以是正n边形以外的n边形。也可以做成Bi－HEX(变形12角)形状(ISO22977：2005(E))等。在工具卡合部的截面形状为正n边形以外的n边形的情况下，在所述实施方式的金属壳体的制造方法中，只要以使工具卡合部的最大对边尺寸(对边尺寸中的最大长度)大于主体部的外径、或使工具卡合部的最大对角尺寸(对角尺寸中的最大长度)大于主体部的外径的方式来形成工具卡合部即可。图10是以俯视的方式表示变形例的工具卡合部的图。在图10中，图示了具有截面形状为Bi－HEX(变形12角)形状的工具卡合部51A的金属壳体50A。在工具卡合部51A中，如图示那样，相对的边之间的距离L1为对边尺寸，相对的角之间的距离L2为对角尺寸。在制造具有工具卡合部51A的金属壳体的情况下，同样地，只要以使主体部的外径小于工具卡合部51A的对角尺寸的方式来形成工具卡合部51A即可。

C－3.第3变形例：

在所述实施方式中，对基部的轴线方向上的一部分进行拉深加工而形成了工具卡合部，但也可以对整个基部进行拉深加工来形成工具卡合部。例如，在第1实施方式的金属壳体的制造方法的第4阶段的冷锻工序中，在对基部510整体进行拉深加工来形成工具卡合部的情况下，既可以对主体部502的靠基端侧的一部分进行切削来形成压缩变形部55，也可以对工具卡合部的靠顶端侧的一部分进行切削来形成压缩变形部55。即使如此设置，也能够获得与所述实施方式相同的效果。

C－4.第4变形例：

在所述第1实施方式中，示出了使中间体500B中的主体部502的外径形成为与作为完成品的金属壳体50中的密封部54的外径相同的例子(换言之，是利用第1实施方式的金属壳体的制造方法制成的金属壳体50的密封部54的外径与中间体500B中的主体部502的外径相同的例子)，但并不限定于此。例如，也可以是，使中间体中的主体部的外径形成得大于作为完成品的金属壳体50中的密封部54的外径，并利用切削加工来形成密封部54。另外，例如，也可以是，使中间体中的基部的外径形成为与作为完成品的金属壳体的弯边部的外径相同。在如此设置时，在作为完成品的金属壳体中，能够原封不动地保留基部的一部分的外径，从而能够减少切削工序。

C－5.第5变形例：

在所述实施方式中，例示了应用于火花塞的金属壳体，但并不限定于此。例如，既可以应用于温度传感器等传感器用的金属壳体，也能够应用于除此以外的、各种具有工具卡合部的金属壳体。另外，也能够为具有这样的传感器用的金属壳体的传感器的制造方法。

C－6.第6变形例：

在所述实施方式中，示出了主体部和基部形成为大致圆柱状的例子，但主体部和基部的形状并不限定于大致圆柱状。也可以为例如六边形状、变形12角形状等。

附图标记说明

5、垫圈；6、环构件；8、板密封件；9、滑石；10、绝缘电瓷；12、轴孔；15、缩径部；20、中心电极；21、包覆材料；25、芯材；30、接地电极；40、端子金属壳体；50、50A、金属壳体；50B、切削中间体；51、51A、工具卡合部；52、螺纹部；53、弯边部；54、密封部；55、压缩变形部；56、台阶部；59、通孔；100、火花塞；500A～500F、中间体；501、主体预备部；502、主体部；504、腿部；506、第1孔；508、第2孔；510、基部；510u、第1端部；512、弯边预备部；514、工具卡合部；516、通孔。

Claims (7)

1.一种金属壳体的制造方法，在该金属壳体的制造方法中制造具有供工具卡合的工具卡合部的金属壳体，其中，

所述金属壳体的制造方法具备冷锻工序，

所述冷锻工序包括：

第一工序，在该第一工序中，形成具有第1最大长度的主体部、具有比所述第1最大长度大的第2最大长度且与所述主体部相连续的基部、和外径比第1最大长度小且与所述主体部相连续的腿部；以及

第二工序，在该第二工序中，对所述基部的轴线方向上的至少一部分进行拉深加工，从而形成所述工具卡合部。

2.根据权利要求1所述的金属壳体的制造方法，其中，

该金属壳体的制造方法具备至少对所述基部的一部分进行切削的切削工序，

在所述第二工序中，使所述工具卡合部形成于所述基部的、包括不与所述主体部相邻的第1端部在内的一部分。

3.根据权利要求1所述的金属壳体的制造方法，其中，

该金属壳体的制造方法包括至少对所述基部的一部分进行切削的切削工序，

在所述第二工序中，以如下方式形成所述工具卡合部，即：使所述工具卡合部形成于所述基部的、包括与所述主体部相邻的第2端部在内的一部分，并且使所述工具卡合部的截面形状中的最大对边尺寸大于所述主体部的所述第1最大长度。

4.根据权利要求1所述的金属壳体的制造方法，其中，

该金属壳体的制造方法包括至少对所述基部的一部分进行切削的切削工序，

在所述第二工序中，以使所述工具卡合部的截面形状中的最大对角尺寸大于所述主体部的所述第1最大长度的方式来形成所述工具卡合部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的金属壳体的制造方法，其中，

利用所述金属壳体的制造方法制成的金属壳体的所述主体部的至少一部分和所述基部的至少一部分具有与在所述第一工序中形成了的所述主体部和所述基部各自的所述最大长度相同的最大长度。

6.一种火花塞的制造方法，其中，

该火花塞的制造方法具备权利要求1至5中任一项所述的金属壳体的制造方法。

7.一种传感器的制造方法，其中，

该传感器的制造方法具备权利要求1至5中任一项所述的金属壳体的制造方法。