JP2010212230A - スパークプラグの製造方法 - Google Patents
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- H01T21/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs of sparking plugs
Abstract
【解決手段】スパークプラグの製造方法は、挿入孔と、挿入孔の上端の加締予定部と、挿入孔の下端部分の内周に沿って内側に突出している金具側段部と、加締予定部と金具側段部との間の挿入孔の内周壁の一部を形成する圧縮変形予定部と、を有する主体金具を準備する工程と、略円筒形状の第1の円筒部と、軸方向の下端に中心電極が露出される略円筒形状の第2の円筒部と、第1の円筒部の下端と第2の円筒部の上端との間に形成された絶縁体側段部を有する絶縁体を準備する工程と、主体金具の挿入孔に絶縁体を挿入する工程と、主体金具の加締部を成形する工程と、軸方向にプレスすることにより主体金具の圧縮変形予定部を圧縮変形させる工程と、を備える。プレスの押し込み量は一定値に制御される。
【選択図】図6
Description
(a)軸方向に貫通する挿入孔と、前記挿入孔の上端の加締予定部と、前記挿入孔の下端部分の内周に沿って内側に突出して前記挿入孔より小さい内径を有する金具側段部と、前記加締予定部と前記金具側段部との間の前記挿入孔の内周壁の一部を形成する圧縮変形予定部と、を有する主体金具を準備する工程と、
(b)軸方向の上端に端子金具が露出される略円筒形状の第1の円筒部と、軸方向の下端に中心電極が露出される略円筒形状の第2の円筒部と、前記第1の円筒部の下端と前記第2の円筒部の上端との間に形成された絶縁体側段部を有する絶縁体を準備する工程と、
(c)前記主体金具の前記挿入孔に前記絶縁体を挿入する工程と、
(d)前記主体金具の加締予定部を加締部に成形する工程と、
(e)前記主体金具の前記圧縮変形予定部より下側の部分と前記主体金具の前記加締部とを軸方向にプレスすることにより前記主体金具の前記圧縮変形予定部を圧縮変形させて、前記金具側段部と前記絶縁体側段部との間をシールする工程と、
を備え、
前記(e)工程は、前記圧縮変形の開始時から終了時までの前記プレスの押し込み量を一定値に制御する、スパークプラグの製造方法。
前記(d)工程は、前記(e)工程におけるプレス型とは異なるプレス型を用いたプレス成形によって行われる、スパークプラグの製造方法。
前記(e)工程は、前記圧縮変形予定部を加熱しながら実行される、スパークプラグの製造方法。
こうすれば、圧縮変形予定部を加熱しながら圧縮変形を行う場合、圧縮変形量の制御が困難であるが、本発明によれば、圧縮変形量の精度を向上させることができる。この結果、金具側段部と前記絶縁体側との間のシール性の確保を精度良く行うとともに、絶縁碍子の破損を抑制することができる。
前記(e)工程は、
(e1)前記圧縮変形予定部の圧縮変形を開始する前に前記プレスの型により前記主体金具に第1の圧力を印加した状態で前記プレスの下型と上型の相対的な位置を測定する工程と、
(e2)前記測定された位置から前記下型と上型を相対的に近付けて前記圧縮変形予定部を圧縮変形させる工程と、
(e3)前記(e2)工程の後に、前記プレスの型により前記主体金具に第2の圧力を印加した状態で前記プレスの下型と上型の相対的な位置を測定する工程と、
(e4)前記(e1)工程において測定された位置と前記(e3)において測定された位置とから前記圧縮変形予定部の現実の圧縮変形量を求める工程と、
(e5)前記(e4)工程において求められた現実の圧縮変形量に基づいて、前記押し込み量を求める工程と、
を含む、スパークプラグの製造方法。
こうすれば、第1の圧力および第2の圧力を印加した状態で下型と上型の相対的な位置を測定するので、下型と上型の相対的な位置の測定精度が向上する。したがって、現実の圧縮変形量および押し込み量を精度良く測定することができる。
前記第1の圧力および前記第2の圧力は、前記圧縮変形予定部を圧縮変形させるために必要な圧力の1%以上50%以下の圧力である、スパークプラグの製造方法。
こうすれば、下型と上型の相対的な位置の測定精度をより向上させることができる。
請求項4または請求項5に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(e4)工程で求められた前記現実の圧縮変形量と予定圧縮変形量との差分を考慮して、次回の前記(e2)工程における押し込み量の決定を行う、スパークプラグの製造方法。
こうすれば、測定により求められた現実の圧縮変形量と、押し込み量の予定値である一定値との差分を用いて、(e2)工程における規定値の決定を行うので、より圧縮変形量の精度を向上させることができる。
前記第1の圧力と第2の圧力は等しい圧力である、スパークプラグの製造方法。
こうすれば、同じ圧力を印加しながら圧縮変形開始前の下型と上型の相対的な位置と圧縮変形開始後の下型と上型の相対的な位置を行うので、押し込み量を精度良く測定することができる。この結果、より圧縮変形量の精度を向上させることができる。
前記主体金具は、内燃機関に取り付けるための取付ネジ部を有し、
前記取付ネジ部の直径は、12mm以下である、スパークプラグの製造方法。
こうすれば、より圧縮変形量の精度が要求される取付ネジ部の直径が12mm以下のスパークプラグにおいて、圧縮変形量の精度を向上させることができる。
前記主体金具は、内燃機関に取り付ける際に工具が係合する六角柱形状の工具係合部を有し、
前記工具係合部の対辺長さは、14mm以下である、スパークプラグの製造方法。
こうすれば、より圧縮変形量の精度が要求される工具係合部の対辺長さが14mm以下のスパークプラグにおいて、圧縮変形量の精度を向上させることができる。
・スパークプラグの構成:
以下、本発明の実施の態様を実施形態に基づいて説明する。図1は本発明において製造されるスパークプラグ100の部分断面図である。なお、図1において、スパークプラグ100の軸線方向ODを図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ100の先端側、上側を後端側として説明する。図1において、一点破線で示す軸線O−Oの右側は、外観正面図を示し、軸線O−Oの左側は、スパークプラグ100の中心軸を通る断面でスパークプラグ100を切断した断面図が示されている。
図2はスパークプラグ100の製造方法の工程を示すフローチャートである。図3は、主体金具50の加締部53の成型(加締部成形工程)および主体金具50の圧縮変形部58の圧縮変形(圧縮変形部成形工程)に用いられるプレス装置の概略図である。図4は、加締部成形工程の様子を示す図である。以下では、絶縁碍子10と主体金具50とを固定する工程、すなわち、上述の加締部成形工程と、圧縮変形部成形工程を中心にスパークプラグ100の製造方法について説明する。図3および図4において、一点破線で示す軸線O−Oの右側は、外観正面図を示し、軸線O−Oの左側は、スパークプラグ100およびプレス型の中心軸を通る断面でスパークプラグ100およびプレス型を切断した断面図が示されている。
・第1変形例:
上記実施例では、いわゆる熱加締による圧縮変形部成形工程に本発明を適用したが、いわゆる冷間加締にも本発明を適用しても良い。この場合には、型に電気を流さないので、鋳鉄で形成された第1の型を用いて、加締部成形工程、および、圧縮変形部成形工程の両方を行っても良い。
上記実施例では、下型440を固定して、上型430を下降動作させているが、これに代えて、上型430を固定させて下型440を上昇動作させても良い。一般的には、プレスの下型と上型の相対的な位置を近付けるように下降すれば良く、プレスの下型と上型の相対的な位置を近付ける量である押し込み量を一定の規定値に制御すれば良い。上記実施例では、下型440を固定して、上型430を下降動作させているため、上型430の位置をリニアゲージ450によって測定しているが、一般的には、プレスの下型と上型の相対的な位置を測定すれば良い。
上記実施例では、リニアゲージ450による上型430の位置測定について、圧縮変形開始前の位置測定時と、圧縮変形終了後の位置測定時とで、同じ圧力P1を加締部53に印加しながら測定している。これに限らず、圧縮変形開始前の位置測定時と、圧縮変形終了後の位置測定時とで異なる圧力を印加しても比較的良好な測定精度が得られる。この場合、圧縮変形開始前の位置測定時の印加圧力と、圧縮変形終了後の位置測定時の印加圧力は、比較的近い圧力であることが好ましい。また、圧縮変形開始前の位置測定時の印加圧力と、圧縮変形終了後の位置測定時の印加圧力は、いずれも、圧縮変形部58を成型するために必要な圧力Pmaxの5%以上、かつ、50%以下の所定の圧力であることが好ましい。
上記実施例におけるステップS650では、上型430を最初に圧縮変形予定量ΔBだけ下降させているが、これに代えて、最初は圧縮変形予定量ΔBより小さいΔC(例えば、圧縮変形予定量ΔBの90%)だけ下降させ、その後、圧縮変形予定量ΔBと測定下降量との差分だけ、上型430を下降させることとしても良い。こうすれば、測定下降量が圧縮変形予定量ΔBを上回ってしまう不具合を抑制することができる。
上記実施例で述べたように、本発明は、小径のスパークプラグの製造により好適であるが、標準的な径、あるいは、大径のスパークプラグの製造にも適用することができる。例えば、取付ネジ部52の径が、13mm〜18mm、工具係合部51の対辺長さが15mm〜20mmのスパークプラグの製造に本発明を適用しても良い。
上記実施例では、中心電極20の電極チップ90と、接地電極30の電極チップ300とが、上記実施例では、中心電極20の電極チップ90と、接地電極30の電極チップ300とが、軸線方向ODに対向する縦放電型のスパークプラグ100を例として説明したが、これに限られない。例えば、中心電極20の電極チップ90と、接地電極30の電極チップ300とが、軸線方向ODと垂直な方向に対向する横放電型のスパークプラグに適用できることはもちろんである。接地電極の先端部と、中心電極20の先端部との位置関係は、スパークプラグの用途や、必要とされる性能等に応じて適宜設定することが可能である。また、1つの中心電極に対して複数の接地電極が設けられても良い。
4…シール体
5…ガスケット
6…リング部材
8…板パッキン
9…タルク
10…絶縁碍子
12…軸孔
13…脚長部
15…絶縁碍子側段部
17…先端側胴部
18…後端側胴部
19…鍔部
20…中心電極
21…電極母材
25…芯材
30…接地電極
31…母材先端部
40…端子金具
50…主体金具
51…工具係合部
52…取付ネジ部
53…加締部
53a…加締予定部
54…シール部
55…座面
56…金具側段部
58…圧縮変形部
58a…圧縮変形予定部
59…ネジ首
501…挿入孔
90…電極チップ
100…スパークプラグ
200…エンジンヘッド
201…取付ネジ孔
205…開口周縁部
300…電極チップ
400…プレス機
410…上型
415…成型部
420…下型
425…セット孔
430…上型
435…成型部
436…プレス機挿入孔
440…下型
445…セット孔
450…リニアゲージ
460…制御部
480…動力部
Claims (9)
- スパークプラグの製造方法であって、
(a)軸方向に貫通する挿入孔と、前記挿入孔の上端の加締予定部と、前記挿入孔の下端部分の内周に沿って内側に突出して前記挿入孔より小さい内径を有する金具側段部と、前記加締予定部と前記金具側段部との間の前記挿入孔の内周壁の一部を形成する圧縮変形予定部と、を有する主体金具を準備する工程と、
(b)軸方向の上端に端子金具が露出される略円筒形状の第1の円筒部と、軸方向の下端に中心電極が露出される略円筒形状の第2の円筒部と、前記第1の円筒部の下端と前記第2の円筒部の上端との間に形成された絶縁体側段部を有する絶縁体を準備する工程と、
(c)前記主体金具の前記挿入孔に前記絶縁体を挿入する工程と、
(d)前記主体金具の加締予定部を加締部に成形する工程と、
(e)前記主体金具の前記圧縮変形予定部より下側の部分と前記主体金具の前記加締部とを軸方向にプレスすることにより前記主体金具の前記圧縮変形予定部を圧縮変形させて、前記金具側段部と前記絶縁体側段部との間をシールする工程と、
を備え、
前記(e)工程は、前記圧縮変形の開始時から終了時までの前記プレスの押し込み量を一定値に制御する、スパークプラグの製造方法。 - 請求項1に記載のスパークプラグの製造方法であって
前記(d)工程は、前記(e)工程におけるプレス型とは異なるプレス型を用いたプレス成形によって行われる、スパークプラグの製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(e)工程は、前記圧縮変形予定部を加熱しながら実行される、スパークプラグの製造方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(e)工程は、
(e1)前記圧縮変形予定部の圧縮変形を開始する前に前記プレスの型により前記主体金具に第1の圧力を印加した状態で前記プレスの下型と上型の相対的な位置を測定する工程と、
(e2)前記測定された位置から前記下型と上型を相対的に近付けて前記圧縮変形予定部を圧縮変形させる工程と、
(e3)前記(e2)工程の後に、前記プレスの型により前記主体金具に第2の圧力を印加した状態で前記プレスの下型と上型の相対的な位置を測定する工程と、
(e4)前記(e1)工程において測定された位置と前記(e3)において測定された位置とから前記圧縮変形予定部の現実の圧縮変形量を求める工程と、
(e5)前記(e4)工程において求められた現実の圧縮変形量に基づいて、前記押し込み量を求める工程と、
を含む、スパークプラグの製造方法。 - 請求項4に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記第1の圧力および前記第2の圧力は、前記圧縮変形予定部を圧縮変形させるために必要な圧力の1%以上50%以下の圧力である、スパークプラグの製造方法。 - 請求項4または請求項5に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(e4)工程で求められた前記現実の圧縮変形量と予定圧縮変形量との差分を考慮して、次回の前記(e2)工程における押し込み量の決定を行う、スパークプラグの製造方法。 - 請求項4ないし請求項6のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記第1の圧力と第2の圧力は等しい圧力である、スパークプラグの製造方法。 - 請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記主体金具は、内燃機関に取り付けるための取付ネジ部を有し、
前記取付ネジ部の直径は、12mm以下である、スパークプラグの製造方法。 - 請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記主体金具は、内燃機関に取り付ける際に工具が係合する六角柱形状の工具係合部を有し、
前記工具係合部の対辺長さは、14mm以下である、スパークプラグの製造方法。
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