JP2011034677A

JP2011034677A - スパークプラグの製造装置及び製造方法

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Publication number: JP2011034677A
Application number: JP2009176710A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Kure; 圭祐久▲禮▼; Jiro Yumino; 次郎弓野
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2009-07-29
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2029-07-29
Also published as: KR20120052376A; EP2461438B1; EP2461438A4; US20120001532A1; WO2011013287A1; EP2461438A1; JP5167211B2; US8636555B2; CN102365799B; CN102365799A; KR101519193B1

Abstract

【課題】スパークプラグにおいて主体金具と絶縁体との径方向の変位をより小さくする。
【解決手段】主体金具と絶縁体とを有するスパークプラグを製造する際に、主体金具と絶縁体との軸方向（Ｏ−Ｏ）への相対的な位置の変位を許容しつつ、主体金具の軸と絶縁体の軸とのずれ量が所定値以下となるように主体金具と絶縁体との軸方向に交叉する径方向の相対的な位置の変位を規制して前記主体金具と前記絶縁体とを組み付ける。
【選択図】図４

Description

この発明は、スパークプラグの製造技術に関する。

内燃機関に用いられるスパークプラグとして、工具係合部や取付ネジが形成された主体金具と、主体金具を軸方向に貫通する貫通孔に挿入された絶縁碍子（絶縁体）とを有するスパークプラグが知られている。このようなスパークプラグは、絶縁碍子に取り付けられた中心電極の先端部と、主体金具の先端部に取り付けられた接地電極との間で火花放電が発生するように構成されている。

特開平１０−３２０７７特開２００７−８０６３８特開平８−３０６４６８特開２００６−７９９５４

ところで、近年、スパークプラグには、内燃機関の設計自由度の向上などを目的として小径化が求められている。スパークプラグを小径化すると、主体金具の先端部の内径が小さくなる。一方、高電圧が印加される中心電極の外径は、電気的あるいは機械的な特性等による制限から極端に小さくすることは困難である。そのため、スパークプラグを小径化することにより、中心電極の先端部と主体金具の先端部との距離が短くなる。この場合、絶縁碍子の軸と主体金具の軸とのずれ量が大きくなると、中心電極と主体金具との間の最短距離が短くなり、主体金具の先端部と中心電極との間で火花放電が発生する虞がある。この問題は、スパークプラグを小径化した場合に限らず、中心電極と接地電極との距離（火花放電ギャップ）をより広くした場合等、種々の場合に共通する。

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、スパークプラグにおいて主体金具の軸と絶縁体の軸とのずれ量をより小さくすることを目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
中心電極と、前記中心電極の軸方向に延びる軸孔を有し、該軸孔の軸方向先端側で前記中心電極を保持する絶縁体と、前記絶縁体の周囲を取り囲み、前記絶縁体を保持する筒状の主体金具とを有し、前記主体金具の前記軸方向における後端側開口部から前記絶縁体を挿入して組み付けることにより前記絶縁体を前記主体金具の内部に保持するスパークプラグの製造方法であって、
前記主体金具と前記絶縁体との前記軸方向への相対的な位置の変位を許容しつつ、前記主体金具の軸と前記絶縁体の軸とのずれ量が所定値以下となるように前記主体金具と前記絶縁体との前記軸方向に交叉する径方向の相対的な位置の変位を規制して前記主体金具と前記絶縁体とを組み付ける
スパークプラグの製造方法。

この適用例によれば、主体金具と絶縁体とを組み付ける際に、主体金具と絶縁体との軸方向の相対的な位置の変位を許容する。そのため、主体金具や絶縁体等のスパークプラグを構成する部材の形状に軸方向の誤差があっても、主体金具と絶縁体との径方向の相対的な位置の変位を十分規制することができるので、主体金具の軸と絶縁体の軸とのずれ量をより小さくすることができる。

［適用例２］
適用例１記載のスパークプラグの製造方法であって、前記主体金具の前記径方向への変位を規制するための第１の位置決め部材に前記主体金具の前記軸方向における先端部を当接させ、前記第１の位置決め部材に対して前記軸方向に相対的に移動可能であり、前記絶縁体の前記径方向への変位を規制するための第２の位置決め部材に前記絶縁体の前記軸方向における先端部を当接させるスパークプラグの製造方法。

主体金具の先端部を第１の位置決め部材に当接させ、絶縁体の先端部を第１の位置決め部材に対して軸方向に相対的に移動可能な第２の位置決め部材に当接させることにより、より容易に主体金具と絶縁体との軸方向の相対的な位置の変位を許容しつつ、主体金具と絶縁体との径方向の相対的な位置の変位を規制することができる。

［適用例３］
適用例２記載のスパークプラグの製造方法であって、前記第１の位置決め部材は、前記軸方向の先端側に向かって外径が拡大する第１のテーパ面を有し、前記第２の位置決め部材は、前記軸方向の先端側に向かって内径が縮小する第２のテーパ面を有しており、前記主体金具の前記先端部を前記第１のテーパ面に当接させ、前記絶縁体の前記先端部を前記第２のテーパ面に当接させるスパークプラグの製造方法。

主体金具の先端部と絶縁体の先端部とをそれぞれ第１と第２のテーパ面に当接させることにより、より容易に径方向の相対的な位置の変位を規制することができる。

［適用例４］
適用例３記載のスパークプラグの製造方法であって、前記第１と第２のテーパ面の少なくとも一方は、円錐面であるスパークプラグの製造方法。

テーパ面を円錐面とすることにより、位置決め部材の形成がより容易となる。

［適用例５］
適用例２ないし４のいずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、前記第２の位置決め部材は、樹脂からなるスパークプラグの製造方法。

絶縁体と当接する第２の位置決め部材を樹脂とすることにより、絶縁体の汚染を抑制することが可能となる。

［適用例６］
適用例２ないし５のいずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、前記第１と第２の位置決め部材は、弾性体により前記軸方向の後端側に付勢されているスパークプラグの製造方法。

位置決め部材を軸方向の後端側に付勢することにより、主体金具と絶縁体との径方向の相対的な位置の変位をより容易に規制することができる。

［適用例７］
適用例６記載のスパークプラグの製造方法であって、前記弾性体は、バネであるスパークプラグの製造方法。

弾性体をバネとすることにより、位置決め部材の付勢がより容易となる。

［適用例８］
適用例１ないし７のいずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、前記主体金具と前記絶縁体との間に充填された滑石を前記軸方向の先端側に向けて押圧することにより前記組み付けを行うスパークプラグの製造方法。

滑石を軸方向の先端側に向かって押圧することにより絶縁体には先端方向の荷重が加わる。そのため、主体金具と絶縁体との径方向の相対的な位置の変位をより容易に規制することができる。

［適用例９］
適用例１ないし８のいずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、前記絶縁体を前記主体金具に保持するための前記主体金具の前記後端側開口部の加締により前記組み付けを行うスパークプラグの製造方法。

主体金具の後端側開口部を加締ることにより絶縁体には先端方向の荷重が加わる。そのため、主体金具と絶縁体との径方向の相対的な位置の変位を一層容易に規制することができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、スパークプラグの製造装置および製造方法、その製造装置あるいは製造方法を用いて製造されたスパークプラグ等で実現することができる。

本発明を適用して製造されるスパークプラグの一例を示す部分断面図。スパークプラグの製造工程の一部を示す工程図。中軸付絶縁体を主体金具元部材に組み付ける装置の構成を示す断面図。台座とプレス治具とを拡大した拡大断面図。図４の破線部をさらに拡大した拡大断面図。比較例の台座を用いて中軸付絶縁体を主体金具元部材に組み付ける様子を示す説明図。中軸付絶縁体と主体金具との中心がずれている様子を示す説明図。第２実施例において中軸付絶縁体を主体金具元部材に組み付ける工程を示す工程図。

Ａ．第１実施例：
Ａ１．スパークプラグの構造：
図１は、本発明を適用して製造されるスパークプラグ１００の一例を示す部分断面図である。以下では、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の先端側、上側を後端側として説明する。なお、図１では、軸線Ｏ−Ｏの右側にスパークプラグ１００の外観を示し、軸線Ｏ−Ｏの左側にスパークプラグ１００を軸線Ｏ−Ｏ（すなわち、中心軸）を通る面で切断した断面を示している。

絶縁碍子１０は、アルミナ等を焼成することにより形成された絶縁体である。絶縁碍子１０は、軸線方向ＯＤへ延びる軸孔１２が中心軸に沿って形成された筒状の絶縁体である。絶縁碍子１０には、軸線方向ＯＤの略中央に外径が最も大きな鍔部１９が形成されており、それより後端側には後端側胴部１８が形成されている。後端側胴部１８には、表面長さを長くして絶縁性を高めるための襞部１１が形成されている。鍔部１９より先端側には、後端側胴部１８よりも外径の小さな先端側胴部１７が形成されている。先端側胴部１７よりもさらに先端側には、先端側胴部１７よりも外径の小さな脚長部１３が形成されている。脚長部１３は、先端側ほど外径が小さくなっている。この脚長部１３は、スパークプラグ１００が内燃機関のエンジンヘッド２００に取り付けられた際には、内燃機関の燃焼室内に曝される。脚長部１３と先端側胴部１７との間には段部１５が形成されている。

中心電極２０は、絶縁碍子１０に設けられた軸孔１２内に保持されている。中心電極２０は、絶縁碍子１０の先端側から後端側に向かって中心軸Ｏ−Ｏに沿って延びており、絶縁碍子１０の先端側において露出している。中心電極２０は、電極母材２１の内部に芯材２５を埋設した構造を有する棒状の電極である。電極母材２１は、インコネル６００またはインコネル６０１等（「インコネル」は商標名）のニッケルまたはニッケルを主成分とする合金から形成されている。芯材２５は、電極母材２１よりも熱伝導性に優れる銅または銅を主成分とする合金から形成されている。通常、中心電極２０は、有底筒状に形成された電極母材２１の内部に芯材２５を詰め、底側から押出成形を行って引き延ばすことで作製される。芯材２５は、胴部分においては略一定の外径をなすものの、先端側においては先細り形状に形成される。軸孔１２内において、中心電極２０は、シール体４およびセラミック抵抗３を介して、絶縁碍子１０の後端側に設けられた端子金具４０に電気的に接続されている。なお、中心電極２０、シール体４、セラミック抵抗３および端子金具４０は、併せて「中軸」とも呼ばれる。そのため、以下では、中心電極２０、シール体４、セラミック抵抗３および端子金具４０（中軸）が取り付けられた絶縁碍子１０を「中軸付絶縁体１０２」とも呼ぶ。

主体金具５０は、低炭素鋼材より形成された筒状の金具であり、絶縁碍子１０を内部に保持している。絶縁碍子１０の後端側胴部１８の一部から脚長部１３にかけての部位は、主体金具５０によって取り囲まれている。

主体金具５０は、工具係合部５１と、取付ネジ部５２とを備えている。工具係合部５１は、スパークプラグレンチ（図示せず）が嵌合する部位である。主体金具５０の取付ネジ部５２は、ネジ山が形成された部位であり、内燃機関の上部に設けられたエンジンヘッド２００の取付ネジ孔２０１に螺合する。このように、主体金具５０の取付ネジ部５２をエンジンヘッド２００の取付ネジ孔２０１に螺合させて締め付けることより、スパークプラグ１００は、内燃機関のエンジンヘッド２００に固定される。

主体金具５０の工具係合部５１と取付ネジ部５２との間には、鍔状のシール部５４が形成されている。取付ネジ部５２とシール部５４との間のネジ首５９には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿されている。ガスケット５は、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付けた際に、シール部５４の座面５５と取付ネジ孔２０１の開口周縁部２０５との間で押し潰されて変形する。このガスケット５の変形により、スパークプラグ１００とエンジンヘッド２００間が封止され、取付ネジ孔２０１を介した燃焼ガスの漏出が抑制される。

主体金具５０の工具係合部５１より後端側には、薄肉の加締部５３が設けられている。また、シール部５４と工具係合部５１との間には、加締部５３と同様に、薄肉の座屈部５８が設けられている。主体金具５０の工具係合部５１から加締部５３にかけての内周面と、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の外周面との間には、円環状のリング部材６，７が挿入されている。さらに両リング部材６，７間には、タルク（滑石）９の粉末が充填されている。加締部５３を内側に折り曲げるようにして加締めることにより、主体金具５０と絶縁碍子１０とが固定される。主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性は、主体金具５０の内周面に形成された段部５６と、絶縁碍子１０の段部１５との間に介在する環状の板パッキン８によって保持され、燃焼ガスの漏出が防止される。座屈部５８は、加締めの際に、圧縮力の付加に伴い外向きに撓み変形するように構成されており、タルク９の圧縮長さを確保して主体金具５０内の気密性を高めている。

主体金具５０の先端部には、主体金具５０の先端部から中心軸Ｏ−Ｏに向かって屈曲した接地電極３０が接合されている。接地電極３０は、インコネル６００等（「インコネル」は商標名）の耐腐食性が高いニッケル合金で形成することが可能である。この接地電極３０と主体金具５０との接合は、溶接により行うことができる。接地電極３０の先端部３３は、中心電極２０と対向している。

スパークプラグ１００の端子金具４０には、図示しない高圧ケーブルがプラグキャップ（図示しない）を介して接続されている。そして、この端子金具４０とエンジンヘッド２００との間に高電圧を印加することにより、接地電極３０と中心電極２０との間に火花放電が生じる。

なお、図１では図示を省略しているが、中心電極２０と接地電極３０とのそれぞれには、耐火花消耗性を向上するために、高融点の貴金属を主成分として形成された電極チップが取り付けられる。具体的には、中心電極２０の先端側の面には、例えば、イリジウム（Ｉｒ）や、イリジウムを主成分として、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、レニウム（Ｒｅ）のうち、１種類あるいは２種類以上を添加したＩｒ合金によって形成された電極チップが取り付けられる。また、接地電極３０の先端部３３の中心電極２０と対向する面には、白金または白金を主成分とした電極チップが取り付けられる。

Ａ２．スパークプラグの製造工程：
図２は、第１実施例におけるスパークプラグ１００（図１）の製造工程の一部を示す工程図である。図２に示す工程では、まず、中軸付絶縁体１０２と、主体金具元部材５０ａとが準備される。主体金具元部材５０ａは、主体金具５０（図１）の加締部５３および座屈部５８の元となる円筒状の筒状部５３ａ，５８ａを有している。

図２（ａ）に示すように、主体金具元部材５０ａには、板パッキン８と、中軸付絶縁体１０２とがこの順に軸線方向ＯＤに挿入される。中軸付絶縁体１０２の主体金具元部材５０ａへの挿入の後、図２（ｂ）に示すように、中軸付絶縁体１０２と主体金具元部材５０ａとの間に、リング部材７が挿入されるとともに、タルク９が充填される。このとき、タルク９は、筒状部５３ａの後端側の付近まで充填される。

リング部材７の挿入とタルク９の充填の後、タルク９の上端側から軸線方向ＯＤに押圧することにより、タルク９が軸線方向ＯＤに圧縮される。このように、リング部材７とタルク９とが軸線方向ＯＤに押圧されることにより、中軸付絶縁体１０２は、主体金具元部材５０ａ内で先端側に向け押圧され、主体金具元部材５０ａに組み付けられる。その後、タルク９の上端にリング部材６が配置される。

図２に示す工程の後、主体金具元部材５０ａには加締が施されることにより加締部５３および座屈部５８が形成されて、主体金具元部材５０ａが主体金具５０となる。そのため、図２に示す工程は、中軸付絶縁体１０２を主体金具５０に組み付ける工程とも言うことができる。

図３は、中軸付絶縁体１０２を主体金具元部材５０ａに組み付ける装置の構成を示す断面図である。図３に示すように、中軸付絶縁体１０２が挿入された主体金具元部材５０ａは、タルク９が充填された後、台座４００に配置される。そして、上端側からタルク押圧装置５００により、タルク９が押圧される。なお、図３では、便宜上、リング部材７の図示を省略している。

台座４００は、受型４１０と、底部４２０と、金具規制部４３０と、金具規制部４３０を上方に付勢する外側バネ４４０と、絶縁体規制部４５０と、絶縁体規制部４５０を上方に付勢する内側バネ４６０とを有している。これらの部材のうち、受型４１０、底部４２０、金具規制部４３０、外側バネ４４０、および内側バネ４６０は、工具鋼などの強度の高い金属で形成される。一方、絶縁体規制部４５０は、後述するように、絶縁碍子１０と接触する。そのため、絶縁碍子１０の汚染を抑制するため、絶縁体規制部４５０は、樹脂で形成するのがより好ましい。

金具規制部４３０は、底部４２０と当接する外側バネ４４０により主体金具元部材５０ａの重量よりも大きな荷重が上方に向かって加えられている。そのため、主体金具元部材５０ａは、受型４１０から浮き上がった状態となる。また、絶縁体規制部４５０は、底部４２０と当接する内側バネ４６０により中軸付絶縁体１０２の重量よりも大きな荷重が上方に加えられている。そのため、中軸付絶縁体１０２は、主体金具元部材５０ａから浮き上がった状態で配置される。なお、第１実施例では、金具規制部４３０と絶縁体規制部４５０とをバネ４４０，４６０により上方（すなわち、後端方向）に付勢しているが、他の方法により金具規制部４３０と絶縁体規制部４５０とを付勢することも可能である。例えば、バネ４４０，４６０に換えてゴムや空気バネ等により金具規制部４３０と絶縁体規制部４５０とを付勢することもできる。一般的には、金具規制部４３０と絶縁体規制部４５０とは、種々の弾性体により付勢することができる。

タルク押圧装置５００は、押圧のための荷重を伝達する荷重伝達部５１０と、タルク９を押圧するためのプレス治具５２０と、主体金具元部材５０ａを保持するための保持部５３０と、プレス治具５２０の運動を軸線Ｏ−Ｏ方向に規制するガイド５４０と、組付後の主体金具元部材５０ａ上をタルク押圧装置５００から取り外すため取外機構５５０とを有している。取外機構５５０は、３つの部材５５１〜５５３により構成されている。組付装置を構成する種々の部材は、工具鋼などの強度の高い金属で形成される。なお、取外機構５５０の動作や機能については、本発明と関係しないので、ここではその説明を省略する。

荷重伝達部５１０は、プレス装置の荷重を直接受ける受圧部５１１と、受圧部５１１が受ける軸線方向ＯＤの荷重をプレス治具５２０に中継する中継部５１２とを有している。受圧部５１１が軸線方向ＯＤに荷重を受けると、荷重は中継部５１２を介してプレス治具５２０に伝達される。

保持部５３０は、バネ加圧部５３１と、バネ５３２と、バネ受圧部５３３と、バネ圧中継部５３４と、ガイド５４０を保持するガイド保持部５３５と、金具当接部５３６と、バネ圧中継部５３４を固定するための外周固定部５３７とを有している。ガイド５４０は、プレス治具５２０の移動方向を軸線Ｏ−Ｏ方向に規制する部材であり、ガイド保持部５３５にネジ止めされている。

バネ加圧部５３１には、ストッパＳＴＰがネジ止めされている。このストッパＳＴＰにプレス治具５２０の大径部５２２の先端側５２４が接触することにより、バネ加圧部５３１は、軸線方向ＯＤへの荷重を受ける。そして、バネ加圧部５３１が受けた荷重は、バネ５３２と、バネ受圧部５３３と、バネ圧中継部５３４と、ガイド保持部５３５とを介して金具当接部５３６に伝達される。金具当接部５３６は、先端側の中央部にテーパ部５３８が設けられている。

台座４００の受型４１０から浮き上がった主体金具元部材５０ａは、テーパ部５３８と、主体金具元部材５０ａの工具係合部５１の後端側とが当接することにより軸線方向ＯＤに荷重を受け、金具規制部４３０に押しつけられる。これにより、主体金具元部材５０ａは、主体金具元部材５０ａの先端側の位置が金具規制部４３０により規制されながら下方に移動し、受型４１０に押しつけられる。

また、主体金具元部材５０ａから浮き上がった中軸付絶縁体１０２は、プレス治具５２０によりタルク９が押圧されることにより、軸線方向ＯＤの荷重を受ける。これにより、中軸付絶縁体１０２は、先端側の位置が絶縁体規制部４５０により規制されながら下方に移動し、主体金具元部材５０ａに押しつけられる。

図４は、台座４００とプレス治具５２０とを拡大した拡大断面図である。図５は、図４の破線部をさらに拡大した拡大断面図である。なお、図４では、図示の便宜上、リング部材６，７の図示を省略している。

台座４００の受型４１０は、軸線方向ＯＤに向かって、外径が異なる２つの鍔部４１７，４１８と、鍔部４１８よりも外径が小さい胴部４１９を有している。受型４１０は、これらの鍔部４１７，４１８を用いて固定される。鍔部４１７の上端側には、内径が主体金具元部材５０ａのシール部５４とほぼ同じ金具受４１２と、主体金具元部材５０ａの取付ネジ部５２の外径よりも大きい挿通部４１４とが設けられている。挿通部４１４は、鍔部４１７，４１８のほぼ中央から胴部４１９にわたって設けられている。胴部４１９の内面には、挿通部４１４よりも内径が大きいガイド孔４１６が設けられている。

底部４２０は、外側バネ４４０を受けるための部材であり、受型４１０の胴部４１９と外径がほぼ同じ円環部４２２と、下端において円環部４２２から内方に延出された板状部４２４とを有している。板状部４２４の中央には、内径が内側バネ４６０よりも小さい貫通孔４２６が設けられている。この貫通孔４２６を設けることにより、主体金具元部材５０ａの挿入時および中軸付絶縁体１０２の組付時における台座４００内部の圧力の上昇が抑制される。なお、底部４２０は、図示しないネジ等により、受型４１０に固定される。

金具規制部４３０は、外径が主体金具元部材５０ａの側（すなわち、上端側）で軸線方向ＯＤ（図３下方）に向かって徐々に大きくなっているテーパ部４３２と、外径が受型４１０のガイド孔４１６の内径とほぼ同じ胴部４３４とを有している。これにより、金具規制部４３０は、受型４１０に対して軸線Ｏ−Ｏ方向に移動可能となっている。そして、胴部４３４の上端面４３６が軸線Ｏ−Ｏに垂直な平面となっているので、上端面４３６が挿通部４１４の下端面４１５と当接することにより、金具規制部４３０の上限位置が決定される。また、金具規制部４３０には、絶縁体規制部４５０を挿通するための軸線Ｏ−Ｏに沿ったガイド孔４３８が設けられている。

絶縁体規制部４５０は、筒状の部材であり、外径が金具規制部４３０に設けられたガイド孔４３８の内径とほぼ同じ筒状の胴部４５２と、胴部４５２の下側に設けられた鍔部４５４を有している。このように、胴部４５２の外径をガイド孔４３８の内径とほぼ同じとすることにより、絶縁体規制部４５０は、金具規制部４３０に対して軸線Ｏ−Ｏ方向に移動可能となる。また、胴部４５２の下側に鍔部４５４を設けることにより、金具規制部４３０に対する絶縁体規制部４５０の上限位置が決定される。絶縁体規制部４５０の内面には、内径が中軸付絶縁体１０２の側（すなわち、上端側）で軸線方向ＯＤ（図３下方）に向かって徐々に小さくなっているテーパ孔４５６と、内径がほぼ一定の貫通孔４５８が設けられている。

金具規制部４３０は、外径が主体金具元部材５０ａの側で軸線方向ＯＤに向かって徐々に大きくなっているテーパ部４３２を有している。そのため、中軸付絶縁体１０２と主体金具元部材５０ａとを組み付ける際に、主体金具元部材５０ａの先端側の内径は、金具規制部４３０のテーパ部４３２と当接して径方向に規制され、組付後の中心が軸線Ｏ−Ｏ上に位置する。また、絶縁体規制部４５０は、内径が中軸付絶縁体１０２の側で軸線方向ＯＤに向かって徐々に小さくなっているテーパ孔４５６を有している。そのため、中軸付絶縁体１０２と主体金具元部材５０ａとを組み付ける際に、中軸付絶縁体１０２の先端側の絶縁碍子１０は、テーパ孔４５６と当接して径方向に規制され、組付後の中心が軸線Ｏ−Ｏ上に位置する。

このように、第１実施例によれば、中軸付絶縁体１０２と主体金具元部材５０ａとを組み付ける際、中軸付絶縁体１０２と主体金具元部材５０ａとは、軸線Ｏ−Ｏに沿って移動可能となった状態で、径方向への変位が規制される。そのため、組み付け後の先端部の中心がほぼ一致する。また、絶縁体規制部４５０を筒状の形状とすることにより、中心電極２０の先端側に取り付けられる電極チップの損傷を抑制することができる。

なお、図５に示すように、第１実施例では、金具規制部４３０のテーパ部４３２の外面および絶縁体規制部４５０のテーパ孔４５６の内面は、いずれも円錐面となっている。しかしながら、テーパ部４３２の外面は、所定の方向（軸線方向ＯＤ）に向かって外径が拡大し、テーパ孔４５６の内面は所定の方向に向かって内径が縮小する形状であれば種々の形状とすることが可能である。例えば、テーパ部４３２の外面を、主体金具５０の先端部の形状に適合する円筒面を有するテーパ面とすることも可能である。また、テーパ孔４５６の内面を、円錐面に絶縁碍子１０の先端外周部の形状に適合する曲面を設けたテーパ面とすることも可能である。但し、径方向の規制がより容易である点で、テーパ面としては、円錐面を用いるのがより好ましい。

Ａ３．比較例：
図６は、比較例の台座４００ｂを用いて中軸付絶縁体１０２を主体金具元部材５０ａに組み付ける様子を示す説明図である。比較例の台座４００ｂは、受型４１０と底部４２０との内部に組み込まれる部材が、単一の規制部材４７０とバネ４８０となっている点で、第１実施例と異なっている。比較例では、この単一の規制部材４７０とバネ４８０とにより、中軸付絶縁体１０２と主体金具元部材５０ａとの径方向の規制が行われる。他の点は、第１実施例と同様である。

規制部材４７０は、外径が軸線方向ＯＤに向かって徐々に大きくなり内径が軸線方向ＯＤに向かって徐々に小さくなるテーパ部４７２と、外径がガイド孔４１６とほぼ同じ鍔部４７４と、テーパ部４７２と鍔部４７４との間の胴部４７６とを有している。比較例では、バネ４８０が軸線Ｏ−Ｏに沿って移動可能な規制部材４７０を上方に付勢している。

この規制部材４７０のテーパ部４７２に、主体金具元部材５０ａの先端部の内径と、中軸付絶縁体１０２の先端部の外径とが同時に当接する場合には、主体金具元部材５０ａの先端部の内径と、中軸付絶縁体１０２の先端部の外径とは、いずれも径方向に規制され、それらの中心が軸線Ｏ−Ｏ上に位置する。しかしながら、中軸付絶縁体１０２や、主体金具元部材５０ａや、板パッキン８の形状の誤差によっては、中軸付絶縁体１０２の先端部の外径と主体金具元部材５０ａの内径とがテーパ部４７２に同時に当接しない虞がある。その場合、主体金具元部材５０ａの先端部の内径と、中軸付絶縁体１０２の先端部の外径との一方が径方向に規制されず、それらの中心が軸線Ｏ−Ｏ上から外れる可能性がある。

図７は、中軸付絶縁体と主体金具５０とのそれぞれの先端部の中心がずれている様子を示す説明図である。図７（ａ）は、中心がずれたスパークプラグ１００の先端部の側面からの外観を示し、図７（ｂ）は、中心がずれた場合の中心電極２０、絶縁碍子１０、および主体金具５０の先端部の配置を示している。図７（ｂ）において、一点鎖線は主体金具５０の中心を示し、破線は中心電極２０および絶縁碍子１０（中軸付絶縁体）の中心を示している。

図７（ａ）に示すように、中心電極２０の先端部と接地電極３０の先端部３３との距離（火花放電ギャップ）ｄｇは、所定の寸法に設定される。一方、中心電極２０と主体金具５０との間の最短の距離ｄｃは、中心がずれることにより短くなる。そして、これらの距離ｄｇ，ｄｃの差が小さくなると、中心電極２０と主体金具５０との間で火花放電が起こり、中心電極２０と接地電極３０の先端部３３との間で形成されるべき火花放電が中心電極２０と主体金具５０との間で形成される可能性が高くなる。このように、中心電極２０と主体金具５０との間で火花放電が形成されると、内燃機関の着火が適切に行われなくなる可能性がある。また、中心電極２０と主体金具５０との間で火花放電が形成されることにより、中心電極２０や主体金具５０が消耗する可能性がある。

これに対して、第１実施例によれば、絶縁碍子１０の先端部の中心と、主体金具５０の先端部の中心とは、ほぼ軸線Ｏ−Ｏ上に位置した状態に維持される。中心電極２０の中心は絶縁碍子１０の中心とほぼ同じであるので、中心電極２０中心は、主体金具５０の先端部の中心とはほぼ一致し、中心電極２０と主体金具５０の先端部との距離ｄｃは十分な大きさに保たれる。そのため、火花放電が中心電極２０と主体金具５０の内径の間に発生することを抑制することが可能となり、内燃機関における着火をより確実に行い、また、スパークプラグ１００の消耗を低減することが可能となる。

Ｂ．第２実施例：
図８は、第２実施例において中軸付絶縁体１０２を主体金具元部材５０ａに組み付ける工程を示す工程図である。図８の工程では、中軸付絶縁体１０２を挿入した主体金具元部材５０ａに加締を施している。この加締工程では、中軸付絶縁体１０２を挿入した主体金具元部材５０ａを台座４００に配置した後、加締工具６００を上方から軸線方向ＯＤに向かって押しつけることにより行われる。

筒状の加締工具６００は、内径が中軸付絶縁体１０２を構成する絶縁碍子１０（図１）の後端側胴部１８よりも大きい貫通孔６１０が設けられている。この貫通孔６１０の下端側（すなわち、先端側）には、加締部５３の外形に沿った形状の曲面部６１２が設けられている。また、曲面部６１２の外縁には、工具係合部５１の後端側の外形に沿った形状の当接部６１４が設けられている。

図８（ａ）に示すように、曲面部６２４が主体金具元部材５０ａの上側の筒状部５３ａに当接すると、主体金具元部材５０ａは、軸線方向ＯＤの荷重を受け、金具規制部４３０に押しつけられる。そして、主体金具元部材５０ａは、主体金具元部材５０ａの先端側の位置が金具規制部４３０により規制されながら下方に移動し、受型４１０に押しつけられる。

主体金具元部材５０ａが受型４１０に押しつけられた状態で、さらに加締工具６００を軸線方向ＯＤに向かって押しつけると、加締工具６００曲面部６１２に沿って筒状部５３ａが屈曲して加締部５３が形成される。加締部５３の形成の後、加締工具６００がさらに下降して曲面部６２４の外縁にある当接部６１４と工具係合部５１とが当接すると、工具係合部５１に荷重が加わり、工具係合部５１の下側の筒状部５８ａが座屈して座屈部５８が形成される。

この加締工程では、タルク９およびリング部材６，７に軸線方向ＯＤの荷重が加わることにより、絶縁碍子１０の鍔部１９から中軸付絶縁体１０２に軸線方向ＯＤの荷重が加わる。このように、中軸付絶縁体１０２に軸線方向ＯＤの荷重が加わることにより、絶縁体規制部４５０に押しつけられる。そして、中軸付絶縁体１０２は、先端側の位置が絶縁体規制部４５０に規制されながら下方に移動し、主体金具元部材５０ａに固定される。

このように、第２実施例においても、中軸付絶縁体１０２の先端部の中心と、主体金具５０の先端部の中心とは、ほぼ軸線Ｏ−Ｏ上に位置した状態で固定される。そのため、中心電極２０（図１）の中心は、主体金具５０（図１）の先端部の中心とほぼ一致する。これにより、中心電極２０と主体金具５０の先端部との距離は十分な大きさに保たれるので、火花放電が中心電極２０と主体金具５０の内径の間に発生することを抑制され、内燃機関における着火をより確実に行い、また、スパークプラグ１００の消耗を低減することが可能となる。

３…セラミック抵抗
４…シール体
５…ガスケット
６，７…リング部材
８…板パッキン
９…タルク
１０…絶縁碍子
１１…襞部
１２…軸孔
１３…脚長部
１５…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
３３…先端部
４０…端子金具
５０…主体金具
５０ａ…主体金具元部材
５１…工具係合部
５２…取付ネジ部
５３…加締部
５３ａ…筒状部
５４…シール部
５５…座面
５６…段部
５８…座屈部
５８ａ…筒状部
５９…ネジ首
１００…スパークプラグ
１０２…中軸付絶縁体
２００…エンジンヘッド
２０１…取付ネジ孔
２０５…開口周縁部
４００，４００ｂ…台座
４１０…受型
４１２…金具受
４１４…挿通部
４１５…下端面
４１６…ガイド孔
４１７，４１８…鍔部
４１９…胴部
４２０…底部
４２２…円環部
４２４…板状部
４２６…貫通孔
４３０…金具規制部
４３２…テーパ部
４３４…胴部
４３６…上端面
４３８…ガイド孔
４４０…外側バネ
４５０…絶縁体規制部
４５２…胴部
４５４…鍔部
４５６…テーパ孔
４５８…貫通孔
４６０…内側バネ
４７０…規制部材
４７２…テーパ部
４７４…鍔部
４７６…胴部
４８０…バネ
５００…タルク押圧装置
５１０…荷重伝達部
５１１…受圧部
５１２…中継部
５２０…プレス治具
５２２…大径部
５２４…先端側
５３０…保持部
５３１…バネ加圧部
５３２…バネ
５３３…バネ受圧部
５３４…バネ圧中継部
５３５…ガイド保持部
５３６…金具当接部
５３７…外周固定部
５３８…テーパ部
５４０…ガイド
５５０…取外機構
６００…加締工具
６１０…貫通孔
６１２…曲面部
６１４…当接部
６２４…曲面部
ＳＴＰ…ストッパ

Claims

中心電極と、前記中心電極の軸方向に延びる軸孔を有し、該軸孔の軸方向先端側で前記中心電極を保持する絶縁体と、前記絶縁体の周囲を取り囲み、前記絶縁体を保持する筒状の主体金具とを有し、前記主体金具の前記軸方向における後端側開口部から前記絶縁体を挿入して組み付けることにより前記絶縁体を前記主体金具の内部に保持するスパークプラグの製造方法であって、
前記主体金具と前記絶縁体との前記軸方向への相対的な位置の変位を許容しつつ、前記主体金具の軸と前記絶縁体の軸とのずれ量が所定値以下となるように前記主体金具と前記絶縁体との前記軸方向に交叉する径方向の相対的な位置の変位を規制して前記主体金具と前記絶縁体とを組み付ける
スパークプラグの製造方法。
請求項１記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記主体金具の前記径方向への変位を規制するための第１の位置決め部材に前記主体金具の前記軸方向における先端部を当接させ、
前記第１の位置決め部材に対して前記軸方向に相対的に移動可能であり、前記絶縁体の前記径方向への変位を規制するための第２の位置決め部材に前記絶縁体の前記軸方向における先端部を当接させる
スパークプラグの製造方法。
請求項２記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記第１の位置決め部材は、前記軸方向の先端側に向かって外径が拡大する第１のテーパ面を有し、
前記第２の位置決め部材は、前記軸方向の先端側に向かって内径が縮小する第２のテーパ面を有しており、
前記主体金具の前記先端部を前記第１のテーパ面に当接させ、
前記絶縁体の前記先端部を前記第２のテーパ面に当接させる
スパークプラグの製造方法。
請求項３記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記第１と第２のテーパ面の少なくとも一方は、円錐面であるスパークプラグの製造方法。
請求項２ないし請求項４のいずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記第２の位置決め部材は、樹脂からなるスパークプラグの製造方法。
請求項２ないし請求項５のいずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記第１と第２の位置決め部材は、弾性体により前記軸方向の後端側に付勢されているスパークプラグの製造方法。
請求項６記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記弾性体は、バネ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、
前記主体金具と前記絶縁体との間に充填された滑石を前記軸方向の先端側に向けて押圧することにより前記組み付けを行うスパークプラグの製造方法。
請求項１ないし請求項８のいずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記絶縁体を前記主体金具に保持するための前記主体金具の前記後端側開口部の加締により前記組み付けを行うスパークプラグの製造方法。
請求項１ないし請求項９のいずれか記載の製造方法により製造されたスパークプラグ。
中心電極と、前記中心電極の軸方向に延びる軸孔を有し、該軸孔の軸方向先端側で前記中心電極を保持する絶縁体と、前記絶縁体の周囲を取り囲み、前記絶縁体を保持する筒状の主体金具とを有し、前記主体金具の前記軸方向における後端側開口部から前記絶縁体を挿入して組み付けることにより前記絶縁体を前記主体金具の内部に保持するスパークプラグの製造装置であって、
前記主体金具の前記軸方向と交叉する径方向の位置を決める第１の位置決め部材と、
前記絶縁体の前記径方向の位置を決める第２の位置決め部材と
を前記軸方向に相対的に移動可能に備え、
前記第１と第２の位置決め部材は、前記主体金具の軸と前記絶縁体の軸とのずれ量が所定値以下となるように前記主体金具と前記絶縁体との前記軸方向に交叉する径方向の相対的な位置の変位を規制する
スパークプラグの製造装置。
請求項１１記載のスパークプラグの製造装置であって、
前記第１の位置決め部材は、前記軸方向の先端側に向かって外径が拡大する第１のテーパ面を有し、
前記第２の位置決め部材は、前記軸方向の前記先端側に向かって内径が縮小する第２のテーパ面を有する
スパークプラグの製造装置。
請求項１２記載のスパークプラグの製造装置であって、
前記第１と第２のテーパ面の少なくとも一方は、円錐面であるスパークプラグの製造装置。
請求項１１ないし請求項１３のいずれか記載のスパークプラグの製造装置であって、
前記第２の位置決め部材は、樹脂からなるスパークプラグの製造装置。
請求項１１ないし請求項１４のいずれか記載のスパークプラグの製造装置であって、
前記第１と第２の位置決め部材は、弾性体により前記軸方向の後端側に付勢されているスパークプラグの製造装置。
請求項１５記載のスパークプラグの製造装置であって、
前記弾性体は、バネであるスパークプラグの製造装置。
請求項１１ないし請求項１６のいずれか記載のスパークプラグの製造装置であって、
前記組み付けは、前記主体金具と前記絶縁体との間に充填された滑石を前記軸方向の先端側に向けて押圧することにより行われるスパークプラグの製造装置。
請求項１１ないし請求項１７のいずれか記載のスパークプラグの製造装置であって、
前記組み付けは、前記絶縁体を前記主体金具に保持するための前記主体金具の前記後端側開口部の加締により行われるスパークプラグの製造装置。