JP2012164589A - スパークプラグの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】滑石押圧工程において、絶縁碍子や主体金具の径方向に沿った移動を抑制し、絶縁碍子の軸線と主体金具の中心軸との軸ずれ等を効果的に抑制する。
【解決手段】スパークプラグ１は、絶縁碍子２と、鍔部１６を有する主体金具３と、絶縁碍子２及び主体金具３間に充填された滑石２５とを備える。スパークプラグ１の製造方法は、滑石押圧工程を含み、滑石押圧工程では、受台３１と、絶縁体ガイド３５と、金具ガイド３３と、滑石プレス治具４２と、プレス治具ガイド４３とを備えた滑石プレス装置５１が用いられる。前記滑石押圧工程では、金具ガイド３３により鍔部１６の先端面を受台３１から浮かせた状態で、滑石プレス治具４２を主体金具３側へと移動させ、プレス治具ガイド４３の先端部と主体金具３の後端部との接触、鍔部１６の先端面と受台３１との接触、及び、滑石プレス治具４２による滑石２５の押圧をこの順序で行う。
【選択図】 図８

Description

本発明は、内燃機関等に使用されるスパークプラグの製造方法に関する。

スパークプラグは、例えば、内燃機関（エンジン）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。一般的にスパークプラグは、軸線方向に延びる筒状の絶縁体と、絶縁体の内部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、主体金具と絶縁体とは、主体金具に絶縁体を挿入した上で、主体金具の後端側開口部を径方向内側に向けて屈曲させることで固定される。

さらに、主体金具と絶縁体との間における気密性を向上させるべく、主体金具と絶縁体との間に滑石を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１等参照）。

特開２００６−９２９５５号公報

ところで、滑石を設けるにあたっては、気密性をより確実に向上させるべく、滑石を押圧し、滑石の充填密度を高めることが好ましい。ここで、滑石の押圧手法としては、絶縁体が挿通された主体金具を筒状の受台に挿通した上で、主体金具と絶縁体との間に滑石を配置し、次いで、絶縁体の軸線を筒状の滑石プレス治具の中心軸に一致させた上で、前記滑石プレス治具を軸線方向に沿って下方へと移動させ、滑石プレス治具の先端部により滑石を押圧する手法が考えられる。

しかしながら、絶縁体の軸線と滑石プレス治具の中心軸とに微小ながらも軸ずれが生じていたり、絶縁体自身に僅かな曲がりが生じていたり、周方向に沿って滑石の充填密度に差が生じていたりする等の要因により、滑石の押圧時に、主体金具や絶縁体が径方向に移動してしまうおそれがある。この場合には、絶縁体の軸線が主体金具の中心軸に対してずれてしまったり、傾いてしまったりするため、絶縁体に過度の応力が加わって絶縁体の破損（割れ等）が生じてしまうおそれがある。また、絶縁体の軸ずれ等に伴いこれに保持される中心電極にも軸ずれ等が生じてしまい、中心電極と主体金具との間で横飛火等の異常な火花放電が生じやすくなってしまうおそれがある。特に、小径化の要求に応えるべく、中心電極と主体金具との間の径方向に沿った距離が比較的小さく設定されたスパークプラグにおいては、軸ずれや傾きが軽微なものであっても、異常な火花放電の発生が懸念される。

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、滑石押圧工程において、絶縁体や主体金具の径方向に沿った移動を抑制することができ、ひいては絶縁体の軸線と主体金具の中心軸との軸ずれ等を効果的に抑制することができるスパークプラグ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の製造方法は、軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁体と、
前記軸孔の先端側に設けられた中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられ、外周に径方向外側に膨出する鍔部を有する筒状の主体金具と、
前記絶縁体と前記主体金具との間に充填された滑石とを備えたスパークプラグの製造方法であって、
前記主体金具が挿通される筒状の受台と、
前記絶縁体の先端部を保持することで、前記受台に対する前記絶縁体の先端部の径方向に沿った相対移動を規制する絶縁体ガイドと、
前記絶縁体ガイドの外周に設けられるとともに、第１の弾性部材により前記軸線方向後端側に向けて付勢され、前記主体金具の先端部を保持する筒状の金具ガイドと、
前記軸線方向に沿って移動可能な筒状の滑石プレス治具と、
自身の先端部に対して前記滑石プレス治具の先端部が前記軸線方向先端側に相対移動可能な筒状のプレス治具ガイドとを備えた滑石プレス装置を用いて、
前記絶縁体が挿通された前記主体金具を前記受台に挿通した上で、前記滑石プレス治具を移動させることにより前記滑石を押圧する滑石押圧工程を含み、
前記滑石押圧工程では、
前記金具ガイドにより前記鍔部の先端面を前記受台から浮かせた状態で、前記滑石プレス治具を前記主体金具側へと移動させ、
前記プレス治具ガイドの先端部と前記主体金具の後端部との接触、前記鍔部の先端面と前記受台との接触、及び、前記滑石プレス治具による前記滑石の押圧をこの順序で行うことを特徴とする。

上記構成１によれば、絶縁体ガイドにより絶縁体の先端部が保持されるとともに、金具ガイドにより主体金具の先端部が保持される。従って、絶縁体の先端部や主体金具の先端部における径方向に沿った移動を抑制することができ、絶縁体の先端部と主体金具の先端部との軸ずれ（偏心）をより確実に抑制することができる。

また、主体金具が受台に挿通されたとき、鍔部の先端面が受台に接触することなく、受台から浮いた状態となるように構成されている。従って、金具ガイドや絶縁体ガイドに対してより確実に主体金具の先端部や絶縁体の先端部を接触させることができる。その結果、上述した先端部における軸ずれの抑制効果をより確実に発揮させることができる。

一方で、鍔部の先端面が受台から浮いた状態のままで滑石を押圧すると、主体金具の後端側が径方向に移動してしまい、絶縁体の軸線と主体金具の中心軸との軸ずれや傾きが生じてしまうおそれがある。この点、上記構成１によれば、滑石を押圧する前の段階で、鍔部の先端面と受台とを接触させるように構成されている。従って、滑石を押圧する際に、径方向に沿った主体金具の移動を抑制することができ、絶縁体の先端部と主体金具の先端部との軸ずれを抑制できることと相俟って、絶縁体の軸線と主体金具の中心軸との軸ずれや傾きを効果的に抑制することができる。その結果、絶縁体の破損防止や異常放電の発生抑制を図ることができる。

構成２．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成１において、前記プレス治具ガイドは、自身の先端部が前記滑石プレス治具の先端部よりも前記軸線方向後端側に位置する状態で、第２の弾性部材を介して前記滑石プレス治具に対して取付けられており、前記第２の弾性部材が圧縮されることで、自身の先端部に対して前記滑石プレス治具の先端部が前記軸線方向先端側に相対移動可能となっており、
前記滑石プレス治具により前記滑石を押圧しているときにおいて、前記第２の弾性部材の反力が、前記第１の弾性部材の反力よりも大きいことを特徴とする。

上記構成２によれば、滑石プレス治具により滑石を押圧しているとき（すなわち、滑石押圧工程において、第１の弾性部材及び第２の弾性部材が最も圧縮されたとき）に、第２の弾性部材の反力が、第１の弾性部材の反力よりも大きくなるように構成されている。従って、プレス治具ガイドの先端部が主体金具の後端部に接触した状態から滑石プレス治具を主体金具側へとさらに移動させたときに、滑石プレス治具の先端部が滑石を押圧する前に、鍔部の先端面を受台に対してより確実に接触させることができる。すなわち、上記構成２によれば、複雑な制御や装置を用いることなく、上記構成１をより容易に、かつ、より確実に実現することができる。

尚、弾性部材の反力は、バネ定数や、滑石を押圧している際の弾性部材の圧縮量を調節することで変更することができる。

構成３．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成２において、前記絶縁体ガイドは、第３の弾性部材により前記軸線方向後端側に向けて付勢されるとともに、
前記金具ガイドに挿通される筒状部と、
前記筒状部の前記軸線方向後端側に形成され、前記金具ガイドの内径よりも外径が大きい鍔状の突出部とを備え、
前記滑石プレス治具により前記滑石を押圧しているときに、前記第２の弾性部材の反力が、前記第１の弾性部材の反力、及び、前記第３の弾性部材の反力の合計よりも大きいことを特徴とする。

上記構成３によれば、絶縁体ガイド（筒状部）の後端部に、金具ガイドの内径よりも外径の大きい鍔状の突出部が設けられている。従って、金具ガイドに対する絶縁体ガイドの上限位置が設定されることとなり、金具ガイドに対して絶縁体ガイドが過度に突出してしまうという事態をより確実に防止できる。その結果、金具ガイド及び絶縁体ガイドによって、主体金具の先端部及び絶縁体の先端部をより安定した状態で保持することができる。

尚、絶縁体ガイドに突出部を形成することで、絶縁体ガイドに付勢する第３の弾性部材の弾性力は金具ガイドにも加わることとなり、プレス治具ガイドが主体金具に接触した状態から滑石プレス治具を主体金具側へとさらに移動させたときに、主体金具に対して、第１の弾性部材の反力と第３の弾性部材の反力との合計が加わる場合がある。この点を考慮して、上記構成３によれば、滑石プレス治具により滑石を押圧しているときにおいて、第２の弾性部材の反力が、第１の弾性部材の反力、及び、第３の弾性部材の反力の合計よりも大きくなるように構成されている。従って、滑石を押圧する前に、鍔部の先端面を受台に対してより一層確実に接触させることができ、上記構成１をより一層確実に実現することができる。

構成４．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成３において、前記滑石プレス治具により前記滑石を押圧しているときに、前記第１の弾性部材の反力が、前記第３の弾性部材の反力よりも大きいことを特徴とする。

上記構成４によれば、滑石を押圧しているときに、第１の弾性部材の反力が、第３の弾性部材の反力よりも大きくなるように構成されている。そのため、滑石の押圧時において、絶縁体ガイドが軸線方向後端側へと移動して突出部が金具ガイドから離間したときに、突出部による支えを失う形で金具ガイドが軸線方向後端側へと移動してしまうという事態をより確実に防止することができる。従って、金具ガイドによって主体金具の先端部をより安定した状態で保持することができ、主体金具の先端部の径方向に沿った移動を一層確実に抑制することができる。

構成５．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成１乃至４のいずれかにおいて、前記絶縁体ガイドは、筒状をなすとともに、上端部内周に下方側に向けて内径が縮径するテーパ部を備え、
前記絶縁体ガイドの中心軸を含む断面において、前記中心軸に直交する直線と前記テーパ部の外形線とのなす角のうち鋭角の角度が４５°以上８０°以下とされることを特徴とする。

上記構成５によれば、滑石の押圧や絶縁体の自重により絶縁体ガイドに加えられる軸線方向後端側への力を、絶縁体の先端部の径方向に沿った移動を抑制する力へと効率よく変換することができる。その結果、絶縁体の先端部の径方向に沿った移動を一層確実に抑制することができ、絶縁体の軸線と主体金具の中心軸とを一層精度よく合わせることができる。

構成６．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成１乃至５のいずれかにおいて、前記スパークプラグにおいては、前記主体金具の先端部に棒状の接地電極が溶接されており、
前記金具ガイドは、
前記接地電極を挿通可能な電極挿通部と、
前記主体金具に対する前記接地電極の溶接により生じた溶接ダレとの接触を回避するための凹部とを備えることを特徴とする。

上記構成６によれば、金具ガイドは電極挿通部を備えているため、主体金具に接地電極が溶接した後に滑石押圧工程を行う場合であっても、金具ガイドにより主体金具の先端部を安定した状態で保持することができる。

また、上記構成６によれば、金具ガイドに凹部が形成されており、接地電極の溶接に伴い生じた溶接ダレが金具ガイドに接触しないように構成されている。従って、溶接ダレの存在により主体金具が傾いた状態で保持されてしまうという事態をより確実に防止することができる。その結果、絶縁体の軸線と主体金具の中心軸とをより一層精度よく合わせることができる。

スパークプラグの構成を示す一部破断正面図である。 受台や絶縁体ガイド等の構成を示す一部破断正面図である。 金具ガイドの構成を示す斜視図である。 絶縁体ガイドの構成を示す拡大断面図である。 滑石押圧工程における一工程を説明するための一部破断正面図である。 滑石押圧工程における一工程を説明するための一部破断正面図である。 滑石押圧工程における一工程を説明するための一部破断正面図である。 滑石押圧工程における一工程を説明するための一部破断正面図である。 滑石押圧工程における一工程を説明するための一部破断正面図である。 ケース１〜３における、ずれ量と破損割合とを示すグラフである。 角度αを種々変更したサンプルにおける、ずれ量を示すグラフである。 ケース４，５における、ずれ量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、後端側に形成された後端側胴部１０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も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。そして、中胴部１２と脚長部１３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に沿って延びる軸孔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とを備えている。また、中心電極５は、全体として棒状（円柱状）をなし、その先端部分が絶縁碍子２の先端から突出している。

加えて、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を内燃機関や燃料電池改質器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の後端側には鍔部１６が外周側に向けて膨出形成されており、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、主体金具３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が設けられている。また、主体金具３の後端部には、径方向内側に向けて屈曲する加締め部２０が設けられている。尚、本実施形態においては、スパークプラグ１の小径化を図るべく、主体金具３が小径化されている。そのため、ねじ部１５のねじ径は比較的小径（例えば、Ｍ１２以下）とされており、その結果、主体金具３の先端内周面と絶縁碍子２の先端部との間の軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った距離Ｌが比較的小さなもの（例えば、１．０ｍｍ以下）とされている。

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主体金具３に固定されている。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ガス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間には滑石（タルク）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及び滑石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、略中間部分が曲げ返されて、その先端側側面が中心電極５の先端部と対向する接地電極２７が接合されている。中心電極５の先端部と接地電極２７の先端部との間には、火花放電間隙２８が形成されており、当該火花放電間隙２８において、軸線ＣＬ１にほぼ沿った方向で火花放電が行われるようになっている。

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、鉄系素材やステンレス素材）に冷間鍛造加工等を施すことで概形を形成するとともに、貫通孔を形成する。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合金からなる直棒状の接地電極２７が抵抗溶接される。当該溶接に際してはいわゆる溶接ダレが生じるため、その溶接ダレのうち少なくとも主体金具中間体の内周面から突出する部位を除去した後、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。尚、接地電極２７の溶接に伴い生じた溶接ダレは、主体金具３の先端面から軸線ＣＬ１方向先端側へと突出する形で若干ながらも残存している。

次いで、接地電極２７の溶接された主体金具３に、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。

一方、前記主体金具３とは別に、絶縁碍子２を成形加工しておく。例えば、アルミナを主体としバインダ等を含む原料粉末を用いて、成形用素地造粒物を調製するとともに、当該成形用素地造粒物を用いてラバープレス成形を行うことで、筒状の成形体が得られる。そして、得られた成形体に対し、研削加工が施され整形されるとともに、整形されたものが焼成炉で焼成されることにより、絶縁碍子２が得られる。

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等を配置したＮｉ合金に鍛造加工を施すことで中心電極５を作製する。

次に、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、焼成炉内にて加熱されることで焼成される。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。

次いで、滑石押圧工程において、それぞれ後述する受台３１と、金具ガイド３３と、絶縁体ガイド３５と、押圧治具４１とを備える滑石プレス装置５１（図７等参照）により、絶縁碍子２と主体金具３との間に滑石２５が充填される。

滑石押圧工程においては、図２に示すように、まず、主体金具３に絶縁碍子２を挿入した上で、金属製で筒状をなす受台３１に対して、軸線ＣＬ１が鉛直方向にほぼ沿って延びるようにして主体金具３を挿通する。このとき、主体金具３は、自身の中心軸が受台３１の中心軸と一致するようにして配置される。

尚、受台３１は、搬送台３２の孔部に挿通された状態で配置されており、前記搬送台３２は、所定の搬送方向に沿って移動可能とされている。さらに、受台３１の内周下方側には、それぞれ筒状をなす金具ガイド３３と絶縁体ガイド３５とが取付けられている。

金具ガイド３３は、所定の金属材料により形成されるとともに、自身の下方に設けられた鉛直方向に沿って伸縮可能な第１の弾性部材３４により軸線ＣＬ１方向後端側（上方）へと付勢された状態となっている。また、金具ガイド３３の上面３３Ａのうち少なくとも内周側は、外周側に向けて徐々に低くなるテーパ状となっており、受台３１に主体金具３が挿通された際には、前記上面３３Ａのテーパ状部分に対して主体金具３の先端部内周が接触する。主体金具３の先端部が、上方に向けて付勢された金具ガイド３３の上面３３Ａ（テーパ状部分）に接触することで、受台３１に対する主体金具３の先端部の径方向に沿った相対移動が規制される。

加えて、図３に示すように、金具ガイド３３には、接地電極２７を挿通可能な空間である電極挿通部３３Ｓが設けられており、金具ガイド３３により主体金具３を保持する際には、前記電極挿通部３３Ｓに接地電極２７が収容される。さらに、電極挿通部３３Ｓと前記上面３３Ａとの間には、切り欠き状の凹部３３Ｈが設けられている。そして、金具ガイド３３により主体金具３を保持する際には、凹部３３Ｈにより、接地電極２７の溶接により生じた溶接ダレと金具ガイド３３との接触が回避されるようになっている。

図２に戻り、絶縁体ガイド３５は、自身の中心軸と金具ガイド３３の中心軸とが一致した状態で金具ガイド３３の内周側に配置されるとともに、所定の樹脂材料により形成されている。また、絶縁体ガイド３５の下方には、鉛直方向に沿って伸縮可能な第３の弾性部材３６が設けられており、当該第３の弾性部材３６により絶縁体ガイド３５は軸線ＣＬ１方向後端側（上方）へと付勢された状態となっている。さらに、絶縁体ガイド３５の上端部内周には、下方側に向けて内径が徐々に縮径するテーパ部３５Ａが形成されており、受台３１に主体金具３が挿通された際には、前記テーパ部３５Ａに対して絶縁碍子２の先端部外周が接触する。絶縁碍子２の先端部が、上方に向けて付勢された絶縁体ガイド３５のテーパ部３５Ａに接触することで、受台３１に対する絶縁碍子２の先端部の径方向に沿った相対移動が規制される。

尚、本実施形態では、図４に示すように、絶縁体ガイド３５の中心軸を含む断面において、前記中心軸に直交する直線Ｌ１とテーパ部３５Ａの外形線とのなす角度のうち鋭角の角度αが４５°以上８０°以下とされている。

図２に戻り、絶縁体ガイド３５は、金具ガイド３３に挿通される円筒状の筒状部３５Ｃと、筒状部３５Ｃの先端側に形成された鍔状の突出部３５Ｐとを備えている。突出部３５Ｐは、金具ガイド３３から露出するとともに、金具ガイド３３の内径よりも外径の大きくなるように構成されている。また、突出部３５Ｐは、金具ガイド３３の下端面に接触可能に構成されており、突出部３５Ｐにより、金具ガイド３３に対する絶縁体ガイド３５の上限位置が設定されている。一方で、金具ガイド３３に対する絶縁体ガイド３５の下限位置はある程度調節可能となるため、主体金具３の先端に対する絶縁碍子２の先端の突出量が異なるスパークプラグ１を製造する場合であっても、金具ガイド３３及び絶縁体ガイド３５を共通に利用可能となっている。尚、金具ガイド３３の外周面は、受台３１に対してほぼ隙間なく接触しており、金具ガイド３３及び絶縁体ガイド３５は、受台３１に対して自身の径方向に沿って相対移動不能となっている。

製造方法の説明に戻り、主体金具３を受台３１に挿通した際には、金具ガイド３３により、鍔部１６の先端面が受台３１から浮いた状態となっている。この状態において、図５に示すように、絶縁碍子２（後端側胴部１０及び大径部１１）と主体金具３との間に形成された環状の空間４０に、リング部材２３、及び、滑石２５をこの順序で配置する。

次いで、搬送台３２を移動させることにより、図６に示すように、押圧装置４１の下方へと主体金具３を搬送し、押圧装置４１の中心軸ＣＬ２と受台３１の中心軸（軸線ＣＬ１と一致する）とがほぼ一致した状態で搬送台３２を停止させる。

尚、押圧装置４１は、筒状の滑石プレス治具４２と、滑石プレス治具４２の外周に配置された筒状のプレス治具ガイド４３とを備えている。

滑石プレス治具４２は、軸線ＣＬ１方向に沿って移動することで、自身の先端部にて滑石２５を押圧するものであり、その先端部は、プレス治具ガイド４３の内部に配置されている。

プレス治具ガイド４３は、第２の弾性部材４４を介して滑石プレス治具４２に取付けられている。そして、滑石２５を押圧する際には、第２の弾性部材４４が圧縮されることで、滑石プレス治具４２の先端部がプレス治具ガイド４３の先端部に対して軸線ＣＬ１方向先端側に相対移動するように構成されている。また、プレス治具ガイド４３の先端部内周には、下方側に向けて内径が拡径する拡径部４３Ａが設けられている。そして、滑石プレス治具４２により滑石２５を押圧する際には、拡径部４３Ａが主体金具３の工具係合部１９に対して接触するようになっている。

さらに、滑石プレス治具４２の先端とプレス治具ガイド４３の先端との間の軸線ＣＬ１に沿った距離Ｘが十分に大きなものとされている。これにより、拡径部４３Ａが主体金具３に接触したときに（図７参照）、滑石プレス治具４２の先端と滑石２５との間の軸線ＣＬ１に沿った距離が、鍔部１６の先端面と受台３１との間の軸線ＣＬ１に沿った距離よりも大きくなるように構成されている。

また、前記距離Ｘを上述のように設定するとともに、各弾性部材３４，３６，４４のばね定数を調節することで、滑石プレス治具４２により滑石２５を押圧しているときの前記各弾性部材３４，３６，４４の反力が、次の関係を満たすように設定されている。すなわち、滑石２５を押圧しているときに、第２の弾性部材４４の反力が、第１の弾性部材３４の反力よりも大きくなり、第１の弾性部材３４の反力が、第３の弾性部材３６の反力よりも大きくなるように設定されている。また、滑石２５を押圧しているときにおいて、第２の弾性部材４４の反力が、第１の弾性部材３４の反力、及び、第３の弾性部材３６の反力の合計よりも大きくなるように設定されている。

滑石プレス治具４２により滑石２５を押圧するにあたっては、滑石プレス治具４２を軸線ＣＬ１方向に沿って主体金具３側へと移動させる。これにより、図７に示すように、滑石プレス治具４２とともにプレス治具ガイド４３が下方へと移動し、プレス支持ガイド４３の拡径部４３Ａが工具係合部１９に接触する。さらに、滑石プレス治具４２を下方側へと移動させ続けると、各弾性部材３４，３６，４４が圧縮され、図８に示すように、鍔部１６の先端面が受台３１に対して接触する。そして、滑石プレス治具４２をさらに下方へと移動させることで第２の弾性部材４４が一層圧縮され、図９に示すように、滑石プレス治具４２の先端部によって滑石２５が押圧される。

滑石押圧工程の後、滑石２５の軸線ＣＬ１方向後端側に位置する部位が削られた上で、滑石２５上にリング部材２４が配置される。次いで、絶縁碍子２と主体金具３とが固定される。より詳しくは、主体金具３の後端側の開口部に対して軸線ＣＬ１方向先端側に向けた荷重を加えて、当該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絶縁碍子２と主体金具３とが固定される。

そして最後に、接地電極２７を中心電極５側に屈曲させるとともに、中心電極５及び接地電極２７間の火花放電間隙２８の大きさを調節することで、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、滑石押圧工程において、絶縁体ガイド３５により絶縁碍子２の先端部が保持されるとともに、金具ガイド３３により主体金具３の先端部が保持されている。従って、絶縁碍子２の先端部や主体金具３の先端部における径方向に沿った移動を抑制することができ、絶縁碍子２の先端部と主体金具３の先端部との軸ずれ（偏心）をより確実に抑制することができる。

また、主体金具３が受台３１に挿通されたとき、鍔部１６の先端面が受台３１に接触することなく、受台３１から浮いた状態となるように構成されており、金具ガイド３３や絶縁体ガイド３５に対してより確実に主体金具３や絶縁碍子２を接触させることができる。そのため、上述した先端部における軸ずれの抑制効果をより確実に発揮させることができる。

さらに、本実施形態においては、滑石２５を押圧する前の段階で、鍔部１６の先端面と受台３１とを接触させるように構成されている。従って、滑石２５を押圧する際に、径方向に沿った主体金具３の移動を抑制することができ、絶縁碍子２の先端部と主体金具３の先端部との軸ずれを抑制できることと相俟って、絶縁碍子２の軸線ＣＬ１と主体金具３の中心軸との軸ずれや傾きを効果的に抑制することができる。その結果、絶縁碍子２の破損防止や異常放電の発生抑制を図ることができる。

加えて、絶縁体ガイド３５に設けられた突出部３５Ｐにより、金具ガイド３３に対する絶縁体ガイド３５の上限位置が設定されることとなり、金具ガイド３３に対して絶縁体ガイド３５が過度に突出してしまうという事態をより確実に防止できる。その結果、金具ガイド３３及び絶縁体ガイド３５によって、主体金具３及び絶縁碍子２をより安定した状態で保持することができる。

併せて、滑石２５を押圧しているときにおいて、第２の弾性部材４４の反力が、第１の弾性部材３４の反力、及び、第３の弾性部材３６の反力の合計よりも大きくなるように構成されている。従って、滑石２５の押圧時において、鍔部１６の先端面と受台３１とを接触させた後に、滑石プレス治具４２により滑石２５を押圧するという工程順をより確実に実現することができる。

また、本実施形態においては、滑石２５を押圧しているときにおいて、第１の弾性部材３４の反力が、第３の弾性部材３６の反力よりも大きくなるように構成されている。そのため、滑石２５の押圧時に、突出部３５Ｐによる支えを失う形で金具ガイド３３が下方へと移動してしまい、金具ガイド３３による主体金具３の保持力が低下してしまうという事態をより確実に防止できる。その結果、金具ガイド３３によって主体金具３の先端部をより安定した状態で保持することができ、主体金具３の先端部の径方向に沿った移動をより確実に抑制することができる。

さらに、テーパ部３５Ａの角度αが４５°以上８０°以下とされているため、滑石２５の押圧や絶縁碍子２の自重により絶縁体ガイド３５に加えられる下方側への力を、絶縁碍子２の先端部の径方向に沿った移動を抑制する力へと効率よく変換することができる。これにより、絶縁碍子２の先端部の径方向に沿った移動を一層確実に抑制でき、絶縁碍子２の軸線ＣＬ１と主体金具３の中心軸との軸ずれや傾きを一層効果的に抑制できる。

加えて、金具ガイド３３には凹部３３Ｈが形成されており、溶接ダレが金具ガイド３３に接触しないように構成されている。従って、溶接ダレの存在により主体金具３が傾いた状態で保持されてしまうという事態をより確実に防止でき、絶縁碍子２の軸線ＣＬ１と主体金具３の中心軸とを一層精度よく合わせることができる。

次いで、上記実施形態によって奏される作用効果を確認すべく、滑石押圧工程において、プレス治具ガイドの先端部と工具係合部との接触（Ａ）、鍔部の先端面と受台との接触（Ｂ）、及び、滑石プレス治具による滑石の押圧（Ｃ）を、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順序で行ったとき（ケース１；本発明に相当する）と、（Ａ）、（Ｃ）、（Ｂ）の順序で行ったとき（ケース２；比較例に相当する）と、（Ｃ）、（Ａ）、（Ｂ）の順序で行ったとき（ケース３；比較例に相当する）とで、得られたスパークプラグを軸線方向先端側から見たときにおける絶縁碍子の軸線と主体金具の中心軸とのずれ量を測定した。

加えて、滑石押圧工程を上述した各ケースごとに１００回ずつ行った。そして、得られたスパークプラグを観察し、滑石の押圧に伴う絶縁碍子における破損の有無を確認するとともに、破損の発生割合（破損割合）を算出した。

尚、両試験ともに、滑石の押圧は、金具ガイドや絶縁体ガイドにより主体金具の先端部や絶縁碍子の先端部の径方向に沿った相対移動を規制した上で行った。また、絶縁体ガイドのテーパ部の角度αを６０°とするとともに、金具ガイドに凹部を設け、溶接ダレが金具ガイドに接触しないようにした。

図１０に、各ケースにおける、ずれ量と破損割合とをそれぞれ示す。尚、図１０においては、ずれ量を丸印で示し、破算割合を四角で示す。

図１０に示すように、プレス治具ガイドの先端部と主体金具との接触（Ａ）、鍔部の先端面と受台との接触（Ｂ）、滑石プレス治具による滑石の押圧（Ｃ）の順序で滑石押圧工程を行ったとき（ケース１）には、ずれ量を十分に小さくできることが明らかとなった。これは、滑石を押圧する際に、受台に対して鍔部の先端面が既に接触していたため、滑石の押圧に伴う主体金具の径方向に沿った移動が効果的に抑制されたことに起因すると考えられる。

また、前記ケース１では、滑石の押圧による絶縁碍子の破損をより確実に防止できることが確認された。これは、絶縁碍子と主体金具との軸ずれ等が抑制されたことで、絶縁碍子に過度の応力が加わってしまうことを防止できたためであると考えられる。

以上の試験結果より、絶縁碍子の軸線と主体金具の中心軸との軸ずれや傾きを抑制するためには、滑石押圧工程において、プレス治具ガイドの先端部と主体金具との接触、鍔部の先端面と受台との接触、及び、滑石プレス治具による滑石の押圧をこの順序で行うことが好ましいといえる。

次に、テーパ部の角度αを種々変更した絶縁体ガイドを用いた上で、滑石押圧工程において、プレス治具ガイドの先端部と主体金具との接触、鍔部の先端面と受台との接触、及び、滑石プレス治具による滑石の押圧をこの順序で行った。そして、得られたスパークプラグを軸線方向先端側から見たときにおける絶縁碍子の軸線と主体金具の中心軸とのずれ量を測定した。図１１に、角度αとずれ量との関係を表すグラフを示す。尚、滑石の押圧は、金具ガイド等により主体金具等の先端部の径方向に沿った相対移動を規制した上で行うとともに、金具ガイドに凹部を設け、溶接ダレが金具ガイドに接触しないようにした。

図１１に示すように、角度αを４５°以上８０°以下とした絶縁体ガイドを用いた場合には、ずれ量をより確実に小さくできることが分かった。これは、角度αを上述の数値範囲としたことで、滑石の押圧や絶縁碍子の自重により絶縁体ガイドに加えられた軸線方向先端側への力が、絶縁碍子の先端部の径方向に沿った移動を抑制する力へと効率よく変換されたためであると考えられる。

上記試験の結果より、絶縁碍子の軸線と主体金具の中心軸とをより精度よく合わせるためには、テーパ部の角度αを４５°以上８０°以下とすることが好ましいといえる。

次いで、金具ガイドに凹部を設け、溶接ダレが金具ガイドに接触しないようにした上で滑石を押圧した場合（ケース４）と、金具ガイドに凹部を設けることなく、溶接ダレが金具ガイドに接触可能な状態で滑石を押圧した場合（ケース５）とで、得られたスパークプラグにおける絶縁碍子の軸線と主体金具の中心軸とのずれ量をそれぞれ測定した。図１２に、両ケースにおけるずれ量をそれぞれ示す。尚、滑石の押圧は、絶縁体ガイドにより絶縁碍子の先端部を保持した上で行い、絶縁体ガイドのテーパ部の角度αを６０°とした。

図１２に示すように、金具ガイドに凹部を設けることで、ずれ量を一層確実に小さくできることが明らかとなった。これは、溶接ダレの存在により主体金具が傾いてしまうという事態が防止され、主体金具をより安定した状態で保持できたためであると考えられる。

上記試験の結果より、絶縁碍子の軸線と主体金具の中心軸とを一層精度よく合わせるという観点から、金具ガイドに凹部を設け、金具ガイドに対する溶接ダレの接触を回避することが好ましいといえる。

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）上記実施形態におけるスパークプラグ１は、主体金具３が比較的小径化され、前記距離Ｌが比較的小さなものとされているが、本発明を用いて製造可能なスパークプラグは、特に限定されるものではない。従って、例えば、主体金具３のねじ径がＭ１２を超え、前記距離Ｌが比較的大きなスパークプラグを製造する際に、本発明を採用することとしてもよい。

（ｂ）上記実施形態では、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）。

（ｃ）上記実施形態では、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（絶縁体）
３…主体金具
４…軸孔
５…中心電極
１６…鍔部
２５…滑石
２７…接地電極
３１…受台
３３…金具ガイド
３３Ｈ…凹部
３３Ｓ…電極挿通部
３４…第１の弾性部材
３５…絶縁体ガイド
３５Ａ…テーパ部
３５Ｃ…筒状部
３５Ｐ…突出部
３６…第３の弾性部材
４２…滑石プレス治具
４３…プレス治具ガイド
４４…第２の弾性部材
５１…滑石プレス装置
ＣＬ１…軸線

Claims (6)

1. 軸線方向に貫通する軸孔を有する筒状の絶縁体と、
   前記軸孔の先端側に設けられた中心電極と、
   前記絶縁体の外周に設けられ、外周に径方向外側に膨出する鍔部を有する筒状の主体金具と、
   前記絶縁体と前記主体金具との間に充填された滑石とを備えたスパークプラグの製造方法であって、
   前記主体金具が挿通される筒状の受台と、
   前記絶縁体の先端部を保持することで、前記受台に対する前記絶縁体の先端部の径方向に沿った相対移動を規制する絶縁体ガイドと、
   前記絶縁体ガイドの外周に設けられるとともに、第１の弾性部材により前記軸線方向後端側に向けて付勢され、前記主体金具の先端部を保持する筒状の金具ガイドと、
   前記軸線方向に沿って移動可能な筒状の滑石プレス治具と、
   自身の先端部に対して前記滑石プレス治具の先端部が前記軸線方向先端側に相対移動可能な筒状のプレス治具ガイドとを備えた滑石プレス装置を用いて、
   前記絶縁体が挿通された前記主体金具を前記受台に挿通した上で、前記滑石プレス治具を移動させることにより前記滑石を押圧する滑石押圧工程を含み、
   前記滑石押圧工程では、
   前記金具ガイドにより前記鍔部の先端面を前記受台から浮かせた状態で、前記滑石プレス治具を前記主体金具側へと移動させ、
   前記プレス治具ガイドの先端部と前記主体金具の後端部との接触、前記鍔部の先端面と前記受台との接触、及び、前記滑石プレス治具による前記滑石の押圧をこの順序で行うことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
2. 前記プレス治具ガイドは、自身の先端部が前記滑石プレス治具の先端部よりも前記軸線方向後端側に位置する状態で、第２の弾性部材を介して前記滑石プレス治具に対して取付けられており、前記第２の弾性部材が圧縮されることで、自身の先端部に対して前記滑石プレス治具の先端部が前記軸線方向先端側に相対移動可能となっており、
   前記滑石プレス治具により前記滑石を押圧しているときにおいて、前記第２の弾性部材の反力が、前記第１の弾性部材の反力よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグの製造方法。
3. 前記絶縁体ガイドは、第３の弾性部材により前記軸線方向後端側に向けて付勢されるとともに、
   前記金具ガイドに挿通される筒状部と、
   前記筒状部の前記軸線方向後端側に形成され、前記金具ガイドの内径よりも外径が大きい鍔状の突出部とを備え、
   前記滑石プレス治具により前記滑石を押圧しているときに、前記第２の弾性部材の反力が、前記第１の弾性部材の反力、及び、前記第３の弾性部材の反力の合計よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のスパークプラグの製造方法。
4. 前記滑石プレス治具により前記滑石を押圧しているときに、前記第１の弾性部材の反力が、前記第３の弾性部材の反力よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載のスパークプラグの製造方法。
5. 前記絶縁体ガイドは、筒状をなすとともに、上端部内周に下方側に向けて内径が縮径するテーパ部を備え、
   前記絶縁体ガイドの中心軸を含む断面において、前記中心軸に直交する直線と前記テーパ部の外形線とのなす角のうち鋭角の角度が４５°以上８０°以下とされる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の製造方法。
6. 前記スパークプラグにおいては、前記主体金具の先端部に棒状の接地電極が溶接されており、
   前記金具ガイドは、
   前記接地電極を挿通可能な電極挿通部と、
   前記主体金具に対する前記接地電極の溶接により生じた溶接ダレとの接触を回避するための凹部とを備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスパークプラグの製造方法。

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