JP2016131994A - 主体金具製造装置及び主体金具製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】点火プラグをシリンダヘッドに取り付けた際に発火電極の方向をシリンダヘッドに対して揃える。
【解決手段】主体金具製造装置は、自動車の点火プラグ１００に用いられ、中空形状からなり発火電極２５を含む主体金具２０を製造するものであり、主体金具ブランク２０ａから主体金具２０を製造する。主体金具製造装置は、主体金具ブランク２０ａの長手方向に延在する軸を中心とした回転方向において、発火電極２５の位置決めを行う回転方向位置決め部と、主体金具ブランク２０ａにネジ山を転造する複数の転造ダイス３２０と、回転方向位置決め部によって位置決めされた主体金具ブランク２０ａを保持し、複数の転造ダイス３２０の間に位置付ける搬送保持部２２０と、を備えている。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動車の点火プラグに用いられ、中空形状からなり発火電極を含む主体金具を製造する主体金具製造装置及び主体金具製造方法に関する。

従来から、レシプロエンジン、ロータリーエンジン、ジェットエンジンやガスタービン等の熱機関又はプラズマ装置において用いられる点火装置に適用する点火プラグが知られている（特許文献１参照）。

この点火プラグは、筒状をなす絶縁体としての絶縁部と、これを保持する筒状の主体金具とを有している。また、絶縁部には、軸線方向に延びる軸孔が貫通形成されており、当該軸孔の先端側には中心電極が挿設されている。また、中心電極は、棒状となっており、絶縁部の先端から突出している。また、主体金具は、低炭素鋼等の金属により筒状に形成されており、その外周面には点火プラグを内燃機関や燃料電池改質器等の取付孔に取付けるためのネジ部が形成されている。また、主体金具の先端側には、中心電極に向かって屈曲した発火電極が設けられている。

特開２０１４−１５００６５号公報

しかしながら、従来では、点火プラグの外周面に形成されるネジ部の始点及び終点の位置は何等考慮されることなくネジが切られていたことから、点火プラグにおける発火電極の位置と、エンジンに設けられた排気口及び吸気口の位置とが、製造される点火プラグ毎に異なる可能性があった。

本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、点火プラグをシリンダヘッドに取り付けた際に発火電極の方向をシリンダヘッドに対して揃えることで、シリンダー内での吸気から排気までの流れを整流化して燃焼効率を向上させることができる主体金具製造装置及び主体金具製造方法を提供する。

本発明による主体金具製造装置は、
自動車の点火プラグに用いられ、中空形状からなり発火電極を含む主体金具を製造する主体金具製造装置において、主体金具ブランクから前記主体金具を製造する主体金具製造装置であって、
前記主体金具ブランクの長手方向に延在する軸を中心とした回転方向において、前記発火電極の位置決めを行う回転方向位置決め部と、
前記主体金具ブランクにネジ山を転造する複数の転造ダイスと、
前記回転方向位置決め部によって位置決めされた前記主体金具ブランクを保持し、複数の前記転造ダイスの間に位置付ける搬送保持部と、
を備える。

本発明による主体金具製造装置において、
前記回転方向位置決め部は、前記発火電極が通過する溝部を有する定配部を含んでもよい。

本発明による主体金具製造装置において、
前記搬送保持部は、前記定配部に配置された前記主体金具ブランクを保持してから、前記主体金具ブランクに転造ダイスが接触するまでの間、前記主体金具ブランクの前記回転方向における位置を固定し続けてもよい。

本発明による主体金具製造装置は、
前記定配部に配置された前記主体金具ブランクを保持した後であって前記主体金具ブランクを複数の前記転造ダイスの間に位置付ける前に、前記主体金具ブランクの位置を検出する位置検出部をさらに備えてもよい。

本発明による主体金具製造装置において、
前記搬送保持部は、前記回転方向位置決め部によって位置決めされた前記主体金具ブランクに前記転造ダイスが接触するまでの間、前記主体金具ブランクの前記回転方向における位置を固定し続けてもよい。

本発明による主体金具製造装置において、
前記転造ダイスは３つ以上設けられ、
各転造ダイスが同じ距離移動されることで、各転造ダイスの前記主体金具ブランクへの当接が同時に開始されてもよい。

本発明による主体金具製造装置は、
前記転造ダイスの回転開始位置を調整するためのサーボタイプ型電動機をさらに備えてもよい。

本発明による主体金具製造方法は、
自動車の点火プラグに用いられ、中空形状からなり発火電極を含む主体金具を製造する主体金具製造方法において、主体金具ブランクから前記主体金具を製造する主体金具製造方法であって、
前記主体金具ブランクの長手方向に延在する軸を中心とした回転方向において、前記発火電極の位置決めを行うことと、
前記回転方向において位置決めされた前記主体金具ブランクを、複数の転造ダイスの間に位置付けることと、
複数の転造ダイスによって、前記主体金具ブランクにネジ山を転造することと、
を備える。

本発明によれば、回転方向位置決め部によって、主体金具ブランクの長手方向に延在する軸を中心とした回転方向において発火電極の位置決めが行われ、搬送保持部によって、回転方向位置決め部によって位置決めされた主体金具ブランクが保持されて、複数の転造ダイスの間に位置付けられる。このため、発火電極に対して所定の位置から主体金具ブランクの外周面にネジ山の転造を開始することができ、所定の位置でネジ山の転造を終了させることができる。したがって、点火プラグをシリンダヘッドに取り付けた際に、発火電極の方向をシリンダヘッドに対して揃えることができる。この結果、シリンダー内での吸気から排気までの流れを整流化することができ、燃焼効率を向上させることができる。

図１は、点火プラグの配置状態を説明するための正面断面図である。 図２は、点火プラグの一般的な態様を説明するための正面図である。 図３は、本発明の実施の形態による主体金具製造装置の構成を説明するための図である。 図４は、本発明の実施の形態による離隔位置にある転造ダイスを示す上方図である。 図５は、本発明の実施の形態による当接位置にある転造ダイスを示す上方図である。 図６は、本発明の実施の形態による転造ダイスの縦断面を示す縦断面図である。 図７は、本発明の実施の形態による転造ダイスの移動態様を示す概略図である。 図８は、本発明の実施の形態による転造ダイスと装着軸との接続態様を説明するための上方図である。

実施の形態
以下、本発明に係る主体金具製造装置及び主体金具製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図８は本発明の実施の形態を示す図である。

本実施の形態の主体金具製造装置は、主体金具ブランク２０ａから主体金具２０を製造するためのものである（図３参照）。とりわけ、本実施の形態の主体金具製造装置は、自動車の点火プラグ１００に用いられ、中空形状からなり発火電極２５を含む主体金具２０を製造するためのものである。

点火プラグ１００はエンジンに設けられるものである。図１に示すように、エンジンは、排気カムシャフト１１０と、吸気カムシャフト１２０と、排気カムシャフト１１０に連結された排気バルブ１３０と、吸気カムシャフト１２０に連結された吸気バルブ１３５と、排気バルブ１３０及び吸気バルブ１３５が当接するピストン１４０と、ピストン１４０に連結されたコネクティングロッド１５０と、コネクティングロッド１５０に連結されたクランクシャフト１６０と、排気カムシャフト１１０と吸気カムシャフト１２０との間に設けられた点火プラグ１００と、を備えている。図２に示すように、点火プラグ１００は、絶縁部１０と、中空形状からなり絶縁部１０を保持する筒状の主体金具２０とを有する。

絶縁部１０には、軸線方向（図２の上下方向）に延びる軸孔が貫通形成されており、当該軸孔の先端側には中心電極１５が挿設されている。また、中心電極１５は、棒状となっており、主体金具２０の先端（図２の下端）から突出している。

軸孔の後端側（図２の上端側）には、所定の金属（例えば、低炭素鋼等）からなる棒状の端子電極１６が設けられている。端子電極１６は、その後端部が絶縁部１０の後端から露出しており、端子電極１６の後端部に対して電力供給用の端子が接続されるようになっている。

中心電極１５と端子電極１６との間には、図示しない抵抗体が配設されている。当該抵抗体の両端部は、導電性のガラスシール層を介して、中心電極１５と端子電極１６とにそれぞれ電気的に接続されている。

主体金具２０は、低炭素鋼等の金属により筒状に形成されており、その外周面には点火プラグ１００を内燃機関や燃料電池改質器等の取付孔に取付けるためのネジ部２１が形成されている。また、ネジ部２１よりも後端側には径方向外側に突出する座部２２が形成されている。さらに、主体金具２０の後端側には、主体金具２０を内燃機関等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係合部２３が設けられている。また、主体金具２０の先端側には、中心電極１５に向かって屈曲した発火電極２５が設けられている。なお、発火電極２５は必ずしも中心電極１５に向かって屈曲している必要はなく、例えば直線状に突出しているような態様であってもよい。

次に、図３乃至図８を用いて、上述した自動車用の点火プラグ１００に用いられる主体金具２０の製造するための主体金具製造装置について説明する。主体金具ブランク２０ａの外周面にはネジ山は未だ形成されていない。

主体金具製造装置は、主体金具ブランク２０ａの長手方向に延在する軸（図２の上下方向に延在する軸）を中心とした回転方向において、発火電極２５の位置決めを行う回転方向位置決め部を備えている。本実施の形態の回転方向位置決め部は、発火電極２５を水平方向の所定方向に沿って案内することで発火電極２５の位置決めを行う溝部２１１を有する定配部２１０となっている。この溝部２１１内で発火電極２５が案内されて通過することで、主体金具ブランク２０ａの発火電極２５の位置決めが行われる。そして、このように回転方向の位置が決められた主体金具ブランク２０ａの上部を固定する拘束部２１２が定配部２１０に含まれている。ちなみに、溝部２１１内に発火電極２５を挿入する前に、主体金具ブランク２０ａの回転方向における位置をある程度位置決めするための仮位置決め部が設けられてもよい。このような仮位置決め部を採用することで、より確実に、主体金具ブランク２０ａの回転方向における位置決めを溝部２１１で正確に行うことができる。

主体金具製造装置は、定配部２１０によって、軸を中心とした回転方向の位置が決められた主体金具ブランク２０ａを保持し、複数の転造ダイス３２０の間に位置付ける搬送保持部２２０を備えている。本実施の形態の搬送保持部２２０は、主体金具ブランク２０ａを上方から保持して搬送する態様となっており、一例として、ロボットハンドからなっている。

本実施の形態の搬送保持部２２０は、定配部２１０に配置された主体金具ブランク２０ａの上端を保持してから、主体金具ブランク２０ａに転造ダイス３２０が接触するまでの間、主体金具ブランク２０ａの回転方向における位置を固定し続ける（回転固定し続ける）ようになっている。

また、定配部２１０に配置された主体金具ブランク２０ａを保持した後であって主体金具ブランク２０ａを複数の転造ダイス３２０の間に位置付ける前に、主体金具ブランク２０ａの位置を検出する位置検出部２６０が設けられている。この位置検出部２６０は、例えば、主体金具ブランク２０ａの上端位置及び／又は下端位置を検出することで、主体金具ブランク２０ａの上下方向の位置を検出するようになっている。また、位置検出部２６０は、主体金具ブランク２０ａの水平方向の位置を検出するようになっていてもよい。この位置検出部２６０による検出結果は、後述する制御部３６０に送信されるようになっている。そして、この検出結果を受信した制御部３６０は、搬送保持部２２０の上下方向及び／又は水平方向の位置を制御して、主体金具ブランク２０ａの上下方向及び／又は水平方向の位置を所定位置に位置づけるようになっていてもよい。

上述したように搬送保持部２２０によって、主体金具ブランク２０ａの上下方向の位置が所定位置に位置づけられると、搬送保持部２２０が予め定まった一定量だけ下方に移動し、主体金具ブランク２０ａが複数の転造ダイス３２０の間に位置付けられる。このように予め定まった一定量だけ搬送保持部２２０が下方に移動することで、主体金具ブランク２０ａは、転造ダイス３２０に対して常に同じ高さ位置に位置づけられることになる。

このように主体金具ブランク２０ａが複数の転造ダイス３２０の間に位置付けられると、当該主体金具ブランク２０ａに複数（本実施の形態では３つ）の転造ダイス３２０の当接が同時に開始されてネジ山が転造される。つまり、本実施の形態では、３つの転造ダイス３２０が初期位置から同じ距離移動されることで、３つの転造ダイス３２０の主体金具ブランク２０ａへの当接が同時に開始され、各転造ダイス３２０によってネジ山の転造が行われる。なお、主体金具ブランク２０ａに転造ダイス３２０が接触すると、主体金具ブランク２０ａは転造ダイス３２０によって連れまわし回転され、ネジ山が転造されることになる。

主体金具ブランク２０ａに転造ダイス３２０が接触する際又は主体金具ブランク２０ａに転造ダイス３２０が接触するのに先立って、各転造ダイス３２０は所定の初期位置に位置付けられ、各転造ダイス３２０が所定の初期位置に位置付けられた状態で、主体金具ブランク２０ａに各転造ダイス３２０が接触してネジ山の転造が開始されるようにしてもよい。また、各転造ダイス３２０が回転されている状態であっても、所定のタイミングで主体金具ブランク２０ａが転造ダイス３２０の間に挿入され、各転造ダイス３２０の所定の初期位置からネジ山の転造が開始されるようにしてもよい。なお、このように各転造ダイス３２０が回転されている状態で主体金具ブランク２０ａが転造ダイス３２０の間に挿入される態様を採用する場合には、「所定のタイミング」を取るために、転造ダイス３２０の回転速度が、主体金具ブランク２０ａにネジ山を転造する際と比較して低速になってもよい。

このようにネジ山が転造されると、主体金具ブランク２０ａが主体金具２０となる。この主体金具２０は搬送保持部２２０によって搬送されて、ベルトコンベア等の搬送部２７０上に載置される。図３に示すように、このように搬送部２７０に載置された主体金具２０の各々に関して正常にネジ山が形成されているかを検査するためのネジ山検査部２８０が設けられてもよい。

上述した転造ダイス３２０はネジ転造盤に含まれている。以下では、このネジ転造盤について説明する。

ネジ転造盤は、図４乃至図６に示すように、ネジ山を有する例えば三個の丸形ダイスからなる転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃと、各転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを保持して固定する装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃと、各装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃに回転駆動軸３５１を介して連結され、当該装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃを回転させることによって転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを回転開始位置に位置づける回転駆動部３５０と、を備えている。

なお、図６においては、装着軸３０４ａを駆動する一つの回転駆動部３５０のみを示しているが、装着軸３０４ｂ，３０４ｃの各々にも、これらを独立して駆動する回転駆動部３５０が回転駆動軸３５１を介して設けられている。

図６に示すように、ネジ転造盤は、各回転駆動部３５０にパルス信号を供給することによって、装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃの各々を所定の位置に位置づける制御部３６０と、装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃによって保持される転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃに対応した回転開始位置を記憶する記憶部３６５と、をさらに備えている。

また、転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃは、装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃに対して、キー又はスプラインにより嵌合されて固定されている（図８参照）。すなわち、装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃにキーが設けられている場合には、転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃにキー溝が設けられており、装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃにスプライン軸が設けられている場合には、転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃにスプライン溝が設けられている。なお、本実施の形態では、装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃにキー３０４ｋが設けられ、転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃにキー溝３２０ｋが設けられている態様を用いて説明する（図８参照）。

なお、 図８においては、装着軸３０４ａと、この装着軸３０４ａに設けられた転造ダイス３２０ａのみを図示しているが、装着軸３０４ｂ，３０４ｃと、これら装着軸３０４ｂ，３０４ｃに設けられた転造ダイス３２０ｂ，３２０ｃも同様の構成になっている。また、装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃに固定された転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃは、反時計回りの方向で回転される。

図４乃至図６に示すように、装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃは、第一リンク３３１に回転可能に保持されている。そして、この第一リンク３３１は、第一リンク３３１を貫通した第一軸３０５を中心として回転自在となっている（図６参照）。また、装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃは、第二リンク３３２に回転可能に保持されている。そして、この第二リンク３３２は、第二リンク３３２を貫通した第二軸３０６を中心として回転自在となっている。なお、第一軸３０５はフレーム３１２に回転可能に固定され、第二軸３０６は回転駆動リンク３１１に連結されている。

図６に示すように、回転駆動部３５０は、サーボタイプ型電動機３１０と、このサーボタイプ型電動機３１０によって回転される歯車３５３とを有している。なお、この歯車３５３は回転駆動軸３５１を介して装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃに連結され、歯車３５３が回転されることによって装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃが回転されることとなる。

また、図４及び図５に示すように、回転駆動リンク３１１には直動駆動バー３４０が連結され、直動駆動バー３４０が直線運動することによって、三個の転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃが救心移動及び離隔移動するようになっている。なお、この直動駆動バー３４０には、図６に示すように、スクリュー機構３４６を介してサーボタイプ型電動機３４５が設けられている。このスクリュー機構３４６は、サーボタイプ型電動機３４５の回転運動を直動に変換する。

ここで、スクリュー機構３４６を介して設けられたサーボタイプ型電動機３４５と、直動駆動バー３４０と、直動駆動バー３４０に連結された回転駆動リンク３１１と、第二軸３０６と、第二リンク３３２とによって、転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを搬送保持部２２０に保持された主体金具ブランク２０ａに向かって移動させる移動機構が構成されている。

また、制御部３６０は、移動機構のサーボタイプ型電動機３４５にパルス信号を供給することによって、転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ間の距離を調整するように構成されている。

なお、一の転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを、隣接する他の転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃに対して、１／３（１／ｎ：ｎは用いられる転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ（装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃ）の個数）だけ回転させることによって（進めるか、後退させるかによって）ピッチ合わせを行うことができる。より具体的には、装着軸３０４ａのネジ山の切り込み開始位置から、主体金具ブランク２０ａの長手方向においてピッチ×１／３だけ移動した点が、隣接する装着軸３０４ｂのネジ山の切り込み開始位置となり、装着軸３０４ａのネジ山の切り込み開始位置から、主体金具ブランク２０ａの長手方向においてピッチ×２／３だけ移動した点が、隣接する装着軸３０４ｃのネジ山の切り込み開始位置となればよい。

ここで、一の転造ダイス３２０（例えば、転造ダイス３２０ａ）が隣接する他の転造ダイス３２０（例えば、転造ダイス３２０ｂ）に対して、正確に１／３だけずれていないと、一の転造ダイス３２０（転造ダイス３２０ａ）によって主体金具ブランク２０ａに設けられた條痕と、他の転造ダイス３２０（転造ダイス３２０ｂ）によって設けられた條痕とが一致せず、ピッチがずれてしまう。他方、一の転造ダイス３２０（転造ダイス３２０ａ）が隣接する他の転造ダイス３２０（転造ダイス３２０ｂ）に対して、正確に１／３だけずれていると、一の転造ダイス３２０（転造ダイス３２０ａ）によって主体金具ブランク２０ａに設けられた條痕と、他の転造ダイス３２０（転造ダイス３２０ｂ）によって設けられた條痕とが一致する（図６参照）。

次に、寸法と形状が、ネジ山の位置を含め、全く同じ構造からなる三個の転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃの位置合わせを行う方法について説明する。

まず、三個の転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを準備する（ダイス準備工程）（図７参照）。

次に、これら三個の転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃが装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃに装着される（ダイス装着工程）（図４及び図７参照）。このとき、装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃにキー３０４ｋが設けられ、転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃにキー溝３２０ｋが設けられているので、転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃを装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃに対して、同じ位置に位置づけることができる（図８参照）。また、このとき、搬送保持部２２０によって試験用ブランクが保持される（ブランク装着工程）（図４及び図７参照）。

次に、サーボタイプ型電動機３４５による回転運動がスクリュー機構３４６を介して直動に変換されて、直動駆動バー３４０が回転駆動リンク３１１に向かって押し込まれる（図４の左側に押し込まれる）（図４及び図６参照）。このように直動駆動バー３４０の直動をサーボタイプ型電動機３４５による回転運動によって制御することができるので、直動駆動バー３４０を精密に制御することができ、ミクロンオーダーの位置決めを行うことができる。このため、転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ間の軸間距離を正確に調整することができる。

このように直動駆動バー３４０が回転駆動リンク３１１に向かって押し込まれることによって、三個の転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃが、中心方向へ、同時にかつ動速度で同じ距離移動される（図３及び図４参照）。具体的には、まず、回転駆動リンク３１１がフレーム３１２に対して反時計回りの方向に回転される。そして、第二リンク３３２が第二軸３０６を中心として反時計回りに回転され、転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃが主体金具ブランク２０ａに向かって救心移動され、当接されて押しつけられる（ダイス当接工程）（図４、図５及び図７参照）。

次に、各装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃが、回転駆動部３５０によって正方向にゆっくりと低速で１／３だけ回転される（転造工程）（図５及び図７参照）。このときの転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃに加わる転造圧力は、装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃから第一軸３０５を経てフレーム３１２に伝わる。その後、各装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃが、回転駆動部３５０によって正方向と逆方向に回転されてから、試験用ブランクが取り出される（ブランク取出工程）。そして、直動駆動バー３４０が回転駆動リンク３１１から離れる方向に移動され（図４の右側に移動され）、各転造ダイス３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃが離隔される（離隔工程）。

次に、試験用ブランクについた條痕を拡大鏡等で検査する（検査工程）。

このとき、試験用ブランクにつけられた條痕のずれが無くなり條痕が連なっていれば（ピッチずれなしならば）、作業は終了する。他方、試験用ブランクにつけられた條痕がずれて連ならない場合（ピッチずれありの場合）には、制御部３６０から各回転駆動部３５０にパルス信号が送信され、このパルス信号のパルス数に応じて各装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃが回転されて、装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃの回転開始位置が調整される（回転開始位置調整工程）。

後は、上述した、ブランク装着工程から検査工程までが繰り返し行われる。なお、回転開始位置調整工程において、回転駆動部３５０に供給されるパルス信号のパルス数は、検査工程の結果を受けて、適宜調整される。

ところで、上述した回転駆動部３５０の回転運動や、直動駆動バー３４０を直動させるサーボタイプ型電動機３４５による回転運動は、操作者が電気操作盤（図示せず）を用いてコントロールすることができる。なお、回転駆動部３５０の回転運動の制御は、サーボタイプ型電動機３１０に組み込まれたエンコーダ（図示せず）や装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃに組み込まれたセンサー（図示せず）からの信号を受けて行われ、サーボタイプ型電動機３４５による回転運動の制御は、直動駆動バー３４０やスクリュー機構３４６に取り付けられたセンサー（図示せず）からの信号を受けて行われる。

以上のように、本実施の形態によれば、制御部３６０が、各回転駆動部３５０にパルス信号を供給することによって、装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃの各々の位置合わせをするので、確実に装着軸３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃの位置合わせを行うことができる。

次に、上述した主体金具製造装置を用いた主体金具製造方法の一例について説明する。

まず、複数の主体金具ブランク２０ａが準備される。

そして、仮位置決め部によって主体金具ブランク２０ａの位置決めをある程度行い、その後、各主体金具ブランク２０ａの発火電極２５が定配部２１０の溝部２１１内に載置される。このように主体金具ブランク２０ａの発火電極２５が定配部２１０の溝部２１１内に載置され、発火電極２５が水平方向の所定方向に沿って案内されることで、発火電極２５の位置決めが行われる。

次に、定配部２１０に配置された主体金具ブランク２０ａの上端部が拘束部２１２で拘束された後で、搬送保持部２２０によって保持され、定配部２１０から主体金具ブランク２０ａが取り出されて、複数の転造ダイス３２０の間に形成された間隙の上方に位置づけられる。

この際、位置検出部２６０によって、主体金具ブランク２０ａの上下方向の位置及び水平方向の位置が検出される。そして、主体金具ブランク２０ａの上下方向の位置及び／又は水平方向の位置がずれている場合には、搬送保持部２２０の位置が制御され、所定の位置に位置づけられる。

次に、搬送保持部２２０が、主体金具ブランク２０ａを下方に移動させ、主体金具ブランク２０ａを複数の転造ダイス３２０の間に位置付ける。

その後、主体金具ブランク２０ａに複数（本実施の形態では３つ）の転造ダイス３２０が同時に当接されてネジ山が転造される。つまり、複数の転造ダイス３２０が初期位置から同じ距離移動されることで、各転造ダイス３２０の主体金具ブランク２０ａへの当接が同時に開始され、各転造ダイス３２０によってネジ山の転造が行われる。

なお、本実施の形態では、少なくとも、定配部２１０に配置された主体金具ブランク２０ａの上端部が搬送保持部２２０によって保持されてから、主体金具ブランク２０ａに転造ダイス３２０が接触するまでの間、搬送保持部２２０の回転方向の位置は固定（回転固定）され続けている。そして、主体金具ブランク２０ａに転造ダイス３２０が接触すると、主体金具ブランク２０ａは転造ダイス３２０によって連れまわし回転され、主体金具ブランク２０ａにネジ山が転造され、主体金具２０が製造されることになる。

製造された主体金具２０は搬送保持部２２０によって搬送されて、ベルトコンベア等の搬送部２７０上に載置される。このように搬送部２７０に載置された主体金具２０は搬送部２７０によって搬送され、ネジ山検査部２８０で検査された結果、正常にネジ山が形成されていない場合には、当該主体金具２０は搬送部２７０から除去される。

≪効果≫
次に、上述した構成からなる本実施の形態による効果であって、未だ述べられていない効果又は特に重要な効果について説明する。

本実施の形態によれば、回転方向位置決め部である定配部２１０によって、主体金具ブランク２０ａの長手方向に延在する軸を中心とした回転方向において発火電極２５の位置決めが行われ、搬送保持部２２０によって、定配部２１０によって位置決めされた主体金具ブランク２０ａが保持されて、複数の転造ダイス３２０の間に位置付けられる。このため、発火電極２５に対して所定の位置から主体金具ブランク２０ａの外周面にネジ山の転造を開始することができ、所定の位置でネジ山の転造を終了させることができる。したがって、点火プラグ１００をシリンダヘッドに取り付けた際に、発火電極２５の方向をシリンダヘッドに対して揃えることができる。この結果、シリンダー内での吸気から排気までの流れを整流化することができ、燃焼効率を向上（一例としては３〜５％向上）させることができる。本実施の形態のような態様を採用しない場合には、吸気バルブ１３５によって覆われる吸気口及び排気バルブ１３０によって覆われる排気口（図１参照）に対する発火電極２５の相対的位置が点火プラグ１００毎に異なる可能性があり、シリンダー内での吸気から排気までの流れを整流化することが困難となる。他方、本実施の形態によれば、吸気バルブ１３５によって覆われる吸気口及び排気バルブ１３０によって覆われる排気口に対する発火電極２５の相対的位置を常に同じ位置又は概ね同じ位置にすることができるので、シリンダー内での吸気から排気までの流れを整流化することができ、ひいては、燃焼効率を向上させることができる。

本実施の形態において、回転方向位置決め部が定配部２１０からなり、発火電極２５を溝部２１１内で通過させることで、主体金具ブランク２０ａの長手方向に延在する軸を中心とした回転方向において発火電極２５の位置決めを行う態様を採用する場合には、単純な態様で発火電極２５の位置決めを行うことができる。このため、メンテナンスしやすく、かつ、低コストで、燃焼効率を向上可能な点火プラグ１００を提供することができる。

本実施の形態のロボットハンド等からなる搬送保持部２２０は、定配部２１０に配置された主体金具ブランク２０ａの上端を保持してから、主体金具ブランク２０ａに転造ダイス３２０が接触するまでの間、主体金具ブランク２０ａの回転方向における位置を固定し続ける。このため、定配部２１０での正確な位置決めを活用して、常に、発火電極２５に対して所定の位置から主体金具ブランク２０ａの外周面にネジ山の転造を開始することができ、所定の位置でネジ山の転造を終了させることを期待できる。

ちなみに、搬送保持部２２０は、定配部２１０に配置された主体金具ブランク２０ａを保持してから、一定の角度（例えば１８０度や９０度）回転させた後で、主体金具ブランク２０ａを複数の転造ダイス３２０の間に位置付けるようにしてもよい。このような態様を採用した場合には、搬送保持部２２０によって回転方向の位置決めが行われてから転造ダイス３２０が主体金具ブランク２０ａに接触するまでの間、主体金具ブランク２０ａの回転方向における位置を固定し続けるようにすればよい。なお、このような態様と比較して本実施の形態の態様によれば、定配部２１０による位置決め結果をそのまま利用することができる点で優れている。

また、定配部２１０のようなものを採用することなく、搬送保持部２２０が主体金具ブランク２０ａを保持した後で、主体金具ブランク２０ａの発火電極２５の位置を検出し、主体金具ブランク２０ａの長手方向に延在する軸を中心とした回転方向において発火電極２５の位置が所定の位置になるようにしてもよい。このような態様を採用した場合にも、搬送保持部２２０によって回転方向の位置決めが行われてから転造ダイス３２０が主体金具ブランク２０ａに接触するまでの間、主体金具ブランク２０ａの回転方向における位置を固定し続けるようにすればよい。なお、このような態様と比較して本実施の形態の定配部２１０を採用した場合には、発火電極２５の位置を検出するためのセンサを設ける必要がない点で優れている。また、発火電極２５の位置を回転して調整しなくてもよい点でも優れている。

本実施の形態で、定配部２１０に配置された主体金具ブランク２０ａを保持した後であって主体金具ブランク２０ａを複数の転造ダイス３２０の間に位置付ける前に、主体金具ブランク２０ａの位置を検出する位置検出部２６０を採用した場合には、複数の転造ダイス３２０によるネジ山の転造の直前に複数の転造ダイス３２０を正確に位置づけることができる。位置検出部２６０で主体金具ブランク２０ａの水平方向の位置を検出することで、複数の転造ダイス３２０を用いて主体金具ブランク２０ａの外周面にネジを切る場合であっても、各転造ダイス３２０によって形成されるネジ山がずれないようにすることができる。また、位置検出部２６０で主体金具ブランク２０ａの上下方向の位置を検出することで、主体金具ブランク２０ａの長手方向（図２の上下方向）において、発火電極２５に対して所定の位置から主体金具ブランク２０ａの外周面にネジ山の転造を開始し、所定の位置でネジ山の転造を終了させることができる。このため、点火プラグ１００をシリンダヘッドに取り付けた際に、点火プラグ１００の長手方向における発火電極２５の位置を所望の位置に位置づけることができ、シリンダー内での吸気から排気までの流れをより整流化することができ、燃焼効率をさらに向上させることができる。

転造ダイス３２０を３つ以上とすることで、各転造ダイス３２０から主体金具ブランク２０ａに加わる圧力を低減することができる。このため、中空形状となっており剛性が比較的弱い主体金具ブランク２０ａであっても、ネジ山を転造している間に変形してしまう可能性を極力なくすことができる。また、転造ダイス３２０を４つ以上とすると主体金具ブランク２０ａに加わる圧力をより低減することができるが、他方で、各転造ダイス３２０の回転開始位置を調整する手間がかかってしまったり、各転造ダイス３２０によって形成されるネジ山がずれてしまったりする可能性がある。この点、３つの転造ダイス３２０を用いるようにすることで、中空形状になり剛性が比較的弱い主体金具ブランク２０ａが変形してしまう可能性を極力減らしつつ、各転造ダイス３２０の回転開始位置を比較的容易に調整し、かつ、各転造ダイス３２０によって形成されるネジ山がずれてしまう可能性も減らすことができる。

また、本実施の形態では、各転造ダイス３２０の回転開始位置を調整するためにサーボタイプ型電動機３１０が用いられている。このため、容易かつ精度よく、各転造ダイス３２０の回転開始位置を調整することができ、ひいては、各転造ダイス３２０によって形成されるネジ山がずれてしまう可能性を低減することができる。また、本実施の形態では、サーボタイプ型電動機３４５が採用されているので、水平方向の各転造ダイス３２０の位置も容易に微調整することができる。

なお、各転造ダイス３２０の回転開始位置を調整する際に利用される撮像部が設けられていてもよい。このような撮像部が設けられている場合には、ネジが切られた試験用ブランクを拡大して表示部に表示し、どのような態様でネジ山がずれているのかを容易に確認することができる。また、表示部で表示された静止画像又は動画像から、各転造ダイス３２０によって形成されたネジ山のずれを自動で算出するようにしてもよく、この算出結果に基づいて、各転造ダイス３２０の回転開始位置が自動で調整されるようになっていてもよい。

上述した各実施の形態の記載及び図面の開示は、特許請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した実施の形態の記載又は図面の開示によって特許請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。

２０ 主体金具
２０ａ 主体金具ブランク
２５ 発火電極
１００ 点火プラグ
２１０ 定配部
２２０ 搬送保持部
２６０ 位置検出部
２７０ 搬送部
２８０ ネジ山検査部
３２０ 転造ダイス

Claims (8)

1. 自動車の点火プラグに用いられ、中空形状からなり発火電極を含む主体金具を製造する主体金具製造装置において、主体金具ブランクから前記主体金具を製造する主体金具製造装置であって、
   前記主体金具ブランクの長手方向に延在する軸を中心とした回転方向において、前記発火電極の位置決めを行う回転方向位置決め部と、
   前記主体金具ブランクにネジ山を転造する複数の転造ダイスと、
   前記回転方向位置決め部によって位置決めされた前記主体金具ブランクを保持し、複数の前記転造ダイスの間に位置付ける搬送保持部と、
   を備えたことを特徴とする主体金具製造装置。
2. 前記回転方向位置決め部は、前記発火電極が通過する溝部を有する定配部を含むことを特徴とする請求項１に記載の主体金具製造装置。
3. 前記搬送保持部は、前記定配部に配置された前記主体金具ブランクを保持してから、前記主体金具ブランクに転造ダイスが接触するまでの間、前記主体金具ブランクの前記回転方向における位置を固定し続けることを特徴とする請求項２に記載の主体金具製造装置。
4. 前記定配部に配置された前記主体金具ブランクを保持した後であって前記主体金具ブランクを複数の前記転造ダイスの間に位置付ける前に、前記主体金具ブランクの位置を検出する位置検出部をさらに備えたことを特徴とする請求項２又は３のいずれかに記載の主体金具製造装置。
5. 前記搬送保持部は、前記回転方向位置決め部によって位置決めされた前記主体金具ブランクに前記転造ダイスが接触するまでの間、前記主体金具ブランクの前記回転方向における位置を固定し続けることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の主体金具製造装置。
6. 前記転造ダイスは３つ以上設けられ、
   各転造ダイスが同じ距離移動されることで、各転造ダイスの前記主体金具ブランクへの当接が同時に開始されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の主体金具製造装置。
7. 前記転造ダイスの回転開始位置を調整するためのサーボタイプ型電動機をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の主体金具製造装置。
8. 自動車の点火プラグに用いられ、中空形状からなり発火電極を含む主体金具を製造する主体金具製造方法において、主体金具ブランクから前記主体金具を製造する主体金具製造方法であって、
   前記主体金具ブランクの長手方向に延在する軸を中心とした回転方向において、前記発火電極の位置決めを行うことと、
   前記回転方向において位置決めされた前記主体金具ブランクを、複数の転造ダイスの間に位置付けることと、
   複数の転造ダイスによって、前記主体金具ブランクにネジ山を転造することと、
   を備えたことを特徴とする主体金具製造方法。