JP4880563B2 - スパークプラグ用の主体金具の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンに取付けられるスパークプラグ（点火栓）の主要部品である主体金具を製造する方法に関し、具体的には筒状をなす主体金具を素材から冷間鍛造によって製造する方法に関する。

図６は、この種のスパークプラグ１の一例を概略構成半断面図で示したものである。このスパークプラグ１は、金属製の主体金具２、筒状の絶縁碍子５、そして、同碍子の内部に配置された中心電極７等から構成されている。このようなスパークプラグ１を構成する主体金具２は、その全体が同図に示されるような径違い（異径）の筒状をなし、本例のものでは相対的に、先端（図示下端）寄り部位が小径筒部２ａをなし、後端（図示上端）寄り部位が大径筒部２ｂをなしている。そして、小径筒部２ａの外周面には、シリンダヘッドへのねじ込み用のネジ部２１を備えており、内周面には主体金具２の後端側から挿入される絶縁碍子５を支持するため、内向きに突出する環状凸部２５が周方向に沿って所定幅Ｗで設けられている。また、大径筒部２ｂの外周面には、スパークプラグとして組立てられた後、シリンダヘッドへねじ込む際の回螺用の多角形部（例えば六角部）２９を備えており、多角形部２９とネジ部２１との間における外周面には、ねじ込む際の位置決め、及びシールをなすためのリング状のフランジ３１を備えており、このフランジ３１と多角形部２９の間には外周面を削り落とした状態の薄肉円筒部３３が設けられている（図８参照）。また、多角形部２９の後端には、次記するようにスパークプラグとして組立てる際のカシメ用に、カシメ前において円筒をなすカシメ用筒状部３５が前記薄肉円筒部３３と同様に外周面を削り落とした状態で形成されている（図８参照）。なお、本願において、スパークプラグ１、又は主体金具２を含むその構成部品及び部位（又は部分）において、先端というときは、図６におけるそれらの下端をいい、後端というときはその逆の端を言うものとする。

ところで、スパークプラグを構成する部品としての主体金具２は、通常、低炭素鋼からなる円柱状の素材を出発素材（材料）として、複数の冷間鍛造（以下、単に鍛造とも言う）工程を経て、図７のＡ〜Ｅに示したような形状に順次成形され、その後、ネジ部２１等の形成を経て製造される。すなわち、鍛造後は、上記したような外周面や先端側内周面の切削、或いはネジ部２１の形成が行われ、さらに接地電極３９の溶接、曲げ等が行われて、図８の左側の半断面図の鍛造品から、同図右側の半断面図に示したような形状のものとして製造されていた。しかして、このような主体金具２には、その内側に、中心電極７等が配置された絶縁碍子５等が組み込まれ、主体金具２の後端部位の筒状部（カシメ用筒状部）３５の内側と、組込まれた絶縁碍子５の外側との間にシール材等を配置した上で、その筒状部３５を内側に折り曲げるようにし、かつ軸線（軸）Ｇ方向に圧縮するカシメを行うことで、図６に示したようなスパークプラグ１として組立てられる。

このようなスパークプラグ１において、絶縁碍子５は、軸線Ｇ方向に圧縮する前記したカシメによって主体金具２内に固定されるため、碍子５の先端寄り部位の外周には環状の先端向き面５ａを備えている（図６の拡大図参照）。そして、主体金具２には、そのカシメにおいて、小径筒部２ａの内周面で、絶縁碍子５の先端向き面５ａを支持するために、上記もしたように内向きに突出する環状凸部２５がリング状に設けられている。すなわち、主体金具２の内側に、中心電極７等が組み込まれた絶縁碍子５を内挿したときには、この環状凸部２５にて、より正確には環状凸部２５の後端向き面２５ｃにて碍子５の先端向き面５ａが位置決めされるとともに、カシメにおいて軸線Ｇ方向に加えられる力がここで支持されるように構成されている。なお図６では、ワッシャ９が介在されている。

一方、このような主体金具２は、通常、複数の冷間鍛造工程を経て、図７−Ｅに示した貫通筒状成形体１０２ｅとして、概ね完成品に近い形に成形される。なお、本明細書では、以下、このような成形体も含め、素材から成形が完了するまでの仕掛品を単に成形体ともいう。そして、この成形体１０２ｅは、図７のＡ〜Ｄに示したような形状を経て、順次鍛造により成形される。具体的には、同図Ｄの小径筒部２ａ内に軸線Ｇ方向に未貫通の壁１２４ｄを有する成形体（図７のＤ参照。未貫通筒状成形体という）１０２ｄとされた後、これを図９に示した工程を経て製造される。すなわち、図７のＤに示した未貫通筒状成形体１０２ｄとされた後、これを図９に示したようなダイス２０１ｅ内に配置し（図９の右半断面参照）、その壁１２４ｄのうちの軸線Ｇ寄り部位を打抜きピン２２５にて打抜く（図９の左半断面参照）。こうして、図７−Ｅに示したように、軸線Ｇから離間する内周面寄り部位に、周方向に凸条をなす、環状凸部２５をなす前の段階の成形前環状凸部１２５を有する貫通筒状成形体１０２ｅを得る。なお、従来技術においては、このように壁１２４ｄを打抜いた段階のままで環状凸部となすものもある（特許文献１）が、近時は、このような環状凸部の先端向き面（図６、図８参照）２５ｂを切削して、環状凸部２５として仕上げている。このように、環状凸部を鍛造のままのものとするのではなく、切削によって仕上げる理由は次のようである。

上記した主体金具２の環状凸部２５については、主体金具のコンパクト化や同環状凸部２５の他の部位の寸法設定上などから、その環状凸部２５の軸線Ｇ方向の幅寸法Ｗを強度上十分な範囲で、できるだけ小さく（具体的には、２〜２．５ｍｍ程度に）したいといった要請がある。一方、前記鍛造による製法において、環状凸部２５の形成に先立つ壁（図７−Ｃ参照）１２４ｃの成形のためには、軸線Ｇ方向にその成形体の先後の両端側から図示しないオスピン型（ポンチ）を挿入して内周面を軸線方向に圧縮、変形（塑性変形）する工程が必要となる。他方、このような圧縮工程においては、上下の各オスピン型（以下、ピン型又は単にピンともいう）の前端はその壁１２４ｃを介して衝突することになる。このため、この壁１２４ｃが薄い場合には、その肉による衝撃吸収作用（ないし緩衝作用）が得られないため、オスピン型には曲がり等の変形が発生しがちとなる。

したがって、ピンにこのような変形を発生させないためには、ピンの直径が、主体金具の大きさからして１０ｍｍ以下となることを考慮すると、壁１２４ｃの厚みはなるべく厚く、最低でも３ｍｍ程度は必要となる。しかも、少なくとも一方のピンの前端面は緩勾配ではあるものの先細り状をなす形状とするのが普通であるから、軸線Ｇから離間する内周面寄り部位ではその壁１２４ｃの厚みは約５ｍｍとなってしまう。したがって、上記のように壁１２４ｄを打抜いた後（図７−Ｅ）の成形前環状凸部１２５の軸線Ｇ方向の幅寸法Ｗは約５ｍｍとなるから、これを環状凸部２５の要求寸法（２〜２．５ｍｍ程度）にするためには、鍛造後に成形前環状凸部１２５における先端向き面を機械加工によってその差の分、切削する必要がある。これが環状凸部２５の先端向き面２５ｂを切削によって仕上げている理由である。なお、本願において、オスピン型等、素材の成形に供される型について、前端とは、その型の自由端（素材に押込まれる又は押付けられる側の先端）をいい、同型について基端とは、前端と逆の端をいい、上記した主体金具等の先端、後端と使い分けている。

このように、従来は、主体金具２の内周面の環状凸部２５の形成において、その先端向き面２５ｂの切削工程が必要となる点で、その工程の複雑化を招いていた。しかも、このような加工は小径筒部２ａの内径（直径）が１０ｍｍ以下と小さいことから、ドリル加工によって行われていた。一方、ドリル加工による場合には、環状凸部２５の先端向き面２５ｂと、環状凸部の内周面２５ａとのなす角（交差稜）２５ｅには、その周方向に沿って鋭利な角ができてしまい問題とされていた。というのは、このような交差稜に面取り又はアールがなく、角があると、スパークプラグとして使用される過程において、その存在に起因してコロナ放電を招きやすく、内側に配置される絶縁碍子５にピンホールが発生する危険性があるためである。

こうした中、環状凸部を切削によることなく、冷間鍛造によって成形するという発明も提案されている（特許文献２）。この技術は、素材を冷間鍛造して主体金具を製造する工程において、その内周面を打ち抜き貫通させた後で、鍛造により所望とする厚みの環状凸部を成形するというものである。すなわち、この技術においては、特許文献２の図６にも示されるように、貫通筒状成形体の先端面と先端寄り部位の内周面とをキックアウトピン（型）で支持した状態で、前端側が小径の径違いのポンチ（オスピン型）を成形体の後端側から先端に向けて内挿し、その前端部の小径部にて内周面を拘束するようにしつつ、その小径部とそれに続く大径部の前端向き面にて塑性変形させて環状凸部を成形するというものである。
特開平７−２７５９９２号公報 特開昭６０−３５４８７号公報

しかし、特許文献２に記載の冷間鍛造による製法においては、環状凸部の成形において、貫通筒状成形体の後端側から、前端側が小径の径違いのポンチを押込むものであり、成形されるべき環状凸部の先端向き面は規制されていない。したがって、この製法において形成される環状凸部の先端向き面を所望とする形状に成形することはできない。また、その環状凸部の先端向き面を高精度に仕上げることもできない。加えて、環状凸部の先端向き面が規制されていないこと等により、環状凸部の内周面側に材料（肉）の「巻き込み不良」を発生させやすいといった問題もある。また、特許文献２に記載の製法において得られた環状凸部の内周面とその先端向き面との角にアールを付与しようとすれば、別途、機械加工によらざるを得ない。

本発明は、スパークプラグ用の主体金具の製造における前記した問題点に鑑みてなされたもので、切削等の機械加工によることなく、しかも、材料巻き込み不良もなく、所望とする形状の環状凸部を得ることのできる、その製造方法を提供することにある。

前記目的を達成するための請求項１に記載の本発明は、内周面にその周方向に沿って内向きに突出して、内挿される絶縁碍子を支持するための環状凸部を有する、スパークプラグ用の筒状をなす主体金具を製造する方法であって、
素材の軸線方向両端面にその軸線方向に沿う凹部を形成することで、両該凹部の底壁により構成された壁部を有する未貫通筒状成形体を成形する冷間鍛造工程と、
前記壁部のうちの未貫通筒状成形体おける軸線寄り部位を打抜いて、その軸線から離間する内周面寄り部位に、周方向に沿って凸条をなす、前記環状凸部をなす前の成形前環状凸部を有する貫通筒状成形体を成形する冷間鍛造工程と、を含み、
この貫通筒状成形体における前記成形前環状凸部を前記環状凸部に成形する工程を含むスパークプラグ用の主体金具の製造方法において、
前記貫通筒状成形体をその外周面を拘束するダイスの内側に収容し、
前端側に小径部を有すると共にその小径部より基端側に該小径部より大径の大径部を有するオスピン型を、前記貫通筒状成形体の先端側から後端に向けてその内側に挿入して、前記小径部の外周面にて前記成形前環状凸部の内周面を拘束すると共に、前記オスピン型における前記小径部と前記大径部との境界部における前端向き面にて前記成形前環状凸部の先端向き面を拘束する一方、
前記成形前環状凸部の後端向き面を押圧可能であり、しかも内径が前記オスピン型の前記小径部の外径より大径をなすスリーブ型を、前記貫通筒状成形体の後端側から先端に向けてその内側に挿入して、該スリーブ型の前端にて前記成形前環状凸部の後端向き面を拘束した状態において、
前記オスピン型の前記前端向き面と該スリーブ型の前記前端にて該成形前環状凸部を軸線方向に圧縮変形する冷間鍛造を行うことにより、
該成形前環状凸部を前記環状凸部に成形することを特徴とする。

請求項２に記載の本発明は、前記オスピン型を、前記貫通筒状成形体の先端側から後端に向けてその内側に挿入した際に、前記オスピン型の前記大径部の外周面にて前記成形前環状凸部より先端側の内周面を拘束することを特徴とする、請求項１に記載のスパークプラグ用の主体金具の製造方法である。そして、請求項３に記載の本発明は、前記オスピン型における前記小径部と前記大径部との境界部における前端向き面と、前記小径部の外周面とのなす隅角に、周方向に沿って凹となすアールを付与したことを特徴とする請求項１又は２に記載のスパークプラグ用の主体金具の製造方法である。

本発明においては、上記製法により、主体金具の環状凸部を切削等の機械加工によることなく、その冷間鍛造工程において所望とする形状、寸法に仕上げることができる。また、冷間鍛造工程において環状凸部を形成するものであるが、本発明においては、成形前環状凸部の内周面とその先端向き面をオスピン型で、そして、成形前環状凸部の後端向き面をスリーブ型で拘束（規制）して、軸線方向に圧縮することで冷間鍛造するものであるから、材料巻き込み不良もなく、寸法精度の高い環状凸部が得られる。とくに、環状凸部の内周面と先端向き面は、オスピン型にて拘束されて形成されるため、オスピン型における前記小径部と前記大径部との間（境界部）である前端向き面と、前記小径部の外周面との隅角に所定の隅肉を付けることで、成形体における環状凸部の先端向き面と内周面とのなす角に、その周方向に沿って所望とする面取りを付与できるし、オスピン型の前端向き面をその前端が小径をなすテーパとすることで、成形体における環状凸部の先端向き面と内周面とのなす角を鈍角にできるなど、その角を所望とする形状にしかも高精度で形成できるという効果が得られる。

請求項２に記載の本発明においては、前記オスピン型の前記大径部の外周面にて前記成形前環状凸部より先端側の内周面を拘束することとしているため、該内周面の精度も高められる。そして、請求項３に記載の本発明においては、環状凸部の先端向き面と内周面とのなす角に、前記凹となすアールに対応する凸となすアールの付与された成形体が得られる。

本発明に係る、スパークプラグ用の主体金具の製造方法を具体化した実施の形態例について詳細に説明する。ただし、本形態で製造される主体金具２の構造は既に説明したものと同様であるため、その説明は省略する。まず、図１に基づいて、低炭素鋼からなる円柱状の素材Ｓを出発材料として、自身の軸線方向に未貫通の壁１２４ｄを内周面に有する、図７−Ｄに示した未貫通筒状成形体１０２ｄを成形するまでの冷間鍛造工程を説明する。ただし、これは、図７−Ｄ，Ｅに示したところの、未貫通筒状成形体１０２ｄにおける壁１２４ｄうちの軸線Ｇ寄り部位を打抜き、その軸線から離間する内周面寄り部位に、環状凸部２５をなす前の成形前環状凸部１２５を有する貫通筒状成形体１０２ｅを成形するまでの工程であり、従来技術と同様であることから、それまでの工程については、その要旨のみを図面に基づいて簡潔に説明する。

図１に示した各工程（Ａ−Ｄ）を示す図は、いずれもその中心線（軸線Ｇ）の右側がその工程で成形される前の図であり、左側がその工程で成形された成形体を示す半断面図である。図１−Ａに示したように、図示下方が小径で上方が大径の空孔を有する第１工程用のダイス２０１ａ内の、図示上方の大径の空孔内に、円柱状の素材Ｓを装填する（同図右側）。その後、同図左側に示したように、上下のピン２２１ａ，２２１ｂでその素材Ｓを圧縮する。こうすることで、同図左側に示したように、第１工程成形体１０２ａを成形する（図７−Ａ参照）。そして、キックアウトピン２２１ｋでこの第１工程成形体１０２ａを取り出し、図１−Ｂに示したように、第２工程用のダイス２０１ｂ内に装填する（同図右側）。次いで、同図左側に示したように、上下のピン２２２ａ，２２２ｂで圧縮して第２工程成形体１０２ｂを成形する（図７−Ｂ参照）。

そして、キックアウトピン２２２ｋでこの第２工程成形体１０２ｂを取り出し、図１−Ｃに示したように、第３工程用のダイス２０１ｃ内に装填する（同図右側）。次いで、同図左側に示したように、上下のピン２２３ａ，２２３ｂで圧縮して第３工程成形体１０２ｃを成形する（図７−Ｃ参照）。この工程では図１−Ｃ左側に示したように、ダイス２０１ｃの上からピン２２３ａを押込んで小径筒部２ａを伸長して、軸線Ｇ方向に未貫通の壁１２４ｃを内周面に有する第３工程成形体である未貫通筒状成形体１０２ｃとなる（図７−Ｃ参照）。

次に、この第３工程成形体１０２ｃをキックアウトピン２２３ｋで取り出し、図１−Ｄに示したように、第４工程用のダイス２０１ｄに装填し（同図右側）、同図左側に示したように、上からピン２２４ａを押込んだ状態で、回螺用の多角形部２９を形成するための外型２２４ｃを上から大径筒部２ｂの外周面に押込む。これにより、第４工程成形体である多角形部２９を有する未貫通筒状成形体１０２ｄを得る（図７−Ｄ参照）。

続いて、この第４工程成形体１０２ｄをキックアウトピン２２４ｋで取り出す。そして、従来技術において説明したが、図９に示したように、この未貫通筒状成形体１０２ｄを第５工程用のダイス２０１ｅに装填する（同図右側）。そして、同図左側に示したように、上から打抜きピン２２５を打ち込んで、未貫通筒状成形体１０２ｄおける壁１２４ｄの軸線Ｇ寄り部位を打抜き、その軸線Ｇから離間する内周面寄り部位に、周方向に沿って凸条をなす、環状凸部をなす前の成形前環状凸部１２５を有する貫通筒状成形体１０２ｅを成形し、これをキックアウトピン２２５ｋで取り出す。このようにして成形された、成形前環状凸部１２５を有する貫通筒状成形体１０２ｅを第６工程として、図２に示した成形型を用いて次のように成形する。

まず、図２、図３に基づいて第６工程において使用されるダイス２０１ｆ等について説明する。この工程で使用されるダイス２０１ｆは、貫通筒状成形体１０２ｅの小径筒部２ａにおけるその外周面を拘束状に保持可能の小径空孔２１１と、貫通筒状成形体１０２ｅの大径筒部２ｂにおけるその外周面を拘束状に保持可能の大径空孔２１３とを有している。

そして、このようなダイス２０１ｆの下に位置する小径空孔２１１内には、下方から前端３０１ａを上にしてオスピン型３０１が同軸状に内挿されている。このオスピン型３０１は前端３０１ａ側に小径部３０３を有すると共にその小径部３０３より基端（図２，３下）側に該小径部３０３より大径の大径部３０５を同軸状に備えている。そして、このオスピン型３０１における小径部３０３の外周面にて前記成形前環状凸部１２５の内周面を拘束するように形成されており、同オスピン型３０１における大径部３０５の外周面にて前記成形前環状凸部１２５より先端側の内周面１２６を拘束するように形成されている。さらに、オスピン型３０１における小径部３０３と大径部３０５との境界部である前端向き面３０７にて前記成形前環状凸部１２５の先端向き面１２５ｂを拘束（規制）するように形成されている。この前端向き面３０７は、主体金具２における環状凸部２５の先端向き面２５ｂを圧縮して塑性変形により設定形状に成形する成形面をなすところである。なお、本形態では、図３の拡大図に示したように、オスピン型３０１における前記小径部３０３と前記大径部３０５との境界部における前端向き面３０７と、前記小径部３０３の外周面３０３ａとのなす隅角３０９に、周方向に沿って、所定半径の凹となすアールが付与されている。

他方、上に位置するダイス２０１ｆの大径空孔２１３内には、上方から前端４００を下にして横断面円環状のスリーブ（筒状）型４０１が同軸状に挿入され、貫通筒状成形体１０２ｅの小径筒部２ａ内にその後端側から挿入される構成とされている。そして、このスリーブ型４０１は、オスピン型３０１の小径部３０３に同軸状に外嵌されるように、前端４００寄り部位における内径がオスピン型３０１の小径部３０３の外径より大径をなし、貫通筒状成形体１０２ｅの小径筒部２ａ内に同軸状に内嵌されるように、前端寄り部位における外径が小径筒部２ａの内径より小径をなすように構成されており、スリーブ型４０１の前端４００にて成形前環状凸部１２５の後端向き面１２５ｃを押圧可能に形成されている。なお、図示では、これらの嵌合に隙間が示されていないが、実際には、微小な隙間を保持して外嵌、又は内嵌されている。

しかして、第６工程においては、ダイス２０１ｆの小径空孔２１１内に、成形前環状凸部１２５を有する貫通筒状成形体１０２ｅの小径筒部２ａを装填して、成形前環状凸部１２５の先端向き面１２５ｂがオスピン型３０１における小径部３０３と大径部３０５との境界部である前端向き面３０７にて拘束されるようにする。このとき、成形前環状凸部１２５の内周面１２５ａはオスピン型３０１における小径部３０３の外周面３０３ａにて拘束される。そして、貫通筒状成形体１０２ｅの成形前環状凸部１２５より先端側の内周面１２６はオスピン型３０１における大径部３０５の外周面３０５ａにて拘束される。また、貫通筒状成形体１０２ｅの大径筒部２ｂはダイス２０１ｆの大径空孔２１３の内周面にて支持される。

この状態のもとで、スリーブ型４０１を貫通筒状成形体１０２ｅの後端（図２上端）側から先端に向けてその内側に挿入し、そのスリーブ型４０１の前端４００にて成形前環状凸部１２５の後端向き面１２５ｃを押圧して所定ストローク前進させ、その成形前環状凸部１２５を軸線Ｇ方向に圧縮変形（塑性変形）する冷間鍛造を行う（図３、図４参照）。この冷間鍛造工程により、軸線Ｇ方向において所定の幅寸法Ｗをなす所定断面形状、寸法を有する環状凸部２５が成形される。しかも、本形態では、オスピン型３０１における前記小径部３０３と前記大径部３０５との境界部における前端向き面３０７と、前記小径部３０３の外周面３０３ａとのなす隅角３０９に、周方向に沿って凹となす所定寸法のアールが付与されているため、環状凸部２５の先端向き面２５ｂと内周面２５ａとのなす角２５ｅにはこのアールが転写される形で、そのアールに対応する凸となすアールが付与、成形される。

すなわち、本製法においては、主体金具２の環状凸部２５が上記したような冷間鍛造工程において形成されるが、その形成においては、成形前環状凸部１２５の内周面１２５ａとその先端向き面１２５ｂをオスピン型３０１で、そして、後端向き面１２５ｃをスリーブ型４０１で拘束（規制）して冷間鍛造されることから、その先端向き面２５ｂが拘束されることなく環状凸部２５が鍛造される従来技術のように、材料巻き込み不良や精度の低下もなく、その成形がなされる。しかも、本形態では、角２５ｅに所望とする凸アールの面取りが付与される。さらに、本形態では、オスピン型３０１を、貫通筒状成形体１０２ｅの先端側から後端に向けてその内側に挿入した際に、オスピン型３０１の大径部３０５の外周面３０５ａにて成形前環状凸部１２５より先端側の内周面１２６を拘束することとしたため、成形後においてもその内周面２６の精度の低下も防止される。なお、この第６工程においては、成形前環状凸部１２５が圧縮変形されて、所望とする寸法、形状の環状凸部２５とされるに伴い、その成形後には小径筒部２ａにおける環状凸部２５の先端側が若干ではあるが所定量延伸される（図２参照）。かくして、その成形後には、スリーブ型４０１を引き抜き、成形体１０２ｆの先端面をキックアウトピン（型）２２６ｋで図示上に押すことで、成形体が取り出される。

なお、このようにして得られた成形体１０２ｆは、その後、大径筒部２ｂの後端のカシメ用の円筒部３５に対応する外周面と、回螺用の多角形部２９とシール用の円形フランジ３１との間の外周面３３の所定部位とを、それぞれ旋削等によって切削して薄肉とし、さらに、小径筒部２ａの外周面にネジ部２１を形成する。そして、そのネジ部２１の先端面に接地電極３９を溶接により接合して所定形状に曲げ、メッキをかけることで主体金具２として完成する。かくして完成した主体金具２を用いて、従来と同様に主要部品を組み付けることで、図６に示したようなスパークプラグ１として完成する。そして、このスパークプラグをエンジンに取り付けて使用する場合においては、主体金具２における環状凸部２５のうち、その内周面２５ａと先端向き面２５ｂとの角２５ｅには、実際には上記したようにアールが付与されていることから、コロナ放電の発生防止にも有効となり、したがって絶縁碍子５にピンホールが発生することも防止される。

本発明は上記した形態のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜に変更して具体化できる。特に、環状凸部２５の先端向き面２５ｂを成形するオスピン型３０１における、その小径部３０３と大径部３０５との境界部である前端向き面３０７や、その前端向き面３０７と小径部３０３の外周面３０３ａとのなす隅角３０９の形状を変更することで、環状凸部２５の先端向き面２５ｂや、その先端向き面２５ｂと内周面２５ａとのなす角２５ｅの形状を所望とするものに容易に変更することができる。

具体的には、図５−Ａに示したように、オスピン型３０１における、その小径部３０３と大径部３０５との境界部における前端向き面３０７を前端に向けて小径をなす緩テーパとすれば、環状凸部２５の先端向き面２５ｂは、先端に向けて拡径する緩テーパとなすことができる。また、図５−Ｂに示したように、オスピン型３０１における、前端向き面３０７を前端に向けて小径となる段付き状（断面階段形状）とすれば、環状凸部の先端向き面は、先端に向けて拡径する断面階段形状となすことができる。すなわち、本発明によれば、オスピン型における、その小径部と大径部との境界部である前端向き面又はその近傍の形状次第で任意の、しかも、精度の高い先端向き面を有する環状凸部が得られる。

なお、本発明で製造される主体金具は、上記例における形状や、その直径に対する軸線方向の長さ比のものに限定されるものではない。上記例では、先端側が小径筒部２ａで、後端寄り部位が大径筒部２ｂをなす形状、構造の主体金具において具体化したが、絶縁碍子の先端向き面を支持するため、内周面にその周方向に沿って内向きに突出する環状凸部を有するものであれば、主体金具の形状はこのようなものに限らず広く適用できる。また、成形工程において、スリーブ型とオスピン型は、そのいずれか、又はその双方を前進させるものでもよい。

本発明の製法を説明する概略工程図であって、未貫通の壁を内周面に有する未貫通筒状成形体を成形するまでの冷間鍛造工程図。 本発明の製法の要部工程を説明する概略構成断面図。 図２のＡ部拡大図。 図３の圧縮工程を説明する要部の拡大図であって、Ａは圧縮前の図で、Ｂは圧縮後（塑性変形後）の図。 オスピン型の小径部と大径部との境界部における前端向き面の別例を説明する部分図。 従来のスパークプラグの一例の概略構成半断面図。 従来のスパークプラグをなす主体金具が冷間鍛造により成形される過程を説明する各工程における半断面図。 Ａは冷間鍛造後の主体金具、Ｂはこれを加工したもののそれぞれ半断面図である。 未貫通筒状成形体おける壁の軸線寄り部位を打抜く工程を説明する図。

符号の説明

１ スパークプラグ
２ 主体金具
５ 絶縁碍子
２５ 環状凸部
２６ 主体金具の内周面
１０２ｄ 未貫通筒状成形体
１０２ｅ 貫通筒状成形体
１２４ｃ，１２４ｄ 未貫通の壁
１２５ 成形前環状凸部
１２５ａ 成形前環状凸部の内周面
１２５ｂ 成形前環状凸部の先端向き面
１２５ｃ 成形前環状凸部の後端向き面
１２６ 成形前環状凸部より先端側の内周面
２０１ｆ ダイス
３０１ オスピン型
３０１ａ 前端
３０３ 小径部
３０３ａ 小径部の外周面
３０５ 大径部
３０５ａ 大径部の外周面
３０７ 前端向き面
３０９ 隅角
４００ スリーブ型の前端
４０１ スリーブ型
Ｓ 素材
Ｇ 軸線

Claims (3)

1. 内周面にその周方向に沿って内向きに突出して、内挿される絶縁碍子を支持するための環状凸部を有する、スパークプラグ用の筒状をなす主体金具を製造する方法であって、
   素材の軸線方向両端面にその軸線方向に沿う凹部を形成することで、両該凹部の底壁により構成された壁部を有する未貫通筒状成形体を成形する冷間鍛造工程と、
   前記壁部のうちの未貫通筒状成形体おける軸線寄り部位を打抜いて、その軸線から離間する内周面寄り部位に、周方向に沿って凸条をなす、前記環状凸部をなす前の成形前環状凸部を有する貫通筒状成形体を成形する冷間鍛造工程と、を含み、
   この貫通筒状成形体における前記成形前環状凸部を前記環状凸部に成形する工程を含むスパークプラグ用の主体金具の製造方法において、
   前記貫通筒状成形体をその外周面を拘束するダイスの内側に収容し、
   前端側に小径部を有すると共にその小径部より基端側に該小径部より大径の大径部を有するオスピン型を、前記貫通筒状成形体の先端側から後端に向けてその内側に挿入して、前記小径部の外周面にて前記成形前環状凸部の内周面を拘束すると共に、前記オスピン型における前記小径部と前記大径部との境界部における前端向き面にて前記成形前環状凸部の先端向き面を拘束する一方、
   前記成形前環状凸部の後端向き面を押圧可能であり、しかも内径が前記オスピン型の前記小径部の外径より大径をなすスリーブ型を、前記貫通筒状成形体の後端側から先端に向けてその内側に挿入して、該スリーブ型の前端にて前記成形前環状凸部の後端向き面を拘束した状態において、
   前記オスピン型の前記前端向き面と該スリーブ型の前記前端にて該成形前環状凸部を軸線方向に圧縮変形する冷間鍛造を行うことにより、
   該成形前環状凸部を前記環状凸部に成形することを特徴とする、スパークプラグ用の主体金具の製造方法。
2. 前記オスピン型を、前記貫通筒状成形体の先端側から後端に向けてその内側に挿入した際に、前記オスピン型の前記大径部の外周面にて前記成形前環状凸部より先端側の内周面を拘束することを特徴とする、請求項１に記載のスパークプラグ用の主体金具の製造方法。
3. 前記オスピン型における前記小径部と前記大径部との境界部における前端向き面と、前記小径部の外周面とのなす隅角に、周方向に沿って凹となすアールを付与したことを特徴とする請求項１又は２に記載のスパークプラグ用の主体金具の製造方法。

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