JP5325214B2 - スパークプラグの製造方法及びスパークプラグの製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に使用されるスパークプラグの製造技術に係り、特に接地電極の曲げ加工に特徴を有するスパークプラグの製造方法、及び、製造装置に関する。

自動車エンジン等の内燃機関用のスパークプラグは、例えば軸線方向に延びる中心電極と、その外側に設けられた絶縁体と、当該絶縁体の外側に設けられた筒状の主体金具と、基端部が前記主体金具の先端部に接合された接地電極とを備える。また、一般的に接地電極は、先端部が前記中心電極の先端部と対向するように曲げ返されて配置され、中心電極の先端部及び接地電極の先端部間に火花放電間隙が形成され、軸線にほぼ沿って飛火する。ここで、火花放電間隙が大きすぎる場合には、要求電圧の増大を招いてしまうおそれがあり、火花放電間隙が小さすぎる場合には、火炎伝播性の低下を招いてしまうおそれがある。そのため、火花放電間隙は適切な大きさに調整する必要がある。

火花放電間隙の大きさを調整する方法としては、中心電極の先端面と対向するように曲げスペーサを配置した上で、接地電極との当接部分が傾斜面をなす曲げパンチを用いて、前記曲げスペーサに対して接地電極を押し付けるようにして予備曲げ加工を施し、その後、曲げスペーサを取外した上で、平坦状の当接面を有する曲げパンチを用いて所定位置まで接地電極を曲げる方法が知られている（例えば、特許文献１等参照）。

ここで、上述のように軸線方向にほぼ沿った方向で放電する、いわゆる縦放電タイプのスパークプラグにおいては、上記技術を用いることで、火花放電間隙の大きさを調整することが可能である。ところが、近年、耐久性等の向上を図るべく、接地電極の先端部が中心電極の側面と対向するように配置される、いわゆる横放電タイプのスパークプラグや、接地電極の先端部が中心電極の先端エッジ部分と対向するように配置される、いわゆる斜め放電タイプのスパークプラグ等が提案されており、このようなタイプのスパークプラグでは、火花放電間隙の大きさが、軸線方向に沿った大きさだけでなく、軸線方向に沿った大きさと、軸線と直交する方向に沿った大きさとによって決まる。従って、火花放電間隙の軸線方向に沿った大きさのみを調整可能な上記技術を採用した場合には、火花放電間隙の大きさを精度よく調整することができないおそれがある。

そこで、図８に示すように、接地電極２７を中心電極５に対して接近又は離間する方向へと相対移動させる間隙調整手段８３を用いることにより、火花放電間隙３３のうち軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った大きさを調整する方法が考えられる。

特許第３３８９１２１号公報

しかしながら、当該方法を用いた場合には、接地電極２７が中心電極５に対して相対移動させられることで、火花放電間隙３３のうち軸線ＣＬ１に沿った大きさが増減してしまい、火花放電間隙３３の大きさを十分な精度をもって調整することができないおそれがある。尚、上述の問題は、横放電タイプや斜め放電タイプのスパークプラグに限られるものではなく、軸線方向に放電するタイプのスパークプラグにあっても内在するものである。

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、火花放電間隙を十分な精度をもって形成することができるスパークプラグの製造方法、及び、製造装置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、
軸線方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極が前記軸孔の先端側に設けられた略円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた略円筒状の主体金具と、
基端部が前記主体金具に接合され、中間部が曲げられて先端部と前記中心電極の先端部との間に火花放電間隙を形成する接地電極とを備えたスパークプラグの製造方法であって、
曲げ手段によって、前記接地電極の先端部を前記中心電極側へと押圧することで、前記接地電極を屈曲させるとともに、前記中心電極の先端部に対する前記接地電極の先端部の前記軸線方向に沿った相対高さ位置を調整する曲げ工程と、
前記接地電極の先端部を前記中心電極に対して相対移動可能な間隙調整手段を用いて、前記火花放電間隙のうち前記軸線と直交する向きに沿った大きさを調整する間隙調整工程とを含み、
前記間隙調整工程において、前記中心電極に対する前記接地電極の先端部の前記軸線方向に沿った相対移動を規制するための規制手段を用い、
前記間隙調整手段は、前記接地電極のうち前記軸線側の面に当接する部分と、前記接地電極のうち前記軸線とは反対側の面に当接する部分とを備えることを特徴とする。

尚、中心電極や接地電極の先端部に貴金属合金からなる貴金属チップを接合することとしてもよい。この場合、貴金属チップは、中心電極や接地電極の一部を構成する。

上記構成１によれば、曲げ工程においては、中心電極の先端部に対する接地電極の先端部の相対高さ位置、すなわち、火花放電間隙のうち軸線方向に沿った大きさが調整され、間隙調整工程においては、火花放電間隙のうち軸線と直交する向きに沿った大きさが調整される。このため、火花放電間隙を精度よく形成することができる。

一方で、火花放電間隙のうち軸線と直交する方向に沿った大きさが調整されることで、火花放電間隙のうち軸線に沿った大きさにずれが生じてしまうことが懸念される。この点、本構成１によれば、規制手段によって、接地電極の軸線方向に沿った相対移動を規制することができる。このため、火花放電間隙のうち軸線と直交する向きに沿った大きさだけでなく、軸線方向に沿った大きさも十分な精度をもって形成することができる。

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、前記規制手段は、前記火花放電間隙のうち前記軸線方向に沿った大きさを調整可能であることを特徴とする
上記構成２によれば、規制手段によって、接地電極の軸線方向に沿った相対移動を規制することができるだけでなく、火花放電間隙の軸線に沿った大きさの調整を行うことができる。すなわち、間隙調整工程において、火花放電間隙のうち軸線と直交する方向の大きさに加え、軸線に沿った大きさをも調整できるため、火花放電間隙をより一層精度よく形成することができる。

構成３．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成１又は２において、前記規制手段は、前記接地電極の先端部のうち前記中心電極側とは反対側の側面が当接及び摺動することで、前記中心電極に対する前記接地電極の相対移動を規制し、
前記規制手段のうち、前記接地電極が当接及び摺動する部分には前記接地電極よりも摩擦係数の小さい被膜が形成されることを特徴とする。

上記構成３のように、規制手段が接地電極の先端部のうち中心電極側とは反対側の側面が当接及び摺動するという比較的簡易な構成によって、接地電極の相対移動を規制することとしてもよい。一方で、このような規制手段においては、間隙調整手段によって火花放電間隙の軸線と直交する方向に沿った大きさを調整すると、接地電極が規制手段に対して擦れ動いてしまい、接地電極に傷が付いてしまうおそれがある。

この点、本構成３によれば、規制手段のうち、接地電極が当接及び摺動する部分には接地電極よりも摩擦係数の小さい被膜が形成されている。従って、接地電極に傷が付いてしまうことを効果的に防止することができる。尚、摩擦係数の小さい被膜としては、ダイヤモンドライクカーボンが好ましい。

構成４．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成１又は２において、前記規制手段は、回転可能なローラであり、
前記接地電極の先端部のうち前記中心電極側とは反対側の側面に前記ローラの外周面を当接させることで、前記中心電極に対する前記接地電極の先端部の前記軸線方向に沿った相対移動を規制することを特徴とする。

上記構成４によれば、火花放電間隙の軸線と直交する方向に沿った大きさを調整する際に、接地電極が規制手段に対して擦れ動いてしまうことをより確実に防止することができる。その結果、接地電極の表面に傷が付いてしまうことをより一層確実に防止することができる。

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又は２において、前記規制手段は、前記間隙調整手段の移動に同期して移動可能に構成されることを特徴とする。

上記構成５によれば、上記構成４と同様、火花放電間隙の軸線と直交する方向に沿った大きさを調整する際に、接地電極が規制手段に対して擦れ動いてしまうことをより確実に防止することができる。そのため、接地電極の表面に傷が付いてしまうことをより一層確実に防止することができる。

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は、前記中心電極及び前記接地電極の最短距離が、前記中心電極の先端エッジ部分又は前記中心電極の側面部と、前記接地電極の先端部との間で形成されることを特徴とする。

上記構成６のように、中心電極及び接地電極間の最短距離が、中心電極の先端エッジ部分と接地電極との間で形成される、いわゆる斜め放電タイプのプラグ、或いは、中心電極の側面部と接地電極との間で形成される、いわゆる横放電タイプのプラグにおいては、間隙調整手段によって火花放電間隙の軸線と直交する方向に沿った大きさを調整することが重要である。従って、このようなタイプのプラグにおいては上記構成１等を採用することがより有意である。

構成７．本構成のスパークプラグの製造装置は、
軸線方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極が前記軸孔の先端側に設けられた略円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた略円筒状の主体金具と、
基端部が前記主体金具に接合され、中間部が曲げられて先端部と前記中心電極の先端部との間に火花放電間隙を形成する接地電極とを備えたスパークプラグの製造に用いられる製造装置であって、
直棒状の前記接地電極を前記軸線に向けて曲げて前記中心電極の先端部に対する前記接地電極の先端部の前記軸線方向に沿った相対高さ位置を調整するための曲げ装置と、
前記火花放電間隙のうち前記軸線と直交する向きに沿った大きさを調整するための間隙調整装置とを備え、
前記曲げ装置は、
前記接地電極の先端部を前記中心電極側に押圧可能な曲げ手段を有し、
前記間隙調整装置は、
前記軸線と略直交する向きに沿って前記接地電極の先端部を前記中心電極に対して相対移動させる間隙調整手段と、
前記中心電極に対する前記接地電極の先端部の前記軸線方向に沿った相対移動を規制するための規制手段とを有し、
前記間隙調整手段は、前記接地電極のうち前記軸線側の面に当接する部分と、前記接地電極のうち前記軸線とは反対側の面に当接する部分とを備えることを特徴とする。

上記構成７のように、上記構成１の技術思想をスパークプラグの製造装置に具現化することとしてもよい。この場合、基本的に上記構成１と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成８．本構成のスパークプラグの製造装置は、上記構成７において、
前記規制手段は、前記火花放電間隙のうち前記軸線方向に沿った大きさを調整可能であることを特徴とする。

上記構成８によれば、上記構成２と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成９．本構成のスパークプラグの製造装置は、上記構成７又は８において、前記規制手段は、前記接地電極の先端部のうち前記中心電極側とは反対側の側面が当接及び摺動することで、前記中心電極に対する前記接地電極の相対移動を規制し、
前記規制手段のうち、前記接地電極が当接及び摺動する部分には前記接地電極よりも摩擦係数の小さい被膜が形成されることを特徴とする。

上記構成９によれば、上記構成３と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成１０．本構成のスパークプラグの製造装置は、上記構成７又は８において、前記規制手段は、回転可能なローラであり、
前記接地電極の先端部のうち前記中心電極側とは反対側の側面に前記ローラの外周面を当接させることで、前記中心電極に対する前記接地電極の先端部の前記軸線方向に沿った相対移動を規制することを特徴とする。

上記構成１０によれば、上記構成４と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成１１．本構成のスパークプラグの製造装置は、上記構成７又は８において、前記規制手段は、前記間隙調整手段の移動に同期して移動可能に構成されることを特徴とする。

上記構成１１によれば、上記構成５と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成１２．本構成のスパークプラグの製造装置は、上記構成７乃至１１のいずれかにおいて、前記スパークプラグは、前記中心電極及び前記接地電極の最短距離が、前記中心電極の先端エッジ部分又は前記中心電極の側面部と、前記接地電極の先端部との間で形成されることを特徴とする。

上記構成１２のような、いわゆる斜め放電タイプのプラグや横放電タイプのプラグにおいて、上記構成７等の規制手段を採用することがより有意である。

本実施形態のスパークプラグの構成を示す一部破断正面図である。 スパークプラグの先端部の構成を示す一部破断拡大正面図である。 屈曲装置の構成を示すブロック図である。 屈曲加工前の接地電極を有するスパークプラグを示す部分拡大図である。 予備曲げ装置等を示す拡大模式図である。 本曲げ装置等を示す拡大模式図である。 （ａ）は、間隙調整装置等の構成を示す正面模式図であり、（ｂ）は、間隙調整装置等の構成を示す側面模式図である。 火花放電間隙の軸線と直交する向きに沿った大きさの調整方法を説明するための拡大正面図である。 （ａ），（ｂ）は、別の実施形態における規制手段の構成を示す正面模式図である。

以下に、一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、スパークプラグ１を示す一部破断正面図である。なお、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とを備えている。さらに、前記絶縁碍子２は、前記中胴部１２よりも先端側において、軸線ＣＬ１方向先端側に向けて先細り形状をなす脚長部１３を有しており、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、脚長部１３と中胴部１２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、全体として棒状（円柱状）をなし、その先端面が平坦に形成されるとともに、絶縁碍子２の先端から突出している。また、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。さらに、前記中心電極５の先端部には、貴金属合金（例えば、イリジウム合金）よりなる円柱状の貴金属部３１が設けられている。より詳しくは、前記外層５Ｂと前記貴金属部３１との当接面の外周に対してレーザ溶接等により溶融部４１が形成されることによって（図２等参照）貴金属部３１が設けられている。

また、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をエンジンヘッド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の後端側の外周面には座部１６が形成され、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をエンジンヘッド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が設けられるとともに、後端部において絶縁碍子２を保持するための加締め部２０が設けられている。

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固定される。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の内周面との間隙に入り込む燃料空気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間にはタルク（滑石）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及びタルク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の先端面には、自身の中間部が中心電極５側に曲げ返されてなる接地電極２７が接合されている。当該接地電極２７は、その先端部の内周面に貴金属チップ３２を有しており、当該貴金属チップ３２の先端エッジ部分と前記貴金属部３１の先端エッジ部分とが対向している。すなわち、前記中心電極５（貴金属部３１）及び前記接地電極２７（貴金属チップ３２）の間の最短距離は、貴金属部３１の先端エッジ部分及び貴金属チップ３２の先端エッジ部分の間で形成されており、ひいては中心電極５の先端部及び接地電極２７の先端部の間には、前記軸線ＣＬ１に対して斜め方向に火花放電が行われる火花放電間隙３３が形成されている。

尚、中心電極（貴金属部）の先端面と接地電極の側面とが対向するタイプのスパークプラグ（例えば、特開２００７−２３４４３５号公報等参照）においては、軸線方向にほぼ沿って放電する。すなわち、火花放電間隙の大きさとは、両電極間の軸線方向に沿った距離を意味する。これに対して、本実施形態におけるスパークプラグ１は、上述の通り斜め方向に火花放電するため、火花放電間隙３３の大きさは、図２に示すように、両電極５，２７間の軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った距離Ｇｘと、両電極５，２７間の軸線ＣＬ１に沿った距離Ｇｙとによって決定されることとなる。そのため、火花放電間隙３３を所定の大きさとするためには、接地電極２７を中心電極５側に曲げ返す際において、距離Ｇｙだけでなく距離Ｇｘをも正確に調整する必要がある。そこで次に、本発明の特徴である、スパークプラグ１の製造過程において用いられ、接地電極２７を中心電極５側に曲げるとともに、火花放電間隙３３の大きさを所定の大きさに形成するための屈曲装置５１について詳述する。

前記屈曲装置５１は、図３に示すように、予備曲げ装置６１及び本曲げ装置７１を備える曲げ装置５２と、間隙調整装置８１とを備えている。尚、本実施形態において、スパークプラグ１は、保持手段（図示せず）によって、その先端部が上向きで、かつ、軸線ＣＬ１が鉛直方向に沿うようにして保持された上で、コンベア等の搬送手段（図示せず）によって、予備曲げ装置６１、本曲げ装置７１、間隙調整装置８１の順序（図中、矢印の順序）で搬送されるようになっている。また、各装置６１，７１，８１には、接地電極２７を一定の周方向位置に位置決めするための位置決め装置（図示せず）が設けられており、当該位置決め装置によって接地電極２７の周方向位置が一定とされた状態で各装置６１，７１，８１に配置される。

前記予備曲げ装置６１は、未屈曲状態（直棒状）の接地電極２７を備えたスパークプラグ１（図４参照）について、接地電極２７の屈曲部分（中間部）に対応する位置を予備的に屈曲させる、すなわち、接地電極２７に予備曲げ加工を施すものである。当該予備曲げ装置６１は、図５に示すように、接地電極２７の中心電極５側への倒れや中心電極５とは反対側への膨出を防止するための第１変形防止手段６２と、接地電極２７を曲げるためのローラ６３とを備えている。

前記第１変形防止手段６２は、それぞれ接地電極２７の幅方向に沿って延びる棒状をなす第１内側変形防止手段６２Ａと、第１外側変形防止手段６２Ｂとを備えている。また、第１内側変形防止手段６２Ａ及び第１外側変形防止手段６２Ｂは、スパークプラグ１に対して接近・離間する方向へと移動可能に構成されており、接地電極２７に予備曲げ加工を施すに際しては、前記第１内側変形防止手段６２Ａが、接地電極２７の基端部と中心電極５の側部との間に配置され、前記第１外側変形防止手段６２Ｂが、接地電極２７の基端部外側面と当接するようにして配置される。尚、両変形防止手段６２Ａ，６２Ｂは、平坦状の平面部６４Ａ，６４Ｂを備えており、予備曲げ加工を施す際には、当該平面部６４Ａ，６４Ｂが対向しつつ、前記接地電極２７の基端部に対して面当接するように配置される。加えて、両変形防止手段６２Ａ，６２Ｂは、両者の間隔を変更可能な状態で、それぞれの基端部が図示しない連結部によって支持されている。

また、前記第１内側変形防止手段６２Ａは、少なくとも接地電極２７と当接する部分の断面形状が三角状をなすようにして構成されているが、前記平面部６４Ａ及び当該平面部６４Ａの背面上方に位置する側面を連結する部分には、湾曲状の湾曲面部６５が設けられている。当該湾曲面部６５は、前記ローラ６３によって接地電極２７を予備曲げするに際して、前記接地電極２７の内側面が押し付けられる部分であり、接地電極２７の曲げ形状に対応した形状となっている。すなわち、第１内側変形防止手段６２Ａは、接地電極２７の屈曲形状の概形を形成するための手段と、接地電極２７の中心電極５側への倒れを防止するための手段とが一体化されて構成されている。尚、本実施形態において、湾曲面部６５は、接地電極２７に予備曲げ加工を施す際に、自身の曲率中心ＣＣが前記中心電極５（貴金属部３１）の先端面を含む平面ＰＬ１よりも軸線ＣＬ１方向基端側に位置するように配置されるようになっている。

加えて、前記ローラ６３は、自身の外周面が所定の幅（例えば、３ｍｍ）を有するとともに、自由回転可能に支持されている。また、当該ローラ６３は、図示しない移動手段によって、水平方向に沿って（図中の矢印方向に）移動可能に構成されており、ひいてはローラ６３は接地電極２７の中心電極５とは反対側の側面に対して移動及び押圧が可能となっている。また、前記ローラ６３の外周面のうち前記接地電極２７に接触し得る部分、及び、ローラ６３の軸受け部分にはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる被膜（図示せず）が形成されており、当該被膜表面の摩擦係数は０．２以下とされている。

前記本曲げ装置７１は、予備曲げ加工が施された接地電極２７を略直角に屈曲させる（本曲げ加工を施す）とともに、中心電極５（貴金属部３１）の先端部に対する接地電極２７（貴金属チップ３２）の先端部の前記軸線ＣＬ１方向に沿った相対高さ位置を調整するものである。当該本曲げ装置７１は、図６に示すように、曲げ手段としての押圧手段７２と、接地電極２７の変形を防止するための第２変形防止手段７３とを備えている。

前記押圧手段７２は、鉛直方向（軸線ＣＬ１方向）に沿って移動可能に構成されており、前記接地電極２７の先端部を中心電極５側へと押し下げることで、接地電極２７に本曲げ加工を施すためのものである。また、押圧手段７２のうち、本曲げ加工時に接地電極２７と当接する下面部７２Ａは平坦状に形成されるとともに、当該下面部７２Ａの表面には、ＤＬＣよりなる被膜（図示せず）が形成されている。このため、当該下面部７２Ａの摩擦係数は比較的小さなものとされている。

前記第２変形防止手段７３は、それぞれ接地電極２７の幅方向に沿って延びる棒状をなす第２内側変形防止手段７３Ａと、第２外側変形防止手段７３Ｂとを備えている。また、第２内側変形防止手段７３Ａ及び第２外側変形防止手段７３Ｂは、スパークプラグ１に対して接近・離間する方向へと移動可能に構成されており、接地電極２７に本曲げ加工を施す際において、第２内側変形防止手段７３Ａは、接地電極２７及び中心電極５等の間に接地電極２７の基端部内側面と当接するように配置され、第２外側変形防止手段７３Ｂは、接地電極２７の基端部外側面と当接するようにして配置される。また、両変形防止手段７３Ａ，７３Ｂは、平坦状の平面部７４Ａ，７４Ｂを備えており、本曲げ加工を施す際には、当該平面部７４Ａ，７４Ｂが前記接地電極２７の基端部と面当接するようにして配置される。その結果、接地電極２７に本曲げ加工を施す際における接地電極２７の変形をより確実に防止できるようになっている。また、両変形防止手段７３Ａ，７３Ｂは、両者の間隔を変更可能な状態で、それぞれの基端部が図示しない連結部で支持されている。

さらに、本曲げ装置７１は、スパークプラグ１の先端部（少なくとも中心電極５の先端部及び接地電極２７の先端部）に対して所定の光を照射する第１照射手段（図示せず）と、光が照射されたスパークプラグ１の先端部を撮像する第１撮像手段（図示せず）とを備えている。また、本曲げ装置７１は、前記第１撮像手段によって撮像された撮像データから両電極５，２７（貴金属部３１及び貴金属チップ３２）間の間隙の大きさを取得するとともに、当該間隙の大きさに基づいて押圧手段７２による押圧量（後述するずれ量にスプリングバック分を加えた量に相当）を算出し、かつ、当該押圧量に基づいて押圧手段７２を制御する制御手段（図示せず）を備えている。ここで、当該制御手段による動作について詳述すると、次の通りである。

すなわち、制御手段は、設計上における火花放電間隙３３の軸線ＣＬ１方向に沿った大きさに対する、取得された両電極５，２７間の間隙の鉛直方向に沿った大きさのずれ量を算出する。そして、前記押圧手段７２によって、当該ずれ量にスプリングバック分を加えた量だけ前記接地電極２７を押し下げることで接地電極２７に本曲げ加工を施す。これにより、中心電極５の先端部（貴金属部３１）に対する接地電極２７の先端部（貴金属チップ３２）の相対高さ位置が、設計上の中心電極５の先端部に対する接地電極２７の先端部の相対高さ位置と略等しくなるように火花放電間隙３３が形成される。すなわち、両電極５，２７間に形成される火花放電間隙３３のうち軸線ＣＬ１方向に沿った距離Ｇｙが、設計上における距離Ｇｙと等しくなるように火花放電間隙３３が形成されることとなる。

前記間隙調整装置８１は、前記本曲げ装置７１によって形成された火花放電間隙３３の軸線ＣＬ１に沿った距離Ｇｙを維持しつつ、火花放電間隙３３の軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った距離Ｇｘを調整するためのものである。当該間隙調整装置８１は、図７に示すように、第２撮像手段８２と、間隙調整手段８３と、規制手段８４と、画像処理手段８５と、スパークプラグ１の先端部に対して所定の光を照射する第２照射手段（図示せず）とを備えている。

前記第２撮像手段８２は、前記第２照射手段によって光の照射されたスパークプラグ１の先端部を撮像し、得られた撮像データを画像処理手段８５に対して出力する。

前記間隙調整手段８３は、それぞれ接地電極２７の幅方向に沿って延びる棒状をなす断面矩形状のアーム８３Ａ，８３Ｂと、両アーム８３Ａ，８３Ｂを水平方向（図７の矢印方向）に沿って移動可能な状態で支持する連結部８３Ｃとで構成されている。また、前記間隙調整手段８３は、搬送されたスパークプラグ１に対して接近・離間する方向へと移動可能に構成されており、前記距離Ｇｘを調整する際には、前記両アーム８３Ａ，８３Ｂがスパークプラグ１に対して接近し、両アーム８３Ａ，８３Ｂによって接地電極２７が挟持される。そして、両アーム８３Ａ，８３Ｂを水平移動させることで、距離Ｇｘを調整することができるようになっている。

加えて、前記アーム８３Ａは、前記アーム８３Ｂよりも比較的細く形成されており、当該アーム８３Ａは、絶縁碍子２の先端面を含む平面ＰＬ２よりも軸線ＣＬ１先端側に配置されている。すなわち、アーム８３Ａは、比較的空間の大きな中心電極５及び接地電極２７の間に配置されている。

また、前記規制手段８４は、前記画像処理手段８５によって制御されており、自身の下面部８４Ａが平坦状に形成されている。加えて、当該下面部８４ＡにはＤＬＣによる被膜（図示せず）が形成されており、当該被膜表面の摩擦係数が０．２以下とされている。また、当該規制手段８４は、鉛直方向（軸線ＣＬ１方向）に沿って移動可能に構成されており、距離Ｇｘの調整時においては、前記下面部８４Ａが接地電極２７の先端部と当接する位置に不動状態で配設される。

前記画像処理手段８５は、前記第２撮像手段８２によって撮像された撮像データに基づいて、前記間隙調整手段８３及び規制手段８４の動作を制御するものである。より詳しくは、画像処理手段８５は、設計上における火花放電間隙３３の軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った距離Ｇｘに対する、前記撮像データにより得られた接地電極２７の先端部及び中心電極５の先端部間の水平方向に沿った距離のずれ量にスプリングバック分を加えた量だけ前記両アーム８３Ａ，８３Ｂを水平移動させる。

尚、本実施形態においては、接地電極２７の戻り変形等を勘案して、前記間隙調整手段８３によって距離Ｇｘを調整した後、間隙調整手段８３及び規制手段８４をスパークプラグ１から退避させた上で、前記撮像手段８２によって、スパークプラグ１の再度の撮像を行い、火花放電間隙３３の距離Ｇｘや距離Ｇｙが設計上の大きさと等しくなっているかを確認するようになっている。ここで、距離Ｇｘや距離Ｇｙが略設計通りに形成された場合には、接地電極２７の曲げ加工が完了する。一方で、距離Ｇｘや距離Ｇｙが設計上の大きさと相違する場合には、間隙調整手段８３によって距離Ｇｘの再調整が行われ、また、規制手段８４によって距離Ｇｙの再調整が行われる。すなわち、本実施形態における規制手段８４は、前記中心電極５に対する接地電極２７の先端部の軸線ＣＬ１方向に沿った相対移動を規制するだけでなく、接地電極２７の先端部を中心電極５側へと押圧することで、距離Ｇｘを調整することができるようになっている。

次いで、上述の屈曲装置５１を用いた接地電極２７の屈曲方法について説明する。

まず、接地電極２７の位置決めがなされたスパークプラグ１（図４参照）が前記搬送手段によって予備曲げ装置６１へと搬送される。そして、第１変形防止手段６２がスパークプラグ１へと接近するとともに、当該第１変形防止手段６２によって接地電極２７の基端部が支持される。次いで、前記ローラ６３が接地電極２７側へと移動することによって、接地電極２７が湾曲面部６５に押し付けられ、接地電極２７に予備曲げ加工が施される。その後、第１変形防止手段６２及びローラ６３がスパークプラグ１から退避する。

次いで、予備曲げ加工の施されたスパークプラグ１が前記搬送手段によって本曲げ装置７１へと搬送される。そして、前記第１照射手段によって光の照射されたスパークプラグ１の先端部が、前記第１撮像手段によって撮像されるとともに、当該撮像データに基づいて、前記制御手段により押圧量が算出される。次いで、第２変形防止手段７３がスパークプラグ１へと接近するとともに、当該第２変形防止手段７３によって接地電極２７の基端部が支持される。そして、前記押圧手段７２によって前記押圧量だけ接地電極２７の先端部が押圧され、接地電極２７に本曲げ加工が施される。これにより、接地電極２７が略直角に屈曲させられるとともに、火花放電間隙３３のうち軸線ＣＬ１方向に沿った距離Ｇｙが形成される。本曲げ加工が施された後、前記押圧手段７２及び第２変形防止手段７３がスパークプラグ１から退避する。

次に、本曲げ加工の施されたスパークプラグ１が前記搬送手段によって間隙調整装置８１へと搬送されるとともに、前記第２照射手段によって光の照射されたスパークプラグ１の先端部が前記第２撮像手段８２によって撮像される。そして、当該第２撮像手段８２によって撮像された撮像データに基づいて、前記画像処理手段８５により間隙調整手段８３及び規制手段８４が所定位置に配置される。次いで、規制手段８４によって距離Ｇｙが維持されつつ、間隙調整手段８３によって距離Ｇｘが調整される。その後、間隙調整手段８３及び規制手段８４がスパークプラグ１から退避し、前記第２撮像手段８２によってスパークプラグ１の先端部が再度撮像される。そして、必要に応じて、前記再取得された撮像データに基づき間隙調整手段８３及び規制手段８４によって距離Ｇｘ及び距離Ｇｙが再調整される。その結果、火花放電間隙３３が所定（ほぼ設計上）の大きさで形成され、接地電極２７の屈曲が完了することとなる。

以上詳述したように、本実施形態の屈曲装置５１によれば、曲げ装置５２においては、中心電極５の先端部に対する接地電極２７の先端部の相対高さ位置、すなわち、火花放電間隙３３のうち軸線ＣＬ１方向に沿った大きさが調整され、間隙調整装置８１においては、火花放電間隙３３のうち軸線ＣＬ１と直交する向きに沿った大きさが調整される。このため、火花放電間隙３３を精度よく形成することができる。

一方で、間隙調整装置８１によって火花放電間隙３３のうち軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った大きさが調整されることで、火花放電間隙３３のうち軸線ＣＬ１に沿った大きさにずれが生じてしまうことが懸念される。この点、本実施形態によれば、規制手段８４によって、接地電極２７の軸線ＣＬ１方向に沿った相対移動を規制することができる。このため、曲げ装置５２において調整された火花放電間隙３３の軸線ＣＬ１に沿った大きさにずれが生じてしまうことをより確実に防止することができ、火花放電間隙３３を十分な精度をもって形成することができる。

また、規制手段８４によって、接地電極２７の軸線ＣＬ１方向に沿った相対移動を規制することができるだけでなく、火花放電間隙３３の軸線ＣＬ１方向に沿った大きさの調整を行うことができる。このため、間隙調整装置８１によって、火花放電間隙３３のうち軸線ＣＬ１と直交する方向の大きさに加え、軸線ＣＬ１に沿った大きさをも調整できるため、火花放電間隙３３をより一層精度よく形成することができる。

加えて、規制手段８４のうち、接地電極２７との当接部分にダイヤモンドライクカーボンからなる被膜が形成されており、接地電極２７との当接部分の摩擦係数が比較的小さなものとされている。これにより、規制手段８４によって接地電極２７に傷が付いてしまうことを効果的に防止することができる。

さらに、本実施形態の屈曲装置５１によれば、予備曲げ加工時においては、曲面付けをするための手段（湾曲面部６５）が接地電極２７の基端部と中心電極５の側部との間に配置される。すなわち、接地電極２７の曲げ位置の基準となる湾曲面部６５が、中心電極５に阻害されることなく、より基端側に（主体金具３に対してより接近した位置に）配置されるため、接地電極２７を基端部側で比較的容易に屈曲させることができる。従って、接地電極２７をより基端側で屈曲させる必要がある、いわゆる斜め放電タイプのプラグや横放電タイプのプラグにおいては、本実施形態における予備曲げ装置６１を採用することが特に有意である。

併せて、軸線ＣＬ１と略直交する向きに沿って接地電極２７に対して相対移動可能であり、かつ、自由回転可能に支持されたローラ６３によって接地電極２７に予備曲げ加工が施される。このため、接地電極２７の押圧方向を変更することなく、接地電極２７を湾曲面部６５に対してより確実に押し付けることができる。また、ローラ６３は自由回転可能に支持されているため、接地電極２７がローラ６３に対して擦れながら曲げられるといった事態を極力抑制することができ、接地電極２７に傷が付いてしまうことをより確実に防止することができる。

さらに、本実施形態においては、ローラ６３の外周面のうち接地電極２７と接触し得る部位や、ローラ６３の軸受け部分の摩擦係数を比較的低く抑えるべく、ローラ６３の外周面や軸受け部分にＤＬＣからなる被膜が設けられている。これにより、接地電極２７に対して傷が付いてしまうことをより一層確実に防止することができる。

加えて、予備曲げ装置６１において、接地電極２７と中心電極５等との間に配置される前記湾曲面部６５と、第１内側変形防止手段６２Ａとが一体化されている。このため、装置の複雑化を防止することができる。

また、湾曲面部６５の曲率中心ＣＣが中心電極５の先端面を含む平坦面ＰＬ１よりも軸線ＣＬ１方向基端側に位置するようにして前記湾曲面部６５が配置される。従って、接地電極２７をより一層基端側で曲げることができ、横放電タイプや斜め放電タイプのプラグを比較的容易に製造することができる。

加えて、アーム８３Ａが、絶縁碍子２の先端面を含む平面ＰＬ２よりも軸線ＣＬ１方向先端側、すなわち、比較的空間の大きな中心電極５と接地電極２７との間に配置される。従って、アーム８３Ａの存在によって中心電極５側への接地電極２７の相対移動が制限されてしまうことを抑制でき、火花放電間隙３３の大きさを一層容易に、かつ、より一層正確に調整することができる。

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）上記実施形態では、第１変形防止手段６２は、第１内側変形防止手段６２Ａ及び第１外側変形防止手段６２Ｂを備えているが、第１内側変形防止手段６２Ａ及び第１外側変形防止手段６２Ｂのうちいずれか一方のみを備えることとしてもよい。

（ｂ）上記実施形態においては、接地電極２７に予備曲げ加工を施すための第１曲げ手段としてローラ６３を採用しているが、接地電極２７に予備曲げ加工を施すための手段はこれに限定されるものではない。

（ｃ）上記実施形態では、ローラ６３の外周面や規制手段８４の下面部８４Ａ等にＤＬＣからなる被膜が設けられているが、当該被膜を設けないこととしてもよい。

（ｄ）上記実施形態では、直棒状の接地電極２７が接合された主体金具３と中心電極５が設けられた絶縁碍子２とが組み付けられた後に、当該直棒状の接地電極２７が屈曲されているが、主体金具３と絶縁碍子２とを組み付ける前段階において、接地電極２７を屈曲させることとしてもよい。

（ｅ）上記実施形態では、スパークプラグ１は軸線ＣＬ１方向に対して斜めに火花を放電する斜め放電タイプのものであるが、スパークプラグ１の放電方向はこれに限定されるものではない。従って、軸線ＣＬ１方向と略直交する向きに沿って火花を放電する横放電タイプのものであってもよいし、軸線ＣＬ１方向に略沿って火花を放電する縦放電タイプのものであってもよい。

（ｆ）上記実施形態では、主体金具３の先端部２６の先端面に、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）。また、主体金具３の先端部２６の側面に接地電極２７を接合することとしてもよい。

（ｇ）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。

（ｈ）予備曲げ加工時の第１内側変形防止手段６２Ａ及び第１外側変形防止手段６２Ｂの配置位置を、スパークプラグ１の先端部の撮像データに基づき決定してもよい。

（ｉ）上記実施形態では、第１内側変形防止手段６２Ａと第１外側変形防止手段６２Ｂ、第２内側変形防止手段７３Ａ及び第２外側変形防止手段７３Ｂ、アーム８３Ａとアーム８３Ｂはそれぞれ別部材で構成されているが、単一の部材で構成してもよい。

（ｊ）上記実施形態では、間隙調整手段８３が接地電極２７の基端部を挟持する形態のものであるが、間隙調整手段としては接地電極２７の先端面（貴金属チップ３２を有している場合は、貴金属チップ３２を除く接地電極母材の先端面）を押圧する形態のものでもよい。

（ｋ）上記実施形態では、接地電極２７の先端部を摩擦係数の比較的低い規制手段８４の下面部８４Ａに対して接触させることで距離Ｇｙを維持しつつ、間隙調整手段８３により距離Ｇｘが調整されている。すなわち、距離Ｇｘを調整する際に、規制手段８４の下面部８４Ａに対して接地電極２７の表面が擦れるように構成されている。これに対して、図９（ａ）に示すように、規制手段９４を自由回転可能、又は、接地電極２７の移動に合わせて回転可能なローラにより構成することとしてもよい。また、図９（ｂ）に示すように、規制手段１０４を間隙調整手段８３の移動に同期して移動可能に構成することとしてもよい。この場合には、距離Ｇｘを調整する際に、規制手段９４，１０４と接地電極２７との間での摩擦が生じてしまうことをより確実に防止できる。そのため、接地電極２７の表面に傷が付いてしまうことをより一層確実に防止できる。

１…スパークプラグ、２…絶縁体としての絶縁碍子、３…主体金具、４…軸孔、５…中心電極、２６…主体金具の先端部、２７…接地電極、３３…火花放電間隙、５１…屈曲装置、５２…曲げ装置、６１…予備曲げ装置、７１…本曲げ装置、７２…曲げ手段としての押圧手段、８１…間隙調整装置、８３…間隙調整手段、８４，９４，１０４…規制手段。

Claims (12)

1. 軸線方向に延びる棒状の中心電極と、
   前記軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極が前記軸孔の先端側に設けられた略円筒状の絶縁体と、
   前記絶縁体の外周に設けられた略円筒状の主体金具と、
   基端部が前記主体金具に接合され、中間部が曲げられて先端部と前記中心電極の先端部との間に火花放電間隙を形成する接地電極とを備えたスパークプラグの製造方法であって、
   曲げ手段によって、前記接地電極の先端部を前記中心電極側へと押圧することで、前記接地電極を屈曲させるとともに、前記中心電極の先端部に対する前記接地電極の先端部の前記軸線方向に沿った相対高さ位置を調整する曲げ工程と、
   前記接地電極の先端部を前記中心電極に対して相対移動可能な間隙調整手段を用いて、前記火花放電間隙のうち前記軸線と直交する向きに沿った大きさを調整する間隙調整工程とを含み、
   前記間隙調整工程において、前記中心電極に対する前記接地電極の先端部の前記軸線方向に沿った相対移動を規制するための規制手段を用い、
   前記間隙調整手段は、前記接地電極のうち前記軸線側の面に当接する部分と、前記接地電極のうち前記軸線とは反対側の面に当接する部分とを備えることを特徴とするスパークプラグの製造方法。
2. 前記規制手段は、前記火花放電間隙のうち前記軸線方向に沿った大きさを調整可能である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. 前記規制手段は、前記接地電極の先端部のうち前記中心電極側とは反対側の側面が当接及び摺動することで、前記中心電極に対する前記接地電極の相対移動を規制し、
   前記規制手段のうち、前記接地電極が当接及び摺動する部分には前記接地電極よりも摩擦係数の小さい被膜が形成される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の製造方法。
4. 前記規制手段は、回転可能なローラであり、
   前記接地電極の先端部のうち前記中心電極側とは反対側の側面に前記ローラの外周面を当接させることで、前記中心電極に対する前記接地電極の先端部の前記軸線方向に沿った相対移動を規制する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の製造方法。
5. 前記規制手段は、前記間隙調整手段の移動に同期して移動可能に構成される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の製造方法。
6. 前記スパークプラグは、前記中心電極及び前記接地電極の最短距離が、前記中心電極の先端エッジ部分又は前記中心電極の側面部と、前記接地電極の先端部との間で形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスパークプラグの製造方法。
7. 軸線方向に延びる棒状の中心電極と、
   前記軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極が前記軸孔の先端側に設けられた略円筒状の絶縁体と、
   前記絶縁体の外周に設けられた略円筒状の主体金具と、
   基端部が前記主体金具に接合され、中間部が曲げられて先端部と前記中心電極の先端部との間に火花放電間隙を形成する接地電極とを備えたスパークプラグの製造に用いられる製造装置であって、
   直棒状の前記接地電極を前記軸線に向けて曲げて前記中心電極の先端部に対する前記接地電極の先端部の前記軸線方向に沿った相対高さ位置を調整するための曲げ装置と、
   前記火花放電間隙のうち前記軸線と直交する向きに沿った大きさを調整するための間隙調整装置とを備え、
   前記曲げ装置は、
   前記接地電極の先端部を前記中心電極側に押圧可能な曲げ手段を有し、
   前記間隙調整装置は、
   前記軸線と略直交する向きに沿って前記接地電極の先端部を前記中心電極に対して相対移動させる間隙調整手段と、
   前記中心電極に対する前記接地電極の先端部の前記軸線方向に沿った相対移動を規制するための規制手段とを有し、
   前記間隙調整手段は、前記接地電極のうち前記軸線側の面に当接する部分と、前記接地電極のうち前記軸線とは反対側の面に当接する部分とを備えることを特徴とするスパークプラグの製造装置。
8. 前記規制手段は、前記火花放電間隙のうち前記軸線方向に沿った大きさを調整可能であることを特徴とする請求項７に記載のスパークプラグの製造装置。
9. 前記規制手段は、前記接地電極の先端部のうち前記中心電極側とは反対側の側面が当接及び摺動することで、前記中心電極に対する前記接地電極の相対移動を規制し、
   前記規制手段のうち、前記接地電極が当接及び摺動する部分には前記接地電極よりも摩擦係数の小さい被膜が形成されることを特徴とする請求項７又は８に記載のスパークプラグの製造装置。
10. 前記規制手段は、回転可能なローラであり、
    前記接地電極の先端部のうち前記中心電極側とは反対側の側面に前記ローラの外周面を当接させることで、前記中心電極に対する前記接地電極の先端部の前記軸線方向に沿った相対移動を規制することを特徴とする請求項７又は８に記載のスパークプラグの製造装置。
11. 前記規制手段は、前記間隙調整手段の移動に同期して移動可能に構成されることを特徴とする請求項７又は８に記載のスパークプラグの製造装置。
12. 前記スパークプラグは、前記中心電極及び前記接地電極の最短距離が、前記中心電極の先端エッジ部分又は前記中心電極の側面部と、前記接地電極の先端部との間で形成されることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載のスパークプラグの製造装置。

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