JP5637970B2 - スパークプラグの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関用の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、２以上の接地電極を備えたタイプが知られている（例えば、下記特許文献１）。かかるスパークプラグは、２以上の接地電極の基端部を主体金具に溶接することで製造される。溶接時に接地電極の基端部は溶融するので、接地電極の長さは、接地電極ごとにばらつきが生じる。このため、各々の接地電極は、主体金具に溶接した後に、所要の長さに切断される。かかる切断作業は、従来、手作業によって行われていた。

特開２００２−１６４１４６号公報

従来の手作業による切断作業においては、作業者のカンやコツに頼って切断が行われる。このため、２以上の接地電極を備えたスパークプラグの切断後の接地電極の形状について、２以上の接地電極間でばらつきが生じやすい。特に、切断の方向と、接地電極との位置関係がずれると、切断に伴い発生するバリの形成方向にもばらつきが生じる。このように接地電極の形状がばらつくと、２以上の接地電極間における火花特性にばらつきが生じる恐れがある。このため、２以上の接地電極の切断後の接地電極の形状のばらつきを抑制することが求められる。また、切断作業におけるワークの取り扱い次第では、接地電極に傷や、意図しない曲がりが発生するおそれがある。このため、接地電極の傷や、意図しない曲がりの発生を抑制することが求められる。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、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］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し、その軸孔内の先端側で前記中心電極を保持する絶縁体と、
前記絶縁体の一部分を周方向に取り囲んで保持する主体金具と、
２以上の接地電極であって、該接地電極の各々の基端部が、前記主体金具の前記軸線方向先端側の部位の異なる位置にそれぞれ溶接された接地電極と
を備えたスパークプラグの製造方法において、
前記２以上の接地電極が前記主体金具に溶接された後の状態のワークを受型に配置する第１工程と、
前記受型に配置された前記ワークが備える前記２以上の接地電極のうちの１つの接地電極の先端側を所定の位置に配置して、一定方向に切断する切断手段によって、切断する第２工程と、
前記ワーク、前記受型および前記切断手段の少なくとも１つを、前記軸線を軸として回転させることで、前記２以上の接地電極のうちの、前記第２工程で未切断の１つの接地電極を前記所定の位置に配置する第３工程と
前記２以上の接地電極のすべてについて前記切断を行うまで、前記第２工程、または、前記第２工程および前記第３工程を繰り返す第４工程と
を備えたことを特徴とするスパークプラグの製造方法。

かかる製造方法によれば、軸線を軸としてワークを回転させることにより、切断の対象となる接地電極と、切断の方向とが一定の位置関係となるように切断の対象となる接地電極を配置して、各々の接地電極を切断することができる。したがって、２以上の接地電極の切断形状が安定し、形状のばらつきを抑制できる。

［適用例２］適用例１記載のスパークプラグの製造方法において、前記第１工程は、前記受型として、前記ワークの前記主体金具を、前記主体金具の前記軸線方向先端側から前記軸線方向に沿って挿入可能な第１孔部と、前記第１孔部と連通し、前記ワークの前記２以上の各接地電極を前記軸線方向に沿って挿入可能な貫通孔であって、前記軸線方向の長さが、前記ワークの前記切断の前の前記２以上の接地電極よりも短い第２孔部とが形成された受型を使用して、前記ワークを前記第１孔部および前記第２孔部に挿入することで、前記ワークを前記受型に配置し、前記第２工程は、前記第１孔部と反対側で前記第２孔部の外部に配置された前記切断手段で、前記切断を行うことを特徴とするスパークプラグの製造方法。

かかる製造方法によれば、ワークの接地電極を第２孔部に挿入して、接地電極を切断することで、切断する際のワークの軸線に対する傾きを抑制できる。したがって、２以上の接地電極の切断形状が安定し、形状のばらつきを抑制できる。しかも、ワークの主体金具を第１孔部に挿入しつつ、ワークの接地電極を第２孔部に挿入するので、ワークを第１孔部および第２孔部に挿入する際にも、ワークの軸線に対する傾きを抑制できる。したがって、ワークを第１孔部および第２孔部に挿入する際に、ワークの接地電極を第２孔部の位置に正確に導きやすい。その結果、ワークの接地電極が、受型のうちの第２孔部が形成されていない部位に衝突して、当該接地電極に傷が発生することや、曲がりが発生することを抑制できる。

［適用例３］適用例２記載のスパークプラグの製造方法において、前記第１工程は、前記受型として、前記第１孔部が形成された第１受型部と、前記第２孔部が形成された第２受型部とが着脱可能に構成された受型を使用して、前記ワークを前記受型に配置することを特徴とするスパークプラグの製造方法。

かかる製造方法によれば、第２受型を交換すれば、接地電極の仕様が異なる複数種類のスパークプラグの製造を行うことができる。換言すれば、接地電極の仕様が異なる複数種類のスパークプラグの製造に際して、第１受型を共通的に使用することができる。したがって、受型の汎用性が向上し、スパークプラグの製造効率が向上する。接地電極の仕様とは、例えば、接地電極の数、軸線方向の長さ、軸線方向と直交する断面形状などを例示できる。

［適用例４］適用例２または適用例３記載のスパークプラグの製造方法において、前記第１工程は、前記受型として、前記第２孔部を形成する壁部の前記第１孔部側の端部が面取りされた受型を使用して、前記ワークを前記受型に配置することを特徴とするスパークプラグの製造方法。

かかる製造方法によれば、ワークを第１孔部および第２孔部に挿入する際に、第２孔部に挿入するワークの接地電極の位置が、第２孔部の位置から僅かにずれたとしても、接地電極を第２孔部に導きやすい。したがって、ワークの接地電極が、受型のうちの第２孔部が形成されていない部位に衝突して、当該接地電極に傷や曲がりが発生することを抑制できる。

［適用例５］適用例２ないし適用例４のいずれか記載のスパークプラグの製造方法において、前記第１工程は、前記ワークを、前記軸線方向の同一の位置の複数点、線、または、面で、前記軸線方向に押圧することが可能な押圧部材を使用して押圧することにより、前記ワークを前記第１孔部および前記第２孔部に挿入することを特徴とするスパークプラグの製造方法。

かかる製造方法によれば、ワークを第１孔部および第２孔部に挿入する際に、ワークの軸線に対する傾きを抑制できる。したがって、ワークを第１孔部および第２孔部に挿入する際に、ワークの接地電極を第２孔部の位置に正確に導きやすい。その結果、ワークの接地電極が、受型のうちの第２孔部が形成されていない部位に衝突して、当該接地電極に傷や曲がりが発生することを抑制できる。

［適用例６］適用例５記載のスパークプラグの製造方法において、前記第３工程は、前記押圧部材が前記押圧を行い、かつ、前記受型が、該受型に配置された前記ワークを保持した状態で、前記受型を回転させ、前記押圧部材が前記押圧を行っている状態で前記受型が回転した際に、該受型の回転に追随して前記押圧部材も回転することを特徴とするスパークプラグの製造方法。

かかる製造方法によれば、受型の回転に追随して押圧部材も回転するので、受型を回転させた際に、押圧部材の押圧力を受けるワークと、当該押圧力を直接的には受けない受型とが、ほぼ同じ位置関係で回転することができる。したがって、ワークと受型との回転が十分に同期せずに、ワークの接地電極が、受型の第２孔部の側面に強く接触して、傷つくことを抑制できる。

スパークプラグ１００の概略構成を示す部分断面図である。 接地電極３０の切断工程の手順を示す工程図である。 接地電極３０の切断を行う前のワーク１５０の概略構成を示す部分断面図である。 受型３００の概略構成を示す斜視図である。 受型３００の概略構成を示す平面図である。 第１受型部３１０と第２受型部３２０とを分離した状態の受型３００の断面図である。 第１受型部３１０と第２受型部３２０とを組み付けた状態の受型３００の断面図である。 ワーク１５０を受型３００に配置した状態を示す説明図である。

Ａ．実施例：
Ａ−１．スパークプラグ１００の概略構成：
図１は、本発明のスパークプラグの製造方法によって製造されるスパークプラグ１００の部分断面図である。図１において、一点鎖線で示す軸線ＯＬ１の右側は、外観正面図を示し、軸線ＯＬ１の左側は、スパークプラグ１００の中心軸を通る断面でスパークプラグ１００を切断した断面図を示している。以下では、図１におけるスパークプラグ１００の軸線ＯＬ１方向の下側をスパークプラグ１００の先端側、上側を後端側として説明する。スパークプラグ１００は、絶縁碍子１０と、主体金具５０と、中心電極２０と、接地電極３０ａ，３０ｂと、端子電極４０とを備える。

絶縁碍子１０は、中心電極２０および端子電極４０を収容する軸孔１２が中心に形成された筒状の絶縁体である。絶縁碍子１０は、アルミナを始めとするセラミックス材料を焼成して形成される。絶縁碍子１０の軸線ＯＬ１方向の中央には、絶縁碍子１０のうちで外径が最も大きい中央胴部１９が形成されている。絶縁碍子１０の中央胴部１９よりも後端側には、端子電極４０と主体金具５０との間を絶縁する後端側胴部１８が形成されている。絶縁碍子１０の中央胴部１９と後端側胴部１８との間には、先端側から後端側に向けて縮径するテーパ状の後端側段部１５が形成されている。絶縁碍子１０の中央胴部１９よりも先端側には、後端側胴部１８よりも外径が小さい先端側胴部１７が形成されている。絶縁碍子１０の先端側胴部１７の更に先端側には、先端側胴部１７よりも小さい外径の脚長部１３が形成されている。

主体金具５０は、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の一部から脚長部１３に亘る部位を周方向に包囲して保持する円筒状の金具である。主体金具５０は低炭素鋼材より形成され、全体にニッケルメッキや亜鉛メッキ等のメッキ処理が施されている。主体金具５０には、軸線ＯＬ１方向に貫通する挿入孔５５が形成されている。この挿入孔５５には、絶縁碍子１０が挿入・保持されている。主体金具５０は、工具係合部５１と、取付ねじ部５２と、加締部５３と、シール部５４とを備える。工具係合部５１、加締部５３およびシール部５４は、主体金具５０の後端側に、後端側から見て、加締部５３、工具係合部５１、シール部５４の順に形成されている。取付ねじ部５２は、主体金具５０の先端側に形成されている。

工具係合部５１は、スパークプラグ１００をエンジンヘッド（図示省略）に取り付ける工具が嵌合する。本実施例では、工具係合部５１は、軸線ＯＬ１に直交する断面形状が六角形に形成されている。取付ねじ部５２は、エンジンヘッドの取付ねじ孔に螺合するねじ山を有する。シール部５４は、取付ねじ部５２の根元に鍔状に形成されている。シール部５４とエンジンヘッドとの間には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿される。加締部５３は、主体金具５０の後端側の端部に設けられた薄肉の部材であり、主体金具５０が絶縁碍子１０を保持するために設けられる。具体的には、スパークプラグ１００の製造時において、加締部５３を内側に折り曲げて、この加締部５３の内面を絶縁碍子１０の後端側段部１５に接触させつつ、この加締部５３を先端側に押圧することにより、中心電極２０の先端が主体金具５０の先端側から突出した状態で、絶縁碍子１０が主体金具５０に一体的に保持される。

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、電極母材２１よりも熱伝導性に優れる芯材２５を埋設した棒状の部材である。本実施例では、電極母材２１は、ニッケルを主成分とするニッケル合金から成る。また、芯材２５は、銅または銅を主成分とする合金から成る。中心電極２０は、電極母材２１の先端が絶縁碍子１０の軸孔１２から突出した状態で絶縁碍子１０の軸孔１２に挿入され、セラミック抵抗３およびシール体４を介して端子電極４０に電気的に接続される。

２つの接地電極３０ａ，３０ｂは耐腐食性の高い金属から構成され、一例として、ニッケル合金が用いられる。この接地電極３０ａ，３０ｂの各々の基端部は、主体金具５０の先端面の異なる位置にそれぞれ溶接されている。本実施例では、接地電極３０ａ，３０ｂは、軸線ＯＬ１に直交する方向の接地電極３０ａ，３０ｂの断面が矩形形状を有する棒状の部材が屈曲して形成される。接地電極３０ａ，３０の矩形断面は、軸線ＯＬ１の同一の位置において、同一の形状を有している。なお、ここでの「同一の形状」とは、公差を許容する意味で用いている。また、接地電極３０ａ，３０ｂは、軸線ＯＬ１に対して、１８０度回転対称の位置に形成されている。かかる接地電極３０ａ，３０ｂのうちの、溶接された基端部と反対側の端部は、絶縁碍子１０から露出した中心電極２０の側面と対向するように、中心電極２０側に屈曲されている。この接地電極３０ａ，３０ｂの先端部の端面と、中心電極２０の側面との間に、火花放電が生じる火花ギャップＳＧが形成される。以下の説明において、２つの接地電極３０ａ，３０ｂを総称して、接地電極３０ともいう。

端子電極４０は、軸孔１２の後端側に設けられ、その後端側の一部は、絶縁碍子１０の後端側から露出している。端子電極４０には高圧ケーブル（図示省略）がプラグキャップ（図示省略）を介して接続され、高電圧が印加される。

Ａ−２．スパークプラグ１００の製造方法：
スパークプラグ１００の製造工程について説明する。スパークプラグ１００の製造工程は、準備工程と組み付け工程とに分けられる。準備工程においては、まず、スパークプラグ１００の構成部品をそれぞれ作製する。次に、作製された絶縁碍子１０の内部に、中心電極２０、セラミック抵抗３、シール体４および端子電極４０を所定の順序で挿入し、ガラスシールと呼ばれる加熱圧縮工程によってこれらを一体的に形成する。また、作成された主体金具５０に対して、所要の形状になるように所定の加工、例えば、塑性加工、切削を施し、工具係合部５１、シール部５４等を形成する。なお、本実施例においては、この段階では、取付ねじ部５２にねじ山は形成されていない。ただし、この段階で、取付ねじ部５２にねじ山を形成してもよい。

組み付け工程では、まず、絶縁碍子１０を組み付ける前の主体金具５０の先端面に、接地電極３０を抵抗溶接により接合する。この段階では、接地電極３０は、軸線ＯＬ１と平行な棒状の状態である。ここで溶接される接地電極３０の軸線ＯＬ１方向の長さは、製品としてのスパークプラグ１００の接地電極３０の所要長さよりも長い。このように、主体金具５０に棒状の接地電極３０が溶接された部材をワーク１５０ともいう。

次に、ワーク１５０のうちの、溶接した接地電極３０の先端側を、接地電極３０が所要の長さとなるように切断する。かかる工程を切断工程ともいう。本実施例では、切断手段として、切断刃によって切断を行う切断機を使用する。ただし、切断手段は、接地電極３０の切断に適用可能な任意の方式を採用可能である。例えば、切断手段として、レーザ切断機を使用してもよい。切断工程の詳細については、後述する。

次に、接地電極３０ａ，３０ｂの先端側を切断されたワーク１５０のうちの取付ねじ部５２にねじ山を形成し、主体金具５０にメッキ処理を施す。次に、主体金具５０の内側に、ガラスシールによって中心電極２０と一体となった絶縁碍子１０を差し込む。次に、主体金具５０の加締部５３を内側に折り曲げるようにして加締める。これによって、中心電極２０の先端が主体金具５０の先端側から突出した状態で、絶縁碍子１０が主体金具５０に一体的に保持される。次に、棒状の接地電極３０を中心電極２０の側に曲げる曲げ加工を行う。次に、先端側から主体金具５０にガスケット５を挿入し、ガスケット５の内径側を軸線ＯＬ１方向に押しつぶして、主体金具５０にガスケット５を装着する。こうして、スパークプラグ１００は、完成する。

図２は、切断工程の手順を示す。切断工程は、本実施例では、全行程を自動化によって行う。切断工程では、まず、ワーク１５０を用意する（ステップＳ２１０）。図３は、用意するワーク１５０の概略構成を示す。図示するように、ワーク１５０の３０ａ，３０ｂは、主体金具５０の先端面に、軸線ＯＬ１に平行な棒形状の状態で溶接されている。加締部５３は、上述した加締めを行う前段階であることから、軸線ＯＬ１に平行に形成されている。

ここで説明を図２に戻す。ワーク１５０を用意すると、次に、ワーク１５０を受型３００に配置する（ステップＳ２２０）。具体的には、ワーク１５０を、受型３００が備える孔部に挿入することで、ワーク１５０を受型３００に配置する。

図４は、本実施例で使用する受型３００の斜視図である。受型３００は、第１受型部３１０と第２受型部３２０とを備えている。第１受型部３１０は、挿入部３１１と円筒部３１２とを備えている。挿入部３１１および円筒部３１２には、円筒部３１２の円筒形状の中心軸ＯＬ２方向に貫通する第１孔部３１３が形成されている。第１孔部３１３は、第１孔部３１３の中心軸が、円筒部３１２の円筒形状の中心軸ＯＬ２と一致するように形成されている。第１孔部３１３は、ワーク１５０を挿入するために形成されている。挿入部３１１は、中空円盤形状を有しており、ワーク１５０を挿入する際の挿入口となる。円筒部３１２は、挿入部３１１よりも外径が小さく形成されている。第２受型部３２０は、第１受型部３１０の挿入部３１１と反対側に設けられる。第２受型部３２０は、第１受型部３１０と外径が同一の円筒形状を有している。第１受型部３１０と第２受型部３２０とは、本実施例では、着脱可能に構成されている。

図５は、受型３００の平面図である。図５は、受型３００を挿入部３１１側から見た外観を示す。第２受型部３２０には、その円筒形状の中心軸ＯＬ２方向に貫通する２つの第２孔部３２３が形成されている。第２孔部３２３の中心軸ＯＬ２に直交する断面は、接地電極３０と同様に矩形形状を有している。また、２つの第２孔部３２３は、中心軸ＯＬ２に対して、１８０度回転対称の位置に形成されている。かかる第２孔部３２３は、ワーク１５０を受型３００に挿入する際に、接地電極３０を挿入するために形成されている。つまり、第２孔部３２３は、ワーク１５０の軸線ＯＬ１と、受型３００の中心軸ＯＬ２とが一致する位置関係で、第１孔部３１３にワーク１５０を挿入すると、接地電極３０ａ，３０ｂは、２つの第２孔部３２３に挿入される。

図６は、中心軸ＯＬ２を通る断面で受型３００を切断した断面図である。図６では、着脱可能な第１受型部３１０および第２受型部３２０を分離した状態を示している。第１受型部３１０の第１孔部３１３は、第１受型部３１０の内径の側面である壁部３１４，３１５，３１６によって形成されている。壁部３１４は、第１孔部３１３の大部分を形成し、中心軸ＯＬ２方向の中央に位置している。壁部３１５は、第１孔部３１３の挿入部３１１側の端部に位置し、第１孔部３１３の開口部を形成する。この壁部３１５は、壁部３１４が面取りされることで形成されている。すなわち、壁部３１５は、壁部３１４のうちの挿入部３１１側の端部から挿入部３１１の開口部に向かうほど、第１孔部３１３の内径が大きくなるように形成されている。壁部３１６は、第１孔部３１３の挿入部３１１側と反対側の端部に位置する。この壁部３１６によって形成される第１孔部３１３の内径は、壁部３１４によって形成される第１孔部３１３の内径よりも大きく形成されている。第１孔部３１３のうちの壁部３１６によって形成される空間を第１嵌合部３１７ともいう。

第２受型部３２０の第１受型部３１０側の端部には、他の部位よりも外径が小さい第２嵌合部３２１が形成されている。第２嵌合部３２１の外径は、第１受型部３１０の第１嵌合部３１７の内径よりも僅かに小さく形成されている。第２受型部３２０の第２孔部３２３は、壁部３２４，３２５によって形成されている。壁部３２５は、第１受型部３１０側の端部に位置する。この壁部３２５は、壁部３２４が面取りされることで形成されている。壁部３２４，３２５によって形成される第２孔部３２３の中心軸ＯＬ２方向の長さは、ワーク１５０の接地電極３０の軸線ＯＬ１方向の長さよりも短く形成されている。本実施例では、第２孔部３２３の中心軸ＯＬ２方向の長さは、ワーク１５０の接地電極３０の切断後の所要の長さに形成されている。第２受型部３２０の第２嵌合部３２１と反対側の端部には、中心軸ＯＬ２方向に貫通するボルト孔３２８が形成されている。

かかる受型３００において、第１受型部３１０に形成された第１孔部３１３の内径は、ワーク１５０の先端側の部位、具体的には、ねじ山が形成されていない取付ねじ部５２の外径よりも僅かに大きく形成されている。換言すれば、第１孔部３１３の内径は、第１孔部３１３にワーク１５０を挿入する際に、ねじ山が形成されていない取付ねじ部５２の外面が、第１孔部３１３の壁部３１４と接触する程度の大きさに形成されている。かかる第１孔部３１３の壁部３１４は、ワーク１５０の接地電極３０を、第２受型部３２０の第２孔部３２３に挿入する際のガイドとしての機能を有している。つまり、第１孔部３１３は、ワーク１５０を構成する主体金具５０の先端側の部位の軸線ＯＬ１に直交する方向の移動を制限しつつ、主体金具５０の先端側の部位を、第２孔部３２３側に導く。壁部３１４がガイドとして機能することにより、ワーク１５０を第１孔部３１３および第２孔部３２３に挿入する際に、ワーク１５０の軸線ＯＬ１と、受型３００の中心軸ＯＬ２とを一致させやすくなる。したがって、接地電極３０が、第２受型部３２０の後端側の端面に接触することを抑制できる。その結果、接地電極３０に傷や曲がりが生じることを抑制できる。

また、受型３００において、第２孔部３２３の内径は、接地電極３０を第２孔部３２３に挿入する際に、接地電極３０の各々の外面が、第２孔部３２３の壁部３２４の各面と接触する程度の大きさに形成されている。かかる構成により、後述する方法で、接地電極３０の先端部を切断する際に、第２孔部３２３は、接地電極３０を支持することができる。したがって、接地電極３０の切断時に切断方向への力が作用しても、接地電極３０に曲がりが生じることを抑制できる。

図７は、図６に示した第１受型部３１０と第２受型部３２０とを組み付けた状態を示す。第１受型部３１０と第２受型部３２０とは、第２受型部３２０の第２嵌合部３２１を、第１受型部３１０の第１嵌合部３１７に挿入することで、組み付けられる。具体的には、第１嵌合部３１７と第２嵌合部３２１とを嵌合させて、ボルト孔３２８にボルトを挿入して固定することによって、第１受型部３１０と第２受型部３２０とは組み付けられる。なお、第１受型部３１０および第２受型部３２０の位置決めには、ノックピン（図示省略）を使用してもよい。

ここで、説明を図２に戻す。上記のステップＳ２２０では、ワーク１５０を、ワーク１５０の先端側から第１孔部３１３に挿入する。そして、ワーク１５０の接地電極３０を第２孔部３２３に挿入する。このように、ワーク１５０を第１孔部３１３および第２孔部３２３に挿入することで、ワーク１５０は受型３００に配置される。

図８は、ワーク１５０に受型３００を配置した状態を示す。ワーク１５０を受型３００に配置した状態では、ワーク１５０を構成する主体金具５０の先端面が、第２受型部３２０の後端面と接触する。このため、ワーク１５０を構成する接地電極３０の後端側の部位は、全て第２孔部３２３に収容された状態となる。一方、接地電極３０の先端側の部位は、接地電極３０と第２孔部３２３との長さの関係に基づき、第２受型部３２０の外部に露出する。上述したとおり、第２孔部３２３の長さは、接地電極３０の所要長さと等しく設定されているから、接地電極３０のうちの所要長さに相当する長さの部位だけが、第２孔部３２３に収容された状態となっている。

本実施例では、このようにワーク１５０を受型３００の第１孔部３１３および第２孔部３２３に挿入する際、押圧部材４００によって、ワーク１５０を軸線ＯＬ１方向に押圧する。図８に示すように、本実施例における押圧部材４００は、本体部４１０と、テーパ部４２０とを備える。本体部４１０は、ワーク１５０を押圧する側と反対の側で、ベアリング５００を介して、シャフト６００と接続されている。シャフト６００は、シャフト６００の中心軸が、受型３００の中心軸ＯＬ２と一致する位置に設けられる。シャフト６００は、アクチュエータ（図示省略）によって、シャフト６００の中心軸に沿って、上下運動可能に構成されている。

テーパ部４２０は、押圧部材４００のうちの、ワーク１５０を押圧する側に設けられる。テーパ部４２０は、ワーク１５０を押圧する側に向かって先細りする錐体形状を有している。テーパ部４２０は、シャフト６００がワーク１５０側に移動して、押圧部材４００がワーク１５０を押圧する際、テーパ部４２０の先端部が、ワーク１５０の挿入孔５５に挿入される。テーパ部４２０は、錐体形状に形成されているので、図８に示すように、テーパ部４２０は、ワーク１５０の加締部５３の内径側の端部と、錐体形状の周方向に線で接触する。つまり、テーパ部４２０は、軸線ＯＬ１方向の同一の位置において、線で加締部５３を押圧する。かかる構成により、ワーク１５０を第１孔部３１３および第２孔部３２３に挿入する際に、ワーク１５０の軸線ＯＬ１に対する傾きを抑制できる。したがって、ワーク１５０の接地電極３０を第２孔部３２３に正確に導きやすい。その結果、ワーク１５０の接地電極３０が、第２受型部３２０の後端側の端面に接触することを抑制できる。その結果、接地電極３０に傷や曲がりが生じることを抑制できる。

ここで、説明を図２に戻す。図８に示したように、ワーク１５０を受型３００に配置すると、次に、接地電極３０のうちの１つについて、接地電極３０の先端側を、第２孔部３２３の外部に設けられた切断手段７００によって切断する（ステップＳ２３０）。ここでは、図８に示すように、接地電極３０ｂを切断するものとする。上述したように、本実施例では、切断手段７００は、切断刃によって切断を行う切断機である。本実施例では、第２孔部３２３の長さは、接地電極３０の所要長さと同一に設定されているから、切断手段７００の切断刃は、第２受型部３２０の先端側（第１受型部３１０と反対側）の端面に沿って移動して、接地電極３０を切断する。なお、第２孔部３２３の長さが接地電極３０の所要長さよりも短い場合には、切断刃を、第２受型部３２０の先端側の端面から離れた位置で移動させて、接地電極３０を所要長さに切断すればよい。

かかる接地電極３０の切断は、切断対象となる接地電極３０を予め定められた所定の位置に配置して行われる。つまり、ワーク１５０を接地電極３０に配置した際、切断対象の接地電極３０ｂが所定の位置になければ、受型３００を、軸線ＯＬ１を軸として回転させて、接地電極３０ｂを所定の位置に配置する。

本実施例では、上述した所定の位置での接地電極３０の切断方向は、軸線ＯＬ１に直交し、かつ、切断対象となる接地電極３０の軸線ＯＬ１に直交する断面形状の中心から軸線ＯＬ１に向かう方向である。軸線ＯＬ１からワーク１５０の外方に向かって切断するためには、接地電極３０ａと接地電極３０ｂとの間に切断刃を挿入する必要がある。接地電極３０ａと接地電極３０ｂとの距離は僅かであるから、接地電極３０ａ，３０ｂのいずれもが切断されていない状態では、その間に切断刃は挿入しにくい。一方、ワーク１５０の外方から軸線ＯＬ１に向かって切断する場合には、接地電極３０ａ，３０ｂの間に切断刃を挿入する必要がない。このため、ワーク１５０の外方から軸線ＯＬ１に向かって切断することで切断が行いやすくなる。

また、本実施例では、接地電極３０の切断は、押圧部材４００によって、ワーク１５０を押圧した状態で行われる。したがって、ワーク１５０の軸線ＯＬ１に対する傾きを抑制した状態で、接地電極３０の切断を行うことができる。その結果、接地電極３０の軸線ＯＬ１に直交する断面に平行に切断刃を当てることができ、接地電極３０の切断形状のばらつきを抑制できる。また、切断後の接地電極３０の長さのばらつきを抑制できる。

接地電極３０の１つを切断すると、次に、軸線ＯＬ１（中心軸ＯＬ２）を軸として受型３００を１８０度回転させて、未切断の接地電極３０ａを上述した所定の位置に配置する（ステップＳ２４０）。この所定の位置では、切断対象の接地電極３０の断面形状と、切断手段７００による切断方向とは、常に一定の相対位置関係となる。つまり、ステップＳ２４０では、接地電極３０ｂを切断した位置と同一の位置に、接地電極３０ａを配置する。本実施例では、第１受型部３１０は、電動ロータリテーブル上に固定されている（図８では、図示を省略）。受型３００は、電動ロータリテーブルを回転させることで、電動ロータリテーブルの回転に同期して回転する。ワーク１５０は、第１孔部３１３および第２孔部３２３に挿入されることで受型３００によって保持されているので、受型３００が回転すると、それに同期して、ワーク１５０も回転する。

受型３００が回転する際、ワーク１５０は、依然として、押圧部材４００によって押圧されている。上述したように、押圧部材４００の上部、すなわち、押圧部材４００の押圧の方向と反対側には、ベアリング５００が取り付けられている。このため、押圧部材４００に押圧された状態のワーク１５０を保持する受型３００が回転すると、受型３００の回転に追従して、押圧部材４００も回転することとなる。つまり、受型３００を回転させた際に、押圧部材４００の押圧力を受けるワーク１５０と、押圧力を直接的には受けない受型３００とが、ほぼ同じ位置関係で回転することができる。ワーク１５０と受型３００との回転が十分に同期しなければ、ワーク１５０の接地電極３０が、受型３００の第２孔部３２３の壁部３２４に強く接触して、傷つく恐れがある。一方、本実施例の態様では、ワーク１５０の接地電極３０が、傷つくことを抑制できる。

受型３００を回転させると、次に、未切断の接地電極３０ａを、接地電極３０ｂと同様に切断する（ステップＳ２５０）。そして、シャフト６００を上方に移動させて、押圧部材４００を待避させて、全ての接地電極３０が切断されたワーク１５０を受型３００から取り外す（ステップＳ２６０）。こうして、切断工程は終了となる。

以上説明したスパークプラグ１００の製造方法によれば、軸線ＯＬ１を軸としてワーク１５０を回転させることにより、切断の対象となる接地電極３０と、切断手段７００による切断の方向とが一定の位置関係となるように切断の対象となる接地電極３０ａ、３０ｂを配置して、各々の接地電極３０ａ、３０ｂを切断する。したがって、２以上の接地電極３０ａ、３０ｂの切断形状が安定し、形状のばらつきを抑制できる。特に、本実施例では、切断対象となる接地電極３０ａ、３０ｂの断面形状の中心から軸線ＯＬ１に向かう方向に接地電極３０ａ、３０ｂを切断する。したがって、切断に伴って接地電極３０ａ，３０ｂに形成されるバリは、いずれも、接地電極３０ａ、３０ｂの断面形状の中心から軸線ＯＬ１に向かう方向に形成される。つまり、接地電極３０ａ，３０ｂに形成されるバリは、軸線ＯＬ１に対して回転対称に形成される。したがって、接地電極３０ａ，３０ｂの火花特性のばらつきが抑制される。

また、上述したスパークプラグ１００の製造方法によれば、ワーク１５０の接地電極３０ａ、３０ｂを第２孔部３２３に挿入して、接地電極３０ａ、３０ｂを切断する。したがって、切断する際のワークの軸線ＯＬ１に対する傾きを抑制できる。その結果、２以上の接地電極３０ａ、３０ｂの切断形状が安定し、形状のばらつきを抑制できる。

また、上述したスパークプラグ１００の製造方法によれば、受型３００は、第１受型部３１０と第２受型部３２０とが着脱可能に構成される。したがって、接地電極３０の数、軸線ＯＬ１方向の長さ、軸線ＯＬ１方向と直交する断面形状など、接地電極３０の仕様が異なる複数種類のスパークプラグ１００の製造に際して、第１受型部３１０を共通的に使用しつつ、接地電極３０の仕様に応じて、第２受型部３２０を交換すればよい。したがって、受型３００の汎用性が向上し、スパークプラグ１００の製造効率が向上する。また、第１受型部３１０と第２受型部３２０とを着脱可能に構成することによって、第２受型部３２０に、壁部３２５によって形成される面取り形状を加工しやすい。

また、上述したスパークプラグ１００の製造方法において、第１受型部３１０の壁部３１５は面取り形状を有している。したがって、ワーク１５０を第１孔部３１３に挿入する際に、ワーク１５０の挿入位置が第１孔部３１３から僅かにずれたとしても、ワーク１５０を第１孔部３１３に導きやすい。したがって、ワーク１５０が挿入部３１１の後端側の端面に衝突して、ワーク１５０に傷が発生することを抑制できる。同様に、第２受型部３２０の壁部３２５は面取り形状を有している。したがって、ワーク１５０を第１孔部３１３および第２孔部３２３に挿入する際に、ワーク１５０の接地電極３０の挿入位置が、第２孔部３２３から僅かにずれたとしても、接地電極３０を第２孔部３２３に導きやすい。したがって、ワーク１５０の接地電極３０が、第２受型部３２０の後端側の端面に衝突して、接地電極３０に傷が発生することや、曲がりが発生することを抑制できる。

Ｂ．変形例：
Ｂ−１．変形例１：
接地電極３０の切断方向は、上述の例に限られるものではなく、所定の位置に配置したワーク１５０の接地電極３０を一定方向から切断するものであればよい。例えば、切断方向は、軸線ＯＬ１に直交し、かつ、軸線ＯＬ１から接地電極３０の軸線ＯＬ１に直交する断面形状の中心に向かう方向であってもよい。こうしても、接地電極３０ａ，３０ｂに形成されるバリは、軸線ＯＬ１に対して回転対称に形成されるので、接地電極３０ａ，３０ｂの火花特性のばらつきが抑制される。

Ｂ−２．変形例２：
押圧部材４００の形状は、上述の例に限られるものではなく、種々の形状とすることができる。例えば、ワーク１５０を押圧する側と反対方向に向かって先細りする中空の錐体形状であってもよい。この場合、押圧部材４００の錐体形状の内面が、ワーク１５０の加締部５３の外径側の端部と、錐体形状の周方向に線で接触することとなる。こうしても、押圧部材４００は、軸線ＯＬ１方向の同一の位置において、加締部５３を線で押圧することができる。もとより、押圧部材４００は、錐体形状に限るものではなく、ワーク１５０を、軸線ＯＬ１方向の同一の位置の複数点、線、または、面で、軸線ＯＬ１方向に押圧することが可能な任意の形状としてもよい。例えば、平板形状の押圧部材でワーク１５０の加締部５３を面で押圧してもよい。

Ｂ−３．変形例３：
スパークプラグ１００の製造工程における切断工程を実施するタイミングは、上述の例に限られず、適宜、設定することができる。切断工程は、主体金具５０に接地電極３０を溶接した後であって、接地電極３０の曲げ工程を実施する前の任意のタイミングとしてもよい。例えば、切断工程は、主体金具５０の内側に、中心電極２０と一体となった絶縁碍子１０を差し込んだ後に実施してもよい。かかる場合、押圧部材４００は、端子電極４０の後端側の端面を押圧するものであってもよい。あるいは、切断工程は、取付ねじ部５２にねじ山を形成した後に実施してもよい。ただし、ねじ山が形成される前に実施することで、ワーク１５０を受型３００に配置する際に、受型３００の壁部３１４が取付ねじ部５２をガイドする効果を高めることができる。

Ｂ−４．変形例４：
スパークプラグ１００は、３以上の接地電極３０を備えていてもよい。例えば、３極タイプや４極タイプであってもよい。Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の接地電極３０を備えるスパークプラグ１００では、接地電極３０は、軸線ＯＬ１に対して、３６０／Ｎ度の回転対称で設けられる。かかる場合、切断工程においては、上記ステップＳ２４０およびステップＳ２５０（図２参照）を、Ｎ個の接地電極３０すべてについて切断するまで繰り返してもよい。

Ｂ−５．変形例５：
受型３００の形状は、上述の形状に限られるものではなく、ワーク１５０を構成する接地電極３０の各々を所定の切断位置に配置できるものであればよい。例えば、第２受型部３２０のみを受型として使用してもよい。あるいは、ワーク１５０の主体金具５０の形状に追随した空間を有し、当該空間を含んで２分割された受型を使用してもよい。例えば、２分割された受型の一方の空間に主体金具５０を配置した後に、２分割された受型を一体化し、工具係合部５１をチャックする受型を使用してもよい。

Ｂ−６．変形例６：
上述の実施形態においては、上記ステップＳ２４０（図２参照）において、受型３００を回転させることとしたが、未切断の接地電極３０を所定の切断位置に配置する態様は、受型３００を回転させることに限られない。軸線ＯＬ１を軸として、ワーク１５０、受型３００および切断手段７００のうちの少なくとも１つを回転させる態様であればよい。例えば、切断手段７００が、受型３００の外方で回転してもよい。

Ｂ−７．変形例７：
スパークプラグ１００の製造工程は、必ずしも全自動化する必要はなく、半自動で実現してもよい。例えば、受型３００へのワーク１５０の配置や、切断手段７００による接地電極３０の切断を、ボタン押下などの手動操作に基づいて実施する態様としてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができる。例えば、上述した各適用例の構成要素や、実施形態中の要素は、本願の課題の少なくとも一部を解決可能な態様、または、上述した各効果の少なくとも一部を奏する態様において、適宜、組み合わせ、省略、上位概念化を行うことが可能である。

３…セラミック抵抗
４…シール体
５…ガスケット
１０…絶縁碍子
１２…軸孔
１３…脚長部
１５…後端側段部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…中央胴部
２０…中心電極
２１…電極母材
２５…芯材
３０ａ，３０ｂ…接地電極
４０…端子電極
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ねじ部
５３…加締部
５４…シール部
５５…挿入孔
１００…スパークプラグ
１５０…ワーク
３００…受型
３１０…第１受型部
３１１…挿入部
３１２…円筒部
３１３…第１孔部
３１４，３１５，３１６…壁部
３１７…第１嵌合部
３２０…第２受型部
３２１…第２嵌合部
３２３…第２孔部
３２４，３２５…壁部
３２８…ボルト孔
４００…押圧部材
４１０…本体部
４２０…テーパ部
５００…ベアリング
６００…シャフト
７００…切断手段
ＳＧ…火花ギャップ
ＯＬ１…軸線
ＯＬ２…中心軸

Claims (6)

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し、その軸孔内の先端側で前記中心電極を保持する絶縁体と、
   前記絶縁体の一部分を周方向に取り囲んで保持する主体金具と、
   ２以上の接地電極であって、該接地電極の各々の基端部が、前記主体金具の前記軸線方向先端側の部位の異なる位置にそれぞれ溶接された接地電極と
   を備えたスパークプラグの製造方法において、
   前記２以上の接地電極が前記主体金具に溶接された後の状態のワークを受型に配置する第１工程と、
   前記受型に配置された前記ワークが備える前記２以上の接地電極のうちの１つの接地電極の先端側を所定の位置に配置して、一定方向に切断する切断手段によって、切断する第２工程と、
   前記ワーク、前記受型および前記切断手段の少なくとも１つを、前記軸線を軸として回転させることで、前記２以上の接地電極のうちの、前記第２工程で未切断の１つの接地電極を前記所定の位置に配置する第３工程と
   前記２以上の接地電極のすべてについて前記切断を行うまで、前記第２工程、または、前記第２工程および前記第３工程を繰り返す第４工程と
   を備えたことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
2. 請求項１記載のスパークプラグの製造方法において、
   前記第１工程は、
   前記受型として、
   前記ワークの前記主体金具を、前記主体金具の前記軸線方向先端側から前記軸線方向に沿って挿入可能な第１孔部と、
   前記第１孔部と連通し、前記ワークの前記２以上の各接地電極を前記軸線方向に沿って挿入可能な貫通孔であって、前記軸線方向の長さが、前記ワークの前記切断の前の前記２以上の接地電極よりも短い第２孔部とが形成された受型を使用して、
   前記ワークを前記第１孔部および前記第２孔部に挿入することで、前記ワークを前記受型に配置し、
   前記第２工程は、前記第１孔部と反対側で前記第２孔部の外部に配置された前記切断手段で、前記切断を行う
   ことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
3. 請求項２記載のスパークプラグの製造方法において、
   前記第１工程は、前記受型として、前記第１孔部が形成された第１受型部と、前記第２孔部が形成された第２受型部とが着脱可能に構成された受型を使用して、前記ワークを前記受型に配置する
   ことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
4. 請求項２または請求項３記載のスパークプラグの製造方法において、
   前記第１工程は、前記受型として、前記第２孔部を形成する壁部の前記第１孔部側の端部が面取りされた受型を使用して、前記ワークを前記受型に配置する
   ことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
5. 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において、
   前記第１工程は、前記ワークを、前記軸線方向の同一の位置の複数点、線、または、面で、前記軸線方向に押圧することが可能な押圧部材を使用して押圧することにより、前記ワークを前記第１孔部および前記第２孔部に挿入する
   ことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
6. 請求項５記載のスパークプラグの製造方法において、
   前記第３工程は、前記押圧部材が前記押圧を行い、かつ、前記受型が、該受型に配置された前記ワークを保持した状態で、前記受型を回転させ、
   前記押圧部材が前記押圧を行っている状態で前記受型が回転した際に、該受型の回転に追随して前記押圧部材も回転する
   ことを特徴とするスパークプラグの製造方法。

Images