JP5755128B2 - スパークプラグの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スパークプラグの製造方法に関するものである。

内燃機関、例えば、ガソリンエンジンに対する点火用のスパークプラグの取り付け動作は、エンジンのシリンダヘッドに設けられたネジ孔にスパークプラグを嵌め込んで、スパークプラグの主体金具の外表面に形成されたネジ部を上記ネジ孔に螺合することにより行なわれる。このとき、スパークプラグとシリンダヘッドとの間のシール性は、スパークプラグが備える円環状のガスケットによって確保される。スパークプラグをシリンダヘッドに取り付ける際には、一般に、スパークプラグから脱落しないようにガスケットがスパークプラグに予め取り付けられる。このように、スパークプラグから脱落しないようにガスケットをスパークプラグに予め取り付けておくことで、スパークプラグをエンジンに取り付ける際に、スパークプラグの取り扱いの利便性が向上する。

ガスケットを、脱落しないようにスパークプラグに取り付けるために、従来は、ガスケットとなる円環状部材をスパークプラグに嵌め込んだ後に、円環状部材の内周近傍の部位に、脱落を妨げる係合爪部を形成していた。具体的には、例えば、スパークプラグのネジ部のネジ山部分の径と同等の大きさの径を有する円環状部材を、ネジ部を経由するようにしてスパークプラグに嵌め込み、その後、円環状部材の内周近傍に対してネジ部側から所定の治具を押し当てることにより、係合爪を形成していた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１３５３７０号公報

スパークプラグにおいては、スパークプラグをエンジンに取り付ける前だけでなく、スパークプラグをエンジンから取り外した後においても、スパークプラグからのガスケットの脱落が十分に抑えられていることが望ましい。スパークプラグをエンジンに取り付ける際には、スパークプラグを締め付けることにより、スパークプラグとエンジンの間でガスケットが圧縮される。そのため、エンジンからスパークプラグを取り外すときには、スパークプラグからガスケットが脱落して、シリンダヘッド上にガスケットが付着した状態となる場合が有り得る。スパークプラグの交換のために古いスパークプラグをエンジンから取り外したときに、シリンダヘッド上に古いガスケットが残留すると、そのまま新しいスパークプラグを取り付けた場合には、エンジンにおいて所望の燃焼状態が実現できなくなる可能性がある。余分のガスケットが残留することにより、発火ポイント（スパークプラグにおいて中心電極と接地電極の間に形成される火花ギャップの、エンジン燃焼室内における位置）にずれが生じるためである。そのため、スパークプラグの交換を行なった後にもエンジンの燃焼状態に対する信頼性を確保できるように、スパークプラグにおけるガスケットの脱落防止性能をさらに高めることが望まれていた。

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、スパークプラグにおけるガスケットの脱落防止性能を高めることを目的とする。

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施することが可能である。

［適用例１］
（ａ）スパークプラグを構成するための主体金具に対して、前記主体金具先端側に設けられたネジ部の側から、前記主体金具の後端側へと、前記スパークプラグが備えるガスケットを形成するための円環状部材を嵌め込む工程と、
（ｂ）突起状の複数の成形爪を備える爪付治具を用いて、前記主体金具に嵌め込んだ前記円環状部材の内周近傍に対して、複数の前記成形爪を前記ネジ部の側から前記主体金具の後端側へと押し付けることによって、複数の前記成形爪を前記円環状部材の厚さ方向の途中まで圧入する工程と、
を備え、
前記ガスケットは、内周部から径方向内側へと張り出すように複数の前記成形爪によって形成された複数の係合爪を有し、該係合爪によって前記ガスケットが前記主体金具に係合するスパークプラグの製造方法において、
（ｃ）前記（ｂ）工程で複数の前記成形爪を前記円環状部材に押し付ける際に複数の前記成形爪が前記円環状部材の表面に接触した時以後に、前記爪付治具とは異なる他の治具を用いて前記爪付治具を変形させることにより、複数の前記成形爪の端部を、前記円環状部材の径方向内側へと変位させる工程を備えることを特徴とする
スパークプラグの製造方法。

適用例１に記載のスパークプラグの製造方法によれば、複数の成形爪を円環状部材に押し付ける際に複数の成形爪が円環状部材の表面に接触した時以後に、爪付治具とは異なる他の治具を用いて爪付治具を変形させることにより、複数の成形爪の端部を、円環状部材の径方向内側へと変位させる。そのため、ガスケットにおいて、係合爪がガスケットの中心側へと張り出す張り出し量を、より十分に確保することができる。その結果、スパークプラグにおけるガスケットの脱落を抑える効果を高めることができる。

［適用例２］
適用例１記載のスパークプラグの製造方法であって、前記（ｃ）工程は、前記（ｂ）工程において複数の前記成形爪を前記円環状部材に圧入させる動作と同時に行なう工程であることを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例２に記載のスパークプラグの製造方法によれば、主体金具に嵌め込んだ円環状部材からガスケットを形成する工程を簡素化し、ガスケット形成に要する時間を短縮できる。

［適用例３］
適用例２記載のスパークプラグの製造方法であって、前記（ｂ）工程は、前記爪付治具を含む複数の治具を備える治具アセンブリの所定の箇所に、前記円環状部材を嵌め込んだ前記主体金具を含む製造途中の前記スパークプラグであるスパークプラグ形成部材を配置し、前記円環状部材に前記爪付治具の複数の前記成形爪を当接させつつ、前記スパークプラグ形成部材に対して押圧力を加えて、複数の前記成形爪を前記円環状部材に圧入する工程であり、前記（ｃ）工程は、（ｃ−１）前記スパークプラグ形成部材に対して前記押圧力を加える動作に伴って、前記治具アセンブリが備える前記治具のうちの一つの治具であって、前記スパークプラグ形成部材と前記円環状部材の少なくとも一方に接する移動治具が、移動する工程と、（ｃ−２）前記（ｃ−１）工程で前記移動治具が移動することにより、前記移動治具および前記爪付治具を含む複数の前記治具の間の係合関係が変化する工程と、（ｃ−３）前記（ｃ−２）工程で前記係合関係が変化することにより、前記治具アセンブリを構成する前記治具のいずれかによって、前記爪付治具を径方向内側に押圧して変形させる工程と、を備えるスパークプラグの製造方法。適用例３に記載のスパークプラグの製造方法によれば、スパークプラグ形成部材に対して押圧力を加える動作に伴って、治具アセンブリを構成する治具間の係合関係が変化することにより、成形爪の端部が変位する。そのため、成形爪の端部を変位させるために、スパークプラグ形成部材に押圧力を加えるための動力以外の動力を不要とすることが可能になり、成形爪の端部を変位させるための構造を簡素化できる。

［適用例４］
適用例３記載のスパークプラグの製造方法であって、前記移動治具は、前記治具アセンブリの前記所定の箇所に前記スパークプラグ形成部材が配置されたときに、前記円環状部材に接する部材であり、前記（ｂ）工程は、所定の押圧治具を用いて前記スパークプラグ形成部材に対して前記押圧力を加えるために、前記押圧治具を前記スパークプラグ形成部材に押し当てたときに、前記移動治具に設けられた位置合わせ部によって、前記円環状部材を前記スパークプラグ形成部材に対して位置合わせする工程を含むことを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例４に記載のスパークプラグの製造方法によれば、成形爪の端部を変位させる際に働く移動治具が、位置合わせ部を備えるため、治具アセンブリにおいてスパークプラグ形成部材の位置合わせのための部材を別途設ける必要が無く、治具アセンブリの構成を簡素化することができる。

［適用例５］
適用例１ないし４いずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、前記円環状部材として、中実の平板状部材を用いるスパークプラグの製造方法。適用例５に記載のスパークプラグの製造方法によれば、円環状部材として中実の平板状部材を用いる場合であっても、係合爪がガスケットの中心側へと張り出す張り出し量を十分に確保して、スパークプラグにおけるガスケットの脱落を抑える効果を高めることができる。

本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、本発明のスパークプラグの製造方法により製造されたスパークプラグや、ガスケットの形成方法、あるいは、ガスケットを形成するための治具アセンブリなどの形態で実現することが可能である。

スパークプラグ１００の部分断面図である。 スパークプラグ１００の製造工程の概要を示すフローチャートである。 治具アセンブリ７０の構成を表わす分解斜視図である。 治具アセンブリ７０の部分断面図である。 爪付治具８０の構成を表わす説明図である。 成形爪８１の端部近傍の様子を表わす断面図である。 移動治具９０の部分断面図である。 移動治具９０における後端側の第４の開口部９１の近傍の様子を拡大して示す断面図である。 スパークプラグ形成部材６０を治具アセンブリ７０に挿入した様子を表わす説明図である。 ガスケット形成部材６２が爪付治具８０に当接したときの様子を表わす断面模式図である。 スパークプラグ形成部材６０に対してさらに押圧力を加えた後の様子を表わす断面模式図である。 図１１と同様の状態を治具アセンブリ７０全体について表わした説明図である。

Ａ．スパークプラグ１００の構成および製造工程：
図１は、本発明の実施形態としてのスパークプラグの製造方法により製造されるスパークプラグ１００の部分断面図である。スパークプラグ１００は、図１に示すように、軸線１００ａｘに沿って伸長する細長形状を有している。図１において、一点破線で示す軸線１００ａｘの右側は、外観正面図を示し、軸線１００ａｘ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。以下の説明では、軸線１００ａｘに平行な方向において、図１の下方側を先端側と呼び、図１の上方側を後端側と呼ぶ。

スパークプラグ１００は、絶縁碍子１０と、中心電極２０と、接地電極３０と、端子金具４０と、主体金具５０とを備える。絶縁碍子１０の一端から突出する棒状の中心電極２０は、絶縁碍子１０の内部を通じて、絶縁碍子１０の他端に設けられた端子金具４０に電気的に接続されている。中心電極２０の外周は、絶縁碍子１０によって保持され、絶縁碍子１０の外周は、端子金具４０から離れた位置で主体金具５０によって保持されている。主体金具５０に電気的に接続された接地電極３０は、火花を発生させる隙間である火花ギャップを中心電極２０の先端との間に形成する。スパークプラグ１００は、内燃機関のエンジンヘッド２００に設けられた取付ネジ孔２０１に主体金具５０を介して取り付けられる。端子金具４０に２万〜３万ボルトの高電圧が印加されると、中心電極２０と接地電極３０との間に形成された火花ギャップに火花が発生する。

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た絶縁体である。絶縁碍子１０は、中心電極２０および端子金具４０を収容する軸孔１２が中心に形成された筒状の部材である。絶縁碍子１０の軸方向中央には外径を大きくした中央胴部１９が形成されている。中央胴部１９よりも端子金具４０側には、端子金具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。中央胴部１９よりも中心電極２０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、先端側胴部１７の更に先には、先端側胴部１７よりも小さい外径であって先端側へ向かうほど外径が小さくなる脚長部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に亘る部位を包囲して保持する円筒状の金具である。本実施形態では、主体金具５０は、低炭素鋼により形成され、全体にニッケルめっきや亜鉛めっき等のめっき処理が施されている。主体金具５０は、工具係合部５１と、取付ネジ部５２と、ガスケット受け部５４とを備える。主体金具５０の工具係合部５１は、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付ける工具（図示せず）が嵌合する。主体金具５０の取付ネジ部５２は、エンジンヘッド２００の取付ネジ孔２０１に螺合するネジ山を有する。主体金具５０のガスケット受け部５４は、取付ネジ部５２の後端側において、取付ネジ部５２よりも径方向の外周側に張り出して、鍔状に形成されている。また、主体金具５０には、ガスケット受け部５４の先端側端部に接するように、中実の略円環状部材であるガスケット５が嵌挿される。このガスケット５によって、スパークプラグ１００のガスケット受け部５４とエンジンヘッド２００との間のシール性が確保される。ガスケット５の詳しい構造及びその製造方法については、後に説明する。なお、主体金具５０の先端面５７は、中央部に開口を有する円形状に形成されており、その中央部では、絶縁碍子１０の脚長部１３から中心電極２０が突出する。

主体金具５０の工具係合部５１より後端側には薄肉の加締部５３が設けられている。また、ガスケット受け部５４と工具係合部５１との間には、加締部５３と同様に薄肉の圧縮変形部５８が設けられている。工具係合部５１から加締部５３にかけての主体金具５０の内周面と絶縁碍子１０の後端側胴部１８の外周面との間には、円環状のリング部材６，７が介在されており、さらに両リング部材６，７間にタルク（滑石）９の粉末が充填されている。スパークプラグ１００の製造時には、加締部５３を内側に折り曲げるようにして先端側に押圧することにより圧縮変形部５８を圧縮変形させる加締加工を行なう。加締加工を行なうことで、リング部材６，７およびタルク９を介し、絶縁碍子１０が主体金具５０内で先端側に向け押圧される。この押圧により、タルク９が軸線１００ａｘ方向に圧縮されて主体金具５０内の気密性が高められる。

また、主体金具５０の内周においては、取付ネジ部５２の位置に形成された金具内段部５６に、環状の板パッキン８を介し、絶縁碍子１０の脚長部１３の基端に位置する碍子段部１５が押圧されている。この板パッキン８は、主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性を保持する部材であり、燃焼ガスの流出が防止される。

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。本実施形態では、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り、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を介して端子金具４０に電気的に接続されている。

接地電極３０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３０の基端は、主体金具５０の先端面５７に溶接されている。接地電極３０の先端側は、軸線１００ａｘと交差する方向に屈曲されており、接地電極３０の先端部が、中心電極２０の先端面と軸線１００ａｘ上で対向している。

図２は、本発明の実施形態におけるスパークプラグ１００の製造工程の概要を示すフローチャートである。ステップＳ１００では、主体金具５０と、絶縁碍子１０と、中心電極２０と、接地電極３０とが準備される。ステップＳ１１０では、主体金具５０に接地電極３０が接合される。ステップＳ１２０では、中心電極２０を組み付けた絶縁碍子１０を主体金具５０に挿入する組み付け工程が実施される。ステップＳ１３０では、加締装置（図示省略）を用いて、主体金具５０に対して既述した加締加工が実施される。この加締加工により、絶縁碍子１０が主体金具５０に固定される。ステップＳ１４０では、曲げ工具（図示省略）を用いて、接地電極３０の先端が曲げ加工される。そして、ステップＳ１５０において主体金具５０にガスケット５が装着されて、スパークプラグ１００が完成する。ステップＳ１５０におけるガスケット５の取り付け工程については、後に詳しく説明する。

なお、図２に示した製造方法は単なる一例であり、これとは異なる種々の方法でスパークプラグを製造可能である。例えば、ステップＳ１１０〜Ｓ１５０の工程の順序は、ある程度任意に変更可能である。具体的には、主体金具５０へのガスケット５の取付工程（ステップＳ１５０）を、スパークプラグの製造工程の最後ではなく途中で行なっても良い。例えば、主体金具５０への接地電極３０の接合に先立って、主体金具５０に対してガスケット５の取付工程を行なっても良い。本実施形態では、図２に示すように、ガスケットを取り付ける工程を最後に行なっており、以下の説明では、ガスケットの取り付け完了前の製造途中のスパークプラグを、スパークプラグ形成部材６０と呼ぶ。また、スパークプラグ形成部材６０に取り付けてガスケットと成すための中実の平板円環状部材を、ガスケット形成部材６２と呼ぶ。

Ｂ．治具アセンブリ７０の構成：
図３は、ステップＳ１５０のガスケット５の取り付け工程で用いる治具アセンブリ７０の構成を表わす分解斜視図である。また、図４は、治具アセンブリ７０の部分断面図である。図４において、一点破線で示す軸線７０ａｘの右側は、外観正面図を示し、軸線７０ａｘの左側は、治具アセンブリ７０の中心軸を通る断面で治具アセンブリ７０を切断した断面図を示している。以下の説明では、軸線７０ａｘに平行な方向において、図４の下方側を先端側と呼び、図４の上方側を後端側と呼ぶ。図４（Ａ）は、治具アセンブリ７０の全体の様子を表わしており、図４（Ｂ）は、治具アセンブリ７０の後端部近傍の様子を拡大して表わしている。

図３および図４に示すように、治具アセンブリ７０は、爪付治具８０と、移動治具９０と、弾性治具７２と、収納部７３と、蓋体部７１と、を備えている。爪付治具８０は、後端側に突出する複数（本実施形態では８個）の成形爪８１を有する本体部８２と、本体部８２よりも径が小さく形成され、外表面におねじ状のネジ溝が形成された取り付け部８３とを備えている。移動治具９０は、上下両方の端面に開口を有する中空の略円柱状部材である。弾性治具７２は、コイルバネによって構成されている。ただし、軸線７０ａｘに平行な押圧力に対して反力を生じるならば、コイルバネ以外の弾性部材によって弾性治具７２を構成しても良い。収納部７３は、後端側に第１の開口部７４を有する中空の略円柱状部材であり、第１の開口部７４近傍の外壁面には、おねじ状のネジ溝が形成された第１のネジ部７５が形成されている。また、収納部７３における先端側底部には第３の開口部７７が形成され、第３の開口部７７の内壁面には、爪付治具８０の取り付け部８３に形成されたネジ溝に対応するめねじ状のネジ溝が形成されている。蓋体部７１は、中空の略円柱状部材であって、後端側の端部には中ほどに第２の開口部７６が設けられると共に、先端側の端部は全体が開口している。蓋体部７１の内壁面には、上記第１のネジ部７５に対応する形状のめねじ状の第２のネジ部７８が形成されている。治具アセンブリ７０を構成する各部材は、十分な剛性、および、後述するガスケットの取り付け工程の繰り返しに耐える強度を有していれば良く、例えば、鉄鋼材料により形成することができる。

図４に示すように、治具アセンブリ７０では、収納部７３の第３の開口部７７に、爪付治具８０の取り付け部８３を嵌め込むことによって、収納部７３内に爪付治具８０が固定されている。そして、爪付治具８０と収納部７３との間の空間に、さらに、弾性治具７２を先端側にして、弾性治具７２および移動治具９０が嵌め込まれる。その後、収納部７３の第１のネジ部７５に、蓋体部７１の第２のネジ部７８を嵌め込んで、蓋体部７１を収納部７３に固定することによって、治具アセンブリ７０が完成する。

図５は、爪付治具８０の構成を表わす説明図である。図５（Ａ）は、爪付治具８０の部分断面図であり、図５（Ｂ）は、上面視を示す平面図である。図５（Ａ）において、一点破線で示す軸線８０ａｘの右側は、外観正面図を示し、軸線８０ａｘの左側は、爪付治具８０の中心軸を通る断面で爪付治具８０を切断した断面図を示している。本実施の形態の爪付治具８０では、図５（Ｂ）に示すように、同じ大きさの成形爪８１が、等間隔に設けられている。

図６は、成形爪８１の端部近傍の様子を表わす断面図である。図６に示すように、爪付治具８０が有する各成形爪８１の端部には、段差が設けられている。成形爪８１の最端部（爪付治具８０の後端）には、成形爪８１の他の部分よりも断面積が小さい成形部８４が設けられている。また、成形爪８１では、成形部８４の近傍において、爪付治具８０の後端側（成形爪８１の端部側）に向かって次第に断面積が小さくなる第１の傾斜部８５が設けられている。なお、図４，５，６では、爪付治具８０の断面として、一つの成形爪８１の幅方向の中央における断面の様子を示している。

図７は、移動治具９０の部分断面図である。図７において、一点破線で示す軸線９０ａｘの右側は、外観正面図を示し、軸線９０ａｘの左側は、移動治具９０の中心軸を通る断面で移動治具９０を切断した断面図を示している。治具アセンブリ７０内においては、移動治具９０に係る軸線９０ａｘは、既述した爪付治具８０に係る軸線８０ａｘ、および、治具アセンブリ７０に係る軸線７０ａｘと平行になる（一致する）。図７に示すように、移動治具９０は、後端側に第４の開口部９１を有し、先端側に第５の開口部９２を有する。

図８は、移動治具９０における後端側の第４の開口部９１の近傍の様子を拡大して示す断面図である。移動治具９０の後端部には、移動治具９０の外周が急激に縮径される段差部９６が設けられており、段差部９６よりも後端側には、他の部分よりも外周の径が小さく形成された突出部９５が形成されている。そして、移動治具９０の後端部の内壁面には、後端側に向かって内壁面の径が次第に大きくなる第２の傾斜部９３が設けられている。この第２の傾斜部９３は、本願請求項における位置合わせ部に相当する。また、移動治具９０の後端部の内壁面において、第２の傾斜部９３よりも先端側には、先端側に向かって内壁面の径が次第に大きくなる第３の傾斜部９４が設けられている。

図４（Ｂ）に戻り、治具アセンブリ７０では、移動治具９０の突出部９５における後端の位置と、蓋体部７１における第２の開口部７６が設けられた後端の位置とは、軸線７０ａｘ方向に対してほぼ同じ位置になっている。このとき、移動治具９０の段差部９６は、蓋体部７１の後端の内壁面に接触している。また、成形爪８１の端部（爪付治具８０の後端）の位置は、蓋体部７１における第２の開口部７６が設けられた後端部の位置に対して、軸線７０ａｘ方向の先端側に奥まって配置されている。

Ｃ．ガスケットの取付工程：
ガスケット５は、中実の略円環状部材であり、円環の内周の近傍から、円環の中心側へと突出する複数（本実施形態では８個）の係合爪６３（図１参照）を備えている。既述したように、ガスケット５は、表面が平坦な中実の円環状部材であるガスケット形成部材６２を加工することにより形成される。なお、本実施形態では、ガスケット形成部材６２として、銅合金から成る円環状部材を用いている。以下、ガスケット形成部材６２をスパークプラグ形成部材６０に取り付けて、ガスケット５を形成する工程について説明する。

図９は、ガスケット形成部材６２を嵌め込んだスパークプラグ形成部材６０を、治具アセンブリ７０の所定の位置に配置した様子を表わす説明図である。ガスケット形成部材６２のスパークプラグ形成部材６０への嵌め込みは、ガスケット形成部材６２を、スパークプラグ形成部材６０の先端側から後端側に向かって、ガスケット受け部５４の近傍へと嵌め込むことにより行なう。そして、ガスケット形成部材６２を嵌め込んだスパークプラグ形成部材６０を、治具アセンブリ７０の所定の箇所に配置する。治具アセンブリ７０におけるスパークプラグ形成部材６０の配置は、蓋体部７１の第２の開口部７６から爪付治具８０内の空間（複数の成形爪８１によって囲まれた空間）へと、スパークプラグ形成部材６０を先端側から挿入することによって行なう。

図９（Ａ）は、スパークプラグ形成部材６０を治具アセンブリ７０の所定の位置に配置した様子を、図４（Ａ）と同様に表わした部分断面図である。本実施形態では、治具アセンブリ７０の所定の位置に配置したときのスパークプラグ形成部材６０の軸線は、治具アセンブリ７０の軸線７０ａｘと実質的に重なるため、図９（Ａ）では、軸線７０ａｘのみを示している。図９（Ａ）において、一点破線で示す軸線７０ａｘの右側は、外観正面図を示し、軸線７０ａｘの左側は、治具アセンブリ７０およびスパークプラグ形成部材６０の中心軸を通る断面で治具アセンブリ７０およびスパークプラグ形成部材６０を切断した断面図を示している。なお、図９および後述する図１２では、スパークプラグ形成部材６０については、治具アセンブリ７０内に挿入される部分、および、その近傍のみを示している。また、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示した蓋体部７１の第２の開口部７６近傍の様子を拡大して示す図である。

図９に示すように、ガスケット５を成形する際には、治具アセンブリ７０内にスパークプラグ形成部材６０の先端部を挿入した状態で、スパークプラグ形成部材６０に対して、軸線７０ａｘに平行に先端側に向かう押圧力を加える。具体的には、治具アセンブリ７０に取り付けたスパークプラグ形成部材６０に対して、後端側から所定の押圧治具を押し当て、押圧治具によって、上記した押圧力を加える。押圧治具としては、例えば、図１のステップＳ１３０で用いた加締工具が備える金型と同様の金型、すなわち、加締め後のスパークプラグ形成部材６０の後端側の部分に対応する形状の金型を備える治具を用いることができる。押圧治具の構成は、上記形状の金型を備える以外の構成としても良いが、スパークプラグ形成部材６０全体に対して均一な押圧力を加えることが望ましい。

ここで、図９に示すように、治具アセンブリ７０内にスパークプラグ形成部材６０の先端部を挿入すると、スパークプラグ形成部材６０に嵌め込んだガスケット形成部材６２が、移動治具９０の第２の傾斜部９３に当接する。第２の傾斜部９３は、既述したように、後端側に向かって次第に径が大きくなる傾斜面を有している。治具アセンブリ７０に先端部を挿入したスパークプラグ形成部材６０に対して押圧力を加えるのに先立って、スパークプラグ形成部材６０に対して押圧治具を押し当てると、スパークプラグ形成部材６０は、治具アセンブリ７０に対して位置合わせされる。すなわち、スパークプラグ形成部材６０の軸線と治具アセンブリ７０の軸線７０ａｘとが、実質的に重なる。これは、スパークプラグ形成部材６０に対して軸線７０ａｘ方向に押し当てる力を加えることで、ガスケット形成部材６２が第２の傾斜部９３の傾斜面に導かれ、スパークプラグ形成部材６０の軸線が軸線７０ａｘに重なる状態で安定するためである。なお、図９に示すように、治具アセンブリ７０にスパークプラグ形成部材６０の先端部を挿入したときには、爪付治具８０の成形爪８１の端部（成形部８４）は、ガスケット形成部材６２から離間している。また、このとき、爪付治具８０と移動治具９０との間も離間している。

上記のように治具アセンブリ７０にスパークプラグ形成部材６０の先端部を挿入し、押圧治具を用いてスパークプラグ形成部材６０に対して押圧力を加えると、スパークプラグ形成部材６０全体が、ガスケット形成部材６２ごと、先端側へと移動する。このように、スパークプラグ形成部材６０が先端側へと移動すると、ガスケット形成部材６２を介して、移動治具９０に対しても押圧力が伝えられ、スパークプラグ形成部材６０およびガスケット形成部材６２と共に、移動治具９０も先端側へと移動する。なお、移動治具９０が先端側に移動する際には、弾性治具７２において、押圧力に対向する反力が発生する。

図１０は、スパークプラグ形成部材６０が、ガスケット形成部材６２および移動治具９０と共に先端側へと移動して、ガスケット形成部材６２が爪付治具８０の成形爪８１の端部（成形部８４）に当接したときの様子を表わす断面模式図である。図１０では、スパークプラグ形成部材６０の記載は省略しており、ガスケット形成部材６２と移動治具９０と成形爪８１の位置関係のみを示している。図１０に示すように、成形爪８１の成形部８４にガスケット形成部材６２が当接した段階では、爪付治具８０と移動治具９０とは離間している。なお、図１０および後述する図１１では、スパークプラグ形成部材６０を介して伝えられる押圧力を白抜き矢印で示しており、このような押圧力が伝えられることによって移動治具９０が移動する様子を実線矢印で示している。

図１１は、図１０に示す状態から、さらに、スパークプラグ形成部材６０に対して押圧力を加えた後の様子を、図１０と同様に表わした断面模式図である。また、図１２は、図１１と同様の状態を、図９と同様に、治具アセンブリ７０全体について表わした説明図である。図１２（Ａ）は、部分断面図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示した蓋体部７１の第２の開口部７６近傍の様子を拡大して示す図である。

ガスケット形成部材６２に成形部８４が接触した後にさらに押圧力を加えると、成形部８４が、ガスケット形成部材６２の厚さ方向に圧入し始める。このように、押圧力が継続して加えられて、スパークプラグ形成部材６０と共に移動治具９０が先端側にさらに移動すると、やがて、移動治具９０が爪付治具８０に接触する。具体的には、爪付治具８０の第１の傾斜部８５に、移動治具９０の第３の傾斜部９４が接触する。図１１および図１２は、このように第１の傾斜部８５と第３の傾斜部９４とが接触した時の様子を表わしている。

ここで、爪付治具８０は、既述したように、収納部７３に対して固定されている。また、複数の成形爪８１は、爪付治具８０の後端部が複数に分割されることによって形成されており、各々の成形爪８１は、先端側が固定された、いわゆる板バネ形状ということができる。そのため、第１の傾斜部８５と第３の傾斜部９４とが接触する状態で、先端側に向かう押圧力が継続して加えられると、移動治具９０から爪付治具８０に対して、治具アセンブリ７０の中心に向かう向きの力が働く。そして、このような中心に向かう力によって各成形爪８１が変形し、各成形爪８１の端部（成形部８４）が、治具アセンブリ７０の中心に向かって変位する。図１２（Ｂ）では、治具アセンブリ７０の中心に向かうように成形爪８１に働く力を白抜き矢印で示しており、この力によって成形部８４が変位する様子を破線の矢印で示している。

上記のように成形部８４を変位させる際に、第１の傾斜部８５と第３の傾斜部９４とが接触するタイミング（成形部８４が変位を開始するタイミング）は、例えば、以下のような要素によって定まる。すなわち、爪付治具８０における第１の傾斜部８５の相対的な位置や第１の傾斜部８５の傾斜の角度、移動治具９０における第３の傾斜部９４の相対的な位置や第３の傾斜部９４の傾斜の角度、あるいは、爪付治具８０と移動治具９０の間の距離等である。スパークプラグ形成部材６０に対して押圧力が加えられて、成形部８４がガスケット形成部材６２に接触した時以後に、成形部８４が変位するように、上記した各要素が設定されていればよい。

また、爪付治具８０の成形部８４が治具アセンブリ７０の中心に向かって変位する変位量は、上記した各要素と共に、治具アセンブリ７０内へのスパークプラグ形成部材６０の押し込み量によって、設定することができる。成形部８４が所望量だけ変位した時に、成形部８４がガスケット形成部材６２において所望の深さまで圧入されるように、上記した各要素およびスパークプラグ形成部材６０の押し込み量を、適宜設定すればよい。

上記のようにガスケット形成部材６２への成形部８４の圧入および成形部８４の変位を伴う工程を行なうことにより、円環の内周部から径方向内側へと張り出す複数の係合爪６３を有し、係合爪６３によって主体金具５０に係合するガスケット５が完成される。なお、本実施形態では、第２の傾斜部９３によってスパークプラグ形成部材６０が治具アセンブリ７０に対して位置合わせされるため、８個の係合爪６３を、ガスケット５の内周近傍において、偏り無く均一に形成することができる。

以上のように構成された本実施形態のスパークプラグの製造方法によれば、爪付治具８０を用いてガスケット５を形成する際に、ガスケット形成部材６２への成形爪８１の圧入と共に、成形爪８１の端部を変位させる工程を行なう。そのため、ガスケット５において、係合爪６３がガスケット５の中心側へと張り出す張り出し量を、より十分に確保することができる。係合爪を設ける際に、成形爪８１をガスケット形成部材６２に圧入させる動作だけを行なっても、圧入に起因してガスケット形成部材６２の構成材料が伸展するため、内周部から中心側へと張り出す係合爪を形成することは可能である。本実施形態では、成形爪８１の端部を変位させることによって、係合爪の張り出し量を、さらに大きくすることができる。これにより、スパークプラグ１００におけるガスケット５の脱落を抑える効果を高めることができる。

上記のようにガスケットの脱落を抑える効果が高まると、ガスケットを備えるスパークプラグをエンジンに取り付ける際に、スパークプラグからのガスケットの脱落に煩わされることがないため、スパークプラグの取り扱いの利便性が向上する。また、ガスケットの脱落を抑える効果が高まると、エンジンからスパークプラグを取り外した時に、ガスケットがエンジン側に付着した状態となることを抑制できる。そのため、シリンダヘッド上に余分のガスケットが残留する状態で新たなスパークプラグを取り付けることを防止可能となり、余分のガスケットに起因する火花ギャップの発火ポイントのずれを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、爪付治具８０と移動治具９０とを所定の形状にすることで、ガスケット形成部材６２に成形爪８１を圧入する動作と、成形爪８１の端部を変位させて係合爪６３の張り出し量を増加させる動作とを、同時に行なうことができる。そのため、ガスケット５の形成および取り付けの工程を簡素化し、ガスケット５の形成および取り付けに要する時間を短縮することができる。

以下に、本実施形態の製造方法により製造されたスパークプラグにおけるガスケット脱落の抑制効果を評価するための実験結果について説明する。ここでは、本実施形態の製造方法に基づき作製した実施例のスパークプラグと、比較例のスパークプラグとを作製し、各々のスパークプラグをエンジンに取り付け、その後、エンジンからスパークプラグを取り外した。そして、スパークプラグを取り外した時に、ガスケットが脱落するか否かを調べることにより、ガスケットの脱落防止性能を評価した。実験の結果を表１に示す。

実施例および比較例では、スパークプラグとして、Ｍ１２プラグ（取付ネジ部５２の呼び径が１２ｍｍのプラグ）を用いた。また、実験例および比較例では、ガスケットを形成するために、厚み１．５ｍｍ、内径１１．９ｍｍのガスケット形成部材を用いた。

実施例のガスケットは、図５に示したように８個の成形爪８１を備える爪付治具８０を用いて形成したため、８個の係合爪６３を有している。実施例のガスケットを形成する際に、爪付治具８０の成形部８４が治具アセンブリ７０の中心に向かって変位する変位量は、０．２２ｍｍに設定した。

比較例のガスケットは、内周近傍において、爪付治具８０とは異なる形状の治具をガスケット形成部材に押し付けることによって形成した係合爪を有している。具体的には、係合爪を形成するための治具として、ガスケット形成部材の内周よりも一回り径が大きい円環状の凸部である成形爪を端部に有する治具を用いた。このような成形爪を、ガスケット形成部材の内周近傍に押し当て、スパークプラグの軸方向に平行な押圧力を加えて、成形爪の先端を、ガスケット形成部材の厚み方向の途中まで圧入した。このようにして、円環状に連続した形状の凹部と、凹部よりも内側に形成された円環状の凸部である係合爪と、を有する比較例のガスケットを作製した。上記のようにガスケット形成部材に成形爪を圧入することにより、係合爪は、ガスケット形成部材の内周よりも中心寄りに張り出して形成される。ただし、比較例で用いた治具が備える成形爪は、圧入の動作の際に、実施例のように端部が径方向内側へと変位することはない。なお、上記したように成形爪が径方向に変化せず、軸方向に平行に圧入する動作のみにより係合爪を形成する場合には、通常は、上記比較例のように円環状の係合爪を設ける方が、互いに離間する複数の係合爪を設けるよりも、ガスケットの脱落防止性が向上することが分かっている。

また、実施例および比較例のガスケットにおいて、ガスケット形成部材に対して軸方向に平行に成形爪を圧入する圧入深さは、互いに同じとした。

評価実験を行なう際には、実施例のスパークプラグと比較例のスパークプラグとを５個ずつ用意して、エンジンへの取付を行なった。表１では、実施例と比較例の各々のスパークプラグについて、番号１〜５を付して区別している。評価実験では、まず、各々のスパークプラグについて、最も小さい締め付けトルクである２０Ｎｍにてエンジンへの取り付けを行なった後に、エンジンからの取り外しを行ない、ガスケットの脱落の有無を評価した。ここでは、エンジンからプラグを取り外した時にガスケットがプラグ側に係合しており、ガスケットを手で回してもプラグから取れない場合に、ガスケットの脱落無しと判断した。ガスケットが脱落していない場合には、一段階大きな締め付けトルクである２５Ｎｍにて再びエンジンへの取付を行ない、その後取り外しを行なって、同様にガスケットの脱落の有無を評価した。このようにして、各々のスパークプラグについて、締め付けトルクを２０Ｎｍから５Ｎｍ刻みで段階的に大きくしながら、ガスケットが脱落するまで評価実験を繰り返した。評価の条件としての締め付けトルクは、最大５０Ｎｍとした。

表１に示すように、実施例のスパークプラグを用いる場合には、締め付けトルクを５０Ｎｍまで大きくしても、エンジンからプラグを取り外した時にガスケットが脱落することはなかった。これに対して、比較例のスパークプラグを用いる場合には、締め付けトルクを３５Ｎｍ〜４５Ｎｍにすると、エンジンからプラグを取り外した時にガスケットが脱落した。以上のように、本実施形態のスパークプラグの製造方法によれば、スパークプラグにおけるガスケットの脱落を抑制する効果が高まることが確認された。なお、Ｍ１２プラグを用いる場合の締め付けトルクは、国際規格ＩＳＯ ２８７４１および日本工業規格ＪＩＳ Ｂ８０３１において、最大で２５Ｎｍと規定されている。実施例のスパークプラグを用いるならば、規定の締め付けトルクを越えるトルクにてエンジンへの取り付けが行なわれる場合であっても、極めて高い信頼性で、エンジンからプラグを取り外したときのガスケットの脱落を抑制できることが確認できた。

Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｄ１．変形例１（成形爪の端部を変位させる構成の変形）：
実施形態では、成形爪８１の端部を変位させる力を移動治具９０から爪付治具８０へと加えるために、爪付治具８０と移動治具９０において、第１の傾斜部８５と第３の傾斜部９４とをそれぞれ設けたが、異なる構成としても良い。移動治具９０の移動によって爪付治具８０と移動治具９０との係合関係が変化して、移動治具９０から爪付治具８０へと、成形爪８１の端部を変位させる力を生じさせることができるならば、係合する部位の形状は、種々の変形が可能である。

また、実施形態では、移動治具９０と爪付治具８０との係合関係が変化することにより、成形爪８１の端部を変位させる力を発生させたが、異なる構成としても良い。スパークプラグ形成部材と接する移動治具の移動により係合関係が変化する治具として、移動治具９０と爪付治具８０との間に、１つ以上の他の治具が介在することとしても良い。

さらに、実施形態では、治具アセンブリを構成する複数の治具の係合関係を変化させることによって、成形爪８１の端部を径方向内側に変位させる力を発生させたが、異なる構成としても良い。例えば、治具アセンブリにおいて、移動治具９０に代えて、所定のタイミングで成形爪を径方向内側に移動させる力を機械的に発生するアクチュエータを設けても良い。ただし、実施形態によれば、成形爪８１の端部を変位させるために、スパークプラグ形成部材に押圧力を加えるための動力以外の動力を不要とすることができて望ましい。

Ｄ２．変形例２（成形爪の変位のタイミングに係る変形）：
実施形態では、スパークプラグ形成部材６０へと継続的に押圧力が加えられる時に、成形爪８１の端部がガスケット形成部材６２に接した後に、成形爪８１の端部が変位を開始しており、押圧力を加える動作の停止と共に、成形爪８１の変位も停止している。しかしながら、成形爪８１を変位させる動作の開始は、成形爪８１の端部がガスケット形成部材６２に接した時以後であれば良い。例えば、成形爪８１の端部がガスケット形成部材６２に接した時と同時に、成形爪８１が変位を開始しても良い。あるいは、ガスケット形成部材６２への成形爪８１の軸線方向の圧入が終了した後に、既述したアクチュエータを用いて、成形爪８１の端部を変位させても良い。

Ｄ３．変形例３（その他の変形）：
移動治具９０に設ける位置合わせ部は、テーパ形状、すなわち、後端側に向かって内壁面の径が次第に大きくなる第２の傾斜部９３以外の形状であっても良い。例えば、ガスケット形成部材６２が係合可能な段差部を、位置合わせ部として移動治具９０に設けても良い。また、治具アセンブリにおいて、移動治具９０とは異なる他の治具において、位置合わせ部を設けても良い。ただし、実施形態のように移動治具９０が位置合わせ部を有することとすれば、治具アセンブリにおいて部品点数を削減し、構成を簡素化することができて望ましい。

また、実施形態では、移動治具９０は、ガスケット形成部材６２と接し、ガスケット形成部材６２を介して押圧力が加えられたが、異なる構成としても良い。移動治具９０は、ガスケット形成部材６２とスパークプラグ形成部材６０の少なくとも一方に接触し、スパークプラグ形成部材６０に対して押圧力が加えられた時に、スパークプラグ形成部材６０と共に移動可能であればよい。

また、ガスケット形成部材として、中実円環状以外の形状の部材を用いても良い。例えば、中空円環状部材を用いることもできる。ただし、中実部材は中空部材に比べて変形加工が困難であるため、中実円環状部材を用いるならば、本発明を適用することにより、ガスケットの係合爪の張り出し量を確保する効果を、特に顕著に得ることができる。また、爪付治具８０が備える成形爪８１は、８個以外の複数個であっても良く、同じ大きさでなくても良く、また、等間隔に設けられていなくても良い。爪付治具は、ガスケットの形成時にガスケット形成部材の表面に押し当てられた後に、成形爪の端部が径方向内側へと変位可能に形成されており、スパークプラグからの脱落を十分に抑制可能な複数の係合爪６３を形成可能であればよい。

３…セラミック抵抗
４…シール体
５…ガスケット
６，７…リング部材
８…板パッキン
９…タルク
１０…絶縁碍子
１２…軸孔
１３…脚長部
１５…碍子段部
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
３０…接地電極
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ネジ部
５３…加締部
５４…ガスケット受け部
５６…金具内段部
５７…先端面
５８…圧縮変形部
６０…スパークプラグ形成部材
６２…ガスケット形成部材
６３…係合爪
７０…治具アセンブリ
７１…蓋体部
７２…弾性治具
７３…収納部
７４…第１の開口部
７５…第１のネジ部
７６…第２の開口部
７７…第３の開口部
７８…第２のネジ部
８０…爪付治具
８１…成形爪
８２…本体部
８３…取り付け部
８４…成形部
８５…第１の傾斜部
９０…移動治具
９１…第４の開口部
９２…第５の開口部
９３…第２の傾斜部
９４…第３の傾斜部
９５…突出部
９６…段差部
１００…スパークプラグ
２００…エンジンヘッド
２０１…取付ネジ孔

Claims (5)

1. （ａ）スパークプラグを構成するための主体金具に対して、前記主体金具先端側に設けられたネジ部の側から、前記主体金具の後端側へと、前記スパークプラグが備えるガスケットを形成するための円環状部材を嵌め込む工程と、
   （ｂ）突起状の複数の成形爪を備える爪付治具を用いて、前記主体金具に嵌め込んだ前記円環状部材の内周近傍に対して、複数の前記成形爪を前記ネジ部の側から前記主体金具の後端側へと押し付けることによって、複数の前記成形爪を前記円環状部材の厚さ方向の途中まで圧入する工程と、
   を備え、
   前記ガスケットは、内周部から径方向内側へと張り出すように複数の前記成形爪によって形成された複数の係合爪を有し、該係合爪によって前記ガスケットが前記主体金具に係合するスパークプラグの製造方法において、
   （ｃ）前記（ｂ）工程で複数の前記成形爪を前記円環状部材に押し付ける際に複数の前記成形爪が前記円環状部材の表面に接触した時以後に、前記爪付治具とは異なる他の治具を用いて前記爪付治具を変形させることにより、複数の前記成形爪の端部を、前記円環状部材の径方向内側へと変位させる工程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. 請求項１記載のスパークプラグの製造方法であって、
   前記（ｃ）工程は、前記（ｂ）工程において複数の前記成形爪を前記円環状部材に圧入させる動作と同時に行なう工程であることを特徴とする
   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であって、
   前記（ｂ）工程は、前記爪付治具を含む複数の治具を備える治具アセンブリの所定の箇所に、前記円環状部材を嵌め込んだ前記主体金具を含む製造途中の前記スパークプラグであるスパークプラグ形成部材を配置し、前記円環状部材に前記爪付治具の複数の前記成形爪を当接させつつ、前記スパークプラグ形成部材に対して押圧力を加えて、複数の前記成形爪を前記円環状部材に圧入する工程であり、
   前記（ｃ）工程は、
   （ｃ−１）前記スパークプラグ形成部材に対して前記押圧力を加える動作に伴って、前記治具アセンブリが備える前記治具のうちの一つの治具であって、前記スパークプラグ形成部材と前記円環状部材の少なくとも一方に接する移動治具が、移動する工程と、
   （ｃ−２）前記（ｃ−１）工程で前記移動治具が移動することにより、前記移動治具および前記爪付治具を含む複数の前記治具の間の係合関係が変化する工程と、
   （ｃ−３）前記（ｃ−２）工程で前記係合関係が変化することにより、前記治具アセンブリを構成する前記治具のいずれかによって、前記爪付治具を径方向内側に押圧して変形させる工程と、
   を備えるスパークプラグの製造方法。
4. 請求項３記載のスパークプラグの製造方法であって、
   前記移動治具は、前記治具アセンブリの前記所定の箇所に前記スパークプラグ形成部材が配置されたときに、前記円環状部材に接する部材であり、
   前記（ｂ）工程は、所定の押圧治具を用いて前記スパークプラグ形成部材に対して前記押圧力を加えるために、前記押圧治具を前記スパークプラグ形成部材に押し当てたときに、前記移動治具に設けられた位置合わせ部によって、前記円環状部材を前記スパークプラグ形成部材に対して位置合わせする工程を含むことを特徴とする
   スパークプラグの製造方法。
5. 請求項１ないし４いずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、
   前記円環状部材として、中実の平板状部材を用いる
   スパークプラグの製造方法。

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