JP6212349B2 - スパークプラグの主体金具成形品の製造方法、スパークプラグの主体金具の製造方法、及びスパークプラグの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの着火に使用されるスパークプラグの主要構成部品である主体金具の製造仕掛品である主体金具成形品の製造方法、スパークプラグの主体金具の製造方法、及び、この主体金具を用いたスパークプラグの製造方法に関する。

自動車エンジン等の内燃機関の着火に使用される公知のスパークプラグの一例として、図１１に示した構造のものが知られている。このスパークプラグ１は、先端側が小径で後端側が大径の異径筒状構造をなす主体金具３０と、この内側（中空の軸孔）において包囲される形で収容され、固定された、先端（図１１の下端）に中心電極５を突出させた中空軸状（筒状）のセラミック製の絶縁体（筒状碍子または絶縁碍子）２１、そして、主体金具３０の先端３１に、中心電極５の先端とで火花ギャップを形成するように設けられた接地電極５１などから構成されている。このようなスパークプラグ１は、主体金具３０の先端側の小径の筒状部であるネジ付き円筒部３３の外周面に形成されたネジ部（単に「ネジ」ともいう）３４を、図示しないエンジンのプラグホール（ねじ穴）に、自身の後端寄り部位に設けられたねじ込み用多角形部３７を回してねじ込み、このねじ込み用多角形部３７とネジ３４との間に位置するフランジ形状部（以下、単にフランジともいう）３６をプラグホールの開口端周縁に着座させて取り付けられる。なお、本願において、スパークプラグ１、又はその構成部材である主体金具３０等の構成部品及び部位（又は部分）に関して、先端というときは、図１１におけるそれらの下端を言い、後端というときはその逆の端（上端）を言うものとする。

図１２は、スパークプラグの主体金具（スパークプラグ用の主体金具ともいう）３０が、図１１のスパークプラグ１に組み付けられる前のものである。この主体金具３０は、先端３１側のネジ付き円筒部３３の先端部に、外周面が、このネジ３４の谷径以下の外径で、ネジの無い円筒面をなす環状部（円環状部）であるネジ先をなす、先端側環状部３２を、その先端３１から後方に向かい、所定の先後長（例えば１〜３ｍｍ程度）で備えている（図１２の拡大図参照）。また、ネジ付き円筒部３３の内周面４１には、周方向に沿い内向きに突出する内向突出環状部４３を備えている。この内向突出環状部４３は、後端側に、自身の内径が先端に向けてテーパー部をなして縮径する第２内側段部４４を有しており、この第２内側段部４４は、絶縁体２１の先端寄りの先端向き面をパッキン６０を介して支持するところである（図１１の拡大図参照）。また、ネジ付き円筒部３４よりも後方には、内径がこのネジ付き円筒部３４の内径よりも大きい内周面４８を有する胴部３９が、内周面において第１内側段部４６を介して設けられている。なお、胴部３９は、先端側から、フランジ形状部３６、ねじ込み用多角形部３７、そして、後端には、組み付けにおいてカシメ部をなす薄肉円筒の円環状部（カシメ用環状部）３８を備えている。また主体金具３０の先端３１には、曲げ加工前の接地電極（部材）５１が溶接により設けられている。

このような主体金具３０は、従来、冷間鍛造工程を経て、図１３に示したように、主体金具３０に近い形状、構造を有して、内側に絶縁体２１を収容可能の軸孔を有して、異径筒状をなす主体金具成形品（主体金具成形体）３０ｆとして成形した後、切削やネジ部（ネジ）３４を成形する等の加工を経ることで製造されていた（例えば、特許文献１参照）。本願では、この主体金具成形品３０ｆは、主体金具３０に近い形状、構造を有していることから、図１２の主体金具３０を構成する各部位に対応又は相当する部位には、原則として図１２と同じ符号を付すものとするが、両者を区別する必要がある各部位、又は相当する部位には、適宜、別名を用いる。すなわち、胴部３９の先端側に配置された、ネジ付き円筒部３４をなすところであるネジ形成用円筒部３５は「中間筒状部３５と」し、この先端側に、これよりも外径が小さく形成された先端側の部位は「先端側環状部３２」とする。そして、主体金具成形品３０ｆは、上記した主体金具３０の内周面形状に対応して、軸心を貫く軸孔を有しており、その各内周面の内側は、後端側（図示上端側）から先端側に向かい、図１３に示したように、大径孔４８ａ、この大径孔より径小となる第１中径孔４１ａ、この第１中径孔より径小となる小径孔４３ａと、そして、この小径孔より径大となる第２中径孔４１ｂと、を有するものとされている。これについてはさらに後述する。

一方、図１４は、従来の冷間鍛造工程により、同図の下右端の主体金具成形品３０ｆとして成形されるまでの各成形体の形状の変化を示したものである。図１４に示したものは、丸棒を短く切断してなる出発素材Ｓ（図１４の上左端）から、順次、成形して主体金具成形品３０ｆとなる成形過程を示している。この成形過程の最終工程で得られた主体金具成形品３０ｆは、その後、必要箇所に切削加工を加えて主体金具切削品とされ、先端に接地電極（部材）を溶接により取り付け、ネジ形成用円筒部である中間筒状部３５の外周面にネジを形成する等の加工をすることで、図１２に示したような主体金具（完成品）３０となる。なお、主体金具によっては、切削加工が加えられる前の主体金具成形品にネジを形成することもある。図１１に示したスパークプラグ１は、このように製造された主体金具３０の軸孔内に、その後端側から、先端に中心電極５を突出させた絶縁体２１を組込み、絶縁体の大径部のうちの先端寄り部位の外周面に設けられた環状先端向き面を、主体金具３０の内周面４１に設けられた内向突出環状部４３の第２内側段部４４に、パッキン６０を介して当接させ、その状態で、主体金具３０の後端部位（カシメ用環状部）３８を内側に折り曲げ、かつ先端側に圧縮するカシメ加工をして組付けられる。なお、接地電極５１は、その後、曲げ加工されて火花ギャップの設定が行われる。

ところで、上記したように複数の冷間鍛造工程を経て製造される最終的な成形品（主体金具成形品３０ｆ）は、図１３に示した通り、主体金具３０に近い外観を有する異径筒状をなすものである。図１３では、上記もしたように、図１２に対応又は相当する部位に、原則として図１２と同じ符号を付している。この主体金具成形品３０ｆは、主体金具３０において、径方向外向きに突出するフランジ形状部３６を有する、後方筒部である胴部３９を有しており、そして、上記もしたように、この胴部３９の先端側には、前記ネジ形成工程においてネジ３４が形成される部位である中間筒状部３５を備えている。また、この中間筒状部３５の先端側には、その先端３１から後方に向かう所定範囲の外径が、この中間筒状部３５の外径より小さく、主体金具における先端側環状部３２を備えている（図１３の拡大図参照）。さらに、主体金具の内周面の形状に対応して、この主体金具成形品３０ｆは、上記もしたように、後方から先端に向けて、胴部３９の内周面４８側空孔をなす大径孔４８ａと、中間筒状部３５の内周面４１側空孔をなす第１中径孔４１ａとの間には、第１内側段部４６を有しており、第１中径孔４１ａと、内向突出環状部４３の内周面側空孔をなす小径孔４３ａとの間には、絶縁体２１の支持面をなすところであり、先端に向けて縮径するテーパー部からなる第２内側段部４４を有している。

このような主体金具成形品において、中間筒状部３５の先端側の先端側環状部３２の成形は、従来、図１５−１に示した第１工程（鍛造工程）の後の、図１５−２に示した第２工程において行われていた。なお、図１４の各成形体（１−５）は、図１５の各工程（１−５）で成形されたものである。すなわち、図１５−１に示したように、第１工程で、出発素材Ｓから、先端側の外径を、主体金具においてネジ付き円筒部３３をなすところの中間筒状部３５の外径に近づける絞り成形（円筒部の成形）、及びその先端内径の中空成形をした後、図１５−２に示した第２工程において、後端側の拡径成形、及び中空成形を行う時に、第１工程で絞り成形したその円筒部の外周面の先端部（図１４−２、図１５−２中のＰ１部を参照）を、中間筒状部３５よりも外径が小さい先端側環状部３２に対応するように成形していた。すなわち、この第２工程において、中間筒状部３５よりも外径が小さい先端側環状部３２に対応する成形面を有する金型（図１５−２中の金型２００）のその成形面に、先端部を同時に押付けることで先端側環状部３２に成形していた。そして、この後は、第３工程（図１５−３）において、後端側からパンチを打ち込んで、後端部を後方へ押出すと共に、先端側を伸長させて中間筒状部３５を得る。そして、第４工程（図１５−４）で、多角形部３７を成形し、第５工程（図１５−５）で、中間筒状部３５の内周面に、内周面が小径孔（内向突出環状部）４３ａを得るため、第４工程（図１５−４）で薄肉化された壁を打抜く。これにより、図１４−５に示した主体金具成形品３０ｆとなる。なお、このような工程を経る場合には、第３工程において、先端側環状部３２における成形圧力の受圧のため、中間筒状部の外周面の先端部をなす先端側環状部３２に対応する内周面（図中のＰ３参照）を有する金型（２０３）を用いる必要がある。

ところで、スパークプラグ用の主体金具は、同一ネジ径、同一ネジ長のものでは、そのネジ部についての外観、及びその寸法には相違はなく、同じである。しかし、このような主体金具、すなわち、その製造仕掛品である主体金具成形品３０ｆでも、図１６の中心縦線の左右に各半断面として示したように、その内周面は、大径孔４８ａを除き、第１中径孔４１ａ、小径孔４３ａ、そして第２中径孔４１ｂの各先後長、又はその先後位置が異なるものがある。これは、第２内側段部４４の先後位置が、スパークプラグに要請される耐熱性等の要求性能等に応じて異なるものとされるため、各孔の先後長又は先後位置が異なることになる。すなわち、同一ネジ径、同一ネジ長のものでも、例えば、過給器付きのエンジンのように燃焼温度が高くなるエンジンに使用されるものでは、過給器付でないエンジンに使用されるものに比べ、この第２内側段部４４は、図１６の右半断面に示したように、左半断面のものより先端側に設けられる。このように、主体金具における第２内側段部４４の先後位置は、同一ネジ径、同一ネジ長のものでも、スパークプラグが受ける熱価に対応して、また、エンジンや車種ごとに対応して少しずつ異なる設定とされている。この結果、例え、同一ネジ径で、同一ネジ長の主体金具であるとしても、その主体金具の品種は多数存在している。しかも、同一ネジ径でも、ネジ長については、その長短が異なる各種のものがある。その上、先端に設けられる「先端側環状部３２」の長さ寸法も複数種類ある。したがって、同一ネジ径でも、第２内側段部４４の先後位置等の違いを含めると、主体金具の種類は多数に及んでいる。

特開２００９−０９５８５４号公報

一方、上記した従来の鍛造工程において、同一ネジ径、同一ネジ長の主体金具用の、第２内側段部４４の先後位置が異なる主体金具成形品３０ｆを製造する場合のように、「先端側環状部３２」の成形を、第２工程で成形する場合には、その第２工程で製造される成形体における先端側の円筒部の長さを、少しずつではあるが異なるものとする必要がある。これは、図１６の左右の各半断面に示したように、最終的に成形される主体金具成形品３０ｆにおける中間筒状部３５の長さが同じでも、第２内側段部４４の先後位置が相違する場合には、その相違に対応して、第２工程において成形材料の流動状態を異なるものとしておく必要があるためである。このため、従来は、同一ネジ径、同一ネジ長でも、第２内側段部４４の先後位置が異なる成形体を製造するためには、「先端側環状部３２」の成形される第２工程の段階で、成形される先端側の円筒部の長さに応じて異なる成形部（成形面）を有する金型（図１５−２中の金型２００）を、それぞれ要していた。これにより、その金型（第２工程で用いる金型）は、第２内側段部４４の先後位置の相違数に応じた数が必要となっていた。しかも、図１５−３に示したように（図１５−３中のＰ３部を参照）、上記鍛造工程では、第３工程の鍛造圧力を、第２工程で成形された「先端側環状部３２」でも受圧する必要があることから、第３工程に用いる金型２０３も、その形状に対応した金型が必要となっていた。

上記したように、同一ネジ径の主体金具でも、ネジ長は、スパークプラグに要求される仕様に応じ、複数の種類がある。さらに、それぞれ異なるネジ長のものにおいて、第２内側段部４４の先後位置が異なるものがある。したがって、上記成形工程（第２工程）で、「先端側環状部３２」を成形していた従来の冷間鍛造では、少なくとも、ネジ径が同じ主体金具用の成形体の成形においても、そのネジ３４の長さ、及び第２内側段部４４の先後位置等の相違数に応じた数の金型が必要となる。しかも、前記したように、第３工程においても、「先端側環状部３２」の形状に対応した金型が必要となる。したがって、上記従来の鍛造による場合には、金型自体の製造コストのみならず、その管理コスト等の増大を招いていた。

また、同一ネジ径で、同一ネジ長であるとしても、第２内側段部４４の先後位置のみ異なる別品種の主体金具成形品の成形に取り掛かる場合においては、その「先端側環状部３２」の成形に用いる金型を取り替える必要がある。一方、このような取替えにおいては、金型の位置決めのための微妙な調整を要する煩雑な段取り作業が必要となる。こうしたことから、上記した従来の工程による場合には、主体金具成形品の成形効率（主体金具の製造効率）の低下を招き易く、その製造のみならず、結果としてスパークプラグのコストアップの要因となっていた。

本発明は、従来の主体金具成形品の製造方法におけるかかる如上の問題点に鑑みてなされたもので、同一ネジ径であれば、第２内側段部の先後位置が異なり、また、ネジ長が多少異なる主体金具であるとしても、「先端側環状部」の外径、及びその先後長寸法が同じであれば、主体金具成形品の冷間鍛造工程において、その「先端側環状部」の成形加工に要する金型の種類ないし数を少なくし得るようにし、もって、その製造効率を高めることにある。

請求項１に記載の発明は、内側に絶縁体を収容可能な軸孔と、径方向外向きに突出するフランジ形状部を有する胴部と、該胴部の先端側に配置された中間筒状部と、該中間筒状部の先端側に形成されて前記中間筒状部よりも外径が小さい先端側環状部と、を有するスパークプラグの主体金具成形品の製造方法であって、
（ａ）金属製の部材を、軸心を貫き、後端側から先端側に向かって、大径孔と、該大径孔より径小となる第１中径孔と、該第１中径孔より径小となる小径孔と、該小径孔より径大となる第２中径孔と、を有する仕掛り成形体を成形する、仕掛り成形体成形工程と、
（ｂ）前記仕掛り成形体成形工程の後において、前記先端側環状部を形成する先端側環状部形成工程と、
を備えており、
前記仕掛り成形体成形工程において、
前記大径孔と前記第１中径孔との間に第１内側段部を成形し、前記第１中径孔と前記小径孔との間に第２内側段部を成形する工程と、前記胴部を成形する工程とを含んでおり、
前記先端側環状部形成工程において、
前記中間筒状部が隙間嵌めで装填可能な円筒内周面と、該円筒内周面よりも内径が小さい縮径円筒内周面と、前記円筒内周面と前記縮径円筒内周面との間のテーパー内周面とを有する金型に、前記仕掛り成形体を自身の先端側から装填し、
該仕掛り成形体のうち、前記第１内側段部と前記第２内側段部の少なくとも一方を押え付け可能である環状先端向き面を有するパンチを、前記仕掛り成形体の内側に後端側から押込んで、前記環状先端向き面にて、前記第１内側段部と前記第２内側段部の少なくとも一方を押え込むことによって前記仕掛り成形体を先端側に押し、
該仕掛り成形体における前記フランジ形状部の先端向き面と、該先端向き面に対向する前記金型における面との間で間隔を設けた状態の下で、該仕掛り成形体における先端部を前記金型における前記縮径円筒内周面と前記テーパー内周面に押付けることによって前記先端側環状部を冷間鍛造によって成形する工程を含んでいることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、内側に絶縁体を収容可能な軸孔と、径方向外向きに突出するフランジ形状部を有する胴部と、該胴部の先端側に配置された中間筒状部と、該中間筒状部の先端側に形成されて前記中間筒状部よりも外径が小さい先端側環状部と、を有するスパークプラグの主体金具成形品の製造方法であって、
（ａ）金属製の部材を、軸心を貫き、後端側から先端側に向かって、大径孔と、該大径孔より径小となる第１中径孔と、該第１中径孔より径小となる小径孔と、該小径孔より径大となる第２中径孔と、を有する仕掛り成形体を成形する、仕掛り成形体成形工程と、
（ｂ）前記仕掛り成形体成形工程の後において、前記先端側環状部を形成する先端側環状部形成工程と、
を備えており、
前記仕掛り成形体成形工程において、
前記大径孔と前記第１中径孔との間に第１内側段部を成形し、前記第１中径孔と前記小径孔との間に第２内側段部を成形する工程を含んでおり、
前記先端側環状部形成工程において、
前記中間筒状部が隙間嵌めで装填可能な円筒内周面と、該円筒内周面よりも内径が小さい縮径円筒内周面と、前記円筒内周面と前記縮径円筒内周面との間のテーパー内周面とを有する金型に、前記仕掛り成形体を自身の先端側から装填し、
該仕掛り成形体のうち、前記第１内側段部と前記第２内側段部の両方を押え付け可能である環状先端向き面を有するパンチを、前記仕掛り成形体の内側に後端側から押込んで、前記環状先端向き面にて、前記第１内側段部と前記第２内側段部の両方を押え込むことによって前記仕掛り成形体を先端側に押し、
該仕掛り成形体における先端部を、前記金型における前記縮径円筒内周面と前記テーパー内周面に押付けることによって前記先端側環状部を冷間鍛造によって成形する工程を含んでいることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、内側に絶縁体を収容可能な軸孔と、径方向外向きに突出するフランジ形状部を有する胴部と、該胴部の先端側に配置された中間筒状部と、該中間筒状部の先端側に形成されて前記中間筒状部よりも外径が小さい先端側環状部と、を有するスパークプラグの主体金具成形品の製造方法であって、
（ａ）金属製の部材を、軸心を貫き、後端側から先端側に向かって、大径孔と、該大径孔より径小となる第１中径孔と、該第１中径孔より径小となる小径孔と、該小径孔より径大となる第２中径孔と、を有する仕掛り成形体を成形する、仕掛り成形体成形工程と、
（ｂ）前記仕掛り成形体成形工程の後において、前記先端側環状部を形成する先端側環状部形成工程と、
を備えており、
前記仕掛り成形体成形工程の後において、
前記第１中径孔と前記小径孔との間に第２内側段部を成形する工程と、前記先端側環状部を形成する先端側環状部形成工程と、
を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記仕掛り成形体成形工程において、
前記大径孔と前記第１中径孔との間に第１内側段部を成形し、前記第１中径孔と前記小径孔との間に暫定テーパー部を成形する工程を含んでおり、
前記先端側環状部形成工程において、
前記中間筒状部が隙間嵌めで装填可能な円筒内周面と、該円筒内周面よりも内径が小さい縮径円筒内周面と、前記円筒内周面と前記縮径円筒内周面との間のテーパー内周面とを有する金型に、前記仕掛り成形体を自身の先端側から装填し、
該仕掛り成形体のうち、前記第１内側段部を押え付け可能である環状先端向き面と、前記暫定テーパー部とを押さえ付け可能である小径孔成形面とを有するパンチを、前記仕掛り成形体の内側に後端側から押込んで、
前記環状先端向き面にて前記第１内側段部を押え込むこと、そして、前記小径孔成形面にて前記暫定テーパー部を押え込むことの、少なくとも一方の押え込みによって、前記仕掛り成形体を先端側に押し、
該仕掛り成形体における先端部を、前記金型における前記縮径円筒内周面と前記テーパー内周面に押付けることによって前記先端側環状部を冷間鍛造によって成形するとともに、前記小径孔成形面を前記暫定テーパー部に押付けることによって前記第２内側段部を冷間鍛造によって成形する工程を含んでいることを特徴とする請求項３に記載のスパークプラグの主体金具成形品の製造方法である。

請求項５に記載の発明は、前記仕掛り成形体は、前記小径孔における先後方向の寸法が前記主体金具成形品における設計上の寸法より大きく、かつ、前記第１内側段部から前記第２内側段部までの先後方向の寸法が前記主体金具成形品における設計上の寸法より小さいものであり、該両寸法とも、前記先端側環状部を冷間鍛造によって成形する工程において同時に、設計上の寸法に成形することを特徴とする、請求項２又は４のいずれか１項に記載のスパークプラグの主体金具成形品の製造方法である。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の前記中間筒状部の少なくとも一部に、ネジ部を成形する工程を備えることを特徴とする、スパークプラグの主体金具の製造方法である。
請求項７に記載の発明は、前記絶縁体を請求項６に記載の前記主体金具の内側に収納す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である。

前記先端側環状部を成形する工程を含んでいる上記した製造方法にかかる本発明においては、中間筒状部の外径が同じ（ネジが同一のネジ径）であれば、内向突出環状部をなす前記小径孔、又は第２内側段部の先後位置が異なり、また、そのネジ長が多少異なる主体金具成形品であるとしても、先端側環状部の形状、寸法が同じであれば、主体金具成形品の成形工程においてその先端側環状部の成形に要する金型を１種類とすることができる。これにより、金型の数を従来の製造方法に比べて格段に低減することができる。よって、金型の管理のみならず、同一のネジ径で、内向突出環状部をなす前記小径孔、又は第２内側段部の先後位置が異なる、別品種の成形に取り掛かる際においても、多段鍛造機の金型の取替えに伴う、その位置決め調整などの段取り作業の簡易、迅速化が図られる。

前記先端側環状部を形成する先端側環状部形成工程において、前記仕掛り成形体を押え込むための押え込み部位は、前記先端側環状部を成形できさえすればよく、したがって限定されるものではない。というのは、スパークプラグの主体金具は、スパークプラグとして組立てられたときにおいて、エンジンのプラグホールへのねじ込みのためのねじ込み用多角形部や、その組み立てのために後端にカシメ用環状部を備えているのが普通であり、品種によってはそれらの部位において押さえ込むことができるためである。すなわち、品種によっては、ねじ込み用多角形の後端向き面を押え込むこともできるし、カシメ用環状部の後端向き面を押さえ込むこともできるためである。しかし、ねじ込み用多角形部の後端向き面は狭いし、カシメ用環状部の後端向き面は肉が薄く先端側環状部から遠いため、大きい押込み力を要する場合には押込みが不安定となる場合がある。これに対し、請求項１又は２における押し込みにおいては、こうした問題がない。すなわち、前記中間筒状部の先端部の外周面の加工硬化や、各部位における後端向き面の径方向の幅（肉厚相当）を考慮すると、請求項１又は２のようにするのがよい。

請求項１においては、前記パンチにおける前記環状先端向き面にて、前記第１内側段部と前記第２内側段部の少なくとも一方を押え込むことによって前記仕掛り成形体を先端側に押すこことしているため、前記第１内側段部又は前記第２内側段部のいずれかを押え込むことでもよいが、請求項２に記載のように、その両方を押さえ込むのが好ましい。というのは、請求項２に記載のように、その両方を押え込むことによって、前記仕掛り成形体を先端側に押すことにする場合には、押込みの安定が図られるだけでなく、前記第１内側段部から前記第２内側段部までの先後方向の寸法の高精度化が図られる。

なお、請求項１に記載の発明においては、前記パンチにおける前記環状先端向き面にて、前記第１内側段部と前記第２内側段部の少なくとも一方を押え込むことによって前記仕掛り成形体を先端側に押すこことしている。このため、該仕掛り成形体のうち、前記第１内側段部を押え付け可能である環状先端向き面と、前記第２内側段部とを押さえ付け可能である環状先端向き面との少なくとも前後いずれかの環状先端向き面を有するパンチを、前記仕掛り成形体の内側に後端側から押込んで、後方の前記環状先端向き面にて前記第１内側段部を押え込むか、前方の前記環状先端向き面にて前記第２内側段部を押え込むかの、少なくとも一方の押え込みによって、前記仕掛り成形体を先端側に押すこととすればよい。そして、この成形過程では、大きく分けると次のＡ，Ｂの２つの成形パターンがある。

Ａ：１つには、押込まれる前記パンチにおける少なくとも前後いずれかの前記環状先端向き面が第１内側段部又は第２内側段部に接触して、該パンチと前記仕掛り成形体が一体となって金型に押付けられ、前記先端側環状部を成形するパターンである。
Ｂ：２つには、押込まれる前記パンチにおける前後いずれの前記環状先端向き面とも、第１内側段部又は第２内側段部に接触する前に、該パンチと前記仕掛り成形体が一体となって金型に押付けられて、前記先端側環状部を成形が開始され、その成形途中で、押込まれる前記パンチにおける少なくとも前後いずれかの前記環状先端向き面が、第１内側段部又は第２内側段部に接触して、前記先端側環状部を成形するパターンである。

また、請求項３に記載のように、前記仕掛り成形体成形工程の後において、前記第１中径孔と前記小径孔との間に第２内側段部を成形する工程と、前記先端側環状部を形成する先端側環状部形成工程と、を備えるものとしてもよい。なお、この場合は、請求項４に記載のように、該仕掛り成形体のうち、前記第１内側段部を押え付け可能である環状先端向き面と、前記暫定テーパー部とを押さえ付け可能である小径孔成形面とを有するパンチを、前記仕掛り成形体の内側に後端側から押込んで、前記環状先端向き面にて前記第１内側段部を押え込むこと、そして、前記小径孔成形面にて前記暫定テーパー部を押え込むことの、少なくとも一方の押え込みによって、前記仕掛り成形体を先端側に押すこととすればよい。というのは、この成形過程では、大きく分けると次のＡ，Ｂの２つの成形パターンがあるためである。

Ａ：１つには、押込まれる前記パンチにおける前記環状先端向き面が第１内側段部に接触して、該パンチと前記仕掛り成形体が一体となって金型に押付けられる場合である。この場合には、さらに、第１内側段部を押え付けながら、前記先端側環状部を成形するパターンと、又は、前記先端側環状部を成形すると共に、前記パンチにおける前記小径孔成形面が前記暫定テーパ部に接触してこの暫定テーパ部を押さえ込んで前記第２内側段部を成形するパターンとがある。
Ｂ：２つには、押込まれる前記パンチにおける前記環状先端向き面が第１内側段部に接触する前に、該パンチと前記仕掛り成形体が一体となって金型に押付けられる場合である。 この場合には、前記パンチにおける前記小径孔成形面が前記暫定テーパ部に接触してこの暫定テーパ部を押さえ込み、前記先端側環状部を成形するパターンと、前記パンチにおける前記小径孔成形面が前記暫定テーパ部に接触してこの暫定テーパ部を押さえ込み、前記先端側環状部を成形すると共に、前記第２内側段部を成形するのを途中まで行い、その途中からパンチにおける前記環状先端向き面が第１内側段部に接触してこの第１内側段部を押えながら、前記先端側環状部の残りの成形を行うか、前記先端側環状部を成形すると共に、前記パンチにおける前記小径孔成形面が前記暫定テーパ部に接触して前記第２内側段部を成形するパターンとがある。
これら成形パターンの違いは、仕掛り成形体における第１内側段部と第２内側段部となるべき部位相互の先後間寸法等の相違等が要因となって生じるものであり、最終的に成形（冷間鍛造）される主体金具成形品、及び、その冷間鍛造に用いる金型の型閉じ状態は同じであることから、本質的な相違ではない。

請求項２又は４のいずれか１項に記載のスパークプラグの主体金具成形品の製造方法においては、請求項５に記載の発明におけるように、前記仕掛り成形体の寸法を設定しておくとよい。このようにしておけば、前記先端側環状部を成形する工程において、前記第１内側段部と前記第２内側段部との先後方向の仕上げ寸法精度も高めることができるためである。

本発明を具体化した実施形態例を説明する図であって、出発素材から各冷間鍛造工程を経て、主体金具成形品に成形されるまでの過程を説明する各成形体（Ａ−Ｆ）の中央縦断面図。 図１の成形体仕掛品（Ａ）を成形する第１工程に用いる金型の概略構成を含む、第１工程説明用の模式的な断面図であって、中心縦線の左半断面は押出し成形前、同右半断面は押出し成形後の断面図。 図１の成形体仕掛品（Ｂ）を成形する第２工程に用いる金型の概略構成を含む、第２工程説明用の模式的な断面図であって、中心縦線の左半断面は押出し成形前、同右半断面はにおける押出し成形後の断面図。 図１の成形体仕掛品（Ｃ）を成形する第３工程に用いる金型の概略構成を含む、第３工程説明用の模式的な断面図であって、中心縦線の左半断面は押出し成形前、同右半断面は押出し成形後の断面図。 図１の成形体仕掛品（Ｄ）を成形する第４工程に用いる金型の概略構成を含む、第４工程説明用の模式的な断面図であって、中心縦線の左半断面は押出し成形前、同右半断面は押出し成形後の断面図。 図１の仕掛り成形体（Ｅ）を成形する第５工程に用いる金型の概略構成を含む、第５工程説明用の模式的な断面図であって、中心縦線の左半断面は押出し成形前、同右半断面は押出し成形後の断面図。 先端側環状部を備えた図１の主体金具成形品（Ｆ）を成形する第６工程（最終成形工程）に用いる金型の概略構成を含む、第６工程説明用の模式的な断面図であって、左側（左図）は押出し成形前の断面図、右側（右図）は押出し成形後の断面図。 上記例における第６工程（最終成形工程）で、先端側環状部を成形するのに、パンチの先端側の環状先端向き面で、仕掛り成形体（Ｅ）における第１内側段部を押え込む実施例を説明する、金型の概略構成を含む、第６工程説明用の模式的な断面図であって、左側（左図）は押出し成形前の断面図、右側（右図）は押出し成形後の断面図。 上記例における第６工程（最終成形工程）で、先端側環状部を成形するのに、パンチで仕掛り成形体（Ｅ）における第２内側段部と第１内側段部とを押え込む実施例を説明する、金型の概略構成を含む、第６工程説明用の模式的な断面図であって、左側（左図）は押出し成形前の断面図、右側（右図）は押出し成形後の断面図。 仕掛り成形体（Ｅ）における小径孔における先後方向の寸法Ｌ２が主体金具成形品（Ｆ）における設計上の寸法Ｌ２ｆより大きく、かつ、該小径孔における第２内側段部から第１内側段部までの先後方向の寸法Ｌ３が前記主体金具成形品における設計上の寸法Ｌ３ｆより小さい状態を説明する、半断面比較図。 従来のスパークプラグの１例を示す縦断面図。 図１１のスパークプラグに用いられている組付け前の主体金具の縦断面図。 図１２の主体金具の切削加工前の主体金具成形品の半断面図。 図１３の主体金具成形品が、出発素材から各冷間鍛造工程で成形されて、主体金具成形品として成形されるまでの各工程における成形体（仕掛品）の中央縦断面図。 図１３の主体金具成形品を成形する、第１工程〜第５工程に用いる金型の概略構成を含む成形工程説明用の模式的な断面図。 主体金具成形品において、ネジ径、ネジ長（中間筒状部の長さ）が同じでも、第２内側段部の先後位置が異なるものの一例の説明用の半断面比較図。

本発明に係る、スパークプラグの主体金具成形品の製造方法（冷間鍛造方法）を具体化した実施の形態例（第１形態例）について、図１〜図７を参照しながら詳細に説明する。ただし、本形態例で製造される主体金具成形品は、図１３に示した主体金具成形品３０ｆと実質的に同じであるため、それ自体の説明は省略する。また、本例では図１に示したように、ＡからＦの順の６工程で、主体金具成形品３０ｆが成形（製造）されるものとする。以下、図１を参照しながら、第６工程（最終鍛造工程）において主体金具成形品（第６工程成形体）３０ｆが成形される工程（本発明の先端側環状部形成工程）までの各工程（第１工程から第６工程）について、工程順に説明する。なお、第１工程から第５工程（本発明の仕掛り成形体成形工程）を説明する、図２〜図６は、いずれもその中心線（中心縦線）の左側が、その工程で成形される前の素材（仕掛り成形体）形状の半断面を示し、右側がその工程において成形された後の成形体（成形品）の半断面を示している。また、図２〜図７に示した断面図において、上下の主要な金型（ダイ、パンチ等）以外の金型は、適宜、ハッチングを省略している。図１〜図７に示した成形体のうち、図１２、図１３の主体金具（又は主体金具成形品）における各部位に対応又は相当する部位には、原則として、図１２、図１３におけるのと同じ符号を付している。

本形態例における各工程の詳細はこの後に述べるが、本形態では、図１に示したように、出発素材（円柱体）から、順次、成形を加えて、図２〜図６に示したように、第１工程〜第５工程に示した冷間鍛造工程（仕掛り成形体成形工程）を経ることで、主体金具成形品として成形される直前の素材をなす仕掛り成形体（第５工程成形体）３０ｅ（図１−Ｅ参照）を成形する。すなわち、ネジ形成用円筒部をなす中間筒状部３５の先端側に、先端側環状部３２が成形される前の仕掛り成形体３０ｅを成形する。そして、この仕掛り成形体３０ｅを、図７の左図に示したように金型（下型）に装填して仕掛け、図７の右図に示したように、上からパンチ２４０ｆを押込む。こうすることで、その先端側環状部形成工程において、ネジ形成用円筒部をなす中間筒状部３５の先端側に先端側環状部３２が成形された主体金具成形品（第６工程成形体）３０ｆとしている（図１−Ｆ参照）。なお、第６工程に用いる金型（下型）２００ｆは、主体金具成形品３０ｆにおいて中間筒状部３５とその先端側において先端側環状部３２となるように形成されている筒状部（円筒状部）３５ｅを略隙間なく、隙間嵌めで装填し得る円筒内周面２０３ｆを有する円形穴を有すると共に、その円形穴の下端において、これと同心で、内周面が先端側環状部３２の外周面を成形するために、下方に向けて先すぼまりのテーパー内周面（後端向き円環状面）２０５ｆを介し、縮径円筒内周面２０６ｆを有する円形穴を有している。この縮径円筒内周面２０６ｆは、その内径が先端側環状部３２の外径と同じに設定されている。

すなわち、本例では、図１のＦに示した主体金具成形品３０ｆを成形する前の、図１のＥに示したように、主体金具成形品３０ｆにおいて中間筒状部３５と先端側環状部３２となるべく部位である筒状部３５ｅを有する仕掛り成形体３０ｅ（第５工程成形体３０ｅ）を成形しておく。そして、この仕掛り成形体３０ｅを、図７に示した金型２００ｆである、筒状部３５ｅが隙間嵌めで装填可能の円筒内周面２０３ｆ、テーパー内周面２０５ｆ、及び、内径が、先端側環状部３２の外径に縮径されてなる縮径円筒内周面２０６ｆとからなる先端側環状部成形面を有する金型（下型）２００ｆに、その先端側から装填する（図７の左図参照）。そして、本例では、仕掛り成形体３０ｅのうち、第２内側段部４４を押え付け可能の環状先端向き面２４３ｆを有するパンチ（上型）２４０ｆを（図７の左図参照）、仕掛り成形体３０ｅの内側に後方（図７の上方）から押込む。この押込みにより、環状先端向き面２４３ｆにて、仕掛り成形体３０ｅの第２内側段部４４を押え込む。これによって、この仕掛り成形体３０ｅを先端側（先方）に押し、この仕掛り成形体３０ｅにおける筒状部３５ｅの先端部（図７下端部）を、金型における先端側環状部成形面をなす、テーパー内周面２０５ｆ、及び、縮径円筒内周面２０６ｆとに押付ける。この押付けによって、先端側環状部３２を先方に押出し成形することで、（図７の右図の拡大図参照）、中間筒状部３５の先端側に先端側環状部３２が成形され、図１のＦに示した主体金具成形品３０ｆとしている。以下、第１工程〜第５工程の仕掛り成形体成形工程（冷間鍛造工程）、及び第６工程の先端側環状部形成工程について、順次、詳細に説明する。

（第１工程）
図２に示したように、第１工程用の金型（ダイ）２００ａに設けられた、図示下方が小径で、上方が大径の異径円形穴（空孔）２０３ａ内に、その上方から完成品に対応して材料取、切断された円柱状の素材（円柱体）Ｓを装填する（図２の中心縦線（中心線ともいう）の左側参照）。ここで、下方の小径の円形穴２０５ａの内径は、図１３に示した主体金具成形品３０ｆの中間筒状部３５の外径より若干小さめであり、大径の円形穴２０３ａの内径は、図１３に示した主体金具成形品３０ｆの薄肉のカシメ用円環状部３８の外径と略同じである。この装填後、小径の円形穴２０５ａに下から内挿配置された支持用円柱パンチ（ピン）２２０ａと、スリーブ２４０ａと、素材Ｓの上から打ち込まれる円軸状のパンチ２５０ａで、その素材Ｓを両端面間で圧縮する。こうすることで、図２の中心線の右側に示したように、後端側が大径部３９ａをなし、その先方に、先細りテーパ部を介して小径部３５ａが押出し成形された、第１工程成形体（異径円柱状成形体）３０ａが成形される（図１−Ａ，図２参照）。この第１工程成形体３０ａは、先後の各端面の中央に凹部が形成されたものとされている。なお、この成形後はパンチ２５０ａを抜き、支持用円柱パンチ（ピン）２２０ａを連動してノックアウトして第１工程成形体３０ａを取り出す。以下、各工程において、金型を同軸で上下動することや、素材（仕掛品）を支持する支持用パンチやノックアウトピン（又はノックアウト用スリーブ）の駆動（上下動）や、成形体の取り出し等は従来公知の事項であるため、その説明を省略する。

（第２工程）
第２工程について図３に基づいて説明する。第２工程において、図示下方の金型２００ｂは、第１工程成形体３０ａにおけるその小径部３５ａの外周面を拘束可能の円形穴２０３ｂを有する第１下型２０１ｂと、この円形穴と同心の円形穴を有して、この第１下型の上に配置固定された第２下型２０２ｂとから組立構成されている。第２下型２０２ｂの円形穴２０７ｂは、図１３に示した主体金具成形品３０ｆのフランジ３６における外周面の円形と略同一の内径を内周面として形成されている。そして、この金型２００ｂにおける円形穴２０３ｂには、下から支持用円柱ピン２２０ｂ，及び円形スリーブ２７０ｂが内挿配置されている。

一方、この金型（下型）２００ｂの図示上には、第１工程成形体３０ａにおけるその大径部３９ａの後端面に、底のある円形穴をあけるための穴あけ用パンチ２４０ｂが、円形穴２０３ｂ、２０７ｂと同心（同軸）で配置されている。この穴あけ用パンチ２４０ｂは、主体金具成形品３０ｆにおける後端の薄肉のカシメ用円環状部３８、及びフランジ３６を含む胴部３９の、相対的に大径をなす内周面成形用のものである。したがって、その外径は、主体金具成形品３０ｆのその胴部３９の内周面４８、すなわち、大径孔４８ａの内径と略同一とされ、横断面が円形とされている。ただし、穴あけ用パンチ２４０ｂにおける前端部は相対的に細く、主体金具成形品３０ｆにおける中間部位の内周面に第１内側段部４６が予備成形されるように段付き異径に形成されている。

他方、この穴あけ用パンチ２４０ｂには、その外径より内径が大きい押出し用スリーブ（円管）２５０ｂが、スペーサ（円管）２６０ｂを介し、同軸（同心）にて外嵌めされている。このスペーサ（円管）２６０ｂにより、押出し用スリーブ２５０ｂの前端寄り部位が、穴あけ用パンチ２４０ｂに対し、周方向において一定の間隔（円筒状空隙）が保持されている。この間隔（円筒状空隙）は薄肉のカシメ用円環状部３８が押出されるところであり、スペーサ（円管）２６０ｂの前端には、本例では常にこの間隔（円筒状空隙）が保持されるように設定されている。また、押出し用スリーブ２５０ｂは内周面が円形で、その内径は、第１工程成形体３０ａの大径部３９ａの外径より微量大きく、図１３に示した主体金具成形品３０ｆにおける薄肉のカシメ用円環状部３８の外径と略同径とされ、外径は金型２００ｂにおける円形穴２０７ｂに隙間嵌めで入り込み可能の円形をなしている。この押出し用スリーブ２５０ｂは、穴あけ用パンチ２４０ｂに連動して、或いは穴あけ用パンチ２４０ｂとは別に上下動させ得るように設けられており、その先端寄り部位の内周面と、打ち込んだ穴あけ用パンチ２４０ｂの外周面との間に、薄肉のカシメ用円環状部３８を後方押出しで成形し得るように構成されている。

この第２工程においては、金型２００ｂの円形穴２０３ｂに、図３の中心線の左側に示したように、第１工程成形体３０ａの小径部３５ａを内挿し、装填する。その装填後、円形穴２０３ｂに、下から内挿配置された支持用円柱ピン２２０ｂ，スリーブ２７０ｂと、上から打ち込まれる上記した穴あけ用パンチ２４０ｂと、押出しスリーブ２５０ｂによって、第１工程成形体３０ａを圧縮する。詳しくは、押出しスリーブ２５０ｂを適量下げて、第１工程成形体３０ａの大径部３９ａの上端寄り部位を包囲した状態としておき、第１工程成形体３０ａにおける大径部３９ａの後端面に、穴あけ用パンチ２４０ｂを所定ストローク打ち込む。これにより、図３の中心線の右側に示したように、その後端面に、胴部３９の内周面４８の内径（大径孔４８ａ）と略同径の底のある穴が所定深さであけられる。また、このとき、第１内側段部４６が予備成形される。そして、その打ち込み終了時においては、押出し用スリーブ２５０ｂの前端寄り部位の内周面と、該穴あけ用パンチ２４０ｂの外周面との間に、薄肉のカシメ用円環状部３８が押出し成形される（図３の中心線の右側参照）。かくして、後端に薄肉のカシメ用円環状部３８を備えた第２工程成形体３０ｂが得られる（図１−Ｂ参照）。

（第３工程）
第３工程について図４に基づいて説明する。第３工程においては、第２工程成形体３０ｂとして成形された円筒部（小径部３５ａ、大径部３９ａ）を伸長させる工程である。第３工程において使用する金型は、図４に示したように、下型をなす金型、及び穴あけ用パンチ等である。すなわち、図示下方の金型（下型）２００ｃは、第２工程成形体３０ｂにおけるその小径部３５ａの外周面を拘束可能の円形穴２０３ｃを有する第１下型２０１ｃと、この円形穴と同心の円形穴２０７ｃを有して、この第１下型の上に配置固定された第２下型２０２ｃとから組立構成されている。第２下型の円形穴２０７ｃは、第２工程成形体３０ｂにおけるその大径部３９ａの外周面を拘束可能のものである。また、この金型２００ｃにおける円形穴２０３ｃには、下から支持用円柱ピン２２０ｃ，及び円形スリーブ２７０ｃが第２工程におけるものと同様にして内挿配置されている。したがって、下型２００ｃは、第２工程に用いたもの類似の構造のものである。ただし、第２下型２０２ｃの高さ（先後長）は、第２工程に用いたものより大きく設定されている。

一方、この金型２００ｃの図示上には、第２工程成形体３０ｂにおけるその大径部３９ａにあけられた大径孔４８ａのうち、第１内側段部４６よりも先端側に向けて、すなわち、主体金具成形品における中間筒状部３５の内周面４１をなす第１中径孔４１ａを形成する深穴あけをすると同時に、中間筒状部３５を得るように小径部３５ａを伸張する（先方押出しする）ための深穴あけ用パンチ２４０ｃが、円形穴２０３ｃ、２０７ｃと同心（同軸）で、ガイドスリーブ２５０ｃに包囲されて配置されている。この穴あけ用パンチ２４０ｃは、主体金具成形品３０ｆにおける胴部３９と、中間筒状部３５の第１中径孔４１ａを形成するためのものであるから、先端側は、中間筒状部３５の内径と同じで、これに続く後方は、第１内側段部４６の成形面（環状の段付き面）を介して、胴部３９の内径と略同じとされている。なお、先端には小径部が設けられている。しかして、円形穴２０３ｃ、２０７ｃに、第２工程成形体３０ｂを図４の中心線の左側に示したように、内挿し、装填する。そして、この深穴あけ用パンチ２４０ｃを、第２工程成形体３０ｂにおける後端側の中空部の底面に打ち込み、所定ストローク押し下げ、その先端と、下型の支持用円柱ピン２２０ｃの先端との間で圧縮しつつ、中間筒状部３５となるべき筒状部３５ｃを先方押出して伸張させる。また、胴部３９は後方に押出されて伸張成形される。これにより、第３工程成形体３０ｃが成形される（図１−Ｃ参照）。なお、深穴あけ用パンチ２４０ｃの押込みストロークは、筒状部３５ｃの内周面４１のうち、主体金具成形品における小径孔４３ａに相当する部位に、所定の厚さの底壁Ｋが残存成形されるように設定される。

（第４工程）
第４工程について図５に基づいて説明する。第４工程においては、第３工程成形体３０ｃの胴部３９の外周面に、主体金具成形品３０ｆにおける多角形部３７を成形する工程である。この第４工程において使用する金型（下型）は、図５に示したように、中間筒状部３５となるべき、筒状部３５ｃを微小の隙間嵌めで内挿し得る内周面の円形穴２０３ｄを有すると共に、この円形穴２０３ｄに、第３工程成形体３０ｃにおける筒状部３５ｃを内挿したとき、第３工程成形体３０ｃにおける筒状部３５ｃの後端において先端を向く環状面を、上端である前端において支持可能の支持面２０５ｄを有する円筒状支持体２００ｄと、この円筒状支持体２００ｄの内周面において、筒状部３５ｃの先端（図示下端）を、上端（前端）で支持可能に配置された円柱体２２０ｄとからなっている。

一方、上型は、第３工程成形体３０ｃの後端側から、その内部に、先端が底壁Ｋから離間するが、第３工程成形体３０ｃの内周面４８とは略隙間なく挿入可能に配置された、先端が異径で円柱状をなす内周面支持型２４０ｄと、この内周面支持型２４０ｄと同軸配置で、上からの押し込みによって、第３工程成形体３０ｃにおいて成形された成形途中の胴部３９の外周面に多角形部３７を成形可能の内周面（多角形成形面）２２３ｄを有する多角形成形型２１０ｄとからなっている。この多角形成形型２１０ｄの内周面は、先端側が、第３工程成形体３０ｃの大径部を略隙間なく包囲可能の円形とされ、その後端に続く後方部位の所定範囲が、横断面において、主体金具成形品３０ｆにおける多角形部３７の輪郭に一致する内周面２２３ｄを有するものとされている。なおこの成形において多角形成形型２１０ｄは、薄肉のカシメ用円環状部３８に干渉しないように、内周面支持型２４０ｄに、カラースリーブ２５０ｄを介して同軸配置で設けられている。

これにより、円筒状支持体（下型）２００ｄに、第３工程成形体３０ｃを、筒状部３５ｃ側から装填する。そして、内周面支持型（上型）２４０ｄを所定ストローク押し下げ、その状態の下で、多角形成形型２１０ｄを所定ストローク押し下げる。これにより、第３工程成形体３０ｃにおける胴部３９の外周面には、その先後の所定部位が多角形部３７として押出し成形され、第４工程成形体３０ｄ（図１−Ｄ参照）となる。

（第５工程）
第５工程は、図６に示すように、第４工程成形体３０ｄにおいて残存する深穴底の底壁Ｋを打抜きパンチで打抜く工程である。すなわち、その筒状部３５ｄを挿入可能の円形穴２０３ｅを有する金型２００ｅ、及び、この円形穴内に、筒状部３５ｄの先端を、支持可能の円柱体２２０ｅを同軸で挿入配置しておく。そして、図６の左図に示したように、その円形穴２０３ｅ内に、第４工程成形体３０ｄの筒状部３５ｄを挿入し、この状態の下で、図６の右図に示したように、上から円柱状をなす、底壁打抜きパンチ２４０ｅでその底壁Ｋを打抜く。かくして、先後に貫通した第５工程成形体３０ｅを得ることができる（図１−Ｅ参照）。この打抜きにより、底壁Ｋがせん断された内周面が、小径孔４３ａにおける内周面４３となるが、この小径孔４３ａより先端側の内径は、この小径孔４３ａの内径より大きい第２中径孔４１ｂとなる。これにより、小径孔４３ａにおける内周面４３は、内向きに突出する内向突出環状部となり、第１中径孔４１ａと小径孔４３ａとの間に第２内側段部４４が形成されると共に、小径孔４３ａと第２中径孔４１ｂとの間には、先端側を向く環状の段部４５が形成される。このように打抜かれ、中間筒状部３５となるべき筒状部３５ｅが成形されることにより第５工程成形体（本発明の「仕掛り成形体」に相当）３０ｅとなり、これに、次工程（第６工程）において先端側環状部３２が成形されることにより、主体金具成形品３０ｆとなる。

（第６工程）
第６工程（最終冷間鍛造工程）において用いる金型について図７に基づいて説明する。上記もしたように、下型２００ｆは、上下２つの金型２０１ｆ，２０２ｆからなる。このうち、下方の第１下型２０１ｆには、第５工程成形体３０ｅの筒状部３５ｅを、隙間嵌めで装填可能の円筒内周面２０３ｆを有する円形穴が設けられている。そして、その下方には、これと同心で、内周面が先端側環状部３２の外周面を成形するように、この円筒内周面２０３ｆにおいて、先すぼまりのテーパー内周面２０５ｆを介して、内径が、先端側環状部３２の外径に縮径されてなる縮径円筒内周面２０６ｆとを有している。この円筒内周面２０３ｆ、テーパー内周面２０５ｆ、及び縮径円筒内周面２０６ｆにより、先端側環状部成形面を形成している。また、この第１下型２０１ｆの円形穴には、同軸で下から、筒状部３５ｅの内周面４１のうち、小径孔４３ａより先端側の第２中径孔４１ｂに隙間なく挿入され、その内周面を外周面で拘束すると共に、上端が小径孔４３ａの先端側を向く段部４５に当接する円柱体２２０ｆが装填、配置されている。そして、この円柱体２２０ｆを包囲し、第６工程において、先端側環状部３２を押出し成形した後で、これをキックアウトするためのスリーブ２７０ｆが配置されている。なお、下方の第１下型２０１ｆの上面２１０ｆには、第５工程成形体３０ｅにおけるフランジ３６を隙間嵌めで受け入れ得る円形穴２０７ｆを、円筒内周面２０３ｆをなす円形穴と同心で有する第２下型２０２ｆが配置されている。

一方、下型２００ｆの上には、円形穴２０７ｆと同心で、第５工程成形体（仕掛り成形体）３０ｅの内側に後端側から入り込み、小径孔４３ａの第２内側段部４４を押え付け可能の環状先端向き面２４３ｆを有するパンチ（先端側環状部形成用パンチ）２４０ｆが配置されている。このパンチ２４０ｆにおける、環状先端向き面２４３ｆより先端（下端）寄り部位２４４ｆは、外径が、小径孔４３ａの内周面に嵌り込む小径部をなし、それより後方の円軸部位２４５ｆは、筒状部３５ｅの第１中径孔４１ａに略隙間なく嵌り込む外径を有している。

この第６工程においては、仕掛り成形体３０ｅを、図７の左図に示したように、その筒状部３５ｅが下方の第１下型２０１ｆの円筒内周面２０３ｆに嵌り込むように装填する。そして、パンチ（先端側環状部形成用パンチ）２４０ｆを、仕掛り成形体３０ｅの内側に押込んで、その環状先端向き面２４３ｆにて、小径孔４３ａの第２内側段部４４を押え込む（図７の拡大図の右図参照）。これによって、図７の右図に示したように、この仕掛り成形体３０ｅを先方に押し、筒状部３５ｅの先端側の外周面を、金型（第１下型２０１ｆ）におけるテーパー内周面２０５ｆ等からなる先端側環状部成形面に押付ける（図７の拡大図の中図参照）。この押付けによって、先端側環状部３２は、先方（図７の下方）に押出し成形される。かくして、仕掛り成形体３０ｅは、主体金具成形品３０ｆとなる。すなわち、その中間筒状部３５ｅの先端側に先端側環状部３２が成形されてなる（図１のＦの拡大図参照）、図１６に示したような所望とする主体金具成形品３０ｆが冷間鍛造によって成形される。

なお、先端側環状部３２の先後長は、パンチ（先端側環状部形成用パンチ）２４０ｆの押込み量（ストローク）により決まるから、パンチ２４０ｆの押込み量は、設定される先端側環状部３２の先後長に応じて、その押込み量を決めればよい。また、この押し込みにおいて、パンチ２４０ｆの先端が、下型２０１ｆの円形穴に装填、配置されている円柱体２２０ｆの前端にて止められることで、そのストロークを設定するものとしてもよい。すなわち、パンチ２４０ｆの押込みにより、筒状部３５ｅの先端部を先方に押して、先端側環状部３２を形成したとき、そのパンチ２４０ｆの下端が、下型２００ｆに装填、配置された円柱体２２０ｆの前端に当る設定としておいてもよい。

以上、詳述したように本例では、中間筒状部３５の先端側の先端側環状部３２を、主体金具成形品が成形される冷間鍛造の最終工程で成形される。このため、中間筒状部３５の外周面に形成されるネジ３４が同一のネジ径であれば、第２内側段部４４の先後位置が異なり、また、そのネジ長が多少異なる主体金具であるとしても、先端側環状部３２の形状、寸法が同じであれば、主体金具成形品として成形される工程においてその先端側環状部３２の成形に要する金型（第１下型２０１ｆ）を１種類とすることができる。これにより、金型の数を従来の製造方法に比べて格段と低減することができるから、主体金具成形品３０ｆの低コスト化が図られる。なお、ネジ長が多少異なる主体金具であるとしても適用できるのは、図７からも明らかである。すなわち、先端側環状部３２が成形された主体金具成形品３０ｆにおいては、その成形時において、フランジ３６の先端向き面が、第１下型２０１ｆの上面との間で間隔Ｓを設けることができるためである（図７の右図参照）。

そして、このようにして成形された主体金具成形品３０ｆ、又はこの主体金具成形品３０ｆに切削加工を加えた主体金具切削品のどちらかにおいて、接地電極を溶接すると共に、中間筒状部自身の外周面の少なくとも一部にネジ（ネジ部）３４を成形（転造等により形成）することで、図１２に示した主体金具３０となる。かくては、この主体金具の内側に、中心電極等を含む絶縁体等を収容することで、図１１に示したようなスパークプラグ１を製造することができるが、このような主体金具３０を用いることにより、その低コスト化が図られる。

上記形態例では、仕掛り成形体３０ｅの内側に後方から押込むパンチ（先端側環状部形成用パンチ）２４０ｆに設けられた環状先端向き面２４３にて、仕掛り成形体３０ｅの第２内側段部４４を押え込むことによって、この仕掛り成形体３０ｅを先方に押すことで、筒状部３５ｅの先端部を、金型２０１ｆのテーパー内周面２０５ｆに押付けていた。すなわち、この押付け法によって先端側環状部３２を成形した場合を例示したが、本発明では、上記もしたように、仕掛り成形体３０ｅを押え込む部位はこの第２内側段部４４に限定されるものではない。例えば、上記例における第６工程（最終成形工程）で、先端側環状部３２を成形するのに、仕掛り成形体３０ｅにおける第１内側段部４６を押え込むことのできる環状先端向き面を備えたパンチを用いてもよい。これについては、この後で説明する。また、第２内側段部４４と共に第１内側段部４６を押え込むことによって、仕掛り成形体３０ｅを先端側に押すこととしてもよい。また、上記例では、先端側環状部３２を形成する先端側環状部形成工程の前に、第１中径孔４１ａと小径孔４３ａとの間に第２内側段部４４を成形してなるものを、仕掛り成形体３０ｅとし、この仕掛り成形体３０ｅにおいて、次工程で先端側環状部３２を形成している。しかし、本発明では、仕掛り成形体の成形工程の後で、第１中径孔４１ａと小径孔４３ａとの間に第２内側段部４４を成形する工程と、先端側環状部３２を形成する工程を備えていてもよい。

以下、図８に基づいて、上記第６工程において、仕掛り成形体３０ｅにおける第１内側段部４６を押え込むこととした実施例について説明する。ただし、この例では、上記例における図７において、仕掛り成形体３０ｅの内側に後方から押込むパンチ（先端側環状部形成用パンチ）２４０ｆのみが異なるだけであるから、その相違点のみについて説明し、図７と同一の部位（及び対応する部位）には同一の符号を付すに止める。すなわち、本例では、図８の左図に示したように、パンチ（先端側環状部形成用パンチ）２４０ｆを、仕掛り成形体３０ｅの内側に後方から押込むことで、その仕掛り成形体３０ｅの第１内側段部４６を押え込むことができるように、そのパンチ２４０ｆは、仕掛り成形体３０ｅの胴部３９の大径孔４８ａに隙間嵌めで入り込む円軸部位２４７ｆを有している。そして、その先端寄り部位は、それより小径で、筒状部３５ｅの第１中径孔４１ａに隙間嵌めで嵌り込む短い円軸部位２４５ｆを同軸で有している。そして、この両軸部位２４５ｆ、２４７ｆの境界が、第１内側段部４６を押え付け可能の環状先端向き面２４６ｆをなしている。なお、この環状先端向き面２４６ｆは、図８に示したように断面凸アールをなす第１内側段部４６に対応する凹となすアール形状とされている。

このような本例では、図８の右図に示したように、パンチ（先端側環状部形成用パンチ）２４０ｆを、仕掛り成形体３０ｅの内側に後方から押込むことで、図８中に拡大図で示したように、その環状先端向き面２４６ｆにて、仕掛り成形体３０ｅの第１内側段部４６を押え込み、仕掛り成形体３０ｅを先端側に押すことになる。これによって、図７に示したのと同様に、筒状部３５ｅの外周面の先端側は、金型２０１ｆのテーパー内周面２０５ｆ及び縮径円筒内周面２０６ｆに押付けられ、先端側環状部３２が成形される。本例では、第１内側段部４６の方が、第２内側段部４４よりも内径が大きく、半径方向に関して軸方向（後方）から見たとき、先端側環状部３２により近い箇所の押圧となる上に、押付け面積を大きく確保できるため、押付けの安定が図られる。

図９は、パンチ（先端側環状部形成用パンチ）２４０ｆが、図７、図８のパンチを組み合わせたものに相当し、パンチ２４０ｆの先端側に先後に設けられた２つの環状先端向き面２４３ｆ、２４６ｆで、仕掛り成形体（Ｅ）における、第２内側段部４４と、第１内側段部４６との両方を押え込むこととした実施例を示したものである（図９中の拡大図参照）。すなわち、このものにおけるパンチ２４０ｆは、後端側ほど大径をなすように、先端側から、小径孔４３ａに嵌り込む小径部をなす先端（下端）寄り部位２４４ｆ、中間筒状部３５の第１中径孔４１ａに略隙間なく嵌り込む円軸部位２４５ｆ、そして、胴部３９の内側の大径孔４８ａに隙間嵌めで入り込む円軸部位２４７ｆを同軸で有している（図９の左図参照）。そして、先端（下端）寄り部位２４４ｆと円軸部位２４５ｆとの境界は、第２内側段部４４を押え付け可能の環状先端向き面２４３ｆが設けられており、円軸部位２４５ｆと円軸部位２４７ｆとの境界には、第１内側段部４６を押え付け可能に凹となす隅肉アールが付与されてなる環状先端向き面２４６ｆが設けられている。このものでは、押付け面積を一層大きく確保できるため、押付けのさらなる安定が図られる。

一方、図９に示した金型を用いる場合においては、次のような成形とすることとしてもよい。まず、パンチ（先端側環状部形成用パンチ）２４０ｆを、仕掛り成形体３０ｅの内側に押込んで、その環状先端向き面２４３ｆにて小径孔４３ａの第２内側段部４４を、環状先端向き面２４６ｆにて第１内側段部４６を同時に押え込む（図９中の拡大図参照）。これによって、図９の右図に示したように、この仕掛り成形体３０ｅを先方に押し、筒状部３５ｅを先方に押し、筒状部３５ｅの先端側の外周面を金型（第１下型２０１ｆ）におけるテーパー内周面２０５ｆ等からなる先端側環状部成形面に押付ける。この押付けによって、先端側環状部３２は、先方に押出し成形される。かくして、仕掛り成形体３０ｅは主体金具成形品３０ｆとなる。すなわち、その中間筒状部３５ｅの先端側に先端側環状部３２が成形されてなる（図１のＦの拡大図参照）、図１６に示したような所望とする主体金具成形品３０ｆが冷間鍛造によって成形される。なお、図９に示した実施例のパンチ（先端側環状部形成用パンチ）２４０ｆにおける先後２つの環状先端向き面２４３ｆ、２４６ｆの先後間の寸法は、主体金具成形品における小径孔４３ａの第２内側段部４４と、第１内側段部４６との先後間寸法に応じて設定すればよい。

なお、図１０の左半断面図に示したように、仕掛り成形体３０ｅの小径孔４３ａにおける後端である第２内側段部４４は、成形途中（未完了）で先端側に向けて縮径する暫定的なテーパ部、すなわち、暫定テーパー部（暫定的な第２内側段部。以下、暫定テーパー部４４）でもよい。したがって、前例おいて先端側環状部３２の成形時に、この暫定テーパー部４４を含む小径孔４３ａを設計寸法に成形するには、図９に示したパンチ２４０ｆのうち、環状先端向き面２４３ｆが、暫定テーパー部４４を押え付け可能の小径孔成形面となる。そして、この場合において、先端側環状部３２の成形は、パンチ２４０ｆを、仕掛り成形体３０ｅの内側に後端側から押込んで、小径孔成形面なす環状先端向き面２４３ｆにて暫定テーパー部４４をなす成形途中の第２内側段部４４を押え込むことによって、仕掛り成形体３０ｅを先端側に押すこととなる。これにより、仕掛り成形体３０ｅにおける先端部を、金型における縮径円筒内周面２０６ｆとテーパー内周面２０５ｆに押付けることによって先端側環状部３２を冷間鍛造によって成形することになると共に、小径孔成形面を暫定テーパー部に押付けることによって、この暫定テーパー部４４は第２内側段部４４に冷間鍛造によって成形される。

そして、仕掛り成形体３０ｅのうち、第２内側段部４４と、第１内側段部４６との両者を押さえつける場合には、次のようにするとよい。図１０の左半断面図に示したように、仕掛り成形体３０ｅの小径孔４３ａにおける先後方向の寸法Ｌ２が、図１０の右半断面図に示した主体金具成形品３０ｆにおける設計上の寸法Ｌ２ｆより大きく、かつ図１０の左半断面図に示した、仕掛り成形体３０ｅの小径孔４３ａにおける第２内側段部４４から第１内側段部４６までの先後方向の寸法Ｌ３が、主体金具成形品３０ｆにおける設計上の寸法Ｌ３ｆより小さいものであるときは、該両寸法Ｌ２、Ｌ３とも、前記先端側環状部３２を先方に押出し成形する工程において同時に、設計上の寸法Ｌ２ｆ、Ｌ３ｆに成形する。すなわち、このようにすれば、冷間鍛造工程の先端側環状部３２を先方に押出し成形する工程において、第２内側段部４４から第１内側段部４６までの先後方向の寸法（設計寸法）Ｌ３ｆを得ることができるため、その寸法精度が高められる。なお、この成形においては、図９に示した金型におけるパンチ２４０ｆのうち、小径孔４３ａに嵌り込む小径部をなす先端（下端）寄り部位２４４ｆの外周面が、小径孔４３ａの内周面を成形できるものとされ、また、下から第２中径孔４１ｂに円柱体２２０ｆが装填されて、小径孔４３ａの先端向きの段部４５を拘束するようにすればよい。

なお、本発明で製造される主体金具成形品は、上記実施の形態例における形状のものに限定されるものではない。また、中間筒状部、先端側環状部及び小径孔の先後長、さらに、第１内側段部や第２内側段部の先後位置などは、適宜に設計すればよい。本発明の主体金具成形品の製造方法においては、中間筒状部および先端側環状部の外径が同じであれば、中間筒状部の長さが多少異なるとしても、冷間鍛造に使用される先端側環状部形成用の金型の兼用が図られる。また、本願においては、図１の各成形体（Ａ〜Ｆ）を得る全工程（図２〜図９）とも冷間鍛造によって、その各成形を行っており、第５工程におけるような打抜き工程（図６）も冷間鍛造に含まれるものとする。

１ スパークプラグ
２１ スパークプラグの絶縁体
３０ スパークプラグの主体金具
３０ｆ 主体金具成形品
３０ｅ 仕掛り成形体（先端側環状部の成形前の仕掛り成形体）
３２ 先端側環状部
３４ ネジ（ネジ部）
３５ 中間筒状部
３９ 胴部
４１ 中間筒状部の内周面
４１ａ 第１中径孔
４１ｂ 第２中径孔
４３ 小径孔の内周面
４３ａ 小径孔
４４ 第２内側段部
４６ 第１内側段部
４８ａ 大径孔
２００ｆ 仕掛り成形体を装填する金型
２０１ｆ 仕掛り成形体を装填する金型先端側環状部成形部を有する金型
２０３ｆ 仕掛り成形体を装填する金型の円筒内周面
２０５ｆ 仕掛り成形体を装填する金型のテーパ内周面
２０６ｆ 仕掛り成形体を装填する金型の縮径円筒内周面
２４０ｆ パンチ（先端側環状部形成用パンチ）
２４３ｆ、２４６ｆ 環状先端向き面

Claims (7)

1. 内側に絶縁体を収容可能な軸孔と、径方向外向きに突出するフランジ形状部を有する胴部と、該胴部の先端側に配置された中間筒状部と、該中間筒状部の先端側に形成されて前記中間筒状部よりも外径が小さい先端側環状部と、を有するスパークプラグの主体金具成形品の製造方法であって、
   （ａ）金属製の部材を、軸心を貫き、後端側から先端側に向かって、大径孔と、該大径孔より径小となる第１中径孔と、該第１中径孔より径小となる小径孔と、該小径孔より径大となる第２中径孔と、を有する仕掛り成形体を成形する、仕掛り成形体成形工程と、
   （ｂ）前記仕掛り成形体成形工程の後において、前記先端側環状部を形成する先端側環状部形成工程と、
   を備えており、
   前記仕掛り成形体成形工程において、
   前記大径孔と前記第１中径孔との間に第１内側段部を成形し、前記第１中径孔と前記小径孔との間に第２内側段部を成形する工程と、前記胴部を成形する工程とを含んでおり、
   前記先端側環状部形成工程において、
   前記中間筒状部が隙間嵌めで装填可能な円筒内周面と、該円筒内周面よりも内径が小さい縮径円筒内周面と、前記円筒内周面と前記縮径円筒内周面との間のテーパー内周面とを有する金型に、前記仕掛り成形体を自身の先端側から装填し、
   該仕掛り成形体のうち、前記第１内側段部と前記第２内側段部の少なくとも一方を押え付け可能である環状先端向き面を有するパンチを、前記仕掛り成形体の内側に後端側から押込んで、前記環状先端向き面にて、前記第１内側段部と前記第２内側段部の少なくとも一方を押え込むことによって前記仕掛り成形体を先端側に押し、
   該仕掛り成形体における前記フランジ形状部の先端向き面と、該先端向き面に対向する前記金型における面との間で間隔を設けた状態の下で、該仕掛り成形体における先端部を前記金型における前記縮径円筒内周面と前記テーパー内周面に押付けることによって前記先端側環状部を冷間鍛造によって成形する工程を含んでいることを特徴とするスパークプラグの主体金具成形品の製造方法。
2. 内側に絶縁体を収容可能な軸孔と、径方向外向きに突出するフランジ形状部を有する胴部と、該胴部の先端側に配置された中間筒状部と、該中間筒状部の先端側に形成されて前記中間筒状部よりも外径が小さい先端側環状部と、を有するスパークプラグの主体金具成形品の製造方法であって、
   （ａ）金属製の部材を、軸心を貫き、後端側から先端側に向かって、大径孔と、該大径孔より径小となる第１中径孔と、該第１中径孔より径小となる小径孔と、該小径孔より径大となる第２中径孔と、を有する仕掛り成形体を成形する、仕掛り成形体成形工程と、
   （ｂ）前記仕掛り成形体成形工程の後において、前記先端側環状部を形成する先端側環状部形成工程と、
   を備えており、
   前記仕掛り成形体成形工程において、
   前記大径孔と前記第１中径孔との間に第１内側段部を成形し、前記第１中径孔と前記小径孔との間に第２内側段部を成形する工程を含んでおり、
   前記先端側環状部形成工程において、
   前記中間筒状部が隙間嵌めで装填可能な円筒内周面と、該円筒内周面よりも内径が小さい縮径円筒内周面と、前記円筒内周面と前記縮径円筒内周面との間のテーパー内周面とを有する金型に、前記仕掛り成形体を自身の先端側から装填し、
   該仕掛り成形体のうち、前記第１内側段部と前記第２内側段部の両方を押え付け可能である環状先端向き面を有するパンチを、前記仕掛り成形体の内側に後端側から押込んで、前記環状先端向き面にて、前記第１内側段部と前記第２内側段部の両方を押え込むことによって前記仕掛り成形体を先端側に押し、
   該仕掛り成形体における先端部を、前記金型における前記縮径円筒内周面と前記テーパー内周面に押付けることによって前記先端側環状部を冷間鍛造によって成形する工程を含んでいることを特徴とする、スパークプラグの主体金具成形品の製造方法。
3. 内側に絶縁体を収容可能な軸孔と、径方向外向きに突出するフランジ形状部を有する胴部と、該胴部の先端側に配置された中間筒状部と、該中間筒状部の先端側に形成されて前記中間筒状部よりも外径が小さい先端側環状部と、を有するスパークプラグの主体金具成形品の製造方法であって、
   （ａ）金属製の部材を、軸心を貫き、後端側から先端側に向かって、大径孔と、該大径孔より径小となる第１中径孔と、該第１中径孔より径小となる小径孔と、該小径孔より径大となる第２中径孔と、を有する仕掛り成形体を成形する、仕掛り成形体成形工程と、
   （ｂ）前記仕掛り成形体成形工程の後において、前記先端側環状部を形成する先端側環状部形成工程と、
   を備えており、
   前記仕掛り成形体成形工程の後において、
   前記第１中径孔と前記小径孔との間に第２内側段部を成形する工程と、前記先端側環状部を形成する先端側環状部形成工程と、
   を備えることを特徴とするスパークプラグの主体金具成形品の製造方法。
4. 前記仕掛り成形体成形工程において、
   前記大径孔と前記第１中径孔との間に第１内側段部を成形し、前記第１中径孔と前記小径孔との間に暫定テーパー部を成形する工程を含んでおり、
   前記先端側環状部形成工程において、
   前記中間筒状部が隙間嵌めで装填可能な円筒内周面と、該円筒内周面よりも内径が小さい縮径円筒内周面と、前記円筒内周面と前記縮径円筒内周面との間のテーパー内周面とを有する金型に、前記仕掛り成形体を自身の先端側から装填し、
   該仕掛り成形体のうち、前記第１内側段部を押え付け可能である環状先端向き面と、前記暫定テーパー部とを押さえ付け可能である小径孔成形面とを有するパンチを、前記仕掛り成形体の内側に後端側から押込んで、
   前記環状先端向き面にて前記第１内側段部を押え込むこと、そして、前記小径孔成形面にて前記暫定テーパー部を押え込むことの、少なくとも一方の押え込みによって、前記仕掛り成形体を先端側に押し、
   該仕掛り成形体における先端部を、前記金型における前記縮径円筒内周面と前記テーパー内周面に押付けることによって前記先端側環状部を冷間鍛造によって成形するとともに、前記小径孔成形面を前記暫定テーパー部に押付けることによって前記第２内側段部を冷間鍛造によって成形する工程を含んでいることを特徴とする請求項３に記載のスパークプラグの主体金具成形品の製造方法。
5. 前記仕掛り成形体は、前記小径孔における先後方向の寸法が前記主体金具成形品における設計上の寸法より大きく、かつ、前記第１内側段部から前記第２内側段部までの先後方向の寸法が前記主体金具成形品における設計上の寸法より小さいものであり、該両寸法とも、前記先端側環状部を冷間鍛造によって成形する工程において同時に、設計上の寸法に成形することを特徴とする、請求項２又は４のいずれか１項に記載のスパークプラグの主体金具成形品の製造方法。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の前記中間筒状部の少なくとも一部に、ネジ部を成形する工程を備えることを特徴とする、スパークプラグの主体金具の製造方法。
7. 前記絶縁体を請求項６に記載の前記主体金具の内側に収納す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。

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