JP6753898B2 - 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し、特に端子金具にマークが付されたスパークプラグの製造方法に関するものである。

エンジンへのスパークプラグの誤組み付け等を防ぐために、端子金具の底面に識別用のマークが印刷されたスパークプラグが知られている（特許文献１）。

特開２０１２−１２８９４８号公報

この種のスパークプラグにおいて、マークの印刷の位置ずれを抑制する技術が求められている。

本発明はこの要求に応えるためになされたものであり、マークの印刷の位置ずれを抑制できるスパークプラグの製造方法を提供することを目的としている。

この目的を達成するために本発明は、先端側から後端側へと軸線に沿って延びる軸孔が形成された絶縁体と、絶縁体の軸孔の後端側に配置され、自身の後端部に、後端側を向く円形の底面と、底面を全周に亘って囲いつつ後端側に向かって突出する円筒状の突起と、を有する端子金具と、を備え、底面にマークが付されるスパークプラグを製造する方法である。弾性部材の先端面にインクでマークを形成し、先端面を底面に押し付けてマークを印刷する印刷工程を備える。端子金具の突起は、少なくとも底面との隣接部分に、底面に向かうにつれて内径が縮径する縮径部を有し、弾性部材の先端面の直径または先端面の外接円の直径は、端子金具の底面の直径よりも大きい。印刷工程では、弾性部材の先端面を突起の内部に挿入し、先端面の外縁を縮径部の内周面に当てながら、先端面を底面に近づける。

請求項１記載のスパークプラグの製造方法によれば、端子金具の突起の内部に挿入した弾性部材の先端面の外縁を縮径部の内周面に当てながら先端面を底面に近づけると、弾性部材は縮径部の内周面に従って変形する。これにより、弾性部材の先端面を端子金具の底面の中央に寄せることができる。よって、マークの印刷の位置ずれを抑制できる。

請求項２記載のスパークプラグの製造方法によれば、印刷工程では、弾性部材の先端面の外縁の全周を縮径部の内周面に当てながら、先端面を底面に近づける。弾性部材の先端面が全周に亘って変形するので、請求項１の効果に加え、マークの印刷の位置ずれをさらに抑制できる。

請求項３記載のスパークプラグの製造方法によれば、縮径部は内周面が外側に向かって膨らむ曲面である。突起は、さらに、縮径部の後端側に隣接し、内周面が、軸線を含む断面において直線をなす直線部を有する。弾性部材の先端面の直径または先端面の外接円の直径は、縮径部の後端における内径以下なので、弾性部材の先端面を底面に近づけると、先端面は曲面に沿って緩やかに変形する。これにより、弾性部材の先端面を端子金具の底面の中央にさらに寄せ易くできるので、請求項１又は２の効果に加え、マークの印刷の位置ずれをさらに抑制できる。

第１実施の形態におけるスパークプラグの片側断面図である。 （ａ）は印刷工程の前半における端子金具および弾性部材の断面図であり、（ｂ）は印刷工程の後半における端子金具および弾性部材の断面図である。 （ａ）は第２実施の形態におけるスパークプラグの印刷工程の前半における端子金具および弾性部材の断面図であり、（ｂ）は印刷工程の後半における端子金具および弾性部材の断面図である。 （ａ）は第３実施の形態におけるスパークプラグの印刷工程の前半における端子金具および弾性部材の断面図であり、（ｂ）は印刷工程の後半における端子金具および弾性部材の断面図である。 （ａ）は第４実施の形態における弾性部材と端子金具との関係を示す端子金具の平面図であり、（ｂ）は第５実施の形態における弾性部材と端子金具との関係を示す端子金具の平面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は第１実施の形態におけるスパークプラグ１０の軸線Ｏを境にした片側断面図である。図１では、紙面下側をスパークプラグ１０の先端側、紙面上側をスパークプラグ１０の後端側という。スパークプラグ１０は、内燃機関（図示せず）において混合気に点火するものであり、絶縁体１１及び端子金具２０を備えている。

絶縁体１１は、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等により形成された円筒状の部材であり、軸線Ｏに沿って貫通する軸孔１２が形成されている。軸孔１２の先端側に中心電極１４が配置される。

中心電極１４は、軸線Ｏに沿って延びる棒状の部材であり、銅または銅を主成分とする芯材がニッケル又はニッケル基合金で覆われている。芯材を省略することは可能である。中心電極１４は絶縁体１１に保持され、先端側が絶縁体１１の先端から突出する。

端子金具２０は、高圧ケーブル（図示せず）が接続される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。端子金具２０は、軸孔１２に挿入される軸部２１、及び、絶縁体１１の後端１３に配置される後端部２２が連接されている。軸部２１は、絶縁体１１の軸孔１２内で中心電極１４と電気的に接続されている。後端部２２は、後端側を向く円形の底面２３と、底面２３を全周に亘って囲いつつ後端側に向かって突出する円筒状の突起２４と、を備えている。本実施形態では、底面２３は軸線Ｏを中心とする円形である。

端子金具２０は、後端部２２の底面２３にマーク２５が付されている。マーク２５が表す情報は、スパークプラグ１０が取り付けられるエンジン（図示せず）の識別表示、スパークプラグ１０や端子金具２０等に固有の履歴情報など、必要に応じて適宜設定される。マーク２５は印刷により端子金具２０に形成される。マーク２５が付された底面２３が、全周に亘って突起２４に囲まれているので、マーク２５に傷が付いたりマーク２５が擦れたりしないようにできる。

主体金具３０は、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成された略円筒状の部材である。主体金具３０は、絶縁体１１の外周の先端側に加締め固定されている。主体金具３０には接地電極３１が接合されている。接地電極３１は、導電性を有する棒状の金属製（例えばニッケル基合金製）の部材である。接地電極３１は中心電極１４との間に火花ギャップを形成する。

スパークプラグ１０は、例えば、以下のような方法によって製造される。まず、中心電極１４を絶縁体１１の軸孔１２に挿入し、中心電極１４の先端が絶縁体１１の先端から突出するように配置する。軸孔１２に端子金具２０の軸部２１を挿入し、端子金具２０と中心電極１４との導通を確保した後、予め接地電極３１が接合された主体金具３０を絶縁体１１の外周に組み付ける。次いで、中心電極１４と対向するように接地電極３１を屈曲して、スパークプラグ１０を得る。その後、スパークプラグ１０の端子金具２０にマーク２５を印刷する。なお、これとは異なるタイミングで端子金具２０へマーク２５を印刷することは当然可能である。

図２を参照して端子金具２０にマーク２５を印刷する方法について説明する。図２（ａ）は、端子金具２０にマーク２５を印刷する印刷工程の前半における端子金具２０及び弾性部材４０の軸線Ｏ（図１参照）を含む断面図である。図２（ｂ）は印刷工程の後半における端子金具２０及び弾性部材４０の軸線Ｏを含む断面図である。なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）では、端子金具２０は後端部２２以外の図示が省略されており、弾性部材４０は先端面４１近傍以外の図示が省略されている（図３（ａ）から図４（ｂ）においても同じ）。

端子金具２０の後端部２２は、後端側を向く円形の底面２３と、底面２３の外周に自身の球帯状の内周面が隣接する縮径部２６と、縮径部２６の内周面の後端に自身の円錐状の内周面が隣接し、軸線Ｏを含む断面において内周面が直線をなす直線部２７と、を備えている。縮径部２６は、底面２３に向かうにつれて内径が縮径する。本実施形態では、縮径部２６は内周面が外側に向かって膨らむ曲面であり、直線部２７は先端側（底面２３側）に向かうにつれて内周面が縮径している。直線部２７の内周面と縮径部２６の内周面とは滑らかに連なり、縮径部２６の内周面と底面２３とは滑らかに連なっている。

弾性部材４０は、先端面４１にインクで形成されたマーク２５を後端部２２の底面２３に印刷するための弾性を有する部材である。弾性部材４０は、熱可塑性エラストマ等の合成樹脂製やシリコーンゴム等のゴム製である。本実施形態では、弾性部材４０は円形の先端面４１を有する円柱状に形成されている。弾性部材４０は、マーク２５が作られるステージ（図示せず）と後端部２２の底面２３との間を往復動するアーム（図示せず）の先に取り付けられている。

マーク２５を形成するインクは、紫外線硬化型、電子線硬化型、熱硬化型などの中から適宜選択される。本実施形態では、マーク２５（インク）は、転写によって弾性部材４０の平らな先端面４１に付されている。弾性部材４０の先端面４１の直径Ｄ３は、後端部２２の底面２３の直径Ｄ１よりも大きく、後端部２２の縮径部２６の後端の内径Ｄ２以下である（Ｄ１＜Ｄ３≦Ｄ２）。マーク２５は、弾性部材４０の先端面４１のうち底面２３（直径Ｄ１）に相当する範囲よりも内側の狭い範囲に形成されている。

印刷工程では、ステージ（図示せず）の上に作られたマーク２５を弾性部材４０の先端面４１が吸着した後、マーク２５が付された弾性部材４０の先端面４１を、軸線Ｏ（図１参照）に沿って、後端部２２の突起２４の内部に挿入する。後端部２２の直線部２７は後端側に向かうにつれて内周面が拡径しているので、弾性部材４０を突起２４の内部に挿入するときに、先端面４１の外縁４２と直線部２７の内周面との間隔を確保し、先端面４１の外縁４２を直線部２７の内周面に接触させ難くできる。

後端部２２及び弾性部材４０はＤ１＜Ｄ３≦Ｄ２の関係にあるので、突起２４の内部に弾性部材４０を挿入すると、まず、先端面４１の外縁４２が縮径部２６の内周面に当たる（図２（ｂ）参照）。先端面４１の外縁４２を縮径部２６の内周面に当てながら、先端面４１を底面２３にさらに近づけると、弾性部材４０のうち主に先端面４１の外縁４２の近傍が縮径部２６の内周面に従って変形する。先端面４１の外縁４２が縮径部２６に拘束された状態で弾性部材４０が変形するので、先端面４１を底面２３の中央に寄せることができる。先端面４１が底面２３に接触すると、マーク２５が底面２３に転写（印刷）される。よって、弾性部材４０の先端面４１を突起２４の内部に挿入するときに、底面２３の中心に対して先端面４１の中心の位置がずれていても、底面２３の中心に対するマーク２５の印刷の位置ずれを抑制できる。

弾性部材４０の先端面４１のうち底面２３（直径Ｄ１）に相当する範囲よりも内側の狭い範囲にマーク２５が形成されているので、弾性部材４０の先端面４１の外縁４２の近傍が縮径部２６の内周面に従って変形するときに、先端面４１のうちマーク２５が付された領域を変形させ難くできる。その結果、変形した状態でマーク２５が底面２３に印刷されないようにできる。

特に、弾性部材４０の先端面４１の外縁４２の全周を縮径部２６の内周面に当てながら、先端面４１を底面２３に近づけるので、縮径部２６は、弾性部材４０の先端面４１の変形を全周に亘って規制する。これにより、先端面４１の外縁４２の一部が変形する場合に比べ、弾性部材４０の先端面４１を底面２３の中央にさらに寄せ易くできる。よって、マーク２５の印刷の位置ずれをさらに抑制できる。

弾性部材４０の先端面４１は、曲面からなる縮径部２６の内周面に沿って緩やかに変形するので、先端面４１を連続的に変形させることができる。これにより、先端面４１の中心を後端部２２の底面２３の中心に連続的に近づけられるので、先端面４１を底面２３の中央に寄せ易くできる。よって、マーク２５の印刷の位置ずれをさらに抑制できる。

図３を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施形態では、後端部２２の縮径部２６の内周面が、外側に向かって膨らむ球帯状の曲面の場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、後端部２２の縮径部５２の内周面が、円錐状の曲面の場合について説明する。なお、第１実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

図３（ａ）は第２実施の形態におけるスパークプラグの印刷工程の前半における端子金具５０及び弾性部材６０の軸線Ｏ（図１参照）を含む断面図である。図３（ｂ）は印刷工程の後半における端子金具５０及び弾性部材６０の軸線Ｏを含む断面図である。

端子金具５０の後端部２２は、後端側を向く円形の底面５１と、底面５１の外周に自身の円錐状の内周面が隣接する縮径部５２と、縮径部５２の内周面の後端に自身の円錐状の内周面が隣接する直線部５３と、を備えている。縮径部５２及び直線部５３は、底面７１に向かうにつれて内周面がそれぞれ縮径している。但し、軸線Ｏを含む断面において、軸線Ｏと縮径部５２とのなす角（鋭角側）は、軸線Ｏと直線部５３とのなす角（鋭角側）よりも大きい。

弾性部材６０は、マーク２５が付される円形の先端面６１から後端側に向かって外周面が拡径する円錐台状に形成されている。弾性部材６０の先端面６１の直径Ｄ３は、後端部２２の底面５１の直径Ｄ１よりも大きく、後端部２２の縮径部５２の後端の内径Ｄ２以下である（Ｄ１＜Ｄ３≦Ｄ２）。

印刷工程では、マーク２５が付された弾性部材６０の先端面６１を、軸線Ｏ（図１参照）に沿って、後端部２２の突起２４の内部に挿入する。後端部２２及び弾性部材６０はＤ１＜Ｄ３≦Ｄ２の関係にあるので、先端面６１の外縁６２を縮径部５２の内周面に当てながら、先端面６１を底面５１に近づけると、弾性部材６０は縮径部５２の内周面に従って変形する。これにより、弾性部材６０の先端面６１を突起２４の内部に挿入するときに、底面５１の中心に対して先端面６１の中心の位置がずれていても、弾性部材６０の先端面６１を底面５１の中央に寄せることができる。よって、マーク２５の印刷の位置ずれを抑制できる。

また、弾性部材６０の先端面６１の外縁６２の全周を縮径部５２の内周面に当てながら、先端面６１を底面５１に近づけるので、弾性部材６０の先端面６１が全周に亘って規制され、弾性部材６０の先端面６１を底面５１の中央にさらに寄せ易くできる。よって、マーク２５の印刷の位置ずれをさらに抑制できる。

図４を参照して第３実施の形態について説明する。第１実施形態および第２実施形態では、端子金具２０，５０の後端部２２の縮径部２６，５２の後端側に直線部２７，５３が隣接する場合について説明した。これに対し第３実施形態では、縮径部７２の後端側の直線部が省略されている場合について説明する。なお、第１実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

図４（ａ）は第３実施の形態におけるスパークプラグの印刷工程の前半における端子金具７０及び弾性部材８０の軸線Ｏ（図１参照）を含む断面図であり、図４（ｂ）は印刷工程の後半における端子金具７０及び弾性部材８０の軸線Ｏを含む断面図である。

端子金具７０の後端部２２は、後端側を向く円形の底面７１と、底面７１の外周に自身の円錐状の内周面が隣接する縮径部７２と、を備えている。縮径部７２は、底面７１に向かうにつれて内周面が縮径している。

弾性部材８０は、マーク２５が付される円形の先端面８１から後端側に向かって外周面が縮径する円錐台状に形成されている。弾性部材８０の先端面８１の直径Ｄ３は、後端部２２の底面７１の直径Ｄ１よりも大きく、後端部２２の縮径部７２の後端の内径Ｄ２以下である。これにより、第２実施形態と同様の作用効果を実現できる。

図５を参照して第４実施形態および第５実施形態について説明する。第１実施形態から第３実施形態では、弾性部材４０，６０，８０の先端面４１，６１，８１が円形の場合について説明した。これに対し第４実施形態および第５実施形態では、弾性部材９０，１００の先端面が円形以外の形状の場合について説明する。なお、第１実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

図５（ａ）は第４実施の形態における弾性部材９０と端子金具２０との関係を示す端子金具２０の平面図であり、図５（ｂ）は第５実施の形態における弾性部材１００と端子金具２０との関係を示す端子金具２０の平面図である。

図５（ａ）に示すように弾性部材９０は、マーク２５が付される先端面が六角形の部材であり、全体が六角柱状に形成されている。図５（ａ）に図示された弾性部材９０の外形は、弾性部材９０の先端面の外縁の形状に等しい。弾性部材９０の先端面の外接円９１の直径Ｄ３は、Ｄ１＜Ｄ３≦Ｄ２の関係にある。従って、弾性部材９０の先端面の外縁を縮径部２６の内周面に当てながら先端面を底面２３に近づけると、縮径部２６の内周面に従って弾性部材９０が変形し、弾性部材９０の先端面を底面２３の中央に寄せることができる。これにより、底面２３に対するマーク２５の印刷の位置ずれを抑制できる。

また、弾性部材９０の先端面の内接円（図示せず）の直径は、底面２３の直径Ｄ１よりも大きいので、弾性部材９０の先端面が底面２３に近づいたときには、弾性部材９０の先端面の外縁の全周を縮径部２６の内周面に押し付けることができる。これにより、弾性部材９０の先端面の外縁が全周に亘って縮径部２６に拘束されるので、マーク２５の印刷の位置ずれを抑制する効果を向上できる。

図５（ｂ）に示すように弾性部材１００は、円形をなす基盤の外周の４か所に円弧状の突起が設けられた先端面を有している。その円形の部分（基盤）にマーク２５が形成される。図５（ｂ）に図示された弾性部材１００の外形は、弾性部材１００の先端面の外縁の形状に等しい。弾性部材１００の先端面の４か所の突起の外縁を通る外接円１０１の直径Ｄ３は、Ｄ１＜Ｄ３≦Ｄ２の関係にある。従って、弾性部材１００の先端面の外縁を縮径部２６の内周面に当てながら先端面を底面２３に近づけると、縮径部２６の内周面に従って弾性部材１００が変形し、弾性部材１００の先端面を底面２３の中央に寄せることができる。これにより、底面２３に対するマーク２５の印刷の位置ずれを抑制できる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

第１実施形態および第２実施形態では、端子金具２０，５０の直線部２７，５３の内周面が縮径部２６，５２から後端側へ離れるにつれて拡径する場合（内周面が円錐状の場合）について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。直線部２７，５３の内周面を円筒状にすることは当然可能である。

第３実施形態では、端子金具７０の縮径部７２の内周面が円錐状に形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。縮径部７２の内周面を球帯状にすることは当然可能である。

第４実施形態では、弾性部材９０の先端面が六角形の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。弾性部材９０の先端面を任意の多角形にすることは当然可能である。

第５実施形態では、弾性部材１００の先端面が、基盤となる円の外周の４か所に円弧状の突起が設けられた場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。基盤の形状、突起の数や形状を別のものに変更することは当然可能である。

実施形態では、弾性部材４０，６０，８０の平らな先端面４１，６１，８１に、転写によってマーク２５（インク）が付される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。弾性部材の先端面にマーク２５の形状をした凹凸を形成し、その凸部に付したインクを端子金具の後端部に転写することは当然可能である。同様に、先端面の凹部に付したインクを端子金具の後端部に転写することは当然可能である。

実施形態では、弾性部材４０，６０，８０の先端面４１，６１，８１に付したマーク２５（インク）を、端子金具の後端部に転写（印刷）する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。弾性部材を孔からインクが染み出る多孔質体とし、弾性部材の先端面を端子金具の後端部に押し付け、孔から染み出たインクでマーク２５を印刷することは当然可能である。

なお、各実施形態は、それぞれ、他の実施形態が有する構成の一部または複数部分を、その実施形態に追加し或いはその実施形態の構成の一部または複数部分と交換等することにより、その実施形態を変形して構成するようにしても良い。例えば第１実施形態で説明した弾性部材４０を、第２実施形態や第３実施形態で説明した弾性部材６０，８０と交換したり、第４実施形態や第５実施形態で説明した弾性部材９０，１００を、第２実施形態や第３実施形態で説明した弾性部材６０，８０と交換したりすることは当然可能である。

１０ スパークプラグ
１１ 絶縁体
１２ 軸孔
２０，５０，７０ 端子金具
２２ 後端部
２３，５１，７１ 底面
２４ 突起
２５ マーク
２６，５２，７２ 縮径部
２７ 直線部
４０，６０，８０，９０，１００ 弾性部材
４１，６１，８１ 先端面
４２，６２，８２ 外縁
９１，１０１ 外接円
Ｄ１ 底面の直径
Ｄ２ 縮径部の後端における内径
Ｄ３ 先端面の直径または先端面の外接円の直径
Ｏ 軸線

Claims (3)

1. 先端側から後端側へと軸線に沿って延びる軸孔が形成された絶縁体と、
   前記絶縁体の前記軸孔の後端側に配置され、自身の後端部に、後端側を向く円形の底面と、前記底面を全周に亘って囲いつつ後端側に向かって突出する円筒状の突起と、を有する端子金具と、を備え、
   前記底面にマークが付されるスパークプラグの製造方法であって、
   弾性部材の先端面にインクで前記マークを形成し、前記先端面を前記底面に押し付けて前記マークを印刷する印刷工程を備え、
   前記端子金具の前記突起は、少なくとも前記底面との隣接部分に、前記底面に向かうにつれて内径が縮径する縮径部を有し、
   前記弾性部材の前記先端面の直径または前記先端面の外接円の直径は、前記端子金具の前記底面の直径よりも大きく、
   前記印刷工程では、前記弾性部材の前記先端面を前記突起の内部に挿入し、前記先端面の外縁を前記縮径部の内周面に当てながら、前記先端面を前記底面に近づけるスパークプラグの製造方法。
2. 前記印刷工程では、前記弾性部材の前記先端面の外縁の全周を前記縮径部の内周面に当てながら、前記先端面を前記底面に近づける請求項１記載のスパークプラグの製造方法。
3. 前記縮径部は、内周面が外側に向かって膨らむ曲面であり、
   前記突起は、さらに、前記縮径部の後端側に隣接し、内周面が、前記軸線を含む断面において直線をなす直線部を有し、
   前記弾性部材の前記先端面の直径または前記先端面の外接円の直径は、前記縮径部の後端における内径以下である請求項１又は２に記載のスパークプラグの製造方法。

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