JP7188119B2 - 内燃機関用のスパークプラグ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関用のスパークプラグ及びその製造方法に関する。

自動車のエンジン等の内燃機関における着火手段として、スパークプラグが用いられている。スパークプラグは、その外周部に設けられた取付ネジ部をシリンダヘッドのプラグホールの雌ネジ穴に螺合することにより、シリンダヘッドに取り付けられる。スパークプラグがシリンダヘッドに取り付けられた状態において、スパークプラグの先端部に形成された放電ギャップは、燃焼室内に配される。

ここで、燃焼室内のガス等が、雌ネジ穴とスパークプラグとの間を介して燃焼室外部に漏れ出してしまうと、エンジン不調の原因となるため、スパークプラグとシリンダヘッドとの間には気密性が要求される。

そこで、特許文献１に記載のスパークプラグにおいて、ハウジングの外周面は、シリンダヘッドの座面に圧接される圧接面を備えている。シリンダヘッドの座面は、基端側へ向かうほど外周側へ向かうテーパ状に形成されており、スパークプラグの圧接面は、座面に対向するようテーパ状に形成されている。そして、圧接面は、シリンダヘッドのプラグホールに設けられた雌ネジ穴に取付ネジ部を螺合することによる軸力によって座面に圧接しており、これにより圧接面と座面との密着性が確保され、スパークプラグとシリンダヘッドとの間の気密性が確保される。

特開２００１－１１８６５９号公報

ところで、国際規格ＩＳＯ ２８７４１：２０１３において、シリンダヘッドの座面のテーパ角は６０°＋０／－１°、スパークプラグの圧接面のテーパ角は６３°±１°、と規定されている。すなわち、前記規格においては、スパークプラグの圧接面のテーパ角の方がシリンダヘッドの座面のテーパ角よりも大きくなるよう定められている。そのため、スパークプラグがシリンダヘッドに取り付けられた状態においては、スパークプラグは、圧接面の外周端縁において、シリンダヘッドの座面に圧接されることとなる。

ここで、特許文献１に記載のスパークプラグの圧接面は、ハウジングの外周面において軸方向に平行に形成された筒状の平行面の先端から形成されている。すなわち、圧接面の外周部に形成される角部（すなわち圧接面と平行面との間の角部）は、径方向における平行面の位置に形成されるため、ハウジングの比較的外周側の位置に配される。当該角部がハウジングの比較的外周側の位置に形成されると、例えばスパークプラグの製造工程等において、前記角部に他の物体が干渉しやすくなり、その結果、圧接面の外周端縁を含む前記角部に打痕が生じることが考えられる。

一例として、バレルメッキによりハウジングにメッキを施した場合に、前記角部に打痕が生じることが考えられる。バレルメッキは、メッキ前の多数のハウジングをメッキ液が入ったバレルと呼ばれる籠に入れて、バレルを回転させながら各ハウジングの表面にメッキを施すメッキ法である。バレルメッキは、多数のハウジングに同時にメッキを施すことができるためハウジングの生産性が高く、低コストである一方、バレル内においてハウジング同士が衝突することにより、ハウジング表面に打痕が発生することが懸念される。特にハウジングの圧接面と平行面との間の角部は、ハウジングの比較的外周側の位置において角状に形成されているため、バレルメッキ中に他のハウジング等と干渉しやすく、打痕が生じやすい。

圧接面の外周端縁を含む前記角部に打痕が生じて凹凸が形成されてしまうと、圧接面の外周端縁とシリンダヘッドの座面との密着性が低下し、スパークプラグとシリンダヘッドとの間の気密性が低下するおそれがある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、スパークプラグとシリンダヘッドとの間の気密性を確保しやすい内燃機関用のスパークプラグを提供しようとするものである。

本発明の第一の態様は、筒状のハウジング（２）を備える内燃機関用のスパークプラグ（１）であって、
前記ハウジングの外周面は、前記スパークプラグの軸方向（Ｚ）に平行に形成された平行面（２ａ）と、前記平行面よりも先端側かつ内周側に形成され、先端側へ向かうほど縮径するテーパ状に形成されるとともにシリンダヘッド（１１）に圧接される圧接面（２ｃ）と、プラグ中心軸を通る前記軸方向に平行な前記スパークプラグの断面である軸方向断面において、前記圧接面の延長線（Ｌｃ）よりも基端側の領域に収まるよう形成された、前記平行面の先端と前記圧接面の外周端とをつなぐ連結面（２ｂ）とを有する、内燃機関用のスパークプラグにある。

本発明の第二の態様は、内燃機関用の前記スパークプラグを製造する方法であって、
基端側へ向かうほど前記スパークプラグの径方向の外周側へ向かうよう傾斜し、一部が前記圧接面となる傾斜面（４１）と、前記外周面の外周端から基端側へ前記軸方向に平行に形成され、一部が前記平行面となる筒面（４２）と、を有するハウジング基材（４）を準備する準備工程と、
前記ハウジング基材をバレルメッキするバレルメッキ工程と、
前記バレルメッキ工程の後に、前記傾斜面と前記筒面との間の基材角（４３）を加工することにより、前記基材角を前記連結面とし、前記傾斜面を前記圧接面とし、前記筒面を前記平行面とする加工工程と、を有する内燃機関用のスパークプラグの製造方法にある。

本発明の第三の態様は、前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子をさらに備えるとともに、前記ハウジングの基端部に、先端側へかしめられたかしめ部を有する、内燃機関用の前記スパークプラグを製造する方法であって、
基端側へ向かうほど前記スパークプラグの径方向の外周側へ向かうよう傾斜し、一部が前記圧接面となる傾斜面（４１）と、前記外周面の外周端から基端側へ前記軸方向に平行に形成され、一部が前記平行面となる筒面（４２）と、を有するハウジング基材（４）を準備する準備工程と、
前記ハウジング基材をバレルメッキするバレルメッキ工程と、
前記バレルメッキ工程の後に、前記ハウジング基材の内側に前記絶縁碍子を挿入してアッシー部品（１０）を形成する挿入工程と、
筒状の受け治具（５７）の内周面において前記連結面と平行に形成された支承面（５８）に、前記支承面の基端側から、前記アッシー部品の前記傾斜面と前記筒面との間の基材角（４３）を当接させる第一当接工程と、
前記ハウジング基材の基端部（４５）に、前記ハウジング基材の基端側からかしめ治具（６１）を当接させる第二当接工程と、
前記第一当接工程及び前記第二当接工程の後に、前記受け治具と前記かしめ治具とを前記軸方向に近付けることによって前記ハウジング基材に前記軸方向の圧縮力を印加し、前記圧縮力によって前記ハウジング基材の前記基端部を塑性変形させて前記かしめ部を形成すると同時に、前記圧縮力によって前記基材角を前記支承面に面押しし、前記基材角を塑性変形させて前記支承面と対向する前記連結面を形成し、前記傾斜面を前記圧接面とし、前記筒面を前記平行面とする同時加工工程と、を有する、内燃機関用のスパークプラグの製造方法にある。

前記第一の態様の内燃機関用のスパークプラグにおいて、シリンダヘッドに圧接される圧接面は、連結面を介して平行面に接続されており、平行面よりも内周側に形成されている。それゆえ、シリンダヘッドに密着する圧接面の外周端縁の位置を、ハウジングの平行面よりも内周側に収まる位置に形成することができる。それゆえ、スパークプラグの製造工程等において、圧接面の外周端縁に、他の物体が干渉し難く、圧接面の外周端縁に打痕が生じ難い。それゆえ、圧接面の外周端縁とシリンダヘッドとの密着性が低下することを抑制でき、スパークプラグとシリンダヘッドとの間の気密性を確保しやすい。

また、圧接面の外周端と平行面の先端とをつなぐ連結面は、前記軸方向断面において、圧接面の延長線よりも基端側の領域に収まるよう形成されている。それゆえ、連結面がシリンダヘッドに当たることなく、確実に圧接面をシリンダヘッドに当接させることができ、これによっても圧接面とシリンダヘッドとの密着性を確保しやすい。

また、前記第二の態様における内燃機関用のスパークプラグの製造方法においては、前記傾斜面と前記筒面とを有するハウジング基材をバレルメッキするバレルメッキ工程を有する。それゆえ、ハウジングの生産性を向上させることができ、かつ低コストでハウジングにメッキを施すことができる。一方で、ハウジング基材の表面、特に傾斜面と筒面との間の基材角は、ハウジング基材の比較的外周側に形成された角であるため、打痕の発生が懸念される。

そこで、前記第二の態様におけるスパークプラグの製造方法においては、バレルメッキ工程の後に、ハウジング基材の傾斜面と筒面との間の基材角を加工することにより、当該基材角を連結面とし、傾斜面を圧接面とし、筒面を平行面とする加工工程を有する。これにより、万一バレルメッキ工程において基材角に打痕が生じた場合であっても、加工工程の後に形成される圧接面は、基材角よりも内周側に形成され、圧接面に打痕が形成されることを防止できる。そのため、前記第二の態様におけるスパークプラグの製造方法においては、圧接面の外周端縁とシリンダヘッドとの密着性を確保しやすく、スパークプラグとシリンダヘッドとの間の気密性を確保しやすい。

また、第三の態様におけるスパークプラグの製造方法においては、同時加工工程において、受け治具とかしめ治具とを軸方向に近付けることによってハウジング基材に軸方向の圧縮力を印加する。同時加圧工程においては、前記圧縮力によって、ハウジング基材の基端部を塑性変形させてかしめ部を形成する。さらに、これと同時に、前記圧縮力によって、基材角を前記支承面に面押しし、基材角を塑性変形させて支承面と対向する連結面を形成し、傾斜面を圧接面とし、筒面を平行面とする。このように、同時加工工程においては、受け治具とかしめ治具とを軸方向に近付けることによって、ハウジングのかしめ部と連結面とを同時に形成することができる。それゆえ、ハウジングの生産性を向上させやすい。

さらに、前記第三の態様におけるスパークプラグの製造方法においても、バレルメッキ工程を有する。それゆえ、ハウジングの生産性を向上させることができ、かつ低コストでハウジングにメッキを施すことができる。一方で、ハウジング基材の表面、特に傾斜面と筒面との間の基材角は、ハウジング基材の比較的外周側に形成された角であるため、打痕の発生が懸念される。

そこで、前記第三の態様におけるスパークプラグの製造方法においても、バレルメッキ工程の後の同時加工工程において、ハウジング基材の基材角に連結面を形成し、傾斜面を圧接面とし、筒面を平行面とする同時加工工程を有する。それゆえ、第二の態様におけるスパークプラグの製造方法と同様に、圧接面の外周端縁とシリンダヘッドとの密着性を確保しやすく、スパークプラグとシリンダヘッドとの間の気密性を確保しやすい。

以上のごとく、前記態様によれば、スパークプラグとシリンダヘッドとの間の気密性を確保しやすい内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、スパークプラグの部分断面正面図。 実施形態１における、軸方向断面であって、連結面周囲の拡大図。 実施形態１における、連結面周辺を拡大した正面図。 図３において、連結面周辺をさらに拡大した正面図。 実施形態１における、スパークプラグを内燃機関に取り付けた点火装置の状態を示す部分断面正面図。 実施形態１における、バレルメッキ工程前のハウジング基材の部分断面正面図。 実施形態１における、バレルメッキ工程を説明するための模式図。 実施形態１における、バレルメッキ工程後のハウジング基材の部分断面正面図。 実施形態１における、加工工程を説明するための図であって、ハウジング基材に絶縁碍子等を組み付けたものを受け治具に挿入する様子を示す一部断面正面図。 実施形態１における、加工工程を説明するための図であって、ハウジング基材の基材角を受け治具の支承面に面押しする様子を示す一部断面正面図。 実施形態１における、加工工程後のハウジングの連結面周辺の拡大正面図。 実施形態２における、挿入工程を説明するための図であって、絶縁碍子の内側に中心電極等を配したものをハウジング基材に挿入する様子を示す一部断面正面図。 実施形態２における、第一当接工程及び第二当接工程後の、受け治具、かしめ治具、及びアッシー部品の一部断面正面図。 実施形態２における、同時加工工程後の、受け治具、かしめ治具、及びアッシー部品の一部断面正面図。 実施形態３における、ローラ転造を説明するための、スパークプラグ及びローラの一部断面正面図。

（実施形態１）
内燃機関用のスパークプラグ及びその製造方法の実施形態につき、図１～図１０を用いて説明する。

本実施形態の内燃機関用のスパークプラグ１は、図１に示すごとく、筒状のハウジング２を備える。図１～図４に示すごとく、ハウジング２の外周面は、平行面２ａと圧接面２ｃと連結面２ｂとを有する。平行面２ａは、スパークプラグ１の軸方向Ｚに平行に形成されている。

圧接面２ｃは、平行面２ａよりも先端側かつ内周側に形成されている。圧接面２ｃは、先端側へ向かうほど縮径するテーパ状に形成されている。図５に示すごとく、スパークプラグ１が内燃機関に取り付けられた状態において、圧接面２ｃは、シリンダヘッド１１に圧接する。

図２に示すごとく、軸方向断面において、連結面２ｂは、圧接面２ｃの延長線Ｌｃよりも基端側の領域に収まるよう形成されている。軸方向断面は、プラグ中心軸を通る軸方向Ｚに平行なスパークプラグ１の断面であり、図２はその一例である。連結面２ｂは、平行面２ａの先端と圧接面２ｃの外周端とをつなぐ面である。
以後、本実施形態につき詳説する。

スパークプラグ１は、例えば、自動車、コージェネレーション等の内燃機関における着火手段として用いることができる。軸方向Ｚにおけるスパークプラグ１の一端は、図示しない点火コイルと接続され、軸方向Ｚにおけるスパークプラグ１の他端は、内燃機関の燃焼室１２内に配される。

本明細書において、単に軸方向Ｚといったときは、スパークプラグ１の軸方向Ｚを意味するものとする。また、軸方向Ｚにおいて、スパークプラグ１の燃焼室１２に挿入される側を先端側、その反対側を基端側という。単に径方向といったときは、スパークプラグ１の径方向を意味するものとする。

ハウジング２は、鉄、ニッケル、鉄ニッケル合金、ステンレス等の耐熱性導電材料を筒状に形成してなる。図示は省略するが、ハウジング２の表面には、ニッケルメッキや亜鉛メッキ等のメッキが形成されている。ハウジング２の表面にメッキを形成することで、ハウジング２の耐腐食性を向上させることができる。後述のごとく、ハウジング２の表面のメッキは、バレルメッキにより形成されている。

図１に示すごとく、ハウジング２の先端側の領域には、外周面にねじ山が切られた取付ネジ部２４が形成されている。図５に示すごとく、取付ネジ部２４が、シリンダヘッド１１のプラグホールに設けられた雌ネジ穴１１１に螺合されることにより、スパークプラグ１がシリンダヘッド１１に取り付けられる。スパークプラグ１がシリンダヘッド１１に取り付けられた状態において、スパークプラグ１の先端部は、燃焼室１２に曝される。

本実施形態において、取付ネジ部２４は、転造によって形成されている。そして、図２～図４に示すごとく、ハウジング２の外周面は、取付ネジ部２４の基端側に隣接するヌスミ面２ｄを有する。

ヌスミ面２ｄは、軸方向Ｚに平行に、円筒状に形成されている。ヌスミ面２ｄは、ハウジング２における軸方向Ｚの両側に隣接する部位よりも、外径が小さくなるよう形成されている。ヌスミ面２ｄは、取付ネジ部２４の転造時に、転造用のダイスの一部が入り込めるようにした逃げ溝である。ヌスミ面２ｄを設けることで、転造用のダイスが取付ネジ部２４以外の部位に干渉することを防いでいる。図３、図４に示すごとく、ハウジング２の外周面は、ヌスミ面２ｄと圧接面２ｃとを接続する接続傾斜面２ｅを有する。

接続傾斜面２ｅは、先端側に向かうほど縮径するテーパ状に形成されている。接続傾斜面２ｅは、圧接面２ｃよりも大きいテーパ角を有する。接続傾斜面２ｅのテーパ角は、軸方向断面に表れる一対の接続傾斜面２ｅのそれぞれの延長線同士がなす角である。軸方向断面において、接続傾斜面２ｅの延長線は、接続傾斜面２ｅに平行な直線である。図５に示すごとく、接続傾斜面２ｅの外径は、シリンダヘッド１１の後述の座面１１ｆの内径よりも小さく、スパークプラグ１をシリンダヘッド１１に取り付けた状態において、接続傾斜面２ｅは、シリンダヘッド１１に当接しない。図２～図４に示すごとく、ハウジング２の外周面は、接続傾斜面２ｅの基端側に隣接する前述の圧接面２ｃを有する。

圧接面２ｃは、前述のごとく、先端側へ向かうほど縮径するテーパ状に形成されている。軸方向断面において、圧接面２ｃは、先端側へ向かうほど径方向の内周側へ向かうよう傾斜した直線状に形成されている。

図２に示すごとく、圧接面２ｃのテーパ角である圧接テーパ角θｃは、６３°±１°となるよう設計されている。この数値は、国際規格ＩＳＯ ２８７４１：２０１３に準拠したものである。圧接テーパ角θｃは、軸方向断面に表れる一対の圧接面２ｃのそれぞれの延長線Ｌｃ同士がなす角である。軸方向断面において、圧接面２ｃの延長線Ｌｃは、圧接面２ｃに平行な直線である。

図５に示すごとく、圧接面２ｃは、スパークプラグ１をシリンダヘッド１１に取り付けた状態において、シリンダヘッド１１の雌ネジ穴１１１の基端部の外周側周囲に形成された座面１１ｆに圧接する。座面１１ｆは、先端側に向かうほど縮径するテーパ状に形成されている。圧接面２ｃは、雌ネジ穴１１１に対する取付ネジ部２４の螺合による軸力で、シリンダヘッド１１の座面１１ｆに圧接している。

シリンダヘッド１１の座面１１ｆのテーパ角である座面テーパ角θｆは、６０°＋０／－１°となるよう設計されている。この数値も、国際規格ＩＳＯ ２８７４１：２０１３に準拠したものである。座面テーパ角θｆは、スパークプラグ１をシリンダヘッド１１に取り付けた状態における軸方向断面に表れる一対の座面１１ｆのそれぞれの延長線同士がなす角である。軸方向断面において、座面１１ｆの延長線Ｌｆは、座面１１ｆに平行な直線である

圧接テーパ角θｃは、座面テーパ角θｆよりも大きい。そのため、スパークプラグ１をシリンダヘッド１１に取り付けた状態において、圧接面２ｃは、外周端縁がシリンダヘッド１１の座面１１ｆに圧接する。図２～図４に示すごとく、ハウジング２の外周面において、圧接面２ｃの外周端縁と連結面２ｂとは隣接している。

連結面２ｂは、先端側へ向かうほど縮径するテーパ状に形成されている。図２に示すごとく、軸方向断面において、連結面２ｂは、基端側へ向かうほど径方向の外周側へ向かうよう傾斜した直線状に形成されている。連結面２ｂのテーパ角である連結テーパ角θｂは、圧接テーパ角θｃよりも小さく形成されている。連結テーパ角θｂは、軸方向断面に表れる一対の連結面２ｂのそれぞれの延長線Ｌｂ同士がなす角である。

本実施形態において、連結テーパ角θｂは、５９°未満である。つまり、連結テーパ角θｂは、国際規格ＩＳＯ ２８７４１：２０１３に定められたシリンダヘッド１１の座面テーパ角θｆである６０°＋０／－１°の最小値である５９°よりも小さくなるよう設計されている。図５に示すごとく、スパークプラグ１を内燃機関に取り付けた状態において、連結面２ｂは、座面１１ｆには当接しない。図２～図４に示すごとく、ハウジング２の外周面は、連結面２ｂの基端側に隣接する前述の平行面２ａを有する。

平行面２ａは、軸方向Ｚに平行な筒状に形成されている。平行面２ａの外径は、取付ネジ部２４の外径よりも大きい。軸方向断面において、圧接面２ｃと連結面２ｂとがなす角の角度は、圧接面２ｃの延長線Ｌｃと平行面２ａの延長線Ｌａとがなす角の角度よりも大きい。なお、ハウジング２の外周面における圧接面２ｃの基端側に、軸方向Ｚに平行な面が軸方向Ｚの複数箇所にある場合は、これら複数箇所の面のうち、最も先端側にある面を平行面２ａとする。平行面２ａの軸方向Ｚの長さは、軸方向Ｚにおける平行面２ａから取付ネジ部２４までの長さよりも長い。

図３に示すごとく、連結面２ｂと圧接面２ｃとの境界の径をΦｂとする。このとき、Φｂは、ＩＳＯ ２８７４１：２０１３のテーパ基準径の寸法よりも大きい。ＩＳＯ ２８７４１：２０１３には、圧接面２ｃにおける直径がテーパ基準径となる部位から、スパークプラグの所定の部位までの軸方向Ｚの長さが規定されている。これにより、例えば燃焼室１２内での軸方向Ｚの発火位置が決定され得る。そのため、圧接面２ｃの外周端縁の径は、テーパ基準径よりも大きいことが好ましい。後述の表１に、テーパ基準径の一例を示す。

また、平行面２ａの直径をΦａとし、（Φａ－Φｂ）／２をｒ１とする。すなわち、ｒ１は、径方向における平行面２ａと圧接面２ｃの外周端縁位置との間の長さを示している。このとき、ｒ１は、０．２ｍｍ≦ｒ１≦０．７５ｍｍ、を満たすことが好ましい。

バレルメッキによって後述のハウジング基材４の基材角４３に形成される打痕の深さは、概ね０．２ｍｍ未満となるため、ｒ１を０．２ｍｍ以上とすることにより、圧接面２ｃに打痕が形成されることを防止しやすくしている。

また、ＩＳＯ ２８７４１：２０１３において、取付ネジ部２４のネジ径が、Ｍ１２、Ｍ１４のそれぞれの場合の、Φａ、Φｃの値は、次の表１のように定められている。なお、表１において、前述のテーパ基準径をΦｃと表している。また、表１において、ＩＳＯ ２８７４１：２０１３に定められたΦａ及びΦｃから計算した（Φａ－Φｃ）／２＝ｒ２の値も併せて示している。ｒ２の値は、ＩＳＯ ２８７４１：２０１３において圧接面２ｃと座面１１ｆとの間のシール性確保の観点から許容される、ｒ１の最大値と考えることができる。

表１から分かるように、（Φａ－Φｃ）／２の値は、ｒ１が０．７５ｍｍを超えると、ＩＳＯ ２８７４１：２０１３で許容されるｒ２の範囲を必ず超えてしまう。そのため、ｒ１は、０．７５ｍｍ以下とすることが好ましい。さらに、ｒ１は、０．３ｍｍ以下にすれば、ＩＳＯ ２８７４１：２０１３で許容されるｒ２の範囲を超えないため、ｒ１は、０．３ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。

図４に示すごとく、平行面２ａと連結面２ｂとの境界部には、段状の反り部２１が形成されている。反り部２１は、後述する面押しにより連結面２ｂを形成した後に形成される反りである。なお、図４以外の図においては、適宜、反り部の図示を省略している。図１に示すごとく、ハウジング２は、平行面２ａの基端側に、工具係合部２２を有する。

工具係合部２２は、軸方向Ｚから見たときの外形が六角形状である。スパークプラグ１をシリンダヘッド１１の雌ネジ穴１１１に螺合する際は、工具係合部２２の外周側を覆うように六角レンチを係合させ、当該六角レンチを回すことでスパークプラグ１をシリンダヘッド１１の雌ネジ穴１１１に螺合する。図１に示すごとく、ハウジング２は、工具係合部２２の基端側にかしめ部２５を有する。

かしめ部２５は、先端側に向かってかしめられている。かしめ部２５は、後述の絶縁碍子３にかしめられている。なお、図示は省略するが、かしめ部２５は、絶縁碍子３とハウジング２との内側に配された別部材を介して絶縁碍子３にかしめられていてもよい。

絶縁碍子３は、ハウジング２の内側に保持されている。絶縁碍子３は、アルミナ等の絶縁材を筒状に形成してなる。ハウジング２は、内周面に、内周側に突出するハウジング突出部２３を有し、当該ハウジング突出部２３に、絶縁碍子３が基端側から支承されている。なお、絶縁碍子３は、例えば環状の別部材を介してハウジング突出部２３に支承されていてもよい。

絶縁碍子３の先端部は、ハウジング２の先端よりも先端側に突出している。絶縁碍子３の内周部には、段状の碍子段部３１が形成されている。絶縁碍子３の内周面は、碍子段部３１よりも先端側が、碍子段部３１の基端側よりも小径となるよう形成されている。絶縁碍子３の碍子段部３１には、中心電極１７が支承されており、これにより、絶縁碍子３の内側に中心電極１７が保持されている。

中心電極１７は、Ｎｉ基合金等の導電材料からなる円柱体であり、内部にＣｕ等の熱伝導性に優れた金属材料が配されている。中心電極１７の先端は、絶縁碍子３の先端よりも先端側に突出している。絶縁碍子３の内側領域において、中心電極１７の基端側には、導電性を有するガラスシール１３を介して抵抗体１４が配置されている。

抵抗体１４は、カーボン又はセラミック粉末等の抵抗材及びガラス粉末を含むレジスタ組成物を加熱封着することにより形成する、或いはカートリッジ型抵抗体を挿入することによって構成することができる。ガラスシール１３は、ガラスに銅粉を混入させてなる銅ガラスからなる。また、抵抗体１４の基端側には、銅ガラスからなるガラスシール１３を介して端子金具１５が配されている。端子金具１５は、例えば鉄合金からなる。

また、ハウジング２の先端面には、接地電極１６が接続されている。接地電極１６は、中心電極１７との間に、放電ギャップＧを形成している。接地電極１６の一部は、中心電極１７の先端面と軸方向Ｚに対向しており、軸方向Ｚにおける中心電極１７の先端面と接地電極１６との間に放電ギャップＧが形成されている。

次に、図６～図１１を参照しつつ、本実施形態の内燃機関用のスパークプラグ１の製造方法につき説明する。
本実施形態のスパークプラグ１の製造方法は、準備工程とバレルメッキ工程と加工工程とを備える。

準備工程では、ハウジング基材４を準備する。図６に示すごとく、ハウジング基材４は、基端側へ向かうほど径方向の外周側へ向かうよう傾斜し、一部が圧接面２ｃとなる傾斜面４１と、外周面の外周端から基端側へ軸方向Ｚに平行に形成され、一部が平行面２ａとなる筒面４２と、を有する。

ハウジング基材４は、ハウジング２を構成する鉄等の材料に、冷間鍛造、切削加工、取付ネジ部２４の転造等を実施することで作製される。ハウジング２とは異なり、ハウジング基材４は、表面にメッキが施されていない。また、ハウジング基材４において、基端部４５のかしめ部（図１の符号２５参照）となる部位は、かしめられる前の状態において軸方向Ｚに平行な筒状に形成されている。

ハウジング基材４には、先端部に接地電極基材４４が接続されている。ハウジング基材４に取り付けられた状態において、接地電極基材４４は、軸方向Ｚにまっすぐ形成された柱状に形成されている。後に接地電極基材４４の先端側の部位を内周側に折り曲げることで、Ｌ字状の接地電極（図１の符号１６参照）が形成される。

図５に示すごとく、準備工程の後に、ハウジング基材４をバレルメッキするバレルメッキ工程を行う。バレルメッキ工程は、公知のバレルメッキの手法を採用することができる。

バレルメッキ工程では、桶状の容器であるバレル５１内に、陰極５２、多数のハウジング基材４及び多数のメディア５３を入れ、このバレル５１をメッキ槽５４内に充填されたメッキ液５５に含浸させる。図示は省略するが、バレル５１は、壁部に孔が形成されており、当該孔を介してメッキ液５５がバレル５１内に浸入できるようになっている。メディア５３は、金属を球状に形成したものであり、多数のハウジング基材４のそれぞれは、メディア５３を介して陰極５２と導通する。

また、メッキ槽５４内に、陽極５６を配置する。そして、バレル５１を、バレル５１の中心軸を中心に回転させつつ、陽極５６と陰極５２との間に電圧を印加する。これにより、バレル５１内に配された多数のハウジング基材４及びメディア５３が撹拌されつつ、ハウジング基材４の表面に均等にメッキが施される。

図８に、バレルメッキ工程後のハウジング基材４を示している。このハウジング基材４は、バレルメッキ工程時にバレル５１内の多数のハウジング基材４及びメディア５３が撹拌された際に、ハウジング基材４の筒面４２と傾斜面４１との間の基材角４３に打痕ｄが生じたものである。図８において、前記打痕ｄの位置を、×印の交点によって表している。なお、図８において、ハウジング基材４の表面に形成されたメッキについては図示を省略している。

基材角４３は、径方向における筒面４２と同等の位置に形成されているため、ハウジング２の比較的外周側の位置にある。加えて、基材角４３は角状に形成されている。そのため、基材角４３は、他のハウジング基材４等が衝突しやすく、打痕ｄが生じやすい。

バレルメッキ工程後、ハウジング２の内側に保持される絶縁碍子３、中心電極１７等の部品をハウジング基材４に組み付ける組付工程を行う。組付工程においては、中心電極１７、ガラスシール１３、抵抗体１４、及び端子金具１５を内側に配した絶縁碍子３を、ハウジング基材４の基端側からハウジング基材４内に挿入する。そして、ハウジング基材４の基端部４５を、内周側に向かって変形させるとともに先端側に押圧して絶縁碍子３にかしめる。また、接地電極基材４４の中央部を折り曲げ、接地電極基材４４をＬ字状の接地電極１６とする。組付工程後の、ハウジング基材４、絶縁碍子３等が組み付けられたものを、図９の上側に示している。

バレルメッキ工程、組付工程の後に、図９に示すごとく加工工程を行う。加工工程は、ハウジング基材４の傾斜面４１と筒面４２との間の基材角４３を加工（本実施形態においては面押加工）することにより、基材角４３を連結面２ｂとし、傾斜面４１を圧接面２ｃとし、筒面４２を平行面２ａとする。

図９に示すごとく、加工工程においては、筒状の受け治具５７が用いられる。受け治具５７の内周面の基端側端部に位置する支承面５８は、基端側に向かうほど拡径するテーパ状に形成されている。支承面５８のテーパ角θ８は、連結面２ｂの連結テーパ角θｂと同じになるよう設計されている。すなわち、支承面５８のテーパ角θ８は、５９°未満となるよう設計されている。

支承面５８の内径は基材角４３よりも小さく、支承面５８の外径は基材角４３よりも大きい。これにより、絶縁碍子３等を保持したハウジング基材４を受け治具５７の基端側から受け治具５７内に挿入した場合、ハウジング基材４の基材角４３が受け治具５７の支承面５８に当接する。

図１０に示すごとく、加工工程においては、絶縁碍子３等を保持したハウジング基材４を、受け治具５７内に挿入し、基材角４３を支承面５８に当接させる。この状態から、受け治具５７に対してハウジング基材４をさらに先端側に押圧する。これにより、図１１に示すごとく、ハウジング基材４の傾斜面４１と筒面４２との間の基材角４３が面押しにより塑性変形し、基材角４３がテーパ状の連結面２ｂとなる。

そして、傾斜面４１における前記面押しにより変形していない部位が圧接面２ｃであり、筒面４２における前記面押しにより変形していない部位が平行面２ａである。

ここで、面押しによって基材角４３がテーパ状の連結面２ｂとなることにより、ハウジング基材４における基材角４３が形成されていた位置よりも内周側の領域に圧接面２ｃが形成されることとなる。これにより、ハウジング基材４における基材角４３に形成されていた打痕ｄよりも内周側の領域に、圧接面２ｃを形成することができる。それゆえ、加工工程後に形成された圧接面２ｃに、打痕ｄが形成されることを防止することができる。

加工工程の後、圧接面２ｃと連結面２ｂとの間には、新たな角部Ｅがスパークプラグ１の全周にわたって形成される。この角部Ｅは、スパークプラグ１を内燃機関に取り付けた状態において、シリンダヘッド１１の座面１１ｆに圧接する圧接面２ｃの外周端縁を含む。前述のごとく、圧接面２ｃはハウジング基材４に存在していた基材角４３よりも内周側に配され、前記角部Ｅも基材角４３よりも内周側に形成される。それゆえ、新たな角部Ｅに打痕ｄが形成されることを防止できる。

加工工程により、平行面２ａと連結面２ｂとの境界部には、前述の反り部２１が形成される。反り部２１は、加工工程における面押しにより形成された反りである。反り部２１の存在により、連結面２ｂが面押しにより形成されたことを認識できる。
以上のように、本実施形態のスパークプラグ１を製造することができる。

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
内燃機関用のスパークプラグ１において、シリンダヘッド１１に圧接される圧接面２ｃは、連結面２ｂを介して平行面２ａに接続されており、平行面２ａよりも内周側に形成されている。それゆえ、シリンダヘッド１１に密着する圧接面２ｃの外周端縁の位置を、ハウジング２の平行面２ａよりも内周側に収まる位置に形成することができる。それゆえ、スパークプラグ１の製造工程や、製造後のスパークプラグ１の輸送時等において、圧接面２ｃの外周端縁に、他の物体が干渉し難く、圧接面２ｃの外周端縁に打痕が生じ難い。それゆえ、圧接面２ｃの外周端縁とシリンダヘッド１１との密着性が低下することを抑制でき、スパークプラグ１とシリンダヘッド１１との間の気密性を確保しやすい。

また、圧接面２ｃの外周端と平行面２ａの先端とをつなぐ連結面２ｂは、軸方向断面において、圧接面２ｃの延長線Ｌｃよりも基端側の領域に収まるよう形成されている。それゆえ、連結面２ｂがシリンダヘッド１１に当たることなく、確実に圧接面２ｃをシリンダヘッド１１に当接させることができ、これによっても圧接面２ｃとシリンダヘッド１１との密着性を確保しやすい。

また、軸方向断面において、連結面２ｂは、基端側へ向かうほどスパークプラグ１の径方向の外周側へ向かうよう傾斜した直線状に形成されている。それゆえ、圧接面２ｃの外周端縁と連結面２ｂとの間には新たな角部Ｅが形成される。圧接面２ｃは、外周端縁でシリンダヘッド１１の座面１１ｆに圧接されることとなるが、圧接面２ｃと連結面２ｂとの間に角部Ｅが形成されることにより、圧接面２ｃにおける座面１１ｆに圧接される箇所が一目で把握できる。それゆえ、スパークプラグ１作製後において、圧接面２ｃにおける座面１１ｆに圧接される箇所周辺に打痕が形成されているか否かを確認しやすい。

また、連結テーパ角θｂは、５９°未満である。つまり、前述のごとく、連結テーパ角θｂは、国際規格ＩＳＯ ２８７４１：２０１３に定められたシリンダヘッド１１の座面テーパ角θｆである６０°＋０／－１°の最小値である５９°よりも小さくなるよう設計されている。それゆえ、スパークプラグ１を内燃機関に取り付けたとき、連結面２ｂが座面１１ｆに干渉することを防止することができる。すなわち、確実に圧接面２ｃを座面１１ｆに圧接させることができ、圧接面２ｃと座面１１ｆとの間のシール性を一層確保しやすい。

また、本実施形態の内燃機関用のスパークプラグ１の製造方法においては、傾斜面４１と筒面４２とを有するハウジング基材４をバレルメッキするバレルメッキ工程を有する。それゆえ、ハウジング２の生産性を向上させることができ、かつ低コストでハウジング２にメッキを施すことができる。一方で、ハウジング基材４の表面、特に傾斜面４１と筒面４２との間の基材角４３は、ハウジング基材４の比較的外周側に形成された角であるため、打痕の発生が懸念される。

そこで、本実施形態におけるスパークプラグ１の製造方法においては、バレルメッキ工程の後に、ハウジング基材４の傾斜面４１と筒面４２との間の基材角４３を加工することにより、当該基材角４３を連結面２ｂとし、傾斜面４１を圧接面２ｃとし、筒面４２を平行面２ａとする加工工程を有する。これにより、万一バレルメッキ工程において基材角４３に打痕が生じた場合であっても、加工工程の後に形成される圧接面２ｃは、基材角４３よりも内周側に形成され、圧接面２ｃに打痕が形成されることを防止できる。そのため、本実施形態におけるスパークプラグ１の製造方法においては、圧接面２ｃの外周端縁とシリンダヘッド１１との密着性を確保しやすく、スパークプラグ１とシリンダヘッド１１との間の気密性を確保しやすい。

以上のごとく、本実施形態によれば、スパークプラグとシリンダヘッドとの間の気密性を確保しやすい内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。

（実施形態２）
本実施形態は、実施形態１に対して、スパークプラグ１の製造方法を変更した実施形態である。本実施形態につき、図１２～図１４を参照しつつ説明する。

本実施形態におけるスパークプラグ１の製造方法は、準備工程とバレルメッキ工程と挿入工程と第一当接工程と第二当接工程と同時加工工程とを備える。準備工程、バレルメッキ工程は、実施形態１で示した工程と同様である。

挿入工程は、バレルメッキ工程の後に行う。図１２に示すごとく、挿入工程では、中心電極１７、ガラスシール１３、抵抗体１４、及び端子金具１５を内側に配した絶縁碍子３がハウジング基材４の内側に挿入され、これにより図１３に示すごとくアッシー部品１０が形成される。挿入工程の後に、第一当接工程及び第二当接工程を行う。

図１３に示すごとく、第一当接工程においては、受け治具５７の支承面５８に、支承面５８の基端側から、アッシー部品１０の傾斜面４１と筒面４２との間の基材角４３を当接させる。すなわち、アッシー部品１０を受け治具５７の基端側から受け治具５７内に挿入し、ハウジング基材４の基材角４３を支承面５８に当接させる。なお、受け治具５７や支承面５８については、実施形態１で示したものと同様である。

第二当接工程においては、ハウジング基材４の基端部４５に、ハウジング基材４の基端側からかしめ治具６１を当接させる。かしめ治具６１は、筒状を呈している。かしめ治具６１の内周面の先端部には、先端側に向かうほど拡径する治具当接面６２を有する。治具当接面６２は、かしめ治具６１の内周面の全周に形成されている。治具当接面６２は、プラグ中心軸を通る軸方向Ｚに平行な断面において、かしめ後のハウジング２のかしめ部２５の外周面に沿うよう、円弧状に形成されている。第一当接工程及び第二当接工程の後に、同時加工工程を行う。

同時加工工程においては、受け治具５７とかしめ治具６１とを軸方向Ｚに近付けることによってハウジング基材４に軸方向Ｚの圧縮力を印加する。そして、当該圧縮力によって、ハウジング基材４の基端部４５を塑性変形させて図１４に示すごとくかしめ部２５を形成する。さらに、前記圧縮力によってかしめ部２５を形成するのと同時に、前記圧縮力によって基材角４３が支承面５８に面押しされ、基材角４３を塑性変形させて支承面５８と対向する連結面２ｂを形成し、傾斜面４１を圧接面２ｃとし、筒面４２を平行面２ａとする。

すなわち、同時加工工程においては、受け治具５７とかしめ治具６１とを互いに軸方向Ｚに近付けて受け治具５７とかしめ治具６１とからハウジング基材４に軸方向Ｚの圧縮力を作用させることで、かしめ部２５と連結面２ｂとを同時に形成する。そして、傾斜面４１における前記面押しにより変形していない部位が圧接面２ｃであり、筒面４２における前記面押しにより変形していない部位が平行面２ａである。
以上のように、本実施形態のスパークプラグ１を製造することができる。

スパークプラグ１の構造に関しては、実施形態１と同様である。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

本実施形態のスパークプラグ１の製造方法においては、同時加工工程において、受け治具５７とかしめ治具６１とを軸方向Ｚに近付けることによってハウジング基材４に軸方向Ｚの圧縮力を印加する。同時加圧工程においては、前記圧縮力によって、ハウジング基材４の基端部４５を塑性変形させてかしめ部２５を形成する。さらに、これと同時に、前記圧縮力によって、基材角４３を前記支承面５８に面押しし、基材角４３を塑性変形させて支承面５８と対向する連結面２ｂを形成し、傾斜面４１を圧接面２ｃとし、筒面４２を平行面２ａとする。このように、同時加工工程においては、受け治具５７とかしめ治具６１とを軸方向Ｚに近付けることによって、ハウジング２のかしめ部２５と連結面２ｂとを同時に形成することができる。それゆえ、ハウジング２の生産性を向上させやすい。

さらに、本実施形態におけるスパークプラグ１の製造方法においても、バレルメッキ工程を有する。それゆえ、ハウジング２の生産性を向上させることができ、かつ低コストでハウジング２にメッキを施すことができる。一方で、ハウジング基材４の表面、特に傾斜面４１と筒面４２との間の基材角４３は、ハウジング基材４の比較的外周側に形成された角であるため、打痕の発生が懸念される。

そこで、本実施形態におけるスパークプラグ１の製造方法においても、バレルメッキ工程の後の同時加工工程において、ハウジング基材４の基材角４３に連結面２ｂを形成し、傾斜面４１を圧接面２ｃとし、筒面４２を平行面２ａとする同時加工工程を有する。それゆえ、第二の態様におけるスパークプラグ１の製造方法と同様に、圧接面２ｃの外周端縁とシリンダヘッド１１との密着性を確保しやすく、スパークプラグ１とシリンダヘッド１１との間の気密性を確保しやすい。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

（実施形態３）
本実施形態は、図１５に示すごとく、実施形態１に対して、連結面２ｂの形成の仕方を変更した実施形態である。

本実施形態において、ハウジング基材４に対する連結面２ｂの形成は、ローラ転造により行われる。ローラ転造は、ハウジング基材４の基材角４３に側面が圧接するローラ７を複数用いる。ローラ７は、円柱状を呈しており、側面が円筒状を呈している。そして、ローラ７の側面とハウジング基材（図６の符号４参照）の基材角（図６の符号４３参照）とを対向させ、ローラ７をハウジング基材に押し付けながら、ローラ７、及びハウジング基材を回転させ、基材角を連結面２ｂに塑性変形させる。そして、スパークプラグ１の全周に連結面２ｂを形成する。

本実施形態において、ローラ転造は、バレルメッキ工程の後に行う。なお、ローラ転造は、ハウジング基材４の内側に絶縁碍子等の部品を保持した後に行ってもよいし、ハウジング基材４の内側に絶縁碍子等の部品を保持する前に行ってもよい。
その他は、実施形態１と同様である。

本実施形態においても、実施形態１と同様の作用効果を有する。

本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。例えば、ハウジング基材に対して、切削加工により基材角を切削することで、この切削面を連結面とすることもできる。

１ 内燃機関用のスパークプラグ
１１ シリンダヘッド
２ ハウジング
２ａ 平行面
２ｂ 連結面
２ｃ 圧接面
Ｌｂ 圧接面の延長線
Ｚ スパークプラグの軸方向

Claims (5)

1. 筒状のハウジング（２）を備える内燃機関用のスパークプラグ（１）であって、
   前記ハウジングの外周面は、前記スパークプラグの軸方向（Ｚ）に平行に形成された平行面（２ａ）と、前記平行面よりも先端側かつ内周側に形成され、先端側へ向かうほど縮径するテーパ状に形成されるとともにシリンダヘッド（１１）に圧接される圧接面（２ｃ）と、プラグ中心軸を通る前記軸方向に平行な前記スパークプラグの断面である軸方向断面において、前記圧接面の延長線（Ｌｃ）よりも基端側の領域に収まるよう形成された、前記平行面の先端と前記圧接面の外周端とをつなぐ連結面（２ｂ）とを有する、内燃機関用のスパークプラグ。
2. 前記軸方向断面において、前記連結面は、基端側へ向かうほど前記スパークプラグの径方向の外周側へ向かうよう傾斜した直線状に形成されている、請求項１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
3. 前記軸方向断面に表れる一対の前記連結面のそれぞれの延長線（Ｌｂ）同士がなす連結テーパ角（θｂ）は、５９°未満である、請求項２に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグを製造する方法であって、
   基端側へ向かうほど前記スパークプラグの径方向の外周側へ向かうよう傾斜し、一部が前記圧接面となる傾斜面（４１）と、前記外周面の外周端から基端側へ前記軸方向に平行に形成され、一部が前記平行面となる筒面（４２）と、を有するハウジング基材（４）を準備する準備工程と、
   前記ハウジング基材をバレルメッキするバレルメッキ工程と、
   前記バレルメッキ工程の後に、前記傾斜面と前記筒面との間の基材角（４３）を加工することにより、前記基材角を前記連結面とし、前記傾斜面を前記圧接面とし、前記筒面を前記平行面とする加工工程と、を有する内燃機関用のスパークプラグの製造方法。
5. 前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子（３）をさらに備えるとともに、前記ハウジングの基端部に、先端側へかしめられたかしめ部（２５）を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグを製造する方法であって、
   基端側へ向かうほど前記スパークプラグの径方向の外周側へ向かうよう傾斜し、一部が前記圧接面となる傾斜面（４１）と、前記外周面の外周端から基端側へ前記軸方向に平行に形成され、一部が前記平行面となる筒面（４２）と、を有するハウジング基材（４）を準備する準備工程と、
   前記ハウジング基材をバレルメッキするバレルメッキ工程と、
   前記バレルメッキ工程の後に、前記ハウジング基材の内側に前記絶縁碍子を挿入してアッシー部品（１０）を形成する挿入工程と、
   筒状の受け治具（５７）の内周面において前記連結面と平行に形成された支承面（５８）に、前記支承面の基端側から、前記アッシー部品の前記傾斜面と前記筒面との間の基材角（４３）を当接させる第一当接工程と、
   前記ハウジング基材の基端部（４５）に、前記ハウジング基材の基端側からかしめ治具（６１）を当接させる第二当接工程と、
   前記第一当接工程及び前記第二当接工程の後に、前記受け治具と前記かしめ治具とを前記軸方向に近付けることによって前記ハウジング基材に前記軸方向の圧縮力を印加し、前記圧縮力によって前記ハウジング基材の前記基端部を塑性変形させて前記かしめ部を形成すると同時に、前記圧縮力によって前記基材角を前記支承面に面押しし、前記基材角を塑性変形させて前記支承面と対向する前記連結面を形成し、前記傾斜面を前記圧接面とし、前記筒面を前記平行面とする同時加工工程と、を有する、内燃機関用のスパークプラグの製造方法。

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