JPH01262032A - 塑性加工による点火栓用端子ナットの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、給電用高圧コードが接続される点火栓用端子
ナツトの製造方法に関する。

［従来の技術］ 内燃機関用点火栓は、点火栓の外殻を構成するとともに
燃焼室へ装着する際の取付用金具となるハウジングと、
ハウシングに支持される高純度アルミナ磁器などによる
絶縁体と、火花を発生するための放電ギャップを形成す
る中心電極および接地電極と、給電用高圧コート（高「
′５線）が嵌め合わされる点火栓用端子ナツトなどから
構成され従来では、この点火栓用端子ナツトの製造方法
として、棒状の金属素材を切削加工して作成する方法、
または亜鉛やアルミニウム合金などの軟質金属を素材と
してダイキャストにより作成する方法が一般的であった
。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、点火栓用端子ナツトを切削加工法により製造
する場合には、切削にともなう削り屑が加工素材の約５
０％にも達することから材料ロスが多くなるとともに、
切削加工に要する時間が長く生産性が悪いことなどから
、点火栓用端子ナツトの生産コストが高くなる課題を有
していた。

また、点火栓用端子ナツトをグイキャスト法により製造
する場合には、鋳造作業にともなう粉塵や高熱の発生、
離型剤の燃焼による有害ガスの発生などに加えてかなり
の騒音をともなうため、作業環境が悪く、作業者の健康
上に悪影響を及ばず可能性かあった。

さらには、ダイヤ・Ｖスト法に適用可能な素材が、亜鉛
やアルミニウム合金などの軟質合金の一部に限られるた
め、加工素材の選択」の制約を受けるとともに、製品と
しての表面硬度が不十分となる課題を有していた。

本発明は、」−記事情に鑑みＣなされたもので、その目
的は、製品の加工時間を短縮するとともに、生産コスト
を低減することのてきる点火栓用端子ナラＩ・の製造方
法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、所定の寸法に切断
された円柱状金属素材の端面を打圧することにより、前
記円柱状金属素材の両端面を軸方向に対してほぼ直角な
平行面に形成する第１Ｌ程と、前記第１工稈により得ら
れた金属素材の一方の端面の中心部に鈍角の円錐状凹所
を形成するとともに、押出し成形により、他方の端面の
中心部に第１の下穴を形成する第２１Ｌ稈と、前記第１
の下穴の形成後に、前記第１の十人と同軸で、前記第１
の下穴より小径の第２の下穴を形成する第３工程と、前
記一方の端面側を、すえこみ鍛造により軸方向に圧縮さ
せるとともに径方向に拡張させる第４工程と、前記第４
工程により得られた金属素材に、打ち抜きにより前記第
２の下穴と同軸に貫通孔を形成する第５工程と、前記第
５工程により得られた金属素材の外周面に、金型を用い
てシェービング加工を施す第６工程とからなることを技
術的手段とする。

［作用］ 上記構成よりなる本発明は、点火栓用端子ナツトの素材
となるアルミニウム合金や鉄系金属などの円柱状金属素
材を所定の寸法に切断した後、両端面が金属素材の軸方
向に対してほぼ直角な平行面となるように打圧する。

平行面を得た金属素材の一方の端面の中心部に鈍角の円
錐状凹所を形成するとともに、押出し成形により、他方
の端面の中心部に、軸方向に所定の奥行きを有する第１
の下穴を形成する。

そして、後工程で金属素材を中空状に形成するために、
第１の下穴の形成後に、第１の下穴と同軸で、第１の１
・穴より小径の第２の下穴を形成する。これにより、金
属素材の他方側のみが筒状を呈する。

次に、円錐状凹所が形成された一方の端面側にすえこみ
鍛造を施すことにより、その一方の端面側を軸方向に圧
縮させるとともに径方向に拡張させて、だるま状に膨出
させた形状とする。

その後、打ち抜きにより、他方側に形成した下穴と同軸
に金属素材を貫通する貫通孔を形成する。

すえこみ鍛造により径方向に拡張された金属素材の一方
の端面側には、給電用高圧コートが嵌め合わされるため
、最終工程とし゛Ｃ１径方向に拡張された外径部の司法
精度を向上させるためのシェービングカ旧りを施す。

［発明の効果］ 上記塑性加工によって点火栓用端子ナツトを作成するこ
とにより、従来の切削加工法に比べて加工に要する時間
を大巾に短縮することができるうえ、加工屑も貫通孔を
形成する際に極わずかに生じるに止まる。また、亜鉛や
アルミニウム合金なと限られた種類の素材しか使用でき
ないダイキャスト法とは異なり、安価で、且つ硬度も十
分に高い鉄系金属を使用することか可能である。これら
のことから、本発明によれば、点火栓用端子ナツトの生
産コストを低減させることができる。

また、ダイキ・Ｖスト法の場合のように、高熱や粉塵、
あるいは有害ガスの発生がなく、作業者への健康旧の悪
影響を少なくすることができる。

［実施例］ 次に、本発明の塑性加工による点火栓用端子ナツトの製
造方法を図面に示す一実施例に基づき説明する。

第１図は点火栓用端子ナツト１の製造二［程を示す説明
図である。

点火栓用端子ナツト（以下端子ナツトと呼ぶ）１を組み
付けた点火栓１００の部分断面図を第３図に示す。

内燃機関用点火栓１００は、点火栓１００の外殻を構成
するとともに燃焼室（図示しない）へ装名する際の取付
用金具となるハウジング１０１と、ハウジング１０１に
支持される高純度アルミナ磁器などによる絶縁体１０２
と、火花を発生するための放電ギャップを形成する中心
電極１０３および接地電極１０４と、図示しない給電用
高圧コード（高圧電線）か嵌め合わされる端子ナツト１
などから構成される。

以下にこの端子ナツト１の製造工程を第１図に基つき説
明する。

端子ナツト１の素材となるアルミニウム合金や鉄系金属
などの円柱状金属素材１Ａを、（イ）図に示すように、
所定の寸法（例えば直径的６．０ｍｍ、長さ約７．５ｍ
ｍ）に切断した後、円柱状金属素材１Ａの両端面１ａ、
１ｂが軸方向に対してほぼ直角な平行面となるように、
本発明の第１工程である平行打を行い、（ロ）図に示す
ように、平行面１ａ、１ｂを壱する加工素材１Ｂを得る
。このとき、加工素材１Ｂの一方の端面１ａに面取りを
行うことにより、後に続く鍛造工程をより■−確に行う
ことができる。

次に、加工素材１Ｂの外径寸法を所定形状のダイス２に
よって規制するとともに、一方の端面１ａの中心部を、
（ハ）図に示すように、先端部が浅い円錐状に形成され
たパンチ（例えばパンチ先端部の角度１５０度）３によ
り支持し、他方の端面１ｂの中心部に、加工素材１Ｂよ
り小径のパンチ４を打圧して押出し成形を行う。

これにより、一方の端面１ａの中心部に鈍角の円錐状凹
所５を形成するとともに、他方側に第１の下穴〇を形成
した加工素材１Ｃを得る（本発明の第２工程）。

なお、第１の下穴６を押出し成形により形成することで
、加工素材１Ｃの他方側は、径方向に拡張された鍔状部
７となる。

次に、加工素材１Ｃに形成した第１の下穴６と同軸に、
第１の下穴６より小径で、且つ、第１の下穴６より軸方
向に奥行きの長い第２の下穴８を、上記したパンチ４よ
り小径で、且つス１ヘロークの長いパンチ９を拐圧する
ことにより形成し、（ニ）図に示すような力ＬＬ素材１
Ｄを得る（本発明の第３工程）。

第１の下穴〇を形成する際に用いるパンチ４の先端部分
は、第２の下穴８を形成する際のパンチ９の位置決め用
ガイドとしての凹みを設けるために、（ハ）図に示すよ
うに、外径寸法の異なる段違い形状を有している。

従って、第１の下穴６を形成した際には、（ハ）図に示
すように、内径の大きな内空部６ａの奥に、内径の小さ
な内空部６ｂが段違いに形成され、この内径の小さな内
空部６ｂがパンチ９の位置決め用ガイドとしての凹みと
なる。

なお、内径の小さな内空部６ｂは、その軸方向の深さを
、鍔状部７の軸方向の長さとほぼ同じにし、パンチ３を
加二［素材１Ｃの一方の端部１ａに密接させることによ
り、成形クラックの発生を防ぐことができる。

加工素材１Ｃの一方の端面１ａに形成された円錐状凹所
５は、後述する貫通孔１０を形成する際に、その貫通孔
１０を製品の外周面に対してより正確に同軸位置に形成
するための助けとなる。

また、本発明では、円錐状凹所５の角度を鈍角（例えば
１５０度）としたことにより、塑性変形（特に次工程で
行われるすえこみ鍛造）にともなう製品の亀裂を少なく
することができる。

上記した下水量は工程を経た後、加工素材１Ｄの中実箇
所１１を、本発明の第４王程であるすえこみ鍛造により
、軸方向に圧縮させるとともに径方向に拡張させてだる
ま状に膨出させ、（ホ）図に示すような加工素材１Ｅを
得る。

すえこみ鍛造により、はぼ所望の外形を備えた加工素材
１Ｅを全長にＢっで中空形状とするため、本発明の第５
ニ［程である打ち抜きにより、前記第１の下穴〇および
第２の下穴８と同軸に貫通孔１０を形成し、（へ）図に
示すような加工素材１Ｆを得る。なお、この貫通孔１０
は、第２の下穴８と同径に形成される。

これにより、加工素材１Ｆは、第１の下穴６と貫通孔１
０とからなる段付き中空形状を早するとともに、外側形
状が、軸方向の中間部に形成される環状溝部１２と、そ
の両端部に形成される鍔状部７、および膨出箇所１３と
を連ねた段付き形状を呈する。

なお、第２の下穴８の形成後、杓ち抜きにより貫通孔１
０を形成し、その後、すえこみ鍛造を行う方法も考えら
れるが、この場合、打ち抜きにより形成した貫通孔１０
が、すえこみ鍛造を行うことにより中膨れしてしまう。

従って、塑性加工後に貫通孔１０の内壁に形成する雌ね
じ部が、中膨れした箇所のみ形成できなくなる。

そこで、本発明では、第２の下穴８を形成後、すえこみ
鍛造を行ない、その後、貫通孔１０を形成する方法とし
た。

膨出箇所１３には給電用高圧コードが嵌め合わされるな
め、塑性加工の最終工程として、膨出箇所１３の外表面
に、（ｌ〜）図に示すように、金型１４を用いて本発明
の第６工程であるシェービング加工を施し、所望の形状
（例えば直径的６．４５ｍｍ、長さ約１０ｍｍ）を看す
る加工素材１Ｇを得る。

シェービング加−［を施すことにより、膨出箇所１３の
司法精度か向上し、給電用高圧コードをスムーズ、且つ
確実に嵌め合わせることができる。

なお、上記した塑性加工の全工程によって得られた加工
素材１Ｇには、貫通孔１０の内壁に点火栓１００本体へ
の螺着用雌ねじ部１５が形成され、第２図に示すような
端子ナツト１が得られる。

一般に、塑性加工法では、塑性変形時に亀裂が発生しや
すく、本実施例の端子ナツト１では、第１の下穴６を形
成する際、加工素材１Ｂの一方の端面１ａに円錐状凹所
５を形成する際、あるいは加工素材１Ｄの中実箇所１１
にすえこみ鍛造を行う際などに亀裂の発生が起こりやす
い。

そこで、本実施例では、第１の下穴〇を形成する際に、
内径の小さな内空部６ｂの深さを鍔状部７の軸方向の長
さとほぼ同じに設定し、また、加工［素材１Ｂの一方の
端面１ａに形成する円錐状凹所５の角度を鈍角（例えば
１５０度）としたことにより、それぞれ亀裂の発生を防
止することができた。

なお、第１の下穴６を形成する際に、内径の小さな内空
部６ｂの深さを鍔状部７の軸方向の長さより長くした場
合に発生しやすい亀裂箇所Ｃ１、および円錐状凹所５の
角度を鋭角（例えば８０度）としたことにより発生しや
すい亀裂箇所Ｃ２を、第４図および第５図に示す。

上述したように、本発明の塑性加工によれば、各工程に
おいて、パンチとダイスの組み合わせを順次変えＣいく
ことにより、（ト）図に示したような所巴の形状を得る
ことができ、従来の切削加工法、およびダイキャスト法
に比べて加工に要する時間を大巾に知縮することができ
る。

加工屑も貫通孔１０を形成する際に極わずかに生じるに
止まり、切削加工法のように多量の材料ロスを発生させ
ることがない。これらのことがら、点火栓用端子ナツト
１の生産コストを低減さぜることができる。

また、ダイキャスト法の場合のように、高熱や粉塵、あ
るいは有害ガスの発生がなく、作業者への健康上の悪影
響を少なくすることができる。

さらには、亜鉛やアルミニウム合金など限られた種類の
素材しか使用できないダイキャスト法とは異なり、安価
で、且つ硬度も十分に高い鉄系金属を使用することが可
能であるとともに、亜鉛やアルミニウム合金などの軟質
金属を素材として作られた端子ナツト１であっても、鍛
造効果によってその表面硬度が高められるため、端子ナ
ツト１への給電用高圧コードの着脱が頻繁に行われたと
しても、表面部が摩耗し゛Ｃ接触不良を起こす不都合は
生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は点火栓用端子ナツトの製造工程を示す説明図、
第２図は点火栓用端子ナツトの断面図、第３図は点火栓
の部分断面図、第４図および第５図は亀裂の発生箇所を
示す加工素材の断面図である。 図中　１・・・点火栓用端子ナツト　１Ａ・・・円柱状
金属素材　１Ｂ〜１Ｇ・・加工素材　５・・・円錐状凹
所　６・・・第１の下穴　８・・・第２の下穴　１０・
・・貫通孔　１４・・・金型

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）所定の寸法に切断された円柱状金属素材の端
   面を打圧することにより、前記円柱状金属素材の両端面
   を軸方向に対してほぼ直角な平行面に形成する第１工程
   と、 （ｂ）前記第１工程により得られた金属素材の一方の端
   面の中心部に鈍角の円錐状凹所を形成するとともに、押
   出し成形により、他方の端面の中心部に第１の下穴を形
   成する第２工程と、 （ｃ）前記第１の下穴の形成後に、前記第１の下穴と同
   軸で、前記第１の下穴より小径の第２の下穴を形成する
   第３工程と、 （ｄ）前記一方の端面側を、すえこみ鍛造により軸方向
   に圧縮させるとともに径方向に拡張させる第４工程と、 （ｅ）前記第４工程により得られた金属素材に、打ち抜
   きにより前記第２の下穴と同軸に貫通孔を形成する第５
   工程と、 （ｆ）前記第５工程により得られた金属素材の外周面に
   、金型を用いてシェービング加工を施す第６工程と からなる塑性加工による点火栓用端子ナットの製造方法
   。