JPH06338379A - 多極スパークプラグの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の外側電極の形状や折曲げ高さの不揃い
を防止して、作業者の手作業によるギャップ長の調整作
業を廃止することを可能にする。 【構成】 金属素材を冷間押出し成形した後、切削加工
により金属素材の外周に六角部５、鍔状部７、円筒部２
５を形成し、円筒部２５の先端面に２本の外側電極１１
を抵抗溶接し、ねじ転造により主体金具４の外周にねじ
部６を形成し、主体金具４に付着した切粉を酸洗いした
後に亜鉛鍍金を行う。そして、曲げ成形機により２本の
外側電極１１をＬ字状に折り曲げた後に、打抜き成形機
により２本の外側電極１１の先端部を打ち抜いて、中心
電極と火花放電ギャップ１２を形成する放電端面１３を
形成する。このように、曲げ工程のときには切削工程で
主体金具４に付着した切粉が除去されているので、曲げ
成形機により折曲げ形状や折曲げ高さが規格通りの外側
電極１１が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外周に六角部を有する
筒状の主体金具の先端面に複数の外側電極を溶接等の手
段により接合してなる多極スパークプラグの製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図１０に示したような２極ス
パークプラグの製造方法（以下従来の製造方法と呼ぶ）
が知られている。この従来の製造方法は、先ず、図１０
（ａ）に示したように、筒状の主体金具１０１の外周に
六角部１０２と円筒部１０３を冷間成形加工した後に、
図１０（ｂ）に示したように、六角部１０２の上端部１
０２ａと下端部１０２ｂ，円筒部１０３の上部１０３ａ
と下部１０３ｂを所定の軸方向及び径方向の寸法となる
ように主体金具１０１の外周を切削する切削加工を行
う。

【０００３】そして、図１０（ｃ）に示したように、円
筒状の主体金具１０１の先端面に２本の外側電極１０４
を溶接した後に、図１０（ｄ）に示したように、２本の
外側電極１０４を途中から主体金具１０１の軸心に向け
て略Ｌ字状に折曲げる折曲げ工程を行う。そして、図１
０（ｅ）に示したように、２本の外側電極１０４の先端
部をピン等により打抜いて２本の外側電極１０４に放電
端面１０５を形成し、図１０（ｆ）に示したように、主
体金具１０１の円筒部１０３の外周面にねじ部１０６を
転造した後に、図１０（ｇ）に示したように、主体金具
１０１および２本の外側電極１０４に鍍金を施すことに
よって２極スパークプラグ用主体金具を製造していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の製造
方法においては、図１１に示したように、前工程である
主体金具１０１の切削加工で発生した切粉又は異物が主
体金具１０１の軸穴１０７や２本の外側電極１０４の表
面に付着する場合がある。このような状態で、２本の外
側電極１０４の折曲げ、および打抜きを行うと、２本の
外側電極１０４の電極形状や折曲げ高さに不揃いが生ず
ることにより２本の外側電極１０４の打抜き径の精度が
低下する。これによって、２極スパークプラグの完成品
において、２本の外側電極１０４の放電端面１０５と中
心電極の先端部（図示せず）との間に形成される火花放
電ギャップのギャップ長の精度や火花放電ギャップの位
置の精度が低下するという問題点があった。

【０００５】例えば、図１１に示したように、主体金具
１０１の軸穴１０７のテーパ状の係止部１０８に切粉が
付着していると、曲げパンチ１０９の先端部により２本
の外側電極１０４を曲げ型１１０に規格通り押し付ける
ことができず、図１２に示したように、主体金具１０１
のＨ寸法が短くなってしまうという不具合があった。

【０００６】また、図１１に示したように、２本の外側
電極１０４に切粉が付着していると、図１３に示したよ
うに、折曲げ形状や折曲げ高さが２本の外側電極１０４
間で非対称（誤差ｓ）になってしまうという不具合があ
った。これらにより、曲げ工程前に切粉が主体金具１０
１に付着していることを検出する検出装置を用いて切粉
を取り除いたり、鍍金工程後に規格外となった主体金具
１０１は、作業者の手作業により規格通りのギャップ長
を得られるように、複数の外側電極１０４の放電端面１
０５間の寸法を拡げたり、狭めたりする調整作業が必要
となり、作業工数が増え製作コストを上昇させる要因と
なっていた。

【０００７】本発明は、複数の外側電極の形状や折曲げ
高さの不揃いの発生を防止して、作業者の手作業による
ギャップ長の調整作業を廃止することが可能な多極スパ
ークプラグの製造方法の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、素材を切削加
工することにより筒状の主体金具を形成する第１工程
と、この第１工程が終了した後に、前記主体金具の先端
面に複数の外側電極を溶接等の手段により接合し、且つ
前記主体金具の外周面にねじ部の転造を行う第２工程
と、この第２工程が終了した後に、前記主体金具を洗浄
し、前記主体金具に鍍金を施す第３工程と、この第３工
程が終了した後に、前記複数の外側電極の途中から前記
主体金具の軸心に向けて略Ｌ字状に折曲げる第４工程
と、この第４工程が終了した後に、前記複数の外側電極
の先端部を打抜いて、前記複数の外側電極の先端部に中
心電極の先端部と火花放電ギャップを形成する放電端面
を形成する第５工程とを備えた製造方法を採用した。

【０００９】

【作用】本発明は、第１工程での切削加工や第２工程で
のねじ部の転造により生じた切粉が仮に主体金具の軸穴
や複数の外側電極に付着したとしても、第３工程で鍍金
を施す前の洗浄により切粉が除去される。これにより、
第４工程での複数の外側電極の折曲げのときに外側電極
の電極形状や折曲げ高さに不揃いが生ずることがなくな
ることにより、第５工程での打抜きのときに外側電極の
打抜き径の精度が向上する。

【００１０】

【実施例】本発明の多極スパークプラグの製造方法を図
１ないし図９に示す実施例に基づき説明する。 〔第１実施例の構成〕図１ないし図７は本発明の第１実
施例を示すもので、図１は２極スパークプラグを示した
図である。２極スパークプラグ１は、高電圧が印加され
る中心電極２と、この中心電極２を保持する筒状絶縁体
３と、この絶縁体３を保持する筒状の主体金具４とを備
えている。

【００１１】主体金具４の構造を図２ないし図４に基づ
いて詳細に説明する。この主体金具４の中央部より一端
側の外周には、工具（図示せず）と係合するボルト状の
六角部５が形成されている。主体金具４の中央部より他
端側の外周には、内燃機関のエンジンブロック（図示せ
ず）にねじ込むためのねじ部６が形成されている。そし
て、六角部５とねじ部６との間、つまり主体金具４の中
央部には、円環状の鍔状部（胴部）７が形成されてい
る。なお、主体金具４の内部には、絶縁体３を挿入する
ための軸穴８が形成されている。その軸穴８には、絶縁
体３を係止するテーパ状の係止部９が内側に向かって突
出している。

【００１２】また、主体金具４の先端面１０には、図３
および図４に示したように、途中で主体金具４の軸心に
向けて略Ｌ字状に折曲げられた２本の外側電極１１が抵
抗溶接等の手段により接合されている。これらの外側電
極１１の先端部には、中心電極２の先端部との間に所定
のギャップ長の火花放電ギャップ１２（図１参照）を形
成する放電端面１３が形成されている。なお、２本の外
側電極１１は、図３に示したように、所定の電極高さｈ
となるように形成されている。また、２本の外側電極１
１は、図４に示したように、中心電極２の外周との間に
同心状に火花放電ギャップ１２を形成するために放電端
面１３の間が所定の打抜き径φとなるように主体金具４
の先端面に形成されている。

【００１３】〔第１実施例の製造方法〕次に、この実施
例の製造方法を図２ないし図７に基づき説明する。ここ
で、図５はこの実施例の製造方法を示した工程図であ
る。 （第１工程）冷間押出し成形によって、鉄に数％以下の
炭素を含有させた低炭素鋼などよりなる金属素材の中央
部２１より一方側に中央部２１の径より小さい径で断面
形状が六角形状の筒状部２２を形成すると共に、金属素
材の中央部２１より他方側に中央部２１の径より小さい
径で断面形状が円筒形状の筒状部２３と、さらに、冷間
押出し成形によって、その金属素材を軸方向に貫通する
軸穴８を形成することにより主体金具４が得られる〔図
５（ａ）参照〕。次に、主体金具４の筒状部２２、２３
の外周に切削加工を施すことによって、中央部の鍔状部
７より上方側に上端部５ａと下端部５ａを形成して所定
の軸方向寸法の六角部５を形成し、鍔状部７より下方側
に上部２５ａと下部２５ａを備える円筒部２５を形成す
ることにより主体金具４が得られる〔図５（ｂ）参
照〕。なお、主体金具４は冷間押出し成形せずに円柱
状、六角状などの棒材から切削加工により形成したもの
でも良い。

【００１４】（第２工程）次に、ニッケルを主体とする
ニッケル合金製の外側電極１１を、主体金具４の円筒部
２５の先端面において対向する位置に、抵抗溶接等の電
気溶接を用いて２本接合する〔図５（ｃ）参照〕。な
お、外側電極１１の材料としてニッケルにＣｒ、Ｍｎ、
Ｓｉを加えたニッケル合金、インコネル（Ｃｒ−Ｆｅ−
Ｎｉ）を用い、又これら材料の放電面に白金、イリジウ
ム又はこれら合金等の貴金属材料を用いても良く、さら
にニッケル合金内に銅を封入したものを用いても良い。
次に、主体金具４の円筒部２５のねじ転造を行う。すな
わち、ねじ部の山形を有する丸形ダイスまたは平形ダイ
ス（いずれも図示せず）を、主体金具４の円筒部２５に
押し付けて転がし、主体金具４の鍔状部７の一方側に複
数の山部と複数の谷部よりなるねじ部６を形成すること
により主体金具４が得られる〔図５（ｄ）参照〕。な
お、ねじ部６の長さは内燃機関のシリンダヘッドの厚さ
等によって定められている。ここで、外側電極の溶接と
ねじ転造の順番は逆でも良い。

【００１５】（第３工程）次に、主体金具４を酸洗いす
る。すなわち、主体金具４を１０〜２０％容量の塩酸に
浸漬し、さび、酸化物、切削加工で発生した切粉等を除
去して、水洗いをした後に、主体金具４の内周と外周お
よび２本の外側電極１１に亜鉛鍍金を行い、クロメート
処理を施す〔図５（ｅ）参照〕。 （第４工程）図６は外側電極の曲げ工程を示した図であ
る。この曲げ工程を行う曲げ成形機２７は、外側電極１
１の所定の曲げ形状に応じた形状の成形面２８を有する
曲げ型２９、主体金具４を曲げ型２９側へ案内するガイ
ド３０、および主体金具４の内側から外側（図示矢印方
向）に向かって移動する曲げパンチ３１等より構成され
ている。この曲げパンチ３１は、主体金具４の軸穴８内
を貫通して２本の外側電極１１を曲げ型２９の上面に押
し付けて塑性変形させる。なお、曲げパンチ３１は、主
体金具４の軸穴８内の係止部９に当接する肩部３２を有
し、肩部３２より下方に延びる脚部３３の長さで２本の
外側電極１１の電極高さが決まる。次に、亜鉛鍍金を行
った主体金具４を、曲げ型２９の成形面２８に接触する
ようにガイド３０内に挿入した後に、曲げパンチ３１の
脚部３３の先端面により途中から主体金具４の軸心に向
けて略Ｌ字状に外側電極１１を折り曲げる〔図５（ｆ）
参照〕。この曲げ工程により、図３に示したように、２
本の外側電極１１の先端面が対向配置され、２本の外側
電極１１が共に所定の電極高さｈとなるように形成され
る。

【００１６】（第５工程）図７は外側電極の打抜き工程
を示した図である。この打抜き工程を行う打抜き成形機
３４は、外側電極１１の先端部より切断された切れ片
（図示せず）を排出する排出孔３５を有する打抜き型３
６、主体金具４を打抜き型３６側へ案内するガイド３
７、および主体金具４の内側から外側（図示矢印方向）
に向かって移動する打抜きパンチ３８等より構成されて
いる。この打抜きパンチ３８は、主体金具４の軸穴８内
より２本の外側電極１１の先端部を打抜く。次に、主体
金具４の外側電極１１が打抜き型３６の上面に接触する
ようにガイド３７内に挿入した後に、打抜きパンチ３８
の先端部３９により２本の外側電極１１の先端部を打抜
くことによって、図４に示したように、２本の外側電極
１１の先端部に打抜き径φとなる放電端面１３を形成す
る〔図５（ｇ）参照〕。以上の第１工程から第５工程を
行うことによって主体金具４が製造される。

【００１７】〔第１実施例の効果〕以上のように、この
実施例では、抵抗溶接、ねじ転造、鍍金工程、曲げ工程
を行った後に、打抜き工程を行っているので、従来の技
術のように打抜き工程で精度良く打抜いたものが、主体
金具を出し入れする際に主体金具４同士のぶつかり合い
により外側電極１１が変形したりすることが防止され
る。

【００１８】また、仮に前工程である主体金具４の切削
加工で発生した切粉が主体金具４の軸穴８や２本の外側
電極１１の表面に付着していても、鍍金工程の酸洗いに
よってその切粉を除去できるので、図６に示したよう
に、曲げパンチ３１により２本の外側電極１１を曲げ型
２９の成形面２８の内面に規格通り押し付けることがで
き、２本の外側電極１１の折曲げ形状や折曲げ高さが規
格通りとなる。すなわち、２本の外側電極１１の曲げ工
程のときに２本の外側電極１１の電極形状や折曲げ高さ
がばらつくことを防止することができるので、２本の外
側電極１１の打抜き工程のときに常に一定の位置で外側
電極１１の先端部を打抜くことができるので、２本の外
側電極１１の打抜き径の精度を向上することができる。

【００１９】これらにより、２極スパークプラグ１の完
成品において、２本の外側電極１１の放電端面１３と中
心電極２の先端部との間に形成される火花放電ギャップ
１２（図１参照）のギャップ長の精度や火花放電ギャッ
プ１２の位置の精度を飛躍的に向上することができる。
また、規格外となる主体金具４の個数を著しく減少する
ことができるので、作業者の手作業により規格通りの火
花放電ギャップ１２のギャップ長を得られるように、複
数の外側電極１１の放電端面１３間の寸法を拡げたり、
狭めたりする調整作業を廃止することができ、また主体
金具４に切粉が付着していることを検出する検出装置の
検出頻度を減少することができる。このため、量産性を
向上することができるので、２極スパークプラグ１の製
作コストを著しく低下させることができる。

【００２０】〔第２実施例〕図８は本発明の第２実施例
を示すもので、外側電極の曲げ工程を示した図である。
この実施例の曲げ成形機４１は、主体金具４の軸穴８内
に嵌め込まれて主体金具４を保持する芯金４２、および
図示上方より２本の外側電極１１に向かって移動する曲
げ型４３等より構成されている。芯金４２は、主体金具
４の軸穴８内の係止部９に当接する肩部４４を有し、肩
部４４より上方に延びる頭部４５の長さで２本の外側電
極１１の電極高さが決まる。また、曲げ型４３は、下面
に成形面４６を有し、芯金４２の頭部４５の上面との間
で２本の外側電極１１を挟み込んで、２本の外側電極１
１の途中から主体金具４の軸心に向けて略Ｌ字状に２本
の外側電極１１を折り曲げる。この実施例のように、２
本の外側電極１１の曲げ工程では、主体金具４に対し曲
げ型４３が移動して主体金具４の外側より力を加えても
良い。

【００２１】〔第３実施例〕図９は本発明の第３実施例
を示すもので、外側電極の打抜き工程を示した図であ
る。この実施例の打抜き成形機４７は、主体金具４の軸
穴８内に嵌め込まれて主体金具４を保持する芯金４８、
および図示上方より２本の外側電極１１に向かって移動
する打抜きパンチ４９等より構成されている。芯金４８
の内部には、外側電極１１の先端部より切断された切れ
片（図示せず）を排出する排出孔５０が形成されてい
る。そして、芯金４８の外周には、主体金具４の軸穴８
内の係止部９に当接する肩部５１が形成されている。ま
た、打抜きパンチ４９は、主体金具４の外側から内側
（図示矢印方向）に向かって２本の外側電極１１の先端
部を切断する。この実施例のように、外側電極１１の打
抜き工程では、主体金具４の外側より力を加えても良
い。

【００２２】〔変形例〕本実施例では、本発明を２極ス
パークプラグ１に用いたが、本発明を３極以上の多極ス
パークプラグに用いても良い。また、本実施例では主体
金具４は六角部５が鍔状部７より小さい形状について説
明したが、六角部５が鍔状部７より大きい形状の主体金
具にも適用することができることはいうまでもない。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、複数の外側電極の形状や折曲
げ高さの不揃いの発生を防止することができるので、複
数の外側電極の放電端面と中心電極の先端部との間に形
成される火花放電ギャップのギャップ長の精度や火花放
電ギャップの位置の精度を向上することができる。そし
て、ギャップ長を調整する調整作業を減少することがで
き、且つ主体金具に切粉が付着していることを検出する
検出装置の検出頻度を減少することができるので、多極
スパークプラグの製作コストを低下させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる２極スパークプラ
グを示した側面図である。

【図２】本発明の第１実施例にかかる主体金具を示した
断面図である。

【図３】図２の主要部を示した断面図である。

【図４】図２の主要部を示した正面図である。

【図５】本発明の第１実施例の製造方法を示した工程図
である。

【図６】本発明の第１実施例にかかる外側電極に曲げ加
工を行う曲げ成形機を示した断面図である。

【図７】本発明の第１実施例にかかる外側電極の打抜き
工程を示した断面図である。

【図８】本発明の第２実施例にかかる外側電極の曲げ工
程を示した断面図である。

【図９】本発明の第３実施例にかかる外側電極の打抜き
工程を示した断面図である。

【図１０】従来の製造方法を示した工程図である。

【図１１】主体金具の軸穴や外側電極に切粉が付着した
ものの外側電極の曲げ工程を示した断面図である。

【図１２】電極高さが規格外の主体金具を示した断面図
である。

【図１３】外側電極の形状や電極高さが非対称な主体金
具を示した断面図である。

【符号の説明】

１ ２極スパークプラグ（多極スパークプラグ） ２ 中心電極 ４ 主体金具 ６ ねじ部 １１ 外側電極 １２ 火花放電ギャップ １３ 放電端面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）素材を切削加工することにより筒
   状の主体金具を形成する第１工程と、 （ｂ）この第１工程が終了した後に、前記主体金具の先
   端面に複数の外側電極を溶接等の手段により接合し、且
   つ前記主体金具の外周面にねじ部の転造を行う第２工程
   と、 （ｃ）この第２工程が終了した後に、前記主体金具を洗
   浄し、前記主体金具に鍍金を施す第３工程と、 （ｄ）この第３工程が終了した後に、前記複数の外側電
   極の途中から前記主体金具の軸心に向けて略Ｌ字状に折
   曲げる第４工程と、 （ｅ）この第４工程が終了した後に、前記複数の外側電
   極の先端部を打抜いて、前記複数の外側電極の先端部に
   中心電極の先端部と火花放電ギャップを形成する放電端
   面を形成する第５工程とを備えた多極スパークプラグの
   製造方法。