スパークプラグの製造方法
【課題】スパークプラグを製造する際に、主体金具の工具係合部が外側に膨らんでしまうことを抑制することのできる技術を提供する。
【解決手段】スパークプラグの製造方法は、（ａ）主体金具に絶縁体が挿入された状態の部材を準備する工程と、（ｂ）治具によって、主体金具と絶縁体とを固定する工程とを備える。工程（ｂ）は、中心線方向における治具のテーパ面の先端の位置を、工具係合部の後端と同一の位置、または工具係合部の後端より先端側に配置するとともに、治具のテーパ面を、工具係合部より後端側であって加締め部より先端側に位置する傾斜面の少なくとも一部に接触させる工程を含む。中心線と治具のテーパ面の延長線との間に形成される鋭角の角度をＡとし、中心線と主体金具の傾斜面の延長線との間に形成される鋭角の角度をＢとした場合に、−３°≦Ｂ−Ａ≦１０°の関係を満たす。
【解決手段】スパークプラグの製造方法は、（ａ）主体金具に絶縁体が挿入された状態の部材を準備する工程と、（ｂ）治具によって、主体金具と絶縁体とを固定する工程とを備える。工程（ｂ）は、中心線方向における治具のテーパ面の先端の位置を、工具係合部の後端と同一の位置、または工具係合部の後端より先端側に配置するとともに、治具のテーパ面を、工具係合部より後端側であって加締め部より先端側に位置する傾斜面の少なくとも一部に接触させる工程を含む。中心線と治具のテーパ面の延長線との間に形成される鋭角の角度をＡとし、中心線と主体金具の傾斜面の延長線との間に形成される鋭角の角度をＢとした場合に、−３°≦Ｂ−Ａ≦１０°の関係を満たす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパークプラグの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スパークプラグの製造工程では、中心電極と主体金具との間の絶縁を確保するための絶縁体を筒状の主体金具の内部に挿入し、主体金具を加締めて絶縁体を固定することにより、スパークプラグの気密を確保している。従来、主体金具を加締めて絶縁体を固定する際に、主体金具のうちスパークプラグレンチが嵌合する部分（以下、工具係合部ともいう）が外側に膨らんでしまい、スパークプラグレンチが嵌らない場合があるといった問題があった。
【０００３】
この問題を解決するための技術としては、例えば下記の特許文献１に開示されたものが知られている。この技術では、主体金具を加締めるための治具の表面に、非晶質炭素相を主体とする硬質炭素皮膜（ＤＬＣ：Diamond Like Carbon）を形成することにより、工具係合部が外側に膨らんでしまうことを抑制していた。
【０００４】
ところで、近年では、小排気量のエンジンと過給器を組み合わせて、高出力と低燃費を実現する技術が注目を集めている。過給器を用いると、エンジンの燃焼室の圧力が大きくなるため、スパークプラグに対しては、さらに高い気密性が求められるようになった。高い気密性を確保するために、主体金具の加締め時の荷重を大きくすると、上記の方法を用いても、主体金具の工具係合部が外側に膨らんでしまうことを十分に抑制することができないといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１６７８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した従来の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、スパークプラグを製造する際に、主体金具の工具係合部が外側に膨らんでしまうことを抑制することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために、以下の形態または適用例を取ることが可能である。
【０００８】
[適用例１]
先端側に発火部を備え、後端側に端子を備えるスパークプラグの製造方法であって、
（ａ）工具係合部と前記工具係合部より後端側に位置する加締め部とを有する筒状の主体金具の内部に絶縁体が挿入された状態の部材を準備する工程と、
（ｂ）治具によって、前記加締め部を変形させることにより、前記主体金具と前記絶縁体とを固定する工程と
を備え、
前記工程（ｂ）は、
前記主体金具の中心線と、前記主体金具の工具係合部の外周のうち前記中心線に最も遠い点とを通る断面において、
前記中心線方向における前記治具のテーパ面の先端の位置を、前記工具係合部の後端と同一の位置、または前記工具係合部の後端より先端側に配置するとともに、前記治具の前記テーパ面を、前記工具係合部より後端側であって前記加締め部より先端側に位置する傾斜面の少なくとも一部に接触させる工程を含み、
前記中心線と前記治具の前記テーパ面の延長線との間に形成される鋭角の角度をＡとし、
前記中心線と前記主体金具の前記傾斜面の延長線との間に形成される鋭角の角度をＢとした場合に、
−３°≦Ｂ−Ａ≦１０°
の関係を満たすことを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
この方法によれば、傾斜面を適切な角度で押さえるため、工具係合部が外側に膨らんでしまうことを抑制することができる。
【０００９】
[適用例２]
適用例１に記載のスパークプラグの製造方法であって、
−１°≦Ｂ−Ａ≦７°
の関係を満たすことを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
この方法によれば、傾斜面をさらに適切な角度で押さえるため、工具係合部が外側に膨らんでしまうことをさらに抑制することができる。
【００１０】
[適用例３]
適用例１または適用例２に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ｂ）において、前記治具は、前記工具係合部から離間していることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
この方法によれば、治具が工具係合部から離間しているので、工具係合部が外側に膨らんだ場合であっても、治具が工具係合部から外れにくくなってしまうことを抑制することができる。
【００１１】
[適用例４]
適用例１から適用例３のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ｂ）は、
（ｂ１）前記治具の湾曲部を、前記主体金具の前記加締め部に接触させる工程と、
（ｂ２）前記治具の前記テーパ面を、前記主体金具の前記傾斜面に接触させる工程と、
（ｂ３）前記工具係合部より先端側に位置する薄肉部を座屈させる工程と
をこの順で備えることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
治具の湾曲部が主体金具の加締め部に接触する前に、治具のテーパ面が主体金具の傾斜面に接触すると、主体金具の傾斜面が望まざる変形をする場合がある。また、治具のテーパ面が主体金具の傾斜面に接触する前に、薄肉部を座屈させると、主体金具の工具係合部が外側に膨らんでしまう場合がある。しかし、この方法によれば、主体金具の傾斜面における変形を抑制することができるとともに、工具係合部が外側に膨らんでしまうことを抑制することができる。
【００１２】
[適用例５]
適用例１から適用例４のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ａ）で準備される前記部材において、前記工具係合部の内側と前記絶縁体との間には、充填材が配置されていることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
この方法によれば、工具係合部が外側に膨らむのを抑制することができるので、充填材の密度が低下してしまうことを抑制することができる。
【００１３】
[適用例６]
適用例１から適用例５のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ａ）で準備される前記部材において、前記主体金具に形成された取付ネジ部のネジ径は、Ｍ１２以下であることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
工具係合部は、取付ネジ部のネジ径がＭ１２以下の場合に特に、外側に膨らみやすい。この方法によれば、Ｍ１２以下のネジ径のスパークプラグを製造する場合においても、工具係合部が外側に膨らんでしまうことを抑制することができる。
【００１４】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、スパークプラグ、スパークプラグの製造装置、製造システム等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００の全体構成を示す説明図である。
【図２】主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定する工程を示す工程図である。
【図３】主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定する工程の様子を示す説明図である。
【図４】治具３００と主体金具５０とを拡大して示す説明図である。
【図５】本実施形態の効果を比較例とともに示す説明図である。
【図６】第２実施形態における治具３００ｂと主体金具５０とを拡大して示す説明図である。
【図７】第３実施形態における治具３００ｃと主体金具５０とを拡大して示す説明図である。
【図８】２つのタイプの治具を示す説明図である。
【図９】実験結果を表形式で示す説明図である。
【図１０】実験結果をグラフ形式で示す説明図である。
【図１１】工具係合部５１ｂが１２角形の形状であるスパークプラグを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．スパークプラグの構成：
Ａ２．スパークプラグの製造方法：
Ａ３．治具の詳細：
Ａ４．効果：
Ｂ．第２実施形態：
Ｃ．第３実施形態：
Ｄ．実験例：
Ｅ．変形例：
【００１７】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．スパークプラグの構成：
図１は、本発明の一実施形態によって製造されるスパークプラグ１００の全体構成を示す説明図である。図１（Ａ）では、軸線Ｏの右側にスパークプラグ１００の外観を示し、軸線Ｏの左側にスパークプラグ１００を軸線Ｏ（以下では、中心線Ｏともいう。）を通る面で切断した断面を示している。以下では、図１（Ａ）においてスパークプラグ１００の軸線方向ＯＤを図面における上下方向とし、下側（発火部側）をスパークプラグの先端側、上側（端子側）を後端側として説明する。図１（Ｂ）は、スパークプラグ１００を上側から示した説明図である。図１（Ａ）で示された断面は、図１（Ｂ）における中心線Ｏと点Ｗとを通るＡ−Ａ断面（左半分）を示している。この点Ｗは、スパークプラグレンチ（図示せず）が嵌合する部位である工具係合部５１の外周のうち中心線Ｏから最も遠い点である。以下で説明する他の図面における断面図についても同様に、中心線Ｏと点Ｗとを通る断面を示す。
【００１８】
スパークプラグ１００は、絶縁碍子１０と、主体金具５０と、中心電極２０と、接地電極３０と、端子金具４０とを備えている。中心電極２０は、絶縁碍子１０に設けられた軸孔１２内に、軸線方向ＯＤに延びた状態で保持されている。絶縁碍子１０は、絶縁体として機能しており、主体金具５０は、この絶縁碍子１０を取り囲んだ状態で内挿している。端子金具４０は、電力の供給を受けるための端子であり、絶縁碍子１０の後端部に設けられている。
【００１９】
絶縁碍子１０は、中心線Ｏに沿って延びる軸孔１２が形成された筒状の絶縁体であり、アルミナ等を焼成することにより形成されている。絶縁碍子１０には、軸線方向ＯＤの略中央に外径が最も大きな鍔部１９が形成されており、それより後端側には後端側胴部１８が形成されている。後端側胴部１８には、表面長さを長くして絶縁性を高めるための襞部１１が形成されている。鍔部１９より先端側には、後端側胴部１８よりも外径の小さな先端側胴部１７が形成されている。先端側胴部１７よりもさらに先端側には、先端側胴部１７よりも外径の小さな脚長部１３が形成されている。脚長部１３は、先端側ほど外径が小さくなっている。この脚長部１３は、スパークプラグ１００が内燃機関のエンジンヘッド２００に取り付けられた際には、内燃機関の燃焼室内に曝される。脚長部１３と先端側胴部１７との間には段部１５が形成されている。
【００２０】
中心電極２０は、絶縁碍子１０の先端側から後端側に向かって中心線Ｏに沿って延びており、絶縁碍子１０の先端側において露出している。中心電極２０は、電極母材２１の内部に芯材２５を埋設した構造を有する棒状の電極である。電極母材２１は、クロム、シリコン、マンガン等を含有したニッケルを主成分とした合金や、インコネル６００またはインコネル６０１等（「インコネル」は商標名）のニッケルまたはニッケルを主成分とする合金から形成されている。芯材２５は、電極母材２１よりも熱伝導性に優れる銅または銅を主体とする合金から形成されている。本明細書では、「銅を主体とする合金」とは、銅を９５％以上含むものをいう。通常、中心電極２０は、有底筒状に形成された電極母材２１の内部に芯材２５を詰め、底側から押出成形を行って引き延ばすことで作製される。軸孔１２内において、中心電極２０は、シール体４およびセラミック抵抗３を介して、絶縁碍子１０の後端側に設けられた端子金具４０に電気的に接続されている。
【００２１】
主体金具５０は、低炭素鋼材より形成された筒状の金具であり、絶縁碍子１０を内部に保持している。絶縁碍子１０の後端側胴部１８の一部から脚長部１３にかけての部位は、主体金具５０によって取り囲まれている。
【００２２】
主体金具５０は、工具係合部５１と、取付ネジ部５２とを備えている。工具係合部５１は、スパークプラグレンチ（図示せず）が嵌合する部位であり、本実施形態では、軸線方向ＯＤから見た場合に、六角形の形状を有している。主体金具５０の取付ネジ部５２は、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付けるためにネジ山が形成された部位であり、内燃機関の上部に設けられたエンジンヘッド２００の取付ネジ孔２０１に螺合する。このように、主体金具５０の取付ネジ部５２をエンジンヘッド２００の取付ネジ孔２０１に螺合させて締め付けることより、スパークプラグ１００は、内燃機関のエンジンヘッド２００に固定される。
【００２３】
主体金具５０の工具係合部５１と取付ネジ部５２との間には、径方向外側に膨出するフランジ状の鍔部５４が形成されている。取付ネジ部５２と鍔部５４との間のネジ首５９には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿されている。ガスケット５は、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付けた際に、鍔部５４の座面５５と取付ネジ孔２０１の開口周縁部２０５との間で押し潰されて変形する。このガスケット５の変形により、スパークプラグ１００とエンジンヘッド２００間が封止され、取付ネジ孔２０１を介した燃焼ガスの漏出が抑制される。
【００２４】
主体金具５０の工具係合部５１より後端側には、薄肉の加締め部５３が設けられている。また、工具係合部５１より後端側であって加締め部５３より先端側には、傾斜面５１ｆが形成されている。鍔部５４と工具係合部５１との間には、加締め部５３と同様に、薄肉の座屈部５８が設けられている。主体金具５０の工具係合部５１から加締め部５３にかけての内周面と、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の外周面との間には、円環状のリング部材６，７が挿入されている。さらに両リング部材６，７間には、気密を保持するための充填材として、タルク（滑石）９の粉末が充填されている。加締め部５３を内側に折り曲げるようにして加締めることにより、主体金具５０と絶縁碍子１０とが固定される。この加締め工程は、冷間でも熱間でも行なうことができる。主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性は、主体金具５０の内周面に形成された段部５６と、絶縁碍子１０の段部１５との間に介在する環状の板パッキン８によって保持され、燃焼ガスの漏出が防止される。座屈部５８は、加締めの際に、圧縮力の付加に伴い外向きに撓み変形するように構成されており、タルク９の圧縮長さを確保して主体金具５０内の気密性を高めている。
【００２５】
主体金具５０の先端部には、主体金具５０の先端部から中心線Ｏに向かって屈曲した接地電極３０が接合されている。接地電極３０は、クロム、シリコン、マンガン等を含有したニッケルを主成分とした合金や、インコネル６００等（「インコネル」は商標名）のように、耐腐食性が高いニッケル合金で形成することが可能である。この接地電極３０と主体金具５０との接合は、溶接により行うことができる。接地電極３０の先端部３３は、中心電極２０と対向している。
【００２６】
スパークプラグ１００の使用時には、端子金具４０に、プラグキャップ（図示せず）を介して高圧ケーブル（図示せず）が接続される。そして、この端子金具４０とエンジンヘッド２００との間に高電圧を印加することにより、接地電極３０と中心電極２０との間に火花放電が生じる。
【００２７】
なお、中心電極２０と接地電極３０とのそれぞれには、高融点の貴金属を主成分として形成された円柱状の電極チップ９０，９５が取り付けられている。具体的には、中心電極２０の先端側の面には、例えば、イリジウム（Ｉｒ）や、イリジウムを主成分として、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、レニウム（Ｒｅ）のうち、１種類あるいは２種類以上を添加したＩｒ合金によって形成された電極チップ９０が取り付けられる。また、接地電極３０の先端部３３の中心電極２０と対向する面には、白金または白金を主成分とした電極チップ９５が取り付けられる。
【００２８】
Ａ２．スパークプラグの製造方法：
図２は、スパークプラグの製造工程のうち、主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定する工程を示す工程図である。図３は、主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定する工程の様子を示す説明図である。この図３は、図１（Ａ）と同様に、中心線Ｏと、主体金具５０の工具係合部５１の外周のうち中心線Ｏに最も遠い点Ｗ（図１（Ａ））とを通る断面を示している。
【００２９】
工程Ｓ１００（図２）では、主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定する工程に先立って、主体金具５０の内部に絶縁碍子１０が挿入された状態の部材と、治具３００とを準備する（図３（Ａ））。治具３００は、筒状であり、テーパ状に形成されたテーパ面３０４と、テーパ面３０４の後端側に形成された湾曲部３０２とを有している。
【００３０】
工程Ｓ２００では、治具３００の湾曲部３０２を、主体金具５０の加締め部５３に接触させる（図３（Ｂ））。このとき、主体金具５０の傾斜面５１ｆには、治具３００のテーパ面３０４は接触しておらず、主体金具５０の加締め部５３が、先端側からに変形する。
【００３１】
工程Ｓ３００では、治具３００のテーパ面３０４を、主体金具５０の傾斜面５１ｆに接触させる（図３（Ｃ））。具体的には、中心線Ｏ方向における治具３００のテーパ面３０４の先端の位置３０４ａを、工具係合部５１の後端５１ａより先端側に配置した状態で、治具３００のテーパ面３０４を、傾斜面５１ｆの少なくとも一部に接触させる。なお、テーパ面３０４の角度と、傾斜面５１ｆの角度との関係については、後述する。
【００３２】
工程Ｓ４００では、工具係合部５１より先端側に位置する薄肉部５８ｂを座屈させる（図３（Ｄ））。座屈した薄肉部５８ｂは、座屈部５８（図１）となる。工程Ｓ４００の工程を終えると、接地電極３０を中心電極２０に対向させるように湾曲させるなどの、次の製造工程に移行する。
【００３３】
この図２に示した工程によって主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定する理由について説明する。図２に示した工程によって主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定すれば、主体金具５０の傾斜面５１ｆの変形を抑制することができるとともに、工具係合部５１が外側に膨らんでしまうことを抑制することができる。しかし、仮に、治具３００の湾曲部３０２が主体金具５０の加締め部５３に接触する前に、治具３００のテーパ面３０４が主体金具５０の傾斜面５１ｆに接触すると、主体金具５０の傾斜面５１ｆが望まざる変形をする場合がある。また、仮に、治具３００のテーパ面３０４が主体金具５０の傾斜面５１ｆに接触する前に、薄肉部５８ｂを座屈させると、主体金具５０の工具係合部５１が外側に膨らんでしまう場合がある。
【００３４】
なお、本実施形態では、工具係合部５１の内側と絶縁碍子１０との間には、充填材として、タルク９が配置されている。本実施形態では、後述するように、工具係合部５１が外側に膨らんでしまうことを抑制することができるので、充填材としてのタルク９の密度が低下してしまうことを抑制することができる。また、本実施形態では、ステップＳ１００において準備される部材において、主体金具５０に形成された取付ネジ部５２のネジ径は、Ｍ１２である。
【００３５】
Ａ３．治具の詳細：
図４は、治具３００と主体金具５０とを拡大して示す説明図である。この図４において、中心線Ｏと治具３００のテーパ面３０４の延長線との間に形成される鋭角の角度をＡとする。そして、中心線Ｏと主体金具５０の傾斜面５１ｆの延長線との間に形成される鋭角の角度をＢとする。この場合に、スパークプラグの製造方法は、下記の式（１）を満たすことが好ましく、下記の式（２）を満たすことがさらに好ましい。
−３°≦Ｂ−Ａ≦１０° …（１）
−１°≦Ｂ−Ａ≦７° …（２）
【００３６】
すなわち、角度Ａと角度Ｂとの差が小さいほど、主体金具５０の傾斜面５１ｆが、治具３００のテーパ面３０４によって適切に押さえつけられるので、工具係合部５１が外側へ変形して膨らんでしまうことを抑制することができる。上記式（１）および式（２）の数値範囲とする根拠については、後述する。なお、図４に示す本実施形態では、Ｂ−Ａ＝０°となっている。すなわち、治具３００のテーパ面３０４の角度Ａは、主体金具５０の傾斜面５１ｆの角度Ｂと同じである。
【００３７】
さらに、本実施形態では、治具３００は、工具係合部５１から離間している。換言すれば、治具３００は、傾斜面５１ｆには接するが、スパークプラグレンチが嵌合する側面部分である工具係合部５１には接しない。したがって、工具係合部５１が外側に膨らんだ場合であっても、治具３００が工具係合部５１から外れにくくなってしまうことを抑制することができる。
【００３８】
Ａ４．効果：
図５は、本実施形態の効果を、比較例とともに示す説明図である。図５（Ａ）は、本実施形態の製造方法によって、主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定した場合を示しており、図５（Ｂ）は、比較例の製造方法によって、主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定した場合を示している。
【００３９】
比較例では、薄肉部５８ｂを座屈させて座屈部５８を形成する際に、治具３００ｘのテーパ面３０４ｘが、主体金具５０の傾斜面５１ｆに接していないため、工具係合部５１が外側へ変形して膨らんでしまう。これに対して、本実施形態では、薄肉部５８ｂを座屈させて座屈部５８を形成する際に、治具３００のテーパ面３０４が、主体金具５０の傾斜面５１ｆに接しているため、傾斜面５１ｆの内側方向へ力Ｆが加わり、工具係合部５１が外側へ変形して膨らんでしまうことを抑制することができる。
【００４０】
このように、本実施形態では、主体金具５０の傾斜面５１ｆを適切な角度で押さえるため、工具係合部５１が外側に膨らんでしまうことを抑制することができる。
【００４１】
Ｂ．第２実施形態：
図６は、第２実施形態における治具３００ｂと主体金具５０とを拡大して示す説明図である。図４に示した第１実施形態との違いは、角度Ａが角度Ｂよりも小さい点だけであり、他の構成は第１実施形態と同じである。ただし、この実施形態においても、上記の式（１）または式（２）を満たしている。
【００４２】
このように、角度Ａが角度Ｂよりも小さい場合であっても、上記の式（１）または式（２）を満たしていれば、第１実施形態と同様に、工具係合部５１が外側に変形して膨らんでしまうことを抑制することができる。この根拠については後述する。
【００４３】
Ｃ．第３実施形態：
図７は、第３実施形態における治具３００ｃと主体金具５０とを拡大して示す説明図である。図４に示した第１実施形態との違いは、角度Ａが角度Ｂよりも大きい点だけであり、他の構成は第１実施形態と同じである。ただし、この実施形態においても、上記の式（１）または式（２）を満たしている。
【００４４】
このように、角度Ａが角度Ｂよりも大きい場合であっても、上記の式（１）または式（２）を満たしていれば、第１実施形態と同様に、工具係合部５１が外側に変形して膨らんでしまうことを抑制することができる。この根拠については後述する。
【００４５】
Ｄ．実験例：
本実験例では、治具３００の形状と、工具係合部５１の膨らみとの関係を調べるため、角度Ａの異なる複数の治具のサンプルを用いて主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定し、工具係合部５１の膨らみを調べた。また、本実験例では、主体金具５０の傾斜面５１ｆを押さえる面積の異なる２つのタイプの治具を用意した。
【００４６】
図８は、２つのタイプの治具を示す説明図である。図８（Ａ）に示されたタイプ１の治具３００は、主体金具５０の傾斜面５１ｆの全面をテーパ面３０４によって押さえる形状を有している。一方、図８（Ｂ）に示されたタイプ２の治具３００ｚは、主体金具５０の傾斜面５１ｆのうち、端子側の５０％の面をテーパ面３０４ｚによって押さえる形状を有している。
【００４７】
換言すると、タイプ１では、治具３００のテーパ面３０４を、主体金具５０の傾斜面５１ｆに接触させた際に、中心線Ｏ方向における治具３００のテーパ面３０４の先端の位置３０４ａが、工具係合部５１の後端５１ａより先端側に配置された状態となる。一方、タイプ２では、治具３００ｚのテーパ面３０４ｚを、主体金具５０の傾斜面５１ｆに接触させた際に、治具３００ｚのテーパ面３０４ｚの先端の位置３０４ｚａが、工具係合部５１の後端５１ａより後端側に配置された状態となる。
【００４８】
図９は、実験結果を表形式で示す説明図である。図１０は、実験結果をグラフ形式で示す説明図である。図９では、工具係合部５１の膨らみが０．０５ｍｍ以下の場合を、最も評価の高い「Ａ」と評価し、工具係合部５１の膨らみが０．１０ｍｍ以下の場合を、２番目に評価の高い「Ｂ」と評価し、工具係合部５１の膨らみが０．１０ｍｍより大きい場合を、最も評価の低い「Ｃ」と評価した。
【００４９】
なお、工具係合部５１の膨らみは、工具係合部５１の対辺間の距離の増加量として測定した。また、エンジンヘッド２００にスパークプラグ１００を取り付ける際に、工具係合部５１の膨らみが０．１０ｍｍ以下であれば、スパークプラグレンチを工具係合部５１に嵌合させても、工具係合部５１の膨らみの影響はない。
【００５０】
図９から理解できるように、図５（Ｂ）に示した比較例の場合には、工具係合部５１の膨らみが０．６０ｍｍとなる。また、図９、図１０から理解できるように、治具３００ｚのテーパ面３０４ｚによって主体金具５０の傾斜面５１ｆの５０％を押さえるタイプ２の場合には、工具係合部５１の膨らみを０．１０ｍｍ以下には抑制できないことが理解できる。
【００５１】
これに対して、治具３００のテーパ面３０４によって主体金具５０の傾斜面５１ｆの全面を押さえるタイプ１の場合であって、Ｂ−Ａの値を、−３°以上１０°以下とすれば、工具係合部５１の膨らみを０．１０ｍｍ以下に抑えることが可能となる。さらに、Ｂ−Ａの値を、−１°以上７°以下とすれば、工具係合部５１の膨らみを０．０５ｍｍに抑えることが可能となる。
【００５２】
Ｅ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５３】
Ｅ１．変形例１：
上記実施形態では、図３（Ｃ）に示すように、中心線Ｏ方向における治具３００のテーパ面３０４の先端の位置３０４ａを、工具係合部５１の後端５１ａより先端側に配置していたが、中心線Ｏ方向における治具３００のテーパ面３０４の先端の位置３０４ａを、工具係合部５１の後端５１ａと同一の位置に配置した状態で、治具３００のテーパ面３０４を、傾斜面５１ｆの少なくとも一部に接触させることとしてもよい。
【００５４】
Ｅ２．変形例２：
上記実施形態では、工具係合部５１が六角形の形状であるスパークプラグ１００（ＨＥＸタイプ）を製造する場合について説明したが、本発明は、図１１に示すように、工具係合部５１ｂが１２角形の形状であるスパークプラグ１００ｂ（ＢｉＨＥＸタイプ）を製造する場合にも適用することができる。
【００５５】
Ｅ３．変形例３：
上記実施形態では、加締め部５３の内側にタルク９が充填されていたが、タルク９は省略することとしてもよい。
【００５６】
Ｅ４．変形例４：
上記実施形態では、取付ネジ部５２のネジ径がＭ１２であるスパークプラグを製造する場合について説明したが、本発明は、他の大きさのネジ径を有するスパークプラグを製造する場合にも適用することができる。例えば、本発明は、Ｍ１２以下のネジ径のスパークプラグを製造する場合にも適用することもできる。
【符号の説明】
【００５７】
３…セラミック抵抗
４…シール体
５…ガスケット
６…リング部材
８…板パッキン
９…タルク
１０…絶縁碍子
１１…襞部
１２…軸孔
１３…脚長部
１５…段部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…鍔部
２０…中心電極
２１…電極母材
２５…芯材
３０…接地電極
３３…先端部
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５１ａ…後端
５１ｂ…工具係合部
５１ｆ…傾斜面
５２…取付ネジ部
５３…加締め部
５４…鍔部
５５…座面
５６…段部
５８…座屈部
５８ｂ…薄肉部
５９…ネジ首
９０…電極チップ
９５…電極チップ
１００…スパークプラグ
１００ｂ…スパークプラグ
２００…エンジンヘッド
２０１…取付ネジ孔
２０５…開口周縁部
３００…治具
３００ｂ…治具
３００ｃ…治具
３００ｘ…治具
３００ｚ…治具
３０２…湾曲部
３０４…テーパ面
３０４ａ…位置
３０４ｘ…テーパ面
３０４ｚ…テーパ面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパークプラグの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スパークプラグの製造工程では、中心電極と主体金具との間の絶縁を確保するための絶縁体を筒状の主体金具の内部に挿入し、主体金具を加締めて絶縁体を固定することにより、スパークプラグの気密を確保している。従来、主体金具を加締めて絶縁体を固定する際に、主体金具のうちスパークプラグレンチが嵌合する部分（以下、工具係合部ともいう）が外側に膨らんでしまい、スパークプラグレンチが嵌らない場合があるといった問題があった。
【０００３】
この問題を解決するための技術としては、例えば下記の特許文献１に開示されたものが知られている。この技術では、主体金具を加締めるための治具の表面に、非晶質炭素相を主体とする硬質炭素皮膜（ＤＬＣ：Diamond Like Carbon）を形成することにより、工具係合部が外側に膨らんでしまうことを抑制していた。
【０００４】
ところで、近年では、小排気量のエンジンと過給器を組み合わせて、高出力と低燃費を実現する技術が注目を集めている。過給器を用いると、エンジンの燃焼室の圧力が大きくなるため、スパークプラグに対しては、さらに高い気密性が求められるようになった。高い気密性を確保するために、主体金具の加締め時の荷重を大きくすると、上記の方法を用いても、主体金具の工具係合部が外側に膨らんでしまうことを十分に抑制することができないといった問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１６７８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した従来の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、スパークプラグを製造する際に、主体金具の工具係合部が外側に膨らんでしまうことを抑制することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために、以下の形態または適用例を取ることが可能である。
【０００８】
[適用例１]
先端側に発火部を備え、後端側に端子を備えるスパークプラグの製造方法であって、
（ａ）工具係合部と前記工具係合部より後端側に位置する加締め部とを有する筒状の主体金具の内部に絶縁体が挿入された状態の部材を準備する工程と、
（ｂ）治具によって、前記加締め部を変形させることにより、前記主体金具と前記絶縁体とを固定する工程と
を備え、
前記工程（ｂ）は、
前記主体金具の中心線と、前記主体金具の工具係合部の外周のうち前記中心線に最も遠い点とを通る断面において、
前記中心線方向における前記治具のテーパ面の先端の位置を、前記工具係合部の後端と同一の位置、または前記工具係合部の後端より先端側に配置するとともに、前記治具の前記テーパ面を、前記工具係合部より後端側であって前記加締め部より先端側に位置する傾斜面の少なくとも一部に接触させる工程を含み、
前記中心線と前記治具の前記テーパ面の延長線との間に形成される鋭角の角度をＡとし、
前記中心線と前記主体金具の前記傾斜面の延長線との間に形成される鋭角の角度をＢとした場合に、
−３°≦Ｂ−Ａ≦１０°
の関係を満たすことを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
この方法によれば、傾斜面を適切な角度で押さえるため、工具係合部が外側に膨らんでしまうことを抑制することができる。
【０００９】
[適用例２]
適用例１に記載のスパークプラグの製造方法であって、
−１°≦Ｂ−Ａ≦７°
の関係を満たすことを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
この方法によれば、傾斜面をさらに適切な角度で押さえるため、工具係合部が外側に膨らんでしまうことをさらに抑制することができる。
【００１０】
[適用例３]
適用例１または適用例２に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ｂ）において、前記治具は、前記工具係合部から離間していることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
この方法によれば、治具が工具係合部から離間しているので、工具係合部が外側に膨らんだ場合であっても、治具が工具係合部から外れにくくなってしまうことを抑制することができる。
【００１１】
[適用例４]
適用例１から適用例３のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ｂ）は、
（ｂ１）前記治具の湾曲部を、前記主体金具の前記加締め部に接触させる工程と、
（ｂ２）前記治具の前記テーパ面を、前記主体金具の前記傾斜面に接触させる工程と、
（ｂ３）前記工具係合部より先端側に位置する薄肉部を座屈させる工程と
をこの順で備えることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
治具の湾曲部が主体金具の加締め部に接触する前に、治具のテーパ面が主体金具の傾斜面に接触すると、主体金具の傾斜面が望まざる変形をする場合がある。また、治具のテーパ面が主体金具の傾斜面に接触する前に、薄肉部を座屈させると、主体金具の工具係合部が外側に膨らんでしまう場合がある。しかし、この方法によれば、主体金具の傾斜面における変形を抑制することができるとともに、工具係合部が外側に膨らんでしまうことを抑制することができる。
【００１２】
[適用例５]
適用例１から適用例４のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ａ）で準備される前記部材において、前記工具係合部の内側と前記絶縁体との間には、充填材が配置されていることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
この方法によれば、工具係合部が外側に膨らむのを抑制することができるので、充填材の密度が低下してしまうことを抑制することができる。
【００１３】
[適用例６]
適用例１から適用例５のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ａ）で準備される前記部材において、前記主体金具に形成された取付ネジ部のネジ径は、Ｍ１２以下であることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
工具係合部は、取付ネジ部のネジ径がＭ１２以下の場合に特に、外側に膨らみやすい。この方法によれば、Ｍ１２以下のネジ径のスパークプラグを製造する場合においても、工具係合部が外側に膨らんでしまうことを抑制することができる。
【００１４】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、スパークプラグ、スパークプラグの製造装置、製造システム等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００の全体構成を示す説明図である。
【図２】主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定する工程を示す工程図である。
【図３】主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定する工程の様子を示す説明図である。
【図４】治具３００と主体金具５０とを拡大して示す説明図である。
【図５】本実施形態の効果を比較例とともに示す説明図である。
【図６】第２実施形態における治具３００ｂと主体金具５０とを拡大して示す説明図である。
【図７】第３実施形態における治具３００ｃと主体金具５０とを拡大して示す説明図である。
【図８】２つのタイプの治具を示す説明図である。
【図９】実験結果を表形式で示す説明図である。
【図１０】実験結果をグラフ形式で示す説明図である。
【図１１】工具係合部５１ｂが１２角形の形状であるスパークプラグを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．スパークプラグの構成：
Ａ２．スパークプラグの製造方法：
Ａ３．治具の詳細：
Ａ４．効果：
Ｂ．第２実施形態：
Ｃ．第３実施形態：
Ｄ．実験例：
Ｅ．変形例：
【００１７】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．スパークプラグの構成：
図１は、本発明の一実施形態によって製造されるスパークプラグ１００の全体構成を示す説明図である。図１（Ａ）では、軸線Ｏの右側にスパークプラグ１００の外観を示し、軸線Ｏの左側にスパークプラグ１００を軸線Ｏ（以下では、中心線Ｏともいう。）を通る面で切断した断面を示している。以下では、図１（Ａ）においてスパークプラグ１００の軸線方向ＯＤを図面における上下方向とし、下側（発火部側）をスパークプラグの先端側、上側（端子側）を後端側として説明する。図１（Ｂ）は、スパークプラグ１００を上側から示した説明図である。図１（Ａ）で示された断面は、図１（Ｂ）における中心線Ｏと点Ｗとを通るＡ−Ａ断面（左半分）を示している。この点Ｗは、スパークプラグレンチ（図示せず）が嵌合する部位である工具係合部５１の外周のうち中心線Ｏから最も遠い点である。以下で説明する他の図面における断面図についても同様に、中心線Ｏと点Ｗとを通る断面を示す。
【００１８】
スパークプラグ１００は、絶縁碍子１０と、主体金具５０と、中心電極２０と、接地電極３０と、端子金具４０とを備えている。中心電極２０は、絶縁碍子１０に設けられた軸孔１２内に、軸線方向ＯＤに延びた状態で保持されている。絶縁碍子１０は、絶縁体として機能しており、主体金具５０は、この絶縁碍子１０を取り囲んだ状態で内挿している。端子金具４０は、電力の供給を受けるための端子であり、絶縁碍子１０の後端部に設けられている。
【００１９】
絶縁碍子１０は、中心線Ｏに沿って延びる軸孔１２が形成された筒状の絶縁体であり、アルミナ等を焼成することにより形成されている。絶縁碍子１０には、軸線方向ＯＤの略中央に外径が最も大きな鍔部１９が形成されており、それより後端側には後端側胴部１８が形成されている。後端側胴部１８には、表面長さを長くして絶縁性を高めるための襞部１１が形成されている。鍔部１９より先端側には、後端側胴部１８よりも外径の小さな先端側胴部１７が形成されている。先端側胴部１７よりもさらに先端側には、先端側胴部１７よりも外径の小さな脚長部１３が形成されている。脚長部１３は、先端側ほど外径が小さくなっている。この脚長部１３は、スパークプラグ１００が内燃機関のエンジンヘッド２００に取り付けられた際には、内燃機関の燃焼室内に曝される。脚長部１３と先端側胴部１７との間には段部１５が形成されている。
【００２０】
中心電極２０は、絶縁碍子１０の先端側から後端側に向かって中心線Ｏに沿って延びており、絶縁碍子１０の先端側において露出している。中心電極２０は、電極母材２１の内部に芯材２５を埋設した構造を有する棒状の電極である。電極母材２１は、クロム、シリコン、マンガン等を含有したニッケルを主成分とした合金や、インコネル６００またはインコネル６０１等（「インコネル」は商標名）のニッケルまたはニッケルを主成分とする合金から形成されている。芯材２５は、電極母材２１よりも熱伝導性に優れる銅または銅を主体とする合金から形成されている。本明細書では、「銅を主体とする合金」とは、銅を９５％以上含むものをいう。通常、中心電極２０は、有底筒状に形成された電極母材２１の内部に芯材２５を詰め、底側から押出成形を行って引き延ばすことで作製される。軸孔１２内において、中心電極２０は、シール体４およびセラミック抵抗３を介して、絶縁碍子１０の後端側に設けられた端子金具４０に電気的に接続されている。
【００２１】
主体金具５０は、低炭素鋼材より形成された筒状の金具であり、絶縁碍子１０を内部に保持している。絶縁碍子１０の後端側胴部１８の一部から脚長部１３にかけての部位は、主体金具５０によって取り囲まれている。
【００２２】
主体金具５０は、工具係合部５１と、取付ネジ部５２とを備えている。工具係合部５１は、スパークプラグレンチ（図示せず）が嵌合する部位であり、本実施形態では、軸線方向ＯＤから見た場合に、六角形の形状を有している。主体金具５０の取付ネジ部５２は、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付けるためにネジ山が形成された部位であり、内燃機関の上部に設けられたエンジンヘッド２００の取付ネジ孔２０１に螺合する。このように、主体金具５０の取付ネジ部５２をエンジンヘッド２００の取付ネジ孔２０１に螺合させて締め付けることより、スパークプラグ１００は、内燃機関のエンジンヘッド２００に固定される。
【００２３】
主体金具５０の工具係合部５１と取付ネジ部５２との間には、径方向外側に膨出するフランジ状の鍔部５４が形成されている。取付ネジ部５２と鍔部５４との間のネジ首５９には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿されている。ガスケット５は、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付けた際に、鍔部５４の座面５５と取付ネジ孔２０１の開口周縁部２０５との間で押し潰されて変形する。このガスケット５の変形により、スパークプラグ１００とエンジンヘッド２００間が封止され、取付ネジ孔２０１を介した燃焼ガスの漏出が抑制される。
【００２４】
主体金具５０の工具係合部５１より後端側には、薄肉の加締め部５３が設けられている。また、工具係合部５１より後端側であって加締め部５３より先端側には、傾斜面５１ｆが形成されている。鍔部５４と工具係合部５１との間には、加締め部５３と同様に、薄肉の座屈部５８が設けられている。主体金具５０の工具係合部５１から加締め部５３にかけての内周面と、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の外周面との間には、円環状のリング部材６，７が挿入されている。さらに両リング部材６，７間には、気密を保持するための充填材として、タルク（滑石）９の粉末が充填されている。加締め部５３を内側に折り曲げるようにして加締めることにより、主体金具５０と絶縁碍子１０とが固定される。この加締め工程は、冷間でも熱間でも行なうことができる。主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性は、主体金具５０の内周面に形成された段部５６と、絶縁碍子１０の段部１５との間に介在する環状の板パッキン８によって保持され、燃焼ガスの漏出が防止される。座屈部５８は、加締めの際に、圧縮力の付加に伴い外向きに撓み変形するように構成されており、タルク９の圧縮長さを確保して主体金具５０内の気密性を高めている。
【００２５】
主体金具５０の先端部には、主体金具５０の先端部から中心線Ｏに向かって屈曲した接地電極３０が接合されている。接地電極３０は、クロム、シリコン、マンガン等を含有したニッケルを主成分とした合金や、インコネル６００等（「インコネル」は商標名）のように、耐腐食性が高いニッケル合金で形成することが可能である。この接地電極３０と主体金具５０との接合は、溶接により行うことができる。接地電極３０の先端部３３は、中心電極２０と対向している。
【００２６】
スパークプラグ１００の使用時には、端子金具４０に、プラグキャップ（図示せず）を介して高圧ケーブル（図示せず）が接続される。そして、この端子金具４０とエンジンヘッド２００との間に高電圧を印加することにより、接地電極３０と中心電極２０との間に火花放電が生じる。
【００２７】
なお、中心電極２０と接地電極３０とのそれぞれには、高融点の貴金属を主成分として形成された円柱状の電極チップ９０，９５が取り付けられている。具体的には、中心電極２０の先端側の面には、例えば、イリジウム（Ｉｒ）や、イリジウムを主成分として、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、レニウム（Ｒｅ）のうち、１種類あるいは２種類以上を添加したＩｒ合金によって形成された電極チップ９０が取り付けられる。また、接地電極３０の先端部３３の中心電極２０と対向する面には、白金または白金を主成分とした電極チップ９５が取り付けられる。
【００２８】
Ａ２．スパークプラグの製造方法：
図２は、スパークプラグの製造工程のうち、主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定する工程を示す工程図である。図３は、主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定する工程の様子を示す説明図である。この図３は、図１（Ａ）と同様に、中心線Ｏと、主体金具５０の工具係合部５１の外周のうち中心線Ｏに最も遠い点Ｗ（図１（Ａ））とを通る断面を示している。
【００２９】
工程Ｓ１００（図２）では、主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定する工程に先立って、主体金具５０の内部に絶縁碍子１０が挿入された状態の部材と、治具３００とを準備する（図３（Ａ））。治具３００は、筒状であり、テーパ状に形成されたテーパ面３０４と、テーパ面３０４の後端側に形成された湾曲部３０２とを有している。
【００３０】
工程Ｓ２００では、治具３００の湾曲部３０２を、主体金具５０の加締め部５３に接触させる（図３（Ｂ））。このとき、主体金具５０の傾斜面５１ｆには、治具３００のテーパ面３０４は接触しておらず、主体金具５０の加締め部５３が、先端側からに変形する。
【００３１】
工程Ｓ３００では、治具３００のテーパ面３０４を、主体金具５０の傾斜面５１ｆに接触させる（図３（Ｃ））。具体的には、中心線Ｏ方向における治具３００のテーパ面３０４の先端の位置３０４ａを、工具係合部５１の後端５１ａより先端側に配置した状態で、治具３００のテーパ面３０４を、傾斜面５１ｆの少なくとも一部に接触させる。なお、テーパ面３０４の角度と、傾斜面５１ｆの角度との関係については、後述する。
【００３２】
工程Ｓ４００では、工具係合部５１より先端側に位置する薄肉部５８ｂを座屈させる（図３（Ｄ））。座屈した薄肉部５８ｂは、座屈部５８（図１）となる。工程Ｓ４００の工程を終えると、接地電極３０を中心電極２０に対向させるように湾曲させるなどの、次の製造工程に移行する。
【００３３】
この図２に示した工程によって主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定する理由について説明する。図２に示した工程によって主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定すれば、主体金具５０の傾斜面５１ｆの変形を抑制することができるとともに、工具係合部５１が外側に膨らんでしまうことを抑制することができる。しかし、仮に、治具３００の湾曲部３０２が主体金具５０の加締め部５３に接触する前に、治具３００のテーパ面３０４が主体金具５０の傾斜面５１ｆに接触すると、主体金具５０の傾斜面５１ｆが望まざる変形をする場合がある。また、仮に、治具３００のテーパ面３０４が主体金具５０の傾斜面５１ｆに接触する前に、薄肉部５８ｂを座屈させると、主体金具５０の工具係合部５１が外側に膨らんでしまう場合がある。
【００３４】
なお、本実施形態では、工具係合部５１の内側と絶縁碍子１０との間には、充填材として、タルク９が配置されている。本実施形態では、後述するように、工具係合部５１が外側に膨らんでしまうことを抑制することができるので、充填材としてのタルク９の密度が低下してしまうことを抑制することができる。また、本実施形態では、ステップＳ１００において準備される部材において、主体金具５０に形成された取付ネジ部５２のネジ径は、Ｍ１２である。
【００３５】
Ａ３．治具の詳細：
図４は、治具３００と主体金具５０とを拡大して示す説明図である。この図４において、中心線Ｏと治具３００のテーパ面３０４の延長線との間に形成される鋭角の角度をＡとする。そして、中心線Ｏと主体金具５０の傾斜面５１ｆの延長線との間に形成される鋭角の角度をＢとする。この場合に、スパークプラグの製造方法は、下記の式（１）を満たすことが好ましく、下記の式（２）を満たすことがさらに好ましい。
−３°≦Ｂ−Ａ≦１０° …（１）
−１°≦Ｂ−Ａ≦７° …（２）
【００３６】
すなわち、角度Ａと角度Ｂとの差が小さいほど、主体金具５０の傾斜面５１ｆが、治具３００のテーパ面３０４によって適切に押さえつけられるので、工具係合部５１が外側へ変形して膨らんでしまうことを抑制することができる。上記式（１）および式（２）の数値範囲とする根拠については、後述する。なお、図４に示す本実施形態では、Ｂ−Ａ＝０°となっている。すなわち、治具３００のテーパ面３０４の角度Ａは、主体金具５０の傾斜面５１ｆの角度Ｂと同じである。
【００３７】
さらに、本実施形態では、治具３００は、工具係合部５１から離間している。換言すれば、治具３００は、傾斜面５１ｆには接するが、スパークプラグレンチが嵌合する側面部分である工具係合部５１には接しない。したがって、工具係合部５１が外側に膨らんだ場合であっても、治具３００が工具係合部５１から外れにくくなってしまうことを抑制することができる。
【００３８】
Ａ４．効果：
図５は、本実施形態の効果を、比較例とともに示す説明図である。図５（Ａ）は、本実施形態の製造方法によって、主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定した場合を示しており、図５（Ｂ）は、比較例の製造方法によって、主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定した場合を示している。
【００３９】
比較例では、薄肉部５８ｂを座屈させて座屈部５８を形成する際に、治具３００ｘのテーパ面３０４ｘが、主体金具５０の傾斜面５１ｆに接していないため、工具係合部５１が外側へ変形して膨らんでしまう。これに対して、本実施形態では、薄肉部５８ｂを座屈させて座屈部５８を形成する際に、治具３００のテーパ面３０４が、主体金具５０の傾斜面５１ｆに接しているため、傾斜面５１ｆの内側方向へ力Ｆが加わり、工具係合部５１が外側へ変形して膨らんでしまうことを抑制することができる。
【００４０】
このように、本実施形態では、主体金具５０の傾斜面５１ｆを適切な角度で押さえるため、工具係合部５１が外側に膨らんでしまうことを抑制することができる。
【００４１】
Ｂ．第２実施形態：
図６は、第２実施形態における治具３００ｂと主体金具５０とを拡大して示す説明図である。図４に示した第１実施形態との違いは、角度Ａが角度Ｂよりも小さい点だけであり、他の構成は第１実施形態と同じである。ただし、この実施形態においても、上記の式（１）または式（２）を満たしている。
【００４２】
このように、角度Ａが角度Ｂよりも小さい場合であっても、上記の式（１）または式（２）を満たしていれば、第１実施形態と同様に、工具係合部５１が外側に変形して膨らんでしまうことを抑制することができる。この根拠については後述する。
【００４３】
Ｃ．第３実施形態：
図７は、第３実施形態における治具３００ｃと主体金具５０とを拡大して示す説明図である。図４に示した第１実施形態との違いは、角度Ａが角度Ｂよりも大きい点だけであり、他の構成は第１実施形態と同じである。ただし、この実施形態においても、上記の式（１）または式（２）を満たしている。
【００４４】
このように、角度Ａが角度Ｂよりも大きい場合であっても、上記の式（１）または式（２）を満たしていれば、第１実施形態と同様に、工具係合部５１が外側に変形して膨らんでしまうことを抑制することができる。この根拠については後述する。
【００４５】
Ｄ．実験例：
本実験例では、治具３００の形状と、工具係合部５１の膨らみとの関係を調べるため、角度Ａの異なる複数の治具のサンプルを用いて主体金具５０と絶縁碍子１０とを固定し、工具係合部５１の膨らみを調べた。また、本実験例では、主体金具５０の傾斜面５１ｆを押さえる面積の異なる２つのタイプの治具を用意した。
【００４６】
図８は、２つのタイプの治具を示す説明図である。図８（Ａ）に示されたタイプ１の治具３００は、主体金具５０の傾斜面５１ｆの全面をテーパ面３０４によって押さえる形状を有している。一方、図８（Ｂ）に示されたタイプ２の治具３００ｚは、主体金具５０の傾斜面５１ｆのうち、端子側の５０％の面をテーパ面３０４ｚによって押さえる形状を有している。
【００４７】
換言すると、タイプ１では、治具３００のテーパ面３０４を、主体金具５０の傾斜面５１ｆに接触させた際に、中心線Ｏ方向における治具３００のテーパ面３０４の先端の位置３０４ａが、工具係合部５１の後端５１ａより先端側に配置された状態となる。一方、タイプ２では、治具３００ｚのテーパ面３０４ｚを、主体金具５０の傾斜面５１ｆに接触させた際に、治具３００ｚのテーパ面３０４ｚの先端の位置３０４ｚａが、工具係合部５１の後端５１ａより後端側に配置された状態となる。
【００４８】
図９は、実験結果を表形式で示す説明図である。図１０は、実験結果をグラフ形式で示す説明図である。図９では、工具係合部５１の膨らみが０．０５ｍｍ以下の場合を、最も評価の高い「Ａ」と評価し、工具係合部５１の膨らみが０．１０ｍｍ以下の場合を、２番目に評価の高い「Ｂ」と評価し、工具係合部５１の膨らみが０．１０ｍｍより大きい場合を、最も評価の低い「Ｃ」と評価した。
【００４９】
なお、工具係合部５１の膨らみは、工具係合部５１の対辺間の距離の増加量として測定した。また、エンジンヘッド２００にスパークプラグ１００を取り付ける際に、工具係合部５１の膨らみが０．１０ｍｍ以下であれば、スパークプラグレンチを工具係合部５１に嵌合させても、工具係合部５１の膨らみの影響はない。
【００５０】
図９から理解できるように、図５（Ｂ）に示した比較例の場合には、工具係合部５１の膨らみが０．６０ｍｍとなる。また、図９、図１０から理解できるように、治具３００ｚのテーパ面３０４ｚによって主体金具５０の傾斜面５１ｆの５０％を押さえるタイプ２の場合には、工具係合部５１の膨らみを０．１０ｍｍ以下には抑制できないことが理解できる。
【００５１】
これに対して、治具３００のテーパ面３０４によって主体金具５０の傾斜面５１ｆの全面を押さえるタイプ１の場合であって、Ｂ−Ａの値を、−３°以上１０°以下とすれば、工具係合部５１の膨らみを０．１０ｍｍ以下に抑えることが可能となる。さらに、Ｂ−Ａの値を、−１°以上７°以下とすれば、工具係合部５１の膨らみを０．０５ｍｍに抑えることが可能となる。
【００５２】
Ｅ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５３】
Ｅ１．変形例１：
上記実施形態では、図３（Ｃ）に示すように、中心線Ｏ方向における治具３００のテーパ面３０４の先端の位置３０４ａを、工具係合部５１の後端５１ａより先端側に配置していたが、中心線Ｏ方向における治具３００のテーパ面３０４の先端の位置３０４ａを、工具係合部５１の後端５１ａと同一の位置に配置した状態で、治具３００のテーパ面３０４を、傾斜面５１ｆの少なくとも一部に接触させることとしてもよい。
【００５４】
Ｅ２．変形例２：
上記実施形態では、工具係合部５１が六角形の形状であるスパークプラグ１００（ＨＥＸタイプ）を製造する場合について説明したが、本発明は、図１１に示すように、工具係合部５１ｂが１２角形の形状であるスパークプラグ１００ｂ（ＢｉＨＥＸタイプ）を製造する場合にも適用することができる。
【００５５】
Ｅ３．変形例３：
上記実施形態では、加締め部５３の内側にタルク９が充填されていたが、タルク９は省略することとしてもよい。
【００５６】
Ｅ４．変形例４：
上記実施形態では、取付ネジ部５２のネジ径がＭ１２であるスパークプラグを製造する場合について説明したが、本発明は、他の大きさのネジ径を有するスパークプラグを製造する場合にも適用することができる。例えば、本発明は、Ｍ１２以下のネジ径のスパークプラグを製造する場合にも適用することもできる。
【符号の説明】
【００５７】
３…セラミック抵抗
４…シール体
５…ガスケット
６…リング部材
８…板パッキン
９…タルク
１０…絶縁碍子
１１…襞部
１２…軸孔
１３…脚長部
１５…段部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…鍔部
２０…中心電極
２１…電極母材
２５…芯材
３０…接地電極
３３…先端部
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５１ａ…後端
５１ｂ…工具係合部
５１ｆ…傾斜面
５２…取付ネジ部
５３…加締め部
５４…鍔部
５５…座面
５６…段部
５８…座屈部
５８ｂ…薄肉部
５９…ネジ首
９０…電極チップ
９５…電極チップ
１００…スパークプラグ
１００ｂ…スパークプラグ
２００…エンジンヘッド
２０１…取付ネジ孔
２０５…開口周縁部
３００…治具
３００ｂ…治具
３００ｃ…治具
３００ｘ…治具
３００ｚ…治具
３０２…湾曲部
３０４…テーパ面
３０４ａ…位置
３０４ｘ…テーパ面
３０４ｚ…テーパ面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側に発火部を備え、後端側に端子を備えるスパークプラグの製造方法であって、
（ａ）工具係合部と前記工具係合部より後端側に位置する加締め部とを有する筒状の主体金具の内部に絶縁体が挿入された状態の部材を準備する工程と、
（ｂ）治具によって、前記加締め部を変形させることにより、前記主体金具と前記絶縁体とを固定する工程と
を備え、
前記工程（ｂ）は、
前記主体金具の中心線と、前記主体金具の工具係合部の外周のうち前記中心線に最も遠い点とを通る断面において、
前記中心線方向における前記治具のテーパ面の先端の位置を、前記工具係合部の後端と同一の位置、または前記工具係合部の後端より先端側に配置するとともに、前記治具の前記テーパ面を、前記工具係合部より後端側であって前記加締め部より先端側に位置する傾斜面の少なくとも一部に接触させる工程を含み、
前記中心線と前記治具の前記テーパ面の延長線との間に形成される鋭角の角度をＡとし、
前記中心線と前記主体金具の前記傾斜面の延長線との間に形成される鋭角の角度をＢとした場合に、
−３°≦Ｂ−Ａ≦１０°
の関係を満たすことを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のスパークプラグの製造方法であって、
−１°≦Ｂ−Ａ≦７°
の関係を満たすことを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ｂ）において、前記治具は、前記工具係合部から離間していることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ｂ）は、
（ｂ１）前記治具の湾曲部を、前記主体金具の前記加締め部に接触させる工程と、
（ｂ２）前記治具の前記テーパ面を、前記主体金具の前記傾斜面に接触させる工程と、
（ｂ３）前記工具係合部より先端側に位置する薄肉部を座屈させる工程と
をこの順で備えることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ａ）で準備される前記部材において、前記工具係合部の内側と前記絶縁体との間には、充填材が配置されていることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ａ）で準備される前記部材において、前記主体金具に形成された取付ネジ部のネジ径は、Ｍ１２以下であることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
【請求項１】
先端側に発火部を備え、後端側に端子を備えるスパークプラグの製造方法であって、
（ａ）工具係合部と前記工具係合部より後端側に位置する加締め部とを有する筒状の主体金具の内部に絶縁体が挿入された状態の部材を準備する工程と、
（ｂ）治具によって、前記加締め部を変形させることにより、前記主体金具と前記絶縁体とを固定する工程と
を備え、
前記工程（ｂ）は、
前記主体金具の中心線と、前記主体金具の工具係合部の外周のうち前記中心線に最も遠い点とを通る断面において、
前記中心線方向における前記治具のテーパ面の先端の位置を、前記工具係合部の後端と同一の位置、または前記工具係合部の後端より先端側に配置するとともに、前記治具の前記テーパ面を、前記工具係合部より後端側であって前記加締め部より先端側に位置する傾斜面の少なくとも一部に接触させる工程を含み、
前記中心線と前記治具の前記テーパ面の延長線との間に形成される鋭角の角度をＡとし、
前記中心線と前記主体金具の前記傾斜面の延長線との間に形成される鋭角の角度をＢとした場合に、
−３°≦Ｂ−Ａ≦１０°
の関係を満たすことを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のスパークプラグの製造方法であって、
−１°≦Ｂ−Ａ≦７°
の関係を満たすことを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ｂ）において、前記治具は、前記工具係合部から離間していることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ｂ）は、
（ｂ１）前記治具の湾曲部を、前記主体金具の前記加締め部に接触させる工程と、
（ｂ２）前記治具の前記テーパ面を、前記主体金具の前記傾斜面に接触させる工程と、
（ｂ３）前記工具係合部より先端側に位置する薄肉部を座屈させる工程と
をこの順で備えることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ａ）で準備される前記部材において、前記工具係合部の内側と前記絶縁体との間には、充填材が配置されていることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記工程（ａ）で準備される前記部材において、前記主体金具に形成された取付ネジ部のネジ径は、Ｍ１２以下であることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１０１８０５（Ｐ２０１３−１０１８０５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４２６４（Ｐ２０１１−２４４２６４）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
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