火花塞的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种火花塞的制造方法，能够在火花塞制造工序中容易地判断绝缘体有无裂纹。该火花塞的制造方法具备从主体配件的轴向后端侧开口部插入绝缘体并进行组装的组装工序。组装工序包括位移限制工序，允许主体配件和绝缘体在轴向上的相对位置的位移，并且限制主体配件和绝缘体在与轴向交叉的径向上的相对位置的位移，使得主体配件的轴与绝缘体的轴的偏差量为预定值以下。在组装工序中，通过检测由绝缘体产生的声发射，判断绝缘体在组装工序中是否产生裂纹。
【专利说明】火花塞的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种火花塞的制造方法。
【背景技术】
[0002]作为用于内燃机的火花塞公知有具有如下部件的火花塞:主体配件，形成有工具卡合部或安装螺纹；绝缘子(绝缘体)，被插入在轴向上贯通主体配件的贯通孔中。这样的火花塞构成为在安装于绝缘子的中心电极前端部与安装于主体配件前端部的接地电极之间产生火花放电。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开平10-32077
[0006]专利文献2:日本特开2007-80638
[0007]专利文献3:日本特开平8-306468
[0008]专利文献4:日本特开2006-79954
【发明内容】
[0009]但是，在火花塞的制造工序中，有时会在绝缘体中产生裂纹。绝缘体中是否产生裂纹通过如下方式进行判断:在组装火花塞之后，使其实际地进行火花放电，是否能够进行正常的火花放电。
[0010]但是，如果为了判断绝缘体有无裂纹而在制造工序的过程中使其进行火花放电，则会使制造工序变得非常复杂，另外，在短时间的火花放电中，还存在难以准确地判断绝缘体有无裂纹的问题。
[0011]本发明是为了解决上述现有课题而做出的，目的在于提供一种在火花塞制造工序中能够容易地判断绝缘体有无裂纹的技术。
[0012]为了解决上述问题的至少一部分，本发明能够按以下的方式或适用例来实现。
[0013][适用例I]
[0014]一种火花塞的制造方法，该火花塞具备:在轴向上延伸的中心电极；绝缘体，具有在所述轴向上延伸的轴孔，在该轴孔的所述轴向前端侧保持所述中心电极；及筒状的主体配件，包围所述绝缘体的周围并保持所述绝缘体，
[0015]所述火花塞的制造方法的特征在于，
[0016]具备从所述主体配件的所述轴向后端侧开口部插入所述绝缘体并进行组装的组装工序，
[0017]所述组装工序包括位移限制工序，允许所述主体配件和所述绝缘体在所述轴向上的相对位置的位移，并且限制所述主体配件和所述绝缘体在与所述轴向交叉的径向上的相对位置的位移，使得所述主体配件的轴与所述绝缘体的轴的偏差量为预定值以下，
[0018]在所述组装工序中，通过检测由所述绝缘体产生的声发射，判断所述绝缘体在所述组装工序中是否产生裂纹。
[0019]根据该适用例，能够容易地判断绝缘体有无裂纹。进而，根据该适用例，在组装主 体配件与绝缘体时，允许主体配件和绝缘体在轴向的相对位置的位移。由此，即使主体配件 或绝缘体等构成火花塞部件的形状存在轴向上的误差，也能够充分地限制主体配件和绝缘 体在径向的相对位置的位移，因此，能够使主体配件的轴和绝缘体的轴的偏差量更小。
[0020][适用例2]根据适用例I所述的火花塞的制造方法，其特征在于，
[0021]在所述组装工序中，
[0022]所述主体配件被支撑台支撑，
[0023]在所述声发射的检测中，使用在能够检测到在所述支撑台中传导的所述声发射的 位置上安装的传感器。
[0024]由绝缘体产生的声发射容易经由主体配件传导到支撑台。因此，根据该适用例，能 够精度良好地检测到由绝缘体产生的声发射。
[0025][适用例3]
[0026]根据适用例2所述的火花塞的制造方法，其特征在于，
[0027]在所述位移限制工序中，在所述主体配件处于按压所述支撑台的状态之后，在保 持所述主体配件按压于所述支撑台的状态下，将所述绝缘体按压于所述主体配件。
[0028]在主体配件处于按压支撑台状态时，声发射容易从主体配件传导到支撑台，从而 使传感器容易地检测到声发射。另一方面，在绝缘体按压主体配件时绝缘体容易产生裂纹。 因此，根据该适用例，在绝缘体按压主体配件产生裂纹时，传感器处于容易检测到声发射的 状态，因此能够抑制发生对绝缘体裂纹的漏检。
[0029][适用例4]
[0030]根据适用例3所述的火花塞的制造方法，其特征在于，
[0031]在所述主体配件的外周形成有向径向外侧膨出的法兰状的凸缘部，
[0032]在所述组装工序中，
[0033]所述主体配件经由所述凸缘部的座面按压所述支撑台，
[0034]施加在所述凸缘部的座面上的每单位面积的载荷为0.5N/m2以上。
[0035]根据该适用例，能够精度良好地检测出声发射。
[0036][适用例5]
[0037]根据适用例I至适用例4中任一项所述的火花塞的制造方法，
[0038]所述组装工序包含将在所述主体配件和所述绝缘体之间填充的滑石向所述轴向 的前端侧按压的工序。
[0039]在按压滑石的工序中，对绝缘体施加载荷，因此容易产生裂纹。根据该适用例，在 按压滑石的工序中能够容易地检测出绝缘体的裂纹。
[0040][适用例6]
[0041]根据适用例I至适用例5中任一项所述的火花塞的制造方法，
[0042]所述组装工序包括为了将所述绝缘体保持在所述主体配件中而紧固所述主体配 件的所述后端侧开口部的工序。
[0043]在紧固主体配件的后端侧开口部的工序中，对绝缘体施加载荷，因此容易产生裂 纹。根据该适用例，在紧固主体配件的后端侧开口部的工序中，能够容易地检测出绝缘体的裂纹。
[0044][适用例7]
[0045]根据适用例I至适用例6中任一项所述的火花塞的制造方法，
[0046]所述主体配件具有供安装于内燃机的安装螺纹部，所述安装螺纹部的螺纹直径为M12以下。
[0047]在螺纹直径为M12以下的火花塞中，绝缘体特别容易产生裂纹。根据该适用例，在螺纹直径为M12以下的火花塞中能够容易地检测出绝缘体的裂纹。
[0048][适用例8]
[0049]根据适用例I至适用例7中任一项所述的火花塞的制造方法，
[0050]还包括在判断所述绝缘体在所述组装工序中是否产生裂纹之后、排除被判断为存在裂纹的所述绝缘体的工序。
[0051]根据该适用例，排除了被判断为有裂纹的绝缘体，因此能够防止组装有存在裂纹的绝缘体的火花塞进入后续制造工序中。
[0052]另外，本发明能够以各种方式实现，并且能够以火花塞制造装置及制造方法以及使用该制造装置或制造方法制造出的火花塞、火花塞的检查方法等实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0053]图1是表示应用本发明而制造出的火花塞的一个示例的局部剖视图。
[0054]图2是表示火花塞制造工序的一部分即火花塞组装工序的流程图。
[0055]图3是表示火花塞的组装工序的工序图。
[0056]图4是表示将带中轴绝缘体组装于主体配件原部件的装置的结构的剖视图。
[0057]图5是放大了底座和冲压模具的放大剖视图。
[0058]图6是进一步放大图5的虚线部分的放大剖视图。
[0059]图7是表示对主体配件原部件实施紧固的工序的工序图。
[0060]图8是表示在第二实施例中的组装工序中使用的制造装置的结构的剖视图。
[0061]图9是表示实验的情况的说明图。
[0062]图10是表示实验结果的曲线图。
【具体实施方式】
[0063]A.第一实施例
[0064]Al.火花塞的结构:
[0065]图1是表示应用本发明而制造出的火花塞100的一个示例的局部剖视图。以下，以图1中的火花塞100的轴线方向OD作为附图中的上下方向、以下侧作为火花塞的前端侧、以上侧作为后端侧进行说明。另外，在图1中，在轴线0-0的右侧表示火花塞100的外观，在轴线0-0的左侧表示以通过轴线0-0 (即中心轴)的面剖切火花塞100后的剖面。
[0066]绝缘子10是通过烧结氧化铝等而形成的绝缘体。轴孔12沿轴线方向OD延伸，绝缘子10是沿着中心轴形成该轴孔12的筒状的绝缘体。在绝缘子10的轴线方向OD的大致中央形成外径最大的凸缘部19，比凸缘部19罪后端侧形成后端侧王体部18。在后端侧王体部18形成有用于延长表面长度而提高绝缘性的褶皱部11。在比凸缘部19靠前端侧形成外径比后端侧主体部18小的前端侧主体部17。在比前端侧主体部17更靠前端侧形成外径 比前端侧主体部17小的长脚部13。长脚部13的外径越向前端侧靠近则越小。在将火花塞 100安装于内燃机的发动机盖200中时，该长脚部13暴露在内燃机的燃烧室内。在长脚部 13和前端侧主体部17之间形成有台阶部15。
[0067]中心电极20被保持在轴孔12内，该轴孔12设置在绝缘子10中。中心电极20从 绝缘子10的前端侧沿中心轴0-0向后端侧延伸，在绝缘子10的前端侧露出。中心电极20 是棒状的电极，其具有在电极母材21的内部埋设芯材25的结构。电极母材21由英科耐尔 (Inconel,商标名)600或者英科耐尔601等镍或者以镍为主要成分的合金形成。芯材25由 与电极母材21相比具有更优良的导热性的铜或者以铜为主要成分的合金形成。通常，将芯 材25填入形成为有底筒状的电极母材21的内部，从底侧挤出成形并拉伸，从而制成中心电 极20。芯材25虽然在主体部分具有大致恒定的外径，但在前端侧形成为逐渐变细的形状。 在轴孔12内，中心电极20经由密封体4和陶瓷电阻3电连接至在绝缘子10的后端侧设置 的端子配件40。另外，中心电极20、密封体4、陶瓷电阻3和端子配件40也被一并称为“中 轴”。因此，以下，也将安装有中心电极20、密封体4、陶瓷电阻3以及端子配件40 (中轴)的 绝缘子10称为“带中轴绝缘体102”。
[0068]主体配件50是由低碳钢形成的筒状配件，内部保持有绝缘子10。主体配件50包 围从绝缘子10的后端侧主体18的一部分至长脚部13的部位。
[0069]主体配件50具备工具卡合部51和安装螺纹部52。工具卡合部51是火花塞扳手 (未图示)嵌合的部位。主体配件50的安装螺纹部52为形成有螺纹牙的部位，与在内燃机 上部设置的发动机盖200的安装螺纹孔201螺合。由此，将主体配件50的安装螺纹部52 与发动机盖200的安装螺纹孔201螺合并紧固，从而将火花塞100固定于内燃机的发动机 盖 200。
[0070]在主体配件50的工具卡合部51和安装螺纹部52之间形成有向径向外侧膨出的 法兰状的凸缘部54。在安装螺纹部52和凸缘部54之间的螺纹颈59中嵌合并插入有通过 弯折板体而形成的环状的衬垫5。在将火花塞100安装于发动机盖200时，衬垫5在凸缘部 54的座面55和安装螺纹孔201的开口周缘部205之间被挤压而变形。通过该衬垫5的变 形使火花塞100与发动机盖200之间密封，从而防止燃烧气体通过安装螺纹孔201泄漏。
[0071]在主体配件50的比工具卡合部51更靠近后端侧设置有薄壁的紧固部53。此外， 在凸缘部54和工具卡合部51之间与紧固部53同样地设置有薄壁的弯曲部58。圆环状的 环部件6、7插入主体配件50的从工具卡合部51至紧固部53的内周面、和绝缘子10的后端 侧主体部18的外周面之间。另外在两个环部件6、7之间填充有滑石(Talc) 9的粉末。使 紧固部53以向内侧弯曲的方式紧固，从而固定主体配件50和绝缘子10。通过介于绝缘子 10的台阶部15与在主体配件50的内周面形成的台阶部56之间的环状的密封片8保持主 体配件50和绝缘子10之间的气密性，从而防止燃烧气体泄漏。弯曲部58具有在紧固时随 着压缩力的增加而向外弯曲变形的结构，确保滑石9的压缩长度并提高主体配件50内的气 密性。
[0072]主体配件50的前端部与接地电极30接合，该接地电极30从主体配件50的前端 部向中心轴0-0弯曲。接地电极30能够由英科耐尔(Inconel,商标名)600等耐腐蚀性高 的镍合金形成。通过焊接将该接地电极30与主体配件50接合。接地电极30的前端部33与中心电极20相对。
[0073]火花塞100的端子配件40经由火花塞帽(未图示)与未图示的高压电缆连接。而且，在该端子配件40和发动机盖200之间施加高电压，从而在接地电极30和中心电极20之间产生火花放电。
[0074]另外，在图1中省略了图示，但是为了提高耐火花消耗性，分别在中心电极20和接地电极30安装有以高熔点的重金属为主要成分而形成的电极端头。具体地说，在中心电极20的前端侧的面安装有电极端头，该电极端头由例如铱(Ir)或以铱为主要成分并添加有钼(Pt)、铑(Rh)、钌(Ru)、钯(Pd)、铼(Re)中的一种或者两种以上的Ir合金形成。另外，在接地电极30的前端部33的与中心电极22相对的面安装有钼或以钼为主要成分的电极端头。
[0075]A2.火花塞的制造工序
[0076]图2是表示火花塞100的制造工序的一部分即火花塞的组装工序的流程图。图3是表示火花塞的组装工序的工序图。在火花塞的组装工序中，首先准备带中轴绝缘体102和主体配件原部件50a(图2的工序S100)。主图配件原部件50a具有圆筒状的筒状部53a、58a，该圆筒状的筒状部53a、58a构成主体配件50 (图1)的紧固部53和弯曲部58的原型(图 3 (a))。
[0077]在工序S200中，将密封片8和带中轴绝缘体102依次沿轴线方向OD插入主体配件原部件50a中(图3 (a))。将带中轴绝缘体102插入主体配件原部件50a中后，在工序S300中，在带中轴绝缘体102和主体配件原部件50a之间插入环部件7，并且填充滑石9(图3 (b))。此时滑石9被填充到筒状部53a的后端侧的附近。
[0078]在插入了环部件7并填充了滑石9之后，在工序S400中，沿轴线方向OD从滑石9的上端侧向下按压滑石9，从而使滑石9在轴线方向OD压缩。由此，沿轴线方向OD按压环部件7和滑石9，从而在主体配件原部件50a内将带中轴绝缘体102向前端侧按压而组装于主体配件原部件50a。然后在滑石9的上端配置环部件6 (图3 (C))。
[0079]在本实施例中，在按压滑石9的工序中，通过检测由带中轴绝缘体120产生的声发射，判断在带中轴绝缘体102中是否产生裂纹。另外，关于用于检测声发射的声发射传感器(以下也称为“AE传感器”)的配置等在后面进行说明。在判断出带中轴绝缘体102未产生裂纹的情况(工序S500:否)下，进入接下来的紧固工序。在判断出带中轴绝缘体102产生了裂纹的情况(工序S500:是)下，不进入接下来的紧固工序，而是从制造工序中排除该带中轴绝缘体102 (工序S550)。
[0080]在滑石的按压工序之后，在工序S600中，通过对主体配件原部件50a施加紧固而形成紧固部53和弯曲部58，主体配件原部件50a成为主体配件50 (图3 (d))。
[0081]在本实施例中，与按压上述滑石9的工序同样地，在该紧固工序中也通过检测由带中轴绝缘体102产生的声发射而判断在带中轴绝缘体102是否产生裂纹。在判断出带中轴绝缘体102未产生裂纹的情况(工序S700:否)下，进入接下来的制造工序。在判断出带中轴绝缘体102产生了裂纹的情况(工序S700:是)下，不进入接下来的制造工序，而是从制造工序中排除该带中轴绝缘体102 (工序S550)。
[0082]图4是表示将带中轴绝缘体102组装于主体配件原部件50a的装置的结构的剖视图。如图4所示，插入有带中轴绝缘体102的主体配件原部件50a在填充了滑石9之后被配置在基座400上。然后，通过滑石按压装置500从上端侧按压滑石9。
[0083]另外，在图4中，为了便于说明，省略了环部件7的图示。并且，该基座400固定在 固定台490上，但是在按压滑石9之后，该基座400与固定台490分离，并与主体配件原部 件50a和带中轴绝缘体102—起被传送至在接下来的制造工序(紧固工序)中使用的制造装置。
[0084]基座400具有支撑模具410、底部420、配件限制部430、对配件限制部430向上 方施力的外侧弹簧440、绝缘体限制部450和对绝缘体限制部450向上方施力的内侧弹簧 460。这些部件中的支撑模具410、底部420、配件限制部430、外侧弹簧440及内侧弹簧460 由工具钢等强度高的金属形成。另一方面，如后所述，绝缘体限制部450与绝缘子10接触。 因此，为了抑制绝缘子10的污染，绝缘体限制部450更优选由树脂形成。
[0085]通过与底部420抵接的外侧弹簧440对配件限制部430向上方施加比主体配件原 部件50a的重量大的载荷。因此，主体配件原部件50a处于浮在支撑模具410上的状态。另 夕卜，通过与底部420抵接的内侧弹簧460对绝缘体限制部450向上方施加比带中轴绝缘体 102的重量大的载荷。因此，带中轴绝缘体102配置为浮在主体配件原部件50a上的状态。 另外，在本实施例中，通过弹簧440、460对配件限制部430和绝缘体限制部450向上方(即 后端方向)施力，但是也能够通过其它的方法对配件限制部430和绝缘体限制部450施力。 例如，也能够将弹簧440、460替换为橡胶或空气弹簧等而对配件限制部430和绝缘体限制 部450施力。一般来讲，能够通过各种弹性体对配件限制部430和绝缘体限制部450施力。
[0086]滑石按压装置500具有:载荷传递部510，传递用于按压的载荷；冲压模具520，用 于按压滑石9 ;保持部530，用于保持主体配件原部件50a ;引导部540，将冲压模具520的运 动限制在轴线0-0方向上；拆卸机构550，用于从组装后的主体配件原部件50a上拆下滑石 按压装置500。拆卸机构550由三个部件551?553构成。构成组装装置的各种部件由工 具钢等强度高的金属形成。另外，关于拆卸装置550的动作和功能由于与本发明无关，因此 在这里省略其说明。
[0087]载荷传递部510具有承压部511和中继部512，承压部511直接承受按压装置的 载荷，中继部512将承压部511所承受的轴线方向OD的载荷传递到冲压模具520。承压部 511在轴线方向OD承受到载荷时，载荷经由中继部512传递到冲压模具520。
[0088]保持部530具有弹簧施压部531、弹簧532、弹簧承压部533、弹簧压力中继部534、 将引导部540保持的引导保持部535、配件抵接部536、和用于固定弹簧压力中继部534的 外周固定部537。引导部540是将冲压模具520的移动限制在轴线0-0方向上的部件，螺纹 固定于引导保持部535。
[0089]止动件STP螺纹固定于弹簧施压部531。使冲压模具520的大径部522的前端侧 524接触该止动件STP，从而使弹簧施压部531承受轴线方向OD上的载荷。而且，弹簧施压 部531所承受的载荷经由弹簧532、弹簧承压部533、弹簧压力中继部534和引导保持部535 传递到配件抵接部536。在配件抵接部536的前端侧的中央部设置有锥部538。
[0090]浮在基座400的支撑模具410上的主体配件原部件50a与锥部538和主体配件原 部件50a的工具卡合部51的后端侧抵接，从而使主体配件原部件50a在轴线方向OD上承 受载荷而被压靠在配件限制部430上。由此，通过配件限制部430限制主体配件原部件50a 前端侧的位置，并且使主体配件原部件50a向下方移动而被压靠在支撑模具410上。[0091]另外，浮在主体配件原部件50a上的带中轴绝缘体102通过冲压模具520按压滑石9而承受轴线方向OD上的载荷。由此，通过绝缘体限制部450限制带中轴绝缘体102前端侧的位置，并且使带中轴绝缘体102向下移动而压靠在主体配件原部件50a上。
[0092]在本实施例中，AE传感器700设置在固定台490上。AE传感器700能够检测由带中轴绝缘体102产生的声发射。该AE传感器与判断装置705连接。在组装工序中，判断装置705根据由AE传感器700检测到的声发射，判断带中轴绝缘体102在组装工序中是否产生裂纹。具体地说，例如，在声发射为预定的振幅以上的情况下，判断装置750判断带中轴绝缘体102中产生裂纹。由此，能够很容易地判断带中轴绝缘体102是否存在裂纹。另外，在本实施例中，作为AE传感器700使用共振型AE传感器，该共振型的AE传感器利用了检测元件的机械共振原理。
[0093]另外，优选将AE传感器700按照本实施例的方式安装在能够检测到在基座400中传导的声发射的位置(在本实施例中为固定台490)。以下说明其理由。由于主体配件原部件50a的凸缘部54的座面55与基座400的接触面积大，所以由带中轴绝缘体102产生的声发射容易经由主体配件原部件50a的凸缘部54的座面55传导至基座400。因此，如果将本实施例这样将AE传感器700安装在能够检测到在基座400中传导的声发射的位置，则能够精度良好地检测到由带中轴绝缘体102产生的声发射。
[0094]另外，为了抑制发生对由带中轴绝缘体102产生的声发射的漏检，带中轴绝缘体102对主体配件原部件50a的按压、优选在主体配件原部件50a处于按压支撑模具410 (基座400)的状态之后并保持主体配件原部件50a对支撑模具410 (基座400)的按压状态下进行。其理由如下。
[0095]在主体配件原部件50a按压支撑模具410(基座400)时，由于主体配件原部件50a和基座400紧密贴合，所以声发射容易从主体配件原部件50a传导到基座400。即设置在固定台490上的AE传感器700处于容易检测到由带中轴绝缘体102产生并在主体配件原部件50a、基座400及固定台490中传导的声发射的状态。另一方面，在带中轴绝缘体102按压主体配件原部件50a时，容易由带中轴绝缘体102产生声发射。
[0096]S卩，在AE传感器700处于容易检测到声发射的状态之后，如果将带中轴绝缘体102按压在主体配件原部件50a上，则能够抑制发生对由带中轴绝缘体102产生的声发射的漏检。
[0097]另外，在将带中轴绝缘体102按压在主体配件原部件50a上时，主体配件原部件50a经由凸缘部54的座面55而按压于基座400。此时，施加在主体配件原部件50a的凸缘部54的座面55的每单位面积的载荷优选为0.5N/m2以上。这样一来，由带中轴绝缘体102产生的声发射充分地从主体配件原部件50a传导到基座400，因此设置在固定台490上的AE传感器700能够精度良好地检测到由带中轴绝缘体102产生的声发射。另外，关于规定成上述数值的理由在后面予以说明。
[0098]根据声发射的检测判断带中轴绝缘体102有无裂纹，从而将判断为存在裂纹的带中轴绝缘体102从制造工序中排除。这样一来，存在裂纹的带中轴绝缘体102不会进入接下来的制造工序，因此能够防止制造出带中轴绝缘体102存在裂纹的火花塞，大幅地降低次品的发生率。
[0099]图5是将基座400和冲压模具520放大后的放大剖视图。图6是进一步放大图5的虚线部分后的放大剖视图。另外，在图5中，为了便于图示，省略了环部件6、7。在本实施 例中，在组装工序中，允许主体配件原部件50a与带中轴绝缘体102在轴线方向OD上的相 对位置的位移，而且对主体配件原部件50a和带中轴绝缘体102在与轴线方向OD交叉的径 向上的相对位置的位移进行限制，以使主体配件原部件50a的轴与带中轴绝缘体102的轴 之间的偏移量在预定值以下。由此，在以下的描述中，也将对主体配件原部件50a和带中轴 绝缘体102在与轴线方向OD交叉的径向上的相对位置的位移进行限制称为“位移限制”，也 将积极地进行位移限制称为“位移限制工序”。以下对用于进行位移限制的装置进行详细的 说明。
[0100]基座400的支撑模具410具有:朝向轴线方向OD的外径不同的两个凸缘部417、 418和外径比凸缘部418小的主体部419。支撑利用这些凸缘部417、418固定支撑模具410。 在凸缘部417的上端侧设置有内径与主体配件原部件50a的凸缘部54几乎相同的配件支 撑部412、外径比主体配件原部件50a的安装螺纹部52大的插通部414。插通部414被设 置成从凸缘部417、418的大致中央到主体部419。在主体部419的内表面设置有内径比插 通部414大的导孔416。
[0101]底部420是用于支撑外侧弹簧440的部件，具有外径与支撑模具410的主体部419 几乎相同的圆环部422、和在下端从圆环部422向内侧延伸的板状部424。在板状部424的 中央设置有内径比内侧弹簧460小的贯通孔426。通过设置该贯通孔426，能够抑制将主体 配件原部件50a插入时和组装带中轴绝缘体102时基座400内部的压力上升。另外，底部 420通过未图示的螺丝固定在支撑模具410上。
[0102]配件限制部430具有锥部432和主体部434，锥部432的外径在主体配件原部件 50a侧(即上端侧)朝向轴向方向OD (图4的下方)逐渐变大，主体部434的外径与支撑模 具410的导孔416的内径几乎相同。由此，配件限制部430能够相对于支撑模具410在轴 线0-0方向上移动。而且，主体部434的上端面436为与轴线0-0垂直的平面，因此通过使 上端面436与插通部414的下端面415抵接，决定配件限制部430的上限位置。另外，在配 件限制部430中设置有供绝缘体限制部450插通的、沿着轴线0-0的导孔438。
[0103]绝缘体限制部450为筒状部件，并具有主体部452和设置在主体部452下侧的凸 缘部454，主体部452为筒状，且其外径与设置在配件限制部430中的导孔438的内径几乎 相同。由此，通过使主体部452的外径与导孔438的内径大致相同，使绝缘体限制部450能 够相对于导孔438在轴线0-0方向上移动。另外，通过在主体部452的下侧设置凸缘部454， 决定绝缘体限制部450相对于配件限制部430的上限位置。在绝缘体限制部450的内表面 设置有锥孔456和内径大致恒定的贯通孔458，锥孔456的内径在带中轴绝缘体102侧(SP， 上端侧)朝向轴线方向OD (图4的下方)逐渐缩小。
[0104]配件限制部430具有外径在主体配件原部件50a侧朝向轴向方向OD逐渐变大的 锥部432。因此,在组装带中轴绝缘体102和主体配件原部件50a时,主体配件原部件50a 的前端侧与配件限制部430的锥部432抵接而使其内径在径向上受到限制，并且组装后的 中心位于轴线0-0上。另外，绝缘体限制部450具有内径在带中轴绝缘体102侧朝向轴线 方向OD逐渐缩小的锥孔456。因此，在组装带中轴绝缘体102和主体配件原部件50a时，带 中轴绝缘体102的前端侧的绝缘子10与锥孔456抵接而在径向上受到限制，并且组装后的 中心位于轴线0-0上。[0105]根据这样位移限制工序，在组装带中轴绝缘体102和主体配件原部件50a时，带中轴绝缘体102和主体配件原部件50a处于沿着轴线可移动的状态，并且在径向上的位移受到限制。因此，组装后的前端部的中心大致一致。即，绝缘子10前端部的中心和主体配件50前端部的中心维持在位于大致轴线0-0上的状态。由于中心电极20的中心与绝缘子10的中心大致相同,所以中心电极20的中心与主体配件50前端部的中心大致一致，中心电极20和王体配件50如端部的最短距尚保持在足够的大小。因此，能够抑制在中心电极20和主体配件50的内径之间产生火花放电，从而能够更可靠地进行内燃机的点火。进而，通过将绝缘体限制部450制成筒形状，能够抑制安装于中心电极20的前端侧的电极端头的损伤。
[0106]另外，如图6所示，在本实施例中，配件限制部430的锥部432的外表面和绝缘体限制部450的锥孔456的内表面均为圆锥面。由此，能够使径向的限制更为容易。其中，只要是锥部432的外表面为向预定方向(轴线方向0D)扩大外径的形状、锥孔456的内表面为向预定方向缩小内径的形状，则能够制成各种形状。例如，锥部432也能够具有匹配于主体配件50的前端部的形状的圆筒面。另外，在锥孔456的内表面即圆锥面设置与绝缘子10的前端外周部的形状匹配的曲面。
[0107]图7是表示将带中轴绝缘体102组装于主体配件原部件50a的组装工序中的、对主体配件原部件50a施以紧固的工序的工序图。该紧固工序通过以下方式进行:将紧固工具600从上方朝向轴线方向OD按压至插入有带中轴绝缘体102的主体配件原部件50a。
[0108]另外，在该紧固工序中，与上述按压滑石9的工序的情况同样地，AE传感器700能够检测到由带中轴绝缘体102产生的声发射，判断装置705根据AE传感器700所检测到的声发射判断在紧固工序中带中轴绝缘体102是否产生裂纹。因此，在该紧固工序中，也能够容易地判断带中轴绝缘体102有无裂纹。
[0109]在筒状的紧固工具600中设置有贯通孔610，该贯通孔610的内径比构成带中轴绝缘体102的绝缘子10 (图1)的后端侧主体部18大。在该贯通孔610的下端侧(即前端侦D设置有曲面部612，该曲面部612具有沿着紧固部53外形的形状。另外，在曲面部612的外缘设置有抵接部614，该抵接部614具有沿着工具卡合部51后端侧的外形的形状。
[0110]如图7 (a)所示，如果曲面部624与主体配件原部件50a的上侧的筒状部53a抵接，则主体配件原部件50a承受轴向方向OD的载荷而被压靠在配线限制部430上。而且，通过配件限制部430限制主体配件原部件50a的前端侧的位置，使主体配件原部件50a向下方移动而被压靠在支撑模具410上。
[0111]如果在主体配件原部件50a被压靠在支撑模具410上的状态下进一步沿轴线方向OD按压紧固工具600，则筒状部53a沿着紧固工具600的曲面部612弯曲而形成紧固部53。如果在形成紧固部53之后使紧固工具600进一步下降与位于曲面部624外缘的抵接部614和工具卡合部51抵接，则对工具卡合部51施加载荷，工具卡合部51下侧的筒状部58a受压弯曲而形成弯曲部58 (图7 (b))。
[0112]在该紧固工序中，对滑石9和环部件6、7施加轴线方向OD的载荷，从而自绝缘子10的凸缘部19对带中轴绝缘体102施加轴线方向OD的载荷。由此，通过对带中轴绝缘体102施加轴线方向OD的载荷，将带中轴绝缘体102压靠到绝缘体限制部450上。然后，通过绝缘体限制部450限制带中轴绝缘体102的前端侧的位置，并且使带中轴绝缘体102向下方移动而固定在主体配件原部件50a上。
[0113]由此，在紧固工序中，带中轴绝缘体102前端部的中心和主体配件50前端部的中 心也是在大致位于轴线0-0上的状态下被固定。因此，中心电极20 (图1)的中心与主体配 件50 (图1)前端部的中心大致一致。由此，确保中心电极20和主体配件50的前端部的距 离为足够大小，因此能够抑制在中心电极20和主体配件50的内径之间产生火花放电，从而 能够更可靠地进行内燃机的点火，另外，还能够降低火花塞100的消耗。
[0114]如上所述，根据第一实施例，在进行组装的过程中检测带中心轴绝缘体102产生 的声发射，因此能够容易且可靠地判断带中轴绝缘体102有无裂纹。
[0115]B.第二实施例:
[0116]图8表示在第二实施例中的组装工序中使用的制造装置的结构的剖视图。与图4 所示的第一实施例的区别在于，AE传感器700安装在弹簧承压部533上，其它的结构与第 一实施例相同。由此，只要是能够检测到带中轴绝缘体102发生的声发射的位置，则AE传 感器700也能够安装在除了固定台490以外的位置。例如，虽然省略了图示，但是AE传感 器700也可以安装到基座40上。另外，在紧固工序中也同样地，AE传感器700安装在能够 检测到由带中轴绝缘体102产生的声发射的位置即可。
[0117]C.实验例
[0118]在本实施例中，对施加在主体配件50的凸缘部54的座面55上的每单位面积的载 荷、与由AE传感器700实现的声发射的检测精度之间的关系进行研究。
[0119]图9是表不实验情况的说明图。在本实施例中，在从后端侧对火花塞施加载荷的 状态下，将楔形模具710插入主体配件50与绝缘子10之间，从而使绝缘子10产生裂纹。然 后，测量在主体配件50的凸缘部54的座面55上施加的每单位面积的载荷、和在绝缘子10 产生裂纹时由AE传感器700检测到的电压的最大振幅(V)。
[0120]图10是表示实验结果的曲线图。横轴是施加在座面55上的每单位面积的载荷(N/ m2)，纵轴是在绝缘子10产生裂纹时由AE传感器700检测到的电压的最大振幅(V)。
[0121]根据该图10可知，如果对座面55施加的每单位面积载荷为0.5N/m2以上，则由绝 缘子10产生的声发射经由主体配件50的凸缘部54的座面55充分地传导至基座400，由 AE传感器700检测到电压的最大振幅超过IV。S卩，如果对座面55施加的每单位面积载荷 为0.5N/m2以上，则AE传感器700能够精度良好地检测到由带中轴绝缘体102产生的声发 射。
[0122]D.变形例
[0123]另外，本发明不限于上述实施例和实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内能够 以各种方式实施本发明，例如，能够有以下的变形。
[0124]Dl.变形例 1:
[0125]通过上述实施例说明的制造工序对于绝缘子10较细且容易产生裂纹的火花塞、 尤其是安装螺纹部的螺纹直径为M12以下的火花塞有效。但是通过上述实施例说明的制造 工序也能够适用于螺纹直径比M12大的火花塞。
[0126]D2.变形例 2:
[0127]在上述实施例中，使用共振型AE传感器作为AE传感器700，但是也能够由以下各 种AE传感器来代替该AE传感器700:使用在检测元件上粘贴了减振部件以压制共振的宽频带型AE传感器、或将前置放大器和专用预放大器组合而成的R-CAST型AE传感器等。
[0128]D3.变形例 3
[0129]在上述实施例中，在滑石按压工序和紧固工序这两个工序中都判断绝缘体有无裂纹，但是也能够仅在其中任一个工序中判断绝缘体有无裂纹。
[0130]D4.变形例 4:
[0131]在上述实施例中，判断装置705判断带中轴绝缘体102有无裂纹，但是也能够设置对AE传感器700所检测到的声发射的波形进行显示的显示装置代替判断装置705，使用者观察由显示装置显示的波形，判断带中轴绝缘体102是否存在裂纹。另外，显示装置也能够以数值代替波形显示声发射的振幅的最大值。
[0132]D5.变形例 5:
[0133]在上述实施例中，作为组装工序例示了按压工序和紧固工序，并在这些工序中判断绝缘体有无裂纹，但是能够对绝缘体有无裂纹进行判断的组装工序不限于此。例如，如上述实施例所述，也能够在例如在将主体配件通电加热的状态下进行的热紧固工序、或在热紧固工序的前一阶段在冷却期间进行的临时紧固工序等其他方式的组装工序中，判断绝缘体有无裂纹。
[0134]标号说明
[0135]3...陶瓷电阻
`[0136]4...密封体
[0137]5...衬垫
[0138]6、7...环部件
[0139]8...密封片
[0140]9...滑石
[0141]10...绝缘子
[0142]11...褶皱部
[0143]12...轴孔
[0144]13...长脚部
[0145]15...台阶部
[0146]17...前端侧主体部
[0147]18...后端侧主体部
[0148]19...凸缘部
[0149]20...中心电极
[0150]21...电极母材[0151 ] 25...芯材
[0152]30.…接地电极
[0153]33...前端部
[0154]40...端子配件
[0155]50...主体配件
[0156]50a..主体配件原部件
[0157]51...工具卡合部[0158]52...安装螺纹部
[0159]53...紧固部
[0160]53a..筒状部
[0161]54...凸缘部
[0162]55...座面
[0163]56...台阶部
[0164]58...弯曲部
[0165]58a..筒状部
[0166]59...螺纹颈
[0167]100...火花塞
[0168]102...带中轴绝缘体
[0169]200...发动机盖
[0170]201...安装螺纹孔
[0171]205...开口周缘部
[0172]400、400b...基座
[0173]410...支撑模具
[0174]412...配件支撑部
[0175]414...插通部
[0176]415...下端面
[0177]416...导孔
[0178]417,418...凸缘部
[0179]419...主体部
[0180]420...底部
[0181]422...圆环部
[0182]424...板状部
[0183]426...贯通孔
[0184]430...配件限制部
[0185]432...锥部
[0186]434...主体部
[0187]436...上端面
[0188]438...导孔
[0189]440...外侧弹簧
[0190]450...绝缘体限制部
[0191]452...主体部
[0192]454...凸缘部
[0193]456...锥孔
[0194]458...贯通孔
[0195]460...内侧弹簧
[0196]470...限制部件[0197]472…锥部
[0198]474...凸缘部
[0199]476...主体部
[0200]480...弹簧
[0201]490...固定台
[0202]500...滑石按压装置
[0203]510...载荷传递部
[0204]511.--承压部
[0205]512...中继部
[0206]520...冲压模具
[0207]522...大径部
[0208]524...前端部
[0209]530...保持部
[0210]531...弹簧施压部
[0211]532...弹簧.
[0212]533...弹簧承压部
[0213]534.--弹簧压力中继部
[0214]535…引导保持部
[0215]536...配件抵接部
[0216]537...外周固定部
[0217]538...锥部
[0218]540.? ?引导部
[0219]550...拆卸机构
[0220]600...紧固工具
[0221]610...贯通孔
[0222]612...曲面部
[0223]614...抵接部
[0224]624...曲面部
[0225]700...AE 传感器
[0226]705...判断装置
[0227]710...楔形模具
[0228]STP...止动件
【权利要求】
1.一种火花塞的制造方法，该火花塞具备:在轴向上延伸的中心电极；绝缘体，具有在 所述轴向上延伸的轴孔，在该轴孔的所述轴向前端侧保持所述中心电极；及筒状的主体配 件，包围所述绝缘体的周围并保持所述绝缘体，所述火花塞的制造方法的特征在于，具备从所述主体配件的所述轴向后端侧开口部插入所述绝缘体并进行组装的组装工序，所述组装工序包括位移限制工序，允许所述主体配件和所述绝缘体在所述轴向上的相 对位置的位移，并且限制所述主体配件和所述绝缘体在与所述轴向交叉的径向上的相对位 置的位移，使得所述主体配件的轴与所述绝缘体的轴的偏差量为预定值以下，在所述组装工序中，通过检测由所述绝缘体产生的声发射，判断所述绝缘体在所述组 装工序中是否产生裂纹。
2.根据权利要求1所述的火花塞的制造方法，其特征在于，在所述组装工序中，所述主体配件被支撑台支撑，在所述声发射的检测中，使用在能够检测到在所述支撑台中传导的所述声发射的位置 上安装的传感器。
3.根据权利要求2所述的火花塞的制造方法，其特征在于，在所述位移限制工序中，在所述主体配件处于按压于所述支撑台的状态之后，在保持 所述主体配件按压于所述支撑台的状态下，将所述绝缘体按压于所述主体配件。
4.根据权利要求3所述的火花塞的制造方法，其特征在于，在所述主体配件的外周形成有向径向外侧膨出的法兰状的凸缘部，在所述组装工序中，所述主体配件经由所述凸缘部的座面按压所述支撑台，施加在所述凸缘部的座面上的每单位面积的载荷为0.5N/m2以上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的火花塞的制造方法，其特征在于，所述组装工序包含将在所述主体配件和所述绝缘体之间填充的滑石向所述轴向的前 端侧按压的工序。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的火花塞的制造方法，其特征在于，所述组装工序包括为了将所述绝缘体保持在所述主体配件中而紧固所述主体配件的 所述后端侧开口部的工序。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的火花塞的制造方法，其特征在于，所述主体配件具有供安装于内燃机的安装螺纹部，所述安装螺纹部的螺纹直径为M12以下。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的火花塞的制造方法，其特征在于，还包括在判断所述绝缘体在所述组装工序中是否产生裂纹之后、排除被判断为存在裂 纹的所述绝缘体的工序。
【文档编号】H01T21/02GK103444025SQ201280014199
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月26日 优先权日:2011年4月12日
【发明者】弓野次郎, 尾关启治, 加藤友聪 申请人:日本特殊陶业株式会社