火花塞用主体件的制造方法以及火花塞的制造方法
【专利摘要】不会导致制造成本增大、且有效地减小第一筒状部的中心轴线与第二筒状部的中心轴线之间的偏心。主体件（3）沿轴线（CL1）方向延伸，并且在外周面具有用于与燃烧装置的安装孔螺纹接合的螺纹部（15）。主体件（3）的制造工序包括形成具备第一筒状部（CY1）和第二筒状部（CY2）的、主体件筒状中间体（MI2）的工序、以及在主体件筒状中间体（MI2）形成螺纹部（15）的滚轧工序。在滚轧工序中，在将用于插入主体件筒状中间体（MI2）并在与滚轧模具（D1、D2）的加工面之间夹持主体件筒状中间体（MI2）的支承构件（RC）插入到主体件筒状中间体（MI2）的基础上，至少对第一筒状部（CY1）和第二筒状部（CY2）同时实施滚轧加工。
【专利说明】火花塞用主体件的制造方法以及火花塞的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用于内燃机等的火花塞、以及使用于火花塞的火花塞用主体件的制造方法。
【背景技术】
[0002]使用于内燃机等的燃烧装置的火花塞例如包括:中心电极，其沿轴线方向延伸；绝缘体，其设于中心电极的外周；以及圆筒状的主体件，其组装于绝缘体的外侧。另外，在主体件的顶端部接合有接地电极，在中心电极与接地电极之间形成有用于产生火花放电的间隙(火花放电间隙)。此外，在主体件的内周面设有向径向内侧突出形成并供绝缘体的外周面卡定的突条部，另一方面，在主体件的外周面形成有用于与燃烧装置的安装孔螺纹接合的螺纹部。
[0003]然而，主体件一般通过实施挤压成形加工、切削加工而形成。具体而言，在将由预定的金属材料构成的柱状的主体件中间体配置于筒状的模具的内部的基础上，利用预定的夹具使主体件中间体的顶端侧以及后端侧加压变形，从而在主体件中间体的顶端侧以及后端侧形成孔部。然后，使用多个夹具对该孔部加压以使该孔部阶段性地加深并且直径变大的方式变形，最终使主体件中间体的两端部的孔部相连通。此时,在主体件中间体的内周面形成有成为上述突条部的环状的突出部。接着，对主体件中间体的内周面中的比上述突出部靠顶端侧的部位等实施切削加工等，对主体件中间体的形状进行调整，从而得到筒状的主体件筒状中间体。最后，对主体件筒状中间体的外周面实施滚轧加工，形成螺纹部，从而得到主体件(例如，参照专利文献I等)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利第4210611号公报
[0007]然而，由于通过切削加工形成主体件的内周面中的顶端侧、另一方面通过挤压成形形成主体件的内周面中的后端侧(换句话说，使用不同的制造装置形成顶端侧的孔部与后端侧的孔部)、或在进行挤压成形时夹具的倾斜等，可能会导致在位于主体件筒状中间体的顶端部的筒状部(第一筒状部)的中心轴线和沿着轴向位于不同于第一筒状部的位置的筒状部(第二筒状部；例如，位于比突条部靠后端侧的位置的筒状部)的中心轴线之间产生偏心(轴线偏移、倾斜)。若产生这样的偏心，则可能出现如下情况:在将绝缘体组装于主体件时，在绝缘体的顶端部的中心轴线与主体件的顶端部的中心轴线之间产生位置偏移，进而主体件的顶端部与中心电极的顶端部之间的、沿着径向的距离在局部过度接近。其结果，存在于中心电极与主体件之间产生异常的火花放电、从而产生不发火等不良情况的隐患。
[0008]特别是，在主体件的直径相对较小、且中心电极的顶端部与主体件的顶端部之间的沿径向的距离被设定为相对较小的火花塞中，为了防止不发火等，需要高精度地使主体件的顶端部的中心轴线和中心电极的顶端部的中心轴线对准。然而，若如上述那样在第一筒状部与第二筒状部之间产生偏心，并且该偏心程度相对较大，则将主体件的顶端部的中心轴线与中心电极的顶端部的中心轴线高精度地对位是非常困难的。
[0009]因此，为了减小第一筒状部与第二筒状部之间的偏心，考虑对主体件实施另外的加工，但是，这种情况可能会导致制造成本的增大。
【发明内容】
[0010]本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于提供一种不会导致制造成本增大、且能够有效地减小第一筒状部的中心轴线与第二筒状部的中心轴线之间的偏心的火花塞用主体件的制造方法以及火花塞的制造方法。
[0011]以下，对适于解决上述目的的各结构逐项说明。另外，根据需要记载所对应的结构的特有的作用效果。
[0012]结构1.本结构的火花塞用主体件的制造方法为，一种火花塞用主体件(以下，有时也简称为“主体件”)的制造方法，该火花塞用主体件为筒状且沿轴线方向延伸，并且该火花塞用主体件在外周面具有用于与燃烧装置的安装孔螺纹接合的螺纹部，其特征在于，该火花塞用主体件的制造方法包括:
[0013]主体件筒状中间体形成工序，形成在将会成为上述火花塞用主体件的主体件中间体形成有筒状部的、主体件筒状中间体；以及
[0014]滚轧工序，通过使用滚轧模具对上述主体件筒状中间体实施滚轧加工，从而形成上述螺纹部；
[0015]上述主体件筒状中间体形成工序包括:
[0016]第一筒状部形成工序，在上述主体件中间体的端部形成筒状的第一筒状部；以及
[0017]第二筒状部形成工序，在不同于上述第一筒状部的部位的至少一部分形成筒状的第二筒状部；
[0018]在上述滚轧工序中，
[0019]在将插入上述主体件筒状中间体并在与上述滚轧模具的加工面之间夹持上述主体件筒状中间体的支承构件插入到上述主体件筒状中间体的基础上，至少对上述第一筒状部与上述第二筒状部同时实施滚轧加工，从而使上述滚轧加工后的上述第一筒状部的中心轴线与上述第二筒状部的中心轴线之间的沿径向的偏心小于上述滚轧加工前的上述第一筒状部的中心轴线与上述第二筒状部的中心轴线之间的沿径向的偏心。
[0020]结构2.本结构的火花塞用主体件的制造方法的特征在于，在上述结构I中，上述支承构件形成为棒状，并且包括:
[0021]第一构成部，其是沿着上述第一筒状部的内周面的形状；以及
[0022]第二构成部，其是沿着上述第二筒状部的内周面的形状。
[0023]结构3.本结构的火花塞用主体件的制造方法的特征在于，在上述结构I或者2中，上述主体件筒状中间体在上述第一筒状部与上述第二筒状部之间具有内径比上述第一筒状部的内径以及上述第二筒状部的内径小的部位。
[0024]结构4.本结构的火花塞用主体件的制造方法的特征在于，在上述结构I至3的任一项中，在上述滚轧工序中，使在插入有上述支承构件的上述主体件筒状中间体的上述第一筒状部以及第二筒状部的径向的截面中的、上述主体件筒状中间体的内径与上述支承构件的外径之间的径差为0.8mm以下。[0025]结构5.本结构的火花塞用主体件的制造方法的特征在于，在上述结构I至4的任一项中，上述螺纹部的螺纹直径为M12以下。
[0026]结构6.本结构的火花塞用主体件的制造方法的特征在于，在上述结构I至5的任一项中，使上述火花塞用主体件的自身的沿上述轴线方向的长度大于自身的外径。
[0027]结构7.本结构的火花塞用主体件的制造方法的特征在于，在上述结构I至6的任一项中，上述火花塞用主体件在自身的外周面具有向径向外侧鼓出的座部，使沿上述轴线的、自上述火花塞用主体件的顶端至上述座部的长度为20mm以上。
[0028]结构8.本结构的火花塞用主体件的制造方法的特征在于，在上述结构I至7的任一项中，上述支承构件能够以自身的中心轴线为旋转轴自由旋转。
[0029]结构9.本结构的火花塞的制造方法的特征在于，一种火花塞的制造方法，其包含权利要求1至8中任一项所述的火花塞用主体件的制造方法。
[0030]结构10.本结构的火花塞的制造方法的特征在于，在上述结构9中，上述火花塞包括:
[0031]筒状的绝缘体，其配置于上述火花塞用主体件的内周；
[0032]中心电极，其配置于上述绝缘体的内周；以及
[0033]接地电极，其配置于上述火花塞用主体件的顶端部，在该接地电极与上述中心电极的顶端部之间形成有间隙；
[0034]使上述间隙的大小为0.4mm以上。
[0035]根据上述结构1，在将支承构件插入具有第一筒状部以及第二筒状部的主体件筒状中间体的基础上对至少两个筒状部实施滚轧加工。因此，在进行滚轧加工时，通过利用滚轧模具按压主体件筒状中间体的外周面，从而主体件筒状中间体中的特别是厚度较大的部分以被支承构件与滚轧模具夹住的形态压溃变形。由此，能够修正第一筒状部的内周面、第二筒状部的内周面的倾斜度，并且能够将第一筒状部(的内周面)的中心轴线与第二筒状部(的内周面)的中心轴线矫正成与支承构件的中心轴线重合。其结果，与滚轧加工前相比较，能够有效地减小第一筒状部的中心轴线与第二筒状部的中心轴线之间的沿径向的偏心。
[0036]另外，在减小第一筒状部的中心轴线与第二筒状部的中心轴线之间的偏心的过程中，不实施另外的加工，而是利用在形成螺纹部时通常进行的滚轧加工，因此能够实现对制造成本增大的抑制。
[0037]根据上述结构2，在支承构件设有沿第一筒状部的内周面的形状的第一构成部和沿第二筒状部的内周面的形状的第二构成部。因此，在进行滚轧加工时，能够更可靠地矫正第一筒状部以及第二筒状部这两者。其结果，能够进一步减小第一筒状部的中心轴线与第二筒状部的中心轴线之间的偏心。
[0038]在于第一筒状部与第二筒状部之间设有内径小于第一筒状部与第二筒状部各自的内径的部位的情况下，难以自主体件中间体的一个端部侧形成两个筒状部，因此能够自一个端部侧形成第一筒状部并自另一个端部侧形成第二筒状部。然而，此时，两筒状部之间的偏心容易变得相对较大。
[0039]对于这一点，根据上述结构3，由于主体件筒状中间体在第一筒状部与第二筒状部之间具备内径小于两筒状部的内径的部位，因此存在两筒状部的偏心变得更大的隐患，但是通过采用上述结构I等，能够充分减小两筒状部的偏心。换言之，上述结构I等在主体件筒状中间体于第一筒状部与第二筒状部之间具备内径小于两筒状部的内径的部位的情况下特别有意义。
[0040]根据上述结构4，在第一筒状部以及第二筒状部的各个截面中，主体件筒状中间体的内径与支承构件的外径之间的径差为0.8mm以下。因此，在滚轧加工时，主体件筒状中间体被滚轧模具与支承构件更可靠地夹住，能够更可靠地使主体件筒状中间体变形。其结果，能够进一步可靠地减小两筒状部的偏心。
[0041]在螺纹部的螺纹直径为小径的情况下，如上所述，中心电极的顶端部与主体件的顶端部之间的、沿径向的距离相对较小。因此，为了防止异常放电，需要高精度地使主体件的顶端部的中心轴线与中心电极的顶端部的中心轴线对准，为了实现该对准，要求在主体件筒状中间体中使第一筒状部的中心轴线与第二筒状部的中心轴线高精度地对准。
[0042]关于这一点，通过采用上述结构I等，能够更可靠地得到两筒状部中的偏心较小的主体件。换言之，在如上述结构5那样制造螺纹部的螺纹直径减小至M12以下、要求第一筒状部的中心轴线与第二筒状部的中心轴线高精度地对准的主体件时，上述结构I等特别有意义。
[0043]如上述结构6那样，对于自身的沿轴线的长度大于自身的外径的主体件来说，在组装绝缘体后，自身的顶端部与绝缘体的顶端部之间的偏心容易变得更大。
[0044]关于这一点，通过采用上述结构I等，能够可靠地得到两筒状部中的偏心较小的主体件，进而能够在绝缘体组装于主体件的状态下充分减小绝缘体的顶端部与主体件的顶端部之间的偏心。换言之，上述结构I等在制造自身的沿轴线的长度大于自身的外径的主体件时特别有意义。
[0045]在自自身的顶端至座部的、沿轴线的长度(所谓的螺纹长度)相对较大的主体件中，在组装绝缘体后，自身的顶端部与绝缘体的顶端部之间的偏心容易变得更大。
[0046]关于这一点，通过采用上述结构I等，能够可靠地得到两筒状部中的偏心较小的主体件，进而能够在绝缘体组装于主体件的状态下充分减小绝缘体的顶端部与主体件的顶端部之间的偏心。换言之，在如上述结构7那样制造螺纹长度为20mm以上的纵长的主体件时，上述结构I等特别有意义。
[0047]根据上述结构8，支承构件能够以自身的中心轴线为旋转轴自由旋转，在进行滚轧加工时，支承构件能够与主体件筒状中间体一起旋转。因此，在滚轧加工时，能够尽可能减少在主体件筒状中间体与支承构件之间产生的摩擦力，进而能够进一步促进主体件筒状中间体在滚轧模具与支承构件的夹持下产生的变形。其结果，能够极其有效地减小第一筒状部的中心轴线与第二筒状部的中心轴线之间的沿径向的偏心。
[0048]如上述结构9那样，也能够将上述结构I等的技术思想应用于火花塞的制造方法。此时，在所制造的火花塞中，能够可靠地减小绝缘体的顶端部与主体件的顶端部之间的偏心。
[0049]在形成于中心电极与接地电极之间的间隙较大、利用上述间隙产生火花放电时的要求电压较大的火花塞中，若在主体件的顶端部的中心轴线与中心电极的顶端部的中心轴线之间产生些许的偏心，就可能在中心电极与主体件之间产生异常放电。
[0050]通过采用上述结构I等，能够更可靠地得到两筒状部中的偏心较小的主体件，进而能够在绝缘体组装于主体件的状态下充分减小主体件的顶端部的中心轴线与中心电极的顶端部的中心轴线之间的偏心。换言之，在制造间隙的大小为0.4mm以上、且更可能伴随着主体件的顶端部的中心轴线与中心电极的顶端部的中心轴线之间的偏心而产生异常放电的火花塞时，上述结构I等特别有意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0051]图1是表不火花塞的结构的局部剖主视图。
[0052]图2是表示主体件中间体的结构的立体图。
[0053]图3是表示主体件筒状中间体形成工序的一个过程的剖视图。
[0054]图4是表示主体件筒状中间体形成工序的一个过程的剖视图。
[0055]图5是表示主体件筒状中间体形成工序的一个过程的剖视图。
[0056]图6是表示主体件筒状中间体形成工序的一个过程的剖视图。
[0057]图7是表示第4工件的结构的局部剖主视图。
[0058]图8的(a)是表示主体件筒状中间体的结构的局部剖主视图，(b)是表示接合有接地电极的主体件筒状中间体的结构的局部剖主视图。
[0059]图9是表示插入到主体件筒状中间体的支承构件的剖视图。
[0060]图10是表示的主体件筒状中间体向滚轧模具输送的状况的放大主视图。
[0061]图11是表示滚轧工序的一个过程的剖视图。
[0062]图12的(a)是用于说明第一筒状部与第一构成部之间的径差的局部放大剖视图，(b)是用于说明第二筒状部与第二构成部之间的径差的局部放大剖视图。
[0063]图13是表示主体件的结构的主视图。
[0064]图14的(a)、(b)是表示另一实施方式的支承构件的结构的剖视图。
[0065]图15是表示另一实施方式的滚轧模具的结构的俯视图。
[0066]图16是表不另一实施方式的火花塞的结构的局部剖主视图。
【具体实施方式】
[0067]以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。图1是表示火花塞I的局部剖主视图。另外，在图1中，将火花塞I的轴线CLl方向设为附图中的上下方向，将下侧设为火花塞I的顶端侧，将上侧设为火花塞I的后端侧来进行说明。
[0068]火花塞I由形成为筒状的作为绝缘体的绝缘电瓷2和用于保持该绝缘电瓷2的、筒状的火花塞用主体件(以下，称为“主体件”)3等构成。
[0069]绝缘电瓷2是如公知那样通过烧结氧化铝等而形成的，在其外形部包括:后端侧主体部10，其形成于绝缘电瓷2的后端侧；大径部11,其在比该后端侧主体部10靠绝缘电瓷2的顶端侧的位置向径向外侧突出形成；中间主体部12，其在比该大径部11靠绝缘电瓷2的顶端侧的位置形成为直径比该大径部11的直径细；以及腿部13，其在比该中间主体部12靠绝缘电瓷2的顶端侧的位置形成为直径比该中间主体部12的直径细。此外，绝缘电瓷2中的大径部11、中间主体部12以及大部分的腿部13收纳于主体件3的内部。另外，在中间主体部12和腿部13之间的连接部形成有锥状的台阶部14，利用该台阶部14将绝缘电瓷2卡定于主体件3。
[0070]而且，在绝缘电瓷2贯穿形成有沿轴线CLl延伸的轴孔4，在该轴孔4的顶端侧插入并固定有中心电极5。该中心电极5具有由铜或铜合金构成的内层5A和由以镍(Ni)为主要成分的Ni合金构成的外层5B。另外，中心电极5整体形成为棒状(圆柱状)，其顶端部分从绝缘电瓷2的顶端突出。
[0071]此外，在轴孔4的后端侧，以从绝缘电瓷2的后端突出的状态插入并固定有端子电极6。
[0072]而且，在轴孔4的中心电极5与端子电极6之间配设有圆柱状的电阻体7。该电阻体7的两端部经由导电性的玻璃密封层8、9分别与中心电极5和端子电极6电连接。
[0073]此外，上述主体件3由低碳钢(例如，碳成分为0.5质量％以下)等金属形成为筒状，在其外周面形成有螺纹部(外螺纹部)15，该螺纹部15用于将火花塞I安装于内燃机、燃料电池重整器等燃烧装置。另外，在螺纹部15的后端侧向外周侧鼓出形成有座部16，在螺纹部15后端的螺纹颈17外套有环状的垫圈18。而且，在主体件3的后端侧设有截面为六角形状的工具卡合部19，该工具卡合部19用于在将主体件3安装于燃烧装置时与扳手等工具相卡合。另外，在主体件3的后端部设有向径向内侧弯曲的弯边部20。
[0074]另外，在本实施方式中，为了实现火花塞I的小径化以及纵长化而使主体件3的小径化以及纵长化。因此，使螺纹部15的螺纹直径为M12以下(在本实施方式中为MlO以下)，另外，使沿着轴线CLl的、自座部16的顶端至主体件3的顶端为止的长度(所谓的螺纹长度)L为20mm以上。此外，主体件3成为自身的沿着轴线CLl的长度比其自身的外径大。另外，伴随着主体件3的小径化，主体件3的顶端内周与绝缘电瓷2的顶端部之间的、沿与轴线CLl正交的方向的距离相对较小(例如1.0mm以下)。
[0075]另外，在主体件3的内周面设有向径向内侧鼓出的突条部21。而且，绝缘电瓷2从主体件3的后端侧向顶端侧插入，在自身的台阶部14与主体件3的突条部21相卡定的状态下，使主体件3的后端侧的开口部向径向内侧弯边、即形成上述弯边部20，从而将绝缘电瓷2固定于主体件3。另外，在台阶部14与突条部21之间设有圆环状的板状密封件22。由此，能够保持燃烧室内的气密性，避免进入暴露于燃烧室内的绝缘电瓷2的腿部13与主体件3的内周面之间的间隙的燃料气体向外部泄漏。
[0076]而且，为了使弯边所带来的密闭更加完善，在主体件3的后端侧，在主体件3与绝缘电瓷2之间设有环状的环构件23、24，在环构件23、24之间填充有滑石(talc)25的粉末。SP，主体件3隔着板状密封件22、环构件23、24以及滑石25而保持绝缘电瓷2。
[0077]另外，在主体件3的顶端部26接合有接地电极27，该接地电极27在大致中间部分折回，从而该接地电极27的顶端侧侧表面与中心电极5的顶端部相对。此外，在中心电极5的顶端部与接地电极27的顶端部之间形成有作为间隙的火花放电间隙28，在该火花放电间隙28中，在大致沿轴线CLl的方向上进行火花放电。另外，在本实施方式中，火花放电间隙28的大小(中心电极5以及接地电极27间的最短距离)G为相对较大的0.4mm?2.0mm(例如 1.1mm)。
[0078]接下来，对如上述那样构成的火花塞I的制造方法进行说明。
[0079]首先，预先加工主体件3。即，如图2所示，准备由S17C、S25C这样的铁类材料、不锈钢材料等构成的圆柱状的主体件中间体MII。然后，在主体件中间筒状体形成工序中，使用多个模具在冷态下阶段性地对主体件中间体MIl实施挤压成形加工。
[0080]若详细叙述，首先，使用图3所示的第I模具Ml等，在冷态下挤压成形主体件中间体Mil。S卩，第I模具Ml具有沿轴线CLl方向延伸且后端侧形成为大径、另一方面顶端侧形成为小径的模腔Cl。然后，将主体件中间体MIl插入模腔Cl，在模腔Cl的顶端侧配置筒状的套筒SI和销PII，该销PIl插入于该套筒SI，且该销PIl的顶端部比套筒SI的朝模腔Cl侧的面向后端侧突出。在此基础上，自模腔Cl的后方侧插入具有几乎与模腔Cl的大径部分的内径相等的外径的冲头PU1，将主体件中间体MIl向轴线CLl方向顶端侧挤压成形。由此，得到顶端侧形成为小径、并且在顶端部具有孔部HAl的第I工件W1。
[0081 ] 接下来，使用图4所示的第2模具M2，在冷态下对第I工件Wl进行挤压成形。即，第2模具M2具有后端侧形成为大径、另一方面顶端侧形成为小径的模腔C2。然后，将第I工件Wl自后方侧插入模腔C2，并且在模腔C2的顶端侧配置筒状的套筒S2与销PI2，该销PI2插入于套筒S2，且该销PI2的顶端部比套筒S2的朝模腔C2侧的面向后端侧突出。在此基础上，自模腔C2的后方侧插入具有比模腔C2的大径部分的内径小的外径的冲头TO2。由此，第I工件Wl被挤压成形，得到在顶端侧具有孔部HA2、且在后端侧具有孔部HB2的第2工件W2。
[0082]接着，使用图5所示的第3模具M3，在冷态下对第2工件W2进行挤压成形。即，第3模具M3具有后端侧形成为大径、另一方面顶端侧形成为小径的模腔C3。然后，自后方侧将第2工件W2插入到模腔C3，并且在模腔C3的顶端侧配置筒状的套筒S3和销PI3，该销PI3的顶端部比套筒S3向后端侧突出。然后自模腔C3的后方侧插入冲头TO3，该冲头PU3具有比模腔C3的大径部分的内径小的外径，且在外周具有台阶。由此，第2工件W2被挤压成形，得到在顶端侧具有孔部HA3、且在后端侧具有孔部HB3的第3工件W3。
[0083]接下来，使用图6所示的第4模具M4，在冷态下对第3工件W3进行挤压成形。即，第4模具M4通过将筒状的顶端侧模具M41和筒状的后端侧模具M42呈同轴状一体化而成，并具有沿轴线CLl方向延伸的模腔C4。这里，后端侧模具M42的内周部分的顶端侧形成为大径，另一方面，后端侧形成为小径。而且，大径部分的内周面形成为与上述座部16的形状相对应的圆筒状。另一方面，小径部分的内周面中的至少顶端侧成为与工具卡合部19相对应的形状。回到制造方法的说明，自后方侧将第3工件W3插入上述模腔C4，并且在模腔C4的顶端侧配置套筒S4和销PI4，该销PI4的顶端部比上述套筒S4向后端侧突出。在此基础上，自模腔C4的后方侧插入在外周具有台阶的冲头TO4，使第3工件W3的外周面按压接触于第4模具M4的内周面。由此，如图7所示，获得第4工件W4，该第4工件W4具有:多棱柱部MG，其具有与工具卡合部19相同的截面形状；以及通孔H4，其通过将两孔部HA3、HB3相连通而成，并沿轴线CLl方向延伸。另外，在第4工件W4的内周面，以向径向内侧鼓出的方式形成以轴线CLl为中心的环状的突出部P4 (成为上述突条部21的部位)。
[0084]之后，通过对多棱柱部MG的顶端侧、比突出部P4靠顶端侧的内周面等实施切削加工，如图8的(a)所示，得到具有座部16、工具卡合部19、突条部21等在内的筒状的(即，包括筒状部CY的)主体件筒状中间体MI2。
[0085]另外，主体件筒状中间体MI2包括自突条部21的顶端向轴线CLl方向顶端侧延伸的圆筒状的第一筒状部CY1、以及自突条部21的后端向轴线CLl方向后端侧延伸的圆筒状的第二筒状部CY2。第一筒状部CYl以及第二筒状部CY2各自的内径大于突条部21的内径，结果，在第一筒状部CYl与第二筒状部CY2之间形成内径比两者的内径小的部位(即，突条部21)。另外，第一筒状部CYl沿径向的壁厚、以及第二筒状部CY2沿径向的壁厚分别相对较小(例如，5mm以下)。
[0086]此外，第一筒状部CYl的内周面通过在挤压成形后实施切削加工而成形，第二筒状部CY2的内周面通过挤压成形而成形。因此，第一筒状部CYl的内周面的中心轴线与第二筒状部CY2的内周面的中心轴线容易以沿径向偏心的状态形成。另外，上述挤压成形以及切削加工的工序相当于“第一筒状部形成工序”，挤压成形的工序相当于“第二筒状部形成工序”。
[0087]另外，在本实施方式中，将自突条部21的顶端向轴线CLl方向顶端侧延伸的圆筒状的部位设为第一筒状部CY1，将自突条部21的后端向轴线CLl方向后端侧延伸的圆筒状的部位设为第二筒状部CY2，但是第一筒状部只要是位于主体件筒状中间体MI2的端部的筒状部位即可，第二筒状部只要是不同于第一筒状部的筒状部位即可。因此，例如能够将主体件筒状中间体MI2的最顶端部称为第一筒状部，将自该第一筒状部的后端至突条部21的部位称为第二筒状部。即，第一筒状部虽然是位于主体件筒状中间体MI2的端部的筒状部位，但并不特别限定其沿轴向的范围，另外，第二筒状部只要是主体件筒状中间体MI2中的除第一筒状部以外的筒状部位即可。
[0088]返回制造方法的说明，如图8的(b)所示，在所得到的主体件筒状中间体MI2的顶端部电阻焊接笔直棒状的接地电极27。另外，由于在进行该焊接时产生所谓的“塌边”，因此在去除该“塌边”之后，在滚轧工序中，在自主体件筒状中间体MI2中的第一筒状部CYl至第二筒状部CY2的外周面形成螺纹部15。
[0089]在滚轧工序中，首先，如图9所示，将由硬度高于主体件筒状中间体MI2的预定的金属材料(例如，淬火钢(碳钢)、工具钢等)构成的棒状的支承构件RC插入主体件筒状中间体MI2。支承构件RC通过将外径不同的第一构成部RC1、中间构成部RC3、以及第二构成部RC2以各自的中心轴线重合的方式依次串行连接而成，各构成部RC1、RC2、RC3能够彼此分离。
[0090]第一构成部RCl形成为实心圆柱状，并且其自身的外周面形成沿着第一筒状部CYl的内周面的形状，在该第一构成部RCl自身的端部具备突部RP1。另外，第二构成部RC2形成为实心圆柱状，并且其自身的外周面形成沿着第二筒状部CY2的内周面的形状，在该第二构成部RC2自身的端部具备突部RP2。中间构成部RC3形成为筒状，并能够与第一、第二构成部RC1、RC2的突部RP1、RP2嵌合。
[0091]在将支承构件RC插入主体件筒状中间体MI2时，自主体件筒状中间体MI2的顶端侧插入第一构成部RCl，另一方面，自主体件筒状中间体MI2的后端侧插入第二构成部RC2，在插入两构成部RC1、RC2的至少一者之前，在突条部21的内周配置中间构成部RC3，在主体件筒状中间体MI2的内部将各构成部RC1、RC2、RC3连接。例如，自第二构成部RC2分离中间构成部RC3，自主体件筒状中间体MI2的顶端侧插入连接有中间构成部RC3的第一构成部RCl，另一方面，自主体件筒状中间体MI2的后端侧插入第二构成部RC2，在主体件筒状中间体MI2的内部将第二构成部RC2与中间构成部RC3相连接，从而能够将支承构件RC插入主体件筒状中间体MI2。另外，在本实施方式中，在与轴线CLl正交的剖面中，主体件筒状中间体MI2的内径与支承构件RC的外径的径差为0.002mm以上，能够容易地将支承构件RC插入主体件筒状中间体MI2。
[0092]如图10所示，使用在外周面沿周向间断地具有多个凹部CO的旋转输送装置CA将插入有支承构件RC的主体件筒状中间体MI2配置于多个(在本实施方式中为一对)的滚轧模具D1、D2的各个加工面彼此之间。具体而言，在主体件筒状中间体MI2载置于凹部CO的状态下，使旋转输送装置CA以自身的中心轴线为旋转轴线旋转，从而将主体件筒状中间体MI2配置于滚轧模具D1、D2之间。
[0093]如图11所示，若在滚轧模具Dl、D2之间配置主体件筒状中间体MI2，则利用滚轧模具D1、D2的旋转对主体件筒状中间体MI2实施滚轧加工。另外，在滚轧加工时，支承构件RC未被支承，而是成为能够以自身的中心轴线为旋转轴线自由旋转的状态。另外，如图12的(a)所示，在插入有支承构件RC的主体件筒状中间体MI2的第一筒状部CYl沿径向的截面中，主体件筒状中间体MI2 (第一筒状部CYl)的内径与支承构件RC (第一构成部RCl)的外径之间的径差Rl为0.8mm以下。并且，如图12的(b)所示，在插入有支承构件RC的主体件筒状中间体MI2的第二筒状部CY2沿径向的截面中，主体件筒状中间体MI2(第二筒状部CY2)的内径与支承构件RC (第二构成部RC2)的外径之间的径差R2为0.8mm以下。
[0094]此外，在滚轧加工过程中，至少对第一筒状部CYl与第二筒状部CY2同时实施加工，在第一筒状部CYl以及第二筒状部CY2的外周面形成螺纹部15。其结果，如图13所示，得到焊接有接地电极27的主体件3。
[0095]接着，在主体件3的表面实施镀锌或镀镍。另外，为了实现提高耐腐蚀性，也可以在其表面进一步实施铬酸盐处理。
[0096]另一方面，独立于上述主体件3的加工地成形加工出了绝缘电瓷2。例如，使用以氧化铝为主体并含有粘结剂等的原料粉末来调制成形用坯料造粒物，并且使用该成形用坯料造粒物进行橡胶压制成形，从而获得筒状的成形体。然后，对所获得的成形体实施磨削加工并对外形进行整形，在此基础上实施烧结加工从而获得绝缘电瓷2。
[0097]另外，独立于上述主体件3、绝缘电瓷2的加工地制造出了中心电极5。S卩，在中央部，对配置有用于实现散热性提高的铜合金等的Ni合金进行锻造加工而制作中心电极5。
[0098]然后，利用玻璃密封层8、9密封固定如上述那样获得的绝缘电瓷2、中心电极5、抵抗体7、以及端子电极6。作为玻璃密封层8、9，通常将硼硅酸玻璃和金属粉末混合进而调制、并将该调制而成的材料以夹着电阻体7的方式注入到绝缘电瓷2的轴孔4内，之后以自后方按压上述端子电极6的状态在烧结炉内烘烧。另外，此时，也可以在绝缘电瓷2的后端侧主体部10的表面同时烧结釉层，也可以预先形成釉层。
[0099]之后，将具备如上述那样分别制作的中心电极5以及端子电极6的绝缘电瓷2、以及具备接地电极27的主体件3相组装。更详细地说，在将绝缘电瓷2插入主体件3的基础上，将形成为相对较薄壁的主体件3的后端侧的开口部向径向内侧弯边、换句话说形成上述弯边部20，从而对绝缘电瓷2进行固定。
[0100]最后，使接地电极27的大致中间部分弯曲，并且实施对火花放电间隙28的大小G进行调整的加工，从而获得上述的火花塞I。
[0101]如以上详细叙述那样，根据本实施方式，在将支承构件RC插入主体件筒状中间体MI2的基础上，至少对第一筒状部CYl以及第二筒状部CY2实施滚轧加工。因此，在滚轧加工时，通过利用滚轧模具D1、D2按压主体件筒状中间体MI2的外周面，从而主体件筒状中间体MI2中的特别是厚度较大的部分以被支承构件RC与滚轧模具Dl、D2夹住的形态压溃变形。由此，能够修正第一筒状部CY1、第二筒状部CY2的内周面的倾斜度，并且能够将第一筒状部CYl的内周面的中心轴线与第二筒状部CY2的内周面的中心轴线矫正成与支承构件RC的中心轴线重合。因此，与滚轧加工前相比较，能够有效地减小第一筒状部CYl的中心轴线与第二筒状部CY2的中心轴线之间沿径向的偏心，进而在火花塞I中，能够充分地减小主体件3的顶端部的中心轴线与中心电极5的顶端部的中心轴线之间的偏心。其结果，在螺纹部15的螺纹直径为M12以下、螺纹长度L为20mm以上、并且火花放电间隙28的大小G为
0.4mm以上的、在主体件3的顶端部与中心电极5的顶端部之间产生些许的偏心就可能产生异常放电的火花塞I中，能够可靠地抑制异常放电的产生。
[0102]另外，在减小第一筒状部CYl的中心轴线与第二筒状部CY2的中心轴线之间的偏心的过程中，并非另外实施加工，而是利用形成螺纹部15时的滚轧加工，因此能够实现对制造成本增大的抑制。
[0103]并且，在第一筒状部CYl以及第二筒状部CY2各自的截面中，主体件筒状中间体MI2的内径与支承构件RC的外径之间的径差Rl、R2为0.8mm以下。因此，在滚轧加工时，主体件筒状中间体MI2被滚轧模具D1、D2与支承构件RC更可靠地夹持，能够更可靠地使主体件筒状中间体MI2变形。其结果，能够进一步减小两筒状部CY1、CY2的偏心。
[0104]此外，支承构件RC能够以自身的中心轴线为旋转轴线自由旋转，在滚轧加工时，支承构件RC能够与主体件筒状中间体MI2 —起旋转。因此，在滚轧加工时，能够尽可能减少在主体件筒状中间体MI2与支承构件RC之间产生的摩擦力，进而能够进一步促进主体件筒状中间体MI2在滚轧模具D1、D2与支承构件RC的夹持下产生的变形。其结果，能够进一步可靠地减小两筒状部CY1、CY2的偏心。
[0105]接着，为了确认上述实施方式所发挥的作用效果，制作多个主体件筒状中间体的样品，对于各样品，分别测量了主体件筒状中间体的自顶端起往后端3mm的部位(相当于第二筒状部)的中心轴线相对于主体件筒状中间体的顶端(相当于第一筒状部)的中心轴线的、沿径向的轴线偏移量。接着，在将支承构件插入各样品的基础上实施滚轧加工，在各样品的第一筒状部以及第二筒状部的外周面上形成螺纹部，并且测量了进行滚轧加工后的上述轴线偏移量。在表I中分别示出各样品中的滚轧加工前的轴线偏移量与滚轧加工后的轴线偏移量。另外，将上述径差R1、R2分别设定为0.8mm以下。
[0106][表 I]
[0107]
【权利要求】
1.一种火花塞用主体件的制造方法，该火花塞为筒状且沿轴线方向延伸，并且该火花塞在外周面具有用于与燃烧装置的安装孔螺纹接合的螺纹部，其特征在于，该火花塞用主体件的制造方法包括: 主体件筒状中间体形成工序，在该工序中，形成在将会成为上述火花塞用主体件的主体件中间体形成有筒状部的、主体金属外壳筒状中间体；以及 滚轧工序，通过使用滚轧模具对上述主体件筒状中间体实施滚轧加工，从而形成上述螺纹部； 上述主体件筒状中间体形成工序包括: 第一筒状部形成工序，在上述主体件中间体的端部形成筒状的第一筒状部；以及第二筒状部形成工序，在不同于上述第一筒状部的部位的至少一部分形成筒状的第二筒状部; 在上述滚轧工序中， 在将用于插入上述主体件筒状中间体并在与上述滚轧模具的加工面之间夹持上述主体件筒状中间体的支承构件插入到上述主体件筒状中间体的基础上，至少对上述第一筒状部与上述第二筒状部同时实施滚轧加工，从而使上述滚轧加工后的上述第一筒状部的中心轴线与上述第二筒状部的中心轴线之间的沿径向的偏心小于上述滚轧加工前的上述第一筒状部的中心轴线与上述第二筒状部的中心轴线之间的沿径向的偏心。
2.根据权利要求1所述的火花塞用主体件的制造方法，其特征在于， 上述支承构件形成为棒状，并且包括: 第一构成部，其是沿着上述第一筒状部的内周面的形状；以及 第二构成部，其是沿着上述第二筒状部的内周面的形状。
3.根据权利要求1或2所述的火花塞用主体件的制造方法，其特征在于， 上述主体件筒状中间体在上述第一筒状部与上述第二筒状部之间具有内径比上述第一筒状部的内径以及上述第二筒状部的内径小的部位。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的火花塞用主体件的制造方法，其特征在于， 在上述滚轧工序中，使在插入有上述支承构件的上述主体件筒状中间体的上述第一筒状部以及第二筒状部的径向的截面中的、上述主体件筒状中间体的内径与上述支承构件的外径之间的径差为0.8mm以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的火花塞用主体件的制造方法，其特征在于， 上述螺纹部的螺纹直径为M12以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的火花塞用主体件的制造方法，其特征在于， 使上述火花塞用主体件的自身的沿上述轴线方向的长度大于自身的外径。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的火花塞用主体件的制造方法，其特征在于， 上述火花塞用主体件在自身的外周面具有向径向外侧鼓出的座部， 使沿上述轴线的、自上述火花塞用主体件的顶端至上述座部的长度为20mm以上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的火花塞用主体件的制造方法，其特征在于， 上述支承构件能够以自身的中心轴线为旋转轴线自由旋转。
9.一种火花塞的制造方法，其 包含权利要求1至8中任一项所述的火花塞用主体件的制造方法。
10.根据权利要求9所述的火花塞的制造方法，其特征在于， 上述火花塞包括: 筒状的绝缘体，其配置于上述火花塞用主体件的内周； 中心电极，其配置于上述绝缘体的内周；以及 接地电极，其配置于上述火花塞用主体件的顶端部，在该接地电极与上述中心电极的顶端部之间形成有间隙； 使上述间隙的 大小为0.4mm以上。
【文档编号】H01T21/02GK103828152SQ201280045773
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年10月26日 优先权日:2011年10月31日
【发明者】河野创, 上川弘二 申请人:日本特殊陶业株式会社