(57)【要約】【課題】バレルめっき処理中に２つの主体金具が互いに固着してしまうと、めっき不良が発生する。【解決手段】スパークプラグの製造方法は、先端部分にねじ部を有する円筒状の主体金具の先端部に棒状の接地電極部材が接合された接合体を準備する準備工程と、バレルめっき装置を用いて接合体のめっき処理を行うめっき工程と、を備える。準備工程は、接合体の接地電極部材を、主体金具の中心軸に平行な方向に対して主体金具の径方向外側に傾ける工程を含む。めっき工程は、接地電極部材が傾いている状態で接合体のめっき処理を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部分にねじ部を有する円筒状の主体金具の先端部に棒状の接地電極部材が接合された接合体を準備する準備工程と、バレルめっき装置を用いて前記接合体のめっき処理を行うめっき工程と、を備えるスパークプラグの製造方法であって、
前記準備工程は、前記接合体の前記接地電極部材を、前記主体金具の中心軸に平行な方向に対して前記主体金具の径方向外側に傾ける工程を含み、
前記めっき工程は、前記接地電極部材が傾いている状態で前記接合体のめっき処理を行う、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、
前記接地電極部材を傾ける工程は、
（ｉ）前記接地電極部材を前記主体金具の中心軸に平行な方向に沿って延びるように前記主体金具の前記先端部に接合した後に、前記接地電極部材を前記主体金具の径方向外側に向かって傾ける工程と、
（ｉｉ）前記接地電極部材を前記主体金具の前記先端部に接合する際に、前記接地電極部材を前記主体金具の径方向外側に向かって傾けた状態で接合する工程と、
のいずれか一方である、ことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記主体金具の後端部の内径をＢ(ｍｍ)、前記ねじ部の外径をＡ(ｍｍ)としたとき、−１．５≦Ａ−Ｂ＜０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４】
請求項３に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記めっき工程で処理される前記接合体を、前記接地電極部材が配置された先端側から前記主体金具の中心軸に沿って、前記中心軸に垂直な仮想平面に投影して見たときに、前記接地電極部材の最も径方向外側の点と、前記ねじ部の外周との間の最短距離が、０．３ｍｍ以上である、ことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【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。
【背景技術】
【０００２】
一般に、スパークプラグは、その先端側に中心電極と接地電極とを有している。中心電極は、絶縁体の軸孔に保持された状態で、絶縁体の先端から突出している。一方、接地電極は、主体金具の先端部に接合されている。
【０００３】
主体金具は、腐食防止のためにめっき処理されるのが普通である。特に、大量の主体金具を同時にめっき処理するために、バレルめっきが利用される（特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６８２５０号公報
【特許文献２】特開２００７−２８４７５５号公報
【特許文献３】特開２００８−２３６２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
主体金具のバレルめっき処理は、主体金具の先端部に棒状の接地電極部材が接合したワークピース（以下、「接合体」とも呼ぶ）に対して実行される。バレルめっき処理では、大きなバレル内で大量のワークが自由に回転しながらめっき処理が進行する。発明者らは、接地電極部材が接合されている主体金具の先端側が、他の主体金具の後端部の孔に入り込んでしまい、２つの主体金具が互いに固着して離れなくなる場合があることを見出した。このように２つの主体金具が固着した状態でめっき処理が行われると、めっき不良が発生するという課題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
（１）本発明の一形態によれば、先端部分にねじ部を有する円筒状の主体金具の先端部に棒状の接地電極部材が接合された接合体を準備する準備工程と、バレルめっき装置を用いて前記接合体のめっき処理を行うめっき工程と、を備えるスパークプラグの製造方法が提供される。この製造方法において、前記準備工程は、前記接合体の前記接地電極部材を、前記主体金具の中心軸に平行な方向に対して前記主体金具の径方向外側に傾ける工程を含み、前記めっき工程は、前記接地電極部材が傾いている状態で前記接合体のめっき処理を行う、ことを特徴とする。
この製造方法によれば、接地電極部材を主体金具の径方向外側に傾けた状態の接合体に対してバレルめっき処理を行うので、バレルめっき処理中に２つの主体金具が互いに固着してめっき不良が発生する、という可能性を低減することができる。
【０００８】
（２）上記製造方法において、前記接地電極部材を傾ける工程は、（ｉ）前記接地電極部材を前記主体金具の中心軸に平行な方向に沿って延びるように前記主体金具の前記先端部に接合した後に、前記接地電極部材を前記主体金具の径方向外側に向かって傾ける工程と、（ｉｉ）前記接地電極部材を前記主体金具の前記先端部に接合する際に、前記接地電極部材を前記主体金具の径方向外側に向かって傾けた状態で接合する工程と、のいずれか一方である、ものとしてもよい。
この構成によれば、接地電極部材を主体金具の径方向外側に傾けた状態の接合体を得ることができる。
【０００９】
（３）上記製造方法において、前記主体金具の後端部の内径をＢ(ｍｍ)、前記ねじ部の外径をＡ(ｍｍ)としたとき、−１．５≦Ａ−Ｂ＜０である、ものとしてもよい。
一般に、主体金具の後端部の内径Ｂがねじ部の外径Ａよりも大きいために、或る主体金具のねじ部が他の主体金具の後端部の孔に食い込んでしまう可能性がある。上記構成によれば、このような場合にも、接地電極部材を主体金具の径方向外側に傾けた状態の接合体をバレルめっき処理のワークピースとして使用することによって、バレルめっき処理中に２つの主体金具が互いに固着してめっき不良が発生する、という可能性を低減することができる。
【００１０】
（４）上記製造方法において、前記めっき工程で処理される前記接合体を、前記接地電極部材が配置された先端側から前記主体金具の中心軸に沿って、前記中心軸に垂直な仮想平面に投影して見たときに、前記接地電極部材の最も径方向外側の点と、前記ねじ部の外周との間の最短距離が、０．３ｍｍ以上である、ものとしてもよい。
この構成によれば、接地電極部材が主体金具から径方向外側に十分に突出するので、バレルめっき処理中に２つの主体金具が互いに固着してめっき不良が発生する、という可能性を更に低減することができる。
【００１１】
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、スパークプラグの製造方法、スパークプラグ用の主体金具の製造方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態としてのスパークプラグを示す正面図。
【図２】めっき処理前後の工程における主体金具と接地電極部材の接合体の形状を示す説明図。
【図３】バレルめっき装置の一例を示す説明図。
【図４】比較例としての２つの主体金具が固着した状態を示す説明図。
【図５】主体金具と接地電極部材の接合体の寸法がめっき処理に与える影響についての実験結果を示す説明図。
【図６】一実施形態におけるめっき処理前後の工程の一例を示す説明図。
【図７】他の実施形態におけるめっき処理前後の工程の一例を示す説明図。
【図８】他の実施形態におけるめっき処理前後の工程の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００を示す正面図である。図１において、スパークプラグ１００の発火部が存在する下側をスパークプラグ１００の先端側と定義し、上側を後端側と定義して説明する。このスパークプラグ１００は、絶縁体１０と、中心電極２０と、接地電極３０と、端子金具４０と、主体金具５０とを備えている。絶縁体１０は、軸線Ｏに沿って延びる軸孔を有している。なお、軸線Ｏを「中心軸」とも呼ぶ。中心電極２０は、軸線Ｏに沿って延びる棒状の電極であり、絶縁体１０の軸孔内に挿入された状態で保持されている。接地電極３０は、一端が主体金具５０の先端部５２に固定され、他端が中心電極２０と対向する電極である。端子金具４０は、電力の供給を受けるための端子であり、中心電極２０に電気的に接続されている。主体金具５０は、絶縁体１０の外周を囲む筒状の部材であり、絶縁体１０を内部に固定している。主体金具５０の外周には、ねじ部５４が形成されている。ねじ部５４は、ねじ山が形成された部位であり、スパークプラグ１００をエンジンヘッドに取付ける際にエンジンヘッドのねじ孔に螺合する。
【００１４】
図２は、実施形態のめっき処理前後の工程における主体金具と接地電極部材の接合体２００の形状を示している。図２（Ａ）は、めっき処理のワークピースとしての接合体２００を準備する工程を示している。この工程において、主体金具５０の先端部５２に、棒状の接地電極部材３０ｐが傾いた状態で接合される。より具体的には、接地電極部材３０ｐは、主体金具５０の中心軸Ｏに平行な方向ＯＤに対して主体金具５０の径方向ＲＤ外側に傾いた状態で接合される。ここで、「主体金具５０の径方向ＲＤ」とは、主体金具５０の中心軸Ｏから外側に向かう方向を意味する。なお、接地電極部材３０ｐは、めっき処理の後に、折り曲げられることによって図１に示すような湾曲した接地電極３０となる部材である。折り曲げられる前の棒状の接地電極部材３０ｐの長さは、通常５〜２０ｍｍである。図２（Ａ）の接合体２００は、バレルめっき装置を用いてめっき処理される（図２（Ｂ））。
【００１５】
図３は、バレルめっき装置の一例を示す説明図である。このバレルめっき装置は、バレル漕ＢＭと、めっき槽ＰＭとを有している。バレルめっき処理の際には、多数の接合体２００をバレル槽ＢＭ中に投入し、このバレル槽ＢＭごとめっき槽ＰＭ内のめっき液ＬＺに浸漬する。バレル槽ＢＭ内には、樹脂被覆されたリード線Ｌ１を通じて負電位とされた導電体ＣＣが、接合体２００に接触するように配置されている。めっき漕ＰＭ内には、更に、バレル漕ＢＭの外側の位置に、正電位とされる金属板ＰＺ（例えば亜鉛板）が配置されている。この状態で、バレル槽ＢＭを、その回転軸ＡＸ１の周りに回転させると、多数の接合体２００は、バレル槽ＢＭの回転に従って、かき混ぜられつつ自由に移動しながらめっき処理される。この結果、接合体２００の外表面には、均一にめっき層が形成される。
【００１６】
めっき処理のワークピースとしての接合体２００は、図２（Ａ）に示したように、接地電極部材３０ｐが外側に傾いた状態で主体金具５０の先端部５２に接合されている。この傾いた接地電極部材３０ｐは、従来技術で説明した不具合（バレルめっき処理の際に２つの主体金具５０が互いに固着して離れなくなるという不具合）を抑制する上で大きな効果がある。
【００１７】
図４は、比較例としての２つの主体金具５０ａ，５０ｂが互いに固着した状態を示す説明図である。ここでは、第１の主体金具５０ａの後端部５６ａの孔の中に、第２の主体金具５０ｂのねじ部５４ｂが入り込んだ状態で互いに固着している。この例では、接地電極部材３０ｐは、主体金具５０ｂの中心軸に平行な方向を向いている。また、特にこの例では、第２の主体金具５０ｂのねじ部５４ｂが、第１の主体金具５０ａの後端部５６ａの出口に引っ掛かっており、容易に離れない状態で固着している。
【００１８】
これに対して、本実施形態では、図２（Ａ）、（Ｂ）に示したように、バレルめっき処理のワークピースとなる接合体２００において、接地電極部材３０ｐを径方向ＲＤ外側に傾けた状態で主体金具５０に接合している。こうすれば、図４のように２つの主体金具（すなわち２つの接合体）の端部同士が互いに食い込んで固着してしまう状態を防止又は抑制することが可能である。
【００１９】
バレルめっき処理の後、図２（Ｃ）では、接地電極部材３０ｐを正立させる加工処理が行われる。ここで、「正立」とは、主体金具５０の中心軸Ｏに平行な方向に向いた状態を意味する。図２（Ｃ）の後は、必要に応じて、主体金具５０と絶縁体１０の加締め工程や、接地電極部材３０ｐの曲げ工程などが行われる。
【００２０】
図５は、接合体２００の寸法がめっき処理に与える影響についての実験結果を示す説明図である。図５（Ａ）は、接合体２００の正面図であり、図５（Ｂ）は、主体金具５０の中心軸Ｏに沿って、中心軸Ｏに垂直な仮想平面に接合体２００を投影して見た状態を示している。但し、図５（Ｂ）では、図示の便宜上、主体金具５０のねじ部５４と接地電極部材３０ｐの形状のみを描いている。
【００２１】
めっき処理の良否に関連がある接合体２００の寸法としては、以下の３つの寸法を考慮した。
（１）主体金具５０のねじ部５４の外径Ａ(ｍｍ)
（２）主体金具５０の後端部５６の孔の内径Ｂ(ｍｍ)
（３）接地電極部材３０ｐの径方向突出量Ｌ（ｍｍ）
なお、接地電極部材３０ｐの径方向突出量Ｌ（ｍｍ）は、図５（Ｂ）に示すように、中心軸Ｏに垂直な仮想平面に接合体２００を投影して見たときに、接地電極部材３０ｐの最も径方向外側の点と、主体金具５０のねじ部５４の外周との間の最短距離として定義される。
【００２２】
主体金具５０のねじ部５４の外径Ａ(ｍｍ)が、主体金具５０の後端部の孔の内径Ｂ(ｍｍ)よりも小さい場合には、図４で説明したように、或る主体金具５０ｂのねじ部５４ｂが、他の主体金具５０ａの後端部５６ａの孔に入り込んでしまい、両者が固着してしまう可能性が大きい。このような固着を防止又は抑制するという意味では、（Ａ−Ｂ）の値が０未満の場合（すなわちマイナスの場合）に、接地電極部材３０ｐを傾ける効果が大きいと考えられる。
【００２３】
図５（Ｃ）は、（Ａ−Ｂ）の値と、バレルめっき処理における歩留まりとの関係の実験結果を示している。ここでは、接地電極部材３０ｐの径方向突出量Ｌが０．３ｍｍと０ｍｍの２つの場合についての実験結果が示されている。Ｌ＝０ｍｍは、接地電極部材３０ｐが主体金具５０に対して傾いていない比較例である。Ｌ＝０．３ｍｍの実施例においては、（Ａ−Ｂ）の値が−０．５ｍｍ〜−３．０ｍｍの範囲のいずれの場合にも、バレルめっき処理の歩留まりは１００％であった。ここで、「歩留まり」は、めっき処理の後に目視によってめっきが不十分な部分がある接合体２００を不合格とし、接合体２００の全体に亘って均一にめっき層が形成されていた場合を合格とした場合の値である。
【００２４】
接地電極部材３０ｐの径方向突出量Ｌが０ｍｍである比較例においては、（Ａ−Ｂ）の値が−０．５ｍｍ〜−１．５ｍｍの範囲の場合に、バレルめっき処理の歩留まりは１００％未満であった。この理由は、図４で説明した固着が発生してしまい、互いに固着した部分においてめっき層が均一に形成されなかったためであると推定される。一方、Ｌ＝０ｍｍの比較例においても、（Ａ−Ｂ）の値が−２．０ｍｍ以上の場合には、バレルめっき処理の歩留まりは１００％であった。この理由は、主体金具５０の後端部５６の孔の内径Ｂが、主体金具５０のねじ部５４の外径Ａよりも十分に大きい場合には、図４に示したような固着が起きにくかったからであると推定される。但し、Ｌ＝０ｍｍの場合にも、接地電極部材３０ｐを傾けて接合しておけば、バレルめっき処理の歩留まりをより確実に維持できるという点で好ましい。
【００２５】
上述した図５（Ｃ）の結果を考慮すると、接地電極部材３０ｐを傾けて接合することによる効果は、特に、（Ａ−Ｂ）の値が０未満で−１．５ｍｍ以上の場合（すなわち、−１．５≦Ａ−Ｂ＜０の場合）において顕著である。
【００２６】
図５（Ｄ）は、接地電極部材３０ｐの径方向突出量Ｌの効果を示している。径方向突出量Ｌが０．３ｍｍ以上の場合には、バレルめっき処理後において不合格品は発見されなかった。一方、径方向突出量Ｌが０ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲の場合には、多少の不合格品が発見された。なお、図５（Ｄ）の実験において、（Ａ−Ｂ）の値は−０．５ｍｍの一定値とした。図５（Ｄ）の結果を考慮すると、径方向突出量Ｌ（ｍｍ）の値は、０．３ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００２７】
図６は、一実施形態におけるめっき処理前後の工程の一例を示す説明図である。図６（Ａ）は、転造前及びめっき処理前の主体金具部材５０ｐを示している。図６（Ｂ）の工程では、転造加工により主体金具部材５０ｐにねじ部５４を形成することによって、主体金具５０が作成される。図６（Ｃ）の工程では、主体金具５０の先端部５２に、接地電極部材３０ｐが傾いた状態で溶接されて接合体２００が形成される。これらの図６（Ａ）〜図６（Ｃ）の工程が、接合体２００を準備する準備工程に相当する。その後、バレルめっき処理が行われ（図６（Ｄ））、接地電極部材３０ｐが正立させる加工処理が行われる（図６（Ｅ））。なお、図６（Ｃ）〜図６（Ｅ）は、図２（Ａ）〜（Ｃ）に相当している。図６の工程では、主体金具５０の先端部５２に接地電極部材３０ｐが傾いた状態で溶接されるので、接地電極部材３０ｐを改めて傾ける工程が不要であるという利点がある。
【００２８】
図７は、他の実施形態におけるめっき処理前後の工程の一例を示す説明図である。図６との違いは、図６（Ｃ）の工程の代わりに、図７（Ｃ），（Ｄ）の工程が行われる点であり、他の工程は図６と同じである。図７（Ｃ）の工程では、主体金具５０の先端部５２に、接地電極部材３０ｐが正立した状態で溶接される。この接地電極部材３０ｐは、図７（Ｄ）の工程において押圧治具３００を用いて傾けられる。この押圧治具３００の側面３１０は、主体金具５０の中心軸に対して所定の角度で傾いた平面である。この押圧治具３００を主体金具５０の中心軸方向の先端側（図の上方）から後端側（図の下方）に向けて移動させると、押圧治具３００の側面３１０に沿って接地電極部材３０ｐが傾く。押圧治具３００の側面３１０の傾き角を予め調整しておくことによって、接地電極部材３０ｐの傾き角や、径方向突出量Ｌ（図５（Ｂ））を調整することが可能である。
【００２９】
図８は、更に他の実施形態におけるめっき処理前後の工程の一例を示す説明図である。図７との違いは、図７（Ｂ），（Ｃ）の工程の代わりに、図８（Ｂ），（Ｃ）の工程が行われる点であり、他の工程は図７と同じである。図８（Ｂ）の工程では、転造によりねじ部５４を形成する前に、主体金具部材５０ｐの先端部５２に接地電極部材３０ｐが正立した状態で溶接される。図８（Ｃ）の工程では、転造加工により主体金具部材５０ｐにねじ部５４を形成することによって、主体金具５０が作成される。これ以降は、図７（Ｃ）以降と同じである。
【００３０】
図６〜図８から理解できるように、接地電極部材３０ｐを主体金具５０の径方向外側に傾ける工程としては、種々の工程を利用することが可能である。また、図６〜図８以外の工程を使用してもよい。
【００３１】
以上のように、本実施形態では、接地電極部材３０ｐを、主体金具５０の中心軸Ｏに平行な方向に対して主体金具５０の径方向外側に傾けるようにしたので、この接合体２００をバレルめっき装置でめっき処理する際に接合体２００同士が固着してしまいめっきが不十分となる、という不具合を抑制することが可能である。
【００３２】
・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る。
【００３３】
・変形例１：
スパークプラグとしては、図１に示したもの以外の種々の構成を有するスパークプラグを本発明に適用することが可能である。特に、端子金具や絶縁体の具体的な形状については、様々な変形が可能である。また、上述した各種の実施形態では、めっき処理後に接地電極部材３０ｐを正立させていたが、接地電極部材３０ｐを正立させずその後の加工（最終的な接地電極３０の形状にするための曲げ加工等）を行っもよい。めっき処理後に接地電極部材３０ｐを正立させない場合は、例えば、（ｉ）接地電極部材３０ｐが傾いた状態を戻さずにその後の加工を行う場合や、（ｉｉ）接地電極部材３０ｐが傾いた状態を、正立まではさせないものの、その傾きを減少させた状態に戻した後にその後の加工を行う場合等を含む。
【符号の説明】
【００３４】
１０…絶縁体
２０…中心電極
３０…接地電極
３０ｐ…接地電極部材
４０…端子金具
５０，５０ａ，５０ｂ…主体金具
５０ｐ…主体金具部材
５２…先端部
５４，５４ｂ…ねじ部
５６，５６ａ…後端部
１００…スパークプラグ
２００…接合体
３００…押圧治具
３１０…側面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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