(57)【要約】【課題】中心電極の構成部材である中空スラグを圧造成形により形成する際、中空スラグの先端に細径状凸起部を同時に圧造成形できるようにすること。【解決手段】鍔状部Ｄ１を有するカップ状一次中空スラグＤを形成し、次に先端部１３ａが中空部Ｄ２内径とほぼ同一径で、中間部１３ｂが段差部１３ｃを介して小径となるパンチ１３にて一次中空スラグＤをダイ１０内に圧入し、底部に外方に突出する細径テーパー状の凸起部Ｅ１と、小径中間部１３ｂに密着する内方突出部Ｅ２とを有する二次中空スラグＥを形成する。その後、パンチ１３の後退により、内方突出部Ｅ２と段差部１３ｃとを係合させて、二次中空スラグＥをダイ外へ引き出し、かつ、二次中空スラグＥをストリッパ１９によりパンチ外方へ押し出して、底部に外方に突出する細径テーパー状の凸起部１ａを有し、同一径の中空部１ｂとされたカップ状の最終中空スラグ１を形成するようにした。【選択図】　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル、インコネル等の耐熱金属によるカップ状の中空スラグと、電気伝導率のよい銅軸とを別々に圧造成形により形成し、さらに中空スラグの中心部に銅軸を圧入して形成するスパークプラグの中心電極の製造方法であって、中心電極の構成部材である中空スラグを圧造成形により形成する際、まず、開口部外周に鍔状部を有するカップ状の一次中空スラグを形成し、次いで、先端部が中空部内径とほぼ同一径で、中間部が段差部を介して小径となるパンチにて一次中空スラグをダイ内に圧入し、この圧入により底部に外方に突出する細径状の凸起部と、鍔状部部分が圧縮変形してパンチの小径中間部に密着する内方突出部とを有する二次中空スラグを形成し、その後、パンチの後退により、二次中空スラグの内方突出部とパンチの段差部とを係合させて、パンチと共に二次中空スラグをダイ外へ引き出し、然る後、二次中空スラグを、ストリッパにより内方突出部とパンチの段差部との係合が解除するように塑性変形させながらパンチ外方へ押し出して、底部に外方に突出する細径状の凸起部を有し、かつ同一径の中空部とされたカップ状の最終中空スラグを形成するようにしたことを特徴とするスパークプラグの中心電極の製造方法。
【請求項２】
凸起部が先細まりの細径テーパー状であることを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグの中心電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンにおけるスパークプラグの中心電極の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンのスパークプラグの中心電極は、ニッケル、インコネル等の耐熱金属によるカップ状の中空スラグと、電気伝導率のよい銅軸とを圧造成形機により別々に成形し、それをさらに別の圧造成形機により中空スラグの中心部に銅軸を圧入して所定形状に形成されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、スパークプラグにあっては、図７に示すようにスパークの効率を上げるため中心電極２０におけるニッケル、インコネルの中空スラグ２１の先端部に、０．６ｍｍ〜０．４ｍｍ径の凸起部２１ａを形成することが求められている。そのため銅軸２２が圧入されたニッケル、インコネルの中空スラグ２１は後工程にてその先端部が旋削加工により０．６ｍｍ〜０．４ｍｍ径の凸起部２１ａとなるように仕上げられている。
【０００４】
【特許文献１】
実公昭５５−３０９４２号公報　（第１頁、第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したように圧造成形機によりニッケル、インコネルの中空スラグ２１の中心部に銅軸２２を圧入して中心電極２０を形成した上で、後工程にてその先端部を旋削加工により０．６ｍｍ〜０．４ｍｍ径の凸起部２１ａを形成する場合、その作業が非常に煩雑で手間を要し、しかも、圧造成形による一貫した作業が行えないため、非能率的となり生産性が悪い問題があった。又、無駄な切削屑が発生するばかりか、工具等の損傷も生ずる問題を有していた。
【０００６】
なお、中空スラグの先端部に０．６ｍｍ〜０．４ｍｍ径の凸起部を形成する手段としては、中空スラグを成形する際に同時に成形することが考えられる。しかし、従来のＫＯピンを備えた圧造成形機による塑性加工法では、凸起部が成形された中空スラグをダイより排出するＫＯピンの径が０．６ｍｍ〜０．４ｍｍとなり、１５ｍｍ以上の長さを有する中空スラグを３０ｍｍ以上の細長いＫＯピンにてダイ外に排出することになる。その結果、このＫＯピンによる排出機構では、１，０００ｋｇｆ／ｍｍ２の負荷に耐えられずＫＯピンが折損することになり、そのため採用できないのが現状である。
【０００７】
そこで、本発明は、中心電極の構成部材である中空スラグを圧造成形により形成する際、中空スラグの先端に細径状の凸起部を同時に圧造成形により形成しながら、ＫＯピンを用いることなくダイ外に排出できるようにして、無駄な切削屑の発生や工具などの損傷をなくし、生産性を著しく向上できるスパークプラグの中心電極の製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本願の請求項１に記載の発明は、ニッケル、インコネル等の耐熱金属によるカップ状の中空スラグと、電気伝導率のよい銅軸とを別々に圧造成形により形成し、さらに中空スラグの中心部に銅軸を圧入して形成するスパークプラグの中心電極の製造方法において、中心電極の構成部材である中空スラグを圧造成形により形成する際、まず、開口部外周に鍔状部を有するカップ状の一次中空スラグを形成し、次いで、先端部が中空部内径とほぼ同一径で、中間部が段差部を介して小径となるパンチにて一次中空スラグをダイ内に圧入し、この圧入により底部に外方に突出する細径状の凸起部と、鍔状部部分が圧縮変形してパンチの小径中間部に密着する内方突出部とを有する二次中空スラグを形成し、その後、パンチの後退により、二次中空スラグの内方突出部とパンチの段差部とを係合させて、パンチと共に二次中空スラグをダイ外へ引き出し、然る後、二次中空スラグを、ストリッパにより内方突出部とパンチの段差部との係合が解除するように塑性変形させながらパンチ外方へ押し出して、底部に外方に突出する細径状の凸起部を有し、かつ同一径の中空部とされたカップ状の最終中空スラグを形成するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また、本願の請求項２に記載の発明は、上記した請求項１ににおける凸起部が先細まりの細径テーパー状であることを特徴とする。
【００１０】
なお、請求の範囲における細径状の凸起部とは、断面形状が円形は勿論、多角形や異形断面をも含めた概念である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、ニッケル、インコネル等の耐熱金属によるカップ状の中空スラグ１と、電気伝導率のよい銅軸２とを別々に圧造成形により形成し、さらに中空スラグ１の中心部に銅軸２を圧入して形成したスパークプラグの中心電極３であり、その先端、つまり中空スラグ１の底部には、スパークの効率を上げるため外方に突出する０．６〜０．４ｍｍ径の細径テーパー状凸起部１ａが形成されている。
【００１２】
そして、図２は、上記した凸起部１ａをもつ中空スラグ１を、旋削加工によることなく圧造成形のみにより製造するための多段式圧造成形機を示している。該成形機４は、機台５の所定位置に固定されたダイブロック６と、該ブロック６に向かって前進、後退するラム７とを有する。そして、上記ダイブロック６の前面には、複数のダイ８〜１０が一定間隔に並設固定されている。
【００１３】
一方、ラム７の前面には、各ダイ８〜１０にそれぞれ対向するように複数のパンチ１１〜１３が一定間隔に並設固定されており、これら相対向する各パンチ１１〜１３とダイ８〜１０とにより複数の圧造ステーションＳ１〜Ｓ３が構成されている。
【００１４】
また、ダイブロック６の一側部には、機台５の後部より導入される棒状の線材Ａを供給する素材供給クイル１４が設けられていると共に、該クイル１４の前面部には、クイル１４より前方に送り出された線材Ａを所定寸法に切断するカッタ１５が装備されている。そして、カッタ１５により所定寸法に切断された切断ブランクＢは、チャック式移送装置のチャック（図示せず）により各圧造ステーションＳ１〜Ｓ３に順次移送されることにより、これらの圧造ステーションＳ１〜Ｓ３において順次段階的に圧造加工され、最終段の圧造ステーションＳ３において底部に外方に突出する細径テーパー状の凸起部１ａを有する中空スラグが圧造成形されるようになされている。
【００１５】
圧造ステーションＳ１には、切断ブランクＢに据え込み加工を施すためのダイ８とパンチ１１とが備えられ、ダイ側には、据え込み後のブランクＣをダイ外に排出するＫＯピン１６が設けらる。
【００１６】
圧造ステーションＳ２には、開口部外周に鍔状部Ｄ１を有するカップ状の一次中空スラグＤを形成するための段付きダイ９とパンチ１２とが備えられる。ダイ側には、中空スラグＤをダイ外に排出するＫＯピン１７が設けられる。
【００１７】
そして、圧造ステーションＳ３には、ダイブロック６側に底部に０，６〜０．４ｍｍ径程度のテーパー状穴１０ａとエアー抜き穴１０ｂを有するダイ１０が設けられ、また、ラム７側に先端部１３ａが中空スラグＤの中空部Ｄ２内径とほぼ同一径で、中間部１３ｂが段差部１３ｃを介して小径となり、先端部１３ａの前面に突起部１３ｄを有するパンチ１３が設けられている。ダイブロック６にはエアー抜き穴１０ｂに連通するエアー排出穴６ａが形成され、また、パンチ１３側には、パンチ１３に密着して引き出される二次中空スラグＥをパンチ１３から押し出すストリッパ１９が備えられている。
【００１８】
次に本発明に係るスパークプラグの中心電極３の製造方法について説明する。なお、ニッケル、インコネル等の耐熱金属によるカップ状の中空スラグ１と、電気伝導率のよい銅軸２とを別々に圧造成形により形成し、さらに中空スラグ１の中心部に銅軸２を圧入して形成する点は従来と同様であるが、中空スラグ１を圧造成形により形成する際に、中空スラグ１の底部に細径テーパー状の凸起部１ａを同時に形成するのである。
【００１９】
そして、本発明の特徴を有する中空スラグ１を上記した多段式圧造成形機により圧造成形する場合、次の順序で成形する。
まず、図２に示すように圧造ステーションＳ１において、切断ブランクＢがパンチ１１によりダイ８に打ち込まれ、据え込み加工されたブランクＣが形成される。据え込み後のブランクＣはＫＯピン１６によりダイ８外に排出され、チャックにより圧造ステーションＳ２に移送される。
【００２０】
次に、圧造ステーションＳ２において、ブランクＣがパンチ１２によりダイ９に打ち込まれて、開口部外周に鍔状部Ｄ１を有するカップ状の一次中空スラグＤが形成される。ダイ９側には、一次中空スラグＤはＫＯピン１７によりダイ９外に排出され、チャックにより圧造ステーションＳ３に移送される。
【００２１】
そして、圧造ステーションＳ３において、図３に示す状態のもとで一次中空スラグＤがパンチ１３によりダイ１０内に圧入されると、図４に示すように底部に外方に突出する０．６〜０．４ｍｍ径程度の細径テーパー状凸起部Ｅ１と、鍔状部Ｄ１が圧縮されてパンチ１３の中間小径部１３ｂに密着する内方突出部Ｅ２とを有する二次中空スラグＥが形成される。
【００２２】
その後、パンチ１３の後退により、図５に示すように二次中空スラグＥの内方突出部Ｅ２とパンチ１３の段差部１３ｃとが係合して、二次中空スラグＥがダイ１０外へ引き出される。引き出された二次中空スラグＥはパンチ１３側のストリッパ１９のダイ１０側への前進移動によりパンチ１３より押し出される。そのとき内方突出部Ｅ２と段差部１３ｃとの係合が解除するように内方突出部Ｅ２が塑性変形しながらパンチ１３の外方へ押し出され、底部に外方に突出する細径テーパー状の凸起部１ａを有し、かつ同一径の中空部１ｂとされたカップ状の最終中空スラグ１が形成される。その場合、中空部１ｂの底部内面には、パンチ１３の突起部による凹部１ｃが形成される。
【００２３】
このように、底部に外方に突出する細径テーパー状の凸起部１ａを備えた最終中空スラグ１と銅軸２とを別々に成形した後、別の圧造成形機にて中空スラグ１の中心部に銅軸２を圧入して図１に示すスパークプラグの中心電極３を形成するのである。また、後工程にて圧入された銅２は、中空部１ｂの底部内面に形成された凹部１ｃに充満されるすることになり、電気の伝導が向上して、強力なスパーク効果が得られる。
【００２４】
以上のように、二次中空スラグＥをＫＯピンの押し出しによりダイ１０外に排出するのではなく、一旦二次中空スラグＥの内方突出部Ｅ１とパンチ１３の段差部１３ｃとの係合により積極的に二次中空スラグＥをパンチ１３の後退に追従させてダイ１０外に排出させるようにしたから、細径テーパー状の凸起部１ａをもつ最終中空スラグ１を圧造成形により形成することが可能となる。これにより、従来のように成形後に後工程にて面倒で手間のかかる旋削を施す必要がなくなり、スクラップの発生や工具の損傷などがないばかりか、生産性を１０倍以上に向上でき、大きな経済的効果を得ることができる。
【００２５】
なお、上記した実施の形態では、細径テーパー状の凸起部１ａを０，６〜０．４ｍｍ径としたものについて説明したけれども、２ｍｍ径以下のものであってもよい。また、断面形状は円形は勿論、多角形や異形断面のものであってもよいし、さらにテーパーでなく、等径状であってもよい。また、二次中空スラグＥをパンチ１３より押し出すストリッパ１９としては、パンチ１３側に設ける他、ダイブロック６側に設けてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、スパークプラグの中心電極の製造方法において、中心電極の構成部材である中空スラグを圧造成形により形成する際、まず、開口部外周に鍔状部を有するカップ状の一次中空スラグを形成し、次いで、先端部が中空部内径とほぼ同一径で、中間部が段差部を介して小径となるパンチにて一次中空スラグをダイ内に圧入し、この圧入により底部に外方に突出する細径状の凸起部と、鍔状部部分が圧縮変形してパンチの小径中間部に密着する内方突出部とを有する二次中空スラグを形成し、その後、パンチの後退により、二次中空スラグの内方突出部とパンチの段差部とを係合させて、パンチと共に二次中空スラグをダイ外へ引き出し、然る後、二次中空スラグを、ストリッパにより内方突出部とパンチの段差部との係合が解除するように塑性変形させながらパンチ外方へ押し出して、底部に外方に突出する細径状の凸起部を有し、かつ同一径の中空部とされたカップ状の最終中空スラグを形成するようにしたから、従来のように成形後に後工程にて面倒で手間のかかる旋削を施す必要がなくなり、スクラップの発生や工具の損傷などがないばかりか、生産性を著しく向上でき、大きな経済的効果を得ることができる。
【００２７】
また、凸起部を先細まりの細径テーパー状とすれば、凸起部をより簡単容易にに圧造成形することができるので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスパークプラグの中心電極における先端部の縦断面図である。
【図２】同圧造成形機の縦断図である。
【図３】最終段の圧造ステーションでの圧造動作を示す説明図である。
【図４】同圧造ステーションでの打ち込み動作を示す説明図である。
【図５】同圧造ステーションでの引抜き動作を示す説明図である。
【図６】同圧造ステーションでの排出動作を示す説明図である。
【図７】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１　　　　　　中空スラグ
１ａ　　　　　凸起部
１ｂ　　　　　中空部
２　　　　　　銅軸
３　　　　　　中心電極
１０　　　　　ダイ
１３　　　　　パンチ
１３ａ　　　　先端部
１３ｂ　　　　中間小径部
１３ｃ　　　　段差部
１９　　　　　ストリッパ
Ｄ　　　　　　一次中空スラグ
Ｄ１　　　　　鍔部
Ｄ２　　　　　中空部
Ｅ　　　　　　二次中空スラグ
Ｅ１　　　　　凸起部
Ｅ２　　　　　内方突出部
【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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