(57)【要約】【課題】スパークプラグの絶縁碍子に取付金具をかしめ固定する際に、包みかしめと熱かしめを同一装置で実施可能として、加工に要する時間を短縮し、生産性を向上させる。【解決手段】スパークプラグ１の絶縁碍子１１の外周に取付金具１２を配置して、下型２に保持し、対向配設した包みかしめ上型３を下降させる。取付金具１２の上端開口縁部を加圧し、包みかしめ部１２ａを形成した後、加圧力を変更し、取付金具１２の側面に横電極４を密接させて下型２との間に電流を印加し、熱かしめ部１２ｂを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部の外周に筒状の取付金具を配置したワークを第１の型に保持し、上記ワークを挟んで第１の型と対向配設した包みかしめ用の第２の型を、上記第１の型に対して相対移動させて、上記取付金具の一端縁部を加圧し、内周側に塑性変形させて包みかしめ部を形成するとともに、上記取付金具の側面に、熱かしめ用電極を密接させ、上記第１の型との間に電流を印加して、上記取付金具の通電経路に設けた薄肉部を抵抗発熱させて熱かしめ部を形成することを特徴とするかしめ方法。
【請求項２】
本体部の外周に筒状の取付金具を配置したワークを第１の型に保持する工程と、
上記ワークを挟んで上記第１の型と対向する位置に包みかしめ用の第２の型を配設し、上記包みかしめ用の第２の型を、上記第１の型方向に対して相対移動させて、上記取付金具の一端縁部を加圧し、内周側に塑性変形させて包みかしめ部を形成する工程と、
上記ワークを第１の型と上記包みかしめ用の第２の型の間に挟持した状態で、上記取付金具の側方に配設した熱かしめ用電極を、上記取付金具の側面に密接させ、上記第１の型との間に電流を印加して、上記取付金具の通電経路に設けた薄肉部を抵抗発熱させて熱かしめ部を形成する工程とを有することを特徴とするかしめ方法。
【請求項３】
本体部の外周に筒状の取付金具を配置したワークを第１の型に保持する工程と、
上記ワークを挟んで上記第１の型と対向する位置に包みかしめ用の第２の型を配設する一方、上記取付金具の側方に、熱かしめ用電極を配設する工程と、
上記取付金具の側方に配設した熱かしめ用電極を、上記取付金具の側面に密接させる工程と、
上記包みかしめ用の第２の型を、上記第１の型方向に対して相対移動させて、上記取付金具の一端縁部を加圧し、内周側に塑性変形させて包みかしめ部を形成する工程と、
上記ワークを第１の型と上記包みかしめ用の第２の型の間に挟持した状態で、上記第１の型との間に電流を印加して、上記取付金具の通電経路に設けた薄肉部を抵抗発熱させて熱かしめ部を形成する工程とを有することを特徴とするかしめ方法。
【請求項４】
本体部の外周に筒状の取付金具を配置したワークを第１の型に保持する工程と、
上記ワークを挟んで上記第１の型と対向する位置に包みかしめ用の第２の型を配設する一方、上記取付金具の側方に、熱かしめ用電極を配設する工程と、
上記取付金具の側面に、熱かしめ用電極を密接させるとともに、上記包みかしめ用の第２の型を、上記第１の型方向に移動させて、上記取付金具の一端縁部に当接させ、上記包みかしめ用の第２の型を用いて、上記取付金具の一端縁部を加圧し、内周側に塑性変形させて包みかしめ部を形成する工程と、
上記ワークを第１の型と上記包みかしめ用の第２の型の間に挟持した状態で、上記熱かしめ用電極と上記第１の型との間に電流を印加して、上記取付金具の通電経路に設けた薄肉部を抵抗発熱させて熱かしめ部を形成する工程とを有することを特徴とするかしめ方法。
【請求項５】
本体部の外周に筒状の取付金具を配置したワークを第１の型に保持する工程と、
上記ワークを挟んで上記第１の型と対向する位置に包みかしめ用の第２の型を配設する一方、上記取付金具の側方に、熱かしめ用電極を配設する工程と、
上記取付金具の側面に、熱かしめ用電極を密接させ、上記熱かしめ用電極と上記第１の型との間に、予熱用の電流Ｉａを印加して、上記取付金具の通電経路に設けた薄肉部を予熱する工程と、
上記包みかしめ用の第２の型を、上記第１の型方向に移動させて、上記取付金具の一端縁部を加圧し、内周側に塑性変形させて包みかしめ部を形成する工程と、
上記ワークを第１の型と上記包みかしめ用の第２の型の間に挟持した状態で、上記熱かしめ用電極と上記第１の型との間に、熱かしめ用の電流Ｉｂを印加して、上記取付金具の通電経路に設けた薄肉部を抵抗発熱させて熱かしめ部を形成する工程とを有することを特徴とするかしめ方法。
【請求項６】
上記包みかしめ部は、上記包みかしめ用の第２の型を用いて、上記ワークを包みかしめ用の加圧力Ｐａで加圧することによって形成され、上記熱かしめ部は、上記包みかしめ用の第２の型を用いて、上記ワークを熱かしめ用の加圧力Ｐｂで加圧した状態で、上記熱かしめ用電極に通電することによって形成される請求項１ないし５のいずれか１項に記載のかしめ方法。
【請求項７】
本体部の外周に筒状の取付金具を配置したワークを保持する第１の型と、
上記ワークを挟んで上記第１の型と対向配設される包みかしめ用の第２の型と、
上記取付金具部の側方に配設される熱かしめ用電極と、
上記包みかしめ用の第２の型を、上記第１の型方向に移動させるとともに、上記取付金具の一端部を所定の加圧力で加圧する加圧手段と、
上記熱かしめ用電極を上記取付金具の側面に密接させるとともに、上記第１の型との間に所定の電流を印加する通電手段とを備えることを特徴とするかしめ装置。
【請求項８】
上記熱かしめ用電極を複数設けて、上記取付金具の外周囲に略均等に配置する請求項１ないし７のいずれか１項に記載のかしめ方法またはかしめ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包みかしめ部と熱かしめ部を有する製品、例えばスパークプラグの製造工程に用いられるかしめ方法およびかしめ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の着火を行なうスパークプラグの基本構造は、例えば、特許文献１に記載されており、一般に、中心電極が挿通保持される絶縁碍子と、その外周にかしめ固定される取付金具を備える。取付金具は金属製の筒状体で、取付金具上端のかしめ部と取付金具内周の段部との間に絶縁碍子を狭持しており、下端外周のねじ部によって内燃機関に取り付けられる。
【０００３】
スパークプラグの製造方法、特にかしめ方法に関する従来技術として、特許文献２、３がある。特許文献２は、取付金具の一方の開口端にかしめ部を設け、寸法精度およびシール性を高めるために、かしめ曲線部を特定形状とする発明であり、実施例として、かしめ部の開口にタルク等の充填層とシールリングを配置し、かしめパンチを押下げて、開口端縁部をかしめるとともに、くびれ状の薄肉部を変形させて、薄肉凸状部を形成することが開示されている。かしめ方法としては、冷かしめまたは熱かしめが採用され、薄肉部を座屈あるいは抵抗発熱させることにより薄肉凸状部を形成し、また、かしめパンチを下ろすスピードや位置関係等の設定を調整することにより、かしめ部以外の部位の変形を防止することが記載されている。
【０００４】
特許文献３には、主体金具の挿入孔に絶縁碍子を挿入する工程と、主体金具の上端のかしめ予定部を成形してかしめ部とする工程と、軸方向にプレスすることにより圧縮変形予定部を圧縮変形させる工程とを備えるスパークプラグの製造方法が開示されている。上端のかしめ部は、プレス機に設置した第１の上型と下型の間に主体金具および絶縁碍子をセットし、上型を下降させて包みかしめすることで形成される。圧縮変形部は、熱かしめまたは冷かしめにより形成され、熱かしめの場合は、プレス機に、第１の上型と下型より導電性の高い第２の上型と下型を設置し、通電により発熱させて変形させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１９８３５０号公報
【特許文献２】特開２００２−１６４１４７号公報
【特許文献３】特開２０１０−２１２２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スパークプラグの製造において、例えばタルク等の充填材を使用しない構成では、シール性を確保するために、取付金具上端部を包みかしめした後、熱かしめを行う方法が検討されている。しかしながら、この方法を採用した場合、従来は、かしめによる組付けを、包みかしめ工程と熱かしめ工程の２工程に分けて実施しており、それぞれの工程に対応する専用のかしめ装置を設置していた。これについて、次に説明する。
【０００７】
図９（ａ）に示すように、従来のかしめ装置は、一対の上型１０１と下型１０２を、スパークプラグＰを挟んでその上下位置に、対向配設させた構造を有している。包みかしめ工程では、図９（ｂ）に示すように、包みかしめ用の一対の上型１０３と下型１０４を有する装置を用い、包みかしめ用上型１０３（第１上型）と下型１０４の間に、スパークプラグＰを保持する。そして、上型を下降させて下端面に設けたＲ状の成型面１０５で、取付金具Ｐ１上端の薄肉筒状部Ｐ２を加圧し、包みかしめ部Ｐ３を形成する。さらに、熱かしめ工程では、図９（ｃ）に示すように、熱かしめ用の一対の上型１０６（第２上型）と下型１０７を有する装置を用い、熱かしめ用上型１０６と下型１０７の間にスパークプラグＰを保持する。そして、加圧しながら、上型１０６と下型１０７間に電源１０８を用いて通電し、熱かしめ部Ｐ４を形成する。
【０００８】
これは、包みかしめ工程では、型材を高荷重に耐える硬質材料で構成することが望ましく、一方、熱かしめ工程では、通電用の電極として使用されることから、型材を導電性材料で構成しているためである。したがって、従来は、図９（ｂ）、（ｃ）のような一対の上型と下型をそれぞれ備える２台のかしめ装置を用意するか、あるいは、１台のかしめ装置において、包みかしめ用の上型と下型を設置して包みかしめを実施し、その後に、熱かしめを実施するために型を交換する必要があった。
【０００９】
このように、従来は、包みかしめ用の装置を、そのまま熱かしめ用の装置として使用することができなかった。そして、各工程に対応する２台のかしめ装置を使用する場合は、設備コストが大きくなる上、次工程へ移動するためにワークの取り外し、取り付けの手間が必要になる。１台のかしめ装置を利用する場合も、工程毎に専用の型を使用するために、型の取り替えが必要になり、段取り時間が発生して生産性が悪化する。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、スパークプラグ等の本体部外周に金属筒状の取付金具をかしめ固定する構造の製品に適用することができ、包みかしめと熱かしめを同一装置で、かつ、型の交換も無しで実施可能であり、加工に要する時間を大幅に短縮するとともに、設備コストを低減し、生産性を向上させることができるかしめ方法およびかしめ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のかしめ方法は、本体部の外周に筒状の取付金具を配置したワークを第１の型に保持し、上記ワークを挟んで第１の型と対向配設した包みかしめ用の第２の型を、上記第１の型に対して相対移動させて、上記取付金具の一端縁部を加圧し、内周側に塑性変形させて包みかしめ部を形成するとともに、上記取付金具の側面に、熱かしめ用電極を密接させ、上記第１の型との間に電流を印加して、上記取付金具の通電経路に設けた薄肉部を抵抗発熱させて熱かしめ部を形成することを特徴としている。
【００１２】
本発明の請求項２に記載のかしめ方法は、
本体部の外周に筒状の取付金具を配置したワークを第１の型に保持する工程と、
上記ワークを挟んで上記第１の型と対向する位置に包みかしめ用の第２の型を配設し、上記包みかしめ用の第２の型を、上記第１の型に対して相対移動させて、上記取付金具の一端縁部を加圧し、内周側に塑性変形させて包みかしめ部を形成する工程と、
上記ワークを第１の型と上記包みかしめ用の第２の型の間に挟持した状態で、上記取付金具の側方に配設した熱かしめ用電極を、上記取付金具の側面に密接させ、上記第１の型との間に電流を印加して、上記取付金具の通電経路に設けた薄肉部を抵抗発熱させて熱かしめ部を形成する工程とを有する。
【００１３】
本発明の請求項３に記載のかしめ方法は、
本体部の外周に筒状の取付金具を配置したワークを第１の型に保持する工程と、
上記ワークを挟んで上記第１の型と対向する位置に包みかしめ用の第２の型を配設する一方、上記取付金具の側方に、熱かしめ用電極を配設する工程と、
上記取付金具の側方に配設した熱かしめ用電極を、上記取付金具の側面に密接させる工程と、
上記包みかしめ用の第２の型を、上記第１の型方向に対して相対移動させて、上記取付金具の一端縁部を加圧し、内周側に塑性変形させて包みかしめ部を形成する工程と、
上記ワークを第１の型と上記包みかしめ用の第２の型の間に挟持した状態で、上記第１の型との間に電流を印加して、上記取付金具の通電経路に設けた薄肉部を抵抗発熱させて熱かしめ部を形成する工程とを有する。
【００１４】
本発明の請求項４に記載のかしめ方法は、
本体部の外周に筒状の取付金具を配置したワークを第１の型に保持する工程と、
上記ワークを挟んで上記第１の型と対向する位置に包みかしめ用の第２の型を配設する一方、上記取付金具の側方に、熱かしめ用電極を配設する工程と、
上記取付金具の側面に、熱かしめ用電極を密接させるとともに、上記包みかしめ用の第２の型を、上記第１の型方向に移動させて、上記取付金具の一端縁部に当接させ、上記包みかしめ用の第２の型を用いて、上記取付金具の一端縁部を加圧し、内周側に塑性変形させて包みかしめ部を形成する工程と、
上記ワークを第１の型と上記包みかしめ用の第２の型の間に挟持した状態で、上記熱かしめ用電極と上記第１の型との間に電流を印加して、上記取付金具の通電経路に設けた薄肉部を抵抗発熱させて熱かしめ部を形成する工程とを有する。
【００１５】
本発明の請求項５に記載のかしめ方法は、
本体部の外周に筒状の取付金具を配置したワークを第１の型に保持する工程と、
上記ワークを挟んで上記第１の型と対向する位置に包みかしめ用の第２の型を配設する一方、上記取付金具の側方に、熱かしめ用電極を配設する工程と、
上記取付金具の側面に、熱かしめ用電極を密接させ、上記熱かしめ用電極と上記第１の型との間に、予熱用の電流Ｉａを印加して、上記取付金具の通電経路に設けた薄肉部を予熱する工程と、
上記包みかしめ用の第２の型を、上記第１の型方向に移動させて、上記取付金具の一端縁部を加圧し、内周側に塑性変形させて包みかしめ部を形成する工程と、
上記ワークを第１の型と上記包みかしめ用の第２の型の間に挟持した状態で、上記熱かしめ用電極と上記第１の型との間に、熱かしめ用の電流Ｉｂを印加して、上記取付金具の通電経路に設けた薄肉部を抵抗発熱させて熱かしめ部を形成する工程とを有する。
【００１６】
本発明の請求項６に記載のかしめ方法において、上記包みかしめ部は、上記包みかしめ用の第２の型を用いて、上記ワークを包みかしめ用の加圧力Ｐａで加圧することによって形成され、上記熱かしめ部は、上記包みかしめ用の第２の型を用いて、上記ワークを熱かしめ用の加圧力Ｐｂで加圧した状態で、上記熱かしめ用電極に通電することによって形成される。
【００１７】
本発明の請求項７に記載のかしめ装置は、
本体部の外周に筒状の取付金具を配置したワークを保持する第１の型と、
上記ワークを挟んで上記第１の型と対向配設される包みかしめ用の第２の型と、
上記取付金具の側方に配設される熱かしめ用電極と、
上記包みかしめ用の第２の型を、上記第１の型方向に移動させるとともに、上記取付金具の一端部を所定の加圧力で加圧する加圧手段と、
上記熱かしめ用電極を上記取付金具の側面に密接させるとともに、上記第１の型との間に所定の電流を印加する通電手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項８に記載のかしめ方法またはかしめ装置は、上記熱かしめ用電極を複数設けて、上記取付金具の外周囲に径方向に略均等に配置する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１の方法によれば、ワークを保持する第１の型と、包みかしめ用の第２の型を対向させて包みかしめを行う一方、ワークの取付金具を利用してその側方に熱かしめ用の電極を配置し、第１の型との間に通電し、熱かしめを行うことができる。したがって、包みかしめ用の第２の型を耐摩耗性材料で構成し、熱かしめ用の電極を導電性材料で構成することができ、包みかしめ用の装置と熱かしめ用の装置をそれぞれ設ける必要がなく、型の交換等も不要となるので、加工時間を大きく短縮し、設備コストを低減して生産性を向上させることができる。
【００２０】
本発明の請求項２の方法によれば、第１の型に保持されたワークに対して、包みかしめ用の第２の型を用いて包みかしめを実施し、取付金具の一端縁部に包みかしめ部を形成した後、熱かしめ用電極を用いて熱かしめを実施する工程を、同一の装置で一連の工程として行うことができる。また、包みかしめ後の熱かしめにおいて、包みかしめ用の第２の型を介してワークに加圧力を付与することができるので、熱かしめを効果的に行って、かしめ力を向上させることができる。
【００２１】
本発明の請求項３の方法のように、第２の型を用いて包みかしめを実施する前に、熱かしめ用電極を第１の型に保持されたワークに当接させることもできる。これにより、包みかしめ用の第２の型を用いて包みかしめを実施した後、速やかに熱かしめ用電極を用いて熱かしめを実施することができ、これら工程を、同一の装置で一連の工程として行うことができる。このようにしても、包みかしめおよび熱かしめを効果的に行って、かしめ力を向上させ、加工時間を短縮することができる。
【００２２】
本発明の請求項４の方法のように、第２の型を用いて包みかしめを実施する工程において、熱かしめ用電極を第１の型に保持されたワークに当接させることもできる。このように、ワークを保持する第１の型と、包みかしめ用の第２の型と、熱かしめ用の電極を用いる本発明のかしめ方法では、包みかしめと熱かしめを同時に進行させることができ、実施の手順が制約されないので、一連のかしめ工程をより効率よく行うことができる。
【００２３】
本発明の請求項５の方法のように、第２の型を用いて包みかしめを実施する前に、熱かしめ用電極を第１の型に保持されたワークに当接させ、予熱することもできる。このように、予めワークを予熱しておくことで、包みかしめ後に、効率よく熱かしめを実施することができ、生産性をさらに向上させることができる。
【００２４】
本発明の請求項６の方法によれば、包みかしめ用の第２の型による加圧力を可変とし、加圧力Ｐａで包みかしめ部を形成した後、加圧力Ｐｂに変更して熱かしめ部を形成するので、共通の部材を効果的に利用して包みかしめおよび熱かしめを実施することができる。
【００２５】
本発明の請求項７の装置によれば、ワークの取付金具を利用して、その側方に熱かしめ用の横電極を配置し、共通の下型と包みかしめ用の第１の型を用いた１台のかしめ装置とすることができる。そして、熱かしめ用の電極を導電性材料で構成し、包みかしめ用の第２の型を耐摩耗性材料で構成することができ、装置の耐久性を向上させるとともに、包みかしめ用の第２の型を利用して、熱かしめ用の加圧力を与えることができるので、効率よく包みかしめおよび熱かしめを実施して、加工時間を大きく短縮することができる。
【００２６】
本発明の請求項８の発明のように、好適には、熱かしめ用の電極を複数設けると、これら複数の電極により取付金具を挟み込んで保持し、熱かしめを効果的に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態におけるかしめ装置の概略構成図で、かしめ前の原位置にある状態を示し、（ｂ）は、かしめ後の状態を示すかしめ装置の概略構成図であり、（ｃ）は、本発明のかしめ方法を説明するためのかしめ装置の要部拡大図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、本発明が適用されるワークとしてのスパークプラグの全体構造および組付構造を示す一部断面図である。
【図３】本発明のかしめ方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態におけるかしめ方法を説明するためのフローチャート対応図である。
【図５】本発明の第１実施形態におけるかしめ方法を説明するためのフローチャート対応図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２、第３実施形態におけるかしめ方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、本発明のかしめ装置に用いられる熱かしめ用電極の形状と配置の例を説明するための模式図である。
【図８】（ａ）〜（ｈ）は、本発明のかしめ装置に用いられる熱かしめ用電極の形状と配置の例を説明するための模式図である。
【図９】（ａ）は、従来のかしめ装置の概略構成図であり、（ｂ）は、従来のかしめ装置による包みかしめ方法を説明するための図、（ｃ）は、従来のかしめ装置による熱かしめ方法を説明するための図である。
【図１０】従来のかしめ方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図１〜５を参照しながら、本発明の第１実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態で使用されるかしめ装置の概略構成とかしめ方法を説明するための図であり、図２は、本発明のかしめ方法が適用されるワークＷとしてのスパークプラグ１の全体構成図である。また、図３〜５に、図１のかしめ装置を用いたかしめ方法の手順を具体的に示す。図２（ａ）において、車両エンジン等に使用されるスパークプラグ１は、本体部としての絶縁碍子１１と、取付金具１２を備え、取付金具１２は一端側（図中、上端側）に設けた包みかしめ部１２ａと熱かしめ部１２ｂによって、絶縁碍子１１の外周にかしめ固定されている。絶縁碍子１１は内部に中心電極１３ａを保持し、取付金具１２の他端側（図中、下端側）に溶接固定される接地電極１３ｂと、中心電極１３ａが軸方向に対向している。
【００２９】
取付金具１２は、金属製の筒状体で、一端側に厚肉部である取付用の六角部１２ｃを有し、六角部１２ｃ上方の開口端部に設けた薄肉部を包みかしめ部１２ａとするとともに、六角部１２ｃ下方に設けた薄肉部を熱かしめ部１２ｂとしている。取付金具１２の他端側は、図示しないエンジンシリンダヘッドの取付穴にねじ固定され、熱かしめ部１２ｂ下方に設けたフランジ部１４とガスケット１５によって取付穴を気密封止する（図２（ａ）の右図参照）。取付金具１２の内周面は、絶縁碍子１１の外周形状に沿う段付形状となっており、他端側内周面の段部と絶縁碍子１１外周面の段部との隙間にリング状のパッキン１６を介設し、また、一端側の包みかしめ部１２ａ内にシール用のリング１７を配置することによって、気密性を保持している。
【００３０】
図２（ｂ）に示すように、取付金具１２の六角部１２ｃと絶縁碍子１１の間に、筒状の間隙を形成し、シール用のタルク１８を充填する構成とすることもできる。この場合は、通常、タルク粉末を隙間に充填し、その上下にシール用のリング１７とリング１９を配置する。図２（ａ）、（ｂ）に示すスパークプラグ１のシール構造は、スパークプラグ１の用途や取付ねじ部のサイズ等によって適宜選択されるものであり、その他の公知の構造を採用することもできる。
【００３１】
図１（ａ）において、本発明のかしめ装置は、ワーク保持用の第１の型である下型２と、包みかしめ用の第２の型である包みかしめ上型３と、熱かしめ用電極である横電極４を有する。下型２は、スパークプラグ１のフランジ部１４より小径の保持穴２１を有しており、スパークプラグ１の下半部を保持穴２１内に挿通保持している。包みかしめ上型３は、上下動可能に設けられ、かしめ前の原位置において、保持穴２１から露出するスパークプラグ１の上方に位置している。包みかしめ上型３の中央部には、スパークプラグ１上半部の外形に対応した形状の貫通穴３１が形成され、貫通穴３１の下端開口部３２は、包みかしめ部１２ａを形成するためのＲ状の成型面となっている。貫通穴３１の内径は、取付金具１２の上方に突出する絶縁碍子１１の最大径よりわずかに大きく、図１（ｂ）に示すように、包みかしめ上型３を下降させた時に、絶縁碍子１１と干渉しないようにしている。
【００３２】
包みかしめ上型３は、スパークプラグ１の軸方向に対向配置された下型２とともに、一対の包みかしめ型として機能する。このため、包みかしめ上型３は、耐磨耗性材料、例えば鋼材等で構成されている。また、包みかしめ上型３を軸方向（図の上下方向）に駆動するとともに、所定の加圧力で取付金具１２上端部を加圧する加圧手段としての加圧機構５が設けられる。加圧機構５は、包みかしめ工程において、包みかしめ部１２ａを所定形状に成形するために必要な加圧力を与えるとともに、熱かしめ工程において、取付金具１２を狭持して熱かしめ部１２ｂの熱変形に必要な加圧力を与えることができる。
【００３３】
熱かしめ用の横電極４は、スパークプラグ１の六角部１２ｃの側方に対向配置され、下型２とともに、熱かしめ用の一対の通電電極として機能する。本実施形態では、６つの横電極４を、それぞれ六角部１２ｃの６つの側面に対向して、六角部１２ｃの外周囲を取り囲むように放射状に配置している。６つの横電極４は、それぞれ外周側に配置された電極駆動部６に連結され、スパークプラグ１の径方向に前進、後退可能に設けられている。
【００３４】
横電極４と下型２には、電源７が接続され、電極駆動部６とともに、通電手段を構成している。図１（ｂ）に示すように、横電極４を六角部１２ｃの６つの側面に押圧し、密接させた状態で、電源７から所定の電流を印加することにより、通電経路にある取付金具１２の熱かしめ部１２ｂを抵抗発熱させることができる。このため、横電極４と下型２は、導電性材料、例えば銅または銅合金等で構成されている。また、図１（ｃ）に示すように、熱かしめを実施する際に、包みかしめ上型３と下型２の間にスパークプラグ１を保持し、軸方向および径方向から加圧しながら熱かしめを行なうことが望ましい。
【００３５】
図１（ｃ）に示すように、本発明のかしめ装置は、包みかしめ上型３と下型２の間にスパークプラグ１を狭持し、加圧機構５を用いて包みかしめ上型３を加圧する包みかしめ工程と、６つの横電極４にて六角部１２ｃ側面を狭持し、電源７を用いて下型との間に電流を印加する熱かしめ工程を、１つの装置で部品等の交換を行なうことなく、同時または連続的に行うことができる。次に、この一連のかしめ工程において実施される手順の一例を、図３のフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００３６】
図３のフローチャートにおいて、かしめ工程をスタートしたら、まずステップ１において、包みかしめ上型３と下型２を準備し、所定の間隔で軸方向に対向させる。この状態では、包みかしめ上型３は取付金具１２の上方に、横電極４は取付金具１２の側方に離れた原位置にある（図１（ａ）参照）。続くステップ２、ステップ３において、図４（ａ）に示すように、スパークプラグ１の取付金具１２を下型２に保持し、取付金具１２内にパッキン１６を挿入した後、ステップ４において、取付金具１２内に絶縁碍子１１を挿入する。
【００３７】
次いで、ステップ５において、図４（ｂ）に示すように、取付金具１２の上端開口部内にシール部材を挿入する。すなわち、図２（ａ）に示した構造のスパークプラグ１の場合は、リング１７を挿入し、図２（ｂ）に示した構造のスパークプラグ１の場合は、リング１９、タルク１８、リング１７を順に挿入することになる。
【００３８】
ステップ６は、包みかしめ工程であり、加圧機構５を用いて包みかしめ上型３を下降させて、取付金具１２の薄肉筒状の上端開口部を加圧する。この時、包みかしめ上型３の貫通穴３１が絶縁碍子１１に外挿され、成型面となる貫通穴３１の下端開口部３２のＲ形状に沿って、取付金具１２の上端開口部が内側に塑性変形し、Ｒ状の包みかしめ部１２ａを形成する。加圧機構５によって与えられる加圧力Ｐａは、取付金具１２の材質や包みかしめ部１２ａとなる上端開口部の厚さ等に応じて、必要な変形量が得られるように適宜設定される。
【００３９】
ステップ７、８は、熱かしめ工程である。図５に示すように、まずステップ７において、加圧機構５によって与えられる加圧力を変更するとともに、電極駆動部６を用いて６つの横電極４を前進させ、六角部１２ｃの６つの側面に押圧する。これにより、包みかしめ上型３と下型２の間にスパークプラグ１を保持した状態で、６つの横電極４によって、六角部１２ｃの６つの側面を均等に加圧することができる。熱かしめに必要な加圧力Ｐｂは、通常は、発熱部を軸方向に所定量圧縮変形させることができればよく、例えば、包みかしめのための加圧力Ｐａ以下の範囲で適宜設定することができる（Ｐｂ≦Ｐａ）。また、横電極４による加圧力は、横電極４先端面が六角部１２ｃ側面に密接させ、熱かしめの間保持可能であれば、比較的小さい加圧力でよく、下型２との間で良好な通電が可能となるように、適宜設定することができる。
【００４０】
次いでステップ８において、横電極４と下型２の間に所定の電流を印加し、六角部１２ｃとフランジ部１４の間の薄肉部を抵抗発熱させる。この時、薄肉部が熱により軟化し加圧力Ｐｂによって軸方向に圧縮変形する。さらに熱膨張した薄肉部が常温に戻る際に熱収縮することで、絶縁碍子１１の外周に締付固定され、かしめ力を高めることができる。横電極４と下型２の間に印加される電流は、所定時間内に薄肉部が軟化する温度以上となるように、取付金具１２の材質等に応じて、適宜設定される。
【００４１】
一方、図９に示した従来のかしめ方法では、図１０にフローチャートを示すように、かしめ工程をスタートした後、ステップ３１において、包みかしめ上型１０３（第１上型）と下型１０４を準備し、続くステップ３２、ステップ３３において、スパークプラグＰの取付金具Ｐ１を下型１０４に保持し、パッキンを挿入し、ステップ３４、ステップ３５において、取付金具Ｐ１内に絶縁碍子を挿入し、その上端開口部内にシール部材としてリング、タルクを挿入する工程と、続くステップ３６の包みかしめ工程までは、同様に実施される。
【００４２】
すなわち、ステップ３６では、図示しない加圧機構を用いて包みかしめ上型１０３（第１上型）を下降させて、所定の加圧力により加圧し、包みかしめ部の形状を形成する。ただし、包みかしめ上型１０３（第１上型）は鋼系材料よりなり、通電電極として使用できないため、熱かしめを実施するために、ステップ３７では、包みかしめ上型１０３（第１上型）を熱かしめ上型１０６（第２上型）に交換する必要が生じる。あるいは、ワークを次工程へ搬送することになる。そして、図９（ｃ）に示した熱かしめ専用のかしめ装置にセットし、ステップ３８において、銅系材料よりなる熱かしめ上型１０６（第２上型）と下型１０７の間に保持した取付金具Ｐ１を所定の加圧力で加圧する。さらに、ステップ３９において、電源１０８を用いて熱かしめ上型１０６（第２上型）と下型１０７の間に電流を印加し、薄肉部を圧縮変形させて熱かしめ部を形成する。
【００４３】
このように、本発明のかしめ方法によれば、ワークの取付金具、例えばスパークプラグ１の取付金具１２の六角部１２ｃを利用して、その側方に熱かしめ用の横電極４を配置するので、共通の下型２と包みかしめ上型３を用いた１台のかしめ装置とすることができる。したがって、熱かしめ用の横電極４と下型２を銅系の導電材で構成して通電性を向上させ、包みかしめ上型３を鋼系の硬質材で構成して耐摩耗性を向上させることができる。さらに、包みかしめ上型３と下型２を利用して熱かしめに必要な加圧を実施することができ、熱かしめ用の横電極４に必要以上に高い荷重が加わらないので、耐久性を向上させることができる。
【００４４】
そして、包みかしめ上型３と下型２を用いた包みかしめを行なった後、連続的に熱かしめを行うことができるので、型の交換または２台のかしめ装置が必要となる従来方法と比較して、加工に要する時間を大幅に短縮することができる。また、設備コストを大幅に低減することができるので、生産性を大きく向上させることができる。
【００４５】
図６（ａ）、（ｂ）に本発明の第２、第３実施形態を示す。図１に示したかしめ装置を用いてスパークプラグ１の取付金具１２に包みかしめ部１２ａおよび熱かしめ部１２ｂを形成する工程は、図３に示す第１実施形態のステップ１〜８の手順に限定されるものではない。そこで、図６（ａ）に手順の一部の順序を変更した例を、図６（ｂ）に他の手順を追加した例を示す。
【００４６】
図６（ａ）に示す第２実施形態において、ステップ１１〜１５は、第１実施形態と同様であり、かしめ工程をスタートしたら、まずステップ１１において、包みかしめ上型３と下型２を準備し、続くステップ１２、ステップ１３において、スパークプラグ１の取付金具１２を下型２に保持し、取付金具１２内にパッキン１６を挿入する。その後、ステップ１４、１５において、取付金具１２内に絶縁碍子１１を挿入し、シール部材となるリング１７（タルク１８、リング１９）を挿入する。
【００４７】
本実施形態では、ステップ１６において、包みかしめ工程に先立って、熱かしめ用の横電極４を、電極駆動部６を用いて前進させ、六角部１２ｃの６つの側面を押圧する。これにより、６つの横電極４によって、六角部１２ｃの６つの側面を均等に加圧保持した状態で、続くステップ１７において包みかしめを実施する。ステップ１７では、加圧機構５を用いて包みかしめ上型３を下降させて、包みかしめ上型３と下型２の間に位置するスパークプラグ１の取付金具１２を加圧する。これにより、貫通穴３１の下端開口部３２のＲ形状に沿って、取付金具１２上端開口部が内側に塑性変形し、Ｒ状の包みかしめ部１２ａを形成する。
【００４８】
その後、ステップ１８の熱かしめ工程において、加圧機構５による加圧力を変更するとともに、熱かしめ用の横電極４と下型２の間に所定の電流を印加する。これにより、六角部１２ｃとフランジ部１４の間の薄肉部が、通電による発熱と加圧力で圧縮変形し、熱かしめ部１２ｂを形成する。
【００４９】
本発明のかしめ装置は、包みかしめ用の機構と熱かしめ用の機構が独立に動作可能に設けられているので、包みかしめ工程と熱かしめ工程を同時に進行させることができる。したがって、本実施形態のように、包みかしめ工程に先立って熱かしめ工程の一部を実施したり、順序を変更することも任意にできる。
具体的には、加圧機構５により包みかしめ上型３を下降させる工程と、電極駆動部６を用いて熱かしめ用の横電極４を六角部１２ｃの６つの側面を押圧する工程を、独立に実施することができる。したがって、包みかしめ上型３が取付金具１２に当接するタイミングと、横電極４が六角部１２ｃに当接するタイミングは、同時であっても、いずれかが先であってもよく、所望のタイミングとなるように加圧機構５および電極駆動部６を制御する。ただし、包みかしめ上型３による加圧で包みかしめ部１２ａの形成する工程（加圧力Ｐａ）後に、熱かしめ用の加圧に変更する工程（加圧力Ｐｂ）を実施するものとし、これら順序は変更しない。そして、これらいずれかの工程に前後して、または同時に、横電極４を六角部１２ｃに押圧する工程が実施され、しかる後に、電源７を用いて下型との間に通電する工程を行い、熱かしめ部１２ｂを形成する。
【００５０】
図６（ｂ）に示す第３実施形態は、第２実施形態を基本手順とする方法であり、ステップ２１〜２６は、第２実施形態と同様である。まず、かしめ工程をスタート後、ステップ２１において、包みかしめ上型３と下型２を準備し、続くステップ２２、ステップ２３において、スパークプラグ１の取付金具１２を下型２に保持し、取付金具１２内にパッキン１６を挿入する。その後、ステップ２４、２５において、取付金具１２内に絶縁碍子１１を挿入し、シール部材となるリング１７（タルク１８、リング１９）を挿入する。
【００５１】
ステップ２６では、包みかしめ工程に先立って、熱かしめ用の横電極４を、電極駆動部６を用いて前進させ、六角部１２ｃの６つの側面を押圧する。これにより、６つの横電極４によって、六角部１２ｃの６つの側面が均等に加圧される。この状態で、さらにステップ２７において、横電極４と下型２の間に電流を印加して予熱を行なう。ここで、通常は、予熱により取付金具１２の温度が必要以上に上昇しないように、予熱用の電流Ｉａを、熱かしめ用の電流Ｉｂ以下の範囲で適宜設定するのがよい（Ｉａ≦Ｉｂ）。
【００５２】
次いで、ステップ２７において、加圧機構５を用いて包みかしめ上型３を下降させ、包みかしめ上型３と下型２の間に位置するスパークプラグ１の取付金具１２を加圧する。これにより、貫通穴３１の下端開口部３２のＲ形状に沿って、取付金具１２上端開口部が内側に塑性変形し、Ｒ状の包みかしめ部１２ａを形成する。
【００５３】
さらにステップ２８において、加圧機構５による加圧力を変更するとともに、熱かしめ用の横電極４と下型２の間に熱かしめ用の電流Ｉｂを印加する。すると、通電による発熱と加圧力で六角部１２ｃとフランジ部１４の間の薄肉部が圧縮変形し、熱かしめ部１２ｂを形成する。また、ステップ２７において予熱を行なっているので、取付金具１２が速やかに温度上昇し、所定温度に達するので、熱かしめに要する時間が短縮される。
【００５４】
このように、包みかしめに先立って、熱かしめ用の横電極４を取付金具１２に密接させる手順を実施する場合には、さらに熱かしめに先立って予熱を開始する手順を容易に実施することができる。なお、図６（ａ）、（ｂ）のステップ１６、ステップ２６において、横電極４を駆動するとともに、包みかしめ上型３を取付金具１２当接位置まで、予め下降させることもできる。そして、これら手順の実施により、加工時間をさらに短縮して、生産性を向上させることが可能となる。この場合は、上述した工程順において、横電極４を六角部１２ｃに押圧する工程の後に、予熱のために通電する工程を行い、しかる後に熱かしめのために通電する工程を実施することになる。それ以外の手順は、任意に選択することができる。
【００５５】
図７（ａ）〜（ｅ）に、熱かしめ用の横電極４の配置例を示す。上記各実施形態では、図７（ａ）に示すように、矩形断面形状を有する横電極４を用い、取付金具１２の六角部１２ｃの６ヶ所、すなわち全ての側面にそれぞれ対向する６つの横電極４を設けて、その平坦な先端面を対向側面に密接させる構成としたが、必要に応じて横電極４の数を低減してもよい。その場合、六角部１２ｃの６つの側面に対して、例えば２〜４ヶ所に横電極４が均等に配置されるようにすることが望ましい。例えば、図７（ｂ）の例では、４つの横電極４を、六角部１２ｃの対向する２つの側面を除く４側面に配置し、図７（ｃ）の例では、３つの横電極４を、六角部１２ｃの６つの側面に対して１つおきに配置している。図７（ｅ）の例のように、２つの横電極４を用いる場合は、六角部１２ｃの対向する２つの側面に対して配置し、両側から六角部１２ｃを支持する構成とする。
【００５６】
横電極４の先端面形状は、矩形に限らず、図７（ｄ）の例のように、六角部１２ｃの６つの角部に対応する形状とすることもできる。この時、図７（ｄ）の例では、先端面を角部に対応するＶ型に凹陥させた３つの横電極４を用いて、六角部１２ｃの６つの角部に対して１つおきに密接配置する。六角部１２ｃの６つの角部に対して、２または４ヶ所、あるいは、六角部１２ｃの全ての角部（６ヶ所）に配置することもできる。
【００５７】
さらに、図８（ａ）〜（ｈ）に示すように、熱かしめ用の横電極４が当接される取付金具１２の厚肉部は、六角部１２ｃに限らず多角形、その他任意の外周形状とすることができる。図８（ａ）は、外周に多数のＶ形突起（ここでは１２ヶ所）を有する星型断面形状の厚肉部１２ｄの例であり、この場合は、横電極４の先端面に、Ｖ形突起に対応するＶ字状の凹部を形成する。そして、厚肉部１２ｄの１２ヶ所のＶ形突起に対して、１つおきに横電極４が密接するように６ヶ所に配置する。あるいは、図８（ｂ）、（ｄ）のように、図８（ａ）の６つの横電極４のうち、対向する２つを設置せず、または、対向する２つのみを設置することもできる。図８（ｃ）のように、３つの横電極４を、均等に配置してもよい。
【００５８】
また、図８（ｅ）〜（ｈ）に示すように、横電極４の先端面がＶ字状に突出する形状（逆Ｖ型）とすることもできる。この場合も、図８（ｅ）のように、厚肉部１２ｄのＶ形突起間の１２ヶ所のＶ形凹部に対して、１つおきに横電極４が密接するように６ヶ所に配置する。あるいは、図８（ｆ）、（ｈ）のように、図８（ｅ）の６つの横電極４のうち、対向する２つを設置せず、または、対向する２つのみを設置しても、図８（ｇ）のように、３つの横電極４を、均等に配置してもよい。さらに、熱かしめ用の横電極４が当接する取付金具１２の側面は、六角部１２ｃのような厚肉部に限らず、熱かしめ部１２ｂとなる薄肉部を挟んでフランジ部１４との間に通電可能な側面であればよい。
【００５９】
上記実施形態では、スパークプラグ１を用い、絶縁碍子１１の外周に取付金具１２をかしめ固定するためのかしめ方法、かしめ装置について説明したが、スパークプラグ１に限らず、同様のかしめ構造を有する製品であれば、本発明を好適に利用することができる。例えば、内燃機関の排気系等に用いられるガスセンサは、センサ素子を保持するセンサ本体部の外周に、取付用の筒状取付金具を備えており、取付金具上端部に包みかしめ部を、その下方に厚肉部を挟んで熱かしめ部を有する。そして、包みかしめ部内にシール部材を充填し、シリンダヘッド等の取付穴にねじ固定されて、熱かしめ部下方のフランジ部とガスケットにて気密封止する同様の構造となっている。
【００６０】
したがって、このようなセンサの包みかしめ部および熱かしめ部も、図１のかしめ装置を用いて、上記実施形態と同様の方法で容易に形成することができる。また、スパークプラグ１やセンサは、図示した構造に限定されるものではなく、各部形状等は任意に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明のかしめ方法およびかしめ装置は、包みかしめ部と熱かしめ部により取付金具を本体部にかしめ固定する構成の製品であれば、いずれにも適用することができ、一工程で同時かしめを実施することにより、生産性を大きく向上させる効果を有する。
【符号の説明】
【００６２】
１  スパークプラグ（ワーク）
１１  絶縁碍子
１２  取付金具
１２ａ  包みかしめ部
１２ｂ  熱かしめ部
１２ｃ  六角部
１２ｄ  厚肉部
１３ａ  中心電極
１３ｂ  接地電極
１４  フランジ部
１５  ガスケット
１６  パッキン
１７、１９  リング
１８  タルク
２  下型（第１の型）
３  包みかしめ上型（第２の型）
３１  貫通穴
３２  開口縁部
４  横電極（熱かしめ用電極）
５  加圧機構（加圧手段）
６  電極駆動部（通電手段）
７  電源（通電手段）
【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】
2012248403.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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