專利名稱：火花塞及火花塞的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機等中所使用的火花塞及其制造方法。
背景技術(shù)：
火花塞安裝于例如內(nèi)燃機(發(fā)動機)等燃燒裝置中，用于點燃燃燒室內(nèi)的混合氣體。通常情況下，火花塞包括具有軸孔的絕緣體；插通于該軸孔的前端側(cè)的中心電極；設(shè)置于絕緣體的外周的主體配件；以及設(shè)置于主體配件的前端部并且在與中心電極之間形成火花放電間隙的接地電極。此外，主體配件具有在將火花塞安裝于燃燒裝置時用于與工具卡合的工具卡合部。作為上述工具卡合部，一般公知有剖面六邊形狀的工具卡合部，但近年來提出了在外周側(cè)交替地具有多個凸部(峰部)及凹部(谷部)的十二角形狀(還稱為“Bi-Hex形狀”)的工具卡合部(參照例如專利文獻1等)。若將該工具卡合部設(shè)置為十二角形狀，則與工具卡合部為剖面六邊形狀的情況相比，具有如下優(yōu)點。S卩，隨著近年來火花塞的小型化的要求，可能需要主體配件的細徑化。在此，從維持強度等觀點出發(fā)，工具卡合部的壁厚必須確保某一程度，在工具卡合部為剖面六邊形狀的情況下，需要將主體配件的內(nèi)徑設(shè)置得十分小。然而，隨著主體配件的內(nèi)徑的小徑化，不得不將主體配件中所插通的絕緣體小徑化，其結(jié)果存在絕緣體的耐電壓性能及機械強度下降的可能性。而若將工具卡合部設(shè)置為十二角形狀，則在將主體配件細徑化時，能夠不過分減小主體配件的內(nèi)徑而充分維持工具卡合部的壁厚。即，通過將工具卡合部設(shè)置為十二角形狀，能夠?qū)崿F(xiàn)火花塞的小型化，并能夠有效地防止絕緣體的耐電壓性能及機械強度下降。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2006-66385號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而，考慮到生產(chǎn)效率方面等，具有工具卡合部的主體配件通常是通過實施冷鍛造加工(擠壓加工)來形成的，但由于十二角形狀是比較復雜的形狀，因此難以將工具卡合部高精度地形成為所希望的形狀。此外，十二角形狀的工具卡合部與剖面六邊形狀的工具卡合部相比其剖面外周形狀更接近圓形。因此，在將火花塞安裝于燃燒裝置時，工具容易相對于工具卡合部滑動，存在對火花塞的安裝產(chǎn)生障礙的可能性。本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其目的在于提供一種火花塞及其制造方法，該火花塞的工具卡合部呈十二角形狀，能夠更確實地抑制安裝時工具滑動，并且能夠更確實地將工具卡合部形成為所希望的形狀。以下，分項說明適合實現(xiàn)上述目的的各構(gòu)成。另外，根據(jù)需要對所對應的構(gòu)成附上特有的作用效果。構(gòu)成1.本構(gòu)成的火花塞包括通過擠壓成形來形成的具有工具卡合部的筒狀的主體配件，上述工具卡合部的與軸正交的剖面形狀呈交替地具有多個凸部及凹部的十二角形狀，上述火花塞的特征在于，在上述主體配件的與軸線正交的剖面上，將通過上述各凸部的位于徑向最外側(cè)的部位的圓的直徑設(shè)為D(mm)，并且將通過上述各凹部的位于徑向最內(nèi)側(cè)的部位的圓的直徑設(shè)為d(mm)時，滿足0. 45 ( (D-d)/2彡0. 75。另外，“十二角形狀”是指，將外形為同軸同尺寸的兩個大致正六邊形重疊為以其軸為中心將一個大致正六邊形偏轉(zhuǎn)30度而成的形狀，如上所述還稱為Bi-Hex形狀。根據(jù)上述構(gòu)成1，工具卡合部形成為將通過工具卡合部的各凸部中位于徑向最外側(cè)的部位的圓(以下還稱為“工具卡合部的外接圓”)的直徑設(shè)為D (mm)，并且將通過工具卡合部的各凹部中位于徑向最內(nèi)側(cè)的部位的圓(以下還稱為“工具卡合部的內(nèi)接圓”)的直徑設(shè)為d(mm)時，滿足0.45彡(D_d)/2彡0. 75。即，將(D_d)/2設(shè)為足夠大，達到0. 45mm 以上，將工具卡合部的外接圓與內(nèi)接圓的直徑差設(shè)置得比較大，從而能夠充分確保工具相對于工具卡合部的卡合強度。其結(jié)果，能夠更確實地防止在安裝火花塞時工具相對于工具卡合部滑動。此外，通常情況下，工具卡合部是通過如下方式來形成的將內(nèi)周為與工具卡合部對應的形狀的筒狀的模具配置在預定的金屬原材料(形成主體配件)的外周之后，對上述金屬原材料實施擠壓加工，使金屬原材料的外周部分壓接到上述模具的內(nèi)周部分。在此，根據(jù)本構(gòu)成1，通過將(D-d)/2設(shè)為0. 75mm以下，在擠壓成形時，能夠更確實地使金屬原材料的材料到達與工具卡合部的凸部對應的模具的凹陷部分的內(nèi)部。其結(jié)果，能夠更確實地將工具卡合部形成為所希望的形狀。此外，通過將(D-d)/2設(shè)為0. 75mm以下，能夠防止上述模具的凹陷部分的角度過分減小(形成陡坡)，并且能夠更確實地防止在擠壓成形時從金屬原材料對模具施加過大的應力。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)模具的長壽命化，能夠進一步提高生產(chǎn)率。構(gòu)成2.本構(gòu)成的火花塞的特征在于，在上述構(gòu)成1中，上述主體配件具有直徑比上述工具卡合部的直徑大的大徑部，在將上述大徑部的外徑設(shè)為A(mm)時，滿足 0. 60 彡(A-D) /2 ^ 1. OO0通常情況下，主體配件具有比工具卡合部直徑大的大徑部和位于工具卡合部與大徑部之間的比較薄的槽部。該槽部在進行固定主體配件和絕緣體的鉚接加工時，沿著軸向收縮變形，由此從主體配件對絕緣體施加軸向力，兩者更牢固地固定。此外，通常情況下，主體配件是通過沿著軸向?qū)︻A定的金屬原材料實施擠壓加工來形成大致形狀之后，通過切削加工等調(diào)整外形來制造的。更具體地說，將內(nèi)周形成為與工具卡合部及大徑部對應的形狀的模具配置在上述金屬原材料的外周之后，沿著軸向?qū)饘僭牧蠈嵤D壓加工，使金屬原材料的外周部分壓接到上述模具的內(nèi)周部分，從而形成具有與工具卡合部相同的剖面形狀的多棱柱部和具有與上述大徑部相同的剖面形狀且與上述多棱柱部的前端連接的圓柱部。并且，對上述多棱柱部的前端部實施切削加工等加工，從而形成槽部，并且進一步實施各種加工來制造具有工具卡合部及大徑部的主體配件。這樣，在主體配件的中間體中，與工具卡合部相當?shù)牟课?多棱柱部)和與大徑部相當?shù)牟课?圓柱部)能夠以連接的狀態(tài)形成。然而，關(guān)于多棱柱部(工具卡合部)的外接圓的直徑與圓柱部(大徑部)的外徑的直徑差，本申請發(fā)明人在認真分析之后明白了根據(jù)兩者的直徑差，存在無法將工具卡合部及大徑部形成為所希望的形狀的可能性。即，在直徑差大的情況下，在進行擠壓成形時，需要向上述模具中與圓柱部相當?shù)牟课灰苿痈嗟牟牧?，其結(jié)果材料難以向上述模具中形成多棱柱部(工具卡合部)的部位移動。因此，形成多棱柱部(工具卡合部)的材料不足，存在無法將工具卡合部(尤其是凸部)形成為所希望的形狀的可能性。另一方面，在直徑差小的情況下，在進行擠壓成形后，多棱柱部(工具卡合部)的外周形狀容易顯露于圓柱部(大徑部)的外周形狀。因此，存在無法將圓柱部 (大徑部)形成為所希望的形狀(圓筒狀)的可能性。對此，根據(jù)上述構(gòu)成2，將主體配件的大徑部的外徑設(shè)為A (mm)，并且將工具卡合部的外接圓的直徑設(shè)為D (mm)時，將兩者的直徑差設(shè)定為滿足0.60 < (A-D)/2 < 1. 00。因此，能夠更確實地防止工具卡合部的凸部的材料不足及大徑部變形，能夠更確實地將兩者形成為所希望的形狀。構(gòu)成3.本構(gòu)成的火花塞的特征在于，在上述構(gòu)成1或2中，在將形成上述工具卡合部的位置的上述主體配件的內(nèi)徑設(shè)為B (mm)時，滿足1. 30 ( (d_B)/2 ( 1. 40。根據(jù)上述構(gòu)成3，將形成工具卡合部的位置的主體配件的內(nèi)徑設(shè)為B(mm)， 并且將工具卡合部的內(nèi)接圓的直徑設(shè)為d(mm)時，將兩者的直徑差設(shè)定為滿足 1. 30 ( (d-B)/2 ( 1. 40。S卩，通過將(d-B)/2設(shè)定為1. 30mm以上，能夠充分確保工具卡合部的壁厚。由此，例如將位于工具卡合部的后端側(cè)的部位(鉚接部)向徑向內(nèi)側(cè)傾倒而實施固定絕緣體和主體配件的鉚接加工時等，能夠更確實地防止在對工具卡合部施加大負荷時工具卡合部上產(chǎn)生破損或變形。此外，通過將(d_B)/2設(shè)定為1. 40mm以下，能夠更確實地防止各制品之間工具卡合部及大徑部的尺寸上產(chǎn)生偏差。其結(jié)果，能夠進一步提高生產(chǎn)率。構(gòu)成4.本構(gòu)成的火花塞的特征在于，在上述構(gòu)成1至3的任一項中，包括在上述主體配件的內(nèi)周側(cè)所固定的絕緣體，并且上述主體配件具有鉚接部，該鉚接部從上述工具卡合部的后端向后端側(cè)延伸，通過與上述絕緣體直接或間接地卡定來固定上述絕緣體，在將形成上述工具卡合部的位置的上述主體配件的內(nèi)徑設(shè)為B(mm)，并且將上述鉚接部的基端部的外徑設(shè)為C (mm)時，滿足0. 70 ( (C-B)/2 < 1. 00。根據(jù)上述構(gòu)成4，將形成工具卡合部的位置的主體配件的內(nèi)徑設(shè)為B(mm)， 并且將鉚接部的基端部的外徑設(shè)為C (mm)時，將兩者的直徑分別設(shè)定為滿足 0. 70 ( (C-B)/2 ^ 1.00o即，通過將(C-B)/2設(shè)為0. 70mm以上，能夠充分確保鉚接部的壁厚。因此，能夠進一步增大從鉚接部對絕緣體施加的軸向力，能夠進一步提高主體配件與絕緣體的固定性。此外，能夠有效地防止由于與燃燒裝置動作等相伴的震動引起鉚接部進行恢復變形，這一點也能夠提高主體配件與絕緣體的固定性。另一方面，(C-B) /2被設(shè)為1. OOmm以下，防止鉚接部過分增厚。因此，能夠更確實地防止在進行鉚接加工時工具卡合部也隨著鉚接部的變形而變形的狀況。構(gòu)成5.本構(gòu)成的火花塞的特征在于，在上述構(gòu)成1至4的任一項中，滿足 0. 45 彡(D-d)/2 ^ 0. 65ο根據(jù)上述構(gòu)成5，工具卡合部形成為，工具卡合部的外接圓的直徑D(mm)及內(nèi)接圓的直徑d(mm)滿足(D-d)/2<0.65。因此，能夠更確實地將工具卡合部形成為所希望的形狀，并且能夠更確實地防止模具破損，能夠進一步提高加工性。構(gòu)成6.本構(gòu)成的火花塞的特征在于，在上述構(gòu)成1至5的任一項中，上述主體配件具有位于上述工具卡合部與上述大徑部之間的槽部，在將沿著上述軸線的上述槽部的長度設(shè)為H (mm)，并且將上述槽部的厚度設(shè)為T (mm)時，滿足T彡0. 7及3. 0彡Η/Τ彡5. 5。位于工具卡合部與大徑部之間的槽部由于鉚接加工而沿著軸向收縮，并沿著徑向彎曲變形，但若槽部沿著徑向的變形量過大，則槽部的外徑大于工具卡合部的凹部的直徑， 存在無法準確地將工具卡合到工具卡合部的可能性。因此，為了減小槽部沿著徑向的變形量，考慮縮短槽部的長度。然而，若槽部的長度相對于槽部的厚度過小，則在進行鉚接加工時幾乎不產(chǎn)生槽部沿著徑向的變形。其結(jié)果，從槽部向工具卡合部施加的沿著軸向的應力增大，在工具卡合部上可能會產(chǎn)生變形。對此，根據(jù)上述構(gòu)成6，將槽部的厚度T設(shè)為足夠厚，達到0. 7mm以上，在進行鉚接加工時，能夠使槽部沿著徑向的變形量比較小。此外，設(shè)定為3. 0 ^ H/T，相對于槽部的厚度，槽部的長度被確保為某一程度的大小，因此能夠有效地抑制在進行鉚接加工時從槽部對工具卡合部沿著軸向施加過大的應力。其結(jié)果，能夠更確實地防止槽部的外徑變得過大及工具卡合部上產(chǎn)生變形這雙方，能夠更確實地將工具準確地卡合到工具卡合部。另外，相對于槽部的厚度，將槽部的長度確保為某一程度的大小對于防止工具卡合部變形這一點是有效的，但若相對于槽部的厚度將槽部的長度設(shè)定為過大，則從主體配件對絕緣體施加的軸向力減小，存在兩者之間的氣密性受損的可能性。鑒于此，根據(jù)上述構(gòu)成6，槽部的長度H被設(shè)定為滿足H/T < 5. 5。由此，結(jié)合厚度 T被設(shè)定為0. 7mm以上，能夠使從主體配件向絕緣體施加的軸向力足夠大。其結(jié)果，能夠更確實地防止氣密性下降。構(gòu)成7.本構(gòu)成的火花塞的制造方法，上述火花塞為上述構(gòu)成1至6中任一項所述的火花塞，該火花塞的制造方法的特征在于，上述主體配件具有大徑部，位于上述工具卡合部的前端側(cè)，直徑大于上述工具卡合部的直徑；和槽部，位于上述工具卡合部與上述大徑部之間，上述工具卡合部、大徑部及槽部以如下方式形成通過上述擠壓成形來形成具有與上述工具卡合部相同的剖面形狀的多棱柱部以及具有與上述大徑部相同的剖面形狀且與上述多棱柱部的前端連接的圓柱部之后，對上述多棱柱部的前端部實施加工。如上述構(gòu)成7所述，也可以將上述各構(gòu)成的技術(shù)思想具體化為火花塞的制造方法。在該情況下，能夠獲得與上述構(gòu)成1等相同的作用效果。


圖1是表示火花塞的構(gòu)成的局部剖切正視圖。圖2是表示工具卡合部的構(gòu)成的端面剖視圖。圖3是表示主體配件的后端部的構(gòu)成的放大剖視圖。圖4是用于說明鉚接部的基端部的放大剖面示意圖。圖5是表示主體配件的制造過程中的第1模具等的剖視圖。圖6是表示主體配件的制造過程中的第2模具等的剖視圖。圖7是表示主體配件的制造過程中的第3模具等的剖視圖。圖8是表示主體配件的制造過程中的第4模具等的剖視圖。圖9(a)是表示主體配件中間體的構(gòu)成的正視圖，(b)是表示主體配件中間體的構(gòu)成的俯視圖。
圖10是表示主體配件等的構(gòu)成的正視圖。圖11是表示用于說明卡合性評價試驗的試驗方法的機動扳手等的構(gòu)成的局部剖面正視圖。
具體實施例方式以下，參照

一個實施方式。圖1是表示火花塞1的局部剖切正視圖。另外，在圖1中，以火花塞1的軸線CLl方向為圖中的上下方向，以下側(cè)為火花塞1的前端側(cè)， 以上側(cè)為后端側(cè)來進行說明?；鸹ㄈ?由筒狀的絕緣子(絕緣體)2及保持該絕緣子2的筒狀的主體配件3等構(gòu)成。眾所周知，絕緣子2是燒制氧化鋁等而形成的，其外形部包括形成于后端側(cè)的后端側(cè)主體部10 ；在比該后端側(cè)主體部10靠前端側(cè)的位置向徑向外側(cè)突出形成的凸緣部11 ； 在比該凸緣部11靠前端側(cè)的位置形成為直徑比該凸緣部11細的中間主體部12 ；以及在比該中間主體部12靠前端側(cè)的位置形成為直徑比該中間主體部12細的長腳部13。此外，絕緣子2中的凸緣部11、中間主體部12及大部分長腳部13容納于主體配件3的內(nèi)部。并且， 在中間主體部12與長腳部13的連接部形成有錐狀的臺階部14，絕緣子2通過該臺階部14 卡定于主體配件3。此外，在絕緣子2中沿著軸線CLl貫通形成有軸孔4，在該軸孔4的前端側(cè)插入并固定有由Ni合金構(gòu)成的中心電極5。中心電極5整體上為棒狀(圓柱狀)，其前端部分從絕緣子2的前端突出。此外，在軸孔4的后端側(cè)以從絕緣子2的后端突出的狀態(tài)插入并固定有端子電極 6。此外，在軸孔4的中心電極5與端子電極6之間，配置有圓柱狀的電阻體7。該電阻體7的兩端部經(jīng)由導電性的玻璃密封層8、9而與中心電極5及端子電極6分別電連接。此外，上述主體配件3由低碳鋼等金屬形成為筒狀，在其外周面上形成有用于將火花塞1安裝于內(nèi)燃機、燃料電池改質(zhì)器等燃燒裝置的螺紋部(外螺紋部)15。此外，在螺紋部15的后端側(cè)的外周面形成有向徑向外側(cè)膨出的大徑部16，在螺紋部15后端的螺紋頸 17嵌入有環(huán)狀的襯墊18。此外，在主體配件3的后端側(cè)，設(shè)置有將主體配件3安裝于燃燒裝置時用于與扳手等工具卡合的工具卡合部19 (在后文詳細說明工具卡合部19的形狀等)。 此外，在工具卡合部19的后端側(cè)設(shè)置有用于保持絕緣子2的鉚接部20。此外，在大徑部16 與工具卡合部19之間形成有比較薄且中央部向徑向外側(cè)彎曲的槽部21。此外，在主體配件3的內(nèi)周面設(shè)置有用于卡定絕緣子2的錐狀的臺階部22。并且， 絕緣子2在從主體配件3的后端側(cè)朝向前端側(cè)插入從而自身的臺階部14卡定于主體配件 3的臺階部22的狀態(tài)下，將主體配件3的后端側(cè)的開口部向徑向內(nèi)側(cè)鉚接，即形成上述鉚接部20，從而絕緣子2被固定。另外，在絕緣子2及主體配件3雙方的臺階部14、22之間， 夾設(shè)有圓環(huán)狀的密封片23。由此，保持燃燒室內(nèi)的氣密性，防止暴露于燃燒室內(nèi)的絕緣子2 的長腳部13與主體配件3的內(nèi)周面的間隙中所進入的燃料氣體向外部漏出。此外，為了進一步完善通過鉚接來實現(xiàn)的密閉，在主體配件3的后端側(cè)，在主體配件3與絕緣子2之間夾設(shè)有環(huán)狀的環(huán)部件對、25，在環(huán)部件M、25之間填充有滑石(talc) 26的粉末。即，主體配件3經(jīng)由密封片23、環(huán)部件M、25以及滑石沈來保持絕緣子2。此外，在主體配件3的前端部接合有接地電極27，該接地電極27由Ni合金構(gòu)成， 并且大致中間部分彎曲，從而前端部與中心電極5的前端部相對。此外，在該接地電極27 的前端部與中心電極5的前端部之間形成有火花放電間隙觀。并且，在火花放電間隙觀， 在大致沿著軸線CLl的方向上進行火花放電。此外，在本實施方式中，如圖2所示，上述工具卡合部19在與軸線CLl正交的剖面上呈交替地具有多個凸部19A及凹部19B的十二角形狀。此外，工具卡合部19構(gòu)成為，在與軸線CLl正交的剖面上，將通過各凸部19A中位于徑向最外側(cè)的部位的圓(外接圓)CC 的直徑設(shè)為D (mm)，并且將通過各凹部19B中位于徑向最內(nèi)側(cè)的部位的圓(內(nèi)接圓)IC的直徑設(shè)為d(mm)時，滿足0.45彡(D_d)/2彡0. 75 [優(yōu)選0. 45彡(D-d)/2 ^ 0. 65] 0另外，在本實施方式中，工具卡合部19的外接圓的直徑D小于主體配件3的大徑部16的外徑。此外，如圖3所示，主體配件3形成為，將主體配件3的大徑部16的外徑設(shè)為A(mm)，將形成有工具卡合部19的位置處的主體配件3的內(nèi)徑設(shè)為B (mm)時，滿足 0. 60 ≤ (A-D) /2 ≤ 1. 00 及 1. 30 ≤ (d_B)/2 ≤ 1. 40。并且，在本實施方式中，將鉚接部20的基端部的外徑設(shè)為C(mm)時， 0. 70 ( (C-B)/2 ( 1. 00。另外，“鉚接部20的基端部”是指，如圖4所示，“在包含軸線CLl 的剖面上，畫出鉚接部20的外周面和工具卡合部19的外周面的共同切線CT，在上述鉚接部 20及共同切線CT的切點PCl與工具卡合部19及共同切線CT的切點PC2之間，主體配件3 上與上述共同切線CT的距離最大的部位”。此外，在本實施方式中，工具卡合部19的尺寸為14mm以下(例如12mm以下)。此外，在將沿著軸線CLl的槽部21的長度設(shè)為H(mm)，并且將槽部21的厚度設(shè)為 T (mm)時，滿足T彡0. 7及3. 0彡H/T ( 5. 5 (參照圖3)。另外，在槽部21的厚度沿著軸線 CLl方向不同的情況下，“槽部21的厚度”是指，沿著軸線CLl方向的槽部21的前端與后端的中間部的主體配件3的厚度。接著，說明上述構(gòu)成的火花塞1的制造方法。首先，預先加工好主體配件3。S卩，準備由S17C或S25C這樣的鐵類原材料、不銹鋼原材料等構(gòu)成的圓柱狀的金屬原材料。接著，使用圖5所示的第1模具Ml等，對上述金屬原材料進行冷擠壓成形。S卩，第 1模具Ml具有沿著軸線CLl方向、后端側(cè)形成為大徑且前端側(cè)形成為小徑的空腔Cl。并且， 在空腔Cl的大徑部分插入上述金屬原材料，在空腔Cl的前端側(cè)配置筒狀的套筒Sl及插入于該套筒Sl且前端部比套筒Sl的空腔Cl側(cè)的面向后端側(cè)突出的銷PI1。之后，從空腔Cl 的后方側(cè)插入具有與上述空腔Cl的大徑部分大致相同外徑的沖頭PUl，從而將上述金屬原材料向軸線CLl方向前端側(cè)進行擠壓成形。由此，得到前端側(cè)形成為小徑并且在前端部具有孔部HAl的第1工件W1。接著，使用圖6所示的第2模具M2對上述第1工件Wl進行冷擠壓成形。即，第2 模具M2具有后端側(cè)形成為大徑而前端側(cè)形成為小徑的空腔C2。并且，從后方側(cè)向空腔C2 中插入上述第1工件Wl，在空腔C2的前端側(cè)配置筒狀的套筒S2及插入于該套筒S2且前端部比套筒S2的空腔C2側(cè)的面向后端側(cè)突出的銷PI2。之后，從空腔C2的后方側(cè)插入具有比上述空腔C2的大徑部分的內(nèi)徑小的外徑的沖頭PU2。由此，第1工件Wl被擠壓成形，從而得到在前端側(cè)具有孔部HA2且在后端側(cè)具有孔部HB2的第2工件W2。接著，用圖7所示的第3模具M3，對上述第2工件W2進行冷擠壓成形。即，第3模具M3具有后端側(cè)形成為大徑而前端側(cè)形成為小徑的空腔C3。并且，從后方側(cè)向空腔C3插入上述第2工件W2，并且在空腔C3的前端側(cè)配置套筒S3及前端部比套筒S3向后端側(cè)突出的銷PI3。并且，從空腔C3的后方側(cè)插入具有比空腔C3的大徑部分的內(nèi)徑小的外徑且在外周具有臺階的沖頭PU3。由此，第2工件W2被擠壓成形，得到在前端側(cè)具有孔部HA3且在后端側(cè)具有孔部HB3的第3工件W3。接著，用圖8所示的第4模具M4，對第3工件W3進行冷擠壓成形。即，第4模具 M4由筒狀的前端側(cè)模具M41和筒狀的后端側(cè)模具M42同軸狀地一體化而形成，并且具有在軸線CLl方向上延伸的空腔C4。在此，后端側(cè)模具M42的內(nèi)周部分的前端側(cè)形成為大徑， 而后端側(cè)形成為小徑。并且，大徑部分的內(nèi)周面形成為與上述大徑部16的形狀對應的圓筒狀。另一方面，小徑部分的內(nèi)周面中至少前端側(cè)形成為與上述十二角形狀的工具卡合部19 對應的形狀，并具有與凸部19A對應的凹陷部分和與凹部19B對應的突出部分。返回制造方法的說明，從后方側(cè)向上述空腔C4插入上述第3工件W3，并且在空腔C4的前端側(cè)配置套筒S4及前端部比上述套筒S4向后端側(cè)突出的銷PI4。之后，從空腔C4的后方側(cè)插入在外周具有臺階的沖頭PU4，使第3工件W3的外周面向第4模具M4的內(nèi)周面壓接。由此，如圖9所示，得到包括具有與工具卡合部19相同的剖面形狀的多棱柱部32和具有與上述大徑部16相同的剖面形狀且與上述多棱柱部32的前端連接的圓柱部33的主體配件中間體 31。另外，在主體配件中間體31的前端側(cè)形成有孔部HA5，在后端側(cè)形成有孔部HB5(參照圖8)。之后，通過沖孔沖頭(抜t打6 ^ > ★)等而貫通上述主體配件中間體31的孔部 HA5和孔部HB5。此外，對多棱柱部32的前端側(cè)等實施切削加工等，從而如圖10所示在大徑部16與工具卡合部19之間形成圓筒狀的上述槽部21，并且上述多棱柱部32形成為工具卡合部19，上述圓柱部33形成為大徑部16。之后，在主體配件中間體31的前端面電阻焊接上述直棒狀的接地電極27。在進行該焊接時產(chǎn)生所謂的“塌邊”，因此在去除該“塌邊”之后，通過滾壓成形來在主體配件中間體31的預定部位形成螺紋部15。由此，得到焊接有接地電極27的主體配件3。此外，在焊接有接地電極27的主體配件3上實施鍍鋅或鍍鎳。另外，為了提高耐蝕性，也可以在其表面上進一步實施鉻酸鹽處理。另一方面，與上述主體配件3分開而成形加工絕緣子2。例如，使用以氧化鋁為主體且含有粘合劑等的原料粉末，調(diào)制成形用基礎(chǔ)造粒物，并使用其進行橡膠沖壓成形，從而獲得筒狀的成形體。并且，對所獲得的成形體實施研磨加工來調(diào)整外形，之后實施燒制加工，從而獲得絕緣子2。此外，與上述主體配件3、絕緣子2分開而制造中心電極5。S卩，對Ni合金實施鍛造加工、切削加工等來制作中心電極5。并且，如上所述獲得的絕緣子2及中心電極5、電阻體7、端子電極6通過玻璃密封層8、9被密封固定。作為玻璃密封層8、9，通常混合硼硅酸玻璃和金屬粉末而調(diào)制，該調(diào)制而得到的物質(zhì)以夾著電阻體7的方式注入到絕緣子2的軸孔4內(nèi)之后，在從后方按壓上述端子電極6的狀態(tài)下，在燒制爐內(nèi)烘燒。另外，此時也可以在絕緣子2的后端側(cè)主體部10的表面同時燒制釉層，也可以預先形成釉層。之后，組裝如上所述分別制作的具有中心電極5及端子電極6的絕緣子2和具有接地電極27的主體配件3。更具體而言，將形成為比較薄壁的主體配件3的后端側(cè)的開口部向徑向內(nèi)側(cè)鉚接，即形成上述鉚接部20，從而進行固定。另外，通過鉚接加工，上述槽部 21向徑向外側(cè)彎曲。并且，最后彎曲接地電極27的大致中間部分，從而實施調(diào)整上述火花放電間隙28 的加工，獲得上述的火花塞1。如上所述，根據(jù)本實施方式，工具卡合部19形成為，在工具卡合部19的外接圓CC 的直徑D (mm)和工具卡合部19的內(nèi)接圓IC的直徑d (mm)之間滿足0. 45 ^ (D-d)/2^0. 75 的關(guān)系式。即，將(D-d)/2設(shè)置得足夠大，達到0. 45mm以上，使工具卡合部19的外接圓CC 與內(nèi)接圓IC的直徑差比較大，從而能夠充分確保工具相對于工具卡合部19的卡合強度。其結(jié)果，在安裝火花塞1時，能夠更確實地防止工具相對于工具卡合部19滑動。此外，通過將(D-d) /2設(shè)為0. 75mm以下，在擠壓成形時，能夠使第3工件W3的材料更確實地到達與工具卡合部19的凸部19A對應的后端側(cè)模具M42的凹陷部分的內(nèi)部。其結(jié)果，能夠更確實地將工具卡合部19形成為所希望的形狀。此外，通過將(D-d) Λ設(shè)為0. 75mm以下，能夠防止后端側(cè)模具M42的凹陷部分的角度過分減小(形成陡坡)，并且能夠更確實地抑制在擠壓成形時從第3工件W3對后端側(cè)模具M42施加過大的應力。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)后端側(cè)模具M42的長壽命化，能夠進一步提高
生產(chǎn)率。此外，根據(jù)本實施方式，主體配件3的大徑部16的外徑A (mm)及工具卡合部19的外接圓CC的直徑D (mm)之間滿足0. 60 ^ (A-D) /2 ^ 1. 00地設(shè)置兩者的直徑差。因此，能夠更確實地防止工具卡合部19的凸部19的材料不足及大徑部16變形，能夠更確實地將兩者形成為所希望的形狀。此外，形成有工具卡合部19的位置的主體配件3的內(nèi)徑B (mm)與工具卡合部19 的內(nèi)接圓IC的直徑d(mm)之間滿足1. 30 ^ (d_B)/2 ^ 1. 40而設(shè)定兩者的直徑差。即，通過將(d-B) /2設(shè)為1. 30mm以上，能夠充分確保工具卡合部19的壁厚，能夠更確實地防止在實施對工具卡合部19施加大負荷的鉚接加工時工具卡合部19上產(chǎn)生破裂或變形。此外，通過將(d-B)/2設(shè)為1. 40mm以下，能夠更確實地防止各制品之間工具卡合部19及大徑部16的尺寸上產(chǎn)生偏差。其結(jié)果，能夠進一步提高生產(chǎn)率。并且，關(guān)于主體配件3的內(nèi)徑B (mm)及鉚接部20的基端部的外徑C (mm)，將兩者的直徑分別設(shè)定為滿足0. 70 ( (C-B)/2 ( 1. 00。即，通過將(C-B)/2設(shè)為0. 70mm以上，能夠充分確保鉚接部20的壁厚。因此，能夠進一步增大從鉚接部20對絕緣子2施加的軸向力， 能夠進一步提高主體配件3與絕緣子2的固定性。此外，能夠有效地防止由于燃燒裝置動作時的震動等引起鉚接部20進行恢復變形，這一點也能夠提高主體配件3與絕緣子2的固定性。另一方面，(C-B)/2被設(shè)為1. OOmm以下，防止鉚接部20過分增厚。因此，能夠更確實地防止在進行鉚接加工時工具卡合部19也隨著鉚接部20的變形而變形的狀況。此外，槽部21的厚度T(mm)及槽部21的長度H(mm)構(gòu)成為滿足T彡0. 7及 3. 0 < H/T < 5. 5。由此，能夠防止在進行鉚接加工時工具卡合部19變形，能夠更確實地將工具卡合部19形成為所希望的形狀。此外，能夠充分增大從主體配件3向絕緣子2施加的軸向力，在絕緣子2與主體配件3之間能夠確保優(yōu)良的氣密性。接著，為了確認通過上述實施方式獲得的作用效果，進行了卡合性評價試驗及加工性評價試驗。另外，卡合性評價試驗的概要如下。即，制作在與軸線正交的剖面上將工具卡合部的外接圓的直徑D(mm)及工具卡合部的內(nèi)接圓的直徑d(mm)變更為各種尺寸的火花塞的樣品。并且，如圖11所示，使用機動扳手(impact wrench) IW將各樣品緊固于鐵制的試驗臺 TB，確認緊固時在機動扳手IW與工具卡合部19之間是否產(chǎn)生滑動。在此，對于在機動扳手 IW與工具卡合部19之間產(chǎn)生了滑動的樣品，認為卡合強度不充分，做出“ X，，的評價，對于在機動扳手IW與工具卡合部19之間沒有產(chǎn)生滑動的樣品，認為卡合強度優(yōu)良，做出“〇” 的評價。另外，樣品的緊固是在機動扳手IW的轉(zhuǎn)速為6000rpm的條件下緊固5秒鐘來進行的。此外，加工性評價試驗的概要如下。即，準備多個將內(nèi)周形狀(尤其是形成多棱柱部的部位)變更為各種尺寸的后端側(cè)模具，以將上述直徑D及直徑d變更為各種尺寸。并且，對各后端側(cè)模具進行多次對上述第3工件實施冷擠壓加工而形成主體配件中間體的成形作業(yè)。在此，在主體配件中間體的多棱柱部(工具卡合部)沒有形成為所希望的形狀，或在比較早的階段后端側(cè)模具上產(chǎn)生了破損的情況下，認為加工性差，做出“ X，，的評價。另一方面，在能夠?qū)⒍嗬庵?工具卡合部)形成為所希望的形狀，進行了大量成形作業(yè)之后在后端側(cè)模具上仍沒有產(chǎn)生破損的情況下，認為加工性優(yōu)良，做出“〇”的評價。此外，在能夠?qū)⒍嗬庵?工具卡合部)形成為所希望的形狀，并且更難以產(chǎn)生后端側(cè)模具的破損的情況下，認為加工性非常好，做出“◎”的評價。表1表示將直徑D及直徑d變更為各種尺寸時的卡合性評價試驗的試驗結(jié)果及加工性評價試驗的試驗結(jié)果。另外，工具卡合部(多棱柱部)的尺寸被設(shè)定為12mm或14mm。 此外，在加工性評價試驗的試驗結(jié)果為“〇”或“◎”的情況下，進行卡合性評價試驗。[表 1]
權(quán)利要求
1.一種火花塞，包括通過擠壓成形來形成的具有工具卡合部的筒狀的主體配件，上述工具卡合部的與軸正交的剖面形狀呈交替地具有多個凸部及凹部的十二角形狀， 上述火花塞的特征在于，在上述主體配件的與軸線正交的剖面上，將通過上述各凸部的位于徑向最外側(cè)的部位的圓的直徑設(shè)為D(mm)，并且將通過上述各凹部的位于徑向最內(nèi)側(cè)的部位的圓的直徑設(shè)為 d(mm)時，滿足 0. 45 ( (D-d)/2 ^ 0. 75ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花塞，其特征在于，上述主體配件具有直徑比上述工具卡合部的直徑大的大徑部， 在將上述大徑部的外徑設(shè)為A (mm)時， 滿足 0. 60 ^ (A-D)/2 ^ 1. OO0
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，在將形成上述工具卡合部的位置的上述主體配件的內(nèi)徑設(shè)為B (mm)時， 滿足 1. 30 ^ (d-B)/2 ^ 1. 40ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的火花塞，其特征在于， 還包括在上述主體配件的內(nèi)周側(cè)所固定的絕緣體，并且，上述主體配件具有鉚接部，該鉚接部從上述工具卡合部的后端向后端側(cè)延伸，通過與上述絕緣體直接或間接地卡定來固定上述絕緣體，在將形成上述工具卡合部的位置的上述主體配件的內(nèi)徑設(shè)為B (mm)，并且將上述鉚接部的基端部的外徑設(shè)為C(mm)時， 滿足 0. 70 ^ (C-B)/2 ^ 1. OO0
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的火花塞，其特征在于， 滿足 0. 45 ( (D-d)/2 ^ 0. 65ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的火花塞，其特征在于， 上述主體配件具有位于上述工具卡合部與上述大徑部之間的槽部，在將沿著上述軸線的上述槽部的長度設(shè)為H(mm)，并且將上述槽部的厚度設(shè)為T(mm)時，滿足T≥0. 7及3. O≤H/T≤5. 5。
7.一種火花塞的制造方法，上述火花塞為權(quán)利要求1至6中任一項所述的火花塞，該火花塞的制造方法的特征在于，上述主體配件具有大徑部，位于上述工具卡合部的前端側(cè)，直徑大于上述工具卡合部的直徑；和槽部，位于上述工具卡合部與上述大徑部之間，上述工具卡合部、大徑部及槽部以如下方式形成通過上述擠壓成形來形成具有與上述工具卡合部相同的剖面形狀的多棱柱部以及具有與上述大徑部相同的剖面形狀且與上述多棱柱部的前端連接的圓柱部之后，對上述多棱柱部的前端部實施加工。
全文摘要
火花塞(1)包括通過擠壓成形來形成的具有工具卡合部(19)且沿著軸線(CL1)方向延伸的筒狀的主體配件(3)。工具卡合部(19)的與軸正交的剖面形狀呈交替地具有多個凸部及凹部的十二角形狀。在與軸線(CL1)正交的剖面上，將通過各凸部的位于徑向最外側(cè)的部位的圓的直徑設(shè)為D(mm)，并且將通過各凹部的位于徑向最內(nèi)側(cè)的部位的圓的直徑設(shè)為d(mm)時，滿足0.45≤(D-d)/2≤0.75。由此，在工具卡合部呈十二角形狀的火花塞中，能夠更確實地抑制組裝時工具滑動，并且能夠更確實地將工具卡合部形成為所希望的形狀。
文檔編號H01T13/02GK102576982SQ20108004775
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者加藤友聰 申請人:日本特殊陶業(yè)株式會社