特許 5919174 スパークプラグの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5919174

(24)【登録日】2016年4月15日

(45)【発行日】2016年5月18日

(54)【発明の名称】スパークプラグの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/20 20060101AFI20160428BHJP

   H01T 21/02 20060101ALI20160428BHJP

【ＦＩ】

   H01T13/20 E

   H01T21/02

【請求項の数】6

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-258505(P2012-258505)

(22)【出願日】2012年11月27日

(65)【公開番号】特開2014-107087(P2014-107087A)

(43)【公開日】2014年6月9日

【審査請求日】2014年11月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100161296

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 茂久

(72)【発明者】

【氏名】田中 克文

(72)【発明者】

【氏名】堀 安浩

【審査官】 関 信之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１６４４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４８−０９８４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０２２６９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｔ １３／２０

Ｈ０１Ｔ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内孔を有する主体金具と、前記内孔に配置された中心電極と、一端部が前記主体金具に接続された接地電極と、を有するスパークプラグの製造方法であって、
（ａ）前記中心電極と、前記接地電極と、前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方に接合される電極チップと、のうち、少なくとも１つの材料である電極材料を用意する工程と、
（ｂ）前記電極材料を、第１の刃と第２の刃とを有する切断装置を用いて切断する工程と、
を備え、
前記工程（ｂ）は、
（ｂ１）前記第１の刃または前記第２の刃に対して、前記工程（ｂ）における切断により生じる切断面と垂直な方向であって他方の刃に向かう方向に加圧する工程、を含むことを特徴とする、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において、
前記工程（ｂ）は、さらに、
（ｂ２）前記電極材料に対して、前記切断面と平行な方向に加圧すると共に、前記切断面と垂直な方向に加圧する工程、を含むことを特徴とする、スパークプラグの製造方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のスパークプラグの製造方法において、さらに、
（ｃ）前記第１の刃及び前記第２の刃のうちの前記電極材料の切断後において前記切断面と接している刃である接触刃と、前記電極材料とのうち、少なくとも一方を移動させて、前記接触刃と前記電極材料とを相対的に遠ざける工程、を備え、
前記工程（ｃ）は、
（ｃ１）前記接触刃または前記電極材料を移動させて、前記接触刃と前記電極材料とを、前記切断面と垂直な方向に相対的に遠ざける工程と、
（ｃ２）前記接触刃または前記電極材料を移動させて、前記接触刃と前記電極材料とを、前記切断面と平行な方向に相対的に遠ざける工程と、
を含み、
前記工程（ｃ１）を、前記工程（ｃ２）よりも先にまたは前記工程（ｃ２）と同時に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4】

請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法において、
前記第１の刃及び前記第２の刃の少なくとも一方の刃において、他方の刃と対向する面が摩擦抵抗を低減するためのコーティングが施されていることを特徴とする、スパークプラグの製造方法。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法において、
前記切断装置は、円周方向に回転可能な円盤であって、円周に沿って互いに異なる位置に配置された複数の前記第１の刃を有する円盤を備える、スパークプラグの製造方法。

【請求項6】

請求項５に記載のスパークプラグの製造方法において、
複数の前記第１の刃は、いずれも厚み方向に形成された孔であって、前記電極材料が挿入される孔を有し、
前記円盤は、前記孔の大きさが互いに異なる複数の前記第１の刃からなる刃群を、円周に沿って複数有する、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、スパークプラグに関する。

【背景技術】

【0002】

ガソリンエンジンなどの内燃機関の点火に使用されるスパークプラグは、中心電極と、中心電極の周囲を取り囲む絶縁体と、絶縁体の周囲を取り囲む主体金具と、主体金具に接続された接地電極を備え、中心電極と接地電極との間に火花放電ギャップが形成された構造を有する。中心電極及び接地電極は、例えば、インコネル（登録商標）などのニッケルを主成分とするニッケル合金等からなる棒状の電極材料を、切断や曲げ等の加工を行って作製される。電極材料の切断は、例えば、固定刃と可動刃とを備えた切断装置において、固定刃と可動刃とで電極材料を剪断することにより実現される（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１６４４９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

固定刃と可動刃とを備えた切断装置を用いて電極材料を切断する構成では、電極材料を切断する際に固定刃と可動刃との間に隙間が存在すると、切断面の端部において切断バリが発生したり、切断面が粗くなったりし得る。この場合、例えば、接地電極用の電極材料において、切断バリを有する切断面または表面が粗い切断面が主体金具に溶接されると、接合強度が低下し、エンジン内部の高温及び高圧環境下においてかかる部分が損傷するおそれがあった。従来、切断時の固定刃と可動刃との間のクリアランスの調整は、例えば、切断装置において可動刃の位置を調整するボルトを作業員が操作することにより行われていたため、また、クリアランスを測定する適当な冶具が無かったため、クリアランスがゼロとなるように調整するのに長時間を要するという問題があった。なお、上述した課題は、中心電極及び接地電極に限らず、電極チップなど、スパークプラグの電極に用いられる任意の材料を切断加工する場合に起こり得る。また、固定刃及び可動刃を備えた切断装置に限らず、２枚の可動刃を備えた切断装置など、第１の刃及び第２の刃を備えた任意の切断装置において起こり得る。

【課題を解決するための手段】

【0005】

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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

【0006】

（１）本発明の一形態によれば、内孔を有する主体金具と、前記内孔に配置された中心電極と、一端部が前記主体金具に接続された接地電極と、を有するスパークプラグの製造方法が提供される。この方法は、（ａ）前記中心電極と、前記接地電極と、前記中心電極及び前記接地電極の少なくとも一方に接合される電極チップと、のうち、少なくとも１つの材料である電極材料を用意する工程と、（ｂ）前記電極材料を、第１の刃と第２の刃とを有する切断装置を用いて切断する工程と、を備え、前記工程（ｂ）は、（ｂ１）前記第１の刃または前記第２の刃に対して、前記工程（ｂ）における切断により生じる切断面と垂直な方向であって他方の刃に向かう方向に加圧する工程、を含むことを特徴とする。この形態のスパークプラグの製造方法によれば、電極材料を切断する工程において、第１の刃または第２の刃に対して、切断面と垂直な方向であって他方の刃に向かう方向に加圧するので、第１の刃と第２の刃との間における隙間の発生を抑制できる。このため、切断面の縁におけるバリの発生を抑制できると共に、切断面が粗くなることを抑制できる。また、電極材料を切断する工程における第１の刃と第２の刃とのクリアランスを調整する作業を省略できるので、スパークプラグの製造効率を向上させることができる。

【0007】

（２）上記形態のスパークプラグの製造方法において、前記工程（ｂ）は、さらに、（ｂ２）前記電極材料に対して、前記切断面と平行な方向に加圧すると共に、前記切断面と垂直な方向に加圧する工程、を含んでもよい。この形態のスパークプラグの製造方法によれば、電極材料に対して、切断面と平行な方向に加圧すると共に、切断面と垂直な方向に加圧するので、電極材料の位置が水平方向または垂直方向にずれることを規制できる。このため、電極材料の外周面と切断面との間の角度を一定に保つことができると共に、切断面を平滑化することができる。加えて、切断後における電極材料の大きさのばらつきを抑制できる。

【0008】

（３）上記形態のスパークプラグの製造方法において、さらに、（ｃ）前記第１の刃及び前記第２の刃のうちの前記電極材料の切断後において前記切断面と接している刃である接触刃と、前記電極材料とのうち、少なくとも一方を移動させて、前記接触刃と前記電極材料とを相対的に遠ざける工程、を備え、前記工程（ｃ）は、（ｃ１）前記接触刃または前記電極材料を移動させて、前記接触刃と前記電極材料とを、前記切断面と垂直な方向に相対的に遠ざける工程と、（ｃ２）前記接触刃または前記電極材料を移動させて、前記接触刃と前記電極材料とを、前記切断面と平行な方向に相対的に遠ざける工程と、を含み、前記工程（ｃ１）を、前記工程（ｃ２）よりも先にまたは前記工程（ｃ２）と同時に行ってもよい。この形態のスパークプラグの製造方法によれば、接触刃または電極材料を切断面と垂直な方向に相対的に遠ざける工程を、接触刃または電極材料を切断面と平行な方向に相対的に遠ざける工程よりも先または同時に実行するので、接触刃と切断面とが相対的に遠ざかる際に、接触刃が切断面に接することを抑制できる。このため、接触刃により切断面が擦られることにより、電極材料のうち切断面に近い部分が変形したり、切断面が粗くなったりすることを抑制できる。

【0009】

（４）上記形態のスパークプラグの製造方法において、前記第１の刃及び前記第２の刃の少なくとも一方の刃において、他方の刃と対向する面が摩擦抵抗を低減するためのコーティングが施されていてもよい。この形態のスパークプラグの製造方法によれば、第１の刃と第２の刃とが接触する際の摩擦抵抗を低減できるので、切断時における電極材料の形状安定化及び切断面の平滑化を図ることができる。

【0010】

（５）上記形態のスパークプラグの製造方法において、前記切断装置は、円周方向に回転可能な円盤であって、円周に沿って互いに異なる位置に配置された複数の前記第１の刃を有する円盤を備えてもよい。この形態のスパークプラグの製造方法によれば、円盤を囲む複数の位置において、同時に電極材料１０の切断処理を実行できる。このため、スパークプラグの製造効率を向上させることができる。

【0011】

（６）上記形態のスパークプラグの製造方法において、複数の前記第１の刃は、いずれも厚み方向に形成された孔であって、前記電極材料が挿入される孔を有し、前記円盤は、前記孔の大きさが互いに異なる複数の前記第１の刃からなる刃群を、円周に沿って複数有してもよい。この形態のスパークプラグの製造方法によれば、内径の大きさが互いに異なる複数種類の電極材料の切断を、１台の切断装置を用いて実行することができる。また、異なる種類の電極材料を切断する場合に、第１の刃を取り替える必要がないため、作業効率を向上させることができる。

【0012】

本発明は、スパークプラグの製造方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、電極材料の製造方法、中心電極の製造方法、接地電極の製造方法、電極チップの製造方法、切断装置等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施形態としての製造方法により製造されたスパークプラグの部分断面図である。

【図2】本発明の第１実施形態としてのスパークプラグの製造方法の手順を示すフローチャートである。

【図3】ステップＳ１１０の詳細手順を示すフローチャートである。

【図4】ステップＳ１１０で用いられる切断装置の概略構成を示す説明図である。

【図5】ステップＳ２１５実行中における可動刃１１０及び固定刃１２０の詳細構成を示す説明図である。

【図6】ステップＳ２２５の実行前及び実行中における切断装置１００の構成を示す説明図である。

【図7】ステップＳ２２５の実行中における切断片１４の切断面の周囲を拡大して示す説明図である。

【図8】第２実施形態における電極材料の切断処理の手順を示すフローチャートである。

【図9】第３実施形態における切断装置の概略構成を示す説明図である。

【図10】第４実施形態における切断装置の概略構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

Ａ．第１実施形態：
Ａ１．スパークプラグの構成：
図１は、本発明の第１実施形態としての製造方法により製造されたスパークプラグの部分断面図である。スパークプラグ３００は、軸線ＯＬに沿った細長形状を有している。図１において、軸線ＯＬの右側は、外観正面図を示している。図１において、軸線ＯＬの左側は、スパークプラグ３００の中心軸を通る断面でスパークプラグ３００を切断した断面図を示している。なお、以下では、軸線ＯＬに沿った図１の下方側（後述する接地電極１１が配置されている側）を先端側と呼び、軸線ＯＬに沿った図１の上方側（後述する端子金具４０が配置されている側）を後端側と呼ぶ。

【0015】

スパークプラグ３００は、絶縁碍子３０と、中心電極２０と、主体金具５０と、接地電極１１と、端子金具４０とを備えている。中心電極２０は絶縁碍子３０によって保持され、絶縁碍子３０は主体金具５０によって保持される。接地電極１１は主体金具５０の先端側に取り付けられている。

【0016】

絶縁碍子３０は、軸線ＯＬと平行な軸孔１２を備えた筒状の外観形状を有している。絶縁碍子３０は、アルミナ等のセラミックス材料を焼成して形成された絶縁体である。絶縁碍子３０は、中央胴部１９と、後端側胴部１８と、先端側胴部１７と、脚長部１３とを備えている。中央胴部１９は、絶縁碍子３０において、軸線ＯＬに沿った中央部分に配置されており、他の部分よりも外径が大きい。後端側胴部１８は、中央胴部１９よりも後端側に配置されている。後端側胴部１８は、端子金具４０と主体金具５０との間を絶縁する。先端側胴部１７は、中央胴部１９よりも先端側に配置されている。脚長部１３は、先端側胴部１７よりも先端側に配置されている。脚長部１３の外径は、先端側胴部１７の外径よりも小さい。

【0017】

中心電極２０は、棒状の金属製部材であり、絶縁碍子３０の軸孔１２に収容され、先端側の一部が軸孔１２から露出している。中心電極２０の構造としては、例えば、母材の内部に、母材よりも熱伝導性に優れる芯材が埋設された構造を採用することができる。母材としては、例えば、ニッケルを主成分とするニッケル合金からなる材料を採用することができる。芯材としては、例えば、銅または銅を主成分とする合金からなる材料を採用することができる。

【0018】

主体金具５０は、絶縁碍子３０において、後端側胴部１８の先端側の一部から脚長部１３に亘る部分を包囲する略円筒形の金具である。主体金具５０は、例えば、低炭素鋼などの金属からなる。主体金具５０は、ネジ部５２と、工具係合部５１と、シール部５４とを備えている。ネジ部５２は、主体金具５０の先端側に配置され、略円筒形の外観形状を有している。ネジ部５２の表面には、ネジ山が形成されている。このネジ山は、スパークプラグ３００をエンジンヘッド５００に取り付ける際に、エンジンヘッド５００のネジ孔２０１に螺合する。工具係合部５１は、例えば、六角形の断面形状を有し、スパークプラグ３００をエンジンヘッド５００に取り付ける際に工具と勘合する。シール部５４とエンジンヘッド５００との間には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿される。主体金具５０は、主体金具５０の後端部５３がかしめられることにより、絶縁碍子３０に組み付けられる。

【0019】

接地電極１１は、屈曲した棒状の金属製部材である。接地電極１１の構造は、例えば、中心電極２０と同様な構造とすることができる。すなわち、例えば、ニッケル合金からなる母材に、銅または銅を主成分とする合金からなる芯材が埋設された構造を採用することができる。接地電極１１は、一方の端部が主体金具５０の先端面５７に溶接されており、他方の端部が中心電極２０の先端部と対向するように屈曲されている。接地電極１１において、中心電極２０の先端部と対向する部分には、電極チップ６０が設けられている。中心電極２０の先端部と電極チップ６０との間には、火花放電のための間隔（火花ギャップ）が形成されている。電極チップ６０は、プラチナ等の貴金属からなり、耐火花消耗性や耐酸化消耗性を向上させる。

【0020】

端子金具４０は、先端側が絶縁碍子３０の軸孔１２に収容され、後端部が軸孔１２から露出している。端子金具４０には、図示しない高圧ケーブルが接続され、高電圧が印加される。

【0021】

Ａ２．スパークプラグの製造方法：
図２は、本発明の第１実施形態としてのスパークプラグの製造方法の手順を示すフローチャートである。まず、接地電極用の材料（電極材料）を用意する（ステップＳ１０５）。かかる電極材料としては、ニッケル合金からなる母材に、銅または銅を主成分とする合金からなる芯材が埋設された構造を有する直線棒状の部材を採用することができる。次に、ステップＳ１０５で用意された電極材料を切断する（ステップＳ１１０）。本実施形態では、切断装置を用いて電極材料を切断する。

【0022】

図３は、ステップＳ１１０の詳細手順を示すフローチャートである。図４は、ステップＳ１１０で用いられる切断装置の概略構成を示す説明図である。図３に示すように、電極材料の切断処理（ステップＳ１１０）では、まず、電極材料を切断装置の所定位置に配置する（ステップＳ２０５）。

【0023】

図４に示すように、切断装置１００は、可動刃１１０と、固定刃１２０と、固定台１２１と、第１エアシリンダ１１１と、第２エアシリンダ１１２と、横押さえ部１３０と、第３エアシリンダ１４０と、下押さえ部１５０と、第４エアシリンダ１５１と、上押さえ部１６０と、第５エアシリンダ１６１とを備えている。切断装置１００は、可動刃１１０と固定刃１２０とにより電極材料１０を剪断する。

【0024】

可動刃１１０は、板状の外観形状を有している。可動刃１１０において、水平方向の一端部（＋Ｘ方向の端部）には、切れ刃が形成されている。可動刃１１０は、第１エアシリンダ１１１及び第２エアシリンダ１１２により、鉛直方向（Ｚ軸方向）及び水平方向（Ｘ軸方向）に移動することができる。可動刃１１０は、例えば、超硬合金により構成することができる。なお、超硬合金に代えてセラミックス材料により形成してもよい。また、切れ刃部分をダイヤモンドにより形成することもできる。初期状態における可動刃１１０の位置は、図４に示すように、固定刃１２０に対して鉛直上方（＋Ｚ方向）の位置であって、水平方向において後述する固定刃１２０の孔１２２と重ならない位置である。

【0025】

固定刃１２０は、板状の外観形状を有しており、厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する孔１２２を備えている。固定刃１２０は、固定台１２１の上面に固定されている。固定刃１２０は、可動刃１１０と同じ材料により形成することができる。なお、固定刃１２０を、可動刃１１０とは異なる材料により形成してもよい。孔１２２の上端寄り部分の内径は、電極材料１０の内径よりも若干大きい。固定台１２１は、固定刃１２０を固定して支持する。固定台１２１は厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する孔１２３を備えている。孔１２３は、固定刃１２０の孔１２２と鉛直方向に接続されている。ステップＳ２０５では、２つの孔１２２，１２３が連なって形成された孔に、電極材料１０が収容される。

【0026】

固定刃１２０と固定台１２１との境界部分には、Ｘ軸方向に沿った孔１３１が形成されている。孔１３１の一端は、孔１２２及び孔１２３と繋がっており、孔１３１の他端は、固定刃１２０及び固定台１２１の−Ｘ軸方向の端面に達している。

【0027】

第１エアシリンダ１１１は、可動刃１１０と接続されており、可動刃１１０を鉛直方向に移動（上昇及び加工）させる。第２エアシリンダ１１２は、第１エアシリンダ１１１を水平方向に移動させる。前述のように、可動刃１１０は第１エアシリンダ１１１に接続されているため、第２エアシリンダ１１２は、第１エアシリンダ１１１と共に可動刃１１０を水平方向に移動させ得る。なお、以下では、第１エアシリンダ１１１及び可動刃１１０が固定刃１２０に対して水平方向に沿って近づく動きを「前進」と呼び、第１エアシリンダ１１１及び可動刃１１０が固定刃１２０から水平方向に沿って遠ざかる動きを「後退」と呼ぶ。

【0028】

横押さえ部１３０は、棒状の部材であり、孔１３１に収容されている。横押さえ部１３０は、孔１２２及び孔１２３において、電極材料１０を＋Ｘ方向に加圧し得る。第３エアシリンダ１４０は、横押さえ部１３０の長手方向の一方の端部（−Ｘ方向の端部）と接続されており、横押さえ部１３０をＸ軸方向に移動させる。電極材料１０は、横押さえ部１３０により＋Ｘ軸方向に加圧されることにより、孔１２２及び孔１２３の内壁面に押し当てられて、Ｘ軸方向の位置ずれが規制される。

【0029】

下押さえ部１５０は、棒状の部材であり、孔１２３の鉛直下方において、長手方向がＺ軸方向と平行となるように配置されている。下押さえ部１５０は、電極材料１０における鉛直下方側の端面を加圧し得る。第４エアシリンダ１５１は、下押さえ部１５０に接続されており、下押さえ部１５０をＺ軸方向に沿って移動（上昇及び下降）させる。

【0030】

上押さえ部１６０は、棒状の部材であり、孔１２２の鉛直上方において、長手方向がＺ軸方向と平行となるように配置されている。上押さえ部１６０は、電極材料１０における鉛直上方側の端面を加圧し得る。第５エアシリンダ１６１は、上押さえ部１６０に接続されており、上押さえ部１６０をＺ軸方向に移動（上昇及び下降）させる。

【0031】

なお、上述した可動刃１１０は、請求項における第２の刃及び接触刃に相当する。また、固定刃１２０は、請求項における第１の刃に相当する。

【0032】

図３に示すように、電極材料１０が切断装置１００の所定位置に配置されると、電極材料１０を水平方向及び鉛直方向に加圧して支持する（ステップＳ２１０）。具体的には、第３エアシリンダ１４０を駆動させて横押さえ部１３０を＋Ｘ方向に移動させ、電極材料１０を、孔１２２及び孔１２３の内壁面に押し付ける。また、第４エアシリンダ１５１を駆動させて下押さえ部１５０を電極材料１０に当接させ、下押さえ部１５０により電極材料１０を＋Ｚ方向に加圧する。また、第５エアシリンダ１６１を駆動させて上押さえ部１６０を電極材料１０に当接させ、上押さえ部１６０により電極材料１０を−Ｚ方向に加圧する。このとき、下押さえ部１５０または上押さえ部１６０の移動量を調整することにより、電極材料１０の切断位置を調整することができる。これにより、切断後における電極材料１０の長手方向の長さを調節することができる。なお、本実施形態では、切断装置１００に配置された電極材料１０のうち、切断後に孔１２２及び孔１２３に残存する部分が、接地電極１１として用いられる。

【0033】

図３に示すように、電極材料１０を支持した後（ステップＳ２１０の後）、第１エアシリンダ１１１を駆動させて可動刃１１０を鉛直下方に加圧すると共に、第２エアシリンダ１１２を駆動させて第１エアシリンダ１１１及び可動刃１１０を前進させ、電極材料１０を切断する（ステップＳ２１５）。

【0034】

図５は、ステップＳ２１５実行中における可動刃１１０及び固定刃１２０の詳細構成を示す説明図である。初期状態において、固定刃１２０は可動刃１１０の鉛直下方に位置するため、可動刃１１０は、ステップＳ２１５において鉛直下方に加圧されると、固定刃１２０に押し付けられる。換言すると、可動刃１１０は、固定刃１２０に押し付けられるように加圧される。したがって、可動刃１１０は、ステップＳ２１５において、固定刃１２０に押し付けられた状態のまま、＋Ｘ方向に移動する。このため、電極材料１０を剪断する際に、可動刃１１０と固定刃１２０との間に隙間が生じないので、電極材料１０の切断面の縁におけるバリの発生を抑制できる。加えて、可動刃１１０と固定刃１２０との間に隙間が無い状態のまま剪断が実行されるので、可動刃１１０と固定刃１２０との間の隙間の大きさが変動することにより切断面が粗くなることを抑制できる。

【0035】

なお、上述したステップＳ２１５において、可動刃１１０に対する加圧方向は、２つの刃（可動刃１１０及び固定刃１２０）により切断する方向ｄ１（切断方向ｄ１：＋Ｘ方向）に対し垂直な方向と言える。また、かかる加圧方向は、２つの刃（可動刃１１０及び固定刃１２０）が互いに当接した後における可動刃１１０の移動方向（＋Ｘ方向）と垂直な方向と言える。また、かかる加圧方向は、切断により生じる切断面と垂直な方向と捉えることができる。

【0036】

図３に示すように、電極材料１０の切断が完了した後（ステップＳ２１５の後）、切断により生じた電極材料１０の上方側の切断片を取り除く（ステップＳ２２０）。次に、第１エアシリンダ１１１を駆動させて可動刃１１０を鉛直上方に移動させながら、第２エアシリンダ１１２を駆動させて可動刃１１０（及び第１エアシリンダ１１１）を後退させる（ステップＳ２２５）。

【0037】

図６は、ステップＳ２２５の実行前及び実行中における切断装置１００の構成を示す説明図である。図６（ａ）は、ステップＳ２２５の実行前（ステップＳ２２０の実行後）における切断装置１００の構成を示し、図６（ｂ）は、ステップＳ２２５の実行中における切断装置１００の構成を示す。

【0038】

図６（ａ）に示すように、ステップＳ２２５の実行前（ステップＳ２２０の実行後）において、可動刃１１０の下面は、電極材料１０の下方側の切断片１４の上端面と接している。切断片１４は、後に接地電極１１として用いられる。

【0039】

ステップＳ２２５の実行中において、可動刃１１０は、鉛直上方に移動しつつ、後退する。したがって、図６（ｂ）に示すように、可動刃１１０は、ステップＳ２２５の実行中において、斜め上方に移動することとなる。

【0040】

図７は、ステップＳ２２５の実行中における切断片１４の切断面の周囲を拡大して示す説明図である。図７に示すように、ステップＳ２２５の実行中において、可動刃１１０は、斜め上方に移動するため、切断片１４の切断面Ｓ１と接することなく後退する。このため、ステップＳ２２５の実行中において、可動刃１１０によって切断面Ｓ１が擦られることを抑制できるので、可動刃１１０と切断面Ｓ１との間の摩擦力により、切断片１４の先端部が−Ｘ方向に撓んで変形することを抑制できる。以上の切断工程（ステップＳ１１０）により、接地電極１１（切断片１４）が得られる。

【0041】

図２に示すように、電極材料の切断処理（ステップＳ１１０）が完了すると、主体金具５０と、絶縁碍子３０と、中心電極２０とを用意する（ステップＳ１１５）。主体金具５０に接地電極１１（切断片１４）を接続する（ステップＳ１２０）。主体金具５０と接地電極１１との接続は、例えば、抵抗溶接により実現できる。接地電極１１の先端（主体金具５０に接続された側とは反対側の端部）を、所定の工具を用いて曲げ加工する（ステップＳ１２５）。なお、前述のステップＳ１２０またはステップＳ１２５において、電極チップ６０を接地電極１１に接合させることができる。

【0042】

主体金具５０に中心電極２０と絶縁碍子３０とを挿入する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０の具体的な手法としては、中心電極２０を絶縁碍子３０に組み付けたものを主体金具５０に挿入する方法と、絶縁碍子３０を主体金具５０に挿入した後に、中心電極２０を挿入する方法とのいずれを採用できる。端子金具４０を絶縁碍子３０に取り付ける（ステップＳ１３５）。主体金具５０を、所定の工具を用いて加締め加工することにより、絶縁碍子３０に固定する（ステップＳ１４０）。主体金具５０のネジ部５２にガスケット５を装着する（ステップＳ１４５）。

【0043】

以上説明した第１実施形態のスパークプラグの製造方法によると、ステップＳ２１５において可動刃１１０を鉛直下方（固定刃１２０に向かう方向）に加圧するので、電極材料１０を切断する際に、可動刃１１０が固定刃１２０に押し付けられた状態を維持できる。このため、電極材料１０を切断する際に、可動刃１１０と固定刃１２０との間に隙間が生じないので、電極材料１０の切断面の縁におけるバリの発生を抑制できる。加えて、可動刃１１０と固定刃１２０との間に隙間が無い状態のまま剪断を実行することができるので、切断面Ｓ１を平滑にすることができる。このように、切断バリの発生を抑制し、また、切断面Ｓ１の平滑化を実現できるので、切断面Ｓ１を溶接面として主体金具５０に電極材料１０を溶接した場合、かかる溶接部分の強度を向上させることができる。

【0044】

また、可動刃１１０を初期状態の位置に戻す際に（ステップＳ２２５において）、可動刃１１０を鉛直上方に移動させながら後退させるので、可動刃１１０を切断片１４の切断面Ｓ１と接触させずに後退させることができる。このため、可動刃１１０と切断面Ｓ１との間の摩擦力により、切断片１４の先端部が−Ｘ方向に撓んで変形することを抑制できる。

【0045】

また、横押さえ部１３０によって電極材料１０を水平方向に支持することにより電極材料１０の水平方向の位置ずれを規制するので、切断片１４において、切断面Ｓ１と外周側面との間の角度を一定（例えば９０度）に保つことができると共に切断面Ｓ１を平滑化できる。また、下押さえ部１５０及び上押さえ部１６０により、電極材料１０を垂直方向に支持することにより電極材料１０の鉛直方向の位置ずれを規制するので、切断片１４の長手方向の長さのばらつきを抑制できる。

【0046】

また、本実施形態では、可動刃１１０と固定刃１２０とが接触することによって可動刃１１０又は固定刃１２０において接触面が磨耗し得る。しかしながら、ステップＳ２１５において可動刃１１０を鉛直下方に加圧するので、接触面が磨耗した状態においても、可動刃１１０と固定刃１２０との間における隙間の発生を抑制できる。また、電極材料１０を切断する際の可動刃１１０と固定刃１２０との間のクリアランスの調整を省略できるので、スパークプラグ３００の製造効率を向上させることができる。

【0047】

Ｂ．第２実施形態：
図８は、第２実施形態における電極材料の切断処理の手順を示すフローチャートである。第２実施形態のスパークプラグの製造方法は、電極材料の切断処理において、ステップＳ２２５に代えて、ステップＳ２３０及びステップＳ２３５を実行する点において、第１実施形態のスパークプラグの製造方法と異なり、他の手順は第１実施形態と同じである。

【0048】

切断により生じた電極材料１０の上方側の切断片を取り除いた後（ステップＳ２２０の後）、第１エアシリンダ１１１を駆動させて可動刃１１０を鉛直上方に移動させる（ステップＳ２３０）。その後、第２エアシリンダ１１２を駆動させて可動刃１１０を後退させる（ステップＳ２３５）。

【0049】

以上説明した第２実施形態のスパークプラグの製造方法は、第１実施形態のスパークプラグの製造方法と同様な効果を有する。第２実施形態のスパークプラグの製造方法では、可動刃１１０を収納する際に、先ず可動刃１１０を鉛直上方に移動させておき、その後、可動刃１１０を後退させる。このため、可動刃１１０を、切断片１４の切断面Ｓ１と接することなく後退させることができる。したがって、可動刃１１０によって切断面Ｓ１が擦られることを抑制できるので、可動刃１１０と切断面Ｓ１との間の摩擦力により、切断片１４の先端部が−Ｘ方向に撓んで変形することを抑制できる。

【0050】

Ｃ．第３実施形態：
図９は、第３実施形態における切断装置の概略構成を示す説明図である。第３実施形態の切断装置は、固定台１２１に代えて固定台１２１ａを備えている点、固定台回転軸３１０を備えている点、固定刃１２０を４つ備えている点、および図示しない回転台駆動部を備えている点において、第１実施形態の切断装置１００と異なり、他の構成は切断装置１００と同じである。なお、図９では、固定台１２１ａ及び固定刃１２０を主として表しており、図示の便宜上、他の構成要素（可動刃１１０と、各エアシリンダ１１１，１１２，１４０，１５１，１６１と、各押さえ部１３０，１５０，１６０）は省略している。

【0051】

固定台１２１ａは、上面（固定刃１２０が固定される面）が円形の円盤状の部材であり、中心ＣＸが、固定台回転軸３１０の中心軸と一致するように配置されている。固定台１２１ａは、固定台回転軸３１０と接続されており、図示しない固定台駆動部により、固定台回転軸３１０を介して回転駆動される。

【0052】

固定台１２１ａの上面には、円周に沿って４つの固定刃１２０が固定されている。図９に示すように、４つの固定刃１２０は、それぞれ、円周に沿って隣接する他の固定刃１２０に対して、中心ＣＸから見て９０度だけずれて配置されている。固定台１２１ａは、９０度回転して停止するように、図示しない固定台駆動部により制御される。したがって、固定台１２１ａが停止した状態において、固定刃１２０が配置される位置は固定されている。図９では、このような位置として、位置Ａと、位置Ｂと、位置Ｃとを示している。位置Ｂは、位置Ａに対して、中心ＣＸから見て９０度ずれた位置に相当する。同様に、位置Ｃは、位置Ｂに対して、中心ＣＸから見て９０度ずれた位置に相当する。

【0053】

位置Ａには、電極材料１０を固定刃１２０に収容するための図示しない工具が配置されている。位置Ｂには、可動刃１１０と、各エアシリンダ１１１，１１２，１４０，１５１，１６１と、各押さえ部１３０，１５０，１６０が配置されている。位置Ｃには、接地電極１１（切断片１４）を、固定刃１２０から取り除くための図示しない工具が配置されている。

【0054】

本実施形態では、位置Ａにおいて、前述のステップＳ２０５が実行される。また、位置Ｂにおいて、ステップＳ２１０，Ｓ２１５，Ｓ２２０，Ｓ２２５が実行される。また、位置Ｃにおいて、切断処理により完成した接地電極１１（切断片１４）を固定刃１２０から取り除く処理が行われる。

【0055】

このような構成により、本実施形態では、複数の電極材料１０を対象とした切断処理を同時に実行することができる。例えば、位置Ｃにおいて、電極材料１０（以下「電極材料Ｃ」と呼ぶ）を切断して得られた接地電極１１（切断片１４）の取外しが行われるのと並行して、位置Ｂにおいて、電極材料Ａとは異なる電極材料１０（以下、「電極材料Ｂ」と呼ぶ）を対象として、ステップＳ２１０〜Ｓ２２５が実行され、また、位置Ａにおいて、電極材料Ｂ，Ｃとは異なる電極材料１０（以下、「電極材料Ａ」と呼ぶ）を固定刃１２０に取り付けることができる。各位置Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、実行すべき工程がすべて完了したら、固定台１２１ａが時計回りと反対に９０度だけ回転される。これにより、例えば、固定刃１２０に取り付けられた電極材料Ａは位置Ｂに移動し、位置Ｂにおいて、電極材料Ａを対象としてステップＳ２１０〜Ｓ２２５が実行されることとなる。

【0056】

以上説明した切断装置を用いた第３実施形態のスパークプラグの製造方法は、第１実施形態のスパークプラグの製造方法と同様な効果を有する。加えて、第３実施形態の切断装置では、３つの位置Ａ〜Ｃにおいて、それぞれ異なる処理が実行されるので、複数の電極材料１０を対象として切断処理を同時に行うことができる。したがって、固定台１２１ａを回転させる工程（時間）が増加するものの、全体としては、電極材料１０の製造効率を向上させることができる。このため、スパークプラグの製造効率を向上させることができる。なお、本実施形態において、固定台１２１ａは、請求項における円盤に相当する。

【0057】

Ｄ．第４実施形態：
図１０は、第４実施形態における切断装置の概略構成を示す説明図である。第４実施形態の切断装置は、互いに異なる３種類の固定刃１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを備えている点、固定刃の数が１２個である点において、図９に示す第３実施形態の切断装置と異なり、他の構成は第３実施形態の切断装置と同じである。

【0058】

第１の固定刃１２０ａと、第２の固定刃１２０ｂと、第３の固定刃１２０ｃとは、互いに孔１２２の内径の大きさが異なる。具体的には、第１の固定刃１２０ａの孔１２２ａの内径が最も小さく、第２の固定刃１２０ｂの孔１２２ｂの内径は２番目に大きく、第３の固定刃１２０ｃの孔１２２ｃの内径は最も大きい。このように、内径の大きさが異なる複数種類の固定刃１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを配置しているのは、切断装置１００を、接地電極１１の大きさが異なる複数種類のスパークプラグの製造に対応させるためである。

【0059】

図１０に示すように、固定台１２１ａには、４つの固定刃群Ｇが円周に沿って並んで配置されている。各固定刃群Ｇは、第１の固定刃１２０ａと、第２の固定刃１２０ｂと、第３の固定刃１２０ｃとがこの順序で、円周に沿って並んだ構成を有している。したがって、固定台１２１ａには、各種類の固定刃１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃが、それぞれ４つずつ配置されている。円周方向に沿って隣接する固定刃は、中心ＣＸから見て３０度だけずれて配置されている。また、円周方向に沿って隣接する同じ種類の固定刃は、中心ＣＸから見て９０度だけずれて配置されている。

【0060】

以上説明した切断装置を用いた第４実施形態のスパークプラグの製造方法は、第３実施形態のスパークプラグと同様な効果を有する。加えて、第４実施形態の切断装置は、互いに孔の内径の大きさが異なる複数種類の固定刃を備えているので、接地電極１１の大きさ（内径の大きさ）が異なる複数種類のスパークプラグの製造に対応することができる。例えば、図１０では、位置Ａ，Ｂ，Ｃには、第１の固定刃１２０ａが配置されているが、時計回りと反対に３０度だけずれて停止するように、固定台１２１ａを回転させることにより、位置Ａ，Ｂ，Ｃに、第３の固定刃１２０ｃを配置させることができる。したがって、この場合、比較的大きな接地電極１１を有するスパークプラグの製造に対応することができる。なお、本実施形態において、固定刃群Ｇは、請求項における刃群に相当する。

【0061】

Ｅ．変形例：
Ｅ１．変形例１：
各実施形態において、可動刃１１０と、固定刃１２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃとのうち、少なくとも一方において、他方の刃と対向する面に、摩擦抵抗を軽減するためのコーティングを施してもよい。かかるコーティングとしては、例えば、チタン、ダイヤモンド、セラミックス等のコーティングを採用することができる。このような構成により、ステップＳ２１５において、可動刃１１０と固定刃１２０との間の摩擦抵抗を軽減できるので、可動刃１１０または固定刃１２０の磨耗を抑制できる。このため、切断片１４の形状安定化（平滑化）を図ることができる。

【0062】

Ｅ２．変形例２：
各実施形態において、横押さえ部１３０と、下押さえ部１５０と、上押さえ部１６０とのうち、少なくとも１つを省略すると共に、省略した押さえ部に対応するエアシリンダを省略してもよい。このような構成であっても、電極材料１０を可動刃１１０及び固定刃１２０により切断することができる。

【0063】

Ｅ３．変形例３：
各実施形態のステップＳ２１５において、可動刃１１０に代えて、または、可動刃１１０に加えて固定刃１２０を移動させる構成を採用してもよい。可動刃１１０に変えて固定刃１２０を移動させる構成では、固定刃１２０を移動させる機構（例えば、エアシリンダ）を用意し、かかる機構を用いて、固定刃１２０を−Ｘ方向に移動させることができる。また、かかる機構を用いて、固定刃１２０を、＋Ｚ軸方向（すなわち、可動刃１１０に向かう方向）に加圧することにより、電極材料１０の切断時における可動刃１１０と固定刃１２０との間に隙間が生じることを抑制できる。すなわち、一般には、固定刃１２０または可動刃１１０に対して、切断面と垂直な方向であって他方の刃に向かう方向に加圧する工程を、本発明のスパークプラグの製造方法に採用することができる。

【0064】

Ｅ４．変形例４：
第１，３，４実施形態のステップＳ２２５、および第２実施形態のステップＳ２３０，Ｓ２３５において、可動刃１１０に代えて、または、可動刃１１０に加えて切断片１４を移動させる構成を採用してもよい。可動刃１１０に代えて切断片１４を移動させる構成では、例えば、固定刃１２０と固定台１２１とを水平方向に移動させる機構（例えば、エアシリンダ）を用意し、かかる機構を用いて、固定刃１２０と固定台１２１と切断片１４とを、＋Ｘ方向に移動させると共に、第４エアシリンダ１５１を駆動して下押さえ部１５０を下方に移動させることにより、切断片１４を−Ｚ方向に移動させることができる。また、可動刃１１０と切断片１４とをいずれも移動させる構成では、例えば、第４エアシリンダ１５１を駆動して下押さえ部１５０を下方に移動させることにより切断片１４を−Ｚ方向に移動させると共に、第２エアシリンダ１１２を駆動して可動刃１１０を後退させることもできる。これらの構成においても、可動刃１１０と切断片１４の切断面Ｓ１とを接触させずに、可動刃１１０と切断面Ｓ１とを互いに離すことができる。このため、可動刃１１０と切断面Ｓ１との間の摩擦力により、切断片１４の先端部が撓んで変形することを抑制できる。すなわち、一般には、可動刃１１０または切断片１４を移動させて、可動刃１１０と切断片１４とを相対的に遠ざける工程を、本発明のスパークプラグの製造方法に採用することができる。

【0065】

Ｅ５．変形例５：
各実施形態では、切断装置を用いた切断加工の対象は、接地電極１１の材料であったが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、中心電極２０の材料や、電極チップ６０の材料を切断加工の対象とすることもできる。すなわち、一般には、中心電極と、接地電極と、電極チップとのうち、少なくともいずれか１つの材料を、本発明における切断加工の対象とすることができる。

【0066】

Ｅ６．変形例６：
各実施形態の切断装置では、電極材料１０を切断する際に（ステップＳ２１５の実行の際に）、可動刃１１０を水平方向に移動させていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４に示す切断装置１００及び電極材料１０を、時計回りと反対に９０度回転させ、ステップＳ２１５において、可動刃１１０を垂直下方に移動させる構成を採用してもよい。このような構成においても、各実施形態の効果を奏することができる。

【0067】

Ｅ７．変形例７：
各実施形態では、ステップＳ２１５において、常に可動刃１１０を鉛直下方に加圧しながら前進させていたが、本発明はこれに限定されるものではない。ステップＳ２１５が開始されてから、可動刃１１０が電極材料１０と接触するまでの間は加圧せず、可動刃１１０が電極材料１０と接触した後に可動刃１１０を鉛直下方に加圧する構成を採用してもよい。この構成では、可動刃１１０が電極材料１０に接触するまでの間に、可動刃１１０を固定刃１２０と接触させる程度まで下方に移動させておき、可動刃１１０が電極材料１０と接触するまで可動刃１１０の鉛直下方への加圧を停止させておくこともできる。

【0068】

Ｅ８．変形例８：
各実施形態では、第１エアシリンダ１１１は、可動刃１１０を鉛直方向に移動させていたが、鉛直方向に代えて、斜め下方（＋Ｘ方向成分及び−Ｚ方向成分を有する方向）又は斜め上方（−Ｘ方向成分及び＋Ｚ方向成分を有する方向）に移動させてもよい。この構成では、ステップＳ２１５において、可動刃１１０を斜め下方に加圧することになる。この場合も、可動刃１１０は固定刃１２０に向かう方向に加圧されることになる。

【0069】

Ｅ９．変形例９：
第３実施形態では、固定刃１２０の数は４つであったが、２以上の任意の数とすることができる。同様に、第４実施形態では、固定刃群Ｇの数は４つであったが、２以上の任意の数とすることができる。また、第４実施形態では、各固定刃群Ｇに含まれる刃の種類は３つであったが、２以上の任意の数とすることができる。

【0070】

Ｅ１０．変形例１０：
各実施形態では、スパークプラグ３００は、電極チップ６０を備えていたが、電極チップ６０を省略することもできる。また、各実施形態では、孔１２２，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃは、いずれも固定刃１２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを厚み方向に貫通する貫通孔として構成されていたが、これに代えて、一端が塞がれた有底孔として構成してもよい。

【0071】

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0072】

５…ガスケット
１０…電極材料
１１…接地電極
１２…軸孔
１３…脚長部
１４…切断片
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…中央胴部
２０…中心電極
３０…絶縁碍子
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…ネジ部
５３…後端部
５４…シール部
５７…先端面
６０…電極チップ
１００…切断装置
１１０…可動刃
１１１…第１エアシリンダ
１１２…第２エアシリンダ
１２０…固定刃
１２０ａ…第１の固定刃
１２０ｂ…第２の固定刃
１２０ｃ…第３の固定刃
１２１，１２１ａ…固定台
１２２，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ…孔
１２３…孔
１３０…横押さえ部
１３１…孔
１４０…第３エアシリンダ
１５０…下押さえ部
１５１…第４エアシリンダ
１６０…上押さえ部
１６１…第５エアシリンダ
２０１…ネジ孔
３００…スパークプラグ
３１０…固定台回転軸
５００…エンジンヘッド
Ｇ…固定刃群
Ｓ１…切断面
ＯＬ…軸線
ＣＸ…中心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】