火花塞的製造方法

2023-05-03 05:58:26 6

火花塞的製造方法
【專利摘要】本發明提供一種火花塞的製造方法，能夠在火花塞製造工序中容易地判斷絕緣體有無裂紋。該火花塞的製造方法具備從主體配件的軸向後端側開口部插入絕緣體並進行組裝的組裝工序。組裝工序包括位移限制工序，允許主體配件和絕緣體在軸向上的相對位置的位移，並且限制主體配件和絕緣體在與軸向交叉的徑向上的相對位置的位移，使得主體配件的軸與絕緣體的軸的偏差量為預定值以下。在組裝工序中，通過檢測由絕緣體產生的聲發射，判斷絕緣體在組裝工序中是否產生裂紋。
【專利說明】火花塞的製造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種火花塞的製造方法。
【背景技術】
[0002]作為用於內燃機的火花塞公知有具有如下部件的火花塞:主體配件，形成有工具卡合部或安裝螺紋；絕緣子(絕緣體)，被插入在軸向上貫通主體配件的貫通孔中。這樣的火花塞構成為在安裝於絕緣子的中心電極前端部與安裝於主體配件前端部的接地電極之間產生火花放電。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開平10-32077
[0006]專利文獻2:日本特開2007-80638
[0007]專利文獻3:日本特開平8-306468
[0008]專利文獻4:日本特開2006-79954

【發明內容】

[0009]但是，在火花塞的製造工序中，有時會在絕緣體中產生裂紋。絕緣體中是否產生裂紋通過如下方式進行判斷:在組裝火花塞之後，使其實際地進行火花放電，是否能夠進行正常的火花放電。
[0010]但是，如果為了判斷絕緣體有無裂紋而在製造工序的過程中使其進行火花放電，則會使製造工序變得非常複雜，另外，在短時間的火花放電中，還存在難以準確地判斷絕緣體有無裂紋的問題。
[0011]本發明是為了解決上述現有課題而做出的，目的在於提供一種在火花塞製造工序中能夠容易地判斷絕緣體有無裂紋的技術。
[0012]為了解決上述問題的至少一部分，本發明能夠按以下的方式或適用例來實現。
[0013][適用例I]
[0014]一種火花塞的製造方法，該火花塞具備:在軸向上延伸的中心電極；絕緣體，具有在所述軸向上延伸的軸孔，在該軸孔的所述軸向前端側保持所述中心電極；及筒狀的主體配件，包圍所述絕緣體的周圍並保持所述絕緣體，
[0015]所述火花塞的製造方法的特徵在於，
[0016]具備從所述主體配件的所述軸向後端側開口部插入所述絕緣體並進行組裝的組裝工序，
[0017]所述組裝工序包括位移限制工序，允許所述主體配件和所述絕緣體在所述軸向上的相對位置的位移，並且限制所述主體配件和所述絕緣體在與所述軸向交叉的徑向上的相對位置的位移，使得所述主體配件的軸與所述絕緣體的軸的偏差量為預定值以下，
[0018]在所述組裝工序中，通過檢測由所述絕緣體產生的聲發射，判斷所述絕緣體在所述組裝工序中是否產生裂紋。
[0019]根據該適用例，能夠容易地判斷絕緣體有無裂紋。進而，根據該適用例，在組裝主 體配件與絕緣體時，允許主體配件和絕緣體在軸向的相對位置的位移。由此，即使主體配件 或絕緣體等構成火花塞部件的形狀存在軸向上的誤差，也能夠充分地限制主體配件和絕緣 體在徑向的相對位置的位移，因此，能夠使主體配件的軸和絕緣體的軸的偏差量更小。
[0020][適用例2]根據適用例I所述的火花塞的製造方法，其特徵在於，
[0021]在所述組裝工序中，
[0022]所述主體配件被支撐臺支撐，
[0023]在所述聲發射的檢測中，使用在能夠檢測到在所述支撐臺中傳導的所述聲發射的 位置上安裝的傳感器。
[0024]由絕緣體產生的聲發射容易經由主體配件傳導到支撐臺。因此，根據該適用例，能 夠精度良好地檢測到由絕緣體產生的聲發射。
[0025][適用例3]
[0026]根據適用例2所述的火花塞的製造方法，其特徵在於，
[0027]在所述位移限制工序中，在所述主體配件處於按壓所述支撐臺的狀態之後，在保 持所述主體配件按壓於所述支撐臺的狀態下，將所述絕緣體按壓於所述主體配件。
[0028]在主體配件處於按壓支撐臺狀態時，聲發射容易從主體配件傳導到支撐臺，從而 使傳感器容易地檢測到聲發射。另一方面，在絕緣體按壓主體配件時絕緣體容易產生裂紋。 因此，根據該適用例，在絕緣體按壓主體配件產生裂紋時，傳感器處於容易檢測到聲發射的 狀態，因此能夠抑制發生對絕緣體裂紋的漏檢。
[0029][適用例4]
[0030]根據適用例3所述的火花塞的製造方法，其特徵在於，
[0031]在所述主體配件的外周形成有向徑向外側膨出的法蘭狀的凸緣部，
[0032]在所述組裝工序中，
[0033]所述主體配件經由所述凸緣部的座面按壓所述支撐臺，
[0034]施加在所述凸緣部的座面上的每單位面積的載荷為0.5N/m2以上。
[0035]根據該適用例，能夠精度良好地檢測出聲發射。
[0036][適用例5]
[0037]根據適用例I至適用例4中任一項所述的火花塞的製造方法，
[0038]所述組裝工序包含將在所述主體配件和所述絕緣體之間填充的滑石向所述軸向 的前端側按壓的工序。
[0039]在按壓滑石的工序中，對絕緣體施加載荷，因此容易產生裂紋。根據該適用例，在 按壓滑石的工序中能夠容易地檢測出絕緣體的裂紋。
[0040][適用例6]
[0041]根據適用例I至適用例5中任一項所述的火花塞的製造方法，
[0042]所述組裝工序包括為了將所述絕緣體保持在所述主體配件中而緊固所述主體配 件的所述後端側開口部的工序。
[0043]在緊固主體配件的後端側開口部的工序中，對絕緣體施加載荷，因此容易產生裂 紋。根據該適用例，在緊固主體配件的後端側開口部的工序中，能夠容易地檢測出絕緣體的裂紋。
[0044][適用例7]
[0045]根據適用例I至適用例6中任一項所述的火花塞的製造方法，
[0046]所述主體配件具有供安裝於內燃機的安裝螺紋部，所述安裝螺紋部的螺紋直徑為M12以下。
[0047]在螺紋直徑為M12以下的火花塞中，絕緣體特別容易產生裂紋。根據該適用例，在螺紋直徑為M12以下的火花塞中能夠容易地檢測出絕緣體的裂紋。
[0048][適用例8]
[0049]根據適用例I至適用例7中任一項所述的火花塞的製造方法，
[0050]還包括在判斷所述絕緣體在所述組裝工序中是否產生裂紋之後、排除被判斷為存在裂紋的所述絕緣體的工序。
[0051]根據該適用例，排除了被判斷為有裂紋的絕緣體，因此能夠防止組裝有存在裂紋的絕緣體的火花塞進入後續製造工序中。
[0052]另外，本發明能夠以各種方式實現，並且能夠以火花塞製造裝置及製造方法以及使用該製造裝置或製造方法製造出的火花塞、火花塞的檢查方法等實現。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0053]圖1是表示應用本發明而製造出的火花塞的一個示例的局部剖視圖。
[0054]圖2是表示火花塞製造工序的一部分即火花塞組裝工序的流程圖。
[0055]圖3是表示火花塞的組裝工序的工序圖。
[0056]圖4是表示將帶中軸絕緣體組裝於主體配件原部件的裝置的結構的剖視圖。
[0057]圖5是放大了底座和衝壓模具的放大剖視圖。
[0058]圖6是進一步放大圖5的虛線部分的放大剖視圖。
[0059]圖7是表示對主體配件原部件實施緊固的工序的工序圖。
[0060]圖8是表示在第二實施例中的組裝工序中使用的製造裝置的結構的剖視圖。
[0061]圖9是表示實驗的情況的說明圖。
[0062]圖10是表示實驗結果的曲線圖。
【具體實施方式】
[0063]A.第一實施例
[0064]Al.火花塞的結構:
[0065]圖1是表示應用本發明而製造出的火花塞100的一個示例的局部剖視圖。以下，以圖1中的火花塞100的軸線方向OD作為附圖中的上下方向、以下側作為火花塞的前端側、以上側作為後端側進行說明。另外，在圖1中，在軸線0-0的右側表示火花塞100的外觀，在軸線0-0的左側表示以通過軸線0-0 (即中心軸)的面剖切火花塞100後的剖面。
[0066]絕緣子10是通過燒結氧化鋁等而形成的絕緣體。軸孔12沿軸線方向OD延伸，絕緣子10是沿著中心軸形成該軸孔12的筒狀的絕緣體。在絕緣子10的軸線方向OD的大致中央形成外徑最大的凸緣部19，比凸緣部19罪後端側形成後端側王體部18。在後端側王體部18形成有用於延長表面長度而提高絕緣性的褶皺部11。在比凸緣部19靠前端側形成外徑比後端側主體部18小的前端側主體部17。在比前端側主體部17更靠前端側形成外徑 比前端側主體部17小的長腳部13。長腳部13的外徑越向前端側靠近則越小。在將火花塞 100安裝於內燃機的發動機蓋200中時，該長腳部13暴露在內燃機的燃燒室內。在長腳部 13和前端側主體部17之間形成有臺階部15。
[0067]中心電極20被保持在軸孔12內，該軸孔12設置在絕緣子10中。中心電極20從 絕緣子10的前端側沿中心軸0-0向後端側延伸，在絕緣子10的前端側露出。中心電極20 是棒狀的電極，其具有在電極母材21的內部埋設芯材25的結構。電極母材21由英科耐爾 (Inconel,商標名)600或者英科耐爾601等鎳或者以鎳為主要成分的合金形成。芯材25由 與電極母材21相比具有更優良的導熱性的銅或者以銅為主要成分的合金形成。通常，將芯 材25填入形成為有底筒狀的電極母材21的內部，從底側擠出成形並拉伸，從而製成中心電 極20。芯材25雖然在主體部分具有大致恆定的外徑，但在前端側形成為逐漸變細的形狀。 在軸孔12內，中心電極20經由密封體4和陶瓷電阻3電連接至在絕緣子10的後端側設置 的端子配件40。另外，中心電極20、密封體4、陶瓷電阻3和端子配件40也被一併稱為「中 軸」。因此，以下，也將安裝有中心電極20、密封體4、陶瓷電阻3以及端子配件40 (中軸)的 絕緣子10稱為「帶中軸絕緣體102」。
[0068]主體配件50是由低碳鋼形成的筒狀配件，內部保持有絕緣子10。主體配件50包 圍從絕緣子10的後端側主體18的一部分至長腳部13的部位。
[0069]主體配件50具備工具卡合部51和安裝螺紋部52。工具卡合部51是火花塞扳手 (未圖示)嵌合的部位。主體配件50的安裝螺紋部52為形成有螺紋牙的部位，與在內燃機 上部設置的發動機蓋200的安裝螺紋孔201螺合。由此，將主體配件50的安裝螺紋部52 與發動機蓋200的安裝螺紋孔201螺合併緊固，從而將火花塞100固定於內燃機的發動機 蓋 200。
[0070]在主體配件50的工具卡合部51和安裝螺紋部52之間形成有向徑向外側膨出的 法蘭狀的凸緣部54。在安裝螺紋部52和凸緣部54之間的螺紋頸59中嵌合併插入有通過 彎折板體而形成的環狀的襯墊5。在將火花塞100安裝於發動機蓋200時，襯墊5在凸緣部 54的座面55和安裝螺紋孔201的開口周緣部205之間被擠壓而變形。通過該襯墊5的變 形使火花塞100與發動機蓋200之間密封，從而防止燃燒氣體通過安裝螺紋孔201洩漏。
[0071]在主體配件50的比工具卡合部51更靠近後端側設置有薄壁的緊固部53。此外， 在凸緣部54和工具卡合部51之間與緊固部53同樣地設置有薄壁的彎曲部58。圓環狀的 環部件6、7插入主體配件50的從工具卡合部51至緊固部53的內周面、和絕緣子10的後端 側主體部18的外周面之間。另外在兩個環部件6、7之間填充有滑石(Talc) 9的粉末。使 緊固部53以向內側彎曲的方式緊固，從而固定主體配件50和絕緣子10。通過介於絕緣子 10的臺階部15與在主體配件50的內周面形成的臺階部56之間的環狀的密封片8保持主 體配件50和絕緣子10之間的氣密性，從而防止燃燒氣體洩漏。彎曲部58具有在緊固時隨 著壓縮力的增加而向外彎曲變形的結構，確保滑石9的壓縮長度並提高主體配件50內的氣 密性。
[0072]主體配件50的前端部與接地電極30接合，該接地電極30從主體配件50的前端 部向中心軸0-0彎曲。接地電極30能夠由英科耐爾(Inconel,商標名)600等耐腐蝕性高 的鎳合金形成。通過焊接將該接地電極30與主體配件50接合。接地電極30的前端部33與中心電極20相對。
[0073]火花塞100的端子配件40經由火花塞帽(未圖示)與未圖示的高壓電纜連接。而且，在該端子配件40和發動機蓋200之間施加高電壓，從而在接地電極30和中心電極20之間產生火花放電。
[0074]另外，在圖1中省略了圖示，但是為了提高耐火花消耗性，分別在中心電極20和接地電極30安裝有以高熔點的重金屬為主要成分而形成的電極端頭。具體地說，在中心電極20的前端側的面安裝有電極端頭，該電極端頭由例如銥(Ir)或以銥為主要成分並添加有鉬(Pt)、銠(Rh)、釕(Ru)、鈀(Pd)、錸(Re)中的一種或者兩種以上的Ir合金形成。另外，在接地電極30的前端部33的與中心電極22相對的面安裝有鉬或以鉬為主要成分的電極端頭。
[0075]A2.火花塞的製造工序
[0076]圖2是表示火花塞100的製造工序的一部分即火花塞的組裝工序的流程圖。圖3是表示火花塞的組裝工序的工序圖。在火花塞的組裝工序中，首先準備帶中軸絕緣體102和主體配件原部件50a(圖2的工序S100)。主圖配件原部件50a具有圓筒狀的筒狀部53a、58a，該圓筒狀的筒狀部53a、58a構成主體配件50 (圖1)的緊固部53和彎曲部58的原型(圖 3 (a))。
[0077]在工序S200中，將密封片8和帶中軸絕緣體102依次沿軸線方向OD插入主體配件原部件50a中(圖3 (a))。將帶中軸絕緣體102插入主體配件原部件50a中後，在工序S300中，在帶中軸絕緣體102和主體配件原部件50a之間插入環部件7，並且填充滑石9(圖3 (b))。此時滑石9被填充到筒狀部53a的後端側的附近。
[0078]在插入了環部件7並填充了滑石9之後，在工序S400中，沿軸線方向OD從滑石9的上端側向下按壓滑石9，從而使滑石9在軸線方向OD壓縮。由此，沿軸線方向OD按壓環部件7和滑石9，從而在主體配件原部件50a內將帶中軸絕緣體102向前端側按壓而組裝於主體配件原部件50a。然後在滑石9的上端配置環部件6 (圖3 (C))。
[0079]在本實施例中，在按壓滑石9的工序中，通過檢測由帶中軸絕緣體120產生的聲發射，判斷在帶中軸絕緣體102中是否產生裂紋。另外，關於用於檢測聲發射的聲發射傳感器(以下也稱為「AE傳感器」)的配置等在後面進行說明。在判斷出帶中軸絕緣體102未產生裂紋的情況(工序S500:否)下，進入接下來的緊固工序。在判斷出帶中軸絕緣體102產生了裂紋的情況(工序S500:是)下，不進入接下來的緊固工序，而是從製造工序中排除該帶中軸絕緣體102 (工序S550)。
[0080]在滑石的按壓工序之後，在工序S600中，通過對主體配件原部件50a施加緊固而形成緊固部53和彎曲部58，主體配件原部件50a成為主體配件50 (圖3 (d))。
[0081]在本實施例中，與按壓上述滑石9的工序同樣地，在該緊固工序中也通過檢測由帶中軸絕緣體102產生的聲發射而判斷在帶中軸絕緣體102是否產生裂紋。在判斷出帶中軸絕緣體102未產生裂紋的情況(工序S700:否)下，進入接下來的製造工序。在判斷出帶中軸絕緣體102產生了裂紋的情況(工序S700:是)下，不進入接下來的製造工序，而是從製造工序中排除該帶中軸絕緣體102 (工序S550)。
[0082]圖4是表示將帶中軸絕緣體102組裝於主體配件原部件50a的裝置的結構的剖視圖。如圖4所示，插入有帶中軸絕緣體102的主體配件原部件50a在填充了滑石9之後被配置在基座400上。然後，通過滑石按壓裝置500從上端側按壓滑石9。
[0083]另外，在圖4中，為了便於說明，省略了環部件7的圖示。並且，該基座400固定在 固定臺490上，但是在按壓滑石9之後，該基座400與固定臺490分離，並與主體配件原部 件50a和帶中軸絕緣體102—起被傳送至在接下來的製造工序(緊固工序)中使用的製造裝置。
[0084]基座400具有支撐模具410、底部420、配件限制部430、對配件限制部430向上 方施力的外側彈簧440、絕緣體限制部450和對絕緣體限制部450向上方施力的內側彈簧 460。這些部件中的支撐模具410、底部420、配件限制部430、外側彈簧440及內側彈簧460 由工具鋼等強度高的金屬形成。另一方面，如後所述，絕緣體限制部450與絕緣子10接觸。 因此，為了抑制絕緣子10的汙染，絕緣體限制部450更優選由樹脂形成。
[0085]通過與底部420抵接的外側彈簧440對配件限制部430向上方施加比主體配件原 部件50a的重量大的載荷。因此，主體配件原部件50a處於浮在支撐模具410上的狀態。另 夕卜，通過與底部420抵接的內側彈簧460對絕緣體限制部450向上方施加比帶中軸絕緣體 102的重量大的載荷。因此，帶中軸絕緣體102配置為浮在主體配件原部件50a上的狀態。 另外，在本實施例中，通過彈簧440、460對配件限制部430和絕緣體限制部450向上方(即 後端方向)施力，但是也能夠通過其它的方法對配件限制部430和絕緣體限制部450施力。 例如，也能夠將彈簧440、460替換為橡膠或空氣彈簧等而對配件限制部430和絕緣體限制 部450施力。一般來講，能夠通過各種彈性體對配件限制部430和絕緣體限制部450施力。
[0086]滑石按壓裝置500具有:載荷傳遞部510，傳遞用於按壓的載荷；衝壓模具520，用 於按壓滑石9 ;保持部530，用於保持主體配件原部件50a ;引導部540，將衝壓模具520的運 動限制在軸線0-0方向上；拆卸機構550，用於從組裝後的主體配件原部件50a上拆下滑石 按壓裝置500。拆卸機構550由三個部件551?553構成。構成組裝裝置的各種部件由工 具鋼等強度高的金屬形成。另外，關於拆卸裝置550的動作和功能由於與本發明無關，因此 在這裡省略其說明。
[0087]載荷傳遞部510具有承壓部511和中繼部512，承壓部511直接承受按壓裝置的 載荷，中繼部512將承壓部511所承受的軸線方向OD的載荷傳遞到衝壓模具520。承壓部 511在軸線方向OD承受到載荷時，載荷經由中繼部512傳遞到衝壓模具520。
[0088]保持部530具有彈簧施壓部531、彈簧532、彈簧承壓部533、彈簧壓力中繼部534、 將引導部540保持的引導保持部535、配件抵接部536、和用於固定彈簧壓力中繼部534的 外周固定部537。引導部540是將衝壓模具520的移動限制在軸線0-0方向上的部件，螺紋 固定於引導保持部535。
[0089]止動件STP螺紋固定於彈簧施壓部531。使衝壓模具520的大徑部522的前端側 524接觸該止動件STP，從而使彈簧施壓部531承受軸線方向OD上的載荷。而且，彈簧施壓 部531所承受的載荷經由彈簧532、彈簧承壓部533、彈簧壓力中繼部534和引導保持部535 傳遞到配件抵接部536。在配件抵接部536的前端側的中央部設置有錐部538。
[0090]浮在基座400的支撐模具410上的主體配件原部件50a與錐部538和主體配件原 部件50a的工具卡合部51的後端側抵接，從而使主體配件原部件50a在軸線方向OD上承 受載荷而被壓靠在配件限制部430上。由此，通過配件限制部430限制主體配件原部件50a 前端側的位置，並且使主體配件原部件50a向下方移動而被壓靠在支撐模具410上。[0091]另外，浮在主體配件原部件50a上的帶中軸絕緣體102通過衝壓模具520按壓滑石9而承受軸線方向OD上的載荷。由此，通過絕緣體限制部450限制帶中軸絕緣體102前端側的位置，並且使帶中軸絕緣體102向下移動而壓靠在主體配件原部件50a上。
[0092]在本實施例中，AE傳感器700設置在固定臺490上。AE傳感器700能夠檢測由帶中軸絕緣體102產生的聲發射。該AE傳感器與判斷裝置705連接。在組裝工序中，判斷裝置705根據由AE傳感器700檢測到的聲發射，判斷帶中軸絕緣體102在組裝工序中是否產生裂紋。具體地說，例如，在聲發射為預定的振幅以上的情況下，判斷裝置750判斷帶中軸絕緣體102中產生裂紋。由此，能夠很容易地判斷帶中軸絕緣體102是否存在裂紋。另外，在本實施例中，作為AE傳感器700使用共振型AE傳感器，該共振型的AE傳感器利用了檢測元件的機械共振原理。
[0093]另外，優選將AE傳感器700按照本實施例的方式安裝在能夠檢測到在基座400中傳導的聲發射的位置(在本實施例中為固定臺490)。以下說明其理由。由於主體配件原部件50a的凸緣部54的座面55與基座400的接觸面積大，所以由帶中軸絕緣體102產生的聲發射容易經由主體配件原部件50a的凸緣部54的座面55傳導至基座400。因此，如果將本實施例這樣將AE傳感器700安裝在能夠檢測到在基座400中傳導的聲發射的位置，則能夠精度良好地檢測到由帶中軸絕緣體102產生的聲發射。
[0094]另外，為了抑制發生對由帶中軸絕緣體102產生的聲發射的漏檢，帶中軸絕緣體102對主體配件原部件50a的按壓、優選在主體配件原部件50a處於按壓支撐模具410 (基座400)的狀態之後並保持主體配件原部件50a對支撐模具410 (基座400)的按壓狀態下進行。其理由如下。
[0095]在主體配件原部件50a按壓支撐模具410(基座400)時，由於主體配件原部件50a和基座400緊密貼合，所以聲發射容易從主體配件原部件50a傳導到基座400。即設置在固定臺490上的AE傳感器700處於容易檢測到由帶中軸絕緣體102產生並在主體配件原部件50a、基座400及固定臺490中傳導的聲發射的狀態。另一方面，在帶中軸絕緣體102按壓主體配件原部件50a時，容易由帶中軸絕緣體102產生聲發射。
[0096]S卩，在AE傳感器700處於容易檢測到聲發射的狀態之後，如果將帶中軸絕緣體102按壓在主體配件原部件50a上，則能夠抑制發生對由帶中軸絕緣體102產生的聲發射的漏檢。
[0097]另外，在將帶中軸絕緣體102按壓在主體配件原部件50a上時，主體配件原部件50a經由凸緣部54的座面55而按壓於基座400。此時，施加在主體配件原部件50a的凸緣部54的座面55的每單位面積的載荷優選為0.5N/m2以上。這樣一來，由帶中軸絕緣體102產生的聲發射充分地從主體配件原部件50a傳導到基座400，因此設置在固定臺490上的AE傳感器700能夠精度良好地檢測到由帶中軸絕緣體102產生的聲發射。另外，關於規定成上述數值的理由在後面予以說明。
[0098]根據聲發射的檢測判斷帶中軸絕緣體102有無裂紋，從而將判斷為存在裂紋的帶中軸絕緣體102從製造工序中排除。這樣一來，存在裂紋的帶中軸絕緣體102不會進入接下來的製造工序，因此能夠防止製造出帶中軸絕緣體102存在裂紋的火花塞，大幅地降低次品的發生率。
[0099]圖5是將基座400和衝壓模具520放大後的放大剖視圖。圖6是進一步放大圖5的虛線部分後的放大剖視圖。另外，在圖5中，為了便於圖示，省略了環部件6、7。在本實施 例中，在組裝工序中，允許主體配件原部件50a與帶中軸絕緣體102在軸線方向OD上的相 對位置的位移，而且對主體配件原部件50a和帶中軸絕緣體102在與軸線方向OD交叉的徑 向上的相對位置的位移進行限制，以使主體配件原部件50a的軸與帶中軸絕緣體102的軸 之間的偏移量在預定值以下。由此，在以下的描述中，也將對主體配件原部件50a和帶中軸 絕緣體102在與軸線方向OD交叉的徑向上的相對位置的位移進行限制稱為「位移限制」，也 將積極地進行位移限制稱為「位移限制工序」。以下對用於進行位移限制的裝置進行詳細的 說明。
[0100]基座400的支撐模具410具有:朝向軸線方向OD的外徑不同的兩個凸緣部417、 418和外徑比凸緣部418小的主體部419。支撐利用這些凸緣部417、418固定支撐模具410。 在凸緣部417的上端側設置有內徑與主體配件原部件50a的凸緣部54幾乎相同的配件支 撐部412、外徑比主體配件原部件50a的安裝螺紋部52大的插通部414。插通部414被設 置成從凸緣部417、418的大致中央到主體部419。在主體部419的內表面設置有內徑比插 通部414大的導孔416。
[0101]底部420是用於支撐外側彈簧440的部件，具有外徑與支撐模具410的主體部419 幾乎相同的圓環部422、和在下端從圓環部422向內側延伸的板狀部424。在板狀部424的 中央設置有內徑比內側彈簧460小的貫通孔426。通過設置該貫通孔426，能夠抑制將主體 配件原部件50a插入時和組裝帶中軸絕緣體102時基座400內部的壓力上升。另外，底部 420通過未圖示的螺絲固定在支撐模具410上。
[0102]配件限制部430具有錐部432和主體部434，錐部432的外徑在主體配件原部件 50a側(即上端側)朝向軸向方向OD (圖4的下方)逐漸變大，主體部434的外徑與支撐模 具410的導孔416的內徑幾乎相同。由此，配件限制部430能夠相對於支撐模具410在軸 線0-0方向上移動。而且，主體部434的上端面436為與軸線0-0垂直的平面，因此通過使 上端面436與插通部414的下端面415抵接，決定配件限制部430的上限位置。另外，在配 件限制部430中設置有供絕緣體限制部450插通的、沿著軸線0-0的導孔438。
[0103]絕緣體限制部450為筒狀部件，並具有主體部452和設置在主體部452下側的凸 緣部454，主體部452為筒狀，且其外徑與設置在配件限制部430中的導孔438的內徑幾乎 相同。由此，通過使主體部452的外徑與導孔438的內徑大致相同，使絕緣體限制部450能 夠相對於導孔438在軸線0-0方向上移動。另外，通過在主體部452的下側設置凸緣部454， 決定絕緣體限制部450相對於配件限制部430的上限位置。在絕緣體限制部450的內表面 設置有錐孔456和內徑大致恆定的貫通孔458，錐孔456的內徑在帶中軸絕緣體102側(SP， 上端側)朝向軸線方向OD (圖4的下方)逐漸縮小。
[0104]配件限制部430具有外徑在主體配件原部件50a側朝向軸向方向OD逐漸變大的 錐部432。因此,在組裝帶中軸絕緣體102和主體配件原部件50a時,主體配件原部件50a 的前端側與配件限制部430的錐部432抵接而使其內徑在徑向上受到限制，並且組裝後的 中心位於軸線0-0上。另外，絕緣體限制部450具有內徑在帶中軸絕緣體102側朝向軸線 方向OD逐漸縮小的錐孔456。因此，在組裝帶中軸絕緣體102和主體配件原部件50a時，帶 中軸絕緣體102的前端側的絕緣子10與錐孔456抵接而在徑向上受到限制，並且組裝後的 中心位於軸線0-0上。[0105]根據這樣位移限制工序，在組裝帶中軸絕緣體102和主體配件原部件50a時，帶中軸絕緣體102和主體配件原部件50a處於沿著軸線可移動的狀態，並且在徑向上的位移受到限制。因此，組裝後的前端部的中心大致一致。即，絕緣子10前端部的中心和主體配件50前端部的中心維持在位於大致軸線0-0上的狀態。由於中心電極20的中心與絕緣子10的中心大致相同,所以中心電極20的中心與主體配件50前端部的中心大致一致，中心電極20和王體配件50如端部的最短距尚保持在足夠的大小。因此，能夠抑制在中心電極20和主體配件50的內徑之間產生火花放電，從而能夠更可靠地進行內燃機的點火。進而，通過將絕緣體限制部450製成筒形狀，能夠抑制安裝於中心電極20的前端側的電極端頭的損傷。
[0106]另外，如圖6所示，在本實施例中，配件限制部430的錐部432的外表面和絕緣體限制部450的錐孔456的內表面均為圓錐面。由此，能夠使徑向的限制更為容易。其中，只要是錐部432的外表面為向預定方向(軸線方向0D)擴大外徑的形狀、錐孔456的內表面為向預定方向縮小內徑的形狀，則能夠製成各種形狀。例如，錐部432也能夠具有匹配於主體配件50的前端部的形狀的圓筒面。另外，在錐孔456的內表面即圓錐面設置與絕緣子10的前端外周部的形狀匹配的曲面。
[0107]圖7是表示將帶中軸絕緣體102組裝於主體配件原部件50a的組裝工序中的、對主體配件原部件50a施以緊固的工序的工序圖。該緊固工序通過以下方式進行:將緊固工具600從上方朝向軸線方向OD按壓至插入有帶中軸絕緣體102的主體配件原部件50a。
[0108]另外，在該緊固工序中，與上述按壓滑石9的工序的情況同樣地，AE傳感器700能夠檢測到由帶中軸絕緣體102產生的聲發射，判斷裝置705根據AE傳感器700所檢測到的聲發射判斷在緊固工序中帶中軸絕緣體102是否產生裂紋。因此，在該緊固工序中，也能夠容易地判斷帶中軸絕緣體102有無裂紋。
[0109]在筒狀的緊固工具600中設置有貫通孔610，該貫通孔610的內徑比構成帶中軸絕緣體102的絕緣子10 (圖1)的後端側主體部18大。在該貫通孔610的下端側(即前端偵D設置有曲面部612，該曲面部612具有沿著緊固部53外形的形狀。另外，在曲面部612的外緣設置有抵接部614，該抵接部614具有沿著工具卡合部51後端側的外形的形狀。
[0110]如圖7 (a)所示，如果曲面部624與主體配件原部件50a的上側的筒狀部53a抵接，則主體配件原部件50a承受軸向方向OD的載荷而被壓靠在配線限制部430上。而且，通過配件限制部430限制主體配件原部件50a的前端側的位置，使主體配件原部件50a向下方移動而被壓靠在支撐模具410上。
[0111]如果在主體配件原部件50a被壓靠在支撐模具410上的狀態下進一步沿軸線方向OD按壓緊固工具600，則筒狀部53a沿著緊固工具600的曲面部612彎曲而形成緊固部53。如果在形成緊固部53之後使緊固工具600進一步下降與位於曲面部624外緣的抵接部614和工具卡合部51抵接，則對工具卡合部51施加載荷，工具卡合部51下側的筒狀部58a受壓彎曲而形成彎曲部58 (圖7 (b))。
[0112]在該緊固工序中，對滑石9和環部件6、7施加軸線方向OD的載荷，從而自絕緣子10的凸緣部19對帶中軸絕緣體102施加軸線方向OD的載荷。由此，通過對帶中軸絕緣體102施加軸線方向OD的載荷，將帶中軸絕緣體102壓靠到絕緣體限制部450上。然後，通過絕緣體限制部450限制帶中軸絕緣體102的前端側的位置，並且使帶中軸絕緣體102向下方移動而固定在主體配件原部件50a上。
[0113]由此，在緊固工序中，帶中軸絕緣體102前端部的中心和主體配件50前端部的中 心也是在大致位於軸線0-0上的狀態下被固定。因此，中心電極20 (圖1)的中心與主體配 件50 (圖1)前端部的中心大致一致。由此，確保中心電極20和主體配件50的前端部的距 離為足夠大小，因此能夠抑制在中心電極20和主體配件50的內徑之間產生火花放電，從而 能夠更可靠地進行內燃機的點火，另外，還能夠降低火花塞100的消耗。
[0114]如上所述，根據第一實施例，在進行組裝的過程中檢測帶中心軸絕緣體102產生 的聲發射，因此能夠容易且可靠地判斷帶中軸絕緣體102有無裂紋。
[0115]B.第二實施例:
[0116]圖8表示在第二實施例中的組裝工序中使用的製造裝置的結構的剖視圖。與圖4 所示的第一實施例的區別在於，AE傳感器700安裝在彈簧承壓部533上，其它的結構與第 一實施例相同。由此，只要是能夠檢測到帶中軸絕緣體102發生的聲發射的位置，則AE傳 感器700也能夠安裝在除了固定臺490以外的位置。例如，雖然省略了圖示，但是AE傳感 器700也可以安裝到基座40上。另外，在緊固工序中也同樣地，AE傳感器700安裝在能夠 檢測到由帶中軸絕緣體102產生的聲發射的位置即可。
[0117]C.實驗例
[0118]在本實施例中，對施加在主體配件50的凸緣部54的座面55上的每單位面積的載 荷、與由AE傳感器700實現的聲發射的檢測精度之間的關係進行研究。
[0119]圖9是表不實驗情況的說明圖。在本實施例中，在從後端側對火花塞施加載荷的 狀態下，將楔形模具710插入主體配件50與絕緣子10之間，從而使絕緣子10產生裂紋。然 後，測量在主體配件50的凸緣部54的座面55上施加的每單位面積的載荷、和在絕緣子10 產生裂紋時由AE傳感器700檢測到的電壓的最大振幅(V)。
[0120]圖10是表示實驗結果的曲線圖。橫軸是施加在座面55上的每單位面積的載荷(N/ m2)，縱軸是在絕緣子10產生裂紋時由AE傳感器700檢測到的電壓的最大振幅(V)。
[0121]根據該圖10可知，如果對座面55施加的每單位面積載荷為0.5N/m2以上，則由絕 緣子10產生的聲發射經由主體配件50的凸緣部54的座面55充分地傳導至基座400，由 AE傳感器700檢測到電壓的最大振幅超過IV。S卩，如果對座面55施加的每單位面積載荷 為0.5N/m2以上，則AE傳感器700能夠精度良好地檢測到由帶中軸絕緣體102產生的聲發 射。
[0122]D.變形例
[0123]另外，本發明不限於上述實施例和實施方式，在不脫離本發明主旨的範圍內能夠 以各種方式實施本發明，例如，能夠有以下的變形。
[0124]Dl.變形例 1:
[0125]通過上述實施例說明的製造工序對於絕緣子10較細且容易產生裂紋的火花塞、 尤其是安裝螺紋部的螺紋直徑為M12以下的火花塞有效。但是通過上述實施例說明的製造 工序也能夠適用於螺紋直徑比M12大的火花塞。
[0126]D2.變形例 2:
[0127]在上述實施例中，使用共振型AE傳感器作為AE傳感器700，但是也能夠由以下各 種AE傳感器來代替該AE傳感器700:使用在檢測元件上粘貼了減振部件以壓制共振的寬頻帶型AE傳感器、或將前置放大器和專用預放大器組合而成的R-CAST型AE傳感器等。
[0128]D3.變形例 3
[0129]在上述實施例中，在滑石按壓工序和緊固工序這兩個工序中都判斷絕緣體有無裂紋，但是也能夠僅在其中任一個工序中判斷絕緣體有無裂紋。
[0130]D4.變形例 4:
[0131]在上述實施例中，判斷裝置705判斷帶中軸絕緣體102有無裂紋，但是也能夠設置對AE傳感器700所檢測到的聲發射的波形進行顯示的顯示裝置代替判斷裝置705，使用者觀察由顯示裝置顯示的波形，判斷帶中軸絕緣體102是否存在裂紋。另外，顯示裝置也能夠以數值代替波形顯示聲發射的振幅的最大值。
[0132]D5.變形例 5:
[0133]在上述實施例中，作為組裝工序例示了按壓工序和緊固工序，並在這些工序中判斷絕緣體有無裂紋，但是能夠對絕緣體有無裂紋進行判斷的組裝工序不限於此。例如，如上述實施例所述，也能夠在例如在將主體配件通電加熱的狀態下進行的熱緊固工序、或在熱緊固工序的前一階段在冷卻期間進行的臨時緊固工序等其他方式的組裝工序中，判斷絕緣體有無裂紋。
[0134]標號說明
[0135]3...陶瓷電阻
`[0136]4...密封體
[0137]5...襯墊
[0138]6、7...環部件
[0139]8...密封片
[0140]9...滑石
[0141]10...絕緣子
[0142]11...褶皺部
[0143]12...軸孔
[0144]13...長腳部
[0145]15...臺階部
[0146]17...前端側主體部
[0147]18...後端側主體部
[0148]19...凸緣部
[0149]20...中心電極
[0150]21...電極母材[0151 ] 25...芯材
[0152]30.…接地電極
[0153]33...前端部
[0154]40...端子配件
[0155]50...主體配件
[0156]50a..主體配件原部件
[0157]51...工具卡合部[0158]52...安裝螺紋部
[0159]53...緊固部
[0160]53a..筒狀部
[0161]54...凸緣部
[0162]55...座面
[0163]56...臺階部
[0164]58...彎曲部
[0165]58a..筒狀部
[0166]59...螺紋頸
[0167]100...火花塞
[0168]102...帶中軸絕緣體
[0169]200...發動機蓋
[0170]201...安裝螺紋孔
[0171]205...開口周緣部
[0172]400、400b...基座
[0173]410...支撐模具
[0174]412...配件支撐部
[0175]414...插通部
[0176]415...下端面
[0177]416...導孔
[0178]417,418...凸緣部
[0179]419...主體部
[0180]420...底部
[0181]422...圓環部
[0182]424...板狀部
[0183]426...貫通孔
[0184]430...配件限制部
[0185]432...錐部
[0186]434...主體部
[0187]436...上端面
[0188]438...導孔
[0189]440...外側彈簧
[0190]450...絕緣體限制部
[0191]452...主體部
[0192]454...凸緣部
[0193]456...錐孔
[0194]458...貫通孔
[0195]460...內側彈簧
[0196]470...限制部件[0197]472…錐部
[0198]474...凸緣部
[0199]476...主體部
[0200]480...彈簧
[0201]490...固定臺
[0202]500...滑石按壓裝置
[0203]510...載荷傳遞部
[0204]511.--承壓部
[0205]512...中繼部
[0206]520...衝壓模具
[0207]522...大徑部
[0208]524...前端部
[0209]530...保持部
[0210]531...彈簧施壓部
[0211]532...彈簧.
[0212]533...彈簧承壓部
[0213]534.--彈簧壓力中繼部
[0214]535…引導保持部
[0215]536...配件抵接部
[0216]537...外周固定部
[0217]538...錐部
[0218]540.? ?引導部
[0219]550...拆卸機構
[0220]600...緊固工具
[0221]610...貫通孔
[0222]612...曲面部
[0223]614...抵接部
[0224]624...曲面部
[0225]700...AE 傳感器
[0226]705...判斷裝置
[0227]710...楔形模具
[0228]STP...止動件
【權利要求】
1.一種火花塞的製造方法，該火花塞具備:在軸向上延伸的中心電極；絕緣體，具有在 所述軸向上延伸的軸孔，在該軸孔的所述軸向前端側保持所述中心電極；及筒狀的主體配 件，包圍所述絕緣體的周圍並保持所述絕緣體，所述火花塞的製造方法的特徵在於，具備從所述主體配件的所述軸向後端側開口部插入所述絕緣體並進行組裝的組裝工序，所述組裝工序包括位移限制工序，允許所述主體配件和所述絕緣體在所述軸向上的相 對位置的位移，並且限制所述主體配件和所述絕緣體在與所述軸向交叉的徑向上的相對位 置的位移，使得所述主體配件的軸與所述絕緣體的軸的偏差量為預定值以下，在所述組裝工序中，通過檢測由所述絕緣體產生的聲發射，判斷所述絕緣體在所述組 裝工序中是否產生裂紋。
2.根據權利要求1所述的火花塞的製造方法，其特徵在於，在所述組裝工序中，所述主體配件被支撐臺支撐，在所述聲發射的檢測中，使用在能夠檢測到在所述支撐臺中傳導的所述聲發射的位置 上安裝的傳感器。
3.根據權利要求2所述的火花塞的製造方法，其特徵在於，在所述位移限制工序中，在所述主體配件處於按壓於所述支撐臺的狀態之後，在保持 所述主體配件按壓於所述支撐臺的狀態下，將所述絕緣體按壓於所述主體配件。
4.根據權利要求3所述的火花塞的製造方法，其特徵在於，在所述主體配件的外周形成有向徑向外側膨出的法蘭狀的凸緣部，在所述組裝工序中，所述主體配件經由所述凸緣部的座面按壓所述支撐臺，施加在所述凸緣部的座面上的每單位面積的載荷為0.5N/m2以上。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的火花塞的製造方法，其特徵在於，所述組裝工序包含將在所述主體配件和所述絕緣體之間填充的滑石向所述軸向的前 端側按壓的工序。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的火花塞的製造方法，其特徵在於，所述組裝工序包括為了將所述絕緣體保持在所述主體配件中而緊固所述主體配件的 所述後端側開口部的工序。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的火花塞的製造方法，其特徵在於，所述主體配件具有供安裝於內燃機的安裝螺紋部，所述安裝螺紋部的螺紋直徑為M12以下。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的火花塞的製造方法，其特徵在於，還包括在判斷所述絕緣體在所述組裝工序中是否產生裂紋之後、排除被判斷為存在裂 紋的所述絕緣體的工序。
【文檔編號】H01T21/02GK103444025SQ201280014199
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月26日 優先權日:2011年4月12日
【發明者】弓野次郎, 尾關啟治, 加藤友聰 申請人:日本特殊陶業株式會社