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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze mit einer gebogenen Masseelektrode.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In einer allgemeinen Zündkerze, die an einem Verbrennungsmotor angebracht ist, liegen eine gebogene Masseelektrode, die mit einer Metallhülle verbunden ist, und eine Mittelelektrode einander gegenüber, wobei eine Funkenstrecke dazwischen angeordnet ist. Die Abmessung der Funkenstrecke beeinflusst eine erforderliche Spannung, um eine Funkenentladung zu bewirken, und somit ist es wünschenswert, dass eine Maßtoleranz für die Funkenstrecke klein ist. Die offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. 2014-157769 offenbart eine Technik, bei der ein erstes Werkzeug in einem Abstand von der Innenfläche einer Masseelektrode angeordnet ist und ein zweites Werkzeug, welches gegen die Außenfläche der Masseelektrode gepresst ist, in Richtung des ersten Werkzeugs bewegt wird, wodurch die Masseelektrode gebogen wird, bis die Innenfläche der Masseelektrode in Kontakt mit dem ersten Werkzeug kommt.
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Mit der oben beschriebenen herkömmlichen Technik wird jedoch ein Startpunkt, von dem an die Masseelektrode beginnt sich zu biegen, nicht bestimmt, und somit wird die Variation der Position des Startpunkts erhöht. Ein Problem erscheint darin zu bestehen, dass es schwierig ist, eine Dimensionstoleranz für die Funkenstrecke aufgrund des Grads der Variation zu reduzieren.
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Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um das oben beschriebene Problem zu lösen. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze, wobei das Verfahren eine Verringerung der Abmessungstoleranz für eine Funkenstrecke ermöglicht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze bereitgestellt, umfassend: eine rohrförmige Metallhülle, die sich in eine Richtung einer Axiallinie von einer Vorderseite zu einer Rückseite erstreckt; einen Isolator, der in einem Rohrloch der Metallhülle angeordnet ist und an der Vorderseite eine Mittelelektrode hält; und eine stabförmige Masseelektrode, die einen ersten Endabschnitt, der mit einem vorderen Endabschnitt der Metallhülle verbunden ist, und einen zweiten Endabschnitt aufweist, der zu einer Seite der Axiallinie gebogen ist, um der Mittelelektrode gegenüberzuliegen. Das Verfahren zum Herstellen der Zündkerze gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Vorbereitungsschritt zum Vorbereiten der Metallhülle, welche die Masseelektrode, die damit verbunden ist, aufweist; und einen Biegeschritt zum Biegen der mit der Metallhülle verbundenen Masseelektrode entlang eines ersten Werkzeugs hin zur Seite der Axiallinie. Das erste Werkzeug aufweist: einen Endabschnitt, der gegen eine Innenfläche der Masseelektrode zu drücken ist; und einen flachen Oberflächenabschnitt, der an den Endabschnitt über einen nach außen gewölbten gekrümmten Abschnitt angrenzt. Der flache Oberflächenabschnitt ist so ausgebildet, dass er orthogonal zu der Axiallinie ist, oder so, dass er zu einer Seite eines ersten Endabschnitts hin zu der Innenfläche der Masseelektrode geneigt ist. Der Biegeschritt umfasst einen ersten Schritt des Pressens des Endabschnitts des ersten Werkzeugs gegen die Masseelektrode.
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[Wirkungen der Erfindung]
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Bei dem Verfahren zum Herstellen der Zündkerze gemäß dem ersten Aspekt wird der Endabschnitt des ersten Werkzeugs gegen die mit der Metallhülle verbundene Masseelektrode durch den ersten Schritt des Biegeschritts gedrückt. Das erste Werkzeug hat den Endabschnitt, der gegen die Innenfläche der Masseelektrode gedrückt werden soll, und den flachen Oberflächenabschnitt, der an den Endabschnitt über den gekrümmten Abschnitt, der nach außen gewölbt ist, angrenzt. Der flache Oberflächenabschnitt ist so ausgebildet, dass er orthogonal zu der Axiallinie ist oder so geneigt ist, dass er zu der Seite des ersten Endabschnitts hin zu der Innenfläche der Masseelektrode geneigt ist. Da die Masseelektrode durch den Biegeschritt entlang des ersten Werkzeugs zu der Seite der Axiallinie gebogen wird, wird ein Startpunkt, von dem an die Masseelektrode sich zu biegen beginnt, in Übereinstimmung mit dem Endabschnitt des ersten Werkzeugs bestimmt. Daher kann eine Abmessungstoleranz für die Funkenstrecke reduziert werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen der Zündkerze, wie oben beschrieben, bereitgestellt, wobei die Masseelektrode unter Verwendung eines zweiten Werkzeugs, das eine Rolle ist, in einem zweiten Schritt gebogen wird. Das zweite Werkzeug wird auf einer Außenfläche der Masseelektrode, die eine Oberfläche auf einer Seite gegenüber der Innenfläche ist, in Richtung des zweiten Endabschnitts gerollt, während die Außenfläche so gedrückt wird, dass die Masseelektrode entlang des flachen Oberflächenabschnitts angepasst wird, wobei der Endabschnitt des ersten Werkzeugs als Abstützung wirkt. Eine Position, bei der das zweite Werkzeug zuerst gegen die Masseelektrode in dem zweiten Schritt gedrückt wird, ist eine Position, die in der Richtung der Axiallinie näher zum zweiten Endabschnitt liegt, als eine Position, an der der Endabschnitt des ersten Werkzeugs gedrückt wird. Daher kann, zusätzlich zu dem Effekt des ersten Aspekts, verhindert werden, dass die Masseelektrode zwischen dem ersten Werkzeug und dem zweiten Werkzeug gequetscht wird, wenn das zweite Werkzeug zuerst gegen die Masseelektrode gedrückt wird.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen der Zündkerze, wie oben beschrieben, bereitgestellt, wobei die Position, an der das zweite Werkzeug zuerst gegen die Masseelektrode in dem zweiten Schritt gedrückt wird, eine Position ist, die in der Richtung der Axiallinie näher zu dem zweiten Endabschnitt ist, als eine Grenze zwischen dem gekrümmten Abschnitt und dem flachen Oberflächenabschnitt. Der Abstand zwischen dem Endabschnitt des ersten Werkzeugs und der Position, an der das zweite Werkzeug zuerst gegen die Masseelektrode gedrückt wird, kann verlängert werden, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Position, an der das zweite Werkzeug zuerst gegen die Masseelektrode gedrückt wird, eine Position ist, die in der Richtung der Axiallinie näher an dem ersten Endabschnitt als die Grenze zwischen dem gekrümmten Abschnitt und dem flachen Oberflächenabschnitt ist. Daher kann zusätzlich zu der Wirkung in dem zweiten Aspekt die Masseelektrode leicht gebogen werden, wobei der Endabschnitt des ersten Werkzeugs als eine Abstützung wirkt.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen der Zündkerze, wie oben beschrieben, bereitgestellt, wobei die Position, an der das zweite Werkzeug zuerst gegen die Masseelektrode in dem zweiten Schritt gedrückt wird, eine Position ist, die näher an dem ersten Endabschnitt ist, als eine Position in der Richtung der Axiallinie, an der ein Ende an der Seite eines zweiten Endabschnitts der Masseelektrode anzuordnen ist, wenn die Gesamtheit eines Teils der Innenfläche der Masseelektrode von einer Position des Kontakts mit dem Endabschnitt des ersten Werkzeugs bis zu einem Ende auf der Seite des zweiten Endabschnitts in Kontakt mit dem ersten Werkzeug kommt. Infolgedessen kann die Masseelektrode von der Seite des ersten Endabschnitts zu der Seite des zweiten Endabschnitts gegen das erste Werkzeug gepresst werden, wodurch die Masseelektrode mit hoher Genauigkeit gebogen werden kann, um entlang des ersten Werkzeugs, zusätzlich zu dem Effekt im zweiten oder dritten Aspekt, angepasst zu werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Halbschnittansicht einer Zündkerze gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Seitenansicht eines ersten Werkzeugs und eines zweiten Werkzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 3 ist eine Seitenansicht des ersten Werkzeugs, von dem ein Endabschnitt gegen eine Masseelektrode und das zweite Werkzeug gedrückt wird.
- 4 ist eine Seitenansicht des ersten Werkzeugs, und des zweiten ersten Werkzeugs, die gegen die Masseelektrode gedrückt sind.
- 5 ist eine Seitenansicht der Masseelektrode, wobei eine Funkenstrecke eingestellt ist.
- 6 ist eine Seitenansicht eines ersten Werkzeugs und des zweiten Werkzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Halbschnittansicht einer Zündkerze 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Axiallinie O davon als eine Grenze. In 1 wird die untere Seite des Zeichenblattes als eine Vorderseite der Zündkerze 10 bezeichnet, und die obere Seite des Zeichenblattes wird als eine Rückseite der Zündkerze 10 bezeichnet. Die Zündkerze 10 enthält einen Isolator 11, eine Mittelelektrode 15, eine Metallhülle 17 und eine Masseelektrode 20.
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Der Isolator 11 ist ein zylindrisches Element, das aus Aluminiumoxid oder dergleichen gebildet ist und eine ausgezeichnete mechanische Eigenschaft und Isolierungseigenschaft bei hoher Temperatur aufweist, und welches ein axiales Loch 12 aufweist, das so ausgebildet ist, dass es entlang der Axiallinie O durchgeht. Der Isolator 11 hat eine äußere Umfangsfläche, auf der ein erster Passabschnitt 13, der eine geneigte Fläche ist, die der Vorderseite zugewandt ist, und ein zweiter Passabschnitt 14, der eine geneigte Fläche ist, die der Rückseite zugewandt ist, ausgebildet sind. Die Mittelelektrode 15 ist an der Vorderseite des axialen Lochs 12 angeordnet.
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Die Mittelelektrode 15 ist ein stabförmiges Element, das sich entlang der Axiallinie O erstreckt und durch Beschichten eines Kernmaterials aus Kupfer oder eines Kernmaterials, das beispielsweise Kupfer als Hauptbestandteil enthält, mit Nickel oder einer Nickelbasislegierung erhalten wird. Die Mittelelektrode 15 wird von dem Isolator 11 gehalten und hat ein vorderes Ende, das von dem axialen Loch 12 freiliegt.
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Ein Metallanschluss 16 ist ein stabförmiges Element, mit dem ein Hochspannungskabel (nicht gezeigt) verbunden ist, und ist aus einem leitenden Metallmaterial (z. B. kohlenstoffarmem Stahl) gebildet. Der Metallanschluss 16 ist an dem hinteren Ende des Isolators 11 in einem Zustand befestigt, in dem seine Vorderseite in das axiale Loch 12 eingesetzt ist. In dem axialen Loch 12 ist der Metallanschluss 16 elektrisch mit der Mittelelektrode 15 verbunden. Die Metallhülle 17 ist am äußeren Umfang des Isolators 11 befestigt.
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Die Metallhülle 17 ist ein im Wesentlichen zylindrisches Element, das aus einem leitenden Metallmaterial (z. B. kohlenstoffarmem Stahl) gebildet ist. Eine Axiallinie O der Metallhülle 17 ist auf der Axiallinie O der Zündkerze 10 positioniert. In der Metallhülle 17 sind der erste Passabschnitt 13 und der zweite Passabschnitt 14 des Isolators 11, die in ein Rohrloch 18 des Metallhülle 17 eingesetzt sind, von jeweils gegenüberliegenden Seiten in der Richtung der Axiallinie O eingeschlossen, so dass der Isolator 11 von der äußeren Umfangsseite gehalten wird. Die Masseelektrode 20 ist mit einem vorderen Endabschnitt 19 der Metallhülle 17 verbunden.
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Die Masseelektrode 20 ist ein stabförmiges Element, das aus einem Metall (z.B. einer Legierung auf Nickelbasis) gebildet ist, wobei ein erster Endabschnitt 21 der Masseelektrode 20 mit dem vorderen Endabschnitt 19 der Metallhülle 17 verbunden ist, und wobei ein zweiter Endabschnitt 22 der Masseelektrode 20 der Mittelelektrode 15 gegenüberliegt, wobei eine Funkenstrecke dazwischen angeordnet ist. Die Masseelektrode 20 ist derart gebogen, dass eine Innenfläche 23 davon die Seite der Mittelelektrode 15 zugewandt ist und eine Außenfläche 24 davon nach außen weist.
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Die Zündkerze 10 wird zum Beispiel nach dem folgenden Verfahren hergestellt. Zuerst wird die Mittelelektrode 15 in das axiale Loch 12 des Isolators 11 eingesetzt und ist so angeordnet, dass das vordere Ende der Mittelelektrode 15 von dem axialen Loch 12 nach außen frei liegt. Der Metallanschluss 16 ist in das axiale Loch 12 eingesetzt, so dass eine elektrische Leitung zwischen dem Metallanschluss 16 und der Mittelelektrode 15 gewährleistet ist, und danach wird die Metallhülle 17 mit der daran im Voraus verbundenen Masseelektrode 20 an den Außenumfang des Isolators 11 angebracht. Die Masseelektrode 20 ist derart gebogen, dass der zweite Endabschnitt 22 der Masseelektrode 20 der Mittelelektrode 15 gegenüberliegt, wodurch die Zündkerze 10 erhalten wird.
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Ein Verfahren zum Biegen der Masseelektrode 20 wird unter Bezugnahme auf den 2 bis 6 beschrieben. In 2 bis 6 wird die obere Seite des Zeichenblattes als die Vorderseite in der Richtung der Axiallinie O der Metallhülle 17 bezeichnet und die untere Seite des Zeichenblattes wird als die Rückseite in der Richtung der Axiallinie O der Metallhülle 17 bezeichnet. Zuerst werden ein erstes Werkzeug 30 und ein zweites Werkzeug 40 zum Biegen der Masseelektrode 20 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 ist eine Seitenansicht des ersten Werkzeugs 30 und des zweiten Werkzeugs 40 gemäß einer ersten Ausführungsform. In 2 ist ein Außengewinde der Metallhülle 17 nicht dargestellt (das gleiche gilt für 3 bis 6).
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Das erste Werkzeug 30 und das zweite Werkzeug 40 sind Elemente zum Biegen der Masseelektrode 20. Das erste Werkzeug 30 und das zweite Werkzeug 40 können durch eine Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) unter Verwendung eines Motors oder dergleichen als eine treibende Quelle in jeweilige beliebige Positionen bewegt werden. Die Positionen, zu denen das erste Werkzeug 30 und das zweite Werkzeug 40 zu bewegen sind, werden auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses von einer Bildverarbeitungsvorrichtung (nicht gezeigt) bestimmt.
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Zuerst wird in einem Vorbereitungsschritt die Masseelektrode 20 mit dem ersten Endabschnitt 21, der mit der Metallhülle 17 verbunden ist, vorbereitet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Metallhülle 17, an die die Masseelektrode 20 angeschlossen ist, an dem äußeren Umfang des Isolators 11 montiert. Dann ist die Masseelektrode 20 zwischen dem ersten Werkzeug 30 und dem zweiten Werkzeug 40 in einem Ausdehnungszustand in der Richtung der Axiallinie O von dem ersten Endabschnitt 21 hin zu dem zweiten Endabschnitt 22 angeordnet. Indem das erste Werkzeug 30 und das zweite Werkzeug 40 gegen die Masseelektrode 20 gedrückt werden, wird die Seite des zweiten Endabschnitts 22 gegenüber dem ersten Endabschnitt 21, der mit der Metallhülle 17 verbunden ist, gebogen, wobei die Innenfläche 23 eine Innenseite ist.
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Das erste Werkzeug 30 ist ein Element, das gegen die Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 gepresst wird, und das zweite Werkzeug 40 ist ein Element, das gegen die Außenfläche 24 der Masseelektrode 20 gepresst wird. Das erste Werkzeug 30 aufweist: einen Endabschnitt 31, der gegen die Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 zu drücken ist; einen gekrümmten Abschnitt 32, der an den Endabschnitt 31 angrenzt und sich nach außen wölbt; und einen flachen Oberflächenabschnitt 33, der an den gekrümmten Abschnitt 32 angrenzt. Der Endabschnitt 31 ist eine flache Oberfläche parallel zu der Axiallinie O. Der flache Oberflächenabschnitt 33 ist eine flache Oberfläche, die zur Seite des ersten Endabschnitts 21 (untere Seite in 2) hin zu der Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 geneigt ist. Ein Winkel θ an einem Schnittpunkt zwischen einer Tangente 36 des Endabschnitts 31 und einer Tangente 37 des flachen Oberflächenabschnitts 33 ist 0°<θ<90°.
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Die Breiten (Abmessungen in einer Richtung senkrecht zu dem Zeichnungsblatt von 2) des Endabschnitts 31, des gekrümmten Abschnitts 32 und des flachen Oberflächenabschnitts 33 des ersten Werkzeug 30 sind jeweils größer als die Breite (Abmessung in einer Richtung senkrecht zu dem Zeichnungsblatt von 2) der Masseelektrode 20. Eine Grenze 34 zwischen dem Endabschnitt 31 und dem gekrümmten Abschnitt 32 und eine Grenze 35 zwischen dem gekrümmten Abschnitt 32 und dem flachen Oberflächenabschnitt 33 sind gerade Linien, die sich in der Breitenrichtung des ersten Werkzeugs 30 erstrecken. Die Grenzen 34, 35 sind parallel zueinander.
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Das zweite Werkzeug 40 ist eine um eine Welle 41 drehbare Rolle. Die Welle 41 ist auf der Vorderseite (Oberseite in 2) in der Richtung der Axiallinie O relativ zu dem flachen Oberflächenabschnitt 33 des ersten Werkzeugs 30 angeordnet. Die Welle 41 wird elastisch von einer Feder 42 getragen. Wenn das zweite Werkzeug 40 die Masseelektrode 20 gegen den flachen Oberflächenabschnitt 33 des ersten Werkzeugs 30 drückt, treibt die Feder 42 das zweite Werkzeug 40 zur Rückseite (die Seite des ersten Werkzeugs 30) in Richtung der Axiallinie O an. Die Breite in der axialen Richtung (Richtung senkrecht zu der Zeichenebene von 2) des zweiten Werkzeugs 40 ist größer als die Breite (Dimension in einer Richtung senkrecht zu dem Zeichnungsblatt von 2) der Masseelektrode 20. Die Welle 41 ist parallel zu den Grenzen 34, 35 angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Durchmesser des zweiten Werkzeugs 40 (Rolle) länger als die Länge in der Richtung der Axiallinie O der Masseelektrode 20.
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Für die Masseelektrode 20 wird in einem ersten Schritt eines Biegeschritts das erste Werkzeug 30 gegen die Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 gedrückt und danach in einem zweiten Schritt des Biegeschritts wird das zweite Werkzeug 40 gegen die Außenfläche 24 der Masseelektrode 20 gedrückt. Die Masseelektrode 20 wird zwischen dem ersten Werkzeug 30 und dem zweiten Werkzeug 40 so gebogen, dass sie entlang des ersten Werkzeugs 30 angepasst ist.
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3 ist eine Seitenansicht des ersten Werkzeugs 30, dessen Endabschnitt 31 gegen die Masseelektrode 20 und das zweite Werkzeug 40 gedrückt ist. In 3 ist die Feder 42 nicht dargestellt (dasselbe gilt für 4 und 6). Wie in 3 gezeigt, erfasst im ersten Schritt des Biegeschritts die Bildverarbeitungsvorrichtung (nicht gezeigt) die Positionen und die Größen der Mittelelektrode 15 und der Masseelektrode 20, und auf der Basis eines Ergebnisses der Erfassung wird der Endabschnitt 31 des ersten Werkzeugs 30 gegen die Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 gedrückt, während die Mittelelektrode 15 vermieden wird. Eine Position 43, an der zu diesem Zeitpunkt die Grenze 34 des Endabschnitts 31 des ersten Werkzeugs 30 mit der Innenfläche 23 in Kontakt kommt, ist auf der Seite des ersten Endabschnitts 21 relativ zu einem Ende 25 an der Seite des zweiten Endabschnitts 22 der Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 vorhanden.
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4 ist eine Seitenansicht des ersten Werkzeugs 30 und des zweiten Werkzeugs 40, die gegen die Masseelektrode 20 gedrückt sind. Wie in 4 gezeigt, wird in dem zweiten Schritt des Biegeschritts das zweite Werkzeug 40 linear in eine Richtung (Pfeilrichtung in 4) orthogonal zu der Axiallinie O bewegt, und das zweite Werkzeug 40 wird gegen die Außenfläche 24 Masseelektrode 20 gedrückt. Da der Endabschnitt 31 des ersten Werkzeugs 30 gegen die Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 gedrückt wird, wird ein Startpunkt, von dem aus die Masseelektrode 20 sich zu biegen beginnt, in Übereinstimmung mit dem Endabschnitt 31 bestimmt.
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Eine Position 44, an der das zweite Werkzeug 40 zuerst gegen die Masseelektrode 20 gedrückt wird, ist eine Position, die in der Richtung der Axiallinie O (Aufwärts-/Abwärtsrichtung in 4) näher an dem zweiten Endabschnitt 22 ist, als die Position, an der der Endabschnitt 31 des ersten Werkzeugs 30 gegen die Masseelektrode 20 gedrückt wird. Das heißt, die Position 44, an der das zweite Werkzeug 40 zuerst gegen die Masseelektrode 20 gedrückt wird, auf der Vorderseite (Oberseite in 4) in der Richtung der Axiallinie O liegt, relativ zu der Position 43 (erste Position 45) der Grenze 34 (siehe 3) auf dem ersten Werkzeug 30. Daher kann verhindert werden, dass die Masseelektrode 20 in der Dickenrichtung zwischen dem Endabschnitt 31 des ersten Werkzeugs 30 und dem zweiten Werkzeug 40 zusammengedrückt wird, wenn das zweite Werkzeug 40 zuerst gegen die Masseelektrode 20 gedrückt wird.
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Das zweite Werkzeug 40 wird in einem Zustand bewegt, in dem der Endabschnitt 31 des ersten Werkzeugs 30 gegen die Masseelektrode 20 gedrückt wird, und das zweite Werkzeug 40 wird relativ nahe an den flachen Oberflächenabschnitt 33 des ersten Werkzeugs 30 gebracht, so dass die Masseelektrode 20 so gebogen wird, dass sie entlang des gekrümmten Abschnitts 32 angepasst ist, wobei der Endabschnitt 31 des ersten Werkzeugs 30 als Abstützung wirkt. Die Position 44, an der das zweite Werkzeug 40 zuerst gegen die Masseelektrode 20 gedrückt wird, ist eine Position, die in der Richtung der Axiallinie O näher am zweiten Endabschnitt 22 liegt, als eine Position (zweite Position 46) der Grenze 35 zwischen dem gekrümmten Abschnitt 32 und dem ebenen Oberflächenabschnitt 33.
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In diesem Fall kann der Abstand zwischen dem Endabschnitt 31 des ersten Werkzeugs 30 und der Position 44, an der das zweite Werkzeug 40 gedrückt wird, verlängert werden, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Position 44, an der das zweite Werkzeug 40, zuerst gegen die Masseelektrode 20 gedrückt wird, die auf dem ersten Endabschnitt 21 befindliche Seite ist (untere Seite in 4) in Richtung der Axiallinie O relativ zu der Position (zweite Position 46) der Grenze 35 zwischen dem gekrümmten Abschnitt 32 und der flachen Oberflächenabschnitt 33. Daher kann die Masseelektrode 20 leicht mit weniger Kraft gebogen werden, wobei: der erste Endabschnitt 21 als der Belastungspunkt dient; der Endabschnitt 31 als Abstützung wirkt; und die Position 44 als der Leistungspunkt fungiert.
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Dann wird das zweite Werkzeug 40 entlang des gekrümmten Abschnitts 32 und des flachen Oberflächenabschnitts 33 des ersten Werkzeugs 30 bewegt, während es von diesem um eine Distanz (Dicke der Masseelektrode 20) zwischen der Außenfläche 24 und der Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 beabstandet ist. Eine solche Bewegung wird ermöglicht, da das zweite Werkzeug 40 durch die Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) unter Verwendung eines Motors oder dergleichen als Antriebsquelle in eine beliebige Position bewegt werden kann. Das zweite Werkzeug 40 wird auf der Außenfläche 24 der Masseelektrode 20 von der Position 44 zu dem zweiten Endabschnitt 22 gerollt, während der Kontaktbereich zwischen der Masseelektrode 20 und dem ersten Werkzeug 30 durch Bewegen des zweiten Werkzeugs 40 allmählich vergrößert wird, um die Masseelektrode 20 zu biegen.
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Die Position 44, an der das zweite Werkzeug 40 in dem zweiten Schritt zuerst gegen die Masseelektrode 20 gedrückt wird, ist eine Position, die näher an dem ersten Endabschnitt 21 ist als eine Position 47 (dritte Position) in der Richtung der Axiallinie O, an der ein Ende 26 an der Seite des zweiten Endabschnitts 22 der Masseelektrode 20 angeordnet ist, wenn die Gesamtheit eines Teils der Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 von einer Position des Kontakts mit dem Endabschnitt 31 des ersten Werkzeugs 30 bis zum Ende 26 auf der Seite des zweiten Endabschnitts 22 in Kontakt mit dem ersten Werkzeug 30 kommt. Als ein Ergebnis kann, indem das zweite Werkzeug 40 relativ zu dem ersten Werkzeug 30 bewegt wird, die Masseelektrode 20 sequentiell von der Seite des ersten Endabschnitts 21 zu der Seite des zweiten Endabschnitts 22 gegen das erste Werkzeug 30 gedrückt werden. Die Masseelektrode 20 kann mit hoher Genauigkeit gebogen werden, um entlang des ersten Werkzeugs 30 angebracht zu werden, wodurch die Masseelektrode 20, die so gebogen ist, dass sie entlang des ersten Werkzeugs 30 angepasst ist, im Wesentlichen genau reproduzierte Formen des gekrümmten Abschnitts 32 und des flachen Oberflächenabschnitts 33 des ersten Werkzeugs 30 aufweist. Daher kann die Variation in der Form der Masseelektrode 20, die in dem Biegeschritt erzeugt wird, verringert werden.
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Wenn das zweite Werkzeug 40 die Masseelektrode 20 gegen den flachen Oberflächenabschnitt 33 des ersten Werkzeugs 30 drückt, treibt die Feder 42, die die Welle 41 des zweiten Werkzeugs 40 elastisch stützt, das zweite Werkzeug 40 an die Rückseite (Seite des ersten Werkzeugs 30) in der Richtung der Axiallinie O an. Daher kann die Last, die durch das zweite Werkzeug 40 in der Dickenrichtung der Masseelektrode 20 aufgebracht wird, die gegen den flachen Oberflächenabschnitt 33 des ersten Werkzeugs 30 gedrückt wird, entsprechend dem Verformungsbetrag der Feder 42 eingestellt werden. Folglich kann eine angemessene Last auf die Masseelektrode 20 derart aufgebracht werden, dass die Masseelektrode 20, die zwischen dem ersten Werkzeug 30 und dem zweiten Werkzeug 40 eingeschlossen ist, nicht übermäßig gequetscht wird.
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Da das zweite Werkzeug 40 eine um die Welle 41 rotierbare Rolle ist, wird zusätzlich das zweite Werkzeug 40 auf der Außenfläche 24 der Masseelektrode 20 aufgerollt. Daher können weniger wahrscheinlich Kratzer auf der Außenfläche 24 der Masseelektrode 20 aufgrund von Reibung zwischen dem zweiten Werkzeug 40 und der Masseelektrode 20 gebildet werden. Daher kann verhindert werden, dass Bearbeitungsmarkierungen auf der Außenfläche 24 der Masseelektrode 20 verbleiben. Da der Durchmesser des zweiten Werkzeugs 40 (Rolle) länger ist als die Länge in der Richtung der Axiallinie O der Masseelektrode 20 kann es weniger wahrscheinlich sein, wenn das zweite Werkzeug 40 in Kontakt mit der Masseelektrode 20 kommt, dass Aussparungen in der Masseelektrode 20 gebildet werden.
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Um die Größe der Funkenstrecke zwischen der Masseelektrode 20 und der Mittelelektrode 15 einzustellen, biegt ein drittes Werkzeug 60 die durch das zweite Werkzeug 40 gebogene Masseelektrode 20 weiter so, dass sie entlang des ersten Werkzeug 30 durch den Biegeschritt an gepasst ist. 5 ist eine Seitenansicht der Masseelektrode 20, wobei die Funkenstrecke eingestellt ist.
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Wie in 5 gezeigt, drückt das dritte Werkzeug 60 die Seite des zweiten Endabschnitts 22 der Masseelektrode 20 in der Richtung der Axiallinie O (Aufwärts-/Abwärtsrichtung in 5), um die Größe der Funkenstrecke unter Berücksichtigung der Rückfederungsgröße der Masseelektrode 20 und dergleichen einzustellen. Das dritte Werkzeug 60 verformt die Masseelektrode 20, um den gebogenen Abschnitt der Masseelektrode 20 weiter tief zu biegen. Ein Startpunkt des Biegens, wenn die Masseelektrode 20 durch das dritte Werkzeug 60 gedrückt wird, ist im Wesentlichen identisch mit dem Startpunkt, von dem die Masseelektrode 20 gebogen wird und der in Übereinstimmung mit dem Endabschnitt 31 des ersten Werkzeugs 30 in dem oben beschriebenen Biegeschritt bestimmt ist.
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Da es möglich ist, die Schwankung der Position des Startpunkts, von dem die Masseelektrode 20 in dem Biegeschritt sich zu biegen beginnt, zu verringern, kann eine Variation in der Form der Masseelektrode 20, die in dem Biegeschritt erzeugt wird, reduziert werden. Wenn die Form der Masseelektrode 20 variiert, erhöht sich die Schwankung des Rückfederungsbetrags der Masseelektrode 20, die durch das dritte Werkzeug 60 gepresst wird, so dass es unmöglich ist, eine Abmessungstoleranz für die Funkenstrecke zu reduzieren. Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Variation in der Form der Masseelektrode 20, die in dem Biegeschritt erzeugt wird, verringert werden kann, kann andererseits die Schwankung des Rückfederungsbetrags der Masseelektrode 20, die durch das dritte Werkzeug 60 gepresst wird, reduziert werden. Daher kann die Abmessungstoleranz für die Funkenstrecke reduziert werden.
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Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform mit Bezug auf 6 beschrieben. In der ersten Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, in dem der flache Oberflächenabschnitt 33 des ersten Werkzeugs 30 so ausgebildet ist, dass er relativ zu der Axiallinie O geneigt ist. Andererseits wird in der zweiten Ausführungsform ein Fall beschrieben, in dem ein flacher Oberflächenabschnitt 53 eines ersten Werkzeugs 50 so ausgebildet ist, dass er orthogonal zu der Axiallinie O ist. Die gleichen Komponenten wie die Komponenten, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und es wird auf ihre Beschreibung verzichtet. 6 ist eine Seitenansicht des ersten Werkzeugs 50 und des zweiten Werkzeugs 40 gemäß der zweiten Ausführungsform. In 6 ist die Welle 41 des zweiten Werkzeugs 40 nicht gezeigt.
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Wie in 6 gezeigt, weist das erste Werkzeug 50 auf: einen Endabschnitt 51, der gegen die Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 zu drücken ist; einen gekrümmten Abschnitt 52, der an den Endabschnitt 51 angrenzt und sich nach außen wölbt; und den flachen Oberflächenabschnitt 53 angrenzend an den gekrümmten Abschnitt 52. Der Endabschnitt 51 ist eine flache Oberfläche parallel zu der Axiallinie O. Der flache Oberflächenabschnitt 53 ist eine flache Oberfläche orthogonal zu der Axiallinie O.
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In dem Biegeschritt wird zuerst der Endabschnitt 51 des ersten Werkzeugs 50 gegen die Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 gedrückt, während das erste Werkzeug 50 die Mittelelektrode 15 vermeidet. Die Position 43, an der die Grenze zwischen dem Endabschnitt 51 und dem gekrümmten Abschnitt 52 des ersten Werkzeugs 50, der zu diesem Zeitpunkt in Kontakt mit der Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 kommt, ist, ist auf der Seite des ersten Endabschnitts 21 relativ zu dem Ende 25 an dem zweiten Endabschnitt 22 der Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 vorhanden.
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Dann wird das zweite Werkzeug 40 gegen die Außenfläche 24 der Masseelektrode 20 gedrückt. Eine Position 55, an der das zweite Werkzeug 40 zuerst gegen die Masseelektrode 20 gedrückt wird, ist an der Vorderseite vorhanden (obere Seite in 6, d.h. die Seite des zweiten Endabschnitts 22 der Masseelektrode 20) in der Richtung der Axiallinie O relativ zu der Position 43 (erste Position 56) an der Masseelektrode 20 in der Richtung der Axiallinie O und relativ zu der Position (zweite Position 57) einer Grenze 54 zwischen dem gekrümmten Abschnitt 52 und dem flachen Oberflächenabschnitt 53 des ersten Werkzeugs 50. Ferner ist die Position 55, an der das zweite Werkzeug 40 zuerst gegen die Masseelektrode 20 gedrückt wird, auf der Seite des ersten Endabschnitts 21 (untere Seite in 6) relativ zu einer dritten Position 58 in der Richtung der Axiallinie O, an der sich das Ende 26 auf der Seite des zweiten Endabschnitts 22 der Masseelektrode 20 befindet, vorhanden, wenn die Gesamtheit eines Teils der Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 mit dem Ende 25 auf der Seite des zweiten Endabschnitts 22 verbunden ist, von der Position 43, in der der Endabschnitt 51 des ersten Werkzeugs 50 und der Masseelektrode 20 miteinander in Kontakt sind, mit dem ersten Werkzeug 50 in Kontakt kommt. Dementsprechend können die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
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Das dritte Werkzeug 60 (siehe 5) drückt in der Richtung der Axiallinie O die Masseelektrode 20, die durch das zweite Werkzeug 40 gebogen ist, so dass sie entlang des ersten Werkzeugs 50 durch den Biegeschritt angepasst wird, so dass die Größe der Funkenstrecke zwischen der Masseelektrode 20 und der Mittelelektrode 15 eingestellt wird. Der Anfangspunkt des Biegens, wenn die Masseelektrode 20 durch das dritte Werkzeug 60 gedrückt wird, ist im Wesentlichen identisch zu dem Startpunkt, von dem die Masseelektrode 20 gebogen wird und der in Übereinstimmung mit dem Endabschnitt 51 des ersten Werkzeugs 50 in dem oben beschriebenen Biegeschritt bestimmt ist. Da es möglich ist, die Änderung der Position des Startpunkts, von dem die Masseelektrode 20 durch den Biegeschritt sich zu biegen beginnt, zu reduzieren, kann die Abmessungstoleranz für die Funkenstrecke aufgrund der Variation, wie in der ersten Ausführungsform, verringert werden.
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Wie oben beschrieben, ist die vorliegende Erfindung, obwohl die vorliegende Erfindung basierend auf den Ausführungsformen beschrieben wurde, gar nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es kann leicht verstanden werden, dass verschiedene Modifikationen erdacht werden können, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel werden die Form und die Größe des ersten Werkzeugs 30, 50, die Größe des zweiten Werkzeugs 40 (der Durchmesser der Rolle) und dergleichen entsprechend der Größe der Zündkerze 10 die Form der Masseelektrode 20 und dergleichen eingestellt.
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In den Ausführungsformen wurde der Fall beschrieben, in dem die Masseelektrode 20, die keine Edelmetall enthaltende Spitze aufweist, gebogen ist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Natürlich kann die Spitze mit der Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 an der Seite des zweiten Endabschnitts 22 verbunden sein, um die Funkenabnutzungsbeständigkeit der Masseelektrode 20 zu verbessern. In dem Fall, in dem die Spitze mit der Innenfläche 23 der Masseelektrode 20 verbunden ist, ist ein Loch, eine Nut, eine Vertiefung oder dergleichen, die die Spitze aufnimmt, in dem flachen Oberflächenabschnitt 33, 53 des ersten Werkzeugs 30, 50 derart ausgebildet, dass die Spitze nicht mit dem flachen Oberflächenabschnitt 33, 53 des ersten Werkzeugs 30, 50, mit dem die innere Oberfläche 23 der Masseelektrode 20 in Kontakt kommen soll, kollidiert.
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In den Ausführungsformen wurde der Fall beschrieben, in dem die Position der Masseelektrode 20 fixiert ist und das erste Werkzeug 30,50 und das zweite Werkzeug 40 bewegt werden, aber die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Zum Beispiel kann natürlich die Position des ersten Werkzeugs 30, 50 fest sein und die Masseelektrode 20 und das zweite Werkzeug 40 können relativ zu dem ersten Werkzeug 30, 50 bewegt werden. Alternativ kann natürlich die Position des zweiten Werkzeugs 40 fest sein und die Masseelektrode 20 und das erste Werkzeug 30, 50 können relativ zu dem zweiten Werkzeug 40 bewegt werden. Dies liegt daran, dass die Positionsbeziehung zwischen der Masseelektrode 20, dem ersten Werkzeug 30, 50 und dem zweiten Werkzeug 40 relativ ist.
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In den Ausführungsformen wurde der Fall beschrieben, in dem die Welle 41 des zweiten Werkzeugs 40 durch die Feder 42 elastisch gestützt wird, aber die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Selbstverständlich kann, ohne dass eine Feder 42 vorgesehen ist, die Größe des Raums zwischen dem zweiten Werkzeug 40 und dem flachen Oberflächenabschnitt 33, 53 des ersten Werkzeugs 30, 50 durch eine Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt), eingestellt werden, so dass die Masseelektrode 20 unter Berücksichtigung der Dicke der Masseelektrode 20, die so gebogen ist, dass sie entlang des ersten Werkzeugs 30, 50 angepasst ist, nicht übermäßig gequetscht wird.
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In den Ausführungsformen wurde der Fall beschrieben, dass das zweite Werkzeug 40 zuerst in Kontakt mit einem Abschnitt zwischen der zweiten Position 46, 57 und der dritten Position 47, 58 auf der Masseelektrode 20 in dem Biegeschritt kommt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Die Position, an der das zweite Werkzeug 40 zuerst in Kontakt mit der Masseelektrode 20 kommt, kann gegebenenfalls zwischen der ersten Position 45, 56 und dem Ende 26 der Masseelektrode 20 entsprechend der Länge der Masseelektrode 20, der Größe des zweiten Werkzeugs 40 (der Durchmesser der Rolle) oder dergleichen, eingestellt werden.
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Zusammenfassend stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze bereit. Das Verfahren umfasst das Biegen einer Masseelektrode, die mit einer Metallhülle verbunden ist, entlang einer ersten Werkzeuglage. Das erste Werkzeug kann einen Endabschnitt aufweisen, der gegen eine Innenfläche der Masseelektrode gedrückt wird. Das erste Werkzeug kann einen flachen Oberflächenabschnitt aufweisen, der an den Endabschnitt angrenzt, und zwar über einen gekrümmten Abschnitt, der sich nach außen wölbt. Der flache Oberflächenabschnitt kann orthogonal zu einer Axiallinie ausgebildet sein. Der flache Oberflächenabschnitt kann einen ersten Schritt des Pressens des Endabschnitts des ersten Werkzeugs gegen die Masseelektrode umfassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10:
- Zündkerze
- 11:
- Isolator
- 12:
- Axialloch
- 15:
- Mittelelektrode
- 17:
- Metallhülle
- 18:
- Rohrloch
- 20:
- Masseelektrode
- 21:
- erster Endabschnitt
- 22:
- zweiter Endabschnitt
- 23:
- Innenfläche
- 24:
- Außenfläche
- 25:
- Ende der Innenfläche
- 26:
- Ende der Masseelektrode
- 30, 50:
- erstes Werkzeug
- 31, 51:
- Endabschnitt
- 32, 52:
- gekrümmter Abschnitt
- 33,
- 53: flacher Oberflächenabschnitt
- 35,
- 54: Grenze
- 40:
- zweites Werkzeug
- 44, 55:
- Position, an der das zweite Werkzeug zuerst gedrückt wird
- 45:
- Teil
- 47, 58:
- dritte Position (Position des Endes der Masseelektrode)
- O:,
- Axiallinie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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