JP2003249326A - Manufacturing method of spark plug - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a spark plug hardly causing dimensional trouble of a main fitting such as a tool engagement part bulge and thereby capable of improving the production yield. <P>SOLUTION: A calk expecting part 200 of a cylindrical main fitting 1 having the tool engagement part 1e for mounting an engine is calked and fixed to the outside surface of an insulator 2 inserted into the fitting 1. A part including a calk action surface 111p is formed of a porous sintered metal and impregnated with a lubricant to use for a calking die 111. A die composed by projecting projection particles having a hardness equal to or more than that of a constituent metal of the calking action surface to the action surface 111p to form a projected surface with many scattered point-like uneven parts dispersively formed can be sued. A die composed by projecting the projection particles each having a lubrication substance layer formed on a core material surface having a hardness equal to or more than that of the constituent metal of the calking action surface to the action surface 111p to thereby form a projection lubrication coated surface with a coating with the lubrication substance transferred from the lubrication substance layer applied to its surface while dispersively forming many scattered point-like uneven parts. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スパークプラグの
製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a spark plug.

【０００２】[0002]

【従来の技術】スパークプラグの主体金具は、ステンレ
ス鋼を用いた特殊品種を除けば、そのほとんどが、安価
な炭素鋼等を素材としてこれに防食皮膜を施す形で使用
されている。防食皮膜としては亜鉛メッキが広く用いら
れているが、亜鉛メッキ層は鉄に対して犠牲防食被膜と
して作用するため、メッキ層自身の酸化による錆の発生
が問題となることがある。そこで、これを防止するため
に、ほとんどのものがクロメート被膜を形成して使用さ
れている。クロメート被膜としては、黄色クロメート被
膜と称される六価クロム系のものが用いられてきたが、
近年、環境配慮の観点から、三価クロム系のものに切り
換える要望が出されている。2. Description of the Related Art Most of the metal shells for spark plugs are made of inexpensive carbon steel or the like, with the exception of special products made of stainless steel, which are coated with an anticorrosion film. Although zinc plating is widely used as an anticorrosion coating, since the zinc plating layer acts as a sacrificial anticorrosion coating on iron, rusting due to oxidation of the plating layer itself may be a problem. Therefore, in order to prevent this, most of them are used by forming a chromate film. As the chromate film, a hexavalent chromium-based one called a yellow chromate film has been used.
In recent years, from the viewpoint of environmental consideration, there has been a demand for switching to a trivalent chromium system.

【０００３】三価クロム系のクロメート被膜は、還元力
に優れた六価クロムイオンをほとんど含有しないので、
防錆性の観点においては六価クロム系のものと比較すれ
ば不利である。この防錆性の不足を補うためには、クロ
メート被膜の厚膜化が不可欠であるが、本願出願人は、
三価クロム塩と錯化剤とを配合したクロメート処理浴を
用いて厚膜の三価クロム系のクロメート被膜を主体金具
に形成したスパークプラグを提案し、特許出願を行なっ
た（特開２０００−２５２０４２号公報）。その結果、
三価クロム系のクロメート被膜を用いつつも、主体金具
の耐食性と耐熱性を、従来の六価クロム系のものと劣ら
ぬレベルで確保できるスパークプラグを実現するに至っ
た。Since the trivalent chromium-based chromate coating contains almost no hexavalent chromium ions, which are excellent in reducing power,
From the viewpoint of rust prevention, it is disadvantageous as compared with hexavalent chromium type. In order to make up for this lack of rust prevention property, thickening of the chromate film is indispensable.
A spark plug in which a thick film of a trivalent chromium-based chromate film is formed on a metal shell using a chromate treatment bath containing a trivalent chromium salt and a complexing agent is proposed and a patent application is filed (Japanese Patent Laid-Open No. 2000- No. 252042). as a result,
While using a trivalent chromium-based chromate coating, we have realized a spark plug that can secure the corrosion resistance and heat resistance of metal shells at levels comparable to those of conventional hexavalent chromium-based ones.

【０００４】他方、防食被膜を、ニッケルメッキ層とし
て形成することもある。このニッケルメッキ層は亜鉛メ
ッキ層と異なり、自身の表面に形成される不働態被膜の
機能によって高い防食性を実現するものである。スパー
クプラグの主体金具に適用する場合、ニッケルメッキ層
を単独で用いることもあるし、さらなる防食性向上のた
め、電解クロメート被膜を形成して用いることもある。On the other hand, the anticorrosion coating may be formed as a nickel plating layer. Unlike the zinc-plated layer, this nickel-plated layer realizes high corrosion resistance by the function of the passive film formed on its surface. When applied to a metal shell of a spark plug, a nickel plating layer may be used alone, or an electrolytic chromate film may be formed to further improve corrosion resistance.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】スパークプラグの主体
金具は絶縁体に対し加締め固定により取り付けられてい
る。具体的には、筒状に形成された主体金具の内側に絶
縁体を挿入し、その状態で主体金具の後端部周縁（加締
め予定部）に対し、金型を用いて圧縮荷重を加え、該加
締め予定部を絶縁体の外周面に形成された鍔状の加締め
受け部に向けて屈曲させることにより、加締め固定がな
される。The metal shell of the spark plug is attached to the insulator by crimping and fixing. Specifically, insert an insulator inside the tubular metal shell, and then apply a compressive load using a mold to the rear edge of the metal shell (planned portion to be caulked). The caulking fixing is performed by bending the caulking planned portion toward the brim-shaped caulking receiving portion formed on the outer peripheral surface of the insulator.

【０００６】しかしながら、本発明者らが検討したとこ
ろ、主体金具として、その表面に三価クロメート被膜や
ニッケルメッキ被膜等の潤滑性の低い表面処理がなされ
ているものを使用したとき、次のような不具合が起こり
やすくなることがわかった。すなわち、加締め固定後に
主体金具の各部の寸法を測定したとき、公差範囲から逸
脱する部分が多くなる。例えば、スパークプラグの取付
時にレンチ等を係合させる工具係合部（いわゆる六角
部）の寸法が、公差上限値を超えて大きくなる不具合
（以下、「工具係合部の膨らみ」ともいう）の発生頻度
が高くなる。この工具係合部の膨らみは、加締め時の荷
重が圧縮軸線方向に正しく作用しなかったことによる、
一種の座屈的な撓み変形によりもたらされたものである
と考えられる。However, the inventors of the present invention have made a study and found that when a metal shell having a surface treatment with low lubricity such as a trivalent chromate coating or a nickel plating coating is used as the metal shell, the following results are obtained. It turns out that such troubles are likely to occur. That is, when the dimensions of each part of the metal shell after caulking and fixing are measured, many parts deviate from the tolerance range. For example, there is a problem that the size of a tool engaging portion (so-called hexagonal portion) that engages a wrench or the like when mounting the spark plug exceeds the upper limit of the tolerance and becomes large (hereinafter, also referred to as “bulge of the tool engaging portion”). The frequency of occurrence increases. This swelling of the tool engaging part is because the load during crimping did not act correctly in the compression axis direction.
It is considered to be caused by a kind of buckling flexural deformation.

【０００７】いずれにしろ、上記のような寸法不具合の
発生は、十分な加締め固定を阻害するばかりでなく、ス
パークプラグ自体の気密性低下といった問題も招来しう
るので好ましくない。すなわち、一般のスパークプラグ
では、加締め部分において主体金具の内周面と絶縁体と
の間に、シール用のパッキンや滑石が充填されている。
しかしながら、工具係合部の膨らみ等が生ずると、パッ
キンや滑石が横方向に逃げて十分な圧縮状態が得られな
くなり、シール性が損なわれることにつながる。In any case, the occurrence of the above-mentioned dimensional defect is not preferable because it not only hinders sufficient caulking and fixing, but also causes a problem of lowering the airtightness of the spark plug itself. That is, in a general spark plug, packing for sealing and talc are filled between the inner peripheral surface of the metal shell and the insulator in the crimped portion.
However, if the tool engaging portion swells or the like, the packing and the talc escape laterally, and a sufficient compressed state cannot be obtained, resulting in impaired sealing performance.

【０００８】上記のような不具合を抑制するために、本
発明者らは、十分な圧縮状態を得るために、加締め金型
の形状を工夫して、加締め予定部の圧縮ストロークを深
くすることも検討した。しかしながら、前記のような三
価クロム系クロメート被膜やニッケルメッキ被膜が加締
め予定部に形成されている場合、金型の使用当初は多少
効果があるものの、加締めを繰り返すうちに、加締め作
用面の滑り性が徐々に変化して効果が次第に薄れ、やが
ては同様の不具合を生ずるに至ることがわかった。In order to suppress the above problems, the present inventors devise the shape of the caulking die to deepen the compression stroke of the portion to be caulked in order to obtain a sufficient compressed state. I also considered that. However, when the above-mentioned trivalent chromium chromate film or nickel plating film is formed on the part to be caulked, there is some effect at the beginning of use of the mold, but the caulking action is repeated during caulking repeatedly. It was found that the slipperiness of the surface gradually changed and the effect gradually diminished, eventually leading to the same problem.

【０００９】本発明の課題は、主体金具の加締め加工を
繰り返しても、工具係合部膨らみなど主体金具の寸法不
具合を生じにくく、ひいては製造歩留まりを向上させる
ことができるスパークプラグの製造方法を提供すること
にある。An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a spark plug, which is less likely to cause a dimensional defect of the metal shell such as a bulge of a tool engaging portion even when the caulking processing of the metal shell is repeated, thereby improving the manufacturing yield. To provide.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明の
スパークプラグの製造方法は、機関取付けのための工具
係合部を有する筒状の主体金具の加締め予定部を、該主
体金具内に挿入された軸線方向に伸びる絶縁体の外周面
に向け屈曲して加締め固定する内容を前提とする。そし
て、上記の課題を解決するために、その第一の方法は、
加締め用金型として、前記加締め予定部に当接して該加
締め予定部を屈曲する加締め作用面を含む部分を多孔質
焼結金属にて構成し、これに潤滑油を含浸したものを用
意し、当該加締め用金型を用いて前記加締め固定を行な
うことを特徴とする。The spark plug manufacturing method according to the present invention is characterized in that a caulking planned portion of a tubular metal shell having a tool engaging portion for mounting an engine is provided in the metal shell. It is premised that the insulator is inserted in the axial direction and bent toward the outer peripheral surface of the insulator to be caulked and fixed. And in order to solve the above problems, the first method is
As a crimping die, a portion including a crimping action surface that is in contact with the planned crimping portion and bends the crimped portion is made of porous sintered metal, and is impregnated with lubricating oil. Is prepared, and the caulking die is used to perform the caulking and fixing.

【００１１】また、第二の方法は、加締め用金型とし
て、加締め予定部に当接して該加締め予定部を屈曲する
加締め作用面に、当該加締め作用面の構成金属と同等又
はそれ以上の硬度を有する投射粒子を投射して、該加締
め作用面を投射加工面としたものを用意し、当該加締め
用金型を用いて加締め固定を行なうことを特徴とする。The second method is, as a caulking die, a caulking action surface that abuts a portion to be caulked and bends the portion to be caulked, and is equivalent to the constituent metal of the caulking action surface. Alternatively, it is characterized in that projection particles having a hardness of not less than that are projected and the caulking action surface is used as a projection processed surface, and caulking and fixing is performed using the caulking die.

【００１２】さらに、第三の方法は、加締め用金型とし
て、加締め予定部に当接して該加締め予定部を屈曲する
加締め作用面に、少なくとも表層部が潤滑物質層からな
る投射粒子を投射することにより、その表面に、潤滑物
質層に基づく投射潤滑被覆面が形成されたものを用意
し、当該加締め用金型を用いて加締め固定を行なうこと
を特徴とする。Further, the third method is as a crimping die, in which at least the surface layer portion is a lubricant substance layer on the crimping action surface which abuts the crimping scheduled portion and bends the crimping scheduled portion. It is characterized in that a particle having a projection lubricating coating surface based on a lubricant substance layer is prepared by projecting the particle, and caulking and fixing is performed using the caulking die.

【００１３】前記した第一の方法においては、加締め用
金型として、加締め予定部に対する加締め作用面を含む
部分を多孔質焼結金属にて構成し、これに潤滑油を含浸
したものを使用する。多孔質金属に含浸された潤滑油が
加締め作用面ににじみ出て油膜を形成するので、加締め
作用面と加締め予定部との間の滑り摺動性が大幅に改善
される。加締め作用面と加締め予定部との滑り摺動性が
損なわれると、加締め予定部の圧縮変形が円滑に進まな
くなり、工具係合部に座屈的な撓み変形を生じて、膨ら
み等の不具合を生じやすくなる。しかし、上記第一の方
法の採用により、工具係合部の膨らみ等による寸法不具
合の発生を効果的に抑制することができる。なお、潤滑
油と主体金具素材との望まざる反応が生じないよう、こ
の場合の加締め工程は冷間加工にて行なうことが望まし
い。In the above-mentioned first method, as a crimping die, a portion including a crimping action surface for a portion to be crimped is made of porous sintered metal and impregnated with lubricating oil. To use. Since the lubricating oil impregnated in the porous metal oozes out to the crimping action surface to form an oil film, the sliding slidability between the crimping action surface and the portion to be crimped is significantly improved. If the sliding and slidability between the caulking surface and the part to be caulked is impaired, the compressive deformation of the part to be caulked will not proceed smoothly, causing buckling deformation of the tool engaging part, resulting in bulging, etc. It becomes easy to cause the trouble of. However, by adopting the above-mentioned first method, it is possible to effectively suppress the occurrence of dimensional defects due to bulging of the tool engaging portion and the like. It should be noted that the caulking process in this case is preferably performed by cold working so that an undesired reaction between the lubricating oil and the metal shell material does not occur.

【００１４】また、第二の方法においては、加締め用金
型として、加締め予定部に対する加締め作用面に、当該
加締め作用面の構成金属と同等又はそれ以上の硬度を有
する投射粒子を投射して、該加締め作用面を投射加工面
としたものを使用する。このような投射加工面を加締め
作用面として採用することにより、加締め作用面と加締
め予定部との間の滑り摺動性が大幅に改善され、工具係
合部の膨らみ等による寸法不具合の発生を効果的に抑制
することができる。このような投射加工面は、主に以下
の３つの理由により摩擦抵抗が減じられ、滑り摺動性が
改善されるものと考えられる。 鏡面加工された加締め作用面に上記のような投射粒子
を投射すると、散点状の凹凸が分散形成され、加締め作
用面と加締め予定部の表面との接触形態が、凸部頂部で
の点状接触が主体となり滑り接触面積が減少する。 鏡面加工されていない加締め作用面の場合は、投射粒
子の投射により、既に存在する凹凸がある程度平滑化す
るが、頂部の丸まった若干の凹凸は残存する。従って、
加締め作用面と加締め予定部の表面との接触形態が、丸
まった凸部頂部での点状接触が基本となる。このため、
摩擦抵抗が減少する。 及びのいずれにおいても、接触する凸部が投射に
より加工硬化して内部残留応力が上昇し、すべり摺動の
際に塑性変形を起こしにくくなる。Further, in the second method, as a crimping die, projection particles having a hardness equal to or higher than that of the constituent metal of the crimping action surface are provided on the crimping action surface with respect to the portion to be crimped. The projection is used, and the caulking surface is used as the projection processing surface. By adopting such a projection processing surface as the caulking surface, the sliding and sliding property between the caulking surface and the part to be caulked is greatly improved, and dimensional problems due to swelling of the tool engagement part etc. Can be effectively suppressed. It is considered that such a projection processed surface has reduced frictional resistance and improved sliding / sliding property mainly due to the following three reasons. When the projection particles as described above are projected onto the crimping surface that has been mirror-finished, scattered irregularities are formed, and the contact form between the crimping surface and the surface of the portion to be crimped is at the top of the convex portion. The point contact is mainly used, and the sliding contact area is reduced. In the case of the crimping surface which is not mirror-finished, projections of projection particles smooth the existing unevenness to some extent, but some unevenness with a rounded top remains. Therefore,
The contact form between the caulking action surface and the surface of the portion to be caulked is basically point contact at the rounded convex top. For this reason,
Friction resistance is reduced. In any of the above cases, the contacting convex portion is work hardened by the projection to increase the internal residual stress, and plastic deformation is less likely to occur during sliding sliding.

【００１５】さらに、第三の方法においては、加締め用
金型として、少なくとも表層部が潤滑物質層からなる投
射粒子を投射することにより、その表面に、潤滑物質層
に基づく投射潤滑被覆面が形成されたものを使用する。
これによると、加締め作用面に潤滑物質による被覆が形
成されていることによりすべり摺動の際の摩擦が減じら
れる。その結果、加締め作用面と加締め予定部との間の
滑り摺動性が大幅に改善され、工具係合部の膨らみ等に
よる寸法不具合の発生を効果的に抑制することができ
る。Further, in the third method, as a crimping die, projection particles having at least a surface layer portion made of a lubricating substance layer are projected, so that a projection lubrication coating surface based on the lubricating substance layer is formed on the surface thereof. Use the formed one.
According to this, since the caulking surface is coated with a lubricating substance, friction during sliding sliding is reduced. As a result, sliding and sliding properties between the caulking surface and the portion to be caulked are significantly improved, and the occurrence of dimensional defects due to bulging of the tool engaging portion can be effectively suppressed.

【００１６】上記第三の方法は、第二の方法と組み合わ
せて実施することも可能である。例えば、加締め用金型
として、加締め作用面に、当該加締め作用面の構成金属
と同等又はそれ以上の硬度を有する投射粒子（以下、硬
質投射粒子という）の投射を行い、その後、少なくとも
表層部が潤滑物質層からなる投射粒子（以下、潤滑被覆
用投射粒子という）を投射することができる。このよう
にすると、先に硬質粒子を投射することにより、加工硬
化した凹凸が適度に形成され、さらに、潤滑被覆用粒子
の投射により、凹凸表面に倣うように潤滑被覆が形成さ
れ、加締め時の滑り摺動性を一層向上させることができ
る。The third method can be carried out in combination with the second method. For example, as a crimping die, projection particles having a hardness equal to or higher than that of the constituent metal of the crimping operation surface (hereinafter referred to as hard projection particles) are projected onto the crimping operation surface, and then at least It is possible to project projection particles whose surface layer portion is composed of a lubricating material layer (hereinafter referred to as projection particles for lubricating coating). By doing this, by projecting the hard particles first, the work-hardened unevenness is appropriately formed, and by the projection of the particles for lubricating coating, the lubricating coating is formed so as to follow the uneven surface. The sliding property can be further improved.

【００１７】また、潤滑被覆用投射粒子は、全体が潤滑
物質よりなるものを使用することができる。他方、加締
め作用面の構成金属と同等又はそれ以上の硬度を有する
芯材表面に潤滑物質層を形成したものを使用することも
できる。このような硬質の芯材を有した潤滑被覆用投射
粒子を用いることにより、該潤滑被覆用投射粒子の投射
エネルギーが高められる。例えば硬質投射粒子を投射済
みの面に投射を行うと、凹凸に潤滑物質を付着・拡散さ
せる効果、ひいては凹凸に倣う潤滑物質被覆を形成する
効果を高めることができる。他方、硬質投射粒子の投射
を行なっていない面に投射を行って、凹凸形成と潤滑物
質被覆とを同時に進行させ、工程短縮を図ることも可能
である。Further, as the projection particles for lubricating coating, particles which entirely consist of a lubricating substance can be used. On the other hand, it is also possible to use a core material having a lubricant material layer formed on the surface of the core material having hardness equal to or higher than that of the constituent metal of the caulking surface. By using the projection particles for lubricating coating having such a hard core material, the projection energy of the projection particles for lubricating coating is increased. For example, when the hard projection particles are projected onto the already-projected surface, it is possible to enhance the effect of attaching and diffusing the lubricant substance to the unevenness, and consequently the effect of forming the lubricant substance coating that follows the unevenness. On the other hand, it is also possible to shorten the process by projecting onto the surface on which the hard projection particles are not projected to simultaneously advance the concavo-convex formation and the lubricant coating.

【００１８】また、本発明は、次のような主体金具を有
するスパークプラグに適用した場合、特に効果が顕著で
ある。 ・加締め予定部の外周面に、亜鉛メッキ又はニッケルメ
ッキ処理を施した後、該表面にさらにクロメート処理が
施されているもの。 ・加締め予定部の外周面に、Ｎｉメッキ処理のみが施さ
れたもの。従来、加締め予定部の表面がクロメート被膜
面又はニッケルメッキ面となっているとき、金型との間
の滑り摺動性が特に悪化しやすく、工具係合部膨らみ等
の寸法不具合を特に発生しやすかった。しかしながら、
本発明の採用により、主体金具に上記のような被覆が施
されている場合でも金型との間の滑り摺動性を良好に確
保でき、上記不具合の発生をさらに効果的に抑制するこ
とができる。Further, the present invention is particularly effective when applied to a spark plug having the following metal shell. -The outer peripheral surface of the portion to be caulked is zinc-plated or nickel-plated, and then the surface is further chromated. -The outer peripheral surface of the part to be caulked is only Ni-plated. Conventionally, when the surface of the part to be caulked is a chromate film surface or a nickel-plated surface, sliding slidability with the mold is particularly likely to deteriorate, and dimensional problems such as swelling of the tool engaging part occur particularly. It was easy. However,
By adopting the present invention, even if the metal shell is coated as described above, it is possible to ensure good sliding and sliding properties between the metal shell and the metal mold, and it is possible to more effectively suppress the occurrence of the above problems. it can.

【００１９】ニッケルメッキ層に関しては、メッキ層表
面の摩擦係数が本来的に高いことが、滑り摺動性の悪化
を招きやすかった原因であると考えられる。また、光沢
剤の使用により平滑性の高いメッキ面を形成した場合
や、軟質のメッキ層を形成した場合は、滑り摺動性はさ
らに悪化しやすくなる。例えば、外観仕上がりや防食上
の要請により、このようなニッケルメッキ層を採用せざ
るを得ない場合、本発明の採用により滑り摺動性を顕著
に改善することができ、工具係合部の膨らみ等による寸
法不具合の発生を効果的に抑制することができる。Regarding the nickel-plated layer, it is considered that the inherently high coefficient of friction on the surface of the plated layer is likely to cause deterioration of sliding property. Further, when a plated surface having high smoothness is formed by using a brightening agent or when a soft plated layer is formed, sliding and sliding properties are likely to be further deteriorated. For example, when such a nickel-plated layer has to be adopted due to a demand for appearance finish or anticorrosion, the sliding sliding property can be remarkably improved by adopting the present invention, and the swelling of the tool engaging portion can be improved. It is possible to effectively suppress the occurrence of dimensional problems due to the above.

【００２０】他方亜鉛メッキ層は、ニッケルメッキ層よ
りさらに軟質であり、摺動摩擦により層表層部に強制的
な塑性流動が生ずると、その流動抵抗により滑り摺動性
が低下すると考えられる。また、摺動摩擦により流動し
た材料の一部が剥離して金型内面に付着・堆積すると、
滑り摺動性はさらに悪くなる。この場合、金型内面への
材料付着量が増加するにつれて、滑り摺動性の悪化の程
度は甚だしくなる。このことは、加締めを繰り返すうち
に滑り摺動性が低下し、やがては工具係合部膨らみとい
った加締めの不具合を招来する、という事実とも整合す
る。On the other hand, the zinc-plated layer is softer than the nickel-plated layer, and it is considered that if sliding friction causes forced plastic flow in the surface layer of the layer, the sliding resistance will decrease due to the flow resistance. In addition, when a part of the material that has flowed due to sliding friction peels off and adheres to and accumulates on the inner surface of the mold,
Sliding Sliding property becomes worse. In this case, as the amount of material adhering to the inner surface of the mold increases, the degree of deterioration of the sliding property becomes serious. This is consistent with the fact that the sliding slidability deteriorates as the caulking is repeated and eventually causes a caulking defect such as a bulge of the tool engaging portion.

【００２１】また、メッキ層の上にクロメート被膜を形
成したものは、クロメート被膜が金属メッキ層と比較し
て脆く、剥離及び金型付着により同様の不具合を招きや
すい。特に、クロメート被膜を亜鉛めっき層の上に形成
したものは、加締め繰り返しに伴う滑り摺動性の低下が
とりわけ顕著である。こうした不具合は、従来使用され
ていた六価クロム系のクロメート被膜（以下、六価クロ
メート被膜ともいう）を採用した場合でも多かれ少なか
れ発生していたが、三価クロム系のクロメート被膜（以
下、三価クロメート被膜ともいう）を採用した場合は、
その傾向がより顕著である。これは、三価クロメート被
膜が六価クロメート被膜のものより含水率が高くなりが
ちであり、それによって被膜表面の摩擦係数が高くなる
か、あるいは剥離・付着性が顕著になる等のため、滑り
摺動性がより低下しやすくなるものと考えられる。いず
れにせよ、一旦滑り摺動性が悪化し始めると、被膜の剥
離・付着も加速度的に進行し、工具係合部膨らみ等の加
締めの不具合が急速に顕在化することになる。Further, in the case where the chromate film is formed on the plating layer, the chromate film is more fragile than the metal plating layer, and similar problems are likely to occur due to peeling and die attachment. In particular, in the case where the chromate film is formed on the galvanized layer, the sliding slidability is remarkably reduced with repeated crimping. These problems occurred more or less even when the conventionally used hexavalent chromium-based chromate coating (hereinafter, also referred to as hexavalent chromate coating) was adopted. When using a valent chromate coating),
The tendency is more remarkable. This is because the trivalent chromate coating tends to have a higher water content than that of the hexavalent chromate coating, which increases the coefficient of friction of the coating surface, or the peeling / adhesion becomes noticeable. It is considered that the slidability is more likely to decrease. In any case, once the sliding and slidability starts to deteriorate, the peeling / adhesion of the coating also progresses at an accelerated rate, and caulking defects such as swelling of the tool engaging portion will become rapidly apparent.

【００２２】しかしながら、本発明の方法によれば、金
型との間の滑り摺動性が良好に維持されるため、被膜の
剥離・付着も進行しにくくなり、加締めの不具合の発生
を長期にわたって効果的に抑制することができる。However, according to the method of the present invention, since the sliding property with respect to the mold is maintained well, the peeling / adhesion of the coating is less likely to proceed, and the caulking problem may occur for a long time. Can be effectively suppressed over.

【００２３】例えば、主体金具は、亜鉛メッキを施した
後、さらに、含有されるクロム成分の９５質量％以上が
三価クロム成分である膜厚０．２〜０．５μｍのクロメ
ート被膜（以下、これを厚膜三価クロメート被膜とい
う）を、少なくとも加締め予定部の外周面に形成したも
のとすることができる。特開２０００−２５２０４２号
公報に開示されている通り、三価クロメート被膜を採用
する場合、防錆性の不足を補うために、クロメート被膜
の上記のような厚膜化が不可欠である。しかしながら、
クロメート被膜は厚膜化するほど層内に蓄積される応力
が増加しやすく、加締め時の剥離が生じやすくなる。そ
して、このような傾向は、特に含水率の高い三価クロメ
ート被膜を厚膜化した場合に顕著となる。クロメート被
膜としてこのような厚膜三価クロメート被膜を採用する
場合、本発明の方法を採用することは、工具係合部膨ら
み等の加締めの不具合を防止し、製造歩留まりと工程の
安定化を図る上で非常に有益である。For example, the metal shell is plated with zinc, and after that, a chromate film having a film thickness of 0.2 to 0.5 μm (hereinafter referred to as “chrome-containing film”) in which 95 mass% or more of the contained chromium component is a trivalent chromium component This may be referred to as a thick film trivalent chromate film) formed on at least the outer peripheral surface of the portion to be caulked. As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-252042, when a trivalent chromate film is used, it is indispensable to increase the thickness of the chromate film as described above in order to make up for the lack of rust prevention. However,
The thicker the chromate film is, the more the stress accumulated in the layer is increased, and the more likely the peeling occurs during crimping. And such a tendency becomes remarkable especially when the trivalent chromate film having a high water content is thickened. When adopting such a thick trivalent chromate coating as the chromate coating, adopting the method of the present invention prevents caulking problems such as swelling of the tool engaging portion and stabilizes the manufacturing yield and the process. It is very useful for making a plan.

【００２４】なお、三価クロメート被膜の膜厚が０．２
μｍ未満では、防食性能や耐熱性を十分に確保できなく
なる。また、膜厚が０．５μｍを超えると、滑り摺動時
に被膜にクラックを生じたり、あるいは被膜の脱落等が
生じやすくなる。クロメート被膜の膜厚は、望ましくは
０．３〜０．５μｍとするのがよい。また、環境上の観
点から、クロメート被膜には六価クロムが実質的に含有
されていないことが望ましい。このようなクロメート被
膜の形成方法については、ドイツ公開特許公報ＤＥ１９
６３８１７６Ａ１号に詳細が開示されており、そのスパ
ークプラグ主体金具への適用については、特開２０００
−２５２０４２号公報に開示されている通りであるか
ら、詳細な説明は省略する。The thickness of the trivalent chromate film is 0.2
If it is less than μm, sufficient anticorrosion performance and heat resistance cannot be ensured. If the film thickness exceeds 0.5 μm, cracks may be generated in the coating film during sliding and sliding, or the coating film may easily fall off. The thickness of the chromate film is desirably 0.3 to 0.5 μm. Further, from the environmental point of view, it is desirable that the chromate film does not substantially contain hexavalent chromium. A method for forming such a chromate film is described in German Published Patent Application DE19
The details are disclosed in Japanese Patent No. 638176A1, and the application to the spark plug metal shell is disclosed in JP-A-2000-2000.
Since it is as disclosed in Japanese Patent Publication No. 252042, detailed description thereof will be omitted.

【００２５】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。図１は本発明により製造され
るスパークプラグ１００を示すものである。筒状の主体
金具１、先端部２１が突出するようにその主体金具１の
内側に嵌め込まれた絶縁体２、先端に形成された放電部
３１を突出させた状態で絶縁体２の内側に設けられた中
心電極３、及び主体金具１に一端が溶接等により結合さ
れるとともに、他端側が側方に曲げ返されて、その側面
が中心電極３の放電部３１と対向するように配置された
接地電極４等を備えている。また、接地電極４には上記
放電部３１に対向する放電部３２が形成されており、そ
れら放電部３１と放電部３２とに挟まれた隙間に火花放
電ギャップｇが形成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a spark plug 100 manufactured according to the present invention. The tubular metallic shell 1, the insulator 2 fitted inside the metallic shell 1 so that the tip portion 21 projects, and the discharge part 31 formed at the tip are provided inside the insulator 2 in a projected state. One end is joined to the center electrode 3 and the metal shell 1 thus formed by welding or the like, and the other end side is bent back to the side so that the side surface thereof faces the discharge part 31 of the center electrode 3. The ground electrode 4 and the like are provided. Further, the ground electrode 4 is formed with a discharge part 32 facing the discharge part 31, and a spark discharge gap g is formed in a gap sandwiched between the discharge part 31 and the discharge part 32.

【００２６】絶縁体２は、例えばアルミナあるいは窒化
アルミニウム等のセラミック焼結体により構成され、そ
の内部には自身の軸方向に沿って中心電極３を嵌め込む
ための貫通孔６を有している。この貫通孔６の一方の端
部側に端子金具１３が挿入・固定され、同じく他方の端
部側に中心電極３が挿入・固定されている。また、該貫
通孔６内において端子金具１３と中心電極３との間に抵
抗体１５が配置されている。この抵抗体１５の両端部
は、導電性ガラスシール層１６，１７を介して中心電極
３と端子金具１３とにそれぞれ電気的に接続されてい
る。また、絶縁体２の軸線方向の略中央部にはフランジ
状の突出部２ｅが形成されている。The insulator 2 is made of, for example, a ceramic sintered body such as alumina or aluminum nitride, and has a through hole 6 therein for fitting the center electrode 3 in the axial direction thereof. . The terminal fitting 13 is inserted and fixed to one end of the through hole 6, and the center electrode 3 is inserted and fixed to the other end of the through hole 6. A resistor 15 is arranged in the through hole 6 between the terminal fitting 13 and the center electrode 3. Both ends of the resistor 15 are electrically connected to the center electrode 3 and the terminal fitting 13 via conductive glass seal layers 16 and 17, respectively. Further, a flange-shaped protrusion 2e is formed at a substantially central portion of the insulator 2 in the axial direction.

【００２７】主体金具１は、炭素鋼等の金属により筒状
に形成されており、スパークプラグ１００のハウジング
を構成するとともに、その外周面には、プラグ１００を
図示しないエンジンブロックに取り付けるためのねじ部
７が形成されている。なお、１ｅは、主体金具１を取り
付ける際に、スパナやレンチ等の工具を係合させる工具
係合部であり、六角状の軸断面形状を有している。そし
て、主体金具１の後方側開口部内面と、絶縁体２の外面
との間には、絶縁体２の略中央部に形成された突出部２
ｅの後方側周縁と係合するリング状の線パッキン６２が
配置されている。また、線パッキン６２のさらに後方側
にはタルク等の充填層６１を介してリング状のパッキン
６０が配置されている。そして、絶縁体２を主体金具１
に向けて前方側に押し込み、その状態で主体金具１の開
口縁（加締め予定部）をパッキン６０（すなわち、絶縁
体２の外周面）に向けて屈曲させることにより加締め部
１ｄが形成され、主体金具１が絶縁体２に対して固定さ
れている。なお、主体金具１のねじ部７の基端部には、
図示しないガスケットがはめ込まれている。The metal shell 1 is made of a metal such as carbon steel in a tubular shape, constitutes a housing of the spark plug 100, and has a screw for attaching the plug 100 to an engine block (not shown) on its outer peripheral surface. The part 7 is formed. In addition, 1e is a tool engagement part which engages tools, such as a spanner and a wrench, when attaching the metal shell 1, and has a hexagonal axial cross-sectional shape. Then, between the inner surface of the rear side opening of the metal shell 1 and the outer surface of the insulator 2, the protruding portion 2 formed in the substantially central portion of the insulator 2 is provided.
A ring-shaped wire packing 62 that engages with the rear side peripheral edge of e is arranged. Further, a ring-shaped packing 60 is arranged further behind the line packing 62 with a filling layer 61 of talc or the like interposed therebetween. Then, the insulator 2 is attached to the metal shell 1
To the front side, and in that state, the opening edge (scheduled portion to be crimped) of the metal shell 1 is bent toward the packing 60 (that is, the outer peripheral surface of the insulator 2) to form the crimped portion 1d. The metal shell 1 is fixed to the insulator 2. In addition, at the base end portion of the screw portion 7 of the metal shell 1,
A gasket (not shown) is fitted.

【００２８】次に、主体金具１のの外面全体には防食の
ための亜鉛メッキ層４１（亜鉛系メッキ層）が形成さ
れ、そのさらに外側がクロメート被膜４２で覆われてい
る。亜鉛メッキ層４１は、公知の電解亜鉛メッキ法によ
り形成されるものであり、厚さは、例えば３〜１０μｍ
程度とされる。この厚さが３μｍ未満では耐食性を十分
に確保できなくなる場合があり、逆に１０μｍを超える
膜厚は耐食性確保という観点においては過剰スペックで
あり、またメッキ時間も長くなって製造能率が低下する
ので、コストアップにつながる。また、加締め加工によ
り絶縁体２を組み付ける際や接地電極４の曲げ加工を行
なう際に変形を生ずる部位において、メッキ剥離等を生
じ易くなる問題もある。Next, a zinc plating layer 41 (zinc-based plating layer) for corrosion protection is formed on the entire outer surface of the metal shell 1, and the outer side thereof is covered with a chromate film 42. The zinc plating layer 41 is formed by a known electrolytic zinc plating method, and has a thickness of, for example, 3 to 10 μm.
It is considered as a degree. If the thickness is less than 3 μm, sufficient corrosion resistance may not be ensured. Conversely, if the thickness exceeds 10 μm, it is an excessive specification from the viewpoint of ensuring corrosion resistance, and the plating time becomes long and the manufacturing efficiency decreases. , Leading to higher costs. Further, there is also a problem that plating peeling or the like is likely to occur at a portion that is deformed when the insulator 2 is assembled by crimping or the ground electrode 4 is bent.

【００２９】一方、クロメート被膜４２は、含有される
クロム成分の９５重量％以上が三価クロムであり、かつ
その膜厚が０．２〜０．５μｍである。なお、クロム成
分は、なるべく多くの部分が三価クロム成分となってい
るのがよく、望ましくはクロム成分の実質的に全てが三
価クロム成分となっているのがよい。On the other hand, in the chromate film 42, 95% by weight or more of the chromium component contained is trivalent chromium, and the film thickness thereof is 0.2 to 0.5 μm. It should be noted that as much as possible of the chromium component is a trivalent chromium component, and preferably, substantially all of the chromium component is a trivalent chromium component.

【００３０】以下、上記スパークプラグ１００の本発明
の製造方法について述べる。まず、下地金属層としての
亜鉛メッキ層４１を公知のメッキ処理により主体金具１
に形成する。そして、このような下地金属層が形成され
ている主体金具１を三価クロム塩と三価クロムに対する
錯化剤とが配合されたクロメート処理浴に浸漬すること
により三価クロメート被膜４２を形成させる。なお、処
理能率向上のため、公知のバレル処理法（透液性の容器
内に金属部材をバラ積み挿入し、上記クロメート処理浴
中にて容器を回転させながら行なう処理）等を採用する
ことができる。錯化剤としては、各種キレート剤（ジカ
ルボン酸、トリカルボン酸、オキシ酸、水酸基ジカルボ
ン酸あるいは水酸基トリカルボン酸：例えば、シュウ
酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピ
メリン酸、コルク酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレ
イン酸、フタル酸、テレフタル酸、酒石酸、クエン酸、
リンゴ酸、アスコルビン酸等）を用いることが有効であ
る。クロメート処理後の主体金具１は、水洗後、温風等
によって乾燥させる。The method of manufacturing the spark plug 100 of the present invention will be described below. First, the metallic shell 1 is formed by subjecting the zinc plating layer 41 as a base metal layer to a known plating process.
To form. Then, the metal shell 1 on which such a base metal layer is formed is dipped in a chromate treatment bath containing a trivalent chromium salt and a complexing agent for the trivalent chromium to form the trivalent chromate coating 42. . To improve the processing efficiency, a known barrel processing method (processing in which metal members are stacked and inserted in a liquid-permeable container and the container is rotated in the chromate treatment bath) may be adopted. it can. As the complexing agent, various chelating agents (dicarboxylic acid, tricarboxylic acid, oxyacid, hydroxyl dicarboxylic acid or hydroxyl tricarboxylic acid: for example, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, cork acid, Azelaic acid, sebacic acid, maleic acid, phthalic acid, terephthalic acid, tartaric acid, citric acid,
It is effective to use malic acid, ascorbic acid, etc.). The metal shell 1 after the chromate treatment is washed with water and then dried with warm air or the like.

【００３１】次に、以上のような状態の主体金具１に対
して、貫通孔６に中心電極３及び導電性シール層１６、
１７、抵抗体１５並びに端子金具１３を予め組み付けた
絶縁体２を挿入する。また、絶縁体２の係合部２ｈと主
体金具１の係合部１ｃとを線パッキン（図示略）を介し
て結合させた状態とする（なお、これらの部材について
は図１を参照）。次に、加締め前の主体金具１の後端部
は、図２（ａ）に示すように、開口を有する加締め予定
部１ｄ’となっている。この開口から、主体金具１の内
側においてフランジ状の突出部２ｅの後方に、線パッキ
ン６２、充填層６１及び線パッキン６０を順次配置す
る。その後、これらの線パッキン６０、６２及び充填層
６１を介し、主体金具１の加締め予定部に、加締め金型
を用いて軸線方向の圧縮力を加える。これにより、加締
め予定部は絶縁体２の外周面に向け屈曲して加締めら
れ、主体金具１と絶縁体２とが組み付けられる。この加
締め加工は、熱間加締め及び冷間加締めのいずれを採用
してもよい。Next, with respect to the metal shell 1 in the above-described state, the center electrode 3 and the conductive sealing layer 16 are provided in the through hole 6.
The insulator 2 in which the resistor 17, the resistor 15 and the terminal fitting 13 are assembled in advance is inserted. Further, the engagement portion 2h of the insulator 2 and the engagement portion 1c of the metal shell 1 are brought into a state of being coupled to each other via a wire packing (not shown) (see FIG. 1 for these members). Next, as shown in FIG. 2A, the rear end portion of the metal shell 1 before caulking is a caulking scheduled portion 1d ′ having an opening. From this opening, the line packing 62, the filling layer 61, and the line packing 60 are sequentially arranged behind the flange-shaped protrusion 2e inside the metal shell 1. Thereafter, a compression force in the axial direction is applied to the portion to be caulked of the metal shell 1 through the wire packings 60 and 62 and the filling layer 61 by using a caulking die. As a result, the portion to be caulked is bent and crimped toward the outer peripheral surface of the insulator 2, and the metal shell 1 and the insulator 2 are assembled. This caulking process may employ either hot caulking or cold caulking.

【００３２】上記冷間加締め加工は、具体的には以下の
ようにして行なうことができる。まず、図２（ａ）に示
すように、加締めベース１１０のセット孔１１０ａに主
体金具１の先端部を挿入し、主体金具１に形成されたフ
ランジ状のガスシール部１ｆをその開口周縁に支持させ
る。なお、図１における主体金具１の加締め部１ｄは、
図２では未加締め円筒状形態であり、これを加締め予定
部１ｄ’と称する。次いで、主体金具１に対し上方から
加締め金型１１１を装着する。加締め金型１１１の加締
め予定部１ｄ’に当接する部分には、加工後の加締め部
１ｄ（図１）に対応した凹状形態の加締め作用面１１１
ｐが形成されている。この状態で、加締め金型１１１に
対し、加締めベース１１０に接近させる向きの軸線方向
圧縮力を加える。すると、加締め予定部１ｄ’は、加締
め作用面１１１ｐに沿って半径方向内向きに屈曲しなが
ら圧縮され、主体金具１と絶縁体２とが加締め固定され
る。また、ガスシール部１ｆと工具係合部１ｅとの間に
は薄肉部１ｈが形成されている。この薄肉部１ｈは、圧
縮力の付加に伴い外向きに撓み変形し、充填層６１の圧
縮ストロークを稼いでシール性を高める働きをなす。Specifically, the cold crimping process can be performed as follows. First, as shown in FIG. 2 (a), the tip of the metal shell 1 is inserted into the set hole 110a of the caulking base 110, and the flange-shaped gas seal portion 1f formed on the metal shell 1 is attached to the periphery of the opening. Support. The caulking portion 1d of the metal shell 1 in FIG.
In FIG. 2, it has a non-crimped cylindrical shape, which is referred to as a crimp scheduled portion 1d '. Next, the caulking die 111 is attached to the metal shell 1 from above. A portion of the caulking die 111 that comes into contact with the caulking portion 1d ′ to be caulked has a concave caulking surface 111 corresponding to the caulking portion 1d (FIG. 1) after processing.
p is formed. In this state, an axial compressive force is applied to the crimping die 111 in the direction of approaching the crimping base 110. Then, the portion to be caulked 1d ′ is compressed while being bent inward in the radial direction along the caulking action surface 111p, and the metal shell 1 and the insulator 2 are caulked and fixed. Further, a thin portion 1h is formed between the gas seal portion 1f and the tool engagement portion 1e. The thin portion 1h flexes and deforms outward with the application of a compressive force, and serves to increase the compression stroke of the filling layer 61 and enhance the sealing performance.

【００３３】図３（ａ）は加締め用金型１１１の一例を
示すものである。該加締め用金型１１１は、軸線Ｃの方
向に貫通孔１１２を有する。該貫通孔１１２の軸線Ｃ方
向における少なくとも片側の内周面には、その開口内周
縁を含む部分に、開口内周縁から軸線方向に遠ざかるほ
ど縮径するテーパ状縮径面１１１ａが形成されている。
また、該テーパ状縮径面１１１ａに続く形で、加締め予
定部１ｄ’を屈曲させるための加締めアール部Ｒが形成
されている。これら加締めアール部Ｒとテーパ状縮径面
１１１ａとが加締め作用面１１１ｐを構成する。なお、
加締めアール部Ｒは、テーパ状縮径面１１１ａとストレ
ート部１１１ｃとの間に形成されている。また、加締め
アール部Ｒとテーパ内周面１１１ａとの接続部は、加締
めアール部Ｒとは逆形態（つまり凸状）のアール部とさ
れている。本実施形態の加締め用金型１１１は、金型の
両面を使用可能として寿命を延ばすために、軸線Ｃ方向
両側にテーパ状縮径面１１１ａ及び加締めアール部Ｒを
有するリング状に形成されている。FIG. 3A shows an example of the caulking die 111. The caulking die 111 has a through hole 112 in the direction of the axis C. On at least one inner peripheral surface of the through hole 112 in the direction of the axis C, a tapered diameter-reduced surface 111a is formed in a portion including the inner peripheral edge of the opening, the diameter being reduced as the distance from the inner peripheral edge of the opening increases in the axial direction. .
Further, a caulking rounded portion R for bending the caulking planned portion 1d 'is formed in a form continuing from the tapered diameter reducing surface 111a. The crimped rounded portion R and the tapered diameter reducing surface 111a form the crimping action surface 111p. In addition,
The crimped rounded portion R is formed between the tapered diameter reducing surface 111a and the straight portion 111c. Further, the connecting portion between the crimped rounded portion R and the tapered inner peripheral surface 111a is a rounded portion having a shape (that is, a convex shape) opposite to that of the crimped rounded portion R. The crimping die 111 of the present embodiment is formed in a ring shape having tapered diameter reducing surfaces 111a and crimping radius portions R on both sides in the axis C direction in order to use both sides of the die and prolong the life. ing.

【００３４】そして、中心軸線Ｃを含む断面において、
該中心軸線Ｃと直交する直線Ｂと、テーパ状縮径面１１
１ａとのなす角を金型テーパ角度Ａ（°）とし、加締め
アール部Ｒの軸線方向Ｃにおける長さを加締めアール部
深さＤ（ｍｍ）とする。なお、「加締めアール部Ｒの軸
線Ｃの方向における長さ」とは、該加締めアール部Ｒを
含む同半径の仮想円Ｏと、テーパ状縮径面１１１ａの延
長線Ｇとの交点をＥとして、該点Ｅから加締めアール部
Ｒへの軸線方向Ｃの最長距離とする。なお、ストレート
部１１１ｃの内径は、主体金具１を組み付けた状態にお
いて、絶縁体２の加締め予定部１ｄ’よりも後方側に突
出する部分の外径よりも大きくされ、絶縁体２の上記突
出部分を挿通可能としている。Then, in a cross section including the central axis C,
A straight line B orthogonal to the central axis C and a tapered diameter reducing surface 11
The angle formed by 1a is the die taper angle A (°), and the length of the caulking radius portion R in the axial direction C is the caulking radius portion depth D (mm). In addition, "the length in the direction of the axis C of the caulking radius portion R" means the intersection point of the virtual circle O having the same radius including the caulking radius portion R and the extension line G of the tapered diameter-reduced surface 111a. Let E be the longest distance in the axial direction C from the point E to the caulking radius R. The inner diameter of the straight portion 111c is larger than the outer diameter of the portion of the insulator 2 that projects rearward from the caulking portion 1d 'in the assembled state of the metal shell 1, and thus the protrusion of the insulator 2 described above. The part can be inserted.

【００３５】加締め用金型１１１は、製造されるスパー
クプラグ１００の種類に応じて好適なものを使用するの
がよい。つまり、製造すべきスパークプラグの主体金具
寸法に応じて、金型テーパ角度Ａ（°）及び金型加締め
アール部Ｒの深さＤ（ｍｍ）が最適な条件に調整された
金型を使用するのがよい。その条件とは、以下のいずれ
かを満たすものであり、加締め時における工具係合部１
ｅの膨らみをより効果的に抑制できる： （第一条件）主体金具１の工具係合部１ｅの六角対辺寸
法Ｎが１４ｍｍ以下のとき、６≦Ａ／Ｄ≦２２。特に、
テーパ角度Ａを１５〜３５°、金型加締めアール部深さ
Ｄを１．６〜２．４ｍｍとしたとき、より効果的であ
る； （第二条件）主体金具１の工具係合部１ｅの六角対辺寸
法が１５．７〜１６ｍｍであり、主体金具１の取付ねじ
部７の呼び（ＪＩＳ：Ｂ８０３１による）がＭ１４、Ｍ
１２及びＭ１０のいずれかのとき、５．５≦Ａ／Ｄ≦１
９．５。特に、金型テーパ角度Ａを１５〜３５°、金型
加締めアール部深さＤを１．８〜２．６ｍｍとしたと
き、より効果的である； （第三条件）主体金具１の工具係合部１ｅの六角対辺寸
法が１９．７〜２０ｍｍであり、主体金具１の取付ねじ
部７の呼びがＭ１４のとき、３≦Ａ／Ｄ≦９．５。特
に、金型テーパ角度Ａを１０〜２０°、金型加締めアー
ル部深さＤを２．２〜３ｍｍとしたとき、より効果的で
ある。As the crimping die 111, it is preferable to use a suitable one according to the kind of the spark plug 100 to be manufactured. In other words, a die is used in which the die taper angle A (°) and the depth D (mm) of the die caulking radius portion R are adjusted to optimal conditions according to the size of the metal shell of the spark plug to be manufactured. Good to do. The condition satisfies one of the following conditions, and the tool engaging portion 1 at the time of caulking
The bulge of e can be suppressed more effectively: (First condition) 6 ≦ A / D ≦ 22 when the hexagonal side dimension N of the tool engaging portion 1e of the metal shell 1 is 14 mm or less. In particular,
It is more effective when the taper angle A is 15 to 35 ° and the mold caulking radius portion depth D is 1.6 to 2.4 mm; (second condition) the tool engaging portion 1e of the metal shell 1. Has a width across flats of 15.7 to 16 mm, and the designation of the mounting screw portion 7 of the metal shell 1 (according to JIS: B8031) is M14, M.
When either 12 or M10, 5.5 ≦ A / D ≦ 1
9.5. Particularly, it is more effective when the die taper angle A is 15 to 35 ° and the die caulking radius portion depth D is 1.8 to 2.6 mm; (third condition) the tool of the metal shell 1 When the hexagonal opposite side dimension of the engaging portion 1e is 19.7 to 20 mm and the nominal size of the mounting screw portion 7 of the metal shell 1 is M14, 3 ≦ A / D ≦ 9.5. Particularly, it is more effective when the die taper angle A is 10 to 20 ° and the die caulking radius portion depth D is 2.2 to 3 mm.

【００３６】上記いずれの条件においても、金型テーパ
角度Ａが大きすぎると工具係合部１ｅに加締め用金型１
１１が早く当接し過ぎ、工具係合部１ｅに過剰な加圧力
が働くため、膨らみ等の不具合を招きやすくなる。一
方、金型テーパ角度Ａが小さすぎると、工具係合部１ｅ
に加締め用金型１１１が当接するのが過度に遅くなる。
その結果、加締め予定部１ｄ’の圧縮ストロークが過剰
となって、同様に工具係合部１ｅの膨らみ等の不具合を
招きやすくなる。また、金型加締めアール部深さＤが過
剰になると、形成される加締め部１ｄの圧縮変形量が不
足し、シール性の低下を招く。他方、アール部深さＤが
不足すると加締め部１ｄがつぶれすぎ、形状不良を招
く。Under any of the above conditions, if the die taper angle A is too large, the tool engaging portion 1e will be swaged with the die 1 for caulking.
Since 11 abuts too quickly and an excessive pressing force acts on the tool engaging portion 1e, problems such as bulging are likely to occur. On the other hand, if the die taper angle A is too small, the tool engaging portion 1e
The contact of the crimping die 111 with the above becomes excessively slow.
As a result, the compression stroke of the portion to be caulked 1d ′ becomes excessive, and similarly, problems such as swelling of the tool engagement portion 1e are likely to occur. Further, if the depth D of the caulking portion of the die is excessive, the amount of compressive deformation of the caulking portion 1d formed will be insufficient, and the sealing performance will be deteriorated. On the other hand, if the depth D of the rounded portion is insufficient, the crimped portion 1d is excessively crushed, resulting in a defective shape.

【００３７】さて、上記加締め加工に際しては、図２に
示すように、金型１１１の加締め作用面１１１ｐと加締
め予定部１ｄ’の外面との間に滑り摺動が生じる。この
滑り摺動は、軸線方向圧縮力を加締め予定部１ｄ’及び
薄肉部１ｈの変形に集中させ、ひいては充填層６１を軸
線方向に十分に圧縮してシール性を高めるために重要で
ある。しかしながら、滑り摺動が円滑に進まない場合
は、加締め予定部１ｄ’は金型の加締め作用面１１１ｐ
にいわばロックされた状態となり、加締め作用面１１１
ｐに沿った半径方向内向きの屈曲変形が十分に進まなく
なる。その結果、加締め予定部１ｄ’の変形に本来費や
されるはずだった圧縮変形エネルギーが工具係合部１ｅ
にしわ寄せされ、膨らみ変形を招くこととなる。このよ
うな膨らみ変形が発生すると、工具係合部１ｅ内の充填
層６１が横方向に逃げてシール性が損なわれる。また、
工具係合部１ｅの寸法が公差を超えて増大し、レンチ等
の工具係合に支障を来たす不具合にもつながる。Now, during the caulking process, as shown in FIG. 2, sliding movement occurs between the caulking surface 111p of the die 111 and the outer surface of the caulking portion 1d '. This sliding and sliding is important for concentrating the axial compressive force on the deformation of the caulking portion 1d ′ and the thin portion 1h, and further for sufficiently compressing the filling layer 61 in the axial direction to improve the sealing property. However, when the sliding movement does not proceed smoothly, the caulking planned portion 1d ′ is the caulking surface 111p of the die.
So to speak, it becomes a locked state, and the caulking action surface 111
Inward bending deformation in the radial direction along p does not proceed sufficiently. As a result, the compressive deformation energy, which should have been originally spent for the deformation of the caulking scheduled portion 1d ′, is applied to the tool engaging portion 1e.
It will be wrinkled, causing bulging and deformation. When such a bulging deformation occurs, the filling layer 61 in the tool engaging portion 1e escapes in the lateral direction, and the sealing performance is impaired. Also,
The dimension of the tool engagement portion 1e increases beyond the tolerance, leading to a problem that the tool engagement of a wrench or the like is hindered.

【００３８】例えば、最近の自動車においては、個別の
点火コイルをスパークプラグの上部に直接取り付けるダ
イレクトイグニッション方式が多く採用され、シリンダ
ヘッドの上方空間に余裕がなくなっている。また、バル
ブ占有面積も拡大しているのでプラグホールが小径化す
る傾向がある。こうした事情により、工具係合部１ｅの
六角対辺寸法は、従来１６ｍｍ以上確保できていたの
が、１４ｍｍあるいはそれ以下の寸法への縮小を余儀な
くされている。その結果、工具係合部１ｅの肉厚を十分
に確保することも難しくなっているので、膨らみ変形の
防止を特に十分講ずる必要がある。For example, in recent automobiles, a direct ignition system in which an individual ignition coil is directly attached to the upper portion of the spark plug is often used, and there is no room in the space above the cylinder head. Further, since the area occupied by the valve is also expanded, the diameter of the plug hole tends to be reduced. Due to such circumstances, the dimension across the hexagon of the tool engaging portion 1e has conventionally been secured to be 16 mm or more, but it is inevitably reduced to 14 mm or less. As a result, it is difficult to sufficiently secure the wall thickness of the tool engaging portion 1e, so that it is necessary to sufficiently prevent bulging and deformation.

【００３９】ここで、加締めストロークがカム機構等に
より固定化された、いわゆる機械式加締め装置を用いる
場合は、特に注意が必要である。すなわち、このような
機械式加締め装置の場合は、加締め予定部１ｄ’の圧縮
変形量が減少すると、その減少分に相当する加締めスト
ロークは、薄肉部１ｈあるいは工具係合部１ｅの圧縮変
形により強制的に吸収される。従って、薄肉部１ｈの変
形のみですべての加締めストロークを吸収しきれない場
合、残ったストロークにより工具係合部１ｅには非常に
大きな圧縮変形力が作用し、膨らみ変形が生じやすくな
る。他方、油圧式の加締め装置の場合は、最大加圧力が
油圧により規制されるため、例えば、六角対辺寸法が１
６ｍｍ以上確保できる場合など、工具係合部１ｅの肉厚
を十分確保できる場合には、膨らみ変形の程度が小さく
てすむ場合もありうる。しかし六角対辺寸法が１４ｍｍ
以下の、薄肉の工具係合部１ｅの場合は同様の注意が必
要である。When a so-called mechanical caulking device in which the caulking stroke is fixed by a cam mechanism or the like is used, special attention is required. That is, in the case of such a mechanical caulking device, when the amount of compressive deformation of the scheduled caulking portion 1d ′ decreases, the caulking stroke corresponding to the reduction amount is the compression of the thin portion 1h or the tool engaging portion 1e. It is forcibly absorbed by deformation. Therefore, when only the deformation of the thin portion 1h cannot absorb all the crimping strokes, a very large compressive deformation force acts on the tool engagement portion 1e due to the remaining stroke, and bulging deformation easily occurs. On the other hand, in the case of the hydraulic type caulking device, the maximum pressing force is regulated by the hydraulic pressure.
When the wall thickness of the tool engagement portion 1e can be sufficiently secured, such as when it can be secured at 6 mm or more, the degree of bulging deformation may be small. However, the width across flats is 14 mm
In the case of the thin tool engaging portion 1e described below, the same caution is required.

【００４０】そこで本実施形態においては、図３（ａ）
に示すような加締め用金型１１１を、図３（ｂ）〜
（ｄ）に示すように構成することで、加締め時の滑り摺
動を改善し、工具係合部１ｅの膨らみを防止ないし抑制
を図っている。まず（ｂ）においては、加締め用金型１
１１の加締め作用面１１１ｐを含む部分を多孔質焼結金
属にて構成し、これに潤滑油１１１ｑを含浸している。
これにより加締め作用面１１１ｐには、含浸された潤滑
油１１１ｑがにじみ出て油膜が形成され（いわゆる自己
潤滑機能）、滑り摺動が改善される。多孔質焼結金属に
よる構成部分は加締め用金型１１１の全体であってもよ
いし、加締め作用面１１１ｐを含む一部のみであっても
いずれでもよい。Therefore, in the present embodiment, FIG.
The caulking die 111 as shown in FIG.
By configuring as shown in (d), sliding and sliding at the time of caulking are improved, and swelling of the tool engaging portion 1e is prevented or suppressed. First, in (b), the crimping die 1
A portion of 11 including the crimping action surface 111p is made of porous sintered metal, and is impregnated with the lubricating oil 111q.
As a result, the impregnated lubricating oil 111q oozes out on the crimping action surface 111p to form an oil film (a so-called self-lubricating function), and sliding sliding is improved. The component made of porous sintered metal may be the whole of the crimping die 111, or may be only a part including the crimping action surface 111p.

【００４１】多孔質焼結金属の材質としては、強度確保
のため、機械構造用のＣｒ−Ｍｏ鋼、Ｎｉ−Ｃｒ鋼、あ
るいはＮｉ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼などの焼入可能な低合金鋼
（本明細書では、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＣｕ等の
置換型固溶金属元素を、室温でフェライト相が安定とな
るように、１〜１０質量％程度の範囲内で１種又は２種
以上添加した合金鋼とする）を好適に使用できる。該合
金の粉末を、油含浸させるための連通気孔を残留させる
形で固相焼結することにより多孔質焼結金属が得られ
る。この場合、連通気孔率は０．５〜５％とすることが
望ましい。連通気孔率が０．５％未満では十分な油が含
浸できなくなって自己潤滑効果の持続性に乏しくなり、
５％を超えると金型強度の確保が困難となる。また、油
含浸率は０．５〜５質量％とするのがよい。油含浸率が
０．５質量％未満では自己潤滑効果の持続性に乏しくな
り、５質量％を超えると連通気孔率を過度に増加させざ
るを得なくなるので、金型強度の確保が困難となる。ま
た、充填層６１を形成するためのタルク粉末等が加締め
作用面１１１ｐに付着しやすくなり、得られる加締め部
１ｄの表面仕上がり状態等を悪化させることもある。As a material for the porous sintered metal, hardenable low alloy steel such as Cr-Mo steel, Ni-Cr steel, or Ni-Cr-Mo steel for machine structure (this is used to secure strength) In the specification, one or two or more substitutional solid solution metal elements such as Mn, Ni, Cr, Mo and Cu are added within the range of about 1 to 10% by mass so that the ferrite phase is stable at room temperature. The alloy steel added is used). A porous sintered metal can be obtained by solid-phase sintering the powder of the alloy in the form of leaving continuous ventilation holes for oil impregnation. In this case, the continuous porosity is preferably 0.5 to 5%. If the open porosity is less than 0.5%, sufficient oil cannot be impregnated and the self-lubricating effect becomes less durable.
If it exceeds 5%, it becomes difficult to secure the die strength. The oil impregnation rate is preferably 0.5 to 5% by mass. If the oil impregnation rate is less than 0.5% by mass, the self-lubricating effect will be poor in sustainability, and if it exceeds 5% by mass, the open pore ratio will have to be increased excessively, making it difficult to secure mold strength. . Further, talc powder or the like for forming the filling layer 61 is likely to adhere to the crimping action surface 111p, which may deteriorate the surface finish state of the crimped portion 1d obtained.

【００４２】次に、図４に示すように、加締め作用面１
１１ｐに対し当該加締め作用面１１１ｐの構成金属と同
等又はそれ以上の硬度を有する硬質投射粒子Ｂ’を投射
することにより、図３（ｃ）に示す金型のように、該加
締め作用面１１１ｐを投射加工面としたものとすること
ができる。加締め作用面１１１ｐの構成金属は、冷間金
型用合金工具鋼が使用できる。このような投射加工面か
らなる加締め作用面１１１ｐは、散点状の凹凸が分散形
成されていることで、加締め予定部１ｄ’の表面との接
触形態は、凸部ＢＰ頂部での点状接触が主体となる。従
って、滑り接触面積が減少する。また、凸部ＢＰは投射
加工により硬化するので、すべり摺動の際に塑性変形を
起こしにくくなる。他方、鏡面加工されていない加締め
作用面の場合は、既に存在する凹凸の頂部が丸められる
形で加工硬化するので、その丸まった凸部頂部での点状
接触が主体となって、摩擦抵抗が減少する。これらの理
由により摩擦抵抗が低減され滑り摺動性が改善されるも
のと考えられる。Next, as shown in FIG. 4, the caulking surface 1
By projecting hard projection particles B ′ having a hardness equal to or higher than that of the constituent metal of the crimping action surface 111p onto 11p, the crimping action surface is blasted like a mold shown in FIG. 3 (c). The projection processing surface may be 111p. Alloy metal tool steel for cold dies can be used as the constituent metal of the caulking surface 111p. Since the caulking action surface 111p formed by such a projection processing surface has scattered irregularities formed in a dispersed manner, the contact form with the surface of the caulking planned portion 1d ′ is the point at the top of the convex portion BP. Contact is the main. Therefore, the sliding contact area is reduced. Further, since the convex portion BP is hardened by the projection process, it is difficult for plastic deformation to occur during sliding sliding. On the other hand, in the case of a crimping surface that is not mirror-finished, work-hardening occurs because the tops of already existing irregularities are rolled, so the point contact at the tops of the rounded protrusions is the main cause of frictional resistance. Is reduced. For these reasons, it is considered that the frictional resistance is reduced and the sliding property is improved.

【００４３】散点状の微小な凹凸を形成する具体的な方
法としては、噴射ノズルから硬質投射粒子Ｂ’を気流と
ともに、加締め作用面１１１ｐに投射する方法を例示で
きる。硬質投射粒子Ｂ’としては、金型材質が前記した
金型用合金工具鋼（たとえばＪＩＳ：ＳＫ３、ＳＫＳ
３、ＳＫＤ１、ＳＫＤ１１、ＳＫＨ９、ＳＫＨ５７な
ど）である場合、炭化珪素、アルミナ、ジルコニア、窒
化珪素等のセラミック粒子、ガラス粒子、あるいは高速
度工具鋼、ステンレス鋼（例えば高炭素ステンレス鋼）
等の金属粒子を使用することができる。硬質投射粒子
Ｂ’の粒径は、凹凸形成に十分な投射エネルギーが得ら
れ、かつ、気流による投射速度確保が容易となるように
適宜調整される。また、硬質投射粒子Ｂ’の投射速度
は、凹凸形成に十分な投射エネルギーが得られ、かつ、
粒子の破壊や加締め作用面１１１ｐへの食い込み等を生
じない範囲で適宜調整される。例えば平均粒子径が２０
〜２００μｍの範囲にて調整された硬質投射粒子Ｂ’
を、凹凸の形成面部たる加締め作用面１１１ｐに対し２
５ｍ／秒〜２５０ｍ／秒の速度にて投射することができ
る。なお、投射粒子の形状としては、球状の粒子を使用
することが、微小な凹凸を均一に分散形成する上で特に
望ましい。この場合、なるべく大きさの揃った球状粒子
を使用すれば、投射による打撃力を一様化できるのでさ
らに有利である。As a concrete method of forming the minute unevenness in the form of scattered dots, a method of projecting the hard projection particles B'from the jet nozzle together with the air flow onto the crimping action surface 111p can be exemplified. As the hard shot particles B ′, the die material is an alloy tool steel for die (for example, JIS: SK3, SKS).
3, SKD1, SKD11, SKH9, SKH57, etc.), ceramic particles of silicon carbide, alumina, zirconia, silicon nitride, etc., glass particles, or high speed tool steel, stainless steel (for example, high carbon stainless steel).
Metal particles such as can be used. The particle diameter of the hard projection particles B ′ is appropriately adjusted so that projection energy sufficient for forming irregularities can be obtained and that the projection speed by the air flow can be easily secured. Further, the projection speed of the hard projection particles B ′ is such that sufficient projection energy can be obtained to form the unevenness, and
It is appropriately adjusted within a range that does not cause breakage of particles or bite into the crimping action surface 111p. For example, the average particle size is 20
Hard projection particles B ′ adjusted in the range of up to 200 μm
Is 2 with respect to the crimping action surface 111p which is a surface portion on which unevenness is formed.
It is possible to project at a speed of 5 m / sec to 250 m / sec. As the shape of the projected particles, it is particularly preferable to use spherical particles in order to form minute irregularities uniformly. In this case, it is more advantageous to use spherical particles whose sizes are as uniform as possible because the impact force by projection can be made uniform.

【００４４】また、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、
加締め作用面１１１ｐに、当該加締め作用面１１１ｐの
構成金属と同等又はそれ以上の硬度を有する芯材１５０
の表面に、潤滑物質層１５１を形成した潤滑被覆用投射
粒子Ｂを投射することもできる。これにより、該加締め
作用面１１１ｐは、図３（ｄ）のように、多数の散点状
の凹凸を分散形成しつつ、その表面に、潤滑物質層１５
１から転写された潤滑物質による被覆１０１を施した、
投射潤滑被覆面とすることができる。これを用いて加締
め加工すると、凹凸の分散形成により滑り接触面積が減
少することに加え、潤滑物質による被覆１０１が形成さ
れていることにより、すべり摺動の際の摩擦がさらに減
じられる効果が得られる。Further, as shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c),
The crimping action surface 111p has a core material 150 having a hardness equal to or higher than that of the constituent metal of the crimping action surface 111p.
It is also possible to project the lubricant coating projection particles B having the lubricant substance layer 151 formed on the surface thereof. As a result, the caulking surface 111p is formed with a large number of scattered irregularities on the surface thereof, as shown in FIG.
A coating 101 with a lubricant substance transferred from
It can be a projection lubrication coated surface. When caulking is performed using this, in addition to the reduction of the sliding contact area due to the uneven formation of irregularities, the effect of further reducing the friction during sliding sliding due to the formation of the coating 101 made of a lubricating substance can get.

【００４５】潤滑被覆用投射粒子Ｂの芯材１５０として
は、潤滑物質転写と凹凸形成とを同時進行できる程度の
高エネルギーがえられるように、高速度工具鋼、ステン
レス鋼（例えば高炭素ステンレス鋼）等の金属粒子を使
用することが望ましい。また、潤滑物質としては金属ス
ズ、さらには、ＭｏＳ_２、ＢＮ、ポリ四フッ化エチレン
あるいはフッ化グラファイトなどの固体潤滑材を好適に
使用することができる。金属スズは特に摺動性改善の効
果が大きい。これは金属スズの再結晶温度が常温以下で
あり、強変形が加わっても加工硬化しないため低い応力
で塑性流動が生ずる。従って、加締めに伴う滑り摺動が
加わったとき、その摩擦により容易に塑性流動してすべ
りを補助し、良好な摺動性改善効果が達成されると考え
られる。The core material 150 of the projection particles B for lubricating coating is made of high-speed tool steel or stainless steel (for example, high-carbon stainless steel) so as to obtain high energy to the extent that the transfer of the lubricant and the formation of the irregularities can be simultaneously performed. It is desirable to use metal particles such as). As the lubricant, tin metal, and solid lubricants such as MoS ₂ , BN, polytetrafluoroethylene, and graphite fluoride can be preferably used. Metal tin has a great effect of improving slidability. This is because the recrystallization temperature of metallic tin is lower than room temperature and work hardening does not occur even when strong deformation is applied, so plastic flow occurs with low stress. Therefore, it is considered that when the sliding and sliding accompanying the caulking is applied, the friction easily facilitates the plastic flow to assist the slip, and the good slidability improving effect is achieved.

【００４６】なお、投射粒子の衝突部付近は、非弾性衝
突や摩擦の影響により温度が上昇する。この温度上昇に
より、潤滑被覆用投射粒子Ｂから金型側に転写された潤
滑物質が金型の投射面（加締め作用面となる）側に拡散
して、投射潤滑被覆面をより強固に形成できる場合があ
る。例えば、金属スズは比較的低融点であり、金型材料
の主体をなす鉄との親和性も良好であるから、このよう
な拡散効果によりはがれ等の生じにくい強固な投射潤滑
被覆面を形成することができると考えられる。In the vicinity of the collision area of the projected particles, the temperature rises due to the effects of inelastic collision and friction. Due to this temperature rise, the lubricant substance transferred from the lubrication coating projection particles B to the die side is diffused to the die projection surface (which becomes the caulking action surface) side, and the projection lubrication coating surface is formed more firmly. Sometimes you can. For example, metallic tin has a relatively low melting point and has a good affinity with iron, which is the main component of the mold material, and thus forms a strong projection lubrication coated surface that is unlikely to peel off due to such a diffusion effect. It is considered possible.

【００４７】例えば平均粒子径が２０〜２００μｍの範
囲にて調整された潤滑被覆用投射粒子Ｂを、凹凸及び潤
滑物質による被覆１０１の形成面部たる加締め作用面１
１１ｐに対し、２５ｍ／秒〜２５０ｍ／秒の速度にて投
射することができる。なお、金属スズのように、比重が
比較的大きく、多少の剛性を有した固体潤滑材を用いる
場合は、潤滑被覆用投射粒子Ｂの全体を固体潤滑材にて
形成してもよい。For example, the projection particles B for lubricating coating having an average particle diameter adjusted in the range of 20 to 200 μm are used to form the caulking surface 1 which is the surface portion on which the coating 101 of irregularities and the lubricating substance is formed.
It is possible to project 11p at a speed of 25 m / sec to 250 m / sec. When a solid lubricant having a relatively large specific gravity and a little rigidity, such as metallic tin, is used, the projection particles B for lubricating coating may be entirely formed of the solid lubricant.

【００４８】また、図４に示す硬質投射粒子Ｂ’の投射
に引き続き、図５に示す潤滑被覆用投射粒子Ｂの投射を
行ってもよい。Further, the projection of the lubricating coating projection particles B shown in FIG. 5 may be carried out subsequently to the projection of the hard projection particles B ′ shown in FIG.

【００４９】以上説明した実施形態では、主体金具１の
表面に亜鉛メッキ層４１とクロメート被膜４２とを形成
していたが、亜鉛メッキ層４１をニッケルメッキ層にて
置き換えることもできる。このニッケルメッキ層は電解
ニッケルメッキにより形成することができる。その加締
め部１ｄ（あるいは加締め予定部１ｄ’）表面における
膜厚は、５〜１５μｍが適当である。ニッケルメッキ層
の加締め部における膜厚が５μｍ未満になると、耐食性
が不足することにつながる。また、該膜厚が１５μｍを
超えると、メッキ層の内部応力が増大し、加締め部にお
ける割れや剥がれ等の問題が生じやすくなる。また、取
付ねじ部の寸法精度が確保できなくなり、プラグホール
に螺合させる際の摺動性が損なわれることにつながる。
該膜厚は、より望ましくは７〜１３μｍであるのがよ
い。この場合も、ニッケルメッキ層の表面にクロメート
被膜を、例えば電解クロメート処理により形成すること
ができる。該クロメート被膜は、クロム成分の９５重量
％以上が三価クロムであり、かつその膜厚を０．２〜
０．５μｍとする。In the embodiment described above, the zinc plating layer 41 and the chromate coating 42 are formed on the surface of the metal shell 1, but the zinc plating layer 41 can be replaced with a nickel plating layer. This nickel plating layer can be formed by electrolytic nickel plating. The film thickness on the surface of the caulking portion 1d (or the caulking portion 1d ') is appropriately 5 to 15 m. If the thickness of the crimped portion of the nickel plating layer is less than 5 μm, the corrosion resistance will be insufficient. If the film thickness exceeds 15 μm, the internal stress of the plating layer increases, and problems such as cracking and peeling at the crimped portion are likely to occur. In addition, the dimensional accuracy of the mounting screw portion cannot be ensured, and the slidability when screwed into the plug hole is impaired.
The film thickness is more preferably 7 to 13 μm. Also in this case, a chromate film can be formed on the surface of the nickel plating layer by, for example, electrolytic chromate treatment. 95% by weight or more of the chromium component is trivalent chromium, and the chromate film has a thickness of 0.2 to
0.5 μm.

【００５０】なお、ニッケルメッキ層のみが形成される
場合には、表面の摩擦係数が高いため、本発明の適用に
より加締め時の滑り摺動性を改善することが、同様に有
効である。When only the nickel-plated layer is formed, the coefficient of friction of the surface is high. Therefore, applying the present invention is also effective to improve the sliding and sliding property at the time of caulking.

【００５１】[0051]

【実験例】本発明の効果を調べるために、以下の実験を
行った。まず、ＪＩＳ−Ｇ３５３９に規定された冷間圧
造用炭素鋼線ＳＷＣＨ８Ａを素材として用い、図１の主
体金具１を冷間鍛造により製造した。なお、主体金具１
のねじ部７の呼びはＭ１４であり、軸方向長さは約１９
ｍｍとした。また、工具係合部１ｅは、周方向の平均肉
厚が１．３ｍｍ、六角対辺寸法を１５．７ｍｍとした。
さらに、加締め予定部１ｄ’は、肉厚を０．９ｍｍ、軸
線方向高さを２．７ｍｍとした。[Experimental Example] In order to examine the effect of the present invention, the following experiment was conducted. First, using the carbon steel wire SWCH8A for cold heading defined in JIS-G3539 as a material, the metal shell 1 of FIG. 1 was manufactured by cold forging. The metal shell 1
The threaded portion 7 has a nominal diameter of M14 and an axial length of about 19 mm.
mm. The tool engaging portion 1e has an average wall thickness in the circumferential direction of 1.3 mm and a hexagonal side dimension of 15.7 mm.
Further, the planned caulking portion 1d 'had a wall thickness of 0.9 mm and an axial height of 2.7 mm.

【００５２】次いで、これに公知のアルカリシアン化物
浴を用いた電解亜鉛メッキ処理を施すことにより、膜厚
約５μｍの亜鉛メッキ層を形成した。さらに、その亜鉛
メッキ層の上に、以下の方法により三価クロメート被膜
を形成した。すなわち、クロメート処理浴として、脱イ
オン水に対して１リットル当り、塩化クロム（III）
（ＣｒＣｌ_３・６Ｈ_２Ｏ）を５０ｇ、硝酸コバルト（I
I）（Ｃｏ（ＮＯ_３）_２）を３ｇ、硝酸ナトリウム（Ｎ
ａＮＯ_３）を１００ｇ、マロン酸３１．２ｇの割合で溶
解することにより建浴し、ヒーターにより液温６０℃に
保持するとともに、浴のｐＨを苛性ソーダ水溶液の添加
により２．０に調節したものを用意した。そして、亜鉛
メッキ後の主体金具１を上記クロメート処理液に６０秒
浸漬し、次いで水洗後、７０℃の温風により１８０秒仮
乾燥して、三価クロム系クロメート皮膜を形成した。そ
の後、該クロメート被膜を温風により乾燥した。そし
て、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）により含有される
クロム成分の９５質量％が三価クロムであることを確認
した。また、三価クロメート被膜の膜厚を、断面ＳＥＭ
観察画像に基づいて測定したところ、０．２〜５μｍの
範囲内であることを確認した。Then, this was subjected to electrolytic galvanizing treatment using a known alkaline cyanide bath to form a galvanized layer having a film thickness of about 5 μm. Further, a trivalent chromate film was formed on the galvanized layer by the following method. That is, as a chromate treatment bath, per liter of deionized water, chromium (III) chloride is added.
(CrCl ₃ .6H ₂ O) 50 g, cobalt nitrate (I
I) (Co (NO ₃ ) ₂ ) 3 g, sodium nitrate (N
aNO ₃ ) was dissolved in a ratio of 100 g and malonic acid 31.2 g to form a bath, the temperature of the solution was maintained at 60 ° C. by a heater, and the pH of the bath was adjusted to 2.0 by adding a caustic soda aqueous solution. I prepared. The galvanized metal shell 1 was dipped in the chromate treatment solution for 60 seconds, washed with water, and then temporarily dried with hot air at 70 ° C for 180 seconds to form a trivalent chromium chromate film. Then, the chromate film was dried with warm air. Then, it was confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) that 95 mass% of the chromium component contained was trivalent chromium. In addition, the film thickness of the trivalent chromate film is determined by the cross-sectional SEM
When measured based on the observed image, it was confirmed to be within the range of 0.2 to 5 μm.

【００５３】上記三価クロメート被膜が形成された主体
金具に対して、絶縁体を組み付けたものを複数準備し、
図２に示すように絶縁体２を挿入した後、線パッキン６
０，６２及びタルクの充填層６１を配置した。そして、
図２に示す形態の種々の加締め用金型１１１を用い、加
締め荷重を４．２トンに設定して加締め加工を行なっ
た。なお、図３の金型テーパ角度Ａは３０°、金型加締
めアール部深さＤは２．１ｍｍであり、Ａ／Ｄは１４．
３である。使用した金型は以下の通りである。 （油含浸金型） 素材として、Ｎｉ：４．０質量％、Ｃｕ：１．５質量
％、Ｍｏ：０．５質量％、Ｃ：０．５質量％、残部Ｆｅ
よりなる低合金鋼粉末を用い、固相焼結により気孔率
８．５％となるように焼結した多孔質金属を、図２の金
型形状に加工する。そして、その加締め作用面側から油
含浸率１％となるように鉱油系の潤滑油を含浸する。 （投射加工面金型） 通常の冷間金型用の合金工具鋼を図２の金型形状に加工
する。その加締め作用面に対し、高速度工具鋼のガスア
トマイズ球状粉末（平均粒径１００μｍ）からなる投射
粒子を、圧縮空気とともに１００ｍ／秒の速度で投射し
て、ＪＩＳ：Ｂ０６０１に規定された中心線平均粗さに
て１μｍとなるように微細な凹凸を散点状に形成した投
射加工面とする。 （投射加工面＋Ｓｎ被覆金型） 通常の冷間金型用の合金工具鋼を図２の金型形状に加工
する。その加締め作用面に対し、高速度工具鋼のガスア
トマイズ球状粉末（平均粒径１００μｍ）を芯材とし
て、金属Ｓｎ層を平均厚さ２０μｍにてコーティングし
た投射粒子を、圧縮空気とともに１００ｍ／秒の速度で
投射して、ＪＩＳ：Ｂ０６０１に規定された中心線平均
粗さにて１μｍとなるように微細な凹凸を散点状に形成
した投射加工面とする。なお、投射加工面には金属Ｓｎ
が平均厚さ２０μｍにて被覆されたものとなった。 （処理なし金型：比較例） 通常の冷間金型用の合金工具鋼を図２の金型形状に加工
する。なお、加締め作用面は旋盤切削仕上げ面とし、特
に滑り摺動性改善のための処理を行なっていない。A plurality of metal fittings on which the trivalent chromate film is formed and which are assembled with an insulator are prepared.
After inserting the insulator 2 as shown in FIG. 2, the wire packing 6
A packing layer 61 of 0, 62 and talc was placed. And
Using various caulking dies 111 shown in FIG. 2, caulking load was set to 4.2 tons and caulking was performed. The mold taper angle A in FIG. 3 is 30 °, the mold caulking radius portion depth D is 2.1 mm, and A / D is 14.
It is 3. The mold used is as follows. (Oil-impregnated mold) As materials, Ni: 4.0% by mass, Cu: 1.5% by mass, Mo: 0.5% by mass, C: 0.5% by mass, balance Fe
Using a low-alloy steel powder consisting of the above, a porous metal sintered by solid-phase sintering so as to have a porosity of 8.5% is processed into a mold shape shown in FIG. Then, mineral oil-based lubricating oil is impregnated from the side of the crimping action so that the oil impregnation rate is 1%. (Projection processing surface mold) An alloy tool steel for a normal cold mold is processed into a mold shape shown in FIG. On the crimping action surface, projection particles made of gas atomized spherical powder of high-speed tool steel (average particle size 100 μm) were projected together with compressed air at a speed of 100 m / sec, and the center line defined in JIS: B0601 was used. The projection-processed surface has fine irregularities formed in a scattered manner so that the average roughness is 1 μm. (Projection processing surface + Sn coated die) An alloy tool steel for a normal cold die is processed into a die shape shown in FIG. On the crimping action surface, projection particles obtained by coating a metal Sn layer with an average thickness of 20 μm using a gas atomized spherical powder of high-speed tool steel (average particle size 100 μm) as a core material together with compressed air at 100 m / sec. A projection processing surface is formed by projecting at a speed and forming fine irregularities in a scattered manner so that the center line average roughness defined by JIS: B0601 is 1 μm. In addition, metal Sn is used for the projection surface.
Was coated with an average thickness of 20 μm. (Untreated Mold: Comparative Example) An alloy tool steel for a normal cold mold is processed into the mold shape shown in FIG. The caulking surface is a lathe-cut surface, and no treatment for improving sliding / sliding property is performed.

【００５４】そして、上記各金型を用いた加締め加工
を、それぞれ１００個の主体金具にて繰り返し、加締め
固定後における工具係合部１ｅの六角対辺寸法と、薄肉
部１ｈの各外形を測定し、その平均値と、標準偏差σと
を算出した。表１に、各金型の上記平均値及び３σの値
をまとめて示している。Then, the caulking process using each of the above-mentioned metal molds is repeated for 100 metal shells, and the hexagonal side width dimension of the tool engaging portion 1e after caulking and fixing and each outer shape of the thin portion 1h are determined. The measurement was performed, and the average value and the standard deviation σ were calculated. Table 1 collectively shows the average value and the value of 3σ of each mold.

【００５５】[0055]

【表１】 [Table 1]

【００５６】すなわち、金型〜を用いることにより
滑り摺動性を向上させた本発明の方法によるものは、通
常の金型を用いた比較例の方法によるものと比べ、六
角対辺寸法及び薄肉部寸法のいずれにおいても過剰な膨
らみを生じておらず、良好な加締め状態が得られている
ことがわかる。That is, the method of the present invention in which the sliding property is improved by using the molds 1 to 6 is larger than the dimension of the opposite side of the hexagon and the thin portion in comparison with the method of the comparative example using the normal mold. It can be seen that no excessive bulge is generated in any of the dimensions, and a good crimped state is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の適用対象となるスパークプラグの一例
を示す正面半断面図。FIG. 1 is a front half sectional view showing an example of a spark plug to which the present invention is applied.

【図２】加締め工程の説明図。FIG. 2 is an explanatory view of a caulking process.

【図３】加締め用金型の形状例と、本発明において採用
しうる素材構造をいくつか例示して示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of the shape of a caulking die and some material structures that can be adopted in the present invention.

【図４】投射加工面の形成原理を示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing the formation principle of a projection processed surface.

【図５】潤滑物質により被覆された投射加工面の形成原
理を示す模式図。。FIG. 5 is a schematic view showing a principle of forming a projection processing surface coated with a lubricating substance. .

【符号の説明】 １００ スパークプラグ １ 主体金具 ２ 絶縁体 ６ 貫通孔 １１１ 加締め用金型 １１１ａ テーパ状縮径面 １１１ｐ 加締め作用面 １ｄ 加締め部 １ｅ 工具係合部 １ｄ’ 加締め予定部 Ａ 金型テーパ角度 Ｄ 加締めアール部深さ Ｒ 加締めアール部 Ｂ，Ｂ’ 投射粒子 １０１ 潤滑物質による被覆 １５１ 潤滑物質層[Explanation of symbols] 100 spark plugs 1 metal shell 2 insulator 6 through holes 111 Crimping mold 111a Tapered reduced surface 111p crimping action surface 1d caulking section 1e Tool engaging part 1d 'Caulking part A die taper angle D Crimping radius depth R Crimping radius section B, B'projection particles 101 Lubricant coating 151 Lubricant layer

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 機関取付けのための工具係合部を有する
筒状の主体金具の加締め予定部を、該主体金具内に挿入
された軸線方向に伸びる絶縁体の外周面に向け屈曲して
加締め固定するスパークプラグの製造方法であって、 加締め用金型として、前記加締め予定部に当接して該加
締め予定部を屈曲する加締め作用面を含む部分を多孔質
焼結金属にて構成し、これに潤滑油を含浸したものを用
意し、当該加締め用金型を用いて前記加締め固定を行な
うことを特徴とするスパークプラグの製造方法。1. A portion of a tubular metal shell having a tool engaging portion for engine mounting, which is to be swaged, is bent toward an outer peripheral surface of an axially extending insulator inserted into the metal shell. A method for manufacturing a spark plug for crimping and fixing, comprising a porous sintered metal as a crimping die, a portion including a crimping action surface that abuts against the crimped portion and bends the crimped portion. A method for manufacturing a spark plug, comprising: preparing a product obtained by impregnating the same with lubricating oil, and performing the caulking and fixing using the caulking die. 【請求項２】 機関取付けのための工具係合部を有する
筒状の主体金具の加締め予定部を、該主体金具内に挿入
された軸線方向に伸びる絶縁体の外周面に向け屈曲して
加締め固定するスパークプラグの製造方法であって、 加締め用金型として、前記加締め予定部に当接して該加
締め予定部を屈曲する加締め作用面に、当該加締め作用
面の構成金属と同等又はそれ以上の硬度を有する投射粒
子を投射して、該加締め作用面を投射加工面としたもの
を用意し、当該加締め用金型を用いて前記加締め固定を
行なうことを特徴とするスパークプラグの製造方法。2. A caulking portion of a tubular metal shell having a tool engaging portion for mounting an engine is bent toward an outer peripheral surface of an axially extending insulator inserted into the metal shell. A method for manufacturing a spark plug that is fixed by crimping, comprising a crimping die as a crimping die, which comprises a crimping action surface that abuts against the crimped portion and bends the crimped portion. It is possible to project projection particles having hardness equal to or higher than that of metal and prepare a projection working surface for the crimping action surface, and perform the crimping fixing using the crimping die. A method for manufacturing a characteristic spark plug. 【請求項３】 機関取付けのための工具係合部を有する
筒状の主体金具の加締め予定部を、該主体金具内に挿入
された軸線方向に伸びる絶縁体の外周面に向け屈曲して
加締め固定するスパークプラグの製造方法であって、 加締め用金型として、前記加締め予定部に当接して該加
締め予定部を屈曲する加締め作用面に、少なくとも表層
部が潤滑物質層からなる投射粒子を投射することによ
り、その表面に、前記潤滑物質層に基づく投射潤滑被覆
面が形成されたものを用意し、当該加締め用金型を用い
て前記加締め固定を行なうことを特徴とするスパークプ
ラグの製造方法。3. A caulking portion of a tubular metal shell having a tool engagement portion for mounting on an engine is bent toward an outer peripheral surface of an axially inserted insulator inserted into the metal shell. A method for manufacturing a spark plug that is fixed by caulking, comprising a caulking die as a caulking die, wherein at least a surface layer portion is a lubricant substance layer on a caulking action surface that abuts the portion to be caulked and bends the portion to be caulked. By blasting projection particles consisting of, a surface on which a projection lubricating coating surface based on the lubricant substance layer is formed is prepared, and the caulking and fixing is performed using the caulking die. A method for manufacturing a characteristic spark plug. 【請求項４】 前記加締め用金型として、前記加締め作
用面に、当該加締め作用面の構成金属と同等又はそれ以
上の硬度を有する投射粒子の投射を行い、その後、少な
くとも表層部が潤滑物質層からなる投射粒子を投射する
請求項３記載のスパークプラグの製造方法。4. As the crimping die, projection particles having a hardness equal to or higher than the constituent metal of the crimping action surface are projected onto the crimping action surface, and then at least the surface layer portion The method for producing a spark plug according to claim 3, wherein projection particles composed of a lubricant layer are projected. 【請求項５】 前記投射粒子は、前記加締め作用面の構
成金属と同等又はそれ以上の硬度を有する芯材表面に前
記潤滑物質層を形成したものを使用する請求項３又は４
に記載のスパークプラグの製造方法。5. The projection particles used are those in which the lubricating substance layer is formed on the surface of a core material having a hardness equal to or higher than that of the constituent metal of the crimping action surface.
The method for manufacturing a spark plug described in. 【請求項６】 前記加締め用金型として、 軸線方向に貫通孔を有するとともに、該貫通孔の軸線方
向における少なくとも片側の内周面に、前記開口内周縁
から前記軸線方向に遠ざかるほど縮径するテーパ状縮径
面と、該テーパ状縮径面に続く形で形成された前記主体
金具の前記加締め予定部を屈曲させるための加締めアー
ル部とが、前記開口内周縁に近い側から形成され、 中心軸線を含む断面において、該中心軸線と直交する直
線と、前記テーパ状縮径面とのなす角を、金型テーパ角
度Ａ（°）とし、 前記加締めアール部の前記軸線方向における長さを加締
めアール部深さＤ（ｍｍ）としたとき、 （第一条件）前記主体金具の前記工具係合部の六角対辺
寸法が１４ｍｍ以下のとき、６≦Ａ／Ｄ≦２２； （第二条件）前記主体金具の前記工具係合部の六角対辺
寸法が１５．７〜１６ｍｍであり、前記主体金具の取付
ねじ部の呼びがＭ１４、Ｍ１２及びＭ１０のいずれかの
とき、５．５≦Ａ／Ｄ≦１９．５； （第三条件）前記主体金具の工具係合部の六角対辺寸法
が１９．７〜２０ｍｍであり、前記主体金具の取付ねじ
部の呼びがＭ１４のとき、３≦Ａ／Ｄ≦９．５；として
規定される前記第一、第二及び第三条件のいずれかを満
たすものを使用する請求項１ないし５のいずれか１項に
記載のスパークプラグの製造方法。6. The caulking die has a through hole in the axial direction, and the inner peripheral surface of at least one side in the axial direction of the through hole is reduced in diameter as the distance from the inner peripheral edge of the opening is increased in the axial direction. From the side close to the inner peripheral edge of the opening, a tapered diameter reducing surface and a caulking radius portion for bending the caulking planned portion of the metal shell formed in a shape following the tapered diameter reducing surface. In a cross section including the central axis, which is formed, the angle formed by the straight line orthogonal to the central axis and the tapered diameter reducing surface is a mold taper angle A (°), and the axial direction of the caulking radius portion is When the length in is the crimped radius portion depth D (mm), (first condition) 6 ≦ A / D ≦ 22 when the hexagonal opposite side dimension of the tool engaging portion of the metal shell is 14 mm or less; (Second condition) The tool of the metal shell When the hexagonal opposite side dimension of the joint portion is 15.7 to 16 mm and the designation of the mounting screw portion of the metal shell is any of M14, M12 and M10, 5.5 ≦ A / D ≦ 19.5; 3 conditions) When the hexagonal opposite side dimension of the tool engaging portion of the metal shell is 19.7 to 20 mm and the nominal of the mounting screw portion of the metal shell is M14, 3 ≦ A / D ≦ 9.5; The method for manufacturing a spark plug according to any one of claims 1 to 5, wherein one satisfying any of the first, second and third conditions is used. 【請求項７】 前記主体金具は、前記加締め予定部の外
周面において、亜鉛メッキ又はニッケルメッキ処理を施
した後、該表面にさらにクロメート処理が施されている
か、又は、ニッケルメッキ処理のみが施されたものであ
る請求項１ないし６のいずれか１項に記載のスパークプ
ラグの製造方法。7. The metal shell is zinc-plated or nickel-plated on the outer peripheral surface of the portion to be caulked, and then the surface is further chromated, or only nickel-plated. The method for manufacturing a spark plug according to any one of claims 1 to 6, which is applied. 【請求項８】 前記主体金具は、亜鉛メッキ処理を施し
た後、さらに、含有されるクロム成分の９５質量％以上
が三価クロム成分である膜厚０．２〜０．５μｍのクロ
メート被膜が、少なくとも前記加締め予定部の外周面に
形成したものである請求項７に記載のスパークプラグの
製造方法。8. The metal shell, after being subjected to a galvanizing treatment, is further provided with a chromate film having a thickness of 0.2 to 0.5 μm, in which 95 mass% or more of the contained chromium component is a trivalent chromium component. The method for manufacturing a spark plug according to claim 7, wherein the spark plug is formed on at least the outer peripheral surface of the portion to be caulked. 【請求項９】 前記主体金具の前記クロメート被膜は、
六価クロムが実質的に含有されていないものである請求
項８に記載のスパークプラグの製造方法。9. The chromate coating on the metal shell,
The method for producing a spark plug according to claim 8, wherein hexavalent chromium is substantially not contained. 【請求項１０】 前記クロメート被膜は、三価クロム塩
と三価クロムに対する錯化剤とを配合したクロメート処
理浴中に前記主体金具を浸漬することにより形成された
ものである請求項６ないし８のいずれか１項に記載のス
パークプラグの製造方法。10. The chromate film is formed by immersing the metal shell in a chromate treatment bath containing a trivalent chromium salt and a complexing agent for trivalent chromium. The method for manufacturing a spark plug according to any one of 1.