JP7347092B2 - Method for manufacturing insulators for spark plugs - Google Patents

Description

本発明は、スパークプラグ用の絶縁碍子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing an insulator for a spark plug.

スパークプラグ用の絶縁碍子は、その軸方向に貫通形成された軸孔を有する。軸孔は、その先端側の領域に形成された小径孔部と、小径孔部よりも基端側に形成され、前記小径孔部よりも内径が大きい大径孔部と、小径孔部と大径孔部とを連結するテーパ孔部とを備える。そして、軸孔内には、中心電極が挿入配置されており、中心電極は、テーパ孔部に係合することで絶縁碍子内に位置決めされている。 An insulator for a spark plug has a shaft hole formed through it in the axial direction. The shaft hole has a small diameter hole formed in its distal region, a large diameter hole formed on the proximal side of the small diameter hole and having a larger inner diameter than the small diameter hole, and a small diameter hole and a large diameter hole. and a tapered hole portion that connects the diameter hole portion. A center electrode is inserted into the shaft hole, and the center electrode is positioned within the insulator by engaging with the tapered hole.

ここで、特許文献１には、前述のような絶縁碍子を製造する方法が開示されている。かかる製造方法においては、絶縁碍子の外周側を成形するための成形型と、軸孔を成形するためのプレスピンとを使用する。プレスピンは、小径孔部を成形するための小径ピン部と、テーパ孔部を成形するためのテーパピン部と、大径孔部を成形するための大径ピン部とを有する。 Here, Patent Document 1 discloses a method of manufacturing the above-mentioned insulator. In this manufacturing method, a mold for molding the outer peripheral side of the insulator and a press pin for molding the shaft hole are used. The press pin has a small diameter pin part for forming a small diameter hole, a tapered pin part for forming a tapered hole, and a large diameter pin part for forming a large diameter hole.

そして、特許文献１に記載の製造方法においては、まず、成形型のキャビティ内に原料粉末を充填する粉末充填工程を行う。次いで、キャビティ内に充填された原料粉末にプレスピンを挿入し、キャビティを加圧して粉末成形体を成形する成形工程を行う。次いで、前記加圧の力を解放し、成形型内に配された粉末成形体を成形型から取り出す取出工程を行う。次いで、粉末成形体からプレスピンを取り出すプレスピン除去工程を行う。これにより、粉末成形体におけるプレスピンが配されていた部位に軸孔が形成される。 In the manufacturing method described in Patent Document 1, first, a powder filling step is performed in which raw material powder is filled into a cavity of a mold. Next, a press pin is inserted into the raw material powder filled in the cavity, and a molding step is performed in which the cavity is pressurized to form a powder compact. Next, the pressing force is released, and an ejecting step is performed in which the powder compact placed in the mold is taken out from the mold. Next, a press pin removal step is performed to remove the press pins from the powder compact. Thereby, an axial hole is formed in the part of the powder compact where the press pin was arranged.

ここで、特許文献１に記載の製造方法においては、前記プレスピン除去工程において、プレスピンを成形型から引き抜きやすくすべく、プレスピンの表面に離型被膜を設けている。これにより、前記プレスピン除去工程において、粉末成形体に割れ、欠け等が生じることを防ごうとしている。 Here, in the manufacturing method described in Patent Document 1, a release coating is provided on the surface of the press pin in order to make it easier to pull out the press pin from the mold in the press pin removing step. This is intended to prevent cracks, chips, etc. from occurring in the powder compact during the press pin removal process.

特開２０００－５８２２６号公報Japanese Patent Application Publication No. 2000-58226

しかしながら、小径ピン部は表面積が小さい上、離型被膜によって覆われているため、前記取出工程において、小径ピン部によって粉末成形体を保持し難い。それゆえ、取出工程においては、粉末成形体の一部が成形型に残る型残りが発生するおそれがある。 However, since the small-diameter pin portion has a small surface area and is covered with a release film, it is difficult to hold the powder compact by the small-diameter pin portion in the ejecting step. Therefore, in the taking-out process, there is a possibility that a part of the powder compact remains in the mold, leaving a mold residue.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、型残りの発生を抑制することができるスパークプラグ用の絶縁碍子の製造方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of this problem, and aims to provide a method for manufacturing an insulator for a spark plug, which can suppress the occurrence of mold residue.

本発明の一態様は、スパークプラグ（１０）用の絶縁碍子（１）を製造する方法であって、
前記絶縁碍子は、その軸方向（Ｘ）に貫通形成された軸孔（２）を有し、
前記軸孔は、小径孔部（２１）と、前記小径孔部よりも基端側に形成され、前記小径孔部よりも内径が大きい大径孔部（２３）と、前記小径孔部と前記大径孔部とを連結するテーパ孔部（２２）とを有し、
前記絶縁碍子の外周側を成形する成形型（３）と、前記成形型内に配置され、前記絶縁碍子の前記小径孔部を成形する小径ピン部（４１）、前記テーパ孔部を成形するテーパピン部（４２）、及び前記大径孔部を成形する大径ピン部（４３）を有する成形ピン（４）とによって形成されたキャビティ（Ｃ）内に充填された原料粉末（１１）を成形した粉末成形体（１２）を得る成形工程と、
前記粉末成形体及び前記成形ピンの組付体（６）を、前記成形型から取り出す取出工程と、を含み、
前記成形ピンの表面の一部は、離型被膜（４５）によって覆われており、
前記成形ピンにおける前記小径ピン部の表面の少なくとも一部には、前記離型被膜が形成されておらず、
前記テーパピン部の表面の全体に前記離型被膜が形成されており、
前記小径ピン部において、該小径ピン部の基端部を除く部位には前記離型被膜が形成されていない、スパークプラグ用の絶縁碍子の製造方法にある。 One aspect of the present invention is a method of manufacturing an insulator (1) for a spark plug (10), comprising:
The insulator has an axial hole (2) formed through it in the axial direction (X),
The shaft hole includes a small-diameter hole (21), a large-diameter hole (23) that is formed on the proximal side of the small-diameter hole and has a larger inner diameter than the small-diameter hole, and a large-diameter hole (23) that is formed closer to the base end than the small-diameter hole and has a larger inner diameter than the small-diameter hole. It has a tapered hole portion (22) that connects the large diameter hole portion,
A mold (3) for molding the outer peripheral side of the insulator, a small diameter pin part (41) disposed in the mold for molding the small diameter hole of the insulator, and a taper pin for molding the tapered hole. The raw material powder (11) filled into a cavity (C) formed by a molding pin (4) having a large diameter pin part (43) for molding the large diameter hole part (42) was molded. A molding step to obtain a powder compact (12);
a step of taking out the powder compact and the molding pin assembly (6) from the mold;
A part of the surface of the molding pin is covered with a mold release coating (45),
The mold release coating is not formed on at least a part of the surface of the small diameter pin portion of the molding pin,
The release coating is formed on the entire surface of the tapered pin portion,
In the method of manufacturing an insulator for a spark plug, the release coating is not formed on the small diameter pin portion except for the base end portion of the small diameter pin portion.

前記態様のスパークプラグ用の絶縁碍子の製造方法において、成形ピンにおける小径ピン部の表面の少なくとも一部には、離型被膜が形成されていない。それゆえ、成形工程後、小径ピン部による粉末成形体の保持力を確保することができ、前記取出工程において、成形型内に粉末成形体の一部が残る型残りが発生することを抑制することができる。 In the method for manufacturing an insulator for a spark plug according to the above aspect, a mold release film is not formed on at least a portion of the surface of the small diameter pin portion of the molded pin. Therefore, after the molding process, the holding force of the powder molded body by the small diameter pin part can be ensured, and the occurrence of mold residue in which a part of the powder molded body remains in the mold during the ejection process can be suppressed. be able to.

以上のごとく、前記態様によれば、型残りの発生を抑制することができるスパークプラグ用の絶縁碍子の製造方法を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a method for manufacturing an insulator for a spark plug, which can suppress the occurrence of mold residue.
Note that the numerals in parentheses described in the claims and means for solving the problem indicate correspondence with specific means described in the embodiments described later, and do not limit the technical scope of the present invention. It's not a thing.

実施形態１の製造方法で製造された絶縁碍子を備えたスパークプラグの断面図。1 is a sectional view of a spark plug including an insulator manufactured by the manufacturing method of Embodiment 1. FIG. 実施形態１の製造方法で製造された絶縁碍子の断面図。1 is a cross-sectional view of an insulator manufactured by the manufacturing method of Embodiment 1. FIG. 実施形態１における、成形工程を説明するための図であって、成形型に原料粉末を充填した様子を示す模式断面図。FIG. 2 is a diagram for explaining a molding process in Embodiment 1, and is a schematic cross-sectional view showing how a mold is filled with raw material powder. 実施形態１における、成形工程を説明するための図であって、成形型、原料粉末、及び成形ピンを、油圧成形機に配置した状態を示す模式断面図。FIG. 2 is a diagram for explaining a molding process in Embodiment 1, and is a schematic cross-sectional view showing a state in which a mold, raw material powder, and molding pin are arranged in a hydraulic molding machine. 実施形態１における、成形ピンの一部の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion of the molded pin in Embodiment 1. 実施形態１における、成形工程を説明するための図であって、油圧成形機によって成形型を圧縮し、粉末成形体を成形している様子を示す模式断面図。FIG. 2 is a diagram for explaining a molding process in Embodiment 1, and is a schematic cross-sectional view showing a state in which a mold is compressed by a hydraulic molding machine to mold a powder compact. 実施形態１における、取出工程を説明するための図であって、油圧成形機による成形型への加圧を終了し、成形型と粉末成形体との間に隙間が形成された様子を示す模式断面図。FIG. 2 is a diagram for explaining the take-out process in Embodiment 1, and is a schematic diagram showing a state in which the hydraulic molding machine has finished applying pressure to the mold and a gap is formed between the mold and the powder compact. Cross-sectional view. 実施形態１における、取出工程を説明するための図であって、成形型から成形ピン及び粉末成形体からなる組付体を取り出す様子を示す模式断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a taking-out step in Embodiment 1, showing how an assembled body consisting of a forming pin and a powder compact is taken out from a forming mold. 比較形態における、取出工程において粉末成形体の全体が成形ピンから抜ける型抜けが発生している様子を示す模式断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the entire powder molded body falls out of the molding pin during the extraction process in a comparative embodiment. 比較形態における、取出工程において粉末成形体の一部が成形ピンから抜ける型抜けが発生している様子を示す模式断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a part of the powder molded body falls out of the molding pin during the ejection process in a comparative embodiment. 実験例における、Ｌ１／ＬとＤとが異なる成形ピンを用いたときの型抜けの発生し難さを評価したグラフ。A graph evaluating the difficulty of mold release when using molding pins with different L1/L and D in experimental examples.

（実施形態１）
スパークプラグ用の絶縁碍子の製造方法の実施形態につき、図１～図１０を用いて説明する。
まずは、図１、図２を用いて、本形態の製造方法によって得られる絶縁碍子１を備えたスパークプラグ１０の構造について説明する。なお、図１に示すごとく、以後、スパークプラグ１０の中心軸、及び絶縁碍子１の中心軸が延在する方向をＸ方向という。また、Ｘ方向の一方側であって、スパークプラグ１０における放電ギャップＧが形成される側を先端側（例えば図１の紙面下側）といい、その反対側を基端側（例えば図１の紙面上側）という。 (Embodiment 1)
An embodiment of a method for manufacturing an insulator for a spark plug will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
First, the structure of a spark plug 10 equipped with an insulator 1 obtained by the manufacturing method of this embodiment will be explained using FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, hereinafter, the direction in which the central axis of the spark plug 10 and the central axis of the insulator 1 extend will be referred to as the X direction. Further, one side in the X direction where the discharge gap G is formed in the spark plug 10 is called the tip side (for example, the bottom side of the paper in FIG. 1), and the opposite side is called the base side (for example, the bottom side in FIG. 1). (Top of page).

図１に示すごとく、スパークプラグ１０は、筒状の絶縁碍子１と、絶縁碍子１の内側に配された中心電極１０１、接続層１０２、端子金具１０３と、絶縁碍子１の外周側に配された筒状のハウジング１０４と、中心電極１０１と対向する接地電極１０５とを備える。 As shown in FIG. 1, the spark plug 10 includes a cylindrical insulator 1, a center electrode 101 arranged inside the insulator 1, a connection layer 102, a terminal fitting 103, and a cylindrical insulator 1 arranged on the outer circumferential side of the insulator 1. The housing 104 has a cylindrical shape, and a ground electrode 105 facing the center electrode 101.

絶縁碍子１は、例えば、アルミナ等の絶縁性セラミックス材料を所定形状に成形、切削した後、焼成して得られるセラミックス焼結体からなる。図１、図２に示すごとく、絶縁碍子１は、Ｘ方向から見たときの中央部をＸ方向に貫通するよう形成された軸孔２を有する。軸孔２は、先端側から、小径孔部２１、テーパ孔部２２、大径孔部２３を有する。 The insulator 1 is made of a ceramic sintered body obtained by, for example, molding and cutting an insulating ceramic material such as alumina into a predetermined shape and then firing it. As shown in FIGS. 1 and 2, the insulator 1 has a shaft hole 2 formed to penetrate in the X direction through a central portion when viewed from the X direction. The shaft hole 2 has a small diameter hole portion 21, a tapered hole portion 22, and a large diameter hole portion 23 from the tip side.

小径孔部２１、大径孔部２３は、Ｘ方向において一定の内径を有する。大径孔部２３は、小径孔部２１よりも大きい内径を有する。テーパ孔部２２は、小径孔部２１と大径孔部２３とを連結するよう形成されており、先端側に向かうほど縮径するテーパ状に形成されている。 The small diameter hole 21 and the large diameter hole 23 have a constant inner diameter in the X direction. The large diameter hole 23 has a larger inner diameter than the small diameter hole 21. The tapered hole portion 22 is formed to connect the small diameter hole portion 21 and the large diameter hole portion 23, and is formed in a tapered shape whose diameter decreases toward the distal end side.

図１に示すごとく、中心電極１０１は、Ｘ方向に長尺な略棒状を呈している。中心電極１０１の先端部は、絶縁碍子１の軸孔２から突出しているとともに、接地電極１０５と対向して接地電極１０５との間に放電ギャップＧを形成している。中心電極１０１の基端部１０１ａは、その先端側の部位よりも大きい直径を有する。そして、中心電極１０１の基端部１０１ａは、絶縁碍子１のテーパ孔部２２に基端側から支承されており、これによって中心電極１０１は絶縁碍子１に対してＸ方向に位置決めされている。 As shown in FIG. 1, the center electrode 101 has a substantially rod shape that is elongated in the X direction. The tip of the center electrode 101 protrudes from the shaft hole 2 of the insulator 1, faces the ground electrode 105, and forms a discharge gap G between the center electrode 105 and the ground electrode 105. The base end 101a of the center electrode 101 has a larger diameter than the distal end thereof. The base end 101a of the center electrode 101 is supported by the tapered hole 22 of the insulator 1 from the base end side, thereby positioning the center electrode 101 in the X direction with respect to the insulator 1.

接続層１０２は、軸孔２内における中心電極１０１と端子金具１０３との間に配され、中心電極１０１と端子金具１０３とを電気的に接続する役割を有する。接続層１０２は、中心電極１０１及び端子金具１０３のそれぞれに隣接する一対のガラスシール層１０２ａと、これらの間に配されたレジスタ層１０２ｂとを備える。ガラスシール層１０２ａは、ガラスに銅粉等の金属粉末を混入させてなる導電性ガラス粉末の焼結体からなる。ガラスシール層１０２ａは、軸孔２の内壁面と密着して軸孔２内の気密性を確保している。レジスタ層１０２ｂは、ガラスに炭素（カーボン）等の抵抗材粉末を混入させた抵抗体組成粉末を焼結した焼結体からなる。レジスタ層１０２ｂは、スパークプラグ１０の火花放電に起因して生じる電波ノイズがスパークプラグ１０の外部に伝達することを抑制するためのものである。 The connection layer 102 is disposed between the center electrode 101 and the terminal fitting 103 in the shaft hole 2, and has the role of electrically connecting the center electrode 101 and the terminal fitting 103. The connection layer 102 includes a pair of glass seal layers 102a adjacent to each of the center electrode 101 and the terminal fitting 103, and a resistor layer 102b disposed between them. The glass seal layer 102a is made of a sintered body of conductive glass powder made by mixing metal powder such as copper powder into glass. The glass seal layer 102a is in close contact with the inner wall surface of the shaft hole 2 to ensure airtightness within the shaft hole 2. The resistor layer 102b is made of a sintered body obtained by sintering a resistor composition powder in which a resistive material powder such as carbon is mixed into glass. The resistor layer 102b is for suppressing the transmission of radio wave noise caused by spark discharge of the spark plug 10 to the outside of the spark plug 10.

端子金具１０３は、その先端部が軸孔２内に挿入されており、基端部が軸孔２から突出している。端子金具１０３における絶縁碍子１から基端側に突出した部位は、スパークプラグ１０を点火コイルに接続するための端子としての役割を有する。 The terminal fitting 103 has its distal end inserted into the shaft hole 2 and its base end protruding from the shaft hole 2. A portion of the terminal fitting 103 that protrudes from the insulator 1 toward the base end side has a role as a terminal for connecting the spark plug 10 to the ignition coil.

ハウジング１０４は、その内側に絶縁碍子１を保持している。ハウジング１０４は、鉄基合金等の耐熱性金属材料を筒状に形成してなる。ハウジング１０４の外周部には、ハウジング１０４を内燃機関のシリンダヘッドのプラグホールに設けられた雌ネジ穴に螺合するための取付ネジ部１０４ａが形成されている。 The housing 104 holds the insulator 1 inside thereof. The housing 104 is made of a heat-resistant metal material such as an iron-based alloy and formed into a cylindrical shape. A mounting screw portion 104a is formed on the outer periphery of the housing 104 for screwing the housing 104 into a female screw hole provided in a plug hole of a cylinder head of an internal combustion engine.

ハウジング１０４の先端部には、接地電極１０５が接続されている。接地電極１０５は、中心電極１０１とＸ方向に対向しており、Ｘ方向における中心電極１０１との間に放電ギャップＧを形成している。中心電極１０１に高電圧が印加されることで、放電ギャップＧに火花放電が生じ、燃焼室内の混合気が着火される。 A ground electrode 105 is connected to the tip of the housing 104 . The ground electrode 105 faces the center electrode 101 in the X direction, and forms a discharge gap G between the ground electrode 105 and the center electrode 101 in the X direction. By applying a high voltage to the center electrode 101, spark discharge occurs in the discharge gap G, and the air-fuel mixture in the combustion chamber is ignited.

次に、本形態の絶縁碍子１の製造方法において使用する成形型３及び成形ピン４につき説明する。 Next, the mold 3 and mold pin 4 used in the method for manufacturing the insulator 1 of this embodiment will be explained.

図３に示すごとく、成形型３は、一方が開放された有底円筒状を呈している。成形型３は、弾性変形可能なゴム等からなる。すなわち、成形型３は、外力が加わることで変形し、当該外力が開放されることで略元の形状に復元する。絶縁碍子１のＸ方向の先端側の部位は、成形型３の底部３１側の部位によって成形される。 As shown in FIG. 3, the mold 3 has a cylindrical shape with one end open and a bottom. The mold 3 is made of elastically deformable rubber or the like. That is, the mold 3 is deformed by the application of an external force, and restored to its substantially original shape by the release of the external force. The region on the tip side in the X direction of the insulator 1 is molded by the region on the bottom 31 side of the mold 3.

図４、図５に示すごとく、成形ピン４は、金属からなり、絶縁碍子１の小径孔部２１を成形するための小径ピン部４１、テーパ孔部２２を成形するためのテーパピン部４２、及び大径孔部２３を成形するための大径ピン部４３を有する。 As shown in FIGS. 4 and 5, the forming pin 4 is made of metal and includes a small diameter pin portion 41 for forming the small diameter hole 21 of the insulator 1, a tapered pin portion 42 for forming the tapered hole 22, and It has a large diameter pin portion 43 for forming the large diameter hole portion 23.

小径ピン部４１は、Ｘ方向に一定の径を有する円柱状に形成されているが、図５に示すごとく、先端部は先端側に向かって縮径するよう尖っている。小径ピン部４１の先端部を除く部位（すなわち直径が一定の部位）の直径Ｄ［ｍｍ］は、１．６≦Ｄ＜２．０を満たす。すなわち、小径ピン部４１は、例えばハウジング１０４の取付ネジ部１０４ａのネジ径がＭ１０以下のときに使用される絶縁碍子１のように、比較的小さい絶縁碍子１の小径孔部２１を成形するために用いられる。 The small diameter pin portion 41 is formed in a cylindrical shape having a constant diameter in the X direction, but as shown in FIG. 5, the tip portion is sharpened so that the diameter decreases toward the tip side. The diameter D [mm] of the portion of the small-diameter pin portion 41 excluding the tip (that is, the portion having a constant diameter) satisfies 1.6≦D<2.0. That is, the small diameter pin portion 41 is used to form the small diameter hole portion 21 of a relatively small insulator 1, such as the insulator 1 used when the screw diameter of the mounting screw portion 104a of the housing 104 is M10 or less. used for.

テーパピン部４２は、外周面が、基端側に向かうほど拡径するよう形成された、いわゆる円錐台形状を有する。 The tapered pin portion 42 has a so-called truncated cone shape in which the outer circumferential surface is formed to increase in diameter toward the base end.

大径ピン部４３は、Ｘ方向に一定の径を有する円柱状に形成されている。大径ピン部４３は、小径ピン部４１よりも大きい直径を有する。 The large diameter pin portion 43 is formed into a cylindrical shape having a constant diameter in the X direction. The large diameter pin portion 43 has a larger diameter than the small diameter pin portion 41.

図５に示すごとく、成形ピン４は、大径ピン部４３の表面の全体、テーパピン部４２の表面の全体及び、小径ピン部４１の基端部のみの一部表面に、離型被膜４５が形成されている。すなわち、小径ピン部４１は、表面に離型被膜４５が形成されていない部位を有する。本形態においては、小径ピン部４１の基端部を除く部位には離型被膜４５が形成されていない。Ｘ方向における離型被膜４５が形成された領域において、離型被膜４５は、成形ピン４の全周に形成されている。 As shown in FIG. 5, the molded pin 4 has a release coating 45 on the entire surface of the large diameter pin portion 43, the entire surface of the tapered pin portion 42, and a portion of only the base end portion of the small diameter pin portion 41. It is formed. That is, the small diameter pin portion 41 has a portion on the surface of which the release coating 45 is not formed. In this embodiment, the release coating 45 is not formed on the portions of the small diameter pin portion 41 other than the base end portion. In the region where the mold release film 45 is formed in the X direction, the mold release film 45 is formed around the entire circumference of the molding pin 4 .

例えば、成形ピン４の全体に離型被膜４５を形成し、その後、小径ピン部４１の表面の所定部位の離型被膜４５を取り除くことで、離型被膜４５を所望の位置に形成できる。なお、これに限らず、例えば成形ピン４の表面に離型被膜４５を形成する際、成形ピン４の所望の部位にマスキングを施し、離型被膜４５形成後にマスキングを除去することで、離型被膜４５を成形ピン４の表面における所望の部位に形成できる。 For example, the mold release film 45 can be formed at a desired position by forming the mold release film 45 on the entire molding pin 4 and then removing the mold release film 45 from a predetermined portion of the surface of the small diameter pin portion 41. Note that the present invention is not limited to this, and for example, when forming the mold release film 45 on the surface of the mold pin 4, masking is applied to a desired part of the mold pin 4, and the masking is removed after the mold release film 45 is formed, thereby releasing the mold. The coating 45 can be formed at a desired location on the surface of the forming pin 4.

図５に示すごとく、小径ピン部４１の長手方向の全長をＬ［ｍｍ］、前記長手方向における小径ピン部４１の離型被膜４５が形成されていない部位の長さをＬ１［ｍｍ］としたとき、Ｌ、Ｌ１、及び前述の小径ピン部４１の直径Ｄとは、Ｌ１／Ｌ≧－２．５Ｄ＋５．０を満たす。なお、小径ピン部４１に前記長手方向の複数箇所に離型被膜４５が形成されている場合は、Ｌ１は、小径ピン部４１の離型被膜４５が形成されていない部位の合計の長さを意味するものとする。 As shown in FIG. 5, the total length of the small diameter pin part 41 in the longitudinal direction is L [mm], and the length of the part of the small diameter pin part 41 in the longitudinal direction where the release coating 45 is not formed is L1 [mm]. At this time, L, L1, and the diameter D of the small diameter pin portion 41 described above satisfy L1/L≧−2.5D+5.0. In addition, when the release coating 45 is formed on the small diameter pin portion 41 at multiple locations in the longitudinal direction, L1 is the total length of the portions of the small diameter pin portion 41 where the release coating 45 is not formed. shall mean.

離型被膜４５は、例えば成形工程によって成形される粉末成形体との剥離性が高い材料からなり、例えばアモルファスからなる。離型被膜４５は、例えばＤＬＣ（すなわち、Ｄｉａｍｏｎｄ－Ｌｉｋｅ－Ｃａｒｂｏｎ）コーティングにより形成することができる。ＤＬＣコーティングは、真空中に高周波の高電圧を与えたアセチレンガスを注入することで、パーツ表面にアモルファス膜を形成することができる。その他、離型被膜４５は、粉末成形体１２との離型性が高ければよく、例えば油を採用することができる。 The mold release film 45 is made of a material that is highly releasable from the powder molded body formed in the molding process, and is made of, for example, amorphous material. The release coating 45 can be formed by, for example, DLC (ie, Diamond-Like-Carbon) coating. DLC coating can form an amorphous film on the surface of a part by injecting acetylene gas to which a high frequency and high voltage is applied into a vacuum. In addition, the release coating 45 only needs to have a high releasability from the powder compact 12, and for example, oil can be used.

また、成形ピン４は、大径ピン部４３の基端側に、大径ピン部４３よりも大径に形成された頭部４４を有する。 Further, the molded pin 4 has a head 44 formed on the proximal end side of the large-diameter pin portion 43 and has a diameter larger than that of the large-diameter pin portion 43 .

次に、図３～図８を用いて、本形態の絶縁碍子１の製造方法につき説明する。 Next, a method for manufacturing the insulator 1 of this embodiment will be explained using FIGS. 3 to 8.

まず、成形工程を行う。成形工程は、絶縁碍子１の外周側を成形する成形型３と、成形型３内に配置される成形ピン４とによって形成されたキャビティＣ内に充填されたアルミナ等のセラミック粉末からなる原料粉末１１を成形した粉末成形体１２を得る工程である。例えば、図３に示すごとく、まず、成形型３の内側に絶縁碍子１の原料粉末１１を充填する。次いで、図４に示すごとく、成形型３の開口部３０から、成形型３内の原料粉末１１内に、成形ピン４をその小径ピン部４１側から差し込む。このとき、成形ピン４の頭部４４は、原料粉末１１の外側に配し、原料粉末１１内に差し込まないようにする。なお、まず成形型３に成形ピン４を配置し、次いで成形型３内に原料粉末１１を充填する順番でもよい。 First, a molding process is performed. In the molding process, a raw material powder made of ceramic powder such as alumina is filled into a cavity C formed by a mold 3 for molding the outer peripheral side of the insulator 1 and a molding pin 4 arranged in the mold 3. This is a step of obtaining a powder compact 12 obtained by compacting 11. For example, as shown in FIG. 3, first, the inside of the mold 3 is filled with raw material powder 11 for the insulator 1. Next, as shown in FIG. 4, the forming pin 4 is inserted from the opening 30 of the forming die 3 into the raw material powder 11 in the forming die 3 from its small diameter pin portion 41 side. At this time, the head 44 of the forming pin 4 is arranged outside the raw material powder 11 so as not to be inserted into the raw material powder 11. Note that the order may be such that the forming pins 4 are placed in the forming die 3 first, and then the raw material powder 11 is filled into the forming die 3.

そして、成形型３、原料粉末１１、及び成形ピン４を、油圧成形機５に設置する。油圧成形機５は、成形型３の外周側全周から、成形型３に油圧を作用させるためのものである。図６に示すごとく、油圧成形機５は、通路５１から成形型３の外周側に油Ｆを送り込むことで、油圧によりゴム製の成形型３を径方向に圧縮させる。これに伴い、成形型３の開口部３０付近が成形ピン４の頭部４４に密着し、これにより、成形型３と成形ピン４との間に閉じたキャビティＣが形成される。さらに、成形型３が圧縮されることで、成形型３内に充填された原料粉末１１も径方向に圧縮され、粉末成形体１２となる。 Then, the mold 3, raw material powder 11, and molding pin 4 are installed in the hydraulic molding machine 5. The hydraulic molding machine 5 is for applying hydraulic pressure to the mold 3 from the entire outer circumference of the mold 3. As shown in FIG. 6, the hydraulic molding machine 5 compresses the rubber mold 3 in the radial direction using hydraulic pressure by sending oil F to the outer peripheral side of the mold 3 from the passage 51. As a result, the vicinity of the opening 30 of the mold 3 comes into close contact with the head 44 of the mold pin 4, thereby forming a closed cavity C between the mold 3 and the mold pin 4. Further, as the mold 3 is compressed, the raw material powder 11 filled in the mold 3 is also compressed in the radial direction, forming a powder compact 12.

この成形工程の後に、粉末成形体１２及び成形ピン４の組付体６を、成形型３から取り出す取出工程を行う。取出工程においては、図７に示すごとく、油圧成形機５によって成形型３へ作用させていた油圧を解放し、成形型３とこの内側に配されている粉末成形体１２との間に隙間を形成する。そして、図８に示すごとく、例えば成形ピン４の頭部４４を把持しつつ、成形ピン４及び粉末成形体１２からなる組付体６を成形型３から抜き出す。これにより、粉末成形体１２及び成形ピン４の組付体６を成形型３から取り出すことができる。 After this molding step, an ejecting step is performed in which the assembled body 6 of the powder compact 12 and the molding pin 4 is taken out from the mold 3. In the ejection process, as shown in FIG. 7, the hydraulic pressure applied to the mold 3 by the hydraulic molding machine 5 is released, and a gap is created between the mold 3 and the powder compact 12 placed inside the mold. Form. Then, as shown in FIG. 8, while grasping the head 44 of the forming pin 4, for example, the assembly 6 consisting of the forming pin 4 and the powder compact 12 is pulled out from the forming mold 3. Thereby, the assembled body 6 of the powder compact 12 and the forming pin 4 can be taken out from the forming mold 3.

ここで、小径ピン部４１の表面は、比較的表面積が小さく、粉末成形体１２との接触面積が小さいため、成形ピン４の全体に離型被膜４５が形成されている場合は、取出工程において、例えば図９に示すごとく、粉末成形体１２の全体が成形型３内に残ったり、図１０に示すごとく、粉末成形体１２の一部（例えば先端部）が成形型３内に残ったりする型残りが懸念される。しかしながら、本形態においては、図５に示すごとく、小径ピン部４１の表面の少なくとも一部には、離型被膜４５が形成されていないため、図８に示すごとく、小径ピン部４１の表面において粉末成形体１２を保持しやすく、取出工程において型残りが生じることを抑制することができる。 Here, the surface of the small diameter pin part 41 has a relatively small surface area and the contact area with the powder compact 12 is small, so if the mold release film 45 is formed on the entire mold pin 4, in the ejection process. For example, as shown in FIG. 9, the entire powder compact 12 remains in the mold 3, or as shown in FIG. 10, a part (for example, the tip) of the powder compact 12 remains in the mold 3. There is a concern about mold residue. However, in this embodiment, as shown in FIG. 5, the release coating 45 is not formed on at least a part of the surface of the small diameter pin part 41, so as shown in FIG. It is easy to hold the powder compact 12, and it is possible to suppress mold residue from occurring during the removal process.

そして、絶縁碍子１の残りの製造方法については、一般に用いられる方法を採用することができる。本形態においては、組付体６において粉末成形体１２から成形ピン４を抜き出し、粉末成形体１２をその外周側から切削し、絶縁碍子１を所定の形状に形成する。このとき、粉末成形体１２の底部は切断され、Ｘ方向に貫通された軸孔２が形成される。そして、粉末成形体１２を焼成することで、絶縁碍子１が製造される。 For the rest of the manufacturing method of the insulator 1, commonly used methods can be adopted. In this embodiment, the forming pin 4 is extracted from the powder compact 12 in the assembled body 6, and the powder compact 12 is cut from its outer circumferential side to form the insulator 1 into a predetermined shape. At this time, the bottom of the powder compact 12 is cut to form the shaft hole 2 passing through in the X direction. Then, the insulator 1 is manufactured by firing the powder compact 12.

ここで、前述のごとく、テーパピン部４２の表面及び大径ピン部４３の表面の全体には離型被膜４５が形成されている。これにより、組付体６において粉末成形体１２から成形ピン４を抜き出す工程において、成形ピン４の例えばテーパピン部４２の表面に、粉末成形体１２の一部がへばりつくことによって軸孔２がきれいに成形されなくなる事態が生じることを防止することができる。 Here, as described above, the release coating 45 is formed on the entire surface of the tapered pin portion 42 and the surface of the large diameter pin portion 43. As a result, in the step of extracting the forming pin 4 from the powder compact 12 in the assembled body 6, a part of the powder compact 12 sticks to the surface of the tapered pin portion 42 of the forming pin 4, so that the shaft hole 2 is neatly formed. It is possible to prevent a situation in which the information is not displayed.

次に、本形態の作用効果につき説明する。
本形態のスパークプラグ１０用の絶縁碍子１の製造方法において、成形ピン４における小径ピン部４１の表面の少なくとも一部には、離型被膜４５が形成されていない。それゆえ、成形工程後、小径ピン部４１による粉末成形体１２の保持力を確保することができ、前記取出工程において、成形型３内に粉末成形体１２の一部が残る型残りが発生することを抑制することができる。 Next, the effects of this embodiment will be explained.
In the method for manufacturing the insulator 1 for the spark plug 10 of this embodiment, the mold release coating 45 is not formed on at least a portion of the surface of the small diameter pin portion 41 of the molded pin 4. Therefore, after the molding process, the holding force of the powder molded body 12 by the small diameter pin part 41 can be ensured, and mold residue in which a part of the powder molded body 12 remains inside the mold 3 is generated in the ejecting process. This can be suppressed.

また、成形ピン４の小径ピン部４１のＸ方向の長さをＬ［ｍｍ］、小径ピン部４１における離型被膜が配されていない部位のＸ方向の長さをＬ１［ｍｍ］、小径ピン部４１の直径をＤ［ｍｍ］としたとき、１．６≦Ｄ＜２．０、及び、Ｌ１／Ｌ≧－２．５Ｄ＋５．０を満たす。まず、Ｄが、１．６≦Ｄ＜２．０を満たす場合は、小径ピン部４１を転写することにより得られる絶縁碍子１の小径孔部２１の直径は、比較的小さな部類に入る。そして、この場合、取出工程において、小径ピン部４１における粉末成形体１２の保持力が弱くなりやすく、型残りの懸念が大きい。そこで、Ｌ１／Ｌ≧－２．５Ｄ＋５．０を満たす、すなわち、小径ピン部４１において離型被膜４５が配されていない部位がある程度広い領域に形成されていることにより、小径ピン部４１における粉末成形体１２の保持力を確保することができ、型残りが発生することを抑制することができる。なお、かかる数値に関しては、後述の実験例において裏付けられる。 Further, the length of the small diameter pin portion 41 of the molding pin 4 in the X direction is L [mm], the length of the portion of the small diameter pin portion 41 in the X direction on which the release coating is not provided is L1 [mm], and the length of the small diameter pin portion 41 in the X direction is L1 [mm]. When the diameter of the portion 41 is D [mm], 1.6≦D<2.0 and L1/L≧−2.5D+5.0 are satisfied. First, when D satisfies 1.6≦D<2.0, the diameter of the small diameter hole portion 21 of the insulator 1 obtained by transferring the small diameter pin portion 41 falls into a relatively small category. In this case, in the ejection process, the holding force of the powder compact 12 in the small diameter pin portion 41 tends to be weak, and there is a great concern that mold remains. Therefore, by satisfying L1/L≧-2.5D+5.0, that is, by forming the part where the release coating 45 is not arranged in the small diameter pin part 41 in a relatively wide area, the powder in the small diameter pin part 41 is The holding force of the molded body 12 can be ensured, and generation of mold residue can be suppressed. Note that such numerical values are supported in the experimental examples described later.

以上のごとく、本形態によれば、型残りの発生を抑制することができるスパークプラグ用の絶縁碍子の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a method for manufacturing an insulator for a spark plug, which can suppress the occurrence of mold residue.

（実験例）
本例は、実施形態１の製造方法において、ＤとＬ１／Ｌとを種々変更した成形ピン４を用いた場合の型残りの発生の有無について調査した例である。なお、本例以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。 (Experiment example)
In this example, in the manufacturing method of the first embodiment, the presence or absence of mold residue was investigated when forming pins 4 with various changes in D and L1/L were used. Note that, among the reference numerals used in this example and later, the same reference numerals as those used in the previously described embodiments represent the same components as those in the previously described embodiments, unless otherwise specified.

成形ピン４として、Ｄを１．５ｍｍと２．１ｍｍとの間で種々変更し、かつ、Ｌ１／Ｌを０（すなわち、成形ピン４の小径ピン部４１の全体に離型被膜４５が形成されていない場合）と１（すなわち、成形ピン４の小径ピン部４１の全体に離型被膜４５が形成されている場合）との間で種々変更したものを準備した。 For the molded pin 4, D was variously changed between 1.5 mm and 2.1 mm, and L1/L was 0 (that is, the mold release film 45 was formed on the entire small diameter pin portion 41 of the molded pin 4). Various modifications were prepared between 1 (in other words, in which the mold release film 45 was formed over the entire small diameter pin portion 41 of the molded pin 4).

なお、Ｌ１／Ｌの調整は、各成形ピン４の長さＬを２０ｍｍで固定しつつ、各成形ピン４の小径ピン部４１における離型被膜４５が形成されていない領域の長さ種々変更することで調整した。ここで、Ｌ１／Ｌが０以外の成形ピン４において、小径ピン部４１における離型被膜４５が形成されていない領域は、小径ピン部４１の先端から連続的に形成し、Ｌ１／Ｌが大きいものほど、当該離型被膜４５が形成されていない領域が基端側に向かってのびるよう調整した。なお、小径ピン部４１における離型被膜４５が形成されていない領域は、例えば小径ピン部４１のＸ方向の中央部に形成されていても、同様の結果になるものと推定される。 Note that L1/L is adjusted by fixing the length L of each molding pin 4 at 20 mm and varying the length of the area where the release coating 45 is not formed in the small diameter pin portion 41 of each molding pin 4. I made adjustments. Here, in the molded pin 4 where L1/L is other than 0, the area where the mold release coating 45 is not formed in the small diameter pin part 41 is formed continuously from the tip of the small diameter pin part 41, and L1/L is large. Adjustments were made so that the region where the release coating 45 was not formed extended toward the proximal end. Note that even if the region in the small-diameter pin portion 41 where the release coating 45 is not formed is formed, for example, at the center of the small-diameter pin portion 41 in the X direction, it is presumed that the same result will be obtained.

また、各成形ピン４のテーパピン部４２及び大径ピン部４３のそれぞれの表面の全体には、離型被膜４５を形成した。また、離型被膜４５は、実施形態１と同様にアモルファス膜とし、ＤＬＣコーティングにより形成した。 Further, a release coating 45 was formed on the entire surface of each of the tapered pin portion 42 and large diameter pin portion 43 of each molding pin 4. Furthermore, the release film 45 was an amorphous film similar to Embodiment 1, and was formed by DLC coating.

そして、本例においては、各成形ピン４を用いた実施形態１と同様の成形工程、取出工程を２０回行い、１回でも型残りが生じた場合は表１において×記号でプロットし、１度も型残りが生じなかった場合は表１において〇記号でプロットした。結果を図１１のグラフに示す。 In this example, the same molding process and ejecting process as in Embodiment 1 using each molding pin 4 are performed 20 times, and if mold remains even once, it is plotted with an x symbol in Table 1, and 1 In cases where mold residue did not occur, it is plotted with an ◯ symbol in Table 1. The results are shown in the graph of FIG.

図１１から分かるように、Ｌ１／Ｌが１に近付くほど、すなわち、小径ピン部４１の表面に離型被膜４５が形成されていないほど、型残りが生じ難くなっていることが分かる。さらに、Ｄが大きいほど、すなわち小径ピン部４１の直径が大きいほど、型残りが生じ難くなっていることが分かる。 As can be seen from FIG. 11, the closer L1/L is to 1, that is, the less the mold release film 45 is formed on the surface of the small diameter pin portion 41, the less mold residue is generated. Furthermore, it can be seen that the larger D is, that is, the larger the diameter of the small diameter pin portion 41 is, the less mold residue is generated.

そして、図１１のグラフから、次の式を満たせば型残りが生じ難くなることが分かる。 From the graph of FIG. 11, it can be seen that if the following formula is satisfied, mold residue is less likely to occur.

また、図１１のグラフから、Ｄが２．０以上であるとき、すべての結果が〇、すなわち型残りが発生しないことが分かる。換言すると、Ｄが２．０未満のときに型残りの課題が懸念されやすいことが分かる。また、Ｄが１．６未満のときはすべての結果が×、すなわち型残りが発生しやすいことが分かる。それゆえ、Ｄは、１．６≦Ｄ＜２．０を満たすことが好ましい。１．６≦Ｄ＜２．０、かつ、Ｌ１／Ｌ≧－２．５Ｄ＋５．０を満たすことでより効果が得られることが分かる。 Moreover, from the graph of FIG. 11, it can be seen that when D is 2.0 or more, all the results are 0, that is, no mold residue occurs. In other words, it can be seen that when D is less than 2.0, there is a tendency to be concerned about the problem of mold remaining. Further, it can be seen that when D is less than 1.6, all the results are x, that is, mold remains are likely to occur. Therefore, it is preferable that D satisfies 1.6≦D<2.0. It can be seen that more effects can be obtained by satisfying 1.6≦D<2.0 and L1/L≧−2.5D+5.0.

本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.

１ 絶縁碍子
２ 軸孔
２１ 小径孔部
２２ テーパ孔部
２３ 大径孔部
４ 成形ピン
４１ 小径ピン部
４２ テーパピン部
４３ 大径ピン部
４５ 離型被膜 1 Insulator 2 Shaft hole 21 Small diameter hole 22 Tapered hole 23 Large diameter hole 4 Molded pin 41 Small diameter pin 42 Tapered pin 43 Large diameter pin 45 Release coating

Claims (2)

スパークプラグ（１０）用の絶縁碍子（１）を製造する方法であって、
前記絶縁碍子は、その軸方向（Ｘ）に貫通形成された軸孔（２）を有し、
前記軸孔は、小径孔部（２１）と、前記小径孔部よりも基端側に形成され、前記小径孔部よりも内径が大きい大径孔部（２３）と、前記小径孔部と前記大径孔部とを連結するテーパ孔部（２２）とを有し、
前記絶縁碍子の外周側を成形する成形型（３）と、前記成形型内に配置され、前記絶縁碍子の前記小径孔部を成形する小径ピン部（４１）、前記テーパ孔部を成形するテーパピン部（４２）、及び前記大径孔部を成形する大径ピン部（４３）を有する成形ピン（４）とによって形成されたキャビティ（Ｃ）内に充填された原料粉末（１１）を成形した粉末成形体（１２）を得る成形工程と、
前記粉末成形体及び前記成形ピンの組付体（６）を、前記成形型から取り出す取出工程と、を含み、
前記成形ピンの表面の一部は、離型被膜（４５）によって覆われており、
前記成形ピンにおける前記小径ピン部の表面の少なくとも一部には、前記離型被膜が形成されておらず、
前記テーパピン部の表面の全体に前記離型被膜が形成されており、
前記小径ピン部において、該小径ピン部の基端部を除く部位には前記離型被膜が形成されていない、スパークプラグ用の絶縁碍子の製造方法。 A method of manufacturing an insulator (1) for a spark plug (10), comprising:
The insulator has an axial hole (2) formed through it in the axial direction (X),
The shaft hole includes a small-diameter hole (21), a large-diameter hole (23) that is formed on the proximal side of the small-diameter hole and has a larger inner diameter than the small-diameter hole, and a large-diameter hole (23) that is formed closer to the base end than the small-diameter hole and has a larger inner diameter than the small-diameter hole. It has a tapered hole portion (22) that connects the large diameter hole portion,
A mold (3) for molding the outer peripheral side of the insulator, a small diameter pin part (41) disposed in the mold for molding the small diameter hole of the insulator, and a taper pin for molding the tapered hole. The raw material powder (11) filled into a cavity (C) formed by a molding pin (4) having a large diameter pin part (43) for molding the large diameter hole part (42) was molded. A molding step to obtain a powder compact (12);
a step of taking out the powder compact and the molding pin assembly (6) from the mold;
A part of the surface of the molding pin is covered with a mold release coating (45),
The mold release coating is not formed on at least a part of the surface of the small diameter pin portion of the molding pin,
The release coating is formed on the entire surface of the tapered pin portion,
A method for manufacturing an insulator for a spark plug, wherein the release coating is not formed on the small diameter pin portion except for the base end portion of the small diameter pin portion. 前記成形ピンの前記小径ピン部の前記軸方向の長さをＬ［ｍｍ］、前記小径ピン部における前記離型被膜が配されていない部位の前記軸方向の長さをＬ１［ｍｍ］、前記小径ピン部の直径をＤ［ｍｍ］としたとき、１．６≦Ｄ＜２．０、及び、Ｌ１／Ｌ≧－２．５Ｄ＋５．０を満たす、請求項１に記載のスパークプラグ用の絶縁碍子の製造方法。 The length in the axial direction of the small diameter pin portion of the molding pin is L [mm], the length in the axial direction of the portion of the small diameter pin portion where the release coating is not arranged is L1 [mm], and the length in the axial direction of the small diameter pin portion is L1 [mm]. The insulation for a spark plug according to claim 1, which satisfies 1.6≦D<2.0 and L1/L≧-2.5D+5.0, where the diameter of the small diameter pin portion is D [mm]. Method of manufacturing insulators.

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