JP6725566B2 - Hollow material manufacturing method - Google Patents
Hollow material manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6725566B2 JP6725566B2 JP2018040435A JP2018040435A JP6725566B2 JP 6725566 B2 JP6725566 B2 JP 6725566B2 JP 2018040435 A JP2018040435 A JP 2018040435A JP 2018040435 A JP2018040435 A JP 2018040435A JP 6725566 B2 JP6725566 B2 JP 6725566B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- workpiece
- rolling
- screw
- peripheral surface
- die
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/02—Details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
- B21H3/02—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
- B21H3/02—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
- B21H3/04—Making by means of profiled-rolls or die rolls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
- B21H3/12—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape articles with helicoidal surface
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K3/00—Making engine or like machine parts not covered by sub-groups of B21K1/00; Making propellers or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T21/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs
- H01T21/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs of sparking plugs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Spark Plugs (AREA)
Description
本発明は内部に空洞を有する中空材の製造方法に関し、特に転造によっておねじを形成する中空材の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a hollow material having a hollow inside, and more particularly to a method for manufacturing a hollow material in which a male screw is formed by rolling.
被加工物に転造ダイスを押し付けて山形を形成する場合に、転造ダイスを押し付けた部分の内側に空洞があると、転造ダイスの圧力(転造力)によって被加工物が弾性変形して潰れ、転造力に見合う反力が得られずに所望の山形を形成できないことがある。これを防ぐため、特許文献1には、被加工物の空洞内に複数の鋼球からなる鋼球群を収容した後、空洞内に治具を挿入して鋼球群を加圧した状態で転造加工し、加工後に鋼球群を取り出す技術が開示されている。この技術によれば、転造力による被加工物の潰れを鋼球群が防ぎ、転造力に見合う反力を得ることができるので、所望の山形を形成できる。
When a rolling die is pressed against the workpiece to form a chevron, if there is a cavity inside the part where the rolling die is pressed, the workpiece will elastically deform due to the pressure of the rolling die (rolling force). In some cases, the desired mountain shape cannot be formed because the reaction force corresponding to the rolling force cannot be obtained. In order to prevent this, in
しかしながら上記従来の技術では、転造加工の他に、被加工物の空洞内に鋼球群を収容する工程、空洞内に挿入した治具で鋼球群を加圧する工程、及び、転造加工後に鋼球群を取り出す工程を要し、煩雑である。 However, in the above-mentioned conventional technique, in addition to the rolling process, a step of accommodating the steel ball group in the cavity of the workpiece, a step of pressurizing the steel ball group with a jig inserted in the cavity, and a rolling process This is complicated because it requires a step of taking out the steel ball group later.
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、煩雑な工程を簡素化しつつ所望のおねじを形成できる中空材の製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a hollow member capable of forming a desired screw while simplifying a complicated process.
この目的を達成するために本発明は、内部に空洞を有し、おねじの少なくとも一部が空洞に対応する外周面に形成された中空材の製造方法である。軸線の方向に、内部に空洞を有する第2部と、第2部よりも高い剛性を有する第1部と、の少なくとも2つの剛性の異なる部分を有する中空の被加工物を準備する準備工程と、被加工物の外周面に転造ダイスのねじ部を押し付けておねじを形成する転造工程と、を備えている。転造工程は、第1部の側から第1部から離れる方向へ向かって被加工物の外周面に転造ダイスのねじ部を順次押し付けることにより第2部におねじを形成する。 In order to achieve this object, the present invention is a method for manufacturing a hollow member having a hollow inside and at least a part of the external thread being formed on the outer peripheral surface corresponding to the hollow. A preparatory step of preparing a hollow work piece having at least two portions having different rigidity in the axial direction, a second portion having a cavity inside and a first portion having a rigidity higher than that of the second portion; And a rolling step of pressing the screw portion of the rolling die against the outer peripheral surface of the workpiece to form a screw. In the rolling step, the thread portion of the rolling die is sequentially pressed against the outer peripheral surface of the workpiece from the side of the first portion in the direction away from the first portion to form the screw in the second portion.
請求項1記載の中空材の製造方法によれば、被加工物の外周面に転造ダイスのねじ部を押し付けておねじを形成する転造工程では、内部に空洞を有する第2部よりも高い剛性を有する第1部の側から、第1部から離れる方向へ向かって被加工物の外周面に転造ダイスのねじ部を順次押し付けることにより、第2部におねじが形成される。このようにすると、転造ダイスのねじ部が第2部に押し付けられたときに発生する転造力が、第2部よりも高い剛性を有する第1部の側へ分散される。そのため、転造力によって第2部が過度に潰れることを抑制できる。その結果、第2部においても転造力に見合う反力が得られるので、第2部に所望のおねじを形成し易くできる。さらに、空洞の内部に鋼球群を収容する工程などを要しないので、工程を簡素化できる。
また、第1部の側における外周面からねじ部までの距離が、第2部における外周面からねじ部までの距離よりも短くなるように被加工物と転造ダイスとが配置された後、第2部の外周面にねじ部が押し当てられるまで被加工物の方へ転造ダイスが平行移動される。これにより簡易な工程によって所望のおねじを形成できる。
According to the method for manufacturing a hollow material according to
Further, after the workpiece and the rolling die are arranged such that the distance from the outer peripheral surface on the first portion side to the threaded portion is shorter than the distance from the outer peripheral surface on the second portion to the threaded portion, The rolling die is translated toward the workpiece until the screw is pressed against the outer peripheral surface of the second part. Thereby, a desired screw can be formed by a simple process.
請求項2記載の中空材の製造方法によれば、第1部は第2部の軸線の方向の一端側に連接しており、転造工程により、第2部よりも先に第1部におねじが形成される。よって、請求項1の効果に加え、第1部から第2部に亘って所望のおねじを形成できる。
According to the method for manufacturing a hollow member according to
請求項3記載の中空材の製造方法によれば、被加工物は、断面二次モーメントが軸線の方向に異なる部分を有する。よって、請求項1又は2の効果に加え、軸線の方向において断面の形状が異なる被加工物に所望のおねじを形成できる。
According to the hollow material manufacturing method of the third aspect, the workpiece has a portion having a different moment of inertia in the axial direction. Therefore, in addition to the effect of
請求項4記載の中空材の製造方法によれば、被加工物は、おねじが形成される部分において、断面二次モーメントが軸線の方向に異なる部分を有する。よって、請求項3の効果に加え、軸線の方向において断面の形状が異なる部分に所望のおねじを形成できる。 According to the method for manufacturing a hollow member of the fourth aspect, the workpiece has a portion where the second moment of area is different in the axial direction in the portion where the male screw is formed. Therefore, in addition to the effect of the third aspect, a desired screw can be formed in a portion having a different cross-sectional shape in the axial direction.
請求項5記載の中空材の製造方法によれば、転造ダイスは外形が円柱形状をなす丸ダイスである。丸ダイスの軸は、被加工物の軸線に対して非平行に配置されているので、丸ダイスを第1部の側から押し付けることにより、第1部から離れる方向へ向かって第2部におねじを形成できる。よって、請求項1から4のいずれかの効果に加え、簡易な設備で中空材を製造できる。
According to the hollow material manufacturing method of the fifth aspect , the rolling die is a round die whose outer shape is a columnar shape. Since the shaft of the round die is arranged non-parallel to the axis of the workpiece, pressing the round die from the side of the first part causes the second part to move in the direction away from the first part. Can form threads. Therefore, in addition to the effect according to any one of
請求項6記載の中空材の製造方法によれば、転造ダイスは外形が円錐状のテーパ形状をなす丸ダイスなので、丸ダイスを第1部の側から押し付けることにより、第1部から離れる方向へ向かって第2部におねじを形成できる。よって、請求項1から4のいずれかの効果に加え、簡易な設備で中空材を製造できる。
According to the method for manufacturing a hollow member according to claim 6 , since the rolling die is a circular die whose outer shape is a conical taper shape, a direction in which the rolling die is separated from the first portion by pressing from the first portion side. A thread can be formed on the second part towards. Therefore, in addition to the effect of any one of
請求項7記載の中空材の製造方法によれば、中空材はスパークプラグの主体金具である。スパークプラグの主体金具は、軸線の方向に剛性の異なる部分を有するので、本発明の適用が効果的である。 According to the manufacturing method of hollow members according to claim 7, wherein the hollow member is a metal shell of the spark plug. Since the metallic shell of the spark plug has a portion having different rigidity in the axial direction, the application of the present invention is effective.
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図1は本発明の第1実施の形態における中空材を用いたスパークプラグ10の軸線Oを境にした片側断面図である。図1では、おねじ36のねじ山の図示が簡略化されている。図1の紙面下側をスパークプラグ10の先端側、紙面上側をスパークプラグ10の後端側という(図4においても同じ)。図1に示すようにスパークプラグ10は、中空材である主体金具30が絶縁体11を保持している。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a one-sided sectional view taken along the axis O of a
絶縁体11は、高温下の絶縁性や機械的特性に優れるアルミナ等により形成された略円筒状の部材である。絶縁体11は軸線Oに沿って軸孔12が貫通する。軸孔12によって形成された絶縁体11の内周面の先端側に、先端側に向かって縮径する後端向き面13が形成されている。絶縁体11は、軸線O方向の中央に大径部14が形成されている。大径部14は、絶縁体11のうち外径が最も大きい部分である。大径部14の先端側に、大径部14よりも外径の小さい小径部15が連接されている。小径部15の外径は、小径部15の軸線O方向の全長に亘って略同一である。小径部15の先端側に、小径部15よりも外径の小さい先端部16が連接されている。先端部16と小径部15との境界の外周面に、先端側に向かって縮径する係止部17が形成されている。
The
中心電極20は、頭部21が後端向き面13に係止される棒状の部材であり、後端向き面13よりも先端側の軸孔12に、頭部21以外の部分が配置されている。中心電極20は、熱伝導性に優れる芯材が電極母材に埋設されている。電極母材は、Niを主体とする合金またはNiからなる金属材料で形成されており、芯材は銅または銅を主成分とする合金で形成されている。芯材を省略することは可能である。中心電極20は、軸孔12内で端子金具22と電気的に接続されている。
The
端子金具22は、高圧ケーブル(図示せず)が接続される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料(例えば低炭素鋼等)によって形成されている。端子金具22は、先端側が軸孔12に挿入された状態で、絶縁体11の後端に固定されている。
The
主体金具30は、導電性を有する金属材料(例えば低炭素鋼等)によって形成された略円筒状の部材である。主体金具30は、絶縁体11の先端部16及び小径部15を取り囲む胴部31と、胴部31の後端側に連接される座部32と、座部32の後端側に連接される接続部33と、接続部33の後端側に連接される工具係合部34と、工具係合部34の後端側に連接される後端部35と、を備えている。
The
胴部31は、内燃機関(図示せず)のねじ穴に螺合するおねじ36が外周面に形成されており、径方向の内側へ向かって突出する棚部37が内周面に設けられている。棚部37の後端面38は先端側へ向かって縮径する。棚部37は、後端面38が、絶縁体11の係止部17を先端側から係止する。胴部31のうち棚部37よりも後端側の部分の内径は、棚部37から胴部31の後端まで略同一である。胴部31のうち棚部37よりも先端側の部分の内径は、胴部31のうち棚部37よりも後端側の部分の内径よりも小さい。棚部37と係止部17との間にパッキン39が介在する。パッキン39は、主体金具30を構成する金属材料よりも軟質の軟鋼板等の金属材料で形成される円環状の板材である。
The
座部32は、内燃機関(図示せず)のねじ穴とおねじ36との隙間を塞ぐための部位であり、胴部31の外径よりも外径が大きく形成されている。座部32は、小径部15と大径部14との境界部を取り囲む。座部32は後端側へ向かって内周面が拡径するので、座部32の径方向の厚さは、後端側へ向かって次第に薄くなる。
The
接続部33は、主体金具30を絶縁体11に組み付けるときに、塑性変形(屈曲)させて加締め固定するための部位である。接続部33は大径部14の先端側を取り囲む。工具係合部34は、内燃機関(図示せず)のねじ穴におねじ36を締め付けるときに、レンチ等の工具を係合させる部位である。工具係合部34は、絶縁体11のうち大径部14よりも後端側の部分および大径部14の後端側を取り囲む。後端部35は径方向の内側へ向けて屈曲し、大径部14よりも後端側に位置する。
The connecting
工具係合部34及び後端部35の径方向の内側であって、後端部35の先端側、且つ、大径部14の後端側に、タルク等の充填材40が配置される。主体金具30のうち後端部35から棚部37までの部分は、絶縁体11を軸線O方向に押圧する荷重を、パッキン39及び充填材40を介して大径部14及び小径部15に加える。その結果、絶縁体11の外周面に主体金具30が固定される。パッキン39及び充填材40が軸方向に圧縮されるので、気密を確保できる。
A
接地電極41は、主体金具30に接続される棒状の金属製(例えばニッケル基合金製)の部材である。接地電極41は、先端部が、中心電極20と間隙(火花ギャップ)を介して対向する。本実施の形態では、接地電極41は屈曲している。
The
スパークプラグ10は、例えば、以下のような方法によって製造される。まず、中心電極20を絶縁体11の軸孔12に挿入し、中心電極20の先端が軸孔12から外部に露出するように配置する。次いで、端子金具22と中心電極20との導通を確保しつつ、端子金具22を絶縁体11の後端に固定する。次に、外周面におねじ36が形成され接地電極41が予め接合された主体金具30に絶縁体11を挿入し、接続部33及び後端部35を屈曲して主体金具30を絶縁体11に組み付ける。次いで、接地電極41の先端部が中心電極20と対向するように接地電極41を曲げ加工し、スパークプラグ10を得る。
The
図2は被加工物50におねじ36(図1参照)を形成する模式図である。図2には、被加工物50の軸線Oを含む断面図が図示されている。図2では、転造ダイス60のねじ部61のねじ山の図示が省略されており、転造ダイス60の軸62を境にした片側の図示が省略されている。図2では、被加工物50の軸線Oに対する転造ダイス60の軸62の傾きが誇張して図示されている。本実施形態では、転造ダイス60はねじ部61の外形が円柱形状をなす丸ダイスである。
FIG. 2 is a schematic view of forming a screw 36 (see FIG. 1) on the
被加工物50は主体金具30の材料であり、単一素材(例えば低炭素鋼等)の鍛造や切削などにより一体的に作られている。被加工物50は、接続部33及び後端部35の屈曲前であって、胴部31におねじ36(図1参照)が形成される前の部材であり、内部に空洞54が形成されている。
The
被加工物50は、外周面55におねじ36が形成される胴部31の外径が、胴部31の軸線O方向の全長に亘って同一である。胴部31は、胴部31の内周面から棚部37が突出する第1部51、第1部51の後端側に隣接する第2部52、第1部51の先端側に隣接する第3部53に区画される。第1部51の内径は第3部53の内径よりも小さく、第3部53の内径は第2部52の内径よりも小さい。従って、第1部51の断面二次モーメントは第3部53の断面二次モーメントよりも大きく、第3部53の断面二次モーメントは第2部52の断面二次モーメントよりも大きい。なお、本実施形態では、第1部51及び第3部53を合わせた軸線O方向の長さは、第2部52の軸線O方向の長さよりも短い。
In the
被加工物50は、第2部52の後端側に座部32が隣接する。第2部52の近傍において、座部32の外径は第2部52の外径よりも大きく、座部32の内径は第2部52の内径と略等しいので、第2部52の近傍における座部32の断面二次モーメントは第2部52の断面二次モーメントよりも大きい。
The
第1部51は、第2部52より断面二次モーメントが大きいから、第2部52より剛性が高い。従って、後述する転造力が作用しても第1部51は第2部52より潰れにくい。第2部52は断面二次モーメントが軸線方向の全長に亘って同一であるが、連接する第1部51が相対的に高い剛性を有するから、後述する転造力が作用しても第1部51の側ほど潰れにくい。
Since the
ここで、主体金具30(中空材)を製造する準備工程では、主体金具30の材料となる被加工物50が準備される。転造ダイス60の軸62は、被加工物50の軸線Oを含む仮想平面に含まれるようにしながら、被加工物50の軸線Oに対して非平行に配置される。具体的には、支持刃(図示せず)によって支持された被加工物50の第1部51側の第3部53における外周面55から転造ダイス60のねじ部61までの距離D1が、第2部52における外周面55から転造ダイス60のねじ部61までの距離D2よりも短くなるように転造ダイス60が配置される。
Here, in the preparation step of manufacturing the metal shell 30 (hollow material), the
転造工程では、被加工物50の第3部53に転造ダイス60のねじ部61が押し当てられるように転造ダイス60を移動させた後、被加工物50の第2部52に転造ダイス60のねじ部61が押し当てられるまで転造ダイス60を平行移動させる。つまり、第3部53、第1部51、第2部52の順に転造ダイス60のねじ部61を順次押し当てる。これにより、転造ダイス60,60が回転運動に合わせて転造力を被加工物50に与え、第1部51、第2部52及び第3部53の外周面55におねじ36を形成する。
In the rolling step, the rolling die 60 is moved so that the
この転造工程において、おねじ36のねじ山の盛り上がり初期は、第2部52よりも高い剛性を有する第3部53から第1部51にかけて転造力が加えられる。このときの転造力は、第3部53から第1部51にかけての弾性変形を抑制し、転造力に見合う反力が得られる程度に調整される。このように転造ダイス60は、第2部52よりも高い剛性を有する第3部53から第1部51にかけて転造力を加えるので、ねじ山の盛り上がり初期の被加工物50の弾性変形による潰れを抑制できる。
In this rolling process, a rolling force is applied from the
次いで、第1部51から離れる方向へ向かって被加工物50の外周面55に転造ダイス60のねじ部61を順次押し付けることにより、第2部52におねじが形成される。このようにすると、転造ダイス60のねじ部61が第2部52に押し付けられたときに発生する転造力が、第2部52よりも高い剛性を有する第1部51へ分散される。そのため、第2部52が転造力によって過度に潰れることを抑制できる。その結果、第2部52においても転造力に見合う反力が得られるので、欠損の少ない所望のおねじ36を被加工物50に転造できる。
Then, the
第1実施形態のように、おねじ36が形成される部分において断面二次モーメントが軸線方向に異なる部分を有する場合は、おねじ36が形成される部分のうち剛性が最も高い部分が、特許請求の範囲に記載の第1部に該当する。第1部よりも剛性が低い部分のうち、主としておねじ36が形成される部分が、特許請求の範囲に記載の第2部に該当する。従って、第1実施形態の第1部51及び第2部52は、特許請求の範囲に記載の第1部および第2部にそれぞれ該当する。
As in the first embodiment, when the
図3(a)は、上記の方法によっておねじ36が形成された中空材(主体金具30)の軸線Oを含む断面図であり、図3(b)は比較例における中空材63の断面図である。図3(a)及び図3(b)では、軸線Oを境にした片側の図形の図示が省略されている。図3(a)及び図3(b)に示す部分拡大図の尺度は実際よりも大きい。比較例における中空材63は、被加工物50の軸線Oに対して転造ダイス60の軸62を平行に配置した後、転造ダイス60を平行移動させ、被加工物50の第1部51、第2部52及び第3部53に転造ダイス60のねじ部61を同時に押し付けて転造加工した。
FIG. 3A is a cross-sectional view including the axis O of the hollow material (metal shell 30) in which the
図3(b)に示すように、第1部51、第2部52及び第3部53におねじ36が同時に形成された比較例における中空材63は、第1部51及び第3部53よりも剛性の低い第2部52の山64の頂に欠損65が生じていた。これは、剛性の低い第2部52が潰れるように過度に弾性変形して、転造力に見合う反力が得られなかったため、山64の隆起による素材の流動が不十分であったと推察される。山64の欠損65は、内燃機関(図示せず)のねじ穴の山を損傷させる原因となる。
As shown in FIG. 3B, the
一方、図3(a)に示すように、第2部52よりも剛性の高い第1部51及び第3部53から第2部52へとおねじ36が形成された中空材(主体金具30)は、第1部51及び第3部53だけでなく、第2部52にも完全な山形が形成されていた。
On the other hand, as shown in FIG. 3A, a hollow member (metal shell 30) in which a
このように実施形態によれば、空洞54を有する被加工物50の空洞54に対応する第2部52に所望のおねじを形成できる。さらに、被加工物50の空洞54の内部に鋼球群を収容する工程などを要しないので、工程を簡素化できる。
As described above, according to the embodiment, a desired screw can be formed in the
被加工物50は、第2部52の軸線O方向の一端側に第1部51が連接しており、転造工程により、第2部52よりも先に第1部51におねじ36が形成されるので、第1部51から第2部52に亘って所望のおねじ36を形成できる。また、被加工物50は、断面二次モーメントが軸線O方向に異なる第1部51、第2部52及び第3部53を有し、それらの外周面55におねじ36が形成されるので、軸線O方向において断面の形状が異なる被加工物50に所望のおねじ36を形成できる。
In the
転造ダイス60は外形が円柱形状をなす丸ダイスであり、丸ダイスの軸62が、被加工物50の軸線Oに対して非平行に配置されるので、丸ダイスを第1部51の側から被加工物50に押し付けることにより、第1部51から離れる方向へ向かって第2部52におねじ36を形成できる。よって、簡易な設備で中空材(主体金具30)を製造できる。スパークプラグ10の主体金具30は、軸線O方向に剛性の異なる部分を有するので、上記の方法が好適である。
The rolling die 60 is a round die having a cylindrical outer shape, and since the
次に図4及び図5を参照して第2実施の形態について説明する。第1実施の形態では、おねじ36が形成される部分(胴部31)の断面二次モーメントが軸線O方向に異なる中空材(主体金具30)の場合について説明した。これに対し第2実施の形態では、おねじ85が形成される部分(胴部81)の断面二次モーメントが軸線O方向に同一の中空材(主体金具80)について説明する。なお、第1実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. In the first embodiment, a case has been described in which the hollow material (metal shell 30) has different sectional moments of inertia in the portion where the
図4は第2実施の形態における中空材(主体金具80)を用いたスパークプラグ70の軸線Oを境にした片側断面図である。図4に示すようにスパークプラグ70は、中空材からなる主体金具80が絶縁体71を保持している。
FIG. 4 is a one-sided cross-sectional view of the
絶縁体71は、高温下の絶縁性や機械的特性に優れるアルミナ等により形成された略円筒状の部材である。絶縁体71は、大径部14の先端側に、大径部14よりも外径の小さい小径部72が連接されている。小径部72の外径は、小径部72の軸線O方向の全長に亘って略同一である。小径部72の先端側に、小径部72よりも外径の小さい先端部73が連接されている。先端部73の外径は、先端側へ向かって縮径している。
The
先端部73と小径部72との境界よりも先端側の小径部72の外周面に、リング状の放熱部材74が固定されている。本実施の形態では、放熱部材74はステンレス鋼などの金属製であり、ロウ付けにより小径部72に接合されている。なお、放熱部材74を絶縁体71に固定する手段はロウ付けに限らない。絶縁体71に溝や突起を設け、その溝や突起を用いて絶縁体71に対する放熱部材74の軸線O方向の移動を規制しても良い。
A ring-shaped
主体金具80は、導電性を有する金属材料(例えば低炭素鋼等)によって形成された略円筒状の部材である。主体金具80は、絶縁体71の先端部73及び小径部72を取り囲む胴部81と、胴部81の後端側に連接される座部82と、座部82の後端側に連接される工具係合部83と、工具係合部83の後端側に連接される後端部84と、を備えている。
The
胴部81は、内燃機関(図示せず)のねじ穴に螺合するおねじ85が外周面に形成されている。胴部81の内径は、軸線O方向の全長に亘って同一である。胴部81の内径は放熱部材74の外径よりもわずかに小さいので、絶縁体71に接合された放熱部材74の外周面は胴部81の内周面に接触する。
On the outer peripheral surface of the
座部82は、内燃機関(図示せず)のねじ穴とおねじ85との隙間を塞ぐための部位であり、胴部81の外径よりも外径が大きく形成されている。座部82は、小径部72と大径部14との境界部を取り囲む。座部82は後端側へ向かって内周面が拡径するので、座部82の径方向の厚さは、後端側へ向かって次第に薄くなる。
The
工具係合部83は、内燃機関(図示せず)のねじ穴におねじ85を締め付けるときに、レンチ等の工具を係合させる部位である。工具係合部83は、絶縁体71のうち大径部14を取り囲む。後端部84は径方向の内側へ向けて屈曲し、大径部14の後端側に位置する。絶縁体71の大径部14が後端部84に干渉して、主体金具80に対する絶縁体71の後端側への移動が規制される。座部82と大径部14との間にパッキン86が介在する。パッキン86は、主体金具80を構成する金属材料よりも軟質の軟鋼板等の金属材料で形成される円環状の板材である。
The
絶縁体71に固定された放熱部材74が主体金具80の胴部81の内周面に接触するので、放熱部材74を介して絶縁体71から主体金具80への熱伝導を確保できる。座部82と大径部14との間にパッキン86が密着するので、気密を確保できる。なお、パッキン86を省略することは可能である。パッキン86を省略しても放熱部材74によって気密を確保できる。
Since the
スパークプラグ70は、例えば、以下のような方法によって製造される。まず、放熱部材74を絶縁体71に固定する。次に、中心電極20を絶縁体71の軸孔12に挿入し、中心電極20の先端が軸孔12から外部に露出するように配置する。次いで、端子金具22と中心電極20との導通を確保しつつ、端子金具22を絶縁体71の後端に固定する。次に、外周面におねじ85が形成され接地電極41が予め接合された主体金具80に絶縁体71を挿入し、後端部84を屈曲して主体金具80を絶縁体71に組み付ける。次いで、接地電極41の先端部が中心電極20と対向するように接地電極41を曲げ加工し、スパークプラグ70を得る。
The
図5は被加工物90の外周面95におねじ85(図4参照)を形成する模式図である。図5には、被加工物90の軸線Oを含む断面図が図示されている。図5では、転造ダイス100のねじ部101のねじ山の図示が省略されており、転造ダイス100の軸102を境にした片側の図示が省略されている。図5では、被加工物90の軸線Oに対する転造ダイス100のねじ部101の外形の傾きが誇張して図示されている。本実施形態では、転造ダイス100はねじ部101の外形が円錐状のテーパ形状をなす丸ダイスである。
FIG. 5 is a schematic view of forming a screw 85 (see FIG. 4) on the outer
被加工物90は主体金具80の材料であり、単一素材(例えば低炭素鋼等)の鍛造や切削などにより一体的に作られている。被加工物90は、後端部84の屈曲前であって、胴部81におねじ85(図4参照)が形成される前の部材であり、内部に空洞94が形成されている。
The
被加工物90は、外周面95におねじ85が形成される胴部81の外径および内径が、胴部81の軸線O方向の全長に亘って同一である。被加工物90のうち主体金具80(図4参照)の胴部81から座部82までの部分は、座部82に相当する第1部91、及び、胴部81に相当する第2部92に区画される。第1部91は、第2部92の後端側に隣接する。第2部92の近傍において、第1部91の外径は第2部92の外径よりも大きく、第1部91の内径は第2部92の内径と略等しいので、第2部92の近傍における第1部91の断面二次モーメントは第2部92の断面二次モーメントよりも大きい。
In the
第1部91は、第2部92より断面二次モーメントが大きいから、第2部92より剛性が高い。第2部92は断面二次モーメントが軸線方向の全長に亘って同一であるが、連接する第1部91の剛性が相対的に高いから、後述する転造力が作用しても第2部92は第1部91の側ほど潰れにくい。
Since the
ここで、主体金具80(中空材)を製造する準備工程では、主体金具80の材料となる被加工物90が準備される。被加工物90の軸線Oを含む断面において、転造ダイス100のねじ部101の外形は、被加工物90の軸線Oに対して非平行に配置される。具体的には、支持刃(図示せず)によって支持された被加工物90の第1部91に近い側の第2部92における外周面95から転造ダイス100のねじ部101までの距離D1が、第1部91から遠い側の第2部92における外周面95から転造ダイス100のねじ部101までの距離D2よりも短くなるように転造ダイス100が配置される。
Here, in the preparation step of manufacturing the metal shell 80 (hollow material), a
転造工程では、被加工物90の第1部91に近い側(以下「後端側」と称す)の第2部92に転造ダイス100のねじ部101が押し当てられるように転造ダイス100を移動させた後、被加工物90の第1部91から遠い側(以下「先端側」と称す)の第2部92に転造ダイス100のねじ部101が押し当てられるまで転造ダイス100を平行移動させる。つまり、第1部91の側(後端側)から第1部91から離れる方向(先端側)へ向かって転造ダイス100のねじ部101を第2部92に順次押し当てる。これにより、転造ダイス100,100が回転運動に合わせて転造力を被加工物90に与え、胴部81の外周面95に、第1部91の側(後端側)から第1部91から離れる方向(先端側)へ向かって第2部92におねじ85を形成する。
In the rolling process, the threading die 101 of the rolling die 100 is pressed against the
この転造工程において、おねじ85のねじ山の盛り上がり初期は、第2部92よりも高い剛性を有する第1部91が隣接する第2部92の後端側に転造力が加えられる。このときの転造力は、第2部92の後端側の弾性変形を抑制し、転造力に見合う反力が得られる程度に調整される。このように転造ダイス100は、まず、第2部92よりも高い剛性を有する第1部91が隣接する部分に転造力を加えるので、ねじ山の盛り上がり初期の被加工物90の弾性変形による潰れを抑制できる。
In this rolling process, a rolling force is applied to the rear end side of the
次いで、転造ダイス100により、第1部91から離れる方向へ向かって被加工物90の外周面95に転造ダイス100のねじ部101を順次押し付けることにより、第2部92におねじが形成される。このようにすると、転造ダイス100のねじ部101が第2部92に押し付けられたときに発生する転造力が、第2部92よりも剛性が高い第1部91の側へ分散される。そのため、第2部92が過度に潰れることを抑制できる。その結果、第2部92においても転造力に見合う反力が得られるので、欠損の少ない所望のおねじ85を被加工物90に転造できる。
Next, the rolling die 100 sequentially presses the threaded
被加工物90は、第2部92の軸線O方向の一端側(後端側)に第1部91が連接しており、転造工程により、剛性の高い第1部91が隣接する第2部92の後端側から先端側へ向けておねじ85が形成されるので、第2部92の全長に亘って所望のおねじ85を形成できる。また、被加工物90は、断面二次モーメントが軸線O方向に異なる第1部91及び第2部92を有し、第2部92の外周面95におねじ85が形成されるので、軸線O方向において断面の形状が異なる被加工物90に所望のおねじ85を形成できる。
In the
転造ダイス100は外形が円錐状のテーパ形状をなす丸ダイスであり、丸ダイスのねじ部101の外形が、被加工物90の軸線Oに対して非平行に配置されるので、丸ダイスを第2部92の後端側から被加工物90に押し付けることにより、第1部91から離れる方向へ向かって第2部92におねじ85を形成できる。よって、簡易な設備で中空材(主体金具80)を製造できる。スパークプラグ70の主体金具80は、軸線O方向に剛性の異なる部分を有するので、上記の方法が好適である。
The rolling die 100 is a circular die whose outer shape is a conical taper shape, and since the outer shape of the
第2実施形態のように、おねじ85が形成される部分において断面二次モーメントが軸線方向の全長に亘って同一である場合は、おねじ85が形成される部分が、特許請求の範囲に記載の第2部に該当する。第2部の軸線方向の端に配置される部分であって第2部よりも剛性が高い部分が、特許請求の範囲に記載の第1部に該当する。従って、第2実施形態の第1部91及び第2部92は、特許請求の範囲に記載の第1部および第2部にそれぞれ該当する。
When the second moment of area is the same over the entire length in the axial direction in the portion where the
なお、第2実施形態で説明した第2部92の後端側の第1部91に加え、第2部92の先端側にも第2部92より剛性が高い部分(以下「高剛性部」と称す)がある場合は、第1部91と高剛性部のいずれかを、特許請求の範囲に記載の第1部にできる。第1部91と高剛性部のいずれを、特許請求の範囲に記載の第1部にするかは適宜設定できる。例えば、第2部92の軸線方向の両端における、転造力に対する潰れにくさを考慮し、より潰れにくい側を第1部にすると良い。
In addition to the
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。 Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be easily made without departing from the spirit of the present invention. Can be inferred.
実施形態では、転造ダイス60,100として丸ダイスを用いる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の転造ダイスを用いることは当然可能である。他の転造ダイスとしては、例えば平ダイス、セグメントダイスとローラダイスとを組み合わせたロータリー式転造ダイス、ラック型転造ダイス等が挙げられる。 In the embodiment, the case where the round dies are used as the rolling dies 60 and 100 has been described, but the rolling dies are not limited to this, and it is naturally possible to use other rolling dies. Examples of other rolling dies include a flat die, a rotary type rolling die in which a segment die and a roller die are combined, and a rack type rolling die.
実施形態では、被加工物50,90の軸線O方向の断面形状を異ならせて、断面二次モーメントが異なる第1部51,91及び第2部52,92を被加工物50,90に設ける場合について説明した。しかし、必ずしもこれに限られるものではない。単一素材で被加工物50,90を作るのではなく、ヤング率が異なる複数の素材を軸線O方向に接合して被加工物を製造することは当然可能である。ヤング率が大きい素材で作られた部分を第1部、それよりもヤング率が小さい素材で作られた部分を第2部とすることにより、第1部の剛性を第2部の剛性より高くし、転造力が与えられたときの第1部の撓みを第2部の撓みより少なくできる。
In the embodiment, the
実施形態では、中空材の一例として、スパークプラグ10,70の主体金具30,80を挙げたが、必ずしもこれに限られるものではない。スパークプラグの主体金具以外の他の中空材としては、例えば空洞を有する中空ボルト、おねじが形成されたパイプ等が挙げられる。
In the embodiment, the
実施形態では、被加工物50,90の軸線O方向の両端に空洞54,94が開口する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。無貫通の止まり穴が被加工物の軸線O方向の一方のみに開口する場合は、止まり穴が空洞である。この場合も上記の実施形態と同様に、止まり穴からなる空洞に対応する被加工物の外周面に所望のおねじを形成できる。さらに、空洞以外の部分に対応する被加工物の外周面におねじを延長することは当然可能である。
In the embodiment, the case where the
第1実施形態では、絶縁体11の大径部14と主体金具30の後端部35との間に充填材40が介在する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。充填材40を省略して、絶縁体11の大径部14に主体金具30の後端部35を接触させることは当然可能である。同様に第2実施形態において、絶縁体11の大径部14と主体金具80の後端部84との間に充填材40を介在させることは当然可能である。
Although the case where the
第1実施形態では、被加工物50の第2部52の先端側に、断面二次モーメントが互いに異なる第1部51及び第3部53が形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、第3部53の内径を第1部51の内径と同一にして、被加工物50の先端まで第1部51を延長し、第3部53を省略することは当然可能である。
In the first embodiment, a case has been described in which the
第1実施形態では、被加工物50の第3部53の断面二次モーメントを第2部52の断面二次モーメントより大きくする場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、第3部53の断面二次モーメントを第2部52の断面二次モーメントと同一にしたり、第3部53の断面二次モーメントを第2部52の断面二次モーメントよりも小さくしたりすることは当然可能である。
In the first embodiment, a case has been described in which the geometrical moment of inertia of the
10,70 スパークプラグ
30,80 主体金具(中空材)
36,85 おねじ
50,90 被加工物
51,91 第1部
52,92 第2部
54,94 空洞
55,95 外周面
60,100 転造ダイス(丸ダイス)
61,101 ねじ部
62,102 軸
D1,D2 距離
O 軸線
10,70
36,85
61, 101
Claims (7)
軸線の方向に、内部に前記空洞を有する第2部と、前記第2部よりも高い剛性を有する第1部と、の少なくとも2つの剛性の異なる部分を有する中空の被加工物を準備する準備工程と、
前記被加工物の外周面に転造ダイスのねじ部を押し付けて前記おねじを形成する転造工程と、を備え、
前記転造工程は、前記第1部の側における前記外周面から前記ねじ部までの距離を、前記第2部における前記外周面から前記ねじ部までの距離よりも短くなるように前記被加工物と前記転造ダイスとを配置した後に、前記転造ダイスを、前記第2部の前記外周面に前記ねじ部が押し当てられるまで前記被加工物の方へ平行移動させて、前記第1部の側から前記第1部から離れる方向へ向かって前記外周面に前記ねじ部を順次押し付けることにより、前記第2部に前記おねじを形成する中空材の製造方法。 A method of manufacturing a hollow material having a hollow inside, wherein at least a part of the male screw is formed on an outer peripheral surface corresponding to the hollow,
Preparation for Preparing a Hollow Workpiece Having at least Two Different Stiffness Portions in the Axial Direction, a Second Part Having the Cavity Inside and a First Part Having a Rigidity Higher Than the Second Part Process,
A rolling step of pressing the threaded portion of the rolling die to the outer peripheral surface of the workpiece to form the male thread,
In the rolling step, the workpiece is processed such that the distance from the outer peripheral surface on the first portion side to the threaded portion is shorter than the distance from the outer peripheral surface on the second portion to the threaded portion. And the rolling die, the rolling die is moved in parallel toward the workpiece until the screw portion is pressed against the outer peripheral surface of the second portion, and the first portion is moved. by successively pressing the pre Symbol root Ji portion from the side to Kigai periphery Previous toward a direction away from the first part of the method of manufacturing a hollow member that forms the external thread on the second part.
前記転造工程は、前記第2部よりも先に前記第1部におねじを形成する工程を有する請求項1記載の中空材の製造方法。 The first portion is connected to one end side of the second portion in the direction of the axis,
The method for manufacturing a hollow member according to claim 1, wherein the rolling step includes a step of forming a screw on the first portion before the second portion.
前記丸ダイスの軸は前記軸線に対して非平行に配置されている請求項1から4のいずれかに記載の中空材の製造方法。 The rolling die is a round die whose outer shape is a cylindrical shape,
Manufacturing method of the round die of the shaft hollow member according to any one of the four claims 1, which is non-parallel disposed with respect to said axis.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018040435A JP6725566B2 (en) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Hollow material manufacturing method |
| DE102019105158.4A DE102019105158A1 (en) | 2018-03-07 | 2019-02-28 | METHOD OF MANUFACTURING A HOLLOWED ELEMENT |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018040435A JP6725566B2 (en) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Hollow material manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019155367A JP2019155367A (en) | 2019-09-19 |
| JP6725566B2 true JP6725566B2 (en) | 2020-07-22 |
Family
ID=67701398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018040435A Expired - Fee Related JP6725566B2 (en) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Hollow material manufacturing method |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6725566B2 (en) |
| DE (1) | DE102019105158A1 (en) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4623310Y1 (en) * | 1967-02-02 | 1971-08-11 | ||
| JPS6018508B2 (en) * | 1976-10-29 | 1985-05-10 | 大阪瓦斯株式会社 | Taper thread rolling method for pipe material |
| JP2005305512A (en) * | 2004-04-22 | 2005-11-04 | Nsk Ltd | Rolling method of screw device, ball screw device and roller screw device |
| JP4610375B2 (en) * | 2005-03-07 | 2011-01-12 | レッキス工業株式会社 | Thread rolling roller |
| JP4296202B2 (en) * | 2007-02-27 | 2009-07-15 | 日本特殊陶業株式会社 | Spark plug manufacturing method and spark plug manufactured by the manufacturing method |
| JP5662919B2 (en) * | 2011-10-31 | 2015-02-04 | 日本特殊陶業株式会社 | Method for manufacturing cylindrical member |
| US11158997B2 (en) * | 2016-08-08 | 2021-10-26 | Nano Spark, Inc. | Spark plug and manufacturing method thereof |
-
2018
- 2018-03-07 JP JP2018040435A patent/JP6725566B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2019
- 2019-02-28 DE DE102019105158.4A patent/DE102019105158A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102019105158A1 (en) | 2019-09-12 |
| JP2019155367A (en) | 2019-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4296202B2 (en) | Spark plug manufacturing method and spark plug manufactured by the manufacturing method | |
| EP1950856A1 (en) | Method for manufacturing spark plug and spark plug | |
| JP5396092B2 (en) | Spark plug | |
| JP5757828B2 (en) | Glow plug and manufacturing method thereof | |
| WO2018168000A1 (en) | Ignition plug | |
| WO2015186315A1 (en) | Electrode tip for spark plug, and spark plug | |
| US3553809A (en) | Forging method for producing a hollow body | |
| JP4834764B2 (en) | Manufacturing method of spark plug | |
| JP6725566B2 (en) | Hollow material manufacturing method | |
| JP5558021B2 (en) | Metal glow plug sheath manufacturing method for diesel engine, metal glow plug manufacturing method, metal glow plug sheath for diesel engine, and metal glow plug for diesel engine | |
| JP4220218B2 (en) | Manufacturing method of center electrode for spark plug | |
| JP2018085265A (en) | Method for forming metal fitting, rolling die, and male screw | |
| JP5335489B2 (en) | Manufacturing method of metal shell for glow plug | |
| JPH08236263A (en) | Spark plug manufacturing method | |
| KR101603468B1 (en) | Glow plug and fabrication method for same | |
| JP5965179B2 (en) | Glow plug and manufacturing method thereof | |
| JP6313673B2 (en) | Fitting manufacturing method, spark plug manufacturing method, and sensor manufacturing method | |
| JP4210611B2 (en) | Manufacturing method of metal shell for spark plug | |
| JP2006210142A (en) | Spark plug and method for manufacturing the same | |
| JP6812329B2 (en) | How to make a spark plug | |
| JP6557187B2 (en) | Manufacturing method of spark plug | |
| JP5317266B2 (en) | Chip holder, manufacturing method thereof, and consumable electrode gas shield arc welding torch | |
| JP2012143801A (en) | Method for manufacturing main metal piece for spark plug and method for manufacturing spark plug | |
| JP7188119B2 (en) | SPARK PLUG FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF | |
| JP7383581B2 (en) | Spark plug |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190417 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200304 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200310 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200423 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200602 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200625 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6725566 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |