[go: up one dir, main page]

WO2002065604A1 - Method of manufacturing spark plug - Google Patents

Method of manufacturing spark plug Download PDF

Info

Publication number
WO2002065604A1
WO2002065604A1 PCT/JP2002/001141 JP0201141W WO02065604A1 WO 2002065604 A1 WO2002065604 A1 WO 2002065604A1 JP 0201141 W JP0201141 W JP 0201141W WO 02065604 A1 WO02065604 A1 WO 02065604A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
noble metal
metal member
spark plug
fixed
linear
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2002/001141
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mamoru Musasa
Kiyohiro Kondo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP2002564812A priority Critical patent/JP4104459B2/ja
Priority to DE60235799T priority patent/DE60235799D1/de
Priority to EP02711461A priority patent/EP1369969B1/en
Priority to US10/467,712 priority patent/US20040092193A1/en
Publication of WO2002065604A1 publication Critical patent/WO2002065604A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

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
    • 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
    • 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
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/32—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by features of the earthed electrode
    • 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
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/39—Selection of materials for electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a spark plug.
  • spark plugs used for the ignition of internal combustion engines have been mainly ignited by welding a precious metal tip mainly composed of Pt, Ir, etc. to the tip of the center electrode to improve spark wear resistance.
  • a type in which a part is formed is used.
  • it has been required to improve the ignitability of spark plugs, and the diameter of the center electrode has been reduced.
  • the tip of the center electrode is located inside a metallic shell formed in a cylindrical shape.
  • the spark discharge gear of the metal shell is formed so that the spark discharge A noble metal tip is attached to the edge of the opening on the tip side, with the tip end projecting into the opening of the metal shell.
  • the noble metal tip is fixed to the ground electrode or metal shell as the ignition part as described above, conventionally, noble metal processed into a desired shape such as a columnar shape or a disk shape by plastic working such as punching or cutting. After the tip was positioned at a predetermined position on the ground electrode or metal shell, the noble metal tip was fixed by resistance welding, laser welding, or the like.
  • the noble metal material is processed into a small-sized noble metal tip, so that the noble metal tip is fixed to the noble metal tip. It was difficult to position the spark plug work at the fixed part. Also, the accuracy of positioning at the predetermined position was not sufficient, leading to a decrease in productivity. In addition, the number of steps required to form the ignited portion increased and the cost was likely to increase, and at the same time, it took time to hold the processed noble metal tip and place it in the predetermined place where it was fixed, which would reduce production efficiency. It was connected.
  • An object of the present invention is to provide a spark plug manufacturing method for efficiently manufacturing a spark plug in which a noble metal member is formed on a ground electrode or a metal shell. Disclosure of the invention
  • a spark plug for an internal combustion engine includes a center electrode, an insulator surrounding a radial periphery of the center electrode, and a metal shell surrounding a radial periphery of the insulator.
  • a spark portion disposed at a position facing the center electrode and forming a spark discharge gap between the spark plug and the center electrode.
  • the precious metal member used as the material of the ignition portion is not previously processed into a small size such as a conventional chip shape, and a relatively easy-to-handle linear shape (for example, the same shape in the longitudinal direction of the wire). At least two (preferably three) chips with a length that can be cut and sampled are positioned on the fixed part of the spark plug work.
  • the linear noble metal member processed into a linear shape is also easier to hold and handle when the linear noble metal tip is arranged in the portion to be fixed, so that the positioning of the linear noble metal member becomes easier.
  • the noble metal member before processing the noble metal member into a chip shape, the noble metal member is positioned and cut at the portion to be fixed of the spark plug work.
  • the positioning and fixing to determine the positioning position of the linear noble metal member with respect to the fixed portion is performed before cutting the linear noble metal member. can do.
  • the positioning fixed fixing for determining the positioning position of the linear noble metal member is performed before the cutting of the linear noble metal member. According to this, displacement of the linear noble metal member at the time of cutting can be suppressed due to the fixation of the linear noble metal member.
  • the positioning fixation can be performed by resistance welding or laser welding.
  • the fixed positioning fixation may also serve as a final fixation of the linear noble metal member to the fixed portion (hereinafter, referred to as a final fixing fixation).
  • a final fixing fixation a final fixation of the linear noble metal member to the fixed portion.
  • the fixed positioning fixation by resistance welding is not a final fixation (final fixation fixation) of the linear noble metal member to the fixation portion, but is a temporary fixation (hereinafter, temporary fixation fixation).
  • the linear precious metal member may be laser-welded to the portion to be fixed and permanently fixed.
  • the fixing of the linear noble metal member to the portion to which the spark plug work is to be fixed is performed twice, that is, the temporary fixing and the final fixing. With such a configuration, the linear noble metal member can be more securely fixed, and thus the ignition portion can be prevented from falling off.
  • Temporary fixing shall be performed by resistance welding, and final fixing shall be performed by laser welding.
  • fixation by resistance welding is advantageous from the viewpoint of simplicity of the process and cost.
  • the linear noble metal material and the part to be fixed of the spark plug work are not sufficiently melted only by fixing by resistance welding, and depending on the repetition of operation when the spark plug is attached to the engine and used.
  • the cracks or peeling occurred at the joint between the two, and the firing part made of the linear noble metal member May fall off. Therefore, in the spark plug manufacturing method of the present invention, first, the linear noble metal member may be temporarily fixed to the portion to be fixed by resistance welding, and then permanently fixed by laser welding. .
  • Laser welding sufficiently melts the joint, and can prevent the ignition part from falling off.
  • the position of the precious metal member does not shift during laser welding. For this reason, laser welding does not require a special device or the like for fixing the noble metal member, and laser welding can be easily performed.
  • the linear noble metal member is cut in a stage before the final fixing is performed by laser welding.
  • the linear noble metal member is in a cut state before the final fixing by laser welding.
  • the temporary fixing by resistance welding may be performed before cutting the linear noble metal member. It may be performed after cutting the linear noble metal member.
  • the spark plug manufacturing method of the present invention can be applied to a spark plug having a ground electrode.
  • the present invention
  • the spark plug work has a ground electrode on which the ignition portion for forming the spark discharge gap with the center electrode is formed.
  • a front end portion for forming a spark discharge gap of the ground electrode whose rear end portion is coupled to the metal shell is the fixed portion, and the linear noble metal member is positioned on the fixed portion. You can do it.
  • the tip of the ground electrode for forming a spark discharge gap between the center electrode and the center electrode is used as a part to be fixed, and a noble metal member is attached to the part to be fixed. Make sure it is positioned. More specifically, when the tip of the ground electrode is to be fixed, the linear noble metal member is positioned on the side of the tip that is expected to face the tip of the center electrode. Alternatively, the linear noble metal member may be positioned on the tip end surface of the ground electrode. In this case, it is necessary to position the linear noble metal member in consideration of the position and orientation of the linear noble metal member so that a good spark discharge can be obtained at the ignition portion on the ground electrode facing the center electrode and the spark discharge gap. is there.
  • a noble metal member is fixed to the main metal fitting, and the noble metal member is sparked between the noble metal member and the center electrode held by the main metal fitting.
  • a firing portion forms a discharge gap.
  • the present invention is also applicable to such a spark plug manufacturing method. That is, in this case,
  • the spark plug work has a configuration in which the ignition portion that forms the spark discharge gap with the center electrode is formed in the metal shell.
  • the metal shell includes the spark discharge gap.
  • An opening is formed on the side to be formed,
  • the linear noble metal member is fixed to the fixed portion with the opening edge of the metal shell as the fixed portion. In this case, it is necessary to position the linear noble metal member such that a spark portion formed when the linear noble metal member is cut forms a spark discharge gap with the center electrode.
  • FIG. 1 is a front view showing an example of a spark plug obtained by the manufacturing method of the present invention. Sectional view.
  • FIG. 2A is an explanatory diagram showing a first example of a step of forming a firing portion on a ground electrode.
  • FIG. 2B is an explanatory view following FIG. 2A.
  • FIG. 2C is an explanatory view following FIG. 2B.
  • FIG. 2D is an explanatory view following FIG. 2C.
  • FIG. 2E is an explanatory view following FIG. 2D.
  • FIG. 2F is an explanatory view following FIG. 2E.
  • FIG. 3A is a schematic diagram showing an enlarged view of a firing portion formed by the process of FIG.
  • FIG. 3B is a schematic diagram showing a further enlarged ignition portion formed by the process of FIG.
  • FIG. 4A is an explanatory view showing a second example of the step of forming a firing portion on the ground electrode.
  • FIG. 4B is an explanatory view following FIG. 4A.
  • FIG. 4C is an explanatory view following FIG. 4B.
  • FIG. 5A is an explanatory view showing an example different from FIG. 2 in a step of forming a firing portion on a ground electrode
  • FIG. 5B is an explanatory view following FIG. 5A.
  • FIG. 5C is an explanatory view following FIG. 5B.
  • FIG. 5D is an explanatory view showing a third example of the step of forming a firing portion on the ground electrode.
  • FIG. 5E is an explanatory view following FIG. 5D.
  • FIG. 6A is an explanatory view showing an example of a step of forming a firing portion in a metal shell.
  • FIG. 6B is an explanatory view following FIG. 6A.
  • FIG. 6C is an explanatory view following FIG. 6B.
  • FIG. 6D is an explanatory view following FIG. 6C.
  • FIG. 6E is an explanatory view following FIG. 6D.
  • FIG. 6F is an explanatory view following FIG. 6E.
  • FIG. 7A is a schematic view showing a first example of a linear noble metal member usable in the present invention.
  • FIG. 7B is a schematic view showing a second example of the linear noble metal member usable in the present invention.
  • FIG. 7C is a schematic view showing a third example of a linear noble metal member usable in the present invention.
  • FIG. 7D is a schematic view showing a fourth example of the linear noble metal member usable in the present invention.
  • FIG. 8A is an explanatory view of a process in which a linear noble metal member is formed into a flat ignition portion by resistance welding.
  • FIG. 8B is a process explanatory view following FIG. 8A.
  • FIG. 8C is a process explanatory view following FIG. 8B.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a spark plug 100 obtained by the manufacturing method of the present invention.
  • the spark plug 100 has a cylindrical metal shell 1 and a distal end 21 protruding.
  • a ground electrode 4 and the like are arranged such that the side face is opposed to the ignition portion 31 of the center electrode 3.
  • the ground electrode 4 is formed with a firing portion 32 facing the firing portion 31, and a spark discharge gap g is formed in a gap between the firing portion 31 and the firing portion 32. .
  • one end of the firing portion 32 is fixed so as to protrude from the tip of the ground electrode 4.
  • the insulator 2 is made of, for example, a ceramic sintered body such as alumina or aluminum nitride, and has a through hole 6 for fitting the center electrode 3 along its own axial direction.
  • the metal shell 1 is formed of a metal such as low-carbon steel in a cylindrical shape.
  • the metal shell 1 forms a housing of the spark plug, and has a plug 100 attached to an engine block (not shown) on an outer peripheral surface thereof.
  • the threaded portion 7 is formed.
  • a terminal fitting 13 is inserted into one end of the through hole 6 and fixed, and the other end is also fixed.
  • the center electrode 3 is inserted and fixed on the ⁇ part side.
  • a resistor 15 is arranged between the terminal fitting 13 and the center electrode 3 in the through hole 6. 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.
  • FIGS. 2A to 2F show an example of a process of forming the ignition portion 32 in the spark plug 100 having the ground electrode 4.
  • the front end 4a of the ground electrode 4 whose rear end is welded to the metal shell 1 of the spark plug work 100 'is used as a portion to be fixed, and a wire is connected to the front end 4a.
  • the linear noble metal member 3 2 ′ is supplied, and the linear noble metal member 3 2 ′ is positioned at the tip 4 a as shown in FIG. 2B.
  • the ground electrode 4 has a linear shape, and is in a stage before the tip 4 a is bent so as to face the center electrode 3.
  • positioning fixation is performed by, for example, resistance welding.
  • positioning fixation is performed by, for example, resistance welding.
  • resistance welding When performing positioning fixation by resistance welding, as shown in Fig. 2C, fix the tip 4a of the ground electrode 4 and the linear noble metal part 3 2 'by the welding electrodes 61 and 62.
  • the welding electrodes 6 1 and 6 2 are heated by energizing these welding electrodes 6 1 and 6 2 to weld the linear noble metal member 3 2 ′ and the tip 4 a of the ground electrode 4. To do.
  • the positioning fixation can be performed by laser welding.
  • the linear noble metal member 3 2 ′ positioned at the tip 4 a of the ground electrode 4 is irradiated with a laser LB using a laser-irradiation device 50, and the linear noble metal member 3 A weld W is formed over 2 ′ and the tip 4a of the ground electrode 4 and welded.
  • the portion of the linear noble metal member 3 2 ′ forming the ignition portion 32 that does not contribute to the discharge for example, the side portion 32 ′ a of the linear noble metal member is irradiated with the laser beam LB.
  • the laser-LB is not irradiated to the center of the ignition portion 32, which is considered to directly contribute to the discharge, so that good spark discharge and spark consumption can be obtained.
  • the linear noble metal member 3 2 ′ is positioned and fixed to the spark plug 100 ′ as described above, the linear noble metal member 3 2 ′ is cut into a desired size. Thereby, the ignition part 32 is formed.
  • the linear noble metal member 3 2 ′ is held down by a die 65 or the like, and cutting means 66 such as a cutting tool is applied from the ground electrode 4 side to the linear noble metal member 3 2. It is preferable to cut by applying force from the ground electrode 4 side to the linear noble metal member 32 'side. By cutting from this direction, burrs 32 b and the like as shown in FIG. 2F may be formed at the end 32 c of the igniter 32.
  • the electric field is easily concentrated on the burr 32b, so that the discharge voltage is also reduced.
  • cutting in the reverse direction may be performed by the force cutting means 66.
  • the linear noble metal member 3 2 ′ is cut so as to slightly protrude from the front end face 4 b of the ground electrode 4.
  • the linear noble metal portion 32 ' one having a length capable of cutting and collecting at least two ignition portions 32 in the longitudinal direction is used. The remaining part after cutting one ignition part 32 is used for forming the ignition part of the next spark plug. If three or more spark plugs are to be manufactured continuously, prepare a linear noble metal part 3 2 ′ with the required length for the number of spark plugs to be manufactured, and temporarily fix them sequentially from the front end. Fixing and cutting may be repeated (the same applies to the other embodiments described below). After the firing portion 32 is fixed to the ground electrode 4 as described above, the ground electrode 4 is bent so that the firing portion 32 faces the center electrode 3 as shown in FIG. Then, a spark discharge gap g is formed between the ignition portion 32 and the ignition portion 31 of the center electrode 3. At this time, as shown in FIG. 3B, it is desirable from the viewpoint of discharge voltage reduction that the paris 32 b of the ignition portion 32 be bent so as to be arranged on the center electrode 3.
  • the base material of the ground electrode 4 is made of a heat-resistant alloy whose main component is Ni or Fe in order to ensure high-temperature strength and corrosion resistance. .
  • main component means a component having the highest weight content.
  • the ground electrode 4 has a high-temperature strength and an outer layer made of a heat-resistant alloy mainly composed of Ni or Fe, which has excellent corrosion resistance, and an alloy mainly composed of Cu, Ag or Cu.
  • a composite structure in which a core made of a good heat conductive metal is embedded may also be used.
  • the step of forming the ignition portion 32 may be performed in the order shown in FIGS. 4A to 4C.
  • the tip of the ground electrode 4 is The part 4a and the linear noble metal member 32 'are temporarily fixedly fixed by resistance welding.
  • the linear noble metal member 32 ′ is cut in the same manner as in FIG.
  • the linear noble metal member 3 2 ′ (ignition portion 32) cut into the cut state specifically, the side surface 3 2 ′ a of the linear noble metal member 32 ′ (ignition portion 32) is laid.
  • Figs. 5A to 5E Irradiating the LB to form a welded portion W and fixing the side surface 32'a and the ground electrode 4 by welding are shown in Figs. 5A to 5E.
  • a linear noble metal member 3 2 ′ is supplied to the front end face 4 b of the ground electrode 4, and FIG. Position on the front end surface 4b of the ground electrode 4 as shown in FIG.
  • the positioned linear noble metal member 32 ' is positioned and fixed by resistance welding with the welding electrodes 61 and 62 as shown in FIG. 5C.
  • FIG. 5C In this case, as shown in FIG.
  • one of the welding electrodes 61 is arranged so that the linear noble metal member 3 2 ′ abuts against the tip end surface of the ground electrode 4, and the other welding electrode 62 sandwiches the outer peripheral surface of the metal shell 1. They are arranged so that they come into contact with each other. Then, resistance welding is performed by energizing these welding electrodes 6 1 and 6 2. It should be noted that it is also possible to adopt fixing by laser welding in this positioning fixed fixing.
  • the linear noble metal member 32 'fixed and fixed as described above is cut as shown in FIG. 5D.
  • the linear noble metal member 3 2 ′ is brought into contact with the die 65 and the cutter 66 so as to be sandwiched therebetween, and cut so as to cross each other.
  • other known methods can be adopted as a method of cutting the linear noble metal member 32 '. In this manner, the linear noble metal member 32 'is cut to form the ignition portion 32.
  • the ground electrode 4 is bent so that the ignition portion 32 formed in this way faces the center electrode 3 to obtain a spark plug 100 shown in FIG. 5E.
  • FIGS. 6A to 6F illustrate the steps in the case where the opening edge 1a of the metal shell 1 is used as the part to be fixed and the linear noble metal member 32 'is positioned and fixed to the part to be fixed. is there.
  • a linear noble metal member 3 2 ′ is supplied to the metal shell 1, and the linear noble metal member 32 is positioned on the opening edge 1 a of the metal shell 1 as shown in FIG. 6B. .
  • the opening 1b of the metal shell 1 is positioned so that the linear noble metal member 32 'crosses it. Then, the linear noble metal member 32 'is fixed by positioning and welding. At this time, as shown in FIG. 6C, the linear noble metal member 3 2 ′ and the main metal fitting 1 may be resistance-welded by the welding electrodes 61 and 62, or as shown in FIG. 6D. Alternatively, the linear noble metal member 3 2 ′ and the opening edge 1 a of the metal shell 1 may be irradiated with laser LB to form a weld W, and these may be laser-welded.
  • the linear noble metal member 32 ′ whose positioning has been fixed firmly is cut as shown in FIG. 6E.
  • the portion that becomes the ignition portion 32 of the linear noble metal member 3 2 ′ is held down by the die 65, and the linear noble metal member 3 2 ′ is cut by the cutting means 66 arranged inside the metal shell 1. I do.
  • the linear noble metal member 32 ′ is cut to form a firing portion 32 as shown in FIG. 6F.
  • the size of the ignition portion 32 formed after cutting is determined by the fact that the tip 32 c of the ignition portion 32 is held inside the metal shell 1 or the center electrode protruding from the opening 1 b. It is adjusted so that it is sufficient for a good spark discharge to be made facing the tip (not shown in FIG. 6F).
  • a linear noble metal member 32 2 ′ having at least one or more flat portions formed on an outer peripheral surface thereof is used, and the flat portion of the linear noble metal member is, for example, The linear noble metal member is positioned so as to face the ground electrode 4 of the spark plug work 100 ′ or the fixed portion of the metal shell 1. This facilitates the positioning of the linear noble metal member 3 2 ′ on the portion to be fixed and the fixed fixing of the position, and an effect of suppressing the separation of the linear noble metal member 3 2 ′ after welding can be expected.
  • a pair of flat portions 3 It is good to use what has 'b, 3 2' b.
  • the linear noble metal member 32 ′ As shown in FIG. 7C and FIG. 7D, those having a rectangular or square outer shape in a cross section perpendicular to the central axis can also be used.
  • linear noble metal member 32 ′ as shown in FIG. 7A, a member having a circular outer shape in a cross section perpendicular to its central axis can be used. It is easier to manufacture the commonly used linear noble metal member 3 2 ′ so that the outer shape of the cross section perpendicular to the center axis is circular than to manufacture it as described above. It is. Therefore, by using the linear noble metal member 32 ′ having such a shape, an effect that the formation process of the ignition portion 32 can be simplified can be expected.
  • the fixed positioning of the ground electrode 4 to the portion to be fixed is performed by resistance welding as shown in FIGS. 8A to 8C.
  • the linear noble metal member 3 2 ′ is pressed against the fixed portion by a welding electrode 61 used in a direction perpendicular to the surface of the fixed portion in contact with the linear noble metal member 3 2 ′.
  • the flat noble metal member may be formed with flat portions 3 2 ′ b 32, b opposed in parallel with the center axis C interposed therebetween to form a flat ignition portion 32.
  • resistance welding is performed with the welding electrodes 61 and 62 as shown in FIG.
  • the linear noble metal member 3 2 ′ is connected to the side surface of the ground electrode 4 with the welding electrode 61 as shown in FIG. 8B. Press against the side 4c of the ground electrode 4 from a direction perpendicular to 4c (the part to be fixed). As a result, a flat ignition portion 32 is obtained as shown in FIG. 8C.
  • linear noble metal member 32 ′ used in the present invention a member containing one or more selected from Ir, Pt, Rh, Pd, Os and W can be used. .
  • the durability of the formed ignition portion 32 can be kept good.
  • an Ir-based alloy or a Pt-based alloy containing Ir or Pt as a main component can be suitably used.
  • the linear noble metal member 3 2 ′ When a Pt-based alloy is used as the linear noble metal member 3 2 ′, it is composed of a Ni-based alloy. Since sufficient bonding strength can be obtained by resistance welding with the part to be fixed, permanent fixing by laser welding may not be necessary. Therefore, when the ignition portion 32 is formed of a Pt-based alloy, it is desirable to adopt the method of the present invention in which the fixing by resistance welding is fixed to the final fixing from the viewpoint of manufacturability and production cost. However, when a linear noble metal member is made of an Ir-based alloy, the difference in linear expansion coefficient between the Ni-based alloy and the Ni-based alloy that forms the part to be bonded to Ir is larger than Pt.
  • the ignition portion 32 is formed of an Ir-based alloy, it is particularly desirable to employ the method of the present invention in which the fixation by laser welding is used as the permanent fixation.
  • base alloy for example, an Ir base alloy
  • the content of the metal element (I r) is the largest in the alloy. Is shown.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)

Description

明 細 書
スパークプラグの製造方法
技術分野
本発明は、 スパークプラグの製造方法に関する。 背景技術
内燃機関の点火用に使用されるスパークプラグにおいては、 近年、 耐火花消耗性 向上のために、 おもに、 中心電極の先端に P tや I r等を主体とする貴金属チップ を溶接して貴金属発火部を形成したタイプのものが使用されている。 また、 近年に おいては、 エンジンのリーンバーン化、 及び排ガス規制に伴い、 スパークプラグの 着火性の向上も同様に求められており、 中心電極の細径化が行なわれている。
しかしながら、 上記中心電極の細径化に伴い、 接地電極との間で発生する火花放 電が特定の位置にて発生しやすくなり、 接地電極の消耗が目立って発生しやすくな る場合があった。 これにより、 接地電極と中心電極とから形成される火花放電ギヤ ップが増加して、 中心電極を細径化することによる放電電圧低減の効果が十分に得 られないという問題があった。 そのため、 中心電極のみではなく接地電極にも貴金 属チップを取付けて発火部とすることにより、 接地電極の耐火花消耗性を向上させ、 火花放電ギャップの増加を抑制するようしている。 このように接地電極側に貴金属 チップを形成する場合、 中心電極に対する接地電極の被り量を少なくする目的で、 接地電極の先端部に貴金属チップを形成したスパークプラグが特開昭 6 1 - 4 5 5 8 3号公報、 特開平 7 _ 3 7 6 7 6号公報に開示されている。
また、 レース用のスパークプラグの中には、 中心電極の先端が、 筒状に形成され た主体金具の内部に位置するものもあり、 このようなスパークブラグにあっては、 中心電極との間で火花放電ギヤップが形成されるように、 主体金具の火花放電ギヤ ップ側の開口縁部に貴金属チップをその先端部が主体金具の開口内部に突出する形 態にて取り付けるようにしている。
上記のように接地電極あるいは主体金具に貴金属チップを固着して発火部とする 場合、 従来は、 打ち抜きや切断等の塑性加工により、 貴金属材料を柱状、 円盤状等 の所望の形状に加工した貴金属チップを、 接地電極あるいは主体金具の所定の位置 に位置決めしたのち、 該貴金属チップを抵抗溶接あるいはレーザー溶接等により固 着していた。
しかしながら、 上記のような接地電極あるいは主体金具に貴金属チップを固着す る方法においては、 まず貴金属材料を寸法の小さい貴金属チップに加工しているた め、 該貴金属チップを該貴金属チップが固着されるスパークプラグワークの被固着 部に位置決めするのが困難であった。 また、 その所定の位置に位置決めする精度も 十分ではなく、 生産性の悪化につながつていた。 さらに、 発火部形成にかかる工数 が多くなりコストアップとなりやすかったとともに、 加工された貴金属チップを保 持して、 固着される所定の場所に配置する作業に時間がかかり、 生産効率の低下に もつながっていた。
本発明の課題は、 接地電極あるいは主体金具に貴金属部材が形成されてなるスパ ークプラグを効率良く製造するスパークプラグの製造方法を提供することにある。 発明の開示
上記課題を解決するために、 本発明の内燃機関用スパークプラグは、 中心電極と. その中心電極の径方向周囲を取り囲んだ絶縁体と、 その絶縁体の径方向周囲を取り 囲んだ主体金具と、 前記中心電極と対向する位置に配置されるとともに該中心電極 との間で火花放電ギャップを形成する発火部と、 を備えるスパークプラグの製造方 法であって、 前記発火部となる貴金属又は貴金属合金にて構成された線状貴金属部材を、 前記 発火部が固着されることになるスパークプラグワークの被固着部に位置決めした後 に、 前記線状貴金属部材を切断して前記発火部を形成することを特徴とする。 該構成によれば、 発火部の素材となる貴金属部材を従来のチップ形状のような寸 法の小さなものに予め加工せず、 比較的取り扱い易い線状形状 （例えば線材長手方 向に同一形状のチップを最低 2個 （望ましくは 3個） 切断採取可能な長さを有する もの） のままでスパークプラグワークの被固着部に位置決めするようにしている。 チップ状の貴金属チップょりも線状に加工された線状貴金属部材のほうが、 被固着 部に配置するに際して保持し易く、 扱い易いため、 該線状貴金属部材の位置決めが 容易となる。 また、 本発明の方法によれば、 貴金属部材をチップ状に加工する前に スパークプラグワークの被固着部に位置決めして切断するようにしているので、 貴 金属部材をチップ状に加工する工程を削減することができ生産コストを低減するこ とが可能となる。 さらに、 該方法によれば、 線状の貴金属部材を位置決めし、 切断 するという一連の工程が比較的連続して行うことが可能となるために、 サイクル夕 ィムの短縮が可能となり生産効率の向上という効果も期待できる。 そして、 該方法 にてスパークプラグを作製することで、 中心電極と火花放電ギヤップを隔てて対向 する発火部の位置は、 精度良く位置決めされることになり、 耐火花消耗性等のばら つきが少ないスパークプラグを量産することにも寄与する。
さらに、 本発明のスパークプラグの製造方法においては、 前記線状貴金属部材を 切断する前に、 該線状貴金属部材の前記被固着部に対する位置決め位置を確定する ための位置決め確定固着がなされるものとすることができる。 該本発明の構成によ れば、 線状貴金属部材の切断の前に、 該線状貴金属部材の位置決め位置を確定する ための位置決め確定固着を行うようにしている。 これによれば、 線状貴金属部材の 固着により、 線状貴金属部材における切断時の位置ずれを抑制することができる。 具体的には、 この位置決め確定固着は抵抗溶接やレーザー溶接により行なうことが できる。
さらに、 本発明のスパークプラグの製造方法においては、 前記位置決め確定固着 は、 前記線状貴金属部材の前記被固着部に対する最終的な固着 （以下、 本止め固着 という） を兼ねるものとすることができる。 該構成により、 線状貴金属部材を切断 した後に、 切断後の貴金属部材を再度固着し直して発火部とする必要が無く、 工程 削減の観点から効果的である。 なお、 線状貴金属部材を位置決めするに際して、 位 置決め確定固着をも兼ねて行い、 さらに該位置決め確定固着を本止め固着とすれば、 該位置決め確定固着後の線状貴金属部材を切断するだけで、 発火部を形成すること ができるため、 工程削減にさらに効果的である。
また、 本発明の方法においては、 抵抗溶接による前記位置決め確定固着は、 前記 線状貴金属部材の前記被固着部に対する最終的な固着 （本止め固着） ではない暫定 的な固着 （以下、 仮止め固着という） であって、 該仮止め固着後に、 前記線状貴金 属部材を前記被固着部に対してレーザー溶接して本止め固着することもできる。 本 構成においては、 線状貴金属部材のスパークプラグワークの被固着部に対する固着 を仮止め固着と本止め固着との二回行うものとする。 このような構成により、 より 確実な線状貴金属部材の固着が可能となり、 ひいては、 発火部の脱落等も防止する ことができる。
なお、 仮止め固着は抵抗溶接により行うものとし、 本止め固着はレーザー溶接に より行うものとする。 ここで、 抵抗溶接による固着は、 工程の簡便さや、 コストの 観点からは有利である。 しかしながら、 抵抗溶接による固着のみでは線状貴金属部 材とスパークプラグワークの被固着部との溶融が十分に行なわれない場合もあり、 スパークプラグをエンジンに取り付け使用した場合に運転の繰り返しに応じては、 両者の接合部に亀裂や剥離が生じて、 線状貴金属部材からなる発火部が被固着部か ら脱落したりすることもある。 そこで、 本発明のスパークプラグの製造方法におい ては、 まず、 抵抗溶接により線状貴金属部材を被固着部に仮止め固着するようにし て、 その後、 レーザ溶接により本止め固着するようにしてもよい。 レーザー溶接に より接合部の溶融が十分に行なわれることとなり、 発火部の脱落等も防止すること ができる。 また、 レーザ一溶接による本止め固着の前に、 抵抗溶接にて仮止め固着 することにより、 レーザ一溶接時に貴金属部材の位置がずれないようになる。 その ため、 レーザー溶接に際しては、 貴金属部材を固定するための特別な装置等も必要 がなく、 レーザ一溶接が容易に行なわれることとなる。
さらに、 本発明のスパークプラグの製造方法においては、 前記線状貴金属部材を、 レ一ザ一溶接による本止め固着を行う前の段階で切断状態となすのがよい。 レーザ —溶接によって、 スパークプラグワークの被固着部に貴金属部材を固着させる場合、 線状貴金属部材が被固着部に形成されていると、 レーザー溶接の工程上邪魔になる 場合がある。 したがって、 レーザ一溶接による本止め固着前に該線状貴金属部材を 切断状態となすことにより、 レーザー溶接時には、 邪魔となる線状貴金属部材を排 除することができ、 生産性の向上が期待できる。
この場合、 レーザー溶接による本止め固着の前に線状貴金属部材が切断状態とな つていればよく、 抵抗溶接による仮止め固着は、 線状貴金属部材を切断する前に行 つてもよいし、 線状貴金属部材を切断した後に行うようにしてもよい。
また、 本発明のスパークプラグの製造方法においては、 接地電極を有するスパ一 クプラグに適用可能である。 この場合本発明は、
前記スパークプラグワークは、 前記中心電極との間で前記火花放電ギヤップを形 成するための前記発火部が形成される接地電極を有しており、
後端部が前記主体金具に結合される前記接地電極の火花放電ギヤップを形成する ための先端部を前記被固着部として、 該被固着部に前記線状貴金属部材を位置決め するものとできる。 接地電極を有するスパークプラグを製造する場合、 上記のよう に、 中心電極との間で火花放電ギヤップが形成するための接地電極の先端部を被固 着部として、 該被固着部に貴金属部材を位置決めするようにする。 さらに具体的に は、 接地電極の先端部を被固着部とする場合、 該先端部において、 中心電極の先端 面と対向することが予定されている側面に線状貴金属部材を位置決めするようにし てもよいし、 接地電極の先端面に線状貴金属部材を位置決めするようにしてもよい。 この場合、 中心電極と火花放電ギヤップを隔てて対向する接地電極上の発火部にお いて良好な火花放電が得られるように、 該線状貴金属部材の位置及び向きを考慮し て位置決めする必要がある。
また、 レース用として使用されるスパークプラグの中には、 接地電極がなく、 主 体金具に貴金属部材を固着させて、 該貴金属部材を主体金具にて保持される中心電 極との間で火花放電ギャップを形成する発火部としているものもある。 本発明にお いては、 このようなスパークプラグの製造方法においても適用が可能である。 すな わち、 この場合、
前記スパークプラグワークは、 前記中心電極との間で前記火花放電ギャップを形 成する前記発火部が前記主体金具に形成される構成を有しており、 該主体金具には、 前記火花放電ギヤップが形成されることになる側に開口部が形成され、
前記主体金具の開口縁部を前記被固着部として、 該被固着部に前記線状貴金属部 材を固着するようにする。 この場合、 線状貴金属部材を切断したときに形成される 発火部が中心電極との間で火花放電ギヤップが形成されるように線状貴金属部材を 位置決めする必要がある。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の製造方法により得られるスパークプラグの一例を示す正面部分 断面図。
図 2 Aは、 接地電極に発火部を形成する工程の第一例を示す説明図。
図 2Bは、 図 2 Aに続く説明図。
図 2Cは、 図 2 Bに続く説明図。
図 2Dは、 図 2 Cに続く説明図。
図 2Eは、 図 2Dに続く説明図。
図 2Fは、 図 2 Eに続く説明図。
図 3 Aは、 図 2の工程により形成された発火部を拡大して示す模式図。
図 3 Bは、 図 2の工程により形成された発火部をさらに拡大して示す模式図。
図 4Aは、 接地電極に発火部を形成する工程の第二例を示す説明図。
図 4Bは、 図 4 Aに続く説明図。
図 4Cは、 図 4Bに続く説明図。
図 5 Aは、 接地電極に発火部を形成する工程の図 2とは異なる一例を示す説明図, 図 5Bは、 図 5 Aに続く説明図。
図 5 Cは、 図 5 Bに続く説明図。
図 5 Dは、 接地電極に発火部を形成する工程の第三例を示す説明図。
図 5Eは、 図 5 Dに続く説明図。
図 6 Aは、 主体金具に発火部を形成する工程の一例を示す説明図。
図 6Bは、 図 6 Aに続く説明図。
図 6Cは、 図 6 Bに続く説明図。
図 6Dは、 図 6 Cに続く説明図。
図 6Eは、 図 6 Dに続く説明図。
図 6Fは、 図 6 Eに続く説明図。 ' 図 7 Aは、 本発明に使用可能な線状貴金属部材の第一例を示す模式図。 図 7 Bは、 本発明に使用可能な線状貴金属部材の第二例を示す模式図。 図 7 Cは、 本発明に使用可能な線状貴金属部材の第三例を示す模式図。
図 7 Dは、 本発明に使用可能な線状貴金属部材の第四例を示す模式図。
図 8 Aは、 抵抗溶接により線状貴金属部材を扁平状の発火部とする工程説明図。 図 8 Bは、 図 8 Aに続く工程説明図。
図 8 Cは、 図 8 Bに続く工程説明図。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。 図 1は本発 明の製造方法により得られるスパークプラグ 1 0 0の一例を示した縦断面図である, スパークプラグ 1 0 0は、 筒状の主体金具 1、 先端部 2 1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、 先端に形成された発火部 3 1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 の発火部 3 1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には上記発火部 3 1に対向する発火部 3 2が形成されており、 それら発火部 3 1と発火部 3 2とに挟まれた隙間に火花放電ギャップ gが形成される。 また、 発 火部 3 2の一端が接地電極 4の先端から突出する形態にて固着されている。
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。 また主体金具 1は、 低炭素鋼等の金属により円筒状に形成さ れており、 スパークプラグ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 1 0 0を図示しないエンジンブロックに取付けるためのねじ部 7が形成されて いる。 貫通孔 6の一方の端部側に端子金具 1 3が挿入 '固定され、 同じく他方の端 θ 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 1 3と中心電極 3との間に抵抗体 1 5が配置されている。 この抵抗体 1 5の両端部 は、 導電性ガラスシール層 1 6、 1 7を介して中心電極 3と端子金具 1 3とにそれ ぞれ電気的に接続されている。
以下、 上記のようなスパークプラグの製造方法について述べる。 なお、 本発明の 要件に関する工程以外は、 公知のスパークプラグの製造方法が採用されるため詳細 は述べない。 図 2 Α〜図 2 Fは上記接地電極 4を有するスパークプラグ 1 0 0に発 火部 3 2を形成する工程の一例を示したものである。 まず、 図 2 Aに示すようにス パークプラグワーク 1 0 0 ' の主体金具 1に後端部が溶接された接地電極 4の先端 部 4 aを被固着部として、 該先端部 4 aに線状貴金属部材 3 2 ' を供給して、 図 2 Bのように先端部 4 aに該線状貴金属部材 3 2 ' を位置決めする。 このとき、 接地 電極 4は直線形状を有しており、 その先端部 4 aが中心電極 3に対して対向するよ うに屈曲される前段階となっている。
そして、 本実施の形態においては、 上記のような位置決めの後に、 さらに位置決 め確定固着としての溶接を行うようにする。 具体的には位置決め確定固着は例えば 抵抗溶接により行なわれる。 抵抗溶接により位置決め確定固着を行う場合、 図 2 C に示すように、 溶接電極 6 1、 6 2により、 接地電極 4の先端部 4 aと線状貴金属 部 3 2 ' を挟みこむ形態にて固定した後、 これらの溶接電極 6 1、 6 2に通電する ことにより該溶接電極 6 1、 6 2を加熱して、 線状貴金属部材 3 2 ' と接地電極 4 の先端部 4 aとを溶接するようにする。
あるいは、 位置決め確定固着はレーザー溶接によっても行うことができる。 図 2 Dに示すように、 接地電極 4の先端部 4 aに位置決めされた線状貴金属部材 3 2 ' にレーザ一照射装置 5 0を用いてレーザー L Bを照射して、 該線状貴金属部材 3 2 ' と接地電極 4の先端部 4 aとをまたがる形にて溶接部 Wを形成し溶接する。 こ のとき、 発火部 3 2を形成する線状貴金属部材 3 2 ' の放電に寄与しない部分、 例 えば、 線状貴金属部材の側部 3 2 ' aにレーザ一 L Bを照射するようにする。 これ により、 放電に直接寄与すると思われる発火部 3 2の中心部にレーザ一 L Bが照射 しないことになり、 良好な火花放電と耐火花消耗が得られることとなる。
上記のようにして線状貴金属部材 3 2 ' のスパークプラグヮ一ク 1 0 0 ' への位 置決め確定固着を行ったあとに、 該線状貴金属部材 3 2 ' を所望の寸法に切断する ことにより、 発火部 3 2を形成する。 このとき、 図 2 Eに示すように、 線状貴金属 部材 3 2 ' をダイス 6 5等により押さえておき、 接地電極 4側からカツ夕一等の切 断手段 6 6を線状貴金属部材 3 2 ' に当接させ、 接地電極 4側から線状貴金属部材 3 2 ' 側に向かって力を加えることにより切断するのがよい。 該方向から切断する ことにより、 発火部 3 2の端部 3 2 cに図 2 Fに示すようなバリ 3 2 b等が形成さ れることが考えられるが、 この発火部に形成されるバリ 3 2 bが中心電極 3と対向 するように配置されることにより該バリ 3 2 bに電界が集中しやすくなるため、 放 電電圧が低減される効果もある。 但し、 逆方向 （線状貴金属部材 3 2 ' 側から接地 電極 4側に向かう方向） 力 切断手段 6 6にて切断を行っても差し支えはない。 ま た、 線状貴金属部材 3 2 ' は接地電極 4の先端面 4 bから若干突出した形態で切断 するのがよい。 このような発火部 3 2の形成により、 発火部 3 2の端部 3 2 cに電 界が集中しやすくなり、 放電電圧の低減が可能となる。
ここで、 線状貴金属部 3 2 ' は、 長手方向に発火部 3 2を最低 2個は切断 ·採取 可能な長さを有するものが使用される。 そして、 発火部 3 2を 1個分切断した後の 残余の部分は、 次のスパークプラグの発火部形成に使用される。 また、 3個以上の スパークプラグを連続的に製造する場合は、 製造すべきスパークプラグの個数に必 要な長さの線状貴金属部 3 2 ' を用意しておき、 先端側から順次仮止め固着及び切 断を繰り返すようにすればよい （以下の他の実施例についても同様） 。 上記のように発火部 3 2を接地電極 4に固着した後、 図 3 Aに示すように該接地 電極 4を発火部 3 2が中心電極 3と対向するように屈曲させる。 そして、 該発火部 3 2と中心電極 3の発火部 3 1との間で火花放電ギャップ gが形成されるようにす る。 このとき図 3 Bに示すように、 発火部 3 2のパリ 3 2 bが中心電極 3上に配置 されるように屈曲するのが放電電圧低減の観点からは望ましい。
なお、 接地電極 4の母材は本実施の形態においては、 高温強度ゃ耐腐食性を確保 するために、 その表層部が N i又は F eを主成分とする耐熱合金にて構成されてい る。 これらのなかでも INCONEL600 (英国 INC0社の商標名） 等の N i基耐熱合金にて 構成するのがよい。 なお、 本明細書中において 「主成分」 とは、 最も重量含有率の 高い成分を意味するものとする。 また、 接地電極 4については、 高温強度ゃ耐腐食 性に優れる N i又は F eを主成分とする耐熱合金からなる外部層の中に、 C u、 A g又は C uを主成分とする合金といった良熱伝導性金属からなる芯材を埋設させた 複合構造のものも使用することもできる。
また、 発火部 3 2を形成する工程は図 4 A〜図 4 Cに示すような順番にて行うこ ともできる。 まず、 線状貴金属部材 3 2 ' を接地電極 4の被固着部である先端部 4 aに位置決めしたのち、 図 4 Aに示すように、 溶接電極 6 1、 6 2によって接地電 極 4の先端部 4 aと線状貴金属部材 3 2 ' とを抵抗溶接により仮止め固着する。 そ の後、 図 4 Bのように線状貴金属部材 3 2 ' を図 2 Eと同様に切断して 火部 3 2 とする。 晕後に、 該切断状態となした線状貴金属部材 3 2 ' (発火部 3 2 ) 、 具体 的には線状貴金属部材 3 2 ' (発火部 3 2 ) の側面 3 2 ' aに対してレ一ザ一 L B を照射して溶接部 Wを形成し、 該側面 3 2 ' aと接地電極 4とを溶接して固着する 図 5 A〜図 5 Eは、 接地電極 4の先端面 4 bを被固着部として、 先端面 4 bに線 状貴金属部材 3 2 ' を位置決め、 固着する場合について説明したものである。 まず、 図 5 Aのように接地電極 4の先端面 4 bに線状貴金属部材 3 2 ' を供給し、 図 5 B のように接地電極 4の先端面 4 bに位置決めする。 そして、 位置決めした線状貴金 属部材 3 2 ' は、 図 5 Cに示すように溶接電極 6 1、 6 2により抵抗溶接にて位置 決め確定固着される。 この場合、 接地電極 4と線状貴金属部材 3 2 ' とを、 図 2 C のように、 溶接電極 6 1、 6 2により挟みこんで通電し溶接することが不可能であ る。 そのため、 一方の溶接電極 6 1は、 線状貴金属部材 3 2 ' を接地電極 4の先端 面に対して当接させるように配置し、 他方の溶接電極 6 2は主体金具 1の外周面を 挟みこむ形態で当接させるように配置する。 そして、 これら溶接電極 6 1、 6 2に 通電することにより抵抗溶接する。 なお、 この位置決め確定固着においては、 レー ザ一溶接による固着を採用することも可能である。
ついで、 上記のように位置決め確定固着した線状貴金属部材 3 2 ' を図 5 Dのよ うに切断する。 線状貴金属部材 3 2 ' をダイス 6 5およびカッター 6 6にてともに 挟みこむようにして当接させ、 これらを互いに交差させるようにして切断する。 な お、 線状貴金属部材 3 2 ' の切断の方法としては、 その他公知の方法を採用するこ とも可能である。 このようにして線状貴金属部材 3 2 ' が切断されて発火部 3 2が 形成されることとなる。 このように形成された発火部 3 2が中心電極 3と対向する ように接地電極 4を屈曲し、 図 5 Eに示すスパークプラグ 1 0 0とする。
以上、 接地電極 4を有するスパークプラグの製造方法について述べたが、 本発明 は接地電極を有しないようなスパークプラグ、 例えば主体金具 1に発火部 3 2とし ての貴金属部材を固着させたようなスパークプラグ （主に、 レース用のスパークプ ラグとして使用される） の製造方法においても適用することが可能である。 図 6 A 〜図 6 Fは主体金具 1の開口縁部 1 aを被固着部として、 該被固着部に線状貴金属 部材 3 2 ' を位置決め、 固着する場合について、 その工程を説明したものである。 図 6 Aに示すように、 主体金具 1に線状貴金属部材 3 2 ' を供給し、 該線状貴金属 部材 3 2， を図 6 Bのように主体金具 1の開口縁部 1 aに位置決めする。 このとき. 主体金具 1の開口部 1 bを線状貴金属部材 3 2 ' が横切るように位置決めする。 つ いで、 該線状貴金属部材 3 2 ' を溶接することにより位置決め確定固着する。 この とき、 図 6 Cに示すように、 溶接電極 6 1、 6 2により線状貴金属部材 3 2 ' と主 体金具 1とを抵抗溶接するようにしてもよいし、 図 6 Dに示すように、 線状貴金属 部材 3 2 ' と主体金具 1の開口縁部 1 aとにレーザー L Bを照射して溶接部 Wを形 成し、 これらをレーザー溶接するようにしてもよい。
ついで、 図 6 Cあるいは図 6 Dのように位置決め確定固着を行った線状貴金属部 材 3 2 ' を図 6 Eに示すように切断する。 このとき、 線状貴金属部材 3 2 ' の発火 部 3 2となる部分をダイス 6 5により押さえておき、 主体金具 1の内部に配置され た切断手段 6 6により線状貴金属部材 3 2 ' を切断する。 このように線状貴金属部 材 3 2 ' が切断されて図 6 Fに示すように発火部 3 2となる。 このとき切断後に形 成される発火部 3 2の寸法は、 該発火部 3 2の先端部 3 2 cが主体金具 1の内部に 保持されるか、 あるいは開口部 1 bから突出する中心電極の先端部 （図 6 Fでは図 示せず） と対向して良好な火花放電が行なわれるのに十分なものとなるように調節 される。
以上のような方法においては、 線状貴金属部材 3 2 ' として、 外周面に少なくと も 1つ以上の平面部が形成されているものを使用し、 該線状貴金属部材の平面部が、 例えばスパークプラグワーク 1 0 0 ' の接地電極 4あるいは主体金具 1における被 固着部に面するように該線状貴金属部材を位置決めするようにする。 これにより、 線状貴金属部材 3 2 ' の被固着部への位置決め及び位置決め確定固着が容易となり、 溶接後の線状貴金属部材 3 2 ' の剥離等を抑制できる効果も期待できる。 さらに、 上記のような線状貴金属部材 3 2 ' のうちでも、 例えば、 図 7 Bに示すように、 外 周面に自身の中心軸線をはさんで平行に対向し対をなす平面部 3 2 ' b、 3 2 ' b が形成されているものを使用するのがよい。 また、 該線状貴金属部材 3 2 ' として は、 図 7 C、 図 7 Dに示すように中心軸線と垂直な断面の外形線が長方形状あるい は正方形状となるものも使用することができる。
また、 線状貴金属部材 3 2 ' として、 図 7 Aに示すように、 その中心軸線と垂直 な断面の外形線が円状となるものを使用することもできる。 通常使用される線状貴 金属部材 3 2 ' においては、 前述のように平面部を有するように作製するよりも、 中心軸線と垂直な断面の外形線が円状となるように作製するほうが容易である。 従 つて、 該形状の線状貴金属部材 3 2 ' を使用することにより、 発火部 3 2の形成ェ 程を簡便化できるという効果が期待できる。
このような線状貴金属部材 3 2 ' を使用する場合、 図 8 A〜図 8 Cに示すように 接地電極 4の被固着部への位置決め確定固着を抵抗溶接にて行い、 該抵抗溶接に際 して使用される溶接電極 6 1にて線状貴金属部材 3 2 ' を、 被固着部の線状貴金属 部材 3 2 ' に接する表面に対して垂直な方向から該被固着部に押し付けることによ り、 該線状貴金属部材にその中心軸線 Cをはさんで平行に対向する平面部 3 2 ' b 3 2， bを形成して扁平状の発火部 3 2を形成することもできる。 具体的には、 図 8 Aのように溶接電極 6 1、 6 2により抵抗溶接するに際して、 図 8 Bのように溶 接電極 6 1により線状貴金属部材 3 2 ' を、 接地電極 4の側面 4 c (被固着部） に 対して垂直な方向から、 接地電極 4の側面 4 cに押し付ける。 これにより、 図 8 C に示すように、 扁平状の発火部 3 2が得られる。
また、 本発明に使用される線状貴金属部材 3 2 ' としては、 I r、 P t、 R h、 P d、 O s及び Wから選ばれる 1種又は 2種以上を含有するものを使用できる。 該 構成の線状貴金属部材 3 2 ' を使用することにより、 形成される発火部 3 2の耐久 性を良好に保つことができる。 なおこれらの中でも I rあるいは P tを主成分とし て含有する I r基合金あるいは P t基合金が好適に使用できる。
線状貴金属部材 3 2 ' として P t基合金を使用すると、 N i基合金にて構成され る被固着部との間で抵抗溶接により十分に接合強度が得られるため、 レーザー溶接 による本止め固着を必要としない場合もある。 そのため、 P t基合金にて発火部 3 2を形成する場合には製造性及び生産コストの観点から、 抵抗溶接による固着を本 止め固着とするような本発明の方法を採用するのが望ましい。 しかしながら、 I r 基合金にて線状貴金属部材を構成した場合、 I rの被固着部を構成する N i基合金 との線膨張係数の差が P tに比べて大きいため、 抵抗溶接のみでは被固着部との接 合部における溶融が十分に進行せず、 プラグ使用中に該線膨張係数の差に起因する 熱応力が発生し発火部 3 2の脱落等が起こる場合がある。 したがって、 I r基合金 にて発火部 3 2を形成する場合、 レーザー溶接による固着を本止め固着とするよう な本発明の方法を採用するのが特に望ましい。 なお、 本明細書中において、 金属元 素名の後に 「基合金」 と続けて記載する場合 （例えば I r基合金） 、 その金属元素 ( I r ) の含有量が該合金中において最も多いことを示す。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 中心電極と、 その中心電極の径方向周囲を取り囲んだ絶縁体と、 その絶縁体の 径方向周囲を取り囲んだ主体金具と、 前記中心電極と対向する位置に配置されると ともに該中心電極との間で火花放電ギャップを形成する発火部と、 を備えるスパ一 クプラグの製造方法であつて、
前記発火部となる貴金属又は貴金属合金にて構成された線状貴金属部材を、 前記 発火部が固着されることになるスパークプラグワークの被固着部に位置決めした後 に、 前記線状貴金属部材を切断して前記発火部を形成することを特徴とするスパー クプラグの製造方法。
2 . 前記線状貴金属部材を切断する前に、 該線状貴金属部材の前記被固着部に対す る位置決め位置を確定するための位置決め確定固着がなされる請求項 1に記載のス パークプラグの製造方法。
3 . 前記位置決め確定固着は抵抗溶接により行なわれる請求項 2に記載のスパーク プラグの製造方法。
4 . 前記位置決め確定固着はレーザー溶接により行なわれる請求項 2に記載のスパ —クプラグの製造方法。
5 . 前記位置決め確定固着は、 前記線状貴金属部材の前記被固着部に対する最終的 な固着 （以下、 本止め固着という） を兼ねるものである請求項 2ないし 4のいずれ かに記載のスパークプラグの製造方法。
6 . 前記位置決め確定固着は、 前記線状貴金属部材の前記被固着部に対する最終的 な固着 （本止め固着） ではない暫定的な固着 （以下、 仮止め固着という） であって、 該仮止め固着後に、 前記線状貴金属部材を前記被固着部に対してレーザ一溶接して 本止め固着する請求項 2又は 3に記載のスパークプラグの製造方法。
7 . 前記線状貴金属部材を、 レーザー溶接による本止め固着を行う前の段階で切断 状態となす請求項 6に記載のスパークブラグの製造方法。
8 . 前記スパークプラグワークは、 前記中心電極との間で前記火花放電ギャップを 形成するための前記発火部が形成される接地電極を有しており、
後端部が前記主体金具に結合される前記接地電極の火花放電ギヤップを形成する ための先端部を前記被固着部として、 該被固着部に前記線状貴金属部材を位置決め する請求項 1ないし 7のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法。
9 . 前記接地電極の前記先端部において、 中心電極の先端面と対向することが予定 されている側面に前記線状貴金属部材を位置決めする請求項 8に記載のスパークプ ラグの製造方法。
1 0 . 前記接地電極の先端面に前記線状貴金属部材を位置決めする請求項 8に記載 のスパークプラグの製造方法。
1 1 . 前記スパークプラグワークは、 前記中心電極との間で前記火花放電ギャップ を形成する前記発火部が前記主体金具に形成される構成を有しており、 該主体金具 には、 前記火花放電ギヤップが形成されることになる側に開口部が形成され、 前記主体金具の開口縁部を前記被固着部として、'該被固着部に前記線状貴金属部 材を位置決めする請求項 1ないし 7のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法
1 2 . 前記線状貴金属部材として、 外周面に平面部が少なくとも 1つ以上形成され ているものを使用し、 該線状貴金属部材の平面部が前記被固着部に面するように前 記線状貴金属部材を位置決めする請求項 1ないし 1 1のいずれかに記載のスパーク プラグの製造方法。
1 3 . 前記線状貴金属部材として、 前記外周面に自身の中心軸線をはさんで平行に 対向し対をなす形にて前記平面部が形成されているものを使用する請求項 1 2に記 載のスパークプラグの製造方法。
14. 前記線状貴金属部材として、 その軸線と垂直な断面の外形線が円状となるも のを使用する請求項 1ないし 11のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法。
15. 前記位置決め確定固着は抵抗溶接にて行われ、 該抵抗溶接に際して使用され る溶接電極にて前記線状貴金属部材を、 前記被固着部の表面に対して垂直な方向か ら前記被固着部に押し付けることにより、 該線状貴金属部材にその中心軸線をはさ んで平行に対向し対をなす平面部を形成して扁平状の発火部とする請求項 14に記 載のスパークプラグの製造方法。
16. 前記線状貴金属部材は、 I r、 P t；、 Rh、 Pd、 〇s及び Wから選ばれる 1種又は 2種以上を含有する請求項 1ないし 15のいずれかに記載のスパークブラ グの製造方法。
PCT/JP2002/001141 2001-02-13 2002-02-12 Method of manufacturing spark plug Ceased WO2002065604A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002564812A JP4104459B2 (ja) 2001-02-13 2002-02-12 スパークプラグの製造方法
DE60235799T DE60235799D1 (de) 2001-02-13 2002-02-12 Verfahren zur herstellung einer zündkerze
EP02711461A EP1369969B1 (en) 2001-02-13 2002-02-12 Method of manufacturing spark plug
US10/467,712 US20040092193A1 (en) 2001-02-13 2002-02-12 Method of manufacturing spark plug

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-035716 2001-02-13
JP2001035716 2001-02-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2002065604A1 true WO2002065604A1 (en) 2002-08-22

Family

ID=18899127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2002/001141 Ceased WO2002065604A1 (en) 2001-02-13 2002-02-12 Method of manufacturing spark plug

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20040092193A1 (ja)
EP (1) EP1369969B1 (ja)
JP (1) JP4104459B2 (ja)
DE (1) DE60235799D1 (ja)
WO (1) WO2002065604A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009066714A1 (ja) * 2007-11-20 2009-05-28 Ngk Spark Plug Co., Ltd. 内燃機関用スパークプラグ及びスパークプラグの製造方法
US8324791B2 (en) 2007-11-20 2012-12-04 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug for internal combustion engine
JP2013062046A (ja) * 2011-09-12 2013-04-04 Ngk Spark Plug Co Ltd スパークプラグの製造方法
WO2016043130A1 (ja) * 2014-09-19 2016-03-24 田中貴金属工業株式会社 点火プラグ用電極を製造するためのクラッド構造を有するテープ材

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004023459A1 (de) 2004-05-12 2005-12-15 Beru Ag Verfahren zum Herstellen einer Zündkerze
CN101507067A (zh) 2006-06-19 2009-08-12 费德罗-莫格尔公司 具有细金属接地电极的火花塞
JP4889768B2 (ja) * 2008-06-25 2012-03-07 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグとその製造方法
DE102009047001A1 (de) * 2009-11-23 2011-05-26 Robert Bosch Gmbh Zündkerzenmasseelektrode mit mehrschichtigem Aufbau sowie Verfahren zu deren Herstellung
JP4746707B1 (ja) * 2010-03-31 2011-08-10 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ
CN103329370B (zh) * 2011-01-20 2015-05-20 日本特殊陶业株式会社 火花塞的制造方法
US8715025B2 (en) * 2012-02-23 2014-05-06 Fram Group Ip Llc Laser welded spark plug electrode and method of forming the same
DE102013105698B4 (de) * 2012-06-01 2019-05-02 Federal-Mogul Ignition Company Zündkerze
US9041274B2 (en) * 2013-01-31 2015-05-26 Federal-Mogul Ignition Company Spark plug having firing pad
JP5809664B2 (ja) * 2013-06-10 2015-11-11 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5591091U (ja) * 1978-12-18 1980-06-24
JPS6113588A (ja) * 1984-06-27 1986-01-21 日本特殊陶業株式会社 点火プラグ用外側電極の製造方法
JPS6381786A (ja) * 1986-09-26 1988-04-12 住友電気工業株式会社 点火プラグ用電極材料及びその製造方法
JPH05242953A (ja) * 1992-02-28 1993-09-21 Ngk Spark Plug Co Ltd 多極スパークプラグとその外側電極の成形方法
JPH07235363A (ja) * 1994-02-22 1995-09-05 Ngk Spark Plug Co Ltd 内燃機関用スパークプラグの製造方法
JPH1055874A (ja) * 1996-08-09 1998-02-24 Ngk Spark Plug Co Ltd 多極スパークプラグの製造方法
JPH11354251A (ja) * 1998-06-05 1999-12-24 Denso Corp スパークプラグ
WO2000024098A1 (en) 1998-10-20 2000-04-27 Federal-Mogul Corporation Application of precious metal to spark plug electrode

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4142662A (en) * 1978-01-27 1979-03-06 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Method of bonding microelectronic chips
JPS5936390B2 (ja) * 1981-03-31 1984-09-03 株式会社デンソー 内燃機関用スパ−クプラグ
JPS62226592A (ja) * 1986-03-28 1987-10-05 日本特殊陶業株式会社 点火プラグ
US5371335A (en) * 1991-10-23 1994-12-06 General Motors Corporation Spark plug electrode welding system
US5320569A (en) * 1992-07-27 1994-06-14 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Method of making a spark plug
EP0633638B1 (en) * 1993-07-06 1996-05-08 Ngk Spark Plug Co., Ltd A spark plug for an internal combustion engine and a method of making the same
GB2285942A (en) * 1994-01-25 1995-08-02 Ford Motor Co Forming an erosion resistant coating on an electrode
US5751096A (en) * 1995-10-27 1998-05-12 Lahens; Albert Spark plug having a plurality of vertical ground electrodes and a vertical cylindrical shaped center electrode in parallel formation for use in a internal combustion engine
US6215234B1 (en) * 1997-12-26 2001-04-10 Denso Corporation Spark plug having specified spark gap dimensional relationships
US6337533B1 (en) * 1998-06-05 2002-01-08 Denso Corporation Spark plug for internal combustion engine and method for manufacturing same
JP3389121B2 (ja) * 1998-11-27 2003-03-24 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ製造方法及び装置
US6326719B1 (en) * 1999-06-16 2001-12-04 Alliedsignal Inc. Spark plug shell having a bimetallic ground electrode spark plug incorporating the shell, and method of making same

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5591091U (ja) * 1978-12-18 1980-06-24
JPS6113588A (ja) * 1984-06-27 1986-01-21 日本特殊陶業株式会社 点火プラグ用外側電極の製造方法
JPS6381786A (ja) * 1986-09-26 1988-04-12 住友電気工業株式会社 点火プラグ用電極材料及びその製造方法
JPH05242953A (ja) * 1992-02-28 1993-09-21 Ngk Spark Plug Co Ltd 多極スパークプラグとその外側電極の成形方法
JPH07235363A (ja) * 1994-02-22 1995-09-05 Ngk Spark Plug Co Ltd 内燃機関用スパークプラグの製造方法
JPH1055874A (ja) * 1996-08-09 1998-02-24 Ngk Spark Plug Co Ltd 多極スパークプラグの製造方法
JPH11354251A (ja) * 1998-06-05 1999-12-24 Denso Corp スパークプラグ
WO2000024098A1 (en) 1998-10-20 2000-04-27 Federal-Mogul Corporation Application of precious metal to spark plug electrode

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1369969A4 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009066714A1 (ja) * 2007-11-20 2009-05-28 Ngk Spark Plug Co., Ltd. 内燃機関用スパークプラグ及びスパークプラグの製造方法
US8120235B2 (en) 2007-11-20 2012-02-21 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug for internal combustion engine and method for manufacturing spark plug
US8324791B2 (en) 2007-11-20 2012-12-04 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug for internal combustion engine
JP5118695B2 (ja) * 2007-11-20 2013-01-16 日本特殊陶業株式会社 内燃機関用スパークプラグ及びスパークプラグの製造方法
US8575828B2 (en) 2007-11-20 2013-11-05 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug
KR101522054B1 (ko) * 2007-11-20 2015-05-20 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 내연 엔진용 스파크 플러그 및 스파크 플러그 제조 방법
JP2013062046A (ja) * 2011-09-12 2013-04-04 Ngk Spark Plug Co Ltd スパークプラグの製造方法
WO2016043130A1 (ja) * 2014-09-19 2016-03-24 田中貴金属工業株式会社 点火プラグ用電極を製造するためのクラッド構造を有するテープ材
JP2016062825A (ja) * 2014-09-19 2016-04-25 田中貴金属工業株式会社 点火プラグ用電極を製造するためのクラッド構造を有するテープ材
US9806500B2 (en) 2014-09-19 2017-10-31 Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. Tape material having clad structure for manufacturing ignition plug electrode

Also Published As

Publication number Publication date
EP1369969A1 (en) 2003-12-10
US20040092193A1 (en) 2004-05-13
EP1369969B1 (en) 2010-03-31
DE60235799D1 (de) 2010-05-12
JP4104459B2 (ja) 2008-06-18
JPWO2002065604A1 (ja) 2004-06-17
EP1369969A4 (en) 2008-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4028256B2 (ja) スパークプラグの製造方法
JP4306115B2 (ja) スパークプラグの製造方法
CN1472854B (zh) 火花塞及火花塞的制造方法
JP3196601B2 (ja) 内燃機関用スパークプラグの製造方法
JP4104459B2 (ja) スパークプラグの製造方法
JP4747464B2 (ja) スパークプラグおよびその製造方法
EP1810382B1 (en) Ignition device having noble metal fine wire electrodes
JP3426051B2 (ja) スパークプラグの製造方法
WO2008089048A1 (en) Ignition device having an electrode with a platinum firing tip and method of construction
JP2002033176A (ja) スパークプラグおよびその製造方法
JP4261573B2 (ja) スパークプラグ
JP2002222686A (ja) スパークプラグおよびその製造方法
JP4295064B2 (ja) スパークプラグ
JP5046309B2 (ja) スパークプラグの製造方法
JP2001126845A (ja) 内燃機関用スパークプラグの製造方法
JP2853109B2 (ja) スパークプラグの製造方法
JP2000040577A (ja) スパークプラグおよびその製造方法
JPH05198348A (ja) 内燃機関用スパークプラグ
JPS6355880A (ja) 小型スパ−クプラグの中心電極
JPH04104491A (ja) 内燃機関用スパークプラグの製造方法
JPH0645049A (ja) スパークプラグ電極の製造方法
JP2001210447A (ja) 内燃機関用スパークプラグ
JP3486950B2 (ja) スパークプラグの製造方法
JP7501279B2 (ja) スパークプラグ
JP3413643B2 (ja) スパークプラグの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002564812

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10467712

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002711461

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2002711461

Country of ref document: EP