JP2003229231A - Production method of spark plug - Google Patents
Production method of spark plugInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、コージェ
ネレーション、ガス圧送用ポンプなどに使用される内燃
機関用スパークプラグに関し、特に接地電極の組付方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spark plug for an internal combustion engine used in automobiles, cogenerations, gas pressure pumps, etc., and more particularly to a method of assembling a ground electrode.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種のスパークプラグは、一般に、中
心電極と、中心電極を保持する絶縁碍子と、絶縁碍子を
保持固定するハウジングと、一端部がハウジングに接合
され他端部が中心電極と火花ギャップを隔てて対向する
接地電極とを備える。ここで、接地電極の材料として
は、耐酸化性や強度に優れたＮｉ基合金（例えば、Ｎｉ
−１５Ｃｒ−８Ｆｅ等）が用いられている。2. Description of the Related Art Generally, a spark plug of this type has a center electrode, an insulator for holding the center electrode, a housing for holding and fixing the insulator, one end joined to the housing and the other end for the center electrode. And a ground electrode facing each other across a spark gap. Here, as the material of the ground electrode, a Ni-based alloy (for example, Ni
-15Cr-8Fe) is used.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】近年のエンジンは高出
力化、希薄燃焼といった高性能化が進んでおり、エンジ
ンの振動や燃焼圧力の増大により、接地電極への作用力
が大きくなってきている。そのため、従来のＮｉ基合金
の材料強度では限界近くに達してきており、接地電極の
折損等の問題が生じている。In recent years, engines have been improved in performance such as higher output and lean combustion, and the action force on the ground electrode is increasing due to vibration of the engine and increase in combustion pressure. . Therefore, the material strength of the conventional Ni-based alloy has reached the limit, and problems such as breakage of the ground electrode have occurred.
【０００４】本発明者の検討によれば、Ｎｉ基合金の特
徴である耐酸化性を損なわずに接地電極の強度を向上さ
せるには、Ａｌの添加が有効であることがわかった。し
かし、強度を上げれば、接地電極の硬度も上昇する。According to the study by the present inventor, it has been found that the addition of Al is effective for improving the strength of the ground electrode without impairing the oxidation resistance which is a characteristic of the Ni-based alloy. However, increasing the strength also increases the hardness of the ground electrode.
【０００５】通常、接地電極は、一端部をハウジングに
溶接（抵抗溶接）した後、途中部を曲げ加工することに
より、他端部にて中心電極との間に火花ギャップを形成
するようにしている。Usually, the ground electrode is formed by welding one end to the housing (resistance welding) and then bending the middle part to form a spark gap with the center electrode at the other end. There is.
【０００６】しかし、高硬度材料からなる接地電極で
は、曲げ加工時に大きな力を必要とするため、溶接後に
曲げ加工しようとすると、溶接界面に大きな力が加わり
界面から破断してしまう場合がある。However, since a ground electrode made of a high hardness material requires a large force at the time of bending, a large force may be applied to the weld interface and break from the interface when bending is performed after welding.
【０００７】この問題に対する対策としては、特開２０
０１−２５７０５３号公報に記載されているように、加
熱しながら接地電極を曲げ加工する方法があるがコスト
高であり好ましくない。As a countermeasure against this problem, Japanese Unexamined Patent Publication No. 20
As described in Japanese Patent Publication No. 01-270553, there is a method of bending the ground electrode while heating, but this is not preferable because of high cost.
【０００８】また、エンジンの希薄燃焼に対しては、着
火性を確保するため、特開昭６１−１７１０８０号公報
に記載されているように、火花放電部である電極先端部
を細い貴金属チップにより構成し、電極先端部の細径化
を図ることが有効な手段である。しかし、特に、接地電
極については、ハウジングに溶接した後曲げ加工する際
の寸法ばらつきが大きく、先端部を中心電極と精度良く
対向させることが困難である。Further, in order to secure ignitability with respect to lean combustion of the engine, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 61-171080, the tip of the electrode, which is the spark discharge part, is made of a thin precious metal tip. It is an effective means to configure and reduce the diameter of the electrode tip. However, especially with respect to the ground electrode, there is a large dimensional variation when it is bent after being welded to the housing, and it is difficult to make the tip end face the center electrode with high accuracy.
【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、高硬度の接地電極を適切にハウジングに接合できる
ようなスパークプラグの製造方法を提供することを第１
の目的とし、この第１の目的を達成しつつ、電極先端部
が細くても接地電極と中心電極とを精度良く対向させ火
花ギャップを形成できるような製造方法を提供すること
を第２の目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is a first object of the present invention to provide a method of manufacturing a spark plug capable of appropriately joining a high-hardness ground electrode to a housing.
It is a second object of the present invention to provide a manufacturing method capable of forming a spark gap by accurately allowing the ground electrode and the center electrode to face each other even when the electrode tip is thin, while achieving the first object. And
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、中心電極（３０）と、
中心電極を保持する絶縁碍子（２０）と、絶縁碍子を保
持固定するハウジング（１０）と、一端部がハウジング
に接合され他端部が中心電極と火花ギャップ（５０）を
隔てて対向する接地電極（４０）とを備えるスパークプ
ラグの製造方法において、接地電極をハウジングに接合
した際に中心電極との間に火花ギャップが形成されるよ
うに、接地電極を、ハウジングに接合する前に予め曲げ
加工することを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, in the invention described in claim 1, a center electrode (30),
An insulator (20) holding the center electrode, a housing (10) holding and fixing the insulator, and a ground electrode having one end joined to the housing and the other end facing the center electrode with a spark gap (50) therebetween. (40) In the method for manufacturing a spark plug, the ground electrode is pre-bent before being joined to the housing so that a spark gap is formed between the ground electrode and the center electrode when the ground electrode is joined to the housing. It is characterized by doing.
【００１１】それによれば、接地電極をハウジングに接
合した後では、曲げ加工をしないか、または微調整程度
の曲げ加工で済むため、接地電極とハウジングとの接合
界面に対して曲げ加工による大きな力が加わるのを防止
することができる。そのため、本発明によれば、高硬度
の接地電極を適切にハウジングに接合できるようなスパ
ークプラグの製造方法を提供することができる。According to this, after the ground electrode is joined to the housing, no bending work or only a fine adjustment bending work is required. Therefore, a large force due to the bending work is applied to the joining interface between the ground electrode and the housing. Can be prevented. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a spark plug capable of appropriately joining a high-hardness ground electrode to a housing.
【００１２】また、請求項２に記載の発明では、中心電
極（３０）と、中心電極を保持する絶縁碍子（２０）
と、絶縁碍子を保持固定するハウジング（１０）と、一
端部がハウジングに接合され他端部に貴金属チップ（４
５）が接合された接地電極（４０）とを備え、接地電極
の貴金属チップが中心電極と火花ギャップ（５０）を隔
てて対向しているスパークプラグの製造方法において、
接地電極の他端部に貴金属チップを接合した後、接地電
極をハウジングに接合した際に貴金属チップと中心電極
との間に火花ギャップが形成されるように、接地電極
を、ハウジングに接合する前に予め曲げ加工し、続い
て、中心電極および絶縁碍子が組み付けられたハウジン
グに曲げ加工された接地電極を接合することを特徴とす
る。According to the second aspect of the invention, the center electrode (30) and the insulator (20) for holding the center electrode are provided.
And a housing (10) for holding and fixing the insulator, one end of which is joined to the housing and the other end of which is a noble metal tip (4).
5) a joined ground electrode (40), wherein the noble metal tip of the ground electrode faces the center electrode with a spark gap (50) in between,
After joining the noble metal tip to the other end of the ground electrode, before joining the ground electrode to the housing so that when the ground electrode is joined to the housing, a spark gap is formed between the noble metal tip and the center electrode. Is bent in advance, and subsequently, the bent ground electrode is joined to the housing in which the center electrode and the insulator are assembled.
【００１３】それによれば、請求項１の製造方法と同様
に、高硬度の接地電極を適切にハウジングに接合できる
ようなスパークプラグの製造方法を提供することができ
る。According to this, similarly to the manufacturing method of the first aspect, it is possible to provide a manufacturing method of the spark plug which can appropriately join the ground electrode of high hardness to the housing.
【００１４】また、本発明の接地電極は、他端部に貴金
属チップが接合されており、中心電極の火花放電部との
対向部が細径化されている。このような場合において、
本製造方法では、接地電極における貴金属チップと中心
電極との軸合わせをしながら、接地電極をハウジングに
接合することができる。Further, in the ground electrode of the present invention, a noble metal tip is joined to the other end, and the diameter of the facing portion of the center electrode facing the spark discharge portion is reduced. In such cases,
In this manufacturing method, the ground electrode can be joined to the housing while the noble metal tip of the ground electrode and the center electrode are aligned with each other.
【００１５】そのため、本発明によれば、電極先端部が
細くても接地電極と中心電極とを精度良く対向させ火花
ギャップを形成できるスパークプラグの製造方法を提供
することができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a spark plug in which the ground electrode and the center electrode can be accurately opposed to each other to form a spark gap even if the electrode tip is thin.
【００１６】ここで、請求項３に記載の発明では、請求
項２に記載の製造方法において、貴金属チップ（４５）
として、その断面積が０．１２〜１．１５ｍｍ2であっ
て接地電極（４０）からの突き出し量が０．３〜１．５
ｍｍのものを用いることを特徴とする。高着火性を有す
るためには、このような寸法の貴金属チップが好まし
い。Here, in the invention described in claim 3, in the manufacturing method according to claim 2, the noble metal tip (45) is used.
The cross-sectional area is 0.12 to 1.15 mm 2 and the protrusion amount from the ground electrode (40) is 0.3 to 1.5.
It is characterized by using the thing of mm. In order to have high ignitability, a noble metal tip having such dimensions is preferable.
【００１７】さらに、請求項４に記載の発明では、請求
項３に記載の製造方法において、中心電極（３０）とし
て、接地電極（４０）との火花ギャップ（５０）を隔て
た対向部に断面積が０．１２〜１．７７ｍｍ2である貴
金属チップ（３５）が配設されたものを用いることを特
徴とする。このように、中心電極の先端部も細径化され
ている場合にも有効である。Further, in the invention according to claim 4, in the manufacturing method according to claim 3, the center electrode (30) is cut off at a portion facing the ground electrode (40) across a spark gap (50). It is characterized in that a noble metal tip (35) having an area of 0.12 to 1.77 mm 2 is provided. In this way, it is also effective when the diameter of the tip of the center electrode is also reduced.
【００１８】また、請求項５に記載の発明では、請求項
１〜４のいずれか一つに記載の製造方法において、接地
電極（４０）として、ビッカース硬度が２２０以上のも
のを用いることを特徴とする。Further, in the invention according to claim 5, in the manufacturing method according to any one of claims 1 to 4, the ground electrode (40) having a Vickers hardness of 220 or more is used. And
【００１９】本発明者の検討によれば、実用レベルの接
地電極の耐折損性を確保するには、ビッカース硬度が２
２０以上であることが好ましい。According to the study by the present inventor, in order to secure the breakage resistance of the ground electrode at a practical level, the Vickers hardness of 2 is required.
It is preferably 20 or more.
【００２０】また、請求項６に記載の発明では、請求項
１〜５のいずれか一つに記載の製造方法において、接地
電極（４０）として、Ａｌを２．５〜１０重量％含有す
るＮｉ基合金またはＡｌを２．５〜１０重量％含有する
Ｆｅ基合金を用いることを特徴とする。Further, in the invention described in claim 6, in the manufacturing method according to any one of claims 1 to 5, the ground electrode (40) contains Ni containing 2.5 to 10% by weight of Al. It is characterized in that a base alloy or a Fe base alloy containing 2.5 to 10% by weight of Al is used.
【００２１】耐酸化性を損なわずに接地電極の強度を向
上させ、実用レベルの接地電極の耐折損性を確保するに
は、接地電極を構成するＮｉ基合金またはＦｅ基合金と
して、Ａｌを２．５重量％以上含有するものが好まし
い。また、Ａｌ含有量が１０重量％を超えると硬くなり
過ぎて電極材として線引き加工が困難となる。In order to improve the strength of the ground electrode without impairing the oxidation resistance and to secure the breakage resistance of the ground electrode at a practical level, Al is used as the Ni-base alloy or the Fe-base alloy forming the ground electrode. Those containing 0.5% by weight or more are preferable. Further, if the Al content exceeds 10% by weight, it becomes too hard and it becomes difficult to perform drawing work as an electrode material.
【００２２】よって、上記各手段に用いる接地電極とし
ては、Ａｌを２．５〜１０重量％含有するＮｉ基合金ま
たはＦｅ基合金が好ましい。Therefore, the ground electrode used in each of the above means is preferably a Ni-based alloy or Fe-based alloy containing 2.5 to 10% by weight of Al.
【００２３】なお、上記各手段の括弧内の符号は、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
のである。The reference numerals in parentheses of the above-mentioned means indicate the correspondence with the concrete means described in the embodiments described later.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。なお、以下の各実施形態相互におい
て同一部分には、図中、同一符号を付してある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention shown in the drawings will be described. The same parts in each of the following embodiments are given the same reference numerals in the drawings.
【００２５】（第１実施形態）図１（ａ）は本発明の第
１実施形態に係るスパークプラグＳ１における要部すな
わち火花放電部近傍の拡大断面図であり、図１（ｂ）は
（ａ）中の接地電極４０のＡ−Ａ断面形状を示す図であ
る。(First Embodiment) FIG. 1 (a) is an enlarged cross-sectional view of the main part of the spark plug S1 according to the first embodiment of the present invention, that is, the vicinity of the spark discharge part, and FIG. FIG. 4 is a view showing a cross-sectional shape of the ground electrode 40 in A) taken along line AA.
【００２６】スパークプラグＳ１は、導電性の鉄鋼材料
（例えば低炭素鋼等）等よりなる筒形状のハウジング
（取付金具）１０を有している。このハウジング１０
は、図示しないエンジンブロックに固定するための取付
ネジ部等を備え、火花放電部が燃焼室に位置するよう
に、当該エンジンブロックに設けられたネジ穴に挿入さ
れて固定されるようになっている。The spark plug S1 has a cylindrical housing (mounting metal fitting) 10 made of a conductive steel material (for example, low carbon steel) or the like. This housing 10
Is equipped with a mounting screw part and the like for fixing to an engine block (not shown), and is inserted and fixed in a screw hole provided in the engine block so that the spark discharge part is located in the combustion chamber. There is.
【００２７】ハウジング１０の内部には、アルミナセラ
ミック（Ａｌ２Ｏ３）等からなる絶縁碍子（絶縁体）２
０が固定されており、この絶縁碍子２０の一端部２１
は、ハウジング１０の一端部１１から露出するように設
けられている。Inside the housing 10, an insulator (insulator) 2 made of alumina ceramic (Al2O3) or the like is provided.
0 is fixed, and one end portion 21 of this insulator 20 is fixed.
Are provided so as to be exposed from one end 11 of the housing 10.
【００２８】絶縁碍子２０の内部には中心電極３０が固
定されており、この中心電極３０はハウジング１０に対
して絶縁保持されている。中心電極３０は、例えば、内
材がＣｕ等の熱伝導性に優れた金属材料、外材がＮｉ基
合金またはＦｅ基合金等の耐熱性および耐食性に優れた
金属材料により構成された円柱体で、図１に示すよう
に、その一端部３１が、絶縁碍子２０の一端部２１から
露出して延びるように設けられている。A center electrode 30 is fixed inside the insulator 20, and the center electrode 30 is insulated from and held by the housing 10. The center electrode 30 is, for example, a cylindrical body whose inner material is a metal material having excellent thermal conductivity such as Cu, and outer material is made of a metal material having excellent heat resistance and corrosion resistance such as Ni-based alloy or Fe-based alloy, As shown in FIG. 1, one end portion 31 thereof is provided so as to be exposed and extend from one end portion 21 of the insulator 20.
【００２９】一方、接地電極４０はＮｉ基合金またはＦ
ｅ基合金からなり、その一端部４１にてハウジング１０
の一端部１１に抵抗溶接により固定され、途中で曲げら
れて、その他端部４２側が中心電極３０の一端部３１と
対向するように中心電極３０側へ延びる柱状をなす。図
１（ｂ）に示す例では角柱形状をなす。On the other hand, the ground electrode 40 is made of Ni-based alloy or F
The housing 10 is made of an e-based alloy and has one end 41.
The columnar shape is fixed to one end 11 of the central electrode 30 by resistance welding, is bent in the middle, and extends toward the center electrode 30 so that the other end 42 side faces the one end 31 of the center electrode 30. In the example shown in FIG. 1B, it has a prismatic shape.
【００３０】そして、互いに対向する中心電極３０の一
端部３１と接地電極４０の他端部４２との間に火花ギャ
ップ５０が形成されており、これら中心電極３０の一端
部３１と接地電極４０の他端部４２とが、それぞれ火花
放電部３１、４２として構成されている。A spark gap 50 is formed between the one end 31 of the center electrode 30 and the other end 42 of the ground electrode 40 facing each other, and the spark gap 50 is formed between the one end 31 of the center electrode 30 and the ground electrode 40. The other end portion 42 is configured as a spark discharge portion 31, 42, respectively.
【００３１】そして、スパークプラグＳ１においては、
両電極３０、４０の火花放電部３１、４２間に形成され
た火花ギャップ５０において放電し、燃焼室内の混合気
に着火させる。着火後、火花ギャップ５０に形成された
火炎核は、成長していき、燃焼室内にて燃焼が行われる
ようになっている。Then, in the spark plug S1,
The spark gap 50 formed between the spark discharge parts 31 and 42 of both electrodes 30 and 40 discharges and ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber. After ignition, the flame kernel formed in the spark gap 50 grows and is burned in the combustion chamber.
【００３２】上記スパークプラグＳ１は、基本的には周
知の製造方法を用いて製造することができるが、接地電
極４０のハウジング１０への接合方法については、従来
と異なる方法としている。本実施形態独自の接地電極４
０のハウジング１０への接合方法について、図２に示す
説明図を参照して述べる。The spark plug S1 can be basically manufactured by a known manufacturing method, but the method of joining the ground electrode 40 to the housing 10 is different from the conventional method. Ground electrode 4 unique to this embodiment
A method of joining 0 to the housing 10 will be described with reference to the explanatory view shown in FIG.
【００３３】まず、図２（ａ）に示すように、曲げ加工
されていない状態のＮｉ基合金またはＦｅ基合金からな
る接地電極４０を用意する。次に、図２（ｂ）、（ｃ）
に示すように、接地電極４０をハウジング１０に接合し
た際に中心電極３０との間に火花ギャップ５０が形成さ
れるように（つまり、上記図１に示す状態となるよう
に）、接地電極４０を曲げ加工する。First, as shown in FIG. 2A, a ground electrode 40 made of a Ni-base alloy or a Fe-base alloy in a non-bent state is prepared. Next, FIGS. 2B and 2C.
As shown in FIG. 3, when the ground electrode 40 is joined to the housing 10, the spark gap 50 is formed between the ground electrode 40 and the center electrode 30 (that is, the state shown in FIG. Bending.
【００３４】次に、図２（ｄ）に示すように、曲げ加工
された接地電極４０の一端部４１をハウジング１０の一
端部１１に抵抗溶接等により接合し固定する。この後、
絶縁碍子２０と一体化した中心電極３０をハウジング１
０に組み付けることにより、火花ギャップ５０が形成さ
れる。ここで、この後、火花ギャップ５０を調整するた
めに、接地電極４０を微調整程度に曲げ加工しても良
い。Next, as shown in FIG. 2D, one end 41 of the ground electrode 40 that has been bent is joined and fixed to one end 11 of the housing 10 by resistance welding or the like. After this,
The center electrode 30 integrated with the insulator 20 is attached to the housing 1
By assembling it to 0, the spark gap 50 is formed. Here, thereafter, in order to adjust the spark gap 50, the ground electrode 40 may be bent to a degree of fine adjustment.
【００３５】なお、曲げ加工された接地電極４０の一端
部４１をハウジング１０の一端部１１に接合する際に、
ハウジング１０には絶縁碍子２０および中心電極３０を
予め組み付けておいても良い。この場合、接地電極４０
のハウジング１０への接合完了と同時に火花ギャップ５
０が形成される。こうして、上記スパークプラグＳ１が
できあがる。When the bent one end portion 41 of the ground electrode 40 is joined to the one end portion 11 of the housing 10,
The insulator 20 and the center electrode 30 may be assembled to the housing 10 in advance. In this case, the ground electrode 40
At the same time as the joining of the
0 is formed. In this way, the spark plug S1 is completed.
【００３６】ところで、上記製造方法によれば、接地電
極４０をハウジング１０に接合した後では、曲げ加工を
しないか、または微調整程度の曲げ加工で済むため、接
地電極４０とハウジング１０との接合界面に対して曲げ
加工による大きな力が加わるのを防止することができ
る。そのため、本実施形態によれば、高硬度の接地電極
４０を適切にハウジング１０に接合できるようなスパー
クプラグの製造方法を提供することができる。By the way, according to the above-mentioned manufacturing method, after the ground electrode 40 is joined to the housing 10, the bending process is not performed or only a fine adjustment is required. Therefore, the ground electrode 40 and the housing 10 are joined together. It is possible to prevent a large bending force from being applied to the interface. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a method for manufacturing a spark plug that can properly join the high-hardness ground electrode 40 to the housing 10.
【００３７】ここで、本製造方法によれば、高硬度の材
料を接地電極４０に使用できるが、実用レベルの接地電
極４０の耐折損性を確保するには、ビッカース硬度が２
２０以上であることが好ましい。具体的には、例えば接
地電極４０として、Ａｌを２．５〜１０重量％含有する
Ｎｉ基合金またはＡｌを２．５〜１０重量％含有するＦ
ｅ基合金を用いることが好ましい。Here, according to the present manufacturing method, a material having a high hardness can be used for the ground electrode 40, but in order to secure the breakage resistance of the ground electrode 40 at a practical level, the Vickers hardness of 2 is required.
It is preferably 20 or more. Specifically, for example, as the ground electrode 40, a Ni-based alloy containing 2.5 to 10% by weight of Al or F containing 2.5 to 10% by weight of Al.
It is preferable to use an e-based alloy.
【００３８】このような接地電極４０の好ましい形態
は、本発明者の検討結果を根拠とするものであり、次
に、そのような検討結果の一例を図３に示して説明す
る。Such a preferred form of the ground electrode 40 is based on the result of the study by the present inventor. Next, an example of such a study result will be described with reference to FIG.
【００３９】まず、接地電極４０の耐折損性を調べる上
で、耐折損性の対策として高硬度なものを検討した。接
地電極の母材としては、従来の一般的な材料であるＮｉ
基合金としてＮｉ−１５Ｃｒ−８Ｆｅ（Ｃｒが１５重量
％、Ｆｅが８重量％、残部Ｎｉ）を用いた。First, in examining the breakage resistance of the ground electrode 40, a high hardness material was examined as a countermeasure against the breakage resistance. As the base material of the ground electrode, Ni which is a conventional general material is used.
Ni-15Cr-8Fe (15 wt% Cr, 8 wt% Fe, balance Ni) was used as the base alloy.
【００４０】そして、接地電極４０の検討電極材として
は、高温での硬度確保を目的にＮｉに対して析出型元素
であるＡｌに着目し、上記Ｎｉ基合金に対してＡｌの添
加量を変更したものを用いた。図３では、Ａｌ添加量
は、０重量％（従来材）、０．５、１．５、２．０、
２．５、５．０重量％の場合を示している。Then, as an electrode material for studying the ground electrode 40, attention was paid to Al, which is a precipitation-type element with respect to Ni, for the purpose of ensuring hardness at high temperatures, and the amount of Al added to the Ni-based alloy was changed What was done was used. In FIG. 3, the amount of Al added is 0% by weight (conventional material), 0.5, 1.5, 2.0,
The case of 2.5 and 5.0% by weight is shown.
【００４１】接地電極４０の長さＬ（図１（ａ）参照）
は１０ｍｍであり約半分のところからＬ字状に曲げた。
また、接地電極４０の断面は、厚さｄ１．４ｍｍ、幅ｗ
２．６ｍｍ（図１参照）とした。これらのＬ字状に曲が
った接地電極４０をハウジング１０に抵抗溶接した。The length L of the ground electrode 40 (see FIG. 1 (a))
Is 10 mm and is bent into an L shape from about half.
The cross section of the ground electrode 40 has a thickness d1.4 mm and a width w.
It was set to 2.6 mm (see FIG. 1). These L-shaped bent ground electrodes 40 were resistance-welded to the housing 10.
【００４２】また、耐折損性の試験条件は、従来では通
常７００℃、３０Ｇ、５０Ｈｚにおいて１０7回である
が、今後の厳しいエンジン環境を考慮し、今回の試験条
件は、７００℃、４０Ｇ、５０Ｈｚにおいて２×１０7
回にて評価を行った。Further, the breakage resistance test condition is conventionally 10 7 times at 700 ° C., 30 G, 50 Hz, but in consideration of the severe engine environment in the future, the test condition of this time is 700 ° C., 40 G, 2 × 10 7 at 50 Hz
The evaluation was performed once.
【００４３】図３には、従来材およびＡｌ添加量を変更
した各検討電極材のビッカース硬度（Ｈｖ０．５）が示
してある。このビッカース硬度は、ＪＩＳ：Ｚ２２４４
に規定された微小ビッカース硬さ試験方法において、試
験荷重４．９０３Ｎにて測定したものである。FIG. 3 shows the Vickers hardness (Hv 0.5) of the conventional material and the studied electrode materials in which the amount of Al added was changed. This Vickers hardness is JIS: Z2244
It is measured by a test load of 4.903 N in the micro-Vickers hardness test method specified in 1.
【００４４】図３に示すように、上記試験条件にて耐折
損性を調べた結果、ビッカース硬度が２２０以上であれ
ば、厳しいエンジン環境においても耐折損性を確保でき
ることがわかった。なお、図３において、ビッカース硬
度が２２０未満のものは曲げ部に破断や亀裂等が生じ
た。As shown in FIG. 3, as a result of examining the breakage resistance under the above test conditions, it was found that if the Vickers hardness is 220 or more, the breakage resistance can be secured even in a severe engine environment. In FIG. 3, if the Vickers hardness was less than 220, fractures or cracks occurred in the bent portion.
【００４５】また、図３に示すようなＡｌ添加量を変え
てビッカース硬度を変えた各接地電極４０について、曲
げ加工性を調べた。すなわち、これらビッカース硬度を
変えた各接地電極４０について、従来方法、つまり真っ
直ぐな状態でハウジング１０に溶接してからＬ字状に曲
げ加工した。The bending workability of each ground electrode 40 having different Vickers hardness as shown in FIG. 3 was examined. That is, each ground electrode 40 having different Vickers hardness was welded to the housing 10 in a conventional method, that is, in a straight state, and then bent into an L shape.
【００４６】その結果、図３に示すように、ビッカース
硬度が２２０以上のものでは、曲げ加工性が悪く、曲げ
加工時に溶接界面から剥離または破断が発生した。この
ように、接地電極の耐折損性と曲げ加工性とを両立させ
ることは困難であるため、従来の接合方法では、高硬度
の接地電極を適切にハウジングに接合することはできな
い。As a result, as shown in FIG. 3, when the Vickers hardness was 220 or more, the bending workability was poor, and peeling or breakage occurred from the weld interface during bending. As described above, it is difficult to achieve both breakage resistance and bending workability of the ground electrode. Therefore, the conventional bonding method cannot properly bond the high-hardness ground electrode to the housing.
【００４７】しかし、上述したように、本実施形態の接
合方法によれば、接地電極４０をハウジング１０に接合
した後では、曲げ加工をしないか、または微調整程度の
曲げ加工で済むため、溶接界面に対して過度の荷重が加
わるのを防止することができることから、高硬度の接地
電極を適切にハウジングに接合できる。However, as described above, according to the joining method of the present embodiment, after the ground electrode 40 is joined to the housing 10, the bending process is not performed or only a fine adjustment of the bending process is required. Since it is possible to prevent an excessive load from being applied to the interface, it is possible to properly join the ground electrode of high hardness to the housing.
【００４８】そして、ビッカース硬度が２２０以上の接
地電極４０が耐折損性確保の点から好ましいが、図３に
示すように、このような接地電極４０としては、Ａｌを
２．５重量％以上含有するものが好ましい。ただし、本
発明者の検討では、Ａｌ含有量が１０重量％を超えると
硬くなり過ぎて電極材として線引き加工が困難となる。The ground electrode 40 having a Vickers hardness of 220 or more is preferable from the viewpoint of ensuring breakage resistance, but as shown in FIG. 3, the ground electrode 40 contains 2.5% by weight or more of Al. Those that do are preferred. However, according to the study by the present inventor, if the Al content exceeds 10% by weight, it becomes too hard, and it becomes difficult to carry out a wire drawing process as an electrode material.
【００４９】以上、図３に示したような検討結果は、接
地電極４０がＦｅ基合金の場合もほぼ同様の結果として
得られた。したがって、本実施形態に用いる接地電極４
０としては、ビッカース硬度が２２０以上であることが
好ましく、具体的には、Ａｌを２．５〜１０重量％含有
するＮｉ基合金またはＦｅ基合金を用いることが好まし
い。As described above, the examination results as shown in FIG. 3 were obtained as substantially the same results when the ground electrode 40 was an Fe-based alloy. Therefore, the ground electrode 4 used in the present embodiment
0 is preferably a Vickers hardness of 220 or more, and specifically, it is preferable to use a Ni-based alloy or Fe-based alloy containing 2.5 to 10% by weight of Al.
【００５０】（第２実施形態）図４は、本発明の第２実
施形態に係るスパークプラグＳ２の製造方法を示す説明
図である。図４には、最終的に（ｅ）に示すスパークプ
ラグＳ２を製造するための工程説明図を（ａ）〜（ｄ）
の順に示してある。(Second Embodiment) FIG. 4 is an explanatory view showing a method of manufacturing a spark plug S2 according to a second embodiment of the present invention. 4A to 4D are process explanatory diagrams for finally manufacturing the spark plug S2 shown in FIG.
Are shown in this order.
【００５１】本実施形態のスパークプラグＳ２では、接
地電極４０の他端部４２に貴金属チップ４５が抵抗溶接
等により接合されており、中心電極３０の火花放電部と
の対向部が細径化されている。以下、この接地電極４０
の貴金属チップ４５を接地電極側チップ４５という。In the spark plug S2 of this embodiment, the noble metal tip 45 is joined to the other end 42 of the ground electrode 40 by resistance welding or the like, and the diameter of the portion of the center electrode 30 facing the spark discharge portion is reduced. ing. Hereinafter, this ground electrode 40
The noble metal tip 45 is referred to as a ground electrode side tip 45.
【００５２】さらに、中心電極３０の一端部３１にも抵
抗溶接等により貴金属チップ３５が接合されており、接
地電極４０の火花放電部との対向部が細径化されてい
る。以下、この中心電極３０の貴金属チップ３５を中心
電極側チップ３５という。Further, the noble metal tip 35 is also joined to the one end 31 of the center electrode 30 by resistance welding or the like, and the diameter of the portion of the ground electrode 40 facing the spark discharge portion is reduced. Hereinafter, the noble metal tip 35 of the center electrode 30 is referred to as a center electrode side tip 35.
【００５３】そして、これら各チップ３５、４５が、各
電極３０、４０における火花放電部として構成されてお
り、両チップ３５と４５との間に火花ギャップ５０が形
成されている。Each of the chips 35 and 45 is configured as a spark discharge part in each of the electrodes 30 and 40, and a spark gap 50 is formed between the chips 35 and 45.
【００５４】ちなみに、これら両チップ３５、４５の具
体的な材質としては、Ｉｒを主成分としＲｈ、Ｐｔ、Ｎ
ｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｏｓの少なくとも一つが添加され
た合金（Ｉｒ合金）か、Ｐｔを主成分としＩｒ、Ｎｉ、
Ｒｈ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｏｓの少なくとも一つが添加さ
れた合金（Ｐｔ合金）を採用することができる。By the way, as a specific material for the chips 35 and 45, Rh, Pt and N containing Ir as a main component are used.
An alloy containing at least one of i, W, Pd, Ru, and Os (Ir alloy), or Pt as a main component Ir, Ni,
An alloy (Pt alloy) to which at least one of Rh, W, Pd, Ru and Os is added can be adopted.
【００５５】Ｉｒ合金としては、Ｉｒを主成分とし、５
０重量％以下のＲｈ、５０重量％以下のＰｔ、４０重量
％以下のＮｉ、３０重量％以下のＷ、４０重量％以下の
Ｐｄ、３０重量％以下のＲｕ、２０重量％以下のＯｓの
少なくとも一つが添加された合金を採用することができ
る。The Ir alloy contains Ir as a main component, and 5
At least Rh of 0 wt% or less, Pt of 50 wt% or less, Ni of 40 wt% or less, W of 30 wt% or less, Pd of 40 wt% or less, Ru of 30 wt% or less, and Os of 20 wt% or less. An alloy with one added can be adopted.
【００５６】また、Ｐｔ合金としては、Ｐｔを主成分と
し、５０重量％以下のＩｒ、４０重量％以下のＮｉ、５
０重量％以下のＲｈ、３０重量％以下のＷ、４０重量％
以下のＰｄ、３０重量％以下のＲｕ、２０重量％以下の
Ｏｓの少なくとも一つが添加された合金を採用すること
ができる。As the Pt alloy, Pt is the main component, Ir is 50 wt% or less, Ni is 40 wt% or less, and 5
0% by weight or less Rh, 30% by weight or less W, 40% by weight
An alloy to which at least one of the following Pd, Ru of 30 wt% or less, and Os of 20 wt% or less is added can be adopted.
【００５７】このような材質を両チップ３５、４５に採
用することにより、火花消耗に優れた組成を有する貴金
属チップとすることができ、将来の熱負荷の厳しいエン
ジンでも、十分に寿命を確保できる。By adopting such a material for both chips 35, 45, it is possible to obtain a noble metal chip having a composition excellent in spark consumption, and it is possible to secure a sufficient life even in the future engine with severe heat load. .
【００５８】このように、本スパークプラグＳ２では、
電極の火花放電部を細径化することで高着火性を有する
ものとしている。なお、本実施形態では、少なくとも接
地電極４０に貴金属チップ４５が配設されて細径化され
たものであれば良く、中心電極３０側には貴金属チップ
を設けない構成であっても良い。As described above, in the spark plug S2,
By making the spark discharge part of the electrode smaller in diameter, it has high ignitability. In the present embodiment, at least the noble metal tip 45 may be provided on the ground electrode 40 so as to have a reduced diameter, and the noble metal tip may not be provided on the side of the center electrode 30.
【００５９】そして、このように電極３０、４０の対向
すべき部分が細径化されたスパークプラグＳ２の場合、
従来の接地電極のハウジングへの接合方法では、中心電
極に対してわずかな軸ずれが生じても、適切な火花ギャ
ップを形成することができない。Then, in the case of the spark plug S2 in which the portions of the electrodes 30 and 40 to be opposed to each other are thinned in this way,
With the conventional method of joining the ground electrode to the housing, an appropriate spark gap cannot be formed even if a slight misalignment occurs with respect to the center electrode.
【００６０】その点、本実施形態の製造方法では、図４
（ａ）〜（ｅ）に示すように、曲げ加工されていない接
地電極４０の他端部４２に接地電極側チップ４５を接合
した（図４（ａ）、（ｂ）参照）後、接地電極４０をハ
ウジング１０に接合した際に接地電極側チップ４５と中
心電極３０（中心電極側チップ３５）との間に火花ギャ
ップ５０が形成されるように、接地電極４０を、ハウジ
ング１０に接合する前に予め曲げ加工し（図４（ｃ）、
（ｄ）参照）、続いて、中心電極３０および絶縁碍子２
０が組み付けられたハウジング１０に接地電極４０を接
合する（図４（ｅ）参照）。In this respect, in the manufacturing method of this embodiment, FIG.
As shown in (a) to (e), after the ground electrode side tip 45 is joined to the other end portion 42 of the ground electrode 40 that is not bent (see FIGS. 4A and 4B), the ground electrode Before joining the ground electrode 40 to the housing 10, the spark gap 50 is formed between the ground electrode side tip 45 and the center electrode 30 (center electrode side tip 35) when the 40 is joined to the housing 10. Bending in advance (Fig. 4 (c),
(See (d)), followed by the center electrode 30 and the insulator 2.
The ground electrode 40 is joined to the housing 10 in which 0 is assembled (see FIG. 4E).
【００６１】つまり、接地電極側チップ４５を接合した
接地電極４０を、上記第１実施形態と同様に、ハウジン
グ１０に接合する前に予め曲げ加工し、軸を出しながら
接地電極４０を溶接することにより、軸ずれを生じるこ
となく火花ギャップ５０を形成することができる。That is, similarly to the first embodiment, the ground electrode 40 to which the ground electrode side tip 45 is bonded is preliminarily bent before being bonded to the housing 10, and the ground electrode 40 is welded while the shaft is extended. With this, the spark gap 50 can be formed without causing axis deviation.
【００６２】また、本実施形態の製造方法においても、
接地電極４０をハウジング１０に接合した後では、曲げ
加工をしないか、または微調整程度の曲げ加工で済むた
め、接地電極４０とハウジング１０との接合界面に対し
て曲げ加工による大きな力が加わるのを防止することが
できる。そのため、高硬度の接地電極を適切にハウジン
グに接合できるようなスパークプラグの製造方法が提供
される。Further, also in the manufacturing method of the present embodiment,
After the ground electrode 40 is joined to the housing 10, no bending work or only a fine adjustment bending work is required. Therefore, a large bending force is applied to the joining interface between the ground electrode 40 and the housing 10. Can be prevented. Therefore, there is provided a method of manufacturing a spark plug that can properly join a high-hardness ground electrode to a housing.
【００６３】また、本実施形態では、高着火性を有する
ためには、接地電極側チップ４５として、その断面積
（突き出し方向と直交する方向の断面積）が０．１２〜
１．１５ｍｍ2であって接地電極４０からの突き出し量
ｔ（図４（ｅ）参照）が０．３〜１．５ｍｍのものを用
いることが好ましい。In addition, in the present embodiment, in order to have a high ignitability, the ground electrode side tip 45 has a cross-sectional area (cross-sectional area in the direction orthogonal to the protruding direction) of 0.12.
It is preferable to use one having a protrusion amount t of 1.15 mm 2 (see FIG. 4E) from the ground electrode 40 of 0.3 to 1.5 mm.
【００６４】一方、図４の例のように、中心電極３０と
して、接地電極４０との火花ギャップ５０を隔てた対向
部に中心電極側チップ３５を配設する場合には、この中
心電極側チップ３５は、その断面積が０．１２〜１．７
７ｍｍ2程度に細径化されているものを採用できる。On the other hand, as shown in the example of FIG. 4, when the center electrode side tip 35 is arranged as the center electrode 30 at the opposing portion with the spark gap 50 with the ground electrode 40, this center electrode side tip 35 is provided. 35 has a cross-sectional area of 0.12 to 1.7.
It is possible to use the one having a diameter reduced to about 7 mm 2 .
【００６５】また、本第２実施形態のように、電極先端
部が細径化されたスパークプラグの他の例としては、図
５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すような両電極
３０、４０および両チップ３５、４５の対向例を採用す
ることができる。これらの例の場合も、本実施形態の製
造方法によって、中心電極３０と接地電極４０とを精度
良く対向させ火花ギャップを形成できるとともに、高硬
度の接地電極を適切にハウジングに接合できる。Further, as another example of the spark plug in which the diameter of the electrode tip is reduced as in the second embodiment, as shown in FIGS. 5 (a), 5 (b), 5 (c) and 5 (d). It is possible to employ an example in which both electrodes 30, 40 and both chips 35, 45 face each other as shown. Also in these cases, the manufacturing method of the present embodiment makes it possible to accurately face the center electrode 30 and the ground electrode 40 to form a spark gap and to properly join the high-hardness ground electrode to the housing.
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係るスパーク
プラグにおける要部断面図であり、（ｂ）は（ａ）中の
接地電極のＡ−Ａ断面形状を示す図である。FIG. 1 (a) is a sectional view of a main part of a spark plug according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is a view showing an AA sectional shape of a ground electrode in (a).
【図２】第１実施形態に係るスパークプラグの製造方法
を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing the method of manufacturing the spark plug according to the first embodiment.
【図３】接地電極の組成を変えたときの耐折損性や曲げ
加工性を調べた結果を示す図表である。FIG. 3 is a table showing the results of examining breakage resistance and bending workability when the composition of the ground electrode is changed.
【図４】本発明の第２実施形態に係るスパークプラグの
製造方法を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a method for manufacturing the spark plug according to the second embodiment of the present invention.
【図５】第２実施形態の他の種々の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing various other examples of the second embodiment.
１０…ハウジング、２０…絶縁碍子、３０…中心電極、
３５…中心電極側チップ、４０…接地電極、４５…接地
電極側チップ、５０…火花ギャップ。10 ... Housing, 20 ... Insulator, 30 ... Center electrode,
35 ... Center electrode side tip, 40 ... Ground electrode, 45 ... Ground electrode side tip, 50 ... Spark gap.
Claims (6)
持する絶縁碍子（２０）と、前記絶縁碍子を保持固定す
るハウジング（１０）と、一端部が前記ハウジングに接
合され他端部が前記中心電極と火花ギャップ（５０）を
隔てて対向する接地電極（４０）とを備えるスパークプ
ラグの製造方法において、 前記接地電極を前記ハウジングに接合した際に前記中心
電極との間に前記火花ギャップが形成されるように、前
記接地電極を、前記ハウジングに接合する前に予め曲げ
加工することを特徴とするスパークプラグの製造方法。1. A center electrode (30), an insulator (20) for holding the center electrode, a housing (10) for holding and fixing the insulator, one end of which is joined to the housing and the other end of which is A method for manufacturing a spark plug comprising a ground electrode (40) facing the center electrode with a spark gap (50) in between, wherein the spark gap is formed between the ground electrode and the center electrode when the ground electrode is joined to the housing. A method for manufacturing a spark plug, wherein the ground electrode is pre-bent before being joined to the housing so that
持する絶縁碍子（２０）と、前記絶縁碍子を保持固定す
るハウジング（１０）と、一端部が前記ハウジングに接
合され他端部に貴金属チップ（４５）が接合された接地
電極（４０）とを備え、 前記接地電極の前記貴金属チップが前記中心電極と火花
ギャップ（５０）を隔てて対向しているスパークプラグ
の製造方法において、 前記接地電極の他端部に前記貴金属チップを接合した
後、 前記接地電極を前記ハウジングに接合した際に前記貴金
属チップと前記中心電極との間に前記火花ギャップが形
成されるように、前記接地電極を、前記ハウジングに接
合する前に予め曲げ加工し、 続いて、前記中心電極および前記絶縁碍子が組み付けら
れた前記ハウジングに前記接地電極を接合することを特
徴とするスパークプラグの製造方法。2. A center electrode (30), an insulator (20) for holding the center electrode, a housing (10) for holding and fixing the insulator, one end of which is joined to the housing and the other end thereof. A method for manufacturing a spark plug, comprising: a ground electrode (40) to which a noble metal tip (45) is joined, wherein the noble metal tip of the ground electrode faces the center electrode with a spark gap (50) therebetween. After joining the noble metal tip to the other end of the ground electrode, the ground electrode is formed so that the spark gap is formed between the noble metal tip and the center electrode when the ground electrode is joined to the housing. Is bent in advance before being joined to the housing, and subsequently, the ground electrode is joined to the housing in which the center electrode and the insulator are assembled. Method for manufacturing a spark plug characterized by.
断面積が０．１２〜１．１５ｍｍ2であって前記接地電
極（４０）からの突き出し量が０．３〜１．５ｍｍのも
のを用いることを特徴とする請求項２に記載のスパーク
プラグの製造方法。3. The noble metal tip (45) having a cross-sectional area of 0.12 to 1.15 mm 2 and a protrusion amount from the ground electrode (40) of 0.3 to 1.5 mm is used. The method for manufacturing a spark plug according to claim 2, wherein.
電極（４０）との前記火花ギャップ（５０）を隔てた対
向部に断面積が０．１２〜１．７７ｍｍ2である貴金属
チップ（３５）が配設されたものを用いることを特徴と
する請求項３に記載のスパークプラグの製造方法。4. A noble metal tip (35) having a cross-sectional area of 0.12 to 1.77 mm 2 at a portion facing the ground electrode (40) across the spark gap (50) as the center electrode (30). 4. The method for producing a spark plug according to claim 3, wherein the spark plug is provided.
ス硬度が２２０以上のものを用いることを特徴とする請
求項１ないし４のいずれか一つに記載のスパークプラグ
の製造方法。5. The method of manufacturing a spark plug according to claim 1, wherein the ground electrode (40) having a Vickers hardness of 220 or more is used.
２．５〜１０重量％含有するＮｉ基合金またはＡｌを
２．５〜１０重量％含有するＦｅ基合金を用いることを
特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載のス
パークプラグの製造方法。6. The ground electrode (40) is characterized by using a Ni-based alloy containing 2.5 to 10 wt% of Al or a Fe-based alloy containing 2.5 to 10 wt% of Al. Item 6. A method for manufacturing a spark plug according to any one of items 1 to 5.
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|---|---|---|---|
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