JP4680513B2 - Spark plug manufacturing method and spark plug - Google Patents
Spark plug manufacturing method and spark plug Download PDFInfo
- Publication number
- JP4680513B2 JP4680513B2 JP2004005031A JP2004005031A JP4680513B2 JP 4680513 B2 JP4680513 B2 JP 4680513B2 JP 2004005031 A JP2004005031 A JP 2004005031A JP 2004005031 A JP2004005031 A JP 2004005031A JP 4680513 B2 JP4680513 B2 JP 4680513B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tip
- electrode
- noble metal
- intermediate member
- spark plug
- 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
Landscapes
- Spark Plugs (AREA)
Description
本発明は、火花放電を行う電極にチップを接合した内燃機関用のスパークプラグの製造方法およびスパークプラグに関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a spark plug for an internal combustion engine in which a chip is joined to an electrode that performs spark discharge, and a spark plug.
従来、内燃機関には点火のためのスパークプラグが用いられている。このスパークプラグでは、一般的には、中心電極が挿設された絶縁碍子を保持する主体金具の燃焼室側の先端部に接地電極を溶接して、接地電極の他端部を中心電極の先端部と対向させて、火花放電ギャップを形成している。そして、中心電極と接地電極との間で火花放電が行われる。さらに、中心電極と接地電極との火花放電ギャップを形成している部位に、耐火花消耗性向上のための貴金属チップが形成されている。 Conventionally, spark plugs for ignition are used in internal combustion engines. In this spark plug, generally, a ground electrode is welded to the tip of the metal shell that holds the insulator in which the center electrode is inserted, and the other end of the ground electrode is connected to the tip of the center electrode. A spark discharge gap is formed facing the part. Then, a spark discharge is performed between the center electrode and the ground electrode. Further, a noble metal tip for improving the spark wear resistance is formed at a portion where a spark discharge gap is formed between the center electrode and the ground electrode.
ところで、上記スパークプラグの中心電極または接地電極に貴金属チップを接合する方法として特許文献１の様なものがある。この特許文献１では、棒状の中間部材（耐蝕性非貴金属性部材）の先端にチップ状の貴金属チップ（耐火花消耗電極材）を接合している。このとき、貴金属チップよりも中間部材の径が大きく設けられており、レーザ溶接時のビーム照射を接合部の斜め上方から行って、両者の接合を確実なものとしている。そして接合により形成された複合電極チップ（複合電極材）の中間部材側を切断し、その切断部分を抵抗溶接によって接地電極（外側電極）に接合している。このように中間部材を介して貴金属チップを接地電極に接合させることで両者の接合を強固なものとしている。
ところで、最近では、エンジンの更なる高性能化の要求が高まりつつあり、スパークプラグにおいても、更なる着火性の向上が求められている。この着火性の向上のために、接地電極に接合された貴金属チップの中心電極と対向する対向面と接地電極の他端部における中心電極と対向する側の面である他端部内面との軸線方向の距離（以下、「突き出し量」ともいう。）を大きくし、且つ貴金属チップの外径を小さくすることが有効である。これは、中心電極と接地電極（または貴金属チップ）とにより形成される火花放電ギャップにできた火炎核が、スワール等により成長しようとする。ところが、突き出し量が少ないと火炎核の成長する過程において、この火炎核が温度の低い接地電極に接触し、火炎核の成長が阻害され（以下、「消炎作用」ともいう。）、燃料空気への着火性が悪くなる。また、貴金属チップの外径が大きいと、貴金属チップ自身によって消炎作用が起こり、着火性が悪くなる。そこで、突き出し量が大きく、且つ外径が小さい貴金属チップを接地電極本体に接合し、火炎核の成長を促進させたスパークプラグの構造が多く採用されている。 Recently, there has been an increasing demand for higher performance of engines, and spark plugs are also required to have further improved ignitability. In order to improve the ignitability, an axis line between the facing surface facing the center electrode of the noble metal chip joined to the ground electrode and the inner surface of the other end which is the surface facing the center electrode at the other end of the ground electrode It is effective to increase the distance in the direction (hereinafter also referred to as “projection amount”) and to reduce the outer diameter of the noble metal tip. This is because the flame kernel formed in the spark discharge gap formed by the center electrode and the ground electrode (or noble metal tip) tends to grow by swirl or the like. However, if the amount of protrusion is small, in the process of growth of flame nuclei, the flame nuclei come into contact with the ground electrode having a low temperature, and the growth of the flame nuclei is inhibited (hereinafter also referred to as “extinguishing action”) to the fuel air. The ignitability of becomes worse. In addition, if the outer diameter of the noble metal tip is large, a flame extinguishing action occurs due to the noble metal tip itself, resulting in poor ignitability. Therefore, a spark plug structure in which a noble metal tip having a large protruding amount and a small outer diameter is joined to the ground electrode body to promote the growth of the flame kernel is often employed.
そこで、特許文献１の製造方法を採用して上記のようなスパークプラグを作成する場合には、複合電極チップの軸線方向の長さを長くする必要がある。そのためには、貴金属チップの軸線方向を長くすることが考えられるが、貴金属チップの材料の量を増やす必要があり、生産コストの増加を招くという問題があった。また、貴金属チップの軸線方向の長さを長くせずに中間部材を軸線方向に長くすることも考えられるが、貴金属チップの外径よりも大きい外径の中間部材が火花放電ギャップに近づくため、着火性が低下するおそれがあった。 Therefore, when the spark plug as described above is produced by employing the manufacturing method of Patent Document 1, it is necessary to increase the length of the composite electrode chip in the axial direction. For this purpose, it is conceivable to lengthen the axial direction of the noble metal tip. However, it is necessary to increase the amount of the material of the noble metal tip, resulting in an increase in production cost. In addition, it is conceivable to lengthen the intermediate member in the axial direction without increasing the axial length of the noble metal tip, but the intermediate member having an outer diameter larger than the outer diameter of the noble metal tip approaches the spark discharge gap. The ignitability may be reduced.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、複合電極チップの軸線方向を長くしたときでも生産コストを増加させることなく着火性をより向上することができるスパークプラグの製造方法およびスパークプラグを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and a spark plug manufacturing method that can further improve the ignitability without increasing the production cost even when the axial direction of the composite electrode chip is lengthened. And to provide a spark plug.
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のスパークプラグの製造方法は、中心電極と、軸線方向に軸孔を有し、前記中心電極を前記軸孔で保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が前記主体金具に接合された電極母材の他端部に、複数の金属からなり、前記中心電極と対向する柱状の複合電極チップを有する接地電極とを備えるスパークプラグの製造方法であって、柱状の中間部材の先端に、チップ状の貴金属チップをレーザ溶接により接合し、前記複合電極チップを形成するチップ形成工程と、少なくとも、前記貴金属チップと前記中間部材の先端部とが同径となるように、前記複合電極チップの前記貴金属チップの先端から前記中間部材の一部にかけての前記複合電極チップの側周面を切削するチップ切削工程と、前記複合電極チップの前記中間部材を、前記チップ切削工程において切削されなかった部分にて、前記複合電極チップの軸線方向と直交する平面で切断して鍔部を形成するチップ切断工程と、形成した前記複合電極チップの前記鍔部を前記接地電極の前記電極母材の他端部における前記中心電極と対向する側の面である他端部内面に対して押圧して、前記複合電極チップの前記鍔部の後端面を、前記他端部内面に抵抗溶接により接合するチップ接合工程とを備えている。 In order to achieve the above object, a spark plug manufacturing method according to a first aspect of the present invention includes a center electrode, an insulator having an axial hole in an axial direction, and holding the central electrode in the axial hole, A metal shell that surrounds the periphery of the insulator and holds the insulator, and a columnar shape that is made of a plurality of metals at one end of the electrode base material joined to the metal shell and faces the center electrode. A spark plug manufacturing method comprising a ground electrode having a composite electrode tip, wherein a tip-shaped noble metal tip is joined to the tip of a columnar intermediate member by laser welding to form the composite electrode tip; and The composite electrode extending from the tip of the noble metal tip of the composite electrode tip to a part of the intermediate member so that at least the noble metal tip and the tip of the intermediate member have the same diameter. Cutting the side peripheral surface of the tip, and cutting the intermediate member of the composite electrode tip at a portion not cut in the tip cutting step on a plane perpendicular to the axial direction of the composite electrode tip A tip cutting step for forming a flange portion , and the other end portion which is a surface of the ground electrode at the other end portion of the electrode base material facing the center electrode. and pressed against the inner surface, the rear end surface of the collar portion of the composite electrode tip, and a chip bonding step of bonding by resistance welding to the other end portion inner surface.
また、請求項２に係る発明のスパークプラグの製造方法は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記貴金属チップは、イリジウムを主成分とし、ロジウム、プラチナ、ニッケル、タングステン、パラジウム、ルテニウム、オスミウムのうち少なくとも一つが添加された合金からなることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a spark plug manufacturing method according to the first aspect, wherein the noble metal tip is mainly composed of iridium, rhodium, platinum, nickel, tungsten, palladium, ruthenium. , And is made of an alloy to which at least one of osmium is added.
また、請求項３に係る発明のスパークプラグの製造方法は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記貴金属チップは、プラチナを主成分とし、ロジウム、イリジウム、ニッケル、タングステン、パラジウム、ルテニウム、オスミウムのうち少なくとも一つが添加された合金からなることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a spark plug manufacturing method as set forth in the first aspect, wherein the noble metal tip is mainly composed of platinum, rhodium, iridium, nickel, tungsten, palladium, ruthenium. , And is made of an alloy to which at least one of osmium is added.
また、請求項４に係る発明のスパークプラグの製造方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記中間部材は、前記貴金属チップの熱膨張率より大きく、前記電極母材の熱膨張率以下の熱膨張率を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a spark plug manufacturing method according to any one of the first to third aspects, wherein the intermediate member is larger than a coefficient of thermal expansion of the noble metal tip, It has a thermal expansion coefficient equal to or lower than that of the base material.
また、請求項５に係る発明のスパークプラグは、請求項１乃至４のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法により製造されたことを特徴とする。 A spark plug according to a fifth aspect of the present invention is manufactured by the method for manufacturing a spark plug according to any one of the first to fourth aspects.
請求項１に係る発明のスパークプラグの製造方法では、チップ形成工程にて、中間部材の先端に貴金属チップを接合して複合電極チップを形成し、チップ溶接工程にて、その複合電極チップの中間部材の後端面を接地電極の他端部内面に接合している。これにより、中間部材を介して貴金属チップを接地電極に接合させることができ、両者の接合を強固なものとしている。 In the spark plug manufacturing method of the invention according to claim 1, in the tip forming step, a noble metal tip is joined to the tip of the intermediate member to form a composite electrode tip, and in the tip welding step, the intermediate of the composite electrode tip is formed. The rear end surface of the member is joined to the inner surface of the other end of the ground electrode. Thereby, the noble metal tip can be bonded to the ground electrode via the intermediate member, and the bonding between the two is made strong.
さらに、請求項１に係る発明のスパークプラグの製造方法では、少なくとも前記貴金属チップと中間部材の先端部とが同径となるように、貴金属チップの先端から中間部材の一部にかけての複合電極チップの側周面を切削するチップ切削工程を備える。このため、貴金属チップの軸線方向を長くする必要がない。よって、生産コストの増加を招くことがない。また、貴金属チップの外径よりも大きい外径の中間部材が火花放電ギャップに近づくこともないため、着火性が低下することがない。つまり、本発明のスパークプラグの製造方法により、複合電極チップの軸線方向を長くしたときでも（突き出し量を大きくしたときでも）、生産コストを増加させることなく、着火性をより向上することができる。 Furthermore, in the spark plug manufacturing method according to the first aspect of the present invention, the composite electrode tip extending from the tip of the noble metal tip to a part of the intermediate member so that at least the noble metal tip and the tip of the intermediate member have the same diameter. A chip cutting step of cutting the side peripheral surface of. For this reason, it is not necessary to lengthen the axial direction of a noble metal tip. Therefore, the production cost is not increased. Further, since the intermediate member having an outer diameter larger than the outer diameter of the noble metal tip does not approach the spark discharge gap, the ignitability is not lowered. In other words, the spark plug manufacturing method of the present invention can improve the ignitability without increasing the production cost even when the axial direction of the composite electrode tip is lengthened (even when the protrusion amount is increased). .
なお、チップ切削工程では、貴金属チップおよび中間部材の先端部を同径に切削してもよい。更には、中間部材（具体的には、中間部材の先端部）または貴金属チップのうち、大径の部材を小径の部材にあわせるように貴金属チップのみ、または中間部材（または中間部材の先端部）のみを切削してもよい。更には、貴金属チップと中間部材とが同径の場合、貴金属チップと中間部材とを溶接した際、その溶接部にばりが生じる場合があるが、切削工程にてそのばりのみを切削してもよい。 In the tip cutting step, the noble metal tip and the tip of the intermediate member may be cut to the same diameter. Further, of the intermediate member (specifically, the tip of the intermediate member) or the noble metal tip, only the noble metal tip or the intermediate member (or the tip of the intermediate member) so as to match the large diameter member with the small diameter member. You may cut only. Furthermore, when the noble metal tip and the intermediate member have the same diameter, when the noble metal tip and the intermediate member are welded, a flash may occur in the welded portion, but even if only the flash is cut in the cutting process. Good.
また、複合電極チップの側周面を切削することで、複合電極チップを細くすることができ、複合電極チップによる消炎作用をさらに低減し、着火性を向上させることができる。 Further, by cutting the side peripheral surface of the composite electrode tip, the composite electrode tip can be thinned, and the flame extinguishing action by the composite electrode tip can be further reduced, and the ignitability can be improved.
また、複合電極チップの鍔部の後端面にて接地電極に接合することで、接合面を広くすることができるので、複合電極チップを抵抗溶接にて接地電極に接合しても十分に強固な接合ができる。 In addition, since the joint surface can be widened by joining to the ground electrode at the rear end surface of the flange portion of the composite electrode tip, it is sufficiently strong even if the composite electrode tip is joined to the ground electrode by resistance welding. Can be joined.
また、複合電極チップを放電部に溶接する場合には、複合電極チップの中間部材側と貴金属チップ側とを識別する必要がある。しかしながら、上記従来の複合電極チップは小さいため、中間部材側と貴金属チップ側との識別が困難である。そこで、本発明のように、鍔部を設けることで、中間部材側と貴金属チップ側との識別が確実にでき、有効に複合電極チップを接地電極に取り付けることができる。 Further, when the composite electrode tip is welded to the discharge part, it is necessary to identify the intermediate member side and the noble metal tip side of the composite electrode tip. However, since the conventional composite electrode tip is small, it is difficult to distinguish between the intermediate member side and the noble metal tip side. Thus, as in the present invention, by providing the flange portion, the intermediate member side and the noble metal tip side can be reliably identified, and the composite electrode tip can be effectively attached to the ground electrode.
また、複合電極チップの中間部材側を、チップ切削工程において切削されなかった部分にて、その軸線方向と直交する平面で切断して鍔部を形成し、その鍔部の後端面を接地電極の他端部内面に接合することで、複合電極チップの軸線方向の長さを一定にすることができ、容易にスパークプラグの火花放電ギャップを形成することができる。 In addition, the intermediate member side of the composite electrode tip is cut at a portion not cut in the tip cutting process by a plane orthogonal to the axial direction to form a flange portion, and the rear end surface of the flange portion is formed on the ground electrode. By joining to the inner surface of the other end, the length of the composite electrode tip in the axial direction can be made constant, and the spark discharge gap of the spark plug can be easily formed.
また、請求項２に係る発明のスパークプラグの製造方法では、請求項１に係る発明の効果に加え、火花放電を行う貴金属チップを、イリジウムを主成分とし、ロジウム、プラチナ、ニッケル、タングステン、パラジウム、ルテニウム、オスミウムのうち少なくとも一つが添加された合金より形成すれば、耐消耗性に優れた効果を発揮させることができる。
Further, in the spark plug manufacturing method of the invention according to
また、請求項３に係る発明のスパークプラグの製造方法では、請求項１に係る発明の効果に加え、火花放電を行う貴金属チップを、プラチナを主成分とし、ロジウム、イリジウム、ニッケル、タングステン、パラジウム、ルテニウム、オスミウムのうち少なくとも一つが添加された合金より形成すれば、耐消耗性に優れた効果を発揮させることができる。
Further, in the spark plug manufacturing method of the invention according to
また、請求項４に係る発明のスパークプラグの製造方法では、請求項１乃至３のいずれかに係る発明の効果に加え、貴金属チップと中間部材との接合部分や、中間部材と接地電極との接合部分における歪みを低減し、強固な接合を行うことができる。 Further, in the spark plug manufacturing method of the invention according to claim 4, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 3, the joint portion between the noble metal tip and the intermediate member, or the intermediate member and the ground electrode It is possible to reduce the distortion at the bonded portion and perform strong bonding.
また、請求項５に係る発明のスパークプラグは、複合電極チップの軸線方向を長くしたときでも（突き出し量を大きくしたときでも）、生産コストを増加させることなく、着火性をより向上することができる。
Further, the spark plug of the invention according to
以下、本発明を具体化したスパークプラグの製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１，図２を参照して、本実施の形態におけるスパークプラグの一例としてのスパークプラグ１００の構造について説明する。図１は、スパークプラグ１００の部分断面図である。図２は、スパークプラグ１００の火花放電ギャップ付近の要部拡大断面図である。
Embodiments of a spark plug manufacturing method embodying the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the structure of a
図１に示すように、スパークプラグ１００は、概略、絶縁体を構成する絶縁碍子１と、絶縁碍子１の軸線Ｏ方向略中央部に設けられ、この絶縁碍子１を保持する主体金具５と、絶縁碍子１内に軸線Ｏ方向に保持された中心電極２と、主体金具５の先端面５７に一端部を溶接され、他端部が中心電極２の先端部２２に対向する接地電極６０と、中心電極２の上端部に設けられた端子金具４とから構成されている。
As shown in FIG. 1, the
次に、このスパークプラグ１００の絶縁体を構成する絶縁碍子１について説明する。絶縁碍子１は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その後端部（図１における上部）には、沿面距離を稼ぐためのコルゲーション１１が形成されている。また、絶縁碍子１の先端部（図１における下部）には、内燃機関の燃焼室に曝される脚長部１３が設けられている。さらに、絶縁碍子１の軸中心には中心貫通孔１２が形成され、この中心貫通孔１２には中心電極２が保持されている。中心電極２は、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル系合金等からなる電極母材２１を少なくとも表層部に有している。なお、中心貫通孔１２が、本発明における「軸孔」に相当する。
Next, the insulator 1 constituting the insulator of the
中心電極２の先端部２２は絶縁碍子１の先端面から突出しており、先端側に向かって径小となるように狭窄状に形成されている。その先端部２２の先端面には、柱状の電極チップ２３が、中心電極２の軸線Ｏ方向に溶接されている。また、中心電極２は、中心貫通孔１２の内部に設けられたシール体１４およびセラミック抵抗３を経由して、上方の端子金具４に電気的に接続されている。そして端子金具４には高圧ケーブル（図示外）がプラグキャップ（図示外）を介して接続され、高電圧が印加されるようになっている。
The
次に、主体金具５について説明する。図１に示すように、主体金具５は、絶縁碍子１を保持し、図示外の内燃機関にスパークプラグ１００を固定するためのものである。絶縁碍子１は主体金具５に囲まれて支持されている。主体金具５は低炭素鋼材で形成され、図示外のスパークプラグレンチが嵌合する工具係合部である六角部５１と、図示外の内燃機関上部に設けられたエンジンヘッドに螺合するねじ部５２とを備えている。このねじ部５２の規格の一例としては、Ｍ１４等が用いられる。主体金具５は、かしめ部５３をかしめることにより、段部５６に絶縁碍子１が板パッキン８を介して支持されて主体金具５と絶縁碍子１とが一体にされる。かしめによる密閉を完全なものとするため、主体金具５と絶縁碍子１との間に環状のリング部材６，７が介在され、リング部材６，７の間にはタルク（滑石）９の粉末が充填されている。また、主体金具５の中央部には鍔部５４が形成され、ねじ部５２の後端部側（図１における上部）近傍、すなわち、鍔部５４の座面５５にはガスケット１０が嵌挿されている。なお、六角部５１の対辺寸法は、一例として１６ｍｍであり、主体金具５の座面５５から先端面５７までの長さは、一例として１９ｍｍである。
Next, the
次に、接地電極６０について説明する。接地電極６０は電極母材６４に複合電極チップ９０が接合された構成となっている。電極母材６４は、耐腐食性の高い金属から構成され、一例として、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル合金が用いられる。この電極母材６４は自身の長手方向の横断面が略長方形を有しており、一端部（基部６２）が主体金具５の先端面５７に溶接により接合されている。また、電極母材６４の他端部（先端部６１）は、中心電極２の先端部２２に対向するように屈曲されている。この中心電極２に対向する側の面である電極母材６４の先端部６１の内面６３は、中心電極２の軸線Ｏ方向に略直交している。
Next, the
図２に示すように、電極母材６４の内面６３には円柱状の複合電極チップ９０が突設され、その複合電極チップ９０の先端面９１が、中心電極２の電極チップ２３の先端面２４に対向されている。複合電極チップ９０は、電極母材６４の内面６３に接合された中間部材９３と、その先端に接合された貴金属からなる貴金属チップ９２とから構成される。
As shown in FIG. 2, a cylindrical
複合電極チップ９０の先端に設けられた貴金属チップ９２は、中心電極２の電極チップ２３との間で火花放電ギャップを形成するため、その一例として、本実施の形態では耐消耗性に優れたプラチナを主成分として、少なくとも１０質量％以上のロジウムを含むプラチナ−ロジウム合金が用いられている。なお、この複合電極チップ９０には、プラチナを主成分として、少なくとも２０質量％以上のイリジウム、ニッケル、タングステン、パラジウム、ルテニウム、オスミウムのうち少なくとも一つが添加された合金を用いてもよい。あるいは、イリジウムを主成分として、少なくとも２０質量％以上のロジウム、プラチナ、ニッケル、タングステン、パラジウム、ルテニウム、オスミウムのうち少なくとも一つが添加された合金を用いてもよい。
The
また、中間部材９３は、本実施の形態では、プラチナ−ニッケル合金製である。この中間部材９３は、プラチナ−ロジウム合金からなる貴金属チップ９２の熱膨張率より大きく、ニッケル合金からなる接地電極６０の電極母材６４の熱膨張率以下の熱膨張率を有する。貴金属チップ９２より融点の低い中間部材９３であれば、電極母材６４に対して後述する抵抗溶接による接合を行っても、貴金属チップ９２を直接電極母材６４に接合する場合と比べ、より強固な接合を行うことができる。
The
このような構成の接地電極６０の形成は、図３〜図６に示す工程によって行われる。図３は、貴金属チップ９２と中間部材９３とを接合する前の状態を示す図である。図４は、貴金属チップ９２と中間部材９３とをレーザ溶接によって接合した状態を示す図である。図５は、貴金属チップ９２と中間部材９３とが接合された複合電極チップ９０の側周面９８を切削した状態を示す図である。図６は、複合電極チップ９０を切断して鍔部９５を形成した状態を示す図である。
Formation of the
まず、図３に示すように、所定の径を有する柱状の中間部材９３の一端に、ほぼ同径の貴金属チップ９２が仮固定される。なお、貴金属チップ９２の厚みは０．４ｍｍとなっている。この仮固定は、例えば抵抗溶接によって行ってもよい。次に、図４に示すように、貴金属チップ９２と中間部材９３との接触部分に図示外のレーザ光が照射され、レーザ溶接による両者の接合が行われる（チップ形成工程）。例えば周知のＹＡＧレーザが、中間部材９３の軸に対して直交する方向から、貴金属チップ９２と中間部材９３との接触部分に、その側周の全周にわたって照射される。これにより、貴金属チップ９２の材料と中間部材９３の材料とが混ざり合った溶融部９４が形成され、両者が接合されることで複合電極チップ９０が形成される。なお、貴金属チップ９２と中間部材９３との接合は、抵抗溶接によって行ってもよい。しかし、一般的に貴金属は融点が高いため、溶け込み深度の深いレーザ溶接によって貴金属チップ９２を中間部材９３に接合すれば、溶融部９４における両者の材料の混ざり具合が大きくなり、抵抗溶接よりも強固な接合を行うことができる。
First, as shown in FIG. 3, a
次いで、図５に示すように、複合電極チップ９０の側周面９８の切削が行われる（チップ切削工程）。このとき、複合電極チップ９０の軸線方向において、貴金属チップ９２が接合された側の端部より中間部材９３の一部にかけての側周面９８が切削される。本実施の形態では、複合電極チップ９０は、先端面９１となる貴金属チップ９２の先端より中間部材９３へ向かって略０．８ｍｍ、外径が０．６ｍｍの円柱状に切削される。このチップ切削工程を経ることで、貴金属チップ９２と中間部材９３の一部とが同径となる。これにより、複合電極チップ９０の軸線Ｏ方向を長くしたときでも、貴金属チップ９２の軸線方向を長くする必要がない。よって、生産コストの増加を招くことがない。また、貴金属チップ９２の外径よりも大きい外径の中間部材９３が火花放電ギャップに近づくこともないため、後述する形成後のスパークプラグ１００の着火性が向上する。さらに、複合電極チップ９０の外径が、チップ形成工程の複合電極チップ９０の外径よりも小径となるように、複合電極チップ９０の側周面９８を切削しているので、複合電極チップ９０を細くでき、さらに、形成後のスパークプラグ１００の着火性が向上する。また、チップ形成工程にて貴金属チップ９２の軸線と中間部材９３の軸線とが一致せずに溶接されたとしても、複合電極チップ９０の側周面９８を切削することで、貴金属チップ９２の軸線と中間部材９３の軸線とが一致した新たな軸線を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 5, the side
そして、チップ切削工程において側周面９８の切削が行われなかった中間部材９３の部位にて、軸線方向と直交する平面（接合面９７）によって、複合電極チップ９０の切断が行われる（チップ切断工程）。本実施の形態では、図中一点鎖線Ａ−Ａ'で示す、複合電極チップ９０の先端面９１より軸線方向に沿って略１ｍｍ離れた位置において、中間部材９３が切断される。これにより、複合電極チップ９０には、側周面９８が切削されていない略０．２ｍｍの厚みの鍔部９５が形成される。
Then, the
このようにして段状に形成された複合電極チップ９０は、図６に示すように、鍔部９５を除く円柱部分が溶接装置（図示外）のチップチャック９９に挟まれて保持される。このとき、鍔部９５が形成されたことによって、複合電極チップ９０をチップチャック９９に保持する向きが特定される。そして、電極母材６４の先端部６１の内面６３に対して接合面９７が押圧された状態で、複合電極チップ９０の内面６３への抵抗溶接が行われる（チップ接合工程）。複合電極チップ９０の鍔部９５の外径は、チップ切削工程において側周面９８が切削された部分の断面の外径よりも大きい。すなわち、抵抗溶接時に電極母材６４の内面６３に対して接合される接合面９７が、側周面９８が切削された部分の断面よりも大径となるため、鍔部９５を形成しなかった場合よりも強固な接合が可能となる。よって、生産コストのかかるレーザ溶接を行わずとも、抵抗溶接によって十分な接合を行うことができる。さらに、複合電極チップ９０の根元部分、すなわち鍔部９５と、柱部分とは、切削により形状が異なるだけの同一部材であるので、接合による場合とは異なり剥離することはない。さらに、複合電極チップ９０に鍔部９５を形成しているので、中間部材９３側と貴金属チップ９２側との識別が確実にできる。よってチップ接合工程にて複合電極チップ９０を溶接装置（図示外）にセットする向きが特定されるので、有効に複合電極チップを接地電極に取り付けることができる。
As shown in FIG. 6, the
また、前述したように、中間部材９３の熱膨張率は貴金属チップ９２の熱膨張率より大きく、電極母材６４の熱膨張率以下となっている。中間部材９３と電極母材６４との接合を行った場合、熱膨張率の差が小さいため、貴金属チップ９２と電極母材６４とを接合する場合と比べると、接合部分における両者の歪みは小さい。また、中間部材９３の融点は貴金属チップ９２よりも低いため、レーザ溶接よりもエネルギーの低い抵抗溶接によって中間部材９３と電極母材６４との接合を行っても十分な接合を行うことができる。
Further, as described above, the thermal expansion coefficient of the
そして、上記したチップ接合工程は、電極母材６４の基部６２が接合部５８に溶接された状態で、その屈曲がなされる前に行われる。そして、電極母材６４に複合電極チップ９０が接合された後には、図２に示すように、複合電極チップ９０の先端面９１が中心電極２の電極チップ２３の先端面２４に対向するように電極母材６４が屈曲され、スパークプラグ１００が完成する。こうして製造されるスパークプラグ１００は、複合電極チップ９０が長く形成されるため、電極チップ２３と複合電極チップ９０とで形成される火花放電ギャップから電極母材６４の内面６３が離れる。よって、消炎作用が起こりにくくなり、着火性が向上する。複合電極チップ９０が細く形成されるため、複合電極チップ９０自体による消炎作用も低減される。
Then, the above-described chip bonding step is performed before the bending is performed in a state where the
なお、本発明は上記実施の形態に限られず、各種の変形が可能である。例えば、中間部材９３の材料として、電極母材６４と同じインコネル（登録商標）を使用してもよい。この場合、中間部材９３と電極母材６４との間の熱膨張率に差がないため両者を抵抗溶接によって接合しても十分に接合することができる。しかし、貴金属チップ９２と中間部材９３との間の熱膨張率の差が大きくなるため、両者間の接合を、より強固に接合することが可能なレーザ溶接によって行えばよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, the same Inconel (registered trademark) as the
また、チップ切削工程において、図５に示すように、複合電極チップ９０の側周面９８を切削する際に、本実施の形態では鍔部９５の側周面については切削を行わなかったが、図７に示すように、鍔部９６としてテーパー状に切削してもよい。このとき、チップ切断工程では、鍔部９６のテーパー部分ではない中間部材９３の非切削部（図中一点鎖線Ｂ−Ｂ'で示す）において切断してもよいし、あるいは、鍔部９６のテーパー部分（図中一点鎖線Ｃ−Ｃ'で示す）で切断してもよい。
Further, in the tip cutting process, as shown in FIG. 5, when the side
また、本実施の形態では、複合電極チップ９０は円柱としたが、角柱でもよいし、角錐あるいは円錐であってもよい。
In the present embodiment, the
本発明は、スパークプラグに限られず、平面に柱状のチップを溶接して接合する各種の加工物に対し、本実施の形態の製造方法を適用することができる。 The present invention is not limited to a spark plug, and the manufacturing method of the present embodiment can be applied to various workpieces in which columnar tips are welded and joined to a plane.
１ 絶縁碍子
２ 中心電極
５ 主体金具
１２ 中心貫通孔
６０ 接地電極
６１ 先端部
６３ 内面
６４ 電極母材
９０ 複合電極チップ
９２ 貴金属チップ
９３ 中間部材
９７ 接合面
９８ 側周面
１００ スパークプラグ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
柱状の中間部材の先端に、チップ状の貴金属チップをレーザ溶接により接合し、前記複合電極チップを形成するチップ形成工程と、
少なくとも、前記貴金属チップと前記中間部材の先端部とが同径となるように、前記複合電極チップの前記貴金属チップの先端から前記中間部材の一部にかけての前記複合電極チップの側周面を切削するチップ切削工程と、
前記複合電極チップの前記中間部材を、前記チップ切削工程において切削されなかった部分にて、前記複合電極チップの軸線方向と直交する平面で切断して鍔部を形成するチップ切断工程と、
形成した前記複合電極チップの前記鍔部を前記接地電極の前記電極母材の他端部における前記中心電極と対向する側の面である他端部内面に対して押圧して、前記複合電極チップの前記鍔部の後端面を、前記他端部内面に抵抗溶接により接合するチップ接合工程と
を備えたことを特徴とするスパークプラグの製造方法。 A central electrode; an insulator having an axial hole in an axial direction; the insulator holding the central electrode by the axial hole; a metal shell surrounding the insulator and holding the insulator; and one end portion of the main body A spark plug manufacturing method comprising a ground electrode having a columnar composite electrode chip made of a plurality of metals and facing the center electrode at the other end of the electrode base material joined to the metal fitting,
A tip forming step of joining a tip-like noble metal tip to the tip of a columnar intermediate member by laser welding, and forming the composite electrode tip;
Cutting a side peripheral surface of the composite electrode tip from the tip of the noble metal tip of the composite electrode tip to a part of the intermediate member so that at least the noble metal tip and the tip of the intermediate member have the same diameter Chip cutting process to
A tip cutting step of cutting the intermediate member of the composite electrode tip at a portion not cut in the tip cutting step along a plane perpendicular to the axial direction of the composite electrode tip to form a flange;
Formed was said the flange portion of the composite electrode tip presses against the center electrode facing the other end portion inner surface is a surface on the side of the other end portion of the electrode base metal of the ground electrode, the composite electrode tip And a tip joining step of joining the rear end surface of the flange portion to the inner surface of the other end portion by resistance welding.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004005031A JP4680513B2 (en) | 2004-01-13 | 2004-01-13 | Spark plug manufacturing method and spark plug |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004005031A JP4680513B2 (en) | 2004-01-13 | 2004-01-13 | Spark plug manufacturing method and spark plug |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005203110A JP2005203110A (en) | 2005-07-28 |
| JP4680513B2 true JP4680513B2 (en) | 2011-05-11 |
Family
ID=34819467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004005031A Expired - Fee Related JP4680513B2 (en) | 2004-01-13 | 2004-01-13 | Spark plug manufacturing method and spark plug |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4680513B2 (en) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101191107B1 (en) * | 2005-11-18 | 2012-10-15 | 페더럴-모걸 코오포레이숀 | Method of forming a spark plug with multi-layer firing tip |
| EP2033285B1 (en) * | 2006-06-19 | 2012-11-21 | Federal-Mogul Corporation | Spark plug with fine wire ground electrode |
| EP2012397B1 (en) | 2007-07-06 | 2016-08-24 | Federal-Mogul Ignition GmbH | Spark plug and method for its production |
| JP4981746B2 (en) * | 2007-09-18 | 2012-07-25 | 日本特殊陶業株式会社 | Spark plug for internal combustion engine |
| US8378560B2 (en) * | 2007-11-15 | 2013-02-19 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug |
| KR101536790B1 (en) * | 2007-11-15 | 2015-07-14 | 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 | Spark plug |
| JP5090898B2 (en) * | 2007-12-28 | 2012-12-05 | 日本特殊陶業株式会社 | Spark plug |
| JP5185949B2 (en) * | 2008-04-24 | 2013-04-17 | 日本特殊陶業株式会社 | Spark plug |
| JP5149839B2 (en) * | 2009-03-02 | 2013-02-20 | 日本特殊陶業株式会社 | Spark plug |
| JP2010272212A (en) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Spark plug |
| CN102611006A (en) * | 2012-03-31 | 2012-07-25 | 株洲湘火炬火花塞有限责任公司 | Side electrode ignition end fabrication method of noble metal spark plug and side electrode |
| CN103094842A (en) * | 2013-01-18 | 2013-05-08 | 株洲湘火炬火花塞有限责任公司 | Manufacture method for spark plug compound electrode tip and compound electrode tip band |
| US9368943B2 (en) | 2013-03-12 | 2016-06-14 | Federal-Mogul Ignition Company | Spark plug having multi-layer sparking component attached to ground electrode |
| DE102015107998A1 (en) | 2015-05-20 | 2016-08-04 | Federal-Mogul Ignition Gmbh | Spark plug and method for its production |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08298178A (en) * | 1995-04-27 | 1996-11-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Spark plug and manufacture thereof |
| JP2001060488A (en) * | 1999-08-20 | 2001-03-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Manufacture of spark plug, and spark plug |
| JP2002033176A (en) * | 2000-05-12 | 2002-01-31 | Denso Corp | Spark plug and manufacturing method thereof |
-
2004
- 2004-01-13 JP JP2004005031A patent/JP4680513B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08298178A (en) * | 1995-04-27 | 1996-11-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Spark plug and manufacture thereof |
| JP2001060488A (en) * | 1999-08-20 | 2001-03-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Manufacture of spark plug, and spark plug |
| JP2002033176A (en) * | 2000-05-12 | 2002-01-31 | Denso Corp | Spark plug and manufacturing method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005203110A (en) | 2005-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6855354B2 (en) | Spark plug | |
| KR100965741B1 (en) | Spark plug and method for manufacturing the same | |
| JP4402731B2 (en) | Spark plug for internal combustion engine and method of manufacturing spark plug | |
| JP4680513B2 (en) | Spark plug manufacturing method and spark plug | |
| JP4617388B1 (en) | Spark plug | |
| EP1686666B1 (en) | Spark plug manufacturing method | |
| US20060220511A1 (en) | Spark plug having ground electrode protruding member with inner and outer edges | |
| JPWO2009084575A1 (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
| JP2009283262A (en) | Spark plug | |
| CN102204041B (en) | Spark plug and method for manufacturing the same | |
| JP4956579B2 (en) | Spark plug for internal combustion engine and method for manufacturing the same | |
| JP4564741B2 (en) | Manufacturing method of spark plug | |
| US20040092193A1 (en) | Method of manufacturing spark plug | |
| JP2004127916A (en) | Sparking plug and manufacturing method of sparking plug | |
| EP2226912B1 (en) | Spark plug | |
| JP4401150B2 (en) | Manufacturing method of spark plug | |
| JP6347818B2 (en) | Spark plug | |
| JP5054633B2 (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
| JP2017111982A (en) | Spark plug | |
| JP2009187840A (en) | Spark plug | |
| US9041275B2 (en) | Spark plug for internal combustion engine and method of manufacturing the same | |
| JP7227933B2 (en) | Spark plug | |
| JP6971956B2 (en) | How to make a spark plug and a spark plug | |
| JP2017134921A (en) | Spark plug | |
| JP2017157511A (en) | Spark plug |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061204 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080212 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090611 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090616 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090717 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091117 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100208 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20100225 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20100402 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110203 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140210 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140210 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |