CN108233185B - 火花塞的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种火花塞的制造方法，其能够提高电极头相对于接地电极的位置精度。利用定位工序，使处于与接地电极的正面相反的一侧的接地电极的背面与第1电极抵接，利用与接地电极中的焊接电极头的预定的预定部以外的部分抵接的按压构件，相对于第1电极对接地电极进行定位。在电极头按压工序中，使用第2电极将配置在预定部的电极头按压在预定部。在焊接工序中，使电流在第1电极和第2电极之间流动来进行电阻焊。

Description

火花塞的制造方法

技术领域

本发明涉及一种火花塞的制造方法，特别是涉及一种通过电阻焊将电极头接合在接地电极的火花塞的制造方法。

背景技术

公知有一种在接地电极接合有电极头的火花塞(专利文献1)。在专利文献1中，公开了一种通过激光焊接在定位好的接地电极接合电极头的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-185784号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在上述现有的技术中，针对利用电阻焊在接地电极接合电极头的情况并没有进行研究。

本发明是为了解决上述问题点而设计的，其目的在于提供一种提高电极头相对于接地电极的位置精度的火花塞的制造方法。

用于解决问题的方案

为了达成该目的，本发明是如下火花塞的制造方法，该火花塞包括：绝缘体，其保持中心电极；主体金属壳体，其覆盖绝缘体的一部分；接地电极，其接合在主体金属壳体；以及电极头，其焊接在接地电极的正面。利用定位工序，使处于与接地电极的正面相反的一侧的接地电极的背面与第1电极抵接，利用与接地电极中的焊接电极头的预定的预定部以外的部分抵接的按压构件，相对于第1电极对接地电极进行定位。在电极头按压工序中，使用第2电极将配置在预定部的电极头按压在预定部。利用焊接工序，使电流在第1电极和第2电极之间流动来进行电阻焊。

发明的效果

根据技术方案1所述的火花塞的制造方法，在接地电极的背面与第1电极抵接的状态下，利用与预定部以外的部分抵接的按压构件，相对于第1电极对接地电极进行定位。使用第2电极将配置在预定部的电极头按压在预定部之后，使电流在第1电极和第2电极之间流动来进行电阻焊。由于使用第2电极将电极头按压在相对于第1电极定位好的接地电极来进行电阻焊，因此具有能够提高电极头相对于接地电极的位置精度的效果。

根据技术方案2所述的火花塞的制造方法，由于在定位工序中利用按压构件向与在电极头按压工序中第2电极按压电极头的方向相同的方向按压接地电极，因此能够难以产生第1电极和接地电极的接触电阻(日文：接触抵抗)的偏差。因此，除技术方案1的效果之外，还具有能够难以产生接地电极和电极头的接合强度的偏差的效果。

根据技术方案3所述的火花塞的制造方法，由于第1电极中的接地电极的背面所抵接的面的面积比接地电极的背面的面积大，因此能够更加难以产生第1电极和接地电极的接触电阻的偏差。因此，除技术方案1或2的效果之外，还具有能够进一步减小接地电极和电极头的接合强度的偏差的效果。

根据技术方案4所述的火花塞的制造方法，由于在焊接工序之前，利用支承工序，施加与由第1电极向接地电极作用的力的朝向相同的朝向的力来支承绝缘体，因此能够更加难以产生第1电极和接地电极的接触电阻的偏差。从而，除技术方案1至3中的任一项的效果之外，还具有能够进一步减小接地电极和电极头的接合强度的偏差的效果。

附图说明

图1是火花塞的单侧剖视图。

图2(a)是本发明的一实施方式的焊接装置的俯视图，图2(b)是焊接装置的侧视图。

图3(a)是定位工序中的焊接装置的俯视图，图3(b)是焊接装置的侧视图。

图4(a)是定位工序中的焊接装置的俯视图，图4(b)是焊接装置的侧视图。

图5(a)是定位工序中的焊接装置的俯视图，图5(b)是焊接装置的侧视图。

图6(a)是定位工序中的焊接装置的俯视图，图6(b)是焊接装置的侧视图。

图7是电极头按压工序及焊接工序中的焊接装置的侧视图。

附图标记说明

10火花塞、11绝缘体、16主体金属壳体、18接地电极、19正面、20背面、24电极头、26预定部、31第1电极、32平面(面)、36第2电极、41第1构件(按压构件的一部分)、42第2构件(按压构件的一部分)、44第4构件(按压构件的一部分)。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的优选实施方式。图1是本发明的一实施方式的火花塞10的单侧剖视图。在图1中，将纸面下侧称为火花塞10的前端侧，将纸面上侧称为火花塞10的后端侧。火花塞10包括绝缘体11、主体金属壳体16及接地电极18。

绝缘体11是由机械特性与高温下的绝缘性优异的氧化铝等形成的圆筒状的构件，形成有沿轴线O贯穿的轴孔12。在轴孔12的前端侧配置有中心电极13。

中心电极13是沿轴线O延伸的棒状的构件，铜或者以铜作为主要成分的芯材由镍或镍基合金覆盖。中心电极13由绝缘体11保持，中心电极13的前端从轴孔12露出。中心电极13在其前端接合有含有贵金属的电极头14。

端子金属配件15是连接有高压线缆(未图示)的棒状的构件，端子金属配件15由具有导电性的金属材料(例如低碳钢等)形成。端子金属配件15在其前端侧压入轴孔12的状态下，固定在绝缘体11的后端。绝缘体11和端子金属配件15在轴线O方向上隔开间隔，绝缘体11在其外周的前端侧弯边固定有主体金属壳体16。

主体金属壳体16是由具有导电性的金属材料(例如低碳钢等)形成的大致圆筒状的构件。主体金属壳体16保持绝缘体11。在主体金属壳体16的外周面形成有用于紧固于发动机(未图示)的螺纹孔的螺纹部17。

接地电极18是接合在主体金属壳体16的前端的金属制(例如镍基合金制)的构件。接地电极18是包括正面19、处于与正面19相反的一侧的背面20、连接正面19和背面20的第1侧面21、第2侧面22(参照图2(a))以及前端面23的弯曲的棱柱状的构件。接地电极18使正面19朝向中心电极13侧，接地电极18的、处于与前端面23相反的一侧的面接合在主体金属壳体16。接地电极18的前端面23侧弯曲，且接地电极18的正面19和中心电极13相对。接地电极18在正面19的靠近前端面23的部位接合有含有贵金属的电极头24(参照图1)。在电极头24和中心电极13(电极头14)之间形成火花间隙。

火花塞10例如由如下方法制造。首先，将预先在前端接合有电极头14的中心电极13插入绝缘体11的轴孔12，并配置为中心电极13的前端从轴孔12露出在外部。在将端子金属配件15插入轴孔12，并确保了端子金属配件15和中心电极13导通之后，将预先接合有接地电极18的主体金属壳体16组装在绝缘体11的外周，得到组装体25(参照图2(a))。在组装体25的接地电极18的表面19接合电极头24之后，弯曲接地电极18使电极头24和中心电极13相对，得到火花塞10。

参照图2至图7说明在接地电极18接合电极头24的方法。首先，参照图2说明焊接装置30。图2(a)是本发明的一实施方式的焊接装置30的俯视图，图2(b)是焊接装置30的侧视图。焊接装置30是对组装体25的接地电极18进行定位，并通过电阻焊在接地电极18接合电极头24(参照图1)的装置。图2(a)及图2(b)所示的箭头X、Y及Z分别表示焊接装置30的互相正交的X方向、Y方向、Z方向。

如图2(a)及图2(b)所示，焊接装置30包括第1电极31、配置在第1电极31的平面32上的基准构件33、支承构件45、第2电极36(参照图7)、作为按压构件的第1构件41、第2构件42、第3构件43以及第4构件44。

利用焊接装置30焊接电极头24的组装体25是在绝缘体11组装接合有接地电极18的主体金属壳体16而成的构件。组装体25中的接地电极18处于弯曲前的、呈直线状延伸的状态。组装体25在接地电极18的正面19中的靠近前端面23的部位设有预定焊接电极头24的预定部26。

焊接装置30的第1电极31是用于通过与第2电极36(参照图7)之间的通电来将电极头24焊接在接地电极18的预定部26的电极。第1电极31具有成为接地电极18的Z方向上的定位基准的平面32。第1电极31的平面32的面积设定为比接地电极18的背面20的面积大。

基准构件33是用于限制接地电极18在第1电极31的平面32上的位置的构件，其固定在第1电极31的平面32。有时根据火花塞10的各个种类，接地电极18的长度、宽度有所不同，因此，焊接装置30具有与接地电极18的长度、宽度相应地调整基准构件33在平面32上的位置并固定基准构件33的机构(未图示)。

基准构件33包括与第1电极31的平面32相交的第1面34以及经由角与平面32及第1面34垂直相交的第2面35。第1面34及第2面35是作为接地电极18在平面32上的X方向及Y方向上的定位基准的平面。

组装体25以组装体25的轴线O沿焊接装置30的X方向的方式配置在焊接装置30。第1电极31在组装体25的接地电极18沿第1面34及第2面35配置在第1电极31时，设定平面32的外缘32a在X方向上的位置从而使接地电极18的背面20的大致全部与平面32接触，组装体25的主体金属壳体16不与平面32接触。这是为了能够与形成在主体金属壳体16的外周的螺纹部17无关地使接地电极18的背面20的大致全部与第1电极31的平面32接触。

第1构件41、第2构件42、第3构件43及第4构件44是用于按压组装体25并将组装体25固定在第1电极31以及基准构件33，并将接地电极18相对于第1电极31定位的按压构件。第1构件41、第2构件42、第3构件43及第4构件44分别利用气压缸等致动器(未图示)间歇往复运动。

第1构件41配置在与第1电极31的平面32相对的位置。通过致动器(未图示)进行动作，从而沿Z方向驱动第1构件41，使第1构件41接近或远离平面32。第1构件41配置于在第1构件41接近平面32后不与基准构件33发生干扰的位置，且是在X方向上第1电极31的平面32的外缘32a和基准构件33之间的位置。

第2构件42配置在第1电极31的平面32，能够在平面32上滑动。第2构件42配置在与基准构件33的第1面34相对的位置上。通过致动器(未图示)进行动作，从而沿Y方向驱动第2构件42，使第2构件42接近或远离第1面34。第2构件42配置在不会与基准构件33的第2面35及第1构件41发生干扰的位置，且是从侧面观察(从Y方向观察)时比第1构件41远离外缘32a的位置。

第3构件43自第1电极分离地配置在与将第1电极31的平面32向X方向延长而得到的假想平面大致相同的面上。第3构件43配置在与基准构件33的第2面35相对的位置。通过致动器(未图示)进行动作，从而沿X方向驱动第3构件43，使第3构件43接近或远离第2面35。

第2构件42以及基准构件33的厚度(在Z方向上自第1电极31的平面32的高度)设定为比接地电极18的厚度(正面19和背面20之间的距离)小。这是为了在电极头按压工序及焊接工序(后述)中，使将电极头24按压在接地电极18的第2电极36(参照图7)与第2构件42及基准构件33难以发生干扰。

第4构件44配置在与第1电极31的平面32相对，并且在Z方向上与第1构件41的一部分重合的位置。通过致动器(未图示)进行动作，从而沿Z方向驱动第4构件44，使第4构件44接近或远离平面32。第4构件44在接近平面32后与第1构件发生干扰。

支承构件45是配置在第1电极31和第3构件43之间的构件。弹簧46弹性支承支承构件45。在本实施方式中，弹簧46是压缩螺旋弹簧。支承构件45以使接地电极18的背面20与第1电极31的平面32紧贴的方式支承绝缘体11，支承构件45配置于在X方向上自第1电极31分离的位置。支承构件45配置在这样的位置：在组装体25以组装体25的轴线O沿焊接装置30的X方向的方式配置在焊接装置30时，不与组装体25的绝缘体11发生干扰的位置。弹簧46向支承构件45施加Z方向的弹性力。

限制构件47是限制由弹簧46产生的支承构件45的弹性振动的构件。在与支承构件45的振动方向(Z方向)正交的方向(X方向)上，与支承构件45隔开间隔地在支承构件45的两侧配置有一对限制构件47。通过气压缸等致动器(未图示)进行动作，从而使限制构件47互相向支承构件45接近或远离支承构件45。当限制构件47从两侧夹住支承构件45时，限制支承构件45的弹性振动。

接着，参照图2至图7，按顺序说明在接地电极18接合电极头24的方法。图3(a)、图4(a)、图5(a)及图6(a)是定位工序中的焊接装置30的俯视图，图3(b)、图4(b)、图5(b)及图6(b)是焊接装置30的侧视图。图7是电极头按压工序及焊接工序中的焊接装置30的侧视图。

如图2(a)及图2(b)所示，在定位工序中，组装体25以组装体25的轴线O沿焊接装置30的X方向的方式配置在焊接装置30。以组装体25的接地电极18的第1侧面21与基准构件33的第1面34相对，接地电极18的前端面23与基准构件33的第2面35相对的状态，在基准构件33和第2构件42之间配置接地电极18。

首先，当第1构件41向平面32接近时，第1构件41与背面20接触第1电极31的接地电极18的正面19中的预定部26以外的部分(预定部26和主体金属壳体16之间的部分)抵接，将接地电极18的背面20按压在第1电极31的平面32。设定驱动第1构件41的致动器的推力，使第1构件41以比较轻微的力将接地电极18按压在第1电极31。由此，接地电极18临时固定在第1电极31。

在支承工序中，组装体25的绝缘体11由被弹簧46弹性支承的支承构件45支承。弹簧46向支承构件45施加与第1电极31向被第1构件41按压在第1电极31的平面32的接地电极18施加的力的朝向(Z方向)相同朝向的力(弹性力)。由于由第1电极31及第1构件41和支承构件45支承组装体25的两端，因此与第1电极31及第1构件41悬臂支承组装体25的情况相比，能够减小第1构件41向第1电极31按压接地电极18的载荷。此外，由于能够抑制由组装体的自重向接地电极18施加的弯曲载荷，因此能够抑制接地电极18的变形。

接着，如图3(a)及图3(b)所示，当第2构件42向基准构件33的第1面34接近时，第2构件42与背面20接触第1电极31的接地电极18的第2侧面22抵接。设定驱动第2构件42的致动器(未图示)的推力，使接地电极18克服因第1构件41将接地电极18按压在第1电极31所产生的摩擦力，从而使接地电极18一边摩擦平面32一边向第1面34移动。由此，接地电极18被第1面34和第2构件42夹住，在第1电极31的Y方向上被定位。

由于通过支承构件45支承组装体25的绝缘体11，能够减小第1构件41向第1电极31按压接地电极18的载荷，因此能够减小因第1构件41将接地电极18按压在第1电极31所产生的摩擦力。因此，能够使驱动第2构件42的致动器(未图示)的推力不会过大。

接着，如图4(a)及图4(b)所示，当第3构件43向基准构件33的第2面35接近时，第3构件43同接地电极18与第1电极31接触的组装体25的端子金属配件15抵接。设定驱动第3构件43的致动器(未图示)的推力，使接地电极18克服因第1构件41将接地电极18按压在第1电极31所产生的摩擦力，以及因第2构件42将接地电极18按压在基准构件33所产生的摩擦力，从而使接地电极18一边摩擦平面32一边向第2面35移动。由此，组装体25被第2面35和第3构件43夹住，对接地电极18在第1电极的X方向上进行定位。

由于与绝缘体11接触的支承构件45由弹簧46支承，因此能够通过弹簧46在X方向上进行弹性变形，使得支承构件45不会妨碍组装体25在第3构件43的作用下向X方向的移动。即使在绝缘体11的外周面形成有波纹，支承支承构件45的弹簧46也会追随波纹的凹凸进行弹性变形。因而，在绝缘体11形成有波纹的情况下，也能够使组装体25向X方向的移动不受妨碍。

接着，如图5(a)及图5(b)所示，当第4构件44向第1电极31的平面32接近时，第4构件44与第1构件41抵接。第4构件44向第1构件41施加这样的载荷：将由第1构件41向第1电极31按压的接地电极18进一步向第1电极31按压。第4构件44经由第1构件41向第1电极31按压接地电极18。当利用第1构件41及第4构件44的载荷将接地电极18固定时，接地电极18相对于第1电极31的定位完成。

接着，如图6(a)及图6(b)所示，当支承构件45被限制构件47夹住时，支承构件45的弹性振动被限制。由此，能够使组装体25不在Z方向上振动，能够使组装体25相对于第1电极31的平面32的Z方向上的角度不变。

接着，如图7所示，在电极头按压工序中，焊接装置30将电极头24配置在接地电极18的预定部26(正面19的一部分)。焊接装置30与接地电极18的长度及宽度相应地预先进行设定，使电极头24配置在自基准构件33(参照图2(a))的第1面34及第2面35在X方向及Y方向上离开规定的距离的位置。此外，焊接装置30与接地电极18的厚度相应地预先进行设定，使电极头24配置在自第1电极31的平面32在Z方向上离开规定的距离的位置。焊接装置30以使电极头24的接合面紧贴接地电极18的预定部26的方式配置电极头24。

在电极头按压工序中，焊接装置30使用第2电极36将配置在接地电极18的预定部26的电极头24向预定部26按压。在焊接工序中，电流在第1电极31和第2电极36之间流动，通过电阻焊将电极头24接合在接地电极18。

根据该方法，以固定于第1电极31的平面32的基准构件33的第1面34及第2面35为基准，对接地电极18的第1面34及前端面23进行定位。由于使定位好的接地电极18的背面20与第1电极31的平面32紧贴，并在接地电极18的预定部26配置电极头24，因此能够提高电极头24相对于接地电极18的位置精度。因而，能够难以产生电极头24相对于预定部26的倾斜(接触面积)、接触电阻等的偏差。其结果，能够难以产生由电阻焊产生的电极头24向接地电极18溶入的溶入量的偏差，能够减小电极头24的接合强度的偏差。

此外，在以主体金属壳体16为基准进行定位，将电极头24电阻焊在接地电极18的情况下，若接地电极18相对于主体金属壳体16的轴线O的倾斜有偏差，则容易产生电极头24相对于接地电极18的倾斜、接触电阻等的偏差。这样，会产生电极头24向接地电极18溶入的溶入量的偏差，容易产生电极头24的接合强度的偏差。因此，在矫正接地电极18相对于主体金属壳体16的轴线O的倾斜后，以主体金属壳体16为基准进行定位，将电极头24电阻焊在接地电极18。

然而，若进行矫正接地电极18的倾斜的矫正工作，则存在因矫正工作而重新产生接地电极18的倾斜的情况。在该情况下，若以主体金属壳体16为基准进行定位，进行电阻焊，则存在产生电极头24相对于接地电极18的倾斜，电极头24的接合强度降低的可能。

对此，根据上述实施方式，由于以接地电极18为基准进行焊接的预定部26的定位，因此能够省略矫正接地电极18相对于主体金属壳体16的轴线O的倾斜的工作。从而，能够相应地简化工序。此外，由于不会产生由矫正工作引起的接地电极18的新的倾斜，因此能够使电极头24的接合强度不降低。

在上述实施方式中，在定位工序中，向与在电极头按压工序中第2电极36(参照图7)向接地电极18按压电极头24的方向(Z方向的反方向)相同的方向，利用第1构件41及第4构件44向第1电极31按压接地电极18。其结果，能够使第1电极31的平面32和接地电极18的背面20之间的磨合(日文：なじみ)良好，能够难以产生第1电极31的平面32和接地电极18的背面20的接触电阻的偏差。从而，能够难以产生接地电极18和电极头24的接合强度的偏差。

由于第1电极31中的接地电极18的背面20所抵接的平面32的面积比接地电极18的背面20的面积大，因此能够稳定地将接地电极18的背面20按压在第1电极31的平面32。由于能够更加难以产生第1电极31和接地电极18的接触电阻的偏差，因此能够进一步减小接地电极18和电极头24的接合强度的偏差。

在焊接工序前，通过支承工序，支承构件45向绝缘体11施加与由第1电极31向接地电极18作用的力的朝向(Z方向)相同的朝向的力，支承组装体25。由于由第1电极31及第1构件41和支承构件45支承组装体25的两端，因此与第1电极31及第1构件41悬臂支承组装体25的情况相比，能够抑制由组装体25的自重向接地电极18施加的弯曲载荷。其结果，能够使第1构件41及第4构件44的载荷不与弯曲载荷抵消，因此，能够易于使接地电极18的背面20与第1电极31的平面32紧贴。因而，能够更加难以产生第1电极31和接地电极18的接触电阻的偏差。从而，能够进一步减小接地电极18和电极头24的接合强度的偏差。

支承构件45由于支承比主体金属壳体16距离第1电极31的外缘32a远的绝缘体11，因此与支承构件45支承主体金属壳体16的情况相比，能够稳定地支承组装体25。其结果，能够使接地电极18的背面20和第1电极31的平面32紧贴，能够难以产生第1电极31和接地电极18的接触电阻的偏差。

由于在第4构件44向第1电极31按压接地电极18之前，在第1构件41向第1电极31按压接地电极18的状态下，驱动第2构件42及第3构件43使接地电极18和第1电极31摩擦，因此能够使接地电极18和第1电极31之间的磨合良好。从而，能够难以产生第1电极31的平面32和接地电极18的背面20的接触电阻的偏差。

以上，基于实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不受上述实施方式任何限定，能够容易想到在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种改良变形。

在上述实施方式中，说明了在定位工序中，按第1构件41、第2构件42、第3构件43、第4构件44的顺序驱动来对接地电极18进行定位的情况，但并不一定限定于此。驱动第1构件41、第2构件42、第3构件43、第4构件44的顺序能够以如下的(1)～(4)适当设定。例如，举出(1)按第1构件41、第3构件43、第2构件42、第4构件44的顺序驱动，(2)按第2构件42、第3构件43、第1构件41、第4构件44的顺序驱动，(3)按第2构件42、第1构件41、第3构件43、第4构件44的顺序驱动，(4)按第3构件43、第1构件41、第2构件42、第4构件44的顺序驱动等。

在上述实施方式中，说明了驱动第1构件41、第2构件42、第3构件43及第4构件44来对接地电极18进行定位后，驱动限制构件47来限制支承构件45的弹性振动的情况，但并不一定限定于此。只要是在驱动第1构件41使接地电极18与第1电极31接触之后，则无论何时都可以驱动限制构件47来限制支承构件45的弹性振动。这是因为只要驱动第1构件41来使接地电极18与第1电极31接触就能够对组装体25在Z方向上进行定位。

此外，驱动限制构件47来限制支承构件45的弹性振动的操作并不一定是必需的。这是因为，只要驱动第1构件41、第2构件42、第3构件43及第4构件44来进行接地电极18相对于第1电极31的定位，则即使在弹簧46能够振动的状态下，也不会对通过电阻焊形成在电极头24及接地电极18的焊接部的品质带来较大的影响。

Claims (3)

1.一种火花塞的制造方法，该火花塞包括：绝缘体，其保持中心电极；主体金属壳体，其覆盖所述绝缘体的一部分；接地电极，其接合在所述主体金属壳体；以及电极头，其焊接在所述接地电极的正面，该火花塞的制造方法的特征在于，包括：

定位工序，在该工序中，使处于与所述接地电极的所述正面相反的一侧的所述接地电极的背面与第1电极抵接，利用与所述接地电极中的焊接所述电极头的预定的预定部以外的部分抵接的按压构件，相对于所述第1电极对所述接地电极进行定位；

电极头按压工序，在该工序中，使用第2电极将配置在所述预定部的所述电极头按压在所述预定部；以及

焊接工序，在该工序中，使电流在所述第1电极和所述第2电极之间流动来进行电阻焊，

该火花塞的制造方法在所述焊接工序前具有支承工序，在该支承工序中，施加与由所述第1电极向所述接地电极作用的力的朝向相同的朝向的力来支承所述绝缘体。

2.根据权利要求1所述的火花塞的制造方法，其特征在于，

在所述定位工序中，所述按压构件向与在所述电极头按压工序中所述第2电极按压所述电极头的方向相同的方向按压所述接地电极。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞的制造方法，其特征在于，

所述第1电极中的所述接地电极的所述背面所抵接的面的面积比所述接地电极的所述背面的面积大。

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