JPH04329286A - スパークプラグの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関用スパークプラ
グに関し，特に発火部の耐久性向上を図るために，貴金
属の放電層部と熱応力緩和層部を有するチップが設けら
れているスパークプラグの製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来，内燃機関用スパークプラグは，その
耐久性向上を図るため，主に貴金属のチップが，中心電
極と接地電極とが対向する発火部に設けられている。こ
の貴金属チップと電極母材とは，線膨張係数がお互いに
異なり，高負荷時での高温度や急発進，ブレーキングの
様な著しい電極温度変化により，その接合界面には大き
な熱応力が働く。そこで，かかる熱応力を軽減する手段
として，電極の放電面部に，放電層部と熱応力緩和層部
とを設ける構造が提案されている。上記熱応力緩和層部
は，電極母材の線膨張係数と放電層部の線膨張係数との
間の線膨張係数を有している。例えば，特開昭６１─１
３５８８号公報では，貴金属板を短冊状に切断して接地
電極にクラッドする方法が示されている。しかし，この
場合には，貴金属板の適用が接地電極に限定されるとと
もに，不要な個所にまで複合材を使用するため，貴金属
が多量に必要となり高価となる。また，特公平２─５４
６３６号公報においては，貴金属板の放電層部と高温ロ
ウ材の熱応力緩和層部とを電極母材に溶接する方法が示
されている。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記後者の公
報に示される方法は，両部材を互いに溶接する際，両部
材間に溶接ズレを生ずるおそれがある。また，溶接に先
立って放電面部に予め凹部を形成し，その後該凹部内に
熱応力緩和層部材続いて放電層部材を配置して，溶接す
るものである。従って，予め母材に設ける凹部の径寸法
と，凹部に配置されるべき両部材の径寸法とは極めて近
接したものにする必要がある。

【０００４】そのため，上記凹部内への両部材の挿入に
は高精度の位置決めが必要となり，またそのために，高
コストの装置と調整作業，ならびに挿入されるチップの
精度が要求される。また，母材凹部の深さ寸法の管理も
必要であり，生産性が悪化する欠点がある。本発明はか
かる問題点に鑑み，上記熱応力緩和層部及び放電層部を
中心電極，接地電極のいずれに対しても適用でき，また
溶接精度も確保でき，かつ生産性にも優れたスパークプ
ラグの製造方法を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題の解決手段】本発明は，中心電極と接地電極とが
対向して火花ギャップを形成し，少なくとも一方の上記
電極の放電面部に，放電層部と該放電層部の線膨張係数
と上記電極の線膨張係数との間の線膨張係数を有する熱
応力緩和層部とからなるチップを，該熱応力緩和層部を
介して溶接してなる内燃機関のスパークプラグを製造す
る方法において，上記チップは，予め放電層部と熱応力
緩和層部とを積層接合した長尺状の複合線材に形成して
おき，該複合線材を溶接直前に所定長さのチップに切断
し，次いで該チップを上記放電面部に溶接することを特
徴とするスパークプラグの製造方法にある。本発明にお
いて最も注目すべきことは，予め放電層部と熱応力緩和
層部とを積層接合した長尺状の複合線材を作製しておき
，これを溶接する直前にチップに切断し，次いで該チッ
プを放電面部に溶接することである。上記溶接直前とは
，チップを放電面部に溶接する直前のことをいい，換言
すれば複合線材をチップに切断した後これに続けて該チ
ップを放電面部に溶接することをいう。

【０００６】また，上記複合線材は，一定の幅（例えば
０．８〜１．７ｍｍ）を有する帯状の線材である。そし
て，該複合線材は厚み０．２〜０．４ｍｍの放電層部と
，厚み０．１〜０．２ｍｍの熱応力緩和層部とを接合し
たものである。両者の接合方法としては，熱間圧着によ
るクラッド，或いはろう付け，更には溶接などがある。 また，溶接直前に切断されたチップは，通常直方体又は
立方体である。

【０００７】また，チップを溶接に当たって，放電面部
上にチップの位置決めをするためのガイドを配置し，該
ガイドにチップを配置し，溶接を行うこともできる。ガ
イドは，チップ溶接後に除去する。これにより，チップ
の溶接位置ズレを完全に防止することができる。また，
複合線材は，その長手方向に直交する方向の断面形状を
，台形状にしておくこと，或いは放電層部又は熱応力緩
和層部のいずれか一方に凹凸面を設けるなど，放電層部
と熱応力緩和層部との区別をする識別マークを設けてお
くことが好ましい。これにより，両部を容易に区別でき
，放電面部に熱応力緩和層部を介して放電層部が溶接さ
れていることを確認することができる。また，溶接時に
おいて，誤って放電層部側を放電面部に溶接することも
ない。

【０００８】また，上記放電層部の材質としては，Ｐｔ
（白金），又はＰｔにＩｒ（イリジウム），Ｒｈ（ロジ
ウム），Ｗ（タングステン），Ａｇ（銀），Ｃｏ（コバ
ルト），Ｙ（イットリウム）等の希土類元素のいずれか
１種以上を添加したＰｔ合金を用いることが好ましい。 また，熱応力緩和層部としては，ＰｔにＮｉ（ニッケル
），Ａｇ，Ｐｄ（パラジウム）等の１種以上を添加し，
線膨張係数が電極母材と放電層部との中間的な値となる
よう構成することが好ましい。また，チップは，中心電
極，接地電極の一方又は双方に溶接する。また，チップ
の熱応力緩和層部と放電面部との溶接は，溶接電極棒を
用いた電気溶接により行うことが好ましい。

【０００９】

【作用及び効果】本発明においては，放電層部と熱応力
緩和層部とは予め積層接合され，かつ長尺状の複合線材
としてある。そして，放電層部と熱応力緩和層部とをス
パークプラグの放電面部に溶接するに当たっては，その
溶接直前において，上記複合線材をその長手方向に所定
の大きさに切断する。そして，切断されたチップは続け
て放電面部に溶接する。

【００１０】そのため，チップは，放電層部と熱応力緩
和層部の積層物として一度に放電面部上に溶接され，溶
接ズレを生ずることがなく，また溶接操作も容易である
。また，チップは，中心電極又は接地電極のいずれかの
放電面部上に必要な幅に相当する大きさに切断すること
ができ，複合線材に廃材が生ぜず，無駄を生じない。 また，これらのために，生産性も向上しコストも安くな
る。以上のごとく本発明によれば，放電層部及び熱応力
緩和層部を中心電極，接地電極のいずれに対しても接合
することができ，また溶接精度が高く，かつ生産性にも
優れたスパークプラグの製造方法を提供することができ
る。

【００１１】

【実施例】実施例１ 本発明の実施例にかかるスパークプラグの製造方法につ
き，図１〜図３を用いて説明する。まず，初めに，本発
明の製造方法により得られるスパークプラグにつき，図
２，図３を用いて説明する。本例のスパークプラグは，
図３に示すごとく，絶縁碍子５５の中に挿置した中心電
極３とハウジング５３の下方に取付けた接地電極４とよ
りなり，中心電極３と接地電極４の各放電面部には本発
明に関連するチップ１０が溶接されている。

【００１２】上記ハンジング５３は，円筒状でその下部
にネジ部５３０を有し，更にその下端に上記接地電極４
を接合している。絶縁碍子５５は高純度のアルミナより
なり，リング状の気密パッキン５１，リング５２を介し
てハウジング５３の内孔にカシメ固定されている。中心
電極３は，内部が銅で，外部が耐熱性の優れたＮｉ−Ｃ
ｒ合金，Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金等からなる。また，円筒
状の絶縁碍子５５の軸穴５５１内には，上部に端子５６
１を有する中軸５６が挿入され，導電性のガラスシール
材５４によって加熱融着され，中心電極３と一体化され
ている。

【００１３】また，接地電極４は，中心電極３の外部と
同じ材質で作られている。また，接地電極４の上面と中
心電極３の下面との間に火花ギャップが形成されている
。そして，図２に拡大して示したごとく，中心電極３の
放電面部３１と接地電極４の放電面部４１には，それぞ
れチップ１０が溶接されている。該チップ１０は放電層
部１２と熱応力緩和層部１１との積層接合材であり，熱
応力緩和層部１１が上記放電面部３１，４１に溶接され
ている。

【００１４】次に，上記チップ１０の溶接方法につき，
図１を用いて説明する。まず，チップ１０は，切断され
るまでは，長尺状の複合線材１の形状にあり，同図に示
すごとく，コイル状に巻回してある。また，該複合線材
１を切断するための切断装置は，カッター台２４とカッ
ター２６とを有すると共に，カッター台２４上のチップ
１０を，溶接すべき中心電極３の上面に供給するための
回動アーム２１を有する。該回動アーム２１は先端に吸
気式の吸着部２２を有する。また，溶接部においては，
中心電極３を固定するための固定具２８と，溶接電極棒
２７とを有する。また，上記複合線材１は，外側が熱応
力緩和層部１１，内側が放電層部１２となるように巻回
してある。

【００１５】また，該複合線材１は，厚み０．２ｍｍの
熱応力緩和層部１１上に，厚み０．４ｍｍの放電層部１
２を熱間圧着により接合したもので，その幅は共に１．
５ｍｍである。次に，中心電極３の放電面部３１上にチ
ップ１０を溶接するに当たっては，まず中心電極３を，
固定具２８により固定する。次いで，巻回した複合線材
１の先端部を，ローラ１６により，切断装置２のカッタ
ー２６よりも前方に押し出す。この押出し長さは，放電
面部３１上に溶接すべきチップ１０の長さ（例えば１．
５ｍｍ）である。そのため，チップ１０は，長方形又は
正方形の四角状片となり，中心電極３の放電面部３１に
溶接されたときは，その四隅の角部は断面円形の中心電
極３の外周よりも内側にある。

【００１６】次に，上記のごとく切断されたチップ１０
は，上記吸着部２２により吸着され，アーム２１により
中心電極３の放電面部３１上に載置される。そして，ア
ーム２１を元の位置に戻した後，上記チップ１０の上部
へ溶接電極棒２７を下降，当接させ，通電する。これに
より，チップ１０は中心電極３に溶接される。本例にお
いては，熱応力緩和層部１１としてＰｔ−Ｎｉ合金を，
放電層部１２としてＰｔ−Ｉｒ合金を用い，溶接は抵抗
溶接により行った。上記のごとく，チップ１０の溶接に
当たっては，巻回した複合線材１を順次前方へ押し出し
，カッター２６により切断してチップ１０となし，該チ
ップ１０を溶接電極棒２７により，中心電極３又は接地
電極４に溶接する。

【００１７】それ故，本例によれば，チップ１０は，熱
応力緩和層部１１と放電層部１２とが積層物として一度
に放電面部３１上に供給され，一度に溶接される。その
ため，前記溶接ズレを生ずることがなく，溶接精度も高
い。また，溶接操作も容易である。また，チップは，中
心電極又は接地電極のいずれかの放電面部上に必要な幅
に切断されるので，複合線材１に廃材を生ずることがな
い。また，これらのために，生産性も向上し，コストも
安くなる。また，本例においては，複合線材１を，熱応
力緩和層部１１が外側，放電層部１２が内側となるよう
に巻回し，これを切断装置２に供給し，切断されたチッ
プ１０をそのままアームにより中心電極３上へ供給して
いる。それ故，必ず熱応力緩和層部１１が中心電極３上
に溶接され，溶接間違いを生じない。

【００１８】実施例２ 本例は，図４及び図５に示すごとく，実施例１において
，チップ１０を溶接した中心電極３において，その電極
母材を加工する方法を示す。即ち，図４は，実施例１に
おいて溶接したチップ１０と中心電極３とを示している
。この状態では，チップ１０の側方下部に，中心電極３
の断状部３０１を有している。本例においては，図５に
示すごとく，溶接後に，中心電極３の上記断状部３０１
を削除し，テーパー面３０を形成したものである。また
，上記の加工においては，溶接時には角状であったチッ
プ１０が，円柱状に加工されている。本例によれば，実
施例１と同様の効果を得ることができる。また，上記加
工により，先端部に円柱状のチップ１０のみを有する中
心電極を作製することができる。

【００１９】実施例３ 本例は，図６，図７に示すごとく，実施例１において，
チップ１０の溶接時に，該チップ１０の位置決めをする
ガイド５を用いるものである。上記ガイド５は，図６の
Ａ（平面図），及びＢ（断面図）に示すごとく，上方に
チップを挿置するための四角状のガイド穴５０を有する
天板５０１と，中心電極３の外径より大きい内径を有す
る円筒体５１とよりなる。そして，溶接に当たっては，
図６Ｂに示すごとく，チップ３の放電面部３１に上記ガ
イド５を被冠し，次いでそのガイド穴５０にチップ１０
の下方部を入れる。その後，図７に示すごとく，実施例
１と同様に溶接電極棒２７を下降し，通電する。溶接後
はガイド５を取り去る。本例によれば，チップ１０を，
中心電極３の放電面部３１上の所定位置に，正確に溶接
することができる。また，実施例１と同様の効果を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における，スパークプラグの製造方法
の説明図。

【図２】実施例１における，スパークプラグの要部拡大
断面図。

【図３】実施例１のスパークプラグの一部断面図。

【図４】実施例２におけるチップ溶接後の説明図。

【図５】実施例２における，中心電極及びチップの加工
後の説明図。

【図６】実施例３におけるチップ溶接操作前の説明図。

【図７】実施例３におけるチップ溶接時の説明図。

【符号の説明】

１．．．複合線材，１０．．．チップ，１１．．．熱応
力緩和層部，１２．．．放電層部，２．．．切断装置，
３．．．中心電極，４．．．接地電極，５．．．ガイド
，

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　中心電極と接地電極とが対向して火花
   ギャップを形成し，少なくとも一方の上記電極の放電面
   部に，放電層部と該放電層部の線膨張係数と上記電極の
   線膨張係数との間の線膨張係数を有する熱応力緩和層部
   とからなるチップを，該熱応力緩和層部を介して溶接し
   てなる内燃機関のスパークプラグを製造する方法におい
   て，上記チップは，予め放電層部と熱応力緩和層部とを
   積層接合した長尺状の複合線材に形成しておき，該複合
   線材を溶接直前に所定長さのチップに切断し，次いで該
   チップを上記放電面部に溶接することを特徴とするスパ
   ークプラグの製造方法。
2. 【請求項２】　　請求項１において，チップを溶接すべ
   き放電面部に，チップの位置決めをするためのガイドを
   配設し，該ガイドにチップを配置して溶接を行ない，そ
   の後ガイドを除去することを特徴とするスパークプラグ
   の製造方法。
3. 【請求項３】　　上記複合線材の材質は，放電層部がＰ
   ｔ又はＰｔにＩｒ，Ｒｈ，Ｗ，Ａｇ，Ｃｏ，Ｙのいずれ
   か１種以上を添加したＰｔ合金であり，熱応力緩和層部
   はＰｔにＮｉ，Ａｇ，Ｐｄの１種以上を添加してなると
   共にその線膨張係数が電極母材及び放電層部の各線膨張
   係数の中間的な値を有する材料としたことを特徴とする
   スパークプラグの製造方法。