JPH0992433A - スパークプラグの中心電極 - Google Patents

スパークプラグの中心電極

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JPH0992433A
JPH0992433A JP24442395A JP24442395A JPH0992433A JP H0992433 A JPH0992433 A JP H0992433A JP 24442395 A JP24442395 A JP 24442395A JP 24442395 A JP24442395 A JP 24442395A JP H0992433 A JPH0992433 A JP H0992433A
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JP
Japan
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electrode
base material
spark plug
center electrode
noble metal
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JP24442395A
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English (en)
Inventor
Minoru Ando
実 安藤
Hiroshi Kato
浩 加藤
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 貴金属部材と電極基材との合金部を発火部に
周設するスパークプラグに用いる中心電極において、火
花ギャップの調整が容易である中心電極の提供。 【解決手段】 先端30外周に台形溝を周設した電極基
材の、前記台形溝に白金リングを環装した後、YAGレ
ーザーを照射し、白金リングを電極基材に溶融接合して
製造するスパークプラグAの中心電極3において、合金
部31の表面を、転造加工等により平らに矯正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、貴金属部材と電極
基材との合金部を発火部に周設したスパークプラグの中
心電極、その中心電極の製造方法、及びその中心電極を
用いたスパークプラグに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、発火部となる部分に貴金属を
溶着する事により耐火花消耗性の向上を図る技術が知ら
れており、この中心電極は、ヘッダー成形工程(図2参
照)、溝加工工程(図3参照)、及び貴金属ワイヤ装着
・レーザー照射工程(図4参照)を経て製造され、図7
に示す多極スパークプラグJとして組み付けられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】レーザービームを照射
して、貴金属リングを電極基材に溶融接合すると、図7
に示す様に合金部の表面は凸凹になり、以下に示す課題
が生じる。合金部の表面(中心電極の発火部)が凸凹
(凸凹間の高さは最大0.05mm)を生じている。
【0004】以下の理由により、外側電極との間の火花
放電ギャップGの調整に時間と手間がかかる。凸凹間の
高さは最大0.05mmである。この為、火花放電ギャ
ップGの寸法を0.8mm(公差下限−0mm〜公差上
限+0.1mm)に管理する場合、発火面と凹部の寸法
Gaは最大でも0.9mm(公差上限)にする必要があ
り、この時の発火面と凸部の寸法Gbは0.85mmで
ある。又、発火面と凸部の寸法Gbは最小でも0.8m
m(公差下限)にする必要があり、この時の発火面と凹
部の寸法Gaは0.85mmである。従って、発火面と
凸部の寸法Gbが0.8mm〜0.85mmの間になる
様に火花放電ギャップGを調整(外側電極の脚部の内方
への傾斜角を調整)する必要がある。
【0005】本発明の目的は、貴金属部材と電極基材と
の合金部を発火部に周設するスパークプラグに用いる中
心電極において、火花放電ギャップの調整が容易である
中心電極の提供及びその中心電極の製造方法、並びに火
花放電ギャップの調整が容易なスパークプラグの提供に
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明は、以下の構成を採用した。 (1)先端外周に溝を周設した棒状の電極基材の、前記
溝に貴金属部材を環装し、レーザービームを照射し、前
記貴金属部材を前記電極基材に溶融接合して製造するス
パークプラグの中心電極において、前記貴金属部材と前
記電極基材との溶融接合部の表面を平らに矯正する。
【0007】(2)上記(1) の溶融接合部の矯正は、転
造加工、スエージャー加工、表面切削加工、表面研磨加
工、金型によるプレス成形で行う。 (3)上記(1) 又は(2) の中心電極を用い、前記溶融接
合部に対して、外側電極の発火面を対向配置した。
【0008】(4)先端外周に溝を周設した棒状の電極
基材の、前記溝に貴金属部材を環装し、レーザービーム
を照射して、前記貴金属部材を前記電極基材に溶融接合
し、前記貴金属部材と前記電極基材との溶融接合部の表
面を、転造加工、スエージャー加工、表面切削加工、表
面研磨加工、金型によるプレス成形の方法により矯正す
る。
【0009】
【作用および発明の効果】
〔請求項1について〕先端外周に溝を周設した棒状の電
極基材の、上記溝に貴金属部材を環装し、レーザービー
ムを照射し、貴金属部材を電極基材に溶融接合して製造
したスパークプラグの中心電極では、貴金属部材と電極
基材との溶融接合部の表面が凸凹となるので、溶融接合
部の表面を平らに矯正する。
【0010】貴金属部材と電極基材との溶融接合部の表
面が平らになるので、この中心電極を用いてスパークプ
ラグを製造する場合、外側電極と中心電極間の火花放電
ギャップの調整が容易となり、調整に時間や手間がかか
らない。
【0011】〔請求項2について〕先端外周に溝を周設
した棒状の電極基材の、上記溝に貴金属部材を環装し、
レーザービームを照射し、貴金属部材を電極基材に溶融
接合して製造したスパークプラグの中心電極では、貴金
属部材と電極基材との溶融接合部の表面が凸凹となるの
で、転造加工、スエージャー加工、表面切削加工、表面
研磨加工、金型によるプレス成形等で溶融接合部の表面
を平らに矯正する。
【0012】貴金属部材と電極基材との溶融接合部の表
面が平らになるので、この中心電極を用いてスパークプ
ラグを製造する場合、外側電極と中心電極間の火花放電
ギャップの調整が容易となり、調整に時間や手間がかか
らない。
【0013】〔請求項3について〕貴金属部材と電極基
材との溶融接合部の表面が平らであるので、外側電極と
中心電極間の火花放電ギャップの調整が容易であり、調
整に時間や手間がかからない。又、火花が集中する事を
防止できる為、着火性のバラツキを抑え、火花消耗を抑
える事ができる。
【0014】〔請求項4について〕先端外周に溝を周設
した棒状の電極基材の、上記溝に貴金属部材を環装し、
レーザービームを照射し、貴金属部材を電極基材に溶融
接合して製造し、転造加工、スエージャー加工、表面切
削加工、表面研磨加工、金型によるプレス成形等で溶融
接合部の表面を平らに矯正する製造方法で中心電極を製
造すると、貴金属部材と電極基材との溶融接合部の表面
を平らにする事ができる。
【0015】この中心電極を用いてスパークプラグを製
造すれば、外側電極- 中心電極間の火花放電ギャップの
調整が容易となり、調整に時間や手間がかからない。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の第1実施例を図1〜図5
に基づいて説明する。スパークプラグAは、筒状の主体
金具1と、主体金具1内に嵌め込まれて固定される軸孔
21付の絶縁碍子2と、先端面22から突出状態に軸孔
21内に固定される中心電極3とを具備し、火花放電ギ
ャップG(0.8mm)中で気中放電する。
【0017】主体金具1は、低炭素鋼で製造され、先端
面11に、外側電極12、12、12を溶接している。
又、主体金具1の先端外周にはネジ13が螺刻され、ガ
スケットを介して内燃機関のシリンダヘッド(何れも図
示せず)に装着される。
【0018】略L字状を呈する外側電極12は、放電面
121が中心電極3の先端30と対向配置され、良熱伝
導性の銅を封入したニッケル合金材(本実施例ではイン
コネル600 )で形成されている。
【0019】絶縁碍子2は、アルミナを主体とするセラ
ミックで製造され、パッキン(図示せず)を介して座面
を主体金具1の段部に係止し、主体金具1の六角頭部
(図示せず)を加締める事により、開口14から先端が
突出する様に主体金具1内に固定される。
【0020】中心電極3(外径2mm)は、良熱伝導性
の銅を内部に封入したニッケル合金材(本実施例ではイ
ンコネル600 )で製造され、先端付近の外周には、白金
とニッケル合金材とを溶融凝固させた合金部31を中心
電極周壁32と面一に形成している。
【0021】つぎに、中心電極3の製造方法を、図2〜
図5に基づいて説明する。 (1) 図2に示す様に、公知の方法により電極基材4を製
造する(ヘッダー成形工程)。 (2) 図3に示す様に、突条51を有する転造ダイス5、
5を同一方向に回転させながら、回転自在に支持した電
極基材4に押し付け、先端付近の所定位置に台形溝41
を周設する(溝加工工程)。
【0022】(3) 図4の(a)に示す様に、電極基材4
の先端方向から白金リング6を嵌め込み、図4の(b)
に示す様に、白金リング6を溝底部411位置に位置決
めした後、白金リング6を加締める(貴金属ワイヤ装着
工程)。尚、白金リング6は、長さが溝底部411の外
周に略等しい白金ワイヤー(線径0.35mm)をリン
グ状にしたものである。又、合金部31を平らに矯正す
る関係上、白金リング6の体積は、台形溝41の容積よ
り若干大きい。
【0023】(4) 図4の(c)に示す様に、電極基材4
を(5/6)π・rad/秒で回転させながら、パルス
幅2mS、7.5J、5ppsのYAGレーザーHを白
金リング6の表面外周に対して略直角方向から48発、
照射する。これにより、図4の(d)に示す様に、YA
GレーザーHが白金リング6及び電極基材4を溶融する
ので、白金が電極基材4に溶け込み、合金部31が形成
される(レーザー照射工程)。尚、この状態では、合金
部31の表面は凸凹(凸凹間の高さは最大0.05m
m)である(図7参照)。
【0024】(5) 図5に示す様に、転造ダイス7、7を
同一方向に回転させながら、回転自在に支持した電極基
材4に押し付け、合金部31の表面を平ら(中心電極周
壁32と面一)に矯正し、中心電極3が完成する(表面
矯正工程)。この中心電極3を組み付けると、図1のス
パークプラグAとなる。尚、転造は、平ダイスや、セグ
メントと丸ダイスで行っても良い。
【0025】つぎに、本実施例の利点を述べる。 〔あ〕この中心電極3を用いて製造したスパークプラグ
Aは、合金部31の表面が平らであるので、放電面12
1- 中心電極3間の火花放電ギャップGの調整が簡単で
あり、外側電極12の溶接に時間や手間がかからない。
【0026】〔い〕白金リング6の容積は、台形溝41
の容積より若干大きく設定してあるので、転造ダイス
6、6により、合金部31の表面を平らに矯正する際、
合金部31の外周と電極基材4の外周とを面一にする事
ができる。
【0027】〔う〕転造ダイス6、6により、合金部3
1の表面を平らに矯正する構成であるので、中心電極3
の変形が少ない。
【0028】つぎに、本発明の第2〜第6実施例を、図
6に基づいて説明する。尚、何れのスパークプラグも、
合金部31が平らに矯正されている。図6の(イ)に示
す二極スパークプラグは、合金部31を、外側電極12
の発火面に対向する部分の、中心電極3の先端30外周
に形成している。
【0029】図6の(ロ)に示すものは、高さの異なる
二つの外側電極12、12bを有する二極スパークプラ
グであり、外側電極12の発火面に対向する先端30に
合金部31を形成し、外側電極12bの発火面に対向す
る中心電極3の先端面にも合金部33を形成している。
図6の(ハ)に示すスパークプラグは、外側電極12が
一本のものである。
【0030】図6の(ニ)に示すセミ沿面スパークプラ
グは、外側電極12を主体金具1の先端に、環状に一体
形成するとともに、合金部31を中心電極3の先端30
に形成している。図6の(ホ)に示す二極スパークプラ
グは、外側電極12cの先端を軸方向に延出させてお
り、合金部31を、中心電極3の先端端面に位置する様
に中心電極3の先端30を除去している。これら(イ)
〜(ホ)に示す形状のスパークプラグであっても、上記
〔あ〕〜〔う〕に準じた効果を奏する。
【0031】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。 a.電極基材は他のニッケル合金(例えば、純ニッケ
ル、ニッケル- マンガン-シリコン- クロム合金等)で
も良く、又、貴金属部材は白金リング6以外に、イリジ
ウム、白金- イリジウム合金、貴金属- ニッケル合金等
でも良い。
【0032】b.貴金属部材の環装方法は、リング形状
のものを溝に嵌め込む以外に、ワイヤー状の貴金属線の
先端を溝に電気溶接により仮止めした後に巻装し、切断
して溝に環装させても良い。
【0033】c.溶融接合部(合金部31)の矯正方法
は、転造加工以外に、スエージャー加工、表面切削加
工、表面研磨加工、金型によるプレス成形等で行っても
良い。 d.先端外周に形成する溝は、転造加工以外に、切削加
工や、複数個の金型を集結させプレスによる冷間加工等
で行っても良い。
【0034】e.電極基材を回転する構成以外に、レー
ザー発生装置側を回転する構成であっても良い。又、電
極基材を囲繞する様に複数のレーザー発生装置を配置し
て、貴金属合金部を形成しても良く、この場合には、電
極基材等の回転や回動操作を省く事もできる。更に、レ
ーザーは、YAGレーザー以外に、CO2 レーザー、エ
キシマレーザー等であっても良い。
【0035】f.溶融接合前における貴金属線の断面
は、円以外に、長方形、正方形、三角形等でも良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るスパークプラグの斜
視図(a)、及び断面図(b)である。
【図2】そのスパークプラグの中心電極製造に係るヘッ
ダ成形の工程図である。
【図3】そのスパークプラグの中心電極製造に係る溝加
工の説明図である。
【図4】そのスパークプラグの中心電極製造に係る、貴
金属ワイヤ装着・レーザー照射工程の説明図である。
【図5】そのスパークプラグの中心電極製造に係る転造
加工の説明図である。
【図6】本発明の第2実施例〜第6実施例に係るスパー
クプラグの斜視図である。
【図7】従来技術に係るスパークプラグの斜視図
(a)、及び断面図(b)である。
【符号の説明】
3 中心電極 4 電極基材 5 白金リング(貴金属部材) 12 外側電極 31 合金部(溶融接合部) 41 台形溝(溝) 121 放電面(発火面) A スパークプラグ H YAGレーザー(レーザービーム)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端外周に溝を周設した棒状の電極基材
    の、前記溝に貴金属部材を環装し、 レーザービームを照射し、前記貴金属部材を前記電極基
    材に溶融接合して製造するスパークプラグの中心電極に
    おいて、 前記貴金属部材と前記電極基材との溶融接合部の表面を
    平らに矯正する事を特徴とするスパークプラグの中心電
    極。
  2. 【請求項2】 前記溶融接合部の矯正は、 転造加工、スエージャー加工、表面切削加工、表面研磨
    加工、金型によるプレス成形で行う事を特徴とする請求
    項1記載のスパークプラグの中心電極。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の中心電極を
    用い、 前記溶融接合部に対して、外側電極の発火面を対向配置
    したスパークプラグ。
  4. 【請求項4】 先端外周に溝を周設した棒状の電極基材
    の、前記溝に貴金属部材を環装し、 レーザービームを照射して、前記貴金属部材を前記電極
    基材に溶融接合し、 前記貴金属部材と前記電極基材との溶融接合部の表面
    を、 転造加工、スエージャー加工、表面切削加工、表面研磨
    加工、金型によるプレス成形等の方法により矯正する、
    スパークプラグ用中心電極の製造方法。
JP24442395A 1995-09-22 1995-09-22 スパークプラグの中心電極 Pending JPH0992433A (ja)

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