JPH1055874A - 多極スパークプラグの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貴金属を外側電極の前端面に正確に配設でき
る、外側電極に貴金属を配設した多極スパークプラグの
製造方法の提供。 【解決手段】 多極スパークプラグは、主体金具１の金
具先端面１１に外側電極基材４０１、４０１を溶接する
溶接工程と、外側電極を略Ｌ字状に塑性変形させる曲げ
工程と、貴金属チップを前端面４２に溶接する貴金属溶
接工程と、溶接された貴金属チップの中央部を打ち抜く
打抜き工程とを経て製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外側電極に貴金属
を配設した多極スパークプラグの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】外側電極に貴金属を配設した多極スパー
クプラグは、従来より、以下に示す方法で製造されてい
る（図１０参照）。筒状主体金具の金具先端面に外側電
極基材を溶接する。各外側電極基材を塑性変形させる
｛工程(a) ｝。各外側電極基材の先部を打ち抜き外側電
極とする｛工程(b) ｝。各外側電極の先端に板状の貴金
属を溶接する｛工程(c) ｝。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術は、以
下に示す課題を有する。 (1) 貴金属を溶接する際、貴金属の位置決めを精度良く
行う必要がある。尚、溶接の際に貴金属が位置ズレする
とスパークギャップ長がバラつく。 (2) 外側電極の数だけ貴金属を溶接する必要があり、手
間がかかる。

【０００４】本発明の目的は、貴金属を外側電極の前端
面に正確に位置決めできる、外側電極に貴金属を配設し
た多極スパークプラグの製造方法にある。

【０００５】

【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）多極スパークプラグの製造方法は、筒状主体金具
の金具先端面に複数の外側電極基材を溶接する電極溶接
工程と、外側電極の曲げ形状に対応する成形面を有する
曲げ型の前記成形面に、各外側電極基材を押し当てて内
方向に塑性変形させる曲げ工程と、各先端面による隙間
を跨ぎ、全ての外側電極基材の前端面に一端面が接合す
る様に貴金属を溶接する貴金属溶接工程と、前記貴金属
の中央部及び各外側電極基材の先部を打ち抜く打抜き工
程とを有する。

【０００６】（２）多極スパークプラグの製造方法は、
筒状主体金具の金具先端面に複数の外側電極基材を溶接
する電極溶接工程と、外側電極の曲げ形状に対応する成
形面を有する曲げ型の前記成形面に、各外側電極基材を
押し当てて内方向に塑性変形させる曲げ工程と、各外側
電極基材の先部を打ち抜く電極打抜き工程と、打ち抜き
により形成された隙間を跨ぎ、打ち抜かれた全ての外側
電極基材の前端面に一端面が接合する様に貴金属を溶接
する貴金属溶接工程と、前記貴金属の中央部を打ち抜く
貴金属打抜き工程とを有する。

【０００７】（３）上記（１）又は（２）の構成を有
し、前記外側電極基材は、二つであり、対向状態に前記
金具先端面に溶接され、前記貴金属は、帯状であり、打
ち抜き前の外側電極基材の前端面、又は打ち抜き後の外
側電極基材の前端面に抵抗溶接される。

【０００８】

【作用および発明の効果】

〔請求項１について〕筒状主体金具の金具先端面に複数
の外側電極基材を溶接する。外側電極の曲げ形状に対応
する成形面を有する曲げ型の成形面に、各外側電極基材
を押し当てて内方向に塑性変形させる。各先端面による
隙間を跨ぎ、全ての外側電極基材の前端面に貴金属の一
端面が接合する様に貴金属を溶接する。貴金属の中央部
及び各外側電極基材の先部を打ち抜く。これにより、貴
金属及び外側電極基材の先端面（発火面）が面一にな
り、貴金属が正確に外側電極に位置決めされる。外側電
極基材の前端面への貴金属の溶接作業が一回で済むとと
もに、貴金属の溶接の際に高い位置決め精度を必要とし
ない。

【０００９】〔請求項２について〕筒状主体金具の金具
先端面に複数の外側電極基材を溶接する。外側電極の曲
げ形状に対応する成形面を有する曲げ型の成形面に、各
外側電極基材を押し当てて内方向に塑性変形させる。各
外側電極基材の先部を打ち抜く。打ち抜きにより形成さ
れた隙間を跨ぎ、全ての外側電極基材の前端面に一端面
が接合する様に貴金属を溶接する。

【００１０】貴金属の中央部を打ち抜く。これにより、
外側電極の先端面（発火面）から貴金属が突出する部分
の寸法が正確に定まるとともに、貴金属の先端面（発火
面）が外側電極に正確に位置決めされる。打ち抜かれた
外側電極基材の前端面への貴金属の溶接作業が一回で済
むとともに、貴金属の溶接の際に高い位置決め精度を必
要としない。外側電極の先端面（発火面）から貴金属が
突出する為、着火性が向上する。

【００１１】〔請求項３について〕二つの外側電極基材
は、対向状態に金具先端面に溶接される。帯状の貴金属
は、打ち抜き前の外側電極基材の前端面、又は打ち抜き
後の外側電極基材の前端面に抵抗溶接される。貴金属が
帯状であるので、外側電極に形成する貴金属の量を少な
くすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例（請求項２、
３に対応）を、図１〜図７に基づいて説明する。図１に
示す様に、二極スパークプラグ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、電極先端３１が碍子先端面２２から突
出する様に軸孔２１内に固定される中心電極３と、先端
面４１（放電面）が中心電極３の先端外周面３１１と対
向する様に、屈曲して金具先端面１１に突設される外側
電極４、４とを備える。

【００１３】主体金具１は、低炭素鋼で製造され、外側
電極４、４を金具先端面１１に溶接している。又、主体
金具１の先端外周にはネジ１２が螺刻され、ガスケット
（図示せず）を介して内燃機関のシリンダヘッド（図示
せず）に装着される。

【００１４】外側電極４は、先端がＬ字状に屈曲し、ニ
ッケル合金材又はニッケル合金材の内部に良熱伝導性の
銅を封入した複合電極である。外側電極４の先端面４１
は、円弧面状に形成され中心電極３の先端外周面３１１
と同軸的に位置する（図１参照）。外側電極４、４の前
端面（外側面）４２にはＰｔ、Ｐｔ- Ｉｒ合金、Ｉｒ合
金等の貴金属４０が溶接され、該貴金属４０が外側電極
４、４の先端面４１（発火面）から中心電極３方向に若
干、突出している。

【００１５】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（図示せず）に係止し、主体金具１
の上端部（図示せず）を加締める事により、主体金具１
の開口から碍子先端部２３が突出する様に主体金具１内
に固定される。

【００１６】中心電極３は、ニッケル合金材の内部に良
熱伝導性の銅を封入した複合電極であり、本実施例では
外径がφ２．０である。

【００１７】つぎに、二極スパークプラグＡの製造方法
を、図２〜図４の製造工程図｛（α）〜（ε）｝、及び
図６の形状変化図｛（ａ）〜（ｄ）｝に基づいて述べ
る。

【００１８】(1) 低炭素鋼材（炭素含有率数％）に冷間
押し出し等の処理を施し、主体金具（ネジ無し）を製造
する。尚、冷間押し出し成形を行わずに、円柱や多角柱
状の棒材から切削加工を行って主体金具を製造しても良
い。つぎに、ネジ１２に対応する山形を有する丸形ダイ
ス又は平形ダイス（何れも図示せず）を、主体金具（ネ
ジ無し）の外周に押し付けて転がし、ねじ転造を行う。

【００１９】(2) つぎに、外側電極基材４０１、４０１
を、主体金具１の金具先端面１１に、対向状態に、抵抗
溶接等により溶接する｛電極溶接工程；図２の
（α）｝。尚、外側電極基材４０１は、母材のニッケル
にＣｒ、Ｍｎ、Ｓｉを加えたニッケル合金（インコネル
等）である。

【００２０】これを塩酸で洗浄し、水洗いした後、主体
金具１の内周と外周、及び外側電極基材４０１、４０１
に亜鉛メッキを行ない、クロメート処理を施す。更に、
外側電極基材４０１、４０１の先端面に潤滑油を塗布す
る。

【００２１】(3) プレス成形機により外側電極基材４０
１、４０１の成形を行う｛曲げ工程；図２の（β）｝。
プレス成形機は、外側電極４、４の曲げ形状（図１参
照）と逆形状の成形面５０１を有する曲げ型５００、主
体金具１を曲げ型５００に案内するガイド５０２、及び
曲げパンチ５０３等により構成されている。

【００２２】曲げパンチは、主体金具１の連通孔１３を
貫通して外側電極基材４０１、４０１を曲げ型５００の
成形面５０１に押し付けて外側電極基材４０１、４０１
を塑性変形させる。又、曲げパンチ５０３は、主体金具
１の貫通孔１３の係止部１４に当接する肩部５０４、及
び外側電極基材４０１、４０１の曲げ高さ（電極の高
さ）を決める脚部５０５を有する。

【００２３】外側電極基材４０１、４０１（潤滑油が塗
布されている）の先端面を、曲げ型５００の成形面５０
１に接触する様に主体金具１をガイド５０２内に挿入す
ることにより、曲げパンチ５０３が外側電極基材４０
１、４０１を略Ｌ字状に折り曲げる。折り曲げが完了し
た状態を図５及び図６の（ａ）に示す。

【００２４】(4) つぎに、プレス成形機により、外側電
極基材４０１、４０１の先部を打ち抜く｛電極打ち抜き
工程；図２の（γ）｝。主体金具１の外側電極基材４０
１、４０１が打ち抜き型５１０の上端面に接触するよう
にガイド５１２内に挿入し、中心電極３の外径（φ２．
０）より０．２ｍｍ以上大きい隙間直径ｓとなる様に貫
通孔１３内から打ち抜きパンチ５１３の先端部が外側電
極基材４０１、４０１を打ち抜く。打ち抜きが完了した
状態を図６の（ｂ）に示す。

【００２５】プレス成形機は、外側電極基材４０１、４
０１の先端部より打ち抜かれた打ち抜き屑４０２、４０
２を排出する排出孔５１１を有する打ち抜き型５１０、
主体金具１を打ち抜き型５１０に案内するガイド５１
２、及び主体金具１の内側から外側に向かって移動する
打ち抜きパンチ５１３等により構成されている。

【００２６】(5) つぎに、打ち抜きにより形成された隙
間４００を跨ぎ、外側電極４、４の前端面（打ち抜かれ
た外側電極基材４０１、４０１の前端面４２）に貴金属
４０の一端面４０４が接合する様に、後述する溶接機６
により帯状の貴金属チップ４０ａを抵抗溶接する｛貴金
属溶接工程；図３の（δ）｝。

【００２７】溶接機６は、図３に示す様に、主体金具１
の連通孔１３内に嵌め込まれて係止部１４に係止するア
ース電極６１と、プラス電極６２等により構成され、貴
金属４０を外側電極４、４の前端面４２に載置し、アー
ス電極６１- プラス電極６２間に直流を印加した状態
で、プラス電極６２を図示上方から押下させて抵抗溶接
を行う。貴金属チップ４０ａの溶接が完了した状態を図
６の（ｃ）に示す。

【００２８】(6) 主体金具１の外側電極４、４が打ち抜
き型７１０の上端面に接触するようにガイド７１１内に
挿入し、長さｄの打ち抜き部７１２ａが貴金属チップ４
０ａの中央部を打ち抜く｛貴金属打ち抜き工程；図４の
（ε）｝。打ち抜きが完了した状態を図６の（ｄ）、図
７に示す。

【００２９】打ち抜き機７は、貴金属チップ４０ａの打
ち抜き屑４０３を排出する排出孔７１３を有する打ち抜
き型７１０、主体金具１を打ち抜き型７１０に案内する
ガイド７１１、及び主体金具１の内側から外側に向かっ
て移動する打ち抜き部７１２ａを有する四角柱状の打ち
抜きパンチ７１２等により構成されている。

【００３０】中心電極３をガラスシールにより挿設した
絶縁碍子２を、図７に示す主体金具１の貫通孔１３内に
嵌め込んで固定すると、図１に示すスパークプラグＡが
完成する。

【００３１】本実施例のスパークプラグＡは、隙間４０
０を跨いで外側電極４、４の前端面４２に貴金属チップ
４０ａを抵抗溶接し、打ち抜きパンチ７１２で貴金属チ
ップ４０ａの中央部を打ち抜く構成である。この為、以
下の利点を有する。

【００３２】外側電極４、４の先端面４１（発火面）か
ら貴金属４０が突出する部分の寸法が正確に定まる。こ
れにより、貴金属４０の先端面４１（発火面）- 中心電
極３の先端外周面３１１間の間隙ｋを正確に形成でき
る。

【００３３】又、主体金具１の係止部１４から貴金属４
０の前端面までの寸法が正確に規定されるため、絶縁碍
子２から突出する中心電極３の電極先端３１の先端面と
の間の寸法が一定となり着火性が安定する。

【００３４】外側電極４への貴金属チップ４０ａの溶接
作業が一回で済むとともに、貴金属チップ４０ａの溶接
の際に高い位置決め精度を必要としない。外側電極４の
先端面４１（発火面）から貴金属４０が突出する為、着
火性が向上する。溶接する貴金属チップ４０ａが帯状で
あるので、外側電極４に貴金属４０を形成する為の貴金
属量を少なくすることができる。

【００３５】つぎに、本発明の第２実施例（請求項１、
２に対応）を、図８、図９に基づいて説明する。二極ス
パークプラグＢは、以下の点が二極スパークプラグＡと
異なる。

【００３６】外側電極４、４の前端面４２に溶接される
貴金属４０の先端面は円弧状に形成され、外側電極４の
先端面４１（放電面）と面一に打ち抜かれ、先端外周面
３１１と同軸的に位置する（図８参照）。

【００３７】つぎに、二極スパークプラグＢの製造方法
を、図９の製造工程図｛(a) 〜(c)｝ととともに述べ
る。二極スパークプラグＡの製造と同様、上記(1) 〜
(3) の工程を実施する。外側電極基材４０１、４０１の
曲げが完了した状態を図９の（ａ）に示す。

【００３８】つぎに、各先端面による隙間４００を跨
ぎ、外側電極基材４０１、４０１の前端面に貴金属チッ
プ４０ａの一端面４０４が接合する様に、図３に準じた
溶接機により帯状の貴金属チップ４０ａを抵抗溶接す
る。貴金属チップ４０ａが溶接された状態を図９の
（ｂ）に示す。

【００３９】図４に準じた打ち抜き機により、貴金属チ
ップ４０ａの中央部及び外側電極基材４０１、４０１の
先部を打ち抜く。尚、この打ち抜きに用いる打ち抜き機
の打ち抜きパンチの打ち抜き部は、断面が円弧状であ
る。打ち抜きが完了した状態を図９の（ｃ）に示す。

【００４０】本実施例のスパークプラグＢは、隙間４０
０を跨いで外側電極４、４の前端面４２に貴金属チップ
４０ａを抵抗溶接し、打ち抜きパンチで、貴金属チップ
４０ａの中央部及び側方電極元材４０１、４０１の先部
を打ち抜く構成である。この為、以下の利点を有する。

【００４１】貴金属４０の先端面，及び外側電極４、４
の先端面４１（発火面）が面一になり、貴金属４０が正
確に外側電極４、４に位置決めされる。外側電極基材４
０１の前端面４２への貴金属チップ４０ａの溶接作業が
一回で済むとともに、貴金属チップ４０ａの溶接の際に
高い位置決め精度を必要としない。

【００４２】本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施
態様を含む。 ａ．金具先端面１１に突設される外側電極４の数は、二
個以上であっても良い。 ｂ．貴金属４０の先端面４１や、外側電極基材４０１、
４０１の先端面のカット形状は、その他、Ｖ字状、Ｕ字
状、波形状、平坦面でも良い。 ｃ．外側電極の横断面は、方形、円形、台形、多角形状
であっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る二極スパークプラグ
の正面図（上）、及び上面図（下）である。

【図２】その二極スパークプラグの製造工程を示す製造
工程図｛（α）〜（γ）｝である。

【図３】その二極スパークプラグの製造工程を示す製造
工程図（δ）である。

【図４】その二極スパークプラグの製造工程を示す製造
工程図（ε）である。

【図５】その二極スパークプラグの製造において、曲げ
工程終了時点の主体金具の断面図である。

【図６】その二極スパークプラグの製造工程中の形状の
変化を示す形状変化図である。

【図７】その二極スパークプラグの製造において、貴金
属打ち抜き工程の完了時の主体金具の斜視図である。

【図８】本発明の第２実施例に係る二極スパークプラグ
の正面図（上）、及び上面図（下）である。

【図９】その二極スパークプラグの製造工程中の形状の
変化を示す形状変化図である。

【図１０】従来技術に係る二極スパークプラグの製造工
程中の形状の変化を示す形状変化図である。

【符号の説明】

１ 主体金具（筒状主体金具） ２ 絶縁碍子 ３ 中心電極 ４ 外側電極 １１ 金具先端面 ４０ 貴金属 ４０ａ 貴金属チップ（貴金属） ４２ 前端面 ４００ 隙間 ４０１ 外側電極基材 ４０４ 一端面 ５００ 曲げ型 ５０１ 成形面 Ａ、Ｂ 二極スパーププラグ（多極スパークプラグ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状主体金具の金具先端面に複数の外側
   電極基材を溶接する電極溶接工程と、 外側電極の曲げ形状に対応する成形面を有する曲げ型の
   前記成形面に、各外側電極基材を押し当てて内方向に塑
   性変形させる曲げ工程と、 各先端面による隙間を跨ぎ、全ての外側電極基材の前端
   面に一端面が接合する様に貴金属を溶接する貴金属溶接
   工程と、 前記貴金属の中央部及び各外側電極基材の先部を打ち抜
   く打抜き工程とを有する多極スパークプラグの製造方
   法。
2. 【請求項２】 筒状主体金具の金具先端面に複数の外側
   電極基材を溶接する電極溶接工程と、 外側電極の曲げ形状に対応する成形面を有する曲げ型の
   前記成形面に、各外側電極基材を押し当てて内方向に塑
   性変形させる曲げ工程と、 各外側電極基材の先部を打ち抜く電極打抜き工程と、 打ち抜きにより形成された隙間を跨ぎ、打ち抜かれた全
   ての外側電極基材の前端面に一端面が接合する様に貴金
   属を溶接する貴金属溶接工程と、 前記貴金属の中央部を打ち抜く貴金属打抜き工程とを有
   する多極スパークプラグの製造方法。
3. 【請求項３】 前記外側電極基材は、二つであり、対向
   状態に前記金具先端面に溶接され、 前記貴金属は、帯状であり、打ち抜き前の外側電極基材
   の前端面、又は打ち抜き後の外側電極基材の前端面に抵
   抗溶接される請求項１又は請求項２記載の多極スパーク
   プラグの製造方法。