JP2001043955A - Manufacture of spark plug - Google Patents
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- JP2001043955A JP2001043955A JP11217970A JP21797099A JP2001043955A JP 2001043955 A JP2001043955 A JP 2001043955A JP 11217970 A JP11217970 A JP 11217970A JP 21797099 A JP21797099 A JP 21797099A JP 2001043955 A JP2001043955 A JP 2001043955A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はスパークプラグの製
造方法に関する。[0001] The present invention relates to a method for manufacturing a spark plug.
【0002】[0002]
【従来の技術】内燃機関の点火用に使用されるスパーク
プラグにおいては、近年、耐火花消耗性向上のために、
電極の先端にPtやIr等を主体とする貴金属チップを
溶接して貴金属発火部を形成したタイプのものが使用さ
れている。例えば中心電極の先端面に貴金属チップを接
合する場合、その製造方法として、円板状又は円柱状の
貴金属チップを中心電極先端に重ね合わせ、中心電極を
回転させながら重ね合せ面の外周に沿ってレーザー光を
照射することにより、レーザー溶接部を形成する方法が
提案されている(例えば、特開平6−45050号、特
開平10−112374号の各公報)。2. Description of the Related Art In recent years, spark plugs used for ignition of an internal combustion engine have been developed to improve spark wear resistance.
A type in which a noble metal firing portion is formed by welding a noble metal tip mainly composed of Pt, Ir, or the like to the tip of the electrode is used. For example, when joining the noble metal tip to the tip surface of the center electrode, as a manufacturing method, a disk-shaped or columnar noble metal tip is overlapped on the tip of the center electrode, and along the outer periphery of the overlapping surface while rotating the center electrode. A method of forming a laser welded portion by irradiating a laser beam has been proposed (for example, JP-A-6-45050 and JP-A-10-112374).
【0003】中心電極の先端面に貴金属チップを接合す
る場合、従来の製造方法の一例を図9に示す。Ni又は
Feを主成分とする耐熱合金によって、中心部の芯体3
1’を覆うように形成された電極母材32’の先端面
に、PtやIr等を主成分とする円板状又は円柱状の貴
金属チップ33’を重ね合わせる。そして、電極母材3
2’と貴金属チップ33’とを回転させながら貴金属チ
ップ33’と電極母材32’との境界位置に向けてレー
ザー光源LからレーザービームLBを照射する。これに
より、貴金属チップ33’と電極母材32’とが溶融・
凝固し、この両者に跨ってレーザー溶接部B’が形成さ
れ、貴金属発火部33a’を有する中心電極3’が得ら
れる。貴金属チップ33’と電極母材32’とが均一に
溶け合っていると、レーザー溶接部B’における熱膨張
率等の物理特性は両者の中間の性質を示す。FIG. 9 shows an example of a conventional manufacturing method when a noble metal tip is joined to the front end face of a center electrode. The core 3 at the center is made of a heat-resistant alloy containing Ni or Fe as a main component.
A disc-shaped or column-shaped noble metal tip 33 'mainly composed of Pt, Ir, or the like is superimposed on a tip end surface of an electrode base material 32' formed so as to cover 1 '. And the electrode base material 3
A laser beam LB is emitted from the laser light source L toward a boundary position between the noble metal tip 33 'and the electrode base material 32' while rotating the 2 'and the noble metal tip 33'. As a result, the noble metal tip 33 'and the electrode base material 32' melt and
Solidification is performed, and a laser welded portion B 'is formed straddling both of them to obtain a center electrode 3' having a noble metal firing portion 33a '. When the noble metal tip 33 'and the electrode base material 32' are uniformly melted, the physical properties such as the coefficient of thermal expansion in the laser welded portion B 'show an intermediate property between the two.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザー溶
接により溶接部を形成する場合、レーザー溶接部の成分
は、貴金属チップ33’と電極母剤32’とが混ざり合
って合金化してはいるものの、貴金属チップ33’又は
電極母材32’とレーザー溶接部B’との間の境界付近
は成分分布が急峻に変化し、不連続となっている。熱膨
張率は一般に、貴金属チップ33’>レーザー溶接部
B’>電極母材32’であり、特に上記の境界付近で
は、成分分布に対応して熱膨張率も急峻に変化するか
ら、発生する熱応力も不連続となる。このような状況下
において、内燃機関のように冷熱サイクルに繰り返し晒
されると、熱収縮率の違いにより上記境界にクラック
K’が発生する恐れがある。クラックK’が成長すると
貴金属チップ33’が電極母材32’から脱落する場合
もある。By the way, when a weld is formed by laser welding, the components of the laser weld are alloyed by mixing the noble metal tip 33 'and the electrode base material 32'. In the vicinity of the boundary between the noble metal tip 33 'or the electrode base material 32' and the laser welded part B ', the component distribution changes sharply and becomes discontinuous. In general, the coefficient of thermal expansion is such that the noble metal tip 33 '> laser welded part B'> electrode base material 32 ', and especially near the above-mentioned boundary, the coefficient of thermal expansion sharply changes in accordance with the component distribution. Thermal stress also becomes discontinuous. In such a situation, when repeatedly exposed to a cooling and heating cycle as in an internal combustion engine, a crack K 'may be generated at the boundary due to a difference in thermal shrinkage. When the crack K 'grows, the noble metal tip 33' may fall off from the electrode base material 32 '.
【0005】例えば、レーザー溶接部B’が電極母材3
2’の中心にまで達し、貴金属チップ33’をすべて溶
融して径方向中央部に未溶接領域を残さないときは、レ
ーザー溶接部B’のビードの幅や深さが大きくなるので
強固な溶着力が得られる。その反面、この構成では溶接
熱源からの入熱が大きいため、貴金属チップ33’に比
べて熱変化を起こし易い電極母材32’や芯体31’
は、過剰な熱吸収によりブローホールやクラックが発生
し易くなる問題がある。そこで、溶接に要する熱量を抑
えつつ、電極母材32’や芯体31’へ悪影響を及ぼさ
ないよう配慮して、図9の如く電極母材32’の少なく
とも径方向中央部に未溶接領域を残し、貴金属チップ3
3’は溶接接合後も一部が残存しているように溶接する
場合がある。しかし、この場合は、未溶接領域では電極
母材32と貴金属チップ33’とが未接合であるか、又
は精々抵抗溶接による仮止めが行われている程度である
から、貴金属チップ33’又は電極母材32’とレーザ
ー溶接部B’との境界に発生したクラックが未溶接領域
に到達すると、チップの脱落等が非常に起こりやすくな
る問題がある。[0005] For example, when the laser welded portion B 'is the electrode base material 3
When it reaches the center of 2 'and melts all the noble metal tip 33' and does not leave an unwelded area at the center in the radial direction, the bead width and depth of the laser weld B 'becomes large, so strong welding is performed. Power is gained. On the other hand, in this configuration, since the heat input from the welding heat source is large, the electrode base material 32 ′ and the core body 31 ′, which are more susceptible to thermal change than the noble metal tip 33 ′, do.
However, there is a problem that blowholes and cracks are easily generated due to excessive heat absorption. Therefore, while suppressing the amount of heat required for welding and taking care not to adversely affect the electrode base material 32 ′ and the core body 31 ′, as shown in FIG. 9, an unwelded region is formed at least in the radial center of the electrode base material 32 ′. Leave, noble metal tip 3
3 ′ may be welded such that a portion remains after welding. However, in this case, in the unwelded area, the electrode base material 32 and the noble metal tip 33 ′ are not yet joined, or are only temporarily fixed by resistance welding at most, so that the noble metal tip 33 ′ or the electrode When the crack generated at the boundary between the base material 32 'and the laser welded portion B' reaches the unwelded region, there is a problem that the chip is very likely to fall off.
【0006】本発明の課題は、耐消耗性チップ又は電極
母材と溶接部との間の境界付近で成分分布及び熱応力が
不連続となるのを拡散・緩和して、熱収縮率の違いによ
るクラックの発生・成長を抑制できるスパークプラグの
製造方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to disperse and alleviate discontinuity of component distribution and thermal stress near a boundary between a wear-resistant tip or an electrode base material and a welded portion, thereby reducing a difference in thermal shrinkage. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a spark plug which can suppress the generation and growth of cracks caused by cracks.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために本発明のスパークプラグの製造方法の
第一は、中心電極と、その中心電極の先端面に自身の側
面が対向して火花放電ギャップを形成するように配置さ
れた接地電極とを備え、火花放電ギャップに対応する位
置においてそれら中心電極と接地電極との少なくとも一
方の電極母材に、Ir,Rh,Pt,Pd,Ru,R
e,W,Os,Mo,Auのうちの少なくとも1種を主
成分とする耐火花消耗性金属チップ(以下、耐消耗性チ
ップという)をレーザ溶接により接合することにより耐
火花消耗性金属発火部を形成したスパークプラグの製造
方法であって、電極母材の、耐消耗性チップの被溶接部
を耐熱合金にて構成し、耐消耗性チップと被溶接部とに
跨る溶接部をチップ外周面に沿って形成することによ
り、耐消耗性チップを被溶接部に固着した後、焼鈍処理
を施すことを特徴とする。Means for Solving the Problems and Functions / Effects In order to solve the above problems, a first method of manufacturing a spark plug according to the present invention is as follows. And a ground electrode arranged to form a spark discharge gap. Ir, Rh, Pt, Pd, and Pd are applied to at least one of the center electrode and the ground electrode at a position corresponding to the spark discharge gap. Ru, R
e, W, Os, Mo, Au, and a spark-dissipating metal tip (hereinafter, referred to as a depletion-resistant chip) mainly composed of at least one of the following: a laser-welded metal sparking portion. A method for manufacturing a spark plug, comprising: forming a welded portion of a wear-resistant tip of an electrode base material from a heat-resistant alloy; and forming a welded portion extending between the wear-resistant tip and the welded portion on an outer peripheral surface of the tip. Is formed by fixing the wear-resistant chip to the portion to be welded and then performing an annealing process.
【0008】上記の方法では、耐消耗性チップと被溶接
部とに跨る溶接部をチップ外周面に沿って形成した後、
成分拡散及び応力除去を目的として焼鈍処理を施すよう
にしている。これにより、耐消耗性チップ又は電極母材
と溶接部との間の境界付近で成分分布及び熱応力が不連
続となるのを拡散・緩和して、熱収縮率の違いによるク
ラックの発生・成長を抑制できる。[0008] In the above method, after forming a welded portion over the wear-resistant tip and the portion to be welded along the outer peripheral surface of the tip,
Annealing is performed for the purpose of component diffusion and stress removal. As a result, the discontinuity of the component distribution and the thermal stress near the boundary between the wear-resistant tip or electrode base material and the welded portion is diffused and relaxed, and the generation and growth of cracks due to the difference in the thermal shrinkage rate are performed. Can be suppressed.
【0009】また、本発明のスパークプラグの製造方法
の第二は、中心電極と、その中心電極との間に火花放電
ギャップが形成されるよう、該中心電極に対向配置され
る接地電極とを備え、火花放電ギャップに対応する位置
においてそれら中心電極と接地電極との少なくとも一方
に、Ir、Rh、Pt、Pd、Ru、Re、W、Os、
Mo及びAuのいずれかを主成分とする耐火花消耗性金
属被固着部材をレーザー溶接により接合することにより
耐火花消耗性金属発火部を形成したスパークプラグの製
造方法であって、接地電極は、その先端面が中心電極の
側面と対向する形に配置されるものであり、発火部は、
接地電極の先端面の対向位置に対応して、中心電極の外
周に形成されるものであり、中心電極の外周に耐火花消
耗性金属被固着部材を配置し、その状態で該耐火花消耗
性金属被固着部材をレーザー溶接により溶解し、耐火花
消耗性金属発火部を形成した後、焼鈍処理を施すことを
特徴とする。A second aspect of the method for manufacturing a spark plug of the present invention is to form a center electrode and a ground electrode opposed to the center electrode so that a spark discharge gap is formed between the center electrode and the center electrode. At least one of the center electrode and the ground electrode at a position corresponding to the spark discharge gap is provided with Ir, Rh, Pt, Pd, Ru, Re, W, Os,
A method for manufacturing a spark plug in which a spark consumable metal firing portion is formed by joining a spark consumable metal adhered member mainly containing any of Mo and Au by laser welding, wherein a ground electrode is The tip surface is arranged so as to face the side surface of the center electrode.
It is formed on the outer periphery of the center electrode corresponding to the position opposite to the tip end surface of the ground electrode. A spark-absorptive metal-fixed member is arranged on the outer periphery of the center electrode, and the spark-absorptive metal After the metal adhered member is melted by laser welding to form a spark consumable metal ignition portion, an annealing process is performed.
【0010】上記の方法では、中心電極の外周に配置さ
れた耐火花消耗性金属被固着部材をレーザー溶接により
溶解し、外周に耐火花消耗性金属をいわば肉盛溶接する
形で発火部を形成している。換言すれば、肉盛溶接のビ
ード自体が耐火花消耗性金属からなる発火部を形成する
のである。この場合も、耐火花消耗性金属からなる発火
部と電極母材との間の境界付近で成分分布及び熱応力が
不連続となりやすいが、これに焼鈍処理を施すことで成
分拡散が促され、熱応力が不連続となること、ひいては
熱収縮率の違いによるクラックの発生・成長を抑制でき
る。[0010] In the above method, the spark consumable metal adhered member disposed on the outer periphery of the center electrode is melted by laser welding, and the ignition portion is formed on the outer periphery by so-called overlay welding of the spark consumable metal. are doing. In other words, the bead of the overlay welding itself forms an ignition portion made of a spark consumable metal. Also in this case, the component distribution and the thermal stress are likely to be discontinuous in the vicinity of the boundary between the ignition portion made of a spark consumable metal and the electrode base material, but the component diffusion is promoted by performing an annealing treatment on this, The occurrence and growth of cracks due to the discontinuity of the thermal stress and the difference in the thermal shrinkage can be suppressed.
【0011】なお、電極母材は、少なくとも被溶接部と
なる部分をFe又はNiを主体とする耐熱金属で構成で
きる。本明細書において「主成分」とは、最も重量含有
率の高い成分を意味し、必ずしも「50重量%以上を占
める成分」を意味するものではない。In the electrode base material, at least a portion to be welded can be made of a heat-resistant metal mainly composed of Fe or Ni. In the present specification, “main component” means a component having the highest weight content, and does not necessarily mean “a component occupying 50% by weight or more”.
【0012】本発明の焼鈍処理は、800〜1100℃
の温度で行うのがよい。これにより、耐消耗性チップ又
は電極母材と溶接部との間の境界における拡散層の生成
及び熱応力の除去がスムーズに行える。The annealing treatment of the present invention is performed at 800 to 1100 ° C.
Temperature. Thereby, generation of a diffusion layer and removal of thermal stress at the boundary between the wear-resistant tip or the electrode base material and the welded portion can be smoothly performed.
【0013】また、本発明の焼鈍処理は、0.5〜3時
間行うのがよい。これにより、耐消耗性チップ又は電極
母材と溶接部との間の境界における拡散層の生成及び熱
応力の除去が充分に行える。The annealing treatment of the present invention is preferably performed for 0.5 to 3 hours. Thereby, the generation of the diffusion layer and the removal of the thermal stress at the boundary between the wear-resistant tip or the electrode base material and the welded portion can be sufficiently performed.
【0014】さらに本発明の焼鈍処理は、10−5To
rr以下の真空中で行われる。真空炉中で焼鈍処理する
ことで、表面の酸化を防止できる。[0014] Further, the annealing treatment of the present invention is preferably performed by 10 -5 To
It is performed in a vacuum of rr or less. By performing the annealing treatment in a vacuum furnace, oxidation of the surface can be prevented.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図1に示す本発明の一例たるスパー
クプラグ100は、筒状の主体金具1、先端部21が突
出するようにその主体金具1の内側に嵌め込まれた絶縁
体2、先端に形成された耐火花消耗性金属発火部として
の貴金属発火部(以下、単に発火部ともいう)33aを
突出させた状態で絶縁体2の内側に設けられた中心電極
3、及び主体金具1に一端が溶接等により結合されると
ともに他端側が側方に曲げ返されて、その側面が中心電
極3の先端部と対向するように配置された接地電極4等
を備えている。また、接地電極4には上記発火部33a
に対向する、耐火花消耗性金属発火部としての貴金属発
火部(以下、単に発火部ともいう)43aが形成されて
おり、それら発火部33aと、対向する発火部43aと
の間の隙間が火花放電ギャップgとされている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A spark plug 100 as an example of the present invention shown in FIG. 1 has a cylindrical metal shell 1, an insulator 2 fitted inside the metal shell 1 so that a tip 21 protrudes, and a fire-resistant spark formed at the tip. One end is connected to the center electrode 3 provided inside the insulator 2 and the metal shell 1 by welding or the like with a noble metal firing portion (hereinafter simply referred to as a firing portion) 33a as a consumable metal firing portion protruding. And a ground electrode 4 and the like, the other end of which is bent back to the side and the side surface of which is arranged to face the tip of the center electrode 3. In addition, the ground electrode 4 has the above-described firing portion 33a.
A noble metal firing portion (hereinafter, also simply referred to as a firing portion) 43a as a spark-resistant consumable metal firing portion is formed, and a gap between the firing portion 33a and the facing firing portion 43a forms a spark. The discharge gap is g.
【0016】絶縁体2は、例えばアルミナあるいは窒化
アルミニウム等のセラミック焼結体により構成され、そ
の内部には自身の軸方向に沿って中心電極3を嵌め込む
ための孔部6を有している。また、主体金具1は、低炭
素鋼等の金属により円筒状に形成されており、スパーク
プラグ100のハウジングを構成する。そして、その外
周面には、プラグ100を図示しないエンジンブロック
に取り付けるためのねじ部7が形成されている。The insulator 2 is made of, for example, a ceramic sintered body such as alumina or aluminum nitride, and has a hole 6 for fitting the center electrode 3 along its own axial direction. . The metal shell 1 is formed of a metal such as low carbon steel in a cylindrical shape, and forms a housing of the spark plug 100. A screw portion 7 for attaching the plug 100 to an engine block (not shown) is formed on the outer peripheral surface.
【0017】なお、発火部33a及び対向する発火部4
3aのいずれか一方を省略する構成としてもよい。この
場合には、発火部33aと、発火部を有さない接地電極
4の側面との間、又は対向する発火部43aと、発火部
を有さない中心電極3の先端面との間で火花放電ギャッ
プgが形成されることとなる。以下、中心電極3に本発
明に係る発火部33aを設ける場合の実施形態について
説明するが、接地電極4に本発明に係る発火部43aを
設ける場合にも同様に実施できる。The firing portion 33a and the facing firing portion 4
A configuration in which one of 3a is omitted may be adopted. In this case, a spark is generated between the ignition portion 33a and the side surface of the ground electrode 4 having no ignition portion, or between the opposing ignition portion 43a and the tip end surface of the center electrode 3 having no ignition portion. The discharge gap g is formed. Hereinafter, an embodiment in which the ignition portion 33a according to the present invention is provided on the center electrode 3 will be described. However, the same can be applied to a case where the ignition portion 43a according to the present invention is provided on the ground electrode 4.
【0018】中心電極3及び接地電極4の被溶接部とし
て図2(a)では電極部材32の小径部32c、この実
施例では少なくともその表層部としての先端面32d
が、Ni又はFeを主成分とする耐熱合金にて構成され
ている。Ni又はFeを主成分とする耐熱合金として
は、次のようなものが使用可能である。Ni基耐熱合
金:本明細書では、Niを40〜85重量%含有し、残
部の主体が、Cr、Co、Mo、W、Nb、Al、Ti
及びFeの1種又は2種以上からなる耐熱合金を総称す
る。具体的には、次のようなものが使用できる(いずれ
も商品名;なお、合金組成については、文献(改訂3版
金属データブック(丸善);p138)に記載されてい
るので、詳細な説明は行わない):ASTROLOY、CABOT 21
4、D-979、HASTELLOY C22、HASTELLOY C276、HASTELLOY
G30、HASTELLOY S、HASTELLOY X、HAYNES 230、INCONE
L 587、INCONEL 597、INCONEL 600、INCONEL 601、INCO
NEL 617、INCONEL 625、INCONEL 706、INCONEL 718、IN
CONEL X750、KSN、M-252、NIMONIC 75、NIMONIC 80A、N
IMONIC 90、NIMONIC 105、NIMONIC 115、NIMONIC 263、
NIMONIC 942、NIMONIC PE11、NIMONIC PE16、NIMONIC P
K33、PYROMET 860、RENE 41、RENE 95、SSS 113MA、UDI
MET 400、UDIMET 500、UDIMET 520、UDIMET 630、UDIME
T 700、UDIMET 710、UDIMET 720、UNITEP AF2-1 DA6、W
ASPALOY。As shown in FIG. 2A, a small-diameter portion 32c of the electrode member 32 is used as a portion to be welded between the center electrode 3 and the ground electrode 4, and in this embodiment, at least a tip surface 32d as a surface portion thereof.
Are made of a heat-resistant alloy containing Ni or Fe as a main component. The following can be used as the heat-resistant alloy containing Ni or Fe as a main component. Ni-base heat-resistant alloy: In this specification, Ni is contained in an amount of 40 to 85% by weight, and the remainder is mainly composed of Cr, Co, Mo, W, Nb, Al, and Ti.
And a heat-resistant alloy composed of one or more of Fe. Specifically, the following can be used (all are trade names; the alloy composition is described in the literature (Revised 3rd Edition Metal Data Book (Maruzen); p. 138); Not performed): ASTROLOY, CABOT 21
4, D-979, HASTELLOY C22, HASTELLOY C276, HASTELLOY
G30, HASTELLOY S, HASTELLOY X, HAYNES 230, INCONE
L 587, INCONEL 597, INCONEL 600, INCONEL 601, INCO
NEL 617, INCONEL 625, INCONEL 706, INCONEL 718, IN
CONEL X750, KSN, M-252, NIMONIC 75, NIMONIC 80A, N
IMONIC 90, NIMONIC 105, NIMONIC 115, NIMONIC 263,
NIMONIC 942, NIMONIC PE11, NIMONIC PE16, NIMONIC P
K33, PYROMET 860, RENE 41, RENE 95, SSS 113MA, UDI
MET 400, UDIMET 500, UDIMET 520, UDIMET 630, UDIME
T 700, UDIMET 710, UDIMET 720, UNITEP AF2-1 DA6, W
ASPALOY.
【0019】Fe基耐熱合金:本明細書では、Feを
20〜60重量%含有し、残部の主体が、Cr、Co、
Mo、W、Nb、Al、Ti及びNiの1種又は2種以
上からなる耐熱合金を総称する。具体的には、次のよう
なものが使用できる(いずれも商品名;なお、合金組成
については、文献(改訂3版金属データブック(丸
善)、p138)に記載されているので、詳細な説明は
行わない);A-286、ALLOY 901、DISCALOY、HAYNES 55
6、INCOLOY 800、INCOLOY 801、INCOLOY 802、INCOLOY
807、INCOLOY 825、INCOLOY 903、INCOLOY 907、INCOLO
Y 909、N-155、PYROMET CTX-1、PYROMET CTX-3、S-59
0、V-57、PYROMET CTX-1、16-25-6、17-14CuMo、19-9D
L、20-Cb3。Fe-based heat-resistant alloy: In this specification, Fe is contained in an amount of 20 to 60% by weight, and the balance is mainly composed of Cr, Co,
A heat-resistant alloy comprising one or more of Mo, W, Nb, Al, Ti and Ni is generically referred to. Specifically, the following can be used (all are trade names; the alloy composition is described in the literature (Revised 3rd Edition Metal Data Book (Maruzen), p. 138); A-286, ALLOY 901, DISCALOY, HAYNES 55
6, INCOLOY 800, INCOLOY 801, INCOLOY 802, INCOLOY
807, INCOLOY 825, INCOLOY 903, INCOLOY 907, INCOLO
Y 909, N-155, PYROMET CTX-1, PYROMET CTX-3, S-59
0, V-57, PYROMET CTX-1, 16-25-6, 17-14CuMo, 19-9D
L, 20-Cb3.
【0020】一方、上記発火部33a及び対向する発火
部43aは、Ir,Rh,Pt,Pd,Ru,Re,
W,Os,Mo,Auのうちの少なくとも1種を主成分
とする耐火花消耗性金属、この実施例では、Ir又はP
tのいずれかを主成分とする貴金属を主体に構成されて
いる。これらの貴金属の使用により、中心電極の温度が
上昇しやすい環境下においても、発火部の耐消耗性を良
好なものとすることができる。また、上記のような耐熱
合金に対する溶接性も良好である。例えばPtをベース
にした貴金属を使用する場合には、Pt単体の他、Pt
−Ni合金(例えばPt−1〜30重量%Ni合金)、
Pt−Ir合金、Pt−Ir−Ni合金等を好適に使用
できる。また、Irを主成分とするものとしては、Ir
−Pt合金、Ir−Rh合金等を使用できる。On the other hand, the ignition section 33a and the opposing ignition section 43a are formed of Ir, Rh, Pt, Pd, Ru, Re,
Spark consumable metal containing at least one of W, Os, Mo, and Au as a main component, in this embodiment, Ir or P
It is mainly composed of a noble metal containing any one of t as a main component. By using these noble metals, the wear resistance of the ignition portion can be improved even in an environment where the temperature of the center electrode is likely to increase. Further, the weldability to the above-mentioned heat-resistant alloy is also good. For example, when a precious metal based on Pt is used, Pt alone or Pt
-Ni alloy (for example, Pt-1 to 30% by weight Ni alloy),
Pt-Ir alloys, Pt-Ir-Ni alloys and the like can be suitably used. In addition, Ir mainly composed of Ir
-Pt alloy, Ir-Rh alloy, etc. can be used.
【0021】なお、Ir系の貴金属材料を使用する場合
には、元素周期律表の3A族(いわゆる希土類元素)及
び4A族(Ti、Zr、Hf)に属する金属元素の酸化
物(複合酸化物を含む)を0.1〜15重量%の範囲内
で含有させることができる。これにより、Ir成分の酸
化・揮発による消耗を効果的に抑制できる。上記酸化物
としてはY2O3が好適に使用されるが、このほかにも
La2O3、ThO2、ZrO2等を好ましく使用する
ことができる。この場合、金属成分はIr合金のほか、
Ir単体を使用してもよい。When an Ir-based noble metal material is used, an oxide (composite oxide) of a metal element belonging to Group 3A (so-called rare earth element) and Group 4A (Ti, Zr, Hf) of the periodic table of elements is used. ) In the range of 0.1 to 15% by weight. This makes it possible to effectively suppress the consumption of Ir component due to oxidation and volatilization. As the oxide, Y 2 O 3 is preferably used, and in addition, La 2 O 3 , ThO 2 , ZrO 2 and the like can be preferably used. In this case, the metal component is Ir alloy,
Ir alone may be used.
【0022】図2は、この発明に係るスパークプラグの
中心電極側発火部の製造工程を示す。図2(a)におい
て、中心電極3は、Ni又はFeを主成分とする耐熱合
金にて構成される円柱状の電極母材32と、電極母材3
2の中心部に埋め込まれ、Cu又はAgを主成分とする
良熱伝導性金属にて構成される芯体31とを含む。電極
母材32は、大径部32aから縮径部32bを経て先端
側の小径部32cに至るまで連続的に設けられ、切削又
は塑性加工により形成される。小径部32cの先端面3
2dに耐消耗性チップとしての貴金属チップ33を載置
し、小径部32cに貴金属チップ33を溶接接合するこ
とにより耐火花消耗性金属発火部としての貴金属発火部
33aを形成する。FIG. 2 shows a manufacturing process of the spark portion on the center electrode side of the spark plug according to the present invention. In FIG. 2A, a center electrode 3 includes a columnar electrode base material 32 made of a heat-resistant alloy containing Ni or Fe as a main component and an electrode base material 3
2 embedded in a central portion of the core 2 and made of a good heat conductive metal containing Cu or Ag as a main component. The electrode base material 32 is continuously provided from the large-diameter portion 32a to the small-diameter portion 32c on the distal end side via the reduced-diameter portion 32b, and is formed by cutting or plastic working. Tip surface 3 of small diameter portion 32c
A noble metal tip 33 as a wear-resistant tip is placed on 2d, and the noble metal tip 33 is welded to the small diameter portion 32c to form a noble metal firing part 33a as a spark consumable metal firing part.
【0023】次に、貴金属発火部33aを形成するまで
を説明する。図2(b)において、先端面(チップ被固
着面)32dに対し、円板状又は円柱状の貴金属チップ
(耐消耗性チップ)33を重ね合わせて重ね合せ組立体
Aを形成する。なお、貴金属チップ33は、上記発火部
33aを構成する合金組成からなる。また、小径部32
cと貴金属チップ33との重ね合わせの際、先端面32
dに凹部を設けてこの凹部に貴金属チップ33の下面を
載置しても良い。Next, the steps up to the formation of the noble metal firing portion 33a will be described. In FIG. 2B, a disc-shaped or column-shaped noble metal chip (consumable chip) 33 is superimposed on a tip surface (chip-fixed surface) 32d to form a superposition assembly A. In addition, the noble metal tip 33 is made of an alloy composition constituting the ignition portion 33a. In addition, the small diameter portion 32
When the c and the noble metal tip 33 are overlapped, the tip surface 32
A concave portion may be provided in d, and the lower surface of the noble metal tip 33 may be placed in this concave portion.
【0024】図2(c)に示すように、この重ね合せ組
立体Aに対し、レーザー光源Lから発射されるYAG
(イットリウム、アルミニウム、ガーネット)レーザー
ビームLBを、貴金属チップ33と小径部32cとの境
界位置に向けて略水平方向に間欠的に照射する。このと
き、中心電極3を所定方向に回転させてその照射面が互
いに重なる間隔で全周にわたって照射が行われる。これ
によって、重ね合せ組立体Aを構成する貴金属チップ3
3及び小径部32cに跨る全周レーザー溶接部(全周溶
接部)Bが外周面に沿って形成され、貴金属チップ33
は先端面32dに固着される。このとき全周レーザー溶
接部Bでは、電極母材32と貴金属チップ33の各成分
が溶融・凝固した状態にある。As shown in FIG. 2C, a YAG beam emitted from a laser light source L
(Yttrium, aluminum, garnet) The laser beam LB is intermittently applied in a substantially horizontal direction toward a boundary position between the noble metal tip 33 and the small diameter portion 32c. At this time, the center electrode 3 is rotated in a predetermined direction, and irradiation is performed over the entire circumference at intervals where the irradiation surfaces overlap each other. As a result, the noble metal tip 3 constituting the superposition assembly A
3 and a small-diameter portion 32c, a full-circle laser weld (full-circle weld) B is formed along the outer peripheral surface, and the noble metal tip 33 is formed.
Is fixed to the tip surface 32d. At this time, the components of the electrode base material 32 and the noble metal tip 33 are in a state of being melted and solidified in the entire circumference laser welded portion B.
【0025】レーザービームLBに関して、電子ビーム
等他の手段を採用しても良く、照射方向は、電極母材3
2及び貴金属チップ33の形状等によっては、図2
(c)の斜め上方から斜め下方へ向かうように設定して
も良い。中心電極3の回転に加えて、または、中心電極
3の回転に代えて、レーザー光源Lを中心電極3とは逆
方向に回転させることも可能である。さらに、レーザー
光源Lを複数設けても差し支えない。For the laser beam LB, other means such as an electron beam may be employed.
2 and the shape of the noble metal tip 33, FIG.
(C) It may be set so as to go from obliquely upward to obliquely downward. In addition to or instead of rotation of the center electrode 3, the laser light source L can be rotated in a direction opposite to that of the center electrode 3. Further, a plurality of laser light sources L may be provided.
【0026】次に、レーザー溶接を終えた重ね合せ組立
体A(中心電極3)に対して、焼鈍処理を施す。図2
(d)に示すように、ヒータ51と真空ポンプ52とを
備えた真空加熱炉中にレーザー溶接を終えた中心電極3
を収容する。10-5Torr以下の真空中で、950±
50℃に2時間加熱し、その後徐冷して、成分拡散(拡
散層の形成)と応力除去(熱応力の緩和)を目的とする
焼鈍処理を完了する。貴金属チップ33又は小径部32
c(電極母材32)と全周レーザー溶接部Bとの間の境
界付近に拡散層を生成させて、成分の拡散と熱応力の緩
和を図り、熱収縮率の違いによるクラックの発生を抑制
している。Next, an annealing process is performed on the lap assembly A (center electrode 3) after the laser welding. FIG.
As shown in (d), the center electrode 3 after laser welding is placed in a vacuum heating furnace equipped with a heater 51 and a vacuum pump 52.
To accommodate. 950 ± in a vacuum of 10 −5 Torr or less
After heating at 50 ° C. for 2 hours and then gradually cooling, the annealing treatment for the purpose of component diffusion (formation of a diffusion layer) and stress removal (relaxation of thermal stress) is completed. Noble metal tip 33 or small diameter part 32
By forming a diffusion layer near the boundary between c (electrode base material 32) and the entire circumference laser welded portion B, diffusion of components and relaxation of thermal stress are achieved, and generation of cracks due to differences in thermal shrinkage is suppressed. are doing.
【0027】貴金属チップ33は、所定の組成となるよ
うに各合金成分を配合・溶解することにより得られる溶
解合金を熱間圧延により板状に加工し、その板材を熱間
打抜き加工により所定のチップ形状に打ち抜いて形成し
たものや、合金を熱間圧延又は熱間鍛造により線状ある
いはロッド状の素材に加工した後、これを長さ方向に所
定長に切断して形成したものを使用できる。また、貴金
属チップ33は、所定の組成となるように各金属粉末を
配合して加熱し、粉末粒子を焼結させて、体積収縮を伴
って緻密化した材料によって構成してもよい。The noble metal tip 33 is formed into a plate by hot rolling a molten alloy obtained by blending and melting each alloy component so as to have a predetermined composition, and the plate material is subjected to a predetermined process by hot stamping. The one formed by punching into a chip shape or the one formed by cutting an alloy into a linear or rod-shaped material by hot rolling or hot forging and then cutting it to a predetermined length in a length direction can be used. . Further, the noble metal tip 33 may be made of a material that is prepared by mixing and heating each metal powder so as to have a predetermined composition, sintering the powder particles, and densifying with volume shrinkage.
【0028】また、貴金属チップ33は、溶接接合前
に、先端面32dに固定されている。溶融した合金の凝
固時に貴金属チップ33が位置ズレや偏心等を起こしや
すく、電極が傾いたり(偏心)、レーザービームLBの
照射位置にズレを生じて、全周レーザー溶接部Bの合金
層の均質性が損なわれたりする。そこで、レーザー溶接
前に、貴金属チップ33を抵抗溶接等によって先端面3
2dに仮止めしたり、又はレーザー溶接時に、貴金属チ
ップ33の先端面を押圧して、貴金属チップ33を先端
面32dに保持固定したりして、これらを防止する。The noble metal tip 33 is fixed to the front end face 32d before welding. When the molten alloy is solidified, the noble metal tip 33 is liable to be displaced or eccentric, and the electrode is tilted (eccentric) or the irradiation position of the laser beam LB is displaced. Sex is impaired. Therefore, before laser welding, the noble metal tip 33 is connected to the tip surface 3 by resistance welding or the like.
At the time of temporary fixing to 2d, or at the time of laser welding, the tip surface of the noble metal tip 33 is pressed to hold and fix the noble metal tip 33 to the tip surface 32d, thereby preventing these.
【0029】図3は、中心電極側発火部の溶接接合前の
正面図を示す。図において、各部の寸法は次の通りであ
る。貴金属チップ33の外径をd1、小径部32cの外
径をd3、大径部32aの外径をDとしたとき、 d1≦1.5[mm] d1≦d3≦d1+1.5[mm] 1.5≦D[mm] である。FIG. 3 is a front view of the central electrode side ignition portion before welding. In the drawing, the dimensions of each part are as follows. When the outer diameter of the noble metal tip 33 is d1, the outer diameter of the small diameter portion 32c is d3, and the outer diameter of the large diameter portion 32a is D, d1 ≦ 1.5 [mm] d1 ≦ d3 ≦ d1 + 1.5 [mm] 1 0.5 ≦ D [mm].
【0030】貴金属チップ33の厚さをl1、小径部3
2cの厚さをl3としたとき、 l1≧0.5[mm] 0≦l3≦0.4[mm] である。また、縮径部32bの開先角θは、 θ≦110゜ である。The thickness of the noble metal tip 33 is 11 and the small diameter portion 3
When the thickness of 2c is l3, l1≥0.5 [mm] and 0≤l3≤0.4 [mm]. The included angle θ of the reduced diameter portion 32b is θ ≦ 110 °.
【0031】図4は、中心電極側発火部の縦半断面図を
示し、貴金属チップ33と先端面32dとを積層状に重
ね合わせ、この両層に跨る全周レーザー溶接部Bが、チ
ップ外周面に沿って形成されている。全周レーザー溶接
部Bのビードの深さをt、幅をl2としたとき、 t≦d1/2 l2≧0.4 [mm]FIG. 4 is a longitudinal half sectional view of the ignition portion on the side of the center electrode, in which the noble metal tip 33 and the front end face 32d are superposed in a laminating manner. It is formed along the plane. When the depth of the bead of the laser welded portion B is t and the width is l2, t ≦ d1 / 2 l2 ≧ 0.4 [mm]
【0032】また、図3との対比から明らかなように、
この実施例の重ね合せ組立体Aには、少なくともその径
方向中央部に未溶接領域が存在するとともに、貴金属チ
ップ33及び小径部32cは溶接接合後もそれぞれ一部
が残存している。仮に、全周レーザー溶接部Bが重ね合
せ組立体Aの中心にまで達し、貴金属チップ33をすべ
て溶融して径方向中央部に未溶接領域を残さないとき
は、全周レーザー溶接部Bのビードの幅l2や深さtを
大きくして強固な溶着力が得られる。しかし一方で、レ
ーザー光源Lには多量の熱量(エネルギー)を要し、ま
た、貴金属チップ33に比べて熱変化を起こし易い電極
母材32や芯体31がこの熱を吸収し過ぎてブローホー
ルやクラックが発生し易くなる。そこで、溶接に要する
熱量を抑えつつ、電極母材32や芯体31へ悪影響を及
ぼさないよう配慮して、重ね合せ組立体Aの少なくとも
径方向中央部に未溶接領域を残すようにしている。重ね
合せ組立体Aの未溶接領域においては、貴金属チップ3
3及び小径部32c(電極母材32)の残存部分は溶接
による影響を全く受けていないか少なくともほとんど受
けていないので、溶接接合前の成分分布をほぼそのまま
の状態で保っていると考えられる。As is apparent from comparison with FIG.
The overlap assembly A of this embodiment has an unwelded region at least at the radial center thereof, and a part of the noble metal tip 33 and a small diameter portion 32c remain after welding. If the entire circumference laser weld B reaches the center of the lap assembly A and all the noble metal tips 33 are melted to leave no unwelded area at the center in the radial direction, the bead of the full circumference laser weld B is used. By increasing the width l2 and the depth t, a strong welding force can be obtained. However, on the other hand, the laser light source L requires a large amount of heat (energy), and the electrode base material 32 and the core body 31 that are more susceptible to a thermal change than the noble metal tip 33 absorb too much of this heat and blow holes. And cracks are likely to occur. Therefore, the unwelded area is left at least in the radial center of the superposition assembly A in consideration of not affecting the electrode base material 32 and the core 31 while suppressing the amount of heat required for welding. In the unwelded area of the lap assembly A, the noble metal tip 3
3 and the remaining portion of the small-diameter portion 32c (the electrode base material 32) are not or at least hardly affected by the welding, and it is considered that the component distribution before the welding and joining is maintained substantially as it is.
【0033】図5は、従来の全周レーザー溶接部Bの境
界領域の状況を表す。貴金属チップ33又は電極母材3
2と全周レーザー溶接部Bとの間の境界付近は成分分布
が不連続となっている。熱膨張率は一般に、貴金属チッ
プ33>全周レーザー溶接部B>電極母材32であり、
この境界付近では熱応力的にも不連続となっている。FIG. 5 shows the state of the boundary region of the conventional all-around laser weld B. Noble metal tip 33 or electrode base material 3
In the vicinity of the boundary between No. 2 and the entire circumference laser welded portion B, the component distribution is discontinuous. In general, the coefficient of thermal expansion is as follows: noble metal tip 33> all-round laser weld B> electrode base material 32;
In the vicinity of this boundary, thermal stress is discontinuous.
【0034】図6は、本発明の全周レーザー溶接部Bの
境界領域の状況を表す。焼鈍処理により、貴金属チップ
33又は電極母材32と全周レーザー溶接部Bとの間の
境界領域に拡散層Cが生成し、成分分布の拡散と熱応力
の緩和が図られている。FIG. 6 shows the situation of the boundary region of the laser welded portion B around the entire circumference according to the present invention. Due to the annealing treatment, a diffusion layer C is generated in a boundary region between the noble metal tip 33 or the electrode base material 32 and the entire circumference laser welded portion B, and the diffusion of the component distribution and the relaxation of the thermal stress are achieved.
【0035】そして、全周レーザー溶接部Bの境界領域
に拡散層Cが生成するとクラックKの発生・成長が抑制
されることを冷熱サイクルの繰り返し耐久試験により確
認した。図1のスパークプラグの中心電極側発火部33
aを950±20℃に二分間加熱し、その後一分間徐冷
する。この冷熱サイクルを1,000回繰り返し、クラ
ックの進展率を測定した。なお、クラックの進展率は、
図4において、全周レーザー溶接部Bのビードの深さを
t、クラックの外表面からの深さをt0としたとき、t0
/tで表される。Then, it was confirmed by a repeated durability test of a cooling / heating cycle that generation and growth of a crack K were suppressed when a diffusion layer C was formed in a boundary region of the laser welded portion B around the entire circumference. The ignition part 33 on the center electrode side of the spark plug of FIG.
a is heated to 950 ± 20 ° C. for 2 minutes and then slowly cooled for 1 minute. This cooling / heating cycle was repeated 1,000 times, and the rate of crack development was measured. The crack growth rate is
In FIG. 4, when the depth of the bead of the laser welding portion B around the circumference is t and the depth from the outer surface of the crack is t0, t0
/ T.
【0036】図7において、焼鈍処理しないとき100
%近い値を示したクラック進展率は、焼鈍温度が800
〜1100℃の範囲において、温度が上昇すると顕著に
低下する傾向が見られる。また、焼鈍温度が一定の場合
は、焼鈍時間が長いほどクラック進展率が減少する。焼
鈍処理により、貴金属チップ33又は小径部32c(電
極母材32)と全周レーザー溶接部Bとの間の境界付近
に拡散層Cが生成され、クラックKの発生・成長が抑制
されたと考えられる。In FIG. 7, 100% when no annealing process is performed.
% When the annealing temperature is 800%.
In the range of 11100 ° C., there is a tendency for the temperature to decrease significantly when the temperature increases. In addition, when the annealing temperature is constant, the crack growth rate decreases as the annealing time increases. It is considered that the annealing treatment caused the diffusion layer C to be generated in the vicinity of the boundary between the noble metal tip 33 or the small diameter portion 32c (the electrode base material 32) and the entire circumference laser welded portion B, thereby suppressing the generation and growth of the crack K. .
【0037】なお、本発明は、接地電極の先端面が中心
電極の側面と対向する形のスパークプラグ、例えば図1
1に示すような多極スパークプラグの高融点金属発火部
の形成に使用することもできる。また、図12に示す、
多極スパークプラグの一変形態様であるセミ沿面放電型
のスパークプラグ、すなわち、絶縁体2の先端部が火花
放電ギャップg内に進入した形態のスパークプラグ10
2へも同様に適用可能である。この場合、発火部334
は、接地電極4の先端面4aの対向位置に対応して、中
心電極330の外周面周方向に環状に形成されるもので
ある。これは次のようにして、耐火花消耗性金属被固着
部材64を用いて簡単に形成可能である。すなわち、図
20に示すように、中心電極330の外周面に形成され
た周溝331内に、被固着部材としての線状の耐火花消
耗性金属被固着部材340を巻付け配置し、その状態で
該耐火花消耗性金属被固着部材を溶解することにより、
該周溝331内を耐火花消耗性金属にて埋める形にて発
火部334を形成する。It should be noted that the present invention provides a spark plug in which the tip end surface of the ground electrode faces the side surface of the center electrode, for example, FIG.
It can also be used for forming a high melting point metal ignition portion of a multipolar spark plug as shown in FIG. Also, as shown in FIG.
A spark plug of a semi-surface discharge type which is a modification of the multi-pole spark plug, that is, a spark plug 10 in which the tip of the insulator 2 enters the spark discharge gap g.
2 is similarly applicable. In this case, the firing unit 334
Are formed in a ring shape in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the center electrode 330 corresponding to the position of the front end surface 4a of the ground electrode 4 facing the same. This can be easily formed using the spark consumable metal adhered member 64 as follows. In other words, as shown in FIG. 20, a linear spark consumable metal fixing member 340 as a fixing member is wound and arranged in a circumferential groove 331 formed on the outer peripheral surface of the center electrode 330, By dissolving the spark consumable metal adhered member in
The ignition portion 334 is formed by filling the inside of the circumferential groove 331 with the spark consumable metal.
【0038】具体的には、すなわち、図10(a)に示
すように、中心電極母材330の先端部に、周溝(例え
ば台形状断面を有するもの)331を形成し、その周溝
331に環状に成形した耐火花消耗性金属被固着部材3
40を嵌め込んでかしめる。そして、同図(b)に示す
ように、中心電極母材330を所定速度で回転させなが
ら、レーザービーム337を耐火花消耗性金属被固着部
材340に照射する。これにより、同図(c)に示すよ
うに耐火花消耗性金属被固着部材340が溶融して、発
火部334が周溝331内にいわば肉盛溶接される形態
で形成される。ここで、電極母材の金属成分の一部が、
発火部334に合金化する場合がある。なお、図22の
セミ沿面放電型スパークプラグ102のように、発火部
334を中心電極330の先端面縁部に形成する場合
は、図10図(d)に示すように、先端面の周縁に発火
部334が露出するように、電極母材330の先端部を
切断、研磨あるいは切削等により除去するようにする。Specifically, as shown in FIG. 10A, a peripheral groove (for example, having a trapezoidal cross section) 331 is formed at the tip of the center electrode base material 330, and the peripheral groove 331 is formed. -Consumable metal adhered member 3 formed in a ring shape
Insert 40 and swage. Then, as shown in FIG. 3B, the laser beam 337 is irradiated onto the spark-consumable metal-fixed member 340 while rotating the center electrode base material 330 at a predetermined speed. As a result, as shown in FIG. 8C, the spark consumable metal-fixed member 340 is melted, and the ignition portion 334 is formed in the peripheral groove 331 so as to be welded by overlaying. Here, part of the metal component of the electrode base material is
It may be alloyed with the ignition part 334. When the ignition portion 334 is formed at the edge of the front end surface of the center electrode 330 as in the semi-surface discharge type spark plug 102 of FIG. 22, as shown in FIG. The tip of the electrode base material 330 is removed by cutting, polishing, cutting, or the like so that the firing portion 334 is exposed.
【0039】図8は、中心電極側の各部の寸法例を示し
ている。 d1≦D D≧1.5[mm] l1 ≧1.0[mm] t≦0.4[mm]FIG. 8 shows an example of dimensions of each part on the center electrode side. d1 ≦ DD D ≧ 1.5 [mm] l1 ≧ 1.0 [mm] t ≦ 0.4 [mm]
【0040】本発明は中心電極3と共に、または、中心
電極3に代えて、接地電極4にも適用できる。なお、チ
ップ被固着面形成部位は、小径部32cに限定されな
い。小径部32cを設けないとき、チップ被固着面形成
部位は縮径部32b、チップ被固着面は縮径部32bの
先端面となる。The present invention can be applied to the ground electrode 4 together with or instead of the center electrode 3. Note that the portion where the chip-fixed surface is formed is not limited to the small-diameter portion 32c. When the small-diameter portion 32c is not provided, the portion where the chip-fixed surface is formed is the reduced-diameter portion 32b, and the tip-fixed surface is the distal end surface of the reduced-diameter portion 32b.
【図1】本発明の製造方法の第一の適用対象となるスパ
ークプラグの一例を示す縦断面図及びその要部拡大図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a spark plug to which a manufacturing method of the present invention is first applied, and an enlarged view of a main part thereof.
【図2】図1のスパークプラグの中心電極側発火部の製
造工程説明図。FIG. 2 is an explanatory view of a manufacturing process of a center electrode side ignition portion of the spark plug of FIG. 1;
【図3】中心電極側発火部の溶接接合前の正面図。FIG. 3 is a front view of a center electrode side firing portion before welding connection.
【図4】中心電極側発火部の縦半断面図。FIG. 4 is a vertical half sectional view of a center electrode side firing portion.
【図5】従来の全周レーザー溶接部の境界領域の状況を
表す概念説明図。FIG. 5 is a conceptual explanatory view showing a state of a boundary region of a conventional all-around laser weld.
【図6】本発明の全周レーザー溶接部の境界領域の状況
を表す概念説明図。FIG. 6 is a conceptual explanatory view showing a state of a boundary region of a laser welding portion at the entire circumference according to the present invention.
【図7】クラック進展率の変化を表す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a change in a crack growth rate.
【図8】本発明のスパークプラグの製造方法の第二の適
用対象となるスパークプラグの要部を示す縦半断面図。FIG. 8 is a longitudinal half sectional view showing a main part of a spark plug which is a second application target of the spark plug manufacturing method of the present invention.
【図9】中心電極側発火部の従来の製造工程を示す説明
図。FIG. 9 is an explanatory view showing a conventional manufacturing process of a center electrode side firing portion.
【図10】本発明のスパークプラグの製造方法の第二に
おける発火部形成工程の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a firing portion forming step in a second method of manufacturing a spark plug according to the present invention.
【図11】多極スパークプラグにおける発火部の形成形
態の一例を示す縦断面図。FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing an example of a form of formation of a firing portion in a multipolar spark plug.
【図12】セミ沿面放電型スパークプラグにおける発火
部の形成形態の一例を示す縦断面図。FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing an example of a form of formation of a firing part in a semi-surface discharge type spark plug.
3 中心電極 31 芯体 32 電極母材 32a 大径部 32b 縮径部 32c 小径部(チップ被固着面形成部位) 32d 先端面(チップ被固着面) 33 貴金属チップ(耐火花消耗性金属チップ;耐消
耗性チップ) 33a 貴金属発火部(耐火花消耗性金属発火部;発火
部) 4 接地電極 A 重ね合せ組立体 B 全周レーザー溶接部(全周溶接部) C 拡散層 L レーザー光源 LB レーザービーム g 火花放電ギャップ3 Center electrode 31 Core body 32 Electrode base material 32a Large diameter portion 32b Reduced diameter portion 32c Small diameter portion (tip fixing surface forming portion) 32d Tip surface (tip fixing surface) 33 Noble metal tip (spark consumable metal tip; Consumable tip) 33a Noble metal ignition part (spark-resistant expendable metal ignition part; ignition part) 4 Ground electrode A Lamination assembly B All-around laser weld (All-around weld) C Diffusion layer L Laser light source LB Laser beam g Spark discharge gap
Claims (5)
身の側面が対向して火花放電ギャップを形成するように
配置された接地電極とを備え、前記火花放電ギャップに
対応する位置においてそれら中心電極と接地電極との少
なくとも一方の電極母材に、Ir,Rh,Pt,Pd,
Ru,Re,W,Os,Mo,Auのうちの少なくとも
1種を主成分とする耐火花消耗性金属チップ(以下、耐
消耗性チップという)をレーザ溶接により接合すること
により耐火花消耗性金属発火部を形成したスパークプラ
グの製造方法であって、 前記電極母材の、耐消耗性チップの被溶接部を耐熱合金
にて構成し、前記耐消耗性チップと前記被溶接部とに跨
る溶接部をチップ外周面に沿って形成することにより、
前記耐消耗性チップを前記被溶接部に固着した後、焼鈍
処理を施すことを特徴とするスパークプラグの製造方
法。1. A center electrode, comprising: a center electrode; and a ground electrode arranged such that a side surface of the center electrode faces a tip end surface of the center electrode so as to form a spark discharge gap, and a ground electrode is provided at a position corresponding to the spark discharge gap. At least one electrode base material of the center electrode and the ground electrode is provided with Ir, Rh, Pt, Pd,
Spark consumable metal tip (hereinafter, referred to as consumable chip), which is mainly composed of at least one of Ru, Re, W, Os, Mo, and Au (hereinafter referred to as consumable chip), is joined by laser welding. A method for manufacturing a spark plug having a firing portion, wherein a welded portion of a wear-resistant tip of the electrode base material is made of a heat-resistant alloy, and welding is performed over the wear-resistant tip and the welded portion. By forming the part along the chip outer peripheral surface,
A method for manufacturing a spark plug, comprising: performing an annealing treatment after fixing the wear-resistant tip to the welded portion.
放電ギャップが形成されるよう、該中心電極に対向配置
される接地電極とを備え、前記火花放電ギャップに対応
する位置においてそれら中心電極と接地電極との少なく
とも一方に、Ir、Rh、Pt、Pd、Ru、Re、
W、Os、Mo及びAuのいずれかを主成分とする耐火
花消耗性金属被固着部材をレーザー溶接により接合する
ことにより耐火花消耗性金属発火部を形成したスパーク
プラグの製造方法であって、 前記接地電極は、その先端面が前記中心電極の側面と対
向する形に配置されるものであり、 前記発火部は、前記接地電極の先端面の対向位置に対応
して、前記中心電極の外周に形成されるものであり、 前記中心電極の外周に前記耐火花消耗性金属被固着部材
を配置し、その状態で該耐火花消耗性金属被固着部材を
レーザー溶接により溶解し、前記耐火花消耗性金属発火
部を形成した後、焼鈍処理を施すことを特徴とするスパ
ークプラグの製造方法。2. A center electrode, and a ground electrode arranged opposite to the center electrode so that a spark discharge gap is formed between the center electrode and the center electrode at a position corresponding to the spark discharge gap. At least one of the electrode and the ground electrode includes Ir, Rh, Pt, Pd, Ru, Re,
A method for producing a spark plug in which a spark consumable metal ignition portion is formed by joining a spark consumable metal adhered member containing any of W, Os, Mo and Au as a main component by laser welding, The ground electrode is arranged such that a front end surface thereof faces a side surface of the center electrode, and the firing portion corresponds to a position where the front end surface of the ground electrode faces the outer periphery of the center electrode. The spark consumable metal-fixed member is disposed on the outer periphery of the center electrode, and in this state, the spark consumable metal-fixed member is melted by laser welding; A method for manufacturing a spark plug, comprising: performing an annealing treatment after forming a reactive metal ignition portion.
温度で行われる請求項1又は2に記載のスパークプラグ
の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the annealing is performed at a temperature of 800 to 1100 ° C.
る請求項1ないし3のいずれかに記載のスパークプラグ
の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the annealing is performed for 0.5 to 3 hours.
真空中で行われる請求項1ないし4のいずれかに記載の
スパークプラグの製造方法。5. The method for manufacturing a spark plug according to claim 1, wherein the annealing is performed in a vacuum of 10 −5 Torr or less.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP11217970A JP2001043955A (en) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | Manufacture of spark plug |
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JP11217970A JP2001043955A (en) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | Manufacture of spark plug |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-07-30 JP JP11217970A patent/JP2001043955A/en active Pending
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