JP2001110545A - Spark plug and method for manufacturing - Google Patents

Spark plug and method for manufacturing

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JP2001110545A
JP2001110545A JP28218099A JP28218099A JP2001110545A JP 2001110545 A JP2001110545 A JP 2001110545A JP 28218099 A JP28218099 A JP 28218099A JP 28218099 A JP28218099 A JP 28218099A JP 2001110545 A JP2001110545 A JP 2001110545A
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JP
Japan
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zinc
ground electrode
layer
base
electrode
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JP28218099A
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Akio Sakura
明生 佐倉
Yoshio Hotta
好生 堀田
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Niterra Co Ltd
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NGK Spark Plug Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
    • H01T13/20Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
    • H01T13/20Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/39Selection of materials for electrodes

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a spark plug which, a main attachment and a ground electrode thereof being integrated together, can effectively form a zinc galvanized layer on the portion except the leading end of the ground electrode. SOLUTION: A zinc galvanized layer 141 is uniformly formed on the outer surface of an attachment assembly in which the base end of the ground electrode 4 is installed on the main attachment 1. Then the zinc galvanized layer formed on the leading end of the electrode is removed by electrolytic separation and a metal chip with a high fusing point is welded on the surface of a base electrode material exposed by the separation, thereby forming an ignition section 32. In other words, since there is no need for masking not to form a galvanized layer on the leading end of a ground electrode, it is made possible to highly efficiently manufacture a spark plug 100 which forms the ignition section 32 on the ground electrode 4. At the same time without the intervention of masking treatment after the separation of the galvanized layer, dirt and oil content are hard to attach and the purification of the surface of the base electrode material is facilitated by the separation treatment, resulting in an increase of welding intensity of the metal chip with a high fusing point and less occurrence of the problem of the separation of the ignition section.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関用のスパー
クプラグとその製造方法に関する。
The present invention relates to a spark plug for an internal combustion engine and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関、例えば自動車用等のガソリン
エンジンの点火に使用されるスパークプラグは、中心電
極の外側に絶縁体が、さらにその外側に主体金具が設け
られ、中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接
地電極がその主体金具に取り付けられた構造を有する。
そして、主体金具の外周面に形成された取付ねじ部によ
り、エンジンのシリンダヘッドに取り付けて使用され
る。ところで主体金具は一般に炭素鋼等の鉄系材料で構
成され、その表面には防食のために、亜鉛メッキが施さ
れることが多い。また、防食性能を高めるために、亜鉛
メッキ層の表面にさらにクロメート処理することも行わ
れている。
2. Description of the Related Art A spark plug used for ignition of an internal combustion engine, for example, a gasoline engine for an automobile or the like, is provided with an insulator outside a center electrode and a metal shell outside the center electrode. It has a structure in which a ground electrode forming a spark discharge gap is attached to the metal shell.
The metal shell is mounted on the cylinder head of the engine by a mounting screw formed on the outer peripheral surface of the metal shell. Incidentally, the metallic shell is generally made of an iron-based material such as carbon steel, and its surface is often plated with zinc for corrosion protection. Further, in order to enhance the anticorrosion performance, the surface of the galvanized layer is further subjected to a chromate treatment.

【0003】ところで、主体金具に上記のような亜鉛メ
ッキを施すには、いわゆるバレルメッキ処理を用いるの
が、生産性向上の点で有効である。しかしながら、主体
金具には上記の通り接地電極を抵抗溶接等により取り付
ける必要があるが、その取付けをバレルメッキ後に行う
と、亜鉛系メッキ層(あるいはクロメート層)の介在に
より溶接不良を起こしやすい。また、溶接部において亜
鉛系メッキ層の破損が生ずるため、耐食性が低下する問
題がある。従って、一般には、メッキ前に主体金具に接
地電極を取り付けておき、その後、その接地電極が一体
化された主体金具に、バレルメッキ等にて亜鉛メッキあ
るいはその後に続くクロメート処理を行うようにしてい
る。
In order to apply zinc plating to the metallic shell as described above, it is effective to use a so-called barrel plating process in terms of improving productivity. However, as described above, it is necessary to attach the ground electrode to the metal shell by resistance welding or the like. However, if the attachment is performed after barrel plating, poor welding is likely to occur due to the interposition of a zinc-based plating layer (or a chromate layer). In addition, there is a problem that the corrosion resistance is reduced because the zinc-based plating layer is damaged in the welded portion. Therefore, in general, a ground electrode is attached to the metal shell before plating, and then the metal shell with the ground electrode integrated is subjected to zinc plating or subsequent chromate treatment by barrel plating or the like. I have.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、主体金具に一体化された接地電極の表面にも
亜鉛系メッキ層やクロメート層が形成されてしまい、例
えば火花ギャップの形成予定面に絶縁性のクロメート層
が形成されると、放電性能に悪影響が及ぶ欠点がある。
また、近年、耐火花消耗性向上のために、中心電極と接
地電極の火花ギャップに対応する位置に、PtやIr等
の高融点金属を主体とするチップを溶接して発火部を形
成したスパークプラグも普及している。しかし、接地電
極側にこのような高融点金属チップを溶接する際に、上
記のような亜鉛メッキ層やクロメート層が形成されてい
ると溶接不良の原因となり、チップ剥離等の不具合につ
ながる。
However, in the above-mentioned method, a zinc-based plating layer or a chromate layer is also formed on the surface of the ground electrode integrated with the metal shell. The formation of the insulating chromate layer has a disadvantage that the discharge performance is adversely affected.
In recent years, in order to improve spark erosion resistance, a spark formed by welding a chip mainly composed of a high melting point metal such as Pt or Ir to a position corresponding to a spark gap between a center electrode and a ground electrode has been formed. Plugs are also widespread. However, when such a high melting point metal tip is welded to the ground electrode side, if the galvanized layer or the chromate layer as described above is formed, it causes welding failure and leads to defects such as chip peeling.

【0005】そこで、高融点金属チップを溶接する接地
電極の先端側表面には、亜鉛メッキ層を形成せずに電極
下地表面を露出させ、ここに高融点金属チップを溶接す
ることが行われている。そして、電極下地表面を露出さ
せる方法として従来は、接地電極の先端部をゴムチュー
ブ等で覆ってメッキ液と接触しないようにし、該先端部
への亜鉛メッキ層の形成を阻止する方法が採用されてい
るが、この方法はゴムチューブの装着等が面倒で自動化
も困難であり、甚だ能率が悪い欠点がある。また、メッ
キ処理に関与しない接地電極の先端部分には、ゴムチュ
ーブ装着等のハンドリングを行う際に、油分や汚れ等の
付着が起こりやすい。このような状態で高融点金属チッ
プを溶接すると接合強度が損なわれ易く、チップ剥離等
の不具合を生ずる場合がある。
Therefore, the surface of the electrode base is exposed without forming a galvanized layer on the tip side surface of the ground electrode to which the high melting point metal tip is welded, and the high melting point metal tip is welded thereto. I have. Conventionally, as a method of exposing the electrode base surface, a method of covering the tip of the ground electrode with a rubber tube or the like so as not to come into contact with the plating solution and preventing the formation of a zinc plating layer on the tip is adopted. However, this method has a drawback that mounting a rubber tube is troublesome and difficult to automate, and is extremely inefficient. In addition, when handling such as mounting a rubber tube, oil, dirt, and the like are likely to adhere to the tip of the ground electrode that is not involved in the plating process. When the high melting point metal tip is welded in such a state, the joining strength is easily deteriorated, and a problem such as chip peeling may occur.

【0006】本発明の課題は、主体金具と接地電極とを
一体化した形で、接地電極先端部以外の部分に亜鉛メッ
キ層を効率的に形成することができるスパークプラグの
製造方法と、それにより得られるスパークプラグであっ
て、高融点金属チップを溶接した際にその接合強度が損
なわれにくく、ひいてはチップ接合により形成された発
火部の剥離等の不具合を生じにくいスパークプラグとを
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a spark plug capable of efficiently forming a galvanized layer on a portion other than the tip of a ground electrode by integrating a metal shell and a ground electrode, and a method of manufacturing the same. A spark plug obtained by the method described above, wherein the joining strength of the high melting point metal tip is less likely to be impaired when welding the high melting point metal tip, and furthermore, the spark plug is less likely to cause problems such as peeling of a fired portion formed by the tip joining. It is in.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記の課
題を解決するために、本発明のスパークプラグの製造方
法は、中心電極と、その中心電極の外側に設けられた絶
縁体と、絶縁体の外側に設けられた主体金具と、中心電
極との間に火花放電ギャップを形成するように、これと
対向する形で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少なくとも接地電極側に
高融点金属チップを溶接することにより放電面を有する
高融点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、筒状の主体金具の一方の開口部に接地電極の
基端側が取り付けられた金具組立体を用意し、その金具
組立体の主体金具と接地電極との外面に一括して、亜鉛
を主成分とする亜鉛系メッキ層を形成する亜鉛系メッキ
層形成工程と、その亜鉛系メッキ層が形成された金具組
立体に対し、主体金具外面の亜鉛系メッキ層は除去しつ
つ、接地電極の亜鉛系メッキ層のうち、少なくとも電極
先端部に形成されているものを電解剥離により除去する
電解剥離工程と、その電解剥離工程の終了後、剥離によ
り露出した下地電極材料面(以下、下地露出面という)
に高融点金属チップを溶接する溶接工程と、を含むこと
を特徴とする。
In order to solve the above problems, a method of manufacturing a spark plug according to the present invention comprises a center electrode, an insulator provided outside the center electrode, and an insulator. A metal shell provided on the outside of the body, and a ground electrode disposed so as to face the spark discharge gap so as to form a spark discharge gap between the center electrode and at least a position corresponding to the spark discharge gap. A method for manufacturing a spark plug in which a refractory metal ignition portion having a discharge surface is formed by welding a refractory metal tip to a ground electrode side, wherein a base end of a ground electrode is provided at one opening of a cylindrical metal shell. Prepare a metal fitting assembly with the side attached, collectively on the outer surface of the metal shell and the ground electrode of the metal fitting assembly, a zinc-based plating layer forming step of forming a zinc-based plating layer containing zinc as a main component, So For the metal assembly where the zinc-based plating layer is formed, the zinc-based plating layer on the outer surface of the metal shell is removed, and at least the zinc-based plating layer of the ground electrode that is formed at the tip of the electrode is electrolytically peeled off. And an underlying electrode material surface exposed by the peeling after the electrolytic peeling step is completed (hereinafter, referred to as a base exposed surface)
And a welding step of welding the high melting point metal tip to the metal.

【0008】なお、本明細書にて、「主成分」(「主
体」あるいは「主に」等も同義)とは、着目している物
質において、含有率の最も高い成分を意味する。
[0008] In this specification, the term "main component" (also synonymous with "main component" or "mainly") means a component having the highest content ratio in the substance of interest.

【0009】上記の方法によれば、主体金具に接地電極
の基端側を取り付けた金具組立体の外面に一括して亜鉛
系メッキ層を形成し、その後、電極先端側に形成されて
いる亜鉛系メッキ層を電解剥離により除去し、その剥離
により露出した下地電極材料面に高融点金属チップを溶
接して発火部を形成するようにしている。すなわち、従
来のように、接地電極先端部にメッキ層を形成しないた
めのゴムチューブ等によるマスキングが不要となるの
で、高融点金属の発火部を接地電極に形成するタイプの
スパークプラグを極めて高能率にて製造することが可能
となる。また、亜鉛系メッキ層の剥離後は、マスキング
処理が介在しない分、汚れや油分等の付着も生じにくく
なり、また、電解剥離処理により下地電極材料の表層部
が適度に除去されてさらに浄化が進む効果も期待でき
る。その結果、高融点金属チップの溶接強度が高めら
れ、発火部剥離等の不具合が生じにくくなる。
According to the above method, a zinc-based plating layer is collectively formed on the outer surface of the metal fitting assembly in which the base end of the ground electrode is attached to the metal shell, and thereafter, the zinc plating layer formed on the electrode tip side is formed. The system plating layer is removed by electrolytic peeling, and a refractory metal tip is welded to the base electrode material surface exposed by the peeling to form an ignition portion. In other words, unlike the conventional case, masking with a rubber tube or the like to prevent the formation of a plating layer at the tip of the ground electrode is not required, so that a spark plug of a type in which a refractory metal ignition portion is formed on the ground electrode is extremely efficient Can be manufactured. In addition, after the zinc-based plating layer is peeled off, since no masking treatment is interposed, adhesion of dirt and oil is less likely to occur, and the surface layer portion of the base electrode material is appropriately removed by electrolytic peeling treatment to further purify the surface. We can expect the effect to advance. As a result, the welding strength of the high melting point metal tip is increased, and problems such as peeling of the ignition portion are less likely to occur.

【0010】なお、亜鉛系メッキ層を化学的に剥離除去
する方法としては、亜鉛系メッキ層の形成された接地電
極を酸性電解液中に浸漬することにより、亜鉛系メッキ
層を無電解剥離することも考えられる。しかしながら、
電解剥離処理を採用する本発明の方法によれば、無電解
剥離では達成できない以下のような効果が得られる。 クロメート層形成工程により亜鉛系メッキ層をクロメ
ート層で覆って亜鉛クロメート層とする場合、酸性電解
液による無電解処理では、クロメート層が亜鉛系メッキ
層に対する保護膜として作用するため、剥離自体が困難
となる。しかしながら、電解剥離処理によれば、亜鉛系
メッキ層とこれを覆うクロメート層とからなる亜鉛クロ
メート層を一括して除去することが可能となる。
[0010] As a method of chemically peeling and removing the zinc-based plating layer, the ground electrode on which the zinc-based plating layer is formed is immersed in an acidic electrolyte to thereby electrolessly peel the zinc-based plating layer. It is also possible. However,
According to the method of the present invention employing the electrolytic peeling treatment, the following effects that cannot be achieved by electroless peeling are obtained. When the zinc plating layer is covered with the chromate layer in the chromate layer forming step to form a zinc chromate layer, in the electroless treatment with an acidic electrolytic solution, the peeling itself is difficult because the chromate layer acts as a protective film for the zinc plating layer. Becomes However, according to the electrolytic peeling treatment, it is possible to collectively remove a zinc chromate layer composed of a zinc-based plating layer and a chromate layer covering the same.

【0011】酸性電解液による無電解処理では、接地
電極を電解液に浸漬すると亜鉛系メッキ層の溶解反応が
すぐに進行しはじめ、また、接地電極を電解液から引き
上げた後も電極表面に電解液が残留するため、溶解反応
は直ちには停止しない。そのため、亜鉛系メッキ層のみ
ならず下地金属層にも溶解が過剰に進行し、面荒れ等の
不具合を生じやすい。また、酸性電解液では、溶解力を
増すために酸性分の含有量を増大させると、液からの蒸
発成分や飛沫飛散等により、液中に浸漬していない部分
の亜鉛系メッキ層が侵されて、主体金具の耐食性低下を
招く場合がある。しかしながら、電解剥離処理では、通
電を行わない限り溶解反応が急速に進行することがない
ので、剥離厚さの制御が容易で下地金属層への溶解進行
による面荒れ等も生じにくい。
In the electroless treatment using an acidic electrolytic solution, when the ground electrode is immersed in the electrolytic solution, the dissolution reaction of the zinc-based plating layer starts to progress immediately. The dissolution reaction does not stop immediately because the liquid remains. Therefore, the dissolution proceeds excessively not only in the zinc-based plating layer but also in the base metal layer, and defects such as surface roughness are likely to occur. In addition, in the acidic electrolyte, when the content of the acidic component is increased in order to increase the dissolving power, the zinc-based plating layer in a portion that is not immersed in the liquid is eroded due to evaporative components and splashes from the liquid. As a result, the corrosion resistance of the metal shell may be reduced. However, in the electrolytic stripping process, the dissolution reaction does not proceed rapidly unless current is supplied, so that the thickness of the stripped layer can be easily controlled, and surface roughening due to the progress of dissolution in the base metal layer does not easily occur.

【0012】また、主体金具の外面を覆う亜鉛系メッキ
層も、液からの蒸発成分や飛沫等による影響を受けにく
い。その結果、亜鉛系メッキ層の耐食性を大幅に高める
ことができる。具体的には、亜鉛クロメート層を主体金
具表面に形成したスパークプラグとして、以下のような
耐食性レベルが実現される。すなわち、JISH850
2に規定されたメッキの耐食性試験方法における「5.
中性塩水噴霧試験方法」を行ったときに、主体金具を覆
う亜鉛クロメート層の亜鉛系メッキ層の腐食に由来する
白錆が、該亜鉛クロメート層の全表面の10%以上現わ
れるまでの耐久時間が48時間以上確保される。
Further, the zinc-based plating layer covering the outer surface of the metal shell is not easily affected by evaporation components from the liquid, splashes, and the like. As a result, the corrosion resistance of the zinc-based plating layer can be significantly increased. Specifically, the following corrosion resistance level is realized as a spark plug in which a zinc chromate layer is formed on the surface of a metal shell. That is, JISH850
2 in the corrosion resistance test method for plating specified in 2.
Endurance time until white rust resulting from corrosion of the zinc-based plating layer of the zinc chromate layer covering the metal shell appears at least 10% of the entire surface of the zinc chromate layer when the "neutral salt spray test method" is performed. For more than 48 hours.

【0013】電解剥離処理では電解電位の調整によ
り、亜鉛の溶解は促進され、かつ下地金属材料層の溶解
は抑制される反応が簡単に実現できる。これにより、下
地金属材料層の溶解はほとんど生じることなく、亜鉛系
メッキ層の剥離は十分になされる理想的な処理が可能と
なる。その結果、下地露出面への高融点金属チップの溶
接性がさらに高められる。
In the electrolytic stripping treatment, by adjusting the electrolytic potential, a reaction in which the dissolution of zinc is promoted and the dissolution of the underlying metal material layer is suppressed can be easily realized. Thereby, the base metal material layer hardly dissolves, and the zinc-based plating layer can be peeled sufficiently to perform an ideal treatment. As a result, the weldability of the high melting point metal tip to the exposed base surface is further enhanced.

【0014】電解剥離に使用する電解液のpHは6〜8
の範囲に調整することが望ましい。電解液のpHが6未
満になると、通電を行わない状態でも液自体が有する自
然酸化電位により、亜鉛系メッキ層の溶解が進行しやす
くなり、剥離厚さの制御が困難になったり、あるいは下
地露出面に面荒れや酸化層が形成されて、高融点金属チ
ップの溶接性に悪影響が及ぶ場合がある。また、液飛散
等の影響で望まざる部分において亜鉛系メッキ層が侵さ
れることにより、主体金具の耐食性が低下する懸念も生
ずる。一方、pHが8を超えると剥離反応速度が低下
し、能率低下や剥離不十分といった不具合を招来する場
合がある。なお、電解液のpHは、より望ましくは6.
5〜7.5の範囲に調整するのがよい。
The pH of the electrolytic solution used for electrolytic stripping is 6 to 8
It is desirable to adjust to the range. When the pH of the electrolytic solution is less than 6, the dissolution of the zinc-based plating layer tends to proceed due to the natural oxidation potential of the solution itself even when no current is supplied, and it becomes difficult to control the peeling thickness, or Roughness and an oxide layer may be formed on the exposed surface, which may adversely affect the weldability of the high melting point metal tip. In addition, there is a concern that the corrosion resistance of the metal shell may be deteriorated due to the zinc-based plating layer being attacked in undesired portions due to the influence of liquid scattering or the like. On the other hand, when the pH exceeds 8, the stripping reaction rate is reduced, which may cause inconveniences such as reduced efficiency and insufficient stripping. The pH of the electrolyte is more desirably 6.
It is preferable to adjust the value in the range of 5 to 7.5.

【0015】電解剥離の通電時間は、接地電極の電解剥
離すべき領域において亜鉛系メッキ層はほぼ全て剥離さ
れ、他方、その剥離される亜鉛系メッキ層の下地をなす
下地電極材料層のエッチング厚さが1.0μm未満とな
るように調整するのがよい。下地電極材料層のエッチン
グ厚さが1.0μm以上になると、下地露出面の面荒れ
の影響により高融点金属チップの溶接性に悪影響が及ぶ
場合がある。
The energization time for electrolytic stripping is determined by the thickness of the zinc-based plating layer in the region of the ground electrode to be stripped, while the etching thickness of the underlying electrode material layer underlying the stripped zinc-based plating layer is determined. Is preferably adjusted to be less than 1.0 μm. When the etching thickness of the base electrode material layer is 1.0 μm or more, the weldability of the refractory metal tip may be adversely affected by the surface roughness of the base exposed surface.

【0016】例えば、接地電極の下地電極材料層がNi
基耐熱合金にて構成されている場合、亜鉛系メッキ層の
ほぼ全て剥離され、かつ下地金属材料層の過度のエッチ
ングは抑制されるように電解剥離処理を行うことで下地
露出面には、下地電極材料層の結晶粒界に沿って、結晶
粒表面の平均的な粗さレベルよりも大きな深さを有する
溝状のパターンが形成される。下地露出面がこのような
状態になることで、高融点金属チップを溶接して得られ
る発火部の溶接強度が高められ、高速高負荷の条件で運
転を行っても発火部剥離等の不具合が生じにくい。
For example, when the ground electrode material layer of the ground electrode is Ni
When composed of a base heat-resistant alloy, almost all of the zinc-based plating layer is peeled off, and an electrolytic peeling treatment is performed so that excessive etching of the underlying metal material layer is suppressed. A groove-like pattern having a depth greater than the average roughness level of the crystal grain surface is formed along the crystal grain boundary of the electrode material layer. When the exposed surface of the base is in such a state, the welding strength of the ignited portion obtained by welding the high melting point metal tip is increased. It is unlikely to occur.

【0017】接地電極の先端側の亜鉛系メッキ層のみを
剥離する方法としては、基端部が所定長さだけ液面上方
に露出し、残余の先端部が電解液中に位置するように接
地電極を電解液中に浸漬して、その浸漬部分においての
み亜鉛系メッキ層の剥離を行う方法が合理的である。こ
れによれば、接地電極の電解液に対する浸漬深さを調整
するのみで、接地電極先端側では、浸漬深さに対応する
所期の長さにわたって亜鉛系メッキ層の剥離を行うこと
ができる。
As a method of peeling off only the zinc-based plating layer on the front end side of the ground electrode, a ground end is exposed so as to have a predetermined length above the liquid surface, and the remaining front end is located in the electrolytic solution. It is reasonable to immerse the electrode in an electrolytic solution and peel off the zinc-based plating layer only in the immersed portion. According to this, only by adjusting the immersion depth of the ground electrode with respect to the electrolytic solution, the zinc-based plating layer can be peeled off over the desired length corresponding to the immersion depth on the ground electrode tip side.

【0018】例えば、スパークプラグが、接地電極が側
方に曲げ返され、その曲げ返された接地電極の先端部と
中心電極の先端部との間に火花放電ギャップが形成され
るタイプのものである場合には、具体的に下記のような
方法が有効である。すなわち、金具組立体として、曲げ
前の接地電極が主体金具の軸線方向に直線的に延びるよ
うに取り付けられたものが使用され、その金具組立体を
接地電極の取り付けられている側が下向きとなるように
保持して、該接地電極の先端部を電解液中に浸漬する。
この方法によれば、電解液の液面高さを一定に維持すれ
ば、主体金具の高さ方向の保持位置を治具等により固定
とする形で、常に一定の長さの亜鉛系メッキ層の剥離領
域を簡単に形成できる利点がある。
For example, the spark plug is of a type in which the ground electrode is bent back to the side, and a spark discharge gap is formed between the bent back end of the ground electrode and the center electrode. In some cases, the following method is effective. That is, as the bracket assembly, one in which the ground electrode before bending is attached so as to extend linearly in the axial direction of the metallic shell is used, and the side where the ground electrode is attached to the bracket assembly faces downward. And the tip of the ground electrode is immersed in the electrolytic solution.
According to this method, if the liquid surface height of the electrolytic solution is kept constant, the holding position in the height direction of the metal shell is fixed by a jig or the like, so that a zinc-based plating layer having a fixed length is always provided. There is an advantage that the peeling region of the above can be easily formed.

【0019】スパークプラグには、火花放電ギャップに
対応する位置において少なくとも接地電極側に高融点金
属チップを溶接することにより放電面を有する高融点金
属発火部を形成することができる。この場合、接地電極
の亜鉛系メッキ層を電解剥離した後、剥離により露出し
た下地電極材料面に高融点金属チップを溶接することに
より、発火部を形成できる。亜鉛系メッキ層の剥離によ
り形成される下地金属材料側の溶接面(露出面)は、電
解剥離により活性化するので、抵抗溶接の際にチップと
下地金属材料との間の相互拡散が進行しやすくなり、得
られる発火部の溶接強度が大幅に高められる。
In the spark plug, a refractory metal ignition portion having a discharge surface can be formed by welding a refractory metal tip to at least the ground electrode at a position corresponding to the spark discharge gap. In this case, the ignition portion can be formed by electrolytically peeling off the zinc-based plating layer of the ground electrode, and then welding a high melting point metal tip to the base electrode material surface exposed by the peeling. Since the welding surface (exposed surface) on the base metal material side formed by peeling of the zinc-based plating layer is activated by electrolytic peeling, mutual diffusion between the chip and the base metal material proceeds during resistance welding. And the welding strength of the resulting ignited portion is greatly increased.

【0020】次に、接地電極側の高融点チップとして
は、Ptを主成分とするPt系金属チップを使用すれ
ば、溶接を抵抗溶接により簡単に行うことができる。ま
た、亜鉛系メッキ層の剥離により形成される下地金属材
料側の溶接面(露出面)は、電解剥離により活性化する
ので、抵抗溶接の際にチップと下地金属材料との間の相
互拡散が進行しやすくなり、得られる発火部の溶接強度
が大幅に高められる。このような効果は、下地金属材料
がNi系金属(例えばNi基耐熱合金等のNi合金)や
Fe基耐熱合金等で構成されている場合に特に顕著であ
る。
Next, if a Pt-based metal tip containing Pt as a main component is used as the high melting point tip on the ground electrode side, welding can be easily performed by resistance welding. In addition, since the welding surface (exposed surface) on the base metal material side formed by peeling of the zinc-based plating layer is activated by electrolytic peeling, mutual diffusion between the chip and the base metal material during resistance welding is prevented. It easily progresses, and the welding strength of the obtained ignition part is greatly increased. Such an effect is particularly remarkable when the underlying metal material is made of a Ni-based metal (for example, a Ni alloy such as a Ni-based heat-resistant alloy) or an Fe-based heat-resistant alloy.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に付
き、図面に示す実施例を参照して説明する。図1及び図
2は、本発明に係るスパークプラグの一実施例を示す。
該スパークプラグ100は、筒状の主体金具1、先端部
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、先端に形成された高融点金属発火部31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には上記高融点金属発
火部31に対向するPt系金属発火部(これも、高融点
金属発火部の一つとみなす)32が形成されており、そ
れら高融点金属発火部31と、Pt系金属発火部32と
の間の隙間が火花放電ギャップgとされている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings. 1 and 2 show an embodiment of a spark plug according to the present invention.
The spark plug 100 has a state in which a cylindrical metal shell 1, an insulator 2 fitted inside the metal shell 1 so that the tip protrudes, and a high melting point metal firing part 31 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, and the other end is bent back to the side, and the side surface faces the tip of the center electrode 3. And a ground electrode 4 and the like arranged so as to be connected to each other. Further, a Pt-based metal firing portion (also regarded as one of the high melting point metal firing portions) 32 facing the high melting point metal firing portion 31 is formed on the ground electrode 4. And a gap between the Pt-based metal firing portion 32 is a spark discharge gap g.

【0022】なお、本明細書でいう「発火部」とは、接
合された被固着部材のうち、溶接による組成変動の影響
を受けていない部分(例えば、溶接により接地電極ない
し中心電極の材料と合金化した部分を除く残余の部分)
を指すものとする。
The term "ignited portion" as used herein refers to a portion of the joined fixed members which is not affected by the composition fluctuations caused by welding (for example, the material of the ground electrode or the center electrode by welding). The remaining part excluding the alloyed part)
Shall be referred to.

【0023】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
ための貫通孔6を有している。貫通孔6の一方の端部側
に端子金具13が挿入・固定され、同じく他方の端部側
に中心電極3が挿入・固定されている。また、該貫通孔
6内において端子金具13と中心電極3との間に抵抗体
15が配置されている。この抵抗体15の両端部は、導
電性ガラスシール層16,17を介して中心電極3と端
子金具13とにそれぞれ電気的に接続されている。
The insulator 2 is made of, for example, a ceramic sintered body such as alumina or aluminum nitride, and has a through hole 6 for fitting the center electrode 3 along its own axial direction. . The terminal fitting 13 is inserted and fixed to one end of the through hole 6, and the center electrode 3 is inserted and fixed to the other end of the through hole 6. A resistor 15 is arranged between the terminal fitting 13 and the center electrode 3 in the through hole 6. Both ends of the resistor 15 are electrically connected to the center electrode 3 and the terminal fitting 13 via conductive glass seal layers 16 and 17, respectively.

【0024】主体金具1は、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
グを構成するとともに、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。なお、1eは、主体金具1を取
り付ける際に、スパナやレンチ等の工具を係合させる工
具係合部であり、六角状の軸断面形状を有している。他
方、主体金具1の後方側開口部内面と、絶縁体2の外面
との間には、フランジ状の突出部2eの後方側周縁と係
合するリング状の線パッキン62が配置され、そのさら
に後方側にはタルク等の充填層61を介してリング状の
パッキン60が配置されている。そして、絶縁体2を主
体金具1に向けて前方側に押し込み、その状態で主体金
具1の開口縁をパッキン60に向けて内側に加締めるこ
とにより加締め部1dが形成され、主体金具1が絶縁体
2に対して固定されている。
The metal shell 1 is formed of a metal such as carbon steel in a cylindrical shape, and forms a housing of the spark plug 100 and has a plug 100 on its outer peripheral surface.
Is formed on the engine block (not shown). Reference numeral 1e denotes a tool engagement portion that engages a tool such as a wrench or a wrench when the metal shell 1 is attached, and has a hexagonal axial cross-sectional shape. On the other hand, between the inner surface of the rear opening of the metal shell 1 and the outer surface of the insulator 2, a ring-shaped wire packing 62 that engages with the rear peripheral edge of the flange-shaped protrusion 2e is arranged. On the rear side, a ring-shaped packing 60 is arranged via a filling layer 61 such as talc. Then, the insulator 2 is pushed forward toward the metal shell 1 and, in this state, the opening edge of the metal shell 1 is swaged inward toward the packing 60 to form a swaged portion 1d. It is fixed to the insulator 2.

【0025】また、主体金具1のねじ部7の基端部に
は、ガスケット30がはめ込まれている。このガスケッ
ト30は、炭素鋼等の金属板素材を曲げ加工したリング
状の部品であり、ねじ部7をシリンダヘッド側のねじ孔
にねじ込むことにより、主体金具1側のフランジ状のガ
スシール部1fとねじ孔の開口周縁部との間で、軸線方
向に圧縮されてつぶれるように変形し、ねじ孔とねじ部
7との間の隙間をシールする役割を果たす。
A gasket 30 is fitted into the base end of the screw 7 of the metal shell 1. The gasket 30 is a ring-shaped part obtained by bending a metal plate material such as carbon steel, and the screw portion 7 is screwed into a screw hole on the cylinder head side to form a flange-shaped gas seal portion 1f on the metal shell 1 side. Between the screw hole and the opening peripheral portion of the screw hole, it is compressed in the axial direction and deformed so as to be crushed, and serves to seal a gap between the screw hole and the screw portion 7.

【0026】次に、主体金具1の下地層(例えば炭素
鋼)40の外面全体には防食のための亜鉛メッキ層41
(亜鉛系メッキ層)が形成され、そのさらに外側がクロ
メート層42で覆われて、亜鉛クロメート層が形成され
ている。また、ガスケット30の外面にも、同様に亜鉛
メッキ層45とクロメート層46とからなる亜鉛クロメ
ート層が形成されている。
Next, a zinc plating layer 41 for corrosion protection is formed on the entire outer surface of the underlayer (for example, carbon steel) 40 of the metal shell 1.
(A zinc-based plating layer) is formed, and further outside thereof is covered with a chromate layer 42 to form a zinc chromate layer. Similarly, a zinc chromate layer composed of a galvanized layer 45 and a chromate layer 46 is also formed on the outer surface of the gasket 30.

【0027】主体金具1及びガスケット30の亜鉛メッ
キ層及びクロメート層は、いずれも同一の方法によって
形成されるものであり、以下、主体金具1側で代表させ
て説明を行う。亜鉛メッキ層41は、公知の電解亜鉛メ
ッキ法により形成されるものであり、厚さは、例えば3
〜10μm程度とされる。この厚さが3μm未満では耐
食性を十分に確保できなくなる場合がある。逆に、10
μmを超える膜厚は耐食性確保という観点においては過
剰スペックであり、またメッキ時間も長くなって製造能
率が低下するので、コストアップにつながる。
The zinc plating layer and the chromate layer of the metal shell 1 and the gasket 30 are all formed by the same method. Hereinafter, the metal shell 1 will be described as a representative. The zinc plating layer 41 is formed by a known electrolytic zinc plating method, and has a thickness of, for example, 3
About 10 to 10 μm. If the thickness is less than 3 μm, corrosion resistance may not be sufficiently secured. Conversely, 10
A film thickness exceeding μm is an excessive specification from the viewpoint of ensuring corrosion resistance, and also increases the plating time and reduces the production efficiency, leading to an increase in cost.

【0028】一方、クロメート層42は、一般に使用さ
れる黄色クロメート被膜を用いてもよいが、黄色クロメ
ート被膜は、クロム成分の一部が六価クロムの形で含有
されていることが災いして、環境保護に対する関心が地
球規模で高まりつつある近年では次第に敬遠されるよう
になってきている。この観点においてクロメート層は、
含有されるクロム成分の95重量%以上が三価クロムで
ある三価クロム系クロメート層を使用することが望まし
い。
On the other hand, a commonly used yellow chromate film may be used for the chromate layer 42. However, the yellow chromate film suffers from the fact that a part of the chromium component is contained in the form of hexavalent chromium. In recent years, interest in environmental protection has been increasing on a global scale, and has been gradually shunned. In this respect, the chromate layer is
It is desirable to use a trivalent chromium-based chromate layer in which 95% by weight or more of the contained chromium component is trivalent chromium.

【0029】クロメート層42を三価クロム系クロメー
ト被膜とする場合、例えばユニクロ等と通称される光沢
クロメート被膜、あるいは青色クロメート被膜層等の従
来の三価クロム系クロメート被膜の場合、その形成膜厚
が最大で0.1μm程度と薄いため、スパークプラグの
主たる使用環境において主体金具に対し十分な耐食性と
耐熱性が確保できない場合がある。そこで、クロメート
層42の膜厚を0.2μm以上に確保することにより、
三価クロムが主体のクロメート被膜の防食性能が大幅に
向上し、主体金具に腐食に対する耐久性を十分に付与す
ることができるようになる。また、温度が上昇しやすく
酸のアタック等も受けやすいスパークプラグ特有の環境
においても、主体金具1の耐食性を十分に維持すること
ができるようになる。クロメート層42の膜厚が0.2
μm未満では、防食性能と耐熱性とを十分に確保できな
くなる。また、膜厚が0.5μmを超えると、層にクラ
ックを生じたり(例えば組付け等における加工時)、あ
るいは層の脱落等が生じやすくなって、却って防食性能
が損なわれることにつながる。クロメート層42の膜厚
は、望ましくは0.3〜0.5μmとするのがよい。ま
た、クロメート層42は、六価クロムを実質的に含有し
ないものとなっていることが望ましい。
When the chromate layer 42 is formed of a trivalent chromium-based chromate film, for example, in the case of a conventional trivalent chromium-based chromate film such as a blue chromate film layer or a conventional chromate film such as a blue chromate film layer, the formed film thickness is obtained. Is as thin as about 0.1 μm at the maximum, so that sufficient corrosion resistance and heat resistance to the metal shell may not be secured in the main use environment of the spark plug in some cases. Therefore, by securing the thickness of the chromate layer 42 to 0.2 μm or more,
The anticorrosion performance of the chromate film mainly composed of trivalent chromium is greatly improved, and the metal shell can be given sufficient durability against corrosion. In addition, the corrosion resistance of the metal shell 1 can be sufficiently maintained even in an environment peculiar to a spark plug in which the temperature is likely to rise and an acid attack is likely to occur. When the thickness of the chromate layer 42 is 0.2
If it is less than μm, sufficient anticorrosion performance and heat resistance cannot be ensured. On the other hand, if the thickness exceeds 0.5 μm, cracks may occur in the layer (for example, during processing in assembling or the like) or the layer may easily fall off, leading to impairment of the anticorrosion performance. The thickness of the chromate layer 42 is desirably 0.3 to 0.5 μm. It is desirable that the chromate layer 42 does not substantially contain hexavalent chromium.

【0030】次に、中心電極3及び接地電極4は、上記
の亜鉛クロメート層の下地をなす金属材料として、Ni
又はFeを主成分とする耐熱合金にて構成されている。
例えば、Ni又はFeを主成分とする耐熱合金として
は、次のよう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、N
b、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):ASTR
OLOY、CABOT 214、D-979、HASTELLOY C22、HASTELLOY C
276、HASTELLOY G30、HASTELLOY S、HASTELLOY X、HAYN
ES 230、INCONEL 587、INCONEL 597、INCONEL 600、INC
ONEL 601、INCONEL 617、INCONEL 625、INCONEL 706、I
NCONEL 718、INCONEL X750、KSN、M-252、NIMONIC 75、
NIMONIC 80A、NIMONIC 90、NIMONIC 105、NIMONIC 11
5、NIMONIC 263、NIMONIC 942、NIMONIC PE11、NIMONIC
PE16、NIMONIC PK33、PYROMET 860、RENE 41、RENE 9
5、SSS 113MA、UDIMET 400、UDIMET 500、UDIMET 520、
UDIMET 630、UDIMET 700、UDIMET 710、UDIMET 720、UN
ITEP AF2-1 DA6、WASPALOY。
Next, the center electrode 3 and the ground electrode 4 are made of Ni as a metal material forming the base of the zinc chromate layer.
Alternatively, it is made of a heat-resistant alloy containing Fe as a main component.
For example, the following can be used as a 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 balance is mainly composed of Cr, Co, Mo, W, and N.
b, a general term for heat-resistant alloys composed of one or more of Al, Ti and Fe. Specifically, the following can be used (both are trade names; for the alloy composition,
Literature (Revised 3rd Edition Metal Data Book (Maruzen); p138)
And will not be described in detail): ASTR
OLOY, CABOT 214, D-979, HASTELLOY C22, HASTELLOY C
276, HASTELLOY G30, HASTELLOY S, HASTELLOY X, HAYN
ES 230, INCONEL 587, INCONEL 597, INCONEL 600, INC
ONEL 601, INCONEL 617, INCONEL 625, INCONEL 706, I
NCONEL 718, INCONEL X750, KSN, M-252, NIMONIC 75,
NIMONIC 80A, NIMONIC 90, NIMONIC 105, NIMONIC 11
5, NIMONIC 263, NIMONIC 942, NIMONIC PE11, NIMONIC
PE16, NIMONIC PK33, PYROMET 860, RENE 41, RENE 9
5, SSS 113MA, UDIMET 400, UDIMET 500, UDIMET 520,
UDIMET 630, UDIMET 700, UDIMET 710, UDIMET 720, UN
ITEP AF2-1 DA6, WASPALOY.

【0031】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 the present specification, Fe is contained in an amount of 20 to 60% by weight, and the remainder 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.

【0032】なお、本実施例では中心電極3及び接地電
極4ともにINCONEL 600を使用している(ただし、内部
に熱引き向上用のCu系金属層を挿入してもよい)。そ
の概略組成は、Ni:76重量%−Cr:15.5重量
%−Fe:8重量%である。
In this embodiment, INCONEL 600 is used for both the center electrode 3 and the ground electrode 4 (however, a Cu-based metal layer for improving heat drawing may be inserted inside). The approximate composition is as follows: Ni: 76% by weight-Cr: 15.5% by weight-Fe: 8% by weight.

【0033】次に、中心電極3側の高融点金属発火部3
1(ひいては、それを形成するためのチップ31’)
は、Ir、Rh、W、Re及びRuのいずれかを主成分
とする高融点金属、例えばIrを主成分とする高融点金
属を主体に構成されている。これらの高融点金属の使用
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。他方、接地電極側のPt系金属発火部32(ひ
いては、それを形成するためのチップ32’)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
等にて構成される。Pt系金属発火部32は、亜鉛クロ
メート層に覆われない下地金属材料層140の露出表面
(下地金属材料面)に、Pt系金属チップ32’を抵抗
溶接により接合して形成したものである。
Next, the refractory metal firing portion 3 on the side of the center electrode 3
1 (and thus a chip 31 'for forming it)
Is mainly composed of a high melting point metal containing Ir, Rh, W, Re or Ru as a main component, for example, a high melting point metal containing Ir as a main component. By using these refractory metals, even in an environment where the temperature of the center electrode tends to increase, the wear resistance of the ignition portion can be improved. Further, the weldability to the above-mentioned heat-resistant alloy is also good. On the other hand, the Pt-based metal firing portion 32 on the ground electrode side (and, consequently, the chip 32 ′ for forming it) is
In addition to a simple substance, it is composed of a Pt-Ni alloy (for example, Pt-1 to 30% by weight Ni alloy), a Pt-Ir alloy, a Pt-Ir-Ni alloy, or the like. The Pt-based metal firing portion 32 is formed by joining a Pt-based metal tip 32 ′ by resistance welding to an exposed surface (base metal material surface) of the base metal material layer 140 that is not covered by the zinc chromate layer.

【0034】なお、高融点金属発火部31をIrを主体
に構成する場合、Irが高温域において酸化・揮発しや
すい性質を有しているため、そのまま発火部に使用する
と、火花消耗よりも酸化・揮発による消耗が問題となる
欠点がある。そこで、高融点金属発火部を、Irを主成
分として、Pt、Rh、Ru、Pd及びReの1種また
は2種以上を添加したIr合金を主体に構成すること
で、このようなIrの酸化揮発を効果的に抑制すること
ができ、発火部の耐消耗性を良好なものとすることがで
きる。
When the high melting point metal ignition portion 31 is mainly composed of Ir, since Ir has a property of easily oxidizing and volatilizing in a high temperature range, if Ir is used as it is in the ignition portion as it is, it is more oxidative than spark exhaustion. -There is a disadvantage that consumption due to volatilization is a problem. Therefore, the high-melting point metal ignition portion is mainly composed of an Ir alloy containing Ir as a main component and one or more of Pt, Rh, Ru, Pd and Re added thereto, thereby oxidizing such Ir. Volatilization can be effectively suppressed, and the wear resistance of the ignition portion can be improved.

【0035】上記スパークプラグ100の製造方法につ
いて説明する。まず、主体金具1への亜鉛クロメート層
の形成を以下のようにして行う。主体金具1には、その
取付ねじ部7側の開口部に接地電極4の基端側を溶接に
より取り付け、金具組立体Wとしておく。この段階で接
地電極4は曲げ加工前であり、主体金具1の軸線方向に
直線的に延びた状態となっている。これに、図3に示す
バレルメッキ装置199を用いてバレルメッキにより亜
鉛メッキを施す。バレルメッキ装置199においては、
壁面が網や穴開き板等により液通に構成された保持容器
202内に、複数の金具組立体Wがバラ積み状態で挿入
され、メッキ層200内の亜鉛メッキ浴L1内に浸漬さ
れる。また、メッキ浴L1中には対向電極203が配置
される。モータ201により保持容器202を水平な回
転軸線周りに回転駆動しながら、保持容器202内の通
電電極205を介して、金具組立体Wと対向電極203
との間で直流電源204により通電すれば、金具組立体
Wは接地電極4を含むその外面全面に亜鉛メッキが施さ
れることとなる。バレルメッキは、上記のような回転バ
レルメッキの他、揺動バレルメッキを採用することも可
能である。
A method for manufacturing the spark plug 100 will be described. First, a zinc chromate layer is formed on the metal shell 1 as follows. The base end side of the ground electrode 4 is attached to the opening of the metal shell 1 on the side of the mounting screw portion 7 by welding to form a metal assembly W. At this stage, the ground electrode 4 has not yet been bent, and is in a state of linearly extending in the axial direction of the metal shell 1. This is galvanized by barrel plating using a barrel plating apparatus 199 shown in FIG. In the barrel plating apparatus 199,
A plurality of metal fitting assemblies W are inserted in a stacked state into a holding container 202 whose wall surface is formed through a liquid such as a net or a perforated plate, and immersed in a galvanizing bath L1 in the plating layer 200. The counter electrode 203 is disposed in the plating bath L1. While rotating the holding container 202 about a horizontal rotation axis by the motor 201, the metal fitting assembly W and the counter electrode 203 are connected via the current-carrying electrode 205 in the holding container 202.
When the DC power supply 204 is energized, the metal fitting assembly W is galvanized on the entire outer surface including the ground electrode 4. As the barrel plating, swing barrel plating can be adopted in addition to the rotary barrel plating as described above.

【0036】亜鉛メッキ層141の剥離が終了すればこ
れを一旦洗浄・乾燥し、クロメート処理を行う。この実
施例では、図4に示すクロメート処理槽200(図3と
の共通の部分には同一の符号を付与している)を用い、
ここにクロメート処理液L2を満たしてバレル方式にて
処理を行っている。ただし、行うクロメート処理は非電
解型のものであり、通電を行うための電極や電源は設け
られていない(ただし、電解クロメート処理を行うこと
も可能であり、この場合は図3と同様の装置構成を採用
すればよい)。
When the peeling of the galvanized layer 141 is completed, it is washed and dried once and subjected to a chromate treatment. In this embodiment, a chromate treatment tank 200 shown in FIG. 4 (the same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals) is used.
Here, the chromate treatment liquid L2 is filled and the treatment is performed by the barrel method. However, the chromate treatment to be performed is of a non-electrolytic type, and no electrodes or a power supply for conducting electricity are provided. (However, the electrolytic chromate treatment can be performed. In this case, an apparatus similar to FIG. 3 is used.) Configuration may be adopted).

【0037】クロメート処理液L3としては、三価クロ
ム塩と、三価クロムに対する錯化剤とを配合したものを
用いることにより、一般的なクロメート処理法では困難
な緻密で厚膜の三価クロム系クロメート層を形成するこ
とが可能となり、ひいては0.2〜0.5μmの三価ク
ロム系のクロメート層を容易に形成できる。このような
クロメート処理液については、ドイツ公開特許公報DE19
638176A1号に詳細が開示されている。以下に、その概略
を説明する。
As the chromate treatment liquid L3, a mixture of a trivalent chromium salt and a complexing agent for trivalent chromium is used to obtain a dense and thick film of trivalent chromium, which is difficult by a general chromate treatment method. A system chromate layer can be formed, and a trivalent chromium-based chromate layer having a thickness of 0.2 to 0.5 μm can be easily formed. Such a chromate treatment solution is disclosed in German Published Patent Application DE19.
Details are disclosed in 638176A1. The outline will be described below.

【0038】前述の通り、クロメート層の形成過程は、
処理浴中において下地金属(例えば亜鉛)の酸化溶出が
まず起こり、その溶出した下地金属成分と、クロメート
イオンを含有する溶液とが反応して、三価クロムが水酸
基あるいは酸素のブリッジによってポリマー状の錯体を
形成して下地金属表面上にゲル状に沈殿・堆積する機構
が主体になっているというのが定説である。この場合、
クロメート層が成長するためには、下地金属の溶出と、
溶出した下地金属と浴中のクロメートイオンとの反応・
堆積とが並行して進まなければならない。しかしなが
ら、クロメート層がある程度堆積すると、浴液との界面
を介した不均一反応である下地金属層の溶出反応が妨げ
られ、層の成長は停滞する。
As described above, the process of forming the chromate layer is as follows.
Oxidation and elution of the underlying metal (for example, zinc) occurs first in the treatment bath, and the eluted underlying metal component reacts with a solution containing chromate ions, and trivalent chromium is converted into a polymer form by a hydroxyl group or an oxygen bridge. It is a common theory that the main mechanism is to form a complex and precipitate and deposit in a gel state on the surface of the underlying metal. in this case,
In order for the chromate layer to grow, elution of the underlying metal and
Reaction between the eluted base metal and chromate ions in the bath
Deposition must proceed in parallel. However, when the chromate layer is deposited to some extent, the elution reaction of the underlying metal layer, which is a heterogeneous reaction via the interface with the bath liquid, is prevented, and the growth of the layer is stagnated.

【0039】前記したドイツ公開特許公報の開示内容に
よれば、層の厚膜化を図るには、下地金属の溶解と、溶
解した下地金属成分と三価クロムとの反応による層沈殿
との速度を大きくしつつ、堆積したクロメート層の逆溶
解の速度をなるべく小さくすることが重要である。そし
て、上記の方法では、適当な錯化剤を浴中に添加して三
価クロムを錯体化することにより層沈殿が促進され、厚
膜化が可能になると考えられる。
According to the disclosure of the above-mentioned German published patent application, in order to increase the thickness of the layer, the rate of dissolution of the base metal and the precipitation of the layer by the reaction between the dissolved base metal component and trivalent chromium are determined. It is important to minimize the rate of reverse dissolution of the deposited chromate layer while increasing In the above-described method, it is considered that the layer precipitation is promoted by adding an appropriate complexing agent to the bath to complex trivalent chromium, and the film can be made thicker.

【0040】錯化剤としては、各種キレート剤(ジカル
ボン酸、トリカルボン酸、オキシ酸(水酸基ジカルボン
酸あるいは水酸基トリカルボン酸等:例えば、シュウ
酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピ
メリン酸、コルク酸、アセレイン酸、セバシン酸、マレ
イン酸、フタル酸、テレフタル酸、酒石酸、クエン酸、
リンゴ酸、アスコルビン酸等)を用いることが有効であ
るが、他の錯化剤を用いてもよい。使用可能な錯化剤に
ついては、前記ドイツ特許公報に記載されている通りで
ある。
As complexing agents, various chelating agents (dicarboxylic acid, tricarboxylic acid, oxyacid (hydroxyl dicarboxylic acid or hydroxylic tricarboxylic acid, etc .: for example, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid) , Coric acid, aseleic acid, sebacic acid, maleic acid, phthalic acid, terephthalic acid, tartaric acid, citric acid,
It is effective to use malic acid, ascorbic acid, etc., but other complexing agents may be used. The complexing agents that can be used are as described in the aforementioned German patent publication.

【0041】また、層厚さを大きくするには、クロメー
ト処理浴の温度を20〜80℃程度に昇温することも有
効である。浴温が20℃未満では、昇温による層厚さ増
大の効果がほとんど見込めず、80℃以上では浴からの
水分の蒸発が激しいため浴条件の制御が困難となる。ま
た、クロメート浴への被処理物(主体金具、ガスケット
など)の浸漬時間は20〜80秒とするのがよい。浸漬
時間が20秒未満になるとクロメート層の形成膜厚を十
分に確保できなくなる場合がある。他方、浸漬時間が8
0秒を超えると、形成されたクロメート層が厚くなり過
ぎ、層にクラックを生じたり(例えば組付け等における
加工時)、あるいは層の脱落等が生じやすくなり、却っ
て防食性能が損なわれる場合がある。
In order to increase the layer thickness, it is effective to raise the temperature of the chromate treatment bath to about 20 to 80 ° C. If the bath temperature is lower than 20 ° C., the effect of increasing the layer thickness by increasing the temperature can hardly be expected, and if the bath temperature is higher than 80 ° C., control of bath conditions becomes difficult due to severe evaporation of water from the bath. Further, the immersion time of the object to be treated (metal shell, gasket, etc.) in the chromate bath is preferably set to 20 to 80 seconds. If the immersion time is less than 20 seconds, the thickness of the formed chromate layer may not be sufficiently secured. On the other hand, the immersion time is 8
When the time exceeds 0 seconds, the formed chromate layer becomes too thick, cracks may occur in the layer (for example, during processing in assembling or the like), or the layer may easily fall off, which may impair the anticorrosion performance. is there.

【0042】他方、下地金属の溶解促進を図るには、沈
殿形成された層の再溶解が激しくならない範囲にて、ク
ロメート処理液のpHを下げることが有効である。望ま
しいpHの範囲は、例えば1.5〜3程度である。ま
た、沈殿形成された層の再溶解を抑制するには、層中に
ニッケル、コバルトあるいは銅などの再溶解しにくい水
酸化物を層に組み込むことが有効である。この目的のた
め、クロメート処理浴中に、上記金属の化合物を溶解・
配合することができる。
On the other hand, in order to promote the dissolution of the base metal, it is effective to lower the pH of the chromate treatment solution within a range in which the re-dissolution of the layer on which the precipitate is formed does not become intense. A desirable pH range is, for example, about 1.5 to 3. In order to suppress the re-dissolution of the layer on which the precipitate has been formed, it is effective to incorporate a hardly re-dissolved hydroxide such as nickel, cobalt or copper into the layer. For this purpose, the compounds of the above metals are dissolved in a chromate treatment bath.
Can be blended.

【0043】他方、本発明者らがさらに検討を重ねた結
果、クロメート層中のナトリウム成分の含有量が2〜7
重量%となるように、所定量のナトリウム塩(例えば、
硝酸ナトリウムなど)をクロメート処理浴中に配合する
ことで、緻密なクロメート層を厚膜に形成することが一
層容易となることが判明した。その詳細な機構について
は不明であるが、ナトリウムイオンがクロメート層中に
取り込まれると、クロメート層の処理浴中への再溶解が
より起こりにくくなるためではないかと推測される。ク
ロメート層中のナトリウム成分の含有量が2〜7重量%
の範囲を外れると、クロメート層の厚膜を0.2μm以
上に確保するのが困難となる場合がある。なお、クロメ
ート処理層中のナトリウム成分の含有量は、より望まし
くは2〜6重量%とするのがよい。
On the other hand, as a result of further studies by the present inventors, the content of the sodium component in the chromate layer was 2 to 7%.
% Sodium salt (e.g.,
It has been found that by blending sodium nitrate, etc.) in the chromate treatment bath, it is easier to form a dense chromate layer into a thick film. Although the detailed mechanism is unknown, it is presumed that if sodium ions are taken into the chromate layer, the chromate layer is less likely to be redissolved in the treatment bath. The content of the sodium component in the chromate layer is 2 to 7% by weight.
If the thickness is out of the range, it may be difficult to secure a thick film of the chromate layer to 0.2 μm or more. The content of the sodium component in the chromate treatment layer is more desirably 2 to 6% by weight.

【0044】上記のように亜鉛メッキ処理及びクロメー
ト処理を施すと、図4に示すように、亜鉛メッキ層14
1及びクロメート層142は、接地電極4の全面、すな
わち下地金属材料層140の全面に形成される。図2に
示すように、接地電極4の先端部へは、貴金属チップ、
例えばPt系金属チップ32’が溶接されて発火部32
が形成されるが、亜鉛メッキ層141及びクロメート層
142が形成されたままであると、溶接部にこれらの層
の成分が混入して発火部32の接合強度が大きく低下す
ることにつながる。そこで、接地電極4に形成された亜
鉛メッキ層141及びクロメート層142は、図5に示
す工程にて、その先端側の部分だけが剥離される。
When the zinc plating and the chromate treatment are performed as described above, as shown in FIG.
1 and the chromate layer 142 are formed on the entire surface of the ground electrode 4, that is, on the entire surface of the base metal material layer 140. As shown in FIG. 2, a noble metal tip
For example, the Pt-based metal tip 32 'is welded to
Is formed, but if the galvanized layer 141 and the chromate layer 142 are still formed, the components of these layers are mixed in the welded portion, leading to a large decrease in the joining strength of the ignition portion 32. Therefore, in the step shown in FIG. 5, only the leading end portion of the zinc plating layer 141 and the chromate layer 142 formed on the ground electrode 4 are peeled off.

【0045】この装置は、電解液L3が収容された電解
剥離槽210を有する。電解剥離槽210の上面開口部
は、組立体挿入口212aが孔設された保持板212に
より塞がれている。そして、その組立体挿入口212a
には、接地電極4が下となるように組立体Wのねじ部7
が軸線方向に挿入され、ガスシール部1fにおいて組立
体挿入口212aの内縁部に支持される。他方、電解剥
離槽210の電解液供給口214からは、ポンプ213
により図示しない電解液タンクより電解液L3が供給さ
れる。そして、槽内に設けられた液面センサ211によ
り液面レベルが検出されるとともに、液面レベルが低下
した場合は、センサ211の検出信号を参照して制御部
212がポンプ213を作動させ、電解液L3の液面S
Hの高さが一定に維持される。
This apparatus has an electrolytic stripping tank 210 containing an electrolytic solution L3. The upper opening of the electrolytic stripping tank 210 is closed by a holding plate 212 in which an assembly insertion opening 212a is formed. Then, the assembly insertion port 212a
The screw portion 7 of the assembly W so that the ground electrode 4 is at the bottom.
Is inserted in the axial direction, and is supported by the inner edge of the assembly insertion opening 212a at the gas seal portion 1f. On the other hand, the pump 213 is supplied from the electrolyte supply port 214 of the electrolytic stripping tank 210.
Supplies the electrolyte L3 from an electrolyte tank (not shown). Then, the liquid level sensor 211 provided in the tank detects the liquid level, and when the liquid level decreases, the control unit 212 operates the pump 213 with reference to the detection signal of the sensor 211, Liquid level S of electrolyte L3
The height of H is kept constant.

【0046】これにより、各組立体Wは保持板212に
より高さ方向の位置が固定され、その接地電極4は、基
端側の一定長さを液面SHの上方に突出させた状態に
て、先端側が電解液L3中に浸漬される。また、電解剥
離槽210内には対向電極215が配置されており、直
流電源216により主体金具1側を正(アノード)、対
向電極215側を負(カソード)として通電することに
より、図6(c)に示すように、浸漬部分の亜鉛メッキ
層141が電解剥離される。このとき、下地金属材料層
140の露出表面140aも電解エッチングを受けて活
性化される。亜鉛クロメート層の電解剥離のメカニズム
は、以下のように推測される。すなわち、図6(a)に
示すように、クロメート層142に形成されたピンホー
ル142aから電解液L3が浸透することにより、同図
(b)に示すように内側の亜鉛メッキ層141が電解に
より浸食される。そして、亜鉛メッキ層141の溶解が
進むとクロメート層142が脱落し、新たに露出した亜
鉛メッキ層142の表面が電解液L3と接触してさらに
電解浸食が進み、以降、クロメート層142の脱落と亜
鉛メッキ層141の電解とが繰り返されて、剥離が進行
してゆくものと考えられる。
As a result, the position of each assembly W in the height direction is fixed by the holding plate 212, and the ground electrode 4 has a predetermined length on the base end side protruding above the liquid surface SH. The tip side is immersed in the electrolytic solution L3. In addition, a counter electrode 215 is disposed in the electrolytic stripping tank 210, and the direct current power supply 216 supplies electricity to the metal shell 1 side as positive (anode) and the counter electrode 215 side as negative (cathode). As shown in c), the galvanized layer 141 in the immersed portion is electrolytically peeled off. At this time, the exposed surface 140a of the base metal material layer 140 is also activated by being subjected to electrolytic etching. The mechanism of the electrolytic stripping of the zinc chromate layer is assumed as follows. That is, as shown in FIG. 6A, when the electrolytic solution L3 penetrates through the pinhole 142a formed in the chromate layer 142, the inner zinc plating layer 141 is formed by electrolysis as shown in FIG. Eroded. When the dissolution of the zinc plating layer 141 progresses, the chromate layer 142 drops off, and the newly exposed surface of the zinc plating layer 142 comes into contact with the electrolytic solution L3 to further promote electrolytic erosion. It is considered that the electrolysis of the galvanized layer 141 is repeated, and the peeling proceeds.

【0047】電解液L3は、pHは6〜8(望ましくは
6.5〜7.5)の中性領域に調整される。これによ
り、酸溶解しやすい亜鉛メッキ層141も通電を行わな
ければ溶解が進行せず、過度の溶解進行による露出表面
140aの面荒れ等が効果的に防止される。電解液L3
は、具体的には酸アニオンの主体として、硫酸イオン、
硝酸イオンの少なくとも一方と、有機酸イオンとを含む
ものを好適に使用することができる。硫酸イオンを含有
することで電解剥離効率が高められ、クロメート層が形
成されている場合でも、短時間で所期の剥離量を得るこ
とができる。また、硝酸イオンは剥離処理を均一に進行
させる効果を有し、特にクロメート層が形成されている
場合に、クロメート層を部分的に破壊して内部の亜鉛系
メッキ層と電解液との接触を促進するので、剥離ムラを
生じ難く、かつ平滑な下地露出層を得ることができる。
硫酸イオン及び硝酸イオンの電解液中の合計配合比率
は、例えば0.5〜250g/リットルの範囲で選択す
るのがよい。該配合比率が0.5g/リットル未満では
液の通電性が十分に確保できず、無理に通電しようとす
ると素地荒れ等の不具合を招く。他方、250g/リッ
トルを超える配合比率は液の不要なコストアップにつな
がる。
The pH of the electrolytic solution L3 is adjusted to a neutral range of 6 to 8 (preferably 6.5 to 7.5). As a result, the zinc plating layer 141, which is easily acid-dissolved, does not dissolve unless current is applied, and the surface roughness of the exposed surface 140a due to excessive dissolution is effectively prevented. Electrolyte L3
Is, specifically, a sulfate ion,
Those containing at least one of nitrate ions and organic acid ions can be suitably used. By containing sulfate ions, the electrolytic stripping efficiency is enhanced, and even when a chromate layer is formed, the desired stripping amount can be obtained in a short time. In addition, nitrate ions have an effect of allowing the stripping treatment to proceed uniformly. Particularly, when a chromate layer is formed, the chromate layer is partially broken to prevent the contact between the internal zinc-based plating layer and the electrolytic solution. Since it promotes, it is possible to obtain a smooth underlayer exposed layer which is less likely to cause uneven peeling.
The total mixing ratio of sulfate ions and nitrate ions in the electrolytic solution is preferably selected, for example, in the range of 0.5 to 250 g / liter. If the compounding ratio is less than 0.5 g / liter, the conductivity of the liquid cannot be sufficiently ensured, and if the current is forcibly applied, problems such as roughening of the substrate are caused. On the other hand, a compounding ratio exceeding 250 g / liter leads to unnecessary cost increase of the liquid.

【0048】そして、平滑性の維持と電解剥離効率とを
両立させる観点において、電解液は、硫酸イオンと硝酸
イオンとの双方を含有していることが望ましく、かつ硫
酸イオンのモル濃度CSO4と、硝酸イオンのモル濃度CN
O3との比CSO4/CNO3が4/1〜40/1の範囲にて調
整されたものを使用するのがよい。CSO4/CNO3が40
/1を超えると、特に亜鉛クロメート層の均一で平滑な
剥離が困難となる場合があり、4/1未満になると電解
剥離効率が不十分となり、生産性の低下につながる場合
がある。これらの酸イオンは、電解液のpHを上記のよ
うな中性域に維持する観点から、ナトリウム塩やカリウ
ム塩などの可溶性中性化合物の形で配合することが望ま
しい。
From the viewpoint of maintaining both smoothness and electrolytic stripping efficiency, the electrolytic solution desirably contains both sulfate ions and nitrate ions, and has a molar concentration of sulfate ions CSO 4 . , Molar concentration of nitrate ion CN
It is preferable to use one whose ratio CSO 4 / CNO 3 to O 3 is adjusted in the range of 4/1 to 40/1. CSO 4 / CNO 3 is 40
If it exceeds / 1, it may be particularly difficult to achieve uniform and smooth peeling of the zinc chromate layer. If it is less than 4/1, the electrolytic peeling efficiency may be insufficient, leading to a decrease in productivity. From the viewpoint of maintaining the pH of the electrolytic solution in the neutral region as described above, it is desirable to mix these acid ions in the form of a soluble neutral compound such as a sodium salt or a potassium salt.

【0049】次に、有機酸イオンは、濃度分極を維持す
る分極向上剤として機能させることができ、亜鉛系メッ
キ層の均一な溶解ひいては下地露出層の平滑化に寄与す
る。有機酸イオンとしては、例えば、酢酸、蓚酸、マロ
ン酸、クエン酸、グルコン酸、酒石酸等のカルボン酸イ
オンを使用できる。これらの酸イオンについても、ナト
リウム塩やカリウム塩などの可溶性中性化合物の形で配
合することが望ましい。
Next, the organic acid ion can function as a polarization improver for maintaining the concentration polarization, and contributes to the uniform dissolution of the zinc-based plating layer and the smoothing of the underlying exposed layer. As the organic acid ion, for example, a carboxylic acid ion such as acetic acid, oxalic acid, malonic acid, citric acid, gluconic acid, tartaric acid and the like can be used. These acid ions are also desirably formulated in the form of a soluble neutral compound such as a sodium salt or a potassium salt.

【0050】上記の電解液L3を用い、例えば組立体1
個当りの電流密度が0.4〜0.7A程度となる条件に
て電解を行うことにより、亜鉛クロメート層の剥離を効
率的に行うことができる。電流密度が0.4A/個未満
では亜鉛クロメート層の剥離に時間がかかり過ぎ、ま
た、層残留等の不具合も生じやすくなる。他方、電流密
度が0.7A/個を超えると、下地金属露出部の面荒れ
等を生じやすくなる。また、通電時間は、亜鉛メッキ層
141及びクロメート層142の厚さが上記の程度であ
る場合、概ね100〜180秒が適当である。また、電
解液の温度は20〜40℃とすることが、電解液の過度
の蒸発を抑制しつつ電流密度を十分に確保する観点にお
いて望ましい。
Using the above electrolytic solution L3, for example,
By performing electrolysis under the condition that the current density per unit is about 0.4 to 0.7 A, the zinc chromate layer can be efficiently separated. If the current density is less than 0.4 A / piece, it takes too much time to peel off the zinc chromate layer, and problems such as layer residual easily occur. On the other hand, when the current density exceeds 0.7 A / piece, surface roughness of the exposed portion of the underlying metal is likely to occur. In addition, when the thickness of the zinc plating layer 141 and the chromate layer 142 is about the above-mentioned level, the energization time is preferably about 100 to 180 seconds. The temperature of the electrolytic solution is preferably set to 20 to 40 ° C. from the viewpoint of sufficiently securing the current density while suppressing excessive evaporation of the electrolytic solution.

【0051】なお、主体金具1のねじ部7の開口端面か
ら液面SHまでの高さは、例えば1mm以上となるよう
に調整するのがよい。該高さが1mm未満では、僅かな
液面揺れが発生しただけで電解液L3が主体金具1の端
面に接触し、主体金具1側の望まざる部分まで亜鉛メッ
キ層141が剥離されやすくなるので、耐食性確保の点
で望ましくない。
The height from the opening end face of the threaded portion 7 of the metal shell 1 to the liquid surface SH is preferably adjusted to be, for example, 1 mm or more. When the height is less than 1 mm, the electrolytic solution L3 comes into contact with the end face of the metal shell 1 due to slight fluctuation of the liquid level, and the zinc plating layer 141 is easily peeled to an undesired portion on the metal shell 1 side. However, it is not desirable in terms of ensuring corrosion resistance.

【0052】上記のような電解剥離処理では電解電位の
調整により、下地金属材料層140の溶解はほとんど生
じることなく、亜鉛メッキ層141の剥離は十分になさ
れる理想的な処理が可能となる。その結果、下地露出面
への高融点金属チップの溶接性がさらに高められる。そ
して、電解剥離の通電時間は、接地電極4の電解剥離す
べき領域において亜鉛メッキ層142はほぼ全て剥離さ
れ、下地電極材料層140のエッチング厚さが1.0μ
m未満となるように調整される。そして、下地金属材料
層140の過度のエッチングが抑制されるように電流密
度を調整することで、図6(c)に示すように、下地露
出面140aには、下地電極材料層の結晶粒界GBに沿
って、結晶粒表面の平均的な粗さレベルよりも大きな深
さを有する溝状のパターンEGが形成される。下地露出
面140aがこのような状態となることで、発火部32
(図2)の溶接強度が高められる。なお、電解剥離処理
が終了すれば、主体金具1は洗浄・乾燥され、発火部形
成のための溶接工程に回される。
In the above-described electrolytic stripping process, by adjusting the electrolytic potential, the base metal material layer 140 hardly dissolves, and an ideal process in which the zinc plating layer 141 is sufficiently stripped can be performed. As a result, the weldability of the high melting point metal tip to the exposed base surface is further enhanced. Then, during the energization time of the electrolytic stripping, the zinc plating layer 142 was almost completely stripped in the region of the ground electrode 4 where the electrolytic stripping was to be performed, and the etching thickness of the base electrode material layer 140 was 1.0 μm.
It is adjusted to be less than m. Then, by adjusting the current density so as to suppress excessive etching of the base metal material layer 140, the crystal grain boundary of the base electrode material layer is formed on the base exposed surface 140a as shown in FIG. Along the GB, a groove-shaped pattern EG having a depth greater than the average roughness level of the crystal grain surface is formed. When the base exposed surface 140a is in such a state, the ignition portion 32
The welding strength of FIG. 2 is increased. When the electrolytic stripping process is completed, the metal shell 1 is washed and dried, and is sent to a welding process for forming a spark part.

【0053】なお、ガスケット30に対して亜鉛クロメ
ート層を形成する場合も、上記工程において主体金具1
(あるいは組立体W)をガスケットに置き換えることに
より、電解剥離処理を行わない点を除いては全く同様の
方法が適用できる。
In the case where a zinc chromate layer is formed on the gasket 30, the metal shell 1 may be used in the above process.
By replacing the gasket (or the assembly W), the same method can be applied except that the electrolytic stripping process is not performed.

【0054】図2に戻り、発火部31,32の形成方法
の一例を説明する。これら発火部31,32の形成は、
主体金具1への絶縁体2あるいは中心電極3を組み付け
る前にそれぞれ完了させておく。まず、中心電極側高融
点金属発火部31であるが、中心電極3の先端面に発火
部31の構成高融点金属からなるチップ(例えば円板状
のもの)を位置決めした後、環状の溶接ビード10を形
成することにより、チップを中心電極3に接合して発火
部31となす。
Returning to FIG. 2, an example of a method for forming the firing portions 31 and 32 will be described. The formation of these firing parts 31, 32
The assembly is completed before the insulator 2 or the center electrode 3 is attached to the metal shell 1. First, regarding the high melting point metal firing portion 31 on the center electrode side, after a tip (for example, a disk-shaped one) made of the high melting point metal constituting the firing portion 31 is positioned on the tip end surface of the center electrode 3, an annular welding bead is formed. By forming 10, the tip is joined to the center electrode 3 to form a firing portion 31.

【0055】一方、接地電極4側のPt系金属発火部3
2は、次のようにして形成する。まず、図7に示すよう
に、中心電極3側の発火部31に対応する位置において
接地電極4の側面に同様の位置決め凹部4aを形成す
る。そして、例えばPt系金属ロッドを放電加工等によ
り輪切りにしたり、あるいはPt系金属板の打抜き加工
により形成された円板状のPt系金属チップ(以下、単
にチップともいう)32’を位置決め凹部4bに嵌め入
れる。続いて、接地電極4とチップ材32’を通電電極
150,150により挟持し、図示しない溶接電源によ
り通電することで、層状の拡散層(溶接部)32aを形
成する。
On the other hand, the Pt-based metal firing portion 3 on the ground electrode 4 side
2 is formed as follows. First, as shown in FIG. 7, a similar positioning recess 4a is formed on the side surface of the ground electrode 4 at a position corresponding to the firing portion 31 on the center electrode 3 side. Then, for example, a Pt-based metal rod is cut into a circle by electric discharge machining or the like, or a disk-shaped Pt-based metal chip (hereinafter, also simply referred to as a chip) 32 ′ formed by punching a Pt-based metal plate is positioned in the positioning recess 4 b. To fit. Subsequently, the ground electrode 4 and the tip material 32 ′ are sandwiched between the current-carrying electrodes 150, 150, and a current is supplied from a welding power source (not shown) to form a layered diffusion layer (welded portion) 32 a.

【0056】接地電極4の側面に発火部32を形成する
場合、チップ32’をレーザー溶接にて接合してもよい
のであるが、横方向に伸びる電極4にチップ32’を位
置決めした状態で、レーザービーム発生部と電極4と
を、チップ32’の周方向に相対回転させる必要がある
ため、幾分面倒である。しかしながら、Pt系金属を発
火部の材質として採用すれば、Ir等と比較すれば低融
点であるため、抵抗溶接等の簡易な溶接方法を採用して
も十分な接合強度を達成できる。
When the ignition portion 32 is formed on the side surface of the ground electrode 4, the tip 32 'may be joined by laser welding. However, the tip 32' is positioned on the electrode 4 extending in the lateral direction. Since the laser beam generator and the electrode 4 need to be relatively rotated in the circumferential direction of the chip 32 ', it is somewhat troublesome. However, if a Pt-based metal is used as the material of the ignition portion, the melting point is lower than that of Ir or the like, so that a sufficient joining strength can be achieved even when a simple welding method such as resistance welding is used.

【0057】また、中心電極3側を負とする極性で使用
する一般的なスパークプラグでは、中心電極3の先端部
に形成された発火部は31温度上昇しやすく、火花放電
に由来する正イオンのアタックも非常に受けやすいため
消耗しやすいが、接地電極4側の発火部32は、これに
比べれば温度上昇が小さく正イオンのアタックも受けに
くいので、中心電極3側の発火部31ほどには消耗は進
行しにくい。従って、接地電極4側の発火部32は、P
t系金属でも耐消耗性レベルは十分であり、抵抗溶接を
採用しても剥離等の問題はほとんど生じない。さらに、
Pt系金属は加工性も良好で、発火部形成のための金属
部材の製造も容易である。
In a general spark plug used with a negative polarity on the side of the center electrode 3, the ignition portion formed at the tip of the center electrode 3 easily rises in temperature by 31 and positive ions derived from spark discharge However, since the ignition portion 32 on the ground electrode 4 side has a smaller temperature rise and is less susceptible to the attack of positive ions, the ignition portion 32 on the side of the center electrode 3 is as small as the ignition portion 31 on the center electrode 3 side. Wear is difficult to progress. Therefore, the ignition part 32 on the ground electrode 4 side is P
Even a t-based metal has a sufficient level of wear resistance, and even if resistance welding is employed, problems such as peeling hardly occur. further,
Pt-based metals have good workability and are easy to manufacture metal members for forming ignition parts.

【0058】さて、このようにして形成した発火部32
は、亜鉛メッキ141層の剥離により形成される下地金
属材料側の露出表面140aが電解剥離により活性化す
るので、抵抗溶接の際にチップ32’と下地金属材料層
140との間の相互拡散が進行しやすい。その結果、発
火部32と接地電極4との接合界面に対応して形成され
る拡散層32aの平均的な厚さを大きくすること、具体
的にはこれを10μm以上確保できるようになり、発火
部32の接合強度を大幅に高めることができる。
The ignition portion 32 thus formed
Since the exposed surface 140a on the base metal material side formed by peeling of the zinc plating 141 layer is activated by electrolytic peeling, mutual diffusion between the chip 32 'and the base metal material layer 140 during resistance welding is reduced. Easy to progress. As a result, it becomes possible to increase the average thickness of the diffusion layer 32a formed corresponding to the joint interface between the ignition portion 32 and the ground electrode 4, and more specifically, to secure the average thickness of 10 μm or more. The joining strength of the portion 32 can be greatly increased.

【0059】なお、拡散層32aの厚さは以下のように
定義する。まず、図7(b)に示すように、発火部32
と下地金属材料層140との接合部に対し、その発火面
32aと直交する断面を取り、該断面上にて発火面32
bと直交する向きに分析ラインを設定する。そして、そ
の分析ラインに沿って電子線微小分析(Electron Probe
Micro Analysis:EPMA)により、発火部32の主
成分たるPtと、下地金属材料層140の主成分、ここ
ではNiとの、特性X線強度分布の線分析プロファイル
を測定する。なお、得られた線分析プロファイルは、ノ
イズ除去のために波長1μm未満の微小な強度変動成分
をフィルタリングにより除去しておくことが望ましい。
The thickness of the diffusion layer 32a is defined as follows. First, as shown in FIG.
A cross section orthogonal to the ignition surface 32a is taken for the joint between the metal and the base metal material layer 140, and the ignition surface 32
An analysis line is set in a direction orthogonal to b. Then, along with the analysis line, electron beam microanalysis (Electron Probe
A line analysis profile of a characteristic X-ray intensity distribution of Pt as a main component of the ignition portion 32 and a main component of the base metal material layer 140, here, Ni, is measured by Micro Analysis (EPMA). In the obtained line analysis profile, it is desirable that a minute intensity fluctuation component having a wavelength of less than 1 μm is removed by filtering in order to remove noise.

【0060】次に、図8に示すように、発火部32中の
平均的なPt特性X線の強度をIPt1、同じくNi特性
X線の強度をINi2とする一方、下地金属材料層140
の平均的なNi特性X線の強度をINi1、同じくPt特
性X線の強度をIPt2とする。次に、上記分析ラインに
沿って得られたPt及びNiの各線分析プロファイル
を、縦軸を特性X線強度I、横軸を分析ラインに沿って
測定した距離xにて表される座標平面上にて表す。Ni
線分析プロファイルPFNiと、I=INi1−0.01
(INi1−INi2)を表す直線との交点のx座標をx1、
同じくPt線分析プロファイルPFPtと、I=IPt2+
0.01(IPt−IPt2)を表す直線との交点のx座標
をx2として、(x1+x2)/2=xm1として定める。
また、同様にしてPt線分析プロファイルPFPtと、I
=IPt1−0.01(IPt−IPt2)を表す直線との交点
のx座標をx3、Ni線分析プロファイルPFNiと、I
=INi2+0.01(INi1−INi2)を表す直線との交
点のx座標をx4として、(x3+x3)/2=xm2とし
て定める。そして、拡散層の厚さtは、t≡|xm1−x
m2|にて定義する。なお、分析ラインの設定位置により
tの測定値が変動する場合は、分析ラインの位置を変え
ながら複数点の測定を行い、それらの平均的な値として
求めることが望ましい。
Next, as shown in FIG. 8, the average intensity of the Pt characteristic X-ray in the ignition portion 32 is IPt1 and the intensity of the Ni characteristic X-ray is INi2, while the base metal material layer 140
The average intensity of the Ni characteristic X-rays is denoted by Ni1, and the intensity of the Pt characteristic X-rays is denoted by IPt2. Next, each line analysis profile of Pt and Ni obtained along the analysis line is plotted on a coordinate plane represented by the characteristic X-ray intensity I on the vertical axis and the distance x measured on the horizontal axis along the analysis line. Expressed by Ni
Line analysis profile PFNi and I = INi1-0.01
The x coordinate of the intersection with the straight line representing (INi1-INi2) is x1,
Similarly, the Pt line analysis profile PFPt and I = IPt2 +
The x coordinate of the intersection with the straight line representing 0.01 (IPt-IPt2) is defined as x2 and (x1 + x2) / 2 = xm1.
Similarly, a Pt line analysis profile PFPt and I
= X Pt1 of the intersection with the straight line representing IPt1-0.01 (IPt-IPt2), Ni line analysis profile PFNi and I
= XNi2 + 0.01 (x3 + x3) / 2 = xm2 where x is the x coordinate of the intersection with the straight line representing (INi2−INi2). Then, the thickness t of the diffusion layer is t≡ | xm1-x
m2 |. When the measured value of t fluctuates depending on the set position of the analysis line, it is desirable to perform measurement at a plurality of points while changing the position of the analysis line, and obtain the average value thereof.

【0061】発火部31及び32の形成が終了すれば、
主体金具1に対し絶縁体2及び中心電極3等を組み付
け、さらに発火部31と発火部32とが図2に示す位置
関係で互いに対向するように、接地電極4に曲げ加工を
施せば、図1に示すスパークプラグ100が完成する。
When the formation of the ignition parts 31 and 32 is completed,
If the insulator 2 and the center electrode 3 are assembled to the metal shell 1, and the ground electrode 4 is bent so that the ignition portion 31 and the ignition portion 32 face each other in the positional relationship shown in FIG. The spark plug 100 shown in FIG. 1 is completed.

【0062】なお、電解剥離処理は、図3に示す亜鉛メ
ッキ処理後に行ってもよい。この場合、電解剥離処理に
よる亜鉛メッキ層141の剥離後に、クロメート処理が
実施されることとなる。この場合、図4において、組立
体Wは亜鉛メッキ層141が剥離された接地電極4の先
端側表面を含めて、その全面がクロメート処理液に浸漬
される。クロメート層142が形成されるのは、亜鉛と
の置換反応が進行可能な亜鉛メッキ層141の表面のみ
であり、下地金属材料の露出表面140aにはクロメー
ト層の形成はほとんど進行しない。その結果、図9に示
すように、亜鉛メッキ層141においては、その端面で
もクロメート層の形成が進行し、最終的に亜鉛メッキ層
141は端面も含めてクロメート層142により覆わ
れ、露出部がほとんど生じなくなる。これにより、スパ
ークプラグ使用時の亜鉛メッキ層141の腐食進行が一
層効果的に抑制される。
The electrolytic peeling treatment may be performed after the galvanizing treatment shown in FIG. In this case, the chromate treatment is performed after the galvanized layer 141 is peeled off by the electrolytic peeling treatment. In this case, in FIG. 4, the entire surface of the assembly W, including the tip-side surface of the ground electrode 4 from which the galvanized layer 141 has been peeled off, is immersed in the chromate treatment liquid. The chromate layer 142 is formed only on the surface of the zinc plating layer 141 where the substitution reaction with zinc can proceed, and the formation of the chromate layer hardly proceeds on the exposed surface 140a of the underlying metal material. As a result, as shown in FIG. 9, in the galvanized layer 141, the formation of the chromate layer also proceeds on the end face thereof, and finally the zinc plated layer 141 is covered with the chromate layer 142 including the end face, and the exposed portion is formed. It hardly occurs. Thus, the progress of corrosion of the galvanized layer 141 when the spark plug is used is more effectively suppressed.

【0063】[0063]

【実験例】以下、本発明の効果を確認するために以下の
実験を行った。まず、接地電極4の素材としてINCONEL
600の線材(1.5mm×2.8mmの角状断面)を用
意し、長さ14mmに切断した。一方、JISG353
9に規定された冷間圧造用炭素鋼線SWCH8Aを素材
として用い、図1に示す形状の主体金具1を冷間鍛造に
より製造した。なお、主体金具1のねじ部7の呼び径は
14mmであり、軸方向長さは約19mmとした。次い
で、これに上記のINCONEL 600の線材を抵抗溶接により
接合して、図3に示す組立体Wを作成した。そして、実
施例品として、その組立体Wに対し、図3のバレルメッ
キ装置により、公知のアルカリシアン化物浴を用いた電
解亜鉛メッキ処理を施し、膜厚約6μmの亜鉛メッキ層
を形成した。
EXPERIMENTAL EXAMPLES The following experiments were conducted to confirm the effects of the present invention. First, as the material of the ground electrode 4, INCONEL
600 wires (1.5 mm × 2.8 mm square cross section) were prepared and cut to a length of 14 mm. On the other hand, JISG353
Using the carbon steel wire for cold heading SWCH8A specified in No. 9 as a raw material, the metal shell 1 having the shape shown in FIG. 1 was manufactured by cold forging. The nominal diameter of the threaded portion 7 of the metal shell 1 was 14 mm, and the axial length was about 19 mm. Next, the above-mentioned wire of INCONEL 600 was joined thereto by resistance welding to produce an assembly W shown in FIG. Then, as an example product, the assembly W was subjected to electrolytic zinc plating using a known alkaline cyanide bath by the barrel plating apparatus of FIG. 3 to form a zinc plating layer having a thickness of about 6 μm.

【0064】次いで、組立体Wは洗浄後、図4に示す装
置を用いてクロメート処理を行った。ただし、クロメー
ト処理浴は、脱イオン水に対し1リットル当り、塩化ク
ロム(III)(CrCl・6HO)を50g、硝酸コ
バルト(II)(Co(NO )を3g、硝酸ナトリウ
ム(NaNO)を100g、マロン酸31.2gの割
合で溶解しすることにより建浴し、ヒータにより液温6
0℃に保持するとともに、浴のpHを苛性ソーダ水溶液
の添加により2.0に調整した。またクロメート処理液
経の浸漬時間は60秒とし、水洗・乾燥後、80℃の温
風により乾燥した。形成されたクロメート層の膜厚をS
EMにより測定したところ、約0.30μmであった。
Next, after cleaning the assembly W, the assembly shown in FIG.
The chromate treatment was performed using the device. However,
The bath is treated with chlorine chloride per liter of deionized water.
Rom (III) (CrCl3・ 6H2O) 50 g, nitric acid
Baltic (II) (Co (NO3) 23 g), sodium nitrate
(NaNO3) Of 100 g, malonic acid 31.2 g
The bath is built up by dissolving together, and the liquid temperature 6
While maintaining the temperature at 0 ° C, the pH of the bath was adjusted to a sodium hydroxide aqueous solution.
And adjusted to 2.0. Chromate treatment solution
Immersion time is 60 seconds, and after washing and drying,
Dried by wind. The thickness of the formed chromate layer is S
It was about 0.30 μm as measured by EM.

【0065】次に、脱イオン水に対し、1リットル当り
硫酸アンモニウム((NHSO)を200g、
硝酸アンモニウム(NHNO)を10g、クエン酸
20gの割合で配合することにより建浴し、アンモニア
水にてpHを7.0に調整した電解液を用意した。そし
て、これを用いて図5に示す方法により、接地電極4か
ら亜鉛クロメート層を剥離した。ただし、主体金具1の
ねじ部7の開口端面から液面SHまでの高さは1.5m
mとした。また、電解剥離条件は、電圧8Vの定電圧条
件にて約120秒行った。なお、亜鉛クロメート層の電
解剥離進行時における組立体1個当りの電流密度は0.
4〜0.7Aに維持されていた。他方、比較のため、亜
鉛メッキ層141形成後に、酸剥離液として塩酸と硝酸
と水とを1:0.5:2の割合で配合したものを用い、
これに接地電極4の先端部を120秒浸漬することによ
り、亜鉛メッキ層141を無電解剥離した後、組立体W
の全体を上記と同様のクロメート処理浴を用いてクロメ
ート処理した試験品も作成した。
Next, 200 g of ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) was added to 1 L of deionized water.
A bath was prepared by mixing 10 g of ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ) at a ratio of 20 g of citric acid, and an electrolytic solution adjusted to pH 7.0 with aqueous ammonia was prepared. Then, the zinc chromate layer was peeled off from the ground electrode 4 by the method shown in FIG. However, the height from the opening end face of the screw portion 7 of the metal shell 1 to the liquid level SH is 1.5 m.
m. The electrolytic stripping was performed under a constant voltage of 8 V for about 120 seconds. The current density per assembly during electrolytic stripping of the zinc chromate layer was 0.1%.
It was maintained at 4-0.7A. On the other hand, for comparison, after forming the galvanized layer 141, a mixture of hydrochloric acid, nitric acid and water in a ratio of 1: 0.5: 2 was used as an acid stripping solution.
The zinc plating layer 141 is electrolessly peeled off by immersing the tip of the ground electrode 4 in this for 120 seconds.
Was also subjected to chromate treatment using the same chromate treatment bath as described above to prepare a test sample.

【0066】図10は、処理後の接地電極4の下地露出
面に対するSEM写真(倍率800倍)であり、(a)
は実施例品、(b)は比較例品である。実施例品では、
結晶粒界に沿って、結晶粒表面の平均的な粗さレベルよ
りも大きな深さを有する溝状のエッチングパターンが形
成されていることがわかる。他方、比較例品では結晶粒
界に沿うエッチングパターンは特に見られない。
FIG. 10 is an SEM photograph (magnification: 800 times) of the ground electrode 4 after processing on the exposed surface of the underlayer.
Is an example product, and (b) is a comparative product. In the example product,
It can be seen that a groove-like etching pattern having a depth greater than the average roughness level of the crystal grain surface is formed along the crystal grain boundary. On the other hand, in the comparative example product, no etching pattern along the crystal grain boundary is particularly observed.

【0067】次いで、接地電極4の先端部(露出表面)
にPtチップ((直径1.5mm、厚さ0.2mm)
を、図7(a)に示す抵抗溶接により接合し、発火部3
2を形成した。ただし、溶接条件は、通電電極150,
150間の加圧荷重を40kgf、二次電流を1kAと
した。こうして発火部32を形成した組立体の評価を以
下のようにして行った。まず、接地電極4の縦断面をS
EM観察することにより、剥離部分の下地電極材料層の
エッチング厚さを測定したところ、実施例品ではほとん
ど0であったのに対し、比較例品では10μm程度エッ
チングが進行していた。
Next, the tip (exposed surface) of the ground electrode 4
To Pt chip ((diameter 1.5mm, thickness 0.2mm)
Are joined by resistance welding shown in FIG.
2 was formed. However, welding conditions are as follows:
The pressing load between 150 was 40 kgf, and the secondary current was 1 kA. The assembly in which the ignition portion 32 was formed was evaluated as follows. First, the vertical section of the ground electrode 4 is represented by S
When the etching thickness of the underlying electrode material layer at the peeled portion was measured by EM observation, it was almost 0 in the example product, but the etching proceeded by about 10 μm in the comparative example product.

【0068】また、耐食性については、JISH850
2に規定されたメッキの耐食性試験方法における「5.
中性塩水噴霧試験方法」を48時間まで行った。そし
て、亜鉛メッキ層の腐食に由来する白錆が、亜鉛クロメ
ート層の全面積のおよそ何%現われたかにより評価した
ところ、実施例品は白錆がほとんど現われていなかった
のに対し、比較例品では10%程度の面積率にて白錆の
発生が認められた。
The corrosion resistance was measured according to JIS H850.
2 in the corrosion resistance test method for plating specified in 2.
Neutral salt spray test method "for up to 48 hours. When the white rust resulting from the corrosion of the galvanized layer was evaluated based on what percentage of the total area of the zinc chromate layer appeared, the example product showed little white rust, while the comparative example product showed little white rust. The occurrence of white rust was observed at an area ratio of about 10%.

【0069】次に、溶接性については、バーナーにより
接地電極4を最高到達温度が900℃となる用に2分加
熱した後、室温にて1分放冷するサイクルを1000回
繰返し、接合部の状態を光学顕微鏡にて目視観察するこ
とにより評価した。その結果、比較例品では接合部にク
ラックが見られ、チップ剥離の兆候が認められたが、実
施例品では特に異常はなかった。
Next, regarding the weldability, a cycle of heating the ground electrode 4 with a burner for 2 minutes so that the maximum temperature reached 900 ° C., and then allowing it to cool at room temperature for 1 minute was repeated 1000 times. The condition was evaluated by visual observation with an optical microscope. As a result, cracks were observed at the joints in the comparative example product and signs of chip peeling were observed, but there was no particular abnormality in the example product.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例たるスパークプラグを示す縦
半断面図。
FIG. 1 is a longitudinal half sectional view showing a spark plug according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の要部を示す縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a main part of FIG. 1;

【図3】バレルメッキによる電解亜鉛メッキの工程説明
図。
FIG. 3 is an explanatory view of a process of electrolytic zinc plating by barrel plating.

【図4】バレル法によるクロメート処理の工程説明図。FIG. 4 is an explanatory view of a process of chromate treatment by a barrel method.

【図5】電解剥離工程の説明図。FIG. 5 is an explanatory view of an electrolytic peeling step.

【図6】電解剥離による亜鉛クロメート層の剥離過程を
推測して示す図。
FIG. 6 is a diagram supposing and illustrating a peeling process of a zinc chromate layer by electrolytic peeling.

【図7】抵抗溶接により接地電極に発火部を形成する方
法を示す工程説明図。
FIG. 7 is a process explanatory view showing a method for forming a firing portion on a ground electrode by resistance welding.

【図8】拡散層の厚さの定義を示す図。FIG. 8 is a diagram showing the definition of the thickness of a diffusion layer.

【図9】図1のスパークプラグの変形例を示す縦半断面
図。
FIG. 9 is a longitudinal half sectional view showing a modified example of the spark plug of FIG. 1;

【図10】実験例における、実施例品及び比較例品の下
地露出面の状態を示すSEM写真。
FIG. 10 is an SEM photograph showing a state of a base exposed surface of an example product and a comparative example product in an experimental example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主体金具 2 絶縁体 3 中心電極 4 接地電極 30 ガスケット 41,45 亜鉛メッキ層 42,46 クロメート層 100 スパークプラグ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal shell 2 Insulator 3 Center electrode 4 Ground electrode 30 Gasket 41,45 Galvanized layer 42,46 Chromate layer 100 Spark plug

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中心電極と、その中心電極の外側に設け
られた絶縁体と、前記絶縁体の外側に設けられた主体金
具と、前記中心電極との間に火花放電ギャップを形成す
るように、これと対向する形で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少
なくとも前記接地電極側に高融点金属チップを溶接する
ことにより放電面を有する高融点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、 筒状の前記主体金具の一方の開口部に前記接地電極の基
端側が取り付けられた金具組立体を用意し、その金具組
立体の主体金具と接地電極との外面に一括して、亜鉛を
主成分とする亜鉛系メッキ層を形成する亜鉛系メッキ層
形成工程と、 その亜鉛系メッキ層が形成された金具組立体に対し、前
記主体金具外面の亜鉛系メッキ層は除去しつつ、前記接
地電極の亜鉛系メッキ層のうち、少なくとも電極先端部
に形成されているものを電解剥離により除去する電解剥
離工程と、 その電解剥離工程の終了後、剥離により露出した下地電
極材料面に前記高融点金属チップを溶接する溶接工程
と、 を含むことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
A spark discharge gap is formed between a center electrode, an insulator provided outside the center electrode, a metal shell provided outside the insulator, and the center electrode. A ground electrode disposed opposite to the ground electrode, a refractory metal firing portion having a discharge surface by welding a refractory metal tip to at least the ground electrode side at a position corresponding to the spark discharge gap. A method of manufacturing a formed spark plug, comprising: preparing a metal assembly in which a base end of the ground electrode is attached to one opening of the cylindrical metal shell; and a metal shell and a ground electrode of the metal assembly. A zinc-based plating layer forming step of collectively forming a zinc-based plating layer containing zinc as a main component on the outer surface of the metal shell; An electrolytic stripping step of removing, by electrolytic stripping, at least one of the zinc-based plating layers of the ground electrode, which is formed at the tip of the electrode, while removing the plating layer; and exposing by stripping after the electrolytic stripping step is completed. A welding step of welding the refractory metal tip to the base electrode material surface thus formed.
【請求項2】 前記亜鉛系メッキ層の表面を覆うクロメ
ート層を形成するクロメート層形成工程を含み、 前記電解剥離工程において、前記亜鉛系メッキ層とこれ
を覆うクロメート層とからなる亜鉛クロメート層を一括
して除去する請求項1記載のスパークプラグの製造方
法。
2. The method according to claim 1, further comprising: forming a chromate layer that covers a surface of the zinc-based plating layer. In the electrolytic stripping step, a zinc chromate layer including the zinc-based plating layer and a chromate layer that covers the zinc-based plating layer is formed. The method for manufacturing a spark plug according to claim 1, wherein the spark plug is removed at a time.
【請求項3】 前記電解剥離に使用する電解液のpHを
6〜8を範囲に調整する請求項2記載のスパークプラグ
の製造方法。
3. The method for producing a spark plug according to claim 2, wherein the pH of the electrolytic solution used for the electrolytic stripping is adjusted within a range of 6 to 8.
【請求項4】 前記接地電極の前記電解剥離すべき領域
において前記亜鉛系メッキ層はほぼ全て剥離され、他
方、その剥離される亜鉛系メッキ層の下地をなす下地電
極材料層のエッチング厚さが1.0μm未満となるよう
に、前記電解剥離の通電時間が調整される請求項2又は
3に記載のスパークプラグの製造方法。
4. The zinc-based plating layer is almost entirely stripped in the region of the ground electrode where the electrolytic stripping is to be performed, and the etching thickness of a base electrode material layer that forms the base of the stripped zinc-based plating layer is reduced. The method for manufacturing a spark plug according to claim 2, wherein the energization time of the electrolytic peeling is adjusted so as to be less than 1.0 μm.
【請求項5】 基端部が所定長さだけ液面上方に露出
し、残余の先端部が電解液中に位置するように前記接地
電極を前記電解液中に浸漬して通電を行うことにより、
その浸漬部分においてのみ前記亜鉛系メッキ層の電解剥
離を行う請求項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. A method in which the ground electrode is immersed in the electrolyte so as to be energized so that the base end is exposed above the liquid surface by a predetermined length and the remaining tip is located in the electrolyte. ,
The method for manufacturing a spark plug according to any one of claims 1 to 4, wherein the zinc-based plating layer is subjected to electrolytic peeling only in the immersed portion.
【請求項6】 前記スパークプラグは、前記接地電極が
側方に曲げ返され、その曲げ返された接地電極の先端部
と前記中心電極の先端部との間に前記火花放電ギャップ
が形成されるものであり、 かつ前記金具組立体として、曲げ前の接地電極が前記主
体金具の軸線方向に直線的に延びるように取り付けられ
たものが使用され、その金具組立体を前記接地電極の取
り付けられている側が下向きとなるように保持して、該
接地電極の先端部を前記電解液中に浸漬する請求項5記
載のスパークプラグの製造方法。
6. The spark plug, wherein the ground electrode is bent laterally, and the spark discharge gap is formed between the bent end of the ground electrode and the end of the center electrode. And a metal assembly in which a ground electrode before bending is attached so as to extend linearly in the axial direction of the metal shell, and the metal assembly is attached to the ground electrode. 6. The method for manufacturing a spark plug according to claim 5, wherein the end of the ground electrode is immersed in the electrolytic solution while the side of the ground electrode is held downward.
【請求項7】 前記スパークプラグは、前記火花放電ギ
ャップに対応する位置において少なくとも前記接地電極
側に高融点金属チップを溶接することにより放電面を有
する高融点金属発火部を形成したものであり、 前記接地電極の前記亜鉛系メッキ層を電解剥離した後、
剥離により露出した下地電極材料面に前記高融点金属チ
ップを溶接する請求項1ないし6のいずれかに記載のス
パークプラグの製造方法。
7. The spark plug, wherein a refractory metal ignition portion having a discharge surface is formed by welding a refractory metal tip to at least the ground electrode at a position corresponding to the spark discharge gap, After electrolytically peeling off the zinc-based plating layer of the ground electrode,
The method for manufacturing a spark plug according to any one of claims 1 to 6, wherein the refractory metal tip is welded to a surface of the base electrode material exposed by the peeling.
【請求項8】 前記電解液は、酸アニオンの主体とし
て、硫酸イオン、硝酸イオンの少なくとも一方と、有機
酸イオンとを含む請求項1ないし7のいずれかに記載の
スパークプラグの製造方法。
8. The method for producing a spark plug according to claim 1, wherein the electrolytic solution contains at least one of a sulfate ion and a nitrate ion and an organic acid ion as main components of an acid anion.
【請求項9】 前記電解液は、硫酸イオンと硝酸イオン
との双方を含有し、かつ硫酸イオンのモル濃度CSO
4と、硝酸イオンのモル濃度CNO3との比CSO4/CNO3
4/1〜40/1の範囲にて調整されたものを使用する
請求項8記載のスパークプラグの製造方法。
9. The electrolyte contains both sulfate ions and nitrate ions, and has a sulfate ion molar concentration CSO.
4 and method of manufacturing a spark plug according to claim 8, wherein the use of what ratio CSO 4 / CNO 3 the molar concentration CNO 3 of nitrate ions is adjusted within a range of 4 / 1-40 / 1.
【請求項10】 前記接地電極の、前記亜鉛系メッキ層
の下地をなす下地電極材料層がNi基耐熱合金又はFe
基耐熱合金により構成されている請求項1ないし9のい
ずれかに記載のスパークプラグの製造方法。
10. A base electrode material layer of the ground electrode, which underlies the zinc-based plating layer, is made of a Ni-based heat-resistant alloy or Fe.
The method for producing a spark plug according to any one of claims 1 to 9, wherein the spark plug is made of a base heat-resistant alloy.
【請求項11】 中心電極と、その中心電極の外側に設
けられた絶縁体と、前記絶縁体の外側に設けられた主体
金具と、前記中心電極との間に火花放電ギャップを形成
するように、これと対向する形で配置された接地電極と
を備え、 前記主体金具の外面と、該主体金具に接合される前記接
地電極の基端部外面とが、亜鉛を主成分とする亜鉛系メ
ッキ層と、その亜鉛系メッキ層の表面を覆うクロメート
層とを含む亜鉛クロメート層により覆われるとともに、
前記接地電極の先端部には、前記亜鉛クロメート層の下
地をなすとともにNi基耐熱合金にて構成された下地電
極材料層が露出する下地露出面が形成され、その下地露
出面に、前記火花放電ギャップに対応する位置において
高融点金属チップを溶接することにより、放電面を有す
る高融点金属発火部が形成され、 かつ、JISH8502に規定されたメッキの耐食性試
験方法における「5.中性塩水噴霧試験方法」を行った
ときに、前記主体金具を覆う亜鉛クロメート層の前記亜
鉛系メッキ層の腐食に由来する白錆が、該亜鉛クロメー
ト層の全表面の10%以上現われるまでの耐久時間が4
8時間以上であることを特徴とするスパークプラグ。
11. A spark discharge gap is formed between a center electrode, an insulator provided outside the center electrode, a metal shell provided outside the insulator, and the center electrode. A ground electrode disposed opposite to the base metal, wherein an outer surface of the metal shell and a base end outer surface of the ground electrode joined to the metal shell are zinc-based plating mainly composed of zinc. And a zinc chromate layer including a chromate layer covering the surface of the zinc-based plating layer,
At the tip of the ground electrode, a base exposed surface is formed, which forms a base for the zinc chromate layer and exposes a base electrode material layer made of a Ni-base heat-resistant alloy. By welding the refractory metal tip at the position corresponding to the gap, a refractory metal ignition portion having a discharge surface is formed, and “5. Neutral salt spray test” in the corrosion resistance test method for plating specified in JIS 8502. Method, the durability time required for white rust resulting from corrosion of the zinc-based plating layer of the zinc chromate layer covering the metal shell to appear by 10% or more of the entire surface of the zinc chromate layer is 4 hours.
A spark plug characterized by being at least 8 hours.
【請求項12】 中心電極と、その中心電極の外側に設
けられた絶縁体と、前記絶縁体の外側に設けられた主体
金具と、前記中心電極との間に火花放電ギャップを形成
するように、これと対向する形で配置された接地電極と
を備え、 前記主体金具の外面と、該主体金具に接合される前記接
地電極の基端部外面とが、亜鉛を主成分とする亜鉛系メ
ッキ層と、その亜鉛系メッキ層の表面を覆うクロメート
層とを含む亜鉛クロメート層により覆われるとともに、
前記接地電極の先端部には、前記亜鉛クロメート層の下
地をなすとともにNi基耐熱合金にて構成された下地電
極材料層が露出する下地露出面が形成され、 その下地露出面には、前記下地電極材料層の結晶粒界に
沿って、結晶粒表面の平均的な粗さレベルよりも大きな
深さを有する溝状のパターンが形成されるとともに、前
記火花放電ギャップに対応する位置において高融点金属
チップを溶接することにより、放電面を有する高融点金
属発火部が形成されていることを特徴とするスパークプ
ラグ。
12. A spark discharge gap is formed between a center electrode, an insulator provided outside the center electrode, a metal shell provided outside the insulator, and the center electrode. A ground electrode disposed opposite to the base metal, wherein an outer surface of the metal shell and a base end outer surface of the ground electrode joined to the metal shell are zinc-based plating mainly composed of zinc. And a zinc chromate layer including a chromate layer covering the surface of the zinc-based plating layer,
At the tip of the ground electrode, a base exposed surface is formed, which forms a base for the zinc chromate layer and exposes a base electrode material layer made of a Ni-base heat-resistant alloy. Along the crystal grain boundary of the electrode material layer, a groove-like pattern having a depth greater than the average roughness level of the crystal grain surface is formed, and the refractory metal is formed at a position corresponding to the spark discharge gap. A spark plug, wherein a high melting point metal ignition portion having a discharge surface is formed by welding a tip.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6750597B1 (en) * 1999-08-26 2004-06-15 Ngk Spark Plug, Co., Ltd. Method for manufacturing spark plug and spark plug
US8432091B2 (en) * 2008-05-21 2013-04-30 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Corrosion suppressing spark plug
JP2013254729A (en) * 2012-05-07 2013-12-19 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug

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