JP2001155840A

JP2001155840A - スパークプラグの製造方法

Info

Publication number: JP2001155840A
Application number: JP33803199A
Authority: JP
Inventors: Minoru Ando; 実安藤
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2001-06-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】スパークプラグの電極を作製するに際し、良
伝熱層が中心層の外周面に加え先端面をも被覆したクラ
ッド構造を容易に得ることができるスパークプラグの製
造方法を提供する。【解決手段】良伝熱層１２を形成することとなる良伝
熱被加工素材１２０が、中心層１３を形成することとな
る芯体１３０の外周面を覆い、かつ良伝熱層１２の外周
部１２ａを形成することとなる第一素材１２１と、その
芯体１３０の先端側に隣接配置され、かつ良伝熱層１２
の先端部１２ｂを形成することとなる第二素材１２２と
を有する。そして、中心層１３となるべき芯体１３０の
先端側に第二素材１２２を隣接配置してクラッド化のた
めの塑性加工を行うことにより、中心層１３の先端面１
３ｂが良伝熱層１２の先端部１２ｂから突出して剥き出
しになることを極めて効果的に防止でき、ひいては熱引
きの改善と変形の防止に有効なクラッド電極を容易に得
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関に使用され
るスパークプラグの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車エンジン等の内燃機関が高
性能化するに伴い、その着火に使用されるスパークプラ
グの温度も上昇する傾向にある。スパークプラグの温度
が高くなると、火花放電ギャップを形成する電極発火部
の消耗が進みやすくなり、プラグの寿命も短くなる。ス
パークプラグの電極は、高温耐食性を確保するために例
えばインコネル等のＮｉ合金で構成されることが多い
が、Ｎｉ合金の熱伝導率は一般にそれほど高くないの
で、いわゆる熱引きが悪く、高速運転時等においては電
極温度が上昇しやすくなる欠点がある。そこで、Ｃｕ系
金属などの熱伝導性の良好な材質による良伝熱性芯材を
電極中に配置して電極の熱引きを改善し、寿命向上を図
るようにしたスパークプラグが実用化されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような構造の電
極においては、Ｎｉ合金の線膨張係数がＣｕ系金属のそ
れに比べて低いため、電極温度が上昇した場合に、外被
部分（Ｎｉ合金）と芯材部分（Ｃｕ系金属）との線膨張
係数の差等に基づいて発生する熱応力のレベルが高くな
る。このことは、電極の膨らみ・変形、また接地電極の
曲げ戻りといった問題につながる場合があり、ひいては
火花放電ギャップが変化する（広がる）恐れがある。例
えば、直噴ガソリンエンジンなど、スパークプラグの発
火部を燃焼室内部に突き出させるタイプのエンジンで
は、電極温度が相当高くなることから上記問題は特に発
生しやすい。さらにエンジンの振動が加わると、外被部
分と芯材部分との層間割れや電極の折損に至る恐れもあ
る。また、接地電極の芯材部分にＣｕ系金属を用いる場
合には、炭素鋼等で形成される主体金具と接地電極との
溶接強度が低くなるため、接地電極の偏位や脱落の可能
性もある。そこで、外被部分と芯材部分との線膨張係数
の差を緩和して火花放電ギャップの広がりを防止し、主
体金具と接地電極との溶接強度を高めるために、Ｃｕ系
金属製の芯材部分の中へさらにＮｉ系金属（Ｎｉ又はＮ
ｉ合金）製、Ｆｅ系金属（Ｆｅ又はＦｅ合金）製等の芯
材を埋設した電極が提案されている（例えば特開平４−
１１８８８２号公報及び特開平１１−１１１４２６号公
報参照）。

【０００４】しかし、このようなクラッド構造の電極２
００を製造するとき、図７のように、芯材部分であるＮ
ｉ系金属部分２０３の先端部が、これを覆うＣｕ系金属
部分２０２から突出して剥き出しになる傾向が強い。こ
れは、次のような製造上の理由によると考えられる。電
極２００は、軸線方向に押出し等の延伸加工を施して製
造されるのが一般的である。図７に示すように、外被部
分２０１、Ｃｕ系金属部分２０２及びＮｉ系金属部分２
０３の３層構造（クラッド構造）を形成することとなる
各々の素材２０１ａ、２０２ａ及び２０３ａが径方向に
積層配置され、軸線方向の延伸加工、例えば押出し加工
が施される。このとき、材料の外周部は加工ダイ等との
摩擦により材料流れに遅れが生じ、結果として中央部が
周囲よりも速く変形して、いわゆる先進が生ずる。Ｎｉ
系金属部分２０３の先端部は、この先進の影響によりＣ
ｕ系金属部分２０２よりも突出してしまうものと考えら
れる。なお、軸線方向に延伸加工するときは、押出し加
工に限らず引抜き加工等においても同様の問題が発生す
ると考えられる。いずれにせよ、Ｎｉ系金属部分２０３
の剥き出しになった先端部は、熱引き改善を担うＣｕ系
金属部分２０２が存在しないため、高速運転時等におい
ては当然に電極温度が上昇しやすくなり、結果として火
花放電ギャップを形成する電極発火部（例えば貴金属チ
ップ製）の消耗が進みやすくなり、プラグの寿命も短く
なる問題がある。

【０００５】本発明の課題は、軸状の中心層と、その中
心層の先端とこれに連なる外周面とを包囲する良伝熱層
と、その良伝熱層のさらに外側を包囲する形で配設され
た耐食性被覆層とが、塑性加工により圧縮・一体化され
たクラッド電極としてスパークプラグの電極を作製する
に際し、良伝熱層が中心層の外周面に加え先端面をも被
覆したクラッド構造を容易に得ることができるスパーク
プラグの製造方法を提供することにある。

【０００６】

【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、軸状の中心層と、その中心層の先端とこれに連な
る外周面とを包囲する良伝熱層と、その良伝熱層のさら
に外側を包囲する形で配設された耐食性被覆層とが、塑
性加工により圧縮・一体化されたクラッド電極として、
中心電極と接地電極との少なくともいずれかが構成され
るスパークプラグの製造方法であって、前記塑性加工を
行うに際し、前記良伝熱層となるべき良伝熱被加工素材
として、前記中心層となるべき芯体の外周面を覆う第一
素材と、同じく該芯体の前記先端側に隣接配置される前
記第一素材とは別体の第二素材とを有するものを使用す
ることを特徴とする。

【０００７】本発明では、良伝熱層を形成することとな
る良伝熱被加工素材が、中心層を形成することとなる芯
体の外周面を覆い、かつ良伝熱層の外周部を形成するこ
ととなる第一素材と、その芯体の先端側に隣接配置さ
れ、かつ良伝熱層の先端部を形成することとなる第二素
材とを有する。そして、中心層となるべき芯体の先端側
に第二素材を隣接配置してクラッド化のための塑性加工
を行うことにより、中心層の先端面が良伝熱層の先端部
から突出して剥き出しになることを極めて効果的に防止
でき、ひいては熱引きの改善と変形の防止に有効なクラ
ッド電極を容易に得ることができる。しかも、第一素材
と第二素材とは別体に形成されるので、各々を配置する
に当たり形状・寸法等の自由度が大きくとれて生産効率
がよい。

【０００８】なお、本発明は、中心電極又は接地電極の
少なくともいずれか（以下、中心電極と接地電極とを総
称する場合は、単に電極ともいう）について適用され
る。また、第一素材と第二素材との各材質は、中心層よ
りも熱伝導性が良好であれば、同じであっても別材質で
あってもよい。例えば、同材質であれば、第一素材と第
二素材が塑性加工により良伝熱層として一体化するとき
に、両者の親和性が良好であるために、素材間の界面に
欠陥等の要因となり易い未接合部分が残留しにくくなる
利点がある。なお、「クラッド電極」あるいは「クラッ
ド構造」というとき、中心層、良伝熱層及び耐食性被覆
層の３層以外の、さらに別な層の存在を否定するもので
はない。

【０００９】具体的には、上記の方法は、第一素材が芯
体の外周を覆う一方、第二素材が芯体の先端側に隣接配
置されるように、それらを耐食性被覆層となるべき耐食
性被覆素材と組み合わせて組立体を形成し、その組立体
を延伸加工してクラッド電極を得るように実施すること
ができる。このような方法によって組立体を延伸加工し
てクラッド電極を得るときは、所望の太さ（直径、幅
等）の電極を容易に得られるとともに、各層の厚さの不
均一やばらつきも小さくすることができる利点がある。
そして、加工により先進を生ずる芯体の先端側には第二
素材が隣接配置されているため、この部分が剥き出しに
なる不具合が効果的に防止される。

【００１０】組立体の延伸加工が、組立体を軸断面縮小
方向に圧縮するようにして軸線方向に行われる場合に
は、組立体の中心部に位置する芯体が加工により先進を
生じやすい。しかし、上記の加工方法によれば、生産能
率を低下させずかつ芯体の剥き出しが発生しないクラッ
ド電極の生産が可能となる。

【００１１】上記の方法にて使用する組立体において、
耐食性被覆素材は、軸線方向の凹部が形成された有底形
状を有するカップ状素材が使用され、凹部底面上に第二
素材が配置される。これによれば、第二素材はカップ状
素材の凹部底面上に配置することによって安定的に保持
されるので、所定品質のクラッド電極が効率よく生産で
きるようになる。

【００１２】また、組立体の作製時において、チップ状
の第二素材をカップ状素材の凹部底面上に配置し、第二
素材をカップ状素材の凹部底面と、芯体の外周を包囲す
るように第一素材が配設された副組立体の先端面との間
で圧縮変形させる。第二素材をカップ状素材の凹部底面
と副組立体の先端面との間で圧縮することで、第二素材
がカップ状素材と副組立体との隙間に均一に充填される
ので、隙間残留による欠陥等も生じにくく、スムーズに
延伸加工することができるようになる。さらに、有底形
状を有する耐食性被覆素材としてのカップ状素材の凹部
に、チップ状の第二素材及び副組立体を挿入するだけで
組立を簡単に完了でき、しかも自動化も容易であるた
め、生産性を大幅に向上させることができる。

【００１３】さらに第二素材が配置されるカップ状素材
の凹部底面は、径方向中心側ほど低位となる傾斜を有す
ることができる。チップ状に形成された第二素材をカッ
プ状素材の凹部底面に落とし入れてこれを組み付ける際
に、第二素材はカップ状素材の底面中央部に容易に位置
決めされ、組み付け位置のばらつきによる良伝熱層の厚
さ不均一やばらつきを効果的に防止できる。また押し潰
された第二素材が傾斜面に沿って回り込むように耐食性
被覆素材の凹部に充填されるので、特に中心層の先端面
を良伝熱層の先端部でより均一に被覆することができ
る。

【００１４】さらに本発明の組立体の延伸加工は、冷間
押出し加工で行うことができる。冷間押出し加工によ
り、寸法精度が高く表面の仕上がりのきれいなクラッド
電極を、安定的かつ効率よく製造できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１及び図２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には上記発火部３１に対向す
る発火部４１が形成されており、それら発火部３１と、
対向する発火部４１との間の隙間が火花放電ギャップｇ
とされている。

【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とともに、その外
周面には、プラグ１００をシリンダヘッドＳＨに取り付
けるためのねじ部７が形成されている。

【００１７】次に接地電極４は、電極の軸線方向に沿っ
て形成される軸状の中心層１３と、中心層１３を覆うと
ともに、中心層１３よりも熱伝導性の良好な材質からな
る良伝熱層１２と、良伝熱層１２を覆うとともに、高温
耐食性の良好な材質からなる耐食性被覆層１１とを有す
る３層構造（クラッド構造）となっている。一方中心電
極３は、電極の軸線方向に沿って形成される軸状の中心
層１３と、中心層１３を覆うとともに、高温耐食性の良
好な材質からなる耐食性被覆層１１とからなる２層によ
り構成されている。

【００１８】耐食性被覆層１１は、高温耐食性の良好な
材質、例えばＮｉ−Ｍｎ−Ｓｉ、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｃ
ｒ、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ａｌ、インコネルあるい
はハステロイ等のＮｉ合金で構成される。例えば、イン
コネル６００（商標名）の線膨張係数は１６×１０^−６
／Ｋ、熱伝導率は２９Ｗ／（Ｋ・ｍ）である。

【００１９】良伝熱層１２は、熱伝導性の良好な材質、
例えばＣｕ又はＣｕ合金あるいはＡｇ又はＡｇ合金で構
成される。熱伝導率と価格とのバランスを考慮すればＣ
ｕあるいはＣｕ合金が特に好適である。なお、Ｃｕの線
膨張係数は０〜１００℃において１７．０×１０^−６／
Ｋ、熱伝導率は０〜１００℃において３９３Ｗ／（Ｋ・
ｍ）であり、Ａｇの線膨張係数は同じく１９．１×１０
^−６／Ｋ、熱伝導率は同じく４１８Ｗ／（Ｋ・ｍ）であ
る。

【００２０】一方、中心層１３は、線膨張係数が耐食性
被覆層１１とほぼ同じで、熱伝導率がそれ（耐食性被覆
層１１）よりも優れた材質、例えばＮｉ又はＮｉ合金あ
るいはＦｅ又はＦｅ合金で構成される。

【００２１】次に、中心電極３は先端部が縮径されると
ともにその先端面が平坦に構成され、ここにＩｒ合金
（例えばＩｒ−２０重量％Ｒｈ合金）あるいはＰｔ合金
（例えばＰｔ−２０重量％Ｎｉ合金）からなる円板状の
貴金属チップを重ね合わせ、さらにその接合面外縁部に
沿ってレーザー溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接等によ
り溶接部を形成してこれを固着することにより発火部３
１が形成される。また、接地電極４の発火部４１は、発
火部３１に対向する位置において接地電極４の側面に貴
金属チップを位置合わせし、その接合面外縁部に沿って
同様に溶接部を形成してこれを固着することにより形成
される。

【００２２】図３ないし図５は、接地電極４の製造方法
の一例を示すものである。まず、電極の塑性加工の準備
として、外アセンブリＫ1を組立てる。（Ａ）カップ状素材（耐食性被覆素材）１１０の成形工
程（図３（Ａ））Ｎｉ系金属材に後方押出し、深絞り又は切削等の加工を
行って、内側に断面円形状の凹部１１１とすり鉢状底部
１１２とを有する有底筒状の耐食性被覆素材、すなわち
カップ状素材１１０を成形する。したがってカップ状素
材１１０の凹部１１１の底は、径方向中心側ほど低位と
なる傾斜を有する底面１１１ａに形成されている。な
お、カップ状素材１１０は電極に成形したときに耐食性
被覆層１１となる。（Ｂ）外アセンブリＫ1の組立工程（図３（Ｂ））Ｃｕ系金属材から切断、プレス成形等の加工によって任
意形状（例えば球形状）のチップ状の第二素材１２２を
作成する。次に、この第二素材１２２を工程（Ａ）で成
形したカップ状素材１１０の凹部底面１１１ａの中央に
載置して、外アセンブリＫ1を組み立てる。なお、第二
素材１２２は電極に成形したときに良伝熱層１２の先端
部１２ｂになる。

【００２３】次に内アセンブリＫ2を、さらに組立体Ｋ
を組立てる。（Ｃ）クラッドワイヤＣの成形工程（図３（Ｃ））棒状のＮｉ系金属材を円筒状のＣｕ系金属材に挿入し、
押出し、引抜き等の成形加工を行い、内側にＮｉ系金属
材に基づく芯体１３０、外側にＣｕ系金属材に基づく第
一素材１２１がはり合わせられたクラッドワイヤＣ（副
組立体）を作成する。なお、芯体１３０と第一素材１２
１とは、電極に成形したときにそれぞれ中心層１３と良
伝熱層１２の外周部１２ａとになる。（Ｄ）内アセンブリＫ2の成形工程（図３（Ｄ））前工程で得られたクラッドワイヤＣを所要長さに切断
し、前方押出し、型鍛造等の加工によって、丸棒状の芯
部Ｋ21とこの芯部Ｋ21より大径の断面円形状の鍔部Ｋ22
とを有する内アセンブリＫ2を得る。（Ｅ）組立体Ｋの組立工程（図３（Ｅ））外アセンブリＫ1に内アセンブリＫ2を挿入して組立体Ｋ
を作る。具体的には、外アセンブリＫ1を構成するカッ
プ状素材１１０の凹部１１１から内アセンブリＫ2を嵌
入し、プレスにより一体化させて組立体Ｋとする。この
ときチップ状の第二素材１２２は、内アセンブリＫ2の
先端面で押圧されて潰れ始めている。

【００２４】次に、丸棒状電極Ｅ1の加工を行う。（Ｆ）第一成形体Ｆ1の成形工程（図４（Ｆ））前工程で得られた組立体Ｋに、円形ダイスＭ1による冷
間前方押出し加工を施すと、組立体Ｋは軸断面縮小方向
に圧縮されて、クラッド構造の第一成形体Ｆ1が得られ
る。ここで、冷間前方押出し加工は、円形のダイス孔を
備えたダイスＭ1に組立体Ｋをセットし、組立体Ｋの後
方からポンチＰを当接させ、前方に押し出すと、丸棒状
の本体部Ｆ11とこの本体部Ｆ11より大径の断面円形状の
鍔部Ｆ12とを有する第一成形体Ｆ1が得られる。なお、
第一成形体Ｆ1の加工パスは、必要な減面率（断面減少
率）が達成されるよう１又は複数回行われ、複数回の場
合は、加工に伴う歪を除去するために途中で焼鈍（後述
の工程（Ｊ）参照）を実施してもよい。（Ｇ）丸棒状電極Ｅ1の成形工程（図４（Ｇ））第一成形体Ｆ1の鍔部Ｆ12を切断すると、丸棒状（円柱
状）の電極Ｅ1が得られる。

【００２５】さらに本実施例では、接地電極４を角柱状
電極Ｅ2に成形するために下記（Ｈ）、（Ｉ）の工程を
実施する。したがって、接地電極４が丸棒状電極Ｅ1で
構成される場合には工程（Ｇ）の次は工程（Ｊ）に移
る。（Ｈ）第二成形体Ｆ2の成形工程（図４（Ｈ））第一成形体Ｆ1又は丸棒状電極Ｅ1に対して、方形（矩
形）ダイスＭ2を使って冷間前方押出し加工を施すと、
第一成形体Ｆ1又は丸棒状電極Ｅ1は軸断面縮小方向にさ
らに圧縮されて、クラッド構造の第二成形体Ｆ2が得ら
れる。第二成形体Ｆ2は、角柱状の本体部Ｆ21とこの本
体部Ｆ21より大径の断面円形状の鍔部Ｆ22とを有してい
る。したがって本体部Ｆ21の軸断面は矩形状となる。な
お、第二成形体Ｆ2の加工パスも、必要な減面率（断面
減少率）が達成されるよう１又は複数回行われ、複数回
の場合は、加工に伴う歪を除去するために途中で焼鈍
（後述の工程（Ｊ）参照）を実施してもよい。また、第
一成形体Ｆ1又は丸棒状電極Ｅ1から角柱状の本体部Ｆ21
を有する第二成形体Ｆ2に成形する加工は、型鍛造によ
る方法もある。本体部Ｆ21が非対称の矩形断面を有する
場合等に、型鍛造は有効である。（Ｉ）角柱状電極Ｅ2の成形工程（図４（Ｉ））第二成形体Ｆ2の鍔部Ｆ22を切断すると、角柱状の電極
Ｅ2が得られる。

【００２６】以上で電極の成形加工は終了するが、最後
に次の工程を加え、電極の熱処理を行う。（Ｊ）電極Ｅ2の焼鈍工程（図４（Ｊ））角柱状電極Ｅ2を、熱処理炉ＨＴにおいて、例えば温度
７００〜９００℃で所定時間保持した後、炉中で徐冷し
て焼鈍処理を行う。これにより、冷間押出し加工で加工
硬化した金属を軟化させることができるので、接地電極
４の場合、次工程での曲げが容易になる。また、加工に
よる残留応力を緩和させることができるので、加工に伴
う歪を除去できる。なお、接地電極４が丸棒状電極Ｅ1
で構成される場合には丸棒状電極Ｅ1の焼鈍処理を行
う。

【００２７】さらに、図５に示すように接地電極４の取
付工程（ａ）、（ｂ）が加わる。（ａ）接地電極４の溶接工程（図５（ａ））接地電極４の基端側が、主体金具１に対してレーザー溶
接、電子ビーム溶接、抵抗溶接等により溶接接合部Ｗを
形成して固着される（なお、発火部４１を形成するため
の貴金属チップは予め溶接しておく）。（ｂ）接地電極４の曲げ工程（図５（ｂ））接地電極４の先端側を中心電極３側に曲げ加工して、接
地電極４の側面が中心電極３の先端部と対向するように
配設する。

【００２８】一般に、冷間前方押出し加工を行うと、芯
材１３０の先端部は、第一素材１２１の先端部よりも速
く変形して先進する傾向がある。しかし、工程（Ｂ）で
チップ状の第二素材１２２をカップ状素材（耐食性被覆
素材）１１０の凹部底面１１１ａの中央に載置すること
によって、芯材１３０（中心層１３）の先端部が第一素
材１２１（良伝熱層１２）から突出して剥き出しになる
ことが防止されている。図２に示すように、中心層１３
はその外周面１３ａ及び先端面１３ｂが、良伝熱層１２
の外周部１２ａ及び先端部１２ｂにそれぞれ覆われるこ
とになり、熱引きの改善と変形の防止に有効な３層構造
（クラッド構造）の電極が得られる。

【００２９】以上に述べた接地電極４の製造方法のいく
つかの変更例について説明する。工程（Ｃ）及び（Ｄ）を省略して、工程（Ｂ）から
（Ｅ）を一挙に行うことができる。すなわち、工程
（Ａ）でカップ状素材１１０の成形を行った後、直ちに
組立体Ｋの組上げを行う。工程（Ｂ）の外アセンブリＫ
1の組立後、第二素材１２２とともに外アセンブリＫ1を
構成するカップ状素材１１０の凹部１１１に対して、棒
状のＮｉ系金属材（芯体１３０）の外周に円筒状のＣｕ
系金属材（第一素材１２１）が配設された副組立体を挿
入し、プレスにより一体化させて組立体Ｋを完成させ
る。このときカップ状素材１１０の凹部１１１に対する
副組立体の挿入方法として、次のいずれかを選択するこ
とができる。すなわち、予め第一素材１２１に芯体１３
０を挿入して一体化したものをカップ状素材１１０の凹
部１１１に挿入する方法と、第一素材１２１を外側に芯
体１３０を内側にしてそれぞれカップ状素材１１０の凹
部１１１に挿入する方法とが選択できる。いずれの挿入
方法を選択しても、クラッドワイヤＣの作製工程省略に
より製造コストの低減が図れる。

【００３０】工程（Ａ）・（Ｂ）と工程（Ｃ）・
（Ｄ）とは互いに独立しているので、順序を逆にするこ
とができる。のみならず、工程（Ａ）・（Ｂ）と工程
（Ｃ）・（Ｄ）とを別々の生産ラインで同時進行して行
い、工程（Ｅ）の組立体Ｋの組立工程に集約することも
可能である。このようにすれば、生産サイクルの短縮化
を図ることができる。

【００３１】工程（Ｅ）で組立体Ｋを組み上げた後、
工程（Ｆ）・（Ｇ）を経ずに直接工程（Ｈ）・（Ｉ）を
実施して、角柱状電極Ｅ2を得るようにすれば、生産サ
イクルの短縮化を図ることができる。また、これまでに
説明してきたように第一成形体Ｆ1（丸棒状）の成形加
工に続いて第二成形体Ｆ2（角柱状）の成形加工を、と
もに冷間加工によって実施する場合、２段目となる第二
成形体Ｆ2の加工を行う際に、加工硬化の累積によりス
ムーズな押出し成形が阻害される懸念も生じうる。しか
し、工程（Ｆ）・（Ｇ）を経ずに角柱状電極Ｅ2を得る
工程を採用すれば、加工硬化の累積が生じにくいので丸
棒状電極Ｅ1の工程と同様のスムーズな押出し加工がで
きる。

【００３２】以上で述べた製造方法で得られる接地電極
４を備えたスパークプラグ１００の作用について説明す
る。すなわち、図１に示すスパークプラグ１００は、そ
のねじ部７においてシリンダヘッドＳＨに取り付けら
れ、燃焼室に供給される混合気への着火源として使用さ
れる。

【００３３】例えばエンジンを高負荷・高速運転した場
合、スパークプラグ１００の火花ギャップｇの近傍は高
温となり、電極３及び４の発火部３１，４１は消耗の生
じやすい苛酷な環境にさらされることとなる。しかしな
がら、図２に示すように、接地電極４は、良伝熱層１２
が中心層１３の表面を確実に覆う形になっているので、
外部からの熱の良伝熱層１２への熱伝達が進みやすく放
熱が促進される。これにより、発火部４１の消耗が抑制
されてスパークプラグ１００の寿命を延ばすことができ
る。また、良伝熱層１２は中心層１３の外周面１３ａに
加え先端面１３ｂをも確実に覆って熱引きをよくしてい
るので、電極温度の異常上昇が抑えられる。その結果、
クラッド電極における層間の線膨張係数の差に伴う熱応
力のレベルを低く抑えることができ、ひいては接地電極
４の変形に基づく火花放電ギャップｇの広がりを防止し
ている。さらに、例えば良伝熱層１２がＣｕ系金属製、
中心層１３がＮｉ系金属製であると、炭素鋼等で形成さ
れる主体金具１と接地電極４との溶接強度の低下も防止
できる。

【００３４】次に、本発明が適用されるスパークプラグ
の変形例について説明する。貴金属チップの固着により
形成される発火部３１及び対向する発火部４１は、少な
くとも一方を省略する構成としてもよい。また、図６に
おいては、接地電極４（複数設けられている）の先端側
を側方に曲げ返し、その先端面を中心電極３の側面に対
向させて火花放電ギャップｇを形成した、いわゆる沿面
放電型スパークプラグ１５０の例を示す。

【００３５】なお、本発明にかかるクラッド構造とその
製造方法を中心電極３にも採用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造されたスパークプラグの一実
施例を示す正面図。

【図２】図１の要部を示す拡大半断面図。

【図３】本発明に係るスパークプラグの製造方法の一例
を示す工程説明図。

【図４】図３に続く工程説明図。

【図５】図４に続く工程説明図。

【図６】本発明により製造されたスパークプラグの他の
実施例を示す正面図。

【図７】従来のスパークプラグ用電極の製造方法を示す
説明図。

【符号の説明】

３中心電極４接地電極１１耐食性被覆層１２良伝熱層１２ａ外周部１２ｂ先端部１３中心層１３ａ外周面１３ｂ先端面１１０カップ状素材（耐食性被覆素材）１１１凹部１１１ａ底面１１２底部１２０良伝熱被加工素材１２１第一素材１２２第二素材１３０芯体Ｃクラッドワイヤ（副組立体）Ｋ組立体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸状の中心層と、その中心層の先端とこ
れに連なる外周面とを包囲する良伝熱層と、その良伝熱
層のさらに外側を包囲する形で配設された耐食性被覆層
とが、塑性加工により圧縮・一体化されたクラッド電極
として、中心電極と接地電極との少なくともいずれかが
構成されるスパークプラグの製造方法であって、前記塑性加工を行うに際し、前記良伝熱層となるべき良
伝熱被加工素材として、前記中心層となるべき芯体の外
周面を覆う第一素材と、同じく該芯体の前記先端側に隣
接配置される前記第一素材とは別体の第二素材とを有す
るものを使用することを特徴とするスパークプラグの製
造方法。
【請求項２】前記第一素材が前記芯体の外周を覆う一
方、前記第二素材が前記芯体の前記先端側に隣接配置さ
れるように、それらを前記耐食性被覆層となるべき耐食
性被覆素材と組み合わせて組立体を形成し、その組立体
を延伸加工して前記クラッド電極を得る請求項１記載の
スパークプラグの製造方法。
【請求項３】前記組立体において、前記耐食性被覆素
材は、軸線方向の凹部が形成された有底形状を有するカ
ップ状素材が使用され、前記凹部底面上に前記第二素材
が配置される請求項２記載のスパークプラグの製造方
法。
【請求項４】前記組立体の作製時において、チップ状
の前記第二素材を前記カップ状素材の前記凹部底面上に
配置し、前記第二素材を前記カップ状素材の前記凹部底
面と、前記芯体の外周を包囲するように前記第一素材が
配設された副組立体の前記先端面との間で圧縮変形させ
る請求項３記載のスパークプラグの製造方法。
【請求項５】前記第二素材が配置される前記カップ状
素材の前記凹部底面は、径方向中心側ほど低位となる傾
斜を有している請求項３又は４記載のスパークプラグの
製造方法。
【請求項６】前記組立体の延伸加工が、冷間押出し加
工である請求項２ないし５のいずれかに記載のスパーク
プラグの製造方法。