JP2002175864A - スパークプラグの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極に複数個の貴金属チップを設けたスパー
クプラグにおいて、複数個の貴金属チップを容易に溶接
することの可能なスパークプラグの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 複数個の貴金属チップ３１を最終的な配
置形態にて保持可能な電気絶縁材料よりなる位置決め治
具６０を用意する。この位置決め治具６０は、底部６１
が円形のカップ形状に一体成型されており、その内形が
中心電極３０の先端部の外形に対応した形状である。そ
して、底部６１に４個の中心電極側貴金属チップ３１の
配置形態に対応して４個の貫通穴６２が形成されてい
る。複数個の貴金属チップ３１を位置決め治具６０に保
持させつつ中心電極３０に接触させた状態で、各々の貴
金属チップ３１と中心電極３０とを抵抗溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも２個の
対向する電極間に放電ギャップを形成し、これら電極の
少なくとも一方における放電ギャップに位置する部位に
複数個の貴金属チップを溶接するようにしたスパークプ
ラグの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、少なくとも２個の対向する電
極間に放電ギャップを形成し、これら電極の少なくとも
一方における放電ギャップに位置する部位に複数個の貴
金属チップを溶接するようにしたスパークプラグとし
て、特開平４−２２０９８３号公報に記載のスパークプ
ラグが提案されている。このものは、中心電極の先端部
に複数個の貴金属チップを溶接固定したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来公
報には、電極と貴金属チップとの溶接方法の記載は無い
が、電極に複数個の貴金属チップを溶接する場合、複数
個の貴金属チップの位置決めが難しかったり、また、個
々のチップ毎に位置決めし溶接していくため手間がかか
る、といった問題が考えられる。

【０００４】そこで、本発明は上記問題に鑑み、電極に
複数個の貴金属チップを設けたスパークプラグにおい
て、複数個の貴金属チップを容易に溶接することの可能
なスパークプラグの製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、少なくとも２個の対向
する電極（３０、４０）間に放電ギャップ（５０）を形
成し、これら電極の少なくとも一方における放電ギャッ
プに位置する部位に複数個の貴金属チップ（３１、４
１）を抵抗溶接により固着又は仮固着するようにしたス
パークプラグの製造方法において、複数個の貴金属チッ
プを最終的な配置形態にて保持可能な電気絶縁材料より
なる位置決め治具（６０、６５、７０）を用意し、複数
個の貴金属チップを位置決め治具に保持させつつ電極に
接触させた状態で、各々の貴金属チップと電極とを抵抗
溶接することを特徴としている。

【０００６】それによれば、位置決め治具によって複数
個の貴金属チップを保持することで複数個の貴金属チッ
プの位置決めを容易に行うことができる。また、位置決
め治具は電気絶縁性であるから、抵抗溶接をするにあた
って、全ての貴金属チップ及びこれらチップと接触する
電極との間に適切に通電することができるため、全ての
貴金属チップを同時に抵抗溶接することができる。

【０００７】よって、本発明によれば、複数個の貴金属
チップを容易に溶接することの可能なスパークプラグの
製造方法を提供することができる。

【０００８】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の位置決め治具（６０、７０）を、電極（３
０、４０）の外形に対応した内形を有し電極に被せるこ
との可能なカップ形状をなすものとしたことを特徴とし
ている。

【０００９】位置決め治具をこのようなカップ形状とす
ることで、位置決め治具を電極に対して容易に取り付け
ることができるため、結果的に、複数個の貴金属チップ
の位置決めを、より容易に行うことができる。

【００１０】また、請求項３に記載の発明では、請求項
１に記載の位置決め治具（６５）を、一端面に複数個の
貴金属チップ（３１、４１）を最終的な配置形態にて保
持するための溝もしくは孔（６６）が形成されているも
のとし、位置決め治具の一端面を上方に向けた状態で複
数個の貴金属チップを溝もしくは孔に挿入して保持し、
位置決め治具の上方から電極を接触させた状態で、抵抗
溶接を行うことを特徴としている。

【００１１】このような製造方法によれば、重力を利用
して複数個の貴金属チップを保持することができるた
め、位置決め治具への貴金属チップの保持を容易に行う
ことができる。

【００１２】また、請求項４に記載の発明においては、
画像認識によって、電極（３０、４０）に対する複数個
の貴金属チップ（３１、４１）の位置決めを行うことを
特徴としており、各貴金属チップの位置決めを容易に行
うことができるため、結果的に、複数個の貴金属チップ
を容易に溶接することの可能なスパークプラグの製造方
法を提供することができる。

【００１３】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るス
パークプラグの要部を示す構成図である。図１において
断面的に示される１０は取付金具（ハウジング）であ
り、例えば、炭素鋼を用いて冷間鍛造や切削加工等を行
うことにより筒状に形成されている。

【００１５】取付金具１０の内部には、アルミナ等の電
気絶縁材料よりなるよりなる絶縁体（絶縁碍子）２０を
介してＮｉ合金等よりなる中心電極３０が収納されてお
り、この中心電極３０は、取付金具１０に対して電気的
に絶縁されて保持されている。本例では、中心電極３０
はプラグの軸方向（図１中の上下方向）に延びる棒状を
なし、取付金具１０の一端部から露出した中心電極３０
の先端部が示されている。

【００１６】また、ニッケル合金等よりなる接地電極４
０が、中心電極３０の先端部と対向するように、取付金
具１０の一端部に接合されている。本例では、接地電極
４０は、一端部が取付金具１０の一端部に溶接固定され
て途中部までがプラグの軸方向に延びるとともに、他端
部が中心電極３０の先端部と放電ギャップ５０を介して
対向するように途中部から曲がっている。

【００１７】また、中心電極３０の先端部には、イリジ
ウム合金や白金合金等の貴金属よりなる貴金属チップ
（中心電極側貴金属チップ）３１が、抵抗溶接により複
数個接合されている。また、接地電極４０の他端部に
は、イリジウム合金や白金合金等の貴金属よりなる貴金
属チップ（接地電極側貴金属チップ）４１が、抵抗溶接
により複数個接合されている。

【００１８】ここで、図２は貴金属チップの平面配置構
成を示すもので、（ａ）は、中心電極３０の先端部を放
電ギャップ５０側から視た拡大平面図、（ｂ）は、接地
電極４０における中心電極３０の先端部との対向部を放
電ギャップ５０側から視た拡大平面図である。本例で
は、中心電極３０及び接地電極４０における放電ギャッ
プ５０に位置する部位に、それぞれ４個の貴金属チップ
３１、４１が配設されている。

【００１９】各貴金属チップ３１、４１の形状は柱状、
板状等、どのような形状でもよいが、本例では、直径が
φ０．５〜０．７ｍｍ、軸方向の長さが０．６〜０．８
ｍｍ程度の円柱状のものとしている。そして、放電ギャ
ップ５０は、両貴金属チップ３１、４１の間隔として形
成され、両電極３０、４０間に所定電圧を印加すること
により、両貴金属チップ（火花放電部材）３１、４１間
で火花放電が発生するようになっている。

【００２０】次に、上記構成に基づき、本実施形態に係
るスパークプラグの製造方法について述べる。ここで
は、各電極３０、４０と貴金属チップ３１、４１との接
合工程について述べることとし、他の製造工程は、周知
であるため、説明を省略する。図３は、中心電極３０と
貴金属チップ３１との接合工程を示す説明図である。

【００２１】本接合工程は、複数個の貴金属チップ３１
を最終的な配置形態にて保持可能な電気絶縁材料よりな
る位置決め治具６０を用いる。図３において、（ａ）は
位置決め治具６０の底部６１から視た平面形状を示し、
（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は位置決め治
具６０を貴金属チップ３１とともに中心電極３０に取り
付けた状態を（ｂ）に対応した断面にて示す図である。

【００２２】本例の位置決め治具６０は、図３（ａ）及
び（ｂ）に示す様に、底部６１が円形のカップ形状に一
体成型されており、その内形が中心電極３０の先端部の
外形に対応した形状である。そして、底部６１に４個の
中心電極側貴金属チップ３１の配置形態に対応して４個
の貫通穴６２が形成されている。

【００２３】この位置決め治具６０を構成する電気絶縁
材料としては、例えば、アルミナ、窒化珪素の様なセラ
ミック材、または、４フッ化エチレン樹脂、フェノール
樹脂等の絶縁材料を用いることが出来る。

【００２４】このような位置決め治具６０を用意した
後、図３（ｃ）に示す様に、位置決め治具６０を中心電
極３０の先端部に被せるとともに、４個の中心電極側貴
金属チップ３１を位置決め治具６０の貫通穴６２に挿入
する。

【００２５】こうして、４個の貴金属チップ３１が、位
置決め治具６０に保持されつつ中心電極３０の先端部に
接触した状態となる。この状態にて、各々の貴金属チッ
プ３１と中心電極３０との間で通電させることにより、
各チップ３１と中心電極３０とを抵抗溶接することがで
きる。

【００２６】また、図４は、接地電極４０と貴金属チッ
プ４１との接合工程を示す説明図である。本接合工程
は、複数個の貴金属チップ４１を最終的な配置形態にて
保持可能な電気絶縁材料よりなる位置決め治具７０を用
いる。

【００２７】図４は、位置決め治具７０を貴金属チップ
４１とともに接地電極４０に取り付けた状態を示す図で
あり、（ａ）は接地電極４０におけるチップ取付面から
視た平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【００２８】本例の位置決め治具７０は、図４に示す様
に、底部７１が四角形であって側面が一部除去されたカ
ップ形状に成型されており、その内形が接地電極４０の
他端部の外形に対応した形状である。そして、底部７１
に４個の接地電極側貴金属チップ４１の配置形態に対応
して４個の貫通穴７２が形成されている。

【００２９】この位置決め治具７０を構成する電気絶縁
材料としては、中心電極３０に用いた上記位置決め治具
６０と同様の材料を用いることが出来る。このような位
置決め治具７０を用意した後、図４に示す様に、位置決
め治具７０を接地電極４０の他端部に被せるとともに、
４個の接地電極側貴金属チップ４１を位置決め治具７０
の貫通穴７２に挿入する。

【００３０】こうして、４個の貴金属チップ４１が、位
置決め治具７０に保持されつつ接地電極４０の他端部に
接触した状態となる。この状態にて、各々の貴金属チッ
プ４１と接地電極４０との間で通電させることにより、
各チップ４１と接地電極４０とを抵抗溶接し固着するこ
とができる。

【００３１】このように、本実施形態によれば、位置決
め治具６０、７０によって複数個の貴金属チップ３１、
４１を保持することで複数個の貴金属チップ３１、４１
の位置決めを容易に行うことができる。また、位置決め
治具６０、７０は電気絶縁性であるから、抵抗溶接をす
るにあたって、全ての貴金属チップ４１、４１及びこれ
らチップと接触する電極３０、４０との間に適切に通電
することができる。

【００３２】そのため、複数個の貴金属チップ３１、４
１の位置決めが容易になると共に、全てのチップ３１、
４１を同時に抵抗溶接することもできる。従って、本実
施形態によれば、複数個の貴金属チップを容易に溶接す
ることの可能なスパークプラグの製造方法を提供するこ
とができる。

【００３３】また、本実施形態に使用する位置決め治具
６０、７０としては、上記したカップ形状以外の形状で
も良く、少なくとも、複数個の貴金属チップ３１、４１
を最終的な配置形態にて電極３０、４０に接触させた状
態で保持できればよい。例えば、上記カップ形状をなす
位置決め治具６０、７０において、底部６１、７１のみ
残した構成としても良い。

【００３４】しかし、位置決め治具６０、７０を、電極
３０、４０の外形に対応した内形を有し電極３０、４０
に被せることの可能なカップ形状をなすものとすること
により、カップの側面部が電極３０、４０に支持される
とともに、当該治具６０、７０を電極３０、４０に取り
付けるときのガイドの役割を果たす。そのため、位置決
め治具６０、７０の電極３０、４０への取付が容易とな
り、結果的に、複数個の貴金属チップの位置決めを、よ
り容易に行うことができる。

【００３５】ここで、本実施形態における貴金属チップ
の形状の変形例を、中心電極側貴金属チップ３１を例に
とって図５に示す。図５（ａ）は中心電極３０の先端部
を放電ギャップ５０側から視た拡大平面図であり、４個
のチップ３１が角柱形状をなしている。

【００３６】また、図５（ｂ）（側面図）及び（ｃ）
（（ｂ）の上視図）に示す例では、２個のチップ３１の
各々が、軸と直交する断面が蒲鉾形状をなす柱状のもの
となっている。なお、図５（ｂ）中の３１ａは溶接によ
り形成された溶融部である。これらの変形例でも、上記
同様の製造方法を適用することができる。

【００３７】また、図６は、位置決め治具６０の変形例
を示すもので、上記図３（ｃ）に対応した断面にて示し
てある。図６（ａ）に示す様に、位置決め治具６０は、
カップの底部６１と側面部とが別体に作られ互いに接合
されたものでも良い。また、図６（ｂ）に示す様に、中
心電極３０の先端部に被せたときに、位置決め治具６０
の底部６１が中心電極３０から浮いていても良い。

【００３８】（第２実施形態）本第２実施形態に係る位
置決め治具６５の断面構成を図７に示す。図７に示す様
に、位置決め治具６５は、一端面に複数個の貴金属チッ
プ３１、４１を最終的な配置形態にて保持するための溝
６６が形成されている。なお、溝６６の代わりに孔６６
でも良い。

【００３９】この場合、図７（ｂ）に示す様に、位置決
め治具６５内に溝６６に連通する穴６７を形成し、溝６
６にチップ３１、４１を挿入し、穴６７からバキューム
装置で吸引することにより、溝６６にチップ３１、４１
を固定するようにすれば、上記第１実施形態と同様の手
順にて複数個の貴金属チップを容易に溶接することがで
きる。

【００４０】しかし、この場合、位置決め治具６５に貴
金属チップ３１、４１を固定するのにバキューム装置等
を用いる必要があり、手間がかかる。そこで、本実施形
態では、図７（ａ）に示す様に、位置決め治具６５の一
端面を上方に向けた状態で複数個の貴金属チップ３１、
４１を溝６６に挿入して保持し、位置決め治具６５の上
方から電極３０、４０を接触させた状態で、抵抗溶接を
行うことが好ましい。

【００４１】それによれば、重力を利用して複数個の貴
金属チップ３１、４１を位置決め治具６５に保持するこ
とができるため、上記したバキューム装置や位置決め治
具６５に形成される穴６７が不要となり、位置決め治具
６５への貴金属チップ３１、４１の保持を容易に行うこ
とができる。

【００４２】（他の実施形態）また、複数個の貴金属チ
ップを容易に溶接することの可能な製造方法としては、
画像認識によって、電極３０、４０に対する複数個の貴
金属チップ３１、４１の位置決めを行う様にしても良
い。

【００４３】例えば、画像上にて電極３０、４０に対す
るチップ３１、４１の配置位置を印しておき、その印を
狙ってチップ３１、４１を配置するようにすれば良い。
この場合、複数個の貴金属チップを個々に配置し抵抗溶
接を行うことになるが、従来に比べて貴金属チップの位
置決めを容易に行うことができる。

【００４４】なお、貴金属チップ３１、４１を上記各実
施形態示した製造方法によって抵抗溶接し仮固着した
後、溶接界面にレーザ光を照射してレーザ溶接を行って
も良い。特に、貴金属チップ３１、４１がイリジウム合
金の場合は、抵抗溶接に加えてレーザ溶接を行うことが
好ましい。

【００４５】また、上記実施形態では、中心電極３０と
接地電極４０の両方に貴金属チップ３１、４１が接合さ
れているが、中心電極３０と接地電極４０のどちらか一
方に貴金属チップが設けられたものであっても良い。

【００４６】また、本発明は、１個の中心電極に対して
放電ギャップを介して対向する接地電極が２個（２極プ
ラグ）であるものや、３個以上であるものに対しても適
用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るスパークプラグの
要部を示す構成図である。

【図２】図１における貴金属チップの平面配置構成を示
す図である。

【図３】中心電極と貴金属チップとの接合工程を示す説
明図である。

【図４】接地電極と貴金属チップとの接合工程を示す説
明図である。

【図５】上記第１実施形態における貴金属チップ形状の
変形例を示す図である。

【図６】上記第１実施形態における位置決め治具の変形
例を示す図である。

【図７】本発明の第２実施形態に係る位置決め治具の断
面構成を示す図である。

【符号の説明】

３０…中心電極、３１…中心電極側貴金属チップ、４０
…接地電極、４１…接地電極側貴金属チップ、５０…放
電ギャップ、６０、６５、７０…位置決め治具、６６…
溝。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２個の対向する電極（３０、
   ４０）間に放電ギャップ（５０）を形成し、これら電極
   の少なくとも一方における前記放電ギャップに位置する
   部位に複数個の貴金属チップ（３１、４１）を抵抗溶接
   により固着又は仮固着するようにしたスパークプラグの
   製造方法において、 前記複数個の貴金属チップを最終的な配置形態にて保持
   可能な電気絶縁材料よりなる位置決め治具（６０、６
   ５、７０）を用意し、 前記複数個の貴金属チップを前記位置決め治具に保持さ
   せつつ前記電極に接触させた状態で、各々の前記貴金属
   チップと前記電極とを抵抗溶接することを特徴とするス
   パークプラグの製造方法。
2. 【請求項２】 前記位置決め治具（６０、７０）は、前
   記電極（３０、４０）の外形に対応した内形を有し前記
   電極に被せることの可能なカップ形状をなすものである
   ことを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグの製
   造方法。
3. 【請求項３】 前記位置決め治具（６５）は、一端面に
   前記複数個の貴金属チップ（３１、４１）を最終的な配
   置形態にて保持するための溝もしくは孔（６６）が形成
   されているものであり、 前記位置決め治具の一端面を上方に向けた状態で前記複
   数個の貴金属チップを前記溝もしくは孔に挿入して保持
   し、前記位置決め治具の上方から前記電極を接触させた
   状態で、前記抵抗溶接を行うことを特徴とする請求項１
   に記載のスパークプラグの製造方法。
4. 【請求項４】 少なくとも２個の対向する電極（３０、
   ４０）間に放電ギャップ（５０）を形成し、これら電極
   の少なくとも一方における前記放電ギャップに位置する
   部位に複数個の貴金属チップ（３１、４１）を抵抗溶接
   により固着又は仮固着するようにしたスパークプラグの
   製造方法において、 画像認識によって、電極に対する複数個の貴金属チップ
   の位置決めを行うことを特徴とするスパークプラグの製
   造方法。