JP2513173C - - Google Patents

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JP2513173C
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JP
Japan
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noble metal
electrode
center electrode
metal member
ground electrode
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Japanese (ja)
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株式会社 デンソー
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】 本発明は耐消耗性を向上させた内燃機関用スパークプラグ(以下スパークプラ
グと呼ぶ)に関するものである。 【0002】 【従来の技術】 従来公知の貴金属チップを有するスパークプラグは、図1、2に示すように貴
金属チップ5を加締め後、抵抗溶接を行うか、図3の如く単に通常の抵抗溶接を
行うという方法で、貴金属チップが中心電極3もしくは接地電極4に固定されて
いる。 【0003】 しかし、前記従来の構成では、次のような問題がある。即ち、 (1)図1および図2の如く、加締め後、抵抗溶接を実施する方法は、加締める
必要があるために凹部3bを作るなど構造が複雑になり、特に接地電極4で加締
め形状をつくるのは非常に困難であり、量産する上で非常に問題がある。 【0004】 (2)図3の如く、単に抵抗溶接のみを行う方法では、確かに製造方法は容易
ではあるが溶接後の信頼性が問題となる。 (3)また、仏国第1435473号明細書に開示されるように、円柱形状の白
金ロッドを高周波炉により溶融させた中心電極に挿入することにより、中心電極
の端面に円錐ロッドを形成し、この円錐ロッドにより、強固に白金ロッドを中心
電極内に固定させている。しかしながら、このような高周波炉を使用することは
、装置が非常に大型化してしまい量産する上で非常に問題がある。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】 以上のように、従来では、量産する上においても問題とならない容易な製造方
法によって、貴金属チップを電極に強固に固定させることができなかった。 【0006】 本願発明は、上記問題点を鑑みたものであり、例え環境が急に変化したとして
も、貴金属部材が強固に固定させることができるスパークプラグを容易に得るこ
とのできる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ものである。 【0007】 【課題を解決するための手段】 そこで、本発明は、絶縁碍子と、該絶縁碍子に保持された中心電極と、前記絶
縁碍子に固定されたハウジングと、該ハウジングに設けられるとともに前記中心 電極に対向した接地電極と、前記中心電極または前記接地電極の少なくとも一方
に設けられ前記接地電極また前記中心電極に対向する偏平形状をなし前記中心電
極または前記接地電極との接合面がはみ出すことなく接合可能な大きさの貴金属
部材からなる内燃機関用スパークプラグの製造方法であって、偏平形状をなす
記貴金属部材を挟持することによって前記貴金属部材を保持する前記一方の電極
よりなる盛り上がり部が形成されるように抵抗溶接を行うことによって、前記中
心電極または前記接地電極の少なくとも一方に前記貴金属部材を設ける内燃機関
用スパークプラグの製造方法を提供するものである。 【0008】 そこで、本発明では、上記構成とすることにより、貴金属部材の電極への固定
の際には、前記貴金属部材の外周に、中心電極または接地電極の少なくとも一方
と一体に形成されるとともに前記貴金属部材を保持する盛り上がり部が形成され
るように、貴金属部材と中心電極または接地電極の少なくとも一方に対して抵抗
溶接を行うことによって、中心電極または接地電極に貴金属部材を設けるので、
きわめて容易に貴金属部材外周に盛り上がり部を形成することができる。 【0009】 そして、電極と一体となった盛り上がり部が貴金属部材を保持するために、た
とえ環境が急に変化したとしても、貴金属部材と電極との接合は、単に貴金属チ
ップの端面で行われるだけでなく、貴金属部材の外周においても中心電極または
接地電極に保持されているので、貴金属部材が中心電極または接地電極に強固に
固定させることができる。 【0010】 【実施例】 以下本発明を具体的実施例により詳細に説明する。図4は、本発明のスパーク
プラグの先端断面図を示す。 【0011】 3は、本発明のスパークプラグの中心電極であり、通常のスパークプラグに適
用されているNiにCr、Fe等が添加された耐熱耐食性に優れた従来周知のN
i基合金よりなり、絶縁碍子2の軸穴2aに封入されている。そして、中心電極 3の先端部には、この中心電極3の胴部3aよりも径の小なる径小部3bが形成
され、この径小部3bの先端面において、貴金属である白金よりなるとともに、
直径0.7mm〜1.0mmで厚さ0.1mm〜0.4mm程度の偏平形状をな
す固定部5aと、後述する接地電極4に対向する対向部5bとを有する貴金属部
材である貴金属プレート5が、中心電極3の径小部3bとの接触面からはみ出す
ことなく抵抗溶接によって固定されている。 【0012】 また、ハウジング1には、中心電極3と同様、通常のスパークプラグに適用さ
れているNiにCr、Fe等が添加された耐熱耐食性に優れた従来周知のNi基
合金よりなる接地電極4が溶接されており、この接地電極4のうち中心電極3の
貴金属プレート5との対設部分には、偏平形状をなす固定部6aと、貴金属プレ
ート5に対向する対向部6bとからなる貴金属部材である貴金属プレート6が接
地電極4との接触面からはみ出さない範囲内において、抵抗溶接により固定され
ている。 つまり、本実施例においては、各電極3、4の貴金属プレート5、6の対向部
5b、6bが相対向するように固定されている。 【0013】 次に、この貴金属プレート5、6の対設部分の拡大図を図5に、又図5のA−
A断面図を図6に示す。この図5乃至図6から明らかなように、本発明のスパー
クプラグでは、抵抗溶接による電極3、4の素材の盛り上がり部3c、4aが、
各貴金属プレート5、6の偏平形状の固定部5a、6aの全周にわたり形成され
ているとともに、この盛り上がり部3c、4aが各貴金属プレート5、6の約1
/2の高さまで盛り上がっており、この盛り上がり部3c、4aで各貴金属プレ
ート5、6は確実に中心電極3の径小部3bおよび接地電極4に固定されている
。 【0014】 次に、本発明のスパークプラグの各電極3、4への貴金属プレート5、6の接
合方法を詳述する。はじめに、中心電極3の径小部3bの先端部に貴金属プレー
ト5を接合する際には、この径小部3bの先端面に貴金属プレート5を載せ、抵
抗溶接に用いる図示しない電極を中心電極3および貴金属プレート5のそれぞれ に接続させる。そして、この電極間に電流をなかすことによって、中心電極3と
貴金属プレート5との間に接触抵抗による抵抗熱を生じせしめ、この熱を利用す
ることによって、中心電極3の径小部3bの母材の一部を軟化させるとともに、
貴金属プレート5を径小部3bに対して加圧することにより、貴金属プレート5
の偏平形状の固定部5aが、径小部3bに埋没することによって、上記盛り上が
り部3cが形成されるのである。 【0015】 この時、本実施例では、加圧力を14kg、電流を800A、通電時間を5サ
イクルとした。また、接地電極4では、中心電極3の径小部3bに接合された貴
金属プレート5に対設する位置に貴金属プレート6を載せ、中心電極3に貴金属
プレート5を接合した時と同一条件にて、接地電極4にも貴金属プレート6の固
定部6aを固定した。 【0016】 以上のように、各電極3、4と各電極プレート5、6との間に、抵抗溶接によ
り生じる抵抗熱を生じさせ、この抵抗熱によって、各電極3、4と各貴金属プレ
ート5、6との間が軟化し固溶するとともに、各貴金属プレート5、6をこの軟
化した分に対して加圧を行い、各貴金属プレート5、6の固定部5a、6aの全
周にわたり盛り上がり部3c、4aを形成するのである。 【0017】 上記実施例によれば、中心電極3の先端に形成された径小部3bのように、先
端端面の面積の小さなところにも、接合面がはみ出すことなく接合可能な貴金属
プレート5、6であっても、溶接盛り上がり部3c、4aにより、貴金属プレー
ト5、6の固定部5a、6aの全周にわたって加締められた構造となっているた
め、外力による側面からの貴金属プレート5、6の剥離が防止され、また中心電
極3および接地電極4の母材金属と貴金属プレート5および6との線膨張係数の
違いのための冷熱サイクル繰り返しによる貴金属プレート5、6の剥離が防止で
きる。 【0018】 さらにまた、白金にイリジウムを添加すると硬度が増すので、上記溶接には適 する。本発明は上記の実施例に限定されず、以下のごとく数々の変形が可能であ
る。 【0019】 (1)貴金属プレート5、6の材質は白金の他に、パラジウム、イリジウム、
ロジウム、金等、ならびこれらの合金でも勿論よい。 (2)貴金属プレート5、6の形状は円形、長方形、星形状等、数々の形状が考
えられる。 【0020】 【発明の効果】 以下要するに本発明によれば、偏平形状をなす貴金属部材の外周に中心電極ま
た接地電極の少なくとも一方と一体に形成される盛り上がり部が形成されるよう
に、貴金属部材と中心電極または接地電極の少なくとも一方に対して抵抗溶接を
行うことにより、中心電極または前記接地電極の少なくとも一方に貴金属部材を
設ける。そのため、きわめて容易に貴金属部材外周に盛り上がり部を形成するこ
とができる。そして、このような容易な方法であっても、貴金属部材を保持する
電極と一体に形成されるとともに前記貴金属部材を保持する盛り上がり部を形成
することにより貴金属部材を中心電極または接地電極に強固に保持させることが
できる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spark plug for an internal combustion engine having improved wear resistance (hereinafter referred to as a spark plug). 2. Description of the Related Art Conventionally known spark plugs having a noble metal tip are subjected to resistance welding after caulking a noble metal tip 5 as shown in FIGS. 1 and 2, or as shown in FIG. The noble metal tip is fixed to the center electrode 3 or the ground electrode 4. However, the conventional configuration has the following problem. (1) As shown in FIGS. 1 and 2, the method of performing resistance welding after crimping requires a crimping, which complicates the structure such as forming the concave portion 3 b, and particularly crimps with the ground electrode 4. It is very difficult to form the shape, and there is a problem in mass production. (2) As shown in FIG. 3, in the method of performing only resistance welding, the manufacturing method is certainly easy, but the reliability after welding poses a problem. (3) Further, as disclosed in French Patent No. 1435473, a conical rod is formed on an end face of the center electrode by inserting a cylindrical platinum rod into a center electrode melted by a high-frequency furnace, The conical rod firmly fixes the platinum rod in the center electrode. However, the use of such a high-frequency furnace has a problem in that the apparatus becomes very large and mass-produced. [0005] As described above, conventionally, noble metal chips could not be firmly fixed to the electrodes by an easy manufacturing method which does not pose a problem in mass production. The present invention has been made in view of the above-described problems, and manufactures a spark plug that can easily obtain a spark plug in which a noble metal member can be firmly fixed even if the environment is suddenly changed. It is intended to provide a method. Therefore, the present invention provides an insulator, a center electrode held by the insulator, a housing fixed to the insulator, and provided on the housing. A ground electrode facing the center electrode; and a flat electrode provided on at least one of the center electrode and the ground electrode, the flat electrode facing the ground electrode and the center electrode.
A method for manufacturing a spark plug for an internal combustion engine comprising a noble metal member having a size that can be joined without protruding a contact surface with a pole or the ground electrode, wherein the noble metal member having a flat shape is sandwiched. A spark plug for an internal combustion engine in which the noble metal member is provided on at least one of the center electrode and the ground electrode by performing resistance welding such that a raised portion formed of the one electrode holding the noble metal member is formed. Is provided. Therefore, in the present invention, with the above configuration, when the noble metal member is fixed to the electrode, the noble metal member is formed integrally with at least one of the center electrode and the ground electrode on the outer periphery of the noble metal member. As the raised portion holding the noble metal member is formed, by performing resistance welding on at least one of the noble metal member and the center electrode or the ground electrode, since the noble metal member is provided on the center electrode or the ground electrode,
A raised portion can be formed very easily around the noble metal member. Since the raised portion integrated with the electrode holds the noble metal member, even if the environment is suddenly changed, the bonding between the noble metal member and the electrode is performed only at the end face of the noble metal tip. In addition, since the center electrode or the ground electrode also holds the outer periphery of the noble metal member, the noble metal member can be firmly fixed to the center electrode or the ground electrode. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples. FIG. 4 is a sectional view of the tip of the spark plug of the present invention. Reference numeral 3 denotes a center electrode of the spark plug according to the present invention, which is a conventionally known N which is excellent in heat resistance and corrosion resistance in which Cr, Fe, or the like is added to Ni applied to a normal spark plug.
It is made of an i-base alloy and is sealed in a shaft hole 2 a of the insulator 2. A small-diameter portion 3b having a smaller diameter than the body portion 3a of the center electrode 3 is formed at the tip of the center electrode 3, and the tip surface of the small-diameter portion 3b is made of platinum as a noble metal. ,
A noble metal plate 5 which is a noble metal member having a flat fixing portion 5a having a diameter of 0.7 mm to 1.0 mm and a thickness of about 0.1 mm to 0.4 mm, and a facing portion 5b facing a ground electrode 4 described later. However, the central electrode 3 is fixed by resistance welding without protruding from the contact surface with the small diameter portion 3b. Similarly to the center electrode 3, the housing 1 has a ground electrode made of a conventionally well-known Ni-based alloy excellent in heat and corrosion resistance in which Cr, Fe, or the like is added to Ni applied to a normal spark plug. Noble metal 4 is welded, and a portion of the ground electrode 4 opposite to the noble metal plate 5 of the center electrode 3 includes a fixed portion 6a having a flat shape and an opposing portion 6b opposed to the noble metal plate 5. As long as the noble metal plate 6 as a member does not protrude from the contact surface with the ground electrode 4, it is fixed by resistance welding. That is, in the present embodiment, the facing portions 5b and 6b of the noble metal plates 5 and 6 of the electrodes 3 and 4 are fixed so as to face each other. Next, FIG. 5 is an enlarged view of the opposite portion of the noble metal plates 5 and 6, and FIG.
FIG. 6 shows an A sectional view. As is clear from FIGS. 5 and 6, in the spark plug of the present invention, the raised portions 3c and 4a of the material of the electrodes 3 and 4 by resistance welding are formed.
The raised portions 3c, 4a are formed over the entire circumference of the flat fixing portions 5a, 6a of the noble metal plates 5, 6, and the raised portions 3c, 4a
The noble metal plates 5 and 6 are securely fixed to the small-diameter portion 3b of the center electrode 3 and the ground electrode 4 at the raised portions 3c and 4a. Next, a method of joining the noble metal plates 5 and 6 to the respective electrodes 3 and 4 of the spark plug of the present invention will be described in detail. First, when joining the noble metal plate 5 to the distal end of the small-diameter portion 3b of the center electrode 3, the noble metal plate 5 is placed on the distal end surface of the small-diameter portion 3b, and an electrode (not shown) used for resistance welding is attached to the center electrode 3 And the noble metal plate 5. By passing a current between the electrodes, resistance heat is generated between the center electrode 3 and the noble metal plate 5 by contact resistance, and by utilizing this heat, the mother portion of the small-diameter portion 3b of the center electrode 3 is generated. While softening part of the material,
By pressing the noble metal plate 5 against the small diameter portion 3b, the noble metal plate 5
By embedding the flat fixed portion 5a in the small diameter portion 3b, the raised portion 3c is formed. At this time, in this embodiment, the pressing force is 14 kg, the current is 800 A, and the energizing time is 5 cycles. In the ground electrode 4, the noble metal plate 6 is placed at a position opposite to the noble metal plate 5 joined to the small-diameter portion 3b of the center electrode 3, and under the same conditions as when the noble metal plate 5 is joined to the center electrode 3. The fixing portion 6a of the noble metal plate 6 was also fixed to the ground electrode 4. As described above, resistance heat generated by resistance welding is generated between each of the electrodes 3 and 4 and each of the electrode plates 5 and 6, and the respective electrodes 3 and 4 and each of the noble metal plates 5 are generated by the resistance heat. , 6 are softened and solid-dissolved, and the precious metal plates 5, 6 are pressed against the softened portion, so that the noble metal plates 5, 6 protrude over the entire circumference of the fixed portions 5a, 6a. 3c and 4a are formed. According to the above embodiment, the noble metal plate 5, which can be joined without protruding the joining surface even in a small area of the tip end face, such as the small diameter portion 3b formed at the tip of the center electrode 3, 6, the noble metal plates 5, 6 from the side due to the external force are formed by crimping over the entire circumference of the fixed portions 5a, 6a of the noble metal plates 5, 6 by the weld raised portions 3c, 4a. Of the noble metal plates 5 and 6 due to the repetition of the cooling / heating cycle due to the difference in linear expansion coefficient between the base metal of the center electrode 3 and the ground electrode 4 and the noble metal plates 5 and 6 can be prevented. Further, when iridium is added to platinum, the hardness increases, and therefore, it is suitable for the above welding. The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible as follows. (1) The materials of the noble metal plates 5 and 6 are palladium, iridium,
Of course, rhodium, gold, and alloys thereof may be used. (2) The shapes of the noble metal plates 5 and 6 can be various shapes such as a circle, a rectangle, and a star. In summary, according to the present invention, the noble metal member is formed such that a raised portion integrally formed with at least one of the center electrode and the ground electrode is formed on the outer periphery of the flat noble metal member. By performing resistance welding on at least one of the center electrode and the ground electrode, a noble metal member is formed on at least one of the center electrode and the ground electrode.
Provide. Therefore , a raised portion can be formed very easily on the outer periphery of the noble metal member. And even with such an easy method, the noble metal member is formed integrally with the electrode holding the noble metal member, and the raised portion holding the noble metal member is formed, so that the noble metal member is firmly attached to the center electrode or the ground electrode. Can be retained.

【図面の簡単な説明】 【図1】 従来のスパークプラグを示す断面図である。 【図2】 図1の電極部の製造説明に供する正面図である。 【図3】 従来の他の例における電極部の正面図である。 【図4】 本発明の一実施例を示す断面図である。 【図5】 図4の要部を拡大して示す断面図である。 【図6】 図5のA−A断面図である。 【符号の説明】 3 中心電極 3a 中心電極の胴部 3b 中心電極の径小部 3c、4a 盛り上がり部 4 接地電極 5、6 貴金属部材[Brief description of the drawings]   FIG.   It is sectional drawing which shows the conventional spark plug.   FIG. 2   FIG. 2 is a front view for explaining manufacturing of the electrode unit of FIG. 1.   FIG. 3   It is a front view of the electrode part in the other example of the prior art.   FIG. 4   FIG. 2 is a cross-sectional view showing one embodiment of the present invention.   FIG. 5   FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a main part of FIG. 4.   FIG. 6   It is AA sectional drawing of FIG.   [Explanation of symbols]   3 Center electrode   3a Body of center electrode   3b Small diameter part of center electrode   3c, 4a swell   4 Ground electrode   5, 6 precious metal members

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1) 絶縁碍子と、該絶縁碍子に保持された中心電極と、前記絶縁碍子に固定さ
れたハウジングと、該ハウジングに設けられるとともに前記中心電極に対向した
接地電極と、前記中心電極または前記接地電極の少なくとも一方に設けられ前記
接地電極また前記中心電極に対向する偏平形状をなし前記中心電極または前記
接地電極との接合面がはみ出すことなく接合可能な大きさの貴金属部材からなる
内燃機関用スパークプラグの製造方法であって、偏平形状をなす前記貴金属部材
を挟持することによって前記貴金属部材を保持する前記一方の電極よりなる盛り
上がり部が形成されるように抵抗溶接を行うことによって、前記中心電極または
前記接地電極の少なくとも一方に前記貴金属部材を設けることを特徴とする内燃
機関用スパークプラグの製造方法。 (2) 前記貴金属部材の全外周に前記盛り上がり部が形成されるように抵抗溶接
によって前記貴金属部材が前記中心電極または前記接地電極の少なくとも一方に
設けられることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の内燃機関用スパークプ
ラグの製造方法。 (3) 前記抵抗溶接の加圧力,電流量および通電時間は、前記貴金属部材の外周
に前記中心電極または前記接地電極の少なくとも一方と一体に形成されるととも
に前記貴金属部材を保持する盛り上がり部が形成されるように設定されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の内燃機関用スパークプラグの製造方
法。
Claims: (1) An insulator, a center electrode held by the insulator, a housing fixed to the insulator, a ground electrode provided on the housing and facing the center electrode, the center electrode or the or the ground electrode provided on at least one of the ground electrode is the center electrode or the forms a flat shape facing the center electrode
A method of manufacturing a spark plug for an internal combustion engine comprising a noble metal member having a size that can be joined without protruding a joining surface with a ground electrode, wherein the noble metal member having a flat shape is held by holding the noble metal member. A method for manufacturing a spark plug for an internal combustion engine, wherein the noble metal member is provided on at least one of the center electrode and the ground electrode by performing resistance welding so that a raised portion formed of the one electrode is formed. . (2) The noble metal member is provided on at least one of the center electrode and the ground electrode by resistance welding so that the raised portion is formed on the entire outer periphery of the noble metal member. 13. A method for producing a spark plug for an internal combustion engine according to claim 12. (3) The pressure, the amount of current, and the duration of current of the resistance welding are formed integrally with at least one of the center electrode and the ground electrode on the outer periphery of the noble metal member, and a raised portion for holding the noble metal member is formed. 2. The method for manufacturing a spark plug for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the spark plug is set so as to be set.

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