JP2633655B2 - 良熱伝導金属が包み込まれたスパークプラグの外側電極製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、銅、銀、銅合金、または銀合金などの良熱
伝導金属よりなる芯材が包み込まれたスパークプラグの
外側電極製造方法に関する。

［従来の技術］ 電極の耐熱性の向上およびスパークプラグのワイドギ
ャップ化により、外周部に耐熱ニッケル合金を用い、芯
部に熱伝導性が良好な銅あるいは銀を挟入したクラッド
構造が中心電極には以前から採用されていた。

近年エンジンの高出力化および着火性の向上により中
心電極が突出したタイプのスパークプラグが採用される
に至り、クラッド構造の外側電極の製造方法の実用化が
検討されてきた。

従来の銅、銀、銅合金または銀合金などの良熱伝導金
属よりなる芯材を挟持したスパークプラグの外側電極製
造方法としては、第５図に示す如く、芯材である平角形
状のクラッドワイヤ100を挟持した外周部の耐熱ニッケ
ル合金200の切断したニッケル合金200の先端210に腐食
保護を図るために前記ニッケル合金200と同材質のニッ
ケル合金300を溶接している（米国特許第2,296,033
号）。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、このような良熱伝導金属が包み込まれたス
パークプラグの外側電極製造方法では接合面から腐食が
進行しやすく耐久性に劣る欠点がある。

本発明の目的は、外側電極の耐久性に優れる、良熱
伝導金属が包み込まれたスパークプラグの外側電極製造
方法の提供、および主体金具との溶接性に優れる、そ
の製造方法の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は、つぎの構成を採
用した。

耐熱ニッケル合金でカップ成形体を成形する工程、
銅、銀、または銅合金、銀合金などの良熱伝導金属より
なる芯材を前記カップ成形体に嵌入し、嵌合体にする工
程、前記嵌合体に拡散熱処理を施して界面の接合を行い
接合体を製造する工程、ダイス穴断面が円形のダイスを
通して前記接合体の冷間押出しを行い、接合体を押出成
形体にする工程、出口側のダイス穴断面が矩形のダイス
に前記押出成形体を通し平角形状体に成形する工程、の
各工程よりなる、良熱伝導金属が包み込まれたスパーク
プラグの外側電極製造方法。

耐熱ニッケル合金でカップ成形体を成形する工程、
銅、銀、または銅合金、銀合金などの良熱伝導金属より
なる芯材、続いて前記カップ成形体と同材質のニッケル
合金を前記カップ成形体に圧入して係入体を製造する工
程、ダイス穴断面が円形のダイスを通して前記係入体の
冷間押出しを行い、係入体を押出成形体にする工程、出
口側のダイス穴断面が矩形のダイスに前記押出成形体を
通し、平角形状体に成形する工程、の各工程よりなる、
良熱伝導金属が包み込まれたスパークプラグの外側電極
製造方法。

耐熱ニッケル合金でカップ成形体を成形する工程、
銅、銀、または銅合金、銀合金などの良熱伝導金属より
なる芯材、続いて前記カップ成形体と同材質のニッケル
合金を前記カップ成形体に嵌入して把持体を製造する工
程、前記把持体の各耐熱ニッケル合金を当接面で溶接す
る工程、ダイス穴断面が円形のダイスを通して冷間押出
しを行い、押出成形体を成形する工程、出口側のダイス
穴断面が矩形のダイスに前記押出成形体を通し平角形状
体を成形する工程、の各工程よりなる、良熱伝導金属が
包み込まれたスパークプラグの外側電極製造方法。

［作用および発明の効果］ 本発明のスパークプラグの外側電極製造方法は、次の
作用および効果を生じる。

＜請求項１について＞ 銅、銀、または銅合金、銀合金よりなる芯材は、スパ
ークプラグの発火部側において耐熱ニッケル合金よりな
る外側電極の外部に露出しないので腐食が起き難い。

＜請求項２について＞ 主体金具への外側電極側の溶接面が耐熱ニッケル合金
となるので外側電極と主体金具との溶接強度に優れる。
さらに、芯材は、外側電極の外部に全く露出しないので
さらに外側電極の腐食が起き難い。

＜請求項３について＞ 包み込まれた耐熱ニッケル合金が主体金具に溶接され
るため請求項２と同様の作用を奏する。さらに、包み込
まれた耐熱ニッケル合金と外側の耐熱ニッケル合金とが
当接面で溶接されているので、外側の耐熱ニッケル合金
は、包み込まれた耐熱ニッケル合金から剥離し難い。

［実施例］ つぎに本発明の第１実施例（請求項１に対応）を第１
図とともに説明する。

スパークプラグの外側電極は、カップ成形体１に芯材
２を嵌入して嵌合体３とされ、該嵌合体３を加熱し、拡
散処理を施し接合体４に製造され、さらに、鍛造ダイス
５により押出成形体６とされ、この押出成形体６を鍛造
ダイス７により外側電極基体８に成形された後、焼鈍が
行われて製造される。

カップ成形体１は、主成分のニッケルに、クロム、
鉄、珪素、アルミニウムなどを添加した耐熱ニッケル合
金で形成されている。また、カップ成形体１は、外径Ｆ
がφ4.5〜φ5.0、内径Ｅがφ3.0〜φ3.3、寸法ｌが外側
電極長に比例している。このカップ成形体１は先端部に
おいて、内壁は中央側に向かって窪む傾斜面11が形成さ
れ、外壁は先端方向に突き出ている。また、後端部の端
面は内側に向かって傾斜したテーパ面12となっている。
この成形はプレス（図示せず）で行っている。

芯材２は、熱伝導が良い、銅、銀、銅合金または銀合
金などで形成されている。この芯材２は、嵌入の際、先
端テーパ面21が前記傾斜面11に当接し、後端テーパ面22
が前記テーパ面12に当接する。

嵌合体３は、略砲弾形状を呈している。この嵌合体３
は約２トンの圧力が加えられてカップ成形体１に嵌入さ
れる。

接合体４は、嵌合体３に大気雰囲気中で約900℃、１
時間の拡散熱処理を施したものである。

鍛造ダイス５は、接合体４が通るコンテナ51と、整形
を行うダイス52と、接合体４を前方に押出すラム53とか
らなる。接合体４がラム53により前方に押され、整形部
の断面の径がφｄのダイス52内を通過することにより径
が絞られ、軸方向の長さが延長される。ここで、種々実
験の結果φｄは、 が適当である。また、Ａ、Ｂは外側電極基体８の各断面
の長さである。

押出成形体６は、外径φｄの略円柱体であり、後端面
および後端側外表面には前記芯材２が露出している。

鍛造ダイス７は、入口の耐圧容器部71の断面の径がφ
ｄであり、整形部のダイス72は外側電極基体８のＡ、Ｂ
に対応した矩形断面を呈している。

外側電極基体８は、矩形の平角形状を呈し、断面の
縦、横の長さはそれぞれＡ、Ｂである。また、後端側外
表面の前記芯材２の露出部は前記耐熱ニッケル合金の外
表面となるように切断される。

スパークプラグの外側電極は、つぎの工程により製造
される。

（あ）前記耐熱ニッケル合金でカップ成形体１を形成す
る。

（い）前記芯材２を前記カップ成形体１に前述の加圧を
施して嵌入し、嵌合体３にする。

（う）該嵌合体３に前記拡散熱処理を施して芯材２の外
周面23とカップ成形体１の内周面13と接合を行い接合体
４を製造する。

（え）ダイス穴断面が円形の鍛造ダイス５を通して前記
接合体４の冷間押出しを行い、接合体４を押出成形体６
にする。

（お）出口側のダイス穴断面が矩形の鍛造ダイス７を通
し外側電極基体８を成形し、後端外表面の芯材２の露出
部は切断除去される。この外側電極基体８は焼鈍が行わ
れ、先端が研磨されてスパークプラグの主体金具へ溶接
される外側電極となる。

つぎに、第１実施例の方法でスパークプラグの外側電
極を製造する際の作用および効果を説明する。

銅、銀、または銅合金、銀合金よりなる芯材２は、高
温となるスパークプラグの発火部側において、外側電極
の外周を形成する耐熱ニッケル合金から露出していない
ので発火部側の外側電極の腐食が起き難い。

外側電極の主体金具への溶接面は耐熱ニッケル合金の
外表面を有し、かつ、そのニッケル合金外皮の一定の厚
みを有することによって接合力を保持する。

本実施例の外側電極は、銅、銀、または銅合金、銀合
金よりなる良熱伝導金属である芯材２により、主体金具
への熱伝導性が良好であるとともに電気抵抗が低く導通
性に優れる。

なお、上記第１実施例では、耐熱ニッケル合金のカッ
プ成形体１の開口端より芯材２が突出した嵌合体３であ
ったが、これをカップ成形体１の開口端より突出しない
ようにした嵌合体であっても良く、この場合には外側電
極基体８の切断工程が省略することができる。

つぎに本発明の第２実施例（請求項２、３に対応）
の、良熱伝導金属が包み込まれたスパークプラグの外側
電極製造工程を第２図とともに説明する。

スパークプラグの外側電極は、耐熱ニッケル合金でカ
ップ成形体１を成形し、前述と同様の芯材２、続いて前
記カップ成形体１と同材質の耐熱ニッケル合金９を前記
カップ成形体１に圧入して嵌め込み、これをカップ成形
体１と前記耐熱ニッケル合金９とを矢印部分91で電気抵
抗溶接した後、ダイス穴断面が円形のダイスを通して冷
間押出しを行い、押出成形体6Aにし、出口側のダイス穴
断面が矩形のダイスに前記押出成形体6Aを通し外側電極
基体8Aとなり、これに焼鈍を行い、先端が研磨されて製
造される。なお、カップ成形体１の寸法は奥部内径Ｇが
φ2.7〜φ3.0、入口部内径Ｈがφ3.3〜φ3.5、外径Ｉが
φ4.5〜φ5.0である。

つぎに、第２実施例の方法でスパークプラグの外側電
極を製造する際の作用および効果を説明する。

主体金具への外側電極側の溶接面が耐熱ニッケル合金
９となるので外側電極と主体金具との溶接強度に優れ
る。さらに、芯材２は、外側電極の外部に全く露出しな
いのでさらに外側電極の腐食が起き難い。

圧入して嵌め込まれた耐熱ニッケル合金９が主体金具
に溶接されるが、耐熱ニッケル合金９と外側の耐熱ニッ
ケル合金とが矢印部分91部分で溶接されている。このた
め外側の耐熱ニッケル合金９が、外側の耐熱ニッケル合
金から剥離し難い。

本発明は上記実施例以外に次の実施態様を含む。

a.第１実施例の方法でスパークプラグの外側電極を製造
する際、圧力を加えずに芯材２をカップ成形体１に嵌入
しても良い。

b.第２実施例の方法でスパークプラグの外側電極を製造
する際、カップ成形体１に芯材２と耐熱ニッケル合金９
を圧入して嵌め込む工程と、カップ成形体１と前記耐熱
ニッケル合金９とを矢印部分91で溶接する工程とはどち
らか一方の工程のみであっても良い。

c.第２実施例の方法でスパークプラグの外側電極を製造
する際、ダイス穴断面が円形のダイスを通して冷間押出
しを行い押出成形体６とする工程の前に拡散熱処理を施
しても良い。

d.第２実施例において、芯材２とニッケル合金９の嵌ま
り具合は、第３図に示すように、芯材２の後端部分がカ
ップ成形体１のテーパ面14にかかる位置であっても良
い。また、第４図に示すように、芯材２の後端側に凹部
24を設け、そこに耐熱ニッケル合金９の凸部92が係着す
るようにしても良い。さらに、芯材２と耐熱ニッケル合
金９とは必ずしも二段径で嵌合する必要はなく、一段で
あっても良い。

e.第２実施例の方法でスパークプラグの外側電極を製造
する際、テーパ面14は必ずしも設ける必要はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は良熱伝導金属が包み込まれたスパークプラグの
外側電極製造方法の第１実施例を示す製造工程図、第２
図はその第２実施例を示す製造工程図、第３図および第
４図は第２実施例における係入体または把持体の他の実
施例を示す断面図である。第５図は従来の方法で製造さ
れた外側電極の断面図である。 図中 １……カップ成形体、２……芯材、３……嵌合
体、４……接合体、５、７……鍛造ダイス（ダイス）、
６、6A……押出成形体、８、8A……外側電極基体（平角
形状体）、９……耐熱ニッケル合金、13……内周面（界
面）、23……外周面（界面）、91……矢印部分（当接
面）

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】つぎの各工程よりなる、良熱伝導金属が包
   み込まれたスパークプラグの外側電極製造方法。 （ア）耐熱ニッケル合金でカップ成形体を成形する工
   程。 （イ）銅、銀、または銅合金、銀合金などの良熱伝導金
   属よりなる芯材を前記カップ成形体に嵌入し、嵌合体に
   する工程。 （ウ）前記嵌合体に拡散熱処理を施して界面の接合を行
   い接合体を製造する工程。 （エ）ダイス穴断面が円形のダイスを通して前記接合体
   の冷間押出しを行い、接合体を押出成形体にする工程。 （オ）出口側のダイス穴断面が矩形のダイスに前記押出
   成形体を通し平角形状体に成形する工程。
2. 【請求項２】つぎの各工程よりなる、良熱伝導金属が包
   み込まれたスパークプラグの外側電極製造方法。 （カ）耐熱ニッケル合金でカップ成形体を成形する工
   程。 （キ）銅、銀、または銅合金、銀合金などの良熱伝導金
   属よりなる芯材、続いて前記カップ成形体と同材質のニ
   ッケル合金を前記カップ成形体に圧入して係入体を製造
   する工程。 （ク）ダイス穴断面が円形のダイスを通して前記係入体
   の冷間押出しを行い、係入体を押出成形体にする工程 （ケ）出口側のダイス穴断面が矩形のダイスに前記押出
   成形体を通し、平角形状体に成形する工程。
3. 【請求項３】つぎの各工程よりなる、良熱伝導金属が包
   み込まれたスパークプラグの外側電極製造方法。 （コ）耐熱ニッケル合金でカップ成形体を成形する工
   程。 （サ）銅、銀、または銅合金、銀合金などの良熱伝導金
   属よりなる芯材、続いて前記カップ成形体と同材質のニ
   ッケル合金を前記カップ成形体に嵌入して把持体を製造
   する工程。 （シ）前記把持体の各耐熱ニッケル合金を当接面で溶接
   する工程。 （ス）ダイス穴断面が円形のダイスを通して冷間押出し
   を行い、押出成形体を成形する工程。 （セ）出口側のダイス穴断面が矩形のダイスに前記押出
   成形体を通し平角形状体を成形する工程。