JP3043475B2 - スパークプラグの製造方法 - Google Patents
スパークプラグの製造方法Info
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- JP3043475B2 JP3043475B2 JP3187595A JP18759591A JP3043475B2 JP 3043475 B2 JP3043475 B2 JP 3043475B2 JP 3187595 A JP3187595 A JP 3187595A JP 18759591 A JP18759591 A JP 18759591A JP 3043475 B2 JP3043475 B2 JP 3043475B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、スパークプラグの中
心電極の先端に溶接した貴金属チップの熱引きの向上に
関する。
心電極の先端に溶接した貴金属チップの熱引きの向上に
関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車エンジンなどのガソリン機関で
は、着火性能向上のため中心電極先端にＰｔ、Ｐｔ合金
など貴金属チップを溶接したスパークプラグが使用され
ている。従来のスパークプラグは、Ｎｉ合金製母材に熱
電導性に優れたＣｕ芯を入れた中心電極を使用し、母材
の先端に貴金属チップを溶接しており、貴金属チップ溶
接面とＣｕ芯との間に熱伝導性の悪い母材が介在してい
た。このため、燃焼室に露出した貴金属チップ表面から
受ける熱を、Ｃｕ芯を介して中心電極の後端側に逃が
す、いわゆる熱引きが十分でなく、高速、高負荷運転で
は中心電極先端が過昇温し易くチップが剥離を生じる、
火花消耗が多くなるなどの欠点があった。なお貴金属チ
ップを、Ｃｕ芯に直接溶接した場合には、熱引きは良好
であるが、溶接強度が低く、実用的耐久性が得られない
欠点があった。
は、着火性能向上のため中心電極先端にＰｔ、Ｐｔ合金
など貴金属チップを溶接したスパークプラグが使用され
ている。従来のスパークプラグは、Ｎｉ合金製母材に熱
電導性に優れたＣｕ芯を入れた中心電極を使用し、母材
の先端に貴金属チップを溶接しており、貴金属チップ溶
接面とＣｕ芯との間に熱伝導性の悪い母材が介在してい
た。このため、燃焼室に露出した貴金属チップ表面から
受ける熱を、Ｃｕ芯を介して中心電極の後端側に逃が
す、いわゆる熱引きが十分でなく、高速、高負荷運転で
は中心電極先端が過昇温し易くチップが剥離を生じる、
火花消耗が多くなるなどの欠点があった。なお貴金属チ
ップを、Ｃｕ芯に直接溶接した場合には、熱引きは良好
であるが、溶接強度が低く、実用的耐久性が得られない
欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、貴
金属チップの溶接強度の低下を招くことなく貴金属チッ
プの熱引きを大きくでき、これにより貴金属チップの剥
離が防止できると共に、消耗が少なく耐久性の向上した
スパークプラグを実現するための製造方法を提供するこ
とにある。
金属チップの溶接強度の低下を招くことなく貴金属チッ
プの熱引きを大きくでき、これにより貴金属チップの剥
離が防止できると共に、消耗が少なく耐久性の向上した
スパークプラグを実現するための製造方法を提供するこ
とにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明のスパークプラ
グは、筒状主体金具に、軸穴を有する絶縁碍子が嵌め込
まれ、先端に貴金属チップを有する中心電極が該軸穴に
嵌着されたスパークプラグの製造方法において、中心部
にＣｕまたはＡｇを主体とする良熱伝導性金属芯を有す
る純ＮｉまたはＮｉ合金製母材よりなる前記中心電極の
先端に、前記良熱伝導性金属芯の一部が露出するように
凹部を形成し、前記良熱伝導性金属芯に直接当接しない
ように貴金属チップを載置して、前記貴金属チップと前
記母材とを抵抗溶接するとともに、前記貴金属チップと
前記良熱伝導性金属芯とを接触させることを特徴とす
る。
グは、筒状主体金具に、軸穴を有する絶縁碍子が嵌め込
まれ、先端に貴金属チップを有する中心電極が該軸穴に
嵌着されたスパークプラグの製造方法において、中心部
にＣｕまたはＡｇを主体とする良熱伝導性金属芯を有す
る純ＮｉまたはＮｉ合金製母材よりなる前記中心電極の
先端に、前記良熱伝導性金属芯の一部が露出するように
凹部を形成し、前記良熱伝導性金属芯に直接当接しない
ように貴金属チップを載置して、前記貴金属チップと前
記母材とを抵抗溶接するとともに、前記貴金属チップと
前記良熱伝導性金属芯とを接触させることを特徴とす
る。
【０００５】
【発明の作用・効果】この発明では、中心電極の先端
に、Ｃｕなどの良熱伝導性金属芯の一部が露出する形で
凹部を形成することにより、貴金属チップと母材とを抵
抗溶接させつつ、貴金属チップと良熱伝導性金属芯とを
接触させることができる。さらに、凹部を設けた後に貴
金属チップを載置するに際して、貴金属チップを良熱伝
導性金属芯に直接接触しないように載置することによ
り、貴金属チップは母材とのみ当接するので、貴金属チ
ップと母材とのみに抵抗溶接を行うことができ、高い溶
接強度を有する形で貴金属チップを溶接することができ
る。これにより、貴金属チップの熱引きが速くでき、貴
金属チップの温度を従来の９８０℃に対して８７０℃と
低く維持でき、貴金属チップの剥離防止ができるととも
に耐火花消耗性が向上したスパークプラグを提供するこ
とができる。
に、Ｃｕなどの良熱伝導性金属芯の一部が露出する形で
凹部を形成することにより、貴金属チップと母材とを抵
抗溶接させつつ、貴金属チップと良熱伝導性金属芯とを
接触させることができる。さらに、凹部を設けた後に貴
金属チップを載置するに際して、貴金属チップを良熱伝
導性金属芯に直接接触しないように載置することによ
り、貴金属チップは母材とのみ当接するので、貴金属チ
ップと母材とのみに抵抗溶接を行うことができ、高い溶
接強度を有する形で貴金属チップを溶接することができ
る。これにより、貴金属チップの熱引きが速くでき、貴
金属チップの温度を従来の９８０℃に対して８７０℃と
低く維持でき、貴金属チップの剥離防止ができるととも
に耐火花消耗性が向上したスパークプラグを提供するこ
とができる。
【０００６】
【実施例】図１は、この発明にかかるスパークプラグを
示し、先端面にＬ字形の外側電極１１が溶接された筒状
の主体金具１内に、軸穴２１付き絶縁碍子２を嵌め込
み、その段座１２にパッキン１５を介して絶縁碍子２の
座面２３を係止し、頭部１４の加締めにより絶縁碍子２
が固定されている。絶縁碍子２において、軸穴２１の先
端側軸穴２２には中心電極４が挿入され、先端部４Ａが
絶縁碍子２の先端より突出すると共に、径大の鍔部４Ｂ
が軸穴２２の段部に当接し、導電性ガラスシール３３、
モノリシック抵抗体３２及び端子３１を備えた中軸３が
一体に加熱封着されている。そして、主体金具１の先端
にねじ部１３が螺刻され、ガスケット１６を介して図示
しないシリンダヘッドに固着される。
示し、先端面にＬ字形の外側電極１１が溶接された筒状
の主体金具１内に、軸穴２１付き絶縁碍子２を嵌め込
み、その段座１２にパッキン１５を介して絶縁碍子２の
座面２３を係止し、頭部１４の加締めにより絶縁碍子２
が固定されている。絶縁碍子２において、軸穴２１の先
端側軸穴２２には中心電極４が挿入され、先端部４Ａが
絶縁碍子２の先端より突出すると共に、径大の鍔部４Ｂ
が軸穴２２の段部に当接し、導電性ガラスシール３３、
モノリシック抵抗体３２及び端子３１を備えた中軸３が
一体に加熱封着されている。そして、主体金具１の先端
にねじ部１３が螺刻され、ガスケット１６を介して図示
しないシリンダヘッドに固着される。
【０００７】中心電極４は、図２に示すごとく、１５重
量％のＣｒ、８重量％のＦｅを含むＮｉ合金製で、幾分
径小となっている先端部４Ａの外径Ｇが２．５ｍｍとな
っている円柱状母材４１と、母材４１の軸心部に埋め込
まれたＣｕまたはＡｇを主体とする直径１．３ｍｍの良
熱伝導金属製の芯４２と、母材４１の先端部（中心電極
の先端部）４Ａに基部５１が埋め込まれて溶接されたＰ
ｔ、Ｉｒまたは、これらの合金などの貴金属チップ５と
からなる。チップ５は、母材４１と溶接されるととも
に、端面５２は前記芯４２の先端と接触ないし溶接され
ている。
量％のＣｒ、８重量％のＦｅを含むＮｉ合金製で、幾分
径小となっている先端部４Ａの外径Ｇが２．５ｍｍとな
っている円柱状母材４１と、母材４１の軸心部に埋め込
まれたＣｕまたはＡｇを主体とする直径１．３ｍｍの良
熱伝導金属製の芯４２と、母材４１の先端部（中心電極
の先端部）４Ａに基部５１が埋め込まれて溶接されたＰ
ｔ、Ｉｒまたは、これらの合金などの貴金属チップ５と
からなる。チップ５は、母材４１と溶接されるととも
に、端面５２は前記芯４２の先端と接触ないし溶接され
ている。
【０００８】チップ５の溶接は、図３の（イ）、
（ロ）、（ハ）に示すごとく母材４１の先端面の中心
に、芯４２の先端面に達する小穴４３を形成し、そのク
ラッド材４０の端面に、芯４２に直接接触しないように
円柱状のチップ５を軸芯を一致させてあてがい、加圧し
ながら通電して抵抗溶接される。溶接前のチップ５の寸
法および小穴４３の寸法は、チップ５が直径Ｄ＝１．１
ｍｍ、長さＨ＝１．４ｍｍの円柱であり、小穴４３が直
径ｄ＝０．８ｍｍ、深さｈ＝０．３ｍｍとなっている。
（ロ）、（ハ）に示すごとく母材４１の先端面の中心
に、芯４２の先端面に達する小穴４３を形成し、そのク
ラッド材４０の端面に、芯４２に直接接触しないように
円柱状のチップ５を軸芯を一致させてあてがい、加圧し
ながら通電して抵抗溶接される。溶接前のチップ５の寸
法および小穴４３の寸法は、チップ５が直径Ｄ＝１．１
ｍｍ、長さＨ＝１．４ｍｍの円柱であり、小穴４３が直
径ｄ＝０．８ｍｍ、深さｈ＝０．３ｍｍとなっている。
【０００９】図４に示す、チップ５の直径Ｄ、長さＨ、
小穴４３の直径ｄ、深さｈは、次の関係を有することが
望ましい。また小穴４３の深さｈは、０．０５ｍｍ＜ｈ
＜１．５ｍｍであることが必要である。 Ｄ／２＜ｄ＜Ｄ、１．４ｈ＜Ｈ この理由は、Ｄ／２＞ｄであると、チップ５の圧入代が
大きくなりすぎて溶融したＮｉ合金がチップ５の端面と
芯４２の端面との間に厚い層が形成され、チップ５を芯
４２との接触ができなくなる。また、ｄ≧Ｄであると、
チップ５の外周と小穴４３の内周との抵抗溶接が困難に
なるからである。また１．４ｈ＞Ｈであると、チップ５
の、母材４１の端面からの突出量が小さくなりすぎ、着
火性が低下することによる。さらに小穴４３の深さは、
０．０５ｍｍより浅いと溶接後に溶融した芯４２の材料
が母材４１の端面にはみ出して耐久性が低下し、１．５
ｍｍより深いとチップ５の端面が芯４２の先端に達しな
い。
小穴４３の直径ｄ、深さｈは、次の関係を有することが
望ましい。また小穴４３の深さｈは、０．０５ｍｍ＜ｈ
＜１．５ｍｍであることが必要である。 Ｄ／２＜ｄ＜Ｄ、１．４ｈ＜Ｈ この理由は、Ｄ／２＞ｄであると、チップ５の圧入代が
大きくなりすぎて溶融したＮｉ合金がチップ５の端面と
芯４２の端面との間に厚い層が形成され、チップ５を芯
４２との接触ができなくなる。また、ｄ≧Ｄであると、
チップ５の外周と小穴４３の内周との抵抗溶接が困難に
なるからである。また１．４ｈ＞Ｈであると、チップ５
の、母材４１の端面からの突出量が小さくなりすぎ、着
火性が低下することによる。さらに小穴４３の深さは、
０．０５ｍｍより浅いと溶接後に溶融した芯４２の材料
が母材４１の端面にはみ出して耐久性が低下し、１．５
ｍｍより深いとチップ５の端面が芯４２の先端に達しな
い。
【００１０】図５のグラフは、スパークプラグの耐久試
験の結果を示す。実線は、図１および図２に示したスパ
ークプラグを、２０００ｃｃ、６気筒のガソリン機関に
装着し、５０００ｒｐｍ×Ｗ．Ｏ．Ｔ×１分とアイドリ
ング×１分の冷熱サイクリック耐久テストを行い、チッ
プ５の剥離および消耗の状態を測定した結果を示す。こ
の発明品のスパークプラグは６個とも、４００時間経過
後もチップ５の剥離は発生せず、チップ５の消耗も平均
０．２ｍｍ前後と微小である。これに対し、チップ５の
端面と芯４２の先端とが接触していない比較品は、破線
で示すごとくチップ５の消耗による火花放電間隙の増加
量が、発明品に較べ平均１０％程度大きいとともに、１
７６時間経過した時点で最初のチップ５の剥離が生じ
た。
験の結果を示す。実線は、図１および図２に示したスパ
ークプラグを、２０００ｃｃ、６気筒のガソリン機関に
装着し、５０００ｒｐｍ×Ｗ．Ｏ．Ｔ×１分とアイドリ
ング×１分の冷熱サイクリック耐久テストを行い、チッ
プ５の剥離および消耗の状態を測定した結果を示す。こ
の発明品のスパークプラグは６個とも、４００時間経過
後もチップ５の剥離は発生せず、チップ５の消耗も平均
０．２ｍｍ前後と微小である。これに対し、チップ５の
端面と芯４２の先端とが接触していない比較品は、破線
で示すごとくチップ５の消耗による火花放電間隙の増加
量が、発明品に較べ平均１０％程度大きいとともに、１
７６時間経過した時点で最初のチップ５の剥離が生じ
た。
【００１１】図６の（イ）、（ロ）、（ハ）は、中心電
極４の製造方法の他の実施例を示す。この実施例では小
穴４３の入口側に、チップ５の端部が嵌まり込む径大の
段部４４を設け、チップ５を抵抗溶接する際の位置決め
を容易にしている。これによりチップ５の溶接作業が効
率よく行えると共に、溶接時に溶融してチップ５の端面
と芯４２の先端面との間に流れ込む母材４１の量を低減
できる。なお、チップ５に径小の段部を形成してもよ
い。図７の（イ）、（ロ）、（ハ）は、中心電極４の製
造方法のさらに他の実施例を示す。この実施例では、チ
ップ５の端部にテーパー５３を付け、小穴４３にテーパ
ー４５を設けている。このテーパー５３またはテーパー
４５は何れか一方のみ設けてもよく、図６の実施例と同
様な利点がある。
極４の製造方法の他の実施例を示す。この実施例では小
穴４３の入口側に、チップ５の端部が嵌まり込む径大の
段部４４を設け、チップ５を抵抗溶接する際の位置決め
を容易にしている。これによりチップ５の溶接作業が効
率よく行えると共に、溶接時に溶融してチップ５の端面
と芯４２の先端面との間に流れ込む母材４１の量を低減
できる。なお、チップ５に径小の段部を形成してもよ
い。図７の（イ）、（ロ）、（ハ）は、中心電極４の製
造方法のさらに他の実施例を示す。この実施例では、チ
ップ５の端部にテーパー５３を付け、小穴４３にテーパ
ー４５を設けている。このテーパー５３またはテーパー
４５は何れか一方のみ設けてもよく、図６の実施例と同
様な利点がある。
【００１２】なお、この発明のスパークプラグにおい
て、製造の行程でチップ５と芯４２との境界面に、溶融
した母材４１が流れ込み母材４１の薄い膜ができるが、
この膜は薄いため実用上支障はなく、この発明では上記
薄い膜の有無に係わらずチップ５と芯４２とが接触して
いるものと定義する。
て、製造の行程でチップ５と芯４２との境界面に、溶融
した母材４１が流れ込み母材４１の薄い膜ができるが、
この膜は薄いため実用上支障はなく、この発明では上記
薄い膜の有無に係わらずチップ５と芯４２とが接触して
いるものと定義する。
【図１】この発明のスパークプラグの断面図である。
【図２】中心電極の先端部の拡大断面図である。
【図３】中心電極の製造工程図である。
【図４】中心電極のチップ溶接前の先端部の拡大断面図
である。
である。
【図５】この発明のスパークプラグの耐久実験結果を示
すグラフである。
すグラフである。
【図６】中心電極の他の製造工程図である。
【図７】中心電極のさらに他の製造工程図である。
１ 主体金具 ２ 絶縁碍子 ３ 中軸 ４ 中心電極 ４１ 中心電極母材 ４２ 良熱伝導性金属製の芯 ４３ 小穴 ５ 貴金属チップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−45584（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−55880（ＪＰ，Ａ) 特公 昭45−38849（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭49−22989（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01T 13/00 - 21/06
Claims (1)
- 【請求項１】 筒状主体金具に、軸穴を有する絶縁碍子
が嵌め込まれ、先端に貴金属チップを有する中心電極が
該軸穴に嵌着されたスパークプラグの製造方法におい
て、 中心部にＣｕまたはＡｇを主体とする良熱伝導性金属芯
を有する純ＮｉまたはＮｉ合金製母材よりなる前記中心
電極の先端に、前記良熱伝導性金属芯の一部が露出する
ように凹部を形成し、前記良熱伝導性金属芯に直接当接
しないように貴金属チップを載置して、前記貴金属チッ
プと前記母材とを抵抗溶接するとともに、前記貴金属チ
ップと前記良熱伝導性金属芯とを接触させることを特徴
とするスパークプラグの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3187595A JP3043475B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | スパークプラグの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3187595A JP3043475B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | スパークプラグの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0536462A JPH0536462A (ja) | 1993-02-12 |
| JP3043475B2 true JP3043475B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=16208861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3187595A Expired - Fee Related JP3043475B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | スパークプラグの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3043475B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11621544B1 (en) | 2022-01-14 | 2023-04-04 | Federal-Mogul Ignition Gmbh | Spark plug electrode and method of manufacturing the same |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10149630C1 (de) | 2001-10-09 | 2003-10-09 | Beru Ag | Zündkerze und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| WO2005050803A1 (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-02 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | スパークプラグの製造方法 |
| JP5302944B2 (ja) * | 2010-11-04 | 2013-10-02 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ及びその製造方法 |
| JP6017027B2 (ja) | 2013-12-20 | 2016-10-26 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
-
1991
- 1991-07-26 JP JP3187595A patent/JP3043475B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11621544B1 (en) | 2022-01-14 | 2023-04-04 | Federal-Mogul Ignition Gmbh | Spark plug electrode and method of manufacturing the same |
| US11777281B2 (en) | 2022-01-14 | 2023-10-03 | Federal-Mogul Ignition Gmbh | Spark plug electrode and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0536462A (ja) | 1993-02-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |