JP3486259B2 - 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

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JP3486259B2
JP3486259B2 JP17311295A JP17311295A JP3486259B2 JP 3486259 B2 JP3486259 B2 JP 3486259B2 JP 17311295 A JP17311295 A JP 17311295A JP 17311295 A JP17311295 A JP 17311295A JP 3486259 B2 JP3486259 B2 JP 3486259B2
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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】従来より、図10および図11に示すよ
うに、外側電極100の後端部の側面あるいは端面を主
体金具200に接合した後、その外側電極100の先端
部が中心電極300の先端面と平行を成すように曲げ
て、外側電極100の先端側面と中心電極300の先端
面との間に火花ギャップを形成したスパークプラグが公
知である。なお、図10に示すものは、外側電極100
の後端部の側面を主体金具200の先端テーパ面210
に接合した斜方電極型のスパークプラグ(実開平2−3
2692号公報参照)であり、図11に示すものは、外
側電極100の後端部の端面を主体金具200の先端面
220に接合した平行電極型のスパークプラグである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のスパ
ークプラグは、外側電極100を所定の長さに切断し
て、その後端部を主体金具200に溶接した後、先端側
を曲げて中心電極300との間にギャップを形成してい
る。この方法によると、外側電極100の溶接代のばら
つき、外側電極100の曲げ位置のばらつき、外側電極
100の曲げ角度のばらつき、中心電極付き絶縁体を主
体金具200に組み込んだ時の寸法公差、偏心によるば
らつき等の種々の要因が重なることによってカブリ寸法
にばらつきが生じる。
【0004】なお、カブリ寸法とは、外側電極100側
から軸方向にスパークプラグを見た場合(図10および
図11で矢印方向から見た場合)に、外側電極100が
中心電極300に対してどれだけ被さっているかを示す
ものである。具体的には、外側電極100と主体金具2
00との溶接部400側と反対側の中心電極300の側
端310から所定寸法aだけ溶接部400側へ移動させ
た位置を基準Aとして、外側電極100の先端面110
が中心電極300の側端310側にあることをカブリ寸
法が大きいと言い、外側電極100の先端面110が溶
接部400側にあることをカブリ寸法が小さいと言う。
従って、図10に示すスパークプラグはカブリ寸法が大
きい場合であり、図11に示すスパークプラグはカブリ
寸法が小さい場合を示す。
【0005】このカブリ寸法による性能への影響は、従
来ではあまりないものと考えられていたが、本発明者ら
の研究結果により、このカブリ寸法のばらつきが性能面
に大きく影響することが明らかになった。例えば、中心
電極300の直径が細い場合は、カブリ寸法が大きくな
ると着火性が悪化し、カブリ寸法が小さくなると、電極
消耗が大きくなって耐久性が悪化する。本発明は、上記
事情に基づいて成されたもので、その目的は、中心電極
に対する外側電極のカブリ寸法のばらつきを減らして、
着火性および耐久性を向上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】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の構成を採用した。請求項1では、
外側電極の後端部の端面が主体金具の先端面に接合さ
れ、前記外側電極の先端部が中心電極の先端面と平行を
成す様に曲げ加工されたスパークプラグの製造方法にお
いて、前記外側電極の後端部の端面を前記主体金具の先
端面に接合する第1工程と、前記中心電極が挿入された
絶縁碍子を前記主体金具に組付ける第2工程と、前記外
側電極の先端部が前記中心電極の先端面と平行を成す様
に前記外側電極を曲げる第3工程と、前記外側電極を前
記中心電極の位置に基づいて切断する第4工程とを備え
たスパークプラグの製造方法。
【0007】請求項2では、外側電極の後端部の端面が
主体金具の先端面に接合され、前記外側電極の先端部が
中心電極の先端面と平行を成す様に曲げ加工されたスパ
ークプラグの製造方法において、前記外側電極の後端部
の端面を前記主体金具の先端面に接合する第1工程と、
前記外側電極の先端部を所定の角度に曲げる第2工程
と、前記中心電極が挿入された絶縁碍子を前記主体金具
に組付ける第3工程と、前記外側電極を前記中心電極の
位置に基づいて切断する第4工程とを備えたスパークプ
ラグの製造方法。
【0008】請求項3では、外側電極の後端部の側面が
主体金具の先端テーパ面に接合され、前記外側電極の先
端部が中心電極の先端面と平行を成す様に曲げ加工され
た斜方電極型スパークプラグの製造方法において、前記
外側電極の後端部の側面を前記主体金具の先端テーパ面
に接合する第1工程と、前記中心電極が挿入された絶縁
碍子を前記主体金具に組付ける第2工程と、前記外側電
極の先端部が前記中心電極の先端面と平行を成す様に前
記外側電極を曲げる第3工程と、前記外側電極を前記中
心電極の位置に基づいて切断する第4工程とを備えたス
パークプラグの製造方法。
【0009】請求項4では、外側電極の後端部の側面が
主体金具の先端テーパ面に接合され、前記外側電極の先
端部が中心電極の先端面と平行を成す様に曲げ加工され
た斜方電極型スパークプラグの製造方法において、前記
外側電極の後端部の側面を前記主体金具の先端テーパ面
に接合する第1工程と、前記外側電極の先端部を所定の
角度に曲げる第2工程と、前記中心電極が挿入された絶
縁碍子を前記主体金具に組付ける第3工程と、前記外側
電極を前記中心電極の位置に基づいて切断する第4工程
とを備えたスパークプラグの製造方法。
【0010】
【発明の効果】
(請求項1)外側電極の先端部が中心電極の先端面と平
行を成す様に外側電極を曲げてから、その外側電極を所
要の長さに切断するため、中心電極とのギャップ寸法調
整時にカブリ寸法の微調整を必要とせず、中心電極に対
する外側電極のカブリ寸法精度を向上できる。
【0011】(請求項2)主体金具に接合された外側電
極を曲げる工程の後に、中心電極が挿入された絶縁碍子
を主体金具に組付ける工程を行なっても良い。即ち、外
側電極の曲げ工程と絶縁碍子の組付け工程との順序が入
れ替わっても、中心電極と外側電極との間に火花ギャッ
プが形成された後に外側電極を切断することになる。こ
れにより、請求項1の場合と同様に、中心電極に対する
外側電極のカブリ寸法精度を向上できる。
【0012】(請求項3)外側電極の先端部が中心電極
の先端面と平行を成す様に外側電極を曲げてから、その
外側電極を所要の長さに切断するため、中心電極に対す
る外側電極のカブリ寸法精度を向上できる。また、外側
電極と主体金具との溶接部の面積を大きく取れるため、
外側電極の切断時に溶接部に働く応力に対する溶接部の
機械的強度を向上でき、その結果、溶接部の破損を防ぐ
ことができる。
【0013】(請求項4)主体金具に接合された外側電
極を曲げる工程の後に、中心電極が挿入された絶縁碍子
を主体金具に組付ける工程を行なっても良い。即ち、外
側電極の曲げ工程と絶縁碍子の組付け工程との順序が入
れ替わっても、中心電極と外側電極との間に火花ギャッ
プが形成された後に外側電極を切断することになる。こ
れにより、中心電極に対する外側電極のカブリ寸法精度
を向上できるとともに、請求項3の場合と同様に、溶接
部の破損を防ぐことができる。
【0014】
【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1はスパークプラグの全体側面図である。本
実施例のスパークプラグ1は、絶縁碍子2、中心電極
3、主体金具4、および外側電極5等より構成されて、
外側電極5が主体金具4の先端テーパ面4aに接合され
た斜方電極タイプである。
【0015】絶縁碍子2は、例えばアルミナ(Al2
3 )を主成分とするセラミック焼結体により成形され
て、中央部を長手方向(図1の上下方向)に貫通する軸
孔(図示しない)を有し、その軸孔の後端に端子電極6
が挿入されている。この絶縁碍子2は、窒化アルミニウ
ム(AlN)を主成分とするものでも良く、あるいは脚
長部(図示しない)のみを窒化アルミニウムとする複合
構造としても良い。中心電極3は、例えばNI製(また
はNI合金製)で、先端部が絶縁碍子2の先端面より突
出した状態で軸孔に挿入されている。この中心電極3
は、NI製(またはNI合金製)の母材の中心部にCu
製(またはCu合金製)の芯材を封入した複合構造とし
ても良い。
【0016】主体金具4は、低炭素鋼等の導電性金属に
より略筒状に成形され、絶縁碍子2の外周に嵌め合わさ
れて、後端をかしめることにより絶縁碍子2を保持して
いる。この主体金具4は、図2に示すように、その開口
端面が外側へ傾斜したテーパ面4aとされている。外側
電極5は、耐熱性および耐久性(高強度)が要求される
ことから、例えば、ニッケル合金(一例としてインコネ
ル600)、又は貴金属、又は貴金属合金を溶接したニ
ッケル合金より成る棒状(方形断面)の電極材(図3参
照)が使用される。
【0017】次に、このスパークプラグ1の製造工程を
図4〜7を参照しながら説明する。 a)主体金具4の先端テーパ面4aに外側電極5の後端
部の側面を接合(例えば溶接)する(図4参照)。この
時、外側電極5は、テーパ面4aと平行に接合するため
に、テーパ面4aに対して図中の矢印方向に傾くことの
ない様に治具7により保持されている。なお、外側電極
5の後端部の側面とは、図3に示した電極材の端面5a
ではなく、長手方向の何方か一方の端部の側面5bまた
は5cである(本実施例では、外側電極5の側面5bが
主体金具4の先端テーパ面4aに接合されている)。
【0018】b)続いて、軸孔に中心電極3が挿入され
た絶縁碍子2を主体金具4に組付ける(図5参照)。 c)続いて、主体金具4に接合された外側電極5の先端
部が中心電極3の先端面3aと平行を成す様に、外側電
極5の途中から先端側を中心電極3側へ曲げる(図6参
照)。これにより、中心電極3の先端面3aと、その先
端面3aと対向する外側電極5の側面5b(発火面)と
の間に火花ギャップGが形成される。
【0019】d)続いて、中心電極3の位置に基づいて
外側電極5を所要の長さに切断する。具体的には、図7
に示すように、中心電極3の側面3b(但し、外側電極
5と主体金具4との溶接部側と反対側の側面)に当て板
8の先端面8aを当てて、この当て板8の先端面8aか
ら基準寸法Sだけ前記溶接部側へずらした位置で、切断
刃9により外側電極5を側面5cから垂直に切断する。
これにより所要のカブリ寸法が得られる。なお、切断刃
9は、当て板8の先端面8aから基準寸法Sだけ溶接部
側へずらした位置に切断刃9の先端がくる様に、予め当
て板8に対して位置調整しておく。
【0020】(本実施例の効果)本実施例では、上記の
製造工程で説明したように、外側電極5の先端部が中心
電極3の先端面3aと平行を成すように曲げてから、言
い換えれば、中心電極3の先端面3aと外側電極5の発
火面との間に火花ギャップGを形成してから、外側電極
5を所要の長さに切断するため、外側電極5の中心電極
3に対するカブリ寸法精度が高く、且つカブリ寸法のば
らつきも減少する。具体的には、直径φ1.0mmの中心
電極3に対して、カブリ寸法のばらつきを現行±0.5
mm程度から±0.3mm程度にまで抑えることが可能とな
る。
【0021】この様にカブリ寸法のばらつきが小さくな
ることから、従来品と比較して着火性あるいは火花耐久
性の向上が期待できる。実際に、カブリ寸法のばらつき
に対する着火性および火花耐久性の評価を行った。その
結果、外側電極5の主体金具4への溶接部側と反対側の
中心電極3の側端から0.4mmだけ溶接部側へ移動させ
た基準位置よりカブリ寸法が大きい場合には、図8に示
すように、カブリ寸法精度が向上することによってリー
ン限界空燃比が大幅に向上する。即ち、着火性の向上が
得られる。また、前記基準位置よりカブリ寸法が小さい
場合には、図9に示すように、カブリ寸法精度が向上す
ることによって耐久後ギャップ増加量が大幅に減少す
る。即ち、火花耐久性の向上が得られる。
【0022】本実施例では、主体金具4の先端にテーパ
面4aを設けて、このテーパ面4aに外側電極5の後端
側面5bを溶接した斜方電極型のスパークプラグ1につ
いて説明したが、外側電極5の後端面5aを主体金具4
の先端面に溶接した平行電極型スパークプラグに本発明
の製造方法を適用することにより、本実施例と同様の効
果を得ることができる。この平行電極型スパークプラグ
の場合、多少のカブリ寸法のばらつきであれば、従来で
も火花ギャップ形成時に外側電極5の垂直部分を若干曲
げることにより修正することはできた(但し、大きく曲
げると主体金具4との溶接部が破損する)が、本発明の
製造方法によれば、上記の様な修正を要せずにカブリ寸
法精度を向上できるため、従来と比べて工数の低減を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】スパークプラグの全体図である。
【図2】主体金具の先端テーパ面を示す斜視図である。
【図3】外側電極の電極材形状を示す斜視図である。
【図4】外側電極を主体金具の先端テーパ面に接合する
工程図である。
【図5】主体金具に絶縁碍子を組付ける工程図である。
【図6】外側電極を折り曲げる工程図である。
【図7】外側電極を切断する工程図である。
【図8】着火性評価を示すグラフである。
【図9】火花耐久評価を示すグラフである。
【図10】従来技術に係わるプラグ先端部の側面図であ
る。
【図11】従来技術に係わるプラグ先端部の側面図であ
る。
【符号の説明】
1 スパークプラグ 2 絶縁碍子 3 中心電極 4 主体金具 4a 先端テーパ面 5 外側電極
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−22157(JP,A) 特開 平4−104491(JP,A) 特開 昭58−178977(JP,A) 実開 平2−32692(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01T 21/02 H01T 13/20

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外側電極の後端部の端面が主体金具の先端
    面に接合され、前記外側電極の先端部が中心電極の先端
    面と平行を成す様に曲げ加工されたスパークプラグの製
    造方法において、 前記外側電極の後端部の端面を前記主体金具の先端面に
    接合する第1工程と、 前記中心電極が挿入された絶縁碍子を前記主体金具に組
    付ける第2工程と、 前記外側電極の先端部が前記中心電極の先端面と平行を
    成す様に前記外側電極を曲げる第3工程と、 前記外側電極を前記中心電極の位置に基づいて切断する
    第4工程とを備えたスパークプラグの製造方法。
  2. 【請求項2】外側電極の後端部の端面が主体金具の先端
    面に接合され、前記外側電極の先端部が中心電極の先端
    面と平行を成す様に曲げ加工されたスパークプラグの製
    造方法において、 前記外側電極の後端部の端面を前記主体金具の先端面に
    接合する第1工程と、 前記外側電極の先端部を所定の角度に曲げる第2工程
    と、 前記中心電極が挿入された絶縁碍子を前記主体金具に組
    付ける第3工程と、 前記外側電極を前記中心電極の位置に基づいて切断する
    第4工程とを備えたスパークプラグの製造方法。
  3. 【請求項3】外側電極の後端部の側面が主体金具の先端
    テーパ面に接合され、前記外側電極の先端部が中心電極
    の先端面と平行を成す様に曲げ加工された斜方電極型ス
    パークプラグの製造方法において、 前記外側電極の後端部の側面を前記主体金具の先端テー
    パ面に接合する第1工程と、 前記中心電極が挿入された絶縁碍子を前記主体金具に組
    付ける第2工程と、 前記外側電極の先端部が前記中心電極の先端面と平行を
    成す様に前記外側電極を曲げる第3工程と、 前記外側電極を前記中心電極の位置に基づいて切断する
    第4工程とを備えたスパークプラグの製造方法。
  4. 【請求項4】外側電極の後端部の側面が主体金具の先端
    テーパ面に接合され、前記外側電極の先端部が中心電極
    の先端面と平行を成す様に曲げ加工された斜方電極型ス
    パークプラグの製造方法において、 前記外側電極の後端部の側面を前記主体金具の先端テー
    パ面に接合する第1工程と、 前記外側電極の先端部を所定の角度に曲げる第2工程
    と、 前記中心電極が挿入された絶縁碍子を前記主体金具に組
    付ける第3工程と、 前記外側電極を前記中心電極の位置に基づいて切断する
    第4工程とを備えたスパークプラグの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101888062A (zh) * 2010-06-23 2010-11-17 宁波大叶园林设备有限公司 有散热翅和弯电极的汽油发动机火花塞

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