JP4306115B2

JP4306115B2 - スパークプラグの製造方法

Info

Publication number: JP4306115B2
Application number: JP2000337835A
Authority: JP
Inventors: 博也石黒; 鋼三 ▲高▼村; 俊和清水
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-11-06
Filing date: 2000-11-06
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2020-11-06
Also published as: JP2002141154A; US6676468B2; US20020055318A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中心電極及び接地電極のそれぞれに、火花放電部材としての貴金属よりなるチップを接合してな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、特開平３−３４２８３号公報に記載されているように、取付金具に支持された中心電極及び接地電極のそれぞれに、Ｐｔ（白金）合金やＩｒ（イリジウム）合金等の貴金属よりなるチップを接合し、これら両チップが放電ギャップを介して対向配置するようにしたスパークプラグがある。
【０００３】
このようなスパークプラグは、プラグ交換時期の大幅拡大を目的として貴金属チップを火花放電部材として用いることにより、長寿命なものとでき、コージェネレーション、ガス圧送用ポンプ、自動車などの内燃機関に使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種のスパークプラグの従来の製造方法は、一般的に、中心電極と接地電極の個々についてチップを溶接（レーザ溶接や抵抗溶接等）するようにしており、チップと電極の接合工程を電極の数だけ行わなければならないため、手間がかかっていた。特に、１個の中心電極に対して複数個の接地電極を有するスパークプラグ（多極プラグ）においては、電極数も多くなり、チップの接合の手間がより大きくなる。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、中心電極及び接地電極のそれぞれに、貴金属よりなるチップを接合し、これら両チップが放電ギャップを介して対向配置するようにしたスパークプラグの製造方法において、チップと電極の接合を効率よく実行可能とすることを目的とする。
【０００６】
【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に記載の発明においては、中心電極側のチップ（５０）と接地電極側のチップ（６０）とが一体化された貴金属部材（８０）を中心電極（３０）及び接地電極（４０）に溶接した後、貴金属部材を放電ギャップ（７０）に沿って切断することにより、放電ギャップを形成することを特徴としている。
【０００７】
それによれば、中心電極側のチップと接地電極側のチップとが一体化された貴金属部材を両電極に溶接した後、貴金属部材を放電ギャップに沿って切断するため、従来に比べて、接合工程数を減らすことができ、チップと電極の接合を効率よく実行することができる。
【０００８】
また、貴金属部材を切断することにより、その切断面が、放電ギャップにおける両チップの放電面となる。そのため、従来のように、対向する両チップの放電面の位置合わせ（平行度の調整等）を行う必要がなく、精度良く放電ギャップを形成することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、１個の中心電極（３０）に対応して複数個の接地電極（４０）を設け、これら各電極のそれぞれに貴金属よりなるチップ（５０、６０）を接合し、中心電極側のチップ（５０）と各接地電極側のチップ（６０）とを、それぞれ放電ギャップ（７０）を介して対向配置するようにしたスパークプラグの製造方法において、各接地電極側のチップが一体化された貴金属部材（９０）を各接地電極に溶接し、中心電極にチップを溶接することにより、貴金属部材と中心電極側のチップとの間に放電ギャップを形成した後、貴金属部材を、各接地電極に対応して切断することを特徴としている。
【００１０】
それによれば、多極プラグにおいて、複数個の接地電極側のチップが一体化された貴金属部材を全ての接地電極に溶接した後、貴金属部材を各々の接地電極に対応して切断するから、接地電極へのチップの接合工程数を減らすことができ、結果的に、チップと電極の接合を効率よく実行することができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明では、取付金具（１０）に中心電極（３０）及び接地電極（４０）を支持し、これら両電極のそれぞれに、貴金属よりなるチップ（５０、６０）を接合し、これら両チップを、放電ギャップ（７０）を介して対向配置するようにしたスパークプラグの製造方法において、取付金具に中心電極が支持されたものと、中心電極側のチップ（５０）及び接地電極側のチップ（６０）が一体化され且つ中心電極に嵌合可能な穴部（１０１）が形成された貴金属部材（１００）とを用意し、貴金属部材の穴部を中心電極に嵌合して組み付けた後、接地電極を貴金属部材に接触して支持させつつ取付金具に溶接し、次に、貴金属部材と中心電極との嵌合部、及び、貴金属部材と接地電極との接触部に対して溶接を行い、続いて、貴金属部材を放電ギャップに沿って切断することにより放電ギャップを形成することを特徴としている。
【００１２】
それによれば、両電極のチップが一体化された貴金属部材を、両電極に溶接した後放電ギャップに沿って切断するため、接合工程数を減らすことができ、チップと電極の接合を効率よく実行することができる。また、請求項１の発明と同様に、貴金属部材の切断による精度の良い放電ギャップ形成も可能である。
【００１３】
また、本製造方法によれば、予め、貴金属部材を中心電極に嵌合して仮組みし、この貴金属部材をスペーサとして接地電極を取付金具に組み付けた状態にて、溶接することができるため、接地電極の組み付け性が向上する。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明では、取付金具（１０）に中心電極（３０）及び複数個の接地電極（４０）を支持し、これら各電極のそれぞれに貴金属よりなるチップ（５０、６０）を接合し、中心電極側のチップ（５０）と各接地電極側のチップ（６０）とを、それぞれ放電ギャップ（７０）を介して対向配置するようにしたスパークプラグの製造方法において、取付金具に中心電極を支持するとともに、中心電極側のチップ及び各接地電極側のチップが一体化された貴金属部材（１１０）とを中心電極に溶接した後、複数個の接地電極が結合された一体化された一体化部材（４５）を、貴金属部材に対して複数個の接地電極を接触させて支持しつつ取付金具に接触させ、次に、貴金属部材と複数個の接地電極との接触部、及び、一体化部材と取付金具との接触部に対して溶接を行い、続いて、貴金属部材を放電ギャップに沿って切断することにより放電ギャップを形成することを特徴としている。
【００１５】
それによれば、中心電極側及び複数個の接地電極側のチップ全てが一体化された貴金属部材を、中心電極に溶接した後、複数個の接地電極に対しては一括して溶接するため、多極プラグにおける接地電極へのチップの接合工程数を減らすことができ、結果的に、チップと電極の接合を効率よく実行することができる。また、請求項１の発明と同様に、貴金属部材の切断による精度の良い放電ギャップ形成も可能である。
【００１６】
また、本発明の製造方法によれば、複数個の接地電極への貴金属部材の溶接工程において、複数個の接地電極の取付金具への溶接も行うことができるため、効率的である。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明では、１個の中心電極（３０）と、この中心電極を取り囲むように設けられた接地電極（４０）とを備え、中心電極に貴金属よりなるチップ（５０）を接合し、中心電極側のチップと放電ギャップ（７０）を形成するように接地電極に貴金属よりなる円環状のチップ（８５）を接合してなるスパークプラグの製造方法において、円板状の貴金属部材（１２０）を中心電極及び接地電極に溶接した後、貴金属部材を放電ギャップに沿って切断することにより放電ギャップを形成することを特徴としている。
【００１８】
それによれば、接地電極側のチップが中心電極側のチップを取り巻くように円環状であるスパークプラグにおいて、円板状の貴金属部材を両電極に溶接した後、貴金属部材を放電ギャップに沿って切断するため、接合工程数を減らすことができ、チップと電極の接合を効率よく実行することができる。また、請求項１の発明と同様に、貴金属部材の切断による精度の良い放電ギャップ形成も可能である。
【００１９】
ここで、請求項５の発明における接地電極（４０）は、中心電極（３０）を取り囲む円環状の１個のものでも、中心電極（３０）を取り囲んで配置された複数個のものでもよい。
【００２０】
また、上記した請求項１、２、４〜７のいずれか１つに記載のスパークプラグの製造方法においては、請求項８に記載の発明のように、貴金属部材（８０、９０、１１０、１２０）を、中心電極（３０）に対応した位置決め用の穴（８１、１１１）が形成されているものとすれば、貴金属部材の組み付け性を向上させることができ、好ましい。
【００２１】
さらに、この穴（８１、１１１）を、請求項９に記載の発明のように、中心電極（３０）が挿入可能なものとすれば、貴金属部材を中心電極に容易に仮固定できるから、より組み付け性の向上が図れる。
【００２２】
また、請求項１０に記載の発明では、放電ギャップ（７０）の寸法をＧ、放電ギャップを介して一側のチップにおける放電面から他側のチップにおける溶融部または電極母材までの距離をＬとしたとき、この距離Ｌが寸法Ｇに０．３ｍｍを加えた大きさ以上となるように、放電ギャップを形成することを特徴としている。
【００２３】
本発明の寸法関係Ｌ≧（Ｇ＋０．３）ｍｍは、本発明者等の実験検討により見出したものであり、このような寸法関係となるように放電ギャップを形成すれば、チップにおける溶融部（電極母材とチップとが溶接により溶融した部分）や電極母材に火花放電が発生するのを防止できる。そのため、電極母材や溶融部の消耗が抑制でき、チップの脱落を防止することができる。
【００２４】
また、請求項１１に記載の発明では、貴金属部材（８０、９０、１００、１１０、１２０）の切断を、放電加工、レーザカットおよびワイヤカットのいずれかを用いて行うことを特徴としており、このようなカット方法にて貴金属部材の切断を行うことにより、切断面の面粗度を良好なものとすることができる。
【００２５】
また、上記各手段における貴金属としては、ＰｔまたはＩｒを主成分とし、この主成分にＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、及びＷの少なくとも１種が添加されたものを用いることができる。
【００２６】
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。
【００２７】
【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は本発明の第１実施形態に係る多極型のスパークプラグＳ１の全体構成を示す半断面図である。また、図２は、スパークプラグＳ１における火花放電部近傍の拡大図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【００２８】
このスパークプラグＳ１は、例えば、自動車用エンジンの点火栓等に適用されるものであり、該エンジンの燃焼室を区画形成するエンジンヘッド（図示せず）に設けられたネジ穴に挿入されて固定されるようになっている。
【００２９】
スパークプラグＳ１は、導電性の鉄鋼材料（例えば低炭素鋼等）等よりなる筒形状の取付金具１０を有しており、この取付金具１０は、図示しないエンジンブロックに固定するための取付ネジ部１０ａを備えている。取付金具１０の内部には、アルミナセラミック（Ａｌ₂Ｏ₃）等からなる絶縁体２０が固定されている。
【００３０】
絶縁体２０の軸孔２２には中心電極３０が固定されており、この中心電極３０は取付金具１０に対して絶縁保持されている。中心電極３０は、例えば、内材がＣｕ等の熱伝導性に優れた金属材料、外材がＮｉ基合金等の耐熱性および耐食性に優れた金属材料により構成された円柱体で、その一端部３１が、絶縁体２０の一端部２１から露出して延びるように設けられている。
【００３１】
一方、接地電極４０は、中心電極３０の一端部３１の外周を取り囲むように複数個（本例では４個）設けられている。各々の接地電極４０は、一端部４１にて取付金具１０の一端部１１に溶接されて支持され、途中で曲げられて、他端部４２側が中心電極３０の一端部３１に向かって延びる柱状（例えば角柱）をなすものである。接地電極４０は、例えば、Ｎｉを主成分とするＮｉ基合金より構成されている。
【００３２】
また、中心電極３０の一端部３１には、貴金属よりなる中心電極側チップ５０が、レーザ溶接や抵抗溶接等により接合されている。一方、各接地電極４０の他端部４２には、貴金属よりなる柱状の接地電極側チップ６０が接合されており、これら各々の接地電極側チップ６０と中心電極側チップ５０との間に幅Ｇの放電ギャップ７０が形成されている。
【００３３】
また、中心電極側チップ５０及び各接地電極側チップ６０を構成する貴金属としては、Ｐｔ（白金）またはＩｒ（イリジウム）を主成分とし、この主成分にＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ（ロジウム）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｎｉ（ニッケル）、及びＷ（タングステン）の少なくとも１種が添加されたものを用いることができる。
【００３４】
かかるスパークプラグＳ１においては、両チップ５０、６０間に形成された各放電ギャップ７０の少なくとも１つにおいて放電し、燃焼室内の混合気に着火させる。着火後、放電ギャップ７０に形成された火炎核は、成長していき、燃焼室内にて燃焼が行われるようになっている。
【００３５】
次に、本実施形態のスパークプラグの製造方法について述べる。本実施形態では、両電極３０、４０への各チップ５０、６０の接合方法（チップ接合工程）を要部とするものであり、他の工程は周知の方法にて行うことができるため、主として、チップ接合工程以降について説明し、他の工程は説明を省略する。
【００３６】
図３は、本実施形態に係るスパークプラグの製造方法を示す工程図で、チップ接合方法を縦断面図として表したものである。また、図４は、当該チップ接合方法を平面図として表したものである。取付金具１０に絶縁体２０及び中心電極３０、接地電極４０が組み付けられたものを用意する。
【００３７】
また、中心電極側チップ５０と接地電極側チップ６０とが一体化された貴金属部材８０を用意する。この貴金属部材８０は、最終的に切断されることによってチップ５０、６０を形成するものであり、図３（ａ）、図４（ａ）に示す様に、一面が中心電極３０の一端部３１に接するとともに外周端面が各接地電極４０の他端部４２に接することができるような板状をなしている。
【００３８】
そして、図３（ｂ）に示す様に、この貴金属部材８０を中心電極３０及び各接地電極４０に接触させた状態でレーザ溶接や抵抗溶接等を用いて、各接触部に溶接を施す（チップ溶接工程）。その後、図３（ｃ）に示す様に、貴金属部材８０を放電ギャップ７０に沿って切断することにより、放電ギャップ７０を形成する（切断工程）。
【００３９】
この切断工程においては、具体的には、図４（ａ）に示す一点鎖線に沿って、放電加工、レーザカットおよびワイヤカットのいずれかを用いて貴金属部材８０の切断を行う。この切断時に、切り幅が放電ギャップ７０の幅Ｇと同じとなるように切断治具やレーザの幅等を調整することで、図４（ｂ）に示す様に、放電ギャップ７０を適切に形成することができる。
【００４０】
なお、図５は、本実施形態に係るスパークプラグの製造方法の他の例を断面的に示す工程図である。この他の例では、上記図３に示す製造方法と比べて、貴金属部材８０に、中心電極３０の一端部３１に対応した位置決め用の穴８１が形成されていることが相違点である。
【００４１】
この穴８１は、平面的には、図４（ａ）中の破線で示すように設けられた貫通穴であり、この穴８１が目印となって中心電極３０への位置決めが容易にできるようになる。なお、この穴８１は、中心電極３０の一端部３１の径よりも小さくても位置決めの機能を発揮するが、中心電極３０の一端部３１が挿入可能な大きさであれば、この穴８１に中心電極３０を挿入することで貴金属部材８０の中心電極３０への仮固定ができる。
【００４２】
ところで、本実施形態の製造方法によれば、中心電極側チップ５０と接地電極側チップ６０とが一体化された貴金属部材８０を両電極３０、４０に溶接した後、貴金属部材８０を放電ギャップ７０に沿って切断するため、従来に比べて、接合工程数を減らすことができ、チップ５０、６０と電極３０、４０の接合を効率よく実行することができる。
【００４３】
また、貴金属部材８０を切断することにより、その切断面が、放電ギャップに７０おける両チップ５０、６０の放電面となる。そのため、従来のように、対向する両チップの放電面の位置合わせ（平行度の調整等）を行う必要がなく、精度良く放電ギャップ７０を形成することができる。なお、本製造方法は多極プラグに限定されず、中心と接地の電極が１個ずつであるようなスパークプラグでもよい。
【００４４】
また、上記図５に示す製造方法によれば、貴金属部材８０を、中心電極３０に対応した位置決め用の穴８１が形成されているものとしているため、貴金属部材８０の組み付け性を向上させることができ、好ましい。さらに、この穴８１を、中心電極３０が挿入可能なものとすれば、貴金属部材８０を中心電極３０に容易に仮固定できるから、より組み付け性の向上が図れる。
【００４５】
また、本実施形態では、貴金属部材８０の切断を、放電加工、レーザカットおよびワイヤカットのいずれかを用いて行うことが好ましく、このようなカット方法にて貴金属部材の切断を行うことにより、切断面の面粗度を良好なものとすることができる。
【００４６】
また、本実施形態においては、放電ギャップ７０を介して一側のチップにおける放電面から他側のチップにおける溶融部または電極母材までの距離をＬとする。例えば、図２（ａ）に示す様に、中心電極側チップ５０の放電面から接地電極側チップ６０における溶融部または接地電極４０までの距離がＬとなる。
【００４７】
そして、本実施形態では、この距離Ｌが放電ギャップ７０の幅（寸法）Ｇに０．３ｍｍを加えた大きさ以上となるように、放電ギャップ７０を形成することが好ましい。この寸法関係、Ｌ≧（Ｇ＋０．３）ｍｍは、実験検討により見出したものである。その検討結果の一例を図６に示す。
【００４８】
図６は、上記製造方法により、両電極３０、４０にそれぞれ、Ｉｒ合金としてのＩｒ−１０Ｒｈ（Ｉｒ９０重量％、Ｒｈ１０重量％の合金）よりなるチップ５０、６０をレーザ溶接したものについて、放電ギャップ幅Ｇを０．３ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲にて上記距離Ｌを変えていき、接地電極側チップ６０における溶融部または接地電極４０への飛び火頻度（母材飛火頻度）を調べた結果を示す図である。
【００４９】
飛び火位置の測定は、チャンバにスパークプラグＳ１を取り付け、ゲージ圧０．６ＭＰａに加圧して火花放電させることにより行った。
【００５０】
図６からわかるように、幅Ｇが０．３ｍｍでは距離Ｌが０．５ｍｍ以上で全てチップ５０、６０同士で飛び火する。幅Ｇが０．５ｍｍでは距離Ｌが０．８ｍｍ以上、幅Ｇが０．８ｍｍでは距離Ｌが１．０ｍｍ以上となれば、とり、このような寸法関係となるように放電ギャップ７０を形成すれば、溶融部または電極母材に飛び火することは無くなる。
【００５１】
従って、寸法関係Ｌ≧（Ｇ＋０．３）ｍｍを満足するようにチップ５０、６０を接合することにより、チップにおける溶融部や電極母材に火花放電が発生するのを防止できるため、電極母材や溶融部の消耗を抑制でき、チップの脱落を防止することができる。
【００５２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態は、上記第１実施形態に示したスパークプラグＳ１の製造方法を変形したものであり、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。図７は、本実施形態に係るスパークプラグの製造方法を示す工程図であり、（ａ）、（ｂ）は断面図、（ｃ）は（ｂ）の上視図である。
【００５３】
本実施形態の製造方法は、多極プラグに限定して適用されるものである。即ち、上記図１に示す様に、１個の中心電極３０に対応して複数個（図示例では４個）の接地電極４０が設けられており、これら各電極３０、４０のそれぞれに貴金属よりなるチップ５０、６０が接合されており、中心電極側チップ５０と各々の接地電極側チップ６０とがそれぞれ放電ギャップ７０を介して対向して配置されているスパークプラグの製造方法に関する。
【００５４】
まず、図７（ａ）に示す様に、中心電極３０の一端部３１に中心電極側チップ５０を溶接する。次に、図７（ｂ）及び（ｃ）に示す様に、各々の接地電極側チップ６０が一体化された貴金属部材９０を用意し、この貴金属部材９０を各々の接地電極４０に溶接する。こうして、貴金属部材９０と中心電極側チップ５０との間に放電ギャップ７０が形成される。
【００５５】
なお、図示例とは逆に、先に貴金属部材９０の各接地電極４０への溶接を行った後、中心電極側チップ５０の中心電極３０への溶接を行って、放電ギャップ７０を形成してもよい。そして、これら貴金属部材９０及びチップ５０の溶接を行った後、図７（ｃ）中の一点鎖線に示す様に、貴金属部材９０を、各々の接地電極４０に対応して切断し、各接地電極側チップ６０を区画化する。こうして、上記図１に示すスパークプラグＳ１ができあがる。
【００５６】
本実施形態によれば、多極プラグにおいて、複数個の接地電極側チップ６０が一体化された貴金属部材９０を全ての接地電極４０に溶接した後、貴金属部材９０を各々の接地電極４０に対応して切断するから、各接地電極４０へのチップ６０の接合工程数を減らすことができ、結果的に、チップと電極の接合を効率よく実行することができる。
【００５７】
また、本実施形態においても、上記第１実施形態同様に、貴金属部材９０に対して、中心電極３０に対応した位置決め用の穴を形成してもよく、また、寸法関係Ｌ≧（Ｇ＋０．３）ｍｍを満足するようにチップ５０、６０を接合することが好ましい。
【００５８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は、上記第１実施形態に示したスパークプラグＳ１の製造方法を変形したものであり、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。図８は、本実施形態に係るスパークプラグの製造方法を断面的に示す工程図である。
【００５９】
まず、図８（ａ）に示す様に、中心電極が絶縁支持された取付金具１０と、中心電極側チップ５０及び接地電極側チップ６０が一体化され且つ中心電極に嵌合可能な穴部１０１が形成された貴金属部材１００とを用意し、貴金属部材１００の穴部１０１を中心電極３０の一端部３１に嵌合して組み付ける。この貴金属部材１００は、上記第１実施形態における貴金属部材８０に位置決め用の穴（中心電極が貫通可能）８１が形成されたものと同様の構成である。
【００６０】
その後、図８（ｂ）に示す様に、各接地電極４０の他端部４２を貴金属部材１００に接触して支持させつつ一端部４１を取付金具１０の一端部１１に溶接する。次に、図８（ｃ）に示す様に、貴金属部材１００と中心電極３０の一端部３１との嵌合部、及び、貴金属部材１００と接地電極４０の他端部４２との接触部に対して溶接を行う。
【００６１】
続いて、貴金属部材１００を放電ギャップ７０に沿って切断することにより、放電ギャップ７０を形成する。こうして、上記図１に示すスパークプラグＳ１ができあがる。
【００６２】
ところで、本実施形態の製造方法によれば、上記第１実施形態と同様、両電極３０、４０のチップ５０、６０が一体化された貴金属部材１００を、両電極に溶接した後放電ギャップに沿って切断するため、接合工程数を減らすことができ、チップと電極の接合を効率よく実行することができる。
【００６３】
また、上記第１実施形態と同様、貴金属部材１００の切断による精度の良い放電ギャップ７０の形成も可能であり、さらには、寸法関係Ｌ≧（Ｇ＋０．３）ｍｍを満足するようにチップ５０、６０を接合することが好ましい。なお、本製造方法も、多極プラグに限定されず、中心と接地の電極が１個ずつであるようなスパークプラグでもよい。
【００６４】
また、本製造方法によれば、予め、貴金属部材１００を中心電極３０に嵌合して仮組みし、この貴金属部材１００をスペーサとして各接地電極４０を取付金具１０に組み付けた状態にて、溶接することができるため、溶接時における接地出０の支持性が良くなり、接地電極４０の組み付け性が向上する。
【００６５】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態は、上記第１実施形態に示したスパークプラグＳ１の製造方法を変形したものであり、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。図９は、本実施形態に係るスパークプラグの製造方法を断面的に示す工程図である。
【００６６】
本実施形態の製造方法は、多極プラグに限定して適用されるものである。即ち、上記図１に示す様に、取付金具１０に中心電極３０及び複数個（図示例では４個）の接地電極４０が支持され、これら各電極３０、４０のそれぞれに、貴金属よりなるチップ５０、６０が接合され、中心電極側チップ５０と各々の接地電極側チップ６０とがそれぞれ放電ギャップ７０を介して対向して配置されているスパークプラグの製造方法に関する。
【００６７】
まず、図９（ａ）に示す様に、絶縁体２０に支持された中心電極３０と、中心電極側チップ５０及び各々の接地電極側チップ６０が一体化された貴金属部材１１０とを用意し、この貴金属部材１１０を中心電極３０の一端部３１に溶接する。なお、本例では、貴金属部材１１０には、中心電極３０に対応した位置決め用の穴１１１が形成されている。
【００６８】
また、図９（ｂ）に示す様に、複数個（本例では４個）の接地電極４０が結合された一体化された一体化部材４５を用意する。この一体化部材４５は、複数個の接地電極４０の一端部４１が、取付金具１０の一端部１１に対応した形状を有する環状の連結部４６により接続されているものである。また、貴金属部材１１０が溶接された中心電極３０を絶縁体２０とともに取付金具１０へ組み付ける。
【００６９】
そして、この一体化部材４５を取付金具１０の一端部１１上に設置し、に中心電極３０に溶接された貴金属部材１１０に対して、各接地電極４０の他端部４２を接触させて支持しつつ、各接地電極４０の一端部４１を取付金具１０に接触させる。
【００７０】
次に、図９（ｃ）に示す様に、貴金属部材１１０と複数個の接地電極４０の他端部４２との接触部、及び、一体化部材４５における各接地電極４０の一端部４１と取付金具１０の一端部１１との接触部に対して溶接を行う。
【００７１】
続いて、図９（ｄ）に示す様に、貴金属部材１１０を放電ギャップ７０に沿って切断することにより、放電ギャップ７０を形成する。こうして、上記図１に示すスパークプラグＳ１ができあがる。
【００７２】
ところで、本実施形態の製造方法によれば、中心電極側及び複数個の接地電極側のチップ５０、６０全てが一体化された貴金属部材１１０を、中心電極３０に溶接した後、複数個の接地電極４０に対しては一括して溶接するため、多極プラグにおける各接地電極４０へのチップの接合工程数を減らすことができ、結果的に、チップと電極の接合を効率よく実行することができる。
【００７３】
また、本実施形態の製造方法によれば、多極プラグにおける複数個の接地電極４０への貴金属部材１１０の溶接工程において、複数個の接地電極４０の取付金具１０への溶接も行うことができるため、効率的である。
【００７４】
また、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、貴金属部材１１０の切断による精度の良い放電ギャップ７０の形成が可能であり、また、寸法関係Ｌ≧（Ｇ＋０．３）ｍｍを満足するようにチップ５０、６０を接合することが好ましい。
【００７５】
（第５実施形態）
図１０は、本発明の第５実施形態に係るスパークプラグＳ２の要部である火花放電部近傍の拡大図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。なお、本スパークプラグＳ２は、上記図１に示すものと比べて、火花放電部の構成が変形されたものであり、同一部分には同一符号を付してある。
【００７６】
図１０に示すスパークプラグＳ２は、１個の中心電極３０と、この中心電極３０を取り囲むように設けられた接地電極（本例では４個）４０とを備え、中心電極３０には、中心電極側チップ５０が接合され、各接地電極４０には、貴金属よりなる円環状のチップ（円環状チップ）８５が共通に接合されており、該円環状チップ８５の内周面が中心電極側チップ３０の外周の略全面と放電ギャップ７０を形成するように配置されている。
【００７７】
本実施形態は、このようなスパークプラグＳ２の製造方法に関する。その製造方法は、まず、円板状の貴金属部材１２０を用意する。この貴金属部材１２０は、図１０（ａ）において、両チップ５０、８５間の放電ギャップ７０が貴金属で埋まって一体化された円板形状に相当する。
【００７８】
この貴金属部材１２０を中心電極３０の一端部３１及び各接地電極４０の他端部４２に溶接した後、貴金属部材８５を放電ギャップ７０に沿って切断することにより、放電ギャップ７０を形成する。こうして、図１０に示すスパークプラグＳ２ができあがる。
【００７９】
ところで、本実施形態の製造方法によれば、接地電極側のチップ８５が中心電極側チップ５０を取り巻くような円環状をなすスパークプラグＳ２において、円板状の貴金属部材１２０を両電極３０、４０に溶接した後、貴金属部材１２０を放電ギャップ７０に沿って切断するため、接合工程数を減らすことができ、チップと電極の接合を効率よく実行することができる。
【００８０】
また、上記第１実施形態と同様に、貴金属部材１２０の切断による精度の良い放電ギャップ７０の形成も可能であり、また、貴金属部材１２０に対して、中心電極３０に対応した位置決め用の穴を形成してもよく、また、寸法関係Ｌ≧（Ｇ＋０．３）ｍｍを満足するようにチップ５０、６０を接合することが好ましい。
【００８１】
なお、図示例では、接地電極４０は、中心電極３０を取り囲んで配置された複数個のものよりなり、貴金属部材１２０を全ての接地電極４０に溶接するようにしているが、本実施形態の接地電極４０は、中心電極３０を取り囲む円環状の１個のものであってもよい。
【００８２】
なお、図１０に示すスパークプラグＳ２を形成した後、さらに、円環状の貴金属部材８５を各接地電極４０に対応して切断することにより、各接地電極側チップ６０を区画化してもよい。このように処理を施したものを、本実施形態の変形例として図１１に示す。図１１においても、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。つまり、本実施形態はプラグの極数に限定されない。
【００８３】
（他の実施形態）
上記実施形態のうち、プラグの極数に限定されない場合には、極数に応じて図１２に示す様な製造方法が可能である。図１２において、（ａ）は一極プラグ、（ｂ）及び（ｃ）は２極プラグ、（ｄ）は３極プラグを示す。なお、（ｂ）は（ｃ）の上視平面図である。
【００８４】
各場合において、中心電極３０と接地電極４０の各チップ５０、６０が一体化された貴金属部材を両電極３０、４０に溶接した後、図中の一点鎖線で切断し、放電ギャップ７０を形成するようにすれば良い。なお、５極以上のスパークプラグであってもよいことは勿論である。
【００８５】
また、貴金属部材８０を切断して両電極３０、４０の各チップ５０、６０を形成した後の切断面が、両チップの対向面即ち放電面となるが、この放電面全域に渡って対向間隔が一定（つまり、局所的に見て両対向面が平行）であれば、両チップの対向面は、図１３に示す様な（ａ）斜め形状でも、（ｂ）凹凸形状でも良い。
【００８６】
また、例えば、上記図４に示す貴金属部材８０においては、切断後、四隅の端材（破線にて図示）８０ａが無駄になるが、予め、この端材８０ａが無く略十字形状の貴金属部材を用いれば、高価な貴金属を無駄なく利用することができ経済的である。さらに、図１４に示す様に、十字形状の貴金属部材８０において予め切断領域にスリット８０ｂを形成しておけば、切断の効率化が図れる。
【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を示す半断面図である。
【図２】図１に示すスパークプラグにおける火花放電部近傍の拡大図である。
【図３】上記第１実施形態に係るスパークプラグの製造方法を断面的に示す工程図である。
【図４】上記第１実施形態に係るスパークプラグの製造方法を平面的に示す工程図である。
【図５】上記第一実施形態に係るスパークプラグの製造方法の他の例を断面的に示す工程図である。
【図６】放電ギャップ幅Ｇを変えたときの距離Ｌと母材飛火頻度との関係を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るスパークプラグの製造方法を示す工程図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るスパークプラグの製造方法を示す工程図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るスパークプラグの製造方法を示す工程図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るスパークプラグにおける火花放電部近傍の拡大図である。
【図１１】上記第５実施形態の変形例を示す図である。
【図１２】種々の極数を有するスパークプラグの構成図である。
【図１３】貴金属部材の切断面形状の変形例を示す図である。
【図１４】貴金属部材の平面形状の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１０…取付金具、３０…中心電極、４０…接地電極、４５…一体化部材、
５０…中心電極側チップ、６０…接地電極側チップ、７０…放電ギャップ、
８０、９０、１００、１１０、１２０…貴金属部材、８１、１１１…穴、
８５…円環状チップ。

Claims

中心電極（３０）及び接地電極（４０）のそれぞれに、貴金属よりなるチップ（５０、６０）が接合され、これら両チップが放電ギャップ（７０）を介して対向して配置されているスパークプラグの製造方法において、
前記中心電極側のチップ（５０）と前記接地電極側のチップ（６０）とが一体化された貴金属部材（８０）を用意し、
この貴金属部材を前記中心電極及び前記接地電極に溶接した後、前記貴金属部材を前記放電ギャップに沿って切断することにより、前記放電ギャップを形成することを特徴とするスパークプラグの製造方法。
１個の中心電極（３０）に対応して複数個の接地電極（４０）が設けられており、これら各電極のそれぞれに貴金属よりなるチップ（５０、６０）が接合されており、前記中心電極側のチップ（５０）と各々の前記接地電極側のチップ（６０）とがそれぞれ放電ギャップ（７０）を介して対向して配置されているスパークプラグの製造方法において、
各々の前記接地電極側のチップが一体化された貴金属部材（９０）を用意し、この貴金属部材を各々の前記接地電極に溶接し、前記中心電極に前記チップを溶接することにより、前記貴金属部材と前記中心電極側の前記チップとの間に前記放電ギャップを形成した後、
前記貴金属部材を、各々の前記接地電極に対応して切断することを特徴とするスパークプラグの製造方法。
取付金具（１０）に中心電極（３０）及び接地電極（４０）が支持され、これら中心電極及び接地電極のそれぞれに、貴金属よりなるチップ（５０、６０）が接合され、これら両チップが放電ギャップ（７０）を介して対向して配置されているスパークプラグの製造方法において、
前記取付金具に前記中心電極が支持されたものと、中心電極側のチップ（５０）及び前記接地電極側のチップ（６０）が一体化され且つ前記中心電極に嵌合可能な穴部（１０１）が形成された貴金属部材（１００）とを用意し、
前記貴金属部材の前記穴部を前記中心電極に嵌合して組み付けた後、
前記接地電極を前記貴金属部材に接触して支持させつつ前記取付金具に溶接し、
次に、前記貴金属部材と前記中心電極との嵌合部、及び、前記貴金属部材と前記接地電極との接触部に対して溶接を行い、
続いて、前記貴金属部材を前記放電ギャップに沿って切断することにより、前記放電ギャップを形成することを特徴とするスパークプラグの製造方法。
取付金具（１０）に中心電極（３０）及び複数個の接地電極（４０）が支持され、これら各電極のそれぞれに、貴金属よりなるチップ（５０、６０）が接合され、前記中心電極側のチップ（５０）と各々の前記接地電極側のチップ（６０）とがそれぞれ放電ギャップ（７０）を介して対向して配置されているスパークプラグの製造方法において、
前記取付金具に前記中心電極を支持するとともに、中心電極側のチップ及び各々の前記接地電極側のチップが一体化された貴金属部材（１１０）を前記中心電極に溶接した後、
前記複数個の接地電極が結合された一体化された一体化部材（４５）を、前記貴金属部材に対して前記複数個の接地電極を接触させて支持しつつ前記取付金具に接触させ、
次に、前記貴金属部材と前記複数個の接地電極との接触部、及び、前記一体化部材と前記取付金具との接触部に対して溶接を行い、
続いて、前記貴金属部材を前記放電ギャップに沿って切断することにより、前記放電ギャップを形成することを特徴とするスパークプラグの製造方法。
１個の中心電極（３０）と、この中心電極を取り囲むように設けられた接地電極（４０）とを備え、前記中心電極には、貴金属よりなるチップ（５０）が接合され、前記接地電極には、前記中心電極側のチップと放電ギャップ（７０）を形成するように貴金属よりなる円環状のチップ（８５）が接合されているスパークプラグの製造方法において、
円板状の貴金属部材（１２０）を前記中心電極及び前記接地電極に溶接した後、前記貴金属部材を前記放電ギャップに沿って切断することにより、前記放電ギャップを形成することを特徴とするスパークプラグの製造方法。
前記接地電極（４０）は、前記中心電極（３０）を取り囲む円環状の１個のものであることを特徴とする請求項５に記載のスパークプラグの製造方法。
前記接地電極（４０）は、前記中心電極（３０）を取り囲んで配置された複数個のものよりなり、
前記貴金属部材（１２０）を全ての前記接地電極に溶接することを特徴とする請求項５に記載のスパークプラグの製造方法。
前記貴金属部材（８０、９０、１１０、１２０）は前記中心電極（３０）に対応した位置決め用の穴（８１、１１１）が形成されていることを特徴とする請求項１、２及び４ないし７のいずれか１つに記載のスパークプラグの製造方法。
前記穴（８１、１１１）は、前記中心電極（３０）が挿入可能なものであることを特徴とする請求項８に記載のスパークプラグの製造方法。
前記放電ギャップ（７０）の寸法をＧ、前記放電ギャップを介して一側の前記チップにおける放電面から他側の前記チップにおける溶融部または電極母材までの距離をＬとしたとき、この距離Ｌが前記寸法Ｇに０．３ｍｍを加えた大きさ以上となるように、前記放電ギャップを形成することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載のスパークプラグの製造方法。
前記貴金属部材（８０、９０、１００、１１０、１２０）の切断を、放電加工、レーザカットおよびワイヤカットのいずれかを用いて行うことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載のスパークプラグの製造方法。
前記貴金属としては、ＰｔまたはＩｒを主成分とし、この主成分にＩｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、及びＷの少なくとも１種が添加されたものを用いることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のスパークプラグの製造方法。