JP4419321B2

JP4419321B2 - スパークプラグの製造方法

Info

Publication number: JP4419321B2
Application number: JP2000395531A
Authority: JP
Inventors: 猛司花井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: US20020081932A1; US6659826B2; JP2002198157A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の空隙を有して対向配置された２つの電極（中心電極及び接地電極）のうち少なくとも一方側に貴金属製のチップが溶接されたスパークプラグの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の技術に係るチップの溶接方法を示す説明図であり、従来では、先端にチップ３ａが挿入される穴部を有するガイド治具１０にてチップ３ａを電極（この例では、接地電極３）に位置決め配置した後（図４（ａ）参照）、チップを接地電極３上に残した状態でガイド治具を上方側に平行移動させ、その後、電気溶接用の溶接電極２０にてチップを押圧した状態で電気溶接（抵抗溶接）していた（図４（ｂ）参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の溶接方法では、チップを接地電極に位置決め配置した後、チップを接地電極上に残した状態でガイド治具を上方側に平行移動させるので、ガイド治具を移動させる場合に、チップが動いてしまう可能性が高い。
【０００４】
これに対して、ガイド治具に設けられた穴部の大きさ（直径）を、チップの大きさ（直径）に比べて十分に大きくすればよいが、穴部の大きさ（直径）を、チップの大きさ（直径）に比べて十分に大きくすると、接地電極に対するチップの位置決め精度が低下してしまい、電極間の距離がばらついてしまう。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、チップを精度良く電極に位置決めした状態でチップを電極に溶接することを目的とする。
【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、請求項１に記載の発明では、所定の空隙を有して対向配置された２つの電極（２、３）のうち少なくとも一方側に貴金属製のチップ（３ａ）が溶接され、２つの電極（２、３）間で火花を発生させるスパークプラグの製造方法であって、チップ（３ａ）の軸方向寸法（ｈ）より小さい厚み寸法（ｔ）を有する板状のガイド治具（１０）にて、軸方向と直交する方向からチップ（３ａ）を挟み込むようにしてチップ（３ａ）を電極（３）に位置決め配置する第１工程と、電気溶接用の溶接電極（２０）にて、ガイド治具（１０）にて位置決め配置されたチップ（３ａ）を電極（３）側に押圧する第２工程と、第２工程が終了した後、ガイド治具（１０）を軸方向と直交する方向に移動させてガイド治具（１０）をチップ（３ａ）から離す第３工程と、第３工程のが終了した後、溶接電極（２０）に通電し、チップ（３ａ）を電極に溶接する第４工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
これにより、本発明では、ガイド治具（１０）を軸方向と直交する方向に移動させてガイド治具（１０）をチップ（３ａ）から離すので、ガイド治具（１０）をチップ（３ａ）から離す際にチップ（３ａ）が移動してしまうことを防止できる。
【０００８】
したがって、チップ（３ａ）を精度良く電極（３）に位置決めした状態でチップ（３ａ）を電極（３）に溶接することができるので、両電極（２、３）間の距離のばらつきを小さくすることができる。
【０００９】
また、溶接電極（２０）にてチップ（３ａ）を押圧した状態でガイド治具（１０）をチップ（３ａ）から離すので、ガイド治具（１０）をチップ（３ａ）から離す際にチップ（３ａ）が移動してしまうことをより確実に防止できる。延いては、両電極（２、３）間の距離のばらつきを小さくすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、所定の空隙を有して対向配置された２つの電極（２、３）のうち少なくとも一方側に貴金属製のチップが溶接され、２つの電極（２、３）間で火花を発生させるスパークプラグの製造方法であって、板状のガイド治具（１０）にて、チップ（３ａ）の軸方向と直交する方向からチップ（３ａ）を挟み込むようにしてチップ（３ａ）を電極（３）に位置決め配置する第１工程と、第１工程が終了した後、ガイド治具（１０）を軸方向と直交する方向に移動させてガイド治具（１０）をチップ（３ａ）から離す第２工程と、電気溶接用の溶接電極（２０）にてチップ（３ａ）を電極（３）側に押圧する第３工程と、第３工程のが終了した後、溶接電極（２０）に通電し、チップ（３ａ）を電極に溶接する第４工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
これにより、本発明では、ガイド治具（１０）を軸方向と直交する方向に移動させてガイド治具（１０）をチップ（３ａ）から離すので、ガイド治具（１０）をチップ（３ａ）から離す際にチップ（３ａ）が移動してしまうことを防止できる。
【００１２】
したがって、チップ（３ａ）を精度良く電極（３）に位置決めした状態でチップ（３ａ）を電極（３）に溶接することができるので、両電極（２、３）間の距離のばらつきを小さくすることができる。
【００１３】
なお、請求項２に記載の発明においては、請求項３に記載の発明のごとくチップ（３ａ）の軸方向寸法（ｈ）より小さい厚み寸法（ｔ）を有するガイド治具（１０）にてチップ（３ａ）を挟み込むことが望ましい。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、第１工程においては、先端側に切り欠き部（１１ａ）が形成されたガイド治具（１０）にてチップ（３ａ）を挟み込むことを特徴とする。
【００１５】
これにより、チップ（３ａ）を挟み込む（チャキングする）際に、チップ（３ａ）を自動調芯するように所定の位置に配置することができる。
【００１６】
因みに、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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係るスパークプラグの製造方法を内燃機関用のスパークプラグの製造方法に適用したものであって、図１は車両用内燃機関（エンジン）に用いられるスパークプラグ１の断面図である。
【００１８】
ここで、スパークプラグ１は、中心電極２、中心電極２を挟んで対向配置された２本の接地電極３、接地電極３が溶接された略円筒状のハウジング４、アルミナセラミック（Ａｌ₂Ｏ₃）等の電気絶縁体からなる碍子５、端子部６が設けられた金属製のステム７、及び碍子５内においてステム７と中心電極２との間に位置して所定の電気抵抗値を有するレジスタ８等からなるものである。
【００１９】
なお、中心電極２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、その先端部２ａが碍子５から接地電極３側に露出している。
【００２０】
また、接地電極３はＮｉを主成分とするＮｉ基合金からなるもので、その一端部がハウジング４に溶接された状態で略９０°（略Ｌ字状に）曲げられて、他端部に貴金属（本実施形態では、白金）製のチップ３ａが溶接されて中心電極２の先端部２ａと所定の空隙を有して離隔している。
【００２１】
また、レジスタ８は、炭素粉末を混合したガラスを主成分する粉末状の抵抗材を炉内に焼き固めて（焼結して）円柱状に形成したもので、その長手方向両端側には、導電性ガラスからなるガラスシール層８ａ、８ｂを設けることにより中心電極２側（燃焼室内）と端子６側（燃焼室外）とが連通してしまうことを防止している。
【００２２】
因みに、ハウジング４は、碍子５内にレジスタ８を形成した後、ハウジング４の一部をカシメる（塑性変形させる）ことにより碍子５に機械的に固定されている。
【００２３】
次に、チップ３ａを接地電極３に電気溶接（抵抗溶接）する場合を例に本実施形態に係るチップの溶接方法（スパークプラグの製造方法）について述べる。
【００２４】
図２は本実施形態に係るチップの溶接方法の特徴を示す説明図であり、１０はチップ３ａの軸方向寸法ｈより小さい厚み寸法ｔを有する板状のガイド治具であり、このガイド治具１０は、チップ３ａ側の端部に略三角状の切欠き部１１ａが形成された第１ガイド１１、及びチップ３ａ側が単純な矩形状に形成された第２ガイド１２からなるものである。因みに、本実施形態では、薄く、かつ、じん性に優れたゲージ用鋼板にてガイド治具１０を構成している。
【００２５】
なお、本実施形態では、チップ３ａの座りを良くするために、図１（ｂ）に示すように凹部３ｂを設けているので、本実施形態では、ガイド治具１０の厚みは、チップ３ａ軸方向寸法から凹部３ｂの深さを差し引いた値より小さくする必要がある。
【００２６】
そして、チップ３ａを溶接するにあたっては、チップ３ａの軸方向と直交する方向からガイド治具１０にてチップ３ａを挟み込むんで（クランプして）、チップ（３ａ）を接地電極３に位置決め配置する（第１工程）。
【００２７】
次に、電気溶接用の溶接電極２０にて、ガイド治具１０にて位置決め配置されたチップ３ａを接地電極３側に押圧し（第２工程）、チップ３ａを溶接電極２０にて押圧した状態のまま、ガイド治具１０を軸方向と直交する方向に移動させてガイド治具１０をチップ３ａから離す（第３工程）。そして、溶接電極２０に通電してチップ３ａを溶接電極にて加圧しながら、チップ３ａを接地電極３に溶接する（第４工程）。
【００２８】
なお、本実施形態では、溶接電極２０にてチップ３ａを加圧しながら溶接するので、溶接終了後においては、図１（ｂ）に示すように、チップ３ａと接地電極３との段差は殆ど無くなる。
【００２９】
次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述べる。
【００３０】
本実施形態によれば、ガイド治具１０を軸方向と直交する方向に移動させてガイド治具１０をチップ３ａから離すので、ガイド治具１０をチップ３ａから離す際にチップ３ａが移動してしまうことを防止できる。
【００３１】
したがって、チップ３ａを精度良く接地電極３に位置決めした状態でチップ３ａを接地電極３に溶接することができるので、中心電極２と接地電極３（チップ３ａ）とのエアギャップ（距離）のばらつきを小さくすることができる。
【００３２】
また、溶接電極２０にてチップ３ａを加圧した状態でガイド治具１０をチップ３ａから離すので、ガイド治具１０をチップ３ａから離す際にチップ３ａが移動してしまうことをより確実に防止できる。延いては、中心電極２と接地電極３（チップ３ａ）とのエアギャップ（距離）のばらつきをより一層小さくすることができる。
【００３３】
また、ガイド治具１０（本実施形態では、第１ガイド１１）に切欠き部（案内溝）１１ａが設けられているので、チップ３ａを挟み込む（チャキングする）際に、チップ３ａを自動調芯するように所定の位置に配置することができる。
【００３４】
（第２実施形態）
第１実施形態では、溶接電極２０にてチップ３ａを加圧した状態でガイド治具１０をチップ３ａから離したが、本実施形態では、上記の第２工程と第３工程とを入れ替えて、ガイド治具１０をチップ３ａから離したた後、溶接電極２０にてチップ３ａを加圧して溶接するようにしたものである。
【００３５】
そして、本実施形態においても、ガイド治具１０を軸方向と直交する方向に移動させてガイド治具１０をチップ３ａから離すので、ガイド治具１０をチップ３ａから離す際にチップ３ａが移動してしまうことを防止できる。
【００３６】
（その他の実施形態）
ところで、上述の実施形態では、第１ガイド１１に切り欠き１１ａを設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、両ガイド１１、１２に切欠き部１１ａを設けてもよい。
【００３７】
また、上述の実施形態では、切欠き部１１ａを三角状としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、半円状や台形状等のその他形状であってもよい。
【００３８】
また、上述の実施形態では、接地電極３に溶接されるチップ３ａを例に本発明の実施形態を説明したが、中心電極２に溶接されるチップに対して本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るスパークプラグの半断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るスパークプラグの製造装置の模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るスパークプラグの製造装置に適用されるガイド治具の模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るスパークプラグの製造装置の模式図である。
【符号の説明】
３…接地電極、３ａ…チップ、１０…ガイド治具。

Claims

所定の空隙を有して対向配置された２つの電極（２、３）のうち少なくとも一方側に貴金属製のチップ（３ａ）が溶接され、前記２つの電極（２、３）間で火花を発生させるスパークプラグの製造方法であって、
前記チップ（３ａ）の軸方向寸法（ｈ）より小さい厚み寸法（ｔ）を有する板状のガイド治具（１０）にて、前記軸方向と直交する方向から前記チップ（３ａ）を挟み込むようにして前記チップ（３ａ）を前記電極（３）に位置決め配置する第１工程と、
電気溶接用の溶接電極（２０）にて、前記ガイド治具（１０）にて位置決め配置された前記チップ（３ａ）を前記電極（３）側に押圧する第２工程と、
前記第２工程が終了した後、前記ガイド治具（１０）を前記軸方向と直交する方向に移動させて前記ガイド治具（１０）を前記チップ（３ａ）から離す第３工程と、
前記第３工程のが終了した後、前記溶接電極（２０）に通電し、前記チップ（３ａ）を前記電極に溶接する第４工程とを有することを特徴とするスパークプラグの製造方法。
所定の空隙を有して対向配置された２つの電極（２、３）のうち少なくとも一方側に貴金属製のチップが溶接され、前記２つの電極（２、３）間で火花を発生させるスパークプラグの製造方法であって、
板状のガイド治具（１０）にて、前記チップ（３ａ）の軸方向と直交する方向から前記チップ（３ａ）を挟み込むようにして前記チップ（３ａ）を前記電極（３）に位置決め配置する第１工程と、
前記第１工程が終了した後、前記ガイド治具（１０）を前記軸方向と直交する方向に移動させて前記ガイド治具（１０）を前記チップ（３ａ）から離す第２工程と、
電気溶接用の溶接電極（２０）にて前記チップ（３ａ）を前記電極（３）側に押圧する第３工程と、
前記第３工程のが終了した後、前記溶接電極（２０）に通電し、前記チップ（３ａ）を前記電極に溶接する第４工程とを有することを特徴とするスパークプラグの製造方法。
前記第１工程においては、前記チップ（３ａ）の軸方向寸法（ｈ）より小さい厚み寸法（ｔ）を有する前記ガイド治具（１０）にて前記チップ（３ａ）を挟み込むことを特徴とする請求項２に記載のスパークプラグの製造方法。
前記第１工程においては、先端側に切り欠き部（１１ａ）が形成された前記ガイド治具（１０）にて前記チップ（３ａ）を挟み込むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のスパークプラグの製造方法。
前記第１工程においては、略三角状の前記切り欠き部（３ａ）を有する前記ガイド治具（１０）にて前記チップ（３ａ）を挟み込むことを特徴とする請求項４に記載のスパークプラグの製造方法。