JP5339369B2 - Method for manufacturing spark plug center electrode and method for manufacturing spark plug - Google Patents
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Description
本発明は中心電極の先端に貴金属製のチップを備えるスパークプラグに使用される中心電極の製造方法、およびそのスパークプラグの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a center electrode used in a spark plug having a tip made of a noble metal at the tip of the center electrode, and a method for manufacturing the spark plug.
従来、スパークプラグには耐久性に優れることが望まれ、火花放電を発生させる中心電極の先端部に貴金属製のチップ(以下、単にチップともいう)を配した構成が採用されている。この構成は、火花放電によって電極が消耗してしまうことに対し、耐火花消耗性に優れる材料をチップとして採用する思想から構成に基づくものである。 Conventionally, a spark plug is desired to have excellent durability, and a configuration in which a noble metal tip (hereinafter also simply referred to as a tip) is arranged at the tip of a center electrode that generates spark discharge has been adopted. This configuration is based on a configuration based on the idea of adopting a material excellent in spark wear resistance as a chip against the electrode being consumed by spark discharge.
ところで、電極の耐火花消耗性を向上させるためには当該電極の熱引き性を向上させることも有効な手段として知られている。スパークプラグの電極材料として用いられる合金はinconel(インコネル:登録商標)をはじめとするNiを主成分とする合金が用いられている。このような合金の熱引き性を向上させる目的でNiの含有量を増加させた材料が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような材料により形成した電極を用いた際にも、その火花放電の起点となる先端部にはチップを配することが言及されている。また、熱引き性の向上のためには、外表面を構成するNi合金よりも熱伝導性に優れるCuやその合金からなる芯部を備えることがより望ましいとされている。 By the way, in order to improve the spark wear resistance of an electrode, it is also known as an effective means to improve the heat drawability of the electrode. Alloys used as an electrode material for spark plugs include alloys containing Ni as a main component such as inconel (registered trademark). A material in which the content of Ni is increased for the purpose of improving the heat drawability of such an alloy is known (see, for example, Patent Document 1). Even when an electrode formed of such a material is used, it is mentioned that a tip is disposed at a tip portion that is a starting point of the spark discharge. In order to improve the heat drawability, it is more desirable to provide a core portion made of Cu or an alloy thereof having better thermal conductivity than the Ni alloy constituting the outer surface.
しかしながら、実際にNiの含有量を増加させた材料を用いてスパークプラグを作製しても所期の耐久性に優れたものとはならないことがあることが確認された。その原因を精査したところ、チップが電極から剥離しかかり両者間に隙間を生じ、チップの熱引き性が悪化して消耗が進んでしまったり、チップ自体が電極から脱落してしまったりする等の問題があることが判明した。この問題を解消するために、チップを溶接する際の条件を種々検討したが、根本的な問題は解消するには至らなかった。 However, it has been confirmed that even if a spark plug is produced using a material with an actually increased Ni content, the desired durability may not be achieved. After carefully examining the cause, the chip peels off from the electrode, creating a gap between them, the chip's heat drawability deteriorates and wear increases, the chip itself drops off the electrode, etc. It turns out that there is a problem. In order to solve this problem, various conditions for welding the tip were examined, but the fundamental problem was not solved.
そこで本発明は、上記問題の根本的な原因を解消して溶接性を改善し、上記剥離や脱落を防止した中心電極の製造方法、およびそれを用いたスパークプラグの製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing a center electrode that eliminates the root cause of the above-mentioned problem, improves weldability, and prevents the above-described peeling and dropping, and a method for manufacturing a spark plug using the same. Objective.
その解決手段の第1の構成は、
自身の先端部に貴金属製のチップを有する中心電極を備えるスパークプラグ用中心電極の製造方法であって、
カップ形状をなし主成分としてNiを90重量%以上含有してなる本体部前駆体と、当該本体部前駆体の内部に当該本体部前駆体よりも熱伝導に優れる材料からなる芯部を嵌合させ、前記本体部前駆体の底面の、前記芯部の嵌合される側とは反対側に前記本体部前駆体よりもNi含有量の少ないNiを主成分とする合金からなる中間部前駆体を配し、前記本体部前駆体と前記芯部と前記中間部前駆体の3部材を塑性加工によって一体にして中心電極前駆体を成形する一体化工程と、
前記中心電極前駆体の中間部前駆体に前記貴金属製のチップを溶接するチップ溶接工程と、を有し、
前記一体化工程では、前記本体部前駆体と前記中間部前駆体との境界面が、前記中心電極前駆体の軸心を通る断面でみたときに、前記中間部前駆体側へ膨出した弧状をなすように形成することを特徴とする。
The first configuration of the solution is as follows:
A method for producing a spark plug center electrode comprising a center electrode having a noble metal tip at its tip,
A main body part precursor that has a cup shape and contains 90% by weight or more of Ni as a main component, and a core part made of a material that is more excellent in heat conduction than the main body part precursor is fitted inside the main body part precursor. And an intermediate portion precursor made of an alloy containing Ni as a main component and having a lower Ni content than the main body portion precursor on the opposite side of the bottom surface of the main body portion precursor to the side on which the core portion is fitted. An integration step of forming a center electrode precursor by integrating three members of the main body part precursor, the core part and the intermediate part precursor by plastic working;
A tip welding step of welding the noble metal tip to an intermediate portion precursor of the center electrode precursor , and
In the integration step, when the boundary surface between the main body part precursor and the intermediate part precursor is seen in a cross section passing through the axis of the central electrode precursor, an arc shape bulging toward the intermediate part precursor side is formed. It is characterized by forming.
また、解決手段の第2の構成は、
前記本体部前駆体と前記中間部前駆体との熱伝導係数の差が常温で8W・mK以上であることを特徴とする。
The second configuration of the solving means is
The difference in thermal conductivity coefficient between the main body part precursor and the intermediate part precursor is 8 W · mK or more at room temperature.
また、解決手段の第3の構成は、
前記中間部前駆体はNiを50重量%以上80重量%以下含有することを特徴とする。
The third configuration of the solving means is
The intermediate portion precursor contains Ni in an amount of 50 wt% to 80 wt%.
また、解決手段の第4の構成は、
前記中間部前駆体はFe,Crから選ばれる溶接性改善成分を含有することを特徴とする。
The fourth configuration of the solving means is
The intermediate part precursor contains a weldability improving component selected from Fe and Cr.
また、上記により製造される中心電極を利用してスパークプラグを構成すればよい。
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
Moreover, what is necessary is just to comprise a spark plug using the center electrode manufactured by the above.
According to the above means, the following operation can be obtained.
本発明の請求項1〜5記載の発明によれば、チップの剥離を効果的に抑制することができる。これは、本体部前駆体を構成する材料のNi含有率が従来のインコネル製のものに比較して高まったために、チップを電極に溶接する際にも熱引きがよくなってしまい、溶接性が低下していたことを解消したことによる。具体的には、本体部前駆体がNiを90重量%以上含有することでこれと接合される部材の溶接強度は低下してしまうのであるが、本発明の第1の構成では、チップを溶接するに際して本体部前駆体よりもNi含有量の少ない、即ちNiの含有量が90重量%未満のNi合金からなる中間部前駆体を介在させたため、溶接時の熱が過度に引かれてしまうことを抑制して、中間部前駆体とチップとの確かな接合を実現することができるのである。そして、当該中間部前駆体と本体部前駆体とは、押出成形等の塑性加工により一体化させているため、両者の接合性は両者の熱伝導性には左右されず、強固な接合が可能である。 According to the first to fifth aspects of the present invention, chip peeling can be effectively suppressed. This is because the Ni content of the material constituting the main body part precursor is higher than that of the conventional Inconel, so the heat sinking is improved when the tip is welded to the electrode, and the weldability is improved. By eliminating the decline. Specifically, when the main body precursor contains 90% by weight or more of Ni, the welding strength of the member to be joined with the Ni decreases, but in the first configuration of the present invention, the tip is welded. In doing so, an intermediate part precursor made of a Ni alloy having a lower Ni content than the main body part precursor, that is, a Ni content of less than 90% by weight is interposed, so that heat during welding is excessively drawn. Thus, it is possible to realize reliable bonding between the intermediate portion precursor and the chip. And since the intermediate part precursor and the main body part precursor are integrated by plastic working such as extrusion molding, the joining property of both is not influenced by the thermal conductivity of both, and strong joining is possible. It is.
上記事項を基本思想とする本発明は、前記中間部前駆体の熱伝導性について本体部前駆体の熱伝導性よりも悪く、熱伝導係数としては低いものを用いることが望ましいのは言うまでもない。しかしながら、単に熱伝導係数の悪い中間部前駆体を設けるだけでは押出成形等によって一体化させた際の接合性に問題を生じるおそれがあり、本発明ではNiの含有率で規定するものである。 In the present invention based on the above-mentioned matters, it is needless to say that the thermal conductivity of the intermediate portion precursor is worse than that of the main body portion precursor and that the thermal conductivity coefficient is low. However, simply providing an intermediate portion precursor having a poor thermal conductivity may cause a problem in bondability when integrated by extrusion or the like, and in the present invention, it is defined by the Ni content.
尚、「貴金属製のチップ」とは貴金属成分を主成分として形成された小片を意味し、たとえば従来公知のIr−Pt合金やIr−Rh合金、Pt−Ni合金などが例示される。また、必ずしも貴金属のみからなる必要はなく、卑金属や酸化物を含有したものであってもよい。 The “noble metal tip” means a small piece formed with a noble metal component as a main component, and examples thereof include conventionally known Ir—Pt alloys, Ir—Rh alloys, and Pt—Ni alloys. Moreover, it does not necessarily need to consist only of a noble metal and may contain a base metal and an oxide.
以下に、実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、スパークプラグ1を示す一部破断正面図である。尚、図1では、スパークプラグ1の軸線X方向を図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ1の先端側、上側を後端側として説明する。
Embodiments will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partially cutaway front view showing a spark plug 1. In FIG. 1, the axis X direction of the spark plug 1 will be described as the vertical direction in the drawing, the lower side will be described as the front end side, and the upper side as the rear end side.
スパークプラグ1は、筒状をなす絶縁体としての絶縁碍子2、これを保持する筒状の主体金具3などから構成されるものである。
The spark plug 1 includes an insulator 2 as a cylindrical insulator, a
絶縁碍子2には、軸線Xに沿って軸孔4が貫通形成されている。そして、軸孔4の先端部側には中心電極5が挿入、固定され、後端部側には端子電極6が挿入、固定されている。軸孔4内における中心電極5と端子電極6との間には、抵抗体7が配置されている。この抵抗体7の両端部は、導電性のガラスシール8,9を介して、中心電極5と端子電極6とにそれぞれ電気的に接続されている。
A
中心電極5は、絶縁碍子2の先端から突出し、端子電極6は絶縁碍子2の後端から突出した状態でそれぞれ固定されている。また、中心電極5には、その先端に貴金属チップ31が溶接により接合されている。
The center electrode 5 protrudes from the tip of the insulator 2, and the
一方、絶縁碍子2は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その外形部において、後端側に形成された後端側胴部10と、当該後端側胴部10よりも先端側において径方向外向きに突出形成された大径部11と、当該大径部11よりも先端側においてこれよりも細径に形成された中胴部12と、当該中胴部12よりも先端側においてこれより細径に形成された脚長部13とを備えている。絶縁碍子2のうち、大径部11、中胴部12、及び、大部分の脚長部13は、主体金具3の内部に収容されている。そして、脚長部13と中胴部12との連接部にはテーパ状の段部14が形成されており、当該段部14にて絶縁碍子2が主体金具3に係止されている。
On the other hand, the insulator 2 is formed by firing alumina or the like as is well known, and in its outer portion, the rear end
主体金具3は、低炭素鋼等の金属により筒状に形成されており、その外周面にはスパークプラグ1をエンジンヘッドに取付けるためのねじ部(雄ねじ部)15が形成されている。また、ねじ部15の後端側の外周面には座部16が形成され、ねじ部15後端でありねじ山が形成されていないねじ首17にはリング状のガスケット18が嵌め込まれている。さらに、主体金具3の後端側には、主体金具3をエンジンヘッドに取付ける際にレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部19が設けられるとともに、後端部において絶縁碍子2を保持するための加締め部20が設けられている。
The
また、主体金具3の内周面には、絶縁碍子2を係止するためのテーパ状の段部21が設けられている。そして、絶縁碍子2は、主体金具3の後端側から先端側に向かって挿入され、自身の段部14が主体金具3の段部21に係止された状態で、主体金具3の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部20を形成することによって固定される。尚、絶縁碍子2及び主体金具3双方の段部14,21間には、円環状の板パッキン22が介在されている。これにより、燃焼室内の気密性を保持し、燃焼室内に晒される絶縁碍子2の脚長部13と主体金具3の内周面との隙間に入り込む混合気や排気ガスなどが外部に漏れないようになっている。
A
さらに、絶縁碍子2の主体金具3への固定をより完全なものとするため、主体金具3の後端側においては、主体金具3と絶縁碍子2との間に環状のリング部材23,24が介在され、リング部材23,24間にはタルク(滑石)25の粉末が充填されている。すなわち、主体金具3は、板パッキン22、リング部材23,24及びタルク25を介して絶縁碍子2を保持している。
Further, in order to more completely fix the insulator 2 to the
また、主体金具3の先端部26には、略L字状をなす接地電極27が接合されている。すなわち、接地電極27は、前記主体金具3の先端部26に対しその後端部が溶接されるとともに、先端側が曲げ返されて、その側面が中心電極5の先端部(貴金属チップ31)と対向するように配置されている。尚、接地電極27はNi系合金から形成すればよく、本実施形態においてはInconel 601(登録商標)により形成されている。
Further, a
さらに、当該接地電極27には、前記貴金属チップ31に対向するようにして貴金属チップ32が接合されている。そして、これら貴金属チップ31,32間の隙間が火花放電間隙33となっている。尚、本実施形態において、前記貴金属チップ31は、公知の貴金属材料(例えば、Pt−Ir合金等)により構成されており、また、貴金属チップ32は、Pt−20Ir−5Rh合金から形成されている。
Further, a
中心電極5は、Cu又はCu合金からなる芯部5Aと、Ni合金からなる本体部5Bと、当該本体部5Bとは異なるNi合金からなる中間部5Cにより構成されている。次述する製造方法により本体部5Bと中間部5Cとの境界面は中心電極5の先端へ向かって(先端部5C側へ)膨出した曲面状に、すなわち軸線Xに沿った断面では弧状を描くように形成されている。尚、本実施形態において、本体部5BはNiを90%以上含有する高Ni含有合金により構成され、一方、中間部5CはNiが80%以下の、たとえばInconel 600(登録商標)により構成されている。
The center electrode 5 includes a
図2に移りこの中心電極5の製造方法の説明をする。
まず、芯部5A、外層5B、中間部5Cとなるそれぞれの前駆体5A',5B',5C'を準備する(図5a)。前駆体5B'は有底筒状(所謂カップ状)に形成される。前駆体5A'は前駆体5B'の内孔5B'1に挿入される胴部5A'1とそれよりも外径の大なる頭部5A'2を有する形状に形成される。前駆体5C'は前駆体5B'の底部5B'2と略同形状の面(5C'2)を有する円板状に形成される。これら前駆体5A',5B',5C'が組み合わされるとともに金型へ挿入され、押出成形等の塑性加工により一体とされる(図5b)。一体にされた前駆体は切削等により外形が調整されて中心電極5が形成され(図5c)、別途準備された円柱状の貴金属チップ31と溶接されて貴金属チップ31と一体となった中心電極5として絶縁体2に組み付けられる(図5d)。尚、中心電極5と貴金属チップ31との溶接は、中心電極5の先端(詳細には中間部5Cの先端)に貴金属チップ31が重ね合わされ、さらにその接合面外縁部に沿ってレーザー溶接、電子ビーム溶接、或いは抵抗溶接等を施すことにより、貴金属チップ31と中心電極5とが接合されている。なお、押出成形に先立って前駆体5A',5B',5C'を組み合わせたものに対して真空焼鈍を行い、Cu又はCu合金からなる前駆体5A'と高Ni含有合金からなる前駆体5B'との接合面においてCu成分とNi成分とを拡散させることとしてもよい。
Turning to FIG. 2, a method for manufacturing the center electrode 5 will be described.
First, the
一方、貴金属チップ31に対向する貴金属チップ32は、接地電極27の所定位置に位置合わせされた上で、抵抗溶接に一時的に溶接された後、その接合面外縁部に沿ってレーザービームでスポット溶接される。これにより、貴金属材料とNi合金とが溶融した溶融部が形成され、接地電極27と貴金属チップ32とが接合される。尚、本実施形態では接地電極27に貴金属チップ32を配しているが、スパークプラグ1において性能よりもコストを重視するさいには、この貴金属チップ32を有しないように形成してもよい。
On the other hand, the
次に、上記のように構成されてなるスパークプラグ1の製造方法について説明する。まず、主体金具3を予め加工しておく。すなわち、円柱状の金属素材(例えばS17CやS25Cといった鉄系素材やステンレス素材)を冷間鍛造加工により貫通孔を形成し、概形を製造する。その後、切削加工を施すことで外形を整え、主体金具中間体を得る。
Next, the manufacturing method of the spark plug 1 comprised as mentioned above is demonstrated. First, the
続いて、主体金具中間体の先端面に、Ni合金からなる接地電極27が抵抗溶接される。次いで、主体金具中間体の所定部位にねじ部15が転造によって形成される。これにより、接地電極27の溶接された主体金具3が得られる。接地電極27の溶接された主体金具3には、亜鉛メッキ或いはニッケルメッキが施される。尚、耐食性向上を図るべく、その表面に、さらにクロメート処理が施されることとしてもよい。接地電極27の先端に貴金属チップ32を接合するに際しては、当該貴金属チップ32が接合される箇所に上記表面処理を研磨等により排除しその上で溶接することが溶接強度の面からは好ましい。
Subsequently, a
一方、前記主体金具3とは別に、絶縁碍子2を成形加工しておく。例えば、アルミナを主体としバインダ等を含む原料粉末を用い、成型用素地造粒物を調製し、これを用いてラバープレス成形を行うことで、筒状の成形体が得られる。得られた成形体に対し、研削加工が施され整形される。そして、整形されたものが焼成炉へ投入され焼成される。焼成後、種々の研磨加工を施すことで、絶縁碍子2が得られる。
On the other hand, the insulator 2 is formed separately from the
そして、上記のようにして得られた絶縁碍子2及び中心電極5と、抵抗体7と、端子電
極6とが、ガラスシール8,9によって封着固定される。ガラスシール8,9としては、一般的にホウ珪酸ガラスと金属粉末とが混合されて調製されており、当該調製されたものが抵抗体7を挟むようにして絶縁碍子2の軸孔4内に注入された後、後方から前記端子電極6が押圧された状態とした上で、焼成炉内にて焼き固められる。尚、このとき、絶縁碍子2の後端側胴部10表面には釉薬層が同時に焼成され形成されることとしてもよいし、事前に釉薬層が形成されることとしてもよい。
Then, the insulator 2 and the center electrode 5, the
その後、上記のようにそれぞれ作成された中心電極5及び端子電極6を備える絶縁碍子2と、接地電極27を備える主体金具3とが組付けられる。より詳しくは、比較的薄肉に形成された主体金具3の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部20を形成することによって固定される。
Thereafter, the insulator 2 provided with the center electrode 5 and the
そして、最後に、接地電極27を屈曲させることで、中心電極5の先端に設けられた貴金属チップ31及び接地電極27に設けられた貴金属チップ32間の前記火花放電間隙33を調整する加工が実施される。
Finally, the
このように一連の工程を経ることで、上述した構成を有するスパークプラグ1が製造される。こうして、中心電極の主材(本体部)に熱引きに優れる、比較的Ni成分の多い材料を用いながらもその先端部に貴金属チップを配したスパークプラグを実現することができ、また、実現されたスパークプラグにおいて、チップが剥離して脱落したりすることのないものを製造することが可能となった。 Thus, the spark plug 1 having the above-described configuration is manufactured through a series of steps. Thus, it is possible to realize a spark plug in which a noble metal tip is arranged at the tip of the center electrode main body (main body portion), which is excellent in heat dissipation and uses a relatively large Ni component. As a spark plug, it is possible to manufacture a spark plug that does not peel off and fall off.
次に本発明の効果を確認する。
まず、スパークプラグの中心電極としての利用を想定、もしくはスパークプラグの中心電極として使用実績のある、各種Ni含有量の異なるNi合金を用意した(表1)。
Next, the effect of the present invention will be confirmed.
First, Ni alloys having different Ni contents, which are assumed to be used as the center electrode of the spark plug or have been used as the center electrode of the spark plug, were prepared (Table 1).
表1に示す各種Ni合金を、中心電極を構成する本体部又は中間部の材料としてそれぞれ組み合わせを変え、上述の製造方法を経て中心電極サンプルを各種作製した(表2)。尚、作製したサンプルは本体部と中間部のそれぞれの材料のみが相違し、その他寸法、芯部や貴金属チップの材料等はいずれのサンプルにおいても同一である。 Various combinations of the various Ni alloys shown in Table 1 were used as the material of the main body or the intermediate part constituting the center electrode, and various center electrode samples were produced through the above-described manufacturing method (Table 2). The prepared samples differ only in the materials of the main body and the intermediate portion, and the other dimensions, the material of the core and the noble metal tip, etc. are the same in any sample.
これら各種サンプルを用いてスパークプラグをそれぞれ作製し、チップ剥離及びチップ発汗の2つの観点で評価を行った。
「チップ剥離」とは、中心電極サンプルに加熱2分(900℃)−冷却1分(室温)の冷熱サイクルを1000サイクル実施し、試験後にチップが中心電極から脱落している、又は外観や断面を確認したときに剥離が生じていない、もしくは剥離が生じかかっていても実使用上問題を生じることが無いと判断できる物については「○」、脱落や剥離等の不具合が生じていれば「×」と評価した。
「チップ発汗」とは、中心電極サンプルを用いてスパークプラグを製作し、実際のエンジンに取り付け、中心電極温度が800℃程度になる所定の条件で100時間耐久を行い、試験後にチップの表面に気化したチップの成分が再付着して異常に変形している不具合(発汗現象)が生じていなければ「○」、発汗現象が確認できれば「×」、発汗現象は生じているが、実使用上問題を生じることが無いと判断できる物については「△」と評価した。
Spark plugs were produced using these various samples, and evaluated from two viewpoints of chip peeling and chip sweating.
“Chip peeling” means that the center electrode sample is subjected to 1000 cycles of heating and cooling for 2 minutes (900 ° C.)-Cooling 1 minute (room temperature), and the chip is removed from the center electrode after the test, or the appearance and cross section For items that can be judged as having no peeling or no problem in actual use even when peeling is confirmed, `` ○ '', if there is a problem such as dropping or peeling, “×”.
“Chip sweating” refers to the production of a spark plug using a center electrode sample, attachment to an actual engine, durability for 100 hours under a predetermined condition where the center electrode temperature is about 800 ° C. If there is no malfunction (sweat phenomenon) in which the components of the evaporated chip are reattached due to reattachment, “○” is indicated. If the sweat phenomenon is confirmed, “×” is indicated. Items that could be judged as causing no problems were evaluated as “△”.
本体部にNi含有量が90重量%以上である材料1〜3を用いるとともに中間部にNi含有量が90%未満である材料4〜8を用いて構成した中心電極(サンプルNo.3〜5,7〜9,11〜13,15〜17)を用いたスパークプラグは、いずれもチップ剥離及びチップ発汗の異常を生じることなく、試験結果が良好であった。
Center electrodes (samples Nos. 3 to 5) composed of materials 1 to 3 having a Ni content of 90% by weight or more in the main body and
サンプルNo.19の中心電極を用いたスパークプラグでは、試験後に剥離は殆ど生じていなかったが、僅かではあるが発汗現象の発生が認められた。これは、中間部を構成する材料8のNi含有量が40重量%と50重量%を切るほどに比較的少ないため、試験の際に、チップが高温となりやすく、発汗現象が生じやすかったためと考えられる。一方、Ni含有量が50重量%である材料7からなるNo.15〜17ではこのようなことはなかった。このことから、中間部はNiを50重量%以上とすることがより望ましいことが確認された。
Sample No. In the spark plug using 19 center electrodes, almost no peeling occurred after the test, but a slight sweating was observed. This is because the Ni content of the
中間部及び本体部を共に材料1で構成したサンプルNo.1は、押出加工により中間部と本体部とを一体にしているが、この点を除けば従来のスパークプラグの中心電極と同様の構成をなす。このため、従来のスパークプラグ同様に、チップ剥離の問題を生じることとなった。また、比較のために本発明と逆の構成、即ちサンプルNo.2の構成では、チップ剥離及びチップ発汗の異常を共に生じてしまう結果となり、このことからも本発明の有意性が確認できた。 Sample No. 1 in which the intermediate part and the main part are both made of material 1 is used. The intermediate part 1 and the body part 1 are integrated by extrusion, but except for this point, the structure is the same as that of the center electrode of a conventional spark plug. For this reason, the problem of chip | tip peeling will arise like the conventional spark plug. For comparison, the reverse configuration of the present invention, that is, sample No. The configuration of 2 resulted in both chip peeling and chip sweating abnormalities, and this also confirmed the significance of the present invention.
以上の試験結果から、材料3と材料4との間、即ちNi含有量は80重量%を臨界として効果に差異が生じるようである。しかしながら、本発明を実現する中間部は、Ni含有量の上限が必ずしも80重量%に限定されるわけではない。その確認した結果を表3に示す。確認方法は、前述の「チップ剥離」評価とは異なる試験方法である。その試験は、前記同様に中心電極のサンプルを作製し、加熱2分(1000℃)−冷却1分(室温)を1サイクルとする冷熱サイクルを与え、剥離に至ったサイクル数を比較する方法である。確認した合金の組成及び本試験の結果を表3に示す。
From the above test results, it seems that the effect is different between the
中間部も本体部も同じ組成として示したサンプルAは従前のスパークプラグの中心電極と同様の構成に相当する物であるが、本体部よりも少ないNi含有量の合金で構成された中間体を備えたもの(サンプルB〜F)は、いずれもチップ剥離に至るサイクル数がサンプルAに対して増加している。 Sample A, which has the same composition as the intermediate part and the main part, corresponds to the same structure as the center electrode of the conventional spark plug, but an intermediate made of an alloy having a lower Ni content than the main part. In all of the samples (samples B to F), the number of cycles leading to chip peeling increased with respect to sample A.
以上、本発明を一実施例に基づいて説明したが、本発明を実施するに当たっては上記実施例に限定されることはなく、その主旨を逸脱しない範囲での変更は適宜可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on one Example, in implementing this invention, it is not limited to the said Example, The change in the range which does not deviate from the main point is possible suitably.
1 スパークプラグ
2 絶縁碍子
3 主体金具
5 中心電極
5A (中心電極の)芯部
5B (中心電極の)本体部
5C (中心電極の)中間部
27 接地電極
31 (中心電極側の)貴金属チップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spark plug 2
Claims (5)
カップ形状をなし主成分としてNiを90重量%以上含有してなる本体部前駆体と、当該本体部前駆体の内部に当該本体部前駆体よりも熱伝導に優れる材料からなる芯部を嵌合させ、前記本体部前駆体の底面の、前記芯部の嵌合される側とは反対側に前記本体部前駆体よりもNi含有量の少ないNiを主成分とする合金からなる中間部前駆体を配し、前記本体部前駆体と前記芯部と前記中間部前駆体の3部材を塑性加工によって一体にして中心電極前駆体を成形する一体化工程と、
前記中心電極前駆体の中間部前駆体に前記貴金属製のチップを溶接するチップ溶接工程と、
を有し、
前記一体化工程では、前記本体部前駆体と前記中間部前駆体との境界面が、前記中心電極前駆体の軸心を通る断面でみたときに、前記中間部前駆体側へ膨出した弧状をなすように形成すること
を特徴とするスパークプラグ用中心電極の製造方法。 A method for producing a spark plug center electrode comprising a center electrode having a noble metal tip at its tip,
A main body part precursor that has a cup shape and contains 90% by weight or more of Ni as a main component, and a core part made of a material that is more excellent in heat conduction than the main body part precursor is fitted inside the main body part precursor. And an intermediate portion precursor made of an alloy containing Ni as a main component and having a lower Ni content than the main body portion precursor on the opposite side of the bottom surface of the main body portion precursor to the side on which the core portion is fitted. An integration step of forming a center electrode precursor by integrating three members of the main body part precursor, the core part and the intermediate part precursor by plastic working;
A tip welding step of welding the noble metal tip to an intermediate portion precursor of the center electrode precursor;
I have a,
In the integration step, when the boundary surface between the main body part precursor and the intermediate part precursor is seen in a cross section passing through the axis of the central electrode precursor, an arc shape bulging toward the intermediate part precursor side is formed. A method for manufacturing a center electrode for a spark plug, characterized by comprising:
を特徴とする請求項1に記載のスパークプラグ用中心電極の製造方法。 The method for manufacturing a center electrode for a spark plug according to claim 1, wherein a difference in thermal conductivity coefficient between the main body portion precursor and the intermediate portion precursor is 8 W · mK or more at room temperature. .
を特徴とする請求項に1または2に記載のスパークプラグ用中心電極の製造方法。 The method for manufacturing a center electrode for a spark plug according to claim 1 or 2, wherein the intermediate portion precursor contains 50 wt% or more and 80 wt% or less of Ni .
を特徴とする請求項に1ないし3のいずれか1項に記載のスパークプラグ用中心電極の製造方法。 The method of manufacturing a spark plug center electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the intermediate portion precursor contains a weldability improving component selected from Fe and Cr. .
を特徴とするスパークプラグの製造方法。A method of manufacturing a spark plug characterized by the above.
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