JP5401426B2 - スパークプラグの製造方法 - Google Patents
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Description
(i)軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔の一端側で保持される中心電極と、
前記軸孔の他端側で保持される端子金具と、
前記軸孔内で前記中心電極と前記端子金具とを電気的に接続する接続部と、
を備え、
前記端子金具は、前記軸孔から露出する露出部を有するスパークプラグの製造方法であって、
前記軸孔における前記中心電極が配置されている側を前記軸線方向の先端側としたとき、
前記軸孔の一端側に中心電極が配置される第一工程と、
前記接続部を形成する接続部形成用粉末が充填される第二工程と、
前記端子金具の先端部が前記接続部形成用粉末に接触するように前記軸孔内に配置される第三工程と、
前記接続部形成用粉末が加熱されるとともに前記端子金具により荷重を加えられる第四工程と、
を有し、
前記第三工程において、
前記端子金具の先端部の直径を先端部径(A)、前記端子金具の先端部が配置されている部位における前記軸孔の内径をシール径(B)、前記絶縁体の後端から前記露出部の先端までの前記軸線方向長さをプレス前露出寸法(H)とすると、
前記端子金具の先端部と前記軸孔との間の距離((B−A)/2)が0.02mm以上0.25mm以下であり、
前記端子金具の露出部より先端側の部位は、常温におけるビッカース硬さが100Hv以上430Hv以下であり、及び、
前記プレス前露出寸法(H)が10mm以上28mm以下であることを特徴とするスパークプラグの製造方法であり、
(ii)前記第四工程前の前記端子金具の前記軸線方向の長さから前記露出部の前記軸線方向の長さを減じた長さをプレス前長さ(G1)、前記第四工程後の前記端子金具の前記軸線方向の長さから前記露出部の前記軸線方向の長さを減じた長さをプレス後長さ(G2)とすると、
前記プレス前長さと前記プレス後長さとの差(G1−G2)が0.3mm以上7.5mm以下であり、
(iii)前記シール径(B)が2.9mm以下であり、
(iv)前記端子金具の露出部より先端側の部位は、常温におけるビッカース硬さが150Hv以上350Hv以下であり、
(v)前記プレス前長さ(G1)が35mm以上60mm以下であり、
(vi)前記端子金具の先端部と前記軸孔との間の距離((B−A)/2)が0.02mm以上0.15mm以下であり、
(vii)前記端子金具の先端部が凹凸状の表面を備え、前記凹凸状の表面の前記軸線方向長さが3mm以上20mm以下であることを特徴とする。
端子金具5は、例えば、低炭素鋼等で形成され、その表面にNi金属層がメッキ等で形成されている。
(1)端子金具5の先端部20と軸孔2との間の距離((B−A)/2)が0.02mm以上0.25mm以下である。
(2)端子金具5の露出部18より先端側の部位すなわち鍔下部19は、常温におけるビッカース硬さが100Hv以上430Hv以下である。
(3)プレス前露出寸法(H)が10mm以上28mm以下である。
特に、前記(1)の((B−A)/2)が0.02mm以上0.15mm以下であるのが好ましく、前記(2)のビッカース硬さが150Hv以上350Hv以下であるのが好ましい。
(4)前記プレス前長さ(G1)と前記プレス後長さ(G2)との差(G1−G2)が0.3mm以上7.5mm以下であるのが好ましい。
図1に示すスパークプラグを、前述した製造工程にしたがって作製した。第二工程において、絶縁体の軸孔内に入れたシール粉末は、ガラス粉末を50質量%、導通成分(金属粉末)を50質量%を混合した粉末であり、抵抗体組成物は、ガラス粉末を80質量%、セラミック粉末を15質量%、カーボンブラックを5質量%を混合した粉末であった。
軸孔内に入れたシール粉末と抵抗体組成物とをプレスピン(直径:シール径より0.3mm小さい。)にて100N/mm2の圧力で予備圧縮した。予備圧縮は、シール粉末と抵抗体組成物との嵩高さの変化量が0.2mm以下になるまで複数回行なった。第四工程においては、抵抗体組成物とシール粉末とを構成する接続部形成用粉末を900℃で10分にわたって加熱しつつ露出部が絶縁体の後端部に接触するまで端子金具を軸孔内に圧入した。
なお、前記各種寸法は、前述したように、X線透過装置及びノギスを用いて該当箇所を測定した。
作製したスパークプラグにおける鍔下部のビッカース硬さは、前述したようにJIS Z 2244に準拠して測定した。
(負荷寿命性能試験)
製造したスパークプラグを350℃の環境下に置き、20kVの放電電圧を印加して、1分間に3600回放電させ、この試験前後のスパークプラグの抵抗体の抵抗値(R0、R1)を測定した。上記試験を10回行い、初期抵抗値R0に対する試験後の抵抗値R1の平均値(R1/R0)が1.5倍以上になった時間を測定し、次の基準にしたがって評価した。評価結果を表2に示す。
1:150時間未満
2〜9:10時間毎に1点加算
10:230時間以上
スパークプラグを20本作製したときに、製造工程中に絶縁体の後端部付近又は段部付近に割れ又は亀裂が生じたスパークプラグの個数を調べ、その割合を算出した。評価結果を表2に示す。
端子金具の露出部を治具にて挟み、この治具をオートグラフで引張り、端子金具が絶縁体から引き抜けたときの強さを測定した。端子固着力は次の基準にしたがって評価した。評価結果を表2に示す。
1:1000N未満
2:1000N以上1300N未満
3:1300N以上1600N未満
以降300N毎に1点加算
9:3100N以上3500N未満
10:3500N以上、又は端子金具が破壊
<絶縁体割れの評価>
◎:後端部割れ率及び段部割れ率がいずれも5%以下である。
○:後端部割れ率及び段部割れ率のうち、一方が5%より大きく30%未満であり、他方が0%以上30%未満である。
×:後端部割れ率及び段部割れ率の少なくとも一方が30%以上である。
<性能評価>
1〜10:負荷寿命性能及び端子固着力の評価のうち小さい方の数値を性能評価値とした。
<総合評価>
1:絶縁体割れ評価が×、又は、性能評価が1のとき総合評価は1である。
2:絶縁体割れ評価が○以上、かつ、性能評価が2のとき総合評価は2である。
3:絶縁体割れ評価が○、又は、性能評価が3のとき総合評価は3である。
4〜9:絶縁体割れ評価が◎、かつ、性能評価が4〜9のとき、総合評価は4〜9である。
10:絶縁体割れ評価が◎及び性能評価が10のとき、総合評価は10である。
2 軸孔
3 絶縁体
4 中心電極
5 端子金具
6 接続部
7 主体金具
8 接地電極
9 ネジ部
10 タルク
11 パッキン
12 小径部
13 段部
14 中径部
15,16 シール粉末
17 フランジ部
18 露出部
19 鍔下部
20 先端部
21 胴部
22 抵抗体
23 第一シール層
24 第二シール層
25 抵抗体組成物
26 プレスピン
27 接続部形成用粉末
29,30 貴金属チップ
Claims (7)
- 軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔の一端側で保持される中心電極と、
前記軸孔の他端側で保持される端子金具と、
前記軸孔内で前記中心電極と前記端子金具とを電気的に接続する接続部と、
を備え、
前記端子金具は、前記軸孔から露出する露出部を有するスパークプラグの製造方法であって、
前記軸孔における前記中心電極が配置されている側を前記軸線方向の先端側としたとき、
前記軸孔の一端側に中心電極が配置される第一工程と、
前記接続部を形成する接続部形成用粉末が充填される第二工程と、
前記端子金具の先端部が前記接続部形成用粉末に接触するように前記軸孔内に配置される第三工程と、
前記接続部形成用粉末が加熱されるとともに前記端子金具により荷重を加えられる第四工程と、
を有し、
前記第三工程において、
前記端子金具の先端部の直径を先端部径(A)、前記端子金具の先端部が配置されている部位における前記軸孔の内径をシール径(B)、前記絶縁体の後端から前記露出部の先端までの前記軸線方向長さをプレス前露出寸法(H)とすると、
前記端子金具の先端部と前記軸孔との間の距離((B−A)/2)が0.02mm以上0.25mm以下であり、
前記端子金具の露出部より先端側の部位は、常温におけるビッカース硬さが100Hv以上430Hv以下であり、及び、
前記プレス前露出寸法(H)が10mm以上28mm以下であることを特徴とするスパークプラグの製造方法。 - 前記第四工程前の前記端子金具の前記軸線方向の長さから前記露出部の前記軸線方向の長さを減じた長さをプレス前長さ(G1)、前記第四工程後の前記端子金具の前記軸線方向の長さから前記露出部の前記軸線方向の長さを減じた長さをプレス後長さ(G2)とすると、
前記プレス前長さと前記プレス後長さとの差(G1−G2)が0.3mm以上7.5mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のスパークプラグの製造方法。 - 前記シール径(B)が2.9mm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のスパークプラグの製造方法。
- 前記端子金具の露出部より先端側の部位は、常温におけるビッカース硬さが150Hv以上350Hv以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法。
- 前記プレス前長さ(G1)が35mm以上60mm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法。
- 前記端子金具の先端部と前記軸孔との間の距離((B−A)/2)が0.02mm以上0.15mm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法。
- 前記端子金具の先端部が凹凸状の表面を備え、前記凹凸状の表面の前記軸線方向長さが3mm以上20mm以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法。
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