JP5401426B2 - スパークプラグの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の点火に用いられるスパークプラグ及びその製造方法に関し、特に内部に抵抗体を有するスパークプラグ及びその製造方法に関する。

自動車エンジン等の内燃機関の点火用に用いられるスパークプラグは、一般に、筒状の主体金具と、この主体金具の内孔に配置される筒状の絶縁体と、この絶縁体の先端側軸孔に配置される中心電極と、他端側軸孔に配置される端子金具と、主体金具の先端側に一端が接合され、他端が中心電極と対向して火花放電間隙を形成する接地電極とを備える。さらに、エンジンの動作に伴って発生する電波ノイズを防止することを目的として、軸孔内における中心電極と端子金具との間に抵抗体が設けられてなるスパークプラグも知られている。

ところで、近年の自動車等の内燃機関は、高出力化及び高効率化が求められ、自由なエンジン設計及びエンジン自体の小型化等のために、小型化したスパークプラグの開発が求められている。スパークプラグを小型化するためには、絶縁体の小径化が不可避である。しかし、絶縁体が小径化するにしたがって絶縁体の径方向の厚みが薄くなり、また細径による摩擦負荷が増大するため、従来のスパークプラグの設計では、端子金具を絶縁体の軸孔に圧入する際に、絶縁体が割れたり亀裂が入ったりすることによる不良品発生率が高くなり易かった。一方、不良品発生率を下げようとすると負荷寿命性能が低下することがあった。

小径化されたスパークプラグとして、例えば、特許文献１の請求項１には、「・・・前記導電性ガラスシール層の直径Ｄが３．３ｍｍ以下の範囲にあり、且つ前記導電性ガラスシール層と前記抵抗体との接合面は、曲面状に形成されていることを特徴とするスパークプラグ」が記載されている。この発明によると、「抵抗体と導電性ガラスシール層との密着性を強化して、耐振動性能及び抵抗体負荷寿命特性に優れ、且つ小径化されたスパークプラグを提供することができる」（段落番号００１２欄参照。）と記載されている。

特開２００９−２４５７１６号公報

この発明は、端子金具を絶縁体の軸孔に圧入する際の絶縁体の割れ及び亀裂の発生を防止し、負荷寿命性能に優れたスパークプラグを製造する方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、
（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、

前記（１）の好ましい態様は、
（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。

この発明のスパークプラグの製造方法は、前記第三工程において、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以下であるので、端子金具を絶縁体の軸孔に圧入する際に端子金具が適度に曲ることにより余分なプレス圧が吸収され、絶縁体の割れ及び亀裂の発生を防止することができる。また、接続部形成用粉末に十分な圧力をかけつつ加熱することができるので、形成された接続部は緻密な焼結体となる。その結果、負荷寿命性能に優れたスパークプラグを製造することができる。

この発明のスパークプラグの製造方法が、さらに、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、前記ビッカース硬さが１５０Ｈｖ以上３５０Ｈｖ以下、前記プレス前長さ（Ｇ１）が３５ｍｍ以上６０ｍｍ以下、及び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以下のいずれか１つ以上を満たすと、より一層絶縁体の割れ及び亀裂の発生を防ぐことができ、負荷寿命性能に優れたスパークプラグを製造することができる。

この発明のスパークプラグの製造方法により製造されるスパークプラグのシール径（Ｂ）が２．９ｍｍ以下であると、絶縁体の割れ及び亀裂の発生を防ぐこと及び負荷寿命性能の向上に対して、より一層効果が高い。

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以下であると、端子金具と接続部との密着性が良好になり、その結果、端子金具と絶縁体とが強固に固定される。

図１は、この発明の製造方法により製造されたスパークプラグの一実施例であるスパークプラグの断面全体説明図である。 図２は、この発明に係るスパークプラグの製造方法における製造工程の一例を示す絶縁体等の断面説明図である。

この発明におけるスパークプラグの一実施例を図１に示す。図１はこの発明に係るスパークプラグの製造方法により製造されたスパークプラグの断面全体説明図である。なお、絶縁体の軸線をＯとし、図１では紙面下方を、すなわち中心電極が保持されている側を軸線Ｏの先端方向、紙面上方を、すなわち端子金具が保持されている側を軸線Ｏの後端方向として、説明する。

このスパークプラグ１は、軸線Ｏ方向に延びる軸孔２を有する絶縁体３と、前記軸孔２の先端側で保持される中心電極４と、前記軸孔２の後端側で保持される端子金具５と、前記軸孔２内で前記中心電極４と前記端子金具５とを電気的に接続する接続部６と、前記絶縁体３を収容する主体金具７と、一端が前記主体金具７の先端面に接合されると共に他端が前記中心電極４と間隙を介して対向するように配置された接地電極８とを備える。

前記主体金具７は、略円筒形状を有しており、絶縁体３を収容して保持するように形成されている。主体金具７における先端方向の外周面にはネジ部９が形成されており、このネジ部９を利用して図示しない内燃機関のシリンダヘッドにスパークプラグ１が装着される。主体金具７は、導電性の鉄鋼材料、例えば、低炭素鋼により形成されることができる。このネジ部９は小径化を図るためにＭ１２以下とされるのが好ましい。

前記絶縁体３は、主体金具７の内周部に滑石（タルク）１０又はパッキン１１等を介して保持されている。絶縁体３の軸孔２は、軸線Ｏの先端側で中心電極４を保持する小径部１２と、接続部６を収容し、小径部１２の内径よりも内径が大きい中径部１４とを有し、小径部１２と中径部１４との間に後端側に向かって拡径するテーパ状の段部１３を有する。絶縁体３は、絶縁体３における先端方向の端部が主体金具７の先端面から突出した状態で、主体金具７に固定されている。絶縁体３は、機械的強度、熱的強度、電気的強度等を有する材料であることが望ましく、このような材料として、例えば、アルミナを主体とするセラミック焼結体が挙げられる。

前記中心電極４は、小径部１２に収容され、中心電極４の後端に設けられた径大のフランジ部１７が段部１３に係止され、中心電極４の先端が絶縁体３の先端面から突出した状態で主体金具７に対して絶縁保持されている。中心電極４は、熱伝導性及び機械的強度等を有する材料で形成されることが望ましく、例えば、インコネル（商標名）等のＮｉ基合金で形成される。中心電極４の軸心部は、Ｃｕ又はＡｇなどの熱伝導性に優れた金属材料により形成されてもよい。

前記接地電極８は、例えば、略角柱体に形成されてなり、一端が主体金具７の先端面に接合され、途中で略Ｌ字に曲げられて、その先端部が中心電極４の先端部と間隙を介して対向するように、その形状及び構造が設計されている。接地電極８は、中心電極４を形成する材料と同様の材料により形成される。

前記中心電極４と前記接地電極８とが対向する面には、白金合金又はイリジウム合金等により形成される貴金属チップ２９，３０が設けられていてもよく、前記中心電極４及び前記接地電極８のいずれか一方にのみ貴金属チップが設けられていてもよい。この態様のスパークプラグ１においては、前記中心電極４及び前記接地電極８の両方に貴金属チップ２９，３０が設けられており、各貴金属チップ２９，３０の間に火花放電間隙ｇが形成されている。

前記端子金具５は、中心電極４と接地電極８との間で火花放電を行なうための電圧を外部から中心電極４に印加するための端子である。端子金具５は、軸孔２の中径部１４の内径よりも外径が大きく、軸孔２から露出して、絶縁体３の軸線Ｏ方向の後端側端面にその一部が当接する露出部１８と露出部１８の軸線Ｏ方向の先端側端面から先端方向に延在し、軸孔内に収容される略円柱状の鍔下部１９とを有する。前記鍔下部１９は、軸線Ｏの先端側に位置する先端部２０と先端部２０と露出部１８との間に位置する胴部２１とを有する。前記先端部２０と胴部２１とは中径部１４に収容される。この態様においては、先端部２０は凹凸状の表面を備え、先端部２０の外周面にローレット加工が施されている。先端部２０の表面が、例えばローレット加工により形成された凹凸構造を有すると、端子金具５と接続部６との密着性が良好になり、その結果、端子金具５と絶縁体３とが強固に固定される。なお、前記凹凸構造は胴部２１と先端部２０との両方に設けられていてもよいし、これらの外周面及び先端面の全面に設けられていても良いし、これらの一部にのみ設けられていても良い。
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。

前記接続部６は、軸孔２内で中心電極４と端子金具５との間に配置され、中心電極４と端子金具５とを電気的に接続する。接続部６は、抵抗体２２を有し、この抵抗体２２により電波ノイズの発生を防止する。接続部６は、抵抗体２２と中心電極４との間に第一シール層２３を、抵抗体２２と端子金具５との間に第二シール層２４を有し、第一シール層２３と第二シール層２４とは、絶縁体３と中心電極４、また絶縁体３と端子金具５とを封着固定している。

抵抗体２２は、ホウケイ酸ソーダガラス等のガラス粉末、ＺｒＯ_２等のセラミック粉末、カーボンブラック等の非金属導電性粉末、及び／又は、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ等の金属粉末等を含有する抵抗体組成物を焼結して形成されることができる。この抵抗体２２の抵抗値は、通常１００Ω以上である。

第一シール層２３及び第二シール層２４は、ホウケイ酸ソーダガラス等のガラス粉末、Ｃｕ、Ｆｅ等の金属粉末を含むシール粉末を焼結して形成されたシール材により形成されることができる。第一シール層２３及び第二シール層２４の抵抗値は、通常１００ｍΩ以下である。

なお、接続部６は、第一シール層２３と第二シール層２４とがなく、抵抗体２２のみにより形成されていてもよく、また第一シール層２３又は第二シール層２４の一方と抵抗体２２とにより形成されていてもよい。以下において、接続部６を構成する抵抗材及び／又はシール材を総称して接続部材、接続部６を形成する抵抗体組成物及び／又はシール粉末を総称して接続部形成用粉末ということもある。

前記スパークプラグ１は、例えば次のようにして製造される。スパークプラグ１の製造工程のうち絶縁体と中心電極と端子金具とを配設及び固定する工程を中心にして、以下に説明する（図２参照。）。

まず、公知の方法により中心電極４、接地電極８、主体金具７、端子金具５及び絶縁体３を所定の材料で所定の形状に作製し（準備工程）、主体金具７の先端面に、レーザ溶接等により接地電極８の一端部を接合する（接地電極接合工程）。

一方、絶縁体３の軸孔２内に中心電極４を挿入して、軸孔２の段部１３に中心電極４のフランジ部１７を係止し、小径部１２に中心電極４を配置する（第一工程）。

次いで、第一シール層２３を形成するシール粉末１５、抵抗体２２を形成する抵抗体組成物２５、及び第二シール層２４を形成するシール粉末１６をこの順に前記軸孔２内の後端側から入れて、プレスピン２６を軸孔２内に挿入して６０Ｎ／ｍｍ^２以上の圧力で予備圧縮して、中径部１４にシール粉末１５，１６と抵抗体組成物２５とを充填する（第二工程）。予備圧縮は、シール粉末１５，１６と抵抗体組成物２５とから構成される接続部形成用粉末２７の嵩高さの変化量が０．２ｍｍ以下になるまで複数回行なう。

次いで、前記軸孔２内の後端側から端子金具５の鍔下部１９を挿入して、先端部２０がシール粉末１６に接触するように端子金具５を配置する（第三工程）。

次いで、接続部形成用粉末２７をシール粉末１５，１６に含まれるガラス粉末のガラス軟化点以上の温度、例えば８００〜１０００℃の温度で３〜３０分にわたって加熱しつつ、端子金具５の露出部１８の先端面が絶縁体３の後端面に当接するまで圧入して、接続部形成用粉末２７に荷重を加える（第四工程）。

こうして接続部形成用粉末２７を構成するシール粉末１５，１６及び抵抗体組成物２５が焼結して第一シール層２３、第二シール層２４及び抵抗体２２が形成される。また、フランジ部１７と軸孔２との間隙及び先端部２０と軸孔２との間隙に第一シール層２３及び第二シール層２４を構成するシール材がそれぞれ充填されて、軸孔２内に中心電極４と端子金具５とが封着固定される。

次いで、接地電極８が接合された主体金具７に、中心電極４及び端子金具５等が固定された絶縁体３を組み付ける（組立工程）。

最後に、接地電極８の先端部を中心電極４側に折り曲げて、接地電極８の一端が中心電極４の先端部と対向するようにして、スパークプラグ１が製造される。

この発明に係るスパークプラグの製造方法は、前記第三工程において、端子金具５の先端部２０の直径を先端部径（Ａ）（ｍｍ）、端子金具５の先端部２０が配置されている部位における軸孔２の内径をシール径（Ｂ）（ｍｍ）、絶縁体３の後端から露出部１８の先端までの軸線Ｏ方向長さをプレス前露出寸法（Ｈ）（ｍｍ）としたとき、次の（１）〜（３）を満たす。
（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。

前記第三工程において、前記（１）〜（３）を満たすと、第四工程において端子金具５により接続部形成用粉末２７に荷重を加える際に、端子金具５の鍔下部１９が曲り過ぎると絶縁体３の後端部付近が割れたり亀裂が入ったりし、曲らない状態で荷重をかけ過ぎると絶縁体３の段部１３付近が割れたり亀裂が入ったりするところ、端子金具５の鍔下部１９が適度に曲ることによりプレス圧が吸収されるので、このような絶縁体３の割れや亀裂の発生を防ぐことができる。また、接続部形成用粉末２７に十分な圧力をかけつつ接続部形成用粉末２７を加熱することができるので、形成された接続部６は緻密な焼結体となる。その結果、負荷寿命性能に優れたスパークプラグを製造することができる。

端子金具５の先端部２０と軸孔２０との間の距離（（Ｂ−Ａ）／２）が小さ過ぎると、端子金具を軸孔２０に挿入し難くなり、さらには挿入できなくなってしまう。距離（（Ｂ−Ａ）／２）が大き過ぎると、端子金具５により接続部形成用粉末２７に荷重をかける際に、均一に圧力を伝達することができず、形成された接続部６の一部が緻密な焼結体にならずに、負荷寿命性能が維持できないおそれがある。

鍔下部１９の常温におけるビッカース硬さが小さいと、端子金具５が柔らか過ぎるために接続部形成用粉末２７にかける荷重が不足して、形成された接続部６が緻密な焼結体にならずに、負荷寿命性能が維持できないおそれがある。また、端子金具５を軸孔２内に圧入する際に鍔下部１９が曲り、絶縁体３の後端部付近に割れ又は亀裂が生じることがある。ビッカース硬さが大きいと、鍔下部１９が曲り難く余分なプレス圧が吸収されずに絶縁体３の段部１３付近に割れ又は亀裂が発生するおそれがある。

プレス前露出寸法（Ｈ）が短すぎると、端子金具５により接続部形成用粉末２７にかける荷重が不足して、形成された接続部６が緻密な焼結体にならずに、負荷寿命性能が維持できないおそれがある。プレス前露出寸法（Ｈ）が長過ぎると、端子金具５により接続部形成用粉末２７にかける荷重が大き過ぎたり、端子金具５が曲りすぎたりして、絶縁体３に割れ又は亀裂が発生するおそれがある。

前記第四工程前の端子金具５の軸線Ｏ方向の長さから露出部１８の軸線Ｏ方向の長さを減じた長さ、すなわち第四工程前の鍔下部１９の軸線Ｏ方向長さをプレス前長さ（Ｇ１）、前記第四工程後の端子金具５の前記軸線Ｏ方向の長さから露出部１８の軸線Ｏ方向の長さを減じた軸線Ｏ方向長さ、すなわち第四工程後の鍔下部１９の軸線Ｏ方向長さをプレス後長さ（Ｇ２）とすると、
（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。

前記第四工程の前後で鍔下部１９が適度に曲ると良く、前記（４）を満たすと、より一層絶縁体３の割れや亀裂の発生を防止することができ、また、負荷寿命性能に優れたスパークプラグを製造することができる。

また、（５）前記プレス前長さ（Ｇ１）が３５ｍｍ以上６０ｍｍ以下であると好ましい。前記プレス前長さ（Ｇ１）が短すぎると鍔下部１９が曲り難く、長過ぎると曲り易くなるところ、前記プレス前長さ（Ｇ１）が前記範囲内にあると、鍔下部１９が適度に曲るので、より一層絶縁体３の割れや亀裂の発生を防止することができ、また、負荷寿命性能に優れたスパークプラグを製造することができる。

さらに、（６）端子金具５の先端部２０が凹凸状の表面を備え、前記凹凸状の表面の軸線Ｏ方向長さである凹凸長さ（Ｉ）が３ｍｍ以上２０ｍｍ以下であるのが好ましい。前記凹凸状の表面の凹凸長さ（Ｉ）が前記範囲内にあると、先端部２０と第二シール層２４との密着性が良好になるので、端子金具５と絶縁体３とが強固に固定される。

前記シール径（Ｂ）が２．９ｍｍ以下であると、絶縁体３の径方向の厚みが小さくなること、及び細径になることによる摩擦負荷が増大するので、より一層絶縁体破壊の防止及び負荷寿命性能の向上に効果的である。

シール径（Ｂ）、プレス後長さ（Ｇ２）の寸法は、スパークプラグを軸線Ｏに直交する方向からＸ線透過装置で撮影し、該当箇所を測定することにより得られ、前記先端部径（Ａ）、プレス前露出寸法（Ｈ）、凹凸長さ（Ｉ）、プレス前長さ（Ｇ１）はノギスで該当箇所を測定することにより得ることができる。図２に示すように、先端部径（Ａ）は、例えば、先端部２０の先端から軸線Ｏの後端方向へ１ｍｍの部位における先端部の外径を測定する。先端部２０が凹凸状の表面を備えている場合には、凸部分の外径を測定して先端部径（Ａ）とする。シール径(Ｂ)は、前記部位における中径部１４の内径を測定する。プレス前露出寸法（Ｈ）は、端子金具５の先端部２０が接続部形成用粉末２７に接触するまで、なおかつプレスピンで押圧した以上の圧力が接続部形成用粉末２７にかからないように軸孔２内に挿入し、絶縁体３の後端から露出部１８の先端までの軸線Ｏ方向長さを測定する。凹凸長さ（Ｉ）は、先端部２０の表面に設けられた凹凸構造の軸線方向長さのうち最も長い距離を測定する。プレス前長さ（Ｇ１）は、第四工程前、すなわち端子金具５により接続部形成用粉末に荷重をかける前に端子金具５の軸線方向長さと露出部１８の軸線方向長さとを測定し、その差を算出する。プレス後長さ（Ｇ２）は、第四工程後、すなわち端子金具５により接続部形成用粉末に荷重をかけた後に、端子金具５の軸線方向長さと露出部１８の軸線方向長さとを測定し、その差を算出する。なお、プレス前長さ（Ｇ１）及びプレス後長さ（Ｇ２）は、露出部１８の先端から端子金具５の先端までの軸線方向長さを測定しても良い。

鍔下部１９の常温におけるビッカース硬さは、鍔下部１９の先端部２０が凹凸状の表面を有する場合には、凹凸状の表面を有する箇所の最後端から後端側へ２ｍｍの位置で軸線Ｏに直交する面で切断して得られた断面を研磨し、鍔下部１９の先端部２０が凹凸状の表面を有しない場合には、鍔下部１９の先端から５ｍｍの位置で軸線Ｏに直交する面で切断して得られた断面を研磨し、この研磨面における任意の１０点についてＪＩＳＺ２２４４に準拠して硬度を測定し、これらの平均値を算出することにより得ることができる。前記鍔下部１９の常温におけるビッカース硬さは、端子金具を構成する材料の組成を変化させることにより調整することができる。

この発明に係るスパークプラグは、自動車用の内燃機関例えばガソリンエンジン等の点火栓として使用され、内燃機関の燃焼室を区画形成するヘッド（図示せず）に設けられたネジ穴に前記ネジ部９が螺合されて、所定の位置に固定される。この発明に係るスパークプラグは、如何なる内燃機関にも使用することができるが、小径化したスパークプラグにおいて特に効果が発揮されるから、スパークプラグの省スペース化が要求される内燃機関に好適に使用されることができる。

この発明に係るスパークプラグは、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、前記スパークプラグ１は、端子金具５の先端部２０にローレット加工が施されているが、先端部２０の表面はシール材との密着性が良好になる形状、例えば凹凸状であれば特に限定されず、ネジ切加工等により形成された形状であってもよい。また、鍔下部の外周面及び先端面全体が凹凸状であってもよいし、先端部の外周面及び先端面のみが凹凸状であってもよいし、鍔下部の表面の一部が凹凸状であってもよい。

＜スパークプラグの作製＞
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／ｍｍ^２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。

スパークプラグは、先端部径（Ａ）、シール径（Ｂ）、プレス前露出寸法（Ｈ）、凹凸長さ（Ｉ）、プレス前長さ（Ｇ１）、プレス後長さ（Ｇ２）を表１に示すように変化させて作製した。
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。

＜評価方法＞
（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（Ｒ_０、Ｒ_１）を測定した。上記試験を１０回行い、初期抵抗値Ｒ_０に対する試験後の抵抗値Ｒ_１の平均値（Ｒ_１／Ｒ_０）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

（絶縁体の割れ発生率の評価）
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。

（端子固着力試験）
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

なお、表２に示す絶縁体割れの評価、性能評価及び総合評価は、以下の基準に基づいて評価した。
＜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。

この発明の範囲に含まれるスパークプラグの製造方法によると、表２に示されるように、端子金具を軸孔内に圧入する際に絶縁体に割れ又は亀裂が生じる割合が低く、また製造されたスパークプラグは負荷寿命性能に優れていた。一方、この発明の範囲外のスパークプラグの製造方法によると、端子金具を軸孔内に圧入する際に絶縁体に割れ又は亀裂が生じる割合、或いは製造されたスパークプラグの負荷寿命性能の少なくとも一方が劣っていた。

１ スパークプラグ
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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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