JP5832857B2 - スパークプラグ用主体金具の製造方法及びスパークプラグ - Google Patents
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(a)スパークプラグに用いられる主体金具の基材を準備する工程と、
(b)前記基材と電極とを互いに離間した状態でアルカリ性溶液に浸漬させて通電させる電解洗浄を、複数のアルカリ性溶液槽ごとに順番に実行する工程と、
(c)電解洗浄された前記基材の外表面にニッケルめっき層を形成する工程と、
を備える主体金具の製造方法において、
前記工程(b)において、前記電解洗浄は、
前記基材を陽極側として予め設定された時間だけ通電する陽極電解洗浄と、
前記基材を陰極側として予め設定された時間だけ通電する陰極電解洗浄と、
前記陽極電解洗浄または前記陰極電解洗浄の通電時間より短い周期で陰極と陽極とを周期的に切り替えつつ前記基材に通電するPR電解洗浄とのうちの少なくとも2種類の電解洗浄が実行される工程を含み、
前記工程(b)は、1回目の電解洗浄として前記陽極電解洗浄が実行されたときには、2回目の電解洗浄として前記陰極電解洗浄または前記陽極電解洗浄が実行され、1回目の電解洗浄として前記陰極電解洗浄または前記PR電解洗浄が実行されたときには、2回目の電解洗浄として前記陽極電解洗浄、前記PR電解洗浄、前記陰極電解洗浄のうちのいずれかが実行される、製造方法。
この製造方法によれば、めっき処理の下地を洗浄する工程において、異なる2種類以上の電解洗浄処理(「電解脱脂処理」とも呼ぶ)を、互いの短所が補完されるように組み合わせて実行することができるため、より高い洗浄効果を得ることができる。従って、洗浄処理された下地とめっき層との密着性が向上し、めっき層の剥離が抑制された主体金具を製造することができる。また、その主体金具を用いることにより、耐食性に優れたスパークプラグを得ることができる。
適用例1記載の製造方法であって、
前記工程(b)は、前記基材に対して、少なくとも2回連続して同じ種類の前記電解洗浄が実行された場合には、次の前記電解洗浄の種類を変えて実行する工程を含む、製造方法。
同じ種類の電解洗浄処理が連続して実行された場合には、主体金具の基材表面に不純物が析出したり、酸化被膜が生じてしまうなど、かえって基材表面の状態が劣化してしまう可能性が高くなる。しかし、同じ種類の電解洗浄処理が連続して実行された後に、それとは異なる種類の電解洗浄処理を実行することにより、そうした不純物や酸化皮膜を除去することができる。従って、主体金具におけるめっき層の剥離を抑制することができる。
適用例1または2記載の製造方法であって、
前記工程(b)は、前記基材に対して前記陽極電解洗浄の次に前記陰極電解洗浄が実行される工程、または、前記基材に対して前記陰極電解洗浄の次に前記陽極電解洗浄が実行される工程を含む、製造方法。
この製造方法によれば、電解洗浄処理において、より高い洗浄効果を得ることができる。従って、主体金具におけるめっき層の剥離を抑制することができる。
適用例1〜3のいずれか一つに記載の製造方法であって、
前記アルカリ性溶液のpHは8以上であり、かつ、15以下である、製造方法。
この製造方法によれば、電解洗浄処理において、より高い洗浄効果を得ることができる。従って、主体金具におけるめっき層の剥離を抑制することができる。
適用例1〜4のいずれか一つに記載の製造方法であって、
前記工程(b)において、前記基材が最初に浸漬されるアルカリ性溶液槽には、界面活性剤が含まれる、製造方法。
この製造方法によれば、界面活性剤によって、主体金具の基材表面の濡れ性を高くすることができ、基材表面におけるアルカリ性溶液のはじきが抑制され、電解洗浄処理における洗浄効果が向上する。
適用例1〜5のいずれか一つに記載の製造方法であって、
前記工程(b)において、前記基材が最後に浸漬されるアルカリ性溶液槽には、錯化剤が含まれる、製造方法。
この製造方法によれば、錯化剤によって不純金属が錯体を形成し、主体金具基材への不純金属イオンの付着を抑制することができる。従って、より電解洗浄処理における洗浄効果を向上させることができる。また、一般的に、電解洗浄処理が同じアルカリ性溶液槽で繰り返し実行されると、当該溶液槽における不純金属の溶解量が増え、その洗浄効果が低下してしまうが、錯化剤には、アルカリ性溶液槽における洗浄効果を持続させる働きもある。
適用例1〜6のいずれか一つに記載の製造方法であって、
前記工程(b)は、前記電解洗浄の後に、前記基材を酸性溶液によって洗浄する工程を含む、製造方法。
この製造方法によれば、電解洗浄処理において、基材に付着した不純物などを酸性溶液によって除去することができる。従って、基材とめっき層との密着性を、より向上させることができる。
適用例7に記載の製造方法であって、
前記酸性溶液は、濃度が4%〜15%である、製造方法。
この製造方法によれば、電解洗浄処理の基材表面の状態劣化を抑制しつつ、基材表面に付着した不純物を効果的に除去することができる。
スパークプラグであって、
適用例1〜8のいずれか一つに記載の製造方法によって製造された主体金具を備え、
前記主体金具は接地電極を有し、
前記接地電極は、Niを主成分として、Alを含む、スパークプラグ。
このスパークプラグであれば、電解洗浄処理において、接地電極に含まれるアルミニウム(Al)が酸化皮膜を形成してしまうことを抑制できる。そのため、接地電極における下地とめっき層との密着性を向上させることができ、スパークプラグの耐久性や着火性を向上させることができる。
適用例9に記載のスパークプラグであって、
前記主体金具には、ニッケルめっき層に重ねてクロメート層が形成されている、スパークプラグ。
このスパークプラグによれば、めっき層およびクロメート層の主体金具からの剥離が抑制されているため、スパークプラグの耐久性が向上する。
・アルカリ性溶液: 水酸化ナトリウム溶液(NaOH溶液)
濃度2〜6%程度
pH7以上、15以下
・処理温度(溶液温度): 40〜65℃
・印加電流密度: 0.1〜0.6A/dm2
・処理時間: 5〜15分
・アルカリ性溶液: 水酸化ナトリウム溶液(NaOH溶液)
濃度2〜6%程度
pH7以上、15以下
・処理温度(溶液温度): 40〜65℃
・印加電流密度: 0.1〜0.6A/dm2
・処理時間: 5〜15分
・アルカリ性溶液: 水酸化ナトリウム溶液(NaOH溶液)
濃度2〜6%程度
pH7以上、15以下
・処理温度(溶液温度): 40〜65℃
・印加電流密度: 0.1〜0.6A/dm2
・処理時間: 5〜15分
・電流極性の反転周期: 以下の通電時間の繰り返し
基材側を陽極として通電する時間 5〜15秒
基材側を陰極として通電する時間 基材側を陽極とする通電時間の半分程度の時間
高級脂肪酸ナトリウム、硫酸化油、高級アルコール硫酸エステルナトリウム、アルキルベンゼン硫酸ナトリウム、高級アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、α−オレフィン硫酸ナトリウム、アルキルポリオキシエチレンエーテル、アルキルフェニルポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物(ブルロニック)等
<錯化剤の例>
エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、シアン化ナトリウム、グルコン酸ナトリウム、アミノ基を持つ化合物等
<酸性溶液による洗浄処理の処理条件の例>
・酸性溶液: 塩酸、硫酸、硝酸のうちのいずれかを含有する溶液
濃度: 2〜20%、より好ましくは4〜15%
・処理時間: 1〜3分
・溶液温度: 20〜40℃
・めっき浴組成:
硫酸ニッケル: 100〜400g/L
塩化ニッケル: 20〜60g/L
ホウ酸: 20〜60g/L
溶媒: 脱イオン水
・浴pH: 2.0〜4.8
・処理温度(浴温度): 25〜60℃
・印加電流密度: 0.2〜0.4A/dm2
・処理時間: 30〜90分
・処理浴(クロメート処理液)組成:
重クロム酸ナトリウム: 20〜70g/L
溶媒:脱イオン水
・浴pH: 2〜6
・処理温度(浴温度): 20〜60℃
・陰極電流密度: 0.02〜0.45A/dm2
・処理時間: 1〜10分
・アルカリ性溶液: 水酸化ナトリウム溶液(NaOH溶液)
濃度3% (最後の電解処理のみ濃度5%)
pH12以上,15以下
・処理温度(溶液温度): 55±5℃
・印加電流密度: 0.3A/dm2
・処理時間: 10分
<PR電解脱脂処理の処理条件>
・電流極性の反転周期: 以下の通電時間を交互に繰り返し
基材側を陽極としたときの通電時間 10秒
基材側を陰極としたときの通電時間 5秒
<酸性溶液による洗浄処理の処理条件>
・酸性溶液: 塩酸溶液
水と塩酸とを4:1の割合で混合
(塩酸の比重 1.040±0.005)
・処理時間: 2分
・溶液温度: 30±5℃
<電解ニッケルめっきの処理条件>
・めっき浴組成:
硫酸ニッケル: 250g/L
塩化ニッケル: 50g/L
ホウ酸: 40g/L
・浴pH: 4.0
・処理温度(浴温度): 55±5℃
・陰極電流密度: 0.3A/dm2
・処理時間: 60分
<中和処理の処理条件>
・浸漬溶液: 水酸化ナトリウム
・溶液濃度: 5%
pH12以上、15以下
・処理温度(浴温度): 30±5℃
・処理時間: 2分
<電解クロメート処理の処理条件>
・処理浴(クロメート処理液)組成:
重クロム酸ナトリウム: 40g/L
溶媒:脱イオン水
・処理温度(浴温度): 35±5℃
・陰極電流密度: 0.2A/dm2
・処理時間: 5分
1a…基材
1d…加締め部
1da…加締め予定部
1e…六角部
1f…ガスシール部
1h…溝部(薄肉部)
1p…挿入開口部
2…絶縁体
2e…突出部
2h,1c…係合部
2n…端面
3…中心電極
4…接地電極
6…貫通孔
7…ねじ部
13…端子金具
15…抵抗体
16,17…導電性ガラスシール層
30…ガスケット
60…線パッキン
61…充填層
62…線パッキン
63…板パッキン
100…スパークプラグ
111…加締め金型
200…電解処理装置(陰極電解脱脂処理)
201…電解浴槽
202a,202b…電極
203…基材容器
203c…中心部
204…整流器
210…電解処理装置(陽極電解脱脂処理)
220…電解処理装置(PR電解脱脂処理)
221a…第1の切替スイッチ
221b…第2の切替スイッチ
223…スイッチ駆動部
DCL…直流電源ライン
R…屈曲部
g…火花放電ギャップ
Claims (10)
- (a)スパークプラグに用いられる主体金具の基材を準備する工程と、
(b)前記基材と電極とを互いに離間した状態でアルカリ性溶液に浸漬させて通電させる電解洗浄を、複数のアルカリ性溶液槽ごとに順番に実行する工程と、
(c)電解洗浄された前記基材の外表面にニッケルめっき層を形成する工程と、
を備える主体金具の製造方法において、
前記基材には、Niを主成分として、Alを含む接地電極が接合されており、
前記工程(b)において、前記電解洗浄は、
前記基材を陽極側として予め設定された時間だけ通電する陽極電解洗浄と、
前記基材を陰極側として予め設定された時間だけ通電する陰極電解洗浄と、
前記陽極電解洗浄または前記陰極電解洗浄の通電時間より短い周期で陰極と陽極とを周期的に切り替えつつ前記基材に通電するPR電解洗浄と、
のうちの少なくとも2種類の電解洗浄が実行される工程を含み、
前記工程(b)は、1回目の電解洗浄として前記陽極電解洗浄が実行されたときには、2回目の電解洗浄として前記陰極電解洗浄または前記陽極電解洗浄が実行され、1回目の電解洗浄として前記陰極電解洗浄または前記PR電解洗浄が実行されたときには、2回目の電解洗浄として前記陽極電解洗浄、前記PR電解洗浄、前記陰極電解洗浄のうちのいずれかが実行される工程である、製造方法。 - 請求項1記載の製造方法であって、
前記工程(b)は、前記基材に対して、少なくとも2回連続して同じ種類の前記電解洗浄が実行された場合には、次の前記電解洗浄の種類を変えて実行する工程を含む、製造方法。 - 請求項1または2記載の製造方法であって、
前記工程(b)は、前記基材に対して前記陽極電解洗浄の次に前記陰極電解洗浄が実行される工程、または、前記基材に対して前記陰極電解洗浄の次に前記陽極電解洗浄が実行される工程を含む、製造方法。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法であって、
前記アルカリ性溶液のpHは8以上であり、かつ、15以下である、製造方法。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法であって、
前記工程(b)において、前記基材が最初に浸漬されるアルカリ性溶液槽には、界面活性剤が含まれる、製造方法。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法であって、
前記工程(b)において、前記基材が最後に浸漬されるアルカリ性溶液槽には、錯化剤が含まれる、製造方法。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の製造方法であって、
前記工程(b)は、前記電解洗浄の後に、前記基材を酸性溶液によって洗浄する工程を含む、製造方法。 - 請求項7に記載の製造方法であって、
前記酸性溶液は、濃度が4%〜15%である、製造方法。 - スパークプラグの製造方法であって、
請求項1〜8のいずれか一項に記載の製造方法によって製造された主体金具内に絶縁体が嵌め込まれている、スパークプラグの製造方法。 - 請求項9に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記主体金具には、ニッケルめっき層に重ねてクロメート層が形成されている、スパークプラグの製造方法。
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JP2011242233A Active JP5832857B2 (ja) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | スパークプラグ用主体金具の製造方法及びスパークプラグ |
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