JPH02165587A

JPH02165587A - スパークプラグの中心電極

Info

Publication number: JPH02165587A
Application number: JP32089488A
Authority: JP
Inventors: Mitsutaka Yoshida; 光孝吉田; Minoru Ando; 実安藤
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1990-06-26
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: JPH0646587B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、スパークプラグに用いられる中心電極の頭
部の形状に係わり、特にその加工性および絶縁体への固
着性の向上に関する。

［従来の技術］第６図に示すごとく、中心電極１００はヘッダーで鍛造
され、丸棒状の脚部１０１．その後端部に設けられた鍔
状部１０２（直径φｄｌ＝３゜６；長さｈｔ　＝１．２
ｍｍ）　、およびさらにその後に形成された頭部１０３
（直径φｄｚ　＝２．９　：長さｈ２＝２．３ｍｍ）を
有する。従来、頭部１０３は鍔状部１０２とほぼ同一外
径で、上端に上室状のスリット１０４が設けられている
か、または第７図に示すごとく、三方向からのチャック
加ニ［により矢羽根状の頭部１０５となっていた（直径
φｄｉ＝３．６：直径φｄ２＝２．９：長さり。

＝１．２ｍｍ；長さｈ２＝２．３ｍｍ　；長さｈ＝ｈｔ
　＋ｈｔ　）　。

絶縁体２００の軸孔２１０への嵌着は、いずれも第８図
に示すごとく、軸孔２１０の中心電極１００の頭部１０
３付近に粉状のガラスシール材３００を充填し、端子電
極４００で加圧しながら加熱し、ガラスシール材３００
を溶融させて軸孔２１０内で凝固させてなされていた。

この際、ガラスシール材３００を９５０℃程度の高温度
に加熱するとともに、端子電極４００で１００ｋｇｆ／
ｃｍ２〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力を加え°Ｃいる。

［発明が解決しようとする課題］しかるに、この発明者は、このガラスシール材３００の
溶融、充填の際、熱と圧力により第８図に示すごとく頭
部１０３の外側が幾分変形する（破線１０６）、このた
め、ガラスシール材３００が鍔状部１０２の周側まで十
分に満たされず、そのうえ、冷却、凝固されると元に戻
るため、頭部１０３とガラスシール材３００、更に絶縁
体２００との密着が不十分になりやすいことを見出した
。

また従来の精成では、ガラスシール材３００の流動性を
高くするため、９５０℃程度の高温度が必要であり、製
造に手間がかかったり、頭部１０３．１０５が複雑な形
状であるため、鍛造による精密な加工が困難であり、成
形不良が生じやすいなどの欠点があった。

本発明の目的は、中心電極の頭部とガラスシール材との
密着性がよく、これにより中心電極の絶縁体への固着性
に優れ、頭部の形状が単純であるためへラダー加工が容
易であるとともに、溶融したガラスシール材が頭部付近
をスムーズに流動できるため比較的低温でガラスシール
材の充填が可能なスパークプラグの中心電極を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］上記目的達成のため、本発明のスパークプラグの中心電
極は、中心電極の頭部を円柱または逆円錐台状に形成す
るとともに、その先端面に錐状の凹みを設ける精成を採
用した。

［作用および発明の効果］く請求項１について〉中心電極の頭部を、円柱または逆円錐台状に形成すると
とに、その先端面に錐状の凹みを設け°〔いる。

（ア）このため、中心電極の頭部とガラスシール材との
密着性が良い、よって、中心電極は絶縁体との固着性に
優れる。

（イ）中心電極の頭部の形状が単純となり、製造時のへ
ラダー前二［が容易である。

（つ）同様に、溶融したガラスシール材が頭部付近をス
ムーズに流動し比較的低温でガラスシール材の充填が可
能となる。

く請求項２について〉円柱または逆円錐台状の錐状の凹みにおける、大端径と
内円錐母線とのなす角θは、２０゛以上３０°以下であ
る。角θがこの範囲内の場合、特に、溶融したガラスシ
ール材が頭部付近をスムーズに流動し比較的低温でガラ
スシール材の充填が可能であり、かつ、その密着性にも
優れる。さらに、中心電極の製造時の頭部のヘッダー加
工が容易である。

ここで、角θが上記数値限定した範囲を逸脱しても、１
５゛以上３８°以下の範囲にあれば概ね、上述した効果
は保たれる。数値限定の理由はつぎのとおりである。角
θが１５゛未満であると、ガラスシール材と、中心電極
の鍔状部および頭部との密着性が低下する。また、角θ
が３８゛を越えると、ヘッダー加工の際、頭部の錐状の
凹みにプレス工具（パンチ）が癒着し加工が困難となる
。

［実施例］本発明を図に示す実施例とともに説明する。

第２図に示すごとく、スパークプラグＡは、軸孔１１を
備えた柱状の絶縁体ｌに、中心電極２を嵌入し、導電性
ガラスシール材３により、前記軸孔１１の内で端子電極
４に接合され、前記絶縁体１の外周に筒状の主体金具ら
を嵌め込んでいる。

絶縁体ｌは、アルミナで形成され、先端は径小の脚長部
１２となり、中央はテーパ面を介し径大となり、後端は
先端よりやや径大のコルゲーション部１３となっている
。軸孔１１は、脚長部１２（絶縁体１の先端）では径小
に、中央およびコルゲーション部１３（絶縁体ｌの後端
）では段部１４を介し径大に形成されている。また、前
記中央のテーパ面は主体金具５の内壁に形成されたテー
パ面５０にパツキン５１を介して係止されている。

中心電極２は、第１図に示すごとく、段付きの丸棒状の
脚部２０（直径φ２．６ｍｍ；長さ２０ｍｍ）、該脚部
２０の後端部に設けられた段付き鍔状部２１（直径φｄ
ｌ＝３．６；長さｈｉ＝１゜２ｍｍ＞およびさらに該鍔
状部２１の後に形成され、大端径２２と内円錐母ｔ１２
３とのなす角θが２０°以上３０°以下である断面Ｖ字
状のシγみ２４が設けられた略円柱状の頭部２５（直径
φｄ。

２．９；長さｈａ　＝２．３ｒｔｔｍ）からなる（なお
、長さｈ　＝　ｈ　ｌ＋　ｈ　２）。中心電極２の絶縁
体１への嵌入は、第２図に示すごとく、径小の軸孔１１
に中心電極２の脚部２０を貫通させ、軸孔１１の段部１
４に鍔状部２１を係合さぜ、径大の軸孔１１に頭部２５
を突き出して嵌め込んで行っている。また、中心電極２
は、表皮が耐熱金属であるニッケル合金２６（Ｎｉ９０
％以上）であり、軸芯には良熱伝導性金属である銅２７
　（Ｃｕ）が封入されている。この銅２７の封入状態は
中心電極２の先端付近ではニッケル合金２６の外表面ま
での距離を他の部分より長くとり、頭部２５の中央付近
で露出するように行われている。

導電性ガラスシール材３は、頭部２５付近の径大の軸孔
１１内に導電性ガラス粉末（ホウケイ酸ガラス粉末と銅
粉末を主成分とした混合粉末）を充填し、その上に抵抗
体粉末４１および導電性ガラス粉末４２を充填した後、
端子電極４を挿入し、＋？＆端子電極４を押圧しながら
これらを加熱溶融させ、その後、凝固させて形成してい
る。このシール材３により中心電極２の頭部２５、鍔状
部２１、抵抗体粉末４１および端子電極４を一体接合す
るとともにこれらを様大の軸孔１１内に固着している。

主体金牡５は、先端に外側電極５２を溶接している。

スパークプラグＡにおける中心電極２の周辺部分の製造
方法はつぎのとおりである。

■ニッケル合金のカップ内に銅製の柱体を圧入し、鍛造
し、所定の１法とし、最後に窪み２４をパンチで刻設し
中心電極２を製造する。

■中心電極２を絶縁体１の径大の軸孔１１１１ｔｌｌが
ら脚部２０を先にして差し込む。

■絶縁体１の径大の軸孔１１から導電性ガラスシール材
３の導電性ガラス粉末を入れ、押棒（図示せず）により
１００ｋｇｆ／ｃｍ２〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ’で加圧す
る。

■抵抗体粉末４１を径大の軸孔１１から入れ、押棒によ
り同様の力で加圧する。

■導電性ガラス粉末４２を径大の軸孔１１がら入れ、押
棒により同様の力で加圧する。

■端子電極４を挿入する。

０８５０℃で加熱しく比較のため９５０℃でも行った）
端子電極４で押圧しながら各導電性ガラス粉末を溶融さ
せ、各部を封着する（第３図参照）。

つぎに、スパークプラグＡの作用および効果を第３図、
第１表および第３表とともに述べる。

中心電極２の頭部２５を、円柱に形成するととに、その
先端面に断面Ｖ字状の窪み２４を設けている。

（あ）このため、前記頭部２５と導電性ガラスシール材
３との密着性が良い、よって、中心電極２は絶縁体１と
の固着性に優れる。

（い）中心電極２の頭部２５の形状が単純となり、第７
図に示すような従来のものと比べ、製造時の窪み２４の
加工が容易である（第１表および第３表参照）。

くう）同様に、第３図および第１表に示すように、溶融
した導電性ガラスが頭部２５付近をスムーズに流動しく
矢印３１）比較的低温（８５０℃）でもガラスシール材
３の充填が行える。なお、第６図の従来のものは、第８
図に示すように、溶融した導電性ガラスの流れは矢印３
１０のようであり、スムーズでない。

つぎに本発明の第２実施例を第４図、第５図、第２表お
よび第３表とともに説明する。

中心電極２の頭部２５は、逆円錐台状に形成され、大端
径２２と内円錐母線２３とのなす角θが２０゛である断
面Ｖ字状の窪み２４が設けられている。ここで、頭部２
５は、直径φｄ２＝３．２、長さｈｚ　＝２．３ｔｎｍ
である。また、鍔状部２４は直径φｃｔｔ　＝３．６．
長さｈｓ　＝１．２ｍｍである（なお、長さｈ＝ｈｌ　
＋１−１２）。

本実施例における中心電極２では、導電性ガラスシール
材３と中心電極２の頭部２５、鍔状部２１の密着性は第
１実施例のものよりさらに自重、させることができる。

なお、第５図に、溶融した導電性ガラスのスムーズな流
れを矢印３２で示す。

（以下余白）第２表（第２実施例）８５０℃、９５０℃；ガラスシール材３の加熱温度長さ
ｈ＝ｈｔ＋ｈ２試＠Ｎｏ、ＶＩ；発明品（中心電極２）第１表（第１実
施例）８５０℃、９５０℃ニガラスシール材３の加熱温度長さ
ｈ　＝ｈ、　＋ｈ２試験Ｎｏ、ｍ、■；発明品（中心電極２）固着力（衝撃
試験）は、Ｊ　Ｉ　５Ｂ８０３１．３゜３項で評価した ◎＝特に良好、Ｏ＝背通、Δ＝やや劣る、×＝不良（以
下同様とする）第３表（第６図、第７図に示す従来例）８５０℃、９５
０℃；ガラスシール材３の加熱温度長さｈ”ｈｔ　＋ｈ
ｚ試験Ｎｏ、Ｖｌ二第６図相当品試Ｓ！Ｎ　ｏ　、■−第７図相当品本発明は、上記実施例以外につぎの実施！厚様を含む。

８０円柱または逆円錐台状に形成Ｖる、中心電極の頭部
の錐状の凹みは、底部の円錐の頂点に若干の平面が有っ
ても良く、大端径の角に若干の平面が有っても良い。さ
らに、窪みは完全な円錐（内円錐）でなくて、若干の曲
面が有っても良い。

ｂ、スパークプラグの絶縁体はアルミナ以外に窒化珪素
、窒化アルミニウム等であっても良い。

Ｃ抵抗体粗末４１は無くても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例にかかるスパークプラグの
中心電極を正面から見た片側断面図、第２図は該中心電
極を用いたスパークプラグの縦部分断面図、第３図はそ
の製造工程における断面要部拡大図である。第４図は本発明の第２実施例にかかるスパークプラグの
中心電極を正面から見た片側断面図、第５図はその製造
工程における断面要部拡大図である。第６図は従来のスパークプラグの中心電極の上面図を含
む正面片側断面図である。第７図は他の従来のスパークプラグの中心電極の上面図
を含む正面片側断面図、第８図はその製造ニ［程におけ
る断面要部拡大図である。図中　１・・・絶縁体　２・・・中心電極　３・・・導
電性ガラスシール材（ガラスシール材）　４・・・端子
電極　５・・・主体金具　１１・・・軸孔　１２・・・
脚長部（絶縁体の先部）１３・・・コルゲーション部（
絶縁体の後部）　　１４・・・段部　２０・・・脚部　
２１・・・鍔状部　２２・・・大端径　２３・・・内円
錐母線　２４・・断面Ｖ字状の窪み（錐状の凹み）　２
５・・・頭部Ａ・・・スパークプラグ　θ・・・大端径
と内円錐母線とのなす角

Claims

【特許請求の範囲】１）後部が径大、先部が段部を介して径小となっている
軸孔を備えた柱状の絶縁体に、丸棒状の脚部、該脚部の後端部に設けられた鍔状部、お
よびさらに該鍔状部の後に形成された頭部からなる中心
電極を、前記軸孔の先部に脚部を貫通させ、前記軸孔の段部に前
記鍔状部を係合させ、前記軸孔の後部に前記頭部を突き
出して嵌め込み、該頭部付近の軸孔内にガラスシール材を充填するととも
に端子電極を配して一体に加熱封着し、前記絶縁体の外
周に筒状の主体金具を嵌めてなるスパークプラグにおい
て、前記中心電極の頭部を、円柱または逆円錐台状に形成す
るとともに、その先端面に錐状の凹みを設けたことを特
徴とするスパークプラグの中心電極。２）前記円柱または逆円錐台状の錐状の凹みにおける、
大端径と内円錐母線とのなす角θは、２０°以上３０°
以下であることを特徴とする請求項１記載のスパークプ
ラグの中心電極。