JPS6349356B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複合スパークプラグ電極を製造する方
法に係る。複合中心電極を製造する方法は公知で
ある。1964年８月11日付のEugen Hagmaier氏
の米国特許第3144576号には、良熱伝導性の金属
例えば銅の正円筒形プレートを耐腐食性金属例え
ばニツケルの正円筒形プレートにダイ内で重畳し
そしてダイを通してこれらプレートを押し出し
て、耐腐食性殼内に良熱伝導性のコアを有するロ
ツドを形成することによつて複合中心電極を製造
する方法が開示されている。この方法の主な欠点
は、コアにテーパが形成され従つて金属プレート
を押し出す時に殼の壁厚を対応的に薄くせしめる
ためにロツドの長さが制限されることである。こ
れでは均一な熱伝導率を確保できない。

1970年12月22日付のウルシワラヒサシ氏の米国
特許第3548472号に開示された複合中心電極の製
造方法によれば、耐腐食性金属の正円筒形ビレツ
トを次々に押し出し及び引つ張りして、空胴が延
びた細長いカツプを形成し、比較的熱伝導率のよ
い金属の正円筒形ビレツトを押し出ししてコアを
作り、このコアは上記細長いカツプと同じ直径を
有するヘツド部と、上記空胴より若干小さな小直
径の突出部とを有し、次いで上記コアの突出部を
上記空胴に挿入しそしてそこでコアをプレスして
一体的なロツドを作り、次いでこれに熱拡散を与
える。次いでこのロツドを冷間処理してヘツドを
形成することにより複合中心電極が形成される。
細長いカツプ及びコアは熱拡散する前にそれらの
最終寸法と実質的に同じ寸法にするため別々に処
理される。この方法では均一な厚みの壁を有する
殼内に均一直径のコアを有するロツドが製造され
るが、次々の押し出し及び引つ張りによつて細長
いカツプを作ることは、大量生産のためには不経
済である。

1974年12月31日付のヤマグチテルモト氏の米国
特許第3857147号に開示された複合中心電極の製
造方法によれだ、耐腐食性金属の正円筒形ビレツ
トに１回のみの押し出し工程を行なつて、空胴が
延びたカツプを形成し、良熱伝導性金属の正円筒
形ビレツトを押し出ししてキヤツプを形成し、こ
のキヤツプは上記カツプと同じ直径を有したヘツ
ド部と、上記空胴より若干小さな小直径の突出部
とを有するものであり、次いでこのキヤツプの突
出部を上記カツプの空胴に挿入し、ダイ内で上記
キヤツプを上記カツプに重畳し、そしてダイを通
してそれらを押し出しして、均一厚みの壁を有す
る殼内に均一直径のコアを有したロツドを形成す
る。次いでこのロツドを冷間処理してヘツドを形
成することによつて複合中心電極が作られる。上
記カツプ及び上記キヤツプは別々に処理される
が、これらは一緒に押し出しされるまで最終寸法
には処理されない。従つて全冷間処理工程数が減
少され、大量生産を可能にせしめる。

本発明は、複合スパークプラグ電極を製造する
方法の開発に基づくものである。本発明の方法
は、耐腐食性金属の正円筒形ビレツトを成形し
て、閉端及び開端と、同心的に延びる壁を有した
空胴とを備えたカツプを作り、熱伝導率の高い金
属の密接嵌合型正円筒ビレツトを上記カツプの開
端から凹む様に挿入してその空胴の壁に対してぴ
つたり嵌合させて、閉端及び装填端を有する複合
ビレツトを形成し、この複合ビレツトの閉端をダ
イの密接嵌合ボアに挿入し、このダイはこのボア
より小さな直径の押し出しオリフイスをこのボア
内に有しており、次いで上記複合ビレツトの上記
装填端に対して上記ダイのボアにプランジヤを挿
入し、そしてプランジヤに圧力を与えて、上記装
填端付近の端子部を除く全ての上記複合ビレツト
を上記押し出しオリフイスに通過せしめて電極ブ
ランクを形成し、この電極ブランクは押し出しさ
れなかつた端子部を上方ヘツド部として有し且つ
そこから長手方向に延びた小直径のロツドを下方
部として有し、この下方部の直径は上記押し出し
オリフイスの直径に等しく且つその長さは上記複
合ビレツトの長さより大きい。上記電極ブランク
は複合スパークプラグ電極として用いるのに適し
ているが、その上方ヘツド部は更に望ましい電極
ヘツド形態へと成形することができる。

複合中心電極のロツドが、均一厚みの壁を有す
る殼内に均一直径のコアを有する様にするため、
前記ウルシワラ氏及びヤマグチ氏の特許は
Hagmaier氏の特許を発展させて、耐腐食性の金
属ビレツトと熱伝導率の高い金属ビレツトとを個
別に処理する様にした。ウルシワラ氏の特許の場
合にはコアを、そしてヤマグチ氏の特許の場合に
はキヤツプを（コア及びキヤツプは各々ヘツド部
及び突出部を有している）形成するため熱伝導率
の高いビレツトを別処理する即ち押し出しすると
云うこの段階は、本発明によつて排除される。正
円筒形のビレツトは全く個別に処理されるのでな
く、カツプの開端へ挿入されて複合ビレツトを形
成し、これが次いで押し出しされる。複合中心電
極を形成するため、ウルシワラ氏及びヤマグチ氏
の特許は各々ロツドを冷間処理してそこにヘツド
を形成する段階を含んでいる。本発明は、複合ビ
レツトの端子部以外の全部分を押し出して電極ブ
ランクの上方のヘツド部を形成することによつて
この段階を排除する。この電極ブランクは複合ス
パークプラグ電極として用いるのに適している
が、そのヘツド部を整形して更に望ましい電極ヘ
ツド形状にするために付加的な冷間処理を行なう
ことができる。

本発明の目的は、より経済的に大量生産を行な
い得る様に冷間処理段階の回数を減らすことによ
つて複合スパークプラグ電極を製造する方法を提
供することである。

本発明の更に別の目的は、複合ビレツトを電極
ブランクへと成形するのに１つの段階しか必要と
しない様な複合スパークプラグ電極の製造方法を
提供することであり、然して上記電極ブランクは
上方のヘツド部と、そこから長手方向に延びた小
直径の下方部とを有しており、複合スパークプラ
グ電極として使用するのに適したものである。

従来一般にスパークプラグ電極を製造する方法
として複合ビレツトを押し出し加工し、その後ヘ
ツド部を電子ビームにより溶着して内部金属とヘ
ツド用の被覆金属との接触を良くするヘツド部加
工をすると云う工程が考えられているが、本発明
に於いては押し出し加工とヘツド部加工のために
実質上１回の段階しか必要としない。

これを達成するために本発明はヘツド部加工時
に於ける溶着工程は排除し、圧着加工とし、この
圧着力は押し出し工程の力を利用し押し出し工程
と同時に圧着加工を達成するものである。

複合中心電極は芯が銅、外側殼はニツケル合金
であるが特にヘツド部に於いては銅とニツケル合
金とが良好に接触している事が必要である。この
必要とする接触は複合ビレツトの外側殼であるカ
ツプ内に芯となる銅がその上縁より少し沈められ
て嵌入され、カツプの下端を押し出しオリフイス
を有する押し出しダイに挿入し、上から力を与え
て複合ビレツトの大部分がダイを通る様にする。
この様に押し出しがなされると、上記したカツプ
の上縁は少し沈んでいた（凹んでいた）銅の上を
包む様に内側に丸め込まれる。ニツケル合金の壁
が丸め込まれる様に潰れるに必要とする力は本来
の押し出しに必要とする力より遥かに小さいから
この丸め込みは押し出し工程の初期に於いて起
り、本来の押し出し工程が初まれば、丸め込まれ
たニツケル合金壁は銅と更に密着する様になる。
本発明に於ては電極端子部がこの様にして形成さ
れるのを特徴とする。

以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明
する。

さて第１図を参照すれば、参照番号１０で一般
的に示された後方押し出し機は、プラテン１２に
配置されたダイ１１を備えており、このダイはこ
れを貫通して延びる正円形のボア１３を有してい
る。更に、押し出し機１０は、ボア１３の下部開
口を蓋する浮動エジエクタ１５と構造関係でプラ
テン１２を通して延びるピストン１４と、ボア１
３の上部開口より直径が小さく且つこの上部開口
へ挿入できるプランジヤ１６とを備えている。ボ
ア１３の壁と、浮動エジエクタ１５の上面１８と
によつて、参照番号１７で一般的に示された空胴
が形成される。

本発明の方法の第１段階は、耐腐食性金属の正
円筒形ビレツトをカツプへと成形することであ
る。このビレツトはニツケル又はニツケル合金で
あり、穴あけ又は後方への押し出しによつて成形
することができる。好ましい実施例では、ニツケ
ル合金の正円筒形ビレツト１９を、次の様な小段
階を含む後方押し出し段階によつてカツプへと成
形する。凹状の上端２０を有するビレツト１９は
ボア１３の壁及びプランジヤ１６の凸面２１に対
してぴつたり嵌合する大きさにし、そして浮動エ
ジエクタ１５の上面１８に重ねる。次いでプラン
ジヤ１６をビレツト１９の凹状上端２０に対して
空胴１７へ挿入する。第２図を参照すれば、プラ
ンジヤ１６に圧力を加えて、ビレツト１９に貫通
させそしてビレツトを後方に押し出してカツプ２
２を形成する。このカツプ２２は閉端２３及び開
端２４と、参照番号２５で一般的に示された空胴
とを有しており、その壁２６は凹状下面２７まで
同心的に延びている。プランジヤ１６をカツプ２
２の空胴２５から引き出した後、ピストン１４に
圧力を与えて浮動エジエクタ１５によりカツプ２
２をダイ１１の空胴１７から押し出す。

第３図を参照すれば、参照番号２８で一般的に
示された別の後方押し出し機は第１図の後方押し
出し機１０に類似しており、そしてプラテン１２
に配置された複合ダイ２９を備えている。このダ
イ２９は面取りされた肩部３１まで延びる正円形
の上部ボア３０を有し、この肩部３１はダイを貫
通して延びる下部ボア３２へ至るまで直径が減少
する。更に、押し出し機２８は、下部ボア３２に
装填された浮動エジエクタ３３と構造関係でプラ
テン１２を通して延びるピストン１４と、上部ボ
ア３０より直径が小さく且つそれに挿入できるプ
ランジヤ１６とを備えている。上部ボア３０の壁
と、浮動エジエクタ３３の上面３５と、これらの
間に延びる面取りされた肩部３１の壁とによつ
て、参照番号３４で一般的に示された空胴が形成
される。好ましい実施例では、この後方押し出し
機２８においても上記した後方押し出し段階が行
なわれる。ビレツト１９を上部ボア３０の壁にぴ
つたり適合する大きさにし、そして面取りされた
肩部３１に安住する。プランジヤ１６を空胴３４
へ挿入した後、第４図に示す様に、プランジヤ１
６をビレツト１９（第３図）に貫通させてカツプ
３６を形成する。このカツプ３６は閉端３７及び
開端３８と、閉端３７に隣接した斜面の縁３９
と、参照番号４０で一般的に示された空胴とを有
しており、この空胴４０は凹状の上面４２まで同
心的に延びた壁４１を有している。

本発明の方法の次の段階は複合ビレツトを形成
することである。第５図を参照すれば、熱伝導率
の高い金属の密接嵌合正円筒形ビレツト４３を、
矢印で示す様に、カツプ３６の開端３７へ挿入
し、その空胴４０の壁４１に対してぴつたりと嵌
合して、複合ビレツトを形成する。好ましい実施
例では、ビレツト４３は銅であり、このビレツト
４３をカツプ３６の空胴４０内にその上端が開端
３７の縁より少し凹む様に圧縮して、その下端４
４及び円筒壁をカツプ３６の空胴４０の凹状下面
４２及び壁４１と密接嵌合関係にせしめる。この
段階により第６図に４５で一般的に示された複合
ビレツトが形成される。この複合ビレツトは閉端
４６及び凹んだ装填端４７と、閉端４６に隣接し
た斜面の縁４８とを有している。複合ビレツト４
５の閉端４６に隣接してこの様な縁を形成する目
的は、前方押し出し機に通す時に複合ビレツト４
５を案内するためである。従つて、斜面の縁４８
はこの目的を果たすに充分なものであればその他
の形状のものでもよい。

本発明の方法の最後の段階は複合ビレツト４５
から電極ブランクを形成することである。第７図
を参照すれば、参照番号４９で一般的に示された
前方押し出し機はダイ５０を備え、このダイ５０
は凹状肩部５２まで延びた正円形の上部ボア５１
を有し、肩部５２は押し出しオリフイス５３を形
成するため直径が減少しており、そしてこのオリ
フイスはダイを貫通して延びる下部ボア５４へと
向つて直径が大きくなつている。上部ボア５１は
複合ビレツト４５を密接嵌合関係で受け入れるに
充分な大きさの直径を有している。又、前方押し
出し機４９はプランジヤ５５も備えており、この
プランジヤは上部ボア５１と同じ直径を有してい
て上部ボア５１に挿入することができ、且つプラ
ンジヤの下端から同心的に延びたスタツド５６を
有している。このスタツド５６の直径は銅のビレ
ツト４３（第５図）の直径と同じであり、そして
スタツド５６の長さはその直径の1/2以下である。

好ましい実施例では、複合ビレツト４５の閉端
４６をダイ５０の上部ボア５１に挿入する。次い
でこの複合ビレツト４５の装填端４７に対してプ
ランジヤ５５をダイ５０の上部ボア５１へ挿入す
る。第８図を参照すれば、プランジヤ５５に圧力
を与え、複合ビレツト４５の装填端４７に隣接し
た端子部を除く複合ビレツト４５全体をダイ５０
の押し出しオリフイス５３に通過せしめ、５７で
一般的に示された電極ブランクを形成する。この
電極ブランクは押し出しされなかつた端子部を上
方ヘツド部５８として有し、且つそこから長手方
向に延びた小直径のロツド５９を下方部として有
している。上方ヘツド部は複合の金属が互によく
密着される一方、下方部の直径は押し出しオリフ
イス５３の直径に等しく且つその長さは複合ビレ
ツト４５（第７図）の長さより大きい。次いでこ
の電極ブランク５７をダイ５０の上部ボア５１を
経てダイ５０から取り出す。

電極ブランク５７のロツド５９は、充分に均一
な厚みの壁を有する殼６１内に充分に均一な直径
のコア６０を有しており、均一な熱伝達を確保す
る。この電極ブランク５７は複合スパークプラグ
電極として使用するのに適しているが、特定の使
用目的によつては、電極ブランク５７の上方ヘツ
ド部５８を更に望ましい電極ヘツド形状に整形す
るという付加的な段階が必要とされることがあ
る。例えば、第９図の電極ブランク５７の上方ヘ
ツド部５８は、ダイ５０の肩部５２の凹面で形成
されたヘツド下面６２と、ダイ５０の上部ボア５
１の壁で形成されたヘツド側面６３と、プランジ
ヤ５５（第７図及び第８図）の下面から延びたス
タツド５６で形成された凹んだコア上面６４とを
備えており、銅のコア上面６４はニツケルの段状
リツプ６５内で同心的である。

好ましい実施例では、電極ブランク５７の上方
ヘツド部５８のヘツド側面６３を冷間処理するこ
とによつてその直径を小さくして、電極ブランク
５７′の上方ヘツド部５８′を形成する。このヘツ
ド部５８′は直径を小さくした斜めのヘツド下面
６２′と、直径を小さくし且つ高さを大きくした
ヘツド側面６３′と、直径を小さくした凹んだコ
ア上面６４′とを有しており、このコア上面は直
径の小さな丸み付けされたリツプ６５′と同心的
である（第１０図）。上方ヘツド部５８′のヘツド
下面６２′及び丸み付けされたリツプ６５′を次い
で平らにし、複合スパークプラグ電極５７″の上
方ヘツド部５８″を形成する。このヘツド部５
８″は角度を小さくした斜めのヘツド下面６２″
と、高さを小さくしたヘツド側面６３″と、直径
を小さくした凹んだコア上面６４″とを有してお
り、このコア上面６４″はこれを実質的にカバー
する様に平らにされた丸いリツプ６５″と同心的
である（第１１図）。これで複合スパークプラグ
電極５７″は上記した特定の使用目的に適する様
にされた。

特許請求の範囲に定められた本発明の範囲から
逸脱せずに、添付図面に示して前記した構造の細
部に種々の変型がなされ得ることが明らかであろ
う。それ故、本発明は前記した特定の詳細に限定
されるものでないことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は耐腐食性金属の正円筒形ビレツトを所
定の大きさに作り次いでダイの空胴（閉端及び開
端を有する）へと挿入したところを示した部分縦
断面図、第２図は第１図のビレツトにプランジヤ
を貫通して後方押し出しを行ない、開端及び閉端
と、同心的に延びる空胴とを有したカツプを形成
するところを示した断面図、第３図は第１図のビ
レツトを別のダイの空胴へ挿入したところを示し
た断面図であり、この空胴が閉端及び開端と、こ
の閉端に隣接した斜面とを有しているところを示
した図、第４図は第３図のビレツトにプランジヤ
を貫通して後方押し出しを行ない、閉端及び開端
と、この閉端に隣接した斜面と、同心的に延びた
空胴とを有したカツプを形成するところを示した
断面図、第５図は第４図のカツプと、このカツプ
の空胴へ挿入される前の熱伝導率の高い正円筒形
金属ビレツトとを示した部分縦断面図、第６図は
第５図のビレツトをカツプの空胴へ挿入しそして
そこで圧縮して、装填端及び閉端と、該閉端に隣
接した斜面縁とを有した複合ビレツトを形成する
ところを示した断面図、第７図は第６図の複合ビ
レツトの閉端をダイの密接嵌合ボア内に挿入した
ところを示した部分縦断面図であり、ボア内の押
し出しオリフイスも示した図、第８図は第７図の
複合ビレツトの装填端に対してダイのボアへとプ
ランジヤを挿入しそしてプランジヤに圧力を与え
て、装填端付近の端子部を除く全複合ビレツトを
押し出しオリフイスに通過せしめ、そして押し出
しされなかつた端子部を上方ヘツド部として有す
る電極ブランクを形成するところを示した断面
図、第９図は第８図の電極ブランクを示す部分縦
断面図、第１０図は第９図の電極ブランクの上方
ヘツド部の直径を減少したところを示す断面図、
そして第１１図は第１０図の電極ブランクのこの
小直径の上方ヘツド部に付加的なヘツド処理を加
えたところを示した断面図である。 １０…後方押し出し機、１１…ダイ、１２…プ
ラテン、１３…ボア、１４…ピストン、１５…浮
動エジエクタ、１６…プランジヤ、１７…ダイの
空胴、１９…ニツケルの正円筒形ビレツト、２２
…カツプ、２３…閉端、２４…開端、２５…カツ
プの空胴、２８…別の後方押し出し機、２９…複
合ダイ、３１…面取りされた肩部、３６…カツ
プ、４３…熱伝導率の大きな金属のビレツト、４
５…複合ビレツト、４９…前方押し出し機、５０
…ダイ、５１…ダイの上部ボア、５２…凹状肩
部、５３…押し出しオリフイス、５４…ダイの下
部ボア、５５…プランジヤ、５６…スタツド、５
７…電極ブランク、５８…上方ヘツド部、５９…
ロツド、６０…コア、６１…殼。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複合スパークプラグ電極の製造方法におい
   て、耐腐食性金属の正円筒形ビレツトをカツプへ
   と成形し、然してこのカツプは閉端及び開端と、
   同心的に延びる壁を有する空胴とを備えたもので
   あり、次いで、熱伝導率の高い金属の密接嵌合型
   正円筒形ビレツトを上記カツプの開端より凹む様
   に挿入して、その空胴の壁に対してぴつたりと嵌
   合させて、閉端及び装填端を有する複合ビレツト
   を形成し、次いで、この複合ビレツトの閉端をダ
   イの密接嵌合ボアへ挿入し、然してこのダイは上
   記ボアより直径の小さな押し出しオリフイスを上
   記ボア内に有するものであり、次いで、上記複合
   ビレツトの装填端に対して上記ダイの上記ボアヘ
   プランジヤを挿入し、次いで、このプランジヤに
   圧力を与えて、上記複合ビレツトの装填端に隣接
   した端子部を除く上記複合ビレツトの全体を上記
   押し出しオリフイスに通過せしめて電極ブランク
   を形成し、然してこの電極ブランクは押し出しさ
   れなかつた端子部を上方ヘツド部として有し且つ
   そこから長手方向に延びる小直径のロツドを下方
   部として有し、この下方部の直径は上記押し出し
   オリフイスの直径に等しく且つその長さは上記複
   合ビレツトの長さより大きなものであり、そして
   この電極ブランクを上記ボアから取り出すことを
   特徴とする方法。 ２ 耐腐食性金属の上記円筒形ビレツトは後方押
   し出し工程によつてカツプへと成形される特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 熱伝導率の高い金属の上記円筒形ビレツトは
   上記カツプに挿入された後にそこで圧縮され、そ
   の下端及び円筒壁をカツプの空胴と密接嵌合関係
   にせしめる特許請求の範囲第１項又は第２項に記
   載の方法。 ４ 上記耐腐食性金属はニツケル又はニツケル合
   金であり、そして熱伝導率の高い上記金属は鋼で
   ある特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の方
   法。 ５ 上記電極ブランクを上記ボアから取り出した
   後、上記電極ブランクの上記上方ヘツド部を所望
   の電極ヘツド形状へと整形する付加的な段階を更
   に備えた特許請求の範囲第１項又は第２項に記載
   の方法。