JPWO2009131134A1 - スパークプラグの製造方法 - Google Patents
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Abstract
接地電極を中心電極の金属チップに対して接近或いは離間方向に曲げ変形させることなく、容易に適正な値の火花放電ギャップを得ることができるスパークプラグの製造方法を提供するために、このスパークプラグの製造方法は、金属チップ（貴金属チップ）２１が中心電極１３の先端部１３ａに溶接される際に、主体金具１１に基端部１４ａが結合された接地電極１４の先端部１４ｂに対して、単体の金属チップ２１を所定の火花放電ギャップｇが形成される位置になるように径方向で位置決めされた状態とされた上で、金属チップ２１が中心電極１３の先端部１３ａに溶接される。
Description
本発明は、例えばエンジン等の内燃機関のシリンダヘッド等に取り付けられ、燃焼室に供給される混合気への着火源として使用されるスパークプラグの製造方法に関する。
従来のスパークプラグは、筒状の主体金具と、この主体金具に嵌め込まれた筒状の絶縁体と、この絶縁体内に配置された円柱状の中心電極と、がそれぞれの軸がその径方向で略同心円状となるように配置されている。また、柱状の接地電極が、その中間部で曲げられて略Ｌ字形状に形成され、且つ主体金具の先端部にその基端部が溶接接合されると共にその先端部が中心電極の先端部に溶接接合された金属チップ（貴金属チップ）に対して径方向に離間配置されている構造を有している。このとき、所定の火花放電ギャップが中心電極の貴金属チップと接地電極の先端部との間に形成されている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、接地電極の先端部が中心電極の貴金属チップに対して径方向に離間配置されているスパークプラグでは、主体金具の先端部に溶接接合した柱状の接地電極に予め曲げ加工及び打抜き加工を行ってから中心電極や絶縁体等を組み付ける方法が一般的であるが、この方法では、組み付け誤差が生じ、正確な火花放電ギャップを得ることが難しいという問題があった。したがって、従来においては、柱状の接地電極の曲げ寸法及び打抜き寸法を大きめにしておき、中心電極や絶縁体等を組み付けた後、接地電極を中心電極の貴金属チップに対して接近或いは離間方向に曲げ変形させることにより火花放電ギャップを適正な値に調整している。
しかし、このような、曲げ寸法及び打抜き寸法を大きめにした接地電極を中心電極の貴金属チップに対して接近或いは離間方向に曲げ変形させることにより火花放電ギャップを調整する方法では、接地電極の先端部の高さ（中心電極の軸方向位置）がばらつき、着火性や火花消耗性に悪影響を及ぼしていた。また、接地電極に貴金属チップを有する場合は、貴金属チップの接地電極への溶接位置にばらつきが生じやすいために、接地電極を中心電極の貴金属チップに対して接近或いは離間方向に曲げ変形させることによる火花放電ギャップの調整のみでは、中心電極の貴金属チップと接地電極の貴金属チップとの間に適正な値の火花放電ギャップを得ることが困難であった。
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、組み付け後に接地電極を中心電極の金属チップに対して接近或いは離間方向に曲げ変形させることなく、適正な値の火花放電ギャップを容易に得ることができるスパークプラグの製造方法を提供することにある。
本発明の前述した目的は、下記構成により達成される。
（１） 筒状の主体金具と、
当該主体金具に嵌め込まれ、当該主体金具の先端部から自身の先端部が露出される筒状の絶縁体と、
当該絶縁体の前記先端部から自身の先端部が露出されるように当該絶縁体内に配置され、該先端部に金属チップが溶接により固着される中心電極と、
前記主体金具に自身の基端部が結合され、且つ自身の先端部が前記中心電極の前記金属チップに対して径方向に離間配置される接地電極と、を備え、
所定の火花放電ギャップが前記接地電極の前記先端部と前記中心電極の前記金属チップとの間に形成されるスパークプラグの製造方法であって、
前記金属チップが前記中心電極の前記先端部に溶接される際に、前記主体金具に前記基端部が結合された前記接地電極の前記先端部に対して、前記金属チップが前記所定の火花放電ギャップが形成される位置になるように前記径方向で位置決めされた状態とされた上で、該金属チップが前記中心電極の前記先端部に溶接される
スパークプラグの製造方法。
（２） 前記金属チップは、円柱状に形成されており、
前記接地電極は、前記主体金具の周方向に所定の間隔で複数配置され、そして
前記金属チップが前記中心電極の前記先端部に溶接される前に、複数の前記接地電極の前記先端部と前記金属チップとの間に前記所定の火花放電ギャップがそれぞれ形成されるように、前記金属チップの径が選択される
上記（１）に記載のスパークプラグの製造方法。
（３） 前記金属チップは、抵抗溶接により前記中心電極の前記先端部に固着される
上記（１）又は（２）に記載のスパークプラグの製造方法。
（４） 前記金属チップは、貴金属チップの一端部にＮｉ合金チップをレーザ溶接により接合してなるものであり、前記Ｎｉ合金チップが前記中心電極の前記先端部に溶接される
上記（１）〜（３）のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法。
（５） 前記中心電極の、前記金属チップに対する接合部がＮｉ合金からなる
上記（４）に記載のスパークプラグの製造方法。
（６） 前記接地電極の前記先端部に、前記金属チップと前記所定の火花放電ギャップを形成するように、接地電極側貴金属チップが設けられる
上記（１）〜（５）のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法。
（１） 筒状の主体金具と、
当該主体金具に嵌め込まれ、当該主体金具の先端部から自身の先端部が露出される筒状の絶縁体と、
当該絶縁体の前記先端部から自身の先端部が露出されるように当該絶縁体内に配置され、該先端部に金属チップが溶接により固着される中心電極と、
前記主体金具に自身の基端部が結合され、且つ自身の先端部が前記中心電極の前記金属チップに対して径方向に離間配置される接地電極と、を備え、
所定の火花放電ギャップが前記接地電極の前記先端部と前記中心電極の前記金属チップとの間に形成されるスパークプラグの製造方法であって、
前記金属チップが前記中心電極の前記先端部に溶接される際に、前記主体金具に前記基端部が結合された前記接地電極の前記先端部に対して、前記金属チップが前記所定の火花放電ギャップが形成される位置になるように前記径方向で位置決めされた状態とされた上で、該金属チップが前記中心電極の前記先端部に溶接される
スパークプラグの製造方法。
（２） 前記金属チップは、円柱状に形成されており、
前記接地電極は、前記主体金具の周方向に所定の間隔で複数配置され、そして
前記金属チップが前記中心電極の前記先端部に溶接される前に、複数の前記接地電極の前記先端部と前記金属チップとの間に前記所定の火花放電ギャップがそれぞれ形成されるように、前記金属チップの径が選択される
上記（１）に記載のスパークプラグの製造方法。
（３） 前記金属チップは、抵抗溶接により前記中心電極の前記先端部に固着される
上記（１）又は（２）に記載のスパークプラグの製造方法。
（４） 前記金属チップは、貴金属チップの一端部にＮｉ合金チップをレーザ溶接により接合してなるものであり、前記Ｎｉ合金チップが前記中心電極の前記先端部に溶接される
上記（１）〜（３）のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法。
（５） 前記中心電極の、前記金属チップに対する接合部がＮｉ合金からなる
上記（４）に記載のスパークプラグの製造方法。
（６） 前記接地電極の前記先端部に、前記金属チップと前記所定の火花放電ギャップを形成するように、接地電極側貴金属チップが設けられる
上記（１）〜（５）のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法。
上記（１）の構成によれば、金属チップが中心電極の先端部に溶接される際に、主体金具に基端部が結合された接地電極の先端部に対して、金属チップが所定の火花放電ギャップが形成される位置になるように径方向で位置決めされた状態とされた上で、この金属チップが中心電極の先端部に溶接されるので、組み付け後に接地電極を中心電極の金属チップに対して接近或いは離間方向に曲げ変形させることなく、適正な値の火花放電ギャップを容易に得ることができる。
上記（２）の構成によれば、前記金属チップが前記中心電極の前記先端部に溶接される前に、複数の接地電極の先端部と金属チップとの間に所定の火花放電ギャップがそれぞれ形成されるように、金属チップの径が選択されるので、組み付け後に複数の接地電極を中心電極の金属チップに対して接近或いは離間方向に曲げ変形させることなく、複数の接地電極の先端部と金属チップとの間に適正な値の火花放電ギャップを容易にそれぞれ得ることができる。
上記（３）の構成によれば、金属チップが抵抗溶接により中心電極の先端部に固着されるので、金属チップの位置決め精度を高めることができると共に、固着作業の容易化を図ることができる。
上記（４）の構成によれば、金属チップが、貴金属チップの一端部にＮｉ合金チップをレーザ溶接により接合してなるものであり、この金属チップのうちＮｉ合金チップを中心電極の先端部に溶接するので、金属チップの剥離を防止することができスパークプラグの長寿命化を図ることができる。
上記（５）の構成によれば、中心電極の、金属チップに対する接合部がＮｉ合金からなるので、これら接合部の耐剥離性の向上を図ることができる。
上記（６）の構成によれば、接地電極の先端部に貴金属チップが設けられる場合においても、中心電極や絶縁体等の組み付け後に接地電極を中心電極の貴金属チップに対して接近或いは離間方向に曲げ変形させることなく、中心電極の貴金属チップと接地電極の貴金属チップとの間に適正な値の火花放電ギャップを容易に得ることができる。
上記（２）の構成によれば、前記金属チップが前記中心電極の前記先端部に溶接される前に、複数の接地電極の先端部と金属チップとの間に所定の火花放電ギャップがそれぞれ形成されるように、金属チップの径が選択されるので、組み付け後に複数の接地電極を中心電極の金属チップに対して接近或いは離間方向に曲げ変形させることなく、複数の接地電極の先端部と金属チップとの間に適正な値の火花放電ギャップを容易にそれぞれ得ることができる。
上記（３）の構成によれば、金属チップが抵抗溶接により中心電極の先端部に固着されるので、金属チップの位置決め精度を高めることができると共に、固着作業の容易化を図ることができる。
上記（４）の構成によれば、金属チップが、貴金属チップの一端部にＮｉ合金チップをレーザ溶接により接合してなるものであり、この金属チップのうちＮｉ合金チップを中心電極の先端部に溶接するので、金属チップの剥離を防止することができスパークプラグの長寿命化を図ることができる。
上記（５）の構成によれば、中心電極の、金属チップに対する接合部がＮｉ合金からなるので、これら接合部の耐剥離性の向上を図ることができる。
上記（６）の構成によれば、接地電極の先端部に貴金属チップが設けられる場合においても、中心電極や絶縁体等の組み付け後に接地電極を中心電極の貴金属チップに対して接近或いは離間方向に曲げ変形させることなく、中心電極の貴金属チップと接地電極の貴金属チップとの間に適正な値の火花放電ギャップを容易に得ることができる。
本発明によれば、中心電極や絶縁体等の組み付け後に接地電極を中心電極の金属チップに対して接近或いは離間方向に曲げ変形させることなく、適正な値の火花放電ギャップを容易に得ることができるスパークプラグの製造方法を提供することができる。
以下、本発明に係るスパークプラグの製造方法の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本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を示す断面図である。
図１は本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を示す断面図である。
図１に示すスパークプラグ１００は、筒状の主体金具１１と、この主体金具１１に嵌め込まれ、この主体金具１１の先端部１１ａから自身の先端部１２ａが露出された筒状の絶縁体１２と、この絶縁体１２の先端部１２ａから自身の先端部１３ａが露出されるようにこの絶縁体１２内に配置され、円柱状の金属チップ（貴金属チップ）２１が先端部１３ａに溶接により固着される中心電極１３と、主体金具１１の先端部１１ａに自身の基端部１４ａが溶接接合され、且つ自身の先端部１４ｂが中心電極１３の貴金属チップ２１に対して径方向に対向するように離間配置された接地電極１４等を主に備えて構成されている。
なお、以下の説明において、主体金具１１の軸方向において中心電極１３が配置される側を前方側、これと反対側（端子金具１７が配置される側）を後方側として説明する。
なお、以下の説明において、主体金具１１の軸方向において中心電極１３が配置される側を前方側、これと反対側（端子金具１７が配置される側）を後方側として説明する。
主体金具１１は炭素鋼等で形成されており、主体金具１１の外周面には、例えば内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられるための取付け用のねじ部１５が形成されている。そして、アルミナ等のセラミックス焼成体からなる絶縁体１２には、軸方向に形成された貫通孔１６の後方側（図中上方）の端部に端子金具１７がその後端部１７ａが露出された状態で挿入・固定されており、前方側（図中下方）の端部に中心電極１３がその先端部１３ａが露出された状態で挿入・固定されている。
また、貫通孔１６内において端子金具１７と中心電極１３との中間部には、抵抗体１８が配置されており、そしてこの抵抗体１８の軸方向両端部には、導電性ガラスシール層１９，２０が配置されている。即ち、この抵抗体１８及び導電性ガラスシール層１９，２０を介して中心電極１３と端子金具１７とは電気的に接続されていることになる。これら導電性ガラスシール層１９，２０及び抵抗体１８は、導電性結合層を形成するものである。
なお、抵抗体１８を省略して、端子金具１７と中心電極１３とを単一の導電性ガラスシール層で接合するようにしてもよい。
なお、抵抗体１８を省略して、端子金具１７と中心電極１３とを単一の導電性ガラスシール層で接合するようにしてもよい。
中心電極１３は、例えば、インコネル（Ｉｎｃｏｎｅｌ：商標名）等の耐熱性及び耐食性に優れたＮｉ合金により円柱状に形成されており、この中心電極１３の先端部１３ａには、円柱状の貴金属チップ２１が溶接により固着されている。
接地電極１４は、耐熱性及び耐食性に優れたＮｉ合金により角柱状に形成されており、基部１４ａが主体金具１１の先端部１１ａに溶接により接合され、その中間部に曲部１４ｃを有して略Ｌ字型に屈曲して、先端部１４ｂが中心電極１３の貴金属チップ２１に対して径方向に対向するように離間配置されている。
これにより、中心電極１３の貴金属チップ２１と、接地電極１４の先端部１４ｂとの間には、火花放電ギャップｇが形成されることになる。火花放電ギャップｇの距離は、例えば、略０．９ｍｍ程度として設定される。そして、この状態で接地電極１４の先端部１４ｂと中心電極１３の貴金属チップ２１との間に高電圧が印加されることにより、火花放電ギャップｇに火花放電させて、本実施形態のスパークプラグ１００がエンジンの着火源として機能することになる。
また、中心電極１３の貴金属チップ２１に使用される貴金属としては、イリジウム（Ｉｒ）を主成分として、Ｐｔ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ｗ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ａｌ，Ａｌ２Ｏ３，Ｙ，Ｙ２Ｏ３等の添加物を少なくとも１種含有した合金や、白金（Ｐｔ）を主成分として、Ｉｒ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ｗ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｅ等の添加物を少なくとも１種含有した合金等、耐酸化性が高く、且つ耐火花消耗性の優れた材料が使用される。
なお、本発明によれば、チップ２１が貴金属に限らず、他の金属（例えば、中心電極１３と同様のＮｉ合金）も用いることもできる。
なお、本発明によれば、チップ２１が貴金属に限らず、他の金属（例えば、中心電極１３と同様のＮｉ合金）も用いることもできる。
次に、図２〜図４を参照して、本発明に係るスパークプラグ１００の製造方法の第１実施形態について説明する。
図２（ａ）、（ｂ）は本発明に係るスパークプラグの製造方法の第１実施形態を説明するための工程図であり、図３は貴金属チップの位置決め方法の一例を説明するための説明図であり、図４は貴金属チップの位置決め方法の他の例を説明するための説明図である。
図２（ａ）、（ｂ）は本発明に係るスパークプラグの製造方法の第１実施形態を説明するための工程図であり、図３は貴金属チップの位置決め方法の一例を説明するための説明図であり、図４は貴金属チップの位置決め方法の他の例を説明するための説明図である。
本実施形態のスパークプラグ１００の製造方法は、図２（ａ）に示すように、主体金具１１の先端部１１ａに溶接接合した柱状の接地電極１４に予め曲げ加工及び先端部１４ｂの打抜き加工が行われている。そして、中心電極１３の先端部１３ａの先端面に貴金属チップ２１が溶接接合されていない状態のスパークプラグ１００（以下、プラグ本体１００Ａという）は、例えば不図示のＸＹステージ等に保持されている。また、ＸＹステージ等に保持されたプラグ本体１００Ａの中心電極１３の先端部１３ａの先端面には、図２（ｂ）に示すように、抵抗溶接器３０の陽極側部材３１が軸方向に移動可能に対向配置され、抵抗溶接器３０の負極側部材３２は、中心電極１３の先端部１３ａに接触した状態で配置される。
抵抗溶接器３０の陽極側部材３１は、前述のＸＹステージ等により、中心電極１３の先端部１３ａと略同軸位置に位置することになり、その内部には、貴金属チップ２１を吸引保持するための吸引孔３１ａが設けられている。そして、陽極側部材３１の吸引孔３１ａにより単体の貴金属チップ２１が吸引保持された状態で、この陽極側部材３１が軸方向に中心電極１３の先端部１３ａの先端面に向けて接近移動され、この状態で、例えば、図３に示すように、接地電極１４の先端部１４ｂと貴金属チップ２１とのギャップがプラグ本体１００Ａの径方向外方からＣＣＤカメラ３２等により撮影される。
なお、このとき、ＣＣＤカメラ３２のプラグ本体１００Ａの反対側には、接地電極１４の先端部１４ｂと貴金属チップ２１とのギャップに向けて光を照射する照射装置３３が配置されている。
なお、このとき、ＣＣＤカメラ３２のプラグ本体１００Ａの反対側には、接地電極１４の先端部１４ｂと貴金属チップ２１とのギャップに向けて光を照射する照射装置３３が配置されている。
ここで、ＣＣＤカメラ３２により撮影された画像データは、制御装置３４の画像処理部により画像処理され、接地電極１４の先端部１４ｂと貴金属チップ２１とのギャップが検出される。そして、制御装置３４は、この検出値が所定の火花放電ギャップｇとなるように、ＸＹステージの駆動系（例えばサーボモータ）３５を制御して、陽極側部材３１の吸引孔３１ａにより吸引保持された貴金属チップ２１に対してプラグ本体１００Ａを径方向に接近或いは離間移動させる。これにより、接地電極１４の先端部１４ｂに対して、単体の貴金属チップ２１が、所定の火花放電ギャップｇが形成される位置になるように径方向で位置決めされた状態となる。
そして、このように、貴金属チップ２１が位置決めされた上で、貴金属チップ２１を吸引保持した状態の陽極側部材３１が、中心電極１３の先端部１３ａの先端面に向けて軸方向に更に接近移動されて貴金属チップ２１が中心電極１３の先端部１３ａの先端面に当接され、この状態で抵抗溶接器３０の電源３６が投入されることにより｛図２（ｂ）参照｝、貴金属チップ２１が中心電極１３の先端部１３ａの先端面に溶接により固着される。その後、陽極側部材３１による貴金属チップ２１の吸引が解除されて抵抗溶接器３０が退避され、プラグ本体１００Ａに貴金属チップ２１が固着されたスパークプラグ１００がＸＹステージから取り外されることにより、スパークプラグ１００の製造が完了する。
なお、本実施形態では、貴金属チップ２１の位置決めをＣＣＤカメラ３２等によるギャップの撮影データを利用して行っているが、貴金属チップ２１の位置決め方法は特に限定されず、例えば、図４に示すように、絶縁体からなる位置決めスリーブ４０を用いて貴金属チップ２１の位置決めを行うようにしてもよい。
この場合には、図４に示すように、この位置決めスリーブ４０の端部には、単体の貴金属チップ２１の先端部を嵌合保持するための保持孔４１が設けられている。また、位置決めスリーブ４０の内部には、保持孔４１に保持された貴金属チップ２１に接触する抵抗溶接器３０Ａの陽極側部材４２が嵌め込まれている。
なお、図４の例では、陽極側部材４２は、中実状とされ、貴金属チップ２１は、基端部にフランジ２１ｃが形成されている。
なお、図４の例では、陽極側部材４２は、中実状とされ、貴金属チップ２１は、基端部にフランジ２１ｃが形成されている。
そして、位置決めスリーブ４０の保持孔４１に保持された貴金属チップ２１のフランジ２１ｃが、不図示の支持装置に支持されたプラグ本体１００Ａの中心電極１３の先端部１３ａの先端面に当接されると共に、位置決めスリーブ４０の外周部を接地電極１４の先端部１４ｂに当接されることにより、接地電極１４の先端部１４ｂと貴金属チップ２１とのギャップが、所定の火花放電ギャップｇが形成される位置になるように貴金属チップ２１が径方向で位置決めされる。
そして、貴金属チップ２１が位置決めされた上で、抵抗溶接器３０Ａの電源３６が投入されることにより、貴金属チップ２１が中心電極１３の先端部１３ａの先端面に溶接により固着される。その後、位置決めスリーブ４０と共に抵抗溶接器３０Ａが退避され、プラグ本体１００Ａに貴金属チップ２１が固着されたスパークプラグ１００が支持装置から取り外されることで、スパークプラグ１００の製造が完了する。
以上説明したように、本実施形態のスパークプラグ１００の製造方法によれば、貴金属チップ２１が中心電極１３の先端部１３ａに溶接する際に、主体金具１１の先端部１１ａに基端部１４ａが結合された接地電極１４の先端部１４ｂに対して、単体の貴金属チップ２１が所定の火花放電ギャップｇが形成される位置になるように径方向で位置決めした状態とされた上で、この貴金属チップ２１が中心電極１３の先端部１３ａに溶接されるので、組み付け後に接地電極１４を中心電極１３の貴金属チップ２１に対して接近或いは離間方向に曲げ変形させることなく、適正な値の火花放電ギャップｇを容易に得ることができる。
また、貴金属チップ２１が抵抗溶接により中心電極１３の先端部１３ａに固着されるので、貴金属チップ２１の位置決め精度を高めることができると共に、固着作業の容易化を図ることができる。
次に、図５を参照して、本発明に係るスパークプラグの製造方法の第２実施形態について説明する。
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係るスパークプラグの製造方法の第２実施形態を説明するための図である。
なお、上記第１実施形態に対して重複又は相当する部分については、同一符号を付して説明する。
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係るスパークプラグの製造方法の第２実施形態を説明するための図である。
なお、上記第１実施形態に対して重複又は相当する部分については、同一符号を付して説明する。
本実施形態では、主体金具１１の先端部１１ａに３本の接地電極１４が周方向に略等間隔で溶接接合されている。３本の接地電極１４には、前述の第１実施形態と同様に、予め曲げ加工及び先端部１４ｂの打抜き加工が行われている。そして、３本の接地電極１４を有するプラグ本体１００Ａが不図示の支持装置により支持されており、図３にて説明したような、不図示のＣＣＤカメラ等によりプラグ本体１００Ａの３本の接地電極１４側の端部が軸方向上方から撮影され、撮影された画像データに対して不図示の制御装置の画像処理部により画像処理が施される。この画像処理では、３本の接地電極１４の先端部１４ｂの打抜き径Ｓから貴金属チップ２１の中心座標Ｏが検出され、打抜き径Ｓ、中心座標Ｏ及び火花放電ギャップｇの各値に基づいて、３本の接地電極１４の先端部１４ｂと貴金属チップ２１とのギャップにおいて火花放電ギャップｇがそれぞれ形成されるように、円柱状の貴金属チップ２１の直径（径）が算出される。
そして、貴金属チップ２１が中心電極１３の先端部１３ａに溶接される前に、算出された直径の貴金属チップ２１が選択され、この直径が選択された貴金属チップ２１は、制御装置により制御されるマニピュレータ、ＸＹステージの駆動系等により中心電極１３の先端部１３ａの先端面に貴金属チップ２１の中心が中心座標Ｏに一致するように載置される。これにより、貴金属チップ２１が中心電極１３の先端部１３ａに溶接される際に、３本の接地電極１４の先端部１４ｂに対して、単体の貴金属チップ２１が所定の火花放電ギャップｇが形成される位置になるように径方向で位置決めされた状態となる。
なお、算出された直径の貴金属チップ２１を選択する際には、予め直径の異なる複数の貴金属チップ２１を用意して、その中から前記算出された直径の貴金属チップ２１を選択してもよいし、或いは算出された直径になるように貴金属チップ２１に加工をその都度施すようにしてもよい。
なお、算出された直径の貴金属チップ２１を選択する際には、予め直径の異なる複数の貴金属チップ２１を用意して、その中から前記算出された直径の貴金属チップ２１を選択してもよいし、或いは算出された直径になるように貴金属チップ２１に加工をその都度施すようにしてもよい。
そして、貴金属チップ２１が位置決めされた後、前述した実施形態と同様にして、不図示の抵抗溶接器の電源が投入されることにより、貴金属チップ２１が中心電極１３の先端部１３ａの先端面に溶接により固着される。その後、抵抗溶接器が退避され、プラグ本体１００Ａに貴金属チップ２１が固着されたスパークプラグ１００が支持装置から取り外されることで、スパークプラグ１００の製造が完了する。
以上説明したように、本実施形態のスパークプラグ１００の製造方法によれば、貴金属チップ２１が中心電極１３の先端部１３ａに溶接される前に、３本の接地電極１４の先端部１４ｂと貴金属チップ２１との間に所定の火花放電ギャップｇがそれぞれ形成されるように、最適な直径の貴金属チップ２１が選択されるので、組み付け後に３本の接地電極１４を中心電極１３の貴金属チップ２１に対して接近或いは離間方向に曲げ変形させることなく、３本の接地電極１４の先端部１４ｂと貴金属チップ２１との間に適正な値の火花放電ギャップを容易にそれぞれ得ることができる。
次に、図６を参照して、本発明に係るスパークプラグの製造方法の第３実施形態について説明する。
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係るスパークプラグの製造方法の第３実施形態を説明するための図である。
なお、上記第１実施形態に対して重複又は相当する部分については、同一符号を付して説明する。
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係るスパークプラグの製造方法の第３実施形態を説明するための図である。
なお、上記第１実施形態に対して重複又は相当する部分については、同一符号を付して説明する。
本実施形態では、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、予めＩｒ合金（例えば、Ｉｒ−２０Ｒｈ）等の貴金属チップ２１ａの一端部にＮｉ合金チップ２１ｂがレーザ溶接により溶接接合された金属チップ２１を準備し、この金属チップ２１のうち、Ｎｉ合金チップ（例えばＩＮＣ６０１）２１ｂを中心電極１３の先端部１３ａの先端面に、例えば、前述の第１の実施形態で用いた抵抗溶接器３０により溶接している。また、本実施形態では、接地電極１４の先端部１４ｂにおいて、貴金属チップ２１ａに対して径方向に対向する位置に、貴金属チップ（例えば、Ｐｔ−１０Ｎｉ）２２が溶接接合されている。
なお、金属チップ２１の位置決め方法は、前述の第１実施形態と同様の方法を用いることができる。この場合、図３で説明した位置決め方法では、金属チップ２１と接地電極１４の貴金属チップ２２とのギャップをＣＣＤカメラ３２により撮影し、図４で説明した位置決め方法では、位置決めスリーブ４０の外周部を接地電極１４の貴金属チップ２２に当接させる。
以上説明したように、本実施形態のスパークプラグ１００の製造方法によれば、主体金具１１の先端部１１ａに基端部１４ａが溶接接合された接地電極１４の先端部１４ｂに、貴金属チップ２２が設けられる場合においても、この貴金属チップ２２対して、単体の金属チップ２１を所定の火花放電ギャップが形成される位置になるように径方向で位置決めされた状態とされた上で、この金属チップ２１を中心電極１３の先端部１３ａに溶接するので、組み付け後に接地電極１４を中心電極１３の金属チップ２１に対して接近或いは離間方向に曲げ変形させることなく、適正な値の火花放電ギャップｇを容易に得ることができる。
また、金属チップ２１におけるＮｉ合金チップ２１ｂと中心電極１３の先端部１３ａ（金属チップ２１に対する接合部）とを同一の熱膨張係数の素材であるＮｉ合金としているので、金属チップ２１の剥離を防止して、スパークプラグ１００の長寿命化を図ることができる。
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、前述した実施形態では、中心電極１３の金属チップ（貴金属チップ）２１に対して径方向に対向する位置に接地電極１４の先端部１４ｂ（或いは貴金属チップ２２）を離間配置した場合を例示したが、これに限定されず、中心電極１３の金属チップ（貴金属チップ）２１に対して軸方向にずれた状態で、接地電極１４の先端部１４ｂ（或いは貴金属チップ２２）を径方向に離間配置した場合にも本発明を適用できるのは勿論である。
また、前述した実施形態では、金属チップ（貴金属チップ）２１は抵抗溶接により中心電極１３の先端部１３ａの先端面に固着しているが、これに限定されず、レーザ溶接により金属チップ（貴金属チップ）２１を中心電極１３の先端部１３ａの先端面に固着しても良い。レーザ溶接を適用することで、金属チップ（貴金属チップ）２１と中心電極１３の先端部１３ａとの固着強度を高めることができる。また、レーザ溶接を行うための装置は、抵抗溶接を行うための装置に比べて、金属チップ（貴金属チップ）２１及び中心電極１３に電流を流すための電極部材を省くことができるので、装置構成を簡便にでき、ひいては、製造コストを低減することができる。なお、金属チップ（貴金属チップ）２１の位置決め精度を確保しつつ金属チップ（貴金属チップ）２１と中心電極１３の先端部１３ａとの固着強度を高めるには、中心電極１３の先端部１３ａの先端面に金属チップ（貴金属チップ）２１を抵抗溶接にて仮固着した後、両者をレーザ溶接にて固着すると良い。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２００８年４月２３日出願の日本特許出願（特願２００８−１１２１６０）、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１１ 主体金具
１１ａ 主体金具の先端部
１２ 絶縁体
１２ａ 絶縁体の先端部
１３ 中心電極
１３ａ 中心電極の先端部
１４ 接地電極
１４ａ 接地電極の基端部
１４ｂ 接地電極の先端部
２１ 金属チップ（貴金属チップ）
２１ａ 貴金属チップ
２１ｂ Ｎｉ合金チップ
２１ｃ フランジ
２２ 貴金属チップ
１００ スパークプラグ
ｇ 火花放電ギャップ
１１ａ 主体金具の先端部
１２ 絶縁体
１２ａ 絶縁体の先端部
１３ 中心電極
１３ａ 中心電極の先端部
１４ 接地電極
１４ａ 接地電極の基端部
１４ｂ 接地電極の先端部
２１ 金属チップ（貴金属チップ）
２１ａ 貴金属チップ
２１ｂ Ｎｉ合金チップ
２１ｃ フランジ
２２ 貴金属チップ
１００ スパークプラグ
ｇ 火花放電ギャップ
Claims (6)
- 筒状の主体金具と、
当該主体金具に嵌め込まれ、当該主体金具の先端部から自身の先端部が露出される筒状の絶縁体と、
当該絶縁体の前記先端部から自身の先端部が露出されるように当該絶縁体内に配置され、該先端部に金属チップが溶接により固着される中心電極と、
前記主体金具に自身の基端部が結合され、且つ自身の先端部が前記中心電極の前記金属チップに対して径方向に離間配置される接地電極と、を備え、
所定の火花放電ギャップが前記接地電極の前記先端部と前記中心電極の前記金属チップとの間に形成されるスパークプラグの製造方法であって、
前記金属チップが前記中心電極の前記先端部に溶接される際に、前記主体金具に前記基端部が結合された前記接地電極の前記先端部に対して、前記金属チップが前記所定の火花放電ギャップが形成される位置になるように前記径方向で位置決めされた状態とされた上で、該金属チップが前記中心電極の前記先端部に溶接される
スパークプラグの製造方法。 - 前記金属チップは、円柱状に形成されており、
前記接地電極は、前記主体金具の周方向に所定の間隔で複数配置され、そして
前記金属チップが前記中心電極の前記先端部に溶接される前に、複数の前記接地電極の前記先端部と前記金属チップとの間に前記所定の火花放電ギャップがそれぞれ形成されるように、前記金属チップの径が選択される
請求項１に記載のスパークプラグの製造方法。 - 前記金属チップは、抵抗溶接により前記中心電極の前記先端部に固着される
請求項１又は２に記載のスパークプラグの製造方法。 - 前記金属チップは、貴金属チップの一端部にＮｉ合金チップをレーザ溶接により接合してなるものであり、前記Ｎｉ合金チップが前記中心電極の前記先端部に溶接される
請求項１〜３のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法。 - 前記中心電極の、前記金属チップに対する接合部がＮｉ合金からなる
請求項４に記載のスパークプラグの製造方法。 - 前記接地電極の前記先端部に、前記金属チップと前記所定の火花放電ギャップを形成するように、接地電極側貴金属チップが設けられる
請求項１〜５のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法。
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