(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心電極（２）と接地電極（３）との間で火花を発生させるとともに、端子部（６）が設けられたステム（７）と前記中心電極（２）との間に電気抵抗部（８）を有するスパークプラグの製造方法であって、
前記中心電極（２）及び前記ステム（７）が組み付けられる碍子（５）に、粉末状の抵抗材を充填する抵抗体充填工程と、
前記抵抗材が充填された複数本の前記碍子（５）をトレイ（１０）に装着するとともに、前記トレイ（１０）を搬出入口から炉内に搬入して前記碍子（５）を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程を終えた複数本の前記碍子（５）を炉から出して、前記ステム（７）を前記碍子（５）に押し込む押し込み工程とを備え、
前記トレイ（１０）として、空気の流れを遮る風防板（１３）が前記搬出入口側に設けられたトレイを用いることを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【請求項２】
前記風防板（１３）は、前記碍子（５）のうち少なくとも前記電気抵抗部（８）に対応する部位を覆うように構成されてい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。
【請求項３】
中心電極（２）と接地電極（３）との間で火花を発生させるとともに、端子部（６）が設けられたステム（７）と前記中心電極（２）との間に電気抵抗部（８）を有するスパークプラグの製造方法であって、
前記中心電極（２）及び前記ステム（７）が組み付けられる碍子（５）に、粉末状の抵抗材を充填する抵抗体充填工程と、
前記抵抗材が充填された複数本の前記碍子（５）をトレイ（１０）に装着するとともに、前記トレイ（１０）を搬出入口から炉内に搬入して前記碍子（５）を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程を終えた複数本の前記碍子（５）を炉から出して、前記ステム（７）を前記碍子（５）に押し込む押し込み工程とを備え、
前記トレイ（１０）として、前記トレイ（１０）に装着された前記碍子（５）のうち、前記搬出入口と反対側に装着された前記碍子（５）が前記搬出入口側に装着された前記碍子（５）より冷え易い形状を有するものを用いることを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【請求項４】
前記トレイ（１０）には、前記碍子（５）を挿入装着するための穴部（１２）が形成されており、
さらに、前記搬出入口側における前記穴部（１２）の深さが、前記搬出入口側と反対側における前記穴部（１２）の深さより大きい前記穴部（１２）を有する前記トレイ（１０）を用いることを特徴とする請求項３に記載のスパークプラグの製造方法。
【請求項５】
前記電気抵抗部（８）の抵抗値は、３ｋΩ以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のスパークプラグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中心電極と接地電極との間で火花を発生させるとともに、ステムと中心電極との間に電気抵抗部（レジスタ）を有するスパークプラグの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スパークプラグの製造方法の概略は、特開平１１−２５１０３３号公報にも記載されているように、以下のようなものである。
【０００３】
すなわち、アルミナ製の碍子にガラスを主成分とする粉末状の抵抗材を充填し、この抵抗材が充填された複数本の碍子を炉内で加熱する。次に、加熱を終えた複数本の碍子を炉から取り出して、炉内より低い雰囲気温度内でステムを加圧して碍子にステムを押し込んだ後、接地電極が設けられたハウジングを碍子にカシメ固定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、碍子内にてステムと中心電極との間に設けられた電気抵抗部（レジスタ）は、炭素粉末を混合したガラスを主成分としてする粉末状の抵抗材を炉内で焼結することにより形成されるが、このレジスタの電気抵抗値は、通常、抵抗材を構成する材料の成分比及び炉内での加熱温度によって決定される。
【０００５】
そこで、発明者は、電気抵抗値のばらつきを小さくするべく、抵抗材を構成する材料の成分比及び炉内での加熱温度を厳重に管理していたが、特に、電気抵抗値が高い（３ｋΩ以上）のレジスタでは、電気抵抗値が大きくばらついてしまい、上記手段のみでは、電気抵抗値のばらつきを十分に小さくすることができなかった。そこで、発明者等は、電気抵抗値のばらつきの原因をさらに調査したところ、以下の点が明らかになった。
【０００６】
すなわち、発明者の詳細な調査によると、レジスタの電気抵抗値は、抵抗材を構成する材料の成分比及び炉内での加熱温度のみによって決定されるものではなく、冷却速度によって炭素鋼の機械的性質（硬度や引張強度）が変化するように、冷却速度が大きくなると、これに応じてレジスタの電気抵抗値が大きくなってしまうことを発見した。
【０００７】
このため、抵抗材を構成する材料の成分比及び炉内での加熱温度を厳重に管理しても、加熱を終えた碍子を炉内から取り出すために炉の搬出入口を開いたときに搬出入口から炉内に流れ込む空気により、トレイに装着された複数本の碍子のうち搬出入口側の装着された碍子が、搬出入口と反対側に装着された碍子より早く冷却されてしまうので、搬出入口側の碍子と反搬出入口側の碍子とレジスタの電気抵抗値が大きく相違してしまう。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、スパークプラグの電気抵抗値のばらつきを小さくすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、碍子（５）に、粉末状の抵抗材を充填する抵抗体充填工程と、抵抗材が充填された複数本の碍子（５）をトレイ（１０）に装着するとともに、トレイ（１０）を搬出入口から炉内に搬入して碍子（５）を加熱する加熱工程と、加熱工程を終えた複数本の碍子（５）を炉から出して、ステム（７）を碍子（５）に押し込む押し込み工程とを備え、トレイ（１０）として、空気の流れを遮る風防板（１３）が搬出入口側に設けられたトレイを用いることを特徴とする。
【００１２】
これにより、加熱工程が終了してトレイ（１０）を炉から取り出す際に、搬出入口側の碍子（５）が搬出入口から炉内に流入する空気に直接に晒されて冷却されてしまうことを防止できる。
【００１３】
したがって、加熱工程を終えた複数本の碍子（５）が略均一に冷却されるように、複数本の碍子（５）を炉から取り出すことができるので、搬出入口側の碍子（５）と搬出入口と反対側の碍子（５）とで電気抵抗体（８）の電気抵抗値が大きく相違してしまうことを防止できる。延いては、スパークプラグの電気抵抗値のばらつきを小さくすることができるので、スパークプラグの歩留まりが向上し、スパークプラグ１の製造原価を低減することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、風防板（１３）は、碍子（５）のうち少なくとも電気抵抗体（８）に対応する部位を覆うように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
これにより、電気抵抗体（８）の電気抵抗値のばらつきをより確実に小さくすることができる。
【００１７】
これにより、加熱工程が終了してトレイ（１０）を炉から取り出す際に、搬出入口側の碍子（５）が搬出入口から炉内に流入する空気に直接に晒されて冷却されてしまうことを防止できる。
【００１８】
したがって、加熱工程を終えた複数本の碍子（５）が略均一に冷却されるように、複数本の碍子（５）を炉から取り出すことができるので、搬出入口側の碍子（５）と搬出入口と反対側の碍子（５）とで電気抵抗体（８）の電気抵抗値が大きく相違してしまうことを防止できる。延いては、スパークプラグの電気抵抗値のばらつきを小さくすることができるので、スパークプラグの歩留まりが向上し、スパークプラグ１の製造原価を低減することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明では、碍子（５）に、粉末状の抵抗材を充填する抵抗体充填工程と、抵抗材が充填された複数本の碍子（５）をトレイ（１０）に装着するとともに、トレイ（１０）を搬出入口から炉内に搬入して碍子（５）を加熱する加熱工程と、加熱工程を終えた複数本の碍子（５）を炉から出して、ステム（７）を碍子（５）に押し込む押し込み工程とを備え、トレイ（１０）として、トレイ（１０）に装着された碍子（５）のうち、搬出入口と反対側に装着された碍子（５）が搬出入口側に装着された碍子（５）より冷え易い形状を有するものを用いることを特徴とする。
【００２０】
これにより、搬出入口と反対側における碍子（５）を積極的に冷却することができるので、搬出入口側における碍子（５）の冷却速度と、搬出入口と反対側における碍子（５）の冷却速度とが略同一とすることができる。
【００２１】
したがって、搬出入口側の碍子（５）と搬出入口と反対側の碍子（５）とで電気抵抗体（８）の電気抵抗値が大きく相違してしまうことを防止できるので、スパークプラグの電気抵抗値のばらつきを小さくすることができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明では、トレイ（１０）には、碍子（５）を挿入装着するための穴部（１２）が形成されており、さらに、搬出入口側における穴部（１２）の深さが、搬出入口側と反対側における穴部（１２）の深さより大きい穴部（１２）を有するトレイ（１０）を用いることを特徴とする。
【００２３】
これにより、電気抵抗体（８）の電気抵抗値のばらつきをより確実に小さくすることができる。
【００２４】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係るスパークプラグの製造方法を内燃機関用のスパークプラグの製造方法に適用したものであって、図１は車両用内燃機関（エンジン）に用いられるスパークプラグ１の断面図である。
【００２６】
ここで、スパークプラグ１は、中心電極２、接地電極３が設けられたハウジング４、アルミナセラミック（Ａｌ2Ｏ3）等の電気絶縁体からなる碍子５、端子部６が設けられた金属製のステム７、及び碍子５内においてステム７と中心電極２との間に位置して所定の電気抵抗値（本実施形態では、３ｋΩ以上）を有するレジスタ（電気抵抗部）８等からなるもので、中心電極２と接地電極３との間で電気火花（スパーク）を発生させるこにより、ガス状の燃料を着火（爆発）させる。
【００２７】
なお、中心電極２は、例えば、内材がＣｕ等の熱伝導性に優れた金属材料、外材がＮｉ基合金等の耐熱性および耐食性に優れた金属材料により構成された円柱体で、その先端部２ａが碍子５から接地電極３側に露出している。
【００２８】
また、接地電極３はＮｉを主成分とするＮｉ基合金からなるもので、その一端部がハウジング４に溶接された状態で略９０°曲げられて、他端部が中心電極２の先端部２ａと所定の空隙を有して離隔している。
【００２９】
また、レジスタ８は、炭素粉末を混合したガラスを主成分とする粉末状の抵抗材を炉内に焼き固めて（焼結して）円柱状に形成したもので、その長手方向両端側には、導電性ガラスからなるガラスシール層８ａ、８ｂを設けることにより中心電極２側（燃焼室内）と端子６側（燃焼室外）とが連通してしまうことを防止している。
【００３０】
因みに、ハウジング４は、碍子５内にレジスタ８を形成した後、ハウジング４の一部をカシメる（塑性変形させる）ことにより碍子５に機械的に固定されている。
【００３１】
次に、碍子５内にレジスタ８を形成する方法を中心に、本実施形態に係るスパークプラグの製造方法をその工程順に述べる。
【００３２】
図２は碍子５内にレジスタ８を形成する方法の工程を示す工程図であり、先ず、碍子５に中心電極２を組み付け（中心電極組み付け工程（図２（ａ）参照））、その後、ガラスシール層８ｂを形成するために導電性ガラスの粉末材を充填後、加圧する（第１ガラス材充填工程（図８（ｂ）参照））。
【００３３】
次に、碍子５内のうち、第１ガラス材充填工程にて充填した導電性ガラスの粉末材の上に抵抗材を充填後、加圧し（抵抗体充填工程（図８（ｃ）参照））、その後、ガラスシール層８ａを形成するために導電性ガラスの粉末材を碍子５に充填後、ステム７にて加圧する（第２ガラス材充填工程（図８（ｄ）参照））。
【００３４】
そして、抵抗材が充填された複数本の碍子５を、図３に示すように、金属製のトレイ１０に装着し、このトレイ１０ごと複数本の碍子５を搬出入口から電気炉（図示せず。）内に搬入して碍子５を所定温度にて所定時間加熱する（加熱工程（図８（ｅ）参照））。
【００３５】
このとき、トレイ１０には、図４に示すように、矩形状の台座１１に碍子５が挿入装着される装着穴１２が形成されているとともに、図３に示すように、台座１１の一辺側に空気の流れを遮る（遮断する）風防板１３が設けられている。そして、トレイ１０は、風防板１３を電気炉の搬出入口Ｇ側に位置させた状態で搬出入口Ｇから電気炉内に搬入される。
【００３６】
また、風防板１３の高さｈは、図４に示すように、碍子５のうち少なくともレジスタ８に対応する部位が搬出入口Ｇから電気炉内に流入する空気に直接に晒されないように覆うことができるような高さとする必要がある。具体的には、風防板１３の高さｈを第２ガラス材充填工程終了時におけるレジスタ８の高さＨより高くする。
【００３７】
次に、加熱工程を終えた複数本の前記碍子（５）をトレイ１０ごと電気炉から出して、プレスにてステム７を加圧して端子部６が碍子５に接触するまでステム７を碍子５に押し込む（押し込み工程）。なお、押し込み工程は、レジスタ８及びガラスシール層８ａ、８ｂが完全に凝固する前に行う必要があるので、押し込み工程時には、雰囲気温度を少なくとも外気温より高い温度まで上昇させている。
【００３８】
次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述べる。
【００３９】
本実施形態によれば、風防板１３が搬出入口Ｇ側に位置するようにトレイ１０が電気炉内に搬入されるので、加熱工程が終了してトレイ１０を電気炉から取り出す際に、搬出入口Ｇ側の碍子５が搬出入口Ｇから電気炉内に流入する空気に直接に晒されて冷却されてしまうことを防止できる。
【００４０】
したがって、加熱工程を終えた複数本の碍子５が略均一に冷却されるように、複数本の碍子５を電気炉から取り出すことができるので、搬出入口Ｇ側の碍子５と搬出入口Ｇと反対側の碍子５とでレジスタ８の電気抵抗値が大きく相違してしまうことを防止できる。延いては、スパークプラグ１の電気抵抗値のばらつきを小さくすることができるので、スパークプラグ１の歩留まりが向上し、スパークプラグ１の製造原価を低減することができる。
【００４１】
また、風防板１３は、碍子５のうち少なくともレジスタ８に対応する部位を覆うように構成されているので、複数本の碍子５（レジスタ８）の冷却速度を略均一とすることができ、レジスタ８の電気抵抗値のばらつきをより確実に小さくすることができる。
【００４２】
なお、図３に示された風防板１３は、単純な帯状の板であったが、本実施形態は、これに限定されるものではなく、例えば図５に示すような形状であってもよい。因みに、図５（ａ）は風防板１３に複数本のスリット（穴部）１３ａを設けて柵状としたものであり、図５（ｂ）は風防板１３を波状にしたものであり、図５（ｃ）は風防板１３を多数個の孔が形成された網状の部材又はパンチメタルにて構成したものであり、図５（ｄ）は搬出入口Ｇ側の装着穴１２に柱状の部材（ダミー碍子）を装着することにより風防板（風防手段）１３を構成したものであり、（ｅ）はトレイ１０周り全体に風防板１３を設けたものである。
【００４３】
また、本実施形態では、台座１１に風防板１３を溶接により固定したが、本実施形態は、これに限定されるものではなく、例えば台座１１と風防板（風防手段）１３を一体形成してもよい。
【００４４】
（第２実施形態）
上述の実施形態では、風防板１３により搬出入口Ｇ側の碍子５が搬出入口Ｇから電気炉内に流入する空気に直接に晒されることを防止したが、本実施形態は、図６に示すように、装着穴１２の穴深さを、少なくともレジスタ８に対応する部位まで碍子５が装着穴１２に埋まるような深さとしたものである。
【００４５】
これにより、第１実施形態と同様に、加熱工程が終了してトレイ１０を電気炉から取り出す際に、搬出入口Ｇ側の碍子５が搬出入口Ｇから電気炉内に流入する空気に直接に晒されて冷却されてしまうことを防止できる。
【００４６】
（第３実施形態）
上述実施形態では、搬出入口Ｇ側の碍子が冷え難くすることにより、搬出入口Ｇ側における碍子５の冷却速度と、搬出入口Ｇと反対側における碍子５の冷却速度とが略同一となるようにしたが、本実施形態はこれとは逆に、搬出入口Ｇと反対側における碍子５が、搬出入口Ｇ側における碍子５より冷え易い形状を有するトレイ１０を用いることにより、搬出入口Ｇと反対側における碍子５を積極的に冷却して搬出入口Ｇ側における碍子５の冷却速度と、搬出入口Ｇと反対側における碍子５の冷却速度とが略同一となるようにしたものである。
【００４７】
具体的には、図７に示すように、搬出入口Ｇと反対側における台座１１の厚みｔ１を搬出入口Ｇにおける台座１１の厚みｔ２より薄くして、雰囲気（外気）に直に接晒される碍子５の表面積を、搬出入口Ｇ側よりも反搬出入口側を大きくしたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るスパークプラグの半断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るスパークプラグの製造工程を示す説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るスパークプラグの製造方法に使用されるトレイに碍子を装着した状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るスパークプラグの製造方法に使用されるトレイに碍子を装着した状態を示す拡大図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るスパークプラグの製造方法に使用されるトレイの変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るスパークプラグの製造方法に使用されるトレイに碍子を装着した状態を示す拡大図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るスパークプラグの製造方法に使用されるトレイに碍子を装着した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
５…碍子、１０…トレイ、１１…台座、１３…風防板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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