(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状主体金具の金具先端面に複数の外側電極基材を溶接する電極溶接工程と、
外側電極の曲げ形状に対応する成形面を有する曲げ型の前記成形面に、各外側電極基材を押し当てて内方向に塑性変形させる曲げ工程と、
各先端面による隙間を跨ぎ、全ての外側電極基材の前端面に一端面が接合する様に貴金属を溶接する貴金属溶接工程と、
前記貴金属の中央部及び各外側電極基材の先部を打ち抜く打抜き工程とを有する多極スパークプラグの製造方法。
【請求項２】
筒状主体金具の金具先端面に複数の外側電極基材を溶接する電極溶接工程と、
外側電極の曲げ形状に対応する成形面を有する曲げ型の前記成形面に、各外側電極基材を押し当てて内方向に塑性変形させる曲げ工程と、
各外側電極基材の先部を打ち抜く電極打抜き工程と、
打ち抜きにより形成された隙間を跨ぎ、打ち抜かれた全ての外側電極基材の前端面に一端面が接合する様に貴金属を溶接する貴金属溶接工程と、
前記貴金属の中央部を打ち抜く貴金属打抜き工程とを有する多極スパークプラグの製造方法。
【請求項３】
前記外側電極基材は、二つであり、対向状態に前記金具先端面に溶接され、
前記貴金属は、帯状であり、打ち抜き前の外側電極基材の前端面、又は打ち抜き後の外側電極基材の前端面に抵抗溶接される請求項１又は請求項２記載の多極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、外側電極に貴金属を配設した多極スパークプラグの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外側電極に貴金属を配設した多極スパークプラグは、従来より、以下に示す方法で製造されている（図１０参照）。
筒状主体金具の金具先端面に外側電極基材を溶接する。
各外側電極基材を塑性変形させる｛工程(a) ｝。
各外側電極基材の先部を打ち抜き外側電極とする｛工程(b) ｝。
各外側電極の先端に板状の貴金属を溶接する｛工程(c) ｝。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術は、以下に示す課題を有する。
(1) 貴金属を溶接する際、貴金属の位置決めを精度良く行う必要がある。尚、溶接の際に貴金属が位置ズレするとスパークギャップ長がバラつく。
(2) 外側電極の数だけ貴金属を溶接する必要があり、手間がかかる。
【０００４】
本発明の目的は、貴金属を外側電極の前端面に正確に位置決めできる、外側電極に貴金属を配設した多極スパークプラグの製造方法にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為、本発明は、以下の構成を採用した。
（１）多極スパークプラグの製造方法は、筒状主体金具の金具先端面に複数の外側電極基材を溶接する電極溶接工程と、外側電極の曲げ形状に対応する成形面を有する曲げ型の前記成形面に、各外側電極基材を押し当てて内方向に塑性変形させる曲げ工程と、各先端面による隙間を跨ぎ、全ての外側電極基材の前端面に一端面が接合する様に貴金属を溶接する貴金属溶接工程と、前記貴金属の中央部及び各外側電極基材の先部を打ち抜く打抜き工程とを有する。
【０００６】
（２）多極スパークプラグの製造方法は、筒状主体金具の金具先端面に複数の外側電極基材を溶接する電極溶接工程と、外側電極の曲げ形状に対応する成形面を有する曲げ型の前記成形面に、各外側電極基材を押し当てて内方向に塑性変形させる曲げ工程と、各外側電極基材の先部を打ち抜く電極打抜き工程と、打ち抜きにより形成された隙間を跨ぎ、打ち抜かれた全ての外側電極基材の前端面に一端面が接合する様に貴金属を溶接する貴金属溶接工程と、前記貴金属の中央部を打ち抜く貴金属打抜き工程とを有する。
【０００７】
（３）上記（１）又は（２）の構成を有し、前記外側電極基材は、二つであり、対向状態に前記金具先端面に溶接され、前記貴金属は、帯状であり、打ち抜き前の外側電極基材の前端面、又は打ち抜き後の外側電極基材の前端面に抵抗溶接される。
【０００８】
【作用および発明の効果】
〔請求項１について〕
筒状主体金具の金具先端面に複数の外側電極基材を溶接する。
外側電極の曲げ形状に対応する成形面を有する曲げ型の成形面に、各外側電極基材を押し当てて内方向に塑性変形させる。
各先端面による隙間を跨ぎ、全ての外側電極基材の前端面に貴金属の一端面が接合する様に貴金属を溶接する。
貴金属の中央部及び各外側電極基材の先部を打ち抜く。これにより、貴金属及び外側電極基材の先端面（発火面）が面一になり、貴金属が正確に外側電極に位置決めされる。
外側電極基材の前端面への貴金属の溶接作業が一回で済むとともに、貴金属の溶接の際に高い位置決め精度を必要としない。
【０００９】
〔請求項２について〕
筒状主体金具の金具先端面に複数の外側電極基材を溶接する。
外側電極の曲げ形状に対応する成形面を有する曲げ型の成形面に、各外側電極基材を押し当てて内方向に塑性変形させる。
各外側電極基材の先部を打ち抜く。
打ち抜きにより形成された隙間を跨ぎ、全ての外側電極基材の前端面に一端面が接合する様に貴金属を溶接する。
【００１０】
貴金属の中央部を打ち抜く。これにより、外側電極の先端面（発火面）から貴金属が突出する部分の寸法が正確に定まるとともに、貴金属の先端面（発火面）が外側電極に正確に位置決めされる。
打ち抜かれた外側電極基材の前端面への貴金属の溶接作業が一回で済むとともに、貴金属の溶接の際に高い位置決め精度を必要としない。
外側電極の先端面（発火面）から貴金属が突出する為、着火性が向上する。
【００１１】
〔請求項３について〕
二つの外側電極基材は、対向状態に金具先端面に溶接される。
帯状の貴金属は、打ち抜き前の外側電極基材の前端面、又は打ち抜き後の外側電極基材の前端面に抵抗溶接される。
貴金属が帯状であるので、外側電極に形成する貴金属の量を少なくすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施例（請求項２、３に対応）を、図１〜図７に基づいて説明する。
図１に示す様に、二極スパークプラグＡは、筒状の主体金具１と、主体金具１内に嵌め込まれて固定される軸孔２１付の絶縁碍子２と、電極先端３１が碍子先端面２２から突出する様に軸孔２１内に固定される中心電極３と、先端面４１（放電面）が中心電極３の先端外周面３１１と対向する様に、屈曲して金具先端面１１に突設される外側電極４、４とを備える。
【００１３】
主体金具１は、低炭素鋼で製造され、外側電極４、４を金具先端面１１に溶接している。又、主体金具１の先端外周にはネジ１２が螺刻され、ガスケット（図示せず）を介して内燃機関のシリンダヘッド（図示せず）に装着される。
【００１４】
外側電極４は、先端がＬ字状に屈曲し、ニッケル合金材又はニッケル合金材の内部に良熱伝導性の銅を封入した複合電極である。
外側電極４の先端面４１は、円弧面状に形成され中心電極３の先端外周面３１１と同軸的に位置する（図１参照）。
外側電極４、４の前端面（外側面）４２にはＰｔ、Ｐｔ- Ｉｒ合金、Ｉｒ合金等の貴金属４０が溶接され、該貴金属４０が外側電極４、４の先端面４１（発火面）から中心電極３方向に若干、突出している。
【００１５】
絶縁碍子２は、アルミナを主体とするセラミックで製造され、パッキン（図示せず）を介して座面を主体金具１の段部（図示せず）に係止し、主体金具１の上端部（図示せず）を加締める事により、主体金具１の開口から碍子先端部２３が突出する様に主体金具１内に固定される。
【００１６】
中心電極３は、ニッケル合金材の内部に良熱伝導性の銅を封入した複合電極であり、本実施例では外径がφ２．０である。
【００１７】
つぎに、二極スパークプラグＡの製造方法を、図２〜図４の製造工程図｛（α）〜（ε）｝、及び図６の形状変化図｛（ａ）〜（ｄ）｝に基づいて述べる。
【００１８】
(1) 低炭素鋼材（炭素含有率数％）に冷間押し出し等の処理を施し、主体金具（ネジ無し）を製造する。尚、冷間押し出し成形を行わずに、円柱や多角柱状の棒材から切削加工を行って主体金具を製造しても良い。
つぎに、ネジ１２に対応する山形を有する丸形ダイス又は平形ダイス（何れも図示せず）を、主体金具（ネジ無し）の外周に押し付けて転がし、ねじ転造を行う。
【００１９】
(2) つぎに、外側電極基材４０１、４０１を、主体金具１の金具先端面１１に、対向状態に、抵抗溶接等により溶接する｛電極溶接工程；図２の（α）｝。
尚、外側電極基材４０１は、母材のニッケルにＣｒ、Ｍｎ、Ｓｉを加えたニッケル合金（インコネル等）である。
【００２０】
これを塩酸で洗浄し、水洗いした後、主体金具１の内周と外周、及び外側電極基材４０１、４０１に亜鉛メッキを行ない、クロメート処理を施す。更に、外側電極基材４０１、４０１の先端面に潤滑油を塗布する。
【００２１】
(3) プレス成形機により外側電極基材４０１、４０１の成形を行う｛曲げ工程；図２の（β）｝。
プレス成形機は、外側電極４、４の曲げ形状（図１参照）と逆形状の成形面５０１を有する曲げ型５００、主体金具１を曲げ型５００に案内するガイド５０２、及び曲げパンチ５０３等により構成されている。
【００２２】
曲げパンチは、主体金具１の連通孔１３を貫通して外側電極基材４０１、４０１を曲げ型５００の成形面５０１に押し付けて外側電極基材４０１、４０１を塑性変形させる。又、曲げパンチ５０３は、主体金具１の貫通孔１３の係止部１４に当接する肩部５０４、及び外側電極基材４０１、４０１の曲げ高さ（電極の高さ）を決める脚部５０５を有する。
【００２３】
外側電極基材４０１、４０１（潤滑油が塗布されている）の先端面を、曲げ型５００の成形面５０１に接触する様に主体金具１をガイド５０２内に挿入することにより、曲げパンチ５０３が外側電極基材４０１、４０１を略Ｌ字状に折り曲げる。
折り曲げが完了した状態を図５及び図６の（ａ）に示す。
【００２４】
(4) つぎに、プレス成形機により、外側電極基材４０１、４０１の先部を打ち抜く｛電極打ち抜き工程；図２の（γ）｝。
主体金具１の外側電極基材４０１、４０１が打ち抜き型５１０の上端面に接触するようにガイド５１２内に挿入し、中心電極３の外径（φ２．０）より０．２ｍｍ以上大きい隙間直径ｓとなる様に貫通孔１３内から打ち抜きパンチ５１３の先端部が外側電極基材４０１、４０１を打ち抜く。
打ち抜きが完了した状態を図６の（ｂ）に示す。
【００２５】
プレス成形機は、外側電極基材４０１、４０１の先端部より打ち抜かれた打ち抜き屑４０２、４０２を排出する排出孔５１１を有する打ち抜き型５１０、主体金具１を打ち抜き型５１０に案内するガイド５１２、及び主体金具１の内側から外側に向かって移動する打ち抜きパンチ５１３等により構成されている。
【００２６】
(5) つぎに、打ち抜きにより形成された隙間４００を跨ぎ、外側電極４、４の前端面（打ち抜かれた外側電極基材４０１、４０１の前端面４２）に貴金属４０の一端面４０４が接合する様に、後述する溶接機６により帯状の貴金属チップ４０ａを抵抗溶接する｛貴金属溶接工程；図３の（δ）｝。
【００２７】
溶接機６は、図３に示す様に、主体金具１の連通孔１３内に嵌め込まれて係止部１４に係止するアース電極６１と、プラス電極６２等により構成され、貴金属４０を外側電極４、４の前端面４２に載置し、アース電極６１- プラス電極６２間に直流を印加した状態で、プラス電極６２を図示上方から押下させて抵抗溶接を行う。
貴金属チップ４０ａの溶接が完了した状態を図６の（ｃ）に示す。
【００２８】
(6) 主体金具１の外側電極４、４が打ち抜き型７１０の上端面に接触するようにガイド７１１内に挿入し、長さｄの打ち抜き部７１２ａが貴金属チップ４０ａの中央部を打ち抜く｛貴金属打ち抜き工程；図４の（ε）｝。
打ち抜きが完了した状態を図６の（ｄ）、図７に示す。
【００２９】
打ち抜き機７は、貴金属チップ４０ａの打ち抜き屑４０３を排出する排出孔７１３を有する打ち抜き型７１０、主体金具１を打ち抜き型７１０に案内するガイド７１１、及び主体金具１の内側から外側に向かって移動する打ち抜き部７１２ａを有する四角柱状の打ち抜きパンチ７１２等により構成されている。
【００３０】
中心電極３をガラスシールにより挿設した絶縁碍子２を、図７に示す主体金具１の貫通孔１３内に嵌め込んで固定すると、図１に示すスパークプラグＡが完成する。
【００３１】
本実施例のスパークプラグＡは、隙間４００を跨いで外側電極４、４の前端面４２に貴金属チップ４０ａを抵抗溶接し、打ち抜きパンチ７１２で貴金属チップ４０ａの中央部を打ち抜く構成である。この為、以下の利点を有する。
【００３２】
外側電極４、４の先端面４１（発火面）から貴金属４０が突出する部分の寸法が正確に定まる。これにより、貴金属４０の先端面４１（発火面）- 中心電極３の先端外周面３１１間の間隙ｋを正確に形成できる。
【００３３】
又、主体金具１の係止部１４から貴金属４０の前端面までの寸法が正確に規定されるため、絶縁碍子２から突出する中心電極３の電極先端３１の先端面との間の寸法が一定となり着火性が安定する。
【００３４】
外側電極４への貴金属チップ４０ａの溶接作業が一回で済むとともに、貴金属チップ４０ａの溶接の際に高い位置決め精度を必要としない。
外側電極４の先端面４１（発火面）から貴金属４０が突出する為、着火性が向上する。
溶接する貴金属チップ４０ａが帯状であるので、外側電極４に貴金属４０を形成する為の貴金属量を少なくすることができる。
【００３５】
つぎに、本発明の第２実施例（請求項１、２に対応）を、図８、図９に基づいて説明する。
二極スパークプラグＢは、以下の点が二極スパークプラグＡと異なる。
【００３６】
外側電極４、４の前端面４２に溶接される貴金属４０の先端面は円弧状に形成され、外側電極４の先端面４１（放電面）と面一に打ち抜かれ、先端外周面３１１と同軸的に位置する（図８参照）。
【００３７】
つぎに、二極スパークプラグＢの製造方法を、図９の製造工程図｛(a) 〜(c) ｝ととともに述べる。
二極スパークプラグＡの製造と同様、上記(1) 〜(3) の工程を実施する。
外側電極基材４０１、４０１の曲げが完了した状態を図９の（ａ）に示す。
【００３８】
つぎに、各先端面による隙間４００を跨ぎ、外側電極基材４０１、４０１の前端面に貴金属チップ４０ａの一端面４０４が接合する様に、図３に準じた溶接機により帯状の貴金属チップ４０ａを抵抗溶接する。
貴金属チップ４０ａが溶接された状態を図９の（ｂ）に示す。
【００３９】
図４に準じた打ち抜き機により、貴金属チップ４０ａの中央部及び外側電極基材４０１、４０１の先部を打ち抜く。
尚、この打ち抜きに用いる打ち抜き機の打ち抜きパンチの打ち抜き部は、断面が円弧状である。
打ち抜きが完了した状態を図９の（ｃ）に示す。
【００４０】
本実施例のスパークプラグＢは、隙間４００を跨いで外側電極４、４の前端面４２に貴金属チップ４０ａを抵抗溶接し、打ち抜きパンチで、貴金属チップ４０ａの中央部及び側方電極元材４０１、４０１の先部を打ち抜く構成である。この為、以下の利点を有する。
【００４１】
貴金属４０の先端面，及び外側電極４、４の先端面４１（発火面）が面一になり、貴金属４０が正確に外側電極４、４に位置決めされる。
外側電極基材４０１の前端面４２への貴金属チップ４０ａの溶接作業が一回で済むとともに、貴金属チップ４０ａの溶接の際に高い位置決め精度を必要としない。
【００４２】
本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施態様を含む。
ａ．金具先端面１１に突設される外側電極４の数は、二個以上であっても良い。ｂ．貴金属４０の先端面４１や、外側電極基材４０１、４０１の先端面のカット形状は、その他、Ｖ字状、Ｕ字状、波形状、平坦面でも良い。
ｃ．外側電極の横断面は、方形、円形、台形、多角形状であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る二極スパークプラグの正面図（上）、及び上面図（下）である。
【図２】その二極スパークプラグの製造工程を示す製造工程図｛（α）〜（γ）｝である。
【図３】その二極スパークプラグの製造工程を示す製造工程図（δ）である。
【図４】その二極スパークプラグの製造工程を示す製造工程図（ε）である。
【図５】その二極スパークプラグの製造において、曲げ工程終了時点の主体金具の断面図である。
【図６】その二極スパークプラグの製造工程中の形状の変化を示す形状変化図である。
【図７】その二極スパークプラグの製造において、貴金属打ち抜き工程の完了時の主体金具の斜視図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る二極スパークプラグの正面図（上）、及び上面図（下）である。
【図９】その二極スパークプラグの製造工程中の形状の変化を示す形状変化図である。
【図１０】従来技術に係る二極スパークプラグの製造工程中の形状の変化を示す形状変化図である。
【符号の説明】
１      主体金具（筒状主体金具）
２      絶縁碍子
３      中心電極
４      外側電極
１１    金具先端面
４０    貴金属
４０ａ  貴金属チップ（貴金属）
４２    前端面
４００  隙間
４０１  外側電極基材
４０４  一端面
５００  曲げ型
５０１  成形面
Ａ、Ｂ  二極スパーププラグ（多極スパークプラグ）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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