スパークプラグの製造方法、及び、メッキ除去装置
【課題】メッキ剥離用治具の反りや歪みを防止することで、各接地電極について所定範囲に形成されたメッキ層をより確実に除去することができる一方で、主体金具等の表面に形成されたメッキ層の剥離をより確実に防止することができ、ひいては着火性や耐食性の低下をより確実に防止することができる。
【解決手段】メッキ除去装置４１は、複数の保持孔５２を有するメッキ剥離用治具５１を有する。また、メッキ除去装置４１は、接地電極２７が接合された主体金具３を保持孔５２に挿通した状態で、メッキ剥離用治具５１にて保持しつつ、接地電極２７の少なくとも先端部を酸性剥離液ＬＩに浸漬することで接地電極２７の表面に形成された亜鉛メッキ被膜を除去し、亜鉛メッキ層３７を形成する。加えて、メッキ剥離用治具５１は、Ｔｉ又はＴｉを主成分とする合金によって形成されている。
【解決手段】メッキ除去装置４１は、複数の保持孔５２を有するメッキ剥離用治具５１を有する。また、メッキ除去装置４１は、接地電極２７が接合された主体金具３を保持孔５２に挿通した状態で、メッキ剥離用治具５１にて保持しつつ、接地電極２７の少なくとも先端部を酸性剥離液ＬＩに浸漬することで接地電極２７の表面に形成された亜鉛メッキ被膜を除去し、亜鉛メッキ層３７を形成する。加えて、メッキ剥離用治具５１は、Ｔｉ又はＴｉを主成分とする合金によって形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に使用されるスパークプラグの製造技術に係り、特に接地電極の表面に形成されたメッキ層の除去に特徴を有するスパークプラグの製造方法、及び、メッキ除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジン等の内燃機関用のスパークプラグは、例えば軸線方向に延びる中心電極と、その外側に設けられた絶縁体と、当該絶縁体の外側に設けられた筒状の主体金具と、基端部が前記主体金具の先端部に接合された接地電極とを備える。また、接地電極は、その先端部が前記中心電極と対向するように曲げ返されて配置され、中心電極及び接地電極間で火花放電間隙が形成される。
【０００３】
ところで、一般的に主体金具は低炭素鋼等の鉄系材料によって構成されることから、耐食性の向上を図るべく、その表面には亜鉛メッキ層やニッケルメッキ層が形成される。主体金具に前記メッキ層を形成するにあたっては、いわゆるバレルメッキ処理を用いることが、生産性の向上を図る点で有利である。しかしながら、上述の通り、主体金具には接地電極が接合されるが、一般的に両者は抵抗溶接によって接合される。そのため、主体金具の表面にメッキ層が形成されていると、主体金具に対して接地電極を接合することが難しくなってしまう。また、両者を接合できたとしても、溶接部分においてはメッキ層が破損してしまうため、耐食性の低下を招いてしまうおそれがある。従って、主体金具に対して予め接地電極を接合した後、主体金具及び接地電極の双方に対してメッキ処理を施すことが一般的に行われる。この場合には、主体金具及び接地電極の表面全域にメッキ被膜が形成されることとなる。
【０００４】
ところが、接地電極にメッキ被膜が形成された状態で、接地電極を中心電極側へと屈曲させると、屈曲に伴いメッキ被膜が剥離してしまうおそれがある。ここで、接地電極のメッキ被膜が剥離したプラグを使用すると、メッキ被膜の剥離部分と中心電極との間での火花放電（いわゆる横飛火）が生じてしまい、着火性が低下してしまうおそれがある。また、近年、耐久性や着火性等の向上を図るという観点から、接地電極に対して貴金属合金よりなる貴金属チップが接合されるが、接地電極の接合予定部位にメッキ被膜が形成されていると、貴金属チップを接合することが困難となってしまう。
【０００５】
そこで、接地電極の表面全域に形成されたメッキ被膜のうち所定範囲（例えば、屈曲予定部位や貴金属チップの接合予定部位）に位置するメッキ被膜を除去（剥離）する方法が考えられる。ここで、前記メッキ被膜を除去する方法としては、複数の孔部が設けられてなる保持板を用い、接地電極が接合された複数の主体金具を、その先端（接地電極）が下向きとなるようにして前記各孔部に挿通した状態で、前記保持板により保持しつつ、各接地電極の前記所定範囲を酸性剥離液に浸漬させるものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。当該技術によれば、複数の接地電極について、その表面に形成されたメッキ被膜を一度に除去することができ、生産性の向上を図ることができる。尚、保持板を形成する素材としては、酸性剥離液に接近する点を鑑みて、耐酸性に優れるポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の樹脂材料が用いられる。また、保持板の孔部は、ドリル等によって孔開け加工が施されることで設けられる。
【特許文献１】特開２００１−６８２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、保持板をＰＶＣ等で形成した場合には、複数の主体金具を保持することによって反りが生じてしまったり、孔開け加工に伴う熱によって歪みが生じてしまったりするおそれがある。保持板に反りや歪みが生じてしまうと、保持板に保持される各主体金具の先端部の高さ位置が異なることとなってしまい、ひいては酸性剥離液の液面と主体金具の先端面との距離に差異が生じてしまうおそれがある。ここで、酸性剥離液の液面と主体金具の先端面との距離が比較的大きくなってしまうと、接地電極のうち酸性剥離液に浸漬される部分が短くなってしまう。そのため、接地電極の所定範囲に形成されたメッキ被膜を除去することができず、接地電極の屈曲に伴うメッキ剥離等の不具合が生じやすくなってしまうおそれがある。一方で、酸性剥離液の液面と主体金具の先端面との距離が比較的小さくなってしまうと、主体金具の先端部分等に酸性剥離液が付着しやすくなってしまう。このため、主体金具の先端部分等の表面に形成されたメッキ層の剥離が生じやすくなってしまい、耐食性の低下を招いてしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、保持板の反りや歪みを防止することで、各接地電極について所定範囲に形成されたメッキ被膜をより確実に除去することができるとともに、主体金具等の表面に形成されたメッキ層の剥離をより確実に防止することができ、ひいては着火性や耐食性の低下をより確実に防止することができるスパークプラグの製造方法、及び、メッキ除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。
【０００９】
構成１．本構成のスパークプラグの製造方法は、軸線方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極が前記軸孔に設けられた略円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた円筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部から延びるとともに、先端が前記中心電極側に向けて曲げられて配置された接地電極とを備え、
前記接地電極の基端部及び前記主体金具の表面にメッキ層が形成されてなるスパークプラグの製造方法であって、
前記接地電極が設けられた前記主体金具に対してメッキ処理を施すことによって、前記主体金具及び前記接地電極の表面略全域にメッキ被膜を形成するメッキ被膜形成工程と、
複数の保持孔を有する板状のメッキ剥離用治具を用い、複数の前記主体金具の先端部を前記各保持孔に挿通させた状態で、前記複数の主体金具を前記メッキ剥離用治具にて保持しつつ、前記接地電極の少なくとも先端部を剥離液に浸漬することによって、前記接地電極のうち少なくとも先端部の表面に形成された前記メッキ被膜を除去し、前記メッキ層を形成するメッキ除去工程とを含み、
前記メッキ剥離用治具が、チタン（Ｔｉ）、又は、Ｔｉを主成分とする合金によって形成されていることを特徴とする。
【００１０】
ここで、「主成分」とあるのは、材料中、最も質量比の高い成分を指すものである。また、「剥離液」とは、メッキ被膜を剥離可能な溶液であって、例えば、硝酸、塩酸、硫酸、及び、有機酸の少なくとも一種を含有してなる酸性溶液を挙げることができる。
【００１１】
上記構成１によれば、接地電極を剥離液に浸漬させるにあたって主体金具を保持するメッキ剥離用治具は、Ｔｉ又はＴｉを主成分とする合金によって形成されている。ここで、Ｔｉ等は優れた剛性を有するため、メッキ剥離用治具によって複数の主体金具を保持したとしても、メッキ剥離用治具には反りが生じにくい。また、Ｔｉ等は耐熱性に優れる素材であるため、保持孔を設ける際に孔開け加工を施し、当該加工によって熱が生じたとしても、メッキ剥離用治具には歪みが生じにくい。すなわち、メッキ剥離用治具をＴｉ等によって形成することで、反りや歪みの発生をより確実に防止することができ、ひいては保持される各主体金具の高さ位置をそれぞれ略等しいものとすることができる。これにより、各接地電極について所定範囲のメッキ被膜をより確実に除去することができるとともに、主体金具等の表面に形成されたメッキ層の剥離をより確実に防止することができる。その結果、横飛火の発生による着火性の低下や主体金具の耐食性の低下といった不具合の発生をより確実に抑制することができる。
【００１２】
尚、複数の主体金具を保持可能なメッキ剥離用治具においては、自重による撓み等が懸念されるところであるが、Ｔｉ等は比重が比較的小さな素材であるため、撓み等の発生をより確実に防止することができる。また、空気中においてメッキ剥離用治具の表面には、優れた耐腐食性を有するＴｉ酸化物が形成される。そのため、例えば、酸性の剥離液や、当該剥離液より生じた酸性分を含む蒸気等の付着に伴う、メッキ剥離用治具の腐食を効果的に抑制することができる。
【００１３】
構成２．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成１において、前記メッキ剥離用治具の厚さが、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下とされていることを特徴とする。
【００１４】
上記構成２のように、メッキ剥離用治具の厚さを５ｍｍ以上４０ｍｍ以下とすることで、メッキ剥離用治具は一層優れた強度を有するとともに、その自重が低減されることとなる。これにより、メッキ剥離用治具における反りや歪み、自重による撓み等の発生を一層確実に防止することができ、上記構成１の作用効果がより確実に奏されることとなる。
【００１５】
尚、優れた強度の確保や自重による撓み等の防止、また、加工性の向上等を総合的に勘案すると、メッキ剥離用治具の厚さを１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下とすることがより好ましい。
【００１６】
構成３．本構成のメッキ除去装置は、軸線方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極が前記軸孔に設けられた略円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた円筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部から延びるとともに、先端が前記中心電極側に向けて曲げられて配置された接地電極とを備え、
前記接地電極の基端部及び前記主体金具の表面にメッキ層が形成されてなるスパークプラグの製造に用いられ、
前記主体金具及び前記接地電極の表面略全域に形成されたメッキ被膜のうち、接地電極の少なくとも先端部の表面に形成された前記メッキ被膜を除去するためのメッキ除去装置であって、
複数の保持孔を有する板状のメッキ剥離用治具と、
剥離液の貯留された剥離液槽とを備え、
複数の前記主体金具の先端部を前記各保持孔に挿入した状態で、前記複数の主体金具を前記メッキ剥離用治具にて保持しつつ、前記接地電極の少なくとも先端部を前記剥離液槽の前記剥離液に浸漬することによって、前記接地電極のうち少なくとも先端部の表面に形成された前記メッキ被膜を除去可能であり、かつ、
前記メッキ剥離用治具が、チタン、又は、チタンを主成分とする合金によって形成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記構成３のように、上記構成１の技術思想をメッキ除去装置に具現化することとしてもよい。この場合、基本的に上記構成１と同様の作用効果が奏されることとなる。
【００１８】
構成４．本構成のメッキ除去装置は、上記構成３において、前記メッキ剥離用治具の厚さが、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下とされていることを特徴とする。
【００１９】
上記構成４によれば、上記構成２と同様の作用効果が奏されることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、スパークプラグ１を示す一部破断正面図である。なお、図１では、スパークプラグ１の軸線ＣＬ１方向を図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１の先端側、上側を後端側として説明する。
【００２１】
スパークプラグ１は、筒状をなす絶縁体としての絶縁碍子２、これを保持する筒状の主体金具３などから構成されるものである。
【００２２】
絶縁碍子２は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その外形部において、後端側に形成された後端側胴部１０と、当該後端側胴部１０よりも先端側において径方向外向きに突出形成された大径部１１と、当該大径部１１よりも先端側においてこれよりも細径に形成された中胴部１２とを備えている。さらに、前記絶縁碍子２は、前記中胴部１２よりも先端側において、軸線ＣＬ１方向先端側に向けて先細り形状をなす脚長部１３を有しており、絶縁碍子２のうち、大径部１１、中胴部１２、及び、大部分の脚長部１３は、主体金具３の内部に収容されている。そして、脚長部１３と中胴部１２との連接部にはテーパ状の段部１４が形成されており、当該段部１４にて絶縁碍子２が主体金具３に係止されている。
【００２３】
さらに、絶縁碍子２には、軸線ＣＬ１に沿って軸孔４が貫通形成されており、当該軸孔４の先端側には中心電極５が挿入、固定されている。当該中心電極５は、全体として棒状（円柱状）をなし、その先端面が平坦に形成されるとともに、絶縁碍子２の先端から突出している。また、中心電極５は、銅又は銅合金からなる内層５Ａと、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするＮｉ合金からなる外層５Ｂとを備えている。さらに、前記中心電極５の先端部に対して、貴金属合金（例えば、イリジウム合金）よりなる円柱状の貴金属部３１が溶融部３５を介して接合されている。
【００２４】
また、軸孔４の後端側には、絶縁碍子２の後端から突出した状態で端子電極６が挿入、固定されている。
【００２５】
さらに、軸孔４の中心電極５と端子電極６との間には、円柱状の抵抗体７が配設されている。当該抵抗体７の両端部は、導電性のガラスシール層８，９を介して、中心電極５と端子電極６とにそれぞれ電気的に接続されている。
【００２６】
加えて、前記主体金具３は、低炭素鋼等の金属により筒状に形成されており、その外周面にはスパークプラグ１をエンジンヘッドに取付けるためのねじ部（雄ねじ部）１５が形成されている。また、ねじ部１５の後端側の外周面には座部１６が形成され、ねじ部１５後端のねじ首１７にはリング状のガスケット１８が嵌め込まれている。さらに、主体金具３の後端側には、主体金具３をエンジンヘッドに取付ける際にレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部１９が設けられるとともに、後端部において絶縁碍子２を保持するための加締め部２０が設けられている。
【００２７】
また、主体金具３の内周面には、絶縁碍子２を係止するためのテーパ状の段部２１が設けられている。そして、絶縁碍子２は、主体金具３の後端側から先端側に向かって挿入され、自身の段部１４が主体金具３の段部２１に係止された状態で、主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって固定される。尚、絶縁碍子２及び主体金具３双方の段部１４，２１間には、円環状の板パッキン２２が介在されている。これにより、燃焼室内の気密性を保持し、燃焼室内に晒される絶縁碍子２の脚長部１３と主体金具３の内周面との間隙に入り込む燃料空気が外部に漏れないようになっている。
【００２８】
さらに、加締めによる密閉をより完全なものとするため、主体金具３の後端側においては、主体金具３と絶縁碍子２との間に環状のリング部材２３，２４が介在され、リング部材２３，２４間にはタルク（滑石）２５の粉末が充填されている。すなわち、主体金具３は、板パッキン２２、リング部材２３，２４及びタルク２５を介して絶縁碍子２を保持している。
【００２９】
また、主体金具３の先端部２６の先端面には、先端側が中心電極５側に曲げ返されてなる接地電極２７が抵抗溶接によって接合されている。また、当該接地電極２７は、その内周面の先端部に貴金属チップ３２が接合されており、当該貴金属チップ３２の先端エッジ部分と前記貴金属部３１の先端エッジ部分とが対向している。すなわち、貴金属部３１の先端部及び貴金属チップ３２の先端部の間には、前記軸線ＣＬ１方向に対して斜めに火花放電が行われる火花放電間隙３３が形成されている。
【００３０】
加えて、図２に示すように、接地電極２７の基端部及び主体金具３の表面には、耐食性の向上を図るという観点から、メッキ層としての亜鉛メッキ層３７（図中、散点模様を付した部位）が形成されている（尚、図２においては、屈曲前の接地電極２７が接合された主体金具３を示している）。ここで、当該亜鉛メッキ層３７は、主体金具３及び接地電極２７の表面全域にメッキ被膜としての亜鉛メッキ被膜を形成した上で、接地電極２７の先端側に形成された前記亜鉛メッキ被膜を除去することによって形成されている。そこで次に、本発明の特徴である接地電極２７の表面に形成された亜鉛メッキ被膜を除去するためのメッキ除去装置４１について説明する。
【００３１】
前記メッキ除去装置４１は、図３に示すように、硝酸等を含有する酸性剥離液ＬＩが貯留された剥離液槽ＲＥと、メッキ剥離用治具５１とを備えている。
【００３２】
前記剥離液槽ＲＥには、酸性剥離液ＬＩを供給するための剥離液供給部（図示せず）と、酸性剥離液ＬＩの液面高さを検出するためのセンサ（図示せず）と、前記センサによる検出結果に基づいて液面高さを一定に維持するための制御部（図示せず）とを備えて構成されている。
【００３３】
また、前記メッキ剥離用治具５１は、複数の主体金具３を保持するものであり、図４，５に示すように、全体として板状をなすとともに、主体金具３のうち前記座部１６から先端側の部分を挿通可能な複数（例えば、２００個以上）の保持孔５２を有している。ここで、メッキ剥離用治具５１に対する主体金具３の保持状態について詳述すると、各主体金具３は、その先端部（接地電極２７）が下向きとなるように各保持孔５２にそれぞれ挿通された上で、自身の座部１６の先端側端面がメッキ剥離用治具５１の上面部と当接することによってメッキ剥離用治具５１に保持されるようになっている。また、前記メッキ剥離用治具５１は、所定の厚さｔ（例えば、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下）を有するとともに、チタン（Ｔｉ）を主成分とするＴｉ合金によって形成されている。尚、前記メッキ剥離用治具５１の保持孔５２は、ドリル等による孔開け加工が施されることによって設けられている。
【００３４】
次に、上記のように構成されてなるスパークプラグ１の製造方法について説明する。まず、主体金具３を予め加工しておく。すなわち、円柱状の金属素材（例えばＳ１７ＣやＳ２５Ｃといった鉄系素材やステンレス素材）を冷間鍛造加工により貫通孔を形成し、概形を製造する。その後、切削加工を施すことで外形を整え、主体金具中間体を得る。
【００３５】
続いて、主体金具中間体の先端面に、Ｎｉ合金からなる直棒状の接地電極２７が抵抗溶接される。当該溶接に際してはいわゆる「ダレ」が生じるので、その「ダレ」を除去した後、主体金具中間体の所定部位にねじ部１５が転造によって形成される。これにより、接地電極２７の溶接された主体金具３が得られる。次いで、図示しないバレルメッキ装置によって、接地電極２７の接合された主体金具３の表面全域に亜鉛メッキ被膜が形成される。
【００３６】
次いで、上述したメッキ除去装置４１によって、接地電極２７の表面に形成された亜鉛メッキ被膜のうち所定範囲に位置する亜鉛メッキ被膜が剥離（除去）される（上記両工程を経ることで主体金具３及び接地電極２７の基端部の表面に亜鉛メッキ層３７が形成される）。剥離（除去）工程についてより詳しく説明すると、図６に示すように、まず、前記メッキ剥離用治具５１の各保持孔５２に対して前記主体金具３の先端部を挿通させた上で、前記主体金具３の座部１６をメッキ剥離用治具５１の上面部に対して当接させる。これにより、複数の主体金具３が、その先端部が下向きとなるようにしてメッキ剥離用治具５１にて保持される。そして、この状態で、接地電極２７の前記所定範囲を前記剥離液槽ＲＥに収容された酸性剥離液ＬＩに浸漬する。尚、本実施形態においては、接地電極２７のより基端側表面に形成された前記亜鉛メッキ被膜を除去すべく、主体金具３の先端部２６から酸性剥離液ＬＩの液面までの距離ｄが所定大きさ以下（例えば、１．５ｍｍ以下）となるようにして、接地電極２７が酸性剥離液ＬＩに浸漬される。そして、所定時間の間、接地電極２７を酸性剥離液ＬＩに浸漬することで、接地電極２７のうち酸性剥離液ＬＩに浸漬された部位の表面に位置する亜鉛メッキ被膜が除去（剥離）され、最終的に前記亜鉛メッキ層３７が形成されることとなる。尚、接地電極２７の亜鉛メッキ被膜が除去された後には、メッキ剥離用治具５１に主体金具３が保持された状態のままで、接地電極２７に対して洗浄及び乾燥処理が施される。尚、耐食性向上を図るべく、亜鉛メッキ層３７の表面に、さらにクロメート処理を施すこととしてもよい。
【００３７】
一方、前記主体金具３とは別に、絶縁碍子２を成形加工しておく。例えば、アルミナを主体としバインダ等を含む原料粉末を用い、成型用素地造粒物を調製し、これを用いてラバープレス成形を行うことで、筒状の成形体が得られる。得られた成形体に対し、研削加工が施され整形される。そして、整形されたものが焼成炉へ投入され焼成され、絶縁碍子２が得られる。
【００３８】
また、前記主体金具３、絶縁碍子２とは別に、中心電極５を製造しておく。すなわち、Ｎｉ合金が鍛造加工され、その中央部に放熱性向上を図るべく銅合金からなる内層５Ａが設けられる。次に、中心電極５の先端部に対して貴金属部３１がレーザ溶接により接合される。より詳しくは、前記外層５Ｂの先端面と円柱状の貴金属部３１の基端面とを重ね合わせた上で、両者の当接面の外周に対してレーザービームを照射し、溶融部３５を形成することによって、中心電極５の先端部に貴金属部３１が接合されている。
【００３９】
そして、上記のようにして得られた絶縁碍子２及び中心電極５と、抵抗体７と、端子電極６とが、ガラスシール層８，９によって封着固定される。ガラスシール層８，９としては、一般的にホウ珪酸ガラスと金属粉末とが混合されて調製されており、当該調製されたものが抵抗体７を挟むようにして絶縁碍子２の軸孔４内に注入された後、焼成炉内にて加熱しつつ、後方から前記端子電極６で押圧することにより焼き固められる。尚、このとき、絶縁碍子２の後端側胴部１０表面には釉薬層が同時に焼成されることとしてもよいし、事前に釉薬層が形成されることとしてもよい。
【００４０】
その後、上記のようにそれぞれ作成された中心電極５及び端子電極６を備える絶縁碍子２と、接地電極２７を備える主体金具３とが組付けられる。より詳しくは、比較的薄肉に形成された主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって固定される。
【００４１】
次いで、接地電極２７の先端部に、貴金属チップ３２が抵抗溶接される。そして、最後に、接地電極２７を屈曲させることで、貴金属部３１及び貴金属チップ３２間の前記火花放電間隙３３を調整する加工が実施され、スパークプラグ１が得られる。
【００４２】
以上詳述したように、本実施形態によれば、接地電極２７を酸性剥離液ＬＩに浸漬させるにあたって主体金具３を保持するメッキ剥離用治具５１は、Ｔｉを主成分とする合金によって形成されている。ここで、Ｔｉ合金は優れた剛性を有するため、メッキ剥離用治具５１によって複数の主体金具３を保持したとしても、当該メッキ剥離用治具５１には反りが生じにくい。また、Ｔｉ合金は耐熱性に優れる素材であるため、保持孔５２を設ける際に孔開け加工を施し、当該加工によって熱が生じても、メッキ剥離用治具５１には歪みが生じにくい。すなわち、メッキ剥離用治具５１をＴｉ等によって形成することで、反りや歪みの発生をより確実に防止することができる。これにより、保持される各主体金具３の高さ位置をそれぞれ略等しいものとすることができる。その結果、各接地電極２７について所定範囲に形成された亜鉛メッキ被膜をより確実に除去することができるとともに、主体金具３等の表面に形成された亜鉛メッキ層３７の剥離をより確実に防止することができる。ひいては、横飛火の発生による着火性の低下や主体金具の耐食性の低下といった不具合の発生をより確実に抑制することができる。
【００４３】
尚、複数の主体金具３を保持可能なメッキ剥離用治具５１においては、増大した自重による撓み等が懸念されるところであるが、Ｔｉ合金は比重が比較的小さい素材であるため、撓み等の発生をより確実に防止することができる。また、空気中においてメッキ剥離用治具５１の表面には、優れた耐腐食性を有するＴｉ酸化物が形成される。そのため、酸性剥離液ＬＩや、酸性剥離液ＬＩより生じた酸性分を含む蒸気が付着することに伴う、メッキ剥離用治具５１の腐食を効果的に抑制することができる。
【００４４】
また、メッキ剥離用治具５１の厚さを５ｍｍ以上４０ｍｍ以下とすることで、メッキ剥離用治具５１は一層優れた強度を有するとともに、その自重が低減されることとなる。これにより、メッキ剥離用治具５１における反りや歪み、自重による撓み等の発生を一層確実に防止することができる。
【００４５】
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【００４６】
（ａ）上記実施形態では、メッキ剥離用治具５１はＴｉを主成分として含有してなるＴｉ合金によって形成されているが、メッキ剥離用治具５１をＴｉによって形成することとしてもよい。
【００４７】
（ｂ）上記実施形態におけるスパークプラグ１は、中心電極５の先端部と接地電極２７の側面部とが対向し、軸線ＣＬ１方向に斜めに火花放電がなされる、いわゆる斜め放電タイプのプラグであるが、スパークプラグ１の形状はこれに限定されるものではない。従って、例えば、中心電極５の側面と接地電極２７の先端部とが対向し、軸線ＣＬ１と直交する方向に火花放電がなされる、いわゆる横放電タイプのプラグ等であってもよい。ここで、横放電タイプのプラグや斜め放電タイプのプラグにあっては、一般的に接地電極２７をより基端側にて屈曲させる必要があり、接地電極２７の表面に形成された亜鉛メッキ被膜についてもより基端側まで除去する必要がある。ところが、この場合には、主体金具３の先端部２６が酸性剥離液ＬＩの液面に対してより接近する（すなわち、前記距離ｄが一層小さなものとなる）ため、液面の揺れ等に伴う、主体金具３への酸性剥離液ＬＩの付着が一層懸念される。この点において、上記実施形態のメッキ除去装置４１によれば、メッキ剥離用治具５１に反りや歪みが生じてしまうことをより確実に防止できるため、各主体金具３のいずれかにおいて、その先端部２６と酸性剥離液ＬＩの液面との距離が接近しすぎてしまうといった事態を防止することができ、主体金具３に対する酸性剥離液ＬＩの付着をより一層抑制することができる。すなわち、横放電タイプや斜め放電タイプのプラグのような、接地電極２７のより基端側に形成された亜鉛メッキ被膜の除去を要する場合（前記距離ｄが１．５ｍｍ以下と比較的小さくされる場合）において、上記実施形態のチップ除去装置４１を用いることがより有意である。
【００４８】
（ｃ）上記実施形態では、主体金具３等の表面に形成されるメッキ層として亜鉛メッキ層３７を示しているが、形成されるメッキ層は亜鉛メッキ層３７に限定されるものではない。従って、例えば、主体金具３等の表面にメッキ層としてニッケルメッキ層等を形成することとしてもよい。
【００４９】
（ｄ）上記実施形態では、メッキ剥離用治具５１の厚さは、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下とされているが、メッキ剥離用治具５１の厚さはこの範囲に限定されるものではない。従って、例えば、メッキ剥離用治具５１の厚さを１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下としてもよい。この場合には、優れた強度の確保や自重による撓み等の防止、また、加工性の向上等をバランスよく実現することができる。
【００５０】
（ｅ）上記実施形態では、主体金具３の先端部２６の先端面に、接地電極２７が接合される場合について具体化しているが、主体金具の一部（又は、主体金具に予め溶接してある先端金具の一部）を削り出すようにして接地電極を形成する場合についても適用可能である（例えば、特開２００６−２３６９０６号公報等）。また、主体金具３の先端部２６の側面に接地電極２７を接合することとしてもよい。
【００５１】
（ｆ）上記実施形態では、工具係合部１９は断面六角形状とされているが、工具係合部１９の形状に関しては、このような形状に限定されるものではない。例えば、Ｂｉ−ＨＥＸ（変形１２角）形状〔ＩＳＯ２２９７７：２００５（Ｅ）〕等とされていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施形態のスパークプラグの構成を示す一部破断正面図である。
【図２】主体金具等の表面に形成された亜鉛メッキ層等を示す拡大正面図である。
【図３】メッキ除去装置の構成を示すための部分拡大断面図である。
【図４】メッキ剥離用治具の構成を示すための平面模式図である。
【図５】図４のＪ−Ｊ線断面図である。
【図６】メッキ除去装置による亜鉛メッキ被膜の除去を説明するための部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…スパークプラグ
２…絶縁碍子（絶縁体）
３…主体金具
４…軸孔
５…中心電極
２７…接地電極
３７…亜鉛メッキ層（メッキ層）
４１…メッキ除去装置
５１…メッキ剥離用治具
５２…保持孔
ＣＬ１…軸線
ＬＩ…酸性剥離液（剥離液）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に使用されるスパークプラグの製造技術に係り、特に接地電極の表面に形成されたメッキ層の除去に特徴を有するスパークプラグの製造方法、及び、メッキ除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジン等の内燃機関用のスパークプラグは、例えば軸線方向に延びる中心電極と、その外側に設けられた絶縁体と、当該絶縁体の外側に設けられた筒状の主体金具と、基端部が前記主体金具の先端部に接合された接地電極とを備える。また、接地電極は、その先端部が前記中心電極と対向するように曲げ返されて配置され、中心電極及び接地電極間で火花放電間隙が形成される。
【０００３】
ところで、一般的に主体金具は低炭素鋼等の鉄系材料によって構成されることから、耐食性の向上を図るべく、その表面には亜鉛メッキ層やニッケルメッキ層が形成される。主体金具に前記メッキ層を形成するにあたっては、いわゆるバレルメッキ処理を用いることが、生産性の向上を図る点で有利である。しかしながら、上述の通り、主体金具には接地電極が接合されるが、一般的に両者は抵抗溶接によって接合される。そのため、主体金具の表面にメッキ層が形成されていると、主体金具に対して接地電極を接合することが難しくなってしまう。また、両者を接合できたとしても、溶接部分においてはメッキ層が破損してしまうため、耐食性の低下を招いてしまうおそれがある。従って、主体金具に対して予め接地電極を接合した後、主体金具及び接地電極の双方に対してメッキ処理を施すことが一般的に行われる。この場合には、主体金具及び接地電極の表面全域にメッキ被膜が形成されることとなる。
【０００４】
ところが、接地電極にメッキ被膜が形成された状態で、接地電極を中心電極側へと屈曲させると、屈曲に伴いメッキ被膜が剥離してしまうおそれがある。ここで、接地電極のメッキ被膜が剥離したプラグを使用すると、メッキ被膜の剥離部分と中心電極との間での火花放電（いわゆる横飛火）が生じてしまい、着火性が低下してしまうおそれがある。また、近年、耐久性や着火性等の向上を図るという観点から、接地電極に対して貴金属合金よりなる貴金属チップが接合されるが、接地電極の接合予定部位にメッキ被膜が形成されていると、貴金属チップを接合することが困難となってしまう。
【０００５】
そこで、接地電極の表面全域に形成されたメッキ被膜のうち所定範囲（例えば、屈曲予定部位や貴金属チップの接合予定部位）に位置するメッキ被膜を除去（剥離）する方法が考えられる。ここで、前記メッキ被膜を除去する方法としては、複数の孔部が設けられてなる保持板を用い、接地電極が接合された複数の主体金具を、その先端（接地電極）が下向きとなるようにして前記各孔部に挿通した状態で、前記保持板により保持しつつ、各接地電極の前記所定範囲を酸性剥離液に浸漬させるものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。当該技術によれば、複数の接地電極について、その表面に形成されたメッキ被膜を一度に除去することができ、生産性の向上を図ることができる。尚、保持板を形成する素材としては、酸性剥離液に接近する点を鑑みて、耐酸性に優れるポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の樹脂材料が用いられる。また、保持板の孔部は、ドリル等によって孔開け加工が施されることで設けられる。
【特許文献１】特開２００１−６８２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、保持板をＰＶＣ等で形成した場合には、複数の主体金具を保持することによって反りが生じてしまったり、孔開け加工に伴う熱によって歪みが生じてしまったりするおそれがある。保持板に反りや歪みが生じてしまうと、保持板に保持される各主体金具の先端部の高さ位置が異なることとなってしまい、ひいては酸性剥離液の液面と主体金具の先端面との距離に差異が生じてしまうおそれがある。ここで、酸性剥離液の液面と主体金具の先端面との距離が比較的大きくなってしまうと、接地電極のうち酸性剥離液に浸漬される部分が短くなってしまう。そのため、接地電極の所定範囲に形成されたメッキ被膜を除去することができず、接地電極の屈曲に伴うメッキ剥離等の不具合が生じやすくなってしまうおそれがある。一方で、酸性剥離液の液面と主体金具の先端面との距離が比較的小さくなってしまうと、主体金具の先端部分等に酸性剥離液が付着しやすくなってしまう。このため、主体金具の先端部分等の表面に形成されたメッキ層の剥離が生じやすくなってしまい、耐食性の低下を招いてしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、保持板の反りや歪みを防止することで、各接地電極について所定範囲に形成されたメッキ被膜をより確実に除去することができるとともに、主体金具等の表面に形成されたメッキ層の剥離をより確実に防止することができ、ひいては着火性や耐食性の低下をより確実に防止することができるスパークプラグの製造方法、及び、メッキ除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。
【０００９】
構成１．本構成のスパークプラグの製造方法は、軸線方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極が前記軸孔に設けられた略円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた円筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部から延びるとともに、先端が前記中心電極側に向けて曲げられて配置された接地電極とを備え、
前記接地電極の基端部及び前記主体金具の表面にメッキ層が形成されてなるスパークプラグの製造方法であって、
前記接地電極が設けられた前記主体金具に対してメッキ処理を施すことによって、前記主体金具及び前記接地電極の表面略全域にメッキ被膜を形成するメッキ被膜形成工程と、
複数の保持孔を有する板状のメッキ剥離用治具を用い、複数の前記主体金具の先端部を前記各保持孔に挿通させた状態で、前記複数の主体金具を前記メッキ剥離用治具にて保持しつつ、前記接地電極の少なくとも先端部を剥離液に浸漬することによって、前記接地電極のうち少なくとも先端部の表面に形成された前記メッキ被膜を除去し、前記メッキ層を形成するメッキ除去工程とを含み、
前記メッキ剥離用治具が、チタン（Ｔｉ）、又は、Ｔｉを主成分とする合金によって形成されていることを特徴とする。
【００１０】
ここで、「主成分」とあるのは、材料中、最も質量比の高い成分を指すものである。また、「剥離液」とは、メッキ被膜を剥離可能な溶液であって、例えば、硝酸、塩酸、硫酸、及び、有機酸の少なくとも一種を含有してなる酸性溶液を挙げることができる。
【００１１】
上記構成１によれば、接地電極を剥離液に浸漬させるにあたって主体金具を保持するメッキ剥離用治具は、Ｔｉ又はＴｉを主成分とする合金によって形成されている。ここで、Ｔｉ等は優れた剛性を有するため、メッキ剥離用治具によって複数の主体金具を保持したとしても、メッキ剥離用治具には反りが生じにくい。また、Ｔｉ等は耐熱性に優れる素材であるため、保持孔を設ける際に孔開け加工を施し、当該加工によって熱が生じたとしても、メッキ剥離用治具には歪みが生じにくい。すなわち、メッキ剥離用治具をＴｉ等によって形成することで、反りや歪みの発生をより確実に防止することができ、ひいては保持される各主体金具の高さ位置をそれぞれ略等しいものとすることができる。これにより、各接地電極について所定範囲のメッキ被膜をより確実に除去することができるとともに、主体金具等の表面に形成されたメッキ層の剥離をより確実に防止することができる。その結果、横飛火の発生による着火性の低下や主体金具の耐食性の低下といった不具合の発生をより確実に抑制することができる。
【００１２】
尚、複数の主体金具を保持可能なメッキ剥離用治具においては、自重による撓み等が懸念されるところであるが、Ｔｉ等は比重が比較的小さな素材であるため、撓み等の発生をより確実に防止することができる。また、空気中においてメッキ剥離用治具の表面には、優れた耐腐食性を有するＴｉ酸化物が形成される。そのため、例えば、酸性の剥離液や、当該剥離液より生じた酸性分を含む蒸気等の付着に伴う、メッキ剥離用治具の腐食を効果的に抑制することができる。
【００１３】
構成２．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成１において、前記メッキ剥離用治具の厚さが、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下とされていることを特徴とする。
【００１４】
上記構成２のように、メッキ剥離用治具の厚さを５ｍｍ以上４０ｍｍ以下とすることで、メッキ剥離用治具は一層優れた強度を有するとともに、その自重が低減されることとなる。これにより、メッキ剥離用治具における反りや歪み、自重による撓み等の発生を一層確実に防止することができ、上記構成１の作用効果がより確実に奏されることとなる。
【００１５】
尚、優れた強度の確保や自重による撓み等の防止、また、加工性の向上等を総合的に勘案すると、メッキ剥離用治具の厚さを１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下とすることがより好ましい。
【００１６】
構成３．本構成のメッキ除去装置は、軸線方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極が前記軸孔に設けられた略円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた円筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部から延びるとともに、先端が前記中心電極側に向けて曲げられて配置された接地電極とを備え、
前記接地電極の基端部及び前記主体金具の表面にメッキ層が形成されてなるスパークプラグの製造に用いられ、
前記主体金具及び前記接地電極の表面略全域に形成されたメッキ被膜のうち、接地電極の少なくとも先端部の表面に形成された前記メッキ被膜を除去するためのメッキ除去装置であって、
複数の保持孔を有する板状のメッキ剥離用治具と、
剥離液の貯留された剥離液槽とを備え、
複数の前記主体金具の先端部を前記各保持孔に挿入した状態で、前記複数の主体金具を前記メッキ剥離用治具にて保持しつつ、前記接地電極の少なくとも先端部を前記剥離液槽の前記剥離液に浸漬することによって、前記接地電極のうち少なくとも先端部の表面に形成された前記メッキ被膜を除去可能であり、かつ、
前記メッキ剥離用治具が、チタン、又は、チタンを主成分とする合金によって形成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記構成３のように、上記構成１の技術思想をメッキ除去装置に具現化することとしてもよい。この場合、基本的に上記構成１と同様の作用効果が奏されることとなる。
【００１８】
構成４．本構成のメッキ除去装置は、上記構成３において、前記メッキ剥離用治具の厚さが、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下とされていることを特徴とする。
【００１９】
上記構成４によれば、上記構成２と同様の作用効果が奏されることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、スパークプラグ１を示す一部破断正面図である。なお、図１では、スパークプラグ１の軸線ＣＬ１方向を図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１の先端側、上側を後端側として説明する。
【００２１】
スパークプラグ１は、筒状をなす絶縁体としての絶縁碍子２、これを保持する筒状の主体金具３などから構成されるものである。
【００２２】
絶縁碍子２は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その外形部において、後端側に形成された後端側胴部１０と、当該後端側胴部１０よりも先端側において径方向外向きに突出形成された大径部１１と、当該大径部１１よりも先端側においてこれよりも細径に形成された中胴部１２とを備えている。さらに、前記絶縁碍子２は、前記中胴部１２よりも先端側において、軸線ＣＬ１方向先端側に向けて先細り形状をなす脚長部１３を有しており、絶縁碍子２のうち、大径部１１、中胴部１２、及び、大部分の脚長部１３は、主体金具３の内部に収容されている。そして、脚長部１３と中胴部１２との連接部にはテーパ状の段部１４が形成されており、当該段部１４にて絶縁碍子２が主体金具３に係止されている。
【００２３】
さらに、絶縁碍子２には、軸線ＣＬ１に沿って軸孔４が貫通形成されており、当該軸孔４の先端側には中心電極５が挿入、固定されている。当該中心電極５は、全体として棒状（円柱状）をなし、その先端面が平坦に形成されるとともに、絶縁碍子２の先端から突出している。また、中心電極５は、銅又は銅合金からなる内層５Ａと、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするＮｉ合金からなる外層５Ｂとを備えている。さらに、前記中心電極５の先端部に対して、貴金属合金（例えば、イリジウム合金）よりなる円柱状の貴金属部３１が溶融部３５を介して接合されている。
【００２４】
また、軸孔４の後端側には、絶縁碍子２の後端から突出した状態で端子電極６が挿入、固定されている。
【００２５】
さらに、軸孔４の中心電極５と端子電極６との間には、円柱状の抵抗体７が配設されている。当該抵抗体７の両端部は、導電性のガラスシール層８，９を介して、中心電極５と端子電極６とにそれぞれ電気的に接続されている。
【００２６】
加えて、前記主体金具３は、低炭素鋼等の金属により筒状に形成されており、その外周面にはスパークプラグ１をエンジンヘッドに取付けるためのねじ部（雄ねじ部）１５が形成されている。また、ねじ部１５の後端側の外周面には座部１６が形成され、ねじ部１５後端のねじ首１７にはリング状のガスケット１８が嵌め込まれている。さらに、主体金具３の後端側には、主体金具３をエンジンヘッドに取付ける際にレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部１９が設けられるとともに、後端部において絶縁碍子２を保持するための加締め部２０が設けられている。
【００２７】
また、主体金具３の内周面には、絶縁碍子２を係止するためのテーパ状の段部２１が設けられている。そして、絶縁碍子２は、主体金具３の後端側から先端側に向かって挿入され、自身の段部１４が主体金具３の段部２１に係止された状態で、主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって固定される。尚、絶縁碍子２及び主体金具３双方の段部１４，２１間には、円環状の板パッキン２２が介在されている。これにより、燃焼室内の気密性を保持し、燃焼室内に晒される絶縁碍子２の脚長部１３と主体金具３の内周面との間隙に入り込む燃料空気が外部に漏れないようになっている。
【００２８】
さらに、加締めによる密閉をより完全なものとするため、主体金具３の後端側においては、主体金具３と絶縁碍子２との間に環状のリング部材２３，２４が介在され、リング部材２３，２４間にはタルク（滑石）２５の粉末が充填されている。すなわち、主体金具３は、板パッキン２２、リング部材２３，２４及びタルク２５を介して絶縁碍子２を保持している。
【００２９】
また、主体金具３の先端部２６の先端面には、先端側が中心電極５側に曲げ返されてなる接地電極２７が抵抗溶接によって接合されている。また、当該接地電極２７は、その内周面の先端部に貴金属チップ３２が接合されており、当該貴金属チップ３２の先端エッジ部分と前記貴金属部３１の先端エッジ部分とが対向している。すなわち、貴金属部３１の先端部及び貴金属チップ３２の先端部の間には、前記軸線ＣＬ１方向に対して斜めに火花放電が行われる火花放電間隙３３が形成されている。
【００３０】
加えて、図２に示すように、接地電極２７の基端部及び主体金具３の表面には、耐食性の向上を図るという観点から、メッキ層としての亜鉛メッキ層３７（図中、散点模様を付した部位）が形成されている（尚、図２においては、屈曲前の接地電極２７が接合された主体金具３を示している）。ここで、当該亜鉛メッキ層３７は、主体金具３及び接地電極２７の表面全域にメッキ被膜としての亜鉛メッキ被膜を形成した上で、接地電極２７の先端側に形成された前記亜鉛メッキ被膜を除去することによって形成されている。そこで次に、本発明の特徴である接地電極２７の表面に形成された亜鉛メッキ被膜を除去するためのメッキ除去装置４１について説明する。
【００３１】
前記メッキ除去装置４１は、図３に示すように、硝酸等を含有する酸性剥離液ＬＩが貯留された剥離液槽ＲＥと、メッキ剥離用治具５１とを備えている。
【００３２】
前記剥離液槽ＲＥには、酸性剥離液ＬＩを供給するための剥離液供給部（図示せず）と、酸性剥離液ＬＩの液面高さを検出するためのセンサ（図示せず）と、前記センサによる検出結果に基づいて液面高さを一定に維持するための制御部（図示せず）とを備えて構成されている。
【００３３】
また、前記メッキ剥離用治具５１は、複数の主体金具３を保持するものであり、図４，５に示すように、全体として板状をなすとともに、主体金具３のうち前記座部１６から先端側の部分を挿通可能な複数（例えば、２００個以上）の保持孔５２を有している。ここで、メッキ剥離用治具５１に対する主体金具３の保持状態について詳述すると、各主体金具３は、その先端部（接地電極２７）が下向きとなるように各保持孔５２にそれぞれ挿通された上で、自身の座部１６の先端側端面がメッキ剥離用治具５１の上面部と当接することによってメッキ剥離用治具５１に保持されるようになっている。また、前記メッキ剥離用治具５１は、所定の厚さｔ（例えば、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下）を有するとともに、チタン（Ｔｉ）を主成分とするＴｉ合金によって形成されている。尚、前記メッキ剥離用治具５１の保持孔５２は、ドリル等による孔開け加工が施されることによって設けられている。
【００３４】
次に、上記のように構成されてなるスパークプラグ１の製造方法について説明する。まず、主体金具３を予め加工しておく。すなわち、円柱状の金属素材（例えばＳ１７ＣやＳ２５Ｃといった鉄系素材やステンレス素材）を冷間鍛造加工により貫通孔を形成し、概形を製造する。その後、切削加工を施すことで外形を整え、主体金具中間体を得る。
【００３５】
続いて、主体金具中間体の先端面に、Ｎｉ合金からなる直棒状の接地電極２７が抵抗溶接される。当該溶接に際してはいわゆる「ダレ」が生じるので、その「ダレ」を除去した後、主体金具中間体の所定部位にねじ部１５が転造によって形成される。これにより、接地電極２７の溶接された主体金具３が得られる。次いで、図示しないバレルメッキ装置によって、接地電極２７の接合された主体金具３の表面全域に亜鉛メッキ被膜が形成される。
【００３６】
次いで、上述したメッキ除去装置４１によって、接地電極２７の表面に形成された亜鉛メッキ被膜のうち所定範囲に位置する亜鉛メッキ被膜が剥離（除去）される（上記両工程を経ることで主体金具３及び接地電極２７の基端部の表面に亜鉛メッキ層３７が形成される）。剥離（除去）工程についてより詳しく説明すると、図６に示すように、まず、前記メッキ剥離用治具５１の各保持孔５２に対して前記主体金具３の先端部を挿通させた上で、前記主体金具３の座部１６をメッキ剥離用治具５１の上面部に対して当接させる。これにより、複数の主体金具３が、その先端部が下向きとなるようにしてメッキ剥離用治具５１にて保持される。そして、この状態で、接地電極２７の前記所定範囲を前記剥離液槽ＲＥに収容された酸性剥離液ＬＩに浸漬する。尚、本実施形態においては、接地電極２７のより基端側表面に形成された前記亜鉛メッキ被膜を除去すべく、主体金具３の先端部２６から酸性剥離液ＬＩの液面までの距離ｄが所定大きさ以下（例えば、１．５ｍｍ以下）となるようにして、接地電極２７が酸性剥離液ＬＩに浸漬される。そして、所定時間の間、接地電極２７を酸性剥離液ＬＩに浸漬することで、接地電極２７のうち酸性剥離液ＬＩに浸漬された部位の表面に位置する亜鉛メッキ被膜が除去（剥離）され、最終的に前記亜鉛メッキ層３７が形成されることとなる。尚、接地電極２７の亜鉛メッキ被膜が除去された後には、メッキ剥離用治具５１に主体金具３が保持された状態のままで、接地電極２７に対して洗浄及び乾燥処理が施される。尚、耐食性向上を図るべく、亜鉛メッキ層３７の表面に、さらにクロメート処理を施すこととしてもよい。
【００３７】
一方、前記主体金具３とは別に、絶縁碍子２を成形加工しておく。例えば、アルミナを主体としバインダ等を含む原料粉末を用い、成型用素地造粒物を調製し、これを用いてラバープレス成形を行うことで、筒状の成形体が得られる。得られた成形体に対し、研削加工が施され整形される。そして、整形されたものが焼成炉へ投入され焼成され、絶縁碍子２が得られる。
【００３８】
また、前記主体金具３、絶縁碍子２とは別に、中心電極５を製造しておく。すなわち、Ｎｉ合金が鍛造加工され、その中央部に放熱性向上を図るべく銅合金からなる内層５Ａが設けられる。次に、中心電極５の先端部に対して貴金属部３１がレーザ溶接により接合される。より詳しくは、前記外層５Ｂの先端面と円柱状の貴金属部３１の基端面とを重ね合わせた上で、両者の当接面の外周に対してレーザービームを照射し、溶融部３５を形成することによって、中心電極５の先端部に貴金属部３１が接合されている。
【００３９】
そして、上記のようにして得られた絶縁碍子２及び中心電極５と、抵抗体７と、端子電極６とが、ガラスシール層８，９によって封着固定される。ガラスシール層８，９としては、一般的にホウ珪酸ガラスと金属粉末とが混合されて調製されており、当該調製されたものが抵抗体７を挟むようにして絶縁碍子２の軸孔４内に注入された後、焼成炉内にて加熱しつつ、後方から前記端子電極６で押圧することにより焼き固められる。尚、このとき、絶縁碍子２の後端側胴部１０表面には釉薬層が同時に焼成されることとしてもよいし、事前に釉薬層が形成されることとしてもよい。
【００４０】
その後、上記のようにそれぞれ作成された中心電極５及び端子電極６を備える絶縁碍子２と、接地電極２７を備える主体金具３とが組付けられる。より詳しくは、比較的薄肉に形成された主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって固定される。
【００４１】
次いで、接地電極２７の先端部に、貴金属チップ３２が抵抗溶接される。そして、最後に、接地電極２７を屈曲させることで、貴金属部３１及び貴金属チップ３２間の前記火花放電間隙３３を調整する加工が実施され、スパークプラグ１が得られる。
【００４２】
以上詳述したように、本実施形態によれば、接地電極２７を酸性剥離液ＬＩに浸漬させるにあたって主体金具３を保持するメッキ剥離用治具５１は、Ｔｉを主成分とする合金によって形成されている。ここで、Ｔｉ合金は優れた剛性を有するため、メッキ剥離用治具５１によって複数の主体金具３を保持したとしても、当該メッキ剥離用治具５１には反りが生じにくい。また、Ｔｉ合金は耐熱性に優れる素材であるため、保持孔５２を設ける際に孔開け加工を施し、当該加工によって熱が生じても、メッキ剥離用治具５１には歪みが生じにくい。すなわち、メッキ剥離用治具５１をＴｉ等によって形成することで、反りや歪みの発生をより確実に防止することができる。これにより、保持される各主体金具３の高さ位置をそれぞれ略等しいものとすることができる。その結果、各接地電極２７について所定範囲に形成された亜鉛メッキ被膜をより確実に除去することができるとともに、主体金具３等の表面に形成された亜鉛メッキ層３７の剥離をより確実に防止することができる。ひいては、横飛火の発生による着火性の低下や主体金具の耐食性の低下といった不具合の発生をより確実に抑制することができる。
【００４３】
尚、複数の主体金具３を保持可能なメッキ剥離用治具５１においては、増大した自重による撓み等が懸念されるところであるが、Ｔｉ合金は比重が比較的小さい素材であるため、撓み等の発生をより確実に防止することができる。また、空気中においてメッキ剥離用治具５１の表面には、優れた耐腐食性を有するＴｉ酸化物が形成される。そのため、酸性剥離液ＬＩや、酸性剥離液ＬＩより生じた酸性分を含む蒸気が付着することに伴う、メッキ剥離用治具５１の腐食を効果的に抑制することができる。
【００４４】
また、メッキ剥離用治具５１の厚さを５ｍｍ以上４０ｍｍ以下とすることで、メッキ剥離用治具５１は一層優れた強度を有するとともに、その自重が低減されることとなる。これにより、メッキ剥離用治具５１における反りや歪み、自重による撓み等の発生を一層確実に防止することができる。
【００４５】
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【００４６】
（ａ）上記実施形態では、メッキ剥離用治具５１はＴｉを主成分として含有してなるＴｉ合金によって形成されているが、メッキ剥離用治具５１をＴｉによって形成することとしてもよい。
【００４７】
（ｂ）上記実施形態におけるスパークプラグ１は、中心電極５の先端部と接地電極２７の側面部とが対向し、軸線ＣＬ１方向に斜めに火花放電がなされる、いわゆる斜め放電タイプのプラグであるが、スパークプラグ１の形状はこれに限定されるものではない。従って、例えば、中心電極５の側面と接地電極２７の先端部とが対向し、軸線ＣＬ１と直交する方向に火花放電がなされる、いわゆる横放電タイプのプラグ等であってもよい。ここで、横放電タイプのプラグや斜め放電タイプのプラグにあっては、一般的に接地電極２７をより基端側にて屈曲させる必要があり、接地電極２７の表面に形成された亜鉛メッキ被膜についてもより基端側まで除去する必要がある。ところが、この場合には、主体金具３の先端部２６が酸性剥離液ＬＩの液面に対してより接近する（すなわち、前記距離ｄが一層小さなものとなる）ため、液面の揺れ等に伴う、主体金具３への酸性剥離液ＬＩの付着が一層懸念される。この点において、上記実施形態のメッキ除去装置４１によれば、メッキ剥離用治具５１に反りや歪みが生じてしまうことをより確実に防止できるため、各主体金具３のいずれかにおいて、その先端部２６と酸性剥離液ＬＩの液面との距離が接近しすぎてしまうといった事態を防止することができ、主体金具３に対する酸性剥離液ＬＩの付着をより一層抑制することができる。すなわち、横放電タイプや斜め放電タイプのプラグのような、接地電極２７のより基端側に形成された亜鉛メッキ被膜の除去を要する場合（前記距離ｄが１．５ｍｍ以下と比較的小さくされる場合）において、上記実施形態のチップ除去装置４１を用いることがより有意である。
【００４８】
（ｃ）上記実施形態では、主体金具３等の表面に形成されるメッキ層として亜鉛メッキ層３７を示しているが、形成されるメッキ層は亜鉛メッキ層３７に限定されるものではない。従って、例えば、主体金具３等の表面にメッキ層としてニッケルメッキ層等を形成することとしてもよい。
【００４９】
（ｄ）上記実施形態では、メッキ剥離用治具５１の厚さは、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下とされているが、メッキ剥離用治具５１の厚さはこの範囲に限定されるものではない。従って、例えば、メッキ剥離用治具５１の厚さを１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下としてもよい。この場合には、優れた強度の確保や自重による撓み等の防止、また、加工性の向上等をバランスよく実現することができる。
【００５０】
（ｅ）上記実施形態では、主体金具３の先端部２６の先端面に、接地電極２７が接合される場合について具体化しているが、主体金具の一部（又は、主体金具に予め溶接してある先端金具の一部）を削り出すようにして接地電極を形成する場合についても適用可能である（例えば、特開２００６−２３６９０６号公報等）。また、主体金具３の先端部２６の側面に接地電極２７を接合することとしてもよい。
【００５１】
（ｆ）上記実施形態では、工具係合部１９は断面六角形状とされているが、工具係合部１９の形状に関しては、このような形状に限定されるものではない。例えば、Ｂｉ−ＨＥＸ（変形１２角）形状〔ＩＳＯ２２９７７：２００５（Ｅ）〕等とされていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施形態のスパークプラグの構成を示す一部破断正面図である。
【図２】主体金具等の表面に形成された亜鉛メッキ層等を示す拡大正面図である。
【図３】メッキ除去装置の構成を示すための部分拡大断面図である。
【図４】メッキ剥離用治具の構成を示すための平面模式図である。
【図５】図４のＪ−Ｊ線断面図である。
【図６】メッキ除去装置による亜鉛メッキ被膜の除去を説明するための部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…スパークプラグ
２…絶縁碍子（絶縁体）
３…主体金具
４…軸孔
５…中心電極
２７…接地電極
３７…亜鉛メッキ層（メッキ層）
４１…メッキ除去装置
５１…メッキ剥離用治具
５２…保持孔
ＣＬ１…軸線
ＬＩ…酸性剥離液（剥離液）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極が前記軸孔に設けられた略円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた円筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部から延びるとともに、先端が前記中心電極側に向けて曲げられて配置された接地電極とを備え、
前記接地電極の基端部及び前記主体金具の表面にメッキ層が形成されてなるスパークプラグの製造方法であって、
前記接地電極が設けられた前記主体金具に対してメッキ処理を施すことによって、前記主体金具及び前記接地電極の表面略全域にメッキ被膜を形成するメッキ被膜形成工程と、
複数の保持孔を有する板状のメッキ剥離用治具を用い、複数の前記主体金具の先端部を前記各保持孔に挿通させた状態で、前記複数の主体金具を前記メッキ剥離用治具にて保持しつつ、前記接地電極の少なくとも先端部を剥離液に浸漬することによって、前記接地電極のうち少なくとも先端部の表面に形成された前記メッキ被膜を除去し、前記メッキ層を形成するメッキ除去工程とを含み、
前記メッキ剥離用治具が、チタン、又は、チタンを主成分とする合金によって形成されて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】
前記メッキ剥離用治具の厚さが、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下と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】
軸線方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極が前記軸孔に設けられた略円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた円筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部から延びるとともに、先端が前記中心電極側に向けて曲げられて配置された接地電極とを備え、
前記接地電極の基端部及び前記主体金具の表面にメッキ層が形成されてなるスパークプラグの製造に用いられ、
前記主体金具及び前記接地電極の表面略全域に形成されたメッキ被膜のうち、接地電極の少なくとも先端部の表面に形成された前記メッキ被膜を除去するためのメッキ除去装置であって、
複数の保持孔を有する板状のメッキ剥離用治具と、
剥離液の貯留された剥離液槽とを備え、
複数の前記主体金具の先端部を前記各保持孔に挿入した状態で、前記複数の主体金具を前記メッキ剥離用治具にて保持しつつ、前記接地電極の少なくとも先端部を前記剥離液槽の前記剥離液に浸漬することによって、前記接地電極のうち少なくとも先端部の表面に形成された前記メッキ被膜を除去可能であり、かつ、
前記メッキ剥離用治具が、チタン、又は、チタンを主成分とする合金によって形成されていることを特徴とするメッキ除去装置。
【請求項４】
前記メッキ剥離用治具の厚さが、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下とされていることを特徴とする請求項３に記載のメッキ除去装置。
【請求項１】
軸線方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極が前記軸孔に設けられた略円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた円筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部から延びるとともに、先端が前記中心電極側に向けて曲げられて配置された接地電極とを備え、
前記接地電極の基端部及び前記主体金具の表面にメッキ層が形成されてなるスパークプラグの製造方法であって、
前記接地電極が設けられた前記主体金具に対してメッキ処理を施すことによって、前記主体金具及び前記接地電極の表面略全域にメッキ被膜を形成するメッキ被膜形成工程と、
複数の保持孔を有する板状のメッキ剥離用治具を用い、複数の前記主体金具の先端部を前記各保持孔に挿通させた状態で、前記複数の主体金具を前記メッキ剥離用治具にて保持しつつ、前記接地電極の少なくとも先端部を剥離液に浸漬することによって、前記接地電極のうち少なくとも先端部の表面に形成された前記メッキ被膜を除去し、前記メッキ層を形成するメッキ除去工程とを含み、
前記メッキ剥離用治具が、チタン、又は、チタンを主成分とする合金によって形成されて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】
前記メッキ剥離用治具の厚さが、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下と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】
軸線方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極が前記軸孔に設けられた略円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた円筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部から延びるとともに、先端が前記中心電極側に向けて曲げられて配置された接地電極とを備え、
前記接地電極の基端部及び前記主体金具の表面にメッキ層が形成されてなるスパークプラグの製造に用いられ、
前記主体金具及び前記接地電極の表面略全域に形成されたメッキ被膜のうち、接地電極の少なくとも先端部の表面に形成された前記メッキ被膜を除去するためのメッキ除去装置であって、
複数の保持孔を有する板状のメッキ剥離用治具と、
剥離液の貯留された剥離液槽とを備え、
複数の前記主体金具の先端部を前記各保持孔に挿入した状態で、前記複数の主体金具を前記メッキ剥離用治具にて保持しつつ、前記接地電極の少なくとも先端部を前記剥離液槽の前記剥離液に浸漬することによって、前記接地電極のうち少なくとも先端部の表面に形成された前記メッキ被膜を除去可能であり、かつ、
前記メッキ剥離用治具が、チタン、又は、チタンを主成分とする合金によって形成されていることを特徴とするメッキ除去装置。
【請求項４】
前記メッキ剥離用治具の厚さが、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下とされていることを特徴とする請求項３に記載のメッキ除去装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−４９９１１（Ｐ２０１０−４９９１１Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１２６１２（Ｐ２００８−２１２６１２）
【出願日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
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