スパークプラグの電極チップ及びその製造方法
【課題】放電電圧の上昇は、放電電極の消耗を促進し、耐久性を低下させてしまうため、放電電圧を低減する。
【解決手段】円形、正多角形及びそれに近い断面形状の複数の金属線を一体に接合された電極チップは、チップ単体として放電面のエッジ長を大きくとることができ、放電電圧を低減できる。金属線金属を熱伝導率の高い金属としたときには、電極チップの放熱を早めることができ、電極の消耗をさらに抑制できる。
【解決手段】円形、正多角形及びそれに近い断面形状の複数の金属線を一体に接合された電極チップは、チップ単体として放電面のエッジ長を大きくとることができ、放電電圧を低減できる。金属線金属を熱伝導率の高い金属としたときには、電極チップの放熱を早めることができ、電極の消耗をさらに抑制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車等の内燃機関に用いられるスパークプラグの電極チップに関する。
【背景技術】
【0002】
近年の内燃機関は、環境負荷低減のため希薄燃焼が主流となり、着火性能を維持するためスパークプラグの放電電圧が上昇する傾向にある。放電電圧の上昇は、放電電極の消耗を促進し、耐久性を低下させてしまうため、放電電圧の低減が必要とされている。
特許文献1によれば、中心電極チップの下端面(放電面)に同下端面を横断する溝を設けることにより放電電圧を低減できるとされている。特許文献2には、2〜4本の細径電極を突設することにより、放電電圧の低減や耐消耗性の向上を図る中心電極が提案されている。このように、放電面面積に対するエッジ長を大きくさせると、放電電圧が低減し、かつ、放電電圧のバラツキが小さくなり、結果として、耐久性が向上することが既によく知られている。
電極チップに溝を設ける方法は、放電加工、切削加工、ヘッダ加工などが公知であるが、微小な電極チップへの微細加工は、複雑工程を採らざるを得ない。又、複数の細径電極を接続する方法は、別々の微細な電極チップを配列し、なおかつ、精度よく接合するための複雑工程が不可欠と考えられる。このように、従来の放電面面積に対するエッジ長を増大させた電極チップは、品質管理が困難であり、コスト及び生産の容易性を考慮すると、必ずしも有益とはいえない。
【特許文献1】特開昭51−96935号公報
【特許文献2】特開昭53−25745号公報
【特許文献3】特開平5−343159号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、放電面面積に対するエッジ長が大きい電極チップを安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
第1の発明は、スパークプラグの電極チップであって、断面形状が略円形又は略多角形の複数の金属線が、その外周面において互いに接合された電極チップである。
金属線の材質は、Fe合金、Ni合金などの耐熱性合金、又は、Pt合金、Ir合金、Rh合金などの貴金属合金が適する。金属線の断面形状は、円形、正多角形及びそれに近い形状であればよく、本発明において特に限定するものではない。
ところで、金属線n本の電極チップは、同一断面積の金属線1本の断面のエッジ長(L1)に比べ、断面のエッジ長(Ln)が、本数nの平方根に比例して増加する。エッジ長とは、電極チップを構成する金属線の長手方向に垂直な断面の辺縁長さ(断面円形の場合には、円周)の合計とする。
Ln=L1n1/2 ・・・(式1)
複数の金属線が接合された本発明の電極チップは、チップ単体として放電面のエッジ長を大きくとることができる。
金属線同士の接合は、互いに平行に接合されてもよいし、撚り線状に接合されてもよく、接合方法は、ろう付、金属浴、シーム溶接、抵抗溶接、拡散接合など金属同士の接合によるもののほか、接着剤、ワックスなどの樹脂によるものであってもよく、要するに、チップ単体として複数の金属線が一体をなしていればよい。
【0005】
第2の発明は、金属線より溶融温度の低い金属によって接合されたことを特徴とする電極チップである。金属線より溶融温度の低い金属とは、貴金属ろう、非貴金属ろうを含むろう材、はんだなどのほか、純金属や合金であってもよく、要するに、金属線の溶融温度以下の加熱温度によって溶融し、金属線間を埋め、冷却後は固体となって金属線同士を一体に接合できる金属である。
【0006】
第3の発明は、溶接によって接合されたことを特徴とする電極チップである。ここで溶接とは、電極チップに適する線径の金属線同士を、他の材料を介することなく一体に接合できる方法であって、抵抗溶接、シーム溶接がある。
【0007】
第4の発明は、スパークプラグの電極チップの製造方法であって、複数の金属線をその外周面で接合する工程と、接合した金属線を任意の長さに切断する工程と、を含むことを特徴とする電極チップの製造方法である。金属線を接合する工程では、複数の金属線を平行に並べて束ねたものを接合してもよく、或いは、束ねた金属線を撚り線状にしたものを接合してもよい。接合した金属線を切断する際には、金属線の長手方向に対して垂直に切断し、切断片を電極チップとする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、放電面面積に対するエッジ長が大きい電極チップを安価に大量に供給することができる。金属線の長さは特に制限がないため、連続的に接合、切断して、電極チップを大量に製造することができる。なお、5本以上の金属線からなる電極チップとしたときには、放電面面積に対するエッジ長をより大きくすることができ、放電電圧を低減する効果が大きい。さらに、金属線金属を熱伝導率の高い金属としたときには、電極チップの放熱を早めることができ、電極の消耗をさらに抑制する効果がある。
又、本発明の電極チップは、複数の金属線が一体に接合されたものであり、スパークプラグ本体の中心電極又は接地電極との接合に特別な複雑工程を要せず、生産性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明は、スパークプラグの電極チップであって、断面形状が略円形又は略多角形の複数の金属線1が、互いに接合された電極チップである。金属線1の配列の好適な例を、断面形状を円形として図1に例示する。
【0010】
金属線1の材質は、Fe合金、Ni合金などの耐熱合金、Pt合金、Ir合金、Rh合金などの貴金属合金が適する。より好ましくは、耐酸化性に優れるNiCr系耐熱合金又はIr合金とするとよい。
【0011】
金属線1の断面形状は、円形、正多角形及びそれに近い形状で、寸法は任意としてよいが、より好適には直径0.2〜2mmの円形である。
【0012】
金属線1の長さは、特に制限がないが、無論、長い金属線1を用いれば、コストをより低くすることができる。
【0013】
金属線1の本数は、任意としてよいが、電極チップの対称性を考慮する場合には、例えば図1に示されるような、2本、3本、4本、6本、7本、8本、10本、18本、19本が好適であり、より好ましくは、このうち2〜7本である。
【0014】
ところで、断面積を同一としたとき、式1より導き出されるエッジ長は、図2に示すように増加する。例えば、直径2mm(D1)の金属丸線1本からなる電極チップと同一面積で、7本の金属線を接合してなる本発明の電極チップを得るためには、金属線の直径D7を約0.76mmとし、1本を中心に、他の6本をその外周に配置する。この場合には、エッジ長L7は、直径2mmの金属線1本(L1)に対し2.6倍まで増加する。
【0015】
(製造方法)
ろう付による接合方法を図3及び図4によって説明する。図3は、金属線1の移動方向の側面から見た断面図であり、図4は、その移動方向から見た側面図である。
【0016】
複数の金属線1及び金属線より溶融温度の低い金属2の一端は、フラックス容器3の内部を側面の開口部4を通して貫通させる。フラックス容器3にはペースト状のフラックスが満たされている。このとき、フラックス容器3から突出した金属線1の先端部は、フラックス5によって濡れている。つぎに、金属線1の先端を引き出しながら、ガスバーナ6などの加熱手段によって、金属線1及び金属2を順次加熱し、全長にわたってろう付する。引き出し速度は、金属2が流ろうして金属線1同士のすき間を埋め、かつ、金属線1が熱膨張でたわまない程度の速度が好適である。ここで、金属2の形状やフラックス5の塗布方法は、この例に限定されるものではない。例えば、金属線1に金属2をあらかじめ被覆してもよいし、ペーストろうの適用も好適である。
【0017】
つぎに、金属浴による接合方法を図5によって説明する。図5は、金属線1の移動方向の側面から見た断面図であり、図6は、底面図である。
【0018】
複数の金属線1は、図5に示すように、溶融した金属2が満たされた容器7内を、ノズル8を通って通過する。図5には金属線1が7本の例を示したが、本発明の範囲は、当然これに限定されるものではない。このとき、金属線1の移動方向は、鉛直上方に向かうことが好ましいが、鉛直下方であっても差し支えない。又、金属線1が金属2を水平に貫通するように、2つのノズル8を容器7の側壁に設け、金属線1を水平方向に移動させることも可能である。
【0019】
複数の金属線1は互いに平行であってもよいが、あらかじめ撚り線としておくと、金属線1同士が離れにくくなり好適である。さらに、ノズル8の開口部形状は、円形でもよいが、例えば6角形などの異形としてもよい。
【0020】
容器7全体は、ガスバーナ6などの火炎やヒータ線などにより加熱され、金属2の溶融温度を超える温度に維持されている。ここで、金属2の溶融温度が、金属線1の溶融温度より高い場合には、金属線1が溶融してしまうため、不適である。
【0021】
酸化しやすい金属2を用いるときには、容器7内部に不活性ガスを導入する、容器7をカーボン製とする、適当なフラックスで金属2の表面を覆うなどして、その酸化を防ぐとよい。
【0022】
又、別の実施の形態として、金属線1の拡散接合による接合も好適である。この場合、互いに平行に並べた金属線同士を撚り、隣り合う金属線同士を強固に密着させながら、電気炉、ガスバーナなどの加熱手段によって加熱して拡散接合する。金属線が非貴金属の場合には、非酸化雰囲気で加熱するとよい。金属線表面に、あらかじめ、電気めっき、無電解めっき、その他の被膜形成手段によって、Au、Ag、Niなど、金属線より溶融温度の低い金属2の被膜を形成しておくと、より好適で、金属線の材質が、例えば、Pt合金やIr合金などの高融点金属の場合にも、比較的低温で接合することができる。
【0023】
ろう付や溶融めっきによって接合する場合の金属線1の断面の一例を図7に、拡散接合によって接合する場合の金属線1の断面の一例を図8に示す。
【0024】
接合された金属線は、表面を洗浄、研磨し、ワイヤソー、メタルソー、切断砥石など任意の切断手段によって、任意長さに切断し、電極チップ9とする。切断長さは、より好ましくは、0.4〜5mmである。電極チップの一方の切断面は放電面とし、他方の切断面はスパークプラグ本体との接合面とする。図9は、電極チップ9の一例である。
【0025】
電極チップ9は、抵抗溶接、レーザ溶接、ろう付など公知の接合手段によって、中心電極又は接地電極のいずれか一方か、又はその両方に接合される。接合するスパークプラグが中心電極と中心電極に対向する接地電極とを一対備えたスパークプラグに限らず、沿面放電プラグなどの複数の対向電極を備えたスパークプラグの各々の電極対にも適する。
【実施例】
【0026】
実施例に用いた金属線は、直径0.45mm、長さ1mのIr線で、あらかじめアセトンで洗浄し、表面の加工油や汚れを除去した。
【0027】
(接合)
実施例1は、2本のIr線を抵抗溶接によって接合した。
【0028】
実施例2は、2本のIr線をろう付によって接合した。ろう材は、JIS Z 3261:1998(銀ろう)が規定するBAg−7の丸線(直径0.5mm)を用いた。ろう付用のフラックスは、イシフクフラックス#30(石福金属興業株式会社)とした。フラックス容器の側面開口部は、直径1mmの丸穴とした。加熱は、カートリッジ式のガスバーナを用い、引き出し速度は、およそ50mm/分とし、ほぼ全長をろう付した。接合したIr線は、フラックス除去のため希塩酸で洗浄した。
【0029】
実施例3は、3本のIr線をろう付によって接合した。ろう材は、JIS Z 3266:1998(金ろう)が規定するBAu−4の丸線(直径0.1mm)を用い、ろう材が3本のIr線の中心となるよう配置した。この他は、実施例2と同じ条件とした。
【0030】
実施例4は、3本のIr線を金属浴によって接合した。金属浴は、BAu−4とした。容器は、カーボン製とし、底面に直径1.0mmの貫通孔をあけた。容器内に、BAu−4とイシフクフラックス#30を入れ、Ir線3本をこの貫通孔に通した。
この状態で、容器外部からガスバーナ(都市ガス、酸素)により加熱し、BAu−4が完全に溶解したときに、引上げ速度2500mm/分で鉛直上方へ引き上げた。この間、容器温度が1100℃程度になるようにガスバーナを調節した。接合したIr線は、フラックス除去のため希塩酸中で洗浄した。
【0031】
実施例5は、3本のIr線を金属浴によって接合した。Ir線を鉛直下方へ引き下げた他は、実施例4と同じ条件とした。
【0032】
実施例6は、7本のIr線を金属浴によって接合した。Ir線を7本とし、容器底面の貫通孔を直径1.5mmとした他は、実施例4と同じ条件とした。
【0033】
(切断)
上記のように接合したIr線は、長さ60mm程度に切りそろえ、各実施例につき16本ずつ、合計90本を積み重ね、ワックスで固定した。ついで、ワイヤ間隔を1.0mmに設定したワイヤソーにより、切断した。切断後にワックスを洗浄除去し、各実施例につき約50個、合計300個もの電極チップを得た。
【0034】
(結果)
実施例1の電極チップ断面を図10に、実施例2の電極チップ断面を図11に、実施例3の電極チップ断面を図12に、実施例4の電極チップ断面を図13及び図14に、実施例5の電極チップ断面を図15に、実施例6の電極チップ断面を図16に示す。
【0035】
図10〜図16に示す、いずれの実施例も複数のIr線が一体に接合された電極チップを得ることができた。1回の切断で得られた300個のなかには、図13及び図14に示すように、気泡などの欠陥を含む電極チップもあったが、すべての電極チップは一体であった。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】金属線の配列の例
【図2】金属線の本数とエッジ長比の関係
【図3】ろう付の一例を示す断面図
【図4】ろう付の一例を示す側面図
【図5】金属浴の一例を示す断面図
【図6】金属浴の一例を示す低面図
【図7】接合した金属線の一例を示す断面図
【図8】接合した金属線の一例を示す断面図
【図9】電極チップの例
【図10】実施例1を示す断面図
【図11】実施例2を示す断面図
【図12】実施例3を示す断面図
【図13】実施例4を示す断面図
【図14】実施例4を示す断面図
【図15】実施例5を示す断面図
【図16】実施例6を示す断面図
【符号の説明】
【0037】
1 金属線
2 金属
3 フラックス容器
4 開口部
5 フラックス
6 ガスバーナ
7 容器
8 ノズル
9 電極チップ
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車等の内燃機関に用いられるスパークプラグの電極チップに関する。
【背景技術】
【0002】
近年の内燃機関は、環境負荷低減のため希薄燃焼が主流となり、着火性能を維持するためスパークプラグの放電電圧が上昇する傾向にある。放電電圧の上昇は、放電電極の消耗を促進し、耐久性を低下させてしまうため、放電電圧の低減が必要とされている。
特許文献1によれば、中心電極チップの下端面(放電面)に同下端面を横断する溝を設けることにより放電電圧を低減できるとされている。特許文献2には、2〜4本の細径電極を突設することにより、放電電圧の低減や耐消耗性の向上を図る中心電極が提案されている。このように、放電面面積に対するエッジ長を大きくさせると、放電電圧が低減し、かつ、放電電圧のバラツキが小さくなり、結果として、耐久性が向上することが既によく知られている。
電極チップに溝を設ける方法は、放電加工、切削加工、ヘッダ加工などが公知であるが、微小な電極チップへの微細加工は、複雑工程を採らざるを得ない。又、複数の細径電極を接続する方法は、別々の微細な電極チップを配列し、なおかつ、精度よく接合するための複雑工程が不可欠と考えられる。このように、従来の放電面面積に対するエッジ長を増大させた電極チップは、品質管理が困難であり、コスト及び生産の容易性を考慮すると、必ずしも有益とはいえない。
【特許文献1】特開昭51−96935号公報
【特許文献2】特開昭53−25745号公報
【特許文献3】特開平5−343159号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、放電面面積に対するエッジ長が大きい電極チップを安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
第1の発明は、スパークプラグの電極チップであって、断面形状が略円形又は略多角形の複数の金属線が、その外周面において互いに接合された電極チップである。
金属線の材質は、Fe合金、Ni合金などの耐熱性合金、又は、Pt合金、Ir合金、Rh合金などの貴金属合金が適する。金属線の断面形状は、円形、正多角形及びそれに近い形状であればよく、本発明において特に限定するものではない。
ところで、金属線n本の電極チップは、同一断面積の金属線1本の断面のエッジ長(L1)に比べ、断面のエッジ長(Ln)が、本数nの平方根に比例して増加する。エッジ長とは、電極チップを構成する金属線の長手方向に垂直な断面の辺縁長さ(断面円形の場合には、円周)の合計とする。
Ln=L1n1/2 ・・・(式1)
複数の金属線が接合された本発明の電極チップは、チップ単体として放電面のエッジ長を大きくとることができる。
金属線同士の接合は、互いに平行に接合されてもよいし、撚り線状に接合されてもよく、接合方法は、ろう付、金属浴、シーム溶接、抵抗溶接、拡散接合など金属同士の接合によるもののほか、接着剤、ワックスなどの樹脂によるものであってもよく、要するに、チップ単体として複数の金属線が一体をなしていればよい。
【0005】
第2の発明は、金属線より溶融温度の低い金属によって接合されたことを特徴とする電極チップである。金属線より溶融温度の低い金属とは、貴金属ろう、非貴金属ろうを含むろう材、はんだなどのほか、純金属や合金であってもよく、要するに、金属線の溶融温度以下の加熱温度によって溶融し、金属線間を埋め、冷却後は固体となって金属線同士を一体に接合できる金属である。
【0006】
第3の発明は、溶接によって接合されたことを特徴とする電極チップである。ここで溶接とは、電極チップに適する線径の金属線同士を、他の材料を介することなく一体に接合できる方法であって、抵抗溶接、シーム溶接がある。
【0007】
第4の発明は、スパークプラグの電極チップの製造方法であって、複数の金属線をその外周面で接合する工程と、接合した金属線を任意の長さに切断する工程と、を含むことを特徴とする電極チップの製造方法である。金属線を接合する工程では、複数の金属線を平行に並べて束ねたものを接合してもよく、或いは、束ねた金属線を撚り線状にしたものを接合してもよい。接合した金属線を切断する際には、金属線の長手方向に対して垂直に切断し、切断片を電極チップとする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、放電面面積に対するエッジ長が大きい電極チップを安価に大量に供給することができる。金属線の長さは特に制限がないため、連続的に接合、切断して、電極チップを大量に製造することができる。なお、5本以上の金属線からなる電極チップとしたときには、放電面面積に対するエッジ長をより大きくすることができ、放電電圧を低減する効果が大きい。さらに、金属線金属を熱伝導率の高い金属としたときには、電極チップの放熱を早めることができ、電極の消耗をさらに抑制する効果がある。
又、本発明の電極チップは、複数の金属線が一体に接合されたものであり、スパークプラグ本体の中心電極又は接地電極との接合に特別な複雑工程を要せず、生産性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明は、スパークプラグの電極チップであって、断面形状が略円形又は略多角形の複数の金属線1が、互いに接合された電極チップである。金属線1の配列の好適な例を、断面形状を円形として図1に例示する。
【0010】
金属線1の材質は、Fe合金、Ni合金などの耐熱合金、Pt合金、Ir合金、Rh合金などの貴金属合金が適する。より好ましくは、耐酸化性に優れるNiCr系耐熱合金又はIr合金とするとよい。
【0011】
金属線1の断面形状は、円形、正多角形及びそれに近い形状で、寸法は任意としてよいが、より好適には直径0.2〜2mmの円形である。
【0012】
金属線1の長さは、特に制限がないが、無論、長い金属線1を用いれば、コストをより低くすることができる。
【0013】
金属線1の本数は、任意としてよいが、電極チップの対称性を考慮する場合には、例えば図1に示されるような、2本、3本、4本、6本、7本、8本、10本、18本、19本が好適であり、より好ましくは、このうち2〜7本である。
【0014】
ところで、断面積を同一としたとき、式1より導き出されるエッジ長は、図2に示すように増加する。例えば、直径2mm(D1)の金属丸線1本からなる電極チップと同一面積で、7本の金属線を接合してなる本発明の電極チップを得るためには、金属線の直径D7を約0.76mmとし、1本を中心に、他の6本をその外周に配置する。この場合には、エッジ長L7は、直径2mmの金属線1本(L1)に対し2.6倍まで増加する。
【0015】
(製造方法)
ろう付による接合方法を図3及び図4によって説明する。図3は、金属線1の移動方向の側面から見た断面図であり、図4は、その移動方向から見た側面図である。
【0016】
複数の金属線1及び金属線より溶融温度の低い金属2の一端は、フラックス容器3の内部を側面の開口部4を通して貫通させる。フラックス容器3にはペースト状のフラックスが満たされている。このとき、フラックス容器3から突出した金属線1の先端部は、フラックス5によって濡れている。つぎに、金属線1の先端を引き出しながら、ガスバーナ6などの加熱手段によって、金属線1及び金属2を順次加熱し、全長にわたってろう付する。引き出し速度は、金属2が流ろうして金属線1同士のすき間を埋め、かつ、金属線1が熱膨張でたわまない程度の速度が好適である。ここで、金属2の形状やフラックス5の塗布方法は、この例に限定されるものではない。例えば、金属線1に金属2をあらかじめ被覆してもよいし、ペーストろうの適用も好適である。
【0017】
つぎに、金属浴による接合方法を図5によって説明する。図5は、金属線1の移動方向の側面から見た断面図であり、図6は、底面図である。
【0018】
複数の金属線1は、図5に示すように、溶融した金属2が満たされた容器7内を、ノズル8を通って通過する。図5には金属線1が7本の例を示したが、本発明の範囲は、当然これに限定されるものではない。このとき、金属線1の移動方向は、鉛直上方に向かうことが好ましいが、鉛直下方であっても差し支えない。又、金属線1が金属2を水平に貫通するように、2つのノズル8を容器7の側壁に設け、金属線1を水平方向に移動させることも可能である。
【0019】
複数の金属線1は互いに平行であってもよいが、あらかじめ撚り線としておくと、金属線1同士が離れにくくなり好適である。さらに、ノズル8の開口部形状は、円形でもよいが、例えば6角形などの異形としてもよい。
【0020】
容器7全体は、ガスバーナ6などの火炎やヒータ線などにより加熱され、金属2の溶融温度を超える温度に維持されている。ここで、金属2の溶融温度が、金属線1の溶融温度より高い場合には、金属線1が溶融してしまうため、不適である。
【0021】
酸化しやすい金属2を用いるときには、容器7内部に不活性ガスを導入する、容器7をカーボン製とする、適当なフラックスで金属2の表面を覆うなどして、その酸化を防ぐとよい。
【0022】
又、別の実施の形態として、金属線1の拡散接合による接合も好適である。この場合、互いに平行に並べた金属線同士を撚り、隣り合う金属線同士を強固に密着させながら、電気炉、ガスバーナなどの加熱手段によって加熱して拡散接合する。金属線が非貴金属の場合には、非酸化雰囲気で加熱するとよい。金属線表面に、あらかじめ、電気めっき、無電解めっき、その他の被膜形成手段によって、Au、Ag、Niなど、金属線より溶融温度の低い金属2の被膜を形成しておくと、より好適で、金属線の材質が、例えば、Pt合金やIr合金などの高融点金属の場合にも、比較的低温で接合することができる。
【0023】
ろう付や溶融めっきによって接合する場合の金属線1の断面の一例を図7に、拡散接合によって接合する場合の金属線1の断面の一例を図8に示す。
【0024】
接合された金属線は、表面を洗浄、研磨し、ワイヤソー、メタルソー、切断砥石など任意の切断手段によって、任意長さに切断し、電極チップ9とする。切断長さは、より好ましくは、0.4〜5mmである。電極チップの一方の切断面は放電面とし、他方の切断面はスパークプラグ本体との接合面とする。図9は、電極チップ9の一例である。
【0025】
電極チップ9は、抵抗溶接、レーザ溶接、ろう付など公知の接合手段によって、中心電極又は接地電極のいずれか一方か、又はその両方に接合される。接合するスパークプラグが中心電極と中心電極に対向する接地電極とを一対備えたスパークプラグに限らず、沿面放電プラグなどの複数の対向電極を備えたスパークプラグの各々の電極対にも適する。
【実施例】
【0026】
実施例に用いた金属線は、直径0.45mm、長さ1mのIr線で、あらかじめアセトンで洗浄し、表面の加工油や汚れを除去した。
【0027】
(接合)
実施例1は、2本のIr線を抵抗溶接によって接合した。
【0028】
実施例2は、2本のIr線をろう付によって接合した。ろう材は、JIS Z 3261:1998(銀ろう)が規定するBAg−7の丸線(直径0.5mm)を用いた。ろう付用のフラックスは、イシフクフラックス#30(石福金属興業株式会社)とした。フラックス容器の側面開口部は、直径1mmの丸穴とした。加熱は、カートリッジ式のガスバーナを用い、引き出し速度は、およそ50mm/分とし、ほぼ全長をろう付した。接合したIr線は、フラックス除去のため希塩酸で洗浄した。
【0029】
実施例3は、3本のIr線をろう付によって接合した。ろう材は、JIS Z 3266:1998(金ろう)が規定するBAu−4の丸線(直径0.1mm)を用い、ろう材が3本のIr線の中心となるよう配置した。この他は、実施例2と同じ条件とした。
【0030】
実施例4は、3本のIr線を金属浴によって接合した。金属浴は、BAu−4とした。容器は、カーボン製とし、底面に直径1.0mmの貫通孔をあけた。容器内に、BAu−4とイシフクフラックス#30を入れ、Ir線3本をこの貫通孔に通した。
この状態で、容器外部からガスバーナ(都市ガス、酸素)により加熱し、BAu−4が完全に溶解したときに、引上げ速度2500mm/分で鉛直上方へ引き上げた。この間、容器温度が1100℃程度になるようにガスバーナを調節した。接合したIr線は、フラックス除去のため希塩酸中で洗浄した。
【0031】
実施例5は、3本のIr線を金属浴によって接合した。Ir線を鉛直下方へ引き下げた他は、実施例4と同じ条件とした。
【0032】
実施例6は、7本のIr線を金属浴によって接合した。Ir線を7本とし、容器底面の貫通孔を直径1.5mmとした他は、実施例4と同じ条件とした。
【0033】
(切断)
上記のように接合したIr線は、長さ60mm程度に切りそろえ、各実施例につき16本ずつ、合計90本を積み重ね、ワックスで固定した。ついで、ワイヤ間隔を1.0mmに設定したワイヤソーにより、切断した。切断後にワックスを洗浄除去し、各実施例につき約50個、合計300個もの電極チップを得た。
【0034】
(結果)
実施例1の電極チップ断面を図10に、実施例2の電極チップ断面を図11に、実施例3の電極チップ断面を図12に、実施例4の電極チップ断面を図13及び図14に、実施例5の電極チップ断面を図15に、実施例6の電極チップ断面を図16に示す。
【0035】
図10〜図16に示す、いずれの実施例も複数のIr線が一体に接合された電極チップを得ることができた。1回の切断で得られた300個のなかには、図13及び図14に示すように、気泡などの欠陥を含む電極チップもあったが、すべての電極チップは一体であった。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】金属線の配列の例
【図2】金属線の本数とエッジ長比の関係
【図3】ろう付の一例を示す断面図
【図4】ろう付の一例を示す側面図
【図5】金属浴の一例を示す断面図
【図6】金属浴の一例を示す低面図
【図7】接合した金属線の一例を示す断面図
【図8】接合した金属線の一例を示す断面図
【図9】電極チップの例
【図10】実施例1を示す断面図
【図11】実施例2を示す断面図
【図12】実施例3を示す断面図
【図13】実施例4を示す断面図
【図14】実施例4を示す断面図
【図15】実施例5を示す断面図
【図16】実施例6を示す断面図
【符号の説明】
【0037】
1 金属線
2 金属
3 フラックス容器
4 開口部
5 フラックス
6 ガスバーナ
7 容器
8 ノズル
9 電極チップ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スパークプラグの電極チップであって、複数の金属線が、互いに接合された電極チップ。
【請求項2】
金属線より溶融温度の低い金属によって接合されたことを特徴とする請求項1に記載の電極チップ。
【請求項3】
溶接によって接合されたことを特徴とする請求項1に記載の電極チップ。
【請求項4】
スパークプラグの電極チップの製造方法であって、複数の金属線を接合する工程と、接合した金属線を任意の長さに切断する工程と、を含むことを特徴とする電極チップの製造方法。
【請求項1】
スパークプラグの電極チップであって、複数の金属線が、互いに接合された電極チップ。
【請求項2】
金属線より溶融温度の低い金属によって接合されたことを特徴とする請求項1に記載の電極チップ。
【請求項3】
溶接によって接合されたことを特徴とする請求項1に記載の電極チップ。
【請求項4】
スパークプラグの電極チップの製造方法であって、複数の金属線を接合する工程と、接合した金属線を任意の長さに切断する工程と、を含むことを特徴とする電極チップの製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【公開番号】特開2010−153297(P2010−153297A)
【公開日】平成22年7月8日(2010.7.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−332377(P2008−332377)
【出願日】平成20年12月26日(2008.12.26)
【出願人】(000198709)石福金属興業株式会社 (55)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年7月8日(2010.7.8)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年12月26日(2008.12.26)
【出願人】(000198709)石福金属興業株式会社 (55)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]