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JP6517136B2 - Spark plug and method of manufacturing electrode - Google Patents
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Description

本発明は、スパークプラグおよび電極の製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a spark plug and an electrode.

スパークプラグは、中心電極と接地電極との間の間隙に火花放電を発生させることによって、内燃機関の燃焼室内の混合気に対する着火を実現する。スパークプラグにおける電極の耐熱性を向上させるために、スパークプラグ用の電極として、熱伝導性に優れた芯部を被覆部によって被覆した電極が知られている。このような電極は、芯部の元となる素材と被覆部の元となる素材とを組み合わせた複合材料を作製した後、その複合材料を押出成形することによって製造される(特許文献1,2を参照)。   The spark plug realizes ignition of the mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine by generating a spark discharge in the gap between the center electrode and the ground electrode. DESCRIPTION OF RELATED ART In order to improve the heat resistance of the electrode in a spark plug, the electrode which coat | covered the core part excellent in thermal conductivity by the coating | coated part is known as an electrode for spark plugs. Such an electrode is manufactured by extruding the composite material after producing a composite material in which the material forming the core portion and the material forming the covering portion are combined (Patent Documents 1 and 2) See).

特開平7−37678号公報JP-A-7-37678 特開2013−4326号公報JP, 2013-4326, A

特許文献1の製造方法では、電極における芯部の先端側が先細りになりやすいため、電極の熱伝導性を十分に確保できない可能性があった。特許文献2の製造方法では、電極における芯部の先端側の形状に個体ごとのばらつきが発生しやすいという課題があった。   In the manufacturing method of patent document 1, since the front end side of the core part in an electrode tends to be tapered, there existed a possibility that heat conductivity of an electrode could not fully be ensured. In the manufacturing method of patent document 2, the subject that the dispersion | variation for every individual tends to generate | occur | produce in the shape at the front end side of the core part in an electrode occurred.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following modes.

(1)本発明の一形態は、先端側から後端側へと軸線方向に延びた芯部と、前記芯部を先端から側面にわたって覆う被覆部と、を有するスパークプラグ用の電極を製造する、電極の製造方法を提供する。この製造方法は、前記芯部の元となる素材として、円柱状を成す小径部と、前記小径部の後端に繋がるとともに前記小径部より大きな径を有する円柱状の大径部と、を有する芯材料を作製し;前記被覆部の元となる素材として、前記芯部材の前記小径部より大きな外径を有するとともに前記小径部を挿入可能な有底孔が後端側に形成された有底円筒状を成す被覆材料を作製し;前記芯材料の前記小径部を前記被覆材料の前記有底孔に挿入することによって、前記芯材料と前記被覆材料とを組み合わせた素材として、前記芯材料の前記大径部と前記被覆材料の後端面との間に間隙を有する複合材料を作製し;前記大径部より大きな孔径を有する大径孔部と、前記大径孔部と同軸上に形成され前記大径部より小さな孔径を有する小径孔部と、を備える金型を用意し;前記金型の前記大径孔部に前記複合材料を前記大径部側から挿入した後、前記複合材料を前記小径孔部へと押出成形することを特徴とする。この形態によれば、複合材料を押出成形する前に、芯材料の大径部と被覆材料の後端面との間に間隙が予め形成されているため、押出成形中に芯材料が被覆材料に食い込む際に、芯材料の先端側における内側と外側との間に発生する食い込み量の差を抑制できる。したがって、電極における芯部の先端側が先細りになることを安定的に抑制できる。 (1) An embodiment of the present invention manufactures an electrode for a spark plug having a core extending in the axial direction from the front end side to the rear end and a covering part covering the core from the front end to the side. , The manufacturing method of an electrode is provided. This manufacturing method has, as a raw material of the core, a small diameter portion forming a cylindrical shape, and a large cylindrical diameter portion connected to the rear end of the small diameter portion and having a diameter larger than the small diameter portion. Producing a core material; a bottomed material having an outer diameter larger than the small diameter portion of the core member and having a bottomed hole formed on the rear end side into which the small diameter portion can be inserted as a base material of the covering portion; Preparing a cylindrically-shaped coating material; inserting the small diameter portion of the core material into the bottomed hole of the coating material to form a combination of the core material and the coating material as the core material Producing a composite material having a gap between the large diameter portion and the rear end face of the coating material; and forming a large diameter hole portion having a larger hole diameter than the large diameter portion and coaxial with the large diameter hole portion A small diameter hole having a diameter smaller than that of the large diameter portion; That the mold is prepared; after the composite material into the large diameter hole portion of the die is inserted from the large diameter portion, characterized by extruding the composite material into the small-diameter hole portion. According to this aspect, since the gap is formed in advance between the large diameter portion of the core material and the rear end face of the coating material before the composite material is extruded, the core material becomes the coating material during the extrusion. When biting in, it is possible to suppress the difference in the amount of biting in between the inside and the outside on the tip side of the core material. Therefore, it can suppress stably that the front end side of the core part in an electrode becomes tapered.

(2)上述した製造方法では、前記複合材料の前記間隙は、径方向外側に向かうに従って大きくなってもよい。この形態によれば、芯材料の先端側における内側と外側との間に発生する食い込み量の差をいっそう抑制できる。 (2) In the manufacturing method described above, the gap of the composite material may increase toward the radially outer side. According to this aspect, it is possible to further suppress the difference in the amount of biting between the inside and the outside on the tip side of the core material.

(3)上述した製造方法では、前記複合材料の前記間隙は、前記大径部と前記後端面との間の全域にわたって形成されてもよい。この形態によれば、芯材料の先端側における内側と外側との間に発生する食い込み量の差をいっそう抑制できる。 (3) In the manufacturing method described above, the gap of the composite material may be formed over the entire area between the large diameter portion and the rear end surface. According to this aspect, it is possible to further suppress the difference in the amount of biting between the inside and the outside on the tip side of the core material.

(4)上述した製造方法では、前記大径部と前記後端面とは径方向内側で接触し、前記複合材料の前記間隙は、前記大径部と前記後端面との間のうち径方向外側に形成されてもよい。この形態によれば、複合材料を作製する際に、芯材料の小径部を被覆材料の有底孔へと一定の挿入量で挿入しやすくできる。 (4) In the manufacturing method described above, the large diameter portion and the rear end surface are in contact with each other in the radial direction, and the gap of the composite material is the radial outer side among the large diameter portion and the rear end surface. May be formed. According to this aspect, when producing the composite material, the small diameter portion of the core material can be easily inserted into the bottomed hole of the coating material with a constant insertion amount.

(5)上述した製造方法では、前記複合材料において、前記間隙の軸線方向における大きさは、前記芯材料の前記小径部の先端と前記被覆材料の前記有底孔の底面との間に形成される他の間隙の軸線方向における大きさより大きくてもよい。この形態によれば、芯部の先端側と被覆部との間に間隙が形成されることを防止できる。 (5) In the manufacturing method described above, in the composite material, the size in the axial direction of the gap is formed between the tip of the small diameter portion of the core material and the bottom of the bottomed hole of the covering material. May be larger than the axial size of the other gaps. According to this form, it can prevent that a gap is formed between the tip side of a core part, and a covering part.

(6)上述した製造方法では、前記複合材料の前記間隙の軸線方向における最大の大きさは、1μm以上50μm以下であってもよい。この形態によれば、芯材料の先端側における内側と外側との間に発生する食い込み量の差を抑制できる。 (6) In the manufacturing method described above, the maximum size in the axial direction of the gap of the composite material may be 1 μm or more and 50 μm or less. According to this aspect, it is possible to suppress the difference in the amount of biting in between the inside and the outside on the tip side of the core material.

(7)上述した製造方法では、前記被覆材料の前記有底孔の底面は、前記被覆材料の先端側に向けて凸状の曲面を成してもよい。この形態によれば、芯部の先端側の隅部と被覆部との間に間隙が形成されることを防止できる。 (7) In the manufacturing method described above, the bottom surface of the bottomed hole of the covering material may form a convex curved surface toward the leading end side of the covering material. According to this aspect, it is possible to prevent a gap from being formed between the corner on the tip end side of the core and the cover.

(8)上述した製造方法によって製造された電極を、スパークプラグの中心電極および接地電極の少なくとも一方の電極として用いてもよい。この形態によれば、スパークプラグの耐久性を向上させることができる。 (8) The electrode manufactured by the above-described manufacturing method may be used as at least one of the center electrode and the ground electrode of the spark plug. According to this aspect, the durability of the spark plug can be improved.

本発明は、スパークプラグ用の電極の製造方法とは異なる種々の形態で実現可能であり、例えば、スパークプラグの製造方法、電極を製造する製造装置、ならびに、スパークプラグ用の電極などの形態で実現可能である。   The present invention can be realized in various forms different from the method for manufacturing an electrode for a spark plug, and for example, the method for manufacturing a spark plug, a manufacturing apparatus for manufacturing an electrode, and an electrode for spark plug It is feasible.

スパークプラグの部分断面を示す説明図である。It is an explanatory view showing a partial cross section of a spark plug. 中心電極の詳細構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detailed structure of a center electrode. 中心電極の断面を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the cross section of a center electrode. 中心電極の製造方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing method of a center electrode. 芯材料を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows core material. 被覆材料を示す説明図である。It is an explanatory view showing a covering material. 複合材料を示す説明図である。It is an explanatory view showing a composite material. 金型を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a metal mold | die. 複合材料を金型に挿入した様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the composite material was inserted in the metal mold | die. 複合材料を押出成形する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that extrusion molding of a composite material is carried out. 成形体を示す説明図である。It is an explanatory view showing a forming object. 成形体を押出成形する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that extrusion molding of a molded object is carried out. 成形体を示す説明図である。It is an explanatory view showing a forming object. 第2実施形態における複合材料を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the composite material in 2nd Embodiment. 第3実施形態における複合材料を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the composite material in 3rd Embodiment. 第4実施形態における複合材料を示す説明図である。It is an explanatory view showing a composite material in a 4th embodiment.

A.第1実施形態
A−1.スパークプラグの構成
図1は、スパークプラグ10の部分断面を示す説明図である。図1には、スパークプラグ10の軸心である軸線CAを境界として、軸線CAより紙面左側にスパークプラグ10の外観形状が図示され、軸線CAより紙面右側にスパークプラグ10の断面形状が図示されている。本実施形態の説明では、スパークプラグ10における図1の紙面下側を「先端側」といい、図1の紙面上側を「後端側」という。
A. First Embodiment A-1. Configuration of Spark Plug FIG. 1 is an explanatory view showing a partial cross section of the spark plug 10. In FIG. 1, the external shape of the spark plug 10 is illustrated on the left side of the drawing with respect to the axial line CA with the axis CA as the axial center of the spark plug 10 as a boundary. The cross-sectional shape of the spark plug 10 is illustrated on the right of the drawing. ing. In the description of the present embodiment, the lower side of the spark plug 10 in FIG. 1 is referred to as the “front end side”, and the upper side of FIG. 1 is referred to as the “rear end side”.

スパークプラグ10は、中心電極100と、絶縁体200と、主体金具300と、接地電極400とを備える。本実施形態では、スパークプラグ10の軸線CAは、中心電極100、絶縁体200および主体金具300の各部材における軸心でもある。   The spark plug 10 includes a center electrode 100, an insulator 200, a metal shell 300, and a ground electrode 400. In the present embodiment, the axis line CA of the spark plug 10 is also an axis of each member of the center electrode 100, the insulator 200 and the metal shell 300.

スパークプラグ10は、中心電極100と接地電極400との間に形成された間隙SGを先端側に有する。スパークプラグ10の間隙SGは、火花ギャップとも呼ばれる。スパークプラグ10は、間隙SGが形成された先端側を燃焼室920の内壁910から突出させた状態で内燃機関90に取り付け可能に構成されている。スパークプラグ10を内燃機関90に取り付けた状態で高電圧(例えば、1万〜3万ボルト)を中心電極100に印加した場合、間隙SGに火花放電が発生する。間隙SGに発生した火花放電は、燃焼室920における混合気に対する着火を実現する。   Spark plug 10 has a gap SG formed between center electrode 100 and ground electrode 400 on the tip side. The gap SG of the spark plug 10 is also referred to as a spark gap. The spark plug 10 is configured to be attachable to the internal combustion engine 90 in a state in which the tip end side where the gap SG is formed protrudes from the inner wall 910 of the combustion chamber 920. When a high voltage (for example, 10,000 to 30,000 volts) is applied to the center electrode 100 with the spark plug 10 attached to the internal combustion engine 90, spark discharge occurs in the gap SG. The spark discharge generated in the gap SG realizes ignition of the air-fuel mixture in the combustion chamber 920.

スパークプラグ10の絶縁体200は、電気絶縁性を有する碍子である。絶縁体200は、軸線CAを中心に延びた筒状を成す。本実施形態では、絶縁体200は、絶縁性セラミックス材料(例えば、アルミナ)を焼成することによって作製される。絶縁体200は、軸線CAを中心に延びた貫通孔である軸孔290を有する。絶縁体200の軸孔290には、中心電極100を絶縁体200の先端側から突出させた状態で、中心電極100が軸線CA上に保持されている。   The insulator 200 of the spark plug 10 is a insulator having electrical insulation. The insulator 200 has a tubular shape extending about the axis CA. In the present embodiment, the insulator 200 is manufactured by firing an insulating ceramic material (for example, alumina). The insulator 200 has an axial hole 290 which is a through hole extending around the axis CA. The center electrode 100 is held on the axis CA in the axial hole 290 of the insulator 200 in a state where the center electrode 100 protrudes from the tip end side of the insulator 200.

スパークプラグ10の主体金具300は、導電性を有する金属体である。主体金具300は、軸線CAを中心に延びた筒状を成す。本実施形態では、主体金具300は、筒状に成形された低炭素鋼にニッケルめっきを施した部材である。他の実施形態では、主体金具300は、亜鉛めっきを施した部材であっても良いし、めっきを施していない部材(無めっき)であっても良い。主体金具300は、中心電極100から電気的に絶縁された状態で絶縁体200の外側面にかしめ固定されている。主体金具300の先端側には、端面310が形成されている。端面310の中央からは、中心電極100と共に絶縁体200が先端側に向けて突出している。端面310には、接地電極400が接合されている。   The metal shell 300 of the spark plug 10 is a conductive metal body. The metal shell 300 has a tubular shape extending around the axis line CA. In the present embodiment, the metal shell 300 is a member obtained by applying nickel plating to a low carbon steel formed into a cylindrical shape. In another embodiment, the metal shell 300 may be a galvanized member or a non-plated member (non-plated). The metal shell 300 is crimped to the outer surface of the insulator 200 in a state of being electrically insulated from the center electrode 100. An end surface 310 is formed on the front end side of the metal shell 300. From the center of the end face 310, the insulator 200 protrudes toward the tip side together with the center electrode 100. The ground electrode 400 is joined to the end face 310.

スパークプラグ10の接地電極400は、導電性を有する電極である。接地電極400は、主体金具300の端面310から先端側に延びた後に軸線CAに向けて屈曲した形状を成す。接地電極400の後端側は、主体金具300に接合されている。接地電極400は、中心電極100との間に間隙SGを形成する。   The ground electrode 400 of the spark plug 10 is an electrode having conductivity. The ground electrode 400 extends from the end face 310 of the metal shell 300 toward the tip end and then bends toward the axis CA. The rear end side of the ground electrode 400 is joined to the metal shell 300. The ground electrode 400 forms a gap SG with the center electrode 100.

スパークプラグ10の中心電極100は、導電性を有する電極である。中心電極100は、軸線CAを中心に延びた棒状を成す。中心電極100の外側面は、絶縁体200によって外部から電気的に絶縁されている。中心電極100の先端側は、絶縁体200の先端側から突出している。中心電極100の後端側は、絶縁体200の後端側へと電気的に接続されている。本実施形態では、中心電極100の後端側は、端子金具190を介して絶縁体200の後端側へと電気的に接続されている。   The center electrode 100 of the spark plug 10 is an electrode having conductivity. The center electrode 100 is in the shape of a rod extending around the axis CA. The outer surface of the center electrode 100 is electrically isolated from the outside by an insulator 200. The tip side of the center electrode 100 protrudes from the tip side of the insulator 200. The rear end side of the center electrode 100 is electrically connected to the rear end side of the insulator 200. In the present embodiment, the rear end side of the center electrode 100 is electrically connected to the rear end side of the insulator 200 through the terminal fitting 190.

図2は、中心電極100の詳細構成を示す説明図である。図2には、軸線CAより紙面左側に中心電極100の外観形状が図示され、軸線CAより紙面右側に中心電極100の断面形状が図示されている。図3は、中心電極100の断面を示す説明図である。図3には、図2の矢視F3−F3で切断した中心電極100の断面形状が図示されている。中心電極100は、芯部110と、被覆部120とを有する。   FIG. 2 is an explanatory view showing a detailed configuration of the center electrode 100. As shown in FIG. In FIG. 2, the external shape of the center electrode 100 is illustrated on the left side of the drawing with respect to the axis CA, and the cross-sectional shape of the center electrode 100 is illustrated on the right of the drawing. FIG. 3 is an explanatory view showing a cross section of the center electrode 100. As shown in FIG. The cross-sectional shape of the center electrode 100 cut | disconnected by arrow F3-F3 of FIG. 2 is shown in figure by FIG. The center electrode 100 has a core 110 and a cover 120.

中心電極100の芯部110は、先端側から後端側へと延びた形状を成す。本実施形態では、芯部110の断面形状は、円形である。芯部110の材質は、被覆部120より高い熱伝導性を有する。本実施形態では、芯部110の材質は、ニッケル(Ni)を主成分とするニッケル合金である。   The core portion 110 of the center electrode 100 has a shape extending from the front end side to the rear end side. In the present embodiment, the cross-sectional shape of the core portion 110 is circular. The material of the core portion 110 has higher thermal conductivity than the covering portion 120. In the present embodiment, the material of the core portion 110 is a nickel alloy containing nickel (Ni) as a main component.

中心電極100の被覆部120は、芯部110を先端から側面にわたって覆う形状を成す。本実施形態では、被覆部120の断面形状は、円形である。本実施形態では、被覆部120の材質は、銅を主成分とする合金である。   The covering portion 120 of the center electrode 100 is shaped to cover the core portion 110 from the tip to the side. In the present embodiment, the cross-sectional shape of the covering portion 120 is circular. In the present embodiment, the material of the covering portion 120 is an alloy containing copper as a main component.

本実施形態では、中心電極100の後端側には、径方向外側に突出した突出部108が形成されている。中心電極100の突出部108は、主体金具300の内側に嵌まり合う。これによって、中心電極100が主体金具300に位置決めされる。   In the present embodiment, on the rear end side of the center electrode 100, a protruding portion 108 that protrudes outward in the radial direction is formed. The protrusion 108 of the center electrode 100 fits inside the metal shell 300. Thus, the center electrode 100 is positioned on the metal shell 300.

図4は、中心電極100の製造方法を示す説明図である。中心電極100の製造者は、芯部110の元となる素材として芯材料110pを作製する(工程P110)。   FIG. 4 is an explanatory view showing a method of manufacturing the center electrode 100. As shown in FIG. The manufacturer of the center electrode 100 produces a core material 110p as a material of the core portion 110 (process P110).

図5は、芯材料110pを示す説明図である。図5の軸線CAは、スパークプラグ10の軸線CAに対応し、図5の先端側は、スパークプラグ10の先端側に対応し、図5の後端側は、スパークプラグ10の後端側に対応する。中心電極100の製造方法に説明する他の図における軸線CAについても同様である。芯材料110pは、小径部112pと、大径部114pとを有する。芯材料110pの小径部112pは、円柱状を成す。芯材料110pの大径部114pは、小径部112pの後端に繋がるとともに、小径部112pより大きな径を有する。芯材料110pにおいて、小径部112pは、先端側に位置し、大径部114pは、後端側に位置する。軸線CAに沿った軸線方向において、小径部112pの長さL1は、大径部114pより長い。   FIG. 5 is an explanatory view showing the core material 110p. The axis CA of FIG. 5 corresponds to the axis CA of the spark plug 10, the tip end side of FIG. 5 corresponds to the tip end side of the spark plug 10, and the rear end side of FIG. It corresponds. The same applies to the axis CA in the other drawings described in the method of manufacturing the center electrode 100. The core material 110p has a small diameter portion 112p and a large diameter portion 114p. The small diameter portion 112p of the core material 110p has a cylindrical shape. The large diameter portion 114p of the core material 110p is connected to the rear end of the small diameter portion 112p and has a diameter larger than that of the small diameter portion 112p. In the core material 110p, the small diameter portion 112p is located on the front end side, and the large diameter portion 114p is located on the rear end side. In the axial direction along the axis CA, the length L1 of the small diameter portion 112p is longer than the large diameter portion 114p.

芯材料110pを作製した後(工程P110)、製造者は、被覆部120の元となる素材として被覆材料120pを作製する(工程P120)。他の実施形態では、製造者は、芯材料110pの作製に先立って被覆材料120pを作製してもよい。   After producing the core material 110p (process P110), the manufacturer produces the coating material 120p as a raw material of the coating portion 120 (process P120). In another embodiment, the manufacturer may make coating material 120p prior to making core material 110p.

図6は、被覆材料120pを示す説明図である。被覆材料120pは、本体部122pと、先端部128pとを有する。被覆材料120pの本体部122pは、芯材料110pの小径部112pより大きな外径を有する。被覆材料120pの先端部128pは、本体部122pの先端側を面取りした部位である。本体部122pの後端側には、後端側を向いた後端面121pが形成されている。後端面121pには、小径部112pを挿入可能な有底孔123pが形成されている。有底孔123pは、底面124pと、側面125pとを有する。軸線CAに沿った軸線方向において、有底孔123pの長さL2は、芯材料110pにおける小径部112pの長さL1より短い。   FIG. 6 is an explanatory view showing the coating material 120p. The covering material 120p has a main body 122p and a tip 128p. The main portion 122p of the covering material 120p has an outer diameter larger than the small diameter portion 112p of the core material 110p. The front end portion 128p of the covering material 120p is a portion obtained by chamfering the front end side of the main body portion 122p. At the rear end side of the main body portion 122p, a rear end face 121p facing the rear end side is formed. The bottom end hole 123p which can insert the small diameter part 112p is formed in the rear end surface 121p. The bottomed hole 123p has a bottom surface 124p and a side surface 125p. In the axial direction along the axis CA, the length L2 of the bottomed hole 123p is shorter than the length L1 of the small diameter portion 112p in the core material 110p.

被覆材料120pを作製した後(工程P120)、製造者は、芯材料110pの小径部112pを被覆材料120pの有底孔123pに挿入することによって、芯材料110pと被覆材料120pとを組み合わせた素材として複合材料100pを作製する(工程P130)。   After producing the coating material 120p (process P120), the manufacturer inserts the small diameter portion 112p of the core material 110p into the bottomed holes 123p of the coating material 120p to combine the core material 110p and the coating material 120p. The composite material 100p is produced as (step P130).

図7は、複合材料100pを示す説明図である。複合材料100pは、芯材料110pの小径部112pが被覆材料120pの有底孔123pに挿入された構造を有する。小径部112pの長さL1が有底孔123pのL2より長いため、複合材料100pは、芯材料110pの大径部114pと被覆材料120pの後端面121pとの間に間隙GP1を有する。本実施形態では、間隙GP1は、大径部114pと後端面121pとの間の全域にわたって形成されている。中心電極100における芯部110の先細りを抑制する観点から、軸線CAに沿った軸線方向における間隙GP1の最大値は、1μm以上50μm以下であることが好ましい。   FIG. 7 is an explanatory view showing the composite material 100p. The composite material 100p has a structure in which the small diameter portion 112p of the core material 110p is inserted into the bottomed hole 123p of the covering material 120p. Since the length L1 of the small diameter portion 112p is longer than L2 of the bottomed hole 123p, the composite material 100p has a gap GP1 between the large diameter portion 114p of the core material 110p and the rear end surface 121p of the covering material 120p. In the present embodiment, the gap GP1 is formed over the entire area between the large diameter portion 114p and the rear end surface 121p. From the viewpoint of suppressing the tapering of the core portion 110 in the center electrode 100, the maximum value of the gap GP1 in the axial direction along the axis line CA is preferably 1 μm to 50 μm.

複合材料100pにおいて、間隙GP1の軸線方向における大きさは、芯材料110pの小径部112pの先端と被覆材料120pの有底孔123pの底面124pとの間に形成される他の間隙GPtの軸線方向における大きさより大きい。本実施形態では、複合材料100pにおいて、芯材料110pの小径部112pは、被覆材料120pにおける有底孔123pの底面124pの少なくとも一部に接触する。そのため、本実施形態では、複合材料100pにおいて、他の間隙GPtは存在しない。他の実施形態では、複合材料100pにおいて、芯材料110pの小径部112pは、被覆材料120pにおける有底孔123pの底面124pに接触していなくてもよい。   In the composite material 100p, the size in the axial direction of the gap GP1 is the axial direction of another gap GPt formed between the tip of the small diameter portion 112p of the core material 110p and the bottom surface 124p of the bottomed hole 123p of the covering material 120p. Larger than in size. In the present embodiment, in the composite material 100p, the small diameter portion 112p of the core material 110p contacts at least a part of the bottom surface 124p of the bottomed hole 123p in the coating material 120p. Therefore, in the present embodiment, there is no other gap GPt in the composite material 100p. In another embodiment, in the composite material 100p, the small diameter portion 112p of the core material 110p may not be in contact with the bottom surface 124p of the bottomed hole 123p in the covering material 120p.

複合材料100pを作製した後(工程P130)、製造者は、複合材料100pを加工する金型810を用意する(工程P140)。   After producing the composite material 100p (process P130), the manufacturer prepares a mold 810 for processing the composite material 100p (process P140).

図8は、金型810を示す説明図である。金型810は、大径孔部812と、小径孔部814とを備える。金型810の大径孔部812は、芯材料110pの大径部114pより大きな孔径を有する。金型810の小径孔部814は、大径孔部812と同軸上に形成され、大径孔部812より小さな孔径を有する。   FIG. 8 is an explanatory view showing a mold 810. As shown in FIG. The mold 810 includes a large diameter hole portion 812 and a small diameter hole portion 814. The large diameter hole portion 812 of the mold 810 has a larger hole diameter than the large diameter portion 114p of the core material 110p. The small diameter hole 814 of the mold 810 is formed coaxially with the large diameter hole 812 and has a smaller diameter than the large diameter hole 812.

金型810を用意した後(工程P140)、製造者は、金型810の大径孔部812に複合材料100pを大径部114p側から挿入する(工程P150)。   After preparing the mold 810 (process P140), the manufacturer inserts the composite material 100p into the large diameter hole portion 812 of the mold 810 from the large diameter portion 114p side (process P150).

図9は、複合材料100pを金型810に挿入した様子を示す説明図である。金型810において、複合材料100pの後端側は、小径孔部814を向いている。   FIG. 9 is an explanatory view showing the composite material 100 p inserted into the mold 810. In the mold 810, the rear end side of the composite material 100p faces the small diameter hole 814.

複合材料100pを金型810に挿入した後(工程P160)、製造者は、複合材料100pを小径孔部814へと押出成形する(工程P160)。   After inserting the composite material 100p into the mold 810 (process P160), the manufacturer extrudes the composite material 100p into the small diameter holes 814 (process P160).

図10は、複合材料100pを押出成形する様子を示す説明図である。製造者は、押棒820を大径孔部812に挿入することによって、芯材料110pを小径孔部814へと押し出す。これによって、複合材料100pは、複合材料100pより細長い形状を成す成形体100qへと加工される。   FIG. 10 is an explanatory view showing how the composite material 100p is extruded. The manufacturer pushes the core material 110 p into the small diameter hole 814 by inserting the push rod 820 into the large diameter hole 812. Thereby, the composite material 100p is processed into a molded body 100q having a more elongated shape than the composite material 100p.

図11は、成形体100qを示す説明図である。成形体100qは、芯部110qと、大径部114qと、被覆部120qとを備える。成形体100qの芯部110qは、芯材料110pの小径部112pに由来し、小径部112pより細長い形状を成す。芯部110qの大径部114qは、芯材料110pの大径部114pに由来し、大径部114pより細長い形状を成す。成形体100qの被覆部120qは、被覆材料120pに由来し、被覆材料120pより細長い形状を成す。成形体100qは、大径部114qと被覆部120qとの間に間隙GP2を有する。成形体100qの間隙GP2は、複合材料100pの間隙GP1に由来し、間隙GP1より大きい。   FIG. 11 is an explanatory view showing a molded body 100 q. The molded body 100 q includes a core portion 110 q, a large diameter portion 114 q, and a covering portion 120 q. The core portion 110 q of the molded body 100 q is derived from the small diameter portion 112 p of the core material 110 p, and has a more elongated shape than the small diameter portion 112 p. The large diameter portion 114 q of the core portion 110 q is derived from the large diameter portion 114 p of the core material 110 p, and has a shape elongated from the large diameter portion 114 p. The covering portion 120 q of the molded body 100 q is derived from the covering material 120 p and has a more elongated shape than the covering material 120 p. Molded body 100 q has a gap GP2 between large diameter portion 114 q and covering portion 120 q. The gap GP2 of the molded body 100q is derived from the gap GP1 of the composite material 100p and is larger than the gap GP1.

本実施形態では、複合材料100pから成形体100qを作製した後(工程P160)、製造者は、切断線CL1に沿って成形体100qを切断することによって、成形体100qにおける被覆部120qより後端側を切除する。その後、製造者は、成形体100qを押出成形することによって、成形体100qより細長い形状を成す成形体100rを作製する。   In the present embodiment, after producing the molded body 100q from the composite material 100p (process P160), the manufacturer cuts the molded body 100q along the cutting line CL1 to form the rear end from the covering portion 120q in the molded body 100q. Cut out the side. Thereafter, the manufacturer extrudes the molded body 100 q to produce a molded body 100 r having a more elongated shape than the molded body 100 q.

図12は、成形体100qを押出成形する様子を示す説明図である。製造者は、金型810および押棒820より細い金型830および押棒840を用いて、複合材料100pの押出成形と同様に、成形体100qを押出成形する。これによって、成形体100qは、成形体100qより細長い形状を成す成形体100rへと加工される。   FIG. 12 is an explanatory view showing the extrusion molding of the molded body 100 q. The manufacturer uses the mold 830 and the push rod 840 thinner than the mold 810 and the push rod 820 to extrude the molded body 100 q in the same manner as the extrusion of the composite material 100 p. As a result, the molded body 100 q is processed into a molded body 100 r which has a more elongated shape than the molded body 100 q.

図13は、成形体100rを示す説明図である。成形体100rは、芯部110rと、被覆部120rとを備える。成形体100rの芯部110rは、芯部110qの小径部112qに由来し、小径部112qより細長い形状を成す。成形体100rの被覆部120rは、被覆部120qに由来し、被覆部120qより細長い形状を成す。   FIG. 13 is an explanatory view showing a molded body 100r. The molded body 100 r includes a core portion 110 r and a covering portion 120 r. The core portion 110r of the molded body 100r is derived from the small diameter portion 112q of the core portion 110q, and has a more elongated shape than the small diameter portion 112q. The covering portion 120r of the molded body 100r is derived from the covering portion 120q, and has a more elongated shape than the covering portion 120q.

本実施形態では、成形体100qから成形体100rを作製した後、製造者は、切断線CL2に沿って成形体100rを切断することによって、成形体100rにおける被覆部120rのうち加工代として残された先端側を切除する。その後、製造者は、成形体100rを更に押出成形することによって、成形体100rから中心電極100を作製する。これらの工程を経て、中心電極100が完成する。   In the present embodiment, after the molded body 100r is produced from the molded body 100q, the manufacturer cuts the molded body 100r along the cutting line CL2 to be left as a processing allowance in the covering portion 120r of the molded body 100r. Remove the distal end side. Thereafter, the manufacturer further produces the center electrode 100 from the molded body 100r by extruding the molded body 100r. After these steps, the center electrode 100 is completed.

以上説明した第1実施形態によれば、複合材料100pを押出成形する前に(工程P130)、芯材料110pの大径部114pと被覆材料120pの後端面121pとの間に間隙GP1が予め形成されているため、押出成形中(工程P150)に芯材料110pが被覆材料120pに食い込む際に、芯材料110pの先端側における内側と外側との間に発生する食い込み量の差を抑制できる。したがって、中心電極100における芯部110の先端側が先細りになることを安定的に抑制できる。   According to the first embodiment described above, before extruding the composite material 100p (process P130), the gap GP1 is formed in advance between the large diameter portion 114p of the core material 110p and the rear end face 121p of the covering material 120p. Since the core material 110p bites into the coating material 120p during extrusion molding (process P150), it is possible to suppress the difference in the amount of biting that occurs between the inside and the outside on the tip side of the core material 110p. Therefore, the tip end side of the core portion 110 in the center electrode 100 can be stably suppressed from being tapered.

また、複合材料100pの間隙GP1は、大径部114pと後端面121pとの間の全域にわたって形成されている。これによって、芯材料110pの先端側における内側と外側との間に発生する食い込み量の差をいっそう抑制できる。   Further, the gap GP1 of the composite material 100p is formed over the entire area between the large diameter portion 114p and the rear end surface 121p. By this, it is possible to further suppress the difference in the amount of biting between the inner side and the outer side on the tip side of the core material 110p.

また、複合材料100pにおいて、間隙GP1の軸線方向における大きさは、芯材料110pの小径部112pの先端と被覆材料120pの有底孔123pの底面124pとの間に形成される他の間隙GPtの軸線方向における大きさより大きい。これによって、芯部110の先端側と被覆部120との間に間隙が形成されることを防止できる。   In the composite material 100p, the size of the gap GP1 in the axial direction is the size of another gap GPt formed between the tip of the small diameter portion 112p of the core material 110p and the bottom surface 124p of the bottomed hole 123p of the covering material 120p. Larger than the size in the axial direction. This can prevent a gap from being formed between the distal end side of the core portion 110 and the covering portion 120.

また、複合材料100pの間隙GP1の軸線方向における最大の大きさは、1μm以上50μm以下である。これによって、芯材料110pの先端側における内側と外側との間に発生する食い込み量の差を抑制できる。   In addition, the maximum size of the gap GP1 of the composite material 100p in the axial direction is 1 μm to 50 μm. Thereby, it is possible to suppress the difference in the amount of biting in between the inside and the outside on the tip side of the core material 110p.

B.第2実施形態
図14は、第2実施形態における複合材料102pを示す説明図である。第2実施形態におけるスパークプラグ10の構成は、第1実施形態と同様である。第2実施形態におけるスパークプラグ10の製造方法は、複合材料100pに代えて複合材料102pを用いる点を除き、第1実施形態と同様である。
B. Second Embodiment FIG. 14 is an explanatory view showing a composite material 102p in a second embodiment. The configuration of the spark plug 10 in the second embodiment is similar to that of the first embodiment. The method of manufacturing the spark plug 10 according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that the composite material 102p is used instead of the composite material 100p.

第2実施形態の複合材料102pは、間隙GP1が径方向外側に向かうに従って大きくなる点を除き、第1実施形態と同様である。本実施形態では、大径部114pの外径は、小径部112pとの接続部分において、小径部112pに向けて小さくなる。これによって、間隙GP1は、径方向外側に向かうに従って大きくなる。   The composite material 102p of the second embodiment is the same as the first embodiment except that the gap GP1 increases in the radial outward direction. In the present embodiment, the outer diameter of the large diameter portion 114p decreases toward the small diameter portion 112p at the connection portion with the small diameter portion 112p. Thus, the gap GP1 increases toward the radially outer side.

以上説明した第2実施形態によれば、芯材料110pの先端側における内側と外側との間に発生する食い込み量の差をいっそう抑制できる。したがって、中心電極100における芯部110の先端側が先細りになることをいっそう安定的に抑制できる。   According to the second embodiment described above, it is possible to further suppress the difference in the amount of biting in between the inside and the outside on the tip side of the core material 110p. Therefore, the tip end side of the core portion 110 in the center electrode 100 can be further stably suppressed from being tapered.

C.第3実施形態
図15は、第3実施形態における複合材料103pを示す説明図である。第3実施形態におけるスパークプラグ10の構成は、第1実施形態と同様である。第3実施形態におけるスパークプラグ10の製造方法は、複合材料100pに代えて複合材料103pを用いる点を除き、第1実施形態と同様である。
C. Third Embodiment FIG. 15 is an explanatory view showing a composite material 103p according to a third embodiment. The configuration of the spark plug 10 in the third embodiment is similar to that of the first embodiment. The method of manufacturing the spark plug 10 according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment except that the composite material 103p is used instead of the composite material 100p.

第3実施形態の複合材料103pは、大径部114pと後端面121pとは径方向内側で接触する点、ならびに、間隙GP1が大径部114pと後端面121pとの間のうち径方向外側に形成されている点を除き、第1実施形態と同様である。本実施形態では、大径部114pの外径は、小径部112pに向けて階段状に小さくなる。   In the composite material 103p of the third embodiment, the large diameter portion 114p and the rear end surface 121p are in contact with each other on the inner side in the radial direction, and the gap GP1 is on the radial outer side among the large diameter portion 114p and the rear end surface 121p. The second embodiment is the same as the first embodiment except that it is formed. In the present embodiment, the outer diameter of the large diameter portion 114p decreases stepwise toward the small diameter portion 112p.

以上説明した第3実施形態によれば、第1実施形態と同様に、中心電極100における芯部110の先端側が先細りになることを安定的に抑制できる。また、複合材料103pを作製する際に、芯材料110pの小径部112pを被覆材料120pの有底孔123pへと一定の挿入量で挿入しやすくできる。   According to the third embodiment described above, as in the first embodiment, the leading end side of the core portion 110 in the center electrode 100 can be stably suppressed from being tapered. Further, when producing the composite material 103p, the small diameter portion 112p of the core material 110p can be easily inserted into the bottomed hole 123p of the covering material 120p with a fixed insertion amount.

D.第4実施形態
図16は、第4実施形態における複合材料104pを示す説明図である。第4実施形態におけるスパークプラグ10の構成は、第1実施形態と同様である。第4実施形態におけるスパークプラグ10の製造方法は、複合材料100pに代えて複合材料104pを用いる点を除き、第1実施形態と同様である。
D. Fourth Embodiment FIG. 16 is an explanatory view showing a composite material 104p in a fourth embodiment. The configuration of the spark plug 10 in the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment. The manufacturing method of the spark plug 10 in the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment except that the composite material 104p is used instead of the composite material 100p.

第4実施形態の複合材料104pは、被覆材料120pの有底孔123pの底面124pが先端側に向けて凸状の曲面を成す点を除き、第1実施形態と同様である。本実施形態では、芯材料110pの小径部112pは、被覆材料120pにおける有底孔123pの底面124pに接触しない。間隙GP1の大きさは、小径部112pと底面124pとの間に形成される間隙GPtより大きい。   The composite material 104p of the fourth embodiment is the same as the first embodiment except that the bottom surface 124p of the bottomed hole 123p of the covering material 120p forms a convex curved surface toward the tip side. In the present embodiment, the small diameter portion 112p of the core material 110p does not contact the bottom surface 124p of the bottomed hole 123p in the covering material 120p. The size of the gap GP1 is larger than the gap GPt formed between the small diameter portion 112p and the bottom surface 124p.

以上説明した第4実施形態によれば、第1実施形態と同様に、中心電極100における芯部110の先端側が先細りになることを安定的に抑制できる。また、芯部110の先端側の隅部と被覆部との間に間隙が形成されることを防止できる。   According to the fourth embodiment described above, as in the first embodiment, the distal end side of the core portion 110 in the center electrode 100 can be stably suppressed from being tapered. Moreover, it can prevent that a space | interval is formed between the corner by the side of the tip of core part 110, and a covering part.

E.他の実施形態
本発明は、上述した実施形態、実施例および変形例に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、実施形態、実施例および変形例における技術的特徴のうち、発明の概要の欄に記載した各形態における技術的特徴に対応するものは、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えおよび組み合わせを行うことが可能である。また、本明細書中に必須なものとして説明されていない技術的特徴については、適宜、削除することが可能である。
E. Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiment, examples, and modifications, and can be implemented with various configurations without departing from the scope of the invention. For example, among the technical features in the embodiments, examples, and modifications, those corresponding to the technical features in the respective forms described in the section of the summary of the invention are for solving some or all of the problems described above. Alternatively, replacements and combinations can be made as appropriate to achieve some or all of the above-described effects. In addition, technical features that are not described as essential in the present specification can be deleted as appropriate.

中心電極100の耐久性を向上させるために、中心電極100の先端側に、貴金属チップが設けられていてもよい。接地電極400の耐久性を向上させるために、接地電極400の先端側に、貴金属チップが設けられていてもよい。接地電極400には、中心電極100と同様に、芯部と被覆部とを有する電極が適用されてもよい。   In order to improve the durability of the center electrode 100, a noble metal tip may be provided on the tip side of the center electrode 100. In order to improve the durability of the ground electrode 400, a noble metal tip may be provided on the tip side of the ground electrode 400. Similarly to the center electrode 100, an electrode having a core and a covering may be applied to the ground electrode 400.

10…スパークプラグ
90…内燃機関
100…中心電極
100p…複合材料
100q…成形体
100r…成形体
102p,103p,104p…複合材料
108…突出部
110…芯部
110p…芯材料
110q…芯部
110r…芯部
112p…小径部
112q…小径部
114p…大径部
114q…大径部
120…被覆部
120p…被覆材料
120q…被覆部
120r…被覆部
121p…後端面
122p…本体部
123p…有底孔
124p…底面
125p…側面
128p…先端部
190…端子金具
200…絶縁体
290…軸孔
300…主体金具
310…端面
400…接地電極
810…金型
812…大径孔部
814…小径孔部
820…押棒
830…金型
840…押棒
910…内壁
920…燃焼室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 spark plug 90 internal-combustion engine 100 center electrode 100p composite material 100q molded body 100r molded body 102p, 103p, 104p composite material 108 projecting portion 110 core portion 110p core material 110q core portion 110r Core portion 112p: Small diameter portion 112q: Small diameter portion 114p: Large diameter portion 120: Coating portion 120p: Coating material 120q: Coating portion 120r: Coating portion 121p: Rear end face 122p: Body portion 123p: Bottomed hole 124p ... Bottom surface 125 p ... Side surface 128 p ... Tip 190 ... Terminal fitting 200 ... Insulator 290 ... Shaft hole 300 ... Main metal fitting 310 ... End face 400 ... Ground electrode 810 ... Die 812 ... Large diameter hole 814 ... Small diameter hole 820 ... Push rod 830 ... mold 840 ... push rod 910 ... inner wall 920 ... combustion chamber

Claims (8)

先端側から後端側へと軸線方向に延びた芯部と、前記芯部を先端から側面にわたって覆う被覆部と、を有するスパークプラグ用の電極を製造する、電極の製造方法であって、
前記芯部の元となる素材として、円柱状を成す小径部と、前記小径部の後端に繋がるとともに前記小径部より大きな径を有する円柱状の大径部と、を有する芯材料を作製し、
前記被覆部の元となる素材として、前記芯材料の前記小径部より大きな外径を有するとともに前記小径部を挿入可能な有底孔が後端側に形成された有底円筒状を成す被覆材料を作製し、
前記芯材料の前記小径部を前記被覆材料の前記有底孔に挿入することによって、前記芯材料と前記被覆材料とを組み合わせた素材として、前記芯材料の前記大径部と前記被覆材料の後端面との間に間隙を有する複合材料を作製し、
前記大径部より大きな孔径を有する大径孔部と、前記大径孔部と同軸上に形成され前記大径部より小さな孔径を有する小径孔部と、を備える金型を用意し、
前記金型の前記大径孔部に前記複合材料を前記大径部側から挿入した後、前記複合材料を前記小径孔部へと押出成形することを特徴とする、電極の製造方法。
A manufacturing method of an electrode for manufacturing an electrode for a spark plug, comprising: a core portion axially extending from a front end side to a rear end side; and a covering portion covering the core portion from the front end to the side.
Producing a core material having, as a raw material of the core, a small diameter portion forming a cylindrical shape, and a columnar large diameter portion connected to the rear end of the small diameter portion and having a diameter larger than the small diameter portion ,
A coating material having a cylindrical shape with a bottom, which has an outer diameter larger than that of the small diameter portion of the core material and has a bottomed hole into which the small diameter portion can be inserted. To make
By inserting the small diameter portion of the core material into the bottomed hole of the coating material, the large diameter portion of the core material and the coating material are used as a material in which the core material and the coating material are combined. Make a composite material with a gap between it and the end face,
Preparing a mold comprising: a large diameter hole having a diameter larger than the large diameter; and a small diameter hole coaxially formed with the large diameter hole and having a diameter smaller than the large diameter;
A method of manufacturing an electrode, comprising inserting the composite material into the large diameter hole of the mold from the large diameter side, and thereafter extruding the composite material into the small diameter hole.
前記複合材料の前記間隙は、径方向外側に向かうに従って大きくなる、請求項1に記載の電極の製造方法。   The method according to claim 1, wherein the gap of the composite material is increased radially outward. 前記複合材料の前記間隙は、前記大径部と前記後端面との間の全域にわたって形成される、請求項1または請求項2に記載の電極の製造方法。   The method according to claim 1, wherein the gap of the composite material is formed over the entire area between the large diameter portion and the rear end surface. 前記大径部と前記後端面とは径方向内側で接触し、前記複合材料の前記間隙は、前記大径部と前記後端面との間のうち径方向外側に形成される、請求項1または請求項2に記載の電極の製造方法。   The large diameter portion and the rear end surface are in contact with each other in the radial direction, and the gap of the composite material is formed on the radially outer side between the large diameter portion and the rear end surface. The manufacturing method of the electrode of Claim 2. 前記複合材料において、前記間隙の軸線方向における大きさは、前記芯材料の前記小径部の先端と前記被覆材料の前記有底孔の底面との間に形成される他の間隙の軸線方向における大きさより大きい、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の電極の製造方法。   In the composite material, the size in the axial direction of the gap is the size in the axial direction of another gap formed between the tip of the small diameter portion of the core material and the bottom of the bottomed hole of the covering material. The manufacturing method of the electrode as described in any one of Claim 1- Claim 4 larger than. 前記複合材料の前記間隙の軸線方向における最大の大きさは、1μm以上50μm以下である、請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の電極の製造方法。   The manufacturing method of the electrode as described in any one of Claim 1- Claim 5 whose largest magnitude | size in the axial direction of the said clearance gap of the said composite material is one to 50 micrometer. 前記被覆材料の前記有底孔の底面は、前記被覆材料の先端側に向けて凸状の曲面を成す、請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の電極の製造方法。   The method for manufacturing an electrode according to any one of claims 1 to 6, wherein a bottom surface of the bottomed hole of the coating material forms a convex curved surface toward the tip side of the coating material. 請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の電極の製造方法により製造された電極を、スパークプラグの中心電極および接地電極の少なくとも一方の電極として用いる、スパークプラグの製造方法。 A method for producing a spark plug, using an electrode produced by the method for producing an electrode according to any one of claims 1 to 7 as at least one of a center electrode and a ground electrode of a spark plug.
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