JPS6311754B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は点火プラグの製造方法に関する。

［従来技術］ 従来、点火プラグの製法としては、予め中心電
極（例えばNi合金線、Cu芯入のNi合金線から成
る）を所定の棒状に成形し、中空絶縁体内にこの
棒状中心電極及び端子軸を配置し、その後これら
を導電性ガラスシールにより融着シールするのが
一般的である。この場合、必要に応じて棒状中心
電極と端子軸との間に抵抗体が配備される。

しかし、この一般的製法にあつては、絶縁体の
中心孔の内径特にその先端発火部の内径と中心電
極の外径との寸法精度は非常に高いものが要求さ
れ、しかも気密性、衝撃強さを確保するために、
シール工程を厳しく管理しなければならない。

また、他の製法として、電極端の耐久性を向上
させる等のために、棒状中軸（例えば、Niから
成る）の先端に小さなチツプ状貴金属片（例え
ば、Au―Pd合金、Ptから成る）を溶接接合して
中心電極を製造する方法もある。この場合、高温
使用中の溶接部の合金化等による強度劣化のおそ
れがあるため、貴金属片を鋲型（Ｔ型）として絶
縁体先端小孔に物理的に係合させ脱落を防止する
必要がある。

しかし、この製法にあつては、上記一般的製法
における問題点をそのまま保有することに加え
て、面倒で複雑な溶接工程が不可欠であり、しか
も中心電極として実質的に機能する容量に比して
かなり多量の貴金属を消費するため高コストとな
る。

［解決すべき課題］ 本発明の課題は、棒状中心電極又は棒状中軸を
基部とする中心電極に関係する不都合を解消する
こと、すなわちこれら棒状体を絶縁体内に組付け
る場合に要求される極めて高い寸法精度の配慮を
不要にし、シール工程の管理を軽減し、しかも面
倒な溶接工程を省略し得る安価な点火プラグの製
法を提供することにある。

［課題解決のための手段］ 本発明に係る点火プラグの製法は、中空絶縁体
の先端部に、該絶縁体先端に開口された小孔を少
なくとも含む位置において該小孔を先方より閉塞
した状態で、粒度100メツシユ以下の金属粉末を
充填するとともに該金属粉末を後方より押圧ピン
で押圧し、前記絶縁体の中空部であつて前記金属
粉末の後部に導電性を有するシール材を充填して
端子軸を挿入し、前記金属粉末及び前記シール材
を該金属粉末の溶融温度に加熱するとともに後方
より前記端子軸で押圧して、該金属粉末を前記小
孔に備えられた中心電極とすることを特徴とす
る。

［作 用］ こうした特徴を有する本発明製法にあつては、
金属粉末の溶融変形によつて形成される中心電極
は絶縁体内壁に密着される。また、中心電極を少
量の金属粉末によつて形成でき、しかも容易に絶
縁体内に陥入させた構造となし得る。さらに、中
心電極の形成とシール材の封着とを同時に行ない
得る。

［好適な実施態様］ 本発明の点火プラグ製法は、金属電極の形成と
シール材の封着とを同時に行うものである。金属
粉末を軸孔内下部に充填し、必要に応じて適宜予
備圧縮を行つたのち、導電性シールガラス粉末、
場合により抵抗材等を適宜充填圧縮し、さらに端
子軸を挿入し加圧加熱して、先端部の金属粉末を
溶融させて中心電極１を先端小孔２内及び／又は
上端に密着形成し同時にシール材による封着を行
う。端子軸の挿入後のホツトプレスにより、金属
粉末の溶融とシール材の封着を同時に行うため、
シール材は金属粉末の融点とほぼ等しい範囲内に
おいて少なくとも封着可能であることが必要であ
る。このためには、金属粉末の融点以下の軟化温
度を有するシール材（シールガラス粉末等）を用
いることができる。金属粉末としてはAg，Au若
しくはこれらの合金、又はこれらとPd又は／及
びNi，Cr，Ni―Cr等との合金、その他Ag―Pt
合金等を用いることができる。

金属粉末の具体的組成は、例えばAg，Auの貴
金属は勿論のことAg40〜80wt％残部Au、或いは
これにPd1〜10wt％又は／及びCr1〜3wt％を含
むもの、Ag70〜95wt％残部Pd、或いはこれに
Cr1〜3wt％含む合金、Ag85〜95wt％残部Pt合
金、さらにはAu80〜95wt％残部Pd、或いはこれ
にCrを１〜3wt％含む合金を用いることができ
る。

金属粉末の融点範囲は900〜1200℃好ましくは
950〜1100℃のものを用いることができる。金属
粉末の粒度は好ましくは約100メツシユ以下とし、
先端小孔２を下方からパンチでおさえて閉塞し上
方からピンを加圧することにより圧粉体とする
と、振動があつても先端小孔２から崩落せず工程
上有利である。

導電性を有するシール材とは、導電性シールガ
ラスフリツト等をいい、少なくとも金属粉末の溶
融温度範囲内において封着可能なものとするが、
その軟化温度が金属粉末の溶融温度以下のものは
この条件を満たす。この導電性シールガラスフリ
ツトとしては30〜70重量％のCu，Ni，Fe，
FeB，NiB（又はこれらの合金）等の金属粉と残
部ホウ珪酸ガラスフリツトとからなるシールガラ
ス粉末が挙げられる。ここに用いられるホウ珪酸
ガラスフリツトとしては、例えば重量％で
SiO₂40〜70％、B₂O₃15〜45％、Al₂O₃3〜10％の
ものを用いることができる。尚、アルミナ等の耐
火物粉を更に含有してもよい。

抵抗材とは、抵抗入り点火プラグとして電波障
害防止のために用いられる組成物を指し、自己封
着性の１〜1.7kΩ程度の比較的低抵抗のものから
約３〜7kΩの高抵抗を有するもの（炭素質、粘土
質物質等の骨材の添加）等を包含する。

この低抗材としては、封着工程においてシール
材と同様に加熱圧縮により封着可能なものを用い
る。例えば上記と同じ組成割合のホウ珪酸ガラス
粉末30〜70重量部と、骨材としてアルミナ，ジル
コン，ジルコニア，ムライト及び粘土20〜40重量
部とSi₃N₄，AlN，BNなどの窒化物10〜30重量
部及びメチルセルローズ等の炭素質物質0.5〜４
重量部の混合粉末を用いることができる。

本発明の製法において、金属粉末の充填量を厳
密に管理することが好ましいがさらに、加熱温度
及び封着時の印加圧力を厳密にコントロールする
ことにより、電極の寸法は実用上支障ない程度に
管理できる。この点、同じく溶融金属を用いるも
のでも仮りに鋳造法（溶湯鋳込み）によつた場合
には、鋳込金属量の精密コントロールは困難であ
るのと対比すると、本製法の有利性が認められ
る。

本発明の製法においては、先端小孔２の直径範
囲は凡そ0.8〜2.5mmφとすることができ、好まし
くは１〜２mmφである。また絶縁体の中心軸孔８
はその直径を段階的ないし連続的に変化させるこ
ともできる。

次に、本発明製法によつて得られる点火プラグ
について、図面を参照しつつ説明する。第１図に
おいて、耐火性絶縁体３は通例高アルミナの絶縁
磁器から成りその中心軸孔８は上方を開口端と
し、下方は袋状に形成しその先端部に先端小孔２
を設けている。この先端小孔２は、発火（中心）
電極を形成するための小孔であり、通例直径0.5
〜2.5mmφ程度の円柱状又はこれに類似の形状と
する。但しテーパー状、内端又は外端の面とりそ
の他の任意の変形がこの先端小孔２の形状につい
て可能である。第５図〜第８図に示す如くテーパ
ー部９は先端小孔２の内部及び／又は外端に部分
的に或いは全体的に形成することができる。特に
内端に拡口するテーパー部或いは面とりは、溶融
して形成される中心電極１の形状変化の適合性を
増し、小孔２壁との接触面を増して密着性を増
し、また中心電極の脱落防止にも資する。外端に
拡口するテーパー部９或いは面とりは発火時のス
パーク路との関連に於いて、中心電極１端の形状
及び陥入度、自己洗浄化作用その他のフアクター
を考慮して定めることができる。

また中心軸孔８の下部は、下端に向いテーパー
状に徐々に断面を縮小して形成することができ、
少なくとも、先端小孔２からわずか上方までの間
はこのように形成することが有利である。

中心電極１の形状、特にその下端たる電極端の
形状は溶融金属の表面張力或いは粘度と重力の平
衡により形成される半球状ないしは半回転楕円体
状をなす。中心電極１の全体としての形状は、先
端小孔２の形状、中心軸孔８の下端形状、金属粉
末の充填量及び充填位置、金属の溶融時の粘度及
び表面張力の大小、先端小孔２壁及び絶縁体軸孔
８下端部内壁との濡れ性、シール材及び抵抗材等
の充填材から及ぼされる圧力等のフアクターに従
つて定まる。

中心電極１上部の形状は通例扁平に変形した半
ないし3/4球状体或いは回転楕円体をなすが、よ
り詳細には先端小孔２内端、絶縁体軸孔８下端の
形状及び充填材から封着時に作用する圧力により
適宜変形を許容する。円柱状先端小孔２に対して
は扁平球体を頂部とし、この頂部下面から適宜下
方へ垂下した状態で形成される、先端小孔２の形
状に適合した電極端を有するほぼ鋲型の中心電極
が形成されうる。電極端の先端小孔端或いは絶縁
体先端との位置関係は、通例は電極端が先端小孔
内に陥入した状態であり、かつ好ましいが、電極
端の先端小孔からの突出を排除するものではな
い。この位置関係は、特に自己清浄性を考慮して
先端小孔の形状、その外周の絶縁体端部の形状等
のフアクターと関連して定められる。

［発明の効果］ 本発明によれば、次のような種々の効果を奏す
る。

(1) 棒状中心電極又は棒状中軸の加工を省略で
き、絶縁体との適合のための寸法精度を考慮す
る必要がなくなり、中心電極と絶縁体間のシー
ルも特に考慮不要となる。その他、面倒な溶接
工程も必要としない。

(2) 少量の金属粉末を溶融して中心電極となし得
るので、特にテーパー部を有する先端小孔を用
いることにより、Au，Ag，Pd，Pt等の貴金
属の使用量も少なくてすみ、更に、従来法にお
いて棒状中心電極又は棒状中軸の占有していた
スペースを他の目的に使用するか或いは省略で
きるという利点もある。棒状体スペースの有効
利用法としては、例えば抵抗入り点火プラグに
おいて抵抗体の充填室を広くとりかつ火花放電
近傍に配置するため、電波障害防止効果を高め
ること、先端部の熱容量を低減し点火プラグの
熱バランスを改善すること、先端部に適宜導電
性シールガラス層を形成すること等が挙げられ
る。

(3) 絶縁体先端部から適宜陥入した中心電極を容
易に形成できるので、先端小孔の先端形状の選
定、組合せにより、得られた点火プラグについ
て電気的自己清浄性がすぐれた耐汚損性の向上
をもたらすと共に、その電極先端の形状（球
面）により着火性の向上をもたらす。

(4) 中心電極形成とシール材の封着を同時に一段
で行うことができ、量産が容易となり点火プラ
グ製造工程の短縮及びコスト低減を実現する。

［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例 １ 直径3.6mmφ、長さ65mmの軸孔の先端をテーパ
ー状に絞つて作られた先端部を有し接地電極に面
して直径1.5mmφ、長さ1.2mmの先端小孔を開口し
た高アルミナ磁器製の絶縁体軸孔下部及び先端小
孔内に100メツシユのAu75wt％とAg25wt％の合
金粉0.1ｇを充填し、小孔を下方からパンチでお
さえて上からピンを挿入加圧した。

次いで導電性シールガラス粉末（金属成分
Cu60％と残部SiO₂65％、B₂O₃30％、Al₂O₃5％の
ホウ珪酸ガラスフリツト）を0.2ｇ充填し、抵抗
体粉末として上記と同じ組成割合のホウ珪酸ガラ
ス40重量部、ジルコン30重量部、Si₃N₄30重量部
及びメチルセルローズ２重量部の混合粉末を0.4
ｇ充填後、再び前記導電性シールガラス粉末を
0.3ｇ充填し夫々予備圧縮後ニツケルメツキ処理
を施した低炭素鋼製直径3.4mmφ長さ40mmの端子
軸４を挿入し、連続炉で1000〜1050℃に加熱、か
つ端子軸４の上方から軸方向に約20〜50Kg／cm²の
圧力を印加し、その後冷却した。この結果、合金
粉が絶縁体内壁に密着されて中心電極１を形成す
るとともにガラス粉末等により封着されて、第３
図に示すように、先方側から中心電極１、シール
体５′、抵抗体６、シール体５、端子軸４を有す
る点火プラグを得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明製法によつて得られた点火プラ
グの一例を示す概略断面図、第２図は第１図の絶
縁体先端部の拡大図、第３図は本発明製法によつ
て得られた点火プラグの他の例を示す概略断面
図、第４図は第３図の絶縁体先端部の拡大図、そ
して第５図〜第８図は本発明製法によつて得られ
た点火プラグのさらに他の例を夫々示す部分断面
図、を表わす。 １……中心電極（金属粉末）、２……小孔、３
……中空絶縁体、４……端子軸、５，５′……シ
ール体（シール材）、６……抵抗体（抵抗材）、８
……軸孔（中空部）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中空絶縁体の先端部に、該絶縁体先端に開口
   された小孔を少なくとも含む位置において該小孔
   を先方より閉塞した状態で、粒度100メツシユ以
   下の金属粉末を充填するとともに該金属粉末を後
   方より押圧ピンで押圧し、 前記絶縁体の中空部であつて前記金属粉末の後
   部に導電性を有するシール材を充填して端子軸を
   挿入し、 前記金属粉末及び前記シール材を該金属粉末の
   溶融温度に加熱するとともに後方より前記端子軸
   で押圧して、該金属粉末を前記小孔に備えられた
   中心電極とする、 ことを特徴とする点火プラグの製造方法。