スパークプラグの製造方法
【課題】スパークプラグの主体金具の耐食性を確保しつつ、主体金具に生じる変色を抑制することのできる技術を提供することを目的とする。
【解決手段】スパークプラグの製造方法では、下記の工程により得られた主体金具を用いる。
（Ａ）ニッケルめっき処理が施された主体金具に対して、ラック式によるクロメート処理を下記の条件で行なうことにより、三価のクロメート皮膜を形成する工程
条件（ａ）：クロメート処理における電流密度は、０．６Ａ／ｄｍ2以上１４．５Ａ／ｄｍ2以下
条件（ｂ）：クロメート処理に用いられる陽極と、主体金具のうち陽極に最も接近している部分との距離は、１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下
【解決手段】スパークプラグの製造方法では、下記の工程により得られた主体金具を用いる。
（Ａ）ニッケルめっき処理が施された主体金具に対して、ラック式によるクロメート処理を下記の条件で行なうことにより、三価のクロメート皮膜を形成する工程
条件（ａ）：クロメート処理における電流密度は、０．６Ａ／ｄｍ2以上１４．５Ａ／ｄｍ2以下
条件（ｂ）：クロメート処理に用いられる陽極と、主体金具のうち陽極に最も接近している部分との距離は、１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパークプラグの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スパークプラグの主体金具に対するクロメート処理に関する技術としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。この技術では、クロメート皮膜が有害性の少ない三価クロムによって形成されるため、環境に与える負荷が小さく、また、クロメート皮膜の密着性が良好であるため、耐食性に優れていた。
【０００３】
しかし、この技術では、環境面や主体金具の耐食性等の機能面では優れているものの、主体金具の外観に赤黒い変色が生じてしまう場合があるといった問題があった。このため、見栄えがよいとはいえず、ユーザに対して機能面で劣っているという誤解を与えてしまうというおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８４５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、主体金具の耐食性を確保しつつ、主体金具に生じる変色を抑制することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために、以下の形態または適用例を取ることが可能である。
【０００７】
[適用例１]
軸孔を有する絶縁碍子と、自身の先端が前記絶縁碍子の先端面から突出する状態で前記軸孔に保持された中心電極と、前記絶縁碍子の先端を突出させた状態で前記絶縁碍子を保持する主体金具と、前記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを備えるスパークプラグの製造方法であって、
前記主体金具は、下記の工程により得られた主体金具であることを特徴とするスパークプラグの製造方法。
（Ａ）ニッケルめっき処理が施された主体金具に対して、ラック式によるクロメート処理を下記の条件で行なうことにより、三価のクロメート皮膜を形成する工程
条件（ａ）：前記クロメート処理における電流密度は、０．６Ａ／ｄｍ2以上１４．５Ａ／ｄｍ2以下
条件（ｂ）：前記クロメート処理に用いられる陽極と、前記主体金具のうち前記陽極に最も接近している部分との距離は、１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下
こうすれば、主体金具の耐食性を確保しつつ、主体金具に生じる変色を抑制することができる。
【０００８】
[適用例２]
適用例１に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記クロメート処理に用いられるクロメート液の温度は、２０℃以上４０℃以下であることを特徴とする、
スパークプラグの製造方法。
こうすれば、主体金具の耐食性をさらに向上させることができるとともに、主体金具に生じる変色をさらに抑制することができる。
【０００９】
[適用例３]
適用例１または適用例２に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記クロメート処理に用いられるクロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量は、２０ｇ／Ｌ以上６０ｇ／Ｌ以下であることを特徴とする、
スパークプラグの製造方法。
こうすれば、主体金具の耐食性をさらに向上させることができるとともに、主体金具に生じる変色をさらに抑制することができる。
【００１０】
[適用例４]
適用例１から適用例３のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記クロメート処理に用いられるクロメート液に含まれる塩素イオンの単位体積当たりの質量は、５００ｍｇ／Ｌ以下であることを特徴とする、
スパークプラグの製造方法。
こうすれば、主体金具の耐食性をさらに向上させることができるとともに、主体金具に生じる変色をさらに抑制することができる。
【００１１】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、スパークプラグの製造装置、製造システム、スパークプラグの製造装置の機能を実現するための集積回路、コンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】スパークプラグの構造の一例を示す要部断面図である。
【図２】主体金具１の製造工程の一例を工程順に示す説明図である。
【図３】主体金具１の基材１ａに対して行われる防食処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】電解クロメート処理の様子を示す説明図である。
【図５】主体金具１の外観及び耐食性の判定基準を表形式で示す説明図である。
【図６】電流密度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。
【図７】クロメート液の温度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。
【図８】クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの濃度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。
【図９】クロメート液の塩素濃度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．スパークプラグの構成：
Ｂ．スパークプラグの製造工程：
Ｂ１．組付工程：
Ｂ２．ニッケルストライクめっき処理：
Ｂ３．電解ニッケルめっき処理：
Ｂ４．電解クロメート処理：
Ｂ５．防錆油の塗布処理：
Ｃ．電解クロメート処理における実験例：
Ｃ１．電流密度と距離Ｘに関する実験例：
Ｃ２．クロメート液の温度と距離Ｘに関する実験例：
Ｃ３．クロメート液の重クロム酸ナトリウム濃度と距離Ｘに関する実験例：
Ｃ４．クロメート液の塩素濃度と距離Ｘに関する実験例：
Ｄ．変形例：
【００１４】
Ａ．スパークプラグの構成：
図１は、スパークプラグの構造の一例を示す要部断面図である。このスパークプラグ１００は、筒状の主体金具１と、先端部が突出するように主体金具１の筒孔１ｃｈ内に嵌め込まれた筒状の絶縁体２と、先端部を突出させた状態で絶縁体２の内側に設けられた中心電極３とを備えている。主体金具１には、接地電極４が接合されている。接地電極４は、一端が主体金具１に接合されるとともに、他端が中心電極３の先端と対向するように配置され、中心電極３との間に火花放電ギャップｇを形成する。
【００１５】
絶縁体２は、例えばアルミナあるいは窒化アルミニウム等のセラミック焼結体により構成され、その内部には絶縁体２の軸方向に沿って中心電極３や端子金具１３を嵌め込むための貫通孔６が形成されている。中心電極３は、貫通孔６の先端側（紙面下側）に挿入・固定され、端子金具１３は、貫通孔６の後端側（図１の紙面上側）に挿入・固定される。また、貫通孔６内において、端子金具１３と中心電極３との間には、抵抗体１５が配置される。この抵抗体１５の両端部は、導電性ガラスシール層１６，１７を介して中心電極３と端子金具１３とにそれぞれ電気的に接続される。
【００１６】
主体金具１は、炭素鋼等の金属により中空円筒状に形成されており、スパークプラグ１００のハウジングを構成する。主体金具１の先端側の外周面には、スパークプラグ１００を内燃機関の燃焼室（図示せず）に取り付けるためのねじ部７が形成されている。ねじ部７には、燃焼室に設けられたスパークプラグを取り付けるためのねじ孔に螺合するねじ溝が切られている。ねじ部７の後端側には、六角部１ｅが設けられている。六角部１ｅは、主体金具１を燃焼室に取り付ける際に、スパナやレンチ等の工具を係合させる工具係合部であり、六角状の横断面形状を有している。
【００１７】
主体金具１の後端側の開口部の内壁面と、絶縁体２の外壁面との間には、タルク等の粉体が充填された充填層６１が形成されている。充填層６１は、絶縁体２のフランジ状の突出部２ｅと、主体金具１の開口部端部が内側に加締められた加締め部１ｄとの間に形成されている。充填層６１の突出部２ｅ側と加締め部１ｄ側のそれぞれの端部には、リング状の線パッキン６２，６０が配置されている。
【００１８】
主体金具１の六角部１ｅとねじ部７との間には、ガスシール部１ｆが設けられている。ガスシール部１ｆは、フランジ状、すなわち径方向外側に突出した環状の凸部として形成されている。上述した主体金具１における変色は、特にこのガスシール部１ｆにおいて生じやすい。しかし、本実施形態による電解クロメート処理によれば、このガスシール部１ｆに生じやすい変色を効果的に抑制することができる。電解クロメート処理については後述する。
【００１９】
ガスシール部１ｆのねじ部７側には、ガスケット３０がはめ込まれている。このガスケット３０は、炭素鋼等の金属板素材を曲げ加工したリング状の部品であり、ねじ部７をシリンダヘッド側のねじ孔にねじ込むことにより、ガスシール部１ｆとねじ孔の開口周縁部との間で、軸線方向に圧縮されてつぶれるように変形し、ねじ孔とねじ部７との間の隙間をシールする役割を果たす。なお、ガスシール部１ｆと六角部１ｅとの間には、溝部１ｈが形成されている。溝部１ｈは、厚みが主体金具１の中で最も薄く形成されており、外側にわずかに湾曲している。以後、本明細書では、溝部１ｈを「薄肉部１ｈ」とも呼ぶ。
【００２０】
Ｂ．スパークプラグの製造工程：
Ｂ１．組付工程：
図２（Ａ）〜（Ｄ）は、主体金具１の製造工程の一例を工程順に示す説明図である。図２（Ａ）の工程では、接地電極４が接合された主体金具１の基材１ａが準備される。基材１ａは、加締め部１ｄとなるべき加締め予定部１ｄａが、後端側に延びる壁部として形成されている点と、薄肉部１ｈが湾曲しておらず、接地電極４も屈曲していない直棒状の形状のままである点以外は、図１で説明した主体金具１とほぼ同じである。なお、基材１ａの表面は、防食のためのめっき処理がすでに施された状態である。
【００２１】
次に、図２（Ｂ）の工程では、基材１ａの貫通孔に絶縁体２を、基材１ａの後端側の挿入開口部１ｐから挿入し、絶縁体２と基材１ａのそれぞれに設けられた係合部２ｈ，１ｃを、板パッキン６３を介して互いに係合させる。なお、絶縁体２には、中心電極３及び導電性ガラスシール層１６，１７、抵抗体１５及び端子金具１３が予め組みつけられている。
【００２２】
図２（Ｃ）の工程では、基材１ａの挿入開口部１ｐから線パッキン６２を配置し、その後、タルク等の充填層６１を形成して、さらに、線パッキン６０を挿入開口部１ｐ側に配置する。そして、加締め金型１１１により、加締め予定部１ｄａを線パッキン６２、充填層６１及び線パッキン６０を介して、突出部２ｅの端面２ｎを加締め受部として加締める。これにより、図２（Ｄ）に示すように加締め予定部１ｄａが変形して加締め部１ｄが形成され、基材１ａが絶縁体２に加締め固定される。なお、薄肉部１ｈは、この加締め時における圧縮応力によって湾曲する。加締め工程の後、接地電極４を中心電極３側に曲げ加工して屈曲部Ｒを形成することにより、火花放電ギャップｇが形成され、図１のスパークプラグ１００が完成する。
【００２３】
本実施形態では、主体金具１と絶縁体２とを固定する加締め工程の前に、主体金具１の基材１ａの外表面に対して以下に説明する防食処理が施される。
【００２４】
図３は、主体金具１の基材１ａに対して行われる防食処理の処理手順を示すフローチャートである。以下では、図３に示したステップＴ１００〜Ｔ１３０の各処理工程について工程順に説明する。
【００２５】
Ｂ２．ニッケルストライクめっき処理：
ニッケルストライクめっき処理（図３のステップＴ１００）は、炭素鋼で形成された基材１ａの表面を洗浄するとともに、めっき層と下地金属との密着性を向上させるために行われる処理である。ただし、ニッケルストライクめっき処理は省略されても良い。ニッケルストライクめっき処理は、通常利用される処理条件によって行うことができる。具体的な好ましい処理条件の例は、以下の通りである。
【００２６】
＜ニッケルストライクめっきの処理条件の例＞
・めっき浴組成：
塩化ニッケル： １５０〜２５０ｇ／Ｌ
３５％塩酸： １２０〜１８０ｍｌ／L
溶媒： 脱イオン水
・処理温度（浴温度）： ２５〜３５℃
・電流密度： ０．７Ａ／ｄｍ2
・処理時間： ４分
【００２７】
Ｂ３．電解ニッケルめっき処理：
ニッケルストライクめっき処理が終了すると、電解ニッケルめっき処理が行なわれる（ステップＴ１１０）。電解ニッケルめっき処理では、回転バレルを使用したバレル式めっき法を利用可能である。ただし、電解ニッケルめっき処理としては、静止めっき法などの他のめっき方法を利用するものとしても良い。電解ニッケルめっき処理は、通常利用される処理条件によって行うことができる。具体的な好ましい処理条件の例は以下の通りである。
【００２８】
＜電解ニッケルめっき処理の処理条件の例＞
・めっき浴組成：
硫酸ニッケル： ２００〜３８０ｇ／Ｌ
塩化ニッケル： ２０〜６０ｇ／Ｌ
ホウ酸： ２０〜６０ｇ／Ｌ
溶媒： 脱イオン水
・浴ｐＨ： ２．０〜４．８
・処理温度（浴温度）： ４５〜６５℃
・電流密度： ０．８Ａ／ｄｍ2
・処理時間： ６０分
【００２９】
電解ニッケルめっき処理では、一般に、ニッケルめっき層の平滑性を向上させるために、めっき浴中に光沢剤が添加される。そして、光沢剤の添加の際には、めっき層の硬度を調整するための１次光沢剤と、光沢作用を担う２次光沢剤とが併用される。光沢剤としては、具体的に以下のものが用いられる。
【００３０】
＜１次光沢剤の例＞
「＝Ｃ−ＳＯ2−」の構造を分子中に含む有機化合物：
１，３，６ナフタレントリスルホン酸ナトリウムや、１，５ナフタリンジスルホン酸ナトリウムなどの各種のスルホン酸塩／スルホンイミド（例えばサッカリン）／スルホンアミド（例えばパラトルエンスルホンアミド）／スルフィン酸など
＜２次光沢剤の例＞
「Ｃ＝Ｏ」、「Ｃ＝Ｃ」、「Ｃ≡Ｃ」、「Ｃ＝Ｎ」、「Ｃ≡Ｎ」、「Ｎ−Ｃ＝Ｓ」、「Ｎ＝Ｎ」あるいは「−ＣＨ2−ＣＨ−Ｏ−」の少なくともいずれかの構造を分子中に含む有機化合物：
クマリン／２ブチン−１，４ジオール／エチレンシアンヒドリン／プロパギルアルコール／ホルムアルデヒド／チオ尿素／キノリン／ピリジンなど
【００３１】
このように、光沢剤には炭素原子が主成分として含まれている。そのため、これらの光沢剤を用いることにより、めっき浴中に炭素原子を含有させることが可能である。即ち、めっき浴に添加される光沢剤の量を調整することにより、形成されるニッケルめっき層の厚みの均一化を促進することができる。具体的には、めっき浴には、以下の量の光沢剤が添加されるものとしても良い。
＜電解ニッケルめっき処理のめっき浴に添加される光沢剤の量の例＞
・１次光沢剤： １〜５ｇ／Ｌ
・２次光沢剤： ０．１〜０．３ｇ／Ｌ
【００３２】
Ｂ４．電解クロメート処理：
電解ニッケルめっき処理が終了すると、電解クロメート処理が行なわれる（ステップＴ１２０）。電解クロメート処理は、ニッケルめっき層の防食のために、ニッケルめっき層の上にクロメート層（クロメート皮膜）を形成する処理である。本実施形態による電解クロメート処理では、三価クロム系のクロメート皮膜が形成される。
【００３３】
図４は、電解クロメート処理の様子を示す説明図である。浴槽２００にはクロメート液が満たされており、２つの陽極板２０２，２０４及び陰極２０８が配置されている。陽極板２０２，２０４は、整流器２１０のプラス端子に接続されており、陰極２０８は、整流器２１０のマイナス端子に接続されている。陰極２０８には、ラック２２０が電気的に接続されている。本実施形態の電解クロメート処理では、主体金具１をラック２２０に掛けてめっき処理を行なう静止めっき法（ラック式めっき法）を利用する。以下では、図４に示すように、クロメート処理に用いられる陽極板と、主体金具１のうち陽極板に最も接近している部分との距離をＸとする。電解クロメート処理の好ましい処理条件の例は以下の通りである。
【００３４】
＜電解クロメート処理の処理条件の例＞
・クロメート液の組成：
重クロム酸ナトリウム：１５〜６０ｇ／Ｌ
溶媒：脱イオン水
塩素イオン： ５００ｍｇ／L以下
・浴ｐＨ： ２〜６
・処理温度（液温）： ２０〜４０℃
・電流密度： ０．６〜１４．５Ａ／ｄｍ2
・距離Ｘ： １００〜４００ｍｍ
・処理時間： １０秒〜１０分
【００３５】
上記したように、電解クロメート処理における電流密度は、０．６Ａ／ｄｍ2以上１４．５Ａ／ｄｍ2以下であることが好ましく、距離Ｘは、１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であることが好ましい。この理由について説明する。電流密度が小さすぎると、十分な厚さのクロメート皮膜が形成されないため、主体金具１に変色が発生するだけでなく、主体金具１の耐食性の向上が十分ではない。一方、電流密度が大きすぎると、形成されるクロメート皮膜が過剰な厚さとなってしまうため、主体金具１に変色が発生してしまう。また、距離Ｘが小さすぎても、形成されるクロメート皮膜が過剰な厚さとなってしまうため、主体金具１における変色の発生を抑制することが困難となり、距離Ｘが大きすぎても、十分な厚さのクロメート皮膜が形成されないため、主体金具１の耐食性の向上が十分ではない。そこで、距離Ｘを１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下とした上で、電流密度を０．６Ａ／ｄｍ2以上１４．５Ａ／ｄｍ2以下とすれば、主体金具１の耐食性を確保した上で、主体金具１における変色の発生を抑制することが可能となる。なお、この数値範囲に限定する根拠については後述する。
【００３６】
さらに、電解クロメート処理に用いられるクロメート液の温度は、２０℃以上４０℃以下であることが好ましい。この理由について説明する。クロメート液の温度を２０℃以上とすれば、主体金具１の耐食性をさらに向上させることが可能となり、一方、クロメート液の温度を４０℃以下とすれば、形成されるクロメート皮膜が過剰な厚さとなってしまうことをさらに抑制することができ、主体金具１における変色の発生をさらに抑制することができる。すなわち、クロメート液の温度を２０℃以上４０℃以下とすれば、主体金具１の耐食性をさらに向上させた上で、主体金具１における変色の発生をさらに抑制することが可能となる。なお、この数値範囲に限定する根拠については後述する。
【００３７】
さらに、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量は、２０ｇ／Ｌ以上６０ｇ／Ｌ以下であることが好ましい。この理由について説明する。クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量を２０ｇ／Ｌ以上とすれば、主体金具１の耐食性をさらに向上させることが可能となり、一方、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量を６０ｇ／Ｌ以下とすれば、形成されるクロメート皮膜が過剰な厚さとなってしまうことをさらに抑制することができ、主体金具１における変色の発生をさらに抑制することができる。すなわち、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量を２０ｇ／Ｌ以上６０ｇ／Ｌ以下とすれば、主体金具１の耐食性をさらに向上させた上で、主体金具１における変色の発生をさらに抑制することが可能となる。なお、この数値範囲に限定する根拠については後述する。
【００３８】
さらに、クロメート液に含まれる塩素イオンの単位体積当たりの質量は、５００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましい。この理由について説明する。クロメート液に含まれる塩素イオンが増加すると、クロメート皮膜における塩素の含有量が多くなり、クロメート皮膜の正常な形成が妨げられ、主体金具１における変色の発生を抑制することが困難となる。また、大気中の水分とクロメート皮膜に含まれる塩素とが反応して酸（ＨＣｌ）が形成されやすくなることにより、耐食性が低下してしまう。したがって、クロメート液に含まれる塩素イオンの単位体積当たりの質量を５００ｍｇ／Ｌ以下とすれば、主体金具１における変色の発生をさらに抑制することができるとともに、主体金具１の耐食性をさらに向上させることができる。なお、この数値範囲に限定する根拠については後述する。
【００３９】
Ｂ５．防錆油の塗布処理：
電解クロメート処理が終了すると、防錆油の塗布処理が行なわれる（ステップＴ１３０）。防錆油としては、炭素、バリウム（Ｂａ）、カルシウム、ナトリウムのうちの少なくとも１種類が含まれるものを用いることができる。なお、この防錆油の塗布処理は省略されるものとしても良い。
【００４０】
これらの防食処理の結果、主体金具１の基材１ａの外表面には、保護被膜として、ニッケルめっき層が形成され、ニッケルめっき層の上に、クロメート層や防錆油の塗布層が形成される。
【００４１】
これらの処理工程の後に、図２で説明した加締め工程により、主体金具１を備えるスパークプラグ１００が製造される。なお、図２で説明した加締め工程としては、冷間加締めの他、熱加締めも利用可能である。
【００４２】
Ｃ．電解クロメート処理における実験例：
Ｃ１．電流密度と距離Ｘに関する実験例：
電解クロメート処理における電流密度及び距離Ｘが主体金具１の外観及び耐食性に与える影響を調べるために、電解クロメート処理における電流密度及び距離Ｘの異なるサンプルを用いて、主体金具１の外観及び耐食性についての評価を行なった。なお、ニッケルストライクめっき処理、電解ニッケルめっき処理及び防錆油の塗布処理は、上記した条件の範囲で行なった。以下に示す他の実験例においても同様である。
【００４３】
図５は、主体金具１の外観及び耐食性の判定基準を表形式で示す説明図である。外観の評価については、主体金具１に変色が発生しなかった場合を最も高い評価として「☆」で示し、変色した面積が５％未満の場合を２番目に高い評価として「◎」で示し、変色した面積が５％以上１０％以下の場合を３番目に高い評価として「○」で示し、変色した面積が１０％より大きかった場合を好ましくない評価として「×」で示した。なお、十分な厚さのクロメート層が形成されていないことによって主体金具１に変色が発生している場合にも、好ましくない評価として「×」で示した。
【００４４】
また、耐食性の評価については、主体金具１に赤錆が発生しなかった場合を最も高い評価として「☆」で示し、主体金具１に発生した赤錆の面積が５％未満の場合を２番目に高い評価として「◎」で示し、主体金具１に発生した赤錆の面積が５％以上１０％以下の場合を３番目に高い評価として「○」で示し、主体金具１に発生した赤錆の面積が１０％より大きかった場合を好ましくない評価として「×」で示した。なお、これらの評価基準は、以下に説明する他の実験例に対しても同様に適用する。
【００４５】
図６は、電流密度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。なお、電解クロメート処理における他の条件は以下のとおりである。
・クロメート液の組成：
重クロム酸ナトリウム：１５ｇ／Ｌ
溶媒：脱イオン水
・処理温度（液温）： １５℃
・処理時間： ２分
【００４６】
図６に示すように、距離Ｘが８０ｍｍの場合には、いずれのサンプルも外観の評価が「×」となった。また、距離Ｘが４２０ｍｍの場合には、いずれのサンプルも外観及び耐食性の評価が「×」となった。さらに、距離Ｘが１００ｍｍ、２００ｍｍ、４００ｍｍの場合において、電流密度が０．６Ａ／ｄｍ2以上１４．５Ａ／ｄｍ2以下の場合には、いずれのサンプルも外観及び耐食性の評価が「○」となった。以上より、スパークプラグの主体金具に対する電解クロメート処理において、距離Ｘが１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、電流密度が０．６Ａ／ｄｍ2以上１４．５Ａ／ｄｍ2以下であれば、外観及び耐食性について好ましい評価が得られることが理解できる。
【００４７】
Ｃ２．クロメート液の温度と距離Ｘに関する実験例：
電解クロメート処理におけるクロメート液の温度及び距離Ｘが主体金具１の外観及び耐食性に与える影響を調べるために、電解クロメート処理におけるクロメート液の温度及び距離Ｘの異なるサンプルを用いて、主体金具１の外観及び耐食性についての評価を行なった。
【００４８】
図７は、クロメート液の温度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。電解クロメート処理における他の条件は以下のとおりである。
・クロメート液の組成：
重クロム酸ナトリウム：１５ｇ／Ｌ
溶媒：脱イオン水
・電流密度： １０Ａ／ｄｍ2
・処理時間： ２分
【００４９】
図７に示すように、距離Ｘが１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下の場合において、クロメート液の温度が２０℃以上４０℃以下であれば、いずれのサンプルも外観及び耐食性の評価が「◎」となった。以上より、スパークプラグの主体金具に対する電解クロメート処理において、距離Ｘが１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、クロメート液の温度が２０℃以上４０℃以下であれば、外観及び耐食性についてさらに好ましい評価が得られることが理解できる。
【００５０】
Ｃ３．クロメート液の重クロム酸ナトリウム濃度と距離Ｘに関する実験例：
電解クロメート処理におけるクロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの濃度及び距離Ｘが主体金具１の外観及び耐食性に与える影響を調べるために、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの濃度及び距離Ｘの異なるサンプルを用いて、主体金具１の外観及び耐食性についての評価を行なった。
【００５１】
図８は、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの濃度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。電解クロメート処理における他の条件は以下のとおりである。
・電流密度： １０Ａ／ｄｍ2
・処理温度（液温）： ３０℃
・処理時間： ２分
【００５２】
この図８に示すように、距離Ｘが１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下の場合において、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量が２０ｇ／Ｌ以上であれば、耐食性の評価が「☆」となった。さらに、距離Ｘが１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下の場合において、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量が２０ｇ／Ｌ以上６０ｇ／Ｌ以下であれば、外観の評価が「☆」となった。以上より、スパークプラグの主体金具に対する電解クロメート処理において、距離Ｘが１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量が２０ｇ／Ｌ以上６０ｇ／Ｌ以下であれば、外観及び耐食性についてさらに好ましい評価が得られることが理解できる。
【００５３】
Ｃ４．クロメート液の塩素濃度と距離Ｘに関する実験例：
電解クロメート処理におけるクロメート液の塩素濃度及び距離Ｘが主体金具１の外観及び耐食性に与える影響を調べるために、電解クロメート処理におけるクロメート液の塩素濃度及び距離Ｘの異なるサンプルを用いて、主体金具１の外観及び耐食性についての評価を行なった。
【００５４】
図９は、クロメート液の塩素濃度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。この図９に示すように、クロメート液に含まれる塩素イオンの単位体積当たりの質量が５００ｍｇ／Ｌ以下であれば、耐食性及び外観の評価が「☆」となった。以上より、スパークプラグの主体金具に対する電解クロメート処理において、クロメート液に含まれる塩素イオンの単位体積当たりの質量が５００ｍｇ／Ｌ以下であれば、外観及び耐食性についてさらに好ましい評価が得られることが理解できる。
【００５５】
Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５６】
Ｄ１．変形例１：
上記実施形態では、図４に示すように、２つの陽極板２０２，２０４を用いていたが、陽極板は１つであってもよい。
【００５７】
Ｄ２．変形例２：
上記実施形態の図１に示した主体金具１の形状は一例であり、主体金具１は他の形状であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１…主体金具
１ａ…基材
１ｄ…加締め部
１ｅ…六角部
１ｆ…ガスシール部
１ｈ…溝部（薄肉部）
１ｐ…挿入開口部
１ｄａ…加締め予定部
１ｃｈ…筒孔
２…絶縁体
２ｅ…突出部
２ｈ…係合部
２ｎ…端面
３…中心電極
４…接地電極
６…貫通孔
７…ねじ部
１３…端子金具
１５…抵抗体
１６…導電性ガラスシール層
３０…ガスケット
６０…線パッキン
６１…充填層
６２…線パッキン
６３…板パッキン
１００…スパークプラグ
１１１…金型
２００…浴槽
２０２…陽極板
２０８…陰極
２１０…整流器
２２０…ラック
ｇ…火花放電ギャップ
Ｒ…屈曲部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパークプラグの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スパークプラグの主体金具に対するクロメート処理に関する技術としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。この技術では、クロメート皮膜が有害性の少ない三価クロムによって形成されるため、環境に与える負荷が小さく、また、クロメート皮膜の密着性が良好であるため、耐食性に優れていた。
【０００３】
しかし、この技術では、環境面や主体金具の耐食性等の機能面では優れているものの、主体金具の外観に赤黒い変色が生じてしまう場合があるといった問題があった。このため、見栄えがよいとはいえず、ユーザに対して機能面で劣っているという誤解を与えてしまうというおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８４５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、主体金具の耐食性を確保しつつ、主体金具に生じる変色を抑制することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために、以下の形態または適用例を取ることが可能である。
【０００７】
[適用例１]
軸孔を有する絶縁碍子と、自身の先端が前記絶縁碍子の先端面から突出する状態で前記軸孔に保持された中心電極と、前記絶縁碍子の先端を突出させた状態で前記絶縁碍子を保持する主体金具と、前記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを備えるスパークプラグの製造方法であって、
前記主体金具は、下記の工程により得られた主体金具であることを特徴とするスパークプラグの製造方法。
（Ａ）ニッケルめっき処理が施された主体金具に対して、ラック式によるクロメート処理を下記の条件で行なうことにより、三価のクロメート皮膜を形成する工程
条件（ａ）：前記クロメート処理における電流密度は、０．６Ａ／ｄｍ2以上１４．５Ａ／ｄｍ2以下
条件（ｂ）：前記クロメート処理に用いられる陽極と、前記主体金具のうち前記陽極に最も接近している部分との距離は、１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下
こうすれば、主体金具の耐食性を確保しつつ、主体金具に生じる変色を抑制することができる。
【０００８】
[適用例２]
適用例１に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記クロメート処理に用いられるクロメート液の温度は、２０℃以上４０℃以下であることを特徴とする、
スパークプラグの製造方法。
こうすれば、主体金具の耐食性をさらに向上させることができるとともに、主体金具に生じる変色をさらに抑制することができる。
【０００９】
[適用例３]
適用例１または適用例２に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記クロメート処理に用いられるクロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量は、２０ｇ／Ｌ以上６０ｇ／Ｌ以下であることを特徴とする、
スパークプラグの製造方法。
こうすれば、主体金具の耐食性をさらに向上させることができるとともに、主体金具に生じる変色をさらに抑制することができる。
【００１０】
[適用例４]
適用例１から適用例３のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記クロメート処理に用いられるクロメート液に含まれる塩素イオンの単位体積当たりの質量は、５００ｍｇ／Ｌ以下であることを特徴とする、
スパークプラグの製造方法。
こうすれば、主体金具の耐食性をさらに向上させることができるとともに、主体金具に生じる変色をさらに抑制することができる。
【００１１】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、スパークプラグの製造装置、製造システム、スパークプラグの製造装置の機能を実現するための集積回路、コンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】スパークプラグの構造の一例を示す要部断面図である。
【図２】主体金具１の製造工程の一例を工程順に示す説明図である。
【図３】主体金具１の基材１ａに対して行われる防食処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】電解クロメート処理の様子を示す説明図である。
【図５】主体金具１の外観及び耐食性の判定基準を表形式で示す説明図である。
【図６】電流密度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。
【図７】クロメート液の温度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。
【図８】クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの濃度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。
【図９】クロメート液の塩素濃度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．スパークプラグの構成：
Ｂ．スパークプラグの製造工程：
Ｂ１．組付工程：
Ｂ２．ニッケルストライクめっき処理：
Ｂ３．電解ニッケルめっき処理：
Ｂ４．電解クロメート処理：
Ｂ５．防錆油の塗布処理：
Ｃ．電解クロメート処理における実験例：
Ｃ１．電流密度と距離Ｘに関する実験例：
Ｃ２．クロメート液の温度と距離Ｘに関する実験例：
Ｃ３．クロメート液の重クロム酸ナトリウム濃度と距離Ｘに関する実験例：
Ｃ４．クロメート液の塩素濃度と距離Ｘに関する実験例：
Ｄ．変形例：
【００１４】
Ａ．スパークプラグの構成：
図１は、スパークプラグの構造の一例を示す要部断面図である。このスパークプラグ１００は、筒状の主体金具１と、先端部が突出するように主体金具１の筒孔１ｃｈ内に嵌め込まれた筒状の絶縁体２と、先端部を突出させた状態で絶縁体２の内側に設けられた中心電極３とを備えている。主体金具１には、接地電極４が接合されている。接地電極４は、一端が主体金具１に接合されるとともに、他端が中心電極３の先端と対向するように配置され、中心電極３との間に火花放電ギャップｇを形成する。
【００１５】
絶縁体２は、例えばアルミナあるいは窒化アルミニウム等のセラミック焼結体により構成され、その内部には絶縁体２の軸方向に沿って中心電極３や端子金具１３を嵌め込むための貫通孔６が形成されている。中心電極３は、貫通孔６の先端側（紙面下側）に挿入・固定され、端子金具１３は、貫通孔６の後端側（図１の紙面上側）に挿入・固定される。また、貫通孔６内において、端子金具１３と中心電極３との間には、抵抗体１５が配置される。この抵抗体１５の両端部は、導電性ガラスシール層１６，１７を介して中心電極３と端子金具１３とにそれぞれ電気的に接続される。
【００１６】
主体金具１は、炭素鋼等の金属により中空円筒状に形成されており、スパークプラグ１００のハウジングを構成する。主体金具１の先端側の外周面には、スパークプラグ１００を内燃機関の燃焼室（図示せず）に取り付けるためのねじ部７が形成されている。ねじ部７には、燃焼室に設けられたスパークプラグを取り付けるためのねじ孔に螺合するねじ溝が切られている。ねじ部７の後端側には、六角部１ｅが設けられている。六角部１ｅは、主体金具１を燃焼室に取り付ける際に、スパナやレンチ等の工具を係合させる工具係合部であり、六角状の横断面形状を有している。
【００１７】
主体金具１の後端側の開口部の内壁面と、絶縁体２の外壁面との間には、タルク等の粉体が充填された充填層６１が形成されている。充填層６１は、絶縁体２のフランジ状の突出部２ｅと、主体金具１の開口部端部が内側に加締められた加締め部１ｄとの間に形成されている。充填層６１の突出部２ｅ側と加締め部１ｄ側のそれぞれの端部には、リング状の線パッキン６２，６０が配置されている。
【００１８】
主体金具１の六角部１ｅとねじ部７との間には、ガスシール部１ｆが設けられている。ガスシール部１ｆは、フランジ状、すなわち径方向外側に突出した環状の凸部として形成されている。上述した主体金具１における変色は、特にこのガスシール部１ｆにおいて生じやすい。しかし、本実施形態による電解クロメート処理によれば、このガスシール部１ｆに生じやすい変色を効果的に抑制することができる。電解クロメート処理については後述する。
【００１９】
ガスシール部１ｆのねじ部７側には、ガスケット３０がはめ込まれている。このガスケット３０は、炭素鋼等の金属板素材を曲げ加工したリング状の部品であり、ねじ部７をシリンダヘッド側のねじ孔にねじ込むことにより、ガスシール部１ｆとねじ孔の開口周縁部との間で、軸線方向に圧縮されてつぶれるように変形し、ねじ孔とねじ部７との間の隙間をシールする役割を果たす。なお、ガスシール部１ｆと六角部１ｅとの間には、溝部１ｈが形成されている。溝部１ｈは、厚みが主体金具１の中で最も薄く形成されており、外側にわずかに湾曲している。以後、本明細書では、溝部１ｈを「薄肉部１ｈ」とも呼ぶ。
【００２０】
Ｂ．スパークプラグの製造工程：
Ｂ１．組付工程：
図２（Ａ）〜（Ｄ）は、主体金具１の製造工程の一例を工程順に示す説明図である。図２（Ａ）の工程では、接地電極４が接合された主体金具１の基材１ａが準備される。基材１ａは、加締め部１ｄとなるべき加締め予定部１ｄａが、後端側に延びる壁部として形成されている点と、薄肉部１ｈが湾曲しておらず、接地電極４も屈曲していない直棒状の形状のままである点以外は、図１で説明した主体金具１とほぼ同じである。なお、基材１ａの表面は、防食のためのめっき処理がすでに施された状態である。
【００２１】
次に、図２（Ｂ）の工程では、基材１ａの貫通孔に絶縁体２を、基材１ａの後端側の挿入開口部１ｐから挿入し、絶縁体２と基材１ａのそれぞれに設けられた係合部２ｈ，１ｃを、板パッキン６３を介して互いに係合させる。なお、絶縁体２には、中心電極３及び導電性ガラスシール層１６，１７、抵抗体１５及び端子金具１３が予め組みつけられている。
【００２２】
図２（Ｃ）の工程では、基材１ａの挿入開口部１ｐから線パッキン６２を配置し、その後、タルク等の充填層６１を形成して、さらに、線パッキン６０を挿入開口部１ｐ側に配置する。そして、加締め金型１１１により、加締め予定部１ｄａを線パッキン６２、充填層６１及び線パッキン６０を介して、突出部２ｅの端面２ｎを加締め受部として加締める。これにより、図２（Ｄ）に示すように加締め予定部１ｄａが変形して加締め部１ｄが形成され、基材１ａが絶縁体２に加締め固定される。なお、薄肉部１ｈは、この加締め時における圧縮応力によって湾曲する。加締め工程の後、接地電極４を中心電極３側に曲げ加工して屈曲部Ｒを形成することにより、火花放電ギャップｇが形成され、図１のスパークプラグ１００が完成する。
【００２３】
本実施形態では、主体金具１と絶縁体２とを固定する加締め工程の前に、主体金具１の基材１ａの外表面に対して以下に説明する防食処理が施される。
【００２４】
図３は、主体金具１の基材１ａに対して行われる防食処理の処理手順を示すフローチャートである。以下では、図３に示したステップＴ１００〜Ｔ１３０の各処理工程について工程順に説明する。
【００２５】
Ｂ２．ニッケルストライクめっき処理：
ニッケルストライクめっき処理（図３のステップＴ１００）は、炭素鋼で形成された基材１ａの表面を洗浄するとともに、めっき層と下地金属との密着性を向上させるために行われる処理である。ただし、ニッケルストライクめっき処理は省略されても良い。ニッケルストライクめっき処理は、通常利用される処理条件によって行うことができる。具体的な好ましい処理条件の例は、以下の通りである。
【００２６】
＜ニッケルストライクめっきの処理条件の例＞
・めっき浴組成：
塩化ニッケル： １５０〜２５０ｇ／Ｌ
３５％塩酸： １２０〜１８０ｍｌ／L
溶媒： 脱イオン水
・処理温度（浴温度）： ２５〜３５℃
・電流密度： ０．７Ａ／ｄｍ2
・処理時間： ４分
【００２７】
Ｂ３．電解ニッケルめっき処理：
ニッケルストライクめっき処理が終了すると、電解ニッケルめっき処理が行なわれる（ステップＴ１１０）。電解ニッケルめっき処理では、回転バレルを使用したバレル式めっき法を利用可能である。ただし、電解ニッケルめっき処理としては、静止めっき法などの他のめっき方法を利用するものとしても良い。電解ニッケルめっき処理は、通常利用される処理条件によって行うことができる。具体的な好ましい処理条件の例は以下の通りである。
【００２８】
＜電解ニッケルめっき処理の処理条件の例＞
・めっき浴組成：
硫酸ニッケル： ２００〜３８０ｇ／Ｌ
塩化ニッケル： ２０〜６０ｇ／Ｌ
ホウ酸： ２０〜６０ｇ／Ｌ
溶媒： 脱イオン水
・浴ｐＨ： ２．０〜４．８
・処理温度（浴温度）： ４５〜６５℃
・電流密度： ０．８Ａ／ｄｍ2
・処理時間： ６０分
【００２９】
電解ニッケルめっき処理では、一般に、ニッケルめっき層の平滑性を向上させるために、めっき浴中に光沢剤が添加される。そして、光沢剤の添加の際には、めっき層の硬度を調整するための１次光沢剤と、光沢作用を担う２次光沢剤とが併用される。光沢剤としては、具体的に以下のものが用いられる。
【００３０】
＜１次光沢剤の例＞
「＝Ｃ−ＳＯ2−」の構造を分子中に含む有機化合物：
１，３，６ナフタレントリスルホン酸ナトリウムや、１，５ナフタリンジスルホン酸ナトリウムなどの各種のスルホン酸塩／スルホンイミド（例えばサッカリン）／スルホンアミド（例えばパラトルエンスルホンアミド）／スルフィン酸など
＜２次光沢剤の例＞
「Ｃ＝Ｏ」、「Ｃ＝Ｃ」、「Ｃ≡Ｃ」、「Ｃ＝Ｎ」、「Ｃ≡Ｎ」、「Ｎ−Ｃ＝Ｓ」、「Ｎ＝Ｎ」あるいは「−ＣＨ2−ＣＨ−Ｏ−」の少なくともいずれかの構造を分子中に含む有機化合物：
クマリン／２ブチン−１，４ジオール／エチレンシアンヒドリン／プロパギルアルコール／ホルムアルデヒド／チオ尿素／キノリン／ピリジンなど
【００３１】
このように、光沢剤には炭素原子が主成分として含まれている。そのため、これらの光沢剤を用いることにより、めっき浴中に炭素原子を含有させることが可能である。即ち、めっき浴に添加される光沢剤の量を調整することにより、形成されるニッケルめっき層の厚みの均一化を促進することができる。具体的には、めっき浴には、以下の量の光沢剤が添加されるものとしても良い。
＜電解ニッケルめっき処理のめっき浴に添加される光沢剤の量の例＞
・１次光沢剤： １〜５ｇ／Ｌ
・２次光沢剤： ０．１〜０．３ｇ／Ｌ
【００３２】
Ｂ４．電解クロメート処理：
電解ニッケルめっき処理が終了すると、電解クロメート処理が行なわれる（ステップＴ１２０）。電解クロメート処理は、ニッケルめっき層の防食のために、ニッケルめっき層の上にクロメート層（クロメート皮膜）を形成する処理である。本実施形態による電解クロメート処理では、三価クロム系のクロメート皮膜が形成される。
【００３３】
図４は、電解クロメート処理の様子を示す説明図である。浴槽２００にはクロメート液が満たされており、２つの陽極板２０２，２０４及び陰極２０８が配置されている。陽極板２０２，２０４は、整流器２１０のプラス端子に接続されており、陰極２０８は、整流器２１０のマイナス端子に接続されている。陰極２０８には、ラック２２０が電気的に接続されている。本実施形態の電解クロメート処理では、主体金具１をラック２２０に掛けてめっき処理を行なう静止めっき法（ラック式めっき法）を利用する。以下では、図４に示すように、クロメート処理に用いられる陽極板と、主体金具１のうち陽極板に最も接近している部分との距離をＸとする。電解クロメート処理の好ましい処理条件の例は以下の通りである。
【００３４】
＜電解クロメート処理の処理条件の例＞
・クロメート液の組成：
重クロム酸ナトリウム：１５〜６０ｇ／Ｌ
溶媒：脱イオン水
塩素イオン： ５００ｍｇ／L以下
・浴ｐＨ： ２〜６
・処理温度（液温）： ２０〜４０℃
・電流密度： ０．６〜１４．５Ａ／ｄｍ2
・距離Ｘ： １００〜４００ｍｍ
・処理時間： １０秒〜１０分
【００３５】
上記したように、電解クロメート処理における電流密度は、０．６Ａ／ｄｍ2以上１４．５Ａ／ｄｍ2以下であることが好ましく、距離Ｘは、１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であることが好ましい。この理由について説明する。電流密度が小さすぎると、十分な厚さのクロメート皮膜が形成されないため、主体金具１に変色が発生するだけでなく、主体金具１の耐食性の向上が十分ではない。一方、電流密度が大きすぎると、形成されるクロメート皮膜が過剰な厚さとなってしまうため、主体金具１に変色が発生してしまう。また、距離Ｘが小さすぎても、形成されるクロメート皮膜が過剰な厚さとなってしまうため、主体金具１における変色の発生を抑制することが困難となり、距離Ｘが大きすぎても、十分な厚さのクロメート皮膜が形成されないため、主体金具１の耐食性の向上が十分ではない。そこで、距離Ｘを１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下とした上で、電流密度を０．６Ａ／ｄｍ2以上１４．５Ａ／ｄｍ2以下とすれば、主体金具１の耐食性を確保した上で、主体金具１における変色の発生を抑制することが可能となる。なお、この数値範囲に限定する根拠については後述する。
【００３６】
さらに、電解クロメート処理に用いられるクロメート液の温度は、２０℃以上４０℃以下であることが好ましい。この理由について説明する。クロメート液の温度を２０℃以上とすれば、主体金具１の耐食性をさらに向上させることが可能となり、一方、クロメート液の温度を４０℃以下とすれば、形成されるクロメート皮膜が過剰な厚さとなってしまうことをさらに抑制することができ、主体金具１における変色の発生をさらに抑制することができる。すなわち、クロメート液の温度を２０℃以上４０℃以下とすれば、主体金具１の耐食性をさらに向上させた上で、主体金具１における変色の発生をさらに抑制することが可能となる。なお、この数値範囲に限定する根拠については後述する。
【００３７】
さらに、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量は、２０ｇ／Ｌ以上６０ｇ／Ｌ以下であることが好ましい。この理由について説明する。クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量を２０ｇ／Ｌ以上とすれば、主体金具１の耐食性をさらに向上させることが可能となり、一方、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量を６０ｇ／Ｌ以下とすれば、形成されるクロメート皮膜が過剰な厚さとなってしまうことをさらに抑制することができ、主体金具１における変色の発生をさらに抑制することができる。すなわち、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量を２０ｇ／Ｌ以上６０ｇ／Ｌ以下とすれば、主体金具１の耐食性をさらに向上させた上で、主体金具１における変色の発生をさらに抑制することが可能となる。なお、この数値範囲に限定する根拠については後述する。
【００３８】
さらに、クロメート液に含まれる塩素イオンの単位体積当たりの質量は、５００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましい。この理由について説明する。クロメート液に含まれる塩素イオンが増加すると、クロメート皮膜における塩素の含有量が多くなり、クロメート皮膜の正常な形成が妨げられ、主体金具１における変色の発生を抑制することが困難となる。また、大気中の水分とクロメート皮膜に含まれる塩素とが反応して酸（ＨＣｌ）が形成されやすくなることにより、耐食性が低下してしまう。したがって、クロメート液に含まれる塩素イオンの単位体積当たりの質量を５００ｍｇ／Ｌ以下とすれば、主体金具１における変色の発生をさらに抑制することができるとともに、主体金具１の耐食性をさらに向上させることができる。なお、この数値範囲に限定する根拠については後述する。
【００３９】
Ｂ５．防錆油の塗布処理：
電解クロメート処理が終了すると、防錆油の塗布処理が行なわれる（ステップＴ１３０）。防錆油としては、炭素、バリウム（Ｂａ）、カルシウム、ナトリウムのうちの少なくとも１種類が含まれるものを用いることができる。なお、この防錆油の塗布処理は省略されるものとしても良い。
【００４０】
これらの防食処理の結果、主体金具１の基材１ａの外表面には、保護被膜として、ニッケルめっき層が形成され、ニッケルめっき層の上に、クロメート層や防錆油の塗布層が形成される。
【００４１】
これらの処理工程の後に、図２で説明した加締め工程により、主体金具１を備えるスパークプラグ１００が製造される。なお、図２で説明した加締め工程としては、冷間加締めの他、熱加締めも利用可能である。
【００４２】
Ｃ．電解クロメート処理における実験例：
Ｃ１．電流密度と距離Ｘに関する実験例：
電解クロメート処理における電流密度及び距離Ｘが主体金具１の外観及び耐食性に与える影響を調べるために、電解クロメート処理における電流密度及び距離Ｘの異なるサンプルを用いて、主体金具１の外観及び耐食性についての評価を行なった。なお、ニッケルストライクめっき処理、電解ニッケルめっき処理及び防錆油の塗布処理は、上記した条件の範囲で行なった。以下に示す他の実験例においても同様である。
【００４３】
図５は、主体金具１の外観及び耐食性の判定基準を表形式で示す説明図である。外観の評価については、主体金具１に変色が発生しなかった場合を最も高い評価として「☆」で示し、変色した面積が５％未満の場合を２番目に高い評価として「◎」で示し、変色した面積が５％以上１０％以下の場合を３番目に高い評価として「○」で示し、変色した面積が１０％より大きかった場合を好ましくない評価として「×」で示した。なお、十分な厚さのクロメート層が形成されていないことによって主体金具１に変色が発生している場合にも、好ましくない評価として「×」で示した。
【００４４】
また、耐食性の評価については、主体金具１に赤錆が発生しなかった場合を最も高い評価として「☆」で示し、主体金具１に発生した赤錆の面積が５％未満の場合を２番目に高い評価として「◎」で示し、主体金具１に発生した赤錆の面積が５％以上１０％以下の場合を３番目に高い評価として「○」で示し、主体金具１に発生した赤錆の面積が１０％より大きかった場合を好ましくない評価として「×」で示した。なお、これらの評価基準は、以下に説明する他の実験例に対しても同様に適用する。
【００４５】
図６は、電流密度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。なお、電解クロメート処理における他の条件は以下のとおりである。
・クロメート液の組成：
重クロム酸ナトリウム：１５ｇ／Ｌ
溶媒：脱イオン水
・処理温度（液温）： １５℃
・処理時間： ２分
【００４６】
図６に示すように、距離Ｘが８０ｍｍの場合には、いずれのサンプルも外観の評価が「×」となった。また、距離Ｘが４２０ｍｍの場合には、いずれのサンプルも外観及び耐食性の評価が「×」となった。さらに、距離Ｘが１００ｍｍ、２００ｍｍ、４００ｍｍの場合において、電流密度が０．６Ａ／ｄｍ2以上１４．５Ａ／ｄｍ2以下の場合には、いずれのサンプルも外観及び耐食性の評価が「○」となった。以上より、スパークプラグの主体金具に対する電解クロメート処理において、距離Ｘが１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、電流密度が０．６Ａ／ｄｍ2以上１４．５Ａ／ｄｍ2以下であれば、外観及び耐食性について好ましい評価が得られることが理解できる。
【００４７】
Ｃ２．クロメート液の温度と距離Ｘに関する実験例：
電解クロメート処理におけるクロメート液の温度及び距離Ｘが主体金具１の外観及び耐食性に与える影響を調べるために、電解クロメート処理におけるクロメート液の温度及び距離Ｘの異なるサンプルを用いて、主体金具１の外観及び耐食性についての評価を行なった。
【００４８】
図７は、クロメート液の温度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。電解クロメート処理における他の条件は以下のとおりである。
・クロメート液の組成：
重クロム酸ナトリウム：１５ｇ／Ｌ
溶媒：脱イオン水
・電流密度： １０Ａ／ｄｍ2
・処理時間： ２分
【００４９】
図７に示すように、距離Ｘが１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下の場合において、クロメート液の温度が２０℃以上４０℃以下であれば、いずれのサンプルも外観及び耐食性の評価が「◎」となった。以上より、スパークプラグの主体金具に対する電解クロメート処理において、距離Ｘが１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、クロメート液の温度が２０℃以上４０℃以下であれば、外観及び耐食性についてさらに好ましい評価が得られることが理解できる。
【００５０】
Ｃ３．クロメート液の重クロム酸ナトリウム濃度と距離Ｘに関する実験例：
電解クロメート処理におけるクロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの濃度及び距離Ｘが主体金具１の外観及び耐食性に与える影響を調べるために、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの濃度及び距離Ｘの異なるサンプルを用いて、主体金具１の外観及び耐食性についての評価を行なった。
【００５１】
図８は、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの濃度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。電解クロメート処理における他の条件は以下のとおりである。
・電流密度： １０Ａ／ｄｍ2
・処理温度（液温）： ３０℃
・処理時間： ２分
【００５２】
この図８に示すように、距離Ｘが１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下の場合において、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量が２０ｇ／Ｌ以上であれば、耐食性の評価が「☆」となった。さらに、距離Ｘが１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下の場合において、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量が２０ｇ／Ｌ以上６０ｇ／Ｌ以下であれば、外観の評価が「☆」となった。以上より、スパークプラグの主体金具に対する電解クロメート処理において、距離Ｘが１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、クロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量が２０ｇ／Ｌ以上６０ｇ／Ｌ以下であれば、外観及び耐食性についてさらに好ましい評価が得られることが理解できる。
【００５３】
Ｃ４．クロメート液の塩素濃度と距離Ｘに関する実験例：
電解クロメート処理におけるクロメート液の塩素濃度及び距離Ｘが主体金具１の外観及び耐食性に与える影響を調べるために、電解クロメート処理におけるクロメート液の塩素濃度及び距離Ｘの異なるサンプルを用いて、主体金具１の外観及び耐食性についての評価を行なった。
【００５４】
図９は、クロメート液の塩素濃度及び距離Ｘによる主体金具の外観及び耐食性への影響を表形式で示す説明図である。この図９に示すように、クロメート液に含まれる塩素イオンの単位体積当たりの質量が５００ｍｇ／Ｌ以下であれば、耐食性及び外観の評価が「☆」となった。以上より、スパークプラグの主体金具に対する電解クロメート処理において、クロメート液に含まれる塩素イオンの単位体積当たりの質量が５００ｍｇ／Ｌ以下であれば、外観及び耐食性についてさらに好ましい評価が得られることが理解できる。
【００５５】
Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５６】
Ｄ１．変形例１：
上記実施形態では、図４に示すように、２つの陽極板２０２，２０４を用いていたが、陽極板は１つであってもよい。
【００５７】
Ｄ２．変形例２：
上記実施形態の図１に示した主体金具１の形状は一例であり、主体金具１は他の形状であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１…主体金具
１ａ…基材
１ｄ…加締め部
１ｅ…六角部
１ｆ…ガスシール部
１ｈ…溝部（薄肉部）
１ｐ…挿入開口部
１ｄａ…加締め予定部
１ｃｈ…筒孔
２…絶縁体
２ｅ…突出部
２ｈ…係合部
２ｎ…端面
３…中心電極
４…接地電極
６…貫通孔
７…ねじ部
１３…端子金具
１５…抵抗体
１６…導電性ガラスシール層
３０…ガスケット
６０…線パッキン
６１…充填層
６２…線パッキン
６３…板パッキン
１００…スパークプラグ
１１１…金型
２００…浴槽
２０２…陽極板
２０８…陰極
２１０…整流器
２２０…ラック
ｇ…火花放電ギャップ
Ｒ…屈曲部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸孔を有する絶縁碍子と、自身の先端が前記絶縁碍子の先端面から突出する状態で前記軸孔に保持された中心電極と、前記絶縁碍子の先端を突出させた状態で前記絶縁碍子を保持する主体金具と、前記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを備えるスパークプラグの製造方法であって、
前記主体金具は、下記の工程により得られた主体金具であることを特徴とするスパークプラグの製造方法。
（Ａ）ニッケルめっき処理が施された主体金具に対して、ラック式によるクロメート処理を下記の条件で行なうことにより、三価のクロメート皮膜を形成する工程
条件（ａ）：前記クロメート処理における電流密度は、０．６Ａ／ｄｍ2以上１４．５Ａ／ｄｍ2以下
条件（ｂ）：前記クロメート処理に用いられる陽極と、前記主体金具のうち前記陽極に最も接近している部分との距離は、１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下
【請求項２】
請求項１に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記クロメート処理に用いられるクロメート液の温度は、２０℃以上４０℃以下であることを特徴とする、
スパークプラグの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記クロメート処理に用いられるクロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量は、２０ｇ／Ｌ以上６０ｇ／Ｌ以下であることを特徴とする、
スパークプラグの製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記クロメート処理に用いられるクロメート液に含まれる塩素イオンの単位体積当たりの質量は、５００ｍｇ／Ｌ以下であることを特徴とする、
スパークプラグの製造方法。
【請求項１】
軸孔を有する絶縁碍子と、自身の先端が前記絶縁碍子の先端面から突出する状態で前記軸孔に保持された中心電極と、前記絶縁碍子の先端を突出させた状態で前記絶縁碍子を保持する主体金具と、前記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを備えるスパークプラグの製造方法であって、
前記主体金具は、下記の工程により得られた主体金具であることを特徴とするスパークプラグの製造方法。
（Ａ）ニッケルめっき処理が施された主体金具に対して、ラック式によるクロメート処理を下記の条件で行なうことにより、三価のクロメート皮膜を形成する工程
条件（ａ）：前記クロメート処理における電流密度は、０．６Ａ／ｄｍ2以上１４．５Ａ／ｄｍ2以下
条件（ｂ）：前記クロメート処理に用いられる陽極と、前記主体金具のうち前記陽極に最も接近している部分との距離は、１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下
【請求項２】
請求項１に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記クロメート処理に用いられるクロメート液の温度は、２０℃以上４０℃以下であることを特徴とする、
スパークプラグの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記クロメート処理に用いられるクロメート液に含まれる重クロム酸ナトリウムの単位体積当たりの質量は、２０ｇ／Ｌ以上６０ｇ／Ｌ以下であることを特徴とする、
スパークプラグの製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記クロメート処理に用いられるクロメート液に含まれる塩素イオンの単位体積当たりの質量は、５００ｍｇ／Ｌ以下であることを特徴とする、
スパークプラグの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−９８１１７（Ｐ２０１３−９８１１７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２２３０（Ｐ２０１１−２４２２３０）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【出願人】（３９５０１０７９４）名古屋メッキ工業株式会社 (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【出願人】（３９５０１０７９４）名古屋メッキ工業株式会社 (14)
【Ｆターム（参考）】
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