(57)【要約】【課題】散りの発生を抑制しつつ、チップの中央付近の接合強度を確保できるスパークプラグの製造方法を提供すること。【解決手段】チップの接合面が溶接された接地電極を備えるスパークプラグを製造する製造方法であって、接地電極のうちチップが溶接される溶接予定部の縁よりも内側であって溶接予定部の中心を含む範囲を、溶接予定部のうち範囲を除く部分よりも粗く加工する加工工程と、加工工程後の接地電極の溶接予定部に抵抗溶接によりチップを接合する接合工程と、を備えている。【選択図】図５
2019046732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップの接合面が溶接された接地電極を備えるスパークプラグを製造する製造方法であって、
前記接地電極のうち前記チップが溶接される溶接予定部の縁よりも内側であって前記溶接予定部の中心を含む範囲を、前記溶接予定部のうち前記範囲を除く部分よりも粗く加工する加工工程と、
前記加工工程後の前記接地電極の前記溶接予定部に抵抗溶接により前記チップを接合する接合工程と、を備えるスパークプラグの製造方法。
【請求項２】
チップの接合面が溶接された接地電極を備えるスパークプラグを製造する製造方法であって、
前記チップの前記接合面の縁よりも内側であって前記接合面の中心を含む範囲を、前記接合面のうち前記範囲を除く部分よりも粗く加工する加工工程と、
前記接地電極のうち前記チップが溶接される溶接予定部に、前記加工工程後の前記接合面を抵抗溶接により接合する接合工程と、を備えるスパークプラグの製造方法。
【請求項３】
前記スパークプラグは主体金具を備え、
前記接地電極は、一端部が前記主体金具に接合され、他端部に前記チップが溶接され、
前記一端部から前記他端部へと延びる前記接地電極の軸に垂直な平面であって、前記溶接予定部の前記中心または前記接合工程後の前記接合面の前記中心を通る平面によって、前記一端部側の第１部と前記他端部側の第２部とに前記範囲を二分した場合に、前記第１部の面積は前記第２部の面積よりも大きい請求項１又は２に記載のスパークプラグの製造方法。
【請求項４】
前記加工工程は、レーザビームを照射して前記範囲を粗くする第１工程と、
前記第１工程において形成された酸化皮膜を、前記第１工程よりも小さな出力でレーザビームを照射して除去する第２工程と、を備える請求項１から３のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法。
【請求項５】
前記接合工程において、前記接地電極のうち、少なくとも前記溶接予定部にはめっき層が形成されていない請求項１から４のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法。
【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し、特に抵抗溶接で接地電極にチップを接合する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】
耐火花消耗性を高めるため、貴金属を含有するチップが接地電極に接合されたスパークプラグが知られている。チップを接地電極に接合する手段の一つに抵抗溶接がある。特許文献１には、接地電極のうちチップが接合される面を研削して粗くした後、その面にチップを重ねて電極で挟み、電極間に通電して抵抗発熱させ、チップと接地電極とが溶融・凝固したナゲットを形成する技術が開示されている。特許文献１では、チップが接触する接地電極の接触面の全部の表面粗さを大きくすることで、チップと接地電極との接触抵抗を増加させて発熱量を大きくし、ナゲットを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２３９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来の技術では、電極間に流れる電流はフリンジング現象により被接合材（チップ及び接地電極）の中で一旦広がるので、電流密度は、チップと接地電極とが接触する接触面のエッジ部分が高くなる。その結果、チップのエッジ部分から被接合材の温度が上昇し始め溶融領域が広がるので、チップの中央付近の接合強度がチップのエッジ付近の接合強度よりも低くなることがある。
【０００５】
一方、チップの中央付近の接合強度を確保するために、電極間に電流を多く流して発熱量をより大きくすると、被接合材が局所的に過熱されて溶融金属の飛散（いわゆる散り）が生じ易くなり、ナゲット径のばらつきやチップ周辺の汚損が生じ易くなる。
【０００６】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、散りの発生を抑制しつつ、チップの中央付近の接合強度を確保できるスパークプラグの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために本発明は、チップの接合面が溶接された接地電極を備えるスパークプラグを製造する製造方法であって、接地電極のうちチップが溶接される溶接予定部の縁よりも内側であって溶接予定部の中心を含む範囲を、溶接予定部のうち範囲を除く部分よりも粗く加工する加工工程と、加工工程後の接地電極の溶接予定部に抵抗溶接によりチップを接合する接合工程と、を備えている。
【０００８】
また、本発明は、チップの接合面が溶接された接地電極を備えるスパークプラグを製造する製造方法であって、チップの接合面の縁よりも内側であって接合面の中心を含む範囲を、接合面のうち範囲を除く部分よりも粗く加工する加工工程と、接地電極のうちチップが溶接される溶接予定部に、加工工程後の接合面を抵抗溶接により接合する接合工程と、を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載のスパークプラグの製造方法によれば、加工工程により、接地電極のうちチップが溶接される溶接予定部の縁よりも内側であって溶接予定部の中心を含む範囲が、溶接予定部のうちその範囲を除く部分よりも粗く加工される。接合工程により、加工工程後の接地電極の溶接予定部に抵抗溶接によりチップが接合される。接合工程において、通電初期に、粗く加工された溶接予定部の中心を含む範囲とチップとの電流密度を、その周囲の電流密度に比べて高くできるので、電極間に流す電流を多くしなくても、溶接予定部の中心を含む範囲から被接合材（チップ及び接地電極）の温度を上昇させ、溶融領域を広げることができる。よって、散りの発生を抑制しつつ、チップの中央付近の接合強度を確保できる。
【００１０】
請求項２記載のスパークプラグの製造方法によれば、加工工程によって、チップの接合面の縁よりも内側であって接合面の中心を含む範囲が、接合面のうちその範囲を除く部分よりも粗く加工される。接合工程よって、接地電極のうちチップが溶接される溶接予定部に、加工工程後のチップの接合面が抵抗溶接により接合される。接合工程において、通電初期に、粗く加工されたチップの中心を含む範囲と接地電極との電流密度を、その周囲の電流密度に比べて高くできるので、電極間に流す電流を多くしなくても、チップの中心を含む範囲から被接合材（チップ及び接地電極）の温度を上昇させ、溶融領域を広げることができる。よって、散りの発生を抑制しつつ、チップの中央付近の接合強度を確保できる。
【００１１】
請求項３記載のスパークプラグの製造方法によれば、一端部が主体金具に接合され、他端部にチップが溶接される接地電極の一端部から他端部へと延びる軸に垂直な平面であって、溶接予定部の中心または接合工程後の接合面の中心を通る平面によって、一端部側の第１部と他端部側の第２部とに範囲を二分した場合に、第１部の面積は第２部の面積よりも大きい。これにより、接地電極のうち主体金具に接合された一端部側の第１部から被接合材（チップ及び接地電極）の温度を上昇させ、溶融領域を広げることができる。主体金具との距離が近く、抵抗溶接時に熱量が増加し難い一端部側のナゲットの断面積を確保し易くできるので、請求項１又は２の効果に加え、第１部（接地電極の一端部側）の接合強度を確保できる。
【００１２】
請求項４記載のスパークプラグの製造方法によれば、加工工程の第１工程によりレーザビームの照射によって範囲が粗くされ、第１工程において形成された酸化皮膜が、加工工程の第２工程により、第１工程よりも小さな出力のレーザビームの照射によって除去される。よって、請求項１から３のいずれかの効果に加え、接合工程におけるナゲットの形成・成長の挙動に酸化皮膜が影響を与え難くできる。
【００１３】
請求項５記載のスパークプラグの製造方法によれば、接合工程において、接地電極のうち、少なくとも溶接予定部にはめっき層が形成されていないので、接地電極の溶融に先立ってめっき層が溶融しないようにできる。よって、請求項１から４のいずれかの効果に加え、接合工程におけるナゲットの形成・成長の挙動にめっき層が影響を与えないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態におけるスパークプラグの片側断面図である。
【図２】主体金具および接地電極の断面図である。
【図３】第１実施の形態における加工工程後のチップ及び接地電極の斜視図である。
【図４】（ａ）は加工工程の第１工程における接地電極の断面図であり、（ｂ）は加工工程の第２工程における接地電極の断面図である。
【図５】電極で挟まれたチップ及び接地電極の側面図である。
【図６】第２実施の形態における加工工程後のチップ及び接地電極の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態におけるスパークプラグ１０の片側断面図である。図１では、紙面下側をスパークプラグ１０の先端側、紙面上側をスパークプラグ１０の後端側という。スパークプラグ１０は、絶縁体１１、主体金具１６及び接地電極１７を備えている。
【００１６】
絶縁体１１は、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等により形成された円筒状の部材であり、軸線Ｏに沿って貫通する軸孔１２が形成されている。軸孔１２の先端側に中心電極１３が配置される。
【００１７】
中心電極１３は、軸線Ｏに沿って延びる棒状の部材であり、銅または銅を主成分とする芯材がニッケル又はニッケル基合金で覆われている。中心電極１３は絶縁体１１に保持され、先端が軸孔１２から露出する。中心電極１３は、貴金属を含有するチップ１４が先端に接合されている。
【００１８】
端子金具１５は、高圧ケーブル（図示せず）が接続される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。端子金具１５は、先端側が軸孔１２に挿入された状態で、絶縁体１１の後端に固定されている。絶縁体１１の外周に主体金具１６が固定されている。
【００１９】
主体金具１６は、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成された略円筒状の部材である。主体金具１６の先端に接地電極１７が接合されている。接地電極１７は、貴金属を含有するチップ３０が接合された棒状の金属製（例えばニッケル基合金製）の部材である。接地電極１７は、一端部１８が主体金具１６に接合され、他端部１９にチップ３０が溶接されている。本実施の形態では、接地電極１７は他端部１９側が屈曲している。接地電極１７の他端部１９に接合されたチップ３０は、中心電極１３（チップ１４）との間に火花ギャップを形成する。
【００２０】
スパークプラグ１０は、例えば、以下のような方法によって製造される。まず、予めチップ１４が先端に接合された中心電極１３を絶縁体１１の軸孔１２に挿入し、中心電極１３の先端が軸孔１２から外部に露出するように配置する。軸孔１２に端子金具１５を挿入し、端子金具１５と中心電極１３との導通を確保した後、予め接地電極１７が接合された主体金具１６を絶縁体１１の外周に組み付ける。抵抗溶接によって接地電極１７の他端部１９にチップ３０を接合した後、チップ３０が中心電極１３（チップ１４）と対向するように接地電極１７を屈曲して、スパークプラグ１０を得る。
【００２１】
図２から図５を参照して接地電極１７にチップ３０を接合する方法を説明する。まず、図２から図４を参照してチップ３０が接合される前の接地電極１７について説明する。図２は主体金具１６及び接地電極１７の軸線Ｏを含む断面図である。図２は絶縁体１１に主体金具１６が組み付けられる前の状態であって、接地電極１７が屈曲される前の状態が図示されている。チップ３０が接合される前の接地電極１７は、一端部１８から他端部１９へと延びる軸２０に沿う直線状に形成されている。図２の接地電極１７は、軸２０を含む切断面で切り取られた断面が図示されている。
【００２２】
図２に示すように、接地電極１７が接合された主体金具１６は、表面にめっき層２１が形成されている。めっき層２１は、主に主体金具１６の耐食性を向上するための表面処理層であり、例えば亜鉛、クロメート処理された亜鉛、ニッケル等を主体とする。めっき層２１は、接地電極１７が接合された主体金具１６にバレルめっき処理を施して形成される。
【００２３】
その結果、めっき層２１は、主体金具１６の表面だけでなく接地電極１７の表面にも形成される。接地電極１７に形成されためっき層２１の上にチップ３０を抵抗溶接すると、接地電極１７の溶融に先立ってめっき層２１が溶融するので、めっき層２１がチップ３０の溶接品質に影響を与える。本実施の形態では、抵抗溶接時にめっき層２１の溶融を考慮しなくて済むように、少なくとも、チップ３０が溶接される溶接予定部２２のめっき層２１が除去されている。めっき層２１は、イオンエッチングやショットブラスト等の物理的な除去手段や、接地電極１７を剥離液に浸漬する化学的な除去手段によって部分的に除去される。
【００２４】
接地電極１７は、少なくとも溶接予定部２２のめっき層２１が除去されていれば良いが、溶接予定部２２と同一面上に存在するめっき層２１を、主体金具１６の近くまで広範囲に除去することは当然可能である。この場合、中心電極１３へ向けて接地電極１７が屈曲する部分を超えて、接地電極１７のめっき層２１を除去することが好ましい。接地電極１７にめっき層２１が形成された状態で接地電極１７を中心電極１３へ向けて屈曲させると、屈曲に伴いめっき層２１の一部が剥離するおそれがある。そうすると、めっき層２１の剥離した部分と中心電極１３との間で火花放電が生じ、着火性が低下する可能性がある。接地電極１７が屈曲する部分のめっき層２１をなくすことで、これを抑制できる。
【００２５】
図３は第１実施の形態における加工工程後のチップ３０及び接地電極１７の斜視図である。加工工程は、チップ３０が溶接される予定の溶接予定部２２の一部の表面粗さを大きくする工程である。溶接予定部２２は、接地電極１７のうち抵抗溶接時にチップ３０の接合面３１が押し付けられる部分である。従って、溶接予定部２２は、チップ３０の接合面３１と同じ大きさであり同じ形状をしている。本実施の形態では、チップ３０は円盤状であり、溶接予定部２２は円形である。
【００２６】
加工工程において、溶接予定部２２は、溶接予定部２２の縁２３よりも内側であって溶接予定部２２の中心２４を含む範囲２６が、溶接予定部２２のうち範囲２６を除く部分２９よりも粗く加工される。本実施形態では、範囲２６はチップ３０の接合面３１と相似形である。範囲２６を粗くする手段としては、転写型を用いた塑性加工、研削、放電加工、ブラスト加工、ピーニング加工、レーザビームや電子ビームの照射、エッチング等が挙げられる。本実施形態では、微細加工が容易で大気中で処理できるレーザビームを照射して範囲２６を粗くする場合について説明する。
【００２７】
範囲２６は、接地電極１７の軸２０に垂直な平面２５であって溶接予定部２２の中心２４を通る平面２５で範囲２６を二分した場合に、主体金具１６に接合された一端部１８（図２参照）側の第１部２７と、他端部１９（図２参照）側の第２部２８と、に分けられる。第１部２７の面積が第２部２８の面積よりも大きくなるように、溶接予定部２２の中心２４に対する範囲２６の位置が設定される。
【００２８】
図４（ａ）は加工工程の第１工程における接地電極１７の断面図であり、図４（ｂ）は加工工程の第２工程における接地電極１７の断面図である。図４（ａ）に示す第１工程では、接地電極１７の溶接予定部２２に、加工ヘッド４０から出射するレーザビーム４１が照射される。溶接予定部２２にレーザビーム４１が照射されることにより、溶接予定部２２が部分的に溶融して凹み、液相が形成される。レーザビーム４１は溶接予定部２２に沿って移動するので、その液相が表面張力の作用によって流動し固化して、凹みが連なった凹凸が形成される。これにより溶接予定部２２の一部の範囲２６（図３参照）の表面粗さを大きくできる。レーザビーム４１の出力にもよるが、凹凸の表面には酸化皮膜４２が形成される。
【００２９】
図４（ｂ）に示す第２工程では、第１工程よりも小さな出力のレーザビーム４１を酸化皮膜４２に照射し、第１工程による表面粗さを保ったまま、第１工程において形成された酸化皮膜４２を溶融または昇華して、溶接予定部２２に形成された酸化皮膜４２を除去する。なお、レーザビーム４１は、パルス発振レーザ、連続発振レーザのいずれも用いることができる。
【００３０】
図５を参照して、加工工程後の接地電極１７とチップ３０との抵抗溶接について説明する。図５は電極（第１電極４３及び第２電極４４）で挟まれたチップ３０及び接地電極１７の側面図である。図５では、軸２０（図２参照）を含む部分断面図によって接地電極１７の一部が図示されている。
【００３１】
図５に示すように、絶縁体１１の外周に組み付けられた主体金具１６は、予め接地電極１７が接合されている。接合工程において、接地電極１７の溶接予定部２２（図３参照）にチップ３０を重ね、接地電極１７及びチップ３０（以下「被接合材」と称す）を第１電極４３及び第２電極４４で挟む。通電に先立ち第１電極４３及び第２電極４４によって被接合材を加圧する。加圧が安定してから第１電極４３と第２電極４４との間に通電する。電流はフリンジング現象により被接合材の中で一旦広がる傾向があるので、電流密度は溶接予定部２２（図３参照）及び接合面３１の縁２３，３２の付近が高くなる傾向がある。
【００３２】
しかし、接地電極１７は、溶接予定部２２（図３参照）の縁２３よりも内側であって溶接予定部２２の中心２４を含む範囲２６が、溶接予定部２２のうち範囲２６を除く部分２９よりも粗く加工されているので、範囲２６における接触抵抗を部分２９における接触抵抗よりも高くできる。その結果、通電初期に、溶接予定部２２の中心２４を含む範囲２６の電流密度が高くなり、範囲２６の温度が上がり始める。その後、範囲２６の温度はさらに上昇し、範囲２６の周囲の部分２９の温度も上昇する。範囲２６及び部分２９の温度が被接合材の融点を超えると被接合材が溶融し始め、投入する熱量、即ち電流および通電時間の増加と共に溶融領域が広がっていく。通電を停止すると溶融領域は凝固し、チップ３０と接地電極１７とが溶融・凝固したナゲットが形成される。
【００３３】
ここで、接合工程において、第１電極４３及び第２電極４４による被接合材の加圧力を高くするにつれて、接地電極１７の範囲２６に形成された微小な凹凸にチップ３０の接合面３１が密着し易くなるので、範囲２６の凹凸と接合面３１との接触面積が広がり、電流密度が低下して発熱量が小さくなる。発熱量を大きくするためには、第１電極４３と第２電極４４との間に流す電流を多くする必要がある。これとは逆に、第１電極４３及び第２電極４４による被接合材の加圧力を低くするにつれて、範囲２６の凹凸と接合面３１との接触面積が狭くなり、範囲２６の電流密度が高くなるので、チップ３０の接合面３１の中央付近の発熱量が、その周囲の発熱量に比べて大きくなる。
【００３４】
接合工程において、第１電極４３及び第２電極４４による被接合材の加圧力を調整することにより、通電初期に、粗く加工された溶接予定部２２の中心２４を含む範囲２６とチップ３０との電流密度を、その周囲の電流密度に比べて高くできるので、第１電極４３と第２電極４４との間に流す電流を多くしなくても、溶接予定部２２の中心２４を含む範囲２６から被接合材（チップ３０及び接地電極１７）の温度を上昇させ、溶融領域を広げることができる。よって、散り（溶融金属の飛散）の発生を抑制しつつ、チップ３０の接合面３１の中央付近の接合強度を確保できる。
【００３５】
仮に、チップ３０の接合面３１の中央付近の接合強度が接合面３１の縁３２付近の接合強度よりも低いと、チップ３０の側面が大きく火花消耗してナゲットが周囲から消耗した場合に、ナゲットの断面積が不足してチップ３０が接地電極１７から脱落するおそれがある。これに対し本実施形成によれば、チップ３０の接合面３１の中央付近の接合強度を確保できるので、チップ３０の側面が大きく火花消耗した場合も、ナゲットの断面積を確保できる。よって、接地電極１７からのチップ３０の脱落を防止できる。
【００３６】
加工工程において、範囲２６は、接地電極１７の軸２０に垂直、且つ、溶接予定部２２の中心２４を通る平面２５によって二分された場合に、主体金具１６に接合された接地電極１７の一端部１８側の第１部２７の面積が、他端部１９側の第２部２８の面積よりも大きくなるように溶接予定部２２内に作られている。これにより接合工程では、第１部２７から被接合材（チップ３０及び接地電極１７）の温度を上昇させ、溶融領域を広げることができる。主体金具１６との距離が近く、抵抗溶接時に熱量が増加し難い一端部１８側のナゲットの断面積を確保し易くできるので、第１部２７（接地電極１７の一端部１８側）の接合強度を確保できる。
【００３７】
チップ３０の接合面３１と範囲２６とは相似形なので、接地電極１７及びチップ３０（被接合材）に形成されるナゲットを、チップ３０の接合面３１の形状に応じた適切な形状にし易くできる。これにより、チップ３０の接合強度を確保し易くできる。
【００３８】
加工工程において、第１工程によりレーザビーム４１の照射によって範囲２６が粗くされ、第１工程において形成された酸化皮膜４２が、第２工程により、第１工程よりも小さな出力のレーザビーム４１の照射によって除去される。これにより接地電極１７の溶接予定部２２とチップ３０の接合面３１との接触抵抗に影響を与える酸化皮膜４２をワーク間で同じような状態にできる。第２工程では、第１工程による溶接予定部２２の表面粗さは保たれるので、チップ３０の接合面３１と接地電極１７の溶接予定部２２との接触抵抗を安定化できる。よって、接合工程におけるナゲットの形成・成長の挙動にばらつきを生じ難くできる。
【００３９】
範囲２６には複数の凹凸が形成されており、１つの凹みの大きさはチップ３０の接合面３１の面積より小さいので、溶接予定部２２にチップ３０を重ねると、複数の凸がチップ３０に接触する。これに第１電極４３及び第２電極４４を通じて圧力を加えると、凸が弾性変形ないしは塑性変形して所定の接触面が得られる。ここに第１電極４３及び第２電極４４から電流を通じると、接触面に電流が集中して流れる。接触面は他の部分に比べて抵抗が高いので、加熱されて軟化し、潰れて新しい接触面を生じる。新しい接触面に電流が流れ易くなるので、新しい接触面が加熱される。このように加熱しながら接触面を広げて溶融領域が形成されるので、接合工程におけるナゲットの形成・成長の挙動にばらつきを生じ難くできる。
【００４０】
接地電極１７のうち、少なくとも溶接予定部２２にはめっき層２１が形成されていないので、接地電極１７の溶融に先立ってめっき層２１が溶融しないようにできる。めっき層２１が溶融すると、接触面積が増加して電流密度が低下し発熱量が低下する等、ナゲットの形成・成長の挙動にばらつきが生じ易くなる。これに対し本実施形態では、溶接予定部２２にめっき層２１が形成されていないので、ナゲットの形成・成長の挙動にめっき層２１が影響を与えないようにできる。
【００４１】
次に図６を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、接地電極１７の溶接予定部２２の一部の表面粗さを大きくする場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、チップ５０の接合面５１の一部の表面粗さを大きくする場合について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図６は第２実施の形態における加工工程後のチップ５０及び接地電極１７の斜視図である。
【００４２】
図６に示すようにチップ５０は直方体の形状をしており、貴金属を含有している。加工工程は、チップ５０が接地電極１７に溶接される接合面５１の一部の表面粗さを大きくする工程である。接合面５１は、チップ５０のうち抵抗溶接時に接地電極１７に押し付けられる。接地電極１７の溶接予定部５８は、チップ５０の接合面５１が押し付けられる部分である。従って、溶接予定部５８は、チップ５０の接合面５１と同じ大きさであり同じ形状をしている。本実施の形態では、チップ５０の接合面５１は矩形状である。チップ５０は、接合面５１の長辺が軸２０と直交するように接地電極１７に配置される。
【００４３】
加工工程において、チップ５０は、接合面５１の縁５２よりも内側であって接合面５１の中心５３を含む範囲５４が、接合面５１のうち範囲５４を除く部分５７よりも粗く加工される。接合面５１の中心５３は、接合面５１の頂点を結ぶ対角線の交点である。本実施形態では、範囲５４はチップ５０の接合面５１と相似形である。範囲５４を粗くする手段は、第１実施の形態で説明した手段と同様なので、ここでの説明は省略する。
【００４４】
範囲５４は、接地電極１７の軸２０に垂直な平面２５であって溶接予定部５８の中心５９を通る平面２５で範囲５４を二分した場合に、主体金具１６（図２参照）に接合された一端部１８側の第１部５５と、他端部１９（図２参照）側の第２部５６と、に分けられる。溶接予定部５８の中心５９の位置は、接合工程後のチップ５０の接合面５１の中心５３と同じ位置である。加工工程では、第１部５５の面積が第２部５６の面積よりも大きくなるように、接合面５１の中心５３に対する範囲５４の位置が設定される。
【００４５】
接合工程において、接地電極１７の溶接予定部５８にチップ５０を重ね、接地電極１７及びチップ５０（被接合材）を第１電極４３及び第２電極４４（いずれも図５参照）で挟む。通電に先立ち第１電極４３及び第２電極４４によって被接合材を加圧する。加圧が安定してから第１電極４３と第２電極４４との間に通電する。電流はフリンジング現象により被接合材の中で一旦広がる傾向があるので、電流密度は接合面５１の縁５２の付近が高くなる傾向がある。
【００４６】
しかし、チップ５０は、接合面５１の縁５２よりも内側であって接合面５１の中心５３を含む範囲５４が、接合面５１のうち範囲５４を除く部分５７よりも粗く加工されているので、範囲５４における接触抵抗を部分５７における接触抵抗より高くできる。その結果、通電初期に、接合面５１の中心５３を含む範囲５４の電流密度が高くなり、範囲５４の温度が上がり始める。その後、範囲５４の温度はさらに上昇し、範囲５４の周囲の部分５７の温度も上昇する。範囲５４及び部分５７の温度が被接合材の融点を超えると被接合材が溶融し始め、投入する熱量、即ち電流および通電時間の増加と共に溶融領域が広がっていく。通電を停止すると溶融領域は凝固し、チップ５０と接地電極１７とが溶融・凝固したナゲットが形成される。
【００４７】
以上のように接合工程において、通電初期に、粗く加工されたチップ５０の接合面５１の中心５３を含む範囲５４と接地電極１７との電流密度を高くできるので、第１電極４３と第２電極４４との間に流す電流を多くしなくても、チップ５０の接合面５１の中心５３を含む範囲５４から被接合材（チップ５０及び接地電極１７）の温度を上昇させ、溶融領域を広げることができる。よって、第１実施の形態と同様に、散り（溶融金属の飛散）の発生を抑制しつつ、チップ５０の接合面５１の中央付近の接合強度を確保できる。
【００４８】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００４９】
実施の形態では、チップ３０の形状が円柱で接合面３１の形状が円の場合、チップ５０の形状が直方体で接合面５１の形状が長方形の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。チップや接合面の形状は任意に設定できる。チップや接合面の形状が任意に設定された場合、接合面や溶接予定部の中心は、接合面や溶接予定部を平面図形としたときの平面図形の重心と一致する。
【００５０】
実施の形態では、接地電極１７の溶接予定部２２やチップ５０の接合面５１の一部を粗くする範囲２６，５４を、溶接予定部２２や接合面５１と相似形にする場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものでない。範囲２６，５４の形状や大きさは、抵抗溶接の通電時の圧力や電流値などの条件に応じて適宜設定できる。
【００５１】
実施の形態では、接地電極１７が接合された主体金具１６を絶縁体１１に取り付ける前に、接地電極１７に形成されためっき層２１を除去する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。接地電極１７が接合された主体金具１６を絶縁体１１に取り付けた後に、接地電極１７に形成されためっき層２１を除去することは当然可能である。
【００５２】
実施の形態では、接地電極１７の先端側を剥離液（図示せず）に浸漬して、接地電極１７を覆うめっき層２１を化学的に除去する場合、イオンエッチングやショットブラスト等の物理的な除去手段により接地電極１７を覆うめっき層２１を除去する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。接地電極１７の先端部をゴムチューブ等で覆うマスキングを施した後にめっきを行うことは当然可能である。この場合には、マスキングにより接地電極１７の先端部（溶接予定部２２，５８を含む部分）がめっき液と接触しないようにできるので、溶接予定部２２，５８を少なくとも除いて、残りの部分にめっき層２１が形成される。
【００５３】
実施の形態では、接地電極１７が接合された主体金具１６にバレルめっき処理を施して主体金具１６及び接地電極１７にめっき層２１が形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。接地電極１７が接合される前の主体金具１６に、ラック法やバレルめっき処理等によってめっき層２１を形成した後、めっき層２１が形成されていない接地電極１７を主体金具１６に接合することは当然可能である。この場合には、接地電極１７に形成されためっき層２１を除去する作業を省略できる。なお、実施の形態では説明を省略したが、接地電極１７に形成されためっき層２１の上にチップ３０，５０接合することは当然可能である。
【００５４】
実施の形態では、接地電極１７の溶接予定部２２，５８にチップ３０，５０を重ね、接地電極１７のうち溶接予定部２２の裏面を第１電極４３に接触させ、チップ３０，５０を第２電極４４に接触させて第１電極４３及び第２電極４４に通電するダイレクト式の抵抗溶接の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。
【００５５】
例えば、接地電極１７の溶接予定部２２，５８にチップ３０，５０を重ね、チップ３０，５０を第２電極４４に接触させ、接地電極１７のうち溶接予定部２２，５８と同一面に第１電極４３を接触させて第１電極４３及び第２電極４４に通電するインダイレクト式の抵抗溶接を行うことは当然可能である。なお、第１電極４３や第２電極４４の形状や大きさは適宜設定できる。
【００５６】
実施の形態では、主体金具１６に接合された接地電極１７を屈曲させる場合について説明した。しかし、必ずしもこれに限られるものではない。屈曲した接地電極１７を用いる代わりに、直線状の接地電極を用いることは当然可能である。この場合には、主体金具１６の先端側を軸線Ｏ方向に延ばし、直線状の接地電極を主体金具１６に接合して、接地電極を中心電極１３と対向させる。
【００５７】
実施の形態では、チップ３０，５０が中心電極１３と軸線Ｏ方向に対向するように接地電極１７を配置する場合について説明した。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、接地電極１７と中心電極１３との位置関係は適宜設定できる。接地電極１７と中心電極１３との他の位置関係としては、例えば、中心電極１３（チップ１４）の側面とチップ３０，５０とが対向するように接地電極１７を配置すること等が挙げられる。この場合には、接地電極１７の端面に溶接予定部２２，５８を設け、その溶接予定部２２，５８にチップ３０，５０を接合することが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１０        スパークプラグ
１７        接地電極
１８        一端部
１９        他端部
２０        軸
２１        めっき層
２２，５８  溶接予定部
２３        溶接予定部の縁
２４，５９  溶接予定部の中心
２５        平面
２６        範囲
２７        第１部
２８        第２部
２９        範囲を除く部分
３０，５０  チップ
３１，５１  接合面
４１        レーザビーム
４２        酸化皮膜
５２        接合面の縁
５３        接合面の中心
５４        範囲
５５        第１部
５６        第２部
５７        範囲を除く部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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