(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のハウジング（２）と、
該ハウジング（２）の内側に保持された筒状の絶縁碍子（３）と、
該絶縁碍子（３）の内側に保持されると共に、該絶縁碍子（３）の先端側に突出した中心電極（４）と、
上記ハウジング（２）の先端側に固定される環状の接地電極（５）と、を有し、
上記ハウジング（２）は、該ハウジング（２）の先端部に、他の部位よりも内径（Ｄ４）が小さい縮径部（２１）を有し、
上記接地電極（５）は、上記縮径部（２１）の先端面（２１１）上に突出するように配置されると共に、上記接地電極（５）の内周面（５１）が上記中心電極（４）の外周面（４１）に対向するように配置され、
上記接地電極（５）の外径（Ｄ１）は、上記縮径部（２１）の先端面（２１１）の外径（Ｄ０）よりも小さく、
上記縮径部（２１）の先端面（２１１）と上記接地電極（５）の基端面（５２）とが対向する環状対向部（１２）には、該環状対向部（１２）における径方向の一部の環状領域に、上記ハウジング（２）と上記接地電極（５）とを溶接する環状溶接部（１３）が、上記環状領域の全周にわたって連続的に形成されている、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項２】
上記環状溶接部（１３）の内周端縁（１３２）は、上記縮径部（２１）の先端面（２１１）の内周端縁（２１２）よりも外側に位置し、かつ、上記環状溶接部（１３）の外周端縁（１３１）は、上記接地電極（５）の基端面（５２）の外周端縁（５２１）よりも内側に位置する、請求項１に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項３】
上記環状溶接部（１３）は、上記縮径部（２１）の先端面（２１１）から上記接地電極（５）へ、又は上記接地電極（５）の基端面（５２）から上記縮径部（２１）へ食い込んだ形状に形成されている、請求項１又は２に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項４】
上記環状溶接部（１３）は、上記縮径部（２１）の先端面（２１１）から上記接地電極（５）へ食い込んだ形状に形成されている、請求項３に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項５】
上記環状対向部（１２）には、上記接地電極（５）の外周端縁から上記縮径部（２１）にわたって上記接地電極（５）の材料と上記ハウジング（２）の材料とが混在してなる混在部（１４）が形成されており、該混在部（１４）よりも内側に、上記環状溶接部（１３）が形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項６】
内燃機関用のスパークプラグ（１）の製造方法であって、
上記スパークプラグ（１）は、
筒状のハウジング（２）と、
該ハウジング（２）の内側に保持された筒状の絶縁碍子（３）と、
該絶縁碍子（３）の内側に保持されると共に、該絶縁碍子（３）の先端側に突出した中心電極（４）と、
上記ハウジング（２）の先端側に固定される環状の接地電極（５）と、を有し、
上記ハウジング（２）は、該ハウジング（２）の先端部に、他の部位よりも内径（Ｄ４）が小さい縮径部（２１）を有し、
上記接地電極（５）は、上記縮径部（２１）の先端面（２１１）上に突出するように配置されると共に、上記接地電極（５）の内周面（５１）が上記中心電極（４）の外周面（４１）に対向するように配置され、
上記接地電極（５）の外径（Ｄ１）は、上記縮径部（２１）の先端面（２１１）の外径（Ｄ０）よりも小さく、
上記縮径部（２１）の先端面（２１１）に上記接地電極（５）を接合するにあたっては、抵抗溶接を用い、
接合前の状態においては、上記縮径部（２１）の先端面（２１１）又は上記接地電極（５）の基端面（５２）に、全周にわたって連続した環状突起部（１３０）が、突出形成されており、
該環状突起部（１３０）は、プラグ径方向の幅（Ｗ１）が、上記縮径部（２１）の先端面（２１１）と上記接地電極（５）の基端面（５２）とが対向する環状対向部（１２）のプラグ径方向の幅（Ｗ２）よりも小さく、
上記絶縁碍子（３）と上記中心電極（４）との組立体を、上記中心電極（４）が上記縮径部（２１）の内側を挿通するように、上記ハウジング（２）の内側に組み付ける組付工程と、
該組付工程の後に、上記接地電極（５）を上記ハウジング（２）の上記縮径部（２１）に接合する接合工程とを有し、
該接合工程においては、上記環状突起部（１３０）を、上記接地電極（５）の基端面（５２）又は上記縮径部（２１）の先端面（２１１）に当接させた状態で、上記縮径部（２１）に上記接地電極（５）を抵抗溶接する、内燃機関用のスパークプラグの製造方法。
【請求項７】
上記接合工程における、上記環状突起部（１３０）を、上記接地電極（５）の基端面（５２）又は上記縮径部（２１）の先端面（２１１）に当接させた状態においては、上記環状突起部（１３０）の内周端縁が、上記縮径部（２１）の先端面（２１１）の内周端縁（２１２）よりも外側に位置し、かつ、上記環状突起部（１３０）の外周端縁が、上記接地電極（５）の基端面（５２）の外周端縁（５２１）よりも内側に位置する、請求項６に記載の内燃機関用のスパークプラグの製造方法。
【請求項８】
上記環状突起部（１３０）は、上記縮径部（２１）の先端面（２１１）に形成されており、上記接合工程においては、上記環状突起部（１３０）を上記接地電極（５）の基端面（５２）に当接させた状態で、上記縮径部（２１）に上記接地電極（５）を抵抗溶接する、請求項６又は７に記載の内燃機関用のスパークプラグの製造方法。
【請求項９】
上記環状突起部（１３０）は、上記接地電極（５）の基端面（５２）に形成されており、上記接合工程においては、上記環状突起部（１３０）を上記縮径部（２１）の先端面（２１１）に当接させた状態で、上記縮径部（２１）に上記接地電極（５）を抵抗溶接する、請求項６又は７に記載の内燃機関用のスパークプラグの製造方法。
【請求項１０】
上記接合工程は、上記抵抗溶接を行う抵抗溶接工程と、該抵抗溶接工程の後に、上記接地電極（５）の外周側から上記環状対向部（１２）に向かってレーザ光を照射することによりレーザ溶接を行うレーザ溶接工程と、を有する請求項６〜９のいずれか一項に記載の内燃機関用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、中心電極の外周面に対向するように配された環状の接地電極を有する、内燃機関用のスパークプラグ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車やコージェネレーション等の内燃機関に用いられるスパークプラグとして、中心電極の外周面に対向するように配された環状の接地電極を有するものが開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示されたスパークプラグにおいては、接地電極が、ハウジングの先端部におけるかしめ部によって外周からかしめられることによって、ハウジングに固定されている。そして、中心電極の外周面と、環状の接地電極の内周面との間に火花放電ギャップが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５０７５１２７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、上記特許文献１に開示されたスパークプラグにおいては、接地電極が、ハウジングの内側にかしめられた構造であり、接地電極はその外周においてハウジングと接触している。そのため、火花放電ギャップに面する接地電極の内周面から、ハウジングへの放熱経路が長くなりやすく、接地電極の温度上昇を招きやすい。接地電極の温度が上昇すると、火花放電ギャップ部の電極材の消耗量が増大し、火花放電ギャップの拡大が加速する。したがって、プラグの寿命を決める火花放電ギャップ距離へ達する時間が短くなり、長寿命のスパークプラグを得難いという問題がある。
【０００５】
また、接地電極がハウジングの内側に配されており、火花放電ギャップもハウジングの先端よりも基端側に配されている。そのため、火花放電ギャップにおいて生じた放電による火炎が成長し難いという問題、すなわち冷損が大きくなりやすいという問題があり、着火性の観点においても不利であるといえる。
【０００６】
さらに、特許文献１に開示されたスパークプラグにおいては、接地電極が、ハウジングの内側にかしめられた構造であり、接地電極の位置調整が困難であり、火花放電ギャップの調整がしにくいという問題がある。すなわち、中心電極の外周面と接地電極の内周面との間の火花放電ギャップを正確に形成するためには、中心電極に対する接地電極の相対位置の正確性が要求される。ところが、ハウジング等の各部品の寸法バラツキや、組付けバラツキがあると、ハウジングに対する所定の位置に接地電極を正確に配置しただけでは、所望の火花放電ギャップを形成することができない。それゆえ、中心電極に対する接地電極の位置調整を行う必要があるが、上述のようにハウジングのかしめ部の径方向内側に接地電極を挿入する構造においては、各部品の寸法バラツキや組み付けバラツキが大きい場合において、プラグ径方向に接地電極を移動することが制限され、正確なギャップ調整が困難である。
【０００７】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、長寿命であり、着火性を向上しやすく、かつ火花放電ギャップの調整がしやすい、内燃機関用のスパークプラグ及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、筒状のハウジングと、
該ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子と、
該絶縁碍子の内側に保持されると共に、該絶縁碍子の先端側に突出した中心電極と、
上記ハウジングの先端側に固定される環状の接地電極と、を有し、
上記ハウジングは、該ハウジングの先端部に、他の部位よりも内径が小さい縮径部を有し、
上記接地電極は、上記縮径部の先端面上に突出するように配置されると共に、上記接地電極の内周面が上記中心電極の外周面に対向するように配置され、
上記接地電極の外径は、上記縮径部の先端面の外径よりも小さく、
上記縮径部の先端面と上記接地電極の基端面とが対向する環状対向部には、該環状対向部における径方向の一部の環状領域に、上記ハウジングと上記接地電極とを溶接する環状溶接部が、上記環状領域の全周にわたって連続的に形成されている、内燃機関用のスパークプラグにある。
【０００９】
本発明の他の態様は、内燃機関用のスパークプラグの製造方法であって、
上記スパークプラグは、
筒状のハウジングと、
該ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子と、
該絶縁碍子の内側に保持されると共に、該絶縁碍子の先端側に突出した中心電極と、
上記ハウジングの先端側に固定される環状の接地電極と、を有し、
上記ハウジングは、該ハウジングの先端部に、他の部位よりも内径が小さい縮径部を有し、
上記接地電極は、上記縮径部の先端面上に突出するように配置されると共に、上記接地電極の内周面が上記中心電極の外周面に対向するように配置され、
上記接地電極の外径は、上記縮径部の先端面の外径よりも小さく、
上記縮径部の先端面に上記接地電極を接合するにあたっては、抵抗溶接を用い、
接合前の状態においては、上記縮径部の先端面又は上記接地電極の基端面に、全周にわたって連続した環状突起部が、突出形成されており、
該環状突起部は、プラグ径方向の幅が、上記縮径部の先端面と上記接地電極の基端面とが対向する環状対向部のプラグ径方向の幅よりも小さく、
上記絶縁碍子と上記中心電極との組立体を、上記中心電極が上記縮径部の内側を挿通するように、上記ハウジングの内側に組み付ける組付工程と、
該組付工程の後に、上記接地電極を上記ハウジングの上記縮径部に接合する接合工程とを有し、
該接合工程においては、上記環状突起部を、上記接地電極の基端面又は上記縮径部の先端面に当接させた状態で、上記縮径部に上記接地電極を抵抗溶接する、内燃機関用のスパークプラグの製造方法にある。
【発明の効果】
【００１０】
上記スパークプラグにおいては、接地電極の外径は、ハウジングの縮径部の先端面の外径よりも小さく、接地電極がハウジングの縮径部の先端面に接合されているため、接地電極とハウジングとは、プラグ軸方向において互いに対向して接触することとなる。これにより、接地電極とハウジングとは、プラグ径方向の全周に渡って連続的に接触して、両者の接触面積を大きく確保でき、かつ火花放電ギャップに面する接地電極の内周面からハウジングへの放熱経路を短くできる。それゆえ、燃焼に晒され高温になった接地電極から、エンジンヘッド等に取り付けられたハウジングへ効率よく放熱することが可能となり、接地電極の温度上昇を抑制することができる。したがって、接地電極の温度上昇を抑制することで、接地電極の内周面の電極消耗を抑制することができ、火花放電ギャップの拡大を遅らせることができる。すなわち、スパークプラグの長寿命化が可能となる。
【００１１】
また、接地電極がハウジングの先端面から突出しているため、火花放電ギャップもハウジングの先端よりも先端側に配されることとなる。そのため、火花放電ギャップにおける放電によって生じた火炎が成長する際、火炎がハウジングに接触することで熱を奪われ、火炎の成長を妨げられることを抑制することができる。すなわち冷損を抑制することで、火炎成長が妨げられることなく促進され、着火性を向上させることができる。
【００１２】
上記スパークプラグにおいては、中心電極の外周面に対向する環状の接地電極が、ハウジングにおける縮径部の先端面に接合されている。それゆえ、接地電極をハウジングに接合する際に、中心電極との位置関係を調整しやすい。すなわち、接地電極をハウジングに接合する際に、各部品の寸法バラツキや組み付けバラツキが大きい場合においても、接地電極を縮径部の先端面に沿って移動させながら、中心電極に対する相対位置を調整することができる。その結果、中心電極と接地電極との間の火花放電ギャップを容易に調整することができる。
【００１３】
また、縮径部の先端面と接地電極の基端面とが対向する環状対向部には、該環状対向部における径方向の一部の環状領域に、上記環状溶接部が全周にわたって連続的に形成されている。すなわち、縮径部と接地電極とを溶接するための環状突起部は全周にわたって形成されている。このように、径方向の幅が小さい環状溶接部が全周にわたって連続的に形成されていることで、溶接時の電流の分散を抑え電流を均一化することができるので、環状溶接部を、確実に、環状領域の全周にわたって連続的に形成しやすい。このように、径方向の幅が小さい環状溶接部が全周にわたって連続的に形成されていることで、接地電極が縮径部に対して安定して接合されることとなる。その結果、中心電極と接地電極との間の位置関係を安定させることができ、火花放電ギャップを精度よく形成することができる。
【００１４】
また、上記内燃機関用のスパークプラグの製造方法においては、上記組付け工程の後に上記接合工程を行う。そのため、上記接合工程において、接地電極と中心電極との間の火花放電ギャップの調整を行うことができる。それゆえ、接地電極をハウジングの縮径部に接合した時点で、接地電極と中心電極との間の火花放電ギャップの調整を完了することができる。これにより、容易かつ正確に、火花放電ギャップの調整を行うことができる。
【００１５】
また、接合工程においては、上記環状突起部を、接地電極の基端面又は縮径部の先端面に当接させた状態で、縮径部に接地電極を抵抗溶接する。これにより、縮径部と接地電極とが対向する環状対向部の全体ではなく、環状対向部における径方向の一部において抵抗溶接することができる。それゆえ、縮径部に対して接地電極を、確実に、全周にわたって連続的に溶接しやすい。このように、縮径部と接地電極とを全周にわたって連続的に溶接することで、接地電極を縮径部に対して安定して接合することができる。その結果、中心電極と接地電極との間の位置関係を安定させることができ、火花放電ギャップを精度よく形成することができる。
【００１６】
以上のごとく、本発明によれば、長寿命であり、着火性を向上しやすく、かつ火花放電ギャップの調整がしやすい、内燃機関用のスパークプラグ及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１における、スパークプラグの先端部付近の断面斜視図。
【図２】実施形態１における、スパークプラグのプラグ中心を通る断面による断面図。
【図３】実施形態１における、先端側から見たスパークプラグの平面図。
【図４】実施形態１における、スパークプラグの先端部付近の断面図。
【図５】実施形態１における、ハウジングに接合された接地電極の部分断面斜視図。
【図６】実施形態１における、環状対向部と環状溶接部との位置関係を示す説明図。
【図７】実施形態１における、接地電極を接合する前のハウジングの先端面の平面図。
【図８】実施形態１における、接地電極を接合する前のスパークプラグの先端部付近の断面図。
【図９】実施形態１における、接地電極を接合する前のハウジングの縮径部の部分断面斜視図。
【図１０】実施形態１における、（Ａ）接地電極の平面図、（Ｂ）（Ａ）のXb−Xb線矢視断面図。
【図１１】実施形態１における、接合工程の説明図であって、（Ａ）接地電極を環状突起部に当接させた状態の断面図、（Ｂ）溶接途中の状態の断面図、（Ｃ）溶接完了時の状態の断面図。
【図１２】実施形態１における、環状突起部の断面形状のバリエーションの説明図であり、（Ａ）断面長方形状の環状突起部、（Ｂ）断面平行四辺形状の環状突起部、（Ｃ）断面三角形状の環状突起部、（Ｄ）断面台形状の環状突起部。
【図１３】実施形態１における、断面三角形状の環状突起部を採用した場合の接合工程の説明図であって、（Ａ）接地電極を環状突起部に当接させた状態の断面図、（Ｂ）溶接途中の状態の断面図、（Ｃ）溶接完了時の状態の断面図。
【図１４】実施形態２における、（Ａ）接地電極の平面図、（Ｂ）（Ａ）のXIVb−XIVb線矢視断面図。
【図１５】実施形態３における、スパークプラグの先端部付近の断面斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施形態１）
上記内燃機関用のスパークプラグ及びその製造方法の実施形態につき、図１〜図１３を用いて説明する。
本実施形態のスパークプラグ１は、図１〜図４に示すごとく、筒状のハウジング２と、ハウジング２の内側に保持された筒状の絶縁碍子３と、絶縁碍子３の内側に保持されると共に、絶縁碍子３の先端側に突出した中心電極４と、ハウジング２の先端側に固定される環状の接地電極５と、を有する。
【００１９】
ハウジング２は、ハウジング２の先端部に、他の部位よりも内径Ｄ４が小さい縮径部２１を有する。
接地電極５は、縮径部２１の先端面２１１上に突出するように配置されている。また、接地電極５は、接地電極５の内周面５１が中心電極４の外周面４１に対向するように配置されている。接地電極５は、その先端面５３が中心電極４の先端面４３よりも先端側に配置されることが好ましい。
接地電極５の外径Ｄ１は、縮径部２１の先端面２１１の外径Ｄ０よりも小さい。
【００２０】
図４〜図６に示すごとく、縮径部２１の先端面２１１と接地電極５の基端面５２とが対向する環状対向部１２には、環状対向部１２における径方向の一部の環状領域に、ハウジング２と接地電極５とを溶接する環状溶接部１３が、環状領域の全周にわたって連続的に形成されている。
【００２１】
上記スパークプラグ１は、例えば、自動車、コージェネレーション等の内燃機関における着火手段として用いることができる。また、スパークプラグ１において、燃焼室へ挿入される側を先端側、その反対側を基端側とする。また、プラグ軸方向とは、スパークプラグ１の軸方向を意味し、プラグ径方向とは、スパークプラグ１の径方向を意味し、プラグ周方向とは、スパークプラグ１の周方向を意味する。
【００２２】
図１、図３に示すごとく、本実施形態において、中心電極４は略円柱形状を有し、略円筒形状のハウジング２、略円筒形状の絶縁碍子３、及び略円筒形状の接地電極５と、同軸状に配されている。また、図５、図６に示すごとく、環状溶接部１３も接地電極５と中心軸を共有するような略円環状に形成されている。
【００２３】
図４〜図６に示すごとく、接地電極５の基端面５２とハウジング２の縮径部２１の先端面２１１とが対向する環状対向部１２における、径方向の一部の環状領域に、環状溶接部１３が形成されている。環状溶接部１３の内周端縁１３２は、縮径部２１の先端面２１１の内周端縁２１２よりも外側に位置し、かつ、環状溶接部１３の外周端縁１３１は、接地電極５の基端面５２の外周端縁５２１よりも内側に位置する。
【００２４】
環状溶接部１３は、縮径部２１の先端面２１１から接地電極５へ食い込んだ形状に形成されている。すなわち、環状溶接部１３は、接地電極５の基端面５２よりも先端側へ食い込んだ状態で形成されている。
【００２５】
図７、図８に示すとおり、ハウジング２の先端面２１１は、後述する環状突起部１３０を除いて、プラグ軸方向に対して直交する平坦面となっている。ここで、ハウジング２の縮径部２１の先端面２１１とは、環状突起部１３０を除いて、ハウジング２のうちプラグ軸方向の最も先端側に位置する面を示す。また、図１０（Ｂ）に示すごとく、接地電極５の基端面５２及び先端面５３も、平坦面となっている。そして、接地電極５の基端面５２とハウジング２の縮径部２１の先端面２１１とを対向させ、面接触させた状態で、接地電極５がハウジング２に接合されている。
【００２６】
図１、図２に示すごとく、ハウジング２は、スパークプラグ１を内燃機関に取り付けるための取付ネジ部２２を有し、例えばＦｅ基合金かならなる。
また、絶縁碍子３は、外周側に設けられた被係止段部３１を、ハウジング２の内周面に設けられた係止段部２３に、プラグ軸方向に係止させた状態で、ハウジング２内に保持されている。絶縁碍子３の被係止段部３１とハウジング２の係止段部２３との間には、環状のパッキン１１が介在している。
【００２７】
図１０に示すごとく、接地電極５は、環状の電極母材５４と、電極母材５４の内周面に設けた貴金属層５５とを有する。例えば、電極母材５４は、ニッケル（Ｎｉ）基合金からなり、貴金属層５５は、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）などの単体、もしくはこれらの合金からなる。そして、貴金属層５５は、電極母材５４に拡散接合されている。貴金属層５５の厚みは、例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度とすることができる。接地電極５は、電極母材５４と貴金属層５５とを有することにより、接地電極５の耐消耗性を向上させて、スパークプラグ１の長寿命化を効果的に図ることができる。
【００２８】
縮径部２１の先端面２１１に接地電極５を接合するにあたっては、抵抗溶接を用いる。
接合前の状態においては、図７〜図９に示すごとく、ハウジング２の縮径部２１の先端面２１１に、全周にわたって連続した環状突起部１３０が、突出形成されている。
環状突起部１３０は、プラグ径方向の幅Ｗ１（図９参照）が、環状対向部１２のプラグ径方向の幅Ｗ２（図５参照）よりも小さい。
【００２９】
そして、以下の組付工程と接合工程とを、この順にて行う。
組付工程は、図８に示すごとく、絶縁碍子３と中心電極４との組立体を、中心電極４が縮径部２１の内側を挿通するように、ハウジング２の内側に組み付ける工程である。
接合工程は、組付工程の後に、図１１、図４に示すごとく、接地電極５をハウジング２の縮径部２１に接合する工程である。
【００３０】
接合工程においては、図１１（Ａ）に示すごとく、環状突起部１３０を、接地電極５の基端面５２に当接させる。そして、接地電極５と中心電極４との間の火花放電ギャップの調整を行う。すなわち、組付工程の後であって、縮径部２１に接地電極５を抵抗溶接する前に、ハウジング２に対する接地電極５の位置調整を行い、中心電極４との間の火花放電ギャップの調整を行う。その後、縮径部２１に接地電極５を抵抗溶接する。
【００３１】
具体的には、図１０に示す円環状の接地電極５を、その内周側に中心電極４が配置されるような状態で、ハウジング２の縮径部２１の先端面２１１に載置する。そして、接地電極５を、ハウジング２の先端面２１１上において、プラグ径方向にスライドさせつつ、中心電極４との間の相対位置を調整しながら位置決めを行う。つまり、中心電極４の外周面４１と接地電極５の内周面５１との間の火花放電ギャップが、所望の大きさとなるように調整する。換言すると、火花放電ギャップがプラグ周方向の全周にわたって均一になるように、接地電極５を移動させながら位置決めする。
【００３２】
このようにして接地電極５の位置を正確な位置に合わせて、図１１（Ａ）に示すごとく、ハウジング２の環状突起部１３０と接地電極５とを当接させた状態で、接地電極５をハウジング２に溶接する。溶接は、接地電極５の基端面５２とハウジング２の先端面２１１に突出した環状突起部１３０との間において、プラグ周方向の全周にわたって行う。
【００３３】
図１１（Ａ）に示すごとく、環状突起部１３０を、接地電極５の基端面５２に当接させた状態においては、環状突起部１３０の内周端縁が、縮径部２１の先端面２１１の内周端縁２１２よりも外側に位置し、かつ、環状突起部１３０の外周端縁が、接地電極５の基端面５２の外周端縁５２１よりも内側に位置する。また、環状突起部１３０は、接地電極５における電極母材５４の基端面５２に当接させる。
【００３４】
このように、環状突起部１３０と接地電極５とを互いに圧接させた状態において、ハウジング２と接地電極５との間に電流を流す。これにより、環状突起部１３０と接地電極５の基端面５２との間に生じる抵抗熱によって、ハウジング２と接地電極５とを抵抗溶接する。ここで、ハウジング２と接地電極５との接触は、環状突起部１３０と接地電極５との当接部においてのみであり、それ以外の環状対向部１２においては、当初は接触していない。それゆえ、抵抗溶接時においてハウジング２と接地電極５との間に流れる電流は、環状突起部１３０と接地電極５との当接部という、狭い領域（環状領域）に集中する。その結果、当接部における電流密度が均一に高くなり、当接部における抵抗溶接が全周において均一に進みやすくなる。
【００３５】
そして、図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すごとく、環状突起部１３０が接地電極５の基端面５２と徐々に溶け合って溶接されていく。上述のように、ハウジング２がＦｅ基合金からなり、接地電極５がＮｉ基合金からなる場合、抵抗熱によって主に溶融するのは、比較的融点が低いＮｉ基合金からなる接地電極５となる。そのため、ハウジング２の環状突起部１３０は、接地電極５の基端面５２に食い込みながら溶接され環状溶接部１３を形成する。
【００３６】
そして、図１１（Ｃ）に示すごとく、ハウジング２の縮径部２１の先端面２１１と接地電極５の基端面５２とが面接触する時点で、両者の接触面積が大きくなり、電流密度が小さくなることで、抵抗溶接が完了する。
【００３７】
そして、環状突起部１３０の部分が、図５、図６に示すごとく、ハウジング２と接地電極５とを接合する環状溶接部１３として、全周にわたって環状に形成されることとなる。なお、図５等に記載した環状溶接部１３の形状は、接地電極５へ食い込んだ状態を強調して表している。実際の環状溶接部１３の形状は、図１１（Ｃ）に表した形状に、比較的近い。
【００３８】
なお、環状突起部１３０のプラグ径方向の幅Ｗ１は、安定した溶接が実現できる程度に設定し、例えば、０．１〜１．０ｍｍとすることができる。また、環状突起部１３０のプラグ軸方向の高さも、安定した溶接が実現できる程度に設定し、例えば、０．２〜０．８ｍｍとすることができる。これに伴い、本実施形態においては、環状溶接部１３のプラグ径方向の幅は、例えば、０．１〜１．０ｍｍとし、環状溶接部１３のプラグ軸方向の高さは、例えば、０．２〜０．８ｍｍとすることができる。
【００３９】
また、環状突起部１３０の形状は、図１１においては、プラグ周方向に直交する断面の形状として、長方形状としたものを示したが、その形状は特に限定されるものではなく、例えば、図１２に示すごとく、種々の形状を採用しうる。例えば、図１２（Ｂ）に示すような平行四辺形状としてもよいし、図１２（Ｃ）に示すような三角形状、或いは図１２（Ｄ）に示すような台形状としてもよい。なお、環状突起部１３０の形状は、溶接初期段階において溶接電流が環状に分散されて一様になるように、環状対向部１２においてプラグ経方向の一部に部分的に形成された環状形状であればよい。
【００４０】
環状突起部１３０の断面形状が三角形状の場合、図１３に示すごとく、接合工程における抵抗溶接の際、溶接の初期段階における電流密度が大きく、溶け込みが進むにつれて徐々に電流密度が小さくなることとなる。その結果、より安定して、全周にわたって環状溶接部１３を形成しやすい。図１２（Ｄ）に示すような、台形状の断面形状を有する環状突起部１３０を採用した場合にも、これに準ずる効果が期待できる。
【００４１】
なお、ハウジング２をＦｅ基合金にて構成し、接地電極５（電極母材５４）をＮｉ基合金にて構成した場合、環状溶接部１３は、環状突起部１３０が接地電極５の基端面５２に食い込んだ状態で溶接されることとなり、機械的強度を上げることができる。
【００４２】
上述のように、本実施形態のスパークプラグ１においては、環状対向部１２における径方向の一部の環状領域に、環状溶接部１３が全周にわたって連続的に形成されている。このように、径方向の幅Ｗ１が小さい環状溶接部１３が全周にわたって連続的に形成されていることで、接地電極５が縮径部２１に対して安定して接合されることとなる。
【００４３】
つまり、上述の接合工程において、ハウジング２の縮径部２１に接地電極５を抵抗溶接するにあたっては、環状突起部１３０を、接地電極５の基端面５２に当接させる。これにより、縮径部２１と接地電極５とが対向する環状対向部１２の全体ではなく、環状対向部１２における径方向の一部において抵抗溶接することができる。それゆえ、縮径部２１に対して接地電極５を、確実に、全周にわたって連続的に溶接しやすい。このように、縮径部２１と接地電極５とを全周にわたって連続的に溶接することで、接地電極５を縮径部２１に対して安定して接合することができる。その結果、中心電極４と接地電極５との間の位置関係を安定させることができ、火花放電ギャップを精度よく形成することができる。
【００４４】
すなわち、仮に、ハウジング２の縮径部２１と接地電極５とを、環状対向部１２の全体において接触させて、全体において溶接しようとすると、抵抗溶接を安定させにくくなることが懸念される。すなわち、抵抗溶接の際、環状対向部１２の中で、溶接の溶融段階における溶け込みのバラツキなどによって電流の流れやすい部分と流れにくい部分とが生じ、場合によっては、環状対向部１２の全周のうちの一部の領域において、未溶接部が生じてしまうことが懸念される。
また、抵抗溶接時に、環状対向部１２における一部に局部的に大きい電流が流れることとなると、当該箇所の縮径部２１が座屈することも懸念される。この場合、接地電極５と中心電極４との間の火花放電ギャップの精度が低下する要因ともなり得る。
【００４５】
これに対し、上記のように、ハウジング２の先端面２１１に環状突起部１３０を形成しておき、幅の狭い環状突起部１３０において接地電極５と当接させることにより、ハウジング２と接地電極５とを全周にわたって確実に当接させやすい、その結果、抵抗溶接の際に、環状領域の全周にわたって電流が流れやすくなり、全周にわたって連続した環状溶接部１３を容易に形成することができる。その結果、ハウジング２に対する接地電極５の安定した接合を容易に実現することができる。
【００４６】
以上のごとく、本実施形態によれば、長寿命であり、着火性を向上しやすく、かつ火花放電ギャップの調整がしやすい、内燃機関用のスパークプラグ及びその製造方法を提供することができる。
【００４７】
（実施形態２）
本実施形態は、図１４に示すごとく、環状突起部１３０が接地電極５の基端面５２に形成されている例である。
そして、接合工程においては、接地電極５に設けた環状突起部１３０をハウジング２の縮径部２１の先端面２１１に当接させた状態で、縮径部２１に接地電極５を抵抗溶接する。
【００４８】
なお、図示を省略するが、本実施形態においては、ハウジング２の縮径部２１には、環状突起部が設けられておらず、ハウジング２の先端面２１１は平坦面である。
接合工程においては、抵抗溶接の際、接地電極５の環状突起部１３０とハウジング２の先端面２１１との当接部に電流が集中して流れる。これにより、Ｎｉ基合金からなる接地電極５の環状突起部１３０が主に溶融して、Ｆｅ基合金からなるハウジング２の先端面２１１に接合される。これにより、ハウジング２の縮径部２１の先端面２１１と接地電極５とが対向する環状対向部１２の一部に、環状溶接部１３が形成される。
【００４９】
その他は、実施形態１と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
【００５０】
（実施形態３）
本実施形態は、図１５に示すごとく、環状対向部１２に、接地電極５の外周端縁から縮径部２１にわたって接地電極５の材料とハウジング２の材料とが混在してなる混在部１４が形成されている、スパークプラグ１の形態である。
そして、混在部１４よりも内側に、環状溶接部１３が形成されている。
【００５１】
本実施形態のスパークプラグ１は、抵抗溶接とレーザ溶接との双方を用いて、接地電極５をハウジング２の先端面２１１に接合してなる。つまり、抵抗溶接によって形成された環状溶接部１３と、レーザ溶接によって形成された混在部１４とによって、接地電極５がハウジング２に接合されている。
【００５２】
すなわち、本実施形態のスパークプラグの製造方法において、接地電極５をハウジング２の縮径部２１に接合する接合工程は、抵抗溶接を行う抵抗溶接工程と、レーザ溶接を行うレーザ溶接工程とを有する。レーザ溶接工程は、火花放電ギャップを調整した抵抗溶接工程の後に行う。そして、接地電極５の外周側から環状対向部１２に向かってレーザ光を照射することによりレーザ溶接を行う。
【００５３】
ここで、レーザ溶接は、接地電極５の全周にわたって連続的に行ってもよい。この場合、いわゆるＣＷ（連続発振）方式によるレーザ溶接を用いてもよい。あるいは、レーザ溶接は、接地電極５の周方向の一部に、部分的に行ってもよい。この場合、パルス方式のレーザ溶接を、周方向の複数箇所に行うことができる。
【００５４】
上記のようなレーザ溶接によって、接地電極５の外周端縁から縮径部２１にわたる部分に、接地電極５の材料（Ｎｉ基合金）とハウジング２の材料（Ｆｅ基合金）とが混在してなる混在部１４が形成される。つまり、接地電極５の材料（Ｎｉ基合金）とハウジング２の材料（Ｆｅ基合金）とが溶融した後再凝固することにより、これらの材料が混ざり合った混在部１４が形成される。
【００５５】
そして、この混在部１４は、環状溶接部１３よりも外側の位置に形成される。レーザ溶接工程においては、抵抗溶接によって形成された環状溶接部１３が溶融しないようにレーザを照射する。これにより、正確に位置決めした後に抵抗溶接工程においてハウジング２に接合された接地電極５が、レーザ溶接工程においてハウジング２に対して動いてしまうことを防ぐことができる。ここで抵抗溶接は仮止め程度の強度とすることもできる。この場合、抵抗溶接を比較的少ない電流でかつ、少ない溶け込み量で実施することができる。そのため、より正確に火花放電ギャップの位置決めの調整や火花放電ギャップのバラツキ幅を抑えることが可能となる。
【００５６】
本実施形態によれば、接地電極５を正確な位置に接合することができると共に、環状溶接部１３と混在部１４との双方によって、ハウジング２に対して接地電極５を、より確実に接合することができる。
その他は、実施形態１と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。
【００５７】
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。例えば、実施形態２と実施形態３とを組み合わせた構成とすることもできる。
また、上記実施形態においては、ハウジングをＦｅ基金属、接地電極をＮｉ基金属によって構成する場合について説明したが、これらの材料は特に限定されるものではない。
【００５８】
また、上記実施形態においては、環状溶接部が縮径部の先端面から接地電極へ食い込んだ形状に形成されている状態を示したが、環状溶接部が接地電極の基端面から上記縮径部へ食い込んだ形状に形成されている形態とすることもできる。つまり、材料の選定等によっては、接地電極に設けた環状突起部を、ハウジングの縮径部に食い込ませるように溶接することも可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１  スパークプラグ
１２  環状対向部
１３  環状溶接部
１３０  環状突起部
２  ハウジング
２１  縮径部
２１１  （縮径部の）先端面
３  絶縁碍子
４  中心電極
５  接地電極
【図１】
0006597090.tif 000002
【図２】
0006597090.tif 000003
【図３】
0006597090.tif 000004
【図４】
0006597090.tif 000005
【図５】
0006597090.tif 000006
【図６】
0006597090.tif 000007
【図７】
0006597090.tif 000008
【図８】
0006597090.tif 000009
【図９】
0006597090.tif 000010
【図１０】
0006597090.tif 000011
【図１１】
0006597090.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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