(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心電極および接地電極の少なくとも一方が、電極母材と貴金属を含有するチップとがレーザ溶接により接合されるスパークプラグの製造方法であって、
前記電極母材と前記チップとを重ね合わせた組立体を形成する組立工程と、
前記チップの中心軸を回転軸として前記組立体を回転させる回転工程と、
前記中心軸上に配置された連続発振レーザの加工ヘッドの出射口から前記組立体へ向けてレーザ光を出射し、前記加工ヘッドと前記組立体との間に配置される回転鏡によって前記レーザ光の反射光を反射し、その反射光を１枚以上の反射鏡によって反射して前記組立体の加工点へ照射する照射工程とを備え、
前記照射工程は、前記中心軸を回転軸として前記組立体の回転方向とは逆方向に前記回転鏡を回転させ、前記組立体に対する前記回転鏡の相対回転数は毎分１０００回転以上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２】
前記反射鏡は、前記回転鏡と一体に回転することを特徴とする請求項１記載のスパークプラグの製造方法。
【請求項３】
前記出射口から前記回転鏡までのビーム軸の長さは、前記出射口から前記加工点までのビーム軸の長さの１／２以下であることを特徴とする請求項１又は２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、特に耐久性に優れる電極を安定に製造でき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】
電極母材と貴金属を含有するチップとがレーザ溶接により接合された中心電極および接地電極を備えるスパークプラグが知られている（例えば特許文献１）。特許文献１では、電極母材とチップとの溶接は、電極母材とチップとを重ね合せた組立体を形成した後、組立体の全周に多点から同時にレーザ光を照射して行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６８４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述した従来の技術では、組立体の全周に多点からレーザ光が照射されるので、レーザ光が照射された部分に、チップ及び電極母材が溶融した溶融部が点状に形成される。組立体の周方向で溶融部の大きさが不均一になるので、溶融部が大きい部分ではチップの先端から溶融部までの寸法が減少する。溶融部はチップに比べて耐火花消耗性が劣るので、チップの先端から溶融部までの寸法が減少すると、耐久性が低下する（チップが火花消耗して溶融部に達すると耐火花消耗性が著しく低下する）という問題点がある。
【０００５】
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、耐久性に優れる電極を安定に製造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および発明の効果】
【０００６】
この目的を達成するために請求項１記載のスパークプラグの製造方法によれば、中心電極および接地電極の少なくとも一方を、電極母材と貴金属を含有するチップとをレーザ溶接により接合する。組立工程により、電極母材とチップとを重ね合わせた組立体を形成し、回転工程により、チップの中心軸を回転軸として組立体を回転する。
【０００７】
照射工程により、中心軸上に配置された連続発振レーザの加工ヘッドの出射口から組立体へ向けてレーザ光を出射し、加工ヘッドと組立体との間に配置される回転鏡によってレーザ光の反射光を反射する。中心軸の回りに組立体と逆回転となるように回転鏡を回転させ、１枚以上の反射鏡によって反射光を反射して組立体の加工点へ照射する。組立体に対する回転鏡の相対回転数が毎分１０００回転以上なので、スパッタ等の発生を抑制しつつ、連続する溶融部を組立体の周囲に形成できる。溶融部の大きさが不均一になることを防止できると共に、軸方向における溶融部の大きさを小さくできるので、耐久性に優れる電極を安定に製造できる効果がある。
【０００８】
請求項２記載のスパークプラグの製造方法によれば、反射鏡は回転鏡と一体に回転する。従って、中心軸に対する回転鏡および反射鏡の角度を中心軸の周りの各点において逐一調整してレーザ光の焦点の位置を合せなくても、回転鏡の回転を止めた状態で中心軸に対する回転鏡および反射鏡の角度を調整すれば、組立体の全周においてレーザ光の焦点の位置を合せることができる。よって、請求項１の効果に加え、レーザ光の焦点の位置を合せる作業を簡素化できる効果がある。
【０００９】
請求項３記載のスパークプラグの製造方法によれば、出射口から回転鏡までのビーム軸の長さは、出射口から加工点までのビーム軸の長さの１／２以下なので、回転鏡から組立体の加工点までのビーム軸の長さを確保できる。反射鏡を配置する位置等の制約を受けて組立体の形状や大きさ等を制限され難くできるので、請求項１又は２の効果に加え、組立体の形状や大きさ等に関わらず様々な組立体を溶接できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態におけるスパークプラグの断面図である。
【図２】第１実施の形態における溶接装置の斜視図である。
【図３】溶接装置の断面図である。
【図４】（ａ）はチップが溶接された中心電極の側面図であり、（ｂ）は従来の中心電極の側面図であり、（ｃ）は従来の中心電極の側面図である。
【図５】第２実施の形態における溶接装置の断面図である。
【図６】第３実施の形態における溶接装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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の中心軸Ｏを含む面で切断した断面図である。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。図１に示すようにスパークプラグ１０は、主体金具２０、接地電極３０、絶縁体４０、中心電極５０、端子金具６０及び抵抗体７０を備えている。
【００１２】
主体金具２０は、内燃機関のねじ穴（図示せず）に固定される略円筒状の部材であり、中心軸Ｏに沿って貫通する貫通孔２１が形成されている。主体金具２０は導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。主体金具２０は、径方向の外側へ鍔状に張り出す座部２２と、座部２２より先端側の外周面に形成されたねじ部２３とを備えている。
【００１３】
座部２２とねじ部２３との間に環状のガスケット２４が嵌め込まれている。ガスケット２４は、内燃機関のねじ穴にねじ部２３が嵌められたときに、主体金具２０と内燃機関（エンジンヘッド）との隙間を封止する。
【００１４】
接地電極３０は、主体金具２０の先端に接合される金属製（例えばニッケル基合金製）の電極母材３１と、電極母材３１の先端に接合されるチップ３２とを備えている。電極母材３１は、中心軸Ｏと交わるように中心軸Ｏへ向かって屈曲する棒状の部材である。チップ３２は、白金、イリジウム、ルテニウム、ロジウム等の貴金属またはこれらを主成分とする合金によって形成される板状の部材であり、レーザ溶接によって中心軸Ｏと交わる位置に接合されている。
【００１５】
絶縁体４０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略円筒状の部材であり、中心軸Ｏに沿って貫通する軸孔４１が形成されている。絶縁体４０は、主体金具２０の貫通孔２１に挿入され、外周に主体金具２０が固定されている。絶縁体４０は、先端および後端が、主体金具２０の貫通孔２１からそれぞれ露出している。
【００１６】
軸孔４１は、絶縁体４０の先端側に位置する第１孔部４２と、第１孔部４２の後端に連なり後端側へ向かうにつれて拡径する段部４３と、段部４３の後端側に位置する第２孔部４４とを備えている。第２孔部４４は、内径が、第１孔部４２の内径より大きく設定されている。
【００１７】
中心電極５０は、有底筒状に形成された電極母材５２の内部に、電極母材５２よりも熱伝導性に優れる芯材５３を埋設した棒状の電極である。芯材５３は銅または銅を主成分とする合金で形成されている。電極母材５２は大部分が第１孔部４２内に位置する。電極母材５２は先端が第１孔部４２から露出し、先端にチップ５４がレーザ溶接によって接合されている。チップ５４は、白金、イリジウム、ルテニウム、ロジウム等の貴金属またはこれらを主成分とする合金によって形成される柱状の部材であり、火花ギャップを介して接地電極３０のチップ３２と対向する。
【００１８】
端子金具６０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６０の先端側は絶縁体４０の軸孔４１内に配置される。
【００１９】
抵抗体７０は、スパーク時に発生する電波ノイズを抑えるための部材であり、端子金具６０と中心電極５０との間の第２孔部４４内に配置されている。抵抗体７０と中心電極５０との間、抵抗体７０と端子金具６０との間に、導電性を有する導電性シール８０，９０がそれぞれ配置される。導電性シール８０は抵抗体７０と中心電極５０とにそれぞれ接触し、導電性シール９０は抵抗体７０と端子金具６０とにそれぞれ接触する。この結果、中心電極５０と端子金具６０とは、抵抗体７０と導電性シール８０，９０とを介して電気的に接続される。
【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、絶縁体４０の第２孔部４４から中心電極５０を挿入する。中心電極５０は、電極母材５２の先端にチップ５４が溶接されている。中心電極５０は段部４３に後端部５１が支持され、先端部が軸孔４１の先端から外部に露出するように配置される。
【００２１】
次に、導電性シール８０の原料粉末を第２孔部４４から入れて、後端部５１の周囲および後端側に充填する。圧縮用棒材（図示せず）を用いて、第２孔部４４に充填した導電性シール８０の原料粉末を予備圧縮する。成形された導電性シール８０の原料粉末の成形体の上に、抵抗体７０の原料粉末を充填する。圧縮用棒材（図示せず）を用いて、第２孔部４４に充填した抵抗体７０の原料粉末を予備圧縮する。次いで、抵抗体７０の原料粉末の上に、導電性シール９０の原料粉末を充填する。圧縮用棒材（図示せず）を用いて、第２孔部４４に充填した導電性シール９０の原料粉末を予備圧縮する。
【００２２】
その後、軸孔４１の後端側から端子金具６０の先端部６１を挿入して、先端部６１が導電性シール９０の原料粉末に接触するように端子金具６０を配置する。次いで、例えば各原料粉末に含まれるガラス成分の軟化点より高い温度まで加熱しつつ、端子金具６０の後端側に設けられた鍔部６２の先端面が絶縁体４０の後端面に当接するまで端子金具６０を圧入して、端子金具６０の先端部６１によって導電性シール８０、抵抗体７０及び導電性シール９０の原料粉末に軸方向の荷重を加える。この結果、各原料粉末が圧縮・焼結され、絶縁体４０の内部に導電性シール８０、抵抗体７０及び導電性シール９０が形成される。
【００２３】
次に、予め接地電極３０が接合された主体金具２０を絶縁体４０の外周に組み付ける。その後、接地電極３０の電極母材３１にチップ３２を溶接し、接地電極３０のチップ３２が中心電極５０のチップ５４と軸方向に対向するように電極母材３１を屈曲して、スパークプラグ１０を得る。
【００２４】
図２及び図３を参照して、接地電極３０や中心電極５０を構成する電極母材３１，５２にチップ３２，５４を接合する溶接装置１００について説明する。図２は第１実施の形態における溶接装置１００の斜視図であり、図３は中心軸Ｏを含む溶接装置１００の断面図である。本実施の形態では、溶接装置１００を用いて、中心電極５０を構成する電極母材５２にチップ５４をレーザ溶接する場合について説明する。図３では電極母材５２の軸方向の一部（後端部５１側）の図示が省略されている（図５及び図６において同じ）。
【００２５】
図２に示すように溶接装置１００は、円筒状に形成される第１筒部１０１と、第１筒部１０１の端部に連接される角筒状の第２筒部１０２とを備えている。第１筒部１０１は、第１端が開口する第１開口部１０３を備え、アーム１０８により支持されている。第１筒部１０１は、第１端の周囲にギヤ１０９が固着されている。ギヤ１０９は第１モータ（図示せず）が駆動するギヤ（図示せず）に噛み合い、第１モータ（図示せず）の駆動によって第１筒部１０１及び第２筒部１０２を回転させる。
【００２６】
図３に示すように溶接装置１００は、加工ヘッド１１０の出射口１１１から出射するレーザ光１１２を組立体５５の加工点５６に照射する装置である。組立体５５は、電極母材５２とチップ５４とを重ね合せたものであり、溶接時にチップ５４が電極母材５２から離れたりチップ５４の位置がずれたりしないように、チャック等の保持装置（図示せず）によってチップ５４と電極母材５２とが中心軸Ｏ方向へ押し付けられる。加工点５６は、電極母材５２とチップ５４との境界付近に設定される。なお、保持装置（図示せず）を使用しなくても良い。その場合には、抵抗溶接等によって予め電極母材５２にチップ５４を仮止めしておく。
【００２７】
加工ヘッド１１０は、加工点５６にレーザ光１１２を集光する装置であり、レンズやミラー等の集光系（図示せず）が内蔵されており、中心軸Ｏ上に配置されている。加工ヘッド１１０はレーザ発振器（図示せず）から連続発振レーザが伝送され、連続発振レーザのレーザ光１１２を出射口１１１から中心軸Ｏ上に出射する。
【００２８】
第１筒部１０１は、加工ヘッド１１０の出射口１１１に第１開口部１０３が対向し、中心軸Ｏ上に軸が配置される。第１筒部１０１は、軸受１０７を介してアーム１０８に回転可能に支持されている。第１筒部１０１は軸受１０７により支持されるので、アーム１０８に対してスムーズに回転できる。第２筒部１０２は、第１端の反対側の第１筒部１０１の第２端に連接されており、第１筒部１０１に対して鈍角に交わる。第２筒部１０２は、中心軸Ｏを臨む側面に開口する第２開口部１０４が端部に形成されている。第２筒部１０２は、第１筒部１０１との境界に回転鏡１０５が配置されており、第２開口部１０４を挟んで中心軸Ｏの反対側に反射鏡１０６が配置されている。
【００２９】
回転鏡１０５は、加工ヘッド１１０の出射口１１１から中心軸Ｏ上に出射されるレーザ光１１２を中心軸Ｏとは異なる方向へ反射する板状の鏡であり、鏡面が中心軸Ｏに斜めに交わるように加工ヘッド１１０と組立体５５との間に配置される。回転鏡１０５は、反射鏡１０６へ向けてレーザ光１１２の反射光１１３を反射する。反射鏡１０６は、反射光１１３を反射して組立体５５の加工点５６へ向けて反射光１１３を照射する板状の鏡であり、鏡面が中心軸Ｏと平行な直線に斜めに交わるように組立体５５の軸直角方向に配置されている。本実施の形態では、第１筒部１０１と第２筒部１０２とが一体的に回転し、反射鏡１０６は回転鏡１０５と一体に回転する。反射光１１３は加工点５６において中心軸Ｏに直交する。
【００３０】
組立体５５は、第２モータ（図示せず）により中心軸Ｏの回りに回転する。第２モータ（図示せず）による組立体５５の回転方向は、第１モータ（図示せず）による第１筒部１０１及び第２筒部１０２の回転方向の反対である。第１筒部１０１及び第２筒部１０２と組立体５５とを逆方向に回転させることで、組立体５５に対する第１筒部１０１及び第２筒部１０２（回転鏡１０５）の相対回転数は毎分１０００回転以上に設定されている。
【００３１】
溶接装置１００は、加工ヘッド１１０の出射口１１１から回転鏡１０５までのレーザ光１１２のビーム軸の長さが、出射口１１１から回転鏡１０５及び反射鏡１０６を経て加工点５６までのレーザ光１１２及び反射光１１３のビーム軸の長さの１／２以下に設定されている。その結果、回転鏡１０５から組立体５５の加工点５６までの反射光１１３のビーム軸の長さを確保できる。組立体５５を設置するスペースを確保できるので、反射鏡１０６を配置する位置等の制約を受けて組立体５５の形状や大きさ等を制限され難くできる。よって、組立体５５の形状や大きさ等に関わらず様々な組立体５５を溶接できる。
【００３２】
次に図３及び図４を参照して、溶接装置１００を用いたチップ５４の溶接方法について説明する。図４（ａ）はチップ５４が溶接された中心電極５０（図１参照）の側面図であり、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は従来の中心電極の側面図である。まず、チャック等の保持装置（図示せず）によってチップ５４（図３参照）と電極母材５２とを中心軸Ｏ方向へ押し付け（組立工程）、その状態で組立体５５を中心軸Ｏ回りに回転する（回転工程）。同様に、組立体５５の回転方向とは反対方向に、中心軸Ｏを回転軸として第１筒部１０１及び第２筒部１０２を回転する。
【００３３】
組立体５５に対する第１筒部１０１及び第２筒部１０２（回転鏡１０５）の相対回転数が毎分１０００回転以上に到達したときに、加工ヘッド１１０の出射口１１１からレーザ光１１２を出射し、組立体５５の加工点５６に反射光１１３を照射する（照射工程）。出射口１１１からレーザ光１１２を出射する時間は、チップ５４の周りを加工点５６が少なくとも１周するだけの時間があれば良い。
【００３４】
これにより、図４（ａ）に示すように、チップ５４及び電極母材５２が溶融した溶融部５７がチップ５４の周りに形成される。溶接装置１００は、組立体５５の加工点５６へ連続発振レーザのレーザ光を照射するので、パルス発振レーザを用いる場合に生じ易いスパッタ等を抑制しつつ、連続する溶融部５７を組立体５５の周囲に形成できる。
【００３５】
さらに、組立体５５に対する回転鏡１０５の相対回転数が毎分１０００回転以上なので、組立体５５に対するレーザ光の照射時間を著しく短くできる。その結果、組立体５５の周方向で溶融部５７の大きさ（幅）が不均一になることを防止できると共に、軸方向における溶融部５７の大きさを小さく（細く）できる。溶融部５７の幅を細くできれば、相対的にチップ５４の軸方向の長さＬ１（チップ５４の端面から溶融部５７までの距離）を長くできる。チップ５４は溶融部５７よりも耐火花消耗性が高いので、チップ５４の長さＬ１を確保しつつ溶接不完全部の発生を抑制して、耐久性に優れる中心電極５０を安定に製造できる。
【００３６】
これに対し、組立体５５に対する第１筒部１０１及び第２筒部１０２（回転鏡１０５）の相対回転数が毎分１０００回転未満のときに加工ヘッド１１０の出射口１１１からレーザ光１１２（連続発振レーザ）を出射した場合には、組立体５５に対するレーザ光の照射時間が長くなるので、パワーが、相対回転数が毎分１０００回転以上のときのレーザ光１１２のパワーと同じであれば、加工点５６におけるエネルギ密度が高くなる。
【００３７】
その結果、図４（ｂ）に示すように、チップ５４及び電極母材５２が溶融した溶融部５８の幅が、溶融部５７（図４（ａ）参照）の幅より広くなる。溶融部５８の幅が広くなると、相対的にチップ５４の軸方向の長さＬ２（チップ５４の端面から溶融部５８までの距離）が短くなる。その結果、第１実施の形態に比べて、火花消耗可能なチップ５４の体積が小さくなるので耐火花消耗性が悪化する。
【００３８】
また、加工ヘッド１１０の出射口１１１からレーザ光１１２（パルス発振レーザ）を出射した場合には、連続発振レーザを用いる場合に比べて、中心電極５０にスパッタが生じ易くなる。さらに、チップ５４の周囲にパルス状のレーザ光が照射されて形成された溶融部５９が重ね合されるので、図４（ｃ）に示すように、チップ５４の周方向において溶融部５９の幅が不均一になり易い。溶融部５９の幅が不均一になると、溶融部５９の幅の広い部分では、相対的にチップ５４の軸方向の長さＬ３（チップ５４の端面から溶融部５９までの距離）が短くなる。その結果、第１実施の形態に比べて、火花消耗可能なチップ５４の体積が小さくなるので耐火花消耗性が悪化する。
【００３９】
これに対し本実施の形態によれば、連続発振レーザを用いるのでスパッタ等を生じ難くできると共に、組立体５５に対するレーザ光の照射時間を短くできるので溶融部５７の中心軸Ｏ方向の大きさを小さくできる。その結果、チップ５４による耐火花消耗性を確保できるので、耐久性に優れる中心電極５０を安定に製造できる。
【００４０】
溶接装置１００は、反射鏡１０６が回転鏡１０５と一体に回転する。従って、中心軸Ｏに対する回転鏡１０５及び反射鏡１０６の角度を中心軸Ｏの周りの各点において逐一調整してレーザ光１１２の焦点の位置を組立体５５の加工点５６の位置に合せなくても良い。回転鏡１０５の回転を止めた状態で中心軸Ｏに対する回転鏡１０５及び反射鏡１０６の角度を調整してレーザ光１１２の焦点の位置を組立体５５の加工点５６の位置に合せれば、チップ５４の全周においてレーザ光１１２の焦点の位置を合せられるからである。よって、反射鏡１０６が回転鏡１０５と一体に回転しない場合に比べて、レーザ光１１２の焦点の位置を合せる作業を簡素化できる。
【００４１】
また、反射鏡１０６が回転鏡１０５と一体に回転するので、反射鏡を回転させずに固定し、回転鏡１０５だけを回転させる場合に比べて、反射鏡の鏡面の面積を小さくできる。反射鏡を回転させずに固定する場合には、反射鏡は、中心軸Ｏを取り囲む環状の鏡面が必要だからである。よって、本実施の形態によれば、反射鏡を回転させずに固定する場合に比べて、反射鏡に係るコストを削減できる。
【００４２】
ここで、組立体５５及び回転鏡１０５の回転数は、組立体５５に対する回転鏡１０５の相対回転数が毎分１０００回転以上になるように、チップ５４や電極母材５２の材質や大きさ等に応じて適宜設定される。組立体５５だけを回転させて組立体５５の全周にレーザ光１１２を照射すると、組立体５５の回転数が高くなるにつれて、レーザ光１１２の照射によって生じる溶融金属が飛散したり溶融部５７が変形したりし易くなる。しかし、本実施の形態によれば、組立体５５及び回転鏡１０５の双方を回転するので、相対的に組立体５５の回転数を低くできる。よって、溶融金属の飛散や溶融部５７の変形を抑制できる。
【００４３】
なお、回転鏡１０５の回転数を組立体５５の回転数より高く設定するのが好ましい。組立体５５の回転数が高くなると、レーザ光１１２の照射によって生じる溶融金属が飛散したり溶融部５７が変形したりするおそれがあるからである。チップ５４や電極母材５２の材質や大きさ等にもよるが、組立体５５の回転数は毎分１５０回転を上限とするのが好ましい。
【００４４】
また、加工ヘッド１１０を固定し、加工ヘッド１１０の出射口１１１から出射されるレーザ光１１２を反射する回転鏡１０５を回転し、反射鏡１０６を使って組立体５５の周囲に反射光１１３を照射するので、加工ヘッド１１０を回転させる場合に比べて、溶接装置１００の構成を簡素化できる。加工ヘッド１１０は１点に固定されているので、加工ヘッドを複数用いて多点からレーザ光を照射する場合に比べて、加工ヘッドの数を削減できる。
【００４５】
回転鏡１０５及び反射鏡１０６が固定された第１筒部１０１及び第２筒部１０２の質量は、加工ヘッド１１０の質量に比べて小さくできるので、ギヤ１０９を介して第１筒部１０１及び第２筒部１０２を回転させるモータ（図示せず）は、出力の比較的小さいものを採用できる。中心軸Ｏ回りに回転する第１筒部１０１及び第２筒部１０２の質量を小さくできるので、第１筒部１０１及び第２筒部１０２を比較的短時間で最高回転数（相対回転数１０００ｒｐｍ以上）まで上昇させ、溶接後は比較的短時間のうちに停止させることができる。その結果、組立体５５を溶接装置１００にセットしてからチップ５４を溶接し終えるまでの時間を短くできるので、生産性を向上できる。
【００４６】
次に図５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、回転鏡１０５と一体に反射鏡１０６を回転させ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、反射鏡１２４を固定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５は中心軸Ｏを含む第２実施の形態における溶接装置１２０の断面図である。
【００４７】
図５に示すように溶接装置１２０は、加工ヘッド１１０の出射口１１１から出射するレーザ光１１２を組立体５５の加工点５６に照射する装置である。加工ヘッド１１０の出射口１１１に、第１筒部１２１の第１端に形成された第１開口部１０３が対向する。第１筒部１２１は、第１端の反対側の第２端に、回転鏡１０５を支持する支持部１２２が連接されている。第１筒部１２１は、支持部１２２を臨む側面に開口する第２開口部１２３が形成されている。第２開口部１２３は、反射光１１３を反射鏡１２４へ照射するための開口である。
【００４８】
反射鏡１２４は、反射光１１３を反射して組立体５５の加工点５６へ向けて反射光１１３を照射する円環状の鏡であり、中心軸Ｏを取り囲むように中心軸Ｏの周囲に配置されている。反射鏡１２４は、鏡面が中心軸Ｏと平行な直線に斜めに交わるように組立体５５の軸直角方向の外側に配置されている。反射鏡１２４は、鏡面の内径が、加工ヘッド１１０から中心軸Ｏ方向へ離れるにつれて次第に小さくなるように設定されている。本実施の形態では、反射鏡１２４は固定部材（図示せず）によって中心軸Ｏ回りに固定されている。
【００４９】
組立体５５は、第２モータ（図示せず）により中心軸Ｏを回転軸として回転する。第２モータ（図示せず）による組立体５５の回転方向は、第１モータ（図示せず）による第１筒部１２１の回転方向の反対である。第１筒部１２１と組立体５５とを逆方向に回転させることで、組立体５５に対する第１筒部１２１（回転鏡１０５）の相対回転数は毎分１０００回転以上に設定される。
【００５０】
溶接装置１２０は、加工ヘッド１１０の出射口１１１から回転鏡１０５までのレーザ光１１２のビーム軸の長さが、出射口１１１から回転鏡１０５及び反射鏡１２４を経て加工点５６までのレーザ光１１２及び反射光１１３のビーム軸の長さの１／２以下に設定されている。その結果、第１実施の形態と同様の作用効果を実現できる。
【００５１】
溶接装置１２０を使ってチップ５４を溶接するには、まず、組立体５５を中心軸Ｏ回りに回転し、組立体５５の回転方向とは反対方向に中心軸Ｏを回転軸として第１筒部１２１を回転する。組立体５５に対する第１筒部１２１（回転鏡１０５）の相対回転数が毎分１０００回転以上に到達したときに、加工ヘッド１１０の出射口１１１からレーザ光１１２を出射し、組立体５５の加工点５６に反射光１１３を照射する。
【００５２】
これにより第１実施の形態と同様の作用効果を実現できる。また、溶接装置１２０は反射鏡１２４が固定されているので、中心軸Ｏ回りに回転する第１筒部１２１の質量をより小さくできる。その結果、第１筒部１２１をさらに短時間で最高回転数（相対回転数１０００ｒｐｍ以上）まで上昇させ、溶接後は短時間のうちに停止させることができる。
【００５３】
次に図６を参照して第３実施の形態について説明する。第１実施の形態および第２実施の形態では、１枚の鏡によって反射鏡１０６，１２４が形成されている場合について説明した。これに対し第３実施の形態では、２枚の鏡によって反射鏡１３５が形成され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は中心軸Ｏを含む第３実施の形態における溶接装置１３０の断面図である。
【００５４】
図６に示すように溶接装置１３０は、加工ヘッド１１０の出射口１１１から出射するレーザ光１１２を組立体５５の加工点５６に照射する装置である。加工ヘッド１１０の出射口１１１に、第１筒部１３１の第１端に形成された第１開口部１０３が対向する。第１筒部１３１は、第１端の反対側の第２端に、回転鏡１３４を支持する支持部１３２が連接されている。第１筒部１３１は、支持部１３２を臨む側面に開口する第２開口部１３３が形成されている。第２開口部１３３は、反射光１３８を反射鏡１３５へ照射するための開口である。
【００５５】
反射鏡１３５は、反射光１３８を反射して組立体５５の加工点５６へ向けて反射光１３８を照射する円環状の鏡であり、中心軸Ｏ方向に並んで配置される第１鏡１３６及び第２鏡１３７を備えている。第１鏡１３６及び第２鏡１３７は、中心軸Ｏを取り囲むように中心軸Ｏの周囲に配置されており、中心軸Ｏを臨む鏡面が、中心軸Ｏと平行な直線に斜めに交わる。第１鏡１３６は、鏡面の内径が、加工ヘッド１１０から中心軸Ｏ方向へ離れるにつれて次第に大きくなるように設定されている。第２鏡１３７は、鏡面の内径が、加工ヘッド１１０から中心軸Ｏ方向へ離れるにつれて次第に小さくなるように設定されている。本実施の形態では、反射鏡１３５は固定部材（図示せず）によって中心軸Ｏ回りに固定されている。
【００５６】
組立体５５は、第２モータ（図示せず）により中心軸Ｏの回りに回転する。第２モータ（図示せず）による組立体５５の回転方向は、第１モータ（図示せず）による第１筒部１３１の回転方向の反対である。第１筒部１３１と組立体５５とを逆方向に回転させることで、組立体５５に対する第１筒部１３１（回転鏡１３４）の相対回転数は毎分１０００回転以上に設定される。
【００５７】
溶接装置１３０は、加工ヘッド１１０の出射口１１１から回転鏡１３４までのレーザ光１１２のビーム軸の長さが、出射口１１１から回転鏡１３４及び反射鏡１３５を経て加工点５６までのレーザ光１１２及び反射光１３８のビーム軸の長さの１／２以下に設定されている。その結果、第１実施の形態と同様の作用効果を実現できる。
【００５８】
溶接装置１３０を使ってチップ５４を溶接するには、まず、組立体５５を中心軸Ｏ回りに回転し、組立体５５の回転方向とは反対方向に中心軸Ｏを回転軸として第１筒部１３１を回転する。組立体５５に対する第１筒部１３１（回転鏡１３４）の相対回転数が毎分１０００回転以上に到達したときに、加工ヘッド１１０の出射口１１１からレーザ光１１２を出射し、組立体５５の加工点５６に反射光１１３を照射する。これにより第２実施の形態と同様の作用効果を実現できる。
【００５９】
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。例えば、電極母材５２及びチップ５４の形状や寸法などは一例であり適宜設定できる。
【００６０】
上記各実施の形態では、中心電極５０を構成する電極母材５２にチップ５４を溶接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３０を構成する電極母材３１にチップ３２を溶接する場合に、上記各実施の形態を適用することは当然可能である。
【００６１】
上記実施の形態では、抵抗体７０が絶縁体４０に内蔵されるスパークプラグ１０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。抵抗体７０を内蔵しないスパークプラグの製造に上記各実施の形態を適用することは当然可能である。
【００６２】
上記第１実施の形態では、１枚の鏡で反射鏡１０６が構成された溶接装置１００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。２枚以上の鏡で反射鏡を構成することは当然可能である。同様に、上記第２実施の形態では１枚の鏡で反射鏡１２４が構成された溶接装置１２０について説明し、上記第３実施の形態では２枚の鏡で反射鏡１３５が構成された溶接装置１３０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。３枚以上の鏡で反射鏡を構成することは当然可能である。
【００６３】
上記各実施の形態では、組立体５５の加工点５６において、中心軸Ｏに対して反射光１１３，１３８が直交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。電極母材５２及びチップ５４の材質や形状、大きさ等に応じて、組立体５５の加工点５６において、中心軸Ｏに対して反射光１１３，１３８が斜めに交わるように反射光１１３，１３８を組立体５５に照射することは当然可能である。なお、反射光１１３，１３８の焦点の位置は組立体５５の表面に合せても良いし、組立体５５の表面よりも深いところに合せても良い。
【００６４】
上記各実施の形態では、溶接装置１００，１２０，１３０の第１筒部１０１，１２１，１３１がギヤ１０９を含む歯車列によって回転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。歯車列以外の伝達機構によって、モータ等のアクチュエータの動力を第１筒部１０１，１２１，１３１に伝達して第１筒部１０１，１２１，１３１を回転させることは当然可能である。他の伝達機構としては、ベルトやチェーン等が挙げられる。
【符号の説明】
【００６５】
１０    スパークプラグ
３０    接地電極
３１    電極母材
３２    チップ
５０    中心電極
５２    電極母材
５４    チップ
５５    組立体
５６    加工点
１０５，１３４  回転鏡
１０６，１２４，１３５  反射鏡
１１０  加工ヘッド
１１１  出射口
１１２  レーザ光
１１３，１３８  反射光
Ｏ      中心軸
【図１】
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【図２】
0006553540.tif 000003
【図３】
0006553540.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006553540.tif 000006
【図６】
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