(57)【要約】  内燃機関用の点火装置およびその構成方法は、中に絶縁体が固定されたハウジングを含む。中心電極が絶縁体内に装着される。接地電極はハウジングから延在し、接地電極の一部分は中心電極に対応して点火プラグを規定する。中心電極または接地電極の少なくとも選択された一方はプラチナまたはプラチナ系合金の発火先端部を有する。抵抗溶接ジョイントは発火先端部を選択された電極に結合し、選択された電極の外表面より第１の距離だけ下に埋設される、発火先端部の下部面を規定する。連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りは、発火先端部の外周上に形成される。重なる溶接の溜りは選択された電極の外表面下に第２の距離だけ延在する。第２の距離は第１の距離よりも大きい。
2010517225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用の点火装置であって、
開口を有するハウジングと、
ハウジング内に固定される絶縁体とを備え、絶縁体の端部はハウジングの前記開口を通して露出し、さらに
絶縁体内に取付けられ、自由端が絶縁体を越えて延在する中心電極と、
ハウジングから延在する接地電極とを備え、接地電極の一部は中心電極の自由端部に対向して位置付けられてその間にスパークギャップを規定し、
前記中心電極および接地電極の選択された少なくとも一方はプラチナ系の発火先端部を有し、
前記発火先端部を前記選択された電極に結合する抵抗溶接ジョイントを備え、前記抵抗溶接ジョイントは、前記選択された電極の外表面より第１の距離だけ下に埋設される、前記発火先端部の下部面を規定し、さらに
前記発火先端部の外周上に形成され、前記発火先端部をさらに前記選択された電極に結合する、連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りを備え、前記重なる溶接の溜りは前記選択された電極の前記外表面より第２の距離だけ下に延在し、前記第２の距離は前記第１の距離より大きい、点火装置。
【請求項２】
前記発火先端部は前記レーザ溶接の溜りからアンダーカットされることはない、請求項１に記載の点火装置。
【請求項３】
前記選択された電極は前記レーザ溶接の溜りからアンダーカットされることはない、請求項２に記載の点火装置。
【請求項４】
前記レーザ溶接の溜りの側壁は前記発火先端部に結合され、前記発火先端部は中央軸を有し、前記側壁は前記軸から半径方向外側に延在する、請求項２に記載の点火装置。
【請求項５】
前記中心電極の側面は長手方向の軸に沿って延在し、前記レーザ溶接の溜りは前記側面に当接する、請求項１に記載の点火装置。
【請求項６】
前記レーザ溶接の溜りは前記側に対して斜めである面を規定する、請求項５に記載の点火装置。
【請求項７】
前記レーザ溶接の溜りは略円錐面を規定する、請求項５に記載の点火装置。
【請求項８】
前記発火先端部の前記下部面は略凸状である、請求項１に記載の点火装置。
【請求項９】
前記中心電極の側壁は長手軸に沿って延在し、前記レーザ溶接の溜りは前記側壁から半径方向内側に形成され、前記側と当接しない、請求項１に記載の点火装置。
【請求項１０】
前記中心電極は前記レーザ溶接の溜りがない略環状の表面を有し、前記環状の表面は前記レーザ溶接の溜りから前記側まで延在する、請求項９に記載の点火装置。
【請求項１１】
前記環状の表面は円錐形状に形成される、請求項１０に記載の点火装置。
【請求項１２】
点火装置のための電極アセンブリであって、
外表面を有する電極本体と、
下部面および外周を有する発火先端部と、
前記発火先端部の下部面を前記電極本体に結合する抵抗溶接ジョイントとを備え、前記
下部面は前記外表面より第１の距離だけ下に埋設され、さらに
前記発火先端部外周上に形成される、連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りを備え、前記レーザ溶接の溜りは前記電極本体の外表面より第２の距離だけ下に延在し、前記第２の距離は前記第１の距離よりも大きい、電極アセンブリ。
【請求項１３】
前記電極アセンブリは中心電極である、請求項１２に記載の電極アセンブリ。
【請求項１４】
前記レーザ溶接の溜りは、前記発火先端部から半径方向外側に延在する円錐面を規定する、請求項１３に記載の電極アセンブリ。
【請求項１５】
前記円錐面は前記電極本体の側壁まで延在する、請求項１４に記載の電極アセンブリ。
【請求項１６】
前記電極本体は側壁を有し、前記レーザ溶接の溜りは前記側壁から半径方向内側に間隔があけられている、請求項１３に記載の電極アセンブリ。
【請求項１７】
円錐面は前記レーザ溶接の溜りに隣接して半径方向外側に前記側壁まで延在する、請求項１６に記載の電極アセンブリ。
【請求項１８】
前記発火先端部は前記レーザ溶接の溜りからアンダーカットされない、請求項１２に記載の電極アセンブリ。
【請求項１９】
前記発火先端部は中央軸を有し、前記レーザ溶接の溜りの環状側壁は前記発火先端部に結合され、前記側壁は前記中央軸から半径方向外側に延在する、請求項１８に記載の電極アセンブリ。
【請求項２０】
前記発火先端部はプラチナをベースとする、請求項１２に記載の電極アセンブリ。
【請求項２１】
点火装置を構成する方法であって、
外表面を有する電極本体を設けるステップと、
貴金属発火先端部材の予め成形された部分を設けるステップと、
発火先端部を少なくとも部分的に形成するために、および前記発火先端部の下部面を前記外表面より第１の距離だけ下に規定するために、前記発火先端部材を前記本体に抵抗溶接するステップと、
連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りを前記発火先端部の外周上にレーザ溶接するステップとを備え、それにより前記溶接の溜りは前記外表面より第２の距離だけ下に延在し、前記第２の距離は前記第１の距離より大きい、方法。
【請求項２２】
前記点火装置を点火プラグ用の中心電極として構成するステップをさらに備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記レーザ溶接の溜りを介して、前記発火先端部から半径方向外側に延在する円錐面を形成するステップをさらに備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記円錐面が前記発火先端部から半径方向外側に、前記電極本体の側壁まで延在するように形成するステップをさらに備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記レーザ溶接の溜りが、前記電極本体の溶接されていない環状部分によって、前記電極本体の側壁から半径方向内側に間隔があけられるよう形成するステップをさらに備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記溶接されていない環状部分上に円錐面を形成するステップをさらに備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記発火先端部が前記レーザ溶接の溜りからアンダーカットされないように形成するステップをさらに備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
凸状の形を有する前記下部面を規定するステップをさらに備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
内燃機関用の点火装置を構成する方法であって、
ハウジングを設けるステップと、
ハウジング内に絶縁体を固定するステップとを備え、絶縁体の端部はハウジングの開口を通して露出し、
外表面を有する中心電極本体を絶縁体内に取付けるステップを備え、中心電極本体の発火先端部領域は絶縁体を越えて延在し、
外表面を有する接地電極本体をハウジングから延在させるステップを備え、接地電極本体の発火先端部領域は中心電極本体の発火先端部領域に対向して位置付けられて間にスパークギャップを規定し、さらに
貴金属からなる少なくとも１個の予め成形された発火先端部材を設けるステップと、
発火先端部を少なくとも部分的に形成するために、および前記発火先端部の下部面を前記外表面より第１の距離だけ下に規定するために、前記少なくとも１個の発火先端部材を前記中心電極本体または前記接地電極本体の少なくとも一方にレーザ溶接するステップと、
連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りを前記発火先端部の外周上にレーザ溶接するステップとを備え、それにより前記溶接の溜りは前記外表面より第２の距離だけ下に延在し、前記第２の距離は前記第１の距離より大きい、方法。
【請求項３０】
前記発火先端部材は前記中心電極本体に溶接され、さらに前記レーザ溶接の溜りを介して、前記発火先端部から半径方向外側に延在する円錐面を形成するステップをさらに備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記円錐面が前記発火先端部から半径方向外側に、前記中心電極本体の側壁まで延在するように形成するステップをさらに備える、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記発火先端部材は前記中央電極本体に溶接され、前記レーザ溶接の溜りが、前記電極本体の溶接されていない環状部分によって、前記電極本体の側壁から半径方向内側に間隔があけられるよう形成するステップをさらに備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記溶接されていない環状部分上に円錐面を形成するステップをさらに備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記発火先端部が前記レーザ溶接の溜りからアンダーカットされないように形成するステップをさらに備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３５】
凸状の形を有する前記下部面を規定するステップをさらに備える、請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
１．技術分野
本発明は一般に点火プラグおよびその他の点火装置に関し、より特定的にはプラチナ発火先端部を有する電極およびその構成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２．関連技術
点火プラグの分野において、耐侵食性を向上させ、点火プラグの中心電極と接地電極との間の耐圧を下げるニーズが引き続き存在する。貴金属電極を用いて、またより一般的には標準の金属電極に適用された貴金属の発火先端部を用いて、さまざまなデザインが提案されている。典型的には、発火先端部はパッドまたはリベットとして形成され、電極の端部に溶接される。
【０００３】
貴金属で発火先端部を構成する際、多くの場合においてニッケル合金で構成される電極材に対する貴金属発火先端部材の装着の確実性を高めるニーズも引き続き存在する。たとえば、本願の譲受人に譲渡された米国特許第６，１３２，２７７号では、抵抗溶接された電極の平坦な表面上に貴金属が置かれ、電極に抵抗溶接される。さらに、貴金属発火先端部の所望の形状は好ましくは抵抗溶接の後に整形され、次に再度抵抗溶接が行なわれて、形成処理の間に緩くなっているかもしれない、または最初の抵抗溶接ではしっかりと装着されていない電極に対して、発火先端部をさらに固定する。
【０００４】
米国特許第５，８１１，９１５号では、別の構成として、貴金属チップが電極に固定されている点火プラグが開示されている。この′９１５特許はイリジウムまたはその合金から形成される貴金属チップの取付けを教示しており、最初にチップを電極に抵抗溶接する。抵抗溶接処理の際、貴金属チップは溶けないまま電極の方に押されて溶融電極材に沈み、それによりチップの外周に沿って突出部が形成される。その後、電極の突出部上の、互いに対向する２点として示されるある点の箇所に、レーザビームが４５°の入射角で照射されて、電極の照射された突出部および突出部に近接する貴金属チップの側面を溶融する。こうして、レーザ溶接ジョイントは、既に溶融電極材に沈んでいる貴金属チップの下部面上の側面内に延在する。次に、電極をその軸心で回転させて、貴金属チップの全外周に沿って別の外周レーザ溶接が行なわれる。
【０００５】
米国特許第６，７０５，００９号では、別の構成として、貴金属が中心電極に固定されている点火プラグが開示されている。この′００９特許は第１の抵抗または摩擦溶接によって、連続する貴金属ワイヤの平坦な端部を、中心電極の先細の点火先端の平坦な端部に取付けることを教示している。第１回目の溶接の際、ワイヤの端部は中心電極の端部に対して突き合わせ溶接接合をなす。次にワイヤは切断され、切断されたワイヤと中心電極との間の第１の溶接ジョイントの外周にレーザを照射することにより第２回目の溶接が行なわれる。
【０００６】
米国特許第６，８１９，０３１号では、別の構成として、貴金属発火先端部が電極に固定されている点火プラグが開示されている。この′０３１特許は、仮の抵抗溶接またはジグによって貴金属チップを中心電極に装着し、次に貴金属チップと中心電極とのインターフェイスの全周に沿ってレーザ溶接を行なうことにより第１の溶接層を形成することを教示している。次に、レーザは中心電極の長手方向の軸に沿って移動してインターフェイスの全周に沿って第２の溶接を行なう。後で追加の溶接層を形成することもでき、各追加の
溶接層は電極の長手方向の軸に沿って軸方向にずらされる。
【０００７】
米国特許第６，８２７，６２０号では、別の構成として、貴金属が電極に固定されている点火プラグが開示されている。この′６２０特許は、仮の抵抗溶接によって貴金属チップを中心電極に取付け、その後最終的なレーザ溶接を形成する。貴金属チップはイリジウムまたはイリジウム合金材からなる柱状のエレメントである。仮の抵抗溶接の際、チップは十分な力でもって押され、柱状チップの溶けていない部分が好ましくは０．１ｍｍ以下の距離だけ電極に嵌め込まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
貴金属発火先端部を有する電極の既知の構成は、上記のものを含めて、何らかの欠点を有する。その欠点とは、たとえば製造コストの増加、使用することができる発火先端部の材料の種類が限定されていること、またはその組合せを含む。したがって、本発明は既知の構成にみられるこれらの問題および他の潜在的な問題を解決することを意図している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の概要
本発明に従って構成される、内燃機関のための点火装置は、開口を有するハウジングとハウジング内に固定される絶縁体とを含む。絶縁体の端部はハウジングの開口を通して露出する。中心電極は絶縁体内に取付けられ、その自由端は絶縁体から出ている。接地電極はハウジングから延在し、接地電極の一部は中心電極の自由端に対向して位置付けられてその間にスパークギャップを規定する。中心電極または接地電極の少なくとも一方は、プラチナまたはプラチナ系合金の発火先端部を有する。抵抗溶接ジョイントは発火先端部を選択された電極に結合する。抵抗溶接ジョイントは選択された電極の外表面より第１の距離だけ下に埋設されている、発火先端部の下部表面を規定する。連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りが発火先端部の外周上に形成されて、さらに発火先端部を選択された電極に結合する。重なる溶接の溜りは選択された電極の外表面より第２の距離だけ下に延在し、第２の距離は第１の距離よりも大きい。
【００１０】
本発明の別の局面は、点火装置用の電極アセンブリを含む。電極アセンブリは外表面を有する電極本体、ならびに下部面および外周を有する発火先端部を含む。抵抗溶接ジョイントは発火先端部の下部面を電極本体に結合して、下部面が外表面より第１の距離だけ下に埋設される。連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りが発火先端部の外周上に形成され、レーザ溶接の溜りは電極本体の外表面より第２の距離だけ下に延在し、第２の距離は第１の距離よりも大きい。
【００１１】
本発明のさらに他の局面は、内燃機関用の点火装置を構成する方法を含む。本方法はハウジングを設けるステップと、ハウジング内に絶縁体を固定するステップとを含み、絶縁体の端部がハウジングの開口を通して露出する。次に、外表面を有する中心電極本体を絶縁体内に取付け、中心電極本体の発火先端部領域は絶縁体から延在している。次に、外表面を有する接地電極本体をハウジングから延在させ、接地電極本体の発火先端部領域は中心電極本体の発火先端部領域と対向して位置付けられて、その間にスパークギャップを規定する。さらに、貴金属からなる発火先端部材の予め成形された部分を少なくとも１個設ける。さらに、少なくとも１個の発火先端部材を中心電極本体または接地電極本体の少なくとも一方に抵抗溶接して発火先端部を少なくとも部分的に形成し、抵抗溶接ジョイントは発火先端部の下部面を規定し、この下部面は外表面より第１の距離だけ下にある。次に、連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りを発火先端部の外周上にレーザ溶接し、溶接の溜りは外表面より第２の距離だけ下に延在し、第２の距離は第１の距離よりも大きい。
【００１２】
本発明の別の局面は、点火装置を構成する方法を含む。本方法は外表面を有する電極本体と、貴金属発火先端部材の予め成形された部分とを設けるステップを含む。次に、発火先端部材を本体に抵抗溶接して少なくとも部分的に発火先端部を形成し、発火先端部の下部面を外表面より第１の距離だけ下に規定する。さらに、連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りを発火先端部の外周上にレーザ溶接して、溶接の溜りが外表面より第２の距離だけ下に延在し、第２の距離は第１の距離よりも大きい。
【００１３】
本発明の上記の特徴および他の特徴ならびに利点は、好ましい実施例および最良モードの詳細な説明および添付の図面と併せることによってより容易に理解することができ、同様の特徴は同様の参照符号が付けられている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の好ましい実施例に従い構成される、中心電極および接地電極を有する点火プラグの部分側面図である。
【図２】本発明の好ましい実施例に従う接地電極を構成するための最初のステップの拡大部分側面図である。
【図３】抵抗溶接処理を行なった後の接地電極の拡大部分断面側面図である。
【図４】形成処理を行なった後の接地電極の拡大部分断面側面図である。
【図５】レーザ溶接処理の際のレーザビームの配向を示す、接地電極の拡大部分側面図である。
【図６】レーザ溶接処理を行なった後の接地電極の拡大部分断面側面図である。
【図７】仕上がった状態の接地電極の拡大部分上面図である。
【図８】本発明の好ましい実施例に従う中心電極を構成するための最初のステップの拡大部分側面図である。
【図９】抵抗溶接処理を行なった後の中心電極の拡大部分断面側面図である。
【図１０】レーザ溶接処理の際のレーザビームの配向を示す、中心電極の拡大部分断面側面図である。
【図１１】レーザ溶接処理を行なった後の中心電極の拡大部分断面側面図である。
【図１２】形成処理を行なった後の、仕上がった状態の中心電極の拡大断面側面図である。
【図１３】本発明の別の実施例に従い、レーザ溶接処理の際のレーザビームの配向を示す、中心電極の拡大部分側面図である。
【図１４】図１３のレーザ溶接処理を完了した後の、仕上がった状態の中心電極の拡大側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
現在の好ましい実施例の詳細な説明
図面をより詳細に参照すると、図１は本発明の好ましい構成方法に従って構成される、点火プラグ１０の発火端部を示す。点火プラグ１０は金属ケースまたはハウジング１２、ハウジング１２内に固定される絶縁体１４、中心電極１６、接地電極１８、ならびに中心電極１６および接地電極１８のそれぞれの上に、互いに対向して位置付けられる１対の発火先端部２０および２２を含む。ハウジング１２は金属シェルとして従来の態様で構成でき、標準のねじ山２４と、溶接または他の態様で装着される接地電極１８が延在する環状下端部２６とを含む。同様に、点火プラグ１０の他のすべてのコンポーネント（示されていないものも含めて）は、既知の技術および材料を用いて構成することができる。ただし、中心電極１６および／または接地電極１８のそれぞれの発火先端部２０および２２は本発明に従い構成される。
【００１６】
周知のように、ハウジング１２の環状端部２６は開口２８を規定し、好ましくはそこか
ら絶縁体１４が延在する。中心電極１６はガラスシールによってまたは他の適切な技術によって、絶縁体１４内に取付けられる。中心電極１６の形状は任意であるが、一般に略円筒形であって、発火先端部２２と対向する端部はアーチ状の広がりまたはテーパとして大きくなる直径を有することにより、その端部が絶縁体１４内に配置されてシーリングを容易にする。中心電極１６は露出した軸端３０を通って絶縁体１４から外に延在する。中心電極１６は点火プラグ製造分野において周知の適切な導体、たとえばさまざまなＮｉおよびＮｉ系合金からなり、さらにＣｕまたはＣｕ系合金のコア上に被覆されるこのような材料を含んでもよい。
【００１７】
接地電極１８は一般に矩形の断面を有する従来の９０°に曲がっているアーチ状の屈曲部の形として示されているが、これは一例であって限定するものではない。接地電極１８の一方端部３２はハウジング１２に装着されて電気的におよび熱的に連通し、好ましくは一般に中心電極１６に対向して、自由端部３４で終端する。発火部分または端部は接地電極１８の自由端部３４に隣接して規定され、中心電極１６の対応する発火端部とともにその間にスパークギャップ３６を規定する。しかし、接地電極１８はさまざまな構成、形状および大きさを有し得ることは当業者にとって容易に理解されるであろう。
【００１８】
各発火先端部２０および２２はそれぞれの電極１６および１８の発火端部に位置付けられて、スパークギャップ３６をわたる電子の授受のためにそれぞれ発火面２１および２３を提供する。発火先端部表面２１および２３を上から見るとわかるように、たとえば発火先端部表面２１にも同様に当てはまる図７の表面２３で示されるように、発火先端部表面２１および２３は一般に円形の幾何学形状を有し、これは後述の構成方法によって少なくとも一部が規定される。発火先端部２０および２２は、相対的に軟質であり、かつ既知であって広く用いられている発火先端部貴金属である、約２４４７℃の融点を有するイリジウム（Ｉｒ）よりも低い融点を有する貴金属を含む。ここで用いられる好ましい貴金属はプラチナ（Ｐｔ）であり、その融点は約１，７６９℃であり、またはより低い融点を有する、たとえばプラチナ−ニッケル（Ｐｔ−Ｎｉ）のような合金が用いられてもよい。
【００１９】
本発明に従い、発火先端部２０および２２はまずそれぞれの電極１６および１８に抵抗溶接され、次に電極への取付けをさらに確実にし、かつ発火先端部２０および２２と電極１６および１８との間に形成される溶接ジョイントに不所望の酸化物が侵入するのを防ぐためにレーザ溶接される。抵抗溶接ジョイントは、それぞれの電極１６および１８の外表面４２より第１の距離（ｄ）だけ下に埋設されている下部面４０を規定する。レーザ溶接ジョイントは重なる溶接の溜り４４を規定し、溜り４４はそれぞれの電極１６および１８の外表面４２より第２の距離（Ｄ）だけ下に延在する。第２の距離（Ｄ）は第１の距離（ｄ）より大きい。確実な溶接ジョイントを確立するために、さらに酸化物の侵入を禁止するために、レーザ溶接ジョイントはそれぞれの発火先端部２０および２２がレーザ溶接の溜り４４からアンダーカットされないように形成される。したがって、各レーザ溶接の溜り４４はそれぞれの発火先端部２０および２２に固着される側壁４６を形成し、側壁４６は外表面４２下での延在方向に沿って、発火先端部２０および２２の中央軸４８に対して一般に平行におよび／または半径方向外側に延在する。
【００２０】
それぞれの電極１６および１８を構成するために、図２に示されるように、好ましくはアーチ状、凸部もしくは球面５２を有する、またはより好ましくは一般に丸いもしくはボール状の予め成形されたＰｔパッド５０が外表面４２上に置かれる。パッド５０は次に電極１６および１８に抵抗溶接される。抵抗溶接処理の間、パッド５０の外表面５２が凸状であることにより、外表面４２上に形成される酸化物５４のすべては矢印５６で示されるように、抵抗溶接処理の際に排出させられる。したがって、パッド５０の略球状である表面５２が電極１６および１８の外表面４２内に溶接心棒軸（図示されず）の力によって押込まれると、酸化物５４は溶接ジョイントから外方向に押出される。さらに、略凸部の形
状により接触面積は最小となり、理論的にはパッド５０と電極１６および１８との間の１点となり、それにより抵抗溶接処理の際にパッド５０とそれぞれの電極１６および１８との間の電気抵抗を増加させ、それゆえ抵抗溶接処理で発生する熱を増加させる。これによって、接合する異なる材料からなる溶融材間の接合を向上させることにより、確実な抵抗溶接ジョイントの形成を容易にする。両方の材料からなる適切な溶接の溜りを形成し、さらにパッド５０を電極１６および１８の外表面４２より所望の深さ（ｄ）まで下に押込むことにより、与えられた電流はオフとなり、作成された溶接の溜りは一般に酸化物が混入することなく固化できる。
【００２１】
次に、図３に示されるように、パッド５０の部分５８は所望の仕上がり形状となるようさらに整形する必要があるかもしれない。したがって、パッド５０は鋳造または他の態様で形作られて、図４に示されるようにそれぞれの発火先端部２０および２２の発火表面２１および２３は、略平坦であり、かつ電極１６および１８の外表面４２に対して平行である。
【００２２】
発火先端部２０および２２を形成したら、それぞれ電極１６および１８に対する発火先端部２０および２２の結合の機械的強度を向上させるために、レーザ溶接ジョイント６０が形成される。これは、たとえばパルス状のＮＤ−ＹＡＧレーザを備えたジーエスアイ・ルモニクス社の穿孔ヘッドで行なわれるが、これは一例であって限定するものではない。好ましい実施例において、レーザ溶接エネルギは約１から１．５J／パルス、溶接周波数は約７５から８５Ｈｚ、および光スポットの直径は約０．００８から０．０１０インチに制御されて、直径が約０．０２０インチの個々の溶接溜りができる。レーザ溶接を行なうために、レーザヘッド、つまりレーザビーム６２が、好ましくは静止して保持されている電極１６および１８ならびにそれぞれの発火先端部２０および２２を中心として穿孔する。レーザヘッドが穿孔するための好ましい速度は約１４０から１６０ｒｐｍであり、好ましいパルス／スポット溶接部の数は約３０から３３箇所である。特定の用途により、上記のパラメータは変更できる。レーザ溶接処理の際、アルゴンのようなカバーガスを用いることが好ましく、カバーガスの流量は用途に最も適する値、たとえば約０．２ｃｆｍに制御される。
【００２３】
図５に示されるように、レーザビーム６２は好ましくは溶接面４２に対して約９０°の配向で維持される。さらに、レーザビームの焦点は発火先端部パッドの外周６４にできるだけ近く保たれ、さらに最初の抵抗溶接処理では発火先端部２０および２２とそれぞれの電極本体１６および１８との間の露出した溶接ジョイントシーム６６上に維持され、それによりパルス状のレーザ溶接によって形成される連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜り４４が、図７に示されるように、完全にシーム６６を被覆するようにする。上記のように、これは発火先端部材と電極材との結合の強度を高め、発火先端部２０および２２とそれぞれの電極１６および１８との間の溶接ジョイントに酸素が侵入するのを妨げる。
【００２４】
図６に示されるように、個々のレーザ溶接の溜り４４は電極１６および１８の外表面４２より所定の深さ（Ｄ）だけ下に延在する。所定の深さ（Ｄ）は発火先端部下部面４０の深さ（ｄ）よりも大きい。したがって、レーザ溶接の溜り４４は前の抵抗溶接処理で形成された抵抗溶接ジョイントよりも下に延在する。レーザビーム６２が電極１６および１８の外表面４２に対して約９０°に配向されるので、レーザ溶接の溜り４４は発火先端部２０および２２をなす材料をアンダーカットすることがないよう形成される。図６に示されるように、レーザ溶接の溜り４４は軸方向の断面が略裁頭円錐形であるドーナツ状または環状のリングを形成し、個々のレーザ溶接の溜り４４の内側側壁４６はそれぞれの発火先端部２０および２２に結合する。固化した連なるレーザ溶接の溜りの側壁４６は、発火先端部２０および２２の中央軸４８に対して、一般に平行および／または半径方向の外側に延在する。
【００２５】
図８に示されるように、別の好ましい構成では、特に中心電極１６を取上げる。最初に球形のＰｔパッドを用いるのではなく、中心電極に接続するために略裁頭円錐形状の端部１５２を有するＰｔリベット１５０が、発火先端部１２０を形成するために用いられる。球形または凸表面に関連して既に述べたように、端部１５２の形状は、最初の抵抗溶接処理の際に、図９において矢印５６で示されるように、抵抗を増加させかつ酸化物の排除を促進させる。したがって、前の実施例のように、Ｐｔリベット１５０はまず中心電極１６の端部外表面４２に抵抗溶接される。Ｐｔリベット１５０は好ましくはその端部を中心としており、電極１６の長手方向の軸４８と一般に同心円の端部の環状表面７０は露出したままであり、抵抗溶接処理の影響を受けない。その後、上述のように、Ptリベット１５０はパルス状レーザ溶接処理で中心電極１６に結合される。中心電極１６が典型的に円筒形であるとして、パルス状レーザビーム６２は上述のように穿孔することができる、またはレーザビーム６２を固定して中心電極１６を回転させることができる。レーザ溶接の溜り４４は上記と同じように形成され、ここでは中心電極１６の側壁７２から半径方向内側に間隔をあけて示される。したがって、図１１に示されるように、レーザ溶接処理の影響を一般に受けない環状リング７４が中心電極１６の端部に残る。レーザ溶接処理を完了すると、中心電極１６は仕上げられて使用できると考えられる。他の態様としては、図１２に示されるように、中心電極１６の端部は機械加工などによって、連なるレーザ溶接溜り４４から側壁７２に一般に延在する、テーパ状のまたは円錐状の壁７６を形成する。好ましくは、テーパ状の壁７６はレーザ溶接の溜り４４に隣接して形成され、レーザ溶接の溜り４４に接触または入り込まないよう、そこから半径方向外側に離れている。
【００２６】
中心電極１６のさらに他の好ましい構成において、図１３および図１４に示されるように、電極１６の側壁７２とレーザ溶接の溜り４４との間に影響を受けない環状リング７４を残すのではなく、レーザ溶接の溜り４４が半径方向外側に延在して側壁７２と接触するまたは実質的に近くにあるよう、レーザ溶接を行なうことができる。これはレーザビームのエネルギを増加させることにより、もしくはレーザビーム６２の光スポット直径を変えることにより、または両方を行なうことにより実施でき、それによりレーザビームパルスからの熱エネルギによって影響を受ける領域を広げることになる。これを行なう際、レーザ溶接の溜り４４は、好ましくは図１２に関連して記載したように、二次的な機械加工を行なう必要がなく、テーパ状のまたは円錐状の面７８を形成する。
【００２７】
本発明の多くの変形および変更は上記の内容に照らして可能である。したがって、特許請求の範囲内において、本発明は特定的に示された態様と異なる態様で実施することもできる。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年9月18日(2009.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用の点火装置であって、
開口を有するハウジングと、
ハウジング内に固定される絶縁体とを備え、絶縁体の端部はハウジングの前記開口を通して露出し、さらに
絶縁体内に取付けられ、自由端が絶縁体を越えて延在する中心電極と、
ハウジングから延在する接地電極とを備え、接地電極の一部は中心電極の自由端部に対向して位置付けられてその間にスパークギャップを規定し、
前記中心電極および接地電極の選択された少なくとも一方はプラチナ系の発火先端部を有し、
前記発火先端部を前記選択された電極に結合する抵抗溶接ジョイントを備え、前記抵抗溶接ジョイントは、前記選択された電極の外表面より第１の距離だけ下に埋設される、前記発火先端部の下部面を規定し、さらに
前記発火先端部の外周上に形成され、前記発火先端部をさらに前記選択された電極に結合する、連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りを備え、前記重なる溶接の溜りは前記選択された電極の前記外表面より第２の距離だけ下に延在し、前記第２の距離は前記第１の距離より大きく、前記発火先端部は前記レーザ溶接の溜りからアンダーカットされることはない、点火装置。
【請求項２】
前記レーザ溶接の溜りの側壁は前記発火先端部に結合され、前記発火先端部は中央軸を有し、前記側壁は前記軸から半径方向外側に延在する、請求項１に記載の点火装置。
【請求項３】
前記中心電極の側面は長手方向の軸に沿って延在し、前記レーザ溶接の溜りは前記側面に当接する、請求項１に記載の点火装置。
【請求項４】
前記レーザ溶接の溜りは略円錐面を規定する、請求項３に記載の点火装置。
【請求項５】
前記中心電極の側壁は長手軸に沿って延在し、前記レーザ溶接の溜りは前記側壁から半径方向内側に形成され、前記側と当接しない、請求項１に記載の点火装置。
【請求項６】
前記中心電極は前記レーザ溶接の溜りがない略環状の表面を有し、前記環状の表面は前記レーザ溶接の溜りから前記側まで延在する、請求項５に記載の点火装置。
【請求項７】
点火装置のための電極アセンブリであって、
外表面を有する電極本体と、
下部面および外周を有する発火先端部と、
前記発火先端部の下部面を前記電極本体に結合する抵抗溶接ジョイントとを備え、前記下部面は前記外表面より第１の距離だけ下に埋設され、さらに
前記発火先端部外周上に形成される、連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りを備え、前記レーザ溶接の溜りは前記電極本体の外表面より第２の距離だけ下に延在し、前記第２の距離は前記第１の距離よりも大きく、前記発火先端部は前記レーザ溶接の溜りからアンダーカットされない、電極アセンブリ。
【請求項８】
前記発火先端部は中央軸を有し、前記レーザ溶接の溜りの環状側壁は前記発火先端部に結合され、前記側壁は前記中央軸から半径方向外側に延在する、請求項７に記載の電極アセンブリ。
【請求項９】
点火装置を構成する方法であって、
外表面を有する電極本体を設けるステップと、
貴金属発火先端部材の予め成形された部分を設けるステップと、
発火先端部を少なくとも部分的に形成するために、および前記発火先端部の下部面を前記外表面より第１の距離だけ下に規定するために、前記発火先端部材を前記本体に抵抗溶接するステップと、
連なるビードからなる重なるレーザ溶接の溜りを前記発火先端部の外周上にレーザ溶接するステップとを備え、それにより前記溶接の溜りは前記外表面より第２の距離だけ下に延在し、前記第２の距離は前記第１の距離より大きく、さらに
前記発火先端部が前記レーザ溶接の溜りからアンダーカットされないように前記溶接の溜りを形成するステップを備える、方法。
【請求項１０】
さらに、
ハウジングを設けるステップと、
ハウジング内に絶縁体を固定するステップとを備え、絶縁体の端部はハウジングの開口を通して露出し、
外表面を有する中心電極本体を絶縁体内に取付けるステップを備え、中心電極本体の発火先端部領域は絶縁体を越えて延在し、
外表面を有する接地電極本体をハウジングから延在させるステップを備え、接地電極本体の発火先端部領域は中心電極本体の発火先端部領域に対向して位置付けられて間にスパークギャップを規定し、さらに
前記中心電極本体または前記接地電極本体の少なくとも一方に前記発火先端部を設けるステップを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記発火先端部材は前記中心電極本体に溶接され、さらに前記レーザ溶接の溜りを介して、前記発火先端部から半径方向外側に延在する円錐面を形成するステップをさらに備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記円錐面が前記発火先端部から半径方向外側に、前記中心電極本体の側壁まで延在するように形成するステップをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記レーザ溶接の溜りが、前記電極本体の溶接されていない環状部分によって、前記電極本体の側壁から半径方向内側に間隔があけられるよう形成するステップをさらに備える
、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記溶接されていない環状部分上に円錐面を形成するステップをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
凸状の形を有する前記下部面を規定するステップをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【国際調査報告】
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