(57)【要約】  【課題】  レーザ溶接によって接合した貴金属チップと電極との溶接強度が弱くなることを抑制することができるスパークプラグの製造方法を提供する。  【解決手段】  火花放電間隙を形成するためにスパークプラグの中心電極２や接地電極に接合される貴金属チップ９０は、貴金属を含まない各電極に対して抵抗溶接されて、レーザ溶接される。火花放電に伴う過酷な環境下に曝される貴金属チップ９０では、レーザ溶接によって貴金属チップ９０の部分と電極の部分とが溶融した溶融部８０と、貴金属チップ９０側の非溶融部９５との間の境界面８３では、両者間の剥離が生じやすい。しかし、抵抗溶接時に貴金属チップ９０に押圧力を与えて底部に鍔部を形成し、その鍔部に対してレーザ照射を行うため、溶融部８０における貴金属の含有率が高まり、境界面８３における剥離を防止することができる。【選択図】  図５
2005158322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心電極と、軸線方向に軸孔を有し、前記中心電極を前記軸孔の先端側で保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部に、前記中心電極と対向する柱状の貴金属チップを溶接した接地電極と、を備え、前記貴金属チップと前記接地電極の他端部との溶融部と、前記貴金属チップの非溶融部との境界面より、溶融部の内部方向へ略０．０５ｍｍ離れた位置における貴金属の含有率が６０％以上となるスパークプラグの製造方法であって、
前記接地電極の他端部の前記中心電極と対向する側の面である他端部内面と、前記貴金属チップの対向面とは反対側の底面との抵抗溶接を行って、前記貴金属チップの底部にその貴金属チップの外径を膨らませた鍔部を形成する抵抗溶接工程と、
前記貴金属チップの前記鍔部の全周にわたってレーザ光の照射を行って、前記貴金属チップと前記接地電極との溶接を行うレーザ溶接工程と、
を備えたことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【請求項２】
自身の先端部に柱状の貴金属チップを溶接した中心電極と、軸線方向に軸孔を有し、前記中心電極を前記軸孔の先端側で保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部が前記中心電極に対向する接地電極と、を備え、前記中心電極の先端部と前記貴金属チップとの溶融部と、前記貴金属チップの非溶融部との境界面より、溶融部の内部方向へ略０．０５ｍｍ離れた位置における貴金属の含有率が６０％以上となるスパークプラグの製造方法であって、
前記中心電極の先端部と、前記貴金属チップの前記接地電極に対向する対向面とは反対側の底面との抵抗溶接を行って、前記貴金属チップの底部にその貴金属チップの外径を膨らませた鍔部を形成する抵抗溶接工程と、
前記貴金属チップの前記鍔部の全周にわたってレーザ光の照射を行って、前記貴金属チップと前記中心電極との溶接を行うレーザ溶接工程と、
を備えたことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【請求項３】
前記抵抗溶接工程では、前記貴金属チップの軸線方向における前記鍔部の断面積が、前記対向面の面積の１．３倍以上となるように、前記貴金属チップの抵抗溶接が行われることを特徴とする請求項１または２に記載のスパークプラグの製造方法。
【請求項４】
中心電極と、軸線方向に軸孔を有し、前記中心電極を前記軸孔の先端側で保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部に、前記中心電極と対向する柱状の貴金属チップと、前記貴金属チップと自身との間に、前記貴金属チップと自身との間の熱膨張率を持つ台座チップとをそれぞれ溶接した接地電極と、を備え、前記貴金属チップと前記接地電極の他端部との溶融部と、前記貴金属チップの非溶融部との境界面より、溶融部の内部方向へ略０．０５ｍｍ離れた位置における貴金属の含有率が６０％以上となるスパークプラグの製造方法であって、
前記接地電極の他端部の前記中心電極と対向する側の面である他端部内面に接合された前記台座チップと、前記貴金属チップの対向面とは反対側の底面との抵抗溶接を行って、前記貴金属チップの底部にその貴金属チップの外径を膨らませた鍔部を形成する抵抗溶接工程と、
前記貴金属チップの前記鍔部の全周にわたってレーザ光の照射を行って、前記貴金属チップと前記接地電極との溶接を行うレーザ溶接工程と、
を備えたことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【請求項５】
自身の先端部に柱状の貴金属チップと、前記貴金属チップと自身との間に、前記貴金属チップと自身との間の熱膨張率を持つ台座チップとを溶接した中心電極と、軸線方向に軸孔を有し、前記中心電極を前記軸孔の先端側で保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部が前記中心電極に対向する接地電極と、を備え、前記中心電極の先端部と前記貴金属チップとの溶融部と、前記貴金属チップの非溶融部との境界面より、溶融部の内部方向へ略０．０５ｍｍ離れた位置における貴金属の含有率が６０％以上となるスパークプラグの製造方法であって、
前記中心電極の先端部に接合された前記台座チップと、前記貴金属チップの前記接地電極に対向する対向面とは反対側の底面との抵抗溶接を行って、前記貴金属チップの底部にその貴金属チップの外径を膨らませた鍔部を形成する抵抗溶接工程と、
前記貴金属チップの前記鍔部の全周にわたってレーザ光の照射を行って、前記貴金属チップと前記接地電極との溶接を行うレーザ溶接工程と、
を備えたことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【請求項６】
中心電極と、軸線方向に軸孔を有し、前記中心電極を前記軸孔の先端側で保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部に、前記中心電極と対向する柱状の貴金属チップと、前記貴金属チップと自身との間に、前記貴金属チップと自身との間の熱膨張率を持つ台座チップとをそれぞれ溶接した接地電極と、を備え、前記貴金属チップと前記接地電極の他端部との溶融部と、前記貴金属チップの非溶融部との境界面より、溶融部の内部方向へ略０．０５ｍｍ離れた位置における貴金属の含有率が６０％以上となるスパークプラグの製造方法であって、
前記接地電極の他端部の前記中心電極と対向する側の面である他端部内面と、前記貴金属チップの対向面とは反対側の底面に接合された前記台座チップとの抵抗溶接を行って、前記貴金属チップの底部にその貴金属チップの外径を膨らませた鍔部を形成する抵抗溶接工程と、
前記貴金属チップの前記鍔部の全周にわたってレーザ光の照射を行って、前記貴金属チップと前記接地電極との溶接を行うレーザ溶接工程と、
を備えたことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【請求項７】
自身の先端部に柱状の貴金属チップと、前記貴金属チップと自身との間に、前記貴金属チップと自身との間の熱膨張率を持つ台座チップとを溶接した中心電極と、軸線方向に軸孔を有し、前記中心電極を前記軸孔の先端側で保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部が前記中心電極に対向する接地電極と、を備え、前記中心電極の先端部と前記貴金属チップとの溶融部と、前記貴金属チップの非溶融部との境界面より、溶融部の内部方向へ略０．０５ｍｍ離れた位置における貴金属の含有率が６０％以上となるスパークプラグの製造方法であって、
前記中心電極の先端部と、前記貴金属チップの前記接地電極に対向する対向面とは反対側の底面に接合された前記台座チップとの抵抗溶接を行って、前記貴金属チップの底部にその貴金属チップの外径を膨らませた鍔部を形成する抵抗溶接工程と、
前記貴金属チップの前記鍔部の全周にわたってレーザ光の照射を行って、前記貴金属チップと前記接地電極との溶接を行うレーザ溶接工程と、
を備えたことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【請求項８】
前記抵抗溶接工程では、前記貴金属チップの軸線方向における前記鍔部の断面積が、前記対向面の面積の１．２倍以上となるように、前記貴金属チップの抵抗溶接が行われることを特徴とする請求項４乃至７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、火花放電を行う電極にチップを接合した内燃機関用の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、内燃機関には点火のためのスパークプラグが用いられている。このスパークプラグでは、一般的には、中心電極が挿設された絶縁碍子を保持する主体金具の先端部に接地電極を溶接して、接地電極の他端部を中心電極の先端部と対向させて、火花放電間隙を形成している。そして、中心電極と接地電極との間で火花放電が行われる。さらに、中心電極と接地電極との火花放電間隙を形成している部位に、耐火花消耗性向上のための貴金属チップが形成されている。
【０００３】
ところで、上記スパークプラグの中心電極に貴金属チップを接合する方法として、中心電極の先端部に凹部（小径部）を設け、この凹部にチップ（放電貴金属電極）を抵抗溶接し、さらにチップの側面部を全周にわたって中心電極の先端部にレーザ溶接することで、チップと中心電極の先端部との接合強度を高めている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−２２１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように、単にレーザ溶接を行っただけの場合、そのレーザ光の溶接深度が浅ければ貴金属チップと電極（中心電極や接地電極）との溶融による両材料の混ざり具合が少なくなり、接合強度が弱くなる。そこで、溶接深度を深くして、貴金属チップと電極との溶融による混ざり具合を多くするが、単純に溶接深度を深くしても接合強度が弱くなることがある。
【０００５】
つまり、ニッケルや鉄等を主成分とした電極に貴金属チップをレーザ溶接によって接合するため、単純に溶接深度を深くして貴金属チップと電極とを溶融させると、溶融部には、貴金属チップより融点の低い電極の材料のほうが混ざりやすくなる。これにより、エンジン等の内燃機関の冷却サイクルによって溶融部と貴金属チップの境界面に裂け目（クラック）が発生しやすくなり、チップが剥離するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、レーザ溶接によって接合した貴金属チップと電極との溶接強度が弱くなることを抑制することが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する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のスパークプラグの製造方法は、中心電極と、軸線方向に軸孔を有し、前記中心電極を前記軸孔の先端側で保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部に、前記中心電極と対向する柱状の貴金属チップを溶接した接地電極と、を備え、前記貴金属チップと前記接地電極の他端部との溶融部と、前記貴金属チップの非溶融部との境界面より、溶融部の内部方向へ略０．０５ｍｍ離れた位置における貴金属の含有率が６０％以上となるスパークプラグの製造方法であって、前記接地電極の他端部の前記中心電極と対向する側の面である他端部内面と、前記貴金属チップの対向面とは反対側の底面との抵抗溶接を行って、前記貴金属チップの底部にその貴金属チップの外径を膨らませた鍔部を形成する抵抗溶接工程と、前記貴金属チップの前記鍔部の全周にわたってレーザ光の照射を行って、前記貴金属チップと前記接地電極との溶接を行うレーザ溶接工程と、を備えている。
【０００８】
また、請求項２に係る発明のスパークプラグの製造方法は、自身の先端部に柱状の貴金属チップを溶接した中心電極と、軸線方向に軸孔を有し、前記中心電極を前記軸孔の先端側で保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部が前記中心電極に対向する接地電極と、を備え、前記中心電極の先端部と前記貴金属チップとの溶融部と、前記貴金属チップの非溶融部との境界面より、溶融部の内部方向へ略０．０５ｍｍ離れた位置における貴金属の含有率が６０％以上となるスパークプラグの製造方法であって、前記中心電極の先端部と、前記貴金属チップの前記接地電極に対向する対向面とは反対側の底面との抵抗溶接を行って、前記貴金属チップの底部にその貴金属チップの外径を膨らませた鍔部を形成する抵抗溶接工程と、前記貴金属チップの前記鍔部の全周にわたってレーザ光の照射を行って、前記貴金属チップと前記中心電極との溶接を行うレーザ溶接工程と、を備えている。
【０００９】
また、請求項３に係る発明のスパークプラグの製造方法は、請求項１または２に記載の発明の構成に加え、前記抵抗溶接工程では、前記貴金属チップの軸線方向における前記鍔部の断面積が、前記対向面の面積の１．３倍以上となるように、前記貴金属チップの抵抗溶接が行われることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に係る発明のスパークプラグの製造方法は、中心電極と、軸線方向に軸孔を有し、前記中心電極を前記軸孔の先端側で保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部に、前記中心電極と対向する柱状の貴金属チップと、前記貴金属チップと自身との間に、前記貴金属チップと自身との間の熱膨張率を持つ台座チップとをそれぞれ溶接した接地電極と、を備え、前記貴金属チップと前記接地電極の他端部との溶融部と、前記貴金属チップの非溶融部との境界面より、溶融部の内部方向へ略０．０５ｍｍ離れた位置における貴金属の含有率が６０％以上となるスパークプラグの製造方法であって、前記接地電極の他端部の前記中心電極と対向する側の面である他端部内面に接合された前記台座チップと、前記貴金属チップの対向面とは反対側の底面との抵抗溶接を行って、前記貴金属チップの底部にその貴金属チップの外径を膨らませた鍔部を形成する抵抗溶接工程と、前記貴金属チップの前記鍔部の全周にわたってレーザ光の照射を行って、前記貴金属チップと前記接地電極との溶接を行うレーザ溶接工程と、を備えている。
【００１１】
また、請求項５に係る発明のスパークプラグの製造方法は、自身の先端部に柱状の貴金属チップと、前記貴金属チップと自身との間に、前記貴金属チップと自身との間の熱膨張率を持つ台座チップとを溶接した中心電極と、軸線方向に軸孔を有し、前記中心電極を前記軸孔の先端側で保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部が前記中心電極に対向する接地電極と、を備え、前記中心電極の先端部と前記貴金属チップとの溶融部と、前記貴金属チップの非溶融部との境界面より、溶融部の内部方向へ略０．０５ｍｍ離れた位置における貴金属の含有率が６０％以上となるスパークプラグの製造方法であって、前記中心電極の先端部に接合された前記台座チップと、前記貴金属チップの前記接地電極に対向する対向面とは反対側の底面との抵抗溶接を行って、前記貴金属チップの底部にその貴金属チップの外径を膨らませた鍔部を形成する抵抗溶接工程と、前記貴金属チップの前記鍔部の全周にわたってレーザ光の照射を行って、前記貴金属チップと前記接地電極との溶接を行うレーザ溶接工程と、を備えている。
【００１２】
また、請求項６に係る発明のスパークプラグの製造方法は、中心電極と、軸線方向に軸孔を有し、前記中心電極を前記軸孔の先端側で保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部に、前記中心電極と対向する柱状の貴金属チップと、前記貴金属チップと自身との間に、前記貴金属チップと自身との間の熱膨張率を持つ台座チップとをそれぞれ溶接した接地電極と、を備え、前記貴金属チップと前記接地電極の他端部との溶融部と、前記貴金属チップの非溶融部との境界面より、溶融部の内部方向へ略０．０５ｍｍ離れた位置における貴金属の含有率が６０％以上となるスパークプラグの製造方法であって、前記接地電極の他端部の前記中心電極と対向する側の面である他端部内面と、前記貴金属チップの対向面とは反対側の底面に接合された前記台座チップとの抵抗溶接を行って、前記貴金属チップの底部にその貴金属チップの外径を膨らませた鍔部を形成する抵抗溶接工程と、前記貴金属チップの前記鍔部の全周にわたってレーザ光の照射を行って、前記貴金属チップと前記接地電極との溶接を行うレーザ溶接工程と、を備えている。
【００１３】
また、請求項７に係る発明のスパークプラグの製造方法は、自身の先端部に柱状の貴金属チップと、前記貴金属チップと自身との間に、前記貴金属チップと自身との間の熱膨張率を持つ台座チップとを溶接した中心電極と、軸線方向に軸孔を有し、前記中心電極を前記軸孔の先端側で保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部が前記中心電極に対向する接地電極と、を備え、前記中心電極の先端部と前記貴金属チップとの溶融部と、前記貴金属チップの非溶融部との境界面より、溶融部の内部方向へ略０．０５ｍｍ離れた位置における貴金属の含有率が６０％以上となるスパークプラグの製造方法であって、前記中心電極の先端部と、前記貴金属チップの前記接地電極に対向する対向面とは反対側の底面に接合された前記台座チップとの抵抗溶接を行って、前記貴金属チップの底部にその貴金属チップの外径を膨らませた鍔部を形成する抵抗溶接工程と、前記貴金属チップの前記鍔部の全周にわたってレーザ光の照射を行って、前記貴金属チップと前記接地電極との溶接を行うレーザ溶接工程と、を備えている。
【００１４】
また、請求項８に係る発明のスパークプラグの製造方法は、請求項４乃至７のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記抵抗溶接工程では、前記貴金属チップの軸線方向における前記鍔部の断面積が、前記対向面の面積の１．２倍以上となるように、前記貴金属チップの抵抗溶接が行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明者等の実験によれば、その溶融部と貴金属チップ側の非溶融部との境界面よりも溶融部の内部側へ略０．０５ｍｍ離れた位置において、貴金属の含有量が６０％以上であれば、接合強度を維持することができ、境界面におけるクラックの発生が抑制されることがわかった。
【００１６】
そこで、請求項１に係る発明のスパークプラグの製造方法では、接地電極の他端部内面に接合する貴金属チップの底部に鍔部を形成し、その鍔部にレーザ光の照射を行って貴金属チップと接地電極とのレーザ溶接を行うので、レーザ光が照射された溶融部において貴金属含有量を６０％以上とすることができ、溶融部と非溶融部との間で剥離が発生することを防止することができる。
【００１７】
また、請求項２に係る発明のスパークプラグの製造方法では、中心電極の先端部に接合する貴金属チップの底部に鍔部を形成し、その鍔部にレーザ光の照射を行って貴金属チップと中心電極とのレーザ溶接を行うので、レーザ光が照射され両者が溶融された溶融部において貴金属含有量を６０％以上とすることができ、溶融部と非溶融部との間で剥離が発生することを防止することができる。
【００１８】
また、請求項３に係る発明のスパークプラグの製造方法では、請求項１または２に係る発明の効果に加え、貴金属チップの鍔部の断面積を対向面の面積の１．３倍以上とすれば、レーザ溶接後の溶融部における貴金属含有量を確実に６０％以上とすることができ、溶融部と非溶融部との間で剥離が発生することを防止することができる。なお、貴金属チップの鍔部の断面積とは、抵抗溶接後の鍔部の最大径のことをいう。
【００１９】
また、請求項４に係る発明のスパークプラグの製造方法では、接地電極の他端部内面に接合する貴金属チップの底部に鍔部を形成し、その鍔部にレーザ光の照射を行って貴金属チップと接地電極とのレーザ溶接を行うので、レーザ光が照射された溶融部において貴金属含有量を６０％以上とすることができ、溶融部と非溶融部との間で剥離が発生することを防止することができる。さらに、鍔部の形成時に両者間に介在させた台座チップが鍔部を覆うようにして押しつぶされるので、鍔部の膨らみをあまり大きくしなくとも、レーザ光が照射され両者が溶融された溶融部において貴金属含有量を６０％以上とすることができ、溶融部と非溶融部との間で剥離が発生することを効果的に防止することができる。
【００２０】
また、請求項５に係る発明のスパークプラグの製造方法では、中心電極の先端部に接合する貴金属チップの底部に鍔部を形成し、その鍔部にレーザ光の照射を行って貴金属チップと中心電極とのレーザ溶接を行うので、レーザ光が照射され両者が溶融された溶融部において貴金属含有量を６０％以上とすることができ、溶融部と非溶融部との間で剥離が発生することを防止することができる。さらに、鍔部の形成時に両者間に介在させた台座チップが鍔部を覆うようにして押しつぶされるので、鍔部の膨らみをあまり大きくしなくとも、レーザ光が照射され両者が溶融された溶融部において貴金属含有量を６０％以上とすることができ、溶融部と非溶融部との間で剥離が発生することを効果的に防止することができる。
【００２１】
また、請求項６に係る発明のスパークプラグの製造方法では、接地電極の他端部内面に接合する貴金属チップの底部に鍔部を形成し、その鍔部にレーザ光の照射を行って貴金属チップと接地電極とのレーザ溶接を行うので、レーザ光が照射された溶融部において貴金属含有量を６０％以上とすることができ、溶融部と非溶融部との間で剥離が発生することを防止することができる。さらに、鍔部の形成時に両者間に介在させた台座チップが鍔部を覆うようにして押しつぶされるので、鍔部の膨らみをあまり大きくしなくとも、レーザ光が照射され両者が溶融された溶融部において貴金属含有量を６０％以上とすることができ、溶融部と非溶融部との間で剥離が発生することを効果的に防止することができる。
【００２２】
また、請求項７に係る発明のスパークプラグの製造方法では、中心電極の先端部に接合する貴金属チップの底部に鍔部を形成し、その鍔部にレーザ光の照射を行って貴金属チップと中心電極とのレーザ溶接を行うので、レーザ光が照射され両者が溶融された溶融部において貴金属含有量を６０％以上とすることができ、溶融部と非溶融部との間で剥離が発生することを防止することができる。さらに、鍔部の形成時に両者間に介在させた台座チップが鍔部を覆うようにして押しつぶされるので、鍔部の膨らみをあまり大きくしなくとも、レーザ光が照射され両者が溶融された溶融部において貴金属含有量を６０％以上とすることができ、溶融部と非溶融部との間で剥離が発生することを効果的に防止することができる。
【００２３】
また、請求項８に係る発明のスパークプラグの製造方法では、請求項４乃至７のいずれかに係る発明の効果に加え、台座チップを介在させることで、貴金属チップの鍔部の断面積を対向面の面積の１．２倍以上とすれば、レーザ溶接後の溶融部における貴金属含有量を確実に６０％以上とすることができ、溶融部と非溶融部との間で剥離が発生することを防止することができる。
【００２４】
なお、前記抵抗溶接工程において、前記接地電極の他端部内面、または前記中心電極の先端部に抵抗溶接される前記貴金属チップの突出寸法は、０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の大きさであり、その軸線方向の横断面の断面積は、０．１２ｍｍ２以上１．１５ｍｍ２以下であることが望ましい。貴金属チップの突出寸法が０．３ｍｍより小さければ、内燃機関の燃焼室内で点火時にかかる負荷の影響が小さいため、溶融部と非溶融部との間で剥離は発生しにくい。また、貴金属チップの突出寸法を１．５ｍｍより大きくした場合、火花放電間隙で形成される火炎核に対する消炎作用の低減の効果がそれ以上向上せず、耐火花消耗性が低下する。また、貴金属チップの断面積を０．１２ｍｍ２より小さくすると、火花放電間隙で形成される火炎核の熱を、接地電極あるいは中心電極に効果的に逃がすことが難しくなり、耐火花消耗性が低下する。また、貴金属チップの断面積を１．１５ｍｍ２より大きくすれば、貴金属チップと接地電極あるいは中心電極との接合部分において、抵抗溶接による部分に対してレーザ溶接による部分の割合が少なくなるため、たとえ剥離が生じても両者間の接合に影響を及ぼしにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化したスパークプラグの製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、第１の実施の形態におけるスパークプラグの一例としてのスパークプラグ１００の構造について説明する。図１は、スパークプラグ１００の部分断面図である。
【００２６】
図１に示すように、スパークプラグ１００は、概略、絶縁体を構成する絶縁碍子１と、絶縁碍子１の長手方向略中央部に設けられ、この絶縁碍子１を保持する主体金具５と、絶縁碍子１内に軸線方向に保持された中心電極２と、主体金具５の先端部５７に一端部（基部６２）を溶接され、他端部（先端部６１）が中心電極２の先端部２２に対向する接地電極６０と、中心電極２の上端部に設けられた端子金具４とから構成されている。
【００２７】
次に、このスパークプラグ１００の絶縁体を構成する絶縁碍子１について説明する。絶縁碍子１は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その後端部（図１における上部）には、沿面距離を稼ぐためのコルゲーション１１が形成されている。また、絶縁碍子１の先端部（図１における下部）には、内燃機関の燃焼室に曝される脚長部１３が設けられている。さらに、絶縁碍子１の軸中心には中心貫通孔１２が形成され、この中心貫通孔１２には中心電極２が保持されている。中心電極２は、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル系合金等からなる電極母材２１を少なくとも表層部に有している。なお、中心貫通孔１２が、本発明における「軸孔」に相当する。
【００２８】
中心電極２の先端部２２は絶縁碍子１の先端面から突出しており、先端側に向かって径小となるように形成されている。その先端部２２の先端面２５には、柱状の貴金属チップ９０が、中心電極２の軸線方向に溶接されている。また、中心電極２は、中心貫通孔１２の内部に設けられたシール体１４およびセラミック抵抗３を経由して、上方の端子金具４に電気的に接続されている。そして端子金具４には高圧ケーブル（図示外）がプラグキャップ（図示外）を介して接続され、高電圧が印加されるようになっている。
【００２９】
次に、主体金具５について説明する。図１に示すように、主体金具５は、絶縁碍子１を保持し、図示外の内燃機関にスパークプラグ１００を固定するためのものである。絶縁碍子１は主体金具５に囲まれて支持されている。主体金具５は低炭素鋼材で形成され、図示外のスパークプラグレンチが嵌合する工具係合部である六角部５１と、図示外の内燃機関上部に設けられたエンジンヘッドに螺合するねじ部５２とを備えている。このねじ部５２の規格の一例としては、Ｍ１４等が用いられる。主体金具５は、かしめ部５３をかしめることにより、板パッキン８を介して段部５６に絶縁碍子１が支持されて、主体金具５と絶縁碍子１とが一体にされる。かしめによる密閉を完全なものとするため、主体金具５と絶縁碍子１との間に環状のリング部材６，７が介在され、リング部材６，７の間にはタルク（滑石）９の粉末が充填されている。また、主体金具５の中央部には鍔部５４が形成され、ねじ部５２の後端部側（図１における上部）近傍、すなわち鍔部５４の座面５５にはガスケット１０が嵌挿されている。なお、六角部５１の対辺寸法は、一例として１６ｍｍであり、主体金具５の座面５５から先端部５７までの長さは、一例として１９ｍｍである。
【００３０】
次に、接地電極６０について説明する。接地電極６０は、耐腐食性の高い金属から構成され、一例として、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル合金が用いられる。この接地電極６０は自身の長手方向の横断面が略長方形を有しており、基部６２が主体金具５の先端部５７に溶接により接合されている。また、接地電極６０の先端部６１は、中心電極２の先端部２２に対向するように屈曲されている。この中心電極２に対向する側の面である接地電極６０の内面６３は、中心電極２の軸線方向に略直交している。この内面６３には前記同様の円柱状の貴金属チップ９０が突設され、その貴金属チップ９０の対向面９１が、中心電極２の貴金属チップ９０の対向面９１に対向されている。対向面９１同士は、貴金属チップ９０の軸線方向に対して直交する平面となっている。
【００３１】
貴金属チップ９０には、その一例として耐消耗性に優れたプラチナを主成分とするプラチナ−ロジウム合金が用いられている。なお、この貴金属チップ９０には、プラチナを主成分として、イリジウム、ニッケル、タングステン、パラジウム、ルテニウム、オスミウムのうち少なくとも一つが添加された合金を用いてもよい。あるいは、イリジウムを主成分として、ロジウム、プラチナ、ニッケル、タングステン、パラジウム、ルテニウム、オスミウムのうち少なくとも一つが添加された合金を用いてもよい。貴金属チップ９０としてこれらの貴金属からなる合金を用いるのは、耐消耗性を高めるためである。
【００３２】
［実施例１］
まず、実施例１では、剥離を防止するための貴金属含有量を調べた。図２は、溶融部８０の測定部位の貴金属含有量と剥離の発生の有無との関係を示す表である。
【００３３】
なお、このときの実験条件は、以下の通りである。貴金属チップ９０は、その外径が、０．７ｍｍ、高さが０．８ｍｍのプラチナ−ロジウム合金製である。また、接地電極６０は、その幅（短手方向の長さ）が２．５ｍｍ、厚みが１．４ｍｍのニッケル系合金製である。この貴金属チップ９０を接地電極６０の内面６３に当接させ、１０００Ａの電流を印加して抵抗溶接を行って仮接合した。さらに、仮接合された貴金属チップ９０の全周にわたって、レーザパルスエネルギーが２Ｊ、パルス幅２ｍｓｅｃのＹＡＧレーザを照射して、レーザ溶接を行った。そして、この貴金属チップ９０が接合された接地電極６０に対して１０００℃による加熱を２分間行った後、自然冷却を１分間行い、これを１サイクルとして１０００サイクルの冷熱試験を行った。これを１０００個のサンプルについて行った。その後、冷熱試験後に採取したサンプルより、貴金属チップ９０と溶融部８０との境界面８３から溶融部８０の内部方向に向かって略０．０５ｍｍ離れた位置（測定部位）における貴金属含有量と、境界面８３における剥離性との関係を調べた結果を図２に示す。なお、貴金属含有量は、スパークプラグ１００を軸線を通る断面にて切断し、その切断面にて測定部位をＥＰＭＡやＳＥＭ等を使用して計測している。
【００３４】
図２に示すように、溶融部８０の測定部位の貴金属含有量が５％以上５０％未満であった場合、冷熱試験後に、溶融部８０と非溶融部９５との間には必ず裂け目（クラック）が生じ、剥離が発生した。また、溶融部８０の測定部位の貴金属含有量が５０％以上６０％未満であった場合、剥離が発生したものもあれば、発生しなかったものもあった。さらに、溶融部８０の測定部位の貴金属含有量が６０％以上９５％未満であった場合、剥離は発生しなかった。これにより、第１の実施の形態において、溶融部８０の測定部位における貴金属含有量が６０％以上であれば、溶融部８０と非溶融部９５との間の剥離は発生しないことがわかった。なお、実施例１では貴金属チップ９０と接地電極６０との間の溶接部分について行った実験を例として挙げたが、貴金属チップ９０と中心電極２との間の溶接部分についても同様である。
【００３５】
そこで、溶融部８０の測定部位の貴金属含有量を増やすため、第１の実施の形態では、貴金属チップ９０と、接地電極６０，中心電極２のそれぞれとの接合を、以下の溶接工程を実施することによって行っている。まず、図３〜図５を参照して、貴金属チップ９０と接地電極６０の内面６３との接合について説明する。図３〜図５は、第１の実施の形態における接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【００３６】
まず、主体金具５に接地電極６０が接合されたスパークプラグ１００が溶接治具（図示外）に保持され、貴金属チップ９０を保持した溶接治具の溶接電極８５による溶接位置の位置決めが行われる。接地電極６０はあらかじめ非屈曲状態で主体金具５に接合されており、接地電極６０の内面６３と、中心電極２の軸線を含み内面６３に直交する面との交線上で、貴金属チップ９０の位置決めが行われる。
【００３７】
そして、図３に示すように、内面６３に対して位置決めされた貴金属チップ９０は、溶接電極８５によって、対向面９１とは反対側の底面９２が内面６３に対して押圧された状態で、抵抗溶接が行われる（抵抗溶接工程）。このとき、貴金属チップ９０の底面９２付近（底部）を除く部分は溶接電極８５によって保持されており、貴金属チップ９０が内面６３に向けて押圧されることで貴金属チップ９０の露出した部分は膨らみ、鍔部９４が形成される。
【００３８】
なお、この内面６３に向けて押圧される貴金属チップ９０の抵抗溶接時に、貴金属チップ９０には、後述する実験結果（実施例２）に基づいて、貴金属チップ９０の鍔部９４の断面積（図中Ａで示す鍔部９４の外径が最大となる部分における貴金属チップ９０の軸線方向横断面の面積）が円柱状の貴金属チップ９０の対向面９１の面積の１．３倍以上となるように、押圧力が与えられる。
【００３９】
次に、図５に示すように、貴金属チップ９０の鍔部９４へのレーザ光の照射が行われる。レーザ溶接は公知のＹＡＧレーザによって行われ、貴金属チップ９０の全周にわたって溶接が行われる（レーザ溶接工程）。このとき、レーザ光が照射された部分には、鍔部９４と接地電極６０の内面６３とが溶融した溶融部８０が形成される。この溶融部８０では、両者を形成する各々の材料が溶け合って混合される。このとき、貴金属チップ９０の膨らんだ鍔部９４を主に溶かし込むようにレーザ溶接が行われるので、溶融部８０は、鍔部９４を形成する材料、すなわち貴金属が多く溶け込んだ状態となる。
【００４０】
［実施例２］
ここで、貴金属チップ９０の対向面９１の面積に対する鍔部９４の断面積と、溶融部８０の測定部位の貴金属含有率との関係について、図６を参照して説明する。図６は、貴金属チップ９０の鍔部９４の膨らみ量と、溶融部８０の測定部位の貴金属含有率との関係を示す表である。
【００４１】
第１の実施の形態では、実施例２として、以下のような実験を行った。抵抗溶接時に貴金属チップ９０の鍔部９４を、貴金属チップ９０の対向面９１の面積に対する鍔部９４の断面積の割合（以下、「膨らみ量」という。）を１倍から１．５倍の範囲とした場合において、溶融部８０の測定部位の貴金属含有率を調べた。このときの各実験条件は、以下の通りである。貴金属チップ９０は、その外径が、０．７ｍｍ、高さが０．８ｍｍのプラチナ−ロジウム合金製である。これを荷重１５０Ｎにてニッケル系合金製の接地電極６０の内面６３に押し当て、１０００Ａの電流を印加して抵抗溶接を行った。また、レーザ溶接は、レーザパルスエネルギーが２Ｊ、パルス幅２ｍｓｅｃのＹＡＧレーザによって行った。これを図６の表に示す、各膨らみ量ごとに、例えば１０００個のサンプルについて溶融部８０の測定部位の貴金属含有率を調べ、分別した。
【００４２】
図６に示すように、膨らみ量が１倍、すなわち膨らみがない場合、溶融部８０の測定部位の貴金属含有量は全サンプルにおいて６０％未満であった。また、膨らみ量が１．０５倍，１．１倍，１．１５倍，１．２倍，１．２５倍であるとき、溶融部８０の測定部位の貴金属含有量は６０％以上のものと未満のものとが混在した。また、膨らみ量が１．３倍，１．３５倍，１．４倍，１．４５倍，１．５倍であるとき、溶融部８０の測定部位の貴金属含有量は全サンプルにおいて６０％以上となった。
【００４３】
以上の実験結果より、鍔部９４を形成することで、溶融部８０の測定部位における貴金属含有量が６０％以上となることがわかる。さらに、膨らみ量、すなわち貴金属チップ９０の対向面９１の面積に対する鍔部９４の断面積が１．３倍以上であれば、溶融部８０の測定部位における貴金属含有量が確実に６０％以上となることがわかる。従って、抵抗溶接工程において鍔部９４の膨らみ量が１．３倍以上となるように貴金属チップ９０の抵抗溶接を行えば、上記のレーザ溶接工程を経て接地電極６０の内面６３に接合される貴金属チップ９０は、その溶融部８０の測定部位において貴金属含有率が確実に６０％以上となる。これにより、第１の実施の形態のスパークプラグの製造方法によれば、貴金属チップ９０と接地電極６０との溶融部８０と、貴金属チップ９０の非溶融部９５との境界面８３において、両者間の剥離を防止することができる。
【００４４】
以上、接地電極６０の内面６３に貴金属チップ９０を接合する場合について説明したが、中心電極２の先端部２２の先端面２５に貴金属チップ９０を溶接する場合も、上記同様である。以下、図７を参照して説明する。図７は、第１の実施の形態における中心電極２の先端面２５への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【００４５】
接地電極６０の内面６３に貴金属チップ９０を接合する場合と同様に、スパークプラグ１００が溶接治具（図示外）に保持され、貴金属チップ９０の溶接位置の位置決めが行われる。そして、抵抗溶接工程において底部に鍔部９４が形成される。このとき、前記同様、貴金属チップ９０の鍔部９４の膨らみ量が１．３倍以上となるように、抵抗溶接が行われる。
【００４６】
次に、図７に示すように、レーザ溶接工程において、前記同様、貴金属チップ９０の鍔部９４へのレーザ光の照射が行われる。このとき、鍔部９４の膨らみ量が１．３倍以上となっているので、実施例２で示すように、レーザ溶接後の溶融部８０の測定部位における貴金属含有量は確実に６０％以上となる。すなわち、実施例１で示すように、貴金属チップ９０と中心電極２との溶融部８０と、貴金属チップ９０の非溶融部９５との境界面８３において、両者間の剥離を防止することができる。
【００４７】
次に、本発明の第２の実施の形態のスパークプラグ２００について説明する。なお、スパークプラグ２００は、上述したスパークプラグ１００の接地電極６０と貴金属チップ９０との接合部が異なる形態であり、その接合部の要部拡大断面図を図８に示す。上記接合部以外については、第１の実施の形態のスパークプラグ１００と同様の構成であり、同一部分に関しては同一符号で示しており、接地電極６０と貴金属チップ９０との接合部について主に説明する。
【００４８】
図８に示すように、スパークプラグ２００は、接地電極６０の先端部６１に貴金属チップ９０が台座チップ７５を介して接合されている。この台座チップ７５は、接地電極６０と貴金属チップ９０との間の熱膨張率を有しており、具体的には、プラチナ−ニッケル合金等が挙げられる。接地電極６０と貴金属チップ９０とが台座チップ７５を介することで、貴金属チップ９０の接地電極６０に対する接合強度がより向上する。
【００４９】
次に、第２の実施の形態のスパークプラグの製造方法について説明する。第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、接地電極６０の内面６３、および中心電極２の先端部２２の先端面２５への貴金属チップ９０の溶接を行う。この際に、貴金属チップ９０の熱膨張率と、中心電極２または接地電極６０の熱膨張率との間の熱膨張率を有する台座チップ７５を、両者間に介在させる。まず、第２の実施の形態における接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の溶接工程について、図９〜図１２を参照して説明する。図９〜図１２は、第２の実施の形態における接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【００５０】
第２の実施の形態のスパークプラグ２００の製造方法では、第１の実施の形態と同様に、スパークプラグ２００が溶接治具（図示外）に保持され、貴金属チップ９０の溶接位置の位置決めが行われる。このとき、貴金属チップ９０の溶接位置として決定された接地電極６０の内面６３上の位置には、あらかじめ台座チップ７５が載置される。そして、図９に示すように、溶接電極８６によって台座チップ７５の抵抗溶接が行われ、内面６３に仮接合される。
【００５１】
図１０〜図１２で示す、貴金属チップ９０の抵抗溶接工程、およびレーザ溶接工程については、第１の実施の形態と略同様である。なお、第１の実施の形態では、接地電極６０の内面６３に対して位置決めを行い、その内面６３に対して抵抗溶接を行ったが、第２の実施の形態では、台座チップ７５に対して位置決めを行い、その台座チップ７５に対して抵抗溶接を行っている。このとき、図１１に示す、台座チップ７５を介して接地電極６０の内面６３に仮接合された貴金属チップ９０の鍔部９４の膨らみ量が、後述する実験結果（実施例３）に基づき、円柱状の貴金属チップ９０の対向面９１の面積の１．２倍以上となるように、この抵抗溶接時に押圧力が与えられる。なお、この場合の膨らみ量の基準となる貴金属チップ９０の鍔部９４の断面積とは、図中Ｂで示す鍔部９４の外径が最大となる部分における貴金属チップ９０の軸線方向横断面の面積である。台座チップ７５は、貴金属チップ９０の鍔部９４を取り囲むように押しつぶされることとなる。
【００５２】
［実施例３］
ここで、貴金属チップ９０の対向面９１の面積に対する鍔部９４の断面積と、溶融部８０の測定部位の貴金属含有率との関係について、図１３を参照して説明する。図１３は、貴金属チップ９０の鍔部９４の膨らみ量と、溶融部８０の測定部位の貴金属含有率との関係を示す表である。
【００５３】
第２の実施の形態では、実施例３として、以下のような実験を行った。台座チップ７５を介在させた状態で貴金属チップ９０の抵抗溶接を行ったときの貴金属チップ９０の鍔部９４の膨らみ量を１倍から１．５倍の範囲で膨らませた場合において、溶融部８０の測定部位の貴金属含有率を調べた。このときの各実験条件は、以下の通りである。台座チップ７５は、円形ディスク状のチップであり、直径が１ｍｍ、厚みが０．１ｍｍのプラチナ−ニッケル合金製である。その他の実験条件は、実施例２と同様である。そして、図１３の表に示す、各膨らみ量ごとに、例えば１０００個のサンプルについて溶融部８０の測定部位における貴金属含有率を調べ、分別した。
【００５４】
図１３に示すように、膨らみ量が１倍、すなわち膨らみがない場合、溶融部８０の測定部位の貴金属含有量は全サンプルにおいて６０％未満であった。また、膨らみ量が１．０５倍，１．１倍，１．１５倍であるとき、溶融部８０の測定部位の貴金属含有量は６０％以上のものと未満のものとが混在した。また、膨らみ量が１．２倍，１．２５倍，１．３倍，１．３５倍，１．４倍，１．４５倍，１．５倍であるとき、溶融部８０の測定部位の貴金属含有量は全サンプルにおいて６０％以上となった。
【００５５】
以上の実験結果より、鍔部９４を形成することで、溶融部８０の測定部位における貴金属含有量が６０％以上となることがわかる。さらに、貴金属チップ９０の鍔部９４の膨らみ量が１．２倍以上であれば、貴金属を含む台座チップ７５が介在したまま形成された溶融部８０の測定部位における貴金属含有量が確実に６０％以上となることがわかる。従って、抵抗溶接工程において、鍔部９４の膨らみ量が１．２倍以上となるように貴金属チップ９０の抵抗溶接を行えば、前記したレーザ溶接工程において、台座チップ７５を介在させて接地電極６０に接合される貴金属チップ９０は、その溶融部８０の測定部位の貴金属含有率が確実に６０％以上となる。これにより、第２の実施の形態のスパークプラグの製造方法によれば、貴金属チップ９０と接地電極６０との溶融部８０と、貴金属チップ９０の非溶融部９５との境界面８３において、両者間の剥離を防止することができる。
【００５６】
以上、接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の接合について説明したが、中心電極２の先端部２２の先端面２５に貴金属チップ９０を溶接する場合も、上記同様である。以下、図１４を参照して説明する。図１４は、第２の実施の形態における中心電極２の先端面２５への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【００５７】
接地電極６０の内面６３に貴金属チップ９０を接合する場合と同様に、スパークプラグ２００が溶接治具（図示外）に保持され、貴金属チップ９０の溶接位置の位置決めが行われる。このとき、貴金属チップ９０の溶接位置として決定された先端面２５上の位置にはあらかじめ台座チップ７５が載置され、抵抗溶接によってその先端面２５上に接合される。
【００５８】
次に、前記同様の抵抗溶接工程によって、中心電極２への貴金属チップ９０の仮接合が行われる。この抵抗溶接工程では、台座チップ７５を介して先端面２５に仮接合された貴金属チップ９０の鍔部９４の膨らみ量が１．２倍以上となるように、貴金属チップ９０に押圧力が与えられる。台座チップ７５は、貴金属チップ９０の鍔部９４を取り囲むように押しつぶされることとなる。そして、図１４に示すように、レーザ溶接工程によって鍔部９４の全周にわたってレーザ光が照射され、中心電極２への貴金属チップ９０の接合が行われる。
【００５９】
抵抗溶接工程において鍔部９４の膨らみ量が１．２倍以上となるように鍔部９４の形成が行われるので、レーザ溶接工程において形成される溶融部８０の測定部位における貴金属含有量は、実施例３に基づき確実に６０％以上となる。すなわち、実施例１で示すように、貴金属チップ９０と中心電極２との溶融部８０と、貴金属チップ９０の非溶融部９５との境界面８３において、両者間の剥離を防止することができる。
【００６０】
次に、第３の実施の形態のスパークプラグの製造方法について説明する。第３の実施の形態はスパークプラグ２００の他の実施の形態である。第３の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、接地電極６０の内面６３、および中心電極２の先端部２２の先端面２５への貴金属チップ９０の溶接を行う。この際に、第２の実施の形態と同様に、貴金属チップ９０の熱膨張率と、中心電極２または接地電極６０の熱膨張率との間の熱膨張率を有する台座チップ７５を、両者間に介在させる。まず、第３の実施の形態における接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の溶接工程について、図１５〜図１７を参照して説明する。図１５〜図１７は、第３の実施の形態における接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【００６１】
第３の実施の形態のスパークプラグ２００の製造方法では、第１の実施の形態と同様に、スパークプラグ２００が溶接治具（図示外）に保持され、貴金属チップ９０の溶接位置の位置決めが行われる。このとき、第２の実施の形態と同様の台座チップ７５があらかじめ底面９２に接合された貴金属チップ９０を、第１の実施の形態と同様の溶接電極８５に保持させる。
【００６２】
そして、図１５に示すように、第２の実施の形態と同様に、溶接電極８５によって貴金属チップ９０の底面９２が接地電極６０の内面６３に対し押圧された状態で、台座チップ７５をその間に介在させたまま抵抗溶接が行われる。このとき、図１６に示すように、第２の実施の形態と同様に、貴金属チップ９０の鍔部９４の膨らみ量が１．２倍以上となるように、貴金属チップ９０には押圧力が与えられる。台座チップ７５は、鍔部９４を取り囲むように押しつぶされることとなる。
【００６３】
次いで行われる図１７に示す、貴金属チップ９０のレーザ溶接工程については、第１の実施の形態と同様である。なお、台座チップ７５を介在させることによって、上記した実施例３に基づき、貴金属チップ９０の鍔部９４の膨らみ量を１．２倍以上とすれば、溶融部８０の測定部位の貴金属含有量が確実に６０％以上となることは、第２の実施の形態と同様である。
【００６４】
抵抗溶接工程において鍔部９４の膨らみ量が１．２倍以上となるように鍔部９４の形成が行われるので、レーザ溶接工程において形成される溶融部８０の測定部位における貴金属含有量は、実施例３に基づき確実に６０％以上となる。これにより、第３の実施の形態のスパークプラグの製造方法によれば、実施例１で示すように、貴金属チップ９０と接地電極６０との溶融部８０と、貴金属チップ９０の非溶融部９５との境界面８３において、両者間の剥離を防止することができる。
【００６５】
以上、接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の接合について説明したが、中心電極２の先端部２２の先端面２５に貴金属チップ９０を溶接する場合も、上記同様である。以下、図１８を参照して説明する。図１８は、第３の実施の形態における中心電極２の先端面２５への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【００６６】
接地電極６０の内面６３に貴金属チップ９０を接合する場合と同様に、スパークプラグ２００が溶接治具（図示外）に保持され、貴金属チップ９０の溶接位置の位置決めが行われる。このとき、第２の実施の形態と同様の台座チップ７５があらかじめ底面９２に接合された貴金属チップ９０を、第１の実施の形態と同様の溶接電極８５に保持させる。
【００６７】
次に、前記同様の抵抗溶接工程によって、中心電極２への貴金属チップ９０の仮接合が行われる。この抵抗溶接工程では、台座チップ７５を介して先端面２５に仮接合される貴金属チップ９０の鍔部９４の膨らみ量が１．２倍以上となるように、貴金属チップ９０に押圧力が与えられる。台座チップ７５は、貴金属チップ９０の鍔部９４を取り囲むように押しつぶされることとなる。そして、図１８に示すように、レーザ溶接工程によって鍔部９４の全周にわたってレーザ光が照射され、中心電極２への貴金属チップ９０の接合が行われる。
【００６８】
抵抗溶接工程において鍔部９４の膨らみ量が１．２倍以上となるように鍔部９４の形成が行われるので、レーザ溶接工程において形成される溶融部８０の測定部位における貴金属含有量は、実施例３に基づき確実に６０％以上となる。すなわち、実施例１で示すように、貴金属チップ９０と中心電極２との溶融部８０と、貴金属チップ９０の非溶融部９５との境界面８３において、両者間の剥離を防止することができる。
【００６９】
以上説明したように、第１の実施の形態におけるスパークプラグの製造方法では、貴金属チップ９０を接地電極６０の内面６３、または中心電極２の先端部２２の先端面２５に抵抗溶接によって仮接合し、レーザ溶接を行って接合している。抵抗溶接の際には、貴金属チップ９０を内面６３または先端面２５に対して押圧し、膨らみ量が１．３倍以上となるように鍔部９４を形成する。そして、レーザ溶接の際に、レーザ光をその鍔部９４に対して照射することで、貴金属チップ９０と溶融部８０との境界面８３から溶融部８０の内部方向に向かって略０．０５ｍｍ離れた位置（測定部位）における貴金属含有量が確実に６０％以上となるようにしている。これにより、貴金属チップ９０と中心電極２との溶融部８０と、貴金属チップ９０の非溶融部９５との境界面８３において、両者間の剥離を防止することができる。
【００７０】
また、第２の実施の形態におけるスパークプラグの製造方法では、貴金属チップ９０の熱膨張率と接地電極６０の熱膨張率との間の熱膨張率を有する台座チップ７５を、接地電極６０の内面６３、あるいは中心電極２の先端面２５に仮接合する。そして、この台座チップ７５を貴金属チップ９０と接地電極６０あるいは中心電極２との間に介在させて、貴金属チップ９０の抵抗溶接を行う。台座チップ７５もまた貴金属を含むため、貴金属チップ９０に形成させる鍔部９４の膨らみ量が１．２倍以上あれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。従って、貴金属チップ９０の抵抗溶接時に必要な押圧力あるいは処理に要する時間を減らすことができる。
【００７１】
また、第３の実施の形態におけるスパークプラグの製造方法では、第２の実施の形態と同様に、台座チップ７５を貴金属チップ９０と接地電極６０あるいは中心電極２との間に介在させるが、その台座チップ７５を貴金属チップ９０の底面９２にあらかじめ接合させておく。そして、第２の実施の形態と同様に、貴金属チップ９０と接地電極６０あるいは中心電極２との抵抗溶接時に鍔部９４を形成し、両者をレーザ溶接によって接合させる。台座チップ７５を介在させるため、形成する鍔部９４の膨らみ量が１．２倍以上あれば足りることは、第２の実施の形態と同様である。
【００７２】
なお、本発明は上記の第１の実施の形態に限られず、各種の変形が可能である。例えば、貴金属チップ９０は円柱としたが、角柱でもよいし、角錐あるいは円錐であってもよい。また、主体金具５に接合接合した接地電極６０を非屈曲状態のまま貴金属チップ９０の接合を行ったが、貴金属チップ９０の接合後に内面６３と中心電極２とが対向するように屈曲させる向きとは反対向きに屈曲させて、貴金属チップ９０の接合を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、スパークプラグに限られず、平面に柱状のチップを溶接して接合する各種の加工物に対し、本実施の形態の製造方法を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】スパークプラグ１００の部分断面図である。
【図２】溶融部８０の測定部位の貴金属含有量と剥離の発生の有無との関係を示す表である。
【図３】第１の実施の形態における接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【図４】第１の実施の形態における接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【図５】第１の実施の形態における接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【図６】貴金属チップ９０の鍔部９４の膨らみ量と、溶融部８０の測定部位の貴金属含有率との関係を示す表である。
【図７】第１の実施の形態における中心電極２の先端面２５への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【図８】スパークプラグ２００の接地電極６０と貴金属チップ９０との接合部の要部拡大断面図である。
【図９】第２の実施の形態における接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態における接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態における接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態における接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【図１３】貴金属チップ９０の鍔部９４の膨らみ量と、溶融部８０の測定部位の貴金属含有率との関係を示す表である。
【図１４】第２の実施の形態における中心電極２の先端面２５への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【図１５】第３の実施の形態における接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【図１６】第３の実施の形態における接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【図１７】第３の実施の形態における接地電極６０の内面６３への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【図１８】第３の実施の形態における中心電極２の先端面２５への貴金属チップ９０の溶接工程を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１    絶縁碍子
２    中心電極
５    主体金具
１２    中心貫通孔
６０    接地電極
６１    先端部
６２    基部
６３    内面
７５    台座チップ
８０    溶融部
８３    境界面
９０    貴金属チップ
９１    対向面
９２    底面
９４    鍔部
９５    非溶融部
１００，２００  スパークプラグ
【図１】
2005158322.tif 000003
【図２】
2005158322.tif 000004
【図３】
2005158322.tif 000005
【図４】
2005158322.tif 000006
【図５】
2005158322.tif 000007
【図６】
2005158322.tif 000008
【図７】
2005158322.tif 000009
【図８】
2005158322.tif 000010
【図９】
2005158322.tif 000011
【図１０】
2005158322.tif 000012
【図１１】
2005158322.tif 000013
【図１２】
2005158322.tif 000014
【図１３】
2005158322.tif 000015
【図１４】
2005158322.tif 000016
【図１５】
2005158322.tif 000017
【図１６】
2005158322.tif 000018
【図１７】
2005158322.tif 000019
【図１８】
2005158322.tif 000020