(57)【要約】【課題】中心電極の先端に設けた凹部に貴金属チップとなる線条体を収容してレーザ溶接して得られるスパークプラグにおける、中心電極と貴金属チップとの剥離を抑え、耐久性を向上させる。【解決手段】中心電極の先端に設けられた凹部に貴金属チップを収容した状態で溶接し、中心電極の成分と貴金属チップの成分とが混合した溶融部分を形成する際に、中心電極の先端が溶融部分の軸線上の先端より軸線方向先端側に位置し、かつ、凹部の底面が溶融部分の軸線上の後端より軸線方向後端側に位置し、軸線を通る断面において、溶融部分が径方向に連続しており、溶融部分の軸線方向の厚さが０．１ｍｍ以上となる部分Ａを、径方向に０．０５ｍｍ以上にわたり形成する。【選択図】図１
2012190737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔に保持される中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた主体金具と、
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と対向する接地電極と、
前記中心電極の先端に設けられた凹部に配置され、前記接地電極と対向する位置に接合された貴金属チップとを備え、
前記貴金属チップの先端部と前記接地電極との間でギャップを形成するスパークプラグであって、
前記中心電極の成分と前記貴金属チップの成分とが混合された溶融部分を備えるとともに、前記中心電極の先端は前記溶融部分の前記軸線上の先端より前記軸線方向先端側に位置し、かつ、前記凹部の底面は前記溶融部分の前記軸線上の後端より前記軸線方向後端側に位置し、
前記軸線を通る断面において、前記溶融部分が径方向に連続しており、
前記溶融部分の前記軸線方向の厚さが０．１ｍｍ以上の部分Ａが、径方向に０．０５ｍｍ以上にわたり形成されていることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
前記貴金属チップの径をＲ、
前記軸線と重なる前記部分Ａの長さをＬ１、該軸線上でＬ１／２となる点Ｏを原点とし、その座標（ｘ、ｙ）＝（０、０）、
ｘ座標がｘ＝３Ｒ／８の点を通り、かつ前記軸線に平行な直線Ｍと重なる前記溶融部分分の長さをＬ２、Ｌ２／２となる点のｙ座標をｙ２、
ｘ座標がｘ＝−３Ｒ／８の点を通り、かつ前記軸線に平行な直線Ｎと重なる前記溶融部分分の長さをＬ３、Ｌ３／２となる点のｙ座標をｙ３とし、
Ｏ（０、０）、ａ（０、Ｌ１／２）、ｂ（０、−Ｌ１／２）、ｃ（３Ｒ／８、ｙ２）、ｄ（３Ｒ／８、ｙ２＋Ｌ２／４）、ｅ（３Ｒ／８、ｙ２−Ｌ２／４）、ｆ（−３Ｒ／８、ｙ３）、ｇ（−３Ｒ／８、ｙ３＋Ｌ３／４）、ｈ（−３Ｒ／８、ｙ３−Ｌ３／４）の９点における前記貴金属チップを形成する材料の主成分の割合Ｘの最大値をＸＭＡＸ、最小値をＭＭＩＮとしたとき、（ＸＭＡＸ−ＸＭＩＮ）≦３０％であることを特徴とする請求項１記載のスパークプラグ。
【請求項３】
前記（ＸＭＡＸ−ＸＭＩＮ）≦１５％であることを特徴とする請求項２記載のスパークプラグ。
【請求項４】
前記部分Ａと前記貴金属チップとの境界から、該貴金属チップの先端端面までの前記軸線方向の長さの最小値が０．２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のスパークプラグ。
【請求項５】
軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔に保持される中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた主体金具と、
一端部が前記主体金具に接合され、他端部において、前記中心電極との間でギャップが形成された接地電極と、
を備えた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形成された凹部に、前記貴金属チップを収容して前記凹部の側面にレーザを照射し、前記凹部と前記貴金属チップとを溶接する溶接工程を備えるとともに、
前記溶接工程において、前記凹部の前記軸線方向先端側の一部、並びに前記貴金属チップの前記凹部側の一部を残しつつ、前記凹部と前記貴金属チップとの接合部分に前記貴金属チップの径方向に貫通する溶融部分を形成し、かつ、前記貴金属チップの先端面の中心を通る軸線方向の断面における前記溶融部分の前記軸線方向の厚さが０．１ｍｍ以上の部分が径方向に０．０５ｍｍ以上にわたり形成されるように溶接することを特徴とする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、スパークプラグに関し、より詳細には、火花放電部材として貴金属チップを設けた中心電極を備えるスパークプラグに関する。また、本発明は、前記スパークプラグの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に使用されるスパークプラグは、筒状の主体金具に絶縁体を介して嵌め込まれた中心電極と、一端部が主体金具に結合して他端部が中心電極の先端部と対向配置した接地電極とから構成されるものが一般的である。また、着火性を高めるために、中心電極の先端部に、耐熱性や耐熱衝撃性等に優れるＰｔ、Ｐｄ、Ｉｒ等の貴金属またはこれらを主体とする合金からなる貴金属チップを接合したスパークプラグも用いられている。
【０００３】
このような貴金属チップを有する中心電極を製造する方法として、図４（Ａ）に模式的に示すように、中心電極５０の先端に、軸線方向に窪む凹部５１を設け、凹部５１に、円柱状の貴金属チップ６０を埋め込み、凹部５１を形成する壁面５２に対し軸線Ｃを横断する方向からレーザを照射して、図４（Ｂ）に示すように、壁面５２及び貴金属チップ６０の一部を溶融して溶融部分７０を形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
中心電極に貴金属チップを備えるスパークプラグでは、貴金属チップの取り付け位置が、接地電極との間の放電に大きく影響するため、貴金属チップの位置合わせは重要な要件となる。中心電極５０の先端に凹部５１が形成されていないと、平坦な面上に、貴金属チップ６０を正規の位置に載置し、かつ、貴金属チップ６０を動かさないように保持冶具で保持したままレーザを照射しなければならず、レーザ溶接の際に貴金属チップ６０にはかなり厳しい位置規制が課せられる。これに対し、特許文献１に記載されているように、凹部５１に貴金属チップ６０を埋め込んでレーザ溶接する方式では、このような貴金属チップ６０の位置規制が容易になる。凹部５１は、中心電極５０の先端に穴開け加工により形成することができるが、そのときの加工精度は高く、高精度で形成された凹部５１に貴金属チップ６０を挿入するだけでよいため、貴金属チップ６０の位置合わせ作業が極めて容易になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−１９１２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
中心電極に貴金属チップを溶接したスパークプラグでは、貴金属チップの溶接されている先端部が温度が高くなり、温度が高いと消耗も早くなる為、貴金属チップの熱を中心電極側に伝達（熱引き）しやくすることが望まれている。しかし、溶融部分７０は、貴金属チップ６０を形成する貴金属合金と、中心電極５０を形成する電極材料との合金であるため、貴金属合金単独に比べて熱伝導性が低下する。そのため、図４（Ｂ）に示すように、貴金属チップ６０の内部の軸線Ｃの周辺を溶融することなく残存させて（以下、残存部７５）、貴金属チップ６０から中心電極５０への熱の通り道を形成している。しかし、残存部７５は貴金属合金であるため、放電に伴う熱による酸化は避けられず、残存部７５から酸化が進行して貴金属チップ６０が剥離することがある。
【０００７】
また、残存部７５を形成するように溶接すると、溶融部分７０の合金組成にバラツキが生じやすくなる。具体的には、貴金属チップ６０の外周に近いほど、凹部５１を形成する電極材料の割合が多くなる傾向がある。そして、このような合金組成のバラツキにより溶融部分７０の内部に応力差が生じ、溶融部分７０にクラックが発生することもある。
【０００８】
更に、熱引きを良くするために残存部７５を太くすると、相対的に溶融部分７０が薄くなり、残存部７５と溶融部分７０との熱膨張差を、薄い溶融部分７０が吸収できなくなり、残存部７５と溶融部分７０との界面にクラックが生じることがある。
【０００９】
そこで本発明は、中心電極の先端に設けた凹部に貴金属チップとなる線条体を収容してレーザ溶接して得られるスパークプラグにおける、中心電極と貴金属チップとの剥離を抑え、耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、中心電極の先端に設けた凹部に貴金属チップとなる線条体を収容してレーザ溶接する際に、溶融部分が貴金属チップの径方向を貫通させ、残存部が残らないように溶接することにより、上記したような残存部に由来する酸化やクラックの発生が抑えられることを見出した。本発明は、このような知見に基づくものである。
【００１１】
即ち、本発明は、下記に示すスパークプラグ及びその製造方法を提供する。
（１）軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔に保持される中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた主体金具と、
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と対向する接地電極と、
前記中心電極の先端に設けられた凹部に配置され、前記接地電極と対向する位置に接合された貴金属チップとを備え、
前記貴金属チップの先端部と前記接地電極との間でギャップを形成するスパークプラグであって、
前記中心電極の成分と前記貴金属チップの成分とが混合された溶融部分を備えるとともに、前記中心電極の先端は前記溶融部分の前記軸線上の先端より前記軸線方向先端側に位置し、かつ、前記凹部の底面は前記溶融部分の前記軸線上の後端より前記軸線方向後端側に位置し、
前記軸線を通る断面において、前記溶融部分が径方向に連続しており、
前記溶融部分の前記軸線方向の厚さが０．１ｍｍ以上の部分Ａが、径方向に０．０５ｍｍ以上にわたり形成されていることを特徴とするスパークプラグ。
（２）前記貴金属チップの径をＲ、
前記軸線と重なる前記部分Ａの長さをＬ１、該軸線上でＬ１／２となる点Ｏを原点とし、その座標（ｘ、ｙ）＝（０、０）、
ｘ座標がｘ＝３Ｒ／８の点を通り、かつ前記軸線に平行な直線Ｍと重なる前記溶融部分の長さをＬ２、Ｌ２／２となる点のｙ座標をｙ２、
ｘ座標がｘ＝−３Ｒ／８の点を通り、かつ前記軸線に平行な直線Ｎと重なる前記溶融部分の長さをＬ３、Ｌ３／２となる点のｙ座標をｙ３とし、
Ｏ（０、０）、ａ（０、Ｌ１／２）、ｂ（０、−Ｌ１／２）、ｃ（３Ｒ／８、ｙ２）、ｄ（３Ｒ／８、ｙ２＋Ｌ２／４）、ｅ（３Ｒ／８、ｙ２−Ｌ２／４）、ｆ（−３Ｒ／８、ｙ３）、ｇ（−３Ｒ／８、ｙ３＋Ｌ３／４）、ｈ（−３Ｒ／８、ｙ３−Ｌ３／４）の９点における前記貴金属チップを形成する材料の主成分の割合Ｘの最大値をＸＭＡＸ、最小値をＭＭＩＮとしたとき、（ＸＭＡＸ−ＸＭＩＮ）≦３０％であることを特徴とする上記（１）記載のスパークプラグ。
（３）前記（ＸＭＡＸ−ＸＭＩＮ）≦１５％であることを特徴とする上記（２）記載のスパークプラグ。
（４）前記部分Ａと前記貴金属チップとの境界から、該貴金属チップの先端端面までの前記軸線方向の長さの最小値が０．２ｍｍ以上であることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１項に記載のスパークプラグ。
（５）軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔に保持される中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられた主体金具と、
一端部が前記主体金具に接合され、他端部において、前記中心電極との間でギャップが形成された接地電極と、
を備えた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形成された凹部に、前記貴金属チップを収容して前記凹部の側面にレーザを照射し、前記凹部と前記貴金属チップとを溶接する溶接工程を備えるとともに、
前記溶接工程において、前記凹部の前記軸線方向先端側の一部、並びに前記貴金属チップの前記凹部側の一部を残しつつ、前記凹部と前記貴金属チップとの接合部分に前記貴金属チップの径方向に貫通する溶融部分を形成し、かつ、前記貴金属チップの先端面の中心を通る軸線方向の断面における前記溶融部分の前記軸線方向の厚さが０．１ｍｍ以上の部分が径方向に０．０５ｍｍ以上にわたり形成されるように溶接することを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のスパークプラグは、接地電極に貴金属チップを有するため着火性に優れるとともに、中心電極の先端に設けた凹部に貴金属チップを収容してレーザ溶接する際に、残存部を残すことなく溶接することにより、残存部に由来する酸化やクラックの発生が抑えられ、耐久性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るスパークプラグの断面図である。
【図２】本発明に従い、中心電極と貴金属チップとをレーザ溶接する方法を説明するための軸線に沿った断面図である。
【図３】溶融部分の合金組成の分布を説明するための図である。
【図４】従来の中心電極と貴金属チップとをレーザ溶接する方法を説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るスパークプラグの好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は本発明に係るスパークプラグの断面図であるが、スパークプラグ１００は、筒状の主体金具１１と、この主体金具１１に嵌め込まれ、この主体金具１１の先端部１１ａから自身の先端部１２ａが露出された筒状の絶縁体１２と、この絶縁体１２の先端部１２ａから自身の先端部１３ａが露出されるようにこの絶縁体１２内に配置された中心電極１３と、主体金具１１の先端部１１ａに一端部が結合され、且つ他端部が中心電極１３の先端部１３ａに対向配置された接地電極１４等を主に備えて構成されている。
【００１６】
主体金具１１は炭素鋼等で形成されており、主体金具１１の外周面には、例えば内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられるための取付け用のねじ部１５が周方向にわたって形成されている。そして、アルミナ等のセラミックス焼成体からなる絶縁体１２には、軸方向に形成された貫通孔１６の後方側（図中上方）の端部に端子金具１７がその先端部１７ａが露出された状態で挿入・固定されており、前方側（図中下方）の端部に中心電極１３がその先端部１３ａが露出された状態で挿入・固定されている。
【００１７】
また、貫通孔１６内において端子金具１７と中心電極１３との中間部には、抵抗体１８が配置されており、そしてこの抵抗体１８の軸方向両端部には、導電性ガラスシール層１９，２０が配置されている。即ち、この抵抗体１８及び導電性ガラスシール層１９，２０を介して中心電極１３と端子金具１７とは電気的に接続されていることになる。これら導電性ガラスシール層１９，２０及び抵抗体１８は、導電性結合層を形成するものである。尚、抵抗体１８を省略して、端子金具１７と中心電極１３とを単一の導電性ガラスシール層で接合するようにしてもよい。
【００１８】
接地電極１４は、接地電極本体部１４Ａの中心電極１３と対向する位置に、台座２３を介して貴金属チップ２２を設けて構成されている。接地電極本体部１４Ａは、耐熱性及び耐食性に優れたＮｉ合金からなる角柱部材であり、基部１４ａが主体金具１１に溶接により固定され、先端部１４ｂが中心電極１３に対向するようにその中間部に曲部１４ｃを有して略Ｌ字型に屈曲している。
【００１９】
台座２３は、例えばＮｉを主成分とし、ＦｅやＣｒ等を含有する合金で形成する。Ｃｒは表面にＣｒ２Ｏ３皮膜を形成して酸化を抑制する作用がある。
【００２０】
貴金属チップ２２には、Ｉｒを主成分として、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｙ２Ｏ３等の添加物を少なくとも１種含有した合金や、Ｐｔを主成分として、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｎｉ等の添加物を少なくとも１種含有した合金のように耐酸化性が高く、耐火花消耗性の優れた材料が使用される。中でも、Ｐｔ合金が好ましい。
【００２１】
また、台座２３と貴金属チップ２２とは、レーザを照射して溶接される。
【００２２】
中心電極１３は、耐熱性及び耐食性に優れたＮｉ合金により円柱状に形成されており、この中心電極１３の先端部１３ａには、火花消耗に対する耐性に優れることから、例えば
Ｉｒを主成分として、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｙ２Ｏ３等の添加物を少なくとも１種含有した合金や、Ｐｔを主成分として、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｎｉ等の添加物を少なくとも１種含有した合金のように耐酸化性が高く、耐火花消耗性の優れた材料が使用される。中でも、Ｉｒ合金が好ましい。
【００２３】
そして、本発明では、中心電極１３と貴金属チップ２１とを、図２に示すようにレーザを照射して溶接する。
【００２４】
図２は中心電極１３の凹部３０の近傍を軸線Ｃに沿って示す断面図であるが、先ず、図２（Ａ）に示すように、中心電極１３の先端に軸線Ｃに沿って窪む凹部３０を設け、凹部３０に貴金属チップ２１を収容し、凹部３０を形成する壁面３１に対して軸線Ｃを横断する方向からレーザを照射する。
【００２５】
このレーザ照射により、図２（Ｂ）に示すように、中心電極１３の成分と貴金属チップ２１の成分とが溶融混合して形成される溶融部分４０が、貴金属チップ２１を径方向に貫通するように形成する。また、凹部３０の壁面３１の軸線方向先端となる上端面３１ａと、上端面３１ａから凹部３０の底面側の一部分とが残るようにする。更には、貴金属チップ２１の凹部３０の底面側の一部分が残るようにする。
【００２６】
溶融部分４０は、軸線Ｃに向かうほど軸線方向の厚さが薄くなるように形成されるが、上記のように、凹部３０の壁面３１の上端面側の一部を残して溶融することにより、壁面３１の上端面３１ａが溶融部分４０の軸線上上端４０ａよりも軸線方向先端側（図中上方）に位置するようになる。また、貴金属チップ２１の凹部３０の底面側の一部を残して溶融することにより、凹部３０の底面３１ｂが、溶融部分４０の軸線上後端４０ｂより軸線方向後端側（図中下方）に位置するようなる。
【００２７】
また、図２（Ｂ）に示すように、溶融部分４０は、軸線上での厚さ（Ｔ）が０．１ｍｍ以上となる部分４１（以下「貫通部」という）が、径方向に幅（Ｗ）０．０５ｍｍ以上にわたり形成されるようにする。レーザ照射は凹部３０の壁面３１を貫通して行われ、壁面３１のレーザ照射部分が溶融部分４０に溶け込む。そのため、貴金属チップ２１を径方向に貫通するように溶融部分４０を形成しないと、溶融部分４０において壁面３１の主成分であるＮｉ量が、溶融した貴金属チップ２１の貴金属量に対して過剰に大きくなり、溶融していない貴金属チップ２１と溶融部分４０との熱膨張の違いにより貴金属チップ２１の剥離が生じるおそれがある。そこで、溶融部分４０の最も薄い部分（即ち貫通部４１）を、厚さが０．１ｍｍ以上で、かつ径方向の幅が０．０５ｍｍ以上にする必要がある。
【００２８】
更に、溶融部分４０の各部で合金組成に差がないほど、機械的強度に偏りがなく、クラックの発生等が抑えられる。具体的には、図３に示すように、貴金属チップ２１の径をＲ、貫通部４１の軸線Ｃと重なる部分の長さをＬ１、軸線Ｃ上でＬ１／２となる点Ｏを原点とし、その座標（ｘ、ｙ）＝（０、０）とし、更にｘ座標がｘ＝３Ｒ／８の点を通り、かつ軸線Ｃに平行な直線Ｍと重なる溶融部分４０の長さをＬ２、Ｌ２／２となる点のｙ座標をｙ２、ｘ座標がｘ＝−３Ｒ／８の点を通り、かつ軸線Ｃに平行な直線Ｎと重なる溶融部分４０の長さをＬ３、Ｌ３／２となる点のｙ座標をｙ３とするとき、下記の９点での貴金属チップ４１を形成する材料の主成分（例えばＰｔ）の割合Ｘの最大値ＸＭＡＸと、最小値ＭＭＩＮとの差が３０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
【００２９】
Ｏ点（０、０）：原点
ａ点（０、Ｌ１／２）：軸線Ｃ上で、原点ＯよりもＬ１／２だけ貴金属チップ側に位置する点
ｂ点（０、−Ｌ１／２）：軸線Ｃ上で、原点ＯよりもＬ１／２だけ中心電極側に位置する点
ｃ点（３Ｒ／８、ｙ２）：直線Ｍ上で、ｙ２の位置する点
ｄ点（３Ｒ／８、ｙ２＋Ｌ２／４）：直線Ｍ上で、ｙ２よりもＬ２／４だけ貴金属チップ側に位置する点
ｅ点（３Ｒ／８、ｙ２−Ｌ２／４）：直線Ｍ上で、ｙ２よりもＬ２／４だけ中心電極側に位置する点
ｆ点（−３Ｒ／８、ｙ３）：直線Ｎ上で、ｙ３の位置する点
ｇ点（−３Ｒ／８、ｙ３＋Ｌ３／４）：直線Ｎ上で、ｙ３よりもＬ３／４だけ貴金属チップ側に位置する点
ｈ点（−３Ｒ／８、ｙ３−Ｌ３／４）；直線Ｎ上で、ｙ３よりもＬ２／４だけ中心電極側に位置する点
【００３０】
レーザを照射するに当たり、上記のような溶融部分４０及び貫通部４１が形成されるように照射位置及び照射強度を調整する。
【００３１】
また、貴金属チップ２１を貫通して溶融部分４０が形成される溶融部分は貴金属チップに比べて消耗しやすいため、プラグの耐久性を確保するために先端部分に、ある一定以上貴金属チップの未溶融部分を確保する必要がある。具体的には、図２（Ｂ）に示すように、貫通部４１の軸線上上端４０ａから、貴金属チップ２１の上端面２１ａまでの距離（Ｈ）を０．２ｍｍ以上にすることが好ましい。
【実施例】
【００３２】
以下に試験例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００３３】
（試験−１）
中心電極に見立てたＮｉ合金製の基台の上面中央に凹部を形成し、貴金属チップとしてのＰｔ合金製の直径０．６ｍｍ、長さ０．８ｍｍの柱状体を収容し、凹部の壁面と垂直になるようにレーザを照射して基台と貴金属チップとを溶接した。溶接はレーザの照射条件を変えて行い、表１に示すように貫通部の厚さ（Ｔ）及び幅（Ｗ）を制御した。
【００３４】
そして、貴金属チップを溶接した基台を冷熱試験機に装着し、１０００℃にて２分加熱した後１分徐冷する熱サイクルを３０００回繰り返し、終了後に貴金属チップの軸線に沿って切断して溶融部分を観察した。試験は各１０回行い、チップ径の１／４以上のクラックまたは貴金属チップと溶融部分との隙間が１つでも認められた場合に不可として表１に「×」を付し、それ以外を可として表１に「〇」を付した。
【００３５】
【表１】
2012190737.tif 000003
【００３６】
表１に示すように、貫通部の厚さ（Ｔ）が０．１ｍｍ以上で、幅（Ｗ）が０．０５ｍｍ以上となるように溶融部分を形成することにより、クラックや隙間の発生がなくなり、貴金属チップと中心電極との溶接強度が高まることがわかる。
【００３７】
（試験−２）
試験−１と同等の基台及び柱状体を用い、貫通部の厚さ（Ｔ）が０．１ｍｍ以上で、幅０．０５ｍｍ以上となるように制御してレーザを照射して溶接した。
【００３８】
そして、試験−１と同様にして冷熱試験を行い、終了後に貴金属チップの軸線に沿って切断して溶融部分をサンプリングして組成分析を行った。サンプリングは、図３に示した９点をサンプリングして各測定点で組成分析を行い、貴金属チップの主成分であるＰｔ含有量を求めた。尚、サンプリングの各点におけるスポット径は１０μｍである。また、試験は１０回行い、組成はその平均値とした。
【００３９】
そして、９点におけるＰｔ含有量の最大値（ＸＭＡＸ）と最小値（ＸＭＩＮ）との差（ＸＭＡＸ−ＸＭＩＮ）を算出した。そして、この（ＸＭＡＸ−ＸＭＩＮ）と、冷熱試験結果との関係を求めた。結果を表２に示す。尚、表２における「×」は、クラックが５個以上に発生、もしくは柱状体の直径の１／４以上の長さのクラックが発生した場合を示し、「〇」はクラック発生が４個以下で、かつクラック長が柱状体の直径の１／４未満の場合を示し、「◎」はクラック発生が１個以下で、かつクラック長が柱状体の直径の１／４未満の場合を示す。
【００４０】
【表２】
2012190737.tif 000004
【００４１】
表２に示すように、（ＸＭＡＸ−ＸＭＩＮ）が小さいほど、溶融部分における貴金属チップと中心電極とがより均質に溶融して、クラックや隙間の発生が少なくなっており、３０％以下が好ましく、１５％以下がより好ましいといえる。
【００４２】
（試験−３）
机上火花耐久試験により、貫通部の上端から貴金属チップの上端面までの距離（Ｈ）（図２（Ｂ）参照）と、ギャップ増加量との関係を検証した。即ち、貴金属チップが直径０．６ｍｍのＰｔ合金、凹部材料がＮｉ合金で、かつ、貫通部の厚さ（Ｔ）が０．１ｍｍ以上、幅０．０５ｍｍ以上で、距離（Ｈ）が表３に示す値となるように溶接したときのギャップ増加量をシミュレーションにより求めた。試験条件は、０．４ＭＰａ、２５０時間、１００Ｈｚとした。
【００４３】
溶融部は、貴金属チップのＰｔ合金と、基台のＮｉ合金との混合物であるため、貴金属チップに比べて消耗が早い。そのため、ギャップ増加量が増すほど耐久性に劣るといえる。判定基準は、実用性を考慮して、０．３ｍｍ未満を合格とした。結果を表３に示す。
【００４４】
【表３】
2012190737.tif 000005
【００４５】
表３に示すように、距離（Ｈ）を０．２ｍｍ以上にすることにより、貴金属チップの耐久性を維持できることがわかる。
【符号の説明】
【００４６】
１１  主体金具
１２  絶縁体
１３  中心電極
１４  接地電極
２１  貴金属チップ
３０  凹部
３１  壁面
４０  溶融部分
４１  貫通部
１００  スパークプラグ
【図１】
2012190737.tif 000006
【図２】
2012190737.tif 000007
【図３】
2012190737.tif 000008
【図４】
2012190737.tif 000009