JP2003068421A - スパークプラグおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極とチップの接合信頼性を高める。 【解決手段】 電極２とチップ２ａの溶接予定部位の少
なくとも半周以上にわたって同時にレーザビームを照射
することにより、電極２とチップ２ａとが溶け合った溶
融部１０は、溶融部相互の境界を持たずに連続的に形成
される。従って、従来のスパークプラグのように溶融部
内の境界に発生する熱応力がなくなり、電極２とチップ
の２ａ接合信頼性を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の空隙を有し
て対向配置された２つの電極（中心電極及び接地電極）
のうち少なくとも一方側に貴金属製のチップがレーザ溶
接されたスパークプラグおよびその製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のスパークプラグとして、
特開平６−１８８０６２号公報に記載されたものがあ
る。この従来のスパークプラグは、図２７および図２８
に示すように、電極２を回転させつつレーザビーム１０
０を間欠的に照射して電極２と貴金属製のチップ２ａと
をスポット溶接している。そして、図２９および図３０
に示すように、溶接強度を高めるために、スポット溶接
部は、電極２とチップ２ａとが溶け合って合金化した溶
融部（スポット）２００が隣り合う溶融部２００同士で
一部分重なり合い、電極２とチップ２ａの接合面の全周
を覆う連続した閉環合金帯に形成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
エンジンにおいては、高出力化、低燃費化、有害排出ガ
ス量の低減等の要求に対応するために、従来のエンジン
よりも燃焼雰囲気が高温になる傾向にある。燃焼雰囲気
の高温化に伴い、スパークプラグの電極温度も高くなる
ため、溶接強度を高めた上記のスパークプラグであって
も、熱応力、高温酸化等により、チップが脱落してしま
うという問題が顕在化してきた。

【０００４】また、上記公報に記載のスパークプラグ
は、スポット溶接部を閉環合金帯に形成するために、電
極２を回転させつつ多数回スポット溶接しており、従っ
て、溶接に時間がかかり、製造原価を低減することが難
しいという問題を有していた。

【０００５】さらに、電極回転時の電極２の芯ずれによ
りフォーカス量が一定にならないため溶融部２００毎の
溶融状態に大きな差が生じ、且つ、隣り合う溶融部２０
０が形成される際の時間的差異により隣り合う溶融部２
００間に境界（界面）２０１が発生するため、結果とし
てチップ２ａと溶融部２００の界面の熱応力を増大させ
てしまうという問題があった。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、電極とチップの接合信頼性の高いスパークプラグを
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明では、所定の空隙を有して対
向配置された２つの電極（２、３）のうち少なくとも一
方側に貴金属製のチップ（２ａ、３ａ）がレーザ溶接さ
れ、電極（２、３）とチップ（２ａ、３ａ）との溶接部
位には、電極（２、３）とチップ（２ａ、３ａ）とが溶
け合った溶融部（１０）が形成されたスパークプラグで
あって、溶融部（１０）は、溶接部位の少なくとも半周
以上にわたって、溶融部（１０）相互の境界を持たずに
連続的に形成されていることを特徴とする。

【０００８】これによると、溶融部は境界を持たずに連
続的に形成されているため、従来のスパークプラグのよ
うな隣り合う溶融部間の境界に発生する熱応力がなくな
り、電極とチップの接合信頼性を高めることができる。

【０００９】なお、請求項２に記載の発明のように、溶
融部を溶接部位の全周にわたって形成することにより、
電極とチップの接合信頼性をさらに高めることができ
る。

【００１０】請求項３に記載の発明では、チップ（２
ａ、３ａ）のうち溶融部（１０）に最も近い部位におけ
る断面積をＡとし、チップ（２ａ、３ａ）における溶接
側の端面のうち、電極（２、３）とチップ（２ａ、３
ａ）とが溶け合っていない非溶融部の面積をＢとし、チ
ップ（２ａ、３ａ）の断面積Ａに占める非溶融部面積Ｂ
の比率をＣとしたとき、比率Ｃが５０％以下であること
を特徴とする。

【００１１】これによると、比率Ｃを５０％以下にする
ことにより、溶融部が熱応力緩和層としての効果を十分
に発揮して、電極とチップの接合信頼性をさらに高める
ことができる。

【００１２】請求項４に記載の発明では、溶融部（１
０）とチップ（２ａ、３ａ）との界面に、溶融部（１
０）とチップ（２ａ、３ａ）とが溶け込んだ第２溶融部
（１１）が形成されていることを特徴とする。

【００１３】これによると、溶融部の厚肉化および線膨
張係数差の縮小により、更なる熱応力緩和効果が発揮さ
れるため、電極とチップの接合信頼性をさらに高めるこ
とができる。

【００１４】請求項５に記載の発明のように、チップ
は、Ｉｒを５０重量％以上含有するＩｒ合金よりなるこ
とが望ましい。

【００１５】これによると、火花消耗に優れた組成を有
する貴金属チップとすることで、熱負荷の厳しいエンジ
ンでも十分に寿命を確保できる。

【００１６】請求項６に記載の発明では、所定の空隙を
有して対向配置された２つの電極（２、３）のうち少な
くとも一方側に貴金属製のチップ（２ａ、３ａ）がレー
ザ溶接されるスパークプラグの製造方法であって、電極
（２、３）とチップ（２ａ、３ａ）とを接触させた状態
で、電極（２、３）とチップ（２ａ、３ａ）の溶接予定
部位の少なくとも半周以上にわたって同時にレーザビー
ムを照射することを特徴とする。

【００１７】これによると、溶接予定部位の少なくとも
半周以上にわたって同時にレーザビームを照射するた
め、境界を持たない連続的な溶融部を形成することがで
き、従って、従来のスパークプラグのような隣り合う溶
融部間の境界に発生する熱応力がなくなり、電極とチッ
プの接合信頼性を高めることができる。

【００１８】また、電極を回転させることなく溶接でき
るため、同時にレーザビームを照射する部位に対し一定
のフォーカス量を確保でき、従って均一な合金層の溶融
部を形成することができ、溶融部が熱応力緩和層として
の効果を十分に発揮して、電極とチップの接合信頼性を
さらに高めることができる。

【００１９】また、溶接予定部位の少なくとも半周以上
にわたって同時にレーザビームを照射するため、溶接時
間を大幅に短縮して、製造原価を低減することができ
る。

【００２０】なお、請求項７に記載の発明のように、レ
ーザビームを溶接予定部位の全周にわたって同時に照射
することにより、電極とチップの接合信頼性をさらに高
めることができる。

【００２１】請求項６または７の発明は、請求項８に記
載の発明のように、レーザビームをエネルギ密度が全周
略均一な環状レーザビームとして実施することができ
る。

【００２２】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００２３】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１ないし図５
は本発明に係わるスパークプラグの第１実施形態を示す
もので、図１はスパークプラグ１の断面図である。この
スパークプラグ１は、例えば車両用内燃機関（エンジ
ン）に用いられる。

【００２４】図１において、スパークプラグ１は、中心
電極２、接地電極３、接地電極３が溶接された略円筒状
の金属製のハウジング４、アルミナセラミック（Ａｌ₂
Ｏ₃）等の電気絶縁体からなる碍子５、端子部６が設け
られた金属製のステム７、及び碍子５内においてステム
７と中心電極２との間に位置して所定の電気抵抗値を有
するレジスタ８等からなるもので、中心電極２と接地電
極３との間で電気火花を発生させる。

【００２５】そして、中心電極２は、例えば、内材がＣ
ｕ等の熱伝導性に優れた金属材料、外材がＮｉ基合金等
の耐熱性および耐食性に優れた金属材料により構成され
た円柱体で、その先端部に貴金属（本実施形態では、イ
リジウム）製のチップ２ａがレーザ溶接されて碍子５か
ら接地電極３側に露出している。

【００２６】また、接地電極３はＮｉを主成分とするＮ
ｉ基合金からなるもので、その一端部がハウジング４に
溶接された状態で略９０°（略Ｌ字状に）曲げられて、
他端部が中心電極２（チップ２ａ）と所定の空隙を有し
て対向している。

【００２７】また、レジスタ８は、炭素粉末を混合した
ガラスを主成分とする粉末状の抵抗材を炉内に焼き固め
て（焼結して）円柱状に形成したもので、その長手方向
両端側には、導電性ガラスからなるガラスシール層８
ａ、８ｂを設けることにより中心電極２側（燃焼室内）
と端子６側（燃焼室外）とが連通してしまうことを防止
している。

【００２８】因みに、ハウジング４は、碍子５内にレジ
スタ８を形成した後、ハウジング４の一部をカシメる
（塑性変形させる）ことにより碍子５に機械的に固定さ
れている。

【００２９】図２および図３は、中心電極２とチップ２
ａの溶接方法を示すもので、図示しないレーザ照射装置
によりレーザビーム１００を照射してレーザ溶接を行う
ようになっている。より詳細には、中心電極２とチップ
２ａとを接触させた状態で、中心電極２とチップ２ａの
溶接予定部位の全周に対して、多点（本例では４５°間
隔に８方向）から同時にレーザビーム１００を照射し
て、中心電極２とチップ２ａを溶接するもので、以下、
本実施形態によるレーザ溶接方法を、多点同時照射法と
いう。

【００３０】図４および図５は、多点同時照射法によっ
て溶接された部位を示すもので、中心電極２とチップ２
ａとの間に、その両者が溶け合った溶融部１０が形成さ
れる。そして、多点から同時に（すなわち、時間的差異
なく）レーザビーム１００を照射するため、レーザビー
ム１００が照射される部位はほぼ同時に溶融してほぼ同
時に凝固し、従って、溶融部１０は、全周にわたって、
溶融部１０内に溶融部相互の境界（界面）を持たずに連
続的に形成される。

【００３１】ここで、中心電極２とチップ２ａとを図２
７および図２８に示す従来方法で溶接したスパークプラ
グと、中心電極２とチップ２ａとを多点同時照射法で溶
接したスパークプラグとを用意し、それらのスパークプ
ラグについて耐久試験を行い、チップ２ａの剥離率にて
接合信頼性を評価した。また、同時に、未溶融断面積比
率Ｃの接合信頼性への影響も確認した。

【００３２】なお、チップ２ａの剥離率の定義は、次の
通りである。すなわち、図６に示すように、中心電極２
とチップ２ａとの接合（溶接）部の、チップ径方向の長
さ（以下、接合長さという）をＬ、中心電極２とチップ
２ａとの接合部において耐久試験により剥離した部分Ｘ
の、チップ径方向の長さ（以下、剥離長さという）をＬ
１、Ｌ２としたとき、｛（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ｝×１００
を剥離率（％）とする。

【００３３】また、未溶融断面積比率Ｃの定義は、次の
通りである。すなわち、図６に示すように、チップ２ａ
のうち溶融部１０に最も近い部位における断面積をＡと
し、チップ２ａにおける接合側の端面のうち、電極２と
チップ２ａとが溶け合っていない非溶融部（すなわち、
電極２とチップ２ａとの接合面において溶融部１０が存
在しない範囲）の面積をＢとしたとき、（Ｂ／Ａ）×１
００を未溶融断面積比率Ｃ（％）とする。

【００３４】また、図２に示す各寸法について、評価に
用いたスパークプラグのチップ２ａは、直径Ｄ１が０．
７ｍｍ、長さが０．８ｍｍであり、その材質はＩｒ（イ
リジウム）が９０重量％、Ｒｈ（ロジウム）が１０重量
％のＩｒ合金である。一方、評価に用いたスパークプラ
グの中心電極２は、台座部（チップ２ａを接合する部
分）の直径Ｄ２が１．２ｍｍ、台座部の長さ０．３ｍ
ｍ、基準部の直径Ｄ３が２．７ｍｍで、材質はインコネ
ル（登録商標）である。

【００３５】また、耐久試験は、２０００ｃｃの６気筒
エンジンを用い、アイドリング（スロットルバルブ全
閉）でエンジン回転数８００ｒｐｍでの１分間の運転
と、スロットルバルブ全開でエンジン回転数６０００ｒ
ｐｍでの１分間の運転との繰り返しを、１００時間実施
した。

【００３６】図７はその結果を示すもので、図７中、丸
マークは従来方法で溶接したスパークプラグ（以下、従
来品という）の結果を示し、三角マークは多点同時照射
法で溶接したスパークプラグ（以下、第１実施形態品と
いう）の結果を示す。

【００３７】これから明らかなように、第１実施形態品
は、従来品よりも剥離率が低くなっている。これは、第
１実施形態品では、上述したように、溶融部１０は境界
のない連続的なものとなり、従来品のような隣り合う溶
融部間の境界に発生する熱応力がなくなるためである。

【００３８】また、本発明者の検討によれば、剥離率が
２５％以下であれば実用上問題がなく、従って、図７か
ら明らかなように、第１実施形態品は、未溶融断面積比
率Ｃを５０（％）にすることにより、実用上十分な接合
信頼性を得ることができる。これは、比率Ｃが５０％以
下であれば、溶融部１０が熱応力緩和層としての効果を
十分に発揮するためである。ここで、未溶融断面積比率
Ｃ＝０（すなわち、Ｂ＝０）の場合が最も剥離率を低く
でき、接合信頼性に優れていることは明らかである。

【００３９】なお、中心電極２とチップ２ａを溶接する
際、従来方法では１回の照射で半周未満しか溶接できな
いため、全周溶接するには最低３回の照射が必要である
のに対し、本実施形態では、溶接予定部位の全周に対し
て多点から同時にレーザビーム１００を照射するため、
１回の照射で中心電極２とチップ２ａの全周溶接が完了
する。従って、溶接時間を大幅に短縮して製造原価を低
減することができる。

【００４０】また、本実施形態では、溶接予定部位の全
周に対して同時に照射するようにしたが、全周ではなく
半周以上（例えば２７０°）に対して同時に照射するよ
うにしてもよく、この場合でも、２回の照射で中心電極
２とチップ２ａの全周溶接が完了するため、従来よりも
溶接時間を短縮することができる。

【００４１】また、本実施形態では、８点から同時にレ
ーザビーム１００を照射する例を示したが、同時に照射
するレーザビーム１００の数は、チップ２ａのサイズや
形状等に応じて適宜変更可能である。

【００４２】（第２実施形態）図８ないし図１０は第２
実施形態を示すもので、本実施形態のスパークプラグ
は、中心電極２とチップ２ａの溶接方法が第１実施形態
と異なり、その他の点は第１実施形態と共通している。

【００４３】図８において、図示しないレーザ発振器か
ら発振されたレーザビーム１１０は、平板状の反射ミラ
ー２０の中心部の開口２０ａを通過し、円錐ミラー２１
の中心部に形成された円錐状の第１円錐反射面２１ａに
入射するようになっている。

【００４４】第１円錐反射面２１ａにて外周側に向かっ
て全方位に反射されたレーザビーム１１０は、円錐ミラ
ー２１の外周部に形成された円錐状の第２円錐反射面２
１ｂにより反射ミラー２０に向かって反射される。この
円錐ミラー２１により、レーザビーム１１０は、エネル
ギ密度が全周略均一な環状のレーザビーム１１１に変換
されるようになっている。

【００４５】環状になったレーザビーム１１１は、反射
ミラー２０の平面反射面２０ｂにより集光ミラー２２に
向かって反射され、さらに、集光ミラー２２に形成され
た球面状の反射面２２ａにて反射集光される。そして、
反射面２２ａにて反射集光された集光レーザビーム１１
２が、中心電極２とチップ２ａの溶接予定部位の全周に
照射されるようになっている。

【００４６】本実施形態では、上記のように中心電極２
とチップ２ａの溶接予定部位の全周に同時に集光レーザ
ビーム１１２を照射して、中心電極２とチップ２ａを溶
接するもので、以下、本実施形態によるレーザ溶接方法
を、環状ビーム法という。

【００４７】図９および図１０は、環状ビーム法によっ
て溶接された部位を示すもので、中心電極２とチップ２
ａとの間に、その両者が溶け合った溶融部１０が形成さ
れる。そして、溶接予定部位の全周に同時に（すなわ
ち、時間的差異なく）集光レーザビーム１１２を照射す
るため、集光レーザビーム１１２が照射される部位はほ
ぼ同時に溶融してほぼ同時に凝固し、従って、溶融部１
０は、全周にわたって、溶融部１０内に溶融部相互の境
界（界面）を持たずに連続的に形成される。

【００４８】ここで、中心電極２とチップ２ａとを環状
ビーム法で溶接したスパークプラグを用意し、上記した
従来品および第１実施形態品と同一条件で耐久試験を行
い、チップ２ａの剥離率にて接合信頼性を評価した。な
お、評価に用いたスパークプラグの中心電極２およびチ
ップ２ａのサイズや材質は、従来品および第１実施形態
品と同一である。

【００４９】図７中の四角マークは環状ビーム法で溶接
したスパークプラグ（以下、第２実施形態品という）の
結果を示すもので、第２実施形態品は第１実施形態品よ
りも剥離率がさらに低くなっている。これは、環状ビー
ム法では、中心電極２とチップ２ａの溶接予定部位の全
周に略均一なエネルギ密度を形成できるため、多点同時
照射法よりも、組成のばらつきが少ない溶融部１０を形
成できるためである。

【００５０】（第３実施形態）図１１および図１２は第
３実施形態を示すもので、本実施形態は、中心電極２と
チップ２ａを環状ビーム法で溶接した後、溶融部１０と
チップ２ａとの界面にレーザビームを再照射して（図１
１参照）、溶融部１０とチップ２ａとが溶け込んだ第２
溶融部１１（図１２参照）を形成したものである。そし
て、本実施形態のスパークプラグは、第２溶融部１１を
形成した点を除き、第２実施形態と共通している。

【００５１】ここで、再照射の仕方を種々変更したスパ
ークプラグを用意し、上記した従来品および第１、第２
実施形態品と同一条件で耐久試験を行い、チップ２ａの
剥離率にて接合信頼性を評価した。なお、評価に用いた
スパークプラグの中心電極２およびチップ２ａのサイズ
や材質は、従来品および第１、第２実施形態品と同一で
ある。

【００５２】図１３はその結果を示すもので、図１３
中、白丸マークは再照射なし（比較用）、白三角マーク
は再照射点数（再照射した箇所）が１点、白四角マーク
は再照射点数が２点、黒丸マークは再照射点数が４点、
黒三角マークは再照射点数が８点、黒四角マークは環状
ビーム法で全周再照射したものの、それぞれの結果を示
す。

【００５３】図１３から明らかなように、未溶融断面積
比率Ｃにかかわらず、再照射したスパークプラグはいず
れも、再照射なしのスパークプラグよりも剥離率が低く
なっている。これは、溶融部の厚肉化および線膨張係数
差の縮小により、更なる熱応力緩和効果が発揮されるた
めである。また、再照射点数が多くなるほど剥離率が低
くなっており、これは、再照射点数が多くなるほど熱応
力緩和層としての溶融部が増加するためである。また、
未溶融断面積比率Ｃ＝０（すなわち、Ｂ＝０）の場合が
最も剥離率を低くでき、接合信頼性に優れていることも
明らかである。

【００５４】（第４実施形態）図１４ないし図１６は第
４実施形態を示すもので、本実施形態は、接地電極３に
貴金属（本実施形態では、イリジウム）製のチップ３ａ
を環状ビーム法で溶接したものである。

【００５５】本実施形態では、集光レーザビーム１１２
が接地電極３とチップ３ａの溶接予定部位の全周に照射
されて、接地電極３とチップ３ａとの間に、その両者が
溶け合った溶融部１０が形成される。そして、この溶融
部１０は、全周にわたって、溶融部１０内に溶融部相互
の境界（界面）を持たずに連続的に形成される。

【００５６】従って、本実施形態においても、接地電極
３とチップ３ａとの接合信頼性の向上や、溶接時間の短
縮等の効果が得られる。

【００５７】なお、本実施形態では環状ビーム法を用い
たが、接地電極３とチップ３ａを多点同時照射法で溶接
してもよい。

【００５８】（第５実施形態）図１７ないし図２０は第
５実施形態を示すもので、接地電極３とチップ３ａを溶
接する際にハウジング４がレーザビーム照射の障害物と
なる場合の溶接方法を示している。

【００５９】図１７において、チップ３ａの軸線に対し
て全周方向からレーザビームを照射する場合、角度θで
示す範囲はハウジング４が障害物となる。そこで、多点
同時照射法の場合は、角度θの範囲にはレーザビーム照
射口を設けない。また、環状ビーム法の場合は、角度θ
で示す範囲のレーザビームをマスキング等により遮る。
そして、角度θを除く範囲にレーザビームを照射するこ
とにより、図１８に示すように、角度θを除く範囲に溶
融部１０が形成される。

【００６０】次いで、図１９に示すように、角度θで示
す範囲に対して、チップ３ａの軸線に対して斜め方向か
らレーザビームを照射することにより、図２０に示すよ
うに溶融部１０が全周に形成される。

【００６１】（第６実施形態）図２１および図２２は第
６実施形態を示すもので、本実施形態は、中心電極２と
チップ２ａを多点同時照射法または環状ビーム法で溶接
した後、溶融部１０にレーザビームを再照射して、溶融
部１０内に第２溶融部１２を１個または複数個形成した
ものである。この第２溶融部１２は、中心電極２の向き
を接地電極３に対してある決まった位置に組み付けたい
時等の識別印とすることができる。

【００６２】（第７実施形態）図２３は第７実施形態を
示すもので、本実施形態は、中心電極２とチップ２ａを
多点同時照射法または環状ビーム法で溶接した後、溶融
部１０にレーザビームを再照射して、溶融部１０の外周
面からチップ２ａ内に侵入する位置まで延びる第２溶融
部１３を、溶融部１０内に１個または複数個形成したも
のである。

【００６３】これによると、第２溶融部１３の先端部が
チップ２ａ内にくさびのように食い込んでいるため、チ
ップ２ａと溶融部１０の界面に剥離が生じた場合でも、
チップ２ａの脱落を防止することができる。

【００６４】（第８実施形態）図２４および図２５は第
８実施形態を示すもので、本実施形態は、中心電極２と
チップ２ａを多点同時照射法または環状ビーム法で溶接
した後、溶融部１０に多点同時照射法または環状ビーム
法で再照射して、溶融部１０内に第２溶融部１４を全周
にわたって形成したものである。

【００６５】これによると、溶融部全体（溶融部１０＋
第２溶融部１４）のボリュームが増加するため、それら
の溶融部１０、１４が熱応力緩和層としての効果を一層
発揮することができ、接合信頼性をさらに向上させるこ
とができる。

【００６６】（第９実施形態）図２６は第９実施形態を
示すもので、本実施形態は、中心電極２とチップ２ａを
多点同時照射法または環状ビーム法で溶接した後、溶融
部１０に多点同時照射法または環状ビーム法で再照射し
て、溶融部１０の外周面からチップ２ａ内に侵入する位
置まで延びる第２溶融部１５を溶融部１０の全周にわた
って形成したものである。

【００６７】これによると、第７実施形態と同様の効果
が得られる。また、第２溶融部１５の先端部がチップ２
ａ内にくさびのように食い込んでいるため、チップ２ａ
と溶融部１０の界面に剥離が生じた場合でも、チップ２
ａの脱落を防止することができる。

【００６８】（他の実施形態）上記実施形態では、チッ
プ２ａの材質を、Ｉｒが９０重量％、Ｒｈが１０重量％
のＩｒ合金としたが、５０重量％以上のＩｒを主成分と
し、Ｐｔ（白金）、Ｒｈ、Ｏｓ（オスミウム）、Ｎｉ
（ニッケル）、Ｗ（タングステン）、Ｐｄ（パラジウ
ム）およびＲｕ（ルテニウム）のうち少なくとも一つが
添加された合金や、５０重量％以上のＰｔを主成分と
し、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｏｓ、Ｎｉ、Ｗ、ＰｄおよびＲｕのう
ち少なくとも一つが添加された合金であっても、上記実
施形態と同様の効果が得られることを確認した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るスパークプラグの
半断面図である。

【図２】図１のスパークプラグにおける中心電極２とチ
ップ２ａの溶接方法を説明するための説明図である。

【図３】図２のＥ視図である。

【図４】図１のスパークプラグにおける中心電極２とチ
ップ２ａの溶接部位を示す図である。

【図５】図４のＦ−Ｆ断面図である。

【図６】剥離率および未溶融断面積比率Ｃの定義を説明
するための図である。

【図７】接合信頼性の評価結果を示す図である。

【図８】本発明の第２実施形態に係るスパークプラグに
おける中心電極２とチップ２ａの溶接方法を説明するた
めの説明図である。

【図９】図８の中心電極２とチップ２ａの溶接部位を示
す図である。

【図１０】図９のＧ−Ｇ断面図である。

【図１１】本発明の第３実施形態に係るスパークプラグ
における中心電極２とチップ２ａの溶接方法を説明する
ための説明図である。

【図１２】図１１のスパークプラグにおける中心電極２
とチップ２ａの溶接部位を示す図である。

【図１３】接合信頼性の評価結果を示す図である。

【図１４】本発明の第４実施形態に係るスパークプラグ
における接地電極３とチップ３ａの溶接方法を説明する
ための説明図である。

【図１５】図１４のスパークプラグにおける接地電極３
とチップ３ａの溶接部位を示す図である。

【図１６】図１５のＨ視図である。

【図１７】本発明の第５実施形態に係るスパークプラグ
における接地電極３とチップ３ａの溶接方法（第１工
程）を説明するための説明図である。

【図１８】図１７の第１工程終了時点の接地電極３とチ
ップ３ａの溶接部位を示す図である。

【図１９】本発明の第５実施形態に係るスパークプラグ
における接地電極３とチップ３ａの溶接方法（第２工
程）を説明するための説明図である。

【図２０】図１９の第２工程終了時点の接地電極３とチ
ップ３ａの溶接部位を示す図である。

【図２１】本発明の第６実施形態に係るスパークプラグ
における中心電極２とチップ２ａの溶接部位を示す図で
ある。

【図２２】図２１のＩ−Ｉ断面図である。

【図２３】本発明の第７実施形態に係るスパークプラグ
における中心電極２とチップ２ａの溶接部位を示す図で
ある。

【図２４】本発明の第８実施形態に係るスパークプラグ
における中心電極２とチップ２ａの溶接部位を示す図で
ある。

【図２５】図２４のＪ−Ｊ断面図である。

【図２６】本発明の第９実施形態に係るスパークプラグ
における中心電極２とチップ２ａの溶接部位を示す図で
ある。

【図２７】従来のスパークプラグにおける中心電極２と
チップ２ａの溶接方法を説明するための説明図である。

【図２８】図２７のＫ視図である。

【図２９】従来の方法で溶接した中心電極２とチップ２
ａの溶接部位を示す図である。

【図３０】図２９のＭ−Ｍ断面図である。

【符号の説明】

２…中心電極、３…接地電極、２ａ、３ａ…チップ、１
０…溶融部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長村 弘法 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 高村 鋼三 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5G059 AA03 AA04 CC02 DD11 EE11

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の空隙を有して対向配置された２つ
   の電極（２、３）のうち少なくとも一方側に貴金属製の
   チップ（２ａ、３ａ）がレーザ溶接され、前記電極
   （２、３）と前記チップ（２ａ、３ａ）との溶接部位に
   は、前記電極（２、３）と前記チップ（２ａ、３ａ）と
   が溶け合った溶融部（１０）が形成されたスパークプラ
   グであって、 前記溶融部（１０）は、前記溶接部位の少なくとも半周
   以上にわたって、前記溶融部（１０）相互の境界を持た
   ずに連続的に形成されていることを特徴とするスパーク
   プラグ。
2. 【請求項２】 前記溶融部（１０）は、前記溶接部位の
   全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項
   １に記載のスパークプラグ。
3. 【請求項３】 前記チップ（２ａ、３ａ）のうち前記溶
   融部（１０）に最も近い部位における断面積をＡとし、
   前記チップ（２ａ、３ａ）における溶接側の端面のう
   ち、前記電極（２、３）と前記チップ（２ａ、３ａ）と
   が溶け合っていない非溶融部の面積をＢとし、前記チッ
   プ（２ａ、３ａ）の断面積Ａに占める前記非溶融部面積
   Ｂの比率をＣとしたとき、前記比率Ｃが５０％以下であ
   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。
4. 【請求項４】 前記溶融部（１０）と前記チップ（２
   ａ、３ａ）との界面に、前記溶融部（１０）と前記チッ
   プ（２ａ、３ａ）とが溶け込んだ第２溶融部（１１）が
   形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のい
   ずれか１つに記載のスパークプラグ。
5. 【請求項５】 前記チップ（２ａ、３ａ）は、Ｉｒを５
   ０重量％以上含有するＩｒ合金よりなることを特徴とす
   る請求項１ないし４のいずれか１つに記載のスパークプ
   ラグ。
6. 【請求項６】 所定の空隙を有して対向配置された２つ
   の電極（２、３）のうち少なくとも一方側に貴金属製の
   チップ（２ａ、３ａ）がレーザ溶接されるスパークプラ
   グの製造方法であって、 前記電極（２、３）と前記チップ（２ａ、３ａ）とを接
   触させた状態で、前記電極（２、３）と前記チップ（２
   ａ、３ａ）の溶接予定部位の少なくとも半周以上にわた
   って同時にレーザビームを照射することを特徴とするス
   パークプラグの製造方法。
7. 【請求項７】 前記レーザビームを、前記溶接予定部位
   の全周にわたって同時に照射することを特徴とする請求
   項６に記載のスパークプラグの製造方法。
8. 【請求項８】 前記レーザビームは、エネルギ密度が全
   周略均一な環状レーザビーム（１１１）であることを特
   徴とする請求項６または７に記載のスパークプラグの製
   造方法。