JP2020155207A - スパークプラグの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】凸部を有する接地電極を備えているスパークプラグにおいて、凸部を覆う貴金属層をより剥離しにくくすることのできる製造方法を提供する。【解決手段】スパークプラグは、凸部を備える本体部と、凸部を覆う貴金属層とを有する接地電極を備えている。このスパークプラグの製造方法は、準備工程と、押出工程と、溶接工程とを含む。準備工程では、接地電極の母材上に貴金属材料を載置する。押出工程では、準備工程の後に、前記母材における前記貴金属材料が載置された部分を押出加工して、少なくとも一部が前記貴金属層で覆われた前記凸部を形成する。溶接工程では、前記押出工程の後に、前記貴金属層と前記本体部との接触部の少なくとも一部を溶接する。【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関に用いられるスパークプラグの製造方法に関する。

自動車用エンジン等の内燃機関の着火手段として、スパークプラグが用いられている。スパークプラグには、火花放電を発生させるための構成として、中心電極と接地電極とが設けられている。中心電極と接地電極との対向面には、スパークプラグの着火性を向上させるために、電極チップがそれぞれ設けられている。電極チップは、例えば、貴金属材料からなる柱状チップであり、対向方向に突出する中心電極チップと接地電極チップとの間に所定の火花放電ギャップを形成し、火花放電を発生させて混合気に点火する。

また、スパークプラグの中には、貴金属の使用量を低減させることなどを目的として、接地電極の形状を変更しているものがある。例えば、特許文献１には、接地電極の先端対向部５１の母材の一部を対向する中心電極へ向けて突出する凸部５２とし、凸部５２の表面を覆うように貴金属被覆層６が形成されているスパークプラグ１が開示されている。

特開２０１７−１８３１０２号公報

特許文献１には、スパークプラグの製造方法も開示されている。この製造方法は、板状の先端対向部５１に、貴金属被覆層６となる板状の貴金属チップを抵抗溶接し、該貴金属チップの少なくとも一部を先端対向部５１に埋設させる第１工程と、貴金属チップが埋設された部位において、先端対向部５１の一部を対向部表面５１１側へ押出加工して、端面被覆層６１と側面被覆層６２とで被覆された凸部５２を形成すると共に、側面被覆層６２の付根部６３から対向部表面５１１に沿って外側へ延出する延設部６４を一体的に形成する第２工程と、を備えている。

このように、凸部５２の表面が貴金属被覆層６で覆われている接地電極を形成するに際しては、接地電極となる母材の表面の一部に貴金属の層を溶接などで形成し、その後、押出加工などによって母材の形状を変化させて凸部５２を形成している。しかし、このような方法で接地電極を製造すると、凸部を覆うように形成された貴金属被覆層が剥離しやすいという問題が生じる。

そこで、本発明では、凸部と凸部を覆う貴金属層とを有する接地電極を備えているスパークプラグにおいて、貴金属層をより剥離しにくくすることのできる製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一局面にかかるスパークプラグの製造方法は、凸部を備える本体部と、前記凸部を覆う貴金属層とを有する接地電極を備えているスパークプラグの製造方法である。この製造方法は、前記接地電極の母材上に貴金属材料を載置する準備工程と、前記準備工程の後に、前記母材における前記貴金属材料が載置された部分を押出加工して、少なくとも一部が前記貴金属層で覆われた前記凸部を形成する押出工程と、前記押出工程の後に、前記貴金属層と前記本体部との接触部の少なくとも一部を溶接する溶接工程とを含む。

上記の製造方法では、押出工程において凸部および貴金属層を形成した後に、溶接工程において貴金属層と本体部との接触部の少なくとも一部を溶接している。これにより、凸部を形成する前に貴金属層を溶接する方法と比較して、貴金属層が凸部から剥離しにくくなる。したがって、より信頼性の高い、長寿命のスパークプラグを製造することができる。

上記の本発明の一局面にかかるスパークプラグの製造方法において、前記準備工程は、前記貴金属材料を前記母材に溶接する工程をさらに含んでいてもよい。これにより、後に行われる押出工程において貴金属材料の位置がずれることを防止することができる。

また、上記の本発明の一局面にかかるスパークプラグの製造方法において、前記溶接工程では、前記貴金属層と前記本体部との接触部の少なくとも一部を抵抗溶接によって溶接してもよい。抵抗溶接によって溶接を行うことで、他の溶接方法を用いた場合と比較して、溶接対象となる貴金属材料の純度の低下を抑えることができるため、結果として、耐火花消耗性の低下を抑えることができる。

また、上記の本発明の一局面にかかるスパークプラグの製造方法は、前記抵抗溶接を行う前に、前記抵抗溶接を実施する箇所に存在するダレ、付着物、および突起物の少なくとも何れかを取り除くことをさらに含んでもよい。これにより、ダレ、付着物、および突起物などに起因して起こり得る溶接時の加熱ムラを抑制し、溶接箇所を比較的均一に加熱することができる。

また、上記の本発明の一局面にかかるスパークプラグの製造方法において、前記溶接工程では、前記貴金属層で覆われた前記凸部の少なくとも側面部と、前記貴金属層とを、前記抵抗溶接によって溶接してもよい。前記凸部の少なくとも側面部と、前記貴金属層とを少なくとも溶接しておくことで、貴金属層全体としての耐剥離性を向上させることができる。

さらに、前記溶接工程では、前記貴金属層と、前記本体部における前記貴金属層で覆われた箇所全体とを前記抵抗溶接によって溶接してもよい。これより、貴金属層の耐剥離性をより向上させることができる。

また、上記の本発明の一局面にかかるスパークプラグの製造方法において、前記スパークプラグは、接地電極と対になる中心電極を備えており、前記貴金属層と、前記本体部における前記貴金属層で覆われた箇所全体とを前記抵抗溶接によって溶接する場合には、以下の各工程（第１の溶接処理工程および第２の溶接処理工程）をそれぞれ行ってもよい。
第１の溶接処理工程：前記貴金属層と、前記貴金属層で覆われた前記本体部のうちの前記凸部における前記中心電極と対向する面とを、前記抵抗溶接によって溶接する。
第２の溶接処理工程：前記貴金属層と、前記貴金属層で覆われた前記本体部のうちの前記凸部における前記中心電極と対向する面以外の部分とを、前記抵抗溶接によって溶接する。
これにより、貴金属層と本体部とがより確実に溶接され、さらに剥離しにくい構造とすることができる。

また、上記の本発明の一局面にかかるスパークプラグの製造方法において、前記溶接工程では、レーザー溶接によって前記貴金属層と前記本体部との接触部の少なくとも一部を溶接してもよい。レーザー溶接を用いて溶接を行うことで、例えば、溶接工程の前に行われるダレや付着物などの除去工程などを省略することができ、工程を簡略化することができる。

また、レーザー溶接を用いて前記溶接工程を行う場合には、前記本体部と、前記貴金属層の少なくとも端部とを前記レーザー溶接によって溶接してもよい。これにより、貴金属層の剥離の可能性を低減させることができる。

以上のように、本発明の一局面にかかるスパークプラグの製造方法によれば、凸部を覆う貴金属層がより剥離しにくいスパークプラグを得ることができる。

本発明の一実施形態にかかるスパークプラグの外観を示す側面図である。 図１に示すスパークプラグのＡ−Ａ線部分の構成を示す断面図である。 第１の実施形態にかかるスパークプラグの製造方法の各工程を示す模式図である。 図３に示す溶接工程における第１の溶接処理を説明するための模式図である。 図３に示す溶接工程における第２の溶接処理を説明するための模式図である。 第２の実施形態にかかるスパークプラグの製造方法の各工程を示す模式図である。 第３の実施形態にかかるスパークプラグの製造方法の溶接工程を説明するための模式図である。 第３の実施形態にかかるスパークプラグの製造方法の溶接工程を説明するための模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

〔第１の実施形態〕
本実施形態では、スパークプラグ１の製造方法について説明する。

（スパークプラグの構成）
先ず、スパークプラグ１の全体構成について、図１を参照しながら説明する。スパークプラグ１は、絶縁体５０および主体金具３０を備えている。

絶縁体５０は、スパークプラグ１の長手方向に延びる略円筒形状の部材である。絶縁体５０は、絶縁性、耐熱性、および熱伝導性に優れた材料で形成されている。例えば、絶縁体５０は、アルミナ系セラミックなどで形成されている。絶縁体５０の一方の端部（先端部）５１には、中心電極２１が設けられている。また、絶縁体の他方の端部（後端部）には、端子金具５２が取り付けられている。

中心電極２１は、その先端部（電極先端部２２）が絶縁体５０の先端部５１から突出した状態で、絶縁体５０の軸孔に貫通保持されている。中心電極２１は、電極先端部２２が略円筒形状の絶縁体５０の軸線上に位置するように、絶縁体５０に対して取り付けられている。中心電極２１は略円柱形状を有しており、その先端部分は、電極先端部２２へ向かってテーパ状に縮径している。電極先端部２２は、縮径された中心電極２１の先端部分と同径の略円柱形状を有している。なお、電極先端部２２は、略円柱形状に限定はされず、例えば、四角形、五角形、八角形などの多角形の角柱形状を有していてもよい。

主体金具３０は、内燃機関のネジ穴に固定される略円筒形状の部材である。主体金具３０は、絶縁体５０を部分的に覆うように設けられている。主体金具３０は、導電性を有する金属材料で形成されている。主体金具３０は、主に、加締め部３１、工具係合部３２、湾曲部３３、座部３４、および胴部３６などを有している。

加締め部３１および湾曲部３３は、絶縁体５０に主体金具３０を取り付けるための部位である。工具係合部３２は、内燃機関のネジ穴に主体金具３０を取り付けるときにレンチなどの工具を係合させる部位である。座部３４は、工具係合部３２と胴部３６との間に位置している。スパークプラグ１が内燃機関に取り付けられた状態で、座部３４には、環状のガスケットが配置される。胴部３６は、絶縁体５０の先端部５１側に位置している。スパークプラグ１が内燃機関に取り付けられる際には、胴部３６の外周に形成されたネジ溝（図示せず）が内燃機関のネジ穴に螺合される。

また、主体金具３０の先端部側（胴部３６が位置する側）には、接地電極１１が取り付けられている。接地電極１１は、全体が略Ｌ字形に屈曲する板状体で、基端側が主体金具３０の先端面に接合固定されている。接地電極１１の先端部は、絶縁体５０の軸線の仮想延長線が通過する位置にまで延びている。そして、接地電極１１の先端部の近傍には、中心電極２１側に向かって突出する凸部１２が形成されている。

（中心電極および接地電極の構成）
続いて、中心電極２１および接地電極１１のより具体的な構成について説明する。図２には、スパークプラグ１の電極部分を拡大して示す。

中心電極２１および接地電極１１は、例えば、Ｎｉ（すなわち、ニッケル）を主成分として含むＮｉ基合金等の金属材料を母材として構成される。Ｎｉ基合金に添加される合金元素としては、Ａｌ（すなわち、アルミニウム）等が挙げられる。中心電極２１および接地電極１１は、その内部に、熱伝導性に優れた金属、例えば、Ｃｕ（すなわち、銅）又はＣｕ合金等の金属材料等からなる芯材を有していてもよい。

中心電極２１の電極先端部２２は、例えば、円柱状に成形された貴金属チップにて構成することができ、溶接等により中心電極２１の先端に接合される。

接地電極１１の凸部１２は、接地電極１１の母材の一部を、例えば、円柱状、円錐台状、角柱状、または角錐台状に突出させることによって形成される。すなわち、凸部１２は、接地電極１１の本体部１１ａと一体的に構成される。凸部１２は、後述するように、押出加工によって形成される。この押出工程において、本体部１１ａにおける凸部１２と対向する位置には、凹部１７が形成される。凸部１２の表面は、貴金属層１３で覆われている。貴金属層１３は、例えば、薄板状に成形された貴金属チップを用いて、後述するように、凸部１２の成形と同時にその表面を覆う被覆層として成形される。

電極先端部２２および貴金属層１３に用いられる貴金属材料としては、例えば、Ｐｔ（すなわち、白金）、Ｉｒ（すなわち、イリジウム）、Ｒｈ（すなわち、ロジウム）、Ｒｕ（すなわち、ルテニウム）などが挙げられる。電極先端部２２および貴金属層１３は、これらの貴金属から選ばれる少なくとも１種類を主成分として含む貴金属材料または貴金属合金材料を、所望のチップ形状としたものを用いることができる。貴金属合金材料としては、例えば、Ｐｔ−Ｒｈ合金などが挙げられる。また、貴金属合金材料には、貴金属以外の金属が含まれていてもよい。貴金属以外の金属を含む貴金属合金材料としては、例えば、Ｐｔ−Ｎｉ合金などが挙げられる。

貴金属層１３は、凸部１２の頂面部（凸部１２における中心電極２１と対向する面）１２ａを覆う頂面被覆部１３ａと、凸部１２の側面部１２ｂを覆う側面被覆部１３ｂと、凸部１２の根元部分を覆う延設端部１３ｃとを有している。凸部１２の径および突出高さは、例えば、対向する中心電極２１の電極先端部２２の径および突出高さなどに応じて、所望の放電特性が得られるように、適宜設定することができる。このとき、貴金属層１３を含む凸部１２の先端（すなわち、頂面被覆部１３ａの表面）と、中心電極２１の電極先端部２２との間において、所定の火花放電ギャップが形成される。

延設端部１３ｃは、凸部１２の根元部分から本体部１１ａの一部にまで延びている。このような延設端部１３ｃが設けられていることで、凸部１２で火花放電が起こり、凸部１２の根元が消耗することを防ぐ構成とすることができる。

頂面被覆部１３ａおよび側面被覆部１３ｂの厚さは、任意に設定することができる。頂面被覆部１３ａおよび側面被覆部１３ｂの厚さは、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。頂面被覆部１３ａは、電極先端部２２と対向して、主たる放電面となる部分であり、所定の火花放電ギャップを形成して耐火花消耗性が確保できる十分な厚さに設定されるのがよい。側面被覆部１３ｂは、頂面被覆部１３ａと同等、あるいはそれ以下の厚さに設定され、凸部１２の側面部１２ｂの全体を被覆して耐火花消耗性を向上させる。好ましくは、耐火花消耗性を確保できる範囲で、側面被覆部１３ｂをより薄く形成することで、貴金属の使用量を低減することができる。延設端部１３ｃの厚さは、例えば、頂面被覆部１３ａと同等、あるいはそれ以下の厚さとすることができる。

（スパークプラグの製造方法）
続いて、スパークプラグ１の製造方法について説明する。なお、本実施形態にかかるスパークプラグ１を製造するにあたって、接地電極１１における凸部１２および貴金属層１３を形成するための各工程以外の製造方法については、従来公知のスパークプラグ１の製造方法を適用することができる。そのため、以下では、凸部１２および貴金属層１３を形成する具体的な方法について説明する。

図３には、スパークプラグ１の製造方法において、凸部１２および貴金属層１３を形成する各工程を（１）から（３）に順に示す。（１）に示す工程は準備工程であり、（２）に示す工程は押出工程であり、（３）に示す工程は溶接工程である。

（１）の準備工程では、接地電極１１の母材４１上に貴金属材料からなる貴金属チップ４２を載置する。この準備工程では、母材４１の適切な位置に貴金属チップ４２を載置した後に、さらに母材４１に対して貴金属チップ４２を溶接してもよい。このような溶接のプロセスを含むことで、後の押出工程の際に貴金属チップ４２の位置がずれることを防止することができる。また、押出工程において凸部１２を形成するときに、母材４１および貴金属チップ４２を成形型の形状により厳密に合わせて変形させることができる。したがって、所望とする形状により合致した凸部１２および貴金属層１３を得ることができる。

準備工程において母材４１と貴金属チップ４２との溶接を行う場合には、例えば、抵抗溶接、レーザー溶接などの公知の溶接方法を採用することができる。各種溶接方法の中でも、抵抗溶接を採用することが好ましい。後述するように、抵抗溶接は、レーザー溶接などの他の溶接方法と比較して、溶接対象となる貴金属材料の純度の低下を抑えることができるためである。

なお、別の実施態様では、準備工程において溶接は実施せず、母材４１上に貴金属チップ４２を適切な位置に単に載置するのみでもよい。

（２）の押出工程は、準備工程の後に実施される。押出工程では、母材４１における貴金属チップ４２が載置された部分を押出加工して、少なくとも一部が貴金属層１３で覆われた凸部１２を形成する。この押出工程は、例えば、従来公知の押出加工機を用いて実施される。具体的には、押出加工機のパンチ８１と成形型８２との間に貴金属チップ４２が載置された母材４１を配置する。このとき、パンチ８１および成形型８２（具体的には、窪み部８２ａ）の位置と、貴金属チップ４２の載置位置とを正確に合わせる。そして、図３の（２）に矢印で示すように、パンチ８１を成形型８２の窪み部８２ａの方へ向かって移動させることで、母材４１を押圧して変形させ、窪み部８２ａの形状に対応する凸部１２を成形するとともに、凸部１２の全体を覆う貴金属層１３を成形する。また、本体部１１ａにおける凸部１２と対向する位置には、パンチ８１の押圧によって凹部１７が形成される。

（３）の溶接工程は、押出工程の後に実施される。溶接工程では、貴金属層１３と本体部１１ａとの接触部の少なくとも一部を溶接する。ここで、貴金属層１３と本体部１１ａとの接触部とは、貴金属層１３の頂面被覆部１３ａと凸部１２の頂面部１２ａとの接触部、貴金属層１３の側面被覆部１３ｂと凸部１２の側面部１２ｂとの接触部、並びに貴金属層１３の延設端部１３ｃと凸部１２の根元部分および本体部１１ａの上面との接触部である。

溶接工程では、抵抗溶接を用いて貴金属層１３が本体部１１ａに対して溶接されることが好ましい。抵抗溶接には、公知の抵抗溶接機を用いることができる。そして、一組の電極間に、溶接対象となる箇所を挟持し、加圧状態で所定の電流を流すことによって、貴金属層１３と本体部１１ａとの接触部を溶融させて接合する。

抵抗溶接は、レーザー溶接などの他の溶接方法と比較して、溶接対象となる貴金属材料の純度の低下を抑えることができる。したがって、抵抗溶接を用いて溶接工程を実施することで、形成される貴金属層１３における貴金属材料の純度の低下が抑えられ、スパークプラグ１の耐火花消耗性の低下を抑えることができる。

なお、抵抗溶接を用いて貴金属層１３と本体部１１ａとの溶接を行う場合、抵抗溶接を行う前に、抵抗溶接を実施する箇所に存在するダレ、付着物、および突起物の少なくとも何れかを取り除く除去工程をさらに実施することがより好ましい。このような除去工程を実施することにより、ダレや付着物などに起因して起こり得る溶接時の加熱ムラを抑制し、溶接箇所を比較的均一に加熱することができる。そのため、溶接不良の発生率を低減させることができる。

溶接工程では、上述した貴金属層１３と本体部１１ａとの接触部のうちの少なくとも一部を溶接する。例えば、溶接工程では、貴金属層１３で覆われた凸部１２の少なくとも側面部１２ｂと、貴金属層１３（具体的には、側面被覆部１３ｂ）とを抵抗溶接によって溶接することが好ましい。これは、貴金属層１３と本体部１１ａとの接触部のうちで、貴金属層１３の側面被覆部１３ｂと凸部１２の側面部１２ｂとの接触部がより剥離しやすいからである。この接触部を少なくとも溶接しておくことで、貴金属層１３全体としての耐剥離性を向上させることができる。

なお、より好ましくは、溶接工程では、貴金属層１３と、本体部１１ａにおける貴金属層１３で覆われた箇所全体とを抵抗溶接によって溶接するのがよい。これにより、貴金属層１３をより剥離しにくくすることができる。

この場合、２度の溶接処理を行って貴金属層１３と本体部１１ａとを溶接することが好ましい。以下では、その方法について図４および図５を参照しながら説明する。図４には、第１の溶接処理が行われている様子を示す。図５には、第２の溶接処理が行われている様子を示す。

２度の溶接処理が行われる場合、先ず、図４に示すように、貴金属層１３と、貴金属層１３で覆われた本体部１１ａのうちの凸部１２の頂面部１２ａ（凸部１２における中心電極２１と対向する面）とを、抵抗溶接（第１の溶接処理）によって溶接する。これにより、貴金属層１３の頂面被覆部１３ａと凸部１２の頂面部１２ａとの接触部７１が溶接される。

続いて、図５に示すように、貴金属層１３と、貴金属層１３で覆われた本体部１１ａのうちの頂面部１２ａ以外の部分（すなわち、凸部１２の側面部１２ｂおよび本体部１１ａの上面１１ｂ）とを、抵抗溶接（第２の溶接処理）によって溶接する。これにより、貴金属層１３の側面被覆部１３ｂおよび延設端部１３ｃと、凸部１２の側面部１２ｂおよび本体部１１ａの上面１１ｂとの接触部７２が溶接される。

なお、本実施形態では、中心電極２１と接地電極１１の凸部１２とが軸線方向に対向しているため、凸部１２の頂面部１２ａは、中心電極２１の頂面２２ａと対向している（図２参照）。しかし、本発明のスパークプラグの技術的範囲には、中心電極と接地電極の凸部とが軸線方向に対向していない構成も含まれる。このような構成の場合、凸部における中心電極と対向する面とは、中心電極２１の頂面（例えば、頂面２２ａ）だけでなく、中心電極自体と対向している面のことを意味する。そして、抵抗溶接を２回に分けて行う場合には、１回目の溶接処理において、貴金属層１３と、凸部１２における中心電極２１と対向する面の全体とを溶接する。

上記のように、先に第１の溶接処理を行うことで、貴金属層１３の頂面被覆部１３ａと凸部１２の頂面部１２ａとの間に隙間が形成されることを防ぐことができる。そしてその後に第２の溶接処理を行うことで、より剥離しやすい凸部１２の側面部１２ｂと貴金属層１３との接触部を確実に溶接することができる。

なお、本実施形態では、第１の溶接処理の後に第２の溶接処理を行う例について説明したが、他の実施態様では、第２の溶接処理を先に行い、その後に第１の溶接処理を行ってもよい。これにより、貴金属層１３における頂面被覆部１３ａと側面被覆部１３ｂとを、別々の溶接処理によって本体部１１ａに対して溶接することができる。そのため、貴金属層１３と本体部１１ａとがより確実に溶接され、剥離しにくい構造とすることができる。

また、上述したように、本体部１１ａと貴金属層１３との接触部のうちで、凸部１２の側面部１２ｂと貴金属層１３との接触部がより剥離しやすいことから、第１の溶接処理（図４参照）は省略し、第２の溶接処理（図５参照）のみを行ってもよい。これにより、溶接工程を簡略化することができる。

（まとめ）
以上のように、本実施形態にかかるスパークプラグ１は、凸部１２を備える本体部１１ａと、凸部１２を覆う貴金属層１３とを有する接地電極１１を備えている。また、本実施形態にかかるスパークプラグ１の製造方法は、（１）準備工程と、（２）押出工程と、（３）溶接工程とを含んでいる。準備工程では、接地電極１１の材料である母材４１上に貴金属チップ４２を載置する。準備工程の後に行われる押出工程では、母材４１における貴金属チップ４２が載置された部分を押出加工して、少なくとも一部が貴金属層１３で覆われた凸部１２を形成する。押出工程の後に行われる溶接工程では、貴金属層１３と本体部１１ａとの接触部７１および７２の少なくとも一部を溶接する。

本実施形態にかかるスパークプラグ１の製造方法は、押出工程において凸部１２および貴金属層１３を形成した後に、溶接工程において貴金属層１３と本体部１１ａとの接触部７１および７２の少なくとも一部を溶接している。これにより、凸部を形成する前に貴金属層を溶接する方法と比較して、貴金属層が凸部から剥離しにくくなる。したがって、より信頼性の高い、長寿命のスパークプラグを製造することができる。

〔第２の実施形態〕
本実施形態では、第１の実施形態とは接地電極の構成が異なっているスパークプラグを製造する方法について説明する。

図６には、第２の実施形態にかかるスパークプラグ１の製造方法において、凸部１２および貴金属層１３を形成する各工程を（１）から（３）に順に示す。（１）に示す工程は準備工程であり、（２）に示す工程は押出工程であり、（３）に示す工程は溶接工程である。

図６の（３）には、第２の実施形態にかかるスパークプラグ１の接地電極１１１の断面構成を示す。この図は、図２に示すＡ−Ａ線に相当する位置の接地電極１１１の断面構成を示すものである。第２の実施形態にかかるスパークプラグ１において接地電極１１１以外の構成については、第１の実施形態で説明したスパークプラグ１と同様の構成が適用できる。

第１の実施形態のスパークプラグ１と同様に、接地電極１１１は、全体が略Ｌ字形に屈曲する板状体で、基端側が主体金具３０の先端面に接合固定されている。接地電極１１１の先端部の近傍には、中心電極２１側に向かって突出する凸部１２が形成されている。第１の実施形態と同様に、凸部１２は、接地電極１１１の母材の一部を、例えば、円柱状、円錐台状、角柱状、または角錐台状に突出させることによって形成される。

凸部１２の表面は、貴金属層１１３で覆われている。貴金属層１１３に用いられる貴金属材料としては、第１の実施形態と同様のものが挙げられる。貴金属層１１３は、例えば、薄板状に成形された貴金属チップ４２を用いて、凸部１２の成形と同時にその表面を覆う被覆層として成形される。第２の実施形態にかかるスパークプラグ１では、貴金属層１１３の形成領域が第１の実施形態とは異なっている。

具体的には、貴金属層１１３は、凸部１２の頂面部（凸部１２における中心電極２１と対向する面）１２ａを覆う頂面被覆部１１３ａと、凸部１２の側面部１２ｂを覆う側面被覆部１１３ｂとを有している。凸部１２の根元部分および本体部１１ａの上面には、貴金属層１１３は形成されていない。すなわち、貴金属層１１３は、延設端部１３ｃ（図２参照）を有していない。

本実施形態にかかるスパークプラグ１を製造する場合には、基本的には、第１の実施形態で説明したスパークプラグ１の製造方法と同様の製造方法を用いることができる。

具体的には、（１）の準備工程に関しては、第１の実施形態で説明した準備工程と同様に、接地電極１１１の材料である母材４１上に貴金属材料からなる貴金属チップ４２を載置する。但し、貴金属チップ４２のサイズについては、第１の実施形態よりもやや小さなサイズとする。また、第１の実施形態と同様に、母材４１に対して貴金属チップ４２を溶接してもよい。

（２）の押出工程では、母材４１における貴金属チップ４２が載置された部分を押出加工して、貴金属層１１３で覆われた凸部１２を形成する。この押出工程では、第１の実施形態と同様に、押出加工機のパンチ８１と成形型８２との間に貴金属チップ４２が載置された母材４１を配置する。そして、図６の（２）に矢印で示すように、パンチ８１を成形型８２の窪み部８２ａの方へ向かって移動させる。このとき、本体部１１ａの表面が成形型８２の下面にまで到達するように、パンチ８１を押し上げる。これにより、窪み部８２ａの形状に合わせて母材４１が変形して凸部１２が形成されるとともに、凸部１２の頂面部と側面部の大部分とを覆う貴金属層１１３が形成される。

（３）の溶接工程では、貴金属層１１３と本体部１１ａとの接触部の少なくとも一部を溶接する。ここで、貴金属層１１３と本体部１１ａとの接触部とは、貴金属層１１３の頂面被覆部１１３ａと凸部１２の頂面部１２ａとの接触部、および貴金属層１１３の側面被覆部１１３ｂと凸部１２の側面部１２ｂとの接触部である。

この溶接工程では、第１の実施形態と同様に、抵抗溶接を用いることが好ましい。また、第１の実施形態と同様に、２度の溶接処理を行って貴金属層１１３と本体部１１ａとを抵抗溶接することが好ましい。

〔第３の実施形態〕
上述した第１および第２の実施形態では、抵抗溶接を用いて溶接工程を実施する例について説明した。しかし、本発明にかかるスパークプラグの製造方法では、抵抗溶接以外の溶接方法を用いて溶接工程を実施してもよい。そこで、本実施形態では、レーザー溶接を用いて溶接工程を実施する製造方法の一例について説明する。

本実施形態にかかるスパークプラグ１の製造方法は、上述の第１および第２の実施形態で説明したスパークプラグ１の製造方法と同様に、図３または図６に示すような（１）から（３）の各工程を含んでいる。

例えば、図７に示す接地電極１１を備えているスパークプラグ１を製造する場合には、図３に示す（１）の準備工程から（３）の溶接工程を行って、凸部１２および貴金属層１３を形成する。また、図８に示す接地電極１１１を備えているスパークプラグ１を製造する場合には、図６に示す（１）の準備工程から（３）の溶接工程を行って、凸部１２および貴金属層１１３を形成する。

但し、本実施形態にかかるスパークプラグ１の製造方法では、（３）の溶接工程では、抵抗溶接の代わりにレーザー溶接を用いる。レーザー溶接を用いて溶接を行うことで、溶接工程の前に行われる除去工程（溶接を実施する箇所に存在するダレ、付着物、および突起物の少なくとも何れかを取り除く工程）を省略することができる。

なお、本実施形態にかかるスパークプラグ１の製造方法では、第１の実施形態などと同様に、（１）の準備工程において、母材４１に対して貴金属チップ４２を溶接してもよい。準備工程で行う溶接は、レーザー溶接を用いてもよいし、抵抗溶接などの他の溶接方法を用いてもよい。

また、（３）の溶接工程では、本体部１１ａと、貴金属層１３または１１３の少なくとも端部とをレーザー溶接によって溶接することが好ましい。ここで、貴金属層１３の端部とは、図７のＡで示す箇所のことである。また、貴金属層１１３の端部とは、図８のＢで示す箇所のことである。

これは、貴金属層は、その端部から剥離する可能性が高いためである。貴金属層の少なくとも端部をレーザー溶接によって本体部と溶接しておくことで、剥離の可能性を低減させることができる。また、例えば、頂面被覆部１３ａおよび１１３ａなどの貴金属層の上方部分（すなわち、中心電極２１により近い部分）にはレーザー溶接を施さないことで、当該部分における貴金属材料の純度の低下を抑えることができる。

なお、貴金属層１３（または１１３）が本体部１１ａからより剥離しにくくなるように、貴金属層１３（または１１３）の端部Ａ（またはＢ）に加えて、貴金属層１３（または１１３）の側面被覆部１３ｂ（または１１３ｂ）と凸部１２の側面部１２ｂとの接触部７２（または１７２）にもレーザー溶接を施してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、本明細書で説明した異なる実施形態の構成を互いに組み合わせて得られる構成についても、本発明の範疇に含まれる。

１ ：スパークプラグ
１１ ：接地電極
１１ａ ：本体部
１２ ：凸部
１２ａ ：頂面部（凸部における中心電極と対向する面）
１２ｂ ：側面部（凸部における中心電極と対向する面以外の面）
１３ ：貴金属層
１３ａ ：頂面被覆部
１３ｂ ：側面被覆部
１３ｃ ：延設端部
１７ ：凹部
２１ ：中心電極
２２ ：電極先端部
４１ ：母材
４２ ：貴金属チップ（貴金属材料）
７１ ：接触部
７２ ：接触部
Ａ ：貴金属層の端部
Ｂ ：貴金属層の端部

Claims (9)

1. 凸部を備える本体部と、前記凸部を覆う貴金属層とを有する接地電極を備えているスパークプラグの製造方法であって、
   前記接地電極の母材上に貴金属材料を載置する準備工程と、
   前記準備工程の後に、前記母材における前記貴金属材料が載置された部分を押出加工して、少なくとも一部が前記貴金属層で覆われた前記凸部を形成する押出工程と、
   前記押出工程の後に、前記貴金属層と前記本体部との接触部の少なくとも一部を溶接する溶接工程と
   を含む、スパークプラグの製造方法。
2. 前記準備工程は、前記貴金属材料を前記母材に溶接する工程をさらに含んでいる、請求項１に記載のスパークプラグの製造方法。
3. 前記溶接工程では、前記貴金属層と前記本体部との接触部の少なくとも一部を抵抗溶接によって溶接する、請求項１または２に記載のスパークプラグの製造方法。
4. 前記抵抗溶接を行う前に、前記抵抗溶接を実施する箇所に存在するダレ、付着物、および突起物の少なくとも何れかを取り除くことをさらに含む、請求項３に記載のスパークプラグの製造方法。
5. 前記溶接工程では、前記貴金属層で覆われた前記凸部の少なくとも側面部と、前記貴金属層とを前記抵抗溶接によって溶接する、請求項３または４に記載のスパークプラグの製造方法。
6. 前記溶接工程では、前記貴金属層と、前記本体部における前記貴金属層で覆われた箇所全体とを前記抵抗溶接によって溶接する、請求項５に記載のスパークプラグの製造方法。
7. 前記スパークプラグは、中心電極を備えており、
   前記貴金属層と、前記本体部における前記貴金属層で覆われた箇所全体とを前記抵抗溶接によって溶接する場合には、
   前記貴金属層と、前記貴金属層で覆われた前記本体部のうちの前記凸部における前記中心電極と対向する面とを、前記抵抗溶接によって溶接する工程と、
   前記貴金属層と、前記貴金属層で覆われた前記本体部のうちの前記凸部における前記中心電極と対向する面以外の部分とを、前記抵抗溶接によって溶接する工程と
   をそれぞれ行う、請求項６に記載のスパークプラグの製造方法。
8. 前記溶接工程では、レーザー溶接によって前記貴金属層と前記本体部との接触部の少なくとも一部を溶接する、請求項１または２に記載のスパークプラグの製造方法。
9. 前記溶接工程では、前記本体部と、前記貴金属層の少なくとも端部とを前記レーザー溶接によって溶接する、請求項８に記載のスパークプラグの製造方法。
   

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