JP4889768B2 - スパークプラグとその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スパークプラグとその製造方法に関するものである。

従来より、内燃機関には、スパークプラグが設けられている。スパークプラグとしては、屈曲した接地電極と、中心電極との間の間隙（火花ギャップ）で火花放電を行うものが知られている。また、接地電極の端部に貴金属チップを設ける技術も知られている。このようなスパークプラグの製造方法としては、柱状の接地電極の端部に貴金属チップを溶接し、次に、接地電極の曲げ加工を行い、曲げられた接地電極をハウジングに接合する方法が知られている。

特開２００３−２２９２３１号公報 特許第３２７３２１５号公報

ところで、スパークプラグの製造では、火花ギャップの製造精度（例えば、距離の精度）を高めることが好ましい。しかし、屈曲した接地電極と、接地電極の端部に設けられたチップと、を有するスパークプラグを、精度よく製造することに関しては、十分な工夫がなされていないのが実情であった。

本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、スパークプラグを精度よく製造することができる技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
本発明の第１の形態は、軸線方向に延びる中心電極と、軸孔を有し前記中心電極が前記軸孔に設けられる絶縁体と、前記絶縁体を保持する筒状の主体金具と、前記主体金具の先端部に一端部が接続される接地電極と、前記接地電極の他端部に接続されて前記中心電極との間で火花ギャップを形成する電極チップと、を備えるスパークプラグの製造方法であって、前記主体金具に前記一端部が接続された状態の前記接地電極を、前記接地電極の前記他端部が前記中心電極に近づくように、屈曲させる屈曲工程と、前記屈曲工程の後に、前記電極チップの一部分が前記接地電極の前記他端部から前記中心電極の側面に向かって突出するように、前記電極チップを、前記他端部の内側の側面に溶接する溶接工程と、前記火花ギャップを調整するギャップ調整工程と、を備え、前記ギャップ調整工程は、前記溶接工程と同時に行われ、前記ギャップ調整工程では、前記電極チップと前記中心電極との間に、所定サイズのスペーサを配置し、前記電極チップと前記中心電極とを前記スペーサに接触させることで前記火花ギャップの調整を行い、前記スペーサは、前記軸線方向と前記電極チップの突出する方向とのいずれとも垂直な方向である制限方向への前記電極チップの移動を、前記電極チップとの接触によって制限する第１制限部と、前記制限方向への前記スペーサの移動を、前記中心電極との接触によって制限する第２制限部とを、有する、スパークプラグの製造方法である。
この方法によれば、接地電極の屈曲の後で、電極チップが接地電極に溶接されるので、中心電極に対する電極チップの位置の調整が容易である。その結果、スパークプラグを精度よく製造することができる。

［適用例１］軸線方向に延びる中心電極と、軸孔を有し前記中心電極が前記軸孔に設けられる絶縁体と、前記絶縁体を保持する筒状の主体金具と、前記主体金具の先端部に一端部が接続される接地電極と、前記接地電極の他端部に接続されて前記中心電極との間で火花ギャップを形成する電極チップと、を備えるスパークプラグの製造方法であって、前記中心電極が前記軸孔に設けられた前記絶縁体を保持する前記主体金具に、前記一端部が接続された状態の前記接地電極を、前記接地電極の前記他端部が前記中心電極に近づくように、屈曲させる屈曲工程と、前記屈曲工程の後に、前記電極チップの一部分が前記接地電極の前記他端部から前記中心電極の側面に向かって突出するように、前記電極チップを、前記他端部の内側の側面に溶接する溶接工程と、を備える、スパークプラグの製造方法。

この方法によれば、接地電極の屈曲の後で、電極チップが接地電極に溶接されるので、中心電極に対する電極チップの位置の調整が容易である。その結果、スパークプラグを精度よく製造することができる。

［適用例２］適用例１に記載の製造方法であって、さらに、前記火花ギャップを調整するギャップ調整工程を含む、製造方法。この方法によれば、中心電極と電極チップとの間の火花ギャップが調整されるので、スパークプラグを精度よく製造することができる。

［適用例３］適用例２に記載の製造方法であって、前記ギャップ調整工程は、前記溶接工程と同時に行われる、製造方法。この方法によれば、ギャップ調整の直後に電極チップが接地電極に固定されるので、スパークプラグを精度よく製造することができる。

［適用例４］適用例２または適用例３に記載の製造方法であって、前記ギャップ調整工程では、前記電極チップと前記中心電極との間に、所定サイズのスペーサを配置し、前記電極チップと前記中心電極とを前記スペーサに接触させることで前記火花ギャップの調整を行う、製造方法。この方法によれば、ギャップの距離を適切に調整することができる。

［適用例５］適用例４に記載の製造方法であって、前記スペーサは、前記軸線方向と前記電極チップの突出する方向とのいずれとも垂直な方向である制限方向への前記電極チップの移動を、前記電極チップとの接触によって制限する第１制限部と、前記制限方向への前記スペーサの移動を、前記中心電極との接触によって制限する第２制限部とを、有する、製造方法。この方法によれば、中心電極と電極チップとの間の相対的な位置を適切に調整することができる。

［適用例６］適用例４または適用例５に記載の製造方法であって、前記溶接工程では、前記接地電極の内側の側面上で前記電極チップを移動させ、該電極チップを、前記スペーサに押しつけながら前記溶接を行う、製造方法。この方法によれば、溶接時に、接地電極と電極チップとが溶融することによって電極チップが接地電極上で滑りやすくなることを利用して、ギャップの距離を適切に調整することができる。

［適用例７］適用例１ないし適用例６のいずれかに記載の製造方法であって、前記溶接工程では、前記電極チップと前記接地電極との溶接を、抵抗溶接によって行い、前記溶接工程は、第１溶接電極を前記電極チップに接触させ、第２溶接電極を前記接地電極に接触させることによって、前記電極チップと前記接地電極とを、前記第１溶接電極と前記第２溶接電極とで挟む工程と、前記電極チップと前記接地電極とが互いに押し合うように荷重をかける工程と、前記荷重がかけられた状態で、前記第１溶接電極と前記第２溶接電極との間に電圧を印加する工程と、を含む、製造方法。この方法によれば、荷重がかけられた状態で電圧が印加されるので、電極チップを適切に溶接することができる。

［適用例８］適用例７に記載の製造方法であって、前記挟む工程では、前記第１溶接電極は、前記電極チップの、前記接地電極と対向する部分と、前記接地電極から突出している部分との両方と接触する、製造方法。この方法によれば、電極チップの、接地電極と対向する部分と、接地電極から突出している部分との両方が接地電極に向かって押しつけられ、そして、突出部分は接地電極によって支持されないので、電極チップが、突出方向に移動しようとする。その結果、火花ギャップの適切な距離を維持することができる。

［適用例９］適用例７または適用例８に記載の製造方法であって、前記荷重をかける工程は、前記第１溶接電極に向かう荷重を前記第２溶接電極にかける工程を含む、製造方法。この方法によれば、接地電極の屈曲の外側から荷重をかけることができるので、容易に荷重をかけつつ、スパークプラグを精度よく製造することができる。

［適用例１０］適用例７ないし適用例９のいずれかに記載の製造方法であって、前記荷重をかける工程は、前記第２溶接電極に向かう荷重を前記第１溶接電極にかける工程を含む、製造方法。この方法によれば、電極チップに接触する第１溶接電極に荷重がかかるので、電極チップを適切に接地電極に押しつけることができる。

［適用例１１］適用例７ないし適用例１０のいずれかに記載の製造方法であって、前記第１溶接電極は棒状の電極であり、前記挟む工程は、前記第１溶接電極の両端の間の部分を前記電極チップに接触させる工程と、前記第１溶接電極の両端を保持する工程と、を含む、製造方法。この方法によれば、第１溶接電極の両端の間の部分が電極チップに接触し、第１溶接電極の両端が保持されるので、第１溶接電極と電極チップとの接触が不安定になることを抑制できる。

［適用例１２］適用例７ないし適用例１０のいずれかに記載の製造方法であって、前記第１溶接電極は棒状の電極であり、前記挟む工程は、前記第１溶接電極の一端を前記電極チップに接触させる工程と、前記第１溶接電極の他端を保持する工程と、を含む、製造方法。この方法によれば、第１溶接電極の一端が電極チップに接触し、第１溶接電極の他端が保持されるので、接地電極の屈曲の内側に十分なスペースが空いていない場合であっても、第１溶接電極と電極チップとの接触が不安定になることを抑制できる。

［適用例１３］適用例７ないし適用例１２のいずれかに記載の製造方法であって、前記溶接工程は、さらに、前記第１溶接電極を前記接地電極に対して相対的に移動させることによって、前記接地電極の前記電極チップが溶接されるべき位置と向かい合うように、前記第１溶接電極を配置する工程を含み、前記第１溶接電極を配置する工程は、前記軸線方向と交差する方向から、前記接地電極と向かい合う位置へ、前記第１溶接電極を相対的に移動させる工程を含む、製造方法。この方法によれば、第１溶接電極を、主体金具と接地電極とのそれぞれと接触させずに、接地電極と向かい合う位置に配置することができる。

［適用例１４］適用例１３に記載の製造方法であって、前記軸線方向と交差する方向は、さらに、前記接地電極の前記他端部の延びる方向と交差する、製造方法。この方法によれば、接地電極の他端の延びる方向に中心電極が配置された状態であっても、第１溶接電極を、中心電極と接触させずに、接地電極と向かい合う位置に配置することができる。

［適用例１５］適用例１３に記載の製造方法であって、前記軸線方向と交差する方向は、前記接地電極の前記他端部の延びる方向と同じである、製造方法。この方法によれば、容易に、第１溶接電極を、接地電極と向かい合う位置に配置することができる。

［適用例１６］適用例１３ないし適用例１５のいずれかに記載の製造方法であって、前記第１溶接電極を配置する工程は、前記接地電極を固定する工程と、前記軸線方向と交差する方向から、前記接地電極と向かい合う前記位置へ、前記第１溶接電極を移動させる工程と、を含む、製造方法。この方法によれば、接地電極が固定されるので、溶接における接地電極の位置のバラツキを抑制し、スパークプラグを精度よく製造することができる。

［適用例１７］適用例１３ないし適用例１５のいずれかに記載の製造方法であって、前記第１溶接電極を配置する工程は、前記第１溶接電極を固定する工程と、前記軸線方向と交差する方向から前記接地電極と向かい合う前記位置へ前記第１溶接電極が相対的に移動するように、前記接地電極を移動させる工程と、を含む、製造方法。この方法によれば、第１溶接電極が固定されるので、溶接における第１溶接電極の位置ズレを抑制し、スパークプラグを精度よく製造することができる。

［適用例１８］適用例１ないし適用例１７のいずれかに記載の製造方法であって、さらに、前記軸線方向が鉛直下向きである状態で前記溶接工程が行われるように、前記接地電極の向きを設定する工程を含む、製造方法。この方法によれば、電極チップの鉛直下側に接地電極が配置されるので、接地電極の他端の鉛直上側を向いた側面上に、容易に電極チップを配置することができる。

［適用例１９］適用例１ないし適用例１７のいずれかに記載の製造方法であって、さらに、前記軸線方向が鉛直上向きである状態で前記溶接工程が行われるように、前記接地電極の向きを設定する工程を含む、製造方法。この方法によれば、接地電極の鉛直下側に電極チップが配置されるので、電極チップを容易に配置することができる。

［適用例２０］適用例１ないし適用例６のいずれかに記載の製造方法であって、前記溶接工程では、前記電極チップと前記接地電極との溶接を、レーザ溶接によって行う、製造方法。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、上述した種々のスパークプラグの製造方法によって製造されたスパークプラグや、そのスパークプラグを搭載する内燃機関等の形態で実現することができる。

スパークプラグ１００の部分断面図である。 中心電極２０の先端部２２付近の拡大図である。 スパークプラグ１００を軸線Ｏに沿ってみた説明図である。 スパークプラグ１００の組み付け工程を示す説明図である。 スパークプラグ１００の組み付け工程を示す説明図である。 電極チップ９５が先端部３１に接合される様子を示す説明図である。 スパークプラグ１００の組み付け工程の別の実施例を示す説明図である。 治具Ｊ２を示す概略図である。 荷重印加・電圧印加工程の別の実施例を示す説明図である。 荷重印加・電圧印加工程の別の実施例を示す説明図である。 溶接電極配置工程の別の実施例を示す説明図である。 チップ・治具・溶接電極配置工程と、荷重印加・電圧印加工程との別の実施例を示す説明図である。 レーザ溶接によって電極チップ９５と接地電極３０とを接合する手順を示す説明図である。 レーザ溶接によって電極チップ９５が接地電極３０に接合された様子を示す説明図である。 レーザ溶接によって電極チップ９５が接地電極３０に接合された様子を示す説明図である。 溶接電極配置工程と、チップ・治具配置工程と、荷重印加・電圧印加工程との変形例を示す説明図である。

次に、この発明の実施の形態をいくつかの実施例に基づいて説明する。
Ａ．第１実施例：
以下、本発明を具体化したスパークプラグの製造方法及びスパークプラグの一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１，図２、図３を参照して、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。図２は、図１に示す中心電極２０の先端部２２付近の拡大図である。図３は、スパークプラグ１００を軸線Ｏに沿ってみた説明図である。なお、図１，図２において、スパークプラグ１００の軸線Ｏに沿った方向を図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１００の先端側、上側を後端側として説明する。

なお、軸線Ｏは、スパークプラグ１００の軸線を示している。そして、軸線方向ＯＤは、軸線Ｏと平行な、先端側に向かう方向を示している。図３は、スパークプラグ１００の先端側を、軸線方向ＯＤとは逆の方向に沿って見た図を示している。

図１に示すように、スパークプラグ１００は、軸線方向ＯＤに沿って延びる絶縁碍子１０と、絶縁碍子１０の先端側に保持された中心電極２０と、絶縁碍子１０の後端側に保持された端子金具４０と、絶縁碍子１０を保持する主体金具５０と、主体金具５０の先端面５７に接続された接地電極３０と、を備えている。絶縁碍子１０の形状は、軸線方向ＯＤに沿って延びる軸孔１２を有する筒形状である。また、主体金具５０の形状は、軸線方向ＯＤに沿って延びる筒形状である。

スパークプラグ１００は、先端側の軸孔１２内に中心電極２０を保持し、後端側の軸孔１２内に端子金具４０を保持した絶縁碍子１０を、その絶縁碍子１０の径方向周囲（軸線方向ＯＤと垂直な方向の側面）を主体金具５０で取り囲んで保持した構造を有する。主体金具５０の先端面５７には接地電極３０の一端が接合されている。接地電極３０は、この一端から軸線方向ＯＤに沿って延び、その後、軸線Ｏに向かって屈曲し、その他端部（先端部３１）へ至る。

まず、絶縁碍子１０について説明する。図１に示すように、絶縁碍子１０は周知のようにアルミナ等を焼成して形成され、軸中心に軸線方向ＯＤへ延びる軸孔１２が形成された筒形状を有する。軸線方向ＯＤの略中央には外径が最も大きな鍔部１９が形成されている。鍔部１９より後端側（図１の上側）には後端側胴部１８が形成されている。鍔部１９より先端側（図１の下側）には後端側胴部１８よりも外径の小さな先端側胴部１７が形成されている。先端側胴部１７よりも先端側には、先端側胴部１７よりも外径の小さな脚長部１３が形成されている。脚長部１３は先端側ほど縮径され、スパークプラグ１００が内燃機関のエンジンヘッド（図示外）に取り付けられた際にはその燃焼室内に曝される。脚長部１３と先端側胴部１７との間には段部１５が形成されている。

次に、中心電極２０について説明する。図１，図２に示すように、中心電極２０は、インコネル（商標名）６００又は６０１等のニッケル、又はニッケルを主成分とする合金から形成された母材２１の内部に、母材２１よりも熱伝導性に優れる銅又は銅を主成分とする合金からなる芯材２５を埋設した構造を有する棒状の電極である。中心電極２０は、絶縁碍子１０の軸孔１２内の先端側に保持され、中心電極２０の先端部２２は、絶縁碍子１０の先端よりも先端側に突出されている。中心電極２０の先端部２２は、先端側に向かって径小となるように形成され、その先端面には耐火花消耗性を向上するための貴金属からなる電極チップ９０が接合されている。

図１、図２に示すように、電極チップ９０は、軸線方向ＯＤに沿って延びている。また、電極チップ９０は、接地電極３０の端３１ｅと対向する位置まで、延びている。ただし、先端部３１と電極チップ９０との間には、隙間が空いている。なお、電極チップ９０と中心電極２０との全体は、特許請求の範囲における「中心電極」に相当する。

また、絶縁碍子１０の先端付近の軸孔１２の内周面と、その内周面に対向する中心電極２０の外周面との間には若干の間隙が設けられている（図２参照）。燻り時に、この間隙にてコロナ放電を発生させることによって、絶縁碍子１０の先端付近に付着したカーボンが焼き切られ、絶縁抵抗が回復するようになっている。さらに、中心電極２０は、絶縁碍子１０の軸孔１２内を後端側に向けて延設され、シール体４及びセラミック製の抵抗体３を経由して、後方（図１の上方）の端子金具４０に電気的に接続されている。端子金具４０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。

次に、主体金具５０について説明する。図１に示す主体金具５０は、内燃機関のエンジンヘッド（図示外）にスパークプラグ１００を固定するための円筒状の金具であり、低炭素鋼材によって形成されている。この主体金具５０は、絶縁碍子１０を、その後端側胴部１８の一部から脚長部１３にかけての部位を取り囲むようにして内挿保持している。さらに主体金具５０は、スパークプラグレンチ（図示外）が嵌合する工具係合部５１と、エンジンヘッドの取付孔（図示外）に螺合するねじ山が形成された取付ねじ部５２とを備えている。

また、工具係合部５１と取付ねじ部５２との間には、鍔状のシール部５４が形成されている。さらに、取付ねじ部５２とシール部５４との間のねじ首５９には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿されている。ガスケット５は、スパークプラグ１００をエンジンヘッドの取付孔（図示外）に取り付けた際に、シール部５４の座面５５と取付孔の開口周縁との間で押し潰されて変形する。これにより、座面５５と取付孔の開口周縁との間が封止されるので、取付孔を介したエンジン内の気密漏れが防止される。

また、主体金具５０の工具係合部５１よりも後端側には、薄肉の加締部５３が設けられている。シール部５４と工具係合部５１との間には、加締部５３と同様に薄肉の座屈部５８が設けられている。さらに、工具係合部５１から加締部５３にかけての内周面と、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の外周面との間には、円環状のリング部材６，７が介在されている。両リング部材６，７間にはタルク（滑石）９の粉末が充填されている。

このような主体金具５０において、加締部５３を内側に折り曲げるようにして加締めることにより、リング部材６，７及びタルク９を介し、絶縁碍子１０が主体金具５０内で先端側に向けて押圧される。これにより、主体金具５０の内周で取付ねじ部５２の位置に形成された段部５６に、環状の板パッキン８を介して、絶縁碍子１０の段部１５が支持されて、主体金具５０と絶縁碍子１０とが一体となる。また、主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性は板パッキン８によって保持されるので、燃焼ガスの流出が防止される。さらに、座屈部５８は、加締めの際に、圧縮力の付加に伴って外向きに撓み変形するように構成されている。また、タルク９の軸線方向ＯＤの圧縮長を長くして主体金具５０内の気密性を高めている。

次に、接地電極３０について説明する。図２に示す接地電極３０は、耐腐食性の高い金属で形成されている。一例として、インコネル（商標名）６００又は６０１などのニッケル系合金が用いられている。接地電極３０は、自身の長手方向と直交する横断面が略長方形である角棒を用いて形成されている。また、接地電極３０は、屈曲しており、略Ｌ字に形成されている。接地電極３０は、後述する電極チップ９５が接合される先端部３１と、主体金具５０の先端面５７に抵抗溶接される基端部３２と、先端部３１と基端部３２との間で略Ｌ字に屈曲する屈曲部３５とを備えている。

基端部３２は、先端面５７から軸線方向ＯＤに沿って延びている。屈曲部３５は、基端部３２から電極チップ９０に向かうように、屈曲している。先端部３１は、屈曲部３５から電極チップ９０に向かって、延びている。ただし、先端部３１は、電極チップ９０には到達していない（図１〜図３）。すなわち、先端部３１と電極チップ９０との間には、隙間が空いている。なお、第１方向ＥＤは、先端部３１の延びる方向を示している。本実施例では、第１方向ＥＤは、軸線方向ＯＤと垂直である。また、図３に示す第２方向ＰＤは、第１方向ＥＤと軸線方向ＯＤとのいずれとも垂直な方向を示している。

先端部３１の内面３３には、電極チップ９０の側面に向かって先端部３１から突出する電極チップ９５が抵抗溶接されている。電極チップ９５は、電極チップ９０の側面に対向して、２つの電極チップ９０、９５の間の火花放電間隙Ｇ（火花ギャップ）を形成する。電極チップ９５は、例えばＰｔ、Ｉｒ、Ｒｈ等の耐火花消耗性の高い貴金属によって形成されている。その形状は、軸線方向ＯＤとは垂直な方向（第１方向ＥＤ）に沿って延びる四角棒形状である。そして、電極チップ９５の一部は、先端部３１の端３１ｅよりも電極チップ９０側に突出している。このように、中心電極２０から軸線方向ＯＤに向かって電極チップ９０を突出させ、さらに、接地電極３０から電極チップ９０の側面に向かって電極チップ９５を突出させたことにより、火花放電間隙Ｇで火花放電が積極的に行われる。そして、火花放電間隙Ｇで火炎核が形成されるので、その火炎核の成長過程の初期段階で、火炎核が接地電極３０に接触して熱が奪われることが抑制される。なお、図２に示す電極チップ９５が特許請求の範囲における「接地電極の他端に接続された電極チップ」に相当する。また、電極チップ９５の形状としては、四角棒形状に限らず、種々の形状（例えば、丸棒形状や三角棒形状）を採用可能である。また、電極チップ９５の断面形状（電極チップ９５の延びる方向と垂直な断面の形状）が、その延びる方向の位置に応じて変化してもよい。

なお、接地電極３０の内面３３は、屈曲の内側の側面である。本実施例では、接地電極３０の断面が矩形であり、その矩形の一辺（一面）が内面３３に相当する。そして、先端部３１において、内面３３は、軸線方向ＯＤとほぼ垂直である。

また、上記構造からなるスパークプラグ１００は、主体金具５０の取付ねじ部５２に形成されたねじ山の呼び径がＭ１２以下である小径のスパークプラグとして作製されるものである。こうしたスパークプラグ１００では、径方向における中心電極２０と接地電極３０との距離がより小さくなっている。そのため、接地電極３０の軸線方向ＯＤに沿って延びる部位を確保しつつ、できるだけ先端側で屈曲させているため、屈曲部３５における曲率半径は一般的に使用されているねじ山の呼び径がＭ１４であるスパークプラグよりも小さくなっている。

次に、スパークプラグ１００の製造工程について説明する。スパークプラグ１００の製造工程は、スパークプラグ１００の構成部品をそれぞれ作製して準備する「準備工程」と、その準備工程で作製された各構成部品を互いに組み付ける「組み付け工程」とに分けられる。

まず、準備工程について説明する。準備工程は従来の方法と同じであるので概略的に説明する。準備工程では、絶縁碍子１０、中心電極２０及び接地電極３０をそれぞれ作製する。絶縁碍子１０の主原料にはアルミナを使用する。そして所定の形状になるように切削等を行い、高温で焼成することによって、絶縁碍子１０を作製する。中心電極２０及び接地電極３０は、上述したニッケル系合金によって棒状に作製する。なお、中心電極２０の母材の内部には、その母材よりも熱伝導性に優れる銅又は銅を主成分とする合金からなる芯材２５が挿入される。

次いで、作製された絶縁碍子１０の内部に、中心電極２０、シール体４、抵抗体３、予め塑性加工等によって作製された端子金具４０等を順に挿入し、そして、ガラスシールと呼ばれる加熱圧縮工程によってこれらが一体的に形成される。一方、主体金具５０には鋼鉄材料を使用する。そして、所定の形状になるように塑性加工、切削及びネジ山形成工程等を行うことによって主体金具５０を作製する。この主体金具５０には、上述の工具係合部５１、シール部５４等が各々形成される。

次に、組み付け工程について説明する。図４、図５は、スパークプラグ１００の組み付け工程を示す説明図である。図４は、金具接合工程から曲げ工程までを示し、図５は、図４の工程に続く、チップ・治具配置工程から荷重印加・電圧印加工程までを示している。

図４に示すように、最初の金具接合工程では、絶縁碍子１０を組み付ける前の主体金具５０の先端面５７に、接地電極３０の基端部３２を抵抗溶接により接合する。なお、接地電極３０は曲げ加工が施される前の棒状の状態である。即ち、接地電極３０は、主体金具５０の軸線方向（すなわち、軸線方向ＯＤ）に対して平行に延設された状態となる。この後に、めっき工程を行う。めっき工程では、接地電極３０が接合された状態で主体金具５０がめっきされる。めっきの際には、接地電極３０をマスキング等するか、マスキングなしで主体金具５０をめっきした後に、接地電極３０に付着しためっきを剥離する。これにより、接地電極３０の電極チップ９５が溶接される位置にめっきが付着して、電極チップ９５の溶接強度が低下するのを防止できる。こうして、金具組立体２００が形成される。

次の絶縁碍子保持工程では、まず、金具組立体２００の内側に、ガラスシールによって中心電極２０が一体となった絶縁碍子１０を差し込む。次いで、加締部５３（図１参照）を内側に折り曲げるようにして加締める。すると、リング部材６，７及びタルク９（図１参照）を介し、絶縁碍子１０が主体金具５０内で先端側に向けて押圧される。これにより、主体金具５０の内周で取付ねじ部５２（図１参照）の位置に形成された段部５６（図１参照）に、環状の板パッキン８（図１参照）を介して、絶縁碍子１０の段部１５が支持される。そして、中心電極２０の先端が主体金具５０の先端側から突出した状態で、絶縁碍子１０が主体金具５０に一体的に保持される。

次の曲げ工程では、棒状の接地電極３０が、所定の曲げられた形状に加工される。接地電極３０を曲げる方法としては、周知の種々の方法を採用可能である。例えば、図示しない複数種類の成型用の型を用いて、接地電極３０を複数の段階に分けて変形させてもよい。また、１回で接地電極３０を変形させてもよい。いずれの場合も、この曲げ工程によって、接地電極３０の形状は、所定の最終形状に変形する。

図４の処理が完了した後、図５の処理が実行される。先ず、チップ・治具配置工程が実行される。図５には、この工程を示す斜視図と側面図とが示されている。側面図は、第２方向ＰＤに沿ってみた側面図である。

チップ・治具配置工程では、まず、軸線方向ＯＤが鉛直下向きとなるように、接地電極３０の向き（すなわち、主体金具５０の向き）が設定される。そして、図示しない保持部材によって主体金具５０が固定される。これにより、接地電極３０が固定される。なお、この固定は、電極チップ９５の溶接が完了するまで維持される。

次に、電極チップ９５が先端部３１の上に配置され、治具Ｊ１が、電極チップ９５と電極チップ９０との間に配置される。電極チップ９５は、図１〜図３に示す完成状態とほぼ同じ位置に配置される。治具Ｊ１は、電気的な絶縁体（例えば、セラミック）で構成されている。また、本実施例では、治具Ｊ１の形状は、平板形状である。そして、治具Ｊ１の第１方向ＥＤの大きさ（厚さＴ１）は、予め、火花放電間隙Ｇの所定の望ましい距離と同じに設定されている。なお、治具Ｊ１は、電極チップ９０に接触した状態に、配置される。

次に、溶接電極配置工程が実行される。図５には、この工程を示す斜視図と側面図とが示されている。側面図は、第２方向ＰＤに沿ってみた側面図である。なお、斜視図では、治具Ｊ１の図示が省略されている。

溶接電極配置工程では、第１溶接電極Ｅ１と第２溶接電極Ｅ２とが、先端部３１を挟むように配置される。本実施例では、第１溶接電極Ｅ１は、先端部３１の上側（後端側）に配置される。すなわち、第１溶接電極Ｅ１は、主体金具５０（取付ねじ部５２）と接地電極３０（先端部３１）との間の、電極チップ９５を挟んで接地電極３０（先端部３１）と向かい合う位置に配置される。第２溶接電極Ｅ２は、先端部３１の下側（先端側）に配置される。

第１溶接電極Ｅ１は、角棒形状の電極である。まず、第１溶接電極Ｅ１の長手方向が第２方向ＰＤに向けられる。そして、第１溶接電極Ｅ１は、第２方向ＰＤに沿って先端部３１の上部へ移動する。このように、第１溶接電極Ｅ１は、第２方向ＰＤとは逆の方向から、先端部３１に接近する。すなわち、接近方向は、第２方向ＰＤとは逆の方向である。移動後、第１溶接電極Ｅ１の一端部ｅ１１は、取付ねじ部５２の第２方向ＰＤ側に突出し、他端部ｅ１２は、第２方向ＰＤとは逆方向側に突出する。

第２溶接電極Ｅ２は、平板形状の電極である。第２溶接電極Ｅ２は、所定の方向に沿って、先端部３１の下部に移動する（例えば、軸線方向ＯＤとは逆の方向）。本実施例では、この第２溶接電極Ｅ２が、グランド電極として利用される。

次に、荷重印加・電圧印加工程が実行される。図５には、この工程を示す側面図が示されている。側面図は、第１方向ＥＤとは逆方向に沿って見た側面図である。

荷重印加・電圧印加工程では、抵抗溶接によって、電極チップ９５が先端部３１に接合される。この工程では、第１溶接電極Ｅ１の一端部ｅ１１は、保持部材Ｈ１、Ｈ２によって保持され、第１溶接電極Ｅ１の他端部ｅ１２は、保持部材Ｈ３、Ｈ４によって保持される。そして、これらの保持部材Ｈ１〜Ｈ４によって、第１溶接電極Ｅ１に、第２溶接電極Ｅ２に向かう方向（本実施例では、軸線方向ＯＤ）の所定荷重がかけられる。一方、第２溶接電極Ｅ２には、第１溶接電極Ｅ１に向かう方向（本実施例では、軸線方向ＯＤとは逆方向）の所定荷重がかけられる。これらの結果、第１溶接電極Ｅ１の両端の間の部分が電極チップ９５に接触し、第２溶接電極Ｅ２は先端部３１に接触し、そして、電極チップ９５と先端部３１とが、溶接電極Ｅ１、Ｅ２によって挟まれる。また、電極チップ９５は、所定の力で、先端部３１に向かって押しつけられる。逆に、先端部３１は、所定の力で、電極チップ９５に向かって押しつけられる。

なお、第１溶接電極Ｅ１の電極チップ９５と接触する面は、先端部３１の内面３３と平行である。同様に、第２溶接電極Ｅ２の先端部３１と接触する面は、先端部３１の外面３４と平行である。本実施例では、これらの面は、いずれも、軸線方向ＯＤと垂直である。

荷重が印加された状態で、２つの溶接電極Ｅ１、Ｅ２の間に、抵抗溶接のための電圧が印加される。この電圧印加によって、電流が電極チップ９５と先端部３１とを流れる。この電流によって、電極チップ９５と先端部３１とが溶融する。そして、電極チップ９５と先端部３１とが接合される。具体的には、電極チップ９５の先端部３１（内面３３）と接触する部分と、先端部３１の電極チップ９５と接触する部分とが、接合される。

図６は、電極チップ９５が先端部３１に接合される様子を示す説明図である。図６（Ａ）は、第２方向ＰＤに沿って見た図を示し、図６（Ｂ）は、軸線方向ＯＤに沿って見た図を示している。図示するように、電極チップ９５の、第１方向ＥＤとは逆方向側の端部（「第１端部９５ｅ１」と呼ぶ）は、先端部３１に載っている。すなわち、第１端部９５ｅ１は、先端部３１と対向している。一方、電極チップ９５の、第１方向ＥＤ側の端部（「第２端部９５ｅ２」と呼ぶ）は、先端部３１には載らず、先端部３１から第１方向ＥＤに向かって突出している。

第１溶接電極Ｅ１は、電極チップ９５の先端部３１に載っている部分（第１端部９５ｅ１）の全体と接触し、さらに、電極チップ９５の先端部３１から突出している部分（第２端部９５ｅ２）の一部と接触している。すなわち、電極チップ９５の、先端部３１に載っている部分と、先端部３１から突出している部分との両方が、先端部３１（接地電極３０）に向かって押しつけられる。

ここで、溶接時には、電極チップ９５と先端部３１とが溶融するので、これらの摩擦抵抗が小さくなり、先端部３１（内面３３）上で電極チップ９５が滑り易い。また、上述のように、電極チップ９５は、先端部３１（接地電極３０）に向かって押しつけられており、そして、電極チップ９５の一部分のみが先端部３１によって支持されている。この場合、電極チップ９５は、溶融によって、先端部３１による支えの無い方向（接地電極３０からの反力が無い方向）に力が働き、滑る傾向がある。本実施例では、電極チップ９５の第１端部９５ｅ１は先端部３１によって支持されているが、第２端部９５ｅ２は先端部３１によって支持されていない。従って、溶接時に、電極チップ９５は、第１端部９５ｅ１から第２端部９５ｅ２へ向かう方向、すなわち、第１方向ＥＤに向かって滑る傾向がある。

電極チップ９５の第１方向ＥＤ側には、治具Ｊ１が配置されている。従って、電極チップ９５の移動（滑り）は、第２端部９５ｅ２が治具Ｊ１に接触することによって、止まり、電極チップ９５が治具Ｊ１に押しつけられた状態となる。治具Ｊ１の厚さＴ１は、火花放電間隙Ｇの所定の望ましい距離と同じである。そして、治具Ｊ１は、電極チップ９０に押しつけられた状態で、配置されている。その結果、溶接時に電極チップ９５が接地電極３０上を滑りやすくなることを利用して、電極チップ９５と電極チップ９０との間の距離（火花放電間隙Ｇの距離ＧＤ）を、精度良く、所定の望ましい距離に設定することができる。なお、治具Ｊ１は、特許請求の範囲における「スペーサ」に相当する。

電極チップ９５の溶接が完了した後、溶接電極Ｅ１、Ｅ２と治具Ｊ１とが、スパークプラグ１００から取り外される。そして、スパークプラグ１００が完成する。なお、取り外しの手順は任意である。例えば、溶接電極Ｅ１、Ｅ２を、配置の手順とは逆の手順に従って、取り外してもよい。治具Ｊ１についても同様である。

以上のように、本実施例では、接地電極３０の屈曲の後で、電極チップ９５が接地電極３０に溶接されるので、中心電極（電極チップ９０）に対する電極チップ９５の位置の調整が容易である。その結果、スパークプラグ１００を精度よく製造することができる。

また、中心電極２０を保持する絶縁碍子１０が組み込まれた主体金具５０に一端が接続された状態の接地電極３０が屈曲されるので、接地電極３０の他端が中心電極（電極チップ９０）に近づく方向に、接地電極３０を適切に屈曲させることができる。

また、電極チップ９５と中心電極（電極チップ９０）との間に、所定サイズの治具Ｊ１が配置され、電極チップ９５と中心電極（電極チップ９０）とが治具Ｊ１に接触することによって火花放電間隙Ｇの距離が調整されるので、火花放電間隙Ｇの距離を適切に調整することができる。特に、本実施例では、電極チップ９５と中心電極（電極チップ９０）との間に治具Ｊ１が配置された状態で、電極チップ９５と接地電極３０（先端部３１）とが互いに押し合うように荷重がかけられ、荷重がかけられた状態で、第１溶接電極Ｅ１と第２溶接電極Ｅ２との間に電圧が印加される。その結果、電極チップ９５を溶接しつつ、火花放電間隙Ｇの適切な距離を維持することができる。また、第１溶接電極Ｅ１は、電極チップ９５の、接地電極３０と対向する部分（図６（Ａ）：第１端部９５ｅ１）と、接地電極３０から突出する部分（第２端部９５ｅ２）との両方と接触する。その結果、荷重によって電極チップ９５は突出方向に移動しようとする。これにより、抵抗溶接における電極チップ９５と先端部３１とが溶融している状態で、火花放電間隙Ｇの距離が調整される。そして、ギャップ調整の直後に溶接が完了し、電極チップ９５が接地電極３０（先端部３１）に固定される。このように、ギャップの調整は、溶接と同時に行われる。これらの結果、スパークプラグ１００を精度よく製造することができる。

また、本実施例では、第２溶接電極Ｅ２に対する荷重を、接地電極３０の屈曲の外側から容易にかけることができる。また、電極チップ９５に接触する第１溶接電極Ｅ１に荷重をかけるので、電極チップ９５を適切に接地電極３０（先端部３１）に押しつけることができる。特に、第１溶接電極Ｅ１の両端が保持されるので、第１溶接電極Ｅ１と電極チップ９５との接触が不安定になることを抑制できる。なお、第１溶接電極Ｅ１の長さＬ１は、取付ねじ部５２の呼び径Ｄ１と比べて長いことが好ましい。こうすれば、容易に、第１溶接電極Ｅ１の両端を保持することができる。

また、本実施例では、軸線方向ＯＤと第１方向ＥＤとの両方と垂直な第２方向ＰＤに沿って第１溶接電極Ｅ１が移動することによって、第１溶接電極Ｅ１が先端部３１と向かい合う位置に配置される（図５：溶接電極配置工程）。その結果、第１溶接電極Ｅ１を、主体金具５０と接地電極３０と絶縁碍子１０と中心電極２０（電極チップ９０）とのそれぞれと接触させずに済む。また、溶接電極配置工程（図５）では、図示しない保持部材によって主体金具５０が固定される（これにより、接地電極３０が固定される）。その結果、溶接における接地電極３０の位置のバラツキを抑制し、スパークプラグを精度よく製造することができる。また、軸線方向ＯＤが鉛直下向きである状態で溶接が行われるので、接地電極３０の鉛直上側を向いた内面３３上に、容易に電極チップ９５を配置することができる。なお、図示しない保持部材によって電極チップ９５を保持した状態で、溶接を行っても良い。

Ｂ．第２実施例：
図７は、スパークプラグ１００の組み付け工程の別の実施例を示す説明図である。図５に示す第１実施例との差違は、第１溶接電極Ｅ１よりも長さの短い第１溶接電極Ｅ１ａが利用される点だけである。図７には、溶接電極配置工程と、荷重印加・電圧印加工程とが示されている。他の工程は、第１実施例と同じである。

図中には、溶接電極配置工程を示す斜視図と側面図とが示されている。なお、斜視図では、治具Ｊ１の図示が省略されている。溶接電極配置工程では、第１溶接電極Ｅ１ａは、第１実施例と同様に、第２方向ＰＤに沿って先端部３１の上部へ移動する。ここで、第１溶接電極Ｅ１ａの一端部ｅ１ａ１は、電極チップ９５を挟んで先端部３１と向かい合う位置に配置される。第１溶接電極Ｅ１ａの他端部ｅ１ａ２は、図５の他端部ｅ１２と同様に、取付ねじ部５２の第２方向ＰＤとは逆方向側に突出する。

次に、荷重印加・電圧印加工程が実行される。図中には、この工程を示す側面図が示されている。荷重印加・電圧印加工程では、第１溶接電極Ｅ１ａの他端部ｅ１ａ２は、図５の実施例と同様に、保持部材Ｈ３、Ｈ４によって保持される。そして、これらの保持部材Ｈ３、Ｈ４によって、第１溶接電極Ｅ１ａに、第２溶接電極Ｅ２に向かう方向（軸線方向ＯＤ）の所定荷重がかけられる。第２溶接電極Ｅ２にも、図５の実施例と同様に、荷重がかけられる。これらの結果、第１溶接電極Ｅ１ａの一端部ｅ１ａ１が電極チップ９５に接触し、第２溶接電極Ｅ２は先端部３１に接触し、そして、電極チップ９５と先端部３１とが、溶接電極Ｅ１ａ、Ｅ２によって挟まれる。そして、図５の実施例と同様に、電極チップ９５が先端部３１に溶接される。

以上のように、本実施例では、第１溶接電極Ｅ１ａの一端部ｅ１ａ１が電極チップ９５に接触し、第１溶接電極Ｅ１ａの他端部ｅ１ａ２が保持されるので、接地電極３０の屈曲の内側に十分なスペースが空いていない場合であっても、第１溶接電極Ｅ１ａと電極チップ９５との接触が不安定になることを抑制できる。

なお、第１溶接電極Ｅ１ａの長さＬ１ａは、呼び径Ｄ１の半分よりも長いことが好ましい。こうすれば、こうすれば、容易に、第１溶接電極Ｅ１ａの他端部ｅ１ａ２を保持することができる。また、長さＬ１ａが、取付ねじ部５２の呼び径Ｄ１よりも短いことが、特に好ましい。こうすれば、溶接設備を小型化できる。

Ｃ．第３実施例：
図８は、上述の各実施例において、治具Ｊ１の代わりに利用される治具Ｊ２を示す概略図である。治具Ｊ１との差違は、この治具Ｊ２には、電極チップ９５と接触する面に第１凹部Ｒ１が設けられ、電極チップ９０と接触する面に第２凹部Ｒ２が設けられている点だけである。

図８（Ａ）は、治具Ｊ２を軸線方向ＯＤに沿って見た説明図である。図８（Ｂ）は、電極チップ９５と電極チップ９０との間に挿入された治具Ｊ２を示す斜視図である。図８（Ｃ）は、電極チップ９５と電極チップ９０との間に挿入された治具Ｊ２を軸線方向ＯＤに沿って見た説明図である。

第１凹部Ｒ１は、電極チップ９５の先端が入るように形成された軸線方向ＯＤ方向に延びる矩形の溝である。電極チップ９５の先端が第１凹部Ｒ１内に入った状態では、第１凹部Ｒ１の壁Ｗ１ａ、Ｗ１ｂが、電極チップ９５の側面との接触によって、軸線方向ＯＤと電極チップ９５の突出する方向（第１方向ＥＤ）とのいずれとも垂直な方向（本実施例では、第２方向ＰＤと平行な方向）への電極チップ９５の移動を制限する。このように、第２方向ＰＤと平行な方向は、特許請求の範囲における「制限方向」に相当する。

また、第２凹部Ｒ２は、電極チップ９０の側面が入るように形成された軸線方向ＯＤ方向に延びる溝である。この第１凹部Ｒ１の壁面は、電極チップ９０の側面に合わせて湾曲している。電極チップ９０の側面が第２凹部Ｒ２内に入った状態では、第２凹部Ｒ２の壁Ｗ２ａ、Ｗ２ｂが、電極チップ９０の側面との接触によって、軸線方向ＯＤと電極チップ９５の突出する方向（第１方向ＥＤ）とのいずれとも垂直な方向（本実施例では、第２方向ＰＤと平行な方向）への治具Ｊ２の移動を制限する。

また、電極チップ９５の溶接は、電極チップ９５が第１凹部Ｒ１に入り、電極チップ９０が第２凹部Ｒ２内に入った状態で、実行される。その結果、電極チップ９５と電極チップ９０との間の相対的な位置関係が、望ましい位置関係からずれることを抑制できる。また、第１凹部Ｒ１の底部と第２凹部Ｒ２の底部との間の距離Ｔ２は、予め、火花放電間隙Ｇの所定の望ましい距離と同じに設定されている。その結果、火花放電間隙Ｇの距離ＧＤを、精度良く、所定の望ましい距離に設定することができる。なお、溶接後は、治具Ｊ２を軸線方向ＯＤに沿って移動させることによって、治具Ｊ２を取り外せばよい。

Ｄ．第４実施例：
図９は、荷重印加・電圧印加工程の別の実施例を示す説明図である。図５に示す第１実施例との差違は、第１溶接電極Ｅ１に荷重がかけられる代わりに、第１溶接電極Ｅ１が、保持部材Ｈ１〜Ｈ４によって固定される点だけである。この結果、溶接に利用される設備が過剰に複雑になることを抑制できる。なお、スパークプラグ１００の組み付けの他の工程は、第１実施例と同じである。また、図７に示す実施例において、第１溶接電極Ｅ１ａに荷重をかける代わりに、第１溶接電極Ｅ１ａを固定してもよい。

Ｅ．第５実施例：
図１０は、荷重印加・電圧印加工程の別の実施例を示す説明図である。図５に示す第１実施例との差違は、第２溶接電極Ｅ２に荷重がかけられる代わりに、第２溶接電極Ｅ２が、図示しない保持部材によって固定される点だけである。この結果、溶接に利用される設備が過剰に複雑になることを抑制できる。なお、スパークプラグ１００の組み付けの他の工程は、第１実施例と同じである。また、図７に示す実施例において、第２溶接電極Ｅ２に荷重をかける代わりに、第２溶接電極Ｅ２を固定してもよい。

Ｆ．第６実施例：
図１１は、溶接電極配置工程の別の実施例を示す説明図である。図５に示す第１実施例との差違は、接地電極３０（取付ねじ部５２）が固定されて第１溶接電極Ｅ１が移動する代わりに、第１溶接電極Ｅ１が固定されて接地電極３０（取付ねじ部５２）が移動する点だけである。本実施例では、取付ねじ部５２が第２方向ＰＤとは逆の方向に移動することによって、第１溶接電極Ｅ１が、接地電極３０（先端部３１）と向かい合う位置に配置される。この結果、溶接における第１溶接電極Ｅ１の位置ズレを抑制し、スパークプラグを精度よく製造することができる。なお、スパークプラグ１００の組み付けの他の工程は、第１実施例と同じである。また、図７に示す実施例において、第１溶接電極Ｅ１ａが固定されて接地電極３０（取付ねじ部５２）が移動してもよい。いずれの場合も、電極チップ９５と治具（例えば、図５の治具Ｊ１や、図８の治具Ｊ２）とを、接地電極３０（取付ねじ部５２）と共に移動させてよい。なお、図１１では、治具の図示が省略されている。

Ｇ．第７実施例：
図１２は、チップ・治具、溶接電極配置工程と、荷重印加・電圧印加工程との別の実施例を示す説明図である。図５に示す第１実施例との差違は、２つある。第１の差違は、軸線方向ＯＤが鉛直上向きとなるように、接地電極３０の向き（すなわち、主体金具５０の向き）が設定される点である。第２の差違は、電極チップ９５が第１溶接電極Ｅ１に載せられた状態で、第１溶接電極Ｅ１とともに先端部３１に近づく点である。図示するように、チップ・治具・溶接電極配置工程では、電極チップ９５は、第１溶接電極Ｅ１に載せられている。特に、第１溶接電極Ｅ１は、電極チップ９５の先端部３１に載るべき部分（第１端部９５ｅ１）の全体と接触し、さらに、電極チップ９５の先端部３１から突出すべき部分（第２端部９５ｅ２）の一部と接触している。このように、本実施例では、第１端部９５ｅ１に加えて第２端部９５ｅ２を支えることが容易である。その結果、電極チップ９５を容易に配置することができる。

次の荷重印加・電圧印加工程では、第１溶接電極Ｅ１は、荷重をかけるために上に向かって移動する。これにより、電極チップ９５は先端部３１に接触する。また、第２溶接電極Ｅ２は、荷重をかけるために、下に向かって移動する。そして、電極チップ９５と先端部３１とが、溶接電極Ｅ１ａ、Ｅ２によって挟まれる。そして、図５の実施例と同様に、電極チップ９５が先端部３１に溶接される。

なお、スパークプラグ１００の組み付けの他の工程は、第１実施例と同じである。ここで、図９に示す実施例のように、第１溶接電極Ｅ１が固定されてもよく、図１０に示す実施例のように、第２溶接電極Ｅ２が固定されてもよい。また、図１１に示す実施例のように、取付ねじ部５２（主体金具５０）が移動してもよい。また、図７に示す実施例のように、第１溶接電極Ｅ１の代わりに第１溶接電極Ｅ１ａを利用してもよい。

Ｈ．第８実施例：
上述した各実施例では、抵抗溶接によって電極チップ９５と接地電極３０とを接合している。これに対して、電極チップ９５と接地電極３０との接合は、レーザ溶接によって行うこととしてもよい。図１３は、レーザ溶接によって電極チップ９５と接地電極３０とを接合する手順を示す説明図である。本実施例では、例えば、第１実施例と同様に、金具接合工程、絶縁碍子保持工程、曲げ工程、および、チップ・治具配置工程を行う。チップ・治具配置工程によって、電極チップ９５が先端部３１の上に配置され、更に、治具Ｊ１が、電極チップ９５と電極チップ９０との間に配置されると、本実施例では、この状態で、レーザ溶接工程を行う。なお、図１３に示したレーザ溶接工程における斜視図では、治具Ｊ１の図示が省略されている。このレーザ溶接工程では、接地電極３０の上面において、接地電極３０と電極チップ９５とが接触する境界部分にレーザ溶接を施す。そうすると、図１４および図１５に示すように、電極チップ９５が、接地電極３０の先端部３１に接合されることになる。図１４には、接地電極３０をその上面側から見た図であり、図１５は、中心電極２０側から接地電極３０を見た図である。これらの図に示すように、接地電極３０の上面において接地電極３０と電極チップ９５とが接触する境界部分にレーザ溶接を施すと、この境界部分に、接地電極３０と電極チップ９５とが溶け合った溶融部７０が形成される。以上で説明したように、電極チップ９５を接地電極３０にレーザ溶接することでも、火花放電間隙Ｇの距離を適切に調整することができる。

Ｉ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

変形例１：
図１６は、溶接電極配置工程と、チップ・治具配置工程と、荷重印加・電圧印加工程との変形例を示す説明図である。図５に示す第１実施例との差違は、大きく２つある。第１の差違は、絶縁碍子１０を主体金具５０に組み付ける前に、電極チップ９５の溶接を行っている点である。本変形例では、図４の手順における絶縁碍子保持工程がスキップされる。そして、電極チップ９５が接地電極３０に溶接された後で、絶縁碍子保持工程が実行される（図示省略）。第２の差違は、溶接電極配置工程の後に、チップ・治具配置工程を実行している点である。

溶接電極配置工程では、図５に示す第１実施例と同様に、溶接電極Ｅ１、Ｅ２が配置される。ただし、本変形例では、第１溶接電極Ｅ１は、第１方向ＥＤから、先端部３１と向かい合う位置へ移動する。すなわち、接近方向は、先端部３１の延びる方向と同じ第１方向ＥＤである。

次のチップ・治具配置工程では、電極チップ９５が配置され、そして、治具Ｊ３が取付ねじ部５２に取り付けられる。この治具Ｊ３は、図５に示す治具Ｊ１と同様に、電極チップ９５の先端と接触することによって、電極チップ９５の突出方向（第１方向ＥＤ）の位置を精度よく定める。その結果、火花放電間隙Ｇ（図２）の距離を、精度良く、所定の望ましい距離に設定することができる。なお、図１６に示す斜視図では、溶接電極Ｅ１、Ｅ２の図示が省略されている。

次の荷重印加・電圧印加工程では、図５に示す実施例と同様に、電極チップ９５が接地電極３０に溶接される。この溶接の後に、図４に示す実施例と同様に、絶縁碍子保持工程が実行される。そして、スパークプラグ１００が完成する。

以上のように、本変形例では、中心電極２０を有する絶縁碍子１０が主体金具５０に組み付けられる前に、電極チップ９５の溶接が行われる。従って、第１溶接電極Ｅ１を、種々の方向から、取付ねじ部５２（主体金具５０）と先端部３１（接地電極３０）との間に相対的に移動させることができる。すなわち、容易に、第１溶接電極Ｅ１を、電極チップ９５が溶接されるべき位置を挟んで接地電極３０と向かい合う位置に、配置することができる。なお、絶縁碍子１０を主体金具５０に組み付ける前に電極チップ９５の溶接を行う方法は、上述の各実施例に適用可能である。

なお、本変形例では、図４の手順における絶縁碍子保持工程が後回しにされ、そして、曲げ工程では、接地電極３０が、所定の最終形状に変形する。これは、接地電極３０の先端部３１が、最終的に（スパークプラグの完成時に）中心電極（電極チップ９０）に近づくように、接地電極３０が事前に曲げられることを意味する。なお、特許請求の範囲における「接地電極を、中心電極に接地電極の他端が近づくように、屈曲させる」という表現は、「接地電極の一端に接続された主体金具に予め組み込まれた中心電極に、接地電極の他端がその時点で近づくように、接地電極を屈曲させること」に加えて、「スパークプラグの完成時に接地電極の他端が中心電極に近づくように、接地電極を事前に屈曲させること」を含む広い概念を意味している。

変形例２：
スパークプラグ１００の製造の手順としては、上述の各実施例の手順に限らず、種々の手順を採用可能である。例えば、接地電極３０の屈曲を、接地電極３０を主体金具５０に接続する前に行っても良い。また、電極チップ９５の溶接前に、治具（例えば、図５の治具Ｊ１や、図８の治具Ｊ２や、図１６の治具Ｊ３）を利用して、火花放電間隙Ｇの距離ＧＤを調整してもよい。また、溶接時に軸線方向ＯＤが鉛直方向と交差するように、接地電極３０の向き（すなわち、主体金具５０の向き）を設定してもよい。

また、電極チップ９５を配置する工程と、溶接電極を配置する工程との順番は、任意に設定可能である。いずれの場合も、第１溶接電極（例えば、図５の第１溶接電極Ｅ１）を、電極チップ９５が溶接されるべき位置（接地電極３０上の位置）を挟んで接地電極３０と向かい合う位置に配置することが好ましい。こうすれば、第１溶接電極を利用して電極チップ９５を接地電極３０に向かって押しつけることが容易である。ただし、第１溶接電極とは異なる支持部材を、電極チップ９５が溶接されるべき位置（接地電極３０上の位置）を挟んで接地電極３０と向かい合う位置に配置してもよい。この場合、支持部材を利用して、電極チップ９５を接地電極３０に向かって押しつけることができる。また、電極チップ９５の支持部材と接触していない部分と、第１溶接電極とを接触させればよい。

また、電極チップ９５の溶接中に、電極チップ９５に、治具（例えば、図５の治具Ｊ１や、図８の治具Ｊ２や、図１６の治具Ｊ３）に向かう力を加えてもよい。こうすれば、火花放電間隙Ｇの距離ＧＤを、精度良く、所定の望ましい距離に設定することができる。

また、接地電極に対する電極チップの溶接が、中心電極の組み付けよりも前であってもよい。この場合も、最終的に（スパークプラグの完成時に）電極チップの一部分が接地電極の他端から中心電極の側面に向かって突出するように、電極チップが接地電極に事前に溶接される。なお、特許請求の範囲における「電極チップの一部分が接地電極の他端から中心電極の側面に向かって突出するように、電極チップを接地電極に溶接する」という表現は、「接地電極の一端に接続された主体金具に予め組み込まれた中心電極の側面に向かって、電極チップの一部分が接地電極の他端からその時点で突出するように、電極チップを接地電極に溶接すること」に加えて、「スパークプラグの完成時に電極チップの一部分が接地電極の他端から中心電極の側面に向かって突出するように、電極チップを接地電極に事前に溶接すること」を含む広い概念を意味している。

変形例３：
上述の各実施例において、中心電極２０に接続された電極チップ９０を省略し、中心電極２０を、電極チップ９５の先端と対向する位置まで延長してもよい。ただし、融点の高い貴金属（例えば、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｈ）を用いて形成された電極チップ９０を利用すれば、耐火花消耗性を高めることができる。

変形例４：
図６に示す実施例において、第１溶接電極Ｅ１は、電極チップ９５の先端部３１から突出している部分（第２端部９５ｅ２）と接触しなくてもよい。いずれの場合も、第１溶接電極Ｅ１は、電極チップ９５が溶接されるべき位置を挟んで接地電極３０と向かい合う位置に配置され、そして、溶接のために第１溶接電極Ｅ１と接地電極３０とが電極チップ９５を挟むことが好ましい。こうすれば、第１溶接電極Ｅ１を利用して電極チップ９５を接地電極３０に向かって押しつけることができる。さらに、第１溶接電極Ｅ１は、電極チップ９５の先端部３１に載っている部分（第１端部９５ｅ１）の少なくとも一部と、電極チップ９５の先端部３１から突出している部分（第２端部９５ｅ２）の少なくとも一部との、両方と接触することが好ましい。こうすれば、抵抗溶接時に、電極チップ９５を突出方向に滑らせることができる。これらは、他の実施例等（例えば、図７、図１２に示す実施例や、図１６に示す変形例）についても、同様である。

変形例５：
上述の各実施例において、第１溶接電極の接近方向としては、第２方向ＰＤとは逆の方向や第１方向ＥＤに限らず、種々の方向を採用可能である。一般には、軸線方向ＯＤと交差する種々の方向から、第１溶接電極を、接地電極３０（先端部３１）と向かい合う位置に移動させることができる。ここで、接近方向が、接地電極３０の先端部３１の延びる方向（上述の各実施例では第１方向ＥＤ）と交差すれば、第１溶接電極が中心電極２０と接触することを抑制できる。

変形例６：
上述の各実施例において、スパークプラグ１００の構成としては、図１〜図３に示す構成に限らず、種々の構成を採用可能である。例えば、接地電極３０の先端部３１の延びる方向（第１方向ＥＤ）が、軸線方向ＯＤと垂直でなくてもよい。この場合も、第１溶接電極Ｅ１、Ｅ１ａと、第２溶接電極Ｅ２とで、接地電極３０と電極チップ９５とを挟むことによって、溶接を行えばよい。また、接地電極３０の断面形状が矩形以外の形状（例えば、円や多角形）であってもよい。いずれの場合も、接地電極の一端を主体金具に接続し、他端が中心電極に近づくように接地電極を屈曲させ、そして、電極チップを、接地電極の他端における屈曲の内側の側面に溶接することが好ましい。こうすれば、スパークプラグの完成後に電極チップが他の部材と接触することが、電極チップの外側に配置された接地電極によって避けられるので、電極チップの脱落を抑制できる。なお、接地電極の屈曲の内側の側面は、最も内側の部分に限らず、中心電極から見える部分を含んでいる。すなわち、接地電極の他端よりも上側（軸線方向ＯＤとは逆の方向）の中心電極から見える部分に、電極チップを溶接してもよい。

変形例７：
上述の各実施例において、電極チップ９５の移動を制限する第１制限部の構成としては、図８に示す第１凹部Ｒ１の壁Ｗ１ａ、Ｗ１ｂに限らず、種々の構成を採用可能である。例えば、壁Ｗ１ａ、Ｗ１ｂと同様に電極チップ９５の側面と接触する凸部を、図５に示す治具Ｊ１に設けても良い。このような凸部は、電極チップ９５の側面との接触によって、軸線方向ＯＤと第１方向ＥＤとのいずれとも垂直な方向（例えば、第２方向ＰＤ）への電極チップ９５の移動を制限できる。同様に、スペーサの移動を制限する第２制限部の構成としても、図８に示す第２凹部Ｒ２の壁Ｗ２ａ、Ｗ２ｂに限らず、種々の構成を採用可能である。例えば、矩形の溝や凸部を第２制限部として採用してもよい。また、電極チップと中心電極との間に配置されるスペーサの材料としては、電気的な絶縁体（例えば、セラミック）に限らず、種々の材料を採用可能である。例えば、カーボン焼結体を採用してもよい。ただし、電気的な絶縁体を採用すれば、抵抗溶接に起因する意図しない電流が中心電極に流れることを抑制できる。

３…抵抗体
４…シール体
５…ガスケット
６…リング部材
８…板パッキン
９…タルク
１０…絶縁碍子
１２…軸孔
１３…脚長部
１５…段部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…鍔部
２０…中心電極
２１…母材
２２…先端部
２５…芯材
３０…接地電極
３１…先端部
３１ｅ…端
３２…基端部
３３…内面
３４…外面
３５…屈曲部
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ねじ部
５３…加締部
５４…シール部
５５…座面
５６…段部
５７…先端面
５８…座屈部
５９…首
９０…電極チップ
９５…電極チップ
１００…スパークプラグ
２００…金具組立体
９５ｅ１…第１端部
９５ｅ２…第２端部
Ｏ…軸線
Ｇ…火花放電間隙
ｅ１１、ｅ１ａ１…一端部
ｅ１２、ｅ１ａ２…他端部
ＯＤ…軸線方向
Ｊ１〜Ｊ３…治具
Ｅ１、Ｅ１ａ…第１溶接電極
Ｅ２…第２溶接電極
Ｈ１〜Ｈ４…保持部材
Ｒ１…第１凹部
Ｒ２…第２凹部
Ｗ１ａ、Ｗ１ｂ、Ｗ２ａ、Ｗ２ｂ…壁

Claims (16)

1. 軸線方向に延びる中心電極と、軸孔を有し前記中心電極が前記軸孔に設けられる絶縁体と、前記絶縁体を保持する筒状の主体金具と、前記主体金具の先端部に一端部が接続される接地電極と、前記接地電極の他端部に接続されて前記中心電極との間で火花ギャップを形成する電極チップと、を備えるスパークプラグの製造方法であって、
   前記主体金具に前記一端部が接続された状態の前記接地電極を、前記接地電極の前記他端部が前記中心電極に近づくように、屈曲させる屈曲工程と、
   前記屈曲工程の後に、前記電極チップの一部分が前記接地電極の前記他端部から前記中心電極の側面に向かって突出するように、前記電極チップを、前記他端部の内側の側面に溶接する溶接工程と、
   前記火花ギャップを調整するギャップ調整工程と、を備え、
   前記ギャップ調整工程は、前記溶接工程と同時に行われ、
   前記ギャップ調整工程では、前記電極チップと前記中心電極との間に、所定サイズのスペーサを配置し、前記電極チップと前記中心電極とを前記スペーサに接触させることで前記火花ギャップの調整を行い、
   前記スペーサは、
   前記軸線方向と前記電極チップの突出する方向とのいずれとも垂直な方向である制限方向への前記電極チップの移動を、前記電極チップとの接触によって制限する第１制限部と、
   前記制限方向への前記スペーサの移動を、前記中心電極との接触によって制限する第２制限部とを、有する、
   スパークプラグの製造方法。
2. 請求項１に記載の製造方法であって、
   前記溶接工程では、前記接地電極の内側の側面上で前記電極チップを移動させ、該電極チップを、前記スペーサに押しつけながら前記溶接を行う、
   製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の製造方法であって、
   前記溶接工程では、前記電極チップと前記接地電極との溶接を、抵抗溶接によって行い、
   前記溶接工程は、
   第１溶接電極を前記電極チップに接触させ、第２溶接電極を前記接地電極に接触させることによって、前記電極チップと前記接地電極とを、前記第１溶接電極と前記第２溶接電極とで挟む工程と、
   前記電極チップと前記接地電極とが互いに押し合うように荷重をかける工程と、
   前記荷重がかけられた状態で、前記第１溶接電極と前記第２溶接電極との間に電圧を印加する工程と、
   を含む、製造方法。
4. 請求項３に記載の製造方法であって、
   前記挟む工程では、前記第１溶接電極は、前記電極チップの、前記接地電極と対向する部分と、前記接地電極から突出している部分との両方と接触する、
   製造方法。
5. 請求項３または請求項４に記載の製造方法であって、
   前記荷重をかける工程は、前記第１溶接電極に向かう荷重を前記第２溶接電極にかける工程を含む、
   製造方法。
6. 請求項３ないし請求項５のいずれか一項に記載の製造方法であって、
   前記荷重をかける工程は、前記第２溶接電極に向かう荷重を前記第１溶接電極にかける工程を含む、
   製造方法。
7. 請求項３ないし請求項６のいずれか一項に記載の製造方法であって、
   前記第１溶接電極は棒状の電極であり、
   前記挟む工程は、
   前記第１溶接電極の両端の間の部分を前記電極チップに接触させる工程と、
   前記第１溶接電極の両端を保持する工程と、
   を含む、製造方法。
8. 請求項３ないし請求項６のいずれか一項に記載の製造方法であって、
   前記第１溶接電極は棒状の電極であり、
   前記挟む工程は、
   前記第１溶接電極の一端を前記電極チップに接触させる工程と、
   前記第１溶接電極の他端を保持する工程と、
   を含む、製造方法。
9. 請求項３ないし請求項８のいずれか一項に記載の製造方法であって、
   前記溶接工程は、さらに、
   前記第１溶接電極を前記接地電極に対して相対的に移動させることによって、前記接地電極の前記電極チップが溶接されるべき位置と向かい合うように、前記第１溶接電極を配置する工程を含み、
   前記第１溶接電極を配置する工程は、前記軸線方向と交差する方向から、前記接地電極と向かい合う位置へ、前記第１溶接電極を相対的に移動させる工程を含む、
   製造方法。
10. 請求項９に記載の製造方法であって、
    前記軸線方向と交差する方向は、さらに、前記接地電極の前記他端部の延びる方向と交差する、
    製造方法。
11. 請求項９または請求項１０に記載の製造方法であって、
    前記第１溶接電極を配置する工程は、
    前記接地電極を固定する工程と、
    前記軸線方向と交差する方向から、前記接地電極と向かい合う前記位置へ、前記第１溶接電極を移動させる工程と、
    を含む、製造方法。
12. 請求項９または請求項１０に記載の製造方法であって、
    前記第１溶接電極を配置する工程は、
    前記第１溶接電極を固定する工程と、
    前記軸線方向と交差する方向から前記接地電極と向かい合う前記位置へ前記第１溶接電極が相対的に移動するように、前記接地電極を移動させる工程と、
    を含む、製造方法。
13. 請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の製造方法であって、さらに、
    前記軸線方向が鉛直下向きである状態で前記溶接工程が行われるように、前記接地電極の向きを設定する工程を含む、
    製造方法。
14. 請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の製造方法であって、さらに、
    前記軸線方向が鉛直上向きである状態で前記溶接工程が行われるように、前記接地電極の向きを設定する工程を含む、
    製造方法。
15. 請求項１、または、請求項１のみを引用する請求項１３に記載の製造方法であって、
    前記溶接工程では、レーザ溶接によって、前記電極チップと前記接地電極との溶接を行う、
    製造方法。
16. 請求項１ないし請求項１５のいずれか一項に記載の製造方法によって製造されたスパークプラグ。

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