JP6514733B2 - スパークプラグの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はスパークプラグの製造方法に関し、特に電極母材にチップが溶接されるスパークプラグの製造方法に関するものである。

混合気に点火するスパークプラグとして、貴金属を含有するチップが電極母材に溶接された第１電極と、火花ギャップを介して第１電極に対向する第２電極と、を備えるものが知られている。特許文献１には、電極母材に載せたチップを溶接するときに、チップの位置ずれの抑制やチップからの放熱の促進を目的として、専用の治具でチップを押さえる技術が開示されている。

特開２０１４−１６４７９７号公報

しかしながら上述した従来の技術では、電極母材の目標位置に対してずれた位置にチップが載せられると、チップを押さえる治具の面が平らなので、チップの位置を矯正し難いという問題点がある。チップの位置が矯正され難いと、目標位置に対してずれた位置にチップが溶接されるおそれがある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、チップの位置を矯正し易く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している。

この目的を達成するために本発明は、貴金属を含有するチップが電極母材に接合される第１電極と、チップの第１面と火花ギャップを介して対向する第２電極と、を備えるスパークプラグの製造方法である。チップの第１面と反対側の第２面が電極母材に接触した状態で、治具を介してチップを第１面から第２面へ向かう第１方向へ押す押え工程と、治具で押えられたチップと電極母材とを溶接する溶接工程と、を備えている。

チップは、第１面および第２面に接続する側面と、側面と第１面とが交わる角と、を備えている。治具は、チップの角に接触させる凹部を備え、凹部は、第１方向と反対の第２方向へ向かって次第に内寸が小さくなる縮径部を備えている。縮径部は、第１方向の第１端部の内寸が角の外寸よりも大きく、第２方向の第２端部の内寸が角の外寸と同じ大きさである。押え工程は、角の少なくとも一部に縮径部を接触させて、チップを溶接する電極母材の目標位置にチップを移動させる。

請求項１記載のスパークプラグの製造方法によれば、治具の凹部は、第１方向と反対の第２方向へ向かって次第に内寸が小さくなる縮径部を備えている。縮径部は、第１方向の第１端部の内寸が角の外寸よりも大きく、第２方向の第２端部の内寸が角の外寸と同じである。押え工程により、チップの角の少なくとも一部に治具の縮径部が接触し、治具を介して第１面から第２面へ向かう第１方向へチップが押される。チップの角に縮径部を押し付けると、その反力によって目標位置へ向かってチップを移動させることができるので、溶接前にチップの位置を矯正し易くできる。

請求項２記載のスパークプラグの製造方法によれば、縮径部は、縮径部の中心を通り第１方向へ向けて延びる中心軸に対して回転対称である。よって、請求項１の効果に加え、治具を使ってチップを第１方向へ押すと、縮径部の中心へ向かってチップを移動させ易くできる。

請求項３記載のスパークプラグの製造方法によれば、押え工程において、治具と電極母材とを相対的に回転させながら、チップの角に縮径部を接触させるので、請求項２記載の効果に加え、縮径部の中心へ向かってチップをさらに移動させ易くできる。

請求項４記載のスパークプラグの製造方法によれば、凹部は、縮径部の第２端部に連接される底部を備えている。押え工程において、チップの角に縮径部が接した後、チップの第１面の全体に底部が接するので、チップの角が治具の凹部に押される場合に比べて、治具がチップに加える荷重を分散できる。よって、請求項１から３のいずれかの効果に加え、治具に押されてチップの角が損傷しないようにできる。

請求項５記載のスパークプラグの製造方法によれば、押え工程において、第２端部における縮径部の中心と目標位置とを一致させた状態で、チップの角に縮径部を接触させてチップを第１方向へ押す。その結果、第１方向と直交する方向へ治具を移動させなくても、治具を第１方向へ移動させるだけで、チップの位置を目標位置へ矯正できる。第１方向と直交する方向へ治具を移動させる機構を不要にできるので、請求項１から４のいずれかの効果に加え、治具を移動させる機構を簡素化できる。

本発明の一実施の形態におけるスパークプラグの片側断面図である。 第１実施の形態における治具およびチップの断面図である。 治具の底面図である。 （ａ）は押え工程の前半における治具およびチップの断面図であり、（ｂ）は押え工程の後半における治具およびチップの断面図である。 第２実施の形態における治具を用いた押え工程の前半における治具およびチップの断面図であり、（ｂ）は押え工程の後半における治具およびチップの断面図である。 治具およびチップを模式的に示す斜視図である。 （ａ）は第３実施の形態における治具の底面図であり、（ｂ）は治具およびチップの断面図である。 第４実施の形態における治具およびチップを模式的に示す斜視図である。 （ａ）は第５実施の形態における治具の底面図であり、（ｂ）は治具およびチップの断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態におけるスパークプラグ１０の軸線Ｏを境にした片側断面図である。図１では、紙面下側をスパークプラグ１０の先端側、紙面上側をスパークプラグ１０の後端側という。

図１に示すようにスパークプラグ１０は、絶縁体１１、中心電極１３（第１電極）、主体金具１７及び接地電極１８（第２電極）を備えている。絶縁体１１は、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等により形成された略円筒状の部材である。絶縁体１１は、軸線Ｏに沿って軸孔１２が貫通する。

中心電極１３は、軸孔１２に挿入されて軸線Ｏに沿って絶縁体１１に保持される棒状の電極である。中心電極１３は、電極母材１４と、電極母材１４の先端に接合されるチップ１５とを備えている。電極母材１４は熱伝導性に優れる芯材が埋設されている。電極母材１４は、Ｎｉを主体とする合金またはＮｉからなる金属材料で形成されており、芯材は銅または銅を主成分とする合金で形成されている。なお、芯材を省略して、Ｎｉを主体とする合金またはＮｉからなる金属材料で電極母材１４の全体を形成することは当然可能である。

チップ１５は、電極母材１４よりも耐火花消耗性の高い白金、イリジウム、ルテニウム、ロジウム等の貴金属または貴金属を主体とする合金によって形成されている。本実施の形態では、チップ１５はレーザ溶接によって電極母材１４に接合されている。

端子金具１６は、高圧ケーブル（図示せず）が接続される棒状の部材であり、先端側が絶縁体１１内に配置される。端子金具１６は、軸孔１２内で中心電極１３と電気的に接続されている。主体金具１７は、内燃機関のねじ穴（図示せず）に固定される略円筒状の金属製の部材である。主体金具１７は絶縁体１１の外周に固定されている。

接地電極１８は、主体金具１７に接合される電極母材１９と、電極母材１９に接合されるチップ２０と、を備えている。電極母材１９は熱伝導性に優れる芯材が埋設されている。電極母材１９は、Ｎｉを主体とする合金またはＮｉからなる金属材料で形成されており、芯材は銅または銅を主成分とする合金で形成されている。なお、芯材を省略して、Ｎｉを主体とする合金またはＮｉからなる金属材料で電極母材１９の全体を形成することは当然可能である。

チップ２０は、電極母材１９よりも耐火花消耗性の高い白金、イリジウム、ルテニウム、ロジウム等の貴金属または貴金属を主体とする合金によって形成されている。電極母材１９は中心電極１３へ向けて屈曲し、チップ２０は火花ギャップを介して中心電極１３と対向する。本実施の形態では、チップ２０は抵抗溶接によって電極母材１９に接合されている。

スパークプラグ１０は、例えば、以下のような方法によって製造される。まず、中心電極１３を絶縁体１１の軸孔１２に挿入する。中心電極１３は、電極母材１４にチップ１５が予め溶接されている。中心電極１３は先端が軸孔１２から外部に露出するように配置される。軸孔１２に端子金具１６を挿入し、端子金具１６と中心電極１３との導通を確保した後、予め電極母材１９が接合された主体金具１７を絶縁体１１の外周に組み付ける。電極母材１９にチップ２０を接合した後、チップ２０が中心電極１３と軸線Ｏ方向に対向するように電極母材１９を屈曲して、スパークプラグ１０を得る。

図２から図４を参照して、中心電極１３の電極母材１４とチップ１５との溶接方法について説明する。図２は第１実施の形態における治具３０及びチップ１５の断面図であり、図３は治具３０の底面図である。図２の矢印Ａは、治具３０を介してチップ１５を電極母材１４に押し付ける力の向き（第１方向）を示し、矢印Ｂは、第１方向と反対の方向（第２方向）を示す。

図２に示すようにチップ１５は、第１面２１と、第１面２１と反対側の第２面２２と、第１面２１及び第２面２２に接続する側面２３と、を備えている。本実施の形態では、チップ１５は円柱状に形成されている。第１面２１は、火花ギャップを介して接地電極１８のチップ２０（図１参照）に対向する面であり、第２面２２は電極母材１４の母材面２５に接触する面である。チップ１５は、側面２３と第１面２１とが交わる円形の角２４を有している。

電極母材１４の母材面２５はチップ１５が溶接される面であり、溶接の目標位置２６が設定されている。チップ１５の溶接時に、チップ１５の第２面２２の中心を目標位置２６に一致させることにより、電極母材１４に対するチップ１５の位置精度を高めることができる。中心電極１３の目標位置２６に対する接地電極１８のチップ２０の位置を設定して火花ギャップを管理した上で、目標位置２６とチップ１５との位置ずれを管理することにより、スパークプラグ１０の着火性能を確保できる。目標位置２６は、例えば母材面２５の中心に設定される。

図２及び図３に示すように治具３０は、電極母材１４に対してチップ１５を第１方向（矢印Ａ方向）へ押し付けることにより、目標位置２６に対する溶接前のチップ１５の位置の矯正、溶接時のチップ１５の位置ずれの抑制、及び、溶接時のチップ１５からの放熱の促進を図るための部材である。治具３０は、チップ１５の角２４に接触してチップ１５に荷重を加える凹部３１を備えている。本実施の形態では、治具３０はチップ１５の硬度よりも硬度の高い材料で形成されている。

凹部３１は、第２方向（矢印Ｂ方向）へ向かって内寸が小さくなる縮径部３２と、縮径部３２に連接される底部３５と、を備えている。縮径部３２の内寸とは、縮径部３２に内接し、且つ、第１方向（矢印Ａ方向）に垂直な仮想の円（縮径部３２の一部を円周とする円）の直径をいう。縮径部３２は、第１方向の第１端部３３と、第２方向の第２端部３４とを備えている。底部３５は第２端部３４に連接されているので、第２端部３４における縮径部３２の中心３６（第２端部３４を円周とし、且つ、第１方向に垂直な円の中心）と底部３５の中心３６とは一致する。

縮径部３２は、第２端部３４の内寸Ｄ２が第１端部３３の内寸Ｄ１より小さい。内寸Ｄ１はチップ１５の角２４の外寸Ｅより大きく、内寸Ｄ２は外寸Ｅと同じ大きさである。チップ１５の角２４の外寸Ｅとは、チップ１５の第１面２１（角２４）に外接し、且つ、第１方向に垂直な仮想の外接円の直径をいう。本実施の形態では、縮径部３２は円錐台状に凹んだ曲面であり、底部３５は円形状の平面である。縮径部３２は、中心３６を通り第１方向へ向けて延びる中心軸３７に対して、任意の回転で自身に重なる回転対称な面である。

電極母材１４及び治具３０は保持装置（図示せず）にそれぞれ取り付けられる。保持装置は、電極母材１４及び治具３０を、中心軸３７を中心にして相対的に回転させ、且つ、母材面２５に直交する第１方向および第２方向へ相対的に移動させる。

次に図４を参照して、電極母材１４に対してチップ１５の位置を矯正する押え工程、及び、位置が矯正されたチップ１５を電極母材１４に溶接する溶接工程について説明する。図４（ａ）は押え工程の前半における治具３０及びチップ１５の断面図であり、図４（ｂ）は押え工程の後半における治具３０及びチップ１５の断面図である。

図４（ａ）に示すように押え工程では、まず、縮径部３２の中心３６を通り第１方向（矢印Ａ方向）へ延びる中心軸３７が、電極母材１４の目標位置２６を通るように、電極母材１４に対する治具３０の位置を設定する。また、治具３０の底部３５が、電極母材１４の母材面２５と平行になるように、電極母材１４に対する治具３０の角度を設定する。なお、電極母材１４の母材面２５と治具３０との第１方向の距離は、センサ（図示せず）によって検出される。

次に、電極母材１５の母材面２５の目標位置２６付近にチップ１５を載せ、母材面２５に第２面２２を接触させる。次いで、保持装置（図示せず）により治具３０の縮径部３２をチップ１５の角２４に接触させ、チップ１５に治具３０を介して第１方向（矢印Ａ方向）へ相対的に荷重を加えながら、中心軸３７を中心にして所望の分だけ、治具３０と電極母材１４とを相対的に回転させる。縮径部３２の傾斜に沿って角２４が押されたチップ１５は、母材面２５を移動して目標位置２６に近づく。

チップ１５が目標位置２６に移動して縮径部３２の第２端部３４にチップ１５の角２４が到達すると、チップ１５の第１面２１の全体に治具３０の底部３５が接触する。第１方向における電極母材１４と治具３０との距離は、このときの距離が最も短い。従って、チップ１５の第１面２１の全体に治具３０の底部３５が接触したときの電極母材１４と治具３０との距離（既知の設定値）と、センサの出力結果と、を比較することにより、チップ１５が目標位置２６の許容範囲にあるか否かが判定される。

その判定の結果、チップ１５が目標位置２６の許容範囲に到達していない場合には、治具３０を第２方向（矢印Ｂ方向）へ移動させ、治具３０がチップ１５に加える荷重を取り除いた後、再び治具３０を第１方向（矢印Ａ方向）へ移動させる。チップ１５に第１方向の力を加えながら、中心軸３７を中心にして所望の分だけ、治具３０と電極母材１４とを相対的に回転させる。目標位置２６の許容範囲にチップ１５が到達したと判定されるまで、第１方向の負荷と除荷とを繰り返す。

図４（ｂ）に示すようにチップ１５が目標位置２６の許容範囲に到達した後は、治具３０の底部３５をチップ１５の第１面２１に押し当てる。次いで、目標位置２６を中心にして、レーザ溶接機の加工ヘッド（図示せず）と電極母材１４及びチップ１５とを相対的に回転させ、連続的または間欠的にレーザ光（図示せず）をチップ１５と電極母材１４との境界に照射する。これにより、電極母材１４の目標位置２６にチップ１５を溶接できる。

なお、溶接前にチップ１５の位置を矯正するときの電極母材１４に対する治具３０の回転数Ｒ１は、電極母材１４及びチップ１５に対するレーザ溶接機の加工ヘッドとの回転数Ｒ２以下に設定されるのが好ましい。回転数Ｒ１は低くてもチップ１５の位置を矯正できるのに対し、回転数Ｒ２は高い方が、レーザ光の照射によって形成される溶接部の大きさのばらつきを小さくできるからである。

また、レーザ溶接機の加工ヘッドと電極母材１４及びチップ１５とを相対的に回転させるときは、電極母材１４と一緒に治具３０を回転させても良いし、電極母材１４と一緒に治具３０を回転させなくても良い。電極母材１４と一緒に治具３０を回転させなくても良い。なお、電極母材１４と一緒に治具３０を回転させることにより、チップ１５の角２４や第１面２１に治具３０が擦れてチップ１５に生じる傷を防ぐことができる。

また、レーザ溶接でチップ１５を電極母材１４に接合する代わりに、抵抗溶接でチップ１５を電極母材１４に接合することは可能である。チップ１５の第１面２１の全体に治具３０の底部３５が接触するので、チップ１５と治具３０との接触抵抗を小さくできる。従って、治具３０と電極母材１４との間に通電すると、電極母材１４とチップ１５との間の接触抵抗に生じるジュール熱で互いを溶融し接着できる。

以上のように治具３０の縮径部３２は、第１方向（矢印Ａ方向）と反対の第２方向（矢印Ｂ方向）へ向かって次第に内寸が小さくなるので、縮径部３２を介してチップ１５の角２４に第１方向の荷重を加えると、母材面２５に沿って目標位置２６にチップ１５が移動する。よって、溶接前にチップ１５の位置を矯正できる。

縮径部３２は、中心３６を通り第１方向（矢印Ａ方向）へ向けて延びる中心軸３７に対して回転対称なので、治具３０を使ってチップ１５を第１方向へ押すと、縮径部３２の中心３６（第２端部３４に内接し、且つ、第１方向に垂直な内接円の中心）へ向かってチップ１５を移動させ易くできる。また、押え工程において、治具３０と電極母材１４とを相対的に回転させながら、チップ１５の角２４に縮径部３２を接触させると、縮径部３２の中心３６へ向かってチップ１５をさらに移動させ易くできる。

押え工程において、チップ１５の角２４に縮径部３２が接した後、チップ１５の第１面２１の全体に底部３５が接するので、チップ１５の角２４が治具３０に押される場合に比べて、治具３０とチップ１５との接触面積を大きくできる。溶接時に治具３０がチップ１５に加える荷重を分散できるので、チップ１５の角２４が損傷しないようにできる。

押え工程において、縮径部３２の中心３６と目標位置２６とを一致させた状態で、チップ１５の角２４に縮径部３２を接触させてチップ１５を第１方向（矢印Ａ方向）へ押すので、第１方向と直交する方向へ治具３０を移動させなくても、治具３０を第１方向へ押すだけで、チップ１５の位置を目標位置２６へ矯正できる。第１方向と直交する方向へ治具３０を移動させる機構や移動量を検出するセンサ等を不要にできるので、治具３０を移動させる機構を簡素化できる。

次に図５及び図６を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、治具３０が、第１方向の力をチップ１５に与えてチップ１５の位置を矯正する場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、治具５０が、第１方向（矢印Ａ方向）及び第１方向に直交する第３方向（矢印Ｃ方向）の力をチップ４０に加え、チップ４０の位置を矯正する場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

図５は第２実施の形態における治具５０を用いた押え工程の前半における治具５０及びチップ４０の断面図であり、図５（ｂ）は押え工程の後半における治具５０及びチップ４０の断面図である。図６は治具５０及びチップ４０を模式的に示す斜視図である。図６では、理解を容易にするため、治具５０は凹部５１だけが模式的に図示されている。

図６に示すようにチップ４０は、角形状の第１面４１と、第１面４１と反対側の角形状の第２面４２と、第１面４１及び第２面４２に接続する側面４３と、を備える角柱状の部材である。チップ４０は、側面４３と第１面４１とが交わる角４４を有している。チップ４０の角４４の外寸Ｅは、チップ４０の第１面４１（角４４）に外接し、且つ、第１方向に垂直な仮想の外接円４５の直径のことをいう。

チップ４０は中間材４６に溶接される。中間材４６は、接地電極１８（図１参照、第１電極）の一部であり、Ｎｉを主体とする合金またはＮｉからなる金属材料で略円柱状に形成されている。チップ４０は、中間材４６の母材面４７に第２面４２が接した状態で、目標位置４８に溶接される。チップ４０が溶接された中間材４６は、抵抗溶接等によって電極母材１９に接合される。中間材４６を介してチップ４０が接合された電極母材１９が屈曲されることで、チップ４０は中心電極１３（第２電極）と対向する。

図５（ａ）に示すように治具５０は、チップ４０の角４４に接触してチップ４０に荷重を加える凹部５１が形成されている。本実施の形態では、凹部５１は、球を一つの平面で切り取った球冠の内表面からなる窪みである。凹部５１は、第２方向（矢印Ｂ方向）へ向かって内寸が小さくなる縮径部５２と、縮径部５２に連接された底部５５と、を備えている。

縮径部５２の第１方向の第１端部５３の内寸（内径）Ｄ１（図６参照）は、チップ４０の外寸Ｅより大きい。縮径部５２の第２方向の第２端部５４の内寸（内径）Ｄ２は、チップ４０の外寸Ｅと同じ大きさである。縮径部５２は、第２端部５４における縮径部５２の中心５６（第２端部５４に内接し、且つ、第１方向に垂直な円５８の中心５６）を通り第１方向へ向けて延びる中心軸５７に対して、任意の回転で自身に重なる回転対称な面である。中間材４６及び治具５０は保持装置（図示せず）にそれぞれ取り付けられる。保持装置は、中間材４６及び治具５０を、中心軸５７を中心にして相対的に回転させ、且つ、中心軸５７の第１方向（第２方向）及び中心軸５７に直交する第３方向（矢印Ｃ方向）へ相対的に移動させる。

図５（ａ）に示すように押え工程では、中間材４６にチップ４０を溶接する前に、中間材４６の目標位置４８が、治具５０の中心軸５７に対して第３方向（矢印Ｃ方向）に存在するように、中間材４６に対する治具５０の位置を設定する。なお、中間材４６の母材面４７と治具５０との第１方向の距離、及び、目標位置４８と治具５０の中心５６との第３方向の距離は、センサ（図示せず）によって検出される。

次に、中間材４６の目標位置４８が、チップ４０の中心に対して第３方向（矢印Ｃ方向）に存在するように、中間材４６の目標位置４８付近にチップ４０を乗せ、母材面４７に第２面４２を接触させる。次いで、治具５０の縮径部５２をチップ４０の角４４に押し付けて、治具５０の中心５６が第３方向（矢印Ｃ方向）における目標位置４８に到達するまで、第１方向（矢印Ａ方向）及び第３方向（矢印Ｃ方向）の力をチップ４０に加える。縮径部５２の傾斜に沿って角４４が押されたチップ４０は、母材面４７を移動して目標位置４８に近づく。

治具５０によるチップ４０への荷重の付与は、中間材４６の母材面４７と治具５０との第１方向の距離を検出するセンサ（図示せず）の出力、及び、目標位置４８と治具５０の中心５６との第３方向の距離を検出するセンサ（図示せず）の出力が、いずれも許容範囲にあると判定されるまで行われる。縮径部５２の第２端部５４にチップ４０の角４４が到達すると、第１方向における中間材４６の母材面４７と治具５０との距離が最短になる。その距離が許容範囲に到達し、且つ、目標位置４８の許容範囲にチップ４０が到達したと判定されるまで、第１方向および第３方向の負荷と除荷とを繰り返す。

図５（ｂ）に示すようにチップ４０が目標位置４８の許容範囲に到達した後は、縮径部５２をチップ４０の角４４に押し当てた状態で、レーザ溶接機の加工ヘッド（図示せず）と中間材４６及びチップ４０とを相対的に回転させ、連続的または間欠的にレーザ光（図示せず）をチップ４０と中間材４６との境界に照射する。これにより、中間材４６の目標位置４８にチップ４０を溶接できる。従って、第１実施の形態と同様に、溶接時にチップ４０を押さえる治具５０を利用して、中間材４６に対するチップ４０の位置を溶接前に矯正できる。

次に図７を参照して第３実施の形態について説明する。第１実施の形態および第２実施の形態では、円環状の曲面で縮径部３２，５２が形成される場合について説明した。これに対し第３実施の形態では、複数の平面を接続した多面体で凹部６１が形成される場合について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図７（ａ）は第３実施の形態における治具６０の底面図であり、図７（ｂ）は治具６０及びチップ１５の断面図である。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように治具６０は、チップ１５の角２４に接触してチップ１５に荷重を加える凹部６１が形成されている。凹部６１は、二等辺三角形の等辺同士が接続された三角錐の内表面からなる窪みである。凹部６１は、第２方向（図７（ａ）紙面奥側）へ向かって内寸が小さくなる縮径部６２と、縮径部６２の第２端部６４に連接される底部６５と、を備えている。

縮径部６２の第１方向（図７（ａ）紙面手前側）の第１端部６３の内寸Ｄ１は、第１端部６３における縮径部６２の各面に内接し、且つ、第１方向（矢印Ａ方向）に垂直な仮想の内接円６８の直径である。縮径部６２の第２端部６４は、第２端部６４における縮径部６２の各面に内接し、且つ、第１方向（矢印Ａ方向）に垂直な仮想の内接円６９の直径（内寸Ｄ２）が、チップ１５の外寸Ｅと等しい部分である。内寸Ｄ１はチップ１５の外寸Ｅよりも大きい。縮径部６２は、第２端部６４における縮径部６２の中心６６（内接円６９の中心）を通り第１方向へ向けて延びる中心軸６７に対して、１２０°の回転で自身に重なる回転対称な面である。

第３実施の形態における治具６０は、縮径部６２が中心軸６７に対して回転対称なので、第１実施の形態と同様に、中心軸６７を中心にして治具６０と電極母材１４とを相対的に回転させながらチップ１５の角２４に縮径部６２を第１方向（矢印Ａ方向）へ押し付けることにより、チップ１５の位置を矯正できる。その後、チップ１５は電極母材１４に溶接される。また、第２方向（矢印Ｂ方向）へ向かって窄む多面体によって凹部６１が形成されているので、外寸Ｅの異なる種々のチップ１５に凹部６１を当てて荷重を加えることができる。

次に図８を参照して第４実施の形態について説明する。第１実施の形態から第３実施の形態では、平面または曲面が周方向に繋がった縮径部３２，５２，６２を治具３０，５０，６０が備える場合について説明した。これに対し第４実施の形態では、周方向に分かれた縮径部７２を治具７０が備える場合について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図８は第４実施の形態における治具７０及びチップ１５を模式的に示す斜視図である。

図８に示すように治具７０は、中心軸７７から第１方向（矢印Ａ方向）へ向けて広がる３本の棒状の部材により形成されている。治具７０の凹部７１は、第２方向（矢印Ｂ方向）へ向かって内寸が小さくなる縮径部７２と、縮径部７２の第２端部７４に連接される底部７５と、を備えている。

縮径部７２の第２端部７４は、第２端部７４における縮径部７２の各部に内接し、且つ、第１方向（矢印Ａ方向）に垂直な仮想の内接円７９の直径（内寸Ｄ２）が、チップ１５の外寸Ｅと等しい部分である。縮径部７２の第１方向（矢印Ａ方向）の第１端部７３の内寸Ｄ１は、第１端部７３における縮径部７２の各部に内接し、且つ、第１方向（矢印Ａ方向）に垂直な仮想の内接円７８の直径である。内寸Ｄ１はチップ１５の外寸Ｅよりも大きい。縮径部７２は、第２端部７４における縮径部７２の中心７６（内接円７９の中心）を通り第１方向へ向けて延びる中心軸７７の延長線に対して、１２０°の回転で自身に重なる回転対称である。

第４実施の形態における治具７０は、縮径部７２が中心軸７７に対して回転対称なので、第１実施の形態と同様に、中心軸７７を中心にして治具７０と電極母材１４とを相対的に回転させながらチップ１５の角２４に縮径部７２を第１方向（矢印Ａ方向）へ押し付けることにより、チップ１５の位置を矯正できる。

次に図９を参照して第５実施の形態について説明する。第１実施の形態から第４実施の形態では、治具３０，５０，６０，７０の縮径部３２，５２，６２，７２が中心軸３７，５７，６７，７７に対して回転対称な場合について説明した。これに対し第５実施の形態では、縮径部８２が回転対称な中心軸をもたない治具８０について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図９（ａ）は第５実施の形態における治具８０の底面図であり、図９（ｂ）は治具８０及びチップ１５の断面図である。図９（ａ）では、理解を容易にするために、治具８０の凹部８１だけが図示されている。

図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように治具８０の凹部８１は、第２方向（矢印Ｂ方向）へ向かって内寸が小さくなる縮径部８２と、縮径部８２に連接される底部８５と、を備えている。縮径部８２の第１方向（図９（ａ）紙面手前側）の第１端部８３は、略楕円形状に形成されている。第１端部８３の内寸Ｄ１は、第１端部８３における縮径部８２に内接し、且つ、第１方向に垂直（図９（ａ）紙面と平行）な仮想の円８８の直径である。縮径部８２の第２端部８４は、第２端部８４における縮径部８２に内接し、且つ、第１方向（矢印Ａ方向）に垂直な仮想の内接円８９の直径（内寸Ｄ２）が、チップ１５の外寸Ｅと等しい部分である。内寸Ｄ１はチップ１５の外寸Ｅよりも大きい。

チップ１５を電極母材１４に溶接するときは、まず、縮径部８２の中心８６（内接円８９の中心）を通り第１方向（矢印Ａ方向）へ延びる直線９０が、電極母材１４の目標位置２６を通るように、電極母材１４に対する治具８０の位置を設定する。次に、電極母材１５の母材面２５の目標位置２６付近にチップ１５を乗せた後、治具８０と母材面２５とを第１方向（矢印Ａ方向）へ相対的に近づけ、縮径部８２をチップ１５の角２４に接触させる。治具８０を介してチップ１５に第１方向（矢印Ａ方向）の荷重を加え、縮径部８２の傾斜を利用してチップ１５を移動させ、目標位置２６にチップ１５を近づける。目標位置２６の許容範囲にチップ１５が到達したと判定されるまで、第１方向の負荷と除荷とが繰り返される。チップ１５の位置を矯正後、チップ１５は電極母材１４に溶接される。

第５実施の形態における治具８０も縮径部８２を有しているので、チップ１５の角２４に縮径部８２を押し付け、第１方向（矢印Ａ方向）へ荷重を加えることにより、チップ１５の位置を矯正できる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、電極母材１４や中間材４６、チップ１５，４０の形状や寸法などは一例であり適宜設定できる。

第２実施の形態では、中間材４６を介してチップ４０を電極母材１９に接合する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。中間材４６を省略して、チップ４０を電極母材１９に接合することによって接地電極１８（第１電極）を形成することは当然可能である。

第３実施の形態では、３枚の平面を接続して凹部６１が形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。４枚以上の平面を接続して凹部を形成することは当然可能である。

第４実施の形態では、真っ直ぐな３本の棒状の部材を接続して凹部７１が形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。４本以上の棒状の部材を接続して凹部を形成することは当然可能である。また、曲がった３本以上の棒状の部材を接続して凹部を形成することは当然可能である。棒状の部材に代えて、或いは棒状の部材に加えて、被加工物の周方向に沿って比較的長い幅を有する板状の部材を採用することは当然可能である。板状の部材は、平面をもつもの、曲面をもつもの、いずれも採用できる。

第１から第４実施形態では、治具３０，５０，６０，７０とチップ１５，４０とを中心軸３７，５７，６７，７７を中心に相対的に回転させながらチップ１５，４０に荷重を加える場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。治具３０，５０，６０，７０とチップ１５，４０とを相対的に回転させなくても、治具３０，５０，６０，７０を用いてチップ１５，４０に第１方向（矢印Ａ方向）の力を加えることで、３２，５２，６２，７２を利用してチップ１５，４０の位置を矯正できる。

上記実施の形態では、溶接時に、レーザ溶接機の加工ヘッド（図示せず）と被加工物とを相対的に回転させてレーザ光を被加工物に照射する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。被加工物の周りの周方向の複数の点から被加工物へ向けてレーザ光を照射して溶接することは当然可能である。

なお、上記の各実施形態は、それぞれ、他の実施形態が有する構成の一部または複数部分を、その実施形態に追加し或いはその実施形態の構成の一部または複数部分と交換等することにより、その実施形態を変形しても良い。例えば、第１、第３、第４及び第５実施形態で説明した治具３０，６０，７０，８０を、接地電極１８にチップ２０，４０を設けるときに使用することは当然可能である。同様に、第２実施形態で説明した治具５０を、中心電極１３にチップ１５を設けるときに使用することは当然可能である。

また、中心電極１３を形成する場合に、第２実施の形態で説明した中間材４６を用いることは当然可能である。中間材４６を介してチップ１５，４０を電極母材１４に接合して中心電極１３（第１電極）を形成できる。

１０ スパークプラグ
１３ 中心電極（第１電極、第２電極）
１４ 電極母材
１５，４０ チップ
１８ 接地電極（第１電極、第２電極）
２１，４１ 第１面
２２，４２ 第２面
２３，４３ 側面
２４，４４ 角
２６，４８ 目標位置
３０，５０，６０，７０，８０ 治具
３１，５１，６１，７１，８１ 凹部
３２，５２，６２，７２，８２ 縮径部
３３，５３，６３，７３，８３ 第１端部
３４，５４，６４，７４，８４ 第２端部
３５ 底部
３６，５６，６６，７６，８６ 中心
３７，５７，６７，７７ 中心軸
４６ 中間材（第１電極の一部）

Claims (5)

1. 貴金属を含有するチップが電極母材に接合される第１電極と、前記チップの第１面と火花ギャップを介して対向する第２電極と、を備えるスパークプラグの製造方法であって、
   前記チップの前記第１面と反対側の第２面が前記電極母材に接触した状態で、治具を介して前記チップを前記第１面から前記第２面へ向かう第１方向へ押す押え工程と、
   前記治具で押えられた前記チップと前記電極母材とを溶接する溶接工程と、を備え、
   前記チップは、前記第１面および前記第２面に接続する側面と、
   前記側面と前記第１面とが交わる角と、を備え、
   前記治具は、前記角に接触させる凹部を備え、
   前記凹部は、前記第１方向と反対の第２方向へ向かって次第に内寸が小さくなる縮径部を備え、
   前記縮径部は、前記第１方向の第１端部の内寸が前記角の外寸よりも大きく、前記第２方向の第２端部の内寸が前記角の外寸と同じ大きさであり、
   前記押え工程は、前記角の少なくとも一部に前記縮径部を接触させて、前記チップを溶接する前記電極母材の目標位置に前記チップを移動させるスパークプラグの製造方法。
2. 前記縮径部は、前記縮径部の中心を通り前記第１方向へ向けて延びる中心軸に対して回転対称である請求項１記載のスパークプラグの製造方法。
3. 前記押え工程において、前記治具と前記電極母材とを相対的に回転させながら、前記チップの前記角に前記縮径部を接触させる請求項２記載のスパークプラグの製造方法。
4. 前記凹部は、前記縮径部の前記第２端部に連接される底部を備え、
   前記押え工程において、前記チップの前記角に前記縮径部が接した後、前記チップの前記第１面の全体に前記底部が接する請求項１から３のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法。
5. 前記押え工程において、前記第２端部における前記縮径部の中心と前記目標位置とを一致させた状態で、前記縮径部を前記角に接触させて前記チップを前記第１方向へ押す請求項１から４のいずれかに記載のスパークプラグの製造方法。

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