JP2002231417A

JP2002231417A - スパークプラグの製造方法

Info

Publication number: JP2002231417A
Application number: JP2001023707A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Taniguchi; 豊谷口; Hiromi Yokoi; 裕己横井
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-08-16
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: JP3798633B2

Abstract

(57)【要約】【課題】エネルギー消費の無駄を省くとともに、貴金
属チップを電極に溶接する工程での溶融金属の流出を防
止し、幅の均一な溶接部を得ることができるスパークプ
ラグの製造方法を提供する。【解決手段】中心電極３のチップ被固着面３ｓと貴金
属チップ３１’とを重ね合わせた重ね合せ組立体７０に
対し、貴金属チップ３１’とチップ被固着面形成部位と
にまたがり、かつ各レーザー照射パルスＰ1〜Ｐ12に対
応する単位溶接部１０１〜１１２が順次重ね連なる全周
レーザー溶接部１０を形成する場合において、その全周
レーザー溶接部１０のうち、単位溶接部１０１〜１１２
の重なり数が増加することになる溶接部を形成する際に
用いる補正照射エネルギーＥｈを、その他の溶接部を形
成する際に用いる通常照射エネルギーＥｔよりも低く設
定して、エネルギー消費の無駄をなくすようにしてい
る。ここでは、重なり数が増加することになる溶接部と
して、先頭溶接部１０ｔと末尾溶接部１０ｅとの少なく
とも一方を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスパークプラグの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の点火用に使用されるスパーク
プラグにおいては、近年、耐火花消耗性向上のために、
耐熱合金で構成された電極の先端にＰｔやＩｒ等を主体
とする貴金属チップを溶接して貴金属発火部を形成した
タイプのものが使用されている。例えば接地電極と対向
して火花放電ギャップを形成することになる中心電極の
先端面に貴金属チップを接合する場合、その製造方法と
して、円板状の貴金属チップを中心電極の先端面（チッ
プ被固着面）に重ね合わせ、中心電極を回転させながら
貴金属チップの外周に沿ってレーザー光を照射すること
により、全周レーザー溶接部を形成する方法が提案され
ている（例えば、特開平６−４５０５０号、特開平１０
−１１２３７４号の各公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなスパーク
プラグの製造方法において、貴金属チップの電極への溶
接については、ＹＡＧレーザー等によるパルス状レーザ
ー光を用いて行われることが多い。そしてこのパルス状
レーザー光については、貴金属チップと電極のチップ被
固着面形成部位とにまたがるレーザー溶接部を貴金属チ
ップの外周に沿って形成することができ、かつ溶接部の
内部にブロ−ホール等が形成されないように、１パルス
当りの照射エネルギー及びパルス幅といった条件を、貴
金属チップ及び電極の材質や外径等に関連付けて任意に
定め得るようにしている。

【０００４】ここで、図１０のように中心電極３先端と
貴金属チップ３１’との重ね合せ面の外周に沿って、中
心電極３の１回転につき１２パルスで発振するレーザー
光ＬＢを照射することによって１２個の単位溶接部１０
Ａ〜１０Ｌが順次重ね連なり、かつ中心電極３と貴金属
チップ３１’とにまたがる全周レーザー溶接部１０を形
成する場合について考察する。全周レーザー溶接部１０
において、末尾部位の溶接部（以下、末尾溶接部とい
う）１０ｅは、直前に形成された溶接部との重なりの他
に、先頭部位の溶接部（以下、先頭溶接部という）１０
ｔとも重なり合うため、単位溶接部の重なり数がその他
の溶接部よりも増加する。一方、ピースタイムを短くし
て生産効率を高めるために、中心電極３の回転速度（回
転数）は所定値以上を維持する必要があるので、例え
ば、当初にレーザー照射され、先頭溶接部１０ｔを形成
したときの入熱が、中心電極３を１周回転する間に十分
に熱引きされない場合がある。このような場合、末尾溶
接部１０ｅを形成するためのレーザー光ＬＢの照射時点
においても、先頭溶接部１０ｔを形成したときの入熱の
一部が残留熱として存在する。

【０００５】したがって、全周レーザー溶接部１０のう
ち末尾溶接部１０ｅにおいては、先頭溶接部１０ｔとの
重なり部（図１０（ｂ）においては、第１１番目の単位
溶接部１０Ｋと第１２番目の単位溶接部１０Ｌとがこれ
に該当する）で、この残留熱が末尾溶接部１０ｅを形成
するための所定の照射エネルギー（末尾溶接部１０ｅの
ための新規入熱）に重畳される。その結果、末尾溶接部
１０ｅ（単位溶接部１０Ｋ，１０Ｌ）を形成することと
なる溶融部が大きくなり溶接部１０の幅の不均一化を招
く（図１０（ｃ）参照）ばかりか、溶融金属が溶接部の
外側に流出する（ダレとも通称する）場合がある（図１
０（ａ）参照）。このような溶融金属の流出部Ｆは中心
電極側のみならず貴金属チップ側にも発生して外観を損
ね、製品歩留まりを低下させることになる。また、溶融
金属の流出部Ｆが貴金属チップの放電面に達すると、火
花放電ギャップが狭小となって着火不良を招くおそれが
ある。

【０００６】さらに、末尾溶接部１０ｅに形成される溶
融金属の流出部Ｆが溶接部１０の幅の不均一化を招くの
みならず、発火部３１が少し消耗しただけで、末尾溶接
部１０ｅ（の流出部Ｆ）が貴金属発火部３１の放電面３
１ａへ露出しやすくなる。一般に、溶接部１０は貴金属
チップ材料と電極材料との合金により形成され、貴金属
チップ単体と比較すると耐火花消耗性に劣っているか
ら、露出した末尾溶接部１０ｅにて消耗が進行すると、
比較的短時間で火花放電ギャップが拡大して着火ミス等
の不具合を生じることになる。

【０００７】本発明の課題は、エネルギー消費の無駄を
省くとともに、貴金属チップを電極に溶接する工程での
溶融金属の流出を防止し、幅の均一な溶接部を得ること
ができるスパークプラグの製造方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明に
係るスパークプラグの製造方法は、上記の課題を解決す
るために、中心電極と、その中心電極に対向するように
配置された接地電極とを備え、それら中心電極と接地電
極との少なくとも一方に貴金属チップを溶接すること
で、火花放電ギャップを形成する貴金属発火部を形成し
たスパークプラグの製造方法であって、前記中心電極及
び／又は前記接地電極のチップ被固着面に対して、前記
貴金属チップを重ね合わせて重ね合せ組立体を作り、そ
の重ね合せ組立体に対しレーザー照射ユニットの出射光
学部からパルス状レーザー光を照射することにより、前
記貴金属チップの周方向において、それら貴金属チップ
とチップ被固着面形成部位とにまたがり、かつ各レーザ
ー照射パルスに対応する単位溶接部が順次重ね連なる全
周レーザー溶接部を形成するとともに、前記全周レーザ
ー溶接部のうちで、前記単位溶接部の重なり数が増加す
ることになる先頭部位の溶接部（以下、先頭溶接部とい
う）と末尾部位の溶接部（以下、末尾溶接部という）と
の少なくとも一方を形成する際に用いる１パルス当りの
レーザー照射エネルギー（以下、補正照射エネルギーと
いう）を、その他の溶接部を形成する際に用いる１パル
ス当りのレーザー照射エネルギー（以下、通常照射エネ
ルギーという）よりも低く設定することを特徴とする。

【０００９】すなわち、本発明の製造方法では、電極の
チップ被固着面と貴金属チップとを重ね合わせた重ね合
せ組立体に対し、貴金属チップとチップ被固着面形成部
位とにまたがり、かつ各レーザー照射パルスに対応する
単位溶接部が順次重ね連なる全周レーザー溶接部を形成
する場合において、その全周レーザー溶接部のうち、単
位溶接部の重なり数が増加することになる溶接部を形成
する際に用いる補正照射エネルギーを、その他の溶接部
を形成する際に用いる通常照射エネルギーよりも低く設
定して、エネルギー消費の無駄をなくすようにしてい
る。具体的には、重なり数が増加することになる溶接部
は、先頭溶接部あるいは末尾溶接部に形成される場合が
多い。

【００１０】したがって、先頭溶接部における残留熱が
末尾溶接部のための新規入熱に重畳されても、先頭溶接
部と末尾溶接部との少なくとも一方を形成する際に用い
る補正照射エネルギーが、その他の溶接部を形成する際
に用いる通常照射エネルギーよりも低く調整されるの
で、単位溶接部の重なり数が増加することになる溶接部
とその他の溶接部とにおけるトータルエネルギー（残留
熱と新規入熱とを合わせた全熱量）の均一化を図ること
ができる。これにより、末尾溶接部が形成される際に、
その他の溶接部よりも溶融部が大きくなって溶融金属が
溶接部の外側に流出することを回避できるので、外観不
良に伴う製品歩留まりの低下や、火花放電ギャップの狭
小化に伴う着火不良の発生等を未然に防止することがで
きる。

【００１１】また、トータルエネルギー（全熱量）の均
一化を図ることによって、末尾溶接部とその他の溶接部
との幅の略均一化を図ることにもなり、貴金属発火部の
消耗に伴う貴金属発火部の放電面への末尾溶接部の露出
が発生しにくくなる。したがって、火花放電ギャップの
拡大による着火ミス等の不具合も未然に防止することが
できる。

【００１２】なお、ここでいう先頭溶接部には、最先端
に位置する１個の単位溶接部のみの場合と、最先端を含
みそれに続く単位溶接部が加わる場合とがあり、同様
に、末尾溶接部には、最後尾に位置する１個の単位溶接
部のみの場合と、最後尾を含みその前の単位溶接部が加
わる場合とがある。つまり、先頭溶接部又は末尾溶接部
を構成する単位溶接部の数は、パルス発生周波数、重ね
合せ組立体と出射光学部との相対回転数等の溶接条件に
よって変動する。

【００１３】本明細書における１パルス当りのレーザー
照射エネルギーは、例えばレーザー溶接を行う前に予
め、レーザー発振部から発射されたレーザー光をカロリ
メータあるいはパワーメータ等のエネルギー検出器で受
けることにより、単位時間（例えば１秒間）当りの照射
エネルギーを計測し、その照射エネルギーを１秒間当り
のパルス数で除することにより算出した値を用いる。

【００１４】そして、本発明における全周レーザー溶接
部が、重ね合せ組立体と単一の出射光学部とを重ね合せ
組立体の中心軸線回りにおいて相対回転させつつ形成さ
れる場合には、先頭溶接部と末尾溶接部とのうち末尾溶
接部を形成する際に用いる補正照射エネルギーを、通常
照射エネルギーよりも低く設定することが望ましい。先
頭溶接部における熱引き量には電極の材質、周囲の温
度、貴金属チップの外径等変動要素が多く、残留熱を所
定値以下に抑えるための補正照射エネルギーの設定調節
が煩雑になるおそれがある。しかし、末尾溶接部におけ
る新規入熱においてはこのようなおそれは小さく、補正
照射エネルギーの設定調節が容易に行える。また、一般
的に、溶接部は未溶接の重ね合せ組立体に比して、表面
の凹凸等によりレーザー光の反射率が低く、レーザー照
射エネルギーを吸収しやすいといえる。したがって、相
対的に反射率が低い溶接部が既に殆ど形成されている末
尾溶接部を形成する際に用いる補正照射エネルギーを、
通常照射エネルギーよりも低く設定すれば、末尾溶接部
のための新規入熱を抑制する効果が顕著に表れることに
なる。

【００１５】しかも、末尾溶接部を形成するためのレー
ザー照射パルスよりも前に到来する照射順位のレーザー
照射パルスから、１パルス当りのレーザー照射エネルギ
ーが低下するように設定するときは、末尾溶接部におけ
る単位溶接部の重なり数が徐々に増加するのに合わせて
１パルス当りのレーザー照射エネルギーを徐々に低下さ
せるように調整することができ、末尾溶接部とその他の
溶接部とにおけるトータルエネルギーの均一化を一層精
密に図ることができる。

【００１６】また、このように末尾溶接部を形成する際
に用いる補正照射エネルギーを通常照射エネルギーより
も低く設定する場合には、先頭溶接部を形成する際に用
いる１パルス当りのレーザー照射エネルギーを通常照射
エネルギーとほぼ等しく設定しておけばよく、調整操作
の単純化が図れる。

【００１７】次に、本発明における全周レーザー溶接部
が、重ね合せ組立体と複数の出射光学部とを重ね合せ組
立体の中心軸線回りにおいて相対回転させつつ、複数の
出射光学部からパルス状レーザー光をほぼ同期させて照
射することにより、単位溶接部が順次重ね連なるととも
に、出射光学部の数に対応した複数の区間溶接部により
形成される場合には、区間溶接部のうちで、単位溶接部
の重なり数が増加することになる先頭溶接部と末尾溶接
部との少なくとも一方を形成する際に用いる補正照射エ
ネルギーを、その他の溶接部を形成する際に用いる通常
照射エネルギーよりも低く設定することになる。全周レ
ーザー溶接部は、パルス状レーザー光をほぼ同期させて
照射する複数の出射光学部に対応した区間溶接部により
分割形成されるので、区間溶接部の分割数に対応する形
で全周レーザー溶接時間が短縮される。

【００１８】このように全周レーザー溶接部が複数の区
間溶接部により形成される場合においても、単一の溶接
部により形成される場合と同様の理由により、先頭溶接
部と末尾溶接部とのうち末尾溶接部を形成する際に用い
る補正照射エネルギーを、通常照射エネルギーよりも低
く設定することが望ましい。

【００１９】そして、区間溶接部の形成に要する平均レ
ーザー出力を、レーザー照射ユニット毎にそれぞれほぼ
等しく設定することにより、各々の区間溶接部における
末尾溶接部とその他の溶接部とのトータルエネルギーの
均一化とともに、区間溶接部毎のトータルエネルギーの
均一化をも図ることができ、全周にわたり幅の均一な溶
接部を得ることができる。

【００２０】ところで、本発明に関する課題を解決する
手段は以上に述べた通りであるが、上記課題に関して、
次のような解決手段（以下、関連解決手段という）も想
到される。

【００２１】すなわち、関連解決手段として、中心電極
と、その中心電極に対向するように配置された接地電極
とを備え、それら中心電極と接地電極との少なくとも一
方に貴金属チップを溶接することで、火花放電ギャップ
を形成する貴金属発火部を形成したスパークプラグの製
造方法であって、前記中心電極及び／又は前記接地電極
のチップ被固着面に対して、前記貴金属チップを重ね合
わせて重ね合せ組立体を作り、その重ね合せ組立体に対
しレーザー照射ユニットの出射光学部からパルス状レー
ザー光を照射することにより、前記貴金属チップの周方
向において、それら貴金属チップとチップ被固着面形成
部位とにまたがり、かつ各レーザー照射パルスに対応す
る単位溶接部が順次重ね連なる全周レーザー溶接部を形
成するとともに、前記全周レーザー溶接部のうちで、隣
り合う単位溶接部の中心点間距離が短くなる密接溶接部
が形成される際に用いる１パルス当りのレーザー照射エ
ネルギーを、その他の溶接部を形成する際に用いる１パ
ルス当りのレーザー照射エネルギーよりも低く設定する
ようになすことも可能である。

【００２２】上記関連解決手段を採用する場面として、
例えばレーザー溶接中に重ね合せ組立体と出射光学部と
の相対回転速度が変化する場合を挙げることができる。
このような場合には、回転速度変化が隣り合う単位溶接
部の中心点間距離の長短変化となって現れ、それに伴い
単位溶接部の重なり数が増して特定の単位溶接部では全
熱量が他のものより大きくなることがあるので、その中
心点間距離の変動に合わせて１パルス当りの照射エネル
ギーを調節することになる。このように、関連解決手段
を実施する際に、例えば上記のように相対回転速度が変
化する場合には、速度検出器による回転速度の監視をレ
ーザー溶接中に行い、これらの変動をレーザー照射ユニ
ットにフィードバックして１パルス当りの照射エネルギ
ーを調整（制御）するといったことで実現可能である。
従って、密接溶接部が形成される際に、その他の溶接部
よりも溶融部が大きくなって溶融金属が溶接部の外側に
流出することを回避でき、この場合にも外観不良に伴う
製品歩留まりの低下や、火花放電ギャップの狭小化に伴
う着火不良の発生等を未然に防止可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。本発明方法により製造されたスパー
クプラグの一例を図１に示す。スパークプラグ１００
は、筒状の主体金具１、先端部２１が突出するようにそ
の主体金具１の内側に嵌め込まれた絶縁体２、先端に形
成された貴金属発火部（以下、単に発火部ともいう）３
１を突出させた状態で絶縁体２の内側に設けられた中心
電極３、及び主体金具１に一端が溶接等により結合され
るとともに他端側が側方に曲げ返されて、その側面が中
心電極３の先端部と対向するように配置された接地電極
４等を備えている。また、接地電極４には上記発火部３
１に対向する貴金属発火部（以下、単に発火部ともい
う）３２が形成されており、それら発火部３１と、対向
する発火部３２との間の隙間が火花放電ギャップｇとさ
れている。

【００２４】なお本明細書でいう「発火部」とは、接合
された貴金属チップのうち、溶接による組成変動の影響
を受けていない部分（例えば、溶接により接地電極ない
し中心電極の材料と合金化した部分を除く残余の部分）
を指すものとする。

【００２５】絶縁体２は、例えばアルミナあるいは窒化
アルミニウム等のセラミック焼結体により構成され、そ
の内部には自身の軸方向に沿って中心電極３及び端子金
具８を嵌め込むための孔部６を有している。また、主体
金具１は、低炭素鋼等の金属により円筒状に形成されて
おり、スパークプラグ１００のハウジングを構成すると
ともに、その外周面には、プラグ１００を図示しないエ
ンジンブロックに取り付けるためのねじ部７が形成され
ている。

【００２６】なお、発火部３１及び対向する発火部３２
のいずれか一方を省略する構成としてもよい。この場合
には、発火部３１と、発火部を有さない接地電極４の側
面との間、又は対向する発火部３２と、発火部を有さな
い中心電極３の先端面との間で火花放電ギャップｇが形
成されることとなる。

【００２７】中心電極３及び接地電極４のチップ被固着
面形成部位に関し、この実施例では少なくともその表層
部がＮｉ又はＦｅを主成分とする耐熱合金にて構成され
ている（なお、本明細書において「主成分」とは、最も
重量含有率の高い成分を意味し、必ずしも「５０重量％
以上を占める成分」を意味するものではない）。

【００２８】一方、上記発火部３１及び対向する発火部
３２は、Ｉｒ、Ｒｈ又はＰｔのいずれかを主成分とする
貴金属又は貴金属合金にて構成されている。これらの貴
金属の使用により、中心電極３及び／又は接地電極４の
温度が上昇しやすい環境下においても、発火部３１，３
２の耐消耗性を良好なものとすることができる。また、
上記のような耐熱合金に対する溶接性も良好である。例
えばＰｔをベースにした貴金属を使用する場合には、Ｐ
ｔ単体の他、Ｐｔ−Ｎｉ合金（例えばＰｔ−１〜３０重
量％Ｎｉ合金）、Ｐｔ−Ｉｒ合金（例えばＰｔ−１〜２
０重量％Ｉｒ合金）、Ｐｔ−Ｉｒ−Ｎｉ合金等を好適に
使用できる。また、Ｉｒを主成分とするものとしては、
Ｉｒ−Ｒｕ合金（例えばＩｒ−１〜３０重量％Ｒｕ合
金）、Ｉｒ−Ｐｔ合金（例えばＩｒ−１〜１０重量％Ｐ
ｔ合金）、Ｉｒ−Ｒｈ合金、Ｉｒ−Ｒｈ−Ｎｉ合金等を
使用できる。さらに、Ｒｈを主成分とするものとして
は、Ｒｈ−Ｉｒ合金（例えば、Ｒｈ−３〜３８重量％Ｉ
ｒ合金）等を使用できる。

【００２９】なお、Ｉｒ系の貴金属材料を使用する場合
には、元素周期律表の３Ａ族（いわゆる希土類元素）及
び４Ａ族（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ）に属する金属元素の酸化
物（複合酸化物を含む）を０．１〜１５重量％の範囲内
で含有させることができる。これにより、Ｉｒ成分の酸
化・揮発を効果的に抑制でき、ひいては発火部の耐火花
消耗性を向上させることができる。上記酸化物としては
Ｙ_２Ｏ_３が好適に使用されるが、このほかにもＬａ_２Ｏ
_３，ＴｈＯ_２，ＺｒＯ_２等を好ましく使用することがで
きる。この場合、金属成分はＩｒ合金のほか、Ｉｒ単体
を使用してもよい。

【００３０】中心電極３は、図２に示すように、先端側
が円錐台状のテーパ面３ｔにより縮径されるとともに、
その先端面３ｓに上記発火部３１を構成する合金組成か
らなる円板状の貴金属チップ３１'を重ね合わせる。さ
らにその接合面外縁部に沿ってレーザー溶接により全周
レーザー溶接部１０を形成して貴金属チップ３１'を固
着することにより発火部３１が形成される。また、対向
する発火部３２は、図９に示すように、発火部３１に対
応する位置において接地電極４に貴金属チップ３２'を
位置合わせし、その外縁部に沿って同様にレーザー溶接
により全周溶接部１１を形成してこれを固着することに
より形成される。これらチップ３１’，３２’は、所定
の組成となるように各合金成分を配合・溶解することに
より得られる溶解合金を熱間圧延により板状に加工し、
その板材を熱間打抜き加工により所定のチップ形状に打
ち抜いて形成したものや、上記溶解合金を熱間圧延又は
熱間鍛造により線状あるいはロッド状の素材に加工した
後、これを長さ方向に所定長に切断して形成したものを
使用できる。また、アトマイズ法等により球状に成形し
たものも使用できる。上記チップ３１'，３２'は、例え
ば直径Ｄが０．４〜１．２ｍｍ、厚さＨが０．５〜１．
５ｍｍのものを使用する。

【００３１】上記の発火部３１，３２を形成するための
溶接方法は概ね同じであるので、以下、本発明に係る製
造方法の一実施例を、中心電極３側の発火部３１を中心
に、以下に詳しく説明する。図２（ａ）に示すように、
中心電極３の先端面３ｓをチップ被固着面として、ここ
にチップ径Ｄ、チップ厚さＨの貴金属チップ３１'を重
ね合わせて重ね合せ組立体７０を作り、その重ね合せ組
立体７０に対し、図２（ｂ）に示すように、貴金属チッ
プ３１'とチップ被固着面とにまたがり、かつ貴金属チ
ップ３１'の厚さ方向において放電面３１ａに到達しな
い全周レーザー溶接部１０をチップ外周面周方向に沿っ
て形成する。

【００３２】このとき、本実施例のように貴金属チップ
３１'が円板状に形成されている場合、図２（ｂ）に示
すように、該貴金属チップ３１’と中心電極３との重ね
合せ組立体７０を、レーザー照射ユニット１５０（図３
参照）の出射光学部５０に対しチップ３１’（中心電極
３）の中心軸線Ｏの周りにおいて相対的に回転させなが
ら、重ね合せ組立体７０に向けて、パルス状レーザー光
ＬＢのスポット内にチップ被固着面（この場合、中心電
極３の先端面）とチップ外周面との交差縁Ｑが入り、か
つチップ被固着面に対する照射角度θが−５゜〜＋６０
゜の範囲（水平より上方側を＋とする；例えば＋４５
゜）となるようにパルス状レーザー光ＬＢを照射する方
法が、上記のような全周レーザー溶接部１０を均一に形
成する方法として合理的である。この場合、組立体７０
又は出射光学部５０の一方のみを回転させるようにして
もよいし、双方ともに（例えば互いに逆方向に）回転さ
せることも可能である。

【００３３】この場合、その回転速度は以下のように調
整することが望ましい。まず、重ね合せ組立体７０と出
射光学部５０との相対回転速度は、図２のように出射光
学部５０を１つのみ使用する場合には、１０ｒｐｍ以上
（望ましくは６０ｒｐｍ以上、より望ましくは１２０ｒ
ｐｍ以上）とするのがよい。全周レーザー溶接部１０を
形成するためには、重ね合せ組立体７０と出射光学部５
０とを最低１周分は相対回転させなければならないが、
その相対回転速度が１０ｒｐｍ未満になると、１周分の
溶接時間ひいては１個のスパークプラグを製造するため
のピースタイムが長くなる場合がある。なお、上記相対
回転速度の上限値については、重ね合せ組立体７０を回
転させる場合、溶接時に生ずる溶融金属の遠心力による
変形、飛散を防止するために、１５０ｒｐｍ程度に留め
るのがよい。

【００３４】次に、レーザー照射ユニット１５０の構成
について、図３を参照して説明する。レーザー照射ユニ
ット１５０は、パルス状レーザー光ＬＢを照射するレー
ザー発振部４０と、このパルス状レーザー光ＬＢを重ね
合せ組立体７０の外周面に向けて照射する出射光学部５
０と、パルス状レーザー光ＬＢをレーザー発振部４０か
ら出射光学部５０へ伝送する光伝送経路６０とを備えて
いる。レーザー発振部４０において、イットリウム・ア
ルミニウム・ガーネットの単結晶からなるＹＡＧロッド
４１に励起ランプ４２から所定のパルス間隔でキセノン
等の光を当てると、この光が全反射鏡４３と出口側半透
明鏡４４との間を往復して増幅され、レーザー光となっ
て出口側半透明鏡４４から放出される。そして、パルス
発振されたパルス状レーザー光ＬＢが、レーザー発振部
４０出口側の反射鏡４５で向きを変えられた後、光ファ
イバケーブル６１で構成された光伝送経路６０に入射さ
れる。そして、光ファイバケーブル６１を伝送し、出射
されたパルス状レーザー光ＬＢは、出射光学部５０の球
面収差補正レンズ群５１（なお、ここでは球面収差補正
レンズ群５１を用いているが単レンズでも可）によって
集光され、重ね合せ組立体７０の外周面に向けて照射さ
れる。

【００３５】図３のレーザー照射ユニット１５０には、
本発明の実施に必要なパルス状レーザー光ＬＢを得るた
めに、レーザーコントローラ８１、チャージコントロー
ラ８２、高圧回路８３、コンデンサＣ、放電回路８４が
付設されている。なお、図３ではこれらのコントローラ
や回路については、ブロック図にて示している。本実施
例にて用いられる高圧回路８３は、コンデンサＣの両端
電圧ＶＣを制御するためのチャージコントローラ８２か
らの充電指令信号Ｄ１に基づき駆動されるものであり、
昇圧トランス、１又は複数の整流回路等（いずれも図示
せず）を備えており、放電回路８４に接続されている。
放電回路８４は、ＧＴＯやサイリスタ等からなるスイッ
チング素子（図示せず）等を少なくとも備えている。こ
のスイッチング素子はレーザーコントローラ８１に接続
されており、このレーザーコントローラ８１からの放電
信号Ｔｇに基づきオン・オフ制御（通電・非通電制御）
される。

【００３６】そして、チャージコントローラ８２に対し
て、レーザーコントローラ８１から充電許可信号Ｄ２、
及び当該レーザーコントローラ８１にて設定される設定
充電電圧値に応じた充電電圧値信号Ｖｇが入力される
と、チャージコントローラ８２はコンデンサＣへの両端
電圧ＶＣが設定充電電圧値となるように充電指令信号Ｄ
１を高圧回路８３に出力し、高圧回路８３側の制御を行
う。すると、コンデンサＣは、その充電指令信号Ｄ１の
出力中において高圧回路８３を通じて充電されることに
なる。ついで、コンデンサＣの両端に両端電圧ＶＣの電
荷が充電されているときに、レーザーコントローラ８１
から予め設定された一定のパルス間隔を有する放電信号
Ｔｇが放電回路８４のスイッチング素子に入力される
と、スイッチング素子がオン状態となる（換言すると、
放電回路８４が駆動することになる）。すると、コンデ
ンサＣが放電され、励起用ランプ４２の放電電極間にパ
ルス放電が生じて（換言すると、励起用ランプ４２が発
光して）パルス状レーザーＬＢが発振することになる。

【００３７】つまり、本実施例のレーザー照射ユニット
１５０では、コンデンサＣの両端電圧ＶＣの値が、レー
ザーコントローラ８１にて適宜設定される設定充電電圧
値の変更に合わせて制御（可変）可能な構成を有してい
る一方、コンデンサＣを放電させるパルス間隔が予め一
定に設定されており、その結果パルス状レーザー光ＬＢ
の１パルス当たりのレーザー照射エネルギーについて
は、該コンデンサＣの両端電圧ＶＣの値に基づいて制御
されることになる。

【００３８】次に、図３及び図４を参照して、全周レー
ザー溶接部１０において、単位溶接部がレーザー照射パ
ルスに対応して順次重ね連なる形で形成される過程を説
明する。重ね合せ組立体７０が所定の溶接位置にセット
された後、レーザーコントローラ８１からの充電許可信
号Ｄ２及び設定充電電圧信号Ｖｇがチャージコントロー
ラ８２に入力されると高圧回路８３が駆動され、設定充
電圧値に対応するようにコンデンサＣの両端に両端電圧
ＶＣが充電されることになる。そして、レーザーコント
ローラ８１から放電信号Ｔｇに基づき放電回路８４が駆
動すると、励起用ランプ４２が発光してパルス状レーザ
ー光ＬＢが発振し、光伝送経路６０、出射光学部５０を
経て、パルス状レーザー光ＬＢは重ね合せ組立体７０に
照射される。このとき、コンデンサＣの両端電圧ＶＣの
値に応じて、パルス状レーザー光ＬＢのレーザー強度Ｓ
にもピーク値が現れる（図４（ａ）参照）。なお、レー
ザー強度Ｓのピーク値をＳｔ（以下、通常レーザー強度
という）、パルス幅をｔとしたとき、１パルス当たりの
レーザー照射エネルギーＥｔ（以下、通常照射エネルギ
ーという）は、Ｅｔ＝Ｓｔ×ｔで与えられる。

【００３９】そして、重ね合せ組立体７０をその中心軸
線Ｏの回りに回転させつつ、位置固定された単一の出射
光学部５０からパルス状レーザー光ＬＢを照射する。そ
の結果、貴金属チップ３１’の周方向において、貴金属
チップ３１’とチップ固着面形成部位とにまたがり、か
つ各レーザー照射パルスＰ1、Ｐ2・・・・・・に対応する単位
溶接部１０１、１０２・・・・・・が順次重ね連なるようにし
て全周レーザー溶接部１０が形成される（図４（ａ）〜
（ｄ）参照）。

【００４０】ところで、パルス状レーザー光ＬＢのパル
ス発生周波数ｆ（即ち、レーザーコントローラ８１から
出力される放電回路８４のスイッチング素子をオン・オ
フ制御する周波数）が１２パルス／秒（ｐｐｓとも表示
する；このときの周期τ＝１０００／１２ミリ秒）、重
ね合せ組立体７０の回転速度が６０ｒｐｍ（１ｒｐｓ）
とすると、重ね合せ組立体７０の１回転につきちょうど
１２パルス分のパルス状レーザー光ＬＢが照射され、こ
れに対応する１２個の単位溶接部１０１〜１１２が貴金
属チップ３１’の周方向に順次重ね連なる形で形成され
る。これら１２個の単位溶接部１０１〜１１２の周方向
における重なり状態は、一般的に図５のようになる。先
頭溶接部１０ｔ（図５では１０１〜１０３）と末尾溶接
部１０ｅ（図５では１１０〜１１２）とを除くその他の
溶接部では、単位溶接部が形成される際に既に形成され
た単位溶接部との重なり数（以下、既成単位溶接部との
重なり数という）は自身の直前に形成された３個である
（例えば、第４番目の単位溶接部１０４では、１０１〜
１０３の３個）。

【００４１】一方、末尾溶接部１０ｅでは、既成単位溶
接部との重なり数は４個以上に増加する。例えば、最後
尾の第１２番目の単に溶接部１１２の場合、自身の直前
に形成された１０９〜１１１の３個の他、当初に形成さ
れた先頭溶接部１０ｔの３個（１０１〜１０３とも重な
り合うことになるので、既成単位溶接部との重なり数は
合計６個となる。同様に、第１１番目の単位溶接部１１
１における既成単位溶接部との重なり数は５個、第１０
番目の単位溶接部１１０における既成単位溶接部との重
なり数は４個となる。なお、先頭溶接部１０ｔ（１０１
〜１０３）の場合、既成単位溶接部との重なり数は０〜
２個であるが、上記の通り末尾溶接部１０ｅが形成され
る際にこれと重なり合うことになる。

【００４２】そして、先頭溶接部１０ｔを形成したとき
の入熱が、重ね合せ組立体７０を１周回転する間に十分
に熱引きされない場合、末尾溶接部１０ｅを形成するた
めのパルス状レーザー光ＬＢの照射時点においても、先
頭溶接部１０ｔを形成したときの入熱の一部が残留熱と
して存在する。そこで、本実施例では、末尾溶接部１０
ｅを形成するためのレーザー照射エネルギー（末尾溶接
部１０ｅのための新規入熱）にこの残留熱が重畳されて
も溶融金属が溶接部の外側へ流出しないように、末尾溶
接部１０ｅを形成する際に用いる１パルス当たりのレー
ザー照射エネルギー（以下、補正照射エネルギーとい
う）Ｅｈを、上記通常照射エネルギーＥｔよりも低く設
定してある（図４（ａ）参照）。これにより、各単位溶
接部を形成する際の新規入熱と残留熱とを合わせた全熱
量（トータルエネルギー）の均一化を図っている。

【００４３】このレーザー照射エネルギーの設定は、図
３において、コンデンサＣの両端電圧ＶＣを通常照射エ
ネルギーＥｔと補正照射エネルギーＥｈとにそれぞれ対
応させる形で変更調節している。つまり、図３における
レーザーコントローラ８１にて、通常照射エネルギーＥ
ｔと補正照射エネルギーＥｈとに対応するようにコンデ
ンサＣの設定充電電圧値を変更調整することによって、
コンデンサＣの両端電圧ＶＣを変化させているのであ
る。そして、通常照射エネルギーＥｔから補正照射エネ
ルギーＥｈへの切り換えタイミングは以下のようにして
決定される。レーザーコントローラ８１により放電回路
８４のスイッチング素子をオン・オフ制御するためのパ
ルス数は、図示しないパルスカウンタ回路でカウントさ
れてレーザーコントローラ８１にフィードバックされる
ようになっており、重ね合せ組立体７０へのレーザー溶
接が開始されてから所定のパルス数がカウントされて通
常照射エネルギーＥｔから補正照射エネルギーＥｈへ切
り換えるべきレーザー照射パルスの照射順位に達したと
きに、レーザーコントローラ８１にて当初設定された設
定充電電圧値（すなわち第１設定充電電圧値）を、この
第１設定充電電圧値よりも低い第２設定充電電圧値に変
更調整するのである。これにより、コンデンサＣの両端
電圧ＶＣの値が変更調整され、その結果、通常照射エネ
ルギーＥｔから補正照射エネルギーＥｈへの切り換えが
行われる。

【００４４】具体的には、図４（ａ）の実施例では、第
１１番目の単位溶接部１１１に対応する第１１番目のレ
ーザー照射パルスＰ11と、最後尾の第１２番目の単位溶
接部１１２に対応する第１２番目のレーザー照射パルス
Ｐ12とで１パルス分のレーザー照射エネルギーの低下調
節、即ちレーザー強度Ｓのピーク値の低下調節（通常レ
ーザー強度Ｓｔから補正レーザー強度Ｓｈへの調節）が
行われる。例えば通常照射エネルギーＥｔが１．２５Ｊ
の場合、第１１番目のレーザー照射パルスに対応する補
正照射エネルギーＥｈ１１は１Ｊ、最後尾の第１２番目
のレーザー照射パルスＰ１２に対応する補正照射エネル
ギーＥｈ１２は０．７５Ｊとなっている。

【００４５】実際には、単位溶接部１０が順次重ね連な
る形の全周レーザー溶接部１０を形成している途中に、
１パルス分のレーザー照射エネルギーを変更調整するに
あたり、１パルス分のレーザー照射エネルギーの低下に
タイムラグが発生する。それより、本実施例では、レー
ザーコントローラ８１にて、通常照射エネルギーＥｔに
対応する第１設定充電電圧値と、補正照射エネルギーＥ
ｈに対応する第２設定充電電圧値とが設定されるととも
に、第１設定充電電圧値から第２設定充電電圧値への設
定変更タイミングは、以下のように制御されている。す
なわち、最後尾の単位溶接部を形成するための第１２番
目のレーザー照射パルスＰ12よりも前に到来する照射順
位（例えば第８番目）のレーザー照射パルス（例えば、
Ｐ8）に対して第２設定充電電圧値への設定変更を行う
制御がなされる。つまり、第８番目のレーザー照射パル
スＰ8に対して第２設定充電電圧値に変更する設定充電
電圧信号が発せられても、タイムラグにより実際に１パ
ルス分のレーザー照射エネルギーが低くなるのは、例え
ば第１１番目のレーザー照射パルスＰ11以降となる。そ
して、第１１番目のレーザー照射パルスＰ11から第１２
番目のレーザー照射パルスＰ12にかけて徐々に低下し、
第１２番目のレーザー照射パルスＰ12が最終的にレーザ
ーコントローラ８１にて設定される第２設定充電電圧値
に対応した形をとるのである。

【００４６】このことは、レーザーコントローラ８１
が、最後尾の単位溶接部１１２を形成するためのレーザ
ー照射パルスＰ12よりも前に到来する照射順位（例えば
第７順位）のレーザー照射パルス（例えばＰ7）をパル
スカウンタ回路より認識すると、次のレーザー照射パル
ス（例えばＰ8）から、レーザーコントローラ８１にて
設定される第１設定充電電圧値を第２設定充電電圧値に
切り換えるだけで、所定順位（例えば第１１順位）のレ
ーザー照射パルス（例えばＰ11）より１パルス当たりの
レーザー照射エネルギーが徐々に低下するように設定し
たのと同様の作用効果を生むことになる。但し、単位溶
接部１０が順次重ね連なる形の全周レーザー溶接部１０
を形成している途中に、１パルス分のレーザー照射エネ
ルギーを変更調整するにあたり、１パルス分のレーザー
照射エネルギーの低下にタイムラグが生じないようにレ
ーザー照射ユニット１５０を構成した場合には、１パル
ス毎にレーザー照射エネルギーの変更調整が可能となる
ことから、補正照射エネルギーＥｈとすべきレーザー照
射パルスに対応して１パルス毎に適宜調整すればよい。
そして、上述したようなレーザー照射エネルギー制御を
取り込んだレーザー溶接を行うことによって、各単位溶
接部を形成する際の新規入熱と残留熱とを合わせた全熱
量（トータルエネルギー）の均一化が有効に図られ、幅
の略均一な溶接部１０が形成されるのである（図４
（ｂ）、（ｄ）参照）。

【００４７】なお、図６に通常レーザー強度Ｓtと補正
レーザー強度Ｓhとの調節（通常照射エネルギーＥtと補
正照射エネルギーＥhとの調節）を行う際の図４（ａ）
に代わる変更例を示す。このうち図６（ａ）では、第１
番目のレーザー照射パルスＰ1から第２番目のレーザー
照射パルスＰ2にかけて補正レーザー強度Ｓhが徐々に増
加するように設定し、第３番目のレーザー照射パルスＰ
3以降最後尾の第１２番目のレーザー照射パルスＰ12ま
で通常レーザー強度Ｓtに設定している。この場合に
は、末尾溶接部１０ｅにおいて全熱量が増大することを
見込んで、溶融金属が溶接部の外側へ流出しないように
予め先頭溶接部１０ｔにおいて照射エネルギーを低く調
整しておくことになる。

【００４８】また、図６（ｂ）は、図４（ａ）と図６
（ａ）とを複合させた例を表わしている。すなわち、先
頭溶接部１０ｔ（図６（ｂ）では第１番目の単位溶接部
１０１と第２番目の単位溶接部１０２）と末尾溶接部１
０ｅ（図６（ｂ）では第１１番目の単位溶接部１１１と
第１２番目の単位溶接部１１２）との両者に対して補正
レーザー強度Ｓh（補正照射エネルギーＥh）が設定され
ている。この場合には、照射エネルギーの低下調整分が
先頭溶接部１０ｔと末尾溶接部１０ｅとに振り分けられ
るので、通常照射エネルギーＥtと補正照射エネルギー
Ｅhとの間の変更調節がなだらかになる。

【００４９】次に、図７は他の実施例に係る製造方法を
適用したときの、中心電極先端部の平面模式図を示し、
図４（ｃ)の変更例に相当する。これらのように、重ね
合せ組立体７０をその中心軸線Ｏの回りに回転させつ
つ、貴金属チップ３１'の周方向に所定の間隔で配置固
定された複数の出射光学部からパルス状レーザー光ＬＢ
をほぼ同期させて照射して溶接を行えば、溶接時間の短
縮を図ることができる場合がある。例えば、図７（ａ）
のように、略１８０°間隔で配置した２つの出射光学部
５０ａ及び５０ｂにより溶接を行えば、各レーザー光源
５０ａ及び５０ｂが略半周分に対応する区間溶接部２０
０，２２０を各々分担すればよい。また、図７（ｂ）の
ように、略１２０°間隔で配置した３つの出射光学部５
０ａ〜５０ｃにより溶接を行えば、各出射光学部５０ａ
〜５０ｃがそれぞれ略１／３周分に対応する区間溶接部
３００，３１０，３２０を分担すればよい。なお、レー
ザー照射パルスのタイミングは区間溶接部毎に多少ずれ
ていても、同期さえなされていれば溶接時間の短縮を図
ることができる。

【００５０】図７（ａ）又は図７（ｂ）において、既成
単位溶接部との重なり状態は全周レーザー溶接部１０を
区間溶接部２００，２２０又は３００，３１０，３２０
に置き換えれば、図５がそのまま当てはまる。したがっ
て、通常レーザー強度Ｓtと補正レーザー強度Ｓhとの調
節（通常照射エネルギーＥtと補正照射エネルギーＥhと
の調節）についてのここまでの説明もまた、これらの実
施例にそのまま適用することができる。ただし、図７
（ａ）の実施例では重ね合せ組立体７０の１／２回転に
つき２４パルス分（つまり、各レーザー光源５０ａ，５
０ｂから１２パルス分）のパルス状レーザー光ＬＢが照
射され、これに対応する２４個の単位溶接部が貴金属チ
ップ３１’の周方向に順次重ね連なる形で全周レーザー
溶接部２０が形成されている。また、図７（ｂ）の実施
例では重ね合せ組立体７０の１／３回転につき２４パル
ス分（つまり、各レーザー光源５０ａ〜５０ｃから８パ
ルス分）のパルス状レーザー光ＬＢが照射され、これに
対応する２４個の単位溶接部が貴金属チップ３１’の周
方向に順次重ね連なる形で全周レーザー溶接部３０が形
成されている。したがって、図７（ａ）では２つの区間
溶接部２００，２２０に対応して単位溶接部２０１〜２
１２，２２１〜２３２が形成され、図７（ｂ）では３つ
の区間溶接部３００，３１０，３２０に対応して単位溶
接部３０１〜３０８，３１１〜３１８，３２１〜３２８
が形成される。

【００５１】なお、出射光学部を複数使用する場合に
は、各区間溶接部の形成に要する平均レーザー出力が、
レーザー照射ユニット毎にそれぞれほぼ等しく設定され
ることが望ましい。すなわち、複数の出射光学部（ｎ
個：ｎ≧２）を用いるにあっては、同時にレーザー光を
照射した際の貴金属チップ３１'における温度上昇は大
きくなる。しかし、各出射光学部は前述したように貴金
属チップ３１'に対してほぼ（１／ｎ）周分に対応する
区間溶接部を分担すればよく、単一の出射光学部を使用
する場合と比較して（１／ｎ）の時間で溶接が可能とな
る。そこで、平均レーザー出力をレーザー照射ユニット
毎にそれぞれほぼ等しく設定すれば、貴金属チップ３
１'に対する入熱時間が短縮されることとあいまって、
各区間溶接部の幅が均一化される。さらに、このように
複数の出射光学部を用いて同時にレーザー光を照射する
ことにより、溶接時間の短縮を図ることができ、生産効
率の向上にも寄与できる。

【００５２】例えば、図４（ａ）において、第１〜１２
番目のレーザー照射パルスＰ1〜Ｐ12に対応する溶接部
（全周レーザー溶接部１０又は区間溶接部２００，２２
０）の１秒間あたりの平均レーザー出力は、Ｐ＝Ｅt
（Ｊ／パルス）×１０（パルス／秒）＋Ｅh11（Ｊ／パ
ルス）×１（パルス／秒）＋Ｅh12（Ｊ／パルス）×１
（パルス／秒）＝１．２５×１０＋１．０×１＋０．７
５×１＝１４．２５（Ｗ）となる。図１０に示す従来例
の場合には、Ｐ＝１．２５（Ｊ／パルス）×１２（パル
ス／秒）＝１５（Ｗ）であるから、スパークプラグ１個
につき０．７５Ｗのエネルギーを節約することができ
る。

【００５３】また、図８は、接地電極４側の発火部３２
及び放電面３２ａの形成状態を示すもので、中心電極３
側と同様の全周レーザー溶接部１１が形成されている。
図９（ａ）に示すように、接地電極４の火花放電ギャッ
プｇ（図１）に面することが予定された側面をチップ被
固着面として、ここに凹部４ａを形成し、その凹部４ａ
に貴金属チップ３２'を嵌め込み固定する。その状態
で、図３等と同様にレーザー照射ユニット１５０の出射
光学部５０を用いて全周レーザー溶接部１１の形成を行
う。

【００５４】以上において、本発明を実施形態に即して
説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用
できることはいうまでもない。例えば、通常レーザー強
度Ｓｔと補正レーザー強度Ｓｈとの調節（通常照射エネ
ルギーＥｔと補正照射エネルギーＥｈとの調節）を行う
にあたっては、図４（ａ）及び図６（ａ）、（ｂ）に示
したパターンのものに限定されず、図４（ａ）を援用し
て説明した場合に、第１０番目のレーザー照射パルスＰ
10から１パルス分のレーザー照射エネルギーの低下調整
を行うようにしてもよく、あるいは第１１及び第１２番
目のレーザー照射パルスＰ11及びＰ12の両者が、全体で
最も低いレーザー照射エネルギー（１パルス分）をとり
うるようにレーザー照射エネルギーの低下調整を行って
もよい。

【００５５】さらに、重ね連なって形成される単位溶接
部において、単位溶接部同士の重なる割合が比較的小さ
い場合には、１番最初の先頭溶接部（即ち最先端溶接
部）と１番最後の末尾溶接部（即ち最後尾溶接部）との
少なくともいずれかのみを形成する際に用いる１パルス
当りのレーザー照射エネルギーを、その他の単位溶接部
を形成する際に用いる１パルス当りのレーザー照射エネ
ルギーよりも低く設定するようにして、全周レーザー溶
接部を形成するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法により製造されたスパークプラグの
一例を示す縦断面図及びその要部拡大図。

【図２】本発明に係る製造方法の一実施例を、スパーク
プラグの中心電極側発火部の製造工程として表す説明
図。

【図３】レーザー照射ユニットの説明図。

【図４】レーザー照射強度線図並びにスパークプラグの
中心電極先端部の拡大斜視図、平面模式図及び縦断面
図。

【図５】貴金属チップ及び全周レーザー溶接部を円周方
向に展開して示す説明図。

【図６】図４（ａ）の変更例を示すレーザー照射強度線
図。

【図７】本発明に係る製造方法の他の実施例を示す中心
電極先端部の平面模式図。

【図８】接地電極側発火部の斜視図。

【図９】その製造工程説明図。

【図１０】従来の製造方法の問題点を示す説明図。

【符号の説明】

３中心電極３ｓチップ被固着面４接地電極１０，１１，２０，３０全周レーザー溶接部２００，２２０，３００，３１０，３２０区間溶接部１０ｔ，２００ｔ，２２０ｔ，３００ｔ，３１０ｔ，３
２０ｔ先頭溶接部１０ｅ，２００ｅ，２２０ｅ，３００ｅ，３１０ｅ，３
２０ｅ末尾溶接部１０１〜１１２，２０１〜２１２，２２１〜２３２，３
０１〜３０８，３１１〜３１８，３２１〜３２８単位
溶接部３１，３２貴金属発火部３１'，３２' 貴金属チップ３１ａ，３２ａ放電面４０レーザー発振部５０出射光学部７０重ね合せ組立体１００スパークプラグ１５０レーザー照射ユニットＬＢパルス状レーザー光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心電極と、その中心電極に対向するよ
うに配置された接地電極とを備え、それら中心電極と接
地電極との少なくとも一方に貴金属チップを溶接するこ
とで、火花放電ギャップを形成する貴金属発火部を形成
したスパークプラグの製造方法であって、前記中心電極及び／又は前記接地電極のチップ被固着面
に対して、前記貴金属チップを重ね合わせて重ね合せ組
立体を作り、その重ね合せ組立体に対しレーザー照射ユ
ニットの出射光学部からパルス状レーザー光を照射する
ことにより、前記貴金属チップの周方向において、それ
ら貴金属チップとチップ被固着面形成部位とにまたが
り、かつ各レーザー照射パルスに対応する単位溶接部が
順次重ね連なる全周レーザー溶接部を形成するととも
に、前記全周レーザー溶接部のうちで、前記単位溶接部の重
なり数が増加することになる先頭部位の溶接部（以下、
先頭溶接部という）と末尾部位の溶接部（以下、末尾溶
接部という）との少なくとも一方を形成する際に用いる
１パルス当りのレーザー照射エネルギー（以下、補正照
射エネルギーという）を、その他の溶接部を形成する際
に用いる１パルス当りのレーザー照射エネルギー（以
下、通常照射エネルギーという）よりも低く設定するこ
とを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【請求項２】前記全周レーザー溶接部は、前記重ね合
せ組立体と単一の前記出射光学部とを当該重ね合せ組立
体の中心軸線回りにおいて相対回転させつつ、前記出射
光学部から前記パルス状レーザー光を照射することによ
り形成される請求項１記載のスパークプラグの製造方
法。
【請求項３】前記全周レーザー溶接部のうちで、前記
単位溶接部の重なり数が増加することになる前記末尾溶
接部を形成する際に用いる前記補正照射エネルギーが、
前記通常照射エネルギーよりも低く設定される請求項１
又は２記載のスパークプラグの製造方法。
【請求項４】前記末尾溶接部を形成するための前記
レーザー照射パルスよりも前に到来する照射順位の前記
レーザー照射パルスから、１パルス当りのレーザー照射
エネルギーが低下するように設定される請求項３記載の
スパークプラグの製造方法。
【請求項５】前記全周レーザー溶接部のうちで、前記
先頭溶接部を形成する際に用いる１パルス当りのレーザ
ー照射エネルギーが、前記通常照射エネルギーとほぼ等
しく設定される請求項３又は４記載のスパークプラグの
製造方法。
【請求項６】前記全周レーザー溶接部は、前記重ね合
せ組立体と複数の前記出射光学部とを当該重ね合せ組立
体の中心軸線回りにおいて相対回転させつつ、複数の前
記出射光学部から前記パルス状レーザー光をほぼ同期さ
せて照射することにより、前記単位溶接部が順次重ね連
なるとともに、前記出射光学部の数に対応した複数の区
間溶接部により形成され、前記区間溶接部のうちで、前記単位溶接部の重なり数が
増加することになる前記先頭溶接部と前記末尾溶接部と
の少なくとも一方を形成する際に用いる前記補正照射エ
ネルギーを、その他の溶接部を形成する際に用いる前記
通常照射エネルギーよりも低く設定する請求項１記載の
スパークプラグの製造方法。
【請求項７】前記区間溶接部のうちで、前記単位溶接
部の重なり数が増加することになる前記末尾溶接部を形
成する際に用いる前記補正照射エネルギーが、前記通常
照射エネルギーよりも低く設定される請求項６記載のス
パークプラグの製造方法。
【請求項８】前記末尾溶接部を形成するための前記
レーザー照射パルスよりも前に到来する照射順位の前記
レーザー照射パルスから、１パルス当りのレーザー照射
エネルギーが低下するように設定される請求項７記載の
スパークプラグの製造方法。
【請求項９】前記区間溶接部のうちで、前記先頭溶接
部を形成する際に用いる１パルス当りのレーザー照射エ
ネルギーが、前記通常照射エネルギーとほぼ等しく設定
される請求項７又は８記載のスパークプラグの製造方
法。
【請求項１０】前記区間溶接部の形成に要する平均レ
ーザー出力が、前記レーザー照射ユニット毎にそれぞれ
ほぼ等しく設定される請求項６ないし９のいずれかに記
載のスパークプラグの製造方法。