JP5022465B2 - 内燃機関用スパークプラグ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に使用されるスパークプラグ及びその製造方法に関する。

一般的に自動車エンジン等の内燃機関に使用されるスパークプラグは、中心電極と接地電極との間の火花放電間隙において、火花を生じさせることにより、内燃機関の燃焼室に供給される混合気に点火する構成となっている。

近年では、排ガス規制への対応や燃費向上の観点から、リーンバーンエンジンや、直噴エンジン、低排ガスエンジン等の内燃機関の開発が積極的に行われている。このような内燃機関においては、従来よりも着火性に優れたスパークプラグが要求される。

そこで、耐消耗性の低下を防止しつつ、着火性の向上を図るべく、中心電極の先端部にイリジウム合金や白金合金等の耐消耗性に優れた貴金属合金からなる円柱状の貴金属チップを溶接することが知られている。

ところで、中心電極の先端部への貴金属チップの溶接は、一般的に次のようにして行われる。すなわち、中心電極の先端面に貴金属チップの一端面を載置した上で、所定の押さえピンにより貴金属チップの他端面を押圧して、貴金属チップを保持する。そして、中心電極等を軸線を回転軸に回転させながら、中心電極等の側面方向から中心電極と貴金属チップとの接触面外縁近傍に対してレーザービームや電子ビームを照射する。これにより、中心電極と貴金属チップとの間に両者を構成する金属材料が溶融してなる溶融部が形成され、その結果、中心電極の先端部に貴金属チップが溶接される。

ところが、このような手法を用いた場合には、中心電極等を回転させたときに、中心電極の中心軸に対して貴金属チップの中心軸がずれて（いわゆる偏心して）しまうおそれがある。中心電極に対して貴金属チップが偏心した状態でレーザー溶接等が行われると、レーザー照射口から照射対象（前記接触面外縁）までの距離にばらつきが生じてしまう。その結果、溶融部の大きさ（溶融量）にばらつきが生じてしまい、ひいては溶接強度が低下してしまうおそれがある。

そこで、溶接時における貴金属チップの偏心を防止すべく、中心電極の先端面に凹状の穴部を設けるとともに、貴金属チップの基端面に突状の脚部を設け、前記穴部に対して前記脚部を嵌合した状態で、中心電極に貴金属チップを溶接する技術が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

特開平１０−１１２３７４号公報

ところが、上記技術においては、貴金属チップから中心電極へと効率よく熱を逃がすために、前記穴部の底面と前記脚部の端面とが接触した状態とされる。加えて、貴金属チップの基端面と中心電極の先端面との間のうち外周部分には溶融部が形成される一方で、前記脚部の端面と前記穴部の底面との間に溶融部は形成されず、両者は抵抗溶接によって溶接される。このため、溶融部の形成されていない前記脚部の端面と中心電極の穴部の底面との接触面に、貴金属チップを構成する貴金属合金と中心電極を構成する金属材料との間の熱膨張係数の差に伴う応力が生じてしまうおそれがある。その結果、両者の接合部分にクラックが生じてしまい、ひいては中心電極から貴金属チップが剥離してしまうことが懸念される。

これに対して、中心電極と貴金属チップとの接触部分の全域に亘って、中心電極と貴金属チップとの間の熱膨張係数を有する前記溶融部を設けることで、前記応力を緩和し、貴金属チップの剥離を防止することが考えられる。

しかしながら、中心電極と貴金属チップとの接触部分の全域に溶融部を形成するためには、レーザービーム等の溶融エネルギーを増大させる必要がある。ここで、溶融エネルギーを増大させると、溶融部が過度に大きくなり過ぎてしまったり、溶融部分から金属の粒（いわゆる、スパッタ）が飛散して、貴金属チップの先端面に溶融金属が付着してしまったりするおそれがある。貴金属チップの先端面に溶融金属が付着してしまうと、火花放電間隙の大きさを正確に調整することができないことから、火花放電に要求される放電電圧が高くなり、最悪の場合失火するおそれがある。また、溶融部が過度に大きくなり過ぎてしまうと、耐消耗性の低下を招いてしまうおそれがある。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、中心電極に対する貴金属チップの溶接強度を向上をさせるとともに、耐消耗性や着火性の低下を招くことなく貴金属チップの耐剥離性をより確実に向上させることができる内燃機関用スパークプラグ及びその製造方法を提供することにある。

以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。

構成１．本構成の内燃機関用スパークプラグは、
軸線方向に延びる中心電極と、
前記中心電極の外周に設けられた筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
貴金属合金からなり、前記中心電極の先端部に設けられた貴金属チップと、
前記中心電極、及び、前記貴金属チップが相互に溶融してなる溶融部と、
一端が前記主体金具の先端部に固定され、他端が前記貴金属チップの先端部との間に間隙を形成する接地電極とを備える内燃機関用スパークプラグであって、
前記中心電極及び前記貴金属チップの少なくとも一方に設けられた規制部によって、前記貴金属チップの前記中心電極に対する径方向への相対移動を規制した上で、レーザービーム又は電子ビームを照射することにより、前記溶融部が形成され、
前記貴金属チップは、その基端部の少なくとも一部が前記溶融部を介して前記中心電極に接合されるとともに、
前記貴金属チップの基端部中央部分と前記中心電極との間には、閉鎖空間が形成されており、
前記軸線を含む断面における、前記貴金属チップの幅をＣ _O とし、前記閉鎖空間の幅をＳ _I とし、前記閉鎖空間の高さをＳ _H としたとき、次の式（１）及び式（２）を満たすことを特徴とする。
Ｓ _I ≦Ｃ _O ／２…（１）
Ｓ _H ≦Ｓ _I …（２）

尚、「規制部」とあるのは、中心電極に対する貴金属チップの径方向への相対移動を規制するものであればよく、例えば、貴金属チップの基端に設けた凹部と、中心電極の先端に設けられ、前記凹部に嵌合可能な突部とによって規制部を構成することとしてもよい。また、中心電極の先端部に設けられ、円柱状の貴金属チップを嵌入可能な凹部によって規制部を構成することとしてもよい。

上記構成１によれば、貴金属チップの溶接時において、規制部により中心電極に対する貴金属チップの径方向への相対移動が規制される。そのため、溶接時において、貴金属チップの偏心に伴い、溶融部の大きさにばらつきが生じてしまうことをより確実に防止することができ、溶接強度の向上を図ることができる。

また、本構成１のスパークプラグにおいては、貴金属チップの基端部中央部分と中心電極との間に、閉鎖空間が形成されている。すなわち、貴金属チップの溶接に際しては、中心電極と貴金属チップとの間に空間が形成された状態で溶融部が形成される。従って、中心電極の先端面全域と貴金属チップの基端面全域とを接触させた状態と比較して、中心電極と貴金属チップとの接触部分が減少することとなり、溶融エネルギーを増大させることなく、中心電極と貴金属チップとの接触部分の全域に溶融部を形成することができる。その結果、耐消耗性や着火性の低下の要因である、貴金属チップの先端面への溶融金属の付着（溶接不良）を防止しつつ、中心電極と貴金属チップとの間で生じる応力を緩和することができ、貴金属チップの耐剥離性を向上させることができる。すなわち、本構成１によれば、一方を抑制すると他方が顕在化してしまうという関係にある、溶接不良及び酸化スケールについて、双方を一挙に抑制することができる。

尚、貴金属チップの幅とあるのは、軸線と直交する方向に沿った貴金属チップの長さをいい、閉鎖空間の幅とあるのは、軸線と直交する方向に沿った閉鎖空間の長さをいう。また、軸線に沿って貴金属チップの幅が種々異なる場合、貴金属チップの幅とあるのは、貴金属チップの基端部の幅を意味する。加えて、閉鎖空間の高さとあるのは、前記断面における閉鎖空間の軸線に沿った長さをいう。また、閉鎖空間の幅が軸線に沿って異なる場合、閉鎖空間の幅Ｓ_Iは、幅の最大値をいい、閉鎖空間の高さが軸直交方向に沿って異なる場合、閉鎖空間の高さＳ_Hは、高さの最大値をいう（以下、同様）。

上述したように、本発明によれば貴金属チップと中心電極との間には閉鎖空間が形成される。ここで、貴金属チップから中心電極側への熱引きについて鑑みると、貴金属チップの熱は、前記閉鎖空間の外周に位置する環状部分を通って中心電極側へと伝わる。そのため、前記環状部分の断面積が小さすぎたり、環状部分が極端に長すぎたりすると、貴金属チップから中心電極側への熱引きが悪化してしまい、貴金属チップの耐消耗性が損なわれてしまうおそれがある。

この点、上記構成１によれば、Ｓ_I≦Ｃ_O／２、かつ、Ｓ_H≦Ｓ_Iとされていることから、熱伝達経路となる前記環状部分を十分な断面積を有するとともに、比較的短いものとすることができる。そのため、貴金属チップの熱引き性能を十分に確保することができ、耐消耗性の向上を図ることができる。

構成２．本構成の内燃機関用スパークプラグは、
軸線方向に延びる中心電極と、
前記中心電極の外周に設けられた筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
貴金属合金からなり、前記中心電極の先端部に設けられた貴金属チップと、
前記中心電極、及び、前記貴金属チップが相互に溶融してなる溶融部と、
一端が前記主体金具の先端部に固定され、他端が前記貴金属チップの先端部との間に間隙を形成する接地電極とを備える内燃機関用スパークプラグであって、
前記中心電極及び前記貴金属チップの少なくとも一方に設けられた規制部によって、前記貴金属チップの前記中心電極に対する径方向への相対移動を規制した上で、レーザービーム又は電子ビームを照射することにより、前記溶融部が形成され、
前記貴金属チップは、その基端部の少なくとも一部が前記溶融部を介して前記中心電極に接合されるとともに、
前記貴金属チップの基端部中央部分と前記中心電極との間には、閉鎖空間が形成されており、
前記軸線を含む断面における、前記貴金属チップの幅をＣ _O とし、前記閉鎖空間の幅をＳ _I とし、前記溶融部のうち前記軸線を挟んで一方側に位置する溶融部の溶融深さをＬ _A とし、前記溶融部のうち前記軸線を挟んで他方側に位置する溶融部の溶融深さをＬ _B としたとき、次の式（３）及び式（４）を満たすことを特徴とする。
Ｌ _A ≧〔（Ｃ _O −Ｓ _I ）／２〕×０．７…（３）
Ｌ _B ≧〔（Ｃ _O −Ｓ _I ）／２〕×０．７…（４）

尚、「溶融部の溶融深さ」とあるのは、溶融部のうち最も軸線方向先端側に位置する部位と溶融部のうち最も内側に位置する部位との間における軸線と直交する方向に沿った長さをいう。

上記構成２によれば、溶融部は、その溶融深さＬ_A，Ｌ_Bが、貴金属チップと中心電極との接触領域の長さの半分〔（Ｃ_O−Ｓ_I）／２〕の０．７倍以上と十分に深くなるように形成されている。すなわち、十分に深い溶融部によって、中心電極と貴金属チップとの間で生じる応力差をより確実に吸収することができる。その結果、中心電極と貴金属チップとの間における酸化スケール（クラック）の進展を極力防止することができ、貴金属チップの耐剥離性を一層向上させることができる。

構成３．本構成のスパークプラグは、上記構成１又は２において、前記溶融部が、前記閉鎖空間に露出しないことを特徴とする。

上記構成３によれば、溶融部は閉鎖空間に露出しないようにして形成されている。すなわち、溶融部を形成する際において、閉鎖空間に存在する気体が溶融池に混入して溶融部の表面に気泡となって残留してしまうこと（いわゆる、ブローホールの発生）がより確実に防止されるようになっている。そのため、溶融部の強度低下を効果的に防止することができる。

構成４．本構成のスパークプラグの製造方法は、
軸線方向に延びる中心電極と、
前記中心電極の外周に設けられた筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
貴金属合金からなり、前記中心電極の先端部に設けられた貴金属チップと、
前記中心電極、及び、前記貴金属チップが相互に溶融してなる溶融部と、
一端が前記主体金具の先端部に固定され、他端が前記貴金属チップの先端部との間に間隙を形成する接地電極とを備えるスパークプラグの製造方法であって、
前記貴金属チップの基端部中央部分と前記中心電極との間に閉鎖空間を形成しつつ、前記中心電極及び前記貴金属チップの少なくとも一方に設けられた規制部によって、前記貴金属チップの前記中心電極に対する径方向への相対移動を規制した状態で、前記中心電極の先端面に前記貴金属チップを載置し、
前記中心電極と前記貴金属チップとの境界部分外縁に、レーザービーム又は電子ビームを照射することにより、前記中心電極の先端面及び前記貴金属チップの基端面の接触部分に、前記中心電極、及び、前記貴金属チップが相互に溶融してなる溶融部を形成することで、前記中心電極及び前記貴金属チップを接合し、
前記軸線を含む断面における、前記貴金属チップの幅をＣ _O とし、前記閉鎖空間の幅をＳ _I とし、前記閉鎖空間の高さをＳ _H としたとき、次の式（５）及び式（６）を満たすことを特徴とする。
Ｓ _I ≦Ｃ _O ／２…（５）
Ｓ _H ≦Ｓ _I …（６）

上記構成４によれば、基本的には上記構成１と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成５．本構成のスパークプラグの製造方法は、
軸線方向に延びる中心電極と、
前記中心電極の外周に設けられた筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
貴金属合金からなり、前記中心電極の先端部に設けられた貴金属チップと、
前記中心電極、及び、前記貴金属チップが相互に溶融してなる溶融部と、
一端が前記主体金具の先端部に固定され、他端が前記貴金属チップの先端部との間に間隙を形成する接地電極とを備えるスパークプラグの製造方法であって、
前記貴金属チップの基端部中央部分と前記中心電極との間に閉鎖空間を形成しつつ、前記中心電極及び前記貴金属チップの少なくとも一方に設けられた規制部によって、前記貴金属チップの前記中心電極に対する径方向への相対移動を規制した状態で、前記中心電極の先端面に前記貴金属チップを載置し、
前記中心電極と前記貴金属チップとの境界部分外縁に、レーザービーム又は電子ビームを照射することにより、前記中心電極の先端面及び前記貴金属チップの基端面の接触部分に、前記中心電極、及び、前記貴金属チップが相互に溶融してなる溶融部を形成することで、前記中心電極及び前記貴金属チップを接合し、
前記軸線を含む断面における、前記貴金属チップの幅をＣ _O とし、前記閉鎖空間の幅をＳ _I とし、前記溶融部のうち前記軸線を挟んで一方側に位置する溶融部の溶融深さをＬ _A とし、前記溶融部のうち前記軸線を挟んで他方側に位置する溶融部の溶融深さをＬ _B としたとき、次の式（７）及び式（８）を満たすことを特徴とする。
Ｌ _A ≧〔（Ｃ _O −Ｓ _I ）／２〕×０．７…（７）
Ｌ _B ≧〔（Ｃ _O −Ｓ _I ）／２〕×０．７…（８）

上記構成５によれば、基本的には上記構成２と同様の作用効果が奏される。

構成６．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成４又は５において、前記溶融部が、前記閉鎖空間に露出しないように前記レーザービーム又は電子ビームを照射することを特徴とする。

上記構成６によれば、上記構成３と同様の作用効果が奏される。

構成７．本構成のスパークプラグの製造方法は、上記構成４乃至６のいずれかにおいて、前記規制部は、前記中心電極の先端部の中心に設けられた凹部によって構成されており、
前記貴金属チップを前記凹部に嵌合することで、前記貴金属チップの前記中心電極に対する径方向への相対移動を規制することを特徴とする。

上記構成７によれば、貴金属チップに対して特段の加工を施すことなく、中心電極に加工を施すことのみによって、中心電極に対する貴金属チップの相対移動を規制することができる。従って、貴金属チップの加工に伴う製造コストの増大や、中心電極及び貴金属チップの双方を加工することに伴う生産性の低下を併せて防止することができる。

本実施形態のスパークプラグの構成を示す一部破断正面図である。 スパークプラグ先端部の構成を示す一部破断拡大正面図である。 中心電極に対する貴金属チップの接合状態を示す部分拡大断面図である。 貴金属チップの接合前における、中心電極や貴金属チップを示す部分拡大断面図である。 （ａ）は、実施例に係るサンプルにおける酸化スケールの大きさを説明するための拡大断面模式図であり、（ｂ）は、比較例に係るサンプルにおける酸化スケールの大きさを説明するための拡大断面模式図である。 対チップ比と間隙増加量との関係を示すグラフである。 対内径比と間隙増加量との関係を示すグラフである。 別の実施形態における中心電極等の構成を示す部分拡大断面図である。 別の実施形態における中心電極等の構成を示す部分拡大断面図である。 別の実施形態における中心電極等の構成を示す部分拡大断面図である。

以下に、一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、内燃機関用スパークプラグ（以下、「スパークプラグ」と称す）１を示す一部破断正面図である。尚、図１では、スパークプラグ１の軸線ＣＬ１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１の先端側、上側を後端側として説明する。

スパークプラグ１は、筒状をなす絶縁体としての絶縁碍子２、これを保持する筒状の主体金具３などから構成されるものである。

絶縁碍子２は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その外形部において、後端側に形成された後端側胴部１０と、当該後端側胴部１０よりも先端側において径方向外向きに突出形成された大径部１１と、当該大径部１１よりも先端側においてこれよりも細径に形成された中胴部１２とを備えている。また、絶縁碍子２は、前記中胴部１２よりも先端側に、これよりも細径に形成された脚長部１３を備えている。加えて、絶縁碍子２のうち、大径部１１、中胴部１２、及び、大部分の脚長部１３は、主体金具３の内部に収容されている。そして、脚長部１３と中胴部１２との連接部にはテーパ状の段部１４が形成されており、当該段部１４にて絶縁碍子２が主体金具３に係止されている。

さらに、絶縁碍子２には、軸線ＣＬ１に沿って軸孔４が貫通形成されており、当該軸孔４の先端側には中心電極５が挿入、固定されている。当該中心電極５は、全体として棒状（円柱状）をなし、絶縁碍子２の先端から突出している。また、中心電極５は、銅又は銅合金からなる内層５Ａと、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするＮｉ合金からなる外層５Ｂとを備えている。さらに、前記中心電極５の先端部には、貴金属合金（例えば、イリジウム合金）により形成された円柱状の貴金属チップ３１が接合されている。

また、軸孔４の後端側には、絶縁碍子２の後端から突出した状態で端子電極６が挿入、固定されている。

さらに、軸孔４の中心電極５と端子電極６との間には、円柱状の抵抗体７が配設されている。当該抵抗体７の両端部は、導電性のガラスシール層８，９を介して、中心電極５と端子電極６とにそれぞれ電気的に接続されている。

加えて、前記主体金具３は、低炭素鋼等の金属により筒状に形成されており、その外周面にはスパークプラグ１をエンジンヘッドに取付けるためのねじ部（雄ねじ部）１５が形成されている。また、ねじ部１５の後端側の外周面には座部１６が形成され、ねじ部１５後端のねじ首１７にはリング状のガスケット１８が嵌め込まれている。さらに、主体金具３の後端側には、スパークプラグ１をエンジンヘッドに取付ける際にレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部１９が設けられるとともに、後端部において絶縁碍子２を保持するための加締め部２０が設けられている。

また、主体金具３の内周面には、絶縁碍子２を係止するためのテーパ状の段部２１が設けられている。そして、絶縁碍子２は、主体金具３の後端側から先端側に向かって挿入され、自身の段部１４が主体金具３の段部２１に係止された状態で、主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって固定されている。尚、絶縁碍子２及び主体金具３双方の段部１４，２１間には、円環状の板パッキン２２が介在されている。これにより、燃焼室内の気密性を保持し、燃焼室内に晒される絶縁碍子２の脚長部１３と主体金具３の内周面との間の空間に入り込む燃料空気が外部に漏れないようになっている。

さらに、加締めによる密閉をより完全なものとするため、主体金具３の後端側においては、主体金具３と絶縁碍子２との間に環状のリング部材２３，２４が介在され、リング部材２３，２４間にはタルク（滑石）２５の粉末が充填されている。すなわち、主体金具３は、板パッキン２２、リング部材２３，２４及びタルク２５を介して絶縁碍子２を保持している。

また、主体金具３の先端部２６には、一端が主体金具３の先端部２６に接合された棒状の接地電極２７が設けられている。接地電極２７は、略中間部分が曲げ返されて、その他端側側面が中心電極５の先端部と対向している。当該接地電極２７は、外層２７Ａ及び内層２７Ｂからなる２層構造となっている。本実施形態において、前記外層２７ＡはＮｉ合金〔例えば、インコネル６００やインコネル６０１（いずれも登録商標）〕によって構成されている。一方、前記内層２７Ｂは、前記Ｎｉ合金よりも良熱導電性金属である銅合金又は純銅によって構成されている。

加えて、前記接地電極２７のうち前記貴金属チップ３１の先端面と対向する部位には、貴金属合金（例えば、Ｐｔ合金等）により形成された円柱状の貴金属チップ３２が接合されている。そして、前記貴金属チップ３１，３２間には、間隙としての火花放電間隙３３が形成されている。

さらに、本実施形態では、図２に示すように、前記貴金属チップ３１は、当該貴金属チップ３１を構成する貴金属合金及び中心電極５（の外層５Ｂ）を構成するＮｉ合金が相互に溶融した後に固化してなる溶融部４１を介して中心電極５に接合されている。また、中心電極５と貴金属チップ３１の基端部中央部分との間には、円柱状をなす閉鎖空間４２が形成されている。

併せて、図３に示すように、軸線ＣＬ１を含む断面における、貴金属チップ３１の幅（外径）をＣ_O（ｍｍ）とし、閉鎖空間４２の幅をＳ_I（ｍｍ）としたとき、Ｓ_I≦Ｃ_O／２を満たすように構成されている。また、軸線ＣＬ１に沿った閉鎖空間４２の長さ（高さ）をＳ_H（ｍｍ）としたとき、Ｓ_H≦Ｓ_Iを満たすように構成されている。

さらに、溶融部４１のうち軸線ＣＬ１を挟んで一方側に位置する溶融部４１Ａの溶融深さをＬ_A（ｍｍ）とし、軸線ＣＬ１を挟んで他方側に位置する溶融部４１Ｂの溶融深さをＬ_B（ｍｍ）としたとき、Ｌ_A≧〔（Ｃ_O−Ｓ_I）／２〕×０．７、及び、Ｌ_B≧〔（Ｃ_O−Ｓ_I）／２〕×０．７を満たすように溶融部４１の溶融深さが設定されている。

尚、「溶融深さ」とあるのは、溶融部４１Ａ（４１Ｂ）のうち最も軸線ＣＬ１方向先端側に位置する部位と溶融部４１Ａ（４１Ｂ）のうち最も内側に位置する部位との間における軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った長さをいう。

加えて、前記溶融部４１は、前記閉鎖空間４２に露出しないように形成されている。

次に、上記のように構成されてなるスパークプラグ１の製造方法について説明する。まず、主体金具３を予め加工しておく。すなわち、円柱状の金属素材（例えば、Ｓ１７ＣやＳ２５Ｃといった鉄系素材やステンレス素材）に対して冷間鍛造加工により貫通孔を形成し、概形を製造する。その後、切削加工を施すことで外形を整え、主体金具中間体を得る。

続いて、主体金具中間体の先端面に、Ｎｉ合金等からなる直棒状の接地電極２７が抵抗溶接される。当該溶接に際してはいわゆる「ダレ」が生じるので、その「ダレ」を除去した後、主体金具中間体の所定部位にねじ部１５が転造によって形成される。これにより、接地電極２７の溶接された主体金具３が得られる。また、接地電極２７の溶接された主体金具３には、亜鉛メッキ或いはニッケルメッキが施される。尚、耐食性向上を図るべく、その表面に、さらにクロメート処理が施されることとしてもよい。

さらに、接地電極２７の先端部には、前記貴金属チップ３２が、抵抗溶接やレーザー溶接等により接合される。尚、溶接をより確実なものとするべく、当該溶接に先だって溶接部位のメッキ除去が行われたり、或いは、メッキ工程に際し溶接予定部位にマスキングが施されたりする。また、当該貴金属チップ３２の溶接を、後述する組み付けの後に行うこととしてもよい。

一方、前記主体金具３とは別に、絶縁碍子２を成形加工しておく。例えば、アルミナを主体としバインダ等を含む原料粉末を用い、成型用素地造粒物を調製し、これを用いてラバープレス成形を行うことで、筒状の成形体が得られる。そして、得られた成形体に対し、研削加工が施され整形されるとともに、整形されたものが焼成炉へ投入され焼成されることで、絶縁碍子２が得られる。

また、前記主体金具３、絶縁碍子２とは別に、中心電極５を製造しておく。すなわち、中央部に放熱性向上を図るための銅合金を配置したＮｉ合金に鍛造加工を施し、円柱状の棒状部材を得る。そして、図４に示すように、前記棒状部材の先端部に対して切削加工等を施すことにより、先端面から突出する突部５Ｐを有する中心電極５を作製する。

一方で、貴金属チップ３１を製造しておく。すなわち、主成分をＩｒとするインゴットを用意し、当該インゴットに対して熱間鍛造、熱間圧延（溝ロール圧延）を施す。その後、線引き加工を施すことで、棒状素材を得た後、それを所定長に切断する。次いで、得られた円柱状のチップ部材の端面に、前記中心電極５の突部５Ａを嵌め合わせ可能な穴部３１Ｈを形成する。これにより、貴金属チップ３１が得られる。尚、前記穴部３１Ｈの深さは、前記突部５Ｐの高さよりも大きなものとなっている。

そして次に、中心電極５に対して貴金属チップ３１が接合される。より詳しくは、前記中心電極５の突部５Ｐを貴金属チップ３１の穴部３１Ｈに嵌め合わせ、中心電極５の先端面５Ｆと貴金属チップ３１の基端面３１Ｆとを接触させる。このとき、上述したように前記穴部３１Ｈの深さは前記突部５Ｐの高さよりも大きいため、穴部３１Ｈの底面と突部５Ｐの先端面との間には閉鎖空間４２が形成される。次いで、軸線ＣＬ１を中心軸として中心電極５等を回転させつつ、中心電極５と貴金属チップ３１との境界部分外縁に対してレーザービームを間欠的に照射する。これにより、軸線ＣＬ１と直交する断面において環状をなす溶融部４１が形成され、中心電極５に対して貴金属チップ３１が接合される。尚、レーザー溶接においては、溶融部４１を閉鎖空間４２に露出しないようにしつつ、前記溶融深さＬ_A，Ｌ_Bが、Ｌ_A≧〔（Ｃ_O−Ｓ_I）／２〕×０．７、及び、Ｌ_B≧〔（Ｃ_O−Ｓ_I）／２〕×０．７を満たすように、その出力等が調節される。また、少なくとも中心電極５の先端面５Ｆと貴金属チップ３１の基端面３１Ｆとの接触部分（図４中、太線で示す部位）に溶融部４１が形成されるようにして行われる。尚、前記突部５Ｐ及び穴部３１Ｈが、本発明の規制部に相当する。

次に、上記のようにして得られた絶縁碍子２及び中心電極５と、抵抗体７と、端子電極６とが、ガラスシール層８，９によって封着固定される。ガラスシール層８，９としては、一般的にホウ珪酸ガラスと金属粉末とが混合されて調製されており、当該調製されたものが抵抗体７を挟むようにして絶縁碍子２の軸孔４内に注入された後、後方から前記端子電極６で押圧しつつ、焼成炉内にて加熱することにより焼き固められる。尚、このとき、絶縁碍子２の後端側胴部１０表面には釉薬層が同時に焼成されることとしてもよいし、事前に釉薬層が形成されることとしてもよい。

その後、上記のようにそれぞれ作製された中心電極５及び端子電極６を備える絶縁碍子２と、接地電極２７を備える主体金具３とが組付けられる。より詳しくは、比較的薄肉に形成された主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって固定される。

そして最後に、接地電極２７をその中間部分において中心電極５側に屈曲させるとともに、貴金属チップ３１，３２間の火花放電間隙３３の大きさを調整する加工が実施されることで、スパークプラグ１が得られる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、規制部としての突部５Ｐ及び穴部３１Ｈにより中心電極５に対する貴金属チップ３１の径方向への相対移動が規制される。そのため、溶接時において、貴金属チップ３１の偏心に伴い溶融部４１の大きさにばらつきが生じてしまうことをより確実に防止することができ、溶接強度の向上を図ることができる。

また、本実施形態によれば、中心電極５と貴金属チップ３１の基端部中央部分との間に、閉鎖空間４２が形成されている。すなわち、貴金属チップ３１の溶接に際しては、中心電極５と貴金属チップ３１との間に空間が形成された状態で溶融部４１が形成される。従って、中心電極５の先端面全域と貴金属チップ３１の基端面全域とを接触させた状態と比較して、中心電極５と貴金属チップ３１との接触部分が減少することとなり、溶融エネルギーを増大させることなく、中心電極５と貴金属チップ３１との接触部分の全域に溶融部４１を形成することができる。その結果、耐消耗性や着火性の低下の要因である、貴金属チップ３１の先端面への溶融金属の付着を防止しつつ、中心電極５と貴金属チップ３１との間で生じる応力を緩和することができ、貴金属チップ３１の耐剥離性を向上させることができる。

さらに、Ｓ_I≦Ｃ_O／２、かつ、Ｓ_H≦Ｓ_Iとされていることから、熱伝達経路となる、閉鎖空間４２の外側に形成された環状部分を十分な断面積を有するとともに、比較的短いものとすることができる。そのため、貴金属チップ３１の熱引き性能を十分に確保することができ、耐消耗性の向上を図ることができる。

また、前記穴部３１Ｈの深さは、前記突部５Ｐの高さよりも大きなものとなっているため、溶接にあたり、貴金属チップ３１を中心電極５に載置したときに、中心電極５の先端面５Ｆと貴金属チップ３１の基端面３１Ｆとをより確実に接触させることができる。このため、溶融部４１をより確実に形成することができ、中心電極５及び貴金属チップ３１をより強固に接合することができる。

加えて、溶融部４１は閉鎖空間４２に露出しないようにして形成されているため、溶融部４１におけるブローホールの発生をより確実に防止することができ、溶融部４１の強度低下を効果的に防止することができる。

また、溶融部４１は、その溶融深さＬ_A，Ｌ_Bが、貴金属チップ３１と中心電極５との接触領域の長さの半分〔（Ｃ_O−Ｓ_I）／２〕の０．７倍以上と十分に深くなるように形成されている。すなわち、本実施形態によれば、十分に深く、かつ、強度に優れた溶融部４１によって、中心電極５と貴金属チップ３１との間で生じる応力差をより確実に吸収することができる。その結果、中心電極５と貴金属チップ３１との間における酸化スケールの進展を極力防止することができ、貴金属チップ３１の耐剥離性を一層向上させることができる。

次に、上記実施形態によって奏される作用効果を確認すべく、溶接ずれ確認試験を行った。溶接ずれ確認試験の概要は、次の通りである。すなわち、中心電極に突部を設けるとともに、円柱状の貴金属チップに穴部を設け、前記穴部に前記突部を嵌入した上で、中心電極及び貴金属チップをレーザー溶接したサンプル（実施例）と、中心電極の先端面及び貴金属チップの基端面をそれぞれ平坦に形成し、両面を合わせた上で、中心電極及び貴金属チップをレーザー溶接したサンプル（比較例）とをそれぞれ５本ずつ作製した。そして、作製した各サンプルについて軸線を含むように切断した上で、当該断面における２つの溶融部の溶融深さＬ_A，Ｌ_Bをそれぞれ測定するとともに、２つの溶融深さの差の絶対値を求めた。表１に、比較例に係る各サンプルについて、溶融深さＬ_A，Ｌ_Bと、溶融深さの平均値（Ｌ_A＋Ｌ_B）／２と、溶融深さの差の絶対値｜Ｌ_A−Ｌ_B｜とを示す。また、表２に、実施例に係る各サンプルについて、溶融深さＬ_A，Ｌ_Bと、溶融深さの平均値〔（Ｌ_A＋Ｌ_B）／２〕と、溶融深さの差の絶対値｜Ｌ_A−Ｌ_B｜とを示す。尚、各サンプルともに、貴金属チップとして、外径が０．６ｍｍで、長さが０．８ｍｍの円柱状チップを用い、また、レーザービームの照射エネルギーを２０Ｗとして貴金属チップを接合した。

表１に示すように、比較例に係るサンプル（サンプル１〜５）については、（Ｌ_A＋Ｌ_B）／２の値が大きく異なるとともに、｜Ｌ_A−Ｌ_B｜の値が少なくとも０．０５ｍｍ以上となってしまい、溶融部の大きさにばらつきが生じてしまうことが明らかとなった。これは、レーザー溶接時において、中心電極及び貴金属チップの回転に伴い、中心電極の中心軸から貴金属チップの中心軸がずれてしまった結果、レーザー照射口から照射対象までの距離にばらつきが生じてしまったことによるものと考えられる。

一方で、表２に示すように、実施例に係るサンプル（サンプル６〜１０）については、各サンプルともに、（Ｌ_A＋Ｌ_B）／２の値がほとんど異なることなく、また、｜Ｌ_A−Ｌ_B｜の値が極めて小さくなり、溶融部が略同等の大きさをもって形成されることがわかった。これは、突部及び穴部を設けたことで、貴金属チップの中心電極に対する相対移動を防止でき、ひいてはレーザー照射口から照射対象までの距離にばらつきが生じてしまうことを効果的に防止できたためであると考えられる。

次いで、中心電極及び貴金属チップの間に閉鎖空間を形成した上で、レーザービームの照射エネルギーを２０Ｗ又は２５Ｗとして溶融部を形成した実施例に係るサンプルと、中心電極及び貴金属チップの間に閉鎖空間を形成することなく、照射エネルギーを２０Ｗ又は２５Ｗとして溶融部を形成した比較例に係るサンプルとを５本ずつ作製し、各サンプルについて耐剥離性評価試験を行った。耐剥離性評価試験の概要は、次の通りである。すなわち、貴金属チップの温度が９００℃となるように２分間に亘って加熱した後に、１分間徐冷することを１サイクルとして、各サンプルに対して１０００サイクルに亘り加熱・冷却を繰り返した。そして、１０００サイクル終了後、図５（ａ），（ｂ）に示すように、各サンプルの断面を観察し、２つの溶融部について、貴金属チップ又は中心電極との間に形成された酸化スケールＳ（図５中、太線で示した部位）の軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った長さＳ_A，Ｓ_Bと、上述の溶融深さＬ_A，Ｌ_Bとをそれぞれ測定した。その後、測定された酸化スケールの長さの合計（Ｓ_A＋Ｓ_B）を、前記溶融深さの合計（Ｌ_A＋Ｌ_B）で除算した値に１００を乗じることで、酸化スケールの進展割合（％）を求めた。尚、１の溶融部断面において酸化スケールが複数形成されていた場合には、各酸化スケールの長さを全て合計することによって前記長さＳ_A，Ｓ_Bを求めることとした。

加えて、上述のように照射エネルギーを変更しつつ、閉鎖空間の有する実施例に係るサンプルと、閉鎖空間を有さない比較例に係るサンプルとを複数作製し、各サンプルの表面を観察することで、貴金属チップの先端面に溶融金属が付着したサンプルの作製割合（スパッタ発生割合）を測定した。

表３に、比較例に係るサンプルについて、照射エネルギーを２０Ｗとした場合と、照射エネルギーを２５Ｗとした場合とにおける酸化スケールの進展割合及び当該進展割合の平均値を示す。また、表４に、実施例に係るサンプルについて、照射エネルギーを２０Ｗとした場合と、照射エネルギーを２５Ｗとした場合とにおける酸化スケールの進展割合及び当該進展割合の平均値を示す。加えて、表５に、照射エネルギーを２０Ｗとした場合と、２５Ｗとした場合とにおける、比較例に係るサンプル及び実施例に係るサンプルについてのスパッタ発生割合を示す。

表３に示すように、比較例に係るサンプル（サンプル１１〜１５）については、照射エネルギーを２０Ｗと比較的低くした場合に、酸化スケールが発生しやすくなってしまうことがわかった。一方で、照射エネルギーを２５Ｗと比較的大きくすることにより、酸化スケールの発生を抑制することができたものの、表５に示すように、照射エネルギーの増大に伴い、スパッタ発生割合が比較的大きなものとなってしまうことが明らかとなった。

これに対して、表４に示すように、実施例に係るサンプル（サンプル１６〜２０）は、照射エネルギーを２０Ｗと比較的低くしたもの（すなわち、スパッタ発生割合を抑制できる条件）であっても、照射エネルギーを２５Ｗとした比較例に係るサンプルと同程度の酸化スケールの進展割合となることがわかった。これは、貴金属チップと中心電極との間に閉鎖空間を形成したことにより、中心電極と貴金属チップとの接触部分が減少したため、比較的低いエネルギーで中心電極の先端面と貴金属チップの基端面との接触部分の略全域に溶融部を形成することができたことによると考えられる。

次いで、貴金属チップの先端面から溶融部までの軸線に沿った距離を０．１５ｍｍとしつつ、円柱状をなす閉鎖空間の幅（内径に相当する）Ｓ_Iを種々変更したスパークプラグのサンプルを作製し、各サンプルを排気量２０００ｃｃの４気筒エンジンに組付けた上で、１０万ｋｍ走行相当の耐久試験を行った。そして、試験終了後に、各サンプルについて火花放電間隙の増加量（間隙増加量）を測定した。尚、各サンプルともに、貴金属チップの外径Ｃ_Oを０．６ｍｍとし、溶融前における貴金属チップの高さを０．５ｍｍとした。また、閉鎖空間の軸線に沿った高さを０．２ｍｍとした。表６に、前記閉鎖空間の内径Ｓ_I、貴金属チップの外径Ｃ_Oに対する前記閉鎖空間の内径Ｓ_Iの比（Ｓ_I／Ｃ_O；以下、対チップ径比と称す）、及び、間隙増加量を示す。また、図６に、前記対チップ径比と間隙増加量との関係を表すグラフを示す。

表６及び図６に示すように、対チップ径比（Ｓ_I／Ｃ_O）が５０％を超えるサンプルは、間隙増加量が０．１５ｍｍを超えてしまい（つまり、火花放電間隙に溶融部が露出してしまい）、耐消耗性が不十分となってしまうことがわかった。一方で、対チップ径比（Ｓ_I／Ｃ_O）を５０％以下としたサンプルは、間隙増加量が０．１５ｍｍ未満となり（つまり、火花放電間隙に溶融部が露出することなく）、優れた耐消耗性を有することが明らかとなった。これは、閉鎖空間の外側に位置する環状部分が十分に大きな断面積をもって形成されたため、貴金属チップから中心電極へと効率よく熱伝達が行われたことによるものと考えられる。

次に、外径を０．６ｍｍとし、溶融前における高さを０．５ｍｍとした貴金属チップ（貴金属チップＡ）、又は、外径を０．８ｍｍとし、溶融前における高さを０．５ｍｍとした貴金属チップ（貴金属チップＢ）を有し、円柱状の閉鎖空間の高さＳ_H（ｍｍ）を種々変更したスパークプラグのサンプルを作製するとともに、各サンプルについて上述の耐久試験を行い、間隙増加量を測定した。尚、貴金属チップＡを有してなるサンプルについては、閉鎖空間の内径Ｓ_Iを０．３ｍｍとする一方で、貴金属チップＢを有してなるサンプルについては、閉鎖空間の内径Ｓ_Iを０．４ｍｍとした。表７に、貴金属チップＡを有するサンプルにおける、閉鎖空間の高さ、閉鎖空間の内径に対する閉鎖空間の高さの比（Ｓ_H／Ｓ_I；以下、対内径比と称す）、及び、間隙増加量を示す。また、表８に、貴金属チップＢを有するサンプルにおける、閉鎖空間の高さＳ_H、対内径比、及び、間隙増加量を示す。また、図７に、それぞれのサンプルについての対内径比と間隙増加量との関係を表すグラフを示す。尚、図７においては、貴金属チップＡを有するサンプルの試験結果を黒四角でプロットし、貴金属チップＢを有するサンプルの試験結果を黒三角でプロットした。

表７，８及び図７に示すように、対内径比（Ｓ_H／Ｓ_I）を１００％以下としたサンプルは、間隙増加量が０．１５ｍｍ未満となり、良好な耐消耗性を実現できることがわかった。これは、閉鎖空間の外側に位置する環状部分が比較的短く形成されたことから、貴金属チップから中心電極へと効率よく熱が伝達されたためであると考えられる。

以上、各試験の結果を総合的に勘案して、溶接強度の向上を図るためには、貴金属チップの中心電極に対する径方向への相対移動を規制しつつ、両者を溶接することが好ましく、溶接不良（スパッタ）及び酸化スケールの双方を一挙に抑制するためには、中心電極と貴金属チップとの間に閉鎖空間を形成することが望ましいといえる。

また、耐消耗性の向上を図るという観点から、閉鎖空間の内径（幅）を貴金属チップの外径（幅）の半分以下とする（すなわち、Ｓ_I≦Ｃ_O／２を満たす）とともに、閉鎖空間の高さを閉鎖空間の内径（幅）以下とする（すなわち、Ｓ_H≦Ｓ_Iを満たす）ことが好ましいといえる。

次いで、溶融部の溶融深さＬ_A，Ｌ_Bの大きさを変更することで、前記溶融深さＬ_A，Ｌ_Bに対する、貴金属チップの幅Ｃ_Oと閉鎖空間の幅Ｓ_Iとの差分の半分〔（Ｃ_O−Ｓ_I）／２〕の割合（溶融割合）を種々変更したスパークプラグのサンプルを作製するとともに、各サンプルについて上述の耐剥離性評価試験を行い、酸化スケールの進展割合を求めた。表９に、当該試験の試験結果を示す。尚、各サンプルは、溶融深さＬ_A，Ｌ_Bがともに同一の大きさとなるように溶融部を形成した。また、貴金属チップの幅Ｃ_Oを０．７ｍｍとし、閉鎖空間の幅Ｓ_Iを０．２ｍｍとした。加えて、貴金属チップはＰｔ−５Ｉｒ合金により形成した。

表９に示すように、溶融割合を７０％以上としたサンプルは、酸化スケールの進展が効果的に抑制され、優れた耐剥離性を有することが明らかとなった。また、溶融割合をより増大させることで、一層優れた耐剥離性を実現できることが分かった。

以上の結果より、耐剥離性の更なる向上を図るべく、溶融割合、すなわち、〔（Ｃ_O−Ｓ_I）／２〕／Ｌ_A、及び、〔（Ｃ_O−Ｓ_I）／２〕／Ｌ_Bを０．７以上とすることが好ましいといえる。また、耐剥離性をより一層向上させるためには、溶融割合を０．８以上とすることがより好ましく、溶融割合を１．０以上とすることがより一層好ましいといえる。

但し、溶融部形成時におけるブローホールの発生を防止し、溶融部における強度低下の防止を図るという観点からは、溶融部が閉鎖空間に露出しないように溶融割合を設定することが好ましいといえる。

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）上記実施形態では、中心電極５に形成された突部５Ｐ、及び、貴金属チップ３１に形成された穴部３１Ｈによって、中心電極５に対する貴金属チップ３１の径方向に沿った相対移動を規制するための規制部が構成されているが、規制部の構成はこれに限定されるものではない。従って、図８に示すように、中心電極５に形成された穴部５Ｈと、貴金属チップ３１に形成され、前記穴部５Ｈに嵌合可能な突部３１Ｐとによって、規制部を構成することとしてもよい。

また、貴金属チップ３１に前記穴部３１Ｈや突部３１Ｐを形成することに伴う製造コストの増大などを考慮して、図９，１０に示すように、貴金属チップ３１に特段の加工を施すことなく、中心電極５に規制部としての凹部５Ｄ，５Ｅを設けることで、中心電極５に対する貴金属チップ３１の径方向に沿った相対移動を規制することとしてもよい。尚、凹部５Ｄ，５Ｅを設ける場合にあっては、閉鎖空間４２を形成すべく、例えば、図９に示すように、凹部５Ｄをテーパ状に形成することとしてもよいし、図１０に示すように、凹部５Ｅの底面に穴部５Ｃを設けることとしてもよい（図８〜１０は、溶融部４１形成前の状態を示している）。尚、図９において、中心電極５及び貴金属チップ３１を接合する際には、前記凹部５Ｄの外周部分と、貴金属チップ３１基端面の外周部分とが溶接されることとなる。

（ｂ）上記実施形態では、接地電極２７の先端部に貴金属チップ３２が設けられているが、貴金属チップ３２を省略して構成することとしてもよい。

（ｃ）上記実施形態では、軸線ＣＬ１を含む断面において閉鎖空間４２が長方形状をなしているが、閉鎖空間の形状はこれに限定されるものではない。従って、軸線ＣＬ１を含む断面において、閉鎖空間４２が三角形状や台形状をなしていてもよい。この場合において、閉鎖空間４２の幅Ｓ_Iは、閉鎖空間４２の幅の最大値をいい、閉鎖空間４２の高さＳ_Hは、閉鎖空間４２の高さの最大値をいう。

（ｄ）上記実施形態では、主体金具３の先端部２６の先端面に、接地電極２７が接合される場合について具体化しているが、主体金具の一部（又は、主体金具に予め溶接してある先端金具の一部）を削り出すようにして接地電極を形成する場合についても適用可能である（例えば、特開２００６−２３６９０６号公報等）。また、主体金具３の先端部２６の側面に接地電極２７を接合することとしてもよい。

（ｅ）上記実施形態では、工具係合部１９は断面六角形状とされているが、工具係合部１９の形状に関しては、このような形状に限定されるものではない。例えば、Ｂｉ−ＨＥＸ（変形１２角）形状〔ＩＳＯ２２９７７：２００５（Ｅ）〕等とされていてもよい。

１…スパークプラグ（内燃機関用スパークプラグ）
２…絶縁碍子（絶縁体）
３…主体金具
４…軸孔
５…中心電極
５Ｈ…穴部（規制部）
５Ｐ…突部（規制部）
２６…主体金具の先端部
２７…接地電極
３１…貴金属チップ
３１Ｈ…穴部（規制部）
３１Ｐ…突部（規制部）
３３…火花放電間隙（間隙）
４１…溶融部
４２…閉鎖空間
ＣＬ１…軸線

Claims (7)

1. 軸線方向に延びる中心電極と、
   前記中心電極の外周に設けられた筒状の絶縁体と、
   前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
   貴金属合金からなり、前記中心電極の先端部に設けられた貴金属チップと、
   前記中心電極、及び、前記貴金属チップが相互に溶融してなる溶融部と、
   一端が前記主体金具の先端部に固定され、他端が前記貴金属チップの先端部との間に間隙を形成する接地電極とを備える内燃機関用スパークプラグであって、
   前記中心電極及び前記貴金属チップの少なくとも一方に設けられた規制部によって、前記貴金属チップの前記中心電極に対する径方向への相対移動を規制した上で、レーザービーム又は電子ビームを照射することにより、前記溶融部が形成され、
   前記貴金属チップは、その基端部の少なくとも一部が前記溶融部を介して前記中心電極に接合されるとともに、
   前記貴金属チップの基端部中央部分と前記中心電極との間には、閉鎖空間が形成されており、
   前記軸線を含む断面における、前記貴金属チップの幅をＣ _O とし、前記閉鎖空間の幅をＳ _I とし、前記閉鎖空間の高さをＳ _H としたとき、次の式（１）及び式（２）を満たすことを特徴とする記載の内燃機関用スパークプラグ。
   Ｓ _I ≦Ｃ _O ／２…（１）
   Ｓ _H ≦Ｓ _I …（２）
2. 軸線方向に延びる中心電極と、
   前記中心電極の外周に設けられた筒状の絶縁体と、
   前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
   貴金属合金からなり、前記中心電極の先端部に設けられた貴金属チップと、
   前記中心電極、及び、前記貴金属チップが相互に溶融してなる溶融部と、
   一端が前記主体金具の先端部に固定され、他端が前記貴金属チップの先端部との間に間隙を形成する接地電極とを備える内燃機関用スパークプラグであって、
   前記中心電極及び前記貴金属チップの少なくとも一方に設けられた規制部によって、前記貴金属チップの前記中心電極に対する径方向への相対移動を規制した上で、レーザービーム又は電子ビームを照射することにより、前記溶融部が形成され、
   前記貴金属チップは、その基端部の少なくとも一部が前記溶融部を介して前記中心電極に接合されるとともに、
   前記貴金属チップの基端部中央部分と前記中心電極との間には、閉鎖空間が形成されており、
   前記軸線を含む断面における、前記貴金属チップの幅をＣ _O とし、前記閉鎖空間の幅をＳ _I とし、前記溶融部のうち前記軸線を挟んで一方側に位置する溶融部の溶融深さをＬ _A とし、前記溶融部のうち前記軸線を挟んで他方側に位置する溶融部の溶融深さをＬ _B としたとき、次の式（３）及び式（４）を満たすことを特徴とする内燃機関用スパークプラグ。
   Ｌ _A ≧〔（Ｃ _O −Ｓ _I ）／２〕×０．７…（３）
   Ｌ _B ≧〔（Ｃ _O −Ｓ _I ）／２〕×０．７…（４）
3. 前記溶融部が、前記閉鎖空間に露出しないことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関用スパークプラグ。
4. 軸線方向に延びる中心電極と、
   前記中心電極の外周に設けられた筒状の絶縁体と、
   前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
   貴金属合金からなり、前記中心電極の先端部に設けられた貴金属チップと、
   前記中心電極、及び、前記貴金属チップが相互に溶融してなる溶融部と、
   一端が前記主体金具の先端部に固定され、他端が前記貴金属チップの先端部との間に間隙を形成する接地電極とを備えるスパークプラグの製造方法であって、
   前記貴金属チップの基端部中央部分と前記中心電極との間に閉鎖空間を形成しつつ、前記中心電極及び前記貴金属チップの少なくとも一方に設けられた規制部によって、前記貴金属チップの前記中心電極に対する径方向への相対移動を規制した状態で、前記中心電極の先端面に前記貴金属チップを載置し、
   前記中心電極と前記貴金属チップとの境界部分外縁に、レーザービーム又は電子ビームを照射することにより、前記中心電極の先端面及び前記貴金属チップの基端面の接触部分に、前記中心電極、及び、前記貴金属チップが相互に溶融してなる溶融部を形成することで、前記中心電極及び前記貴金属チップを接合し、
   前記軸線を含む断面における、前記貴金属チップの幅をＣ _O とし、前記閉鎖空間の幅をＳ _I とし、前記閉鎖空間の高さをＳ _H としたとき、次の式（５）及び式（６）を満たすことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
   Ｓ _I ≦Ｃ _O ／２…（５）
   Ｓ _H ≦Ｓ _I …（６）
5. 軸線方向に延びる中心電極と、
   前記中心電極の外周に設けられた筒状の絶縁体と、
   前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
   貴金属合金からなり、前記中心電極の先端部に設けられた貴金属チップと、
   前記中心電極、及び、前記貴金属チップが相互に溶融してなる溶融部と、
   一端が前記主体金具の先端部に固定され、他端が前記貴金属チップの先端部との間に間隙を形成する接地電極とを備えるスパークプラグの製造方法であって、
   前記貴金属チップの基端部中央部分と前記中心電極との間に閉鎖空間を形成しつつ、前記中心電極及び前記貴金属チップの少なくとも一方に設けられた規制部によって、前記貴金属チップの前記中心電極に対する径方向への相対移動を規制した状態で、前記中心電極の先端面に前記貴金属チップを載置し、
   前記中心電極と前記貴金属チップとの境界部分外縁に、レーザービーム又は電子ビームを照射することにより、前記中心電極の先端面及び前記貴金属チップの基端面の接触部分に、前記中心電極、及び、前記貴金属チップが相互に溶融してなる溶融部を形成することで、前記中心電極及び前記貴金属チップを接合し、
   前記軸線を含む断面における、前記貴金属チップの幅をＣ _O とし、前記閉鎖空間の幅をＳ _I とし、前記溶融部のうち前記軸線を挟んで一方側に位置する溶融部の溶融深さをＬ _A とし、前記溶融部のうち前記軸線を挟んで他方側に位置する溶融部の溶融深さをＬ _B としたとき、次の式（７）及び式（８）を満たすことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
   Ｌ _A ≧〔（Ｃ _O −Ｓ _I ）／２〕×０．７…（７）
   Ｌ _B ≧〔（Ｃ _O −Ｓ _I ）／２〕×０．７…（８）
6. 前記溶融部が、前記閉鎖空間に露出しないように前記レーザービーム又は電子ビームを照射することを特徴とする請求項４又は５に記載のスパークプラグの製造方法。
7. 前記規制部は、前記中心電極の先端部の中心に設けられた凹部によって構成されており、
   前記貴金属チップを前記凹部に嵌合することで、前記貴金属チップの前記中心電極に対する径方向への相対移動を規制することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載のスパークプラグの製造方法。

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