JP2000180309A - スパークプラグ検査方法、スパークプラグ検査装置及びスパークプラグ製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高倍率の画像撮影により検査精度を高めるこ
とができ、しかもピンボケによる検査精度低下を防止し
つつ、高能率にて検査を行うことができるスパークプラ
グの検査方法を提供する。 【解決手段】 多極スパークプラグのギャップ検査を行
う際に、接地電極Ｗ2の先端位置を、撮影工程に先立っ
て基準部位置として予め測定する。この基準部位置は、
スパークプラグ毎にばらつくことを想定している。そし
て、撮影に際しては、撮影光学系の焦点距離が固定され
たカメラ４０を、測定した基準部位置の情報を参照し
て、検査対象部分すなわち接地電極Ｗ2の先端部に対し
合焦するように位置合わせするようにする。カメラ４０
として焦点式のものを用いることで検査対象部分を高倍
率にて撮影でき、検査精度を高めることができる。ま
た、検査対象となるスパークプラグＷ毎にカメラを合焦
位置に位置合わせするので、ピンボケによる検査精度低
下を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スパークプラグ検
査方法、スパークプラグ検査装置及びスパークプラグ製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】スパークプラグの製造に際しては、火花
ギャップの間隔や電極の偏心、あるいは発火部に貴金属
チップを固着したスパークプラグの場合には、そのチッ
プの固着位置など、各種の検査項目がある。この検査を
行うに当たっては、カメラにより検査対象部位の撮影を
行い、その撮影画像に基づいて検査情報を得るよう方法
が一般的である。例えば、火花ギャップを検査する場合
は、ギャップ周辺部分（接地電極及び中心電極のギャッ
プを挟んで対向する部分）の撮影をＣＣＤカメラ等によ
り撮影し、その撮影画像から各電極の対向エッジを定
め、そのエッジ間距離からギャップ間隔を測定すること
が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、火花ギャッ
プをはじめとするスパークプラグの検査対象部位は、近
年のスパークプラグの小型化とも相俟って寸法が小さく
なる傾向にあり、また、許容される公差範囲も狭く厳し
いものとなってきている。そのため、画像撮影による検
査においても、その撮影倍率を大きくして精度向上を図
ることが行われている。この場合、検査精度に影響を及
ぼす重要な因子として、撮影画像の合焦精度がある。端
的に言えば、得られた画像が焦点はずれ（いわゆるピン
ボケ）の状態になっていると、例えばギャップ間隔測定
の場合はエッジ位置がぼけて不明瞭になるばかりでな
く、得られる画像の大きさも変化するから、検査精度の
大幅な低下につながることは必至である。

【０００４】例えば、テレセントリック光学系を有する
カメラを使用すればピンボケ時の画像サイズ変化は防止
できるが、撮影倍率は低くならざるを得ないので高精度
の検査には使用できない。従って、ある程度の撮影倍率
を確保するには焦点方式のカメラを用いる必要がある
が、倍率の高い光学系は焦点深度が浅いためピンボケの
問題が一層生じやすくなる。例えば、従来の検査方式で
は、ホルダ等に保持された撮影対象スパークプラグに対
し位置固定のカメラにより撮影を行っていたため、スパ
ークプラグの寸法ばらつきにより検査対象部位の位置が
少しでも変わると、すぐピンボケになり検査精度の低下
が避けがたかった。他方、検査対象となるスパークプラ
グ毎に、目視にてその都度ピントを合わせ直すのは極め
て面倒で能率が悪く、例えば全数検査を行うには現実的
でない。

【０００５】本発明の課題は、高倍率の画像撮影により
検査精度を高めることができ、しかもピンボケによる検
査精度低下を防止しつつ、高能率にて検査を行うことが
できるスパークプラグの検査方法及び検査装置と、それ
を用いたスパークプラグの製造方法とを提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記の課
題を解決するために、本発明のスパークプラグの検査方
法（装置）は、 撮影光学系の焦点距離が固定されるこ
とにより、検査対象部分を焦点距離に応じて定まる一定
の倍率にて撮影するカメラを用い、スパークプラグの検
査対象部分を、所定の撮影方向から該カメラにより撮影
する撮影工程（撮影手段）と、撮影工程に先立って、ス
パークプラグの一部分を基準部として使用し、撮影方向
におけるその基準部の位置を測定する基準部位置測定工
程（基準部位置測定手段）と、その測定された基準部位
置に基づき検査対象部分に合焦するカメラ位置を定め、
その定められたカメラ位置へカメラを移動・位置決めす
るカメラ位置調整工程（カメラ位置調整手段）と、撮影
された検査対象部分の画像から所定の検査情報を生成す
る検査情報生成工程（検査情報生成手段）と、その生成
した検査情報を出力する検査情報出力工程（検査情報出
力手段）と、を含むことを特徴とする。

【０００７】上記の方法ないし装置においては、スパー
クプラグの一部分を基準部として使用し、撮影工程に先
立って、撮影方向におけるその基準部の位置を予め測定
する。この基準部の位置は、スパークプラグ毎にばらつ
くことを想定している。そして、撮影に際しては、撮影
光学系の焦点距離が固定されたカメラ（すなわち、検査
対象部分を焦点距離に応じた一定の倍率にて撮影するカ
メラ）を、測定した基準部位置の情報を参照して、検査
対象部分に対し合焦するように位置合わせする。カメラ
として、上記のような焦点式のものを用いることで検査
対象部分を高倍率にて撮影でき、検査精度を高めること
ができる。また、検査対象となるスパークプラグ毎にカ
メラを合焦位置に位置合わせするので、ピンボケによる
検査精度低下を防止することができる。

【０００８】そして、その位置合わせは、目視によりそ
の都度ピント合わせする形で行うのではなく、位置合わ
せに先立って別途センサ等により基準部位置を測定して
おき、その測定結果から検査対象部分に合焦するカメラ
位置を定め、その定められたカメラ位置へカメラを移動
・位置決めすることにより行う。例えば既知の標準対物
位置に対して合焦するカメラ位置を基準カメラ位置とし
て予め求めておけば、測定された基準部位置と標準対物
位置との隔たりから、検査対象部分に合焦するカメラ位
置を容易に算出できるので、焦点式のカメラを用いてい
るにも拘わらずカメラの位置決めを容易に行うことがで
き、検査工程の能率化を図ることが可能となる。この場
合、本発明の検査装置のカメラ位置調整手段は、カメラ
を撮影方向において、任意の位置を保持可能にスパーク
プラグに対して接近・離間させるカメラ駆動手段と、基
準部位置の測定結果に基づき、検査対象部分に合焦する
カメラ位置を算出するカメラ位置算出手段と、その算出
されたカメラ位置にカメラが移動・位置決めされるよう
に、カメラ駆動手段の作動を制御するカメラ駆動制御手
段とを備えるものとして構成することができる。

【０００９】なお、カメラ位置調整工程においては、基
準部と検査対象部分とは別に設定してもよいが、検査対
象部分の少なくとも一部を基準部として使用すること
で、スパークプラグ毎の検査対象部分と基準部との間の
寸法的なばらつきの影響を受けにくくなり、検査精度の
一層の向上を図ることができるようになる。

【００１０】検査対象となるスパークプラグは、接地電
極の先端が中心電極側面と対向してそれらの間に火花ギ
ャップが形成されたものとすることができる。このよう
なタイプのスパークプラグのギャップ間隔等を検査する
には、火花ギャップ形成部位の少なくとも一部を検査対
象部分とし、中心電極の軸線方向に設定された撮影方向
として該中心電極の先端側から検査対象部分をカメラに
より撮影するのが好都合である。この場合、接地電極の
曲がり具合や中心電極の先端面位置のばらつきにより、
ギャップ部分の撮影画像は特にピンボケ等を生じやすく
なるが、本発明を適用することによりそのような不具合
が解消され、火花ギャップ検査を高精度かつ能率的に行
うことが可能となる。

【００１１】この場合、基準部位置測定工程において
は、接地電極の軸線方向における先端面及び中心電極の
先端面のうち、火花ギャップに面する縁部を含む部分を
少なくとも検査対象部分とし、かつ接地電極の軸線方向
における先端位置を基準部位置として測定するようにす
れば、検査対象部分にカメラのピントをより正確に合わ
せることができ、ひいては火花ギャップ検査を一層高精
度に行うことができる。

【００１２】スパークプラグは位置固定のホルダに装着
した状態でカメラによる撮影を行うことができる。この
場合、カメラ位置調整工程においては、スパークプラグ
に代えて所定のマスター治具をホルダに装着し、そのマ
スター治具に対して、ホルダへの装着状態において撮影
方向における位置が既知であり、かつ検査対象となるス
パークプラグの基準部に対応する標準部が設定され、そ
の標準部位に合焦するようにカメラを位置合わせしたと
きのカメラ位置を基準カメラ位置として用いることがで
きる。この場合、ホルダにスパークプラグを装着してそ
の基準部の位置を測定し、その測定された基準部位置の
マスター治具の標準部位置からの隔たりを、基準カメラ
位置からのカメラ変位量として算出し、当該カメラ変位
量を充足する位置にカメラを移動・位置決めするように
する。マスター治具の標準部は、前記した標準対物位置
を与えるものであり、これに対するカメラ合焦位置を基
準カメラ位置として用いることにより、カメラの位置決
めを容易に行うことができ、検査工程の能率化を図るこ
とが可能となる。

【００１３】なお、スパークプラグに検査対象部位が複
数設定されている場合は、各検査対象部位の撮影を行う
に先立ってその都度、それら検査対象部位に対応して設
定された基準部に対する基準部位置測定工程と、その基
準部の位置情報に基づいてそれぞれの検査対象部位に合
焦するようカメラの位置合わせを行うカメラ位置調整工
程とを行うようにすれば、各検査対象部位に対する撮影
並びに検査を高精度にて行うことができる。例えば、ス
パークプラグが、先端面が中心電極の側面と対向する接
地電極が該中心電極の周囲に複数配置された多極型スパ
ークプラグである場合、各接地電極の中心電極の軸線方
向における先端面を、それぞれ基準部として使用する形
で上記方法を実施することで、例えば各接地電極に対応
して形成される火花ギャップの検査を高精度かつ能率よ
く行うことができる。

【００１４】次に、本発明のスパークプラグの製造方法
の第一は、上記した検査方法にてスパークプラグの検査
を行う検査工程と、得られた検査情報に基づいて、検査
対象のスパークプラグの合否判定を行う判定工程と、そ
の判定工程の結果に基づき、スパークプラグを選別する
選別工程とを含むことを特徴とする。検査工程に本発明
の検査方法を適用することにより、不良品を的確に発見
することができるようになり、ひいては不良品が製品流
出する確率を低減することができる。また良品を不良と
誤判定する確率も小さくなることから製品歩留まりの向
上にも寄与する。

【００１５】また、本発明のスパークプラグの製造方法
の第二は、上記した検査方法の採用により、撮影された
画像からスパークプラグのギャップ間隔を測定し、その
ギャップ間隔測定値を検査情報として出力するととも
に、そのギャップ間隔測定値を参照して、該ギャップ間
隔が目標値に到達するように接地電極に曲げ加工を施す
曲げ工程を含むことを特徴とする。すなわち、本発明の
検査方法により、火花ギャップ間隔の測定・検査を高精
度で行うことが可能となり、かつ目標値に到達しない火
花ギャップを有するスパークプラグの接地電極に、付加
的な曲げ工程を施すことでギャップ間隔の調整を容易に
行うことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明のス
パークプラグ検査装置（以下、単に検査装置という）の
一実施例を概念的に示す平面図である。該検査装置１
は、被処理スパークプラグ（以下、ワークともいう）Ｗ
を搬送経路Ｃ（本実施例では直線的なものとなってい
る）に沿って間欠的に搬送する搬送機構としてのトラバ
ーサ３００を備え、その搬送経路Ｃに沿って、接地電極
整列機構１２、基準部位値測定装置（基準位置測定手
段）１３、曲げ装置１４、及び撮影手段としての撮影・
解析ユニット１５等の工程実施部が配置されている。ト
ラバーサ３００は、搬送経路Ｃに沿って敷設されたレー
ル３０３，３０３上を移動する移動テーブル３０２と、
その移動テーブル３０２に取り付けられた回転ワークホ
ルダ３０４とを有する移動テーブル機構１１を主体に構
成されている。移動テーブル３０２は、タイミングプー
リ（スプロケットでもよい）３０６，３０６に回し懸け
られたタイミングベルト（チェーンでもよい）３０１の
中間位置に取り付けられ、正逆両方向に回転可能な駆動
モータ２４によりタイミングベルト３０１を巡回駆動す
ることにより搬送経路Ｃに沿って往復動するとともに、
各工程実施部にて停止しつつ、検査及び曲げの各工程が
順次行われるようになっている。

【００１７】図６に示すように、ワークＷは、筒状の主
体金具Ｗ3、その主体金具Ｗ3の内側に嵌め込まれた絶縁
体Ｗ4、絶縁体Ｗ4の軸方向に挿通された中心電極Ｗ1、
及び主体金具Ｗ3に一端が溶接等により結合されるとと
もに他端側が中心電極Ｗ1側に曲げ返され、その先端面
が中心電極Ｗ1の側面に対向する接地電極Ｗ2等を備えて
いる。接地電極Ｗ2は、中心電極Ｗ1の中心軸線周りに複
数（本実施例では４つ）配置され、全体が多極スパーク
プラグとして構成されている。

【００１８】図２は、移動テーブル機構１１の構造を示
す断面図である。その回転ワークホルダ３０４の上面側
には、その中心位置において垂直方向に形成されたワー
ク装着孔３１１が開口しており、ここに筒状のサブホル
ダ２３に後端部が嵌め込まれたワークＷが、該サブホル
ダ２３とともに接地電極Ｗ2側が上となるように立てた
状態で着脱可能に装着される。他方、回転ワークホルダ
３０４の下面中心部からは、ワーク装着孔３１１の軸線
（すなわち、ワークＷの軸線）の延長上において回転軸
３１０が下向きに延び、移動テーブル３０２に孔設され
た軸孔に挿通されるとともに、ベアリング３１３，３１
４を介して回転可能に支持されている。回転軸３１０は
モータ３１５により所定の角度単位、具体的にはワーク
Ｗの接地電極Ｗ2の配置角度間隔（本実施例では９０
°）を単位として、正逆両方向に回転駆動される。これ
により、回転ワークホルダ３０４すなわちワークＷは、
自身の軸線周りに接地電極Ｗ2の配置角度間隔を単位と
して回転することとなる。

【００１９】次に、回転ワークホルダ３０４の上面に
は、図３に示すように、装着されたワークＷを取り囲む
形で複数（本実施例では３つ）のワークチャック３１６
が取り付けられている。各ワークチャック３１６は、そ
れぞれ図２に示すように、回転ワークホルダ３０４の上
面に設けられたガイド３１６ｃに対し、ワーク装着孔３
１１を中心とする半径方向においてワークＷに対し進退
可能に取り付けられたスライド部材３１６ａと、そのス
ライド部材３１６ａの上面にボルト３１６ｄを用いて固
定されたチャックプレート３１６ｂとを有している。図
３に示すように、チャックプレート３１６ｂは先端に向
かうほど狭幅となるように、両側面が斜面状に形成され
ており、その先端位置には、ワークＷ側の被保持面に対
応する形状（この場合、主体金具Ｗ3のねじ部の外周面
に対応する円弧状）のワーク保持面３１６ｅが形成され
ている。

【００２０】図２に示すように、回転ワークホルダ３０
４の内部には、各スライド部材３１６ａをガイド３１６
に沿って進退駆動するチャックシリンダ３１７が内蔵さ
れている。各スライド部材３１６をチャックシリンダ３
１７により装着されたワークＷに向けて前進させると、
図３（ａ）に示すように、ワークＷは主体金具Ｗ3のね
じ部外周面において、３つのチャックプレート３１６ｂ
により挟み付けられた状態で保持されることとなる。な
お、図３（ｂ）は、ワークＷを保持した状態にて、回転
ワークホルダ３０４を反時計方向に９０°回転させた状
態を示している。

【００２１】次に、図４は、接地電極整列機構１２の構
造を示す平面図である。接地電極整列機構１２は、移動
テーブル機構１１に対するワークＷの装着位置に設けら
れており、手動（あるいは装着用のロボットを用いても
よい）にて回転ワークホルダ３０４に装着されたワーク
Ｗの、検査対象となる火花ギャップに対応する接地電極
Ｗ2を、以降の検査及び曲げ加工の工程実施に好都合と
なる向きに整列・位置合わせするためのものである。こ
の場合、図１に示すように、ワークＷの搬送経路Ｃの片
側に沿って、基準部位置測定を除く各工程の実施位置が
配置される形となっており、接地電極整列機構１２は、
接地電極Ｗ2の先端面と中心電極Ｗ3の側面との対向方向
（図６も参照）が搬送経路Ｃと略直交し、かつ接地電極
Ｗ2が工程実施位置の配列側を向くようにワークＷを整
列させるようになっている。

【００２２】具体的には、接地電極整列機構１２は本体
３１８を備え、その先端側には、１対の整列アーム３２
０，３２０が、回転ワークホルダ３０４に装着されたワ
ークＷの接地電極Ｗ2に対応する高さ位置において、略
水平な面内でそれぞれ旋回可能に取り付けられている。
これら２つの整列アーム３２０，３２０は、本体３１８
の先端部幅方向両側に、それぞれピン３２１，３２１に
より旋回可能に取り付けられており、先端部には把持ヘ
ッド３２０ａ，３２０ａがそれぞれ形成されている。他
方、各アーム３２０，３２０の後端部は、図示しないリ
ンク機構及びエアシリンダにより進退駆動される。これ
により整列アーム３２０，３２０は、把持ヘッド３２０
ａ，３２０ａが互いに接近・離間する向きに旋回駆動さ
れ、整列対象となる接地電極Ｗ2を両把持ヘッド３２０
ａ，３２０ａにより、所定の整列位置において挟み込む
形で整列・位置決めするようになっている。

【００２３】図５は、基準部位置測定装置１３の構成例
を示すものである。該測定装置１３は、搬送経路Ｃを挟
む形でその両側に配置された投光部２０１と受光部２０
２とを備える。投光部２０１は、幅が中心電極Ｗ1の軸
線と略平行となる向きにて帯状のレーザ光Ｌ1（図６も
参照）を、測定対象となる接地電極Ｗ2を先端部中間位
置にて横切るように投射するものであり、受光部２０２
は該帯状のレーザ光Ｌ1を受けるラインセンサ（例えば
一次元ＣＣＤセンサ）により構成されている。レーザ光
Ｌ1の接地電極Ｗ2に遮られる部分は受光部２０２に到達
しないので影となり、ラインセンサの出力からこの影の
先端位置を読み取ることで、接地電極Ｗ2の先端位置
（基準部位置）を知ることができる。

【００２４】図７に、撮影・解析ユニット１５の構成例
を示している（（ａ）は要部正面図、（ｂ）は側面図で
ある：画像解析部の電気的構成については後述する）。
撮影・解析ユニット１５は、フレーム２２上に固定され
たベース３６と、そのベース３６にほぼ垂直に立設され
た支柱３７とを有する。そして、その支柱３７にはカメ
ラ駆動部３９が、スライドクランプ４１，４１を介し
て、上下にスライド可能に取り付けられている。カメラ
駆動部３９は、ケース４３内に昇降ヘッド４２と、その
昇降ヘッド４２に螺合してこれを昇降移動させるねじ軸
４４と、タイミングプーリ４８，４９とタイミングベル
ト４７とを介してねじ軸４４を正逆両方向に回転駆動す
るカメラ昇降モータ４６とが収容された構造を有する。
昇降ヘッド４２には、撮影位置に位置決めされたワーク
Ｗを撮影するカメラ４０と、そのワークＷの先端部を照
らす照明部としてのリングライト３８とが取り付けら
れ、それらカメラ４０とライト３８とは一体の撮影装置
本体部４５を形成している。

【００２５】カメラ４０は、例えば二次元ＣＣＤセンサ
を画像検出部として有するＣＣＤカメラとして構成され
ており、中心電極Ｗ1の軸線方向先端側、すなわち上方
からワークＷを撮影する。その撮影光学系は、図７
（ｃ）に示すように、固定焦点距離にて、ワークＷの中
心電極Ｗ1と、これに対向する１つの接地電極Ｗ2とを、
火花ギャップｇを挟んで対向する縁部同士を検査対象部
分とする形で、視野２１０内において、前記焦点距離に
応じて定まる倍率にて拡大撮影するものとなっている。
拡大の分解能としては、１画素当りの対応実寸法が５〜
２０μｍ程度となるように設定するのがよい。これが２
０μｍを超えると、得られる画像からギャップ間隔測定
等を行う場合、その測定精度を十分に確保できなくなる
場合がある。他方、５μｍ未満になると視野が狭くなり
過ぎ、例えばギャップ全体が視野内に収まらなくなっ
て、ギャップ間隔測定等を行う上での画像情報が不十分
となる問題を生ずる。例えば、二次元ＣＣＤセンサとし
て縦横のピクセル数が４７８×５１１のものを使用し、
実寸法による視野寸法を３．５ｍｍ×３．５ｍｍとすれ
ば、一画素当りの対応実寸法はおよそ７μｍ程度とな
る。

【００２６】他方、カメラ駆動部３９は、モータ４６の
作動によりねじ軸４４を回転させ、ワークＷの撮影方向
（すなわち上下方向）において撮影装置本体部４５ひい
てはカメラ４０を移動させるとともに、ねじ軸４４を停
止させる回転角度位置に応じて、カメラ４０を任意の位
置に位置決め・保持させる役割を果たす。

【００２７】次に、図８は曲げ装置１４の構成例を示
す。曲げ装置１４は、装置のベース５０上に取り付けら
れた例えば片持式のフレーム５０ａの前端面に、本体ケ
ース５１が取り付けられている。その本体ケース５１内
には可動ベース５３が昇降可能に収容されており、該可
動ベース５３には押圧パンチ５４が、本体ケース５１の
下端面から突出する形態で取り付けられている。そし
て、可動ベース５３に螺合するねじ軸（例えばボールね
じ）５５を、押圧パンチ駆動モータ５６により正逆両方
向に回転させることにより、押圧パンチ５４は、ワーク
Ｗの接地電極Ｗ2の曲げ部に対して、斜め上方から接近
・離間するとともに、ねじ軸駆動の停止位置に対応し
て、任意の高さ位置を保持可能とされている。なお、押
圧パンチ駆動モータ５６の回転伝達力は、タイミングプ
ーリ５６ａ、タイミングベルト５７及びタイミングプー
リ５５ａを介して、ねじ軸５５に伝達される。

【００２８】図９は、スパークプラグ検査装置１の主制
御部１００とその周辺の電気的構成を表すブロック図で
ある。主制御部１００は、Ｉ／Ｏポート１０１とこれに
接続されたＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０３及びＲＡＭ１０
４等からなるマイクロプロセッサにより構成されてお
り、ＲＯＭ１０３には主制御プログラム１０３ａが格納
されている。そして、Ｉ／Ｏポート１０１には、トラバ
ーサ３００（図１）の駆動部２ｃが接続されている。該
駆動部２ｃは、サーボ駆動ユニット２ａと、これに接続
された駆動モータ２４と、そのモータ２４の回転角度位
置を検出するパルスジェネレータ２ｂ等を含んで構成さ
れている。また、Ｉ／Ｏポート１０１には、各工程の実
施部、移動テーブル機構１１、接地電極整列機構１２、
基準部位置測定装置１３、曲げ装置１４及び撮影・解析
ユニット１５が接続されている。なお、ＲＡＭ１０４
は、ＣＰＵ１０２のワークエリア１０４ａとして機能す
る。

【００２９】図１０は、移動テーブル機構１２の電気的
構成例を示すブロック図である。移動テーブル機構１２
は、その制御部１１０が、Ｉ／Ｏポート１１１とこれに
接続されたＣＰＵ１１２、ＲＯＭ１１３及びＲＡＭ１１
４等からなるマイクロプロセッサにより構成されてい
る。また、Ｉ／Ｏポート１１１には、回転ワークホルダ
３０４の駆動部３０４ａが接続されている。該駆動部３
０４ａは、サーボ駆動ユニット１１５と、これに接続さ
れたテーブル回転モータ３１５と、そのモータ２４の回
転角度位置を検出するパルスジェネレータ（ＰＧ）１１
６等を含んで構成されている。他方、Ｉ／Ｏポート１１
１には、前述のチャックシリンダ３１７（図２）が、そ
れぞれシリンダドライバ１１７を介して接続されてい
る。ＣＰＵ１１２は、ＲＯＭ１１３に格納された制御プ
ログラムによりＲＡＭ１１４をワークエリアとして、主
制御部１００からの制御指令を受け、装着されたワーク
Ｗをチャックするためのチャックシリンダ３１７の作動
と、回転ワークホルダ３０４の回転動作との制御を行
う。

【００３０】図１１は、基準部位置測定装置１３の電気
的構成を示すものである。該測定装置１３は、その制御
部１２０が、Ｉ／Ｏポート１２１とこれに接続されたＣ
ＰＵ１２２、ＲＯＭ１２３及びＲＡＭ１２４等からなる
マイクロプロセッサにより構成されている。また、Ｉ／
Ｏポート１２１には、投光制御部（レーザー光発生制御
部）１２５を介して投光部２０１が、またセンサコント
ローラ１２６を介して受光部２０２がそれぞれ接続され
ている。センサコントローラ１２６は、一次元ラインセ
ンサである受光部２０２の各検知セルからの出力を所定
の閾値により二値化して、これを制御部１２０に入力す
る。ＣＰＵ１２２は、ＲＯＭ１２３に格納された位置解
析プログラムによりＲＡＭ１２４をワークエリアとし
て、主制御部１００からの測定指令を受けてセンサコン
トローラ１２６からの出力を取り込み、これを受けて解
析プログラムにより接地電極Ｗ2の先端位置（基準部位
置）に変換し、Ｉ／Ｏポート１１１から出力する処理を
司る。

【００３１】図１２は、撮影・解析ユニット１５の電気
的構成を示すものである。このユニット１５は、カメラ
駆動部３９の制御部１３０と、画像解析部１４０との、
独立した２つの制御部を含む。まず、カメラ駆動部３９
の制御部１３０は、Ｉ／Ｏポート１３１とこれに接続さ
れたＣＰＵ１３２、ＲＯＭ１３３及びＲＡＭ１３４等か
らなるマイクロプロセッサにより構成されており、ＲＯ
Ｍ１３３には制御プログラム１３３ａが格納されてい
る。カメラ昇降モータ５６は、サーボ駆動ユニット１３
６を介してＩ／Ｏポート１３１に接続されており、パル
スジェネレータ（ＰＧ）１３９がつながれている。ＣＰ
Ｕ１３２は制御プログラムによりＲＡＭ１３４をワーク
エリアとして、主制御部１００から転送されてくるカメ
ラ位置にカメラ４０が位置決めされるよう、モータ５６
の作動を制御する役割を果たす。

【００３２】一方、画像解析部１４０は、Ｉ／Ｏポート
１４１とこれに接続されたＣＰＵ１４２、ＲＯＭ１４３
及びＲＡＭ１４４等からなるマイクロプロセッサにより
構成されており、ＲＯＭ１４３には画像解析プログラム
１４３ａが格納されている。ＲＡＭ１４４は、ＣＰＵ１
４２のワークエリアとして機能する。また、Ｉ／Ｏポー
ト１４１には、カメラ４０（二次元ＣＣＤセンサ４０ａ
と、そのセンサ出力を二次元デジタル画像入力信号に変
換するためのセンサコントローラ４０ｂとを含む）が接
続されている。そして、ＣＰＵ１４２は、解析プログラ
ム１４３ａにより、例えば図７（ｃ）に示す視野の撮影
画像を解析して、火花ギャップｇの幅算出等の処理制御
を司る。また、Ｉ／Ｏポート１４１には、画像表示用の
モニタ１４６が、モニタ制御部１４５を介してつながれ
ている。

【００３３】図１３は、曲げ装置１４の電気的構成例を
示すブロック図である。その制御部１５０は、Ｉ／Ｏポ
ート１５１とこれに接続されたＣＰＵ１５２、ＲＯＭ１
５３及びＲＡＭ１５４等からなるマイクロプロセッサを
要部として構成されている。押圧パンチ駆動モータ５６
は、サーボ駆動ユニット１５６を介してＩ／Ｏポート１
５１に接続されており、パルスジェネレータ（ＰＧ）１
５９がつながれている。そして、ＣＰＵ１５２は、ＲＯ
Ｍ１５３に格納された制御プログラムによりＲＡＭ１５
４をワークエリアとして、主制御部１００から指示され
た押圧ストロークが得られるようにモータ５６を駆動さ
せ、接地電極Ｗ2に対する曲げ加工を行う制御を司る。

【００３４】以下、検査装置１を用いた、本発明のスパ
ークプラグの検査方法ないし製造方法の処理の流れを、
図１４のフローチャートを参照して説明する。なお、こ
のフローチャートは、主制御部１００（図９）から見た
処理の流れを表している。まずＳ１において、装置の初
期化を行う。ここでは、図９〜図１３の各制御部１０
０，１１０，１２，１３０，１４０，１５０等のメモリ
をクリアし、制御プログラムのロードを行う基本的な初
期化処理に続いて、マスター治具を用いた基準カメラ位
置の設定を行う。

【００３５】図１５に示すように、マスター治具Ｍは、
被処理スパークプラグ（ワーク）と類似の外観を有して
おり、主体金具相当部Ｍ1に接地電極相当部Ｍ2が一体形
成されるとともに、図２の回転ワークホルダ３０４に装
着したときの接地電極相当部Ｍ2の先端位置が、対応す
る被処理スパークプラグＷの接地電極Ｗ2の標準的な先
端位置を与えるものとなるように、各部の寸法が規定さ
れている。なお、接地電極相当部Ｍ2には、火花ギャッ
プに相当する部分は形成されていない。このマスター治
具Ｍを、被処理スパークプラグＷと同様に図２の回転ワ
ークホルダ３０４に装着し、図１のトラバーサ３００に
より基準部位置測定装置１３へ運んで、その接地電極相
当部Ｍ2の先端部（標準部）の位置を測定する。測定値
は主制御部１００に転送され、標準部位置Ｋ0としてＲ
ＡＭ１０４に記憶される。

【００３６】続いてマスター治具Ｍをトラバーサ３００
により撮影・解析ユニット１５へ運び、図示しないカメ
ラ昇降モータ５６をマニュアル駆動するとともに、図１
２において、カメラ４０による撮影画像をモニタ１４６
（モニタ制御部１４５を介してＩ／Ｏポート１４１につ
ながれている）によりモニタしつつ、合焦した位置にて
カメラ４０の昇降動作を止める。そして、ＰＧ１３９に
より測定されるそのときのカメラ位置を基準カメラ位置
Ｋとして取り込む。この基準カメラ位置Ｋも、主制御部
１００に転送され、ＲＡＭ１０４に記憶される。

【００３７】以上で初期化を終了し、以降はワーク処理
へと移る。まず、図１の移動テーブル３０２をワーク装
着位置へ移動し、図２に示すように、ワークＷを回転ワ
ークホルダに装着する。Ｓ２では、接地電極整列機構１
２が主制御部１００からの指令を受けて、図４に示すよ
うに整列アーム３２０を作動させ、接地電極Ｗ2の１つ
を挟み込んで整列・位置決めを行う。その整列・位置決
めされた接地電極Ｗ2が処理対象として選択されること
となる。Ｓ３で整列完了が確認されればＳ４に進み、整
列アーム３２０により接地電極Ｗ2が挟み込まれたまま
の状態を維持しつつ、移動テーブル機構１１が主制御部
１００からの指令を受けることにより、３つのワークチ
ャック３１６をチャックシリンダにより作動させ、ワー
クＷをチャックする。このチャックにより、ワークＷは
接地電極Ｗ2の整列状態を保持することとなる。Ｓ５で
チャックが完了すれば、接地電極整列機構１２は整列ア
ーム３２０を退避させる。

【００３８】続いて、Ｓ６では、ワークＷはトラバーサ
３００により基準部位置測定装置１３の位置へ運ばれ
る。基準部位置測定装置１３は主制御部１００からの指
令を受け（Ｓ７）、図５に示すようにレーザ光Ｌ1によ
り、対象となる接地電極Ｗ2の先端位置、すなわち基準
部位置を測定する。なお、図１に示すように、投光部２
０１と受光部２０２とが搬送経路Ｃを挟んで配置されて
いる関係上、処理対象の接地電極Ｗ2と中心電極Ｗ1との
対向方向を搬送経路Ｃの向きに一致させる必要がある。
従って、フローチャートには表れていないが、この測定
時にワークＷは、回転ワークホルダ３０４の回転によ
り、左右いずれかの側に９０°回転させて接地電極Ｗ2
を測定位置に位置させ、測定終了後には元の処理位置に
戻すために逆方向に９０°回転させるようにする。

【００３９】次いでＳ８において、主制御部１００は測
定された基準部位置Ｋを受信し、Ｓ９で、マスター治具
を用いてすでに測定済みの基準カメラ位置Ｆと標準部位
置Ｋ0とを読み出す。そして、Ｓ１０では、図１７に示
すように、測定された基準部位置Ｋを用いて、カメラ４
０の基準カメラ位置からの変位であるカメラ変位量λを
Ｋ−Ｋ0として算出し、さらに位置決め先のカメラ位置
であるカメラ位置決め位置Ｐ1をＦ＋λとして算出す
る。カメラ４０は、このカメラ位置決め位置Ｐ1にて接
地電極Ｗ2の先端部に合焦することとなる。なお、カメ
ラ４０がワークＷから離間する向き（すなわち上方向）
を、正方向として定義している。

【００４０】続いて、Ｓ１１では、図１２のＰＧ１３９
のカウント値から現在カメラ位置Ｐ0を読み取り、カメ
ラ移動量ΔＰをＰ1−Ｐ0にて算出する。そして、Ｓ１２
では、図１２のカメラ駆動部３９の制御部１３０が、主
制御部１００からの指令を受け、カメラ４０を算出され
たカメラ移動量ΔＰだけ移動させて、撮影に必要な合焦
状態を得る。なお、移動後に現在カメラ位置Ｐ0の値を
更新する。カメラ４０は、撮影毎に必ず基準カメラ位置
に復帰させるようにし、そこからカメラ変位量λだけ移
動させて位置決めするようにすることもできる。この場
合、カメラ移動量ΔＰの算出は不要となる。

【００４１】Ｓ１３では、トラバーサ３００の作動によ
りワークＷを、カメラ４０を位置決め済みの撮影・解析
ユニット１５に対して、その撮影位置に移動・位置決め
する。そして、Ｓ１４では、主制御部１００からの指令
を受けた画像解析部１４０（図１２）は、カメラ４０か
らの画像（図７（ｃ）に示すようなもの）を取り込み、
その画像を解析することにより火花ギャップｇの値を求
め、これを主制御部１００へ送信する。主制御部１００
では、Ｓ１６において、火花ギャップｇの目標値（例え
ばＲＯＭ１０３（図９）に記憶されている）を読み出
し、受信したギャップ測定値ｇと比較することにより、
曲げ装置１４（図８）の曲げパンチ５４の調整押圧のた
めのストロークを算出する。また、Ｓ１７では、トラバ
ーサ３００の作動によりワークＷを曲げ装置１４の曲げ
加工位置へ移動・位置決めする。

【００４２】そして、Ｓ１８では図８の曲げ装置１４
が、主制御部１００からの指令と調整押圧ストロークの
値とを受け、そのストロークにてモータ５６（図１３）
を作動させて接地電極Ｗ2に押圧を加え、曲げ加工によ
るギャップ間隔の調整を行う。このとき、主制御部１０
０では、例えばＲＡＭ１０４（図９）に記憶されている
曲げ回数の値ｎをインクリメントする。

【００４３】Ｓ１９にて曲げ動作の完了を確認すれば、
Ｓ２０でワークＷを再び撮影位置に移動させ、Ｓ２１，
Ｓ２２で再びギャップ間隔の測定を行って結果を受信す
る。そして、Ｓ２３で測定したギャップ間隔を目標値と
比較・判定し、Ｓ２４でギャップ間隔が目標値に到達し
ていなければ、Ｓ２５を経てＳ１９に戻り、以下同様の
処理により曲げ加工とギャップ測定とを繰り返す。な
お、Ｓ２５で曲げ回数ｎが上限値ｎmaxを超えても目標
値に到達しない場合は異常として処理を打切り、Ｓ３２
へ進んでワーク排出となる。

【００４４】他方、Ｓ２４でギャップ間隔が目標値に到
達すればＳ２６〜２８へ進み、トラバーサ３００の作動
によりワークＷを再び基準部位置測定装置１３（図１）
による測定位置へ戻し、曲げ加工後の接地電極Ｗ2の先
端位置（基準部位置）を再度測定して、その値を最終基
準部位置Ｔとする。そして、Ｓ２９を経てＳ３０へ進
み、図３（ｂ）に示すように、回転ワークホルダ３０４
を所定角度（本実施例では９０°）回転させることによ
り、次の接地電極Ｗ2を処理位置に移動・位置決めす
る。そして、Ｓ６に戻り、Ｓ２８までの工程を繰り返
す。これにより、多極プラグの各接地電極Ｗ2に対する
ギャップ間隔の検査と、その調整処理とが順次行われて
ゆく。

【００４５】そして、Ｓ２９において全て接地電極Ｗ2
についての処理が完了すれば、Ｓ３０で、各接地電極Ｗ
2毎に算出された最終基準部位置Ｔの最大値Ｔmax と最
小値Tminとを求め、段差ＱをＴmax−Ｔminとして算出す
る。なお、段差Ｑの値を特に管理しない場合には、この
処理は省略してもよい。

【００４６】以上の処理が全て終わればＳ３２に進んで
ワーク排出となり、終了となる。

【００４７】なお、以上の実施例では、ワークＷの基準
部位置として接地電極Ｗ2の先端位置を使用していた
が、例えば図６に示すように、中心電極Ｗ1の先端面位
置を基準部位置として使用してもよい。この場合、中心
電極Ｗ1の先端面を横切るレーザ光Ｌ2を用いて位置測定
を行うようにすればよい。また、電極以外の部分を基準
部として使用することも可能である。例えば、図１７に
示すように、絶縁体Ｗ4の先端部が火花ギャップｇ内に
入り込んだ沿面放電型のスパークプラグでは、絶縁体Ｗ
4の先端面位置を基準部位置として用いた方が、ギャッ
プ部撮影を行うときのカメラ合焦位置を定める上で好都
合な場合がある。

【００４８】また、ギャップ部周辺を構成する複数の被
検査部分の間で、その合焦位置が互いに異なる場合に
は、それら被検査部分毎に上記した方法によりカメラを
合焦位置に位置決めして、各被検査部分の画像を個別に
撮影し、最後にそれらの画像を合成して、その合成画像
に基づきギャップ検査を行うようにしてもよい。図１８
はその一例を示している。この例では、ワークＷの中心
電極Ｗ1の先端位置と接地電極Ｗ2の先端位置とが比較的
大きく異なっており、ギャップｇを撮影しようとした場
合に、中心電極Ｗ1と接地電極Ｗ2との両方に同時に合焦
させることが困難になっている（すなわち、いずれか一
方を合焦させようとすると、他方がピンボケとなる）。
そこで、カメラ４０を中心電極Ｗ1に合焦するＡ位置に
位置決めして撮影を行うことにより、中心電極Ｗ1の合
焦画像ＩAを得る一方、同じく接地電極Ｗ2に合焦するＢ
位置に位置決めして撮影を行うことにより、接地電極Ｗ
2の合焦画像ＩBを得る。そして、それらを合成すること
により合成画像ＩA+Bを得る。これにより、火花ギャッ
プｇを形成するいずれの電極Ｗ1，Ｗ2のエッジも合焦画
像により明瞭に得ることができるので、精度の高いギャ
ップ測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスパークプラグ検査装置の一例を示す
平面図。

【図２】移動テーブル機構の側面断面図。

【図３】その回転ワークホルダの作用を説明する平面
図。

【図４】接地電極整列機構をその作用とともに示す平面
図。

【図５】基準部位値測定装置の平面図及び側面図。

【図６】そのワークＷに対するレーザ光の投射位置を変
形例とともに示す説明図。

【図７】撮影・解析ユニットの要部正面図、側面図及び
その視野の一例を示す平面図。

【図８】曲げ装置の側面図。

【図９】図１の検査装置の主制御部の電気的構成を示す
ブロック図。

【図１０】同じく移動テーブル機構の制御部の電気的構
成を示すブロック図。

【図１１】同じく基準部位値測定装置の制御部の電気的
構成を示すブロック図。

【図１２】同じく撮影・解析ユニットの制御部の電気的
構成を示すブロック図。

【図１３】同じく曲げ装置の制御部の電気的構成を示す
ブロック図。

【図１４】主制御部の処理の流れを示すフローチャー
ト。

【図１５】マスター治具による標準部位置の測定工程の
説明図。

【図１６】カメラ位置の算出に使用するパラメータの説
明図。

【図１７】沿面放電型スパークプラグの一例を示す要部
縦断面図。

【図１８】合成画像により検査を行う例を示す説明図。

【符号の説明】

１ スパークプラグ検査装置 Ｗ ワーク（被処理スパークプラグ） Ｗ1 中心電極 Ｗ2 接地電極 ｇ 火花ギャップ １３ 基準部位値測定装置（基準位置測定手段） １５ 撮影・解析ユニット（撮影手段） ３９ カメラ駆動部（カメラ駆動手段） ４０ カメラ（撮影手段） １１０ 主制御部（カメラ位置算出手段、検査情報出力
手段） １３０ 制御部（カメラ駆動制御手段） １４０ 画像解析部（検査情報生成手段） ２１０ 視野

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 光松 伸一郎 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 Ｆターム(参考） 5G059 AA10 BB10

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スパークプラグの検査対象部分を、所定
   の撮影方向からカメラにより撮影するとともに、そのカ
   メラとして、撮影光学系の焦点距離が固定されることに
   より、前記検査対象部分を前記焦点距離に応じて定まる
   一定の倍率にて撮影するカメラを用いる撮影工程と、 前記撮影工程に先立って、前記スパークプラグの一部分
   を基準部として使用し、前記撮影方向におけるその基準
   部の位置を測定する基準部位置測定工程と、 その測定された基準部位置に基づき前記検査対象部分に
   合焦するカメラ位置を定め、その定められたカメラ位置
   へ前記カメラを移動・位置決めするカメラ位置調整工程
   と、 撮影された検査対象部分の画像から所定の検査情報を生
   成する検査情報生成工程と、 その生成した検査情報を出力する検査情報出力工程と、 を含むことを特徴とするスパークプラグ検査方法。
2. 【請求項２】 前記カメラ位置調整工程において、前記
   検査対象部分の少なくとも一部を前記基準部として使用
   する請求項１記載のスパークプラグ検査方法。
3. 【請求項３】 前記スパークプラグは、前記接地電極の
   先端が前記中心電極側面と対向してそれらの間に前記火
   花ギャップが形成されたものであり、 前記撮影工程において前記カメラは、火花ギャップ形成
   部位の少なくとも一部を前記検査対象部分とし、前記中
   心電極の軸線方向に設定された撮影方向として該中心電
   極の先端側から前記検査対象部分を撮影する請求項１又
   は２に記載のスパークプラグ検査方法。
4. 【請求項４】 前記基準部位置測定工程において、前記
   接地電極の前記軸線方向における先端面及び前記中心電
   極の先端面のうち、前記火花ギャップに面する縁部を含
   む部分が少なくとも前記検査対象部分とされ、かつ前記
   接地電極の前記軸線方向における先端位置が前記基準部
   位置として測定される請求項３記載のスパークプラグ検
   査方法。
5. 【請求項５】 前記スパークプラグは位置固定のホルダ
   に装着した状態で前記カメラによる撮影が行われるよう
   になっており、前記カメラ位置調整工程においては、 前記スパークプラグに代えて所定のマスター治具を前記
   ホルダに装着し、そのマスター治具に対して、前記ホル
   ダへの装着状態において前記撮影方向における位置が既
   知であり、かつ検査対象となるスパークプラグの基準部
   に対応する標準部が設定され、その標準部に合焦するよ
   うに前記カメラを位置合わせしたときのカメラ位置を基
   準カメラ位置として用い、 他方、前記ホルダに前記スパークプラグを装着してその
   基準部の位置を測定し、その測定された基準部位置の前
   記マスター治具の標準部位置からの隔たりを、前記基準
   カメラ位置からのカメラ変位量として算出し、当該カメ
   ラ変位量を充足する位置に前記カメラを移動・位置決め
   する請求項１ないし４のいずれかに記載のスパークプラ
   グ検査方法。
6. 【請求項６】 前記スパークプラグには前記検査対象部
   位が複数設定されており、各検査対象部位の撮影を行う
   に先立ってその都度、それら検査対象部位に対応して設
   定された基準部に対する前記基準部位置測定工程と、そ
   の基準部の位置情報に基づいてそれぞれの検査対象部位
   に合焦するようカメラの位置合わせを行う前記カメラ位
   置調整工程とが行われる請求項１ないし５のいずれかに
   記載のスパークプラグ検査方法。
7. 【請求項７】 前記スパークプラグは、先端面が前記中
   心電極の側面と対向する前記接地電極が該中心電極の周
   囲に複数配置された多極型スパークプラグであり、各接
   地電極の前記中心電極の軸線方向における先端面が、そ
   れぞれ前記基準部として使用される請求項６記載のスパ
   ークプラグ検査方法。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載の方
   法にてスパークプラグの検査を行う検査工程と、 得られた検査情報に基づいて、検査対象となるスパーク
   プラグの合否判定を行う判定工程と、 その判定工程の結果に基づき、前記スパークプラグを選
   別する選別工程と、 を含むことを特徴とするスパークプラグ製造方法。
9. 【請求項９】 請求項４記載のスパークプラグ検査方法
   により、撮影された画像からスパークプラグのギャップ
   間隔を測定し、そのギャップ間隔測定値を前記検査情報
   として出力するとともに、 そのギャップ間隔測定値を参照して、該ギャップ間隔が
   目標値に到達するように前記接地電極に曲げ加工を施す
   曲げ工程を含むことを特徴とするスパークプラグ製造方
   法。
10. 【請求項１０】 スパークプラグの検査対象部分を、所
    定の撮影方向から該カメラにより撮影するとともに、そ
    のカメラとして、撮影光学系の焦点距離が固定されるこ
    とにより、前記検査対象部分を前記焦点距離に応じて定
    まる一定の倍率にて撮影するカメラを用いる撮影手段
    と、 前記撮影工程に先立って、前記スパークプラグの一部分
    を基準部として使用し、前記撮影方向におけるその基準
    部の位置を測定する基準部位置測定手段と、 その測定された基準部位置に基づき前記検査対象部分に
    合焦するカメラ位置を定め、その定められたカメラ位置
    へ前記カメラを移動・位置決めするカメラ位置調整手段
    と、 撮影された検査対象部分の画像から所定の検査情報を生
    成する検査情報生成手段と、 その生成した検査情報を出力する検査情報出力手段と、 を含むことを特徴とするスパークプラグ検査装置。
11. 【請求項１１】 カメラ位置調整手段は、 前記カメラを前記撮影方向において、任意の位置を保持
    可能に前記スパークプラグに対して接近・離間させるカ
    メラ駆動手段と、 前記基準部位置の測定結果に基づき、検査対象部分に合
    焦するカメラ位置を算出するカメラ位置算出手段と、 その算出されたカメラ位置に前記カメラが移動・位置決
    めされるように、前記カメラ駆動手段の作動を制御する
    カメラ駆動制御手段とを備える請求項１０記載のスパー
    クプラグ検査装置。