JP2002298123A

JP2002298123A - 突起状付着物検出方法及びそれを用いたスパークプラグの製造方法

Info

Publication number: JP2002298123A
Application number: JP2001094592A
Authority: JP
Inventors: Masato Ito; 眞人伊藤; Shinichiro Koumatsu; 伸一郎光松
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2002-10-11
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: EP1553672A4; JP3566222B2; US20050271263A1; EP1553672A1; DE60239966D1; US7483562B2; WO2004015831A1; CN1650491A; CN1650491B; EP1553672B1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】金属部材の接合に起因する突起状付着物を精
度高く検出し、高品質の製品の提供、歩留まり向上等を
効果的に達成し得る突起状付着物検出方法及びそれを用
いたスパークプラグの製造方法を提供する。【解決手段】接合ワーク部材１０の外面外形線Ｌ
_２（被検出ワーク外形線Ｌ_２）の周囲に、被検出ワーク
外形線Ｌ_２の存在を許容する許容領域を示す外形線を基
準ワーク部材の外形線（基準外形線）の形状に基づいて
設定し、許容領域を越える被検出ワーク外形線Ｌ_２の有
無を判断する。具体的には、許容領域と非許容領域の境
界となる検出線を、事前に形状登録しておき、それに基
づいて、被検出ワーク外形線Ｌ_２と対応する検出線１０
２’を生成する。そして、それら検出線１０２’及び被
検出ワーク外形線Ｌ_２を同一画像にて対応付け検出線１
０２上に被検出ワーク外形線Ｌ_２が存在するか否かを判
断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属部材の接合時に
おいて金属部材表面に付着する突起状付着物を検出する
方法及びそれを用いたスパークプラグの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶接等による金属部材の接合にお
いて、いわゆるスパッタとも称される金属片が飛散し、
接合される金属部材表面における突起状付着物として付
着する現象が発生する場合がある。このような、突起状
付着物は、正常な表面形成を阻害し、製品の品質低下の
一因となる可能性があるため、接合において金属付着物
が発生しない方法、又は製品における突起状付着物の有
無を正確に検出する方法の確立が望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の解決すべき課
題は、金属部材の接合に起因して突起状付着物が生じた
場合にそれを精度高く検出し、ひいては高品質の製品の
提供、歩留まり向上等を効果的に達成し得る突起状付着
物検出方法及びそれを用いたスパークプラグの製造方法
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記のよ
うな課題を解決するために本発明は、複数の金属部材が
接合された接合ワーク部材の外面に付着した突起状付着
物を検出する突起状付着物検出方法であって、接合ワー
ク部材を撮影手段により撮影して撮影画像を生成する撮
影工程と、撮影画像における接合ワーク部材の外面外形
線（以下、「被検出ワーク外形線」ともいう）と、事前
に該接合ワーク部材の基準となる基準ワーク部材の外面
外形線（以下、「基準ワーク外形線」ともいう）に基づ
いて設定された該突起状付着物の存在を許容しない非許
容領域とを対応付け、非許容領域における被検出ワーク
外形線の存在の有無を確認する確認工程と、その確認工
程において、非許容領域に被検出ワーク外形線の存在が
確認された場合に、接合ワーク部材の外面において突起
状付着物が存在すると判断する判断工程と、を含むこと
を特徴とする突起状付着物検出方法を提供する。

【０００５】このように、撮影画像における接合ワーク
部材の外面外形線と、基準ワーク部材の外面外形線に基
づいて設定された非許容領域とを対応付けるようにすれ
ば、その対応付けられた非許容領域に基づいて接合ワー
ク部材の外面外形線形状が異常であるか否か（即ち、非
許容領域内に外面外形線が存在するような、許容されな
い形状であるか否か）を判断できるようになり、突起状
付着物の存在を確認するための指標を定めることができ
る。具体的には、確認工程において、基準ワーク外形線
に基づいて、非許容領域とその非許容領域に隣接して設
けられる該基準ワーク外形線の存在を許容する許容領域
の境界となる検出線を事前に設定しておき、検出線及び
撮影画像における被検出ワーク外形線とを対応付け、検
出線上に被検出ワーク外形線が存在するか否かを確認す
る方法を用いることができる。そして、被検出ワーク外
形線と非許容領域との対応付け、さらに被検出ワーク外
形線と検出線との対応付けは、接合ワーク部材が撮影さ
れた撮影画像上にて行うことができ、それにより迅速に
かつ精度の良い対応付けが実現できる。このように、検
出線上（非許容領域内）における検出ワーク外形線の存
在の有無を確認することにより金属付着物の存在を判断
するようにすると、その判断を下すために予め用意する
マスターデータは検出線（非許容領域）を規定するため
のデータのみでよく、データの読出し、参照等について
も扱うデータ量が少ないため高速処理が可能となる。

【０００６】また、接合ワーク部材として接合された複
数の金属部材において、部材別に部材別基準点をそれぞ
れ定め、それら部材別基準点に基づく形で、各々の金属
部材毎に検出線の位置決めを行うようにしてもよい。こ
のように部材ごとに部材別基準点を設け、その部材別基
準点に基づいて各々の検出線を設定する方法を用いるこ
とにより、検出線と各金属部材との位置関係を部材毎に
正確に設定することができる。例えば、接合の状態によ
り溶接部に対して略直交する方向に対する寸法が変化し
て金属部材間の位置関係が多少変化しても（例えば、溶
接状態に起因して溶接部の厚み寸法が多少ばらついて
も）、溶接部を跨いで接合される各々の部材ごとを基準
にして検出線が設定されるため、検出線は各部材と対応
付けられて精度高く設定されることとなる。それによ
り、接合ワーク部材の外面に付着する突起状付着物の検
出精度を高めることができる。

【０００７】複数の金属部材が、径の異なる２つの金属
部材を含むようにし、それら２つの金属部材の少なくと
も一方の部材において、被検出ワーク外形線上における
径の変化位置を部材別基準点として設定するようにでき
る。このように、径の変化位置を部材別基準点として定
めるようにすれば、取得した撮影画像において、複雑な
処理を行わずとも特徴となる径の変化位置を検出しさえ
すれば良いため、容易に部材別基準点を定められる。そ
して、容易に部材別基準点が設定されることに起因して
検出線の設定も容易となり、被検出ワーク外形線と検出
線を撮影画像上にてより迅速にかつ精度高く対応付ける
ことができる。なお、具体的には、径の異なる２つの金
属部材からなる接合ワーク部材の被検出ワーク外形線の
うちで、径の大きい金属部材における角状に突出する凸
部の頂点を径の変化位置とし、その凸部頂点を部材別基
準点として採用することができる。このように角状に突
出する凸部の頂点を部材別基準点とすれば、取得した撮
影画像において部材別基準点の位置決めを正確に行うこ
とができ、それにより検出線の生成を精度良く行い、ひ
いては接合ワーク部の外表面に付着する突起状付着物の
検出精度をより高められる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に示す
実施例を参照しつつ説明する。まず、本発明の概要につ
いて述べると、本発明の突起状付着物検出方法は複数の
金属部材の接合後において、その複数の金属部材が接合
されてなる接合ワーク部材を被付着物検出体として撮影
手段により撮影する撮影工程と、その撮影工程により得
られた接合ワーク部材の撮影画像上において、当該接合
ワーク部材の外面に突起状付着物が存在しているか否か
を確認する確認工程を含むものとされる。図１には、金
属部材の接合に関する概念図を示しており、本実施例に
おいては２つの金属部材１０ａ、１０ｂが溶接（例えば
レーザ溶接、抵抗溶接又は電子ビーム溶接等）されて接
合ワーク部材１０が形成されている。そして、本発明に
係る方法では、この接合において突起状付着物（いわゆ
るスパッタ等）Ｓが接合ワーク部材１０の表面に生じて
いるか否かを検出することとなる。

【０００９】なお、本実施例においては、各々の金属部
材において少なくとも一部に円柱部が形成され、かつそ
れら円柱部が同軸状となる配置にて接合される接合ワー
ク部材を突起状付着物の検出対象としている。図１
（ａ）の例では、接合前において、第一金属部材１０ａ
は円柱形状をなし、第二金属部材１０ｂは径の異なる２
つの円柱部が軸線方向に連続して段状に形成されてい
る。なお、径の小さい円柱部を接合部１０ｃ、大きい円
柱部を台座部１０ｄとし、その接合部１０ｃの端面と、
上記第一金属部材１０ａの端面とがそれぞれ接合面とさ
れる形にて互いに接合され、図１（ｂ）のごとく接合ワ
ーク部材１０が形成される。

【００１０】また、突起状付着物の検出処理としては、
事前に設定された接合ワーク部材１０の基準となる後述
する基準ワーク部材１００（図２参照）の外面外形線Ｌ
_１（以下、基準ワーク外形線Ｌ_１ともいう）の周囲にお
いて定められる、基準ワーク外形線Ｌ_１の存在を許容し
ない（換言すれば、スパッタ等の突起状付着物の存在を
許容しない）非許容領域と、同基準ワーク外形線Ｌ_１の
存在を許容する許容領域とを、図６のごとく撮影画像に
おける接合ワーク部材１０の外面外形線Ｌ_２（以下、被
検出ワーク外形線Ｌ_２ともいう）の周囲において、被検
出ワーク外形線Ｌ_２上に設定される基準点に基づいて対
応付ける。そして、非許容領域内における被検出ワーク
外形線Ｌ_２の有無を確認することとなる。なお、詳細に
は図６に示すように、非許容領域と許容領域の境界とな
る検出線１０２’が被検出ワーク外形線Ｌ_２上に設定さ
れる基準点に基づいて設定され、その検出線１０２’上
に被検出ワーク外形線Ｌ_２が存在するか否かを確認する
こととなる。以下この設定方法及びそれに基づく突起状
付着物の検出方法について具体的に説明する。

【００１１】非許容領域と許容領域の設定については、
まず、図２のように、許容領域と非許容領域の境界とな
る検出線１０２を、基準ワーク外形線Ｌ_１に沿う形状と
して事前に形状登録しておく。そして、検出線１０２と
基準ワーク外形線Ｌ_１の位置関係を反映させる形にて、
被検出ワーク外形線Ｌ_２に対応する検出線１０２’を生
成するために、基準ワーク部材１００に基づく検出線１
０２及び被検出ワーク外形線Ｌ_２を図６のように接合ワ
ーク部材が撮影された撮影画像上にて対応付け（撮影画
像上にて対応づけられた検出線１０２が検出線１０２’
となる）、さらにその対応付けられた撮影画像上におい
て、検出線１０２’上に被検出ワーク外形線Ｌ_２が存在
するか否かを確認することとなる。

【００１２】基準ワーク部材１００に基づく検出線１０
２の位置設定については以下のごとく行うことができ
る。まず、図２のように接合ワーク部材１０の基準とな
る正常な形状を有するもの（突起状付着物が存在しない
もの）として基準ワーク部材１００を予め撮影手段によ
り撮影する（具体的には、後述する接合ワーク部材の撮
影方法と同様な方法にて撮影される）。そして、その撮
影された基準ワーク部材１００において各々の部材ごと
に基準点（部材別基準点）を設定する。図２の例を参照
すると、第一基準部材１００ａにおいて部材別基準点と
して第一部材基準点Ｆ_１が定められており、その第一部
材基準点Ｆ_１と対応させた形にて検出線規定点Ａ，Ｂ及
びＡ’、Ｂ’がそれぞれ設定されている。

【００１３】また、第二基準部材１００ｂにおいては部
材別基準点として第二部材基準点Ｇ _１、Ｇ_１’が定めら
れており、第二部材基準点Ｇ_１と対応付けた形にて検出
線規定点Ｃ、Ｄ、Ｅが、第二部材基準点Ｇ_１’と対応付
けた形にて検出線規定点Ｃ’、Ｄ’、Ｅ’がそれぞれ設
定される。なお、このように設定される各検出線規定点
は、図６のような接合ワーク部材１０の撮影画像におけ
るそれら基準点Ｆ_１、Ｇ_１、Ｇ_１’の位置を反映して設
定される基準点Ｆ_２、Ｇ_２、Ｇ_２’と対応付けられて、
その接合ワーク部材１０の外面外形線Ｌ_２に沿った検出
線１０２’（図６参照）を設定するための基準位置とな
る。

【００１４】基準ワーク部材１００における基準点の設
定は以下のごとく行うことができる。まず、撮影された
基準ワーク部材１００の画像に基づいて、その撮影画像
上での基準ワーク部材１００の暫定の中心軸線Ｓ_１（以
下、単に中心軸線Ｓ_１ともいう）を（後述する暫定の影
像中心軸線Ｓ_１に相当）設定する。具体的には、図２の
ように、基準ワーク部材１００うちの第二金属部材１０
０ｂの所定区間（図２では区間Ｗ）の複数位置において
測定線（測定線Ｐ_０−Ｐ_０・・・Ｐ_ｎ−Ｐ_ｎ）を設定
し、その測定線の方向を幅方向として第二金属部材１０
０ｂの幅を測定する。具体的には、撮影画像における所
定座標方向の測定線が平行に一定間隔で設定される。さ
らに、それら測定線と基準ワーク外形線Ｌ_１の交点（交
点Ｐ_０、Ｐ _０・・・交点Ｐ_ｎ、Ｐ_ｎ）が定められ、その
交点間を幅とする形にて、その幅の中心となる中心点を
それぞれ設定する。そして、図１３に示されるように、
それら設定される複数の中心点に基づいて暫定の中心軸
線Ｓ_１を規定するための直線式を、それら複数の中心点
に基づく回帰式（例えば最小二乗法に基づく直線式）に
より求める。そして、設定された直線式を暫定の中心軸
線Ｓ_１とするとともに、その暫定の中心軸線Ｓ_１におけ
る基準ワーク外形線Ｌ_１と交差する点を暫定の第一部材
基準点Ｆ_１’とすることとなる。具体的には第一金属部
材１００ａ側における基準ワーク外形線Ｌ_１との交点を
暫定の第一部材基準点Ｆ_１’としている。

【００１５】なお、上記暫定の第一部材基準点Ｆ_１’を
そのまま正規の基準点として利用し、暫定の影像中心軸
線Ｓ_１を正規の影像中心軸線として利用してもよいが、
以下のように正規の基準点及び正規の影像中心軸線を定
めることにより、さらに設定精度を高めることができ
る。図１３において示されるように、上記のように設定
される暫定の第一部材基準点Ｆ_１’から予め設定された
寸法だけ図中下側（第二部材側に向かって）にシフトさ
せた所定区間Zの複数位置において、第１金属部材１０
０ａの測定線を所定座標方向において平行に複数本設定
する。さらに、それら測定線と基準ワーク外形線Ｌ_１の
交点（交点Ｒ_０、Ｒ_０・・・交点Ｒ_ｎ、Ｒ _ｎ）が定めら
れ、その交点間を幅とする形にて、その幅の中心となる
中心点をそれぞれ設定する。そして、それら設定される
複数の中心点に基づいて中心軸線Ｓ _１０（後述する影像
中心軸線Ｓ_１０に相当）を規定するための直線式を、そ
れら複数の中心点に基づく回帰式（例えば最小二乗法に
基づく直線式）により求める。そして、撮影画像上での
第一金属部材１００ａに対する中心軸線Ｓ_１０を図１３
のごとく設定し、この中心軸線Ｓ_１０と基準ワーク外形
線Ｌ_１との交点を最終的に第一部材基準点Ｆ_１として設
定することとなる。このように、第一金属部材１００ａ
の中心軸線Ｓ_１０を設けて、第一部材基準点Ｆ_１を設定
することで、溶接により第一金属部材１００ａが上記中
心軸線Ｓ_１に対して多少オフセットしたとしても、精度
良く第一金属部材１００ａに対する部材別基準点が設定
されるので、検出線の設定の精度及びスパッタの検出の
精度を高めることができる。なお、図１３においては説
明上検出線を省略しているが、図２と同様の手法により
基準点Ｆ_１、Ｇ_１、Ｇ_１’に基づいて検出線が定められ
ることとなる。また、図２は、中心軸線Ｓ_１０と暫定の
中心軸線Ｓ_１とが一致する例として示している。

【００１６】また、第二金属部材１００ｂ側において
は、基準ワーク外形線Ｌ_１上における幅の変化位置を部
材別基準点Ｇ_１，Ｇ_１’として設定する。図２の例で
は、基準ワーク外形線Ｌ_１が不連続となる点が幅の変化
位置となっており、その不連続点を頂点とする形にて突
出部１００ｋ，１００ｋが形成されている。そして、そ
の突出部１００ｋ，１００ｋの頂点が部材別基準点（第
二部材基準点Ｇ_１，Ｇ_１’）となる。なお、図２の例で
は、直角形状の突出部が形成されているが、これに限定
されず、例えば、図１１（ａ）のように基準ワーク外形
線が鈍角となる突出部１０ｅが形成される接合ワーク部
材１０を対象としてもよい。また、略角状であってもよ
い。例えば、基準ワーク外形線Ｌ_１が曲線状となるよう
突出する突出部１０ｅに基づいて部材別基準点を定める
ようにしてもよい。

【００１７】なお、突出部における部材別基準点の設定
方法としては、図１２のように、被検出ワーク外形線Ｌ
_２（基準ワーク外形線Ｌ_１でも同様である）の、突出部
１０ｅの頂点を挟んだ両側における直線部Ｎ_１、Ｎ
_２の、又はそれら直線部Ｎ_１、Ｎ _２の延長線上の交点を
部材別基準点（第二部材基準点Ｇ_１）として定めるよう
にできる。具体的には、まず、図１２（ａ）のように、
突出部１０ｅの基準となる角状形状のテンプレートＴを
用意しておく。さらに図１２（ｂ）のごとく、被検出ワ
ーク外形線Ｌ_２におけるそのテンプレートＴの形状に最
もマッチする位置を探す。図１２（ｂ）においては、
の位置においてマッチしており、その適合した位置にお
けるテンプレートＴの頂点を突出部頂点（即ち、部品別
基準点（第二部材基準点Ｇ_１））として設定する。な
お、図１２（ｃ）のように、被検出ワーク外形線Ｌ_２が
曲線となるよう曲面形状にて突出する突出部１０ｅであ
っても、又は、図１２（ｄ）のように、突出部が良好な
表面状態でなくとも（例えばバリ等の突起が突出部１０
ｅの近傍に存在していても）部品別基準点（第二部材基
準点Ｇ_１）を設定することが可能となる。

【００１８】さらに、図２のように基準ワーク部材１０
０は、自身の中心軸線（図示略：なお、ここでいう自身
の中心軸線とは、基準ワーク部材１００自体の中心軸線
であり、投影画像上での中心軸線とは区別している）と
平行な仮想平面に投影した場合に、その投影画像上での
中心軸線Ｓ_１０を（以下、影像中心軸線Ｓ_１０ともい
う）対称軸とする形にて線対称形状となるものを用いて
いる。当然ながら、図６のごとく接合ワーク部材１０も
同様の対称形状となる。そして図２に示されるような基
準ワーク部材１００において、基準ワーク外形線Ｌ_１に
おける影像中心軸線Ｓ_１０に関する一方側を第一側、他
方側を第二側とした場合に、互いに対称となる基準点を
それら第一側及び第二側においてそれぞれ設定する（な
お、図２においては図面右側を第一側、反対側を第二側
としている。）。そして、第一側における基準点（第一
側基準点）に基づいてその第一側の検出線位置を規定す
る規定点（以下、第一側検出線規定点ともいう）を定
め、同様に第二側における基準点（第二側基準点）に基
づいて第二側における規定点（第二側検出線規定点）を
定めることとなる。

【００１９】具体的には、第二側基準点と第二側検出線
規定点の位置関係が、第一側基準点と第一側検出線規定
点の位置関係に対し、影像中心軸線Ｓ_１０に関し対称と
なるように、その第二側検出線規定点をそれら第一側基
準点、第二側基準点及び第一側検出線規定点の位置情報
に基づいて自動的に設定するようにできる。ここでいう
自動的設定とは、人手に基づく入力ではなく、各点の情
報に基づいて第二側検出線規定点を自動生成する処理を
行うことを意味する。なお、図３および図４にはその自
動的設定に関する具体的手法例について示している。

【００２０】図３は、設定された検出線規定点Ａ及び対
称軸Ｓ_１０（即ち、上述した影像中心軸線Ｓ_１０）に基
づいて検出線規定点Ａ’を設定する例を、図４は検出線
規定点Ｄ及び対称軸Ｓ_１０基づいて検出線規定点Ｄ’を
設定する例を示している。図３は、検出線規定点Ａの対
称軸（影像中心軸線Ｓ_１０）に関する対称位置に検出線
規定点Ａ’を設定している。即ち、基準点Ｆ_１のように
基準点が対称軸線上にある場合には、第一側基準点と第
二側基準点の両基準点として機能することとなる。ま
た、図４においては、検出線規定点Ｄ及び第二部材基準
点Ｇ_１（第一側基準点）の対称軸（影像中心軸線
Ｓ_１０）に関する対称位置Ｇ_１”（破線部）を定め、そ
の対称位置Ｇ_１”と第二部材基準点Ｇ_１’（第二側基準
点）の位置関係に基づいて検出線規定点Ｄの対称位置
Ｄ”の補正を行い、検出線規定点Ｄ’を設定する形とな
る。これによれば、第二部材基準点Ｇ_１（第一側基準
点）と第二部材基準点Ｇ_１’（第二側基準点）の対称軸
Ｓ_１０に関する対称関係において誤差が生じても、第二
部材基準点Ｇ_１’の位置に基づいて正確に検出線規定点
Ｄ’を自動設定することができる。そして、上記のよう
な方法を用いることにより、検出線規定点Ａ〜Ｅに基づ
いて検出線規定点Ａ’〜Ｅ’を自動的に定めることがで
き、検出線規定点を設定するための労力を大幅に軽減す
ることができる。

【００２１】なお、上記説明においては対称軸を影像中
心軸線Ｓ_１０としたが、第一金属部材１００ａ及び第二
金属部材１００ｂにおいて各々別々の対称軸を設定し、
上記のような基準点の設定を行うようにしてもよい。即
ち、第一基準部材１００ａにおいては、影像中心軸線Ｓ
_１０を対称軸として定め、一方の第二基準部材１００ｂ
においては暫定の影像中心軸線Ｓ_１を対称軸として定め
るようにしてもよい。

【００２２】そして、各検出線規定点Ａ〜Ｅ及びＡ’〜
Ｅ’の基準ワーク外形線Ｌ_１に対する相対位置を規定す
るデータ（相対位置データ）が予め記憶手段に記憶され
ることとなる。この相対位置データは、具体的には基準
ワーク部材１００の部材別基準点と各々の検出線規定点
との座標関係を定めた相対座標データを記憶するように
できる。例えば、第一部材基準点Ｆ_１と対応する検出線
規定点Ａの相対座標データとしては、当該画像平面をＸ
Ｙ平面とした場合の第一部材基準点Ｆ_１を基点とする検
出線規定点ＡのＸ座標値、Ｙ座標値をそれぞれ記憶する
ようにできる。このようにすれば、被検出ワーク部材１
０において第一部材基準点Ｆ_１と対応して基準点Ｆ_２が
定められた場合に、その相対座標データにより基準点Ｆ
_２を基点とする形にて検出線規定点Ａを定めることがで
きる。なお、第二部材基準点Ｇ_１と対応させて検出線規
定点Ｃ、Ｄ、Ｅの相対位置データを定める場合、第二部
材基準点Ｇ_１’と対応させて検出線規定点Ｃ’、Ｄ’、
Ｅ’を定める場合においても同様とできる。

【００２３】このように基準点（第一部材基準点Ｆ_１、
第二部材基準点Ｇ_１、Ｇ_１’）に基づいて規定された各
検出線規定点Ａ〜Ｅ及びＡ’〜Ｅ’に関するデータは確
認工程において読出し可能となるように図１０における
記憶装置１２５において検出線規定点データ１２５ａと
して記憶されることとなる。そして、この検出線規定点
データ１２５ａを用いることにより、例えば、基準ワー
ク外形線Ｌ_１における基準点Ｆ_１と対応する基準点Ｆ_２
が被検出ワーク外形線Ｌ_２において決定すれば、その基
準点Ｆ_２と対応させて検出線規定点Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’
を定めることができ、同様に基準点Ｇ_１、Ｇ_１’と対応
する基準点Ｇ_２、Ｇ_２’が判明すれば、対応して検出線
規定点Ｃ、Ｃ’、Ｄ、Ｄ’、Ｅ、Ｅ’がその取得した画
像上において定められることとなる。

【００２４】次に、突起状付着物検出方法の具体的な流
れについて説明する。まず、図１０を参照して装置構成
について説明する。図１０は本発明に係る検出方法に用
いる検査装置１（図7参照）の電気的構成例に関するブ
ロック図を示している。検査装置１は、図示しないフレ
ーム上に支持された、撮影手段として機能する撮影カメ
ラ１２と、これに接続される解析部１１０とを含む形に
て構成される。解析部１１０は、Ｉ／Ｏポート１１１と
これに接続されるＣＰＵ１１２、ＲＯＭ１１３、ＲＡＭ
１１４等からなるマイクロプロセッサにより構成でき
る。なお、ＣＰＵ１１２は、ＲＯＭ１１３に格納される
画像解析プログラム１１３ａに基づいて、後述するフロ
ーチャートに基づく処理（図５）を実行する手段として
の機能を果たす。また、撮影カメラ１２は、例えば二次
元ＣＣＤセンサ１１５を画像検出部とし、センサコント
ローラ１１６を有して成るＣＣＤカメラとして構成され
ており、図７のごとく接合ワーク部材１０の中心軸線Ｓ
_２’に対する直交方向を撮影方向とするよう配置され
る。

【００２５】図５には検出処理の流れの一例についての
フローチャートを示しており、この検出処理は図１０に
て示される画像解析プログラム１１３ａに基づきＣＰＵ
１１２が主体となって実行される。まず、当該検出処理
が開始されると、図７のように検査装置１のワーク保持
部２２において、接合ワーク部材１０をチャック部２０
にて狭圧保持することにより固定する（Ｓ１００）。な
お、ワーク保持部２２は、接合ワーク部材１０の中心軸
線Ｓ_２’を回転軸線とする形にて回転可能に構成され
る。また、撮影手段としての撮影カメラ１２がその回転
軸線方向と直交する向きを撮影方向とするよう配置され
る。さらに、撮影カメラ１２と、接合ワーク部材１０を
挟んで対向する状態にて照明手段たる照明装置１４が設
けられ、接合ワーク部材１０の背後から光源１４ａによ
る照射光が撮影カメラ１２に向かって照射される。

【００２６】次いで、撮影カメラ１２により接合ワーク
部材１０を撮影し、撮影画像を取得する（Ｓ１１０）。
なお、撮影においては接合部１０ｃをその画像内に含む
ように撮影画像を取得することとなる。そして、その撮
影画像上における接合ワーク部材１０の外面外形線Ｌ_２
（被検出ワーク外形線Ｌ_２）上の、基準ワーク部材１０
０にて定められる基準点Ｆ_１，Ｇ_１，Ｇ_１’と対応する
位置にＦ_２，Ｇ_２，Ｇ _２’を基準点として定めることと
なる（Ｓ１２０）。なお、第一金属部材１０ａにおける
部材別基準点Ｆ_２の設定については、第一基準部材１０
０ａにおいて部材別基準点Ｆ_１を定める場合と同様の手
法を撮影画像に施して暫定の影像中心軸線Ｓ_２及び影像
中心軸線Ｓ_２０を設定し、影像中心軸線Ｓ_２０と被検出
ワーク外形線Ｌ_２の交点を求めることにより行うことが
できる（なお、手法については図１３のごとく行うこと
ができるが、図６においては暫定の影像中心軸線Ｓ_２と
影像中心軸線Ｓ_２０とが一致する例を示している）。ま
た、第二金属部材１０ｂにおける部材別基準点Ｇ_２，Ｇ
_２’についても、第二基準部材１００ｂにおける第二部
材基準点Ｇ_１，Ｇ_１’の設定手法と同様に、図１２のよ
うな手法にて行うことができる。

【００２７】そして、撮影画像において図６のごとく基
準点を設定し、それら基準点に基づいて検出線規定点を
定めることとなる（Ｓ１３０）。なお、各検出線規定点
の位置決めについては、検出線規定点データ１２５ａと
して記憶される相対座標データを用いて行うことができ
る。さらに、位置決めされた検出線規定点Ａ〜Ｅ及び
Ａ’〜Ｅ’に基づいて、Ｅ点〜Ｅ’点間において検出線
１０２’を設定することとなる（Ｓ１４０）。さらに
は、その設定される検出線１０２’上において被検出ワ
ーク外形線Ｌ_２が存在するか否かを確認するとともに存
在しない場合には、その検出対象たる接合ワーク部材１
０の外面において突起状付着物が存在しないという判断
を下す。逆に、検出線１０２’上において被検出ワーク
外形線Ｌ_２が存在する場合には、接合ワーク部材１０の
外面において突起状付着物が存在すると判断することと
なる（Ｓ１５０）。そして、画像処理（Ｓ１５０）が終
了した場合には、Ｓ１６０に進むとともに検査すべき角
度範囲がすべて完了したか否かを判断し、完了していな
ければ、Ｓ１７０に進み、接合ワーク部材１０を所定角
度回転させて新たな撮影画像を取得し、さらにＳ１１０
〜Ｓ１５０までの処理を繰り返すこととなる。

【００２８】図８は、接合ワーク部材１０の複数の回転
変位状態を示し、各回転変位状態と対応する撮影画像を
それぞれ示している。なお図８では、撮影する全角度範
囲を１８０°とし、４５°毎に接合ワーク部材１０を、
中心軸線Ｓ_２’（図７）を回転軸線とする形にて回転さ
せ、各々の角度位置において撮影画像を取得している。
図８（ａ）〜（ｅ）には、各角度位置にて取得した画像
例を示しているが、それら各々の角度位置において取得
した撮影画像に対して、図６と同様の手法にて画像処理
を施して突起状付着物の検出を行うこととなる。なお、
回転する角度間隔は、対象とする接合ワーク部材の径の
サイズ、或いは突起状付着物の許容すべき高さ（後述す
る許容高さＨ_１）、検出精度に応じて任意に設定するこ
とができるが、角度間隔を大きくしすぎると、突起状付
着物Ｓの検出漏れの可能性が増加するが処理を高速に行
える。また、角度間隔を小さくすると、計測回数が増加
するが、検出が高精度に行えて検出漏れを極めて小さく
できる。

【００２９】なお、上述した検出処理を行う前に、基準
ワーク外形線Ｌ_１からの突起状付着物Ｓの存在が許容さ
れる高さＨ_１（許容高さＨ_１）を予め定めるようにす
る。なお、基準ワーク外形線Ｌ_１と検出線１０２との距
離をＬとした場合に、それら許容高さＨ_１と距離Ｌの関
係が、０．３≦Ｌ／Ｈ_１≦０．９を満たすように設定す
ることができる。この、Ｌ／Ｈ_１が０．３未満である
と、異常状態の検出が過剰となる可能性がある。また、
０．９を超えると、計測回数を多数とせねばならず処理
の遅延の要因となる。

【００３０】また、上記のごとく許容高さをＨ_１とし、
接合ワーク部材における検出すべき位置の径をＲとした
場合に、設定される回転角度θは以下の式を満たすよう
に調整することができる。

【００３１】

【数１】

【００３２】上記式を満たさないように回転角度θを大
きくすると、撮影画像において突起状付着物が現れなく
なる可能性がある。なお、図９には、突起状付着物Ｓが
撮影画像上に現れなくなる可能性のある角度範囲の境界
をθ_２としている。さらには、以下の式を満たすように
回転角度θを調整することが望ましい。

【００３３】

【数２】

【００３４】なお、数２にて示される式においては、撮
影画像にて検出される突起状付着物Ｓの高さと、実際の
突起状付着物Ｓとの高さの差Ｈ_２が１０％以内となるよ
うにθが設定されている。なお、図９において、Ｈ_２／
Ｈ_１＝０．１である場合、回転角度θは、θ≦θ_１とな
る。以下のごとく調整すると、計測を高精度に行いつつ
も計測回数を少なくできる。

【００３５】なお、上記した突起状付着物検出方法は、
スパークプラグにおける突起状付着物検出方法に適用で
き、スパークプラグの製造方法の一工程として適用する
ことができる。具体的には、例えばスパークプラグの中
心電極における貴金属チップと電極母材とを溶接する
（例えば、レーザ溶接する）溶接工程後において、上記
突起状付着物検出方法を用いて中心電極表面における突
起状付着物の有無を検出する突起状付着物検出工程を設
けるようにすることができる。以下、スパークプラグ及
びその溶接工程について一例を挙げつつ説明する。

【００３６】図１４に示すスパークプラグ２００は、筒
状の主体金具３１、先端部３２ａが突出するようにその
主体金具３１の内側に嵌め込まれた絶縁体３２、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）
３３を突出させた状態で絶縁体３２の内側に設けられた
中心電極３４、及び主体金具３１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３５等を備えている。また、接地電極には上記
発火部に対向する貴金属発火部（以下、単に発火部とも
いう）３６が形成されており、それら発火部３３と、対
向する発火部３６との間の隙間が火花放電ギャップｇと
されている。

【００３７】中心電極３４及び接地電極３５のチップ被
固着面形成部位を含む電極母材は、Ｎｉ又はＦｅを主成
分とする耐熱合金にて構成されている。

【００３８】一方、上記発火部３３及び対向する発火部
３６は、Ｉｒ、Ｐｔ及びＲｈのいずれかを主成分とする
貴金属を主体に構成されている。これらの貴金属の使用
により、中心電極の温度が上昇しやすい環境下において
も、発火部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を母材とする中心電極
３４及び接地電極３５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質
量％Ｎｉ合金）、Ｐｔ−Ｉｒ合金（例えばＰｔ−１〜２
０質量％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質量％Ｒｕ合
金）、Ｉｒ−Ｐｔ合金（例えばＩｒ−１〜１０質量％Ｐ
ｔ合金）、Ｉｒ−Ｒｈ合金（例えばＩｒ−５〜２５質量
％Ｒｈ合金）、Ｉｒ−Ｒｈ−Ｎｉ合金（例えば、Ｉｒ−
１〜４０質量％Ｒｈ−０．５〜８質量％Ｎｉ合金）等を
使用できる。

【００３９】中心電極３４は、図１５（ａ）に示すよう
に、先端側が円錐台状のテーパ面３４ｔにより縮径され
るとともに、その先端面３４ｓに上記発火部３３を構成
する合金組成からなる円板状の貴金属チップ３３’を重
ね合わせる。さらに１５（ｂ）に示すように、その接合
面外縁部に沿ってレーザービームＬＢを照射することに
より全周レーザー溶接部（以下、単に溶接部ともいう）
２０２を形成して貴金属チップ３３’を固着することに
より発火部３３が形成される。（これにより、前述の接
合ワーク部材１０となる）また、対向する発火部３６
は、発火部３３に対応する位置において接地電極３５に
貴金属チップを位置合わせし、その外縁部に沿って同様
に溶接部を形成してこれを固着することにより形成され
る。ただし、中心電極３４側の発火部３３をＩｒ系金属
にて構成し、接地電極３５側の発火部３６をＰｔ系金属
にて構成する場合、後者を抵抗溶接接合にて形成するこ
とも可能である。上記で用いられる貴金属チップは、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。

【００４０】そして、上記のような溶接工程を行った後
に、前述した突起状付着物の検出方法を用いた検出工程
を行うとともに、その検出結果を用い、接合後において
中心電極表面に突起状付着物が生じていた場合にはその
部材を除去する除去工程を後処理工程として行うように
すれば、結果として高品質なスパークプラグの製造に寄
与することとなる。このとき、電極母材が図６における
第二金属部材１０ｂに、貴金属チップ（貴金属発火部）
が図６における第一金属部材１０ａとなる。なお、後処
理工程としては、除去工程に限定されず、例えば、突起
状付着物の発生が確認された部材に対して更なる検査を
行う再検査工程、或いは、その突起状付着物の発生が確
認された部材に対し、望まれる製品仕様を満たすよう再
加工を行う再加工工程、その他当業者が推測し得る様々
な後処理工程を行うことができる。

【００４１】また、後処理工程としては、検出結果に基
づいて製品データを生成する製品データ生成工程を用い
てもよい。製品データ生成工程は、例えば、突起状付着
物の検出結果に基づいてその製品が不良製品であるとい
う情報が得られた場合に、当該製品における不良に関す
る情報（不良の有無に関する情報、不良の種別に関する
情報等）と、当該製品に関する製品基礎情報（品番、検
査日、ロット番号等のデータ）と関連付けてデータベー
スに記憶する方法を採ることができる。これにより、正
常製品と不良製品を精度高く区別した上での統計的管理
が可能となる。

【００４２】なお、本実施例においては、図６に示され
る方法等を用いて接合ワーク部材への基準点の設定を行
ったが、撮影工程にて取得した撮影画像上の接合ワーク
部材において、基準点の設定を行う際に、基準点の設定
ができず（例えば、図６のような方法を用いても基準点
の検出が行えず）、所定時間が経過しても基準点の設定
ができない場合には、基準点となるべき位置に突起状付
着物（スパッタ等）が付着しているものとみなすことが
できる。即ち、基準点の設定に要する時間に基づいて、
その基準点を含む位置、又はその基準点の近傍において
突起状付着物が生じているか否かを判断する工程を用い
るようにしてもよいのである。このような工程を用いる
ことにより、例えば図５のＳ１２０において基準点が設
定されなかった場合には、その時点で突起状付着物が生
じていると判断できるため、検出線の設定等を行わずと
も迅速に突起状付着物を検出することも可能である。

【００４３】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記
載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限
定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範
囲にもおよび、かつ、当業者が通常有する知識に基づく
改良を適宜付加することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属部材の接合における突起状付着物の発生に
ついて概念的に説明する説明図。

【図２】基準ワーク部材の画像に基づく基準点及び検出
線規定点について説明する説明図。

【図３】第一側検出線規定点に基づく第二側検出線規定
点の設定について説明する説明図。

【図４】図３の別例について示す図。

【図５】本発明の突起状付着物検出方法の具体的な流れ
の一例を示すフローチャート。

【図６】接合ワーク部材の撮影画像における検出線の設
定について説明する説明図。

【図７】検出装置を模式的に示す模式図。

【図８】各角度位置における撮影について概念的に説明
する説明図。

【図９】回転角度の設定について説明する説明図。

【図１０】図７の検出装置の電気的構成の一例について
示すブロック図。

【図１１】接合ワーク部材の別例について示す図。

【図１２】基準点の検出方法例について示す図。

【図１３】第一部材基準点の設定方法について示す説明
図。

【図１４】突起状付着物の検出対象となるスパークプラ
グの一例を示す縦断面図及びその要部拡大図。

【図１５】図１４のスパークプラグの溶接工程の一例を
示す説明図。

【符号の説明】

１検査装置１０接合ワーク部材１２撮影カメラ（撮影手段）Ｌ_１基準ワーク外形線Ｌ_２被検出ワーク外形線１０２、１０２’ 検出線Ｓ突起状付着物Ｓ_１０基準ワーク部材の影像中心軸線Ｓ_２０接合ワーク部材の影像中心軸線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA49 BB05 CC25 DD00 DD06 FF01 FF02 FF04 FF61 GG15 HH03 HH13 JJ03 JJ09 JJ26 MM04 PP13 QQ18 QQ24 QQ25 QQ36 QQ40 RR06 RR07 UU04 UU05 5B057 AA01 BA02 CA12 CA16 DA03 DC09 DC33 5L096 BA03 CA02 FA78 JA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の金属部材が接合された接合ワーク
部材の外面に付着した突起状付着物を検出する突起状付
着物検出方法であって、前記接合ワーク部材を撮影手段により撮影して撮影画像
を生成する撮影工程と、前記撮影画像における前記接合ワーク部材の外面外形線
（以下、「被検出ワーク外形線」ともいう）と、事前に
該接合ワーク部材の基準となる基準ワーク部材の外面外
形線（以下、「基準ワーク外形線」ともいう）に基づい
て設定された該突起状付着物の存在を許容しない非許容
領域とを対応付け、前記非許容領域における前記被検出
ワーク外形線の存在の有無を確認する確認工程と、その確認工程において、前記非許容領域に前記被検出ワ
ーク外形線の存在が確認された場合に、前記接合ワーク
部材の外面において突起状付着物が存在すると判断する
判断工程と、を含むことを特徴とする突起状付着物検出方法。
【請求項２】前記確認工程において、前記被検出ワー
ク外形線と、前記非許容領域とを前記撮影画像において
対応付け、さらにその対応付けられた撮影画像上におい
て、前記非許容領域における前記被検出ワーク外形線の
存在の有無を確認する請求項１に記載の突起状付着物検
出方法。
【請求項３】前記確認工程において、前記基準ワーク
外形線に基づいて、前記非許容領域とその非許容領域に
隣接して設けられる該基準ワーク外形線の存在を許容す
る許容領域の境界となる検出線を事前に設定しておき、
前記検出線及び前記撮影画像における被検出ワーク外形
線とを対応付け、前記検出線上に前記被検出ワーク外形
線が存在するか否かを確認する請求項１に記載の突起状
付着物検出方法。
【請求項４】前記確認工程において、前記被検出ワー
ク外形線と、前記検出線とを前記撮影画像において対応
付け、さらにその対応付けられた撮影画像上において、
前記検出線上に前記被検出ワーク外形線が存在するか否
かを確認する請求項３に記載の突起状付着物検出方法。
【請求項５】前記被検出ワーク外形線上における所定
位置に、その被検出ワーク外形線に対応する前記検出線
の位置決め基準となる基準点を設定し、その基準点に基
づいて前記被検出ワーク外形線に対する前記検出線の位
置決めを行う請求項３又は４に記載の突起状付着物検出
方法。
【請求項６】前記接合ワーク部材の要素として接合さ
れる前記複数の金属部材において、部材別に部材別基準
点をそれぞれ定め、それら部材別基準点に基づく形で、
各々の金属部材毎に前記検出線の位置決めを行う請求項
３又は４に記載の突起状付着物検出方法。
【請求項７】前記複数の金属部材は、径の異なる２つ
の金属部材を含み、それら２つの金属部材の少なくとも
一方の部材において、前記被検出ワーク外形線上におけ
る径の変化位置を前記部材別基準点として設定する請求
項６に記載の突起状付着物検出方法。
【請求項８】前記接合ワーク部材は軸状に形成されて
なり、その中心軸線と平行な仮想平面に対して投影した
ときに、その正射影像での前記被検出ワーク外形線が、
当該正射影像上での接合ワーク部材の中心軸線（以下、
「影像中心軸線」ともいう）に対して線対称形状となる
請求項３ないし７のいずれか１項に記載の突起状付着物
検出方法。
【請求項９】前記線対称形状とされる前記被検出ワー
ク外形線の前記影像中心軸線に関する一方側を第一側、
他方側を第二側とした場合に、互いに対称となる基準点
をそれら第一側及び第二側においてそれぞれ設定すると
ともに、前記第一側における基準点（以下、第一側基準
点ともいう）に基づいてその第一側の検出線位置を規定
する規定点（以下、第一側検出線規定点ともいう）を定
め、さらに、前記第一側基準点と前記第一側検出線規定点の
位置関係と、前記第二側基準点と該第二側基準点に基づ
く形で前記第二側における検出線を規定する規定点（以
下、第二側検出線規定点ともいう）の位置関係とが前記
中心軸線に関し対称となるように、前記第二側検出線規
定点をそれら第一側基準点、第二側基準点及び第一側検
出線規定点に基づいて自動的に定める請求項８に記載の
突起状付着物検出方法。
【請求項１０】前記撮影工程は、前記中心軸線を回転
軸線として前記接合ワーク部材を所定角度毎に回転する
とともに、各々の角度において前記接合ワーク部材の前
記撮影画像を生成し、その生成される各々の撮影画像に
基づいて前記確認工程を行う請求項８又は９のいずれか
１項に記載の突起状付着物検出方法。
【請求項１１】前記基準ワーク外形線上における、前
記突起状付着物の存在が許容される高さＨ_１（以下、許
容高さＨ_１ともいう）が予め定められる一方、前記基準
ワーク外形線と前記検出線との距離をＬとした場合に、
それら許容高さＨ_１と距離Ｌの関係が、０．３≦Ｌ／Ｈ
_１≦０．９を満たすよう設定される請求項１ないし１０
のいずれか１項に記載の突起状付着物検出方法。
【請求項１２】前記接合ワーク部材は、前記複数の金
属部材がレーザ溶接又は抵抗溶接により接合されてなる
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の突起状付着
物検出方法。
【請求項１３】請求項１ないし１２のいずれか１項に
記載の突起状付着物検出方法を用いて突起状付着物の検
出を行う突起状付着物検出工程と、その突起状付着物検
出工程により得られた検出結果に基づいて後処理を行う
後処理工程とを含むことを特徴とするスパークプラグの
製造方法。