JP2016020854A - スパークプラグ用絶縁碍子の欠陥検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁碍子に負荷をかけることなく、絶縁碍子における内部欠陥の有無を検査することができるスパークプラグ用絶縁碍子の欠陥検査方法を提供すること。【解決手段】スパークプラグ用絶縁碍子２の欠陥検査方法は、中心電極を挿通する軸孔２０を有する絶縁碍子２の内部欠陥４の有無を検査する欠陥検査方法である。そして、検査に当たっては、絶縁碍子２に光を照射すると共に絶縁碍子２を透過した透過光３３を観測し、絶縁碍子２から放射される透過光３３のうち、局部的に他の部分と明るさ又は波長が異なる特異部の有無を識別することにより、絶縁碍子２における内部欠陥４の有無を検査する。【選択図】図５

Description

本発明は、スパークプラグ用の絶縁碍子の内部欠陥の有無を検査するスパークプラグ用絶縁碍子の欠陥検査方法に関する。

スパークプラグは、筒状のハウジングと、該ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子と、該絶縁碍子の軸孔に挿通された中心電極と、上記ハウジングに固定された接地電極とを備える。そして、上記中心電極と上記接地電極とは、スパークプラグの軸方向に対向配置されて火花放電ギャップを形成しており、中心電極に高電圧が印加されることで、火花放電ギャップに火花放電が生じる。

ここで、上記絶縁碍子にピンホール等の内部欠陥が存在していると、該内部欠陥を通って中心電極とハウジングとの間に、漏れ電流が流れてしまい、正常な火花放電が行われなくなるおそれがある。このため、絶縁碍子の欠陥の有無を検査する必要がある。

そして、スパークプラグ用の絶縁碍子の欠陥検査方法として、絶縁碍子の内周側と外周側との間に電圧を印加し、絶縁碍子の内周側と外周側との間に流れる漏れ電流を検出することにより、絶縁碍子の内部欠陥の有無を検査する方法がある（特許文献１）。

特許第３８７６８０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、絶縁碍子の内周側と外周側との間に電圧を印加させる必要がある。それゆえ、絶縁碍子に負荷がかかってしまい、内部欠陥のない良品の絶縁碍子を不良としてしまうおそれがある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、絶縁碍子に負荷をかけることなく、絶縁碍子における内部欠陥の有無を検査することができるスパークプラグ用絶縁碍子の欠陥検査方法を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、スパークプラグ用絶縁碍子の内部欠陥の有無を検査する欠陥検査方法であって、
上記絶縁碍子は、中心電極を挿通する軸孔を有しており、
上記絶縁碍子に光を照射すると共に上記絶縁碍子を透過した透過光を観測し、
上記絶縁碍子から放射される上記透過光のうち、局部的に他の部分と明るさ又は波長が異なる特異部の有無を識別することにより、上記絶縁碍子における内部欠陥の有無を検査することを特徴とするスパークプラグ用絶縁碍子の欠陥検査方法にある。

上記スパークプラグ用絶縁碍子の欠陥検査方法においては、絶縁碍子を透過した透過光を利用して、絶縁碍子における内部欠陥の有無を検査する。それゆえ、絶縁碍子に電気的、物理的な外力がかかることはない。したがって、絶縁碍子に負荷を与えることなく、内部欠陥の有無を検査することができる。

以上のごとく、本発明によれば、絶縁碍子に負荷をかけることなく、絶縁碍子における内部欠陥の有無を検査することができるスパークプラグ用絶縁碍子の欠陥検査方法を提供することができる。

実施例１における、スパークプラグ用絶縁碍子の正面図。 実施例１における、軸方向の先端側から見たスパークプラグ用絶縁碍子の平面図。 実施例１における、光源から照射される光の向きを示す説明図。 実施例１における、光源から照射された光が、内部欠陥を有さない絶縁碍子を透過する様子を示す模式図。 実施例１における、光源から照射された光が、内部欠陥を有する絶縁碍子を透過する様子を示す模式図。 実施例１における、内部欠陥を有する絶縁碍子に入射光を当てたときの拡大正面図。 実施例２における、光源からアクリルチューブを通って照射される光の向きを示す説明図。 実施例３における、光源と絶縁碍子とカメラとの位置関係及び光の向きを表す正面図。 実施例３における、光源と絶縁碍子とカメラとの位置関係及び光の向きを示す上面図。 実施例４における、光源と絶縁碍子とラインスキャンカメラとの位置関係及び光の向きを示す正面図。 実施例４における、光源と絶縁碍子とラインスキャンカメラとの位置関係及び光の向きを示す上面図。 実施例４における、第２画像の概略図。

上記スパークプラグは、自動車エンジン等の内燃機関に適用されるものである。
本明細書において、スパークプラグの軸方向において、内燃機関の燃焼室に挿入される側を先端側、その反対側を基端側として説明する。

（実施例１）
上記スパークプラグ用絶縁碍子の欠陥検査方法の実施例につき、図１〜図６を用いて説明する。
本例のスパークプラグ用絶縁碍子２の欠陥検査方法は、図１、図２に示すごとく、中心電極を挿通する軸孔２０を有する絶縁碍子２の内部欠陥４の有無を検査する欠陥検査方法である。

検査に当たっては、絶縁碍子２に光を照射すると共に絶縁碍子２を透過した透過光３３を観測する。そして、絶縁碍子２から放射される透過光３３のうち、局部的に他の部分と明るさ又は波長が異なる特異部５の有無を識別する。これにより、絶縁碍子２における内部欠陥４の有無を検査する。内部欠陥４としては、例えば空洞、クラック、異物等がありうる。

本例において検査するスパークプラグ用絶縁碍子２は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等を主成分とするセラミックスからなる筒状の成形体である。すなわち、図３に示すごとく、絶縁碍子２は、軸方向に貫通した軸孔２０を有する。絶縁碍子２は、回転体形状を有する。すなわち、絶縁碍子２は、軸方向に直交する断面の形状が、円環状となる形状を有する。

図１に示すごとく、絶縁碍子２は、軸心に沿って肉厚が変化している。具体的には、絶縁碍子２は、その先端部に、先端に向かうにつれて縮径するテーパ状に形成されている脚部２１を有する。また、絶縁碍子２は、脚部２１の基端側において、径方向外向きに突出形成された２つの大径部２２、２３を有する。また、絶縁碍子２は、基端側の大径部２３のさらに基端側において、外周面が凹凸状に形成されたコルゲーション部２４を有する。

なお、この絶縁碍子２を部品として備えるスパークプラグは、自動車等の内燃機関の燃焼室に導入される混合気に着火するための着火手段として用いられるものである。以下において、本例におけるスパークプラグ用絶縁碍子２の内部欠陥４の有無の検査方法の一例について、説明する。

絶縁碍子２の表面（内側面及び外側面）から、ゴミや汚れ等を除去する。そして、絶縁碍子２の軸方向の一方側に光源１１を配置する。そして、光源１１から、絶縁碍子２の軸孔２０内に向かって入射光３１を照射する。これにより、図４、図５に示すごとく、光源１１からの入射光３１が絶縁碍子２の内壁面から成形体内に侵入し、この侵入光３２が絶縁碍子２の外側に透過光３３として放射される。

そして、光源１１から入射光３１を照射した絶縁碍子２の全体を、目視により観察する。つまり、上記透過光３３を目視により観察する。このとき、絶縁碍子２を、その軸を中心に少しずつ回転させながら観察することで、容易に絶縁碍子２の全体を観察することができる。

絶縁碍子２に内部欠陥４があると、図６に示すごとく、絶縁碍子２の一部に、周囲よりも明るさの異なって見える特異部５が現れる。すなわち、図５に示すごとく、内部欠陥４を通る侵入光３２１は、他の部位とは異なる拡散の仕方にて絶縁碍子２の外側へ達して、透過光３３１として放射される。そのため、内部欠陥４の存在する部位付近は、特異部５として、その明るさが周囲と異なって見える。

図６に、特異部５が現れている絶縁碍子２の模式図を示している。なお、図６には、特異部５の、軸方向及び周方向の位置を特定するための目印６１、６２が現れている。目印６１、６２は、特異部５を本例の方法によって確認した後に、絶縁碍子２の外表面に目印として付したものである。

また、上記のように絶縁碍子２に入射光３１を照射したとき、絶縁碍子２に内部欠陥４があると、絶縁碍子２の一部の色が周囲と比べて異なって見える特異部５が現れる場合もある。すなわち、図５に示すごとく、内部欠陥４に向かって侵入した侵入光３２１が、内部欠陥４に起因して分散、干渉し、透過光３３１として放射される。そのため、特異部５の色が、周囲と異なって見える。

以上のごとく、目視により特異部５の有無を識別することにより、スパークプラグ用絶縁碍子２の内部欠陥４の有無を検査する。

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記スパークプラグ用絶縁碍子２の欠陥検査方法においては、絶縁碍子２を透過した透過光３３を利用して、絶縁碍子２における内部欠陥４の有無を検査する。それゆえ、絶縁碍子２に電気的、物理的な外力がかかることはない。したがって、絶縁碍子２に負荷を与えることなく、内部欠陥４の有無を検査することができる。

また、本例のスパークプラグ用絶縁碍子２の欠陥検査方法においては、絶縁碍子２の内周側から外周側へ光を透過させたときの透過光３３を観測する。それゆえ、絶縁碍子２の肉厚が同じ箇所は、略同一の光量の透過光３３が観測されることとなるため、特異部５の識別を行いやすい。

以上のごとく、本例によれば、絶縁碍子に負荷をかけることなく、絶縁碍子における内部欠陥の有無を検査することができるスパークプラグ用絶縁碍子の欠陥検査方法を提供することができる。

（実施例２）
本例は、図７に示すごとく、スパークプラグ用絶縁碍子２の軸孔２０内にアクリルチューブ１３を挿通させて、絶縁碍子２の内部欠陥４の有無を検査する例である。以下において、本例における、スパークプラグ用絶縁碍子２の内部欠陥４の有無の検査方法の一例について、説明する。

光源１１に、直径が軸孔２０よりも小さいアクリルチューブ１３を配置する。このとき、光源１１から照射した光が、すべてアクリルチューブ１３内に入るように配置する。そして、光源１１に配置したアクリルチューブ１３を、軸孔２０に挿通させる。そして、光源１１からアクリルチューブ１３内に光を照射する。すると、この光はアクリルチューブ１３内で全反射されてチューブ先端１３１から入射光３１として照射される。

そして、入射光３１が絶縁碍子２の内壁面から成形体内に侵入し、この侵入光３２が絶縁碍子２の外側に透過光３３として放射される。この透過光３３を観察することにより、特異部５の有無を識別し、内部欠陥４の有無を検査する。このとき、例えば、軸方向におけるチューブ先端１３１の位置を基端側から先端側に向かって徐々に移動させながら、絶縁碍子２における軸方向の全体を観察する。

その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
本例においては、光を効率的に、絶縁碍子２のセラミック内部に侵入させ、透過させることができる。それゆえ、内部欠陥４の有無の検査をより正確に行うことができる。その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

（実施例３）
本例は、図８、図９に示すごとく、絶縁碍子２の軸孔２０内にカメラ１２０を配置して、絶縁碍子２の内部欠陥４の有無を検査する例である。以下において、本例における、スパークプラグ用絶縁碍子２の内部欠陥４の有無の検査方法の一例について、説明する。

絶縁碍子２を、軸を中心に回転できるように配置する。そして、図８、図９に示すごとく、絶縁碍子２の軸孔２０内にカメラ１２０を配置する。そして、軸方向に直交する方向に、光源１１を配置する。そして、光源１１から、絶縁碍子２の外壁面に向かって入射光３１を照射する。

すると、入射光３１が絶縁碍子２の外壁面から成形体内に侵入し、この侵入光３２が絶縁碍子２の内側に透過光３３として放射される。この透過光３３をカメラ１２０によって撮影する。この際、光源１１及びカメラ１２０の向きを固定しつつ、絶縁碍子２を回転させて、その全周について撮影する。また、軸方向にカメラ１２０を移動させて、絶縁碍子２の軸方向の全体を撮影する。

その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
本例においても、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例４）
本例は、図１０〜図１２に示すごとく、画像検査により絶縁碍子２の内部欠陥４の有無を検査する例である。以下において、本例における、スパークプラグ用絶縁碍子２の内部欠陥４の有無の検査方法の一例について、説明する。

絶縁碍子２の表面（内側面及び外側面）から、ゴミや汚れ等を除去する。そして、絶縁碍子２を、軸を中心に回転できるように配置する。そして、図１０、図１１に示すごとく、絶縁碍子２の軸方向に直交する方向の一方側に光源１１を配置し、他方側にラインスキャンカメラ１２を配置する。すなわち、軸方向からみて、光源１１と絶縁碍子２とラインスキャンカメラ１２とが、この順に一直線上に並ぶように配置する。

そして、光源１１から、絶縁碍子２の外周面に向かって入射光３１を照射する。そして、絶縁碍子２をラインスキャンカメラ１２によって撮影する。つまり、入射光３１のうち、絶縁碍子２を透過したもの（透過光３３）をラインスキャンカメラ１２によって撮影する。このとき、入射光３１を照射した絶縁碍子２における、周方向の一定の範囲、及び、軸方向の一定の範囲について、撮影する。

そして、絶縁碍子２をその軸を中心に所定角度回転させ、再びラインスキャンカメラ１２で撮影する。これを、絶縁碍子２が一回転するまで行う。これにより得られた画像をつなぎ合わせることにより、絶縁碍子２全周を撮影（ラインスキャン）した第１画像が得られる（図示略）。

ここで、絶縁碍子２は、軸方向によって肉厚が異なるため、第１画像においては、絶縁碍子２の明るさが軸方向において一定ではない。すなわち、例えば、軸方向における絶縁碍子２の肉厚が小さい部分は、肉厚の大きい部分よりも明るく見える。そこで、第１画像において、特異部５を除く絶縁碍子２の明るさが軸方向において略一定となるように画像処理を行う。

そして、判別分析法により二値化処理することで、第２画像１０２を得る。図１２の第２画像１０２は、概略図である。絶縁碍子２に内部欠陥４があるときは、その部分が黒くなった特異部５が現れる。

なお、図１２における目印６１０、６２０は、実施例１の検査方法により、予め内部欠陥４の位置を特定しているものであり、軸方向と周方向とにおける内部欠陥４の位置に予め目印６１０、６２０を付していたものである。この図から、本実施例によっても、内部欠陥４を正確に特定していることが分かる。

以上のごとく、画像検査により特異部５の有無を識別することにより、スパークプラグ用絶縁碍子２の内部欠陥４の有無を検査する。

なお、上記の画像検査による場合、絶縁碍子２に付着したゴミ等によるノイズと、内部欠陥４による特異部５との判断を行う必要があるときもある。かかる場合、例えば、第１画像において、周囲と比較して徐々に暗くなっている箇所は内部欠陥４に起因する特異部５と判定し、周囲と比較して急激に暗くなっている箇所はゴミ等に起因するノイズと判定することもできる。

その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

本例においては、特異部５の有無の判断が行いやすい。つまり、絶縁碍子２に内部欠陥４があるときは、第２画像１０２において、特異部５が黒色で明確に現れるため、特異部５の有無を容易に識別することができる。
また、画像処理によってスパークプラグ用絶縁碍子２の内部欠陥４の有無を検査できるため、自動検査を可能とし、作業効率を上げることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。

なお、上記実施例３、４においては、光源から照射する光は、可視光でも不可視光でも良い。例えば、光源から赤外線を照射させた場合は、赤外線カメラを用いることができる。

２ スパークプラグ用絶縁碍子
２０ 軸孔
３３ 透過光
４ 内部欠陥
５ 特異部

Claims (2)

1. スパークプラグ用絶縁碍子（２）の内部欠陥（４）の有無を検査する欠陥検査方法であって、
   上記絶縁碍子（２）は、中心電極を挿通する軸孔（２０）を有しており、
   上記絶縁碍子（２）に光を照射すると共に上記絶縁碍子（２）を透過した透過光（３３）を観測し、
   上記絶縁碍子（２）から放射される上記透過光（３３）のうち、局部的に他の部分と明るさ又は波長が異なる特異部（５）の有無を識別することにより、上記絶縁碍子（２）における内部欠陥（４）の有無を検査することを特徴とするスパークプラグ用絶縁碍子の欠陥検査方法。
2. 上記絶縁碍子（２）の内周側から外周側へ光を透過させたときの上記透過光（３３）を観測することを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ用絶縁碍子の欠陥検査方法。

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