JP3414715B2 - スパークプラグ製造方法 - Google Patents

スパークプラグ製造方法

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JP3414715B2
JP3414715B2 JP2000330599A JP2000330599A JP3414715B2 JP 3414715 B2 JP3414715 B2 JP 3414715B2 JP 2000330599 A JP2000330599 A JP 2000330599A JP 2000330599 A JP2000330599 A JP 2000330599A JP 3414715 B2 JP3414715 B2 JP 3414715B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁体中に配置さ
れた中心電極と、その絶縁体の外側に配置された主体金
具と、一端がその主体金具の先端側端面に結合される一
方、他端側が側方に曲げ返されて側面が中心電極の先端
面と対向することにより、該中心電極先端面との間に火
花ギャップを形成する接地電極とを備えたスパークプラ
グ(一般に、平行電極型スパークプラグと通称される)
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】上記のような平行電極型スパークプラグ
の製造において、火花ギャップの形成及び間隔調整は、
例えば特開平3−64882号公報に開示されているよ
うな方法にて行われている。すなわち、接地電極に予備
押圧を施した後、CCDカメラ等によりギャップ間隔を
モニタしながらギャップ間隔が目標値に達するまで接地
電極の押圧を繰り返す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、被処理スパ
ークプラグのギャップ間隔を正確かつ効率的に調整する
ことができるスパークプラグ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】上記の課題を解決するた
めに、本発明のスパークプラグ製造方法は、絶縁体中に
配置された中心電極と、その絶縁体の外側に配置された
主体金具と、一端がその主体金具の先端側端面に結合さ
れる一方、他端側が側方に曲げ返されて側面が中心電極
の先端面と対向することにより、該中心電極先端面との
間に火花ギャップを形成する接地電極とを備えたスパー
クプラグの製造方法であって、火花ギャップのギャップ
間隔を調整するために、撮影カメラによる中心電極及び
接地電極の画像から、中心電極の先端面を特定し、その
両端位置A,Bにより定まる線分ABの中点Mを通って
これと直交する直線と平行な測定直線Lを線分ABの方
向に走査しつつ、測定直線Lと線分ABとの交点Pと、
同じく接地電極の対向面との交点Qとを結ぶ線分PQの
長さをギャップ間隔として測定することを特徴とする。
【0005】上記本発明のスパークプラグ製造方法にお
いては、測定直線Lの各位置毎に得られるギャップ間隔
の値のうち、例えば最小のものをギャップ間隔の測定値
として採用することができる。
【0006】また、本発明のスパークプラグ製造方法に
おいては、ギャップ間隔の測定された被処理スパークプ
ラグに対し、火花ギャップが到達目標ギャップ間隔gt
に到達するように、押圧パンチを用いて接地電極に、必
要な調整押圧を行なう調整押圧工程を実施することがで
きる。
【0007】
【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(a)及び
(b)は、本発明のスパークプラグ製造装置(以下、単
に製造装置という)の一実施例を概念的に示す平面図及
び側面図である。該製造装置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リニアコンベア300を備え、そ
の搬送経路Cに沿って、ワークWの火花ギャップ形成の
各工程実施部、すなわち被処理スパークプラグ搬入機構
としてのワーク搬入機構11、ワークWの接地電極を一
定の位置に位置決めする接地電極整列機構12、中心電
極の先端面位置を測定する先端面位置測定装置13、接
地電極の仮曲げを行なう仮曲げ装置14、同じく本曲げ
を行なう本曲げ装置15、加工終了後のワークWを排出
するワーク排出機構16、及び不合格品排出機構17
が、搬送方向上流側からこの順序で配置されている。リ
ニアコンベア300は、巡回部材としてのチェーン30
1に対し、ワークWが着脱可能に装着されるキャリア3
02が所定の間隔で取り付けられたものである。チェー
ン301をコンベア駆動モータ24により間欠的に巡回
駆動することにより、各キャリア302すなわちワーク
Wを搬送経路Cに沿って間欠的に搬送する。
【0008】図2に示すように、ワークWは、筒状の主
体金具W3、先端部及び後端部が突出するようにその主
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の軸線方向に伸びる接地電極W2等を備えている。
接地電極W2は、以下の工程で先端側が中心電極W1の先
端面に向けて曲げ加工され、火花ギャップが形成されて
平行電極型スパークプラグとなる。キャリア302の上
面には、上端が開口する筒状のホルダ23が一体的に取
り付けられている。そして、ワークWは、後端側からこ
のホルダ23内に着脱可能に挿通されるとともに、主体
金具W3の六角部W6がホルダ23の開口周縁部にて支持
され、接地電極W2側が上となるように立てた状態でキ
ャリア302とともに搬送される。
【0009】図1のワーク搬入機構11、ワーク排出機
構16及び不合格品排出機構17は、例えば図2に示す
ように、リニアコンベア300(図1)の搬送方向Cの
側方に設定されたワーク供給部あるいはワーク排出部
(図2中のJ位置に設けられる)と、該搬入ないし排出
機構内に位置決めされたホルダ23との間でワークWを
移送する移送機構として構成される。該移送機構35
は、エアシリンダ37により昇降可能に保持されるチャ
ックハンド機構36と、エアシリンダ38等によりチャ
ックハンド機構36を進退駆動する進退駆動機構39等
を含んで構成される。チャックハンド機構36は図示し
ないエアシリンダ等により開閉駆動されるようになって
おり、エアシリンダ37により下降してワークWを保持
し、次いで上昇した後エアシリンダ38により進退駆動
されて移送先に移動し、そこで再び下降してワークWの
保持を解除し、移送を完了する。そして、ワーク搬入の
場合は、ワーク供給部にてワークWを受け取り、これを
リニアコンベア300のホルダ23まで移送してこれに
装着する。他方、ワーク排出の場合は、ホルダ23から
ワークWを抜き取り、これをワーク排出部(例えばワー
ク回収箱やシュータなど)まで移送して、これを排出す
る。
【0010】また、図3(a)は、接地電極整列機構1
2の構成例を概念的に示している。該接地電極整列機構
12は、ワーク(スパークプラグ)Wの先端部に対し、
その軸線方向に接近・離間可能、かつモータ151等に
より該軸線回りに所定角度(本実施例では180°,1
80°)単位で間欠的に回転可能に設けられた回転部材
150を有し、その回転部材150の底面には、同図
(b)に示すようにワークWの接地電極W2に対応した
幅及び深さの溝152が形成されている。ワークWが接
地電極整列機構12内に運び込まれると、回転部材15
0はワークWの先端に降下する。このとき、回転部材1
50の溝152の方向は、整列位置に対応するように位
置決めされている。接地電極整列機構12内に運び込ま
れた時点では接地電極W2の位置は不定であるから、回
転部材150が降下しても多くの場合は、溝152は、
接地電極W2とは嵌まり合わず、回転部材150はその
底面において接地電極W2上に乗った形となる。次いで
モータ151が作動し、同図(c)に示すように、回転
部材150が底面において接地電極W2上を滑りながら
軸線回りに回転する。接地電極W2はその回転の途中で
溝152に嵌まり込み、以降はワークWが回転部材15
0とともに連れ回る。そして、回転部材150は、始め
の位置からちょうど1回転したところで回転を停止す
る。これにより、接地電極W2は所定の整列位置に位置
決めされることとなる。なお、回転部材150の駆動部
はエア又は油圧によるロータリアクチュエータにより構
成してもよい。
【0011】次に、先端面位置測定装置13は、後述す
る仮曲げ加工に先立って中心電極W1の先端面位置を測
定するためのものであり、図4(a)に示すように位置
検出センサ115を備える。ワークWは、リニアコンベ
ア300に装着されて高さ位置固定となったホルダ23
に対し、接地電極W2が上側となるように立てた状態で
装着される。そして、位置検出センサ115(例えばレ
ーザー変位センサ等で構成される)は、先端面の高さ位
置を測定する制御部110(図8参照)により一定高さ
に保持されることで、搬入されたワークWに対し、中心
電極W1の先端面位置を上方から測定する。
【0012】また、仮曲げ装置14は、図4(b)及び
(c)に示すように、位置検出センサ115の検出する
ワークWの中心電極W1の先端面位置に基づき、該先端
面との間に略一定の隙間dが形成された状態にて仮曲げ
スペーサ42を位置決め配置し、その仮曲げスペーサ4
2に対し接地電極W2の先端側を、曲げパンチ43を用
いて中心電極W1とは反対側から押しつけることにより
仮曲げ加工を行うものである。曲げパンチ43は、例え
ば図示しないエアシリンダ等のパンチ駆動部により、接
地電極W2に対し仮曲げ加工のために接近・離間駆動さ
れる。仮曲げスペーサ42を中心電極W1の先端面に当
接させず所定の隙間dを生じさせた形で位置決めし、そ
の状態で曲げパンチ43により接地電極W2を該スペー
サ42に押しつけて仮曲げ工程を実施することで、電極
に欠けや傷などの欠陥不良が極めて発生しにくくなり、
高歩留まりを達成することが可能となる。
【0013】図5は、本曲げ装置15の一例を示すもの
である。この本曲げ装置15は、試験押圧手段と調整押
圧手段とを兼ねるものである。ワークWは、リニアコン
ベア300により装置15内に搬入され、所定の加工位
置に位置決めされる。そして、ワークWの加工位置に対
応する位置においてリニアコンベア300の搬送経路の
片側に、第一SB量測定手段、g1’測定手段、及び結
果第二SB量測定手段等の要部として機能するギャップ
撮影・解析ユニット3が、リニアコンベア300を挟ん
でこれと反対側に曲げ機構5がそれぞれ配置されてい
る。
【0014】ギャップ撮影・解析ユニット(以下、単に
撮影解析ユニットという)3は、フレーム22上に支持
された撮影カメラ4と、これに接続される制御部110
(図8参照)とを要部に構成されるものである。撮影カ
メラ4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4として構成されており、図11
に示すようにワークの中心電極W2と、これに対向する
接地電極W1と、それら中心電極W2と接地電極W1との
間に形成される火花ギャップgとを側方から撮影するよ
うになっている。
【0015】一方、図5において、曲げ機構5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51の前端面に、本体ケース52が取り付けられてい
る。その本体ケース5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にはロッド58を
介して押圧パンチ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に形成された雌ねじ部53aに上方から螺合する
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に対して接近
・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。
【0016】図4(c)に示すように、例えば先端が斜
め上方を向く形で仮曲げされた接地電極W2に対し、図
10(c)に示すように、上記押圧パンチ54を接近さ
せてこれを押圧することにより、接地電極W2の先端部
が中心電極W1の先端面とほぼ平行となるように本曲げ
加工が施され、かつ火花放電ギャップgの間隔が到達目
標ギャップ間隔gtに到達するように調整される。この
本曲げ加工は、試験押圧工程と調整押圧工程との2段階
にて実施されるが、その詳細については後述する。
【0017】なお、図5に示すように、この本曲げ加工
の実施時においてワークWは、軸線方向両側から押さえ
部材60,61との間に挟み付けらて固定されるように
なっている。本実施例では、図6に示すように、可動押
さえ部材61はスライダ62に取り付けられ、このスラ
イダ62がカム63により、駆動アーム64を介してス
ライダ74と連動して進退駆動される。なお、スライダ
62はガイド65に沿ってスライドするとともに、その
進退方向後端面には該スライダ62と一体移動するガイ
ドロッド66の一端が取り付けられている。また、その
ガイドロッド66の他端側は、ガイド65の後端部に設
けられた受けプレート67を貫いてさらに後方側に伸び
ており、その末端部には、スライダ62の前進位置限度
を規定するストッパ69が設けられている。
【0018】図8は、本曲げ装置15の電気的構成例を
示すブロック図である。まず、曲げ機構5の制御部12
0は、I/Oポート121とこれに接続されたCPU1
22、ROM123及びRAM124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おり、ROM12
3には制御プログラム123aが格納されている。RA
M124は、CPU122のワークエリアとして機能す
る。押圧パンチ駆動モータ56は、サーボ駆動ユニット
126を介してI/Oポート121に接続されており、
パルスジェネレータ(PG)129がつながれている。
また、I/Oポート121には記憶装置130が接続さ
れている。
【0019】撮影・解析ユニット3は、その制御部11
0が、I/Oポート111とこれに接続されたCPU1
12、ROM113及びRAM114等からなるマイク
ロプロセッサにより構成されており、ROM113には
解析プログラム113aが格納されている。RAM11
4は、CPU112のワークエリアとして機能する。ま
た、I/Oポート111には、CCDカメラ4(二次元
CCDセンサ115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1
16とを含む)が接続されている。
【0020】以下、スパークプラグ製造装置1の作動シ
ーケンスの一例について説明する。図7は、スパークプ
ラグ製造装置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、ROM
103及びRAM104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、リニアコンベア300(図1)の駆動部2
c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、これに接続されたコンベア駆動モータ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、スパークプラグ製造の各工程の実
施部、すなわちワーク搬入機構11、接地電極整列機構
12、先端面位置測定装置13、仮曲げ装置14、本曲
げ装置15、ワーク排出機構16、不合格品排出機構1
7が接続されている。なお、RAM104は、CPU1
02のワークエリアとして機能するほか、制御フラグの
記憶エリア等として使用される。
【0021】以下、製造装置1の作動について説明す
る。まず、図9は、図の主制御部100によるリニアコ
ンベア300の駆動処理プログラムMP1の流れであ
る。そのM101のステップでは、図7の各工程の実施
部11〜17に対して起動信号が送信される。これを受
けて、各工程実施部側では制御プログラムが一斉に起動
する。これら、制御プログラムは、それぞれ処理を終了
する毎にプログラムMP1に完了信号を返すようになっ
ている。他方、上記プログラムMP1側では、これら完
了信号を受ける毎に工程終了フラグ(図7のRAM10
4に形成されている)をオンにしてゆく(M102〜M
113)。そして、M115で全てのフラグがオンにな
れば、リニアコンベア300(図1)をワークWが次の
工程位置へ移動するのに必要な一定距離だけ駆動し(M
116)、フラグをリセットする(M117)。以下、
M101に戻って同様の処理を繰り返す。
【0022】上記起動信号を受けて、各工程実施部側で
の制御プログラムは、各工程実施位置(図1)に保持さ
れる複数のワークWに対し並列的に実行される。以下、
理解を容易にするために、1つのワークWに着目した場
合の工程実行順序に従い、各プログラムの処理の流れを
説明する。まず、ワーク搬入機構11によるワークWの
搬入処理では、搬入するべきワークWの有無を図示しな
いセンサ等で確認し、ワークWがあれば図1のワーク搬
入機構11は搬入動作となる。これにより、新しいワー
クWがホルダ23(図2)に装着される。動作完了とな
れば完了信号を送信する。搬入されたワークWは図1の
接地電極整列機構12に運ばれ、図3により既に説明し
た接地電極W2の整列処理がなされる。そして、さらに
次位置に運ばれ、先端面位置測定装置13により中心電
極W1の先端面位置の測定工程が実行される。図4
(a)に示すように、レーザー変位センサ115により
該先端面位置が、例えば所定の基準位置X0から見た高
さ位置hの形で測定される。この測定された先端面位置
のデータは、主制御部100(図7)に送信される。
【0023】測定された先端面位置は仮曲げ装置14
(図1)に転送される。仮曲げ装置14はこれを受け
て、図4によりすでに説明した仮曲げ工程を実施する。
仮曲げ工程が終了すれば図1においてワークWを本曲げ
装置15に移送し、本曲げ工程を実施する。
【0024】本曲げ工程においては、まず試験押圧工程
を行なう。すなわち、図10(a)に示す通り、制御部
120は、PG129からのパルス信号によりその回転
速度と回転角度位置とを参照しつつ、押圧パンチ54
が、接地電極W2よりも上方に設定された所定の退避位
置h0から試験押圧終了位置h1(これらは、図8の記憶
装置130等に予め記憶されている)に到達するまで、
サーボ駆動ユニット126を介してモータ56を所定の
速度で回転駆動する。
【0025】試験押圧終了位置h1に到達したら、押圧
パンチ54の加工を停止してこれを該位置に保持し、次
いで撮影・解析ユニット3(図8)に測定指令信号を送
り、押圧状態でのギャップ間隔g1’を測定する。図1
1は、制御部110(図8)によるギャップ間隔測定の
一例を概念的に示すもので(処理は解析プログラム43
aが司どる)、撮影カメラ4からの中心電極W1及び接
地電極W2の画像から、中心電極W1の先端面を特定し、
その両端位置A、Bにより定まる線分ABの中点Mを通
ってこれと直交する直線を中心線Oとして設定する。そ
して、その中心線Oと平行な測定直線Lを線分ABの方
向に走査しつつ、LとABとの交点Pと、同じく接地電
極W2の対向面との交点Qとを結ぶ線分PQの長さをギ
ャップ間隔として求める。この場合、測定直線Lの位置
毎に得られるギャップ間隔のうち、例えば最小のものを
ギャップ間隔の測定値として採用することができる。な
お、測定されたg1’の値は、図8の制御部120へ転
送され、図8のRAM124に格納される(他の測定値
についても同じ)。
【0026】g1’の測定が終了すれば、図10(b)
に示すように、押圧パンチ54を所定の退避位置へ上昇
・退避させ、押圧状態を解除した後、その押圧解除状態
のギャップ間隔g1を測定する。そして、スプリングバ
ック量を u1=g1 −g1’ ‥‥‥(1) として算出する。
【0027】続いて、調整押圧量s2の演算を行なう。
具体的には、調整押圧のためのストローク、すなわち調
整押圧終了位置を、以下の式で表される調整押圧量s2
が得られるように算出する。 s2=(g1−gt)+u2’‥‥‥(2) 調整押圧終了位置は、例えば図10(a)の試験押圧終
了位置h1との関係でいえば、スプリングバック量u1を
考慮することにより、h1+u1−s2として与えられ
る。
【0028】そして、図10(c)に示すように、押圧
パンチ54を再び下降させて調整押圧を行なう。このと
きの処理は、押圧終了位置を上記算出された調整押圧終
了位置とする以外は、試験押圧時と同様である。最後
に、調整押圧後のギャップ間隔の測定値g2を測定し、
図10(d)に示すように、合格範囲に入っているかど
うかを判定し、合格であれば図1のワーク排出機構16
にて、そのワークWを合格品として回収する。他方、不
合格品であれば、不合格品排出機構17にてそのワーク
Wを不合格品として回収する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスパークプラグ製造装置の一実施例を
模式的に示す平面図及び側面図。
【図2】移送機構の説明図。
【図3】接地電極整列機構をその作用とともに示す概念
図。
【図4】先端面位置測定装置及び予備曲げ装置の作動概
念を示す説明図。
【図5】本曲げ装置の一例を示す正面図。
【図6】押さえ部材の作動説明図。
【図7】主制御部の電気的構成を示すブロック図。
【図8】本曲げ装置の電気的構成を示すブロック図。
【図9】主制御部のリニアコンベア駆動処理の流れを示
すフローチャート。
【図10】試験押圧及び調整押圧の工程説明図。
【図11】画像によるギャップ間隔測定の概念を示す説
明図。
【符号の説明】
1 スパークプラグ製造装置 W ワーク(被処理スパークプラグ) W1 中心電極 W2 接地電極 W3 主体金具 g 火花ギャップ 3 撮影・解析ユニット 5 曲げ機構 15 本曲げ装置 54 押圧パンチ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁体中に配置された中心電極と、その
    絶縁体の外側に配置された主体金具と、一端がその主体
    金具の先端側端面に結合される一方、他端側が側方に曲
    げ返されて側面が前記中心電極の先端面と対向すること
    により、該中心電極先端面との間に火花ギャップを形成
    する接地電極とを備えたスパークプラグの製造方法であ
    って、前記火花ギャップのギャップ間隔を調整するため
    に、 撮影カメラによる中心電極及び接地電極の画像から、中
    心電極の先端面を特定し、 その両端位置A,Bにより定まる線分ABの中点Mを通
    ってこれと直交する直線と平行な測定直線Lを前記線分
    ABの方向に走査しつつ、前記測定直線Lと前記線分A
    Bとの交点Pと、同じく前記接地電極の対向面との交点
    Qとを結ぶ線分PQの長さをギャップ間隔として測定す
    ることを特徴とするスパークプラグの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記測定直線Lの各位置毎に得られる前
    記ギャップ間隔の値のうち、最小のものをギャップ間隔
    の測定値として採用する請求項1記載のスパークプラグ
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記ギャップ間隔の測定された被処理ス
    パークプラグに対し、前記火花ギャップが到達目標ギャ
    ップ間隔gtに到達するように、押圧パンチを用いて前
    記接地電極に、必要な調整押圧を行なう調整押圧工程を
    含む請求項1又は2に記載のスパークプラグの製造方
    法。
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