JP3818250B2

JP3818250B2 - スパークプラグの製造方法

Info

Publication number: JP3818250B2
Application number: JP2002306915A
Authority: JP
Inventors: 猛司花井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: JP2004146101A; US20040078972A1; US7043813B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載された内燃機関に組み付けられるスパークプラグの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスパークプラグは、ハウジングの内部に柱状の中心電極が絶縁保持され、接地電極の一端がハウジングに接合され、接地電極の中間部を曲げることにより、接地電極の他端側が中心電極の先端面に対向して配置されている。そして、接地電極の仮曲げ時の曲げ量を規定するスペーサを用いることにより、仮曲げ終了時点での火花ギャップを所定範囲内に収めておき、その後本曲げを行って火花ギャップを規格内に収めるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１６４３２０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記文献１に記載の方法によれば、接地電極の他端側先端面の突き出し量は成り行きとなる。そのため、突き出し量のばらつきが大きくなり、スパークプラグの着火性能低下要因の１つとなっていた。なお、本明細書でいう「突き出し量」とは、中心電極の軸線から接地電極の他端側先端面までの、中心電極の軸線に対して直交する方向の寸法である。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、突き出し量の寸法精度を向上させることを第１の目的とし、火花ギャップおよび突き出し量の各寸法精度を共に向上させることを第２の目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ハウジング（１０）の内部に柱状の中心電極（１２）が絶縁保持され、接地電極（１３）の一端がハウジング（１０）に接合され、接地電極（１３）の他端側が中心電極（１２）の軸線（Ｘ）に対して略直交する角度まで接地電極（１３）の中間部が曲げられて、接地電極（１３）の他端側が中心電極（１２）の先端面（１２ａ）に対して所定の火花ギャップ（Ｇ）を有して対向配置されたスパークプラグの製造方法であって、接地電極（１３）の一端をハウジング（１０）に接合する接合工程と、接合工程後、押し型（４４）により接地電極（１３）の中間部を曲げて、接地電極（１３）の他端側を中心電極先端面（１２ａ）に対向させる仮曲げ工程と、仮曲げ工程後、接地電極（１３）の他端側の位置を調整して火花ギャップ（Ｇ）の寸法を調整する本曲げ工程とを含み、仮曲げ工程において接地電極（１３）の中間部を曲げる際の、軸線（Ｘ）に対して直交する方向への接地電極（１３）の他端側先端面（１３ｃ）の移動範囲を規定する受け型（４８、４９）を用意し、仮曲げ工程では、接地電極他端側先端面（１３ｃ）が受け型（４８、４９）に当たるまで接地電極（１３）の中間部を曲げることを特徴とする。
【０００７】
これによると、仮曲げ時には受け型により突き出し量が規定されるため、仮曲げ終了時点での突き出し量の寸法精度を向上させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、仮曲げ工程での軸線（Ｘ）方向の押し型（４４）の位置を、中心電極先端面（１２ａ）の位置を基準にして決定することを特徴とする。
【０００９】
これによると、仮曲げ時の火花ギャップ寸法のばらつきも小さくすることができるため、仮曲げ終了時点での火花ギャップおよび突き出し量の各寸法精度を共に向上させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、軸線（Ｘ）方向から接地電極（１３）を見たときの接地電極（１３）の両側面（１３ｄ）を受け型（４８、４９）により挟んだ状態で、仮曲げ工程を行うことを特徴とする。
【００１１】
これによると、接地電極両側面方向への接地電極の移動が受け型により防止されるため、正確な仮曲げを行うことができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、中心電極先端面（１２ａ）の位置を画像処理によって計測することを特徴とする。
【００１３】
ところで、上記文献１に記載の装置では中心電極先端面の位置をレーザにより計測しているが、レーザは被写界深度が浅いため、中心電極先端面の面状態（平面度、欠け等）や中心電極先端面位置のばらつきの影響を受けて、正確な計測ができないという問題があった。
【００１４】
これに対し、請求項４に記載の発明では、中心電極先端面の位置を画像処理により計測しているため、中心電極先端面の面状態や中心電極先端面位置のばらつきの影響を受けにくく、正確な計測が可能である。
【００１５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１〜図８は本発明の一実施形態を示すもので、図１は製造装置の全体構成を示す模式図、図２は図１の仮曲げ装置４の加工開始状態を示す側面図、図３は仮曲げ装置４の加工開始状態を示す平面図、図４は仮曲げ装置４の要部構成を示す斜視図、図５は仮曲げ装置４の加工終了状態を示す要部の側面図、図６は仮曲げ装置４の加工終了状態を示す平面図、図７は図１の本曲げ装置５を示す側面図、図８は図１の画像処理装置３により実行される本曲げ工程時の制御処理の流れを示す流れ図である。
【００１７】
図１において、スパークプラグ１は、導電性の鉄鋼材料よりなる略円筒形状のハウジング１０を有しており、ハウジング１０には、絶縁性に富むセラミックからなる略円筒形状の碍子１１が挿入固定されている。碍子１１の軸孔には、導電性の金属材料よりなる略円柱形状の中心電極１２が挿入固定され、ハウジング１０には、Ｎｉ基合金よりなる板状の接地電極１３が接合されている。
【００１８】
接地電極１３は、ハウジング１０に接合された時点では図１のように直線状であり、曲げ加工（詳細後述）後においては図７のような略Ｌ字形状になる。すなわち、接地電極１３は、中心電極１２の軸線Ｘに対して略平行に延びる脚部１３ａと、中心電極１２の軸線Ｘに対して略直交方向に延びる対向部１３ｂを有する。脚部１３ａの一端がハウジング１０に溶接され、対向部１３ｂが中心電極１２の先端面１２ａと対向して配置され、この対向部１３ｂと中心電極１２の先端面１２ａとの間に火花ギャップＧが形成されている。なお、対向部１３ｂは、本発明の接地電極１３の他端側に相当する。
【００１９】
図１に示すように、ＣＣＤカメラ２１と照明具２２とからなる撮影ユニット２により中心電極先端面１２ａ近傍が撮影され、その画像データが画像処理装置３に送られる。
【００２０】
画像処理装置３は、仮曲げ工程においては、画像データに基づいて中心電極先端面１２ａの位置を計測し、中心電極先端面１２ａの位置を基準にして仮曲げ装置４（詳細後述）の作動量を決定し、仮曲げ装置４の作動を制御するようになっている。
【００２１】
また、画像処理装置３は、本曲げ工程においては、画像データに基づいて火花ギャップＧの寸法を計測し、火花ギャップＧの計測値に基づいて本曲げ装置５（詳細後述）の作動量を決定し、本曲げ装置５の作動を制御するようになっている。
【００２２】
次に、図２〜図６に基づいて仮曲げ装置４について説明する。まず、接地電極１３の仮曲げを行う仮曲げ装置４は、画像処理装置３により作動が制御される２つの電動モータ４１、４２を有し、第１モータ４１により保持具４３が軸線Ｘ方向（天地方向）に駆動される。
【００２３】
保持具４３には第２モータ４２が装着されており、第２モータ４２により押し型４４およびカムプレート４５が前後方向に一体的に駆動される。そして、押し型４４がスパークプラグ１側（前方）に向かって動かされると、押し型４４が接地電極１３に当接してその中間部を押し曲げるようになっている（図５、図６参照）。
【００２４】
カムプレート４５の移動に伴って揺動する２つのリンクレバー４６、４７は、その一端側のピン４６ａ、４７ａがカムプレート４５のカム溝４５ａに摺動自在に挿入され、中間部の軸４６ｂ、４７ｂが保持具４３に回動自在に支持され、他端側に受け型４８、４９が装着されている。
【００２５】
２つの受け型４８、４９は、仮曲げ時の接地電極１３の形状等を規定するもので、仮曲げの際に接地電極１３の中間部に当接する中間部位置決め部４８ａ、４９ａと、仮曲げの際に接地電極１３の先端面１３ｃの前方への移動範囲を規定して仮曲げの際の突き出し量Ｌ（図５参照）を規定するための先端面位置決め部４８ｂ、４９ｂとが、対向面４８ｃ、４９ｃに形成されている。
【００２６】
そして、押し型４４およびカムプレート４５が加工開始位置（図２、図３の位置）から加工終了位置（図５、図６の位置）に向かって動くのに伴って、リンクレバー４６、４７が図３の状態から図６の状態のように回動し、２つの受け型４８、４９が次第に近づくようになっている。
【００２７】
ここで、押し型４４が接地電極１３に当接する時点、すなわち接地電極１３が曲げられ始める時点では、２つの受け型４８、４９が最接近していて、第１受け型４８の両位置決め部４８ａ、４８ｂと第２受け型４９の両位置決め部４９ａ、４９ｂとが当接するようになっている。
【００２８】
また、２つの受け型４８、４９が最接近した状態では、第１受け型４８の対向面４８ｃと第２受け型４９の対向面４９ｃとにより、軸線Ｘ方向から接地電極１３を見たときの接地電極１３の両側面１３ｄ（図３参照）が、僅かな隙間をもって挟まれている。
【００２９】
次に、本曲げ装置５について図７により説明する。本曲げ装置５は、仮曲げ工程後に接地電極対向部１３ｂの位置を調整して火花ギャップＧの寸法を調整するもので、画像処理装置３により作動が制御される電動モータ５１を有し、このモータ５１により加工ヘッド５２が天地方向に駆動される。
【００３０】
次に、上記した製造装置による接地電極１３の加工について説明する。
【００３１】
（１）接合工程
まず、ハウジング１０に直線状の接地電極１３を接合し、その後ハウジング１０に碍子１１や中心電極１２等を組み付けて、図１に示す構成のスパークプラグ１を得る。
【００３２】
（２）仮曲げ工程
上記した接合工程の後、図１に示すように、スパークプラグ１を図示しない保持手段によって位置決め保持し、ＣＣＤカメラ２１により中心電極先端面１２ａ近傍を撮影する。画像処理装置３は、その画像データに基づいて中心電極先端面１２ａの位置を計測する。
【００３３】
次に、画像処理装置３は、中心電極先端面１２ａの位置を基準にして、押し型４４および２つの受け型４８、４９の天地方向の目標位置を演算する。この目標位置は、仮曲げ後の火花ギャップＧの寸法が規格値に近い寸法になるように設定される。そして、第１モータ４１の作動を制御して、押し型４４および２つの受け型４８、４９を目標の天地方向位置に移動させる（図２、図３の状態）。
【００３４】
次に、画像処理装置３は、第２モータ４２の作動を制御して押し型４４およびカムプレート４５を前方に向かって所定位置まで移動させる。押し型４４およびカムプレート４５の移動に伴うリンクレバー４６、４７の回動によって２つの受け型４８、４９が接近し、押し型４４が接地電極１３に当接する時点では２つの受け型４８、４９が最接近している。
【００３５】
押し型４４が接地電極１３に当接した後さらに前方に移動すると、第１受け型４８の中間部位置決め部４８ａおよび第２受け型４９の中間部位置決め部４９ａに、接地電極１３の中間部が当接しているため、接地電極１３がその中間部にて曲げられる。これにより、軸線Ｘに対して略直交方向に延びて中心電極先端面１２ａに対向する対向部１３ｂが形成される（図５、図６の状態）。
【００３６】
このとき、図５に示すように、第１受け型４８の先端面位置決め部４８ｂおよび第２受け型４９の先端面位置決め部４９ｂに、接地電極先端面１３ｃが当接することにより、接地電極先端面１３ｃの前方への移動範囲が規定され、ひいては突き出し量Ｌが規定される。
【００３７】
また、第１受け型４８の対向面４８ｃと第２受け型４９の対向面４９ｃとにより、接地電極１３の両側面１３ｄが挟まれているため、両側面１３ｄ方向への接地電極１３の移動が防止される。因みに、両側面１３ｄ方向は、図３および図６に示す左右方向であり、換言すると、軸線Ｘに対して直交する面において、中心電極対向部１３ｂの長手方向に対して直交する方向である。
【００３８】
（３）本曲げ工程
上記した仮曲げ工程の後、図７に示す本曲げ装置５を用いて火花ギャップＧの寸法を調整する。この本曲げ工程について、本曲げ工程時の制御処理の流れを示す図８に基づいて説明する。
【００３９】
まず、ＣＣＤカメラ２１からの画像データに基づいて仮曲げ後の火花ギャップＧの寸法を計測し（Ｓ１０）、その火花ギャップＧの計測値に基づいて、加工ヘッド５２を下降させる際の電動モータ５１の停止位置を計算する（Ｓ１１）。
【００４０】
次に、その電動モータ５１の停止位置まで電動モータ５１を作動させて、加工ヘッド５２を所定位置（図７に二点鎖線で示す位置）まで下降させることにより、加工ヘッド５２にて接地電極対向部１３ｂを押して火花ギャップＧの寸法を調整する（Ｓ１２）。
【００４１】
次に、電動モータ５１を逆回転させて加工ヘッド５２を上昇させ（Ｓ１３）、本曲げ後の火花ギャップＧの寸法を計測し（Ｓ１４）、その火花ギャップＧの計測値が規格内であるか否かを判定する（Ｓ１５）。そして、火花ギャップＧの計測値が規格よりも小さい場合は不良品として処理し（Ｓ１６）、火花ギャップＧの計測値が規格よりも大きい場合はＳ１１に戻って火花ギャップＧの再調整を行う。
【００４２】
上記した本実施形態によると、第１受け型４８の先端面位置決め部４８ｂおよび第２受け型４９の先端面位置決め部４９ｂにより、仮曲げ時の突き出し量Ｌが規定されるため、仮曲げ終了時点での突き出し量Ｌの寸法精度を向上させることができる。
【００４３】
また、仮曲げ後の火花ギャップＧの寸法が規格値に近い寸法になるように、押し型４４および２つの受け型４８、４９の目標位置を設定するため、仮曲げ時の火花ギャップ寸法のばらつきが小さくなって、仮曲げ終了時点での火花ギャップＧの寸法精度を向上させることができる。
【００４４】
また、第１受け型４８の対向面４８ｃと第２受け型４９の対向面４９ｃとにより、接地電極１３の両側面１３ｄが挟まれて、両側面１３ｄ方向への接地電極１３の移動が防止されるため、正確な仮曲げを行うことができる。
【００４５】
また、中心電極先端面１２ａの位置を画像処理により計測しているため、中心電極先端面１２ａの面状態や中心電極先端面１２ａの位置のばらつきの影響を受けにくく、正確な計測が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の実施に用いる製造装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】図１の仮曲げ装置４の加工開始状態を示す側面図である。
【図３】仮曲げ装置４の加工開始状態を示す平面図である。
【図４】仮曲げ装置４の要部構成を示す斜視図である。
【図５】仮曲げ装置４の加工終了状態を示す要部の側面図である。
【図６】仮曲げ装置４の加工終了状態を示す平面図である。
【図７】図１の本曲げ装置５を示す側面図である。
【図８】図１の画像処理装置３により実行される本曲げ工程時の制御処理の流れを示す流れ図である。
【符号の説明】
１０…ハウジング、１２…中心電極、１２ａ…中心電極の先端面、
１３…接地電極、１３ｃ…接地電極の他端側先端面、
４４…押し型、４８、４９…受け型、Ｇ…火花ギャップ、
Ｘ…中心電極の軸線。

Claims

ハウジング（１０）の内部に柱状の中心電極（１２）が絶縁保持され、接地電極（１３）の一端が前記ハウジング（１０）に接合され、前記接地電極（１３）の他端側が前記中心電極（１２）の軸線（Ｘ）に対して略直交する角度まで前記接地電極（１３）の中間部が曲げられて、前記接地電極（１３）の他端側が前記中心電極（１２）の先端面（１２ａ）に対して所定の火花ギャップ（Ｇ）を有して対向配置されたスパークプラグの製造方法であって、
前記接地電極（１３）の一端を前記ハウジング（１０）に接合する接合工程と、
前記接合工程後、押し型（４４）により前記接地電極（１３）の中間部を曲げて、前記接地電極（１３）の他端側を前記中心電極先端面（１２ａ）に対向させる仮曲げ工程と、
前記仮曲げ工程後、前記接地電極（１３）の他端側の位置を調整して前記火花ギャップ（Ｇ）の寸法を調整する本曲げ工程とを含み、
前記仮曲げ工程において前記接地電極（１３）の中間部を曲げる際の、前記軸線（Ｘ）に対して直交する方向への前記接地電極（１３）の他端側先端面（１３ｃ）の移動範囲を規定する受け型（４８、４９）を用意し、
前記仮曲げ工程では、前記接地電極他端側先端面（１３ｃ）が前記受け型（４８、４９）に当たるまで前記接地電極（１３）の中間部を曲げることを特徴とするスパークプラグの製造方法。
前記仮曲げ工程での前記軸線（Ｘ）方向の前記押し型（４４）の位置を、前記中心電極先端面（１２ａ）の位置を基準にして決定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の製造方法。
前記軸線（Ｘ）方向から前記接地電極（１３）を見たときの前記接地電極（１３）の両側面（１３ｄ）を前記受け型（４８、４９）により挟んだ状態で、前記仮曲げ工程を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のスパークプラグの製造方法。
前記中心電極先端面（１２ａ）の位置を画像処理によって計測することを特徴とする請求項２に記載のスパークプラグの製造方法。