JP3966145B2 - スパークプラグの製造方法 - Google Patents

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ると共に、他端側が中心電極の先端部に対向して配置されている。
【０００３】
そして、火花ギャップを所定範囲内に調整すると共に、接地電極の他端側先端面を正対して見たときの中心電極の軸線と接地電極の中心とのずれ量を所定量以下に調整するようにしている。
【０００４】
因みに、火花ギャップ調整の際、火花ギャップ寸法を測定する必要があり、例えば、斜め反射照明により中心電極および接地電極のエッジ線を明瞭化し、エッジ線画像によって火花ギャップ寸法を測定するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３２９５２９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、火花ギャップ寸法を画像処理によって測定する方法は特許文献１に記載されている。しかしながら、中心電極の軸線と接地電極の中心とのずれ量を画像処理によって測定する方法は確立されておらず、そのため、ずれ量の調整を効率よく行うことができなかった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、中心電極の軸線と接地電極の中心とのずれ量の調整を効率よく行えるようにすることを目的とする。
【０００８】
【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）に接合されると共に、他端側が中心電極（１２）の先端部（１２ａ）に対向して配置され、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、軸線（Ｘ）に対して略直交方向に延びる対向部（１３ｂ）とを有し、脚部（１３ａ）の一端がハウジング（１０）に接合され、対向部（１３ｂ）が中心電極（１２）の先端部（１２ａ）に対向して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）の他端側先端面（１３ｃ）に正対する側から中心電極の先端部（１２ａ）および接地電極の他端側先端面（１３ｃ）に光を照射した状態で撮影した中心電極の先端部（１２ａ）および接地電極の他端側先端面（１３ｃ）の画像によって、接地電極の他端側先端面（１３ｃ）を正対して見たときの中心電極（１２）の軸線（Ｘ）と接地電極（１３）の中心（Ｙ）とのずれ量（Ｃ）を測定する測定工程（Ｓ１０〜Ｓ１４）と、接地電極（１３）の他端側の位置を修正してずれ量（Ｃ）を減少させる修正工程（Ｓ１５）とを含むことを特徴とする。
【０００９】
ところで、透過光による画像でずれ量を測定しようとした場合、接地電極における脚部、すなわちハウジングから立ち上がる部分が邪魔になるため、ずれ量の測定が困難であった。これに対し、請求項１の発明によれば、接地電極の他端側先端面に正対する側から照射して反射画像を撮影するため、接地電極における脚部の影響を受けず、従って、ずれ量を画像処理によって測定することが可能となり、ずれ量の調整を効率よく行うことができる。
【００１０】
また、請求項１に記載の発明では、接地電極の他端側先端面（１３ｃ）の画像から接地電極の他端側先端面（１３ｃ）の面積重心を求め、この面積重心を接地電極（１３）の中心（Ｙ）とすることを特徴とする。
【００１１】
ところで、エッジ処理した画像から接地電極の中心位置を求めた場合、接地電極の断面形状が統一されていないため、実際の接地電極の中心位置との間に誤差が生じやすい。これに対し、請求項１の発明によれば、画像から求めた接地電極の中心位置と本来の接地電極の中心位置との間の誤差を小さくすることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、修正工程（Ｓ１５）における接地電極（１３）の他端側の位置修正量は、位置修正の際のスプリングバックを考慮して決定されることを特徴とする。
【００１３】
これによると、スプリングバックの影響を排除して、ずれ量の調整精度を向上させることができる。
【００１４】
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。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜図６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の修正装置５の構成を示す模式図、図３は図１の両電極１２、１３の拡大図、図４は図３の両電極１２、１３のＡ矢視図、図５は両電極１２、１３のずれ修正の説明に供する模式図、図６は図１の画像処理装置３により実行される制御処理の流れを示す流れ図である。
【００１６】
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基合金よりなる接地電極１３が接合されている。
【００１７】
図３に示すように、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の先端部１２ａと対向して配置され、この対向部１３ｂと中心電極１２の先端部１２ａとの間に火花ギャップＧが形成されている。
【００１８】
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により両電極１２、１３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。より詳細には、接地電極１３の先端面１３ｃに正対する側から、中心電極１２の先端部１２ａおよび接地電極１３の先端面１３ｃに照明具２２から光を照射する。また、光を照射した状態で、接地電極１３の先端面１３ｃに正対する側から、中心電極１２の先端部１２ａおよび接地電極１３の先端面１３ｃをＣＣＤカメラ２１により撮影する。なお、接地電極１３の先端面１３ｃは、本発明の接地電極の他端側先端面に相当する。
【００１９】
画像処理装置３は、画像データに基づいて中心電極１２の軸線Ｘと接地電極１３の中心Ｙ（図５参照）とのずれ量Ｃ（図５参照）を計算し、モータコントローラ４を介して修正装置５（詳細後述）の電動モータを駆動することにより、接地電極１３の対向部１３ｂの位置を修正してずれ量Ｃを減少させるようになっている。
【００２０】
ここで、ずれ量Ｃをより具体的にいうと、図５のように接地電極１２の先端面１３ｃを正対して見た状態で中心電極１２の軸線Ｘに対して直交する方向の、軸線Ｘと中心Ｙとの距離である。
【００２１】
次に、図２により修正装置５について説明する。修正装置５は、接地電極１３の対向部１３ｂの位置を修正するものであり、画像処理装置３により作動が制御される電動モータ５１を有する。電動モータ５１の回転は第１ギヤ５２を介して第２ギヤ５３に伝達される。第２ギヤ５３の軸部５３ａには雄ネジ５３ｂが形成されており、軸部５３ａが治具保持具５４に挿入されている。
【００２２】
治具保持具５４には雌ネジ（図示せず）が形成されており、その雌ネジと第２ギヤ５３の雄ネジ５３ｂとが螺合し、電動モータ５１の回転に伴って治具保持具５４が図２における紙面左右方向に移動するようになっている。治具保持具５４には、接地電極１３に押し当てられる２つの治具５５が装着されており、２つの治具５５は所定の間隔をもって対向して配置されている。
【００２３】
また、修正装置５は、スパークプラグ１を両側から挟み込んで所定位置に位置決め保持するチャック５６を有し、このチャック５６は油圧作動のシリンダ５７によって往復動されるようになっている。
【００２４】
次に、図６に基づいて、画像処理装置３により実行される制御処理について説明する。
【００２５】
まず、ＣＣＤカメラ２１から接地電極１３の先端面１３ｃの画像データを入力し（Ｓ１０）、その画像データに基づいて接地電極１３の先端面１３ｃの面積重心を計算し、この面積重心を接地電極１３の中心Ｙとする（Ｓ１１）。
【００２６】
ところで、図４の実線は接地電極１３の先端面１３ｃの画像データをエッジ処理した画像の例であり、図４の破線は接地電極１３の先端面１３ｃの実際の形状を示している。そして、接地電極１３の断面形状は統一されていないため、エッジ処理した画像から求めた接地電極１３の中心Ｙｅと、実際の接地電極１３の中心Ｙｒとの間に、比較的大きな誤差が生じてしまう。これに対し、本実施形態のように、接地電極１３の先端面１３ｃの面積重心を接地電極１３の中心Ｙにすることにより、実際の接地電極１３の中心Ｙｒとの間の誤差を小さくすることができる。
【００２７】
Ｓ１１に続いて、ＣＣＤカメラ２１から中心電極１２の先端部１２ａの画像データを入力し（Ｓ１２）、その画像データに基づいて中心電極１２の先端部１２ａの面積重心を計算し、この面積重心を通る中心電極軸方向の線を、中心電極１２の軸線Ｘとする（Ｓ１３）。
【００２８】
次いで、Ｓ１１およびＳ１３での計算結果に基づいて中心電極１２の軸線Ｘと接地電極１３の中心Ｙとのずれ量Ｃを計算し（Ｓ１４）、そのずれ量Ｃを減少させるための修正動作を行う（Ｓ１５）。
【００２９】
このＳ１５での修正動作について詳細に説明する。まず、修正装置５の治具５５の移動量Ｄ（図５参照）を、Ｄ＝Ｂ＋Ｃ＋ＳＢの式にて求める。ここで、図５に示すように、Ｂは加工前（修正動作前）の接地電極１３と治具５５との距離、ＣはＳ１４で求めたずれ量、ＳＢは接地電極１３の対向部１３ｂの位置を修正する際のスプリングバック量である。
【００３０】
なお、図５において、治具５５を移動量Ｄだけ移動させた時の接地電極１３の位置を破線で示し、その後接地電極１３がスプリングバックにより戻った位置を二点鎖線で示している。また、図５では、破線および二点鎖線で示す接地電極１３の位置は、便宜的に図５における紙面上下方向にずらしている。
【００３１】
移動量Ｄを求めた後、モータコントローラ４を介して電動モータ５１を駆動することにより、治具５５を移動量Ｄだけ移動させて、接地電極１３を図５の破線位置まで押す。この後、電動モータ５１を逆回転して治具５５を原位置に戻すと、接地電極１３がスプリングバックにより二点鎖線で示す位置に戻る。以上の修正動作により、ずれ量Ｃを調整する。
【００３２】
Ｓ１５に続いて、修正動作後のずれ量Ｃを測定し、ずれ量Ｃが規格内に入っていなければ（Ｓ１６がＮＯ）、Ｓ１０に戻ってずれ量Ｃの計算および修正を再度行う。
【００３３】
上記した本実施形態によると、接地電極１３の先端面１３ｃに正対する側から照射して反射画像を撮影するため、脚部１３ａの影響を受けずにずれ量Ｃを画像処理によって測定することが可能となり、ずれ量Ｃの調整を効率よく行うことができる。
【００３４】
また、接地電極１３の先端面１３ｃの面積重心を接地電極１３の中心Ｙにすることにより、実際の接地電極１３の中心Ｙｒとの間の誤差を小さくすることができる。
【００３５】
また、スプリングバックの影響を考慮して治具５５の移動量Ｄを決定しているため、ずれ量Ｃの調整精度を向上させることができる。
【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の修正装置５の構成を示す模式図である。
【図３】図１の両電極１２、１３の拡大図である。
【図４】図３の両電極１２、１３のＡ矢視図である。
【図５】両電極１２、１３のずれ修正の説明に供する模式図である。
【図６】図１の画像処理装置３により実行される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…中心電極の先端部、
１３…接地電極、１３ｃ…接地電極の他端側先端面、Ｃ…ずれ量、
Ｘ…中心電極の軸線、Ｙ…接地電極の中心。

Claims (2)

1. 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）に接合されると共に、他端側が前記中心電極（１２）の先端部（１２ａ）に対向して配置され、前記接地電極（１３）は、前記中心電極（１２）の軸線（Ｘ）に対して略平行に延びる脚部（１３ａ）と、前記軸線（Ｘ）に対して略直交方向に延びる対向部（１３ｂ）とを有し、前記脚部（１３ａ）の一端が前記ハウジング（１０）に接合され、前記対向部（１３ｂ）が前記中心電極（１２）の先端部（１２ａ）に対向して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）の他端側先端面（１３ｃ）に正対する側から前記中心電極の先端部（１２ａ）および前記接地電極の他端側先端面（１３ｃ）に光を照射した状態で撮影した前記中心電極の先端部（１２ａ）および前記接地電極の他端側先端面（１３ｃ）の画像によって、前記接地電極の他端側先端面（１３ｃ）を正対して見たときの前記中心電極（１２）の軸線（Ｘ）と前記接地電極（１３）の中心（Ｙ）とのずれ量（Ｃ）を測定する測定工程（Ｓ１０〜Ｓ１４）と、
   前記接地電極（１３）の他端側の位置を修正して前記ずれ量（Ｃ）を減少させる修正工程（Ｓ１５）とを含み、
   前記測定工程では、前記接地電極の他端側先端面（１３ｃ）の画像から前記接地電極の他端側先端面（１３ｃ）の面積重心を求め、この面積重心を前記接地電極（１３）の中心（Ｙ）とすることを特徴とするスパークプラグの製造方法。
2. 前記修正工程（Ｓ１５）における前記接地電極（１３）の他端側の位置修正量は、位置修正の際のスプリングバックを考慮して決定され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。

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