JP4037374B2 - スパークプラグの検査方法及びそれを用いたスパークプラグの製造方法 - Google Patents

Description

この発明はスパークプラグの検査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。

特開平１１−１２１１４３号公報

従来、スパークプラグの製造時に、溶接等により金属部材を接合する場合、いわゆるスパッタと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。なお、画像処理によりスパークプラグの検査を行なう方法は特許文献１等を例示できる。

本発明の解決すべき課題は、溶接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スパークプラグの検査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。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記のような課題を解決するために本発明は、
複数の金属部材がレーザ溶接又は抵抗溶接により接合されてなるスパークプラグの接合ワーク部材の外面に付着した、前記溶接時に飛散する金属片に由来する突起状付着物を検出することによりスパークプラグを検査する方法であって、
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、該基準ワーク外形線の周囲に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とともに、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確認工程と、を含み、
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ことにより、スパークプラグの接合ワーク部材の検査を行なうとともに、
基準ワーク外形線上における、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、基準ワーク外形線と検出線との距離を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ことを特徴とする。

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。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。

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ことができる。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。

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。

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、本発明のスパークプラグの検査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。

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。

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。

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１０２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。

基準ワーク部材１００に基づく検出線１０２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。

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。

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１００ｂ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１００ｂ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。

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１００ａ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。

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。

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、(2)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１０ｅ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。

さらに、図２のように基準ワーク部材１００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。

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。

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。

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。

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ＸＹ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１０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。

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。

次に、スパークプラグの検査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、ＲＡＭ１１４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。

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ＣＰＵ１１２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。

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１００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１００ａ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。

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１０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。

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。

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。

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。

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。

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。

なお、上記したスパークプラグの検査方法は、スパークプラグにおけるスパークプラグの検査方法に適用でき、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、上記スパークプラグの検査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。

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。

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。

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、Ｐｔ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−１〜２０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％Ｐｔ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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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３の別例について示す図。 本発明のスパークプラグの検査方法の具体的な流れの一例を示すフローチャート。 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。 検出装置を模式的に示す模式図。 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。 回転角度の設定について説明する説明図。 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。 接合ワーク部材の別例について示す図。 基準点の検出方法例について示す図。 第一部材基準点の設定方法について示す説明図。 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

Claims (10)

1. 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スパークプラグの接合ワーク部材の外面に付着した、前記溶接時に飛散する金属片に由来する突起状付着物を検出することにより前記スパークプラグを検査する方法であって、
   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、該基準ワーク外形線の周囲に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とともに、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確認工程と、を含み、
   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ことにより、前記スパークプラグの接合ワーク部材の検査を行なうとともに、
   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ことを特徴とするスパークプラグの検査方法。
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１記載のスパークプラグの検査方法。
3. 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２記載のスパークプラグの検査方法。
4. 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２記載のスパークプラグの検査方法。
5. 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４に記載のスパークプラグの検査方法。
6. 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１ないし５のいずれか１項に記載のスパークプラグの検査方法。
7. 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６に記載のスパークプラグの検査方法。
8. 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６又は７に記載のスパークプラグの検査方法。
9. 前記接合ワーク部材は、スパークプラグの電極母材と、これに溶接される貴金属チップとを有する請求項１ないし８のいずれか１項に記載のスパークプラグの検査方法。
10. 請求項１ない９のいずれか１項に記載のスパークプラグの検査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。

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