JP4653604B2

JP4653604B2 - スパークプラグの検査方法およびそれを用いた製造方法

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Publication number: JP4653604B2
Application number: JP2005266035A
Authority: JP
Inventors: 典正彦坂; 伸一郎光松
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2025-09-13
Also published as: JP2007080638A

Description

本発明は、スパークプラグの製造過程において一体に組み付けられた主体金具と絶縁碍子とを検査するスパークプラグの検査方法およびそれを用いた製造方法に関するものである。

従来、内燃機関には点火のためのスパークプラグが用いられている。このスパークプラグでは、一般的には、中心電極が挿設された絶縁碍子を保持する主体金具の燃焼室側の先端部に接地電極を接合して、接地電極の他端部を中心電極の先端部の先端面と対向させて、火花放電ギャップを形成している。そして、中心電極と接地電極との間で火花放電が行われ、両電極間に曝された混合気に着火することにより、火炎核が形成される。

このようなスパークプラグの製造過程では、直棒状の接地電極の先端部側を主体金具の先端面よりも上方に向けた状態で、接地電極の基端部と主体金具の先端面とを抵抗溶接等により接合している。このとき、主体金具と接地電極との接合部位が部分的に突起したり、接合部位に溶接ダレが生じたりすることで、いわゆる溶接突起部が形成されてしまう場合がある。この溶接突起部が形成されたままスパークプラグが組み立てられると、製品の外観を損なったり、主体金具の内周面と絶縁碍子の外周面との間のクリアランスが狭くなり横飛火の原因となってしまう虞がある。

そこで、主体金具と接地電極との溶接が行われた後に、切削やせん断により溶接突起部を除去する工程が行われている。特に、主体金具の外周面側に形成された溶接突起部の切削除去を行う場合には、一般に、主体金具の先端面を上方に向け、その上方から主体金具の軸線方向に沿って下降させた切削刃の刃先を溶接突起部に当接させて、溶接突起部の切削除去が行われる。

その後、ねじ山が転造され、めっきが施された主体金具に、中心電極を保持した絶縁碍子が加締められ、一体に組み付けられる。このとき、主体金具の軸線に対し絶縁碍子の偏芯が生ずる場合があり、主体金具の内周面と絶縁碍子の外周面との間のクリアランスを十分に確保できない場合がある。そこで、主体金具と絶縁碍子とが一体に組み付けられた際に、そのクリアランスが確保されているか検査が行われている。具体的には、所定の太さのピンゲージを主体金具と絶縁碍子との間隙に挿入して一周させ、少なくともピンゲージの直径分のクリアランスが確保されているか検査が行われている。そして検査に合格した接地電極を折り曲げ、その先端部と中心電極の先端との間で火花放電ギャップを形成して、スパークプラグが完成される。

ところで、火花放電ギャップの大きさは発火性能にかかわるため厳格に管理されており、その検査では、中心電極の先端側からＣＣＤカメラにより火花放電ギャップの画像を撮影し、その画像から火花放電ギャップの大きさの測定が行われている。そして撮影した画像に対し画像処理を施し、得られた火花放電ギャップの大きさに基づき接地電極の曲げを調整する押圧パンチを制御して、火花放電ギャップの大きさの調整を行う方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−１８２７４８号公報

しかしながら、ピンゲージによる主体金具の内周面と絶縁碍子の外周面との間のクリアランスの検査は手作業で行う必要があり、手間がかかるという問題があった。この検査を容易にするには、特許文献１のように、ＣＣＤカメラにより上記クリアランスの画像の撮影を行い、画像処理によりクリアランスの大きさを解析し、検査を行えばよい。しかし、中心電極の先端側からＣＣＤカメラにより主体金具の先端面を撮影した場合、接地電極が接合された部分では、接地電極の像により先端面の内周が隠されてしまい、その部位のクリアランスの大きさの確認ができないという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、スパークプラグの製造過程において、主体金具と絶縁碍子とが一体に組み付けられた際に、主体金具の内周面と絶縁碍子の外周面との間のクリアランスの検査を容易に行うことができるスパークプラグの検査方法およびそれを用いた製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のスパークプラグの検査方法は、スパークプラグの製造過程において主体金具と絶縁碍子とが一体に組み付けられた際に、前記主体金具の内周面と前記絶縁碍子の外周面との間のクリアランスが規定値以上であるか否かを検査するスパークプラグの検査方法であって、先端面に接地電極が溶接された前記主体金具と前記絶縁碍子とが一体に組み付けられた組立体を、前記主体金具の前記先端面側から撮影手段により撮影する撮影工程と、その撮影された画像から、前記絶縁碍子の外周輪郭線と、前記主体金具の内周輪郭線とを決定する輪郭線決定工程と、決定された前記外周輪郭線から、前記絶縁碍子の中心位置を算出する中心位置算出工程と、算出された前記中心位置を中心とする全方向のうち、前記主体金具の前記先端面に溶接された前記接地電極の配置されている方向の範囲である接地電極範囲を決定する範囲決定工程と、予め定められた直径を有し、前記中心位置から前記接地電極範囲の中央に向かう方向を通る直線上に中心を有するとともに、その直線が前記内周輪郭線と交差する２つの交点のうち、前記接地電極範囲に含まれない側の交点に外接する仮想円を決定する仮想円決定工程と、前記中心位置を基準とする径方向のうち前記接地電極範囲に含まれない方向において、前記外周輪郭線と前記内周輪郭線との間の距離が、予め定められた前記規定値よりも大きいか否かを判定する実隙間判定工程と、前記中心位置を基準とする径方向のうち前記接地電極範囲に含まれる方向において、前記外周輪郭線と仮想円との間の距離が、予め定められた前記規定値よりも大きいか否かを判定する仮想隙間判定工程とを備えている。

また、請求項２に係る発明のスパークプラグの製造方法は、請求項１に記載の検査方法を用い、主体金具と絶縁碍子とが一体に組み付けられた組立体の前記主体金具の内周面と前記絶縁碍子の外周面との間のクリアランスが規定値以上であるか否かを検査する工程を含むことを特徴とする。

請求項１に係る発明のスパークプラグの検査方法では、主体金具と絶縁碍子とが一体に組み付けられた組立体を主体金具の先端面側から撮影し、画像処理により絶縁碍子の外周輪郭線と主体金具の内周輪郭線とを決定することで、絶縁碍子の外周面と主体金具の内周面との間のクリアランスを識別することができる。そして、外周輪郭線と主体金具の内周輪郭線との間の距離を規定値と比較することで、クリアランスの検査を行って、主体金具に対する絶縁碍子の偏芯がないかを確認することができる。ところで、主体金具の先端面に接合された接地電極の像により、撮影された画像において、クリアランスの一部が隠されてしまう場合がある。そこで、絶縁碍子の中心位置を基準に接地電極の配置されている方向の接地電極範囲を特定し、その接地電極範囲においては、スパークプラグの製造過程における他の工程で、主体金具の内径として保証した径の仮想円を用い、絶縁碍子の外周輪郭線と仮想円との間の距離をもって規定値以上のクリアランスが設けられているか否かを検査する。このようにすれば、接地電極の像により隠された部分においても、規定値以上のクリアランスが設けられているか検査することができる。

そして、スパークプラグの製造過程において、上記のような検査方法により主体金具の内周面と絶縁碍子の外周面との間のクリアランスの検査を行えば、従来のように規定径のピンゲージをクリアランスに差し込んで一周させることで検査を行う必要がなく、組立体の傷付きを防止することができる。また、撮影画像を処理し解析して行うため、無人検査を行うことができ、検査の高速化を図ることができるとともに、生産コストを低減することができる。

以下、本発明を具体化したスパークプラグの製造方法の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本実施の形態のスパークプラグの製造方法によって製造されるスパークプラグの一例としてのスパークプラグ１００の構造について説明する。図１は、スパークプラグ１００の部分断面図である。なお、図１に示すスパークプラグ１００の軸線Ｏ方向において、中心電極２０が設けられた側をスパークプラグ１００の先端側とし、接続端子４０が設けられた側を後端側として説明する。

図１に示すように、スパークプラグ１００は、概略、絶縁碍子１０と、この絶縁碍子１０を保持する主体金具５０と、絶縁碍子１０の軸孔１２内に保持された中心電極２０と、主体金具５０に接合され、先端部３１が中心電極２０の先端部２２に対向する接地電極３０と、絶縁碍子１０の後端側に設けられた接続端子４０とから構成されている。

まず、このスパークプラグ１００の絶縁体を構成する絶縁碍子１０について説明する。絶縁碍子１０は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、軸線Ｏ方向に軸孔１２を有する筒状の絶縁部材である。軸線Ｏ方向の略中央には外径が最も大きな鍔部１９が形成されており、これより後端側には後端側胴部１８が形成されている。鍔部１９より先端側には後端側胴部１８より外径の小さな先端側胴部１７が形成され、さらにその先端側胴部１７よりも先端側に、先端側胴部１７よりも外径の小さな脚長部１３が形成されている。脚長部１３は先端側ほど縮径されており、スパークプラグ１００が図示外の内燃機関に組み付けられた際には、その燃焼室に曝される。

次に、中心電極２０について説明する。中心電極２０は、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル系合金等からなる電極母材の中心部に、放熱促進のための銅または銅合金などで構成された金属芯２３が埋設された棒状の電極である。中心電極２０の先端部２２は絶縁碍子１０の先端面から突出しており、先端側に向かって径小となるように形成されている。その先端部２２の先端面には、柱状の電極チップ９０が、柱軸を中心電極２０の軸線にあわせるようにして溶接されている。さらにその電極チップ９０の先端には、耐火花消耗性を向上するため貴金属からなる貴金属チップ９１が接合されている。この中心電極２０は、軸孔１２の内部に設けられたシール材４および抵抗体３を経由して、軸孔１２の後端側に保持される接続端子４０と電気的に接続されている。接続端子４０の後端部４２は絶縁碍子１０の後端より露出され、この後端部４２に、プラグキャップ（図示外）を介して高圧ケーブル（図示外）が接続され、外部回路より中心電極２０に高電圧が印加されるようになっている。

次いで、主体金具５０について説明する。主体金具５０は絶縁碍子１０を保持し、図示外の内燃機関にスパークプラグ１００を固定するための円筒状の金具である。主体金具５０は、絶縁碍子１０の鍔部１９近傍の後端側胴部１８から、鍔部１９、先端側胴部１７および脚長部１３を取り囲むようにして絶縁碍子１０を保持している。そして、絶縁碍子１０の脚長部１３の外周面１４と、主体金具５０先端側の内周面５８との間には、横飛火防止のため、規定距離のクリアランスが設けられている。

主体金具５０は低炭素鋼材で形成され、図示外のスパークプラグレンチが嵌合する工具係合部５１と、図示外の内燃機関上部に設けられたエンジンヘッドに螺合するねじ部５２とを備えている。さらに、主体金具５０は工具係合部５１の後端側に加締め部５３を有している。この加締め部５３を加締めることにより、主体金具５０の内周に形成した段部５６に、絶縁碍子１０の先端側胴部１７と脚長部１３との間の段部１５が板パッキン８を介して支持され、主体金具５０と絶縁碍子１０とが一体にされる。加締めによる密閉を完全なものとするため、主体金具５０の加締め部５３近傍の内周面と、絶縁碍子１０の鍔部１９近傍の後端側胴部１８の外周面との間に環状のリング部材６，７が介在され、リング部材６，７の間にはタルク（滑石）９の粉末が充填されている。また、主体金具５０の中央部には鍔部５４が形成され、ねじ部５２の後端部側（図１における上部）近傍、すなわち鍔部５４の座面５５にはガスケット５が嵌挿されている。

次に、接地電極３０について説明する。接地電極３０は耐腐食性の高い金属から構成され、一例としてインコネル（商標名）６００または６０１などのニッケル系合金が用いられている。この接地電極３０は、自身の長手方向と直交する横断面が略長方形であり、屈曲された角棒状の外形を呈している。そして、角棒状の基端部３２が、軸線Ｏ方向における主体金具５０先端側の先端面５７に抵抗溶接により接合されている。この主体金具５０の先端面５７には、その内周側に、テーパ状に面取りされたテーパ面５９が形成されている。一方、この接地電極３０の基端部３２とは反対側の先端部３１は中心電極２０の先端部２２に対向するよう屈曲され、両者間で火花放電ギャップが形成されている。

次に、本実施の形態のスパークプラグ１００の製造過程において、主体金具５０と絶縁碍子１０とが一体に組み付けられた際に、主体金具５０先端側の内周面５８と絶縁碍子１０の脚長部１３の外周面１４との間のクリアランスの大きさを検査するための検査装置２００の構成について説明する。図２は、スパークプラグ１００の検査装置２００の概略的な構成を示す図である。

図２に示す、検査装置２００は、スパークプラグ１００の製造過程において、主体金具５０と絶縁碍子１０とが一体に組み付けられた組立体１５０に対し、主体金具５０の内周面５８と絶縁碍子１０の外周面１４との間のクリアランスが規定値以上であるか否かを検査するための装置である。検査装置２００は、主体金具５０の先端面５７を上方に向けた状態で組立体１５０を保持する保持台２４０と、主体金具５０の先端面５７側にて軸線Ｏに光軸をあわせるように配置され、上記クリアランスを撮影するためＣＣＤイメージセンサを内蔵したＣＣＤカメラ２１０と、ＣＣＤカメラ２１０による撮影の際に、主体金具５０の先端面５７を照らすための円環状の照明灯２３０と、汎用の画像処理プロセッサを内蔵し、ＣＣＤカメラ２１０から入力される撮影画像の解析を行ってクリアランスの検査を行うための公知の画像処理装置２２０とから構成されている。なお、ＣＣＤカメラ２１０が、本発明における「撮影手段」に相当する。

次に、主体金具５０と絶縁碍子１０とが一体に組み付けられた組立体１５０のクリアランスの検査を行う一連の工程を含むスパークプラグ１００の製造方法について、図２〜図８を参照して説明する。なお、本実施の形態の要部の製造方法を中心に説明し、公知部分については説明を省略または簡略化する。図３は、主体金具５０の外周側に形成された溶接ダレを切削する様子を示す図である。図４は、主体金具５０の内周側に形成された溶接ダレを切削する様子を示す図である。図５は、クリアランスの検査の過程を示すフローチャートである。図６は、ＣＣＤカメラ２１０で撮影した組立体１５０の様子を模式的に示す図である。図７は、組立体１５０の撮影画像を２値化した様子を模式的に示す図である。図８は、組立体１５０の２値化画像から輪郭線を取得した仮想画像の様子を模式的に示す図である。

まず、主原料にアルミナを使用し、所定の形状になるように研削等を行い高温で焼成することによって絶縁碍子１０が形成される。一方、前述のニッケル系合金により、棒状の中心電極２０および接地電極３０が作製される。なお、中心電極２０の形成時には、金属芯２３を挿入して形成している。形成された絶縁碍子１０へガラスシール工程によって中心電極２０、シール材４、抵抗体３、予め塑性加工等によって作製された接続端子４０等が一体に形成される。なお、このガラスシール工程において絶縁碍子１０の表面に釉薬層を形成してもよい。

主体金具５０は、鋼鉄材料を使用し、所定の形状に塑性加工や切削、転造加工を行うことによって作製される。この際、主体金具５０には所定の形状の工具係合部５１、ねじ部５２（ねじ山は非形成の状態）、鍔部５４等が形成される。

そして、絶縁碍子１０等を組み付ける前の円筒状の主体金具５０の先端面５７に、接地電極３０の基端部３２が抵抗溶接により接合される。接地電極３０は曲げ加工が施される前の棒状の状態であり、その先端部３１を主体金具５０の先端面５７よりも上方に向けた状態で接合される。このとき、接地電極３０の基端部３２と主体金具５０の先端面５７との接合部位に溶接による突起（いわゆる溶接ダレ）が形成されることがある。このため、溶接ダレ切削除去の下準備として、接地電極３０の先端部３１が基端部３２よりも主体金具５０の内周側に傾けられる接地電極傾斜工程が実施される。

次に、溶接ダレの切削工程が行われる。切削工程では、主体金具５０の外周側に形成された溶接ダレ（図３に示す溶接突起部８１）を切削する第１切削工程と、内周側に形成された溶接ダレ（図４に示す溶接突起部８０）を切削する第２工程とが順に行われる。

図３に示すように、第１切削工程では、接地電極３０の傾斜した主体金具５０が先端面５７を上向きにして保持され、その上方より公知の切削刃５００が、軸線Ｏ方向に沿って真っ直ぐ下降され、溶接突起部８１に当接した刃先によって溶接突起部８１の切削除去が行われる。このとき、上記のように接地電極傾斜工程において接地電極３０の先端部３１が基端部３２よりも内周側に傾けられているので、切削刃５００が下降しても接地電極３０に接触することがなく、接地電極３０が傷付く虞がない。

次の第２切削工程では、主体金具５０の先端面５７の内周側に形成された溶接突起部８０の切削除去するため、切削刃５００に替えて除去パンチ３００が使用される。なお、図４に示す除去パンチ３００は、円柱形状の金属部材からなり、その胴部３３０の外径は、横飛火防止を行う上で主体金具５０先端側の内周面５８の内径として許容可能な製造公差範囲の最小内径（以下、「保証径」という。）となるように構成されている。また、除去パンチ３００の先端部３１０はテーパ状に加工されており、先端部３１０よりも後端側の胴部３３０の側面３３１に下向きの刃先３２１と刃面３２２を有する切削刃３２０が形成されるように、除去パンチ３００の先端面３１１から側面３３１にかけての部位が切り欠かれている。さらに、除去パンチ３００を、その軸線Ｐと直交する平面に投影した場合、先端部３１０のテーパ面のうち、軸線Ｐの位置に対し刃面３２２と反対側に位置するテーパ面が、斜面３１２として構成されている。

図４に示すように、第２切削工程では、除去パンチ３００の先端部３１０を下向きにして、その先端部３１０が、第１切削工程と同様に先端面５７を上向きにして保持された主体金具５０の先端面５７の内周側に挿入されるように、主体金具５０の上方より軸線Ｏ方向に沿って真っ直ぐ下降される。このとき、除去パンチ３００の刃面３２２は、主体金具５０の先端面５７のうち、接地電極３０が接合された側（図４における左側）、すなわち溶接突起部８０が形成された側に向けられる。また、接地電極傾斜工程において主体金具５０の内周側に傾斜された接地電極３０の先端部３１に刃先３２１が接触することがないように、主体金具５０の軸線Ｏに対し、除去パンチ３００の軸線Ｐは接地電極３０が接合された側と反対側（図４における右側）寄りに配置される。

そして除去パンチ３００の下降に伴い、先端部３１０の斜面３１２が主体金具５０の先端面５７（テーパ面５９）の縁に当接し、当接によって発生する抗力を受けて除去パンチ３００が移動され、主体金具５０の内周側に突出された溶接突起部８０に近づく方向に切削刃３２０の刃先３２１が案内される。このとき、除去パンチ３００の胴部３３０の側面３３１が、接地電極傾斜工程において傾斜された接地電極３０の先端部３１に当接する。斜面３１２に案内される除去パンチ３００の移動に伴い、接地電極３０の先端部３１側面３３１は、側面３３１によって主体金具５０の外周側に押圧されることとなる。

除去パンチ３００が下降され、斜面３１２と先端面５７（テーパ面５９）の縁との当接が終了するときには、除去パンチ３００の軸線Ｐが主体金具５０の軸線Ｏと略一致しており、胴部３３０は主体金具５０の内周面５８内に位置することとなる。すると、胴部３３０の側面３３１を刃面３２２とする切削刃３２０の刃先３２１は、溶接突起部８０の根元部分の上方に位置される。そして、除去パンチ３００がさらに下降されることで、切削刃３２０によって溶接突起部８０が切削除去される。

次いで、公知の転造ダイス（図示外）を用い、主体金具５０のねじ部５２にねじ山が転造される。その後の工程では、主体金具５０に耐腐食性向上のためのめっき処理が施され、乾燥処理が行われる。このねじ山の転造とめっき処理によって、主体金具５０の内径は若干ながら細径化されることとなる。

次に、中心電極２０等が一体となった絶縁碍子１０が主体金具５０に組み付けられる。このとき、前述の板パッキン８、リング部材６，７、タルク９等を用い、加締め部５３を形成することによって、主体金具５０と絶縁碍子１０等とが一体にされた組立体１５０が組み立てられる。

そして、組立体１５０の主体金具５０先端側の内周面５８と、絶縁碍子１０の脚長部１３の外周面１４との間のクリアランスの大きさの検査が行われる。以下、図２，図５〜図７を参照し、組立体１５０のクリアランスの検査の過程について説明する。なお、フローチャートの各ステップを「Ｓ」と略記する。

図５に示す、クリアランスの検査の過程では、まず、図２に示すように、主体金具５０の先端面５７を上方に向けた状態で、組立体１５０が保持台２４０に配置され、保持される（Ｓ１１）。次に、ＣＣＤカメラ２１０によって、組立体１５０の撮影が行われる（Ｓ１２：撮影工程）。ＣＣＤカメラ２１０は、光軸が組立体１５０の軸線Ｏに略一致するように組立体１５０の上方にて配置されており、円環状の照明灯２３０に照らされた組立体１５０からは同一面ごとに略一様な反射光が得られるため、撮影された画像では明暗がはっきりする。このため図６に示すように、撮影された組立体１５０の画像では、電極チップ９０（貴金属チップ９１）が黒く写り、中心電極２０および絶縁碍子１０が白く写り、絶縁碍子１０と主体金具５０との間のクリアランスが黒く写る。また、主体金具５０の先端面５７およびねじ部５２は黒く写り、テーパ面５９と接地電極３０とが白く写る（図６では、組立体１５０の黒く写る部分をトーン（点模様）で示している。）。この撮影画像に画像処理が施され、図７に示すように、トーンで示された部分が黒となるように２値化する処理が行われる。なお、２値化のしきい値は、予め実験等により、図６のトーンで示された部分が黒となるように決定される。

次に、２値化された画像（図７）から、絶縁碍子１０の外周面１４の輪郭線（外周輪郭線Ａ）を取得する処理が行われる（Ｓ１３：輪郭線決定工程）。この処理では、組立体１５０の軸線ＯとＣＣＤカメラ２１０の光軸とがほぼ一致することから、２値化画像の中心の座標（Ｘ，Ｙ）を画像中心点Ｈとして設定される。その画像中心点Ｈから、例えばまず（＋Ｘ，０）方向に走査が行われ、その後、例えば時計方向に、例えば１度ずつ走査線が回転され、その都度走査が行われ、これが全周にわたって行われることで画像全体が走査される。ところで、撮影画像における組立体１５０の大きさは、ＣＣＤカメラ２１０と組立体１５０との距離や撮影倍率などによって決まる。このため、検査される組立体１５０が所定の大きさに撮影されるように、予め撮影倍率等が調整されている。また、撮影画像の大きさの調整がなされることで、誤差を含めた上で、画像中心点Ｈを基準とする外周輪郭線Ａの位置しうる範囲Ｉ（画像中心点からの距離の範囲）を定めることができる。従って、予め実験等で外周輪郭線Ａの位置しうる範囲Ｉを求め、走査線上の範囲Ｉ内において画像中心点Ｈから遠ざかる方向に画素の色が白から黒に変わる位置の座標データを得ることで、その走査線上における外周輪郭線Ａの位置が得られる。こうして画像中心点Ｈを中心に全周にわたって走査が行われることで、外周輪郭線Ａ（図８参照）としての座標データの集合が取得される。

このようにして得られた外周輪郭線Ａから、絶縁碍子１０の中心位置Ｃが計算される（Ｓ１４：中心位置算出工程）。具体的には、外周輪郭線Ａの座標データの平均値を計算することによって、中心位置Ｃの座標データが得られる。

そして、得られた中心位置Ｃを基準として上記同様に全周にわたって画像の走査が行われ、主体金具５０の内周面５８の輪郭線（内周輪郭線Ｂ）を取得する処理が行われる（Ｓ１５：輪郭線決定工程）。この場合においても、予め実験等で内周輪郭線Ｂの位置しうる範囲Ｊを求め、走査線上の範囲Ｊ内において中心位置Ｃから遠ざかる方向に画素の色が黒から白に変わる位置の座標データを得ることで、その走査線上における内周輪郭線Ｂの位置が得られる。この画像走査が、中心位置Ｃを中心に全周にわたって行われることで、内周輪郭線Ｂ（図８参照）としての座標データの集合が取得される。

次に、接地電極３０の範囲の検出が行われる（Ｓ１６：範囲決定工程）。上記同様、中心位置Ｃを基準として全周にわたる画像の走査が行われるが、走査角度が変わったときに、走査線上で内周輪郭線Ｂの位置よりも所定距離離れた位置Ｋにおいて画素の色が黒から白に変わった位置Ｍの座標データと、白から黒に変わった位置Ｎの座標データとが取得される（図８参照）。このとき、図８に示すように、位置Ｍの座標データを得たときの走査線の回転角θ_Ｍ１と、位置Ｎの座標データを得たときの走査線の回転角θ_Ｎ１とで挟まれた範囲Ｌに、接地電極３０が配置されていると判断される。この範囲Ｌ内に溶接突起部８０（図４参照）が存在することとなるが、軸線Ｏ方向において、接地電極３０の基端部３２の位置に対する先端部３１の位置にずれが生じた場合には、画像上に写る接地電極３０の位置と、溶接突起部８０の形成されているべき位置との間にもずれが生ずる虞がある。このためのマージンを含めた接地電極範囲Ｄ（走査線の回転角θ_Ｍ２とθ_Ｎ２とで挟まれた、範囲Ｌを含む範囲）が、接地電極範囲として決定される。なお、マージンとして、範囲Ｌの角度（回転角θ_Ｎ１とθ_Ｍ１との差分）に対し、接地電極範囲Ｄの角度（回転角θ_Ｎ２とθ_Ｍ２との差分）を１５度程度広げた大きさとすれば、接地電極３０の像から設定される接地電極範囲Ｄ内に、溶接突起部８０が存在するとみなすことができる。

ところで、主体金具５０の内周面５８の内径は、第２切削工程において溶接突起部８０が切削除去された際の除去パンチ３００の外径である保証径から、ねじ山転造およびめっき処理によって細径化された分を差し引いた内径（以下「細径化後の保証径」といい、本実施の形態では、例えばΦ５．９５である。）以上の大きさであることが保証されている。また、第２切削工程において、除去パンチ３００は、主体金具５０の先端面５７のうち、接地電極３０が接合された側と反対側の先端面５７（テーパ面５９）の縁に当接した状態で案内され、溶接突起部８０の切削除去を行っている。

そこで、次のステップでは、位置Ｍおよび位置Ｎの中間位置（座標データの平均値で求めることができる。）と、中心位置Ｃとを通る線分が、中心位置Ｃを挟んで接地電極３０の範囲と反対側において内周輪郭線Ｂと交差する交点Ｇが求められ、細径化後の保証径を直径とし、中心位置Ｃと交点Ｇとを通る線分上に中心があって交点Ｇを通る仮想円Ｅが描画される（Ｓ１７：仮想円決定工程）。つまり、この仮想円Ｅ内には、溶接突起部８０が突出されていないことが保証されているといえる。

ここで、接地電極傾斜工程において接地電極３０の先端部３１が主体金具５０の内周側に傾けられたことで、組立体１５０を撮影した画像では先端部３１の像によってクリアランスの一部が隠される場合がある。そこで本実施の形態では、クリアランスの検査を行うにあたり、接地電極３０の配置されていない方向の範囲（中心位置Ｃを中心とし、接地電極３０の配置されている方向の接地電極範囲Ｄを除く、範囲Ｆ）においては、取得した絶縁碍子１０の外周輪郭線Ａと、主体金具５０の内周輪郭線Ｂとの間の実隙間を検査し（Ｓ１８：実隙間判定工程）、接地電極範囲Ｄにおいては、外周輪郭線Ａと細径化後の保証径を有する仮想円Ｅとの間の仮想隙間の検査を行っている（Ｓ１９：仮想隙間判定工程）。

図８に示すように、まず、走査線の回転角θ_Ｎ２からθ_Ｍ２の範囲Ｆにおいて時計方向に仮想線を回転させ、走査線上での外周輪郭線Ａと内周輪郭線Ｂとの間の距離Ｓ（実隙間の大きさ）の算出が行われる。距離Ｓが、必要なクリアランスとして予め決められた大きさ（既定値）未満である走査線が１本でもあった場合（Ｓ１８：ＮＯ）、検査結果が不合格として、クリアランスの検査が終了する。範囲Ｆにおける全ての走査線について行った実隙間の検査で不合格が出なければ（Ｓ１８：ＹＥＳ）、Ｓ１９に進む。

Ｓ１９では、走査線の回転角θ_Ｍ２からθ_Ｎ２の接地電極範囲Ｄにおいて時計方向に仮想線を回転させ、走査線上での外周輪郭線Ａと仮想円Ｅとの間の距離Ｔ（仮想隙間の大きさ）の算出が行われる。上記同様、距離Ｔがクリアランスの既定値未満である走査線が１本でもあった場合（Ｓ１９：ＮＯ）、検査結果が不合格として、クリアランスの検査が終了する。接地電極範囲Ｄにおける全ての走査線について行った仮想隙間の検査で不合格が出なければ（Ｓ１９：ＹＥＳ）、組立体１５０には必要なクリアランスが設けられており主体金具５０に対し絶縁碍子１０の偏芯がなく合格であるとして、クリアランスの検査が終了する。

このようにして行われるクリアランスの検査に合格した組立体１５０に対し、図１に示すように接地電極３０を折り曲げる加工が行われ、接地電極３０の先端部３１と中心電極２０の先端部２２との間で火花放電ギャップが形成され、さらにガスケット５が組み付けられることによって、スパークプラグ１００が完成する。

なお、本発明は上記実施の形態に限られず、各種の変更が可能である。例えば、検査装置２００において、ＣＣＤカメラ２１０と組立体１５０との配置関係が変わらなければ、軸線Ｏ方向が重力方向ある必要はない。例えば、軸線Ｏ方向が水平方向となるように組立体１５０を並べ、水平方向からＣＣＤカメラ２１０により組立体１５０を撮影してもよい。

また、撮影した画像から輪郭線等を取得する際に走査線の走査方向を時計方向としたが、反時計方向であってもよい。また、走査角度を１度としたが、任意に設定してもよい。座標データは画像処理の際にメモリ上に展開される画素の座標データであってもよいし、画像中心点Ｈや中心位置Ｃを（０，０）とするＸＹ座標系を構築して算出した値を用いてもよい。

また、中心位置Ｃは絶縁碍子１０の外周輪郭線Ａから計算したが、中心電極２０の外周輪郭線を識別し、これから求めてもよい。中心電極２０と絶縁碍子１０との間には微細な隙間があり、２値化のしきい値の設定によってはこの隙間に相当する画素の色を黒くすること可能であり、これを利用すればよい。また、組立体１５０の撮影を行う際に、ＣＣＤカメラ２１０の光軸と組立体１５０の軸線Ｏとが一致するように、両者の配置位置関係を厳格に管理すれば、画像中心点Ｈを中心位置Ｃとみなしてもよい。

また、外周輪郭線Ａや内周輪郭線Ｂを取得した際に、走査線上で画素の色が変化した位置の座標データをもってそれら輪郭線の位置としたが、その位置からさらに数画素程度の距離でまた画素の色が変化する位置があるならば、これを画像上のノイズとみなし、先に取得した位置の座標データを破棄してもよい。あるいは、２値化処理の際に、数画素（例えば５画素）以内の白点や黒点があれば、周囲の画素の色と同一となるように修正してもよい。

また、テーパ面の形成されていない主体金具を用いた組立体のクリアランスの検査を行う際には、その組立体を撮影した画像を２値化する際に、先端面の画素の色が白になるように、２値化のしきい値を調整するとよい。

本発明は、内燃機関に用いられるスパークプラグの製造方法に適用することができる。

スパークプラグ１００の部分断面図である。スパークプラグ１００の検査装置２００の概略的な構成を示す図である。主体金具５０の外周側に形成された溶接ダレを切削する様子を示す図である。主体金具５０の内周側に形成された溶接ダレを切削する様子を示す図である。クリアランスの検査の過程を示すフローチャートである。ＣＣＤカメラ２１０で撮影した組立体１５０の様子を模式的に示す図である。組立体１５０の撮影画像を２値化した様子を模式的に示す図である。組立体１５０の２値化画像から輪郭線を取得した仮想画像の様子を模式的に示す図である。

符号の説明

１０絶縁碍子
１４外周面
３０接地電極
５０主体金具
５７先端面
５８内周面
１００スパークプラグ
１５０組立体
２１０ＣＣＤカメラ
Ａ外周輪郭線
Ｂ内周輪郭線
Ｃ中心位置
Ｄ接地電極範囲
Ｅ仮想円

Claims

スパークプラグの製造過程において主体金具と絶縁碍子とが一体に組み付けられた際に、前記主体金具の内周面と前記絶縁碍子の外周面との間のクリアランスが規定値以上であるか否かを検査するスパークプラグの検査方法であって、
先端面に接地電極が溶接された前記主体金具と前記絶縁碍子とが一体に組み付けられた組立体を、前記主体金具の前記先端面側から撮影手段により撮影する撮影工程と、
その撮影された画像から、前記絶縁碍子の外周輪郭線と、前記主体金具の内周輪郭線とを決定する輪郭線決定工程と、
決定された前記外周輪郭線から、前記絶縁碍子の中心位置を算出する中心位置算出工程と、
算出された前記中心位置を中心とする全方向のうち、前記主体金具の前記先端面に溶接された前記接地電極の配置されている方向の範囲である接地電極範囲を決定する範囲決定工程と、
予め定められた直径を有し、前記中心位置から前記接地電極範囲の中央に向かう方向を通る直線上に中心を有するとともに、その直線が前記内周輪郭線と交差する２つの交点のうち、前記接地電極範囲に含まれない側の交点に外接する仮想円を決定する仮想円決定工程と、
前記中心位置を基準とする径方向のうち前記接地電極範囲に含まれない方向において、前記外周輪郭線と前記内周輪郭線との間の距離が、予め定められた前記規定値よりも大きいか否かを判定する実隙間判定工程と、
前記中心位置を基準とする径方向のうち前記接地電極範囲に含まれる方向において、前記外周輪郭線と仮想円との間の距離が、予め定められた前記規定値よりも大きいか否かを判定する仮想隙間判定工程と
を備えたことを特徴とするスパークプラグの検査方法。
請求項１に記載の検査方法を用い、主体金具と絶縁碍子とが一体に組み付けられた組立体の前記主体金具の内周面と前記絶縁碍子の外周面との間のクリアランスが規定値以上であるか否かを検査する工程を含むことを特徴とするスパークプラグの製造方法。