JP4867827B2 - 内燃機関用のスパークプラグの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車、コージェネレーション、ガス圧送用ポンプ等の内燃機関における着火手段として用いる内燃機関用のスパークプラグの製造方法に関する。

内燃機関用のスパークプラグを製造するにあたり、中心電極と接地電極との間の火花放電ギャップを調整する際には、接地電極を中心電極側へ押圧して曲げ加工を行う。その際、接地電極がスプリングバックするため、このスプリングバック量を考慮して、押圧加工を行う必要がある。しかし、接地電極のスプリングバック量は、個体間においてばらつきがあるため、最終的に得られる火花放電ギャップの精度に大きな影響を与えるおそれがある。

かかる問題を解決すべく、試験押圧によってスプリングバック量を予測して押圧加工を行う方法や、予備打撃によって得られたギャップ間隔減少値から到達目標ギャップ間隔に到達するのに必要な打撃回数や打撃力を定める方法がある（特許文献１、２参照）。
しかしながら、試験押圧や予備打撃の結果とその後の押圧加工後のスプリングバック量との関係は必ずしも一定ではなく、個体間にばらつきが生じるため、必ずしも予測通りの結果が得られるとは限らない。

また、特許文献３に記載の発明のように、火花放電ギャップを測定しながら、火花放電ギャップが目標値に達するまで押圧を繰り返す方法がある。しかし、この方法においては、その押圧量がスプリングバック量を見込んだ固定値であり、火花放電ギャップが目標値以下となるまで押圧するため、スプリングバック量にばらつきがあると火花放電ギャップが小さくなりすぎてしまうなど、加工精度が安定しないという問題がある。

また、特許文献４に記載の発明のように、接地電極の曲げ加工をハンマリング（衝撃加工）によって行うことにより、スプリングバック量を小さくする方法が開示されている。しかし、この方法の場合にも、加工前に測定した火花放電ギャップの大きさを基にハンマリング回数を可変するものであって、個体差によるスプリングバック量のばらつきの影響を避けることは困難である。

特開２０００−１６４３２２号公報 特開平１１−１２１１４４号公報 特開平３−６４８８２号公報 特開平８−１５３５６６号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、火花放電ギャップの調整を高精度で効率的に行うことができる内燃機関用のスパークプラグの製造方法を提供しようとするものである。

参考発明は、中心電極と、該中心電極を内側に挿通保持する絶縁碍子と、該絶縁碍子を内側に挿通保持するハウジングと、該ハウジングに接合されて上記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグを製造する方法であって、
上記火花放電ギャップの大きさを調整するに当っては、
上記火花放電ギャップの大きさが目標値よりも大きい状態から、押圧ハンマーによって上記接地電極を上記中心電極側へ押圧する押圧動作を繰り返し、
上記火花放電ギャップの大きさが上記目標値よりも大きい所定値以上となる粗加工領域に上記接地電極があるときと、上記火花放電ギャップの大きさが上記目標値と上記所定値との間となる仕上加工領域に上記接地電極があるときとで、上記押圧ハンマーによる上記押圧動作の制御方法を変更し、
上記接地電極が上記仕上加工領域にあるときは、上記粗加工領域にあるときよりも、一回の上記押圧動作による押圧量を小さくすると共に、該押圧量を一定値とすることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグの製造方法にある。

次に、上記参考発明の作用効果につき説明する。
上記スパークプラグの製造方法においては、上記粗加工領域に上記接地電極があるときと、上記仕上加工領域に上記接地電極があるときとで、上記押圧ハンマーによる上記押圧動作の制御方法を変更する。そして、上記接地電極が上記仕上加工領域にあるときは、上記粗加工領域にあるときよりも、一回の上記押圧動作による押圧量を小さくする。これにより、上記接地電極が上記粗加工領域にあるときには接地電極を大きく変形させて、少ない押圧動作の回数で接地電極を上記仕上加工領域に到達させることができ、接地電極が仕上加工領域に到達してからは、火花放電ギャップの大きさを目標値に正確に落ち着かせることができる。

そして、接地電極が仕上加工領域にあるときには、一回の押圧動作による押圧量を一定値とする。これにより、火花放電ギャップの大きさが目標値よりも小さくなるような位置にまで接地電極を押し込んだときに、仮にスプリングバックが全くなかったとしても、実際に得られる火花放電ギャップの大きさと目標値との誤差は、確実に、一定値である上記押圧量以下の値となる。それ故、接地電極のスプリングバック量に個体差によるばらつきがあったとしても、火花放電ギャップの大きさのばらつきを抑制して、火花放電ギャップの調整精度を高くすることができる。

以上のごとく、上記参考発明によれば、火花放電ギャップの調整を高精度で効率的に行うことができる内燃機関用のスパークプラグの製造方法を提供することができる。

本発明は、中心電極と、該中心電極を内側に挿通保持する絶縁碍子と、該絶縁碍子を内側に挿通保持するハウジングと、該ハウジングに接合されて上記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグを製造する方法であって、
上記火花放電ギャップの大きさを調整するに当っては、
上記火花放電ギャップの大きさが目標値よりも大きい状態から、押圧ハンマーによって上記接地電極を上記中心電極側へ押圧する押圧動作を繰り返し、
上記火花放電ギャップの大きさが上記目標値よりも大きい所定値以上となる粗加工領域に上記接地電極があるときと、上記火花放電ギャップの大きさが上記目標値と上記所定値との間となる仕上加工領域に上記接地電極があるときとで、上記押圧ハンマーによる上記押圧動作の制御方法を変更し、
上記接地電極が上記仕上加工領域にあるときは、上記粗加工領域にあるときよりも、一回の上記押圧動作による押圧量を小さくすると共に、当該押圧動作による押圧最下点と前回の押圧動作による押圧最下点との差を一定値とすることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグの製造方法にある（請求項１）。

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記スパークプラグの製造方法においては、上記参考発明の方法と同様に、上記接地電極が上記仕上加工領域にあるときは、上記粗加工領域にあるときよりも、一回の上記押圧動作による押圧量を小さくする。これにより、上記接地電極が上記粗加工領域にあるときには接地電極を大きく変形させて、少ない押圧動作の回数で接地電極を上記仕上加工領域に到達させることができ、接地電極が仕上加工領域に到達してからは、火花放電ギャップの大きさを目標値に正確に落ち着かせることができる。

そして、接地電極が仕上加工領域にあるときには、各回の押圧動作において、当該押圧動作による押圧最下点と前回の押圧動作による押圧最下点との差を一定値となるようにする。これにより、火花放電ギャップの大きさが目標値よりも小さくなるような位置にまで接地電極を押し込んだときに、スプリングバックに多少のばらつきがあっても、目標値を大きく下回ることを防ぐことができる。それ故、接地電極のスプリングバック量に個体差によるばらつきがあったとしても、火花放電ギャップの大きさのばらつきを抑制して、火花放電ギャップの調整精度を高くすることができる。

以上のごとく、本発明によれば、火花放電ギャップの調整を高精度で効率的に行うことができる内燃機関用のスパークプラグの製造方法を提供することができる。

本発明（請求項１）において、上記押圧最下点とは、上記接地電極が押圧動作によって最も中心電極に近付いたときの位置をいう。
本発明（請求項１）において、上記押圧ハンマーは、各押圧動作の後に押圧方向とは反対方向に戻り、上記押圧ハンマーの戻り位置は、各押圧動作ごとに異なることが好ましい（請求項２）。
この場合には、火花放電ギャップの調整をより効率的に行うことができる。すなわち、例えば、各押圧動作後に押圧ハンマーが一定の位置まで戻るようにすると、接地電極の位置が中心電極に近づいて行くに従って、押圧ハンマーの移動ストロークが大きくなる。そこで、各押圧動作後の押圧ハンマーの戻り位置を異ならせて、例えば、接地電極の位置が中心電極に近づいて行くに従って、押圧ハンマーの戻り位置を中心電極に近い位置になるように制御することにより、押圧ハンマーの移動ストロークを極力小さくして、火花放電ギャップの調整をより短時間で行うことができる。

また、上記押圧ハンマーの戻り位置は、当該押圧動作の直前の上記接地電極における被押圧面の位置であることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記押圧ハンマーが上記接地電極のスプリングバックを規制することなく、押圧ハンマーの移動ストロークを極力小さくすることができる。すなわち、当該押圧動作後における接地電極のスプリングバックがあっても、当該押圧動作の直前の接地電極よりも押圧方向と反対側にまで戻ることはない。それ故、押圧ハンマーの戻り位置を、当該押圧動作の直前の上記接地電極における被押圧面の位置とすることにより、接地電極のスプリングバックを規制することを確実に防ぐことができる。その結果、スプリングバックが加工精度に与える影響を防ぐことができる。そして、押圧ハンマーの戻り位置を、押圧ハンマーが接地電極のスプリングバックを規制するおそれのない範囲で、極力接地電極に近い位置にすることができるため、押圧ハンマーの移動ストロークを極力小さくして、火花放電ギャップの調整をより短時間で行うことができる。

また、上記接地電極が上記粗加工領域にあるときは、上記押圧量を、当該押圧動作の直前の火花放電ギャップの大きさと上記目標値との差に比例した値とすることが好ましい（請求項４）。
この場合には、現段階の火花放電ギャップの大きさに応じて、効果的に接地電極の押圧加工を行うことができる。すなわち、粗加工領域において、接地電極が中心電極から遠いときには押圧量を大きくして、接地電極が中心電極に近くなるにつれて押圧量を小さくすることで、粗加工領域における押圧動作の回数を少なくすることができると共に、粗加工の段階で火花放電ギャップの大きさが小さくなりすぎるという不具合を効果的に防ぐことができる。

また、上記接地電極が上記粗加工領域にあるときは、当該押圧動作による押圧最下点と前回の押圧動作による押圧最下点との差を、当該押圧動作の直前の火花放電ギャップの大きさと上記目標値との差に比例した値とすることもできる（請求項５）。
この場合にも、粗加工領域において、接地電極が中心電極から遠いときには押圧量を大きくして、接地電極が中心電極に近くなるにつれて押圧量を小さくすることとなる。これにより、粗加工領域における押圧動作の回数を少なくすることができると共に、粗加工の段階で火花放電ギャップの大きさが小さくなりすぎるという不具合を効果的に防ぐことができる。

（参考例）
参考例にかかる内燃機関用のスパークプラグにつき、図１〜図７を用いて説明する。
内燃機関用のスパークプラグ１は、図７に示すごとく、中心電極１１と、該中心電極１１を内側に挿通保持する絶縁碍子１２と、該絶縁碍子１２を内側に挿通保持するハウジング１３と、該ハウジング１３に接合されて上記中心電極１１との間に火花放電ギャップ１０を形成する接地電極１４とを有する。

火花放電ギャップ１０の大きさを調整するに当っては、図１、図２に示すごとく、火花放電ギャップ１０の大きさが目標値Ｇ０よりも大きい状態から、押圧ハンマー２によって接地電極１４を中心電極１１側へ押圧する押圧動作を繰り返す。
このとき、火花放電ギャップ１０の大きさが目標値Ｇ０よりも大きい所定値Ｈ以上となる粗加工領域Ａに接地電極１４があるときと、火花放電ギャップ１０の大きさが上記目標値Ｇ０と上記所定値Ｈとの間となる仕上加工領域Ｂに接地電極１４があるときとで、押圧ハンマー２による押圧動作の制御方法を変更する。
そして、接地電極１４が仕上加工領域Ｂにあるときは、粗加工領域Ａにあるときよりも、一回の押圧動作による押圧量を小さくすると共に、該押圧量を一定値とする。
なお、上記目標値Ｇ０は、例えば、本例のスパークプラグ１のネジ径が１４ｍｍ（Ｍ１４）であるとして、１．００〜１．１０ｍｍの中の所定値（例えば１．０５ｍｍ）とすることができる。なお、上記所定値Ｈは、例えば１．０８〜１．１０ｍｍとする。

以下において、本例の内燃機関用のスパークプラグの製造方法につき、具体的に説明する。
スパークプラグ１の火花放電ギャップ１０の調整を行うに当っては、スパークプラグ１を、図３に示すギャップ調整システム３にセットする。ギャップ調整システム３は、スパークプラグ１を保持搬送するホルダ３１と、スパークプラグ１の位置決めを行う位置決め手段３２と、接地電極１４を押圧する押圧ハンマー２と、押圧ハンマー２を駆動するサーボモータ３３と、火花放電ギャップ１０に投光する照明手段３４と、火花放電ギャップ１０を撮像する撮像手段３５と、撮像手段３５により撮像した映像を画像処理すると共にその処理画像から得られる火花放電ギャップ１０の大きさの情報を基にサーボモータ３３の駆動制御を行う制御部３６とを有する。

上記照明手段３４としては例えばＬＥＤからなる照明装置を用い、上記撮像手段３５としては例えばＣＣＤカメラを用いる。
そして、スパークプラグ１は、ハウジング１２においてホルダ３１に保持された状態で押圧ハンマー２の真下の所定位置まで搬送され、該所定位置において、ハウジング１２の先端部１２１をその外周から位置決め装置３２によって把持固定されて位置決めされる。この状態で、スパークプラグ１の火花放電ギャップ１０の側方に配置された照明手段３４によってスパークプラグ１の軸方向に垂直な方向から、中心電極１１及び接地電極１４に投光する。

また、火花放電ギャップ１０の側方であって、火花放電ギャップ１０を挟んで照明手段３４と正反対の位置に、撮像手段３５が配置されており、該撮像手段３５によって中心電極１１及び接地電極１４を撮像する。そして、撮像手段３５によって得られた映像信号を、制御部３６の画像処理部３６１（図１）へ送信し、該画像処理部３６１において画像処理を行う。
また、画像処理部３６１において得られた処理画像から、接地電極１４の位置や火花放電ギャップ１０の大きさ等を検出し、それらの情報を基にモータ制御部３６２によってサーボモータ３３を駆動制御し、押圧ハンマー２の押圧動作（上下動）を制御する。

また、制御部３６には、画像処理部３６１及びモータ制御部３６２の双方を制御するＣＰＵ３６０が設けられている。このＣＰＵ３６０は、例えばデュアルコアＣＰＵ（ｄｕａｌ Ｃｏｒｅ ＣＰＵ）からなる。これにより、画像処理部３６１における画像処理と、モータ制御部３６２におけるモータ制御とを同時に高速に制御することが可能となる。

スパークプラグ１がギャップ調整システム３にセットされた時点で、図２に示すごとく、システム全体を制御する設備制御装置３０から制御部３６の外部入出力部３６３に加工開始信号が送信されることにより、図４に示す加工フローが開始する（ステップＳ１）。
次いで、押圧ハンマー２を作業原位置Ｏ（図５）へ移動する（ステップＳ２）。
次いで、接地電極１４における被押圧面１４１の位置を検出する（ステップＳ３）。
次いで、火花放電ギャップ１０の大きさＧｎ（図５）を測定する（ステップＳ４）。

次いで、接地電極１４の仮加工を行う。すなわち、押圧ハンマー２を作業原位置から所定量、中心電極１１側（下方）へ移動させることにより、接地電極１４を、中心電極１１側（下方）へ向かって押圧する（ステップＳ５）。上記の所定量は、予め設定された押圧ハンマー２の移動量であって、スプリングバック後の接地電極１４が仕上加工領域Ｂにまで達することのない程度に設定された一定の移動量である。

次いで、押圧ハンマー２を押圧直前の接地電極１４における被押圧面１４１の位置、すなわち上記ステップＳ３において検出した被押圧面１４１の位置まで上昇させる（ステップＳ６）。つまり、押圧ハンマー２の戻り位置を作業原位置Ｏとはせずに、押圧直前の接地電極１４における被押圧面１４１の位置までに留める。
次いで、今回の押圧動作後の接地電極１４における被押圧面１４１の位置を検出する（ステップＳ７）。
次いで、火花放電ギャップ１０の大きさＧｎを測定し（ステップＳ８）、接地電極１４が仕上加工領域Ｂに到達しているか否かを判断する（ステップＳ９）。

仕上加工領域Ｂに到達していない場合には、接地電極１４は粗加工領域Ａに存在するため、粗加工時の条件に従って押圧量Ｋａを算出し、その押圧量Ｋａの分だけ接地電極１４を押圧する（ステップＳ１０）。
粗加工時の押圧量Ｋａは、一定値ではなく、当該押圧動作の直前の火花放電ギャップ１０の大きさＧｎと上記目標値Ｇ０との差に比例した値に設定される。すなわち、Ｋａ＝α（Ｇｎ−Ｇ０）によって、押圧量Ｋａを算出する。ここで、αは係数であり、例えば０．８とすることができる。

次いで、押圧ハンマー２を押圧直前の接地電極１４における被押圧面１４１（図５）の位置、すなわち上記ステップＳ７において検出した被押圧面１４１の位置まで上昇させる（ステップＳ１１）。
そして、ステップＳ７に戻り、接地電極１４における被押圧面１４１の位置を検出し、火花放電ギャップ１０の大きさを測定し（ステップＳ８）、接地電極１４が仕上加工領域Ｂに到達しているか否かを判断する（ステップＳ９）。そして、また仕上加工領域Ｂに到達していなければ、再度ステップＳ１０へ進む。

このように、ステップＳ９において接地電極１４が仕上加工領域Ｂまで到達したと判断されるまで、ステップＳ１０、Ｓ１１、Ｓ７、Ｓ８を繰り返す。そして、接地電極１４が仕上加工領域Ｂまで到達したと判断されたとき、ステップＳ１２に進み、火花放電ギャップ１０の大きさが目標値Ｇ０に達したか否かをさらに判断する。

目標値Ｇ０に達していない場合には、仕上加工時の条件に従って押圧量Ｋｂを設定し、その押圧量Ｋｂの分だけ接地電極１４を押圧する（ステップＳ１３）。仕上加工時の押圧量Ｋｂは、予め設定された一定値であって、粗加工時における押圧量Ｋａよりも小さい値である。例えば、押圧量Ｋｂは５〜２０μｍの中の一定値とすることができる。

押圧後、押圧ハンマー２を押圧直前の接地電極１４における被押圧面１４１の位置まで上昇させる（ステップＳ１４）。
次いで、接地電極１４における被押圧面１４１の位置を検出する（ステップＳ１５）。
次いで、火花放電ギャップ１０の大きさを測定し（ステップＳ１６）、火花放電ギャップ１０の大きさが目標値Ｇ０に到達しているか否かを判断する（ステップＳ１７）。
目標値Ｇ０に到達していなければ、ステップＳ１３〜ステップＳ１７を繰り返し、目標値Ｇ０に到達したとき、押圧ハンマー２による押圧動作を終了し、押圧ハンマー２を作業原位置Ｏに戻し（ステップＳ１８）、押圧加工を完了する（ステップＳ１９）。

上記のような押圧加工による接地電極１４の動きの一例を、図６を用いて説明する。
以下の説明において、高さ位置Ｐ０〜Ｐ６、ｐ１〜ｐ６は、中心電極１１との軸方向距離（スパークプラグ１の軸方向に沿った距離）が最短となる接地電極１４の部分の軸方向高さ位置を表す。また、高さ位置Ｑｎ（ｎ＝０〜６）は、それぞれ接地電極１４が高さ位置Ｐｎ（ｎ＝０〜６）にあるときの被押圧面１４１の高さ位置を表すものとする。

まず、仮加工（ステップＳ５）により、高さ位置Ｐ０にあった接地電極１４を、高さ位置ｐ１にまで押し込む。その後、押圧ハンマー２を高さ位置Ｑ０まで上昇させて、接地電極１４への押圧力を開放する。これにより、接地電極１４が、高さ位置Ｐ１にまでスプリングバックする。

次いで、粗加工領域Ａにある接地電極１４を上記押圧量Ｋａだけ押し込み、高さ位置ｐ２まで変形させる。その後、押圧ハンマー２を高さ位置Ｑ１まで上昇させることにより、接地電極１４が、高さ位置Ｐ２にまでスプリングバックする。これと同様に押圧量Ｋａの押圧動作を繰り返すことにより、接地電極１４の高さ位置が、ｐ３→Ｐ３→ｐ４→Ｐ４と変動する。

そして、接地電極１４の高さ位置がＰ４となった時点で、接地電極１４は仕上加工領域Ｂに入る。そのため、押圧ハンマー２による接地電極１４の押圧量を、Ｋａよりも小さく且つ一定値であるＫｂとして、以降の押圧動作を行う。すなわち、高さ位置Ｐ４から、押圧量Ｋｂだけ接地電極１４を押し込んで高さ位置ｐ５まで変形させる。その後、押圧ハンマー２を高さ位置Ｑ４まで上昇させることにより、接地電極１４が高さ位置Ｐ５にまでスプリングバックする。さらに、押圧量Ｋｂだけ接地電極１４を押し込んで高さ位置ｐ６まで変形させ、接地電極１４が高さ位置Ｐ６にまでスプリングバックする。この高さ位置Ｐ６が目標位置ｇ０（火花放電ギャップ１０が目標値Ｇ０となる位置）若しくはそれよりも下方（中心電極１１側）にあるため、ここで押圧ハンマー２の押圧動作を終了する。

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記スパークプラグの製造方法においては、粗加工領域Ａに接地電極１４があるときと、仕上加工領域Ｂに接地電極１４があるときとで、押圧ハンマー２による押圧動作の制御方法を変更する。そして、接地電極１４が上記仕上加工領域Ｂにあるときは、粗加工領域Ａにあるときよりも、一回の押圧動作による押圧量を小さくする（すなわち、図６に示すごとく、Ｋａ＞Ｋｂとする）。これにより、接地電極１４が粗加工領域Ａにあるときには接地電極１４を大きく変形させて、少ない押圧動作の回数で接地電極１４を仕上加工領域Ｂに到達させることができ、接地電極１４が仕上加工領域Ｂに到達してからは、火花放電ギャップ１０の大きさを目標値Ｇ０に正確に落ち着かせることができる。

そして、接地電極１４が仕上加工領域Ｂにあるときには、一回の押圧動作による押圧量Ｋｂを一定値とする。これにより、火花放電ギャップ１０の大きさが目標値Ｇ０よりも小さくなるような位置にまで接地電極１４を押し込んだときに、仮にスプリングバックが全くなかったとしても、実際に得られる火花放電ギャップ１０の大きさと目標値Ｇ０との誤差は、確実に、一定値である上記押圧量Ｋｂ以下の値となる。それ故、接地電極１４のスプリングバック量に個体差によるばらつきがあったとしても、火花放電ギャップ１０の大きさのばらつきを抑制して、火花放電ギャップ１０の調整精度を高くすることができる。

また、各押圧動作の後の押圧ハンマー２の戻り位置を、当該押圧動作の直前の接地電極１４における被押圧面１４１の位置としているため、押圧ハンマー２が接地電極１４のスプリングバックを規制することなく、押圧ハンマー２の移動ストロークを極力小さくすることができる。すなわち、当該押圧動作後における接地電極１４のスプリングバックがあっても、当該押圧動作の直前の接地電極１４よりも押圧方向と反対側（上方）にまで戻ることはない。それ故、押圧ハンマー２の戻り位置を、当該押圧動作の直前の接地電極１４における被押圧面１４１の位置とすることにより、接地電極１４のスプリングバックを規制することを防ぐことができる。その結果、スプリングバックが加工精度に与える影響を防ぐことができる。

そして、押圧ハンマー２の戻り位置を、押圧ハンマー２が接地電極１４のスプリングバックを規制するおそれのない範囲で、極力接地電極１４に近い位置にすることができるため、押圧ハンマー２の移動ストロークを極力小さくして、火花放電ギャップ１０の調整をより短時間で行うことができる。

また、接地電極１４が粗加工領域Ａにあるときは、押圧量Ｋａを、当該押圧動作の直前の火花放電ギャップ１０の大きさと目標値Ｇ０との差に比例した値としている。これにより、現段階の火花放電ギャップ１０の大きさに応じて、効果的に接地電極１４の押圧加工を行うことができる。すなわち、粗加工領域Ａにおいて、接地電極１４が中心電極１１から遠いときには押圧量Ｋａを大きくして、接地電極１４が中心電極１１に近くなるにつれて押圧量Ｋａを小さくすることで、粗加工領域Ａにおける押圧動作の回数を少なくすることができると共に、粗加工の段階で火花放電ギャップ１０の大きさが小さくなりすぎるという不具合を効果的に防ぐことができる。

以上のごとく、本例によれば、火花放電ギャップの調整を高精度で効率的に行うことができる内燃機関用のスパークプラグの製造方法を提供することができる。

（実施例１）
本例は、図８に示すごとく、接地電極１４が仕上加工領域Ｂにあるときは、当該押圧動作による押圧最下点と前回の押圧動作による押圧最下点との差δｐｂを一定値とする例である。
具体的には、図８に示すごとく、仕上加工領域Ｂに接地電極１４が到達した後の最初の押圧動作においては、接地電極１４を、前回の押圧動作による押圧最下点である高さ位置ｐ４よりも上記の差δｐｂだけさらに下方（中心電極１１側）へ押し込む。つまりこのときの押圧動作による押圧最下点である高さ位置ｐ５と前回の押圧動作による押圧最下点の高さ位置ｐ４との差は、δｐｂである。

そして、さらに、接地電極１４がスプリングバックした後の高さ位置Ｐ５から接地電極１４を押圧する際の押圧動作においては、押圧最下点を、前回の押圧最下点の高さ位置ｐ５よりもさらにδｐｂだけ下方の高さ位置ｐ６とする。
ここで、上記δｐｂは予め設定された一定値であり、例えば、０．００５〜０．０２０ｍｍの中の一定値とすることができる。

そして、接地電極１４がスプリングバックしたときの高さ位置Ｐ６が目標位置ｇ０（火花放電ギャップ１０が目標値Ｇ０となる接地電極１４の位置）若しくはそれよりも下方（中心電極１１側）となったとき、押圧加工を終了する。
その他は、参考例と同様である。

本例においては、接地電極１４が仕上加工領域Ｂにあるときには、各回の押圧動作において、当該押圧動作による押圧最下点と前回の押圧動作による押圧最下点との差δｐｂを一定値となるようにする。これにより、火花放電ギャップ１０の大きさが目標値Ｇ０よりも小さくなるような位置にまで接地電極１４を押し込んだときに、スプリングバックに多少のばらつきがあっても、目標値Ｇ０を大きく下回ることを防ぐことができる。それ故、接地電極１４のスプリングバック量に個体差によるばらつきがあったとしても、火花放電ギャップ１０の大きさのばらつきを抑制して、火花放電ギャップ１０の調整精度を高くすることができる。

以上のごとく、本例によれば、火花放電ギャップの調整を高精度で効率的に行うことができる内燃機関用のスパークプラグの製造方法を提供することができる。

（実施例２）
本例は、図９に示すごとく、接地電極１４が粗加工領域Ａにあるときは、当該押圧動作による押圧最下点と前回の押圧動作による押圧最下点との差δｐａ１〜δｐａ３を、当該押圧動作の直前の火花放電ギャップ１０の大きさＧｎ（図５）と目標値Ｇ０（図１）との差（Ｇｎ−Ｇ０）に比例した値とする例である。

具体的には、図９に示すごとく、仮加工の後の粗加工領域Ａにおける最初の押圧動作においては、接地電極１４を、前回の押圧動作による押圧最下点である高さ位置ｐ１よりも上記の差δｐａ１だけさらに下方（中心電極１１側）へ押し込む。つまりこのときの押圧動作による押圧最下点である高さ位置ｐ２と前回の押圧動作における押圧最下点の高さ位置ｐ１との差は、δｐａ１である。

そして、このδｐａ１は、当該押圧動作の直前の火花放電ギャップ１０の大きさＧ１と目標値Ｇ０との差に比例した値である。つまり、接地電極１４の高さ位置がＰ１のときの火花放電ギャップ１０の大きさＧ１と目標値Ｇ０との差に比例した値がδｐａ１であり、δｐａ１＝β（Ｇ１−Ｇ０）と表せる。また、この係数βは、例えば、０．１〜１．０とすることができる。
なお、図８において、一点鎖線Ｌは、中心電極１１の先端面の高さ位置を示す。

そして、さらに、接地電極１４がスプリングバックした後の高さ位置Ｐ２から接地電極１４を押圧する際の押圧動作においては、押圧最下点を、前回の押圧最下点の高さ位置ｐ２よりもさらにδｐａ２だけ下方の高さ位置ｐ３とする。このときのδｐａ２は、δｐａ２＝β（Ｇ２−Ｇ０）である。
そして、さらに次の押圧動作における押圧最下点の高さ位置ｐ４は、高さ位置ｐ３よりもさらにδｐａ３｛＝β（Ｇ３−Ｇ０）｝下方の位置である。
そして、接地電極１４がスプリングバックしたときの高さ位置Ｐ４が仕上加工位置Ｂに入るまで、上記のような押圧加工を繰り返す。
その他は、参考例と同様である。

本例の場合にも、粗加工領域Ａにおいて、接地電極１４が中心電極１１から遠いときには押圧量Ｋａを大きくして、接地電極１４が中心電極１１に近くなるにつれて押圧量Ｋａを小さくすることとなる。これにより、粗加工領域Ａにおける押圧動作の回数を少なくすることができると共に、粗加工の段階で火花放電ギャップ１０の大きさが小さくなりすぎるという不具合を効果的に防ぐことができる。
その他、参考例と同様の作用効果を有する。

（比較例）
本例は、図１０、図１１に示すごとく、接地電極１４のスプリングバック量ｘを予測して押圧ハンマー２による接地電極１４の押圧量Ｋｃを設定するように構成した例である。
すなわち、スプリングバック量の予測値をｘとして、押圧量Ｋｃを押圧動作の直前の火花放電ギャップの大きさＧ１１と、火花放電ギャップ１０の目標値Ｇ０との差（Ｇ１１−Ｇ０）に上記予測値ｘを足した値を押圧量とする。

この押圧加工を実現するための装置システムとしては、図２１に示すように、押圧ハンマー２と、これを駆動するサーボモータ３３と、サーボモータ３３を制御するモータ制御装置３７２と、中心電極１１及び接地電極１４を側方から撮像する撮像手段３５と、撮像された画像を画像処理する画像処理装置３７１とを有する。

そして、外部から加工開始信号がモータ制御装置３７２に入力され、モータ制御装置３７２から画像処理装置３７１に、画像処理開始命令を送信する。この信号を受けた画像処理装置３７１は、撮像装置３５が得た画像を画像処理して、押圧前の火花放電ギャップ１０の大きさＧ１１を測定する。そして、火花放電ギャップ１０の大きさＧ１１とスプリングバック量の予測値ｘとから押圧量Ｋｃを設定し、モータ制御装置３７２に押圧量Ｋｃの信号を送信する。そして、モータ制御装置３７２がその押圧量Ｋｃの分だけ押圧ハンマー２が接地電極１４を押圧するように、サーボモータ３３に指令を出す。

これにより、押圧ハンマー２が接地電極１４を、押圧量Ｋｃ｛＝（Ｇ１１−Ｇ０）＋ｘ｝だけ押圧する。このとき、接地電極１４のスプリングバック量が予測値ｘと一致すれば、火花放電ギャップ１０の大きさは、目標値Ｇ０に一致し、火花放電ギャップ１０の調整加工は完了する。
しかしながら、予測値ｘよりもスプリングバック量が大きい場合には、再度、同様の手順で押圧量Ｋｃを設定し、押圧加工を行う。そして、火花放電ギャップ１０の大きさが目標値Ｇ０に一致するまで、これを繰り返すことにより、火花放電ギャップ１０の調整を行う。

ところが、予測値ｘよりもスプリングバック量が小さい場合には、火花放電ギャップ１０が小さくなりすぎてしまうこととなる。そして、火花放電ギャップ１０の再調整を行うことは、少なくとも本例の調整方法においては不可能である。
ここで、スプリングバック量の予測値ｘと実際のスプリングバック量との誤差が充分に小さければ、火花放電ギャップ１０の大きさが許容範囲内に入り、特に問題は無いが、スプリングバック量にはどうしても個体差があり、場合によっては、上記の誤差が大きいこともある。そうすると、火花放電ギャップ１０の大きさが小さくなりすぎてしまった製品については、不良品とせざるを得ない。

これに対し、実施例１、２に記載の本発明の内燃機関用のスパークプラグの製造方法によれば、上述のごとく、接地電極１４のスプリングバック量に個体差によるばらつきがあったとしても、火花放電ギャップ１０の大きさのばらつきを抑制して、火花放電ギャップ１０の調整精度を高くすることができる。

また、比較例においては、画像処理装置３７１とモータ制御装置３７２とを別個に設けている。そのため、画像処理装置３７１とモータ制御装置３７２との間のデータの通信時間が長くなり、画像処理と押圧加工を繰り返し行う火花放電ギャップの調整作業が長くなってしまい、生産効率の向上を図ることが困難となる。
これに対して、実施例１、２の方法によれば、画像処理部３６１とモータ制御部３６２とを一つの制御部３６に搭載して一つの高速ＣＰＵ３６０によって制御することにより、大幅に通信時間を短縮して、高速加工を実現することができる。

なお、上記実施例１、２においては、仮加工を最初に行う例を示したが、最初から粗加工を行うこともできる。

参考例における、接地電極の動きを示す説明図。 参考例における、ギャップ調整システムの一部の説明図。 参考例における、ギャップ調整システムの説明図。 参考例における、内燃機関用のスパークプラグの製造方法のフロー図。 参考例における、撮像手段により撮像される中心電極及び接地電極の説明図。 参考例における、接地電極の高さ位置の変動を説明する説明図。 実施例１における、スパークプラグの火花放電ギャップ付近の側面図。 実施例２における、仕上加工領域での接地電極の高さ位置の変動を説明する説明図。 実施例２における、粗加工領域での接地電極の動きを示す説明図。 比較例における、接地電極の動きを示す説明図。 比較例における、ギャップ調整システムの説明図。

符号の説明

１ スパークプラグ
１０ 火花放電ギャップ
１１ 中心電極
１２ 絶縁碍子
１３ ハウジング
１４ 接地電極
２ 押圧ハンマー
Ａ 粗加工領域
Ｂ 仕上加工領域

Claims (5)

1. 中心電極と、該中心電極を内側に挿通保持する絶縁碍子と、該絶縁碍子を内側に挿通保持するハウジングと、該ハウジングに接合されて上記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグを製造する方法であって、
   上記火花放電ギャップの大きさを調整するに当っては、
   上記火花放電ギャップの大きさが目標値よりも大きい状態から、押圧ハンマーによって上記接地電極を上記中心電極側へ押圧する押圧動作を繰り返し、
   上記火花放電ギャップの大きさが上記目標値よりも大きい所定値以上となる粗加工領域に上記接地電極があるときと、上記火花放電ギャップの大きさが上記目標値と上記所定値との間となる仕上加工領域に上記接地電極があるときとで、上記押圧ハンマーによる上記押圧動作の制御方法を変更し、
   上記接地電極が上記仕上加工領域にあるときは、上記粗加工領域にあるときよりも、一回の上記押圧動作による押圧量を小さくすると共に、当該押圧動作による押圧最下点と前回の押圧動作による押圧最下点との差を一定値とすることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグの製造方法。
2. 請求項１において、上記押圧ハンマーは、各押圧動作の後に押圧方向とは反対方向に戻り、上記押圧ハンマーの戻り位置は、各押圧動作ごとに異なることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグの製造方法。
3. 請求項２において、上記押圧ハンマーの戻り位置は、当該押圧動作の直前の上記接地電極における被押圧面の位置であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグの製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項において、上記接地電極が上記粗加工領域にあるときは、上記押圧量を、当該押圧動作の直前の火花放電ギャップの大きさと上記目標値との差に比例した値とすることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグの製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、上記接地電極が上記粗加工領域にあるときは、当該押圧動作による押圧最下点と前回の押圧動作による押圧最下点との差を、当該押圧動作の直前の火花放電ギャップの大きさと上記目標値との差に比例した値とすることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグの製造方法。

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