JP5443362B2 - 部材の接合位置のずれ量の測定方法、スパークプラグの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、雌ねじ治具を利用して、測定対象物に接合されている部材の、接合目標位置からのずれ量を測定する測定方法であり、特に、スパークプラグの電極位置のずれ量を測定する測定方法、および、この測定方法を用いたスパークプラグの製造方法に関する。

スパークプラグの主体金具には、中心電極と接地電極が、火花ギャップと呼ばれる空間を隔てて対向するように設けられている。最近では、更なる燃費向上のために、接地電極が、スパークプラグが規定トルクで内燃機関に装着された状態で点火に最適な位置となるように、主体金具に接合されるものもある。なお、「点火に最適な位置」とは、火花ギャップ間でスパークすることにより生成された火炎核の成長が、燃焼室内の混合気の気流によって妨げられない位置を意味する。

一般的に、接地電極の接合位置の確認には、内燃機関のシリンダヘッドにおいてスパークプラグをねじ込む雌ねじ部分と同じ形状の雌ねじを有する雌ねじ治具を用いて確認される。このような雌ねじ治具には、主体金具が雌ねじ部分にねじ込まれた状態において、接地電極の合格角度範囲が記載されている。合格角度範囲とは、接地電極が点火最適位置からずれている場合に、許容されるずれ量（角度）の範囲である。接地電極のずれを確認する確認者は、スパークプラグをシリンダヘッドにねじ込む時のトルクと同一トルクで、主体金具を雌ねじ治具にねじ込み、接地電極の位置が合格角度範囲内であるか否かを視認し、製品（主体金具）の品質を判別している。

特開２００２−１４１１５６号公報

従来は、確認者は、接地電極の位置が合格角度範囲内であるか否かのみに基づいて品質の判別を行っており、接地電極が点火最適位置からどの程度ずれているか、という客観的な数値評価が行われていなかった。製品の品質確認や、製品のばらつきに基づくスパークプラグの製造設備の精度確認を行う上で、接地電極の位置が合格角度範囲内であるか否かだけでなく、どの程度ずれているかを表す客観的な数値評価を行うことが望まれている。

また、接地電極が合格角度範囲の上限・下限近傍に位置する場合、確認者による目視確認では、確認者の個々の判定に違いが生じることがある。この結果、同じ位置に接地電極が接合されていても、確認者ごとに、合格・不合格の判定が異なることがあり、ずれ量の測定精度が低下し、品質にばらつきが生じるという問題があった。

上述の課題は、スパークプラグに用いられる主体金具に限られるものではなく、所定の位置に部材が接合される種々の製品に共通の課題である。

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、測定対象物に接合されている部材の接合目標位置からのずれ量の測定精度の向上を目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
端面を有すると共に前記端面上において自身の中心軸以外の部位に部材が接合されている測定対象物を、前記測定対象物における前記部材の接合目標位置の基準となる基準部が予め形成されている基準面を有する雌ねじ治具に螺合して、前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定する測定方法であって、前記測定対象物を前記雌ねじ治具に螺合し、前記測定対象物が前記雌ねじ治具に螺合された状態で、前記基準面を含む平面である計測面上に前記部材の先端部を投影したときに、その先端部の投影像のうち予め規定された少なくとも一つの計測点を検出し、前記計測面上における前記基準部を検出し、前記計測面上において、前記測定対象物の中心軸と前記計測点とを結ぶ直線と、前記計測対象物の前記中心軸と前記基準部とを結ぶ直線である基準直線との間の角度に基づき、前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定する、測定方法。

適用例１の測定方法によれば、測定対象物の中心軸と少なくとも一つの計測点とを結ぶ直線と、中心軸と基準部とを結ぶ基準直線との間の角度に基づいて、接合目標位置からの部材のずれ量が測定される。従って、接合目標位置からの部材のずれ量を角度情報として数値化して確認できる。よって、部材の接合位置のずれ量の評価精度を向上でき、測定対象物の品質のばらつきを抑制できる。

［適用例２］
適用例１の測定方法において、前記測定対象物は、スパークプラグ用の主体金具であり、前記部材は、前記主体金具に接合されている接地電極である。適用例２の測定方法によれば、スパークプラグ用の主体金具に接合されている接地電極の、接合目標位置からのずれ量を精度良く測定できる。従って、主体金具の品質のばらつきを抑制できる。

［適用例３］
適用例１または適用例２の測定方法において、前記少なくとも一つの計測点は、前記先端部の投影像の外縁部上の、予め規定された第１の計測点および第２の計測点を含み、前記ずれ量の測定において、前記測定対象物の中心軸と前記第１の計測点とを結ぶ第１の直線と前記基準直線との間の角度を表す第１の角度情報と、前記測定対象物の中心軸と前記第２の計測点とを結ぶ第２の直線と前記基準直線との間の角度を表す第２の角度情報とに基づき、前記先端部の投影像の中心を算出すると共に、前記測定対象物の中心軸と前記算出された前記先端部の投影像の中心とを結ぶ第３の直線を求め、前記第３の直線と前記基準直線との間の角度を表す第３の角度情報に基づき、前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定する。適用例３の測定方法によれば、第１の角度情報と第２の角度情報に基づき先端部の投影像の中心が算出されると共に、測定対象物の中心軸と先端部の投影像の中心とを結ぶ第３の直線が求められ、第３の直線と基準直線との間の角度を表す第３の角度情報に基づき、接合目標位置からの部材のずれ量が測定される。従って、先端部の投影像の中心位置を精度良く算出でき、この結果、接合目標位置からの部材のずれ量の測定精度を向上できる。

［適用例４］
適用例３の測定方法において、前記先端部の投影像は、４つの頂点を有する略矩形状であり、前記第１の計測点および前記第２の計測点は、前記先端部の投影像の前記４つの頂点のうち、前記測定対象物の中心軸に近い２点である。適用例４の測定方法によれば、略矩形状の先端部の投影像の４つの頂点のうち、測定対象物の中心軸に近い内側の２点が、第１の計測点および第２の計測点として検出される。従って、第１の計測点および第２の計測点が雌ねじ治具の中心軸からほぼ同距離となる、すなわち、ほぼ同心円上に位置するので、各角度情報を精度良く取得できる。よって、ずれ量の測定の精度を向上できる。

［適用例５］
適用例３の測定方法において、前記第１の直線および前記第２の直線は、前記先端部の投影像の外縁部上において互いに異なる位置でそれぞれ外接する直線である。適用例５の測定方法によれば、第１の計測点および第２の計測点は、第１の直線および第２の直線が先端部の投影像の外縁部上において互いに異なる位置でそれぞれ外接するときのそれぞれの接点の位置として検出される。従って、先端部の投影像の外縁部は角部を有していなくても各角度情報を精度良く取得できる。よって、ずれ量の測定の精度を向上できる。

［適用例６］
適用例１ないし適用例５いずれかの測定方法は、更に、前記接合目標位置からの前記部材のずれ量の測定の前に、前記雌ねじ治具の前記基準面とねじ孔との境界に形成された面取り部に基づいて、前記測定対象物の前記中心軸を検出する。適用例６の測定方法によれば、雌ねじ治具の基準面とねじ孔との境界に形成された面取り部に基づいて中心軸が検出される。面取り部が形成されていることにより、計測面に陰影が現れるので、中心軸を中心とする円形のエッジの検出精度を向上できる。よって、中心軸の検出精度を向上できる。

［適用例７］
適用例１ないし適用例６いずれかの測定方法において、前記螺合において、前記測定対象物を、一定トルクで前記雌ねじ治具に螺合する。適用例７の測定方法によれば、測定対象物が装着対象装置に装着される際のトルクと略同一のトルクで雌ねじ治具に螺合される。従って、測定対象物が装着対象装置に実装された状態とほぼ同一の状態で、接合目標位置からの部材のずれ量を測定できる。よって、ずれ量の測定精度を向上できる。

［適用例８］
スパークプラグの製造方法であって、筒状の主体金具の端面に接地電極を接合し、前記接地電極が接合されている主体金具を、前記主体金具における前記接地電極の接合目標位置の基準となる基準部が予め形成されている基準面を有する前記雌ねじ治具に螺合し、前記主体金具が前記雌ねじ治具に螺合された状態で、前記基準面を含む平面である計測面上に前記接地電極の先端部を投影したときに、その先端部の投影像のうち予め規定された少なくとも一つの計測点を検出し、前記計測面上における前記基準部を検出し、前記計測面上において、前記主体金具の中心軸と前記計測点とを通る直線と、前記測定対象物の前記中心軸と前記基準部とを通る直線である基準直線との間の角度に基づき、前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定し、前記測定されたずれ量が予め規定された許容範囲内であるか否かを判断し、前記ずれ量が前記許容範囲内であると判断された主体金具に、中心電極および端子金具が組み付けられた絶縁体を組み付け、前記接地電極の先端を前記中心電極に対向させるように加工する、スパークプラグの製造方法。

適用例８の製造方法によれば、主体金具の中心軸と少なくとも一つの計測点とを結ぶ直線と、中心軸と基準部とを結ぶ基準直線との間の角度に基づいて、接合目標位置からの電極のずれ量が測定され、ずれ量が許容範囲内であると判断された主体金具に絶縁体を取り付けてスパークプラグが製造される。従って、スパークプラグの品質のばらつきを抑制できる。

本発明において、上述した種々の態様は、適宜、組み合わせたり、一部を省略したりして適用することができる。

第１実施例におけるスパークプラグ１００の部分断面図。 第１実施例におけるスパークプラグ１００の製造方法を説明するフローチャート。 第１実施例における点火最適位置Ｏ１からの接地電極３０のずれ量の測定方法を説明するフローチャート。 第１実施例における雌ねじ治具３００を例示する説明図。 第１実施例における雌ねじ治具３００への主体金具５０の螺合状態を示す説明図。 図４（ａ）におけるＡ−Ａ断面で切断した雌ねじ治具３００の断面図。 第１実施例における接地電極３０の点火最適位置Ｏ１からのずれ量について説明する説明図。 第１の計測点および第２の計測点のその他の規定方法を説明する説明図。 矩形形状の接地電極が主体金具の中心軸に対して傾いて溶接された状態を例示した説明図。 第１実施例における投影機４００を例示する模式図。 第２実施例における雌ねじ治具３００ａの計測面３６０ａを例示する平面図。

Ａ．第１実施例：
Ａ１．スパークプラグの構成：
以下、本発明の実施の態様を実施形態に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００の部分断面図である。なお、図１において、スパークプラグ１００の軸線方向ＯＤを図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１００の先端側、上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、絶縁体としての絶縁碍子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内に軸線方向ＯＤに保持された中心電極２０と、接地電極３０と、絶縁碍子１０の後端部に設けられた端子金具４０とを備える。

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、軸中心に軸線方向ＯＤへ延びる軸孔１２が形成された筒形状を有する。軸線方向ＯＤ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、それより後端側（図１における上側）には後端側胴部１８が形成されている。鍔部１９より先端側（図１における下側）には、後端側胴部１８よりも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、スパークプラグ１００が内燃機関のエンジンヘッド２００に取り付けられた際には、その燃焼室に曝される。脚長部１３と先端側胴部１７との間には段部１５が形成されている。

主体金具５０は、内燃機関のエンジンヘッド２００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を、その後端側胴部１８の一部から脚長部１３にかけての部位を取り囲むようにして内部に保持している。主体金具５０は低炭素鋼材より形成され、図示しないスパークプラグレンチが嵌合する工具係合部５１と、内燃機関の上部に設けられたエンジンヘッド２００の取付ネジ孔２０１に螺合するネジ山が形成された取付ネジ部５２とを備えている。

主体金具５０の工具係合部５１と取付ネジ部５２との間には、鍔状のシール部５４が形成されている。取付ネジ部５２とシール部５４との間のネジ首５９には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿されている。ガスケット５は、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付けた際に、シール部５４の座面５５と取付ネジ孔２０１の開口周縁部２０５との間で押し潰されて変形する。このガスケット５の変形により、スパークプラグ１００とエンジンヘッド２００間が封止され、取付ネジ孔２０１を介したエンジン内の気密漏れが防止される。

主体金具５０の工具係合部５１より後端側には薄肉の加締部５３が設けられている。また、シール部５４と工具係合部５１との間には、加締部５３と同様に薄肉の座屈部５８が設けられている。工具係合部５１から加締部５３にかけての主体金具５０の内周面と絶縁碍子１０の後端側胴部１８の外周面との間には、円環状のリング部材６，７が介在されており、さらに両リング部材６，７間にタルク（滑石）９の粉末が充填されている。加締部５３を内側に折り曲げるようにして加締めることにより、リング部材６，７およびタルク９を介し、絶縁碍子１０が主体金具５０内で先端側に向け押圧される。これにより、主体金具５０の内周で取付ネジ部５２の位置に形成された段部５６に、環状の板パッキン８を介し、絶縁碍子１０の段部１５が支持されて、主体金具５０と絶縁碍子１０とが一体にされる。このとき、主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性は、板パッキン８によって保持され、燃焼ガスの流出が防止される。座屈部５８は、加締めの際に、圧縮力の付加に伴い外向きに撓み変形するように構成されており、タルク９の軸線方向ＯＤの圧縮長を長くして主体金具５０内の気密性を高めている。なお、段部５６よりも先端側における主体金具５０と絶縁碍子１０との間には、所定寸法のクリアランスが設けられている。

主体金具５０の先端側の面である先端面５７において、接地電極３０は、主体金具５０の中心軸Ｏ以外の部位に接合されている。接地電極３０は、スパークプラグ１００の軸線方向ＯＤを中心とした周方向において、エンジン性能を最大限に発揮できる接地電極の位置（以下、明細書では点火最適位置と呼ぶ）に接合されていることが好ましいが、接地電極３０は、必ずしも点火最適位置に一致しなければならないわけではなく、一般的に所定の合格角度範囲内に含まれていれば品質としては良い（合格）とされている。以下に、スパークプラグ１００の製造方法について説明する。点火最適位置は、火花ギャップ間でスパークすることにより生成された火炎核の成長が、燃焼室内の混合気の気流によって妨げられない位置、すなわち、火花の生成効率が最も良い位置を表す。なお、主体金具５０は特許請求の範囲の「測定対象物」にあたり、接地電極３０は、特許請求の範囲の「部材」にあたり、点火最適位置は、特許請求の範囲における「接合目標位置」に当たる。

Ａ２．スパークプラグの製造方法：
図２は、第１実施例におけるスパークプラグ１００の製造方法を説明するフローチャートである。主体金具５０に接地電極３０を接合し（ステップＳ１０）、雌ねじ治具を用いて、主体金具５０に接合されている接地電極３０の、点火最適位置からのずれ量を測定する（ステップＳ１２）。ずれ量の測定については、後に詳述する。

測定されたずれ量が予め規定された許容範囲内であるか否かを判断し（ステップＳ１４）、ずれ量が許容範囲内であると判断された主体金具５０に、中心電極２０を備える絶縁体を組み付けて、接地電極３０を中心電極２０に対向するように曲げ加工する（ステップＳ１６）。このようにして、スパークプラグ１００が製造される。ずれ量が許容範囲外であると判断された主体金具５０は廃棄される（ステップＳ１８）。

Ａ３．接合目標位置からの接地電極のずれ量の測定方法について：
主体金具５０に接合されている接地電極３０の、点火最適位置からのずれ量を測定する方法について、図３〜図１０を参照して説明する。第１実施例では、雌ねじ治具を用いて、主体金具５０の接地電極３０のずれ量を測定する。図３は、第１実施例におけるずれ量の測定方法を説明するフローチャートである。この測定方法は、図２のステップＳ１２における処理に当たる。

主体金具５０を内燃機関に装着する際のトルクと略同一のトルクで、主体金具５０を雌ねじ治具３００に螺合する（ステップＳ２０）。雌ねじ治具３００への主体金具５０の螺合について、図４ないし図６を参照して説明する。

図４は、第１実施例における雌ねじ治具３００を例示する説明図である。図４（ａ）は、雌ねじ治具３００の斜視図、図４（ｂ）は雌ねじ治具３００の側面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、雌ねじ治具３００は、貫通孔３２０を有する本体部３１０と、貫通孔３２０が開口する両端部において本体部３１０から半径方向外側に膨出形成されたフランジ部３３０ａ，３３０ｂとから構成される。フランジ部３３０ａの基準面３３２には、雌ねじ治具３００に螺合された状態の主体金具５０における接地電極３０の点火最適位置を表す基準部としての溝３５０が形成されている。貫通孔３２０の内面には、ＪＩＳ Ｂ８０３１−1995で規定されるスパークプラグ用のネジで構成された基準雌ねじ３３１が形成されている。すなわち、雌ねじ治具３００に主体金具５０が螺合された状態は、内燃機関に主体金具５０を螺合した状態と同じとなる。よって、主体金具５０を備えるスパークプラグ１００を内燃機関に実際に螺合することなく、スパークプラグ１００が内燃機関に螺合された状態を確認できる。

図５は、第１実施例における雌ねじ治具３００への主体金具５０の螺合状態を示す説明図である。図５（ａ）は、主体金具５０の雌ねじ治具３００への螺合前の状態を表しており、図５（ｂ）は、主体金具５０の雌ねじ治具３００への螺合後の状態を表している。図５（ａ）に示すように、主体金具５０は、フランジ部３３０ｂ側からフランジ部３３０ａ側に向けて、貫通孔３２０にねじ込まれ雌ねじ治具３００に螺合される。この結果、図５（ｂ）に示すように、接地電極３０は、フランジ部３３０ａ側に突き出る。接地電極３０のずれ量は、接地電極３０側から、主体金具５０が螺合された雌ねじ治具３００を観察して測定される。以降、第１実施例では、溝３５０が形成されているフランジ部３３０ａの基準面３３２を含む平面、すなわち、主体金具５０を雌ねじ治具３００に螺合した状態において基準面３３２と主体金具５０の先端面５７を含む平面を、計測面３６０と呼ぶ。

図６は、図４（ａ）におけるＡ−Ａ断面で切断した雌ねじ治具３００の断面図である。フランジ部３３０ａは、図６に示すように、基準面３３２と貫通孔３２０との境界（基準面３３２と貫通孔３２０とのつなぎ目となる角部）をわずかに平らに加工する面取り加工が施された面取り部３４０を備える。面取り加工は、Ｃ面取り、Ｒ面取りなど種々の面取り加工を適用可能である。以上説明した雌ねじ治具３００に、主体金具５０が螺合されている。

図２に戻り説明を続ける。主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態で、計測面３６０を観察し、点火最適位置からの接地電極３０のずれ量を測定する（ステップＳ２２）。

図７は、第１実施例における接地電極３０の点火最適位置からのずれ量について説明する説明図である。図７（ａ）は、第１実施例における主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態における計測面３６０の平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＸ部分の拡大図である。図７（ａ）および図７（ｂ）において、面３０ａは、接地電極３０の先端面である。以降、明細書では、面３０ａを先端面３０ａと呼ぶ。図７（ａ）、図７（ｂ）において、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、略矩形状の接地電極３０の先端面３０ａの四隅の点を表しており、中心Ｃは、接地電極３０の先端面３０ａの中心位置を表している。中心軸Ｏは、雌ねじ治具３００の中心軸（主体金具５０の軸線）を示している。溝３５０は、中心軸Ｏを通る直線に一致するように雌ねじ治具３００のフランジ部３３０ａの面に形成されている。このため、溝３５０を通る直線と接地電極３０の先端面３０ａの中心Ｃとが一致する位置が、接地電極３０の点火最適位置となる。ここで、図７（ａ）、図７（ｂ）において、溝３５０を通ると共に中心軸Ｏを通る直線を基準直線ＬＳとし、また、この基準直線ＬＳと主体金具５０における先端面と内周面とで形成される稜線との交点のうち、溝３５０に近い側の交点を周方向原点Ｏ１とする。また、周方向原点Ｏ１を、中心軸Ｏを中心とする周方向の原点とする。第１実施例では、周方向原点Ｏ１は、点火最適位置である。以降、明細書では、周方向原点Ｏ１を点火最適位置Ｏ１とも呼ぶ。図７（ａ）、７（ｂ）において、雌ねじ治具３００の中心軸Ｏ（主体金具５０の軸線）を中心とする周方向において、図面右回りが正方向を表しており、図面左回りが負方向を表している。なお、図７（ｂ）において、破線で示す矩形枠は、接地電極３０が主体金具５０の先端面５７上において点火最適位置Ｏ１に位置する場合の接地電極３０を示している。

第１実施例では、主体金具５０の中心軸Ｏ、接地電極３０の先端面３０ａ上の予め規定された第１の計測点Ｐ１および第２の計測点Ｐ２を検出し、基準直線ＬＳと、中心軸Ｏと第１の計測点Ｐ１とを結ぶ第１の直線Ｌ１との間の周方向角度β１、および、基準直線ＬＳと、中心軸Ｏと第２の計測点Ｐ２とを結ぶ第２の直線Ｌ２との間の周方向角度β２を測定し、点火最適位置Ｏ１からの接地電極３０のずれ量を測定する。具体的には、以下の式１を適用して、接地電極３０の先端面の中心Ｃと、中心軸Ｏとを結ぶ第３の直線Ｌ３と基準直線ＬＳとの間の周方向角度αを算出する。なお、第１実施例において、周方向角度β１、β２は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１の角度情報」、「第２の角度情報」に当たり、周方向角度αは、特許請求の範囲の「第３の角度情報」に当たる。

α＝（β１＋β２）／２ （式１）

周方向原点Ｏ１は、接地電極３０が目標位置（点火最適位置Ｏ１）に位置する場合における接地電極３０の中心Ｃに対応する位置であるため、上記式１を適用して算出された周方向角度αが、接地電極３０の点火最適位置からのずれ量である。

第１実施例では、接地電極３０の先端面３０ａの４つの頂点Ｐ１、Ｐ２，Ｐ３およびＰ４のうち、中心軸Ｏに近い２点（言い換えれば内側の２点）を第１の計測点Ｐ１、第２の計測点Ｐ２と規定している。第１の計測点および第２の計測点は、Ｐ１，Ｐ２に限られず、接地電極３０の先端面３０ａ上の点であればよい。先端面３０ａの外縁部上であれば、エッジであり検出が容易となる点で好ましい。第１の計測点および第２の計測点は、接地電極３０の先端面３０ａの中心Ｃと主体金具５０の中心軸Ｏとを結ぶ第３の直線の一方の側に位置する点と、他方の側に位置する点との組み合わせであればよい。

図８は、第１の計測点および第２の計測点のその他の規定方法を説明する説明図である。図８（ａ）および図８（ｂ）は、それぞれ、図７（ａ）および図７（ｂ）に対応している。図７では、略矩形状の接地電極３０の先端面３０ａの４つの頂点Ｐ１、Ｐ２，Ｐ３およびＰ４のうち、中心軸Ｏに近い２点を第１の計測点Ｐ１、第２の計測点Ｐ２として規定しているが、第１の計測点および第２の計測点を上記以外の方法によっても規定することができる。例えば、図８（ａ）に示すように、第１の計測点Ｐ１および第２の計測点Ｐ２は、それぞれ、中心軸Ｏを通る第１の直線Ｌ１、および、第２の直線Ｌ２が、先端面３０ａの外縁部上において互いに異なる位置でそれぞれ外接するときのそれぞれの接点の位置として規定してもよい。このとき、第１の計測点Ｐ１および第２の計測点Ｐ２は、図８（ｂ）に示すように、一方の計測点が、接地電極３０の先端面３０ａの中心Ｃと主体金具５０の中心軸Ｏとを結ぶ第３の直線Ｌ３の一方の側に位置し、他方の計測点が、第３の直線Ｌ３の他方の側に位置するように規定する。図８（ａ）（ｂ）に示す計測点の規定方法によれば、先端面３０ａの形状が角部を有さない円形や楕円形等であっても、基準直線ＬＳと第１の直線Ｌ１との間の周方向角度β１、および、基準直線ＬＳと第２の直線Ｌ２との間の周方向角度β２を測定して、点火最適位置Ｏ１からの接地電極３０のずれ量を測定することができる。すなわち、図８に示す計測点の規定方法によれば、接地電極３０の先端面３０ａの形状に依存することなくずれ量を測定することができる。

図９は、矩形形状の接地電極が主体金具の中心軸に対して傾いて溶接された状態を例示した説明図である。図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれ、図７（ａ）および図７（ｂ）に対応している。図９（ａ）（ｂ）に示すように、矩形形状の接地電極３０が主体金具５０の中心軸Ｏに対して傾いて溶接された場合には、中心軸Ｏから接地電極３０の先端面３０ａの頂点Ｐ１までの距離よりも、中心軸Ｏから頂点Ｐ４までの距離の方が、中心軸Ｏから頂点Ｐ２までの距離に近似している。よって、接地電極３０の先端面３０ａの頂点Ｐ４と頂点Ｐ２をそれぞれ第１の計測点および第２の計測点と規定することで、内側の２点である頂点Ｐ１と頂点Ｐ２をそれぞれ第１の計測点および第２の計測点と規定する場合に比べ、接地電極３０の先端面３０ａの中心Ｃと主体金具５０の中心軸Ｏとを結ぶ第３の直線Ｌ３を精度良く規定することができる。図８（ａ）（ｂ）で示した計測点の規定方法を図９（ａ）（ｂ）に示す接地電極３０のずれ量の計測に適用によれば、接地電極３０の先端面３０ａの頂点Ｐ４と頂点Ｐ２をそれぞれ第１の計測点Ｐ４および第２の計測点Ｐ２と規定することができるため、周方向角度β１、β２から第３の直線Ｌ３と基準直線ＬＳとの間の周方向角度αを精度良く取得することができ、ずれ量の測定精度を向上させることができる。

以下に、第１実施例における点火最適位置Ｏ１からの接地電極３０のずれ量の測定処理の詳細、例えば、第１の計測点Ｐ１、第２の計測点Ｐ２の検出や中心軸Ｏの検出ついて、詳細に説明する。この処理は、図３のステップＳ２２における処理に当たる。第１実施例では、投影機４００を用いてずれ量を測定する。

まず、主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態で、計測面３６０を投影機４００で投影し、映し出された計測面３６０の投影像を表す投影画像データを取得する（ステップＳ３０）。

図１０は、第１実施例における投影機４００を例示する模式図である。投影機４００は、土台部４５２と、この土台部４５２の上方に設けられたヘッド部４５４とを備える。土台部４５２には、測定対象物設置台４５６が設けられている。測定対象物設置台４５６には、雌ねじ治具３００を配置する予め規定された位置を示す印（図示無し）が付されており、観察者は、印に沿って雌ねじ治具３００を測定対象物設置台４５６上に配置する。ヘッド部４５４は、図示しない光源と、投影レンズ４６２と平面反射鏡４６４，４６６とを含む光学系と、ヘッド部４５４の前面に設けられたスクリーン４７０とを備える。

図示しない光源から照明光Ｈ１が照射されると、この照明光Ｈ１は、計測面３６０によって反射されて、この反射光は、矢印Ｈ２で示すように、投影レンズ４６２と平面反射鏡４６４，４６６を介して、スクリーン４７０に照射される。スクリーン４７０には、図７（ａ）において説明した計測面３６０の投影像が映し出される。この投影像を表す投影画像データを生成し、演算装置５００に受け渡す。なお、投影画像データは、図７に示す平面図と同様の画像である。

演算装置５００は、受け渡された投影画像データを解析し、主体金具５０の中心軸Ｏを検出する（ステップＳ３２）。具体的には、演算装置５００は、投影画像データを解析し、面取り部３４０を検出する。面取り部３４０は、投影機４００から射出される光に対して斜面状に形成されているので、投影図には陰影として現れる。よって、演算装置５００は、円形の陰影を検出し、その円の中心位置を算出する。こうして算出された円の中心位置は主体金具５０の中心軸Ｏに当たる。主体金具５０は、雌ねじ治具３００の貫通孔３２０に螺合されているので、雌ねじ治具３００の軸線が主体金具５０の中心軸Ｏとなる。陰影として表示されている部分は、エッジ検出が容易であるので、面取りをすることにより中心軸Ｏの検出を容易にできるという利点がある。

演算装置５００は、次に、投影画像データを解析し、接地電極３０の第１の計測点Ｐ１および第２の計測点Ｐ２を検出する（ステップＳ３４）。計測点は、投影画像データを解析して、接地電極３０のエッジを切り出すことにより検出される。外縁部かつ角部は検出が容易であるため、各計測点の検出を容易にできる。

演算装置５００は、点火最適位置Ｏ１から第１の計測点Ｐ１および第２の計測点Ｐ２の周方向角度β１、β２を測定する（ステップＳ３６）。具体的には、演算装置５００は、図７（ａ）に示すように、基準直線ＬＳと第１の直線Ｌ１との間の周方向角度β１、および、基準直線ＬＳと第２の直線Ｌ２との間の周方向角度β２を測定する。

演算装置５００は、周方向角度β１、β２を式１に適用して、接地電極３０の点火最適位置Ｏ１からのずれ量である周方向角度αを算出する（ステップＳ３８）。

以上説明した第１実施例の測定方法によれば、基準直線ＬＳと、主体金具５０の中心軸Ｏと計測点Ｐ１，Ｐ２とを結ぶ直線Ｌ１，Ｌ２との間の周方向角度β１、β２に基づいて、点火最適位置Ｏ１からの接地電極３０のずれ量が測定される。従って、点火最適位置Ｏ１からの接地電極３０の接合位置のずれ量を数値化して確認できる。よって、接地電極３０の接合位置のずれの評価精度を向上でき、主体金具５０の品質のばらつきを抑制できる。

また、第１実施例の測定方法によれば、略矩形状である接地電極３０の先端面の４つの頂点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のうち、主体金具５０の中心軸Ｏに近い内側の２点Ｐ１，Ｐ２が、第１の計測点および第２の計測点として用いられる。従って、第１の計測点Ｐ１および第２の計測点Ｐ２が雌ねじ治具３００の中心軸Ｏからほぼ同距離となる、すなわち、ほぼ同心円上に位置するので、周方向角度β１、β２を精度良く取得できる。よって、ずれ量の測定精度を向上できる。

主体金具５０の中心軸Ｏに近い内側の２点Ｐ１，Ｐ２を、第１の計測点および第２の計測点として用いれば、主体金具５０の中心軸Ｏから遠い外側の２点Ｐ３，Ｐ４を、第１の計測点および第２の計測点として用いる場合に比べて、周方向角度β１と、周方向角度β２との差分が大きくなるため、第３の直線Ｌ３と基準直線ＬＳとの間の周方向角度αを精度良く算出することができる。これにより、ずれ量の測定精度を向上させることができる。

また、第１実施例の測定方法によれば、雌ねじ治具３００の基準面３３２と貫通孔３２０との境界に形成された面取り部３４０に基づいて主体金具５０の中心軸Ｏが検出される。面取り部３４０が形成されていることにより、計測面の投影像に陰影が現れるので、貫通孔３２０の輪郭を精度良く検出できる。よって、貫通孔３２０の輪郭から、貫通孔３２０の中心、すなわち、主体金具５０の中心軸Ｏを精度良く検出できるので、接地電極３０の接合位置のずれ量の測定精度を向上できる。

また、第１実施例の測定方法によれば、投影機４００を用いて各検出（第１の計測点Ｐ１、第２の計測点Ｐ２、中心軸Ｏの検出）が行われる。従って、利用者の負担を軽減できるとともに、各検出の精度を向上できるので、ずれ量の測定精度を向上できる。

また、第１実施例の測定方法によれば、主体金具５０が内燃機関に装着される際のトルクと略同一のトルクで、主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合される。従って、主体金具５０が内燃機関に実装された状態とほぼ同一の状態で、点火最適位置からの接地電極３０のずれ量を測定できる。よって、ずれ量の測定精度を向上できる。

また、第１実施例のスパークプラグ１００の製造方法によれば、点火最適位置からの接地電極３０の接合位置のずれ量が許容範囲内であると判断された主体金具５０に絶縁碍子１０を取り付けてスパークプラグ１００が製造される。従って、品質のばらつきの少ないスパークプラグ１００を製造できる。

Ｂ．第２実施例：
第１実施例では、投影図を表す画像データを解析し、接地電極３０のずれ量を数値化して測定しているが、第２実施例では、観察者が視認により、接地電極３０の接合位置が予め規定された合格角度範囲内に含まれるか否かを判断した上で、接地電極３０の接合位置が合格角度範囲に含まれている主体金具５０のみについてずれ量の測定を行う。第２実施例では、雌ねじ治具の計測面上に記載されている合格角度範囲に基づいて、接地電極３０のずれを確認する。

Ｂ１．接合目標位置からの接地電極のずれ量の測定方法について：
図１１は、第２実施例における雌ねじ治具３００ａの計測面３６０ａを例示する平面図である。図１１は、雌ねじ治具３００ａに、主体金具５０が螺合された状態を示している。合格角度範囲Ｓは、溝３３３ａ、溝３３３ｂにより表される、周方向原点から所定の角度範囲である。図１１において、合格角度Ａ、−Ａは、接地電極３０の中心Ｃの周方向原点からの周方向角度の限界角度、すなわち、接地電極３０が、スパークプラグ１００の品質として許容される限界の位置に接合されている場合の中心Ｃの周方向原点からの周方向角度を表している。

第２実施例において、合格角度範囲Ｓを表す溝３３３ａ、溝３３３ｂは、接地電極３０の幅分を含む位置に形成されている。具体的には、溝３３３ａは、合格角度Ａの位置に接地電極３０の中心Ｃが位置する場合における、周方向正側の接地電極３０の先端面３０ａのエッジＥ１の延長線上に形成されている。同様に、溝３３３ｂは、合格角度−Ａの位置に接地電極３０の中心Ｃが位置する場合における、周方向負側の接地電極３０の先端面３０ａのエッジＥ２の延長線上に形成されている。言い換えれば、溝３３３ａは、合格角度Ａを表す直線Ｑ１からＤ／２（Ｄ：接地電極３０の先端面における周方向の幅）だけ周方向正側に形成されており、溝３３３ｂは、合格角度−Ａを表す直線Ｑ２からＤ／２だけ周方向負側に形成されている。この結果、合格角度範囲Ｓは、合格角度Ａから合格角度−Ａの範囲に、接地電極３０の先端面における周方向の幅Ｄが加算された範囲として表される。

第２実施例では、第１実施例と同様に、主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態で、計測面３６０ａを投影機で投影し、投影することによって得られた計測面３６０ａの投影像に基づいて、観察者が接地電極３０のずれを視認により確認する。図示を省略するが、計測面３６０ａを投影機４００によって投影すると、溝３３３ａ、溝３３３ｂは、面取り部３４０と同様に、投影図において陰影として現れる。観察者は投影図を視認し、接地電極３０の先端面３０ａのエッジＥ１が溝３３３ａよりも周方向負側に位置しているか、および、接地電極３０の先端面３０ａのエッジＥ２が溝３３３ｂよりも周方向正側に位置しているかを確認する。エッジＥ１が溝３３３ａよりも周方向負側に位置し、かつ、エッジＥ２が溝３３３ｂよりも周方向正側に位置している場合には、接地電極３０のずれ量は合格角度範囲Ｓ内であり、主体金具５０の品質は合格と判断される。エッジＥ１が溝３３３ａよりも周方向正側に位置し、もしくは、エッジＥ２が溝３３３ｂよりも周方向負側に位置している場合には、接地電極３０のずれ量は合格角度範囲Ｓを超えており、主体金具５０の品質は不合格と判断される。観察者は、合格と判断した主体金具５０についてのみ、接地電極３０の接合位置のずれ量を、演算装置５００に測定させる。

以上説明した第２実施例の測定方法によれば、演算装置５００によるずれ量の測定前に、観察者により、接地電極３０の接合位置が、合格角度範囲Ｓ内であるか否かが判断され、合格角度範囲Ｓ内と判断された主体金具５０についてのみ、演算装置５００によるずれ量の測定が行われる。従って、観察者による視認によって不合格と判断された主体金具５０については、ずれ量の測定が行われることなく廃棄されるため、主体金具５０の製造速度を向上できる。

従来、合格角度範囲は、合格角度Ａから合格角度−Ａの範囲が一般的に利用されていた。しかしながら、接地電極３０の先端面３０ａの中心Ｃが観察者には明確にわからないため、合格角度範囲Ｓの上下限付近での目視による合格／不合格の判断が困難であり、観察者によって合格／不合格の判断に差が生じてしまい、結果として、主体金具５０の品質にばらつきがでていた。第２実施例の測定方法によれば、合格角度範囲Ｓは、合格角度Ａから合格角度−Ａの範囲に、接地電極３０の先端面における周方向の幅Ｄが加算された範囲として表されている。従って、合格角度範囲Ｓの上下限付近での合格／不合格の判断は、接地電極３０のエッジＥ１、エッジＥ２を用いて行われるため、観察者の目視による合格／不合格の判断精度を向上できる。

Ｃ．変形例
（１）第１実施例では、演算装置５００を用いてずれ量の測定が行われているが、例えば、観察者による目視により、ずれ量の測定が行われてもよい。この場合、投影機４００のスクリーン４７０には、中心軸Ｏと、基準直線ＬＳと、周方向角度を表す目盛りが付されており、観察者は、この目盛りを利用して周方向角度β１、β２を測定し、周方向角度αを算出してもよい。

（２）第１実施例、第２実施例では、投影機４００を用いているが、投影機４００に代えて、顕微鏡を用いても良い。

（３）第２実施例では、接地電極３０が合格角度範囲Ｓ内に位置しているか否かの判断を、投影機４００によって得られた投影像に基づいて判断しているが、接地電極３０が合格角度範囲Ｓ内に位置しているか否かの判断については、投影機４００を利用せず、観察者が投影機４００を介さず直接目視して行っても良い。この場合、接地電極３０が合格角度範囲Ｓ内に位置している主体金具５０のみに対して、投影機４００および演算装置５００を用いてずれ量の測定が行われるようにすれば、観察者は、全ての主体金具５０を投影機４００に設置する必要が無くなるので、観察者の負担軽減を図ることができるとともに、製造速度の向上を図ることができる。

以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成をとることができる。

５…ガスケット
６…リング部材
８…板パッキン
９…タルク
１０…絶縁碍子
１２…軸孔
１３…脚長部
１５…段部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…鍔部
２０…中心電極
３０…接地電極
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ネジ部
５３…加締部
５４…シール部
５５…座面
５６…段部
５８…座屈部
５９…ネジ首
６２…投影レンズ
６４…平面反射鏡
１００…スパークプラグ
２００…エンジンヘッド
２０１…取付ネジ孔
２０５…開口周縁部
３００…治具
３００ａ…治具
３１０…本体部
３２０…貫通孔
３３０ａ…フランジ部
３３０ｂ…フランジ部
３３３ａ、３３３ｂ…溝
３４０…面取り部
３５０…溝
３６０…計測面
３６０ａ…計測面
４００…投影機
４５２…土台部
４５４…ヘッド部
４５６…測定対象物設置台
４６２…投影レンズ
４７０…スクリーン
５００…演算装置

Claims (8)

1. 端面を有すると共に前記端面上において自身の中心軸以外の部位に部材が接合されている測定対象物を、前記測定対象物における前記部材の接合目標位置の基準となる基準部が予め形成されている基準面を有する雌ねじ治具に螺合して、前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定する測定方法であって、
   前記測定対象物を前記雌ねじ治具に螺合し、
   前記測定対象物が前記雌ねじ治具に螺合された状態で、前記基準面を含む平面である計測面上に前記部材の先端部を投影したときに、その先端部の投影像のうち予め規定された少なくとも一つの計測点を検出し、
   前記計測面上における前記基準部を検出し、
   前記計測面上において、前記測定対象物の中心軸と前記計測点とを結ぶ直線と、前記測定対象物の前記中心軸と前記基準部とを結ぶ直線である基準直線との間の角度に基づき、前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定する、
   測定方法。
2. 請求項１記載の測定方法であって、
   前記測定対象物は、スパークプラグ用の主体金具であり、
   前記部材は、前記主体金具に接合されている接地電極である、
   測定方法。
3. 請求項１または請求項２記載の測定方法であって、
   前記少なくとも一つの計測点は、前記先端部の投影像の外縁部上の、予め規定された第１の計測点および第２の計測点を含み、
   前記ずれ量の測定において、
   前記測定対象物の中心軸と前記第１の計測点とを結ぶ第１の直線と前記基準直線との間の角度を表す第１の角度情報と、前記測定対象物の中心軸と前記第２の計測点とを結ぶ第２の直線と前記基準直線との間の角度を表す第２の角度情報とに基づき、前記先端部の投影像の中心を算出すると共に、前記測定対象物の中心軸と前記算出された前記先端部の投影像の中心とを結ぶ第３の直線を求め、
   前記第３の直線と前記基準直線との間の角度を表す第３の角度情報に基づき、前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定する、
   測定方法。
4. 請求項３記載の測定方法であって、
   前記先端部の投影像は、４つの頂点を有する略矩形状であり、
   前記第１の計測点および前記第２の計測点は、前記先端部の投影像の前記４つの頂点のうち、前記測定対象物の中心軸に近い２点である、
   測定方法。
5. 請求項３記載の測定方法であって、
   前記第１の直線および前記第２の直線は、前記先端部の投影像の外縁部上において互いに異なる位置でそれぞれ外接する直線である、
   測定方法。
6. 請求項１ないし請求項５いずれか記載の測定方法であって、更に、
   前記接合目標位置からの前記部材のずれ量の測定の前に、前記雌ねじ治具の前記基準面とねじ孔との境界に形成された面取り部に基づいて、前記測定対象物の前記中心軸を検出する、
   測定方法。
7. 請求項１ないし請求項６いずれか記載の測定方法であって、
   前記螺合において、前記測定対象物を、一定トルクで前記雌ねじ治具に螺合する、
   測定方法。
8. スパークプラグの製造方法であって、
   筒状の主体金具の端面に接地電極を接合し、
   前記接地電極が接合されている主体金具を、前記主体金具における前記接地電極の接合目標位置の基準となる基準部が予め形成されている基準面を有する前記雌ねじ治具に螺合し、
   前記主体金具が前記雌ねじ治具に螺合された状態で、前記基準面を含む平面である計測面上に前記接地電極の先端部を投影したときに、その先端部投影像のうち予め規定された少なくとも一つの計測点を検出し、
   前記計測面上における前記基準部を検出し、
   前記計測面上において、前記主体金具の中心軸と前記計測点とを通る直線と、前記測定対象物の前記中心軸と前記基準部とを通る直線である基準直線との間の角度に基づき、前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定し、
   前記測定されたずれ量が予め規定された許容範囲内であるか否かを判断し、
   前記ずれ量が前記許容範囲内であると判断された主体金具に、中心電極および端子金具が組み付けられた絶縁体を組み付け、
   前記接地電極の先端を前記中心電極に対向させるように加工する、
   スパークプラグの製造方法。

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