JP5730807B2 - スパークプラグの製造方法およびスパークプラグ - Google Patents
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(a)中心電極と、前記中心電極の外周に配置された絶縁体と、前記絶縁体の外周に配置された主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部が前記中心電極と対向するように配置された接地電極と、を備えるスパークプラグを製造するために、前記中心電極と前記絶縁体と前記主体金具とを備えると共に、前記接地電極を形成するための接地電極形成部材の一端部が前記主体金具に接合されたスパークプラグ形成部材を用意する工程と、
(b)前記スパークプラグ形成部材における前記中心電極の先端部の位置を測定する工程と、
(c)前記主体金具に接合された前記接地電極形成部材の他端部側の切断を行なう工程と、を備えるスパークプラグの製造方法において、
前記(b)工程は、
(b−1)前記スパークプラグ形成部材を、該スパークプラグ形成部材を保持するための保持治具に固定すると共に、前記位置を測定するための測定装置に対して前記保持治具を位置合わせする工程と、
(b−2)前記測定装置を用いて、前記測定装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記位置測定を行なう工程と、
を備え、
前記(c)工程は、
(c−1)前記(b)工程の後に、前記スパークプラグ形成部材が固定された状態を維持する前記保持治具を、前記切断を行なうための切断装置に対して位置合わせする工程と、
(c−2)前記切断装置を用いて、前記切断装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記(b−2)工程の結果に基づいて決定される切断箇所において接地電極形成部材の切断を行なう工程と、
を備えることを特徴とするスパークプラグの製造方法。
適用例1記載のスパークプラグの製造方法であって、前記(a)工程において、複数の前記スパークプラグ形成部材を用意すると共に、複数の前記保持治具を用いて、前記複数のスパークプラグ形成部材の各々について前記(b)工程および前記(c)工程を順次行ない、前記(c−2)工程は、各々の前記保持治具に固定された前記スパークプラグ形成部材毎に、前記(b−2)工程で行なわれた前記位置の測定結果に基づいて、前記切断箇所を決定することを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例2に記載のスパークプラグの製造方法によれば、スパークプラグ形成部材毎に、当該スパークプラグ形成部材についての位置測定結果に基づいて切断箇所を決定するため、接地電極を切断する動作の精度を高めることができる。
適用例2記載のスパークプラグの製造方法であって、前記(b)工程は、さらに、(b−3)前記位置の測定により得られた位置情報を、前記保持治具と関連づけて記憶する工程を備え、前記(c)工程は、さらに、(c−3)前記切断に先立って前記保持治具を識別する工程を備え、前記(c−2)工程は、前記(c−3)工程で識別された前記保持治具に関連づけて前記(b−3)工程で記憶した前記位置情報に基づいて、前記切断箇所を決定することを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例3に記載のスパークプラグの製造方法によれば、位置情報を保持治具と関連づけて記憶すると共に、識別した保持治具に関連づけて記憶した位置情報に基づいて切断箇所を決定するため、接地電極を切断する動作の精度をさらに高めることができる。
適用例1記載のスパークプラグの製造方法であって、前記(c−2)工程は、前記接地電極形成部材の切断箇所を決定する際に、前記(b−1)工程で前記測定装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記測定装置と前記保持治具との位置関係と、前記(c−1)工程で前記切断装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記切断装置と前記保持治具との位置関係と、の間のずれを表わす装置間位置ずれに基づいて、前記切断箇所の補正を行なうことを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例4に記載のスパークプラグの製造方法によれば、装置間位置ずれに基づいて切断箇所の補正を行なうことにより、接地電極形成部材の切断の動作の精度を、より高めることができる。
適用例1または4記載のスパークプラグの製造方法であって、さらに、(d)少なくとも前記(b)工程の後に、前記接地電極形成部材の他端部に、電極チップを溶接する工程を備え、前記(d)工程は、(d−1)前記スパークプラグ形成部材が固定された状態を維持する前記保持治具を、前記電極チップの溶接を行なうための溶接装置に対して位置合わせする工程と、(d−2)前記溶接装置を用いて、前記溶接装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記(b−2)工程の結果に基づいて決定される溶接箇所において電極チップの溶接を行なう工程と、を備えることを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例5に記載のスパークプラグの製造方法によれば、測定装置で測定した結果に基づいて溶接工程を行なう際に、電極チップの溶接の動作を精度良く所望の位置で行ない、発火部形成の精度を高めることができる。
適用例5記載のスパークプラグの製造方法であって、前記(a)工程において、複数の前記スパークプラグ形成部材を用意すると共に、複数の前記保持治具を用いて、前記複数のスパークプラグ形成部材の各々について前記(b)工程、前記(c)工程、および前記(d)工程を所定の順序で行ない、前記(d−2)工程は、各々の前記保持治具に固定された前記スパークプラグ形成部材毎に、前記(b−2)工程で行なわれた前記位置の測定結果に基づいて、前記溶接箇所を決定することを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例6記載のスパークプラグの製造方法によれば、スパークプラグ形成部材毎に、当該スパークプラグ形成部材についての位置測定結果に基づいて溶接箇所を決定するため、電極チップを溶接する動作の精度を高めることができる。
適用例6記載のスパークプラグの製造方法であって、前記(b)工程は、さらに、(b−3)前記位置の測定により得られた位置情報を、前記保持治具と関連づけて記憶する工程を備え、前記(d)工程は、さらに、(d−3)前記電極チップの溶接に先立って前記保持治具を識別する工程を備え、前記(d−2)工程は、前記(d−3)工程で識別された前記保持治具に関連づけて前記(b−3)工程で記憶した前記位置情報に基づいて、前記溶接箇所を決定することを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例7記載のスパークプラグの製造方法によれば、位置情報を保持治具と関連づけて記憶すると共に、識別した保持治具に関連づけて記憶した位置情報に基づいて溶接箇所を決定するため、電極チップを溶接する動作の精度をさらに高めることができる。
適用例5記載のスパークプラグの製造方法であって、前記(d−2)工程は、前記電極チップの溶接箇所を決定する際に、前記(b−1)工程で前記測定装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記測定装置と前記保持治具との位置関係と、前記(d−1)工程で前記溶接装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記溶接装置と前記保持治具との位置関係と、の間のずれを表わす装置間位置ずれに基づいて、前記溶接箇所の補正を行なうことを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例8記載のスパークプラグの製造方法によれば、装置間位置ずれに基づいて溶接箇所の補正を行なうことにより、電極チップの溶接の動作の精度を、より高めることができる。
(a)中心電極と、前記中心電極の外周に配置された絶縁体と、前記絶縁体の外周に配置された主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部が前記中心電極と対向するように配置された接地電極と、を備えるスパークプラグを製造するために、前記中心電極と前記絶縁体と前記主体金具とを備えると共に、前記接地電極を形成するための接地電極形成部材の一端部が前記主体金具に接合されたスパークプラグ形成部材を用意する工程と、
(b)前記スパークプラグ形成部材における前記中心電極の先端部の位置を測定する工程と、
(d)前記主体金具に接合された前記接地電極形成部材の他端部に、電極チップを溶接する工程と、を備えるスパークプラグの製造方法において、
前記(b)工程は、
(b−1)前記スパークプラグ形成部材を、該スパークプラグ形成部材を保持するための保持治具に固定すると共に、前記位置を測定するための測定装置に対して前記保持治具を位置合わせする工程と、
(b−2)前記測定装置を用いて、前記測定装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記位置測定を行なう工程と、
を備え、
前記(d)工程は、
(d−1)前記(b)工程の後に、前記スパークプラグ形成部材が固定された状態を維持する前記保持治具を、前記電極チップの溶接を行なうための溶接装置に対して位置合わせする工程と、
(d−2)前記溶接装置を用いて、前記溶接装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記(b−2)工程の結果に基づいて決定される溶接箇所において電極チップの溶接を行なう工程と、
を備えることを特徴とするスパークプラグの製造方法。
適用例9記載のスパークプラグの製造方法であって、前記(a)工程において、複数の前記スパークプラグ形成部材を用意すると共に、複数の前記保持治具を用いて、前記複数のスパークプラグ形成部材の各々について前記(b)工程および前記(d)工程を順次行ない、前記(d−2)工程は、各々の前記保持治具に固定された前記スパークプラグ形成部材毎に、前記(b−2)工程で行なわれた前記位置の測定結果に基づいて、前記溶接箇所を決定することを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例10に記載のスパークプラグの製造方法によれば、スパークプラグ形成部材毎に、当該スパークプラグ形成部材についての位置測定結果に基づいて溶接箇所を決定するため、電極チップを溶接する動作の精度を高めることができる。
適用例10記載のスパークプラグの製造方法であって、前記(b)工程は、さらに、(b−3)前記位置の測定により得られた位置情報を、前記保持治具と関連づけて記憶する工程を備え、前記(d)工程は、さらに、(d−3)前記電極チップの溶接に先立って前記保持治具を識別する工程を備え、前記(d−2)工程は、前記(d−3)工程で識別された前記保持治具に関連づけて前記(b−3)工程で記憶した前記位置情報に基づいて、前記溶接箇所を決定することを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例11に記載のスパークプラグの製造方法によれば、位置情報を保持治具と関連づけて記憶すると共に、識別した保持治具に関連づけて記憶した位置情報に基づいて溶接箇所を決定するため、電極チップを溶接する動作の精度をさらに高めることができる。
適用例9記載のスパークプラグの製造方法であって、前記(d−2)工程は、前記電極チップの溶接箇所を決定する際に、前記(b−1)工程で前記測定装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記測定装置と前記保持治具との位置関係と、前記(d−1)工程で前記溶接装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記溶接装置と前記保持治具との位置関係と、の間のずれを表わす装置間位置ずれに基づいて、前記溶接箇所の補正を行なうことを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例12に記載のスパークプラグの製造方法によれば、装置間位置ずれに基づいて切断箇所の補正を行なうことにより、電極チップの溶接の動作の精度を、より高めることができる。
適用例9または12記載のスパークプラグの製造方法であって、さらに、(c)少なくとも前記(b)工程の後に、前記接地電極形成部材の他端部側の切断を行なう工程を備え、前記(c)工程は、(c−1)前記スパークプラグ形成部材が固定された状態を維持する前記保持治具を、前記接地電極形成部材の切断を行なうための切断装置に対して位置合わせする工程と、(c−2)前記切断装置を用いて、前記切断装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記(b−2)工程の結果に基づいて決定される切断箇所において接地電極形成部材の切断を行なう工程と、を備えることを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例13に記載のスパークプラグの製造方法によれば、測定装置で測定した結果に基づいて切断工程を行なう際に、接地電極の切断の動作を精度良く所望の位置で行ない、発火部形成の精度を高めることができる。
適用例13記載のスパークプラグの製造方法であって、前記(a)工程において、複数の前記スパークプラグ形成部材を用意すると共に、複数の前記保持治具を用いて、前記複数のスパークプラグ形成部材の各々について前記(b)工程、前記(c)工程、および前記(d)工程を所定の順序で行ない、前記(c−2)工程は、各々の前記保持治具に固定された前記スパークプラグ形成部材毎に、前記(b−2)工程で行なわれた前記位置の測定結果に基づいて、前記切断箇所を決定することを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例14に記載のスパークプラグの製造方法によれば、スパークプラグ形成部材毎に、当該スパークプラグ形成部材についての位置測定結果に基づいて切断箇所を決定するため、接地電極を切断する動作の精度を高めることができる。
適用例14記載のスパークプラグの製造方法であって、前記(b)工程は、さらに、(b−3)前記位置の測定により得られた位置情報を、前記保持治具と関連づけて記憶する工程を備え、前記(c)工程は、さらに、(c−3)前記切断に先立って前記保持治具を識別する工程を備え、前記(c−2)工程は、前記(c−3)工程で識別された前記保持治具に関連づけて前記(b−3)工程で記憶した前記位置情報に基づいて、前記切断箇所を決定することを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例15に記載のスパークプラグの製造方法によれば、位置情報を保持治具と関連づけて記憶すると共に、識別した保持治具に関連づけて記憶した位置情報に基づいて切断箇所を決定するため、接地電極を切断する動作の精度をさらに高めることができる。
適用例13記載のスパークプラグの製造方法であって、前記(c−2)工程は、前記接地電極形成部材の切断箇所を決定する際に、前記(b−1)工程で前記測定装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記測定装置と前記保持治具との位置関係と、前記(c−1)工程で前記切断装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記切断装置と前記保持治具との位置関係と、の間のずれを表わす装置間位置ずれに基づいて、前記切断箇所の補正を行なうことを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例16に記載のスパークプラグの製造方法によれば、装置間位置ずれに基づいて切断箇所の補正を行なうことにより、接地電極の切断の動作の精度を、より高めることができる。
適用例5ないし8、および適用例13ないし16のいずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、前記接地電極形成部材の他端部に電極チップを溶接する工程を行なった後に、前記接地電極形成部材の他端部側を切断する工程を行なうことを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例17に記載のスパークプラグの製造方法によれば、溶接工程よりも切断工程を先に行なう場合に比べて、接地電極と電極チップとの間における接合部の溶融状態を均一化することができ、接合部近傍の耐久性を向上させることができる。
適用例5ないし17いずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、前記溶接装置は、複数種類の電極チップを設けることが可能な装置であり、設けるべき前記電極チップの種類に対応した互いに異なる条件で前記電極チップの溶接を行なう複数の溶接装置部を備えており、前記スパークプラグ形成部材が固定された前記保持治具を前記溶接装置に対して位置合わせする工程では、設けるべき電極チップの種類に応じた前記溶接装置部に対して、前記保持治具を位置合わせすることを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例18に記載のスパークプラグの製造方法によれば、電極チップの構成が異なる複数種類のスパークプラグを製造する際に、中心電極の先端部の位置を測定する装置を共通して用いることができる。したがって、複数種類のスパークプラグを製造するために必要な装置全体の構成を、簡素化することができる。
適用例1ないし8、および適用例13ないし17のいずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、さらに、(e)前記接地電極形成部材の他端部側の切断を行なう工程の後に、前記接地電極形成部材を曲げ加工するギャップ形成工程を備え、前記(e)工程は、(e−1)前記スパークプラグ形成部材が固定された状態を維持する前記保持治具を、前記接地電極形成部材の曲げ加工を行なうためのギャップ形成装置に対して位置合わせする工程と、(e−2)前記ギャップ形成装置を用いて、前記ギャップ形成装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記位置測定の結果に基づいて決定されるギャップ形成条件にて、前記曲げ加工を行なう工程と、を備えることを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例19に記載のスパークプラグの製造方法によれば、測定装置で測定した結果に基づいて設定されるギャップ形成条件にて曲げ加工を行なうため、接地電極の切断の動作に加えて、さらにギャップ形成の動作を精度良く行なうことができる。
適用例5ないし17いずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、さらに、(e)前記接地電極形成部材の他端部に前記電極チップを溶接する工程の後に、前記接地電極形成部材を曲げ加工するギャップ形成工程を備え、前記(e)工程は、(e−1)前記スパークプラグ形成部材が固定された状態を維持する前記保持治具を、前記接地電極形成部材の曲げ加工を行なうためのギャップ形成装置に対して位置合わせする工程と、(e−2)前記ギャップ形成装置を用いて、前記ギャップ形成装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記位置測定の結果に基づいて決定されるギャップ形成条件にて、前記曲げ加工を行なう工程と、を備えることを特徴とするスパークプラグの製造方法。適用例20に記載のスパークプラグの製造方法によれば、測定装置で測定した結果に基づいて設定されるギャップ形成条件にて曲げ加工を行なうため、電極チップの溶接の動作に加えて、さらにギャップ形成の動作を精度良く行なうことができる。
適用例19または20記載のスパークプラグの製造方法であって、前記ギャップ形成装置は、前記接地電極形成部材を曲げ加工する際の支点となる支持部と、前記支持部を支点として前記接地電極形成部材に対して曲げ加工のための押圧力を加える押圧部と、を備え、前記ギャップ形成条件は、前記支持部の位置を含み、前記(e−2)工程は、前記押圧部を用いて前記接地電極形成部材を押圧する工程に先立って、前記位置測定の結果に基づいて決定される位置へと、前記支持部を移動させる工程を備えるスパークプラグの製造方法。適用例21に記載のスパークプラグの製造方法によれば、支持部を配置する精度を向上させることができるため、接地電極の先端部と中心電極の先端部との間の距離を、精度良く所望の値にして発火部を形成することができる。
図1は、本発明の第1の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。スパークプラグ100は、図1に示すように、軸線Axに沿って伸長する細長形状を有している。図1において、一点破線で示す軸線Axの右側は、外観正面図を示し、軸線Axの左側は、スパークプラグ100の中心軸を通る断面でスパークプラグ100を切断した断面図を示している。以下の説明では、軸線Axに沿って図1の下方側を先端側と呼び、図1の上方側を後端側と呼ぶ。また、以下の説明では、製造途中のスパークプラグについても、完成したスパークプラグ100の軸線Axに対応する仮想的な軸線を、軸線Axと呼ぶ。
図2は、本発明の実施形態におけるスパークプラグ100の製造工程の概要を示すフローチャートである。スパークプラグ100を製造する際には、まず、主体金具50、絶縁碍子10、中心電極20、接地電極30、の各々となる部材を準備する(ステップS100)。ここでは、接地電極30となる部材として、幅の狭い薄板状、すなわち、断面が略矩形の棒状部材を用意している。以下の説明では、接地電極30とするための上記した棒状部材を、接地電極形成部材31と呼ぶ。その後、主体金具50に接地電極形成部材31を接合し(ステップS110)、さらに、主体金具50に、中心電極20と絶縁碍子10とを挿入して組み付ける(ステップS120)。なお、ステップS120の組み付け工程としては、中心電極20を絶縁碍子10に組み付けたものを主体金具50に組み付ける方法と、絶縁碍子10を主体金具50に組み付けた後に、中心電極20を組み付ける方法とがあるが、これらのいずれを採用してもよい。その後、加締工具(図示省略)を用いて、主体金具50に対して既述した加締加工を実施して、絶縁碍子10を主体金具50に固定する(ステップS130)。そして、接地電極形成部材31に曲げ加工を含む加工を施して、エンジン駆動の際に火花放電を行なわせるための発火部を形成する(ステップS140)。この発火部の形成工程については、後に詳述する。以下の説明では、発火部の形成工程に供される部材、すなわち、中心電極20と絶縁碍子10と主体金具50とを備えると共に、接地電極形成部材31の一端部が主体金具50に接合された部材を、スパークプラグ形成部材110と呼ぶ。その後、主体金具50にガスケット5を装着することにより(ステップS150)、スパークプラグ100を完成する。なお、図2に示した製造方法は単なる一例であり、これとは異なる種々の方法でスパークプラグを製造可能である。例えば、主体金具50に接地電極形成部材31を溶接するステップS110の工程を、ステップS130の加締加工の後に行なっても良い。
図5は、発火部形成システム60の概略構成を模式的に表わす説明図である。図5では、発火部形成システム60を構成する各構成要素の配置の概略を、上面視にて示している。発火部形成システム60は、発火部の形成工程のうち、ステップS200〜S220を実行するための装置である。発火部形成システム60は、ターンテーブル61と、ターンテーブル61に固定された複数の保持治具70と、ターンテーブル61近傍の所定の位置に配置された位置測定装置63および複数の加工装置と、位置測定装置63および複数の加工装置との間で信号をやり取り可能に接続された制御部66と、を備える。本実施態様では、上記加工装置として、溶接装置64と切断装置65とを備えている。
図6は、保持治具70の概略構成を模式的に表わす斜視図である。保持治具70は、固定部71とストッパ72と台座部73とを備えている。固定部71は、スパークプラグ形成部材110を、固定して保持するための部材である。ストッパ72は、スパークプラグ形成部材110を保持治具70に固定する際に、スパークプラグ形成部材110の軸線Ax方向の位置を定めるための部材である。台座部73は、板状部材であって、下面において円盤部67に固定され、上面には、上記固定部71およびストッパ72が取り付けられている。
図8は、ステップS200の位置測定工程で、中心電極20の先端部の位置測定を行なう際の位置測定装置63の動作を表わす模式図である。位置測定装置63は、先端にカメラ86が設けられたアーム85を有している。カメラ86は、例えばCCDカメラによって構成される撮像装置である。アーム85は、カメラ86が取り付けられた先端部が、上面視で円盤部67の外周近傍部と重なる位置にまで延出している。このアーム85は、鉛直方向に往復移動可能であり、保持治具70がポジションP(III)に固定されると、鉛直方向下方に移動する。図8では、カメラ86が設けられたアーム85の先端部が鉛直方向下方に移動する様子を、矢印にて表わしている。アーム85が鉛直方向下方に移動して、円盤部67の表面近傍の所定の位置で停止することにより、カメラ86は、所定の撮像位置に配置され、ポジションP(III)で停止しているスパークプラグ形成部材110の先端近傍の特定領域を撮像可能になる。具体的には、カメラ86は、中心電極20の先端部および接地電極形成部材31を含む領域を、側面から撮像可能になる。カメラ86において位置測定のための撮像が終了すると、アーム85は鉛直方向上方に移動する。すなわち、アーム85に取り付けたカメラ86は、スパークプラグ形成部材110のその後の回転移動に干渉しない位置に移動する。
図10は、図3のステップS210の溶接工程において、溶接装置64が、電極チップ32を溶接すべき溶接箇所Dを決定する動作の一例を表わす説明図である。溶接箇所Dは、中心電極20の先端面から接地電極形成部材31へと、軸線Ax方向に垂直な方向に延ばした直線と接地電極形成部材31との交点Eから、接地電極形成部材31の先端側へと、所定の距離Fだけ離間した点である。溶接箇所Dを決定する際には、まず、点Aから接地電極形成部材31に向かって、中心電極20の先端面から所定の角度θを成す仮想線ILを延ばす。角度θは、例えば45°とすることができる。そして、この仮想線ILと、接地電極形成部材31の表面との交点である点Bを求める。その後、点Bから接地電極形成部材31の先端側に向かって距離Cだけ離間した点を、溶接箇所Dとして設定する。ここで、距離Cは、製造すべきスパークプラグ100の種類(例えば、形成すべき接地電極30や電極チップ32の形状)に応じて、予め設定された値である。
ステップS220の切断工程は、既述したように、ポジションP(V)において切断装置65によって行なわれる。切断装置65は、図10に基づいて説明した溶接箇所Dの設定方法と同様の方法により設定した切断箇所で、接地電極形成部材31を切断する。ただし、切断箇所は、既述した仮想線ILと接地電極形成部材31の交点である点Bから、接地電極形成部材31の先端側に向かって、距離Cよりも長い距離として予め定めた所定の距離だけ離間した点として設定される。点Bと切断箇所との間の距離は、製造すべきスパークプラグ100の種類に応じて定まるギャップ寸法αの大きさ等に基づいて予め設定されている。
以下、ギャップ形成工程の概要を説明する。ギャップ形成工程は、接地電極形成部材31を屈曲させて、接地電極30と成すための工程であり、仮曲げ工程と本曲げ工程を含む。仮曲げ工程とは、電極チップ32と電極チップ32の先端との間の距離が、所望のギャップ寸法αよりも大きい値となるように、棒状の接地電極形成部材31をある程度屈曲させる工程であり、接地電極30の湾曲部の位置を定めるための工程である。本曲げ工程とは、ギャップ寸法αが所望の値となるように、仮曲げ後の接地電極形成部材31をさらに屈曲させる工程である。
第1の実施形態では、位置測定装置63と、各加工装置との間で、基準点O(点Aの位置を認識するための座標の原点)の共通化が行なわれている。すなわち、位置測定装置63において位置測定するために予め決められた原点と、各加工装置において加工箇所を決定するために予め決められた原点の、保持治具70に対する相対的な位置関係が、予め決められている。しかしながら、実際には、個々の保持治具70の形状や、円盤部67における個々の保持治具70との接合部の形状には、誤差が存在する。そのため、保持治具70ごとに、位置測定装置63との間の相対的な位置関係や、各加工装置との間の相対的な位置関係に、誤差が生じ得る。すなわち、位置測定装置63において位置測定するために予め決められた原点と、各加工装置において加工箇所を決定するために予め決められた原点の、保持治具70に対する相対的な位置関係が、保持治具70毎にずれている可能性がある。そのため、保持治具70ごとに、装置間で生じる位置ずれ量を予め求めておき、求めた位置ずれ量に基づいて、溶接箇所Dや切断箇所を補正することとしても良い。このような構成と第2の実施態様として以下に説明する。
第1および第2の実施形態の加工装置では、位置測定装置63で予め決められた原点と、各加工装置で予め決められた原点の、保持治具70に対する相対的な位置関係に基づいて、点Aの位置を認識したが、異なる構成としても良い。例えば、各保持治具70上に基準点Oを付しておき、位置測定装置63と溶接装置64と切断装置65のそれぞれにおいて、保持治具70上の基準点Oの位置を識別することとしても良い。このような構成を、第3実施例として以下に説明する。
第1ないし第3の実施形態では、発火部形成システム60を用いて特定種類のスパークプラグを製造しているが、異なる構成としても良い。以下に、発火部の構成、具体的には電極チップの構成が異なる複数種類のスパークプラグを、共通の発火部形成システムを用いて製造する実施形態を、第4の実施形態として説明する。
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
第1ないし第4の実施形態では、位置測定装置63において保持治具70を識別し、位置情報と治具識別情報とを関連づけることによって、各加工装置における加工の精度を向上させているが、治具識別情報を用いないこととしても良い。例えば、位置測定装置63で位置情報を取得した後に、取得した位置情報を各加工装置に順次出力し、各加工装置において、上記出力された位置情報を順次記憶すればよい。そして、各加工装置では、記憶した中で最も古い位置情報を用いて、当該加工装置に対応するポジションで停止して位置合わせされたスパークプラグ形成部材110についての加工位置(溶接箇所Dや切断箇所)を算出し、算出した位置にて加工を行なえばよい。加工の後には、上記最も古い情報を消去すればよく、このような動作を繰り返すことで、保持治具70の識別を行なうことなく、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
第1ないし第4の実施形態では、位置測定工程、溶接工程、および切断工程で、保持治具70を共有し、共通の搬送装置であるターンテーブル61を用いたが、異なる構成としても良い。例えば、位置測定工程と溶接工程のみ、あるいは、位置測定工程と切断工程のみ、保持治具70を共有し、位置測定工程で取得した位置情報を、後の工程で利用することとしても良い。少なくともいずれかの加工工程において、位置測定工程との間で保持治具を共有し、保持治具と測定装置および加工装置との間で位置合わせを行なうならば、加工の精度を上げて、発火部形成の精度を向上させることができる
溶接工程および切断工程に加えて、さらにギャップ形成工程においても、保持治具70を共有し、スパークプラグ形成部材110が保持治具70に固定された状態を維持して、位置測定装置63で測定した位置情報を利用しても良い。以下に、このような構成を変形例3として説明する。
図3に示した各工程の順序は、種々の変形が可能である。例えば、溶接工程(ステップS210)を切断工程(ステップS220)よりも先に行なうのではなく、切断工程を先に行なっても良い。また、接地電極形成部材31の切断工程を、ギャップ形成工程(接地電極形成部材31を曲げる工程)の後に行なっても良い。スパークプラグ形成部材110を保持治具70に固定した状態を、位置測定工程から後の加工工程まで維持し、位置測定装置63で決められた原点と加工装置で決められた原点の、保持治具70に対する相対的な位置関係が予め決められていればよい。これにより、位置測定装置63で導出した位置情報を用いて、後の加工工程における加工の精度を確保することができる。
保持治具70を固定することにより、保持治具70に固定されたスパークプラグ形成部材110を、位置測定装置63から他の加工装置へと搬送する搬送装置としては、ターンテーブル61以外の搬送装置を用いても良い。例えば、位置測定装置63および加工装置を直線上に配置し、これらの装置へとスパークプラグ形成部材110を順次搬送可能となるように、直線運動を行なう台座部を備える搬送装置に保持治具70を固定することとしても良い。保持治具70を固定することができ、固定した保持治具70を、位置測定装置63および他の加工装置との間で十分な精度で位置合わせ可能であればよい。
第1ないし第4の実施形態では、個々のスパークプラグ形成部材110について位置測定工程を実行し、個々のスパークプラグ形成部材110の加工の工程では、そのスパークプラグ形成部材110について得られた位置情報を利用したが、異なる構成としても良い。例えば、個々の保持治具70を、十分に精度良く均一な形状に形成し、保持治具70に対する相対的な位置が、十分に均一になるように、個々のスパークプラグ形成部材110を保持治具70に固定する場合には、一つのスパークプラグ形成部材110についてのみ、位置測定工程を行なえばよい。そして、得られた位置情報を、位置測定を行なったスパークプラグ形成部材110および他の全てのスパークプラグ形成部材についての加工工程において、利用すればよい。このような構成としても、保持治具70に対してスパークプラグ形成部材110が固定される状態が維持されて、各々の加工工程に供する際のスパークプラグ形成部材110の位置ずれが抑制されているため、発火部形成の精度を高める効果が得られる。
4…シール体
5…ガスケット
6,7…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…碍子段部
17…先端側胴部
18…後端側胴部
19…中央胴部
20…中心電極
21…電極母材
25…芯材
30…接地電極
31…接地電極形成部材
32…電極チップ
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
56…金具内段部
57…先端面
58…圧縮変形部
60,260…発火部形成システム
61…ターンテーブル
63…位置測定装置
64…溶接装置
65…切断装置
66…制御部
67…円盤部
68…第1の溶接装置部
69…第2の溶接装置部
70,170…保持治具
71…固定部
71a…第1固定部
71b…第2固定部
71c…蝶番
72…ストッパ
73…台座部
74…位置識別マーク
75…位置識別部
80…支持部
81…ローラ
82…押圧ヘッド
100…スパークプラグ
110…スパークプラグ形成部材
160…発火部形成システム
200…エンジンヘッド
201…取付ネジ孔
Claims (22)
- (a)中心電極と、前記中心電極の外周に配置された絶縁体と、前記絶縁体の外周に配置された主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部が前記中心電極と対向するように配置された接地電極と、を備えるスパークプラグを製造するために、前記中心電極と前記絶縁体と前記主体金具とを備えると共に、前記接地電極を形成するための接地電極形成部材の一端部が前記主体金具に接合されたスパークプラグ形成部材を用意する工程と、
(b)前記スパークプラグ形成部材における前記中心電極の先端部の位置を測定する工程と、
(c)前記主体金具に接合された前記接地電極形成部材の他端部側の切断を行なう工程と、を備えるスパークプラグの製造方法において、
前記(b)工程は、
(b−1)前記スパークプラグ形成部材を、該スパークプラグ形成部材を保持するための保持治具に固定すると共に、前記位置を測定するための測定装置に対して前記保持治具を位置合わせする工程と、
(b−2)前記測定装置を用いて、前記測定装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記位置測定を行なう工程と、
を備え、
前記(c)工程は、
(c−1)前記(b)工程の後に、前記スパークプラグ形成部材が固定された状態を維持する前記保持治具を、前記切断を行なうための切断装置に対して位置合わせする工程と、
(c−2)前記切断装置を用いて、前記切断装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記(b−2)工程の結果に基づいて決定される切断箇所において接地電極形成部材の切断を行なう工程と、
を備えることを特徴とするスパークプラグの製造方法。 - 請求項1記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(a)工程において、複数の前記スパークプラグ形成部材を用意すると共に、複数の前記保持治具を用いて、前記複数のスパークプラグ形成部材の各々について前記(b)工程および前記(c)工程を順次行ない、
前記(c−2)工程は、各々の前記保持治具に固定された前記スパークプラグ形成部材毎に、前記(b−2)工程で行なわれた前記位置の測定結果に基づいて、前記切断箇所を決定することを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - 請求項2記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(b)工程は、さらに、
(b−3)前記位置の測定により得られた位置情報を、前記保持治具と関連づけて記憶する工程を備え、
前記(c)工程は、さらに、
(c−3)前記切断に先立って前記保持治具を識別する工程を備え、
前記(c−2)工程は、前記(c−3)工程で識別された前記保持治具に関連づけて前記(b−3)工程で記憶した前記位置情報に基づいて、前記切断箇所を決定することを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - 請求項1記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(c−2)工程は、前記接地電極形成部材の切断箇所を決定する際に、前記(b−1)工程で前記測定装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記測定装置と前記保持治具との位置関係と、前記(c−1)工程で前記切断装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記切断装置と前記保持治具との位置関係と、の間のずれを表わす装置間位置ずれに基づいて、前記切断箇所の補正を行なうことを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - 請求項1または4記載のスパークプラグの製造方法であって、さらに、
(d)少なくとも前記(b)工程の後に、前記接地電極形成部材の他端部に、電極チップを溶接する工程を備え、
前記(d)工程は、
(d−1)前記スパークプラグ形成部材が固定された状態を維持する前記保持治具を、前記電極チップの溶接を行なうための溶接装置に対して位置合わせする工程と、
(d−2)前記溶接装置を用いて、前記溶接装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記(b−2)工程の結果に基づいて決定される溶接箇所において電極チップの溶接を行なう工程と、
を備えることを特徴とするスパークプラグの製造方法。 - 請求項5記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(a)工程において、複数の前記スパークプラグ形成部材を用意すると共に、複数の前記保持治具を用いて、前記複数のスパークプラグ形成部材の各々について前記(b)工程、前記(c)工程、および前記(d)工程を所定の順序で行ない、
前記(d−2)工程は、各々の前記保持治具に固定された前記スパークプラグ形成部材毎に、前記(b−2)工程で行なわれた前記位置の測定結果に基づいて、前記溶接箇所を決定することを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - 請求項6記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(b)工程は、さらに、
(b−3)前記位置の測定により得られた位置情報を、前記保持治具と関連づけて記憶する工程を備え、
前記(d)工程は、さらに、
(d−3)前記電極チップの溶接に先立って前記保持治具を識別する工程を備え、
前記(d−2)工程は、前記(d−3)工程で識別された前記保持治具に関連づけて前記(b−3)工程で記憶した前記位置情報に基づいて、前記溶接箇所を決定することを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - 請求項5記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(d−2)工程は、前記電極チップの溶接箇所を決定する際に、前記(b−1)工程で前記測定装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記測定装置と前記保持治具との位置関係と、前記(d−1)工程で前記溶接装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記溶接装置と前記保持治具との位置関係と、の間のずれを表わす装置間位置ずれに基づいて、前記溶接箇所の補正を行なうことを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - (a)中心電極と、前記中心電極の外周に配置された絶縁体と、前記絶縁体の外周に配置された主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部が前記中心電極と対向するように配置された接地電極と、を備えるスパークプラグを製造するために、前記中心電極と前記絶縁体と前記主体金具とを備えると共に、前記接地電極を形成するための接地電極形成部材の一端部が前記主体金具に接合されたスパークプラグ形成部材を用意する工程と、
(b)前記スパークプラグ形成部材における前記中心電極の先端部の位置を測定する工程と、
(d)前記主体金具に接合された前記接地電極形成部材の他端部に、電極チップを溶接する工程と、を備えるスパークプラグの製造方法において、
前記(b)工程は、
(b−1)前記スパークプラグ形成部材を、該スパークプラグ形成部材を保持するための保持治具に固定すると共に、前記位置を測定するための測定装置に対して前記保持治具を位置合わせする工程と、
(b−2)前記測定装置を用いて、前記測定装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記位置測定を行なう工程と、
を備え、
前記(d)工程は、
(d−1)前記(b)工程の後に、前記スパークプラグ形成部材が固定された状態を維持する前記保持治具を、前記電極チップの溶接を行なうための溶接装置に対して位置合わせする工程と、
(d−2)前記溶接装置を用いて、前記溶接装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記(b−2)工程の結果に基づいて決定される溶接箇所において電極チップの溶接を行なう工程と、
を備えることを特徴とするスパークプラグの製造方法。 - 請求項9記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(a)工程において、複数の前記スパークプラグ形成部材を用意すると共に、複数の前記保持治具を用いて、前記複数のスパークプラグ形成部材の各々について前記(b)工程および前記(d)工程を順次行ない、
前記(d−2)工程は、各々の前記保持治具に固定された前記スパークプラグ形成部材毎に、前記(b−2)工程で行なわれた前記位置の測定結果に基づいて、前記溶接箇所を決定することを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - 請求項10記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(b)工程は、さらに、
(b−3)前記位置の測定により得られた位置情報を、前記保持治具と関連づけて記憶する工程を備え、
前記(d)工程は、さらに、
(d−3)前記電極チップの溶接に先立って前記保持治具を識別する工程を備え、
前記(d−2)工程は、前記(d−3)工程で識別された前記保持治具に関連づけて前記(b−3)工程で記憶した前記位置情報に基づいて、前記溶接箇所を決定することを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - 請求項9記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(d−2)工程は、前記電極チップの溶接箇所を決定する際に、前記(b−1)工程で前記測定装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記測定装置と前記保持治具との位置関係と、前記(d−1)工程で前記溶接装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記溶接装置と前記保持治具との位置関係と、の間のずれを表わす装置間位置ずれに基づいて、前記溶接箇所の補正を行なうことを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - 請求項9または12記載のスパークプラグの製造方法であって、さらに、
(c)少なくとも前記(b)工程の後に、前記接地電極形成部材の他端部側の切断を行なう工程を備え、
前記(c)工程は、
(c−1)前記スパークプラグ形成部材が固定された状態を維持する前記保持治具を、前記接地電極形成部材の切断を行なうための切断装置に対して位置合わせする工程と、
(c−2)前記切断装置を用いて、前記切断装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記(b−2)工程の結果に基づいて決定される切断箇所において接地電極形成部材の切断を行なう工程と、
を備えることを特徴とするスパークプラグの製造方法。 - 請求項13記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(a)工程において、複数の前記スパークプラグ形成部材を用意すると共に、複数の前記保持治具を用いて、前記複数のスパークプラグ形成部材の各々について前記(b)工程、前記(c)工程、および前記(d)工程を所定の順序で行ない、
前記(c−2)工程は、各々の前記保持治具に固定された前記スパークプラグ形成部材毎に、前記(b−2)工程で行なわれた前記位置の測定結果に基づいて、前記切断箇所を決定することを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - 請求項14記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(b)工程は、さらに、
(b−3)前記位置の測定により得られた位置情報を、前記保持治具と関連づけて記憶する工程を備え、
前記(c)工程は、さらに、
(c−3)前記切断に先立って前記保持治具を識別する工程を備え、
前記(c−2)工程は、前記(c−3)工程で識別された前記保持治具に関連づけて前記(b−3)工程で記憶した前記位置情報に基づいて、前記切断箇所を決定することを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - 請求項13記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記(c−2)工程は、前記接地電極形成部材の切断箇所を決定する際に、前記(b−1)工程で前記測定装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記測定装置と前記保持治具との位置関係と、前記(c−1)工程で前記切断装置に対して前記保持治具が位置合わせされた時の前記切断装置と前記保持治具との位置関係と、の間のずれを表わす装置間位置ずれに基づいて、前記切断箇所の補正を行なうことを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - 請求項5ないし8、および請求項13ないし16のいずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記接地電極形成部材の他端部に電極チップを溶接する工程を行なった後に、前記接地電極形成部材の他端部側を切断する工程を行なうことを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - 請求項5ないし17いずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記溶接装置は、複数種類の電極チップを設けることが可能な装置であり、設けるべき前記電極チップの種類に対応した互いに異なる条件で前記電極チップの溶接を行なう複数の溶接装置部を備えており、
前記スパークプラグ形成部材が固定された前記保持治具を前記溶接装置に対して位置合わせする工程では、設けるべき電極チップの種類に応じた前記溶接装置部に対して、前記保持治具を位置合わせすることを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - 請求項1ないし8、および請求項13ないし17のいずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、さらに、
(e)前記接地電極形成部材の他端部側の切断を行なう工程の後に、前記接地電極形成部材を曲げ加工するギャップ形成工程を備え、
前記(e)工程は、
(e−1)前記スパークプラグ形成部材が固定された状態を維持する前記保持治具を、前記接地電極形成部材の曲げ加工を行なうためのギャップ形成装置に対して位置合わせする工程と、
(e−2)前記ギャップ形成装置を用いて、前記ギャップ形成装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記位置測定の結果に基づいて決定されるギャップ形成条件にて、前記曲げ加工を行なう工程と、
を備えることを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - 請求項5ないし17いずれか記載のスパークプラグの製造方法であって、さらに、
(e)前記接地電極形成部材の他端部に前記電極チップを溶接する工程の後に、前記接地電極形成部材を曲げ加工するギャップ形成工程を備え、
前記(e)工程は、
(e−1)前記スパークプラグ形成部材が固定された状態を維持する前記保持治具を、前記接地電極形成部材の曲げ加工を行なうためのギャップ形成装置に対して位置合わせする工程と、
(e−2)前記ギャップ形成装置を用いて、前記ギャップ形成装置に対して位置合わせされた前記保持治具に固定されている前記スパークプラグ形成部材について、前記位置測定の結果に基づいて決定されるギャップ形成条件にて、前記曲げ加工を行なう工程と、
を備えることを特徴とする
スパークプラグの製造方法。 - 請求項19または20記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記ギャップ形成装置は、前記接地電極形成部材を曲げ加工する際の支点となる支持部と、前記支持部を支点として前記接地電極形成部材に対して曲げ加工のための押圧力を加える押圧部と、を備え、
前記ギャップ形成条件は、前記支持部の位置を含み、
前記(e−2)工程は、前記押圧部を用いて前記接地電極形成部材を押圧する工程に先立って、前記位置測定の結果に基づいて決定される位置へと、前記支持部を移動させる工程を備える
スパークプラグの製造方法。 - 請求項1ないし21いずれか記載のスパークプラグの製造方法により製造されたスパークプラグ。
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