JP5878843B2 - スパークプラグの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1の形態は、
中心電極および接地電極を備え、前記中心電極および前記接地電極の少なくともいずれか一方に貴金属チップが溶接されるスパークプラグの製造方法であって、
前記貴金属チップが接合される電極と前記貴金属チップとの境界部の一部にレーザを照射し、前記レーザが照射された被照射部を相対的に移動させて、前記電極と前記貴金属チップとを溶接する溶接工程と、
前記溶接工程の開始前から前記溶接工程を経て前記溶接工程の終了後までの間の、第1のタイミングにおける前記貴金属チップの位置と、第2のタイミングにおける前記貴金属チップの位置との相違に基づいて前記貴金属チップの溶接状態を判断する判断工程と、
を備え、
前記判断工程における前記第1のタイミングおよび前記第2のタイミングのうちいずれか一方は、前記溶接工程中のタイミングであることを特徴とする。また、本発明は以下の形態として実現することもできる。
図1は、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Oに沿った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O−Oの右側は、外観正面図を示し、軸線O−O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Oに平行であって図1の上方側を先端側と呼び、図1の下方側を後端側と呼ぶ。
(a)0.001mm未満、
(b)0.001mm以上1.0mm以下、
(c)1.0mm超、
に区分した上で、それぞれの区分において不合格品が発生したか否かを確認した。図6には、この検証実験で用いた各サンプルの貴金属チップの上端面の高さの変化量を示している。
図10は、第2実施形態においてレーザ溶接を行う設備の概略構成を示す図である。第2実施形態では、貴金属チップ24の位置の変化量に基づいてレーザ溶接機240によるレーザの照射エネルギを調整する。本実施形態では、制御装置230の内部メモリに、照射エネルギを調整するための制御マップ231が記憶されている。
・変形例1:
上記実施形態では、貴金属チップ24の上端面25の高さを測定して貴金属チップ24の位置の変化量を求めるものとしたが、変化量が算出可能であれば、測定の対象は上端面25でなくてもかまわない。例えば、軸線O方向における貴金属チップ24の中心位置などを測定してもよい。
上記実施形態では、接触式の変位センサ220を用いて貴金属チップ24の位置の変化量を測定しているが、貴金属チップ24の位置の変化が測定可能であれば、他の手法によって測定を行うこととしてもよい。例えば、光学式の変位センサや画像解析によって変化量を測定してもよい。
上記実施形態では、パルス発振されたレーザによってレーザ溶接を行うこととしたが、連続発振されたレーザによってレーザ溶接を行うこととしてもよい。この場合、少なくともレーザ溶接前のタイミングとレーザ溶接後のタイミングとに測定した貴金属チップ24の上端面25の高さの変化量に基づき、溶接状態の判断を行う。
上記実施形態では、中心電極20に貴金属チップ24をレーザ溶接する例を説明したが、接地電極30や接地電極30の一部を構成する中間チップに貴金属チップ38をレーザ溶接する際にも、同様の手法で溶接状態を判断することが可能である。
上記実施形態では、溶接状態を判断するための基準範囲を0.001mm以上1.0mm以下とした。しかし、この基準範囲は、貴金属チップ24の直径や中心電極20の仕様に応じて他の範囲とすることが可能である。
上記実施形態では、レーザ溶接前からレーザ溶接中、レーザ溶接後に亘る期間のうちの異なるタイミングで測定された貴金属チップの位置の変化量に基づいて溶接状態を判断している。これに対して、レーザ溶接前からレーザ溶接中、レーザ溶接後に亘る期間のうちの異なるタイミングにおいて、それぞれ、予め定められた位置から貴金属チップの位置までの距離を測定し、その距離の相違に基づいて溶接状態を判断してもよい。
上記実施形態では、レーザ溶接終了後に、溶接状態の判断を行っている。これに対して、溶接状態の判断は、レーザ溶接中にも行うこととしてもよい。つまり、レーザを照射する毎に貴金属チップ24の上端面25の変化量を算出し、その変化量に基づいて、レーザ照射毎に溶接状態の判断を行う。このようにすれば、レーザ溶接中にNGと判断された場合に、即座に、その溶接を中止して不合格品として扱うことができるので、スパークプラグの製造効率を向上させることができる。
上記実施形態では、レーザ溶接中にも複数回、貴金属チップの位置を測定している。これに対して、例えば、レーザ溶接前とレーザ溶接後の2回のタイミングで測定を行って変化量を求めてもよいし、レーザ溶接前のタイミングとレーザ溶接中の任意のタイミングの2回のタイミングで測定を行って変化量を求めてもよい。また、レーザ溶接中の任意のタイミングとレーザ溶接後のタイミングの2回のタイミングで測定を行って変化量を求めてもよい。いずれのタイミングで求められた変化量についても、上述した基準範囲を適用可能である。
4…シール体
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
14…軸孔内段部
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
22…芯材
23…鍔部
24…貴金属チップ
25…上端面
26…被照射部
27…境界部
30…接地電極
38…貴金属チップ
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
100…スパークプラグ
200…搬送チャック
210…押さえ治具
211…棒部材
220…変位センサ
230…制御装置
231…制御マップ
240…レーザ溶接機
301…合格品箱
302…不合格品箱
O…軸線
Claims (10)
- 中心電極および接地電極を備え、前記中心電極および前記接地電極の少なくともいずれか一方に貴金属チップが溶接されるスパークプラグの製造方法であって、
前記貴金属チップが接合される電極と前記貴金属チップとの境界部の一部にレーザを照射し、前記レーザが照射された被照射部を相対的に移動させて、前記電極と前記貴金属チップとを溶接する溶接工程と、
前記溶接工程の開始前から前記溶接工程を経て前記溶接工程の終了後までの間の、第1のタイミングにおける前記貴金属チップの位置と、第2のタイミングにおける前記貴金属チップの位置との相違に基づいて前記貴金属チップの溶接状態を判断する判断工程と、
を備え、
前記判断工程における前記第1のタイミングおよび前記第2のタイミングのうちいずれか一方は、前記溶接工程中のタイミングである、
スパークプラグの製造方法。 - 請求項1に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記判断工程では、前記第1のタイミングおよび前記第2のタイミングにおいてそれぞれ前記貴金属チップの位置を測定し、前記測定された2つの位置の変化量に基づいて前記貴金属チップの溶接状態を判断する、スパークプラグの製造方法。 - 請求項2に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記判断工程では、前記変化量と予め定められた判定値とを比較して前記貴金属チップの溶接状態を判断する、スパークプラグの製造方法。 - 請求項3に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記判定値は、下限が0.001mmであり、上限が1.0mmである、スパークプラグの製造方法。 - 請求項2から4までのいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
搬送装置によって前記貴金属チップを前記電極上に搬送して載置する載置工程を備え、
前記判断工程における前記第1のタイミングおよび前記第2のタイミングは、前記載置工程後に、前記搬送装置が前記電極上から退避した後のタイミングである、スパークプラグの製造方法。 - 請求項2から5までのいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記溶接工程では、前記変化量に応じて前記レーザの照射エネルギを調整する、スパークプラグの製造方法。 - 請求項2から6までのいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記判断工程における前記貴金属チップの位置の測定は、接触式変位センサによって行う、スパークプラグの製造方法。 - 請求項1から7までのいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記判断工程において溶接不良と判断された不合格品を製造対象から除外する工程を備える、スパークプラグの製造方法。 - 請求項1から8までのいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記溶接工程では、パルス発振レーザによって溶接を行う、スパークプラグの製造方法。 - 請求項1から9までのいずれか一項に記載のスパークプラグの製造方法であって、
前記溶接工程中に前記判断工程において溶接不良と判断された場合に、溶接不良と判断された貴金属チップの溶接を中止する、スパークプラグの製造方法。
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