JP6136877B2 - プラグギャップ測定装置、プラグギャップ測定方法、および点火プラグの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、点火プラグが有する接地電極と中心電極との間のプラグギャップを測定するプラグギャップ測定装置およびプラグギャップ測定方法、ならびに点火プラグの製造方法に関する。

従来、自動車のエンジン等の内燃機関における着火手段として点火プラグが用いられる。一般的な点火プラグの例を図９に示す。図９（ａ）に示すように、点火プラグ１は、接地電極１１と中心電極１２とを備えている。また、図９（ｂ）に示すように、接地電極１１と中心電極１２との各端部は、プラグギャップと称する隙間（図中にｇで示す）を挟んで対向しており、接地電極１１と中心電極１２との間に高電圧が印加されるとプラグギャップにはスパークが発生する。

従来、点火プラグの製造時には、プラグギャップを測定して規定範囲内にあるか否かを検査しており、検査後、必要に応じて修正加工を行っている。例えば、特許文献１には、点火プラグを挟んで配置された照明手段と撮像カメラとを用いてプラグギャップを撮像し、得られた画像情報に基づいてプラグギャップを測定する方法が開示されている。

特開２００２−２３１４１２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された測定方法では、点火プラグの接地電極および中心電極が撮像カメラの光軸に対して傾いていると、プラグギャップが実際よりも小さく測定されてしまう場合がある。このため、測定の精度が低下してしまう。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、点火プラグのプラグギャップを精度よく測定するプラグギャップ測定装置およびプラグギャップ測定方法を提供することにある。また、別の目的は、本発明のプラグギャップ測定方法を用いて点火プラグを製造する点火プラグの製造方法を提供することにある。

本発明のプラグギャップ測定装置は、点火プラグの互いに対向して配置された接地電極の接地電極面と中心電極の中心電極面との間のプラグギャップを測定する測定装置である。また、本発明の測定装置は、プラグギャップに隔てられた接地電極および中心電極の各シルエット像を形成するように、接地電極および中心電極を照射する第１照明手段と、接地電極面を照射する第２照明手段と、中心電極面を照射する第３照明手段と、第１照明手段の照射方向に平行な光軸のテレセントリック光学系を有し、かつ、第１〜第３照明手段に照射された接地電極および中心電極を撮像する撮像手段と、第１〜第３照明手段および撮像手段を用いて点火プラグを挟んで互いに反対側になる位置からそれぞれ撮像された画像に基づいて、プラグギャップを測定する画像処理手段と、を備える。

上記構成において、第１照明手段の照明光は、プラグギャップに隔てられた接地電極および中心電極の各シルエット像を形成する。一方、第２照明手段は、接地電極面の光軸に対する傾きによって場合により接地電極面の端面像を形成する。同様に、第３照明手段の照明光は、接地電極の光軸に対する傾きによって場合により接地電極の端面像を形成する。撮像手段は、接地電極および中心電極の各シルエット像に加え、場合によって形成される接地電極面または中心電極面の各端面像を含む画像を撮像する。

具体的には、接地電極面が撮像手段側から視認できるように光軸に対して傾いている場合、第２照明手段によって照射されて接地電極面で反射した光のうち、撮像手段の光軸方向へ反射する成分が結像する。この場合、撮像手段によって撮像された画像には、接地電極面の端面像が含まれる。また、中心電極面が光軸に対して傾いており、撮像手段側から視認できる場合、第３照明部によって照射されて中心電極面で反射した光のうち、撮像手段の光軸方向へ反射する成分が結像する。この場合、撮像手段によって撮像された画像には、中心電極面の端面像が含まれる。

上述の第１〜第３照明手段と撮像手段とを用いて、点火プラグを挟んで互いに反対側になる各位置から前記接地電極および前記中心電極をそれぞれ撮像すると、画像処理手段は撮像された両画像に基づいてプラグギャップを測定することができる。

例えば、接地電極面および中心電極面が光軸に平行である場合、いずれか一方の電極面が傾いている場合、および、両方の電極面が互いに同じ側（照明手段側または撮像手段側）を向くように傾いている場合がある。これらの場合、撮像された両画像には、いずれの画像にも接地電極面および中心電極面の端面像が含まれないか、一方の画像のみに接地電極面および中心電極面の一方または両方の端面像が含まれる。このような場合、画像処理手段は、接地電極と中心電極とに由来する各像の間の背景幅を、プラグギャップの幅として測定することができる。

また、接地電極面および中心電極面が互いに反対側（照明手段側または撮像手段側）を向くように光軸に対して傾いている場合がある。この場合、撮像された両画像の一方には接地電極面の端面像が、他方には中心電極面の端面像が含まれる。この場合、画像処理手段は、接地電極と中心電極とに由来する各像の間の背景幅に対して、接地電極面の端面像の幅または中心電極面の端面像の幅を加えた幅を、プラグギャップの幅として測定することができる。

したがって、本発明の測定装置によれば、点火プラグの接地電極面および中心電極面が撮像手段の光軸に対して傾いている場合にも、プラグギャップを精度よく測定することができる。

本発明のプラグギャップ測定方法は、点火プラグの互いに対向して配置された接地電極の接地電極面と中心電極の中心電極面との間のプラグギャップを測定する測定方法である。また、本発明の測定方法は、プラグギャップに隔てられた接地電極および中心電極の各シルエット像を形成するように接地電極および中心電極を照射する第１照明光、接地電極面を照射する第２照明光、および、中心電極面を照射する第３照明光を照射する第１照射工程と、第１照射工程の間、第１照明光の照射方向に平行な光軸のテレセントリック光学系を介して、接地電極および中心電極を撮像する第１撮像工程と、接地電極および中心電極に対して、第１照射工程の第１〜第３照明光とは点火プラグを挟んで反対側から、第１〜第３照明光を照射する第２照射工程と、第２照射工程の間、第１照明光の照射方向に平行な光軸のテレセントリック光学系を介して、接地電極および中心電極を撮像する第２撮像工程と、第１撮像工程および第２撮像工程によって得られた第１画像および第２画像に基づいて、プラグギャップを測定する測定工程と、を含む。

上記方法によれば、上述したプラグギャップ測定装置の効果と同様、点火プラグのプラグギャップを精度よく測定することができる。また、本発明の点火プラグのプラグギャップ測定方法を用いて点火プラグを製造することも可能である。なお、本発明の点火プラグの製造方法によって製造された点火プラグを販売等する行為は、本発明を実施する行為に該当する。

本発明の一実施形態に係るプラグギャップ測定装置を示す模式的な構成説明図である。 図１のプラグギャップ測定装置の光学原理を説明するための説明図である。 図１のプラグギャップ測定装置の光学原理を説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係る測定方法を説明するフローチャートである。 セットされた点火プラグの電極の状態と、得られる撮像画像とを示す模式図である。 画面内で電極面が傾いている場合の撮像画像を示す図である。 図１のプラグギャップ測定装置を用いて得られたプラグギャップの測定値と、隙間ゲージによる実測値との関係を示すグラフである。 比較例を用いて得られたプラグギャップの測定値と、隙間ゲージによる実測値との関係を示すグラフである。 （ａ）点火プラグの例を示す側面図であり、（ｂ）プラグギャップを示す部分拡大図である。 比較例によるプラグギャップ測定装置を示す模式的な構成説明図である。 比較例のプラグギャップ測定装置によって撮像された画像を示す図である。 比較例の問題点を説明するための説明図である。

以下、本発明の一実施形態によるプラグギャップ測定装置１０について図面に基づいて説明する。プラグギャップ測定装置１０は、図９（ｂ）に示すような点火プラグ１の接地電極１１と中心電極１２との間のプラグギャップｇを測定するものである。また、本実施形態では、プラグギャップ測定装置１０は、プラグギャップｇの測定結果に基づいて点火プラグ１の合否を判定することも可能である。なお、図９（ｂ）は、図９（ａ）中の一点鎖線で囲った部分ｂを拡大して示す部分拡大図である。

なお、本実施形態において、プラグギャップｇとは、接地電極１１と中心電極１２とが対向する部分の互いの最短距離とする。また、以下の説明では、プラグギャップｇを規定する接地電極１１および中心電極１２の各端面を、それぞれ接地電極面１３および中心電極面１４と称する。

図１に示すように、プラグギャップ測定装置１０は、点火プラグ１をセットする固定治具２、第１画像を取得するための第１カメラ３および第１照明群４、第２画像を取得するための第２カメラ５および第２照明群６、ならびに、画像処理部７を備えている。

固定治具２には、点火プラグ１が垂直にセットされる。撮像手段としての第１カメラ３と第２カメラ５とは、互いに対向して配置されており、プラグギャップｇに隔てられた接地電極１１および中心電極１２の各シルエット像を互いに反対側から撮像可能である。第１カメラ３および第２カメラ５の各光学系の光軸は、平行であることが好ましく、本実施形態では同軸に調整されている。当該光軸を光軸Ｌとし、図１では光軸Ｌに平行な方向をｘ方向として示す。

なお、本実施形態では、点火プラグ１がセットされた状態で、点火プラグ１の軸線ｓが光軸Ｌに対して垂直であり、接地電極面１３および中心電極面１４が光軸Ｌに対して平行であることを基準としている。図１では、このときの点火プラグ１の軸線ｓ方向をｙ方向として示しており、ｘ方向とｙ方向とは互いに垂直である。ただし、本実施形態は、点火プラグ１がセットされた状態で、様々な要因による誤差などによって接地電極面１３および中心電極面１４の少なくとも一方が光軸Ｌに対して傾いている場合を含んでいる。

第１カメラ３および第２カメラ５は、それぞれテレセントリックレンズ３１、５１を備えており、接地電極１１および中心電極１２を撮像するために適切な視野と、プラグギャップｇの規格幅に対する十分な分解能とを有する。テレセントリックレンズ３１、５１は、テレセントリックを実現する複数のレンズ及び絞りが鏡筒に収容されて構成される。図１中では、テレセントリックレンズ３１、５１の鏡筒のみを図示している。テレセントリックレンズ３１、５１の鏡筒内には、ハーフミラー３２、５２が設けられている。

また、第１カメラ３および第２カメラ５は、カラーカメラであり、後に説明する第１照明群４および第２照明群６に用いられる光の色をそれぞれ認識することが可能である。

第１照明群４は、第１カメラ３が撮像するときの照明であり、第１カメラ３とは点火プラグ１を挟んで反対側に配置されている。同様に、第２照明群６は、第２カメラ５が撮像するときの照明であり、第２カメラ５とは、点火プラグ１を挟んで互いに反対側に配置されている。各照明群４、６の詳細は後述する。

画像処理手段としての画像処理部７は、周知のパソコンを用いて構成可能である。画像処理部７は、第１カメラ３および第２カメラ５にそれぞれ電気的に接続されている。画像処理部７は、第１カメラ３および第２カメラ５によって撮像された第１画像および第２画像を取得し、これらの画像に基づいて点火プラグ１のプラグギャップｇを測定する。この測定方法の詳細は後述する。また、画像処理部７は、測定値に基づいて、プラグギャップｇの幅が規定範囲内にあるか否かを判断し、合否を判定することによって、点火プラグ１の検査を行うことができる。

なお、図１における画像処理部７の図示は、第１カメラ３および第２カメラ５との電気的接続を示しているにすぎず、プラグギャップ測定装置１０における他の構成要素との物理的な位置関係を示すものではない。

次に、第１照明群４の具体的な構成について説明する。

第１照明群４は、第１照明手段としての第１照明部４１、第２照明手段としての第２照明部４２、および第３照明手段としての第３照明部４３を備えている。第１照明部４１、第２照明部４２、および第３照明部４３は、それぞれ、異なる色の光を発するＬＥＤから構成することができる。本実施形態では、第１照明部４１の光（第１照明光）は赤色であり、第２照明部４２の光（第２照明光）は緑色であり、第３照明部４３の光（第３照明光）は青色である。

第１照明部４１は、第２カメラ５のテレセントリックレンズ５１の鏡筒に対して垂直に装着されている。第１照明部４１が発した光は、ハーフミラー５２で反射し、光軸Ｌに平行な光となってテレセントリックレンズ５１から出射し、接地電極１１および中心電極１２に照射される。すなわち、第１照明部４１は第１カメラ３の同軸照明を行う。また、テレセントリックレンズ５１から出射した光の一部は、プラグギャップｇを通過する。よって、第１照明部４１は、プラグギャップｇに隔てられた接地電極１１および中心電極１２の各シルエット像を形成する。

第２照明部４２は、ｙ方向において第１カメラ３よりも光軸Ｌから離れた位置に配置されている。また、第２照明部４２は、例えば長辺が短辺の略２倍の長さである長方形の発光面を有しており、その長辺はｘｙ平面に垂直であり、その短辺はｘｙ平面において光軸Ｌに対して傾いて設置される。また、第２照明部４２の発光面には、第２照明光を拡散する拡散板４４が設けられている。

図１では、第２照明部４２の設置角度をα１として示す。第２照明部４２の設置角度α１は、接地電極面１３が光軸Ｌに対して傾いている場合であっても、第２照明部４２が接地電極面１３の全面を照射できるように調整されることが好ましい。

具体的には、図２に示すように、接地電極面１３が第２照明光の入射側とは反対側を向くように傾いている場合でも、第２照明光が接地電極１１の側面に遮られることのないようにする。なお、第２照明部４２の設置角度α１は、第２照明部４２の発光面から垂直に発する光と光軸Ｌとの間の角度と等しいため、図２では、当該角度をα１として示している。このとき、α１は、接地電極面１３の光軸Ｌに対する傾斜角β１よりも大きいことが好ましい。ただし、α１が大きすぎると第２照明光は中心電極１２に遮られてしまう。よって、接地電極面１３の第１カメラ３側の端部と中心電極面１４の第１カメラ３側とは反対側の端部とを結ぶ仮想線Ｖと、光軸Ｌとの間の角度γ１よりも、α１が小さいことが好ましい。本実施形態では、第２照明部４２の設置角度α１を例えば２５度に設定している。

第３照明部４３は、第２照明部４２とは反対側で、ｙ方向において第１カメラ３よりも光軸Ｌから離れた位置に配置されている。また、第３照明部４３は、例えば長辺が短辺の略２倍の長さである長方形の発光面を有しており、その長辺はｘｙ平面に垂直であり、その短辺はｘｙ平面において光軸Ｌに対して傾いて設置される。また、第３照明部４３の発光面には、第３照明光を拡散する拡散板４５が設けられている。

図１では、第３照明部４３の設置角度をα２として示す。なお、α２は、第３照明部４３の発光面から垂直に発する光と光軸Ｌとの間の角度と等しい。第３照明部４３の設置角度α２は、中心電極面１４が光軸Ｌに対して傾いている場合であっても、第３照明部４３が中心電極面１４を照射できるように調整されることが好ましい。その詳細は第２照明部４２の設置角度α１と同様であり、図３に示す場合において、第３照明部４３の設置角度α２がβ２＜α２＜γ２に調整されることが好ましい。本実施形態では、第３照明部４３の設置角度α２を例えば２５度に設定している。

なお、第２照明群６は、第１照明群４と同様、第１照明手段としての第１照明部６１、第２照明手段としての第２照明部６２、および第３照明手段としての第３照明部６３を備えている。これらの具体的な構成については、点火プラグ１を挟んで光軸Ｌ方向に反対側に配置されている以外、第１〜第３照明部４１〜４３と同様であるため、説明を省略する。

次に、第１カメラ３および第１照明群４の光学原理について、本発明の特徴がよく表れる例として、接地電極面１３および中心電極面１４が互いに反対側を向くように光軸Ｌに対して傾いている場合を用いて説明する。

例えば、図２に示すように、接地電極面１３が第１カメラ３側を向いており、中心電極面１４が第１カメラ３側とは反対側（第１照明群４側）を向いている場合、すなわち、接地電極面１３が第１カメラ３側から視認可能であり、中心電極面１４が第１カメラ３側とは反対側から視認可能である場合を例にして説明する。この場合、第２照明部４２の第２照明光は、その一部が接地電極面１３に照射され、接地電極面１３で拡散反射する。この反射光のうち、第１カメラ３側の光軸Ｌ方向へ反射する成分が第１カメラ３に撮像される。一方、第３照明部４３の第３照明光は、その一部が中心電極面１４に照射され、中心電極面１４で拡散反射する。しかし、この反射光のうち、第１カメラ３側の光軸Ｌ方向へ反射する成分は、中心電極面１４自身に遮られてしまうため撮像されない。したがって、この場合には、赤色を背景とする接地電極１１および中心電極１２の各シルエット像に加えて、青色の接地電極面１３の端面像が得られる。

また、図３に示すように、接地電極面１３が第１カメラ３側とは反対側（第１照明群４側）を向いており、中心電極面１４が第１カメラ３側を向いている場合、すなわち、接地電極面１３が第１カメラ３側とは反対側から視認可能であり、中心電極面１４が第１カメラ３側から視認可能である場合を例にして説明する。この場合、第２照明部４２の第２照明光は、その一部が接地電極面１３に照射され、接地電極面１３で拡散反射する。しかし、この反射光のうち第１カメラ３側の光軸Ｌ方向へ反射する成分は、接地電極面１３自身に遮られてしまうため撮像されない。一方、第３照明部４３の第３照明光は、その一部が中心電極面１４に照射され、中心電極面１４で拡散反射する。この反射光のうち、第３カメラ３側の光軸Ｌ方向へ反射する成分が第１カメラ３に撮像される。したがって、この場合には、赤色を背景とする接地電極１１および中心電極１２の各シルエット像に加えて、緑色の中心電極面１４の端面像が得られる。

なお、第２カメラ５および第２照明群６の光学原理は、光軸Ｌ方向に逆向きである以外、第１カメラ３および第１照明群４の光学原理と同様であるため、その説明を省略する。

（プラグギャップ測定装置１０による測定方法）
プラグギャップ測定装置１０によるプラグギャップｇの測定方法について、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。フローチャートの説明において記号「Ｓ」はステップを示す。

測定を開始する前に、まず、点火プラグ１を固定治具２にセットする。その後、第１照明群４が点灯して照射を行う（Ｓ１）。第１照明群４が照射を行っている間、第１カメラ３が接地電極１１および中心電極１２を撮像する（Ｓ２）。Ｓ２において、第１カメラ３は、撮像した画像（第１画像とする）の情報を画像処理部７に送信する。

Ｓ２の後、第１照明群４が消灯し（Ｓ３）、第２照明群６が点灯して照射を行う（Ｓ４）。第２照明群６が照射を行っている間、第２カメラ５が接地電極１１および中心電極１２を撮像する（Ｓ５）。第２カメラ５は、撮像した画像（第２画像とする）の情報を画像処理部７に送信する。その後、第２照明群６が消灯する（Ｓ６）。

画像処理部７は、受信した第１画像及び第２画像に基づいて、プラグギャップｇを測定する（Ｓ７）。その詳細は後述する。以上のステップによりプラグギャップ測定装置１０によるプラグギャップｇの測定が行われる。

また、本実施形態では、画像処理部７は、プラグギャップｇの測定値と、予め設定された基準範囲とを比較し、測定値が基準範囲内であるか否かを判断することによって、その合否判定をしてもよい（Ｓ８）。これによって、点火プラグ１の検査を行うことができる。

次に、画像処理部７が、第１画像及び第２画像に基づいてプラグギャップｇをどのように測定するかについて、図５を参照して説明する。

なお、図５では、接地電極面１３および中心電極面１４の傾き状態について、（ａ）〜（ｆ）の６パターンを示している。図５の（ａ）〜（ｆ）に示す電極面の状態では、図面の簡略化のために、図１中の点火プラグ１の接地電極１１および中心電極１２の正面部分が示されている。また、図５では、接地電極面１３または中心電極面１４において、第２照明部４２、６２（緑色光）の反射面を一点鎖線で示し、第３照明部４３、６３（青色光）の反射面を点線で示している。

また、図５では、（ａ）〜（ｆ）の各パターンにおいて撮像される第１画像と第２画像とを模式的に示している。図５の（ａ）〜（ｆ）に示す第１画像および第２画像には、赤色の背景８０に対して、接地電極１１のシルエット像８１および中心電極１２のシルエット像８２（共に黒色）が常に表れる。また、接地電極面１３の端面像８３（緑色）および中心電極面１４の端面像８４（青色）は、接地電極１１および中心電極１２の各シルエット像８１、８２に重なって表れることができる。

本実施形態では、図５に示すように、接地電極１１に由来する像（シルエット像８１または端面像８３）と、中心電極１２に由来する像（シルエット像８２または端面像８４）との間の幅、すなわち各像に挟まれた赤色の背景の幅をａとする。

また、本実施形態では接地電極１１が溝を有しているため、接地電極面１３の端面像８３（緑色）は２分割して表れるが、全体的な像の上端と下端との幅をｂとする。また、中心電極面１４の端面像８４（青色）の上下幅をｃとする。

例えば、図５の（ａ）は、接地電極面１３および中心電極面１４が光軸Ｌに対して平行である場合を示している。この場合、第１画像および第２画像には、接地電極１１のシルエット像８１および中心電極１２のシルエット像８２のみが表れる。このとき、画像処理部７は、幅ａをプラグギャップｇの大きさとして測定する。

図５の（ｂ）は、接地電極面１３および中心電極面１４のうち、接地電極面１３のみが光軸Ｌに対して傾いている場合を示している。この場合、第１画像および第２画像のうちの一方の画像（図５では第２画像）にのみ、接地電極面１３の端面像８３が表れる。このとき、画像処理部７は、幅ａをプラグギャップｇの大きさとして測定する。

図５の（ｃ）は、接地電極面１３および中心電極面１４のうち、中心電極面１４のみが光軸Ｌに対して傾いている場合を示している。この場合、第１画像および第２画像のうちの一方の画像（図５では第２画像）にのみ、中心電極面１４の端面像８４が表れる。このとき、画像処理部７は、幅ａをプラグギャップｇの大きさとして測定する。

図５の（ｄ）は、接地電極面１３および中心電極面１４が光軸Ｌに対して互いに反対側に傾いている場合（第１カメラ３側または第２カメラ５側のうち、一方側から両電極面１３、１４が視認可能の場合）を示している。この場合、第１画像および第２画像のうちの一方の画像（図５では第２画像）にのみ、接地電極面１３の端面像８３および中心電極面１４の端面像８４が表れる。このとき、画像処理部７は、幅ａをプラグギャップｇの大きさとして測定する。

図５の（ｅ）および（ｆ）は、接地電極面１３および中心電極面１４が光軸Ｌに対して同じ側に傾いている場合（第１カメラ３側および第２カメラ５側のうち、一方側から接地電極面１３が視認可能であり、他方側から中心電極面１４が視認可能である場合）を示している。この場合、第１画像および第２画像のうち、一方の画像（図５では第１画像）には中心電極面１４の端面像８４が表れ、他方の画像（図５では第２画像）には接地電極面１３の端面像８３が表れる。

画像処理部７は、幅ｂ≧幅ｃであると判断した場合（図５の（ｅ）の場合）、幅ａ＋幅ｃをプラグギャップｇの大きさとして測定する。また、画像処理部７は、幅ｂ＜幅ｃであると判断した場合（図５の（ｆ）の場合）、幅ａ＋幅ｂをプラグギャップｇの大きさとして測定する。

なお、図５の（ａ）〜（ｆ）に示した例は、第１画像と第２画像とが逆であってもかまわない。

また、上述では、接地電極面１３および中心電極面１４の傾きについて、図１中のｘ方向（光軸Ｌ方向）に対する傾きについてパターン分けして説明しており、図１中のｘ方向およびｙ方向に対して垂直な方向（図１中の手前奥の方向）については互いに平行であると仮定している。仮に、接地電極面１３および中心電極面１４が、図１中の手前奥の方向に対して傾いている場合、図６に示すような撮像画像Ｐが得られる。このように画面内で接地電極１１のシルエット像８１（または端面像８３）または中心電極１２のシルエット像８２（または端面像８４）が傾いている場合には、図６中の矢印に示すように、各像の距離が最短となる箇所でプラグギャップｇの測定を行えばよい。

（比較例）
ここで、本実施形態のプラグギャップ測定装置１０の比較例として、特許文献１に開示されたものと同様の構成を有するプラグギャップ測定装置１００を図１０に示す。図１０に示すように、プラグギャップ測定装置１００は、照明手段１１０と、撮像カメラ１２０と、画像処理手段１３０とを備えている。照明手段１１０および撮像カメラ１２０は、点火プラグ１を挟んで配置されている。撮像カメラ１２０は、奥行きのある物体の寸法を測定する際に用いられるテレセントリックレンズ１２１を有している。

プラグギャップ測定装置１００では、照明手段１１０が点火プラグ１の側面を照射し、撮像カメラ１２０がテレセントリックレンズ１２１を介して接地電極１１および中心電極１２を撮像する。これによって、図１１に示すようなシルエット像が表れた画像９０が得られる。画像処理手段１３０は、画像９０中の接地電極１１の像９１と中心電極１２の像９２との間の最短距離をプラグギャップとして測定し、その合否を判定する。

プラグギャップ測定装置１００にセットされた点火プラグ１は、図１２（ａ）に示すように、接地電極１１および中心電極１２の各電極面１３、１４がテレセントリックレンズ１２１の光軸Ｌｐに平行であることが求められる。図中の幅ｗ１がプラグギャップとして測定されるためである。

しかしながら、点火プラグ１がセットされた状態で、接地電極１１および中心電極１２の各電極面１３、１４が光軸Ｌｐに対して傾きを有する場合がある。例えば、図１２（ｂ）に示すように点火プラグ１の軸線ｓが片側に傾いている場合、プラグギャップ測定装置１００では、図中の幅ｗ２がプラグギャップとして測定されてしまう。この幅ｗ２は、幅ｗ１よりも狭く、実際のプラグギャップに対して大きな誤差を有する。

（効果）
本実施形態のプラグギャップ測定装置１０によれば、接地電極１１および中心電極１２が光軸Ｌに対して傾いている場合であっても、プラグギャップｇの測定を正確に行うことができ、より正しいギャップ検査を行うことができる。

本実施形態の効果を検証するために、本実施形態のプラグギャップ測定装置１０と比較例のプラグギャップ測定装置１００とをそれぞれ用いて、３つの点火プラグ１のサンプルについて、プラグギャップｇをそれぞれ測定した。測定は、各サンプルについて、光軸に対する接地電極面１３および中心電極面１４の傾きを恣意的に変えて、数回行った。その結果を図７および図８に示す。図７および図８において、横軸は隙間ゲージを用いて測定したプラグギャップｇの実測値を示しており、縦軸はプラグギャップ測定装置１０またはプラグギャップ測定装置１００による測定値を示している。図７と図８とを比較すると、本実施形態のプラグギャップ測定装置１０によれば、比較例のプラグギャップ測定装置１００よりも、隙間ゲージによる実測値に近い範囲でばらつきの少ない測定値を得ることができることが分かった。

また、本実施形態では、第１〜第３照明部４１〜４３、６１〜６３の光の色がそれぞれ異なるため、１つの撮像画像中に両電極１１、１２のシルエット像と各電極面１３、１４の像とが異なる色で表され、これらの情報を同時に確実に取得することができる。よって、短い時間で正しく検査を行うことが可能である。

また、本実施形態では、第２照明部４２、６２、および、第３照明部４３、６３に対して、それぞれ拡散板４４、４５、６４、６５を設けている。このため、第２照明光および第３照明光は、様々な方向に拡散して接地電極面１３または中心電極面１４へ向かう。よって、仮に接地電極面１３および中心電極面１４が平坦な面でなくとも、第１カメラ３または第２カメラ５に向かって反射する光を好適に得ることができるため、検査精度が向上する。

（その他の構成等）
（ア）第１照明群４および第２照明群６における第１〜第３照明部４１〜４３、６１〜６３の照明の色は、上述した実施形態に限定されるものでなく、異なる色の組み合わせであってもよい。また、第２照明部４２、６２と第３照明部４３、６３とは、同じ色であっても上述の検査方法によって検査可能である。

（イ）第１〜第３照明部４１〜４３、６１〜６３の光の色は、全て同じ色であってもよい。この場合、上述の検査方法における第１の照射工程（Ｓ１）および第１の撮像工程（Ｓ２）では、第１〜第３照明部４１〜４３がそれぞれ別のタイミングで照射を行い、第１カメラ３は各照射時に撮像を行う。その後、画像処理部７は、各撮像による画像情報に基づいて、第１画像を合成すればよい。第２の照射工程（Ｓ４）および第２の撮像工程（Ｓ５）についても同様である。

（ウ）上述の実施形態では、「第１カメラ３と第１照明群４」、「第２カメラ５と第２照明群６」という、カメラと照明群の組み合わせを２組用いているが、本発明はこれに限られない。例えば、第１カメラ３および第１照明群４の組み合わせのみを用いて、点火プラグ１を挟んで互いに反対側になる各位置からそれぞれ撮像することによって、第１画像および第２画像を取得するようにしてもよい。この場合、例えば、第１の撮像工程（Ｓ２）と第２の撮像工程（Ｓ５）の間で固定治具２を１８０度回転させてもよし、点火プラグ１を中心に第１カメラ３および第１照明群４の位置を１８０度反転させてもよい。このような形態においても上述の実施形態と同様の効果を得られる。なお、この場合、第２カメラ５が配置されないため、第１照明部４１は、第２カメラ５の位置に代わりに配置され、テレセントリックレンズが設けられてもよい。

（エ）本実施形態の測定方法を用いて点火プラグ１を製造することも可能である。例えば、点火プラグ１の製造工程の最終段階に、上述したプラグギャップｇの測定および点火プラグ１の検査を行っても良い。また、その検査によってプラグギャップｇの値が基準範囲外であると判定されたものに対し、プラグギャップｇの修正加工を施す等してもよい。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１ ・・・点火プラグ
１１ ・・・接地電極
１２ ・・・中心電極
１３ ・・・接地電極面
１４ ・・・中心電極面
３ ・・・第１カメラ（撮像手段）
４１、６１・・・第１照明部（第１照明手段）
４２、６２・・・第２照明部（第２照明手段）
４３、６３・・・第３照明部（第３照明手段）
５ ・・・第２カメラ（撮像手段）
７ ・・・画像処理部（画像処理手段）
１０ ・・・プラグギャップ測定装置

Claims (9)

1. 点火プラグ（１）の互いに対向して配置された接地電極（１１）の接地電極面（１３）と中心電極（１２）の中心電極面（１４）との間のプラグギャップ（ｇ）を測定するプラグギャップ測定装置（１０）であって、
   前記プラグギャップに隔てられた前記接地電極および前記中心電極の各シルエット像を形成するように、前記接地電極および前記中心電極を照射する第１照明手段（４１、６１）と、
   前記接地電極面を照射する第２照明手段（４２、６２）と、
   前記中心電極面を照射する第３照明手段（４３、６３）と、
   前記第１照明手段の光の照射方向に平行な光軸のテレセントリック光学系（３１、５１）を有し、前記第１〜第３照明手段に照射された前記接地電極および前記中心電極を撮像する撮像手段（３、５）と、
   前記第１〜第３照明手段および前記撮像手段を用いて前記点火プラグを挟んで互いに反対側になる各位置からそれぞれ撮像された画像に基づいて、前記プラグギャップを測定する画像処理手段（７）と、
   を備えることを特徴とするプラグギャップ測定装置。
2. 前記第１〜第３照明手段と前記撮像手段との組み合わせを２組備えており、
   ２つの前記撮像手段は、前記点火プラグを挟んで互いに反対側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプラグギャップ測定装置。
3. 前記第１照明手段と、前記第２照明手段および前記第３照明手段とは、照射する光の色が互いに異なることを特徴とする請求項１または２に記載のプラグギャップ測定装置。
4. 前記第１照明手段、前記第２照明手段、および前記第３照明手段は、照射する光の色がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラグギャップ測定装置。
5. 前記第２照明手段および前記第３照明手段には、それぞれ拡散板（４４、４５、６４、６５）が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラグギャップ測定装置。
6. 点火プラグ（１）の互いに対向して配置された接地電極（１１）の接地電極面（１３）と中心電極（１２）の中心電極面（１４）との間のプラグギャップ（ｇ）を測定するプラグギャップ測定方法であって、
   前記プラグギャップに隔てられた前記接地電極および前記中心電極の各シルエット像を形成するように前記接地電極および前記中心電極を照射する第１照明光、前記接地電極面を照射する第２照明光、および、前記中心電極面を照射する第３照明光を照射する第１照射工程（Ｓ１）と、
   前記第１照射工程の間、前記第１照明光の照射方向に平行な光軸のテレセントリック光学系を介して、前記接地電極および前記中心電極を撮像する第１撮像工程（Ｓ２）と、
   前記接地電極および前記中心電極に対して、前記第１照射工程の前記第１〜第３照明光とは前記点火プラグを挟んで反対側から、前記第１〜第３照明光を照射する第２照射工程（Ｓ４）と、
   前記第２照射工程の間、前記第１照明光の照射方向に平行な光軸のテレセントリック光学系を介して、前記接地電極および前記中心電極を撮像する第２撮像工程（Ｓ５）と、
   前記第１撮像工程および前記第２撮像工程によって得られた第１画像および第２画像に基づいて、前記プラグギャップを測定する測定工程（Ｓ８）と、
   を含むことを特徴とするプラグギャップ測定方法。
7. 前記第１照明光と、前記第２照明光および前記第３照明光とは、光の色が互いに異なることを特徴とする請求項６に記載のプラグギャップ測定方法。
8. 前記第１照明光、前記第２照明光、および前記第３照明光は、光の色がそれぞれ異なることを特徴とする請求項６または７に記載のプラグギャップ測定方法。
9. 請求項６〜８のいずれか一項に記載のプラグギャップ測定方法を用いて前記点火プラグを製造することを特徴とする点火プラグの製造方法。

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