JP6876753B2 - 内燃機関用部品及び内燃機関用部品の製造方法 - Google Patents

内燃機関用部品及び内燃機関用部品の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は内燃機関用部品及び内燃機関用部品の製造方法に関し、特にマークが付された内燃機関用部品及びマークが付された内燃機関用部品の製造方法に関するものである。
予め定義された識別子(マーク)を工業製品に付しておき、調達・加工・生産・流通・販売・廃棄などにまたがって工業製品の履歴情報を追跡できるようにする技術がある。内燃機関において混合気に点火する点火プラグにおいても、追跡可能性を高めるため、マークを付すことが要求されている。工業製品にマークを付すための技術として、特許文献1には、セラミック製の基材の表面にレーザビームを照射してマークを印字する技術が開示されている。
実用新案登録第3078913号公報
しかしながら上記従来の技術では、脆性材料であるセラミック製の基材の表面にレーザビームを照射してマークを刻むので、読み取り易いマークが形成できるものの、マークが基材の破壊の起点となる可能性があり、マークが付された部材の強度が低下するおそれがある。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、マークの読み取り性を確保しながら、マークが付された部材の強度低下を抑制できる点火プラグ及び点火プラグの製造方法を提供することを目的としている。
本開示では、例えば、以下の適用例を開示する。
[適用例1]
金属製の部材が一部を構成する内燃機関用部品であって、
前記金属製の部材の表面に生じた酸化皮膜、又は、前記金属製の部材および前記酸化皮膜からなるマークと、
マークの全体を覆い、光が透過可能なコーティング材と、
を備える内燃機関用部品。
本構成によれば、マークが、金属製の部材の表面に生じた酸化皮膜、又は、金属製の部材および酸化皮膜からなるので、セラミック製の部材にマークが付される場合に比べて、マークが付された部材の強度低下を抑制できる。
また、マークを構成する酸化皮膜や金属製の部材がコーティング材で覆われているため、それらが外気に触れて錆びることを抑制することができる。その結果、酸化被膜や金属製の部材が錆などにより変色してマークの読み取り性が低下することを抑制することができる。したがって、マークの読み取り性を確保しながら、マークが付された部材の強度低下を抑制できる。
コーティング材は、光が透過可能な材料で構成されている。このときの光には、様々な波長の光が含まれてよい。例えば、赤外線、可視光線、紫外線を含んでよい。マークを目視で確認する場合は、可視光線が透過可能な材料を用いればよい。マークをコードリーダーで読み取って確認する場合は、コードリーダーが読み取り可能な光が透過可能な材料を用いればよい。
[適用例2]
コーティング材は、金属製の部材の表面における自身の最外縁の全てが、マークの最外縁よりも外側にある適用例1に記載の内燃機関用部品
本構成によれば、マークを構成する酸化皮膜や金属製の部材がコーティング材によってより確実に覆われるので、酸化被膜や金属製の部材が錆などにより変色してマークの読み取り性が低下することをさらに抑制することができる。その結果、マークの読み取り性を確保しながら、マークが付された部材の強度低下を抑制できる。
[適用例3]
金属製の部材の表面のうちマークの周囲に隣接する部分に凹凸部を設け、凹凸部をコーティング材が覆う適用例1から2のいずれかに記載の内燃機関用部品
本構成によれば、凹凸部をコーティング材で覆うことによって、コーティング材を剥がれ難くすることができる。
[適用例4]
金属製の部材の表面には陥没部が形成され、
マークは、陥没部の底面に形成されている適用例1から3のいずれかに記載の内燃機関用部品。
本構成によれば、コーティング材が、陥没部の底面に形成されたマークを覆っているため、コーティング材が平面に塗布されている場合と比較して、コーティング材を剥がれ難くすることができる。
[適用例5]
コーティング材は、自身の最外縁が、陥没部の最外縁よりも内側にある適用例4に記載の内燃機関用部品
本構成によれば、コーティング材が表面に広げて配置される場合と比較して、陥没部によってコーティング材の塗布範囲を定めることができる。
[適用例6]
内燃機関用部品は、内燃機関において混合気に点火する点火プラグである適用例1から5のいずれかに記載の内燃機関用部品。
本構成によれば、点火プラグの一部を構成する金属製の部材に形成されたマークについて、マークの読み取り性を確保しながら、マークが付された部材の強度低下を抑制できる。
[適用例7]
先端側から後端側へと軸線方向に延び、径方向外側に全周に亘って張り出した張り出し部を有する主体金具を備え、
張り出し部は、エンジンヘッドに組み付けた際に、エンジンヘッドに直接又はガスケットを介して係止される先端側向き面と、先端側向き面の後端側に隣接し、マークが形成されたマーク形成面と、を有し、
コーティング材は、自身の厚みが最大である最大厚み部位が、マーク形成面に沿った方向において、マークの中心よりも後端側に位置する適用例6に記載の点火プラグ
本構成によれば、最大厚み部位が、エンジンヘッドとの係止面である先端側向き面から比較的離れた位置に配置されるため、コーティング材の塗布時や乾燥時に、コーティング材が先端側向き面に付着することが抑制されている。その結果、エンジンヘッドと先端側向き面との気密性を確保することができる。
[適用例8]
先端側から後端側へと軸線方向に延び、径方向外側に全周に亘って張り出した張り出し部を有する主体金具を備え、
張り出し部は、エンジンヘッドに組み付けた際に、エンジンヘッドに直接又はガスケットを介して係止される先端側向き面と、先端側向き面の後端側に隣接し、マークが形成されたマーク形成面と、を有し、
コーティング材は、自身の厚みが最大である最大厚み部が、マーク形成面に沿った方向において、マークの最外縁よりも外側にある適用例6又は7に記載の点火プラグ
本構成によれば、最大厚み部がマークの最外縁よりも内側にある場合と比較して、コーティング材のうち、マーク上に配置された部分の厚みのバラつきを小さくすることができる。よって、マークの視認性をさらに向上させることができる。
[適用例9]
先端側から後端側へと軸線方向に延び、径方向外側に全周に亘って張り出した張り出し部を有する主体金具を備え、
張り出し部は、エンジンヘッドに組み付けた際に、エンジンヘッドに直接又はガスケットを介して係止される先端側向き面と、先端側向き面の後端側に隣接し、マークが形成されるマーク形成面と、を有し、
コーティング材は、マーク形成面に沿った軸線方向に垂直な方向の長さが、マーク形成面に沿った軸線方向の長さよりも長い適用例6から8のいずれかに記載の点火プラグ。
本構成によれば、コーティング材の先端側向き面に向かう方向の長さを長くすることなく、コーティング材の被覆面積を大きくすることができる。よって、コーティング材の塗布時や乾燥時に、コーティング材が先端向き面に付着することを抑制することができる。また、コーティング材の被覆面積を大きくすることができるため、マークを構成する酸化皮膜や金属製の部材をコーティング材によってより確実に覆うことができる。
[適用例10]
金属製の部材が一部を構成する内燃機関用部品の製造方法であって、
前記金属製の部材を準備する準備工程と、
金属製の部材の表面にレーザビームを照射して、酸化被膜、又は、金属製の部材および酸化皮膜からなるマークを形成するマーキング工程と、
マークの全体を覆うように、光が透過可能なコーティング材を塗布するコーティング工程と、を備える内燃機関用部品の製造方法。
本構成によれば、マークが、金属製の部材の表面に生じた酸化皮膜、又は、金属製の部材および酸化皮膜からなるので、セラミック製の部材にマークが付される場合に比べて、マークが付された部材の強度低下を抑制できる。
また、マークを構成する酸化皮膜や金属製の部材がコーティング材で覆われているため、外気に触れて錆びることを抑制することができる。よって、酸化被膜や金属製の部材が錆などにより変色してマークの読み取り性が低下することを抑制することができる。その結果、マークの読み取り性を確保しながら、マークが付された部材の強度低下を抑制できる。
コーティング材は、光が透過可能な材料で構成されている。このときの光には、様々な波長の光が含まれてよい。例えば、赤外線、可視光線、紫外線を含んでよい。マークを目視で確認する場合は、可視光線が透過可能な材料を用いればよい。マークをコードリーダーで読み取って確認する場合は、コードリーダーが読み取り可能な光が透過可能な材料を用いればよい。
[適用例11]
内燃機関用部品は、内燃機関において混合気に点火する点火プラグである適用例10に記載の内燃機関用部品の製造方法。
本構成によれば、点火プラグの一部を構成する金属製の部材に形成されたマークについて、マークの読み取り性を確保しながら、マークが付された部材の強度低下を抑制できる。
[適用例12]
先端側から後端側へと軸線方向に延び、径方向外側に全周に亘って張り出した張り出し部を有する主体金具を備え、
張り出し部は、エンジンヘッドに組み付けた際に、エンジンヘッドに直接又はガスケットを介して係止される先端側向き面と、先端側向き面の後端側に隣接し、マークが形成されたマーク形成面と、を有する点火プラグの製造方法であって、
コーティング工程は、先端側向き面が鉛直上方を向いた状態で行われる適用例11に記載の点火プラグの製造方法。
本構成によれば、コーティング工程において、コーティング材が自重によって鉛直下方向に垂れたとしても、先端側向き面にコーティング材が付着することを抑制することができる。その結果、エンジンヘッドと先端側向き面との気密性を確保することができる。
[適用例13]
先端側から後端側へと軸線方向に延び、径方向外側に全周に亘って張り出した張り出し部を有する主体金具を備え、
前記張り出し部は、エンジンヘッドに組み付けた際に、エンジンヘッドに直接又はガスケットを介して係止される先端側向き面と、前記先端側向き面の後端側に隣接し、前記マークが形成されたマーク形成面と、を有する点火プラグの製造方法であって、
前記コーティング工程は、前記マーク形成面が鉛直上方を向いた状態で行われる請求項11に記載の点火プラグの製造方法。
本構成によれば、コーティング工程において、コーティング材が自重によって先端側向き面に向かって垂れることを抑制することができる。その結果、エンジンヘッドと先端側向き面との気密性を確保することができる。
また、本構成によれば、コーティング工程において、コーティング材が自重によってマーク形成面に沿って略均一に広がるため、コーティング材のうちマーク上に配置される部位の厚みが不均一になることを抑制できる。その結果、マークの読み取り性能を向上させることができる。
第1実施形態における点火プラグの片側断面図 第1実施形態における点火プラグのマーク近傍の側面図 マーキング工程、凹凸形成工程、コーティング工程の説明図 マークの反射光の模式図 第2の実施形態におけるコーティング工程の説明図 第3の実施形態におけるコーティング工程の説明図
以下、本発明の好ましい形態について説明する。
A.第1実施形態:
以下、本発明の第1実施形態について説明する。図1は第1実施形態における点火プラグ10の片側断面図である。図1では、紙面下側を点火プラグ10の先端側、紙面上側を点火プラグ10の後端側という。点火プラグ10は、内燃機関(図示せず)において混合気に点火するものであり、絶縁体11、端子金具20、主体金具30及び接地電極31を備えている。
絶縁体11は、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等により形成された円筒状の部材であり、軸線Oに沿って貫通する軸孔12が形成されている。軸孔12の先端側に中心電極14が配置される。
中心電極14は、軸線Oに沿って延びる棒状の部材であり、銅または銅を主成分とする芯材がニッケル又はニッケル基合金で覆われている。中心電極14は絶縁体11に保持され、先端が軸孔12から露出する。中心電極14は、貴金属を含有するチップ15が先端に接合されている。
端子金具20は、高圧ケーブル(図示せず)が接続される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料(例えば低炭素鋼等)によって形成されている。端子金具20は、軸孔12に挿入される軸部21と、軸孔12に嵌る固定部22と、絶縁体11の後端面13に突き当たる頭部23と、が連接されている。頭部23は円盤状に形成されており、頭部23の外径は軸部21の外径よりも大きい。頭部23は、端子金具20の軸線O方向の端面24を取り囲む円筒状の壁部25が設けられている。
本実施の形態では、端子金具20の耐食性を向上させるため、端子金具20にはニッケルめっきが施されている。壁部25は、端面24からの軸線O方向の高さTが、例えば2mm以下に設定されている。
主体金具30は、導電性を有する金属材料(例えば低炭素鋼等)によって形成された略円筒状の部材である。主体金具30は、亜鉛メッキやニッケルメッキによって、表層部が亜鉛メッキ膜やニッケルメッキ膜(図示せず)で構成されている。主体金具30は、絶縁体11の外周の先端側に、端子金具20の頭部23と軸線O方向に間隔をあけて加締め固定されている。
主体金具30は、自身の外周面に内燃機関のエンジンヘッド(図示せず)の雌ネジと螺号する雄ネジ36を有する。また、主体金具30は、雄ネジ36の後端側に、径方向外側に張り出した張り出し部37を有する。
張り出し部37は、内燃機関のエンジンヘッドに螺号された際に、エンジンヘッドに直接またはガスケット70を介して係止される先端側向き面38を有する。また、張り出し部37は、先端側向き面38の後端側に隣接し、酸化皮膜、又は酸化皮膜と主体金具30の表面からなるマーク40が形成されるマーク形成面39を有する。
なお、主体金具30の表面は、請求項における「金属製の部材の表面」に相当する。
接地電極31は、先端側に位置する第1部32と、第1部32の裏側の第2部33と、を有する棒状の金属製(例えばニッケル基合金製)の部材である。
接地電極31は、第1部32に貴金属を含有するチップ35が接合されている。本実施の形態では、接地電極31は先端側が屈曲し、第1部32が中心電極14(チップ15)と対向する。第1部32に接合されたチップ35は、中心電極14(チップ15)との間に火花ギャップを形成する。
点火プラグ10は、例えば、以下のような方法によって製造される。まず、予めチップ15が先端に接合された中心電極14を絶縁体11の軸孔12に挿入し、中心電極14の先端が軸孔12から外部に露出するように配置する。軸孔12に端子金具20の軸部21を挿入し、端子金具20と中心電極14との導通を確保した後、予め接地電極31が接合された主体金具30を絶縁体11の外周に組み付ける。接地電極31にチップ35を接合した後、チップ35が中心電極14(チップ15)と対向するように接地電極31を屈曲して、点火プラグ10を得る。
図2は図1のマーク近傍を拡大した点火プラグ10の側面図である。主体金具30の張り出し部37のマーク形成面39には、マーク40が形成されている。本実施の形態ではマーク40は2次元コードである。2次元コードとしては、例えばPDF417,Micro PDF417,CODE49,Maxicode,Data Matrix,QR code,Aztec等が挙げられる。但し、1次元コードを端子金具20に形成することは当然可能である。
マーク40は、矩形のセルの集合である第1部41と、第1部41の周囲に覆い、第1部41よりも反射率の高い第2部42と、を備えている。本実施の形態では、第1部41を暗モジュールとし、第2部42を明モジュールとする。第1部41と第2部42との組合せにより、製品や部品に固有の履歴情報が表示される。マーク40の縁の部分であるクワイエットゾーン43は、第1部41よりも反射率の高い第2部42の一部である。
本実施の形態では、第1部41が酸化皮膜であり、第2部42が金属製の部材である主体金具30の張り出し部37の表面(マーク形成面39)である。
マーク形成面39には、マーク40の全体を覆うように、コーティング材60が塗布されている。コーティング材60として、例えば、防錆油、撥水コーティング剤、樹脂等が塗布されている。本実施の形態では、紫外線(UV)を照射することで硬化するUV硬化樹脂が塗布されている。
コーティング材60は、マーク40に照射した光の反射光をコードリーダーで読み取れるように、光が透過可能な材料で構成されている。本実施の形態では、無色透明なUV硬化樹脂を用いている。
コーティング材60は、自身の最外縁61が、マーク40の最外縁43よりも全て外側にあるようにマーク40を覆っている。
張り出し部37のマーク形成面39には、マーク40の周囲に、凹凸部34が形成されている。第1実施形態では、コーティング材60は、マーク40の全体及び凹凸部34の全体を覆うように、マーク形成面39を覆っている。
コーティング材60は、マーク形成面39に沿った軸線O方向に垂直な方向の長さD2が、マーク形成面39に沿った軸線O方向の長さD1よりも長い。
図3を参照して、張り出し部37のマーク形成面39にマーク40を形成するマーキング工程、マーク形成面39に凹凸部を形成する凹凸部形成工程、マーク40の全体及び凹凸部34の全体を覆うようにコーティング材60を塗布するコーティング工程について説明する。
図3では、主体金具30の張り出し部37の断面図を用いて、マーキング工程、凹凸部形成工程、コーティング工程を説明している。なお、第1実施形態では、コーティング工程において、マーク形成面39が鉛直方向上向きとなるように、製造途中のスパークプラグ(仕掛品)を配置している。図3では、紙面の上向きが鉛直方向上向きであり、紙面の下向きが鉛直方向下向き(重力方向)である。
図3(a)は、マーキング工程のうち、レーザビーム51を照射して下地領域44が形成される工程の説明図である。図3(b)は、マーキング工程のうち、レーザビーム51を照射してマーク40の第1部41が形成される工程の説明図である。図3(c)は、マーキング工程のうち、マーク40の第2部42にレーザビーム51を照射して、第1部41と第2部42との境界を明瞭にする工程の説明図である。
図3(d)は、マーク形成面39のうちマーク40の周囲に、レーザビーム51を照射して凹凸部34が形成される凹凸部形成工程の説明図である。
図3(e)は、コーティング工程のうち、硬化前の液体状のコーティング材601を、マーク40の全体を覆うように塗布する工程の説明図である。図3(f)は、コーティング工程のうち、UV照射装置52を用いてUV53を照射して、液状のコーティング材601を固体のコーティング材60とする工程の説明図である。
図3(a)の工程では、加工ヘッド50から出射したレーザビーム51をマーク形成面39に照射して表層部分を除去して下地領域44を形成する。これによって、下地領域における反射率を略一定にすることができるため、マークの読み取り性を向上させることができる。マーク形成面39(図1参照)に沿って加工ヘッド50を相対移動し、レーザビーム51を走査することにより、マーク40(図2参照)が形成される部分に矩形の下地領域44(背景)が形成される。
下地領域44を形成するときは、加工ヘッド50からのレーザ出力や走査速度、レーザビーム51の焦点径や焦点深度などを調整して、表層部分を除去するのに必要十分なエネルギーをマーク形成面39に入力する。レーザビーム51が照射された部分の新たな酸化をできるだけ少なくするためである。その結果、マーク40の背景(下地領域44)の濃淡のばらつきをさらに小さくしつつ反射率を高くできる。
図3(b)の工程では、加工ヘッド50から出射したレーザビーム51を下地領域44に照射し、下地領域44を部分的に加熱する。これにより、レーザビーム51を照射して加熱した部分の酸化皮膜の形成を促進する。マーク形成面39に沿って加工ヘッド50を相対移動し、レーザビーム51を走査することにより、第1部41を形成する。
第1部41を形成するときは、加工ヘッド50からのレーザ出力や走査速度、レーザビーム51の焦点径や焦点深度などを調整して、下地領域44を形成するときよりも高いエネルギーをマーク形成面39に入力する。これにより、レーザビーム51が照射された部分の酸化を促進し、第1部41に酸化皮膜を形成し黒色化する。
レーザ出力によって第1部41の酸化の度合いを制御できるので、第1部41の酸化皮膜の厚さや密度を略均一にできる。
さらに、濃淡のばらつきの小さい下地領域44に第1部41が形成されるので、下地領域44を形成しないで、マーク形成面に直に第1部41を形成する場合に比べて、第1部41のむらを無くし、第1部41のコントラストを高くできる。
図3(c)の工程では、加工ヘッド50から出射したレーザビーム51を、図3(b)の工程においてレーザビーム51を照射しなかった部分に照射し、第1部41を形成するときに熱影響を受けて第2部42の輪郭の部分に生じた酸化皮膜を除去する。マーク形成面39に沿って加工ヘッド50を相対移動し、レーザビーム51を走査することにより、第1部41と第2部42との境界を明瞭にする。
図3(c)の工程では、加工ヘッド50からのレーザ出力や走査速度、レーザビーム51の焦点径や焦点深度などを調整して、下地領域44を形成するときと同等のエネルギーを入力する。第1部41を形成するとき等に生じた第2部42の汚れを除去できる。よって、第1部41及び第2部42の寸法精度を向上させつつ、第1部41と第2部42とのコントラストを高くできる。
図3(d)の工程では、加工ヘッド50から出射したレーザビーム51を、マーク形成面のうちマーク40の周囲の部分に入力し、凹凸部34を形成する。この際、マーク40の第1部分41や第2部分42の反射率と異なる反射率となるように、レーザビーム51の焦点径や焦点深度などを調整して、エネルギーを入力する。本実施例では、マーキング工程における焦点径よりも大きい焦点径や、マーキング工程における焦点深度よりも深い焦点深度で、エネルギーを入力している。これによって、凹凸部34においては、反射率が不均一になるため、コードリーダーでのマーク40の読み取りに悪影響を与えることを抑制できる。
図3(e)の工程では、UVで硬化する前の液状のコーティング材601を塗布する工程を示している。本実施例では、仕掛品は、マーク形成面39が鉛直上方を向くように配置されている。これによって、液状のコーティング材601が自重によって略均一に広がっている。また、液状のコーティング材601は、マーク40の全体を覆うと共に、図3(d)で形成された凹凸部34の全体を覆うように塗布される。
図3(f)の工程では、硬化前の液状のコーティング材601に、UV照射装置52を用いてUV53を照射して、固体のコーティング材60とするUV照射工程を示している。
次に図4を参照してマーク40の反射光について説明する。図4(a)はマーク40の反射光の模式図である。マーク40の読み取りは、照明光54をマーク40に照射して、マーク40が反射した反射光55,56,57を受光素子58が検知することにより行われる。受光素子58は、集光レンズやカラーフィルタ等を備えたCCDやCMOS等の撮像素子の一部である。第1部41は、第2部42よりも照明光54を多く吸収するので、受光素子53は、第2部42の反射光56を第1部41の反射光55よりも多く受光できる。
図4(b)は、マーク40の反射光55,56を受けた受光素子53が検出した反射率の分布の模式図であり、受光素子53の個々の画素が受けた光量を表す反射率値の分布が模式的に図示されている。図4(b)は反射率を横軸にとり、光を検知した受光素子53の画素数(頻度)を縦軸にとっている。
第1実施形態の点火プラグでは、図4(b)に示すように、第1部41の反射光55の反射率の分布のばらつきを、マーク40の周囲の部分の反射光57の反射率の分布のばらつきより小さくできる。また、第2部42の反射光56の反射率の分布のばらつきを、マーク40の周囲の部分の反射光57の反射率の分布のばらつきより小さくできる。レーザ出力などを調整することによって第1部41の表面の酸化の度合いや、第2部42及び凹凸部34の表面状態を制御できるからである。
さらに、第2部42の反射光56の反射率は、第1部41の反射光55の反射率よりも高い。従って、反射光56の分布と反射光55の分布との間の反射率値を閾値として設定することにより、第2部42の反射率の分布のバラつきを小さくしない場合に比べて、第1部41(暗モジュール)及び第2部42(明モジュール)を精度良く読み取ることができる。その結果、受光素子53による読取率を確保し誤読を防止できる。
第1実施形態の点火プラグ10によれば、マーク40が、第1部41(酸化皮膜)、および第2部42(主体金具30の表面)からなるので、セラミック製の部材にマークが付される場合に比べて、マークが付された部材の強度低下を抑制できる。
また、マーク40を構成する第1部41(酸化皮膜)や第2部42(主体金具30の表面)がコーティング材60で覆われているため、それらが外気に触れて錆びることを抑制することができる。その結果、第1部41(酸化被膜)や第2部(金属製の部材の表面)が錆などにより変色してマーク40の読み取り性が低下することを抑制することができる。したがって、マーク40の読み取り性を確保しながら、マーク40が付された部材の強度低下を抑制できる。
また、第1実施形態の点火プラグ10によれば、マーク40を構成する第1部41(酸化皮膜)や第2部42(主体金具30の表面)がコーティング材60によってより確実に覆われるので、第1部41(酸化被膜)や第2部42(金属製の部材の表面)が錆などにより変色してマーク40の読み取り性が低下することをさらに抑制することができる。その結果、マーク40の読み取り性を確保しながら、マーク40が付された部材の強度低下を抑制できる。
さらに、第1実施形態の点火プラグ10によれば、コーティング材60の先端側向き面34に向かう方向の長さを長くすることなく、コーティング材60の被覆面積を大きくすることができる。よって、コーティング材60の塗布時や乾燥時に、コーティング材60が先端側向き面38に付着することを抑制することができる。また、コーティング材60の被覆面積を大きくすることができるため、マーク40を構成する第1部41(酸化皮膜)や第2部42(主体金具の表面)をコーティング材60によってより確実に覆うことができる。
また、第1実施形態の点火プラグ10によれば、凹凸部34をコーティング材60で覆うことによって、コーティング材を剥がれ難くすることができる。
さらに、第1実施形態の点火プラグ10によれば、コーティング工程において、コーティング材60が自重によって先端側向き面38に向かって垂れることを抑制することができる。その結果、エンジンヘッドと先端側向き面38との気密性を確保することができる。
また、第1実施形態の点火プラグ10によれば、コーティング工程において、コーティング材601が自重によってマーク形成面39に沿って略均一に広がるため、コーティング材601のうちマーク40上に配置される部位の厚みが不均一になることを抑制できる。その結果、マーク40の読み取り性能を向上させることができる。
B 第2実施形態:
以下、本願の第2実施形態について、図5を用いて説明する。図5は、第2実施形態におけるコーティング工程の説明図である。
第1実施形態と異なる点は、コーティング材を塗布する塗布工程における仕掛品が、先端側向き面38が鉛直上方を向くように配置されている点である。その他の構成は第1実施形態と同じである。図5では、紙面上側が鉛直方向上向であり、紙面下側が鉛直方向下向き(重力方向)である。つまり、図5では省略されているが、図5の上側には先端側向き面38が存在している。
また、第2実施形態における硬化前の液状のコーティング材601aは、第1実施形態と異なり、自身の厚みが最大である最大厚み部位621が、マーク形成面39に沿った方向において、マーク40の中心40cよりも後端側に位置している。また、コーティング材601aは、自身の厚みが最大である最大厚み部位621が、マーク形成面39に沿った方向において、マーク40の最外縁43よりも外側にある
なお、第2実施形態における硬化後のコーティング材60aにおいても、第1実施形態と異なり、自身の厚みが最大である最大厚み部位62が、マーク形成面39に沿った方向において、マーク40の中心40cよりも後端側に位置している。また、コーティング材60aは、自身の厚みが最大である最大厚み部位62が、マーク形成面39に沿った方向において、マーク40の最外縁43よりも外側にある。
第2実施形態の点火プラグ10aによれば、液状のコーティング材601aの最大厚み部位621が、エンジンヘッドとの係止面である先端側向き面38から比較的離れた位置に配置されるため、コーティング材601aの塗布時や乾燥時に、コーティング材601aが先端向き面38に付着することが抑制されている。その結果、プラグホールと先端側向き面38との気密性を確保することができる。
また、第2実施形態の点火プラグ10aによれば、最大厚み部62,621がマーク40の最外縁43よりも内側にある場合と比較して、コーティング材60aのうち、マーク40上に配置された部分の厚みのバラつきを小さくすることができる。よって、マーク40の視認性をさらに向上させることができる。
C 第3実施形態:
以下、本願の第3実施形態について図6を用いて説明する。図6は、第3実施形態におけるコーティング工程の説明図である。
第1実施形態と異なる点は、第3実施形態では、張り出し部37aに陥没部371が形成されていることである。その他の構成は第1実施形態と同じである。また、陥没部371の底面372にマークが形成される(陥没部371の底面372がマーク形成面39に相当する)。さらに、コーティング材60は、自身の最外縁62が、陥没部371の最外縁373よりも内側に位置している。
第3実施形態の点火プラグ10bによれば、コーティング材60が、陥没部371の底面372に形成されたマーク40を覆っているため、コーティング材60が平面に塗布されている場合と比較して、コーティング材60を剥がれ難くすることができる。
第3実施形態の点火プラグ10bによれば、コーティング材60が平面に広げて配置される場合と比較して、陥没部371によってコーティング材60の塗布範囲を定めることができる。
D 変形例:
本実施形態では、マーク40は2次元コードであるが、1次元バーコードであってもよい。また、マーク40がコードでなく、目視確認用の記号(例えば、丸、三角、四角、星型、ロゴ等)であってもよい。
本実施形態では、コーティング材60、60aとしてUV硬化樹脂を用いていたが、熱硬化性樹脂や、時間経過とともに固まる樹脂を用いても良い。その際、UV照射装置52の代わりに、加熱装置や送風装置を用いて、硬化前の液状のコーティング材601aを硬化させることができる。
また、コーティング材60、60aは、防錆油などの液状のものであってもよい。この場合、液状のコーティング材601、601aを硬化する工程は省略され、液状のコーティング材601、601aを塗布し終えた段階でコーティング構成が完了する。
また、本実施形態では、コーティング材60、60aとして無色透明のものを用いたが、これに限られない。コーティング材60、60aの材料は、コードリーダーから照射される光が透過できればよい。例えば、わずかに着色した半透明の材料であってもよい。また、コードリーダーが紫外線や赤外線の反射光を読み取るものである場合は、コーティング材60、60aは、可視光が透過できない材料であってもよい。
本実施形態では、主体金具30の張り出し部37の表面をマーク形成面39としたが、それ以外の金属製の部材の表面であってもよい。スパークプラグに用いられる金属製の部材としては、例えば、接地電極31、中心電極14、端子金具20がある。これらの表面にマーク40を形成してもよい。
本実施形態では、第1部41を暗モジュール、第2部42を明モジュールとしていたが、第1部41を明モジュール、第2部42を暗モジュールとしてもよい。これは、図3(a)のレーザ条件と、図3(b)のレーザ条件を入れ替えることで実現できる。
また、本実施例では、第1部41として酸化皮膜を、第2部42として金属製の部材の表面を用いたが、第1部41及び第2部42を酸化皮膜で構成してもよい。この場合、酸化状態を変えることで第1部41と第2部42との明度を調整すればよい。
本実施形態のように、コーティング材60、60aが、マーク40の全体及び凹凸部34の全体を覆っていることが好ましい。しかしながら、コーティング材60、60aが凹凸部34の全体を覆うことは必ずしも必要ではない。コーティング材60、60aが凹凸部34の少なくとも一部を覆っていても、コーティング材60、60aの剥がれを抑制する効果があるためである。
本実施形態の点火プラグの製造方法は、凹凸部形成工程を備えていたが、凹凸部形成工程は省略されても良い。また、凹凸部形成工程はマーキング工程の前に行われてもよい。
本実施形態の点火プラグの製造方法では、マーキング工程として、第1部41と第2部42との境界を鮮明にする図3(c)の工程を含んでいたが、この工程は省略することもできる。図3(b)の工程において精度よく酸化被膜を形成することができれば、第1部41を形成するときに熱影響を受けて第2部42の輪郭の部分に生じた酸化皮膜を除去する必要がないからである。
なお、本実施形態では、内燃機関用部品のうち点火プラグについて説明したが、金属製の部材が一部を構成する内燃機関用部品としては、軽油の着火を補助する目的で用いられるディーゼルエンジン用のグロープラグや、内燃機関から排出される排気ガスの酸素濃度を測定する酸素センサ等が含まれ、それらの内燃機関用部品に本発明が適用されてもよい。
以上、実施形態、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。
10 点火プラグ
11 絶縁体
14 中心電極(金属製の部材)
20 端子金具(金属製の部材)
30 主体金具(金属製の部材)
31 接地電極(金属製の部材)
35 チップ
37、37a 張り出し部
34 凹凸部
371 陥没部
372 陥没部の底面
373 陥没部の最外縁
38 先端側向き面
39 マーク形成面
40 マーク
40c マークの中心
41 第1部
42 第2部
43 マークの最外縁
44 下地領域
50 加工ヘッド
51 レーザビーム
52 UV照射装置
53 UV
60、60a コーティング材
601、601a 液状のコーティング材
61 コーティング材の最外縁
62、621 コーティング材の最大厚み部
70 ガスケット

Claims (13)

  1. 金属製の部材が一部を構成する内燃機関用部品であって、
    前記金属製の部材の表面に生じた酸化皮膜、又は、前記金属製の部材および前記酸化皮膜からなるマークと、
    前記マークの全体を覆い、光が透過可能なコーティング材と、
    を備える内燃機関用部品。
  2. 前記コーティング材は、前記金属製の部材の表面における自身の最外縁の全てが、前記マークの最外縁よりも外側にある請求項1に記載の内燃機関用部品
  3. 前記金属製の部材の表面のうち前記マークの周囲に凹凸部を設け、前記凹凸部を前記コーティング材が覆う請求項1又は2に記載の内燃機関用部品
  4. 前記金属製の部材の表面には陥没部が形成され、
    前記マークは、前記陥没部の底面に形成されている請求項1から3のいずれかに記載の内燃機関用部品。
  5. 前記コーティング材は、自身の最外縁が、前記陥没部の最外縁よりも内側にある請求項4に記載の内燃機関用部品
  6. 前記内燃機関用部品は、内燃機関において混合気に点火する点火プラグである請求項1から5のいずれかに記載の内燃機関用部品。
  7. 先端側から後端側へと軸線方向に延び、径方向外側に全周に亘って張り出した張り出し部を有する主体金具を備え、
    前記張り出し部は、エンジンヘッドに組み付けた際に、エンジンヘッドに直接又はガスケットを介して係止される先端側向き面と、前記先端側向き面の後端側に隣接し、前記マークが形成されたマーク形成面と、を有し、
    前記コーティング材は、自身の厚みが最大である最大厚み部位が、前記マーク形成面に沿った方向において、前記マークの中心よりも後端側に位置する請求項6に記載の内燃機関用部品。
  8. 先端側から後端側へと軸線方向に延び、径方向外側に全周に亘って張り出した張り出し部を有する主体金具を備え、
    前記張り出し部は、エンジンヘッドに組み付けた際に、エンジンヘッドに直接又はガスケットを介して係止される先端側向き面と、前記先端側向き面の後端側に隣接し、前記マークが形成されたマーク形成面と、を有し、
    前記コーティング材は、自身の厚みが最大である最大厚み部が、前記マーク形成面に沿った方向において、前記マークの最外縁よりも外側にある請求項6又は7に記載の内燃機関用部品。
  9. 先端側から後端側へと軸線方向に延び、径方向外側に全周に亘って張り出した張り出し部を有する主体金具を備え、
    前記張り出し部は、エンジンヘッドに組み付けた際に、エンジンヘッドに直接又はガスケットを介して係止される先端側向き面と、前記先端側向き面の後端側に隣接し、前記マークが形成されるマーク形成面と、を有し、
    前記コーティング材は、前記マーク形成面に沿った前記軸線方向に垂直な方向の長さが、前記マーク形成面に沿った前記軸線方向の長さよりも長い請求項6から8のいずれかに記載の内燃機関用部品
  10. 金属製の部材が一部を構成する内燃機関用部品の製造方法であって、
    前記金属製の部材を準備する準備工程と、
    前記金属製の部材の表面にレーザビームを照射して、酸化膜、又は、前記金属製の部材および前記酸化皮膜からなるマークを形成するマーキング工程と、
    前記マークの全体を覆うように、光が透過可能なコーティング材を塗布するコーティング工程と、を備える内燃機関用部品の製造方法。
  11. 前記内燃機関用部品は、内燃機関において混合気に点火する点火プラグである請求項10に記載の内燃機関用部品の製造方法。
  12. 先端側から後端側へと軸線方向に延び、径方向外側に全周に亘って張り出した張り出し部を有する主体金具を備え、
    前記張り出し部は、エンジンヘッドに組み付けた際に、エンジンヘッドに直接又はガスケットを介して係止される先端側向き面と、前記先端側向き面の後端側に隣接し、前記マークが形成されたマーク形成面と、を有する点火プラグの製造方法であって、
    前記コーティング工程は、前記先端側向き面が鉛直上方を向いた状態で行われる請求項11に記載の内燃機関用部品の製造方法。
  13. 先端側から後端側へと軸線方向に延び、径方向外側に全周に亘って張り出した張り出し部を有する主体金具を備え、
    前記張り出し部は、エンジンヘッドに組み付けた際に、エンジンヘッドに直接又はガスケットを介して係止される先端側向き面と、前記先端側向き面の後端側に隣接し、前記マークが形成されたマーク形成面と、を有する点火プラグの製造方法であって、
    前記コーティング工程は、前記マーク形成面が鉛直上方を向いた状態で行われる請求項11に記載の内燃機関用部品の製造方法。
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