JPH0658820B2 - スパークプラグの火花間隙創成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スパークプラグの火花間隙創成装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来のスパークプラグの火花間隙創成装置は、例えば第
５図に示すように、ホルダ６と基準板７とハンマー装置
８とからなっていた。そしてホルダー６の凹部（図示せ
ず）にスパークプラグ９を挿入し、スパークプラグ９の
中心電極９２と接地電極９３との間に所定厚さの基準板
７を挿入し、ハンマー装置８により接地電極９３の上面
９３ａに１〜２回打撃を与えて、両電極間の火花間隙を
創成していた。

［発明が解決しよとする課題］ しかしながら上記した従来のスパークプラグの火花間隙
創成装置は、以下のような問題点を有している。

まず第１に、中心電極９２が白金接点をもつタイプのス
パースプラグが近年多用されつつあるが、白金接点が軟
質であるために、ハンマーの打撃により白金接点が中心
電極９２本体に陥没したり又は白金接点が変形したりす
る場合があった。

第２に、創成される火花間隙はハンマー装置８による打
撃前の間隙寸法、基準板７の厚さ、ハンマー装置８の打
撃力に依存し、火花間隙のばらつきを減らすには、ハン
マーの打撃力を増大させる必要があるが、その結果、上
記白金接点や中心電極９２自体の陥没、変形が問題化す
る。

本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、両
電極の不用な変形が少なく、火花間隙のばらつきも少な
いスパークプラグの火花間隙創成装置を提供することを
目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明のスパークプラグの火花間隙創成装置は、内側に
中心電極を外側に接地電極をもつスパークプラグを保持
するホルダと、前記ホルダに保持された前記スパークプ
ラグの前記接地電極の外面を押圧して前記両電極間の間
隔を圧縮する接地電極押圧部とをもつ電極間隔圧縮手段
と、前記両電極の間隔を撮像する電極間隔撮像手段と、
前記電極間隔撮像手段から出力される映像信号を処理し
て得た前記両電極の対向面間の各間隔を示すデータから
最小の間隔を示すデータを火花間隙として検出する火花
間隙検出手段と、検出した前記火花間隙が所定の目標値
に達するまで前記接地電極押圧部の押圧を実施し、所定
の目標値に達した場合に前記接地電極押圧部の押圧を停
止させ、前記押圧停止後に前記接地電極押圧部を前記接
地電極から離脱させ、前記接地電極押圧部の前記離脱後
に前記火花間隙検出手段から前記両電極間の前記火花間
隙を入力し、入力した前記火花間隙及び前記目標値を比
較して前記火花間隙の良否を判定し、前記判定の結果を
出力する電極押圧制御手段とを備えることを特徴として
いる。

〔作用〕

接地電極押圧部は、スパークプラグの接地電極の外面を
押圧して両電極間の間隔を圧縮する。

電極間隔撮像手段は、両電極の間隔を撮像する。

火花間隙検出手段は、両電極の対向面間の各間隔を示す
データから最小の間隔を示すデータを火花間隙として検
出する。

電極押圧制御手段は、火花間隙が所定の目標値に達する
まで前記押圧を実施し前記押圧停止後に接地電極押圧部
を接地電極から離脱させ、その後で火花間隙検出手段か
ら入力される火花間隙の良否を検査する。

したがって、火花間隙は、両方の電極の放電側の表面に
非接触で創成される。

［実施例］ 本発明のスパークプラグの火花間隙創成装置の一実施例
を、第１図〜第３図により説明する。

このスパークプラグの火花間隙創成装置は、スパークプ
ラグ９を保持、押圧し本発明でいう電極間隔圧縮手段を
構成する電極間隔圧縮装置１と、電極間隔圧縮装置１の
側部に配設され投光装置２及びＣＣＤカメラ３からなる
本発明でいう間隔撮像手段と、ＣＣＤカメラ３から出力
される映像信号を処理してスパークプラグ９の火花間隙
を検出する火花間隙検出手段４と、電極間隔圧縮装置１
を制御する電極押圧制御手段５とからなる。

スパークプラグ９は、短い円柱形状で、第３図に一部を
拡大して示すように、電気絶縁セラミック製に基部９１
と、基部９１の一端中央から軸方向外側に突出する中心
電極９２と中心電極９２の先端を覆うＬ字形状の接地電
極９３とからなる。

電極間隔圧縮装置１は、第１図に示すように、図示しな
い基部上に水平に支持された支持プレート１１と、支持
プレート１１の上面から垂直に立設された上端開口有底
のホルダ１２と、支持プレート１１に固定された電動昇
降装置１３と、電動昇降装置１３により駆動されてホル
ダ１２の上方を昇降するヘッド１４とからなる。電動昇
降装置１３とヘッド１４とは本発明でいう接地電極押圧
部を構成する。

支持プレート１１には、この支持プレートに上下方向に
貫通するガイド孔をもつ一対の摺動ガイド筒１１ａが貫
設されている。

電動昇降装置１３は、第１図に示すように、減速装置付
きのサーボモータ１５をもつ。このサーボモータ１５
は、支持プレート１１の下面から垂直に立設された複数
の足部を介して支持プレート１１に支持されている。ま
た、サーボモータ１５は支持プレート１１に接近する垂
直方向に伸びる出力軸１６をもち、出力軸１６には螺旋
溝が設けられている。そして、出力軸１６にはボールネ
ジ１７が螺合しており、ボールネジ１７には水平方向に
伸びる駆動プレート１８が嵌着、固定されている。駆動
プレート１８の両端からは一対のシャフト１９、１９が
ガイド筒１１ａ、１１ａを挿通して支持プレート１１の
上方に伸びている。シャフト１９、１９の先端には水平
方向に伸びた昇降プレート２０が固定されており、昇降
プレート２０の中央部の下面で前記ホルダ１２と対向す
る部分に円柱形状で硬質金属製のヘッド１４が装着され
ている。

投光装置２は、第２図に示すように、ハロゲンランプ装
置２１と、ハロゲンランプ装置２１から伸びる光ファイ
バ製の導光ガイド２２と、導光ガイド２２の先端に近接
して設けられた乳白色アクリル板製の光散乱板２３とか
らなり、連続光をほぼ水平方向に投射している。

ＣＣＤカメラ３は、第２図に示すように、ＣＣＤエリア
イメージセンサ（図示せず）を内蔵するＴＶカメラから
なり、ＣＣＤカメラ３の光軸はほぼ導光ガイド２２から
投射される光の光軸と一致している。ＣＣＤカメラ３の
撮像画面Ｓは、第３図に示すように、スパークプラグ９
の中心電極９２と接地電極９３との間の間隙ｄを撮像し
ている。

火花間隙検出手段４は、汎用の画像処理プロセッサを内
蔵する画像処理装置からなり、ＣＣＤカメラ３から出力
され映像信号を所定のアルゴリズムにしたがって処理し
て両電極９２、９３間の最小の間隔（すなわち、火花間
隙）Ｄｍｉｎを抽出する。上記のようなアルゴリズム自
体は良く知られているのでその説明を省略する。

電極押圧制御手段５は、マイコンで構成されており、火
花間隙検出手段４から出力された火花間隙Ｄｍｉｎが所
定の目標値に達するまで電動昇降装置１３を駆動して電
極押圧部１４により接地電極９を押圧し、所定の目標値
に達した場合に電動昇降装置１３の駆動を停止してヘッ
ド１４による接地電極９の押圧を停止させる制御装置か
らなる。

以下、このスパークプラグの火花間隙創成装置の動作を
第４図のフローチャートを参照して説明する。

まず、人手若しくはハンドリング装置により、スパーク
プラグ９をホルダ１２の凹部（図示せず）に上方から挿
入する。ホルダ１２の凹部はスパークプラグ９の六角面
状の外側面の内の２面に当接してスパークプラグ９の姿
勢を保持している。

起動ボタン（図示せず）を押すとルーチンが開始され、
投光装置２が投光し、ＣＣＤカメラ３は両電極９２、９
３近傍を撮像する。この実施例では、透過光撮像型式を
採用しているので、両電極９２、９３は黒に、両電極９
２、９３間の間隙ｄは白に撮像される。そして、火花間
隙検出手段４は、両電極９２、９３間の最小間隙（火花
間隙）Ｄｍｉｎを抽出し、抽出されたＤｍｉｎが電極押
圧制御手段５に入力される（Ｓ１０１）。

次に、Ｄｍｉｎが予め電極押圧制御手段５に設定されて
いる目標間隙値Ｄｃより大きいかどうかを調べ（Ｓ１０
２）、大きければ、ＤｍｉｎとＤｃとの差の絶対値が大
きいかどうかを調べる（Ｓ１０３）。なお、目標間隙値
Ｄｃはスプリングバックを考慮して理想の火花間隙Ｄｏ
よりも一定量だけ小さく設定されている。

そして、ＤｍｉｎとＤｃとの差の絶対値が大きい場合に
は上記絶対値以下の所定量ΔＤ１だけヘッド１４を降下
させ（Ｓ１０４）、小さい場合には上記絶対値以下の所
定量ΔＤ２だけヘッド１４は降下させて（Ｓ１０５）、
Ｓ１０１にリターンする。なお、ΔＤ１はΔＤ２の３倍
程度に設定しておく。

ルーチンを繰返す内に、Ｄｍｉｎが目標間隙値Ｄｃ以下
となれば、Ｓ１０６に進んでヘッド１４を停止し、その
後、上昇させて、創成された火花間隙Ｄｍｉｎの検査ル
ーチンに入る。

すなわち、創成された火花間隙Ｄｍｉｎと理想の火花間
隔Ｄｏとの差の絶対値が所定量より大きいかどうかを調
べ（Ｓ１０７）、小さければ火花間隙正常としてＳ１１
０にてインディケータ（図示せず）に良を表示してヘッ
ド１４を上昇してルーチンを終了する。大きければ、Ｄ
ｍｉｎ＞Ｄｏかどうか調べ（Ｓ１０８）、Ｄｍｉｎ＞Ｄ
ｏであればＳ１０１にリターンして再度、電極間隔の圧
縮を実行する。ＤｍｉｎがＤｏ以下であれば、圧縮しす
ぎとしてインディケータ（図示せず）に不良を表示し
（Ｓ１０９）、ヘッド１４を上昇して（Ｓ１１１）、ル
ーチンを終了する。

以下、この実施例のスパークプラグの火花間隙創成装置
の利点について説明する。

（ａ）この実施例では、ＤｍｉｎとＤｃとの差の絶対値
が大きい場合には大きくヘッド１４を降下させ、小さい
場合には小さくヘッド１４を降下させているので、作業
能率を向上できる利点がある。

なお、ＤｍｉｎとＤｃとの差の絶対値の大きさに比例し
て降下速度若しくは降下量を決定することも当然可能で
ある。

また、ヘッド１４と接地電極９３との間の間隙を上記に
述べたと同様の方法で検出し、ヘッド１４と接地電極９
３とが接触するまではヘッド１４を高速で降下させ、接
触した後はより低速で降下させて丁寧に接地電極９３を
押圧することもできる。このようにすれば作業能率が改
善される。

（ｂ）この実施例では、火花間隙創成に用いるＣＣＤカ
メラ３を用いて創成作業後に火花間隙の検査を実行する
ことができ、更には、検査の結果、火花間隙の過大が判
明した場合には再度押圧を実行し得るので、製品歩留り
を改善することができる。

なお、上記実施例では、電極間隔圧縮装置１は１個のホ
ルダ１２をもつ型式であるが、場合によっては、複数の
ホルダを配設して同時に複数のスパークプラグを押圧す
ることもできる。

その他、ヘッド１４と昇降プレート２０との間にスプリ
ングを配設して、ヘッド１４の押圧力が過大化しないよ
うに調整してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明のスパークプラグの火花間隙
創成装置は、火花間隙を光学的に検出しつつ接地電極の
外面を押圧して所定の目標値まで電極間隔を圧縮するよ
うに構成されているので、以下の効果を奏することがで
きる。

（ａ）両電極の不所望な変形や陥没が生じず、放電特性
のばらつきや不良がない。

（ｂ）光学的に電極間隔を検出しているので、最小の電
極間隔すなわち火花間隙を容易に検出することができ、
そして検出した火花間隙により電極間隔の圧縮を高精度
に制御することができる。

更に、本発明の火花間隙創成装置によれば、以下の作用
効果も奏することができる。

（ｃ）火花間隙検出手段の画像処理により得た両電極間
の対向面間の最小間隔を火花間隙としているので、両電
極間の対向面（放電面）に非接触に火花間隙を検出する
ことができ、火花間隙創成作業中に両電極間の対向面
（放電面）を荒らしたり、火花間隙を狂わせたりするこ
とがない。

（ｄ）押圧停止後に接地電極押圧部を接地電極から離脱
させ、その後で火花間隙検出手段から入力される火花間
隙の良否を検査するので、装置構成の追加及び作業時間
の追加をほとんど要することなく、創成した火花間隙の
検査を実施でき、極めて信頼性が高い火花間隙創成装置
を実現できる。

（ｅ）押圧前に、前もって現在の最小間隔を検出でき、
この後、どれくらいの寸法だけ押圧すればよいか知るこ
とができ、作業能率に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスパークプラグの火花間隙創成装置の
一実施例を示す模式正面図、第２図は第１図の装置の一
部模式断面図、第３図はスパークプラグ９の両電極近傍
を示す模式正面図、第４図は第１図の電極押圧制御手段
５の動作を示すフローチャート、第５図は、従来のスパ
ークプラグの火花間隙創成装置の一部正面図である。 １……電極間隔圧縮装置（電極間隔圧縮手段） ２……投光装置（間隔撮像手段） ３……ＣＣＤカメラ（電極間隔撮像手段） ４……火花間隙検出手段 ５……電極押圧制御手段 ９……スパークプラグ １２……ホルダ １３、１４……接地電極押圧部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内側に中心電極を外側に接地電極をもつス
   パークプラグを保持するホルダと、前記ホルダに保持さ
   れた前記スパークプラグの前記接地電極の外面を押圧し
   て前記両電極間の間隔を圧縮する接地電極押圧部とをも
   つ電極間隔圧縮手段と、 前記両電極の間隔を撮像する電極間隔撮像手段と、 前記電極間隔撮像手段から出力される映像信号を処理し
   て得た前記両電極の対向面間の各間隔を示すデータから
   最小の間隔を示すデータを火花間隙として検出する火花
   間隙検出手段と、 検出した前記火花間隙が所定の目標値に達するまで前記
   接地電極押圧部の押圧を実施し、所定の目標値に達した
   場合に前記接地電極押圧部の押圧を停止させ、前記押圧
   停止後に前記接地電極押圧部を前記接地電極から離脱さ
   せ、前記接地電極押圧部の前記離脱後に前記火花間隙検
   出手段から前記両電極間の前記火花間隙を入力し、入力
   した前記火花間隙及び前記目標値を比較して前記火花間
   隙の良否を判定し、前記判定の結果を出力する電極押圧
   制御手段とを備えることを特徴とするスパークプラグの
   火花間隔創成装置。