JP3818250B2 - スパークプラグの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載された内燃機関に組み付けられるスパークプラグの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のスパークプラグは、ハウジングの内部に柱状の中心電極が絶縁保持され、接地電極の一端がハウジングに接合され、接地電極の中間部を曲げることにより、接地電極の他端側が中心電極の先端面に対向して配置されている。そして、接地電極の仮曲げ時の曲げ量を規定するスペーサを用いることにより、仮曲げ終了時点での火花ギャップを所定範囲内に収めておき、その後本曲げを行って火花ギャップを規格内に収めるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−164320号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記文献1に記載の方法によれば、接地電極の他端側先端面の突き出し量は成り行きとなる。そのため、突き出し量のばらつきが大きくなり、スパークプラグの着火性能低下要因の1つとなっていた。なお、本明細書でいう「突き出し量」とは、中心電極の軸線から接地電極の他端側先端面までの、中心電極の軸線に対して直交する方向の寸法である。
【0005】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、突き出し量の寸法精度を向上させることを第1の目的とし、火花ギャップおよび突き出し量の各寸法精度を共に向上させることを第2の目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、ハウジング(10)の内部に柱状の中心電極(12)が絶縁保持され、接地電極(13)の一端がハウジング(10)に接合され、接地電極(13)の他端側が中心電極(12)の軸線(X)に対して略直交する角度まで接地電極(13)の中間部が曲げられて、接地電極(13)の他端側が中心電極(12)の先端面(12a)に対して所定の火花ギャップ(G)を有して対向配置されたスパークプラグの製造方法であって、接地電極(13)の一端をハウジング(10)に接合する接合工程と、接合工程後、押し型(44)により接地電極(13)の中間部を曲げて、接地電極(13)の他端側を中心電極先端面(12a)に対向させる仮曲げ工程と、仮曲げ工程後、接地電極(13)の他端側の位置を調整して火花ギャップ(G)の寸法を調整する本曲げ工程とを含み、仮曲げ工程において接地電極(13)の中間部を曲げる際の、軸線(X)に対して直交する方向への接地電極(13)の他端側先端面(13c)の移動範囲を規定する受け型(48、49)を用意し、仮曲げ工程では、接地電極他端側先端面(13c)が受け型(48、49)に当たるまで接地電極(13)の中間部を曲げることを特徴とする。
【0007】
これによると、仮曲げ時には受け型により突き出し量が規定されるため、仮曲げ終了時点での突き出し量の寸法精度を向上させることができる。
【0008】
請求項2に記載の発明では、仮曲げ工程での軸線(X)方向の押し型(44)の位置を、中心電極先端面(12a)の位置を基準にして決定することを特徴とする。
【0009】
これによると、仮曲げ時の火花ギャップ寸法のばらつきも小さくすることができるため、仮曲げ終了時点での火花ギャップおよび突き出し量の各寸法精度を共に向上させることができる。
【0010】
請求項3に記載の発明では、軸線(X)方向から接地電極(13)を見たときの接地電極(13)の両側面(13d)を受け型(48、49)により挟んだ状態で、仮曲げ工程を行うことを特徴とする。
【0011】
これによると、接地電極両側面方向への接地電極の移動が受け型により防止されるため、正確な仮曲げを行うことができる。
【0012】
請求項4に記載の発明では、中心電極先端面(12a)の位置を画像処理によって計測することを特徴とする。
【0013】
ところで、上記文献1に記載の装置では中心電極先端面の位置をレーザにより計測しているが、レーザは被写界深度が浅いため、中心電極先端面の面状態(平面度、欠け等)や中心電極先端面位置のばらつきの影響を受けて、正確な計測ができないという問題があった。
【0014】
これに対し、請求項4に記載の発明では、中心電極先端面の位置を画像処理により計測しているため、中心電極先端面の面状態や中心電極先端面位置のばらつきの影響を受けにくく、正確な計測が可能である。
【0015】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1〜図8は本発明の一実施形態を示すもので、図1は製造装置の全体構成を示す模式図、図2は図1の仮曲げ装置4の加工開始状態を示す側面図、図3は仮曲げ装置4の加工開始状態を示す平面図、図4は仮曲げ装置4の要部構成を示す斜視図、図5は仮曲げ装置4の加工終了状態を示す要部の側面図、図6は仮曲げ装置4の加工終了状態を示す平面図、図7は図1の本曲げ装置5を示す側面図、図8は図1の画像処理装置3により実行される本曲げ工程時の制御処理の流れを示す流れ図である。
【0017】
図1において、スパークプラグ1は、導電性の鉄鋼材料よりなる略円筒形状のハウジング10を有しており、ハウジング10には、絶縁性に富むセラミックからなる略円筒形状の碍子11が挿入固定されている。碍子11の軸孔には、導電性の金属材料よりなる略円柱形状の中心電極12が挿入固定され、ハウジング10には、Ni基合金よりなる板状の接地電極13が接合されている。
【0018】
接地電極13は、ハウジング10に接合された時点では図1のように直線状であり、曲げ加工(詳細後述)後においては図7のような略L字形状になる。すなわち、接地電極13は、中心電極12の軸線Xに対して略平行に延びる脚部13aと、中心電極12の軸線Xに対して略直交方向に延びる対向部13bを有する。脚部13aの一端がハウジング10に溶接され、対向部13bが中心電極12の先端面12aと対向して配置され、この対向部13bと中心電極12の先端面12aとの間に火花ギャップGが形成されている。なお、対向部13bは、本発明の接地電極13の他端側に相当する。
【0019】
図1に示すように、CCDカメラ21と照明具22とからなる撮影ユニット2により中心電極先端面12a近傍が撮影され、その画像データが画像処理装置3に送られる。
【0020】
画像処理装置3は、仮曲げ工程においては、画像データに基づいて中心電極先端面12aの位置を計測し、中心電極先端面12aの位置を基準にして仮曲げ装置4(詳細後述)の作動量を決定し、仮曲げ装置4の作動を制御するようになっている。
【0021】
また、画像処理装置3は、本曲げ工程においては、画像データに基づいて火花ギャップGの寸法を計測し、火花ギャップGの計測値に基づいて本曲げ装置5(詳細後述)の作動量を決定し、本曲げ装置5の作動を制御するようになっている。
【0022】
次に、図2〜図6に基づいて仮曲げ装置4について説明する。まず、接地電極13の仮曲げを行う仮曲げ装置4は、画像処理装置3により作動が制御される2つの電動モータ41、42を有し、第1モータ41により保持具43が軸線X方向(天地方向)に駆動される。
【0023】
保持具43には第2モータ42が装着されており、第2モータ42により押し型44およびカムプレート45が前後方向に一体的に駆動される。そして、押し型44がスパークプラグ1側(前方)に向かって動かされると、押し型44が接地電極13に当接してその中間部を押し曲げるようになっている(図5、図6参照)。
【0024】
カムプレート45の移動に伴って揺動する2つのリンクレバー46、47は、その一端側のピン46a、47aがカムプレート45のカム溝45aに摺動自在に挿入され、中間部の軸46b、47bが保持具43に回動自在に支持され、他端側に受け型48、49が装着されている。
【0025】
2つの受け型48、49は、仮曲げ時の接地電極13の形状等を規定するもので、仮曲げの際に接地電極13の中間部に当接する中間部位置決め部48a、49aと、仮曲げの際に接地電極13の先端面13cの前方への移動範囲を規定して仮曲げの際の突き出し量L(図5参照)を規定するための先端面位置決め部48b、49bとが、対向面48c、49cに形成されている。
【0026】
そして、押し型44およびカムプレート45が加工開始位置(図2、図3の位置)から加工終了位置(図5、図6の位置)に向かって動くのに伴って、リンクレバー46、47が図3の状態から図6の状態のように回動し、2つの受け型48、49が次第に近づくようになっている。
【0027】
ここで、押し型44が接地電極13に当接する時点、すなわち接地電極13が曲げられ始める時点では、2つの受け型48、49が最接近していて、第1受け型48の両位置決め部48a、48bと第2受け型49の両位置決め部49a、49bとが当接するようになっている。
【0028】
また、2つの受け型48、49が最接近した状態では、第1受け型48の対向面48cと第2受け型49の対向面49cとにより、軸線X方向から接地電極13を見たときの接地電極13の両側面13d(図3参照)が、僅かな隙間をもって挟まれている。
【0029】
次に、本曲げ装置5について図7により説明する。本曲げ装置5は、仮曲げ工程後に接地電極対向部13bの位置を調整して火花ギャップGの寸法を調整するもので、画像処理装置3により作動が制御される電動モータ51を有し、このモータ51により加工ヘッド52が天地方向に駆動される。
【0030】
次に、上記した製造装置による接地電極13の加工について説明する。
【0031】
(1)接合工程
まず、ハウジング10に直線状の接地電極13を接合し、その後ハウジング10に碍子11や中心電極12等を組み付けて、図1に示す構成のスパークプラグ1を得る。
【0032】
(2)仮曲げ工程
上記した接合工程の後、図1に示すように、スパークプラグ1を図示しない保持手段によって位置決め保持し、CCDカメラ21により中心電極先端面12a近傍を撮影する。画像処理装置3は、その画像データに基づいて中心電極先端面12aの位置を計測する。
【0033】
次に、画像処理装置3は、中心電極先端面12aの位置を基準にして、押し型44および2つの受け型48、49の天地方向の目標位置を演算する。この目標位置は、仮曲げ後の火花ギャップGの寸法が規格値に近い寸法になるように設定される。そして、第1モータ41の作動を制御して、押し型44および2つの受け型48、49を目標の天地方向位置に移動させる(図2、図3の状態)。
【0034】
次に、画像処理装置3は、第2モータ42の作動を制御して押し型44およびカムプレート45を前方に向かって所定位置まで移動させる。押し型44およびカムプレート45の移動に伴うリンクレバー46、47の回動によって2つの受け型48、49が接近し、押し型44が接地電極13に当接する時点では2つの受け型48、49が最接近している。
【0035】
押し型44が接地電極13に当接した後さらに前方に移動すると、第1受け型48の中間部位置決め部48aおよび第2受け型49の中間部位置決め部49aに、接地電極13の中間部が当接しているため、接地電極13がその中間部にて曲げられる。これにより、軸線Xに対して略直交方向に延びて中心電極先端面12aに対向する対向部13bが形成される(図5、図6の状態)。
【0036】
このとき、図5に示すように、第1受け型48の先端面位置決め部48bおよび第2受け型49の先端面位置決め部49bに、接地電極先端面13cが当接することにより、接地電極先端面13cの前方への移動範囲が規定され、ひいては突き出し量Lが規定される。
【0037】
また、第1受け型48の対向面48cと第2受け型49の対向面49cとにより、接地電極13の両側面13dが挟まれているため、両側面13d方向への接地電極13の移動が防止される。因みに、両側面13d方向は、図3および図6に示す左右方向であり、換言すると、軸線Xに対して直交する面において、中心電極対向部13bの長手方向に対して直交する方向である。
【0038】
(3)本曲げ工程
上記した仮曲げ工程の後、図7に示す本曲げ装置5を用いて火花ギャップGの寸法を調整する。この本曲げ工程について、本曲げ工程時の制御処理の流れを示す図8に基づいて説明する。
【0039】
まず、CCDカメラ21からの画像データに基づいて仮曲げ後の火花ギャップGの寸法を計測し(S10)、その火花ギャップGの計測値に基づいて、加工ヘッド52を下降させる際の電動モータ51の停止位置を計算する(S11)。
【0040】
次に、その電動モータ51の停止位置まで電動モータ51を作動させて、加工ヘッド52を所定位置(図7に二点鎖線で示す位置)まで下降させることにより、加工ヘッド52にて接地電極対向部13bを押して火花ギャップGの寸法を調整する(S12)。
【0041】
次に、電動モータ51を逆回転させて加工ヘッド52を上昇させ(S13)、本曲げ後の火花ギャップGの寸法を計測し(S14)、その火花ギャップGの計測値が規格内であるか否かを判定する(S15)。そして、火花ギャップGの計測値が規格よりも小さい場合は不良品として処理し(S16)、火花ギャップGの計測値が規格よりも大きい場合はS11に戻って火花ギャップGの再調整を行う。
【0042】
上記した本実施形態によると、第1受け型48の先端面位置決め部48bおよび第2受け型49の先端面位置決め部49bにより、仮曲げ時の突き出し量Lが規定されるため、仮曲げ終了時点での突き出し量Lの寸法精度を向上させることができる。
【0043】
また、仮曲げ後の火花ギャップGの寸法が規格値に近い寸法になるように、押し型44および2つの受け型48、49の目標位置を設定するため、仮曲げ時の火花ギャップ寸法のばらつきが小さくなって、仮曲げ終了時点での火花ギャップGの寸法精度を向上させることができる。
【0044】
また、第1受け型48の対向面48cと第2受け型49の対向面49cとにより、接地電極13の両側面13dが挟まれて、両側面13d方向への接地電極13の移動が防止されるため、正確な仮曲げを行うことができる。
【0045】
また、中心電極先端面12aの位置を画像処理により計測しているため、中心電極先端面12aの面状態や中心電極先端面12aの位置のばらつきの影響を受けにくく、正確な計測が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の実施に用いる製造装置の全体構成を示す模式図である。
【図2】図1の仮曲げ装置4の加工開始状態を示す側面図である。
【図3】仮曲げ装置4の加工開始状態を示す平面図である。
【図4】仮曲げ装置4の要部構成を示す斜視図である。
【図5】仮曲げ装置4の加工終了状態を示す要部の側面図である。
【図6】仮曲げ装置4の加工終了状態を示す平面図である。
【図7】図1の本曲げ装置5を示す側面図である。
【図8】図1の画像処理装置3により実行される本曲げ工程時の制御処理の流れを示す流れ図である。
【符号の説明】
10…ハウジング、12…中心電極、12a…中心電極の先端面、
13…接地電極、13c…接地電極の他端側先端面、
44…押し型、48、49…受け型、G…火花ギャップ、
X…中心電極の軸線。
Claims (4)
- ハウジング(10)の内部に柱状の中心電極(12)が絶縁保持され、接地電極(13)の一端が前記ハウジング(10)に接合され、前記接地電極(13)の他端側が前記中心電極(12)の軸線(X)に対して略直交する角度まで前記接地電極(13)の中間部が曲げられて、前記接地電極(13)の他端側が前記中心電極(12)の先端面(12a)に対して所定の火花ギャップ(G)を有して対向配置されたスパークプラグの製造方法であって、
前記接地電極(13)の一端を前記ハウジング(10)に接合する接合工程と、
前記接合工程後、押し型(44)により前記接地電極(13)の中間部を曲げて、前記接地電極(13)の他端側を前記中心電極先端面(12a)に対向させる仮曲げ工程と、
前記仮曲げ工程後、前記接地電極(13)の他端側の位置を調整して前記火花ギャップ(G)の寸法を調整する本曲げ工程とを含み、
前記仮曲げ工程において前記接地電極(13)の中間部を曲げる際の、前記軸線(X)に対して直交する方向への前記接地電極(13)の他端側先端面(13c)の移動範囲を規定する受け型(48、49)を用意し、
前記仮曲げ工程では、前記接地電極他端側先端面(13c)が前記受け型(48、49)に当たるまで前記接地電極(13)の中間部を曲げることを特徴とするスパークプラグの製造方法。 - 前記仮曲げ工程での前記軸線(X)方向の前記押し型(44)の位置を、前記中心電極先端面(12a)の位置を基準にして決定することを特徴とする請求項1に記載のスパークプラグの製造方法。
- 前記軸線(X)方向から前記接地電極(13)を見たときの前記接地電極(13)の両側面(13d)を前記受け型(48、49)により挟んだ状態で、前記仮曲げ工程を行うことを特徴とする請求項1または2に記載のスパークプラグの製造方法。
- 前記中心電極先端面(12a)の位置を画像処理によって計測することを特徴とする請求項2に記載のスパークプラグの製造方法。
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