JP4355417B2

JP4355417B2 - スパークプラグ用中心電極の製造装置及びスパークプラグ用中心電極の製造方法

Info

Publication number: JP4355417B2
Application number: JP37394699A
Authority: JP
Inventors: 昌秀住
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: JP2001185325A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スパークプラグ用中心電極の製造装置及びスパークプラグ用中心電極の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スパークプラグの中心電極に対して旋削加工を施すための従来の製造装置の一例を図１１に模式的に示す。スピンドル（回転把持部）１の中心部を貫通するセンター孔１４に対して、全長ｌの中心電極Ｗを刃物台１０側から、その軸心方向に挿入寸法（押込寸法）Ｌだけ挿入すると、センター孔１４内部において、中心電極の挿入方向前端面がセンサピン１３ｂの挿入方向後端面に接する。センサピン１３ｂは挿入方向に押されて移動し、センター孔１４から突出する挿入方向前端部がセンサ部３に到達する。センサ部３は、取付台（図示せず）に固定され、中心電極の挿入方向（以下、単に挿入方向とも言う）と略直交する光軸を有し、発光器３２ａと受光器３２ｂを備えた透過形光電センサ３２で構成されている。この透過形光電センサ３２がセンサピン１３ｂの挿入方向前端を感知すると、中心電極の挿入完了信号を発して、スピンドル１のチャック機構１２が中心電極を回転可能に把持する。その後、チャック機構１２よりも挿入方向の後方側に突出する中心電極の部位に対して旋削加工を施す（図１１（ａ）参照）。なお、中心電極Ｗにおける挿入方向前端面からチャック機構１２の把持位置中心までの寸法を把持寸法ｘ、その規定寸法を規定把持寸法ｘ_０として表す。
【０００３】
スパークプラグの中心電極には、耐火花消耗性向上のために、その先端部において電極母材に貴金属チップを積層状に重ね合わせ、電極母材と貴金属チップとを抵抗溶接等によって溶接接合して貴金属発火部を形成するタイプのものがある。上記旋削加工は、例えばこのような溶接接合の際に形成される溶接ビードのバリ取り等を目的として行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、中心電極Ｗの挿入寸法（押込寸法）Ｌ及び全長ｌは、生産能率を向上させるため、型番毎に予め一定量に定められている。例えばセンター孔１４内部での中心電極の引掛かり等によって中心電極の挿入寸法が不足（Ｌ’＜Ｌ）した場合、透過形光電センサ３２はセンサピン１３ｂの挿入方向前端を感知せず、中心電極の挿入完了信号の代わりに、中心電極の挿入エラー信号が報知される（図１１（ｂ）参照）。一方、押込力が大きすぎたときなど、中心電極の挿入寸法が過大（Ｌ”＞Ｌ）となった場合は、透過形光電センサ３２はセンサピン１３ｂの挿入方向前端を感知して、中心電極の挿入寸法が正常（Ｌ）のときと同様に中心電極の挿入完了信号を発する。すなわち、中心電極の挿入過大の場合には挿入正常の場合と区別できずに旋削加工が開始され、図１１（ｃ）のように刃物が中心電極に掛からなかったり、規定位置以外を旋削したりして、不良品を発生することがある。
【０００５】
また、型番の異なる品種が混入して、規定よりも長い中心電極が挿入された場合にも同様の問題が発生する。中心電極の挿入寸法が正常（Ｌ）のとき、中心電極が規定長さｌよりも小の場合（ｌ’＜ｌ）は、透過形光電センサ３２はセンサピン１３ｂの挿入方向前端を感知せず、中心電極の挿入完了信号の代わりに、中心電極の挿入不足の場合と同様に中心電極の挿入エラー信号が報知される（図１１（ｄ）参照）。一方、中心電極が規定長さｌよりも大の場合（ｌ”＞ｌ）は、透過形光電センサ３２はセンサピン１３ｂの挿入方向前端を感知して、中心電極の全長が正常（ｌ）のときと同様に中心電極の挿入完了信号を発する。すなわち、中心電極の全長過大の場合には全長正常の場合と区別できずに旋削加工が開始され、図１１（ｅ）のように刃物が規定位置以外を旋削したりして、不良品を発生することがある。
【０００６】
このように、従来例においては、中心電極の挿入過大の場合であっても挿入正常と誤って判断され、また中心電極の全長過大の場合であっても全長正常と誤って判断される。そして、これら誤って正常と判断された中心電極に対しても自動旋削加工が施され、不良品の発生を招いていた。ここに、中心電極に対する自動旋削加工工程１サイクル（中心電極の挿入→把持→加工→排出）に要する時間は１０秒以内（通常２〜５秒程度）であり、このタイムロスは生産性阻害要因として無視できないものである。しかも不良であることが発見されるのはその後の組立工程あるいはさらにその後の検査工程に至ったときであり、製造工程上の無駄が大きかった。
【０００７】
本発明の課題は、中心電極に対して旋削加工を施す前の挿入段階で、不良品の発生を抑制し得るスパークプラグ用中心電極の製造装置及びスパークプラグ用中心電極の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記の課題を解決するために、本発明に係るスパークプラグ用中心電極の製造装置は、
中心電極に対して旋削加工を施し得る様に、軸線方向に挿入された該中心電極を把持し、かつ、該中心電極とともに回転可能な回転把持部と、
前記中心電極の挿入方向と一致するスライド方向にスライド可能なスライド部材と、
そのスライド部材における前記中心電極の挿入方向前端側に設けられ、該スライド部材を前記スライド方向とは逆方向に付勢して、前記中心電極の挿入に対する緩衝作用と挿入正常状態への復帰作用とを有する付勢手段と、
前記中心電極の挿入に伴うスライド部材のスライド量の適否を、前記付勢手段が前記中心電極の挿入に対して前記緩衝作用と復帰作用とを発揮する時間の経過後に検出する位置検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また上記の課題を解決するために、本発明に係るスパークプラグ用中心電極の製造方法は、
中心電極の軸線方向への挿入に伴ってその挿入方向と一致するスライド方向にスライドするとともに、前記中心電極の挿入方向前端側に設けられて該中心電極の挿入に対する緩衝作用と挿入正常状態への復帰作用とを有する付勢手段により前記スライド方向とは逆方向に付勢されたスライド部材のスライド量の適否を、前記付勢手段が前記中心電極の挿入に対して前記緩衝作用と復帰作用とを発揮する時間の経過後に位置検出手段により検出する工程と、
前記位置検出手段によって前記スライド部材のスライド量が所定量であることが検出されたときに、回転把持部で前記中心電極を把持して回転することにより旋削加工を施す工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
上記本発明装置又は本発明方法によれば、中心電極の挿入に伴うスライド部材のスライド量の適否を位置検出手段で検出することによって、中心電極に対して旋削加工を施す前の挿入段階で、中心電極の把持位置の適否を検知できる。したがって、中心電極の挿入過小の場合及び中心電極の長さ過小の場合のみならず、中心電極の挿入過大の場合及び中心電極の長さ過大の場合にも不良品の発生を抑制し得る。
【００１１】
しかも、本発明では、スライド部材における中心電極の挿入方向前端側に、スライド部材を、中心電極の挿入に伴うスライド方向とは逆方向に付勢する付勢手段を備えており、中心電極の挿入力が大きくて挿入過大の状態になった場合に、この付勢手段は、中心電極を挿入正常の状態へ戻す復帰作用を有している。したがって、スライド部材の位置検出手段が一時的に中心電極の挿入過大の状態を検出していても、付勢手段が中心電極を挿入正常の状態へ復帰させれば、スライド部材の位置検出手段が直ちに中心電極の挿入完了信号を発することが可能になる。そこで、中心電極の挿入力が大きくて一時的に挿入過大の状態になったときでも、挿入正常のときと同様に中心電極に対して旋削加工を施して、不良品を無駄に発生させずにすむ場合がある。また、この付勢手段は、中心電極の挿入に対する緩衝作用を有しており、中心電極の挿入力に大小のバラツキがあっても挿入に伴うスライド部材の揺れがこの緩衝作用によって素早く収束し、位置検出手段によるスライド部材の位置検出が、早く正確に行える。
【００１２】
さらに本発明の位置検出手段は、スライド部材に対してスライド方向における相対位置を調整する調整部を有することにより、中心電極に対する自動旋削加工の開始前に中心電極の把持位置を容易かつ正確に決定できる。
【００１３】
さらに本発明は、中心電極を軸線方向に押圧する押込部材を有することができ、中心電極をスムーズに挿入方向に押圧して、回転把持部を備えたスピンドル等のセンター孔内部での中心電極の引掛かり等によって中心電極の挿入寸法が不足する事態を防止することができる。
【００１４】
さらに本発明の押込部材と回転把持部との間に、中心電極が押込部材により押圧されるときに、中心電極を支持する支持部を有することができ、中心電極の軸線を挿入方向と略一致させてスムーズな押込が可能となる。
【００１５】
さらに本発明のスライド部材は、スライド方向と交差する方向に貫通された貫通孔を有し、位置検出手段を貫通孔を介してスライド量の適否を検出する透過形光電センサとすることで、コンパクトで安価な位置検出センサを用いて精度の高い位置決め制御が可能となる。
【００１６】
さらに本発明は、スライド部材をスライド可能に収容するガイド部材が検出穴を有し、検出穴と貫通孔との少なくとも一部が重なったときに、透過形光電センサから発せられた光の通過を許容するものとすれば、外部光等の影響をほとんど受けることなく安定した位置決め制御が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に示す実施例を参照して説明する。図１は本発明の一実施例を示すスパークプラグ用中心電極の製造装置の全体平面図である。この製造装置は図示しない旋盤のベッド上に、主軸台Ａと往復台Ｂとを載置している。主軸台Ａは、少なくとも次の各部を備えている。すなわち、中心電極のワークＷをその軸心方向に挿入して回転可能に把持するスピンドル１（回転把持部）と、スピンドル１を回転させるための動力伝達部２と、主軸台Ａに図示しないアーム等を介して取り付けられ、ワークＷの挿入方向前端面に対する把持位置の適否を知るためのセンサ部３（位置検出手段）とである。
【００１８】
また往復台Ｂは、少なくともバイト１０１を有する刃物台１０を備えている。一方、ワークＷの挿入方向（以下、単に挿入方向とも言う）の後方側にあって、ワークＷの挿入方向後端面に接触し、ワークＷを挿入方向に押圧する押込ピン４（押込部材）と、ワークＷが押込ピン４により押圧されるときに、押込ピン４とスピンドル１との間にあって、ワークＷを支持する支持部５とが、設けられている。
【００１９】
図３はスピンドルの断面図である。スピンドル１（回転把持部）は、軸線方向に貫通したセンター孔１４を有する略円筒状のスピンドル本体１１の内部に、中心電極のワークＷをその軸心方向に挿入して把持するチャック機構１２と、ワークＷの挿入に伴ってその挿入方向に連動して移動可能な連動機構１３（連動部材）とを収容している。センター孔１４の軸線方向とワークＷの軸心方向すなわち挿入方向とは一致又は略一致させてある（図１参照）。スピンドル本体１１は、両端部が開口し、ワークＷを挿入する一端部の外径が他の部分よりもやや大径となる形態の略段付き円筒状の本体ケース１１ａと、本体ケース１１ａの他端部の開口内面との間で螺着される開口蓋１１ｃを有する。
【００２０】
本体ケース１１ａの大径部側の開口部には、チャック機構１２が設けられる。ワークＷの軸心に対して径方向に移動可能かつ径方向外側へ拡がるように付勢されたチャック爪１２ａが周方向に等間隔で３個設けられており、これらチャック爪１２ａが一斉に閉じてワークＷを把持する。開閉アーム１２ｂの一端部が、本体ケース１１ａに固定された本体ブロック１１ｄに、支軸１２ｃにより回動可能に支持されている。開閉アーム１２ｂの長手方向中間部に設けられたアーム開閉バネ１２ｄが、開閉アーム１２ｂの他端部を開く方向に付勢している。スライド筒１２ｅは本体ケース１１ａの大径部内壁面に沿ってワークＷ軸心方向にスライド可能であり、スライドアーム１２ｅの先端開口部には、ワーク挿入方向の反対側へいくほど内径が大となる傾斜部１２ｆが設けてある。そして、傾斜部１２ｆは、開閉アーム１２ｂの他端部に外側から嵌合して、開閉アーム１２ｂ及びチャック爪１２ａを径方向外側から中心部に向けて押圧する形態で設けられている。開閉アーム１２ｂは、各々のチャック爪１２ａに対応して３個設けられる（図２（ａ）参照）。
【００２１】
スライドアーム１２ｅのスライド機構は次のようにして実現される。本体ケース１１ａの長手方向中間部周面に軸心方向に沿って開口する長孔１１ｂを設け、一端部を中心に回動可能な揺動アーム１２ｋの他端部が係合するアーム受け１２ｉとスラストベアリング１２ｊがこの長孔１１ｂにスライド可能に嵌め込まれている。略円筒状で、内部に後述する連動機構１３（連動部材）を収容するバネ受け筒１２ｇが、本体ケース１１ａの小径部内壁面に沿ってワークＷ軸心方向にスライド可能に設けられている。アーム受け１２ｉは、長孔１１ｂを挟んでバネ受け筒１２ｇの外周面に螺着されている。
【００２２】
バネ受け筒１２ｇのワーク挿入側の端部は前記したスライド筒１２ｅと螺合され、他方の端部はその端面で、本体ケース１１ａ小径部の内部に配置されたチャック開閉バネ１２ｈの一端を受けている。チャック開閉バネ１２ｈの他端は、前述の開口蓋１１ｃの、本体ケース１１ａの小径部内壁面に面した端面で受けている。チャック開閉バネ１２ｈは圧縮バネであり、常時チャック爪１２ａを閉じる方向、すなわちバネ受け筒１２ｇをワークＷの挿入方向とは反対方向へ付勢している。なお、揺動アーム１２ｋの代わりにワークＷ軸心方向に往復動可能な往復動アームとしてもよく、その駆動手段は油圧、空気圧、電動モータ等既知のものが利用できる。
【００２３】
ワークＷの挿入時においては、軸心方向への挿入に伴うワークの変位をセンサ部３に伝達して、ワークの挿入方向前端面に対する把持位置の適否を知るために、一方ワークＷの排出時においては、確実にかつ能率良くワークを自動的にスピンドル１の外へ放出するために、連動機構１３（連動部材）が設けられている。ワークＷの軸心と一致又は略一致した軸心を有する第一連動ピン１３ａ（排出ピン）がスピンドル１のセンター孔１４に設けられ、ワークの挿入方向前端面が第一連動ピン１３ａのワーク挿入方向後端面に接している。また、第一連動ピン１３ａの軸心と一致又は略一致した軸心を有する第二連動ピン１３ｂ（センサピン）が同じくセンター孔１４に設けられる。第二連動ピン１３ｂの一端部は第一連動ピン１３ａのワーク挿入方向前端部に対面し、その他端部は開口蓋１１ｃに設けられた連通孔１１ｅを経て、センサ部３に設けるスライダ３１のワーク挿入方向後端面と接している。
【００２４】
互いに向き合った第一及び第二連動ピン１３ａ，１３ｂの間に排出バネ１３ｃを介在させ、これら両連動ピン１３ａ，１３ｂと排出バネ１３ｃは、連動ピン収容筒１４ａの内部にワーク軸心方向にスライド可能に配置されている。連動ピン収容筒１４ａは、スピンドル１の略全長に匹敵する細長い円筒状であり、センター孔１４の軸心と一致又は略一致した軸心を有し、そのワーク挿入側の端部は、本体ブロック１１ｄに螺着されている。
【００２５】
両連動ピン１３ａ，１３ｂの対向部間に設けられた排出バネ１３ｃは圧縮バネであり、次のように作用する。ワークの挿入時には、押込ピン４（図１参照）の押込力により、ワークの移動は第一連動ピン１３ａに伝達され、排出バネ１３ｃを圧縮させて第二連動ピン１３ｂに接するに至る。この時点から両連動ピン１３ａ，１３ｂ（及び排出バネ１３ｃ）は一体となってワーク挿入方向へ移動し、第二連動ピン１３ｂのワーク挿入方向前端部がスライダ３１のワーク挿入方向後端部を押圧する。押込ピン４の押込力が作用している間は戻しバネ３１ｅの戻しバネ力に抗してスライダ３１をワーク挿入方向にスライドさせる。センサ部３より挿入完了信号が発せられると押込ピン４の押込力が解除され、チャック爪１２ａが閉となりワークが把持される。
【００２６】
ワークの排出時には、チャック爪１２ａが開となると、戻しバネ３１ｅの戻しバネ力の作用によりスライダ３１及び連動機構１３がワーク挿入方向と逆方向に押し出され、さらに排出バネ１３ｃの伸長が加わって第一連動ピン１３ａはワークＷを勢いよく開口端から排出する。
【００２７】
図１に示すように、電動モータ２１の軸２１ａに固定されたモータプーリ２１ｂと、本体ケース１１ａに螺合された主軸プーリ２２との間にＶベルト２３を掛け回して動力伝達部２を形成する。再び図３において、スピンドル１は、軸受１ａを介して主軸ケーシング１Ａの内部に支持され、動力伝達部２により主軸ケーシング１Ａに対して相対回転させられる。主軸ケーシング１Ａの内部空間は、軸受１ａに対する潤滑作用とスピンドル１の回転に伴う発生熱の放熱作用を有する潤滑油で満たされており、スピンドル１の両端部には軸受１ａに隣接してオイルシール１ｂが設けられている。
【００２８】
図４にセンサ部（位置検出手段）の詳細を示す。センサ部３は、ワークＷの軸心方向であるスライド方向にスライド可能なスライダ３１（スライド部材）と、スライダ３１のスライド方向における位置を検出する透過形光電センサ３２（位置検出手段）と、スライダ３１に対して透過形光電センサ３２をスライド方向に移動可能かつ任意の位置を保持可能に固定するアジャスタ３３（調整部）とを含む。
【００２９】
スライダ３１におけるワーク挿入方向前端側には、スライダ３１を挿入方向とは逆方向に付勢する戻しバネ３１ｅ（付勢手段）が設けられる。スライダ３１と戻しバネ３１ｅとは、これらの下方及び側方に位置するガイドブロック３１ｂと、これらの上方に位置する上壁ブロック３１ｂ’とで構成されるガイド部材に収容されているので、スライダ３１はこれらガイド部材に沿ってスライド可能である。ガイド部材の挿入方向前後端は、連動機構１３の第二連動ピン（センサピン）１３ｂの挿入方向前端部が挿通する入口を有する前壁ブロック３１ｃと、戻しバネ３１ｅの一端をその内壁面で受け止める後壁ブロック３１ｄとで覆われる。
【００３０】
スライド部材の位置検出手段としての透過形光電センサ３２は、ワークの挿入方向と略直交する光軸を有する発光器３２ａと受光器３２ｂとが、ガイドブロック３１ｂの対向する側壁部に固定して設けられる。その際、スライダ３１には光軸と略一致する軸線を有する貫通孔３１ａを設ける一方、ガイドブロック３１ｂの対向する側壁部を貫通して貫通孔３１ａの軸線と略一致する軸線を有する検出穴３２ｃを設けている。貫通孔３１ａと検出穴３２ｃとが重なったときに、透過形光電センサ３２の発光器３２ａから発せられた光は、貫通孔３１ａと検出穴３２ｃとを通過して受光器３２ｂに達する。このようにして透過形光電センサ３２の受光器３２ｂが透過光を感知すると、ワークの挿入完了信号を発して、スピンドル１のチャック機構１２がワークの挿入方向後端部を回転可能に把持する。その後、スピンドル１よりも挿入方向の後方側に突出するワークの部位に対して旋削加工を施す。
【００３１】
ここで、貫通孔３１ａの径と検出穴３２ｃの径とは同径である必要はなく、また両者が完全に一致した状態の時のみ、又は一方が他方を完全に包含する状態の時のみに挿入完了信号を発するように設定する必要もない。すなわち、貫通孔３１ａと検出穴３２ｃとの少なくとも一部が重なったときに、発光器３２ａから発せられた光が、及びを通過して受光器３２ｂに到達して、受光器３２ｂがこの透過光を感知できればよい。なお、検出穴３２ｃはガイドブロック３１ｂの対向する側壁部を貫通せず、発光器３２ａ及び／又は受光器３２ｂが、ガイドブロック３１ｂの対向する側壁部に埋め込み式で設けられる場合もある。
【００３２】
スライド部材の位置検出手段として、本実施例のように透過形光電センサとスライド部材の貫通孔を用いると、コンパクトで安価な製造装置とすることができる。なお、スライド部材の位置検出手段としては、反射形光電センサ又は超音波式センサとスライド部材表面、近接センサ又は磁気スケールとスライド部材の距離等既知の非接触型センサが広範囲に適用できる。また、付勢手段についても、戻しバネに代えてエアクッション型シリンダ等が利用できる。
【００３３】
アジャスタ３３（調整部）について、図４に示すように、調整軸３３ｂとガイドブロック３１ｂの下部とにそれぞれ調整ネジ３３ａが設けられ螺合されている。調整軸３３ｂと一体に形成された調整摘み３３ｂ’を回転させると、透過形光電センサ３２が固定されたガイドブロック３１ｂは、基台３３ｃ上をスライダ３１のスライド方向に移動する。３３ｄはガイドブロック３１ｂを基台３３ｃに対して任意の位置で固定するための固定ボルト、３３ｅは調整軸３３ｂに挿通された座金である。
【００３４】
このアジャスタ３３は次のようなときに使用すると都合がよい。すなわち、最初のワークを加工するとき又は異なる型番のワークに切り換える（いわゆる段取り替え）とき、ワークに対する自動旋削加工の開始前に、まず所定の型番のワークに対して人為的に最適条件の下で旋削加工を施す。次に、加工したワークを把持した状態で、調整摘み３３ｂ’を回転させ、透過形光電センサ３２をスライダ３１のスライド方向に移動させる。そして、貫通孔３１ａと検出穴３２ｃとが重なると、ワークの挿入完了信号が発せられる。この状態で固定ボルト３３ｄを締め付ければ、所定の型番のワークに関して、軸心方向に対する最初のかつ最適の把持位置が決定されるので、以後はこの把持位置を倣い制御しつつ自動旋削加工を行えばよい。なお、ワークの挿入寸法は、装置側で自動的に測定・記憶するか又は人為的に測定・入力するかすればよい。
【００３５】
図１を参照しつつ図３において、中心電極のワークＷをチャック機構１２へ挿入する際に補助的に使用される押込ピン４（押込部材）及び支持板５（支持部）について説明する。押込ピン４は、ワークの挿入方向の後方側に位置し、自身のワーク挿入方向前端面がワークの挿入方向後端面に接触して、ワークを挿入方向に押圧する。チャック機構によるワークの把持後は、ワークの加工・排出を阻害しない位置まで退避している。その押込力Ｆは、既に述べた戻しバネ３１ｅの戻しバネ力Ｆ’や排出バネ１３ｃの圧縮バネ力ｆより大である。したがって、特に押込ピン４の先端部は、径が細くかつ強度や耐久性が要求されるので、特殊鋼製・合金製等が用いられる場合がある。
【００３６】
押込ピン４とスピンドル１との間に、ワークＷが押込ピン４により押圧されるときに、ワークＷを支持する支持板５が設けられている。支持板５は、ワーク挿入時に挿入方向が軸線方向から外れないようにワークを支える支持作用と、挿入されるワークに強い押込力Ｆが付加されて挿入寸法が過大になることを防ぐためワークに軽い抵抗を付与する抵抗付与作用を有し、補助チャック爪としての機能を果たしている。
【００３７】
図２（ａ）に示す通り、この実施例では支持板５は、短冊状又は矩形状の一対の抵抗板５ａ，５ａを有し、その長手方向の一辺を互いに接触させるとともに、その接触面はスピンドル１の径方向に沿わせて設けられている。この接触面は、スピンドル中心部寄りの第一接触面５ａ１と、第一接触面５ａ１が互いに接触する状態でスピンドル１の外径方向へ向けて隙間を生じる形態の第二接触面５ａ２とを有し、両接触面５ａ１，５ａ２の境界が回動支点５ａ３となっている。回動支点５ａ３よりも外径側における両抵抗板５ａ，５ａの端部間に開閉バネ５ｂが掛け渡されている。開閉バネ５ｂは圧縮バネで両抵抗板５ａ，５ａの中心部側端部を常時閉の方向に付勢している。スピンドル１の軸心を含むワーク挿通孔５ｃ，５ｃが両抵抗板５ａ，５ａに半割り状で設けられている。
【００３８】
チャック爪１２ａが開の状態で、押込ピン４がワークＷの挿入方向後端面に接触してワークＷを押圧すると、両抵抗板５ａ，５ａが閉じたままワークＷがワーク挿通孔５ｃ，５ｃ間で抵抗を受けつつ支えられてチャック機構１２内に挿入される（図２（ａ））。チャック爪１２ａが閉じてワークＷを保持した状態で、支持板５を図２（ｂ）の矢印方向に引き上げると、ワークＷの外周面によって両抵抗板５ａ，５ａの中心部側端部間が開閉バネ５ｂの締付バネ力に抗して押し開かれ、支持板５は所定位置に退避できる。なお、ワークＷの外形に合わせてワーク挿通孔５ｃ，５ｃの孔径を異ならせた複数の支持板５（抵抗板５ａ，５ａ）を準備しておくこともある。
【００３９】
図３のスピンドルの作動状態を図５〜図７に示す。図５は中心電極の挿入状態を、図６は中心電極の把持状態を、図７は中心電極の排出状態をそれぞれ表している。
【００４０】
図３の待機状態からワークＷをセットするには、まず図５に示すように、チャック機構１２を「開」とし、かつワークＷを挿入する操作が必要である。そこで、揺動アーム１２ｋを回動させアーム受け１２ｉをワーク挿入方向（図５の右方向）へ移動させると、チャック開閉バネ１２ｈの付勢力に抗してバネ受け筒１２ｇ及びスライド筒１２ｅが一体となって右方向へスライドする。開閉アーム１２ｂがアーム開閉バネ１２ｄのバネ力で径方向外側へ開き、チャック爪１２ａも同様に径方向外側へ開く。支持板５のワーク挿通孔封着面５ｃ，５ｃに保持されたワークＷを押込ピン４が押圧すると、押込ピン４の押込力により、ワークの移動は第一連動ピン１３ａに伝達され、排出バネ１３ｃを圧縮させて第二連動ピン１３ｂに接するに至る。この時点から両連動ピン１３ａ，１３ｂ（及び排出バネ１３ｃ）は一体となってワーク挿入方向へ移動し、第二連動ピン１３ｂのワーク挿入方向前端部がスライダ３１のワーク挿入方向後端部を押圧する。押込ピン４の押込力が作用している間は戻しバネ３１ｅの戻しバネ力に抗してスライダ３１をワーク挿入方向にスライドさせる。
【００４１】
次に、図６に示すようにチャック機構１２を「閉」として、ワークＷを把持する操作に移る。そのために、スライダ３１の貫通孔３１ａとガイドブロック３１ｂの検出穴３２ｃとが重なって、センサ部３より挿入完了信号が発せられたとき押込ピン４の押込力を解除する。それと同時に、揺動アーム１２ｋを回動させアーム受け１２ｉをワーク挿入方向と逆方向（図６の左方向）へ移動させると、チャック開閉バネ１２ｈの付勢力によりバネ受け筒１２ｇ及びスライド筒１２ｅが一体となって左方向へスライドする。開閉アーム１２ｂがアーム開閉バネ１２ｄのバネ力に抗して径方向内側へ閉じ、チャック爪１２ａも同様に径方向内側へ閉じてワークＷが把持される。この状態で支持板５を所定位置に退避させ、バイト１０１による旋削加工をワークＷに施す。
【００４２】
旋削加工後のワークＷを排出する操作を図７に示す。図５と同様に、揺動アーム１２ｋを回動させアーム受け１２ｉをワーク挿入方向（図７の右方向）へ移動させると、チャック爪１２ａが再び開となる。すると、戻しバネ３１ｅの戻しバネ力の作用によりスライダ３１及び連動機構１３がワーク挿入方向と逆方向に押し出され、さらに排出バネ１３ｃの伸長が加わって第一連動ピン１３ａはワークＷを勢いよく開口端から排出する。
【００４３】
図８に、透過形光電センサによるスライダの位置検出の状況を模式的に示す。自動旋削加工を実施するにあたり、ワークの挿入段階で、規定把持寸法ｘ_０の位置で正しくワークを把持し得る状態か否か（把持位置の適否）を検出することが、本発明の目的とするところである。しかし、実際には規定把持寸法ｘ_０を測定・検出する必要はない。全長ｌのワークを寸法Ｌ分挿入すれば、規定把持寸法ｘ_０とともに、ワークの挿入方向前端面の位置、ひいてはセンサピン１３ｂの挿入方向前端面の位置、さらにはスライダ３１の貫通孔３１ａの位置が次々と決定される。結局のところ、透過形光電センサ３２でスライダ３１の貫通孔３１ａとガイドブロック３１ｂの検出穴３２ｃとの重なりを検出すればよいことになる。そして、検出対象であるワークＷの把持位置の適否はスライダ３１のスライド量の適否に置き換えて検出又は判定することができる。
【００４４】
▲１▼ワークの挿入寸法Ｌが正常で、ワーク全長ｌも正常の場合（図８（ａ））
スピンドル１の中心部を貫通するセンター孔１４に対して、全長ｌの中心電極Ｗを刃物台１０側から押込ピン４の押込力により、その軸心方向に挿入寸法（押込寸法）Ｌだけ挿入すると、センター孔１４内部において、ワークの移動は第一連動ピン１３ａに伝達され、排出バネ１３ｃを圧縮させて第二連動ピン１３ｂに接するに至る。この時点から両連動ピン１３ａ，１３ｂ（及び排出バネ１３ｃ）は一体となってワーク挿入方向へ移動し、第二連動ピン１３ｂのワーク挿入方向前端部がスライダ３１のワーク挿入方向後端部を押圧する。押込ピン４の押込力が作用している間は戻しバネ３１ｅの戻しバネ力に抗してスライダ３１をワーク挿入方向にスライドさせる。ワークの挿入寸法Ｌが正常でワーク全長ｌも正常であれば、スライダ３１のスライド量が規定量に達するので、発光器３２ａと受光器３２ｂを備えた透過形光電センサ３２がスライダ３１の貫通孔３１ａとガイドブロック３１ｂの検出穴３２ｃとの重なりを検出して、挿入完了信号が発せられる。この挿入完了信号に基づきスピンドル１のチャック機構１２がワークを回転可能に把持し、チャック機構１２よりも挿入方向の後方側に突出するワークの部位に対して旋削加工を施す。
【００４５】
▲２▼ワークの挿入寸法不足（Ｌ’＜Ｌ）の場合（図８（ｂ））
例えばセンター孔１４内部でのワークの引掛かり等によってワークの挿入寸法が不足すると、スライダ３１のスライド量が規定量に達しない。この場合、透過形光電センサ３２はスライダ３１の貫通孔３１ａとガイドブロック３１ｂの検出穴３２ｃとの重なりを検出することができず、挿入完了信号の代わりに、挿入エラー信号が発せられる。
【００４６】
▲３▼一時的な挿入寸法過大（Ｌ”＞Ｌ）の場合（図８（ｃ）及び（ｃ’））
例えば押込力Ｆが大きすぎたときなど、挿入寸法が一時的に過大となる場合がある。このときは、押込ピン４とワークＷとの間、ワークＷと第一連動ピン１３ａとの間及び第一連動ピン１３ａと第二連動ピン１３ｂとの間にそれぞれα、β及びγの隙間を生じた状態が想定される。この状態では、スライダ３１のスライド量が規定量より大きくなっているので、透過形光電センサ３２はスライダ３１の貫通孔３１ａとガイドブロック３１ｂの検出穴３２ｃとの重なりを検出することができず、挿入エラー信号が発せられる。しかし、押込ピン４の押込力Ｆが作用しなくなって、戻しバネ３１ｅの戻しバネ力Ｆ’（排出バネ１３ｃの圧縮バネ力よりも大）の作用で図８（ａ）と同様の図８（ｃ’）の状態に復帰すれば、スライダ３１のスライド量も規定量に復帰する。そこで、挿入完了信号が発せられ、ワークに対して旋削加工が施される。このように、この場合にも一時的に挿入エラー信号が発せられることになる。しかしこれは位置検出タイミングの問題であり解消可能である。すなわち、既述の通り戻しバネ３１ｅがワークの挿入に対して緩衝作用と復帰作用を発揮する時間だけ、透過形光電センサ３２によるスライダ３１の位置検出を遅らせるか又は検出を継続すれば、挿入エラー信号は発せられなくなる。
【００４７】
▲４▼ワーク全長が過小（ｌ’＜ｌ）の場合（図８（ｄ））
次に、型番の異なる品種が混入し、規定よりも短いワークが挿入された場合には、ワークの挿入寸法が正常（Ｌ）であれば、スライダ３１のスライド量が規定量に達しない。この場合、透過形光電センサ３２はスライダ３１の貫通孔３１ａとガイドブロック３１ｂの検出穴３２ｃとの重なりを検出することができず、挿入エラー信号が発せられる。
【００４８】
▲５▼ワーク全長が過大（ｌ”＞ｌ）の場合（図８（ｅ））
さらに、規定よりも長いワークが挿入された場合には、ワークの挿入寸法が正常（Ｌ）であれば、スライダ３１のスライド量が規定量より大きくなる。この場合も、透過形光電センサ３２はスライダ３１の貫通孔３１ａとガイドブロック３１ｂの検出穴３２ｃとの重なりを検出することができず、やはり挿入エラー信号が発せられる。
【００４９】
本発明に係るスパークプラグ用中心電極の製造方法のフローチャートを図９に示す。図９において、自動旋削工程にはいる前に把持位置決定スイッチがＯＮか否かチェックする（Ｓ１）。作業の最初又は段取り替えの際は把持位置決定プログラムにより、ワークの把持位置を人為的に決定する（Ｓ２及び図１０）。次いで、ワークの型番、ワーク全長ｌ及び挿入寸法Ｌをプログラム内部で読み込むか又は人為的に入力する（Ｓ３）。続いて自動旋削加工を実行するために、開始スイッチ、停止スイッチ及びワーク供給について確認する（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）。
【００５０】
ここから自動旋削加工が実行される。チャック爪１２ａを「開」とし、押込ピン４でワークを挿入寸法Ｌだけ押し込む（Ｓ７，Ｓ８及び図５）。戻しバネ３１ｅがワークの挿入に対して緩衝作用と復帰作用を発揮する時間だけ、透過形光電センサ３２によるスライダ３１の位置検出を遅らせるため、検出時間の経過を見たのち（Ｓ９））、透過形光電センサ３２の受光器３２ｂが透過光を受光したかをチェックする（Ｓ１０）。受光器３２ｂがＯＦＦのままであれば、ワークの挿入寸法不足（Ｌ’＜Ｌ）の場合（図８（ｂ））、ワーク全長が過小（ｌ’＜ｌ）の場合（図８（ｄ））又はワーク全長が過大（ｌ”＞ｌ）の場合（図８（ｅ））のいずれかと判断して、挿入エラー信号が発せられる（Ｓ１１）。一方、透過形光電センサ３２がスライダ３１の貫通孔３１ａとガイドブロック３１ｂの検出穴３２ｃとの重なりを検出して、受光器３２ｂがＯＮになれば、挿入完了信号を送出し（Ｓ１２）、チャック爪を「閉」としてワークを把持する（Ｓ１３及び図６）。スピンドルを回転させて旋削加工を行い（Ｓ１４）、加工後はチャック爪を「開」としてワークを排出する（Ｓ１５及び図７）。
【００５１】
再び透過形光電センサ３２の受光器３２ｂが透過光を受光しなくなったか否かをチェックし（Ｓ１６）、受光器３２ｂがＯＮのままであれば、ワークの詰まり発生と判断して挿入エラー信号が発せられる（Ｓ１１）。最後に把持位置決定スイッチがＯＮか否か再チェックし（Ｓ１７）、段取り替えを行う場合は把持位置決定プログラム（Ｓ２）へ、自動旋削加工を継続する場合は準備チェック工程（Ｓ４）へ、それぞれ戻る。なお、図９のフローチャート１サイクルに要する時間は１０秒以内（数秒程度）である。
【００５２】
図１０は、図９の一部をなす把持位置決定フローチャートを表す。最初のワークを加工するとき又は異なる型番のワークに切り換える（いわゆる段取り替え）とき、ワークに対する自動旋削加工の開始前に、把持位置決定プログラム（Ｓ２）を実行する。自動旋削加工を停止した後（Ｓ２１）、所定の型番のワークをセットしてチャック爪を「閉」とし（Ｓ２２）、人為的に最適条件の下で旋削加工を施す（Ｓ２３）。次に、加工したワークを把持した状態で、調整摘み３３ｂ’を回し、透過形光電センサ３２をスライダ３１のスライド方向に移動させると、貫通孔３１ａと検出穴３２ｃとが重なったときに、ワークの挿入完了信号が発せられる（Ｓ２４）。この状態で固定ボルト３３ｄを締め付ければ、所定の型番のワークに関して、軸心方向に対する最初のかつ最適の把持位置が決定される（Ｓ２５）。以後はこの把持位置を倣い制御しつつ自動旋削加工を行うこととなる。なお、ワークの挿入寸法は、装置側で自動的に測定・記憶するか又は人為的に測定・入力するかすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すスパークプラグ用中心電極の製造装置の全体平面図。
【図２】図１のＸ−Ｘ矢視側面図。
【図３】スピンドルの縦断面図。
【図４】センサ部の詳細図。
【図５】中心電極の挿入状態を示す図３のスピンドルの縦断面図。
【図６】中心電極の把持状態を示す図３のスピンドルの縦断面図。
【図７】中心電極の排出状態を示す図３のスピンドルの縦断面図。
【図８】透過形光電センサによるスライダの位置検出を示す模式図。
【図９】本発明に係るスパークプラグ用中心電極の製造方法を示すフローチャート。
【図１０】図９の一部をなす把持位置決定フローチャート。
【図１１】従来の位置検出を示す、図８に相当する模式図。
【符号の説明】
１スピンドル（回転把持部）
４押込ピン（押込部材）
５支持板（支持部）
１３連動機構（連動部材）
３１スライダ（スライド部材）
３１ａ貫通孔
３１ｂガイドブロック（ガイド部材）
３１ｂ’上壁ブロック（ガイド部材）
３１ｅ戻しバネ（付勢手段）
３２透過形光電センサ（位置検出手段）
３２ｃ検出穴
３３アジャスタ（調整部）
Ｗワーク（中心電極）

Claims

中心電極に対して旋削加工を施し得る様に、軸線方向に挿入された該中心電極を把持し、かつ、該中心電極とともに回転可能な回転把持部と、
前記中心電極の挿入方向と一致するスライド方向にスライド可能なスライド部材と、
そのスライド部材における前記中心電極の挿入方向前端側に設けられ、該スライド部材を前記スライド方向とは逆方向に付勢して、前記中心電極の挿入に対する緩衝作用と挿入正常状態への復帰作用とを有する付勢手段と、
前記中心電極の挿入に伴うスライド部材のスライド量の適否を、前記付勢手段が前記中心電極の挿入に対して前記緩衝作用と復帰作用とを発揮する時間の経過後に検出する位置検出手段とを備えることを特徴とするスパークプラグ用中心電極の製造装置。
前記位置検出手段は、前記スライド部材に対して前記スライド方向における相対位置を調整する調整部を有する請求項１記載のスパークプラグ用中心電極の製造装置。
前記中心電極を前記軸線方向に押圧する押込部材を有する請求項１又は２記載のスパークプラグ用中心電極の製造装置。
前記押込部材と前記回転把持部との間に、前記中心電極が前記押込部材により押圧されるときに、該中心電極を支持する支持部を有する請求項３記載のスパークプラグ用中心電極の製造装置。
前記スライド部材は、前記スライド方向と交差する方向に貫通された貫通孔を有する一方、
前記位置検出手段が、該貫通孔を介して前記スライド量の適否を検出する透過形光電センサである請求項１ないし４のいずれかに記載のスパークプラグ用中心電極の製造装置。
前記スライド部材をスライド可能に収容するガイド部材が検出穴を有し、
該検出穴と前記貫通孔との少なくとも一部が重なったときに、前記透過形光電センサから発せられた光の通過を許容する請求項５記載のスパークプラグ用中心電極の製造装置。
中心電極の軸線方向への挿入に伴ってその挿入方向と一致するスライド方向にスライドするとともに、前記中心電極の挿入方向前端側に設けられて該中心電極の挿入に対する緩衝作用と挿入正常状態への復帰作用とを有する付勢手段により前記スライド方向とは逆方向に付勢されたスライド部材のスライド量の適否を、前記付勢手段が前記中心電極の挿入に対して前記緩衝作用と復帰作用とを発揮する時間の経過後に位置検出手段により検出する工程と、
前記位置検出手段によって前記スライド部材のスライド量が所定量であることが検出されたときに、回転把持部で前記中心電極を把持して回転することにより旋削加工を施す工程とを有することを特徴とするスパークプラグ用中心電極の製造方法。