部材の接合位置のずれ量の測定方法、スパークプラグの製造方法
【課題】測定対象物に接合されている部材の接合目標位置からのずれ量の測定精度および測定速度の向上
【解決手段】主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態で、点火最適位置Ｏ１からの接地電極３０の接合のずれ量を測定する。接地電極３０の中心軸Ａと基準直線ＬＳとの間の距離εを算出する。距離εは、中心軸Ａから基準直線ＬＳに対して降ろした垂線の長さである。距離εと接地電極３０の中心軸Ａと主体金具５０の中心軸Ｏの間の予め規定されている距離βとを用いて、第１の直線Ｌ１と基準直線ＬＳとの間の角度αを算出する。
【解決手段】主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態で、点火最適位置Ｏ１からの接地電極３０の接合のずれ量を測定する。接地電極３０の中心軸Ａと基準直線ＬＳとの間の距離εを算出する。距離εは、中心軸Ａから基準直線ＬＳに対して降ろした垂線の長さである。距離εと接地電極３０の中心軸Ａと主体金具５０の中心軸Ｏの間の予め規定されている距離βとを用いて、第１の直線Ｌ１と基準直線ＬＳとの間の角度αを算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雌ねじ治具を利用して、測定対象物に接合されている部材の、接合目標位置からのずれ量を測定する測定方法であり、特に、スパークプラグの電極位置のずれ量を測定する測定方法、および、この測定方法を用いたスパークプラグの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパークプラグの主体金具には、中心電極と接地電極が、火花ギャップと呼ばれる空間を隔てて対向するように設けられている。最近では、更なる燃費向上のために、接地電極が、スパークプラグが規定トルクで内燃機関に装着された状態で点火に最適な位置となるように、主体金具に接合されるものもある。なお、「点火に最適な位置」とは、火花ギャップ間でスパークすることにより生成された火炎核の成長が、燃焼室内の混合気の気流によって妨げられない位置を意味する。以降、本明細書では、点火最適位置と呼ぶ。
【０００３】
一般的に、接地電極の接合位置の確認には、内燃機関のシリンダヘッドにおいてスパークプラグをねじ込む雌ねじ部分と同じ形状の雌ねじ治具を用いて確認される。このような雌ねじ治具には、主体金具が雌ねじ部分にねじ込まれた状態における接地電極の合格角度範囲が記載されている。合格角度範囲とは、接地電極が点火最適位置からずれている場合に、許容されるずれ量（角度）の範囲である。接地電極のずれを確認する確認者は、スパークプラグをシリンダヘッドにねじ込む時のトルクと同一トルクで、主体金具を雌ねじ治具にねじ込み、接地電極の位置が合格角度範囲内であるか否かを視認し、製品（主体金具）の品質を判別している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１４１１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、確認者の視認によりずれ量を確認する場合、確認者の主観により判断が異なり、その結果、品質にばらつきが生じるという問題があった。
【０００６】
上述の課題は、スパークプラグに用いられる主体金具に限られるものではなく、所定の位置に部材が接合される種々の製品に共通の課題である。
【０００７】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、測定対象物に接合されている部材の接合目標位置からのずれ量の測定精度の向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
端面を有すると共に前記端面上において自身の中心軸以外の部位に部材が接合されている測定対象物を、前記測定対象物における前記部材の接合目標位置の基準となる基準部が設けられた雌ねじ治具に螺合して、前記基準部に基づき設定された前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定する測定方法であって、前記測定対象物を前記雌ねじ治具に螺合し、前記測定対象物が前記雌ねじ治具に螺合された状態で、前記測定対象物の中心軸と直交する平面である計測面上において、前記部材の中心軸と、前記測定対象物の中心軸と前記基準部とを結ぶ直線である基準直線と、の間の最短距離を測定し、前記測定した最短距離に基づいて、前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定する、測定方法。
【００１０】
適用例１の測定方法によれば、測定対象物が雌ねじ治具に螺合された状態で、部材の中心軸と、測定対象物の中心軸と基準部とを結ぶ基準直線と、の間の最短距離に基づいて、接合目標位置からの部材のずれ量が測定される。従って、接合目標位置からの部材のずれ量を数値化して確認できる。よって、部材の接合位置のずれの評価精度を向上でき、測定対象物の品質のばらつきを抑制できる。
【００１１】
［適用例２］
適用例１の測定方法であって、前記測定対象物は、スパークプラグ用の主体金具であり、前記部材は、前記主体金具に接合されている接地電極である。適用例２の測定方法によれば、スパークプラグ用の主体金具に接合されている接地電極の、目標位置からのずれ量を精度良く測定できる。従って、主体金具の品質のばらつきを抑制できる。
【００１２】
［適用例３］
適用例１または適用例２の測定方法であって、前記ずれ量は、前記測定対象物の中心軸と前記部材の中心軸とを通る第１の直線と前記基準直線との間の角度によって表され、前記ずれ量の測定において、前記部材の中心軸と前記測定対象物の中心軸との間の長さと、前記測定した最短距離とに基づいて、前記角度を算出する。適用例３の測定方法によれば、測定対象物の中心軸と部材の中心軸とを通る第１の直線と基準直線との間の角度がずれ量として算出される。従って、部材の接合位置のずれを、測定対象物の中心軸を中心とする周方向角度として算出できるので、ずれ量の評価精度をさらに向上でき、測定対象物の品質のばらつきを抑制できる。
【００１３】
［適用例４］
適用例１ないし適用例３いずれかの測定方法であって、前記計測面は、前記部材と前記測定対象物との接合部位近傍の面である。適用例４の測定方法によれば、部材と測定対象物との接合部位近傍においてずれ量の測定が行われる。従って、部材の傾きに起因して部材の中心軸と基準直線との間の最短距離を誤測定することが抑制される。よって、部材の中心軸と基準直線との間の最短距離の測定精度を向上できる。
【００１４】
［適用例５］
適用例１ないし適用例４いずれかの測定方法であって、前記ずれ量の測定において、前記部材の中心軸と前記基準直線との間の最短距離の測定は、非接触型の透過式の変位センサを用いて行われる。適用例５の測定方法によれば、非接触型の透過式の変位センサを用いて部材の中心軸と基準直線の間の距離の測定が行われる。従って、簡易な構成で、部材の中心軸と基準直線との間の最短距離の測定を行うことができる。また、一般的にセンサによる測定は短時間で行うことができるため、ずれ量の測定時間を短縮できる。また、適用例５の測定方法によれば、非接触式の変位センサが利用されるので、測定時に部材を損傷することを回避できるという利点もある。
【００１５】
［適用例６］
適用例１ないし適用例４いずれかの測定方法であって、前記ずれ量の測定において、前記部材の中心軸と前記基準直線との間の最短距離の測定は、接触型の変位センサを用いて行われる。適用例６の測定方法によれば、接触式の変位センサを用いて部材の中心軸と基準直線との間の最短距離の測定が行われる。従って、精度良く距離の測定を行うことができる。
【００１６】
［適用例７］
スパークプラグの製造方法であって、筒状の主体金具の端面に接地電極を接合し、前記接地電極が接合されている主体金具を、前記主体金具における前記接地電極の接合目標位置の基準となる基準部が設けられた雌ねじ治具に螺合し、前記主体金具が前記雌ねじ治具に螺合された状態で、前記主体金具の中心軸と直交する平面である計測面上において、前記主体金具に接合されている接地電極の中心軸と、前記主体金具の中心軸と前記基準部とを結ぶ直線である基準直線と、の間の最短距離を測定し、前記測定した最短距離に基づいて、前記接合目標位置からの前記接地電極のずれ量を測定し、前記測定されたずれ量が予め規定された許容範囲内であるか否かを判断し、前記ずれ量が前記許容範囲内であると判断された主体金具に、中心電極および端子金具が組み付けられた絶縁体を組み付け、前記接地電極の先端を前記中心電極に対向させるように加工する、スパークプラグの製造方法。
【００１７】
適用例７の製造方法によれば、主体金具が雌ねじ治具に螺合された状態で、接地電極の中心軸と、主体金具の中心軸と基準部とを結ぶ基準直線との間の最短距離に基づいて、接合目標位置からの接地電極のずれ量が測定され、ずれ量が許容範囲内であると判断された主体金具を絶縁体に取り付けてスパークプラグが製造される。従って、スパークプラグの品質のばらつきを抑制できる。
【００１８】
本発明において、上述した種々の態様は、適宜、組み合わせたり、一部を省略したりして適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００の部分断面図。
【図２】第１実施例におけるスパークプラグ１００の製造方法を説明するフローチャート。
【図３】第１実施例におけるずれ量の測定方法を説明するフローチャート。
【図４】第１実施例における雌ねじ治具３００を例示する説明図。
【図５】第１実施例における雌ねじ治具３００への主体金具５０の螺合状態を示す説明図。
【図６】第１実施例における主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態における計測面３３４の平面図。
【図７】第１実施例における接地電極３０の点火最適位置（周方向原点Ｏ１）からのずれ量について説明する説明図。
【図８】第１実施例における透過式変位センサ４００を例示する模式図。
【図９】第１実施例における雌ねじ治具３００の位置決めについて説明する模式図。
【図１０】第１実施例における透過式変位センサ４００による測定の状態を説明する説明図。
【図１１】第１実施例における受光部４２０の撮像素子上に結像される映像を表す像データ６００を例示する説明図。
【図１２】第２実施例における接触式変位センサを用いた距離εの測定方法について説明する模式図。
【図１３】第３実施例における雌ねじ治具３００ｂの面３３２ｂに形成されている合格角度範囲Ｓを例示する平面図。
【図１４】変形例における透過式変位センサによる測定の状態を説明する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．スパークプラグの構成：
以下、本発明の実施の態様を実施形態に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００の部分断面図である。なお、図１において、スパークプラグ１００の軸線方向ＯＤを図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１００の先端側、上側を後端側として説明する。
【００２１】
図１に示すように、スパークプラグ１００は、絶縁体としての絶縁碍子１０と、この絶縁碍子１０を保持する主体金具５０と、絶縁碍子１０内に軸線方向ＯＤに保持された中心電極２０と、接地電極３０と、絶縁碍子１０の後端部に設けられた端子金具４０とを備える。
【００２２】
絶縁碍子１０は周知のようにアルミナ等を焼成して形成され、軸中心に軸線方向ＯＤへ延びる軸孔１２が形成された筒形状を有する。軸線方向ＯＤの略中央には外径が最も大きな鍔部１９が形成されており、それより後端側（図１における上側）には後端側胴部１８が形成されている。鍔部１９より先端側（図１における下側）には、後端側胴部１８よりも外径の小さな先端側胴部１７が形成され、さらにその先端側胴部１７よりも先端側に、先端側胴部１７よりも外径の小さな脚長部１３が形成されている。脚長部１３は先端側ほど縮径され、スパークプラグ１００が内燃機関のエンジンヘッド２００に取り付けられた際には、その燃焼室に曝される。脚長部１３と先端側胴部１７との間には段部１５が形成されている。
【００２３】
主体金具５０は、内燃機関のエンジンヘッド２００にスパークプラグ１００を固定するための円筒状の金具である。主体金具５０は、絶縁碍子１０を、その後端側胴部１８の一部から脚長部１３にかけての部位を取り囲むようにして内部に保持している。主体金具５０は低炭素鋼材より形成され、図示しないスパークプラグレンチが嵌合する工具係合部５１と、内燃機関の上部に設けられたエンジンヘッド２００の取付ネジ孔２０１に螺合するネジ山が形成された取付ネジ部５２とを備えている。
【００２４】
主体金具５０の工具係合部５１と取付ネジ部５２との間には、鍔状のシール部５４が形成されている。取付ネジ部５２とシール部５４との間のネジ首５９には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿されている。ガスケット５は、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付けた際に、シール部５４の座面５５と取付ネジ孔２０１の開口周縁部２０５との間で押し潰されて変形する。このガスケット５の変形により、スパークプラグ１００とエンジンヘッド２００間が封止され、取付ネジ孔２０１を介したエンジン内の気密漏れが防止される。
【００２５】
主体金具５０の工具係合部５１より後端側には薄肉の加締部５３が設けられている。また、シール部５４と工具係合部５１との間には、加締部５３と同様に薄肉の座屈部５８が設けられている。工具係合部５１から加締部５３にかけての主体金具５０の内周面と絶縁碍子１０の後端側胴部１８の外周面との間には、円環状のリング部材６，７が介在されており、さらに両リング部材６，７間にタルク（滑石）９の粉末が充填されている。加締部５３を内側に折り曲げるようにして加締めることにより、リング部材６，７およびタルク９を介し、絶縁碍子１０が主体金具５０内で先端側に向け押圧される。これにより、主体金具５０の内周で取付ネジ部５２の位置に形成された段部５６に、環状の板パッキン８を介し、絶縁碍子１０の段部１５が支持されて、主体金具５０と絶縁碍子１０とが一体にされる。このとき、主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性は、板パッキン８によって保持され、燃焼ガスの流出が防止される。座屈部５８は、加締めの際に、圧縮力の付加に伴い外向きに撓み変形するように構成されており、タルク９の軸線方向ＯＤの圧縮長を長くして主体金具５０内の気密性を高めている。なお、段部５６よりも先端側における主体金具５０と絶縁碍子１０との間には、所定寸法のクリアランスが設けられている。
【００２６】
主体金具５０の先端部の先端面５７において、接地電極３０が、スパークプラグ１００の軸線方向ＯＤを中心とした周方向において、エンジン性能を最大限に発揮できる接地電極の位置（以下、明細書では点火最適位置と呼ぶ）に接合されていることが好ましいが、接地電極３０は、必ずしも点火最適位置に一致しなければならないわけではなく、一般的に所定の合格角度範囲内に含まれていれば品質としては良い（合格）とされている。以下に、スパークプラグ１００の製造方法について説明する。点火最適位置は、火花ギャップ間でスパークすることにより生成された火炎核の成長が、燃焼室内の混合気の気流によって妨げられない位置、すなわち、火花の生成効率が最も良い位置を表す。なお、主体金具５０は特許請求の範囲の「測定対象物」にあたり、接地電極３０は、特許請求の範囲の「部材」にあたり、点火最適位置は、特許請求の範囲における「接合目標位置」に当たる。
【００２７】
Ａ２．スパークプラグの製造方法：
図２は、第１実施例におけるスパークプラグ１００の製造方法を説明するフローチャートである。主体金具５０に接地電極３０を接合し（ステップＳ１０）、雌ねじ治具を用いて、主体金具５０に接合されている接地電極３０の、点火最適位置からのずれ量を測定する（ステップＳ１２）。ずれ量の測定については、後に詳述する。
【００２８】
測定されたずれ量が予め規定された許容範囲内であるか否かを判断し（ステップＳ１４）、ずれ量が許容範囲内であると判断された主体金具５０に、中心電極２０を備える絶縁体を組み付け、接地電極３０を中心電極２０に対向するように曲げ加工を施す（ステップＳ１６）。このようにして、スパークプラグ１００が製造される。ずれ量が許容範囲外であると判断された主体金具５０は廃棄される（ステップＳ１８）。
【００２９】
Ａ３．接地電極の接合位置のずれ量の測定方法について：
主体金具５０に接合されている接地電極３０の、点火最適位置からのずれ量を測定する方法について説明する。第１実施例では、雌ねじ治具を用いて、主体金具５０の接地電極３０のずれ量を測定する。図３は、第１実施例におけるずれ量の測定方法を説明するフローチャートである。この測定方法は、図２のステップＳ１２における処理に当たる。
【００３０】
主体金具５０を内燃機関に装着する際のトルクと略同一のトルクで、主体金具５０を雌ねじ治具３００に螺合する（ステップＳ２０）。雌ねじ治具３００への主体金具５０の螺合について、図４ないし図６を参照して説明する。
【００３１】
図４は、第１実施例における雌ねじ治具３００を例示する説明図である。図４（ａ）は、雌ねじ治具３００の斜視図、図４（ｂ）は雌ねじ治具３００の側面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、雌ねじ治具３００は、貫通孔３２０を有する本体部３１０と、貫通孔３２０が開口する両端部において本体部３１０から半径方向外側に膨出形成されたフランジ部３３０ａ，３３０ｂとから構成される。フランジ部３３０ａには、雌ねじ治具３００に螺合された状態の主体金具５０における接地電極３０の点火最適位置Ｏ１を設定するための基準となる基準部としての溝３５０が形成されている。フランジ部３３０ａは、軸線方向ＯＤにほぼ直交する面３３２を備える。また、フランジ部３３０ａとフランジ部３３０ｂは、面３３２にほぼ直交する側面３６０、３７０をそれぞれ備える。側面３６０、３７０は、互いにほぼ直交している。なお、側面３６０、３７０は、直交していなくてもよい。側面３６０、３７０は、後述する位置決めに用いられる。貫通孔３２０の内面には、ＪＩＳ Ｂ８０３１−１９９５で規定されるスパークプラグ用のネジで構成された基準雌ねじ３３１が形成されている。すなわち、雌ねじ治具３００に主体金具５０が螺合された状態は、内燃機関に主体金具５０を螺合した状態と同じとなる。よって、主体金具５０を備えるスパークプラグ１００を内燃機関に実際に螺合することなく、スパークプラグ１００が内燃機関に螺合された状態を確認できる。
【００３２】
図５は、第１実施例における雌ねじ治具３００への主体金具５０の螺合状態を示す説明図である。図５（ａ）は、主体金具５０の雌ねじ治具３００への螺合前の状態を表しており、図５（ｂ）は、主体金具５０の雌ねじ治具３００への螺合後の状態を表している。図５（ａ）に示すように、主体金具５０は、フランジ部３３０ｂ側からフランジ部３３０ａ側に向けて、貫通孔３２０にねじ込まれ雌ねじ治具３００に螺合される。この結果、図５（ｂ）に示すように、接地電極３０は、フランジ部３３０ａ側に突き出る。接地電極３０のずれ量は、主体金具５０の軸線方向ＯＤ（後述する中心軸Ｏ）と直交する平面上、すなわち、面３３２に平行な平面上において測定される。接地電極３０のずれ量を測定する位置は、測定精度の向上のため、雌ねじ治具の表面上ではなく、接地電極３０と主体金具５０との溶接ダレ部を避けた高さ位置、かつ、接地電極３０と主体金具５０との接合部位近傍が好ましい。よって、第１実施例では、主体金具５０の軸線方向ＯＤと直交する平面（面３３２に平行な平面）、かつ、接地電極３０と主体金具５０との接合部位近傍に位置する仮想的な面を計測面３３４と呼ぶ。以上説明したように、雌ねじ治具３００に主体金具５０が螺合される。
【００３３】
図６は、第１実施例における主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態における計測面３３４の平面図である。図７における面３０ａは、接地電極３０の断面を表している。ただし、図７において、計測面３３４において接地電極３０の面を表す３０ａは、物理的に加工された断面ではなく、計測面３３４にて切断された仮想断面である。面３０ａを、実施例では、以降、仮想断面３０ａと呼ぶ。接地電極３０は、図５に示すように、４つの辺３１，３２，３３，３４を有する四角柱状に形成されており、その仮想断面３０ａの各頂点３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａは、各辺上の点である。溝３５０は、主体金具５０の中心軸Ｏを通る直線に一致するように雌ねじ治具３００のフランジ部３３０ａの面３３２に形成されている。このため、溝３５０を通る直線と接地電極３０の仮想断面３０ａの中心Ｃとが一致する位置が、接地電極３０の点火最適位置となる。ここで、図６、図７において、溝３５０を通ると共に中心軸Ｏを通る直線を基準直線ＬＳとし、また、この基準直線ＬＳと主体金具５０における先端面と内周面とで形成される稜線との交点のうち、溝３５０に近い側の交点を周方向原点Ｏ１とする。また、周方向原点Ｏ１を、中心軸Ｏを中心とする周方向の原点とする。第１実施例では、周方向原点Ｏ１は、点火最適位置である。以降、明細書では、周方向原点Ｏ１を点火最適位置Ｏ１とも呼ぶ。図７では、接地電極３０の中心軸Ａが周方向原点Ｏ１からずれており、すなわち、接地電極３０が点火最適位置Ｏ１からずれて接合されていることを示している。中心軸Ａは、接地電極３０の中心軸を表す。
【００３４】
図３に戻り説明を続ける。主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態で、接地電極３０の点火最適位置（周方向原点Ｏ１）からのずれ量を測定する（ステップＳ２２）。
【００３５】
図７は、第１実施例における接地電極３０の点火最適位置（周方向原点Ｏ１）からのずれ量について説明する説明図である。図７は、図６におけるＸ部分の拡大図である。第１実施例では、主体金具５０の中心軸Ｏと接地電極３０の中心軸Ａとを通る第１の直線Ｌ１と基準直線ＬＳとの間の角度αを、点火最適位置Ｏ１からの接地電極３０の接合のずれ量として算出する。角度αは、中心軸Ｏを中心とする周方向角度であるので、以降、角度αを周方向角度αと呼ぶ。具体的には、接地電極３０の中心軸Ａと、基準直線ＬＳとの間の距離（最短距離）εを算出し（ステップＳ３０）、距離εと接地電極３０の中心軸Ａと主体金具５０の中心軸Ｏの間の距離βと、を用いて、以下の式１を適用して、第１の直線Ｌ１と基準直線ＬＳとの間の周方向角度αを算出する（ステップＳ３２）。
【００３６】
α＝ｓｉｎ-1（ε／β） （式１）
【００３７】
距離εは、中心軸Ａから基準直線ＬＳに対して降ろした垂線の長さである。距離εの測定方法については後述する。また、距離βは、主体金具５０の中心軸Ｏと接地電極３０の中心軸Ａとの間の予め規定されている長さであり、接地電極３０が接合された位置が点火最適位置からずれても、距離βは不変である。なお、距離εは、接地電極３０と主体金具５０の接合部位近傍で測定されることが好ましい。具体的には、主体金具５０と接地電極３０との溶接によって形成される溶接ダレの直上から５ｍｍ以内の位置に計測面３３４を設定して距離εを測定することが好ましい。
【００３８】
以下に、距離εの測定方法について詳細に説明する。この処理は図３のステップＳ３０における処理にあたる。第１実施例では、距離εは、透過式変位センサ４００を用いて測定される。まず、図８〜図１０を参照して、透過式変位センサ４００について説明する。図８は、第１実施例における透過式変位センサ４００を例示する模式図である。図９は、第１実施例における雌ねじ治具３００の位置決めについて説明する模式図である。図８は、透過式変位センサ４００の上面を示している。図８に示すように、透過式変位センサ４００は、投光部４１０と受光部４２０と、土台部４３０と、位置決め部４４０を備える。投光部４１０は、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）等の光源を有している。また、受光部４２０は、撮像素子（例えば、ＣＣＤ：Charge Coupled Device Image Sensor）等の撮像素子を有している。位置決め部４４０は、土台部４３０上に設置されている。また、透過式変位センサ４００には、透過式変位センサ４００により測定された距離εと、距離βとを用いて周方向角度αを算出する演算装置５００が接続されている。演算装置５００は、透過式変位センサ４００と一体的に構成されていてもよい。
【００３９】
位置決め部４４０は、図９に示すように、板４４２、４４４から構成される衝立状の部材である。位置決め部４４０は、土台部４３０上の予め決められた所定の位置への雌ねじ治具３００の配置を容易にするために設けられている。具体的には、板４４２、４４４は、雌ねじ治具３００の側面３６０、３７０が、図９に示すように、それぞれ、板４４２、４４４に当接されることにより、雌ねじ治具３００の軸線（主体金具５０の中心軸Ｏ）が予め規定された位置に位置決めされるように構成されている。
【００４０】
図１０は、第１実施例における透過式変位センサ４００による測定の状態を説明する説明図である。図１０は、主体金具５０が螺合された雌ねじ治具３００に対して、投光部４１０から受光部４２０に向けて光４５０が照射されている状態について、上面から示す上面図６００と、側面から示す側面図６１０とを対応させて示している。ここで、雌ねじ治具３００は、基準直線ＬＳが投光部４１０から受光部４２０に向かう光４５０の照射方向と一致するように、位置決め部４４０により土台部４３０上に配置される。図１０に示すように、投光部４１０の光源から射出された光は、コリメータレンズ等を含む光学素子により構成されるテレセントリック光学系を通り略均一な平行光となって測定対象物（主体金具５０）に照射される。このとき、接地電極３０によって生じる影４６０の映像が受光部４２０の撮像素子上に結像され、透過式変位センサ４００は、結像された映像を表す像データを生成する。
【００４１】
図１１は、第１実施例における、受光部４２０の撮像素子上に結像される映像を表す像データ６００を例示する説明図である。図１１において、一点鎖線ｌｓは、雌ねじ治具３００の軸線（主体金具５０の中心軸Ｏ）を表している。雌ねじ治具３００は、図８および図９において説明したように、予め規定された位置に配置されるので、一点鎖線ｌｓは雌ねじ治具３００の軸線の位置に応じて予め規定されている。点火最適像４１６は、接地電極３０が点火最適位置Ｏ１に接合されている場合に結像される接地電極３０の影の映像を表している。図１１に示すように、接地電極３０が点火最適位置Ｏ１に接合されている場合、接地電極３０の中心軸Ａと雌ねじ治具３００の軸線とは、ほぼ一致する。第１実施例では、透過式変位センサ４００は、点火最適像４１６のエッジ４１６ａ、４１６ｂを基準位置として利用する。以降、エッジ４１６ａ、４１６ｂを基準位置４１６ａ、４１６ｂと呼ぶ。
【００４２】
像４１２は接地電極３０の影の映像を表しており、像４１４は雌ねじ治具３００の影の映像を表している。図１１において、接地電極３０を表す像４１２のエッジ４１２ａ，４１２ｂは、それぞれ、接地電極３０の辺３２，３４（図５）を表している。また、軸線４１２ｃは、接地電極３０の中心軸Ａに対応する。軸線４１２ｃは、説明のために記載したものであり、像データ６００には現れない。透過式変位センサ４００は、エッジ４１２ａを検出し、エッジ４１２ａが基準位置４１６ａから変位したと判断して、基準位置４１６ａからエッジ４１２ａまでの変位量Ｅ１を検出（測定）する。同様に、透過式変位センサ４００は、エッジ４１２ｂを検出し、エッジ４１２ｂが基準位置４１６ｂから変位したと判断して、基準位置４１６ｂからエッジ４１２ｂまでの変位量Ｅ２を検出（測定）する。そして、このようにして測定された変位量Ｅ１、Ｅ２を式２に適用して、距離εを測定する。
【００４３】
ε＝（Ｅ１＋Ｅ２）／２ （式２）
【００４４】
以上説明した第１実施例の点火最適位置からの接地電極３０の接合のずれ量の測定方法によれば、測定対象物である主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態で、接地電極３０の中心軸Ａから、主体金具５０の中心軸Ｏと基準部としての溝３５０とを通る基準直線ＬＳとの間の距離εに基づいて、点火最適位置Ｏ１からの接地電極３０のずれ量が測定される。従って、点火最適位置からの接地電極３０のずれ量を数値化して確認できる。よって、接地電極３０の接合の位置ずれの評価精度を向上でき、主体金具５０の品質のばらつきを抑制できる。
【００４５】
また、第１実施例の測定方法によれば、主体金具５０の中心軸Ｏと接地電極３０の中心軸Ａとを通る第１の直線Ｌ１と基準直線ＬＳとの間の周方向角度αがずれ量として算出される。従って、点火最適位置からの接地電極３０の接合のずれ量の評価精度をさらに向上できる。
【００４６】
接地電極３０が傾いて接合されている場合、距離εを測定する位置によって距離εが大きく変化し、主体金具５０と接地電極３０との接合部位から離れるにつれて距離εの誤差も大きくなる。従って、第１実施例の測定方法によれば、接地電極３０と主体金具５０との接合部位近傍（溶接ダレから５ｍｍ以内）において距離εが測定されるので、接地電極３０の傾きに起因して距離εを誤測定することが抑制される。よって、距離εの測定精度を向上できる。
【００４７】
また、第１実施例の測定方法によれば、非接触式の透過式変位センサ４００により検出される各変位量Ｅ１、Ｅ２に基づき距離εが測定される。従って、簡易な構成で、接地電極３０の中心軸Ａと基準直線ＬＳの間の距離εの測定を行うことができる。また、一般的にセンサによる測定は短時間で行うことができるため、ずれ量の測定時間を短縮できる。また、非接触式の透過式変位センサ４００を利用することにより、ずれ量の測定によって接地電極３０を損傷させるという虞を回避できるという利点もある。
【００４８】
また、第１実施例のスパークプラグ１００の製造方法によれば、点火最適位置Ｏ１からの接地電極３０の接合位置のずれ量が許容範囲内であると判断された主体金具５０に絶縁碍子１０を組み付けてスパークプラグ１００が製造される。従って、品質のばらつきの少ないスパークプラグ１００を製造できる。
【００４９】
Ｂ．第２実施例：
第２実施例では、接触型の変位センサを用いて距離εを測定する。第２実施例において、スパークプラグ１００の製造方法および、点火最適位置からの接地電極３０の接合のずれ量を表す周方向角度αの算出方法については、第１実施例と同様であり、距離εの測定方法のみ異なる。
【００５０】
Ｂ１．距離εの測定方法：
図１２は、第２実施例における接触式変位センサを用いた距離εの測定方法について説明する模式図である。図１２の左側に記載されている平面図７００は、雌ねじ治具３００ａに主体金具５０が螺合された状態において、接地電極３０が点火最適位置に接合されている場合の変位センサの位置を表しており、図１２の右側に記載されている平面図７１０は、雌ねじ治具３００ａに主体金具５０が螺合された状態において、接地電極３０が点火最適位置からずれて接合されている場合の変位センサの位置を表している。図１２に示すように、第２実施例では、第１の接触式変位センサ７５０と第２の接触式変位７６０の２台の接触式変位センサを利用し、距離εを測定する。ここで、第１、第２の接触式変位センサ７５０、７６０は、基準直線ＬＳと直交する方向に配置されている。第２実施例の雌ねじ治具３００ａにおいて、溝３５０は、接触式変位センサへの設置の目安として利用される。
【００５１】
具体的には以下の通りである。平面図７００に示すように、接地電極３０が点火最適位置に接合されている場合、第１の接触式変位センサ７５０は、接地電極３０の辺３１および辺３４を有する側面３６に接触しており、第２の接触式変位７６０は、接地電極３０の辺３２および辺３３を有する側面３７に接触している。平面図７００における第１の接触式変位センサ７５０、第２の接触式変位７６０の位置をそれぞれ基準位置７５１，７６１とする。
【００５２】
平面図７１０に示すように、接地電極３０は主体金具５０の中心軸Ｏを中心とする周方向にずれて接合されているので、第１の接触式変位センサ７５０は、辺３４に接し、第２の接触式変位７６０は辺３２に接する。第１の接触式変位センサ７５０は基準位置７５１からの変位量Ｅ１を測定し、第２の接触式変位７６０は基準位置７６１からの変位量Ｅ２を測定する。このようにして測定された変位量Ｅ１、Ｅ２を上記式２に適用して距離εを算出する。
【００５３】
周方向角度αは、第１実施例と同様に、式２を適用して算出された距離εと不変の距離βを式１に適用して算出される。
【００５４】
以上説明した第２実施例の測定方法によれば、第１の接触式変位センサ７５０、第２の接触式変位７６０を用いて接地電極３０の中心軸Ａと基準直線ＬＳの間の距離εの測定が行われる。従って、精度良く距離εの測定を行うことができる。
【００５５】
Ｃ．第３実施例：
第３実施例では、観察者が視認により、接地電極３０のずれ量が予め規定された合格角度範囲内に含まれるか否かを判断した上で、接地電極３０のずれ量が合格角度範囲に含まれている主体金具５０のみについてずれ量の測定を行う。第３実施例では、雌ねじ治具３００ｂの面３３２ｂ上に記載されている合格角度範囲に基づいて、接地電極３０のずれを確認する。
【００５６】
図１３は、第３実施例における雌ねじ治具３００ｂの面３３２ｂに形成されている合格角度範囲Ｓを例示する平面図である。図１３は、雌ねじ治具３００ｂに、主体金具５０が螺合された状態を示している。合格角度範囲Ｓは、溝３３３ａ、溝３３３ｂにより表される、周方向原点から所定の角度範囲である。図１３において、合格角度Ｃ、−Ｃは、接地電極３０の中心軸Ａの周方向原点からの周方向角度の限界角度、すなわち、接地電極３０が、主体金具５０の品質として許容される限界の位置に接合されている場合の中心軸Ａの周方向原点からの周方向角度を表している。第３実施例の雌ねじ治具３００ｂにおいて、溝３５０は、接触式変位センサへの設置の目安として利用される。
【００５７】
第３実施例において、合格角度範囲Ｓを表す溝３３３ａ、溝３３３ｂは、接地電極３０の幅分を含む位置に形成されている。具体的には、溝３３３ａは、合格角度Ｃの位置に接地電極３０の中心Ａが位置する場合における、周方向正側の接地電極３０の切断面のエッジｅ１の延長線上に形成されている。同様に、溝３３３ｂは、合格角度−Ｃの位置に接地電極３０の中心Ａが位置する場合における、周方向負側の接地電極３０の切断面のエッジｅ２の延長線上に形成されている。言い換えれば、溝３３３ａは、合格角度Ｃを表す直線Ｑ１からＤ／２（Ｄ：接地電極３０の切断面における周方向の幅）だけ周方向正側に形成されており、溝３３３ｂは、合格角度−Ｃを表す直線Ｑ２からＤ／２だけ周方向負側に形成されている。この結果、合格角度範囲Ｓは、合格角度Ｃから合格角度−Ｃの範囲に、接地電極３０の切断面における周方向の幅Ｄが加算された範囲として表される。
【００５８】
第３実施例では、第１実施例と同様に、主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態で、観察者が接地電極３０のずれを視認により確認し、接地電極３０の切断面のエッジｅ１が溝３３３ａよりも周方向負側に位置しているか、および、接地電極３０の切断面のエッジｅ２が溝３３３ｂよりも周方向正側に位置しているかを確認する。この確認は、観察者が面３３２ｂを直線視認してもよいし、投影機を用いて面３３２ｂを投影し、得られた投影図を視認することによって行っても良い。エッジｅ１が溝３３３ａよりも周方向負側に位置し、かつ、エッジｅ２が溝３３３ｂよりも周方向正側に位置している場合には、接地電極３０のずれ量は合格角度範囲Ｓ内であり、主体金具５０の品質は合格と判断される。エッジｅ１が溝３３３ａよりも周方向正側に位置し、もしくは、エッジｅ２が溝３３３ｂよりも周方向負側に位置している場合には、接地電極３０のずれ量は合格角度範囲Ｓを超えており、主体金具５０の品質は不合格と判断される。観察者は、合格と判断した主体金具５０についてのみ、透過式変位センサ４００を用いた距離εの測定および演算装置５００を用いて周方向角度α（ずれ量）の算出を行う。
【００５９】
以上説明した第３実施例の測定方法によれば、演算装置５００によるずれ量の測定前に、観察者により、接地電極３０の接合位置が、合格角度範囲Ｓ内であるか否かが判断され、合格角度範囲Ｓ内と判断された主体金具５０についてのみ、距離εの測定、ずれ量の算出が行われる。従って、観察者による視認によって不合格と判断された主体金具５０については、ずれ量の測定が行われることなく廃棄されるため、主体金具５０の製造速度を向上できる。
【００６０】
Ｄ．変形例：
（１）第１実施例では、一対の投光部４１０および受光部４２０を備える透過式変位センサ４００を利用してずれ量（周方向角度α）を算出しているが、ずれ量である周方向角度αが９０度以上である場合、距離εが、周方向角度αが９０度未満である場合と同じ値となる。よって、本変形例では、ずれ量を更に精度良く算出するために、更に、透過式変位センサ８００を設ける（図１４）。透過式変位センサ４００は、第１実施例と同様に、距離εを測定する。
【００６１】
図１４は、変形例における透過式変位センサ４００（４１０，４２０）および８００による測定の状態を説明する説明図である。透過式変位センサ８００は、一対の投光部８１０、受光部８２０を備え、投光部８１０と受光部８２０との間に存在する物体を検出する。すなわち、透過式変位センサ８００は、透過式変位センサ４００のように変位量を検出するために利用される装置ではなく、単に、物体の存在を検出するために利用される装置である。投光部８１０、受光部８２０は、基準直線ＬＳに直交する方向（図１４におけるＹ軸方向）に沿って光が射出されるように、かつ、Ｙ軸より投光部４１０側（接地電極３０が周方向角度α＝９０度〜２７０度の間に位置する場合に、接地電極３０の存在を検出可能な位置）に設けられている。変形例の雌ねじ治具において、溝３５０は、接触式変位センサへの設置の目安として利用される。
【００６２】
透過式変位センサ８００によって接地電極３０の存在が検出された場合、接地電極３０は、周方向角度α＝９０度〜２７０度の間に位置していることがわかる。よって、この場合には、以下の式３を適用して、正確な周方向角度α'を算出する。なお、式３において、ＡＢＳ（ｘ）関数は、ｘの値の絶対値を算出する関数であり、周方向角度αは、式１を適用して算出される周方向角度である。
【００６３】
α'＝（α／ＡＢＳ（α））＊１８０°−α （式３）
【００６４】
本変形例によれば、ずれ量である周方向角度αが９０度以上である場合にも、周方向角度αを精度良く検出できる。
【００６５】
（２）第１実施例では、接地電極３０の辺の変位量Ｅ（基準位置であるエッジ４１６ａからエッジ４１２ａまでの距離）を距離εとして算出しているが、例えば、像データ６００において、接地電極３０の中心軸Ａに対応する位置を特定し、一点鎖線ｌｓから中心軸Ａに対応する位置までの長さすなわち距離εを算出してもよい。例えば、図１１において、図面左右方向をｘ軸、図面上下方向をｙ軸とするｘｙ座標系で像データ６００を解析し、接地電極３０の中心軸Ａに対応する位置のｘ座標を取得し、一点鎖線ｌｓのｘ座標との差分から距離εを算出してもよい。中心軸Ａを特定するためには、上述した座標系による特定だけでなく、公知の種々の方法を用いても良い。
【００６６】
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成をとることができる。
【符号の説明】
【００６７】
５…ガスケット
６…リング部材
８…板パッキン
９…タルク
１０…絶縁碍子
１２…軸孔
１３…脚長部
１５…段部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…鍔部
２０…中心電極
３０…接地電極
３０ａ…仮想断面
３１、３２，３３，３４…辺
３６、３７…側面
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ネジ部
５３…加締部
５４…シール部
５５…座面
５６…段部
５８…座屈部
５９…ネジ首
１００…スパークプラグ
２００…エンジンヘッド
２０１…取付ネジ孔
２０５…開口周縁部
３００、３００ａ、３００ｂ…雌ねじ治具
３１０…本体部
３２０…貫通孔
３３０ａ…フランジ部
３３０ｂ…フランジ部
３３４…計測面
３３２ｂ…面
３３３ａ…溝
３３３ｂ…溝
３５０…溝
３６０…側面
４００…透過式変位センサ
４１０…投光部
４１２…像
４１２ａ…エッジ
４１２ｃ…軸線
４１４…像
４１６…点火最適像
４１６ａ…基準位置
４２０…受光部
４３０…土台部
４４０…位置決め部
４４２…板
４５０…光
４６０…影
５００…演算装置
６００…像データ
７５０…第１の接触式変位センサ
７５１…基準位置
７６０…第２の接触式変位
７６１…基準位置
８００…透過式変位センサ
８１０…投光部
８２０…受光部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雌ねじ治具を利用して、測定対象物に接合されている部材の、接合目標位置からのずれ量を測定する測定方法であり、特に、スパークプラグの電極位置のずれ量を測定する測定方法、および、この測定方法を用いたスパークプラグの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパークプラグの主体金具には、中心電極と接地電極が、火花ギャップと呼ばれる空間を隔てて対向するように設けられている。最近では、更なる燃費向上のために、接地電極が、スパークプラグが規定トルクで内燃機関に装着された状態で点火に最適な位置となるように、主体金具に接合されるものもある。なお、「点火に最適な位置」とは、火花ギャップ間でスパークすることにより生成された火炎核の成長が、燃焼室内の混合気の気流によって妨げられない位置を意味する。以降、本明細書では、点火最適位置と呼ぶ。
【０００３】
一般的に、接地電極の接合位置の確認には、内燃機関のシリンダヘッドにおいてスパークプラグをねじ込む雌ねじ部分と同じ形状の雌ねじ治具を用いて確認される。このような雌ねじ治具には、主体金具が雌ねじ部分にねじ込まれた状態における接地電極の合格角度範囲が記載されている。合格角度範囲とは、接地電極が点火最適位置からずれている場合に、許容されるずれ量（角度）の範囲である。接地電極のずれを確認する確認者は、スパークプラグをシリンダヘッドにねじ込む時のトルクと同一トルクで、主体金具を雌ねじ治具にねじ込み、接地電極の位置が合格角度範囲内であるか否かを視認し、製品（主体金具）の品質を判別している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１４１１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、確認者の視認によりずれ量を確認する場合、確認者の主観により判断が異なり、その結果、品質にばらつきが生じるという問題があった。
【０００６】
上述の課題は、スパークプラグに用いられる主体金具に限られるものではなく、所定の位置に部材が接合される種々の製品に共通の課題である。
【０００７】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、測定対象物に接合されている部材の接合目標位置からのずれ量の測定精度の向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
端面を有すると共に前記端面上において自身の中心軸以外の部位に部材が接合されている測定対象物を、前記測定対象物における前記部材の接合目標位置の基準となる基準部が設けられた雌ねじ治具に螺合して、前記基準部に基づき設定された前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定する測定方法であって、前記測定対象物を前記雌ねじ治具に螺合し、前記測定対象物が前記雌ねじ治具に螺合された状態で、前記測定対象物の中心軸と直交する平面である計測面上において、前記部材の中心軸と、前記測定対象物の中心軸と前記基準部とを結ぶ直線である基準直線と、の間の最短距離を測定し、前記測定した最短距離に基づいて、前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定する、測定方法。
【００１０】
適用例１の測定方法によれば、測定対象物が雌ねじ治具に螺合された状態で、部材の中心軸と、測定対象物の中心軸と基準部とを結ぶ基準直線と、の間の最短距離に基づいて、接合目標位置からの部材のずれ量が測定される。従って、接合目標位置からの部材のずれ量を数値化して確認できる。よって、部材の接合位置のずれの評価精度を向上でき、測定対象物の品質のばらつきを抑制できる。
【００１１】
［適用例２］
適用例１の測定方法であって、前記測定対象物は、スパークプラグ用の主体金具であり、前記部材は、前記主体金具に接合されている接地電極である。適用例２の測定方法によれば、スパークプラグ用の主体金具に接合されている接地電極の、目標位置からのずれ量を精度良く測定できる。従って、主体金具の品質のばらつきを抑制できる。
【００１２】
［適用例３］
適用例１または適用例２の測定方法であって、前記ずれ量は、前記測定対象物の中心軸と前記部材の中心軸とを通る第１の直線と前記基準直線との間の角度によって表され、前記ずれ量の測定において、前記部材の中心軸と前記測定対象物の中心軸との間の長さと、前記測定した最短距離とに基づいて、前記角度を算出する。適用例３の測定方法によれば、測定対象物の中心軸と部材の中心軸とを通る第１の直線と基準直線との間の角度がずれ量として算出される。従って、部材の接合位置のずれを、測定対象物の中心軸を中心とする周方向角度として算出できるので、ずれ量の評価精度をさらに向上でき、測定対象物の品質のばらつきを抑制できる。
【００１３】
［適用例４］
適用例１ないし適用例３いずれかの測定方法であって、前記計測面は、前記部材と前記測定対象物との接合部位近傍の面である。適用例４の測定方法によれば、部材と測定対象物との接合部位近傍においてずれ量の測定が行われる。従って、部材の傾きに起因して部材の中心軸と基準直線との間の最短距離を誤測定することが抑制される。よって、部材の中心軸と基準直線との間の最短距離の測定精度を向上できる。
【００１４】
［適用例５］
適用例１ないし適用例４いずれかの測定方法であって、前記ずれ量の測定において、前記部材の中心軸と前記基準直線との間の最短距離の測定は、非接触型の透過式の変位センサを用いて行われる。適用例５の測定方法によれば、非接触型の透過式の変位センサを用いて部材の中心軸と基準直線の間の距離の測定が行われる。従って、簡易な構成で、部材の中心軸と基準直線との間の最短距離の測定を行うことができる。また、一般的にセンサによる測定は短時間で行うことができるため、ずれ量の測定時間を短縮できる。また、適用例５の測定方法によれば、非接触式の変位センサが利用されるので、測定時に部材を損傷することを回避できるという利点もある。
【００１５】
［適用例６］
適用例１ないし適用例４いずれかの測定方法であって、前記ずれ量の測定において、前記部材の中心軸と前記基準直線との間の最短距離の測定は、接触型の変位センサを用いて行われる。適用例６の測定方法によれば、接触式の変位センサを用いて部材の中心軸と基準直線との間の最短距離の測定が行われる。従って、精度良く距離の測定を行うことができる。
【００１６】
［適用例７］
スパークプラグの製造方法であって、筒状の主体金具の端面に接地電極を接合し、前記接地電極が接合されている主体金具を、前記主体金具における前記接地電極の接合目標位置の基準となる基準部が設けられた雌ねじ治具に螺合し、前記主体金具が前記雌ねじ治具に螺合された状態で、前記主体金具の中心軸と直交する平面である計測面上において、前記主体金具に接合されている接地電極の中心軸と、前記主体金具の中心軸と前記基準部とを結ぶ直線である基準直線と、の間の最短距離を測定し、前記測定した最短距離に基づいて、前記接合目標位置からの前記接地電極のずれ量を測定し、前記測定されたずれ量が予め規定された許容範囲内であるか否かを判断し、前記ずれ量が前記許容範囲内であると判断された主体金具に、中心電極および端子金具が組み付けられた絶縁体を組み付け、前記接地電極の先端を前記中心電極に対向させるように加工する、スパークプラグの製造方法。
【００１７】
適用例７の製造方法によれば、主体金具が雌ねじ治具に螺合された状態で、接地電極の中心軸と、主体金具の中心軸と基準部とを結ぶ基準直線との間の最短距離に基づいて、接合目標位置からの接地電極のずれ量が測定され、ずれ量が許容範囲内であると判断された主体金具を絶縁体に取り付けてスパークプラグが製造される。従って、スパークプラグの品質のばらつきを抑制できる。
【００１８】
本発明において、上述した種々の態様は、適宜、組み合わせたり、一部を省略したりして適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００の部分断面図。
【図２】第１実施例におけるスパークプラグ１００の製造方法を説明するフローチャート。
【図３】第１実施例におけるずれ量の測定方法を説明するフローチャート。
【図４】第１実施例における雌ねじ治具３００を例示する説明図。
【図５】第１実施例における雌ねじ治具３００への主体金具５０の螺合状態を示す説明図。
【図６】第１実施例における主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態における計測面３３４の平面図。
【図７】第１実施例における接地電極３０の点火最適位置（周方向原点Ｏ１）からのずれ量について説明する説明図。
【図８】第１実施例における透過式変位センサ４００を例示する模式図。
【図９】第１実施例における雌ねじ治具３００の位置決めについて説明する模式図。
【図１０】第１実施例における透過式変位センサ４００による測定の状態を説明する説明図。
【図１１】第１実施例における受光部４２０の撮像素子上に結像される映像を表す像データ６００を例示する説明図。
【図１２】第２実施例における接触式変位センサを用いた距離εの測定方法について説明する模式図。
【図１３】第３実施例における雌ねじ治具３００ｂの面３３２ｂに形成されている合格角度範囲Ｓを例示する平面図。
【図１４】変形例における透過式変位センサによる測定の状態を説明する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．スパークプラグの構成：
以下、本発明の実施の態様を実施形態に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００の部分断面図である。なお、図１において、スパークプラグ１００の軸線方向ＯＤを図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１００の先端側、上側を後端側として説明する。
【００２１】
図１に示すように、スパークプラグ１００は、絶縁体としての絶縁碍子１０と、この絶縁碍子１０を保持する主体金具５０と、絶縁碍子１０内に軸線方向ＯＤに保持された中心電極２０と、接地電極３０と、絶縁碍子１０の後端部に設けられた端子金具４０とを備える。
【００２２】
絶縁碍子１０は周知のようにアルミナ等を焼成して形成され、軸中心に軸線方向ＯＤへ延びる軸孔１２が形成された筒形状を有する。軸線方向ＯＤの略中央には外径が最も大きな鍔部１９が形成されており、それより後端側（図１における上側）には後端側胴部１８が形成されている。鍔部１９より先端側（図１における下側）には、後端側胴部１８よりも外径の小さな先端側胴部１７が形成され、さらにその先端側胴部１７よりも先端側に、先端側胴部１７よりも外径の小さな脚長部１３が形成されている。脚長部１３は先端側ほど縮径され、スパークプラグ１００が内燃機関のエンジンヘッド２００に取り付けられた際には、その燃焼室に曝される。脚長部１３と先端側胴部１７との間には段部１５が形成されている。
【００２３】
主体金具５０は、内燃機関のエンジンヘッド２００にスパークプラグ１００を固定するための円筒状の金具である。主体金具５０は、絶縁碍子１０を、その後端側胴部１８の一部から脚長部１３にかけての部位を取り囲むようにして内部に保持している。主体金具５０は低炭素鋼材より形成され、図示しないスパークプラグレンチが嵌合する工具係合部５１と、内燃機関の上部に設けられたエンジンヘッド２００の取付ネジ孔２０１に螺合するネジ山が形成された取付ネジ部５２とを備えている。
【００２４】
主体金具５０の工具係合部５１と取付ネジ部５２との間には、鍔状のシール部５４が形成されている。取付ネジ部５２とシール部５４との間のネジ首５９には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿されている。ガスケット５は、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付けた際に、シール部５４の座面５５と取付ネジ孔２０１の開口周縁部２０５との間で押し潰されて変形する。このガスケット５の変形により、スパークプラグ１００とエンジンヘッド２００間が封止され、取付ネジ孔２０１を介したエンジン内の気密漏れが防止される。
【００２５】
主体金具５０の工具係合部５１より後端側には薄肉の加締部５３が設けられている。また、シール部５４と工具係合部５１との間には、加締部５３と同様に薄肉の座屈部５８が設けられている。工具係合部５１から加締部５３にかけての主体金具５０の内周面と絶縁碍子１０の後端側胴部１８の外周面との間には、円環状のリング部材６，７が介在されており、さらに両リング部材６，７間にタルク（滑石）９の粉末が充填されている。加締部５３を内側に折り曲げるようにして加締めることにより、リング部材６，７およびタルク９を介し、絶縁碍子１０が主体金具５０内で先端側に向け押圧される。これにより、主体金具５０の内周で取付ネジ部５２の位置に形成された段部５６に、環状の板パッキン８を介し、絶縁碍子１０の段部１５が支持されて、主体金具５０と絶縁碍子１０とが一体にされる。このとき、主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性は、板パッキン８によって保持され、燃焼ガスの流出が防止される。座屈部５８は、加締めの際に、圧縮力の付加に伴い外向きに撓み変形するように構成されており、タルク９の軸線方向ＯＤの圧縮長を長くして主体金具５０内の気密性を高めている。なお、段部５６よりも先端側における主体金具５０と絶縁碍子１０との間には、所定寸法のクリアランスが設けられている。
【００２６】
主体金具５０の先端部の先端面５７において、接地電極３０が、スパークプラグ１００の軸線方向ＯＤを中心とした周方向において、エンジン性能を最大限に発揮できる接地電極の位置（以下、明細書では点火最適位置と呼ぶ）に接合されていることが好ましいが、接地電極３０は、必ずしも点火最適位置に一致しなければならないわけではなく、一般的に所定の合格角度範囲内に含まれていれば品質としては良い（合格）とされている。以下に、スパークプラグ１００の製造方法について説明する。点火最適位置は、火花ギャップ間でスパークすることにより生成された火炎核の成長が、燃焼室内の混合気の気流によって妨げられない位置、すなわち、火花の生成効率が最も良い位置を表す。なお、主体金具５０は特許請求の範囲の「測定対象物」にあたり、接地電極３０は、特許請求の範囲の「部材」にあたり、点火最適位置は、特許請求の範囲における「接合目標位置」に当たる。
【００２７】
Ａ２．スパークプラグの製造方法：
図２は、第１実施例におけるスパークプラグ１００の製造方法を説明するフローチャートである。主体金具５０に接地電極３０を接合し（ステップＳ１０）、雌ねじ治具を用いて、主体金具５０に接合されている接地電極３０の、点火最適位置からのずれ量を測定する（ステップＳ１２）。ずれ量の測定については、後に詳述する。
【００２８】
測定されたずれ量が予め規定された許容範囲内であるか否かを判断し（ステップＳ１４）、ずれ量が許容範囲内であると判断された主体金具５０に、中心電極２０を備える絶縁体を組み付け、接地電極３０を中心電極２０に対向するように曲げ加工を施す（ステップＳ１６）。このようにして、スパークプラグ１００が製造される。ずれ量が許容範囲外であると判断された主体金具５０は廃棄される（ステップＳ１８）。
【００２９】
Ａ３．接地電極の接合位置のずれ量の測定方法について：
主体金具５０に接合されている接地電極３０の、点火最適位置からのずれ量を測定する方法について説明する。第１実施例では、雌ねじ治具を用いて、主体金具５０の接地電極３０のずれ量を測定する。図３は、第１実施例におけるずれ量の測定方法を説明するフローチャートである。この測定方法は、図２のステップＳ１２における処理に当たる。
【００３０】
主体金具５０を内燃機関に装着する際のトルクと略同一のトルクで、主体金具５０を雌ねじ治具３００に螺合する（ステップＳ２０）。雌ねじ治具３００への主体金具５０の螺合について、図４ないし図６を参照して説明する。
【００３１】
図４は、第１実施例における雌ねじ治具３００を例示する説明図である。図４（ａ）は、雌ねじ治具３００の斜視図、図４（ｂ）は雌ねじ治具３００の側面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、雌ねじ治具３００は、貫通孔３２０を有する本体部３１０と、貫通孔３２０が開口する両端部において本体部３１０から半径方向外側に膨出形成されたフランジ部３３０ａ，３３０ｂとから構成される。フランジ部３３０ａには、雌ねじ治具３００に螺合された状態の主体金具５０における接地電極３０の点火最適位置Ｏ１を設定するための基準となる基準部としての溝３５０が形成されている。フランジ部３３０ａは、軸線方向ＯＤにほぼ直交する面３３２を備える。また、フランジ部３３０ａとフランジ部３３０ｂは、面３３２にほぼ直交する側面３６０、３７０をそれぞれ備える。側面３６０、３７０は、互いにほぼ直交している。なお、側面３６０、３７０は、直交していなくてもよい。側面３６０、３７０は、後述する位置決めに用いられる。貫通孔３２０の内面には、ＪＩＳ Ｂ８０３１−１９９５で規定されるスパークプラグ用のネジで構成された基準雌ねじ３３１が形成されている。すなわち、雌ねじ治具３００に主体金具５０が螺合された状態は、内燃機関に主体金具５０を螺合した状態と同じとなる。よって、主体金具５０を備えるスパークプラグ１００を内燃機関に実際に螺合することなく、スパークプラグ１００が内燃機関に螺合された状態を確認できる。
【００３２】
図５は、第１実施例における雌ねじ治具３００への主体金具５０の螺合状態を示す説明図である。図５（ａ）は、主体金具５０の雌ねじ治具３００への螺合前の状態を表しており、図５（ｂ）は、主体金具５０の雌ねじ治具３００への螺合後の状態を表している。図５（ａ）に示すように、主体金具５０は、フランジ部３３０ｂ側からフランジ部３３０ａ側に向けて、貫通孔３２０にねじ込まれ雌ねじ治具３００に螺合される。この結果、図５（ｂ）に示すように、接地電極３０は、フランジ部３３０ａ側に突き出る。接地電極３０のずれ量は、主体金具５０の軸線方向ＯＤ（後述する中心軸Ｏ）と直交する平面上、すなわち、面３３２に平行な平面上において測定される。接地電極３０のずれ量を測定する位置は、測定精度の向上のため、雌ねじ治具の表面上ではなく、接地電極３０と主体金具５０との溶接ダレ部を避けた高さ位置、かつ、接地電極３０と主体金具５０との接合部位近傍が好ましい。よって、第１実施例では、主体金具５０の軸線方向ＯＤと直交する平面（面３３２に平行な平面）、かつ、接地電極３０と主体金具５０との接合部位近傍に位置する仮想的な面を計測面３３４と呼ぶ。以上説明したように、雌ねじ治具３００に主体金具５０が螺合される。
【００３３】
図６は、第１実施例における主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態における計測面３３４の平面図である。図７における面３０ａは、接地電極３０の断面を表している。ただし、図７において、計測面３３４において接地電極３０の面を表す３０ａは、物理的に加工された断面ではなく、計測面３３４にて切断された仮想断面である。面３０ａを、実施例では、以降、仮想断面３０ａと呼ぶ。接地電極３０は、図５に示すように、４つの辺３１，３２，３３，３４を有する四角柱状に形成されており、その仮想断面３０ａの各頂点３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａは、各辺上の点である。溝３５０は、主体金具５０の中心軸Ｏを通る直線に一致するように雌ねじ治具３００のフランジ部３３０ａの面３３２に形成されている。このため、溝３５０を通る直線と接地電極３０の仮想断面３０ａの中心Ｃとが一致する位置が、接地電極３０の点火最適位置となる。ここで、図６、図７において、溝３５０を通ると共に中心軸Ｏを通る直線を基準直線ＬＳとし、また、この基準直線ＬＳと主体金具５０における先端面と内周面とで形成される稜線との交点のうち、溝３５０に近い側の交点を周方向原点Ｏ１とする。また、周方向原点Ｏ１を、中心軸Ｏを中心とする周方向の原点とする。第１実施例では、周方向原点Ｏ１は、点火最適位置である。以降、明細書では、周方向原点Ｏ１を点火最適位置Ｏ１とも呼ぶ。図７では、接地電極３０の中心軸Ａが周方向原点Ｏ１からずれており、すなわち、接地電極３０が点火最適位置Ｏ１からずれて接合されていることを示している。中心軸Ａは、接地電極３０の中心軸を表す。
【００３４】
図３に戻り説明を続ける。主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態で、接地電極３０の点火最適位置（周方向原点Ｏ１）からのずれ量を測定する（ステップＳ２２）。
【００３５】
図７は、第１実施例における接地電極３０の点火最適位置（周方向原点Ｏ１）からのずれ量について説明する説明図である。図７は、図６におけるＸ部分の拡大図である。第１実施例では、主体金具５０の中心軸Ｏと接地電極３０の中心軸Ａとを通る第１の直線Ｌ１と基準直線ＬＳとの間の角度αを、点火最適位置Ｏ１からの接地電極３０の接合のずれ量として算出する。角度αは、中心軸Ｏを中心とする周方向角度であるので、以降、角度αを周方向角度αと呼ぶ。具体的には、接地電極３０の中心軸Ａと、基準直線ＬＳとの間の距離（最短距離）εを算出し（ステップＳ３０）、距離εと接地電極３０の中心軸Ａと主体金具５０の中心軸Ｏの間の距離βと、を用いて、以下の式１を適用して、第１の直線Ｌ１と基準直線ＬＳとの間の周方向角度αを算出する（ステップＳ３２）。
【００３６】
α＝ｓｉｎ-1（ε／β） （式１）
【００３７】
距離εは、中心軸Ａから基準直線ＬＳに対して降ろした垂線の長さである。距離εの測定方法については後述する。また、距離βは、主体金具５０の中心軸Ｏと接地電極３０の中心軸Ａとの間の予め規定されている長さであり、接地電極３０が接合された位置が点火最適位置からずれても、距離βは不変である。なお、距離εは、接地電極３０と主体金具５０の接合部位近傍で測定されることが好ましい。具体的には、主体金具５０と接地電極３０との溶接によって形成される溶接ダレの直上から５ｍｍ以内の位置に計測面３３４を設定して距離εを測定することが好ましい。
【００３８】
以下に、距離εの測定方法について詳細に説明する。この処理は図３のステップＳ３０における処理にあたる。第１実施例では、距離εは、透過式変位センサ４００を用いて測定される。まず、図８〜図１０を参照して、透過式変位センサ４００について説明する。図８は、第１実施例における透過式変位センサ４００を例示する模式図である。図９は、第１実施例における雌ねじ治具３００の位置決めについて説明する模式図である。図８は、透過式変位センサ４００の上面を示している。図８に示すように、透過式変位センサ４００は、投光部４１０と受光部４２０と、土台部４３０と、位置決め部４４０を備える。投光部４１０は、発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）等の光源を有している。また、受光部４２０は、撮像素子（例えば、ＣＣＤ：Charge Coupled Device Image Sensor）等の撮像素子を有している。位置決め部４４０は、土台部４３０上に設置されている。また、透過式変位センサ４００には、透過式変位センサ４００により測定された距離εと、距離βとを用いて周方向角度αを算出する演算装置５００が接続されている。演算装置５００は、透過式変位センサ４００と一体的に構成されていてもよい。
【００３９】
位置決め部４４０は、図９に示すように、板４４２、４４４から構成される衝立状の部材である。位置決め部４４０は、土台部４３０上の予め決められた所定の位置への雌ねじ治具３００の配置を容易にするために設けられている。具体的には、板４４２、４４４は、雌ねじ治具３００の側面３６０、３７０が、図９に示すように、それぞれ、板４４２、４４４に当接されることにより、雌ねじ治具３００の軸線（主体金具５０の中心軸Ｏ）が予め規定された位置に位置決めされるように構成されている。
【００４０】
図１０は、第１実施例における透過式変位センサ４００による測定の状態を説明する説明図である。図１０は、主体金具５０が螺合された雌ねじ治具３００に対して、投光部４１０から受光部４２０に向けて光４５０が照射されている状態について、上面から示す上面図６００と、側面から示す側面図６１０とを対応させて示している。ここで、雌ねじ治具３００は、基準直線ＬＳが投光部４１０から受光部４２０に向かう光４５０の照射方向と一致するように、位置決め部４４０により土台部４３０上に配置される。図１０に示すように、投光部４１０の光源から射出された光は、コリメータレンズ等を含む光学素子により構成されるテレセントリック光学系を通り略均一な平行光となって測定対象物（主体金具５０）に照射される。このとき、接地電極３０によって生じる影４６０の映像が受光部４２０の撮像素子上に結像され、透過式変位センサ４００は、結像された映像を表す像データを生成する。
【００４１】
図１１は、第１実施例における、受光部４２０の撮像素子上に結像される映像を表す像データ６００を例示する説明図である。図１１において、一点鎖線ｌｓは、雌ねじ治具３００の軸線（主体金具５０の中心軸Ｏ）を表している。雌ねじ治具３００は、図８および図９において説明したように、予め規定された位置に配置されるので、一点鎖線ｌｓは雌ねじ治具３００の軸線の位置に応じて予め規定されている。点火最適像４１６は、接地電極３０が点火最適位置Ｏ１に接合されている場合に結像される接地電極３０の影の映像を表している。図１１に示すように、接地電極３０が点火最適位置Ｏ１に接合されている場合、接地電極３０の中心軸Ａと雌ねじ治具３００の軸線とは、ほぼ一致する。第１実施例では、透過式変位センサ４００は、点火最適像４１６のエッジ４１６ａ、４１６ｂを基準位置として利用する。以降、エッジ４１６ａ、４１６ｂを基準位置４１６ａ、４１６ｂと呼ぶ。
【００４２】
像４１２は接地電極３０の影の映像を表しており、像４１４は雌ねじ治具３００の影の映像を表している。図１１において、接地電極３０を表す像４１２のエッジ４１２ａ，４１２ｂは、それぞれ、接地電極３０の辺３２，３４（図５）を表している。また、軸線４１２ｃは、接地電極３０の中心軸Ａに対応する。軸線４１２ｃは、説明のために記載したものであり、像データ６００には現れない。透過式変位センサ４００は、エッジ４１２ａを検出し、エッジ４１２ａが基準位置４１６ａから変位したと判断して、基準位置４１６ａからエッジ４１２ａまでの変位量Ｅ１を検出（測定）する。同様に、透過式変位センサ４００は、エッジ４１２ｂを検出し、エッジ４１２ｂが基準位置４１６ｂから変位したと判断して、基準位置４１６ｂからエッジ４１２ｂまでの変位量Ｅ２を検出（測定）する。そして、このようにして測定された変位量Ｅ１、Ｅ２を式２に適用して、距離εを測定する。
【００４３】
ε＝（Ｅ１＋Ｅ２）／２ （式２）
【００４４】
以上説明した第１実施例の点火最適位置からの接地電極３０の接合のずれ量の測定方法によれば、測定対象物である主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態で、接地電極３０の中心軸Ａから、主体金具５０の中心軸Ｏと基準部としての溝３５０とを通る基準直線ＬＳとの間の距離εに基づいて、点火最適位置Ｏ１からの接地電極３０のずれ量が測定される。従って、点火最適位置からの接地電極３０のずれ量を数値化して確認できる。よって、接地電極３０の接合の位置ずれの評価精度を向上でき、主体金具５０の品質のばらつきを抑制できる。
【００４５】
また、第１実施例の測定方法によれば、主体金具５０の中心軸Ｏと接地電極３０の中心軸Ａとを通る第１の直線Ｌ１と基準直線ＬＳとの間の周方向角度αがずれ量として算出される。従って、点火最適位置からの接地電極３０の接合のずれ量の評価精度をさらに向上できる。
【００４６】
接地電極３０が傾いて接合されている場合、距離εを測定する位置によって距離εが大きく変化し、主体金具５０と接地電極３０との接合部位から離れるにつれて距離εの誤差も大きくなる。従って、第１実施例の測定方法によれば、接地電極３０と主体金具５０との接合部位近傍（溶接ダレから５ｍｍ以内）において距離εが測定されるので、接地電極３０の傾きに起因して距離εを誤測定することが抑制される。よって、距離εの測定精度を向上できる。
【００４７】
また、第１実施例の測定方法によれば、非接触式の透過式変位センサ４００により検出される各変位量Ｅ１、Ｅ２に基づき距離εが測定される。従って、簡易な構成で、接地電極３０の中心軸Ａと基準直線ＬＳの間の距離εの測定を行うことができる。また、一般的にセンサによる測定は短時間で行うことができるため、ずれ量の測定時間を短縮できる。また、非接触式の透過式変位センサ４００を利用することにより、ずれ量の測定によって接地電極３０を損傷させるという虞を回避できるという利点もある。
【００４８】
また、第１実施例のスパークプラグ１００の製造方法によれば、点火最適位置Ｏ１からの接地電極３０の接合位置のずれ量が許容範囲内であると判断された主体金具５０に絶縁碍子１０を組み付けてスパークプラグ１００が製造される。従って、品質のばらつきの少ないスパークプラグ１００を製造できる。
【００４９】
Ｂ．第２実施例：
第２実施例では、接触型の変位センサを用いて距離εを測定する。第２実施例において、スパークプラグ１００の製造方法および、点火最適位置からの接地電極３０の接合のずれ量を表す周方向角度αの算出方法については、第１実施例と同様であり、距離εの測定方法のみ異なる。
【００５０】
Ｂ１．距離εの測定方法：
図１２は、第２実施例における接触式変位センサを用いた距離εの測定方法について説明する模式図である。図１２の左側に記載されている平面図７００は、雌ねじ治具３００ａに主体金具５０が螺合された状態において、接地電極３０が点火最適位置に接合されている場合の変位センサの位置を表しており、図１２の右側に記載されている平面図７１０は、雌ねじ治具３００ａに主体金具５０が螺合された状態において、接地電極３０が点火最適位置からずれて接合されている場合の変位センサの位置を表している。図１２に示すように、第２実施例では、第１の接触式変位センサ７５０と第２の接触式変位７６０の２台の接触式変位センサを利用し、距離εを測定する。ここで、第１、第２の接触式変位センサ７５０、７６０は、基準直線ＬＳと直交する方向に配置されている。第２実施例の雌ねじ治具３００ａにおいて、溝３５０は、接触式変位センサへの設置の目安として利用される。
【００５１】
具体的には以下の通りである。平面図７００に示すように、接地電極３０が点火最適位置に接合されている場合、第１の接触式変位センサ７５０は、接地電極３０の辺３１および辺３４を有する側面３６に接触しており、第２の接触式変位７６０は、接地電極３０の辺３２および辺３３を有する側面３７に接触している。平面図７００における第１の接触式変位センサ７５０、第２の接触式変位７６０の位置をそれぞれ基準位置７５１，７６１とする。
【００５２】
平面図７１０に示すように、接地電極３０は主体金具５０の中心軸Ｏを中心とする周方向にずれて接合されているので、第１の接触式変位センサ７５０は、辺３４に接し、第２の接触式変位７６０は辺３２に接する。第１の接触式変位センサ７５０は基準位置７５１からの変位量Ｅ１を測定し、第２の接触式変位７６０は基準位置７６１からの変位量Ｅ２を測定する。このようにして測定された変位量Ｅ１、Ｅ２を上記式２に適用して距離εを算出する。
【００５３】
周方向角度αは、第１実施例と同様に、式２を適用して算出された距離εと不変の距離βを式１に適用して算出される。
【００５４】
以上説明した第２実施例の測定方法によれば、第１の接触式変位センサ７５０、第２の接触式変位７６０を用いて接地電極３０の中心軸Ａと基準直線ＬＳの間の距離εの測定が行われる。従って、精度良く距離εの測定を行うことができる。
【００５５】
Ｃ．第３実施例：
第３実施例では、観察者が視認により、接地電極３０のずれ量が予め規定された合格角度範囲内に含まれるか否かを判断した上で、接地電極３０のずれ量が合格角度範囲に含まれている主体金具５０のみについてずれ量の測定を行う。第３実施例では、雌ねじ治具３００ｂの面３３２ｂ上に記載されている合格角度範囲に基づいて、接地電極３０のずれを確認する。
【００５６】
図１３は、第３実施例における雌ねじ治具３００ｂの面３３２ｂに形成されている合格角度範囲Ｓを例示する平面図である。図１３は、雌ねじ治具３００ｂに、主体金具５０が螺合された状態を示している。合格角度範囲Ｓは、溝３３３ａ、溝３３３ｂにより表される、周方向原点から所定の角度範囲である。図１３において、合格角度Ｃ、−Ｃは、接地電極３０の中心軸Ａの周方向原点からの周方向角度の限界角度、すなわち、接地電極３０が、主体金具５０の品質として許容される限界の位置に接合されている場合の中心軸Ａの周方向原点からの周方向角度を表している。第３実施例の雌ねじ治具３００ｂにおいて、溝３５０は、接触式変位センサへの設置の目安として利用される。
【００５７】
第３実施例において、合格角度範囲Ｓを表す溝３３３ａ、溝３３３ｂは、接地電極３０の幅分を含む位置に形成されている。具体的には、溝３３３ａは、合格角度Ｃの位置に接地電極３０の中心Ａが位置する場合における、周方向正側の接地電極３０の切断面のエッジｅ１の延長線上に形成されている。同様に、溝３３３ｂは、合格角度−Ｃの位置に接地電極３０の中心Ａが位置する場合における、周方向負側の接地電極３０の切断面のエッジｅ２の延長線上に形成されている。言い換えれば、溝３３３ａは、合格角度Ｃを表す直線Ｑ１からＤ／２（Ｄ：接地電極３０の切断面における周方向の幅）だけ周方向正側に形成されており、溝３３３ｂは、合格角度−Ｃを表す直線Ｑ２からＤ／２だけ周方向負側に形成されている。この結果、合格角度範囲Ｓは、合格角度Ｃから合格角度−Ｃの範囲に、接地電極３０の切断面における周方向の幅Ｄが加算された範囲として表される。
【００５８】
第３実施例では、第１実施例と同様に、主体金具５０が雌ねじ治具３００に螺合された状態で、観察者が接地電極３０のずれを視認により確認し、接地電極３０の切断面のエッジｅ１が溝３３３ａよりも周方向負側に位置しているか、および、接地電極３０の切断面のエッジｅ２が溝３３３ｂよりも周方向正側に位置しているかを確認する。この確認は、観察者が面３３２ｂを直線視認してもよいし、投影機を用いて面３３２ｂを投影し、得られた投影図を視認することによって行っても良い。エッジｅ１が溝３３３ａよりも周方向負側に位置し、かつ、エッジｅ２が溝３３３ｂよりも周方向正側に位置している場合には、接地電極３０のずれ量は合格角度範囲Ｓ内であり、主体金具５０の品質は合格と判断される。エッジｅ１が溝３３３ａよりも周方向正側に位置し、もしくは、エッジｅ２が溝３３３ｂよりも周方向負側に位置している場合には、接地電極３０のずれ量は合格角度範囲Ｓを超えており、主体金具５０の品質は不合格と判断される。観察者は、合格と判断した主体金具５０についてのみ、透過式変位センサ４００を用いた距離εの測定および演算装置５００を用いて周方向角度α（ずれ量）の算出を行う。
【００５９】
以上説明した第３実施例の測定方法によれば、演算装置５００によるずれ量の測定前に、観察者により、接地電極３０の接合位置が、合格角度範囲Ｓ内であるか否かが判断され、合格角度範囲Ｓ内と判断された主体金具５０についてのみ、距離εの測定、ずれ量の算出が行われる。従って、観察者による視認によって不合格と判断された主体金具５０については、ずれ量の測定が行われることなく廃棄されるため、主体金具５０の製造速度を向上できる。
【００６０】
Ｄ．変形例：
（１）第１実施例では、一対の投光部４１０および受光部４２０を備える透過式変位センサ４００を利用してずれ量（周方向角度α）を算出しているが、ずれ量である周方向角度αが９０度以上である場合、距離εが、周方向角度αが９０度未満である場合と同じ値となる。よって、本変形例では、ずれ量を更に精度良く算出するために、更に、透過式変位センサ８００を設ける（図１４）。透過式変位センサ４００は、第１実施例と同様に、距離εを測定する。
【００６１】
図１４は、変形例における透過式変位センサ４００（４１０，４２０）および８００による測定の状態を説明する説明図である。透過式変位センサ８００は、一対の投光部８１０、受光部８２０を備え、投光部８１０と受光部８２０との間に存在する物体を検出する。すなわち、透過式変位センサ８００は、透過式変位センサ４００のように変位量を検出するために利用される装置ではなく、単に、物体の存在を検出するために利用される装置である。投光部８１０、受光部８２０は、基準直線ＬＳに直交する方向（図１４におけるＹ軸方向）に沿って光が射出されるように、かつ、Ｙ軸より投光部４１０側（接地電極３０が周方向角度α＝９０度〜２７０度の間に位置する場合に、接地電極３０の存在を検出可能な位置）に設けられている。変形例の雌ねじ治具において、溝３５０は、接触式変位センサへの設置の目安として利用される。
【００６２】
透過式変位センサ８００によって接地電極３０の存在が検出された場合、接地電極３０は、周方向角度α＝９０度〜２７０度の間に位置していることがわかる。よって、この場合には、以下の式３を適用して、正確な周方向角度α'を算出する。なお、式３において、ＡＢＳ（ｘ）関数は、ｘの値の絶対値を算出する関数であり、周方向角度αは、式１を適用して算出される周方向角度である。
【００６３】
α'＝（α／ＡＢＳ（α））＊１８０°−α （式３）
【００６４】
本変形例によれば、ずれ量である周方向角度αが９０度以上である場合にも、周方向角度αを精度良く検出できる。
【００６５】
（２）第１実施例では、接地電極３０の辺の変位量Ｅ（基準位置であるエッジ４１６ａからエッジ４１２ａまでの距離）を距離εとして算出しているが、例えば、像データ６００において、接地電極３０の中心軸Ａに対応する位置を特定し、一点鎖線ｌｓから中心軸Ａに対応する位置までの長さすなわち距離εを算出してもよい。例えば、図１１において、図面左右方向をｘ軸、図面上下方向をｙ軸とするｘｙ座標系で像データ６００を解析し、接地電極３０の中心軸Ａに対応する位置のｘ座標を取得し、一点鎖線ｌｓのｘ座標との差分から距離εを算出してもよい。中心軸Ａを特定するためには、上述した座標系による特定だけでなく、公知の種々の方法を用いても良い。
【００６６】
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成をとることができる。
【符号の説明】
【００６７】
５…ガスケット
６…リング部材
８…板パッキン
９…タルク
１０…絶縁碍子
１２…軸孔
１３…脚長部
１５…段部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…鍔部
２０…中心電極
３０…接地電極
３０ａ…仮想断面
３１、３２，３３，３４…辺
３６、３７…側面
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ネジ部
５３…加締部
５４…シール部
５５…座面
５６…段部
５８…座屈部
５９…ネジ首
１００…スパークプラグ
２００…エンジンヘッド
２０１…取付ネジ孔
２０５…開口周縁部
３００、３００ａ、３００ｂ…雌ねじ治具
３１０…本体部
３２０…貫通孔
３３０ａ…フランジ部
３３０ｂ…フランジ部
３３４…計測面
３３２ｂ…面
３３３ａ…溝
３３３ｂ…溝
３５０…溝
３６０…側面
４００…透過式変位センサ
４１０…投光部
４１２…像
４１２ａ…エッジ
４１２ｃ…軸線
４１４…像
４１６…点火最適像
４１６ａ…基準位置
４２０…受光部
４３０…土台部
４４０…位置決め部
４４２…板
４５０…光
４６０…影
５００…演算装置
６００…像データ
７５０…第１の接触式変位センサ
７５１…基準位置
７６０…第２の接触式変位
７６１…基準位置
８００…透過式変位センサ
８１０…投光部
８２０…受光部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面を有すると共に前記端面上において自身の中心軸以外の部位に部材が接合されている測定対象物を、前記測定対象物における前記部材の接合目標位置の基準となる基準部が設けられた雌ねじ治具に螺合して、前記基準部に基づき設定された前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定する測定方法であって、
前記測定対象物を前記雌ねじ治具に螺合し、
前記測定対象物が前記雌ねじ治具に螺合された状態で、前記測定対象物の中心軸と直交する平面である計測面上において、前記部材の中心軸と、前記測定対象物の中心軸と前記基準部とを結ぶ直線である基準直線と、の間の最短距離を測定し、
前記測定した最短距離に基づいて、前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定する、
測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の測定方法であって、
前記測定対象物は、スパークプラグ用の主体金具であり、
前記部材は、前記主体金具に接合されている接地電極である、
測定方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の測定方法であって、
前記ずれ量は、前記測定対象物の中心軸と前記部材の中心軸とを通る第１の直線と前記基準直線との間の角度によって表され、
前記ずれ量の測定において、前記部材の中心軸と前記測定対象物の中心軸との間の長さと、前記測定した最短距離とに基づいて、前記角度を算出する、
測定方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３いずれか記載の測定方法であって、
前記計測面は、前記部材と前記測定対象物との接合部位近傍の面である、
測定方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４いずれか記載の測定方法であって、
前記ずれ量の測定において、前記部材の中心軸と前記基準直線との間の最短距離の測定は、非接触型の透過式の変位センサを用いて行われる、
測定方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４いずれか記載の測定方法であって、
前記ずれ量の測定において、前記部材の中心軸と前記基準直線との間の最短距離の測定は、接触型の変位センサを用いて行われる、
測定方法。
【請求項７】
スパークプラグの製造方法であって、
筒状の主体金具の端面に接地電極を接合し、
前記接地電極が接合されている主体金具を、前記主体金具における前記接地電極の接合目標位置の基準となる基準部が設けられた雌ねじ治具に螺合し、
前記主体金具が前記雌ねじ治具に螺合された状態で、前記主体金具の中心軸と直交する平面である計測面上において、前記主体金具に接合されている接地電極の中心軸と、前記主体金具の中心軸と前記基準部とを結ぶ直線である基準直線と、の間の最短距離を測定し、
前記測定した最短距離に基づいて、前記接合目標位置からの前記接地電極のずれ量を測定し、
前記測定されたずれ量が予め規定された許容範囲内であるか否かを判断し、
前記ずれ量が前記許容範囲内であると判断された主体金具に、中心電極および端子金具が組み付けられた絶縁体を組み付け、
前記接地電極の先端を前記中心電極に対向させるように加工する、
スパークプラグの製造方法。
【請求項１】
端面を有すると共に前記端面上において自身の中心軸以外の部位に部材が接合されている測定対象物を、前記測定対象物における前記部材の接合目標位置の基準となる基準部が設けられた雌ねじ治具に螺合して、前記基準部に基づき設定された前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定する測定方法であって、
前記測定対象物を前記雌ねじ治具に螺合し、
前記測定対象物が前記雌ねじ治具に螺合された状態で、前記測定対象物の中心軸と直交する平面である計測面上において、前記部材の中心軸と、前記測定対象物の中心軸と前記基準部とを結ぶ直線である基準直線と、の間の最短距離を測定し、
前記測定した最短距離に基づいて、前記接合目標位置からの前記部材のずれ量を測定する、
測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の測定方法であって、
前記測定対象物は、スパークプラグ用の主体金具であり、
前記部材は、前記主体金具に接合されている接地電極である、
測定方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の測定方法であって、
前記ずれ量は、前記測定対象物の中心軸と前記部材の中心軸とを通る第１の直線と前記基準直線との間の角度によって表され、
前記ずれ量の測定において、前記部材の中心軸と前記測定対象物の中心軸との間の長さと、前記測定した最短距離とに基づいて、前記角度を算出する、
測定方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３いずれか記載の測定方法であって、
前記計測面は、前記部材と前記測定対象物との接合部位近傍の面である、
測定方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４いずれか記載の測定方法であって、
前記ずれ量の測定において、前記部材の中心軸と前記基準直線との間の最短距離の測定は、非接触型の透過式の変位センサを用いて行われる、
測定方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４いずれか記載の測定方法であって、
前記ずれ量の測定において、前記部材の中心軸と前記基準直線との間の最短距離の測定は、接触型の変位センサを用いて行われる、
測定方法。
【請求項７】
スパークプラグの製造方法であって、
筒状の主体金具の端面に接地電極を接合し、
前記接地電極が接合されている主体金具を、前記主体金具における前記接地電極の接合目標位置の基準となる基準部が設けられた雌ねじ治具に螺合し、
前記主体金具が前記雌ねじ治具に螺合された状態で、前記主体金具の中心軸と直交する平面である計測面上において、前記主体金具に接合されている接地電極の中心軸と、前記主体金具の中心軸と前記基準部とを結ぶ直線である基準直線と、の間の最短距離を測定し、
前記測定した最短距離に基づいて、前記接合目標位置からの前記接地電極のずれ量を測定し、
前記測定されたずれ量が予め規定された許容範囲内であるか否かを判断し、
前記ずれ量が前記許容範囲内であると判断された主体金具に、中心電極および端子金具が組み付けられた絶縁体を組み付け、
前記接地電極の先端を前記中心電極に対向させるように加工する、
スパークプラグの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−２１８８２８（Ｐ２０１０−２１８８２８Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６３１１３（Ｐ２００９−６３１１３）
【出願日】平成２１年３月１６日（２００９．３．１６）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１６日（２００９．３．１６）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
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