(57)【要約】【課題】スパークプラグの接地電極の位相を燃焼室の吸排気方向と特定の位相で容易に合わせることができ、かつ、設備コストも安価ですむスパークプラグ組付け方法、組付け装置及びスパークプラグを提供する。【解決手段】ナットランナ４のモータ２１を回転させ、ソケット２４の位相検知突起部３１を近接センサ８で検知し、近接センサ８の検知に基いて、モータ２１の回転を停止させる。停止したモータ２１の回転位置に基づき、ソケット２４の回転位置をリセットし、スパークプラグ２をソケット２４にセットする。ナットランナ４を所定の組付け位置まで下降させ、モータ２１を回転させて、スパークプラグ２をシリンダヘッドにねじ込む。スパークプラグ２をソケット２４にセットした際、スパークプラグ２の接地電極を特定の位相に固定することができるので、スパークプラグ２を接地電極が吸排気方向に対して垂直となるようシリンダヘッド３に組付けることができる。【選択図】図１
2015018703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を嵌合するための六角形の嵌合部を有するスパークプラグをシリンダヘッドに組付けるスパークプラグ組付方法であって、
六角形の前記嵌合部の６つの角部のうちの一部を、角部の頂部を取除いた形状の位相識別部とし、
前記位相識別部に係合する係合部を有して前記嵌合部に嵌合可能な工具を用いて、前記位相識別部の位置に基づき、前記スパークプラグを前記シリンダヘッドに対して特定の位相で組付けることを特徴とするスパークプラグの組付方法。
【請求項２】
工具を嵌合するための六角形の嵌合部を有するスパークプラグをシリンダヘッドに組付けるためのスパークプラグ組付装置であって、
前記スパークプラグの六角形の前記嵌合部の６つの角部のうちの一部を、角部の頂部を取除いた形状の位相識別部とし、
前記位相識別部に係合する係合部を有して前記嵌合部に嵌合可能な工具を用いて、前記位相識別部の位置に基づき、前記スパークプラグを前記シリンダヘッドに対して特定の位相で組付けることを特徴とするスパークプラグ組付装置。
【請求項３】
工具を嵌合するための六角形の嵌合部を有するスパークプラグであって、
六角形の前記嵌合部の６つの角部のうちの一部を、角部の頂部を取除いた形状の位相識別部としたことを特徴とするスパークプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパークプラグ組付け方法、組付け装置及びスパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の内燃機関の燃焼室内の混合気に点火する手段として、スパークプラグが用いられている。スパークプラグをシリンダヘッドに組付ける際、スパークプラグの接地電極の位相を燃焼室内の特定の方向に合わせることで点火性能が向上し、燃焼が改善されて燃費が向上することが知られている。しかし、従来のスパークプラグの組付けでは、接地電極の位相の識別が困難であるため、接地電極を特定の位相に合わせることは容易ではない。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、スパークプラグの接地電極の取付位相を識別するための電極位置識別マーカをスパークプラグの絶縁体の後端部に形成し、スパークプラグをシリンダヘッドにねじ込んだ状態で、電極位置識別マーカの画像情報に基いて、接地電極の取付位相を識別するスパークプラグの組付け方法・装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−９２４１０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、上記特許文献１に記載されたスパークプラグの組付け方法・装置では次のような問題がある。スパークプラグの電極位置識別マーカを撮影し、撮影された画像情報に基いて、締付終了角度位相を定めるため、画像の撮影及び処理装置等を必要とするので設備コストが増大する。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、スパークプラグの接地電極の位相を燃焼室の吸排気方向と特定の位相で容易に合わせることができ、かつ、設備コストも安価ですむスパークプラグ組付け方法、組付け装置及びスパークプラグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１の組付け方法に係る発明は、工具を嵌合するための六角形の嵌合部を有するスパークプラグをシリンダヘッドに組付けるスパークプラグ組付方法であって、
六角形の前記嵌合部の６つの角部のうちの一部を、角部の頂部を取除いた形状の位相識別部とし、
前記位相識別部に係合する係合部を有して前記嵌合部に嵌合可能な工具を用いて、前記位相識別部の位置に基づき、前記スパークプラグを前記シリンダヘッドに対して特定の位相で組付けることを特徴とする。
また、請求項２の組付け装置に係る発明は、工具を嵌合するための六角形の嵌合部を有するスパークプラグをシリンダヘッドに組付けるためのスパークプラグ組付装置であって、
前記スパークプラグの六角形の前記嵌合部の６つの角部のうちの一部を、角部の頂部を取除いた形状の位相識別部とし、
前記位相識別部に係合する係合部を有して前記嵌合部に嵌合可能な工具を用いて、前記位相識別部の位置に基づき、前記スパークプラグを前記シリンダヘッドに対して特定の位相で組付けることを特徴とする
。
また、請求項３のスパークプラグに係る発明は、工具を嵌合するための六角形の嵌合部を有するスパークプラグであって、
六角形の前記嵌合部の６つの角部のうちの一部を、角部の頂部を取除いた形状の位相識別部としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スパークプラグの接地電極の位相を燃焼室の吸排気方向と特定の位相で容易に合わせることができ、かつ、設備コストも安価ですむスパークプラグ組付け方法、組付け装置及びスパークプラグを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るスパークプラグの組付け装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るスパークプラグの側面図である。
【図３】図２に示すスパークプラグの嵌合部の断面の外形形状を示す図である。
【図４】図１に示すスパークプラグの組付け装置のソケットの縦断面図である。
【図５】図４に示すソケットの下面図である。
【図６】図１に示すスパークプラグの組付け装置の作動を示すフローチャートである。
【図７】スパークプラグの接地電極の位相と燃費効果との関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
まず、図７を参照して、内燃機関の燃焼室内の吸気バルブから排気バルブへ向かう方向（吸排気方向）に対するスパークプラグ２の接地電極１７の角度（位相）と燃費効果との関係について説明する。
【００１１】
図７は、シリンダヘッドに組付けられたスパークプラグ２の接地電極１７の位置が、吸排気方向に対して垂直（内燃機関のリア方向）の位置（Ａ）のとき０°、吸気バルブ方向の位置（Ｂ）のとき９０°、吸排方向に対して垂直（内燃機関のフロント方向）の位置（Ｃ）のとき１８０°、排気バルブ方向の位置（Ｄ）のとき２７０°、位置（Ａ）から一周した位置（Ｅ）のとき３６０°、位置（Ｂ）から一周した位置（Ｆ）のとき４５０°として、各角度における燃費効率を示している。
【００１２】
図７に示されるように、スパークプラグ２の接地電極１７を吸排気方向に対して垂直に配置した位置（Ａ），（Ｃ）及び（Ｅ）において、良好な燃費効果が得られる。
【００１３】
次に、本実施形態に係るスパークプラグ２について図２及び図３を参照して説明する。
図２及び図３に示すように、スパークプラグ２は、自動車等の内燃機関の燃焼室内の混合気に点火するものであり、主体金具１１と、この主体金具１１の上部に設けられて締付工具を嵌合するための断面が六角形状の嵌合部１２と、主体金具１１の外周面に形成されたネジ部１３と、絶縁体１４と、ターミナル１５と、中心電極１６と、主体金具１１の先端部外周面から略Ｌ字状に延びる接地電極１７とを備えている。
【００１４】
嵌合部１２は、六角形の６つの角部のうち互いに対向する２つの角部が、先端の頂部を取除いて丸められた形状（図３の実線参照）の位相識別部１９，１９となっている。位相識別部１９，１９は、接地電極１７の方向に対応するように配置されている。位相識別部１９，１９は、角部の先端の頂部を取除いた形状であるため、既存の六角穴を有する工具をセットすることができる。また、このような角部の先端の頂部を取除いた形状は、アンダーカット部がなく、焼結等の金型による成形が容易であると共に、スパークプラグ２の内部構造にも影響せず、更に、軽量化に寄与することができる。なお、位相識別部１９，１９は、角部の先端の頂部を取除いた形状であれば、他の形状でもよく、例えば平面としてもよい。
【００１５】
次に、本実施形態に係るスパークプラグ組付装置１について、図１乃至図５を参照して説明する。
図１に示すように、スパークプラグ組付け装置１は、上述のスパークプラグ２をシリンダヘッド３に組付けるためのものであって、スパークプラグ２をねじ込むためのナットランナ４と、エアシリンダ５と、エアシリンダ５への空気の供給を切替えるソレノイドバルブ６と、ナットランナ４を昇降可能に案内するガイド部材７と、近接センサ８と、ナットランナ４及びソレノイドバルブ６を制御する制御部９とを備えている。
【００１６】
ナットランナ４は、駆動源であるモータ２１と、モータ２１の回転角度を検出する回転角度検出部２２と、トルクを検出するトルクトランスデューサ２３と、モータ２１の回転を減速する減速機構（図示せず）とを備えている。ナットランナ４の出力軸２５には、連結部材２６によって、スパークプラグ２をセットするソケット２４が連結されている。ナットランナ４は、ガイド部材７によって昇降可能に案内され、エアシリンダ５のロッド３３の伸縮によって昇降することができる。
【００１７】
モータ２１は、制御部９からの駆動電流により回転を制御可能となっている。回転角度検出部２２は、モータ２１の回転角度を検出するレゾルバ、エンコーダ等とすることができ、モータ２１の回転角度に基づき、減速機構によって減速されたソケット２４の回転角度を検出する。トルクトランスデューサ２３は、出力軸２５のトルクを検出する。減速機構は、モータ２１の回転を減速して必要な締付トルクを得るためのものであり、モータ２１の出力によって必要な締付トルクが得られる場合には、減速機構を省略してもよい。
【００１８】
図４及び図５を参照して、ソケット２４は、一端部が連結部材２６に連結され（図１参照）、他端部にスパークプラグ２を嵌合させるための断面が六角形の嵌合穴２８が形成されている。この嵌合穴２８は、スパークプラグ２の嵌合部１２の位相識別部１９，１９に嵌合するように、六角形の６つの角部のうち互いに対向する２つの角部が丸められた形状の係合部３０，３０となっている。これにより、スパークプラグ２をソケット２４にセットしたとき、ソケット２４に対してスパークプラグ２の接地電極１７を特定の位相に固定することができる。
【００１９】
このとき、２つの位相識別部１９，１９及び係合部３０，３０は、それぞれ六角形の角部のうち互いに対向する２箇所に設けられているので、スパークプラグ２の接地電極１７は、ソケット２４に対して、１８０°異なる位相のいずれかに固定されることになる。このように、ソケット２４に対して、スパークプラグ２を２つの方向で嵌合できるので、嵌合位置を容易に探すことができる。また、ソケット２４には、外周部に近接センサ８に対向して位相検知突起部３１，３１が形成されている。この位相検知突起部３１，３１は、嵌合穴２８の２つの係合部３０，３０に対応して配置されている。
【００２０】
ガイド部材７は、レール３５と、このレール３５に沿ってベアリング等によって移動可能に案内されるスライド部材３６とを備え、レール３５は、支持部材３９に支持されている。スライド部材３６には、取付部材３７によってナットランナ４が取付けられ、取付部材３７には、エアシリンダ５のロッド３３が連結されている。
【００２１】
エアシリンダ５のロッド３３は、ガイド部材７の取付部材３７に結合され、空気の供給により伸縮することができる。ロッド３３の伸縮は、ソレノイドバルブ６によって制御されている。ソレノイドバルブ６は、エアシリンダ５への空気の供給を切替えるものであり、制御部９によって制御されている。
【００２２】
近接センサ８は、支持部材３９に取付けられ、ソケット２４の位相検知突起部３１，３１の位置を検出する。
【００２３】
制御部９は、回転角度検出部２２からの回転角度信号、トルクトランスデューサ２３からのトルク信号及び近接センサ８からの位置信号に基づき、ナットランナ４のモータ２１の回転、及び、ソレノイドバルブ６の切替えを制御する。
【００２４】
以上のように構成したスパークプラグ組付け装置１の制御部９による作動について図６のフローチャートを参照して次に説明する。
図６を参照して、ステップＳ１で、ナットランナ４のモータ２１の回転を開始し、ステップＳ２でソケット２４の位相検知突起部３１を近接センサ８で検知し、ステップＳ３で近接センサ８の検知に基いて、モータ２１の回転を停止させる。
【００２５】
ステップＳ４で、停止したナットランナ４のモータ２１の回転位置に基づき、ソケット２４の回転位置（位相）をリセットする。そして、ステップＳ５で、スパークプラグ２をソケット２４にセットする。このとき、スパークプラグ２の嵌合部１２の位相識別部１９，１９がソケット２４の嵌合穴２８の係合部３０，３０に嵌合するので、スパークプラグ２の接地電極１７を特定の位相に固定することができる。
【００２６】
ステップＳ６で、ソレノイドバルブ６により、エアシリンダ５に空気を供給してロッド３３を伸長させ、ナットランナ４をストロークＬだけ下降させて、スパークプラグ２をシリンダヘッド３のスパークプラグホール４０にセットする（図１参照）。
【００２７】
ステップＳ７で、ナットランナ４のモータ２１の回転を開始して、スパークプラグ２をスパークプラグホール４０にねじ込む。このとき、回転角度検出部２２から締付回転角度を検出し、更に、トルクトランスデューサ２３から締付トルクを検出する。
【００２８】
ステップＳ８で、トルクトランスデューサ２３から得られる締付トルクが所定のカットトルク（目標トルク）に達したとき、ステップＳ９でモータ２１を停止させる。
【００２９】
ステップＳ１０で、モータ２１の停止時に検出された締付トルクが規定締付トルク範囲にあるか否かを判定する。締付トルクが規定締付トルク範囲にある場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１１に進み、ステップＳ１１でモータ２１の停止時に検出された締付回転角度が、スパークプラグ２の接地電極１７の角度（位相）が吸排気方向に対して垂直（図７の位置（Ｃ）、（Ｅ）参照）となるように設定した規定締付回転角度範囲にあるか否かを判定する。
【００３０】
ステップＳ１１で、締付回転角度が規定締付回転角度範囲にある場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１３に進み、ステップＳ１３で締付トルク及び締付回転角度が正常であると判定され、ステップＳ１４に進む。そして、ステップＳ１４で、ソレノイドバルブ６により、エアシリンダ５に空気を供給してロッド３３を短縮させ、ナットランナ４を上昇させて、スパークプラグ２の組付けを終了する。
【００３１】
また、ステップＳ１１で、締付回転角度が規定締付回転角度範囲にない場合（Ｎｏ）、ステップＳ１５に進み、ステップＳ１５でナットランナ４のモータ２１を回転させる。そして、ステップＳ１６において、回転角度検出部２３から得られたソケット２５の回転角度が所定のカット回転角度（目標回転角度）に達したとき、ステップＳ９に戻り、モータ２１の回転を停止して、再度、上述のルーチンを実行する。
【００３２】
なお、ステップＳ１０において、締付トルクが規定締付トルク範囲にない場合（Ｎｏ）、ステップＳ１２に進み、ステップＳ１２で締付トルクが異常であると判定して、ステップＳ１４に進み、スパークプラグ２の組付けを終了する。
【００３３】
以上のようにして、スパークプラグ２を接地電極１７が吸排気方向に対して垂直（図７の位置（Ｃ）、（Ｅ）参照）となるようシリンダヘッド３に組付けることができる。また、スパークプラグ２をシリンダヘッド３に組付け後においても、ソケット２４の位相検知突起部３１，３１より、接地電極１７の位相を目視で確認することでき、更に、スパークプラグ２の交換時にも容易に確認することができる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、スパークプラグ２の嵌合部１２及びソケット２４の嵌合穴２８の六角形の６つの角部のうち、互いに対向する２つの角部を位相識別部１９，１９及び係合部３０，３０としているが、１つのみを位相識別部及び係合部とすることもできる。この場合、ソケット２４に設けられた２つの位相検知突起部３１，３１の一方を省略することができる。また、スパークプラグ２の嵌合部１２とソケット２４の嵌合穴２８とが嵌合可能な位置は、１つのみとなり、ソケット２４の回転位置に対して、スパークプラグ２の接地電極１７の位相は１つに特定されることになる。
【００３５】
また、上記実施形態では、近接センサ８によってソケット２４の位相を割り出しているが、エンコーダ等によってモータ２１の絶対的な回転位置が割り出し可能な場合には、これに基づきソケット２４の位相を割出すことにより、近接センサ８を省略してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
２…スパークプラグ、３…シリンダヘッド、１２…嵌合部、１９…位相識別部、２４…ソケット（工具）、３０…係合部
【図１】
2015018703.tif 000003
【図２】
2015018703.tif 000004
【図３】
2015018703.tif 000005
【図４】
2015018703.tif 000006
【図５】
2015018703.tif 000007
【図６】
2015018703.tif 000008
【図７】
2015018703.tif 000009