(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体中に配置された中心電極と、その絶縁体の外周に配置された主体金具と、一端がその主体金具の先端側端面に結合される一方、他端側が側方に曲げ返されて側面が前記中心電極の先端面と対向することにより、該中心電極先端面との間に火花ギャップを形成する接地電極とを備えるスパークプラグの製造方法であって、
撮影手段により前記火花ギャップを撮影する撮影工程と、
その撮影により得られた画像情報に基づいて基準点を一箇所定め、さらに、該基準点を通過する複数の計測線によって求められた前記接地電極側の前記火花ギャップに臨む接地電極側火花ギャップ形成部と、前記中心電極側の前記火花ギャップに臨む中心電極側火花ギャップ形成部との距離に基づいて前記ギャップ間隔を決定するギャップ間隔算出工程と、
その算出されたギャップ間隔に基づいて所定の後処理を行う後処理工程とを含み、
前記ギャップ間隔算出工程は、前記基準点を複数定めるとともに、各基準点のそれぞれについて求められた前記距離に基づいて前記ギャップ間隔を決定することを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【請求項２】
絶縁体中に配置された中心電極と、その絶縁体の外周に配置された主体金具と、一端がその主体金具の先端側端面に結合される一方、他端側が側方に曲げ返されて側面が前記中心電極の先端面と対向することにより、該中心電極先端面との間に火花ギャップを形成する接地電極とを備えるスパークプラグの製造方法であって、
撮影手段により前記火花ギャップを撮影する撮影工程と、
その撮影により得られた画像情報に基づいて前記接地電極側の前記火花ギャップに臨む接地電極側火花ギャップ形成部と、前記中心電極側の前記火花ギャップに臨む中心電極側火花ギャップ形成部とのいずれか一方の火花ギャップ形成部に、その外形線上の基準点を一箇所定め、さらに、他方の火花ギャップ形成部において前記基準点との距離が最短となる前記外形線上の測定点を見出し、その最短距離に基づいて前記ギャップ間隔を決定するギャップ間隔算出工程と、
その算出されたギャップ間隔に基づいて所定の後処理を行う後処理工程を含み、
前記ギャップ間隔算出工程は、前記最短距離に基づいて、前記ギャップ間隔の画像上における見かけの寸法（以下、「見かけギャップ寸法」ともいう）を求めるとともに、
前記スパークプラグの一部に予め定められた測定基準部の前記撮影画像上での見かけ寸法（以下、「測定基準部見かけ寸法」ともいう）と、その測定基準部の既知の標準寸法（以下、「測定基準部標準寸法」ともいう）とに基づいて前記見かけギャップ寸法の補正を行い、前記ギャップ間隔として算出することを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【請求項３】
絶縁体中に配置された中心電極と、その絶縁体の外側に配置された主体金具と、一端がその主体金具の先端側端面に結合される一方、他端側が側方に曲げ返されて側面が前記中心電極の先端面と対向することにより、該中心電極先端面との間に火花ギャップを形成する接地電極とを備えるスパークプラグの製造方法であって、
撮影手段により前記火花ギャップを撮影する撮影工程と、
その撮影により得られた画像情報に基づいて、前記ギャップ間隔の見かけの寸法（以下、見かけギャップ寸法ともいう）を求めるとともに、前記スパークプラグの一部に予め定められた測定基準部の前記撮影画像上での見かけ寸法（以下、「測定基準部見かけ寸法」ともいう）と、その測定基準部の既知の標準寸法（以下、「測定基準部標準寸法」ともいう）とに基づいて前記見かけギャップ寸法の補正を行い前記火花ギャップのギャップ間隔として算出するギャップ間隔算出工程と、
その算出されたギャップ間隔に基づいて所定の後処理を行う後処理工程を含むことを特徴とするスパークプラグの製造方法。
【請求項４】
前記ギャップ間隔算出工程は、
前記撮影手段にて撮影する向きに前記スパークプラグが傾斜する形で撮影されることに基づいて生じる前記見かけギャップ寸法の寸法誤差を、前記測定基準部見かけ寸法及び前記測定基準部標準寸法に基づいて補正することを特徴とする請求項２又は３に記載のスパークプラグの製造方法。
【請求項５】
前記測定基準部は前記接地電極であり、
前記測定基準部標準寸法として、前記接地電極における既知の標準厚さ寸法（以下、「接地電極厚さ標準寸法」ともいう）が予め定められる一方、前記測定基準部見かけ寸法として、前記撮影画像上において前記接地電極の画像上の厚さ寸法（以下、「接地電極厚さ見かけ寸法」ともいう）を求め、
それら接地電極厚さ見かけ寸法及び接地電極厚さ標準寸法と、前記接地電極において予め定められる既知の標準幅寸法とに基づいて前記見かけギャップ寸法の補正を行う請求項２ないし４のいずれか１項に記載のスパークプラグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパークプラグの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、いわゆる平行電極型スパークプラグの製造において、火花ギャップの形成及び間隔調整においては、接地電極に予備押圧をした後、ＣＣＤカメラ等によりギャップ間隔をモニタしながらギャップ間隔が目標値に達するまで接地電極の押圧を繰り返す手法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ギャップ間隔の調整を行う時にＣＣＤカメラ等によりモニタする場合、撮影画像上の座標系に合わせてスパークプラグの設置方向（具体的には、中心電極の軸線の方向）が設定されている。即ち、画像の座標系においていずれか１つの座標方向（例えばＹ方向）を中心電極の方向と一致させるような計測手法を用いれば、その一致する座標方向において中心電極と接地電極とのエッジ間を計測することによりギャップ間隔が算出されることとなる。
【０００４】
しかしながら、図２０のように、ギャップ計測の基準となる方向（図面Ｙ方向）に対し、中心電極の軸線が傾斜する形にてワークＷが撮影されるような場合、具体的には、例えば撮影手段にて撮影する向きに対しこの軸線が左右に傾斜する形では、ギャップ間隔を計測すべき方向がその基準となる方向に対して傾斜する形となる。従って、その傾斜に起因して実際の値ｇｒと画像による計測値ｇ”との間に寸法誤差を生じさせる可能性があった。また、図８のように、撮影手段により撮影する向きに軸線が前後に傾く形でワークが撮影されるような場合においても、同様に寸法誤差が生じる可能性があった。
【０００５】
本発明の解決すべき課題は、ギャップ間隔の計測において、撮影手段に対するワーク（スパークプラグ）の傾斜に関係なく正確なギャップ間隔を算出でき、ひいてはそのギャップ間隔算出値を用いてスパークプラグを高精度に製造し得るスパークプラグの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記のような課題を解決するために本発明は、
絶縁体中に配置された中心電極と、その絶縁体の外周に配置された主体金具と、一端がその主体金具の先端側端面に結合される一方、他端側が側方に曲げ返されて側面が前記中心電極の先端面と対向することにより、該中心電極先端面との間に火花ギャップを形成する接地電極とを備えるスパークプラグの製造方法であって、
撮影手段により前記火花ギャップを撮影する撮影工程と、
その撮影により得られた画像情報に基づいて基準点を一箇所定め、さらに、該基準点を通過する複数の計測線によって求められた前記接地電極側の前記火花ギャップに臨む接地電極側火花ギャップ形成部と、前記中心電極側の前記火花ギャップに臨む中心電極側火花ギャップ形成部との距離に基づいて前記ギャップ間隔を決定するギャップ間隔算出工程と、
その算出されたギャップ間隔に基づいて所定の後処理を行う後処理工程とを含み、
前記ギャップ間隔算出工程は、前記基準点を複数定めるとともに、各基準点のそれぞれについて求められた前記距離に基づいて前記ギャップ間隔を決定することを特徴とするスパークプラグの製造方法を提供する。
【０００７】
上記方法のごとく、ギャップ間隔を決定するようにすれば、例えば図２０のように、スパークプラグが撮影画像上において傾斜している形で撮影されたような場合、即ちスパークプラグが、画像平面上において中心電極の軸線が左右に傾斜している場合であっても、ギャップ間隔を正確に測定することができる。即ち、撮影画像平面における傾斜による誤差が生じない。
【０００８】
また、絶縁体中に配置された中心電極と、その絶縁体の外周に配置された主体金具と、一端がその主体金具の先端側端面に結合される一方、他端側が側方に曲げ返されて側面が前記中心電極の先端面と対向することにより、該中心電極先端面との間に火花ギャップを形成する接地電極とを備えるスパークプラグを製造するために、
撮影手段により前記火花ギャップを撮影する撮影工程又は撮影手段と、
その撮影により得られた画像情報に基づいて前記接地電極側の前記火花ギャップに臨む接地電極側火花ギャップ形成部と、前記中心電極側の前記火花ギャップに臨む中心電極火花ギャップ形成部とのいずれか一方の火花ギャップ形成部に、その外形線上の基準点を一箇所定め、さらに、他方の火花ギャップ形成部において前記基準点との距離が最短となる前記外形線上の測定点を該基準点を通過する例えば複数の放射状の計測線によって見出し、その最短距離に基づいて前記ギャップ間隔を決定するギャップ間隔算出工程又はギャップ間隔算出手段と、
その算出されたギャップ間隔に基づいて所定の後処理を行う後処理工程又は後処理手段を含むことを特徴とするスパークプラグの製造方法及び製造装置であってもよい。
【０００９】
上記方法のごとくギャップ間隔を決定すれば、ギャップ間の最短距離を精度高く得ることができる。即ち、撮影画像平面における傾斜による誤差が生じず、ひいては高精度なギャップ調整に寄与する。
【００１０】
また、撮影画像上において、ギャップ間隔の見かけの寸法（以下、見かけギャップ寸法ともいう）を求めるとともに、スパークプラグの一部に予め定められた測定基準部の撮影画像上での見かけ寸法（以下、測定基準部見かけ寸法ともいう）と、その測定基準部の既知の標準寸法（以下、測定基準部標準寸法ともいう）とに基づいて見かけギャップ寸法の補正を行い、ギャップ間隔として算出するようにしてもよい。具体的には例えば、前記撮影手段にて撮影する向きにスパークプラグが傾斜する形で撮影されることに基づいて生じる見かけギャップ寸法の寸法誤差を、測定基準部見かけ寸法及び測定基準部標準寸法に基づいて補正する方法を用いることができる。
【００１１】
この方法によれば、仮に撮影手段にて撮影する向きにスパークプラグが傾斜する形で撮影されたとしても、補正により実寸法に極めて近い値を取得することができ、ひいてはギャップ間隔を高精度に設定することができる。なお、この方法とともに、上記した外形線上の測定点と基準点とに基づいてギャップ間隔を算出する方法を併用すれば、撮影する方向における傾斜及び撮影する方向に対して左右の傾斜にともに対処できることとなる。
【００１２】
【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（ａ）及び（ｂ）は、本発明のスパークプラグ製造装置（以下、単に製造装置という）の一実施例を概念的に示す平面図及び側面図である。該製造装置１は、被処理スパークプラグ（以下、ワークともいう）Ｗを搬送経路Ｃ（本実施例では直線的なものとなっている）に沿って間欠的に搬送する搬送機構としてのリニアコンベア３００を備え、その搬送経路Ｃに沿って、ワークＷの火花ギャップ形成の各工程実施部、すなわち被処理スパークプラグ搬入機構としてのワーク搬入機構１１、ワークＷの接地電極を一定の位置に位置決めする接地電極整列機構１２、中心電極の先端面位置を測定する先端面位置測定装置１３、接地電極の仮曲げを行う仮曲げ装置１４、同じく本曲げを行なう本曲げ装置１５、加工終了後のワークＷを排出するワーク排出機構１６、及び不合格品排出機構１７が、搬送方向上流側からこの順序で配置されている。リニアコンベア３００は、巡回部材としてのチェーン３０１に対し、ワークＷが着脱可能に装着されるキャリア３０２が所定の間隔で取り付けられたものである。チェーン３０１をコンベア駆動モータ２４により間欠的に巡回駆動することにより、各キャリア３０２すなわちワークＷを搬送経路Ｃに沿って間欠的に搬送する。
【００１３】
ワークＷは、図２に示すように、筒状の主体金具Ｗ３、先端部及び後端部が突出するようにその主体金具Ｗ３の内側に嵌め込まれた絶縁体Ｗ４、絶縁体Ｗ４の軸方向に挿通された中心電極Ｗ１、及び主体金具Ｗ３に一端が溶接等により結合されるとともに他端側が中心電極Ｗ１の軸線方向に伸びる接地電極Ｗ２等を備えている。接地電極Ｗ２は、以下の工程で先端側が中心電極Ｗ１の先端面に向けて曲げ加工され、火花ギャップが形成されて平行電極型スパークプラグとなる。キャリア３０２の上面には、上端が開口する筒状のホルダ２３が一体的に取り付けられている。そして、ワークＷは、後端側からこのホルダ２３内に着脱可能に挿通されるとともに、主体金具Ｗ３の六角部Ｗ６がホルダ２３の開口周縁部にて支持され、接地電極Ｗ２側が上となるように立てた状態でキャリア３０２とともに搬送される。
【００１４】
図１のワーク搬入機構１１、ワーク排出機構１６及び不合格品排出機構１７は、例えば図２に示すように、リニアコンベア３００（図１）の搬送方向Ｃの側方に設定されたワーク供給部あるいはワーク排出部（図中Ｊ位置に設けられる）と、該搬入ないし排出機構内に位置決めされたホルダ２３との間でワークＷを移送する移送機構として構成される。該移送機構３５は、エアシリンダ３７により昇降可能に保持されるチャックハンド機構３６と、エアシリンダ３８等によりチャックハンド機構３６を円周経路Ｃの半径方向に進退駆動する進退駆動機構３９等を含んで構成される。
【００１５】
次に、接地電極整列機構１２は、接地電極Ｗ１を基準として、スパークプラグをモータ等のアクチュエータにより回転させ、所定の整列位置に位置決めするものである。また、先端面位置測定装置１３は、後述する仮曲げ加工に先立って中心電極Ｗ１の先端面位置を測定するためのものであり、図３（ａ）に示すように位置検出センサ１１５を備える。ワークＷは、リニアコンベア３００に装着されて高さ位置固定となったホルダ２３に対し、接地電極Ｗ２が上側となるように立てた状態で装着される。そして、位置検出センサ１１５（例えばレーザー変位センサ等で構成される）は、先端面の高さ位置を測定するフレームにより一定高さに保持されることで、搬入されたワークＷに対し、中心電極Ｗ２の先端面位置を上方から測定する。
【００１６】
また、仮曲げ装置１４は、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、位置検出センサ１１５の検出するワークＷの中心電極Ｗ１の先端面位置に基づき、該先端面との間に略一定の隙間ｄが形成された状態にて仮曲げスペーサ４２を位置決め配置し、その仮曲げスペーサ４２に対し接地電極Ｗ２の先端側を、曲げパンチ４３を用いて中心電極Ｗ１とは反対側から押しつけることにより仮曲げ加工を行うものである。曲げパンチ４３は、例えば図示しないエアシリンダ等のパンチ駆動部により、接地電極Ｗ２に対し仮曲げ加工のために接近・離間駆動される。仮曲げスペーサ４２を中心電極Ｗ１の先端面に当接させず所定の隙間ｄを生じさせた形で位置決めし、その状態で曲げパンチ４３により接地電極Ｗ２を該スペーサ４２に押しつけて仮曲げ工程を実施することで、電極に欠けや傷などの欠陥不良が極めて発生しにくくなり、高歩留まりを達成することが可能となる。
【００１７】
図４は、本曲げ装置１５の一例を示すものである。ホルダ２３に載置されたワークＷは、リニアコンベア３００により装置１５内に搬入され、所定の加工位置に位置決めされる。そして、ワークＷの加工位置に対応する位置においてリニアコンベア３００の搬送経路の片側にギャップ撮影・解析ユニット３が、リニアコンベア３００を挟んでこれと反対側にギャップ調整手段の主体たる曲げ機構５がそれぞれ配置されている。
【００１８】
ギャップ撮影・解析ユニット（以下、単に撮影解析ユニットという）３は撮影工程に主として用いられるものであり、フレーム２２上に支持された、撮影手段として機能する撮影カメラ４と、これに接続される画像解析部１１０（図１１）とを要部に構成される。図１１に示すように、画像解析部１１０は、Ｉ／Ｏポート１１１とこれに接続されるＣＰＵ１１２、ＲＯＭ１１３、ＲＡＭ１１４等からなるマイクロプロセッサにより構成できる。なお、ＣＰＵ１１２は、ＲＯＭ１１３に格納される画像解析プログラム１１３ａにより、後処理手段、ギャップ間隔算出手段、ギャップ寸法補正手段、見かけギャップ寸法算出手段、電極エッジ線決定手段、平滑化処理手段の主体となるものである。図４に戻って、撮影カメラ４は、例えば二次元ＣＣＤセンサ４ａ（図１１）を画像検出部として有するＣＣＤカメラとして構成されており、照明装置２００によって照射されたワークの中心電極Ｗ１と、これに対向する接地電極Ｗ２と、それら中心電極Ｗ１と接地電極Ｗ２との間に形成される火花ギャップｇとを側方から撮影するようになっている。
【００１９】
一方、曲げ機構５は、装置のベース５０上に取り付けられた例えば片持式のフレーム５１の前端面に、本体ケース５２が取り付けられている。その本体ケース５２内には可動ベース５３が昇降可能に収容されており、該可動ベース５３にはロッド５８を介して押圧パンチ５４が、本体ケース５２の下端面から突出する形態で取り付けられている。そして、可動ベース５３に形成された雌ねじ部５３ａに上方から螺合するねじ軸（例えばボールねじ）５５を、押圧パンチ駆動モータ５６により正逆両方向に回転させることにより、押圧パンチ５４が、ワークＷの接地電極Ｗ２に対して接近・離間することになる。また、ねじ軸駆動の停止位置に対応して、任意の高さ位置を保持可能とされている。なお、押圧パンチ駆動モータ５６の回転伝達力は、タイミングプーリ５６ａ、タイミングベルト５７及びタイミングプーリ５５ａを介して、ねじ軸５５に伝達される。
【００２０】
図３（ｃ）に示すように、例えば先端が斜め上方を向く形で仮曲げされた接地電極Ｗ２に対し、図９に示すように、上記押圧パンチ５４を接近させてこれを押圧することにより、接地電極Ｗ２の先端部が中心電極Ｗ１の先端面とほぼ平行となるようにギャップ調整工程の主要工程をなす本曲げ加工が施される。そして、火花放電ギャップの間隔が到達目標ギャップ間隔に到達するように調整される。なお、図４に示すように、この本曲げ加工の実施時においてワークＷは、軸線方向両側から押さえ部材６０，６１との間に挟み付けらて固定されるようになっている。そして、この本曲げ加工において撮影工程にて取得される画像情報を利用することとなる。
【００２１】
次に、本曲げ加工（ギャップ調整工程）において利用する画像情報を得るための撮影工程について更に詳しく説明する。図５（ａ）に示されるように、照明装置２００は、撮影工程において照明光が火花ギャップを透過するように火花ギャップが形成されるワークＷ（スパークプラグ）の先端部と対向配置されている。なお、図５の実施例では平面発光型の照明装置が用いられている。なお、この照明装置２００には、照明範囲を所定の範囲に制限するための遮光部２０３が設けられている。遮光部２０３により、スパークプラグを介して撮影カメラ４側に向かう照明光の照出範囲は、中心電極の軸線方向における距離が所定の範囲（Ｈ１）に制限されている。また、撮影カメラ４の撮影する向きは、中心電極の軸線方向Ａ１に対して、略直交する方向Ａ２である。そして、該スパークプラグ先端部を挟んで照明装置２００の反対側に配置された撮影カメラ４により中心電極Ｗ１及び接地電極Ｗ２により形成される火花ギャップを撮影する。該撮影カメラ４は、図６に示すようにワークＷの火花ギャップｇを所定の倍率にて、火花ギャップｇに面する中心電極Ｗ１の先端エッジＥ１の全体と、同じく接地電極Ｗ２の先端面の先端エッジＥ２のうち、火花ギャップに面する部分、及び接地電極Ｗ２の火花ギャップに面する側とは反対側のエッジＥ３を含むように撮影することとなる。
【００２２】
以下、製造装置１を用いた、本発明のスパークプラグの製造方法における主要な処理の流れを、図１２のフローチャートを参照して説明する。なお、製造装置１は当該処理を実施するために、図１０のようにＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０４を含む形で主制御部１００が構成されており、その主制御部１００がＩ／Ｏポート１０１を介してそれぞれの機構及び装置と接続される構成をなす。
【００２３】
以下、流れについて述べると、まず接地電極整列工程（Ｓ１）が終了すると、キャリア３０２をワーク装着位置へ移動し、ワークＷをワークホルダに装着するとともにワークＷをチャックする（Ｓ２）。  続いて、Ｓ３では、ワークＷはリニアコンベア３００より先端面位置測定装置１３の位置へ運ばれる。先端面位置測定装置１３は図３に示すように先端位置を測定する。次いでＳ４において図３（ｂ）及び（ｃ）に示される上述した仮曲げ工程を実施する。
【００２４】
Ｓ５ではギャップ撮影・解析処理が行われる。ここでは、撮影・解析ユニット３の撮影位置にワークＷが移動・位置決めされ、画像解析部１１０（図１１）が撮影カメラ４からの画像を取り込み、その画像を解析することにより火花ギャップｇの値を求める（詳細は後述）。次いで、Ｓ６では火花ギャップｇの目標値（例えばＲＯＭ１０３（図１０）に記憶されている）を読み出し、測定したギャップ測定値ｇと比較することにより、本曲げ装置１５（図４）の押圧パンチ５４の調整押圧のためのストロークを算出する。
【００２５】
Ｓ７では、ワークＷを図４の本曲げ装置１５の曲げ加工位置へ移動・位置決めし、主制御部１００からの指令と調整押圧ストロークの値とを受けて、モータ５６を作動させることによって、接地電極Ｗ２に押圧を加え、曲げ加工によるギャップ間隔の調整を行う。このとき、主制御部１００では、例えばＲＡＭ１０４（図１０）に記憶されている曲げ回数の値ｎをインクリメントする。
【００２６】
次いでＳ８でワークＷを再び撮影位置に移動させ、再びギャップ間隔の測定を行う。そして、Ｓ９で測定したギャップ間隔を目標値と比較・判定し、ギャップ間隔が目標値に到達していなければ、Ｓ１０を経てＳ５に戻り、以下同様の処理により曲げ加工とギャップ測定とを繰り返す。なお、Ｓ１０で曲げ回数ｎが上限値ｎmaxを超えても目標値に到達しない場合は異常として処理を打切り、Ｓ１１へ進んで不良品排出となる。他方、Ｓ９でギャップ間隔が目標値に到達すれば正常と判定し、Ｓ１１に進んでワーク排出となり、終了となる。
【００２７】
次に、ギャップ撮影・解析処理について説明する。図１２のギャップ撮影・解析処理（Ｓ５，Ｓ８）は、図１３に示されるように、大きく分けて画像認識処理（Ｓ１００）と、それに続く平滑化処理（Ｓ１１０）、ギャップ計測処理（Ｓ１２０）及び補正処理（Ｓ１３０）とからなる。画像認識処理は、中心電極Ｗ１あるいは接地電極Ｗ２の撮影画像データ（図では、「ワーク画像データ」と総称している）を取り込み、これに対応するマスター画像データ１２５ａを記憶装置１２５（図１１）から読み出して、ＲＡＭ１１４のメモリ１１４ｂ，１１４ｃにそれぞれ格納する。
【００２８】
マスター画像は、検査対象となるスパークプラグ品番の標準的な製品を用い、中心電極Ｗ１の接地電極Ｗ２のギャップｇを挟んだ対向部分を、所定の条件で予め撮影することにより作成されたものである。このマスター画像と、撮影された撮影画像に基づいて中心電極Ｗ１及び接地電極Ｗ２の電極エッジ線を特定するエッジ線情報を生成し、それら電極エッジ線を構成する各点の撮影画像上における座標が定められる。なお、このようなエッジ線情報の生成については、例えば特開２０００−１８０３１０に示されるような手法を用いることができる。なお、生成されたエッジ線情報は画像解析部１１０のＲＡＭ１１４に記憶される。
【００２９】
次に、平滑化処理（Ｓ１１０：図１３）について説明する。まず、撮影画像において得られた接地電極Ｗ２の先端エッジ線Ｅ２の情報（エッジ線上の各点（各画素）の位置座標集合として与えられる）を読み出す。図１４（ａ）は、撮影画像の一例を示しており、エッジ線を構成する画素の一部又は全部が後述する外形線計測点（中心電極側：ａ０、ａ１、ａ２・・・ａｍ、接地電極側：ｂ０、ｂ１、ｂ２・・・ｂｎ）となる。この位置座標集合は、図１４（ｂ）に示すように、Ｘ−Ｙ平面上の点としてプロットすることにより、接地電極Ｗ２の先端エッジ線Ｅ２の起伏レベルプロファイルＰＦを表すことができる。
【００３０】
そして、この起伏レベルプロファイルＰＦに平滑化処理を行う。なお、平滑化処理については、種々の方法が考えられるが、例えば、上記起伏レベルプロファイルに基づいて移動平均を求める処理を行う方法、上記起伏レベルプロファイルを最小二乗法により関数近似する方法等を利用できる。即ち、Ｘ−Ｙ座標系において、起伏レベルプロファイルを構成するエッジ線上における近傍の複数点に基づいて移動平均により当該起伏レベルプロファイルを近似する形で平滑化してもよく、或いはその座標系において最小二乗法により当該起伏レベルプロファイルを関数近似する形で平滑化する方法を用いてもよい。
【００３１】
また、以下の方法を用いてもよい。図１５に示すように、起伏レベルプロファイルＰＦを複数の所定長さの区間seg１，seg２，・・，segｍに区分し、各区間seg毎に起伏レベルプロファイルＰＦを平均化する処理として行われる。例えば図１５では、区間seg２に、打抜き時のバリ等に起因すると思われる突起ＢＰが生じているが、平均化処理によりこの突起ＢＰが馴らされて突出高さが小さくなり、後述するギャップ間隔測定への影響が軽減される。なお、区間幅は、発生する突起ＢＰの大きさに応じて、例えばこの突起ＢＰの幅よりも小さくならない範囲で適宜設定する。そして、この処理では、起伏レベルプロファイルＰＦを、構成データ点ｃ個ずつの区間に区切り、区間内の起伏レベル（すなわちＹの値）の総和ＳRを各区間毎に算出し、これをｃにて割ることにより、各区間の平均値Ｙｍを算出している。なお、各Ｙのデータは、区間毎に対応するＹmの値にて置き換えている。
【００３２】
さらに、図１６に示すように、起伏レベルプロファイルＰＦを複数の所定長さの区間seg１，seg２，・・，segｎに区分し、各区間seg毎に起伏レベルの変化率Ｆ（＝ΔＹ／ΔＸ）を算出するとともに、その変化率Ｆの値が予め定められた条件を満たさない区間、例えば変化率Ｆが規定された範囲（例えば、上限値Ｆmax、下限値Ｆmin）から外れる区間について、該区間内のエッジ線の起伏レベルを修正する処理を行うようにしてもよい。この場合の修正処理は、区間内に存在する微小な突起ＢＰ（図ではseg３とseg４とにまたがって存在している）の影響を軽減できるもの、例えば当該区間内の起伏レベルを平均化する処理、あるいは突起高さを小さくする方向に起伏レベルの値を変更する処理等が実施される。
【００３３】
以下に、条件を満たさない区間内の起伏レベルを、プロファイルＰＦ全体の平均起伏レベルにて置き換える修正を行う処理例について説明する。この例では、プロファイルＰＦを現在着目しているデータ点と、その隣のデータ点とからなる最小の区間にて区分する。まず、Ｙの平均値Ｙmを算出し、現在着目しているデータ点の番号をｉとして、隣のデータ点（すなわちｉ＋１番目のデータ点）との間でＹの値の差ΔＹ＝Ｙi+1−Ｙiの値を求め、隣接するデータ点間の距離ΔＸでこれを割ることにより、変化率Ｆ＝ΔＹ／ΔＸを算出する。図１６に示すように、この変化率Ｆが上限値Ｆmax、下限値Ｆminの範囲から外れていれば、Ｙiの値を平均値Ｙmの値にて置き換える（すなわち、修正する）。これを、全てのｉについて繰り返す。
【００３４】
さらに、平滑化処理として、上記起伏レベルプロファイルに対してフーリエ解析を用い、高周波成分を除去する手法等を使用できる。具体的には、図１８に示すようにプロファイルＰＦを波形曲線とみなして、これにローパスフィルタ処理を施すこともできる。ローパスフィルタ処理としては各種公知の方式が採用可能であるが、例えば図１７に示すように、プロファイルＰＦ（Ｘ−Ｙ曲線）をＸ−Ｙ座標系にてフーリエ変換することにより、プロファイルＰＦの周波数スペクトルを求める（Ｌ３０１）。図１７において、突起ＢＰは、一定周波数以上の高周波ノイズ成分ととらえることができる。図１７のＬ３０２では、突起幅に応じて適宜設定されたカットオフ周波数以上の高周波成分を、得られた周波数スペクトルからカットする。そして、Ｌ３０３にてこれにフーリエ逆変換処理を施すことにより、図１８に示すように、原プロファイル（破線）から高周波成分がカットされたフィルタ処理後プロファイル（実線）が得られ、突起ＢＰの影響が軽減される。なお、ローパスフィルタ処理は上記のようにソフト的に行う方式のほか、例えばＸ−Ｙデータのデジタル出力を、Ｄ／Ａ変換器、Ａ／Ｄ変換器を利用してアナログローパスフィルタ回路を介して、又はデジタルローパスフィルタ回路を介して取り込むようにしてもよい。
【００３５】
続いて、ギャップ計測処理（Ｓ１２０：図１３）の一例を説明する。接地電極Ｗ２の先端エッジ線Ｅ２の上記平滑化処理により平滑化された情報と、中心電極Ｗ１の先端エッジ線Ｅ１の同じく平滑化された情報とを読み出す。そして、図７（ａ）のように接地電極Ｗ２側の火花ギャップＧに臨む接地電極側火花ギャップ形成部と、中心電極Ｗ１側の中心電極側火花ギャップ形成部とにおいて、各々外形線の位置を与える外形線上の測定点を複数決定する。図１４に示したように、中心電極側の外形線上の測定点をａ０、ａ１、ａ２・・・ａｍとして表し、接地電極側の外形線上の測定点をｂ０、ｂ１、ｂ２・・・ｂｎとして表している。なお、本発明にいう接地電極側火花ギャップ形成部とは、接地電極Ｗ２における火花ギャップＧを挟んで中心電極Ｗ１と対向する部分を意味し、先端エッジ線Ｅ２を外形線とする部分である。図６のようにチップを有するものについては火花ギャップＧに臨むチップ表面がこれに該当する。また、接地電極側面が中心電極と直接対向するものについては、その接地電極側面におけるその対向する部分が該当することとなる。また、中心電極側火花ギャップ形成部とは、火花ギャップＧを挟んで接地電極Ｗ２と（具体的には接地電極側火花ギャップ形成部と）対向する部分であり、先端エッジ線Ｅ１を外形線とする部分（中心電極の先端面部分）である。
【００３６】
なお、外形線上の測定点はエッジにおいて所定画素ごとに選択するようにしてもよく、エッジにおける全ての画素を外形線上の測定点としてもよい。そして、一方の火花ギャップ形成部にて外形線上の測定点の一つを基準点として定め、さらに、他方の火花ギャップ形成部において基準点との距離が最短となる外形線上の測定点を見出し、その最短距離に基づいてギャップ間隔を決定することとなる。なお、図７（ｂ）では、中心電極側の計測点の一つを基準点と定め、一点鎖線Ａにて示されるようにその基準点と接地電極側における全ての計測点（ｂ０、ｂ１、ｂ２・・・ｂｎ）との距離を算出し、その中から最短の距離（一点鎖線Ｂ）を求めている。さらに、基準点とされるａ点は複数定められ、各基準点のそれぞれについて他方の火花ギャップ形成部側の外形線上の測定点との最短距離を求める。具体的には、基準点側の電極における外形線上の測定点の全てを基準点とし、その全ての基準点について他方の外形線上の測定点との距離を求めるようにできる。そして、それら複数の最短距離のうちの最小値に基づいてギャップ間隔を決定する。これにより、画像座標系におけるＸＹ平面方向においてワークが傾斜していても、その傾斜に関係なくギャップ間隔が算出できる。即ち、中心軸線と平行の平面であって接地電極の幅方向と直交する平面の方向にワークが傾いていても誤差が生じない計測を行い得る。なお、本実施例においては、さらにこのように求められたギャップ間隔の画像上の見かけの寸法（見かけギャップ寸法ｇ’）を補正する処理を行う。この見かけギャップ寸法ｇ’の基点となる基準点をＰ７としている。
【００３７】
次に、その補正処理（Ｓ１３０：図１３）について説明する。この補正処理においては、撮影手段（撮影カメラ４）にて撮影する方向における傾斜（具体的には、接地電極Ｗ２の幅方向と平行な平面であって、かつ中心電極の軸線方向と平行な平面の方向における傾斜）を補正することとなる。具体的には、見かけギャップ寸法ｇ’を用い、スパークプラグの一部に予め定められた測定基準部の撮影画像上での見かけ寸法（測定基準部見かけ寸法）と、その測定基準部の既知の標準寸法（測定基準部標準寸法）とに基づいて見かけギャップ寸法ｇ’の補正を行う。そしてこの補正においては、中心電極の軸線が傾斜する形で撮影されることに基づく見かけギャップ寸法の寸法誤差を（具体的には、スパークプラグが撮影手段（撮影カメラ４）にて撮影する方向において傾斜する形で撮影されることに基づく寸法誤差を）、測定基準部見かけ寸法及び測定基準部標準寸法に基づき補正することとなる。
【００３８】
なお、本実施例において測定基準部として接地電極Ｗ２を採用し、測定基準部標準寸法としては、接地電極における既知の標準厚さ寸法ｔ（以下、接地電極厚さ標準寸法ｔともいう）を予め定めるようにしている。一方、測定基準部見かけ寸法としては、撮影画像上において接地電極の画像上の厚さ寸法ｔ’（以下、接地電極厚さ見かけ寸法ｔ’ともいう）を求めるようにしている。そして、それら接地電極厚さ見かけ寸法ｔ’及び接地電極厚さ標準寸法ｔと、接地電極において予め定められる既知の標準幅寸法ｗとに基づいて見かけギャップ寸法ｇ’の補正を行う。なお、本実施例においては、それらｔ、ｔ’、ｗに加え、中心電極の既知の直径ｄを補正のパラメータとして用い、それら４種のパラメータに少なくとも基づいて見かけギャップ寸法ｇ’を補正している。また、予め定められる既知の寸法（寸法ｔ、ｗ、ｄ等）は、マイクロメータ等の長さ計測手段により予め基準となる製品にてそれぞれの実寸法を計測しておけばよい。以下、具体的な補正式について述べるが、補正式の前提として、図８に示されるような幾何学的関係に基づき以下の式を採用することができる。なお、図８では、撮影する方向において、中心電極の軸線がθ傾いて撮影された状態を示しており、ｇが求めるべきギャップ間隔である。また、撮影手段から撮影する方向は矢印Ａの方向であり、撮影画像においては、点Ｐ１、Ｐ２が接地電極のエッジとして、点Ｐ３が中心電極のエッジ（具体的には、見かけギャップ寸法ｇ’の基点Ｐ７（図７参照）となるエッジとして検出されることとなる。
【００３９】
【数１】
0004084047.tif 000002
【００４０】
さらに、上記式を連立するとともにｇについて解き、以下の式を補正式として採用することができる。
【００４１】
【数２】
0004084047.tif 000003
【００４２】
なお、本実施例においては、上記パラメータに加え、見かけギャップ寸法ｇ’の測定位置の、中心電極Ｗ１の軸線Ｏからの距離ｋをパラメータとしている。具体的には、例えば、図７のように中心電極側における火花ギャップ形成部の外形線の両端部Ｐ５，Ｐ６に基づいて当該外形線上におけるそれら両端部Ｐ５，Ｐ６の中心点Ｐ０を決定し、その中心点Ｐ０と見かけギャップ寸法ｇ’の基点となる基準点Ｐ７との距離をｋとすることができる。また、ｄ’は、中心電極Ｗ１の軸線Ｏから軸線半径方向において距離ｋだけ離れた位置の、軸線Ｏ及び接地電極Ｗ２の幅方向と平行に当該スパークプラグを切断した断面において、その断面における中心電極側火花ギャップ形成部の外形線上の両端距離を意味しており、距離ｋと中心電極の既知の直径ｄに基づいて上記式により決定する値である。なお、中心電極の直径が小さい場合、中心電極の先端面形状が平坦でない場合等においては、中心電極の直径ｄを０とみなすことができるため、距離ｋだけ離れた位置でのｄ’を０とみなして補正するようにしてもよい。例えば、上記補正式にｄ’＝０を代入する形で補正値を求めることもできる。そして見かけギャップ寸法ｇ’が補正されることに基づいて最終的に得られた補正値ｇをギャップ間隔寸法として決定し、このギャップ間隔寸法ｇに基づいて、後処理工程の一例たるギャップ調整工程を行い火花ギャップＧのギャップ間隔を調整することとなる。ギャップ調整工程は、本曲げ装置１５を用い、図９（ａ）に示すように、装置内に位置決めされたワークＷの接地電極Ｗ２に対して、ねじ軸機構等の図示しない駆動部により上方から接近・離間可能に設けられた本曲げパンチ９０により、同図（ｂ）に示すように、先端が斜め上方を向く形で仮曲げされた接地電極Ｗ２を、先端部が中心電極Ｗ１の先端面とほぼ平行となるように本曲げ加工を施す。
【００４３】
この本曲げ加工は、上記のような撮影工程において撮影カメラ４によりギャップ間隔をモニタしながら行い、得られた画像情報（ギャップ間隔寸法ｇ）に基づいて所期の大きさの火花放電ギャップを形成するようにする。押圧パンチ５４は、先端にロードセルを備えており、外側電極との接触を検知した後、寸法計測等を行う画像装置から指示された変位量だけ加工することとなる。なお、撮影により得られた画像情報に基づいてギャップ調整を行う手法の具体例については種々考えられるが、例えば、特開２０００−１６４３２２にて示されるような段階的にギャップ間隔を調整する調整手法等を用いてもよい。
【００４４】
なお、後処理工程としてはギャップ調整工程に限定されず、例えば得られたギャップ間隔寸法ｇに基づく不良の管理を行う不良管理工程を用いてもよい。不良管理工程は、例えば得られたギャップ間隔寸法ｇが正常品としての基準を満たしていない場合にその撮影対象製品を不良品として除去する不良品除去工程を採用してもよい。このようにすれば、エッジ状態を明確にした上で不良品の除去工程がなされるため、形状に関する正常品と不良品の判別ミスが極めて少なくなる。また、ギャップ間隔寸法ｇに基づいて撮影対象製品の製品データを生成する製品データ生成工程を用いてもよい。製品データ生成工程は、例えば、ギャップ間隔寸法ｇに基づいてその撮影対象製品が不良品であるという情報が得られた場合に、当該撮影対象製品における不良に関する情報（不良の有無に関する情報、不良の種別に関する情報等）と、当該撮影対象製品に関する製品基礎情報（品番、検査日、ロット番号等のデータ）と関連付けてデータベースに記憶する方法を採ることができる。これにより、正常品と不良品を精度高く区別した上での統計的管理が可能となる。
【００４５】
上述した実施例の説明は、撮影画像に基づいて中心電極Ｗ１及び接地電極Ｗ２のエッジ線情報を生成させた後に、その生成されたエッジ線上に基準点を定めてギャップ間隔を測定する方法である。このようにエッジ線上に基準点を定めることによってギャップ間の最短距離をより直接的かつ精度高く求めることができる。しかし、必ずしもエッジ線上に基準点を定める必要はない。さらに、エッジ線情報を生成させることなくギャップ間隔を測定してもよい。以下にその方法について説明する。
上述した実施例と同様に、スパークプラグ先端部を挟んで照明装置２００の反対側に配置された撮影カメラ４により中心電極Ｗ１及び接地電極Ｗ２により形成される火花ギャップを撮影する。該撮影カメラ４は、図６に示すようにワークＷの火花ギャップｇを所定の倍率にて、火花ギャップｇに面する中心電極Ｗ１の先端エッジＥ１の全体と、同じく接地電極Ｗ２の先端面の先端エッジＥ２のうち、火花ギャップに面する部分、及び接地電極Ｗ２の火花ギャップに面する側とは反対側のエッジＥ３を含むように撮影することとなる。なお、この撮影カメラ４が撮影する撮影画像は、中間濃度出力が可能な複数の画素の出力状態の組み合わせにより形成される濃淡階調画像になっている。そして、この撮影カメラ４によって撮影される火花ギャップを挟んで対向する中心電極Ｗ１及び接地電極Ｗ２の濃淡階調画像は、所定の濃度閾値を用いて一旦二値化され、黒領域が中心電極Ｗ１及び接地電極Ｗ２を示し、白領域が空間を示すことになる。
【００４６】
次に、図１９（ａ）に示すように、中心電極Ｗ１を横切る直線A上の所定位置に基準点Q0を一点定め、その基準点Q0を通過する複数の計測線L0，L１・・・Ｌnを放射状に設定する。なお、所定位置は、中心電極Ｗ１を示す黒領域の範囲内に定められる。これらの各計測線線L0，L１・・・Ｌnには、図１９（ｂ）に示すように、基準点Q0から１画素幅の間隔で複数の参照点c0，ｃ1・・・cmが設定されている。そして、各参照点c0，ｃ1・・・cmにおける濃度値を読み出している。次に、図１９（ｃ）に示すような濃度配列を計測線毎に作成し、所定の濃度閾値を用いて二値化する。１画素の幅に白領域と判断された参照点の数を乗算することによって、計測線毎の空間の間隔が測定されるので、各空間の間隔のうち、最短の間隔に基づいて、この基準点Q0に対する仮ギャップ間隔g0を決定する。同様にして、直線Ａ上に複数定め、複数の仮ギャップ間隔の中から最短距離となる値をギャップ間隔ｇとする。なお、本実施例では、直線Ａは中心電極Ｗ１を横切る位置に定めたが、火花ギャップとなる空間部分に定めてもよい。この場合には、基準点Q0を中心電極Ｗ１と接地電極Ｗ２とが直接対向する範囲内に設定するとよい。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にもおよび、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、上述した実施例では、最短距離をギャップ間隔としたが、測定された値が種々の要因により異常値を示す場合もある。このような場合には、異常値を除外した値を最短距離としてギャップ間隔としてもよい。また、複数の基準点に対応する最短距離のうち最大を示す値を参照して、火花ギャップに面する部分全体のギャップ寸法を所定範囲内に調整できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスパークプラグ製造装置の一実施例を模式的に示す平面図及び側面図。
【図２】移送機構の説明図。
【図３】先端面位置測定装置及び仮曲げ装置の作動概念を示す説明図。
【図４】本曲げ装置の一例を示す正面図。
【図５】撮影工程の一例について概念的に示す工程説明図。
【図６】撮影画像の一例について示す図。
【図７】ギャップ間隔の計測方法の一例について説明する説明図。
【図８】補正方法の一例について説明する説明図。
【図９】ギャップ調整工程の一例を概念的に示す工程説明図。
【図１０】本発明のスパークプラグ製造装置の電気的構成例を示すブロック図。
【図１１】撮影・解析ユニットの画像解析部の電気的構成例を示すブロック図。
【図１２】図１の製造装置の主な処理の流れを示すフローチャート。
【図１３】ギャップ撮影・解析処理の流れの一例について示すフローチャート。
【図１４】接地電極のエッジ形状のプロファイルをＸ−Ｙ平面上に表す例を示す説明図。
【図１５】平滑化処理の一例についての概念を示す図
【図１６】図１５とは別の例についての概念を示す図。
【図１７】ローパスフィルタ処理を用いた起伏プロファイルの平滑化処理の一例を示すフローチャート。
【図１８】図１７の平滑化処理の概念を示す説明図。
【図１９】ギャップ間隔の計測方法の他の例について説明する説明図。
【図２０】従来のギャップ計測について概念的に示す説明図。
【符号の説明】
１  スパークプラグ製造装置
Ｗ  ワーク（スパークプラグ）
Ｗ１  中心電極
Ｗ２  接地電極
Ｗ３  主体金具
Ｇ  火花ギャップ
ｇ  火花ギャップ寸法
ｇ’見かけギャップ寸法
ｔ  接地電極厚さ標準寸法
ｔ’接地電極厚さ見かけ寸法
ｗ  標準幅寸法
４  撮影カメラ  （撮影手段）
５  曲げ機構  （ギャップ調整手段）
１１２  ＣＰＵ  （後処理手段、ギャップ間隔算出手段、ギャップ寸法補正手段、見かけギャップ寸法算出手段、電極エッジ線決定手段、平滑化処理手段）
【図１】
0004084047.tif 000004
【図２】
0004084047.tif 000005
【図３】
0004084047.tif 000006
【図４】
0004084047.tif 000007
【図５】
0004084047.tif 000008
【図６】
0004084047.tif 000009
【図７】
0004084047.tif 000010
【図８】
0004084047.tif 000011
【図９】
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【図１０】
0004084047.tif 000013
【図１１】
0004084047.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0004084047.tif 000017
【図１５】
0004084047.tif 000018
【図１６】
0004084047.tif 000019
【図１７】
0004084047.tif 000020
【図１８】
0004084047.tif 000021
【図１９】
0004084047.tif 000022
【図２０】
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