(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路（４０）と、
前記搬送路（４０）に沿って所定間隔に配置され、少なくとも自身一部が前記搬送路（４０）と交差する向きに突出するようにワーク（５１）を装着することが可能なホルダ（５４、５４’）と、
前記搬送路（４０）の一部に配置され、前記搬送路（４０）に沿って移動する前記ホルダ（５４、５４’）を通過させる構成であるとともに、前記ホルダ（５４、５４’）に装着されることになる前記ワーク（５１）を加熱する加熱炉（５５）とを備える熱処理装置（７０）において、
前記ワーク（５１）を装着していないワーク未装着ホルダ（５４’）の場合に、前記加熱炉（５５）内にてワーク（５１）が通過することとなるワーク通過領域（６０）にワーク代替物として配置されるように、前記ワーク未装着ホルダ（５４’）自身又は、前記ワーク未装着ホルダ（５４’）に内蔵されたワーク代替手段が搬送路（４０）と交差する向きに移動することを特徴とする熱処理装置（７０）。
【請求項２】
前記ワークが装着されていない前記ワーク未装着ホルダの場合に、前記ワーク未装着ホルダ自身が前記加熱炉内にて前記ワークが通過することとなる前記ワーク通過領域に前記ワーク代替物として配置されるように、前記搬送路と交差する向きに移動することを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記ワーク未装着ホルダの前記ワーク代替物となるワーク代替部の主成分が、前記ワークの主成分と同一であることを特徴とする請求項２に記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記主成分がセラミックであることを特徴とする請求項３に記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記ホルダと前記搬送路とを接続し、前記搬送路に沿って移動するベース体を備え、前記ベース体にはベース体側係合部が形成され、前記ホルダにはホルダ側係合部が形成されており、
前記ワーク未装着ホルダは、前記ベース体側係合部と前記ホルダ側係合部とが係合位置にて係止することにより前記加熱炉内にて前記ワーク通過領域にワーク代替物として配置されるように移動することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記ベース体側係合部及び前記ホルダ側係合部の少なくとも一方が突起部として形成され、
前記ワーク未装着ホルダが前記ワーク通過領域に配置されるように移動する際、該ワーク未装着ホルダは前記ベース体と前記突起部を介して摺動するとともに、
前記ホルダ及び／又は前記ベース体の前記突起部と接触する接触部と、該突起部との間に生じる抗力に基づいて、前記突起部及び／又は前記接触部が前記ワーク未装着ホルダの移動方向に対して交差する向きに弾性変形し、
前記係合位置にて、前記弾性変形が復帰して、前記ホルダ側係合部と前記ベース体側係合部とが係合することを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項７】
前記ベース体は、外周面に前記ベース側係合部が形成される柱状部材として構成され、
前記ホルダは、前記ベース体が挿入されるとともに、内周面に前記ホルダ側係合部が形成される筒状部材として構成されることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項８】
前記ホルダ側係合部は、前記ホルダの内周面の前記搬送路側の端部に形成される突起部であって、前記ベース側係合部は、前記ベース体の外周面に、前記突起部が嵌め込まれる形態で周方向に形成される溝部であることを特徴とする請求項７に記載の熱処理装置。
【請求項９】
前記ホルダの前記搬送路側の端部には、前記搬送路側から前記ホルダの軸線方向にスリットが形成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の熱処理装置。
【請求項１０】
前記ベース側係合部と前記ホルダ側係合部との係合を解除して、前記ワーク通過領域にワーク代替物として配置されるように移動した前記ワーク未装着ホルダをワークが装着されている場合のホルダの位置であるワーク装着位置に移動することを特徴とする請求項３ないし９のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項１１】
前記搬送路は水平に設定され、前記ホルダは該ホルダの上部に前記ワークを装着するものであり、前記加熱炉は前記搬送路より上部に配置され、
前記ワーク通過領域に配置された前記ワーク未装着ホルダが該ワーク未装着ホルダの自重により下降することを特徴とする請求項１０に記載の熱処理装置。
【請求項１２】
前記ベース体は柱状部材として構成され、前記ホルダは前記ベース体が挿入される筒状部材として構成されており、
前記ベース体は、該ベース体の搬送路側の端部を構成するベース端部と、該ベース端部に対して搬送路とは反対側に位置し、前記ベース端部よりも径の小さいベース縮径部とを有し、
前記ホルダは、該ホルダの搬送路側の端部を構成し、前記ベース端部の外径に対応する内径のホルダ端部と、該ホルダ端部に対して搬送路とは反対側に位置し、前記ベース縮径部の外径に対応する内径のホルダ縮径部とを有し、
前記ホルダ端部に前記ベース端部が挿入され、前記ホルダ縮径部に前記ベース縮径部が挿入されることを特徴とする請求項３ないし１１のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項１３】
前記係合位置は、前記ホルダの軸線方向に複数あることを特徴とする請求項３ないし１２のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項１４】
前記加熱炉外にて該ホルダに前記ワークが装着されているかどうかを判定し、かつ、前記ワークが装着されていないと判定された前記ワーク未装着ホルダを、前記ワーク通過領域に配置されるように、該ワーク未装着ホルダが前記加熱炉に搬送される前に移動することを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項１５】
前記ホルダに前記ワークが装着されているかどうかをセンサにより判定することを特徴とする請求項１４に記載の熱処理装置。
【請求項１６】
前記ワークに対する熱処理後、前記加熱炉内から搬出される前記ワーク未装着ホルダを、前記搬送路上の、前記加熱炉よりも後方に設定されているワーク取り出し位置に搬送される前に、前記ワークが装着されている場合のホルダの位置であるワーク装着位置に移動することを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項１７】
スパークプラグの製造工程中に使用され、前記ワークは、最終的にスパークプラグとなる製造工程途中のスパークプラグワークであることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載に熱処理装置。
【請求項１８】
前記スパークプラグワークは、絶縁体の軸方向に形成される貫通孔の一端側に中心電極を挿入し、さらに前記貫通孔内に挿入された前記中心電極上から、第一の導電性ガラス粉末が充填されて形成される第一の導電性ガラス粉末層と、抵抗体組成物が充填されて形成される抵抗体組成物層と、第二の導電性ガラス粉末が充填されて形成される第二の導電性ガラス粉末層とを中心電極側からこの順序で積層し、前記貫通孔の他端側において、前記第二の導電性ガラス粉末層上に端子金具を配置してなり、
前記加熱炉にて前記第一及び第二の導電性ガラス粉末が軟化する所定温度で前記スパークプラグワークを加熱しつつ、前記端子金具を前記貫通孔内へ圧入することを特徴とする請求項１７に記載の熱処理装置。
【請求項１９】
絶縁体（２）の軸方向に形成される貫通孔（６）の一端側に中心電極（３）を挿入し、さらに前記貫通孔（６）内の前記中心電極（３）上に、第一の導電性ガラス粉末が充填されて形成される第一の導電性ガラス粉末層（１６’）と、抵抗体組成物が充填されて形成される抵抗体組成物層（１５’）と、第二の導電性ガラス粉末が充填されて形成される第二の導電性ガラス粉末層（１７’）とを中心電極側からこの順序で積層し、前記貫通孔（６）の他端側において、前記第二の導電性ガラス粉末層（１７’）上に端子金具（１３）を配置してスパークプラグワーク（５１）を形成する工程と、
搬送路に沿って所定間隔で配置されたホルダ（５４、５４’）に、前記スパークプラグワーク（５１）を装着して、該スパークプラグワーク（５１）を前記ホルダ（５４、５４’）とともに、前記搬送路（４０）の一部に設置された加熱炉（５５）に搬送し、
該加熱炉（５５）にて前記第一及び第二の導電性ガラス粉末が軟化する所定温度で前記スパークプラグワーク（５１）を加熱しつつ、前記端子金具（１３）を前記貫通孔（６）内へ圧入することにより、前記中心電極（３）と前記端子金具（１３）との間に、前記抵抗体組成物に基づく抵抗体（１５）と、前記導電性ガラス粉末に基づく導電性ガラスシール層（１６、１７）とを形成するガラスシール工程とを含むスパークプラグ（１００）の製造方法であって、
前記ガラスシール工程において、請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の熱処理装置（７０）を、前記ワーク（５１）を前記スパークプラグワーク（５１）として使用することを特徴とするスパークプラグ（１００）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、製造工程中にワークを加熱する工程が含まれる場合に、ワークを加熱炉に連続的に搬送しつつ熱処理する方法に関し、さらに該ワークの熱処理装置を使用するスパークプラグの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製品を製造する際に、製品となるワークを加熱する工程が行なわれる場合、製品の大量生産を実現するために、搬送路の一部に配置される加熱炉に、複数のワークを連続的に順次搬送する装置が使用される。例えば、図１２に示すスパークプラグ１００を製造する際、絶縁体２に挿入される中心電極３と端子金具１３とを、抵抗体１５を介して、導電性ガラスシール層１６、１７により接合するガラスシール工程において使用される。具体的なガラスシール工程の概要としては、絶縁体２の貫通孔６に、中心電極３及び端子金具１３を、抵抗体組成物層及び導電性ガラス粉末層を介して配置したものをスパークプラグワークとして、該スパークプラグワークを加熱炉に連続的に搬送し、加熱炉内にてスパークプラグワークを加熱しつつ、端子金具１３を貫通孔６内に圧入することで行なわれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ガラスシール工程中をはじめ、複数のワークを加熱炉に連続的に搬送し、該加熱炉によりワークを加熱して製品を製造する装置を採用する場合には、搬送される全てのワークに対して、同等の条件で熱処理を行えない場合がある。例えば、図１４に示すように、複数のワーク５１を加熱炉５５に搬送し始める当初において、連続的に搬送されるワーク群（以下、複数のワークの集団をワーク群ともいう）の先頭近傍に位置するワーク５１に対しては、それよりも後に搬送されるワーク５１と同等の条件で熱処理が行えない。また、図１５に示すように、ワーク５１を装着していないホルダ（以下、ワーク未装着ホルダ５４’ともいう）が所々存在する状態で、ワーク群が加熱炉５５に順次搬送される場合、該ワーク未装着ホルダ５４’の周囲に配置されるワーク５１に対しては、周囲にワーク未装着ホルダ５４’が存在しないワークに対する熱処理と同等の条件で熱処理が行えない。これは、加熱炉５５内のワーク通過領域６０に配置されるワーク５１の数が変化し、加熱炉５５内の環境が変化してしまうからである。その結果、得られる製品の特性にバラツキが生じ、特性が劣化した製品の製造率が増加するため、歩留まりを低下させる。
【０００４】
例えば、前述したスパークプラグのガラスシール工程においては、導電性ガラスシール層１６、１７の形成条件に、複数のスパークプラグワーク間で差異が生じるため、製造されるスパークプラグ１００の間で、導電性ガラスシール層１６、１７の接合強度にバラツキが生じてしまい、導電性ガラスシール層１６、１７の接合が不充分なスパークプラグ１００が製造される確率が高くなる。導電性ガラスシール層１６、１７の接合強度は、スパークプラグ１００の着火性に大きく影響を与えるので、該導電性ガラスシール層１６、１７の接合強度のバラツキは可及的に抑制するのが望ましい。
【０００５】
本発明は、複数のワークを加熱炉に順次搬送して、該ワークを加熱して製品を得る場合に、得られる製品の特性にバラツキが生じにくい熱処理装置を提供し、さらに、該熱処理装置を活用し、中心電極と端子金具との間の接合強度のバラツキを抑制できるスパークプラグの製造方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記課題を解決するために、本発明の熱処理装置は、搬送路と、該搬送路に沿って所定間隔に配置され、少なくとも自身一部が搬送路と交差する向きに突出するようにワークを装着することが可能なホルダと、搬送路の一部に配置され、該搬送路に沿って移動するホルダを通過させる構成であるとともに、ホルダに装着されることになるワークを加熱する加熱炉とを備える熱処理装置において、ワークが装着されていないワーク未装着ホルダの場合に、加熱炉内にてワークが通過することとなるワーク通過領域にワーク代替物として配置されるように、ワーク未装着ホルダ自身又は、ワーク未装着ホルダに内蔵されたワーク代替手段が搬送路と交差する向きに移動することを特徴とする。
【０００７】
このように、ワークが装着されていないワーク未装着ホルダの場合に、ワーク代替物をワーク通過領域に配置するように、ワーク未装着ホルダ自身又はホルダに内蔵されたワーク代替手段をワーク通過領域に移動させることで、加熱炉内で、あたかもワーク未装着ホルダにワークが存在する場合と同様の条件で加熱処理が行なわれる。例えば、ワークを加熱炉に搬送し始める当初において、連続してホルダとともに搬送されるワーク群の先頭よりもさらに前に、ワーク代替物をワーク通過領域に配置し、加熱炉に搬送すれば、ワーク群の先頭に位置するワークに対して、搬送路前方に、あたかもワークが存在する場合と同様の状態で熱処理が行われる。その結果、先頭近傍に配置されるワークと、それ以降に搬送されるワークとの間で、同等の条件で熱処理が行なわれることになり、得られる製品の特性にバラツキが生じにくくなる。
【０００８】
また、所々でホルダにワークが装着されていない状態で、ワーク群が搬送される場合、つまり、所々ワーク未装着ホルダが存在する場合、ワーク未装着ホルダの場合にワーク代替物をワーク通過領域に配置するように、ワーク未装着ホルダ自身又はホルダに内蔵されたワーク代替物を移動させることで、加熱炉に搬送したときに、ワーク未装着ホルダの周囲のワークに対して、該ワークの周囲に他のワークが存在する場合と同様の状態で熱処理が行なわれる。その結果、搬送される全てのワークに対し、所望の条件で熱処理が行なわれるので、得られる製品全体に対して、特性のバラツキを抑えることができる。
【０００９】
さらに、ワーク未装着ホルダ自身をワーク通過領域に配置するように移動させるのがよい。これにより、別途ホルダにワーク代替手段を作成する手間をかけなくてもよい。この場合、ワーク未装着ホルダをワーク通過領域に配置されるように移動させ、加熱炉に搬送するようにしているので、ワーク未装着ホルダ自身がワーク代替物として活用され、全てのワークに同等の条件で熱処理を行うことができる。
【００１０】
さらに、本発明の熱処理装置は、スパークプラグの製造方法に採用できる。特に、スパークプラグの中心電極と端子金具とを、抵抗体及び導電性ガラスシール層により接合するガラスシール工程において採用することができる。すなわち、本発明のスパークプラグの製造方法は、絶縁体の軸方向に形成される貫通孔の一端側に中心電極を挿入し、さらに貫通孔内の中心電極上に、第一の導電性ガラス粉末が充填されて形成される第一の導電性ガラス粉末層と、抵抗体組成物が充填されて形成される抵抗体組成物層と、第二の導電性ガラス粉末が充填されて形成される第二の導電性ガラス粉末層とを中心電極側からこの順序で積層し、貫通孔の他端側において、第二の導電性ガラス粉末層上に端子金具を配置してスパークプラグワークを形成する工程と、
搬送路に沿って所定間隔で配置されたホルダに、前記スパークプラグワークを装着して、該スパークプラグワークをホルダとともに、搬送路の一部に設置された加熱炉に搬送し、
該加熱炉にて第一及び第二の導電性ガラス粉末が軟化する所定温度で前記スパークプラグワークを加熱しつつ、端子金具を貫通孔内へ圧入することにより、中心電極と端子金具との間に、抵抗体組成物に基づく抵抗体と、導電性ガラス粉末に基づく導電性ガラスシール層とを形成するガラスシール工程とを含むスパークプラグの製造方法であって、
前記ガラスシール工程において、本発明の熱処理装置を、ワークをスパークプラグワークとして使用することを特徴とする。
【００１１】
上記本発明の製造方法を採用することにより、スパークプラグワークに対する加熱条件が各スパークプラグワーク毎で一定となりやすいので、得られるスパークプラグの特性にもバラツキが生じにくい。具体的には、スパークプラグの中心電極と端子金具とを、抵抗体を介して導電性ガラスシール層にて接合するガラスシール工程において、導電性ガラスシール層となる導電性ガラス粉末に対し、複数のスパークプラグワーク間で、略一定の加熱条件にて熱処理を行うことができる。より詳しくは、連続して搬送されるスパークプラグワーク群の先頭よりも搬送方向前方において、スパークプラグワークが装着されていないワーク未装着ホルダを、加熱炉内にてワーク通過領域に配置するように移動させて加熱炉に搬送することにより、該ワーク未装着ホルダをワーク代替物として活用する。これにより、ワーク群の先頭に位置するスパークプラグワークに対して良好な熱処理が行なわれる。また、連続して搬送されるスパークプラグワーク群の中に、所々ワークが装着されていないワーク未装着ホルダが存在しても、該ワーク未装着ホルダをワーク代替物として活用することで、搬送される全てのスパークプラグワーク間において、略同等の条件で熱処理を行うことができる。したがって、本発明を採用すれば、上記ガラスシール工程により、複数のスパークプラグ間で導電性ガラスシール層の形成条件のバラツキを抑制できる結果、製造されるスパークプラグにおいて、導電性ガラスシール層の接合強度のバラツキを抑制することができる。そして、導電性ガラスシール層の接合強度に不備のあるスパークプラグの出現率を低減でき、スパークプラグの生産歩留まりを向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、発明の実施の形態について述べる。なお、本実施の形態において、本発明の熱処理装置７０は、スパークプラグ１００の製造工程中、具体的にはガラスシール工程において使用されるものであり、ワークは、最終的にスパークプラグとなる製造工程途中のスパークプラグワークである。図１２は本発明の熱処理装置７０を使用して製造されるスパークプラグ１００の一例を示した縦断面図である。スパークプラグ１００は、筒状の主体金具１、先端部２１が突出するようにその主体金具１の内側に嵌め込まれた絶縁体２、先端に形成された発火部３１を突出させた状態で絶縁体２の内側に設けられた中心電極３、及び主体金具１に一端が溶接等により結合されるとともに、他端側が側方に曲げ返されて、その側面が中心電極３の発火部３１と対向するように配置された接地電極４等を備えている。また、接地電極４には上記発火部３１に対向する発火部３２が形成されており、それら発火部３１と発火部３２とに挟まれた隙間に火花放電ギャップｇが形成される。
【００１３】
絶縁体２は、例えばアルミナあるいは窒化アルミニウム等のセラミック焼結体により構成され、その内部には自身の軸方向に沿って中心電極３を嵌め込むための貫通孔６を有している。また主体金具１は、低炭素鋼等の金属により円筒状に形成されており、スパークプラグ１００のハウジングを構成するとともに、その外周面には、スパークプラグ１００を図示しないエンジンブロックに取付けるためのねじ部７が形成されている。貫通孔６の一方の端部側に中心電極３が挿入・固定され、同じく他方の端部側に端子電極１３が挿入・固定されている。また、該貫通孔６内において端子金具１３と中心電極３との間に抵抗体１５が配置されている。この抵抗体１５の両端部は、導電性ガラスシール層１６、１７を介して中心電極３と端子金具１３とにそれぞれ電気的に接続されている。
【００１４】
また、導電性ガラスシール層１６，１７は、ベースガラスと、導電性フィラーと、絶縁性フィラーとを含有したものとして構成される。ベースガラスは、例えばホウケイ酸塩系のものなど、酸化物を主体にしたものである。また、導電性フィラーは、例えばＣｕ及びＦｅ等の金属成分の１種又は２種以上を主体とする金属粉末である。他方、絶縁性フィラーは、β−ユークリプタイト、β−スポジュメン、キータイト、シリカ、ムライト、コージェライト、ジルコン及びチタン酸アルミニウム等から選ばれる１種又は２種以上の酸化物系無機材料である。
【００１５】
上記のような抵抗体入りスパークプラグ１００において、中心電極３と抵抗体１５及び抵抗体１５と端子金具１３との間を導電性ガラスシール層１６、１７によりシールするために、図１３に示すような、ガラスシール工程が行なわれる。すなわち、絶縁体２の軸方向に形成される貫通孔６の一端側（前端部６ａ側）に中心電極３を挿入する。そして、さらに貫通孔６内に挿入された中心電極３上から、第一の導電性ガラス粉末が充填されて形成される第一の導電性ガラス粉末層１６’と、抵抗体組成物が充填されて形成される抵抗体組成物層１５’と、第二の導電性ガラス粉末が充填されて形成される第二の導電性ガラス粉末層１７’とを中心電極３側からこの順序で積層する。ついで、貫通孔６の他端側（後端部６ｂ側）において、第二の導電性ガラス粉末層１７’上に端子金具１３を配置してスパークプラグワーク５１とする。
このようなスパークプラグワーク５１を、加熱炉内において第一及び第二のガラス粉末が軟化する温度以上、具体的には、７００〜９５０℃の所定の温度で加熱しつつ、端子金具１３を貫通孔６内へ中心電極３の反対側（貫通孔６の後端部６ｂ側）から軸方向に圧入する。
【００１６】
これにより、導電性ガラス粉末層１６’、１７’および抵抗体組成物層１５’の各層が圧縮・焼結される結果、導電性ガラスシール層１６、１７及び抵抗体１５が形成される。そして、中心電極３及び端子金具１３が導電性ガラスシール層１６、１７及び抵抗体１５を介して接合される。
【００１７】
そして、ガラスシール工程が完了した後のスパークプラグワーク５１に主体金具１や接地電極４等が組み付けられて、図１２に示すスパークプラグ１００が完成する。これら主体金具１及び接地電極４の取り付けは公知であるので詳細は述べない。製造されるスパークプラグ１００は、そのねじ部７において、図示しないエンジンブロックに取り付けられ、内燃機関の燃焼室に供給される混合気への着火源として使用される。
【００１８】
前述のガラスシール工程において、スパークプラグワーク５１は、図１にて説明する本発明の熱処理装置７０を使用して熱処理される。搬送路４０に沿って所定間隔に配置されたワーク支持体５６にホルダ（５４、５４’）が取り付けられている。該ホルダ（５４、５４’）に搬送路４０と交差する向きに突出する形態でスパークプラグワーク５１を装着して、該スパークプラグワーク５１をワーク支持体５６とともに、搬送路４０上に設置された加熱炉５５に搬送し、スパークプラグワーク５１に対して熱処理する。ホルダ（５４、５４’）が、スパークプラグワーク５１が装着されていないワーク未装着ホルダ５４’の場合に、該ワーク未装着ホルダ５４’自身が加熱炉５５内にてスパークプラグワーク５１が通過することとなるワーク通過領域６０にワーク代替物として配置されるように、搬送路４０と交差する向きに移動することができる。これにより、ワーク未装着ホルダ５４’自身をワーク代替物とすることができる。具体的には、図２に示すように、スパークプラグワーク５１を装着するために、ワーク装着ホルダ５４が配置されるワーク装着位置１１と、ワーク未装着ホルダ５４’の場合に、ワーク通過領域６０にワーク代替物として配置されるワーク未装着位置１２との間で、スパークプラグワーク５１の突出方向に移動可能とされている。なお、本実施の形態においてホルダ（５４、５４’）とは、ワーク装着ホルダ５４及びワーク未装着ホルダ５４’の両者のことをいう。
【００１９】
そして、図１に戻って、加熱炉５５に搬送されるホルダ（５４、５４’）のうち、スパークプラグワーク５１が装着されているワーク装着ホルダ５４をワーク装着位置１１に配置させる一方、スパークプラグワーク５１が装着されていないワーク未装着ホルダ５４’をワーク未装着位置１２に配置させる。そして、この状態で、ホルダ（５４、５４’）とともにスパークプラグワーク５１を加熱炉５５内に搬入する。すると、スパークプラグワーク５１及びワーク未装着ホルダ５４’の少なくとも一方がワーク通過領域６０を通過することとなる。これにより、ワーク未装着ホルダ５４’がワーク代替物として機能し、その結果ワーク通過領域６０内に存在するスパークプラグワーク５１の数が、あたかも常に一定であるかのように熱処理が行なわれる。そのため、ワーク通過領域６０の環境が殆ど変化しないので、搬送される全てのスパークプラグワーク５１に対して同様の条件で熱処理することができる。
【００２０】
本実施の形態においては、搬送路４０は水平に設定され、ホルダ（５４、５４’）はその上部にスパークプラグワーク５１を装着するものであって、ワーク未装着位置１２はワーク装着位置１１よりも上方に位置し、ホルダ（５４、５４’）はワーク装着位置１１とワーク未装着位置１２との間で昇降可能とされる。スパークプラグワーク５１は、ホルダ（５４、５４’）の上方に装着するほうが、その装着が容易である。このようにスパークプラグワーク５１をホルダ５４、５４’の上方に装着する場合、ワーク未装着ホルダ５４’自身をワーク代替物として活用しようとすると、ワーク未装着ホルダ５４’は上下方向に昇降可能とする必要がある。また、ワーク装着ホルダ５４の場合、スパークプラグワーク５１は、ワーク装着ホルダ５４のワーク装着部５２に装着される。
【００２１】
さらに、ワーク未装着ホルダ５４’のワーク代替物となるワーク代替部の主成分が、スパークプラグワーク５１の主成分と同一であるのがよい。これにより、ワーク装着部５２を、ワーク代替物としてより一層効果的に活用することができる。具体的には、スパークプラグワーク５１及びワーク代替部の主成分がセラミックからなる。ワーク代替物部を構成する主成分を、スパークプラグワーク５１の主成分と同一にすることにより、ワーク代替部を、ワーク通過領域６０に配置したとき、スパークプラグワーク５１と同等の熱供給がワーク代替物部に対しても行なわれ易くなる。より詳細には、スパークプラグワーク５１は、絶縁体２（図１３参照）を主な構成物として有するので、ワーク代替物部は、該絶縁体２を構成するセラミックと同種のセラミックにより構成することができる。なお、ワーク代替物となるワーク代替部は、具体的には、ホルダ（５４、５４’）のスパークプラグワーク５１を装着するワーク装着部５２とできる。
【００２２】
図３は、熱処理装置７０の、スパークプラグワーク５１が保持されているワーク支持体５６付近を示すものである。熱処理装置７０は、ホルダ（５４、５４’）と搬送路４０とを接続し、搬送路４０に沿って移動するベース体５３を備える。そして、該ベース体５３にはベース側係合部５３ａが形成され、ホルダ（５４、５４’）にはホルダ側係合部５４ａが形成されている。
【００２３】
また、図４はスパークプラグ５１を保持していないワーク支持体５６付近を示すものである。なお、図４については、図３と同一部分は同一符号で示している。
図４に示すように、ワーク未装着ホルダ５４’の場合に、ベース側係合部５３ａとホルダ側係合部５４ａとが係合位置１４にて係合することによって、ワーク未装着ホルダ５４’がワーク未装着位置１２に配置される。そして、加熱炉５５に搬送され、ワーク通過領域６０を通過することで、ワーク未装着ホルダ５４’の少なくとも一部をワーク代替物として機能させる。このように、上記のワーク支持体５６の構成により、ワーク未装着ホルダ５４’をワーク代替物と使用するにあたり、ワーク支持体５６全体を動かさなくてもよく、ワーク未装着ホルダ５４’のみ移動させれがよいので、発明の実施が容易となる、
【００２４】
ここで、ホルダ（５４、５４’）のワーク代替物となるワーク代物部（ワーク装着部５２）が、加熱炉５５内において、スパークプラグワーク５１と、同等の熱量を受けられるように、上下方向における係合位置１４の位置を調節するのがよい。例えば、ワーク装着部５２がワーク通過領域６０に配置されたとき、該ワーク装着部５２が受ける熱量がスパークプラグワーク５１が受ける熱量よりも多くなってしまう場合は、ワーク通過領域６０とワーク装着部５２があまり重ならないように、係合位置１４の位置を調節する。これにより、ワーク未装着ホルダ５４’のワーク代替部により、ワーク代替物の機能を効果的に発揮することができ、搬送される全てのスパークプラグワーク５１に対して、略同等の加熱条件にてガラスシール工程を行うことができる。
【００２５】
次に、ワーク支持体５６におけるホルダ側係合部５４ａとベース体側係合部５３ａとの係合は、図５のように行なわれる。まず、ベース体側係合部５３ａ及びホルダ側係合部５４ａの少なくとも一方を突起部として形成し、ワーク未装着ホルダ５４’がワーク通過領域６０に配置されるように移動する際（ベース体５３に対して上昇する際）、該ワーク未装着ホルダ５４’の移動（上昇）にともない、ワーク未装着ホルダ５４’はベース体５３を、該突起部を介して摺動する。本実施の形態においては、ベース体５３は、外周面５３ｂにベース側係合部５３ａが形成される柱状部材として構成され、ホルダ（５４、５４’）は、該ベース体５３が挿入されるとともに、内周面５４ｂにホルダ側係合部５４ａが形成される筒状部材として構成される。そして、ホルダ側係合部５４ａは、ホルダ（５４、５４’）の内周面５４ｂの搬送路４０側の端部（下端部）に形成される突起部５４ａであって、ベース体側係合部５３ａは、ベース体５３の外周面５３ｂに、突起部５４ａが嵌め込まれる形態で周方向に形成される溝部５３ａである。さらに、ホルダ（５４、５４’）側に形成される突起部５４ａは、ベース体５３側に形成される接触部６２に接触する。ここで、接触部６２は、弾性変形していない状態のホルダ側係合部５４ａにおけるホルダ（５４、５４’）の内径よりも、その外径が大きい拡径部６２として構成されている。
【００２６】
そして、ワーク未装着ホルダ５４’及び／又はベース体５３（本実施形態ではワーク未装着ホルダ５４’）の突起部５４ａと接触する接触部６２（拡径部６２）と、該突起部５４ａとの間に生じる抗力に基づいて、突起部５４ａ及び／又は接触部６２（本実施形態では突起部５４ａ）が、ワーク未装着ホルダ５４’の移動方向（昇降方向）に対して交差する向きに弾性変形する。なお、ホルダ（５４、５４’）の搬送路４０側の端部（下端部）には、搬送路４０側から（ホルダ（５４、５４）の最下端から）、ホルダ（５４、５４’）の軸線方向にスリット６３が形成されているものとすれば、ホルダ（５４、５４’）が上昇するに従い、ホルダ側係合部５４ａが昇降方向と交差する向きに弾性変形しやすくなる。
【００２７】
さらに、ワーク未装着ホルダ５４’のホルダ側係合部５４ａ（突起部５４ａ）が係合位置１４に移動したとき、該係合位置１４にて、弾性変形（突起部５４ａにおける弾性変形）が復帰して、ホルダ側係合部５４ａ（突起部５４ａ）とベース体側係合部５３ａ（溝部５３ａ）とが係合する。弾性復帰した後のホルダ側係合部５４ａにおけるワーク未装着ホルダ５４’の内径は、拡径部６２の外径よりも小さいので、拡径部６２により、ワーク未装着ホルダ５４’が係止される。該係合方法を採用することにより、ワーク未装着ホルダ５４’を上昇させれば、ホルダ側係合部５４ａとベース体側係合部５３ａとが昇降方向の同位置に位置したときに、自動的に両者が係合される形態となる。さらに、弾性変形に基づく係合であるので、十分な係合を実現しつつ、係合および係合解除を繰り返し行うことが可能である。
【００２８】
また、ベース側係合部５３ａとホルダ側係合部５４ａとの間の係合を解除して、ワーク通過領域６０にワーク代替物として配置されるように（ワーク未装着位置１２に）移動した（上昇させた）ワーク未装着ホルダ５４’を下降させて、ワークが装着されている場合のホルダの位置であるワーク装着位置１１に移動させることができる。本実施の形態の場合、ワーク未装着位置１２に配置されるワーク未装着ホルダ５４’を下向きに付勢することにより、ワーク装着位置１１に移動させている。さらに、本実施の形態のように、搬送路が水平に設定され、ホルダ（５４、５４’）は該ホルダ（５４、５４’）の上部にワーク５１を装着し、加熱炉５５は搬送路４０より上部に配置されている場合、図６に示すように、ワーク通過領域６０に配置したホルダ（ワーク未装着ホルダ５４’）を、ベース側係合部５３ａと、ホルダ側係合部５４ａとの間の係合を解除して、該ホルダ（ワーク未装着ホルダ５４’）の自重により下降させて、ワーク装着位置１１に移動させることができる。ワーク未装着ホルダ５４’を、該ワーク未装着ホルダ５４’の自重により下降させるためには、ホルダ側係合部５４ａとベース体側係合部５３ａとの係合が解除された状態で、ワーク未装着ホルダ５４’のホルダ側係合部５４ａが形成されている部分の内径を、ベース体５３の外径と同一かあるいはそれ以上に設定する必要がある。
【００２９】
また、図３及び図４のように、ベース体５３が柱状部材、ホルダ（５４、５４’）が該ベース体５３を挿入する筒状部材として構成されている場合、ベース体５３は、該ベース体５３の搬送路４０側側端（下端）を構成するベース端部５３ｃと、該ベース端部５３ｃに対して搬送路４０とは反対側に位置し、ベース端部５３ｃよりも径の小さいベース縮径部５３ｄとを有し、ホルダ（５４、５４’）は、該ホルダ（５４、５４’）の搬送路４０側側の端部（下端部）を構成し、ベース端部５３ｃの外径に対応する内径のホルダ端部５４ｃと、該ホルダ端部５４ｃに対して搬送路４０とは反対側（軸線方向上方）に位置し、ベース縮径部５３ｄの外径に対応する内径のホルダ縮径部５４ｄとを有するものとできる。そして、ホルダ端部５４ｃにベース端部５３ｃが挿入され、ホルダ縮径部５４ｄにベース縮径部５３ｄが挿入されて、ホルダ（５４、５４’）がベース体５３によりガイドされる。これにより、ワーク未装着ホルダ５４’、をワーク未装着位置１２に配置するに際して、該ワーク未装着ホルダ５４’を係合位置１４に係止しても、ワーク未装着ホルダ５４’とベース体５３の両者の軸線方向に交差する向きのずれが抑制されるので、両者を安定に係合することができる。
【００３０】
また、係合位置１４は、ホルダ（５４、５４’）の軸線方向に複数設けることが可能であり、スパークプラグワーク５１の品種に応じて、係合位置１４を選択して使用することができる。例えば、ホルダ側係合部５４ａ及び／又はベース体側係合部５３ａは、移動方向（昇降方向）の異なる位置に複数形成されているものとするのがよい。具体的には、図３及び図４に示すように、ベース側係合部５３ａは、ベース体５３の軸線方向に沿う異なる位置に３つ形成されており、ホルダ側係合部５４ａは、ホルダ（５４、５４’）の搬送路４０側端（下端）に１つ形成されている。このような構成により、図７、図８及び図９に示すように、３段階の係合位置１４にてワーク未装着ホルダ５４’を係止することができる。したがって、係合位置１４を変えることで、ワーク未装着ホルダ５４’のワーク代替部（ワーク装着部５２）が加熱炉５５より受ける熱量を変化させることができ、同一の搬送ラインで異なる品種のワークを製造する場合にも本発明の熱処理装置７０が使用できる。例えば、スパークプラグワーク５１の長さが異なるものや、導電性ガラス粉末の軟化点が異なるものを、同一の搬送ラインで製造する場合に、使用する係合位置１４を適宜選択することで、ワーク支持体５６を取るかえることなく、本発明の効果を得る事ができる。
【００３１】
また、本発明の熱処理装置７０においては、加熱炉５５外にてホルダ（５４、５４’）にスパークプラグワーク５１が装着されているかどうか判定し、かつ、スパークプラグワーク５１が装着されていないと判定されたワーク未装着ホルダ５４’をワーク通過領域６０に配置されるように、該ワーク未装着ホルダ５４’が加熱炉５５に搬送される前にワーク未装着位置１２に移動するようにしている。例えば、図１０に示すように、ワーク支持体５６が搬送路４０上のワーク有無判定位置に搬送されたとき、スパークプラグワーク５１の有無を光センサ等のセンサ５７により検知して、該スパークプラグワーク５１がワーク支持体５６に保持されているかどうかを判定することができる。そして、その判定結果に基づいて、スパークプラグワーク５１を装着していないと判定されたワーク未装着ホルダ５４’が、搬送路４０上のホルダ上昇位置に搬送されたとき、該ワーク未装着ホルダ５４’をホルダ上昇機構５８により上昇させ、前述の係合位置１４にて係止させる。これにより、ワーク未装着ホルダ５４’がワーク未装着位置１２に移動されて、その一部、具体的には、ワーク装着部５２がワーク代替物として機能することになる。
【００３２】
なお、センサ５７とホルダ上昇機構５８とは電気的に接続されており、センサ５７において、スパークプラグワーク５１の有無が検知されると、その検知信号が図示しない制御部に送信される。そして、制御部でスパークプラグワーク５１が存在するかどうかの判断がなされ、スパークプラグワーク５１が存在しない場合は、ワーク装着ホルダ５４’がホルダ上昇位置に搬送されたときに、該制御部からホルダ上昇機構５８を駆動させるための駆動信号が送信され、ホルダ上昇機構５８が駆動される。これにより、ワーク未装着ホルダ５４’の上昇が自動で行なわれる。
【００３３】
さらに、図１１に示すように、スパークプラグワーク５１に対する熱処理後、加熱炉５５内から搬出されるワーク未装着ホルダ５４’を、搬送路４０上の、加熱炉５５よりも後方に設定されているワーク取り出し位置に搬送される前に、スパークプラグワーク５１が装着されている場合のホルダ（５４、５４’）の位置であるワーク装着位置１１に移動させるのがよい。例えば、ワーク未装着ホルダ５４’を下向きに押し込むことにより、ワーク未装着位置１２からワーク装着位置１１に移動することができる。このとき、搬送されてくる全てのホルダ（５４、５４’）に対して、下向きに押し込むことで、ワーク未装着ホルダ５４’のみを下降させてもよいし、予め、搬送されてくるホルダ（５４、５４’）のうち、ワーク未装着ホルダ５４’を識別しておき、該ワーク未装着ホルダ５４’のみを下向きに押し込むようにしてもよい。
【００３４】
これにより、スパークプラグワーク５１を保持していないワーク未装着ホルダ５４’が、ワーク未装着位置１２に配置される状態で、搬送路４０上のワーク取り出し位置に搬送されることはなくなる。その結果、スパークプラグワーク５１を、ワーク取出し機構５０により、ワーク支持体５６から取り出す際に、ワーク未装着ホルダ５４’のワーク代替部、具体的にはワーク装着部５２と、スパークプラグワーク５１とを混同することがなく、スパークプラグワーク５１のみをスムーズに取出すことができる。
【００３５】
以上、本発明の熱処理装置７０を、スパークプラグの製造工程中、特にガラスシール工程に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、本発明は、製品の製造に際して加熱を要するときに、ワークをホルダにより保持した状態で加熱炉に連続的に搬送する方法を採用する場合、ワークの種類を問わず実施することができるものである。
【００３６】
また、本実施の形態においては、搬送路が水平に設定され、ホルダの上部にワークが配置される場合を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、搬送路は上下方向に延びる形で設定されていてもよい。この場合、ホルダは水平方向に移動可能とすることができる。さらに、搬送路を水平に設定した場合でも、ホルダは、下方に配置されるワークを上方から保持するように設計することもできる。この場合、ワーク通過領域は搬送路の下方に設定され、ワーク未装着ホルダを下降させることによりワーク通過領域に移動させてワーク代替物として機能させることができる。
【００３７】
さたに、本実施の形態においては、熱処理装置はワーク未装着ホルダ自身がワーク通過領域に移動して、ワーク代替物として機能する場合について示したが、本発明はこれに限られるものではない。つまり、例えばホルダとして、ワーク代替物として機能するワーク代替手段を内蔵したものを使用することができる。この場合、ワーク未装着ホルダのときに、内蔵されたワーク代替手段がワーク代替物としてワーク通過領域に配置されるように、ワーク未装着ホルダの内部から、該ワーク代替手段を搬送路に対して交差する方向に突出させる。これにより、ホルダがワーク通過領域に移動可能とされる場合と同様に、搬送される全てのワークに対して同様の条件で熱処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱処理装置を説明する図。
【図２】ワーク装着位置及びワーク未装着位置を説明する概念図。
【図３】ワーク装着位置におけるホルダの形態を示す断面図。
【図４】ワーク未装着位置におけるホルダの形態を示す断面図。
【図５】ホルダとベース体の係合位置における係合方法を説明する図。
【図６】ホルダとベース体との係合が解除する様子を示す図。
【図７】ホルダとベース体との係合の一形態を示す図。
【図８】ホルダとベース体との係合の一形態を示す図。
【図９】ホルダとベース体との係合の一形態を示す図。
【図１０】本発明の熱処理装置の変形例を説明する図。
【図１１】本発明の熱処理装置の変形例を説明する図。
【図１２】本発明の製造方法により得られるスパークプラグを示す断面図。
【図１３】ガラスシール工程を説明する図。
【図１４】加熱炉内に搬送されるワーク群の一形態を示す図、
【図１５】加熱炉内に搬送されるワーク群の一形態を示す図、
【符号の説明】
７０  熱処理装置
４０  搬送路
５６  ワーク支持体
５１  スパークプラグワーク（ワーク）
５５  加熱炉
１１  ワーク装着位置
１２  ワーク未装着位置
６０  ワーク通過領域
５３  ベース体
５４  ワーク装着ホルダ
５４’ワーク未装着ホルダ
５３ａ  ベース体側係合部
５４ａ  ホルダ側係合部
１４  係合位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003746732.tif 000008
【図８】
0003746732.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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