(57)【要約】      （修正有）【課題】圧入荷重が大きくても、寸法誤差のある径小のヒーターチューブの変形を抑制し、容易に高品質のグロープラグを製造する。【解決手段】内孔が軸線方向に形成されている筒状の取付金具と、後端側から前記内孔に圧入される、先端面が閉塞されたヒーターチューブを備えるグロープラグの製造方法で、該ヒーターチューブの先端面にストッパーを当接させて、ストッパーと取付金具との間に軸荷重を加えることにより、ヒーターチューブの外径に応じて支持体の位置を調整しながら、軸荷重をヒーターチューブに伝える。この状態で、ヒーターチューブの前記圧入を開始するとともに、ヒーターチューブの側面を支持体により挟持することにより、ヒーターチューブの変形を防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内孔が軸線方向に形成されている筒状の取付金具と、先端側が閉塞され、後端側が前記内孔に圧入されているヒーターチューブと、を備えるグロープラグの製造方法において、
前記ヒーターチューブの先端面をストッパーに当接させる工程と、
前記ストッパーと前記取付金具との間に軸荷重を加えることによって、前記ヒーターチューブの径方向の外側に配置される支持体を、前記径方向の内側に移動させて、前記支持体により前記ヒーターチューブを挟持するとともに、前記ヒーターチューブと前記取付金具とを圧入する圧入工程と、を備え、
前記圧入工程に当って、前記軸荷重を加えるときの前記支持体の前記径方向の移動距離が、前記ヒーターチューブの外径に応じて調整されるグロープラグの製造方法。
【請求項２】
上記支持体の前記径方向の移動距離の調整を前記支持体に挟持力を伝えるばねによって行なうグロープラグの製造方法。
【請求項３】
先端側が閉塞されたヒーターチューブの先端面に当接させるストッパーと、前記ヒーターチューブの軸方向に軸荷重を加えることにより、前記ヒーターチューブを後端側から、内孔が軸線方向に形成されている筒状の取付金具に圧入を行なう加圧手段と、前記ヒーターチューブの径方向の外側に配置され、前記軸荷重を加えることにより、前記径方向の内側に移動し、前記ヒーターチューブの側面を挟持する支持面を有する支持体と、前記軸荷重を加えるときの前記支持体の前記径方向の移動距離を、前記ヒーターチューブの外径に応じて調整する位置調整手段と、
を備えるグロープラグの製造装置。
【請求項４】
上記位置調整手段は、上記支持体に挟持力を加えるばねである請求項３記載のグロープラグの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グロープラグの製造方法およびグロープラグの製造装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来から、図４に示すように、グロープラグのヒーターチューブ２と取付金具４は圧入にて接合していた。即ち、内孔４ａを有する取付金具４に、ヒーターチューブ２をセットし、このヒーターチューブ２の閉塞された先端面を、保持具００１に設けられた凹状の保持部００１ａに、ヒーターチューブ２を挿入して当接させる。そして、油圧プレス等によって保持具００１に軸線方向の荷重を加えることにより、ヒーターチューブ２の圧入を行なっていた。
また、ヒーターチューブの外周面を凹状のコレットにより挟持すると共にコレットを押圧することにより上記ヒーターチューブに圧入荷重を与えて、ヒーターチューブの圧入部とハウジング内孔に設けた嵌合部とを圧入嵌合させることが開示されている。（特許文献１参照）
これにより、ヒーターチューブを支持しているため、軸荷重による座屈、食いつきを抑制することができる。その結果、高い軸荷重をかけても、座屈や食いつきがなくなるため、ヒーターチューブの圧入部分の径の管理を緩和できる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−９４２５４号公報
【０００４】
【解決しようとする課題】
しかしながら、グロープラグに用いられるヒーターチューブは、一般にスウェージング加工が行われるため、この加工条件によって外径がばらつきやすい。また、ヒーターチューブの圧入部が圧入される取付金具の内孔に形成された嵌合部の内径も切削等の条件によってばらつきが生じやすい。この結果、圧入時に必要な荷重にもばらつきが生じてしまう。従って、図４に示すような方法で圧入を行った場合には、圧入時に必要な荷重のばらつきにより、ヒーターチューブ２が曲がってしまうことがある（以後、「座屈」ともいう）。このため、圧入した後にシーズチューブが保持具００１に設けられた保持部００１ａから外せなくなることがある（以後「食いつき」ともいう）。
【０００５】
一方、特開平１１−９４２５４号公報内に示されている方法であれば、座屈の発生をある程度抑えることは可能であるが、上述した圧入時に必要な荷重のばらつきに対応するには不十分である。このため、ヒーターチューブの側面には強い圧力がかかることになる。従って、ヒーターチューブの側面がつぶれて、変形、損傷する可能性が高く、ヒーターチューブ内のコイルが短絡することで内部抵抗が変わる問題がある。
【０００６】
このため、ヒーターチューブの外径を切削または研削することにより外径のばらつきを抑えていたが、工数が増え、手間がかかるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、ヒーターチューブの径のばらつきに対処することが可能な高品質のグロープラグを製造方法およびその製造装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
本発明の請求項１に記載のグロープラグの製造方法は、内孔が軸線方向に形成されている筒状の取付金具と、先端側が閉塞され、後端側が前記内孔に圧入されているヒーターチューブと、を備えるグロープラグの製造方法において、
前記ヒーターチューブの先端面をストッパーに当接させる工程と、前記ストッパーと前記取付金具との間に軸荷重を加えることによって、前記ヒーターチューブの径方向の外側に配置される支持体を、前記径方向の内側に移動させて、前記支持体により前記ヒーターチューブを挟持するとともに、前記ヒーターチューブと前記取付金具とを圧入する圧入工程と、を備え、前記圧入工程に当って、前記軸荷重を加えるときの前記支持体の前記径方向の移動距離が、前記ヒーターチューブの外径に応じて調整されるグロープラグの製造方法である。
【０００９】
かかる製造方法において、ストッパーはヒーターチューブの先端面に当接させて軸荷重をヒーターチューブに伝える。その際に、ヒーターチューブの側面を支持体により挟持することにより、ヒーターチューブを支持しているため、軸荷重による座屈、食いつきを抑制することができる。その結果、高い軸荷重をかけても、座屈や食いつきがなくなるため、ヒーターチューブの圧入部分の径の管理を緩和できる。
【００１０】
また、本発明の製造方法においては、支持体で保持する力よりも強い軸荷重でストッパーをヒーターチューブの先端面に当接することにより、ヒーターチューブの取付金具への圧入を開始している。そのため、軸荷重が大きい時でも、支持体をヒーターチューブに強く圧接する必要がないため、ヒーターチューブの側周面の変形、損傷を抑制することができる。
なお、支持体には、曲面の支持面を形成してヒーターチューブを挟持させるとよい。筒状のヒーターチューブへの接触面積を平面の支持面よりも大きくできるため、側面からのつぶれ等の変形を生じ難くなるからである。
【００１１】
また、かかる製造方法によれば、ストッパーと取付金具との間に軸荷重を加えることで、ヒーターチューブの外径に合わせて、ヒーターチューブを挟持するための支持体の位置を自動的に調整している。そのため、ヒーターチューブの径が狙い径よりも大きい場合、支持体がヒーターチューブを挟持してもヒーターチューブを損傷することなく、食いつきも防止できる。さらに、ヒーターチューブの径が狙い径よりも小さい場合、支持体によりヒーターチューブを挟持することができる。その結果、ヒーターチューブの支持体に当接する部分の径の管理を緩和できる。
【００１２】
さらに、かかる製造方法においては、支持体のヒーターチューブの径方向の移動距離の調節、ヒーターチューブの挟持、取付金具への圧入を、ストッパーと取付金具との間に軸荷重を与える１動作の中で行なっている。このため、従来に比べて、工数が減り、結果として圧入工程にかかる時間を短縮することができる。
【００１３】
本発明の請求項２に記載のグロープラグの製造方法は、上記支持体の前記径方向の移動距離の調整を前記支持体に挟持力を伝えるばねによって行なうグロープラグの製造方法である。
【００１４】
かかる製造方法において、支持体の位置調整をばねにより、容易に行なうことができる。
【００１５】
本発明の請求項３に記載のグロープラグの製造装置は、先端側が閉塞されたヒーターチューブの先端面に当接させるストッパーと、前記ヒーターチューブの軸方向に軸荷重を加えることにより、前記ヒーターチューブを後端側から、内孔が軸線方向に形成されている筒状の取付金具に圧入を行なう加圧手段と、前記ヒーターチューブの径方向の外側に配置され、前記軸荷重を加えることにより、前記径方向の内側に移動し、前記ヒーターチューブの側面を挟持する支持面を有する支持体と、前記軸荷重を加えるときの前記支持体の前記径方向の移動距離を、前記ヒーターチューブの外径に応じて調整する位置調整手段と、を備えるグロープラグの製造装置である。
【００１６】
かかる製造装置により、軸荷重を加えると、テーパーコレットと係合部が係合して、テーパーコレットが縮径する。その結果、テーパーコレットが支持体を挟持し、ヒーターチューブが支持体によって挟持され、ヒーターチューブの座屈や食いつきを抑制することができる。軸荷重を緩和するとヒーターチューブの挟持が緩和されるため、ヒーターチューブを取り外すのが容易である。また、圧入時の曲げの原因となるヒーターチューブ先端が取付金具の内孔の中心に対する微小な偏曲がある場合でも、支持体により挟持することにより、矯正される効果もある。
【００１７】
またかかる製造装置において、ヒーターチューブの外径に合わせて支持体の位置が自動的に調整され、ヒーターチューブの側面が支持体により挟持される。そのため、ヒーターチューブの径が平均径よりも大きい場合、支持体がヒーターチューブを挟持してもヒーターチューブを損傷することなく、食いつきも防止できる。また、ヒーターチューブの径が平均よりも小さい場合、支持体によりヒーターチューブを挟持することができる。その結果、ヒーターチューブの支持体に当接する部分の径の管理を緩和できる。
【００１８】
本発明の請求項４に記載のグロープラグの製造装置は、上記位置調整手段は、上記支持体に挟持力を加えるばねである請求項３記載のグロープラグの製造装置である。
【００１９】
かかる製造装置において、支持体の位置調整をばねにより、容易に行なうことができ、装置もより簡素なものとすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明において製造されるグロープラグの１実施形態を示す縦断面図を示す。グロープラグ１００は軸線方向に貫通する内孔４ａが形成された筒状の取付金具４と、取付金具４の軸線方向における先端面から突出させる形で、取付金具４の内孔４ａにシーズヒーター１が配置されている。このシーズヒーター１は、シーズチューブの内部に発熱コイル（図示せず）を有しており、その発熱抵抗体の一端が、閉塞された先端面に内部で溶接されたヒーターチューブ２と、このヒーターチューブ２の内部で発熱抵抗体の後端に接続された通電端子軸３とが軸線方向に一体化されている。ヒーターチューブ２は取付金具４の内孔４ａに圧入される圧入部２ｂと、この圧入部２ｂよりも先端側に向かって一定距離にわたって、圧入部２ｂよりも外径が径小に形成された径小部２ａとを有している。
【００２１】
以下に、ヒーターチューブ２の製造方法の一例を示す。ヒーターチューブ２の外部を構成するシーズチューブの中空部内に発熱コイル及び制御コイルを配置する（図示せず）。次に制御コイルの後端に溶接等によって接続された通電端子軸３をシーズチューブの後端開口部から外方へ突出させ、マグネシア粉末などの絶縁粉末を両者の間に充填した後に、後端側開口部における通電端子軸３回りの環状隙間にゴム製のＯリング等のシールリングを配して、絶縁粉末をシーズチューブの中空部内に封入する（図示せず）。この状態でシーズチューブ外周にスウェージング加工を施して、径小部２ａと圧入部２ｂとを有するヒーターチューブ２とする。
【００２２】
なお、本実施形態では、グロープラグ１００の軸線方向においてヒーターチューブ２の閉塞された先端面の存在する先端側から通電端子軸３の存在する方向を上とし、その逆方向を下とする。
【００２３】
図２は、本発明にかかるグロープラグの製造方法の１実施形態に用いられる治具２００の断面を示す。本実施形態で用いられる治具２００は蓋体２００ａ、台座２００ｂ、中空筒体２００ｃおよび抑止体２００ｄとからなる。蓋体２００ａには、ヒーターチューブ２の径小部２ａを挟持する３つ割れの中空円柱状の支持体５とヒーターチューブ２を圧入するストッパー９が設けられている。支持体５がこの径小部２ａを挟持するために十分な力を加えられるように、この支持体５の内径はヒーターチューブ２の径小部２ａの外径と略同一の径になっている。また、ストッパー９のヒーターチューブ２の先端面が当接する部分はヒーターチューブ２の先端面の形状に合わせて、曲面状に形成してある。従って、接触部の面積が大きくなり、圧入荷重が分散されるため、ヒーターチューブ２の先端部の変形が抑制される。
【００２４】
そして、支持体５の側周面を囲むようにして、テーパーコレット６が設けられている。このテーパーコレット６の上面に当接するように、下側に開口する凹状のテーパーコレット蓋６ａが配置されている。テーパーコレット蓋６ａの内径は、テーパーコレット６の上端部外径よりも大きく、内径側には突起部６ｂが設置されている。また、テーパーコレット６には、切りかき部６ｃが設置されている。そして、突起部６ｂと切りかき部６ｃとが係合されることによって、テーパーコレットが軸線方向へ動くことを防止している。
【００２５】
一方、ストッパー９の周囲にはこのストッパー９を中心軸として上下方向に移動可能な板状部品１０が設けられている。そして、この板状部品１０の上面に、テーパーコレット６のテーパー面と接するテーパー面を有する係合部７が設けられており、板状部品１０とテーパーコレット６との間に、本発明における位置調整手段である第２ばね１９が軸方向に伸縮するように設けられている。この係合部７の下端側には係合部鍔部７ａが軸に直交する方向に突出しており、この係合部鍔部７ａとテーパーコレット蓋６ａとの間に第１ばね８が配置されている。
【００２６】
また、板状部品１０の下側には、ストッパー９の下部が挿入固定されるとともに、後述する棒状部品１１が貫通する孔を有する中板部品１２が設けられている。軸状の棒状部品１１の上端は、板状部品１０の下面に接しており、下端は、軸断面形状がＴ字状の鍔部を有するピン１３に接している。このピン１３の周囲には、台座２００ｂが設けられており、その上面は中板部品１２の下面に当接している。そして、ピン１３の鍔部は台座２００ｂに設けられた台座凹部１８の中に収まっている。また、ピン１３の下端は台座の下端面１４から突出している。この突出量は、台座２００ｂの上端面とピン１３の上端面との距離よりも小さくなるように設定されており、ピン１３の下端面が台座の下端面１４と同一面上になったとしても、ピン１３の上端面が台座２００ｂの上端面から突出する事はない。
【００２７】
さらに、台座２００ｂの上面側には、蓋体２００ａが固定されており、この蓋体２００ａの上板内面にテーパーコレット蓋６ａの上面が当接している。また、蓋体２００ａの内径とテーパーコレット蓋６ａ、係合部鍔部７ａ、板状部品１０および中板部品１２の各々の外径と略同一に形成することにより、軸と直交する方向へ動くことを防止している。
【００２８】
蓋体２００ａの上部には、下部側に凹部２０を有する、中空筒体２００ｃが配置されており、軸線方向に貫通孔１６が形成されている。蓋体２００ａの上部の外周面と台座２００ｂの凹部２０の内面１５は接している。中空筒体の貫通孔１６の内径は、取付金具４の外径より大きいが、略同一に形成することにより、取付金具４が軸と直交する方向へ動くことを防止している。
【００２９】
さらに、中空筒体２００ｃの上端面には、抑止板２００ｄが配置されている。抑止板２００ｄは貫通孔１７が軸線方向に形成されており、貫通孔１７に通電端子軸３が挿嵌されている。抑止板２００ｄの貫通孔１７の内径は取付金具４の後端側の外径よりも小さい。また、抑止板２００ｄの厚みは圧入後の取付金具４の後端からの通電端子軸３の突出長さよりも大きい。
【００３０】
シーズヒーター１の後端部を取付金具４の先端側から内孔４ａに挿入することで仮組みを行なう。仮組みを行なったグロープラグを中空筒体２００ｃの貫通孔１６に、ヒーターチューブ２がストッパー９に接するまで挿入する。その後、抑止板２００ｄを中空筒体２００ｃの上端面上に配置する。
【００３１】
次に、上述の治具２００の作動状態について説明する。抑止板２００ｄの上端面とピン１３の下端との間に、本発明における加圧手段である油圧プレス等によって軸荷重を加えると、以下のようになる。図３に示すように、ピン１３の下端が台座２００ｂの下端面１４と同一面上となり、それに伴って、ピン１３の上面に当接している棒状部品１１が上方に持ち上げられる。この棒状部品１１が持ち上げられることにより、棒状部品の上面に当接している板状部品１０が上方に持ち上げられるとともに、板状部品１０の上面に設けられている第２ばね１９と第２ばね１９の上部に当接している係合部７も上方に持ち上げられる。
【００３２】
一方、係合部７に設けられたテーパー面と当接するテーパーコレット６は、蓋体２００ａによって上方への移動が抑えられている。従って、係合部７が上方へ移動することによって、この係合部７の中にテーパーコレット６が入り込んでいくことになる。このとき両者のテーパー面同士による相互作用により、テーパーコレット６が内径側に収縮することになる。そして、収縮したテーパーコレット６は、支持体５を挟持し、さらに、この支持体５がヒーターチューブ２の径小部２ａを挟持することになる。この支持体５が、径小部２５を挟持した状態で、さらに抑止版２００ｄとピン１３の下端との間に軸荷重を加えると、第２ばね１９が軸線方向に圧縮される。このため、径小部２５の外径が狙い径よりも大きい場合であっても、ばねが圧縮することで寸法誤差を吸収する。このことによって、支持体５が径小部２５を過剰に強く挟持することもないため、ヒーターチューブ２の損傷を抑制することができる。
また、係合部７の中にテーパーコレット６が入り込んでいく際に、係合部７の外側に設けられた第１ばね８が軸線方向に圧縮される。
【００３３】
なお、支持体５がヒーターチューブ２の径小部２ａを挟持する力は上述したようにピン１３の先端が台座２００ｂの下端面１４に入り込むことによって発生する。従って、ピン１３の先端が台座２００ｂの下端面１４と同一面上になった時が、ヒーターチューブ２の側面に支持体５によって加わる力の最大となる。よって、ピン１３の長さ、テーパーコレット６の内径、第２ばね１９のばね定数等を調整することで、支持体５がヒーターチューブ２の側面に当接する力の最大値を調整することができ、ヒーターチューブ２の変形、損傷を抑制することができる。
【００３４】
ピン１３の先端が台座２００ｂの下端面１４と同一面上になっているため、抑止板２００ｄと台座の下端面１４との間に軸荷重が加わり、ストッパー９によって先端の位置決めがされたヒーターチューブ２が取付金具４の内孔内に圧入されていく。この時、ヒーターチューブ２に座屈が発生しようとするが、支持体５によってヒーターチューブ２の座屈が発生しやすい径小部２ａを挟時しているため、このようなヒーターチューブ２に軸荷重を加えることによる座屈や食いつきといった不良の発生を抑制することができる。また、狙い径よりも大きい外径を有するヒーターチューブ２を圧入するには、外径が狙い径と同じであるヒーターチューブ２を圧入するよりも高い圧入荷重が必要である。しかしながら、高い圧入荷重を加えても、座屈や食いつきがなくなるため、ヒーターチューブ２の圧入部分の径の管理を緩和できる。
【００３５】
そして、圧入が終了して、軸荷重を除いていくと、圧縮されていた第１ばね８が元に戻ろうとする力によって、テーパーコレット蓋６ａと係合部鍔部７ａを引き離す。テーパーコレット６は、コレットチャック蓋６ａに固定されているため、第１ばね８が元に戻る時に、係合部７から引き離される。そのため、テーパーコレット６が支持体５を挟持する圧力が緩和されることで、支持体５がヒーターチューブ２を挟持する圧力が緩和される。従って、取付金具４に圧入された状態のヒーターチューブ２を容易に治具２００から取り出すことができる。
【００３６】
なお、ヒーターチューブ２の側面への支持体５の接触面は広いほど、変形、損傷を防ぐ点で好ましいが、本実施形態においては、ヒーターチューブ２の先端側の径小部２ａの外周面の７０％以上を接触させることで、ヒーターチューブ２の変形、損傷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における製造されるグロープラグの断面図である。
【図２】本発明における、実施形態の一例を示したものであり、取付金具を圧入用治具にセットした時の図である。
【図３】本発明における、実施形態の一例を示したものであり、ヒーターチューブを取付金具に圧入した時の図である。
【図４】従来例における、ヒーターチューブを取付金具に圧入する工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１００    グロープラグ
２００    圧入用治具
２        ヒーターチューブ
４        取付金具
５        支持体
６        テーパーコレット
７        係合部
８        第１ばね
９        ストッパー
１９      第２ばね
２ａ      径小部
２ｂ      圧入部
４ａ      内孔
【図１】
2004263918.tif 000003
【図２】
2004263918.tif 000004
【図３】
2004263918.tif 000005
【図４】
2004263918.tif 000006