(57)【要約】【目的】圧入荷重が大きくても、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、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
2004101169.tif 000002
【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、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と、を備えるグロープラグの製造方法において、
ストッパーを前記ヒーターチューブの前記先端面に当接させて、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り、支持体を介して前記ヒーターチューブの側面に対する挟持を開始するとともに、前記ヒーターチューブの前記取付金具に対する圧入を開始するグロープラグの製造方法。
【請求項２】
前記ストッパーと前記取付金具との間に第１の軸荷重を加えることにより、支持体を介して前記ヒーターチューブの側面に対する挟持を開始させ、
その後、前記第１の軸荷重よりも大きな第２の軸荷重を加えることにより、前記ヒーターチューブの前記取付金具に対する圧入を開始する請求項１に記載のグロープラグの製造方法。
【請求項３】
上記支持体は、上記軸荷重を加えることによって、上記ヒーターチューブを挟持する挟持力が加えられ、上記軸荷重を緩和することによってヒーターチューブの前記挟持力が緩和されることを特徴とする請求項１または２に記載のグロープラグの製造方法。
【請求項４】
上記ヒーターチューブは、上記内孔に圧入される圧入部が上記後端側に形成され、前記圧入部よりも径小の径小部が先端側に形成されており、前記径小部の少なくとも一部が上記支持体により挟持されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のグロープラグの製造方法。
【請求項５】
上記ストッパーは、上記ヒーターチューブの先端面に当接する接触部の形状が前記ヒーターチューブ先端部の形状に倣って形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のグロープラグの製造方法。
【請求項６】
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と、
前記ヒーターチューブの前記先端面に当接させて、軸荷重を加えることにより前記圧入を開始するストッパーと、前記圧入の開始とともに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、
を備えるグロープラグの製造装置。
【請求項７】
上記軸荷重を加えることにより、上記支持体を内径方向へ挟持するテーパーコレットと、上記ストッパーの周囲にあって、上記軸荷重を加えることにより、前記テーパーコレットと係合して、前記テーパーコレットに上記内径方向の挟持力を加える係合部を備える請求項６記載のグロープラグの製造装置。
【請求項８】
上記グロープラグの製造装置は、上記軸荷重を加えることによって上記係合部と上記テーパーコレットとの係合とともに圧縮され、上記軸荷重を除くことによって前記係合を解除するばねを備えた請求項７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、特開平１１−９４２５４号においては、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。
【０００３】
【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）。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
本発明の目的は、ヒーターチューブの変形を抑制しつつ圧入荷重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。
【０００７】
【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、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と、を備えるグロープラグの製造方法において、
ストッパーを前記ヒーターチューブの前記先端面に当接させて、該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り、支持体を介して前記ヒーターチューブの側面に対する挟持を開始するとともに、前記ヒーターチューブの前記取付金具に対する圧入を開始するグロープラグの製造方法である。
【０００８】
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、軸方向の荷重を支持体が収縮する方向に作用させ、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。
【０００９】
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。よって特開平１１−９４２５４のように、軸荷重が大きい時に、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。
【００１０】
本発明の請求項２の記載のグロープラグの製造方法は、前記ストッパーと前記取付金具との間に第１の軸荷重を加えることにより、支持体を介して前記ヒーターチューブの側面に対する挟持を開始させ、その後、前記第１の軸荷重よりも大きな第２の軸荷重を加えることにより、前記ヒーターチューブの前記取付金具に対する圧入を開始することを特徴とする請求項１に記載のグロープラグの製造方法である。
【００１１】
かかる製造方法により、第１の軸荷重により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、その後の第１軸荷重よりも高い第２軸荷重をかけても、座屈や食いつきがなくなり、ヒーターチューブの圧入部分の径の管理を緩和できる。
【００１２】
本発明の請求項３に記載のグロープラグの製造方法は、上記支持体は、上記軸荷重を加えることによって、上記ヒーターチューブを挟持する挟持力が加えられ、上記軸荷重を緩和することによってヒーターチューブの前記挟持力が緩和されることを特徴とする請求項１または２に記載のグロープラグの製造方法である。
【００１３】
かかる製造方法により、ヒーターチューブの挟持、取付金具への圧入、ヒーターチューブの挟持の緩和を、ストッパーと取付金具との間に軸荷重を与える１動作の中で連続して行なうことができる。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。
【００１４】
本発明の請求項４に記載のグロープラグの製造方法は、上記ヒーターチューブは、上記内孔に圧入される圧入部が上記後端側に形成され、前記圧入部よりも径小の径小部が先端側に形成されており、前記径小部の少なくとも一部が上記支持体により挟持されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のグロープラグの製造方法である。
【００１５】
近年ディーゼルエンジンの多バルブ化、部品の軽量化を図るために、グロープラグを取り付ける部分におけるエンジンスペースが狭くなってきている。それに伴って、グロープラグの径を細くする事が要求されているために、ヒーターチューブの圧入部を太く、それよりも先端側を細く形成している。つまり、太い圧入部を圧入するために必要な荷重を、先端側の細い径小部で支える必要があるため、より一層座屈が起こりやすくなる。従って、かかる製造方法のように、座屈を生じ易い径小部を挟持することでより効果的に座屈を抑制することができる。
【００１６】
本発明の請求項５に記載のグロープラグの製造方法は、上記ストッパーは、上記ヒーターチューブの先端面に当接する接触部の形状が前記ヒーターチューブ先端部の形状に倣って形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のグロープラグの製造方法である。
【００１７】
かかる製造方法により、平面の接触面を有するストッパーを適用するよりも、ヒーターチューブ先端部とストッパーの接触面との面積を広くすることができるので、ヒーターチューブ先端部にかかる圧力が分散され、結果としてヒーターチューブ先端部の変形を防ぐことができる。
【００１８】
本発明の請求項６に記載のグロープラグの製造装置は、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と、
前記ヒーターチューブの前記先端面に当接させて、軸荷重を加えることにより圧入を開始するストッパーと、前記圧入の開始とともに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、
を備えるグロープラグの製造装置である。
【００１９】
かかる製造装置により、ヒーターチューブを主体金具の内孔に圧入する時に、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。
【００２０】
本発明の請求項７に記載のグロープラグの製造装置は、上記軸荷重を加えることにより、上記支持体を内径方向へ挟持するテーパーコレットと、上記ストッパー周囲にあって、上記軸荷重を加えることにより、前記テーパーコレットと係合して、前記テーパーコレットに内径方向の挟持力を加える係合部を備える請求項６記載のグロープラグの製造装置である。
【００２１】
かかる製造方法により、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することにより、ヒーターチューブは支持体による挟持から開放されるため、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。
【００２２】
本発明の請求項８に記載のグロープラグの製造装置は、上記グロープラグの製造装置は、上記軸荷重を加えることによって上記係合部と上記テーパーコレットとの係合とともに圧縮され、上記軸荷重を除くことによって前記係合を解除するばねを備えた請求項７記載のグロープラグの製造装置である。
【００２３】
かかる製造装置により、圧入時に圧縮していたばねが、圧入後において圧入荷重が緩和された時に速やかに伸長し、ヒーターチューブ側面に対する支持体の圧力を弱めることで、ばねを備えていない治具よりも迅速に製造を行なうことができる。
【００２４】
【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、内部に発熱抵抗体（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他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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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との間にばね８が配置されている。
【００２９】
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と面一になったとしても、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。
【００３０】
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２００ｂ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。
【００３１】
蓋体２００ａの上部には、下部側に凹部を有する、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の上部の周面と台座２００ｂの凹部の内面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の外径と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。
【００３２】
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の後端面の外形よりも小さい。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。
【００３３】
シーズヒーター１の後端部を取付金具４の先端から取付金具の内孔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。
【００３４】
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の下端との間に油圧プレス等によって軸荷重（第１の荷重：３０〜１００ｋｇ）を加えると、以下のような過程を経てヒーターチューブ２の側面に対する支持体５による挟持が開始される。図３に示すように、ピン１３の下端が台座２００ｂの下端面１４と面一となり、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、下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係合部７も上方に持ち上げられる。
【００３５】
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を径方向に挟持することになる。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ばね８が軸線方向に圧縮される。
【００３６】
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と面一になった時が、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。
【００３７】
ピン１３の先端が台座２００ｂの下端面１４と面一になっている状態で、抑止板２００ｄと台座の下端面１４との間に軸荷重（第２の荷重：１５０〜４００ｋｇ）を加えることにより、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の取付金具４の内孔内への圧入が開始される。この際、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を挟持しているため、このようなヒーターチューブ２の座屈、変形等の不良の発生を抑制することができる。
【００３８】
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、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、ヒーターチューブ２は支持体５から解放される。従って、このようにバネの弾性力を利用して支持体５の挟持状態を解除することにより、ヒーターチューブ２が取付金具４に圧入された状態のグロープラグを容易に治具２００から取り出すことができる。
【００３９】
このように本実施形態に係るグロープラグの製造方法によれば、軸方向の荷重を増加させるということにより、▲１▼ヒータチューブへの支持体による適切な挟持（保護）の開始、▲２▼ヒータチューブの取付金具への圧入という一連の動作を順次行うことができる。また、軸荷重を減少させることにより、▲３▼ヒータチューブの支持体からの解放を行うことができる。すなわち、軸荷重を増加する過程で所定の軸荷重（第１、第２の軸荷重）になった時点でそれぞれの工程が開始し、作業を完了した後で軸荷重を減少されることで装置からグロープラグが解されるしくみを利用しているので、軸荷重の増減という単純な作業により、ヒータチューブの取付金具への圧入作業を行うことができる。
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、筒状部品を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、筒状部品を取り付け部品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外筒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　　　　ばね
９　　　　ストッパー
２ａ　　　径小部
２ｂ　　　圧入部
４ａ　　　内孔
【図１】
2004101169.tif 000003
【図２】
2004101169.tif 000004
【図３】
2004101169.tif 000005
【図４】
2004101169.tif 000006