(57)【要約】【課題】筒体内でのコイル状の導電体の偏心状態を正確で、しかも低コストで測定する。【解決手段】直線状の金属チューブ２内にその筒長方向に沿って配設されたコイル状の発熱コイル３を備えたグロープラグ１における発熱コイル３の金属チューブ２の軸線Ｌに対する偏心状態を測定する測定装置Ｍであって、グロープラグ１に対して軸線Ｌを中心とした複数のラジアル方向から一定の磁界Ｆを印加する磁界印加部１２と、発熱コイル３とコンデンサ１７の並列回路１８に所定の周波数の交流信号Ｓ１を印加する信号印加部１３と、交流信号Ｓ１の印加時における並列回路１８の両端間電圧Ｖ１を測定する電圧測定部１４と、磁界印加部１３によるグロープラグ１に対する磁界Ｆの印加状態において電圧測定部１４によって測定されたラジアル方向毎の両端間電圧Ｖ１に基づいて偏心状態を測定する処理部１５とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状の筒体、および当該筒体内に当該筒体の筒長方向に沿って配設されたコイル状の導電体を備えた測定対象体における前記導電体の当該筒体の軸線に対する偏心状態を測定する測定装置であって、
前記測定対象体に対して前記軸線を中心とした複数のラジアル方向から一定の磁界を印加する磁界印加部と、
前記導電体、および当該導電体に並列に接続された静電容量体の並列回路に所定の周波数の交流信号を印加する信号印加部と、
前記交流信号の印加時における前記並列回路の両端間電圧を測定する電圧測定部と、
前記磁界印加部による前記測定対象体に対する前記磁界の印加状態において前記電圧測定部によって測定された前記ラジアル方向毎の前記両端間電圧に基づいて前記偏心状態を測定する処理部とを備えている測定装置。
【請求項２】
直線状の筒体、および当該筒体内に当該筒体の筒長方向に沿って配設されたコイル状の導電体を備えた測定対象体における前記導電体の当該筒体の軸線に対する偏心状態を測定する測定装置であって、
前記測定対象体に対して前記軸線を中心とした複数のラジアル方向から一定の磁界を印加する磁界印加部と、
所定の周波数の交流信号を前記導電体、および当該導電体に直列に接続された静電容量体の直列回路に印加する信号印加部と、
前記交流信号の印加時における前記直列回路の両端間電圧を測定する電圧測定部と、
前記磁界印加部による前記測定対象体に対する前記磁界の印加状態において前記電圧測定部によって測定された前記ラジアル方向毎の前記両端間電圧に基づいて前記偏心状態を測定する処理部とを備えている測定装置。
【請求項３】
前記磁界印加部は、前記軸線を中心とした仮想円上に配設されて前記磁界を発生する１つの磁界発生部、および当該磁界発生部を当該仮想円上で移動させる移動部を備えている請求項１または２記載の測定装置。
【請求項４】
前記磁界印加部は、前記軸線を中心とした仮想円上における前記各ラジアル方向に対応する位置に配設された複数の磁界発生部を備え、当該複数の磁界発生部は、前記磁界を順次発生する請求項１または２記載の測定装置。
【請求項５】
前記磁界印加部は、前記軸線を中心とした仮想円上に配設されて前記磁界を発生する１つの磁界発生部、および前記軸線を中心に前記測定対象体を回転させる回転部を備えている請求項１または２記載の測定装置。
【請求項６】
前記処理部は、前記ラジアル方向毎の前記両端間電圧のばらつき度合いに基づいて前記偏心状態を測定する請求項１から５のいずれかに記載の測定装置。
【請求項７】
前記複数のラジアル方向は、前記軸線を中心として等角度間隔で規定されている請求項１から６のいずれかに記載の測定装置。
【請求項８】
直線状の筒体、および当該筒体内に当該筒体の筒長方向に沿って配設されたコイル状の導電体を備えた測定対象体における前記導電体の当該筒体の軸線に対する偏心状態を測定する測定方法であって、
前記導電体に静電容量体を並列に接続した状態において、前記測定対象体に対して前記軸線を中心とした複数のラジアル方向から一定の磁界を印加しつつ、当該導電体および当該静電容量体の並列回路に所定の周波数の交流信号を印加したときの前記ラジアル方向毎の当該並列回路の両端間電圧を測定し、
当該測定したラジアル方向毎の両端間電圧に基づいて前記偏心状態を測定する測定方法。
【請求項９】
直線状の筒体、および当該筒体内に当該筒体の筒長方向に沿って配設されたコイル状の導電体を備えた測定対象体における前記導電体の当該筒体の軸線に対する偏心状態を測定する測定方法であって、
前記導電体に静電容量体を直列に接続した状態において、前記測定対象体に対して前記軸線を中心とした複数のラジアル方向から一定の磁界を印加しつつ、当該導電体および当該静電容量体の直列回路に所定の周波数の交流信号を印加したときの前記ラジアル方向毎の当該直列回路の両端間電圧を測定し、
当該測定したラジアル方向毎の両端間電圧に基づいて前記偏心状態を測定する測定方法。
【請求項１０】
前記軸線を中心とした仮想円上に配設されて前記磁界を発生する１つの磁界発生部を当該仮想円上で移動させる請求項８または９記載の測定方法。
【請求項１１】
前記軸線を中心とした仮想円上における前記各ラジアル方向に対応する位置に配置した複数の磁界発生部を順次作動させて前記磁界を発生させる請求項８または９記載の測定方法。
【請求項１２】
前記軸線を中心とした仮想円上に前記磁界を発生する１つの磁界発生部を配置した状態において、前記軸線を中心に前記測定対象体を回転させる請求項８または９記載の測定方法。
【請求項１３】
前記ラジアル方向毎の前記両端間電圧のばらつき度合いに基づいて前記偏心状態を測定する請求項８から１２のいずれかに記載の測定方法。
【請求項１４】
前記軸線を中心として等角度間隔で規定された前記複数のラジアル方向から当該磁界を印加する請求項８から１３のいずれかに記載の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電材料を用いて直線状に形成された筒体内に筒長方向に沿ってコイル状の導電体が配設された測定対象体におけるその導電体の筒体の軸線に対する偏心状態を測定する測定装置および測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の測定対象体の一例として、下記の特許文献１などに開示されているように、ディーゼルエンジンに使用されるグロープラグが存在する。この種のグロープラグ１は、一般的に、図１０に示すように、先端が閉鎖された金属チューブ（筒体）２と、金属チューブ２内に配設された発熱コイル３（コイル状の導電体）と、金属チューブ２の開口された端部にシール４を介して装着された中心電極５と、金属チューブ２内に充填された絶縁粉末６とを備えている。この場合、発熱コイル３は、その一端が金属チューブ２における先端内面に接続され、かつその他端が中心電極５に接続された状態で、金属チューブ２の筒長方向に沿って配設されている。このグロープラグ１では、金属チューブ２、発熱コイル３および中心電極５の経路に電流を供給することによって発熱コイル３が発熱する。
【特許文献１】特許第２９４９３６２号公報（第１頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のグロープラグ１では、発熱コイル３が発熱時に膨張して曲がり（偏心し）、図１１に示すように、その一部が金属チューブ２に接近する現象が発生することがある。このため、このグロープラグ１は、この現象の発生時に、曲がった発熱コイル３が金属チューブ２と接触（短絡）しないように、図１０に示すように、発熱コイル３が金属チューブ２の軸線Ｌ上に位置するように製造されている。
【０００４】
しかしながら、発熱コイル３の金属チューブ２内への装着工程において、誤って発熱コイル３が金属チューブ２の軸線Ｌ上からずれて配置されていたり、また当初は金属チューブ２の軸線Ｌ上に配置されていた発熱コイル３が、一例としてその後に行われる金属チューブ２内への絶縁粉末６の充填工程において、絶縁粉末６からの圧力を受けて金属チューブ２の軸線Ｌ上からずれることがある。このため、このようなグロープラグ１（製作時において既に発熱コイル３が図１１に示す状態のように軸線Ｌ上からずれているグロープラグ）では、使用状態（発熱状態）において、発熱コイル３の膨張による曲がり方向（偏心方向）が、製造時における発熱コイル３のずれ方向と一致したときには、発熱コイル３の軸線Ｌからの全ずれ量（全偏心量）が多くなる結果、軸線Ｌからずれた（偏心した）発熱コイル３が図１２に示すように金属チューブ２と接触（短絡）することがある。この接触状態（短絡状態）では、発熱コイル３のコイル長が実質的に短くなるため、このグロープラグ１には、供給電流を一定として駆動する条件下では、発熱量が低下するという課題が存在している。
【０００５】
このため、発熱時に発熱コイル３と金属チューブ２とが接触（短絡）するおそれのあるグロープラグ１であるか否かを検査する必要がある。この検査の方法としては、第１に、発熱状態において発熱コイル３および金属チューブ２が接触したときには発熱コイル３と金属チューブ２との間の抵抗値が減少することに着目して、グロープラグ１を実際に発熱させると共に発熱状態における発熱コイル３と金属チューブ２との間の抵抗値を測定し、測定した抵抗値と基準値（発熱状態のときに発熱コイル３と金属チューブ２とが接触しない製品（良品）についての発熱コイル３と金属チューブ２との間の抵抗値）とを比較する検査方法が考えられる。しかしながら、発熱コイル３の抵抗値はそもそも小さいため、発熱コイル３が金属チューブ２と接触しない状態での発熱コイル３の抵抗値と、接触した状態での発熱コイル３の抵抗値との差も小さいことから、この第１の検査方法では、測定したこの両抵抗値の差が、接触に起因する差なのか、測定上の誤差による差なのかを判別し難いため、発熱時に発熱コイル３と金属チューブ２とが接触（短絡）するおそれのあるグロープラグ１であるか否かを正確に検査することが困難となっている。
【０００６】
また、第２の検査方法として、金属チューブ２内の発熱コイル３の状態をＸ線スキャナで検査し、この検査結果を表示装置に表示させることで、発熱コイル３の状態を直接検査する検査方法が考えられる。この第２の検査方法によれば、金属チューブ２内での発熱コイル３の曲がり具合（偏心状態）を直接測定することができるため、グロープラグ１を発熱させることなく、発熱時における発熱コイル３と金属チューブ２との接触（短絡）のおそれの有無を検査することが可能である。しかしながら、Ｘ線スキャナの使用によって測定コストが高価になるため、検査コストも高価になるという課題が存在している。このため、金属チューブ２（筒体）内での発熱コイル３（コイル状の導電体）の曲がり具合（偏心状態）を正確に、かつ低コストで測定し得る測定装置の開発が望まれている。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決すべくなされたものであり、筒体内でのコイル状の導電体の偏心状態を正確で、しかも低コストで測定し得る測定装置および測定方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成すべく請求項１記載の測定装置は、直線状の筒体、および当該筒体内に当該筒体の筒長方向に沿って配設されたコイル状の導電体を備えた測定対象体における前記導電体の当該筒体の軸線に対する偏心状態を測定する測定装置であって、前記測定対象体に対して前記軸線を中心とした複数のラジアル方向から一定の磁界を印加する磁界印加部と、前記導電体、および当該導電体に並列に接続された静電容量体の並列回路に所定の周波数の交流信号を印加する信号印加部と、前記交流信号の印加時における前記並列回路の両端間電圧を測定する電圧測定部と、前記磁界印加部による前記測定対象体に対する前記磁界の印加状態において前記電圧測定部によって測定された前記ラジアル方向毎の前記両端間電圧に基づいて前記偏心状態を測定する処理部とを備えている。
【０００９】
また、上記目的を達成すべく請求項２記載の測定装置は、直線状の筒体、および当該筒体内に当該筒体の筒長方向に沿って配設されたコイル状の導電体を備えた測定対象体における前記導電体の当該筒体の軸線に対する偏心状態を測定する測定装置であって、前記測定対象体に対して前記軸線を中心とした複数のラジアル方向から一定の磁界を印加する磁界印加部と、所定の周波数の交流信号を前記導電体、および当該導電体に直列に接続された静電容量体の直列回路に印加する信号印加部と、前記交流信号の印加時における前記直列回路の両端間電圧を測定する電圧測定部と、前記磁界印加部による前記測定対象体に対する前記磁界の印加状態において前記電圧測定部によって測定された前記ラジアル方向毎の前記両端間電圧に基づいて前記偏心状態を測定する処理部とを備えている。
【００１０】
また、請求項３記載の測定装置は、請求項１または２記載の測定装置において、前記磁界印加部は、前記軸線を中心とした仮想円上に配設されて前記磁界を発生する１つの磁界発生部、および当該磁界発生部を当該仮想円上で移動させる移動部を備えている。
【００１１】
また、請求項４記載の測定装置は、請求項１または２記載の測定装置において、前記磁界印加部は、前記軸線を中心とした仮想円上における前記各ラジアル方向に対応する位置に配設された複数の磁界発生部を備え、当該複数の磁界発生部は、前記磁界を順次発生する。
【００１２】
また、請求項５記載の測定装置は、請求項１または２記載の測定装置において、前記磁界印加部は、前記軸線を中心とした仮想円上に配設されて前記磁界を発生する１つの磁界発生部、および前記軸線を中心に前記測定対象体を回転させる回転部を備えている。
【００１３】
また、請求項６記載の測定装置は、請求項１から５のいずれかに記載の測定装置において、前記処理部は、前記ラジアル方向毎の前記両端間電圧のばらつき度合いに基づいて前記偏心状態を測定する。
【００１４】
また、請求項７記載の測定装置は、請求項１から６のいずれかに記載の測定装置において、前記複数のラジアル方向は、前記軸線を中心として等角度間隔で規定されている。
【００１５】
また、上記目的を達成すべく請求項８記載の測定方法は、直線状の筒体、および当該筒体内に当該筒体の筒長方向に沿って配設されたコイル状の導電体を備えた測定対象体における前記導電体の当該筒体の軸線に対する偏心状態を測定する測定方法であって、前記導電体に静電容量体を並列に接続した状態において、前記測定対象体に対して前記軸線を中心とした複数のラジアル方向から一定の磁界を印加しつつ、当該導電体および当該静電容量体の並列回路に所定の周波数の交流信号を印加したときの前記ラジアル方向毎の当該並列回路の両端間電圧を測定し、当該測定したラジアル方向毎の両端間電圧に基づいて前記偏心状態を測定する。
【００１６】
また、上記目的を達成すべく請求項９記載の測定方法は、直線状の筒体、および当該筒体内に当該筒体の筒長方向に沿って配設されたコイル状の導電体を備えた測定対象体における前記導電体の当該筒体の軸線に対する偏心状態を測定する測定方法であって、前記導電体に静電容量体を直列に接続した状態において、前記測定対象体に対して前記軸線を中心とした複数のラジアル方向から一定の磁界を印加しつつ、当該導電体および当該静電容量体の直列回路に所定の周波数の交流信号を印加したときの前記ラジアル方向毎の当該直列回路の両端間電圧を測定し、当該測定したラジアル方向毎の両端間電圧に基づいて前記偏心状態を測定する。
【００１７】
また、請求項１０記載の測定方法は、請求項８または９記載の測定方法において、前記軸線を中心とした仮想円上に配設されて前記磁界を発生する１つの磁界発生部を当該仮想円上で移動させる。
【００１８】
また、請求項１１記載の測定方法は、請求項８または９記載の測定方法において、前記軸線を中心とした仮想円上における前記各ラジアル方向に対応する位置に配置した複数の磁界発生部を順次作動させて前記磁界を発生させる。
【００１９】
また、請求項１２記載の測定方法は、請求項８または９記載の測定方法において、前記軸線を中心とした仮想円上に前記磁界を発生する１つの磁界発生部を配置した状態において、前記軸線を中心に前記測定対象体を回転させる。
【００２０】
また、請求項１３記載の測定方法は、請求項８から１２のいずれかに記載の測定方法において、前記ラジアル方向毎の前記両端間電圧のばらつき度合いに基づいて前記偏心状態を測定する。
【００２１】
また、請求項１４記載の測定方法は、請求項８から１３のいずれかに記載の測定方法において、前記軸線を中心として等角度間隔で規定された前記複数のラジアル方向から当該磁界を印加する。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１記載の測定装置および請求項８記載の測定方法では、直線状の筒体内に筒長方向に沿って配設されたコイル状の導電体を備えた測定対象体に対して筒体の軸線を中心とした複数のラジアル方向から一定の磁界を印加しつつ、導電体に静電容量体が並列接続されてなる並列回路に交流信号を印加して、ラジアル方向毎（磁界の印加方向毎）のこの並列回路の両端間電圧を測定し、測定したラジアル方向毎の両端間電圧のばらつき度合いに基づいて導電体の偏心状態を測定する。したがって、この測定装置によれば、導電体の発熱状態における抵抗値を測定する構成と比較して、筒体内での導電体の偏心状態を正確に測定することができる。また、Ｘ線スキャナを使用しないため、低コストで導電体の偏心状態を測定することができる。
【００２３】
請求項２記載の測定装置および請求項９記載の測定方法では、直線状の筒体内に筒長方向に沿って配設されたコイル状の導電体を備えた測定対象体に対して筒体の軸線を中心とした複数のラジアル方向から一定の磁界を印加しつつ、導電体に静電容量体が直列接続されてなる直列回路に交流信号を印加して、ラジアル方向毎（磁界の印加方向毎）のこの直列回路の両端間電圧を測定し、測定したラジアル方向毎の両端間電圧に基づいて導電体の偏心状態を測定する。したがって、この測定装置によれば、導電体の発熱状態における抵抗値を測定する構成と比較して、筒体内での導電体の偏心状態を正確に測定することができる。また、Ｘ線スキャナを使用しないため、低コストで導電体の偏心状態を測定することができる。
【００２４】
請求項３記載の測定装置および請求項１０記載の測定方法によれば、軸線を中心とした仮想円上に配設されて磁界を発生する１つの磁界発生部をこの仮想円上で移動させるようにしたことにより、磁界発生部の数を最小限に抑制しつつ、複数のラジアル方向から一定の磁界を測定対象体に印加することができる。
【００２５】
請求項４記載の測定装置および請求項１１記載の測定方法によれば、軸線を中心とした仮想円上における各ラジアル方向に対応する位置に配置した複数の磁界発生部を順次作動させて磁界を発生させることにより、磁界発生部の数は増加するものの、可動する機械的構成を省くことができるため、装置全体の耐久性を向上させることができる。
【００２６】
請求項５記載の測定装置および請求項１２記載の測定方法によれば、軸線を中心とした仮想円上に磁界を発生する１つの磁界発生部を配置した状態において、軸線を中心に測定対象体を回転させることにより、磁界発生部を仮想円上で移動させる必要がなくなるため、検査装置の占有スペースを小さくすることができる。
【００２７】
請求項６記載の測定装置および請求項１３記載の測定方法によれば、ラジアル方向毎の両端間電圧のばらつき度合いに基づいて偏心状態を測定することにより、仕様（ターン数や抵抗値）の異なる導電体を備えた測定対象体における導電体の偏心状態を共通の閾値に基づいて正確に測定することができる。
【００２８】
請求項７記載の測定装置および請求項１４記載の測定方法によれば、軸線を中心として等角度間隔で規定された複数のラジアル方向から磁界を印加することにより、導電体がいずれの方向に偏心したとしてもその偏心状態を正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る測定装置および測定方法の最良の形態について、一例として本願発明における測定対象体の一例であるグロープラグの検査装置に適用した例について説明する。
【００３０】
最初に、グロープラグ１について図１０を参照して説明する。グロープラグ１は、先端（同図中における右端）が閉鎖された金属チューブ（本発明における直線状の筒体）２と、金属チューブ２内にその筒体の筒長方向に沿って配設された発熱コイル（本発明におけるコイル状の導電体）３と、金属チューブ２の開口された端部（同図中の左端）にシール４を介して装着された中心電極５と、金属チューブ２内に充填された絶縁粉末６とを備えて構成されている。
【００３１】
次に、検査装置１１について、図面を参照して説明する。
【００３２】
検査装置１１は、図１に示すように、磁界印加部１２、信号印加部１３、電圧測定部１４、処理部１５、出力部１６およびコンデンサ（本発明における静電容量体）１７（所定の静電容量Ｃ１）を備えている。この検査装置１１では、磁界印加部１２、信号印加部１３、電圧測定部１４および処理部１５が、本発明に係る測定装置Ｍを構成して、グロープラグ１における金属チューブ２の軸線Ｌに対する発熱コイル３の偏心状態を測定し、さらに処理部１５が、測定された偏心状態に基づいてグロープラグ１の良否を検査する。また、本例では、図１に示すように、コンデンサ１７が、グロープラグ１に対して、具体的にはその発熱コイル３に対して並列に接続されて、インダクタである発熱コイル３と共に１つの並列回路（並列共振回路でもある）１８を構成する。なお、コンデンサ１７を含めて本発明に係る測定装置Ｍを構成することもできる。
【００３３】
この場合、後述するように、発熱コイル３は、磁界Ｆが印加されている状況下において、金属チューブ２の軸線Ｌに対する偏心状態に応じてそのインダクタンスが変化する。このため、この並列回路１８の共振周波数ｆｒも、金属チューブ２の軸線Ｌに対する発熱コイル３の偏心状態に応じて変化する。本例では、一例として、発熱コイル３の偏心状態が様々な複数のグロープラグ１（発熱コイル３がほぼ軸線Ｌ上に位置する偏心状態の良好なグロープラグ１（良品）、および発熱コイル３が軸線Ｌ上から大きくずれて位置する偏心状態の不良なグロープラグ１（不良品）を含む）でそれぞれ構成したときの並列回路１８における後述するように複数のラジアル方向（軸線Ｌに直交する方向）から一定の磁界Ｆを印加したときの各共振周波数ｆｒの最低周波数がｆｒ１であり、最高周波数がｆｒ２であるものとする。
【００３４】
磁界印加部１２は、１つの磁界発生部２１および移動部２２を備えている。本例では一例として、磁界発生部２１は一定の磁界（変化しない磁界）Ｆを発生する磁石（永久磁石または電磁石）を用いて構成されて、図２に示すように、グロープラグ１の軸線Ｌを中心とした仮想円Ａ上に配設されている。一例として、磁界発生部２１は、図１，２に示すように、厚み方向に分極した直方体状の永久磁石で構成されると共に、金属チューブ２の軸線Ｌに対して平行に配設されて、グロープラグ１全体に亘ってその近傍における磁束の向きが、図１，２に示すように、グロープラグ１に対して（金属チューブ２の軸線Ｌに対して）直交する状態となる磁界Ｆを発生する。移動部２２は、一例として、一端が磁界発生部２１に連結されたアーム２２ａと、出力軸（不図示）の軸線が軸線Ｌ上に位置するように配設されると共にこの出力軸がアーム２２ａの他端に連結されて、アーム２２ａを介して磁界発生部２１を仮想円Ａ上で移動させるモータ２２ｂとを備えている。この構成により、磁界印加部１２は、移動部２２によって仮想円Ａ上を移動させられる磁界発生部２１から、グロープラグ１に対して、軸線Ｌを中心とした複数のラジアル方向（軸線Ｌに直交する方向）から一定の磁界Ｆを印加可能となっている。
【００３５】
信号印加部１３は、１つの信号発生部１３ａおよびインピーダンス素子（本例では一例として抵抗）１３ｂを備えている。信号印加部１３では、信号発生部１３ａが、所定の周波数ｆ１（一定）で、かつ振幅が一定な交流信号Ｓ１を生成して、抵抗１３ｂを介して並列回路１８に印加（出力）する。この場合、周波数ｆ１は、例えば上記の周波数ｆｒ１以上周波数ｆｒ２以下の周波数範囲に含まれる所定（一定）の周波数（本例ではグロープラグ１として良品のグロープラグ１を使用したときの並列回路１８の共振周波数ｆｒの平均値に対して、高周波側または低周波側に若干ずらした周波数とする）に規定されている。電圧測定部１４は、一例として一つのプローブ１４ａ，１４ａを備え、これらのプローブ１４ａ，１４ａを介して並列回路１８の両端（すなわち、グロープラグ１の金属チューブ２と中心電極５）に接続されて、交流信号Ｓ１の印加時における並列回路１８の両端間電圧Ｖ１を測定して出力する。なお、この両端間電圧Ｖ１は、交流信号Ｓ１が抵抗１３ｂの抵抗値と並列回路１８の合成インピーダンスとで分圧された電圧である。
【００３６】
処理部１５は、例えばＣＰＵおよびメモリ（いずれも図示せず）を備えて構成されて、グロープラグ１に対する検査処理を実行する。具体的には、処理部１５は、上記したように、磁界印加部１２、信号印加部１３および電圧測定部１４と共に本発明に係る測定装置Ｍを構成してグロープラグ１における発熱コイル３の金属チューブ２の軸線Ｌに対する偏心状態を測定する測定処理を検査処理の一部として実行する。また、処理部１５は、測定処理での測定結果とメモリに予め記憶されている閾値とに基づいて、グロープラグ１の良否を判別する判別処理を検査処理の一部として実行する。また、本例では、測定処理で実行される後述の方法によって良品であると判別された複数のグロープラグ１についてのばらつき度合い（本例では標準偏差）を予め算出し、算出したすべての標準偏差の最大値が閾値として予め記憶されている。出力部１６は、一例として表示装置で構成されて、処理部１５が実行した検査処理の結果を出力（表示）する。
【００３７】
続いて、検査装置１１によるグロープラグ１の検査動作について、図３を参照して説明する。なお、グロープラグ１は、図１に示すようにその軸線Ｌがモータ２２ｂの出力軸の軸線と一致する検査位置に予め配設されており、かつコンデンサ１７が並列に接続されて、このコンデンサ１７と共に並列共振回路１８として構成されているものとする。
【００３８】
検査装置１１の作動状態において、信号印加部１３は、周波数ｆ１の交流信号Ｓ１を生成して、並列回路１８に印加する。また、電圧測定部１４は、交流信号Ｓ１の印加時における並列回路１８の両端間電圧Ｖ１を繰り返し測定して出力している。また、磁界発生部２１は一定の磁界Ｆを発生している。処理部１５は、この状態において、グロープラグ１に対する検査処理を開始する。この検査処理では、処理部１５は、まず、本発明に係る測定方法に基づく測定処理、すなわちグロープラグ１に対してその軸線Ｌと直交する複数の印加方向から一定の磁界Ｆを印加しつつ、その印加方向毎の両端間電圧Ｖ１を測定する測定処理を実行する。この測定処理では、処理部１５は、まず、移動部２２のモータ２２ｂを作動させて、磁界発生部２１を図２に示す０°の位置（初期位置）に移動させる（ステップ５１）。これにより、磁界発生部２１からグロープラグ１に対して、軸線Ｌを中心とした一のラジアル方向（０°方向）から一定の磁界Ｆが印加される。
【００３９】
次いで、処理部１５は、この状態において電圧測定部１４から出力される両端間電圧Ｖ１を入力（測定）して、現在のラジアル方向（０°）を示す情報（印加方向情報）と共にメモリに記憶させる（ステップ５２）。続いて、処理部１５は、モータ２２ｂを作動させて、磁界発生部２１を所定角度（本例では一例として４５°）だけ軸線Ｌを中心として回転させる。これにより、磁界発生部２１は、仮想円Ａ上を移動させられて、次の位置（図２に示す４５°の位置）に移動する（ステップ５３）。
【００４０】
次いで、処理部１５は、移動後の磁界発生部２１の位置が初期位置であるか否かを判別し（ステップ５４）、初期位置でないときには、ステップ５２に移行する。処理部１５は、ステップ５４において初期位置であると判別するまで、上記の各ステップ５２〜５４を繰り返し実行する。これにより、この測定処理において、図２に示す複数のラジアル方向（本例では、等角度間隔に規定された０°，４５°，９０°，１３５°，１８０°，２２５°，２７０°，３１５°の８つのラジアル方向）から一定の磁界Ｆをグロープラグ１に印加したときのラジアル方向毎の両端間電圧Ｖ１が測定されて、処理部１５のメモリに記憶される。
【００４１】
この場合、発熱コイル３は、一定の磁界Ｆが印加されている状態において、金属チューブ２の軸線Ｌに対する偏心状態に応じてそのインダクタンスが変化し、これに応じて並列回路１８のインピーダンスも変化するため、両端間電圧Ｖ１も変化する。例えば、金属チューブ２内において発熱コイル３が軸線Ｌ上から図２に示す１８０°の方向へずれていた場合、磁界発生部２１が０°の位置にあるときに、発熱コイル３（の一部の部位（偏心した部位））が磁界発生部２１から最も離れた状態となっている。すなわち、発熱コイル３（の一部の部位（偏心した部位））が、磁界発生部２１から印加される磁界Ｆ中を、軸線Ｌの位置と比較して強度のより弱い位置へ相対的に移動したことになる。このため、発熱コイル３全体に印加される磁界の強度が低下する結果、発熱コイル３のインダクタンスが増加する。
【００４２】
また、磁界発生部２１が軸線Ｌを挟んで０°の位置と反対の位置（１８０°の位置）に移動したときには、発熱コイル３と磁界発生部２１との間の距離が最短となり、発熱コイル３（の偏心した部位）が磁界Ｆ中を軸線Ｌの位置と比較して強度のより強い位置へ相対的に移動したことになる。このため、発熱コイル３全体に印加される磁界の強度が上昇する結果、発熱コイル３のインダクタンスが減少する。このように、金属チューブ２内において発熱コイル３が軸線Ｌからずれている（偏心状態の）ときには、ラジアル方向毎の発熱コイル３のインダクタンスが大きく変動するため、並列回路１８のインピーダンスＺも大きく変動し、これによって図５に示すように両端間電圧Ｖ１も大きく変動する。したがって、このように、金属チューブ２内において発熱コイル３が軸線Ｌ上からずれているときには、処理部１５のメモリには、発熱コイル３の金属チューブ２内での偏心状態に対応して、図５において破線で示すように、ラジアル方向毎のバラツキの多い両端間電圧Ｖ１が記憶される。
【００４３】
なお、コンデンサ１７を並列に接続せずに、抵抗１３ｂと発熱コイル３とで構成される直列回路における発熱コイル３の両端間電圧Ｖ１を測定する構成とすることもできる。しかしながら、本例では、上記したように発熱コイル３にコンデンサ１７を並列に接続して、これらで並列共振回路を構成し、かつこの並列共振回路である並列回路１８に印加される交流信号Ｓ１の周波数ｆ１を、発熱コイル３の偏心状態によって変化する並列回路１８の共振周波数ｆｒの存在する周波数範囲（周波数ｆｒ１以上周波数ｆｒ２以下の範囲）内に規定しているため、発熱コイル３の偏心状態の変化に伴う発熱コイル３の両端間電圧Ｖ１の変化がより大きくなる構成、つまり偏心の有無がより明確に判別可能な構成となっている。
【００４４】
一方、金属チューブ２の軸線Ｌからの発熱コイル３のずれ量が少ないときには、磁界発生部２１がラジアル方向のいずれの位置に移動したとしても、発熱コイル３と磁界発生部２１との間の距離がほぼ同じ長さとなる。このため、発熱コイル３のインダクタンスも大きく変化せずにほぼ一定となり、また並列回路１８のインピーダンスＺもほぼ一定となる結果、両端間電圧Ｖ１もほぼ一定となる。したがって、このように軸線Ｌからの発熱コイル３のずれ量が少ないときには、処理部１５のメモリには、図５において実線で示すように、ラジアル方向毎のバラツキの少ない両端間電圧Ｖ１が記憶される。
【００４５】
また、処理部１５は、ステップ５４において初期位置であると判別したときには、メモリに記憶されているラジアル方向毎の両端間電圧Ｖ１についてのばらつき度合い（標準偏差）を算出し、算出した標準偏差を発熱コイル３の偏心状態を示すパラメータとしてメモリに記憶する（ステップ５５）。これにより、測定処理が完了する。
【００４６】
次いで、処理部１５は判別処理を実行する（ステップ５６）。この判別処理では、処理部１５は、メモリに記憶されている閾値と、算出した標準偏差とを比較する。本例では、閾値は良品のグロープラグ１について算出される最大値に規定されているため、処理部１５は、算出した標準偏差が閾値以下のとき（両端間電圧Ｖ１のバラツキが許容範囲内のとき）にはグロープラグ１は良品であると判別し、閾値を超えるとき（両端間電圧Ｖ１のバラツキが許容範囲を超えるとき）には不良品であると判別する。最後に処理部１５は、検査処理の結果（例えば、測定処理で測定されたラジアル方向毎の両端間電圧Ｖ１、並びに判別処理で算出した標準偏差および判別結果）を出力部１６に出力（表示）させる（ステップ５７）。これにより、検査装置１１による検査処理が完了する。
【００４７】
このように、この測定装置Ｍ、測定装置Ｍを備えた検査装置１１、および検査装置１１による測定方法では、処理部１５が、発熱コイル３にコンデンサ１７が並列に接続されたグロープラグ１に対して軸線Ｌと直交する複数のラジアル方向から一定の磁界Ｆを印加しつつ、ラジアル方向毎の発熱コイル３の両端間電圧Ｖ１を測定し、発熱コイル３の偏心状態を示す各両端間電圧Ｖ１のばらつき度合いを測定する。したがって、この検査装置１１によれば、発熱コイル３の発熱状態における抵抗値を測定する構成と比較して、金属チューブ２内での発熱コイル３の偏心状態を正確に測定することができる。また、Ｘ線スキャナを使用しないため、低コストで発熱コイル３の偏心状態を測定することができる。
【００４８】
また、この検査装置１１、および検査装置１１による測定方法によれば、金属チューブ２の軸線Ｌを中心として等角度間隔で規定された複数（本例では８つ）のラジアル方向から磁界Ｆを印加して、ラジアル方向毎の発熱コイル３の両端間電圧Ｖ１を測定することにより、発熱コイル３がいずれの方向に偏心したとしてもその偏心状態を正確に測定することができる。
【００４９】
また、この検査装置１１、および検査装置１１による測定方法によれば、ラジアル方向毎の両端間電圧Ｖ１のばらつき度合い（標準偏差）に基づいて偏心状態を測定することにより、仕様（ターン数や抵抗値）の異なる発熱コイル３を備えたグロープラグ１における発熱コイル３の偏心状態を共通の閾値に基づいて正確に測定することができる。
【００５０】
次に、この検査装置１１を用いた偏心状態の測定についての検証実験を以下で説明する。
【００５１】
この実験では、不良品のグロープラグ１（発熱コイル３の偏心量が大きいグロープラグ）のサンプル１と、良品のグロープラグ１（発熱コイル３がほぼ軸線Ｌ上に位置しているグロープラグ）のサンプル２とを使用し、各サンプルについて、上記の８つのラジアル方向毎の両端間電圧Ｖ１、およびその標準偏差を検査装置１１で測定した。なお、一例として交流信号Ｓ１の周波数ｆ１は、グロープラグ１として良品のグロープラグ１を使用したときの並列回路１８の共振周波数ｆｒの平均値に対して、高周波側または低周波側に若干ずらした周波数とした。この実験結果を図４に示す。また、この実験結果をグラフ化したものを図５に示す。この実験結果によれば、サンプル２で測定されたラジアル方向毎の両端間電圧Ｖ１は図５において実線で示すようにバラツキが極めて少ないが、サンプル１で測定されたラジアル方向毎の両端間電圧Ｖ１は同図において破線で示すようにバラツキが大きく、不良品のサンプル１の標準偏差は図４に示すように良品のサンプル２の標準偏差の約１０倍近い値となっている。このため、測定された標準偏差に基づいて、サンプル１は不良品であり、サンプル２は良品であると判別することが可能であることが理解される。また、上記の検査装置１１で採用したように、良品としての複数のグロープラグ１についての標準偏差を予め測定し、この測定された複数の標準偏差に基づいて閾値を設定する構成によっても、測定対象体のグロープラグ１が良品であるか不良品であるかを判別できることも理解される。
【００５２】
また、この検証実験では、上記したように、グロープラグ１として良品のグロープラグ１を使用したときの並列回路１８の共振周波数ｆｒに対して、高周波側または低周波側に若干ずらした周波数を交流信号Ｓ１の周波数ｆ１として規定しているが、グロープラグ１として良品のグロープラグ１を使用したときの並列回路１８の共振周波数ｆｒを交流信号Ｓ１の周波数ｆ１として規定してもよいのは勿論である。この構成では、良品のグロープラグ１のときには、並列回路１８が共振状態となるため、ラジアル方向毎の両端間電圧Ｖ１は全体的に高く、かつバラツキの少ない状態となる。一方、不良品のグロープラグ１のときには、磁界Ｆの印加方向により、並列回路１８が共振状態になったり、非共振状態になったりするため、ラジアル方向毎の両端間電圧Ｖ１は、バラツキの大きな状態となる。したがって、この構成においても、両端間電圧Ｖ１のバラツキに基づいて、グロープラグ１の良否判定が可能となる。
【００５３】
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、上記した検査装置１１では、等角度間隔で規定された複数のラジアル方向から磁界Ｆを印加する構成を採用したが、発熱コイル３の曲がる（偏心する）おおよその方向が予め特定できる構成のグロープラグ１が測定対象体であるときには、等角度間隔に規定するのではなく、例えば、このグロープラグ１の発熱コイル３が偏心する方向に近い側や、逆に偏心する方向に遠い側において、細かい角度間隔で規定された数多くのラジアル方向から磁界Ｆを印加する構成を採用することもできる。
【００５４】
また、グロープラグ１の周囲に規定された仮想円Ａ上で１つの磁界印加部１２を移動させることで、磁界発生部２１の数を最小限に抑制しつつ、グロープラグ１に対して軸線Ｌを中心とした複数のラジアル方向から磁界Ｆを印加する構成について上記したが、仮想円Ａ上に１つの磁界印加部１２を固定的に配設し、この仮想円Ａの中心に配設したグロープラグ１をその軸線Ｌを中心に回転させることで、グロープラグ１に対して軸線Ｌを中心とした複数のラジアル方向から磁界Ｆを順次印加する構成を採用することもできる。この構成では、上記した検査装置１１における移動部２２に代えて、軸線Ｌを中心としてグロープラグ１を回転させる回転部を設ける。この回転部３１は、例えば図１に示すように、アーム２２ａの形状を直線状の柱状体として軸線Ｌ上に配置し、アーム２２ａの一端をグロープラグ１の金属チューブ２に連結し、かつ他端をモータ２２ｂの出力軸に連結することで実現される。この構成によれば、磁界発生部２１を仮想円Ａ上で移動させる必要がなくなるため、検査装置１１の占有スペースを小さくすることができる。
【００５５】
また、移動部２２や回転部３１を使用する構成について上記したが、図６，７に示す検査装置１１Ａのように、仮想円Ａ上に等角度間隔で配置された複数（一例として検査装置１１と同様に８つ）の磁界発生部２１を備えた磁界印加部１２Ａを用いることで、移動部２２や回転部３１を使用することなく、グロープラグ１に対して軸線Ｌを中心とした複数のラジアル方向から磁界Ｆを順次印加する構成とすることもできる。この場合、各磁界発生部２１は、永久磁石に代えて、電磁石などの磁界Ｆの発生のオン・オフ制御の可能なもので構成され、処理部１５の制御下で、１つずつ作動して磁界Ｆを順次発生する。この構成によれば、磁界発生部２１の数は増加するものの、可動する機械的構成を省くことができるため、装置全体の耐久性を向上させることができる。
【００５６】
また、グロープラグ１（の発熱コイル３）に対してコンデンサ１７を並列に接続し、かつインピーダンス素子（上記の例では抵抗１３ｂ）を介して信号印加部１３から交流信号Ｓ１を印加する構成を採用した例について上記したが、グロープラグ１（の発熱コイル３）に対してコンデンサ１７を直列に接続し、このコンデンサ１７を介して信号印加部１３から交流信号Ｓ１を印加する構成を採用することもできる。一例として、図１，６に示す検査装置１１，１１Ａの構成を基本として採用しつつ、発熱コイル３に対してコンデンサ１７を直列に接続した検査装置１１Ｂ，１１Ｃを図８，９に示す。この構成では、コンデンサ１７と発熱コイル３との直列回路１８Ａが直列共振回路を構成する。また、検査装置１１，１１Ａと同様にして、信号発生部１３ａは、例えば、発熱コイル３の偏心状態が様々な複数のグロープラグ１で構成したときの直列回路１８Ａの各共振周波数ｆｒの最低周波数ｆｒ１と最高周波数ｆｒ２とで規定される周波数範囲に含まれる周波数の交流信号Ｓ１を発生する。また、電圧測定部１４は、直列回路１８Ａの両端間電圧Ｖ１を測定する。この構成においても、発熱コイル３のインダクタンスが偏心状態に応じて変化することに起因して、直列回路１８ＡのインピーダンスＺが変化するため、抵抗１３ｂと直列回路１８Ａとで交流信号Ｓ１が分圧された電圧である両端間電圧Ｖ１を測定することで、金属チューブ２の軸線Ｌに対する発熱コイル３の偏心状態を正確に測定することができる。なお、検査装置１１，１１Ａと同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００５７】
また、測定対象体としてグロープラグ１を例に挙げて説明したが、コイル状の導電体が筒体内に収容されている構成を備えた測定対象体である限り、検査装置１１〜１１Ｃを使用して、導電体の偏心状態を測定して検査することができる。具体的には、シーズヒータもこのような構造を有しているため、測定対象体として検査装置１１〜１１Ｃで検査することができる。なお、グロープラグ１やシーズヒータでは、測定対象体における筒体の材質は導電性材料であるが、これに限定されず、樹脂などの非導電性材料で筒体が構成されていてもよいのは勿論である。また、本発明に係る測定装置Ｍをグロープラグ１の良否を検査する検査装置１１に適用した例について説明したが、他の装置に組み込んで使用してもよいし、測定装置Ｍ単独で使用することもできる。また、発熱コイル３についての複数のラジアル方向毎の両端間電圧Ｖ１のばらつき度合いを示すパラメータとして標準偏差を使用したが、ばらつき度合いを示す他のパラメータを使用することもできる。一例として、両端間電圧Ｖ１の最大値と最小値の平均値からの各両端間電圧Ｖ１のずれの割合を標準偏差に代えて使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】検査装置１１の構成図である。
【図２】検査装置１１におけるグロープラグ１および磁界発生部２１の側面図（図１において左側から見た図）である。
【図３】検査装置１１の検査処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】サンプル１，２についての両端間電圧Ｖ１および標準偏差の実験データである。
【図５】図４の実験データを折れ線グラフで表したものである。
【図６】検査装置１１Ａの構成図である。
【図７】検査装置１１Ａにおけるグロープラグ１および磁界発生部２１の側面図（図６において左側から見た図）である。
【図８】検査装置１１Ｂの構成図である。
【図９】検査装置１１Ｃの構成図である。
【図１０】正常なグロープラグ１の断面図である。
【図１１】発熱した状態のグロープラグ１の断面図である。
【図１２】発熱して発熱コイル３が金属チューブ２に接触した状態のグロープラグ１の断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  グロープラグ
２  金属チューブ
３  発熱コイル
１１〜１１Ｃ  検査装置  
１２，１２Ａ  磁界印加部
１３  信号印加部
１４  電圧測定部
１５  処理部
１７  コンデンサ
２１  磁界発生部
２２  移動部
３１  回転部
Ｍ  測定装置
Ｖ１  両端間電圧
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2009121866.tif 000012
【図１１】
2009121866.tif 000013
【図１２】
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