(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内孔を設けたハウジングと，該ハウジングの上記内孔内に圧入固定したヒータと，該ヒータへの通電を行うための中軸とを有し，かつ，上記ハウジングと上記ヒータとの圧入固定は，上記ハウジングの内孔内に設けた嵌合部と上記ヒータの外周に設けた圧入部とを圧入嵌合させて行っているグロープラグにおいて，
上記ヒータは，上記圧入部を設けた金属チューブと，該金属チューブ内に充填した絶縁粉末と，該絶縁粉末内に埋設したヒートコイルとを有しており，
該ヒートコイルは，その一端が上記金属チューブの先端内面に，その他端が上記中軸の先端にそれぞれ溶接してあり，
上記中軸の先端部分は，上記圧入部の内周側を通って上記絶縁粉末内に埋設してあり，該絶縁粉末は，上記圧入部の内周側まで充填してあり，
上記圧入部の外周面には，グロープラグの軸芯方向に対して非平行なパターンに配された凹凸部を有する凹凸面が設けてあり，
上記金属チューブの材質は，上記ハウジングの材質よりも硬くなっており，
上記嵌合部と上記圧入部との圧入嵌合は，上記圧入部の内周側に，上記中軸の先端部分と上記絶縁粉末とを存在させた状態で行ってあり，
上記凹凸面は，上記圧入部の表面積の２０％以上を占めており，
上記凹凸面の上記パターンは，線状パターンであり，該線状パターンは，グロープラグの軸芯方向に対して３０度以上傾斜していることを特徴とするグロープラグ。
【請求項２】
請求項１において，上記凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）は２５μｍ以下であることを特徴とするグロープラグ。
【請求項３】
内孔を設けたハウジングと，該ハウジングの上記内孔内に圧入固定したヒータと，該ヒータへの通電を行うための中軸とを有し，かつ，上記ハウジングと上記ヒータとの圧入固定は，上記ハウジングの内孔内に設けた嵌合部と上記ヒータの外周に設けた圧入部とを圧入嵌合させて行っており，
上記ヒータは，上記圧入部を設けた金属チューブと，該金属チューブ内に充填した絶縁粉末と，該絶縁粉末内に埋設したヒートコイルとを有しており，該ヒートコイルは，その一端が上記金属チューブの先端内面に，その他端が上記中軸の先端にそれぞれ溶接してあり，上記中軸の先端部分は，上記圧入部の内周側を通って上記絶縁粉末内に埋設してあり，該絶縁粉末は，上記圧入部の内周側まで充填してあり，上記金属チューブの材質を，上記ハウジングの材質よりも硬くしてなるグロープラグを製造する方法において，
上記ヒータと上記ハウジングとの圧入工程を行う前には，予め，上記圧入部の外周面に，グロープラグの軸芯方向に対して非平行なパターンに配された凹凸部を有する凹凸面を設け，上記嵌合部と上記圧入部との圧入嵌合を，上記圧入部の内周側に，上記中軸の先端部分と上記絶縁粉末とを存在させた状態で行い，
かつ，上記凹凸面は，上記圧入部の表面積の２０％以上を占め，上記凹凸面の上記パターンは，線状パターンであり，該線状パターンは，グロープラグの軸芯方向に対して３０度以上傾斜しているように設けることを特徴とするグロープラグの製造方法。
【請求項４】
請求項３において，上記凹凸面は，上記圧入部に対して切削又は研削を施すことにより設けることを特徴とするグロープラグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，ディーゼルエンジンの予熱に用いるグロープラグ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
ディーゼルエンジン予熱用のグロープラグとしては，図９に示すごとく，シーズ型のグロープラグ９がある。
グロープラグ９は，同図に示すごとく，先端を閉止した断面Ｕ字状の金属チューブ９１内に絶縁粉末２を充填するとともに，発熱用のヒートコイル３を収納したヒータ９０を有している。また，ヒータ９０には，金属チューブ９１の開口端から通電用の中軸４の先端を絶縁粉末２内に埋設してこれを一体的に連結してある。
【０００３】
また上記ヒートコイル３は，同図に示すごとく，その一端３１を金属チューブ９１の先端内面に接合してあると共に，他端３２を中軸４の先端に接続してある。
そして，ヒータ９０とハウジング５とは，ヒータ９０の圧入部９５をハウジング５の嵌合部５５に圧入嵌合させて固定してある。なお，図９における符号７１はナット，７２は樹脂製のブッシュ，７３は絶縁弾性材料からなるＯリング，７４は樹脂製のワッシャーである。
【０００４】
このグロープラグ９を製造するに当たっては，まず上記金属チューブ９１へのヒートコイル３及び中軸４の挿入工程，絶縁粉末の充填工程，金属チューブ９１全体を外周から加圧縮径させるスエージング加工工程を経て，中軸４を一体的に接合したヒータ９０を作製する。その後，ヒータ９０とハウジング５との圧入固定を行う。
【０００５】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来のグロープラグ及びその製造方法には，次の問題がある。
即ち，ヒータ９０とハウジング５との圧入固定は，グロープラグ使用時の高圧力（約１５０気圧）に耐えうるような十分な気密性を保持するよう行われることが必要とされる。そのため，従来は，ヒータの圧入部９５の真円度を高くし，かつ，その表面粗さを鏡面状態まで小さくしていた。そして，そのためには，非常に高価な高性能スエージング機械を使用する必要があった。
それ故，従来の圧入固定によるグロープラグの製造方法においては，ヒータとハウジングとの気密性保持が容易ではなかった。
【０００６】
一方，従来においては，上記圧入固定を行わない製造方法として，例えば特公昭５９−５２７２６号公報に示されているごとく，ヒータの外周に周溝を設けておき，これをハウジング内に挿入して，ハウジングを外方からかしめることによりヒータの周溝とハウジングの内面とを嵌合させて気密性を得る方法がある。
しかしながら，この方法においては，ハウジングをかしめる工程が新たに必要となるという問題がある。
【０００７】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，ハウジングとヒータとの気密性を容易に保持することができるグロープラグ及びその製造方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，内孔を設けたハウジングと，該ハウジングの上記内孔内に圧入固定したヒータと，該ヒータへの通電を行うための中軸とを有し，かつ，上記ハウジングと上記ヒータとの圧入固定は，上記ハウジングの内孔内に設けた嵌合部と上記ヒータの外周に設けた圧入部とを圧入嵌合させて行っているグロープラグにおいて，
上記ヒータは，上記圧入部を設けた金属チューブと，該金属チューブ内に充填した絶縁粉末と，該絶縁粉末内に埋設したヒートコイルとを有しており，
該ヒートコイルは，その一端が上記金属チューブの先端内面に，その他端が上記中軸の先端にそれぞれ溶接してあり，
上記中軸の先端部分は，上記圧入部の内周側を通って上記絶縁粉末内に埋設してあり，該絶縁粉末は，上記圧入部の内周側まで充填してあり，
上記圧入部の外周面には，グロープラグの軸芯方向に対して非平行なパターンに配された凹凸部を有する凹凸面が設けてあり，
上記金属チューブの材質は，上記ハウジングの材質よりも硬くなっており，
上記嵌合部と上記圧入部との圧入嵌合は，上記圧入部の内周側に，上記中軸の先端部分と上記絶縁粉末とを存在させた状態で行ってあり，
上記凹凸面は，上記圧入部の表面積の２０％以上を占めており，
上記凹凸面の上記パターンは，線状パターンであり，該線状パターンは，グロープラグの軸芯方向に対して３０度以上傾斜していることを特徴とするグロープラグにある。
【０００９】
本発明において最も注目すべきことは，上記圧入部の外周面又は上記嵌合部の内周面には，グロープラグの軸芯方向に対して非平行なパターンに配された凹凸部を有する凹凸面を設けてあることである。
【００１０】
凹凸面は，上記のごとく，グロープラグの軸芯方向に対して非平行なパターンに配された凹凸部を有している。
非平行なパターンとしては，グロープラグの軸芯方向に対して直交する方向，あるいは所定の傾斜角をもって斜交する方向に設けた，線状，格子状等のパターンがある。また，上記軸芯方向に非平行な線をランダムに配したパターンや，散点状のパターンをとることもできる。
【００１１】
また，上記凹凸部とは，他の面よりも突出した突出部あるい他の面よりも凹んだ凹部の少なくとも一方を有する部分をいう。そして，上記の非平行なパターンは，上記凹凸部の配置のパターンを意味する。
また，上記凹凸面は，上記圧入部又は嵌合部のいずれかに設ける。この場合，いずれに凹凸面を設けるかは，両者の硬度によって判断し，硬度が高い方に設けることが好ましい。これにより，両者の密着性を一層向上させることができる。
【００１２】
次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明のグロープラグは，上記ヒータとハウジングとの圧入固定部分となる上記圧入部又は嵌合部に上記凹凸面を設けてある。そのため，ヒータとハウジングの圧入固定部は，十分な気密性を保持することができる。
【００１３】
この理由は，次のように考えられる。
即ち，上記圧入部又は嵌合部のいずれかに凹凸面を設けてある場合には，圧入嵌合を行うことによって，上記凹凸面の凹凸部が接触する対向面にめり込んだ，あるいは対向面をめり込ませた状態となる。また，この凹凸部は，上記のごとくグロープラグの軸芯方向と非平行に配されている。
【００１４】
そのため，圧入部と嵌合部との接触部分のなかでも，上記凹凸部が配置されている部分は非常に強固に密着し，かつ，空気の導通を妨げる障壁のごとき役割を奏する。それ故，グロープラグを高圧下で使用した場合にも，ヒータとハウジングとの間に進入しようとする空気をくい止め，気密性を保持することができると考えられる。
【００１５】
したがって，本発明によれば，上記圧入部の外周面又は上記嵌合部の内周面に，上記凹凸面を設けることによって，ハウジングとヒータとの気密性を容易に保持することができるグロープラグを提供することができる。
【００１６】
次に，請求項２の発明のように，上記凹凸面の表面粗さ（Ｒｚ）は２５μｍ以下であることが好ましい。２５μｍ未満を超える場合には，ヒータとハウジングとの気密性向上効果が少ないという問題がある。
【００１７】
また，上記凹凸面は，上記圧入部の表面積の２０％以上を占めている。２０％未満の場合には，上記の凹凸面の存在による気密性向上効果が十分に発揮されないという問題がある。そのため，より好ましくは９０％以上がよい。尚，上限値は，物理的に１００％である。
【００１８】
また，上記凹凸面の上記パターンは，線状パターンである。ここでいう線状パターンとは，例えば後述する図に示すごとく，グロープラグの軸芯方向と所定角度を持った斜めの線を連続又は断続的に配置したパターンをいう。この場合には，例えば，切削加工又は研削加工と同時に容易に凹凸部を設けることができる。
【００１９】
また，上記線状パターンは，グロープラグの軸芯方向に対して３０度以上傾斜している。３０度未満の場合には，ヒータとハウジングとの気密性向上効果が十分に得られないという問題がある。
【００２０】
次に，請求項３の発明のように，内孔を設けたハウジングと，該ハウジングの上記内孔内に圧入固定したヒータと，該ヒータへの通電を行うための中軸とを有し，かつ，上記ハウジングと上記ヒータとの圧入固定は，上記ハウジングの内孔内に設けた嵌合部と上記ヒータの外周に設けた圧入部とを圧入嵌合させて行っており，
上記ヒータは，上記圧入部を設けた金属チューブと，該金属チューブ内に充填した絶縁粉末と，該絶縁粉末内に埋設したヒートコイルとを有しており，該ヒートコイルは，その一端が上記金属チューブの先端内面に，その他端が上記中軸の先端にそれぞれ溶接してあり，上記中軸の先端部分は，上記圧入部の内周側を通って上記絶縁粉末内に埋設してあり，該絶縁粉末は，上記圧入部の内周側まで充填してあり，上記金属チューブの材質を，上記ハウジングの材質よりも硬くしてなるグロープラグを製造する方法において，
上記ヒータと上記ハウジングとの圧入工程を行う前には，予め，上記圧入部の外周面に，グロープラグの軸芯方向に対して非平行なパターンに配された凹凸部を有する凹凸面を設け，上記嵌合部と上記圧入部との圧入嵌合を，上記圧入部の内周側に，上記中軸の先端部分と上記絶縁粉末とを存在させた状態で行い，
かつ，上記凹凸面は，上記圧入部の表面積の２０％以上を占め，上記凹凸面の上記パターンは，線状パターンであり，該線状パターンは，グロープラグの軸芯方向に対して３０度以上傾斜しているように設けることを特徴とするグロープラグの製造方法がある。
【００２１】
本製造方法において注目すべきことは，上記圧入工程を行う前には，予め，上記圧入部の外周面又は上記嵌合部の内周面に，上記の凹凸面を設けることである。この凹凸面は，上記のごとく，グロープラグの軸芯方向に対して非平行なパターンに配された凹凸部を有するものである。
それ故，その後の圧入工程を行うことにより，気密性に優れた圧入固定部を得ることができる。
【００２２】
したがって，本製造方法によれば，ハウジングとヒータとの気密性を容易に保持することができるグロープラグの製造方法を提供することができる。
【００２３】
また，上記凹凸面を設ける方法としては，種々の方法をとることができる。
特に，請求項４の発明のように，上記凹凸面は，上記圧入部に対して切削又は研削を施すことにより設けることが好ましい。これにより，上記圧入部又は嵌合部の真円度を容易に確保しつつ，容易に上記凹凸面を形成することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかるグロープラグ及びその製造方法につき，図１〜図３を用いて説明する。
本例のグロープラグ１は，図１に示すごとく，内孔５０を設けたハウジング５と，ハウジング５の内孔５０内に圧入固定したヒータ１０と，ヒータ１０への通電を行うための中軸４とを有している。
【００２５】
ハウジング５とヒータ１０との圧入固定は，ハウジング５の内孔５０内に設けた嵌合部５５とヒータ１０の外周に設けた圧入部１５とを圧入嵌合させて行っている。
そして，圧入部１５の外周面には，グロープラグ１の軸芯方向に対して非平行なパターンに配された凹凸部６を有する凹凸面６０を設けてある。
【００２６】
また，ヒータ１０は，図１に示すごとく，先端１１１を閉止した断面Ｕ字状の金属チューブ１１と，金属チューブ１１内に充填した絶縁粉末２を介して収納したヒートコイル３とよりなる。
また，中軸４はその先端４１をヒータ１０の挿入側端部（金属チューブ１１の開口端）１１２から絶縁粉末２内に埋設させてある。また，ヒートコイル３は，その一端３１を金属チューブ１１の先端内面に，他端３２を中軸４の先端にそれぞれ溶接してある。その他は，従来例と同様である。
【００２７】
次に，このグロープラグ１の製造方法につき説明する。
本例においては，まず，ヒータ１０用の金属チューブ１１を準備すると共に，予めヒートコイル３の一端を溶接した中軸４を準備する。次いで，ヒートコイル３を金属チューブ１１内に挿入すると共にヒートコイル３の他端と金属チューブ１１の先端１１１の内面を溶接する。
【００２８】
次いで，金属チューブ１１内に，上記ヒートコイル３及び中軸４の先端を埋めるように絶縁粉末２としてのマグネシア（ＭｇＯ）粉末を充填する。
次いで，金属チューブ１１の外周面からスエージング加工をおこない，金属チューブ１１を圧縮し，縮径させる。これにより，金属チューブ１１内の絶縁粉末２の充填密度が向上すると共に，中軸４とヒータ１０とが一体化する。
【００２９】
次に，本例においては，図２に示すごとく，ヒータ１０の圧入部１５に対して研削加工を施す。この研削加工は，ヒータ１０の圧入部１５の真円度を向上させると共に凹凸面６０を設けるためのものである。
具体的には，研削加工用の砥石の送り等を調整することにより，圧入部１５の真円度を整えると共に，線状パターンの凹凸部６を設ける。
【００３０】
この凹凸部６は，圧入部１５の表面全体に均一に設ける。即ち本例の凹凸面６０は，圧入部１５の表面積の１００％を占めるように設ける。
また，本例の凹凸部６のパターンは，図２に示すごとく，断続的な線状パターンであり，軸芯方向に対して略直角方向に交差するように設ける。
【００３１】
次に，図３に示すごとく，ハウジング５を準備し，ヒータ１０をハウジング５に圧入固定する圧入工程を行う。
ハウジング５は，同図に示すごとく，その軸芯方向に貫通する内孔５０を有すると共に，ヒータ挿入口５１から内部へ少し入った所に嵌合部５５を有している。また，ハウジング５の材質としては，ヒータ１０よりも硬度の低いものを採用している。
【００３２】
このハウジング５は，図３に示すごとく，ヒータ挿入口５１を上方に向けてハウジング５をハウジング保治具８６上に載置する。
次いで，ヒータ固定治具８１に保持されたヒータ１０を，中軸４を先頭にして，ハウジング５の内孔内に挿入し，ヒータ１０とハウジング５との仮組を行う。
【００３３】
次いで，ヒータ固定治具８１によりヒータ１０を強く押圧し，その圧入部１５をハウジング５の嵌合部５５に圧入嵌合させる。このとき，ヒータ１０の圧入部１５には，予め潤滑剤を塗布しておく。この潤滑剤は，凹凸面６０を設けたことによる圧入固定時の押圧荷重の増大を防止するためのものである。また，本例においては，この潤滑剤としてフッ素系グリスを用いた。なお，これに代えてシリコン系グリス，合成炭化水素系グリス，ポリグリコール系グリス，フェニエーテル系グリス等を用いることもできる。
【００３４】
上記圧入固定の完了により，図１に示すごとく，ヒータ１０とハウジング５とが強固に一体化されたグロープラグ１が得られる。
なお，ハウジング５の中軸突出側には，従来と同様に，ナット７１，樹脂製のブッシュ７２，絶縁弾性材料からなるＯリング７３，樹脂製のワッシャー７４を配設する。
【００３５】
このようにして得られたグロープラグ１は，ヒータ１０とハウジング５との気密性が非常に優れたものとなる。
即ち，圧入部１５には上記凹凸面６０を設けてあるため，上記圧入嵌合を行うことによって，凹凸面６０の凹凸部６が，その接触する嵌合部５５にめり込んだ，あるいはめり込ませた状態となる。また，この凹凸部６は，上記のごとくグロープラグの軸芯方向と略直交方向に配されている。
【００３６】
そのため，圧入固定部分における凹凸部６は，嵌合部５５と非常に強固に密着し，かつ，空気の導通を妨げる障壁のごとき役割を奏する。
それ故，グロープラグ１を高圧下で使用した場合にも，ヒータ１０とハウジング５との間に進入しようとする空気を凹凸部６がくい止め，気密性を保持することができる。
【００３７】
また，このような気密性に優れたグロープラグ１の製造は，上記研削時加工における凹凸面６０の形成によって容易に行うことができる。
したがって，本例によれば，ハウジング５とヒータ１０との気密性を容易に保持することができるグロープラグ１及びその製造方法を提供することができる。
【００３８】
実施形態例２
本例は，図４に示すごとく，実施形態例１の研削加工に代えて切削加工を行うことにより，ヒータ１０の圧入部１５に凹凸面６２を設けたものである。本例の凹凸面６２は，同図に示すごとく，圧入部１５の表面全体に螺旋状のパターンに凹凸部６を配したものである。その他は，実施形態例１と同様である。
この場合にも，実施形態例１と同様の効果が得られる。
【００３９】
実施形態例３
本例は，図５に示すごとく，実施形態例２の凹凸面６２に代えて，研削加工及びローレット加工等により格子状パターンの凹凸部６を有する凹凸面６３を圧入部１５に設けたものである。その他は，実施形態例２と同様である。
この場合にも，実施形態例１と同様の効果が得られる。
【００４０】
実施形態例４
本例は，図６に示すごとく，ハウジング５の嵌合部５５に凹凸面６４を設けた例である。即ち，実施形態例１のヒータ１０の圧入部１５には，研削加工を施しただけで特に凹凸面６０を設ける必要はない。そして，ハウジング５の嵌合部５５の表面には，研削加工により，断続的な線状パターンの凹凸部６を軸芯方向に対して略直角方向に設けた凹凸面６４を形成した。
また，ハウジング５の材質は，ヒータ１０よりも硬度が高いものとした。その他は，実施形態例１と同様である。
この場合にも，実施形態例１と同様の効果が得られる。
【００４１】
実施形態例５
本例は，図７に示すごとく，実施形態例４の研削加工に代えて切削加工を行うことにより，ハウジング５の嵌合部５５に凹凸面６５を設けたものである。本例の凹凸面６５は，同図に示すごとく，嵌合部５５の表面全体に螺旋状のパターンに凹凸部６を配したものである。その他は，実施形態例４と同様である。
この場合にも，実施形態例１と同様の効果が得られる。
【００４２】
実施形態例６
本例は，図８に示すごとく，実施形態例５の凹凸面６５に代えて，研削加工及びローレット加工等により格子状パターンの凹凸部６を有する凹凸面６６を嵌合部５５に設けたものである。その他は，実施形態例５と同様である。
この場合にも，実施形態例１と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１のグロープラグの一部切り欠き断面図。
【図２】実施形態例１における，ヒータの凹凸面を示す説明図。
【図３】実施形態例１における，ヒータとハウジングとの圧入固定状態を示す説明図。
【図４】実施形態例２における，ヒータの凹凸面を示す説明図。
【図５】実施形態例３における，ヒータの凹凸面を示す説明図。
【図６】実施形態例４における，ハウジングの凹凸面を示す説明図。
【図７】実施形態例５における，ハウジングの凹凸面を示す説明図。
【図８】実施形態例６における，ハウジングの凹凸面を示す説明図。
【図９】従来例のグロープラグの一部切り欠き断面図。
【符号の説明】
１．．．グロープラグ，
１０．．．ヒータ，
１１．．．金属チューブ，
１５．．．圧入部，
２．．．絶縁粉末，
３．．．ヒートコイル，
４．．．中軸，
５．．．ハウジング，
５０．．．内孔，
５５．．．嵌合部，
６．．．凹凸部，
６０．．．凹凸面，
【図１】
0003843557.tif 000002
【図２】
0003843557.tif 000003
【図３】
0003843557.tif 000004
【図４】
0003843557.tif 000005
【図５】
0003843557.tif 000006
【図６】
0003843557.tif 000007
【図７】
0003843557.tif 000008
【図８】
0003843557.tif 000009
【図９】
0003843557.tif 000010