JP2005273955A - シーズ型グロープラグ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 溶接バリの発生が抑制でき、安定した溶接強度が得られるシーズ型グロープラグの中軸と主体金具の電気的な短絡を防止することができるシーズ型グロープラグ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 シーズ型グロープラグの組み立て時に、電気発熱体の組み立てが完成した後、先端側中軸４１と後端側中軸４２とを軸方向に突き合わせた状態で図示外の治具により保持し、先端側中軸４１と後端側中軸４２とを回転させながら、先端側中軸４１と後端側中軸４２との突き当て部の全周にＹＡＧレーザーによりレーザー光を照射する。すると、先端側中軸４１と後端側中軸４２との接合が完了し、溶接バリの発生も少なく、安定した溶接強度が得られ、中軸の偏芯が防止できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の予熱用に使用されるシーズ型グロープラグ、家庭用シーズヒータや液体の加熱装置等に用いられるシーズ型グロープラグ及びその製造方法に関する。

従来、図１に示すように、筒状の主体金具２と、該主体金具２の軸孔３の先端側に装着される耐熱性チューブ１０と、主体金具２の軸孔３の中央部に配設される中軸４と、耐熱性チューブ１０内に収容されて、中軸４の先端側中軸４１と耐熱性チューブ１０との間に配設されて中軸４と電気的に接続する電気発熱体２５とを備えるシーズ型グロープラグ１が、種々提案されている。このシーズ型グロープラグ１の主体金具２の軸孔３内に配設される中軸４は、先端側中軸４１と後端側中軸４２とを同心状に溶接している。この先端側中軸４１と後端側中軸４２との溶接には、抵抗溶接が用いられている。

これは、昨今、直噴タイプのディーゼルエンジンが主流となりつつあり、これに対応して、エンジンの主燃焼室に到達可能な長さのシーズ型グロープラグ１が要求されている。いわゆるシーズ型グロープラグ１が長尺化しており、それにより、中軸４も長尺化している。そのため、生産効率等を考慮して、中軸４を先端側中軸４１と、後端側中軸４２とに分割し、抵抗溶接により溶接している。

ところで、先端側中軸４１の先端面と後端側中軸４２の後端面との溶接により、その接合部周囲には、図７に示すように溶融金属が食出して溶融部４３にバリが発生する。このバリをそのままにしておくと、主体金具２内でバリが該主体金具２内面と接触し、電気的な短絡を生ずる。そこで、先端側中軸４１と後端側中軸４２との抵抗溶接後にアーク溶接によりバリを除去することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２４１６６２号公報

しかしながら、アーク溶接後に先端側中軸と後端側中軸との接合部にできる溶融部は、中軸に対して盛り上がった形状となり、溶融部の外径は、中軸の外径よりも大きくなる。すると、溶融部が主体金具内面と接触し、電気的な短絡を生ずることがある。また、アーク溶接ではバリのみを溶かすことはできず、バリ付近の中軸も溶かすこととなり、溶融部は、広範囲に広がることとなる。これにより、先端側中軸と後端側中軸との偏芯が起こりやすく、中軸が主体金具内面と接触し、電気的な短絡を生ずることがある。また、バリ除去のアーク溶接は約５００ショット毎に電極棒を交換しており工数が大きいという問題点があった。

特に、近年では、シーズ型グロープラグの小径化が要求され、主体金具の雄ねじ部の外径が１０ｍｍ未満のシーズ型グロープラグ求められている。この主体金具の雄ねじ部の外径が１０ｍｍ未満のものは、シリンダヘッド締付時の金具の変形を抑止するために金具の内径はなるべく小さくする必要がある一方、中軸側は端子ねじの締付強度の確保及びＯリングシール部の機能上、中軸外径は所定の外径が必要である。つまり、主体金具の雄ねじ部の外径が１０ｍｍ未満のものは、主体金具の内径と中軸の外径とのクリアランスは、狭くなるため、現状の溶接方法では、上記の問題が特に生じることとなる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、溶接バリの発生が抑制でき、安定した溶接強度が得られるシーズ型グロープラグの中軸と主体金具の電気的な短絡を防止することができるシーズ型グロープラグ及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために請求項１に記載の発明のシーズ型グロープラグは、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状の主体金具と、当該主体金具の軸孔の先端側に配置され、自身の先端側を前記主体金具の先端側よりも突出させる耐熱性チューブと、前記主体金具の軸孔内に配設され、自身の先端側を前記耐熱性チューブの内側に収納するとともに自身の後端側を前記主体金具の後端側よりも突出させる中軸と、前記耐熱性チューブ内に収容されて、先端が前記耐熱性チューブに、後端が前記中軸にそれぞれ電気的に接続された軸線方向に延びる電気発熱体とを備えると共に、前記中軸が先端側中軸と後端側中軸とを溶接したシーズ型グロープラグにおいて、前記先端側中軸と前記後端側中軸とがレーザー溶接されてなることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明のシーズ型グロープラグは、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記主体金具の外周部に雄ねじ部が形成され、当該雄ねじ部の外径が１０ｍｍ未満であることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明のシーズ型グロープラグは、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、前記先端側中軸と前記後端側中軸とが全周に渡ってレーザー溶接されてなることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明のシーズ型グロープラグの製造方法は、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状の主体金具と、当該主体金具の軸孔の先端側に配置され、自身の先端側を前記主体金具の先端側よりも突出させる耐熱性チューブと、前記主体金具の軸孔内に配設され、自身の先端側を前記耐熱性チューブの内側に収納するとともに自身の後端側を前記主体金具の後端側よりも突出させる中軸と、前記耐熱性チューブ内に収容されて、先端が前記耐熱性チューブに、後端が前記中軸にそれぞれ電気的に接続された軸線方向に延びる電気発熱体とを備えると共に、前記中軸が先端側中軸と後端側中軸とを溶接したシーズ型グロープラグの製造方法において、前記先端側中軸と前記後端側中軸とを当接させて、その当接部をレーザー溶接にて溶接したことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明のシーズ型グロープラグの製造方法は、請求項４に記載の発明の構成に加えて、前記主体金具の外周部に雄ねじ部が形成され、当該雄ねじ部の外径が１０ｍｍ未満であることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明のシーズ型グロープラグの製造方法は、請求項４又は５に記載の発明の構成に加えて、前記先端側中軸と前記後端側中軸とが全周に渡ってレーザ溶接されることを特徴とする。

請求項１に記載の発明のシーズ型グロープラグでは、先端側中軸と後端側中軸とがレーザー溶接されてなるので、レーザー溶接後に先端側中軸と後端側中軸との接合部にできる溶融部は、中軸の外径と略同一外径となり、溶融部が主体金具内面と接触することを防止でき、電気的な短絡が生ずることを防止できる。また、レーザー溶接で先端側中軸と後端側中軸との当接部のみを溶かすことができるので、溶融部は、アーク溶接に比べて狭い範囲となり、先端側中軸と後端側中軸との偏芯が起こりにくく、中軸が主体金具内面と接触することを防止でき、電気的な短絡が生ずることを防止できる。また、従来よりも主体金具の内径を狭められるので、主体金具の肉厚を厚くすることができ、シーズ型グロープラグのシリンダヘッドへの締め付け時の金具の変形強度を向上することができる。

請求項２に記載の発明のシーズ型グロープラグでは、請求項１に記載の発明の効果に加え、主体金具の外周部に雄ねじ部が形成され、当該雄ねじ部の外径が１０ｍｍ未満であるようなシーズ型グロープラグでは、シリンダヘッドへの締め付け時に主体金具の変形を防止するために、主体金具の内径を小さくする必要があり、中軸の外面と主体金具の内面とのクリアランスが狭くなる必要があるが、この場合でも、中軸と主体金具との電気的な短絡を十分防止することができる。

また、請求項３に記載の発明のシーズ型グロープラグは、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、先端側中軸と後端側中軸とが全周に渡ってレーザ溶接されてなるので、より安定した溶接強度が得られる。

また、請求項４に記載の発明のシーズ型グロープラグの製造方法では、先端側中軸と後端側中軸とを当接させて、その当接部をレーザ溶接にて溶接したので、溶接バリ除去工程自体を省略することができる。さらに、安定した溶接強度が得られ、溶融部の外径が中軸の外径と略同一外径となると共に、中軸の偏芯が抑制できるシーズ型グロープラグを製造することができる。

また、請求項５に記載の発明のシーズ型グロープラグの製造方法では、請求項４に記載の発明の効果に加えて、主体金具の外周部に雄ねじ部が形成され、当該雄ねじ部の外径が１０ｍｍ未満であるようなシーズ型グロープラグでは、シリンダヘッドへの締め付け時に主体金具の変形を防止するために、主体金具の内径を小さくする必要があり、中軸の外面と主体金具の内面とのクリアランスが狭くなる必要があるが、この場合でも、中軸と主体金具との電気的な短絡を十分防止することができるシーズ型グロープラグを製造できる。

また、請求項６に記載の発明のシーズ型グロープラグの製造方法では、請求項４又は５に記載の発明の効果に加えて、先端側中軸と後端側中軸とが全周に渡ってレーザ溶接するので、より安定した溶接強度が得られる。

本発明に係るシーズ型グロープラグの一例として、ディーゼルエンジン等の内燃機関の予熱用に使用されるシーズ型グロープラグ１を例に、図面を参照して説明する。 図１は、シーズ型グロープラグ１の縦断面図である。

まず、シーズ型グロープラグ１の構成の概略を説明する。図１に示すように、このシーズ型グロープラグ１は、エンジンのシリンダヘッドの取り付け孔に螺合する雄ねじ部２０が形成された筒状の主体金具２と、この主体金具２の先端側に装着される金属からなる耐熱性チューブ１０と、主体金具２の内部に配設される中軸４と、耐熱性チューブ１０内に収容される電気発熱体２５等から構成されている。

次に、主体金具２について説明する。主体金具２は、シーズ型グロープラグ１の軸方向に円柱状の軸孔３を有する略筒状に形成される。また、主体金具２は、機械構造用炭素鋼で形成され、その外壁には、必要に応じて金属鍍金が施される。この主体金具２の外周面の上端部には、シーズ型グロープラグ１をディーゼルエンジンに取り付ける際に、レンチ等の工具を係合させるための横断面が六角形状の工具係合部２１が形成されており、工具係合部２１の下方には、雄ねじ部２０が形成されている。この雄ねじ部２０がディーゼルエンジンの取り付け部の雌ねじに螺合して、シーズ型グロープラグ１がディーゼルエンジンに固定される。尚、雄ねじ部２０の外径の一例としては、Ｍ８（外径８ｍｍ），Ｍ９（外径９ｍｍ）等の外径が１０ｍｍ未満のものが用いられる。

また、主体金具２の軸孔３は、耐熱性チューブ１０が突出する開口側に位置する大径部３１と、これに続く小径部３２とを備え、この小径部３２の先端側に耐熱性チューブ１０の後端部１１が圧入され、固定されている。他方、軸孔３の反対側の開口部（図１に於ける上部）には座ぐり部３３が形成される。

次に、耐熱性チューブ１０について説明する。耐熱性チューブ１０は、シーズチューブとも呼ばれるもので、先端部が閉じ、後端部が開放された筒状に形成されており、その材質は、一例として、耐熱ステンレス鋼が用いられている。この耐熱性チューブ１０の後端部１１は、主体金具２の軸孔３に圧入されており、また、先端部１２がディーゼルエンジンの燃焼室（図示外）に晒される。この耐熱性チューブ１０内には、電気発熱体２５および中軸４の先端部が収容され、さらに、絶縁材料として絶縁粉末１４が充填され、耐熱性チューブ１０の後端部１１内に絶縁性を有するパッキン２６が備えられている。

次に、電気発熱体２５について説明する。電気発熱体２５は、一端（図１における上端）が中軸４の先端側中軸４１の先端部に接続されて、他端が耐熱性チューブ１０の先端部１２の内側底部に接続されている。この電気発熱体２５は、発熱コイル２７が先端側に配置され、その発熱コイル２７に制御コイル２８が直列に接続している。発熱コイル２７は、具体的にはＦｅ−Ｃｒ合金あるいはＮｉ−Ｃｒ合金等により構成されている。一方、制御コイル２８は、具体的にはＮｉ、Ｃｏ−Ｆｅ合金あるいはＣｏ−Ｆｅ−Ｎｉ合金等により構成されている。また、耐熱性チューブ１０内の絶縁粉末１４は、電気絶縁性を有するマグネシア等のセラミックス粉末が使用される。

次に、中軸４について説明する。中軸４は、主体金具２の軸孔３内に主体金具２と同軸的に保持され、軸孔３の内面に対して周隙を確保することにより主体金具２と電気的に絶縁されている。この中軸４は、炭素鋼から形成され、先端側が耐熱性チューブ１０に所定長挿入されており、後端側を主体金具２の工具係合部２１よりも後端側に突出させている。そして、中軸４の後端側と上記した主体金具２の座ぐり部３３との間には、ゴム製のＯリング１５と絶縁ブッシュ（例えばナイロン製のもの）１６とが嵌め込まれている。そして、そのさらに後方側（図１における上部側）において中軸４には、絶縁ブッシュ１６の脱落を防止するための押えリング１７が装着されている。該押えリング１７は、外周面に形成された加締め部１８により中軸４に固定されるとともに、中軸４の対応する表面には、加締め結合力を高めるためのローレット部１９が形成されている。なお、通電用のケーブル（図示外）を中軸４に固定するためのナット２３が雄ねじ部２４に螺合されている。

さらに、中軸４は、先端側中軸４１と後端側中軸４２とにより構成され、先端側中軸４１と後端側中軸４２とをレーザ溶接により形成された溶融部４３により接合している。なお、一例として、先端側中軸４１の外径は、２．７ｍｍであり、後端側中軸４２の外径は、３．２ｍｍである。また、レーザ溶接は、一例としてＹＡＧレーザを用いているが、必ずしもＹＡＧレーザに限られず、炭酸ガスレーザ等でも良い。

次に、シーズ型グロープラグ１の中軸４の接合工程について図２乃至図４に従って説明する。図２乃至図４は中軸４のレーザー溶接工程の概要図である。まず、先端側中軸４１と後端側中軸４２とを接合する前に、まず、中軸４の先端側中軸４１に発熱コイル２７及び制御コイル２８が接続された電気発熱体２５の一端を溶接した後、電気発熱体２５を耐熱性チューブ１０内に挿入して、電気発熱体２５の他端を耐熱性チューブ１０の底部に溶接する。その後、耐熱性チューブ１０内に絶縁粉末１４を充填し、耐熱性チューブ１０の開口部にパッキン２６を挿入し、スエージングによりパッキン２６を耐熱性チューブ１０内に固定する。さらに耐熱性チューブ１０にスエージングを行い、耐熱性チューブ１０を所定の形状に作る。

次いで、図２に示すように、先端側中軸４１と後端側中軸４２とを軸方向に同心状に突き合わせた状態で図示外の治具により保持する（工程１）。次に、図３に示すように、先端側中軸４１と後端側中軸４２とを同期的に回転させながら、先端側中軸４１と後端側中軸４２との当接部の全周にＹＡＧレーザーによりレーザー光を照射する（工程２）。すると、図４に示すように、先端側中軸４１と後端側中軸４２との接合が完了し、溶融部４３が形成される（工程３）。

その後、先端側中軸４１と後端側中軸４２とが接合された中軸４や電気発熱体２５等が組み付いた耐熱性チューブ１０を主体金具２に圧入する。具体的には、中軸４の後端側から主体金具２の軸孔３の先端側に向かって挿入し、耐熱性チューブ１０の後端部１１を主体金具２の軸孔３の小径部３２に圧入する。その後、中軸４の後端側に向かってＯリング１５と絶縁ブッシュ１６とが挿入され、さらに、押えリング１７を中軸４のローレット部１９まで挿入して外部から加締める。そして、ナット２３を雄ねじ部２４に螺合させ、シーズ型グロープラグ１が完成する。

（実施例）
次に、本発明の効果を実証するために先端側中軸４１と後端側中軸４２との接合に、上記実施の形態のレーザー溶接を用いた場合（タイプ３）と、アーク溶接だけを用いた場合（タイプ１）と、抵抗溶接後にアーク溶接によりバリ取りを行った場合（タイプ２）との比較を図５、図６、表１乃至表９を用いて説明する。図５は、本実施例の先端側中軸４１と後端側中軸４２との溶融部４３を示す部分拡大図であり、図６は、タイプ１乃至３の接合部の写真である。

図５に示すように、本実施例では、先端側中軸４１の外径は、２．７ｍｍであり、後端側中軸４２の外径は、３．２ｍｍである。また、先端側中軸４１と後端側中軸４２との溶融部４３の外径をφＡｍｍとする。なお、溶融部４３の外径φＡは、マイクロメータを使用して測定したときの溶融部４３の最大径となった値とする。さらに溶接前の先端側中軸４１と後端側中軸４２との軸線Ｏ方向長さは共に５０ｍｍとする。

また、タイプ１乃至３の溶接条件は、表１に示す通りである。
即ち、タイプ１の場合は、アーク溶接であり、溶接条件としては溶接時間：０．１８秒で、電流値：１８０Ａでアーク溶接を左右２箇所行い、バリ取りを行わない。また、タイプ２の場合は、溶接時間：０．４秒で、電流値１．２ｋＡで抵抗溶接により、先端側中軸４１と後端側中軸４２とを接合した後に、溶接時間：０．１秒で、電流値：１００Ａのアーク溶接により、溶融部４３の周囲の４箇所のバリ取りを行った。さらに、タイプ３の場合は、φ０．６ｍｍのＹＡＧレーザーにより、溶融部４３の周囲を１周３秒で回し、３３スポットを溶接した。ここで、１ショット当たり６Ｊ（ジュール）のエネルギーで、６ｍ秒照射し、ラップ率は５０％である。上記タイプ１乃至３の外観写真の一例を図６に示す。

次に、上記のタイプ１乃至３による先端側中軸４１と後端側中軸４２との接合を各々１０回行った結果を表２及び３を参照して説明する。表２は、溶融部４３の外径φＡを測定した結果である。なお、外径φＡが３．３５ｍｍ未満を「○」、３．３５ｍｍ以上３．６ｍｍ未満を「△」、３．６ｍｍ以上を「×」と判断した。

タイプ１の場合、即ち、アーク溶接のみで先端側中軸４１と後端側中軸４２とを接合した場合には、溶融部４３の外径φＡは、３．４９ｍｍ、３．６２ｍｍ、３．６５ｍｍ、３．６０ｍｍ、３．３５ｍｍ、３．５８ｍｍ、３．３４ｍｍ、３．６０ｍｍ、３．５９ｍｍ、３．４０ｍｍであり、平均３．５２ｍｍ、最大３．６５ｍｍ、最小３．３４ｍｍであり、３σ（標準偏差の３倍）は、０．３４ｍｍである。

タイプ２の場合、即ち、抵抗溶接で先端側中軸４１と後端側中軸４２とを接合し、アーク溶接でバリ取りを行った場合には、溶融部４３の外径φＡは、３．４１ｍｍ、３．５５ｍｍ、３．５６ｍｍ、３．５５ｍｍ、３．２８ｍｍ、３．４７ｍｍ、３．２７ｍｍ、３．５４ｍｍ、３．５５ｍｍ、３．２９ｍｍであり、平均３．４５ｍｍ、最大３．５６ｍｍ、最小３．２７ｍｍであり、３σ（標準偏差の３倍）は、０．３５ｍｍである。

タイプ３の場合、即ち、本発明のレーザー溶接で先端側中軸４１と後端側中軸４２とを接合した場合には、溶融部４３の外径φＡは、３．２８ｍｍ、３．２７ｍｍ、３．２８ｍｍ、３．２５ｍｍ、３．２７ｍｍ、３．３１ｍｍ、３．２７ｍｍ、３．２６ｍｍ、３．２５ｍｍ、３．３１ｍｍであり、平均３．２８ｍｍ、最大３．３１ｍｍ、最小３．２５ｍｍであり、３σ（標準偏差の３倍）は、０．０６ｍｍである。従って、レーザー溶接の場合は、全てが「○」と判断できたように格段に溶融部の外径が小さく、また、外径のばらつきも少ない。

次に、先端側中軸４１と後端側中軸４２との接合による「中軸の振れ」について表３を参照して説明する。
ここで、「中軸の振れ」とは、図５に示す後端側中軸４２を図示外のチャックで把持し、後端側中軸４２の後端から下に８ｃｍの所に、測定棒（図示外）を当てて、中軸を回転させたときの測定棒の先端の振れを測定したものである。なお、中軸の振れが０．５ｍｍ以下を「○」、０．５ｍｍを越え０．７ｍｍ以下を「△」、０．７ｍｍを越えると「×」と判断した。

タイプ１の場合、「中軸の振れ」は、０．９９ｍｍ、０．６９ｍｍ、０．９１ｍｍ、０．６８ｍｍ、０．９３ｍｍ、０．８１ｍｍ、１．２８ｍｍ、０．５８ｍｍ、０．８７ｍｍ、１．１９ｍｍ、平均０．８９ｍｍ、最大１．２８ｍｍ、最小０．５８ｍｍであり、３σ（標準偏差の３倍）は、０．６３ｍｍである。

タイプ２の場合、「中軸の振れ」は、０．７７ｍｍ、０．４２ｍｍ、０．７６ｍｍ、０．６３ｍｍ、０．８０ｍｍ、０．７２ｍｍ、０．９３ｍｍ、０．５７ｍｍ、０．５１ｍｍ、０．４９ｍｍ、平均０．６６ｍｍ、最大０．９３ｍｍ、最小０．４２ｍｍであり、３σ（標準偏差の３倍）は、０．４６ｍｍである。

タイプ３の場合、「中軸の振れ」は、０．２１ｍｍ、０．３５ｍｍ、０．３６ｍｍ、０．３５ｍｍ、０．３３ｍｍ、０．２７ｍｍ、０．２２ｍｍ、０．３４ｍｍ、０．３５ｍｍ、０．２３ｍｍ、平均０．３０ｍｍ、最大０．３６ｍｍ、最小０．２１ｍｍであり、３σ（標準偏差の３倍）は、０．１７ｍｍである。従って、レーザー溶接の場合は、全てが「○」と判断できたように中軸の振れが格段に少なく、先端側中軸４１と後端側中軸４２とは、同心状に接合され、また、偏心のばらつきも少ない。

次に、表４乃至表９を参照して、上記の実施例の評価結果を説明する。まず、表４を参照して、溶接工程数の評価を説明する。
この溶接工程数の評価では、１工程を○、２工程を×とした。タイプ１（アーク溶接のみ）の場合は、バリ除去工程が無いので、工程数は１であり、評価は、○である。また、タイプ２（抵抗溶接＋アーク溶接）の場合は、バリ除去工程があり、工程数は２であり、評価は、×である。また、タイプ３（レーザー溶接）の場合は、バリ除去工程が無いので、工程数は１であり、評価は、○である。

次に、表５を参照して、溶接強度の評価の説明をする。
この溶接強度の評価は、溶融部４３での折れ、離れがない（クラックが入らないこと）のを○、あるのを×とする。タイプ１（アーク溶接のみ）の場合は、○であり、タイプ２（抵抗溶接＋アーク溶接）の場合は、○であり、タイプ３（レーザー溶接）の場合は、○である。

最後に、表６を参照して、総合判定について説明する。
表６は、上記の表２乃至表５の内容をまとめたものであり、評価項目に１つでも×のあるものは、総合評価を×とし、全てが○のものを総合評価を○とした。なお、溶融部の外径及び中軸振れは平均の判断を使用した。従って、タイプ１（アーク溶接のみ）の場合は、中軸振れの評価が×であり、総合評価は×となる。また、タイプ２（抵抗溶接＋アーク溶接）の場合は、溶接工程数が×であり、総合評価は×となる。タイプ３（レーザー溶接）の場合は、全ての項目の評価が○であるので、総合評価は○である。

以上説明したように、本実施の形態のシーズ型グロープラグ１では、先端側中軸４１と後端側中軸４２とがレーザ溶接されてなるので、レーザ溶接後に先端側中軸４１と後端側中軸４２との接合部にできる溶融部４３は、中軸４の外径と略同一外径となり、溶融部４３が主体金具２内面と接触することを防止でき、電気的な短絡が生ずることを防止できる。また、レーザ溶接で先端側中軸４１と後端側中軸４２との当接部のみを溶かすことができるので、溶融部４３は、アーク溶接に比べて狭い範囲となり、先端側中軸４１と後端側中軸４２との偏芯が起こりにくく、中軸４が主体金具２内面と接触することを防止でき、電気的な短絡が生ずることを防止できる。さらに、従来よりも主体金具２の内径を狭められるので、主体金具２の肉厚を厚くすることができ、シーズ型グロープラグ１のシリンダヘッドへの締め付け時の金具の変形強度を向上することができる。

また、本実施の形態のシーズ型グロープラグ１の製造方法では、先端側中軸４１と後端側中軸４２とを当接させて、その当接部をレーザ溶接にて溶接したので、溶接バリ除去工程自体を省略することができる。さらに、安定した溶接強度が得られ、溶融部４３の外径が中軸４の外径と略同一外径となるとともに、中軸の偏芯が抑制できるシーズ型グロープラグを製造することができる。

尚、本発明は上記の実施の形態に限られず各種の変形が可能である。例えば、シーズ型グロープラグ１大きさは、上記の実施の形態に限られず、他の大きさのものにも適用できる。また、本発明は、先端側中軸４１及び後端側中軸４２の外径が、２．７ｍｍと３．２ｍｍのものに限られず、他のサイズのものにも適用できる。

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の予熱用に使用されるシーズ型グロープラグに限られず、家庭用シーズヒータや液体の加熱装置等に用いられるシーズ型グロープラグ等の各種のシーズ型グロープラグに適用できる。

シーズ型グロープラグ１の縦断面図である。 中軸４のレーザー溶接工程の工程１を示す図である。 中軸４のレーザー溶接工程の工程２を示す図である。 中軸４のレーザー溶接工程の工程３を示す図である。 先端側中軸４１と後端側中軸４２との溶融部４３を示す部分拡大図である。 タイプ１乃至３の接合部の図面代用写真である。 従来の中軸の接合部を示す図である。

符号の説明

１ シーズ型グロープラグ
２ 主体金具
３ 軸孔
４ 中軸
１０ 耐熱性チューブ
１１ 後端部
１２ 先端部
１３ 通電端子軸
１４ 絶縁粉末
１５ リング
１６ 絶縁ブッシュ
１７ リング
１９ ローレット部
２１ 工具係合部
２３ ナット
２４ 雄ネジ部
２５ 電気発熱体
２６ パッキン
２７ 発熱コイル
２８ 制御コイル
３１ 大径部
３２ 小径部
４１ 先端側中軸
４２ 後端側中軸
４３ 溶融部

Claims (6)

1. 軸線方向に延びる軸孔を有する筒状の主体金具と、当該主体金具の軸孔の先端側に配置され、自身の先端側を前記主体金具の先端側よりも突出させる耐熱性チューブと、前記主体金具の軸孔内に配設され、自身の先端側を前記耐熱性チューブの内側に収納するとともに自身の後端側を前記主体金具の後端側よりも突出させる中軸と、前記耐熱性チューブ内に収容されて、先端が前記耐熱性チューブに、後端が前記中軸にそれぞれ電気的に接続された軸線方向に延びる電気発熱体とを備えると共に、前記中軸が先端側中軸と後端側中軸とを溶接したシーズ型グロープラグにおいて、
   前記先端側中軸と前記後端側中軸とがレーザー溶接されてなることを特徴とするシーズ型グロープラグ。
2. 前記主体金具の外周部に雄ねじ部が形成され、
   当該雄ねじ部の外径が１０ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載のシーズ型グロープラグ。
3. 前記先端側中軸と前記後端側中軸とが全周に渡ってレーザー溶接されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載のシーズ型グロープラグ。
4. 軸線方向に延びる軸孔を有する筒状の主体金具と、当該主体金具の軸孔の先端側に配置され、自身の先端側を前記主体金具の先端側よりも突出させる耐熱性チューブと、前記主体金具の軸孔内に配設され、自身の先端側を前記耐熱性チューブの内側に収納するとともに自身の後端側を前記主体金具の後端側よりも突出させる中軸と、前記耐熱性チューブ内に収容されて、先端が前記耐熱性チューブに、後端が前記中軸にそれぞれ電気的に接続された軸線方向に延びる電気発熱体とを備えると共に、前記中軸が先端側中軸と後端側中軸とを溶接したシーズ型グロープラグの製造方法において、
   前記先端側中軸と前記後端側中軸とを当接させて、その当接部をレーザー溶接にて溶接したことを特徴とするシーズ型グロープラグの製造方法。
5. 前記主体金具の外周部に雄ねじ部が形成され、
   当該雄ねじ部の外径が１０ｍｍ未満であることを特徴とする請求項４に記載のシーズ型グロープラグの製造方法。
6. 前記先端側中軸と前記後端側中軸とが全周に渡ってレーザ溶接されることを特徴とする請求項４又は５に記載のシーズ型グロープラグの製造方法。