JP2007093102A - Glow plug and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディーゼルエンジンの予熱などに使用するグロープラグ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a glow plug used for preheating a diesel engine and the like and a method for manufacturing the same.
一般的に、グロープラグは、筒状の主体金具を備え、当該主体金具の先端側にヒータが突出した状態で装着されている。主体金具の外周面には、グロープラグをディーゼルエンジンに取付けるに際して、トルクレンチ等の工具を係合させるための工具係合部が形成されており、当該工具係合部の先端側には取付け用のねじ部が形成されている。そして、グロープラグは、先端側のヒータが燃焼室内に位置するようにディーゼルエンジンに取付けられる。 Generally, the glow plug is provided with a cylindrical metal shell, and is mounted with a heater protruding from the front end side of the metal shell. A tool engaging part for engaging a tool such as a torque wrench is formed on the outer peripheral surface of the metal shell when the glow plug is attached to the diesel engine. The thread portion is formed. The glow plug is attached to the diesel engine so that the heater on the front end side is located in the combustion chamber.
従来、主体金具は、例えば中実の鋼棒や筒状の鋼パイプを素材として用い、塑性加工や切削加工等を施すことにより成形される。ところが、近年では、ディーゼルエンジンの構造変化に合わせてグロープラグが長尺化される傾向にあるため、比較的全長の長いグロープラグに関しては加工負担が大きくなり、製造コストの増加が懸念される。
これに対し、近年では、工具係合部と、ねじ部を含む工具係合部以外の部分とを別体で成形し、これらを一体に接合することにより主体金具を構成したグロープラグも見受けられる(例えば、特許文献1参照。)。
On the other hand, in recent years, a glow plug in which a metal fitting is formed by forming a tool engaging portion and a portion other than the tool engaging portion including the screw portion separately and joining them together is also seen. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、一般的には、主体金具のねじ部を転造する際に主体金具の先端側を支持していないため、上記特開平4−260719号公報に記載された発明等では、ねじ部転造の際にねじ部を基準とした主体金具の先端部の同軸度の精度が低下し、グロープラグをディーゼルエンジンに取付ける際に先端部に先振れが生じるおそれがある。このような不具合は、主体金具のねじ部より先端側の長さが比較的長いグロープラグほど、より顕著に現われやすい。 However, in general, since the tip end side of the metallic shell is not supported when the threaded portion of the metallic shell is rolled, in the invention described in the above Japanese Patent Laid-Open No. 4-260719, In this case, the accuracy of the concentricity of the front end portion of the metal shell relative to the thread portion is lowered, and there is a risk that the front end portion may sway when the glow plug is attached to the diesel engine. Such a defect is more prominent as the glow plug having a relatively longer length on the tip side than the threaded portion of the metal shell is more prominent.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、先端部の同軸度の精度を向上させ、先端部の先振れを低減するとともに、製造コストの増加抑制を図ることのできるグロープラグ及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to improve the accuracy of the concentricity of the tip, reduce the run-out of the tip, and suppress the increase in manufacturing cost. It is to provide a plug and a manufacturing method thereof.
以下、上記課題等を解決するのに適した各構成を項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果等を付記する。 Hereinafter, each configuration suitable for solving the above-described problems will be described in terms of items. In addition, the effect etc. peculiar to the structure which respond | corresponds as needed are added.
構成1.本構成のグロープラグは、
軸孔を有する筒状の主体金具と、当該主体金具の先端側から突出した状態で前記軸孔内に保持されるヒータとを備えたグロープラグであって、
前記主体金具の外周面において、前記ヒータが保持される前記軸孔内のヒータ保持部位より軸線方向後端側に形成された機関取付用のねじ部と、当該ねじ部よりも軸線方向後端側に形成された工具係合部とを備えてなるものにおいて、
前記主体金具は、前記ねじ部が形成された第1主体金具中間体と、前記ヒータが保持された第2主体金具中間体とが接合されてなり、この接合をなす接合部が軸線方向における前記ヒータ保持部位と前記ねじ部との間に形成されていることを特徴とする。
A glow plug comprising a cylindrical metal shell having a shaft hole, and a heater held in the shaft hole in a state of protruding from the front end side of the metal shell,
On the outer peripheral surface of the metal shell, a screw portion for engine attachment formed on the rear end side in the axial direction from the heater holding portion in the shaft hole where the heater is held, and the rear end side in the axial direction from the screw portion Comprising a tool engaging portion formed on
The metallic shell is formed by joining a first metallic shell intermediate body in which the thread portion is formed and a second metallic shell intermediate body in which the heater is held, and a joint portion that forms the joint is the axial member in the axial direction. It is formed between the heater holding part and the screw part.
上記構成1によれば、工具係合部及びねじ部からなる部分と、ねじ部より先端側の部分とを別体で成形し、これらを一体に接合することにより、主体金具を成形することができるため、加工負担を低減し、製造コストの増加抑制を図ることができる。さらに、ヒータ保持部位とねじ部との間に接合部が形成されているため、ねじ部を基準とした主体金具の先端部の同軸度の精度を向上することができる。結果としてグロープラグ取付け時における先端部の先振れを抑制することができる。なお、上記構成は、主体金具のねじ部より先端側の長さが比較的長い(例えば30mm以上)グロープラグにおいて、より効果がある。なお、この効果をより有効に得るためには、ねじ部より先端側の長さの半分よりもねじ部寄りに接合部を形成することが望ましい。
According to the above-described
構成2.本構成のグロープラグは、上記構成1において、
前記接合部が前記ねじ部の先端より軸線方向先端側に形成されていることを特徴とする。
The joint portion is formed on the tip end side in the axial direction from the tip end of the screw portion.
仮に接合部をねじ部の先端より軸線方向後端側に形成した構成、例えばねじ部の内側に孔部を形成した構成では、接合部の形成後にねじ部を転造する場合において、転造時の応力によって接合部の形状に歪みが生じてしまうため、接合した際に先振れや同軸度のズレなどの不具合が発生し得る。その点、上記構成2によれば、接合部がねじ部の先端より軸線方向後端側に形成される構成と比較して、そのような不具合の発生が低減される。
If the joint is formed on the rear end side in the axial direction from the tip of the screw part, for example, the hole part is formed inside the screw part, when the thread part is rolled after the joint part is formed, As a result of this stress, the shape of the joint is distorted, so that problems such as run-out and misalignment of the coaxiality may occur when joining. In that respect, according to the above-described
構成3.本構成のグロープラグは、上記構成1において、
前記接合部が、前記ねじ部の先端から離間して前記ねじ部より軸線方向先端側に形成されていることを特徴とする。
The joining portion is formed on the distal end side in the axial direction from the screw portion so as to be separated from the tip of the screw portion.
上記構成3によれば、上記構成2と同様の作用効果が奏される。さらに、ねじ部の転造後に接合部を成形する場合において、主体金具を挟持する所定のチャック代を確保することができる。なお、ねじ部の転造後において接合部を成形した場合、さらに同軸度の精度を向上させることができる。
According to the
構成4.本構成のグロープラグの製造方法は、
軸孔を有する筒状の主体金具と、当該主体金具の先端側から突出した状態で前記軸孔内に保持されるヒータとを備え、
前記主体金具の外周面において、前記ヒータが保持される前記軸孔内のヒータ保持部位より軸線方向後端側に形成された機関取付用のねじ部と、当該ねじ部よりも軸線方向後端側に形成された工具係合部とを備えてなるグロープラグの製造方法であって、
前記ねじ部及び前記工具係合部を含む前記主体金具の後端側部分にあたる第1主体金具中間体を成形する工程と、
前記主体金具の先端側部分にあたる第2主体金具中間体を成形する工程と、
前記第1主体金具中間体と前記第2主体金具中間体を接合する工程とを備え、
前記第1主体金具中間体を成形する工程において、
前記第2主体金具中間体と接合するための接合部を成形した後、前記ねじ部を転造することを特徴とする。
Configuration 4. The manufacturing method of the glow plug of this configuration is as follows:
A cylindrical metal shell having a shaft hole, and a heater held in the shaft hole in a state of protruding from the front end side of the metal shell,
On the outer peripheral surface of the metal shell, a screw portion for engine attachment formed on the rear end side in the axial direction from the heater holding portion in the shaft hole where the heater is held, and the rear end side in the axial direction from the screw portion A glow plug manufacturing method comprising a tool engaging portion formed on
Forming a first metal shell intermediate body corresponding to a rear end side portion of the metal shell including the screw portion and the tool engaging portion;
Forming a second metal shell intermediate corresponding to the tip side portion of the metal shell;
Joining the first metal shell intermediate body and the second metal shell intermediate body,
In the step of forming the first metal shell intermediate,
The threaded portion is rolled after forming a joint for joining with the second metal shell intermediate.
上記構成4によれば、ねじ部の先端部により近い位置に接合部を設けることができる。その結果、第1主体金具中間体におけるねじ部より先端側の部分がより少なくなるため、主体金具先端部の同軸度の低下を抑制することができる。 According to the said structure 4, a junction part can be provided in the position nearer the front-end | tip part of a screw part. As a result, since the portion of the first metal shell intermediate body on the tip side is smaller than the screw portion, it is possible to suppress a decrease in the coaxiality of the metal shell tip portion.
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。図1(a)はグロープラグの一例を示す全体図であり、図1(b)はその縦断面図である。
図1(a),(b)に示すように、グロープラグ1は、筒状の主体金具2と、主体金具2の先端(図1下側)に装着されたヒータ3とを備えている。
主体金具2は、軸線方向に貫通する軸孔4を有している。そして、この軸孔4の先端部又はその近傍において、ヒータ3を保持するための小径部4aが形成されている。この小径部4aに、ヒータ3の外形を構成するシーズチューブ3aの後端側に形成された大径部3bが圧入されることにより、ヒータ3が主体金具2の先端より突出した状態で主体金具2に固定されている。なお、ヒータ3の装着方法は、圧入に限られるものではなく、焼き嵌め、ロウ付けなど他の方法であってもよい。すなわち、本実施形態の小径部4a等のように、ヒータ3が保持される部位がヒータ保持部位に相当する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is an overall view showing an example of a glow plug, and FIG. 1B is a longitudinal sectional view thereof.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
The
ヒータ3には、先端側が閉じたシーズチューブ3aの内側に、2つの抵抗線コイル、詳しくは先端側に配置された発熱コイルと、その後端に直列接続された制御コイルとが、マグネシア粉末等の絶縁材料とともに封入されている。なお、抵抗コイルの先端部はシーズチューブ3aの先端側に接合されている。
The
また、主体金具2の軸孔4には、自身の先端がシーズチューブ3a内に挿入され、前記抵抗線コイルと電気的に接続された中軸5が挿通されている。中軸5の後端は主体金具2の後端から突出しており、この主体金具2の後端部においては、ゴム製等のOリング6、樹脂製等の絶縁ブッシュ7、絶縁ブッシュ7の脱落を防止するための押さえリング8、及び、通電用のケーブル接続用のナット9がこの順序で中軸4に嵌め込まれ固定された構造となっている。
Further, the shaft hole 4 of the
さて、主体金具2は、先端側に形成された円筒状の丸胴部2aと、当該丸胴部2aの後端側に形成された内燃機関取付用のねじ部2bと、当該ねじ部2bより後端側に形成された断面六角形状の工具係合部2cとからなる。なお、工具係合部2cは上記断面六角形状に限定されるものではなく、他の多角形状に形成してもよい。本実施形態におけるグロープラグ1は、例えば全長L1=145mm、丸胴部2aの長さL2=53mm、ねじ部2bの長さL3=27mmといったように比較的長尺状のものである。
The
また、丸胴部2a(本実施形態ではねじ部2bとの境界近傍)には、ヒータ保持部位である上記軸孔4の小径部4aと、ねじ部2bの先端部との間において接合部10が形成されている。つまり、主体金具2は、工具係合部2c及びねじ部2bなど自身の後端部を含む後端側部分と、当該後端側部分より先端側となる自身の先端部を含む先端側部分(丸胴部2aの大部分)とが、接合部10において接合されることにより一体化された構造となっている。
Further, in the
ここで、主体金具2の製造方法及び接合部10の構成について詳しく説明する。
まず、第1工程において、軸孔4に相当する孔部を有する六角鋼パイプを材料として、塑性加工や切削加工等を施すことにより、工具係合部2cが形成された主体金具2の後端側部分にあたる第1主体金具中間体11〔図2(a)参照〕を製造する。なお、本実施例では六角鋼パイプの内孔径は第1主体金具中間体11の軸孔4の内径よりも大きいものを使用している。
Here, the manufacturing method of the
First, in the first step, the rear end of the
続く第2工程では、第1主体金具中間体11の先端部の外周面に切削加工を施すことにより、当該先端部から軸孔4の内周面に沿って軸線方向先端側へ突出した環状凸部11aを形成するとともに、その外周側に環状切欠部11bが形成される。
In the subsequent second step, by cutting the outer peripheral surface of the distal end portion of the first metal shell
その後、第3工程において、第1主体金具中間体11の外周面に転造加工を施し、ねじ部2bを形成する。本実施形態では、ねじ部2bの先端部から離間せずに環状凸部11a及び環状切欠部11bを形成している。
Thereafter, in the third step, the outer peripheral surface of the first metal shell
一方、第4工程において、軸孔4に相当する孔部を有する丸鋼パイプを材料として、塑性加工や切削加工等を施すことにより、主体金具2の先端側部分にあたる第2主体金具中間体12〔図2(a)参照〕を製造する。
On the other hand, in a 4th process, the 2nd metal shell
続く第5工程では、第2主体金具中間体12の後端部の内周面に切削加工を施すことにより、当該先端部から外周面に沿って軸線方向後端側へ突出した環状凸部12aを形成するとともに、その内周側に環状切欠部12bを形成する。
In the subsequent fifth step, the annular
そして、第6工程において、図2(b)に示すように、第1主体金具中間体11の環状凸部11aをガイドしながら第2主体金具中間体12の環状凸部12aの内側へ圧入し、環状凸部11a,12aと環状切欠部12b,11bとを突き合わせる。これにより、環状凸部11a、12a及び環状切欠部12b,11bを接合部10として、第1主体金具中間体11及び第2主体金具中間体12が一体化された主体金具2を得る。
その後、この主体金具2に対し、ヒータ3や中軸5などを組み付け、グロープラグ1を得る。
Then, in the sixth step, as shown in FIG. 2 (b), the annular projection 11a of the first metal shell
Thereafter, the
こうして得られたグロープラグ1は、ディーゼルエンジンのエンジンヘッドなどに形成されたプラグ取付孔に挿入され、主体金具2のねじ部2b(雄ねじ部)を、プラグ取付孔内に形成されたねじ部(雌ねじ部)に、トルクレンチ等の工具によりねじ込むことで固定される。
The
以上詳述したように、本実施形態では、工具係合部2c及びねじ部2bなど自身の後端部を含む後端側部分(第1主体金具中間体11)と、当該後端側部分より先端側となる自身の先端部を含む先端側部分(第2主体金具中間体12)とを別体で成形し、これらを一体に接合することにより、主体金具2を成形している。そのため、本実施形態のように比較的長尺なグロープラグ1を製造するにあたり加工負担を低減し、製造コストの増加抑制を図ることができる。
As described in detail above, in the present embodiment, the rear end side portion (first metal shell intermediate body 11) including the rear end portion such as the
また、本実施形態では、ヒータ保持部位である軸孔4の小径部4aと、ねじ部2bの先端部との間において接合部10が形成されている。特に、本実施形態の接合部10は、ねじ部2bの先端より軸線方向先端側において、ねじ部2bの先端部から離間せずに設けられている。そのため、ねじ部2bを基準とした主体金具2の先端部の同軸度の精度を向上することができる。結果としてグロープラグ1の取付け時における先端部の先振れを抑制することができる。
Moreover, in this embodiment, the
また、本実施形態では、六角鋼パイプを材料として、工具係合部2cが形成された主体金具2の後端側部分にあたる第1主体金具中間体11を成形し、丸鋼パイプを材料として、主体金具2の先端側部分にあたる第2主体金具中間体12を成形している。このように、予めパイプ材を使用することにより、軸孔4の成形工程を省略することができる。換言すれば、本実施形態のように比較的長尺な主体金具2の軸孔4を成形する場合にかかる多大な加工負担をなくし、製造コストの増加抑制を図ることができる。加えて、予め各主体金具中間体11,12の外周形状に近いパイプ材を使用することにより、加工により生じる屑量を少なくでき、さらなる製造コストの削減を図ることができる。
Moreover, in this embodiment, the hexagonal steel pipe is used as a material, the first metal shell
なお、上述した実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。
(a)上記実施形態では、ねじ部2bの先端部から離間せずに接合部10(環状凸部11a及び環状切欠部11b)を形成しているが、接合部10が形成される位置は、これに限定されるものではない。例えば、図3に示すように、ねじ部2bの先端部から所定間隔L4だけ離間して形成してもよい。このようにすれば、ねじ部2bの転造後においても、第1主体金具中間体11を挟持するためのチャック代を確保することができ、環状凸部11a及び環状切欠部11bを成形することができる。なお、このような効果をより確実に確保するためにはL4=10mm以上とすることが好ましい。さらに、接合部10をロウ付け等により接合する場合には、接合時にねじ部2bなどが受ける変形、軟化等の熱影響をより少なくすることができる。
In addition, it is not limited to the description content of embodiment mentioned above, For example, you may implement as follows.
(A) In the above embodiment, the joint portion 10 (the annular convex portion 11a and the
(b)グロープラグ1や主体金具2の各部の長さは、上記実施形態で示す数値に限定されるものではない。但し、本発明は、主体金具2のねじ部2bより先端側の長さが比較的長い(例えばL2=30mm以上)グロープラグにおいて、より効果が発揮される。
(B) The length of each part of the
(c)上記実施形態の接合部10は、環状凸部11a,12aを圧入し、環状切欠部12b,11bに突き合わせることにより接合される構造となっている。しかし、接合方法及び接合部の構造はこれに限定されるものではない。
(C) The
例えば、接合方法としては、焼き嵌め、ロウ付け、螺合、レーザー溶接など他の方法であってもよい。 For example, as a joining method, other methods such as shrink fitting, brazing, screwing, and laser welding may be used.
また、接合部の構造としては、例えば環状凸部11a,12aをそれぞれ先細りさせたテーパ状の構造としてもよい。但し、このような構造では、両中間体11,12の位置合わせがやや困難となるため、同軸度の精度を高めるためには上記実施形態の方がより好ましい。
Moreover, as a structure of a junction part, it is good also as a taper-shaped structure which each tapered the annular
また、上記実施形態とは逆に、図4に示すように、第1主体金具中間体11側において外周面に沿って軸線方向先端側へ突出した環状凸部21a及びその内周側に環状切欠部21bを形成し、第2主体金具中間体12側において軸孔4の内周面に沿って軸線方向後端側へ突出した環状凸部22a及びその外周側に環状切欠部22bを形成した構造としてもよい。このような構造とした場合、ねじ部2bの内側まで環状切欠部21bが形成されてしまうと、当該環状切欠部21bの形成後にねじ部2bを転造する工程がある場合において、転造時の応力によって環状切欠部21bの形状に歪みが生じてしまうおそれがある。そのため、このような構造の場合は特に、ねじ部2bの先端より軸線方向先端側において環状切欠部21bが形成されることが好ましい。
In contrast to the above embodiment, as shown in FIG. 4, as shown in FIG. 4, on the first metal shell
(d)ヒータ3は、シーズチューブ3a内に抵抗線コイルを封入した上記シーズタイプに限定されるものでなく、例えばセラミック体内に発熱体を埋設したものや、導電性セラミックを配したものであってもよい。上記実施形態におけるヒータ3は、2つの抵抗線コイルを備えたヒータであるが、抵抗線コイルの数はこれに限定されるものではなく、例えば1つでもよいし、3つ以上の複数であってもよい。また、ヒータの形状は問わず、外径が略一定のストレート形状であってもよい。
(D) The
(e)ヒータ保持部位に相当する軸孔4の小径部4aを省略し、軸線方向にストレート形態となった軸孔4に圧入、ロウ付けなどによりヒータ3が固定される構成としてもよい。もちろん、この場合でも、ヒータ3を保持している部位がヒータ保持部位に相当する。
(E) The small diameter portion 4a of the shaft hole 4 corresponding to the heater holding portion may be omitted, and the
1…グロープラグ、2…主体金具、2a…丸胴部、2b…ねじ部、2c…工具係合部、3…ヒータ、4…軸孔、10…接合部、11…第1主体金具中間体、12…第2主体金具中間体、11a,12a…環状凸部、11b,12b…環状切欠部。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記主体金具の外周面において、前記ヒータが保持される前記軸孔内のヒータ保持部位より軸線方向後端側に形成された機関取付用のねじ部と、当該ねじ部よりも軸線方向後端側に形成された工具係合部とを備えてなるものにおいて、
前記主体金具は、前記ねじ部が形成された第1主体金具中間体と、前記ヒータが保持された第2主体金具中間体とが接合されてなり、この接合をなす接合部が軸線方向における前記ヒータ保持部位と前記ねじ部との間に形成されていることを特徴とするグロープラグ。 A glow plug comprising a cylindrical metal shell having a shaft hole, and a heater held in the shaft hole in a state of protruding from the front end side of the metal shell,
On the outer peripheral surface of the metal shell, a screw portion for engine attachment formed on the rear end side in the axial direction from the heater holding portion in the shaft hole where the heater is held, and the rear end side in the axial direction from the screw portion Comprising a tool engaging portion formed on
The metallic shell is formed by joining a first metallic shell intermediate body in which the thread portion is formed and a second metallic shell intermediate body in which the heater is held, and a joint portion that forms the joint is the axial member in the axial direction. A glow plug formed between a heater holding portion and the screw portion.
前記主体金具の外周面において、前記ヒータが保持される前記軸孔内のヒータ保持部位より軸線方向後端側に形成された機関取付用のねじ部と、当該ねじ部よりも軸線方向後端側に形成された工具係合部とを備えてなるグロープラグの製造方法であって、
前記ねじ部及び前記工具係合部を含む前記主体金具の後端側部分にあたる第1主体金具中間体を成形する工程と、
前記主体金具の先端側部分にあたる第2主体金具中間体を成形する工程と、
前記第1主体金具中間体と前記第2主体金具中間体を接合する工程とを備え、
前記第1主体金具中間体を成形する工程において、
前記第2主体金具中間体と接合するための接合部を成形した後、前記ねじ部を転造することを特徴とするグロープラグの製造方法。
A cylindrical metal shell having a shaft hole, and a heater held in the shaft hole in a state of protruding from the front end side of the metal shell,
On the outer peripheral surface of the metal shell, a screw portion for engine attachment formed on the rear end side in the axial direction from the heater holding portion in the shaft hole where the heater is held, and the rear end side in the axial direction from the screw portion A glow plug manufacturing method comprising a tool engaging portion formed on
Forming a first metal shell intermediate body corresponding to a rear end side portion of the metal shell including the screw portion and the tool engaging portion;
Forming a second metal shell intermediate corresponding to the tip side portion of the metal shell;
Joining the first metal shell intermediate body and the second metal shell intermediate body,
In the step of forming the first metal shell intermediate,
A method for manufacturing a glow plug, comprising: forming a joint for joining to the second metal shell intermediate, and then rolling the threaded portion.
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