JP2014092318A - グロープラグ及びグロープラグの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒータを保持した外筒が、ハウジングに圧入されていながらも、信頼性の高いグロープラグ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】グロープラグ１００は、通電により発熱するヒータ１３０と、自身の軸線ＡＸに沿う軸線方向ＨＪに貫通する筒孔１５０ｈを有する筒状をなし、筒孔１５０ｈ内にヒータ１３０を保持してなる外筒１５０と、軸線方向ＨＪに延びる軸孔１１０ｈを有し、自身の先端側ＧＳから軸孔１１０ｈ内に外筒１５０を圧入して、外筒１５０を介してヒータ１３０を保持してなるハウジング１１０と、を備え、圧接面である外筒１５０の外周圧接面１５０ｆｍ及び軸孔１１０ｈの内周圧接面１１０ｆｍの少なくとも一方は、軸線方向ＨＪについて、圧入の際の摩擦を緩和させる潤滑剤を保持する凹部１５１が形成された凹部形成領域１５０ｆ１と、相手方の圧接面と密着する凹部非形成領域１５０ｆ２とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの始動の補助に用いるグロープラグ及びその製造方法に関する。

ディーゼルエンジンの始動を補助するために使用されるグロープラグは、導通により発熱するヒータを、ハウジング（例えば、主体金具）の先端側に保持しており、このヒータの先端部をエンジンの燃焼室内に突出させて用いる。また、ハウジング内には、ヒータの端子に電気的に導通して、軸線方向の後端側に向けて延びる金属製の導通部材（例えば、棒状の中軸）が挿通されている。さらに、ハウジングの後端側には、中軸の後端部に接続して、この中軸を介してヒータに電気的に導通する端子部材が配置されている。この端子部材は、外部との電気的な接続に用いられる。

このようなグロープラグでは、ハウジングでヒータを保持するにあたり、筒状の外筒でヒータを保持した上で、この外筒を介して、ヒータをハウジングに保持する構成としたものがある。例えば、特許文献１には、スリーブ２０（外筒）の内孔に発熱体３０（ヒータ）を、その一端３１側をスリーブ２０の一端２１から突出させた状態に挿入し、さらに、このスリーブ２０の一端２１側をハウジング１０の一端１１から突出させた状態で、スリーブ２０をハウジング１０に挿入したグロープラグが開示されている。ここで、スリーブ２０とハウジング１０とは、圧入または挿入部のロウ付け等により、固定されている。

特開２００２−２２８１５３号公報

ところで、このように、外筒を介してヒータをハウジングに保持するグロープラグであって、さらに、外筒をハウジングに圧入により固定するグロープラグにおいて、圧入の際にハウジングと外筒が接触による摩擦力の増大により塑性変形し、挿入困難となる、いわゆる「かじり」の発生が問題となる。
具体的には、外筒をハウジングに圧入してグロープラグを構成する場合には、ハウジングと外筒との間の密着性を確保するため、両者の寸法精度のほか、面精度も良好に形成する必要があり、また、所定以上の長さの圧入代も確保する必要がある。しかし、両者が圧入段階で密着しすぎると、両者の間に介在する潤滑油（潤滑剤）が少なくなって、十分に潤滑できず、圧入時にかじりを生じて、外筒を十分に圧入することが困難となる。
特に、セラミックグロープラグの場合には、硬いセラミックヒータを圧入した外筒をハウジングに圧入するので、圧入時に外筒が変形（縮径）しにくいため、メタルグロープラグの場合に比して、「かじり」が発生しやすい。
そして、このような「かじり」が発生すると、たとえ圧入できたとしても、圧入後のハウジングと外筒との間の面圧の応力分布が軸線に沿う軸線方向及び軸線まわりの周方向について均一なものとはならず部分的な不均衡を生じる。このため、長期間にわたる使用で、外筒及びこれに保持されたヒータにひび割れを生じるなど、グロープラグの信頼性が低下するおそれがある。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、ヒータを保持した外筒が、ハウジングに圧入されていながらも、信頼性の高い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。

その一態様は、通電により発熱するヒータと、自身の軸線に沿う軸線方向に貫通する筒孔を有する筒状をなし、上記ヒータの先端部を突出させた状態で、上記筒孔内に上記ヒータを保持してなる外筒と、上記軸線方向に延びる軸孔を有し、自身の先端側から上記軸孔内に上記外筒を圧入して、圧接面である上記軸孔の内周面の内周圧接面と上記外筒の外周面の外周圧接面とを互いに圧接させて、上記外筒を介して上記ヒータを保持してなるハウジングと、を備え、上記外筒の上記外周圧接面及び上記軸孔の上記内周圧接面の少なくとも一方は、上記軸線方向について、上記圧入の際の摩擦を緩和させる潤滑剤を保持する凹部が形成された凹部形成領域と、上記凹部が形成されておらず、相手方の上記圧接面と密着し、上記外筒で上記ハウジングの上記軸孔を気密に封止する凹部非形成領域と、を含むグロープラグである。

前述したように、外筒をハウジングの軸孔内に圧入する際に、潤滑が十分でなく、かじりを生じる場合がある。
これに対し、このグロープラグでは、圧接面である外筒の外周圧接面及びハウジングの軸孔の内周圧接面の少なくとも一方は、外筒をハウジングの軸孔内へ圧入する際の摩擦を緩和させる潤滑剤を保持する凹部が形成された凹部形成領域を含んでいる。なお、潤滑剤は液体状のもの（潤滑油）のほか、グリスのような半固体状のものや、ワックスのような固体状のものを含む。
これにより、凹部に保持された潤滑剤で摩擦が緩和され、かじりの発生を防止して、適切に圧入を行うことができるので、圧入後のハウジングと外筒との間の面圧の応力分布を均一なものとして、外筒やヒータにひび割れが生じにくく、信頼性の高いグロープラグとなる。
その一方で、圧接面は、凹部形成領域のほかに、凹部が形成されていない凹部非形成領域も有しているので、この凹部非形成領域で相手方の圧接面と密着し、外筒でハウジングの軸孔を気密に封止できる。また、これにより、ハウジングの先端から凹部を通じて、ハウジング内部に異物が侵入することも防止できる。

なお、凹部としては、例えば、外周圧接面または内周圧接面の凹部形成領域に散点状に配置した多数の窪みや、軸線方向及び軸線の周方向の少なくともいずれかに延びる線状の複数の凹溝が挙げられる。より具体的には、周方向について一定の間隔をなして軸線方向に延びる複数の直線状の凹溝や、周方向及び軸線方向に延びる多重螺旋状の凹溝が挙げられる。また、軸線方向に一定の間隔をなして複数配置され周方向に延びる環状の凹溝や、多数の凹溝を格子状あるいはあや目状に交差したもの、ヘリングボーン状の凹溝を軸線方向及び周方向について、均等に配置したものも挙げられる。また、窪みとしては、半球状の窪みを軸線方向及び周方向について、格子状に配置したものも挙げられる。

さらに、上述のグロープラグであって、前記凹部は、前記軸線方向及び前記軸線まわりの周方向のうち少なくとも上記軸線方向に延びる線状の複数の凹溝を含むグロープラグとすると良い。

このグロープラグでは、凹部が、軸線方向及び周方向のうち少なくとも軸線方向に延びる線状の複数の凹溝を含んでいる。このような凹溝を設けることにより、圧入の際に、その圧入の方向である軸線方向に、凹溝内に保持した潤滑剤が移動し、ハウジングと外筒との間の界面に潤滑剤が供給されて、圧入時の摩擦が緩和される。これにより、外筒の圧入がよりスムーズになって、適切に圧入を行うことができ、より信頼性の高いグロープラグとなる。

さらに、上述のグロープラグであって、前記凹溝は、前記軸線方向に延びる直線状をなすグロープラグとすると良い。

このグロープラグでは、凹溝が、軸線方向に延びる直線状をなしているので、外筒の圧入がスムーズになることに加えて、凹溝の形成も容易である。

さらに、上述のいずれかのグロープラグであって、前記凹部形成領域の前記軸線方向の長さＬ１は、前記圧接面の上記軸線方向の長さＬの３０％以上であり、前記凹部非形成領域の上記軸線方向の長さＬ２は、２ｍｍ以上であるグロープラグとすると良い。

このグロープラグでは、凹部形成領域の軸線方向の長さＬ１が、圧接面の軸線方向の長さＬの３０％以上である。これにより、潤滑剤が保持できる凹部形成領域の長さを確保して、圧入の際のかじりを適切に防止できる。
一方、凹部非形成領域の軸線方向の長さＬ２は、２ｍｍ以上である。これにより、凹部非形成領域の長さを確保して、ハウジングの軸孔と外筒とを確実に気密封止できる。

さらに、上述のいずれかのグロープラグであって、前記凹部形成領域は、前記凹部が、前記軸線方向及び前記軸線まわりの周方向の少なくともいずれかについて均等に配置されてなるグロープラグとすると良い。

このグロープラグは、凹部形成領域は、凹部が、軸線方向及び軸線まわりの周方向の少なくともいずれかについて均等に配置されている。具体的には、例えば、周方向または軸線方向について一定の間隔をなして配置した凹溝や、格子状若しくはあや目状の凹溝または半球状の窪みを、軸線方向及び周方向について、均等に配置したものなどが挙げられる。これにより、外筒を均一に圧入できるほか、圧入後のハウジングと外筒との間の面圧の応力分布についても軸線方向あるいは周方向について部分的な不均衡が生じるのを抑えることができる。このため、さらに信頼性の高いグロープラグとなる。

さらに、上述のいずれかのグロープラグであって、前記外筒の外周圧接面に、前記凹部形成領域及び前記凹部非形成領域を有するグロープラグとすると良い。

このグロープラグでは、外筒の外周圧接面に、凹部形成領域及び凹部非形成領域を有しており、これらをハウジングの軸孔の内周圧接面に形成する場合に比して、容易に凹部を形成することができる。

さらに、上述のグロープラグであって、前記外筒の前記外周圧接面において、前記凹部非形成領域は、前記凹部形成領域の前記軸線方向先端側に位置するグロープラグとすると良い。

このグロープラグでは、外筒の外周圧接面において、凹部非形成領域が、凹部形成領域の軸線方向先端側に位置しているので、ハウジングの軸線方向先端側で軸孔を適切に封止できる。また、これにより、ハウジング内部に異物が侵入するのを、適切に防止することもできる。

さらに、上述のいずれかのグロープラグであって、前記ヒータは、セラミックヒータであるグロープラグとすると良い。

セラミックグロープラグにおいては、硬いセラミックヒータを圧入した外筒をハウジングに圧入するため、圧入時に外筒が変形（縮径）しにくく、メタルグロープラグに比して、かじりが発生しやすい。
しかるに、このグロープラグでは、圧接面の少なくとも一方に凹部が形成されているので、セラミックグロープラグでありながらも、圧入時のかじりの発生を防止して、外筒を適切に圧入した信頼性の高いセラミックグロープラグとなる。

他の態様は、通電により発熱するヒータと、自身の軸線に沿う軸線方向に貫通する筒孔を有する筒状をなし、上記ヒータの先端部を突出させた状態で、上記筒孔内に上記ヒータを保持してなる外筒と、上記軸線方向に延びる軸孔を有し、上記軸孔内に、上記外筒をハウジングの先端側から圧入して、圧接面である上記軸孔の内周面の内周圧接面と上記外筒の外周面の外周圧接面とを互いに圧接させて、上記外筒を介して上記ヒータを保持してなるハウジングと、を備えるグロープラグの製造方法であって、上記外筒の上記外周圧接面及び上記軸孔の上記内周圧接面の少なくとも一方は、上記軸線方向について、上記圧入の際の摩擦を緩和させる潤滑剤を保持する凹部が形成された凹部形成領域と、上記凹部が形成されておらず、相手方の上記圧接面と密着し、上記外筒で上記ハウジングの上記軸孔を気密に封止する凹部非形成領域と、を含み、上記筒孔内に上記ヒータを保持した上記外筒を、上記ハウジングの上記軸孔内に、上記凹部に上記潤滑剤を保持させつつ圧入する外筒圧入工程を備えるグロープラグの製造方法である。

このグロープラグの製造方法では、筒孔内にヒータを保持した外筒を、ハウジングの軸孔内に、凹部に摩擦を緩和させる潤滑剤を保持させつつ圧入する外筒圧入工程を備えている。
そして、外筒の外周圧接面とハウジングの内周圧接面の少なくとも一方は、軸線方向について、凹部形成領域と凹部非形成領域とを含んでいる。
このため、圧入の際に、この凹部からハウジングと外筒との間に潤滑剤が供給されるので、圧入時の摩擦が緩和される。これにより、圧入時の際のかじりの発生を防止することができ、信頼性の高いグロープラグを、歩留り良く製造することができる。
また、圧入荷重を低減させることができるので、圧入設備を小規模化し、製造コストを抑えて、グロープラグを製造することができる。
その一方で、凹部非形成領域が相手方の圧接面と密着してハウジングの軸孔を気密に封止できる。これにより、ハウジングの先端から凹部を通じて、ハウジング内部に異物が侵入することも防止できる。

さらに、上述のグロープラグの製造方法であって、前記外筒の前記外周面及び前記ハウジングの前記軸孔の前記内周面のうち、少なくとも前記凹部形成領域に前記潤滑剤を塗布する塗布工程を備えるグロープラグの製造方法とすると良い。

このグロープラグの製造方法では、塗布工程を備えているので、凹部に潤滑剤を確実に保持させた上で、外筒圧入工程で圧入を行うことができる。

実施形態に係るグロープラグの縦断面図である。 実施形態に係るグロープラグのうち、セラミックヒータ及び外筒を含む先端部分を拡大した縦断面図である。 実施形態に係るグロープラグに用いる外筒の斜視図である。 実施形態に係るグロープラグの先端側の部位について、外筒の圧入状態を示す部分破断断面図である。 変形形態１に係るグロープラグに用いる外筒の斜視図である。 変形形態１〜６に係るグロープラグの先端側の部位について、外筒の圧入状態を示す部分破断断面図である。 変形形態７，８に係るグロープラグに用いる主体金具の先端側の部位を示す部分破断断面図である。 外筒の軸線方向後端側に凹部非形成領域を、その先端側に凹部形成領域を設けた場合を示す斜視図である。 外筒の形態を二段形状に形成した場合を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係るグロープラグ１００について、全体の構造を説明する。図１は、グロープラグ１００全体の縦断面図である。また、図２は、グロープラグ１００のうち、セラミックヒータ１３０及び外筒１５０を含む先端部分を拡大した縦断面図である。なお、図１及び図２において、グロープラグ１００の軸線ＡＸに沿う軸線方向ＨＪのうち、セラミックヒータ１３０が配置された側（図中下側）を先端側ＧＳとし、これと反対側（図中上側）を後端側ＧＫとして説明する。

グロープラグ１００は、例えば、ディーゼルエンジンの燃料室に取り付けられ、エンジン始動時の点火を補助する熱源として利用される。このグロープラグ１００は、ハウジングとしての主体金具１１０、中軸１２０、セラミックヒータ１３０（ヒータ）、リング部材１４０、外筒１５０、ピン端子１６０等から構成されている。

このうち主体金具１１０は、Ｓ４５Ｃ相当の鉄系素材からなり、軸線方向ＨＪに自身の金具基端部１１０ｋから金具先端部１１０ｓまで延びる筒状をなす。この主体金具１１０内には、軸孔１１０ｈが形成されている。また、主体金具１１０の外周面１１０ｍには、取り付け用の雄ネジ部１１１が形成されている。
また、主体金具１１０の金具基端部１１０ｋの外側には、外周面が六角柱状をなし、取り付け工具が係合する工具係合部１１３が形成されている。一方、この金具基端部１１０ｋの内側には、後端側ＧＫに向かって軸孔１１０ｈを拡径するテーパ部１１５が形成され、軸孔１１０ｈの基端部は、大径孔１１０ｈｋとされている。

中軸１２０は、ステンレス等の鉄系素材からなり、軸線方向ＨＪに自身の中軸基端部１２０ｋから中軸先端部１２０ｓまで延びる棒状をなす。そして、中軸基端部１２０ｋを金具基端部１１０ｋから後端側ＧＫに向けて突出させた状態で、主体金具１１０内に挿通されている。また、中軸先端部１２０ｓは、後述するリング部材１４０のリング基端部１４０ｋ内に嵌合している。

セラミックヒータ１３０は、軸線方向ＨＪに自身のヒータ基端部１３０ｋからヒータ先端部１３０ｓまで延びる棒状をなし、通電により発熱するヒータ先端部１３０ｓを金具先端部１１０ｓから先端側ＧＳに向けて突出させた状態で、主体金具１１０内に挿通されている。このセラミックヒータ１３０は、絶縁性セラミック（具体的には、窒化珪素質セラミック）からなる棒状の絶縁基体１３１の内部に、導電性セラミック（具体的には、導電成分として炭化タングステンを含有する窒化珪素質セラミック）からなる発熱抵抗体１３２が埋設された構造をなす。

発熱抵抗体１３２は、発熱部１３３及び一対のリード部１３５，１３６を有する。このうち発熱部１３３は、Ｕ字状に曲げ返された形状をなし、ヒータ先端部１３０ｓ内に配置されている。また、このＵ字状に曲げ返された発熱部１３３の両端には、一対のリード部１３５，１３６が繋がり、セラミックヒータ１３０の基端面１３０ｋｍまで延びて基端面１３０ｋｍに露出している。また、各々のリード部１３５，１３６には、セラミックヒータ１３０の端子をなす電極取出部１３７，１３８が形成されている。即ち、リード部１３５には、ヒータ基端部１３０ｋにおいて電極取出部１３７が形成され、ヒータ基端部１３０ｋの外周に露出して、次述するリング部材１４０と電気的に接続されている。また、リード部１３６には、ヒータ基端部１３０ｋよりも先端側ＧＳにおいて電極取出部１３８が形成され、セラミックヒータ１３０の外周に露出して、後述する外筒１５０と接続されている。

リング部材１４０は、ステンレスからなり、軸線方向ＨＪに自身のリング基端部１４０ｋからリング先端部１４０ｓまで延びる筒状をなす。そして、主体金具１１０内に配置されて、中軸１２０とセラミックヒータ１３０との間を接続している。

このリング部材１４０のリング先端部１４０ｓ内には、セラミックヒータ１３０のヒータ基端部１３０ｋが圧入され、セラミックヒータ１３０に設けられた電極取出部１３７がリング部材１４０に内側から当接して、両者が電気的に接続している。
一方、リング部材１４０のリング基端部１４０ｋ内には、中軸１２０の中軸先端部１２０ｓが圧入され、リング部材１４０と中軸１２０とが電気的に接続している。さらに、リング部材１４０と中軸１２０とは、リング基端部１４０ｋと中軸先端部１２０ｓとの間に形成された溶接部１４９により、互いに固着されている。

外筒１５０は、ステンレスからなり、軸線方向ＨＪに自身の外筒基端部１５０ｋから外筒先端部１５０ｓまで延びる円筒状をなす。この外筒１５０には、ヒータ先端部１３０ｓが外筒先端部１５０ｓから先端側ＧＳに向かって突出すると共に、ヒータ基端部１３０ｋが外筒基端部１５０ｋから後端側ＧＫに向かって突出する形態に、セラミックヒータ１３０が圧入されている。セラミックヒータ１３０に設けられた電極取出部１３８は、外筒１５０に内側から当接して、外筒１５０と電気的に接続している。

また、外筒１５０の外筒基端部１５０ｋは、主体金具１１０の軸孔１１０ｈ内に、主体金具１１０の先端側ＧＳから圧入され、この圧入により、軸孔１１０ｈの内周面１１０ｈｍの内周圧接面１１０ｆｍと外筒１５０の外周面１５０ｍの外周圧接面１５０ｆｍとが互いに圧接している。これにより、主体金具１１０の先端側ＧＳの金具先端部１１０ｓに、外筒１５０を介してセラミックヒータ１３０が保持される。

ピン端子１６０は、中軸１２０の中軸基端部１２０ｋに円周加締めにより固定されている。このピン端子１６０には、図示しない外部の電源から電力を供給するコードが接続される。また、ピン端子１６０の先端側ＧＳには、Ｏリング１６１及び筒状の絶縁スペーサ１６３が配置されている。具体的には、これらＯリング１６１及び絶縁スペーサ１６３は、主体金具１１０の金具基端部１１０ｋ（軸孔１１０ｈの大径孔１１０ｈｋ）内で、中軸１２０との間に配置されて、両者を絶縁している。

次いで、図３及び図４を参照して、外筒１５０について、さらに詳細に説明する。前述したように、外筒１５０は、外筒基端部１５０ｋから外筒先端部１５０ｓまで延びる円筒状をなし、外筒基端部１５０ｋは、主体金具１１０の軸孔１１０ｈ内に圧入され、軸孔１１０ｈの内周圧接面１１０ｆｍと外筒１５０の外周圧接面１５０ｆｍとが互いに圧接している。図４において、外周圧接面１５０ｆｍは、外筒１５０の外周面１５０ｍのうち、主体金具１１０の軸孔１１０ｈ内に位置する部位であり、その軸線方向ＨＪの長さはＬである。また、内周圧接面１１０ｆｍは、主体金具１１０の軸孔１１０ｈの内周面１１０ｈｍのうち、外周圧接面１５０ｆｍの相手方の圧接面となる部位であり、その軸線方向ＨＪの長さはＬである。

そして、外筒１５０の外周圧接面１５０ｆｍには、軸線方向ＨＪに延びて、軸線ＡＸまわりの周方向ＨＲについて一定の間隔をなして配置された複数の直線状の凹溝１５１ｇを有している（図３参照）。この凹溝１５１ｇは、外筒１５０を主体金具１１０の軸孔１１０ｈ内に圧入する際の摩擦を緩和させる潤滑油等の潤滑剤を保持する凹部１５１である。これにより、この凹溝１５１ｇ（凹部１５１）に保持された潤滑剤で摩擦が緩和され、圧入の際のかじりの発生を防止して、外筒１５０を主体金具１１０の軸孔１１０ｈ内に適切に圧入することができる。

また、図４に示すように、外筒１５０の外周圧接面１５０ｆｍは、凹溝１５１ｇ（凹部１５１）が形成された凹部形成領域１５０ｆ１（軸線方向ＨＪの長さがＬ１の部位）と共に、その軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに、凹部１５１が形成されていない凹部非形成領域１５０ｆ２（軸線方向ＨＪの長さがＬ２の部位）を有している。そして、この凹部非形成領域１５０ｆ２で、相手方の圧接面である軸孔１１０ｈの内周圧接面１１０ｆｍに密着している。

例えば、凹溝１５１ｇ（凹部１５１）が形成された凹部形成領域１５０ｆ１が、外周圧接面１５０ｆｍの全体を占めて、凹溝１５１ｇが、外筒１５０が圧入された主体金具１１０の先端１１０ｓｓよりも軸線方向ＨＪ先端側ＧＳの範囲にまで延びていると、油等のグロープラグ１００周囲の異物が、主体金具１１０の先端１１０ｓｓから凹溝１５１ｇを通じて、グロープラグ１００内部に侵入するおそれがある。
しかるに、このグロープラグ１００では、外周圧接面１５０ｆｍは、上述の通り、凹部形成領域１５０ｆ１の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに、凹部非形成領域１５０ｆ２を有しており、この凹部非形成領域１５０ｆ２で軸孔１１０ｈの内周圧接面１１０ｆｍに密着している。これにより、外筒１５０で主体金具１１０の軸孔１１０ｈを気密に封止できる。しかも、グロープラグ１００周囲の異物が、主体金具１１０の先端１１０ｓｓから凹溝１５１ｇを通じて、グロープラグ１００内部に侵入することも防止できる。

なお、かじり防止の観点から、凹部形成領域１５０ｆ１の軸線方向ＨＪの長さＬ１は、外周圧接面１５０ｆｍの軸線方向ＨＪの長さＬの３０％以上とするのが良い。本実施形態では、外周圧接面１５０ｆｍのうち、凹部非形成領域１５０ｆ２よりも軸線方向ＨＪ後端側ＧＫを全て凹部形成領域１５０ｆ１として、長さＬ１を長さＬの約８５％としている。
また、主体金具１１０の軸孔１１０ｈを気密に封止するには、凹部非形成領域１５０ｆ２の軸線方向ＨＪの長さＬ２は、２ｍｍ以上とするのが良い。本実施形態では、外周圧接面１５０ｆｍのうち、その軸線方向ＨＪ先端側ＧＳを凹部非形成領域１５０ｆ２として、長さＬ２を２．５ｍｍ以上確保している。

さらに、前述したように、凹溝１５１ｇは、軸線方向ＨＪに延びているので、外筒１５０を主体金具１１０に圧入する際に、その圧入の方向である軸線方向ＨＪに、凹溝１５１ｇ内の潤滑剤が移動して、潤滑剤を保持し易い。これにより、外筒１５０の圧入をよりスムーズに行うことができる。

また、凹溝１５１ｇは、軸線方向ＨＪに直線状に延び、軸線ＡＸまわりの周方向ＨＲについて一定の間隔をなして均等に配置されている。このため、圧入後の主体金具１１０と外筒１５０との間の面圧の応力分布が軸線方向ＨＪ及び周方向ＨＲについて、部分的な不均衡が生じるのを抑えて、より均一なものとすることができる。
以上により、より信頼性の高いグロープラグ１００が得られる。

本実施形態のグロープラグ１００では、セラミックヒータ１３０が本発明における「ヒータ」に相当し、主体金具１１０が本発明における「ハウジング」に相当する。

以上で説明したように、本実施形態のグロープラグ１００では、外筒１５０の外周圧接面１５０ｆｍは、外筒１５０を主体金具１１０（ハウジング）の軸孔１１０ｈ内へ圧入する際の摩擦を緩和させる潤滑剤を保持する凹部１５１（凹溝１５１ｇ）が形成された凹部形成領域１５０ｆ１を含んでいる。
これにより、凹部１５１（凹溝１５１ｇ）に保持された潤滑剤で摩擦が緩和され、かじりの発生を防止して、適切に圧入を行うことができるので、圧入後の主体金具１１０と外筒１５０との間の面圧の応力分布を均一なものとして、外筒１５０やセラミックヒータ１３０にひび割れが生じにくく、信頼性の高いグロープラグ１００となる。
その一方で、凹部形成領域１５０ｆ１を含む外周圧接面１５０ｆｍは、凹部形成領域１５０ｆ１の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに、凹部１５１が形成されていない凹部非形成領域１５０ｆ２も有しているので、この凹部非形成領域１５０ｆ２が軸孔１１０ｈの内周圧接面１１０ｆｍと密着し、外筒１５０で主体金具１１０の軸孔１１０ｈを気密に封止できる。また、これにより、主体金具１１０の先端１１０ｓｓから凹部１５１（凹溝１５１ｇ）を通じて、主体金具１１０内部に異物が侵入することも防止できる。

また、本実施形態のグロープラグ１００では、凹部１５１が、軸線方向ＨＪに延びる複数の直線状の凹溝１５１ｇである。このような凹溝１５１ｇを設けることにより、圧入の際に、その圧入の方向である軸線方向ＨＪに、凹溝１５１ｇ内に保持した潤滑剤が移動し、主体金具１１０と外筒１５０との間の界面に潤滑剤が供給されて、圧入時の摩擦が緩和される。これにより、外筒１５０の圧入がよりスムーズになって、適切に圧入を行うことができ、より信頼性の高いグロープラグとなる。
また、凹溝１５１ｇが、軸線方向ＨＪに延びる直線状をなしているので、外筒１５０の圧入がスムーズになることに加えて、凹溝の形成も容易である。

また、本実施形態のグロープラグ１００では、凹部形成領域１５０ｆ１の軸線方向ＨＪの長さＬ１が、外周圧接面１５０ｆｍの軸線方向ＨＪの長さＬの３０％以上（本実施形態では、約８５％）である。これにより、潤滑剤が保持できる凹部形成領域１５０ｆ１の長さを確保して、圧入の際のかじりを適切に防止できる。
一方、凹部非形成領域１５０ｆ２の軸線方向ＨＪの長さＬ２は、２ｍｍ以上（本実施形態では、２．５ｍｍ以上を確保）である。これにより、凹部非形成領域１５０ｆ２の長さを確保して、主体金具１１０の軸孔１１０ｈと外筒１５０とを確実に気密封止できる。

また、本実施形態のグロープラグ１００では、凹溝１５１ｇは、軸線方向ＨＪに直線状に延び、凹部形成領域１５０ｆ１において、周方向ＨＲについて一定の間隔をなして均等に配置されている。これにより、外筒１５０を均一に圧入できるほか、圧入後の主体金具１１０と外筒１５０との間の面圧の応力分布についても軸線方向ＨＪあるいは周方向ＨＲについて部分的な不均衡が生じるのを抑えることができる。このため、さらに信頼性の高いグロープラグ１００となる。

また、本実施形態のグロープラグ１００では、外筒１５０の外周圧接面１５０ｆｍに、凹部形成領域１５０ｆ１及び凹部非形成領域１５０ｆ２を有しており、これらを主体金具１１０の軸孔１１０ｈの内周圧接面１１０ｆｍに形成する場合に比して、容易に凹部１５１（凹溝１５１ｇ）を形成することができる。

また、本実施形態のグロープラグ１００では、外筒１５０の外周圧接面１５０ｆｍにおいて、凹部非形成領域１５０ｆ２が、凹部形成領域１５０ｆ１の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに位置しているので、主体金具１１０の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳで軸孔１１０ｈを適切に封止できる。また、これにより、主体金具１１０内部に異物が侵入するのを、適切に防止することもできる。

セラミックグロープラグにおいては、圧入時に外筒１５０が変形（縮径）しにくいので、メタルグロープラグに比して、かじりが発生しやすい。
しかるに、本実施形態のグロープラグ１００では、外筒１５０の外周圧接面１５０ｆｍに凹部１５１（凹溝１５１ｇ）が形成されているので、セラミックグロープラグでありながらも、圧入時のかじりの発生を防止して、外筒１５０を適切に圧入した信頼性の高いセラミックグロープラグとなる。

次いで、上記グロープラグ１００の製造方法について説明する。
まず、公知の手法により、丸棒状でヒータ先端部１３０ｓが半球状のセラミックヒータ１３０を得る。

次に、ステンレス鋼材を円筒状に形成したリング部材１４０を用意し、その表面にＡｕメッキを施す。そして、リング部材１４０内に、セラミックヒータ１３０のヒータ基端部１３０ｋを圧入し、リング部材１４０とセラミックヒータ１３０の電極取出部１３７とを導通する。

また、ステンレス鋼材の板材を深絞り加工により円筒状に形成し、切断することにより外筒１５０を得る。さらに、この深絞り加工によって、外筒１５０の外周面１５０ｍのうち、外周圧接面１５０ｆｍに、軸線方向ＨＪに延びて、周方向ＨＲについて一定の間隔をなす複数の直線状の凹溝１５１ｇ（凹部１５１）を同時に形成する。なお、外筒１５０は、ステンレス鋼材のパイプ材を所定の寸法に切断して形成して良く、また、凹溝１５１ｇ（凹部１５１）は、外筒１５０を得た後、切削、転造等により別途形成しても良い。
その後、外筒１５０の筒孔１５０ｈ内に、セラミックヒータ１３０をしまりばめに圧入し、外筒１５０と電極取出部１３８とを導通する。これにより、セラミックヒータ１３０、リング部材１４０及び外筒１５０が一体とされて、セラミックヒータ１３０が外筒１５０に保持される。

さらに、鉄系材料（例えば、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼）を棒状に形成した中軸１２０を用意し、リング部材１４０内に、この中軸１２０の中軸先端部１２０ｓを圧入して、その合わせ部位をレーザ溶接する（溶接部１４９）。これにより、中軸１２０と、セラミックヒータ１３０及びこれを保持する外筒１５０とがリング部材１４０を介して一体に結合される。

次に、Ｓ４５Ｃ等の鉄系素材を筒状に形成した主体金具１１０を用意する。そして、その外周面１１０ｍに、ねじ山を転造し、雄ネジ部１１１を形成する。さらに切削加工等により、主体金具１１０の金具基端部１１０ｋにおける軸孔１１０ｈの開口部分に、軸線方向ＨＪ後端側ＧＫに向けてテーパ状に広がるテーパ部１１５を形成する。

その後、外筒１５０の外周面１５０ｍの凹部形成領域１５０ｆ１に、潤滑剤を塗布し（塗布工程）、外筒１５０の外筒基端部１５０ｋを、主体金具１１０の軸孔１１０ｈ内に圧入する（外筒圧入工程）。この際、外筒１５０の凹部形成領域１５０ｆ１に塗布した潤滑剤は、凹溝１５１ｇ（凹部１５１）に保持され、保持された潤滑剤が、外筒１５０の外筒基端部１５０ｋと主体金具１１０の軸孔１１０ｈとの間の界面に供給されるので、圧入時の摩擦が緩和されて、かじりが生じにくい。なお、塗布工程において、潤滑剤は、外筒１５０の外周面１５０ｍの凹部形成領域１５０ｆ１のみならず、凹部非形成領域１５０ｆ２を含む外周圧接面１５０ｆｍとなる部位や、さらに、主体金具１１０の軸孔１１０ｈの内周面１１０ｈｍの内周圧接面１１０ｆｍとなる部位に塗布しても良い。
これにより、主体金具１１０の軸孔１１０ｈ内に、外筒１５０の外筒基端部１５０ｋがしまりばめに圧入され、主体金具１１０の金具先端部１１０ｓに、外筒１５０を介して、中軸１２０と一体とされたセラミックヒータ１３０が保持される。また、中軸１２０の中軸基端部１２０ｋは、主体金具１１０の金具基端部１１０ｋから後端側ＧＫに向けて突出する。

その後、主体金具１１０の後端側ＧＫから、Ｏリング１６１及び絶縁スペーサ１６３を中軸１２０の中軸基端部１２０ｋに外嵌させて、これらＯリング１６１及び絶縁スペーサ１６３を主体金具１１０の金具基端部１１０ｋ（軸孔１１０ｈの大径孔１１０ｈｋ）内に配置する。そして、中軸基端部１２０ｋにピン端子１６０を嵌め込み、絶縁スペーサ１６３を先端側ＧＳに押圧すると共にピン端子１６０を径方向内側に加締める。
かくして、グロープラグ１００が完成する。

以上で説明したように、本実施形態のグロープラグ１００の製造方法では、筒孔１５０ｈ内にセラミックヒータ１３０を保持した外筒１５０を、主体金具１１０（ハウジング）の軸孔１１０ｈ内に、凹部１５１（凹溝１５１ｇ）に摩擦を緩和させる潤滑剤を保持させつつ圧入する外筒圧入工程を備えている。
そして、外筒１５０の外周圧接面１５０ｆｍは、軸線方向ＨＪについて、潤滑剤を保持する凹部１５１（凹溝１５１ｇ）が形成された凹部形成領域１５０ｆ１と、凹部１５１が形成されておらず、主体金具１１０の軸孔１１０ｈの内周圧接面１１０ｆｍと密着し、外筒１５０で主体金具１１０の軸孔１１０ｈを気密に封止する凹部非形成領域１５０ｆ２とを含んでいる。
このため、圧入の際に潤滑剤が凹部１５１（凹溝１５１ｇ）に保持されて、この凹部１５１から、主体金具１１０と外筒１５０との間に潤滑剤が供給されるので、圧入時の摩擦が緩和される。これにより、圧入の際のかじりの発生を防止することができ、信頼性の高いグロープラグ１００を、歩留り良く製造することができる。
また、圧入荷重を低減させることができるので、圧入設備を小規模化し、製造コストを抑えて、グロープラグ１００を製造することができる。
その一方で、凹部非形成領域１５０ｆ２が軸孔１１０ｈの内周圧接面１１０ｆｍと密着して、外筒１５０で主体金具１１０の軸孔１１０ｈを気密に封止できる。これにより、主体金具１１０の先端１１０ｓｓから凹部１５１（凹溝１５１ｇ）を通じて、主体金具１１０内部に異物が侵入することも防止できる。

さらに、本実施形態のグロープラグ１００の製造方法では、凹部形成領域１５０ｆ１に潤滑剤を塗布する塗布工程を備えているので、凹部１５１（凹溝１５１ｇ）に潤滑剤を確実に保持させた上で、外筒圧入工程で圧入を行うことができる。

（変形形態）
次に、上述の実施形態の変形形態について、図５及び図６を参照して説明する。上述の実施形態では、図３及び図４に示したように、凹部１５１として、外周圧接面１５０ｆｍに、軸線方向ＨＪに延びて、軸線ＡＸまわりの周方向ＨＲについて均等に配置された複数の直線状の凹溝１５１ｇを設けた外筒１５０を用いた。
これに対し、図５及び図６（ａ）に示す第１の変形形態（変形形態１）では、凹部２５１として、外周圧接面２５０ｆｍに、周方向ＨＲ及び軸線方向ＨＪに延びる多重螺旋状の凹溝２５１ｇを形成した外筒２５０を用いる。
このような多重螺旋状の凹溝２５１ｇも、その凹部形成領域２５０ｆ１における配置が、軸線方向ＨＪ及び周方向ＨＲについて均等である。このため、外筒２５０を主体金具１１０に圧入する際に、その圧入の方向である軸線方向ＨＪに、凹溝２５１ｇ内に保持した潤滑剤が移動し、外筒２５０と主体金具１１０との間の界面に潤滑剤が供給されて、圧入時の摩擦が緩和される。また、圧入後の主体金具１１０と外筒２５０との間の面圧の応力分布が軸線方向ＨＪ及び周方向ＨＲについて、部分的な不均衡が生じるのを抑えて、均一なものとすることができる。したがって、実施形態と同様の作用効果を奏して、信頼性の高いグロープラグ１００となる。
また、この他、凹部形成領域２５０ｆ１の軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに、凹部２５１が形成されていない凹部非形成領域２５０ｆ２を有している点も、実施形態と同様であり、主体金具１１０の軸孔１１０ｈを気密に封止できる。

なお、凹部としては、この変形形態１の他、図６（ｂ）〜（ｆ）に示す形態としても良い（変形形態２〜６）。
図６（ｂ）に示す変形形態２では、凹部３５１として、軸線方向ＨＪに一定の間隔をなして複数配置され周方向ＨＲに延びる環状の凹溝を設けている。

また、図６（ｃ）に示す変形形態３では、凹部４５１として、軸線方向ＨＪに延びる凹溝と周方向ＨＲに延びる環状の凹溝とが格子状に交差したものを設けている。
また、図６（ｄ）のあや目状に交差した凹溝５５１（変形形態４）や、図６（ｅ）のヘリングボーン状の凹溝６５１（変形形態５）を軸線方向ＨＪ及び周方向ＨＲについて、均等に配置したものを設けても良い。
また、図６（ｆ）の半球状の窪み７５１を軸線方向ＨＪ及び周方向ＨＲについて、格子状に配置しても良い（変形形態６）。
これらの変形形態１〜６も、実施形態と同様に、凹部に保持された潤滑剤で摩擦が緩和され、かじりの発生を防止して、適切に圧入を行うことができ、信頼性の高いグロープラグ１００となる。

また、実施形態では、凹部形成領域１５０ｆ１及び凹部非形成領域１５０ｆ２を、外筒１５０の外周圧接面１５０ｆｍに設けた例を示し、変形形態１〜６もこれと同様としたが、これに代えて、図７（ａ），（ｂ）に示すように、主体金具２１０，３１０の軸孔２１０ｈ，３１０ｈの内周圧接面２１０ｆｍ，３１０ｆｍに、凹部形成領域２１０ｆ１，３１０ｆ１及び凹部非形成領域２１０ｆ２，３１０ｆ２を設けても良い（変形形態７，８）。

ここで、図７（ａ）の変形形態７では、凹部非形成領域２１０ｆ２を凹部形成領域２１０ｆ１よりも軸線方向ＨＪ後端側ＧＫに設けており、かじり防止の観点では、こちらの方がより好ましい。これに対し、図７（ｂ）の変形形態８では、凹部非形成領域３１０ｆ２を凹部形成領域３１０ｆ１よりも軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに設けており、主体金具３１０の軸孔３１０ｈを気密に封止する観点では、こちらの方がより好ましい。
一方、実施形態（及び変形形態１〜６）の凹部形成領域１５０ｆ１及び凹部非形成領域１５０ｆ２を外筒１５０の外周圧接面１５０ｆｍに設けた場合には、かじり防止と気密封止の双方の観点から、凹部非形成領域１５０ｆ２を凹部形成領域１５０ｆ１よりも軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに設けるのが好ましい。

また、凹部形成領域及び凹部非形成領域を外筒の外周圧接面及び主体金具の軸孔の内周圧接面の双方に設けても良く、この場合には、凹部形成領域と凹部非形成領域の軸線方向ＨＪの配置を、外周圧接面と内周圧接面とで相互に適合させる。
例えば、主体金具の内周圧接面が、図７（ａ）に示す変形形態７と同様の形態を有する場合には、図８に示すように、外筒８５０の外周面８５０ｍの外周圧接面８５０ｆｍのうち、軸線方向ＨＪ後端側ＧＫに凹部非形成領域８５０ｆ２を設け、その先端側ＧＳに凹部形成領域８５０ｆ１を設ける。

以上において、本発明を実施形態及び変形形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態及び変形形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態では、グロープラグ１００として、セラミックヒータ１３０を備えたいわゆるセラミックグロープラグを例示したが、これに限られず、金属製のシース内に発熱コイル、あるいは発熱コイル及び制御コイルを収容するヒータを備えたいわゆるメタルグロープラグに適用しても良い。
また、実施形態では、外筒１５０を、深絞り加工またはパイプ材を切断することにより円筒状に形成した場合を示したが、外筒１５０の形態はこれに限られず、例えば、図９に示すように、切削加工等により、外筒１５０の外筒先端部１５０ｓが外筒基端部１５０ｋよりも径小とされた二段形状に形成しても良い。

ＡＸ 軸線
ＨＪ 軸線方向
ＧＳ 先端側
ＧＫ 後端側
ＨＲ 周方向
１００ グロープラグ
１１０，２１０，３１０ 主体金具（ハウジング）
１１０ｈ，２１０ｈ，３１０ｈ 軸孔
１１０ｈｍ （軸孔の）内周面
１１０ｆｍ，２１０ｆｍ，３１０ｆｍ 内周圧接面
２１０ｆ１，３１０ｆ１ 凹部形成領域
２１０ｆ２，３１０ｆ２ 凹部非形成領域
１２０ 中軸
１３０ セラミックヒータ（ヒータ）
１３７，１３８ 電極取出部
１４０ リング部材
１５０ 外筒
１５０ｈ 筒孔
１５０ｍ，２５０ｍ，８５０ｍ （外筒の）外周面
１５０ｆｍ，２５０ｆｍ，８５０ｆｍ 外周圧接面
１５０ｆ１，２５０ｆ１，８５０ｆ１ 凹部形成領域
１５０ｆ２，２５０ｆ１，８５０ｆ１ 凹部非形成領域
１５１，２５１，３５１，４５１，５５１，６５１，７５１ 凹部
１５１ｇ，２５１ｇ 凹溝（凹部）

Claims (10)

1. 通電により発熱するヒータと、
   自身の軸線に沿う軸線方向に貫通する筒孔を有する筒状をなし、上記ヒータの先端部を突出させた状態で、上記筒孔内に上記ヒータを保持してなる外筒と、
   上記軸線方向に延びる軸孔を有し、自身の先端側から上記軸孔内に上記外筒を圧入して、圧接面である上記軸孔の内周面の内周圧接面と上記外筒の外周面の外周圧接面とを互いに圧接させて、上記外筒を介して上記ヒータを保持してなるハウジングと、を備え、
   上記外筒の上記外周圧接面及び上記軸孔の上記内周圧接面の少なくとも一方は、上記軸線方向について、
   上記圧入の際の摩擦を緩和させる潤滑剤を保持する凹部が形成された凹部形成領域と、
   上記凹部が形成されておらず、相手方の上記圧接面と密着し、上記外筒で上記ハウジングの上記軸孔を気密に封止する凹部非形成領域と、を含む
   グロープラグ。
2. 請求項１に記載のグロープラグであって、
   前記凹部は、
   前記軸線方向及び前記軸線まわりの周方向のうち少なくとも上記軸線方向に延びる線状の複数の凹溝を含む
   グロープラグ。
3. 請求項２に記載のグロープラグであって、
   前記凹溝は、前記軸線方向に延びる直線状をなす
   グロープラグ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のグロープラグであって、
   前記凹部形成領域の前記軸線方向の長さＬ１は、前記圧接面の上記軸線方向の長さＬの３０％以上であり、
   前記凹部非形成領域の上記軸線方向の長さＬ２は、２ｍｍ以上である
   グロープラグ。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のグロープラグであって、
   前記凹部形成領域は、前記凹部が、前記軸線方向及び前記軸線まわりの周方向の少なくともいずれかについて均等に配置されてなる
   グロープラグ。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のグロープラグであって、
   前記外筒の前記外周圧接面に、前記凹部形成領域及び前記凹部非形成領域を有する
   グロープラグ。
7. 請求項６に記載のグロープラグであって、
   前記外筒の前記外周圧接面において、前記凹部非形成領域は、前記凹部形成領域の前記軸線方向先端側に位置する
   グロープラグ。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のグロープラグであって、
   前記ヒータは、セラミックヒータである
   グロープラグ。
9. 通電により発熱するヒータと、
   自身の軸線に沿う軸線方向に貫通する筒孔を有する筒状をなし、上記ヒータの先端部を突出させた状態で、上記筒孔内に上記ヒータを保持してなる外筒と、
   上記軸線方向に延びる軸孔を有し、上記軸孔内に、上記外筒を上記ハウジングの先端側から圧入して、圧接面である上記軸孔の内周面の内周圧接面と上記外筒の外周面の外周圧接面とを互いに圧接させて、上記外筒を介して上記ヒータを保持してなるハウジングと、を備えるグロープラグの製造方法であって、
   上記外筒の上記外周圧接面及び上記軸孔の上記内周圧接面の少なくとも一方は、上記軸線方向について、上記圧入の際の摩擦を緩和させる潤滑剤を保持する凹部が形成された凹部形成領域と、上記凹部が形成されておらず、相手方の上記圧接面と密着し、上記外筒で上記ハウジングの上記軸孔を気密に封止する凹部非形成領域と、を含み、
   上記筒孔内に上記ヒータを保持した上記外筒を、上記ハウジングの上記軸孔内に、上記凹部に上記潤滑剤を保持させつつ圧入する外筒圧入工程を備える
   グロープラグの製造方法。
10. 請求項９に記載のグロープラグの製造方法であって、
    前記外筒の前記外周面及び前記ハウジングの前記軸孔の前記内周面のうち、少なくとも前記凹部形成領域に前記潤滑剤を塗布する塗布工程を備える
    グロープラグの製造方法。

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