JP2014112075A - グロープラグの検査方法及びグロープラグの製造方法、並びに、シースヒータの検査方法及びシースヒータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高電圧を短時間だけ内部導体（発熱体）に印加することができ、内部導体（発熱体）における異常をより確実に抑制しつつ、短絡異常の検出精度を高める。
【解決手段】通常使用時の印加電圧よりも高い高電圧を、高電圧の印加に伴う内部導体３（コイル体３１）の温度上昇を抑制可能な短時間だけ内部導体３（コイル体３１）に印加した際に、内部導体３を流れる電流に対応して変動する値に基づいて、外部配置体２及び内部導体３間（チューブ２１及びコイル体３１）間における短絡異常を検査する。これにより、内部導体３（コイル体３１）の異常を抑制しつつ、短絡異常の検出精度を高めることができる。また、高電圧が印加されるため、検出精度を一層向上させることができる。
【選択図】 図２

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やシースヒータにおける短絡異常の検査手法に関する。

従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関の始動補助などに用いられるグロープラグは、軸線方向に延びる軸孔を有する金属製の筒状体、前記軸孔に一部が挿通されたヒータ部材、及び、前記軸孔に挿通されヒータ部材への通電経路をなす通電体等を備えている（例えば、特許文献１等参照）。また、ヒータ部材としては、筒状をなす金属製の収容体（チューブ）内に、前記通電体からの通電により発熱する金属製の発熱体（コイル体）が配置されてなるシースヒータや、絶縁性セラミック製の収容体に、前記通電体からの通電により発熱する導電性セラミック製の発熱体が配置されてなるセラミックヒータが採用されることがある。加えて、筒状体とこの内周に配置される通電体との間は、両者間に形成された隙間等の存在により直接的な通電が防止される構成となっており、また、シースヒータにおいて、収容体の内周と発熱体の外周との間は、絶縁粉末が介在されること等により直接的な通電が防止される構成となっている。

ところで、発熱体が収容体に対して傾いてしまったり、筒状体や収容体の内部に異物が混入してしまったりした場合には、通電体及び発熱体（以下、内部導体と称す）と、これらの外部に配置される筒状体及び収容体（以下、外部配置体と称す）との間で短絡が生じてしまうおそれがある。内部導体及び外部配置体間で短絡が生じてしまうと、発熱体が過熱され破損してしまうおそれがある。そこで、グロープラグの製造工程では、内部導体及び外部配置体間における短絡異常の有無が検査される〔尚、シースヒータの製造工程では、発熱体（コイル体）及び収容体（チューブ）間における短絡の有無が検査される〕。ここで、短絡異常の検査手法としては、所定の定電圧電源により内部導体（発熱体）に対して電圧を印加した際に、内部導体（発熱体）を流れる電流に基づいて短絡異常の検査を行うことが考えられる。

特開２００６−３０２８７２号公報

ところで、短絡異常の検出精度を高めるという点では、内部導体（発熱体）に対する印加電圧を高くすることが好ましい。しかしながら、上記手法のように定電圧電源を用いた場合には、電圧の立ち上がりに時間がかかるため、内部導体（発熱体）に対して高電圧を印加する際に、電圧の印加時間が比較的長いものとなってしまう。そのため、電圧の印加に伴い内部導体（発熱体）の温度が上昇してしまうとともに、温度上昇に伴い内部導体を流れる電流が変動してしまい、短絡異常の検出精度が不十分となってしまうおそれがある。また、電圧を長時間に亘って印加することで、内部導体（発熱体）に破損等の異常が生じてしまうおそれもある。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、高電圧を短時間だけ内部導体（発熱体）に印加することができ、内部導体（発熱体）における異常をより確実に抑制しつつ、短絡異常の検出精度を高めることができるグロープラグの検査方法及びグロープラグの製造方法並びにシースヒータの検査方法及びシースヒータの製造方法を提供することにある。

以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、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を付記する。

構成１．本構成のグロープラグの検査方法は、通電により発熱する導電性の発熱体、及び、当該発熱体と直列的に接続され前記発熱体への通電経路をなす通電体を有する内部導体と、
前記発熱体を内部に収容する収容体、及び、前記通電体の外周に配置される金属製の筒状体を有する外部配置体とを備えるグロープラグにおいて、前記内部導体及び前記外部配置体間における短絡異常を検査するためのグロープラグの検査方法であって、
前記グロープラグの通常使用時の印加電圧よりも高い高電圧を、前記高電圧の印加に伴う前記内部導体の温度上昇を抑制可能な短時間前記内部導体に印加した際に、前記内部導体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて、前記短絡異常を検査することを特徴とする。

尚、「内部導体を流れる電流に対応して変動する値」とあるのは、内部導体を流れる電流の電流値のみならず、内部導体と電気的に接続された導体を流れる電流の電流値や内部導体に印加される電圧の電圧値、内部導体に対する投入電力なども含む（以下、同様）。

上記構成１によれば、内部導体に対してグロープラグの通常使用時の印加電圧よりも高い高電圧を短時間だけ印加している。その結果、高電圧の印加に伴う内部導体における温度上昇を抑制することができ、検出精度の向上を図ることができる。

加えて、グロープラグの通常使用時の印加電圧よりも高い高電圧を印加しているため、内部導体及び外部配置体が正常時よりも近接しているような場合において、両者間で通電を生じさせることができる。従って、重度の短絡異常（内部導体及び外部配置体間で実際に短絡が生じている状態）だけでなく、軽度の短絡異常（内部導体及び外部配置体間で短絡は生じていないものの、両者間が正常時よりも接近しており、使用に伴い両者間で短絡が生じやすい状態）も検出することができる。従って、検出精度を高めることができる。

構成２．本構成のグロープラグの検査方法は、上記構成１において、前記短絡異常の検査は、コンデンサに蓄積された電荷を前記内部導体に印加した際に、前記内部導体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて行われることを特徴とする。

上記構成２によれば、コンデンサに蓄積された電荷を印加することで、短絡異常が検査されるように構成されている。従って、内部導体に対して高電圧を極めて短時間だけ印加することができる。その結果、電圧の印加に伴う内部導体における温度上昇を効果的に抑制することができ、検出精度の向上を図ることができる。

加えて、グロープラグの通常使用時の印加電圧よりも高い高電圧を容易に印加できるため、内部導体及び外部配置体が正常時よりも近接しているような場合において、両者間で通電を生じさせることができる。従って、検出精度をより一層高めることができる。

さらに、電荷の印加時間が極めて短くなるため、電荷の印加に伴う内部導体における異常の発生をより確実に防止することができる。

構成３．本構成のグロープラグの検査方法は、上記構成１又は２において、前記発熱体は、金属製のコイル体であるとともに、
前記収容体は、筒状をなす金属製のチューブであり、
前記コイル体が常温であるとき、及び、通電により前記コイル体を加熱したときにおいて、前記短絡異常の検査を行うことを特徴とする。

上記構成３によれば、コイル体が常温であるとき、及び、通電によりコイル体を加熱したときの双方において、短絡異常の検査が行われるように構成されている。つまり、コイル体を熱膨張させチューブに対してより接近させた状態においても検査が行われるように構成されている。従って、軽度の短絡異常を一層精度よく検出することができ、短絡異常の検出精度をさらに向上させることができる。

ところで、チューブ内に絶縁性のオイルが混入した場合において、コイル体が未加熱の状態であるときにはコイル体及びチューブ間の絶縁性が保たれるが、使用時（高温下）においてオイルが炭化し、炭化したオイルによりコイル体及びチューブ間で短絡が生じてしまうことがある。この点、上記構成３によれば、検査時にコイル体が加熱されるため、チューブ内にオイルが混入している場合には、オイルを炭化させた上で短絡異常の検査が行われることとなる。従って、オイルの存在による短絡異常を検出することができ、検出精度の更なる向上を図ることができる。

構成４．本構成のグロープラグの検査方法は、上記構成１乃至３のいずれかにおいて、前記内部導体に対する高電圧又は電荷の印加時間が５０ｍｓ以下であることを特徴とする。

上記構成４によれば、電荷の印加時間が極めて短いため、短絡異常の検出精度をより一層向上させることができるとともに、電荷の印加に伴う内部導体における異常の発生をより効果的に防止することができる。

構成５．本構成のグロープラグの検査方法は、上記構成１乃至４のいずれかにおいて、前記短絡異常の検査において、前記内部導体に投入される電力量が１０Ｊ以下であることを特徴とする。

上記構成によれば、内部導体に投入される電力量が１０Ｊ以下であるため、高電圧の印加に伴う内部導体における温度上昇をより効果的に抑制することができ、検出精度の向上を図ることができる。

構成６．本構成のグロープラグの製造方法は、通電により発熱する導電性の発熱体、及び、当該発熱体と直列的に接続され前記発熱体への通電経路をなす通電体を有する内部導体と、
前記発熱体を内部に収容する収容体、及び、前記通電体の外周に配置される金属製の筒状体を有する外部配置体とを備えるグロープラグの製造方法であって、
前記グロープラグの通常使用時の印加電圧よりも高い高電圧を、前記高電圧の印加に伴う前記内部導体の温度上昇を抑制可能な短時間前記内部導体に印加した際に、前記内部導体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて、前記内部導体及び前記外部配置体間における短絡異常を検査する短絡検査工程を含むことを特徴とする。

上記構成６によれば、上記構成１と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成７．本構成のグロープラグの製造方法は、上記構成６において、前記短絡検査工程では、コンデンサに蓄積された電荷を前記内部導体に印加した際に、前記内部導体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて、前記短絡異常を検査することを特徴とする。

上記構成７によれば、上記構成２と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成８．本構成のグロープラグの製造方法は、上記構成６又は７において、前記発熱体は、金属製のコイル体であるとともに、
前記収容体は、筒状をなす金属製のチューブであり、
前記短絡検査工程は、前記コイル体が常温であるとき、及び、通電により前記コイル体を加熱したときに行われることを特徴とする。

上記構成８によれば、上記構成３と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成９．本構成のグロープラグの製造方法は、上記構成６乃至８のいずれかにおいて、前記短絡検査工程において、前記内部導体に対する高電圧又は電荷の印加時間が５０ｍｓ以下であることを特徴とする。

上記構成９によれば、上記構成４と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成１０．本構成のグロープラグの製造方法は、上記構成６乃至９のいずれかにおいて、前記短絡検査工程において、前記内部導体に投入される電力量が１０Ｊ以下であることを特徴とする。

上記構成１０によれば、上記構成５と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成１１．本構成のシースヒータの検査方法は、通電により発熱する金属製のコイル体と、
金属製で筒状をなし、前記コイル体が内部に収容されるチューブとを備えるシースヒータにおいて、前記コイル体及び前記チューブ間における短絡異常を検査するためのシースヒータの検査方法であって、
前記シースヒータの通常使用時の印加電圧よりも高い高電圧を、前記高電圧の印加に伴う前記コイル体の温度上昇を抑制可能な短時間前記コイル体に印加した際に、前記コイル体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて、前記短絡異常を検査することを特徴とする。

尚、「コイル体を流れる電流に対応して変動する値」とあるのは、コイル体を流れる電流の電流値のみならず、コイル体と電気的に接続された導体を流れる電流の電流値やコイル体に印加される電圧の電圧値、コイル体に対する投入電力なども含む（以下、同様）。

上記構成１１によれば、コイル体に対してシースヒータの通常使用時の印加電圧よりも高い高電圧を短時間だけ印加している。その結果、高電圧の印加に伴うコイル体における温度上昇を抑制することができ、検出精度の向上を図ることができる。

加えて、シースヒータの通常使用時の印加電圧よりも高い高電圧を印加しているため、重度の短絡異常（コイル体及びチューブ間で実際に短絡が生じている状態）だけでなく、軽度の短絡異常（コイル体及びチューブ間で短絡は生じていないものの、両者間が正常時よりも接近しており、使用に伴い両者間で短絡が生じやすい状態）も検出することができる。従って、検出精度をより一層高めることができる。

構成１２．本構成のシースヒータの検査方法は、上記構成１１において、前記短絡異常の検査は、コンデンサに蓄積された電荷を前記コイル体に印加した際に、前記コイル体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて行われることを特徴とする。

上記構成１２によれば、コイル体に対して高電圧が極めて短時間だけ印加されるため、電圧の印加に伴うコイル体における温度上昇を効果的に抑制することができる。その結果、短絡異常の検出精度を向上させることができる。

加えて、シースヒータの通常使用時の印加電圧よりも高い高電圧を容易に印加できるため、検出精度をより一層高めることができる。

さらに、電荷の印加時間が極めて短くなるため、電荷の印加に伴うコイル体における異常の発生をより確実に防止することができる。

構成１３．本構成のシースヒータの検査方法は、上記構成１１又は１２において、前記コイル体が常温であるとき、及び、通電により前記コイル体を加熱したときにおいて、前記短絡異常の検査を行うことを特徴とする。

上記構成１３によれば、上記構成３と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成１４．本構成のシースヒータの検査方法は、上記構成１１乃至１３のいずれかにおいて、前記コイル体に対する高電圧又は電荷の印加時間が５０ｍｓ以下であることを特徴とする。

上記構成１４によれば、上記構成４と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成１５．本構成のシースヒータの検査方法は、上記構成１１乃至１４のいずれかにおいて、前記短絡異常の検査において、前記コイル体に投入される電力量が１０Ｊ以下であることを特徴とする。

上記構成１５によれば、上記構成５と同様な作用効果が奏されることとなる。

構成１６．本構成のシースヒータの製造方法は、通電により発熱する金属製のコイル体と、
金属製で筒状をなし、前記コイル体が内部に収容されるチューブとを備えるシースヒータの製造方法であって、
前記シースヒータの通常使用時の印加電圧よりも高い高電圧を、前記高電圧の印加に伴う前記コイル体の温度上昇を抑制可能な短時間前記コイル体に印加した際に、前記コイル体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて、前記コイル体及び前記チューブ間における短絡異常を検査する短絡検査工程を含むことを特徴とする。

上記構成１６によれば、上記構成１１と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成１７．本構成のシースヒータの製造方法は、上記構成１６において、前記短絡検査工程では、コンデンサに蓄積された電荷を前記コイル体に印加した際に、前記コイル体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて、前記短絡異常を検査することを特徴とする。

上記構成１７によれば、上記構成１２と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成１８．本構成のシースヒータの製造方法は、上記構成１６又は１７において、前記短絡検査工程は、前記コイル体が常温であるとき、及び、通電により前記コイル体を加熱したときに行われることを特徴とする。

上記構成１８によれば、上記構成３と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成１９．本構成のシースヒータの製造方法は、上記構成１６乃至１８のいずれかにおいて、記短絡検査工程において、前記コイル体に対する高電圧又は電荷の印加時間が５０ｍｓ以下であることを特徴とする。

上記構成１９によれば、上記構成４と同様の作用効果が奏されることとなる。

構成２０．本構成のシースヒータの製造方法は、上記構成１６乃至１９のいずれかにおいて、前記短絡検査工程において、前記コイル体に投入される電力量が１０Ｊ以下であることを特徴とする。

上記構成２０によれば、上記構成５と同様な作用効果が奏されることとなる。

（ａ）は、グロープラグの構成を示す一部破断正面図であり、（ｂ）は、グロープラグの先端部の構成を示す拡大断面図である。 検査装置の概略構成を示すブロック図である。 短絡検査工程の一過程を示す一部破断正面図である。 短絡異常が生じている場合と短絡異常が生じていない場合とにおける、内部導体を流れる電流の推移を示すグラフである。 投入電力量と短絡試験後のグロープラグの温度との関係を表すグラフである。 シースヒータにおける短絡検査工程の一過程を示す一部破断正面図である。

以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。まず、本発明における検査方法（製造方法）の説明に先立って、検査対象（製造対象）となるシースヒータ５及びこれを備えるグロープラグ１の構成について説明する。

図１（ａ）は、グロープラグ１の一部破断正面図であり、図１（ｂ）は、グロープラグ１の先端部の部分拡大断面図である。尚、図１等では、グロープラグ１の軸線ＣＬ１方向を図面における上下方向とし、下側をグロープラグ１の先端側、上側を後端側として説明する。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、グロープラグ１は、外部配置体２と、当該外部配置体２の内部に配置される内部導体３とを備えている。

外部配置体２は、後述するコイル体３１（本発明の「発熱体」に相当する）を内部に収容するチューブ２１（本発明の「収容体」に相当する）と、後述する中軸３２（本発明の「通電体」に相当する）の外周に配置される金属製のハウジング２２（本発明の「筒状体」に相当する）とを備えている。

チューブ２１は、所定の金属（例えば、ＦｅやＮｉを主成分とする金属等）からなり、先端部が閉塞した筒状をなしている。

ハウジング２２は、軸線ＣＬ１方向に延びる軸孔２２１を有し、その外周面には、グロープラグ１を内燃機関（ディーゼルエンジン等）のエンジンヘッドに取付ける際に、エンジンヘッドの取付孔に螺合されるねじ部２２２と、トルクレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部２２３とが形成されている。

加えて、ハウジング２２の先端側内周には、内周側に突出する保持部２２４が設けられている。そして、前記チューブ２１は、その先端部がハウジング２２の先端から突出した状態で、前記保持部２２４に圧入されることにより、ハウジング２２に保持されている。

内部導体３は、発熱体としてのコイル体３１と、当該コイル体３１と直列的に接続され、コイル体３１への通電経路をなす通電体としての中軸３２とを有している。

コイル体３１は、発熱コイル３１１とこれに直接的に接続された制御コイル３１２とから構成されており、制御コイル３１２は、抵抗溶接等により前記中軸３２と接続されている。また、発熱コイル３１１は、所定の金属（例えば、Ｆｅを主成分とし、ＡｌやＣｒ等を含む合金など）により形成された電熱線が螺旋状に巻回されてなり、その先端部がチューブ２１の先端部に接合されている。

制御コイル３１２は、発熱コイル３１１の材質よりも電気比抵抗の温度係数が大きい材質（例えば、ＣｏやＮｉを主成分とする金属）からなる抵抗発熱線が螺旋状に巻回されることで構成されている。これにより、制御コイル３１２は、自身の発熱及び発熱コイル３１１からの発熱を受けることにより電気抵抗値を増大させ、発熱コイル３１１に対する電力供給量を制御する。従って、通電初期において、発熱コイル３１１には比較的大きな電力供給がなされ、発熱コイル３１１の温度は急速に上昇する。すると、その発熱等により制御コイル３１２が加熱されて電気抵抗値が増大し、発熱コイル３１１への電力供給が減少する。これにより、発熱コイル３１１の昇温特性は、通電初期に急速昇温した後、以降は制御コイル３１２の働きにより電力供給が抑制されて温度が飽和する形となる。つまり、制御コイル３１２の存在により、急速昇温性を高めつつ発熱コイル３１１の温度の過昇（オーバーシュート）も生じにくくすることができるようになっている。

中軸３２は、軸線ＣＬ１方向に沿って延びる棒状をなしており、前記軸孔２２１に挿通されている。また、中軸３２は、所定の導電性金属により形成されており、その先端部がチューブ２１内に挿通されるとともに、制御コイル３１２の後端部に接合されている。

加えて、中軸３２は、その後端部がハウジング２２の後端から突出しており、その後端部には、有底筒状をなすケーブル接続用の端子ピン４１が加締め固定されている。そして、端子ピン４１に対して電圧を印加することで、中軸３２を介してコイル体３１に対して電圧が印加されるようになっている。

また、端子ピン４１の先端部とハウジング２２の後端部との間には、両者間における直接的な通電（短絡）を防止すべく、絶縁性素材からなる筒状の絶縁ブッシュ４２が設けられている。加えて、軸孔２２１内の気密性の向上等を図るべく、ハウジング２２及び中軸３２間には、絶縁ブッシュ４２の先端部に接触するようにして絶縁性素材からなる環状のシール部材４３が設けられている。尚、中軸３２の外周とハウジング２２の内周との間は、前記絶縁ブッシュ４２等や両者間に形成された隙間の存在により、両者間における直接的な通電が防止されるように構成されている。

さらに、前記チューブ２１内には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とする絶縁粉末４５が封入されており、絶縁粉末４５が介在することにより、コイル体３１の外周面とチューブ２１の内周面とが絶縁された状態となっている。また、チューブ２１の後端は、中軸３２との間で環状ゴム４６により封止されている。尚、本実施形態では、チューブ２１と、この内部に配置されたコイル体３１及び絶縁粉末４５とによって、シースヒータ５が構成されている。

次いで、上述したグロープラグ１の製造方法のうち、短絡検査工程について説明する。短絡検査工程は、グロープラグ１の製造工程に含まれ、外部配置体２及び内部導体３間における短絡異常を検査する工程である。以下においては、短絡検査工程において用いられる検査装置７と、短絡検査工程の詳細とについて説明する。

検査装置７は、図２に示すように、グロープラグ１と直列的に接続可能な電源７１と、電源７１及びグロープラグ１に接続される接続端子７２間に設けられるとともに、直列接続された第１スイッチ７３及び第２スイッチ７４（例えば、両スイッチ７３，７４はＦＥＴ等により構成される）と、前記電源７１と並列に接続され、両スイッチ７３，７４間に一端が接続されたコンデンサ７５とを備えている。尚、本実施形態において、コンデンサ７５の静電容量は所定値（例えば、５０００μＦ）以上とされている。また、コンデンサ７５及びグロープラグ１（接続端子７２）間には、第２スイッチ７４以外の素子は配置されておらず、第２スイッチ７４をオンとした状態において、コンデンサ７５及びグロープラグ１（接続端子７２）間の抵抗値が極めて小さくなる（例えば、３ｍΩ以下であり、ほぼ０となる）ように構成されている。

加えて、検査装置７は、前記内部導体３を流れる電流の電流値を測定可能な電流計７６と、当該電流計７６によって測定された電流値が入力される処理装置７７とを備えている。処理装置７７は、所定のＣＰＵやＲＡＭ等の記憶装置を有しており、入力された電流値に基づいて、外部配置体２及び内部導体３間における短絡異常の有無を判定する。尚、短絡異常とあるのは、内部導体３が外部配置体２に対して接触し、両者が実際に短絡している場合のみならず、内部導体３及び外部配置体２が著しく接近し、内部導体３に高電圧を印加した際に、両者間において通電（放電）が生じ得る場合（つまり、使用時に両者間において短絡が生じやすい場合）も含む。

加えて、処理装置７７は、予め設定された所定値以上の電流値が入力されてから、電流値が減衰して、予め設定された所定の電流閾値以下となるまでの時間（減衰時間）を測定する。そして、処理装置７７は、測定された減衰時間が予め設定された基準時間以下となった場合に、外部配置体２及び内部導体３間において短絡異常が生じているものと判定する。一方で、処理装置７７は、測定された減衰時間が前記基準時間を上回った場合に、外部配置体２及び内部導体３間で短絡異常は生じておらず、正常であると判定する。

次いで、短絡検査工程について説明する。本実施形態において、短絡検査工程は、コイル体３１が常温であるときと、通電によりコイル体３１を加熱したときとの双方において行われ、コイル体３１が常温のときに行われる第１短絡検査工程と、第１短絡検査工程後において、コイル体３１を加熱したときに行われる第２短絡検査工程とを含んでいる。

第１短絡検査工程では、まず、第２スイッチ７４をオフとした上で、第１スイッチ７３をオンとすることにより、電源７１からコンデンサ７５に電荷が蓄積される。

次いで、図３に示すように、グロープラグ１を所定の受台８１に配置した上で、グロープラグ１の端子ピン４１に前記接続端子７２を取付けるとともに、ハウジング２２をアースに接続する。これにより、外部配置体２及び内部導体３間に短絡異常が生じていない場合には、接続端子７２から、端子ピン４１、内部導体３（中軸３２、コイル体３１）、及び、外部配置体２（チューブ２１、ハウジング２２）を介してアースへと接続される導電経路が形成されることとなる。

グロープラグ１に対する接続端子７２の取付等を行った後、前記第１スイッチ７３をオフとするとともに、前記第２スイッチ７４をオンとすることで、コンデンサ７５に蓄積された電荷を内部導体３（中軸３２及びコイル体３１）に印加する。これにより、内部導体３に対して短時間に高電圧が印加されることとなる。そして、前記電流計７６により内部導体３を流れる電流の電流値が計測されるとともに、計測された電流値が処理装置７７に入力される。尚、本実施形態では、コンデンサ７５及びグロープラグ１間に第２スイッチ７４以外の素子が配置されていないこと等により、コンデンサ７５から内部導体３に対する電荷の印加時間が非常に短くなるように構成されており、具体的には、５０ｍｓ以下とされている。また、コンデンサ７５の静電容量が上述のように設定されることで、内部導体３に対する印加電圧が所定値以上（例えば、３０Ｖ以上であり、本実施形態では、５０Ｖ以上）とされている。さらに、コンデンサ７５から内部導体３に投入される電力量は１０Ｊ以下とされている。

電流値が入力されると、前記処理装置７７は、入力された電流値に基づいて短絡異常の有無を判定する。すなわち、前記減衰時間が前記基準時間を上回るときに、処理装置７７は、短絡異常が発生していないと判定する。これは、短絡異常が発生してしない場合には、接続端子７２及びアース間の抵抗値が比較的大きなものとなるため、図４のグラフ１に示すように、入力される電流値が、なだらかに減衰していくことによる。

一方で、前記減衰時間が前記基準時間以下となるときに、処理装置７７は、短絡異常が発生していると判定する。これは、短絡異常が発生している場合には、接続端子７２及びアース間の抵抗値が比較的小さなものとなるため、図４のグラフ２に示すように、入力される電流値が急激に減衰していくことによる。

第１短絡検査工程の後、第２短絡検査工程において、コイル体３１を加熱した上で、短絡異常の有無が検査される。具体的には、コイル体３１に対して所定値（例えば、４Ｖ〜１３Ｖ）の電圧を所定時間（例えば、１０ｓ〜５０ｓ）印加することで、コイル体３１を加熱する。加熱によりコイル体３１は熱膨張し、コイル体３１はチューブ２１の内周面に接近することになる。その上で、上述した手法と同様の手法にて、コンデンサ７５から内部導体３に対して電荷が印加されるとともに、処理装置７７により短絡異常の有無が検査される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、コンデンサ７５に蓄積された電荷を内部導体３に印加することで、短絡異常が検査されるように構成されている。従って、内部導体３に対して高電圧を極めて短時間だけ印加することができる。その結果、電圧の印加に伴う内部導体３における温度上昇を抑制することができ、検出精度の向上を図ることができる。

加えて、グロープラグ１の通常使用時の印加電圧（例えば、４Ｖ以上１３Ｖ以下）よりも高い高電圧を容易に印加できるため、内部導体３及び外部配置体２が正常時よりも近接しているような場合において、両者間で通電を生じさせることができる。従って、重度の短絡異常（内部導体３及び外部配置体２間で実際に短絡が生じている状態）だけでなく、軽度の短絡異常（内部導体３及び外部配置体２間で短絡は生じていないものの、両者間が正常時よりも接近しており、使用に伴い両者間で短絡が生じやすい状態）も検出することができる。従って、検出精度をより高めることができる。

さらに、電荷の印加時間が極めて短くなるため、電荷の印加に伴う内部導体３における異常の発生をより確実に防止することができる。

また、本実施形態では、コイル体３１が常温であるとき、及び、通電によりコイル体３１を加熱したときの双方において、短絡異常の検査が行われるように構成されている。つまり、コイル体３１を熱膨張させチューブ２１に対してより接近させた状態においても検査が行われるように構成されている。従って、軽度の短絡異常を一層精度よく検出することができ、短絡異常の検出精度をさらに向上させることができる。

さらに、検査時にコイル体３１が加熱されるため、チューブ２１内にオイルが混入している場合には、オイルを炭化させた上で短絡異常の検査が行われることとなる。従って、オイルの存在による短絡異常を検出することができ、検出精度の更なる向上を図ることができる。

加えて、本実施形態では、内部導体３に対する電荷の印加時間が５０ｍｓ以下とされており、電荷の印加時間が極めて短くされている。従って、短絡異常の検出精度をより一層向上させることができるとともに、電荷の印加に伴う内部導体３における異常の発生をより効果的に防止することができる。

また、本実施形態では、コンデンサ７５から内部導体３に対する印加電圧が５０Ｖ以上とされている。そのため、軽度の短絡異常を一層精度よく検出することができる。

加えて、本実施形態では、コンデンサ７５から内部導体３に投入される電力量は１０Ｊ以下とされている。そのため、電圧（電荷）の印加に伴う内部導体３における温度上昇をより効果的に抑制することができ、検出精度の向上を図ることができる。

次いで、上記実施形態によって奏される作用効果を確認すべく、短絡検出精度確認試験を行った。短絡検出精度確認試験の概要は次の通りである。すなわち、チューブに対してコイル体を故意に偏心させ、チューブ及びコイル体間における短絡異常を生じやすくしたグロープラグのサンプルを１０００本作製した。そして、これらサンプルに対して以下に示す検査手法１〜４により短絡異常の検査を行い、短絡異常の検出率を測定した。尚、検出率が高いほど、重度の短絡異常（コイル体及びチューブ間が実際に短絡している状態）だけでなく、軽度の短絡異常（コイル体及びチューブ間が短絡していないものの、両者が近接し、使用時にコイル体が熱膨張すること等により、両者間で短絡が生じ得る状態や、チューブ内にオイルが混入し、使用時にオイルが炭化することでコイル体及びチューブ間で短絡が生じ得る状態）も検出できるといえる。

さらに、各手法において短絡異常が検出されなかったサンプルをそれぞれ８本抽出するとともに、これら８本のサンプルに対して耐久試験（１１Ｖで５秒間通電した後、１３Ｖで１８０秒間通電し、次いで、空冷させることを１サイクルとして５０００サイクル繰り返す試験）を行い、コイル体に断線が生じた本数（断線本数）を測定した。尚、コイル体に断線が生じたということは、実際にはサンプルに短絡異常が生じていたものの、短絡異常の検査でその異常を検出できなかったということであり、断線が生じたサンプルに対して行われた検査手法は、短絡異常の検出精度に劣るといえる。一方で、コイル体に断線が生じなかったということは、検査により短絡異常が生じたサンプルを精度よく検出できたということであり、行われた検査手法は、短絡異常の検出精度に優れるといえる。

尚、検査手法１は、内部導体（コイル体）が常温のときにおいて、所定の定電圧電源により内部導体に対して５０Ｖの電圧を印加し、この際に内部導体を流れる電流の電流値に基づいて短絡異常を検出する手法である（つまり、従来技術による手法であり、比較例に相当する）。検査手法２は、内部導体（コイル体）が常温のときにおいて、コンデンサに蓄積された電荷を内部導体に印加することで、内部導体に対して３０Ｖの電圧を印加し、この際に内部導体を流れる電流の電流値に基づいて短絡異常を検出する手法である（実施例に相当する）。検査手法３は、内部導体（コイル体）が常温のときにおいて、コンデンサに蓄積された電荷を内部導体に印加することで、内部導体に対して５０Ｖの電圧を印加し、この際に内部導体を流れる電流の電流値に基づいて短絡異常を検出する手法である（実施例に相当する）。検査手法４は、内部導体（コイル体）が常温のときと、通電によりコイル体を加熱したときとの双方において、コンデンサに蓄積された電荷を内部導体に印加することで、内部導体に対して５０Ｖの電圧を印加し、この際に内部導体を流れる電流の電流値に基づいて短絡異常を検出する手法である（実施例に相当する）。

表１に、各検査手法の検出率、及び、断線本数をそれぞれ示す。尚、参考として、短絡異常の検査を行わなかったサンプルに対して上記耐久試験を行った際の断線本数も合わせて示す。

表１に示すように、コンデンサから電荷を印加する検査手法２〜４は、断線本数が０本となり、短絡異常の検出精度に優れることが分かった。これは、電圧が極めて短時間だけ印加されたため、電圧の印加に伴う内部導体（コイル体）の温度上昇がほとんど生じなくなり、ひいては温度変化による電流の変動が生じにくくなったことによると考えられる。

さらに、内部導体が常温であるときに加えて、コイル体を加熱したときにも短絡異常の検査を行った検査手法４は、検出率が非常に高くなり、軽度の短絡異常も精度よく検出できることが分かった。

また、内部導体に対する印加電圧を５０Ｖ以上とすることで、短絡異常の検出精度をより一層向上できることが確認された。

上記試験の結果より、短絡異常の検出精度を向上させるべく、コンデンサに蓄積された電荷を内部導体に印加した際に、内部導体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて、短絡異常を検査することが好ましいといえる。

また、検出精度を一層高めるという観点から、コイル体が常温であるとき、及び、通電によりコイル体を加熱したときの双方において、短絡異常の検査を行うことがより好ましいといえる。

次に、グロープラグ（内部導体）に投入される電力量を種々変更して短絡検査を行い、投入電力量に対する短絡試験後のグロープラグの温度を測定した。すなわち、室温（２５℃）に保持されたグロープラグに対して、投入電力量を種々変更して短絡検査を行い、短絡検査後のグロープラグの温度（チューブ外表面の温度）を放射温度計で測定した。図５に、投入電力量と短絡試験後のグロープラグの温度との関係を表すグラフを示す。

図５に示すように、投入電力量が１０Ｊ以下の場合には、短絡試験後もグロープラグの温度は短絡試験前と同一であり、短絡試験時の電圧（電荷）の印加に伴うグロープラグ（内部導体）の温度上昇をより効果的に抑制できることが明らかとなった。

尚、上記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。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）上記実施形態におけるグロープラグ１の構成は例示であって、本発明を適用可能なグロープラグは、上記実施形態のグロープラグ１に限られるわけではない。従って、例えば、発熱コイル３１１に中軸３２を直接接触させ、制御コイル３１２を省略してもよい。また、絶縁性セラミックからなる筒状の基体（本発明の「収容体」に相当する）と、当該基体内に設けられるとともに、導電性セラミックにより形成され、中軸３２からの通電により発熱する発熱素子（本発明の「発熱体」に相当する）とを有するセラミックヒータを備えてなるセラミックグロープラグに対して本発明の技術思想を適用してもよい。さらに、シースヒータやセラミックヒータの形状は特に限定されるものではなく、例えば、断面楕円形状や断面長円形状、断面多角形状であってもよい。加えて、ヒータとして、絶縁性の基体を板状に複数形成して、その間に発熱体を挟み込んだいわゆる板状ヒータを用いてもよい。

尚、本発明の技術思想をセラミックグロープラグに適用する場合、前記基体は絶縁性であり、基体及び発熱素子間で短絡が生じることはないため、短絡異常の検査により、中軸３２及びハウジング２２間における短絡異常が検査されることとなる。

（ｂ）上記実施形態において、短絡検査工程は、コイル体３１が常温であるときに行われる第１短絡検査工程と、コイル体３１を加熱した上で行われる第２短絡検査工程とを含んでいるが、短絡検査工程が、前記両工程のうち一方の工程のみを含むこととしてもよい。

（ｃ）上記実施形態では、グロープラグ１を検査対象としているが、シースヒータ５単体を検査対象とし、チューブ２１及びコイル体３１間における短絡異常の検査を行うこととしてもよい。より詳しくは、図６に示すように、チューブ２１をアース接続した上で、コンデンサ７５に蓄積された電荷を５０ｍｓ以下の時間だけコイル体３１に対して印加する。そして、電荷を印加した際に、コイル体３１を流れる電流に対応して変化する値に基づいて、チューブ２１及びコイル体３１間における短絡異常の有無を検査する。この場合には、コイル体３１に対して高電圧が極めて短時間だけ印加されるため、電圧の印加に伴うコイル体３１における温度上昇を抑制することができる。その結果、短絡異常の検出精度を向上させることができる。

加えて、シースヒータ５の通常使用時の印加電圧（例えば、４Ｖ以上１３Ｖ以下）よりも高い高電圧を容易に印加できるため、重度の短絡異常（コイル体３１及びチューブ２１間で実際に短絡が生じている状態）だけでなく、軽度の短絡異常（コイル体３１及びチューブ２１間で短絡は生じていないものの、両者間が正常時よりも接近しており、使用に伴い両者間で短絡が生じやすい状態）も検出することができる。従って、検出精度をより一層高めることができる。

さらに、電荷の印加時間が極めて短くなるため、電荷の印加に伴うコイル体３１における異常の発生をより確実に防止することができる。

加えて、コンデンサ７５からコイル体３１に投入される電力量は１０Ｊ以下とされているため、電圧（電荷）の印加に伴うコイル体３１における温度上昇をより効果的に抑制することができ、検出精度の向上を図ることができる。

尚、シースヒータ５における短絡異常の検査は、コイル体３１が常温であるときにのみ行ってもよいし、コイル体３１が常温であるとき、及び、通電によりコイル体３１を加熱したときの双方で行ってもよい。

（ｄ）上記実施形態では、内部導体３やコイル体３１を流れる電流の電流値に基づいて短絡異常の検査がなされているが、内部導体３やコイル体３１を流れる電流に対応して変化する値（例えば、内部導体３等に印加される電圧の電圧値や内部導体３等に投入される電力など）に基づいて、短絡異常の検査を行うこととしてもよい。

（ｅ）上記実施形態では、内部導体３（コイル体３１）に対して高電圧を短時間だけ印加する手段としてコンデンサ７５を適用しているが、コンデンサ７５の代わりに高電圧を短時間だけ印加可能なパルス電源等を適用してもよい。

１…グロープラグ、２…外部配置体、３…内部導体、５…シースヒータ、２１…チューブ（収容体）、２２…ハウジング（筒状体）、３１…コイル体（発熱体）、３２…中軸（通電体）、７５…コンデンサ。

Claims (20)

1. 通電により発熱する導電性の発熱体、及び、当該発熱体と直列的に接続され前記発熱体への通電経路をなす通電体を有する内部導体と、
   前記発熱体を内部に収容する収容体、及び、前記通電体の外周に配置される金属製の筒状体を有する外部配置体とを備えるグロープラグにおいて、前記内部導体及び前記外部配置体間における短絡異常を検査するためのグロープラグの検査方法であって、
   前記グロープラグの通常使用時の印加電圧よりも高い高電圧を、前記高電圧の印加に伴う前記内部導体の温度上昇を抑制可能な短時間前記内部導体に印加した際に、前記内部導体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて、前記短絡異常を検査することを特徴とするグロープラグの検査方法。
2. 前記短絡異常の検査は、コンデンサに蓄積された電荷を前記内部導体に印加した際に、前記内部導体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて行われることを特徴とする請求項１に記載のグロープラグの検査方法。
3. 前記発熱体は、金属製のコイル体であるとともに、
   前記収容体は、筒状をなす金属製のチューブであり、
   前記コイル体が常温であるとき、及び、通電により前記コイル体を加熱したときにおいて、前記短絡異常の検査を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のグロープラグの検査方法。
4. 前記内部導体に対する高電圧又は電荷の印加時間が５０ｍｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のグロープラグの検査方法。
5. 前記短絡異常の検査において、前記内部導体に投入される電力量が１０Ｊ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のグロープラグの検査方法。
6. 通電により発熱する導電性の発熱体、及び、当該発熱体と直列的に接続され前記発熱体への通電経路をなす通電体を有する内部導体と、
   前記発熱体を内部に収容する収容体、及び、前記通電体の外周に配置される金属製の筒状体を有する外部配置体とを備えるグロープラグの製造方法であって、
   前記グロープラグの通常使用時の印加電圧よりも高い高電圧を、前記高電圧の印加に伴う前記内部導体の温度上昇を抑制可能な短時間前記内部導体に印加した際に、前記内部導体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて、前記内部導体及び前記外部配置体間における短絡異常を検査する短絡検査工程を含むことを特徴とするグロープラグの製造方法。
7. 前記短絡検査工程では、コンデンサに蓄積された電荷を前記内部導体に印加した際に、前記内部導体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて、前記短絡異常を検査することを特徴とする請求項６に記載のグロープラグの製造方法。
8. 前記発熱体は、金属製のコイル体であるとともに、
   前記収容体は、筒状をなす金属製のチューブであり、
   前記短絡検査工程は、前記コイル体が常温であるとき、及び、通電により前記コイル体を加熱したときに行われることを特徴とする請求項６又は７に記載のグロープラグの製造方法。
9. 前記短絡検査工程において、前記内部導体に対する高電圧又は電荷の印加時間が５０ｍｓ以下であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載のグロープラグの製造方法。
10. 前記短絡検査工程において、前記内部導体に投入される電力量が１０Ｊ以下であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載のグロープラグの製造方法。
11. 通電により発熱する金属製のコイル体と、
    金属製で筒状をなし、前記コイル体が内部に収容されるチューブとを備えるシースヒータにおいて、前記コイル体及び前記チューブ間における短絡異常を検査するためのシースヒータの検査方法であって、
    前記シースヒータの通常使用時の印加電圧よりも高い高電圧を、前記高電圧の印加に伴う前記コイル体の温度上昇を抑制可能な短時間前記コイル体に印加した際に、前記コイル体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて、前記短絡異常を検査することを特徴とするシースヒータの検査方法。
12. 前記短絡異常の検査は、コンデンサに蓄積された電荷を前記コイル体に印加した際に、前記コイル体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて行われることを特徴とする請求項１１に記載のグロープラグの検査方法。
13. 前記コイル体が常温であるとき、及び、通電により前記コイル体を加熱したときにおいて、前記短絡異常の検査を行うことを特徴とする請求項１１又は１２に記載のシースヒータの検査方法。
14. 前記コイル体に対する高電圧又は電荷の印加時間が５０ｍｓ以下であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のシースヒータの検査方法。
15. 前記短絡異常の検査において、前記コイル体に投入される電力量が１０Ｊ以下であることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載のシースヒータの検査方法。
16. 通電により発熱する金属製のコイル体と、
    金属製で筒状をなし、前記コイル体が内部に収容されるチューブとを備えるシースヒータの製造方法であって、
    前記シースヒータの通常使用時の印加電圧よりも高い高電圧を、前記高電圧の印加に伴う前記コイル体の温度上昇を抑制可能な短時間前記コイル体に印加した際に、前記コイル体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて、前記コイル体及び前記チューブ間における短絡異常を検査する短絡検査工程を含むことを特徴とするシースヒータの製造方法。
17. 前記短絡検査工程では、コンデンサに蓄積された電荷を前記コイル体に印加した際に、前記コイル体を流れる電流に対応して変動する値に基づいて、前記短絡異常を検査することを特徴とする請求項１６に記載のシースヒータの製造方法。
18. 前記短絡検査工程は、前記コイル体が常温であるとき、及び、通電により前記コイル体を加熱したときに行われることを特徴とする請求項１６又は１７に記載のシースヒータの製造方法。
19. 前記短絡検査工程において、前記コイル体に対する高電圧又は電荷の印加時間が５０ｍｓ以下であることを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか１項に記載のシースヒータの製造方法。
20. 前記短絡検査工程において、前記コイル体に投入される電力量が１０Ｊ以下であることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか１項に記載のシースヒータの製造方法。
    

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