JP2014137170A - Method of manufacturing glow plug, and glow plug - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress variation in a resistance value of a heating coil, and to improve the temperature rise performance of a heater.SOLUTION: A method of manufacturing a glow plug equipped with a heater having a tube molded in a cylindrical shape, and a heating coil provided in the inside of the tube and heating by energization, includes: a preparing step for preparing the heating coil and the tube; an inserting step for inserting the heating coil into the tube until a spiral tip end portion of the heating coil abuts on an inner peripheral surface of a tip end portion of the tube; a holding step for moving at least one of the heating coil and the tube in an axial direction by predetermined amount so as to separate the spiral tip end portion of the heating coil and the inner peripheral surface on the tip end side of the tube in the axial direction of the tube, after abutting, and holding the heating coil and the tube while moving those by the predetermined amount; and a welding step for welding a welded portion of the heating coil and the tip end portion of the tube in a held state.

Description

本発明は、グロープラグの製造方法およびグロープラグに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a glow plug and a glow plug.

グロープラグのヒータは、筒状に成形されたチューブと、チューブ内に設けられるとともに、端部がチューブの内周面の先端に溶接接合されている発熱コイルと、を備える。一般的に、発熱コイルはらせん形状を有する。特許文献1には、チューブの先端に穴部を形成するとともに、発熱コイルの端部に、チューブの穴部の内径よりも小さい径を有する小径部を形成し、当該小径部をチューブの穴部内に挿入した後に溶接し、チューブの穴部と発熱コイルの小径部とを溶融させて穴部を閉塞するとともにチューブと発熱コイルとを接合する態様について記載されている。なお、特許文献1では、チューブの内周面と発熱コイルの小径部とが当接した状態で溶接接合され、溶融部(溶接部)が形成される。   The heater of the glow plug includes a tube formed in a cylindrical shape, and a heating coil that is provided in the tube and whose end is welded to the tip of the inner peripheral surface of the tube. Generally, the heating coil has a spiral shape. In Patent Document 1, a hole is formed at the tip of the tube, and a small diameter portion having a diameter smaller than the inner diameter of the tube hole is formed at the end of the heating coil, and the small diameter portion is formed in the hole of the tube. And a method of melting the hole portion of the tube and the small diameter portion of the heating coil to close the hole portion and joining the tube and the heating coil. In Patent Document 1, welding is performed in a state where the inner peripheral surface of the tube and the small diameter portion of the heat generating coil are in contact with each other, and a melting portion (welded portion) is formed.

特許第4288850号Japanese Patent No. 4288850

しかしながら、特許文献1に記載された方法では、チューブ内に挿入されている発熱コイルの当接位置や傾きが規定されていないため、発熱コイルの位置がチューブ内において安定していない。このため、チューブと発熱コイルとの溶接時において、発熱コイルの溶融量(チューブと発熱コイルとの溶融部分に対する発熱コイルの溶け込み量)が不均一となり、発熱コイルの抵抗値がばらつくおそれがある。発熱コイルの抵抗値ばらつきはヒータの昇温性能を低下させる要因となる。そのため、グロープラグにおいて、発熱コイルの抵抗値ばらつきを抑制し、ヒータの昇温性能を向上する技術が望まれている。   However, in the method described in Patent Document 1, since the contact position and inclination of the heating coil inserted in the tube are not defined, the position of the heating coil is not stable in the tube. For this reason, at the time of welding the tube and the heating coil, the melting amount of the heating coil (the amount of melting of the heating coil with respect to the melted portion of the tube and the heating coil) becomes uneven, and the resistance value of the heating coil may vary. Variation in the resistance value of the heating coil becomes a factor of deteriorating the temperature raising performance of the heater. Therefore, in the glow plug, a technique for suppressing the variation in the resistance value of the heating coil and improving the temperature raising performance of the heater is desired.

本発明は、上述の課題の一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve some of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.

(1)本発明の一形態によれば、筒状に成形されたチューブと、前記チューブの内側に設けられ、通電によって発熱する発熱コイルと、を有するヒータを備えるグロープラグの製造方法が提供される。このグロープラグの製造方法によれば、らせん状に形成されているらせん状部と、前記らせん状部の先端側に形成され、前記チューブと溶接される被溶接部と、を有する発熱コイルと、前記チューブとを準備する工程と、;前記らせん状部の先端部が前記チューブの先端部の内周面に当接するまで、前記チューブの後端側に形成されている開口部から前記チューブ内に前記発熱コイルを挿入する挿入工程と、;前記当接後に、前記発熱コイルの前記らせん状部の前記先端部と前記チューブの前記先端側の内周面とが前記チューブの軸線方向に沿って離間するように、前記発熱コイルおよび前記チューブの少なくとも一方を前記軸線方向に所定量移動させるとともに、前記所定量移動させた状態で、前記発熱コイルと前記チューブとを保持する保持工程と、;前記保持された状態で、前記発熱コイルの前記被溶接部と前記チューブの前記先端部とを溶接する溶接工程と、を備えることを特徴とする。この形態のグロープラグの製造方法によれば、挿入工程後に、発熱コイルのらせん状部の先端部とチューブの先端側の内周面とがチューブの軸線方向に沿って離間するように、発熱コイルおよびチューブの少なくとも一方を軸線方向に所定量移動させるとともに、所定量移動させた状態で、発熱コイルとチューブとを保持する保持工程を有し、当該保持された状態のまま、発熱コイルとチューブとが溶接される。従って、発熱コイルとチューブとの相対的な位置関係を略一定にすることができ、溶接時における発熱コイルの溶融量(チューブと発熱コイルとの溶融部分に対する発熱コイルの溶け込み量)を略一定にすることができる。よって、発熱コイルの抵抗値のばらつきを抑制でき、ヒータの昇温性能を向上することができる。 (1) According to an aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a glow plug including a heater having a tube formed in a cylindrical shape and a heating coil provided inside the tube and generating heat when energized. The According to this method for manufacturing a glow plug, a heat generating coil having a spiral portion formed in a spiral shape, and a welded portion formed on the distal end side of the spiral portion and welded to the tube, Preparing the tube; from the opening formed on the rear end side of the tube into the tube until the distal end of the spiral portion contacts the inner peripheral surface of the distal end of the tube; An insertion step of inserting the heat generating coil; and after the contact, the distal end portion of the spiral portion of the heat generating coil and the inner peripheral surface of the distal end side of the tube are separated along the axial direction of the tube. As described above, at least one of the heat generating coil and the tube is moved by a predetermined amount in the axial direction, and the heat generating coil and the tube are held in a state where the predetermined amount is moved. And lifting steps; in a state where the held, characterized in that it comprises a welding step of welding the said tip of the said welded portion of said heating coil tube. According to the method for manufacturing a glow plug of this embodiment, after the insertion step, the heating coil is arranged so that the distal end portion of the helical portion of the heating coil and the inner peripheral surface on the distal end side of the tube are separated along the axial direction of the tube. And a holding step of holding the heat generating coil and the tube while moving the predetermined amount in the axial direction and moving the predetermined amount in the axial direction, Are welded. Accordingly, the relative positional relationship between the heat generating coil and the tube can be made substantially constant, and the melting amount of the heat generating coil during welding (the amount of melting of the heat generating coil with respect to the molten portion of the tube and the heat generating coil) can be made substantially constant. can do. Therefore, variation in resistance value of the heating coil can be suppressed, and the temperature rise performance of the heater can be improved.

(2)上記形態のグロープラグの製造方法において、前記保持された状態において、前記発熱コイルの抵抗値を測定する測定工程と、;前記保持工程と前記測定工程とを少なくとも1回行い、前記抵抗値が所定値となる前記チューブと前記発熱コイルとの相対的な位置を特定する特定工程と、を備え、;前記溶接工程は、前記抵抗値が前記所定値となる前記位置において、前記チューブと前記発熱コイルとを溶接する工程であることを特徴とする。この形態のグロープラグの製造方法によれば、発熱コイルとチューブとの位置関係が調整されつつ、発熱コイルの抵抗値が測定され、発熱コイルの抵抗値が所望の値となる発熱コイルとチューブとの相対的な位置が特定される。従って、発熱コイルとチューブとの相対的な位置関係を、発熱コイルの抵抗値が所望の値となる位置に精度良く調整することができ、発熱コイルの抵抗値ばらつきを抑制できる。よって、昇温性能が安定したグロープラグを製造することができる。 (2) In the method for manufacturing a glow plug according to the above aspect, the measurement step of measuring the resistance value of the heating coil in the held state; and the holding step and the measurement step are performed at least once, and the resistance A specifying step of specifying a relative position between the tube and the heating coil having a predetermined value; and the welding step includes the tube at the position where the resistance value is the predetermined value; It is a process of welding the heat generating coil. According to the method for manufacturing a glow plug of this embodiment, while adjusting the positional relationship between the heating coil and the tube, the resistance value of the heating coil is measured, and the heating coil and tube in which the resistance value of the heating coil becomes a desired value The relative position of is specified. Therefore, the relative positional relationship between the heating coil and the tube can be accurately adjusted to a position where the resistance value of the heating coil becomes a desired value, and variations in the resistance value of the heating coil can be suppressed. Therefore, a glow plug with stable temperature rise performance can be manufactured.

(3)本発明の一形態によれば、上記形態のグロープラグの製造方法によって製造されたグロープラグであって、;前記チューブの前記先端部の前記内周面において、前記発熱コイルの前記被溶接部と前記チューブの前記先端部とが溶融接合された溶融部を備え、;前記溶融部は、前記チューブの後端側に向けて突状に形成されているとともに、前記チューブの軸線に対して周方向に均一な形状を有することを特徴とする。この形態のグロープラグによれば、発熱コイルと前記チューブとが溶融接合された溶融部は、チューブの軸線に対して周方向に均一な形状を有するように形成されるので、チューブの周方向において、ヒータの温度分布にばらつきが生じることを抑制でき、ヒータの昇温性能を向上できる。 (3) According to an aspect of the present invention, there is provided a glow plug manufactured by the method for manufacturing a glow plug according to the above aspect; the inner surface of the distal end portion of the tube includes the covered portion of the heating coil. A welded portion and a melted portion in which the distal end portion of the tube is melt-bonded; the melted portion is formed in a projecting shape toward the rear end side of the tube, and with respect to the axis of the tube And having a uniform shape in the circumferential direction. According to the glow plug of this embodiment, the melted portion where the heating coil and the tube are melt-bonded is formed to have a uniform shape in the circumferential direction with respect to the axis of the tube. The variation in the temperature distribution of the heater can be suppressed, and the temperature raising performance of the heater can be improved.

本発明は、装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、グロープラグの製造方法やその製造方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various forms other than the apparatus. For example, the present invention can be realized in the form of a glow plug manufacturing method, a computer program for realizing the manufacturing method, a non-temporary recording medium on which the computer program is recorded, and the like.

第1実施形態におけるグロープラグ10を示す説明図。Explanatory drawing which shows the glow plug 10 in 1st Embodiment. 第1実施形態におけるグロープラグ10におけるシースヒータ800の詳細構成を主に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view mainly showing a detailed configuration of a sheath heater 800 in the glow plug 10 according to the first embodiment. 第1実施形態におけるシースヒータ800の溶融部850の形状について説明する説明図。Explanatory drawing explaining the shape of the fusion | melting part 850 of the sheath heater 800 in 1st Embodiment. 第1実施形態のシースヒータ800の溶融部850と、従来のシースヒータ800aの溶融部850aとについて形状を比較して示す説明図。Explanatory drawing which compares the shape about the fusion | melting part 850 of the sheath heater 800 of 1st Embodiment, and the fusion | melting part 850a of the conventional sheathed heater 800a. 第1実施形態におけるシースヒータ800の製造工程について説明するフローチャート。The flowchart explaining the manufacturing process of the sheath heater 800 in 1st Embodiment. 第1実施形態におけるシースヒータ800の製造工程について説明する模式断面図。The schematic cross section explaining the manufacturing process of the sheath heater 800 in 1st Embodiment. ステップS110の溶接工程前におけるチューブ810と発熱コイル840との相対的な位置関係を示す説明図。Explanatory drawing which shows the relative positional relationship of the tube 810 and the heating coil 840 before the welding process of step S110.

A.第1実施形態:
A1.グロープラグの構成:
図1は、グロープラグ10を示す説明図である。グロープラグ10は、熱を発生させるシースヒータ800を備え、ディーゼルエンジンを始めとする内燃機関(図示しない)の始動時における点火を補助する熱源等として機能する。グロープラグ10は、シースヒータ800の他、中軸200と、主体金具500とを備える。これらグロープラグ10を構成する部材は、グロープラグ10の中心軸SCに沿って組み付けられている。図1では、グロープラグ10を中心軸SCで分割し、中心軸SCから紙面右側に外観構成を図示し、中心軸SCから紙面左側に断面構成を図示した。なお、本明細書では、グロープラグ10におけるシースヒータ800側を「先端側」と呼び、係合部材100側を「後端側」と呼ぶ。
A. First embodiment:
A1. Glow plug configuration:
FIG. 1 is an explanatory view showing a glow plug 10. The glow plug 10 includes a sheath heater 800 that generates heat, and functions as a heat source that assists ignition when starting an internal combustion engine (not shown) such as a diesel engine. The glow plug 10 includes a center shaft 200 and a metal shell 500 in addition to the sheath heater 800. These members constituting the glow plug 10 are assembled along the central axis SC of the glow plug 10. In FIG. 1, the glow plug 10 is divided by a central axis SC, an external configuration is illustrated on the right side of the drawing from the central axis SC, and a cross-sectional configuration is illustrated on the left side of the drawing from the central axis SC. In this specification, the sheath heater 800 side of the glow plug 10 is referred to as a “front end side”, and the engagement member 100 side is referred to as a “rear end side”.

グロープラグ10の主体金具500は、炭素鋼を筒状に成形した部材である。主体金具500は、先端側の端部においてシースヒータ800を保持すると共に、後端側の端部において絶縁部材410およびO(オー)リング460を介して中軸200を保持し、絶縁部材410からシースヒータ800に至る中軸200の部位を内包する。主体金具500は、軸孔510と、工具係合部520と、雄ネジ部540とを備える。主体金具500の軸孔510は、中心軸SCに沿って形成された貫通孔であり、中軸200よりも大きな径を有する。軸孔510に中軸200が位置決めされた状態で、軸孔510と中軸200との間には、両者を電気的に絶縁する空隙が形成される。軸孔510の先端側には、シースヒータ800が圧入接合されている。主体金具500の工具係合部520は、グロープラグ10の取り付けおよび取り外しに用いられる工具(図示しない)に係合し、主体金具500の雄ネジ部540は、内燃機関(図示しない)に形成された雌ネジに嵌り合う。   The metal shell 500 of the glow plug 10 is a member obtained by forming carbon steel into a cylindrical shape. The metal shell 500 holds the sheath heater 800 at the end on the front end side, holds the center shaft 200 via the insulating member 410 and the O (O) ring 460 at the end on the rear end side, and the sheath heater 800 from the insulating member 410. The part of the middle shaft 200 leading to is included. The metal shell 500 includes a shaft hole 510, a tool engaging portion 520, and a male screw portion 540. The shaft hole 510 of the metal shell 500 is a through-hole formed along the central axis SC and has a larger diameter than the middle shaft 200. In a state where the middle shaft 200 is positioned in the shaft hole 510, a gap is formed between the shaft hole 510 and the middle shaft 200 to electrically insulate them. A sheath heater 800 is press-fitted and joined to the distal end side of the shaft hole 510. The tool engaging portion 520 of the metal shell 500 is engaged with a tool (not shown) used for attaching and detaching the glow plug 10, and the male screw portion 540 of the metal shell 500 is formed in the internal combustion engine (not shown). Fits a female screw.

グロープラグ10の中軸200は、導電材料で円柱状に成形された部材であり、主体金具500の軸孔510に挿入された状態で中心軸SC上に組み付けられる。中軸200は、先端側に形成された先端部210と、後端側に設けられた雄ネジ部290とを備える。中軸200の先端部210は、シースヒータ800の内部に挿入される。他方、中軸200の雄ネジ部290は、主体金具500から突出し、係合部材100に嵌り合う。係合部材100は、リング300を介して絶縁部材410を保持する。本実施例では、グロープラグ10の外部からシースヒータ800に対する給電は、中軸200の雄ネジ部290を通じて行われる。   The middle shaft 200 of the glow plug 10 is a member formed of a conductive material into a cylindrical shape, and is assembled on the central axis SC in a state of being inserted into the shaft hole 510 of the metal shell 500. The middle shaft 200 includes a front end portion 210 formed on the front end side and a male screw portion 290 provided on the rear end side. The distal end portion 210 of the middle shaft 200 is inserted into the sheath heater 800. On the other hand, the male thread portion 290 of the middle shaft 200 protrudes from the metal shell 500 and fits into the engaging member 100. The engaging member 100 holds the insulating member 410 via the ring 300. In this embodiment, power is supplied to the sheath heater 800 from the outside of the glow plug 10 through the male screw portion 290 of the central shaft 200.

図2は、グロープラグ10におけるシースヒータ800の詳細構成を主に示す断面図である。グロープラグ10のシースヒータ800は、主体金具500の先端側に設けられ、本実施例では、シースヒータ800の内部に中軸200の先端部210が挿入された状態で、主体金具500の軸孔510に圧入接合されている。シースヒータ800は、チューブ810と、発熱コイル840と、絶縁粉末860と、溶融部850と、を備える。発熱コイル840は、らせん状に形成されている発熱部820と、らせん状に形成されている制御部830と、を有する。   FIG. 2 is a cross-sectional view mainly showing a detailed configuration of the sheath heater 800 in the glow plug 10. The sheath heater 800 of the glow plug 10 is provided on the distal end side of the metallic shell 500. In this embodiment, the sheath heater 800 is press-fitted into the shaft hole 510 of the metallic shell 500 with the distal end portion 210 of the middle shaft 200 inserted into the sheath heater 800. It is joined. The sheath heater 800 includes a tube 810, a heating coil 840, insulating powder 860, and a melting part 850. The heat generating coil 840 has a heat generating portion 820 formed in a spiral shape and a control portion 830 formed in a spiral shape.

シースヒータ800のチューブ810は、導電材料であるニッケル(Ni)合金で形成され、先端側の端部である先端部811を閉塞した筒状に成形された部材であり、発熱コイル840、絶縁粉末860を内包する。チューブ810は、先端部811とは反対側に開口した端部である後端部(図示せず)を備え、この後端部からチューブ810の内部に中軸200の先端部210が挿入されている。チューブ810は、パッキン600および絶縁粉末860によって中軸200と電気的に絶縁される一方、主体金具500と相互に接触して電気的に接続されている。   The tube 810 of the sheath heater 800 is a member formed of a nickel (Ni) alloy, which is a conductive material, and is formed in a cylindrical shape with a distal end portion 811 that is an end portion on the distal end side closed, and includes a heating coil 840 and an insulating powder 860. Contain. The tube 810 includes a rear end portion (not shown) that is an end portion opened to the side opposite to the front end portion 811, and the front end portion 210 of the central shaft 200 is inserted into the tube 810 from the rear end portion. . The tube 810 is electrically insulated from the center shaft 200 by the packing 600 and the insulating powder 860, while being in contact with and electrically connected to the metal shell 500.

シースヒータ800の発熱部820は、導電材料である鉄(Fe)−クロム(Cr)−アルミニウム(Al)合金で形成されたコイルであり、チューブ810の内側に設けられ、通電によって発熱する。発熱部820は、先端側のコイル端部である先端部821と、後端側のコイル端部である後端部829とを備える。発熱部820の先端部821は、チューブ810の先端部811の内側に溶接されることによりチューブ810と電気的に接続され、発熱部820の後端部829は、制御部830に溶接されることにより制御部830と電気的に接続されている。   The heat generating portion 820 of the sheath heater 800 is a coil formed of an iron (Fe) -chromium (Cr) -aluminum (Al) alloy that is a conductive material, and is provided inside the tube 810 and generates heat when energized. The heat generating portion 820 includes a front end portion 821 that is a coil end portion on the front end side, and a rear end portion 829 that is a coil end portion on the rear end side. The distal end portion 821 of the heat generating portion 820 is electrically connected to the tube 810 by being welded inside the distal end portion 811 of the tube 810, and the rear end portion 829 of the heat generating portion 820 is welded to the control portion 830. Is electrically connected to the control unit 830.

シースヒータ800の制御部830は、発熱部820を形成する材料よりも電気比抵抗の温度係数が大きい導電材料(例えば、コバルトやニッケルを主成分とする合金)で形成されたコイルであり、チューブ810の内側に設けられ、発熱部820に供給される電力を制御する。制御部830は、先端側のコイル端部である先端部831と、後端側のコイル端部である後端部839とを備える。制御部830の先端部831は、発熱部820の後端部829に溶接されることにより発熱部820と電気的に接続され、制御部830の後端部839は、中軸200の先端部210に接合されることにより中軸200と電気的に接続されている。   The control unit 830 of the sheath heater 800 is a coil formed of a conductive material (for example, an alloy containing cobalt or nickel as a main component) having a higher temperature coefficient of electrical specific resistance than the material forming the heat generating unit 820, and the tube 810. The power supplied to the heat generating unit 820 is controlled. The control unit 830 includes a front end 831 that is a coil end on the front end side, and a rear end 839 that is a coil end on the rear end side. The front end 831 of the control unit 830 is electrically connected to the heat generating unit 820 by welding to the rear end 829 of the heat generating unit 820, and the rear end 839 of the control unit 830 is connected to the front end 210 of the middle shaft 200. By being joined, the center shaft 200 is electrically connected.

シースヒータ800の絶縁粉末860は、電気絶縁性を有する絶縁材料の粉末であり、チューブ810の内側に充填され、チューブ810、発熱部820、制御部830、中軸200の各隙間を電気的に絶縁する。本実施例では、絶縁粉末860は、酸化マグネシウム(MgO)の粉末である。   The insulating powder 860 of the sheath heater 800 is a powder of an insulating material having an electrical insulating property, is filled inside the tube 810, and electrically insulates the gaps between the tube 810, the heat generating unit 820, the control unit 830, and the central shaft 200. . In this embodiment, the insulating powder 860 is a magnesium oxide (MgO) powder.

シースヒータ800の溶融部850は、チューブ810と発熱部820との接合部分である。溶融部850は、チューブ810と発熱部820とが溶接されることにより溶融し、凝固することによって形成される。溶融部850について、図3および図4を参照して説明する。   The melted portion 850 of the sheath heater 800 is a joint portion between the tube 810 and the heat generating portion 820. The melting part 850 is formed by melting and solidifying the tube 810 and the heat generating part 820 by welding. The fusion | melting part 850 is demonstrated with reference to FIG. 3 and FIG.

A2.溶融部850の詳細構成:
図3は、第1実施形態におけるシースヒータ800の溶融部850の形状について説明する説明図である。図3(a)は、図2のA−A断面において切断した断面図である。図3(b)は、図3(a)のB−B断面において切断した断面図であり、シースヒータ800の軸線OLを含むとともに、当該軸線OLに平行な溶融部850の任意の断面である。シースヒータ800の軸線OLは、グロープラグ10の中心軸SCと同一である。図3(a)に示されるように、溶融部850は、チューブ810の内周面815の底面815aにおいて、後端側に向けて隆起するように突状に形成されている。また、図3(b)に示されるように、溶融部850は、チューブ810の軸線OLに対して周方向Yに均一な形状を有する。周方向Yとは、軸線OLを中心軸とする円周方向である。チューブ810の胴部813の内周面を、側面815bとも呼ぶ。
A2. Detailed configuration of melting section 850:
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the shape of the melting portion 850 of the sheath heater 800 according to the first embodiment. Fig.3 (a) is sectional drawing cut | disconnected in the AA cross section of FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 3A, and is an arbitrary cross section of the melting portion 850 including the axis OL of the sheath heater 800 and parallel to the axis OL. The axis OL of the sheath heater 800 is the same as the central axis SC of the glow plug 10. As shown in FIG. 3A, the melting part 850 is formed in a protruding shape so as to protrude toward the rear end side on the bottom surface 815 a of the inner peripheral surface 815 of the tube 810. Further, as shown in FIG. 3B, the melting part 850 has a uniform shape in the circumferential direction Y with respect to the axis OL of the tube 810. The circumferential direction Y is a circumferential direction with the axis OL as the central axis. The inner peripheral surface of the body portion 813 of the tube 810 is also referred to as a side surface 815b.

周方向に均一な形状とは、具体的には、軸線OLを含むとともに軸線OLに平行な溶融部850の任意の断面において、軸線OLによって分断される各半断面855、856の形状、および、軸線OLに沿った厚みが、コイル接続部分858を除き、軸線OLに対してほぼ線対称となることを含む。なお、図3(b)では、溶融部850を一方向から切断した断面のみが示されているが、軸線OLを含むとともに軸線OLに平行な、少なくとも2以上の任意の断面において、軸線OLによって分断される各半断面の形状、および、軸線OLに沿った厚みが、コイル接続部分858を除き、軸線OLに対してほぼ線対称となる。   Specifically, the circumferentially uniform shape is the shape of each of the half cross sections 855 and 856 divided by the axis OL in an arbitrary cross section of the melting portion 850 including the axis OL and parallel to the axis OL, and It is included that the thickness along the axis OL is substantially line symmetric with respect to the axis OL except for the coil connection portion 858. In FIG. 3B, only a cross section obtained by cutting the melted portion 850 from one direction is shown. However, in any cross section including the axis OL and parallel to the axis OL, the axis OL The shape of each half section to be divided and the thickness along the axis OL are substantially line symmetric with respect to the axis OL except for the coil connection portion 858.

また、発熱コイル840は、溶融部850の側面(頭頂部および底部を除く部分)に溶接されてもよい。発熱コイル840の端部が溶融部850の底部に溶接されると、底部近傍が隆起し、溶融部850が周方向Yに均一な形状となりにくい。そのため、発熱コイル840の端部が溶融部850の側面に溶接されることにより、溶融部850は、精度よく、周方向Yに均一な形状となる。   Further, the heating coil 840 may be welded to the side surface (portion excluding the top and bottom) of the melting portion 850. When the end of the heating coil 840 is welded to the bottom of the melting part 850, the vicinity of the bottom is raised, and the melting part 850 is unlikely to have a uniform shape in the circumferential direction Y. Therefore, the end portion of the heating coil 840 is welded to the side surface of the melting portion 850, so that the melting portion 850 has a uniform shape in the circumferential direction Y with high accuracy.

図4は、第1実施形態のシースヒータ800の溶融部850と、従来のシースヒータ800aの溶融部850aとについて形状を比較して示す説明図である。図4(a)は、第1実施形態の溶融部850について、軸線OLを通るとともに軸線OLに沿った断面図である。図4(b)は、比較例としての従来のシースヒータ800aの溶融部850aについて、軸線OLaを通るとともに、軸線OLaに沿った断面図である。シースヒータ800aのチューブ810aは、シースヒータ800と同一である。第1実施形態において、溶融部850がチューブ810の軸線OLに対して周方向Yに均一な形状を有する点について、より具体的に、図4(a)を参照しつつ説明する。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing a comparison of the shapes of the melting portion 850 of the sheath heater 800 of the first embodiment and the melting portion 850a of the conventional sheath heater 800a. FIG. 4A is a cross-sectional view of the melting portion 850 of the first embodiment that passes through the axis OL and is along the axis OL. FIG. 4B is a cross-sectional view along the axis OLa of the melting portion 850a of the conventional sheathed heater 800a as a comparative example while passing through the axis OLa. The tube 810a of the sheath heater 800a is the same as the sheath heater 800. In the first embodiment, the point that the melting portion 850 has a uniform shape in the circumferential direction Y with respect to the axis OL of the tube 810 will be described more specifically with reference to FIG.

第1実施形態において、溶融部850がチューブ810の軸線OLに対して周方向Yに均一な形状を有するとは、図4(a)に示されるように、溶融部850が、軸線OLに沿った厚さの最小値Dbに対する最大値Daの比率が1.0以上かつ1.2以下を満たす形状であることを含む。   In the first embodiment, the melting part 850 has a uniform shape in the circumferential direction Y with respect to the axis OL of the tube 810. As shown in FIG. 4A, the melting part 850 is along the axis OL. In other words, the ratio of the maximum value Da to the minimum value Db of the thickness satisfies 1.0 or more and 1.2 or less.

図4(b)に示されるように、従来のシースヒータ800aの溶融部850aは、軸線OLaに沿った厚さの最小値Db’と最大値Da’との差分が比較的大きく、最小値Db’に対する最大値Da’の比率が1.2を超えていた。また、軸線OLaを含むとともに軸線OLaに平行な溶融部850aの任意の断面において、軸線OLaによって分断される各半断面の形状が不均一であった。このように、溶融部850aがチューブの周方向において不均衡に形成されると、チューブの周方向における昇温性能が部位によって異なり、シースヒータ全体として、急速昇温性能の低下を招くおそれがある。   As shown in FIG. 4B, the melted portion 850a of the conventional sheath heater 800a has a relatively large difference between the minimum value Db ′ and the maximum value Da ′ along the axis OLa, and the minimum value Db ′. The ratio of the maximum value Da ′ with respect to was over 1.2. In addition, in an arbitrary cross section of the melted portion 850a including the axis line OLa and parallel to the axis line OLa, the shape of each half section divided by the axis line OLa was non-uniform. Thus, when the fusion | melting part 850a is formed in imbalance in the circumferential direction of a tube, the temperature rising performance in the circumferential direction of a tube changes with parts, and there exists a possibility of causing the fall of rapid temperature rising performance as the whole sheath heater.

第1実施形態のシースヒータ800は、溶融部850がチューブ810の軸線OLに対して周方向Yに均一な形状を有するので、チューブの周方向における昇温性能が、いずれの部位においても略均一となる。従って、シースヒータ800全体として、急速昇温性能が向上される。第1実施形態のシースヒータ800の製造方法については後述する。   In the sheath heater 800 of the first embodiment, the melting part 850 has a uniform shape in the circumferential direction Y with respect to the axis OL of the tube 810, so that the temperature rise performance in the circumferential direction of the tube is substantially uniform in any part. Become. Therefore, the rapid temperature raising performance is improved as a whole of the sheath heater 800. A method for manufacturing the sheath heater 800 of the first embodiment will be described later.

A3.測定結果:
シースヒータの周方向に沿った温度のばらつきについて測定した測定結果を表1,表2に示す。測定方法は、次の通りである。シースヒータのチューブの後端側を保持部材によって固定し、チューブの先端から軸線方向に2mmだけ後端の位置における温度が1000℃となるように加熱保持する。チューブを、加熱保持した状態で、保持部材を介して軸線OLを中心軸として1°ずつ回転させながら、放射温度計によって温度を測定する。表1および表2における「温度のばらつき幅」とは、チューブの先端から軸線方向に2mmだけ後端の位置であって、異なる周方向Y位置で測定された温度における最高値と最低値との差分を示している。表1および表2において、判定基準は下記の通りである。
OK:温度のばらつき幅が±10℃以内
NG:温度のばらつき幅が±10℃を超える
A3. Measurement result:
Tables 1 and 2 show measurement results obtained by measuring the temperature variation along the circumferential direction of the sheath heater. The measuring method is as follows. The rear end side of the tube of the sheath heater is fixed by a holding member, and is heated and held so that the temperature at the rear end position by 2 mm in the axial direction from the front end of the tube is 1000 ° C. In a state where the tube is heated and held, the temperature is measured by a radiation thermometer while rotating by 1 ° about the axis line OL as the central axis through the holding member. “Temperature variation width” in Tables 1 and 2 is the position of the rear end of the tube by 2 mm in the axial direction from the tip of the tube, and is the maximum and minimum values at the temperatures measured at different circumferential Y positions. The difference is shown. In Tables 1 and 2, the criteria are as follows.
OK: Temperature variation width is within ± 10 ° C NG: Temperature variation width exceeds ± 10 ° C

表1は、胴部(側面)の肉厚が0.4mmのチューブを有するシースヒータについての測定結果である。実施例1〜3は、第1実施形態に含まれる溶融部850を有するシースヒータ800を示しており、溶融部850が、軸線OLに沿った厚さの最小値(Db)に対する最大値(Da)の比率が1.0以上かつ1.2以下を満たす形状を有している。比較例1〜6は、従来のシースヒータ800aを示しており、溶融部850aが、軸線OLaに沿った厚さの最小値(Db’)に対する(最大値Da’)の比率が1.2を超える形状を有している。   Table 1 shows the measurement results for a sheath heater having a tube having a body (side surface) thickness of 0.4 mm. Examples 1 to 3 show the sheath heater 800 having the melting part 850 included in the first embodiment, and the melting part 850 has a maximum value (Da) with respect to the minimum value (Db) of the thickness along the axis OL. Has a shape satisfying a ratio of 1.0 to 1.2. Comparative Examples 1 to 6 show a conventional sheath heater 800a, and the ratio of the maximum value Da ′ to the minimum value (Db ′) of the melted portion 850a along the axis OLa exceeds 1.2. It has a shape.

Figure 2014137170
Figure 2014137170

表2は、胴部(側面)の肉厚が0.7mmのチューブを有するシースヒータについての測定結果である。実施例4〜6は、第1実施形態に含まれる溶融部850を有するシースヒータ800を示しており、溶融部850が、軸線OLに沿った厚さの最小値(Db)に対する最大値(Da)の比率が1.0以上かつ1.2以下を満たす形状を有している。比較例7〜12は、従来のシースヒータ800aを示しており、溶融部850aが、軸線OLaに沿った厚さの最小値(Db’)に対する(最大値Da’)の比率が1.2を超える形状を有している。   Table 2 shows the measurement results for a sheath heater having a tube having a body (side surface) thickness of 0.7 mm. Examples 4 to 6 show the sheath heater 800 having the melting part 850 included in the first embodiment, and the melting part 850 has a maximum value (Da) with respect to the minimum value (Db) of the thickness along the axis OL. Has a shape satisfying a ratio of 1.0 to 1.2. Comparative Examples 7 to 12 show a conventional sheathed heater 800a, and the ratio of the maximum value Da ′ to the minimum value (Db ′) of the melted portion 850a along the axis OLa exceeds 1.2. It has a shape.

Figure 2014137170
Figure 2014137170

表1および表2に示されるように、溶融部850が、軸線OLに沿った厚さの最小値(Db)に対する最大値(Da)の比率が1.0以上かつ1.2以下を満たす形状を有している第1実施形態のシースヒータ800は、温度のばらつき幅が最大でも9℃であり、温度のばらつき幅が比較的小さい。すなわち、第1実施形態のシースヒータ800は、チューブの周方向において、温度性能が均一であることがわかる。一方、比較例のシースヒータ800aは、温度のばらつき幅が40℃を超える場合もあり、温度のばらつき幅が大きい。すなわち、比較例のシースヒータ800aは、チューブの周方向において、温度性能が不均一であることがわかる。   As shown in Tables 1 and 2, the melted portion 850 has a shape in which the ratio of the maximum value (Da) to the minimum value (Db) of the thickness along the axis OL satisfies 1.0 or more and 1.2 or less. The sheath heater 800 of the first embodiment having the above has a temperature variation width of 9 ° C. at the maximum, and the temperature variation width is relatively small. That is, it can be seen that the sheath heater 800 of the first embodiment has uniform temperature performance in the circumferential direction of the tube. On the other hand, in the sheath heater 800a of the comparative example, the temperature variation width may exceed 40 ° C., and the temperature variation width is large. That is, it can be seen that the temperature performance of the sheath heater 800a of the comparative example is not uniform in the circumferential direction of the tube.

B.製造方法:
B1.製造工程:
図5は、第1実施形態におけるシースヒータ800の製造工程について説明するフローチャートである。図6は、第1実施形態におけるシースヒータ800の製造工程について説明する模式断面図である。ステップS100において、チューブ810と発熱コイル840とを準備する準備工程が行われる。この際、図6(a)に示されるように、準備されるチューブ810は、筒状に成形されており、胴部813と、胴部813の先端側に形成され、胴部813に比して縮径して形成されている突状開口部812を有する。発熱コイル840は、らせん状に形成されている制御部830と、らせん状に形成されている発熱部820と、発熱部820の先端側に形成され、チューブ810と溶接される被溶接部845と、を有する。制御部830と発熱部820とをまとめて、らせん状部846とも呼ぶ。
B. Production method:
B1. Manufacturing process:
FIG. 5 is a flowchart for explaining a manufacturing process of the sheath heater 800 according to the first embodiment. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the sheath heater 800 in the first embodiment. In step S100, a preparation process for preparing the tube 810 and the heating coil 840 is performed. At this time, as shown in FIG. 6A, the tube 810 to be prepared is formed in a cylindrical shape, is formed on the body portion 813 and the front end side of the body portion 813, compared to the body portion 813. And a projecting opening 812 formed with a reduced diameter. The heating coil 840 includes a control unit 830 formed in a spiral shape, a heat generation unit 820 formed in a spiral shape, and a welded portion 845 formed on the distal end side of the heat generation unit 820 and welded to the tube 810. Have. The control unit 830 and the heat generation unit 820 are collectively referred to as a spiral portion 846.

ステップS102において、チューブ810内に発熱コイル840を挿入する挿入工程が行われる。具体的には、図6(b)に示されるように、らせん状部846の先端部、すなわち、発熱部820の先端部821がチューブ810の胴部813の先端部の内周面815に当接するまで、チューブ810の後端側に形成されている開口部816からチューブ810の胴部813内に発熱コイル840を挿入する。この際、発熱コイル840は保持されていないので、発熱部820および制御部830は、自重により軸線OL方向に縮んでいる。また、発熱コイル840の被溶接部845は、チューブ810の突状開口部812内に収容されている。   In step S102, an insertion step of inserting the heating coil 840 into the tube 810 is performed. Specifically, as shown in FIG. 6 (b), the distal end portion of the spiral portion 846, that is, the distal end portion 821 of the heat generating portion 820 contacts the inner peripheral surface 815 of the distal end portion of the body portion 813 of the tube 810. The heat generating coil 840 is inserted into the body portion 813 of the tube 810 from the opening 816 formed on the rear end side of the tube 810 until contact. At this time, since the heating coil 840 is not held, the heating unit 820 and the control unit 830 are contracted in the direction of the axis OL due to their own weight. Further, the welded portion 845 of the heating coil 840 is accommodated in the projecting opening 812 of the tube 810.

ステップS104において、発熱部820の先端部821がチューブ810の胴部813の先端部の内周面815に当接した後に、発熱コイル840を軸線OL方向に所定量だけ移動させた状態で保持する保持工程が行われる。具体的には、図6(c)に示されるように、発熱コイル840のらせん状部846の先端部821とチューブ810の先端側の内周面815とがチューブ810の軸線OL方向に沿って離間するように、発熱コイル840を、軸線OL方向に所定量移動させる。なお、第1実施形態では、発熱コイル840を所定量移動させているが、発熱コイル840およびチューブ810の少なくとも一方を、軸線OL方向に所定量移動させることによって、チューブ810と発熱コイル840とを離間させてもよい。発熱コイル840が所定量移動された状態で、保持部材700により中軸200がチャックされることにより、発熱コイル840が保持され、チューブ810と発熱コイル840との相対的な位置関係が保持される。所定量は、チューブ810や発熱コイル840の形状やサイズによって適宜適切な値が選択されるが、例えば、0.2mm〜0.4mmとしてもよい。   In step S104, after the distal end portion 821 of the heat generating portion 820 contacts the inner peripheral surface 815 of the distal end portion of the body portion 813 of the tube 810, the heat generating coil 840 is held in a state where it is moved by a predetermined amount in the direction of the axis OL. A holding step is performed. Specifically, as shown in FIG. 6C, the distal end portion 821 of the spiral portion 846 of the heating coil 840 and the inner peripheral surface 815 on the distal end side of the tube 810 extend along the axis OL direction of the tube 810. The heating coil 840 is moved by a predetermined amount in the direction of the axis OL so as to be separated from each other. In the first embodiment, the heating coil 840 is moved by a predetermined amount. However, by moving at least one of the heating coil 840 and the tube 810 by a predetermined amount in the axis OL direction, the tube 810 and the heating coil 840 are moved. It may be separated. With the heating coil 840 moved by a predetermined amount, the holding shaft 700 chucks the central shaft 200, whereby the heating coil 840 is held, and the relative positional relationship between the tube 810 and the heating coil 840 is held. The predetermined amount is appropriately selected depending on the shape and size of the tube 810 and the heating coil 840, but may be 0.2 mm to 0.4 mm, for example.

ステップS106において、発熱コイル840の抵抗値を測定する測定工程が行われる。例えば、シースヒータ800全体に測定手段を接続して、チューブ810、中軸200、発熱コイル840の合成抵抗値を測定し、当該合成抵抗値を発熱コイル840の抵抗値としてもよい。   In step S106, a measurement process for measuring the resistance value of the heating coil 840 is performed. For example, measuring means may be connected to the entire sheath heater 800 to measure the combined resistance value of the tube 810, the central shaft 200, and the heating coil 840, and the combined resistance value may be used as the resistance value of the heating coil 840.

ステップS108において、保持工程(ステップS104)と測定工程(ステップS106)とを少なくとも1回行い、発熱コイル840の抵抗値が所定値となる、チューブ810と発熱コイル840との相対的な位置を特定する特定工程が行われる。特定工程において、抵抗値が所定値である場合(ステップS108:YES)には、ステップS110の溶接工程が行われる。特定工程において、抵抗値が所定値でない場合(ステップS108:NO)には、保持工程(ステップS104)から処理が繰り返される。   In step S108, the holding process (step S104) and the measurement process (step S106) are performed at least once, and the relative position between the tube 810 and the heat generating coil 840 is determined so that the resistance value of the heat generating coil 840 becomes a predetermined value. A specific process is performed. In the specific process, when the resistance value is a predetermined value (step S108: YES), the welding process of step S110 is performed. In the specific process, when the resistance value is not a predetermined value (step S108: NO), the process is repeated from the holding process (step S104).

図7は、ステップS110の溶接工程前におけるチューブ810と発熱コイル840との相対的な位置関係を示す説明図である。図7(a)は、第1実施形態におけるシースヒータ800のチューブ810と発熱コイル840との位置関係を示している。図7(b)は、従来例におけるシースヒータ800aのチューブ810aと発熱コイル840aとの位置関係を示している。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relative positional relationship between the tube 810 and the heating coil 840 before the welding process in step S110. FIG. 7A shows the positional relationship between the tube 810 and the heating coil 840 of the sheath heater 800 in the first embodiment. FIG. 7B shows the positional relationship between the tube 810a and the heating coil 840a of the sheath heater 800a in the conventional example.

従来例のシースヒータ800aでは、挿入工程後に、チューブ810aおよび発熱コイル840aの少なくとも一方を軸線OLa方向に沿って所定量移動させる工程は含まれない。このため、図7(b)に示されるように、発熱コイル840aの軸線Cは軸線OLaに対して傾く。この発熱コイル840aの傾きが一定にならないため、チューブ810a内における発熱コイル840aの位置は不安定であり、発熱コイル840aがチューブ810aに当接する位置や当接量(当接面積)が、製造されるシースヒータ800aごとに不均一である。発熱コイル840aがチューブ810aに当接する位置や当接量(当接面積)が不安定であると、チューブ810aと発熱コイル840aとの溶接時に、発熱コイル840aの溶け込み量(溶融量)が、製造されるシースヒータ800aごとにばらつき、シースヒータ800aの昇温性能にばらつきが生じる。この結果、シースヒータ800aの歩留まり低下を招いていた。   The conventional sheath heater 800a does not include a step of moving at least one of the tube 810a and the heating coil 840a by a predetermined amount along the direction of the axis OLa after the insertion step. Therefore, as shown in FIG. 7B, the axis C of the heating coil 840a is inclined with respect to the axis OLa. Since the inclination of the heat generating coil 840a is not constant, the position of the heat generating coil 840a in the tube 810a is unstable, and the position where the heat generating coil 840a contacts the tube 810a and the contact amount (contact area) are manufactured. The sheath heater 800a is not uniform. If the position where the heat generating coil 840a contacts the tube 810a or the contact amount (contact area) is unstable, the amount of melting (melting amount) of the heat generating coil 840a is produced when the tube 810a and the heat generating coil 840a are welded. The temperature of the sheathed heater 800a varies depending on the sheathed heater 800a. As a result, the yield of the sheath heater 800a is reduced.

第1実施形態のシースヒータ800では、挿入工程後に保持工程が行われるので、図7(a)に示されるように、発熱コイル840の軸線Cは軸線OLに対して過度に傾くことはなく、発熱コイル840の傾きはほぼ一定である。発熱コイル840の寸法は予め規定されているので、チューブ810および発熱コイル840の少なくとも一方を、軸線OL方向に沿って、特定の位置まで所定量移動させることによって、発熱コイル840の溶け込み量(溶融量)を略一定に制御することができる。この結果、溶融部850の体積を制御したり、溶融部850の形状をチューブ810の軸線OLに対して周方向Yに均一な形状としたりできる。なお、第1実施形態では、保持工程において、チューブ810と発熱コイル840とが離間しているが、チューブ810と発熱コイル840の少なくとも一方を軸線OL方向に沿って所定量移動させた状態で、チューブ810と発熱コイル840とが接触していてもよい。所定量移動させることによって、後述する溶接工程において、チューブ810と発熱コイル840とが溶融する溶融量は略一定となるので、溶融部850は、既述の通り周方向Yに均一な形状に形成される。すなわち、特許請求の範囲における「離間するように」とは、移動の方向を示すものであり、所定量移動させた後の状態が離間していること、離間していないことの双方を含む。   In the sheath heater 800 of the first embodiment, since the holding process is performed after the insertion process, the axis C of the heating coil 840 is not excessively inclined with respect to the axis OL as shown in FIG. The inclination of the coil 840 is substantially constant. Since the dimension of the heat generating coil 840 is defined in advance, the amount of melting of the heat generating coil 840 (melting) is achieved by moving at least one of the tube 810 and the heat generating coil 840 to a specific position along the axis OL direction. Amount) can be controlled to be substantially constant. As a result, the volume of the melting part 850 can be controlled, and the shape of the melting part 850 can be made uniform in the circumferential direction Y with respect to the axis OL of the tube 810. In the first embodiment, in the holding step, the tube 810 and the heating coil 840 are separated from each other, but at least one of the tube 810 and the heating coil 840 is moved by a predetermined amount along the axis OL direction. The tube 810 and the heating coil 840 may be in contact with each other. By moving the predetermined amount, in the welding process described later, the amount of melting of the tube 810 and the heating coil 840 becomes substantially constant, so that the melting portion 850 is formed in a uniform shape in the circumferential direction Y as described above. Is done. That is, “so as to be separated” in the scope of the claims indicates the direction of movement, and includes both being separated and not separated after a predetermined amount of movement.

ステップS110において、チューブ810と発熱コイル840とが溶接される溶接工程が行われる。具体的には、図6(d)に示されるように、チューブ810と発熱コイル840とが保持された状態において、発熱コイル840の被溶接部845とチューブ810の先端部に形成されている突状開口部812とが溶接される。溶接は、レーザ溶接、抵抗溶接など種々の公知の溶接方法を利用してもよい。   In step S110, a welding process in which the tube 810 and the heating coil 840 are welded is performed. Specifically, as shown in FIG. 6D, in a state where the tube 810 and the heat generating coil 840 are held, the protrusions formed at the welded portion 845 of the heat generating coil 840 and the tip of the tube 810 are formed. The shaped opening 812 is welded. For welding, various known welding methods such as laser welding and resistance welding may be used.

以上説明したように、チューブ810と発熱コイル840とが溶接され、チューブ810の内周面815の先端部には、チューブ810の軸線OLに対して周方向Yに均一な形状を有する溶融部850が形成される。   As described above, the tube 810 and the heat generating coil 840 are welded, and the melting portion 850 having a uniform shape in the circumferential direction Y with respect to the axis OL of the tube 810 is formed at the distal end portion of the inner peripheral surface 815 of the tube 810. Is formed.

チューブに溶接された発熱コイルの抵抗値を測定した測定結果について述べる。この測定に使用されたチューブは次の2種類である。なお、以下に述べる「従来の製造工程」とは、挿入工程(ステップS100)後に、チューブおよび発熱コイルの少なくとも一方がチューブの軸線方向に沿って所定量移動される工程が含まれない製造工程を意味する。
<サンプル1>
チューブ :インコネル製
発熱コイル:直径0.4mmのFe−Cr−Al合金製
<サンプル2>
チューブ :SUS製
発熱コイル:直径0.3mmのFe−Cr−Al合金製
The measurement results of measuring the resistance value of the heating coil welded to the tube will be described. The following two types of tubes were used for this measurement. The “conventional manufacturing process” described below refers to a manufacturing process that does not include a process in which at least one of the tube and the heating coil is moved by a predetermined amount along the axial direction of the tube after the insertion process (step S100). means.
<Sample 1>
Tube: Inconel heating coil: 0.4 mm diameter Fe-Cr-Al alloy <Sample 2>
Tube: Made of SUS
Heating coil: 0.3 mm diameter Fe-Cr-Al alloy

サンプル1のチューブと発熱コイルとが、上記説明した第1実施形態の製造工程によって溶接された際の発熱コイルの抵抗値は、0.63±0.01Ωであった。一方。サンプル1のチューブと発熱コイルとが、従来の製造工程によって溶接された際の発熱コイルの抵抗値は、0.60±0.04Ωであった。   The resistance value of the heating coil when the tube of sample 1 and the heating coil were welded by the manufacturing process of the first embodiment described above was 0.63 ± 0.01Ω. on the other hand. The resistance value of the heating coil when the tube of sample 1 and the heating coil were welded by the conventional manufacturing process was 0.60 ± 0.04Ω.

サンプル2のチューブと発熱コイルとが、上記説明した第1実施形態の製造工程によって溶接された際の発熱コイルの抵抗値は、1.27±0.03Ωであった。一方。サンプル2のチューブと発熱コイルとが、従来の製造工程によって溶接された際の発熱コイルの抵抗値は、1.15±0.15Ωであった。   The resistance value of the heating coil when the tube of sample 2 and the heating coil were welded by the manufacturing process of the first embodiment described above was 1.27 ± 0.03Ω. on the other hand. The resistance value of the heating coil when the tube of Sample 2 and the heating coil were welded by the conventional manufacturing process was 1.15 ± 0.15Ω.

このように、第1実施形態の製造工程によってチューブと発熱コイルが溶接されると、発熱コイルの抵抗値のばらつきが低減される。また、既述の通り、溶融部850の体積や形状を均一に制御することができるので、シースヒータの温度性能が安定する。   As described above, when the tube and the heating coil are welded by the manufacturing process of the first embodiment, variation in the resistance value of the heating coil is reduced. Further, as described above, since the volume and shape of the melting portion 850 can be controlled uniformly, the temperature performance of the sheath heater is stabilized.

以上説明した第1実施形態のグロープラグ10によれば、発熱コイル840とチューブ810とが溶融接合された溶融部850は、チューブ810の軸線OLに対して周方向Yに均一な形状を有するので、チューブ810の周方向において、温度分布に過度のばらつきが生じることを抑制でき、シースヒータ800の昇温性能を向上できる。   According to the glow plug 10 of the first embodiment described above, the melting portion 850 in which the heating coil 840 and the tube 810 are melt-bonded has a uniform shape in the circumferential direction Y with respect to the axis OL of the tube 810. In the circumferential direction of the tube 810, it is possible to suppress the occurrence of excessive variation in the temperature distribution, and the temperature raising performance of the sheath heater 800 can be improved.

また、第1実施形態のグロープラグ10によれば、溶融部850は、その厚さについて、最小値Dbに対する最大値Daの比率が1.0以上かつ1.2以下を満たすように形成されるので、チューブ810の周方向Yにおける温度分布幅(温度のばらつき幅)を、更に小さくすることができる。従って、チューブ810の周方向Yにおいて、温度分布のばらつきを更に抑制でき、ヒータの昇温性能を向上できる。   Further, according to the glow plug 10 of the first embodiment, the melted portion 850 is formed so that the ratio of the maximum value Da to the minimum value Db is 1.0 or more and 1.2 or less with respect to the thickness. Therefore, the temperature distribution width (temperature variation width) in the circumferential direction Y of the tube 810 can be further reduced. Therefore, in the circumferential direction Y of the tube 810, variations in temperature distribution can be further suppressed, and the temperature raising performance of the heater can be improved.

また、第1実施形態のグロープラグ10の製造方法によれば、挿入工程(ステップS102)後に、発熱コイル840のらせん状部846の先端部821とチューブ810の先端側の内周面である底面815aとがチューブ810の軸線OL方向に沿って離間するように、発熱コイル840およびチューブ810の少なくとも一方を軸線OL方向に所定量移動させるとともに、所定量移動させた状態で、発熱コイル840とチューブ810とを保持する保持工程(ステップS104)を有し、当該保持された状態のまま、発熱コイル840とチューブ810とが溶接される。従って、発熱コイル840とチューブ810との相対的な位置関係を略一定にすることができ、溶接時における発熱コイル840の溶融量(チューブ810と発熱コイル840との溶融部分に対する発熱コイル840の溶け込み量)を略一定にすることができる。よって、発熱コイル840の抵抗値のばらつきを抑制でき、シースヒータ800の昇温性能を向上することができる。   Further, according to the method for manufacturing the glow plug 10 of the first embodiment, after the insertion step (step S102), the distal end portion 821 of the spiral portion 846 of the heating coil 840 and the bottom surface that is the inner peripheral surface of the distal end side of the tube 810. At least one of the heating coil 840 and the tube 810 is moved a predetermined amount in the axis OL direction so that it is separated from the tube 810 along the axis OL direction of the tube 810. The heating coil 840 and the tube 810 are welded in the holding state (step S104). Therefore, the relative positional relationship between the heat generating coil 840 and the tube 810 can be made substantially constant, and the melting amount of the heat generating coil 840 during welding (the melting of the heat generating coil 840 into the melted portion of the tube 810 and the heat generating coil 840). Amount) can be made substantially constant. Therefore, variation in the resistance value of the heating coil 840 can be suppressed, and the temperature rise performance of the sheath heater 800 can be improved.

また、第1実施形態のグロープラグ10の製造方法によれば、発熱コイル840とチューブ810との位置関係が調整されつつ、発熱コイル840の抵抗値が測定され、発熱コイル840の抵抗値が所望の値となる発熱コイル840とチューブ810との相対的な位置が特定される。従って、発熱コイル840とチューブ810との相対的な位置関係を、発熱コイル840の抵抗値が所望の値となる位置に精度良く調整することができ、発熱コイル840の抵抗値ばらつきを抑制できる。よって、昇温性能が安定したグロープラグ10を製造することができる。   Further, according to the method for manufacturing the glow plug 10 of the first embodiment, the resistance value of the heating coil 840 is measured while the positional relationship between the heating coil 840 and the tube 810 is adjusted, and the resistance value of the heating coil 840 is desired. The relative position of the heating coil 840 and the tube 810 having the value of is specified. Therefore, the relative positional relationship between the heating coil 840 and the tube 810 can be accurately adjusted to a position where the resistance value of the heating coil 840 becomes a desired value, and variations in the resistance value of the heating coil 840 can be suppressed. Therefore, the glow plug 10 with stable temperature rising performance can be manufactured.

C.変形例:
・変形例1:
第1実施形態では、保持工程と測定工程とを繰り返す特定工程を含むが、予め、発熱コイル840とチューブ810との移動距離を規定しておき、測定工程および特定工程を省略してもよい。
C. Variations:
・ Modification 1:
Although the first embodiment includes a specific process that repeats the holding process and the measurement process, the movement distance between the heating coil 840 and the tube 810 may be defined in advance, and the measurement process and the specific process may be omitted.

・変形例2
第1実施形態では、発熱コイル840を移動させているが、チューブ810が発熱コイル840から離間するように、発熱コイル840を固定した状態でチューブ810を軸線OLに沿って所定量移動させてもよいし、発熱コイル840とチューブ810の双方を、軸線OLに沿って、互いに離間するように移動させてもよい。
・ Modification 2
In the first embodiment, the heat generating coil 840 is moved. However, even if the tube 810 is moved along the axis OL while the heat generating coil 840 is fixed so that the tube 810 is separated from the heat generating coil 840, the heat generating coil 840 is moved. Alternatively, both the heating coil 840 and the tube 810 may be moved away from each other along the axis OL.

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

10…グロープラグ
100…係合部材
200…中軸
210…先端部
290…雄ネジ部
300…リング
410…絶縁部材
460…リング
500…主体金具
510…軸孔
520…工具係合部
540…雄ネジ部
600…パッキン
700…保持部材
800…シースヒータ
800a…シースヒータ
810…チューブ
810a…チューブ
811…先端部
812…突状開口部
813…胴部
815…内周面
815a…底面
815b…側面
816…開口部
820…発熱部
821…先端部
829…後端部
830…制御部
831…先端部
839…後端部
840…発熱コイル
840a…発熱コイル
845…被溶接部
846…らせん状部
850…溶融部
850a…溶融部
855、856…半断面
860…絶縁粉末
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Glow plug 100 ... Engagement member 200 ... Middle shaft 210 ... Tip part 290 ... Male screw part 300 ... Ring 410 ... Insulation member 460 ... Ring 500 ... Metallic metal body 510 ... Shaft hole 520 ... Tool engagement part 540 ... Male screw part DESCRIPTION OF SYMBOLS 600 ... Packing 700 ... Holding member 800 ... Sheath heater 800a ... Sheath heater 810 ... Tube 810a ... Tube 811 ... Tip part 812 ... Projection opening part 813 ... Body part 815 ... Inner peripheral surface 815a ... Bottom face 815b ... Side face 816 ... Opening part 820 ... Heat generation part 821 ... front end part 829 ... rear end part 830 ... control part 831 ... front end part 839 ... rear end part 840 ... heat generation coil 840a ... heat generation coil 845 ... welded part 846 ... helical part 850 ... melting part 850a ... melting part 855, 856 ... Half cross section 860 ... Insulating powder

Claims (3)

筒状に成形されたチューブと、前記チューブの内側に設けられ、通電によって発熱する発熱コイルと、を有するヒータを備えるグロープラグの製造方法であって、
らせん状に形成されているらせん状部と、前記らせん状部の先端側に形成され、前記チューブと溶接される被溶接部と、を有する発熱コイルと、前記チューブとを準備する準備工程と、
前記らせん状部の先端部が前記チューブの先端部の内周面に当接するまで、前記チューブの後端側に形成されている開口部から前記チューブ内に前記発熱コイルを挿入する挿入工程と、
前記当接後に、前記発熱コイルの前記らせん状部の前記先端部と前記チューブの前記先端側の内周面とが前記チューブの軸線方向に沿って離間するように、前記発熱コイルおよび前記チューブの少なくとも一方を前記軸線方向に所定量移動させるとともに、前記所定量移動させた状態で、前記発熱コイルと前記チューブとを保持する保持工程と、
前記保持された状態で、前記発熱コイルの前記被溶接部と前記チューブの前記先端部とを溶接する溶接工程と、を備えることを特徴とするグロープラグの製造方法。
A glow plug manufacturing method comprising a heater having a tube formed in a cylindrical shape and a heating coil provided inside the tube and generating heat when energized,
A preparatory step of preparing a heat generating coil having a helical portion formed in a helical shape, a welded portion formed on the distal end side of the helical portion and welded to the tube, and the tube;
An insertion step of inserting the heating coil into the tube from the opening formed on the rear end side of the tube until the tip of the spiral portion contacts the inner peripheral surface of the tip of the tube;
After the abutment, the heating coil and the tube are arranged such that the distal end portion of the helical portion of the heating coil and the inner peripheral surface on the distal end side of the tube are separated from each other along the axial direction of the tube. A holding step of holding at least one of the heating coil and the tube while moving the predetermined amount in the axial direction and moving the predetermined amount;
A glow plug manufacturing method comprising: a welding step of welding the welded portion of the heating coil and the tip end portion of the tube in the held state.
請求項1に記載のグロープラグの製造方法であって、更に、
前記保持された状態において、前記発熱コイルの抵抗値を測定する測定工程と、
前記保持工程と前記測定工程とを少なくとも1回行い、前記抵抗値が所定値となる前記チューブと前記発熱コイルとの相対的な位置を特定する特定工程と、を備え、
前記溶接工程は、前記抵抗値が前記所定値となる前記位置において、前記チューブと前記発熱コイルとを溶接する工程であることを特徴とするグロープラグの製造方法。
The method for manufacturing a glow plug according to claim 1, further comprising:
A measuring step of measuring a resistance value of the heating coil in the held state;
A step of performing the holding step and the measuring step at least once, and specifying a relative position of the tube and the heating coil at which the resistance value is a predetermined value,
The method for manufacturing a glow plug, wherein the welding step is a step of welding the tube and the heating coil at the position where the resistance value is the predetermined value.
請求項1または請求項2に記載のグロープラグの製造方法によって製造されたグロープラグであって、
前記チューブの前記先端部の前記内周面において、前記発熱コイルの前記被溶接部と前記チューブの前記先端部とが溶融接合された溶融部を備え、
前記溶融部は、前記チューブの後端側に向けて突状に形成されているとともに、前記チ
ューブの軸線に対して周方向に均一な形状を有することを特徴とする、グロープラグ。
A glow plug manufactured by the method of manufacturing a glow plug according to claim 1 or 2,
On the inner peripheral surface of the tip portion of the tube, the welded portion of the heating coil and the tip portion of the tube are melted and joined,
The glow plug is characterized in that the melting portion is formed in a projecting shape toward the rear end side of the tube and has a uniform shape in the circumferential direction with respect to the axis of the tube.
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