JP2019184087A - heater - Google Patents

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Abstract

To provide a heater capable of restricting that an electric heating element is influenced by oxidative consumption caused by passing of a sheath pipe through the heater while assuring water-tightness between the sheath pipe and a housing when a thin-wall part arranged at the housing and the sheath pipe are connected to each other.SOLUTION: This invention relates to a heater comprising a cylindrical sheath pipe extending in an axial line direction and closed at its extremity end, an electric heating element heated by electrical energy and a cylindrical housing inserting a rear end side of the sheath pipe into a cylindrical hole of itself. The housing includes a main body part, and a cylindrical thin wall part thinner than a thickness of the main body part arranged at an extremity end side rather than the main body part to overlap against the sheath pipe in an axial line direction, there is provided a melting part formed by laser welding to the thin wall part and the sheath pipe over its entire circumference, and a thickness of the thin-wall part at an interface of the outer surfaces of the thin-walled part between a non-melted part adjacent to the melting part and the melting part is thinner than a thickness of said sheath pipe.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

この発明は、液体の加熱源として用いられるヒータに関する。   The present invention relates to a heater used as a liquid heating source.

グロープラグは、通常、圧縮着火方式によるディーゼルエンジン等の内燃機関の補助熱源として用いられる。このグロープラグは、通常、先端部が閉塞し後端部が開いた有底筒状のシース管と、シース管の内部に配置されて通電により発熱する発熱体とを有している。また、グロープラグは、シース管の先端側を突出させながら、シース管の後端側を自身の筒孔内に挿通して保持する筒状のハウジングを有している。   The glow plug is usually used as an auxiliary heat source for an internal combustion engine such as a diesel engine using a compression ignition system. This glow plug usually has a bottomed cylindrical sheath tube whose front end is closed and its rear end is open, and a heating element that is disposed inside the sheath tube and generates heat when energized. Further, the glow plug has a cylindrical housing that holds the rear end side of the sheath tube through its own cylindrical hole while projecting the distal end side of the sheath tube.

ところで、グロープラグの用途として、近年では、内燃機関の補助熱源だけでなく、液体の加熱源として用いられることも知られている。なお、以下では、液体の加熱源として用いられるグロープラグをヒータと言う。例えば、内燃機関に用いられるオイルやウォッシャー液といった液体中にヒータのシース管を晒すことで、発熱体が発熱した熱を、シース管を介して液体に伝導し、液体を加熱することができる。
そして、ヒータを液体の加熱源として用いる場合には、ハウジング内に液体が入り込まないようにするため、シース管とハウジングとの水密性が重要となる。そのため、シース管とハウジングとを周方向に亘ってレーザ溶接することが知られている。(特許文献1、2参照)
By the way, as a use of a glow plug, in recent years, it is also known that it is used not only as an auxiliary heat source of an internal combustion engine but also as a liquid heating source. Hereinafter, a glow plug used as a liquid heating source is referred to as a heater. For example, by exposing the sheath tube of the heater to a liquid such as oil or washer liquid used in an internal combustion engine, the heat generated by the heating element can be conducted to the liquid through the sheath tube and the liquid can be heated.
When the heater is used as a liquid heat source, water tightness between the sheath tube and the housing is important in order to prevent liquid from entering the housing. Therefore, it is known to laser weld the sheath tube and the housing in the circumferential direction. (See Patent Documents 1 and 2)

特開2010−203763号公報JP 2010-203763 A 特表2012−509452号公報Special table 2012-509542 gazette

この特許文献1や特許文献2では、ハウジングとして、雄ネジ部や工具係合部が設けられる本体部と、本体部よりも先端側に設けられて本体部の厚みよりも厚みが薄い部位(以下、薄肉部とも言う)と、を備え、薄肉部とシース管とが周方向に亘ってレーザ溶接されている。
しかしながら、ヒータのシース管は熱伝導性を考慮して、厚みが非常に薄くされているため、特許文献1や特許文献2のように、ハウジングに単に薄肉部を設けるだけでは、シース管とハウジングとの良好な接合ができない虞がある。具体的には、薄肉部とシース管とに形成される溶融部が十分にシース管に入り込まず、シース管とハウジングとの接合強度が十分でなく、その結果、ハウジングとシース管との水密性が確保できない虞があった。他方、溶融部が十分にシース管に入り込むようにするために、溶接条件を変更する(例えば、レーザ出力を上げる等)と、溶融部がシース管を貫通してしまい、シース管に穴が形成されてシース管内に配置された発熱体が酸化消耗してしまう虞があった。
In Patent Literature 1 and Patent Literature 2, as a housing, a main body portion provided with a male screw portion and a tool engaging portion, and a portion (hereinafter referred to as a thickness portion provided below the main body portion and thinner than the main body portion). And the thin-walled portion and the sheath tube are laser-welded over the circumferential direction.
However, since the thickness of the sheath tube of the heater is very thin in consideration of thermal conductivity, the sheath tube and the housing are simply provided by providing a thin wall portion in the housing as in Patent Document 1 and Patent Document 2. There is a possibility that it cannot be bonded well. Specifically, the melted portion formed between the thin-walled portion and the sheath tube does not sufficiently enter the sheath tube, and the bonding strength between the sheath tube and the housing is not sufficient, and as a result, the water tightness between the housing and the sheath tube. However, there was a possibility that could not be secured. On the other hand, if the welding conditions are changed (for example, the laser output is increased, etc.) so that the melted portion sufficiently enters the sheath tube, the melted portion penetrates the sheath tube, and a hole is formed in the sheath tube. As a result, the heating element disposed in the sheath tube may be oxidized and consumed.

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、ハウジングに設けた薄肉部とシース管とを接合するにあたり、シース管とハウジングとの水密性を確保しつつ、且つシース管が貫通して発熱体が酸化消耗するのを抑制できるヒータを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems. In joining the thin wall portion provided in the housing and the sheath tube, the sheath tube and the housing are secured while ensuring the water tightness. An object of the present invention is to provide a heater capable of suppressing the exhaustion of the heating element through the tube.

本発明のヒータは、軸線方向に延びるとともに先端部が閉塞した筒状のシース管と、前記シース管内に配置され、通電により発熱する発熱体と、前記シース管の後端側を自身の筒孔内に挿通する筒状のハウジングと、を備え、前記ハウジングは、本体部と、前記本体部よりも先端側で、且つ、前記シース管に対して前記軸線方向に重なるように配置され、前記本体部の厚みよりも薄い筒状の薄肉部と、を有し、前記薄肉部と前記シース管とに全周に亘ってレーザ溶接により形成された溶融部が設けられるヒータであって、前記溶融部に隣接する非溶融部と前記溶融部との前記薄肉部の外表面の境界における前記薄肉部の厚みが、前記シース管の厚みより薄いことを特徴とする。   The heater according to the present invention includes a cylindrical sheath tube extending in the axial direction and having a closed end, a heating element that is disposed in the sheath tube and generates heat when energized, and a rear end side of the sheath tube is formed in its own cylindrical hole. A cylindrical housing that is inserted into the body, the housing being disposed on the distal end side of the body portion and overlapping the sheath tube in the axial direction. A heater that is provided with a melted portion formed by laser welding over the entire circumference of the thin-walled portion and the sheath tube. The thickness of the thin-walled portion at the boundary of the outer surface of the thin-walled portion between the non-melting portion adjacent to the melted portion is smaller than the thickness of the sheath tube.

この形態のヒータによれば、薄肉部の厚みがシース管の厚みよりも薄くしている。これにより、シース管内に設けられる溶融部を適切な大きさに調整することができる。その結果、シース管とハウジングの水密性を確保することができると共に、シース管が貫通して発熱体が酸化消耗することを抑制できる。   According to the heater of this form, the thickness of the thin portion is made thinner than the thickness of the sheath tube. Thereby, the fusion | melting part provided in a sheath pipe | tube can be adjusted to a suitable magnitude | size. As a result, it is possible to ensure the watertightness of the sheath tube and the housing, and it is possible to suppress the heating element from being oxidized and consumed through the sheath tube.

また、「溶融部に隣接する非溶融部と溶融部との薄肉部の外表面の境界」としては、薄肉部のうち溶融部よりも先端側に設けられる非溶融部と溶融部との境界(以下、先端側境界ともいう)のほか、薄肉部のうち溶融部よりも後端側に設けられる非溶融部と溶融部との境界(以下、後端側境界ともいう)が挙げられる。
さらに、「境界における薄肉部の厚みがシース管の厚みより薄い」とは、先端側境界における薄肉部の厚みがシース管の厚みより薄い形態のほか、後端側境界における薄肉部の厚みがシース管の厚みより薄い形態が挙げられる。なお、先端側境界及び後端側境界の両方が存在する場合には、何れか一方の境界の厚みとシース管の厚みとが上述の関係になっていればよく、より好ましくは両方の境界の厚みとシース管との厚みとが上述の関係になっていればよい。他方、先端側境界、後端側境界の一方のみが存在する場合には、存在する一方の境界の厚みとシース管との厚みとが上述の関係になっていればよい。
Moreover, as the “boundary of the outer surface of the thin part between the non-melting part and the melting part adjacent to the melting part”, the boundary between the non-melting part and the melting part provided on the tip side of the melting part among the thin parts ( In addition to the front end side boundary, the boundary between the non-melted portion and the melted portion provided on the rear end side of the melted portion in the thin portion (hereinafter also referred to as the rear end side boundary) can be given.
Furthermore, “the thickness of the thin portion at the boundary is thinner than the thickness of the sheath tube” means that the thickness of the thin portion at the front end side boundary is thinner than the thickness of the sheath tube and the thickness of the thin portion at the rear end side boundary is the sheath. A form thinner than the thickness of the tube is mentioned. In addition, when both the front end side boundary and the rear end side boundary exist, it is sufficient that the thickness of one of the boundaries and the thickness of the sheath tube satisfy the above-described relationship, and more preferably, It is only necessary that the thickness and the thickness of the sheath tube have the above relationship. On the other hand, when only one of the front end side boundary and the rear end side boundary exists, the thickness of the existing one boundary and the thickness of the sheath tube need only be in the above relationship.

また、本発明のヒータは、前記溶融部が、前記薄肉部のうち前記本体部と離間した位置に設けられてなることが好ましい。薄肉部のうち本体部に隣接する位置に溶融部を形成すると、溶接により溶融部を形成する際に、溶接時の熱が本体部に伝導し易くなり、良好な溶融部形状を得ることが難しくなる。一方、溶融部を本体部と離間した薄肉部に形成すると、溶接時の熱が本体部に伝導しにくくなり、良好な溶融部形状を得ることができる。   In the heater of the present invention, it is preferable that the melting portion is provided in a position separated from the main body portion in the thin portion. If a melted part is formed at a position adjacent to the main body part in the thin-walled part, when forming the melted part by welding, heat during welding is easily conducted to the main body part, and it is difficult to obtain a good melted part shape. Become. On the other hand, when the melted part is formed in a thin part spaced apart from the main body part, heat during welding is hardly conducted to the main body part, and a good melted part shape can be obtained.

また、本発明のヒータは、前記溶融部の後端と前記本体部の先端との軸線方向の距離が1mmより大きいことが好ましい。溶融部の後端を本体部の先端から1mmよりも大きく離間させることで、溶接時の熱が本体部にさらに伝導しにくくなり、溶融部に生じるクラック(以下、凝固割れとも言う)が発生することを抑制できる。   In the heater of the present invention, it is preferable that an axial distance between a rear end of the melting portion and a front end of the main body is greater than 1 mm. By separating the rear end of the melted portion from the front end of the main body more than 1 mm, heat at the time of welding becomes more difficult to conduct to the main body, and cracks generated in the melted portion (hereinafter also referred to as solidification cracks) are generated. This can be suppressed.

また、本発明のヒータは、前記薄肉部の少なくとも一部に、前記シース管が圧入されてなる圧入部が設けられてなることが好ましい。このように、薄肉部に圧入部を設けることで、シース管の軸と薄肉部との軸とをほぼ一致させることができ、シース管と薄肉部とが軸ずれすることを抑制できる。その結果、薄肉部に形成する溶融部が、周方向に亘ってほぼ均一で良好な形状を得ることができる。
なお、圧入部は、薄肉部の一部に設けていても良いし、薄肉部全体に設けられていても良い。
In the heater of the present invention, it is preferable that a press-fitting part in which the sheath tube is press-fitted is provided in at least a part of the thin part. As described above, by providing the press-fitting portion in the thin portion, the shaft of the sheath tube and the thin portion can be substantially aligned with each other, and the axial displacement of the sheath tube and the thin portion can be suppressed. As a result, the melted portion formed in the thin-walled portion can obtain a substantially uniform and good shape in the circumferential direction.
The press-fitting part may be provided in a part of the thin part or may be provided in the entire thin part.

また、本発明のヒータは、前記溶融部が、前記圧入部に重なるように設けられてなることが好ましい。このように、溶融部が圧入部に重なるように設けられることで、シース管と薄肉部との周方向のクリアランス(隙間)が設けられていない部位に溶融部を形成することができる。その結果、シース管内に設けられる溶融部がより適度な大きさに調整することが可能となる。
その上、形成された溶融部の外表面が径方向内側に向かって凹みにくくなるため、溶融部が周方向に亘ってほぼ均一で良好な形状を得ることができる。
Moreover, it is preferable that the heater of this invention is provided so that the said fusion | melting part may overlap with the said press injection part. In this way, by providing the melted portion so as to overlap the press-fit portion, the melted portion can be formed at a site where the circumferential clearance (gap) between the sheath tube and the thin portion is not provided. As a result, the melting part provided in the sheath tube can be adjusted to a more appropriate size.
In addition, since the outer surface of the formed melted part is less likely to dent radially inward, the melted part can have a substantially uniform and good shape in the circumferential direction.

なお、溶融部と圧入部と重ねる形態とするにあたり、圧入部は薄肉部の一部に設けられることが好ましい。圧入部以外の部位(以下、離間部という)では、薄肉部とシース管とにクリアランス(隙間)が形成されることになる。すると、この離間部では、溶接時に薄肉部からシース管への熱の伝導が抑制できる。その結果、溶接時の熱が圧入部に滞留しやすくなり、良好な溶融部形状を得ることができる。   In addition, when setting it as the form which overlaps with a fusion | melting part and a press fit part, it is preferable that a press fit part is provided in a part of thin part. In a portion other than the press-fitting portion (hereinafter referred to as a separation portion), a clearance (gap) is formed between the thin portion and the sheath tube. Then, in this separated portion, heat conduction from the thin portion to the sheath tube can be suppressed during welding. As a result, heat at the time of welding tends to stay in the press-fit portion, and a good molten portion shape can be obtained.

また、本発明のヒータは、前記圧入部が、前記薄肉部の一部に設けられてなり、前記溶融部と前記圧入部とが前記軸線方向にずれて形成されてなることを特徴とする。溶融部が圧入部に重なるように設けられると、溶融部に内部応力が加わることとなり、溶融部にクラックが生じることがある。これに対し、圧入部と溶融部とをずれて設けることで、溶融部の内部応力を減らすことができ、溶融部のクラックを抑制できる。   In the heater according to the present invention, the press-fitting part is provided in a part of the thin-walled part, and the melting part and the press-fitting part are formed so as to be shifted in the axial direction. If the melted part is provided so as to overlap the press-fitted part, internal stress is applied to the melted part, and cracks may occur in the melted part. On the other hand, by providing the press-fitting part and the melting part in a shifted manner, the internal stress of the melting part can be reduced, and cracks in the melting part can be suppressed.

また、本発明のヒータは、前記溶融部が、前記圧入部よりも先端側に設けられてなることを特徴とする。このように、溶融部を圧入部よりも先端側に設けることで、溶接時の熱が、体積が大きいシース管の先端側に圧入部を介して伝導することを抑制できるため、良好な溶融部形状を得ることができる。   The heater according to the present invention is characterized in that the melting part is provided on the tip side of the press-fitting part. In this way, by providing the melted portion on the distal end side with respect to the press-fit portion, heat at the time of welding can be suppressed from being conducted through the press-fit portion to the distal end side of the sheath tube having a large volume. Shape can be obtained.

また、本発明のヒータは、前記溶融部が、前記薄肉部の先端に設けられてなることを特徴とする。このように、薄肉部の先端に溶融部を形成することで、シース管内に設けられる溶融部をより適切な大きさに調整することができる。   The heater according to the present invention is characterized in that the melting portion is provided at a tip of the thin portion. In this manner, by forming the melting portion at the tip of the thin portion, the melting portion provided in the sheath tube can be adjusted to a more appropriate size.

ヒータ10を容器1に配置した説明図。An explanatory view in which a heater is arranged in a container. ヒータ10を示す半断面図。FIG. 2 is a half sectional view showing a heater 10. シースヒータ800の詳細な構成を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of a sheath heater 800. 第1実施形態の主体金具500の薄肉部550付近の断面図。Sectional drawing of the thin part 550 vicinity of the metal shell 500 of 1st Embodiment. ヒータ10の製造方法を示すフローチャート。3 is a flowchart showing a method for manufacturing the heater 10. 第2実施形態の主体金具500aの薄肉部550a付近の断面図。Sectional drawing of the thin part 550a vicinity of the metal shell 500a of 2nd Embodiment. 第3実施形態の主体金具500bの薄肉部550b付近の断面図。Sectional drawing of the thin part 550b vicinity of the metal shell 500b of 3rd Embodiment.

図1は、ヒータ10を容器1に配置した説明図である。図1に示すように、箱状の容器1内には液体(例えば、オイルやウォッシャー液等)2が入れられている。この容器1の上部には、ヒータ10を取り付けるための取付部3が形成されている。取付部3は、ヒータ10が挿通される取付孔4が設けられると共に、取付孔4に面する取付部3の内面にはヒータ10の雄ネジ部540(後述)と螺合する雌ネジ部5が設けられている。取付部3にヒータ10を取り付けることで、ヒータ10の先端側が容器1内に突出し、液体2に晒される。   FIG. 1 is an explanatory diagram in which the heater 10 is arranged in the container 1. As shown in FIG. 1, a liquid (for example, oil or washer fluid) 2 is placed in a box-like container 1. An attachment portion 3 for attaching the heater 10 is formed on the upper portion of the container 1. The mounting portion 3 is provided with a mounting hole 4 through which the heater 10 is inserted, and an inner screw portion 540 (described later) of the heater 10 is screwed onto the inner surface of the mounting portion 3 facing the mounting hole 4. Is provided. By attaching the heater 10 to the attachment portion 3, the leading end side of the heater 10 protrudes into the container 1 and is exposed to the liquid 2.

図2は、ヒータ10を示す半断面図である。ヒータ10は、シースヒータ800の他、中軸200と、主体金具500とを主に備える。これらヒータ10を構成する部材は、ヒータ10の軸線Oの方向(以下、軸線方向ODとも言う)に沿って組み付けられている。図2では、軸線Oから紙面右側に外観構成を図示し、軸線Oから紙面左側に断面構成を図示した。なお、本明細書では、ヒータ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。   FIG. 2 is a half sectional view showing the heater 10. In addition to the sheath heater 800, the heater 10 mainly includes a middle shaft 200 and a metal shell 500. These members constituting the heater 10 are assembled along the direction of the axis O of the heater 10 (hereinafter also referred to as the axial direction OD). In FIG. 2, an external configuration is illustrated from the axis O to the right side of the drawing, and a cross-sectional configuration is illustrated from the axis O to the left of the drawing. In the present specification, the sheath heater 800 side of the heater 10 is referred to as “front end side”, and the engagement member 100 side is referred to as “rear end side”.

主体金具500は、SUS304やSUS310S等のステンレス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。また、主体金具500は、後端側の端部において絶縁部材410及びOリング460を介して中軸200を保持する。絶縁部材410は、絶縁部材410の後端に接するリング300が中軸200に加締められることで、主体金具500に固定される。さらに、主体金具500の軸孔510内には、絶縁部材410からシースヒータ800に至る中軸200が配置される。軸孔510は、軸線O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。さらに、主体金具500は、本体部530と、本体部530の厚みよりも薄い厚みの薄肉部550とを備える。このうち、本体部530には、工具係合部520と、雄ネジ部540とを備える。主体金具500の工具係合部520は、ヒータ10の取り付け及び取り外しに用いられる工具(図示せず)に係合する。雄ネジ部540は、容器1に形成された雌ネジ部5に嵌り合う。また、本体部530よりも先端側には、薄肉部550が設けられており、シースヒータ800が薄肉部550の内部(軸孔510)に圧入され、薄肉部550とレーザ溶接されている。なお、シースヒータ800と薄肉部550との構造については、後述する。なお、主体金具500が特許請求の範囲の「ハウジング」に相当する。   The metal shell 500 is a member obtained by forming stainless steel such as SUS304 or SUS310S into a cylindrical shape. The metal shell 500 holds the sheath heater 800 at the end on the distal end side. The metal shell 500 holds the central shaft 200 via the insulating member 410 and the O-ring 460 at the end on the rear end side. The insulating member 410 is fixed to the metal shell 500 by crimping the ring 300 in contact with the rear end of the insulating member 410 to the middle shaft 200. Further, the middle shaft 200 extending from the insulating member 410 to the sheath heater 800 is disposed in the shaft hole 510 of the metal shell 500. The shaft hole 510 is a through hole formed along the axis O 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. Furthermore, the metal shell 500 includes a main body portion 530 and a thin portion 550 having a thickness smaller than the thickness of the main body portion 530. Among these, the main body portion 530 includes a tool engaging portion 520 and a male screw portion 540. The tool engaging portion 520 of the metal shell 500 engages with a tool (not shown) used for attaching and removing the heater 10. The male screw portion 540 is fitted to the female screw portion 5 formed in the container 1. Further, a thin portion 550 is provided on the front end side of the main body portion 530, and the sheath heater 800 is press-fitted into the thin portion 550 (shaft hole 510) and laser welded to the thin portion 550. The structure of the sheath heater 800 and the thin portion 550 will be described later. The metal shell 500 corresponds to a “housing” in the claims.

中軸200は、導電材料で円柱状(棒状)に成形された部材である。中軸200は、主体金具500の軸孔510に挿入された状態で軸線方向ODに沿って組み付けられる。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。先端部210は、シースヒータ800の内部に挿入される。雄ネジ部290は、主体金具500から後端側に突出している。雄ネジ部290には、係合部材100が嵌り合う。   The middle shaft 200 is a member formed of a conductive material into a cylindrical shape (bar shape). The middle shaft 200 is assembled along the axial direction OD while 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 is inserted into the sheath heater 800. The male screw portion 290 protrudes from the metal shell 500 to the rear end side. The engaging member 100 is fitted into the male screw portion 290.

図3は、シースヒータ800の詳細な構成を示す断面図である。シースヒータ800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内に圧入されている。シースヒータ800は、シース管810と、発熱コイル820と、絶縁体870とを主に備える。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the sheath heater 800. The sheath heater 800 is press-fitted into the shaft hole 510 of the metal shell 500 with the distal end portion 210 of the middle shaft 200 inserted into the sheath heater 800. The sheath heater 800 mainly includes a sheath tube 810, a heating coil 820, and an insulator 870.

シース管810は、軸線方向ODに延び、先端が閉じられた筒状部材である。シース管810は、発熱コイル820と、絶縁体870と、を内包する。シース管810は、軸線方向ODに延びる側面部814と、側面部814の先端側に接続し、外側に向けて丸く形成された先端部813と、先端部813とは反対側に開口した端部である後端部819とを備える。この後端部819からシース管810の内部に中軸200の先端部210が挿入されている。シース管810は、パッキン600及び絶縁体870によって中軸200と電気的に絶縁される。一方、シース管810は、主体金具500と接触して電気的に接続されている。このシース管810は、SUS310S等のステンレス鋼である。   The sheath tube 810 is a cylindrical member that extends in the axial direction OD and has a closed tip. The sheath tube 810 includes a heat generating coil 820 and an insulator 870. The sheath tube 810 includes a side surface portion 814 extending in the axial direction OD, a distal end portion 813 that is connected to the distal end side of the side surface portion 814 and is rounded outward, and an end portion that is open on the opposite side of the distal end portion 813. And a rear end portion 819. The distal end portion 210 of the central shaft 200 is inserted from the rear end portion 819 into the sheath tube 810. The sheath tube 810 is electrically insulated from the middle shaft 200 by the packing 600 and the insulator 870. On the other hand, the sheath tube 810 is in contact with and electrically connected to the metal shell 500. The sheath tube 810 is stainless steel such as SUS310S.

絶縁体870は、電気絶縁性を有する絶縁材料の粉末により形成されている。絶縁体870としては、例えば、酸化マグネシウム(MgO)の粉末が用いられる。絶縁体870は、シース管810が中軸200、発熱コイル820を内包することによって、シース管810内に形成された隙間に充填(配置)され、その隙間を電気的に絶縁する。   The insulator 870 is formed of a powder of an insulating material having electrical insulating properties. As the insulator 870, for example, magnesium oxide (MgO) powder is used. The insulator 870 fills (arranges) a gap formed in the sheath tube 810 when the sheath tube 810 includes the center shaft 200 and the heating coil 820, and electrically insulates the gap.

発熱コイル820は、シース管810の内側に軸線方向ODに沿って配置され、通電によって発熱する。発熱コイル820は、先端側のコイル端部である先端部822と、後端側のコイル端部である後端部829と、先端部822と後端部829とを接続する螺旋部823とを備える。先端部822は、シース管810の先端部813に接続しており、シース管810と電気的に接続される。後端部829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る。発熱コイル820は、Fe−Cr−Al合金、Ni−Cr合金、Co−Ni合金、Ni等からなる。なお、発熱コイル820が、特許請求の範囲の「発熱体」に相当する。   The heating coil 820 is disposed along the axial direction OD inside the sheath tube 810 and generates heat when energized. The heating coil 820 includes a front end portion 822 that is a coil end portion on the front end side, a rear end portion 829 that is a coil end portion on the rear end side, and a spiral portion 823 that connects the front end portion 822 and the rear end portion 829. Prepare. The distal end portion 822 is connected to the distal end portion 813 of the sheath tube 810 and is electrically connected to the sheath tube 810. The rear end portion 829 is electrically connected to the middle shaft 200 by being joined to the front end portion 210 of the middle shaft 200. The heating coil 820 is made of a Fe—Cr—Al alloy, a Ni—Cr alloy, a Co—Ni alloy, Ni, or the like. The heating coil 820 corresponds to a “heating element” in the claims.

図4は、主体金具500の薄肉部550付近の断面図である。図4の断面は、軸線Oを通る位置でシース管810及び主体金具500を切断した断面である。なお、中軸200は簡略化のため、斜視図にて示す。図4に示すように、主体金具500は、本体部530と薄肉部550とを備える。薄肉部550は、本体部530の先端側に接続されており、薄肉部550の厚みは、本体部530の厚みよりも薄く形成されている。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the vicinity of the thin portion 550 of the metal shell 500. The cross section of FIG. 4 is a cross section in which the sheath tube 810 and the metal shell 500 are cut at a position passing through the axis O. The middle shaft 200 is shown in a perspective view for simplification. As shown in FIG. 4, the metal shell 500 includes a main body portion 530 and a thin portion 550. The thin part 550 is connected to the distal end side of the main body part 530, and the thickness of the thin part 550 is thinner than the thickness of the main body part 530.

シース管810は、本体部530及び薄肉部550の内側(軸孔510)に挿通されている。この際、シース管810は、薄肉部550に圧入されており、薄肉部550の一部に、圧入部552が形成されている。さらに、薄肉部550とシース管810とが全周に亘ってレーザ溶接され、溶融部560が周方向に設けられている。この溶融部560は、圧入部552に重なるように設けられている。   The sheath tube 810 is inserted through the main body portion 530 and the thin portion 550 (shaft hole 510). At this time, the sheath tube 810 is press-fitted into the thin portion 550, and a press-fit portion 552 is formed in a part of the thin portion 550. Furthermore, the thin-walled portion 550 and the sheath tube 810 are laser welded over the entire circumference, and the melting portion 560 is provided in the circumferential direction. The melting part 560 is provided so as to overlap the press-fitting part 552.

そして、本実施形態では、薄肉部550の厚みT1がシース管810の厚みT2よりも薄くされている。なお、本実施形態では、薄肉部550の全部位の厚みがシース管810の厚みT2よりも薄くされている。薄肉部の厚みT1は、溶融部560に隣接する非溶融部561と溶融部560との薄肉部550の外表面の境界S1(後端側境界S1)における薄肉部550の厚みT1であることを特定している。これは、溶接により溶融部560の形状が変化することで、溶融部560において薄肉部550の厚みが特定できない虞があるのに対し、非溶融部561と溶融部560との境界Sを起点すれば、容易に薄肉部550の厚みT1を特定することができるからである。   In the present embodiment, the thickness T1 of the thin portion 550 is made thinner than the thickness T2 of the sheath tube 810. In this embodiment, the thickness of all the thin portions 550 is made thinner than the thickness T2 of the sheath tube 810. The thickness T1 of the thin portion is the thickness T1 of the thin portion 550 at the boundary S1 (rear end side boundary S1) of the outer surface of the thin portion 550 between the non-melting portion 561 and the melting portion 560 adjacent to the melting portion 560. I have identified. This is because the shape of the melted part 560 is changed by welding, and the thickness of the thin part 550 may not be specified in the melted part 560, whereas the boundary S between the non-melted part 561 and the melted part 560 is started. This is because the thickness T1 of the thin portion 550 can be easily specified.

以上のように構成されたヒータ10によれば、薄肉部550の厚みT1がシース管810の厚みT2よりも薄くしている。これにより、シース管810内に設けられる溶融部560を適切な大きさに調整することができる。その結果、シース管810と主他金具500の水密性を確保することができると共に、シース管810が貫通して発熱コイル820が酸化消耗することを抑制できる。なお、本実施形態では、後端側境界S1における薄肉部550の厚みT1とシース管810の厚みT2とを比較したが、先端側境界S2における薄肉部550の厚みとシース管810の厚みT2とを比較してもよい。   According to the heater 10 configured as described above, the thickness T1 of the thin portion 550 is made thinner than the thickness T2 of the sheath tube 810. Thereby, the fusion | melting part 560 provided in the sheath pipe | tube 810 can be adjusted to a suitable magnitude | size. As a result, the watertightness of the sheath tube 810 and the main other metal fitting 500 can be ensured, and the sheath tube 810 can be prevented from penetrating and the heating coil 820 being oxidized and consumed. In this embodiment, the thickness T1 of the thin portion 550 at the rear end side boundary S1 is compared with the thickness T2 of the sheath tube 810. However, the thickness of the thin portion 550 at the front end side boundary S2 and the thickness T2 of the sheath tube 810 are compared. May be compared.

また、本実施形態のヒータ10は、溶融部560が、薄肉部550のうち本体530と軸線方向ODに離間した位置に設けられてなる。このように溶融部560を本体部530と離間した薄肉部550の位置に形成すると、レーザ溶接時の熱が本体部530に伝導しにくくなり、良好な溶融部560の形状を得ることができる。   Moreover, the heater 10 of this embodiment is provided with the melting part 560 at a position in the thin part 550 that is separated from the main body 530 in the axial direction OD. When the melted part 560 is formed at the position of the thin part 550 that is separated from the main body part 530 in this way, heat at the time of laser welding becomes difficult to be conducted to the main body part 530, and a good shape of the melted part 560 can be obtained.

また、本実施形態のヒータ10は、溶融部560の後端562と、本体部530の先端531との軸線方向の距離が1.5mmとなっている。このように、溶融部560の後端562を本体部530の先端531から1mmより大きく離間させることで、レーザ溶接時の熱が本体部530にさらに伝導しにくくなり、溶融部560に生じる凝固割れが発生することを抑制できる。   In the heater 10 of the present embodiment, the axial distance between the rear end 562 of the melting portion 560 and the front end 531 of the main body portion 530 is 1.5 mm. Thus, by separating the rear end 562 of the melting part 560 from the front end 531 of the main body part 530 by more than 1 mm, the heat at the time of laser welding becomes more difficult to conduct to the main body part 530 and solidification cracks generated in the melting part 560 Can be prevented from occurring.

また、本実施形態のヒータ10は、薄肉部550の少なくとも一部に、シース管810が圧入されてなる圧入部552が設けられてなる。このように、薄肉部550に圧入部552を設けることで、シース管810の軸と薄肉部550との軸とをほぼ一致させることができ(ヒータ10の軸Oに合わせることができ)、シース管810と薄肉部550とが軸ずれすることを抑制できる。その結果、薄肉部550に形成する溶融部560が、周方向に亘ってほぼ均一で良好な形状を得ることができる。   Further, the heater 10 of the present embodiment is provided with a press-fit portion 552 formed by press-fitting the sheath tube 810 on at least a part of the thin portion 550. Thus, by providing the press-fit portion 552 in the thin wall portion 550, the axis of the sheath tube 810 and the thin wall portion 550 can be substantially aligned (can be aligned with the axis O of the heater 10), and the sheath It is possible to suppress the axial displacement of the tube 810 and the thin portion 550. As a result, the melted part 560 formed in the thin wall part 550 can obtain a substantially uniform and good shape in the circumferential direction.

また、本実施形態のヒータ10は、溶融部560が、圧入部552に重なるように設けられてなる。このように、溶融部560が圧入部552に重なるように設けられることで、シース管810と薄肉部550との周方向のクリアランス(隙間)が設けられていない部位(つまり、圧入部552)に溶融部を形成することができる。その結果、シース管810内に設けられる溶融部560がより適度な大きさに調整することが可能となる。
その上、形成された溶融部560の外表面が径方向内側に向かって凹みにくくなるため、溶融部560が周方向に亘ってほぼ均一で良好な形状を得ることができる。
Further, the heater 10 of the present embodiment is provided such that the melting part 560 overlaps the press-fitting part 552. In this way, by providing the melted portion 560 so as to overlap the press-fit portion 552, a portion (that is, the press-fit portion 552) where the circumferential clearance (gap) between the sheath tube 810 and the thin-walled portion 550 is not provided. A melt zone can be formed. As a result, the melting part 560 provided in the sheath tube 810 can be adjusted to a more appropriate size.
In addition, since the outer surface of the formed melted part 560 is less likely to be dented inward in the radial direction, the melted part 560 can have a substantially uniform and good shape in the circumferential direction.

また、本実施形態のヒータ10は、シース管810内に配置されるパッキン600を、本体部530と軸線方向ODに重なるように配置されていると共に、薄肉部550と軸線方向ODに重ならないように配置している(図3参照)。これにより、ヒータ10の発熱コイル820による熱がパッキン600に滞留することなく、本体部530に伝導することができ、パッキン600が劣化することを抑制できる。   In the heater 10 of this embodiment, the packing 600 disposed in the sheath tube 810 is disposed so as to overlap the main body 530 and the axial direction OD, and does not overlap the thin portion 550 and the axial direction OD. (See FIG. 3). As a result, the heat generated by the heating coil 820 of the heater 10 can be conducted to the main body 530 without staying in the packing 600, and deterioration of the packing 600 can be suppressed.

次に、ヒータ10の製造方法について説明する。図5は、ヒータ10の製造方法を示すフローチャートである。ヒータ10の製造では、まず、発熱コイル820と中軸200とが溶接される(ステップS10)。   Next, a method for manufacturing the heater 10 will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a method for manufacturing the heater 10. In manufacturing the heater 10, first, the heating coil 820 and the center shaft 200 are welded (step S10).

次に、発熱コイル820の先端部822と、シース管810の先端部813と、が溶接される(ステップS20)。ステップS20における溶接工程が完了すると、次に、シース管810の内に絶縁体870が充填される(ステップS30)。絶縁体870が、発熱コイル820と、中軸200とを内包することによってシース管810内に形成された空隙に充填されて、シースヒータ800の組み立てが完了する。   Next, the distal end portion 822 of the heating coil 820 and the distal end portion 813 of the sheath tube 810 are welded (step S20). When the welding process in step S20 is completed, the insulator 870 is then filled into the sheath tube 810 (step S30). The insulator 870 fills the gap formed in the sheath tube 810 by enclosing the heat generating coil 820 and the middle shaft 200, and the assembly of the sheath heater 800 is completed.

シースヒータ800が組み立てられると、シースヒータ800に対し、スウェージング加工が施される(ステップS40)。スウェージング加工とは、シースヒータ800に対して打撃力を加えてシースヒータ800を縮径させ、シース管810内に充填した絶縁体870を緻密化させる加工である。スウェージングに伴ってシースヒータ800に打撃力が加えられると、打撃力がシースヒータ800内部に伝えられることにより、絶縁体870が緻密化される。   When the sheath heater 800 is assembled, a swaging process is performed on the sheath heater 800 (step S40). The swaging process is a process of applying a striking force to the sheath heater 800 to reduce the diameter of the sheath heater 800 and densifying the insulator 870 filled in the sheath tube 810. When a striking force is applied to the sheath heater 800 along with the swaging, the striking force is transmitted to the inside of the sheath heater 800, whereby the insulator 870 is densified.

シースヒータ800にスウェージング加工が施されると、シースヒータ800を主体金具500に圧入する(ステップS50)。シースヒータ800を主体金具500の先端側から挿入し、薄肉部550に圧入部552を形成する。その後、主体金具500とシースヒータ800とを溶接する(ステップS60)。薄肉部550の圧入部552に重なるようにして、薄肉部550の全周に亘ってレーザ溶接を行い、薄肉部550とシース管810とに溶融部560を形成する。その後、ヒータ10の組み立てを行い(ステップS70)、ヒータ10が完成する。具体的には、主体金具500の後端部分において、Oリング110や絶縁部材120を中軸200に嵌め込み、係合部材140を主体金具500の後端に設けられた中軸200の雄ネジ部290に締め付ける。   When the swaging process is performed on the sheath heater 800, the sheath heater 800 is press-fitted into the metal shell 500 (step S50). The sheath heater 800 is inserted from the front end side of the metal shell 500 to form a press-fit portion 552 in the thin portion 550. Thereafter, the metallic shell 500 and the sheath heater 800 are welded (step S60). Laser welding is performed over the entire circumference of the thin wall portion 550 so as to overlap the press-fitting portion 552 of the thin wall portion 550, and a melted portion 560 is formed in the thin wall portion 550 and the sheath tube 810. Thereafter, the heater 10 is assembled (step S70), and the heater 10 is completed. Specifically, at the rear end portion of the metal shell 500, the O-ring 110 and the insulating member 120 are fitted into the middle shaft 200, and the engagement member 140 is attached to the male screw portion 290 of the middle shaft 200 provided at the rear end of the metal shell 500. tighten.

次に、第2実施形態のヒータ10aについて、説明する。なお、第2実施形態のヒータ10aは、第1実施形態のヒータ10のうち、薄肉部550における溶融部560の形成位置が異なるだけであり、その他の部位については第1実施形態のヒータ10と同様である。よって、以下の説明では、第2実施形態のヒータ10aの薄肉部550aを中心に説明し、その他の部位の説明は簡略又は省略する。   Next, the heater 10a of 2nd Embodiment is demonstrated. In addition, the heater 10a of 2nd Embodiment differs only in the formation position of the fusion | melting part 560 in the thin part 550 among the heaters 10 of 1st Embodiment, and it is different from the heater 10 of 1st Embodiment about another site | part. It is the same. Therefore, in the following description, it demonstrates centering on the thin part 550a of the heater 10a of 2nd Embodiment, and description of another site | part is simplified or abbreviate | omitted.

図6は、ヒータ10aの主体金具500aの薄肉部550a付近の断面図である。図6の断面は、軸線Oを通る位置でシース管810及び主体金具500aを切断した断面である。なお、中軸200は簡略化のため、斜視図にて示す。図6に示すように、主体金具500aは、本体部530aと薄肉部550aとを備える。薄肉部550aは、本体部530aの先端側に接続されており、薄肉部550aの厚みは、本体部530aの厚みよりも薄く形成されている。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the vicinity of the thin portion 550a of the metal shell 500a of the heater 10a. The cross section of FIG. 6 is a cross section obtained by cutting the sheath tube 810 and the metal shell 500a at a position passing through the axis O. The middle shaft 200 is shown in a perspective view for simplification. As shown in FIG. 6, the metal shell 500a includes a main body portion 530a and a thin portion 550a. The thin portion 550a is connected to the distal end side of the main body portion 530a, and the thickness of the thin portion 550a is thinner than the thickness of the main body portion 530a.

シース管810は、本体部530a及び薄肉部550aの内側(軸孔510a)に挿通されている。この際、シース管810は、薄肉部550aに圧入されており、薄肉部550aの一部には圧入部552aが形成されている。そして、第2実施形態では、薄肉部550aとシース管810とが全周に亘ってレーザ溶接され、溶融部560aが周方向に設けられている。この溶融部560aは、圧入部552aと軸線方向ODにずれて設けられている。   The sheath tube 810 is inserted inside the main body portion 530a and the thin portion 550a (shaft hole 510a). At this time, the sheath tube 810 is press-fitted into the thin portion 550a, and a press-fit portion 552a is formed in a part of the thin portion 550a. And in 2nd Embodiment, the thin part 550a and the sheath pipe | tube 810 are laser-welded over the perimeter, and the fusion | melting part 560a is provided in the circumferential direction. The melting portion 560a is provided so as to be shifted from the press-fit portion 552a in the axial direction OD.

以上のように構成されたヒータ10aにおいても、薄肉部550aの厚みT1がシース管810の厚みT2よりも薄くしている。これにより、シース管810内に設けられる溶融部560aを適切な大きさに調整することができる。その結果、シース管810と主他金具500aの水密性を確保することができると共に、シース管810が貫通して発熱コイル820が酸化消耗することを抑制できる。なお、本実施形態では、薄肉部550aの全部位の厚みがシース管810の厚みT2よりも薄くされている。   Also in the heater 10a configured as described above, the thickness T1 of the thin portion 550a is made thinner than the thickness T2 of the sheath tube 810. Thereby, the fusion | melting part 560a provided in the sheath pipe | tube 810 can be adjusted to a suitable magnitude | size. As a result, the watertightness of the sheath tube 810 and the main other metal fitting 500a can be secured, and the sheath tube 810 can be prevented from penetrating and the heating coil 820 being oxidized and consumed. In the present embodiment, the thickness of all the thin portions 550a is made thinner than the thickness T2 of the sheath tube 810.

また、本実施形態のヒータ10aは、圧入部552aが、薄肉部550aの一部に設けられてなり、溶融部560aと圧入部552aとが軸線方向ODにずれて形成されてなる。これにより、溶融部560aの内部応力を減らすことができ、溶融部560aのクラックを抑制できる。   Further, the heater 10a of the present embodiment has a press-fit portion 552a provided in a part of the thin portion 550a, and the melted portion 560a and the press-fit portion 552a are formed so as to be shifted in the axial direction OD. Thereby, the internal stress of the fusion | melting part 560a can be reduced and the crack of the fusion | melting part 560a can be suppressed.

また、本実施形態のヒータ10aは、溶融部560aが、圧入部552aよりも先端側に設けられてなる。このように、溶融部560aを圧入部552aよりも先端側に設けることで、溶接時の熱が、体積が大きいシース管810の先端側に圧入部552aを介して伝導することを抑制できるため、良好な溶融部形状を得ることができる。   Moreover, the heater 10a of this embodiment has the melting part 560a provided on the tip side of the press-fitting part 552a. In this way, by providing the melting part 560a on the tip side of the press-fitting part 552a, it is possible to suppress heat during welding from being conducted to the tip side of the sheath tube 810 having a large volume via the press-fitting part 552a. A good melted part shape can be obtained.

次に、第3実施形態のヒータ10bについて、説明する。なお、第3実施形態のヒータ10bは、第1実施形態のヒータ10のうち、薄肉部550における溶融部560の形成位置が異なるだけであり、その他の部位については第1実施形態のヒータ10と同様である。よって、以下の説明では、第3実施形態のヒータ10bの薄肉部550bを中心に説明し、その他の部位の説明は簡略又は省略する。   Next, the heater 10b of 3rd Embodiment is demonstrated. In addition, the heater 10b of 3rd Embodiment differs only in the formation position of the fusion | melting part 560 in the thin part 550 among the heaters 10 of 1st Embodiment, and it is different from the heater 10 of 1st Embodiment about another site | part. It is the same. Therefore, in the following description, it demonstrates centering on the thin part 550b of the heater 10b of 3rd Embodiment, and description of another site | part is simplified or abbreviate | omitted.

図7は、ヒータ10bの主体金具500bの薄肉部550b付近の断面図である。図7の断面は、軸線Oを通る位置でシース管810及び主体金具500bを切断した断面である。なお、中軸200は簡略化のため、斜視図にて示す。図7に示すように、主体金具500bは、本体部530bと薄肉部550bとを備える。薄肉部550bは、本体部530bの先端側に接続されており、薄肉部550bの厚みは、本体部530bの厚みよりも薄く形成されている。   FIG. 7 is a cross-sectional view of the vicinity of the thin portion 550b of the metal shell 500b of the heater 10b. The cross section of FIG. 7 is a cross section obtained by cutting the sheath tube 810 and the metal shell 500b at a position passing through the axis O. The middle shaft 200 is shown in a perspective view for simplification. As shown in FIG. 7, the metal shell 500b includes a main body portion 530b and a thin portion 550b. The thin portion 550b is connected to the distal end side of the main body portion 530b, and the thickness of the thin portion 550b is smaller than the thickness of the main body portion 530b.

シース管810は、本体部530b及び薄肉部550bの内側(軸孔510b)に挿通されている。この際、シース管810は、薄肉部550bに圧入されており、薄肉部550aの一部には圧入部552bが形成されている。そして、第3実施形態では、薄肉部550bとシース管810とが全周に亘ってレーザ溶接され、溶融部560bが周方向に設けられている。この溶融部560aは、薄肉部550bの先端551bに設けられている。   The sheath tube 810 is inserted inside the main body portion 530b and the thin portion 550b (shaft hole 510b). At this time, the sheath tube 810 is press-fitted into the thin portion 550b, and a press-fit portion 552b is formed in a part of the thin portion 550a. And in 3rd Embodiment, the thin part 550b and the sheath pipe | tube 810 are laser-welded over the perimeter, and the fusion | melting part 560b is provided in the circumferential direction. The melting portion 560a is provided at the tip 551b of the thin portion 550b.

以上のように構成されたヒータ10bにおいても、薄肉部550bの厚みT1がシース管810の厚みT2よりも薄くしている。これにより、シース管810内に設けられる溶融部560bを適切な大きさに調整することができる。その結果、シース管810と主他金具500bの水密性を確保することができると共に、シース管810が貫通して発熱コイル820が酸化消耗することを抑制できる。なお、本実施形態では、薄肉部550bの全部位の厚みがシース管810の厚みT2よりも薄くされている。   Also in the heater 10b configured as described above, the thickness T1 of the thin portion 550b is thinner than the thickness T2 of the sheath tube 810. Thereby, the fusion | melting part 560b provided in the sheath pipe | tube 810 can be adjusted to a suitable magnitude | size. As a result, the watertightness of the sheath tube 810 and the main other metal fitting 500b can be secured, and the sheath tube 810 can be prevented from penetrating and the heating coil 820 being oxidized and consumed. In the present embodiment, the thickness of all the thin portions 550b is thinner than the thickness T2 of the sheath tube 810.

また、本実施形態のヒータ10bは、溶融部560bが、薄肉部550bの先端551bに設けられてなる。このように、薄肉部550bの先端551bに溶融部560bを形成することで、シース管810内に設けられる溶融部560bをより適切な大きさに調整することができる。   Further, the heater 10b of the present embodiment has a melting portion 560b provided at the tip 551b of the thin portion 550b. In this way, by forming the melting portion 560b at the tip 551b of the thin portion 550b, the melting portion 560b provided in the sheath tube 810 can be adjusted to a more appropriate size.

次に、溶融部560の後端562の本体部530の先端531からの距離と凝固割れとの関係について評価した。この評価に際して、第1実施形態のヒータ10を上述の製造方法により作成した。なお、主体金具500に挿入前のシース管810の直径(圧入部552に配置される部位の直径):φ6.2mm、圧入部552における薄肉部550の直径:φ6.94mm、薄肉部550の厚みT1:0.4mm、シース管810の厚みT2:0.7mm、本体部530の肉厚:1.0mm、薄肉部550の軸線方向ODの長さ:4mmとした。また、レーザ溶接条件としては、YAGレーザ溶接機を用い、出力:1.5〜2.5KW、回転速度:3s/1回転、1回転でのレーザショット数:65回であった。   Next, the relationship between the distance from the front end 531 of the main body portion 530 of the rear end 562 of the melted portion 560 and solidification cracking was evaluated. At the time of this evaluation, the heater 10 of the first embodiment was created by the above-described manufacturing method. Note that the diameter of the sheath tube 810 before insertion into the metal shell 500 (diameter of the portion disposed in the press-fit portion 552): φ6.2 mm, the diameter of the thin portion 550 in the press-fit portion 552: φ6.94 mm, and the thickness of the thin portion 550 T1: 0.4 mm, sheath tube 810 thickness T2: 0.7 mm, body portion 530 thickness: 1.0 mm, and thin portion 550 in the axial direction OD length: 4 mm. As laser welding conditions, a YAG laser welder was used, the output was 1.5 to 2.5 kW, the rotation speed was 3 s / 1 rotation, and the number of laser shots in one rotation was 65.

このレーザ溶接条件のもと、レーザ照射位置を、薄肉部550の軸線方向ODに上下に移動させた複数のサンプルを作成した。詳細には、形成された溶融部560の後端561と本体部530の先端531との距離が1mm以下となるサンプルAを10本、形成された溶融部560の後端561と本体部530の先端531との距離が1mmを超えて2mm以下となるサンプルBを10本、形成された溶融部560の後端561と本体部530の先端531との距離が2mmを超えるサンプルCを10本、それぞれ作成した。   Under these laser welding conditions, a plurality of samples were created by moving the laser irradiation position up and down in the axial direction OD of the thin portion 550. Specifically, ten samples A in which the distance between the rear end 561 of the formed melted part 560 and the front end 531 of the main body part 530 is 1 mm or less, the rear end 561 of the formed melted part 560 and the main body part 530 are formed. 10 samples B whose distance from the tip 531 exceeds 1 mm and becomes 2 mm or less, 10 samples C whose distance between the rear end 561 of the formed melted part 560 and the tip 531 of the main body part 530 exceeds 2 mm, Each was created.

そして、このサンプル30本について、凝固割れが発生しているかどうかを確認した。なお、凝固割れが発生しているかどうかは、溶融部560の軸線方向ODの中心位置にて、軸線方向ODに垂直な方向で切断し、切断面に表出した溶融部560をSEMにより確認した。   And about this 30 samples, it was confirmed whether the solidification crack had generate | occur | produced. Whether or not solidification cracking occurred was cut in a direction perpendicular to the axial direction OD at the center position in the axial direction OD of the melted part 560, and the melted part 560 exposed on the cut surface was confirmed by SEM. .

その結果、サンプルA(形成された溶融部560の後端561と本体部530の先端531との距離が1mm以下)では、溶融部560に凝固割れが発生しているサンプル数が3本であった。これに対し、サンプルB(形成された溶融部560の後端561と本体部530の先端531との距離が1mmを超えて2mm以下)や、サンプルC(形成された溶融部560の後端561と本体部530の先端531との距離が2mmを超える)については、溶融部560に凝固割れが発生しているサンプル数は0本であった。以上のことより、溶融部560の後端562を本体部530の先端531から1mmより大きく離間させることで、レーザ溶接時の熱が本体部530にさらに伝導しにくくなり、溶融部560に生じる凝固割れが発生することを抑制できることが分かる。   As a result, in sample A (the distance between the rear end 561 of the formed melted part 560 and the tip 531 of the main body part 530 is 1 mm or less), the number of samples in which solidification cracks occurred in the melted part 560 was three. It was. On the other hand, the sample B (the distance between the rear end 561 of the formed melted part 560 and the front end 531 of the main body part 530 exceeds 1 mm and 2 mm or less) or the sample C (the rear end 561 of the formed melted part 560). And the tip 531 of the main body 530 exceeds 2 mm), the number of samples in which solidification cracks occurred in the melted part 560 was zero. From the above, by separating the rear end 562 of the melting part 560 from the front end 531 of the main body part 530 by more than 1 mm, the heat at the time of laser welding becomes more difficult to conduct to the main body part 530, and solidification generated in the melting part 560 It turns out that it can suppress that a crack generate | occur | produces.

本発明は、本明細書の実施形態や実施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できる。   The present invention is not limited to the embodiments and examples of the present specification, and can be realized with various configurations without departing from the spirit of the present invention.

本実施形態では、圧入部552、552a、552bは薄肉部550、550a、50bの一部に設けられていたが、これに限られるものではなく、薄肉部の全体に亘って設けられていてもよい。
また、本実施形態では、溶融部560、560a、560bは薄肉部550、550a、550bの一部に設けられていたが、これに限られるものでなく、薄肉部の全体に亘って設けられていてもよい。
また、本実施形態では、薄肉部550、550a、550bの全部位の厚みがシース管810の厚みT2よりも薄くされていたが、これに限られず、薄肉部550、550a、550bの厚みT1(境界S1、S2の位置における薄肉部550、550a、550bの厚みT1)がシース管810の厚みT2よりも薄くされていればよく、例えば、薄肉部550、550a、550bが軸線方向ODの先端側に向かうにつれて厚みが薄くなるテーパ部であってもよい。
また、本実施形態では、シース管810内に発熱コイル820のみを配置する形態であったが、これに限られることなく、発熱コイルと発熱コイルを制御する制御コイルがシース管内に配置される形態であってもよい。
In the present embodiment, the press-fit portions 552, 552a, and 552b are provided in a part of the thin portions 550, 550a, and 50b. However, the present invention is not limited to this, and may be provided over the entire thin portion. Good.
In the present embodiment, the melted portions 560, 560a, and 560b are provided in a part of the thin-walled portions 550, 550a, and 550b. However, the present invention is not limited to this and is provided over the entire thin-walled portion. May be.
In the present embodiment, the thickness of all the thin portions 550, 550a, and 550b is made thinner than the thickness T2 of the sheath tube 810. However, the thickness is not limited to this, and the thickness T1 of the thin portions 550, 550a, and 550b ( The thickness T1) of the thin portions 550, 550a, and 550b at the positions of the boundaries S1 and S2 only needs to be thinner than the thickness T2 of the sheath tube 810. For example, the thin portions 550, 550a, and 550b are on the distal end side in the axial direction OD. The taper part which becomes thin as it goes to may be sufficient.
In this embodiment, only the heating coil 820 is disposed in the sheath tube 810. However, the present invention is not limited to this, and the heating coil and a control coil for controlling the heating coil are disposed in the sheath tube. It may be.

10、10a、10b…ヒータ
500、500a、500b…主体金具
550、550a、550b…薄肉部
552、552a、552b…圧入部
560、560a、560b…溶融部
800…シースヒータ
810…シース管
820…発熱コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10a, 10b ... Heater 500, 500a, 500b ... Main metal fitting 550, 550a, 550b ... Thin part 552, 552a, 552b ... Press-fit part 560, 560a, 560b ... Melting part 800 ... Sheath heater 810 ... Sheath tube 820 ... Heating coil

Claims (8)

軸線方向に延びるとともに先端部が閉塞した筒状のシース管と、
前記シース管内に配置され、通電により発熱する発熱体と、
前記シース管の後端側を自身の筒孔内に挿通する筒状のハウジングと、
を備え、
前記ハウジングは、本体部と、前記本体部よりも先端側で、且つ、前記シース管に対して前記軸線方向に重なるように配置され、前記本体部の厚みよりも薄い筒状の薄肉部と、を有し、
前記薄肉部と前記シース管とに全周に亘ってレーザ溶接により形成された溶融部が設けられるヒータであって、
前記溶融部に隣接する非溶融部と前記溶融部との前記薄肉部の外表面の境界における前記薄肉部の厚みが、前記シース管の厚みより薄い
ことを特徴とするヒータ。
A cylindrical sheath tube extending in the axial direction and having a closed end portion;
A heating element disposed in the sheath tube and generating heat when energized;
A cylindrical housing for inserting the rear end side of the sheath tube into its cylindrical hole;
With
The housing is disposed on the distal end side of the main body portion and on the distal end side of the main body portion and in the axial direction with respect to the sheath tube, and has a cylindrical thin portion thinner than the thickness of the main body portion, Have
A heater provided with a melted part formed by laser welding over the entire circumference of the thin part and the sheath tube,
The heater according to claim 1, wherein a thickness of the thin portion at a boundary of an outer surface of the thin portion between the non-melting portion adjacent to the melting portion and the melting portion is smaller than a thickness of the sheath tube.
前記溶融部は、前記薄肉部のうち前記本体部と離間した位置に設けられてなることを特徴とする請求項1に記載のヒータ。   The heater according to claim 1, wherein the melting portion is provided at a position separated from the main body portion in the thin portion. 前記溶融部の後端と前記本体部の先端との軸線方向の距離が1mmより大きいことを特徴とする請求項2に記載のヒータ。   The heater according to claim 2, wherein an axial distance between a rear end of the melting portion and a front end of the main body is greater than 1 mm. 前記薄肉部の少なくとも一部には、前記シース管が圧入されてなる圧入部が設けられてなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のヒータ。   The heater according to any one of claims 1 to 3, wherein a press-fitting part in which the sheath tube is press-fitted is provided in at least a part of the thin part. 前記溶融部は、前記圧入部に重なるように設けられてなることを特徴とする請求項4に記載のヒータ。   The heater according to claim 4, wherein the melting part is provided so as to overlap the press-fitting part. 前記圧入部は、前記薄肉部の一部に設けられてなり、前記溶融部と前記圧入部とは前記軸線方向にずれて形成されてなることを特徴とする請求項4に記載のヒータ。   The heater according to claim 4, wherein the press-fitting portion is provided in a part of the thin-walled portion, and the melting portion and the press-fitting portion are formed so as to be shifted in the axial direction. 前記溶融部は、前記圧入部よりも先端側に設けられてなることを特徴とする請求項6記載のヒータ。   The heater according to claim 6, wherein the melting part is provided on a tip side of the press-fitting part. 前記溶融部は、前記薄肉部の先端に設けられてなることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載のヒータ。   The heater according to any one of claims 1 to 7, wherein the melting part is provided at a tip of the thin part.
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