JP6289513B2 - ヒータおよびヒータの製造方法 - Google Patents
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Description
このような態様においては、先端側中軸部の他の部位よりも硬度が高い第1の熱影響部と、後端側中軸部の他の部位よりも硬度が高い第2の熱影響部と、の少なくとも一方が3mm以下である。このため、中軸において、曲げ力や振動が印加された場合に変形しにくい熱影響部が少ない。その結果、中軸において熱影響部が多い態様に比べて、より多くの部分が変形することができる。その結果、曲げ力や振動を受けた際に、熱影響部以外の部分に応力が集中して中軸が破損に至る可能性が低い。
このような態様とすれば、保持部が先端側中軸部を押圧する力の大きさが同じであるという条件下で、先端側中軸部と接触する部分の軸線方向の長さが3.5mmより大きい態様に比べて、保持部が先端側中軸部を押す圧力を大きくすることができる。このため、保持部と先端側中軸部との間の接触抵抗を小さくすることができ、溶接工程において、先端側中軸部の保持部との接触部分の温度上昇量を低減できる。その結果、溶接工程によって生じる先端側中軸部の熱影響部の軸線方向についての長さを、3mm以下にすることができる。
本発明の実施形態に係るヒータの一例として、ディーゼルエンジン等の内燃機関の予熱用に使用されるグロープラグ1を例に、図面を参照して説明する。
クロムモリブデン鋼SCM435で構成した先端側中軸部41と、炭素鋼SWCH10R−6Tで構成した後端側中軸部42と、を用いて、先端側中軸部41と後端側中軸部42の外径、ならびに第1の熱影響部44と第2の熱影響部45のZ軸方向の寸法を様々に変化させて、中軸4を製造し、各サンプルについて、先端側中軸部41と後端側中軸部42の接合強度を評価した。その結果を表1および表2に示す。
C1.変形例:
上記実施形態においては、エンジンに使用されるグロープラグを例として本発明の実施形態を説明している。しかし、本発明は、家電用シーズヒータや液体加熱装置など、他のヒータに適用することもできる。
上記実施例においては、第1の熱影響部44と第2の熱影響部45の少なくとも一方は、3mm以下であることが好ましいことを示した(表1および表2参照)。ただし、先端側中軸部41と後端側中軸部42のうちの一方が他方よりも硬度が高い素材で構成されている場合には、硬度が高い素材で構成されている方の熱影響部が、3mm以下であることが好ましい。ここで、素材の硬度は、ビッカース硬さで評価するものとする。
変形しやすいと予想される硬度の低い部分に加えて、当該部分が変形することによって、破壊を免れることができる可能性が高い。
上記実施形態においては、先端側中軸部41と後端側中軸部42とを抵抗溶接により接合している。しかし、先端側中軸部と後端側中軸部との接合は、抵抗溶接以外のガス溶接、アーク溶接、ビーム溶接などで行うこともできる。
上記実施形態においては、先端側中軸部41と後端側中軸部42とを接合する際、先端側中軸部41と後端側中軸部42を、向かい合う一対の保持爪C11,C12、ならびに保持爪C21,C22で、それぞれ保持している。しかし、一つの部材を3個以上の爪で保持する態様とすることもできる。
上記実施形態では、グロープラグを例に、本願に係る発明の態様を説明した。しかし、本願に係る発明は、内燃機関の始動補助装置として使用されるグロープラグのほか、家電用シーズヒータや燃料加熱装置、液体加熱装置など、他のヒータに適用することもできる。
2…主体金具
3…軸孔
4…中軸
6…発熱部
7…絶縁ブッシュ
8…Oリング
9…端子
21…雄ねじ部
22…工具係合部
31…小径部
32…大径部
33…座ぐり部
41…先端側中軸部
42…後端側中軸部
43…溶融部
44…第1の熱影響部
45…第2の熱影響部
61…耐熱性チューブ
62…電気発熱体
62c…制御コイル
62h…発熱コイル
63…先端部
64…絶縁粉末
65…パッキン
AL…グロープラグ1の先端側を示す矢印
AT…グロープラグ1の後端側を矢印
Ah1,Ah2…保持部H11,H12の動きを示す矢印
Aw1,Aw2…先端側中軸部41と後端側中軸部42との突き合わせの動きを示す矢印
Ax…中心軸
C1…チャック
C11,C12…保持爪
C2…チャック
C21,C22…保持爪
Ch…溶融部43のZ軸方向の中央の位置
H11,H12…保持部
L1…接合強度の評価において、溶融部43のZ軸方向の中央の地点から先端側中軸部41を保持する部分までの距離
L2…接合強度の評価において、溶融部43のZ軸方向の中央の地点から後端側中軸部42を保持する部分までの距離
Lh1…第1の熱影響部44の寸法
Lh2…第2の熱影響部45の寸法
Lw…溶融部43のZ軸方向の分布範囲
T1…保持爪C11,C12のZ軸方向の寸法
T2…保持爪C21,C22の軸線方向の寸法
Claims (6)
- 軸線方向に伸びる中軸と、前記軸線方向について前記中軸に対して先端側に配され前記中軸と電気的に接続されている発熱体と、を備え、前記中軸が、前記発熱体と電気的に接続されている先端側中軸部と、前記先端側中軸部に対して前記軸線方向について後端側に配され溶融部を介して前記先端側中軸部と接合されている後端側中軸部と、を備える、ヒータにおいて、
前記先端側中軸部は、前記溶融部と接する第1の熱影響部を備え、
前記後端側中軸部は、前記溶融部と接する第2の熱影響部を備え、
前記後端側中軸部と前記先端側中軸部のうち、より硬度が高い素材で構成されている方が備える熱影響部の前記軸線方向についての長さが、3mm以下である、ヒータ。 - 請求項1記載のヒータであって、
前記先端側中軸部と前記後端側中軸部のうち、径が細い方の径は、2.3mm以下である、ヒータ。 - 請求項1または2に記載のヒータであって、
前記後端側中軸部に比べて前記先端側中軸部が細く設けられている、ヒータ。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のヒータと、
前記軸線方向の後端側から先端側に伸びる筒状の形状を有し、前記ヒータの少なくとも一部を内部に収容する主体金具と、を備えるグロープラグ。 - 軸線方向に伸びる中軸と、前記軸線方向について前記中軸に対して先端側に配され前記中軸と電気的に接続されている発熱体と、を備えるヒータの製造方法であって、
前記発熱体と電気的に接続される先端側中軸部と、前記先端側中軸部に対して前記軸線方向について後端側に配される後端側中軸部と、を抵抗溶接することにより前記中軸を形成する溶接工程を備え、
前記溶接工程において、前記先端側中軸部を挟んで保持し、前記先端側中軸部に電圧を印加する保持部において、前記先端側中軸部と接触する部分の前記軸線方向の長さが、3.5mm以下であり、
前記溶接工程は、前記後端側中軸部と前記先端側中軸部のうち、より硬度が高い素材で構成されている方が備える熱影響部の前記軸線方向についての長さが、3mm以下となるように行われる、ヒータの製造方法。 - グロープラグの製造方法であって、
請求項5記載の製造方法によってヒータを製造する工程と、
軸線方向の後端側から先端側に伸びる筒状の形状を有する主体金具の内部に、前記ヒータの少なくとも一部を収容する工程と、を備える、グロープラグの製造方法。
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