JP7085461B2 - グロープラグ及びグロープラグの製造方法 - Google Patents

Description

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

従来から、ディーゼルエンジンの始動補助に用いられるグロープラグとして、軸線方向に延びる棒状で金属製の中軸と、中軸よりも先端側に配置され、中軸と電気的に接続される棒状のセラミックヒータと、中軸及びセラミックヒータを取り囲み、セラミックヒータを保持する主体金具と、を有するものが知られている。

ところで、グロープラグの中軸は、グロープラグを組み立てる前において、中軸の軸線から振れている（中軸の軸線から曲がっている）ことがあった。そして、このような振れた中軸を用いてグロープラグを組み立てた場合、セラミックヒータにかかる曲げ応力が大きくなり、セラミックヒータが破損してしまう虞があった。

これに対し、中軸の振れを低減する技術として、特許文献１のように、中軸の軸線方向の一部の部位に対して、全周にわたり、塑性変形により縮径させた縮径部や、綾目ローレット、縦目ローレット、横目ローレット、斜めローレット等のローレット部や、さらには、雄ネジ部を設けることが知られている。

特開２０１５－７８８２５号公報

しかしながら、中軸に特許文献１のような縮径部、ローレット部、雄ネジ部を形成したとしても、十分に中軸の振れを抑制できず、その結果、セラミックヒータにかかる曲げ応力を十分に抑制することできていないことがあった。

本願は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、中軸の振れを効果的に抑制することで、セラミックヒータにかかる曲げ応力を抑制可能なグロープラグ及びグロープラグの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一態様は、軸線方向に延びる棒状で金属製の中軸と、前記中軸よりも先端側に配置され、前記中軸と電気的に接続される棒状のセラミックヒータと、前記中軸及び前記セラミックヒータを取り囲み、前記セラミックヒータを保持する主体金具と、を備えるグロープラグであって、
前記中軸には、前記軸線方向に沿って延びる矯正部であり、前記中軸の前記周方向に延びると共にそれぞれが不規則な形状の凹部及び凸部が前記軸線方向にそれぞれ複数並ぶ外周面を備える矯正部を有し、前記矯正部の前記外周面は、複数の前記凸部も含んで全面が転造面にて形成されてなることを特徴とする。

このグロープラグでは、中軸には、軸線方向に沿って延びる矯正部であり、中軸の周方向に延びると共にそれぞれが不規則な形状の凹部及び凸部が軸線方向にそれぞれ複数並ぶ外周面を備える矯正部を有している。その上、矯正部の外周面は、複数の凸部も含んで全面が転造面にて形成されてなる。これにより、矯正部が中軸の振れを効果的に抑制することができ、その結果、セラミックヒータに曲げ応力がかかりにくく、セラミックヒータが破損することを抑制できる。

なお、「中軸の前記周方向に延びる凹部及び凸部」とは、中軸の外周面に形成される凹部及び凸部が、それぞれ中軸の周方向に沿って設けられることを指す。但し、凹部及び凸部は、周方向に亘って全周設けられる（つまり、それぞれが周方向に連結された形態である）必要は無く、凹部又は凸部が周方向の一部で離間していても良い。

また、「それぞれ不規則な形状の凹部及び凸部」とは、中軸の軸線方向に見たときに、凸部同士がそれぞれ異なる形状、又は凹部同士がそれぞれ異なる形状であることを指す。なお、一部の凸部同士が異なる形状、又は一部の凹部同士がそれぞれ異なる形状であれば、他部の凸部同士が同じ形状、又は他部の凹部同士が同じ形状であっても良い。

さらに、「矯正部の外周面は、複数の凸部も含んで全面が転造面にて形成されてなる」とは、ローレット部や雄ネジ部のような、中軸の外周面の一部のみが径方向内側に向かって押圧されて最終的な外周面を得るものではない。詳細には、中軸の外周面の一部を押圧することで凹部を形成しつつ、押圧せずに凹部の形成により凸部を盛り上げることで、最終的な外周面を得るものではない。矯正部の外周面の全面が、少なくとも１度は転造加工により径方向内側に押圧されたものであり、このような転造加工により形成された外周面を転造面と言う。

また、前記矯正部の外周面は、前記複数の凸部も含んで全面にわたり周方向に延びる加工痕が設けられてなることが好ましい。これにより、矯正部の外周面は全面が転造面にて形成することができる。その結果、矯正部が中軸の振れを効果的に抑制することができ、その結果、グロープラグを組み立てたとしてもセラミックヒータに曲げ応力がかかりにくく、セラミックヒータが破損することを抑制できる。

また、複数の前記凹部の深さ、又は複数の前記凸部の高さは、不規則な長さとなることが好ましい。このように、複数の凹部の深さ、又は複数の凸部の高さが不規則な長さになることで、矯正部が中軸の振れをより効果的に抑制することができ、その結果、グロープラグを組み立てたとしてもセラミックヒータに曲げ応力がかかりにくく、セラミックヒータがより破損することを抑制できる。

なお、「凹部の深さ」とは、隣接する凸部からの最大深さを指し、「凸部の高さ」とは、隣接する凹部からの最大高さを指す。なお、隣接した凸部と凹部においては、「凹部の深さ」と「凸部の高さ」とは同じ長さとなる。

また、前記凸部及び前記凹部の前記軸線方向の幅は、不規則な長さとなることが好ましい。このように、凸部及び凹部の長さが不規則になることで、矯正部が中軸の振れをより効果的に抑制することができ、その結果、グロープラグを組み立てたとしてもセラミックヒータに曲げ応力がかかりにくく、セラミックヒータがより破損することを抑制できる。

また、前記中軸のうち前記矯正部よりも先端側及び後端側の少なくとも一方には、前記軸線方向に沿って延びる括れ部であり、前記中軸の周方向に亘って設けられる溝部が前記軸線方向に複数並ぶ外周面を備える括れ部を有するグロープラグに効果的である。

ディーゼルエンジンが発生する振動がディーゼルエンジンに組み付けられたグロープラグに伝わることで、グロープラグの中軸が振動してしまい、中軸に接続するセラミックヒータに力が負荷され、その結果、セラミックヒータが破損するおそれがある。これに対し、中軸に上述の構成を有する括れ部を設けることで、ディーゼルエンジンの振動を起因としたセラミックヒータへの力の負荷をより抑制することができる。

しかしながら、中軸に括れ部を設けることで、グロープラグを組み立てる前の中軸の振れがより大きくなることがあり、その結果、セラミックヒータにかかる曲げ応力がより大きくなり、セラミックヒータが破損してしまうおそれがあった。

これに対し、本願のような矯正部を中軸に設けることで、矯正部が中軸の振れを効果的に抑制することができ、その結果、グロープラグを組み立てたとしてもセラミックヒータに曲げ応力がかかりにくく、セラミックヒータが破損することをより抑制できる。

また、前記括れ部は、前記中軸の中央よりも先端側の部位に少なくとも設けられており、前記矯正部は、前記括れ部よりも前記中軸の後端側に設けられていることが好ましい。これにより、括れ部によって、ディーゼルエンジンの振動を起因としたセラミックヒータへの力の負荷をより抑制できる。その上、上述のような矯正部が後端側に設けられているので、矯正部が中軸の振れをより効果的に抑制することができ、その結果、グロープラグを組み立てたとしてもセラミックヒータに曲げ応力がかかりにくく、セラミックヒータが破損することをより抑制できる。その結果、セラミックヒータがより破損することを抑制できる。

さらに、前記括れ部と前記矯正部は互いが隣接されて設けられていることが好ましい。これにより、括れ部を設けることで生ずる振れを矯正部により効果的に抑制することができる。その結果、セラミックヒータがより破損することを抑制できる。

上記課題を解決するための本発明の別の態様は、請求項１乃至７の何れか一項に記載されたグロープラグの製造方法であって、
前記中軸に対して前記矯正部を形成する矯正部形成工程を有し、前記矯正部形成工程では、前記矯正部が形成される矯正部予定部位に対し、前記軸線方向に対して斜め方向に延びる複数の突起部が形成された転造ダイスを押しつけ、前記転造ダイスに対して相対的に前記中軸を複数回以上、前記周方向に回転させることによって、前記矯正部の前記外周面に、前記中軸の前記周方向に延びると共にそれぞれが不規則な形状の凹部及び凸部を前記軸線方向にそれぞれ複数並ぶように形成しつつ、複数の前記凸部も含んで前記矯正部の前記外周面の全面を転造面に形成することを特徴とする。

このグロープラグの製造方法では、矯正部形成工程として、矯正部が形成される矯正部予定部位に対し、軸線方向に対して斜め方向に延びる複数の突起部が形成された転造ダイスを押しつけ、転造ダイスに対して相対的に中軸を複数回以上、周方向に回転させている。これにより、矯正部の外周面に、中軸の周方向に延びると共にそれぞれが不規則な形状の凹部及び凸部が軸線方向に複数並ぶように形成しつつ、複数の凸部も含んで全面が転造面となるように矯正部の外周面を形成することができる。これにより、矯正部が中軸の振れを抑制することができ、その結果、グロープラグを組み立てたとしてもセラミックヒータに曲げ応力がかかりにくく、セラミックヒータが破損することを抑制できる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、グロープラグやグロープラグの製造方法の他に、例えば、グロープラグを搭載した車両等の態様で実現することができる。

実施形態のセラミックグロープラグ１０の概略断面図である。 図２は図１の先端側を拡大した概略断面図である 中軸３０の外観説明図である。 中軸３０の括れ部４１０の説明図（断面図）である。 中軸３０の矯正部５１０の説明図である。 中軸３０に矯正部５１０を形成する製造方法の説明図である。 サンプル２の矯正部の説明図である。

図１は、実施形態のセラミックグロープラグ１０（以下、単に「グロープラグ１０」とも呼ぶ）の概略断面図である。図２は、図１の先端側を拡大した概略断面図である。図示されたラインＣＬは、グロープラグ１０の中心軸を示している。図示された断面は、中心軸ＣＬを含む平らな断面である。以下、中心軸ＣＬのことを「軸線ＣＬ」とも呼び、中心軸ＣＬに平行な方向を「軸線方向」とも呼ぶ。中心軸ＣＬを中心とする円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、中心軸ＣＬを中心とする円の円周方向を「周方向」とも呼ぶ。また、図１におけるセラミックヒータ４０側をグロープラグ１０の先端側と呼び、図１における端子部材８０側をグロープラグ１０の後端側と呼ぶ。

グロープラグ１０は、主体金具２０と、中軸３０と、セラミックヒータ４０（以下、単に「ヒータ４０」とも呼ぶ）と、Ｏリング５０と、絶縁部材６０と、金属外筒７０（以下、単に「外筒７０」とも呼ぶ）と、端子部材８０と、リング部材９０と、を含んでいる。主体金具２０は、中心軸ＣＬに沿って延びる貫通孔２０ｘを有する筒状の部材である。また、主体金具２０は、後端側に形成された工具係合部２８と、工具係合部２８よりも先端側に設けられた雄ネジ部２２と、を含んでいる。工具係合部２８は、グロープラグ１０の脱着時に、図示しない工具と係合する部分である。雄ネジ部２２は、図示しない内燃機関の取付孔の雌ネジに螺合するためのネジ山を含んでいる。主体金具２０は、導電性材料（例えば、炭素鋼等の金属）で形成されている。

主体金具２０の貫通孔２０ｘには、中軸３０が収容されている。中軸３０は、棒状の部材であり、軸線ＣＬに沿って延びている。中軸３０は、導電材料（例えば、ステンレス鋼などの金属）で形成されている。中軸３０の後端部３９は、主体金具２０の後端開口ＯＰｂよりも後端側に露出している。中軸３０の先端側には、括れ部４１０が設けられており、中軸の後端側には、矯正部５１０が設けられている。括れ部４１０及び矯正部５１０の詳細については、それぞれ後述する。

後端開口ＯＰｂの近傍において、中軸３０の外面と、主体金具２０の貫通孔２０ｘの内面と、の間には、Ｏリング５０が設けられている。Ｏリング５０は、弾性材料（例えば、ゴム）で形成されている。さらに、主体金具２０の後端開口ＯＰｂには、リング状の絶縁部材６０が装着されている。絶縁部材６０は、筒状部６２と、筒状部６２の後端側に設けられたフランジ部６８と、を含んでいる。筒状部６２は、中軸３０の外面と、主体金具２０の後端開口ＯＰｂを形成する部分の内面と、の間に挟まれている。絶縁部材６０は、例えば、樹脂で形成されている。主体金具２０は、これらの部材５０、６０を介して、中軸３０を支持している。

絶縁部材６０の後端側には、端子部材８０が配置されている。端子部材８０は、キャップ状の部材であり、導電材料（例えば、炭素鋼等の金属）で形成されている。端子部材８０と主体金具２０との間には、絶縁部材６０のフランジ部６８が挟まれている。端子部材８０には、中軸３０の後端部３９が挿入されている。端子部材８０が加締められることによって、端子部材８０が後端部３９に固定されている。これにより、端子部材８０は、中軸３０に、電気的に接続される。

主体金具２０の先端開口ＯＰａには外筒７０が挿入され、これにより、主体金具２０に外筒７０が固定されている（例えば、圧入や溶接）。外筒７０は、中心軸ＣＬに沿って延びる貫通孔７０ｘを有する筒状の部材である。外筒７０は、導電性材料（例えば、ステンレス鋼などの金属）で形成されている。

外筒７０の貫通孔７０ｘには、通電によって発熱するヒータ４０が挿入されている。ヒータ４０は、中心軸ＣＬに沿って延びるように配置された棒状の部材である。外筒７０は、ヒータ４０の中央部分の外周面を、保持している。ヒータ４０の先端部４１と後端部４９とは、外筒７０の外に露出している。ヒータ４０の後端部４９は、主体金具２０の貫通孔２０ｘに収容されている。以下、ヒータ４０と金属外筒７０との全体を、「ヒータモジュール４９０」とも呼ぶ。

ヒータ４０の後端部４９には、リング部材９０が固定されている。リング部材９０は、中心軸ＣＬに沿って延びる貫通孔を有する円筒状の部材であり、導電性材料（例えば、ステンレス鋼などの金属）で形成されている。リング部材９０の先端側には、ヒータ４０の後端部４９が圧入されている。接続部材９０の後端側には、中軸３０の先端部３１が圧入されている。これにより、中軸３０は、リング部材９０を介して、ヒータ素子４０に固定される。また、中軸３０は、リング部材９０に電気的に接続される。なお、中軸３０の先端部３１とリング部材９０とは、溶接されてもよい。

次に、ヒータモジュール４９０の詳細について、説明する。図２に示すように、ヒータ４０は、軸線ＣＬに沿って延びる丸棒状の基体２１０と、基体２１０の内部に埋設された、略Ｕ字状の発熱抵抗体２２０（以下、単に「抵抗体２２０」と呼ぶ）と、を含んでいる。基体２１０は、絶縁性セラミック材料で形成されている（例えば、窒化ケイ素を含む材料）。抵抗体２２０は、導電性セラミック材料で形成されている（例えば、窒化ケイ素と導電物質とを含む材料。導電物質は、例えば、炭化タングステンである）。基体２１０は、抵抗体２２０を覆った状態で、抵抗体２２０を支持している。ヒータ４０は、材料を焼成することによって、形成される。基体２１０の先端部（すなわち、ヒータ４０の先端部４１）は、丸められている。抵抗体２２０の電気伝導率は、基体２１０の電気伝導率よりも、高い。抵抗体２２０は、通電によって、発熱する。

抵抗体２２０は、２本のリード部２２１、２２２と、それらのリード部２２１、２２２に接続された発熱部２２３と、電極取出部２８１、２８２と、を含んでいる。各リード部２２１、２２２は、ヒータ４０の後端部４９から先端部４１の近傍まで軸線ＣＬの延びる方向に沿って（ここでは、軸線ＣＬに平行に）延びている。第１リード部２２１と第２リード部２２２とは、中心軸ＣＬを挟んでおおよそ対称な位置に、配置されている。

発熱部２２３は、ヒータ４０の先端部４１に埋設され、第１リード部２２１の先端と第２リード部２２２の先端とを接続する。すなわち、リード部２２１、２２２は、発熱部２２３の後端側に接続されている。発熱部２２３の形状は、ヒータ４０の先端部４１の丸い形状に沿って湾曲する略Ｕ字状である。発熱部２２３の断面積は、リード部２２１、２２２のそれぞれの断面積よりも、小さい。また、発熱部２２３の単位長さ当たりの電気抵抗は、リード部２２１、２２２の単位長さ当たりの電気抵抗よりも、大きい。この結果、通電時には、発熱部２２３の温度が、リード部２２１、２２２の温度と比べて、急速に上昇する。

第１リード部２２１の後端側には、第１電極取出部２８１が接続されている。第１電極取出部２８１は、径方向に沿って延びている。第１電極取出部２８１の一方は第１リード部２２１に接続され、他方はヒータ４０の外面に露出し、外筒７０の内周面に接触している。これにより、外筒７０と第１リード部２２１とが、電気的に接続される。

第２リード部２２２の後端側には、第２電極取出部２８２が接続されている。第２電極取出部２８２は、径方向に沿って延びており、第１電極取出部２８１よりも、後端側に配置されている。第２電極取出部２８２の一方は第２リード部２２２に接続され、他方はヒータ４０の外面に露出し、リング部材９０の内周面に接触している。これにより、リング部材９０と第２リード部２２２とが、電気的に接続される。

グロープラグ１０の使用時には、主体金具２０と端子部材８０との間に、電圧が印加される。上述したように、第１リード部２２１は、第１電極取出部２８１と金属外筒７０とを介して、主体金具２０に電気的に接続されている。第２リード部２２２は、第２電極取出部２８２とリング部材９０と中軸３０とを介して、端子部材８０に電気的に接続されている。従って、主体金具２０と端子部材８０とを通じて供給された電力は、リード部２２１、２２２を通じて、発熱部２２３に供給される。これにより、発熱部２２３が発熱する。

図３は、中軸３０の外観説明図である。図４は、中軸３０の括れ部４１０の説明図（断面）を示している。図５は、中軸の矯正部５１０の説明図を示している。図３に示すように、中軸３０の先端側には、軸線方向に沿って延びる括れ部４１０が設けられており、中軸の後端側には、括れ部４１０に隣接するようにして軸線方向に沿って延びる矯正部５１０が設けられている。

括れ部４１０の外周面には、径方向の内側に向かって凹む複数の溝部３００が形成されている。各溝部３００は、中軸３０の外周面３０ｓ上で、中軸３０の周方向に亘って１周する閉じたループ状の溝である。すなわち、各溝部３００は、軸線ＣＬの周りを１周している。

図４の断面上において、各溝部３００は、底部３１０と、底部３１０を挟んで対向する２つの傾斜面３２０、３３０と、で形成されている。底部３１０は、軸線ＣＬにおおよそ平行な外周面を有している。第１傾斜面３２０は、径方向の内側から外側に向かって傾斜面を辿る場合に先端側に向けて軸線ＣＬに対して斜めに傾斜している傾斜面である。底部３１０の先端側には、この第１傾斜面３２０が接続されている。溝部３００の先端側の傾斜面３２０を、先端側傾斜面３２０とも呼ぶ。第２傾斜面３３０は、径方向の内側から外側に向かって傾斜面を辿る場合に後端側に向けて軸線ＣＬに対して斜めに傾斜している傾斜面である。底部３１０の後端側には、第２傾斜面３３０が接続されている。溝部３００の後端側の傾斜面３３０を、後端側傾斜面３３０とも呼ぶ。

第１傾斜面３２０の径方向の外側の端部と、第２傾斜面３３０の径方向の外側の端部とは、頂部３４０に接続されている。頂部３４０は、軸線ＣＬにおおよそ平行な外周面を有している。頂部３４０の後端側に、第１傾斜面３２０が接続され、頂部３４０の先端側に、第２傾斜面３３０が接続されている。

図示するように、括れ部４１０は、底部３１０と頂部３４０とが軸線方向に交互に並んだ波状の部分を形成している。このように、括れ部４１０は、軸線ＣＬに平行な方向に沿って延びている。

このような括れ部４１０を、中軸３０に形成する方法としては、種々の方法を採用可能である。例えば、いわゆる転造を採用してもよい。具体的には、括れ部４１０の形状を反転させた形状の部分を有するローラを、中軸３０に押しつけた状態で、ローラと中軸３０とを回転させることによって底部３１０を形成しつつ、底部３１０の形成により頂部３４０を盛り上げて形成することで、中軸３０に括れ部４１０を形成してもよい。このような加工は、ローレット加工とも呼ばれる。

このように溝部３００を有する括れ部４１０は、中軸３０の他の部分と比べて、曲がりやすい。従って、括れ部４１０は、中軸３０に力が印加される場合に、曲がることによって、中軸３０からグロープラグ１０の他の部分（例えば、ヒータ４０）に力が伝わることを抑制できる。例えば、ディーゼルエンジンの振動がグロープラグ１０に伝わることで、主体金具２０内の中軸３０が振動してしまう。これにより、中軸３０からヒータ４０へ、力が伝わり、ヒータ４０へ伝わる力がより大きい場合には、ヒータ４０が破損するおそれがある。これに対し、中軸３０が括れ部４１０を設けることで、中軸３０からヒータ４０に力が伝わることを抑制できる。

その一方、中軸３０に括れ部４１０を設けることで、グロープラグ１０を組み立てる前の中軸３０の振れ（特に、括れ部４１０以外の部位）がより大きくなることがある。そして、振れが大きい中軸３０を用いてグロープラグ１０を組み立てた場合、ヒータ４０にかかる曲げ応力が大きくなり、ヒータ４０が破損してしまうおそれがあった。

これに対し、図３に示すように、中軸３０には矯正部５１０を備えている。具体的には、図５に示すように、矯正部５１０の外周面に、軸線方向に並ぶようにして、複数の凹部５２０及び複数の凸部５３０が形成されている。但し、図５からも明らかなように、複数の凹部５２０の形状は、それぞれ不規則な形状であり、また複数の凹部５２０の形状も、それぞれ不規則な形状である。

各凹部５２０及び各凸部５３０は、中軸３０の外周面３０ｓ上で、中軸３０の周方向に延びている。なお、凹部５２０及び凸部５３０は中軸３０の周方向に亘って１周する閉じたループ状であっても良いし、中軸３０の周方向の一部で離間していても良い。

そして、矯正部５１０の外周面は、凹部５２０や凸部５３０に係わらず、全面にわたって周方向に延びる加工痕Ｓが形成されている。このような加工痕Ｓが形成されていることで、矯正部５１０の外周面は全面が転造面にて形成することができる。その結果、矯正部５１０が中軸３０の振れを効果的に抑制することができ、その結果、グロープラグ１０を組み立てたとしてもヒータ４０に曲げ応力がかかりにくく、ヒータ４０が破損することを抑制できる。

また、実施形態の凸部５３０は、隣接した凹部５２０からの最大高さＴが凸部ごとに不規則な長さとなっている。言い換えると、実施形態の凹部５２０は、隣接した凸部５３０からの最大深さＨが凹部ごとに不規則な長さとなっている。このように、凹部５２０の深さ、又は凸部５３０の高さが不規則な長さになることで、矯正部５１０が中軸３０の振れをより効果的に抑制することができ、その結果、グロープラグ１０を組み立てたとしてもヒータ４０に曲げ応力がかかりにくく、ヒータ４０がより破損することを抑制できる。

また、実施形態の凸部５３０や、凹部５２０の軸線方向の幅Ｗ１、Ｗ２は、それぞれ不規則な長さとなっている。このように、凹部５２０、又は凸部５３０の長さが不規則になることで、矯正部５１０が中軸３０の振れをより効果的に抑制することができ、その結果、グロープラグ１０を組み立てたとしてもヒータ４０に曲げ応力がかかりにくく、ヒータ４０がより破損することを抑制できる。

また、実施形態の括れ部４１０は、中軸３０の中央よりも先端側の部位に少なくとも設けられており、矯正部５１０は、括れ部４１０よりも中軸３０の後端側に設けられている。これにより、括れ部４１０によって、ディーゼルエンジンの振動を起因としたヒータ４０への力の負荷をより抑制できる。その上、上述のような矯正部５１０が後端側に設けられているので、矯正部５１０が中軸３０の振れをより効果的に抑制することができ、その結果、グロープラグ１０を組み立てたとしてもヒータ４０に曲げ応力がかかりにくく、ヒータ４０が破損することをより抑制できる。その結果、ヒータ４０がより破損することを抑制できる。

さらに、括れ部４１０と矯正部５１０は互いが隣接されて設けられている。これにより、括れ部４１０を設けることで生ずる振れをより効果的に抑制することができる。その結果、ヒータ４０がより破損することを抑制できる。

なお、このような実施形態の矯正部５１０を中軸３０に形成する方法としては、転造加工を採用する。具体的には、図６に示すように、縦方向（紙面上下方向）よりも横方向（紙面左右方向）の方が長い横長の矩形状の転造ダイス６００を準備する。但し、この転造ダイス６００には、縦方向に対して交差する斜め方向に延びる複数の突起部６１０が形成されている。この転造ダイス６００の縦方向と括れ部４１０が既に形成された中軸３０とを軸線方向を平行にしつつ、中軸３０の矯正部予定部位５１０Ａに転造ダイス６００を押しつけた状態で、転造ダイス６００の横方向に中軸３０を相対的に回転させる。なお、中軸３０の直径よりも転造ダイス６００の横方向の長さが長いため、中軸３０は複数回、転造ダイス６００上で周方向に回転することになる。このとき、転造ダイス６００に設けられた突起部６１０は、矯正部予定部位５１０Ａの様々な面を押し付けることになる。その結果、矯正部５１０の外周面に、中軸３０の周方向にそれぞれが延びると共にそれぞれが不規則な形状の凹部５２０及び凸部５３０が軸線方向に複数並びように形成しつつ、複数の凹部５２０及び凸部５３０も含んで全面が転造面となるように矯正部５１０の外周面を形成することができる。

以上のように、このグロープラグ１０では、中軸３０に、軸線方向に沿って延びる矯正部５１０であり、中軸３０の周方向に延びると共にそれぞれが不規則な形状の凹部５２０及び凸部５３０が軸線方向にそれぞれ複数並ぶ外周面を備える矯正部５１０を有している。その上、矯正部５１０の外周面は、複数の凸部５３０も含んで全面が転造面にて形成されてなる。これにより、矯正部５１０が中軸の振れを抑制することができ、その結果、グロープラグ１０を組み立てたとしてもヒータ４０に曲げ応力がかかりにくく、ヒータ４０が破損することを抑制できる。

次に、本実施形態の中軸の振れ量を評価した。評価としては、３種類のサンプルを準備した。サンプル１は、本実施形態の中軸３０と同様の位置に括れ部４１０を設けたものの、矯正部を設けてない中軸である。サンプル２は、本実施形態の中軸３０と同様の位置に括れ部４１０を設けつつも、矯正部予定部位に従来技術に記載された縮径部を形成した中軸である。縮径部とは、図７に示すように、中軸の一部を全周にわたり塑性加工により縮径させた部分が軸線方向に離間して配置されている形態である。つまり、縮径させた部分以外の縮径部には、押圧加工が施されていない。サンプル３は、本実施形態の中軸３０である。つまり、サンプル３の中軸３０には、括れ部４１０を設けると共に、全面に転造面が形成された矯正部５１０（図５参照）が設けられている。なお、３種類のサンプルは、いずれのサンプルも中軸の形状や寸法、括れ部の形状や寸法は同一にしており、また、中軸の製造方法や括れ部の製造方法も同一の製造方法を用いている。

３種類のサンプルに関し、中軸の後端部（本実施形態における後端部３９に相当）を通る中軸の軸線を基準として、中軸の先端部（本実施形態における先端部３１に相当）の振れ量（基準とした中軸の軸線と先端部の中心位置との径方向距離）を測定した。そして、サンプル１の振れ量を１００％としたときの、サンプル２、３の振れ量の割合を算出した。その結果、サンプル２の振れ量の割合は３５％となり、サンプル３の振れ量の割合は１８％となった。つまり、サンプル３の振れ量の割合は、サンプル２の振れ量の割合の約半分まで抑えることができるようになった。

なお、この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

上記実施形態では、中軸３０に括れ部４１０と矯正部５１０とが隣接して設けられていたが、これに限られる必要はない。例えば、中軸に括れ部と矯正部とが離間して設けられて（具体的には、括れ部が中軸の先端側に設けられ、矯正部が中軸の後端側に設けられ、その間に括れ部や矯正部等の加工が加わっていない部位が設けられて）いても良い。

また、上記実施形態では、括れ部４１０が中軸３０の先端側に配置され、矯正部５１０が中軸の後端側に配置されていたが、これに限られる必要はない。例えば、括れ部が中軸の後端側に配置され、矯正部が中軸の先端側に配置されていても良い。さらには、括れ部の先端側及び後端側に矯正部が設けられる構成であっても良い。

また、上記実施形態では、中軸３０に括れ部４１０と矯正部５１０との両方が設けられていたが、これに限られる必要はない。例えば、中軸に矯正部のみが設けられている構成であっても良い。この構成であっても、矯正部が中軸の振れを抑制することができ、その結果、グロープラグを組み立てたとしてもセラミックヒータに曲げ応力がかかりにくく、セラミックヒータが破損することを抑制できる。

また、上記実施形態では、括れ部４１０が既に形成された中軸３０の矯正部予定部位５１０Ａに転造ダイス６００を相対的に回転させて矯正部５１０を形成したが、これに限られる必要は無い。例えば、括れ部及び矯正部が形成されていない中軸の括れ部予定部位及び矯正部予定部位に対して、括れ部を形成する転造ダイスと矯正部を形成する転造ダイスとを同時に押し付けて、転造ダイスを相対的に回転させることで括れ部及び矯正部を形成しても良い。さらには、括れ部を形成する転造ダイスと矯正部を形成する転造ダイスが一体であっても良い。

１０…グロープラグ
２０…主体金具
３０…中軸
４０…セラミックヒータ
５０…Ｏリング
６０…絶縁部材
７０…金属外筒
８０…端子部材
９０…リング部材
４１０…括れ部
５１０…矯正部
５２０…凹部
５３０…凸部
６００…転造ダイス
６１０…突起部
Ｓ…加工痕

Claims (8)

1. 軸線方向に延びる棒状で金属製の中軸と、
   前記中軸よりも先端側に配置され、前記中軸と電気的に接続される棒状のセラミックヒータと、
   前記中軸及び前記セラミックヒータを取り囲み、前記セラミックヒータを保持する主体金具と、
   を備えるグロープラグであって、
   前記中軸には、前記軸線方向に沿って延びる矯正部であり、前記中軸の前記周方向に延びると共にそれぞれが不規則な形状の凹部及び凸部が前記軸線方向にそれぞれ複数並ぶ外周面を備える矯正部を有し、
   前記矯正部の前記外周面は、複数の前記凸部も含んで全面が転造面にて形成されてなる
   ことを特徴とするグロープラグ。
2. 前記矯正部の外周面は、前記複数凸部も含んで全面にわたり、周方向に延びる加工痕が設けられてなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のグロープラグ。
3. 複数の前記凹部の深さ、又は複数の前記凸部の高さは、不規則な長さとなる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のグロープラグ。
4. 前記凸部及び前記凹部の前記軸線方向の幅は、不規則な長さとなる
   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グロープラグ。
5. 前記中軸のうち前記矯正部よりも先端側及び後端側の少なくとも一方には、前記軸線方向に沿って延びる括れ部であり、前記中軸の周方向に亘って設けられる溝部が前記軸線方向に複数並ぶ外周面を備える括れ部を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のグロープラグ。
6. 前記括れ部は、前記中軸の中央よりも先端側の部位に少なくとも設けられており、前記矯正部は、前記括れ部よりも前記中軸の後端側に設けられている
   ことを特徴とする請求項５に記載のグロープラグ。
7. 前記括れ部と前記矯正部は互いが隣接されて設けられている
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載のグロープラグ。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載されたグロープラグの製造方法であって、
   前記中軸に対して前記矯正部を形成する矯正部形成工程を有し、
   前記矯正部形成工程では、前記矯正部が形成される矯正部予定部位に対し、前記軸線方向に対して斜め方向に延びる複数の突起部が形成された転造ダイスを押しつけ、前記転造ダイスに対して相対的に前記中軸を複数回以上、前記周方向に回転させることによって、前記矯正部の前記外周面に、前記中軸の前記周方向に延びると共にそれぞれが不規則な形状の凹部及び凸部を前記軸線方向にそれぞれ複数並ぶように形成しつつ、複数の前記凸部も含んで前記矯正部の前記外周面の全面を転造面に形成する
   ことを特徴とするグロープラグの製造方法。

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