JP4092845B2 - グロープラグおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ディーゼルエンジン等の始動性を向上させるためのグロープラグおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のグロープラグとしては、例えば、特開平９−２１７９３３号公報に記載のものが提案されている。このものは、筒状のチューブ（シース）と、このチューブ内に絶縁粉末を介して埋設保持され、チューブの長軸を巻き軸として螺旋状に巻かれた巻き線としての抵抗体とを有し、該抵抗体に通電することにより発熱させるようにしたものである。
【０００３】
そして、このグロープラグは、通常、チューブ内に抵抗体を配置するとともに、絶縁粉末を充填した後、絶縁粉末の密度を向上させるべく、チューブをスウェージングすることにより製造される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記スウェージング加工を行うことにより、抵抗体は巻き軸に対して直交する方向に圧縮力を受ける。抵抗体はチューブの長軸を巻き軸として螺旋状に巻かれた巻き線であり、この圧縮力によって巻き線は線軸方向に圧縮されて線径が太くなるため、抵抗体の抵抗が小さくなり、大きな抵抗体が必要なヒータ（加熱体）において、必要な抵抗値が得られないという問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑み、チューブのスウェージング加工による抵抗体の抵抗変化を抑制可能なグロープラグおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、螺旋状巻き線である抵抗体の線軸を、スウェージングによって発生する上記圧縮力の方向から大きく外れるように、螺旋の巻き軸に対して抵抗体を傾けることで、スウェージングによる線径の増加を抑制すれば良いのではないかと考えた。
【０００７】
ここで、従来の抵抗体Ｊの螺旋形状を図２（ａ）に示す。第１の点（ｔ１）及び第２の点（ｔ２）の巻き軸（Ｍ）方向への距離が、螺旋ピッチ（Ｐ）である。なお、該巻き軸は仮想設定されたものである。
【０００８】
また、第３の点（ｔ３）として、該第１の点から該第２の点までの抵抗体の長さの１／２だけ、該第１の点を出発点として該第２の点に向かって抵抗体Ｊ上を移動させた点を設定する。該第３の点と該第１の点との該巻き軸方向への距離Ｑは、いわゆる螺旋の半ピッチであり、該螺旋ピッチの１／２の長さである。
【０００９】
このとき、スウェージングによって発生する、巻き軸と直交する方向に加わる圧縮力は、図２（ａ）に示す矢印Ｒ方向から抵抗体Ｊに加わるため、図２（ｂ）に示す様に、抵抗体Ｊは線軸方向に潰され、線径が増加するのである。
【００１０】
ちなみに、上記圧縮力の方向から抵抗体の線軸をより大きく外すためには、螺旋ピッチを広げることが考えられ、上記従来公報に記載されているように、究極的に抵抗体の一部を巻き軸に平行な直線形状とすれば、上記圧縮力が加わっても線径を増加させる方向に作用しない。しかしながら、抵抗体の一部を巻き軸に平行な直線形状としてしまうと、抵抗体の巻き数が少なくなってしまい、限られたスペースにて所望の巻き数、即ち抵抗値が得られにくくなる。
【００１１】
これに対して、図３に示す様に、仮想設定された巻き軸（Ｍ）に対して抵抗体（４、５）を傾けた場合は巻き数を減少させることがなく、傾ければ傾けるほど、上記圧縮力の方向から該抵抗体の線軸を外すようにすることができる。このように傾けることにより、第３の点（ｔ３）と第１の点（ｔ１）との巻き軸（Ｍ）方向への距離Ｑは、螺旋ピッチ（Ｐ）の１／２より増加していく。
【００１２】
そして、さらに検討を進め、巻き軸に対して抵抗体の螺旋形状をどの程度傾ければ、スウェージング後においても抵抗体の抵抗変化を適切に抑制できるか、実験を行った。その結果、図６に示す様に、スウェージング前後の抵抗変化を飛躍的に抑制できるような、抵抗体の傾き程度が存在することを見いだした。請求項１〜請求項４記載の発明は、この知見に基づいて成されたものである。
【００１３】
即ち、請求項１記載の発明では、チューブ（３）の長軸を巻き軸（Ｍ）として螺旋状に巻かれた巻き線としての抵抗体（４、５）において、該抵抗体の螺旋ピッチ（Ｐ）を規定する該抵抗体上の２点を、各々第１の点（ｔ１）、第２の点（ｔ２）とし、該第１の点から該第２の点までの該抵抗体の長さの１／２だけ、該第１の点を出発点として該第２の点に向かって該抵抗体上を移動させた点を第３の点（ｔ３）とし、該第３の点と該第１の点との該巻き軸方向への距離をＱとしたとき、該チューブを該巻き軸回りに１８０°回転させた時に該距離Ｑが該螺旋ピッチに対して最大となる部位において、該距離Ｑが、該螺旋ピッチの０．７５倍以上の螺旋形状となるように、該巻き軸に対して該抵抗体を傾けたことを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、図６に示すように、第３の点（ｔ３）と第１の点（ｔ１）との巻き軸（Ｍ）方向への距離Ｑが、チューブ（３）を該巻き軸回りに１８０°回転させた時に螺旋ピッチ（Ｐ）に対して最大となる部位において、螺旋ピッチ（Ｐ）の０．７５倍以上のとき、チューブ（３）のスウェージング加工による抵抗体（４、５）の抵抗変化を、適切に抑制可能なグロープラグを提供することができる。
【００１５】
また、図２からわかるように、通常の螺旋形状においては、半ピッチを規定する点である上記第３の点（ｔ３）は、第１の点（ｔ１）と巻き軸（Ｍ）とを含む仮想平面（Ｋ）内にて該巻き軸に対して該第１の点とは反対側に位置するように、該第１の点から該第２の点に向かって該抵抗体上を移動させた点と定義することもできる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、この定義による第３の点（ｔ３）を採用したものであり、該第３の点と第１の点（ｔ１）との巻き軸（Ｍ）方向への距離Ｑが、チューブ（３）を該巻き軸回りに１８０°回転させた時に螺旋ピッチ（Ｐ）に対して最大となる部位において、螺旋ピッチ（Ｐ）の０．７５倍以上の螺旋形状となるように、該巻き軸に対して該抵抗体を傾けたことを特徴とし、請求項１のグロープラグと同様に、チューブ（３）のスウェージング加工による抵抗体の抵抗変化を、適切に抑制可能なグロープラグを提供することができる。
【００１７】
また、第３の点（ｔ３）と第１の点（ｔ１）との巻き軸（Ｍ）方向への距離Ｑは、チューブ（３）を該巻き軸回りに１８０°回転させた時に螺旋ピッチ（Ｐ）に対して最大となる部位において、螺旋ピッチ（Ｐ）以上（つまり螺旋ピッチの１倍以上）であれば（請求項３の発明）、チューブ（３）のスウェージング加工による抵抗体の抵抗変化を、より高いレベルにて適切に抑制可能なグロープラグを提供することができる。
【００１８】
さらに、本発明者の検討によれば、請求項１〜請求項３のグロープラグにおいては、螺旋ピッチ（Ｐ）が、抵抗体（４、５）の巻き径（２ｒ）以下に設定されていること（請求項４の発明）が好ましい。
【００１９】
また、請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のグロープラグを製造する方法であって、巻き軸（Ｍ）回りに螺旋状に巻かれた線材よりなり最終的に前記抵抗体（４、５）となる螺旋体（１００）を用意し、一対の分割型（１０３、１０４）によって、該巻き軸を挟んで対向するように該螺旋体の外周部を支持し、該一対の分割型を互いに近づけるように加圧しながら、該巻き軸に沿って該一対の分割型を互いに逆方向にずらことにより、該巻き軸に対して該螺旋体を傾け、続いて、該螺旋体をチューブ（３）内に保持した後、該チューブを該巻き軸方向に沿ってスウェージングすることを特徴としている。
【００２０】
本製造方法によれば、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のグロープラグを適切に製造することができる。
【００２１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１に示す本発明のグロープラグ１は、例えば、ディーゼルエンジンの複数（例えば４気筒）のシリンダ（図示しない）にそれぞれ取り付けられており、エンジン始動時における燃料の着火および燃焼を促進するためのものである。
【００２３】
このグロープラグ１は、中空筒状で、鉄系材料からなるハウジング２を備えており、このハウジング２には、グロープラグ１をシリンダに脱着可能に取り付けるためのネジ部２１が備えられている。また、一端側に閉塞部３ａ、他端側に開口部３ｂを有する細長な有底筒状のヒータチューブ（本発明で言うチューブ）３が、ハウジング２の一端２ａ側から圧入され固定されている。、
このヒータチューブ３は、耐熱性および耐酸化性に優れる導電材料（例えばステンレス材料）からなり、閉塞部３ａ側が、ハウジング２の一端２ａ側から露出している。そして、ヒータチューブ３には、一端側に小径部３１、他端側に大径部３２が形成されており、この小径部３１はスウェージングにより外径が絞られることにより形成される。
【００２４】
また、ヒータチューブ３の内部には、コイル状の第１及び第２抵抗体（本発明で言う抵抗体）４及び５が、ヒータチューブ３の長軸方向に沿って設けられている。第１抵抗体４は、ヒータチューブ３の閉塞部３ａ側に内蔵され、第２抵抗体５は、第１抵抗体４よりも、ヒータチューブ３の開口部３ｂ側に内蔵されている。
【００２５】
そして、第１抵抗体４および第２抵抗体５は、ヒータチューブ３の長軸を巻き軸として螺旋状に巻かれた巻き線であり、巻き軸に対して傾いているが、螺旋構造の詳細は後述する。
【００２６】
また、第１抵抗体４の一端４１は、ヒータチューブ３の閉塞部３ａに電気的に接続され、第１抵抗体４の他端４２は、第２抵抗体５の一端５１に電気的に接続されている。第２抵抗体５の他端５２は、ハウジング２に内挿固定された鉄系材料よりなる中軸６の一端６１に溶接等により電気的に接続されている。
【００２７】
中軸６の一端６１側、第１抵抗体４および第２抵抗体５は、ヒータチューブ３内において、耐熱性絶縁材料（例えばマグネシア等）からなる絶縁粉末３０により埋設されている。これにより、中軸６の一端６１側、第１抵抗体４および第２抵抗体５が、ヒータチューブ３の閉塞部３ａ以外の部位に対して絶縁的に保持される。なお、絶縁体粉末３０はヒータチューブ３の開口部３ｂ側にてシール３３によりシールされている。
【００２８】
ここで、第１抵抗体４は、常温（２０℃）と１０００℃（予熱時におけるグロープラグ１の第１抵抗体４の温度）の抵抗変化率（１０００℃の抵抗値／２０℃の抵抗値）が、例えば１程度に小さな第１導電材料（例えば鉄クロム合金やニッケルクロム合金）からなり、第２抵抗体５は、上記抵抗変化率が、例えば５〜１４程度に大きな第２導電材料（例えばニッケル、低炭素鋼やコバルト鉄合金）からなる。なお、抵抗温度係数とは、横軸に温度、縦軸に抵抗値をプロットして得られるグラフの傾きのことである。よって、第２導電材料は、第１導電材料よりも、正の抵抗温度係数の大きな材料である。
【００２９】
また、第１抵抗体４と第２抵抗体５との接続部分には、プラズマアーク溶接により、第１抵抗体４および第２抵抗体５の溶融部４５が形成されている。この溶融部４５は、第１抵抗体４の他端４２側と第２抵抗体５の一端５１側とを重ね合わせた状態で、この重ね合わせ部位にプラズマアークを当てることにより形成されている。
【００３０】
また、中軸６の一端６１側は、ヒータチューブ３の開口部３ｂ側に挿入されており、中軸６の他端６２側は、フッ素ゴム等の絶縁弾性材料からなるＯリング７および樹脂製のブッシュ８を介してナット９を締めつけることにより、ハウジング２の他端２ｂ側に絶縁的に固定されている。
【００３１】
そして、グロープラグ１においては、通電直後において、第１抵抗体４に大電流を供給でき、第１抵抗体４を発熱させるとともに、所定時間経過後には、第２抵抗体５側での温度上昇により、第２抵抗体５の抵抗値を増大させて、第１抵抗体４への供給電力を減少させ、第１抵抗体４での過加熱による断線等を防止できるようになっている。
【００３２】
次に、本発明の抵抗体としての第１及び第２抵抗体４及び５の螺旋構造の詳細について、図２及び図３を参照して述べる。図２は従来の一般的なグロ−プラグの抵抗体Ｊの螺旋形状を示す図であり、図３（ａ）及び（ｂ）は本実施形態の抵抗体４、５の螺旋形状を示す図である。なお、本実施形態の第１及び第２抵抗体４、５は略同一の螺旋形状である。
【００３３】
図２に示す様に、抵抗体Ｊは螺旋のコイル形状をなし、ｘｙｚ直交座標において、ｚ軸を巻き軸（仮想設定したもの）Ｍとしたとき、コイル即ち抵抗体上の各点はＦ（ｘ、ｙ、ｚ）で表される。極座標で示すと、ｘ＝ｒｃｏｓθ、ｙ＝ｒｓｉｎθ、ｚ＝ｂθ、ｂ＝Ｐ／２π、また、ｒは巻き径（巻き外径−線径）の１／２である。
【００３４】
そして、上述したように、図２中、螺旋状の抵抗体４、５上の第１の点ｔ１、及び抵抗体Ｊ上を第１の点ｔ１から巻き軸Ｍ回りにθ＝２π移動した点である第２の点ｔ２は、螺旋ピッチＰを規定する点である。
【００３５】
また、第３の点ｔ３は、第１及び第２の点ｔ１、ｔ２間の抵抗体Ｊの実際の長さの１／２だけ、第１の点ｔ１を出発点として第２の点ｔ２に向かって抵抗体Ｊ上を移動させた点（θ＝π）である。つまり、抵抗体Ｊ上の第３の点ｔ３は、抵抗体Ｊにおける点ｔ１、ｔ３間の実測寸法と抵抗体Ｊにおける点ｔ２、ｔ３間の実測寸法とが等しくなるように、抵抗体Ｊにおける第１及び第２の点ｔ１、ｔ２間の中点として設定されたものである。
【００３６】
また、上述したように、図２から、第３の点ｔ３は、第１の点ｔ１と巻き軸Ｍとを含む仮想平面（図２中、破線にて図示）Ｋ内にて巻き軸Ｍに対して第１の点ｔ１とは反対側に位置するように、第１の点ｔ１から第２の点ｔ２に向かって抵抗体Ｊ上を移動させた点と定義することもできる。そして、従来のグロープラグにおいては、第３の点ｔ３と第１の点ｔ１との巻き軸Ｍ方向への距離Ｑは、螺旋ピッチＰの０．５〜０．７４倍程度である。
【００３７】
ここで、スウェージングによって発生する、巻き軸と直交する方向に加わる圧縮力は、図２に示す矢印Ｒ方向から抵抗体Ｊに加わるため、抵抗体Ｊは線軸方向に潰され、線径が増加するのである。ここで、螺旋ピッチＰが小さいほど巻き軸Ｍと直交するため、線径増加は多くなる傾向にある。
【００３８】
このような従来の抵抗体Ｊに対して、本実施形態の抵抗体４、５は、図３に示す螺旋構成としている。図３（ａ）に示す例では、上記ｘｙｚ直交座標におけるｚ軸方向（図中の下方から上方に向かう方向）に向かって時計回り（右回り）の螺旋形状であり、図３（ｂ）に示す例では、ｚ軸方向に向かって反時計回り（左回り）の螺旋形状である。これら両方の螺旋形状ともに、上記図２に定義した螺旋形状における各点ｔ１、ｔ２、ｔ３及び螺旋ピッチＰ、距離Ｑ、仮想設定した巻き軸Ｍ、圧縮力印加方向Ｒは、同様に定義される。
【００３９】
そして、本実施形態の抵抗体４、５は、ヒータチューブ３を巻き軸Ｍ回りに１８０°回転させた時に距離Ｑが螺旋ピッチＰに対して最大となる部位において、距離Ｑが、螺旋ピッチＰの０．７５倍以上の螺旋形状となるように、巻き軸Ｍに対して抵抗体４、５を一方向に傾け、従来よりも、圧縮力の方向Ｒから抵抗体４、５の線軸を外した構成としている。
【００４０】
つまり、このように抵抗体４、５を傾けた場合、ヒータチューブ３を巻き軸Ｍ回りに１８０°回転させた時、即ち、図３の状態から抵抗体４、５の仮想平面Ｋを巻き軸Ｍ回りに１８０°回転させた時、その回転をどこかの箇所で止めて見ると、距離Ｑが螺旋ピッチＰに対して最大となる箇所（以下、距離Ｑの最大部という）が存在する。その距離Ｑの最大部において、Ｑ＞０．７５Ｐとなっているのである。
【００４１】
図示例では、距離Ｑの最大部における距離Ｑが螺旋ピッチＰよりも大きく（Ｑ＞Ｐ）なる程度、即ち、巻き軸Ｍ方向において、第３の点ｔ３が、第１及び第２の点ｔ１、ｔ２の間から外れさせるように、抵抗体４、５を傾けている。
【００４２】
なお、仮想平面Ｋを用いて上記距離Ｑを定義した場合には、例えば図２における仮想平面Ｋ内にて、第２の点ｔ２を第１の点ｔ１に近づけ、且つ、第３の点ｔ３を巻き軸Ｍ方向に沿って第１の点ｔ１から遠ざけるように、螺旋を巻き軸Ｍに対して傾けることで、図３に示す本実施形態の抵抗体４、５の螺旋形状が得られる。
【００４３】
また、上記のように、抵抗体４、５の線径増加を防止するために、螺旋ピッチＰは大きい方がよいが、本実施形態では、抵抗体４、５の巻き径（２ｒ）以下に設定されている。
【００４４】
次に、上記構成に基づき、本実施形態に係るグロープラグの製造方法について述べる。図４（ａ）〜（ｅ）は、本製造方法の工程説明図である。まず、図４（ａ）に示す様に、最終的に溶融部４５にて溶接された第１抵抗体４及び第２抵抗体５となる螺旋体１００を用意する。この螺旋体１００は、上記図２に示した従来の抵抗体と同様な螺旋形状を有する線材（最終的に第１抵抗体４となる）１０１及び線材（最終的に第２抵抗体５となる）１０２が、上述のように、プラズマアーク溶接により形成された溶融部４５にて接続されたものである。
【００４５】
次に、図４（ｂ）に示す工程では、合致した状態において、螺旋体１００の外周形状に対応した内部空間を形成する一対の分割型１０３、１０４を用いる。この分割型１０３、１０４は、螺旋体１００の巻き軸Ｍを挟んで略対称に分割されたもので、これらを巻き軸Ｍを挟んで対向させて螺旋体１００を包み込み、螺旋体１００の外周部を支持する。なお、このとき、螺旋体１００には中軸６が溶接されている。
【００４６】
このように、一対の分割型１０３、１０４により螺旋体１００を挟んだ状態で、巻き軸Ｍに沿って一対の分割型１０３、１０４を互いに逆方向にずらし、一対の分割型１０３、１０４を互いに近づけるように加圧することにより、巻き軸Ｍに対して螺旋体１００を傾ける。こうして、図４（ｃ）及び上記図３に示す螺旋形状をなす抵抗体４、５が出来上がる。
【００４７】
なお、このとき図５（ａ）及び（ｂ）に示す様に、予め、螺旋体１００を巻き軸Ｍ方向（図５（ａ）中の矢印Ａ方向）からみて楕円形状としたものとし、上記一対の分割型１０３、１０４により、この螺旋体１００の長円方向（図５（ｂ）中の矢印Ｂ方向）から加圧するようにすれば、その加圧により長円が潰され、出来上がった抵抗体４、５は、図５（ｃ）に示す様に、巻き軸Ｍ方向からみて真円に近い形状とできる。このような形状とすれば、円周回りに均一な加熱が可能な抵抗体４、５とできる。
【００４８】
次に、図４（ｄ）に示す工程では、ヒータチューブ３内に抵抗体４、５及び中軸６の一部を挿入する。次に、ヒータチューブ３の先端部をプラズマアークにて第１抵抗体４の一端４１とともに溶融させることで、閉塞部３ａを形成するとともに、第１抵抗体４の一端４１を閉塞部３ａに電気的に接続する。そして、ヒータチューブ３内に絶縁粉末体３０を構成する絶縁粉末を充填し、シール３３を行う。
【００４９】
続いて、図４（ｅ）に示す工程では、ヒータチューブ３に対して、上記巻き軸Ｍ方向（ヒータチューブ３の長軸方向）スウェージング加工を行い、チューブ３内部の絶縁粉末体３０の充填密度を高める。こうして、ヒータチューブ３内部に保持された抵抗体４、５が出来上がる。
【００５０】
その後、ヒータチューブ３の開口部３ｂ側を、ハウジング２における一端２ａ側から圧入し、ヒータチューブ３をハウジング２に固定し、中軸６の他端６２側を、Ｏリング７およびブッシュ８を介してナット９を締めつけることにより、ハウジング２の他端２ｂ側に固定する。こうして、図１に示すグロープラグ１が出来上がる。
【００５１】
ところで、上記グロープラグ１においては、スウェージングの圧縮力により発生する抵抗体４、５の抵抗変化を適切に抑制すべく、抵抗体４、５の螺旋形状において、上記距離Ｑの最大部における距離Ｑが螺旋ピッチＰの０．７５倍以上となるように、巻き軸Ｍに対して抵抗体４、５を一方向に傾けている。このような構成とした根拠を次に述べる。
【００５２】
図６は、本発明の効果を示すグラフであり、横軸に上記距離Ｑの最大部における距離Ｑ（螺旋ピッチＰを１として規格化した値）、縦軸に抵抗体４、５における抵抗変化率（スウェージング後の抵抗（Ω）／スウェージング前の抵抗（Ω））を示す。本例ではスウェージング率（チューブの径の変化率）が２５％の場合を示したが、使用されるグロープラグに適したスウェージング率の範囲では、略同傾向を示す。
【００５３】
図６から、上記距離Ｑの最大部における距離Ｑが螺旋ピッチＰの０．７５倍以上である本実施形態のグロープラグ１は、上記距離Ｑの最大部における距離Ｑが螺旋ピッチＰの０．７５未満である従来のグロープラグに比べて、ヒータチューブ３のスウェージング加工による抵抗体４、５の抵抗変化を抑制できることがわかる。特に、上記距離Ｑの最大部における距離Ｑが螺旋ピッチＰの１倍以上であると、抵抗変化を飛躍的に抑制できる。
【００５４】
このように、本実施形態によれば、ヒータチューブ３のスウェージング加工によっても、抵抗体４、５の線径が増加するのを抑制でき、結果として、抵抗変化を適切に抑制可能なグロープラグを提供することができる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、抵抗体４、５を巻き軸Ｍに対して一方向に傾けるだけの簡単な構成であり、螺旋の巻き数を減少させることが無いため、大きな抵抗体４、５の抵抗（例えば２４Ｖ、４２Ｖ等の電圧を印加するもの）が必要なグロープラグに、好適である。
【００５６】
なお、上記実施形態では抵抗体は２個直列に配置されたものであったが、抵抗体は１個でもよく、また、３個以上のものを直列もしくは並列に配置したものであっても良い。また、上記実施形態では、抵抗体４、５の両方を巻き軸Ｍに対して一方向に傾けたが、片方の抵抗体のみ（例えば第１の抵抗体４のみ）傾けたものとしてもよいし、更には、抵抗体の全体ではなく一部のみ傾け、その傾斜部分における抵抗値の減少を防止するような構成としても良い。これら変形例における代表例を図７及び図８に示す。
【００５７】
図７及び図８において、寸法関係を追記する。例えば、図７（ａ）に示すものにおける寸法関係は、ヒータチューブ３の外径はφ５ｍｍであり、大径部と小径を有していない。ヒータチューブ３の肉厚は、グロープラグを生産してきた昭和３９年より実績のある０．３ｍｍ〜１ｍｍで設定するのが一般的である。
【００５８】
また、図７及び図８において、内蔵する抵抗体（コイルヒータ）４、５の外径（コイル外径）は、ヒータチューブ３の内面とのクリアランス（絶縁クリアランス）を０．１ｍｍ以上確保することで、ヒータチューブ３と抵抗体４、５との絶縁性を確保することができる。従って、抵抗体４、５の外径は、特開平１１−１４８６４７号公報にて提示されている細径寸法値、φ２．５ｍｍからφ４．８ｍｍでも可能である。
【００５９】
図７（ａ）の例では、抵抗体４は、１個の同一材料で抵抗値を持った材料から作られたコイル材であるが、異種材料で抵抗値を持った数組の材料の組合せにより作られたコイル材でも良く、そのコイル材の一部分に、請求項で言う傾斜部分（以下、単に傾斜部という）が２巻き以上存在する構成であればよい。図７（ａ）では、ほぼハウジング２の下端面から下側に位置する抵抗体４の部分が、上記傾斜部を構成している。
【００６０】
また、２つ以上のコイルを接続する場合、つまり、図１や図７（ｂ）等においては、抵抗体４と抵抗体５とを接続する場合であるが、この様な場合、コイルとコイルとを接続する部位は、コイルの他の部位に対し隙間が存在し、接続部から両側に１巻き分の隙間は、０．２５ｍｍ以上５ｍｍ以下まで空いている。
【００６１】
また、例えば図７（ａ）に示す抵抗体４において、コイル線の線径方法の断面は、傾斜部を形成することによりスウェージング後において、楕円形状となっている。その楕円形状における長径は短径の１．１倍以上であり、例えば、短径においては、０．１５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下としている。さらに、抵抗体の外径（コイル外径）は、ヒータチューブ３と両抵抗体４、５との絶縁性が確保できる０．１ｍｍ以上の絶縁クリアランスが確保できれば、コイル外径に０．０５ｍｍ以上の段差を設定しても良い。
【００６２】
また、ヒータチューブ３のハウジング２の一端２ａからの突き出し長さは、例えば１０ｍｍから６０ｍｍである。また、中軸６の一端６１の位置は、ヒータチューブ３の開口部３ｂの端面に接しなければ、どの位置に該一端６１が設定されていても良い。例えば、該一端６１は、ヒータチューブ３の内部に４ｍｍ以上挿入されて埋設されている。
【００６３】
また、中軸６の一端６１側の径は、ヒータチューブ３の内面との間の絶縁クリアランスが０．１ｍｍ以上確保されていれば良く、該クリアランスは、例えば１ｍｍ以上５．２ｍｍ以下で設定することができる。また、中軸６の形状は、段差が無いものでも良く、図７（ｂ）及び図８（ａ）に示す様に、多段の段差が設けてあるものでも良い。その段差の高低差は、例えば最低０．０５ｍｍ以上とできる。
【００６４】
また、現在、グローヒータの細径化が要望されてきている中で、図７（ｂ）や図８（ａ）に示す様な形で、ヒータチューブ３に大径部３２と小径部３１とを形成したヒータが主流となってきている。大径部３２が小径部３１よりも大きくなるように自由に組み合わせることができるが、大径部３２と小径部３１との寸法組合せは、図７（ｂ）に示すものにおいては、例えば、小径部３１の外径をφ２．５ｍｍ〜φ５．５ｍｍとし、大径部３２の外径をφ３ｍｍ〜φ６ｍｍとすることができる。
【００６５】
これらヒータチューブ３に大径部３２、小径部３１を有した場合にも、その内部に設置された抵抗体４、５は、１個の同一材料で抵抗値を持った材料から作られたコイル材でも、異種材料で抵抗値を持った数組の材料の組合せにより作られたコイル材でも良く、そのコイル材の一部分に、傾斜部が２巻き以上存在する構成であればよい。
【００６６】
ここで、図７（ｂ）と図８（ａ）に示すものとの相違は、中軸６の一端６１の位置が、ハウジング２の外側に位置する（図７（ｂ））か、内部に存在する（図８（ａ））かである。また、図７（ｂ）では、第１抵抗体４全体及び第２抵抗体５の他端５２側に傾斜部が形成され、第２抵抗体５の一端５１側は傾斜部となっていない。一方、図８（ａ）では、第１抵抗体４全体及び第２抵抗体５の一端５１側に傾斜部が形成され、第２抵抗体５の他端５２側は傾斜部となっていない。
【００６７】
また、図８（ｂ）に示すグロープラグでは、ヒータチューブ３が２分割され、分割されたヒータチューブ３の一方はハウジング２内に収納され、他方は一部ハウジング２から突出したものとなっている。そして、それぞれの内部に、絶縁粉末３０により、抵抗体４、５が埋設保持されており、両抵抗体４、５は、同じく２分割された中軸６の一方を介して、電気的に接続されている。図８（ｂ）の例では、ハウジング２内部の抵抗体５が傾斜部を構成しており、また、各部の寸法関係は、上記図７（ａ）と同様である。
【００６８】
また、上記した寸法関係は、ヒータチューブ内に抵抗体である金属巻き線（Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｐｔ等）としての抵抗体を有するグロープラグ全てにおいて、有効である。また、本発明は、一部がセラミック材料で形成されたグロープラグにおいても、金属巻き線が存在する構造においては、適用対象となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るグロープラグの全体構成を示す断面図である。
【図２】従来の一般的なグロ−プラグの抵抗体の螺旋形状を示す図である。
【図３】上記実施形態の抵抗体４、５の螺旋形状を示す図である。
【図４】上記実施形態のグロープラグの製造方法を示す工程図である。
【図５】上記実施形態のグロープラグの製造方法の変形例を示す工程図である。
【図６】抵抗体の抵抗変化を抑制する効果を示すグラフである。
【図７】本発明の他の実施形態に係るグロープラグの一例を示す概略断面図である。
【図８】上記他の実施形態に係るグロープラグの他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…グロープラグ、２…ハウジング、３…ヒータチューブ、４…第１抵抗体、５…第２抵抗体、１００…螺旋体、１０３、１０４…一対の分割型。

Claims (5)

1. 筒状のチューブ（３）と、このチューブ内に保持され、前記チューブの長軸を巻き軸（Ｍ）として螺旋状に巻かれた巻き線としての抵抗体（４、５）とを有し、前記抵抗体に通電することにより発熱させるようにしたグロープラグにおいて、
   前記抵抗体の螺旋ピッチ（Ｐ）を規定する抵抗体上の２点を、各々第１の点（ｔ１）、第２の点（ｔ２）とし、
   前記第１の点から前記第２の点までの前記抵抗体の長さの１／２だけ、前記第１の点を出発点として前記第２の点に向かって前記抵抗体上を移動させた点を第３の点（ｔ３）とし、
   前記第３の点と前記第１の点との前記巻き軸方向への距離をＱとしたとき、
   前記チューブを前記巻き軸回りに１８０°回転させた時に前記距離Ｑが前記螺旋ピッチに対して最大となる部位において、前記距離Ｑが、前記螺旋ピッチの０．７５倍以上の螺旋形状となるように、前記巻き軸に対して前記抵抗体が傾いていることを特徴とするグロープラグ。
2. 筒状のチューブ（３）と、このチューブ内に保持され、前記チューブの長軸を巻き軸（Ｍ）として螺旋状に巻かれた巻き線としての抵抗体（４、５）とを有し、前記抵抗体に通電することにより発熱させるようにしたグロープラグにおいて、
   前記抵抗体の螺旋ピッチ（Ｐ）を規定する前記抵抗体上の２点を、各々第１の点（ｔ１）、第２の点（ｔ２）とし、
   前記第１の点と巻き軸とを含む仮想平面内にて前記巻き軸に対して前記第１の点とは反対側に位置するように、前記第１の点から前記第２の点に向かって前記抵抗体上を移動させた第３の点（ｔ３）を設定し、
   前記第３の点と前記第１の点との前記巻き軸方向への距離をＱとしたとき、
   前記チューブを前記巻き軸回りに１８０°回転させた時に前記距離Ｑが前記螺旋ピッチに対して最大となる部位において、前記距離Ｑが、前記螺旋ピッチの０．７５倍以上の螺旋形状となるように、前記巻き軸に対して前記抵抗体が傾いていることを特徴とするグロープラグ。
3. 前記チューブ（３）を前記巻き軸回りに１８０°回転させた時に前記距離Ｑが前記螺旋ピッチに対して最大となる部位において、前記距離Ｑが、前記螺旋ピッチ（Ｐ）以上の螺旋形状となるように、前記巻き軸に対して前記抵抗体（４、５）が傾いていることを特徴とする請求項１または２に記載のグロープラグ。
4. 前記螺旋ピッチ（Ｐ）が、前記抵抗体（４、５）の巻き径（２ｒ）以下に設定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のグロープラグ。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載のグロープラグを製造する方法であって、
   前記巻き軸（Ｍ）回りに螺旋状に巻かれた線材よりなり、最終的に前記抵抗体（４、５）となる螺旋体（１００）を用意し、
   一対の分割型（１０３、１０４）によって、前記巻き軸を挟んで対向するように前記螺旋体の外周部を支持し、前記一対の分割型を互いに近づけるように加圧しながら、前記巻き軸に沿って前記一対の分割型を互いに逆方向にずらことにより、前記巻き軸に対して前記螺旋体を傾け、
   続いて、前記螺旋体を前記チューブ（３）内に保持した後、前記チューブを前記巻き軸方向に沿ってスウェージング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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