JP7004456B2 - ヒータの製造方法及びヒータ - Google Patents

Description

この発明は、液体の加熱源として用いられるヒータの製造方法及びヒータに関する。

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。

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）

特開２０１０－２０３７６３号公報 特表２０１２－５０９４５２号公報

この特許文献１や特許文献２のように、シース管とハウジングとを周方向に亘ってレーザ溶接した場合、形成された溶融部にクラックが発生することがあった。その結果、シース管とハウジングとの水密性が低下することになった。

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、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にあたり、形成された溶融部にクラックが生じることを抑制でき、シース管とハウジングとの水密性を確保できるヒータの製造方法及びヒータを提供することを目的とする。

本発明のヒータの製造方法は、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、前記ハウジングの先端側と前記シース管の後端側とが前記軸線方向に重なる重なり部の全周に亘って溶融部が形成されたヒータの製造方法であって、前記重なり部に対してレーザを全周に亘って少なくとも一周照射して、前記シース管と前記ハウジングとに跨るように第１溶融部を形成する第１レーザ照射工程と、前記第１溶融部が凝固された後に、前記第１溶融部に対して前記レーザを全周に亘って少なくとも一周照射して、前記第１溶融部の一部が再溶融により第２溶融部に変化した前記溶融部を形成する第２レーザ照射工程と、を有し、前記ヒータの前記ハウジングは、本体部と、前記本体部よりも先端側で、且つ前記本体部の厚みよりも薄い筒状の薄肉部と、を有し、前記第１レーザ照射工程では、前記第１溶融部は前記薄肉部に設けられてなり、前記前記薄肉部の厚みは、前記シース管の厚みよりも薄いことを特徴とする。

発明者の鋭意検討の結果、溶融部にクラックが発生するのは、溶融部（第１溶融部）に凝固割れが発生するためであることが判明した。そこで、本発明によれば、ハウジングとシース管との重なり部に対してレーザを全周に亘って少なくとも一周照射して、シース管とハウジングとに跨るように第１溶融部を一旦形成する。そして、第１溶融部が凝固された後に、第１溶融部に対してレーザを全周に亘って少なくとも一周照射して、第１溶融部の一部が再溶融により第２溶融部に変化した溶融部を形成している。これにより、第１溶融部に生じた凝固割れを、再溶融により第２溶融部に変化させることで無くすことができる。

さらに、本発明によれば、第２レーザ照射工程において、第１溶融部の一部のみを再溶融させて第２溶融部に変化させている。つまり、第２レーザ照射工程後の溶融部には、変化しなかった第１溶融部の残部と第２溶融部とが設けられている。発明者の鋭意検討の結果、溶融部の凝固割れは、溶融部の体積ボリュームの増加に応じて発生しやすくなることが判明した。そこで、第２溶融部を第１溶融部の一部のみにすることで、形成される第２溶融部の体積ボリュームが少なくなり、第２溶融部に凝固割れが発生すること自体をも抑制できる。
以上のことにより、第２レーザ照射工程後の溶融部にクラックが発生することを抑制できる。
さらに、本発明によれば、ヒータのハウジングが、本体部と、本体部よりも先端側で、且つ本体部の厚みよりも薄い筒状の薄肉部と、を有し、第１レーザ照射工程では、第１溶融部は前記薄肉部に設けられてなり、その上、薄肉部の厚みが、シース管の厚みよりも薄いことで、シース管内に設けられる第１溶融部をさらに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さらに十分に確保することができる。

なお、第１レーザ照射工程では、重なり部に対してレーザを全周に亘って一周照射することで、第１溶融部を形成しても良いし、複数周照射して第１溶融部を形成してもよい。また、第２レーザ照射工程では、第１溶融部に対してレーザを全周に亘って一周照射して溶融部を形成してもよいし、複数周照射して溶融部を形成してもよい。

また、本発明のヒータの製造方法は、前記第２レーザ照射工程におけるレーザ出力が、前記第１レーザ照射工程におけるレーザ出力よりも小さいことが好ましい。このように、第２レーザ照射工程におけるレーザの出力を第１レーザ照射工程におけるレーザ出力よりも小さくすることで、容易に第１溶融部の一部のみを第２溶融部に変化させることができる。

なお、第１レーザ照射工程にてレーザの照射が複数周に亘って行われる場合、第２レーザ照射工程におけるレーザのレーザ出力は、第１レーザ照射工程で行われた最終周におけるレーザのレーザ出力よりも小さいことを指す。また、第２レーザ照射工程にてレーザの照射が複数周に亘って行われる場合、第２レーザ照射工程の複数周のいずれの周におけるレーザのレーザ出力においても、第１レーザ照射工程におけるレーザのレーザ出力よりも小さいことを指す。
また、第２レーザ照射工程にてレーザの照射が複数周に亘って行われる場合、第２レーザ照射工程におけるレーザのレーザ出力は、周回毎に徐々に小さくすることが好ましい。

また、本発明のヒータの製造方法は、前記ヒータが、前記重なり部の一部に前記シース管が前記ハウジングに圧入されてなる圧入部を有し、さらに、前記第１レーザ照射工程の前に、前記シース管が前記ハウジングに圧入される圧入工程を有し、前記第１レーザ照射工程では、前記圧入部又は前記圧入部の近傍に、前記第１溶融部を形成することが好ましい。

ヒータでは、シース管をハウジングに圧入して圧入部を形成する構成が知られている。このような圧入部を有するヒータでは、シース管がハウジングに圧入されると応力がこの圧入部に加わることがある。そのため、圧入部又は圧入部の近傍に第１溶融部を形成すると、第１溶融部にこの応力を要因とした割れ（以下、応力割れ）が発生する場合がある。これに対し、本発明のように、第１溶融部が凝固された後に、第１溶融部に対してレーザを全周に亘って少なくとも一周照射して、第１溶融部の一部が再溶融により第２溶融部に変化した溶融部を形成している。これにより、第１溶融部に生じた応力割れをも、再溶融により第２溶融部に変化させることで無くすことができる。

また、本発明のヒータの製造方法は、前記第２レーザ照射工程では、前記第２溶融部がシース管の外表面を通る仮想線上を跨ぐように形成されることが好ましい。第１溶融部の応力割れは、シース管とハウジングとの境界近傍に設けられる第１溶融部で発生することが多い。そこで、第２溶融部をシース管の外表面を通る仮想線上を跨ぐようにすることで、シース管とハウジングとの境界近傍に設けられる第１溶融部の応力割れを効果的に抑制できる。

なお、第１溶融部を薄肉部に形成するにあたり、第１溶融部が、薄肉部のうち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、第１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、良好な第１溶融部の形状を得ることが難しくなる。一方、第１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、良好な第１溶融部の形状を得ることができる。

また、第１溶融部を薄肉部に形成するにあたり、第１溶融部の後端と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。第１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、第１溶融部に生じる凝固割れが発生することをさらに抑制できる。

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先端側の筒孔内に挿通する筒状のハウジングと、を備え、前記ハウジングの先端側と前記シース管の後端側とが前記軸線方向に重なる重なり部の全周に亘って溶融部が形成されてなるヒータであって、前記軸線方向に沿う前記ヒータの断面を見たときに、前記溶融部は、前記シース管と前記ハウジングとに跨るように形成された第１溶融部と、前記第１溶融部内に設けられ、第１溶融部との間に境界線が形成される第２溶融部とを有し、前記軸線方向に沿う前記ヒータの断面を見たときに、前記第２溶融部の面積は、前記第１溶融部の面積と前記第２溶融部の面積との合計の２０％以上７０％以下設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、溶融部が、シース管とハウジングとに跨るように形成された第１溶融部と、第１溶融部内に設けられ、第１溶融部との間に境界線が形成される第２溶融部を有している。これにより、第１溶融部に生じた凝固割れを第２溶融部により無くすことができる。その上、第２溶融部を第１溶融部内に設けることで、第２溶融部の体積ボリュームが少なくなり、第２溶融部に凝固割れが発生すること自体をも抑制できる。以上のことにより、溶融部にクラックが発生することを抑制できる。

なお、第１溶融部と第２溶融部とは双方の間に境界線が形成されているため、区別することができる。この境界線は、第１溶融部と第２溶融部との組織の違いや溶融の溶け具合等などによって表出する。

また、本発明のヒータは、前記軸線方向に沿う前記ヒータの断面を見たときに、前記第２溶融部の面積は、前記第１溶融部の面積と前記第２溶融部の面積との合計の２０％以上７０％以下設けられている。これにより、溶融部の凝固割れの発生を効果的に抑制できる。なお、第２溶融部の面積が第１溶融部の面積と第２溶融部の面積との合計の２０％未満であれば、第１溶融部における凝固割れの発生を効果的に抑制できないことがある。一方、第２溶融部の面積が第１溶融部の面積と第２溶融部の面積との合計の７０％を超えれば、第２溶融部の体積ボリュームが増加するため、第２溶融部における凝固割れが発生を効果的に抑制できないことがある。

また、本発明のヒータは、前記ヒータが、前記重なり部の一部に前記シース管が前記ハウジングに圧入されてなる圧入部を有し、前記溶融部は、前記圧入部又は前記圧入部の近傍に形成されてなることが好ましい。これにより、圧入に起因する第１溶融部に生じた応力割れをも第２溶融部により無くすことができる。

また、本発明のヒータは、前記軸線方向に沿う前記ヒータの断面を見たときに、前記第２溶融部は、前記シース管の外表面を通る仮想線上を跨ぐように設けられてなることが好ましい。これにより、シース管とハウジングとの境界近傍に設けられる第１溶融部の応力割れを第２溶融部により効果的に抑制できる。

また、本発明のヒータは、前記ヒータの前記ハウジングが、本体部と、前記本体部よりも先端側で、且つ前記本体部の厚みよりも薄い筒状の薄肉部と、を有し、前記溶融部が、前記薄肉部に設けられてなることが好ましい。これにより、シース管内に設けられる第１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十分に確保することができる。

また、本発明のヒータは、前記前記薄肉部の厚みは、前記シース管の厚みよりも薄いことが好ましい。これにより、シース管内に設けられる第１溶融部をさらに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さらに十分に確保することができる。
さらに、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先端側の筒孔内に挿通する筒状のハウジングと、を備え、前記ハウジングの先端側と前記シース管の後端側とが前記軸線方向に重なる重なり部の全周に亘って溶融部が形成されてなるヒータであって、前記軸線方向に沿う前記ヒータの断面を見たときに、前記溶融部は、前記シース管と前記ハウジングとに跨るように形成された第１溶融部と、前記第１溶融部内に設けられ、第１溶融部との間に境界線が形成される第２溶融部とを有し、前記ヒータの前記ハウジングは、本体部と、前記本体部よりも先端側で、且つ前記本体部の厚みよりも薄い筒状の薄肉部と、を有し、前記溶融部は、前記薄肉部に設けられてなり、前記前記薄肉部の厚みは、前記シース管の厚みよりも薄いことを特徴とする。

ヒータ１０を容器１に配置した説明図。 ヒータ１０を示す半断面図。 シースヒータ８００の詳細な構成を示す断面図。 主体金具５００の薄肉部５５０付近の断面図。 溶融部５６０付近の断面図。 ヒータ１０の製造方法を示すフローチャート。 ステップＳ６０の説明図。 ステップＳ７０の説明図。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

さらに、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。特に、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。なお、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で測定することが好ましい。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。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。

図５は、主体金具５００の薄肉部５５０に設けられた溶融部５６０付近の断面図である。なお、図５では、図４における左側の溶融部５６０を拡大したものである。図５に示すように、溶融部５６０は、第１溶融部５６１と第２溶融部５６２とを有している。このうち、第１溶融部５６１は、シース管８１０の外表面８１１の仮想線Ｌ１を跨ぐようにして、薄肉部５５０からシース管８１０に延びている。この第１溶融部５６１の外形は溶融部５６０と同じ外形である。

一方、第２溶融部５６２は、第１溶融部５６１内に設けられており、第２溶融部５６２と第１溶融部５６１との間には境界線５６３が形成される。この第２溶融部５６２は、後述するように、第１溶融部５６１を再溶融することで第１溶融部５６１の一部が変化したものである。なお、第１溶融部５６１と第２溶融部５６２とは同成分（シース管８１０の金属成分と薄肉部５５０の金属成分の混合成分）であるが、第１溶融部５６１と第２溶融部５６２との組織の違いや溶融の溶け具合等により違いがあり、両者の間に境界線５６３が表出する。第２溶融部５６２も第１溶融部５６１と同様に、シース管８１０の外表面８１１の仮想線Ｌ１を跨ぐようにして、薄肉部５５０からシース管８１０に延びている。

この第２溶融部５６２の面積Ａ２は、第１溶融部５６１の面積Ａ１と前記第２溶融部Ａ２の面積との合計の５０％となっている。なお、第１溶融部５６１の面積Ａ１、第２溶融部５６２の面積Ａ２は、図５のように、軸線方向ＯＤに沿って切断した溶融部５６０の断面図にて計測する。このように、第２溶融部５６２の面積Ａ２が、第１溶融部５６１の面積Ａ１と前記第２溶融部Ａ２の面積との合計の２０％以上７０％以下設けられていることで、溶融部の凝固割れの発生を効果的に抑制できる。

次に、ヒータ１０の製造方法について説明する。図６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）。

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。

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。

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とを溶接し、第１溶融部５６１を形成する。（ステップＳ６０）。図７は、ステップＳ６０を示す説明図である。なお、図７は、主体金具５００（薄肉部５５０）とシース管８１０とは、圧入部５５２を通るヒータ１０の軸線方向ＯＤに垂直な断面で切断し、ヒータ１０の軸線方向ＯＤの先端側から後端側に向かって視認した図である。また、シースチューブ８１０の内部構造（中軸２００等）は、省略している。

図７に示すように、圧入部５５２がレーザの照射位置になるようにして、薄肉部５５０の全周に亘って、例えば、パルスレーザ等の第１レーザＭ１を照射する。これにより、第１溶融部５６１が薄肉部５５０の圧入部５５２に形成される。なお、本実施形態では、第１レーザＭ１のレーザ照射の開始位置Ｂ１と終了位置Ｂ２が異なる位置としている。これは、第１溶融部５６１が確実に圧入部５５２の全周に亘って形成させるためである。このステップＳ６０が、特許請求の範囲の「第１レーザ照射工程」に相当する。

次に、圧入部５５２に形成された第１溶融部５６１が凝固されたことを受けて、第１溶融部５６１に対して第２レーザＭ２を照射して、第２溶融部５６２を形成する（ステップＳ７０）。なお、第１溶融部５６１が凝固されたかどうかは、第１溶融部５６１の凝固状態を確認することで判断しても良いが、ステップＳ６０の実施後に所定時間（例えば、１ｓｅｃ）経過するのを待機しても良い。

図８は、ステップＳ７０を示す説明図である。なお、図７と同様に、図８においても、主体金具５００（薄肉部５５０）とシース管８１０とは、圧入部５５２を通るヒータ１０の軸線方向ＯＤに垂直な断面で切断し、ヒータ１０の軸線方向ＯＤの先端側から後端側に向かって視認した図である。また、シースチューブ８１０の内部構造（中軸２００等）は、省略している。

ステップＳ６０から所定時間経過したことを受け（第１溶融部５６１が凝固したことを受け）、図８に示すように、第１溶融部５６１がレーザの照射位置になるようにして、薄肉部５５０の全周に亘って、例えば、パルスレーザ等の第２レーザＭ２を照射する。この第２レーザＭ２のレーザ出力は、第１レーザＭ１のレーザ出力よりも小さくしている。これにより、容易に第１溶融部５６１の一部のみが再溶融して第２溶融部５６２に変化し、溶融部５６０が形成される。

なお、本実施形態では、第２レーザＭ２のレーザ照射の開始位置Ｃ１と終了位置Ｃ２が異なる位置としている。これは、第２溶融部５６２が確実に第１溶融部５６１内の全周に亘って形成させるためである。なお、本実施形態では、第１レーザＭ１のレーザ照射の開始位置Ｂ１と第２レーザＭ２のレーザ照射の開始位置Ｃ１とが略同一位置にあり、第１レーザＭ１のレーザ照射の終了位置Ｂ２と第２レーザＭ２のレーザ照射の終了位置Ｃ２とが略同一位置となっているが、開始位置Ｂ１と開始位置Ｃ１、終了位置Ｂ２と終了位置Ｃ２とが別の位置になっていても良い。このステップＳ７０が、特許請求の範囲の「第２レーザ照射工程」に相当する。

その後、ヒータ１０の組み立てを行い（ステップＳ８０）、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。

以上のように構成されたヒータ１０の製造方法によれば、主体金具５０とシース管８１０との重なり部に対して第１レーザＭ１を全周に亘って一周照射して、シース管８１０と主体金具５００とに跨るように第１溶融部５６１を一旦形成する。そして、第１溶融部５６１が凝固された後に、第１溶融部５６１に対して第２レーザＭ２を全周に亘って一周照射して、第１溶融部５６１の一部が再溶融により第２溶融部５６２に変化した溶融部５６０を形成している。これにより、第１溶融部５６１に生じた凝固割れを、再溶融により第２溶融部５６２に変化させることで無くすことができる。
その上、ステップＳ７０において、第１溶融部５６１の一部のみを再溶融させて第２溶融部５６２に変化させている。これにより、形成される第２溶融部５６２の体積ボリュームが少なくなり、第２溶融部５６２に凝固割れが発生すること自体をも抑制できる。
以上のことにより、溶融部５６０にクラックが発生することを抑制できる。

また、本実施形態のヒータによれば、溶融部５６０が、シース管８１０と主体金具５００とに跨るように形成された第１溶融部５６１と、第１溶融部５６１内に設けられ、第１溶融部５６１との間に境界線５６３が形成される第２溶融部５６２を有している。これにより、第１溶融部５６１に生じた凝固割れを第２溶融部５６２により無くすことができる。その上、第２溶融部５６２を第１溶融部５６１内に設けることで、第２溶融部５６２の体積ボリュームが少なくなり、第２溶融部５６２に凝固割れが発生すること自体をも抑制できる。以上のことにより、溶融部５６０にクラックが発生することを抑制できる。

また、本実施形態のヒータ１０及びその製造方法は、ヒータ１０が、シース管８１０が主体金具５００に圧入されてなる圧入部５５２を有し、圧入部５５２に、第１溶融部５６１を形成している。これにより、圧入に起因する第１溶融部５６１に生じた応力割れをも、再溶融により第２溶融部５６２に変化させることで無くすことができる。

また、本実施形態のヒータ１０及びその製造方法は、第２溶融部５６１がシース管８１０の外表面８１１を通る仮想線Ｌ１上を跨ぐように形成されている。これにより、シース管８１０と主体金具５００との境界近傍に設けられる第１溶融部５６１の応力割れを効果的に抑制できる。

また、本実施形態のヒータ１０及びその製造方法は、ヒータ１０が薄肉部５５０を有し、第１溶融部５６１が薄肉部５５０に設けられている。これにより、シース管８１０内に設けられる第１溶融部５６１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と主体金具５００の水密性を十分に確保することができる。

また、本実施形態のヒータ１０及びその製造方法は、薄肉部５５０の厚みが、シース管８１０の厚みよりも薄くしている。これにより、シース管８１０内に設けられる第１溶融部５６１をさらに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と主体金具５００との水密性をさらに十分に確保することができる。

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。

本実施形態では、圧入部５５２は薄肉部５５０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が圧入部５５２に重なるように設けられていたが、これに限られるものでなく、圧入部の近傍（例えば、圧入部よりも先端側及び後端側における圧入部の軸線方向幅と同様の幅の領域）に設けられていてもよい。
また、本実施形態では、薄肉部５５０の全部位の厚みＴ１がシース管８１０の厚みＴ２よりも薄くされていたが、これに限られるものでなく、薄肉部５５０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。

１０…ヒータ
５００…主体金具
５５０…薄肉部
５５２…圧入部
５６０…溶融部
５６１…第１溶融部
５６２…第２溶融部
８００…シースヒータ
８１０…シース管
８２０…発熱コイル

Claims (10)

1. 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、
   前記ハウジングの先端側と前記シース管の後端側とが前記軸線方向に重なる重なり部の全周に亘って溶融部が形成されたヒータの製造方法であって、
   前記重なり部に対してレーザを全周に亘って少なくとも一周照射して、前記シース管と前記ハウジングとに跨るように第１溶融部を形成する第１レーザ照射工程と、
   前記第１溶融部が凝固された後に、前記第１溶融部に対して前記レーザを全周に亘って少なくとも一周照射して、前記第１溶融部の一部が再溶融により第２溶融部に変化した前記溶融部を形成する第２レーザ照射工程と、を有し、
   前記ヒータの前記ハウジングは、本体部と、前記本体部よりも先端側で、且つ前記本体部の厚みよりも薄い筒状の薄肉部と、を有し、
   前記第１レーザ照射工程では、前記第１溶融部は前記薄肉部に設けられてなり、
   前記前記薄肉部の厚みは、前記シース管の厚みよりも薄いことを特徴とするヒータの製造方法。
2. 前記第２レーザ照射工程におけるレーザ出力は、前記第１レーザ照射工程におけるレーザ出力よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のヒータの製造方法。
3. 前記ヒータは、前記重なり部の一部に前記シース管が前記ハウジングに圧入されてなる圧入部を有し、
   さらに、前記第１レーザ照射工程の前に、前記シース管が前記ハウジングに圧入される圧入工程を有し、
   前記第１レーザ照射工程では、前記圧入部又は前記圧入部の近傍に、前記第１溶融部を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒータの製造方法。
4. 前記第２レーザ照射工程では、前記第２溶融部がシース管の外表面を通る仮想線上を跨ぐように形成されることを特徴とする請求項３に記載のヒータの製造方法。
5. 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先端側の筒孔内に挿通する筒状のハウジングと、
   を備え、
   前記ハウジングの先端側と前記シース管の後端側とが前記軸線方向に重なる重なり部の全周に亘って溶融部が形成されてなるヒータであって、
   前記軸線方向に沿う前記ヒータの断面を見たときに、前記溶融部は、前記シース管と前記ハウジングとに跨るように形成された第１溶融部と、前記第１溶融部内に設けられ、第１溶融部との間に境界線が形成される第２溶融部とを有し、
   前記軸線方向に沿う前記ヒータの断面を見たときに、前記第２溶融部の面積は、前記第１溶融部の面積と前記第２溶融部の面積との合計の２０％以上７０％以下設けられていることを特徴とするヒータ。
6. 前記ヒータは、前記重なり部の一部に前記シース管が前記ハウジングに圧入されてなる圧入部を有し、
   前記溶融部は、前記圧入部又は前記圧入部の近傍に形成されてなる請求項５に記載のヒータ。
7. 前記軸線方向に沿う前記ヒータの断面を見たときに、前記第２溶融部は、前記シース管の外表面を通る仮想線上を跨ぐように設けられてなることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のヒータ。
8. 前記ヒータの前記ハウジングは、本体部と、前記本体部よりも先端側で、且つ前記本体部の厚みよりも薄い筒状の薄肉部と、を有し、
   前記溶融部は、前記薄肉部に設けられてなることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載のヒータ。
9. 前記前記薄肉部の厚みは、前記シース管の厚みよりも薄いことを特徴とする請求項８記載のヒータ。
10. 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先端側の筒孔内に挿通する筒状のハウジングと、
    を備え、
    前記ハウジングの先端側と前記シース管の後端側とが前記軸線方向に重なる重なり部の全周に亘って溶融部が形成されてなるヒータであって、
    前記軸線方向に沿う前記ヒータの断面を見たときに、前記溶融部は、前記シース管と前記ハウジングとに跨るように形成された第１溶融部と、前記第１溶融部内に設けられ、第１溶融部との間に境界線が形成される第２溶融部とを有し、
    前記ヒータの前記ハウジングは、本体部と、前記本体部よりも先端側で、且つ前記本体部の厚みよりも薄い筒状の薄肉部と、を有し、
    前記溶融部は、前記薄肉部に設けられてなり、
    前記前記薄肉部の厚みは、前記シース管の厚みよりも薄いことを特徴とするヒータ。

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