JP2002130672A - セラミックヒータ型グロープラグおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】セラミックヒータ６と、その外面にロウ付けに
より接合された金属製外筒８との間の気密性を、ロウ付
け部以外で保持できるようにする。 【解決手段】セラミックヒータ６の外面に金属製外筒８
がロウ付けにより接合されている。セラミックヒータ６
の先端の発熱部６ａは金属製外筒８の外部に突出し、電
極取り出し金具１２が接続された他端面（後端面）６ｂ
は金属製外筒８の内部に位置している。この金属製外筒
８の後端側の空間２６内に、円筒状のガラス部材３０を
挿入し、温度を上げて溶融した後、固化させる。金属製
外筒８内に封入したガラス３０Ａにより金属製外筒８と
セラミックヒータ６の間の気密を保持する。従って、各
種のロウ材を用いたロウ付け方法を選択可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの始動補助用として使用されるグロープラグに係り、
特に、発熱体としてセラミックヒータを用いたセラミッ
クヒータ型グロープラグおよびその製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】絶縁性セラミックス中に、高融点金属
（例えばタングステン等）のコイルや導電性セラミック
ス等の発熱体を埋設し、または導電性セラミックスの発
熱体の一部を露出させる等、絶縁性セラミックスと発熱
体としての無機導電体とを複合して形成したセラッミク
ヒータを、金属製外筒内にロウ付けにより固定し、前記
発熱体の負極側のリード線を絶縁性セラミックスの側面
から取り出して金属製外筒に接続するとともに、正極側
のリード線を、絶縁性セラミックスの前記発熱体が埋設
された位置と逆の端面側で電極取り出し金具の一端に接
続し、さらに、この電極取り出し金具の他端に外部接続
端子を接続するように構成したセラミックヒータ型グロ
ープラグが従来から知られている。

【０００３】前記セラミックヒータと金属製外筒とはロ
ウ付けにより接合されており、このロウ付けは、機械的
な保持の機能に加えて、気密保持の役割を果たしてい
る。しかしながら、ロウ付けを行うロウ材の種類によっ
てその性質が異なっており、耐熱性の高い高融点ロウ材
（例えば銅ロウ材）では、高温での機械的保持能力は優
れているが、気密を保持することが難しく、一方、低融
点ロウ材（例えば銀ロウ材）では、気密保持性は優れて
いるが、高温での機械的保持に問題がある。

【０００４】そこで、一般には、金属製外筒からのセラ
ミックヒータの発熱部の突き出し長さを長くして、ロウ
付け部分をできるだけ発熱部から遠ざけ、ロウ付け部分
の温度を下げることによって低融点ロウ材である銀ロウ
を接合材として用いるようにしている。

【０００５】前述のように、気密性を確保するために銀
ロウ材でロウ付けをするには、ロウ付け部分を発熱部か
らできるだけ離さなければならないという制約がある。
そこで、二種類のロウ材を使い分けて使用することによ
り前記問題を解決しようとする方法が提案されている
（特開昭６１−８５２６号公報）。この公報に記載され
た構成では、セラミックヒータと金属製外筒とのロウ付
けによる接合に、エンジン内に突出する先端部には高融
点のロウ材を用い、後端部には低融点で気密性の優れた
銀ロウ材を用いるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のように二種類の
ロウ材をロウ付け部位に応じて使い分ける方法では、工
法が複雑でコスト高になるという問題があった。

【０００７】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたもので、極めて簡単な構造により、セラミックヒー
タと金属製外筒との間のロウ付け部の気密性を保持する
ことができるセラミックヒータ型グロープラグを提供す
ることを目的とするものである。また、極めて簡単な工
程により、セラミックヒータと金属製外筒との間の気密
性が高いセラミックヒータ型グロープラグを製造する方
法を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係るセラミックヒータ型グロープラグは、発熱体を絶縁
性セラミックスで保持するセラミックヒータと、このセ
ラミックヒータが一端部内にロウ付けにより固定される
とともに、他端部側がハウジングの内部孔に固定された
金属製外筒と、この金属製外筒内に位置するセラミック
ヒータの端面側で、前記発熱体の一方の極とが電気的に
接続された電極取り出し金具とを備えており、さらに、
前記金属製外筒内の電極取り出し金具が接続されている
空間の内部を、耐熱性絶縁材料により密封したものであ
る。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、前記金属
製外筒内に挿入して密封した耐熱性絶縁材料を、セラミ
ックヒータの電極取り出し金具接続側の端面に密着させ
たことを特徴とするものである。

【００１０】さらに、請求項３に記載の発明は、前記金
属製外筒内に挿入して密封した耐熱性絶縁材料と、セラ
ミックヒータの電極取り出し金具接続側の端面との間に
隙間を設けたことを特徴とするものである。

【００１１】また、請求項４に記載の発明は、金属スリ
ーブの内面に一体化した耐熱絶縁材料を金属製外筒内に
挿入して密封したことを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項５に記載の発明は、前記耐熱
性絶縁材料が、セラミックヒータの電極取り出し金具接
続側の端面との間に所定の間隔を隔てて固定された金属
スリーブに密着して設けられていることを特徴とするも
のである。

【００１３】請求項６に記載の発明は、前記セラミック
ヒータ型グロープラグを製造する製造方法であって、金
属製外筒の電極取り出し金具が接続されている空間の内
部に、耐熱性絶縁材料を挿入し、一旦溶解した後、固化
させることにより金属製外筒と電極取り出し金具との間
を密封したものである。

【００１４】請求項７に記載の発明方法は、前記耐熱性
絶縁材料が円筒状をしており、その内部孔に電極取り出
し金具を挿通しつつ金属製外筒内に挿入することを特徴
とするものである。

【００１５】請求項８に記載の発明は、前記耐熱性絶縁
材料を、金属製外筒の開口からセラミックヒータの端面
に接触する位置まで挿入し、一旦溶解した後、固化させ
ることを特徴とするものである。

【００１６】請求項９に記載の発明は、円筒状の耐熱性
絶縁材料を金属製外筒の開口から挿入し、セラミックヒ
ータの端面から所定距離離した位置にセットして、一旦
溶解した後、固化させることを特徴とするものである。

【００１７】請求項１０に記載の発明は、金属スリーブ
の内周に円筒状の耐熱性絶縁材料を固定して一体化した
部材を、金属製外筒の開口側から圧入し、セラミックヒ
ータの端面から所定距離離した位置にセットして、前記
耐熱性絶縁材料を一旦溶解した後、固化させることを特
徴とするものである。

【００１８】請求項１１に記載の発明は、金属スリーブ
を金属製外筒内に圧入して、セラミックヒータの端面か
ら所定距離離した位置に固定し、続いて耐熱性絶縁材料
を挿入して、この耐熱性絶縁材料を一旦溶解した後、固
化させることを特徴とするものである。

【００１９】請求項１２に記載の発明は、金属スリーブ
を圧入し、続いて耐熱性絶縁材料を挿入した後、さらに
第２の金属スリーブを圧入して両金属スリーブによって
前記耐熱性絶縁材料を挟持した状態にし、前記耐熱性絶
縁材料を一旦溶解した後、固化させることを特徴とする
ものである。

【００２０】請求項１３に記載の発明は、前記金属製外
筒の電極取り出し金具が接続されている空間の内部に、
ゲル状または粘土状の耐熱絶縁材料を挿入し、固化させ
ることにより金属製外筒と電極取り出し金具の間を密封
したことを特徴とするものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態によ
り本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係
るセラミックヒータ型グロープラグ（全体を符号１で示
す）の縦断面図である。このグロープラグ１のハウジン
グ２はほぼ円筒状をしており、その内部の孔４は、図の
左側のセラミックヒータ固定側が中径部４ａ、図の右側
の外部接続端子固定側が大径部４ｃ、これら中径部４ａ
と大径部４ｃの間が小径部４ｂである段付きの軸方向孔
になっている。

【００２２】前記ハウジング２の内部孔４（段付きの軸
方向孔）の中径部４ａ内には、セラミックヒータ６が銀
ロウ付けにより接合された金属製外筒８が挿入され、こ
の金属製外筒８の外周面の一部が圧入またはロウ付け等
によりこのハウジング２に固定されている。金属製外筒
８は、内部側の端面８ａがハウジング２の内部孔４の中
径部４ａと小径部４ｂとの間の段部４ｄに当接して位置
決めが行われる。

【００２３】セラミックヒータ６は、その本体部を構成
するセラミックス絶縁体６２の内部に、高融点金属（例
えばタングステン（Ｗ）等）をコイル状にした発熱線
（発熱体）６４が埋め込まれた発熱部６ａを有してお
り、この発熱部６ａが、前記金属製外筒８の先端８ｂか
ら外部へ突出するとともに、この発熱部６ａから遠い側
の端面（後端面）６ｂが金属製外筒８の内部に位置して
いる。なお、この実施の形態では、発熱体を高融点金属
としているが、導電性セラミックスやシート状の発熱体
等にしても良く、導電性セラミックスの発熱体の一部を
絶縁性セラミックスから露出させる等、セラミックヒー
タは、絶縁性セラミックスと発熱体としての無機導電体
とを複合して形成したものであればよい。

【００２４】前記セラミックヒータ６の内部に埋め込ま
れたコイル状発熱線６４の一端６４ａに負極側のリード
線６６が接続されるとともに、他端６４ｂに正極側のリ
ード線６８が接続されている。負極側のリード線６６
は、金属製外筒８の内部側でセラミックス絶縁体６２の
外面に露出して金属製外筒８の内面にロウ付けにより電
気的に接続されている。一方、正極側のリード線６８
は、先端部６８ａがセラミックヒータ６の前記端面６ｂ
側に伸びており、セラミックヒータ６の内部で電極取り
出し金具１２の一端１２ａに接続されている。

【００２５】前記構成に係るセラミックヒータ型グロー
プラグ１の、セラミックスヒータ６の内部に埋設された
発熱線６４（その一端に接続された正極側リード線６
８）と電極取り出し金具１２との接続、およびセラミッ
クヒータ６と金属製外筒８との接合を、銀ロウ付けによ
って行う場合の工程の一例について図７（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）により説明する。先ず、セラミックヒー
タ６および金属製外筒８をロウ付け治具１４に取付けて
位置あわせをし、電極取り出し金具１２の一端１２ａを
セラミックヒータ６の上部の端面６ｂに開口している取
付け孔６ｃ内に挿入した後、所定量の銀ロウ材１６を、
線材をコイル状に巻いた状態にして、セラミックヒータ
６の平坦な上部側端面６ｂ上に挿入し（図７（ａ）参
照）、水素中で９００℃に加熱する。

【００２６】９００℃に加熱すると、セラミックヒータ
６の上部側端面６ｂ上に載っている銀ロウ材１６が溶け
て（図７（ｂ）参照）、セラミックヒータ６と金属製外
筒８との間の隙間、およびセラミックヒータ６の取付け
孔６ｃと電極取り出し金具１２の先端部１２ａとの間の
隙間に流れ込み、これらが接合される（図７（ｃ）参
照）。このように正常に銀ロウ付けが行われて接合され
た場合には、セラミックヒータ６の上部側端面６ｂ上に
は銀ロウ材２６が残らず、金属製外筒８と電極取り出し
金具１２とが短絡することがない。

【００２７】ハウジング２の内部孔４の大径部４ｃ内に
は、外部接続端子１８の外周面に一体的に固定された絶
縁部材（絶縁ブッシュ）２０が挿入され、ハウジング２
の端部２ａをかしめることにより固定されている。この
外部接続端子１８の外周には、綾目ローレット等の凹凸
が形成され、絶縁性樹脂製の絶縁ブッシュ２０が固着さ
れている。この外部接続端子１８は、軸芯部を貫通する
軸方向貫通穴１８ａが形成されており、この貫通穴１８
ａ内を、一端１２ａが前記セラミックスヒータ６の正極
側リード線６８に接続された電極取り出し金具（電極取
り出し線）１２が挿通され、その先端部１２ｂが外部側
の端面１８ｂ（図１の右端）にろう付けまたはかしめ等
により電気的に接続されている。さらに、ハウジング２
のかしめられた端部２ａの外側には、ワッシャ状の絶縁
部材２２を嵌合させ、アルミ製のナット２４を外部接続
端子１８の締め付けねじ部１８ｃに締結している。

【００２８】さらに、この実施の形態のセラミックヒー
タ型グロープラグ１では、金属製外筒８の電極取り出し
金具１２接続側は空間２６になっており、この空間２６
の最も内部側、つまりセラミックヒータ６の端面６ｂに
当接する位置にガラス３０Ａを封入して、金属製外筒８
の内面と電極取り出し金具１２の外面とセラミックヒー
タ６の電極取り出し金具側の端面６ｂとの間を密封して
いる。

【００２９】前記金属製外筒８の空間２６内へのガラス
３０Ａの封入工程について説明すると、電極取り出し金
具１２を接続したセラミックヒータ６を、金属製外筒８
内に銀ロウ付けにより固定した後、金属製外筒８の電極
取り出し金具１２側の開口から、中心を貫通する内部孔
３０ａを有するガラス部材３０（図２（ｂ）参照）を、
電極取り出し金具１２をその内部孔３０ａに挿通しなが
ら挿入する。ガラス部材３０をセラミックヒータ６の端
面６ｂに接する位置まで挿入した後、ガラス３０の溶解
温度まで加熱してガラス部材３０を溶解する。その後、
冷却して固化させる。

【００３０】前記のように溶解、固化したガラス３０Ａ
によってセラミックヒータ６の電極取り出し金具１２側
端面６ｂ、電極取り出し金具１２、金属製外筒８の間を
密封することにより、セラミックヒータ６と金属製外筒
８との間の気密を保持することができる。また、電極取
り出し金具１２のセラミックヒータ６からの取り出し部
分を固定するので、エンジンの振動等により電極取り出
し金具１２が破損することを防止することができる。な
お、前記ガラス３０Ａの量を多くすれば、気密保持性お
よび防振性をより向上させることができる。

【００３１】さらに、ガラス３０Ａをセラミックヒータ
６の端面６ｂに密着させて封止しているので、セラミッ
クヒータ６の金属製外筒８の内部への入り込み現象を防
止することができる。ここで、セラミックヒータ６の入
り込み現象について簡単に説明する。セラミックスと金
属とでは線膨張係数が大幅に異なっている。そのため、
グロープラグ使用中のセラミックヒータ６の高温発熱時
には、セラミックスと金属との膨張量が異なり、それに
よる応力がセラミックヒータ６と金属製外筒８との間に
発生する。このときには、金属製外筒８も含め全体が高
温になるので、金属製外筒８とセラミックヒータ６との
間のロウ材（ここでは銀ロウ材）も柔らかくなってい
る。そのため、膨張の差による応力が、ロウ材の保持力
よりも大きくなると、セラミックヒータ６と金属製外筒
８とが相対移動を生じてしまう。これによりセラミック
ヒータ６が金属製外筒８内に徐々に入り込む現象が生じ
る。前記実施の形態の構成では、このようなセラミック
ヒータ６の入り込み現象を防止することができる。

【００３２】前記実施の形態では、金属製外筒８の内部
を、溶解した後、固化したガラス３０Ａによって封止す
ることにより、セラミックヒータ６と金属製外筒８との
間の気密を確実に保持することができる。しかしなが
ら、この構成では、ガラス３０Ａが、セラミックヒータ
６と接合するとともに、金属製外筒８や電極取り出し金
具１２とも接合される。ところが、グロープラグ１は発
熱、冷却等による温度変化が大きいので、ガラス３０Ａ
と金属製のこれら部材８，１２との線膨張係数が異なる
と、温度サイクルによりその接合部のガラス３０Ａに割
れ等が発生するおそれがある。特に、セラミックスと金
属とでは線膨張係数が大幅に異なっているので、ガラス
の線膨張係数をその両方に合わせることはできないの
で、そのどちらかの接合部分に割れが生じることを防止
するのは難しい。

【００３３】図２（ａ）、（ｂ）は、第２の実施の形態
に係るセラミックヒータ型グロープラグ１の要部を示す
もので、この実施の形態は、セラミックヒータ６と金属
製外筒８との間の気密を確実に保持することができるこ
とに加えて、前記第１の実施の形態による問題点を解決
することが可能である。この実施の形態では、金属製外
筒８内の空間２６内に封入するガラス３０Ａと、セラミ
ックヒータ６の電極取り出し金具１２接続側の端面６ｂ
との間に隙間２８を形成している。なお、ガラス３０Ａ
を封入した部分以外の構成は、前記第１の実施の形態と
同様であるので、同一の部分には同一の符号を付してそ
の説明を省略する。

【００３４】この構成のセラミックヒータ型グロープラ
グ１を製造する場合には、前記第１の実施の形態と同様
の形状のガラス部材３０（図２（ｂ）参照）を金属製外
筒３０の開口側から空間２６内に挿入し、前記セラミッ
クヒータ６の端面６ｂから所定距離離れた位置にセット
する。そして、温度を上げてこのガラス部材３０を溶解
し、除冷固化させる。この実施の形態では、ガラス３０
Ａの線膨張係数を金属製外筒８および電極取り出し金具
１２の線膨張係数に合わせている。このように構成する
ことにより、グロープラグ１の発熱、冷却等の温度変化
によっても、ガラス３０Ａの膨張変化が金属製外筒８と
同じになるので、ガラス３０Ａに割れが生じることがな
い。

【００３５】第２の実施の形態では、ガラス３０Ａとセ
ラミックヒータ６の端面との間に隙間２８を設けている
ので、ガラス３０Ａの割れ等のおそれはないが、製造上
は、ガラス部材３０を所定の位置にセットする工程が困
難である。例えば、金属製外筒８を横置きにして、ガラ
ス部材３０を所定位置にセットする方法や、ガラス部材
３０の外周に接着剤を塗布し、それにより所定位置にセ
ットする方法等が考えられる。しかしながら、いずれに
しても所定の位置に確実に、かつ、簡単にセットするこ
とは難しい。

【００３６】そこで、第２の実施の形態のガラス部材３
０を、所定の位置に確実にセットできるようにした第３
の実施の形態を図３（ａ）、（ｂ）に示す。この実施の
形態では、金属スリーブ３２の内面に、円筒状のガラス
部材３０を予め固定した部材３４（同図（ｂ）参照）
を、金属製外筒８内の所定の位置に圧入して固定した
後、温度を上げてガラス部材３０を溶解し、除冷固化さ
せることにより、金属製外筒８内を密封している。この
構成では、金属スリーブ３２とガラス部材３０とを一体
化した部材３４と、電極取り出し金具１２との間は溶
解、固化したガラス３０Ａによって封止し、金属製外筒
８の内面との間の気密は金属スリーブ３２の圧入により
保持するようになっている。

【００３７】第３の実施の形態の構成では、確実に気密
を保持でき、かつ、ガラス３０Ａの割れを防止すること
ができるとともに、製造時には、ガラス部材３０を所定
の位置に確実にセットすることができる。但し、金属製
外筒８の内面との間の気密は、金属スリーブ３２の圧入
によって保持するようになっているので、温度変化によ
る熱膨張やエンジンの振動等によって気密保持力が低下
するおそれがある。

【００３８】図４（ａ）、（ｂ）に示す第４の実施の形
態は、前記第３の実施の形態の各効果を奏することがで
きるとともに、温度変化や振動による気密保持力の低下
のおそれのないセラミックヒータ型グロープラグ１の構
成の要部を示すものである。このセラミックヒータ型グ
ロープラグ１の構成は、金属製外筒８内のセラミックヒ
ータ６の電極取り出し金具１２側端面６ｂから所定の距
離を隔てた位置にセットされた金属スリーブ３６と、こ
の金属スリーブ３６の外側（図４（ａ）の上面側）に密
着して金属製外筒８内を密封するガラス３０Ａとを備え
ている。

【００３９】この第４の実施の形態のセラミックヒータ
型グロープラグ１の製造には、図４（ｂ）に示すよう
な、別体のガラス部材３０と金属スリーブ３６とを使用
する。先ず、金属製外筒８の内部に金属スリーブ３６を
圧入して所定の位置に固定する。その後、円筒状のガラ
ス部材３０を金属製外筒８内に挿入し、温度を上げて溶
解し、除冷固化させる。この実施の形態では、ガラス３
０Ａの封入位置を、圧入した金属スリーブ３６によって
設定するので、正確に、かつ、確実に位置決めすること
ができるとともに、ガラス３０Ａの線膨張係数を金属製
外筒８と同じにしておくことにより、熱変化による割れ
等も防止することができ、気密保持を確実にすることが
できる。さらに、第３の実施の形態と異なり、金属スリ
ーブ３６によって気密保持を行ってはいないので、温度
変化や振動等によって気密保持に不安が生じることもな
い。

【００４０】図５（ａ）、（ｂ）は、第５の実施の形態
に係るセラミックヒータ型グロープラグ１の要部を示す
もので、前記第４の実施の形態よりもさらに確実にガラ
ス３０の封入位置を規制することができる。この実施の
形態では、セラミックヒータ６の電極取り出し金具１２
接続側の端面６ｂに対し所定の距離を隔てて、第１の金
属スリーブ３６が固定され、この第１金属スリーブ３６
の上面に密着して、ガラス３０Ａが封入され、さらに、
このガラス３０Ａ上に第２の金属スリーブ３８が固定さ
れている。

【００４１】この実施の形態のセラミックヒータ型グロ
ープラグ１を製造する場合には、図５（ｂ）に示す第１
および第２の金属スリーブ３６，３８と、前記、第１，
第２，第４の実施の形態と同様の円筒状のガラス部材３
０を用意し、第４の実施の形態と同様に金属製外筒８の
開口部から空間２６内に第１の金属スリーブ３６を圧入
し、続いてガラス部材３０を挿入した後に、第２の金属
スリーブ３８を圧入する。このように第２の金属スリー
ブ３８を圧入したことにより、第４の実施の形態の構成
と同様の効果を奏することができるとともに、ガラス部
材３０のセット位置を第４の実施の形態の構成よりもさ
らに確実に規制することができる。

【００４２】図６（ａ）、（ｂ）は第６の実施の形態に
係るセラミックヒータ型グロープラグ１の要部を示すも
ので、基本的な構成としては、前記第４の実施の形態と
近似しているが、ガラス１３０Ａによる封入長さを第４
の実施の形態の構成よりも長くしている。この実施の形
態のグロープラグ１は、図６（ｂ）に示すように、第４
の実施の形態の場合よりも長尺のガラス部材１３０を用
いているが、第４の実施の形態と同様の工程により製造
される。

【００４３】この実施の形態では、第４の実施の形態の
構成よりもガラス１３０による封入長さが大幅に長くな
っているので、気密保持性能が向上するとともに、電極
取り出し金具１２の保持長さも長くなるので、電極取り
出し金具１２をより確実に保持することができ、耐振性
等も大幅に向上する。なお、ガラス１３０Ａによる封入
長さを長くするのは、この構成に限定されるものではな
く、前記第１、第２、第３および第５の各実施の形態で
も、長尺のガラス部材１３０を使用して、ガラス１３０
Ａによる封入長さを長くすることにより、第６の実施の
形態と同様の効果を奏することができる。

【００４４】なお、前記各実施の形態では、金属製外筒
８内を封入する材料としてガラス３０Ａ，１３０Ａを用
いているが、これに限定されるものではなく、耐熱性の
ある絶縁材料で、一旦温度を上げて溶解した後固化でき
る材料であればよい。例えば、耐熱性絶縁樹脂等が使用
可能である。また、前記各実施の形態では、固形の材料
を挿入し、温度を上げて溶解した後、固化させている
が、当初からゲル状あるいは粘土状等の耐熱性絶縁材料
を、金属製外筒内に挿入して固化させるようにしても良
い。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、発熱体を絶縁性セラミックスで保持するセ
ラミックヒータと、このセラミックヒータが一端部内に
ロウ付けにより固定されるとともに、他端部側がハウジ
ングの内部孔に固定された金属製外筒と、この金属製外
筒内に位置するセラミックヒータの端面側で、前記発熱
体の一方の極とが電気的に接続された電極取り出し金具
とを備えたセラミックヒータ型グロープラグにおいて、
前記金属製外筒内の電極取り出し金具が接続されている
空間の内部を、耐熱性絶縁材料により密封したことによ
り、金属製外筒とセラミックヒータとのロウ付けについ
て、使用温度に適合した各種のロウ付け方法が採用可能
である。つまり、セラミックヒータと金属製外筒との気
密保持は、金属製外筒の電極取り出し金具側で行われる
ので、金属製外筒とセラミックヒータとの接合部分の要
求される品質が機械的保持に限定されるので、接合方法
の選択の自由度が高くなり、各種のロウ付け方法が採用
できる。

【００４６】さらに、電極取り出し金具を耐熱性絶縁材
料により保持するので、エンジンの振動による破損等を
防止することができる。また、金属製外筒の後部側の空
間が封止されるので、異物の落下等によりショートの可
能性を小さくすることができる。また、燃焼室内に金属
製外筒を配置するような構造にして、金属製外筒が高温
になった場合でも、気密の保持が容易である。さらに、
金属製外筒の先端からのセラミックヒータの突き出し寸
法を短くすることができ、セラミックヒータの強度を補
うことができる。

【００４７】また、請求項２に記載の発明のように、耐
熱性絶縁材料をセラミックヒータの電極取り出し金具接
続側端面に密着させて封入した場合には、セラミックヒ
ータを拘束することができるので、セラミックヒータの
金属製外筒内部側への入り込み現象を抑制することがで
きる。

【００４８】さらにまた、請求項３に記載の発明のよう
に、耐熱性絶縁材料とセラミックヒータの端面との間に
隙間を設けた場合には、耐熱性絶縁材料の線膨張係数を
金属製外筒に合わせることにより、耐熱性絶縁材料が割
れたり破損したりすることを防止することができる。

【００４９】また、請求項６に記載の製造方法によれ
ば、前記構成のセラミックヒータ型グロープラグ製造す
る方法において、金属製外筒の電極取り出し金具が接続
されている空間の内部に、耐熱絶縁材料を挿入し、一旦
溶解した後、固化させることにより金属製外筒と電極取
り出し金具の間を密封するようにしたので、極めて簡単
な工程により、前記構成のセラミックヒータ型グロープ
ラグを製造することができる。

【００５０】また、請求項９に記載の製造方法によれ
ば、耐熱性絶縁材料とセラミックヒータの端面との間に
隙間が出来るので、セラミックヒータ型グロープラグの
使用時の温度変化等によって前記耐熱性絶縁材料が割れ
たり損傷したりするおそれがない。

【００５１】また、請求項１０ないし請求項１２に記載
の製造方法によれば、金属製外筒内に圧入した金属スリ
ーブによって耐熱性絶縁材料の位置決めを確実に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るセラミックヒータ
型グロープラグの縦断面図である。

【図２】図（ａ）は第２の実施の形態に係るセラミック
ヒータ型グロープラグの要部を拡大して示す縦断面図、
図（ｂ）ガラス部材の断面図である。

【図３】図（ａ）は第３の実施の形態に係るセラミック
ヒータ型グロープラグの要部を拡大して示す縦断面図、
図（ｂ）は一体になった金属スリーブとガラス部材とを
示す断面図である。

【図４】図（ａ）は第４の実施の形態に係るセラミック
ヒータ型グロープラグの要部を拡大して示す縦断面図、
図（ｂ）は金属スリーブとガラス部材とを示す断面図で
ある。

【図５】図（ａ）は第５の実施の形態に係るセラミック
ヒータ型グロープラグの要部を拡大して示す縦断面図、
図（ｂ）は第１および第２の金属スリーブとガラス部材
とを示す断面図である。

【図６】図（ａ）は第６の実施の形態に係るセラミック
ヒータ型グロープラグの要部を拡大して示す縦断面図、
図（ｂ）は金属スリーブとガラス部材とを示す断面図で
ある。

【図７】従来のセラミックヒータ型グロープラグのセラ
ミックヒータをロウ付けにより組み付ける工程を説明す
る図である。

【符号の説明】

６ セラミックヒータ ６ｂ セラミックヒータの端面 ８ 金属製外筒 １２ 電極取り出し金具 ２６ 空間 ２８ 隙間 ３０Ａ ガラス ３２ 金属スリーブ ３６ 金属スリーブ ３８ 第２の金属スリーブ ６２ 絶縁性セラミックス ６４ 発熱体 ６８ リード線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青田 隆 埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号 株 式会社ボッシュオートモーティブシステム 東松山工場内 (72)発明者 趙 艱 埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号 株 式会社ボッシュオートモーティブシステム 東松山工場内 (72)発明者 三浦 俊嗣 埼玉県東松山市箭弓町３丁目13番26号 株 式会社ボッシュオートモーティブシステム 東松山工場内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱体を絶縁性セラミックスで保持する
   セラミックヒータと、このセラミックヒータが一端部内
   にロウ付けにより固定されるとともに、他端部側がハウ
   ジングの内部孔に固定された金属製外筒と、この金属製
   外筒内に位置するセラミックヒータの端面側で、前記発
   熱体の一方の極とが電気的に接続された電極取り出し金
   具とを備えたセラミックヒータ型グロープラグにおい
   て、 前記金属製外筒内の電極取り出し金具が接続されている
   空間の内部を、耐熱性絶縁材料により密封したことを特
   徴とするセラミックヒータ型グロープラグ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のセラミックヒータ型グ
   ロープラグにおいて、 前記金属製外筒内に挿入して密封した耐熱性絶縁材料
   を、セラミックヒータの電極取り出し金具接続側の端面
   に密着させたことを特徴とするセラミックヒータ型グロ
   ープラグ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のセラミックヒータ型グ
   ロープラグにおいて、 前記金属製外筒内に挿入して密封した耐熱性絶縁材料
   と、セラミックヒータの電極取り出し金具接続側の端面
   との間に隙間を設けたことを特徴とするセラミックヒー
   タ型グロープラグ。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のセラミックヒータ型グ
   ロープラグにおいて、 金属スリーブの内面に一体化した耐熱性絶縁材料を、金
   属製外筒内に挿入して密封したことを特徴とするセラミ
   ックヒータ型グロープラグ。
5. 【請求項５】 請求項３に記載のセラミックヒータ型グ
   ロープラグにおいて、 前記耐熱性絶縁材料が、セラミックヒータの電極取り出
   し金具接続側の端面との間に所定の間隔を隔てて固定さ
   れた金属スリーブに密着して設けられていることを特徴
   とするセラミックヒータ型グロープラグ。
6. 【請求項６】 発熱体を絶縁性セラミックスで保持する
   セラミックヒータと、このセラミックヒータが一端部内
   にロウ付けにより固定されるとともに、他端部側がハウ
   ジングの内部孔に固定された金属製外筒と、この金属製
   外筒内に位置するセラミックヒータの端面側で、前記発
   熱体の一方の極とが電気的に接続された電極取り出し金
   具とを備えたセラミックヒータ型グロープラグを製造す
   る製造方法において、 前記金属製外筒の電極取り出し金具が接続されている空
   間の内部に、耐熱絶縁材料を挿入し、一旦溶解した後、
   固化させることにより金属製外筒と電極取り出し金具と
   の間を密封したことを特徴とするセラミックヒータ型グ
   ロープラグの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のセラミックヒータ型グ
   ロープラグの製造方法において、 前記耐熱性絶縁材料が円筒状をしており、その内部孔に
   電極取り出し金具を挿通しつつ金属製外筒内に挿入する
   ことを特徴とするセラミックヒータ型グロープラグの製
   造方法。
8. 【請求項８】 請求項６または請求項７に記載のセラミ
   ックヒータ型グロープラグの製造方法において、 前記耐熱性絶縁材料を、金属製外筒の開口からセラミッ
   クヒータの端面に接触する位置まで挿入し、一旦溶解し
   た後、固化させることを特徴とするセラミックヒータ型
   グロープラグの製造方法。
9. 【請求項９】 請求項６または請求項７に記載のセラミ
   ックヒータ型グロープラグの製造方法において、 円筒状の耐熱性絶縁材料を金属製外筒の開口から挿入
   し、セラミックヒータの端面から所定距離離した位置に
   セットして、一旦溶解した後、固化させることを特徴と
   するセラミックヒータ型グロープラグの製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載のセラミックヒータ型
    グロープラグの製造方法において、 金属スリーブの内周に円筒状の耐熱性絶縁材料を固定し
    て一体化した部材を、金属製外筒の開口側から圧入し、
    セラミックヒータの端面から所定距離離した位置にセッ
    トして、前記耐熱性絶縁材料を一旦溶解した後、固化さ
    せることを特徴とするセラミックヒータ型グロープラグ
    の製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項９に記載のセラミックヒータ型
    グロープラグの製造方法において、 金属スリーブを金属製外筒内に圧入して、セラミックヒ
    ータの端面から所定距離離した位置に固定し、続いて耐
    熱性絶縁材料を挿入して、この耐熱性絶縁材料を一旦溶
    解した後、固化させることを特徴とするセラミックヒー
    タ型グロープラグの製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載のセラミックヒータ
    型グロープラグの製造方法において、 金属スリーブを圧入し、続いて耐熱性絶縁材料を挿入し
    た後、さらに第２の金属スリーブを圧入して両金属スリ
    ーブによって前記耐熱性絶縁材料を挟持した状態にし、
    前記耐熱性絶縁材料を一旦溶解した後、固化させること
    を特徴とするセラミックヒータ型グロープラグの製造方
    法。
13. 【請求項１３】 請求項６に記載のセラミックヒータ型
    グロープラグの製造方法において、 金属製外筒の電極取り出し金具が接続されている空間の
    内部に、ゲル状または粘土状の耐熱絶縁材料を挿入し、
    固化させることにより金属製外筒と電極取り出し金具の
    間を密封したことを特徴とするセラミックヒータ型グロ
    ープラグの製造方法。