JP2002349852A - Glow plug and method of manufacturing glow plug - Google Patents

Glow plug and method of manufacturing glow plug

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JP2002349852A
JP2002349852A JP2001163941A JP2001163941A JP2002349852A JP 2002349852 A JP2002349852 A JP 2002349852A JP 2001163941 A JP2001163941 A JP 2001163941A JP 2001163941 A JP2001163941 A JP 2001163941A JP 2002349852 A JP2002349852 A JP 2002349852A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glow plug which can achieve firm coupling without slackness after assembly, by materializing such constitution that the assembly of a heater body, a metallic outer case, a main metal fitting, etc., becomes easy, in a glow plug using a ceramic heater. SOLUTION: The glow plug is equipped with a bar-shaped ceramic heater 1 where a ceramic resistor 10 consisting of conductive ceramic is buried in a ceramic substrate 13 consisting of insulating ceramic, and it is provided with a metallic outer tube 3 which is arranged with the tip of the ceramic heater 1 projected, and a main metal fitting 4 where a mounting part to an internal combustion engine is made. The ceramic heater 1 is tight fitted inside the metallic outer tube 3, while the frictional coefficient between the engaging faces is set to be larger at the front end 101 of the metallic outer tube 3 than at the rear end 103 when defined that the tip side of the ceramic heater 1 is front side, in the case where a sliding material remains in the space (space in engagement section) made by each engaging face of the inner peripheral face of the metallic outer tube and the outer peripheral face of the ceramic heater.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン予熱用のグロープラグに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a glow plug for preheating diesel engines.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、絶縁性のセラミック基体に導電性
セラミックからなる抵抗発熱体を埋設した構造を有する
セラミックヒータを用いたグロープラグが広く知られて
いる。このようなグロープラグにおいては、抵抗発熱体
を含むセラミックヒータを金属外筒を介して主体金具に
て保持する方法が提供されている。例えばセラミックヒ
ータと金属外筒をろう材により接合するとともに金属外
筒と主体金具をろう付けにより接合することにより、セ
ラミックヒータ、金属外筒及び主体金具を一体的に構成
する方法等が用いられている。
2. Description of the Related Art A glow plug using a ceramic heater having a structure in which a resistance heating element made of conductive ceramic is embedded in an insulating ceramic base has been widely known. In such a glow plug, there has been provided a method of holding a ceramic heater including a resistance heating element with a metal shell via a metal outer cylinder. For example, a method of integrally configuring a ceramic heater, a metal outer cylinder, and a metal shell by joining a ceramic heater and a metal shell with a brazing material and bonding the metal outer cylinder and the metal shell by brazing is used. I have.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
セラミックヒータを用いたグロープラグにおいては、ろ
う材により金属外筒にセラミックヒータを接合するた
め、ろう材の用意、ろう付けに伴う熱処理、表面加工等
を要し、構造上或いは工程上の問題から工程数の増大、
製造の複雑化が避けられないものであった。また、セラ
ミックヒータ、金属外筒及び主体金具をそれぞれろう付
けによって接合する方法を用いると、それらセラミック
ヒータ、金属外筒、主体金具の同心性を確保することが
難しいといった精度上の問題もあった。
In a glow plug using such a ceramic heater, since the ceramic heater is joined to the metal outer cylinder by the brazing material, preparation of the brazing material, heat treatment accompanying the brazing, and surface treatment are performed. Processing, etc., increase in the number of processes due to structural or process problems,
The complication of manufacturing was inevitable. In addition, when the method of joining the ceramic heater, the metal outer cylinder, and the metal shell by brazing is used, there is also an accuracy problem that it is difficult to ensure the concentricity of the ceramic heater, the metal shell, and the metal shell. .

【0004】本発明の課題は、セラミックヒータを用い
たグロープラグにおいて、セラミックヒータ、金属外筒
及び主体金具等の組み付けが容易となる構成とすること
にある。加えて、組付け後においては緩みのない強固な
結合をなし得るグロープラグを提供する。
An object of the present invention is to provide a glow plug using a ceramic heater in which a ceramic heater, a metal outer cylinder, a metal shell and the like can be easily assembled. In addition, the present invention provides a glow plug capable of forming a firm connection without loosening after assembly.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために、本発明は、絶縁性セラミックからな
るセラミック基体中に導電性セラミックからなるセラミ
ック抵抗体が埋設された棒状のセラミックヒータを有す
るグロープラグであって、該セラミックヒータを周方向
に取り囲むとともに、軸線方向においてセラミックヒー
タの先端部を突出させる形にて配置される金属外筒と、
軸線方向におけるセラミックヒータの先端部側を前方側
とした場合に、その金属外筒の軸線方向後端部に結合さ
れ、外周面に内燃機関への取付部が形成された主体金具
と、を備え、金属外筒内部においてセラミックヒータが
しまりばめ嵌合される一方、金属外筒内周面とセラミッ
クヒータ外周面の各々の嵌合面により形成される隙間
(嵌合部隙間)に滑材が残存し、さらに、金属外筒の前
端部のほうが後端部より嵌合面間の摩擦係数が大きくな
るように設定されることを特徴とするグロープラグを提
供する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a rod-shaped ceramic heater in which a ceramic resistor made of a conductive ceramic is embedded in a ceramic base made of an insulating ceramic. A glow plug having a metal outer cylinder that surrounds the ceramic heater in a circumferential direction and is arranged in a manner to project a tip portion of the ceramic heater in an axial direction.
When the front end side of the ceramic heater in the axial direction is set to the front side, a metal shell coupled to the axial rear end of the metal outer cylinder and having a mounting portion to the internal combustion engine formed on the outer peripheral surface thereof. In the meantime, the ceramic heater is tightly fitted inside the metal outer cylinder, while the lubricating material is inserted into gaps (fitting portion gaps) formed by respective fitting surfaces of the inner peripheral surface of the metal outer cylinder and the outer peripheral surface of the ceramic heater. A glow plug, wherein the glow plug remains so that the front end of the metal outer cylinder is set to have a larger coefficient of friction between the fitting surfaces than the rear end.

【0006】セラミックヒータと金属外筒の接合、金属
外筒と主体金具の接合をそれぞれしまりばめ嵌合するこ
とにより、これら部材間のろう付けによる接合を廃する
ことができるため、製造工程の簡素化を図ることがで
き、加えて、しまりばめ嵌合の際に滑材を用いることに
より圧入時の荷重を低減し、組み付けの容易化を図るこ
とができる。このように最終的に嵌合部隙間に滑材が残
存するような圧入形態とすれば、これらの接合体におい
て芯ずれ、傾き等が抑制されたものとなり、形状精度の
高いものとなる。また、熱分解性の滑材を用いれば、圧
入時においては挿入が行い易く、使用が進むにつれてセ
ラミックヒータの発熱により滑材が分解されて緊束力が
高まる構成となる。特に、圧入対象物の一方がこのよう
な発熱体の場合において熱分解性の滑材を用いると極め
て有効である。
[0006] The fitting of the ceramic heater and the metal outer cylinder and the bonding of the metal outer cylinder and the metal shell are each fitted by fitting, so that the joining by brazing between these members can be eliminated. Simplification can be achieved, and in addition, the load at the time of press-fitting can be reduced by using a sliding material at the time of the interference fit, thereby facilitating assembly. In this manner, if the press-fitting form is such that the lubricating material remains in the fitting portion gap, the misalignment, inclination, and the like of these joined bodies are suppressed, and the shape accuracy is high. In addition, if a thermally decomposable lubricant is used, insertion can be easily performed at the time of press-fitting, and as the use proceeds, the lubricant is decomposed by the heat generated by the ceramic heater, and the tightening force is increased. In particular, when one of the objects to be pressed is such a heating element, it is extremely effective to use a thermally decomposable sliding material.

【0007】また、セラミックヒータは先端側が高温と
なるため、その高温部に近い金属外筒の前端部はその熱
に起因して径方向に膨張、収縮が起こりやすく、その結
果、変形等が生じて前端部が緩みやすくなる可能性があ
る。従って、それを補うために前端部の摩擦係数が後端
部より大きくなるように設定すれば、このような局所的
な緩みを抑制でき、より強固な嵌合を実現できる。さら
には、上記のように熱分解性の滑材を残存させるように
すれば、セラミックヒータの発熱に起因して前端部のほ
うが滑材が分解されやすくなるから、使用が進むにつれ
て前端部の滑材がより分解されることとなる。通常であ
ると使用の進行に伴って、熱に起因する前端部嵌合面間
の緩みが徐々に顕著となる可能性があるが、一方では滑
材が徐々に分解されて摩擦係数が増大してゆくため、前
端部の緊束力が効果的に補われることとなる。
[0007] Further, since the front end of the ceramic heater has a high temperature, the front end of the metal outer cylinder near the high temperature portion tends to expand and contract in the radial direction due to the heat, resulting in deformation and the like. The front end may be easily loosened. Therefore, if the friction coefficient at the front end is set to be larger than that at the rear end in order to compensate for such a situation, such local loosening can be suppressed, and more firm fitting can be realized. Furthermore, if the thermally decomposable lubricant is allowed to remain as described above, the lubricant is more easily decomposed at the front end portion due to heat generated by the ceramic heater. The material will be degraded more. Normally, with the progress of use, loosening between the front end fitting surfaces due to heat may gradually become remarkable, but on the other hand, the sliding material is gradually decomposed and the friction coefficient increases. As a result, the binding force at the front end is effectively supplemented.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明する。図1は、本発明のセラミックヒー
タを使用したグロープラグを、その内部構造とともに示
すものである。該グロープラグ50はセラミックヒータ
1を有し、そのセラミックヒータ1の先端部が突出する
ようにその外周面を覆う金属外筒3、さらにその金属外
筒3を外側から覆う筒状の主体金具4等を備えている。
主体金具4の外周面には、図示しないエンジンブロック
にグロープラグ50を固定するための、取付部としての
ねじ部5が形成されている。なお、主体金具4は金属外
筒3に対し、例えば両者の内外周面の隙間を充填する形
でろう付けするか、あるいは主体金具4の先端側開口内
縁と、金属外筒3の外周面とを全周レーザー溶接する形
で固定される。また、主体金具4と金属外筒3をしまり
ばめ嵌合するようにしてもよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a glow plug using the ceramic heater of the present invention together with its internal structure. The glow plug 50 has a ceramic heater 1, a metal outer cylinder 3 covering an outer peripheral surface of the ceramic heater 1 so that a tip portion of the ceramic heater 1 projects, and a cylindrical metal shell 4 covering the metal outer cylinder 3 from outside. Etc. are provided.
On the outer peripheral surface of the metal shell 4, a screw portion 5 as an attachment portion for fixing the glow plug 50 to an engine block (not shown) is formed. The metal shell 4 is brazed to the metal outer cylinder 3 by, for example, filling the gap between the inner and outer peripheral surfaces of the metal outer cylinder 3 or the inner peripheral edge of the opening of the metal shell 4 at the front end side and the outer peripheral surface of the metal outer cylinder 3. Is fixed by laser welding all around. Further, the metal shell 4 and the metal outer cylinder 3 may be tightly fitted.

【0009】図2はセラミックヒータ1を拡大して示す
断面図である。セラミックヒータ1は、絶縁性セラミッ
クからなるセラミック基体13中に導電性セラミックか
らなるセラミック抵抗体10が埋設された棒状の形態を
有する。そして、セラミック抵抗体10は、セラミック
ヒータ1の先端部に配置される第一導電性セラミックか
らなる第一抵抗体部分11と、各々該第一抵抗体部分1
1の後方側において、セラミックヒータ1の軸線Oの方
向に沿って延伸する形で配置され、先端部が第一抵抗体
部分11の通電方向における両端部にそれぞれ接合され
るとともに、第一導電性セラミックよりも抵抗率が低い
第二導電性セラミックからなる1対の第二抵抗体部分1
2,12とを有する。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the ceramic heater 1. The ceramic heater 1 has a rod-like shape in which a ceramic resistor 10 made of conductive ceramic is embedded in a ceramic base 13 made of insulating ceramic. The ceramic resistor 10 includes a first resistor portion 11 made of a first conductive ceramic disposed at a tip portion of the ceramic heater 1 and the first resistor portion 1.
1 is arranged so as to extend along the direction of the axis O of the ceramic heater 1, and the front ends are respectively joined to both ends of the first resistor portion 11 in the energizing direction, and the first conductive member 11 is connected to the first conductive member 11. A pair of second resistor portions 1 made of a second conductive ceramic having a lower resistivity than the ceramic
2 and 12.

【0010】セラミック基体13を構成する絶縁性セラ
ミックとして、本実施形態では窒化珪素質セラミックが
採用されている。窒化珪素質セラミックの組織は、窒化
珪素(Si)を主成分とする主相粒子が、後述の
焼結助剤成分等に由来した粒界相により結合された形態
のものである。なお、主相は、SiあるいはNの一部
が、AlあるいはOで置換されたもの、さらには、相中
にLi、Ca、Mg、Y等の金属原子が固溶したもので
あってもよい。
In this embodiment, a silicon nitride ceramic is used as an insulating ceramic constituting the ceramic base 13. The structure of the silicon nitride ceramic has a form in which main phase particles mainly composed of silicon nitride (Si 3 N 4 ) are bound by a grain boundary phase derived from a sintering aid component described later. The main phase may be a phase in which Si or N is partially substituted by Al or O, or a phase in which metal atoms such as Li, Ca, Mg, and Y are dissolved in the phase. .

【0011】窒化珪素質セラミックには、周期律表の3
A、4A、5A、3B(例えばAl)及び4B(例えば
Si)の各族の元素群及びMgから選ばれる少なくとも
1種を前記のカチオン元素として、焼結体全体における
含有量にて、酸化物換算で1〜10質量%含有させるこ
とができる。これら成分は主に酸化物の形で添加され、
焼結体中においては、主に酸化物あるいはシリケートな
どの複合酸化物の形態にて含有される。焼結助剤成分が
1質量%未満では緻密な焼結体が得にくくなり、10質
量%を超えると強度や靭性あるいは耐熱性の不足を招
く。焼結助剤成分の含有量は、望ましくは2〜8質量%
とするのがよい。焼結助剤成分として希土類成分を使用
する場合、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、
Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、L
uを用いることができる。これらのうちでもTb、D
y、Ho、Er、Tm、Ybは、粒界相の結晶化を促進
し、高温強度を向上させる効果があるので好適に使用で
きる。
[0011] Silicon nitride-based ceramics include 3 in the periodic table.
A, 4A, 5A, 3B (for example, Al) and 4B (for example, Si) and at least one element selected from the group consisting of Mg and Mg as the above-mentioned cation element, in terms of the content in the whole sintered body, It can be contained in a conversion of 1 to 10% by mass. These components are mainly added in the form of oxides,
In the sintered body, it is mainly contained in the form of an oxide or a composite oxide such as silicate. If the sintering aid component is less than 1% by mass, it is difficult to obtain a dense sintered body, and if it exceeds 10% by mass, insufficient strength, toughness or heat resistance is caused. The content of the sintering aid component is desirably 2 to 8% by mass.
It is good to do. When a rare earth component is used as a sintering aid component, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm,
Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, L
u can be used. Among them, Tb and D
Since y, Ho, Er, Tm, and Yb have the effect of promoting crystallization of the grain boundary phase and improving the high-temperature strength, they can be suitably used.

【0012】次に、抵抗発熱体10を構成する第一抵抗
体部分11及び第二抵抗体部分12,12は、前記した
通り電気抵抗率の異なる導電性セラミックにて構成され
ている。両導電性セラミックの電気抵抗率を互いに異な
るものとする方法は特に限定されず、例えば、 同種の導電性セラミック相を用いつつ、その含有量を
互いに異ならせる方法; 電気抵抗率の異なる異種の導電性セラミック相を採用
する方法; との組合せによる方法; 等、種々例示できるが、本実施形態ではの方法を採用
している。
Next, the first resistor portion 11 and the second resistor portions 12, 12 constituting the resistance heating element 10 are made of conductive ceramics having different electric resistivity as described above. The method of making the electric resistivity of both conductive ceramics different from each other is not particularly limited. For example, a method of using the same kind of conductive ceramic phase and making the contents different from each other; Various methods can be exemplified, such as a method using a conductive ceramic phase; and a method based on a combination of the following. In this embodiment, the method is used.

【0013】導電性セラミック相としては、例えば、炭
化タングステン(WC)、二珪化モリブデン(MoSi
)及び二珪化タングステン(WSi)等、周知のも
のを採用できる。本実施形態ではWCを採用している。
なお、セラミック基体13との線膨張係数差を縮小して
耐熱衝撃性を高めるために、セラミック基体13の主成
分となる絶縁性セラミック相、ここでは窒化珪素質セラ
ミック相を配合することができる。従って、絶縁性セラ
ミック相と導電性セラミック相との含有比率を変化させ
ることにより、抵抗体部分を構成する導電性セラミック
の電気抵抗率を所望の値に調整することができる。
As the conductive ceramic phase, for example, tungsten carbide (WC), molybdenum disilicide (MoSi
2 ) and known materials such as tungsten disilicide (WSi 2 ). In the present embodiment, WC is adopted.
In order to reduce the difference in linear expansion coefficient from the ceramic base 13 and increase the thermal shock resistance, an insulating ceramic phase which is a main component of the ceramic base 13, here, a silicon nitride ceramic phase can be blended. Therefore, by changing the content ratio between the insulating ceramic phase and the conductive ceramic phase, the electric resistivity of the conductive ceramic constituting the resistor portion can be adjusted to a desired value.

【0014】具体的には、抵抗発熱部をなす第一抵抗体
部分11の材質である第一導電性セラミックは、導電性
セラミック相の含有率を10〜25体積%、残部を絶縁
性セラミック相とするのがよい。導電性セラミック相の
含有率が25体積%を超えると、導電率が高くなりすぎ
て十分な発熱量が期待できなくなり、10体積%未満に
なると逆に導電率が低くなりすぎ、同様に発熱量が十分
に確保できなくなる。
More specifically, the first conductive ceramic, which is the material of the first resistor portion 11 forming the resistance heating portion, has a conductive ceramic phase content of 10 to 25% by volume, and the remainder is an insulating ceramic phase. It is good to do. When the content of the conductive ceramic phase exceeds 25% by volume, the conductivity becomes too high and a sufficient calorific value cannot be expected. When the content is less than 10% by volume, the conductivity becomes too low. Cannot be secured sufficiently.

【0015】他方、第二抵抗体部分12,12は、その
第一抵抗体部分11に対する導通経路となるものであ
り、その材質である第二導電性セラミックは導電性セラ
ミック相の含有率を10〜30体積%、残部を絶縁性セ
ラミック相とするのがよい。導電性セラミック相の含有
率が30体積%を超えると焼成による緻密化が困難とな
り、強度不足を招きやすくなるほか、エンジン予熱のた
めに通常使用される温度域に到達しても電気抵抗率の上
昇が不十分となり、電流密度を安定化させるための自己
飽和機能が実現できなくなる場合がある。他方、15体
積%未満では第二抵抗体部分12,12での発熱が大き
くなりすぎて、第一抵抗体部分11の発熱効率が悪化す
ることにつながる。本実施形態では、第一導電性セラミ
ック中のWCの含有率が16体積%(55質量%)、第
二導電性セラミック中のWCの含有率が20体積%(7
0質量%)としている(残部いずれも窒化珪素質セラミ
ック(焼結助剤含む)。
On the other hand, the second resistor portions 12 and 12 serve as a conduction path to the first resistor portion 11, and the material of the second conductive ceramic has a conductive ceramic phase content of 10%. -30% by volume, with the balance being an insulating ceramic phase. If the content of the conductive ceramic phase exceeds 30% by volume, it becomes difficult to densify by firing, and the strength tends to be insufficient. In addition, even when the temperature reaches the temperature range usually used for preheating the engine, the electric resistivity is low. In some cases, the rise becomes insufficient and the self-saturation function for stabilizing the current density cannot be realized. On the other hand, when the volume is less than 15% by volume, the heat generation in the second resistor portions 12 and 12 becomes too large, and the heat generation efficiency of the first resistor portion 11 is deteriorated. In this embodiment, the content of WC in the first conductive ceramic is 16% by volume (55% by mass), and the content of WC in the second conductive ceramic is 20% by volume (7%).
0% by mass) (all the rest are silicon nitride ceramics (including a sintering aid)).

【0016】本実施形態においてセラミック抵抗体10
は、第一抵抗体部分11がU字形状をなし、そのU字底
部がセラミックヒータ1の先端側に位置するように配置
され、第二抵抗体部分12,12は、該U字形状の第一
抵抗体部分11の両端部からそれぞれ軸線O方向に沿っ
て後方に延伸する、互いに略平行な棒状部とされてい
る。
In this embodiment, the ceramic resistor 10
Are arranged such that the first resistor portion 11 has a U-shape, and the U-shaped bottom portion is located on the tip side of the ceramic heater 1, and the second resistor portions 12 and 12 have a U-shaped shape. Bar-shaped portions extending substantially in parallel with each other in the direction of the axis O from both ends of the one resistor portion 11 are formed.

【0017】セラミック抵抗体10において第一抵抗体
部分11は、動作時に最も高温となるべき先端部11a
に対して電流を集中するために、該先端部11aを両端
部11b、11bよりも細径としている。そして、第二
抵抗体部分12,12との接合面15は、その先端部1
1aよりも径大となった両端部11b、11bに形成さ
れるとともに、第二抵抗体部分12,12の軸断面積自
体が、第一抵抗体部分11の先端部11aの断面積より
も大きく設定されている。
The first resistor portion 11 of the ceramic resistor 10 has a tip portion 11a which should be at the highest temperature during operation.
In order to concentrate the electric current, the tip 11a has a smaller diameter than both ends 11b, 11b. Then, the joint surface 15 with the second resistor portions 12, 12 has a tip 1
The axial cross-sectional area of the second resistor portions 12, 12 is larger than the cross-sectional area of the distal end portion 11a of the first resistor portion 11, while being formed at both end portions 11b, 11b having a diameter larger than 1a. Is set.

【0018】また、セラミック抵抗体10の1対の第二
抵抗体部分12,12は、それぞれ軸線方向後端部にお
いてセラミックヒータ1の表面に露出しており、その露
出部12a,12aが該セラミック抵抗体10への通電
端子部16,17の接合領域とされて電気接続部として
機能している。この構造では、セラミックヒータ1に通
電用のリード線が埋設する必要がなく、該セラミックヒ
ータ1をオールセラミックにて構成できるので、製造工
数の削減を図ることができる。また、金属リード線をセ
ラミック中に埋設する構造では、高温下でヒータ駆動用
の電圧を印加したときに、金属リード線を構成する金属
原子が、その電界勾配による電気化学的な駆動力を受け
てセラミック側に強制拡散する、いわゆるエレクトロマ
イグレーション効果によって消耗し、断線等を生じやす
くなることがある。しかし、上記構造では通電端子部1
6,17が、導通路を形成する第二抵抗体部分12,1
2の露出部12a,12aに接合されるのみで埋設形態
とならないことから、上記エレクトロマイグレーション
効果の影響を本質的に受けにくい利点もある。
A pair of second resistor portions 12, 12 of the ceramic resistor 10 are respectively exposed at the rear end in the axial direction to the surface of the ceramic heater 1, and the exposed portions 12a, 12a It is a junction area of the current-carrying terminals 16 and 17 to the resistor 10 and functions as an electrical connection. In this structure, it is not necessary to embed a lead wire for energization in the ceramic heater 1, and the ceramic heater 1 can be made of all-ceramic, so that the number of manufacturing steps can be reduced. In a structure in which a metal lead wire is embedded in ceramic, when a heater driving voltage is applied at a high temperature, metal atoms constituting the metal lead wire receive an electrochemical driving force due to the electric field gradient. In some cases, it is consumed by the so-called electromigration effect of forcibly diffusing into the ceramic side, and disconnection or the like is likely to occur. However, in the above structure, the current-carrying terminal portion 1
6, 17 are second resistor portions 12, 1 forming conductive paths.
Since it is only joined to the second exposed portions 12a, 12a and does not become a buried form, there is also an advantage that it is essentially less affected by the electromigration effect.

【0019】本実施形態では、セラミックヒータ1の軸
線O方向後端部において、セラミック基体13の一部を
切り欠き形態とし、その切欠部13aに第二抵抗体部分
12の後端部を露出させている。これにより、上記の露
出部12a,12aを簡単に形成することができる。こ
のような切欠部13aは、成形体の段階で形成しておい
てもよいし、焼成後にグラインダ研削加工等により後形
成しても、いずれでもよい。
In this embodiment, at the rear end of the ceramic heater 1 in the direction of the axis O, a part of the ceramic base 13 is cut out, and the rear end of the second resistor portion 12 is exposed in the cutout 13a. ing. Thereby, the exposed portions 12a, 12a can be easily formed. Such a notch 13a may be formed at the stage of the molded body, or may be formed later by grinding or the like after firing.

【0020】また、通電端子部16,17は、例えばN
iあるいはNi合金等の金属製であり、第二抵抗体部分
12,12に対し露出部12a,12aにおいてろう付
け接合されている。このろう付けは、金属−セラミック
接合のため、これに適した活性ろう材を用いるか、ある
いはその活性金属成分を蒸着等によりセラミック側に付
着させてメタライズし、その後通常のろう材を用いて接
合する手法を採用することが望ましい。ろう材としては
Ag系あるいはCu系の公知のものが使用でき、活性金
属成分としてはTi、Zr及びHfの1種又は2種以上
を使用することができる。
The energizing terminal portions 16 and 17 are, for example, N
i or a metal such as a Ni alloy, and is brazed to the second resistor portions 12 at the exposed portions 12a. In this brazing, for metal-ceramic bonding, an active brazing material suitable for this is used, or the active metal component is adhered to the ceramic side by vapor deposition or the like, metallized, and then joined using a normal brazing material. It is desirable to adopt a technique that does this. Known Ag-based or Cu-based brazing materials can be used, and one, two or more of Ti, Zr and Hf can be used as the active metal component.

【0021】図1に示すように、主体金具4の内側に
は、その軸線O方向において後端側から、セラミックヒ
ータ1に電力を供給するための金属軸6が主体金具4と
絶縁状態にて配置されている。本実施形態では、金属軸
6の後端側外周面と主体金具4の内周面との間にセラミ
ックリング31を配置し、その後方側にガラス充填層3
2を形成して固定する形としている。なお、セラミック
リング31の外周面には、径大部の形でリング側係合部
31aが形成され、主体金具4の内周面後端寄りに、周
方向段部の形で形成された金具側係合部4eに係合する
ことで、軸線方向前方側への抜け止めがなされている。
また、金属軸6のガラス充填層32と接触する外周面部
分には、ローレット加工等による凹凸が施されている
(図では網掛けを描いた領域)。さらに、金属軸6の後
端部は主体金具4の後方に延出し、その延出部に絶縁ブ
ッシュ8を介して端子金具7がはめ込まれている。該端
子金具7は、周方向の加締め部9により、金属軸6の外
周面に対して導通状態で固定されている。
As shown in FIG. 1, a metal shaft 6 for supplying electric power to the ceramic heater 1 is provided inside the metal shell 4 from the rear end side in the direction of the axis O in an insulated state with the metal shell 4. Are located. In the present embodiment, a ceramic ring 31 is disposed between the outer peripheral surface on the rear end side of the metal shaft 6 and the inner peripheral surface of the metal shell 4, and the glass-filled layer 3
2 is formed and fixed. A ring-side engaging portion 31a is formed on the outer peripheral surface of the ceramic ring 31 in the form of a large-diameter portion. By engaging with the side engaging portion 4e, the axially forward side is prevented from coming off.
In addition, the outer peripheral surface portion of the metal shaft 6 that comes into contact with the glass-filled layer 32 is provided with unevenness by knurling or the like (a hatched area in the figure). Further, the rear end of the metal shaft 6 extends rearward of the metallic shell 4, and the terminal fitting 7 is fitted into the extended portion via an insulating bush 8. The terminal fitting 7 is fixed in a conductive state to the outer peripheral surface of the metal shaft 6 by a circumferential caulking portion 9.

【0022】また、セラミック抵抗体10の第二抵抗体
部分12,12は、露出部12a,12aにおいて、そ
の一方が接地用通電端子部16により金属外筒3を介し
て主体金具4に電気的に接続され、同じく他方が電源側
通電端子部17により金属軸6に電気的に接続されてい
る。本実施形態では、図2のように第二抵抗体部分12
はセラミックヒータ1の外周面後端部に露出部12aを
形成しており、セラミックヒータ1は、軸線O方向にお
いて、後端面2rが金属外筒3の後端面3rよりも前方
側に位置している。換言すれば、セラミックヒータ1の
軸線方向において、金属外筒3の後端が、セラミックヒ
ータ1の後端より後方に突出するよう構成される。この
ように、金属外筒3の後端がセラミックヒータ12の後
端より後方に突出するようにすると、セラミックヒータ
1を金属外筒3に組付けた際に、接地用通電端子部16
と金属外筒3の接合が行いやすくなる。
In the exposed portions 12a, one of the second resistor portions 12 of the ceramic resistor 10 is electrically connected to the metal shell 4 via the metal outer cylinder 3 by the grounding terminal 16 at the exposed portions 12a. The other end is also electrically connected to the metal shaft 6 by the power supply terminal 17. In the present embodiment, as shown in FIG.
Has an exposed portion 12a formed at the rear end portion of the outer peripheral surface of the ceramic heater 1. In the ceramic heater 1, the rear end surface 2r is located forward of the rear end surface 3r of the metal outer cylinder 3 in the axis O direction. I have. In other words, in the axial direction of the ceramic heater 1, the rear end of the metal outer cylinder 3 is configured to protrude rearward from the rear end of the ceramic heater 1. As described above, when the rear end of the metal outer cylinder 3 projects rearward from the rear end of the ceramic heater 12, when the ceramic heater 1 is assembled to the metal outer cylinder 3, the grounding energizing terminal 16
And the metal outer cylinder 3 are easily joined.

【0023】金属リード線により構成される接地用通電
端子部16は、セラミックヒータ1の露出部12aと金
属外筒3の内周面後端部とをつなぐ形で配置され、さら
に金属外筒3の拡径部59(図3:後述)の内側が(具
体的には、切欠部13aから後方に位置する部分の内側
が)ガラス30にて充填され、ガラス充填層が形成され
ている。これにより、接地用通電端子部16は略全体が
ガラス30内に埋没するので、振動等が加わっても断線
や接触不良等を生じにくい。本実施形態では、接地用通
電端子部16は帯状の金属部材とされ、その一方の板面
16aの前端部が、対応する第二抵抗体部分12にろう
付けにより接合される一方、他方の板面16bの後端部
が金属外筒3の内周面後端部に、例えばろう付けやスポ
ット溶接等の抵抗溶接により接合されている。これによ
り、接地用通電端子部16の接合をより簡便に行なうこ
とができる。なお、スポット溶接を用いることにより、
ろう付けのような熱処理を不要として加工を容易化し、
かつ接合強度を高めることができる。
The grounding terminal 16 formed of a metal lead wire is arranged to connect the exposed portion 12a of the ceramic heater 1 to the rear end of the inner peripheral surface of the metal outer cylinder 3. The inside of the enlarged diameter portion 59 (FIG. 3: described later) is filled with the glass 30 (specifically, the inside of the portion located rearward from the notch 13a) to form a glass-filled layer. As a result, since the grounding energizing terminal portion 16 is substantially entirely buried in the glass 30, disconnection or poor contact is unlikely to occur even when vibrations or the like are applied. In the present embodiment, the grounding conducting terminal 16 is a band-shaped metal member, and the front end of one plate surface 16a is joined to the corresponding second resistor portion 12 by brazing, while the other plate is The rear end of the surface 16b is joined to the rear end of the inner peripheral surface of the metal outer cylinder 3 by resistance welding such as brazing or spot welding. Thereby, the joining of the grounding conduction terminal portion 16 can be performed more easily. By using spot welding,
Easier processing by eliminating the need for heat treatment such as brazing,
And joining strength can be raised.

【0024】また、セラミックヒータ1は、金属外筒3
内部においてしまりばめ嵌合される一方、その金属外筒
3の後端部において、金属外筒3の内周面3aとセラミ
ックヒータ1の外周面との間に一定量の隙間を形成する
拡径部59が設けられ、その隙間を主体金具4が軸線に
関して半径方向外側を取り囲むように、それら金属外筒
3と主体金具4が接合される。拡径部59は、金属外筒
3におけるセラミックヒータ1との嵌合部における嵌合
部内周面3bに続く形で設けられる。
The ceramic heater 1 has a metal outer cylinder 3.
At the rear end of the metal outer cylinder 3, a predetermined amount of clearance is formed between the inner peripheral surface 3 a of the metal outer cylinder 3 and the outer peripheral surface of the ceramic heater 1 at the rear end of the metal outer cylinder 3. A diameter portion 59 is provided, and the metal outer cylinder 3 and the metal shell 4 are joined such that the metal shell 4 surrounds the gap radially outward with respect to the axis. The enlarged diameter portion 59 is provided in a shape following the fitting inner peripheral surface 3b of the fitting portion of the metal outer cylinder 3 with the ceramic heater 1.

【0025】また、図3のように、金属外筒内周面3a
とセラミックヒータ外周面2aとの隙間60(以下、拡
径部隙間60ともいう)内において、金属外筒3に一端
が接合される接地用通電端子部16(金属リード線)の
他端がセラミックヒータ1(具体的には第二抵抗体部分
12における露出部12a)と、上記のごとくろう付け
により接合される。また、その拡径部隙間60と、その
拡径部隙間60に続く隙間であって、金属外筒内周面3
aとセラミックヒータ外周面2aの各々の嵌合面(具体
的には金属外筒側嵌合部内周面3b(単に、嵌合部内周
面3bともいう)、及びセラミックヒータ嵌合部外周面
2b(単に嵌合部外周面2bともいう))により形成さ
れる隙間62(以下、「嵌合部隙間62」ともいう)に
おいてそれぞれ滑材70が備えられる。なお、図3にお
いては、滑材を概念的に太線にて示している。また、上
記したようにセラミック基体13の一部を切り欠き形態
とすることにより後端側において縮径部が形成される一
方、金属外筒3の後端部においては、軸線方向における
その縮径部の位置に対応して拡径部が位置するようにな
っており、これら縮径部と拡径部59が拡径部隙間60
を構成するようになっている。
Also, as shown in FIG. 3, the metal outer cylinder inner peripheral surface 3a
In a gap 60 (hereinafter, also referred to as an enlarged-diameter portion gap 60) between the metal heater 3 and the ceramic heater outer peripheral surface 2a, the other end of the grounding conductive terminal portion 16 (metal lead wire), one end of which is joined to the metal outer cylinder 3, is ceramic. The heater 1 (specifically, the exposed portion 12a of the second resistor portion 12) is joined by brazing as described above. In addition, a gap 60 between the enlarged-diameter portion and the gap 60 following the enlarged-diameter portion,
a and the outer peripheral surface 2a of the ceramic heater (specifically, the inner peripheral surface 3b (simply referred to simply as the inner peripheral surface 3b) of the metal outer cylinder side fitting portion) and the outer peripheral surface 2b of the ceramic heater fitting portion. (Simply, also referred to as the fitting portion outer peripheral surface 2b)), the sliding members 70 are provided in the gaps 62 (hereinafter, also referred to as “fitting portion gaps 62”). In FIG. 3, the sliding material is conceptually indicated by a thick line. Further, as described above, the reduced diameter portion is formed on the rear end side by making a part of the ceramic base 13 into a cutout form, while the diameter of the reduced diameter portion in the axial direction is formed on the rear end portion of the metal outer cylinder 3. The enlarged diameter portion is positioned corresponding to the position of the enlarged diameter portion.
Is configured.

【0026】また、ここでいう滑材とは、金属部材の滑
性を向上させる(即ち摩擦係数を低下する)機能を有す
るものが使用されるが、そのような滑性を向上させる材
質であって、所定条件下(例えば、所定温度条件の熱処
理が行われた場合)において滑性を消失するものをも含
み、さらにはその滑性を消失した状態のものも(即ち、
熱処理による分解後の生成物についても)広義に滑材と
称する。
The term "sliding material" used herein refers to a material having a function of improving the lubricity of a metal member (ie, lowering the coefficient of friction). Therefore, it includes those that lose lubricity under predetermined conditions (for example, when heat treatment is performed under predetermined temperature conditions), and further includes those that lose lubricity (ie,
The product after decomposition by heat treatment is also referred to in a broad sense as a lubricant.

【0027】また、接合後において、滑材としてC−O
結合,C−C結合及びC=O結合のうち少なくとも一つ
を含む物質が残存するような構成とすることができる。
この滑材については、例えば、ステアリン酸、カルボン
酸、カルボン酸塩を含む物質である脂肪酸ナトリウム、
酸化マイクロワックス等の、熱処理によって分解、揮発
又は低滑性物質に変化して摩擦係数の増大作用を生じさ
せる物質が望ましい。このような熱分解性の物質を用い
ることにより、図3のような組立て後において滑材70
をセラミックヒータ1の発熱により低滑性に変化、又は
消失させることができ、嵌合面間の摩擦係数を極めて高
くすることができる。
After the joining, CO—O is used as a lubricant.
It is possible to adopt a configuration in which a substance containing at least one of a bond, a CC bond and a C = O bond remains.
For this lubricant, for example, stearic acid, carboxylic acid, sodium fatty acid which is a substance containing a carboxylate,
A substance such as oxidized microwax, which is decomposed, volatilized or changed to a low lubricating substance by heat treatment to increase friction coefficient, is desirable. By using such a thermally decomposable substance, the lubricating material 70 after assembly as shown in FIG.
Can be changed or eliminated with low lubricity by the heat generated by the ceramic heater 1, and the coefficient of friction between the fitting surfaces can be extremely increased.

【0028】また、図2のように、金属外筒3におい
て、軸線方向前端側に位置する前端部101の方が後端
側に位置する後端部103より摩擦係数が大きくなるよ
うに設定される。本発明においては、嵌合部の軸線方向
全長をLとした場合、その軸線方向において前端から
距離Lまでの部分を前端部101、同じく後端から距
離Lまでの部分を後端部103として規定する。距離
及びLは等しいものとし、距離L及びLはと
もに全長Lの10%の長さとする(即ち、0.1×L
=L=Lとする)。このように規定された、前端
部101及び後端部103において前端部101のほう
が摩擦係数が高くなるように設定される。また、前端部
101における摩擦係数は0.1〜0.5の範囲に、後
端部103における摩擦係数は0.01〜0.2の範囲
に設定されることとなる。前端部101の摩擦係数は後
端部103の摩擦係数の2〜10倍に設定するとよい。
また、嵌合部全体の摩擦係数は0.01〜0.5の範囲
に設定される。
As shown in FIG. 2, in the metal outer cylinder 3, the front end portion 101 located on the front end side in the axial direction is set to have a larger coefficient of friction than the rear end portion 103 located on the rear end side. You. In the present invention, when the axial overall length of the fitting portion and the L 1, the rear end portions of the portion from the front end to a distance L 2 in the axial direction front end portion 101, similarly from the rear end to a distance L 3 Defined as 103. The distance L 2 and L 3 is assumed to be equal, the distance L 2 and L 3 together with 10% of the total length L 1 (i.e., 0.1 × L
And 1 = L 2 = L 3) . The front end 101 and the rear end 103 defined as described above are set so that the front end 101 has a higher coefficient of friction. The coefficient of friction at the front end 101 is set in the range of 0.1 to 0.5, and the coefficient of friction at the rear end 103 is set in the range of 0.01 to 0.2. The coefficient of friction of the front end 101 is preferably set to be 2 to 10 times the coefficient of friction of the rear end 103.
Further, the friction coefficient of the entire fitting portion is set in a range of 0.01 to 0.5.

【0029】また、上記のごとく前端部101の摩擦係
数を大きく設定するためには、嵌合部隙間62に残存す
る滑材の残存量を、前端部101のほうが後端部103
より少なくなるように設定することが効果的である。例
えば、グロープラグの完成品において、軸線方向におい
て前端部101に対応する区間の嵌合部隙間62に存在
する滑材の量より、後端部103に対応する区間の嵌合
部隙間62に存在する滑材の量のほうが大きくなるよう
にすることが望ましい。
In order to set the friction coefficient of the front end portion 101 to be large as described above, the amount of the remaining sliding material in the fitting portion gap 62 is determined by the front end portion 101 and the rear end portion 103.
It is effective to set the number to be smaller. For example, in the finished product of the glow plug, the amount of the lubricating material existing in the fitting portion gap 62 in the section corresponding to the front end portion 101 in the axial direction indicates that the glow plug exists in the fitting portion gap 62 in the section corresponding to the rear end portion 103. It is desirable to make the amount of the sliding material larger.

【0030】また、セラミックヒータ1と金属外筒3の
嵌合部と、金属外筒3と主体金具4の嵌合部とが、軸線
方向における所定区間において重なるように構成され
る。具体的には、セラミックヒータ1と金属外筒3の嵌
合面(セラミックヒータ嵌合部外周面2b及び金属外筒
嵌合部内周面3b)と、金属外筒3と主体金具4の嵌合
面(金属外筒嵌合部外周面3c及び主体金具嵌合部内周
面4c)とが、軸線方向における所定区間において重な
るように構成される。このように重なりをもって構成す
ることにより、金属外筒3におけるセラミックヒータ1
との嵌合部に対応した位置(具体的には嵌合面の裏側)
に、主体金具4との嵌合部が設けられることとなるた
め、熱引きの良好な構成となり、セラミックヒータ1か
らの発熱に起因する金属外筒3の温度上昇を極めて効果
的に抑制できる。従って、金属外筒の熱膨張等を抑える
ことができ、セラミックヒータ1と金属外筒3との嵌合
状態、及び金属外筒3と主体金具4との嵌合状態が良好
に維持され、緩みにくい構成となる。また、セラミック
ヒータ1と金属外筒3のしまりばめ嵌合に加え、さらに
金属外筒3の外部より主体金具4による緊束力が加わる
ため、セラミックヒータ1、金属外筒3、及び主体金具
4の接合がより強固なものとなり、熱衝撃、振動等の外
的負荷に極めて強い構成となる。なお、本実施例のごと
く、嵌合部隙間60を設けた場合に、嵌合面が重なりを
もつ構成を採用すれば、嵌合面積(軸線方向における圧
入長さ)を小さくしつつも十分な接合強度を発揮するこ
とが可能であるため、一層効果的である。また、このよ
うに後端部において重なりをもたせ、緊束力を向上する
ようにすれば、前端部及び後端部において共に緊束力向
上効果が得られるため、極めて強力なしまりばめ嵌合が
実現する。
The fitting portion between the ceramic heater 1 and the metal outer tube 3 and the fitting portion between the metal outer tube 3 and the metal shell 4 are configured to overlap in a predetermined section in the axial direction. Specifically, the fitting surface of the ceramic heater 1 and the metal outer cylinder 3 (the outer peripheral surface 2b of the ceramic heater fitting portion and the inner peripheral surface 3b of the metal outer cylinder fitting portion), and the fitting of the metal outer cylinder 3 and the metal shell 4 The surfaces (the outer peripheral surface 3c of the metal outer cylinder fitting portion and the inner peripheral surface 4c of the metal shell fitting portion) are configured to overlap in a predetermined section in the axial direction. With such an overlapping configuration, the ceramic heater 1 in the metal outer cylinder 3 can be used.
Position corresponding to the mating part (specifically, the back side of the mating surface)
In addition, since a fitting portion with the metal shell 4 is provided, a good heat drawing configuration is achieved, and a rise in the temperature of the metal outer cylinder 3 due to heat generation from the ceramic heater 1 can be extremely effectively suppressed. Therefore, the thermal expansion of the metal outer cylinder can be suppressed, and the fitting state between the ceramic heater 1 and the metal outer cylinder 3 and the fitting state between the metal outer cylinder 3 and the metal shell 4 are favorably maintained. It becomes a difficult configuration. Further, in addition to the interference fit between the ceramic heater 1 and the metal outer cylinder 3, a tightening force is applied from the outside of the metal outer cylinder 3 by the metal shell 4, so that the ceramic heater 1, the metal outer cylinder 3, and the metal shell 3 4 becomes stronger and has a structure that is extremely resistant to external loads such as thermal shock and vibration. As in the present embodiment, when the fitting portion gap 60 is provided and a configuration in which the fitting surfaces are overlapped is adopted, a sufficient fitting area (press-fit length in the axial direction) can be obtained while reducing the fitting area. Since the bonding strength can be exhibited, it is more effective. In addition, if the rear end is overlapped in this way to improve the tightening force, the effect of improving the tightening force can be obtained at both the front end and the rear end. Is realized.

【0031】次に、グロープラグの製造方法について説
明する。図4のように、絶縁性セラミックからなるセラ
ミック基体13中に導電性セラミックからなるセラミッ
ク抵抗体10が埋設された棒状のセラミックヒータ1を
形成した後に、その形成されたセラミックヒータ1及び
金属外筒3の少なくともいずれかに対し、セラミックヒ
ータ1の外周面及び金属外筒3の内周面の少なくともい
ずれかの面に熱分解性の滑材を塗布する塗布工程を行
う。なお、本実施例においては、セラミックヒータ1の
外周面に上述した物質からなる滑材70が塗布される。
Next, a method for manufacturing a glow plug will be described. As shown in FIG. 4, after forming a rod-shaped ceramic heater 1 in which a ceramic resistor 10 made of a conductive ceramic is embedded in a ceramic base 13 made of an insulating ceramic, the formed ceramic heater 1 and a metal outer cylinder are formed. An application step of applying a thermally decomposable lubricant to at least one of the outer peripheral surface of the ceramic heater 1 and the inner peripheral surface of the metal outer cylinder 3 is performed on at least any one of the three. In the present embodiment, the lubricant 70 made of the above-described substance is applied to the outer peripheral surface of the ceramic heater 1.

【0032】その塗布工程後に、金属外筒3の内部にセ
ラミックヒータ1を圧入させて接合体100(図5参
照)を形成する圧入工程をおこなう。図4のごとく、拡
径部隙間60はこの圧入工程においてセラミックヒータ
1を金属外筒3にしまりばめ嵌合する際の滑材収容部と
しての機能を果たすこととなる。即ち、セラミックヒー
タ1の嵌合部外周面2bに滑材70が塗布された状態に
おいて、拡径部の前端面3hにおいて滑材が堆積しやす
くなり、嵌合面間に効果的に滑材を流入させることがで
きる。特に、破線部のような挿入状態においては、拡径
部隙間60内部に滑材が一層溜まった状態となり、圧入
時におけるセラミックヒータ外周面2aの塗布状態が極
めて良好となる。このように、拡径部隙間60において
滑材を収容しつつしまりばめ嵌合を行うことにより、荷
重を抑えつつ嵌合させることができ、かつ組立て後にお
いては接地用通電端子部16の一部を収容する収容部と
することができるため、極めて効果的な構成となる。
After the application step, a press-fitting step of forming the joined body 100 (see FIG. 5) by press-fitting the ceramic heater 1 into the metal outer cylinder 3 is performed. As shown in FIG. 4, the enlarged-diameter portion gap 60 functions as a sliding material accommodating portion when the ceramic heater 1 is fitted into the metal outer cylinder 3 in this press-fitting step. That is, in a state in which the lubricant 70 is applied to the outer peripheral surface 2b of the fitting portion of the ceramic heater 1, the lubricant easily accumulates on the front end face 3h of the enlarged diameter portion, and the lubricant is effectively removed between the fitting surfaces. Can flow in. In particular, in the insertion state as indicated by the broken line, the lubricant is further accumulated inside the enlarged-diameter portion gap 60, and the application state of the ceramic heater outer peripheral surface 2a at the time of press-fitting is extremely good. As described above, the fitting can be performed while the load is suppressed by performing the interference fit while accommodating the sliding material in the enlarged-diameter portion gap 60. Since this can be a housing section for housing the section, the configuration is extremely effective.

【0033】そして、圧入工程後において得られた接合
体100に対して熱処理を行うことにより滑材の滑性を
低下させる熱処理工程を行う。熱処理工程としては、図
5(a)のように接合された接合体100においてセラ
ミックヒータ1を通電手段201(電圧印加装置等)に
より通電発熱させる通電発熱工程を行うことができる。
この熱処理工程においては、セラミックヒータ1の先端
部を特に高温とすることにより、前端部101(図2)
の滑材を局所的に分解、揮発、又は低滑性物質に変化さ
せて処理後の摩擦係数が上記範囲となるようにする。ま
た、後端部の滑材にも影響が及ぶように、セラミックヒ
ータの温度又は通電時間を調節しても良いが、前端部1
01と後端部103の滑性に差がでる程度に(即ち、前
端部101と後端部103の摩擦係数の差がでる程度
に)通電時間を調節すれば、前端部101の嵌合力向上
という目的を達しつつも、通電時間を短時間とすること
ができる。なお、このように差をもたせず、滑材を全て
分解、揮発等により除去するようにしてもよい。
Then, a heat treatment step is performed to reduce the lubricity of the lubricating material by performing a heat treatment on the joined body 100 obtained after the press-fitting step. As the heat treatment step, an energization heating step in which the ceramic heater 1 is energized and heated by the energizing means 201 (a voltage application device or the like) in the joined body 100 joined as shown in FIG. 5A can be performed.
In this heat treatment step, the front end portion of the ceramic heater 1 is set to a particularly high temperature so that the front end portion 101 (FIG. 2)
Is locally decomposed, volatilized, or changed into a low-sliding substance so that the friction coefficient after the treatment is within the above range. Further, the temperature or the energizing time of the ceramic heater may be adjusted so as to affect the sliding material at the rear end.
By adjusting the energization time to such an extent that a difference in the slipperiness between the front end portion 101 and the rear end portion 103 is obtained (that is, to an extent in which a difference in the coefficient of friction between the front end portion 101 and the rear end portion 103 is obtained), the fitting force of the front end portion 101 is improved While the object is achieved, the energization time can be shortened. It is to be noted that the sliding material may be entirely removed by decomposition, volatilization or the like without making a difference.

【0034】また、図5(b)のように、熱処理工程と
して接合体100全体に対して外部熱源202を用いて
外部より加熱する加熱工程を行ってもよい。即ち、接合
体100全体を外部熱源202により加熱し、嵌合部隙
間62に残存する滑材を分解、揮発、又は低滑性物質に
変化させる。加熱については、一部が残存する程度に温
度、時間等を調節してもよく、全ての滑材を分解又は揮
発させてもよい。なお、これら熱処理工程(通電発熱工
程、加熱工程)は、図5のようにセラミックヒータ1及
び金属外筒3が接合された時点で行ってもよく、図1の
ように、これらセラミックヒータ1及び金属外筒3から
なる接合体100に加え、さらに主体金具4が接合され
た後に行うようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 5B, a heating step of heating the whole joined body 100 from outside using an external heat source 202 may be performed as a heat treatment step. That is, the entire joined body 100 is heated by the external heat source 202 to decompose, volatilize, or change the lubricating material remaining in the fitting gap 62 into a low-lubricity substance. Regarding the heating, the temperature, time and the like may be adjusted to such an extent that a part remains, and all the lubricant may be decomposed or volatilized. These heat treatment steps (electric heating step and heating step) may be performed when the ceramic heater 1 and the metal outer cylinder 3 are joined as shown in FIG. 5, or as shown in FIG. It may be performed after the metal shell 4 is joined in addition to the joined body 100 made of the metal outer cylinder 3.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のグロープラグの一実施例を示す縦断面
図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a glow plug of the present invention.

【図2】そのセラミックヒータを拡大して示す縦断面
図。
FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view showing the ceramic heater.

【図3】図1の要部を拡大して示す要部拡大図。FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図4】グロープラグの製造方法における一部工程につ
いて説明する説明図。
FIG. 4 is an explanatory view illustrating some steps in a method for manufacturing a glow plug.

【図5】熱処理工程について説明する説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a heat treatment step.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セラミックヒータ 2a セラミックヒータ外周面 3 金属外筒 3a 金属外筒内周面 4 主体金具 10 セラミック抵抗体 13 セラミック基体 50 グロープラグ 62 嵌合部隙間 70 滑材 100 接合体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic heater 2a Ceramic heater outer peripheral surface 3 Metal outer cylinder 3a Metal outer cylinder inner peripheral surface 4 Metal shell 10 Ceramic resistor 13 Ceramic base 50 Glow plug 62 Fitting gap 70 Sliding material 100 Joint

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁性セラミックからなるセラミック基
体中に導電性セラミックからなるセラミック抵抗体が埋
設された棒状のセラミックヒータを有するグロープラグ
であって、 該セラミックヒータを周方向に取り囲むとともに、軸線
方向において前記セラミックヒータの先端部を突出させ
る形にて配置される金属外筒と、 前記軸線方向における前記セラミックヒータの先端部側
を前方側とした場合に、その金属外筒の軸線方向後端部
に結合され、外周面に内燃機関への取付部が形成された
主体金具と、 を備え、 前記金属外筒内部において前記セラミックヒータがしま
りばめ嵌合される一方、前記金属外筒内周面と前記セラ
ミックヒータ外周面の各々の嵌合面により形成される隙
間(以下、「嵌合部隙間」ともいう)に滑材が残存し、
さらに、前記金属外筒の前端部のほうが後端部より嵌合
面間の摩擦係数が大きくなるように設定されることを特
徴とするグロープラグ。
1. A glow plug having a rod-shaped ceramic heater in which a ceramic resistor made of a conductive ceramic is embedded in a ceramic base made of an insulating ceramic, wherein the glow plug surrounds the ceramic heater in a circumferential direction and has an axial direction. And a metal outer cylinder disposed so as to protrude a front end portion of the ceramic heater, and an axial rear end portion of the metal outer cylinder when a front end side of the ceramic heater in the axial direction is a front side. And a metal shell having an outer peripheral surface formed with a mounting portion to the internal combustion engine. The ceramic heater is fitted tightly inside the metal outer cylinder while the metal outer cylinder inner peripheral surface is fitted. And a lubricant remains in a gap formed by each fitting surface of the ceramic heater outer peripheral surface (hereinafter, also referred to as a “fitting portion gap”),
Further, the glow plug is characterized in that the front end of the metal outer cylinder is set to have a larger friction coefficient between the fitting surfaces than the rear end.
【請求項2】 前記嵌合部隙間に残存する滑材は、前記
金属外筒の前記後端部に対応する軸線方向区間より、前
記前端部に対応する軸線方向区間のほうが残存量が少な
くなっている請求項1に記載のグロープラグ。
2. The remaining amount of the lubricating material remaining in the fitting portion gap is smaller in an axial section corresponding to the front end than in an axial section corresponding to the rear end of the metal outer cylinder. The glow plug according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記軸線方向における所定区間におい
て、前記セラミックヒータと前記金属外筒との嵌合部
が、前記金属外筒と前記主体金具との嵌合部に重なるよ
うに構成される請求項1又は2に記載のグロープラグ
3. In a predetermined section in the axial direction, a fitting portion between the ceramic heater and the metal outer cylinder is configured to overlap a fitting portion between the metal outer cylinder and the metal shell. The glow plug according to 1 or 2
【請求項4】 絶縁性セラミックからなるセラミック基
体中に導電性セラミックからなるセラミック抵抗体が埋
設されたセラミックヒータと、該セラミックヒータを周
方向に取り囲むとともに、軸線方向において前記セラミ
ックヒータの先端部を突出させる形にて配置される金属
外筒と、その金属外筒の軸線方向後端部に結合され、外
周面に内燃機関への取付部が形成された主体金具を備え
たグロープラグを製造する製造方法であって、 前記セラミックヒータの外周面及び/又は前記金属外筒
の内周面に熱分解性の滑材を塗布する塗布工程と、 その塗布された状態にて、前記金属外筒内部に前記セラ
ミックヒータを圧入させて接合体を形成する圧入工程
と、 その接合体に対して熱処理を行うことにより、前記滑材
の滑性を低下させる熱処理工程とを含むことを特徴とす
るグロープラグの製造方法。
4. A ceramic heater in which a ceramic resistor made of conductive ceramic is embedded in a ceramic base made of insulative ceramic, and the ceramic heater surrounds the ceramic heater in a circumferential direction, and a tip end of the ceramic heater is arranged in an axial direction. Manufactures a glow plug having a metal outer cylinder arranged in a projecting manner and a metal shell coupled to an axial rear end of the metal outer cylinder and having a mounting portion for an internal combustion engine formed on an outer peripheral surface. A method of applying a thermally decomposable lubricant to an outer peripheral surface of the ceramic heater and / or an inner peripheral surface of the metal outer cylinder; Press-fitting the ceramic heater to form a joined body, and performing a heat treatment on the joined body to reduce the lubricity of the lubricating material. And a method of manufacturing a glow plug.
【請求項5】 前記熱処理工程は、前記セラミックヒー
タを通電発熱させる通電発熱工程を含む請求項4に記載
のグロープラグの製造方法。
5. The method for manufacturing a glow plug according to claim 4, wherein the heat treatment step includes an energization heat generation step of energizing the ceramic heater to generate heat.
【請求項6】 前記熱処理工程は、前記接合体全体に対
して外部熱源を用いて加熱する加熱工程を含む請求項4
に記載のグロープラグの製造方法。
6. The heat treatment step includes a heating step of heating the entire joined body using an external heat source.
3. The method for manufacturing a glow plug according to item 1.
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