JP2004205148A

JP2004205148A - グロープラグ及びグロープラグの取付け構造

Info

Publication number: JP2004205148A
Application number: JP2002376648A
Authority: JP
Inventors: Takaya Yoshikawa; 孝哉吉川; Hiroyuki Suzuki; 啓之鈴木; Masaichi Nagasawa; 政一長澤
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: US20040124754A1; EP1434005A2; JP3886449B2; DE60314489T2; DE60314489D1; EP1434005B1; US6844525B2; EP1434005A3

Abstract

【課題】グロープラグのエンジンヘッドの取付穴へのねじ込みによる取付けで、同プラグをなす金属製筒状体が、相対的に後端側に滑ることなく、その金属製筒状体を広い面積で、取付け穴内の環状座面に当接させる。
【解決手段】ヒーター１１を固定した金属製筒状体２１を主体金具３１に接合してなるグロープラグ１は、主体金具３１の外周面に、エンジンヘッド１０１のプラグ取付け穴内にねじ込んで取付けるためのオスネジ部を備えている。このプラグで、主体金具３１の先端近傍であって金属製筒状体２１の外周面に、外方に突出し周方向に環状をなす環状凸部２２を一体的に設けた。そして、環状凸部２２の先端向き端面２３が取付け穴の環状座面１０８に当接するようにし、かつその後端向き端面２５に、主体金具３１の先端面３４を当接させて両者を接合した。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンなどの始動促進のために使用されるグロープラグ及びその取付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のグロープラグは、通電することにより発熱する抵抗発熱体（抵抗発熱線）を内部に備えて軸状をなすヒーターと、このヒーターを、先端側を突出させて内側に圧入、焼き嵌め、或いはロウ付けなどによって固着してなる金属製筒状体と、この金属製筒状体をその先端を突出させて内側に固着してなる、筒状をなす主体金具等から構成されている（例えば、特許文献１参照）。このものは、ヒーター内に埋め込まれた抵抗発熱体（線）に中継線を介して連なる両電極（端子）がその後端寄り部位の外周面に露出されている。そして、このうちの一方の電極に、主体金具の後端から絶縁を保持して突出する中軸と接続されたリード線が接続されている。ただし、このものにおいてはリード線の端には、筒状金具が接続され、この筒状金具を同電極を含むヒーターの周面に締り嵌め状に嵌合することによって接続されている。また、他方の電極は、その電極に金属製筒状体の内面を圧接し、主体金具に接続されている。
【０００３】
このようなグロープラグは、エンジンヘッド（シリンダヘッド）のプラグ取付け穴（以下、単に取付け穴ともいう）内に内挿され、主体金具の外周面に形成された取付け用のオスネジ部を、同取付け穴内に形成されたメスネジ部にねじ込むことで取付けられる。ここで、取付け穴内のメスネジ部よりエンジン燃焼室側である奥所には、プラグをなす主体金具のねじ込みを規制して位置決めしかつ燃焼室と外部との気密を保持するため、主体金具の先端と同様のテーパーで環状をなす環状座面が形成されている。すなわち、この環状座面に対し、ねじ込まれた主体金具の先端面（以下、単に端面ともいう）が押し付けられ、位置決め及び気密保持が図られるようにされている。
【０００４】
ところで、このようなグロープラグは、その使用過程におけるそれ自体の発熱作用やエンジンの燃焼に伴う熱によって、ヒーターの先端寄り部位（抵抗発熱体寄り部位）だけでなく、露出状に設けられている電極（端子）の存在する後端寄り部位も高温となる。一方、これらの電極と、リード線（筒状金具）や金属製筒状体との接続は、前記したように、例えば圧接によるものがあり、グロープラグの使用過程に受ける温度サイクルの繰り返しにより、その電極における接触抵抗が増大するといった問題があった。このような接触抵抗の増大防止のためには、ヒーターにおける電極の存在する部位があまり高温とならないように、使用過程で発生する熱を効率的にエンジンヘッドに逃がしてやることが重要である。しかし、上記のグロープラグ及びその取付け構造では、ヒーターの熱は、その外周面にある金属製筒状体から、主体金具を介し、主体金具の先端面が接している取付け穴内の環状座面を介してエンジンヘッドへと伝導されるため、効率的な熱伝導がされないといった問題があった。しかも、従来のグロープラグをなす、金属製筒状体は主体金具内に圧入等により固定されるが、その固定後における接合面の密着性は、両部材の内外径寸法の公差、面粗度等に依存する。このため、その熱伝導性もグロープラグごとに異なる上に、高い熱伝導性は得られないといった問題があった。
【０００５】
特許文献１のものと別のグロープラグとして、金属製筒状体のうち、主体金具の先端より突出している部分であって、その金属製筒状体の先端から後端側に向う主体金具の先端までの範囲の部分の外径を、主体金具内に固定している部分の外径より小径とし、その異径境界に先端向き端面を形成したものがある（特許文献２参照）。このものは、主体金具の先端面に加えて、金属製筒状体の厚肉部の先端面も、取付け穴内の環状座面に当接させることができるため、上記した問題は一応改善される。すなわち、このものでは、金属製筒状体の厚肉部の先端の外周面寄り部位もエンジンヘッドの行き止り部（環状座面）に直接、接触する形態の取付け構造となっているため、主体金具のみを介してエンジンヘッドに熱伝導する上記特許文献１のものに比べれば、熱伝導効率がよい。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３２４１４１号公報
【特許文献２】
特開２００２−２７６９４２号公報（図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献２に記載のものでは、エンジンヘッドの取付け穴の環状座面に接するのは、金属製筒状体の厚肉部の先端面だけでなく、主体金具の先端面も加えた両者である。このため、主体金具の先端面が接している面積分、金属製筒状体が接する面積は小さく、金属製筒状体からエンジンヘッドへの直接的な熱伝導は十分には行なわれない。ここで、そのような直接的な熱伝導を十分にするための対策としては、主体金具の端面の半径方向の厚みを減らすことが考えられる。しかし、このようにすれば、次のような別の新たな問題を招いてしまう。
【０００８】
すなわち、グロープラグの取付けは、主体金具を取付け穴内のメスネジ部にねじ込んで、同主体金具の先端面を取付け穴の環状座面に強く押し付けることで、位置決めと、シールの保持を図っている。このため、主体金具の端面の半径方向の厚みを減らすと、この押し付けにおけるその端面寄り部位の強度が低下し、同部位が圧縮変形する等の問題がある。というのは、寸法精度上から、主体金具の先端が金属製筒状体の厚肉部の先端面より幾分先端側に突出していれば、その突出部位がねじ込みによって環状座面から受ける圧縮力（反力）によって変形したり、或いは、その変形等に起因してシールの信頼性を低下させるためである。
【０００９】
一方、主体金具の先端面を取付け穴の環状座面から浮くように、同先端面を金属製筒状体の厚肉部の先端面より後方に位置させることとすれば、このような問題はない。ところが、このようにすれば、主体金具のねじ込みによって、金属製筒状体の厚肉部の先端面が取付け穴の環状座面に押し付けられることになるため、その金属製筒状体が、主体金具に対して、相対的に後端側に滑る（ずれる）ことがある。そして、両者間の弛緩やシール不良を招く危険性があるという別の問題が存在する。
【００１０】
本発明は、こうした問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、取付け穴内への主体金具のねじ込みによる取付けにおいて、金属製筒状体が、主体金具に対し、相対的に後端側に滑ることなく、金属製筒状体の厚肉部の先端面を広い面積で、エンジンヘッドの取付け穴内の環状座面に当接（圧接）させることのできるグロープラグ及びその取付け構造を得られるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、金属製筒状体（金属製筒状部材）内に、通電することにより発熱する抵抗発熱体を自身の先端側内部に有する軸状のヒーターを、そのヒーター先端が該金属製筒状体の先端から突出した状態で固定し、該金属製筒状体を、筒状の主体金具に、該金属製筒状体の先端を該主体金具の先端から突出させて同軸状に接合してなるグロープラグであって、エンジンヘッド（シリンダヘッド）におけるプラグ取付け穴内に内挿し、該プラグ取付け穴内のメスネジ部にねじ込んで取付けるためのオスネジ部を前記主体金具の外周面に備えてなるものにおいて、
前記金属製筒状体は、その外周面に、外方（径方向）に突出し周方向に環状をなす環状凸部を備えており、該環状凸部の該後端向き端面に、前記主体金具の先端面若しくは先端近傍の先端向き端面を当接させて該金属製筒状体を該主体金具に接合してなることにある。
【００１２】
このようなグロープラグが取付けられるエンジンヘッドにおける取付け穴は、上記もしたように、その内部に、主体金具の外周面のネジ部をねじ込ませるネジ部を備えており、そのネジ部より奥所においてそのネジ部のねじ径より内径が小径の環状座面（行き止り部）を備えている。そして、従来は、グロープラグをその取付け穴内に内挿し、ねじ込むことで、主体金具の先端面、又はこの先端面とともに筒状体の厚肉部の先端面をその環状座面に押し付けて位置決めと気密保持を図って取付けられていた。これに対して、本発明のグロープラグでは、従来と同様の取付け穴内にねじ込んで取付けることができるが、その際には、金属製筒状体の環状凸部における先端向き端面を、取付け穴の環状座面に押付けることになる。しかも、このねじ込みによって金属製筒状体の環状凸部における先端向き端面に同環状座面から受ける反力は、環状凸部の後端向き端面に主体金具の先端面又は先端近傍の先端向き端面が当接しているため、この環状凸部を介して、ねじ込まれている主体金具で受圧される。したがって、本発明によれば、主体金具のねじ込みによる取付けにおいて、金属製筒状体が、主体金具に対して相対的に後方に滑るということがない。しかも、取付け穴の環状座面に押付けられる面を、金属製筒状体の環状凸部における先端向き端面のみとすることができるため、金属製筒状体が環状座面に接触する面積の増大を図ることができる。なお、前記ヒーターについて先端とは、内部に設けられた抵抗発熱体の存在する側の端（図１における下端）をいい、先端とはその逆の端をいう。また、金属製筒状体又は主体金具について先端とは、それぞれ、ヒーターの先端寄りの端（図１における各部品の下端）をいい、後端とはその逆の端をいう。
【００１３】
このように、本願発明のグロープラグによれば、ねじ込んで取付ける際でも、金属製筒状体の主体金具に対する滑りもなく、しかも、金属製筒状体を広い面積でその環状座面に接する形のグロープラグの取付け構造が得られる。したがって、ヒーターの熱を金属製筒状体の環状凸部の先端向き端面から、これに接する取付け穴内の環状座面を通してエンジンヘッドに効率良く伝達できるので、ヒーターにおける電極部位が過度に高温となることが防止できる。結果として、その電極における接続金具との接触抵抗の増大の低減に寄与でき、グロープラグの長寿命化が図られる。
【００１４】
請求項２に記載の本発明は、前記金属製筒状体は、前記環状凸部の後端向き端面より後方に前記金属製筒状体と同軸で延びる筒状部を備えており、前記主体金具の先端寄りの内周面が、該筒状部の外周面に嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載のグロープラグである。このものでは、金属製筒状体を主体金具に圧入や焼き嵌め等により、容易に嵌合できるため、接合が容易である。
【００１５】
請求項３に記載の本発明は、前記環状凸部が、前記金属製筒状体の外周面において、その半径外方に突出する環状ツバ部と、該環状ツバ部の外周縁において後方に前記金属製筒状体と同軸で延びる筒状部を備えてなるものであり、前記主体金具の先端寄りの外周面が、該筒状部の内周面に嵌合されて、前記環状ツバ部の後端向き端面に前記主体金具の先端面を当接して接合していることを特徴とする請求項１に記載のグロープラグである。本発明のグロープラグは、金属製筒状体の先端を主体金具の先端から突出させて、両者が同軸状に接合してなるものであればよく、したがって、主体金具の先端寄りの外周面が、金属製筒状体の筒状部の内周面に嵌合されて接合されていてもよい。そして、請求項４に記載の本発明は、前記環状凸部が、前記金属製筒状体の外周面において、その半径外方に突出する環状ツバ部と、該環状ツバ部の外周縁において後方に前記金属製筒状体と同軸で延びる筒状部を備えてなるものであり、前記主体金具の先端寄りの外周面が、該筒状部の内周面に嵌合されて、該筒状部の後端面に前記主体金具の先端近傍の先端向き端面を当接して接合していることを特徴とする請求項１に記載のグロープラグである。
【００１６】
請求項５に記載の本発明は、前記環状凸部の先端向き端面が、先細り状テーパーをなしていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のグロープラグである。前記環状凸部の先端向き端面は、ヒーターの軸線に垂直な平面でもよいが、このように先細り状テーパーとしておくとともに、そのテーパーを、エンジンヘッドにおける取付け穴の環状座面のテーパーにあわせることで、接触面積の増大が図られ、熱伝導効率を向上させることができる。
【００１７】
請求項６に記載の本発明は、前記環状凸部の先端向き端面が、前記ヒーターの両電極の位置よりも、先端側に存在していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のグロープラグである。
【００１８】
前記環状凸部の先端向き端面は、ヒーターの後端に向って伝わる熱をエンジンヘッドに逃がす道となるものであり、このような道となる環状凸部の先端向き端面は、電極より先端側に設けることにより、その電極の高温化防止が効率的に図られるためである。
【００１９】
請求項７に記載の本発明は、前記金属製筒状体と前記主体金具との接合をなす両接合面のうちの少なくとも一方に凸部を形成しておき、接合時に該凸部に対応する他方の接合面が変形してなる、前記金属製筒状体と前記主体金具とが軸線回りに互いに空回り（空転）しない空回り防止接合構造を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のグロープラグである。
【００２０】
このような主体金具の外周面のオスネジ部による、取付け穴内のメスネジ部に対するねじ込みには、インパクトレンチが広く使用されている。このような取付け穴へのねじ込みにおいては、金属製筒状体の環状凸部の先端向き端面が、環状座面に当接した後も、主体金具はさらにねじりトルクを受ける。すなわち、この当接後は、環状座面との摩擦で環状座面に接する金属製筒状体は回転が止められる作用を受ける一方で、主体金具はさらにねじられる。このため、主体金具と金属製筒状体との接合強度が弱いと、軸線回りに互いに空回りを生じ、両者間に弛緩を発生させる危険性がある。しかし、請求項７に記載の本発明のように、空回り防止接合構造を有しているものでは、そのような危険性を解消できる。なお、凸部は、金属製筒状体と主体金具のうち、高硬度材からなる方に設けるのが好ましい。
【００２１】
請求項８に記載の本発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載のグロープラグを、エンジンヘッドにおけるプラグ取付け穴内に内挿し、前記主体金具の外周面に備えたオスネジ部を該プラグ取付け穴内のメスネジ部にねじ込んで、該プラグ取付け穴内の前記メスネジ部よりエンジン燃焼室側である奥所に形成された、該メスネジ部のねじ径より内径が小径の環状座面へ押付けることで位置決め及び気密保持を図って取付けてなるグロープラグの取付け構造であって、
前記グロープラグを、前記オスネジ部を介して前記エンジンヘッドのグロープラグ取付け穴内のメスネジ部にねじ込み、前記金属製筒状体の前記環状凸部の先端向き端面を、前記グロープラグ取付け穴内の前記環状座面へ押付けることで取付けてなることにある。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明のグロープラグの第１の実施の形態例について、図１〜図３に基づいて詳細に説明する。本形態のグロープラグ１は、軸状をなすセラミックヒーター１１と、このヒーター１１を、先端１０を突出させて内側に固着してなる金属製筒状体（金属製筒状部材）２１と、この金属製筒状体２１の後端寄り部位の外側に嵌合され、同軸状に接合された筒状の主体金具３１等から次のように構成されている。
【００２３】
セラミックヒーター１１は、軸線Ｇ方向において略同径をなす円柱状又は丸棒状に形成され、これをなす絶縁基体（例えば窒化珪素質セラミック）１２中の先端寄り部位には断面Ｕ字状に形成され、通電することにより発熱する抵抗発熱体１３が埋設されている。そして、絶縁基体１２中における抵抗発熱体１３の両端部にはそれぞれ中継線１４、１５が接続され、その両端がヒーター１１の後端と後端寄り部位の外周面に露出され、正負の各電極（第１、第２の電極）１６、１７をなしている。このうち後端の第１の電極１６を含む、その近傍のヒーター１１の外周面には、円筒状の端子金具１８が締り嵌め状に嵌められており、第１の電極１６にその端子金具１８の内周面が圧接されて導通がとられている。そして、端子金具１８にリード線１９の一端部が接続され、他端部が、主体金具３１内にリング状の絶縁材４１及び空隙を介して同軸状に配置された中軸４３の先端の小径部４４に接続されている。
【００２４】
このようなヒーター１１には、その先端寄り部位と後端寄り部位を除く、軸線Ｇ方向の中間寄り部位の外周面を覆うように、外径が異径の円筒状をなす金属製筒状体２１が、ヒーター１１の軸線Ｇ方向に、例えば圧入によって外嵌めされて固定されている。ただし、金属製筒状体２１と上記した端子金具１８とは間隔が保持されている。そして、第２の電極１７はその金属製筒状体２１の内面に圧接されて導通がとられている。一方、本形態の金属製筒状体２１は、その軸線Ｇ方向の後端寄り部位の外周面に、半径外方にツバ状に突出し、周方向に環状をなす環状凸部２２を一体的に備えており、この部位が厚肉部をなしている。ただし、環状凸部２２は、軸線Ｇを通る断面（仮想平面）において、その先端向き端面（図示下向き端面）２３が先細り状テーパーをなしており、後端向き端面２５は、軸線Ｇに垂直とされ、外周面２６が軸線Ｇに平行とされている。これにより、先端向き端面２３はテーパー面、後端向き端面２５は平面、そして外周面２６は円筒面とされている。また本形態では、後端向き端面２５より後方に、同軸で延びる筒状部２８を備えており、その外径は、環状凸部２２を除く他の部位、すなわち環状凸部２２より先端側の円筒部２０の外径より大径とされている。なお、本形態では、環状凸部２２の先端向き端面２３が、ヒーター１１の両電極１６、１７の位置よりも、先端側に存在している。そして、電極１７は環状凸部２２の後端寄り部位の内周面に圧接されている。
【００２５】
また、本形態において主体金具３１は、全体が円筒状をなし、内径は、後端寄り部位を除いてストレートの円断面に形成されており、その先端寄り部位３３の内周面を、前記した金属製筒状体２１の後端の筒状部２８の外周面に、圧入、或いは焼き嵌め等により嵌合されている。ただし、主体金具３１は、その先端面３４が環状凸部２２の後端向き端面２５に当接状にして接合されている。また、本形態では、主体金具３１の先端寄り部位３３の外周面が環状凸部２２の外周面と一致するように、両者の外径は略同一とされている。なお、本形態において、主体金具３１はＪＩＳＳＴＫＭ１６などのＳ４０Ｃ相当の鋼材から形成され、金属製筒状体２１はＳＵＳ４３０材から形成されているが、これらは適宜の金属材で形成すればよい。
【００２６】
このような主体金具３１は、本形態では中軸４３の中間部位まで包囲する長さを備えており、前記したように、リング状の絶縁材４１を介して、この中軸４３を保持している。主体金具３１の後端寄り部位には、絶縁リング４５及びカシメリング４８の内周面を中軸４３に外嵌めしている。そして、絶縁リング４５の上端部のフランジ４６の下面と、その下部外周面４７を主体金具３１の後端部上面及び内周面に押付ける形とし、外部のカシメリング４８によるカシメによって、気密を保持しつつ、中軸４３を主体金具３１に固定している。なお、主体金具３１の軸線Ｇ方向の中間寄り部位の外周面には、詳しくは後述するが、グロープラグ１を図２に示したエンジンヘッド（シリンダヘッド）１０１における取付け穴１０３内のメスネジ部１０５にねじ込むためのオスネジ部（平行ネジ）３７が形成されている。そして、主体金具３１の後端部の外周面には、そのねじ込みにおける回螺用の六角部３８が形成されている。
【００２７】
このように、本形態のグロープラグ１は、従来と同様に、図１中の２点鎖線、及び図２に示した、デイーゼルエンジンのエンジンヘッド１０１の燃焼室１０２に貫通する、取付け穴１０３に内挿され、主体金具３１の外周面に形成されたネジ部３７を介してねじ込まれて取付けられるように構成されている。なお、この取付け穴１０３は、エンジンヘッド１０１の外面１０１ａ寄りに、主体金具３１のネジ部３７をねじ込み可能のネジ部１０５を備えている。そして、その奥に主体金具３１の先端寄り部位（円筒部位）３３を隙間嵌め状に内挿可能の円柱状空孔１０７を備えており、そのさらに奥には内径がネジ部１０５のねじ径より小径で、先細り状テーパーで環状をなす環状座面１０８を備えている。環状座面１０８は、金属製筒状体２１の環状凸部２２における先端向き端面２３が当接するように同テーパーをなしている。そして、この環状座面１０８よりさらに奥所には、外寄りの円柱状空孔１０７より小径で、金属製筒状体２１の円筒部２０の外径よりやや大径の内径をもつ円柱状小空孔１０９が同心状に形成されている。
【００２８】
本形態のグロープラグ１は、このようなグロープラグ取付け穴１０３に、ヒーター１１の先端１０から内挿され、主体金具３１のオスネジ部３７を取付け穴１０３内のメスネジ部１０５にねじ込む。そして環状凸部２２の先端向き端面２３が、その環状座面１０８に押付けられるまでねじ込むことで、位置決め及び気密が保持されて取付けられ、第２の電極は接地される（図３参照）。このねじ込みにおいては、その押付けにより、金属製筒状体２１の環状凸部２２における先端向き端面２３は、環状座面１０８から受ける反力によって相対的に後端側に押される。しかし、本形態では、環状凸部２２の後端向き端面２５に主体金具３１の先端面３４が当接しているため、金属製筒状体２１は、主体金具３１に対して相対的に後方に滑るということがない。
【００２９】
しかも、取付け穴１０３の環状座面１０８に押付けられるグロープラグ１の部位（面）は、金属製筒状体２１の環状凸部２２における先端向き端面２３、すなわち金属製筒状体２１の厚肉部の先端面のみであり、金属製筒状体２１が環状座面１０８に接触する面積を大きく確保された取付け構造となる。したがって、ヒーター１１の熱は、その外周面の金属製筒状体２１に伝わり、環状凸部２２の先端向き端面２３から、これに接する取付け穴１０３内の環状座面１０８を通してエンジンヘッド１０１に効率良く伝達される。その結果、ヒーター１１の後端又は後端寄り部位が過度に高温となるのが防止されるため、電極１６、１７における接触抵抗の増大が防止されるという、特有の効果が得られる。
【００３０】
さて次に本発明の第２の実施の形態について、図４に基づいて説明する。ただし、本形態のものは、前記形態のものと主体金具３１の先端寄り部位における金属製筒状体２１との接合構造が若干異なるだけで、本質的な相違はない。したがって、同一の部位には同一の符号を付し、相違点についてのみ説明する。以下の実施の形態においても同様とする。
【００３１】
すなわち、本形態においても、主体金具３１の先端寄り部位３３の内周面を、金属製筒状体２１の後端の筒状部２８の外周面に、圧入等により嵌合されている。ただし、前記形態における主体金具３１の先端面に相当する先端近傍の先端向き端面３６の外周寄り部位から軸方向に薄肉の円筒部３５を先端側に延ばし、この円筒部３５で、金属製筒状体２１の環状凸部２２の外周面２６を覆うように、同環状凸部２２に外嵌め（嵌合）されている。そして、この金属製筒状体２１の外周面の環状凸部２２の後端向き端面２５に、主体金具３１の先端近傍の先端向き端面３６を当接させて、金属製筒状体２１を主体金具３１に接合している。なお、その円筒部３５の先端は、環状凸部２２の先端向き端面２３より後方に位置するように設定されている。
【００３２】
これより明らかなように、本形態においても前記形態と同様に、ヒーター１１の熱は金属製筒状体２１の環状凸部２２の先端向き端面２３から、これが接する環状座面１０８を通してエンジンヘッド１０１に逃がすことができる。また、ねじ込みによる取付け時に、先端向き端面２３が環状座面１０８から受ける反力によって後端側に押されても、環状凸部２２の後端向き端面２５に主体金具３１の先端向き端面３６が当接しているため、金属製筒状体２１が主体金具３１に対して相対的に後方に滑るということがない。このように本形態においても、前記形態と同様の効果がある。
【００３３】
加えて、主体金具３１の先端寄り部位の円筒部３５で、金属製筒状体２１の環状凸部２２の外周面２６を覆うようにしたものであるため、金属製筒状体２１を主体金具３１に接合するのに、その円筒部３５の外面側からスポット溶接できるため、その接合の容易化が図られる。しかも、この場合には、より強力な接合が確保できる。また、円筒部３５の外面側からのスポット溶接で、必要な接合強度が得られる場合には、金属製筒状体２１における環状凸部２２の後端向き端面２５より後方に延びる筒状部２８はなくともよい。なお、円筒部３５による環状凸部２２への外嵌め（嵌合）は、隙間嵌めでもよいし、圧入などによる締り嵌めでもよい。
【００３４】
次に、第３の実施の形態について、図５に基づいて説明する。ただし、本形態のものも上記した各形態のものと、本質的相違はないことから相違点のみ説明する。
【００３５】
すなわち、このものは、環状凸部２２が、金属製筒状体２１の後端の外周面において、その半径外方に突出する環状ツバ部２２ａと、その環状ツバ部２２ａの外周縁において後方に前記金属製筒状体２１と同軸で延びる筒状部２２ｂを備えてなるものからなっている。そして、主体金具３１の先端寄り部位３３の外周面３３ａが同軸で小径とされ、金属製筒状体２１の筒状部２２ｂの内周面（内側）に嵌合されている。また、この嵌合において主体金具３１の先端面３４は、環状ツバ部２２ａの後端向き端面２５に当接されている。なお、主体金具３１の先端寄り部位３３の小径の外周面３３ａと、金属製筒状体２１の筒状部２２ｂの内周面とは圧入や溶接等によって接合されている。
【００３６】
すなわち、本形態では前記形態とは逆に、金属製筒状体２１の筒状部２２ｂの内周面（内側）に、主体金具３１の先端寄り部位の外周面３３ａを内嵌した点のみが相違する。しかして、本形態でも、ねじ込みによる取付け穴への取付けにおいて、環状凸部２２の先端向き端面２３が環状座面１０８から受ける反力によって後端側に押されても、環状凸部２２の後端向き端面２５に主体金具３１の先端面３４が当接しているため、金属製筒状体２１が主体金具３１に対して相対的に後方に滑るということがない。また、ヒーター１１の熱は金属製筒状体２１の環状凸部２２の先端向き端面２３から、これが接する環状座面１０８を通してエンジンヘッド１０１に前記形態と同様に逃がすことができる。図５においては、主体金具３１の先端近傍の外周面における先端向き端面と、筒状部２２ｂの後端面とに隙間があるが、この隙間がなくて当接していてもよい。また、図６に示した第４の実施の形態のように、主体金具３１の先端面３４と環状凸部２２の後端向き端面２５との間に隙間を設け、主体金具３１の先端寄り部位（先端近傍）の外周面３３ａにおける先端向き端面３６を、筒状部２２ｂの後端面２２ｃに当接させてもよい。
【００３７】
なお、上記した各実施の形態においては、主体金具と金属製筒状体との接合を圧入、焼き嵌め、又は溶接等によるものとしたが、圧入による場合には、両者の接合面の少なくとも一方に、凸部を形成しておき、接合時（圧入時）にその凸部に対応する他方の接合面を変形させてなる、金属製筒状体と主体金具とが軸線回りに互いに空回りしない空回り防止接合構造を有するものとするとよい。例えば、上記した第１の実施の形態においては、図７−Ａに示したように、主体金具３１との接合前における金属製筒状体２１の後方寄り部位の筒状部２８の外周面２８ａに、例えば軸線Ｇ方向に延びる筋目状の凸部（凹凸）２９を形成しておく。そして、この筒状部２８の外周面２８ａに、図７−Ｂに示したように、主体金具３１の先端寄り部位３３の内周面を圧入などによって締り嵌め状に嵌合する。こうすることで、筋目状の凸部２９の一部を、主体金具３１の先端寄り部位３３の内周面に食い込ませることにより、軸線回りのねじりに対する強度アップが図られる。
【００３８】
すなわち、上記もしたように、グロープラグ１の取付け穴１０３内へのねじ込みにおいて、金属製筒状体２１の環状凸部２２の先端向き端面２３が環状座面１０８に当接した後は、環状座面１０８との摩擦で回転が停止させられる金属製筒状体２１に対して、主体金具３１はねじりトルクによって回転しようとする。これにより両者間の接合に弛緩（空転）を発生させ、シール不良を招く危険性がある。しかし、このように空回り防止接合構造としておけば、その危険性を大きく低減できるという、特有の効果が得られる。なお、上記した軸線Ｇ方向に延びる筋目状の凸部はローレット掛けなどで、適宜の手段によって形成すればよい。
【００３９】
また、このような空回り防止接合構造は、図８−Ａに示した構造としておくことでも得られる。すなわち、金属製筒状体２１側の接合面である環状凸部２２の後端向き端面２５が、平坦面（平面）と、その平坦面に例えば円錐形などの尖端形状をなす凸部（突起）２５ａを隆起状に設けたものにしておく。一方、主体金具３１側の接合面である先端面３４は平坦面としておく。そして、両者を圧入などで接合し、図８−Ｂに示したように、その凸部２５ａが主体金具３１の先端面３４に食い込むようにするのである。なお、このような空回り防止接合構造は、上記した第２、又は第３の実施の形態においても同様にして具体化できる。
【００４０】
ここで図８において、その凸部２５ａによる食い込みが小さい場合には、環状凸部２２の後端向き端面２５における凸部（突起）２５ａの頂部（頂点、頂線、又は頂面）寄り部位だけが主体金具３１の先端面（若しくは先端近傍の先端向き端面）３４と食い込み状に当接することになる。したがって、この場合には環状凸部２２の後端向き端面２５のうちの平坦面と、主体金具３１の先端面３４との間に空隙ができる。すなわち、この場合には、後端向き端面２５の一部である凸部（突起）２５ａの頂部が主体金具３１の先端面３４に当接することになる。
【００４１】
なお、図８におけるものを除き、上記した各形態では、金属製筒状体における環状凸部の後端向き端面と、主体金具の先端面（若しくは先端近傍の先端向き端面）ともに平面とし、その全体が当接する場合を例示した。しかし、本発明における前記後端向き端面と、主体金具の先端面若しくは先端近傍の先端向き端面とはこのように平面全体が当接するように構成されてなくともよい。例えば、図示はしないが、環状凸部の後端向き端面を冠歯車のように、周方向に交互に凹凸となる形状としておいてもよい。この場合、当接する相手方の面（主体金具の先端面若しくは先端近傍の先端向き端面）が平面であれば、この平面に後端向き端面の凸をなす先端面が当接することになる。したがって、後端向き端面の凹となす部位と、主体金具の先端面との間には隙間ができる。逆に、後端向き端面を平面とし、主体金具の先端面（当接する相手方の面）を、周方向に交互に凹凸となる形状としておいてもよい。本発明における、環状凸部の後端向き端面と、主体金具の先端面（若しくは先端近傍の先端向き端面）との当接は、主体金具のねじ込みによる取付けにおいて、金属製筒状体が、主体金具に対して相対的に後方に滑らなければよいためである。さらに、図示はしないが、金属製筒状体の後端向き端面と、主体金具の先端面の両方に、両者の接合時に互いに噛み合うように、周方向に交互に凹凸を設けた形状としておいてもよい。このようにしておけば、図８におけるような食い込みがなくても空回り防止接合構造が得られる。
【００４２】
本発明は、上記した各実施の形態のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜に変更して具体化できる。例えば、ヒーター１１の熱を環状座面１０８に伝達する、金属製筒状体２１における環状凸部２２の先端向き端面２３については、上記の各形態では先細りテーパーとしたが、これは軸線Ｇに垂直な平面であってもよし、球面状であつてもよい。取付け穴における環状座面に対応した形状に設定すればよい。なお、ヒーターの電極部位の高温化防止のためには、環状凸部は、その電極の位置よりヒーターの先端側に設けるのが好ましい。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明においては次のような効果がある。すなわち、本発明のグロープラグでは、従来と同様のエンジンヘッドの取付け穴内にねじ込んで取付けることができるが、その際には、金属製筒状体の環状凸部における先端向き端面を、取付け穴の環状座面に押付けることができる。しかも、このねじ込みによって金属製筒状体の環状凸部における先端向き端面に同環状座面から受ける反力は、環状凸部の後端向き端面に主体金具の先端面又は先端近傍の先端向き端面が当接しているため、この環状凸部を介して主体金具で受圧される。したがって、本発明によれば、主体金具のねじ込みによる取付けにおいて、金属製筒状体が、主体金具に対して相対的に後方に滑るということがない。しかも、取付け穴の環状座面に押付けられる面を、金属製筒状体の環状凸部における先端向き端面のみとすることができるため、金属製筒状体が環状座面に接触する面積の増大を図ることができる。
【００４４】
このように、本願発明のグロープラグによれば、これを取付け穴にねじ込んで取付ける際、その金属製筒状体の主体金具に対する滑りもなく、しかも、金属製筒状体を広い面積で取付け穴の環状座面に接触させることができる。したがって、ヒーターの熱を金属製筒状体の環状凸部の先端向き端面から、取付け穴内の環状座面を通してエンジンヘッドに効率良く伝達できるので、ヒーターにおける電極部位の高温（昇温）化の防止効果の高い取付け構造となすことができる。そしてその結果として、ヒーターの電極における接触抵抗の増大の低減に寄与できることから、グロープラグの長寿命化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るグロープラグの第１の実施の形態を示す断面図及びその要部拡大図。
【図２】エンジンヘッドにおけるグロープラグの取付け穴の説明用断面図。
【図３】図1のグロープラグ及びその取付け構造の断面図。
【図４】本発明に係るグロープラグ及びその取付け構造の第２の実施の形態を示す断面図。
【図５】本発明に係るグロープラグ及びその取付け構造の第３の実施の形態を示す断面図。
【図６】本発明に係るグロープラグ及びその取付け構造の第４の実施の形態を示す断面図。
【図７】空回り防止接合構造の説明用断面図。
【図８】空回り防止接合構造の説明用断面図。
【符号の説明】
１グロープラグ
１１ヒーター
２１金属製筒状体
２１ａ金属製筒状体の先端
２２環状凸部
２５環状凸部の後端向き端面
３１主体金具
３４主体金具の先端面
３６主体金具の先端近傍の先端向き端面
３７主体金具の外周面のオスネジ部
１０１エンジンヘッド
１０３プラグ取付け穴
１０５プラグ取付け穴内のメスネジ部

Claims

金属製筒状体内に、通電することにより発熱する抵抗発熱体を自身の先端側内部に有する軸状のヒーターを、そのヒーター先端が該金属製筒状体の先端から突出した状態で固定し、該金属製筒状体を、筒状の主体金具に、該金属製筒状体の先端を該主体金具の先端から突出させて同軸状に接合してなるグロープラグであって、エンジンヘッドにおけるプラグ取付け穴内に内挿し、該プラグ取付け穴内のメスネジ部にねじ込んで取付けるためのオスネジ部を前記主体金具の外周面に備えてなるものにおいて、
前記金属製筒状体は、その外周面に、外方に突出し周方向に環状をなす環状凸部を備えており、該環状凸部の該後端向き端面に、前記主体金具の先端面若しくは先端近傍の先端向き端面を当接させて該金属製筒状体を該主体金具に接合してなることを特徴とするグロープラグ。
前記金属製筒状体は、前記環状凸部の後端向き端面より後方に前記金属製筒状体と同軸で延びる筒状部を備えており、前記主体金具の先端寄りの内周面が、該筒状部の外周面に嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載のグロープラグ。
前記環状凸部が、前記金属製筒状体の外周面において、その半径外方に突出する環状ツバ部と、該環状ツバ部の外周縁において後方に前記金属製筒状体と同軸で延びる筒状部を備えてなるものであり、
前記主体金具の先端寄りの外周面が、該筒状部の内周面に嵌合されて、前記環状ツバ部の後端向き端面に前記主体金具の先端面を当接して接合していることを特徴とする請求項１に記載のグロープラグ。
前記環状凸部が、前記金属製筒状体の外周面において、その半径外方に突出する環状ツバ部と、該環状ツバ部の外周縁において後方に前記金属製筒状体と同軸で延びる筒状部を備えてなるものであり、
前記主体金具の先端寄りの外周面が、該筒状部の内周面に嵌合されて、該筒状部の後端面に前記主体金具の先端近傍の先端向き端面を当接して接合していることを特徴とする請求項１に記載のグロープラグ。
前記環状凸部の先端向き端面が、先細り状テーパーをなしていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のグロープラグ。
前記環状凸部の先端向き端面が、前記ヒーターの両電極の位置よりも、先端側に存在していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のグロープラグ。
前記金属製筒状体と前記主体金具との接合をなす両接合面のうちの少なくとも一方に凸部を形成しておき、接合時に該凸部に対応する他方の接合面が変形してなる、前記金属製筒状体と前記主体金具とが軸線回りに互いに空回りしない空回り防止接合構造を有していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のグロープラグ。
請求項１〜７のいずれか１項に記載のグロープラグを、エンジンヘッドにおけるプラグ取付け穴内に内挿し、前記主体金具の外周面に備えたオスネジ部を該プラグ取付け穴内のメスネジ部にねじ込んで、該プラグ取付け穴内の前記メスネジ部よりエンジン燃焼室側である奥所に形成された、該メスネジ部のねじ径より内径が小径の環状座面へ押付けることで位置決め及び気密保持を図って取付けてなるグロープラグの取付け構造であって、
前記グロープラグを、前記オスネジ部を介して前記エンジンヘッドのグロープラグ取付け穴内のメスネジ部にねじ込み、前記金属製筒状体の前記環状凸部の先端向き端面を、前記グロープラグ取付け穴内の前記環状座面へ押付けることで取付けてなることを特徴とする、グロープラグの取付け構造。