JP2006058005A - セラミックグロープラグ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接続金具と中軸との同軸度が高く，かつ接合信頼性が高い，セラミックグロープラグを提供すること。
【解決手段】ハウジング内に嵌挿したセラミック製のヒータ２と，ヒータ２の上端部２１に向けてハウジング内に挿入した通電用の中軸３と，ヒータ２と中軸３とを接続するための接続金具４とよりなるセラミックグロープラグ。接続金具４は内孔４０を有するパイプ形状であって，接続金具４の内孔４０の上部４０３には中軸３の下端部３２が挿入され，かつ下端部３２は接続金具４をその外周よりかしめることにより結合されている。接続金具４の内孔４０の下部４０２には，ヒータ２を挿入してロウ接してあることが好ましい。中軸３の下端部３２とヒータ２の上端部２１とは，０．５ｍｍ以上の間隙を設けることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は，ディーゼルエンジンのシリンダ内を予熱するためのセラミックグロープラグ，特にその中軸とヒータとの接合構造に関する。

従来のセラミックグロープラグ９０は，図２１に示すごとく，金属製のハウジング６の中に嵌挿したセラミック製のヒータ２と，該ヒータ２の上端部２１に向けてハウジング６内に挿入した通電用の中軸３と，上記ヒータ２と上記中軸３とを電気的に接続するための接続金具９４とよりなる。

上記接続金具９４は，図２１に示すごとく，金属線をコイル状に成形したヒータ保持部９４２と先端部９４１とからなる。そして，接続金具９４の先端部９４１と中軸３とは抵抗溶接してある。一方，ヒータ保持部９４２とヒータ３とは，ロウ接してある。

また，上記セラミックグロープラグ９０の製造に当たっては，上記ヒータ２と中軸３とを接続金具９４によって接合して一体化した後，これらをハウジング６中に挿入する。そして，ヒータ２に装着してロウ接した金属スリーブ２８をハウジング６にロウ接することにより，これらを固定する（例えば，特開平３−２４７１７号公報，特開平３−２４７９１６号公報）。

しかしながら，上記従来のセラミックグロープラグにおいては，次の問題がある。即ち，上記中軸３は，ハウジング６と電気的に絶縁する必要がある。そのため，中軸３及び接続金具９４は，ハウジング６に接触しないように配設しなければならない。このため，ヒータ２と中軸３とは，ほぼ同一軸芯上に位置する状態，即ち同軸度が高い状態で接合されることが必要である。また，ハウジング６内への組付け時には，曲がり等が発生しないように十分な注意を払って慎重に行うことが必要である。

これに対し，従来における中軸３と接続金具９４の先端部９４１との接合は，上記のごとく抵抗溶接により行っている。そのため，中軸３と接続金具９４とを，常に高い同軸度を維持して接合するのは非常に困難である。また，接合状態が良好であってもハウジング６への組付けを十分慎重に行う必要があるため，非常に生産性が悪い。

また，中軸３と接続金具９４との接合を抵抗溶接で行うために次の不具合もある。即ち，大量生産時の抵抗溶接においては，加圧力，電流，通電サイクル数等の溶接条件を十分に管理して行うが，溶接面の清浄度，溶接電極の汚れ等の，大量生産特有の要因が原因となって，溶接状態にばらつきが発生してしまう。つまり，抵抗溶接時のエネルギーが過大になったり，過小になったりする場合がある。

例えば，図２２（ａ）に示すごとく，抵抗溶接時のエネルギーが過大の場合には，接続金具９４の先端部９４１の溶接部９４８が薄肉化し，またクラック９４９が発生する場合がある。また，図２２（ｃ）に示すごとく，抵抗溶接時のエネルギーが過小の場合には，エネルギーが正常な場合（図２２（ｂ））の接合面積Ｓ１に比べて，接合面積Ｓ２が小さくなってしまう。

そのため，上記のごとく溶接状態が悪い場合には，実使用における冷熱繰り返しや振動等により，断線に至り，ヒータへの通電が止まってセラミックグロープラグが機能しなくなることがある。即ち，高いエネルギーにより接合されたものは，上記クラック部や薄肉部から破断することがあり，一方低いエネルギーにより接合されたものは，接合部が剥がれる場合がある。

本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，接続金具と中軸との同軸度が高く，かつ接合信頼性が高い，セラミックグロープラグを提供しようとするものである。

請求項１の発明は，ハウジングと，該ハウジング内に嵌挿したセラミック製のヒータと，該ヒータの上端部に向けてハウジング内に挿入した通電用の中軸と，上記ヒータと上記中軸とを接続するための接続金具とよりなるセラミックグロープラグにおいて，上記接続金具は内孔を有するパイプ形状であって，該接続金具の内孔の上部には上記中軸の下端部が挿入され，かつ該下端部は上記接続金具をその外周よりかしめることにより結合されており、上記中軸の下端部と上記ヒータの上端部とは，０．５ｍｍ以上の間隙を設けて配設されており、上記接続金具は，金属弾性材であり、上記金属弾性材の厚みは，０．２〜１．０ｍｍであることを特徴とするセラミックグロープラグにある。

本発明において最も注目すべきことは，上記接続金具はパイプ形状であることである。そして上記接続金具の内孔の上部には上記中軸の下端部が挿入され，かつ該下端部は上記接続金具をその外周よりかしめることにより結合されていることである。

次に，本発明における作用効果につき説明する。第１発明のセラミックグロープラグにおいては，パイプ状の接続金具を用いている。そのため，製造過程における中軸との接合工程においては，接続金具の内孔内に中軸を差し込むだけで容易に高い同軸度が得られる。そのため，この状態で接続金具をその外周よりかしめても，中軸と接続金具との高い同軸度が維持される。それ故，中軸をハウジング内へ挿入する組付け作業を容易に行うことができる。

また，中軸と接続金具とは，上記のごとく接続金具をその外周よりかしめることにより接合する。そのため，接続金具と中軸との接合作業が非常に容易であり，大量生産時においても常に安定した接合状態が得られる。それ故，エンジンに装着して使用しても，接続金具が断線等することがなく，中軸と接続金具との確実な電気的導通を得ることができる。したがって，第１発明によれば，接続金具と中軸との同軸度が高く，かつ接合信頼性が高い，セラミックグロープラグを提供することができる。

また，上記中軸の下端部と上記ヒータの上端部とは，０．５ｍｍ以上の間隙を設けて配設されていることが好ましい。この間隙が０．５ｍｍ未満の場合には，使用時の激しい熱履歴によって，ヒータがハウジング内部側へ移動して中軸を押し上げ，該中軸固定部を損傷するおそれがあるという問題がある。なお，この間隙は，生産性等の問題から，１０ｍｍ未満にすることが好ましい。

また，上記接続金具は，金属弾性材であることが好ましい。金属弾性材とは，例えば，ステンレス鋼，銅，等の弾性力を有する金属材料をいう。これにより，使用時の激しい熱履歴を受けた際に，ヒータの軸方向の動きを金属弾性材の弾性により吸収することができ，ヒータの位置ずれを確実に防止することができる。

また，上記金属弾性材の厚みは，０．２〜１．０ｍｍであることが好ましい。この厚みが０．２ｍｍ未満の場合には，金属弾性材が塑性変形を起こしてしまい，縮んだままになるおそれがあり，一方１．０ｍｍを超える場合には，金属弾性材の剛性が強すぎて，十分な弾性効果を発揮しないという問題がある。

次に，請求項２の発明のように，上記接続金具の上記内孔の下部には，上記ヒータの上端部を挿入してロウ接してあることが好ましい。これにより，接続金具とヒータとの接合も，常に高い同軸度で行うことができる。それ故，ヒータと中軸との同軸度も向上させることができる。

また，請求項３の発明のように，上記接続金具には，上記ヒータの挿入位置を規制するための位置決め部を設けてあることが好ましい。これにより，ヒータと接続金具を接合する際に，極めて容易にヒータと接続金具の位置決めを行うことができ，作業性の向上を図ることができる。上記位置決め部は，例えば接続金具の外側から内側に向かって全周あるいは部分的に突出させることにより設けることができる。

また，請求項４の発明のように，上記接続金具は，その内面にニッケルメッキを施していることが好ましい。これにより，接続金具の内面のロウ材との濡れ性が格段に向上し，いわゆるロウ流れ性が良好となる。そのため，ヒータと接続金具とのロウ接性が向上する。それ故，ヒータと接続金具との接合強度が向上し，接続金具とヒータとの間での位置ずれ発生防止を図ることができる。

次に，接続金具がパイプ状でない第２の発明として，次のものがある。即ち，請求項５の発明のように，ハウジングと，該ハウジング内に嵌挿したセラミック製のヒータと，該ヒータの上端部に向けてハウジング内に挿入した通電用の中軸と，上記ヒータと上記中軸とを接続するための接続金具とよりなるセラミックグロープラグにおいて，上記中軸は上記接続金具の上端部を挿入するための挿入穴を有し，該挿入穴には上記接続金具の上端部が挿入され，かつ該上端部は上記中軸をその外周よりかしめることにより結合されていることを特徴とするセラミックグロープラグがある。

本発明において最も注目すべきことは，上記中軸は上記挿入穴を有することである。そして，該挿入穴には上記接続金具の上端部が挿入され，かつ該上端部は上記中軸をその外周よりかしめることにより結合されていることである。

次に，本発明における作用効果につき説明する。本発明のセラミックグロープラグにおいては，その製造過程における中軸と接続金具との接合の際に，まず上記中軸の挿入穴に接続金具の上端部を挿入する。そのため，その挿入時における中軸と接続金具とは，高い同軸度が得られる。そして，この状態において中軸をその外周よりかしめても，中軸と接続金具との高い同軸度が維持される。それ故，中軸をハウジング内へ挿入する組付け作業を容易に行うことができる。

また，中軸と接続金具とは，上記のごとく中軸をその外周よりかしめることにより接合する。そのため，上記請求項１の発明と同様に，接続金具と中軸との接合作業が非常に容易であり，大量生産時においても常に安定した接合状態が得られる。それ故，実際にエンジンに装着して使用しても，接続金具が断線等することがなく，中軸と接続金具との確実な電気的導通を得ることができる。したがって，第２発明においても，接続金具と中軸との同軸度が高く，かつ接合信頼性が高い，セラミックグロープラグを提供することができる。

また，請求項６の発明のように，上記接続金具は上記ヒータの上端部を挿入するための下部穴を設けたヒータ保持部を有し，上記下部穴には上記ヒータの上端部を挿入してロウ接してあることが好ましい。これにより，接続金具とヒータとの接合の同軸度を高く維持することができる。それ故，ヒータと中軸との接合の同軸度も高くすることができる。

次に，このようなセラミックグロープラグを製造する方法として次の方法がある。即ち，請求項７の発明のように，ハウジングと該ハウジング内に嵌挿したセラミック製のヒータと，該ヒータの上端部に向けてハウジング内に挿入した通電用の中軸と，上記ヒータと上記中軸とを接続するための接続金具とよりなるセラミックグロープラグを製造する方法において，上記ヒータの上端部を上記接続金具の内孔内に挿入すると共に，上記接続金具の内孔内でかつ上記ヒータの上端部にロウ材を配置し，次いでこれを加熱して，上記ロウ材を溶融させて上記ヒータと上記接続金具とをロウ接するに当たり，上記ロウ接に用いる上記ロウ材は，上記接続金具の上記内孔の径よりも小さい外形寸法を有することを特徴とするセラミックグロープラグの製造方法がある。

本製造方法においては，上記ヒータとセラミックグロープラグとの接合を上記特定寸法のロウ材を用いて行う。そのため，ロウ材は，上記ヒータと接続金具との間に十分に浸入する。それ故，ヒータと接続金具との接合強度を十分に高めることができる。

（実施形態例１）
本発明の実施形態例にかかるセラミックグロープラグにつき，図１〜図４を用いて説明する。本例のセラミックグロープラグ１０は，図３に示すごとく，ハウジング６と，該ハウジング６内に嵌挿したセラミック製のヒータ２と，該ヒータ２の上端部２１に向けてハウジング６内に挿入した通電用の中軸３と，上記ヒータ２と上記中軸３とを接続するための接続金具４とよりなる。

上記接続金具４は，図１に示すごとく，内孔４０を有するパイプ形状であって，該接続金具４の内孔４０の上部４０３には上記中軸３の下端部３２が挿入され，かつ該下端部３２は上記接続金具４のかしめ部４５をその外周よりかしめることにより結合されている。

上記接続金具４におけるかしめ部４５は，図２に示すごとく，８方からかしめられ，８か所の凸部４５１と８か所の凹部４５２が形成されている。そして，その内側の中軸３の下端部３２は，略八角形に変形し，接続金具４と強固に嵌合している。

また，図１に示すごとく，上記接続金具４の上記内孔４０の下部４０２には，上記ヒータ２の上端部２１を挿入してロウ接してある。そして，図３に示すごとく，ヒータ２は金属スリーブ２８内に挿通すると共にこれにロウ接され，さらに金属スリーブ２８はハウジング６にロウ接されている。

また，上記中軸３の上端部３１は，図３に示すごとく，ハウジング６の開口部６０から上方に突出しており，該開口部６０を閉止するようにブッシュ７２を介してナット７１が螺着してある。また，ハウジング６内において，中軸３とハウジング６の内壁との間には，半径方向の位置決めを行うための絶縁リング７４が介設され，また該絶縁リング７４の上方には，ガラスからなる絶縁体７３が配設されている。

次に，上記セラミックグロープラグ１０を製造するに当たっては，図４に示すごとく，まずヒータ２と，中軸３と，内孔４０を有するパイプ形状の接続金具４とを準備する。該接続金具４は，位置決め部としてのくびれ部４７を有すると共に，これを境にして小径の上部４０３と大径の下部４０２とを有する。上記接続金具４の上部４０３の内径は，中軸３の下端部３２の外径と略同一であり，一方接続金具４の下部４０２の内径は，ヒータ２の上端部２１の外径と略同一である。

そして，上記接続金具４の下部４０２には，上記ヒータ２とロウ材（図示略）を，上記くびれ部４７に当接するまで挿入し，ロウ接する。次いで，上記接続金具４の上部４０３には，中軸３の段部３２９が接続金具４の上端に当接するまで中軸３の下端部３２を挿入する。そして，図１に示すごとく，接続金具４の上記かしめ部４５を，その外周側からかしめる。これにより，中軸３と接続金具４とが接合され，中軸３とヒータ２とがほぼ同一軸芯上に位置して一体的に結合する。

また，上記ヒータ２には，金属スリーブ２８を装着し，上記ヒータ２と接続金具４とをロウ接する際に，同時にロウ接する。そして，一体となった上記中軸３からヒータ２までをハウジング６内に挿入し，金属スリーブ２８とハウジング６の内壁とをロウ接する。

次いで，中軸３とハウジング６との間に絶縁リング７４及び絶縁体７３を配設し，また中軸３の上端部３１にはブッシュ７２を介してナット７１を螺着し，セラミックグロープラグ１０を得る。

次に，本例における作用効果につき説明する。本例のセラミックグロープラグ１０においては，パイプ状の接続金具４を用いている。そして，製造過程における中軸３との接合工程においては，接続金具４の内孔４０内に中軸３を差し込む。また，中軸３の下端部３２の外径と接続金具４の上部４０３の内径は略同一である。そのため，接続金具４に中軸３を差し込むだけで，確実に中軸３と接続金具４との同軸度が得られる。それ故，接続金具４をその外周側からかしめても，中軸３と接続金具４との高い同軸度が容易に維持される。

一方，ヒータ２と接続金具４とは，その外径と内径とが略同一であって，これらを嵌合してロウ接する。そのため，ヒータ２と接続金具４とも容易に高い同軸度が得られる。それ故，中軸３からヒータ２までは，ほぼ同一軸芯となり，ハウジング６への組付け作業が容易となる。

また，接続金具４と中軸３とは，接続金具４をその外周よりかしめることにより接合する。そのため，接続金具４と中軸３との接合作業が容易であり，量産時においても常に安定した接合状態が得られる。それ故，エンジンに装着して使用しても，接続金具４が断線等することがなく，中軸３と接続金具４との確実な電気的導通を得ることができる。したがって，本例によれば，接続金具と中軸との同軸度が高く，かつ接合信頼性が高い，セラミックグロープラグが得られる。

（実施形態例２）
本例のセラミックグロープラグは，図５に示すごとく，実施形態例１における接続金具４に代えて，接続金具４２０を用いた。この接続金具４２０は，その外周から内周側へ全周にわたって突出した位置決め部４２７を有する。また，該位置決め部４２７の上下における，中軸３を挿入する上部４２３とヒータ２を挿入するための下部４２２の内径は，同一径であって，上記中軸３の下端部３２とヒータ２の上端部２１の外径とも略同一である。

上記接続金具４２０を用いて中軸３とヒータ２とを連結するに当たっては，図５に示すごとく，接続金具４２０の下部４２２にヒータ２の上端部２１をロウ材とともに位置決め部４２７に当接するまで挿入し，ロウ接する。一方，接続金具４２０の上部４２３には，中軸３の下端部３２をその段部３２９が接続金具４の上端に当接するまで挿入して，接続金具４のかしめ部４２５を外周からかしめる。その他の構造，製造手順等は実施形態例１と同様である。

本例においては，上記位置決め部４２７を有する。そのため，中軸３の下端部３２とヒータ２の上端部２１の外径が略同一であっても，ヒータ２と接続金具４２０との接合時において，容易にヒータ２の位置決めを行うことができ，作業効率を向上させることができる。その他，実施形態例１と同様の効果が得られる。

（実施形態例３）
本例においては，図６に示すごとく，実施形態例２における接続金具４２０に代えて，外周側から内周側に円錐状に突起した位置決め部４３７を円周上に４か所有する接続金具４３０を用いた。その他の構造，製造手順等は，実施形態例２と同様である。本例においては，上記位置決め部４３７を容易に形成することができる。その他，実施形態例２と同様の効果が得られる。尚，本例においては，上記位置決め部４３７は４か所に設けたが，１か所でも，或いは多数か所に設けてもよい。

（実施形態例４）
本例のセラミックグロープラグは，図７，図８に示すごとく，実施形態例２における接続金具４２０に代えて，位置決め部を有しない接続金具４４０を用いた。そして，ヒータ２，中軸３及び接続金具４４０の接合の際には，まず図８に示すごとく，セット治具８にヒータ２をセットする。次いで，ヒータ２に対して，ストレートのパイプ形状の接続金具４４０をヒータ２に装着し，ロウ接する。一方中軸３は，その下端部３２を接続金具４４０に装入し，図７に示すごとく，実施形態例２と同様に，接続金具４４０のかしめ部４４５をかしめて接合する。その他は，実施形態例２と同様である。

本例においては，接続金具に位置決め部を設けていないが，上記セット治具を用いることによってヒータと接続金具とを最適な位置で接続することができる。その他，実施形態例１と同様の効果が得られる。

（実施形態例５）
本例のセラミックグロープラグは，図９に示すごとく，実施形態例４における中軸３に代えて，下端部３５２の外径が本体部３５１と同一の中軸３５０を用いた。そして，中軸３５０とヒータ２との接合は，実施形態例４と同様にヒータ２をセット治具８にセットして位置決めをした状態でロウ接により行う。一方，中軸３５０と接続金具４４０との接合は，図９に示すごとく，ヒータ２の上方に円板状の絶縁部材８８を介設し，その上方に上記中軸３５０の下端部３５２を当接させて位置決めを行い，実施形態例２と同様に接続金具４４０のかしめ部４４５をかしめることにより行う。

本例においては，上記絶縁部材８８をヒータ２の上方に介設するため，中軸３がストレート形状であっても，確実に位置決めして中軸３５０と接続金具４４０とを接合することができる。その他実施形態例１と同様の効果が得られる。

（実施形態例６）
本例においては，実施形態例１のセラミックグロープラグ１０を基にして，接続金具４として金属弾性材であるステンレス鋼を用いると共に，図１０（ａ）（ｂ）に示すごとく，金属弾性材の厚みｔと，中軸３の下端部３２とヒータ２の上端部２１との間隙Ｌとが，ヒータ２の移動にどのように影響を及ぼすかを調べた。

調査の方法は，図３に示すごとく，金属スリーブ２８から突出したヒータ２の先端突出長さＮを予め１０ｍｍに設定しておき，冷熱試験を実施することにより，上記先端突出長さＮがどのように変化するかを測定した。上記冷熱試験は，常温雰囲気に１分間放置後，５５０℃雰囲気に１分間放置することを１サイクルとし，これを車の寿命期間に相当する２００００サイクル繰り返す試験である。

また，図１０（ａ）（ｂ）に示すごとく，実際の使用態様を考慮して，下端部３２の外径寸法が異なる２種類の中軸３を準備し，同様の試験を行った。なお，図１０（ａ）に示した太軸タイプの場合の各寸法は，中軸外径Ｄ１は４ｍｍ，中軸下端部外径Ｄ２は３．５ｍｍ，接続金具４の内径Ｅ１は３．５ｍｍ，ヒータ２の外径Ｆ１は３．５ｍｍとしてある。また，図１０（ｂ）に示した細軸タイプのものは，中軸３の下端部３２の外径Ｄ３は３．０ｍｍ，接続金具４の中軸３側内径Ｅ２は３．０ｍｍとし，その他は上記太軸タイプと同様とした。

次に，上記冷熱試験後の上記ヒータ２の先端突出長さＮの測定結果を表１に示す。表１には，金属弾性材の厚みｔ，中軸下端部とヒータ２上端部との間隙Ｌ，及び試験後のヒータ２の先端突出長さＮの測定値を示した。表１に示すごとく，太軸タイプのものは，試料Ｎｏ．１〜１０の全てにおいて上記厚みｔを０．３ｍｍに設定してあり，上記間隙Ｌのみを変化させている。その結果，上記間隙Ｌが０．５ｍｍ未満の場合には，ヒータ２の先端突出長さＮが短くなり，内方へ移動した。

また，細軸タイプのものは，試料Ｎｏ．１１〜１５の結果から知られるごとく，厚みｔを０．３ｍｍとしても，間隙Ｌが０．５ｍｍ未満の場合には，ヒータ２の先端突出長さＮが短くなり，内方へ移動した。また試料Ｎｏ．１６〜２０の結果から知られるごとく，上記間隙Ｌが０．５ｍｍであり，かつ上記厚みｔが１．０ｍｍ以下の場合には，先端突出長さＮに変化がなく，良好であった。一方，試料Ｎｏ．２０の結果より知られるごとく，上記厚みｔが１．０ｍｍを超える場合には，間隙Ｌが０．５ｍｍであっても，先端突出長さＮが短くなり，ヒータ２が内方へ移動した。

上記の結果を，分析すると，次のように考えられる。まず，前提として，図１１に示すごとく，上記冷熱試験のごとく激しい熱履歴を受ける場合には，徐々にヒータ２を内方へ移動させる力が働く。即ち，図１１に示すごとく，金属スリーブ２８とヒータ２とは，高温雰囲気中において同様に加熱されるが，熱膨張率が大きく相違するため，膨張量に差異が発生する。具体的には，本例におけるそれぞれの線熱膨張係数は，ヒータ２は３〜４×１０−６／℃であり，金属スリーブ２８は１３〜１９×１０−６／℃であり，両者は大きく相違している。

この場合，図１１に示すごとく，金属スリーブ２８は，二点鎖線で示した位置まで，径方向，軸方向ともに膨張するが，ヒータ２の膨張は，これに比べれば極僅かである。そのため，高温時においては，ヒータ２と金属スリーブ２８との間のロウ接部分に弛みが発生する。次いで，低温時には，金属スリーブ２８が径方向に縮まると共に軸方向にも縮まる。そのため，金属スリーブ２８は，ヒータ２を掴んで内方へ引き込むように作用し，ヒータ２の位置が僅かに内方へずれる。

このような１サイクルにおける現象を２００００回繰り返すことにより，図１２（ａ）に示すごとく，ヒータ２の上端部と中軸の下端部との間隙Ｌが０の場合には，ヒータ２が直接中軸３を徐々に押し上げる。これにより，中軸３を固定しているガラスからなる絶縁体７３（図３）等に損傷を与える危険がある。

また，図１２（ｂ）に示すごとく，上記間隙Ｌが０．５ｍｍに満たない小さい値の場合，或いは上記間隙Ｌは大きいが厚みｔが１．０ｍｍを超えるような場合には，接続金具４の剛性が高く，ヒータ２の動きを接続金具４が吸収することができない。そのため，図１２（ｃ）に示すごとく，接続金具４とヒータ２とのロウ接部が徐々にすべり，やがて上記間隙Ｌが０となり，その後は，前記した図１２（ａ）の場合と同様に中軸を直接押し上げていく。

これに対し，図１３（ａ）に示すごとく，上記間隙Ｌが０．５ｍｍ以上と大きく，かつ接続金具４の厚みが１．０ｍｍ以下の場合には，図１３（ｂ）に示すごとく，ヒータ２の移動距離分が接続金具４の上記間隙Ｌ部分に位置する中央部４４４の弾性変形領域内に収まる。そのため，ヒータ２と接続金具４とのロウ接部分のずれや，中軸の押し上げを引き起こすことがない。即ち，ヒータ２の動きは，接続金具４の弾性によって吸収される。

したがって，１サイクルの加熱冷却によってヒータ２が内方へ僅かに移動しても，その移動は，ヒータ２と接続金具４とのロウ接部分のずれを伴わず，接続金具４の弾性領域内に収まる。そのため，次回の加熱時に金属スリーブ２８が膨張して，再び金属スリーブ２８とヒータ２との間のロウ接部分が弛んだ際に，接続金具４の弾性力によってヒータ２が元の位置に押し戻される。なお，１サイクル当たりのずれ量は僅かであるため，２００００サイクル後においてもヒータ２の移動距離は測定値には現れず，実際上の問題もない（試料Ｎｏ．３〜１９）。

上記のごとく，本例においては，中軸の下端部とヒータ２の上端部との距離を０．５ｍｍ以上とすると共に，接続金具４として金属弾性材であるステンレス鋼を用い，かつその厚みｔを０．１〜１．０ｍｍとすることにより，使用回数増加に伴うヒータ２の移動を確実に防止することができ，これに伴うトラブルを回避できる。

（実施形態例７）
本例においては，実施形態例６において説明した不具合である，ヒータ２と接続金具４とのロウ接部のずれに注目し，このロウ接部の接合強度向上策を実施した。まず，ヒータ２と接続金具４とのロウ接部の強度が不足する原因は次のように考えられる。

即ち，図１４（ａ）に示すごとく，ロウ材８５は接続金具４の内径寸法よりも長いために，ロウ接時には，ヒータ２と接続金具４との接触面から離れた状態に配置される。そのため，図１４（ｂ）に示すごとく，ロウ材８５を加熱溶融した後においても，ロウ材８５の一部がヒータ２と接続金具４との間に浸入せずに接続金具４内壁表面に付着残留する場合がある。それ故，加熱膨張した接続金具４とヒータ２との間にロウ材８５が浸入し，その後の冷却による焼き嵌め効果によって接合強度を高めるという本来のロウ接の接合力が，十分に発揮されないと考えられる。

このような原因を解消するための対策としては，図１５（ａ）に示すごとく，ロウ材８５６の寸法形状を規制して接続金具４に引っ掛からないように配置してロウ接する方法が極めて有効である。即ち，ロウ材の外形寸法を接続金具４の内径寸法，即ち内孔４０の径よりも小さくすることが有効である。例えば，図１５（ａ）に示すごとく，接続金具４の内径寸法より小さい直径の渦巻き状に巻回した形状のロウ材８５６を用いることができる。この場合には，図１５（ｂ）に示すごとく，ヒータ２と接続金具４との間に確実にロウ材８５６が浸入し，十分なロウ接強度が得られる。

尚，ロウ材８５６の形状は，接続金具４の内孔４０の径よりも小さい外形寸法，つまり，接続金具４の内壁に引っ掛からない寸法であればよく，例えば，円柱状，直方体形状，円錐状としてもよく，また，細かい粒子からなる砂流状としてもよい。

（実施形態例８）
本例においては，実施形態例７において示した，ロウ材８５の形状を制限することによる，ヒータ２と接続金具４とのロウ接部の接合強度向上策に代えて，接続金具４の内面にＮｉメッキを施すことによる接合強度の向上を図った。

また，ヒータ２と接続金具４との接合には，図１６（ａ）に示すごとく，従来と同様に，接続金具４の内径よりも少し長いロウ材８５を用いてロウ接した。その結果，図１６（ｂ）に示すごとく，接続金具４の内壁にロウ材８５が付着残留することなく，ヒータ２と接続金具４との間に十分に浸入し，接合強度が向上した。これは，Ｎｉメッキにより接続金具４内面のロウ材８５の濡れ性が格段に向上し，ロウ材８５のいわゆるロウ流れ性が向上したことによると考えられる。

次に，Ｎｉメッキの厚みの最適範囲を調べるため，表２に示すごとく，１０種類のメッキ厚みの接続金具４を準備し，セラミックグロープラグを作製した（試料Ｎｏ．２３〜３２）。また，比較のため，Ｎｉメッキを施してない接続金具４を用いたセラミックグロープラグ（試料Ｎｏ．２１，２２）を準備した。なお，ヒータ２と接続金具４とのロウ接の条件は，全て同様とした。

次に，評価は，全ての試料に対して実施形態例６と同様の冷熱試験を行い，その後ヒータ２と接続金具４とのロウ接部の引張試験を行いその強度を測定することにより行った。測定の結果を表２に示す。表２より知られるごとく，Ｎｉメッキ厚みが１〜２０μｍの場合には，非常に優れた接合強度が得られた（試料Ｎｏ．２５〜３０）。

一方，１μｍ未満の場合（試料Ｎｏ．２３，２４）及び２０μｍを超える場合（試料Ｎｏ．３１，３２）には，従来のＮｉメッキ無しの場合（試料Ｎｏ．２１，２２）よりも接合強度が低下した。これは，メッキ厚みが１μｍ未満の場合には，ロウ材８５によるメッキの浸食が起こり，一方２０μｍを超える場合にはメッキによるロウ材８５の浸食が発生し，共にロウ接部のロウ流れ不良が発生する為であると考えられる。

尚，この試験の値が２０ｋｇｆ／ｃｍ２以上であれば，特に使用上の問題はない。従って，メッキ無しのものも一応は，合格レベルにある。したがって，本例によれば，接続金具４の内面にＮｉメッキを施すことにより，ヒータ２と接続金具４とのロウ接部の接合強度を一層向上させることができ，上述したヒータ２の移動による不具合防止を図ることができる。

また，本例においてはＮｉメッキを施した場合について説明したが，Ｎｉに代えてＡｕ，Ｚｎ，Ｃｒ等のロウ材の濡れ性に優れた材料によりメッキしても同様の効果が得られる。

（実施形態例９）
本例のセラミックグロープラグは，図１７，図１８に示すごとく，実施形態例１における接続金具４と中軸３に代えて，小径の上端部５１を有する接続金具５と，その上端部５１を挿入するための挿入穴３６７を有する中軸３６０を用いた。

上記接続金具４は，図１７，図１８に示すごとく，上記上端部５１の下方にヒータ２を挿入するための下部穴５３を設けたヒータ保持部５２を有する。上記下部穴５３の内径は，ヒータ２の上端部２１の外径と略同一に設けてある。また，上記中軸３６０における上記挿入穴３６７の内径は，上記接続金具５１の上端部５１の外径と略同一である。

そして，ヒータ２，接続金具５及び中軸３６０を接続するに当たっては，図１７に示すごとく，接続金具５の下部穴５３にヒータ２を挿入し，ロウ接する。一方，接続金具５は，その上端部５１を中軸３６０の挿入穴３６７に挿入する。そして，図１８，図１９に示すごとく，中軸３６０のかしめ部３６５を，その外周側からかしめることにより，中軸３６０と接続金具５を接合する。その他の構造，製造手順等は実施形態例１と同様である。

本例においては，小径の上端部５１とヒータ保持部５２よりなる接続金具５と，挿入穴３６７を有する中軸３６０を用いる。そして，中軸３６０と接続金具５との接合の際は，まず上記中軸３６０の挿入穴３６７に対して，その内径と略同一径の接続金具５の上端部５１を挿入する。そのため，中軸３６０と接続金具５とは，容易に高い同軸度が得られる。そして，この状態において中軸３６０をその外周よりかしめることによって，中軸３６０と接続金具５との高い同軸度が維持される。

一方，ヒータ２の外径と接続金具５の下部穴５３の内径とは略同一である。そのため，ヒータ２，接続金具５，及び中軸３６０は，ほぼ同一軸芯となる。それ故，ハウジング６への組付け作業が容易となる。

また，中軸５と接続金具３６０とは，上記のごとく中軸５をその外周よりかしめることにより接合する。そのため，実施形態例１と同様に，接続金具５と中軸３６０との接合作業が非常に容易であり，大量生産時においても常に安定した接合状態が得られる。それ故，本例によっても，接続金具と中軸との同軸度が高く，かつ接合信頼性が高い，セラミックグロープラグが得られる。

（実施形態例１０）
本例においては，図２０に示すごとく，実施形態例９における接続金具５に代えて，コイル状のヒータ保持部５７２と該ヒータ保持部５７２から延設された上端部５７１を有する接続金具５７０を用いた。中軸３６０及びヒータ２は実施形態例９に示したものと同様である。

そして，上記ヒータ保持部５７２の内側はヒータ２の上端部２１の外径と略同一であり，一方接続金具５７０の上端部５７１の外径は中軸３６０における挿入穴３６７の内径と略同一である。その他は実施形態例９と同様である。本例においては，上記接続金具５７０を，その上端部５７１の太さの金属線を用いて曲げ加工することによって，容易に作製することができる。その他，実施形態例９と同様の効果が得られる。

実施形態例１における，中軸，接続金具，ヒータの接合状態を示す説明図。 図１のＡ−Ａ線矢視断面図。 実施形態例１のセラミックグロープラグの断面図。 実施形態例１における，接続金具をかしめる前の中軸，接続金具，ヒータの組付け状態を示す説明図。 実施形態例２における，中軸，接続金具，ヒータの接合状態を示す説明図。 実施形態例３における，中軸，接続金具，ヒータの接合状態を示す説明図。 実施形態例４における，中軸，接続金具，ヒータの接合状態を示す説明図。 実施形態例４における，中軸，接続金具，ヒータの接合手順を示す説明図。 実施形態例５における，中軸，接続金具，ヒータの接合状態を示す説明図。 実施形態例６における，（ａ）太軸タイプ，（ｂ）細軸タイプの場合の接続部分の寸法関係を示す説明図。 実施形態例６における，加熱冷却を繰り返した場合のヒータと金属スリーブの挙動を示す説明図。 実施形態例６における，（ａ）間隙Ｌ＝０の場合の接合状態，（ｂ）間隙Ｌ＜０．５ｍｍ又は厚みｔ＞１．０ｍｍの場合の接続状態，（ｃ）高温加熱時の不具合，を示す説明図。 実施形態例６における，（ａ）間隙Ｌ≧０．５ｍｍかつ厚みｔ≧１．０ｍｍの場合の接合状態，（ｂ）高温加熱時の接続金具の作用，を示す説明図。 実施形態例７における，（ａ）ロウ材を接続金具内に配置した従来の状態，（ｂ）ロウ材の溶融加熱後の不具合，を示す説明図。 実施形態例７における，（ａ）渦巻き状ロウ材を接続金具内に配置した状態，（ｂ）ロウ材加熱溶融後のロウ接状態，を示す説明図。 実施形態例８における，（ａ）メッキ有り接続金具にロウ材を配置した状態，（ｂ）ロウ材加熱溶融後のロウ接状態，を示す説明図。 実施形態例９における，中軸，接続金具，ヒータの接合手順を示す説明図。 実施形態例９における，中軸，接続金具，ヒータの接合状態を示す説明図。 図１８のＢ−Ｂ線矢視断面図。 実施形態例１０における，接続金具の正面図。 従来例のセラミックグロープラグの断面図。 従来例における，（ａ）エネルギー過大，（ｂ）正常，（ｃ）エネルギー過小の場合の抵抗溶接状態を示す説明図。

符号の説明

１０．．．セラミックグロープラグ，
２．．．ヒータ，
２１．．．（ヒータの）上端部，
３，３６０．．．中軸，
３１．．．（中軸の）上端部，
３２．．．（中軸の）下端部，
３６７．．．挿入穴，
４，４２０，４３０，４４０．．．接続金具，
５．．．接続金具，
６．．．ハウジング，

Claims (7)

1. ハウジングと，該ハウジング内に嵌挿したセラミック製のヒータと，該ヒータの上端部に向けてハウジング内に挿入した通電用の中軸と，上記ヒータと上記中軸とを接続するための接続金具とよりなるセラミックグロープラグにおいて，上記接続金具は内孔を有するパイプ形状であって，該接続金具の内孔の上部には上記中軸の下端部が挿入され，かつ該下端部は上記接続金具をその外周よりかしめることにより結合されており、
   上記中軸の下端部と上記ヒータの上端部とは，０．５ｍｍ以上の間隙を設けて配設されており、
   上記接続金具は，金属弾性材であり、
   上記金属弾性材の厚みは，０．２〜１．０ｍｍであることを特徴とするセラミックグロープラグ。
2. 請求項１において，上記接続金具の上記内孔の下部には，上記ヒータの上端部を挿入してロウ接してあることを特徴とするセラミックグロープラグ。
3. 請求項２において，上記接続金具には，上記ヒータの挿入位置を規制するための位置決め部を設けてあることを特徴とするセラミックグロープラグ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において，上記接続金具は，その内面にニッケルメッキを施していることを特徴とするセラミックグロープラグ。
5. ハウジングと，該ハウジング内に嵌挿したセラミック製のヒータと，該ヒータの上端部に向けてハウジング内に挿入した通電用の中軸と，上記ヒータと上記中軸とを接続するための接続金具とよりなるセラミックグロープラグにおいて，上記中軸は上記接続金具の上端部を挿入するための挿入穴を有し，該挿入穴には上記接続金具の上端部が挿入され，かつ該上端部は上記中軸をその外周よりかしめることにより結合されていることを特徴とするセラミックグロープラグ。
6. 請求項５において，上記接続金具は上記ヒータの上端部を挿入するための下部穴を設けたヒータ保持部を有し，上記下部穴には上記ヒータの上端部を挿入してロウ接してあることを特徴とするセラミックグロープラグ。
7. ハウジングと該ハウジング内に嵌挿したセラミック製のヒータと，該ヒータの上端部に向けてハウジング内に挿入した通電用の中軸と，上記ヒータと上記中軸とを接続するための接続金具とよりなるセラミックグロープラグを製造する方法において，上記ヒータの上端部を上記接続金具の内孔内に挿入すると共に，上記接続金具の内孔内でかつ上記ヒータの上端部にロウ材を配置し，次いでこれを加熱して，上記ロウ材を溶融させて上記ヒータと上記接続金具とをロウ接するに当たり，上記ロウ接に用いる上記ロウ材は，上記接続金具の上記内孔の径よりも小さい外形寸法を有することを特徴とするセラミックグロープラグの製造方法。

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