JP2009243709A - Glow plug and method of manufacturing glow plug - Google Patents

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Shinsuke Ito
伸介 伊藤
Shunsuke Maeda
俊介 前田
Masayoshi Matsui
正好 松井
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Niterra Co Ltd
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NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase a pressure receiving area of a pressure sensor in a glow plug with the pressure sensor. <P>SOLUTION: The glow plug includes a cylindrical housing 120, a heater 150 disposed on one end of the housing 150, and a sensor 520 for detecting the displacement of the heater 150 to the housing 120. A power supply member 300 electrically connected with the heater 150 and transmitting the displacement of the heater 150 to the sensor 520 in the housing 120 is disposed in the housing 120. Further a lead member 400 for supplying electric power to the heater 150 through the power supply member 300 is disposed. The power supply member 300 has a through-hole 302 penetrating through one end side to the other end side, and the lead member 400 inserted into the through-hole 302 and the power supply member 300 are joined at one end side of the through-hole 302 of the power supply member 300. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、自着火方式の内燃機関で使用されるグロープラグにおいて、内燃機関の燃焼圧を検出する技術に関する。   The present invention relates to a technique for detecting the combustion pressure of an internal combustion engine in a glow plug used in an internal combustion engine of self-ignition type.

ディーゼルエンジン等の自着火方式の内燃機関において始動を補助するためのグロープラグに圧力センサを設け、内燃機関の燃焼圧を検出することが行われている。このようなグロープラグでは、ヒータに電力を供給するための中軸を用いて、燃焼圧が加わるヒータの変位がセンサに伝達される(例えば、特許文献1参照)。より詳細には、燃焼室内の圧力がヒータにかかり、その圧力が応力として中軸を伝わり、センサにより燃焼圧が検出される。   In a self-ignition type internal combustion engine such as a diesel engine, a pressure sensor is provided in a glow plug for assisting start-up to detect the combustion pressure of the internal combustion engine. In such a glow plug, the displacement of the heater to which combustion pressure is applied is transmitted to the sensor using a central shaft for supplying electric power to the heater (for example, see Patent Document 1). More specifically, the pressure in the combustion chamber is applied to the heater, the pressure is transmitted as stress to the central axis, and the combustion pressure is detected by the sensor.

また、特許文献2には、圧力センサと加熱要素(ヒータ)とを備える圧力ピックアップ加熱バーの構造をより簡単にするため、圧力センサをグロープラグ本体(ハウジング)内に格納することが提案されている。   Patent Document 2 proposes storing the pressure sensor in a glow plug body (housing) in order to simplify the structure of the pressure pickup heating bar including the pressure sensor and the heating element (heater). Yes.

特開2006−46822号公報JP 2006-46822 A 特開2007−120939号公報JP 2007-120939 A

ところで、ヒータに電力を供給するための中軸は、ヒータ側(先端側)から内燃機関の外側(後端側)にまでわたって設けられる。そのため、圧力センサをハウジング内に格納する場合、圧力センサの中心には中軸を通すための貫通穴が設けられる。そのため、圧力センサの受圧面積(圧力を受ける方向に垂直な面の断面積)は、貫通穴の大きさにより制限される。一方、圧力センサの受圧面積は、センサの耐荷重を高めるため、より大きくするのが望ましい。   By the way, the center shaft for supplying electric power to the heater is provided from the heater side (front end side) to the outside (rear end side) of the internal combustion engine. For this reason, when the pressure sensor is stored in the housing, a through hole for passing the central shaft is provided at the center of the pressure sensor. Therefore, the pressure receiving area of the pressure sensor (the cross-sectional area of the surface perpendicular to the pressure receiving direction) is limited by the size of the through hole. On the other hand, it is desirable to increase the pressure receiving area of the pressure sensor in order to increase the load resistance of the sensor.

一方、中軸において変位を伝達する部分(変位伝達部)が変形すると、圧力センサに加わる荷重が低下する。そこで、圧力センサに加わる荷重の低下を抑制するため、変位伝達部の変形量が小さくなるように、変位伝達部の外径は大きくされる。一般に、中軸のように一体で形成される部材において、その外径差を大きくとることは困難である。そのため、圧力センサの位置における中軸の外径を十分小さくすることができず、圧力センサに設けられる貫通穴を小径化して、圧力センサの受圧面積を十分大きくすることが困難であった。例えば、中軸となる柱状の金属材料の一体物から、変位伝達部としての大径部(例えば、外径4mm)を一方の端部側に形成し、圧力センサに設けられる貫通孔に挿通される部位である小径部(例えば、φ1mm)を他方の端部側に隣接して形成するような場合である。   On the other hand, when a portion (displacement transmitting portion) that transmits displacement in the central shaft is deformed, the load applied to the pressure sensor is reduced. Therefore, in order to suppress a decrease in the load applied to the pressure sensor, the outer diameter of the displacement transmission unit is increased so that the deformation amount of the displacement transmission unit is reduced. In general, it is difficult to increase the difference in outer diameter of a member formed integrally, such as an intermediate shaft. Therefore, the outer diameter of the central shaft at the position of the pressure sensor cannot be made sufficiently small, and it is difficult to reduce the diameter of the through hole provided in the pressure sensor and to sufficiently increase the pressure receiving area of the pressure sensor. For example, a large-diameter portion (for example, an outer diameter of 4 mm) as a displacement transmission portion is formed on one end side from a columnar metal material that becomes the central shaft, and is inserted into a through-hole provided in the pressure sensor. This is a case where a small-diameter portion (for example, φ1 mm) as a part is formed adjacent to the other end side.

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、圧力センサ付グロープラグにおいて圧力センサの受圧面積をより大きくする技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a technique for increasing the pressure receiving area of a pressure sensor in a glow plug with a pressure sensor.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]
グロープラグであって、
筒状のハウジングと、
前記ハウジングの一方の端部に設けられたヒータと、
前記ハウジング内に設けられ、前記ヒータの前記ハウジングに対する前記一方の端部と他方の端部とを結ぶ方向に沿った変位を検出するセンサと、
前記ハウジング内において前記ヒータと前記センサとの間に設けられ、前記ヒータに電気的に接続されるとともに、前記ヒータの変位を前記センサに機械的に伝達する給電部材と、
前記給電部材から前記センサよりも前記他方の端部に向かって前記ハウジング内に配設され、前記給電部材を介して外部電源から前記ヒータに電力を供給するリード部材と
を備え、
前記給電部材は、前記一方の端部側から前記他方の端部側に貫通する貫通穴を有しており、
前記貫通穴に挿通された前記リード部材と、前記給電部材とは、前記給電部材の前記貫通穴の前記一方の端部側において接合されている
グロープラグ。
[Application Example 1]
A glow plug,
A tubular housing;
A heater provided at one end of the housing;
A sensor provided in the housing and detecting a displacement along a direction connecting the one end and the other end of the heater with respect to the housing;
A power supply member provided between the heater and the sensor in the housing, electrically connected to the heater, and mechanically transmitting displacement of the heater to the sensor;
A lead member disposed in the housing from the power supply member toward the other end than the sensor, and supplying electric power from an external power source to the heater via the power supply member,
The power supply member has a through hole penetrating from the one end side to the other end side,
The lead member inserted into the through hole and the power supply member are joined on the one end side of the through hole of the power supply member.

この適用例によれば、ヒータに電力を供給するリード部材と、変位の伝達にも使用される給電部材とを別体のものとすることにより、リード部材の外径をより細くすることができる。そのため、センサの受圧面積をより大きくすることが容易となる。また、給電部材と、給電部材の貫通穴に挿通されたリード部材とは、給電部材の貫通穴の一方の端部側において接合されている。そのため、リード部材に力が加わった場合に、接合部に加わる応力が低減するので、接合部の破断を抑制することができる。   According to this application example, the lead member that supplies electric power to the heater and the power supply member that is also used for transmission of the displacement are separated, so that the outer diameter of the lead member can be further reduced. . Therefore, it becomes easy to increase the pressure receiving area of the sensor. Further, the power feeding member and the lead member inserted through the through hole of the power feeding member are joined at one end side of the through hole of the power feeding member. Therefore, when a force is applied to the lead member, the stress applied to the joint portion is reduced, so that breakage of the joint portion can be suppressed.

[適用例2]
適用例1記載のグロープラグであって、
前記リード部材は、前記貫通穴の前記他方の端部側において、前記貫通穴の断面方向に移動可能である
グロープラグ。
[Application Example 2]
A glow plug as described in Application Example 1,
The lead member is movable in a cross-sectional direction of the through hole on the other end side of the through hole.

この適用例によれば、リード部材は、他方の端部側において、貫通穴の断面方向に移動可能となっている。リード部材が断面方向に移動することにより、リード部材に加わる断面方向の力の一部は、リード部材の線方向(リード線が延在する方向)に分散される。そのため、リード部材と貫通穴の端部とが接触することによりリード部材に加わる剪断応力をより小さくすることができ、リード部材の破断を抑制することができる。   According to this application example, the lead member is movable in the cross-sectional direction of the through hole on the other end side. When the lead member moves in the cross-sectional direction, a part of the cross-sectional force applied to the lead member is dispersed in the linear direction of the lead member (direction in which the lead wire extends). Therefore, the shear stress applied to the lead member due to the contact between the lead member and the end portion of the through hole can be further reduced, and the breakage of the lead member can be suppressed.

[適用例3]
適用例1または2記載のグロープラグであって、
前記リード部材は、前記一方の端部側の外径が前記貫通穴の径よりも大きい
グロープラグ。
[Application Example 3]
A glow plug according to application example 1 or 2,
The glow plug, wherein the lead member has an outer diameter on the one end side larger than a diameter of the through hole.

この適用例によれば、リード部材の一方の端部側の外径が、貫通穴の径よりも大きくなっている。そのため、リード部材に他方の端部に向きの力が加わった場合においても、リード部材が給電部材から抜けることが抑制される。   According to this application example, the outer diameter of one end portion side of the lead member is larger than the diameter of the through hole. Therefore, even when a direction force is applied to the other end of the lead member, the lead member is prevented from coming off from the power supply member.

[適用例4]
適用例1ないし3のいずれか記載のグロープラグであって、
前記リード部材と前記給電部材との前記接合は溶接によりなされている
グロープラグ。
[Application Example 4]
A glow plug according to any one of application examples 1 to 3,
The joint between the lead member and the power supply member is made by welding. Glow plug.

この適用例によれば、リード部材と給電部材とが溶接により接合されることにより、接合部が給電部材の一方の端部側に限定される。そのため、貫通穴の他方の端部側においてリード部材が固定されることが抑制され、リード部材に加わる応力をより低減することができる。   According to this application example, the lead member and the power feeding member are joined by welding, so that the joint portion is limited to one end side of the power feeding member. Therefore, the lead member is suppressed from being fixed on the other end side of the through hole, and the stress applied to the lead member can be further reduced.

[適用例5]
グロープラグの製造方法であって、
ハウジング一方の端部に設けられるヒータに電気的に接続され、前記ハウジング内において前記ヒータとセンサとの間に配置されることにより、前記ヒータの前記ハウジングに対する前記一方の端部と他方の端部とを結ぶ方向に沿った変位を前記センサに機械的に伝達する給電部材であって、前記一方の端部側から前記他方の端部側に貫通穴を有する給電部材を準備する工程と、
前記貫通穴に挿通されるリード部材の前記一方の端部側を、外径が前記貫通穴の径よりも大きい大径部としてを形成する工程と、
前記貫通穴の前記一方の端部側において前記大径部と前記給電部材とを接合する工程と
を備えるグロープラグの製造方法。
[Application Example 5]
A method of manufacturing a glow plug,
The one end and the other end of the heater with respect to the housing are electrically connected to a heater provided at one end of the housing and disposed between the heater and the sensor in the housing. A power supply member that mechanically transmits a displacement along a direction connecting the sensor to the sensor, the power supply member having a through hole from the one end side to the other end side; and
Forming the one end portion side of the lead member inserted through the through hole as a large diameter portion whose outer diameter is larger than the diameter of the through hole; and
And a step of joining the large diameter portion and the power feeding member on the one end side of the through hole.

この適用例によれば、リード部材と給電部材との接合部が破断しにくいグロープラグをより容易に製造することができる。   According to this application example, it is possible to more easily manufacture a glow plug in which the joint portion between the lead member and the power feeding member is not easily broken.

[適用例6]
適用例5記載のグロープラグの製造方法であって、
前記大径部と前記給電部材との前記接合は溶接によってなされる
グロープラグの製造方法。
[Application Example 6]
A method of manufacturing a glow plug according to Application Example 5,
The method of manufacturing a glow plug, wherein the joining of the large diameter portion and the power supply member is performed by welding.

この適用例によれば、リード部材の外径が貫通穴の径よりも大きい大径部と給電部材とが溶接される。そのため、溶接によるリード部材の細径化が抑制され、リード部材の断線を抑制することができる。   According to this application example, the large diameter portion where the outer diameter of the lead member is larger than the diameter of the through hole and the power supply member are welded. Therefore, the diameter reduction of the lead member by welding is suppressed, and disconnection of the lead member can be suppressed.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、グロープラグ、グロープラグの製造方法、およびその製造方法で製造されたグロープラグ、それらのグロープラグを使用した内燃機関の始動補助装置、その始動補助装置を使用した内燃機関、その内燃機関を使用した移動体、等の態様で実現することができる。   Note that the present invention can be realized in various modes. For example, a glow plug, a glow plug manufacturing method, a glow plug manufactured by the manufacturing method, an internal combustion engine start assist device using the glow plug, an internal combustion engine using the start assist device, and the internal combustion engine It can be realized in the form of the moving body used.

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.第1実施例:
A1.グロープラグの構造:
A2.通電機構の構成:
A3.実施例の効果:
A4.ヒータアセンブリの組立方法:
B.第2実施例:
Next, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. First embodiment:
A1. Glow plug structure:
A2. Configuration of power supply mechanism:
A3. Effects of the embodiment:
A4. Assembling method of heater assembly:
B. Second embodiment:

A1.グロープラグの構造:
図1は、本発明の一実施例としてのグロープラグの外観を示す外観図である。グロープラグ100は、配線保持部110と、主体金具120(「ハウジング」とも呼ばれる)と、外筒130と、先端チップ140と、ヒータ150とを備えている。
A1. Glow plug structure:
FIG. 1 is an external view showing an external appearance of a glow plug as one embodiment of the present invention. The glow plug 100 includes a wiring holding part 110, a metal shell 120 (also referred to as “housing”), an outer cylinder 130, a tip chip 140, and a heater 150.

配線保持部110は、グロープラグ100に設けられた圧力センサ(後述する)の出力信号を外部に出力するセンサケーブル112と、ヒータ150に電力を供給するための通電ケーブル114とを保持している。配線保持部110において、センサケーブル112の複数の心線は、それぞれ、圧力センサに接続された複数のセンサ信号線(図示しない)と接続されている。また、通電ケーブル114の心線は、ヒータ150に電力を供給するためのリード線(後述する)に接続されている。   The wiring holding unit 110 holds a sensor cable 112 that outputs an output signal of a pressure sensor (described later) provided in the glow plug 100 to the outside, and an energization cable 114 for supplying electric power to the heater 150. . In the wiring holding part 110, the plurality of core wires of the sensor cable 112 are respectively connected to a plurality of sensor signal lines (not shown) connected to the pressure sensor. Further, the core wire of the energization cable 114 is connected to a lead wire (described later) for supplying power to the heater 150.

主体金具120は、筒状の部材であり、ディーゼルエンジン等の自着火方式の内燃機関が有するシリンダヘッドに装着される。第1実施例では、主体金具120を炭素鋼(S45C)で形成している。但し、主体金具120の材質としては、高強度の材料であれば、ステンレス鋼(例えば、SUS630,SUS430)等、種々の材料を用いることができる。主体金具120の配線保持部110側の端部には、シリンダヘッドに取り付ける際に使用する工具と係合する係合部122が形成されている。主体金具120の中間部には、グロープラグ100をシリンダヘッドに固定するためのネジ部124が形成されている。係合部122を工具で回転させることにより、シリンダヘッドとネジ部124とが締結され、グロープラグ100はシリンダヘッドに取り付けられる。これにより、グロープラグ100のヒータ150は、内燃機関の燃焼室内に曝される。なお、以下では、軸線Oに沿ったヒータ150側の方向(図1の矢印R方向)を「先端側」とも呼び、配線保持部110側の方向(図1の矢印L方向)を「後端側」とも呼ぶ。   The metal shell 120 is a cylindrical member, and is attached to a cylinder head of a self-ignition internal combustion engine such as a diesel engine. In the first embodiment, the metal shell 120 is made of carbon steel (S45C). However, as the material of the metal shell 120, various materials such as stainless steel (for example, SUS630, SUS430) can be used as long as the material is high strength. At the end of the metal shell 120 on the wiring holding portion 110 side, an engaging portion 122 that engages with a tool used when attaching to the cylinder head is formed. A screw portion 124 for fixing the glow plug 100 to the cylinder head is formed in the middle portion of the metal shell 120. By rotating the engaging portion 122 with a tool, the cylinder head and the screw portion 124 are fastened, and the glow plug 100 is attached to the cylinder head. Thereby, the heater 150 of the glow plug 100 is exposed to the combustion chamber of the internal combustion engine. In the following, the direction along the axis O on the heater 150 side (arrow R direction in FIG. 1) is also referred to as “front end side”, and the direction on the wiring holding portion 110 side (arrow L direction in FIG. 1) is referred to as “rear end”. Also called “side”.

外筒130は、フランジ132と、薄肉部134と、ヒータ保持部136とが形成された筒状の部材である。フランジ132は、外筒130と主体金具120との軸線Oに沿った位置関係を規定するため鍔状に形成されている。薄肉部134は、燃焼室内の圧力により変形するように外筒130の他の部分よりも薄く形成されている。ヒータ保持部136は、外筒130に圧入されるヒータ150を保持する。外筒130は、SUS630で形成されている。なお、外筒130の材質としては、繰り返し耐力を有するとともにヤング率が低い種々の材料(例えば、マルエージ鋼、SUS430、純チタン、チタン合金(Ti−6Al−4V))を用いることができる。但し、薄肉部134のみをこのような材料で形成することも可能である。この場合、外筒130の他の部分を、他の種類の高強度材料で形成することができる。   The outer cylinder 130 is a cylindrical member in which a flange 132, a thin part 134, and a heater holding part 136 are formed. The flange 132 is formed in a bowl shape in order to define the positional relationship between the outer cylinder 130 and the metal shell 120 along the axis O. The thin portion 134 is formed thinner than other portions of the outer cylinder 130 so as to be deformed by the pressure in the combustion chamber. The heater holding part 136 holds the heater 150 press-fitted into the outer cylinder 130. The outer cylinder 130 is formed of SUS630. In addition, as a material of the outer cylinder 130, various materials (for example, marage steel, SUS430, pure titanium, titanium alloy (Ti-6Al-4V)) having repeated proof stress and low Young's modulus can be used. However, it is also possible to form only the thin portion 134 with such a material. In this case, the other part of the outer cylinder 130 can be formed of other types of high-strength materials.

先端チップ140は、SUS430で形成された筒状の部材である。なお、先端チップ140を、炭素鋼や他のステンレス鋼で形成することも可能である。先端チップ140は、外径が軸線Oに沿ってほぼ一定の円筒部142と、先端側に向かって外径が細くなっているテーパ部144とを有している。このように、テーパ部144を設けることにより、シリンダヘッドにグロープラグを締め付けた際に、先端チップ140がシリンダヘッド側に設けられたテーパシート面を押さえつけ、変形させることにより、燃焼室の気密を確保できる。主体金具120と先端チップ140は、外筒130のフランジ132を挟み込んだ状態で溶接される。これにより、主体金具120、外筒130、及び先端チップ140は固定的に接合される。   The tip tip 140 is a cylindrical member formed of SUS430. The tip tip 140 can also be formed of carbon steel or other stainless steel. The tip tip 140 has a cylindrical portion 142 whose outer diameter is substantially constant along the axis O, and a tapered portion 144 whose outer diameter becomes narrower toward the tip side. Thus, by providing the taper portion 144, when the glow plug is tightened to the cylinder head, the tip tip 140 presses and deforms the taper sheet surface provided on the cylinder head side, thereby making the combustion chamber airtight. It can be secured. The metal shell 120 and the tip tip 140 are welded with the flange 132 of the outer cylinder 130 sandwiched therebetween. Thereby, the metal shell 120, the outer cylinder 130, and the tip chip 140 are fixedly joined.

図2は、第1実施例のグロープラグ100の圧力検出機構の周辺(以下、「主要部」とも呼ぶ)の構成を示す断面図である。図2に示すように、圧力検出機構は、主体金具120の内部に組み込まれている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration around the pressure detection mechanism (hereinafter also referred to as “main part”) of the glow plug 100 of the first embodiment. As shown in FIG. 2, the pressure detection mechanism is incorporated in the metal shell 120.

主体金具120の内部において、ヒータ150は、リング200に圧入されている。リング200は、内径がヒータ150とほぼ同じ円筒状の部材である。リング200の後端側には、ベース部材300が圧入されている。リング200は、SUS630で形成されており、ベース部材300は、SUS430で形成されている。なお、リング200およびベース部材300は、導電性で強度が高い材料であれば他の材料(炭素鋼や他のステンレス鋼等)で形成することも可能である。   Inside the metal shell 120, the heater 150 is press-fitted into the ring 200. The ring 200 is a cylindrical member having an inner diameter that is substantially the same as that of the heater 150. A base member 300 is press-fitted on the rear end side of the ring 200. The ring 200 is formed of SUS630, and the base member 300 is formed of SUS430. Note that the ring 200 and the base member 300 can be formed of other materials (carbon steel, other stainless steel, etc.) as long as they are conductive and have high strength.

ベース部材300には、先端側から後端側に向かって、テーパ部312と、嵌合部314と、胴部316と、位置決め部318とがこの順に形成されている。嵌合部314は、外径がリング200の内径(すなわち、ヒータ150の外径)とほぼ同じとなっている。嵌合部314の先端側に外径が先端側に向かって細くなっているテーパ部312を設けることにより、ベース部材300のリング200への圧入が容易となっている。胴部316は、外径がリング200の外径とほぼ同じとなっている。そのため、ベース部材300をリング200に圧入する際、リング200が胴部316に突き当たり、ベース部材300とリング200との軸線Oに沿った位置関係が規定される。胴部316の後端側の位置決め部318は、図示しない位置決め部材と嵌合し、後述する絶縁板やセンサ素子の径方向(軸線Oに垂直な方向)の位置を規定する。なお、胴部316の外径は、グロープラグ100の構造により適宜設定される。胴部316の外径は、例えば、3.5mmないし5.8mmに設定される。   The base member 300 is formed with a tapered portion 312, a fitting portion 314, a body portion 316, and a positioning portion 318 in this order from the front end side to the rear end side. The outer diameter of the fitting portion 314 is substantially the same as the inner diameter of the ring 200 (that is, the outer diameter of the heater 150). By providing the tapered portion 312 having the outer diameter narrowing toward the distal end side at the distal end side of the fitting portion 314, the base member 300 can be easily pressed into the ring 200. The trunk 316 has an outer diameter that is substantially the same as the outer diameter of the ring 200. Therefore, when the base member 300 is press-fitted into the ring 200, the ring 200 hits the body 316, and the positional relationship along the axis O between the base member 300 and the ring 200 is defined. The positioning portion 318 on the rear end side of the body portion 316 is fitted with a positioning member (not shown) and defines the position in the radial direction (direction perpendicular to the axis O) of an insulating plate and a sensor element to be described later. Note that the outer diameter of the body portion 316 is appropriately set depending on the structure of the glow plug 100. The outer diameter of the trunk 316 is set to, for example, 3.5 mm to 5.8 mm.

ベース部材300の中心部には、貫通穴302が設けられている。貫通穴302の先端側には、内径が先端側に向かって大きくなる面取り部304が形成されている。貫通穴302には、ヒータ150に通電するためのリード線400が通されている。リード線400は、ベース部材300の先端側において、ベース部材300に接合されている。貫通穴302の内径は、リード線400の外径(以下、「線径」とも呼ぶ)や材質を考慮して適宜設定される。線径と貫通穴302の内径との関係、および、リード線400のベース部材300への取り付け方法については、後述する。図2の例では、貫通穴302に面取り部304を設けており、リード線400の破断を抑制することができる。但し、面取り部304を省略することも可能である。   A through hole 302 is provided at the center of the base member 300. A chamfered portion 304 whose inner diameter increases toward the distal end side is formed on the distal end side of the through hole 302. A lead wire 400 for energizing the heater 150 is passed through the through hole 302. The lead wire 400 is joined to the base member 300 on the distal end side of the base member 300. The inner diameter of the through hole 302 is appropriately set in consideration of the outer diameter (hereinafter also referred to as “wire diameter”) and the material of the lead wire 400. The relationship between the wire diameter and the inner diameter of the through hole 302 and the method of attaching the lead wire 400 to the base member 300 will be described later. In the example of FIG. 2, the chamfered portion 304 is provided in the through hole 302, and breakage of the lead wire 400 can be suppressed. However, the chamfered portion 304 can be omitted.

ベース部材300の後端側には、第1の絶縁板510、圧力センサとして機能するセンサ素子520、第2の絶縁板530、および素子止め部材600がこの順に配置されている。絶縁板510,530は、アルミナで形成された円盤状の部材であり、センサ素子520は、ニオブ酸リチウムで形成された円盤状の部材である。これらの絶縁板510,530およびセンサ素子520は、その中心に、リード線400の線径よりも大きい貫通穴が設けられている。なお、絶縁板510,530を、アルミナの他、ジルコニア、あるいは窒化ケイ素等の高強度で絶縁性の材料で形成してもよい。また、センサ素子520を、ニオブ酸リチウム以外の圧電材料(例えば、水晶)で形成しても良い。また、センサ素子520をピエゾ抵抗材料で形成することも可能である。この場合、センサ素子520周辺の構造は、ピエゾ抵抗材料の使用に伴って適宜変更される。   On the rear end side of the base member 300, a first insulating plate 510, a sensor element 520 that functions as a pressure sensor, a second insulating plate 530, and an element stopper member 600 are arranged in this order. The insulating plates 510 and 530 are disk-shaped members formed of alumina, and the sensor element 520 is a disk-shaped member formed of lithium niobate. The insulating plates 510 and 530 and the sensor element 520 are provided with a through hole larger than the wire diameter of the lead wire 400 at the center thereof. The insulating plates 510 and 530 may be formed of a high-strength and insulating material such as zirconia or silicon nitride in addition to alumina. Further, the sensor element 520 may be formed of a piezoelectric material (for example, quartz) other than lithium niobate. It is also possible to form the sensor element 520 with a piezoresistive material. In this case, the structure around the sensor element 520 is appropriately changed as the piezoresistive material is used.

素子止め部材600は、その中心に、リード線400の線径よりも大きい貫通穴が設けられた部材であり、SUS430で形成されている。なお、素子止め部材600を、他の高強度の材料(例えば、炭素鋼やステンレス鋼)で形成することも可能である。素子止め部材600は、外径が外筒130の内径とほぼ同じ挿入部610と、外径が外筒130の外径とほぼ同じ円筒部620とを有している。素子止め部材600は、挿入部610が外筒130に挿入された状態で、外筒130と溶接される。なお、素子止め部材600と外筒130とを、ロウ付けなどの他の方法により接合することも可能である。   The element stopper member 600 is a member provided with a through hole larger than the wire diameter of the lead wire 400 at the center thereof, and is formed of SUS430. Note that the element fixing member 600 can be formed of another high-strength material (for example, carbon steel or stainless steel). The element stopper member 600 includes an insertion portion 610 having an outer diameter that is substantially the same as the inner diameter of the outer cylinder 130, and a cylindrical portion 620 having an outer diameter that is substantially the same as the outer diameter of the outer cylinder 130. The element stopper member 600 is welded to the outer cylinder 130 in a state where the insertion portion 610 is inserted into the outer cylinder 130. It is also possible to join the element stopper member 600 and the outer cylinder 130 by other methods such as brazing.

素子止め部材600と外筒130との溶接は、ヒータ150、リング200、ベース部材300、絶縁板510,530、センサ素子520、および素子止め部材600を組み立て、素子止め部材600に先端方向への荷重(「予荷重」と呼ばれる)を加えた状態で行われる。具体的には、ヒータ150と、リング200と、リード線400を取り付けたベース部材300とからなるヒータアセンブリを組み立てる。組み立てられたヒータアセンブリを外筒130に圧入した後、第1の絶縁板510と、センサ素子520と、第2の絶縁板530とを外筒130内部に挿入する。その後、挿入部610を外筒130に挿入し、素子止め部材600に先端方向への荷重を加えながら、挿入部610と外筒130との重複部分を外筒130の外周側からレーザ溶接する。なお、溶接は、レーザ溶接のほかアークスポット溶接等の種々の方法で行うことができる。また、挿入部610と外筒130とをロウ付け等の他の接合方法で接合しても良い。   The element stopper member 600 and the outer tube 130 are welded by assembling the heater 150, the ring 200, the base member 300, the insulating plates 510 and 530, the sensor element 520, and the element stopper member 600. It is performed with a load (referred to as “preload”) applied. Specifically, a heater assembly including the heater 150, the ring 200, and the base member 300 to which the lead wire 400 is attached is assembled. After the assembled heater assembly is press-fitted into the outer cylinder 130, the first insulating plate 510, the sensor element 520, and the second insulating plate 530 are inserted into the outer cylinder 130. Thereafter, the insertion portion 610 is inserted into the outer cylinder 130, and an overlapping portion between the insertion portion 610 and the outer cylinder 130 is laser-welded from the outer peripheral side of the outer cylinder 130 while applying a load in the distal direction to the element stopper member 600. In addition, welding can be performed by various methods such as arc spot welding in addition to laser welding. Moreover, you may join the insertion part 610 and the outer cylinder 130 by other joining methods, such as brazing.

このように形成されたグロープラグ100(図1)は、内燃機関のシリンダヘッドに装着され、内燃機関の燃焼室内の圧力の検出を行う。燃焼室内の圧力が変動すると、外筒130の薄肉部134が変形して、ヒータ150が主体金具120に対して軸線Oに沿って変位する。ヒータ150の変位は、リング200、ベース部材300、および第1の絶縁板510を介してセンサ素子520に伝達される。一方、センサ素子520は、第2の絶縁板530、素子止め部材600、および外筒130を介して、主体金具120に固定されている。そのため、センサ素子520の主体金具120に対する変位が規制され、センサ素子520に加わる荷重は、ヒータ150の主体金具120に対する変位に応じて変化する。これにより、圧電材料で形成されたセンサ素子520には、ヒータ150の変位に応じた電荷が発生する。発生した電荷は、図示しないセンサ信号線と、配線保持部110(図1)においてセンサ信号線に接続されたセンサケーブル112を介して外部に出力される。また、この発生電荷を、主体金具120の内部にある回路(図示しない)により電圧信号に変換し、変換された電圧信号を外部に出力するものとしてもよい。   The glow plug 100 (FIG. 1) formed in this way is attached to the cylinder head of the internal combustion engine, and detects the pressure in the combustion chamber of the internal combustion engine. When the pressure in the combustion chamber varies, the thin portion 134 of the outer cylinder 130 is deformed, and the heater 150 is displaced along the axis O with respect to the metal shell 120. The displacement of the heater 150 is transmitted to the sensor element 520 through the ring 200, the base member 300, and the first insulating plate 510. On the other hand, the sensor element 520 is fixed to the metal shell 120 via the second insulating plate 530, the element stopper member 600, and the outer cylinder 130. Therefore, the displacement of the sensor element 520 relative to the metal shell 120 is restricted, and the load applied to the sensor element 520 changes according to the displacement of the heater 150 relative to the metal shell 120. As a result, a charge corresponding to the displacement of the heater 150 is generated in the sensor element 520 formed of the piezoelectric material. The generated charges are output to the outside through a sensor signal line (not shown) and a sensor cable 112 connected to the sensor signal line in the wiring holding unit 110 (FIG. 1). Further, the generated charges may be converted into a voltage signal by a circuit (not shown) inside the metal shell 120, and the converted voltage signal may be output to the outside.

A2.通電機構の構成:
図3は、第1実施例のグロープラグ100においてヒータ150に通電を行うための通電機構の構成を示す断面図である。図3では、図示の便宜上、ヒータ150への通電に関連しない部材の図示を省略している。
A2. Configuration of power supply mechanism:
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of an energization mechanism for energizing the heater 150 in the glow plug 100 of the first embodiment. In FIG. 3, for convenience of illustration, illustration of members not related to energization of the heater 150 is omitted.

ヒータ150は、絶縁性のセラミックスで形成された絶縁部152と、導電性のセラミックスで形成された導電部154とを有している。導電部154は、絶縁部152内に線状に埋め込まれている。導電部154は、ヒータ150の後端側から先端側に向かって延びる2本の延長部を、ヒータ150の先端部で接続することにより形成されている。導電部154は、ヒータ150の後端側と先端側との2カ所において、ヒータ150の外周に露出した露出部154a,154bを有している。   The heater 150 has an insulating part 152 formed of insulating ceramics and a conductive part 154 formed of conductive ceramics. The conductive portion 154 is embedded in the insulating portion 152 in a linear shape. The conductive portion 154 is formed by connecting two extending portions extending from the rear end side toward the front end side of the heater 150 at the front end portion of the heater 150. The conductive portion 154 has exposed portions 154 a and 154 b exposed on the outer periphery of the heater 150 at two locations, the rear end side and the front end side, of the heater 150.

導電部154の先端側の露出部154aは、外筒130のヒータ保持部136と接触している。これにより、導電部154は、外筒130と主体金具120とを介して、シリンダヘッドに電気的に接続される。   The exposed portion 154a on the distal end side of the conductive portion 154 is in contact with the heater holding portion 136 of the outer cylinder 130. As a result, the conductive portion 154 is electrically connected to the cylinder head via the outer cylinder 130 and the metal shell 120.

導電部154の後端側の露出部154bは、ヒータ150が圧入される円筒状のリング200と接触している。リング200の後端側には、前端側から後端側に向かって貫通穴302が設けられたベース部材300が圧入されている。上述のように、ベース部材300にはリード線400が接合されている。このようにして、導電部154の後端側の露出部154bは、リング200、ベース部材300を介して、リード線400と電気的に接続される。   The exposed portion 154b on the rear end side of the conductive portion 154 is in contact with the cylindrical ring 200 into which the heater 150 is press-fitted. On the rear end side of the ring 200, a base member 300 provided with a through hole 302 from the front end side toward the rear end side is press-fitted. As described above, the lead wire 400 is joined to the base member 300. Thus, the exposed portion 154 b on the rear end side of the conductive portion 154 is electrically connected to the lead wire 400 through the ring 200 and the base member 300.

このように、第1実施例のグロープラグ100では、リード線400、ベース部材300、リング200、導電部154、外筒130、及び主体金具120がこの順で電気的に接続されている。そのため、リード線400に接続された通電ケーブル114(図1)と、シリンダヘッドとの間に電圧を加えることにより、ヒータ150の導電部154に電流が流れ、ヒータ150が加熱される。   As described above, in the glow plug 100 of the first embodiment, the lead wire 400, the base member 300, the ring 200, the conductive portion 154, the outer cylinder 130, and the metal shell 120 are electrically connected in this order. Therefore, when a voltage is applied between the energization cable 114 (FIG. 1) connected to the lead wire 400 and the cylinder head, a current flows through the conductive portion 154 of the heater 150 and the heater 150 is heated.

第1実施例のグロープラグ100では、ヒータ150への通電がリード線400を介して行われる。後述するように、リード線400を電気伝導度の高い材料で形成することにより、リード線400の線径をより小さくすることができる。そのため、センサ素子520の貫通穴の内径をより小さくして、センサ素子520の軸線Oに垂直な面における断面積をより大きくすることができる。センサ素子520の断面積を大きくすることにより、センサ素子520の耐荷重が大きくなる。また、センサ素子520の断面積が大きくなると、センサ素子520と絶縁板510,530との間に設けられる電極(図示しない)をより広くすることができ、センサ信号線の電極への取付がより容易となる。さらに、リード線400の線径を小さくすることにより、素子止め部材600より後端側では、主体金具120内においてリード線400と干渉しない空間をより広くすることができる。そのため、主体金具120内に信号処理回路などの回路を組み込むことがより容易となる。   In the glow plug 100 of the first embodiment, the heater 150 is energized via the lead wire 400. As will be described later, the lead wire 400 can be made smaller by forming the lead wire 400 with a material having high electrical conductivity. Therefore, the inner diameter of the through hole of the sensor element 520 can be made smaller, and the cross-sectional area in the plane perpendicular to the axis O of the sensor element 520 can be made larger. Increasing the cross-sectional area of the sensor element 520 increases the load resistance of the sensor element 520. Further, when the cross-sectional area of the sensor element 520 is increased, an electrode (not shown) provided between the sensor element 520 and the insulating plates 510 and 530 can be made wider, and the sensor signal line can be more easily attached to the electrode. It becomes easy. Further, by reducing the wire diameter of the lead wire 400, the space that does not interfere with the lead wire 400 in the metal shell 120 can be made wider on the rear end side than the element stopper member 600. Therefore, it becomes easier to incorporate a circuit such as a signal processing circuit in the metal shell 120.

A3.実施例の効果:
第1実施例では、ベース部材300にリード線400を取り付けることにより、ベース部材300の軸線O方向の長さを短くしてもヒータ150に電力を供給することができる。ベース部材300はヒータ150の主体金具120に対する変位を伝達する部材であるため、ベース部材300をより短くすることにより、グロープラグ100の振動がセンサ素子520に加わることを抑制することができる。そのため、グロープラグ100の振動により発生するノイズをより低減することができる。
A3. Effects of the embodiment:
In the first embodiment, by attaching the lead wire 400 to the base member 300, electric power can be supplied to the heater 150 even if the length of the base member 300 in the axis O direction is shortened. Since the base member 300 is a member that transmits the displacement of the heater 150 with respect to the metal shell 120, it is possible to suppress the vibration of the glow plug 100 from being applied to the sensor element 520 by making the base member 300 shorter. Therefore, noise generated by vibration of the glow plug 100 can be further reduced.

さらに、第1実施例のグロープラグ100では、リード線400がベース部材300に設けられた貫通穴302を通して、ベース部材300の先端側で接合されている。そのため、リード線400に力が加わった場合、貫通穴302とリード線400との接触により応力が分散され、接合部に加わる応力が低減される。接合部に加わる応力を低減することにより、リード線400とベース部材300との接合部の破断を抑制することができる。   Furthermore, in the glow plug 100 of the first embodiment, the lead wire 400 is joined to the tip end side of the base member 300 through the through hole 302 provided in the base member 300. Therefore, when a force is applied to the lead wire 400, the stress is dispersed by the contact between the through hole 302 and the lead wire 400, and the stress applied to the joint portion is reduced. By reducing the stress applied to the joint portion, breakage of the joint portion between the lead wire 400 and the base member 300 can be suppressed.

なお、リード線400に加わる応力を低減するため、貫通穴302の内径を、リード線400の外径よりも大きくするのがより好ましい。この場合、ベース部材300の後端において、リード線400に加わる剪断応力が低減される。そのため、リード線400の断線を抑制することが可能となる。但し、リード線400に加わる剪断応力が低減可能であれば、必ずしも貫通穴302の内径をリード線500の線径よりも大きくする必要はない。例えば、貫通穴302の後端側に前端側と同様な面取り部を設けるものとしてもよい。一般的には、ベース部材300の後端において、リード線400がベース部材300に対して径方向(すなわち、貫通穴302の断面方向)に移動可能になっていればよい。   In order to reduce the stress applied to the lead wire 400, it is more preferable that the inner diameter of the through hole 302 is larger than the outer diameter of the lead wire 400. In this case, the shear stress applied to the lead wire 400 at the rear end of the base member 300 is reduced. Therefore, disconnection of the lead wire 400 can be suppressed. However, if the shear stress applied to the lead wire 400 can be reduced, the inner diameter of the through hole 302 is not necessarily larger than the wire diameter of the lead wire 500. For example, a chamfered portion similar to the front end side may be provided on the rear end side of the through hole 302. In general, the lead wire 400 only needs to be movable in the radial direction (that is, the cross-sectional direction of the through hole 302) with respect to the base member 300 at the rear end of the base member 300.

一方、貫通穴302の内径とリード線400の線径との差(クリアランス)が大きくなると、リード線400とベース部材300との接合部に加わる応力が大きくなり、リード線400とベース部材300との接合部が破断するおそれがある。そこで、クリアランスは、このような特性を考慮して、実験やシミュレーション等により決定することができる。   On the other hand, when the difference (clearance) between the inner diameter of the through hole 302 and the lead wire 400 increases, the stress applied to the joint between the lead wire 400 and the base member 300 increases, and the lead wire 400 and the base member 300 There is a possibility that the joint portion of the material is broken. Therefore, the clearance can be determined by experiments, simulations, or the like in consideration of such characteristics.

次の表1は、クリアランスの決定のために、線径とクリアランスとを変更してリード線400の破断位置を評価した結果を示している。表1のデータは、リード線400としてニッケル(Ni)を用い、リード線400(ニッケル線)とベース部材300とを溶接した後、リード線400に後端方向への力を加えた場合の破断位置を示している。   Table 1 below shows the result of evaluating the fracture position of the lead wire 400 by changing the wire diameter and the clearance in order to determine the clearance. The data in Table 1 shows that when nickel (Ni) is used as the lead wire 400 and the lead wire 400 (nickel wire) and the base member 300 are welded, a force in the rear end direction is applied to the lead wire 400. Indicates the position.

Figure 2009243709
Figure 2009243709

表1に示すように、線径が0.5mmと0.8mmの場合、クリアランスが0.04mm以下ではリード線400自体が破断し、クリアランスが0.06mm以上では接合部で破断した。一方、線径が1mmでは、クリアランスが0.1mmまでリード線400自体が破断した。この結果から、リード線400として線径が0.8mm以下のニッケルを使用する場合には、クリアランスを0.04mm以下とするのが好ましいことが分かった。一方、線径を1mm以上とした場合には、クリアランスを少なくとも0.1mmまで広くすることができることが分かった。   As shown in Table 1, when the wire diameter was 0.5 mm and 0.8 mm, the lead wire 400 itself was broken when the clearance was 0.04 mm or less, and was broken at the joint portion when the clearance was 0.06 mm or more. On the other hand, when the wire diameter was 1 mm, the lead wire 400 itself was broken to a clearance of 0.1 mm. From this result, it was found that the clearance is preferably 0.04 mm or less when nickel having a wire diameter of 0.8 mm or less is used as the lead wire 400. On the other hand, it was found that when the wire diameter is 1 mm or more, the clearance can be increased to at least 0.1 mm.

A4.ヒータアセンブリの組み立て:
図4および図5は、ヒータアセンブリの組立工程を示す説明図である。図4は、リード線400をベース部材300に接合する工程を示している。図5は、リード線400が取り付けられたベース部材300と、リング200と、ヒータ150とを組み立てる工程を示している。
A4. Assembling the heater assembly:
4 and 5 are explanatory views showing the assembly process of the heater assembly. FIG. 4 shows a process of joining the lead wire 400 to the base member 300. FIG. 5 shows a process of assembling the base member 300 to which the lead wire 400 is attached, the ring 200, and the heater 150.

まず、図4(a)に示すように、リード線400として使用されるワイヤ410が準備される。ワイヤ410としては、ニッケルや銅(Cu)等の電気伝導度の高い材料を用いるのが好ましい。また、これらの金属の合金を用いるものとしてもよい。なお、ワイヤ410として、鉄(Fe)やステンレス鋼を使用することも可能である。但し、ワイヤ410の径をより細くできる点で、電気伝導度の高い材料を用いるのがより好ましい。ワイヤ410の材料としてニッケルを用いた場合、ワイヤ410の線径は0.5mmないし1.2mmの範囲内にするのが好ましい。   First, as shown in FIG. 4A, a wire 410 used as the lead wire 400 is prepared. As the wire 410, it is preferable to use a material having high electrical conductivity such as nickel or copper (Cu). Further, an alloy of these metals may be used. Note that iron (Fe) or stainless steel can also be used as the wire 410. However, it is more preferable to use a material having high electrical conductivity in that the diameter of the wire 410 can be further reduced. When nickel is used as the material of the wire 410, the wire diameter of the wire 410 is preferably in the range of 0.5 mm to 1.2 mm.

次いで、図4(b)に示すように、準備されたワイヤ410の先端にリベット加工を施して、ワイヤ410よりも外径が大きい大径部412を形成する。リベット加工は、例えば、ワイヤ410をその軸を中心として円周方向に回転させながら、端面が平坦な工具をワイヤ410の軸方向に押し当てることにより形成することができる。なお、大径部412は、リベット加工のほか、プレス加工や切削加工などの種々の方法で形成することが可能である。なお、大径部412の外径は、ワイヤ410の線径等を考慮して適宜設定される。ワイヤ410として線径が0.5mmないし1.2mmのニッケル線を用いた場合、大径部412の外径は、例えば、線径よりも0.1mmないし1.0mm程度大きく設定される。   Next, as shown in FIG. 4B, a rivet process is performed on the tip of the prepared wire 410 to form a large-diameter portion 412 having an outer diameter larger than that of the wire 410. The rivet process can be formed, for example, by pressing a tool having a flat end surface in the axial direction of the wire 410 while rotating the wire 410 in the circumferential direction around the axis. The large-diameter portion 412 can be formed by various methods such as press working and cutting in addition to rivet processing. The outer diameter of the large diameter portion 412 is appropriately set in consideration of the wire diameter of the wire 410 and the like. When a nickel wire having a wire diameter of 0.5 mm to 1.2 mm is used as the wire 410, the outer diameter of the large diameter portion 412 is set to be, for example, about 0.1 mm to 1.0 mm larger than the wire diameter.

大径部412が形成されたワイヤ410は、ベース部材300の貫通穴302に挿入される。具体的には、図4(c)に示すように、大径部412が形成されたワイヤ410を、溶接用のコレット800に装着されたベース部材300の貫通穴302に挿入する。コレット800は、台座810とベース部材受820とが形成された金属製の部材である。台座810には、ワイヤ410を通すための貫通穴812が設けられている。また、コレット800は、後述するようにアークスポット溶接を行うため、接地されている。   The wire 410 formed with the large diameter portion 412 is inserted into the through hole 302 of the base member 300. Specifically, as shown in FIG. 4C, the wire 410 having the large diameter portion 412 is inserted into the through hole 302 of the base member 300 attached to the collet 800 for welding. The collet 800 is a metal member in which a base 810 and a base member receiver 820 are formed. The pedestal 810 is provided with a through hole 812 for allowing the wire 410 to pass therethrough. The collet 800 is grounded for arc spot welding as will be described later.

ワイヤ410の挿入の後、図4(d)に示すように、リード線400の大径部412とベース部材300とは、アルゴン(Ar)雰囲気中のアークスポット溶接にて接合される。なお、図4(d)の例では、リード線400の大径部412とベース部材300との接合をアークスポット溶接で行っているが、他の接合方法を用いることも可能である。大径部412とベース部材300との接合は、例えば、抵抗溶接、超音波溶接、ロウ付け、あるいはハンダ付け等の種々の方法で行うことが可能である。   After the insertion of the wire 410, as shown in FIG. 4D, the large diameter portion 412 of the lead wire 400 and the base member 300 are joined by arc spot welding in an argon (Ar) atmosphere. In the example of FIG. 4D, the large diameter portion 412 of the lead wire 400 and the base member 300 are joined by arc spot welding, but other joining methods may be used. The large diameter portion 412 and the base member 300 can be joined by various methods such as resistance welding, ultrasonic welding, brazing, or soldering.

なお、第1実施例では、大径部412とベース部材300との接合を溶接で行っている。そのため、ロウ材あるいはハンダがワイヤ410と貫通穴302との間に流れ込むことがなく、ワイヤ410がベース部材300の後端側で固定されない。これにより、ワイヤ410に力が加わった場合においても、ベース部材300の後端側でワイヤ410に加わる剪断応力が低減され、ワイヤ410の断線が抑制される。   In the first embodiment, the large diameter portion 412 and the base member 300 are joined by welding. Therefore, the brazing material or solder does not flow between the wire 410 and the through hole 302, and the wire 410 is not fixed on the rear end side of the base member 300. Thereby, even when a force is applied to the wire 410, the shear stress applied to the wire 410 on the rear end side of the base member 300 is reduced, and disconnection of the wire 410 is suppressed.

なお、図4の例では、図4(c)に示すワイヤ410の挿入の後、他の工程を経ることなく、図4(d)に示すように溶接を行っているが、ワイヤ410の挿入の後、大径部412にワイヤ410の軸方向(すなわち、貫通穴302の方向)の圧力を加えるのがより好ましい。この場合、大径部412をハンマ等で叩いて衝撃力を加えるのが、静的な圧力を加えるよりもさらに好ましい。   In the example of FIG. 4, after insertion of the wire 410 shown in FIG. 4C, welding is performed as shown in FIG. After that, it is more preferable to apply pressure in the axial direction of the wire 410 (that is, the direction of the through hole 302) to the large diameter portion 412. In this case, it is more preferable to apply an impact force by hitting the large diameter portion 412 with a hammer or the like than applying a static pressure.

また、図4の例では、ベース部材300の貫通穴302へは、大径部412が形成されたワイヤ410を挿入しているが、ワイヤ410を貫通穴302に挿入した後に大径部412を形成するものとしてもよい。   In the example of FIG. 4, the wire 410 in which the large diameter portion 412 is formed is inserted into the through hole 302 of the base member 300, but the large diameter portion 412 is inserted after the wire 410 is inserted into the through hole 302. It may be formed.

図5は、図4に示す工程でリード線400が接合されたベース部材300と、リング200と、ヒータ150とからヒータアセンブリを組み立てる工程を示している。第1実施例のヒータアセンブリの組み立て工程では、図5(a)に示すように、まず、リング200にヒータ150を圧入して、ヒータ150とリング200とが固定される。次いで、図5(b)に示すように、リード線400が接合されたベース部材300をリング200に圧入し、ベース部材300とリング200とが固定される。なお、ヒータ150とリング200との固定、および、ベース部材300とリングとの固定は、ロウ付けなどの他の方法によって行うこともできる。   FIG. 5 shows a process of assembling a heater assembly from the base member 300 to which the lead wire 400 is bonded, the ring 200, and the heater 150 in the process shown in FIG. In the assembly process of the heater assembly of the first embodiment, as shown in FIG. 5A, first, the heater 150 is press-fitted into the ring 200, and the heater 150 and the ring 200 are fixed. Next, as shown in FIG. 5B, the base member 300 to which the lead wire 400 is bonded is press-fitted into the ring 200, and the base member 300 and the ring 200 are fixed. The fixing between the heater 150 and the ring 200 and the fixing between the base member 300 and the ring can also be performed by other methods such as brazing.

図5の例では、リング200にヒータ150とベース部材300とをこの順に圧入することにより、ヒータアセンブリの組み立てが行われる。但し、リングへの圧入順序は、必ずしもこの限りでない。まず、ベース部材300をリング200に圧入し、その後、リング200にヒータ150を圧入するものとしてもよい。   In the example of FIG. 5, the heater assembly is assembled by pressing the heater 150 and the base member 300 into the ring 200 in this order. However, the press-fitting order into the ring is not necessarily limited to this. First, the base member 300 may be press-fitted into the ring 200, and then the heater 150 may be press-fitted into the ring 200.

第1実施例のヒータアセンブリの組み立て工程によれば、ワイヤ410の先端側に大径部412が設けられ、大径部412とベース部材300とを溶接することによりリード線400とベース部材300とが接合される。このように、大径部412で溶接を行うことにより、溶接部の周辺においてワイヤ410が細くなることが抑制される。そのため、ワイヤ410の断線を抑制することが可能となる。   According to the assembly process of the heater assembly of the first embodiment, the large-diameter portion 412 is provided on the tip side of the wire 410, and the lead wire 400 and the base member 300 are welded to the large-diameter portion 412 and the base member 300. Are joined. In this way, by performing welding at the large diameter portion 412, it is possible to suppress the wire 410 from being thinned around the welded portion. Therefore, disconnection of the wire 410 can be suppressed.

B.第2実施例:
図6は、第2実施例のグロープラグの構成を示す説明図である。第2実施例は、リード線400からヒータ150に電力を供給する給電部材として、リング200とベース部材300との2つの部材に換えて、一体に形成された部材700を用いている点で、図2に示す第1実施例と異なっている。他の点は、第1実施例と同様である。
B. Second embodiment:
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the configuration of the glow plug of the second embodiment. In the second embodiment, as a power supply member for supplying electric power from the lead wire 400 to the heater 150, instead of the two members of the ring 200 and the base member 300, an integrally formed member 700 is used. This is different from the first embodiment shown in FIG. Other points are the same as in the first embodiment.

図6(a)は、一体に形成された給電部材700の形状を示す断面図である。図6に示すように、給電部材700には、貫通穴702が設けられたベース部710と、リング200に相当する冠状部720とが設けられている。   FIG. 6A is a cross-sectional view showing the shape of the power feeding member 700 formed integrally. As shown in FIG. 6, the power supply member 700 is provided with a base portion 710 provided with a through hole 702 and a crown-shaped portion 720 corresponding to the ring 200.

図6(b)は、第2実施例におけるグロープラグの主要部の構成を示す断面図である。図6(b)に示すように、第2実施例においても、リード線400は貫通穴702を通してベース部710の先端側で接合される。そして、リード線400が接合された給電部材700の冠状部720にヒータ150(図3)を圧入することにより、第1実施例と同様に、ヒータ150への通電経路が形成される。また、ヒータ150の変位は給電部材700を介してセンサ素子520に伝達されるので、第1実施例と同様に、燃焼室内の圧力を検出することができる。   FIG. 6B is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the glow plug in the second embodiment. As shown in FIG. 6B, also in the second embodiment, the lead wire 400 is joined on the distal end side of the base portion 710 through the through hole 702. Then, the heater 150 (FIG. 3) is press-fitted into the crown portion 720 of the power supply member 700 to which the lead wire 400 is joined, thereby forming an energization path to the heater 150 as in the first embodiment. Further, since the displacement of the heater 150 is transmitted to the sensor element 520 through the power supply member 700, the pressure in the combustion chamber can be detected as in the first embodiment.

このようにしても、給電部材700とリード線400との接合部は、ベース部710の先端側に設けられている。そのため、第1実施例と同様に、リード線400自体の破断、および、リード線400とベース部710との接合部の破断が抑制される。また、給電部材700の軸線O方向への長さを短くすることができるので、ノイズを低減することができる。   Even in this case, the joint between the power supply member 700 and the lead wire 400 is provided on the distal end side of the base portion 710. Therefore, similarly to the first embodiment, the breakage of the lead wire 400 itself and the breakage of the joint portion between the lead wire 400 and the base portion 710 are suppressed. In addition, since the length of the power feeding member 700 in the direction of the axis O can be shortened, noise can be reduced.

本発明の一実施例としてのグロープラグの外観を示す外観図。The external view which shows the external appearance of the glow plug as one Example of this invention. 第1実施例のグロープラグの主要部の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the principal part of the glow plug of 1st Example. 第1実施例のグロープラグの通電機構の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the electricity supply mechanism of the glow plug of 1st Example. リード線をベース部材に接合する工程を示す工程図。Process drawing which shows the process of joining a lead wire to a base member. ベース部材とリングとヒータとを組み立てる工程を示す工程図。Process drawing which shows the process of assembling a base member, a ring, and a heater. 第2実施例のグロープラグの構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structure of the glow plug of 2nd Example.

符号の説明Explanation of symbols

100…グロープラグ
110…配線保持部
112…センサケーブル
114…通電ケーブル
120…主体金具
122…係合部
124…ネジ部
130…外筒
132…フランジ
134…薄肉部
136…ヒータ保持部
140…先端チップ
142…円筒部
144…テーパ部
150…ヒータ
152…絶縁部
154…導電部
154a,154b…露出部
200…リング
300…ベース部材
302…貫通穴
304…面取り部
312…テーパ部
314…嵌合部
316…胴部
318…位置決め部
400…リード線
410…ワイヤ
412…大径部
500…リード線
510,530…絶縁板
520…センサ素子
600…素子止め部材
610…挿入部
620…円筒部
700…給電部材
702…貫通穴
710…ベース部
720…冠状部
800…コレット
810…台座
812…貫通穴
820…ベース部材受
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Glow plug 110 ... Wiring holding part 112 ... Sensor cable 114 ... Current supply cable 120 ... Metal fitting 122 ... Engagement part 124 ... Screw part 130 ... Outer cylinder 132 ... Flange 134 ... Thin part 136 ... Heater holding part 140 ... Tip 142 ... cylindrical portion 144 ... tapered portion 150 ... heater 152 ... insulating portion 154 ... conductive portion 154a, 154b ... exposed portion 200 ... ring 300 ... base member 302 ... through hole 304 ... chamfered portion 312 ... tapered portion 314 ... fitting portion 316 ... Body part 318 ... Positioning part 400 ... Lead wire 410 ... Wire 412 ... Large diameter part 500 ... Lead wire 510,530 ... Insulating plate 520 ... Sensor element 600 ... Element stop member 610 ... Insertion part 620 ... Cylinder part 700 ... Power supply member 702 ... Through hole 710 ... Base part 720 ... Crown-shaped part 800 ... Let 810 ... pedestal 812 ... through hole 820 ... base member receiving

Claims (6)

グロープラグであって、
筒状のハウジングと、
前記ハウジングの一方の端部に設けられたヒータと、
前記ハウジング内に設けられ、前記ヒータの前記ハウジングに対する前記一方の端部と他方の端部とを結ぶ方向に沿った変位を検出するセンサと、
前記ハウジング内において前記ヒータと前記センサとの間に設けられ、前記ヒータに電気的に接続されるとともに、前記ヒータの変位を前記センサに機械的に伝達する給電部材と、
前記給電部材から前記センサよりも前記他方の端部に向かって前記ハウジング内に配設され、前記給電部材を介して外部電源から前記ヒータに電力を供給するリード部材と
を備え、
前記給電部材は、前記一方の端部側から前記他方の端部側に貫通する貫通穴を有しており、
前記貫通穴に挿通された前記リード部材と、前記給電部材とは、前記給電部材の前記貫通穴の前記一方の端部側において接合されている
グロープラグ。
A glow plug,
A tubular housing;
A heater provided at one end of the housing;
A sensor provided in the housing and detecting a displacement along a direction connecting the one end and the other end of the heater with respect to the housing;
A power supply member provided between the heater and the sensor in the housing, electrically connected to the heater, and mechanically transmitting displacement of the heater to the sensor;
A lead member disposed in the housing from the power supply member toward the other end than the sensor, and supplying electric power from an external power source to the heater via the power supply member,
The power supply member has a through hole penetrating from the one end side to the other end side,
The lead member inserted into the through hole and the power supply member are joined on the one end side of the through hole of the power supply member.
請求項1記載のグロープラグであって、
前記リード部材は、前記貫通穴の前記他方の端部側において、前記貫通穴の断面方向に移動可能である
グロープラグ。
The glow plug according to claim 1,
The lead member is movable in a cross-sectional direction of the through hole on the other end side of the through hole.
請求項1または2記載のグロープラグであって、
前記リード部材は、前記一方の端部側の外径が前記貫通穴の径よりも大きい
グロープラグ。
A glow plug according to claim 1 or 2, wherein
The glow plug, wherein the lead member has an outer diameter on the one end side larger than a diameter of the through hole.
請求項1ないし3のいずれか記載のグロープラグであって、
前記リード部材と前記給電部材との前記接合は溶接によりなされている
グロープラグ。
The glow plug according to any one of claims 1 to 3,
The joint between the lead member and the power supply member is made by welding. Glow plug.
グロープラグの製造方法であって、
ハウジング一方の端部に設けられるヒータに電気的に接続され、前記ハウジング内において前記ヒータとセンサとの間に配置されることにより、前記ヒータの前記ハウジングに対する前記一方の端部と他方の端部とを結ぶ方向に沿った変位を前記センサに機械的に伝達する給電部材であって、前記一方の端部側から前記他方の端部側に貫通穴を有する給電部材を準備する工程と、
前記貫通穴に挿通されるリード部材の前記一方の端部側を、外径が前記貫通穴の径よりも大きい大径部として形成する工程と、
前記貫通穴の前記一方の端部側において前記大径部と前記給電部材とを接合する工程と
を備えるグロープラグの製造方法。
A method of manufacturing a glow plug,
The one end and the other end of the heater with respect to the housing are electrically connected to a heater provided at one end of the housing and disposed between the heater and the sensor in the housing. A power supply member that mechanically transmits a displacement along a direction connecting the sensor to the sensor, the power supply member having a through hole from the one end side to the other end side; and
Forming the one end portion side of the lead member inserted through the through hole as a large diameter portion having an outer diameter larger than the diameter of the through hole;
And a step of joining the large diameter portion and the power feeding member on the one end side of the through hole.
請求項5記載のグロープラグの製造方法であって、
前記大径部と前記給電部材との前記接合は溶接によってなされる
グロープラグの製造方法。
A method for manufacturing a glow plug according to claim 5,
The method of manufacturing a glow plug, wherein the joining of the large diameter portion and the power supply member is performed by welding.
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