JP2013234778A - グロープラグ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導通部材及び端子部材の接続面における腐食を抑制したグロープラグ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】グロープラグ１は、ヒータ２と、軸孔４３を有する筒状の主体金具４と、主体金具４の軸孔４３内を軸線方向ＨＪ後端側ＧＫに向けて延びる導通部材３と、一部５５が軸孔４３内に位置し、他部５６が主体金具４の後端４８よりも軸線方向ＨＪ後端側ＧＫに突出する金属製の端子部材５であって、軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに向かって開口し、導通部材３の後端部３２を収容して、後端部３２と電気的に導通する包囲部５１を有し、軸孔４３内で、この軸孔４３をなす主体金具４のの内周面４３ｍと離間して配置されてなる端子部材５と、絶縁体からなり、軸孔４３内で、内周面４３ｍと端子部材５との間を絶縁しつつ気密に封止する封止部材７と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの始動の補助に用いるグロープラグ及びその製造方法に関する。

ディーゼルエンジンの始動を補助するために使用されるグロープラグは、導通により発熱するヒータを、主体金具の先端側に保持しており、このヒータの先端部をエンジン内に突出させて用いる。また、主体金具の軸孔内には、ヒータの端子に電気的に導通して、軸線方向の後端側に向けて延びる金属製の導通部材（例えば、棒状の中軸）が挿通され、この中軸の後端部は、主体金具の後端面から突出している。さらに、外部機器との接続に用いられる金属製の端子部材で、中軸の後端部を包囲し加締めやネジ締めにより固定して、中軸と端子部材とを電気的に導通している。

このような構成のグロープラグでは、グロープラグ（主体金具）内と後端側の外部との気密性を確保するため、軸孔内において、主体金具の後端部と中軸との間をＯリングで封止する。さらに、主体金具と中軸との間の絶縁を確保するための絶縁部材が、主体金具の後端部と中軸との間のうち、Ｏリングの後端側に配置される（例えば、特許文献１）。

特開２００７−２９２４４４号公報

このように、従来のグロープラグでは、主体金具の軸孔内で中軸との間に配置されたＯリングにより、グロープラグ（主体金具）内と後端側の外部との気密性が保持されている。そして、中軸の後端部に固定された端子部材が、Ｏリングの後端側に配置された絶縁部材を押圧し、さらに絶縁部材がＯリングを先端側に向けて押圧している。
しかるに、このようなグロープラグでは、Ｏリングによりグロープラグ内の気密性を保持できる一方、このＯリングの後端側に位置する中軸及び端子部材の接続面（例えば、中軸及び端子部材の加締め接合面、あるいは、中軸の雄ネジ表面と端子部材の雌ネジ内表面）は、封止されていないため、外気が届きうる。
ところで、グロープラグ周囲の外気中には、水分や腐食性ガスが含まれていることがある。このため、この中軸及び端子部材の接続面を含む、中軸の後端部及びこれを包囲する端子部材の内側面が、水分や腐食性ガスとの接触により腐食されて、この接続面同士の間で抵抗上昇を起こす虞があった。

特に、近年用いられる急速昇温タイプのグロープラグには、ヒータの常温抵抗値が数百ｍΩという低い抵抗値を持つものがある。ところが、上述の接続面間の抵抗値が上昇すると、グロープラグの温度上昇が遅くなったり、飽和温度が低下したりして、所望の特性が得られず、ディーゼルエンジンの始動性が悪化する虞がある。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、導通部材及び端子部材の接続面における腐食を抑制したグロープラグ及びその製造方法を提供することを目的とする。

その一態様は、通電により発熱するヒータと、軸孔を有する筒状をなし、自身の軸線に沿う軸線方向先端側に上記ヒータを直接または間接に保持する金属製の主体金具と、上記ヒータの一方の端子に電気的に導通し、上記軸孔内を上記軸線方向後端側に向けて延びる金属製の導通部材と、一部が上記軸孔内に位置し、他部が上記主体金具の後端よりも上記軸線方向後端側に突出する金属製の端子部材であって、上記軸線方向先端側に向かって開口し、上記導通部材の後端部を収容して、上記後端部と電気的に導通する包囲部を有し、上記軸孔内で、この軸孔をなす上記主体金具の内周面と離間して配置されてなる端子部材と、絶縁体からなり、上記軸孔内で、上記内周面と上記端子部材との間を、絶縁しつつ気密に封止する封止部材と、を備えるグロープラグである。

このグロープラグでは、端子部材の包囲部内に導通部材の後端部を収容し、主体金具の軸孔内で、主体金具の内周面と端子部材との間を封止部材で気密に封止することにより、軸孔を封止している。このため、加締めやネジ締めによる導通部材の接続面を含む導通部材の後端部と、端子部材の接続面を含む端子部材の包囲部の内側面は、グロープラグの後端側の外気に触れることがなく、従って、水分や腐食性ガスに接触しない。これにより、導通部材及び端子部材の接続面における腐食を抑制したグロープラグとすることができる。

なお、封止部材としては、ゴム状弾性体からなる筒状体や環状体が挙げられる。なかでも、環状のゴム状弾性体からなるＯリングを好適に用いることができる。Ｏリングとしては、一般に自由状態において略円形状の断面形状を有しているものが多い。しかし、Ｏリングの形状はこれに限られない。例えば、楕円形や長円形の断面形状を有していても良いし、端子部材に接する内周面が筒状（円筒状）で、外周面が径方向外側に向けて膨らむＤ字状の断面形状を有していても良い。また、この封止部材の材質としては、フッ素系ゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、ＳＢＲなどのゴム状弾性体が挙げられる。

また、導通部材は、その全体が主体金具の軸孔内に位置する形態であっても良いし、一部が主体金具の後端面から突出する形態であっても良い。なお、前者の場合は、端子部材の包囲部も、その全体あるいは大半が主体金具の軸孔内に位置する形態となり、後者の場合は、包囲部の一部が軸孔内に位置する形態となる。

また、主体金具と端子部材及び導通部材との間の絶縁性を確実にすべく、主体金具の内周面と端子部材との間に、封止部材のほか、別途絶縁スペーサを設けて、導通部材及び端子部材を主体金具の軸孔内に保持するのが好ましい。

さらに、上述のグロープラグであって、絶縁体からなり、前記封止部材の前記軸線方向後端側に位置し、前記内周面と前記端子部材との間に介在する絶縁スペーサ、を備えるグロープラグとすると良い。

このグロープラグでは、封止部材の後端側に、主体金具の内周面と端子部材との間に介在する絶縁スペーサを備えている。これにより、導通部材及び端子部材と主体金具とを確実に離間して保持し、主体金具と端子部材との間の絶縁を確実なものとすることができる。また、外気（水分や腐食性ガス）が、封止部材まで流通するのを抑えることもできる。

さらに、上述のグロープラグであって、前記端子部材は、スペーサ係合部を有し、上記スペーサ係合部で前記絶縁スペーサに係合し、上記絶縁スペーサを前記軸線方向先端側に向けて付勢してなるグロープラグとすると良い。

このグロープラグでは、絶縁スペーサが軸線方向先端側に向けて付勢され、この絶縁スペーサを介して、封止部材の抜けやゆるみを防止することができる。

さらに、上述のグロープラグであって、前記封止部材は、絶縁性のゴム状弾性体からなり、自由状態において、自身の部材軸線の周りを囲む環状で、上記部材軸線の径方向の外側に向けて膨らみ、上記部材軸線に沿う部材軸線方向の曲率半径がＲ１である形状の部材外周面と、上記径方向の内側に向けて膨らみ、上記部材軸線方向の曲率半径Ｒ２が上記曲率半径Ｒ１より大きい形状の、または、上記部材軸線方向について断面形状が同一となる筒状の部材内周面とを含み、上記部材軸線方向の寸法が、上記径方向の厚み寸法よりも大きい形態を有し、上記部材外周面で前記主体金具の前記内周面に、及び、上記部材内周面で前記端子部材にそれぞれ圧接してなるグロープラグとすると良い。

このグロープラグでは、封止部材が、ゴム状弾性体であり、しかも、自由状態において上述の形状、即ち、外側に凸の略Ｄ字状の断面形状を有している。従って、封止部材を主体金具の内周面と端子部材との間に圧入した際に、封止部材の部材内周面は、軸線方向の寸法が長い筒面で端子部材に密着する。一方、部材外周面は、径方向外側に向く膨らみが圧縮されて比較的軸線方向の寸法が短い筒面で、主体金具の内周面に接する。このため、圧入の際に封止部材に回転や局所的なねじれが生じるのを抑制しつつ、軸孔内に挿入できる。これにより、封止部材にねじれ歪みによるせん断応力が残留しにくく、封止部材の切れなどの不具合を抑えて、封止部材による封止の信頼性の高いグロープラグとすることができる。

他の態様は、通電により発熱するヒータと、軸孔を有する筒状をなし、自身の軸線に沿う軸線方向先端側に上記ヒータを直接または間接に保持する金属製の主体金具と、上記ヒータの一方の端子に電気的に接続し、上記軸孔内を上記軸線方向後端側に向けて延びる金属製の導通部材と、一部が上記軸孔内に位置し、他部が上記主体金具の後端よりも上記軸線方向後端側に突出する金属製の端子部材であって、上記軸線方向先端側に向かって開口し、上記導通部材の後端部を収容して、上記後端部と電気的に導通する包囲部を有し、上記軸孔内で、この軸孔をなす上記主体金具の内周面と離間して配置されてなる端子部材と、絶縁体からなり、上記軸孔内で、上記内周面と上記端子部材との間を絶縁しつつ気密に封止する封止部材と、を備えるグロープラグの製造方法であって、上記封止部材を上記端子部材の上記一部となる部位に外嵌する外嵌工程と、上記端子部材の上記一部となる部位及びこれに外嵌された上記封止部材を、上記主体金具の上記軸線方向後端側から上記軸孔内に挿入する挿入工程と、を備えるグロープラグの製造方法である。

このグロープラグの製造方法では、外嵌工程で、封止部材を端子部材に外嵌し、その後の挿入工程で、端子部材のほか、これに外嵌された封止部材を、主体金具の軸線方向後端側から軸孔内に挿入する。これにより、封止部材を主体金具の内周面と端子部材との間に容易に配置することができる。また、このようにすることで、導通部材及び端子部材の接続面が外気に含まれる水分や腐食性ガスと接触するのを防止し、接続面における腐食を抑制したグロープラグが得られる。

さらに、上述のグロープラグの製造方法であって、絶縁体からなり、前記封止部材の前記軸線方向後端側に位置し、前記内周面と前記端子部材との間に介在する絶縁スペーサ、を備え、前記外嵌工程は、上記絶縁スペーサが、上記封止部材の上記軸線方向後端側に位置するように、上記絶縁スペーサを上記端子部材の前記一部となる部位に外嵌し、前記挿入工程は、上記端子部材の上記一部となる部位並びにこれに外嵌された上記封止部材及び上記絶縁スペーサを、前記主体金具の上記軸線方向後端側から前記軸孔内に挿入するグロープラグの製造方法とすると良い。

このグロープラグの製造方法では、外嵌工程で、絶縁スペーサを封止部材の軸線方向後端側に外嵌し、挿入工程で、端子部材並びに封止部材及び絶縁スペーサを、主体金具の軸線方向後端側から軸孔内に挿入する。これにより、封止部材及び絶縁スペーサを容易に配置できる。

さらに、上述のグロープラグの製造方法であって、前記封止部材は、絶縁性のゴム状弾性体からなり、自由状態において、自身の部材軸線の周りを囲む環状で、上記部材軸線の径方向の外側に向けて膨らみ、上記部材軸線に沿う部材軸線方向の曲率半径がＲ１である形状の部材外周面と、上記径方向の内側に向けて膨らみ、上記部材軸線方向の曲率半径Ｒ２が上記曲率半径Ｒ１より大きい形状の、または、上記部材軸線方向について断面形状が同一となる筒状の部材内周面とを含み、上記部材軸線方向の寸法が、上記径方向の厚み寸法よりも大きい形態を有し、上記部材外周面で前記主体金具の前記内周面に、及び、上記部材内周面で前記端子部材にそれぞれ圧接してなり、前記外嵌工程は、上記封止部材を、前記一部となる部位に締め付け状態で外嵌し、前記挿入工程は、上記封止部材の上記部材外周面を上記主体金具の上記内周面に圧接させつつ、上記端子部材の上記一部となる部位を上記主体金具の前記後端から前記軸孔内に挿入するグロープラグの製造方法とすると良い。

このグロープラグの製造方法では、封止部材がゴム状弾性体であり、自由状態において、外側に凸の略Ｄ字状の断面形状を有している。そして、外嵌工程では、封止部材を端子部材に締め付け状態で外嵌している。即ち、封止部材の自由状態における内径よりも外径が大きい、端子部材の「一部となる部位」に外嵌している。また、挿入工程では、封止部材の部材外周面を主体金具の内周面に圧接させつつ、端子部材の一部となる部位を主体金具の後端から軸孔内に挿入する。これにより、挿入工程での封止部材に回転や局所的なねじれが生じるのを抑制しつつ、封止部材を主体金具の内周面と端子部材との間に配置できる。

実施形態に係るグロープラグの縦断面図である。 実施形態に係るグロープラグのうち、後端側の部位を拡大した縦断面図である。 実施形態に係るグロープラグに用いるＯリングの部分断面を含む斜視図である。 実施形態に係るグロープラグのうち、端子部材並びにこれに外嵌されたＯリング及び絶縁スペーサの縦断面図である。 変形形態に係るＯリングの部分断面を含む斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。まず、図１及び図２を参照して、本実施形態のグロープラグ１の全体構造ついて説明する。図１は、グロープラグ１全体の縦断面図である。なお、図１において、グロープラグ１の軸線ＡＸに沿う軸線方向ＨＪのうち、セラミックヒータ２が配置された側（図中下側）をグロープラグ１の先端側ＧＳとし、これと反対側（図中上側）をグロープラグ１の後端側ＧＫとして説明する。また、図２は、このグロープラグ１の後端付近を拡大した縦断面図である。

図１に示すグロープラグ１は、例えば、ディーゼルエンジンの燃料室（図示外）に取り付けられ、エンジン始動時の点火を補助する熱源として利用される。このグロープラグ１は、セラミックヒータ２と、外筒８と、接続リング８５と、主体金具４と、中軸３と、端子部材５と、絶縁スペーサ６と、Ｏリング７とを備える。

まず、セラミックヒータ２について説明する。セラミックヒータ２は、丸棒状で先端部２２が半球状に曲面加工された形状をなし、絶縁性セラミック（具体的には、窒化珪素質セラミック）からなる絶縁基体２１の内部に、導電性セラミック（具体的には、導電成分として炭化タングステンを含有する窒化珪素質セラミック）からなる発熱抵抗体２４が埋設された構造を有する。また、発熱抵抗体２４は、セラミックヒータ２の先端部２２内に配置されてＵ字状に曲げ返された形状をなす発熱部２７、及びこの発熱部２７の両端に繋がり、セラミックヒータ２の後端部２３に向けて互いに平行に延びる一対のリード部２８，２９からなる。なお、発熱部２７は、その断面積がリード部２８，２９に比して小さくなるように成形されており、通電時には、発熱抵抗体２４のうち主に発熱部２７が発熱する。また、各々のリード部２８，２９には、電極取出部２５，２６が形成されており、セラミックヒータ２の後端側において、それぞれセラミックヒータ２の径方向に突出し、外周面に露出している。なお、電極取出部２５，２６は、軸線方向ＨＪにおいて互いにずれた位置に形成されており、電極取出部２６は、セラミックヒータ２の後端部２３に位置する一方、電極取出部２５は、これよりも先端側ＧＳに位置している。

次に、外筒８について説明する。外筒８は軸線方向ＨＪに貫通する筒孔８４を有する筒状の金属部材であり、自身の先端側ＧＳから後端側ＧＫに向けて、円筒状をなす胴部８１、胴部８１よりも径大とされた鍔部８２、及び、後述する主体金具４の先端部４１に嵌合する段状の金具嵌合部８３を有する。そして、セラミックヒータ２の先端部２２および後端部２３をそれぞれ露出させた状態で自身の筒孔８４内にセラミックヒータ２を挿通し径方向外側から保持している。また、セラミックヒータ２の電極取出部２５，２６のうち先端側ＧＳの電極取出部２５は、筒孔８４内で外筒８に接続されて電気的に導通している。このため、後述するように、主体金具４の先端部４１を外筒８の金具嵌合部８３とレーザ溶接することによって、電極取出部２５は、主体金具４にも電気的に導通している。

また、外筒８の金具嵌合部８３よりも後端側ＧＫに露出したセラミックヒータ２の後端部２３には、金属製で筒状の接続リング８５が圧入によって外嵌されている。セラミックヒータ２の電極取出部２６はこの接続リング８５の内周面に接触しており、電極取出部２６と接続リング８５とは電気的に導通している。一方、この接続リング８５は、主体金具４内でこれに離間して配置され、主体金具４と絶縁状態にされている。

次に、主体金具４について説明する。主体金具４は、軸線方向ＨＪに貫通する軸孔４３を有する筒状の金属部材である。主体金具４の先端部４１は、外筒８の金具嵌合部８３に外嵌されて、その合わせ部位がレーザ溶接によって溶接部８６で接合されることにより、外筒８を介してセラミックヒータ２の電極取出部２５と電気的に導通している。また、先端部４１と後端部４５との間の中胴部４４の後端側ＧＫの外周面には、グロープラグ１を内燃機関のエンジンヘッド（図示しない）に取り付けるためのねじ山が形成された取付部４２が設けられている。さらに、取付部４２よりも後端側ＧＫの後端部４５の外周には、断面形状が六角形状でグロープラグ１をエンジンヘッドに取り付ける際に工具を係合させる工具係合部４６が形成されている。また、図２に示すように、主体金具４の後端部４５における軸孔４３の開口部分は、後端面４８に向けてテーパ状に広がるテーパ部４７とされている。

次に、中軸３について説明する。図１に示すように、中軸３は軸線方向ＨＪに延びる棒状の金属部材であり、主体金具４の軸孔４３内に挿通されているが、主体金具４とは絶縁状態に保持されている。中軸３の先端部３１と後端部３２との間の中胴部３３は、先端部３１および後端部３２に比して、径小とされている。また、先端部３１には、接続リング８５内に嵌入する小径のリング嵌合部３４が形成されている。このリング嵌合部３４を接続リング８５に嵌合させることで、セラミックヒータ２と中軸３とが接続リング８５を介して軸線ＡＸに沿って一体に連結される。なお、先端部３１と接続リング８５とはレーザ溶接によって一体に接合されている。これにより、中軸３は、接続リング８５を介し、セラミックヒータ２の電極取出部２６と電気的に導通している。

また、図２に示すように、中軸３の後端部３２のうち、最も後端側ＧＫの接続端部３６は、その外表面３９にローレット加工が施され、主体金具４の後端面４８から突出している。

次に、端子部材５について説明する。端子部材５は、金属製の部材であり、自身の先端側ＧＳに位置し、主体金具４の軸孔４３内に配置される孔内部５５と、主体金具４の後端面４８から軸線方向ＨＪ後端側ＧＫに突出する孔外部５６とに分けられる（図４参照）。また、この端子部材５は、軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに向かって開口し、中軸３の後端部３２を収容して、この後端部３２をその径方向周囲及び後端側ＧＫから気密に覆う有底筒状の包囲部５１を有している。そして、この包囲部５１は、中軸３の後端部３２のうち、接続端部３６に加締め固定されて、中軸３の後端部３２を保持する。これにより、中軸３の後端部３２と端子部材５の包囲部５１とは、接続端部３６の外表面３９と包囲部５１の内側面５７のうちの内側接続面５８とで接合され、電気的にも導通している。本実施形態では、包囲部５１のうち、先端側ＧＳの孔内包囲部５２が、上述の孔内部５５に該当し、主体金具４の軸孔４３内に位置している。一方、包囲部５１のうち、孔内包囲部５２よりも後端側ＧＫ、及び、次述する端子部５４が、孔外部５６に該当する。なお、端子部材５の外周、具体的には、孔外部５６の外周には、段部５３が形成されている。また、包囲部５１の後端側ＧＫは、端子部５４となっている。この端子部５４は、グロープラグ１がエンジンヘッドに取り付けられる際に、プラグキャップ（図示外）が嵌められて、通電用端子として用いられる。

また、主体金具４の軸孔４３内において、この軸孔４３をなす主体金具４の内周面４３ｍと端子部材５の孔内包囲部５２との間の円筒状の空間には、先端側ＧＳから順に、Ｏリング７及び絶縁スペーサ６が配置されている。このうち、絶縁スペーサ６は、筒状の絶縁体（具体的には、フッ素系ゴム）からなり、Ｏリング７の軸線方向ＨＪ後端側ＧＫに位置して、主体金具４の内周面４３ｍと端子部材５との間に介在し、主体金具４と中軸３及び端子部材５とを確実に離間させ、これらの間での接触による短絡を防止している。なお、Ｏリング７及び絶縁スペーサ６は、端子部材５の包囲部５１のうち、孔内部５５となる孔内包囲部５２に外嵌された状態で（図４参照）、孔内包囲部５２と共に軸孔４３内に配置されている。また、絶縁スペーサ６は、後端側ＧＫが先端側ＧＳよりも径大とされており、主体金具４のテーパ部４７に当接して、軸線方向ＨＪの挿入深さが制限されている。また、端子部材５は、段部５３で絶縁スペーサ６に係合し、絶縁スペーサ６を軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに向けて付勢している。

一方、Ｏリング７は、絶縁性のゴム状弾性体（具体的には、フッ素系ゴム）からなり、主体金具４の軸孔４３内で、主体金具４の内周面４３ｍと端子部材５との間を絶縁しつつ気密に封止することにより、軸孔４３を封止している。このＯリング７は、図３に示すように、自由状態において、外側に凸の略Ｄ字状の断面形状を有している。具体的には、自身の軸線である部材軸線Ｐの周りを囲む環状をなし、部材軸線Ｐに直交する径方向ＨＲ（図３において左右方向）の外側に向けて膨らみ、部材軸線Ｐに沿う部材軸線方向ＨＰ（図３において上下方向、換言すれば、部材軸線Ｐを含む断面における）の曲率半径がＲ１である形状の部材外周面７２と、円筒状の部材内周面７１とを有する。また、部材軸線方向ＨＰの寸法Ｌ１が、径方向ＨＲの厚み寸法Ｌ２よりも大きくされている。しかも、自由状態におけるＯリング７の内径は、端子部材５の孔内包囲部５２の外径よりも小さい。従って、Ｏリング７は、端子部材５の孔内包囲部５２に締め付け状態で外嵌された上で、軸孔４３内に配置されている。

このＯリング７は、自由状態において略Ｄ字状の断面形状を有しているので、このＯリング７を主体金具４の内周面４３ｍと端子部材５の孔内包囲部５２との間に圧入した際に、Ｏリング７の部材内周面７１が、軸線方向ＨＪの寸法が長い円筒面で端子部材５の孔内包囲部５２に密着する。一方、部材外周面７２は、径方向ＨＲ外側に向く膨らみが圧縮されて比較的軸線方向ＨＲの寸法が短い円筒面をなして、主体金具４の内周面４３ｍに接し、部材外周面７２が内周面４３ｍに対してすべりつつ、圧入される。これにより、圧入の際にＯリング７に回転や局所的なねじれが生じるのが抑制されつつ、軸孔４３内に挿入され、Ｏリング７で軸孔４３が封止される。なお、主体金具４のテーパ部４７によって、Ｏリング７を挿入する際、スムーズに軸孔４３内に案内される。

なお、本実施形態では、Ｏリング７として、部材軸線方向ＨＰについて断面形状が同一となる（内径が同一の）、部材内周面７１が円筒状であるものを用いた。しかし、Ｏリング７としては、例えば、図５に示すように、径方向ＨＲの内側に向けて膨らみ、部材軸線方向ＨＰ（換言すれば、部材軸線Ｐを含む断面における）の曲率半径Ｒ２が、部材外周面７２の曲率半径Ｒ１よりも大きい形状の部材内周面７１を有するものを用いても良い。この場合、曲率半径Ｒ２ができるだけ大きい形状とするのが好ましい。

本実施形態のグロープラグ１では、セラミックヒータ２が本発明における「ヒータ」に相当し、中軸３が本発明における「導通部材」に相当する。また、Ｏリング７が本発明における「封止部材」に相当する。また、主体金具４のうち、後端面４８が本発明における「後端」に相当する。また、端子部材５のうち、孔内部５５（これに該当する孔内包囲部５２）が、本発明における端子部材５の「一部」に相当し、孔外部５６が、本発明における端子部材５の「他部」に相当する。また、端子部材５の段部５３が、本発明における「スペーサ係合部」に相当する。

以上で説明したように、本実施形態のグロープラグ１では、端子部材５の包囲部５１内に中軸３（導通部材）の後端部３２を収容し、主体金具４の軸孔４３内で、主体金具４の内周面４３ｍと端子部材５の包囲部５１との間をＯリング７（封止部材）で気密に封止することにより、軸孔４３を封止している。このため、接続端部３６の外表面３９を含む中軸３の後端部３２と、端子部材５の包囲部５１の内側接続面５８を含む包囲部５１の内側面５７は、グロープラグ１の後端側ＧＫの外気に触れることがなく、従って、水分や腐食性ガスに接触しない。これにより、中軸３の接続端部３６の外表面３９及び端子部材５の包囲部５１の内側接続面５８における腐食を抑制したグロープラグとすることができる。

また、本実施形態のグロープラグ１では、Ｏリング７の後端側ＧＫに、主体金具４の内周面４３ｍと端子部材５との間に介在する絶縁スペーサ６を備えている。これにより、中軸３及び端子部材５と主体金具４とを確実に離間して保持し、主体金具４と端子部材５との間の絶縁を確実なものとすることができる。また、外気（水分や腐食性ガス）が、Ｏリング７にまで届くのを抑えることもできる。

また、本実施形態のグロープラグ１では、端子部材５の段部５３（スペーサ係合部）が絶縁スペーサ６に係合して、絶縁スペーサ６が軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに向けて付勢されている。これにより、絶縁スペーサ６を介して、Ｏリング７の抜けやゆるみを防止することができる。

また、本実施形態のグロープラグ１では、Ｏリング７が、自由状態において、外側に凸の略Ｄ字状の断面形状を有している。従って、Ｏリング７を主体金具４の内周面４３ｍと端子部材５との間に圧入した際に、Ｏリング７の部材内周面７１は、軸線方向ＨＪの寸法が長い円筒面で端子部材５に密着する。一方、部材外周面７２は、径方向ＨＲ外側に向く膨らみが圧縮されて比較的軸線方向ＨＪの寸法が短い円筒面で、主体金具４の内周面４３ｍに接する。このため、圧入の際にＯリング７に回転や局所的なねじれが生じるのを抑制しつつ、軸孔４３内に挿入される。これにより、Ｏリング７にねじれ歪みによるせん断応力が残留しにくく、Ｏリング７の切れなどの不具合を抑えて、Ｏリング７による封止の信頼性の高くすることができる。

次いで、上記グロープラグ１の製造方法について説明する。まず、セラミックヒータ２の製造について説明する。導電性セラミック粉末等を用いて一体に射出成形して、未焼成発熱抵抗体を成形する。一方、絶縁性セラミック粉末等を予め金型プレス成形して、未焼成発熱抵抗体が収容される凹部を自身の合わせ面に有する未焼成分割成形体を成形する。
そして、この未焼成分割成形体の凹部内に未焼成発熱抵抗体を挟んで収容した状態で、プレス圧縮し、その後、脱バインダ処理、ホットプレス等の焼成工程を経、さらに外周面を研磨して整えることで、丸棒状で先端部２２が半球状のセラミックヒータ２を得る。

次に、接続リング８５及び外筒８を、ステンレス鋼材から所定形状に成形した後、接続リング８５の表面にＡｕメッキを施す。そして、接続リング８５内に、セラミックヒータ２の後端部２３を圧入し、接続リング８５とセラミックヒータ２の電極取出部２６とを導通する。また、外筒８の筒孔８４内に、セラミックヒータ２を圧入し、外筒８と電極取出部２５とを導通する。これにより、セラミックヒータ２、接続リング８５及び外筒８が一体とされる。

中軸３は、所定の寸法に切断された鉄系材料（例えば、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼）からなる棒状部材に塑性加工や切削等を施して形成する。そして、接続リング８５内に、中軸３のリング嵌合部３４を圧入し、その合わせ部位をレーザ溶接する。これにより、中軸３とセラミックヒータ２とが接続リング８５を介して一体に結合される。

また、Ｓ４５Ｃ等の鉄系素材から筒状の主体金具４を形成する。取付部４２には、ねじ山を転造する。さらに切削加工等により、主体金具４の後端部４５における軸孔４３の開口部分に、後端面４８に向けてテーパ状に広がるテーパ部４７を形成する。そして、主体金具４の軸孔４３に先端側ＧＳから、セラミックヒータ２等と一体となった中軸３を挿入し、主体金具４の先端部４１と外筒８の金具嵌合部８３とを嵌合する。そして、主体金具４と外筒８との合わせ部位をレーザ溶接して、両者を一体に接合する。

次に、図４に示すように、端子部材５の孔内包囲部５２に、絶縁スペーサ６を外嵌し、さらにこの絶縁スペーサの先端側ＧＳに、Ｏリング７を締め付け状態で外嵌する（外嵌工程）。このとき、端子部材５の段部５３（スペーサ係合部）に、絶縁スペーサ６が係合した状態とする。

次に、端子部材５の段部５３に係合させた絶縁スペーサ６で、Ｏリング７を軸線方向ＨＪ先端側ＧＳに向けて押圧し、かつ、Ｏリング７の部材内周面７２を主体金具４の内周面４３ｍに圧接させつつ、端子部材５の孔内包囲部５２をＯリング７及び絶縁スペーサ６と共に、主体金具４の後端面４８から軸孔４３内に挿入する（挿入工程）。絶縁スペーサ６は、主体金具４のテーパ部４７に当接することにより、軸線方向ＨＪの位置決めがなされる。またこれにより、軸孔４３が、Ｏリング７で封止されると共に、端子部材５の包囲部５１内に中軸３の後端部３２が収容された状態となる。その後、端子部材５の包囲部５１を加締めて、包囲部５１内で中軸３の接続端部３６に固定する。これにより、中軸３の接続端部３６の外表面３９と端子部材５の包囲部５１の内側面５７のうちの内側接続面５８とが接合される。かくして、グロープラグ１が完成する。
なお、本実施形態において、端子部材５の孔内部５５（孔内包囲部５２）は、本発明における端子部材５の「一部となる部位」にも相当する。

以上で説明したように、本実施形態のグロープラグ１の製造方法では、外嵌工程で、Ｏリング７を端子部材５に外嵌し、その後の挿入工程で、端子部材５のほか、これに外嵌されたＯリング７を、主体金具４の軸線方向ＨＪ後端側ＧＫから軸孔４３内に挿入する。これにより、Ｏリング７を主体金具４の内周面４３ｍと端子部材５との間に容易に配置することができる。また、このようにすることで、中軸３の接続端部３６の外表面３９及び端子部材５の包囲部５１の内側接続面５８が外気に含まれる水分や腐食性ガスと接触するのを防止し、この部位における腐食を抑制したグロープラグ１が得られる。

また、本実施形態のグロープラグ１の製造方法では、外嵌工程で、絶縁スペーサ６をＯリング７の軸線方向ＨＪ後端側ＧＫに外嵌し、挿入工程で、端子部材５並びにＯリング７及び絶縁スペーサ６を、主体金具４の軸線方向ＨＪ後端側ＧＫから軸孔４３内に挿入する。これにより、Ｏリング７及び絶縁スペーサ６を容易に配置できる。

また、本実施形態のグロープラグ１の製造方法では、Ｏリング７がゴム状弾性体であり、自由状態において、外側に凸の略Ｄ字状の断面形状を有している。そして、外嵌工程では、Ｏリング７を端子部材５に締め付け状態で外嵌している。即ち、Ｏリング７の自由状態における内径よりも外径が大きい、端子部材５の孔内包囲部５２に外嵌している。また、挿入工程では、Ｏリング７の部材外周面７２を主体金具４の内周面４３ｍに圧接させつつ、端子部材５の一部となる部位を後端面から軸孔４３内に挿入する。これにより、挿入工程でのＯリング７に回転や局所的なねじれが生じるのを抑制しつつ、Ｏリング７を主体金具４の内周面４３ｍと端子部材５との間に配置できる。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、上述の実施形態では、グロープラグ１として、セラミックヒータ２を備えたいわゆるセラミックグロープラグを例示したが、これに限られず、金属製のシース内に発熱コイル、あるいは発熱コイル及び制御コイルを収容するヒータを備えたいわゆるメタルグロープラグであっても良い。
また、上述の実施形態では、主体金具４の先端部４１は、外筒８を介して、セラミックヒータ２を保持したが、主体金具４の先端部でヒータを直接保持する形態のものであっても良い。
また、上述の実施形態では、中軸３の一部（接続端部３６）が、主体金具４の後端面４８（後端）から突出し、端子部材５は、包囲部５１の一部である孔内部５５（孔内包囲部５２）が主体金具４の軸孔４３内に位置する形態とした。しかし、中軸３は、その全体が主体金具４の軸孔４３内に位置する形態としても良い。この場合には、端子部材５の包囲部５１も、その全体あるいは大半が主体金具４の軸孔４３内に位置する形態となる。

ＡＸ 軸線
ＨＪ 軸線方向
ＧＳ 先端側
ＧＫ 後端側
１ グロープラグ
２ セラミックヒータ（ヒータ）
２５，２６ 電極取出部
３ 中軸（導通部材）
３２ （中軸の）後端部
４ 主体金具
４３ 軸孔
４３ｍ （主体金具の）内周面
４８ 後端面（後端）
５ 端子部材
５１ 包囲部
５２ 孔内包囲部
５３ 段部（スペーサ係合部）
５５ 孔内部
５６ 孔外部
６ 絶縁スペーサ
７ Ｏリング（封止部材）
７１ 部材内周面
７２ 部材外周面
Ｐ 部材軸線
ＨＰ 部材軸線方向
ＨＲ 径方向
Ｒ１，Ｒ２ 曲率半径

Claims (7)

1. 通電により発熱するヒータと、
   軸孔を有する筒状をなし、自身の軸線に沿う軸線方向先端側に上記ヒータを直接または間接に保持する金属製の主体金具と、
   上記ヒータの一方の端子に電気的に導通し、上記軸孔内を上記軸線方向後端側に向けて延びる金属製の導通部材と、
   一部が上記軸孔内に位置し、他部が上記主体金具の後端よりも上記軸線方向後端側に突出する金属製の端子部材であって、
   上記軸線方向先端側に向かって開口し、上記導通部材の後端部を収容して、上記後端部と電気的に導通する包囲部を有し、
   上記軸孔内で、この軸孔をなす上記主体金具の内周面と離間して配置されてなる
   端子部材と、
   絶縁体からなり、上記軸孔内で、上記内周面と上記端子部材との間を絶縁しつつ気密に封止する封止部材と、を備える
   グロープラグ。
2. 請求項１に記載のグロープラグであって、
   絶縁体からなり、前記封止部材の前記軸線方向後端側に位置し、前記内周面と前記端子部材との間に介在する絶縁スペーサ、を備える
   グロープラグ。
3. 請求項２に記載のグロープラグであって、
   前記端子部材は、スペーサ係合部を有し、上記スペーサ係合部で前記絶縁スペーサに係合し、上記絶縁スペーサを前記軸線方向先端側に向けて付勢してなる
   グロープラグ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のグロープラグであって、
   前記封止部材は、
   絶縁性のゴム状弾性体からなり、
   自由状態において、
   自身の部材軸線の周りを囲む環状で、
   上記部材軸線の径方向の外側に向けて膨らみ、上記部材軸線に沿う部材軸線方向の曲率半径がＲ１である形状の部材外周面と、
   上記径方向の内側に向けて膨らみ、上記部材軸線方向の曲率半径Ｒ２が上記曲率半径Ｒ１より大きい形状の、または、上記部材軸線方向について断面形状が同一となる筒状の部材内周面とを含み、
   上記部材軸線方向の寸法が、上記径方向の厚み寸法よりも大きい
   形態を有し、
   上記部材外周面で前記主体金具の前記内周面に、及び、上記部材内周面で前記端子部材にそれぞれ圧接してなる
   グロープラグ。
5. 通電により発熱するヒータと、
   軸孔を有する筒状をなし、自身の軸線に沿う軸線方向先端側に上記ヒータを直接または間接に保持する金属製の主体金具と、
   上記ヒータの一方の端子に電気的に接続し、上記軸孔内を上記軸線方向後端側に向けて延びる金属製の導通部材と、
   一部が上記軸孔内に位置し、他部が上記主体金具の後端よりも上記軸線方向後端側に突出する金属製の端子部材であって、
   上記軸線方向先端側に向かって開口し、上記導通部材の後端部を収容して、上記後端部と電気的に導通する包囲部を有し、
   上記軸孔内で、この軸孔をなす上記主体金具の内周面と離間して配置されてなる
   端子部材と、
   絶縁体からなり、上記軸孔内で、上記内周面と上記端子部材との間を絶縁しつつ気密に封止する封止部材と、を備える
   グロープラグの製造方法であって、
   上記封止部材を上記端子部材の上記一部となる部位に外嵌する外嵌工程と、
   上記端子部材の上記一部となる部位及びこれに外嵌された上記封止部材を、上記主体金具の上記軸線方向後端側から上記軸孔内に挿入する挿入工程と、を備える
   グロープラグの製造方法。
6. 請求項５に記載のグロープラグの製造方法であって、
   絶縁体からなり、前記封止部材の前記軸線方向後端側に位置し、前記内周面と前記端子部材との間に介在する絶縁スペーサ、を備え、
   前記外嵌工程は、
   上記絶縁スペーサが、上記封止部材の上記軸線方向後端側に位置するように、上記絶縁スペーサを上記端子部材の前記一部となる部位に外嵌し、
   前記挿入工程は、
   上記端子部材の上記一部となる部位並びにこれに外嵌された上記封止部材及び上記絶縁スペーサを、前記主体金具の上記軸線方向後端側から前記軸孔内に挿入する
   グロープラグの製造方法。
7. 請求項５または請求項６に記載のグロープラグの製造方法であって、
   前記封止部材は、
   絶縁性のゴム状弾性体からなり、
   自由状態において、
   自身の部材軸線の周りを囲む環状で、
   上記部材軸線の径方向の外側に向けて膨らみ、上記部材軸線に沿う部材軸線方向の曲率半径がＲ１である形状の部材外周面と、
   上記径方向の内側に向けて膨らみ、上記部材軸線方向の曲率半径Ｒ２が上記曲率半径Ｒ１より大きい形状の、または、上記部材軸線方向について断面形状が同一となる筒状の部材内周面とを含み、
   上記部材軸線方向の寸法が、上記径方向の厚み寸法よりも大きい
   形態を有し、
   上記部材外周面で前記主体金具の前記内周面に、及び、上記部材内周面で前記端子部材にそれぞれ圧接してなり、
   前記外嵌工程は、
   上記封止部材を、前記一部となる部位に締め付け状態で外嵌し、
   前記挿入工程は、
   上記封止部材の上記部材外周面を上記主体金具の上記内周面に圧接させつつ、上記端子部材の上記一部となる部位を上記主体金具の前記後端から前記軸孔内に挿入する
   グロープラグの製造方法。

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