JP2015010820A - シース形グロープラグ - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁性の充てん粉末を省いて簡単かつ安価に製造することができる、セラミックスヒータプラグの簡略化された熱的および機械的なストレスに対して頑丈な接触接続を可能にするシース形グロープラグを提供する。【解決手段】ヒータプラグ２の第１の電気的な接触接続個所６がシース形グロープラグのハウジング１）接続されており、ヒータプラグ２の第２の電気的な接触接続個所７が接続ピン４に電気的に接続されている。接続ピン４の、セラミックスヒータプラグ２に対面する端部にピン状の突起部１１が形成されており、該ピン状の突起部１１に接点部材８が軸方向に摺動可能に収容されていて、接点部材８が第２の電気的な接触接続個所７と電気的な接触接続を実現する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のためのシース形グロープラグに関する。

従来技術によれば、セラミックスヒータプラグを備えたシース形グロープラグは既に公知である。特許文献１には、セラミックスヒータプラグおよび接続ピンを備えたシース形グロープラグが開示されており、接続ピンとセラミックスヒータプラグとの間の電気的な接触接続は、導電性の電線を介して行われる。この場合、導電性の電線は、導電性の電線がハウジングと接触することによる短絡を避けるために、絶縁粉末内に埋め込まれている。このようなシース形グロープラグにおいては、絶縁粉末がハウジング内に充てんされており、この絶縁粉末は、導電性の電線をハウジングに対して絶縁し、その際、電線の、振動に対する機械的な形状安定性を提供する。

ヨーロッパ特許公開第１７０７８８３号明細書

これに対して、請求項１の特徴部を有する本発明のシース形グロープラグは、絶縁性の充てん粉末を省いて簡単かつ安価に製造することができる、セラミックスヒータプラグの簡略化された接触接続を可能にする、という利点を提供する。さらに、本発明によるシース形グロープラグは、熱的および機械的なストレスに対して、より頑丈である。何故ならば、接続ピンのピン状の突起部および接触部材を介した結合部が、電線接続部よりも著しく剛性だからである。接続ピンとヒータプラグとの間の頑丈で剛性な結合部によって、シース形グロープラグのハウジングを絶縁粉末で満たすことは省かれ、これによって、製造時に少なくとも１回のプロセス段階が省かれ、ひいてはコストが著しく削減され、場合によっては製造プロセスが促進される。

従属請求項に記載した手段によって、独立請求項に記載したシース形グロープラグの好適な実施態様および改良が可能である。

ヒータプラグの第２の接触接続個所と接続ピンとの間で確実な電気接点を形成するために、接続ピンに支持区分が形成されており、支持区分と接点部材との間に圧縮コイルばねが配置されており、該圧縮コイルばねが、接点部材を第２の電気的な接触接続個所に向かって付勢し、この際に、前記支持区分が圧縮コイルばねのための対抗支持部を形成する。

支持区分を構成するための好適な実施態様によれば、接続ピンに第２の領域が形成されており、該第２の領域は、残りの接続ピンに対して拡大された直径を有している。この場合、好適には、この第２の領域は、接続ピンの直径拡大部を形成しており、つまり接続ピンと一体的に構成されている。選択的に、この第２の領域は、接続ピンに被せ嵌められるスリーブによって形成されてもよい。このスリーブは、接続ピンと摩擦結合式、形状結合式または素材結合式に接続されていてよい。接続ピンに設けられた、このような第２の領域によって、接続ピンに被せ嵌められる別の構成部分、例えば絶縁エレメント、シールエレメントまたはばねは、確実にその位置に保持される。

接続ピンの第２の領域と接点部材との間に、接点部材に作用するばねが配置されていれば、特に好適である。この場合、特に好適には圧縮コイルばねであり、この圧縮コイルばねは、接点部材と、セラミックスヒータプラグの第２の接触接続個所との間に所定のプリロードをかける。

別の好適な実施態様によれば、接点部材がガイドスリーブを有している。ガイドスリーブ内に、接続ピンのピン状の突起部が少なくとも部分的に侵入するようになっており、このようなガイドスリーブによって、簡単かつ確実な形式で、接続ピンと接点部材との間に接点が保証される。ばねが接点部材のガイドスリーブに対して同心的かつ同軸的に配置されていれば、特に好適である。この場合、ガイドスリーブはその内側面が、接続ピンのピン状の突起部のためのガイドとして用いられ、また外側面がばねのためのガイド若しくはセンタリングとして用いられる。これによって、ばねのための追加的な収容部は省くことができる。多くの適用例に関して、ガイドスリーブがスリットを備えていれば、好適である。ガイドスリーブに設けられたスリットによって、接続ピンのピン状の突起部とガイドスリーブとの間の固着は避けられる。何故ならば、スリットにおいて様々な熱的膨張が存在するので、ガイドスリーブは広がり、それによって固着が阻止されるからである。

接点部材がスラスト部材を有していて、該スラスト部材にばねが載設されていれば、特に好適である。この場合、スラスト部材はフラットな載設面を有しており、この載設面に圧縮コイルばねが支えられている。これによって、ばねの押圧力が理想的に接点部材に伝達され、接続ピンと接点部材とセラミックスヒータプラグの第２の接触接点個所とから成る経路に沿った電気的な回路が保証される。

別の好適な実施態様によれば、ハウジングとセラミックスヒータプラグとの間に支持パイプが配置されている。この支持パイプによって、シース形グロープラグの組立、特に接続ピンにおける絶縁エレメントの固定またはシールの位置決めが軽減される。何故ならば、支持パイプは、ハウジングと比較して小さい力で塑性変形させることができるからである。しかも、シース形グロープラグの取り外しの際に、ハウジングは再利用することができ、従って、廃棄費用が低減され、場合によっては大量修理が可能である。

この場合、支持パイプがハウジングに対して内側に同軸的に、少なくとも接続ピンの高さ位置まで前記ハウジング内に延在しており、支持パイプと接続ピンとの間に絶縁エレメントが配置されていれば、特に好適である。絶縁エレメント、例えば接続ピンに被せ嵌められる絶縁リングによって、接続ピンとハウジング、若しくは接続ピンと支持パイプとの間の間隔を確実に規定することができる。これによって、接続ピンとハウジング若しくは支持パイプとの間の短絡は確実に避けられる。また好適には、支持パイプに押し込み変形部が形成されており、該押し込み変形部が絶縁エレメントを接続ピンに押しつける。このような押し込み変形部によって、支持パイプと絶縁エレメントとの間の少なくとも部分的に形状結合的な接続が実現され、これによって絶縁エレメントが滑ってずれることは阻止される。また、押し込み変形部を介して所定の押圧力を絶縁エレメントに伝達することができるので、支持パイプと絶縁エレメントと接続ピンとの間の確実な摩擦結合的な接続が得られる。

選択的に、好適には、ハウジングと接続ピンとの間、特にハウジングと接続ピンの第１の領域との間に絶縁エレメントが配置されている。このような形式で、支持パイプなしの本発明によるシース形グロープラグにおいては、接続ピンとハウジングとの接触、およびひいては電気的な短絡が確実に避けられる。この場合、特に好適には、ハウジングに押し込み変形部が形成されていて、このようなハウジング内の押し込み変形部が絶縁エレメントを接続ピンに向かって押しつける。このような形式で（支持パイプを有する構成と同じように）、ハウジングと絶縁エレメントとの間の少なくとも部分的に形状結合式の接続が実現され、これによって絶縁エレメントが十分に固定され、絶縁エレメントの滑りが阻止される。

別の好適な実施態様によれば、スラスト部材に隆起部、特に半球状の隆起部が形成されており、該隆起部が第２の接触接続個所に導電接続されている。スラスト部材におけるこのような隆起部によって、接続ピンと接点部材とから成る複合体の可動性が得られ、それによって例えば整列誤差を容易に補正することができる。この場合、半球状の隆起部は好適な構造を提供する。何故ならば、このような半球体に沿って接点部材が、セラミックスヒータプラグの第２の接点接続個所で転動できるからである。

選択的に、好適には、スラスト部材がフランジを有していて、このフランジがセラミックスヒータプラグのショルダに対して同軸的に形成されている。フランジおよびショルダを備えたこのような構造によって、同様に、接続ピンと接点スリーブとセラミックスヒータプラグとの間で整列誤差が存在する場合でも、セラミックスヒータプラグの電気的な接触接続を確実に保証する補正機能が得られる。

本発明の１実施例が図面に示されていて、以下に詳しく説明されている。

セラミックスヒータプラグを有する本発明によるシース形グロープラグの第１実施例を示す断面図である。 本発明によるシース形グロープラグの別の実施例の断面図である。 本発明によるシース形グロープラグの別の実施例の断面図である。

本発明、並びにその他の請求項の特徴部に記載した好適な実施態様を、以下に図面に示した実施例を用いて詳しく説明する。同じ構成部分または同じ機能を有する構成部分には、同じ符号が付けられている。

図１には、本発明によるシース形グロープラグの燃焼室側の区分を示す。シース形グロープラグはハウジング１を有していて、該ハウジング１内に接続ピン４が配置されている。シース形グロープラグは、さらにセラミックスヒータプラグ２を有しており、このヒータプラグ２は、接続ピン４に対して同心的にシース形グロープラグの中心軸線の延長線上に配置されている。この場合、セラミックスヒータプラグ２の燃焼室側の先端部がハウジング１から突き出している。ハウジング１とセラミックスヒータプラグ２との間に支持パイプ３が配置されていて、該支持パイプ３は、摩擦結合（摩擦による束縛）式、形状結合（形状による束縛）式および／または素材結合（材料同士の結合）式にハウジング１およびセラミックスヒータプラグ２に接続されている。

接続ピン４は、そのセラミックスヒータプラグ２に向いた側の端部にピン状の突起部１１を有している。さらに接続ピン４に、圧縮コイルばね１３のための対抗支持部としての支持区分が形成されている。このために、接続ピン４は、第１の直径Ｄ_１を有する第１の領域４．１と、第２の直径Ｄ_２を有する第２の領域４．２と、ピン状の突起部１１とに細分されており、この場合、第２の領域４．２は、第１の領域４．１とピン状の突起部１１との間に形成されている。第２の領域４．２の直径Ｄ_２は、接続ピン４の第１の領域４．１の直径Ｄ_１よりも大きい。接続ピン４とセラミックスヒータプラグ２との間に、後で詳しく説明されているように、接続ピン４をセラミックスヒータプラグ２の接触接続個所と電気的に接触接続させるための接点部材８が配置されている。

接点部材８は、スラスト部材８．１およびガイドスリーブ８．２を有している。この場合、接続ピン４のピン状の突起部１１は少なくとも部分的にガイドスリーブ８．２内に侵入し、それによって接点部材８はガイドスリーブ８．２によってピン状の突起部１１に沿って軸方向に摺動可能にガイドされている。接続ピン４の第２の領域４．２とスラスト部材８．１との間に圧縮コイルばね１３が配置されている。この場合、第２の領域４．２は、圧縮コイルばね１３のための対抗支持部１２として作用するので、圧縮コイルばね１３は、プリロード力によって接点部材８のスラスト部材８．１に押しつけられ、接点部材８は、セラミックスヒータプラグ２の端面側に向かって予備荷重がかけられている。このために、接続ピン４はハウジング固定されて支承されている。スラスト部材８．１は、セラミックスヒータプラグ２に向いた側に、例えばフランジ８．３を備えて構成されている。フランジ８．３に向き合って、セラミックスヒータプラグ２にショルダ２．３が形成されている。これによって、接点部材８はセラミックスヒータプラグ２に自動調心式に押圧される。

セラミックスヒータプラグ２に、第１の接触接続個所６が形成されていて、該第１の接触接続個所６は負極を成していて、支持パイプ３を介してハウジング１に電気的に接続されている。さらに、セラミックスヒータプラグ２に第２の接触接続個所７が形成されており、この第２の接触接続個所７は正極を成していて、該正極に接点部材８が電気的に接触接続している。この場合、スラスト部材８．１および第２の接触接続個所７を介しての正極への電気的な接続が中断されることなしに、接点部材８に設けられたフランジ８．３は、セラミックスヒータプラグ２のショルダ２．３と協働して所定の補正を行う。第２の接触接続個所７と接続ピン４との間の電気的な接続は、接点部材８によって実現され、この場合、接点部材８から接続ピン４への電気配線は、ガイドスリーブ８．２とピン状の突起部１１との間の軸方向ガイドを介して、並びに圧縮コイルばね１３を介して行われ、図１および図２の実施例では、圧縮コイルばねが電気配線の主要部を成している。

支持パイプ３は、ハウジング１の内側に同軸的に、ほぼ接続ピン４の第１の領域４．１の高さまで延在していて、接続ピン４の第１の領域４．１と支持パイプ３との間に絶縁エレメント１０が配置されている。支持パイプ３は絶縁エレメント１０の領域内に押し込み変形部１４を有しており、この押し込み変形部１４によって、支持パイプ３と絶縁エレメント１０との間で少なくとも部分的に形状結合式の接続が得られるので、絶縁エレメント１０が滑ってずれることは阻止される。さらに、支持パイプ３に設けられた押し込み変形部１４は、図示の実施例では絶縁リングとして構成された絶縁エレメント１０を接続ピン４に押し付け、それによって追加的に摩擦結合式の接続が得られる。また、絶縁エレメント１０は、接続ピンの第２の領域４．２に当接するので、組み込み位置において絶縁エレメント１０が重力に抗して滑ってずれることは確実に阻止される。絶縁エレメント１０はさらに、接続ピン４のハウジング固定された係止部を形成するための支持エレメントとして作用する。

図示の実施例では、接続ピンは、第１の領域４．１と、第２の領域４．２と、ピン状の突起部１１と共に一体的に、例えば簡単な回転部分として構成されている。しかしながら、接続ピン４を２つの部分から構成してもよい。この場合、第２の領域４．２は、接続ピン４に被せ嵌められるスリーブによって形成される。図示の実施例では、ピン状の突起部１１は、接続ピンの第１の領域４．１よりも小さい直径を有している。しかしながら、特に第２の領域４．２を形成するためにスリーブを使用する場合、第１の領域４．１とピン状の突起部とが、同じ直径を有していてもよい。

電気的な短絡を避けるために、絶縁エレメント１０はフランジを有しており、このフランジは、接続ピン４の第２の領域４．２と支持パイプ３との間で側方に延在している。選択的に、絶縁エレメント１０は、もっぱら第２の領域４．２と支持パイプ３との間に配置されているか、または支持パイプ３と接続ピンの第２の領域４．２との間のこの領域に別の絶縁エレメントが設けられていてもよい。本発明によるシース形グロープラグは、ハウジング１内に追加的な絶縁粉末を設けなくてよい。何故ならば、提案された構造は、電気的な短絡に対して十分な保護を提供するからである。

図２には、本発明の別の実施例による、セラミックスヒータプラグ２を備えたシース形グロープラグが示されている。構造はほとんど同じであるので、以下では相違点についてだけ説明する。図２の実施例では、支持パイプ３が省かれている。従って、セラミックスヒータプラグ２の第１の接触接続個所６はハウジング１に直接的に接続されている。負極の電気的な接触接続は、セラミックスヒータプラグ２の第１の接触接続個所６およびハウジング１を介して直接的に行われる。また、絶縁エレメント１０は、ハウジング１と接続ピンの第１の領域４．１との間に配置されている。絶縁エレメント１０を固定するためにハウジング１に押し込み変形部１４が形成されており、それによって、ハウジング１と絶縁エレメント１０との間に少なくとも部分的に形状結合部が形成される。この場合、押し込み変形部１４は好適には、シース形グロープラグの組み付け後にハウジング１が押し込み変形部１４の領域内で塑性変形されることによって、構成される。

図３には、本発明によるシース形グロープラグの別の実施例が示されている。構造が図２に示したシース形グロープラグとほぼ同じであるので、以下では、図２との相違点についてのみ説明する。セラミックスヒータプラグ２は、その接点部材８に向いた側の端部がフラットであって、つまりショルダなしに構成されている。接点部材８において、スラスト部材８．１は概ねフラットな端面を備えており、この端面に、フランジ８．３の代わりに隆起部８．４が形成されており、この隆起部８．４は、半球体として構成されていて、圧縮コイルばね１３によってセラミックスヒータプラグ２の第２の電気的な接触接続個所７に直接押しつけられる。選択的に、接点部材の隆起部８．４は別の形状を有していてもよく、特に円錐形またはピラミッド形に構成されていてよい。この実施例では、接点部材８のガイドスリーブ８．２は、完全なスリーブ状ではなく、軸方向にスリットが形成されたガイドスリーブ８．７として構成されている。この場合、スリットが設けられたガイドスリーブ８．７は、半径方向でばね弾性的に構成されているので、ガイドスリーブ８．７はピン状の突起部１１に沿って軸方向に摺動可能なスリップコンタクトとしてのクランプ接点を形成する。この場合、スラスト部材８．１と接点部材８のガイドスリーブ８．７とは、好適な形式でウエブ８．８によって接続されている。スリップコンタクトによって、図１および図２の実施例におけるよりも改善された、接点部材８と接続ピン４のピン状の突起部１１との間の電気的な接続が実現される。

選択的に、図３に示した実施例による接点部材を、図１または図２に示した実施例に使用してもよい。相応に、図３に示した実施例において、図１または図２に示した実施例によるガイドスリーブを備えた接点部材８を使用してもよい。

１ ハウジング
２ セラミックスヒータプラグ
２．３ ショルダ
３ 支持パイプ
４ 接続ピン
４．１ 第１の領域
４．２ 第２の領域
６ 第１の接触接続個所
７ 第２の接触接続個所
８ 接点部材
８．１ スラスト部材
８．２ ガイドスリーブ
８．３ フランジ
８．４ 隆起部
８．７ ガイドスリーブ
８．８ ウエブ
１０ 絶縁エレメント
１１ ピン状の突起部
１２ 対抗支持部
１３ 圧縮コイルばね
１４ 押し込み変形部

Claims (16)

1. 内燃機関のためのシース形グロープラグであって、ハウジング（１）とセラミックスヒータプラグ（２）とを有しており、前記ハウジング（１）内に接続ピン（４）が配置されていて、前記セラミックスヒータプラグ（２）が第１の電気的な接触接続個所（６）と第２の電気的な接触接続個所（７）とを有しており、前記ヒータプラグ（２）の前記第１の電気的な接触接続個所（６）がシース形グロープラグの前記ハウジング（１）に接続されており、前記ヒータプラグ（２）の前記第２の電気的な接触接続個所（７）が前記接続ピン（４）に電気的に接続されている形式のものにおいて、
   前記接続ピン（４）の、前記セラミックスヒータプラグ（２）に対面する端部にピン状の突起部（１１）が形成されており、該ピン状の突起部（１１）に接点部材（８）が軸方向に摺動可能に収容されていて、前記接点部材（８）が前記第２の接触接続個所（７）と電気的な接触接続を実現することを特徴とする、シース形グロープラグ。
2. 前記接続ピン（４）に支持区分が形成されており、前記支持区分と前記接点部分（８）との間にばね（１３）、特に圧縮コイルばねが配置されており、該圧縮コイルばねが、前記接点部材（８）を前記第２の電気的な接触接続個所（７）に向かって付勢することを特徴とする、請求項１に記載のシース形グロープラグ。
3. 前記接続ピン（４）に前記支持区分を形成するために、第１の直径（Ｄ_１）を有する第１の領域（４．１）と、直径（Ｄ_２）を有する第２の領域（４．２）とが形成されており、前記第２の領域（４．２）が前記ピン状の突起部（１１）と前記第１の領域（４．１）との間に位置していて、前記第２の領域（４．２）の直径（Ｄ_２）が、前記接続ピンの前記第１の領域の直径（Ｄ_１）よりも大きいことを特徴とする、請求項２に記載のシース形グロープラグ。
4. 前記第２の領域（４．２）が前記接続ピン（４）と一体的に構成されていることを特徴とする、請求項３に記載のシース形グロープラグ。
5. 前記接続ピン（４）の前記第２の領域（４．２）がスリーブによって形成されており、該スリーブが、前記接続ピン（４）に被せ嵌め可能であって、組立後に前記接続ピン（４）に摩擦結合式、形状結合式または素材結合式に接続されていることを特徴とする、請求項３に記載のシース形グロープラグ。
6. 前記接点部材（８）がガイドスリーブ（８．２）を有しており、該ガイドスリーブ（８．２）によって、前記接点部材（８）が前記ピン状の突起部（１１）において軸方向に摺動可能にガイドされていることを特徴とする、請求項１または２に記載のシース形グロープラグ。
7. 前記ばね（１３）が、前記接点部材（８）の前記ガイドスリーブ（８．２）に対して同心的かつ同軸的に配置されていることを特徴とする、請求項６に記載のシース形グロープラグ。
8. 前記接点部材（８）がスラスト部材（８．１）を有しており、前記ばね（１３）が前記スラスト部材（８．１）を前記第２の接触接続個所（７）に向かって付勢することを特徴とする、請求項２に記載のシース形グロープラグ。
9. 前記ガイドスリーブ（８．２）が軸方向にスリットを備えていることを特徴とする、請求項６または７に記載のシース形グロープラグ。
10. 前記ハウジング（１）と前記セラミックスヒータプラグ（２）との間に支持パイプ（３）が配置されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のシース形グロープラグ。
11. 前記支持パイプが前記ハウジング（１）に対して内側に同軸的に、少なくとも前記接続ピン（４）の高さ位置まで前記ハウジング（１）内に延在しており、前記支持パイプ（３）と前記接続ピン（４）との間に絶縁エレメント（１０）が配置されていることを特徴とする、請求項１０に記載のシース形グロープラグ。
12. 前記支持パイプ（３）に押し込み変形部（１４）が形成されており、該押し込み変形部（１４）が前記絶縁エレメント（１０）を前記接続ピン（４）に押しつけることを特徴とする、請求項１１に記載のシース形グロープラグ。
13. 前記ハウジング（１）と前記接続ピン（４）との間、特に前記ハウジング（１）と前記接続ピン（４）の第１の領域（４．１）との間に絶縁エレメント（１０）が配置されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のシース形グロープラグ。
14. 前記ハウジング（１）内に押し込み変形部（１４．１）が形成されており、前記押し込み変形部（１４．１）が前記ハウジング（１）内で前記絶縁エレメント（１０）を前記接続ピン（４）に向かって押しつけることを特徴とする、請求項１３に記載のシース形グロープラグ。
15. 前記スラスト部材（８．１）に隆起部（８．４）、特に半球状の隆起部が形成されており、該隆起部が前記第２の電気的な接触接続個所（７）に導電接続されていることを特徴とする、請求項８に記載のシース形グロープラグ。
16. 前記スラスト部材（８．１）がフランジ（８．３）を有しており、前記フランジ（８．３）が前記セラミックスヒータプラグ（２）のショルダ（２．３）に対して同軸的に形成されていることを特徴とする、請求項８に記載のシース形グロープラグ。

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