JP3552340B2

JP3552340B2 - グロープラグ及びその製造方法

Info

Publication number: JP3552340B2
Application number: JP15235095A
Authority: JP
Inventors: 正和栗原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2019-08-11
Also published as: JPH08320118A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
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グロープラグ，特にその中軸とハウジングとの間の絶縁構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来のグロープラグ９０は，図９に示すごとく，ハウジング５と，これに挿入した通電用の中軸３及びヒータ２を有し，上記ハウジング５と上記中軸３との間はガラス８により溶着してある。また，ハウジング５及び中軸３等の金属部分は，防錆のために防錆メッキしてある。そして，中軸３の上端部３１には，ハウジング５の開口部を閉止するように合成樹脂製のブッシュ４１及びナット４２が装着されている。また，上記ヒータ２と中軸３とは，接続金具２３によって連結してある。
【０００３】
上記中軸３とハウジング５とをガラスにより溶着する目的は，上記中軸３とハウジング５とを電気的に絶縁状態を保ちながら固定するためである。
また，上記防錆メッキは，図１０に示すごとく，ガラス溶着後であって上記ブッシュ４１及びナット４２の装着前に行い，中軸３の上端部３１から上記金属スリーブ２８の下端部近傍まで（図１０中Ｍ１〜Ｍ２の間）を防錆メッキする。
【０００４】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来のグロープラグにおいては，次の問題がある。
即ち，防錆メッキを行うことによって，中軸とハウジングとが稀に導電化，即ち電気的に導通してしまう場合がある。
通常，防錆メッキ処理を施してもガラス上部にはメッキ（金属）が付着しないのが普通である。それにもかかわらず，このような現象が生じる原因は次のように考えられる。
【０００５】
即ち，防錆メッキを施すに当たっては，その前処理として，メッキ面の清浄化等を行う。この際，例えば塩酸，水酸化ナトリウム等の酸又はアルカリのメッキ処理液にメッキ部全体をさらす。このとき，ガラス上部８１の表面もメッキ処理液に接触する。そのため，ガラス上部８１は，メッキ処理液に浸食されて微小な欠陥が連続的に形成されたポーラス状態になる。それ故，ガラス上部８１のポーラス部にメッキ膜形成用のメッキ液が浸入して残り，メッキ膜（金属）が析出し，導電化してしまうと考えられる。
【０００６】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，中軸とハウジングとの間を確実に絶縁することができるグロープラグ及びその製造方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】
第１発明は，ハウジングと，該ハウジング内に挿入した通電用の中軸及びヒータを有し，上記ハウジングと上記中軸との間はガラスにより溶着してあり，少なくとも上記ハウジングの外表面が防錆メッキしてあるグロープラグにおいて，
上記ガラスの上部には，上記防錆メッキを施す際のメッキ処理液によって浸食されないリング状の絶縁部材を，その上面をリング状に露出させた状態で埋設してあることを特徴とするグロープラグにある。
【０００８】
第１発明において最も注目すべきことは，上記ガラスの上部には，上記リング状の絶縁部材を，その上面をリング状に露出させた状態で埋設してあることである。即ち，上記ガラスの表面は，上記リング状の絶縁部材によって，その内周側と外周側に完全に分離された状態にあることである。
【０００９】
上記絶縁部材としては，上記防錆メッキを施す際のメッキ処理液によって浸食されず，かつメッキが付着しないものであれば，種々のものを用いることができる。特に，上記絶縁部材は絶縁性セラミックであることが好ましい。これにより，寸法精度の維持，取扱いの容易性等を確保することができる。
【００１０】
また，上記絶縁部材の幅Ａ（図２）は，上記ハウジングと上記中軸との間隔をＢ（図２）とした場合，０．３≦Ａ≦Ｂ−０．２（ｍｍ）の関係にあることが好ましい。
絶縁部材の幅Ａが０．３ｍｍ未満の場合には，グロープラグの製造過程におけるガラス溶着時にガラスが絶縁部材の上面に被さり，絶縁部材の内周側と外周側のガラスが繋がってしまうことがある（図５）。一方，絶縁部材の幅ＡがＢ−０．２（ｍｍ）を越える場合には，ガラス溶着時にガラス上面位置が低下する際に，絶縁部材が中軸とハウジングとの間にひっかかり，ガラス上面から離れてしまうという問題がある（図４）。
【００１１】
次に，第２発明として次のものがある。
即ち，ハウジングと，該ハウジング内に挿入した通電用の中軸及びヒータを有し，上記ハウジングと上記中軸との間はガラスにより溶着してあり，少なくとも上記ハウジングの外表面が防錆メッキしてあるグロープラグにおいて，上記ガラスの上部は，上記防錆メッキを施す際のメッキ処理液によって浸食されないシール部材により封止してあることを特徴とするグロープラグがある。
【００１２】
本第２発明において最も注目すべきことは，上記ガラスの上部は，上記シール部材により封止してあることである。
上記シール部材としては，上記メッキ処理液によって浸食されず，かつメッキが付着しないものであれば種々のものを使用することができる。例えば，上記シール部材は合成樹脂層にすることができる。これにより，容易にガラス上面を封止することができる。
【００１３】
また，上記シール部材はＯリングにすることもできる。これにより，さらに容易にガラス上面を封止することができる。
【００１４】
次に，上記第１，第２発明に示した上記絶縁部材やシール部材を有しなくても，中軸とハウジングとの絶縁性を維持することができる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，ハウジングと，該ハウジング内に挿入した通電用の中軸及びヒータを有し，上記ハウジングと上記中軸との間はガラスにより溶着してあり，少なくとも上記ハウジングの外表面が防錆メッキしてあるグロープラグを製造する方法であって，
上記ハウジングと上記中軸との間をガラスにより溶着した後，上記ハウジングの開口部にシール体を嵌合した状態で防錆メッキを施し，その後上記シール体を除去することを特徴とするグロープラグの製造方法がある（第３発明）。
【００１５】
上記製造方法において最も注目すべきことは，上記ガラス溶着の後に，上記ハウジングの開口部にシール体を嵌合した状態で防錆メッキを施すことである。そして，ガラス溶着後には，上記シール体を除去することである。
【００１６】
【作用および効果】
第１発明のグロープラグにおいては，上記リング状の絶縁部材を，その上面をリング状に露出させた状態で埋設してある。そのため，ガラス上部は，上記絶縁部材の存在によって，その外周側と内周側に完全に分断されている。また，製造過程の防錆メッキ処理時において，上記絶縁部材はメッキ処理液に浸食されず，かつメッキが付着しない。
【００１７】
そのため，絶縁部材の両側にあるガラス上部にメッキが付着していても，中軸とハウジングとの間は，上記絶縁部材によって遮断されている。それ故，中軸とハウジングとが電気的に導通することは起こり得ない。
したがって，本第１発明によれば，中軸とハウジングとの間を確実に絶縁することができるグロープラグを提供することができる。
【００１８】
次に，第２発明のグロープラグにおいては，上記シール部材によりガラス上部を閉止してある。そのため，防錆メッキを施す際においては，ガラス上部にはメッキ処理液が接触することがなく，ガラス上部にはメッキが付着しない。それ故，ガラス上部を介して中軸とハウジングとが導通することはない。
【００１９】
また，上記シール部材はメッキ処理液に浸食されず，かつメッキが付着しない。そのため，シール部材を配置したままであっても中軸とハウジングとが導通することはない。
したがって，本第２発明によっても，中軸とハウジングとの間を確実に絶縁することができるグロープラグを提供することができる。
【００２０】
次に，第３発明の製造方法においては，上記ハウジングの開口部にシール体を嵌合した状態で防錆メッキを施す。そのため，ガラス上部にはメッキが付着することはない。さらに，防錆メッキ処理後においては，上記シール体を除去する。
それ故，本第３発明におけるグロープラグの完成品においては，上記第１，第２発明に示したような絶縁部材等は有していない。本第３発明によれば，中軸とハウジングとの間を確実に絶縁することができるグロープラグの製造方法を提供することができる。
【００２１】
【実施例】
実施例１
本発明の実施例にかかるグロープラグにつき，図１〜図３を用いて説明する。
本例のグロープラグ１０は，図１に示すごとく，ハウジング５と，該ハウジング５内に挿入した通電用の中軸３及びヒータ２を有する。上記ハウジング５と上記中軸３との間はガラス８により溶着してある。そして，図１に示すごとく，少なくとも上記ハウジング５の外表面は防錆メッキしてあり，防錆メッキ膜５０が付着している。
【００２２】
上記ガラス８の上部には，図１〜図３に示すごとく，上記防錆メッキを施す際のメッキ処理液によって浸食されないリング状の絶縁部材６を，その上面をリング状に露出させた状態で埋設してある。
即ち，上記絶縁部材６は，図２，図３に示すごとく，その上面が全周にわたって露出していると共に，その底部は全周にわたってガラス８中に埋設されており，ガラス上部８１をその内周側と外周側に完全に分断している。
【００２３】
上記絶縁部材６はアルミナよりなるアルミナリングであって，図２に示すごとく，その幅Ａは，中軸３とハウジング５との間隔Ｂよりも０．２ｍｍ小さく１．５ｍｍである。
また，図１，図２に示すごとく，上記ガラス８の下部には，中軸３とハウジング５との位置決めをするための位置決めリング３５を配設してあり，これもガラス溶着により固定されている。上記位置決めリング３５もアルミナを用いている。
【００２４】
また，図１に示すごとく，上記ヒータ２は，金属スリーブ２８内に挿通しており両者間はロウ接されている。そして金属スリーブ２８はハウジング５にロウ接されている。
一方，上記中軸３は，上記ガラス８によりハウジング内に固定されていると共に，接続金具２３によってヒータ２に連結されている。また，中軸３の上端部３１はハウジング５の開口部５５より突出し，該上端部３１には従来例のごとく合成樹脂製のブッシュを介してナットを螺着する（図示略）。
【００２５】
次に，上記グロープラグを製造するに当たっては，まず金属スリーブ２８に挿通してロウ接したヒータ２と，中軸３とを接続金具２３によって連結する。次いで，これらをハウジング５内に挿入し，ヒータ２の下端部２２をハウジング下方から突出させる。次いで，ヒータ２を嵌挿した金属スリーブ２８をハウジング５内にロウ接する。
【００２６】
次いで，位置決めリング３５と，円柱状に成形したタブレット形状のガラス８と，絶縁部材６とを中軸３に差し込み，中軸３とハウジング５との間に位置させる。そして，ヒータ２を下方に，中軸３を上方に向けた状態でガラス溶融温度に加熱する。
【００２７】
これによりタブレット形状のガラス８は溶融し，上記位置決めリング３５の上部と上記絶縁部材６の底部を包み込むように行き渡る。このとき，ガラス上部８１と絶縁部材６の位置は，若干下降する。その後，冷却することによって中軸３とハウジング５とが固定されるとともに，絶縁部材６は上面を露出した状態でガラス８中に埋設固定される。
【００２８】
次いで，図１に示すごとく，金属スリーブ２８の下端部付近から中軸３の上端部３１までを防錆メッキする。
その後，ブッシュ及びナット（図示略）を中軸３の上端部３１に螺着することによってグロープラグ１０が完成する。
尚，本例においては，溶着前のガラスとしてタブレット形状のガラス８を使用したが，単なる粒状のガラス等，種々の形状のガラスを使用することができる。
【００２９】
次に，本例における作用効果につき説明する。
本例のグロープラグ１０においては，上記リング状の絶縁部材６を，その上面をリング状に露出させた状態でガラス８中に埋設してある。そのため，ガラス上部８１は，中軸３とハウジング５との間において，上記絶縁部材６の存在によって，その外周側と内周側に完全に分断されている。また，上記絶縁部材６はアルミナであるため，製造過程の防錆メッキ処理においてもメッキ処理液に浸食されず，かつメッキが付着しない。
【００３０】
そのため，防錆メッキ処理によって絶縁部材６の両側にあるガラス上部８１にメッキが付着していても，中軸３とハウジング５との間は上記絶縁部材６によって遮断されている。それ故，中軸３とハウジング５とが電気的に導通することは起こり得ない。
したがって，本例によれば，中軸とハウジングとの間を確実に絶縁することができるグロープラグを得ることができる。
【００３１】
尚，本例においては，上記絶縁部材６としてアルミナを用いたが，これに代えてその他の一般的な絶縁性セラミック，マグネシア，ジルコニア，チタニア，石英，窒化珪素，窒化アルミ等を用いることができる。これらによってもアルミナの場合と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
比較例１
本比較例のグロープラグ９１は，図４に示すごとく，実施例１における絶縁部材６に代えて，幅Ａが１．６５ｍｍのアルミナリングよりなる絶縁部材９６１を用いた。一方，中軸３とハウジング５との間隔Ｂは実施例１と同様に１．７ｍｍとした。また，その他の構成及び製造方法も実施例１と同様にした。
【００３３】
本比較例のグロープラグ９１においては，絶縁部材９６１の幅Ａが中軸３とハウジング５との間隔Ｂに対して０．０５ｍｍ小さいだけである。そのため，その製造過程におけるガラス溶着時においては，ガラス上面が下降する際に絶縁部材９６１が中軸３とハウジング５との間に引っ掛かりガラス上部８１と絶縁部材９６１との間に隙間ができてしまう。
【００３４】
それ故，防錆メッキ処理時においては，ガラス上部８１が中軸３とハウジング５との間において連続的に浸食され，メッキが析出することがある。
したがって，例え絶縁部材を用いても，その幅が広すぎる場合には，中軸とハウジングとを確実に絶縁することができない場合がある。
【００３５】
比較例２
本比較例のグロープラグ９２は，図５に示すごとく，実施例１における絶縁部材６に代えて，幅Ａが０．２ｍｍのアルミナリングよりなる絶縁部材９６２を用いた。一方，中軸３とハウジング５との間隔Ｂは実施例１と同様に１．７ｍｍとした。また，その他の構成及び製造方法も実施例１と同様にした。
【００３６】
本比較例のグロープラグ９２においては，絶縁部材９６２の幅Ａが０．２ｍｍである。そのため，その製造過程のガラス溶着時においては，ガラス８が絶縁部材９６２の内周側と外周側から互いにその上面に回り込んで接触してしまうことがある。それ故，防錆メッキ処理を施すことによって，ガラス上部が浸食され，中軸３とハウジング５との間を結ぶように導電化してしまう場合がある。
したがって，例え絶縁部材を用いても，その幅が狭すぎる場合には，中軸とハウジングとを確実に絶縁することができない場合がある。
【００３７】
実施例２
本例のグロープラグ１２は，図６に示すごとく，ハウジング５と，該ハウジング５内に挿入した通電用の中軸３及びヒータ（図示略）を有し，上記ハウジング５と上記中軸３との間はガラス８により溶着してあり，少なくとも上記ハウジング５の外表面が防錆メッキしてある。上記ガラス８の上部８１は，上記防錆メッキを施す際のメッキ処理液によって浸食されないシール部材７１により封止してある。
【００３８】
上記シール部材７１は，図６に示すごとく，シリコン系の合成樹脂層であって，ガラス８の上部全体を覆っている。その他の構造は実施例１と同様である。
【００３９】
本例のグロープラグ１２を製造するに当たっては，基本的に実施例１のグロープラグ１０と同様の製造工程により行うが，次の手順に特徴がある。即ち，上記中軸３とハウジング５とをガラス８により溶着した後に，上記シール部材７１としての合成樹脂層をガラス上部８１に形成し，その後防錆メッキ処理を施すことに特徴がある。上記合成樹脂層の形成に当たっては，液体のシリコン樹脂とその硬化剤からなる２液混合硬化型の液体をガラス上面に注入することにより行う。
【００４０】
次に本例における作用効果につき説明する。
本例のグロープラグ１２においては，上記シール部材７１によりガラス上部８１を閉止してある。そのため，防錆メッキを施す際においては，ガラス上部８１にはメッキ処理液が接触することがなくメッキが付着しない。それ故，ガラス上部８１を介して中軸３とハウジング５とが導通することはない。
【００４１】
また，上記シール部材７１はメッキ処理液に浸食されず，かつメッキが付着しない。そのため，シール部材７１を配置したままであっても中軸３とハウジング５とが導通することはない。
したがって，本例によっても，中軸とハウジングとを確実に絶縁することができるグロープラグを得ることができる。
【００４２】
尚，本例においては，上記樹脂層としてシリコン樹脂を主成分とした２液硬化型の樹脂を用いたが，これに代えてシリコンゴム，フッ素ゴム，エポキシ等のメッキ処理液に浸食されない種々の樹脂を用いることができる。これらによってもシリコン樹脂を主成分とした２液硬化型の樹脂の場合と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
実施例３
本例のグロープラグ１３は，図７に示すごとく，実施例２における合成樹脂層に代えてＯリングをシール部材７２として用いた。その他は実施例２と同様である。
本例においては，シール部材としてＯリングを使用しているため，極めて容易にガラス上部を封止することができる。その他，実施例２と同様の効果が得られる。
【００４４】
実施例４
本例においては，実施例１〜３に示したごとく，完成品においてガラスの上部に絶縁部材を配置したり，ガラス上部をシール部材により封止してあるというグロープラグではなく，上記絶縁部材やシール部材等を有しなくても中軸とハウジングとの絶縁性を維持することができるグロープラグを製造した。
【００４５】
本例のグロープラグの製造方法は，実施例１のグロープラグの製造工程を基本にするが，次の工程にその特徴がある。即ち，まず上記ハウジング５と上記中軸３との間に位置決めリング３５とタブレット形状のガラス８を位置させ，加熱，溶着する。次いで，図８に示したごとく，上記ハウジング５の開口部５５にシリコンゴム製のシール体７４を嵌合し，この状態で防錆メッキを施す。そして，その後上記シール体７４を除去する。
【００４６】
この製造方法においては，上記のごとくシール体７４を装着した状態で防錆メッキ処理を行う。そのため，ガラス上部８１が浸食されることがなく，導電化されることもない。また，防錆メッキ処理を施した後には，上記シール体７４を除去する。それ故，実施例１〜３に示したような絶縁部材等を有しなくても中軸３とハウジング５との絶縁性を維持することができるグロープラグを得ることができる。
【００４７】
尚，本例においては，シール体７４としてメッキ処理液に浸食されないシリコンゴムを用いたが，防錆メッキ処理時においてガラス上部８１とメッキ処理液との接触を防止することができれば，メッキ処理液に浸食される材質であっても使用することができる。シール体は防錆メッキ後に除去するからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のグロープラグの断面図。
【図２】実施例１における，絶縁部材の配置状態を示す説明図。
【図３】図１のＣ−Ｃ線矢視断面図。
【図４】比較例１における，（ａ）溶着前，（ｂ）溶着後の絶縁部材の配置状態を示す説明図。
【図５】比較例２における，絶縁部材の配置状態を示す説明図。
【図６】実施例２における，合成樹脂層の配置状態を示す説明図。
【図７】実施例３における，Ｏリングの配置状態を示す説明図。
【図８】実施例４における，防錆メッキ時のシール体の装着状態を示す説明図。
【図９】従来例のグロープラグの断面図。
【図１０】従来例における，防錆メッキ時のグロープラグの断面図。
【符号の説明】
１０，１２，１３，１４．．．グロープラグ，
２．．．ヒータ，
３．．．中軸，
５．．．ハウジング，
６．．．絶縁部材，
７１，７２．．．シール部材，
８．．．ガラス，
８１．．．ガラス上部，

Claims

ハウジングと，該ハウジング内に挿入した通電用の中軸及びヒータを有し，上記ハウジングと上記中軸との間はガラスにより溶着してあり，少なくとも上記ハウジングの外表面が防錆メッキしてあるグロープラグにおいて，上記ガラスの上部には，上記防錆メッキを施す際のメッキ処理液によって浸食されないリング状の絶縁部材を，その上面をリング状に露出させた状態で埋設してあることを特徴とするグロープラグ。
請求項１において，上記絶縁部材は絶縁性セラミックであることを特徴とするグロープラグ。
請求項１又は２において，上記絶縁部材の幅Ａは，上記ハウジングと上記中軸との間隔をＢとした場合，０．３≦Ａ≦Ｂ−０．２（ｍｍ）の関係にあることを特徴とするグロープラグ。
ハウジングと，該ハウジング内に挿入した通電用の中軸及びヒータを有し，上記ハウジングと上記中軸との間はガラスにより溶着してあり，少なくとも上記ハウジングの外表面が防錆メッキしてあるグロープラグにおいて，
上記ガラスの上部は，上記防錆メッキを施す際のメッキ処理液によって浸食されないシール部材により封止してあることを特徴とするグロープラグ。
請求項４において，上記シール部材は合成樹脂層であることを特徴とするグロープラグ。
請求項４において，上記シール部材はＯリングであることを特徴とするグロープラグ。
ハウジングと，該ハウジング内に挿入した通電用の中軸及びヒータを有し，上記ハウジングと上記中軸との間はガラスにより溶着してあり，少なくとも上記ハウジングの外表面が防錆メッキしてあるグロープラグを製造する方法であって，
上記ハウジングと上記中軸との間をガラスにより溶着した後，上記ハウジングの開口部にシール体を嵌合した状態で防錆メッキを施し，その後上記シール体を除去することを特徴とするグロープラグの製造方法。