JP4289273B2 - Glow plug - Google Patents
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Description
本発明は、ディーゼルエンジンの燃焼室の予熱に用いられるグロープラグに関するものである。 The present invention relates to a glow plug used for preheating a combustion chamber of a diesel engine.
従来のグロープラグは、通電により発熱する発熱体を筒状の保護パイプに挿入して固定し、この保護パイプを筒状のハウジングに挿入して固定し、ハウジングに挿入された中軸を介して発熱体に電力を供給するようになっている。また、ハウジングに形成した雄ネジをシリンダヘッドに形成した雌ネジに螺合させて、グロープラグをシリンダヘッドに固定するようになっている。 In conventional glow plugs, a heating element that generates heat when energized is inserted and fixed in a cylindrical protective pipe, and this protective pipe is inserted and fixed in a cylindrical housing, and heat is generated through a central shaft inserted in the housing. It is designed to supply power to the body. Further, the glow plug is fixed to the cylinder head by screwing the male screw formed on the housing with the female screw formed on the cylinder head.
そして、中軸の回り止めのために、ガラス溶着により中軸をハウジングに保持固定するもの(たとえば、特許文献1参照)、あるいはハウジングをかしめることにより中軸をハウジングに保持固定するもの(たとえば、特許文献2、3参照)が知られている。
しかしながら、ガラス溶着により中軸をハウジングに保持固定したグロープラグでは、次の(a)〜(c)のような問題があった。(a)ガラス組み付け時の工程が多く、組み付け性がよくない。(b)ガラス溶着時に高温(500℃)にするため、金属製部品の強度が低下する。(c)ガラス溶着後、酸化防止のためメッキを行う必要があり、その際のメッキ液浸入による短絡の懸念がある。 However, the glow plug in which the central shaft is held and fixed to the housing by glass welding has the following problems (a) to (c). (A) There are many steps when assembling the glass, and the assembling property is not good. (B) Since the temperature is high (500 ° C.) at the time of glass welding, the strength of the metal part decreases. (C) After glass welding, it is necessary to perform plating to prevent oxidation, and there is a concern of short circuit due to intrusion of the plating solution.
一方、ハウジングをかしめることにより中軸をハウジングに保持固定したグロープラグでは、次の(d)、(e)ような問題があった。(d)かしめによるハウジングの変形により、ハウジングのテーパ面がシリンダヘッドのテーパ面に片当りして燃焼ガスが洩れる。(e)かしめによるハウジングの変形により発熱体の振れが発生し、発熱体が偏芯したままグロープラグをシリンダヘッドへ装着すると、発熱体がシリンダヘッドと干渉して折損する。 On the other hand, the glow plug in which the center shaft is held and fixed to the housing by caulking the housing has the following problems (d) and (e). (D) Due to the deformation of the housing due to caulking, the tapered surface of the housing comes into contact with the tapered surface of the cylinder head and the combustion gas leaks. (E) When the housing is deformed by caulking, the heating element is shaken, and if the glow plug is mounted on the cylinder head while the heating element is eccentric, the heating element interferes with the cylinder head and breaks.
また、エンジンの燃焼圧を検出する燃焼圧センサを備えるグロープラグでは、中軸固定部位と燃焼圧センサ装着部位とが離れている方が、燃焼圧センサの感度が大きくなる。しかしながら、エンジンの燃焼圧を検出する燃焼圧センサを備えるグロープラグで、ガラス溶着により中軸をハウジングに保持固定した場合、燃焼圧センサ装着部位に極めて近い位置で中軸が固定されるため、燃焼圧センサの感度が極小になるという問題があった。 Further, in a glow plug including a combustion pressure sensor that detects the combustion pressure of the engine, the sensitivity of the combustion pressure sensor increases as the center shaft fixing portion and the combustion pressure sensor mounting portion are separated. However, in the case of a glow plug equipped with a combustion pressure sensor that detects the combustion pressure of the engine and the center shaft is held and fixed to the housing by glass welding, the center shaft is fixed at a position very close to the site where the combustion pressure sensor is mounted. There was a problem that the sensitivity of was minimized.
さらに、エンジンの燃焼圧を検出する燃焼圧センサを備えるグロープラグで、ハウジングをかしめることにより中軸をハウジングに保持固定した場合、比較的ハウジング先端側でのかしめが出来るため、燃焼圧センサの感度の点では有利になるが、ハウジングに形成される雄ネジの位置、すなわち雄ネジ端部から保護パイプの固定一端部までの長さが制約される。また、かしめしろが確保できない形状のハウジングの場合、ハウジングをかしめることにより中軸をハウジングに保持固定する構造を採用することができない。 In addition, when using a glow plug with a combustion pressure sensor that detects the combustion pressure of the engine and the housing is caulked to hold and fix the center shaft to the housing, it can be relatively caulked at the front end of the housing. This is advantageous, but the position of the male screw formed in the housing, that is, the length from the male screw end to the fixed one end of the protective pipe is limited. Further, in the case of a housing having a shape in which the caulking margin cannot be secured, it is not possible to employ a structure in which the center shaft is held and fixed to the housing by caulking the housing.
本発明は上記点に鑑みて、上記した従来のグロープラグにおける種々の問題のうち少なくとも1つを解決可能にすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to make it possible to solve at least one of the various problems in the conventional glow plug described above.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、一端側がエンジンの燃焼室側に位置するようにしてエンジンに取り付けられる筒状のハウジング(10)と、ハウジング(10)の一端側に挿入固定された保護パイプ(20)と、保護パイプ(20)に挿入されるとともに、通電により発熱するセラミック製の発熱体(30)と、ハウジング(10)の他端側に挿入されるとともに、発熱体(30)と電気的に接続された中軸(50)とを備えるグロープラグにおいて、中軸(50)が挿入されて中軸(50)を保持するシース管(40)を備え、保護パイプ(20)の端部に穴(22)が形成され、この穴(22)にシース管(40)が挿入されて、保護パイプ(20)とシース管(40)とが接合されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a cylindrical housing (10) attached to the engine so that one end side is located on the combustion chamber side of the engine, and one end side of the housing (10) are provided. The inserted and fixed protective pipe (20), inserted into the protective pipe (20), and heated by a ceramic heating element (30) that generates heat when energized, and inserted into the other end of the housing (10), A glow plug including a middle shaft (50) electrically connected to a heating element (30) includes a sheath tube (40) into which the middle shaft (50) is inserted to hold the middle shaft (50), and a protective pipe (20 ), A hole (22) is formed, and a sheath pipe (40) is inserted into the hole (22) to join the protective pipe (20) and the sheath pipe (40). To do.
これによると、中軸はシース管および保護パイプを介してハウジングに保持固定される。すなわち、従来のガラス溶着やハウジングのかしめを行うことなく、中軸をハウジングに回動不能に保持固定することができる。 According to this, the middle shaft is held and fixed to the housing via the sheath tube and the protective pipe. That is, the center shaft can be held and fixed to the housing in a non-rotatable manner without performing conventional glass welding or caulking of the housing.
したがって、上記した従来の(a)〜(e)の問題を解消することができる。具体的には、ガラス組付け工程の廃止により、組み付け性向上、金属製部品の強度低下防止、およびメッキ液浸入による短絡防止を図ることができるとともに、ハウジングかしめ工程廃止により、燃焼ガス洩れおよび発熱体の折損を回避することができる。 Therefore, the conventional problems (a) to (e) described above can be solved. Specifically, by eliminating the glass assembly process, it is possible to improve ease of assembly, prevent metal parts from decreasing in strength, and prevent short circuits due to ingress of plating solution. Body breakage can be avoided.
請求項2に記載の発明のように、保護パイプ(20)とシース管(40)を、ろう付け接合することができる。 As in the second aspect of the invention, the protective pipe (20) and the sheath tube (40) can be brazed.
請求項3に記載の発明のように、ハウジング(10)と保護パイプ(20)を、保護パイプ(20)とシース管(40)との接合部よりも燃焼室側にて接合することができる。 As in the third aspect of the invention, the housing (10) and the protective pipe (20) can be joined on the combustion chamber side with respect to the joint portion between the protective pipe (20) and the sheath pipe (40). .
請求項4に記載の発明では、請求項1または2に記載のグロープラグにおいて、シース管(40)と中軸(50)との間に絶縁材が充填されて絶縁層(60)が形成され、ハウジング(10)と保護パイプ(20)との接合部、および保護パイプ(20)とシース管(40)との接合部が、径方向に重なる位置であることを特徴とする。 In the invention according to claim 4, in the glow plug according to claim 1 or 2, an insulating material is filled between the sheath tube (40) and the middle shaft (50) to form an insulating layer (60), The joint portion between the housing (10) and the protective pipe (20) and the joint portion between the protective pipe (20) and the sheath tube (40) are positions overlapping in the radial direction.
これによると、絶縁材が充填されて剛性が高くなったシース管に保護パイプが接合され、その接合部の外周側にてハウジングと保護パイプが接合されるため、発熱体等から構成される中軸組付体のハウジングへの保持強度を維持することができる。 According to this, since the protective pipe is joined to the sheath pipe that has been filled with the insulating material and has increased rigidity, and the housing and the protective pipe are joined on the outer peripheral side of the joined portion, the central shaft constituted by the heating element, etc. The holding strength of the assembly to the housing can be maintained.
請求項5に記載の発明では、一端側がエンジンの燃焼室側に位置するようにしてエンジンに取り付けられる筒状のハウジング(10)と、ハウジング(10)の一端側に挿入固定された保護パイプ(20)と、保護パイプ(20)に挿入されるとともに、通電により発熱するセラミック製の発熱体(30)と、ハウジング(10)の他端側に挿入されるとともに、一端側にて発熱体(30)と電気的に接続された中軸(50)と、中軸(50)の他端側に配置され、エンジンの燃焼圧が中軸(50)を介して伝達されて燃焼圧を検出する燃焼圧センサ(200)とを備えるグロープラグにおいて、中軸(50)が挿入されて中軸(50)を保持するシース管(40)を備え、保護パイプ(20)の端部に穴(22)が形成され、この穴(22)にシース管(40)が挿入されて、保護パイプ(20)とシース管(40)とが接合されていることを特徴とする。
In the invention according to claim 5, a cylindrical housing (10) attached to the engine so that one end side is located on the combustion chamber side of the engine, and a protective pipe (inserted and fixed to one end side of the housing (10)). 20), a ceramic heating element (30) which is inserted into the protective pipe (20) and generates heat when energized, and is inserted into the other end of the housing (10), and a heating element ( 30) and a combustion pressure sensor which is disposed on the other end side of the middle shaft (50) and detects the combustion pressure by transmitting the combustion pressure of the engine via the middle shaft (50). (200) is provided with a sheath tube (40) in which the middle shaft (50) is inserted to hold the middle shaft (50), and a hole (22) is formed at the end of the protective pipe (20), This hole (22 The sheath tube (40) is inserted, the protective pipe (20) and sheath tube (40) and is characterized in that it is joined.
これによると、中軸はシース管および保護パイプを介してハウジングに保持固定される。すなわち、従来のガラス溶着やハウジングのかしめを行うことなく、中軸をハウジングに回動不能に保持固定することができる。したがって、請求項1と同様の効果を得ることができる。 According to this, the middle shaft is held and fixed to the housing via the sheath tube and the protective pipe. That is, the center shaft can be held and fixed to the housing in a non-rotatable manner without performing conventional glass welding or caulking of the housing. Therefore, an effect similar to that of the first aspect can be obtained.
また、ハウジングをかしめることなく中軸を保持固定できるため、かしめしろが確保できない形状のハウジングのグロープラグに有効である。さらに、ハウジングの雄ネジをハウジング先端部側(燃焼室に近い側)に設けることができる。さらにまた、ハウジングのかしめしろが不要であるため、グロープラグの長さの制約をなくすことができる。 Further, since the center shaft can be held and fixed without caulking the housing, it is effective for a glow plug of a housing having a shape in which the caulking margin cannot be secured. Furthermore, the male screw of the housing can be provided on the front end side of the housing (side near the combustion chamber). Furthermore, since the caulking of the housing is unnecessary, the restriction on the length of the glow plug can be eliminated.
請求項6に記載の発明の様に、請求項5に記載のグロープラグにおいて、保護パイプ(20)とシース管(40)をロウ付け接合することが出来る。 As in the invention described in claim 6, in the glow plug described in claim 5, the protective pipe (20) and the sheath tube (40) can be brazed and joined.
請求項7に記載の発明では、請求項5または6に記載のグロープラグにおいて、ハウジング(10)と保護パイプ(20)は、保護パイプ(20)とシース管(40)との接合部よりも燃焼室側にて接合されていることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the glow plug according to the fifth or sixth aspect, the housing (10) and the protective pipe (20) are more than a joint portion between the protective pipe (20) and the sheath pipe (40). It is joined on the combustion chamber side.
これによると、ハウジングと保護パイプとの接合部がハウジング先端部に近くなり、燃焼圧センサの感度がアップする。 According to this, the joint between the housing and the protective pipe is close to the front end of the housing, and the sensitivity of the combustion pressure sensor is increased.
請求項8に記載の発明では、請求項5または6に記載のグロープラグにおいて、シース管(40)と中軸(50)との間に絶縁材が充填されて絶縁層(60)が形成され、ハウジング(10)と保護パイプ(20)との接合部、および保護パイプ(20)とシース管(40)との接合部が、径方向に重なる位置であることを特徴とする。 In the invention according to claim 8, in the glow plug according to claim 5 or 6, an insulating material is filled between the sheath tube (40) and the middle shaft (50) to form an insulating layer (60), The joint portion between the housing (10) and the protective pipe (20) and the joint portion between the protective pipe (20) and the sheath tube (40) are positions overlapping in the radial direction.
これによると、請求項4と同様の効果を得ることができる。 According to this, the same effect as in the fourth aspect can be obtained.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1は第1実施形態に係るグロープラグG1の全体構成を示す断面図、図2は図1における発熱体30の近傍を拡大して示す断面図である。なお、以下の各実施形態中、グロープラグG1の各部において、一端とは図中の下端、他端とは図中の上端に相当する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the glow plug G1 according to the first embodiment, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the
図1および図2において、このグロープラグG1は、たとえば、自動車用ディーゼルエンジンにおけるシリンダヘッドに形成された複数の取付用の穴部(グローホール)にそれぞれ取り付けられ、エンジン始動時における燃料の着火および燃焼を促進するものとして適用される。 1 and 2, this glow plug G1 is attached to each of a plurality of mounting holes (glow holes) formed in a cylinder head in an automobile diesel engine, for example. Applicable to promote combustion.
ハウジング10は、エンジンに取付可能な筒状の部材であり、導電性材料(たとえば、炭素鋼)からなる。このハウジング10の一端11と他端12の間における外周面には、取付用の雄ネジ13およびネジ締め用の六角部14が形成されている。
The
このグロープラグG1は、図示しないが、ハウジング10の一端11側を燃焼室側に位置させつつシリンダヘッドの穴部に挿入され、当該穴部に形成された雌ネジ部と雄ネジ13とがネジ結合される。それにより、グロープラグG1は、シリンダヘッドに脱着可能に取り付けられるようになっている。
Although not shown, the glow plug G1 is inserted into the hole of the cylinder head while the one
このハウジング10の内孔には、円筒状の保護パイプ20が収納されている。この保護パイプ20は、導電性を有し、たとえばステンレスなどの耐熱・耐食性合金等よりなるもので、冷間鍛造等により作製される。保護パイプ20は、その一端側がハウジング10の一端11から突出した状態で他端側がハウジング10に挿入されている。
A cylindrical
この保護パイプ20の内周面は段付き形状になっており、小径穴21と大径穴22が形成されている。また、保護パイプ20の外周面も段付き形状になっており、長手方向中間部に、最大径の大径部23が形成されている。そして、小径穴21には、通電により発熱するセラミック製棒状の発熱体30が収納されている。発熱体30は、その一端31側が保護パイプ20の一端から突出した状態で他端32側が保護パイプ20に挿入されている。ここで、挿入部のろう付け等により、発熱体30は、保護パイプ20に固定されて保持されている。
The inner peripheral surface of the
この発熱体30は、導電性を有する発熱部33が、絶縁性セラミック製の絶縁体35に埋設されてなるものである。具体的には、発熱体30は、U字状の発熱部33と、この発熱部33に電気的に接続され発熱部33の通電を行うための一対のリード線34とを備え、これら発熱部33およびリード線34が絶縁体35に埋設されてなる焼結体である。
The
ここで、発熱部33は、たとえば窒化珪素とタングステンカーバイドを成分とした導電性セラミック製のものであり、一対のリード線34は、たとえばタングステン等よりなる金属線からなるものであり、絶縁体35は、たとえば窒化珪素を成分とした絶縁性セラミック製のものである。
Here, the
ハウジング10の内孔のうちハウジング10の他端12側には、円筒状のシース管40および棒状の中軸50が収納されている。シース管40はステンレス等の金属よりなり、このシース管40に中軸50が挿入され、シース管40と中軸50との間に、例えばマグネシア粉体からなる絶縁層60が形成されており、中軸50は絶縁層60を介してシース管40に保持されている。
A
中軸50は、炭素鋼等の導電性金属よりなり、たとえば切削および冷間鍛造により加工される。この中軸50の一端側には、発熱体30の他端32が挿入される凹部51が形成されている。そして、シース管40の一端側および中軸50の一端側が保護パイプ20の大径穴22に挿入されている。
The
発熱体30の一方のリード線34の端部は絶縁体35の外周面に露出しており、中軸50の凹部51に発熱体30の他端32を挿入することにより、発熱体30の一方のリード線34の露出部分にて、発熱体30の一方のリード線34と中軸50が電気的に接続されている。尚、凹部51と発熱体30の他端32とは、銀‐銅ロウ等のロウ材を介した焼きばめ等により圧着保持されている。
One end of the
また、他方のリード線34は、その端部が保護パイプ20内にて絶縁体35の外周面に露出しており、この露出した端部と保護パイプ20とは、銀‐銅ロウ等のロウ材を介した焼きばめ等により圧着保持され電気的に接続されている。それにより、他方のリード線34は、保護パイプ20を介してハウジング10にアースされている。
The other end of the
また、中軸50の他端側には、炭素鋼等の導電性金属よりなるスクリューピン70が接合されている。このスクリューピン70の一部はハウジング10の他端12から突出しており、この突出部には、端子ネジ部71が形成されている。端子ネジ部71にはナット72が螺合され、ナット72とハウジング10との間に絶縁ブッシュ73が配置されている。そして、ナット72の上部には別途、端子ナットを介して電源(図示せず)と電気的に接続された外部配線部材(図示せず)が配置される。スクリューピン70とハウジング10との間には、スクリューピン70の保持・固定及び芯出しを行うための環状のゴム製のリング80が介在している。
In addition, a
次に、上記構成になるグロープラグG1の製造方法について説明する。図3はグロープラグG1の組み付け工程を示す工程図、図4は図3(f)に示すろう付け工程の直前の状態を示す拡大断面図である。 Next, a method for manufacturing the glow plug G1 having the above configuration will be described. FIG. 3 is a process diagram showing the assembly process of the glow plug G1, and FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a state immediately before the brazing process shown in FIG.
まず、図3(a)に示すように、シース管40に中軸50を挿入し、シース管40の下端開口部側をシリコンゴム製の栓100にて塞ぐ。
First, as shown in FIG. 3A, the
次に、図3(b)に示すように、シース管40と中軸50との間に例えばマグネシア粉体等の絶縁材110を充填した後、絶縁材110の充填密度を増すために加振を行う。
Next, as shown in FIG. 3B, after filling the insulating
次に、図3(c)に示すように、シース管40の上端開口部より液状シリコンを注入して封止層120を形成し、シース管40の上端開口部を密閉する。
Next, as shown in FIG. 3C, liquid silicon is injected from the upper end opening of the
次に、図3(d)に示すように、シース管40全体をスエージング加工することにより、絶縁材110の密度を増し、絶縁材110を固めて、絶縁層60を形成する。この絶縁層60を介して中軸50がシース管40に強固に保持される。また、スエージング加工または切削加工により、シース管40の下端側外径に細径部41を形成する。この細径部41は、保護パイプ20の大径穴22に挿入可能な大きさに形成される。
Next, as shown in FIG. 3D, the
次に、図3(e)に示すように、栓100および封止層120を焼却する。
Next, as shown in FIG. 3E, the
次に、図3(f)に示すように、各部のろう付けを行う。このろう付け工程では、まず、図4に示すように、各構成部品を仮組するとともに、銅ろうまたは銀‐銅ろう等のろう材130、131、132を所定の位置に配置する。具体的には、シース管40と保護パイプ20とを接合するために、保護パイプ20に形成した環状の逃がし部24にコイル状のろう材130を配置する。発熱体30と中軸50とを保持固定するために、中軸50の凹部51に板状のろう材131を配置する。保護パイプ20と発熱体30とを保持固定するために、保護パイプ20の大径穴22内の底部にリング状のろう材132を配置する。
Next, as shown in FIG. 3F, each part is brazed. In this brazing step, first, as shown in FIG. 4, each component is temporarily assembled, and
このようにろう材130、131、132を配置した後、1回の真空ろう付けで各部を接合・保持固定する。図3(f)の工程で得られたものを、以下、保護パイプ組立体という。
After arranging the
次に、図3(g)に示すように、保護パイプ組立体にスクリューピン70を接合する。因みに、シース管40をスエージング加工する際、シース管40の全長が伸びるのに伴って、絶縁層60を介して中軸50も伸ばされる。そこで、この工程では、スエージングによって伸びた中軸50を所定の長さに切断した後、保護パイプ組立体における中軸50とスクリューピン70とをプラズマ溶接により接合する。図3(g)の工程で得られたものを、以下、中軸組立体という。
Next, as shown in FIG. 3G, the
次に、図3(h)に示すように、中軸組立体における保護パイプ20の大径部23と、ハウジング10の一端11側の内周面とを、例えば銀‐銅ろう付けにて接合する。換言するとハウジング10と保護パイプ20は、保護パイプ20とシース管40との接合部よりも燃焼室側にて接合される。
Next, as shown in FIG. 3 (h), the large-
次に、ナット72(図1参照)、ブッシュ73(図1参照)、およびリング80(図1参照)を組み付けて、図1に示すグロープラグG1が完成する。 Next, the nut 72 (see FIG. 1), the bush 73 (see FIG. 1), and the ring 80 (see FIG. 1) are assembled to complete the glow plug G1 shown in FIG.
本実施形態では、中軸50は、絶縁層60、シース管40、および保護パイプ20を介してハウジング10に保持固定される。すなわち、従来のガラス溶着やハウジング10のかしめを行うことなく、中軸50をハウジング10に回動不能に保持固定することができる。
In the present embodiment, the
したがって、ガラス組付け工程の廃止により、組み付け性向上、金属製部品の強度低下防止、およびメッキ液浸入による短絡防止を図ることができるとともに、ハウジングかしめ工程廃止により、燃焼ガス洩れおよび発熱体30の折損を回避することができる。
Therefore, by eliminating the glass assembling process, it is possible to improve the assembling performance, to prevent the strength of metal parts from being reduced, and to prevent a short circuit due to the penetration of the plating solution, and by eliminating the housing caulking process, combustion gas leakage and
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。図5は第2実施形態に係るグロープラグG1のろう付け工程直前の状態を示す断面図である。第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state immediately before the brazing process of the glow plug G1 according to the second embodiment. The same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第1実施形態における図3(f)の工程において、真空ろう付けを行う際の仮組品の天地方向が逆になる場合、本実施形態のようにろう材130、131、132を配置する。
In the step of FIG. 3F in the first embodiment, when the vertical direction of the temporary assembly when performing vacuum brazing is reversed, the
すなわち、図5に示すように、シース管40と保護パイプ20とを接合するために、シース管40に形成した環状の逃がし部42にコイル状のろう材130を配置する。発熱体30と中軸50とを保持固定するために、中軸50の凹部51に板状のろう材131を配置する。保護パイプ20と発熱体30とを保持固定するために、保護パイプ20における燃焼室側の端部にリング状のろう材132を配置する。このようにろう材130、131、132を配置した後、1回の真空ろう付けで各部を接合する。
That is, as shown in FIG. 5, in order to join the
そして、本実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 In this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態のグロープラグG1に燃焼圧センサ200を付加したものである。図6は第3実施形態に係るグロープラグG1の全体構成を示す断面図、図7は図6における燃焼圧センサ200の近傍を拡大して示す断面図である。なお、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a
本実施形態のグロープラグG1は、図6に示すように、ハウジング10における六角部14の内側に、エンジンの燃焼圧が中軸50等を介して伝達されて燃焼圧を検出する燃焼圧センサ200が収納されている。燃焼圧センサ200は、固定ナット74を締め付けることにより、絶縁ブッシュ73とハウジング10との間に固定保持されるとともに、圧電素子201に予荷重が負荷される。
As shown in FIG. 6, the glow plug G1 of the present embodiment includes a
燃焼圧センサ200は、図7に示すように、チタン酸鉛或るいはチタン酸ジルコン酸鉛からなる円環状の圧電素子201が、円環状の電極202を挟んで2枚配置されるとともに電気的に並列結合されている。これらの圧電素子201および電極202は、共に導電性金属にて略円環状に形成されたセンサハウジング203と台座204とに挟まれている。
As shown in FIG. 7, in the
燃焼圧センサ200の信号を取り出すシールド用電線205は、その芯線が電極202に接続され、また、芯線とは絶縁されたシールド線が、センサハウジング203に接続されてボディーアースされている。シールド用電線205は、センサハウジング203および絶縁ブッシュ73に形成された穴を貫通している。
The shielded
センサハウジング203の穴内周面とシールド用電線205との間には、Oリング206が配置され、センサハウジング203の外周面とハウジング10における六角部14の内周面との間には、Oリング207が配置され、センサハウジング203の内周面とスクリューピン70の外周面との間には、円筒リング208が配置されている。
An O-
ここで、Oリング206、207は、防水・気密性確保を目的としたものであり、円筒リング208は、スクリューピン70の振動抑制と防水・気密性確保とを目的としたものである。Oリング206、207と円筒リング208は、シリコンゴム・フッ素ゴム・EPDM・NBR・H−NBR等からなる。
Here, the O-
上記構成になるグロープラグG1は、エンジンの燃焼室内で発生した燃焼圧が、発熱体30、中軸50、スクリューピン70、固定ナット74、絶縁ブッシュ73等を介して燃焼圧センサ200に伝達される。
In the glow plug G1 configured as described above, the combustion pressure generated in the combustion chamber of the engine is transmitted to the
この結果、固定ナット74にて圧電素子201に予め負荷されている予荷重が緩和される。圧電素子201に負荷される荷重状態が変化するために、圧電特性に伴って出力される電気信号としての発生電荷が変化し、その電気信号はシールド用電線205を介して図示しないECUに出力される。
As a result, the preload preliminarily applied to the
本実施形態では、中軸50は、絶縁層60、シース管40、および保護パイプ20を介してハウジング10に保持固定される。すなわち、従来のガラス溶着やハウジング10のかしめを行うことなく、中軸50をハウジング10に回動不能に保持固定することができる。したがって、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the
また、ハウジング10をかしめることなく中軸50を保持固定できるため、かしめしろが確保できない形状のハウジングのグロープラグに有効である。さらに、ハウジング10の雄ネジ13をハウジング先端部側(燃焼室に近い側)に設けることができる。さらにまた、ハウジングのかしめしろが不要であるため、グロープラグの長さの制約をなくすことができる。
Further, since the
また、ハウジング10と保護パイプ20は、保護パイプ20とシース管40との接合部よりも燃焼室側にて接合されているため、燃焼圧センサ200の感度がアップする。
Further, since the
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態は、ハウジング10と保護パイプ20との接合位置が第1実施形態と異なっている。図8は第4実施形態に係るグロープラグG1の要部の構成を示す断面図である。なお、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the joining position of the
図8に示すように、シース管40と保護パイプ20は、第1実施形態と同様にシース管40の細径部41と保護パイプ20の大径穴22との嵌合部にて接合されている。ここで、シース管40の細径部41の内部まで絶縁層60が形成されており、これにより、シース管40の細径部41は剛性が高くなっている。
As shown in FIG. 8, the
ハウジング10の内周面において、シース管40と保護パイプ20との接合部の外周側に、細径部15が形成されている。また、保護パイプ20の大径部23は、長手方向中間部から他端まで延びている。そして、ハウジング10と保護パイプ20は、ハウジング10の細径部15と保護パイプ20の大径部23との嵌合部にて、例えば銀−銅ろう付けにて接合されている。
A
換言すると、シース管40と保護パイプ20との接合部、ハウジング10と保護パイプ20との接合部、および絶縁層60は、径方向に重なる位置にある。
In other words, the joint portion between the
このように、絶縁材が充填されて剛性が高くなったシース管40に保護パイプ20を接合し、その接合部の外周側にてハウジング10と保護パイプ20を接合することにより、発熱体30等から構成される中軸組付体のハウジング10への保持強度を維持することができる。
In this way, the
なお、本実施形態では、発熱体30を保持する保護パイプ20の小径穴21の位置が、ハウジング10と保護パイプ20との接合部に対して径方向に重なっていないため、ハウジング10と保護パイプ20を圧入にて接合しても、その圧入による発熱体30の応力増加はほとんどない。
In the present embodiment, the position of the small-
したがって、ハウジング10と保護パイプ20は、圧入にて接合しても良い。この場合は、まず、中軸組付体と、予めメッキを施したハウジング10を用意する。用意される中軸組付体における保護パイプ20の大径部23の外径は、ハウジング10の細径部15の内径よりもやや大きく、例えば+60〜+140μmの寸法差を有したものとする。
Therefore, the
そして、中軸組付体における保護パイプ20をハウジング10へ例えば長さ10mm嵌合圧入し、ハウジング10と保護パイプ20とを相互の弾性力で固着して密閉する。この圧入によって、ハウジング10と保護パイプ20との引抜き強度、すなわち保持力は4kN以上確保され、ハウジング10と保護パイプ20とが接合、一体化される。
Then, the
このように、ハウジング10と保護パイプ20を圧入にて接合する場合、ろう付けにて接合する場合と比較して、下記のような利点がある。
As described above, when the
まず、ハウジング10への熱影響を排除する事により、材料強度の低下が阻止できる。これにより、グロープラグG1をエンジンに装着する時のハウジング10の座屈・変形が排除され、特に発熱体30の振れ発生への関与がなくなるため、脱着時の発熱体30の折損がなくなり、品質向上につながる。
First, by eliminating the influence of heat on the
また、圧入方式では、予めハウジング10を単体でメッキするため、製造中においてはハウジング10内部へのメッキ液浸入は皆無となる。これにより、ろう付け方式で実施されていた、ろう付け後のフラックス及び酸化膜の除去、或いはメッキ処理時の防水対策、組付け後の絶縁検査等の工程の大幅削減が可能となり、組付け工程の簡素化と製造コスト削減が実現できる。
Further, in the press-fitting method, since the
ところで、図9は第4実施形態の第1変形例を示すもので、ハウジング10の細径部15が、第4実施形態よりもハウジング10の一端11に近い位置に設けられ、シース管40と保護パイプ20との接合部、およびハウジング10と保護パイプ20との接合部が、ハウジング10の一端11に近い位置に移動されている。
FIG. 9 shows a first modification of the fourth embodiment. The
このように、接合部の位置を変更することで、同一寸法の発熱体30でも突出し量xが調整可能となる。これにより、従来のように突出し量xが異なるエンジン毎に素子長さyの異なる発熱体30を品揃えする必要がなくなり、1種類の発熱体30で共通化を図ることが出来るため、製造コストを大幅に削減できる。
In this way, by changing the position of the joint portion, the protrusion amount x can be adjusted even with the
また、図10は第4実施形態の第2変形例を示すもので、第4実施形態よりも素子長さyが短い発熱体30を用いている。このように、素子長さyが短い発熱体30と組み合わせれば、突出し量xの調整範囲がさらに拡大でき、現在主流となりつつある直噴化ディーゼルエンジンの全てに対応できる。
FIG. 10 shows a second modification of the fourth embodiment, and uses a
なお、第4実施形態は、燃焼圧センサ200(図6参照)を有するグロープラグG1にも適用することができる。 The fourth embodiment can also be applied to a glow plug G1 having a combustion pressure sensor 200 (see FIG. 6).
10…ハウジング、20…保護パイプ、30…発熱体、40…シース管、50…中軸。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ハウジング(10)の一端側に挿入固定された保護パイプ(20)と、
前記保護パイプ(20)に挿入されるとともに、通電により発熱するセラミック製の発熱体(30)と、
前記ハウジング(10)の他端側に挿入されるとともに、前記発熱体(30)と電気的に接続された中軸(50)とを備えるグロープラグにおいて、
前記中軸(50)が挿入されて前記中軸(50)を保持するシース管(40)を備え、
前記保護パイプ(20)の端部に穴(22)が形成され、この穴(22)に前記シース管(40)が挿入されて、前記保護パイプ(20)と前記シース管(40)とが接合されていることを特徴とするグロープラグ。 A cylindrical housing (10) attached to the engine such that one end side is located on the combustion chamber side of the engine;
A protective pipe (20) inserted and fixed to one end of the housing (10);
A ceramic heating element (30) inserted into the protective pipe (20) and generating heat when energized;
In a glow plug that is inserted into the other end of the housing (10) and includes a middle shaft (50) electrically connected to the heating element (30),
A sheath tube (40) in which the middle shaft (50) is inserted to hold the middle shaft (50);
A hole (22) is formed at the end of the protective pipe (20), and the sheath pipe (40) is inserted into the hole (22), so that the protective pipe (20) and the sheath pipe (40) are connected. Glow plug characterized by being joined.
前記ハウジング(10)と前記保護パイプ(20)との接合部、および前記保護パイプ(20)と前記シース管(40)との接合部が、径方向に重なる位置であることを特徴とする請求項1または2に記載のグロープラグ。 An insulating material is filled between the sheath tube (40) and the middle shaft (50) to form an insulating layer (60),
The joint portion between the housing (10) and the protective pipe (20) and the joint portion between the protective pipe (20) and the sheath tube (40) are positions that overlap in the radial direction. Item 3. A glow plug according to item 1 or 2.
前記ハウジング(10)の一端側に挿入固定された保護パイプ(20)と、
前記保護パイプ(20)に挿入されるとともに、通電により発熱するセラミック製の発熱体(30)と、
前記ハウジング(10)の他端側に挿入されるとともに、一端側にて前記発熱体(30)と電気的に接続された中軸(50)と、
前記中軸(50)の他端側に配置され、前記エンジンの燃焼圧が前記中軸(50)を介して伝達されて前記燃焼圧を検出する燃焼圧センサ(200)とを備えるグロープラグにおいて、
前記中軸(50)が挿入されて前記中軸(50)を保持するシース管(40)を備え、
前記保護パイプ(20)の端部に穴(22)が形成され、この穴(22)に前記シース管(40)が挿入されて、前記保護パイプ(20)と前記シース管(40)とが接合されていることを特徴とするグロープラグ。 A cylindrical housing (10) attached to the engine such that one end side is located on the combustion chamber side of the engine;
A protective pipe (20) inserted and fixed to one end of the housing (10);
A ceramic heating element (30) inserted into the protective pipe (20) and generating heat when energized;
A middle shaft (50) inserted into the other end of the housing (10) and electrically connected to the heating element (30) at one end;
In a glow plug comprising a combustion pressure sensor (200) disposed on the other end side of the middle shaft (50) and detecting the combustion pressure when the combustion pressure of the engine is transmitted through the middle shaft (50).
A sheath tube (40) in which the middle shaft (50) is inserted to hold the middle shaft (50);
A hole (22) is formed at the end of the protective pipe (20), and the sheath pipe (40) is inserted into the hole (22), so that the protective pipe (20) and the sheath pipe (40) are connected. Glow plug characterized by being joined.
前記ハウジング(10)と前記保護パイプ(20)との接合部、および前記保護パイプ(20)と前記シース管(40)との接合部が、径方向に重なる位置であることを特徴とする請求項5または6に記載のグロープラグ。
An insulating material is filled between the sheath tube (40) and the middle shaft (50) to form an insulating layer (60),
The joint portion between the housing (10) and the protective pipe (20) and the joint portion between the protective pipe (20) and the sheath tube (40) are positions that overlap in the radial direction. Item 7. The glow plug according to Item 5 or 6.
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