JPH025270Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案はデイーゼルエンジンの副燃焼室または
燃焼室内を予熱するために用いられるグロープラ
グに関し、特に発熱体としてセラミツクヒータを
用いてなるデイーゼルエンジン用グロープラグの
改良に関する。

〔従来技術〕

一般に、デイーゼルエンジンは低温時の始動性
が悪いため、副燃焼室または燃焼室内にグロープ
ラグを設置し、これに電流を流して発熱させるこ
とにより、吸気温度を上昇させあるいは着火源と
してエンジンの始動性を向上させる方法が採用さ
れている。そして、この種のグロープラグとし
て、耐熱金属製のシース内に耐熱絶縁粉末を充填
してコイル状の発熱線を埋設してなる、いわゆる
シース型グロープラグと呼ばれる構造のものや、
抵抗体をセラミツク材などに埋設してなる棒状ヒ
ータを用いたセラミツクヒータ型のもの等、種々
構造のものが知られており、特に後者のセラミツ
クヒータ型のものはシース型に比べ熱伝達効率の
面で優れ、速熱型としてその性能を発揮し得るこ
とから、近年注目されている。

その一例を第４図に示す従来例を用いて簡単に
説明すると、図中符号１で示すグロープラグは、
通電により先端側が発熱体として機能する抵抗体
（第２図参照）をその内部に埋設した状態で全体
が耐熱絶縁性をもつセラミツク材にて形成された
棒状セラミツクヒータ２と、このセラミツクヒー
タ２を先端において保持する略管状を呈する金属
製ホルダ３とを備え、このホルダ３後端部には合
成樹脂材などからなる絶縁ブツシユ４を介して外
部接続端子５が同心状に嵌合保持され、またこの
外部接続端子５は前記ヒータ１２の後端部とフレ
キシブルワイヤ等の金属導線６を介して接続され
ている。

ここで、上述したセラミツクヒータ２は、周知
の通り断面が略楕円形状を呈し、上述した抵抗体
を型内に保持した状態で充填されるセラミツク粉
体を加圧焼成する等によつて成形されるもので、
この場合その断面を略楕円形状にしたのは円形に
比べセラミツク材の密度を向上させ、その耐熱強
度や熱伝導率等をより効果的とするためである。
そして、このセラミツクヒータ２の材質として
は、高温状態（1700℃程度まで）でも性能的に安
定しており、絶縁性、耐熱衝撃性などに優れてな
る、いわゆるフアインセラミツクスと言われてい
るシリコン系等の非酸化物、たとえばシリコン系
窒化物などが好ましいものである。

また、図中２ａ，２ｂはセラミツクヒータ２の
軸線方向中央部外周と後端部外周および端面に形
成された金属コーテイング層で、これらはそれぞ
れヒータ２内に埋設された抵抗体の両端にリード
部を介して接続されている。すなわち、セラミツ
クヒータ２は、一般に金属材と接合するうえで若
干問題を生じるため、上述した金属コーテイング
層２ａ，２ｂを予めセラミツク材の表面に形成し
て、金属材の密着性を確保し、その接合強度を確
実なものとするものである。そして、上述したヒ
ータ２中央部の金属コーテイング層２ａにはその
外周に嵌装して固着された補強用の金属製パイプ
７が接続され、これを介してホルダ３側に接続さ
れており、一方後端側にはターミナルキヤツプ８
が被冠されて前記導線６との接続がなされてい
る。この場合、前記金属製パイプ７は、ヒータ２
をホルダ３の先端部に保持させるための補強部材
となるものであり、その内部の貫通孔はヒータ２
の断面形状に合せて形成され、ヒータ２およびホ
ルダ３に対してそれぞれ銀ろう付けなどにより固
着されている。また、ターミナルキヤツプ８も同
様にヒータ２の断面形状に合せて形成され、前記
導線６が溶接などにより接続された状態で銀ろう
付けなどにより固着されている。

一方、前記外部接続端子５後端側に形成された
ねじ部には、絶縁リング９ａおよびその固定用ナ
ツト９ｂ、スプリングワツシヤ９ｃ、ワツシヤ９
ｄ、さらには外部リード締付け用のナツト９ｅな
どが螺合して設けられ、図示せぬバツテリからの
リード線などをワツシヤ９ｄとナツト９ｅとの間
で挟みナツト９ｅを締付けることによりこの外部
接続端子５はバツテリ端子に電気的に接続され
る。そして、前記ホルダ３外周部に形成されたね
じ部３ａをエンジンのシリンダヘツドに形成され
たねじ孔に螺合させることによつて、このホルダ
３を介してセラミツクヒータ２内の抵抗体は電気
的にアース接続されると同時に、このセラミツク
ヒータ２の先端は副燃焼室または燃焼室内に突出
して配置され、通電により赤熱化されるものであ
る。

特に、上述したセラミツクヒータ２によれば、
発熱体となる抵抗体がセラミツク材による本体部
内に直接埋設されているため、従来のシース型に
比べ速熱型としてその効果を発揮させ得るもので
ある。そして、このようなヒータ２では、その先
端部分の迅速な赤熱化が可能であることから、エ
ンジンの始動性を大幅に向上させ、しかもその出
力を適切かつ良好なものとし得るものである。

なお、図中４ａはホルダ３後端で外部接続端子
５を保持する絶縁ブツシユ４外周に嵌装されその
組付時にかしめられるホルダ３後端部による高加
圧力にてその軸線方向に座屈変形し絶縁ブツシユ
４をホルダ３側に所要の機械的強度をもつて一体
化し温度影響を受けにくい構造とするための金属
管で、これは従来一般的な樹脂製絶縁ブツシユ４
において問題とされる外部の温度変化による膨
張、収縮によつて生じるホルダ３に対する緩みを
防止するためである。勿論、上述した絶縁ブツシ
ユ４は外部接続端子５に対し一体的に形成され、
回転方向へのねじり等に対する接合強度を確保し
得るようにされている。

また、上述したセラミツク材によるヒータ２に
対し外部接続端子５を金属導線６にて接続したの
は、外部接続端子５に加わる種々の振動や締付け
トルク等の機械的外力からヒータ２を強度的に保
護するためで、この導線６の材料としてはある程
度の柔軟性をもつものを用いるとよいものであ
る。ここで、図中６ａは導線６に被覆された耐熱
絶縁チユーブである。

ところで、上述した構成による従来のセラミツ
クヒータ型グロープラグ１において、そのセラミ
ツクヒータ２は、通常、金属製パイプ７、および
金属導線６を有するターミナルキヤツプ８と共に
サブアツセンブリとして予め組立てられた状態で
前記ホルダ３に対し組付けられるものであるが、
この組立時において金属製パイプ７をホルダ３先
端部に銀ろう付け等にて溶着固定する場合に、若
干の問題を生じている。すなわち、第４図に示さ
れるように、金属製パイプ７は、その軸線方向に
沿つてホルダ３内に嵌入された部分がホルダ３の
内周面と銀ろう付けされるものであるが、このろ
う付け時においてこの部分を全体にわたりホルダ
３の外側からたとえば高周波加熱コイル等で約
700℃程度にて加熱する必要があるものである。
しかしながら、このような加熱を行なうと、その
熱影響が前記金属製パイプ７とセラミツクヒータ
２とのろう付けによる接合部分に悪影響を与えて
その接合状態を維持し得ない虞れがあり、またそ
の熱影響によりヒータ部分に割れ等が生じ、その
性能劣化を招くといつた問題もあり、このような
問題を生じないようにするために、その作業に充
分な注意を払うとともに、その品質管理を厳密に
行なわなければならないといつた組立作業上の欠
点があつた。

さらに、上述したセラミツクヒータ２を保持す
る金属製パイプ７とホルダ３とを銀ろう付けする
には、その接合部分にフラツクスを塗布すること
が必要で、その作業が面倒であるばかりでなく、
特に上述した金属製パイプ７の長さが短いもので
はその作業が煩雑で、上述した金属製パイプ７を
ホルダ３に対し簡単かつ確実に溶着して固定する
ことのできる何らかの対策を講じることが望まれ
ている。

〔考案の概要〕

本考案は上述した事情に鑑みてなされたもので
あり、抵抗体をその内部に埋設してなる棒状のセ
ラミツクヒータの軸線方向中央部に嵌装され中空
状ホルダ先端に保持される金属製パイプの外周部
にフランジを設け、かつこのフランジを前記ホル
ダ先端に係止させた状態で、その接合部分を溶着
固定するという簡単な構成によつて、その接合方
法を適宜選択し、従来問題とされていた金属製パ
イプのホルダに対する溶着時における金属製パイ
プとセラミツクヒータとの接合部やセラミツクヒ
ータ自身への熱影響を必要最小限とすることがで
き、これによりグロープラグとしての性能品質の
安定化を図り、また各構成部品、特にヒータ部分
での割れや劣化等を防ぎ、耐久性を向上させるこ
とができ、しかも全体の構造が簡単でその組立性
の面で優れてなる安価なデイーゼルエンジン用グ
ロープラグを提供するものである。

〔実施例〕

以下、本考案を図面に示した実施例を用いて詳
細に説明する。

第１図および第２図は本考案に係るデイーゼル
エンジン用グロープラグの一実施例を示すもので
あり、これらの図において前述した第４図と同一
または相当する部分には同一番号を付してその説
明は省略する。

さて、本考案によれば、セラミツクヒータ２を
用いてなるグロープラグ１において、抵抗体１０
およびこれに連設されたリード部１０ａ，１０ｂ
（第２図参照）を埋設してなる棒状セラミツクヒ
ータ２の軸線方向中央部に嵌装されてホルダ３の
先端部に保持される金属製パイプ７に対し、その
外周部中央で先端寄りの部分にフランジ１１を設
け、かつこのフランジ１１を前記ホルダ３の先端
部端面に外側から係止させた状態で、その接合部
分を前記ホルダ３に対し、たとえばスポツトろう
付け、プラズマ溶接、電子ビーム溶接、レーザ溶
接などにより溶着固定するようにしたところに特
徴を有している。

すなわち、本考案によれば、上述したような金
属製パイプ７のフランジ１１とホルダ３の先端部
端面とを接合させることにより、金属製パイプ７
とホルダ３とを固着させるような構成とすること
により、これらの溶着作業を簡単かつ適切に行な
えるようにするとともに、上述した接合方法では
その接合時に局部的な加熱にて確実な接合状態が
得られるため、従来のような接合時における熱影
響が金属製パイプ７とセラミツクヒータ２との接
合部やセラミツクヒータ２自身に悪影響を及ぼす
といつた問題を生じることはなくなり、グロープ
ラグ１としての性能品質の安定化と耐久性の向上
化とを図るうえでその効果は大きい。

そして、上述したスポツトろう付け、プラズマ
溶接、電子ビーム溶接、レーザ溶接などによる接
合方法では、従来のように金属製パイプ７の外周
部とホルダ３の先端内周部とを銀ろう付け等によ
り固着する場合に必要であつたフラツクスの塗布
作業が不要で、その作業が簡単となるといつた利
点がある。なお、このようなフラツクスを使用し
ない接合方法では、このフラツクスが他の部分を
侵すことがないため、性能品質や耐久性を向上さ
せ得るものである。

ここで、上述したように金属製パイプ７の外周
部にフランジ１１を設けてなる構成では、この金
属製パイプ７を含めたセラミツクヒータ２のサブ
アツセンブリをホルダ３に対し組込むにあたつ
て、従来のように外部接続端子５と導線６等と共
にアツセンブリ化してホルダ３の後端部から差込
むことはできないもので、このためこのセラミツ
クヒータ２によるサブアツセンブリはホルダ３の
先端側から、一方外部接続端子５はホルダ３の後
端部からそれぞれ差込んで組付けることが必要と
される。したがつて、本実施例によれば、上述し
たようにホルダ３の両端側から組込まれるセラミ
ツクヒータ２側の導線６と外部接続端子５とを、
第１図に示すように、外部接続端子５の内方端か
ら軸線方向に沿つて穿けられた縦孔１２と、その
終端部側でこれと直交する方向から穿設された横
孔１３とを利用して接続するような構成としてい
る。すなわち、上述した横孔１３は、図示するよ
うに、外部接続端子５のホルダ３への組付け時に
おいて、ホルダ３の外部に露呈する位置に形成さ
れているものであり、したがつて前記縦孔１２に
対し前記導線６の先端を差込んでこの横孔１３位
置まで挿入し、横孔１３からスポツト溶接等にて
導線を外部接続端子５に固着させるようにすれば
よいものである。

そして、このような接続方法を採用すると、上
述したセラミツクヒータ２側の金属製パイプ７と
ホルダ３との接合を、たとえば炉内ろう付け等に
て行なうことも可能で、その接合強度をより一層
強固にするうえでその利点は大きい。すなわち、
ホルダ３の後端部に外部接続端子５を保持させる
絶縁ブツシユ４は、その耐熱強度の面で若干の問
題があり、これを組付けた状態では上述した炉内
ろう付けはあまり好ましいものではないが、上述
した方法ではそのろう付け後に絶縁ブツシユ４を
組付けるため、何ら支障ないものである。

なお、本考案は上述した実施例構造に限定され
ず、各部の形状、構造等を、適宜変形、変更する
ことは自由である。たとえば上述した実施例にお
いては、セラミツクヒータ２と外部接続端子５と
を、ホルダ３内に対し逆方向から組付ける場合を
説明したが、本考案はこれに限定されず、第３図
に示すように、外部接続端子５の内方端側に膨出
部１４およびこれに連続する回り止め部１５を設
け、かつこの回り止め部１５に対し、絶縁ブツシ
ユ４を嵌装してこれをナツト９ｂにて固定し、ホ
ルダ３にこの外部接続端子５を保持させるように
してもよいことは、容易に理解されよう。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案に係るデイーゼル
エンジン用グロープラグによれば、抵抗体をその
内部に埋設してなる棒状のセラミツクヒータの軸
線方向中央部に嵌装され中空状ホルダ先端に保持
される金属製パイプの外周部にフランジを設け、
かつこのフランジを前記ホルダ先端に係止させた
状態で、その接合部分を溶着固定するようにした
ので、簡単かつ安価な構成にもかかわらず、適宜
の接合方法を採用することによつて従来問題とさ
れていた金属製パイプのホルダに対する溶着時に
おける金属製パイプとセラミツクヒータとの接合
部やセラミツクヒータ自身への熱影響を必要最小
限と、これによりグロープラグとしての性能品質
の安定化を図り、また各構成部品、特にヒータ部
分での割れや劣化等を防ぎ、耐久性を向上させる
ことができ、しかも全体の構造が簡単でその組立
性の面で優れてなる等といつた実用上種々優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るデイーゼルエンジン用グ
ロープラグの一実施例を示す縦断側面図、第２図
はその要部とするセラミツクヒータを保持する金
属製パイプとホルダ先端部との接合状態を拡大し
て示す要部拡大断面図、第３図は本考案の別の実
施例を示す縦断側面図、第４図は従来例を説明す
るための縦断側面図である。 １……デイーゼルエンジン用グロープラグ、２
……セラミツクヒータ、３……中空状ホルダ、５
……外部接続端子、６……金属導線、７……金属
製パイプ、８……ターミナルキヤツプ、１０……
抵抗体、１１……フランジ、１２……縦孔、１３
……横孔、１４……膨出部、１５……回り止め
部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 抵抗体を埋設してなる棒状セラミツクヒータの
   軸線方向中央部に嵌装され中空状ホルダの先端部
   に保持される金属製パイプとを備え、この金属製
   パイプはその外周部の一部にフランジを有し、か
   つこのフランジが前記ホルダ先端に係止された状
   態で、その接合部が前記ホルダに対し溶着固定さ
   れていることを特徴とするデイーゼルエンジン用
   グロープラグ。