JPH0311574Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 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。

〔従来の技術〕

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
とで、吸気温度を上昇させあるいは着火源として
用い、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、近年この種のグロープラグ
として、たとえば特開昭57−41523号公報等によ
り、タングステン等の発熱線を窒化ケイ素等によ
る絶縁性セラミツク材中に埋設した棒状ヒータを
用いてなるセラミツクヒータ型のものが提案され
ており、従来一般的であつたシース型に比べ、熱
伝達効率を向上させ得るとともに発熱特性の面で
も優れ、しかも加熱時に短時間で赤熱して温度立
上り特性を大幅に向上させ、速熱型としての性能
を発揮させ得ることから、注目を集めている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、上述した従来のセラミツクヒータ型
グロープラグにあつては、そのセラミツクヒータ
内に埋設されている抵抗体の一端をホルダを介し
てアース接続するために、このホルダ先端部にお
いてこのヒータを保持する金属製パイプを利用す
ることが一般に行なわれているが、この場合に若
干の問題を生じている。すなわち、これらセラミ
ツクヒータと金属製パイプとは、その熱膨張係数
が異なつていることから、ヒータの発熱時やこの
ヒータを保持する金属製パイプとホルダとのろう
付け時等において、これら両者間のろう付けによ
り接合部分に接合離れが生じ隙間ができて、ろう
付け部分が剥がれ、その結果電気的接続において
接触不良を生じるばかりでなく、機械的強度も維
持し得なくなるといつた問題を招く虞れがあり、
グロープラグとしての機能を発揮し得なくなるも
のであつた。

これを詳述すると、この種のグロープラグにお
いて、その発熱時にはヒータ先端部はかなりの温
度まで加熱されるものであり、その熱影響により
ヒータを保持する金属製パイプおよび金属製ホル
ダはセラミツクヒータよりも大きく熱膨張され、
その結果電気的接続をも兼ねる金属製パイプの内
周部がヒータの外周部から離間して隙間を生じ、
ろう付け部分が剥がれて接触不良を招く虞れがあ
つた。また、このヒータを保持する金属製パイプ
とホルダとをろう付けする場合の熱影響によつて
も、同様の問題を生じるものであつた。

さらに、上述した従来のグロープラグでは、セ
ラミツクヒータ内に埋設されている抵抗体のアー
ス側リード端を、金属製パイプが銀ろう付けされ
る部分に露呈させていることから、上述したよう
にヒータと金属製パイプとの間に隙間が生じる
と、外部から水分が毛細管現象にて浸入し、この
部分の接合強度や導電性を維持し得ないばかりで
なく、ヒータ内に埋設されている抵抗体に対し、
そのリード端から抵抗体をつたわつてヒータ内に
も浸入する虞れもあり、その性能劣化を生じる場
合があつた。すなわち、上述したように水分がヒ
ータ浸入した状態で、ヒータに通電してこれを急
速加熱させると、ヒータ内の水分が気化して膨張
し、このヒータが破損してしまう等といつた問題
を招く虞れがあつた。このため、本出願人は、先
に実開昭60−12063号公報等により、ホルダ内に
臨むヒータ棒の後端寄りの部分に抵抗体の一端を
露呈させるとともに、この部分にヒータ棒の断面
形状に合わせて形成されたターミナルリングを嵌
装して設け、その一部をヒータ棒をホルダ先端部
で保持する金属製パイプの内方端部分に接続片ま
たはリードにて接続するようにした構成によるも
のを提案している。しかしながら、このような構
成では、ヒータ棒に電気的接続が可能な状態で嵌
装させるターミナルリングの加工が、ヒータ棒の
断面形状等によつて面倒かつ煩雑であるばかりで
なく、このターミナルリングの金属製パイプ側へ
の接続が接続片やリード先端による点接触であ
り、電気的接続の確実性に欠け、しかもその接続
作業も面倒である等の実用面からの不具合を生じ
てしまうもので、このような点を考慮し上述した
問題点を一掃し得る何らかの対策を講じることが
必要とされている。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案に係るデイーゼルエンジン用グロープラ
グは、ホルダ先端部に金属製パイプを介して保持
されている棒状セラミツクヒータ内に埋設された
抵抗体の一端を、金属製パイプにより保持される
部分よりも後端寄りの外周部分に露呈させるとと
もに、この露呈部分を周方向の少なくとも二個所
で把持するように湾曲して巻き付けられる把持部
とこの把持部に腕部を介して連設されかつ金属製
パイプ内方端に面接触状態で接合されるように略
円板状に形成されるとともにその中央部分にヒー
タを遊嵌状態で貫通させる内孔部が穿設されてい
る基端部とからなり金属薄板により折曲げ形成さ
れる電極金具を設けたものである。

〔作用〕

本考案によれば、セラミツクヒータ内の抵抗体
リード端が金属製パイプとの接合部分よりも熱影
響の小さいホルダ内側にずれて露呈されかつこの
露呈部分が前記金属製パイプの内方端に強固に接
合固定されている電極金具の把持部で確実に把持
されて接続されるため、従来のような金属製パイ
プとセラミツクヒータとの熱膨張係数の差から生
じる電気的、機械的接続における問題点を一掃し
得るとともに、電極金具は金属薄板をプレス成形
することで簡単かつ安価に成形され、量産性の面
で優れているものである。

〔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図ないし第５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、まず、全体を符号１
で示すデイーゼルエンジン用グロープラグの概略
構成を、第５図を用いて簡単に説明すると、この
グロープラグ１は、通電により先端側が発熱体と
して機能する抵抗体（第１図中符号１０で示す）
およびその両端に接続された別の抵抗体である一
対のリード体（第１図中１１ａ，１１ｂ）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２の後端部から延設されたフレキシブルワ
イヤ等の金属導線６がその先端にスポツト溶接等
で固着されることにより接続されている。

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
１０，１１ａ，１１ｂ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。

また、図中２ａ，２ｂ，２ｃはセラミツクヒー
タ２の軸線方向中央部外周、その後端寄り部分の
外周、後端部外周および端面にそれぞれ形成され
ている金属コーテイング層で、これら金属コーテ
イング層のうち、後端側二個所の金属コーテイン
グ層２ｂ，２ｃはそれぞれヒータ２内に埋設され
た抵抗体の両端に前記一対のリード体１１ａ，１
１ｂを介して接続されている。すなわち、上述し
たセラミツクヒータ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，２ｃを予めセラミツク
材の表面に形成して、金属材との密着性を確保
し、その接合強度を確実なものとするものであ
る。そして、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側に接続されている。また、後端寄りの金属
コーテイング層２ｂは金属製パイプ７の内方端に
接合される後述する電極金具２０の把持部２１に
より把持されることで金属製パイプ７側に接続さ
れる一方、後端部側２ｃ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。

なお、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。また、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ある。さらに、上述し
たセラミツクヒータ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の材料してはある程度の柔軟性をもつものを用
いるとよい。

さて、本考案によれば、上述した構成によるセ
ラミツクヒータ型のグロープラグ１において、抵
抗体１０，１１ａ，１１ｂを埋設してなる棒状セ
ラミツクヒータ２における一方（アース側）のリ
ード体１１ａを、金属製パイプ７により保持され
る軸線方向中央部分よりも後端寄りの外周部分に
露呈させて前記金属コーテイング層２ｂに接続す
るとともに、この露呈部分（金属コーテイング層
２ｂ）を周方向の少なくとも二個所で把持するよ
うに湾曲して巻き付けられる把持部２１とこの把
持部２１に腕部２２を介して連設されかつ金属製
パイプ７の内方端７ａに面接触状態で銀ろう付け
により接合されるように略円板状に形成されると
ともにその中央部分にヒータ２を遊嵌状態で貫通
させる内孔部２３ａが穿設されている基端部２３
とからなりプレス成形された金属薄板（第３図お
よび第４図参照）により折曲げ形成される電極金
具２０を設けたところに特徴を有している。

すなわち、本考案によれば、従来このヒータ２
の中央部を保持する金属製パイプ７を利用してこ
のヒータ２をホルダ３側にアース接続することに
より金属製パイプ７が熱膨張してヒータ２との間
で接触不良を生じる等といつた問題を解消するた
めに、このヒータ２からのアース取出し部を、ヒ
ータ２の自己発熱の大きな先端部から離間させる
とともに、金属製パイプ７とホルダ３との接合部
分からも離間させるように、ヒータ２の後端寄り
の部分にずらして位置させ、電極金具２０による
間接接続状態としたものである。

そして、このような構成とすれば、ヒータ２の
発熱時やこのヒータ２に予め固着された金属製パ
イプ７をホルダ３側に組付ける際のろう付け加熱
時に、その熱影響により金属製パイプ７が熱膨張
したとしても、その熱影響は前記電極金具２０部
分には及ばず、またこの電極金具２０のヒータ２
に対する接続状態も、把持部２１と金具基端部２
３とを連結する腕部２２の弾性変位により適切か
つ確実に吸収し得るもので、これによりヒータ２
からホルダ３へのアース接続を簡単かつ適切に行
なえるものである。さらに、このような構成で
は、ヒータ２内のリード体１１ａ露呈部分が、金
属製パイプ７部分ではないので従来のような抵抗
体をつたつての水分のヒータ２内への浸入を招く
虞れもなく、その利点は明らかであろう。

ここで、前記電極金具２０は、第２図ないし第
４図から明らかなように、全体が導電性を有する
金属材料による金属薄板をプレス成形しかつ所望
の状態に折曲げ成形することで簡単かつ適切に形
成されるものであつて、その基端部２３は前記金
属製パイプ７の端面形状に合せて形成され、ヒー
タ２を遊嵌状態で貫通させる内孔部２３ａを有し
ているとともに、その周縁の一部から腕部２２を
介して一連に形成された把持部２１を備えてい
る。そして、この把持部２１が前記ヒータ２の後
端寄りの外周部分に形成されている金属コーテイ
ング層２ｂ部分に対し湾曲して折曲げられて巻付
けられることでこのヒータ２を確実に把持し、か
つ少なくともその両端の導電部２１ａ，２１ｂを
銀ろう付けにより固着することで、電気的接続状
態を確実なものとしている。

なお、図中２４は腕部２５を介して前記把持部
２１と反対側に延設されたかしめ部で、このかし
め部２４は、前記ヒータ２を把持した把持部２１
の少なくとも両端部分２１ａ，２１ｂを、その外
側から重ね合わせた状態で両端の湾曲部分２４
ａ，２４ｂで把持し、この電極金具２０を金属製
パイプ７やヒータ２側に銀ろう付けする際の熱影
響による把持部２１の変形を防止し得るような構
成とされている。また、図中２６は前記把持部２
１の導電部２１ａ，２１ｂ側部から折曲げ成形さ
れたガイド突片で、この電極金具２０の装着時に
おいて把持部２１に対するかしめ部２４の組付け
を簡単かつ適切に行なえるようにするためのもの
である。

そして、このような構成による電極金具２０
は、金属薄板をプレス成形して折曲げるだけで、
簡単かつ適切に形成されるものであり、電気的接
続状態を確実に得られるにもかかわらず、量産性
に優れ、コスト的に安価である等といつた実用上
での利点は大きいものである。また、このような
金属薄板による電極金具２０によれば、ヒータ２
のセラミツク面に良好に密着してろう付けされる
ものであり、しかも薄板材で形成されていること
からヒータ２との熱膨張差も小さく、確実なアー
ス接続を行なえるものである。

ここで、第１図中符号２７は上述したヒータ２
の後端部分を絶縁シールするように塗布されたシ
リコンゴム等によるシール材で、このようなシー
ル材２７を設けることによる効果は明らかであろ
う。

なお、本考案は上述した実施例構造に限定され
ず、グロープラグ１各部の形状、構造等を、適宣
変形、変更することは自由で、種々の変形例が考
えられるものである。

〔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、ホルダ先端部
に金属製パイプを介して保持されてなる棒状セラ
ミツクヒータ内に埋設されている抵抗体の一端
を、金属製パイプで保持される部分よりも後端寄
りの外周部分に露呈させるとともに、この露呈部
分を周方向の少なくとも二個所で把持するように
湾曲して巻き付けられる把持部とこの把持部に腕
部を介して連設されかつ金属製パイプ内方端に面
接触状態で接合されるように略円板状に形成され
るとともにその中央部分にヒータを遊嵌状態で貫
通させる内孔部が穿設されている基端部とからな
り金属薄板により折曲げ形成される電極金具を設
けるようにしたので、簡単かつ安価な構成にもか
かわらず、セラミツクヒータ内の抵抗体リード端
が金属製パイプとの接合部分よりも熱影響の小さ
いホルダ内側にずれて露呈されかつこの露呈部分
が金属製パイプ内方端に強固に接合固定されてい
る電極金具の把持部で確実に把持されて接続され
るため、従来のような金属製パイプとセラミツク
ヒータとの熱膨張係数の差から生じる電気的、機
械的接続における問題点を一掃し得るとともに、
電極金具は金属薄板をプレス成形することで簡単
かつ安価に成形され、量産性の面で優れている
等、その実用上での効果は大きい。

【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要部拡大縦断側面
図、第２図はその要部構成を示す概略斜視図、第
３図および第４図は本考案を特徴づける電極金具
の展開図およびその使用状態を示す側面図、第５
図は本考案を適用したデイーゼルエンジン用グロ
ープラグ全体の概略縦断側面図である。 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、２ａ，２ｂ，２ｃ……金
属コーテイング層、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、１１ａ，１１ｂ……リード体、２０……電極
金具、２１……把持部、２２……腕部、２３……
基端部、２４……かしめ部、２７……シール材。

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
   を、その軸線方向中央部に嵌装した金属製パイプ
   を介して中空状のホルダ先端部に保持させてなる
   デイーゼルエンジン用グロープラグにおいて、前
   記セラミツクヒータ内に埋設された抵抗体の一端
   を、前記金属製パイプにより保持される部分より
   も後端寄りの外周部分に露呈させるとともに、こ
   の露呈部分を周方向の少なくとも二個所で把持す
   るように湾曲して巻き付けられる把持部とこの把
   持部に腕部を介して連設されかつ前記金属製パイ
   プの内方端に面接触状態で接合されるように略円
   板状に形成されるとともにその中央部分に前記ヒ
   ータを遊嵌状態で貫通させる内孔部が穿設されて
   いる基端部とからなり金属薄板により折曲げ形成
   される電極金具を設けたことを特徴とするデイー
   ゼルエンジン用グロープラグ。