JPS58120028A - デイ−ゼルエンジン用グロ−プラグの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ディーゼルエンジンの副燃焼室または燃焼室
を予熱するために用いられるグロープラグの製造方法に
関する。

一般に、ディ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、このような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、抵抗体をセラミック材などに埋設してな
るヒータ棒を用いたセラミックヒータ型のもの等、種々
構造のものが知られており、特に後者のセラミックヒー
タ型のものはシース型に比べ熱伝徨効率の面で優れ、速
熱型としてその性能を発揮し得ることから、近年注目を
集めている。

その−例を第１図を用いて簡単に説明すると、全体を符
号１０で示すグロープラグは、通電により発熱する抵抗
体（図示せず）が埋設されたセラミック材からなる断面
略々楕円状（第３図参照）を呈するヒータ棒１１と、こ
のヒータ棒１１をその先端部において保持する略々管状
をなす金属製ホルダ１２を備え、このホルダ１２の後端
部には絶縁ブツシュ１３を介して外部接続端子１４が嵌
め込まれ、またこの外部接続端子１４は前記ヒータ棒１
１の後端部に鉄線などの導線１５を介して接続されてい
る。

なお、１６．１７は前記ヒータ棒１１の中央部外周と後
端部外周および端面に形成された金属メタライズ層で、
これらはそれぞれヒータ棒１１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。そして、中央
部の金属メタライズ層１６Ｆｉその外周に嵌合された補
強用金属管１８を介してホルダ１２側に接続され、一方
、後端側にはターミナルキャップ１９が被冠されて前記
導持させる際の補助部材であり、その内部の貫通孔はヒ
ータ棒１１の断面形状に合わせて形成され、ヒータ棒１
１およびホルダ１２に対し銀ろう付はカとにより固着さ
れる。一方、ターミナルキャップ１９も同様にヒータ棒
１１の断面形状に合わせて形成され、銀ろう付けなどに
より固着され、これに前記導線１５が半田付けなどによ
り接続される。

また、前記外部接続端子１４の後端側はねじ部とされ、
絶縁リング２０およびナツト２１．スプリングワッシャ
２２．ワッシャ２３．および外部リード締付は用のナツ
ト２４などが螺合され、バッテリからのリード線などを
ワッシャ２３とナツト２４との間で挾みナツト２４を締
付けることにより外部接続端子１４はバッテリ端子に電
気的に接続される。そして、ホルダ１２の外周に形成さ
れたねじ部２５をエンジンのシリンダハウジングに形成
されたねじ孔に螺合することによって、このホルダ１２
を介してヒータ棒１１は電気的にアース接続され、シリ
ンダ内に突出して配置されたヒータ棒１１の先端が通電
電流により赤熱化される。

ところで、上述した構成によるグロープラグにおいて、
問題とされることは、ホルダ１２の後端部に外部接続端
子１４を絶縁ブツシュ１３を介して強固に固定し、その
抜は止めおよび回り止めを図ることである。すなわち、
この外゛部接続端子１４がリード線の締付は時などによ
り薗転されると、その回転力が導線１５を介してホルダ
１２に固定されたヒータ棒１１側に伝達されることにな
る。

勿論、導線１５としては柔軟性に富むフレキシブルワイ
ヤ等が用いられ、緩衝材として機能するが、上述した回
転力により導線１５の接続部が外れたシ、ヒータ棒１１
＠に伝達される恐れはあり、その強度を保障するうえで
問題である。そして、このことは、外部接続端子１４の
抜けに対しても同様であり、何らかの対策が必要となっ
ている。

特に、この糧のグロープラグはその周囲温度差が大きく
、これを長期間にわたって使用すると、絶縁ブツシュ１
３を単に樹脂成形品とした場合にはホルダ１２との熱膨
張係数の差からブツシュ１３が熱収縮して両者間に隙間
が生じ、その結果外部接続端子１４が緩んでしまう恐れ
がある。

このため、本発明者らは種々研究、開発を行なった結果
、絶縁ブツシュ１３を、金属製バイブ１３１Ｌ　とその
内部に装填された樹脂製の絶縁体１３ｂ　とによって形
成し、かつこれをホルダ１２の後端部に外部接続端子１
４と共に嵌め込んだ後、ホルダ１２の開口縁１２ａ　を
高加圧力でかしめ付けることによりホルダ１２側に固定
するようにした構成のグロープラグ１０を、先に提案し
ている。

すなわち、上述した構成を採用すると、絶縁ブツシュ１
３の金属バイブ１３ａはホルダ１２後端の嵌合孔１２ｂ
　内でその底部の段部１２ｃ　　と開口縁１２ａ　間に
挾持されることとなり、これにより軸線方向に沿って座
屈変形し、極端に図示すれば第２図に示すようになる。

そして、このような状態では、金属パイプ１３ａ　の外
周部がホルダ１２の嵌合孔１２ｂ　内周部に強固に接合
される一方、この金属製パイプ１３ａ　の内周部が絶縁
体１３ｂを圧接して外部接続端子１４へも作用力を及ぼ
し、これらは所望の機械的強度をもって一体化されるも
ので、これにより樹脂材からなる絶縁体１３ｂ部分が若
干熱収縮したとしても金属製パイプ１３ａの働きＫよシ
その変形量は吸収され、緩み等の問題は解消されるもの
である。

しかしながら、上述した構成によるグロープラグ１０に
よれば、絶縁ブツシュ１３として金属製パイプ１３ａ　
と樹脂製絶縁体１３ｂ　との２部材からなるものを準備
し、しかもこれを予め外部接続端子１４に一体化してお
く必要があシ、製造コストが嵩はるばかシでなく、金属
製パイプ１３ｍ　を座屈変形させるための高加圧力によ
りかしめ作業が必要で、製造時の工程数が増え、その作
業も面倒なもので、グロープラグの組立性の面から好ま
しいものではない。そして、上述したかしめ作業は、ホ
ルダ１２先端部へのヒータ棒１１のろう付は作業を行な
った後、その冷却をまって行なわなければならないもの
で、時間的にみても問題で、何らかの対策を講じること
が望まれている。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、ホルダ
の後端部で外部接続端子を保持する絶縁ブツシュとして
セラミック材により成形したものを用い、かつこのセラ
ミックブツシュを、外部接続端子およびホルダに対し、
ヒータ棒とホルダとの接合時において同時にろう付けし
て固着するという簡単な方法によって、グロープラグの
製造作業を簡素化し、組立性を大幅に向上させることが
できるばかりでなく、部品点数を〜ｊ減し、製造コスト
の低減化が可能とカリ、さらにホルダに対しヒータ棒と
外部接続端子とを同時にしかも強固に組付けることがで
きるため強度的に優れ、各部の機能上の信頼性を保障す
ることができるディーゼルエンジン用グロープラグの製
造方法を提供するものである。

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第３図および第４図は本発明による製造方法を採用した
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ｗｃ１図と同一部分あるい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、本発明によれば、ホルダ１２後端部の嵌合孔１２
ｂ　内で外部接続端子１４を絶縁を保って保持する絶縁
ブツシュとして、アルミナ等のセラミック材により略円
筒状に形成されたセラミックブツシュ３０を用い、かつ
このセラミックブツシュ３０を、グロープラグ１０の組
立て状態において、ヒータ棒１１とホルダ１２とのろう
付は時に同時に外部接続端子１４およびホルダ１２に対
しろう付ゆするようにしたところに特徴を有している。

ここで注意すべき点は、上述した′セラミックブツシュ
３０には直接ろう材を付着することはできないことで、
このため本実施例では、第５図からも明らかなように、
その接合が必要な面、すなわちホルダ１２の嵌合孔１２
ｂ　内周面と接する外周面、および外部接続端子１４の
外周部に接する内周面に、ヒータ棒１１の接合部と同様
に金属メタライズ層３１．３２を予め形成するようにし
ている。

また、上述したようにホルダ１２の先端部および後端部
において、ヒータ棒１１．金属管１８；外部接続端子１
４．セラミックブツシュ３Ｇを同時にろう付けする構成
では、ホルダ１２内で生じるガス抜きが必要となり、本
実施例では、ホルダ１２の外周部の一部にリークホール
孔３３を穿設するようにしている。そして、このリーク
ホール孔３３はろう付は後に所望の栓体などにより密封
される。しかし、必ずしもこれに限定されず、たとえば
第６図に示すようにセラミックブツシュ（９）の内、外
周の一部に軸線方向に沿ってリークホール用の溝部３４
を形成するようにしてもよいことは言うまでもない。ま
た、グロープラグの組立時にホルダ１２内の空間部にマ
グネシア等の絶縁粉末、またはその空間部形状に合わせ
て形成した絶縁体からなる固体を予め充填しておくよう
にすれば、ろう付は時におけるガス発生を最小限とする
ことができ、これにより上述したリークホール孔３３や
リークホール用溝部３４を不用のものとすることもでき
る。

さて、上述した構成によるグロープラグ１ｏにおいて、
その製造順序を第７図および第８図を用いて以下に詳述
する。

まず、第７図に示すように、グロープラグ１゜の全体形
状に合わせて垂直状態に形成された保持孔４０を有する
カーボンセラミック等からなる治具４１を準備し、その
保持孔４０内でホルダ１２に対しヒータ棒１１、外部接
続端子１４等を組付ける。

これを順を追って説明すると、初めに、治具４１の保持
孔４０内に、金属管１日を挿入して所定個所に設置させ
、次でホルダ１２をその先端が下向きとなるようにして
挿入し、前記金属管１８に嵌合させる。これは順を逆に
しても、あるいは挿入前に組付けるようにしてもよい。

そして、この状態で前記金属管１８の上端部に、銅また
は銀等のろう材リング４２を挿入して設置する。すなわ
ち、この金属管１８の上端部は、ヒータ棒１１と金属管
１８、金属管１８とホルダ１２との接合部上端に該当す
る。

次で、このホルダ１２内に、ヒータ棒１１、ターミナル
キャップ１９、導線１５、外部接続端子１４を順次接続
した状態で挿入し、ヒータ棒１１を金、１ｔｆｔｆ８に
嵌合させて保持孔４０の最下端まで挿入する。さらに、
最上端の外部接続端子１４に、セラミックブツシュ３０
を嵌装し、これをホルダ１２の嵌合孔１２ｂ　内に嵌合
させる。そして、このセラミックブツシュ３０の上端部
にも、前述したと同様のろう材リング４３を配置させる
。

なお、導線１５とターミナルキャップ１９、外部接続端
子１４の接続部は後述するろう付は時の加熱温度を考慮
し、溶接等によって行なう。また、ターミナルキャップ
１９（げヒータ棒１１の後端部に予めろう付けなどによ
り固着するようにしても、あるいはヒータ棒１１と同時
にろう付けするようにしてもよい。この場合には、たと
えばヒータ棒１１に被冠されたキャップ１９の上端に複
数の孔を穿け、その部分にろう材を組込むようにすれば
よい。

そして、上述したように保持孔４ｏ内で組立てられたグ
ロープラグ組立体を、そのままの状態で第８図に示すベ
ルトコンベア５ｏ上のＡ部に治具４０と共に載置し、炉
５１内に搬入して加熱部５２に導びき、この部分で７０
０℃〜１０ｏＯ℃程度まで加熱してろう付けを行なう。

この場合、加熱部４２での加熱時間は１０分前後、炉４
１内での放置時間は全体で３０分以上とする。

そして、上述したように加熱されると、上述したろう材
リング４２．４３は順次溶融され、ホルダ１２の先端部
ではヒータ棹１１と金属管１８、金属管１８とホルダ１
２との隙間に毛細管現象により流入し、これらを一体化
する。一方、ホルダ１２の後端部でも、同様にホルダ１
２とセラミックブツシュ３０、セラミックブツシュ３０
と外部接続端子１４との隙間に流入し、これらを一体化
する。

この場合、ろう材リング４２．４３を設置する金属管１
８とセラミックブツシュ３０の上端部において、その内
周縁および外周縁を図示するように面取シを施こしてお
けば、上述した毛細管現象によるろう付けがより確実に
行なえるものである。

また、上述したろう付は時において、問題となることは
、外部接続端子１４とホルダ１２との絶縁状態を維持す
ることであるが、ろう材はセラミックブツシュ３０に直
接付着することはなく、ろう材リング４３を設置したブ
ツシュ３０の上端面上ではろう材ははじかれる結果とな
シ、何ら問題は生じない。この場合、たとえば第９図に
示すように、大、小二つのろう材リング４３ａ　、４３
ｂ’にセラミックブツシュ３０上端の内周縁および外周
縁の面取り部３０ａ、３０ｂに装着するようにすれば、
上述した問題は全く生じないことが理解されよう。

そして、上述したように各部がろう付けされたグロープ
ラグ１０をベルトコンベア５０で炉５１から外部に移送
し、第８図において示すＢ部にて取出した後、外部接続
端子１４のねじ部に絶縁リング２０等を螺合させること
によりグロープラグ１００組立て作業は光子されるもの
である。

このような製造方法によれば、従来のような後工程とし
てのかしめ工程が省略でき、製造作業が簡単かつ確実に
行なえ、しかも外部、特にホルダ１２と外部接続端子１
４とを簡単かつ確実に接合することができ、強度的に優
れている。また、ベルトコンベア４０により同時に多数
のグロープラグを炉内に搬入してろう付けを行なえるた
め、量産性の面からも優れている。

なお、上述した実施例では、セラミックブツシュ３０の
外周面、内周面に金属メタライズ層３１．３２を形成し
てホルダ１２．外部接続端子１４にろう付けするように
した場合について説明したが、本発明はこれに限定され
ず、たとえば第１０図に示すように、セラミックブツシ
ュ３０の外周面、内周面に、それぞれ軸線方向に沿う縦
溝６０と周方向に沿う環状溝６１を形成し、これら溝６
０．６１中にろう材を流入させて固着することによって
、外部接続端子１４の抜は止めおよび廻り止めを図れる
ことは容易に理解されよう。

また、前述した実施例で説明したグロープラグ１０の各
部の形状、構造等は本発明を限定するものではなく、種
々変形例が考えられるもので、たとえば第１１図に示す
ようにヒータ棒１１を保持する金属管１８をホルダ１２
に一体に形成した構造のものでもよいことは言うまでも
ない。

以上説明したように、本発明によれば、ホルダの後端部
で外部接続端子を保持する絶縁ブツシュとしてセラミッ
ク材により成形したものを用い、かつこの↓ラミックブ
ツシュを、ヒータ棒とホルダとの接合時において外部接
続端子およびホルダに対し同時にろう付けして一体化す
るようにし九ので、簡単な方法にもかかわらず、グロー
ブ２グの製造作業を簡素化し、組立性を大幅に向上させ
るばかりでなく、従来に比べ部品点数を削減し、製造コ
ストを大幅に低減することができ、さらにホルダに対し
ヒータ棒と外部接続端子を同時にしかも強固に組付ける
ことができるため、強度的に優れ、外部の信頼性を保障
できる等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および＃Ｉ２図は従来のグロープラグの概略構成
を示す縦断側面図および要部拡大図、第３図は本発明に
係るグロープラグの一実施例を示す分解斜視図、第４図
は同じく組立状態を示す縦断側面図、第５図はその要部
となるセラミックブツシュの斜視図、第６図は本発明の
変形例を示すセラミックブツシュの斜視図、第７図およ
び第８図は本発明による製造方法を説明するだめの説明
図、第９図ないし第１１図は本発明の別の実施例を説明
するための図である。 １０・・・・グロープラグ、１１・・・・ヒータ棒、１
２・・嘩・ホルダ、１４・・・舎外部接続端子、１５・
・・・導線、１６．１７・・・・金属メタライズ層、１
８・・・・金属管、１９・・・・ターミナルキャップ、
３０・・・・セラミックブツシュ、３１．３２・−・・
金属メタライズ層、３３・ＩＩ＋１・リークホール孔、
３４・・・・ジ−２２ホール用縦溝、４０・・・・保持
孔、４１・・・・治具、４２．４３・・・・ろう材リン
グ、５０・・・・ベルトコンベア、５１・・−・炉、５
２・・・・加熱部。 特許出願人　自動車機器株式会社 代理人　山川数ｗ（ほか１名） 第５図 ３１ 第６図 ０ 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 抵抗体を埋設してなるセラミックヒータ棒と、このヒー
   タ棒を先端部において保持する中空状のホルダと、この
   ホルダの後端部に保持され外部接続端子を取付ける絶縁
   用のセラミックブツシュと、前記ヒータ棒と外部接続端
   子とを接続する導線とを備えたディーゼルエンジン用グ
   ロープラグの製造方法であって、前記ヒータ棒、外部接
   続端子、およびブツシュを組込んだホルダを、先端部が
   下向きとなるように保持するとともに、前記ヒータ捧と
   ホルダの接合部上端、および前記ブツシュの上端にろう
   材を配置し、かつその状態で加熱することによシ前記ヒ
   ータ棒とホルダ、ブツシュと外部接続端子およびホルダ
   を同時にろう付けすることを特徴とするディーゼルエン
   ジン用グロープラグの製造方法。