JPS6391432A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は導電性セラミック材により一体に形成された棒
状セラミックヒータを備えてなるディーゼルエンジン用
グロープラグに関し、特にそのセラミックヒータにおけ
る電極取出し部構造を改良してなるディーゼルエンジン
用グロープラグの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

この種のグロープラグとして、従来から種々の構造を有
するものが知られているが、その中で近年セラミックヒ
ータ型のものが、速熱型として機能し得る等の理由から
注目を集めている。

すなわち、このようなセラミックヒータ型グロープラグ
として、実開昭５７−１３９１８５号公報等には、絶縁
性セラミ−７り材によるヒータ内部に抵抗線による発熱
体を埋設するようにしたものが、また特開昭６０−１４
７８４号公報等には、ヒータ絶縁部を形成する絶縁性セ
ラミック材と略々間等の熱膨張率を有する導電性セラミ
ック材で発熱体をヒータ外表面に露呈させてヒータ絶縁
部と一体に形成したもの等が示されており、これらは従
来一般に知られていたシース型に比べ急速な先端赤熱性
を得て速熱型としての性能をある程度発揮させ得るもの
であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来のセラミックヒータ型グ
ロープラグでは、その実用化にあたって構造上からもａ
廃血からも問題をもつものであった。すなわち、上述し
た従来構成では１発熱部が発熱体と絶縁体との二種類の
材料で形成されており、耐熱強度等の信頼性の面で問題
を生じるばかりでなく、このようなヒータからの電極取
出し部やホルダへの保持部などの構造等についても問題
の大きいものであった。

このような問題の一つに、セラミックヒータからの外部
接続用電極の取出し部構造がある。すなわち、ヒータか
ら電極を取出す場合にあたって最も簡単には、たとえば
実開昭５ｆｌ−１１２８１３２号公報などに示されるよ
うに、ヒータ後端部の電極取出し端に、金属導線を介し
てホルダ後端側の外部接続端子に接続されるターミナル
キャップを被冠して接合させてなる構造を採用すること
が考えられるが、この場合にそのアース側はこのヒータ
のホルダ先端、側へのろう付は等による接合部分を介し
て行なっており、その接続上での信頼性に欠ける等の問
題を招く虞れがあった。これは、このようなホルダに対
するヒータのろう付は部分には先端発熱部からの熱影響
が作用し易く、その接合強度等の信頼性を適切に確保す
ることが困難なためであった。

また、特開昭ｆｌＱ−１１４８２９号公報等には、ヒー
タ後端部に設けた一対の電極取出し端に対し、それぞれ
ターミナルキャップを被冠してろう付は接合するように
した二極二線式構造が示されており、上述したアース接
続を行なうにあたっての問題はないが、二個のターミナ
ルキャップをそれぞれの電極取出し端に接合する必要が
あり、構造が複雑で作業性やコスト面で問題を生じてし
まうもので、これらの問題点を一掃し得る何らかの対策
を講じることが望まれている。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した要請に応えるために、本発明に係るディーゼル
エンジン用グロープラグの製造方法は、発熱部およびそ
の後方に平行して延設された一対のリード部を導電性セ
ラミック材により一体に形成してなる棒状セラミックヒ
ータの後端部に、導）性金属材からなる金属導線接続用
のキャップ体を被冠してろう付けし１次でこのキャップ
体を前記各リード部間に対応する位置で切断するもので
ある。

〔作用〕

本発明によれば、ヒータ後端部において二分割されたキ
ャップ体により、ヒータの各リード部からの電極取出し
がきわめて簡単かつ確実に行なえ、またホルダ側への結
合は簡単な機械的結合だけでよく、＃熱強度等の信頼性
を向上させ得るものである。

〔実施例〕

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１図ないし第５図は本発明に係るディーゼルエンジン
用グロープラグの製造方法の一実施例を示すものであり
、本実施例では二極二線式構造による場合を説明する。

まず、第１図において全体を符号ｌＯで示すグロープラ
グの概略構成を簡単に説明すると、このグロープラグ１
０は、先端側が発熱部として機能する棒状セラミックヒ
ータ１１と、このヒータ１１を先端において保持する略
々管状を呈する金属製ホルダ１２とを備えている。そし
て、このホルダ１２の後端部には、第１および第２の外
部接続端子１３．１４を合成樹脂材などによる絶縁材内
に貫通して埋設してなる端子組立体１５が嵌込み保持さ
れ、かつ各端子１３．１４は前記ヒータ１１を構成する
導電性セラミック材によるリード部（後述する）側にフ
レキシブルワイヤ等による金属導線１６．１７を介して
接続されている。これらの金属導線１６゜１７は、各外
部接続端子１３．１４に加わる種々の振動や締付はトル
ク等の機械的外力からヒータ１１を強度的に保護するた
めで、ある程度の柔軟性をもつものを用いるとよい、な
お、図中１２ａはホルダ１２外周に形成されたねじ部１
２ａで。

図示しないエンジンのシリンダヘッド側のねじ孔に螺合
され、ヒータ１１先端を副燃焼室（燃焼室）内に突出さ
せた状態で配置させるためのものである。

また、前記端子組立体１５は、その軸線上に配置され前
記導線１６と接続されるロッド部１３ａをその内方端側
に有する第１の外部接続端子１３と、その周囲に所定間
隔おいて配置されかつその内方端の一部から延設された
リード片１４ａが前記導線１７と接続される筒状を呈す
る第２の外部接続端子１４と、これら両端子１３．１４
間を絶縁するとともにその外周部にも絶縁層を有するよ
うにしてこれらを一体化する樹脂モールディングによる
組立体本体１５ａを有し、この本体１５ａの外周には連
結補強用の金属管１５ｂが嵌装されている。そして、こ
の金属管１５ｂがホルダ１２の後端部開口周縁部分にて
高加圧力でかしめ付けられ、軸線方向に沿って座屈変形
することで、その内側が樹脂製本体１５ａ側に、外側が
ホルダ１２内壁に強固に圧接された状態となり、外力や
熱収縮による問題を解消し得るものである。

さらに、図中１８ａ、１８ｂはホルダ１２の後方に突出
する第２の端子１４に対し嵌装された絶縁リングおよび
ワッシャ、１８ｃはこのワッシャ１８ｂの外方端で前記
％１の端子１３（０１に嵌装された絶縁部材、１８ｄ、
１８ｅはこの第１の端子１３の外方端に形成されたねじ
部に螺合されたスプリングワッシャおよび締付は用ナツ
トである。

そして、ワッシャ１８ｂと絶縁部材１８ｃ間、および絶
縁部材１８ｃとスプリングツー２シヤ１８ｄ間にそれぞ
れバッテリからのリード１（図示せず）を介装して挟持
することで各端子１３．１４がバッテリ端子側に電気的
に接続されている。

さて１本実施例によれば、前記ホルダ１２先端に保持さ
れる棒状セラミックヒータ１１を、第１図および第２図
からも明らかなように、Ｕ字状全熱部２０およびその両
端から後方に平行して延設される一対のリード部２１．
２２を導電性セラミック材で一体に形成することで全体
が略々Ｕ字状を呈するように構成した場合を示している
。そして、このようなセラミックヒータ１１は、両す−
ド部２１．２２外側面に形成された絶縁コーティング層
２３．２４を介してホルダ１２先端部に単なる機械的結
合手段としてのろう付は等で接合保持され、一方各す−
ド部２１．２２後端部は後述するキャップ体を二分割す
ることで得られるターミナルキャップにより各金属導線
１６．１７を介してホルダ１２後端部側の第１および第
２の外部接続端子１３．１４に接続されている。

これを簡単に説明すると、−上述したセラミックヒータ
１１は、リード部２１．２２よりも肉厚が薄くなるよう
に小径に形成された導電性セラミック材による発熱部２
０を有し、かつその中央部には発熱部２０からリード部
２１．２２間にかけてヒータ１１の長手方向に沿うスリ
ット２５が形成され、またこのスリット２５内で前記ホ
ルダ１２の先端部に保持される部分には、絶縁性セラミ
ック材による絶縁シート２６が介在されて導電性セラミ
ック材によるリード部２１．２２と一体的に接合されて
いる。この絶縁シート２６は、スリット２５によるホル
ダ１２内空間とエンジン燃焼室側との連通状態を防上す
るとともに、このヒータ１１のホルダ１２に保持される
部分の機械的強度を確保するためのものである。

ここで、上述したセラミックヒータ１１を形成する導電
性セラミック材や絶縁性セラミック材としては、たとえ
ばβサイアロンまたはαとβとの混相しているサイアロ
ン（Ｓ４３　Ｎ午・・・・４０％、Ａｌ１０１・・・・
３０％、Ｙ２Ｏ３・・・・３０％）に窒化チタン（Ｔｉ
ｅ）の添加量を調整することで導電性、絶縁性を選択し
得るサイアロン（ＳｉＡＩＯＮ）等を用いるとよいもの
↑ある。そして、このような材料を選択すると、上述し
た導電性セラミック材による部分と絶縁性セラミック材
による部分との接合強度や耐熱強度等の信頼性を確保し
得るもので、その利点は大きい、しかし、これに限定さ
れず、適宜のセラミック材を用いることは自由である。

また、導電性セラミック材により発熱部２０と一体に形
成されるリード部２１．２２の長手方向略々中央部外周
面には、それぞれ絶縁コーティング層２３．２４にニッ
ケルメッキ層がその表面に積層して形成される）が形成
され、これら両層２３．２４およびその表面に形成され
たニッケルメッキ層により、このセラミックヒータ１１
をホルダ１２先端部に銀ろう付は等で接合固定して保持
させるような構成とされている。この場合、ホルダ１２
の接合面側にも、必要に応じてニッケルメッキ層を形成
しておくとよいが、これに限定されないことは勿論であ
る。

さて１本発明によれば、上述したように発熱部２０およ
びその後方に平行して延設された一対のリード部２１．
２２を導電性セラミック材により一体に形成してなる棒
状セラミックヒータ１１の後端部（２１ａ、２２ａ）に
、第２図および第３図から明らかなように、導電性金属
材からなる金属導線接続用のキャップ体３０を被冠して
ろう付けし、次でこのキャップ体３０を前記各リード部
２１．２２間に対応する位置で、第４図および第５図に
示すように、カッタ等による切断工具で切断し、各リー
ド部２１．２２に被冠して固着されるターミナルキャッ
プ３１．３２を形成するようにしたところに特徴を有し
ている。

これを詳述すると、未実施例では、上述したキャップ体
３０として、たとえば軟鋼材で略々有底筒状を呈しかつ
その底部の前記各リード部２１．２２に対向する位置に
孔部３０ａ、３０ｂを有するように形成した場合を示し
ている。そして、これら各孔部３０ａ、３０ｂに対し軟
鋼材やステンレス鋼材等による金属導線１６．１７を、
第２図に示すように、内側から挿通させ、その先端の係
上用頭部（図中１６ａ参照）またはＬ字状折曲げ端（図
中１７ａ参照）により係止保持させ、この状態で前記ヒ
ータ１１の後端部（２１ａ、２２ａ）に被冠し、第３図
に示すように銀ろうリング３３を所定個所にセットした
後、炉中で加熱し銀ろうを溶融させて前記キャップ体３
０の内側で前記各リード部２１．２２との間の隙間に流
れ込ませ、これらを第４図に示されるようにろう付けし
て接合させる。この場合、上述したし一夕１１後端部（
２１ａ、２２ａ）には、金属メタライズ層３４にニッケ
ルメッキ層をその表面に積層してもよい）が予め形成さ
れるとともに、ろう付は前にフラックスを塗布すると、
確実なろう付けが行なえる。このフラックスをキャップ
体３０側にも塗布してもよい。

そして、このようにしてろう付けされたキャップ体３０
を、第４図に示すように、たとえば回転型カッタ３５等
により前記一対のリード部２１゜２２間の隙間（スリッ
ト２５）に対応する位置で切断するとよいもので、これ
により両リード部２１．２２の電極取出しを同時にしか
も簡単かつ確実に行なえるものである。ここで、このよ
うなキャップ体３０を切断するカッタとしては、たとえ
ばベルト状カッタを始めとして種々のものが考えられる
。

そして、このようにして得られるターミナルキャップ３
１．３２によれば、従来に比べ構成部品点数が少なく、
構成が簡単でコスト的に安価であるばかりでなく、その
ヒータ１１への接合作業が従来に比べて簡単で、またそ
の接合強度も充分なものとし得るものである。

さらに、このような構成によって得られる二極二線式に
よるグロープラグ１０によれば、セラミックヒータｉｔ
からの電極取出し部を、発熱部２０から離れたホルダ１
２内に位置させており、これによりこの取出し部分を比
較的低温状態に維持し得ることから、耐熱強度等の信頼
性を従来に比べ大幅に向上させることができ、また上述
したようにセラミックヒータ１１とホルダ１２との接合
部分は電気的なアース接続が不要で、単純な機械的結合
だけでよいため、接合強度等の信頼性を向上させ得るも
のである。

なお、本発明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。たとえばセラミックヒータ１１からの電極取出し部
を形成するために用いたキャップ体３０としては１種々
の形状が考えられるもので、たとえば第６図に示したよ
うに、その周方向の一部（前記各リード部２１．２２間
の間隙に対応する部分を部分的に）を予め切欠いてなる
形状を有するものを用いると、前述した切断用力フタと
して、ペンチやニッパ等といった簡単な工具を使用する
ことができ、その利点は大きい。

また、前述した実施例では、本発明により得られるセラ
ミックヒータアッセンブリ（ヒータ１１、ターミナルキ
ャップ３１，３２、金属導線１６．１７等による）を二
極二線式構造によるグロープラグ１０に適用した場合を
説明したが、これに限定されず、たとえば第７図に示す
ようなボディアース型のグロープラグ１０であっても適
用してその効果は大きい、特に、このような構成を採用
すると、ヒータ１１のホルダ１２側へのろう付けｉ分で
電気的な接続が不要となるとともに、アース接続が確実
に行なえるという利点がある。

ここで、図中４０はアース側の金属導線１７を外部接続
端子１３をホルダ１２後端部で保持する絶縁ブッシュ４
１外周部の金属管４１ａを利用してホルダ１２側に接続
する端子片である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、棒状セラミック
ヒータを、発熱部およびその両端から後方に平行して延
設される一対のリード部を導電性セラミック材で一体に
形成することで構成し、かつこのセラミックヒータ後端
部に、導電性金属材からなる金属導線接続用のキャップ
体を被冠してろう付けし、次でこのキャップ体を前記各
リード部間に対応する位置で切断するようにしたので、
簡単かつ安価な方法にもかかわらず、セラミックヒータ
からの電極取出し部構造が簡単となり、その作業もきわ
めて簡単に行なえ、さらに各取出し部での接合強度等の
信頼性の面でも優れている等いった種々優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る製造方法を採用したディーゼルエ
ンジン用グロープラグの一実施例を示す概略縦断面図、
第２図ないし第５図は本発明に係る製造方法を説明する
ための説明図、第６図は本発明の要部とするキャップ体
の変形例を示す概略斜視図、第７図は本発明の別の実施
例を示す概略縦断面図である。 １０・・・・ディーゼルエンジン用グロープラグ、１１
・・・・棒状セラミックヒータ、１２・・・・中空状ホ
ルダ、１３．１４・・・・第１および第２の外部接続端
子、１５・・・・端子組立体、１６．１７・・・・金属
導線、２０・・・・導電性セラミック材による発熱部、
２１．２２・・・・導電性セラミック材によるリード部
、２３．２４・・・・絶縁コーティング層、２５・・・
・スリット、２６・・・・絶縁性セラミック材による絶
縁シート、３０・・・・キャップ体、３１゜３２・・・
・ターミナルキャップ、３３・・・・銀ろうリング、３
４・・・・金属メタライズ層、３５・・・・カッタ。 特許出願人　自動車機器株式会社 代　　理　　人　　山川数構（ほか２名）第３図　　　
　　　　第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発熱部およびその後方に平行して延設された一対のリー
   ド部を導電性セラミック材により一体に形成してなる棒
   状セラミックヒータの後端部に、導電性金属材からなる
   金属導線接続用のキャップ体を被冠してろう付けし、次
   でこのキャップ体を前記各リード部間に対応する位置で
   切断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。