JPS6396420A - 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〕 本発明はディ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シース型グロープラグにお
いて、特にその発熱体となるシーズヒータの製造方法に
関する。

〔従来の技術〕

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で、吸気温度を上昇
させあるいは着火源として用い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
ープラグとして循来から種々知られており、その代表的
なものとして、たとえば特開昭５７−５８０１７号公報
等に示されるシース型グロープラグがある。

これを簡単に説明すると、このシース型グロープラグは
、ステンレス鋼材等の耐熱金属材によるシース内に、ニ
ッケルあるいは鉄クロム等によるコイル状発熱線を挿入
し、その先端を前記シース先端部に嵌込まれるキャップ
側に、後端をシース後端部から挿入される電極棒先端に
それぞれ溶接等で接続するとともに、このシース内にマ
グネシア等の耐熱絶縁粉末を充填することにより構成さ
れるシーズヒータを備えており、このシーズヒ−タは、
金属製ホルダ先端側に溶接、ろう付は等で固定して保持
されるように構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述した構成によるシース型グロープラグに
おいて、シース先端部にコイル状発熱線を固定するにあ
たって従来は、たとえば特開昭５８−２１号公報等に示
されるように、シース先端側開口に嵌込才れることで一
体化される別部材としてのキャップを用いる構成が一般
的に採用されており、このキャップをシース先端側に嵌
込む際の作業が面倒であるばかりでなく、このキャップ
にコイル状発熱線をスポット溶接する際の作業性も悪く
、このようなシーズヒータの組立てを自動化することが
困難であった。さらに、このような従来構造では、その
構成部品点数が多く、構造が複雑であるばかりでなく、
上述したキャップに対し溶接するための溶接端を先端か
ら延設してなる形状でコイル状発熱線を形成しなければ
ならず、その製作も面倒である等といった欠点があった
。

また、上述したシース先端部に小孔を形成し、これにコ
イル状発熱線側の溶接端を挿通させた状態で、このシー
ス先端部分を溶接接合するようにしてなる構造を有する
シーズヒータも知られているが、このような小孔に対し
ての発熱線溶接端部分の挿入作業が面倒であり、しかも
これを防ぐためにこの小孔の径寸法を大きくすると、ピ
ンホールが発生し易く、確実な溶接接合状態を得ること
が困難である等といった問題もあり、これらの点を考慮
して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、小径しぼり部を先端に有する金属製シースと、
このシース後端部から挿入される電極棒先端部に一端が
溶接して固定されたコイル状発熱線とを準備し、この発
熱線にシースを嵌装させることでこのシース先端側でし
ぼり部によって形成される内側段部に前記発熱線の他端
を密着して係ＩＦキせ、次で前記しぼり部を溶接するこ
とによりシース先端部を発熱線の他端と共に溶着して密
封するようにしたものである。

〔作用〕

本発明によれば、予め準備したシースと電極棒側のコイ
ル状発熱線とを、所要の圧接力で組合わせ、その状態で
シース先端の小径しぼり部を溶接することにより、シー
ズヒータを簡単かつ確実に組ｔてることができるもので
ある。

〔実施例〕

以ド、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３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
、これらの図において、まず、全体を符号１０で示すグ
ロープラグの概略構成を、第３図を用いて簡単に説明す
ると、このグロープラグＩＯは、純ニッケル、イツトリ
ウム人ニッケル合金等からなる発熱体としてのコイル状
発熱線１１をその内部に充填されたマグネシア等の耐熱
絶縁粉末ｌｚ中に埋設してなるステンレス鋼材等の１耐
熱金属製のシース１３によるシーズヒータ１４と、この
シーズヒータ１４を先端部に保持する略管状を呈する金
属製ホルダ１５とを備え、前記コイル状発熱線１１は、
その先端が前記シース１３先端部側に接続されるととも
に、このシース１３の後端部から挿入される電極棒１６
の先端部に接続され、かつこの電極棒１６は、前記ホル
ダ１５後端部から外方に引出されている。なお１図中１
２ａは電極棒１６先端に連設され発８線１１のガイドと
して機能するマグネシア等によるインシュレータで、さ
らに１７はホルダ１５後端部の環状空間部分に嵌込まれ
て電極棒１６を保持する合成樹脂材等からなる絶縁ブツ
シュ、１８はその先端側に押込まれることでこの部分を
シールする０リングで、またこれらは組立て時において
電極棒１６の後端部側から嵌装されてかしめ付は固定さ
れる溝付きナツト１９で係止固定されている。

そして、このようなグロープラグ１０は、前記ホルダ１
５外周のねじ部１５ａが図示しないエンジンのシリンダ
ヘッド側の取付は孔内にねじ込まれてアース接続される
とともにその先端がエンジン内に臨み、かつ電極棒１６
後端部に図示しないワッシャ、ナツト等によりバッテリ
等からのリードが電気的に接続されることで、発熱線１
１が通電されて発熱することは周知の通りである。

さて、本発明によれば、上述した構成によるシース型の
グロープラグ１０におけるシーズヒータエ４を製作する
にあたって、小径しぼり部１３ａを先端に有する管状シ
ース１３と、このシース１３後端部から挿入される電極
棒１６先端部に一端１１ａが溶接して固定されたコイル
状発熱線１１とを予め準備し、このコイル状１１発熱線
にシース１３を嵌装させることによりこのシース１３先
端側でしぼり部１３ａによって曲面状に形成される内側
段部１３ｂに前記発熱１ｉ（１１の他端１１ｂを？！着
して係止させ１次で前記しぼり部１３ａを溶接すること
により前記シース１３先端部をコイル状発熱線１１の他
端１１ｂと共に溶着して密封するような構成としたとこ
ろに特徴を有している。

これを詳述すると、まず１本実施例によれば、上述した
先端に小径しぼり部１３ａを有する管状シース１３は、
第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）　ニ示ｔ　Ｊ：ウニして
加工されて準備される。すなわち、耐熱金属材（ステン
レス鋼材またはインコネル等）により長尺に形成されて
いるパイプ体を所定長さをもって切断することで、同図
（ａ）に示すような管体１３Ａを形成する。そして、こ
の管体１３Ａを、同図（ｂ）に示すような固定台２０の
ホルダ孔り０ａ内に一端を突出させた状態で保持させ、
かつこの突出した部分の外周部から一個（または複数個
）のかしめ治Ｊ４２１を押当てて押圧しながら、このか
しめ治具２１と前記管体１３Ａとを相対的に回転させる
ことで、同図（Ｃ）に示すような形状による管状シース
１３が得られるものである。勿論、この種の形状を有す
るシース１３の形成方法としては、上述した以外にも種
々考えられることは言うまでもない。

一方、前記コイル状発熱線ｌｌは、所定の長さをもって
長尺なコイル線材から切断して準備されるとともに、そ
の一端１１ａを電極棒１６の小径先端部１６ａに嵌装さ
せ、この部分をスポット溶接等で溶接して固定すること
で、第１図から明らかなように、シース１３と組合わさ
れる電極棒アッセンブリが形成されている。この場合、
前記インシュレータ１２ａは、電極棒１６の先端側に発
熱Ｖｊｉｔを溶接した後、この発熱線１１の先端側から
挿入して組付けるとよいものである。

ここで、本実施例によれば、Ｌ述したシース１３を形成
するための管体１３Ａやコイル状発熱線１１を、ｈａし
たように長尺ものを適宜の長さで切断することで簡単に
得ているもので、従来に比べ融産性の面で優れ、また自
動化が可能である等といった利点がある。

そして、上述したようにして準備されるシース１３と電
極棒アッセンブリ（１１，１６）とは、第１図に示され
るような溶接治具に対し、所定の組合せ状態で−ｈ向き
にセットされて保持される。

ここで、図中２２は前記電極棒１６部分をＭｔｌ？ｔ：
状態で保持する電極棒保持部２２ａと、その上部で前記
シース１３の後端側を遊嵌状態で保持するシース保持部
２２ｂと、これら両保持部２２ａ。

２２ｂ間でシース後端部を係止するシース受は段部２２
ｂを有する保持孔で、この保持孔２２は受けｆｆ２３に
上下方向に貫通して穿設され、前記シース１３および電
極棒アッセンブリを玉向き状態で組合せて保持し得るよ
うに構成されている。

さらに、２４は前記保持孔２２の下端部に下方からねじ
込まれるアジャストスクリュ、２５はこのアジャストス
クリュ２５によって付勢力が調整される電極棒支持用の
スプリングで、また２６は前記保持孔２２の一ヒ方に配
置されｒｍ記シース先端のしぼり部１３ａを溶接するた
めのプラズマ溶接等の溶接装置ヘッドである。そして、
このような構成による溶接治具によれば、前記受は台２
３上から保持孔２２内に前記電極棒アッセンブリを挿入
するとともに、その上部に突設されているコイル状発熱
線１１部分に被冠されるようにしてシース１３を上方か
ら嵌装させ１発熱線先端部分１１ｂを、シース１３先端
の内側段部１３ｂに当接させることで、光通したセット
状態とされるものである。特に、こ□のような組合せ時
において、発熱線１１の先端部分１１ｂは、シース１３
の先端部内側でしぼり部１３ａの形成によって曲面状を
呈する段部１３ｂに密着して案内されて所定個所で当接
するものであり、さらにシース１３と電極棒１６との挿
入寸法等の位置決めも溶接治具できわめて簡単かつ適切
に行なえるものであり、これによりシース１３と発熱線
１１とを溶接することで安定して接合させ得るものであ
る。

すなわち、このようなセット状態において、上述した溶
接装置ヘッド２６で前記シース１３先端のしぼり部１３
ａを加熱溶接することにより、このシース１３先端部分
を、コイル状発熱線１１の先端部分１１ｂが−巻き分だ
け溶は込ませるようにして溶融して密封することで、シ
ーズヒータユニットが構成され、このようなシース１３
内部に耐熱絶縁粉末１２を充填するとともに、シース１
３外周部にスェージング加工を施すことで、第３図に示
されるようなシーズヒータ１４が形成されるものである
。

そして、このような製造方法によれば、シーズヒータ１
４を構成する各部の形状等が簡素化され、さらにその構
成部品点数も少なく、簡単な組合せによって接合されて
組立てられるものであり、従来に比べて組立性が大幅に
向上し、さらにその自動組立化が可能で、製造コストを
低減し得る等といった利点がある。

ここで、上述した溶接を行なう際のセット状態において
、シース１３先端の内側段部１３ｂとこれに当接される
コイル状発熱線１１の先端部分１１ｂとを適切な密着力
で組合せることが、この溶接時における発熱線１１のシ
ース１３側への溶着状態を適切なものとするうえで必要
とされるものであり、これを満足するために以下のよう
な調整作業が必要である。

すなわち、上述したセット状態においてシース１３はそ
の自重により上端部がコイル状発熱線ｉｔの先端部分子
ｌｂに、また下端部が前記保持孔２２内の受は段部２２
ｃで支持された状態となるが、このときシース１３の自
重が重すぎし力）も電極棒１６側からの突き上げ力が大
きいと、発熱！ａｌｌとの間の密着力が大きすぎてその
先端部分１１ｂを二巻き以上溶接してしまうという問題
を生じる。一方、これらシース１３と発熱線１１との間
の接触か弱すぎると、安定した溶接を行なえないばかり
でなく、発熱線１１側の熱影響部分にシース先端部側か
ら引張り力が加わり、その結果発熱線１１に伸びが生じ
てしまうといった問題もある。したがって、上述したシ
ース１３内での発熱線１１の密着力が所定の値となるよ
うに、この発熱線１１を付設した電極棒１６を、スプリ
ング２５を介して下方から支持する前記アジャストスク
リュ２４を適宜螺合調整するとよいものである。

ここで、このような密着状態は、シース１３の重量、発
熱線１１のコイル径、線径、その弾撥力、さらにこれら
シース１３．電極棒１６の長さ寸法等を適宜考慮するこ
とで設定される前記受は台２３−ヒでのシース１３の突
出量りによって得られるため、これをゲージ等で測定し
ながら前記アジャストスクリュ２４を螺合調整するとよ
いものである。なお、このような調整は一木毎に行なう
必要はなく、シーズヒータ１４の種類が変更された場合
にのみ行なうとよいものである。

また、上述したプラズマ溶接等の溶接装置ヘッド２６に
よる溶接は、たとえば２５００℃程度の加熱温度で、約
０．２〜０．４ｍｓ程度の加熱時間で行なうとよいもの
で、これはステンレス鋼材によるシース１３の溶解温度
が１７００℃、ニッケル系材料による発熱線１１の溶解
温度が１６００℃程度であることから容易に理解されよ
う。

そして、上述したような本発明による製造方法によれば
、シース１３先端部分の密封とこれに対する発熱線ｔｉ
の溶着接続とを一回の溶接によって簡単かつ適切に行な
えるものであり、またこのような溶接を行なうことで形
成されるシース先端部分１３ｃの肉厚を第３図に示すよ
うにＪ！ｉくすることができ、これによりこの部分の機
械的強度が大幅に向上するため、このシース１３内に＃
熱絶縁粉末１２を充填した後に行なわれるスエージング
加［も従来に比べて容易に行なえるもので、さらに発熱
線１１の先端部分がシース１３側に溶は込むために、従
来のような溶接部分の断線や接触不良等といった問題も
なく、品質が安定する等といった利点がある。特に、本
発明によれば、従来のようなキャップを用いることなく
、シース１３とコイル状発熱線ｉｔとを直接接合させる
ことで安定して溶接し得るという利点がある。

さらに、上述した本発明による製造方法によれば、従来
のようなキャップを使用しないため、溶接後においてシ
ース１３内に突出する部分はなく、これによりこのシー
ス１３内部に耐熱絶縁粉末１２を充填するにあたってこ
れを短時間でしかも充分に充填し得るという利点がある
。また、これらの利点から、シース１３、発熱線１１の
耐熱強度等も向上し、その耐久性を大幅に向とさせ得る
という利点もある。

なお、本発明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、構造等を始め、溶接治具等の構
造を、適宜変形、変更することば自由である。また、−
上述した実施例によれば、シース１３先端のしぼり部１
３ａを溶接する溶接装置としてプラズマ溶接を行なう場
合を説明したが、本発明はこれに限定されず、たとえば
電子ビーム溶接やレーザ溶接等で溶接するようにしても
よいことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、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によれば、小径しぼり部を先
端に有する金属製シースと、このシース後端部から挿入
される電極棒先端部に一端が溶接して固定されたコイル
状発熱線を準備し。

この発熱線にシースを嵌装させシース先端側でしぼり部
によって形成される内側段部に発熱線の他端を密着して
係止させ、次でしぼり部を溶接することでシース先端部
を発熱線の他端と共に溶着して密封するようにしたので
、簡単な方法にもかかわらず、シーズヒータを組立てる
にあたって、その構成部品点数を削減するとともに、各
構成部品の形状や組立状態での構成等を簡素化し、これ
により組立作業性を大幅に向上させ得るとともにコスト
低減化を図れ、またこのシーズヒータの自動組立化も可
能で、さらに耐熱強度等の性能面でも優れている等とい
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要部縦断側面図、第２図
（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は先端しぼり部を有す
る管体（シース）の加工方法を説明するための概略説明
図、第３図は本発明を適用したグロープラグ全体の概略
構成を示す縦断側面図である。 １０・・・・ディーゼルエンジン用グロープラグ、１１
・・・・コイル状発熱線、ｌｌａ・・・・一端、１１ｂ
・・・・他端（先端部分）、１２・・・・耐熱絶縁粉末
、１２ａ・・・・インシュレータ、１３・・・・金属製
シース、１３Ａ・・・・管体、１．３　ａ・・・・小径
しぼり部、１３ｂ・・・・内側段部、１３ｃ・・・・シ
ース先端部分、１４・・・・シーズヒータ、１５・・・
・金属製ホルダ、１６・・・・電極棒、２２・・・・保
持孔、２２ｃ・・・・シース受は段部、２３・・・・受
は台、２４・・・・アジャスタスクリュ、２５・・・・
スプリング、２６・・・・溶接装置ヘッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 小径しぼり部を先端に有する管体状に形成された金属製
   シースと、このシース後端部から挿入される電極棒先端
   部に一端が溶接して固定されたコイル状発熱線とを準備
   し、このコイル状発熱線に前記シースを嵌装させること
   によりこのシース先端側のしぼり部による内側段部に前
   記コイル状発熱線の他端を密着して係止させ、次で前記
   しぼり部を溶接することにより前記シース先端部をコイ
   ル状発熱線と共に溶着して密封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。