JPS645218B2

JPS645218B2 -

Info

Publication number: JPS645218B2
Application number: JP258582A
Authority: JP
Inventors: Sokichi Minegishi; Tozo Takizawa
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1982-01-11
Filing date: 1982-01-11
Publication date: 1989-01-30
Also published as: JPS58120028A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、デイ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
ラミツク材などに埋設してなるヒータ棒を用いた
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
注目を集めている。

その一例を第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
ミツ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
絶縁ブツシユ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１１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１６は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
にはターミナルキヤツプ１９が被冠されて前記導
線１５との接続がなされている。この場合、金属
管１８はヒータ棒１１をホルダ１２の先端部に保
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１１およびホルダ１２に対し銀ろう付け
などにより固着される。一方、ターミナルキヤツ
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
リングワツシヤ２２，ワツシヤ２３，および外部
リード締付け用のナツト２４などが螺合され、バ
ツテリからのリード線などをワツシヤ２３とナツ
ト２４との間で挟みナツト２４を締付けることに
より外部接続端子１４はバツ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つて、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を絶縁ブツシユ１３を介し
て強固に固定し、その抜け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１
４がリード線の締付け時などにより回転される
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
外れたり、ヒータ棒１１側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つてい
る。

特に、この種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つて使用すると、
絶縁ブツシユ１３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ユ１
３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
つた結果、絶縁ブツシユ１３を、金属製パイプ１
３ａとその内部に装填された樹脂製の絶縁体１３
ｂとによつて形成し、かつこれをホルダ１２の後
端部に外部接続端子１４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
ツシユ１３の金属パイプ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間に挟持されることとなり、これにより
軸線方向に沿つて座屈変形し、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つて一体化さ
れるもので、これにより樹脂材からなる絶縁体１
３ｂ部分が若干熱収縮したとしても金属製パイプ
１３ａの働きにより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、絶縁ブツシユ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り、製造コス
トが嵩ばるばかりでなく、金属製パイプ１３ａ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
け作業を行なつた後、その冷却をまつて行なわな
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
縁ブツシユとしてセラミツク材により成形したも
のを用い、かつこのセラミツクブツシユを、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つて、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、部品点数を削減し、製造
コストの低減化が可能となり、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イー
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第１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１２ｂ内で外部接続端子１４を絶縁を保つて
保持する絶縁ブツシユとして、アルミナ等のセラ
ミツク材により略円筒状に形成されたセラミツク
ブツシユ３０を用い、かつこのセラミツクブツシ
ユ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とのろう付け時に
同時に外部接続端子１４およびホルダ１２に対し
ろう付け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、上述したセラミツクブ
ツシユ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１２ｂ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１４，セラミツクブツシユ３０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はろう付け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ツクブツシユ３
０の内，外周の一部に軸線方向に沿つてリークホ
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、ろう付け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１０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１０
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ツク等からなる治
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。

これを順を追つて説明すると、初めに、治具４
１の保持孔４０内に、金属管１８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
ーミナルキヤツプ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
を金属管１８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、セラミツクブツシユ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、このセラミツクブツシユ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とターミナルキヤツプ１９、外
部接続端子１４の接続部は後述するろう付け時の
加熱温度を考慮し、溶接等によつて行なう。ま
た、ターミナルキヤツプ１９はヒータ棒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に被冠されたキヤツプ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４０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５０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５
２に導びき、この部分で700℃〜1000℃程度まで
加熱してろう付けを行なう。この場合、加熱部４
２での加熱時間は10分前後、炉４１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棒１１と金属管１８、
金属管１８とホルダ１２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１２とセラミツ
クブツシユ３０、セラミツクブツシユ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１８とセラミツクブツシユ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
に面取りを施こしておけば、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、上述したろう付け時において、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
ツクブツシユ３０に直接付着することはなく、ろ
う材リング４３を設置したブツシユ３０の上端面
上ではろう材ははじかれる結果となり、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，４３ｂ
をセラミツクブツシユ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
１０の組立て作業は完了されるものである。

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１４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、セラミツクブツシ
ユ３０の外周面、内周面に金属メタライズ層３
１，３２を形成してホルダ１２，外部接続端子１
４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１
０図に示すように、セラミツクブツシユ３０の外
周面、内周面に、それぞれ軸線方向に沿う縦溝６
０と周方向に沿う環状溝６１を形成し、これら溝
６０，６１中にろう材を流入させて固着すること
によつて、外部接続端子１４の抜け止めおよび廻
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ユ
としてセラミツク材により成形したものを用い、
かつこのセラミツクブツシユを、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た
ので、簡単な方法にもかかわらず、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図および第２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ツクブツ
シユの斜視図、第６図は本発明の変形例を示すセ
ラミツクブツシユの斜視図、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ための説明
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……ホルダ、１４……外部接続端子、１５……
導線、１６，１７……金属メタライズ層、１８…
…金属管、１９……ターミナルキヤツプ、３０…
…セラミツクブツシユ、３１，３２……金属メタ
ライズ層、３３……リークホール孔、３４……リ
ークホール用縦溝、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、５２……加熱部。

Claims

【特許請求の範囲】

１抵抗体を埋設してなるセラミツクヒータ棒
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ツクブツシ
ユと、前記ヒータ棒と外部接続端子とを接続する
導線とを備えたデイーゼルエンジン用グロープラ
グの製造方法であつて、前記ヒータ棒、外部接続
端子、およびブツシユ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
ヒータ棒とホルダの接合部上端、および前記ブツ
シユの上端にろう材を配置し、かつその状態で加
熱することにより前記ヒータ棒とホルダ、ブツシ
ユ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イーゼルエンジン用グロ
ープラグの製造方法。