JPWO2014083913A1 - Ceramic heater type glow plug and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

セラミックスヒータと金属製外筒とをロウ付けにより接合する際に、接合部以外へのロウ材の回り込みをできる限り防止し、できる限り少ない量のロウ材を効率的に接合部に供給することができるセラミックスヒータ型グロープラグ及びその製造方法を提供する。セラミックスヒータを一端側に保持する金属製外筒の他端側をハウジングの内部孔に挿入して固定したセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法において、前記セラミックスヒータの周方向外周部に露出させた電極を覆うように第１のメタライズ部を形成するとともに、前記第１のメタライズ部よりも先端側の前記金属製外筒の先端部に対応する位置に、表面濡れ性改善のための第２のメタライズ部を形成する工程を含む。When joining a ceramic heater and a metal outer cylinder by brazing, it is possible to prevent the brazing material from wrapping around other than the joint as much as possible and to supply as little brazing material as possible to the joint efficiently. A ceramic heater type glow plug that can be manufactured and a method for manufacturing the same. In the manufacturing method of a ceramic heater type glow plug in which the other end side of the metal outer cylinder holding the ceramic heater on one end side is inserted and fixed in the inner hole of the housing, the electrode exposed to the outer circumferential portion of the ceramic heater And a second metallization for improving surface wettability at a position corresponding to the distal end portion of the metal outer cylinder on the distal end side than the first metallized portion. Forming a portion.

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの始動補助用として使用されるセラミックスヒータ型グロープラグ及びその製造方法に関する。特に、セラミックスヒータがロウ付けにより金属製外筒に固定された構造を有するセラミックスヒータ型グロープラグ及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a ceramic heater type glow plug used as a starting aid for a diesel engine and a method for manufacturing the same. In particular, the present invention relates to a ceramic heater type glow plug having a structure in which a ceramic heater is fixed to a metal outer cylinder by brazing and a manufacturing method thereof.

ディーゼルエンジンの始動補助用として用いられるセラミックスヒータ型グロープラグは、一般に、セラミックスヒータの先端側の発熱部を外部に突出させた状態で、後端側をロウ付けにより金属製外筒内に接合した構造を有している。かかるセラミックスヒータ型グロープラグは、金属製外筒の後端側が、エンジンのシリンダヘッドへの取り付け金具である筒状ハウジングの先端部内に挿入されて固定されている。   Ceramic heater type glow plugs used for diesel engine start-up assistance are generally joined to a metal outer cylinder by brazing the rear end side with the heat generation part on the front end side of the ceramic heater protruding outside. It has a structure. In such a ceramic heater type glow plug, the rear end side of the metal outer cylinder is inserted and fixed into the front end portion of a cylindrical housing which is a fitting for mounting on the cylinder head of the engine.

一般に、ロウ付け工程においては、セラミックスヒータと金属製外筒との接合部近傍にロウ材を配置し、ロウ材を溶融温度以上に加熱して表面張力により接合部の間隙にロウ材を流し込んで接合する。この際、接合部の材料に対するロウ材の濡れ性が重要であり、接触角が大きいと接合部の間隙にロウ材が流れ込みにくくなる。そのために、金属製外筒１１８の表面に合金メッキ１１８ｄを施すことが開示されている（特許文献１を参照）。   In general, in the brazing process, a brazing material is disposed in the vicinity of the joint between the ceramic heater and the metal outer cylinder, the brazing material is heated above the melting temperature, and the brazing material is poured into the gap between the joints by surface tension. Join. At this time, the wettability of the brazing material with respect to the material of the joint is important, and if the contact angle is large, the brazing material is difficult to flow into the gap of the joint. Therefore, it is disclosed that an alloy plating 118d is applied to the surface of the metal outer cylinder 118 (see Patent Document 1).

特開２００５−３１５４４７号公報JP 2005-315447 A

特許文献１のグロープラグの製造方法のように、金属製外筒１１８の表面に合金メッキ１１８ｄ処理を施すことによって、ロウ材の接触角がほぼゼロとなるため、合金メッキ１１８ｄ表面でのロウ材の流動性は極めて高くなる。このようなグロープラグにおいて、ロウ付けを行う際には、一般的に、金属製外筒１１８の内部にロウ材を置いて、加熱処理等を行うことになる。   Since the contact angle of the brazing material is almost zero by performing the alloy plating 118d treatment on the surface of the metal outer cylinder 118 as in the method of manufacturing the glow plug of Patent Document 1, the brazing material on the surface of the alloy plating 118d is almost zero. The fluidity of is extremely high. In such a glow plug, when brazing is performed, generally, a brazing material is placed inside the metal outer cylinder 118 and heat treatment or the like is performed.

ここで、金属製外筒１１８の表面に施される合金メッキ１１８ｄは、ロウ材が置かれる位置と、接合部（ロウ付け部）１１９にのみ存在すれば足りるものであるが、そのようにエリアを限定してメッキ処理を施すには、金属製外筒１１８の表面にマスク処理をする必要があり、製造コストの上昇につながるおそれがある。そのため、特許文献１では、金属製外筒１１８の先端側の内周面１１８ｃ及び外周面１１８ｂの表面全体にメッキ処理を施した後、金属製外筒１１８の先端部に形成されたメッキを機械的に除去してメッキ剥離部１１８ａを形成し、ロウ材が金属製外筒１１８の外周面１１８ｂ側に回り込むことを防いでいる。仮に、ロウ材が金属製外筒１１８の外周面１１８ｂ側等の、本来配置する必要がない領域にまで移動したとすると、接合部１１９の間隙に多数の巣が形成されてしまい、接合強度が低下することとなってしまう。   Here, the alloy plating 118d applied to the surface of the metal outer cylinder 118 is sufficient if it exists only in the position where the brazing material is placed and the joint (brazing portion) 119. In order to perform the plating process by limiting the thickness, it is necessary to mask the surface of the metal outer cylinder 118, which may increase the manufacturing cost. Therefore, in Patent Document 1, after plating the entire surface of the inner peripheral surface 118c and the outer peripheral surface 118b on the front end side of the metal outer cylinder 118, the plating formed on the front end portion of the metal outer cylinder 118 is machined. Thus, the plating peeling portion 118a is formed to prevent the brazing material from flowing to the outer peripheral surface 118b side of the metal outer cylinder 118. Assuming that the brazing material has moved to a region such as the outer peripheral surface 118b side of the metal outer cylinder 118 that does not need to be disposed, a large number of nests are formed in the gaps of the joints 119, and the joint strength is increased. It will be reduced.

また、特許文献１のグロープラグでは、金属製外筒１１８の先端側の表面全体に表面濡れ性の高い合金メッキ１１８ｄを形成することとしているために、ロウ材は、接合とは関係のないエリアにまで移動しやすくなる。セラミックスヒータ１３０の表面と、それに対応する金属製外筒１１８の内周面１１８ｃとの間に均一にロウ材を充填するためには、その間隙の体積の、例えば３〜１０倍の容量のロウ材を金属製外筒１１８の内部に配置しなければならず、比較的高価なロウ材の消費量が増え、グロープラグの製造コストの上昇につながるおそれがある。   In the glow plug of Patent Document 1, since the alloy plating 118d having high surface wettability is formed on the entire surface on the front end side of the metal outer cylinder 118, the brazing material is an area unrelated to bonding. It becomes easy to move to. In order to uniformly fill the brazing material between the surface of the ceramic heater 130 and the corresponding inner peripheral surface 118c of the metal outer cylinder 118, a brazing material having a capacity of, for example, 3 to 10 times the volume of the gap. The material has to be disposed inside the metal outer cylinder 118, and the consumption of the relatively expensive brazing material increases, which may lead to an increase in the manufacturing cost of the glow plug.

本発明の発明者はこのような問題にかんがみて、セラミックスヒータの外周面に設けられるメタライズ部の配置を改良することによってこのような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。したがって、セラミックスヒータと金属製外筒とをロウ付けにより接合する際に、接合部以外へのロウ材の回り込みをできる限り防止し、できる限り少ない量のロウ材を効率的に接合部に供給することができるセラミックスヒータ型グロープラグ及びその製造方法を提供することを目的とする。   In view of such problems, the inventors of the present invention have found that such problems can be solved by improving the arrangement of the metallized portion provided on the outer peripheral surface of the ceramic heater, and have completed the present invention. . Therefore, when the ceramic heater and the metal outer cylinder are joined by brazing, the brazing material is prevented from wrapping around other than the joining portion as much as possible, and as little brazing material as possible is efficiently supplied to the joining portion. An object of the present invention is to provide a ceramic heater type glow plug that can be used and a method for manufacturing the same.

本発明によれば、セラミックスヒータを一端側に保持する金属製外筒の他端側をハウジングの内部孔に挿入して固定したセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法において、前記セラミックスヒータの周方向外周部に露出させた電極を覆うように第１のメタライズ部を形成するとともに、前記第１のメタライズ部よりも先端側の前記金属製外筒の先端部に対応する位置に、表面濡れ性改善のための第２のメタライズ部を形成する工程と、前記金属製外筒の少なくとも内周面に金属層を設ける一方、前記金属製外筒の先端部に形成された前記金属層を剥離して金属層剥離部を形成する工程と、前記セラミックスヒータの後端を前記金属製外筒の一端側に挿入し、前記セラミックスヒータと前記金属製外筒との間隙の入り口部分にロウ材を配置する工程と、前記セラミックスヒータ及び前記金属製外筒を加熱し、前記ロウ材を溶融して前記間隙に流し込む工程と、前記ロウ材を冷却して、前記セラミックスヒータ及び前記金属製外筒を接合する工程と、を含むことを特徴とするセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法が提供され、上述した問題を解決することができる。   According to the present invention, in the method of manufacturing a ceramic heater type glow plug in which the other end side of the metal outer cylinder holding the ceramic heater on one end side is inserted and fixed in the inner hole of the housing, the outer circumference in the circumferential direction of the ceramic heater Forming a first metallized portion so as to cover the electrode exposed to the portion, and improving surface wettability at a position corresponding to the distal end portion of the metal outer cylinder on the distal end side with respect to the first metallized portion. Forming a second metallized portion for providing a metal layer on at least an inner peripheral surface of the metal outer cylinder, and peeling the metal layer formed at the tip of the metal outer cylinder A step of forming a delamination portion; a rear end of the ceramic heater is inserted into one end of the metal outer cylinder; and a brazing material is disposed at an entrance portion of a gap between the ceramic heater and the metal outer cylinder. Heating the ceramic heater and the metal outer cylinder, melting the brazing material and pouring it into the gap, cooling the brazing material, and joining the ceramic heater and the metal outer cylinder And a process for manufacturing the ceramic heater-type glow plug characterized in that the above-described problems can be solved.

すなわち、本発明のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法によれば、金属製外筒の先端部に金属層剥離部を形成するとともに、セラミックスヒータの外周部に設けるメタライズ部として、電極を覆う接合部分となる第１のメタライズ部と、ロウ材をセラミックスヒータと金属製外筒との間隙に流し込むための第２のメタライズ部とを形成することにより、ロウ材が間隙以外に回り込みにくくなり、ロウ材を効率的に間隙に流し込むことができる。また、ロウ材が広がる面積を小さくできることから、ロウ材の使用量を少なくすることができる。したがって、セラミックスヒータ型グロープラグの製造コストの上昇を抑えることができる。また、セラミックスヒータと金属製外筒との接合面積が小さくなるために、セラミックスヒータ及び金属製外筒の接合部に発生する熱応力を低減することができる。   That is, according to the method for manufacturing a ceramic heater type glow plug of the present invention, the metal layer peeling portion is formed at the tip portion of the metal outer cylinder, and the joint portion covering the electrode as the metallized portion provided on the outer peripheral portion of the ceramic heater. By forming the first metallized portion and the second metallized portion for pouring the brazing material into the gap between the ceramic heater and the metal outer cylinder, it becomes difficult for the brazing material to go around other than the gap. Can be efficiently poured into the gap. Further, since the area where the brazing material spreads can be reduced, the amount of brazing material used can be reduced. Therefore, an increase in manufacturing cost of the ceramic heater type glow plug can be suppressed. Further, since the bonding area between the ceramic heater and the metal outer cylinder is reduced, it is possible to reduce the thermal stress generated at the bonding portion between the ceramic heater and the metal outer cylinder.

また、本発明のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法を実施するにあたり、前記ロウ材を配置し、溶融する工程においては、前記セラミックスヒータ及び前記金属製外筒の先端側を上方にして配置するとともに、前記金属製外筒の先端部上に前記ロウ材を載置し、溶融することが好ましい。このようにロウ材を配置し、溶融することにより、金属製外筒の先端部の金属層剥離部によって金属製外筒の外周面側へのロウ材の回り込みを防ぐとともに、第２のメタライズ部によってセラミックスヒータと金属製外筒との接合部へロウ材を効率的に流し込むことができる。   In carrying out the method for manufacturing a ceramic heater type glow plug according to the present invention, in the step of arranging and melting the brazing material, the ceramic heater and the metal outer cylinder are arranged with their tip ends facing upward. It is preferable that the brazing material is placed on the tip of the metal outer cylinder and melted. By arranging and melting the brazing material in this way, the metal layer peeling portion at the tip of the metallic outer cylinder prevents the brazing material from wrapping around the outer peripheral surface side of the metallic outer cylinder, and the second metallized portion. Thus, the brazing material can be efficiently poured into the joint between the ceramic heater and the metal outer cylinder.

また、本発明のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法を実施するにあたり、前記第２のメタライズ部の表面積を、前記第１のメタライズ部の表面積よりも小さくすることが好ましい。このように第１及び第２のメタライズ部を形成することにより、セラミックスヒータと金属製外筒との間隙にロウ材を導くための第２のメタライズ部については、できる限りロウ材の使用量を少なくして、ロウ材の全体としての使用量を抑えることができる。   In carrying out the method for manufacturing a ceramic heater type glow plug of the present invention, it is preferable that the surface area of the second metallized portion is smaller than the surface area of the first metallized portion. By forming the first and second metallized portions in this way, the amount of brazing material used is as much as possible for the second metallized portion for guiding the brazing material to the gap between the ceramic heater and the metal outer cylinder. The amount of brazing material used as a whole can be reduced by reducing the amount.

また、本発明のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法を実施するにあたり、前記第１のメタライズ部及び前記第２のメタライズ部あるいはその一方を、複数の区分に分割して形成することが好ましい。このように第１のメタライズ部及び第２のメタライズ部を形成することにより、セラミックスヒータ及び金属製外筒の接合面積がより小さくなって、それぞれの接合部に発生する熱応力をより低減することができる。   In carrying out the method of manufacturing the ceramic heater type glow plug of the present invention, it is preferable that the first metallized portion and / or the second metallized portion are divided into a plurality of sections. By forming the first metallized portion and the second metallized portion in this way, the bonding area of the ceramic heater and the metal outer cylinder is further reduced, and the thermal stress generated at each bonded portion is further reduced. Can do.

また、本発明のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法を実施するにあたり、前記複数の区分に分割されたそれぞれの第２のメタライズ部における前記セラミックスヒータの軸方向の長さを、周方向の長さよりも長くすることが好ましい。このように第２のメタライズ部を形成することにより、金属製外筒の先端側から流れ込むロウ材を効率的に第１のメタライズ部まで導くことができる。   In carrying out the method for manufacturing a ceramic heater type glow plug of the present invention, the axial length of the ceramic heater in each of the second metallized parts divided into the plurality of sections is determined from the circumferential length. It is preferable to lengthen the length. By forming the second metallized portion in this way, the brazing material flowing from the front end side of the metal outer cylinder can be efficiently guided to the first metallized portion.

また、本発明のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法を実施するにあたり、前記金属製外筒の内周面の金属層を、前記金属製外筒の先端部から前記セラミックスヒータに形成された前記第１のメタライズ部の後端側の端部に対応する位置までの領域に設けることが好ましい。このように金属層を形成することにより、接合に寄与しない金属製外筒の奥側の領域にまでロウ材が流れ込むことを防ぐことができ、ロウ材の使用量を低減することができる。   In carrying out the method for manufacturing a ceramic heater glow plug of the present invention, the metal layer on the inner peripheral surface of the metal outer cylinder is formed on the ceramic heater from the tip of the metal outer cylinder. It is preferable to provide in the area | region to the position corresponding to the edge part of the rear-end side of 1 metallization part. By forming the metal layer in this way, it is possible to prevent the brazing material from flowing into the region on the back side of the metal outer cylinder that does not contribute to the joining, and it is possible to reduce the amount of brazing material used.

また、本発明の別の態様は、セラミックスヒータと、前記セラミックスヒータが一端側に保持されるとともに他端側がハウジングの内部孔に挿入されて固定された金属製外筒と、を備えたセラミックスヒータ型グロープラグにおいて、前記セラミックスヒータは、周方向外周部に一方の電極を有するとともに前記一方の電極を覆うように第１のメタライズ部を有しており、前記金属製外筒の少なくとも内周面には金属層が設けられる一方、前記金属製外筒の先端部には金属層剥離部が形成され、前記セラミックスヒータ及び前記金属製外筒はそれぞれ前記第１のメタライズ部及び前記金属層が形成された領域においてロウ付けにより接合されており、前記セラミックスヒータの前記第１のメタライズ部よりも先端側の前記金属製外筒の先端部に対応する位置に、表面濡れ性改善のための第２のメタライズ部を備えることを特徴とするセラミックスヒータ型グロープラグである。   According to another aspect of the present invention, there is provided a ceramic heater comprising: a ceramic heater; and a metal outer cylinder in which the ceramic heater is held on one end side and the other end side is inserted and fixed in an internal hole of the housing. In the type glow plug, the ceramic heater has one electrode on a circumferential outer peripheral portion and a first metallized portion so as to cover the one electrode, and at least an inner peripheral surface of the metal outer cylinder Is provided with a metal layer peeling portion at the tip of the metal outer cylinder, and the ceramic metal heater and the metal outer cylinder are formed with the first metallized portion and the metal layer, respectively. The tip of the metal outer cylinder that is joined by brazing in the formed region and that is closer to the tip than the first metallized part of the ceramic heater The corresponding position, a ceramics heater glow plug, characterized in that it comprises a second metallization for surface wettability improvement.

すなわち、本発明のセラミックスヒータ型グロープラグによれば、金属製外筒の先端部に金属層剥離部を有するとともに、セラミックスヒータの外周部に設けるメタライズ部として、電極を覆う接合部分となる第１のメタライズ部と、ロウ材をセラミックスヒータと金属製外筒との間隙に流し込むための第２のメタライズ部とを有することにより、ロウ材の使用量が少なく、製造コストの上昇が抑えられたセラミックスヒータ型グロープラグとすることができる。また、セラミックスヒータと金属製外筒との接合面積が小さくされているために、セラミックスヒータ及び金属製外筒の接合部に発生する熱応力を低減することができる。   That is, according to the ceramic heater type glow plug of the present invention, the metal layer peeling portion is provided at the front end portion of the metal outer cylinder, and the metallized portion provided on the outer peripheral portion of the ceramic heater serves as a joining portion that covers the electrode. Ceramics in which the amount of brazing material used is small and the increase in manufacturing cost is suppressed by having the metallizing part of the metal and the second metallizing part for pouring the brazing material into the gap between the ceramic heater and the metal outer cylinder It can be a heater type glow plug. Further, since the bonding area between the ceramic heater and the metal outer cylinder is reduced, it is possible to reduce the thermal stress generated at the bonding portion between the ceramic heater and the metal outer cylinder.

本発明の第１の実施の形態にかかるグロープラグの軸方向断面図である。1 is an axial sectional view of a glow plug according to a first embodiment of the present invention. 第１の実施の形態にかかるグロープラグのセラミックスヒータアセンブリの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the ceramic heater assembly of the glow plug according to the first embodiment. セラミックスヒータアセンブリの変形例の軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the modification of a ceramic heater assembly. セラミックスヒータアセンブリの製造方法を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the manufacturing method of a ceramic heater assembly. セラミックスヒータアセンブリの製造方法を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the manufacturing method of a ceramic heater assembly. セラミックスヒータアセンブリの製造方法を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the manufacturing method of a ceramic heater assembly. セラミックスヒータアセンブリの製造方法を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the manufacturing method of a ceramic heater assembly. 第２の実施の形態にかかるグロープラグのセラミックスヒータアセンブリの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a ceramic heater assembly of a glow plug according to a second embodiment. 第３の実施の形態にかかるグロープラグのセラミックスヒータアセンブリの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a ceramic heater assembly of a glow plug according to a third embodiment. 従来のグロープラグのセラミックスヒータアセンブリの構成を説明するために示す図である。It is a figure shown in order to demonstrate the structure of the ceramic heater assembly of the conventional glow plug.

以下、本発明にかかるセラミックスヒータ型グロープラグ及びその製造方法に関する実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
なお、それぞれの図中において同じ符号が付されているものは、特に説明がない限り同一の構成要素を示しており、適宜説明が省略されている。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments relating to a ceramic heater type glow plug and a method for manufacturing the same according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
In addition, what is attached | subjected with the same code | symbol in each figure has shown the same component unless there is particular description, and description is abbreviate | omitted suitably.

［第１の実施の形態］
１．グロープラグの全体的構成
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるディーゼルエンジン用グロープラグ１０の軸方向断面図である。
図１に示すグロープラグ１０は、セラミックスヒータアセンブリ２０を備えたセラミックスヒータ型グロープラグとして構成されている。セラミックスヒータアセンブリ２０は、セラミックスヒータ２１と、金属製外筒（シース）２５と、太径リード部４０等を主な構成要素として備えている。
なお、図１においては、セラミックスヒータ２１、太径リード部４０、外部接続端子１５等が断面図ではなく、側面図として示されている。[First Embodiment]
1. FIG. 1 is an axial cross-sectional view of a glow plug 10 for a diesel engine according to a first embodiment of the present invention.
A glow plug 10 shown in FIG. 1 is configured as a ceramic heater type glow plug including a ceramic heater assembly 20. The ceramic heater assembly 20 includes a ceramic heater 21, a metal outer cylinder (sheath) 25, a large-diameter lead portion 40, and the like as main components.
In FIG. 1, the ceramic heater 21, the large-diameter lead portion 40, the external connection terminal 15, and the like are shown as side views instead of sectional views.

セラミックスヒータ２１は、その本体部を構成するセラミックス絶縁基体３９の内部に、Ｕ字状のセラミックス発熱体３７が埋設されている。このセラミックス発熱体３７の両端側には、それぞれ金属リード３５を介して正側電極３１及び負側電極３３が設けられている。このうち、負側電極３３は、セラミックス絶縁基体３９の外周面に取り出され、負側電極３３を含むセラミックス絶縁基体３９の外周面には第１のメタライズ部（負極側メタライズ部）２４ａが形成されている。この第１のメタライズ部２４は金属製外筒２５の内面にロウ付けによって接合され、負側電極３３は金属製外筒２５に電気的に接続されている。   The ceramic heater 21 has a U-shaped ceramic heating element 37 embedded in a ceramic insulating base 39 constituting the main body. A positive electrode 31 and a negative electrode 33 are provided on both ends of the ceramic heating element 37 via metal leads 35, respectively. Among these, the negative electrode 33 is taken out on the outer peripheral surface of the ceramic insulating base 39, and the first metallized portion (negative electrode side metalized portion) 24 a is formed on the outer peripheral surface of the ceramic insulating base 39 including the negative electrode 33. ing. The first metallized portion 24 is joined to the inner surface of the metal outer cylinder 25 by brazing, and the negative electrode 33 is electrically connected to the metal outer cylinder 25.

また、正側電極３１は、セラミックス発熱体３７が埋設されている先端側とは反対側の後端部においてセラミックス絶縁基体３９の外面に取り出されている。正側電極３１を含むセラミックス絶縁基体３９の後端面は、ロウ材２３を用いたロウ付けにより太径リード部４０の先端面に接合され、正側電極３１と太径リード部４０とが電気的に接続されている。   Further, the positive electrode 31 is taken out to the outer surface of the ceramic insulating base 39 at the rear end portion opposite to the front end side where the ceramic heating element 37 is embedded. The rear end surface of the ceramic insulating base 39 including the positive side electrode 31 is joined to the front end surface of the large diameter lead portion 40 by brazing using the brazing material 23, and the positive side electrode 31 and the large diameter lead portion 40 are electrically connected. It is connected to the.

このように構成されるセラミックスヒータアセンブリ２０は、図示しないエンジンのシリンダヘッドへの取付金具である円筒状のハウジング１１に圧入され、ロウ付け等により固定されている。図１の例では、ハウジング１１の内部に金属製外筒２５がロウ付け等により固定されているが、金属製外筒２５を金属管等の内部にロウ付け等によって固定し、その金属管とハウジング本体を構成する部材とを溶接して、一体のハウジング１１として形成することもできる。   The ceramic heater assembly 20 configured in this manner is press-fitted into a cylindrical housing 11 which is a mounting bracket to a cylinder head of an engine (not shown), and is fixed by brazing or the like. In the example of FIG. 1, the metal outer cylinder 25 is fixed to the inside of the housing 11 by brazing or the like, but the metal outer cylinder 25 is fixed to the inside of a metal pipe or the like by brazing or the like. It is also possible to form the housing 11 integrally by welding the members constituting the housing body.

ハウジング１１内においては、太径リード部４０の後端面が外部接続端子１５の先端面に溶接等により接合され、電気的に接続されている。外部接続端子１５はハウジング１１の後端部でインシュレータ１２に保持されるとともに、その後端部はハウジング１１外部に露出して、ラウンドピン１４と接続されている。   In the housing 11, the rear end surface of the large-diameter lead portion 40 is joined and electrically connected to the front end surface of the external connection terminal 15 by welding or the like. The external connection terminal 15 is held by the insulator 12 at the rear end portion of the housing 11, and the rear end portion is exposed to the outside of the housing 11 and connected to the round pin 14.

ここで、本実施の形態のグロープラグ１０に備えられた太径リード部４０は、例えば、セラミックス絶縁基体３９の断面積の２０％以上の断面積を有する、比較的太い直径を有するリード棒として定義される。グロープラグ１０の作動時において、太径リード部４０には高温かつ大きな電流（例えば４〜３０アンペア）が流れることから、太径リード部４０の直径が例えば１ｍｍ未満のように小さすぎると、自己発熱も加わって、短時間で酸化するおそれがある。これに対して、太径リード部４０の断面積がセラミックス絶縁基体３９の断面積の２０％以上であれば、セラミックスヒータ２１の後端面と太径リード部４０の先端面との接合部の面積を大きく確保することができ、接合強度を確保することができる。すなわち、車両のエンジン等に固定されて使用される場合に発生する振動や、グロープラグ１０製造時に付加される応力等にも耐え得る接合強度を得ることができる。   Here, the large-diameter lead portion 40 provided in the glow plug 10 of the present embodiment is, for example, a lead rod having a relatively large diameter having a cross-sectional area of 20% or more of the cross-sectional area of the ceramic insulating base 39. Defined. When the glow plug 10 is in operation, a high temperature and a large current (for example, 4 to 30 amperes) flow through the large diameter lead portion 40. Therefore, if the diameter of the large diameter lead portion 40 is too small, for example, less than 1 mm, self- There is a risk of oxidation in a short time due to heat generation. On the other hand, if the cross-sectional area of the large-diameter lead portion 40 is 20% or more of the cross-sectional area of the ceramic insulating base 39, the area of the joint portion between the rear end surface of the ceramic heater 21 and the front end surface of the large-diameter lead portion 40. Can be ensured greatly, and the bonding strength can be ensured. That is, it is possible to obtain a bonding strength that can withstand vibrations that occur when used while being fixed to a vehicle engine or the like, and stress that is applied when the glow plug 10 is manufactured.

一方で、太径リード部４０の直径が大きすぎると、太径リード部４０と金属製外筒２５との間の距離を十分に確保することができず、絶縁破壊を生じるおそれがあることから、太径リード部４０の断面積は、例えば、セラミックス絶縁基体３９の断面積の７０％以下とすることが好ましい。太径リード部４０の断面積をセラミックス絶縁基体３９の断面積の５０％以下とすることがより好ましく、４０％以下とすることがさらに好ましい。   On the other hand, if the diameter of the large-diameter lead portion 40 is too large, a sufficient distance between the large-diameter lead portion 40 and the metal outer cylinder 25 cannot be secured, which may cause dielectric breakdown. The cross-sectional area of the large-diameter lead portion 40 is preferably 70% or less of the cross-sectional area of the ceramic insulating base 39, for example. The cross-sectional area of the large-diameter lead portion 40 is more preferably 50% or less, and further preferably 40% or less of the cross-sectional area of the ceramic insulating base 39.

また、太径リード部４０は、外部接続端子１５としてのリード棒よりも剛性の低い材料からなることが好ましい。このような材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）、あるいはそれらの合金が挙げられる。あるいは、低剛性の鉄合金や鋳鉄とすることもできる。このように比較的小さい剛性を有する太径リード部４０とすれば、エンジン駆動時の振動や、グロープラグ１０の組み立て時に各接合部周辺に印加される応力によってセラミックスヒータ２１と太径リード部４０との接合部に曲げ応力が生じた場合であっても、太径リード部４０が撓んで、当該接合部への曲げ応力の集中を避けることができる。また、そのような曲げ応力の集中を避けるべく、太径リード部４０を撓みやすくするには、太径リード部４０の長さを、直径の２倍以上とすることが好ましい。   The large-diameter lead portion 40 is preferably made of a material having lower rigidity than the lead rod as the external connection terminal 15. Examples of such a material include copper (Cu), aluminum (Al), and alloys thereof. Alternatively, a low-rigidity iron alloy or cast iron can be used. If the large-diameter lead portion 40 having relatively small rigidity is used as described above, the ceramic heater 21 and the large-diameter lead portion 40 are caused by vibration applied when the engine is driven or stress applied to the periphery of each joint portion when the glow plug 10 is assembled. Even when a bending stress is generated at the joint portion, the large-diameter lead portion 40 bends and concentration of the bending stress at the joint portion can be avoided. Further, in order to avoid bending stress concentration, it is preferable that the length of the large-diameter lead portion 40 is not less than twice the diameter so that the large-diameter lead portion 40 is easily bent.

このような太径リード部４０であれば、太径リード部４０の抵抗値を低減することができるため、高温かつ大きな電流が流れた場合であっても自己発熱が抑えられ、長期間に渡って酸化による劣化を防ぐことができる。また、この太径リード部４０にニッケル（Ｎｉ）メッキ等を施すことによって、より耐熱性を高めることができる。さらに、太径リード部４０の熱伝導率をより高くすれば、セラミックヒータ２０から伝達される熱を効率的に外部接続端子１５に伝達させることができ、太径リード部４０の耐熱性をさらに高めることができる。   With such a large-diameter lead portion 40, the resistance value of the large-diameter lead portion 40 can be reduced. Therefore, even when a high temperature and a large current flow, the self-heating is suppressed, and the long-term lead portion 40 can be used for a long time. Therefore, deterioration due to oxidation can be prevented. Further, by applying nickel (Ni) plating or the like to the large diameter lead portion 40, the heat resistance can be further improved. Furthermore, if the thermal conductivity of the large-diameter lead portion 40 is further increased, the heat transmitted from the ceramic heater 20 can be efficiently transmitted to the external connection terminal 15, and the heat resistance of the large-diameter lead portion 40 is further increased. Can be increased.

また、本実施の形態にかかるグロープラグ１０においては、外部接続端子１５は、ハウジング１１内において、外部接続端子１５とハウジング１１との間に樹脂又は低融点ガラス等からなる充填剤１７を充填することによって固定されている。したがって、ラウンドピン１４に図示しないコネクタを挿入したり、あるいは、ねじ止めしたりする際に、外部接続端子１５に付加される応力が、外部接続端子１５と太径リード部４０との接合部に印加されることがなく、当該接合部が破断することを防ぐことができる。また、グロープラグ１０がエンジンに装着された状態でエンジンから印加される振動によってグロープラグ１０の各部位に応力が生じる場合があるが、外部接続端子１５が充填剤１７によって固定されているために、外部接続端子１５と太径リード部４０との接合部、及び、太径リード部４０とセラミックスヒータ２１との接合部への応力の付加を低減することができる。さらに、セラミックヒータ２１から太径リード部４０を介して伝達される熱を、充填剤１７を介してハウジング１１に逃がすこともできるようになる。   In the glow plug 10 according to the present embodiment, the external connection terminal 15 is filled with a filler 17 made of resin or low-melting glass between the external connection terminal 15 and the housing 11 in the housing 11. It is fixed by that. Therefore, when a connector (not shown) is inserted into the round pin 14 or screwed, stress applied to the external connection terminal 15 is applied to the joint between the external connection terminal 15 and the large-diameter lead portion 40. It is possible to prevent the joint from being broken without being applied. Further, stress may be generated in each part of the glow plug 10 due to vibration applied from the engine in a state where the glow plug 10 is attached to the engine. However, since the external connection terminal 15 is fixed by the filler 17. Further, it is possible to reduce the application of stress to the joint portion between the external connection terminal 15 and the large diameter lead portion 40 and the joint portion between the large diameter lead portion 40 and the ceramic heater 21. Furthermore, the heat transferred from the ceramic heater 21 through the large-diameter lead portion 40 can be released to the housing 11 through the filler 17.

そして、このような構造を有するグロープラグ１０は、セラミックスヒータ２１を短くすることができるとともに、金属製外筒２５内へ粉末を充填する工程や、金属製外筒２５を縮径する工程を省略することができ、製造工程を簡素にすることができる。また、本実施の形態のグロープラグ１０は、金属製外筒２５を圧入ではなくロウ付けによりハウジング１１内に固定することとしているために、当該工程自体も簡略化される。さらに、外部接続端子１５や太径リード部４０、金属製外筒２５等の各構成部材が複雑な形状、構造ではなく、簡素化されていることから、製造コストを低減することもできる。   The glow plug 10 having such a structure can shorten the ceramic heater 21 and omits the step of filling the metal outer cylinder 25 with powder and the step of reducing the diameter of the metal outer cylinder 25. And the manufacturing process can be simplified. In addition, since the glow plug 10 of the present embodiment fixes the metal outer cylinder 25 in the housing 11 by brazing rather than press-fitting, the process itself is also simplified. Furthermore, since the constituent members such as the external connection terminal 15, the large-diameter lead portion 40, and the metal outer cylinder 25 are not complicated shapes and structures but are simplified, the manufacturing cost can be reduced.

２．セラミックスヒータアセンブリ
図２は、本実施の形態にかかるグロープラグ１０に備えられたセラミックスヒータアセンブリ２０の軸方向断面図を示しており、セラミックスヒータ２１及び太径リード部４０については断面図ではなく側面図として示している。2. Ceramic Heater Assembly FIG. 2 shows an axial sectional view of the ceramic heater assembly 20 provided in the glow plug 10 according to the present embodiment. The ceramic heater 21 and the large-diameter lead portion 40 are not a sectional view but a side view. It is shown as a diagram.

本実施の形態にかかるグロープラグ１０に備えられたセラミックスヒータアセンブリ２０においては、金属製外筒２５の内周面及び外周面に金属層２６が設けられている。一方、金属製外筒２５の先端部は、金属層２６を有しない金属層剥離部２６ａとされている。この金属層２６は、例えばＮｉ−Ｂ（ニッケル−ボロン）合金メッキを施すことによって形成される。ロウ材が銀ロウである場合には、Ｎｉ−Ｂ合金メッキに対する銀ロウの接触角がほぼゼロであるために最適な金属層２６となる。ただし、Ｎｉ−Ｂ合金メッキ以外の材料であっても、銀ロウ等のロウ材との濡れ性が高い材料であれば、好適に用いることができる。   In the ceramic heater assembly 20 provided in the glow plug 10 according to the present embodiment, the metal layer 26 is provided on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the metal outer cylinder 25. On the other hand, the tip of the metal outer cylinder 25 is a metal layer peeling portion 26 a that does not have the metal layer 26. The metal layer 26 is formed, for example, by applying Ni-B (nickel-boron) alloy plating. When the brazing material is silver brazing, the contact angle of the silver brazing with respect to the Ni—B alloy plating is almost zero, so that the optimum metal layer 26 is obtained. However, even a material other than Ni—B alloy plating can be suitably used as long as the material has high wettability with a brazing material such as silver brazing.

また、セラミックスヒータ２１の径方向外周面には、第１のメタライズ部（負極側メタライズ部）２４ａだけでなく、第２のメタライズ部２４ｂが設けられている。これらのメタライズ部は、例えば、チタン（Ｔｉ）を含有する銀−銅（Ａｇ−Ｃｕ）系のロウ材を用いて形成される。第１のメタライズ部２４ａ及び第２のメタライズ部２４ｂは、セラミックスヒータ２１の外周面と金属製外筒２５の内周面とをロウ材２７によって接合するために設けられている。   Further, not only the first metallized part (negative electrode side metallized part) 24a but also the second metallized part 24b is provided on the radially outer peripheral surface of the ceramic heater 21. These metallized portions are formed using, for example, a silver-copper (Ag—Cu) brazing material containing titanium (Ti). The first metallized portion 24 a and the second metallized portion 24 b are provided to join the outer peripheral surface of the ceramic heater 21 and the inner peripheral surface of the metal outer cylinder 25 with a brazing material 27.

このうち、第１のメタライズ部２４ａを介して、負側電極３３と金属製外筒２５とが電気的に接続される。これに対して、第２のメタライズ部２４ｂは、セラミックスヒータ２１と金属製外筒２５との接合に供されるものではあるが、その主たる機能は、セラミックスヒータ２１の表面の濡れ性を改善して、セラミックスヒータ２１と金属製外筒２５とを接合する際に、接合部分となる間隙にロウ材２７を効率的に流し込むことにある。また、その際に、金属製外筒２５の先端部に上述した金属層剥離部２６ａが設けられていることから、ロウ材２７が金属製外筒２５の外周面側に回り込みにくくされている。   Among these, the negative electrode 33 and the metal outer cylinder 25 are electrically connected via the first metallized portion 24a. On the other hand, the second metallized portion 24 b is used for joining the ceramic heater 21 and the metal outer cylinder 25, but its main function is to improve the wettability of the surface of the ceramic heater 21. Thus, when the ceramic heater 21 and the metal outer cylinder 25 are joined, the brazing material 27 is efficiently poured into the gap that becomes the joining portion. Further, at that time, the metal layer peeling portion 26 a described above is provided at the tip of the metal outer cylinder 25, so that the brazing material 27 is difficult to go around to the outer peripheral surface side of the metal outer cylinder 25.

このとき、第１のメタライズ部２４ａと第２のメタライズ部２４ｂとを分割せずに一体のメタライズ部として形成したとすると、メタライズ部を形成するための高価な材料の使用量が増えることになる。また、メタライズ部の材料と、セラミックスヒータ２１及び金属製外筒２５との熱膨張係数の違いによって、セラミックス絶縁基体３９の表面に過大な熱応力が発生し、高温状態と室温状態とが繰り返されることによって、セラミックス絶縁基体３９の表面が破損するおそれがある。したがって、第１のメタライズ部２４ａと第２のメタライズ部２４ｂとが分割して形成されている。   At this time, if the first metallized part 24a and the second metallized part 24b are formed as an integrated metallized part without being divided, the amount of expensive material used to form the metallized part increases. . Further, due to the difference in thermal expansion coefficient between the material of the metallized portion and the ceramic heater 21 and the metal outer cylinder 25, excessive thermal stress is generated on the surface of the ceramic insulating base 39, and the high temperature state and the room temperature state are repeated. As a result, the surface of the ceramic insulating base 39 may be damaged. Therefore, the first metallized portion 24a and the second metallized portion 24b are formed separately.

また、第２のメタライズ部２４ｂの表面積が第１のメタライズ部２４ａの表面積よりも小さくなっている。したがって、負側電極３３と金属製外筒２５との電気的な接続に寄与しない第２のメタライズ部２４ｂについてはロウ材２７が十分に存在していなくてもよいために、ロウ材２７の使用量を減らすことができ、製造コストの低下に寄与することができる。   Further, the surface area of the second metallized portion 24b is smaller than the surface area of the first metallized portion 24a. Accordingly, the brazing material 27 may not be sufficiently present for the second metallized portion 24 b that does not contribute to the electrical connection between the negative electrode 33 and the metal outer cylinder 25. The amount can be reduced, which can contribute to a reduction in manufacturing cost.

図３は、本実施の形態のグロープラグの変形例に用いられるセラミックスヒータアセンブリ２０を示している。このセラミックスヒータアセンブリ２０においては、金属製外筒２５の先端部の金属層剥離部２６ａだけでなく、金属製外筒２５の内周面にも金属層剥離部２６ｂが設けられている。この金属層剥離部２６ｂは、第１のメタライズ部２４ａに対応する領域よりも後端側の位置に設けられたものであり、第１のメタライズ部２４ａとの接合に用いられることのない領域にまでロウ材２７が流れ込むことを防ぐためのものとなっている。この金属層剥離部２６ａによっても、ロウ材２７の使用量を低減することができる。   FIG. 3 shows a ceramic heater assembly 20 used in a variation of the glow plug of the present embodiment. In this ceramic heater assembly 20, a metal layer peeling portion 26 b is provided not only on the metal layer peeling portion 26 a at the tip of the metal outer cylinder 25 but also on the inner peripheral surface of the metal outer cylinder 25. This metal layer peeling part 26b is provided in the position of the rear end side rather than the area | region corresponding to the 1st metallization part 24a, and is in the area | region which is not used for joining with the 1st metallization part 24a. In order to prevent the brazing material 27 from flowing in. The metal layer peeling portion 26a can also reduce the amount of brazing material 27 used.

３．グロープラグの製造方法
次に、図４〜図７を参照しつつ、本実施の形態にかかるグロープラグ１０の製造方法について説明する。以下のグロープラグ１０の製造方法においては、図３に示すセラミックスヒータアセンブリ１０の構成を採用する場合を例示している。3. Method for Manufacturing Glow Plug Next, a method for manufacturing the glow plug 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the following method for manufacturing the glow plug 10, a case where the configuration of the ceramic heater assembly 10 shown in FIG. 3 is employed is illustrated.

まず、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、例えばチタン（Ｔｉ）を含有する銀−銅（Ａｇ−Ｃｕ）系のロウ材を用いて、セラミックスヒータ２１の径方向外周面に第１のメタライズ部２４ａ及び第２のメタライズ部２４ｂを形成する。第１のメタライズ部２４ａは、負側電極３３が設けられた位置に対応して形成される。また、第２のメタライズ部２４ｂは、金属製外筒に組み付ける際に、金属製外筒の先端部の位置に対応する位置に形成される。   First, as shown in FIGS. 4A to 4B, for example, a silver-copper (Ag—Cu) -based brazing material containing titanium (Ti) is used to form a radial outer peripheral surface of the ceramic heater 21. One metallized portion 24a and a second metallized portion 24b are formed. The first metallized portion 24a is formed corresponding to the position where the negative electrode 33 is provided. Further, the second metallized portion 24b is formed at a position corresponding to the position of the tip of the metal outer cylinder when assembled to the metal outer cylinder.

次いで、図示しないものの、正側電極３１が露出したセラミックスヒータ２１の後端面に、ロウ材２７を用いて太径リード部４０を接合する。   Next, although not shown, the large-diameter lead portion 40 is joined to the rear end surface of the ceramic heater 21 where the positive electrode 31 is exposed using the brazing material 27.

次いで、図５（ａ）〜（ｂ）に示すように、ニッケル−ボロン（Ｎｉ−Ｂ）メッキにより金属製外筒２５の内周面及び外周面全体に金属層２６を形成した後、その金属層２６の一部を機械的に除去して、図５（ｃ）に示すように金属層剥離部２６ａ，２６ｂを形成する。金属層剥離部２６ａは金属製外筒２５の先端部の金属層を除去して形成され、金属層剥離部２６ｂは、セラミックスヒータ２１を組み付けた際に、セラミックスヒータ２１の外周面に設けられた第１のメタライズ部２４ａよりも後端側に位置する領域の金属層を除去して形成される。   Next, as shown in FIGS. 5A to 5B, after the metal layer 26 is formed on the entire inner peripheral surface and outer peripheral surface of the metal outer cylinder 25 by nickel-boron (Ni-B) plating, the metal A part of the layer 26 is mechanically removed to form metal layer peeling portions 26a and 26b as shown in FIG. The metal layer peeling portion 26a is formed by removing the metal layer at the tip of the metal outer cylinder 25, and the metal layer peeling portion 26b is provided on the outer peripheral surface of the ceramic heater 21 when the ceramic heater 21 is assembled. It is formed by removing the metal layer in the region located on the rear end side with respect to the first metallized portion 24a.

次いで、図６（ａ）に示すように、金属製外筒２５内にセラミックスヒータ２１を挿入し、図６（ｂ）に示すように、セラミックスヒータ２１及び金属製外筒２５をその先端側が上方を向くように保持した状態で、セラミックスヒータ２１の外周面と金属製外筒２５の内周面との間隙の入り口部分に銀ロウ等のロウ材２７ａを配置する。本実施の形態においては、セラミックスヒータ２１の正側電極３３を外部に取り出す電極取出リードとして太径リード部４０を用いていることから、ロウ材を金属製外筒２５の内部に置くことができないものとなっている。そのため、間隙の入り口部分に載置することとしている。   Next, as shown in FIG. 6 (a), the ceramic heater 21 is inserted into the metal outer cylinder 25. As shown in FIG. 6 (b), the ceramic heater 21 and the metal outer cylinder 25 are arranged with their tip ends upward. A brazing material 27a such as silver brazing is disposed at the entrance of the gap between the outer peripheral surface of the ceramic heater 21 and the inner peripheral surface of the metal outer cylinder 25. In the present embodiment, since the large-diameter lead portion 40 is used as an electrode lead for taking out the positive electrode 33 of the ceramic heater 21 to the outside, the brazing material cannot be placed inside the metal outer cylinder 25. It has become a thing. Therefore, it is supposed to be placed at the entrance of the gap.

次いで、図７（ａ）に示すように、ロウ材２７ａを加熱して溶融し、セラミックスヒータ２１の外周面と金属製外筒２５の内周面との間隙に流し込む。このとき、金属製外筒２５の先端部に金属層剥離部２６ａが設けられていることから、ロウ材２７ａが金属製外筒２５の外周面側に流れにくくなる。さらに、金属製外筒２５の先端部に対応するセラミックスヒータ２１の外周面に、表面濡れ性を改善するための第２のメタライズ部２４ｂが形成されていることから、ロウ材２７ａが効率的に間隙内に流れ込むようになっている。そして、セラミックスヒータ２１及び金属製外筒２５をその先端側が上方を向くように保持した状態でロウ材２７ａを流し込むこととしているために、第１のメタライズ部２４ａの領域にロウ材２７ａが到達しやすくなり、ロウ材２７ａの使用量を低減しやすくなっている。   Next, as shown in FIG. 7A, the brazing material 27 a is heated and melted and poured into the gap between the outer peripheral surface of the ceramic heater 21 and the inner peripheral surface of the metal outer cylinder 25. At this time, since the metal layer peeling portion 26 a is provided at the tip of the metal outer cylinder 25, the brazing material 27 a is less likely to flow to the outer peripheral surface side of the metal outer cylinder 25. Further, since the second metallized portion 24b for improving the surface wettability is formed on the outer peripheral surface of the ceramic heater 21 corresponding to the tip portion of the metal outer cylinder 25, the brazing material 27a is efficiently used. It flows into the gap. Since the brazing material 27a is poured in the state where the ceramic heater 21 and the metal outer cylinder 25 are held so that the front end faces upward, the brazing material 27a reaches the region of the first metallized portion 24a. This makes it easier to reduce the amount of brazing material 27a used.

さらに、図３に示すセラミックスヒータアセンブリ２０の場合には、金属製外筒２５の内周面に形成された金属層２６のうち、第１のメタライズ部２４ａが設けられた領域よりも後端側に位置する部分にも金属層剥離部２６ｂが設けられている。したがって、ロウ材２７ａが接合に寄与しない領域にまで流れ出すことが防止されている。   Further, in the case of the ceramic heater assembly 20 shown in FIG. 3, the rear end side of the metal layer 26 formed on the inner peripheral surface of the metal outer cylinder 25 from the region where the first metallized portion 24 a is provided. The metal layer peeling part 26b is provided also in the part located in. Therefore, the brazing material 27a is prevented from flowing out to a region that does not contribute to bonding.

次いで、ロウ材２７ａが第１のメタライズ部２４ａが形成された領域にまで流れ込んだ状態で、ロウ材２７ａを冷却することにより、図７（ｂ）に示すように、セラミックスヒータ２１と金属製外筒２５とが接合されて、セラミックスヒータアセンブリ２０が得られる。この後は、図示しないものの、ハウジング１１内にセラミックスヒータアセンブリ２０を接合するとともに、外部接続端子１５を電気的に接続する等の工程を経て、図１に示すセラミックスヒータ型グロープラグ１０を製造することができる。   Next, by cooling the brazing material 27a in a state where the brazing material 27a has flown into the region where the first metallized portion 24a is formed, as shown in FIG. The ceramic heater assembly 20 is obtained by joining the cylinder 25. Thereafter, although not shown, the ceramic heater glow plug 10 shown in FIG. 1 is manufactured through steps such as joining the ceramic heater assembly 20 in the housing 11 and electrically connecting the external connection terminals 15. be able to.

４．本実施の形態にかかるグロープラグ及びその製造方法の効果
以上説明したように、本実施の形態にかかるセラミックスヒータ型グロープラグ１０及びその製造方法によれば、金属製外筒２５の先端部に金属層剥離部２６ａを形成するとともに、セラミックスヒータ２１の外周部に設けるメタライズ部として、負側電極３３を覆う接合部分となる第１のメタライズ部２４ａと、ロウ材２７をセラミックスヒータ２１と金属製外筒２５との間隙に流し込むための第２のメタライズ部２４ｂとを形成することにより、ロウ材２７が間隙以外に回り込みにくくなり、ロウ材２７を効率的に間隙に流し込むことができる。したがって、ロウ材２７の使用量を低減することができる。4). As described above, according to the ceramic heater glow plug 10 and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, a metal is attached to the tip of the metal outer cylinder 25. As the metallized portion provided on the outer peripheral portion of the ceramic heater 21 as well as forming the layer peeling portion 26a, the first metallized portion 24a serving as a joint portion covering the negative electrode 33, and the brazing material 27 are made of the ceramic heater 21 and the metal outer portion. By forming the second metallized portion 24b for flowing into the gap with the cylinder 25, it becomes difficult for the brazing material 27 to flow around other than the gap, and the brazing material 27 can be efficiently poured into the gap. Therefore, the amount of brazing material 27 used can be reduced.

また、本実施の形態にかかるグロープラグ１０及びその製造方法においては、第１のメタライズ部２４ａと第２のメタライズ部２４ｂとを分割して形成することとしているために、広範囲で一つのメタライズ部を形成する場合に比べて負側電極３３と金属製外筒２５との電気的な接続に寄与する接合部の面積を小さくでき、ロウ材２７の使用量を低減しやすくなる。また、メタライズ部２４ａ，２４ｂを形成するための材料の使用量を低減することにもなっている。したがって、セラミックスヒータ型グロープラグ１０の製造コストの上昇を抑えることができる。また、メタライズ部による接合面積が小さくなることから、メタライズ部と、セラミックス絶縁基体３９及び金属製外筒２５との熱膨張係数の違いからセラミックス絶縁基体３９の表面に過大な熱応力が生じ、高温と室温とが繰り返されることによる破損を防ぐことができる。   Further, in the glow plug 10 and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, since the first metallized portion 24a and the second metallized portion 24b are formed separately, one metallized portion in a wide range. As compared with the case of forming the wire, the area of the joint that contributes to the electrical connection between the negative electrode 33 and the metal outer cylinder 25 can be reduced, and the amount of the brazing material 27 used can be easily reduced. In addition, the amount of material used to form the metallized portions 24a and 24b is also reduced. Therefore, an increase in manufacturing cost of the ceramic heater type glow plug 10 can be suppressed. Further, since the bonding area by the metallized portion is reduced, excessive thermal stress is generated on the surface of the ceramic insulating base 39 due to the difference in thermal expansion coefficient between the metallized portion, the ceramic insulating base 39 and the metal outer cylinder 25, and the high temperature. And damage caused by repeated room temperature can be prevented.

また、本実施の形態にかかるセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法においては、ロウ材２７ａを配置し、溶融する工程において、セラミックスヒータ２１及び金属製外筒２５の先端側を上方にして配置するとともに、金属製外筒２５の先端部上にロウ材２７ａを載置し、溶融することとしている。このようにロウ材２７ａを配置し、溶融することにより、金属製外筒２５の先端部の金属層剥離部２６ａによって金属製外筒２５の外周面側へのロウ材の回り込みを防ぐとともに、第２のメタライズ部２４ｂによってセラミックスヒータ２１と金属製外筒２５との接合部へロウ材２７ａを効率的に流し込むことができる。   In the method of manufacturing the ceramic heater type glow plug according to the present embodiment, the brazing material 27a is disposed, and in the process of melting, the ceramic heater 21 and the metal outer cylinder 25 are disposed with the front end side upward. The brazing material 27a is placed on the tip of the metal outer cylinder 25 and melted. By arranging and melting the brazing material 27a in this manner, the metal layer peeling portion 26a at the tip of the metallic outer cylinder 25 prevents the brazing material from wrapping around the outer peripheral surface side of the metallic outer cylinder 25. The brazing material 27a can be efficiently poured into the joint between the ceramic heater 21 and the metal outer cylinder 25 by the two metallized portions 24b.

また、本実施の形態にかかるセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法においては、第２のメタライズ部２４ｂの表面積を、第１のメタライズ部２４ａの表面積よりも小さくすることとしている。このように第１のメタライズ部２４ａ及び第２のメタライズ部２４ｂを形成することにより、セラミックスヒータ２１と金属製外筒２５との間隙にロウ材２７ａを導くための第２のメタライズ部２４ｂについては、できる限りロウ材の使用量を少なくして、製造コストの低下に寄与している。   In the method for manufacturing the ceramic heater type glow plug according to the present embodiment, the surface area of the second metallized portion 24b is made smaller than the surface area of the first metallized portion 24a. By forming the first metallized portion 24a and the second metallized portion 24b in this way, the second metallized portion 24b for guiding the brazing material 27a to the gap between the ceramic heater 21 and the metal outer cylinder 25 is as follows. The amount of brazing material used is reduced as much as possible, which contributes to a reduction in manufacturing costs.

また、本実施の形態にかかるセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法においては、金属製外筒２５の内周面の金属層２６を、金属製外筒２５の先端部からセラミックスヒータ２１に形成された第１のメタライズ部２４ａの後端側の端部に対応する位置までの領域に設けることとしている。このように金属層２６を形成することにより、接合に寄与しない金属製外筒２５の奥側の領域にまでロウ材２７が流れ込むことを防ぐことができる。   In the method of manufacturing the ceramic heater type glow plug according to the present embodiment, the metal layer 26 on the inner peripheral surface of the metal outer cylinder 25 is formed on the ceramic heater 21 from the tip of the metal outer cylinder 25. The first metallized portion 24a is provided in a region up to a position corresponding to the end portion on the rear end side. By forming the metal layer 26 in this manner, it is possible to prevent the brazing material 27 from flowing into the inner region of the metal outer cylinder 25 that does not contribute to the joining.

［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態にかかるグロープラグ及びその製造方法は、第１のメタライズ部２４ａ及び第２のメタライズ部２４ｂの少なくとも一方を複数の区分に分割して形成する点で、第１の実施の形態にかかるグロープラグと異なるものとなっている。[Second Embodiment]
The glow plug and the method for manufacturing the same according to the second embodiment of the present invention are the first in that at least one of the first metallized portion 24a and the second metallized portion 24b is divided into a plurality of sections. This is different from the glow plug according to the embodiment.

図８（ａ）〜（ｂ）は、本実施の形態にかかるグロープラグのセラミックスヒータアセンブリ２０Ａ，２０Ｂの軸方向断面図を示している。
図８（ａ）に示すセラミックスヒータアセンブリ２０Ａは、第２のメタライズ部２４ｂが複数の区分２４ｂａ，２４ｂｂに分割されている。また、図８（ｂ）に示すセラミックスヒータアセンブリ２０Ｂは、第１のメタライズ部２４ａが複数の区分２４ａａ，２４ａｂに分割されている。さらに、図示しないものの、第１のメタライズ部２４ａ及び第２のメタライズ部２４ｂをともに複数の区分に分割して構成してもよい。8A and 8B are axial sectional views of ceramic heater assemblies 20A and 20B of the glow plug according to the present embodiment.
In the ceramic heater assembly 20A shown in FIG. 8A, the second metallized portion 24b is divided into a plurality of sections 24ba and 24bb. In the ceramic heater assembly 20B shown in FIG. 8B, the first metallized portion 24a is divided into a plurality of sections 24aa and 24ab. Further, although not shown, the first metallization unit 24a and the second metallization unit 24b may be divided into a plurality of sections.

したがって、本実施の形態にかかるグロープラグ及びその製造方法によれば、第１の実施の形態で説明した効果に併せて、セラミックスヒータ２１と金属製外筒２５との接合面積をより小さくすることができ、それぞれの接合部に発生する熱応力をより低減することができるという効果を得ることができる。その結果、セラミックスヒータ２１表面の破損をより低減することができる。   Therefore, according to the glow plug and the method for manufacturing the same according to the present embodiment, the joint area between the ceramic heater 21 and the metal outer cylinder 25 can be further reduced in addition to the effects described in the first embodiment. Thus, it is possible to obtain an effect that the thermal stress generated at each joint can be further reduced. As a result, damage to the surface of the ceramic heater 21 can be further reduced.

［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態にかかるグロープラグ及びその製造方法は、第２のメタライズ部２４ｂを複数の区分に分割する場合において、分割されたそれぞれの区分におけるセラミックスヒータ２１の軸方向の長さを、周方向の長さよりも長くする点で、第１及び第２の実施の形態にかかるグロープラグと異なるものとなっている。[Third Embodiment]
In the glow plug and the manufacturing method thereof according to the third embodiment of the present invention, when the second metallized portion 24b is divided into a plurality of sections, the axial length of the ceramic heater 21 in each of the divided sections. This is different from the glow plugs according to the first and second embodiments in that the length is longer than the circumferential length.

図９は、本実施の形態にかかるグロープラグのセラミックスヒータアセンブリ２０Ｃの軸方向断面図を示している。
このセラミックスヒータアセンブリ２０Ｃにおいては、分割された第２のメタライズ部２４ｂの各区分２４ｂａ，２４ｂｂ，２４ｂｃが、セラミックスヒータ２１の軸方向（Ｘ方向）に沿う長さが、周方向（Ｙ方向）に沿う長さよりも長く形成されている。そのため、ロウ材２７を溶融して、セラミックスヒータ２１と金属製外筒２５との間隙に流し込む際に、ロウ材２７を効率的に第１のメタライズ部２４ａの接合部分まで移動させることができる。FIG. 9 shows an axial sectional view of a ceramic heater assembly 20C of the glow plug according to the present embodiment.
In the ceramic heater assembly 20C, each of the sections 24ba, 24bb, 24bc of the divided second metallized portion 24b has a length along the axial direction (X direction) of the ceramic heater 21 in the circumferential direction (Y direction). It is formed longer than the length along. Therefore, when the brazing material 27 is melted and poured into the gap between the ceramic heater 21 and the metal outer cylinder 25, the brazing material 27 can be efficiently moved to the joint portion of the first metallized portion 24a.

したがって、第３の実施の形態にかかるグロープラグ及びその製造方法によれば、第１及び第２の実施の形態で説明した効果に併せて、さらに、第１のメタライズ部２４ａへのロウ材２７の流し込みが効率的に行われ、セラミックスヒータ２１の負側電極３３と金属製外筒２５との電気的な接続の信頼性を高めることができる効果を得ることができる。   Therefore, according to the glow plug and the manufacturing method thereof according to the third embodiment, in addition to the effects described in the first and second embodiments, the brazing material 27 to the first metallized portion 24a is further provided. Is efficiently performed, and an effect of improving the reliability of electrical connection between the negative electrode 33 of the ceramic heater 21 and the metal outer cylinder 25 can be obtained.

以上説明した本発明の実施の形態にかかるグロープラグは、本発明の一態様を示すものであってこの発明を限定するものではなく、それぞれの実施の形態は本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。例えば、第１〜第３の実施の形態にかかるグロープラグにおいては、セラミックスヒータ２１の正側電極３１を金属製外筒２５の外部に取り出す電極取出部材として太径リード部４０を用いたセラミックスヒータアセンブリ２０の例を説明したが、そのような構成に限定されるものではない。   The glow plug according to the embodiment of the present invention described above shows one aspect of the present invention and does not limit the present invention, and each embodiment is arbitrarily changed within the scope of the present invention. Is possible. For example, in the glow plugs according to the first to third embodiments, the ceramic heater using the large-diameter lead portion 40 as an electrode extraction member for taking out the positive electrode 31 of the ceramic heater 21 to the outside of the metal outer cylinder 25. Although the example of the assembly 20 has been described, the present invention is not limited to such a configuration.

Claims (7)

セラミックスヒータを一端側に保持する金属製外筒の他端側をハウジングの内部孔に挿入して固定したセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法において、
前記セラミックスヒータの周方向外周部に露出させた電極を覆うように第１のメタライズ部を形成するとともに、前記第１のメタライズ部よりも先端側の前記金属製外筒の先端部に対応する位置に、表面濡れ性改善のための第２のメタライズ部を形成する工程と、
前記金属製外筒の少なくとも内周面に金属層を設ける一方、前記金属製外筒の先端部に形成された前記金属層を剥離して金属層剥離部を形成する工程と、
前記セラミックスヒータの後端を前記金属製外筒の一端側に挿入し、前記セラミックスヒータと前記金属製外筒との間隙の入り口部分にロウ材を配置する工程と、
前記セラミックスヒータ及び前記金属製外筒を加熱し、前記ロウ材を溶融して前記間隙に流し込む工程と、
前記ロウ材を冷却して、前記セラミックスヒータ及び前記金属製外筒をそれぞれ前記第１のメタライズ部及び前記金属層が形成された領域において接合する工程と、
を含むことを特徴とするセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。In the manufacturing method of a ceramic heater type glow plug in which the other end side of the metal outer cylinder holding the ceramic heater on one end side is inserted and fixed in the inner hole of the housing,
The first metallized portion is formed so as to cover the electrode exposed at the outer peripheral portion in the circumferential direction of the ceramic heater, and the position corresponds to the distal end portion of the metal outer cylinder on the distal end side of the first metallized portion And forming a second metallized portion for improving surface wettability;
A step of providing a metal layer on at least an inner peripheral surface of the metal outer cylinder, and forming a metal layer peeling portion by peeling the metal layer formed at a tip portion of the metal outer cylinder;
Inserting a rear end of the ceramic heater into one end side of the metal outer cylinder, and placing a brazing material at an entrance portion of a gap between the ceramic heater and the metal outer cylinder;
Heating the ceramic heater and the metal outer cylinder, melting the brazing material and pouring it into the gap;
Cooling the brazing material and bonding the ceramic heater and the metal outer cylinder in the region where the first metallized portion and the metal layer are formed, respectively;
A method for producing a ceramic heater type glow plug, comprising: 前記ロウ材を配置し、溶融する工程においては、前記セラミックスヒータ及び前記金属製外筒の先端側を上方にして配置するとともに、前記金属製外筒の先端部上に前記ロウ材を載置し、溶融することを特徴とする請求項１に記載のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。   In the step of arranging and melting the brazing material, the ceramic heater and the metal outer cylinder are arranged with their tip ends facing upward, and the brazing material is placed on the tip of the metal outer cylinder. The method for manufacturing a ceramic heater type glow plug according to claim 1, wherein the ceramic heater type glow plug is melted. 前記第２のメタライズ部の表面積を、前記第１のメタライズ部の表面積よりも小さくすることを特徴とする請求項１又は２に記載のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。   3. The method of manufacturing a ceramic heater type glow plug according to claim 1, wherein a surface area of the second metallized portion is made smaller than a surface area of the first metallized portion. 前記第１のメタライズ部及び前記第２のメタライズ部あるいはその一方を、複数の区分に分割して形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。   The ceramic heater type glow plug according to any one of claims 1 to 3, wherein the first metallized portion and the second metallized portion or one of them is divided into a plurality of sections. Manufacturing method. 前記複数の区分に分割されたそれぞれの第２のメタライズ部における前記セラミックスヒータの軸方向の長さを、周方向の長さよりも長くすることを特徴とする請求項４に記載のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。   5. The ceramic heater glow according to claim 4, wherein an axial length of the ceramic heater in each of the second metallized portions divided into the plurality of sections is longer than a circumferential length. Plug manufacturing method. 前記金属製外筒の内周面の金属層を、前記金属製外筒の先端部から前記セラミックスヒータに形成された前記第１のメタライズ部の後端側の端部に対応する位置までの領域に設けることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。   A region of the metal layer on the inner peripheral surface of the metal outer cylinder from the front end of the metal outer cylinder to a position corresponding to the end on the rear end side of the first metallized portion formed in the ceramic heater. The method for manufacturing a ceramic heater type glow plug according to any one of claims 1 to 5, wherein the ceramic heater type glow plug is provided. セラミックスヒータと、前記セラミックスヒータが一端側に保持されるとともに他端側がハウジングの内部孔に挿入されて固定された金属製外筒と、を備えたセラミックスヒータ型グロープラグにおいて、
前記セラミックスヒータは、周方向外周部に一方の電極を有するとともに前記一方の電極を覆うように第１のメタライズ部を有しており、
前記金属製外筒の少なくとも内周面には金属層が設けられる一方、前記金属製外筒の先端部には金属層剥離部が形成され、
前記セラミックスヒータ及び前記金属製外筒はそれぞれ前記第１のメタライズ部及び前記金属層が形成された領域においてロウ付けにより接合されており、
前記セラミックスヒータの前記第１のメタライズ部よりも先端側の前記金属製外筒の先端部に対応する位置に、表面濡れ性改善のための第２のメタライズ部を備えることを特徴とするセラミックスヒータ型グロープラグ。In a ceramic heater type glow plug comprising: a ceramic heater; and a metal outer cylinder in which the ceramic heater is held at one end and the other end is inserted and fixed in an internal hole of the housing.
The ceramic heater has a first metallized portion so as to cover the one electrode as well as one electrode in a circumferential outer periphery,
While a metal layer is provided on at least the inner peripheral surface of the metal outer cylinder, a metal layer peeling portion is formed at the tip of the metal outer cylinder,
The ceramic heater and the metal outer cylinder are joined by brazing in a region where the first metallized portion and the metal layer are formed, respectively.
A ceramic heater comprising a second metallized portion for improving surface wettability at a position corresponding to a tip portion of the metal outer cylinder on a tip side of the first metallized portion of the ceramic heater. Type glow plug.
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