WO2005080877A1

WO2005080877A1 - グロープラグ

Info

Publication number: WO2005080877A1
Application number: PCT/JP2005/002569
Authority: WO
Inventors: Takaya Yoshikawa; Shinya Murakoshi
Original assignee: Ngk Spark Plug Co., Ltd.
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2005-09-01
Also published as: EP1719948A1; EP1719948A4; US7420139B2; JP4536065B2; CN1806147A; EP1719948B1; US20070056949A1; JPWO2005080877A1

Abstract

　内燃機関等の使用時にも、セラミックヒータと筒状部材との間に隙間が発生するのを抑制し、電気的導通が低下するのを抑制することができるグロープラグを提供することを目的とする。　棒状のセラミックヒータ２と、軸線方向に延びて外部と電気的に接続する棒状の中軸５と、セラミックヒータ２の後端側外周面２ａに接合される先端部１０１と、中軸５の先端側外周面に接合される後端部１０２とを有し、一対のリード部の一方と中軸５とを電気的に接合する金属材料からなる筒状部材１００と、を有するグロープラグにおいて、筒状部材１００は、２５°Cにおけるビッカース硬度が２００ＨＶ以上であることを特徴とする。

Description

明細書

グロ一プラグ

技術分野

[0001] 本発明は、ディーゼルエンジンのシリンダ内を予熱するためのセラミックグロープラグゃ水の予熱のための加熱プラグに使用されるグロ一プラグに関する。

背景技術

[0002] 従来のグロ一プラグ 90は、図 7に示すように、棒状のセラミックヒータ 91と、そのセラミックヒータ 91の先端部 91a及び後端部 91bを突出させた状態でセラミックヒータ 91 を締まり嵌めにて保持する筒状の外筒 92と、自身の先端部が外筒 92の後端部外周面 92aに接合する筒状の主体金具 93とを有している。このセラミックヒータ 91は、通電により発熱する発熱部 912を軸線 O方向に延びるセラミックヒータ本体 911の先端部 91 laに有し、発熱部 912からセラミックヒータ本体 911の後端側 91 lb外周面に露出するように延設された通電用の一対のリード部 913とを有している。そして、このセラミックヒータ 91への通電は、セラミックヒータ 91よりも軸線 O方向後方側に位置し、軸線方向に延びて外部と電気的に接続する棒状の中軸 94と、リード部 913の一方と中軸 94とを電気的に接続するように、自身の先端部 951がセラミックヒータ 91の後端側 91 lb外周面にロウ材にて接合され、自身の後端部 952が中軸 94の先端部 94a外周面に加締めにより接合される筒状部材 95とにより行われる（例えば、特許文献 1参照)。そして、この筒状部材 95の材料としては、加締め等を考慮してステンレス鋼、銅等の弾性力を有する金属弾性材を使用している。

特許文献 1 :特開平 9-42671号公報 (第 3図）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] し力しながら、特許文献 1のような金属弾性体を用いた筒状部材 95は、セラミックヒータ 91に対してロウ材にて接合したときに、セラミックヒータ 91に対して十分に締め付け力が得られない虞がある。ところで、このグロ一プラグ 90を内燃機関等に取り付けて使用すると、セラミックヒータ 91及び筒状部材 95に熱負荷力 Sかかり両者共に熱膨張を起こすが、このときセラミックヒータ 91よりも筒状部材 95のほうが熱膨張しやすい。すると、上記のようなセラミックヒータ 91に対して筒状部材 95の締め付け力が十分に得られないグロ一プラグ 90を用いると、セラミックヒータ 91と筒状部材 95との間に隙間が生じることがある。なお、セラミックヒータ 91と筒状部材 95との隙間にはロウ材が介されている力ロウ材とセラミックとの濡れ性が十分でないと、ロウ材とセラミックヒータ 91との間にこのような隙間が生じてしまう。すると、この隙間に酸素が侵入して露出するリード部 913の露出面が酸ィ匕してしまい、リード部 913と筒状部材 95との接触抵抗が上昇し、さらには、グロ一プラグ 90の電気的導通が低下する虞がある。

[0004] 本発明は、こうした問題を鑑みてなされたものであって、内燃機関等の使用時にも、セラミックヒータと筒状部材との間に隙間が発生するのを抑制し、電気的導通が低下するのを抑制することができるグロ一プラグを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0005] かかる目的を達成するためになされた本発明（請求項 1に記載の発明）は、軸線方向に延びるセラミックヒータ本体と、該セラミック本体の先端部に埋設され、通電により発熱する発熱部と、該発熱部に一端が接続され、他端が該セラミックヒータ本体の後端部外周面に露出する一対のリード部と、を有する棒状のセラミックヒータと、軸線方向に延びて外部と電気的に接続する棒状の中軸と、前記セラミックヒータの後端側外周面に接合される先端部と、前記中軸の先端側外周面に接合される後端部とを有し、前記一対のリード部の一方と前記中軸とを電気的に接続する金属材料からなる筒状部材と、を有するグロ一プラグにおいて、前記筒状部材は、 25°Cにおけるピッカース硬度が 200HV以上であることを特徴とする。

[0006] 本発明のグロ一プラグは、筒状部材の 25°Cにおけるビッカース硬度が 200HV以上である。このように、筒状部材を従来よりも硬くすることで、セラミックヒータと接合したときに、セラミックヒータに対して十分な締め付け力を得ることができる。よって、内燃機関等の使用時にも、セラミックヒータと筒状部材との間に隙間が発生するのを抑制でき、グロ一プラグの電気的導通が低下するのを抑制することができる。なお、ビッカース硬度 200HV未満では、上記効果を十分に得ることができない。一方、筒状部材の 25°Cでのビッカース硬度は、 500HV以下が好ましい。ビッカース硬度 500HV を越えると、加工性が悪ぐさらには、セラミックヒータとの接合時に、セラミックヒータが折損してしまう虞がある。なお、筒状部材とセラミックヒータとの接合は、ロウ材にて接合してもよいし、締まり嵌めにて接合してもよい。

[0007] また、上記グロ一プラグは、請求項 2に記載のように、前記筒状部材の先端部は、前記セラミックヒータの後端側外周面に締まり嵌めにより接合されていることが好ましい。筒状部材とセラミックヒータとを締まり嵌めにて接合するとロウ材による接合に比べ、締め付け力が十分に得られる。また、製造的、コスト的に有効である。なお、締まり嵌めの場合では、従来のような硬度の低い筒状部材を用いると、セラミックヒータに対して接合したときに、筒状部材セラミックヒータに対して過度な変形をしてしまい、セラミックヒータに対して十分に締め付け力が得られない虞がある。しかし、本発明を用いることで、筒状部材はセラミックヒータと接合したときに、セラミックヒータに対して十分な締め付け力を得ることができる。よって、内燃機関等の使用時にも、セラミックヒータと筒状部材との間に隙間が発生するのを抑制でき、グロ一プラグの電気的導通が低下するのを抑制することができる。なお、締まり嵌めとしては、圧入や焼き締め、冷やし締め等が考えられる。この中でも圧入が好ましい。圧入は、締まり嵌めを製造上容易に行うことが可能となる。さらに、圧入は、筒状部材が製造時に冷熱を受けることがないので筒状部材が十分に高硬度を保つことが出来る。

[0008] なお、筒状部材の先端部はセラミックヒータの軸方向で見た時に、筒状部材の 15 %以上締まり嵌めされていると良い。 15%未満であると、セラミックヒータとの締まり嵌めしろが低減し、筒状部材に亀裂が発生することがある。一方、筒状部材の締まり嵌めは 90%以下が好ましい。 90%を越えると、筒状部材の後端部が低減し、中軸との接合箇所が低減し、応力低減効果が有効に得ることができないことがある。

[0009] ところで、本発明のように筒状部材を従来よりも硬くすると、以下の問題が起こることがある。近年、ディーゼルエンジンの直噴ィ匕に伴い、セラミックヒータの先端部を直接、燃焼室内に配置するようになっている。この際、ディーゼルエンジンの燃焼圧等により、セラミックヒータの先端部は軸線方向後端側への押圧が繰り返され、その結果、セラミックヒータは軸線方向に振動しょうとする。特許文献 1のように、中軸と主体金具とをガラスシール 96により固定したグロ一プラグ（図 7参照）に、本発明のような高硬度の筒状部材を使用すると、セラミックヒータに対して軸線方向後方に向力つて加わる圧力が、筒状部材によって緩和されることなく中軸に加わり、ガラスシール 96が破壊される虞がある。これにより、中軸と主体金具とが短絡することや、中軸が主体金具力ら脱落することがある。

[0010] そこで、上記グロ一プラグは、請求項 4に記載のように、前記セラミックヒータの先端部及び後端部とを突出させて保持する外筒と、該外筒を保持するとともに、中軸の先端側を取り囲む主体金具と、前記中軸と前記主体金具との間隙に位置するように配置された弾性部材と、を有して!/ヽることが好ま U、。

[0011] つまり、本発明のグロ一プラグは、この弾性部材により中軸と主体金具との絶縁を図ることができる。その上、弾性部材は、中軸の軸線方向後端側への移動は許容して V、るので、セラミックヒータ力の長期の振動や過大な燃焼圧によるセラミックヒータの軸線方向後端側への移動が起こったとしても、弾性部材がそれを吸収できるので従来のガラスシールのように破壊されることがない。よって、燃焼圧等によりセラミックヒ一タが押圧された状態になった状態でも、筒状部材を介してセラミックヒータと接合する中軸が主体金具と絶縁を図りつつ、かつ脱落を防止することができる。なお、弾性部材としては、パッキンや Oリングが挙げられる。

[0012] また、上記グロ一プラグは、請求項 5記載のように、前記弾性部材が、前記主体金具の後方向き面と係合するとともに、前記弾性部材を押圧するようにして該弾性部材の後端側に配置された筒状の絶縁部材を有して、ることが好まヽ。この絶縁部材が弾性部材を押圧することで、燃焼室内の混合気がグロ一プラグ内の間隙を通って外部に放出されることが無い。なお、絶縁部材は主体金具と中軸との間隙に対して空間を持って配置されることが好ましい。これにより、絶縁部材力セラミックヒータからの長期の振動や過大な燃焼圧によるセラミックヒータの軸線方向後端側への移動が起こったとしても、破壊されることがない。また、絶縁部材は、軸線方向に垂直な断面において、絶縁部材が中軸との 60%以上を占める部位を有することが良い。 60% 以上を占めることで、十分に弾性部材を押圧することが可能となる。

[0013] さらに、主体金具の後方向き面は、主体金具の貫通孔内壁の一部として設けられる力軸線方向に垂直に形成された面でもよいし、軸線方向の後端側に向かって貫通孔内径を拡大するテーパ面でも良い。

[0014] また、上記グロ-プラグは、請求項 6の記載のように、筒状部材の後端部が、中軸の後端側外周面に溶接により接合されていることが好ましい。これにより、高硬度の筒状部材と中軸とを強固に接合することが出来る。なお、筒状部材と中軸との溶接は、抵抗溶接、超音波溶接、レーザ溶接のいずれでも良ぐ筒状部材と中軸とが電気的に接続されていれば良い。

[0015] さらに、本発明のグロ一プラグは、請求項 7のように、前記セラミックヒータの後端側外周面に締まり嵌めやロウ付け等により接合される筒状の先端部と、前記中軸の先端側外周面に接合される後端部とを有し、前記一対のリード部の一方と前記中軸とを電気的に接合し、 25°Cにおけるビッカース硬度が 200HV以上である金属部材を用いたことを特徴とする。かかるグロ一プラグは、従来よりも硬い金属部材を用いているので、セラミックヒータと接合したときに、セラミックヒータに対する筒状の先端部の締め付け力を増大することができる。よって、内燃機関等の使用時にも、セラミックヒータと金属部材の筒状の先端部との間に隙間が発生するのを抑制でき、グロ一プラグの電気的導通が低下するのを抑制することができる。なお、ビッカース硬度 200HV未満では、上記効果を十分に得ることができない。一方、金属部材の 25°Cでのピツカース硬度は、 500HV以下が好ましい。ビッカース硬度 500HVを越えると、金属部材の加工性が悪ぐさらには、セラミックヒータとの接合時に、セラミックヒータが折損してしまう虞がある。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]本発明の実施形態 1を示すグロ一プラグ 1の縦断面図である。

[図 2]図 1の要部を示す縦断面図である。

[図 3]グロ一プラグ 1のセラミックヒータ 2の製造工程の説明図である。

[図 4]図 3に続ぐグロ一プラグ 1の製造工程の説明図である。

[図 5]図 1のグロ一プラグ 1の第 1変形例を示す縦断面図である。

[図 6]図 1のグロ一プラグ 1の第 2変形例を示す縦断面図である。

[図 7]従来のグロ一プラグ 90の説明図である。

符号の説明 [0017] 1、 90、 400、 500· · 'グロ一プラグ、 2· · 'セラミックヒータ、 21 · · 'セラミックヒータ本体、 22· · ·発熱部、 23、 24· · ·リード部 3、 403、 503 · · ·外筒、 31 · · ·突出部、 4· · · 主体金具、 5 · · ·中軸、 46 · · 'セラミックリング、 7· · 'ガラス充填層、 8 · · '絶縁ブッシュ、 9 · · '端子金具、 100· · '筒状部材、 200· · '複合成形体、 211、 212· · '分割成形体、 220· · ·発熱部粉末成形体

発明を実施するための最良の形態

[0018] 以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

図 1は、本発明の一例であるグロ一プラグ 1の内部構造を示すものである。また、図 2は、その要部を拡大して示すものである。グロ一プラグ 1は、主にセラミックヒータ 2とこれを保持する外筒 3、該外筒 3を保持する主体金具 4とセラミックヒータ 2の後端側に配置された中軸 5とを有する。

[0019] セラミックヒータ 2は、棒状の形態であるセラミックヒータ本体 21と、セラミックヒータ 2 1の先端部に埋設された発熱部 22と、該発熱部 22に通電し、セラミックヒータ 21の後端部外周面から露出する一対のリード部 23、 24とを備えている。セラミックヒータ本体 21は、窒化珪素（Si N )を主成分とする絶縁性セラミック力もなる。発熱部 22は、炭

3 4

ィ匕タングステン (WC)、ニ珪化モリブデン（MoSi )及びニ珪化タングステン (WSi )

2 2 等の導電性セラミックと絶縁性セラミックとの混合物力もなり、 u字形状をなして、る。また、リード部 23、 24は、発熱部 22と電気抵抗率の異なる導電性セラミックと絶縁性セラミックとの混合物からなる。

[0020] 外筒 3は径方向に突出する突出部 31を後端側に設けた SUS630、 SUS430等のステンレス鋼の筒状部材であって、セラミックヒータ 2の先端部及び後端部を突出させた状態で自身の内側に保持する。そして、 S40C力もなる主体金具 4の先端面 4aと外筒 3の突出部 31の後端面 31aとが当接するように主体金具 4と外筒 3を嵌合させ、さらにレーザにより溶接している。外筒 3は、一方のリード部 24と主体金具 4とを電気的に接続している。

[0021] そして、主体金具 4は、その外周面にエンジンブロックにグロ一プラグ 1を固定するためのねじ部 41と、スパナやレンチ等を組み付ける工具係合部 43とを有している。なお、エンジンブロックに固定する際、外筒 3の突出部 31がエンジンブロックの固定部に当接する。また、主体金具 4の軸線方向に延びる貫通孔 42は、先端側の小径孔 42a,後端側に位置し小径部 42aよりも拡径する大径孔 42b、小径孔 42aと大径孔 4 2bとを連結する段部 42cから形成されてヽる。

[0022] 次に、セラミックヒータ 2の後端部外周面 2aは、 SUS630、 SUS430等のステンレス鋼の筒状部材 100の先端部 101に圧入され、リード部 23 (外筒と接続するリード部とは別のリード部）と導通されている。一方、筒状部材 100の後端部 102は、中軸 5の先端部外周面に抵抗溶接、レーザ溶接等を用いて接合している。なお、中軸 5とセラミックヒータ 1との間には、軸線方向に 0. 4mmの間隙を設けるようにして配置している

[0023] この筒状部材 100は、 25°Cでのビッカース硬度が 420HVである。このように、筒状部材 100が、ビッカース硬度が 200HV以上を有することで、筒状部材 100がセラミツクヒータ 2に対して接合したときに、セラミックヒータ 2に対して十分な締め付け力を得ることができる。よって、内燃機関等の使用時にも、セラミックヒータ 2と筒状部材 100 との間に隙間が発生するのを抑制でき、グロ一プラグ 1の電気的導通が低下するのを抑制することができる。なお、この筒状部材 100としては、 SUS430の加工硬化材ゃ、 SUS630の時効硬化材等を用いることができる。

[0024] さらに、中軸 5は主体金具 4と間隙をもうけて (絶縁状態にて)配置され、その間隙には、主体金具 4の段部 42cに当接するようにゴム製の Oリング 6が嵌め込まれている。そして、 Oリング 6の後端側には、絶縁ブッシュ 7が嵌め込まれている。具体的には、絶縁ブッシュ 7は小径部 71と小径部 71よりも径大な大径部 72からなり、小径部 71は主体金具 4の大径孔 42bに挿入されており、絶縁ブッシュの先端面 7a (小径部の先端面 71a)が Oリング 6を押圧している。一方、大径部 72は主体金具 4の後端側に位置し、大径部 72の先端面 72aは、主体金具 4の後端面 4bに当接している。さらに、絶縁ブッシュ 7の後端面 7b (大径部 7の後端面 72b)には、絶縁ブッシュ 7の脱落を防止する押えリング 8の先端面 8aが当接している。押えリング 8は、中軸 5の後端部に設けられたローレット部 51に加締めにより固着される。

[0025] このように、 0リング 6が中軸 5は主体金具 4と間隙に、主体金具 4の段部 42cに当接するよう配置されていることで、中軸 5と主体金具 4との絶縁を図りつつ、セラミックヒータ 2からの長期の振動や過大な燃焼圧によるセラミックヒータ 2の軸線方向後端側への移動が起こったとしても、 0リング 6が従来のガラスシールのように破壊されることがない。よって、中軸 5の脱落を防止することができる。

[0026] また、 Oリング 6を後端側力押圧する絶縁ブッシュ 7を有して、るので、燃焼室内の混合気がグロ一プラグ内の間隙を通って外部に放出されることが無い。

[0027] なお、本実施例において、 Oリング 6が特許請求の範囲の弾性部材に相当し、絶縁ブッシュ 7が特許請求の範囲の絶縁部材に相当する。また、主体金具 4の後端面 4b が特許請求の範囲の主体金具の後方向き面に相当する。

[0028] 以下、グロ一プラグ 1の製造方法について説明する。まず、図 3に示すように、発熱部 22とリード部 23、 24を一体とした発熱部粉末成形体 220を射出成形により作成する。また、セラミック本体 21を形成するための原料粉末を予め金型プレス成形することにより、上下別体に形成された本体成形体としての分割成形体 211、 212を用意しておく。これら分割成形体 211、 212には、発熱部粉末成形体 220に対応した形状の凹部をそのあわせ面に形成しておき、ここに発熱部粉末成形体 220を収容して分割予備成形体を上記合わせ面において嵌め合わせ、さらにプレス'圧縮することにより、図 3 (b)に示すように、これらが一体化された複合成形体 200を作る。

[0029] こうして得られた複合成形体 200を脱バインダ処理後、ホットプレス等により 1700°C 以上、例えば、約 1800°C前後で焼成することにより、焼成体とし、さらに外周面を円筒状に研磨すればセラミックヒータ 2が得られる。そして、図 4に示すように、筒状部材 100の先端部 101を一対のリード部 23と電気的に接続するように、圧入等により締まり嵌めにて嵌合させる。さらに同様に、該セラミックヒータ 2に外筒 3を一対のリード部 2 4と電気的に接続させるように、圧入等により締まり嵌めにて嵌合させる。

[0030] そして、筒状部材 100の後端部 102に中軸 5の先端部をレーザ溶接により溶接する。具体的には、筒状部材 100の後端側 102を中軸 5の先端部に挿入し、重なり部を径方向全周にレーザ溶接する。そして、主体金具 4を中軸 5の後端側カゝら挿入し、主体金具 4の先端面 4aと外筒 3の突出部 31の後端面 31aを当接するようにして、レーザ溶接にて接合する。

[0031] 次に、中軸 5の後端側から Oリング 6、絶縁ブッシュ 7、押えリング 8の順に挿入し、押えリング 8を先端側に押圧しながら押えリング 8を中軸 5に向けて加締めることで、図 1 に示すグロ一プラグ 1が完成する。なお、押えリング 8を先端側に押圧することで、 Oリング 6が主体金具 4の段孔 42cに押圧された状態となっている。

実施例

[0032] 〔実施例 1〕

[0033] 次に、本発明の効果を確認するため、以下のような評価を行った。

まず、筒状部材 100の硬度と電気導通性との関係について調査した。 Si Nを主成

3 4 分とするセラミックヒータ本体 21に、 WC等の導電性セラミックと絶縁性セラミックとからなる発熱部 22及びリード部 23、 24を埋設させて棒状のセラミックヒータ 2を作製した。なお、セラミックヒータ 2は、直径 3. 3mm、長さ 42mmであり、発熱部 22はセラミックヒータ 2の先端から 1一 6mmの位置に埋設した。次に、そのセラミックヒータ 2に対してビッカース硬度をそれぞれ異ならせた筒状部材 100の先端部 101を圧入した。この筒状部材 100は、長さ 6. 5mm、直径 4. Omm、内径 3. 2mmで、 25°Cでのピッカース硬度 100HV、 150HV、 200HV、 250HV、 300HV、 350HV、 400HVのものをそれぞれ用意した。具体的には、ビッカース硬度 100HVのものは SUS430の焼きなまし材、ビッカース硬度 150HVのものは SUS430の加工硬化材、ビッカース硬度 20 OHVのものは SUS430の加工硬化材、ビッカース硬度 250HVのものは SUS430 の加工硬化材、ビッカース硬度 300HVのものは SUS630の溶体化材、ビッカース硬度 350HVのものは SUS630の時効硬化材、ビッカース硬度 400HVのものは SU S630の時効硬化材を用いた。なお、 SUS430の焼きなまし材とは、引き抜き加工により所定の太さに形成された SUS430の棒材に焼きなましを行い、その後切削により筒状に作成したものである。また、 SUS430のカロ工硬ィ匕材とは、引き抜きカ卩ェにより所定の太さに形成された SUS430の棒材に焼きなましを行う。そして、引き抜き加工を再度行って所定の硬度にし、その後切削により筒状に作成したものである。また、 S US630の溶体ィ匕材は、 SUS630の素材を溶体ィ匕し、その後切削加工にて形成したものである。さらに、 SUS630の時効硬ィ匕材は、 SUS630の素材を溶体ィ匕し、その後切削加工を行って所定の形状にする。そして、 JIS G4303 (1991年度版）に基づいて所定の硬度に時効処理を行って形成したものである。また、セラミックヒータ 2 と筒状部材 100との重なり部の長さは 4mmである。次に、筒状部材 100の後端部 10 2と中軸 5とを溶接し、その後、外筒 3及び主体金具 4を接合して、グロ一プラグ 1を作製した。

[0034] そして、このグロ一プラグ 1のセラミックヒータ 2と筒状部材 100との接触抵抗を公知の方法により測定した。その後、グロ一プラグ 1に通電し、セラミックヒータ 2と筒状部材 100との重なり部の温度が 200°Cとなるようにセラミックヒータ 2を 1分間加熱し、その後 30秒自然冷却するのを 1サイクルとして 50000サイクル行った。なお、重なり部の温度は筒状部材 100の外周面に熱電対を設けて測定した。また、 200°Cは一般的な内燃機関に使用されるグロ一プラグ 1における重なり部の温度よりも高い温度であり、その 200°Cを目標として設定した。そして、再度セラミックヒータ 2と筒状部材 100 との接触抵抗を測定し、通電前の接触抵抗と通電後の接触抵抗を比較して、接触抵抗の上昇が 50m Ω以下であるグロ一プラグ 1を〇、接触抵抗の上昇が 50m Ωを超えたグロ一プラグ 1を Xとして判定した。結果を表 1に示す。

[0035] [表 1]

[0036] 表 1によれば、筒状部材 100のビッカース硬度が 200HV以上のグロ一プラグ 1は、接触抵抗の上昇が 50m Ω以下となったのに対して、筒状部材 100のビッカース硬度力 S150HV以下のグロ一プラグ 1は、接触抵抗の上昇が 50m Ωを超えてしまった。これにより、筒状部材 100をビッカース硬度 200HV以上とすることで、接触抵抗の上昇を抑制でき、良好な電気導通性を得ることができる。

[0037] 〔実施例 2〕

次に、ビッカース硬度が 200HV以上の筒状部材 100を用いたグロ一プラグ 1の中軸 5と主体金具 4の固定手段と耐久性との関係について調べた。まず、実施例 1に用いたビッカース硬度が 100HV、 200HV、 300HVの筒状部材 100を備えるグロープラグ 1をそれぞれ 10本用意する。なお、実施例としては、主体金具 4と中軸 5との固定手段として、本実施形態にて説明したゴム製 (フッ素ゴム）の Oリング 6及び絶縁ブッシュ 7を用いた。一方、比較例として、特許文献 1のようなガラスシール 96を用いた。そして、そのグロ一プラグ 1をそれぞれ排気量 3000ccの直噴コモンレール式 (インタークーラ付ターボチヤ一ヂャ）のディーゼルエンジンエンジンに取り付け、グロ一プラグ 1 に通電してエンジンを駆動させた。その後、グロ一プラグ 1の通電を止めてセラミックヒータ 2と筒状部材 100との重なり部が 100°C以下になるように保ちながら、エンジンを 250時間駆動し続けた。そして、グロプラグ 1をエンジン力も取り外し、グロ一プラグ 1のセラミックヒータ 2にクラックが生じて、る力否かを観察し、クラックが生じて、るグロ一プラグ 1の本数を数えた。結果を表 2に示す。

[0038] [表 2]

[0039] 表 2によると、ビッカース硬度 ΙΟΟΗνの筒状部材 100を用いたグロ一プラグ 1では、比較例のグロ一プラグ 1の 2本にクラックが発生したのに対して、実施例のグローブラグ 1には 0本であった。一方、ビッカース硬度 200Hvの筒状部材 100を用いたグロ一プラグ 1では、比較例のグロ一プラグの 8本にクラックが発生したのに対して、実施例のグロ一プラグ 1には 0本であった。さらに、ビッカース硬度 300Hvの筒状部材 100を用いたグロ一プラグ 1では、比較例のグロ一プラグ 1の 9本にクラックが発生したのに対して、実施例のグロ一プラグ 1には 0本であった。これより、筒状部材 100のピツカース硬度 200HV以上となるグロ一プラグ 1では、ガラスシール 96では十分にクラックを抑制できていないのに対して、本発明のグロ一プラグ 1のように Oリング 6及び絶縁ブッシュ 7を用いることで有効にクラックを抑制できることが分かる。

[0040] なお、本発明においては、上述した具体的な実施形態に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施形態とすることができる。例えば、実施形態 1のグロ一プラグ 1において、全体が円筒形状を有する筒状部材 100を用いたが、これに代えて、セラミックヒータ 2と接合される先端部のみを筒状形状とし、その他の部分は板形状とした金属部材や、先端部と後端部とを筒形状とし、その間を板形状の中間部で連結する金属部材も採用することもできる。また、外筒 3に突出部 31を設けたが、これに限られず、図 5のように、円筒状の外筒 403を設けても良い。それにより、外筒を製造する際の、工程が減り、コストが低減できる。また、図 6のように、円筒の後端側を拡径させた外筒 503を設けても良い。それにより、外筒の径大部と径小部との境界部に主体金具先端を固定させることで、容易に位置決めができる外筒を作成することができる。

[0041] また、実施形態 1のグロ一プラグ 1において、発熱部 22は、セラミックヒータ本体 21 に埋設されているが、これに限らず、セラミックヒータ本体 21の先端部外周面に露出していても良い。

[0042] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本出願は、 2004年 2月 19日出願の日本特許出願 (特願 2004— 043378)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims

請求の範囲

[1] 軸線方向に延びるセラミックヒータ本体と、該セラミック本体の先端部に埋設され、通電により発熱する発熱部と、該発熱部に一端が接続され、他端が該セラミックヒータ本体の後端部外周面に露出する一対のリード部と、を有する棒状のセラミックヒータと、

軸線方向に延びて外部と電気的に接続する棒状の中軸と、

前記セラミックヒータの後端側外周面に接合される先端部と、前記中軸の先端側外周面に接合される後端部とを有し、前記一対のリード部の一方と前記中軸とを電気的に接続する金属材料からなる筒状部材と、

を有するグロ一プラグにぉヽて、

前記筒状部材は、 25°Cにおけるビッカース硬度が 200HV以上であることを特徴とするグロ一プラグ。

[2] 請求項 1に記載のグロ一プラグにぉ、て、

前記筒状部材の先端部は、前記セラミックヒータの後端側外周面に締まり嵌めにより接合されてヽることを特徴とするグロ一プラグ。

[3] 請求項 2に記載のグロ一プラグにぉ、て、

前記締まり嵌めが圧入であることを特徴とするグロ一プラグ。

[4] 請求項 1乃至 3のいずれか一項に記載のグロ一プラグにおいて、

前記セラミックヒータの先端部及び後端部とを突出させて保持する外筒と、該外筒を保持するとともに、中軸の先端側を取り囲む主体金具と、

前記中軸と前記主体金具との間隙に位置するように配置された弾性部材と、を有して!/ヽることを特徴とするグロ一プラグ。

[5] 請求項 4に記載のグロ一プラグにぉヽて、

前記弾性部材は、前記主体金具の後方向き面と係合するとともに、

前記弾性部材を押圧するようにして該弾性部材の後端側に配置された筒状の絶縁部材を有して、ることを特徴とするグロ一プラグ。

[6] 請求項 1乃至 5のいずれか一項に記載のグロ一プラグにおいて、

前記筒状部材の後端部は、前記中軸の先端側外周面に溶接により接合されていることを特徴とするグロ一プラグ。

軸線方向に延びるセラミックヒータ本体と、該セラミック本体の先端部に埋設され、通電により発熱する発熱部と、該発熱部に一端が接続され、他端が該セラミックヒータ本体の後端部外周面に露出する一対のリード部と、を有する棒状のセラミックヒータと、

軸線方向に延びて外部と電気的に接続する棒状の中軸と、

前記セラミックヒータの後端側外周面に接合される筒状の先端部と、前記中軸の先端側外周面に接合される後端部とを有し、前記一対のリード部の一方と前記中軸とを電気的に接続する金属部材と、

を有するグロ一プラグにぉヽて、

前記金属部材は、 25°Cにおけるビッカース硬度が 200HV以上であることを特徴とするグロ一プラグ。