JP2002270349A - セラミックヒーター装置及びその製造方法 - Google Patents
セラミックヒーター装置及びその製造方法Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Ceramic Engineering (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 セラミックヒーターが金属製筒状体内にロウ
付けによって固定されているもので、同ヒーターの切断
部分が分離、脱落するのを防止する。 【解決手段】 セラミックヒーターの先端２ａ先細りテ
ーパー状のテーパー部２ｔを形成し、テーパー部２ｔの
先細り起点Ｐ１よりも先端側に金属製筒状体３の先端３
ａを存在させて同ヒーター２を金属製筒状体３内に配置
させる。金属製筒状体３の内周面３ｄと同ヒーター２の
外周面２ｂとの隙間をロウ付けする。ロウ付けしたロウ
材層１０をテーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１よりも先端
側にも存在させる。先端側に存在する厚肉のロウ材層１
０に抜け止め作用をさせた。
付けによって固定されているもので、同ヒーターの切断
部分が分離、脱落するのを防止する。 【解決手段】 セラミックヒーターの先端２ａ先細りテ
ーパー状のテーパー部２ｔを形成し、テーパー部２ｔの
先細り起点Ｐ１よりも先端側に金属製筒状体３の先端３
ａを存在させて同ヒーター２を金属製筒状体３内に配置
させる。金属製筒状体３の内周面３ｄと同ヒーター２の
外周面２ｂとの隙間をロウ付けする。ロウ付けしたロウ
材層１０をテーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１よりも先端
側にも存在させる。先端側に存在する厚肉のロウ材層１
０に抜け止め作用をさせた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックヒータ
ー装置に関し、詳しくはディーゼルエンジンの始動促進
用などに使用されるグロープラグ或いは石油ファンヒー
ターの着火用ヒーターなどに使用されるセラミックヒー
ター装置に関する。
ー装置に関し、詳しくはディーゼルエンジンの始動促進
用などに使用されるグロープラグ或いは石油ファンヒー
ターの着火用ヒーターなどに使用されるセラミックヒー
ター装置に関する。
【０００２】図１０は、この種のセラミックヒーター装
置の一例としてディーゼルエンジン用のセラミックグロ
ープラグ１０１を示したものである。このものは、金属
製筒状体３の内側（円柱状の空孔）に、丸棒（円柱）状
のセラミックヒーター２を、ヒーター先端２ａが金属製
筒状体（以下、単に筒状体ともいう）３の先端３ａから
突出するように固定し、これらを筒状をなす金属製本体
（以下、単に本体ともいう）４内にその先端４ａから突
出するようにして保持（固定）されている。このものの
組立ては、例えば、セラミックヒーター２を筒状体３の
内側に隙間嵌めし、その隙間に加熱した溶融ロウ（図示
せず）を流し込み、流し込まれたロウ材層１０による筒
状体３の熱膨張及び冷却収縮を利用してセラミックヒー
ター２を締め付けて筒状体３内に気密状に固定する。そ
して、セラミックヒーター２が一体化された筒状体３を
本体４に同様に隙間嵌めし、その隙間に溶融ロウ１０を
流し込むことで組立てられていた。
置の一例としてディーゼルエンジン用のセラミックグロ
ープラグ１０１を示したものである。このものは、金属
製筒状体３の内側（円柱状の空孔）に、丸棒（円柱）状
のセラミックヒーター２を、ヒーター先端２ａが金属製
筒状体（以下、単に筒状体ともいう）３の先端３ａから
突出するように固定し、これらを筒状をなす金属製本体
（以下、単に本体ともいう）４内にその先端４ａから突
出するようにして保持（固定）されている。このものの
組立ては、例えば、セラミックヒーター２を筒状体３の
内側に隙間嵌めし、その隙間に加熱した溶融ロウ（図示
せず）を流し込み、流し込まれたロウ材層１０による筒
状体３の熱膨張及び冷却収縮を利用してセラミックヒー
ター２を締め付けて筒状体３内に気密状に固定する。そ
して、セラミックヒーター２が一体化された筒状体３を
本体４に同様に隙間嵌めし、その隙間に溶融ロウ１０を
流し込むことで組立てられていた。
【０００３】なお、セラミックヒーター２は、そのヒー
ター先端２ａ寄り内部に、例えば導電性セラミックから
なり折り返し状（Ｕ字状）に形成されたセラミック発熱
体又は高融点金属線からなる発熱体（図示せず）を埋設
してなるものである。そして、この発熱体のＵ字の両端
部（両脚の端部）に、要すれば中継線を介してセラミッ
クヒーター２の後端２ｃ寄り部位の側面などに端子を設
け、この端子に通電用リード１５、１６がロウ付けされ
ている。このようなヒーター装置は、通電用リード１
５、１６を介して電流を印加することでセラミックヒー
ター２を抵抗発熱して加熱するように構成されている。
ター先端２ａ寄り内部に、例えば導電性セラミックから
なり折り返し状（Ｕ字状）に形成されたセラミック発熱
体又は高融点金属線からなる発熱体（図示せず）を埋設
してなるものである。そして、この発熱体のＵ字の両端
部（両脚の端部）に、要すれば中継線を介してセラミッ
クヒーター２の後端２ｃ寄り部位の側面などに端子を設
け、この端子に通電用リード１５、１６がロウ付けされ
ている。このようなヒーター装置は、通電用リード１
５、１６を介して電流を印加することでセラミックヒー
ター２を抵抗発熱して加熱するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来の構造の
ものにおいて、筒状体３内にロウ材層により固定された
セラミックヒーター２は、その後のグロープラグ１０１
の組立てに至るまでの製造工程や取扱いにおいて、様々
な外力（落下による衝撃、エンジンへの取付け時におけ
る曲げ力）を受ける。このため、セラミックヒーター２
は、金属製筒状体３内で、図１０中に示したような太線
部Ｓで切断（折損）している場合がある。しかし、その
ような切断は金属製筒状体３内であることから外部から
は視認できない。このため、そのままエンジン（シリン
ダ内又は副燃焼室）Ｅへ組み込まれてしまうことがあ
る。
ものにおいて、筒状体３内にロウ材層により固定された
セラミックヒーター２は、その後のグロープラグ１０１
の組立てに至るまでの製造工程や取扱いにおいて、様々
な外力（落下による衝撃、エンジンへの取付け時におけ
る曲げ力）を受ける。このため、セラミックヒーター２
は、金属製筒状体３内で、図１０中に示したような太線
部Ｓで切断（折損）している場合がある。しかし、その
ような切断は金属製筒状体３内であることから外部から
は視認できない。このため、そのままエンジン（シリン
ダ内又は副燃焼室）Ｅへ組み込まれてしまうことがあ
る。
【０００５】一方、エンジンの燃焼中、セラミックヒー
ター２は、常時著しい温度変化（熱衝撃）及び爆風に晒
されている。このため、エンジンが運転された際には、
振動や昇温による金属製筒状体３とセラミックヒーター
２との熱膨張差により、両者間に弛緩（緩み）が生じ
る。一方、金属製筒状体３の内周面３ｄは内径が一定で
ストレートのため、このような弛緩が生じると、図１１
に示したように、セラミックヒーター２のヒーター先端
２ａ側の切断部分が分離してエンジンＥの燃焼室内に落
下する危険があるといった問題があった。
ター２は、常時著しい温度変化（熱衝撃）及び爆風に晒
されている。このため、エンジンが運転された際には、
振動や昇温による金属製筒状体３とセラミックヒーター
２との熱膨張差により、両者間に弛緩（緩み）が生じ
る。一方、金属製筒状体３の内周面３ｄは内径が一定で
ストレートのため、このような弛緩が生じると、図１１
に示したように、セラミックヒーター２のヒーター先端
２ａ側の切断部分が分離してエンジンＥの燃焼室内に落
下する危険があるといった問題があった。
【０００６】すなわち、金属製筒状体３と本体４とのロ
ウ付けは両部品ともに金属製であるため、その接合強度
は高く安定している。また、金属製筒状体３の内周面３
ｄとロウ材層１０との接合強度は高いものの、セラミッ
クヒーター２の外周面２ｂとロウ材層１０との接合強度
は焼き嵌め状態になっているのみであるため相対的に低
く、しかもセラミックとロウ材との熱膨張係数の相違が
大きい。このため、セラミックヒーター２の外周面２ｂ
とロウ材層１０との界面では弛緩（緩み）が生じやす
い。とくに、金属製筒状体３の先端３ａに近いところで
切断している場合には、切断しているセラミックヒータ
ー２の部分を保持する力も小さいことから、分離、脱落
を招きやすい。
ウ付けは両部品ともに金属製であるため、その接合強度
は高く安定している。また、金属製筒状体３の内周面３
ｄとロウ材層１０との接合強度は高いものの、セラミッ
クヒーター２の外周面２ｂとロウ材層１０との接合強度
は焼き嵌め状態になっているのみであるため相対的に低
く、しかもセラミックとロウ材との熱膨張係数の相違が
大きい。このため、セラミックヒーター２の外周面２ｂ
とロウ材層１０との界面では弛緩（緩み）が生じやす
い。とくに、金属製筒状体３の先端３ａに近いところで
切断している場合には、切断しているセラミックヒータ
ー２の部分を保持する力も小さいことから、分離、脱落
を招きやすい。
【０００７】また、このようなセラミックヒーター装置
においては、ロウ材層によって固定されたものに代え
て、セラミックヒーターが金属製筒状体３内に圧入され
て保持されているものもある。しかし、圧入によるもの
においても、セラミックヒーターに上記のような切断が
ある場合には、ロウ材層によるものと同様、その切断部
の分離、脱落の問題がある。また、ロウ材層構造、又は
圧入構造に限らず、このようなセラミックヒーターの切
断は、エンジンへの組み込み後において発生する可能性
もあるが、その場合でも、同様の問題がある。
においては、ロウ材層によって固定されたものに代え
て、セラミックヒーターが金属製筒状体３内に圧入され
て保持されているものもある。しかし、圧入によるもの
においても、セラミックヒーターに上記のような切断が
ある場合には、ロウ材層によるものと同様、その切断部
の分離、脱落の問題がある。また、ロウ材層構造、又は
圧入構造に限らず、このようなセラミックヒーターの切
断は、エンジンへの組み込み後において発生する可能性
もあるが、その場合でも、同様の問題がある。
【０００８】本発明は、上記した従来のグロープラグな
どのセラミックヒーター装置における問題点に鑑みてな
されたもので、その目的は、セラミックヒーターが金属
製筒状体内にロウ付け、又は圧入によって固定されてい
るものにおいて、セラミックヒーターの切断部分が分
離、脱落するのを防止することにある。
どのセラミックヒーター装置における問題点に鑑みてな
されたもので、その目的は、セラミックヒーターが金属
製筒状体内にロウ付け、又は圧入によって固定されてい
るものにおいて、セラミックヒーターの切断部分が分
離、脱落するのを防止することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに請求項１に記載の発明は、金属製筒状体内に、軸状
のセラミックヒーターを、ヒーター先端が該金属製筒状
体の先端から突出するように配置させた構造を有するセ
ラミックヒーター装置において、前記セラミックヒータ
ーの先端に先細りテーパー状のテーパー部を形成し、該
テーパー部の先細り起点よりも先端側に前記金属製筒状
体の先端を存在させて該セラミックヒーターを前記金属
製筒状体内に配置させ、該金属製筒状体の内周面と該セ
ラミックヒーターの外周面との間にロウ材を介在させて
両者を固定し、このロウ材層を該テーパー部の先細り起
点よりも先端側にも存在させたことを特徴とする。
めに請求項１に記載の発明は、金属製筒状体内に、軸状
のセラミックヒーターを、ヒーター先端が該金属製筒状
体の先端から突出するように配置させた構造を有するセ
ラミックヒーター装置において、前記セラミックヒータ
ーの先端に先細りテーパー状のテーパー部を形成し、該
テーパー部の先細り起点よりも先端側に前記金属製筒状
体の先端を存在させて該セラミックヒーターを前記金属
製筒状体内に配置させ、該金属製筒状体の内周面と該セ
ラミックヒーターの外周面との間にロウ材を介在させて
両者を固定し、このロウ材層を該テーパー部の先細り起
点よりも先端側にも存在させたことを特徴とする。
【００１０】上記手段により、テーパー部の先細り起点
よりも先端側に存在させたロウ材層がある。このような
ロウ材層は、セラミックヒーターが金属製筒状体内で緩
んでいたとしても、金属製筒状体に対し先端側に摺り抜
けようとする際にテーパー部に係合する形となって抜け
止め作用をする。すなわち、セラミックヒーターが、例
えばテーパー部の先細り起点よりも後端側で切断した場
合において、その切断箇所より先端側の外周面とロウ材
層との界面に弛緩が生じたとしても、テーパー部の先細
り起点よりも先端側に存在するロウ材層がテーパー部の
表面において厚く形成されている。これが、テーパー部
に係合する形となって抜け止め作用をするため、切断し
たセラミックヒーターの先端部が金属製筒状体から抜け
落ちることが防止される。このように、本発明が例えば
グロープラグとして具体化された場合において、セラミ
ックヒーターが金属製筒状体内で切断しているまま、エ
ンジンへ組み込まれて運転された際にセラミックヒータ
ーと金属製筒状体との間に弛緩が生じたとしても、セラ
ミックヒーターの切断部がエンジンの副燃焼室内へ脱落
するのが防止される。なお、テーパー部のテーパー角度
は、１０分〜５度程度とするのが適切である。
よりも先端側に存在させたロウ材層がある。このような
ロウ材層は、セラミックヒーターが金属製筒状体内で緩
んでいたとしても、金属製筒状体に対し先端側に摺り抜
けようとする際にテーパー部に係合する形となって抜け
止め作用をする。すなわち、セラミックヒーターが、例
えばテーパー部の先細り起点よりも後端側で切断した場
合において、その切断箇所より先端側の外周面とロウ材
層との界面に弛緩が生じたとしても、テーパー部の先細
り起点よりも先端側に存在するロウ材層がテーパー部の
表面において厚く形成されている。これが、テーパー部
に係合する形となって抜け止め作用をするため、切断し
たセラミックヒーターの先端部が金属製筒状体から抜け
落ちることが防止される。このように、本発明が例えば
グロープラグとして具体化された場合において、セラミ
ックヒーターが金属製筒状体内で切断しているまま、エ
ンジンへ組み込まれて運転された際にセラミックヒータ
ーと金属製筒状体との間に弛緩が生じたとしても、セラ
ミックヒーターの切断部がエンジンの副燃焼室内へ脱落
するのが防止される。なお、テーパー部のテーパー角度
は、１０分〜５度程度とするのが適切である。
【００１１】そして、請求項２に記載の発明は、金属製
筒状体内に、軸状のセラミックヒーターを、ヒーター先
端が該金属製筒状体の先端から突出するように配置させ
た構造を有するセラミックヒーター装置であって、該金
属製筒状体の内周面と該セラミックヒーターの外周面と
の間にロウ材を介在させて両者を固定されているものに
おいて、前記セラミックヒーターのうち、前記金属製筒
状体内にありしかも該金属製筒状体の先端寄り部位に対
応する部位に、該金属製筒状体内にある他の部位よりも
小径の小径部を形成し、該小径部において介在されてい
るロウ材層を、前記セラミックヒーターが前記金属製筒
状体に対し先端側に摺り抜けようとする際の抜け止め作
用をなすように存在させたことを特徴とする。
筒状体内に、軸状のセラミックヒーターを、ヒーター先
端が該金属製筒状体の先端から突出するように配置させ
た構造を有するセラミックヒーター装置であって、該金
属製筒状体の内周面と該セラミックヒーターの外周面と
の間にロウ材を介在させて両者を固定されているものに
おいて、前記セラミックヒーターのうち、前記金属製筒
状体内にありしかも該金属製筒状体の先端寄り部位に対
応する部位に、該金属製筒状体内にある他の部位よりも
小径の小径部を形成し、該小径部において介在されてい
るロウ材層を、前記セラミックヒーターが前記金属製筒
状体に対し先端側に摺り抜けようとする際の抜け止め作
用をなすように存在させたことを特徴とする。
【００１２】前記小径部は、請求項３に記載のように、
先端に向ってストレート状のストレート部としたもので
もよいし、請求項４に記載のように、先細りテーパー状
のテーパー部としたものでもよい。なお、本発明におけ
る前記小径部は、くびれ又は軸線周りに形成された周溝
を含むものである。このような小径部があると、そこに
ロウ材層が入り込み、前記セラミックヒーターが前記金
属製筒状体に対し先端側に摺り抜けようとする際の抜け
止め作用をするためである。
先端に向ってストレート状のストレート部としたもので
もよいし、請求項４に記載のように、先細りテーパー状
のテーパー部としたものでもよい。なお、本発明におけ
る前記小径部は、くびれ又は軸線周りに形成された周溝
を含むものである。このような小径部があると、そこに
ロウ材層が入り込み、前記セラミックヒーターが前記金
属製筒状体に対し先端側に摺り抜けようとする際の抜け
止め作用をするためである。
【００１３】なお、上記のいずれの手段においても、抜
け止め作用をするロウ材層は、金属製筒状体の先端寄り
部位にあるセラミックヒーターの最大外径と最小外径と
の差によって構成されるが、この差は、１０μｍ〜３０
０μｍの範囲にあるとよい。この差が、１０μｍより小
さいと、抜け止め作用が不充分となる一方、３００μｍ
を超えるようだと、溶融ロウが毛管現象で金属製筒状体
の内周面とセラミックヒーターの外周面との隙間にいき
わたらず（埋まらず）、ロウ材層による固定不良を発生
させる危険性があるためである。
け止め作用をするロウ材層は、金属製筒状体の先端寄り
部位にあるセラミックヒーターの最大外径と最小外径と
の差によって構成されるが、この差は、１０μｍ〜３０
０μｍの範囲にあるとよい。この差が、１０μｍより小
さいと、抜け止め作用が不充分となる一方、３００μｍ
を超えるようだと、溶融ロウが毛管現象で金属製筒状体
の内周面とセラミックヒーターの外周面との隙間にいき
わたらず（埋まらず）、ロウ材層による固定不良を発生
させる危険性があるためである。
【００１４】そして、請求項５に記載の発明は、金属製
筒状体内に、軸状のセラミックヒーターを、ヒーター先
端が該金属製筒状体の先端から突出するように配置させ
た構造を有するセラミックヒーター装置であって、該金
属製筒状体の内周面と該セラミックヒーターの外周面と
の間にロウ材を介在させて両者を固定されているものに
おいて、前記セラミックヒーターのうち、前記金属製筒
状体内にありしかも該金属製筒状体の先端寄り部位に対
応する部位の外周面に凹部を形成し、該凹部において介
在されているロウ材層を、前記セラミックヒーターが前
記金属製筒状体に対し先端側に摺り抜けようとする際の
抜け止め作用をなすように存在させたことを特徴とす
る。上記においては、セラミックヒーターに小径部を設
けたものであるが、本請求項に記載の構成としてもよ
い。
筒状体内に、軸状のセラミックヒーターを、ヒーター先
端が該金属製筒状体の先端から突出するように配置させ
た構造を有するセラミックヒーター装置であって、該金
属製筒状体の内周面と該セラミックヒーターの外周面と
の間にロウ材を介在させて両者を固定されているものに
おいて、前記セラミックヒーターのうち、前記金属製筒
状体内にありしかも該金属製筒状体の先端寄り部位に対
応する部位の外周面に凹部を形成し、該凹部において介
在されているロウ材層を、前記セラミックヒーターが前
記金属製筒状体に対し先端側に摺り抜けようとする際の
抜け止め作用をなすように存在させたことを特徴とす
る。上記においては、セラミックヒーターに小径部を設
けたものであるが、本請求項に記載の構成としてもよ
い。
【００１５】さらに、請求項６に記載の発明は、金属製
筒状体内に、軸状のセラミックヒーターを、ヒーター先
端が該金属製筒状体の先端から突出するように配置させ
た構造を有するセラミックヒーター装置において、前記
セラミックヒーターの先端に先細りテーパー状のテーパ
ー部を形成し、該テーパー部の先細り起点が、前記金属
製筒状体の先端寄り部位に位置するように該セラミック
ヒーターを前記金属製筒状体内に圧入し、前記金属製筒
状体の先端を該テーパー部において先すぼまり状として
なることを特徴とする。
筒状体内に、軸状のセラミックヒーターを、ヒーター先
端が該金属製筒状体の先端から突出するように配置させ
た構造を有するセラミックヒーター装置において、前記
セラミックヒーターの先端に先細りテーパー状のテーパ
ー部を形成し、該テーパー部の先細り起点が、前記金属
製筒状体の先端寄り部位に位置するように該セラミック
ヒーターを前記金属製筒状体内に圧入し、前記金属製筒
状体の先端を該テーパー部において先すぼまり状として
なることを特徴とする。
【００１６】このような構成とすることで、ロウ材層に
よる固定によることなく、軸状のセラミックヒーター
を、ヒーター先端が該金属製筒状体の先端から突出する
ように配置させることができる。その上に、金属製筒状
体の先端がテーパー部において先すぼまり状となってい
ることから、この先端がテーパー部に係合する形となっ
て抜け止め作用をする。したがって、前記したようにセ
ラミックヒーターの先端部が切断していたとしても、金
属製筒状体から抜け落ちることが防止される。しかもこ
のような構造としたため、適宜の圧入代を設けて、その
セラミックヒーターを先端側から金属製筒状体内に所定
深さ圧入することで、抜け止め作用のあるセラミックヒ
ーター装置が容易に形成できる。
よる固定によることなく、軸状のセラミックヒーター
を、ヒーター先端が該金属製筒状体の先端から突出する
ように配置させることができる。その上に、金属製筒状
体の先端がテーパー部において先すぼまり状となってい
ることから、この先端がテーパー部に係合する形となっ
て抜け止め作用をする。したがって、前記したようにセ
ラミックヒーターの先端部が切断していたとしても、金
属製筒状体から抜け落ちることが防止される。しかもこ
のような構造としたため、適宜の圧入代を設けて、その
セラミックヒーターを先端側から金属製筒状体内に所定
深さ圧入することで、抜け止め作用のあるセラミックヒ
ーター装置が容易に形成できる。
【００１７】すなわち、請求項７に記載のように、その
好ましい製法は、金属製筒状体内に、軸状のセラミック
ヒーターを、ヒーター先端が該金属製筒状体の先端から
突出するようにヒーター先端から圧入して配置させた構
造を有するセラミックヒーター装置を製造するにあた
り、前記セラミックヒーターの先端に先細りテーパー状
のテーパー部を形成しておき、該テーパー部の先細り起
点が、前記金属製筒状体の先端を超えない位置まで該セ
ラミックヒーターを前記金属製筒状体内に圧入すること
にある。
好ましい製法は、金属製筒状体内に、軸状のセラミック
ヒーターを、ヒーター先端が該金属製筒状体の先端から
突出するようにヒーター先端から圧入して配置させた構
造を有するセラミックヒーター装置を製造するにあた
り、前記セラミックヒーターの先端に先細りテーパー状
のテーパー部を形成しておき、該テーパー部の先細り起
点が、前記金属製筒状体の先端を超えない位置まで該セ
ラミックヒーターを前記金属製筒状体内に圧入すること
にある。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１の実施形態につ
いて図１〜図４に基いて詳細に説明する。図１は、セラ
ミックヒーター装置として本例ではディーゼルエンジン
用のグロープラグ１の要部断面を示したものである。こ
のものは、詳しくは後述するが、先細り丸棒状（円断面
の軸状）のセラミックヒーター２と、このセラミックヒ
ーター２を内挿してロウ材層による固定して配置させた
金属製筒状体３と、同ヒーター２を一体化した金属製筒
状体３を保持する本体４などから構成されている。セラ
ミックヒーター２は、その先端（図１の下端）２ａ寄り
部位を突出させて金属製筒状体３内に隙間嵌め状に内挿
されて銀ロウ１０により固定されている。そして、一体
化された金属製筒状体３は、その後で、後端３ｃ寄り部
位を、本体４の先端４ａ寄りの内周面４ｄが若干縮径さ
れた縮径部５に隙間嵌め状に内挿して、銀ロウ１０によ
り固定し、本体４に組み付けられている。なお、図中、
１５、１６は、通電用リードであり、セラミックヒータ
ー２の後端２ｃ寄りの側面に導出された端子に接続され
ている。そして、この通電用リード１５、１６を介して
電流を印加することでヒーター先端を発熱するように構
成されている。このような基本的な構成は、従来のグロ
ープラグと同じである。
いて図１〜図４に基いて詳細に説明する。図１は、セラ
ミックヒーター装置として本例ではディーゼルエンジン
用のグロープラグ１の要部断面を示したものである。こ
のものは、詳しくは後述するが、先細り丸棒状（円断面
の軸状）のセラミックヒーター２と、このセラミックヒ
ーター２を内挿してロウ材層による固定して配置させた
金属製筒状体３と、同ヒーター２を一体化した金属製筒
状体３を保持する本体４などから構成されている。セラ
ミックヒーター２は、その先端（図１の下端）２ａ寄り
部位を突出させて金属製筒状体３内に隙間嵌め状に内挿
されて銀ロウ１０により固定されている。そして、一体
化された金属製筒状体３は、その後で、後端３ｃ寄り部
位を、本体４の先端４ａ寄りの内周面４ｄが若干縮径さ
れた縮径部５に隙間嵌め状に内挿して、銀ロウ１０によ
り固定し、本体４に組み付けられている。なお、図中、
１５、１６は、通電用リードであり、セラミックヒータ
ー２の後端２ｃ寄りの側面に導出された端子に接続され
ている。そして、この通電用リード１５、１６を介して
電流を印加することでヒーター先端を発熱するように構
成されている。このような基本的な構成は、従来のグロ
ープラグと同じである。
【００１９】一方、本形態のグロープラグ１を構成す
る、セラミックヒーター２は、ストレートの同径円断面
からなる円柱部６と、円柱部６の端部（図１下端部）か
ら先端２ａが円錐台状で先細りテーパー状をなすテーパ
ー部２ｔとからなっている。そして、このセラミックヒ
ーター２は、本例では、直径３．５ｍｍで長さ４５ｍｍ
の円柱状のものをその先端から後端側に向って１２ｍｍ
の範囲について、先細りテーパー状のテーパ部２ｔとし
ている。ただし、テーパー部２ｔのテーパー角度θは、
例えば１度３０分とされ、先端２ａは半球面状に形成さ
れている。なお、このようなセラミックヒーター２は、
窒化珪素などのセラミック絶縁体からなるセラミック基
体中に、図示はしないが導電性セラミックや高融点金属
からなる抵抗発熱体（線）を埋設状にして焼結、形成さ
れてなるものである。
る、セラミックヒーター２は、ストレートの同径円断面
からなる円柱部６と、円柱部６の端部（図１下端部）か
ら先端２ａが円錐台状で先細りテーパー状をなすテーパ
ー部２ｔとからなっている。そして、このセラミックヒ
ーター２は、本例では、直径３．５ｍｍで長さ４５ｍｍ
の円柱状のものをその先端から後端側に向って１２ｍｍ
の範囲について、先細りテーパー状のテーパ部２ｔとし
ている。ただし、テーパー部２ｔのテーパー角度θは、
例えば１度３０分とされ、先端２ａは半球面状に形成さ
れている。なお、このようなセラミックヒーター２は、
窒化珪素などのセラミック絶縁体からなるセラミック基
体中に、図示はしないが導電性セラミックや高融点金属
からなる抵抗発熱体（線）を埋設状にして焼結、形成さ
れてなるものである。
【００２０】そして、このようなセラミックヒーター２
は、一定の肉厚をもつ直管で円筒状をなす金属製（例え
ばＳＵＳ４３０製）筒状体（長さ２０ｍｍ）３中に隙間
嵌め状に挿入され、金属製筒状体３の先端３ａをテーパ
ー部２ｔの先細り起点Ｐ１よりも先端側にＬ１の寸法を
おいて位置させ、銀ロウによりロウ付けされている。こ
うして、先端２ａ寄り部位を所定長さ（本例では１０ｍ
ｍ）突出させている。ロウ付けしたロウ材層１０は円柱
部６の外周面と、テーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１より
も先端側の外周面においても存在しており、この先細り
起点Ｐ１よりも先端側においては厚肉となっている。な
お、筒状体３は常温で本例では、内径３．６ｍｍで肉厚
が０．７ｍｍのものである。
は、一定の肉厚をもつ直管で円筒状をなす金属製（例え
ばＳＵＳ４３０製）筒状体（長さ２０ｍｍ）３中に隙間
嵌め状に挿入され、金属製筒状体３の先端３ａをテーパ
ー部２ｔの先細り起点Ｐ１よりも先端側にＬ１の寸法を
おいて位置させ、銀ロウによりロウ付けされている。こ
うして、先端２ａ寄り部位を所定長さ（本例では１０ｍ
ｍ）突出させている。ロウ付けしたロウ材層１０は円柱
部６の外周面と、テーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１より
も先端側の外周面においても存在しており、この先細り
起点Ｐ１よりも先端側においては厚肉となっている。な
お、筒状体３は常温で本例では、内径３．６ｍｍで肉厚
が０．７ｍｍのものである。
【００２１】このように本形態においてロウ材層１０
は、セラミックヒーター２のテーパー部２ｔの先細り起
点Ｐ１よりも後端側のストレートの円柱部６の外周面で
はその厚さＴ１が５０μｍと略一定である。しかし、テ
ーパー部２ｔの周面においては先端側に向うほどその先
細りテーパーに対応して厚肉となり、金属製筒状体３の
先端３ａで最大となり、その最大厚さＴ２は本例では約
８０μｍとされている。すなわち、図１に示したよう
に、軸線Ｇを通る平面で切断したとき、テーパー部２ｔ
においてはロウ材層１０が断面視において、先端側に向
うほどその内径が小さく厚肉をなす楔形を呈しており、
セラミックヒーター２の先端側への移動を規制する形と
なっている。
は、セラミックヒーター２のテーパー部２ｔの先細り起
点Ｐ１よりも後端側のストレートの円柱部６の外周面で
はその厚さＴ１が５０μｍと略一定である。しかし、テ
ーパー部２ｔの周面においては先端側に向うほどその先
細りテーパーに対応して厚肉となり、金属製筒状体３の
先端３ａで最大となり、その最大厚さＴ２は本例では約
８０μｍとされている。すなわち、図１に示したよう
に、軸線Ｇを通る平面で切断したとき、テーパー部２ｔ
においてはロウ材層１０が断面視において、先端側に向
うほどその内径が小さく厚肉をなす楔形を呈しており、
セラミックヒーター２の先端側への移動を規制する形と
なっている。
【００２２】このため、セラミックヒーター２が例えば
図１中の線Ｓのように切断しており、そのまま、ディー
ゼルエンジンの副燃焼室Ｅに取付けられ、運転される場
合には次のようになる。すなわち、本形態においては、
エンジンの運転に伴う熱衝撃や爆風により、ロウ材層１
０とセラミックヒーター２の外周面との界面が分離し、
セラミックヒーター２の先端２ａ側が金属製筒状体３に
対し先端側に摺り抜けようとしても、テーパー部２ｔに
おいて存在する断面楔形のロウ材層１０がその抜け止め
作用をする。このため、セラミックヒーター２の先端部
がこのように切断しており、ロウ材層１０との弛緩が生
じたとしても、従来のようにその切断部の先端側が副燃
焼室Ｅ内に落下してしまうといったことがない。また、
エンジンへの組み付け後においてこのような切断が発生
したとしても同様である。このように本形態では、テー
パー部２ｔにおいて固定しているロウ材層１０が、セラ
ミックヒーターの先端側への抜け止め作用をしているこ
とから、セラミックヒーター２の先端部の分離、脱落を
防止できるといった効果がある。
図１中の線Ｓのように切断しており、そのまま、ディー
ゼルエンジンの副燃焼室Ｅに取付けられ、運転される場
合には次のようになる。すなわち、本形態においては、
エンジンの運転に伴う熱衝撃や爆風により、ロウ材層１
０とセラミックヒーター２の外周面との界面が分離し、
セラミックヒーター２の先端２ａ側が金属製筒状体３に
対し先端側に摺り抜けようとしても、テーパー部２ｔに
おいて存在する断面楔形のロウ材層１０がその抜け止め
作用をする。このため、セラミックヒーター２の先端部
がこのように切断しており、ロウ材層１０との弛緩が生
じたとしても、従来のようにその切断部の先端側が副燃
焼室Ｅ内に落下してしまうといったことがない。また、
エンジンへの組み付け後においてこのような切断が発生
したとしても同様である。このように本形態では、テー
パー部２ｔにおいて固定しているロウ材層１０が、セラ
ミックヒーターの先端側への抜け止め作用をしているこ
とから、セラミックヒーター２の先端部の分離、脱落を
防止できるといった効果がある。
【００２３】本形態では、テーパー部２ｔのテーパー角
度θが大きいほど、そして、テーパー部２ｔに存在する
ロウ材層１０の軸線Ｇ方向の寸法が大きいほど、抜け止
め作用は大きい。しかし、テーパー角度θやロウ材層１
０の軸線Ｇ方向の寸法が大きくなるほど、ロウ付け前の
セラミックヒーター２のテーパー部２ｔの外周面２ｂと
金属製筒状体３の内周面３ｄとのなす隙間が先端側で大
きくなる。このため、溶融ロウの流し込み作業時におけ
る溶融ロウの毛管現象による濡れ広がりが阻害され、ロ
ウがテーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１よりも先端側に十
分にいきわたらない危険もある。一方、テーパー角度θ
が小さいほど、抜け止め作用は低下する。軸線Ｇ方向に
沿う、テーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１から金属製筒状
体３の先端面３ａまでの距離Ｌ１にもよるが、テーパー
角度θは１０分〜５度の範囲に設定するのが好ましい。
なお、十分な抜き止め作用が期待できない場合には、金
属製筒状体３の先端３ａ寄り部位を縮径ないし絞り込む
ようにカシメてからロウ付けしてもよい。
度θが大きいほど、そして、テーパー部２ｔに存在する
ロウ材層１０の軸線Ｇ方向の寸法が大きいほど、抜け止
め作用は大きい。しかし、テーパー角度θやロウ材層１
０の軸線Ｇ方向の寸法が大きくなるほど、ロウ付け前の
セラミックヒーター２のテーパー部２ｔの外周面２ｂと
金属製筒状体３の内周面３ｄとのなす隙間が先端側で大
きくなる。このため、溶融ロウの流し込み作業時におけ
る溶融ロウの毛管現象による濡れ広がりが阻害され、ロ
ウがテーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１よりも先端側に十
分にいきわたらない危険もある。一方、テーパー角度θ
が小さいほど、抜け止め作用は低下する。軸線Ｇ方向に
沿う、テーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１から金属製筒状
体３の先端面３ａまでの距離Ｌ１にもよるが、テーパー
角度θは１０分〜５度の範囲に設定するのが好ましい。
なお、十分な抜き止め作用が期待できない場合には、金
属製筒状体３の先端３ａ寄り部位を縮径ないし絞り込む
ようにカシメてからロウ付けしてもよい。
【００２４】ここで、本形態におけるセラミックヒータ
ー２を金属製筒状体３にロウ付けする方法について図３
を参照して説明する。なお、図３では、ロウ付けに使用
される両者の支持治具は省略してある。図３Ａに示した
ように、セラミックヒーター２を筒状体３中に隙間嵌め
状に挿入し、先端２ａを所定長さ突出するようにして保
持する。すなわち、テーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１よ
りも先端側にＬ１の寸法をおいて金属製筒状体３の先端
３ａを位置させる。そして、その状態の下で隙間に溶融
ロウ（銀ロウ）を流し込む。こうすることで、図３Ｂに
示したように、金属製筒状体３の内周面３ｄとセラミッ
クヒーター２の外周面２ｂとにロウ材を介在させて両者
を固定され、ロウ材層１０は円柱部６の外周面２ｂと、
テーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１よりも先端側において
も存在する。なお、セラミックヒーター２の周面（表
面）には溶融ガラスを塗布して焼き付けておくのが、溶
融ロウの濡れ性の向上から好ましい。
ー２を金属製筒状体３にロウ付けする方法について図３
を参照して説明する。なお、図３では、ロウ付けに使用
される両者の支持治具は省略してある。図３Ａに示した
ように、セラミックヒーター２を筒状体３中に隙間嵌め
状に挿入し、先端２ａを所定長さ突出するようにして保
持する。すなわち、テーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１よ
りも先端側にＬ１の寸法をおいて金属製筒状体３の先端
３ａを位置させる。そして、その状態の下で隙間に溶融
ロウ（銀ロウ）を流し込む。こうすることで、図３Ｂに
示したように、金属製筒状体３の内周面３ｄとセラミッ
クヒーター２の外周面２ｂとにロウ材を介在させて両者
を固定され、ロウ材層１０は円柱部６の外周面２ｂと、
テーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１よりも先端側において
も存在する。なお、セラミックヒーター２の周面（表
面）には溶融ガラスを塗布して焼き付けておくのが、溶
融ロウの濡れ性の向上から好ましい。
【００２５】さて次に、本発明の請求項２の実施形態に
ついて図４に基づいて詳細に説明する。ただし、本形態
のグロープラグ２１は上記形態の変形とでも言うべきも
のであり、本質的相違はないので、同一の部位には同一
の符号を付し、相違点のみ説明する。
ついて図４に基づいて詳細に説明する。ただし、本形態
のグロープラグ２１は上記形態の変形とでも言うべきも
のであり、本質的相違はないので、同一の部位には同一
の符号を付し、相違点のみ説明する。
【００２６】前記形態では、セラミックヒーター２の先
端が先細りテーパー状に形成されていたのに対し、本形
態では、セラミックヒーター２のうち、金属製筒状体３
内にありしかも金属製筒状体３の先端３ａ寄り部位に対
応する部位に、他の部位（円柱部）６の直径Ｄ１よりも
小径の直径Ｄ２からなる小径部２ｓを形成したものであ
る。ただし、小径部２ｓは、他の部位つまり後端寄りの
大径の円柱部６と同軸（同心）円断面で、先端２ａに向
ってストレート状のストレート部をなしている。因み
に、本形態では、大径部６の直径Ｄ１が３．５ｍｍであ
るのに対し、小径部２ｓは直径Ｄ２が３．３ｍｍであ
り、金属製筒状体３は前記のものと同じである。したが
って、ロウ材層１０の大径部６の外周面での厚さＴ１は
約５０μｍであるのに対し、小径部２ｓの外周面での厚
さＴ２は約１５０μｍである。
端が先細りテーパー状に形成されていたのに対し、本形
態では、セラミックヒーター２のうち、金属製筒状体３
内にありしかも金属製筒状体３の先端３ａ寄り部位に対
応する部位に、他の部位（円柱部）６の直径Ｄ１よりも
小径の直径Ｄ２からなる小径部２ｓを形成したものであ
る。ただし、小径部２ｓは、他の部位つまり後端寄りの
大径の円柱部６と同軸（同心）円断面で、先端２ａに向
ってストレート状のストレート部をなしている。因み
に、本形態では、大径部６の直径Ｄ１が３．５ｍｍであ
るのに対し、小径部２ｓは直径Ｄ２が３．３ｍｍであ
り、金属製筒状体３は前記のものと同じである。したが
って、ロウ材層１０の大径部６の外周面での厚さＴ１は
約５０μｍであるのに対し、小径部２ｓの外周面での厚
さＴ２は約１５０μｍである。
【００２７】このような本形態においても、線Ｓでセラ
ミックヒーターが切断している場合において、固定して
いるロウ材層１０と、セラミックヒーター２２の外周面
との界面に弛緩が生じたとしても前記形態と同様の作
用、効果がある。すなわち、小径部２ｓの外周面に存在
し、軸線Ｇに沿う寸法Ｌの範囲にあるロウ材層１０がセ
ラミックヒーター２２の切断部の抜け止作用をなすこと
から、その抜け落ちが防止される。
ミックヒーターが切断している場合において、固定して
いるロウ材層１０と、セラミックヒーター２２の外周面
との界面に弛緩が生じたとしても前記形態と同様の作
用、効果がある。すなわち、小径部２ｓの外周面に存在
し、軸線Ｇに沿う寸法Ｌの範囲にあるロウ材層１０がセ
ラミックヒーター２２の切断部の抜け止作用をなすこと
から、その抜け落ちが防止される。
【００２８】本形態は、大径部６と小径部２ｓとの境界
点Ｐ２において、明確な異径段部が形成されるため、抜
け止め作用は前記形態より大きい。なお、このような小
径部２ｓは、ストレートでなく、図４中に２点鎖線Ｎで
示したように、先細りテーパー状のテーパー部としても
よい。この場合のテーパー角度は１０分〜４５度の範囲
に設定するのが好ましい。ただし、いずれにしても、小
径部２ｓは大径部と同軸（同心）状に設けるのが好まし
い。また、小径部２ｓがあまり細いと、ロウ材の充填不
良を招いてしまうので、そのような不良のない範囲にお
いて適切な抜け止め作用が得られる範囲で、その太さ及
び抜け止作用をなすロウ材層の寸法Ｌ１を設定するとよ
い。なお、十分な抜き止め作用が期待できない場合に
は、この場合においても、金属製筒状体３の先端３ａ寄
り部位を縮径ないし絞り込むようにカシメてから、ロウ
材層によって固定してもよい。
点Ｐ２において、明確な異径段部が形成されるため、抜
け止め作用は前記形態より大きい。なお、このような小
径部２ｓは、ストレートでなく、図４中に２点鎖線Ｎで
示したように、先細りテーパー状のテーパー部としても
よい。この場合のテーパー角度は１０分〜４５度の範囲
に設定するのが好ましい。ただし、いずれにしても、小
径部２ｓは大径部と同軸（同心）状に設けるのが好まし
い。また、小径部２ｓがあまり細いと、ロウ材の充填不
良を招いてしまうので、そのような不良のない範囲にお
いて適切な抜け止め作用が得られる範囲で、その太さ及
び抜け止作用をなすロウ材層の寸法Ｌ１を設定するとよ
い。なお、十分な抜き止め作用が期待できない場合に
は、この場合においても、金属製筒状体３の先端３ａ寄
り部位を縮径ないし絞り込むようにカシメてから、ロウ
材層によって固定してもよい。
【００２９】次に本発明の請求項２の別の実施形態につ
いて図５に基づいて説明する。ただし、本形態のグロー
プラグ３１は上記形態の変形とでも言うべきものであ
り、本質的相違はないので、同一の部位には同一の符号
を付し、相違点のみ説明する。
いて図５に基づいて説明する。ただし、本形態のグロー
プラグ３１は上記形態の変形とでも言うべきものであ
り、本質的相違はないので、同一の部位には同一の符号
を付し、相違点のみ説明する。
【００３０】すなわち、前記形態では、セラミックヒー
ター２２のうち、金属製筒状体内にありしかも金属製筒
状体３の先端３ａ寄り部位に対応する部位に、他の部位
よりも小径の小径部２ｓを、他の部位つまり後端寄りの
大径部６と同軸（同心）の円断面で、先端に向ってスト
レート状のストレート部とした。これに対し、本形態で
は、図５に示したように、その小径部３２ｓを軸線周り
に周溝ないしくびれをなすようにしたものである。
ター２２のうち、金属製筒状体内にありしかも金属製筒
状体３の先端３ａ寄り部位に対応する部位に、他の部位
よりも小径の小径部２ｓを、他の部位つまり後端寄りの
大径部６と同軸（同心）の円断面で、先端に向ってスト
レート状のストレート部とした。これに対し、本形態で
は、図５に示したように、その小径部３２ｓを軸線周り
に周溝ないしくびれをなすようにしたものである。
【００３１】これにより、セラミックヒーター３２の外
周面と金属製筒状体３の内周面との間にロウ材を介在さ
せて両者を固定しているロウ材層１０のうち、この小径
部（周溝）３２ｓに存在しているものが、前記形態と同
様にセラミックヒーター３２の抜け止め作用をする。小
径部３２ｓの太さ（周溝の深さ）及び小径部（周溝）３
２ｓの幅は、そこに入り込んだロウ材層が抜け止作用を
なすのに必要な寸法に設定すればよい。
周面と金属製筒状体３の内周面との間にロウ材を介在さ
せて両者を固定しているロウ材層１０のうち、この小径
部（周溝）３２ｓに存在しているものが、前記形態と同
様にセラミックヒーター３２の抜け止め作用をする。小
径部３２ｓの太さ（周溝の深さ）及び小径部（周溝）３
２ｓの幅は、そこに入り込んだロウ材層が抜け止作用を
なすのに必要な寸法に設定すればよい。
【００３２】次に本発明の請求項５の実施形態について
図６、７に基づいて説明するが、本形態のグロープラグ
４１も上記形態の変形とでも言うべきものであり、本質
的相違はないので、同一の部位には同一の符号を付し、
相違点のみ説明する。すなわち、このものは、同図に示
したように、前記形態のセラミックヒーター３２に設け
た周溝状の小径部３２ｓに代えて、例えば、半球面状の
凹部４２ｓを軸線Ｇ周りに例えば４つ等角度間隔で設け
たものである。
図６、７に基づいて説明するが、本形態のグロープラグ
４１も上記形態の変形とでも言うべきものであり、本質
的相違はないので、同一の部位には同一の符号を付し、
相違点のみ説明する。すなわち、このものは、同図に示
したように、前記形態のセラミックヒーター３２に設け
た周溝状の小径部３２ｓに代えて、例えば、半球面状の
凹部４２ｓを軸線Ｇ周りに例えば４つ等角度間隔で設け
たものである。
【００３３】このような本形態では、セラミックヒータ
ー４２の外周面と金属製筒状体３の内周面との間にロウ
材を介在させて両者を固定しているロウ材層１０のう
ち、該凹部４２ｓに存在するものが、セラミックヒータ
ーの抜け防止作用をする。
ー４２の外周面と金属製筒状体３の内周面との間にロウ
材を介在させて両者を固定しているロウ材層１０のう
ち、該凹部４２ｓに存在するものが、セラミックヒータ
ーの抜け防止作用をする。
【００３４】上記した各形態のものは、そのいずれも、
セラミックヒーターが金属製筒状体３に隙間嵌めされて
その隙間に溶融ロウを流し込んで固定することで一体化
した構造のものであり、その固定したロウ材層の一部を
利用して抜け止め作用をさせたものである。したがっ
て、その組立てに溶融ロウを流し込む工程を必要とす
る。以下は、このロウ材による固定を要しない本発明の
請求項６の実施形態について図８、９に基づいて説明す
る。
セラミックヒーターが金属製筒状体３に隙間嵌めされて
その隙間に溶融ロウを流し込んで固定することで一体化
した構造のものであり、その固定したロウ材層の一部を
利用して抜け止め作用をさせたものである。したがっ
て、その組立てに溶融ロウを流し込む工程を必要とす
る。以下は、このロウ材による固定を要しない本発明の
請求項６の実施形態について図８、９に基づいて説明す
る。
【００３５】本形態のグロープラグ６１は、セラミック
ヒーターと金属製筒状体とをロウ付けによることなく、
金属製筒状体３内にセラミックヒーター２を圧入するこ
とで構成されたものである点が、請求項１の実施形態と
本質的に相違するものの、その他の点についてはそれと
基本的な相違はない。したがって、その相違点を中心に
説明し、共通する部位については同一の符号を付し、適
宜、その説明を省略する。
ヒーターと金属製筒状体とをロウ付けによることなく、
金属製筒状体３内にセラミックヒーター２を圧入するこ
とで構成されたものである点が、請求項１の実施形態と
本質的に相違するものの、その他の点についてはそれと
基本的な相違はない。したがって、その相違点を中心に
説明し、共通する部位については同一の符号を付し、適
宜、その説明を省略する。
【００３６】本実施形態においては、先細り丸棒状のセ
ラミックヒーター２と、このセラミックヒーター２を圧
入して配置させた金属製筒状体３と、セラミックヒータ
ー２を一体化したこの金属製筒状体３を介してセラミッ
クヒーター２を保持する本体４などから構成されてい
る。セラミックヒーター２は、その先端２ａ寄り部位を
突出させて金属製筒状体３内に圧入して配置させて一体
化されている。一体化された金属製筒状体３が、その後
端３ｃ寄り部位を、本体４の先端４ａ寄りの内周面４ｄ
が若干縮径された縮径部５に隙間嵌め状に内挿され、そ
の隙間に銀ロウ１０を流し込んでロウ材層により固定さ
れている。
ラミックヒーター２と、このセラミックヒーター２を圧
入して配置させた金属製筒状体３と、セラミックヒータ
ー２を一体化したこの金属製筒状体３を介してセラミッ
クヒーター２を保持する本体４などから構成されてい
る。セラミックヒーター２は、その先端２ａ寄り部位を
突出させて金属製筒状体３内に圧入して配置させて一体
化されている。一体化された金属製筒状体３が、その後
端３ｃ寄り部位を、本体４の先端４ａ寄りの内周面４ｄ
が若干縮径された縮径部５に隙間嵌め状に内挿され、そ
の隙間に銀ロウ１０を流し込んでロウ材層により固定さ
れている。
【００３７】このような本形態のグロープラグ１を構成
する、セラミックヒーター２は、図１におけるものと同
じものである。そして、このようなセラミックヒーター
２は、直管で円筒状をなす金属製（例えばＳＵＳ４３０
製）筒状体（長さ２０ｍｍ）３中に圧入され、先端２ａ
を所定長さ（本例では１０ｍｍ）突出させている。そし
て、テーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１が金属製筒状体３
の先端３ａよりも後端側にＬ１の寸法をおいて配置され
ている。すなわち、セラミックヒーター２を先端２ａ側
から圧入するものの、金属製筒状体３の先端３ａがテー
パー部２ｔの途中に位置する点で、その圧入を停止した
ものである。
する、セラミックヒーター２は、図１におけるものと同
じものである。そして、このようなセラミックヒーター
２は、直管で円筒状をなす金属製（例えばＳＵＳ４３０
製）筒状体（長さ２０ｍｍ）３中に圧入され、先端２ａ
を所定長さ（本例では１０ｍｍ）突出させている。そし
て、テーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１が金属製筒状体３
の先端３ａよりも後端側にＬ１の寸法をおいて配置され
ている。すなわち、セラミックヒーター２を先端２ａ側
から圧入するものの、金属製筒状体３の先端３ａがテー
パー部２ｔの途中に位置する点で、その圧入を停止した
ものである。
【００３８】これにより、図８に示したように、金属製
筒状体３の先端３ａ寄り部位のうち、テーパー部２ｔの
先細り起点Ｐ１よりも先端にある部分がテーパー部２ｔ
になじんだ先すぼまり状となっている。すなわち、軸線
Ｇを通る平面で切断したとき、テーパー部２ｔにおいて
は、金属製筒状体３の先端３ａ寄り部位が、先端３ａ側
に向うほどその内径が小さくなっており、セラミックヒ
ーター２の先端側への移動を規制している。
筒状体３の先端３ａ寄り部位のうち、テーパー部２ｔの
先細り起点Ｐ１よりも先端にある部分がテーパー部２ｔ
になじんだ先すぼまり状となっている。すなわち、軸線
Ｇを通る平面で切断したとき、テーパー部２ｔにおいて
は、金属製筒状体３の先端３ａ寄り部位が、先端３ａ側
に向うほどその内径が小さくなっており、セラミックヒ
ーター２の先端側への移動を規制している。
【００３９】したがって本形態でも、セラミックヒータ
ー２が例えば図８中の線Ｓのように切断しており、その
まま、ディーゼルエンジンの副燃焼室Ｅに取付けられ、
運転される場合には、前記各形態と同様の作用効果があ
る。すなわち、本形態においては、エンジンの運転に伴
って、金属製筒状体３の内周面とセラミックヒーター２
の外周面とに弛緩が生じ、セラミックヒーター２の先端
２ａ側が金属製筒状体３に対し先端側に摺り抜けようと
しても、テーパー部２ｔにおいて金属製筒状体３の先端
３ａ寄り部位が先すぼまり状となっているため、その抜
けを止める。このため、セラミックヒーター２の切断部
の先端側が副燃焼室Ｅ内に落下することを防止できる。
ー２が例えば図８中の線Ｓのように切断しており、その
まま、ディーゼルエンジンの副燃焼室Ｅに取付けられ、
運転される場合には、前記各形態と同様の作用効果があ
る。すなわち、本形態においては、エンジンの運転に伴
って、金属製筒状体３の内周面とセラミックヒーター２
の外周面とに弛緩が生じ、セラミックヒーター２の先端
２ａ側が金属製筒状体３に対し先端側に摺り抜けようと
しても、テーパー部２ｔにおいて金属製筒状体３の先端
３ａ寄り部位が先すぼまり状となっているため、その抜
けを止める。このため、セラミックヒーター２の切断部
の先端側が副燃焼室Ｅ内に落下することを防止できる。
【００４０】なお、このようなセラミックヒーター２の
金属製筒状体３に対する圧入構造は、図９Ａ、Ｂに示し
たように、直管で円筒状をなす金属製（例えばＳＵＳ４
３０製）筒状体（長さ２０ｍｍ）３中に、先端２ａを所
定長さ（本例では１０ｍｍ）突出させるようにヒーター
先端２ａ側から圧入することのみで得られる。すなわ
ち、この圧入において、テーパー部２ｔの先細り起点Ｐ
１よりも先端側にＬ２の寸法をおいて金属製筒状体３の
先端３ａを位置させるまで圧入する。こうすることで、
大径の円柱部６の周りの金属製筒状体３部分は圧入代分
大きく変形して拡径されるが、テーパー部２ｔの先細り
起点Ｐ１よりも先端側ではそのように大きく拡径されな
いため、相対的に先すぼまり状となる。本例では筒状体
３は圧入前における内径が３．３５ｍｍで外径５ｍｍ
（肉厚０．８２５ｍｍ）のものを使用した。
金属製筒状体３に対する圧入構造は、図９Ａ、Ｂに示し
たように、直管で円筒状をなす金属製（例えばＳＵＳ４
３０製）筒状体（長さ２０ｍｍ）３中に、先端２ａを所
定長さ（本例では１０ｍｍ）突出させるようにヒーター
先端２ａ側から圧入することのみで得られる。すなわ
ち、この圧入において、テーパー部２ｔの先細り起点Ｐ
１よりも先端側にＬ２の寸法をおいて金属製筒状体３の
先端３ａを位置させるまで圧入する。こうすることで、
大径の円柱部６の周りの金属製筒状体３部分は圧入代分
大きく変形して拡径されるが、テーパー部２ｔの先細り
起点Ｐ１よりも先端側ではそのように大きく拡径されな
いため、相対的に先すぼまり状となる。本例では筒状体
３は圧入前における内径が３．３５ｍｍで外径５ｍｍ
（肉厚０．８２５ｍｍ）のものを使用した。
【００４１】本形態でも、テーパー部２ｔのテーパー角
度θが大きいほど、金属製筒状体の先端の先すぼまり角
度も大きくなるため、抜け止め作用は大きい。しかし、
テーパー角度θがあまり大きいと、圧入が円滑に行えな
い。一方、テーパー角度θが小さいほど、圧入が円滑に
なるが、テーパー部２ｔの長さを大きく確保する必要が
ある。気密確保に必要な圧入代又は軸線Ｇ方向に沿う、
テーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１から金属製筒状体３の
先端面３ａまでの距離Ｌ２、金属製筒状体の材質などに
もよるが、このような圧入構造による場合のテーパー角
度θは、１０分〜２度の範囲に設定するのが好ましい。
度θが大きいほど、金属製筒状体の先端の先すぼまり角
度も大きくなるため、抜け止め作用は大きい。しかし、
テーパー角度θがあまり大きいと、圧入が円滑に行えな
い。一方、テーパー角度θが小さいほど、圧入が円滑に
なるが、テーパー部２ｔの長さを大きく確保する必要が
ある。気密確保に必要な圧入代又は軸線Ｇ方向に沿う、
テーパー部２ｔの先細り起点Ｐ１から金属製筒状体３の
先端面３ａまでの距離Ｌ２、金属製筒状体の材質などに
もよるが、このような圧入構造による場合のテーパー角
度θは、１０分〜２度の範囲に設定するのが好ましい。
【００４２】なお、本形態のような圧入構造のものにお
いては、上記したように、圧入深さを所定値に設定して
おいて圧入することで、金属製筒状体へのセラミックヒ
ーターの一体化と同時に、セラミックヒーターの抜け止
めを自動的に得ることができる。しかも使用する金属製
筒状体３は、ストレート筒でよいことから、その製造効
率もよい。さらに、本形態のように、セラミックヒータ
ー２の金属製筒状体３への固定を圧入としたものでは、
セラミックヒーター２の外周面にガラスを塗布する工
程、ロウ付け工程、及び金属製筒状体３へのメッキ工程
が不要となることから、製造工程の簡略化、製造コスト
の低減が図られる。
いては、上記したように、圧入深さを所定値に設定して
おいて圧入することで、金属製筒状体へのセラミックヒ
ーターの一体化と同時に、セラミックヒーターの抜け止
めを自動的に得ることができる。しかも使用する金属製
筒状体３は、ストレート筒でよいことから、その製造効
率もよい。さらに、本形態のように、セラミックヒータ
ー２の金属製筒状体３への固定を圧入としたものでは、
セラミックヒーター２の外周面にガラスを塗布する工
程、ロウ付け工程、及び金属製筒状体３へのメッキ工程
が不要となることから、製造工程の簡略化、製造コスト
の低減が図られる。
【００４３】上記の各形態では、グロープラグとしてセ
ラミックヒーター装置を具体化した場合を例示したが、
その適用例はこれに限定されるものではない。石油ファ
ンヒーターの着火用ヒーターのほか、各種の加熱用ヒー
ターに適用できる。
ラミックヒーター装置を具体化した場合を例示したが、
その適用例はこれに限定されるものではない。石油ファ
ンヒーターの着火用ヒーターのほか、各種の加熱用ヒー
ターに適用できる。
【００４４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のセラミックヒーター装置によれば、これが例えばグロ
プラグとして具体化されたときは、セラミックヒーター
が金属製筒状体内で切断しているまま、エンジンへ組み
込まれ、その後、運転された際においても、その切断部
のエンジン内への落下を防止できる。また、エンジンへ
組み込まれた後で切断が生じた場合でも同様である。さ
らに、石油ファンヒーターの着火用ヒーターなどに適用
された場合であっても、切断部分の分離、脱落というこ
とが防止できるといった効果がある。
のセラミックヒーター装置によれば、これが例えばグロ
プラグとして具体化されたときは、セラミックヒーター
が金属製筒状体内で切断しているまま、エンジンへ組み
込まれ、その後、運転された際においても、その切断部
のエンジン内への落下を防止できる。また、エンジンへ
組み込まれた後で切断が生じた場合でも同様である。さ
らに、石油ファンヒーターの着火用ヒーターなどに適用
された場合であっても、切断部分の分離、脱落というこ
とが防止できるといった効果がある。
【図１】本発明に係るセラミックヒーター装置（グロー
プラグ）の実施形態の要部断面図及びそのさらに要部の
拡大断面図。
プラグ）の実施形態の要部断面図及びそのさらに要部の
拡大断面図。
【図２】図１のグロープラグを先端面側からみた拡大
図。
図。
【図３】図１のグロープラグをなすセラミックヒーター
を金属製筒状体に挿入してロウ付けする工程の説明用断
面図であり、Ａはそのロウ付け前のセット状態の断面
図、Ｂはロウ付け後の断面図。
を金属製筒状体に挿入してロウ付けする工程の説明用断
面図であり、Ａはそのロウ付け前のセット状態の断面
図、Ｂはロウ付け後の断面図。
【図４】本発明に係るセラミックヒーター装置（グロー
プラグ）の実施形態の要部断面図及びそのさらに要部の
拡大断面図。
プラグ）の実施形態の要部断面図及びそのさらに要部の
拡大断面図。
【図５】本発明に係るセラミックヒーター装置（グロー
プラグ）の実施形態の要部断面図及びそのさらに要部の
拡大断面図。
プラグ）の実施形態の要部断面図及びそのさらに要部の
拡大断面図。
【図６】本発明に係るセラミックヒーター装置（グロー
プラグ）の実施形態の要部断面図及びそのさらに要部の
拡大断面図。
プラグ）の実施形態の要部断面図及びそのさらに要部の
拡大断面図。
【図７】図６におけるＡ−Ａ線断面図。
【図８】本発明に係るセラミックヒーター装置（グロー
プラグ）の実施形態の要部断面図及びそのさらに要部の
拡大断面図。
プラグ）の実施形態の要部断面図及びそのさらに要部の
拡大断面図。
【図９】図８のグロープラグをなすセラミックヒーター
を金属製筒状体に圧入して組立てる工程の説明用断面図
であり、Ａはその圧入前の説明用断面図、Ｂは圧入後の
締り嵌め状態の断面図。
を金属製筒状体に圧入して組立てる工程の説明用断面図
であり、Ａはその圧入前の説明用断面図、Ｂは圧入後の
締り嵌め状態の断面図。
【図１０】従来のグロープラグの要部断面図。
【図１１】図１０においてヒーター先端部が切断、分離
した状態の説明図。
した状態の説明図。
１、２１、３１、４１、６１ グロープラグ（セラミッ
クヒーター装置） ２、２２、３２、４２ セラミックヒーター ２ａ セラミックヒーターの先端 ２ｂ セラミックヒーターの外周面 ２ｔ テーパー部 ２ｓ、２２ｓ、３２ｓ 小径部（ストレート部） ３ 金属製筒状体 ３ａ 金属製筒状体の先端 ３ｄ 金属製筒状体の内周面 １０ ロウ材層（銀ロウ） ４２ｓ セラミックヒーターの外周面の凹部 Ｐ１ テーパー部の先細り起点 Ｄ１ セラミックヒーターの円柱部の外径 Ｄ２ セラミックヒーターの小径部の外径
クヒーター装置） ２、２２、３２、４２ セラミックヒーター ２ａ セラミックヒーターの先端 ２ｂ セラミックヒーターの外周面 ２ｔ テーパー部 ２ｓ、２２ｓ、３２ｓ 小径部（ストレート部） ３ 金属製筒状体 ３ａ 金属製筒状体の先端 ３ｄ 金属製筒状体の内周面 １０ ロウ材層（銀ロウ） ４２ｓ セラミックヒーターの外周面の凹部 Ｐ１ テーパー部の先細り起点 Ｄ１ セラミックヒーターの円柱部の外径 Ｄ２ セラミックヒーターの小径部の外径
フロントページの続き (72)発明者 藪田 勝久 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K092 PP16 PP20 QA01 QB03 QB24 RA10 RD02 RD18 RD46 VV40
Claims (7)
- 【請求項１】 金属製筒状体内に、軸状のセラミックヒ
ーターを、ヒーター先端が該金属製筒状体の先端から突
出するように配置させた構造を有するセラミックヒータ
ー装置において、 前記セラミックヒーターの先端に先細りテーパー状のテ
ーパー部を形成し、 該テーパー部の先細り起点よりも先端側に前記金属製筒
状体の先端を存在させて該セラミックヒーターを前記金
属製筒状体内に配置させ、 該金属製筒状体の内周面と該セラミックヒーターの外周
面との間にロウ材を介在させて両者を固定し、 このロウ材層を該テーパー部の先細り起点よりも先端側
にも存在させたことを特徴とするセラミックヒーター装
置。 - 【請求項２】 金属製筒状体内に、軸状のセラミックヒ
ーターを、ヒーター先端が該金属製筒状体の先端から突
出するように配置させた構造を有するセラミックヒータ
ー装置であって、該金属製筒状体の内周面と該セラミッ
クヒーターの外周面との間にロウ材を介在させて両者を
固定されているものにおいて、 前記セラミックヒーターのうち、前記金属製筒状体内に
ありしかも該金属製筒状体の先端寄り部位に対応する部
位に、該金属製筒状体内にある他の部位よりも小径の小
径部を形成し、 該小径部において介在されているロウ材層を、前記セラ
ミックヒーターが前記金属製筒状体に対し先端側に摺り
抜けようとする際の抜け止め作用をなすように存在させ
たことを特徴とするセラミックヒーター装置。 - 【請求項３】 前記小径部を、先端に向ってストレート
状のストレート部としたことを特徴とする請求項２に記
載のセラミックヒーター装置。 - 【請求項４】 前記小径部を、先細りテーパー状のテー
パー部としたことを特徴とする請求項２に記載のセラミ
ックヒーター装置。 - 【請求項５】 金属製筒状体内に、軸状のセラミックヒ
ーターを、ヒーター先端が該金属製筒状体の先端から突
出するように配置させた構造を有するセラミックヒータ
ー装置であって、該金属製筒状体の内周面と該セラミッ
クヒーターの外周面との間にロウ材を介在させて両者を
固定されているものにおいて、 前記セラミックヒーターのうち、前記金属製筒状体内に
ありしかも該金属製筒状体の先端寄り部位に対応する部
位の外周面に凹部を形成し、該凹部において介在されて
いるロウ材層を、前記セラミックヒーターが前記金属製
筒状体に対し先端側に摺り抜けようとする際の抜け止め
作用をなすように存在させたことを特徴とするセラミッ
クヒーター装置。 - 【請求項６】 金属製筒状体内に、軸状のセラミックヒ
ーターを、ヒーター先端が該金属製筒状体の先端から突
出するように配置させた構造を有するセラミックヒータ
ー装置において、 前記セラミックヒーターの先端に先細りテーパー状のテ
ーパー部を形成し、 該テーパー部の先細り起点が、前記金属製筒状体の先端
寄り部位に位置するように該セラミックヒーターを前記
金属製筒状体内に圧入し、 前記金属製筒状体の先端を該テーパー部において先すぼ
まり状としてなることを特徴とするセラミックヒーター
装置。 - 【請求項７】 金属製筒状体内に、軸状のセラミックヒ
ーターを、ヒーター先端が該金属製筒状体の先端から突
出するように配置させた構造を有するセラミックヒータ
ー装置を製造するにあたり、 前記セラミックヒーターの先端に先細りテーパー状のテ
ーパー部を形成しておき、 該テーパー部の先細り起点が、前記金属製筒状体の先端
を超えない位置まで該セラミックヒーターを先端側から
前記金属製筒状体内に圧入することを特徴とするセラミ
ックヒーター装置の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001066049A JP4632565B2 (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | セラミックヒーター装置及びその製造方法 |
| DE60225200T DE60225200T3 (de) | 2001-03-09 | 2002-03-08 | Keramikheizer und Herstellungsverfahren |
| EP02251651A EP1239222B2 (en) | 2001-03-09 | 2002-03-08 | Ceramic heater device and method for manufacturing the device |
| US10/133,440 US6727473B2 (en) | 2001-03-09 | 2002-04-29 | Ceramic heater device and method for manufacturing the device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001066049A JP4632565B2 (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | セラミックヒーター装置及びその製造方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010003496A Division JP5074534B2 (ja) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | セラミックヒーター装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002270349A true JP2002270349A (ja) | 2002-09-20 |
| JP4632565B2 JP4632565B2 (ja) | 2011-02-16 |
Family
ID=18924606
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001066049A Expired - Fee Related JP4632565B2 (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | セラミックヒーター装置及びその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1239222B2 (ja) |
| JP (1) | JP4632565B2 (ja) |
| DE (1) | DE60225200T3 (ja) |
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| JP2008501100A (ja) * | 2004-05-28 | 2008-01-17 | サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド | 点火装置システム |
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| WO2009104401A1 (ja) * | 2008-02-20 | 2009-08-27 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックヒータ及びグロープラグ |
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| DE102010055119B4 (de) | 2010-12-18 | 2012-08-09 | Borgwarner Beru Systems Gmbh | Glühkerze |
| DE102013112806B4 (de) | 2013-11-20 | 2016-06-23 | Borgwarner Ludwigsburg Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer Glühkerze |
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