JP2006153338A - Glow plug - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディーゼルエンジンの予備加熱に使用されるグロープラグや、液体、気体等の加熱に使用されるグロープラグに関する。 The present invention relates to a glow plug used for preheating a diesel engine and a glow plug used for heating liquid, gas, and the like.
従来から、グロープラグは有底筒状の金属管の先端部に発熱コイルを収容してヒータを構成したメタルグロープラグや、絶縁性セラミックをヒータの基体とし、その内部に導電性セラミックからなる発熱体を埋設したセラミックヒータを採用したセラミックグロープラグ等、様々な形体が存在する。これらのグロープラグは、いずれもディーゼルエンジンの予備加熱等に使用されており、従来ではヒータ先端部の発熱部を副燃焼室へ突出させた形態でエンジンヘッドに取り付けられて使用されていた。そして、副燃焼室に突出された発熱部はグロープラグの後端部に形成されたコネクタに、バッテリー等の外部電源から電力が供給されるようにキャップやターミナルプレート(電極板)が接続されて発熱し、エンジンの予備加熱(プリグロー)を行っていた。 Conventionally, glow plugs have a heat generating coil housed at the end of a cylindrical metal tube with a bottom, and a heater that forms a heater, or an insulating ceramic as the base of the heater, and heat generated from the conductive ceramic inside. There are various shapes such as ceramic glow plugs that employ a ceramic heater with an embedded body. All of these glow plugs are used for preheating of a diesel engine, and conventionally, the glow plugs are used by being attached to the engine head in a form in which a heat generating portion at the tip of the heater protrudes into the auxiliary combustion chamber. The heat generating part protruding into the sub-combustion chamber is connected to a connector formed at the rear end of the glow plug with a cap or terminal plate (electrode plate) so that electric power is supplied from an external power source such as a battery. Heat was generated and the engine was preheated (pre-glow).
近年では燃費や出力の向上を目的として燃料と空気とを直接燃焼室へ吹き込み混合し、着火を行う直噴型のディーゼルエンジンがある。また、環境への配慮のため、排気ガスの清浄化を目的としてエンジン始動後もグロープラグに通電を行いグロープラグを発熱させる、いわゆるアフターグローをするものもある。このように、エンジンの高性能化による高温耐久性の要望から上記のグロープラグの中でもセラミックグロープラグの需要が高くなっている。 In recent years, there is a direct injection type diesel engine in which fuel and air are directly injected into a combustion chamber and ignited for the purpose of improving fuel consumption and output. For environmental considerations, there is also a so-called afterglow that causes the glow plug to generate heat by energizing the glow plug even after the engine is started for the purpose of purifying exhaust gas. As described above, a demand for a ceramic glow plug is increasing among the above glow plugs due to a demand for high temperature durability due to higher performance of the engine.
このセラミックグロープラグは従来から次の構成を備えている。図9(a)に示すように、セラミックヒータ130と、エンジンヘッドへ取り付けるための雄ネジ部を備えた主体金具110と、前記セラミックヒータ130を圧入保持する外筒160と、前記セラミックヒータ130へ外部からの電力を発熱体へ供給するピン端子170、中軸120及びリードコイルRCと、前記中軸120と前記主体金具110との絶縁を確保する絶縁部材140と、その絶縁部材140に押圧され、前記主体金具110内の気密を保つOリング150等を備えている(特許文献1参照)。
Conventionally, this ceramic glow plug has the following configuration. As shown in FIG. 9A, the
上記構成を備えるグロープラグは、グロープラグ後端のピン端子170にバッテリーから電力を供給するソケット端子が接続される。そして、その電力の導通経路は概略、中軸120、セラミックヒータ130、外筒160、主体金具110、そしてエンジンヘッドへと接地される。この構成のグロープラグは、エンジンの燃焼によって燃焼室からの燃焼圧力が軸方向後端に向かってセラミックヒータ130に作用した場合にも、上記リードコイルRCがその応力を緩和することができ、セラミックヒータ130の破壊や損傷を防ぐことができる。
In the glow plug having the above configuration, a socket terminal for supplying power from the battery is connected to the
ところで、上記リードコイルRCに替わって図9(b)に示すようなリング部材121により、中軸120とセラミックヒータ130とを直接接続する構成もある。この構成によると、特に主体金具の雄ネジ部のサイズがM8以下であるような場合に、このリング部材121肉厚を薄くしても所定の断面積が得られることから、ヒータ130を段付形状にすることなく、主体金具110との間隙を確保し、絶縁性を保つことができると記載されている(特許文献2参照)。
しかしながら上記特許文献2の様な構成であると、特許文献1の構成では問題とならなかったことが顕在化する。それは、ヒータが中軸と機械的に接合されているため、燃焼室からの燃焼圧力がヒータに応力を及ぼした際に、その応力によって中軸が軸線に垂直な方向へ振動をし、グロープラグ後端部に応力が掛かってしまうことがある。また、エンジン自身の振動によってコネクタに接続されたキャップが振動し、やはりグロープラグ後端部へ負荷を与えてしまいかねない。
However, with the configuration as described in Patent Document 2, it becomes apparent that the configuration of
このような状況において、特許文献1に記載されたグロープラグ後端部構造、即ちピン端子であって、ヒータと中軸との接続が特許文献2に記載されたリング部材で両者を接続するような構成であると(図10参照。)、次の問題が発生する。
In such a situation, the glow plug rear end structure described in
ピン端子は中軸の後端部に設けられたローレットに自身の凹部を嵌め込み、径方向外周から中軸を加締めて固定、若しくは中軸の後端部に螺設された雄ネジとピン端子の内周に螺設された雌ネジとを螺合させて固定されている。しかしながら、螺合させて固定されている場合は、振動によって弛緩してしまう場合があり、また、加締めて固定をしている場合も繰り返し応力が掛かることによって加締めが緩んでしまうことがある。たとえ緩まず両者の接合が保持されていたとしても、特にM8以下の細径のグロープラグであった場合には中軸自身も細径化されるために、中軸自身の強度が低下し、中軸が特に主体金具後端面付近で折損に至ってしまうことがある。また、中軸が細径化したためにピン端子との接触面積が減少し、接触抵抗が不安定となり、発熱が安定しない、という問題もある。 The pin terminal is fitted with its recess in a knurling provided at the rear end of the middle shaft and fixed by caulking the middle shaft from the outer periphery in the radial direction, or the inner periphery of the male screw and the pin terminal screwed at the rear end of the middle shaft It is fixed by screwing with a female screw threaded on the head. However, when it is fixed by screwing, it may be loosened by vibration, and even when it is fixed by crimping, the caulking may be loosened due to repeated stress. . Even if the joint between the two is kept loose, even if the glow plug has a small diameter of M8 or less, the center shaft itself is also reduced in diameter. In particular, breakage may occur near the rear end face of the metallic shell. In addition, since the diameter of the central shaft is reduced, the contact area with the pin terminal is reduced, the contact resistance becomes unstable, and heat generation is not stable.
発明者らは鋭意検討の上、この現象の解明を試みた。その結果、中軸の後端部に作用する振動による応力の大きさはコネクタを構成する接合されたピン端子の重量に起因するとの知見を得た。本発明の目的は燃焼室からの振動がグロープラグの後端部にまで及ぶ構造を持つグロープラグにおいて、グロープラグの後端部に作用する応力を減少し、上記問題を解決する構成を提供することにある。 The inventors tried to elucidate this phenomenon after intensive studies. As a result, it has been found that the magnitude of stress due to vibration acting on the rear end of the central shaft is caused by the weight of the joined pin terminals constituting the connector. An object of the present invention is to provide a structure that solves the above problems by reducing the stress acting on the rear end of the glow plug in a glow plug having a structure in which vibration from the combustion chamber extends to the rear end of the glow plug. There is.
上記の目的を達成するために請求項1に記載した発明のグロープラグは、
通電することによって発熱する発熱体を自身の先端部の内部に収容した棒状のセラミックヒータと、
軸孔を有し、前記セラミックヒータの先端部が自身の先端面から突出するように前記軸孔の径方向内部を挿通する前記セラミックヒータを保持し、自身の外周面に機関取り付け用雄ネジ部が形成された筒状の主体金具と、
自身の後端部が前記主体金具の後端面から突出するように配置され、前記発熱体へ電力を供給するための棒状の中軸と、
前記セラミックヒータの後端部と前記中軸の先端部とを保持すると共に両者を機械的に接続するリング部材と、
軸線方向において前記主体金具の後端面と前記中軸の後端部との間に配置され前記中軸と固定される環状部材と、
を備え、
自身の後端部が外部と電気的に接続されるコネクタであるグロープラグであって、
少なくとも前記中軸の後端部と前記環状部材からコネクタを構成すること
を特徴とする。
In order to achieve the above object, a glow plug of the invention described in
A rod-shaped ceramic heater in which a heating element that generates heat when energized is housed inside its tip, and
The ceramic heater that has a shaft hole, holds the ceramic heater inserted in the radial direction of the shaft hole so that the tip of the ceramic heater protrudes from the tip surface of the ceramic heater, and is a male screw portion for engine attachment on its outer peripheral surface A cylindrical metal shell formed with
A rod-shaped central shaft for supplying power to the heating element, the rear end portion of the metal shell being disposed so as to protrude from the rear end surface of the metal shell;
A ring member that holds the rear end portion of the ceramic heater and the front end portion of the central shaft and mechanically connects the two;
An annular member disposed between the rear end surface of the metal shell and the rear end portion of the middle shaft in the axial direction and fixed to the middle shaft;
With
A glow plug which is a connector whose rear end is electrically connected to the outside,
The connector comprises at least a rear end portion of the middle shaft and the annular member.
セラミックヒータと中軸との接続がリング部材で成されており、燃焼室側からの燃焼圧力がセラミックヒータに掛かると、その応力により中軸は振動し、後端部のコネクタにまで伝わる。一方、エンジン自身の振動や路面から伝わる振動は、コネクタにキャップが接続されているため、やはりコネクタへ応力が掛かることとなる。しかしながら、本発明のように中軸の後端部と環状部材からコネクタが構成されていると、従来の中軸にピン端子が接合されている(換言すれば、中軸がピン端子を支持している)形態に比較して、中軸が支持するべき部材の重量が軽減されるため、環状部材が接合されている中軸の後端部へ負荷も軽減される。さらに、グロープラグの最後端部が比較的重いピン端子であったのに対し、本発明では最後端部が中軸で構成され、それより先端側の位置に環状部材が形成されているため、支点から作用点までの距離が短縮された構成となる。力点(即ち燃焼圧力が掛かるセラミックヒータ)から支点(即ち主体金具の外周面に形成された雄ネジ部)までの距離が等しく、作用点(中軸に負荷を掛ける点のことであり、コネクタの重心を意味する。即ち従来構造ではピン端子と中軸の後端部の接合部分、本発明の構成では中軸の最後端部より先端側の環状部材が固定された部分)までの距離が短縮されれば、作用点における応力は小さくなる。したがって中軸に対する応力の負荷が軽減される。したがって、環状部材の固定が緩んでしまう現象の抑制ないしは低減をすることができる。 The connection between the ceramic heater and the central shaft is made of a ring member. When combustion pressure from the combustion chamber side is applied to the ceramic heater, the central shaft vibrates due to the stress and is transmitted to the connector at the rear end. On the other hand, the vibration of the engine itself and the vibration transmitted from the road surface also apply stress to the connector because the cap is connected to the connector. However, when the connector is constituted by the rear end portion of the middle shaft and the annular member as in the present invention, the pin terminal is joined to the conventional middle shaft (in other words, the middle shaft supports the pin terminal). Compared with the form, the weight of the member to be supported by the middle shaft is reduced, so that the load on the rear end portion of the middle shaft to which the annular member is joined is also reduced. Furthermore, while the rearmost end of the glow plug is a relatively heavy pin terminal, in the present invention, the rearmost end is constituted by a middle shaft, and an annular member is formed at a position on the front end side of the middle end. Thus, the distance from the working point to the working point is shortened. The distance from the force point (that is, the ceramic heater to which combustion pressure is applied) to the fulcrum (that is, the male thread formed on the outer peripheral surface of the metal shell) is the same, and the point of action (the point where the load is applied to the center shaft) That is, if the distance between the pin terminal and the rear end of the middle shaft in the conventional structure, and the portion to which the annular member on the front end side is fixed from the rear end of the middle shaft in the configuration of the present invention is shortened. The stress at the point of action is reduced. Therefore, the stress load on the central shaft is reduced. Therefore, the phenomenon that the fixing of the annular member is loosened can be suppressed or reduced.
また、本発明のグロープラグの第2の構成は、
前記環状部材が金属からなり、径方向に加締められて中軸と固定されていることを特徴とする。
The second configuration of the glow plug of the present invention is as follows.
The annular member is made of metal, and is caulked in a radial direction and fixed to the center shaft.
環状部材が金属によって構成されていることにより、この環状部材の中軸への固定は環状部材の外周から径方向内側へ向けて加締め固定することが可能となる。加締め固定は他部材(ろうや接着剤等)を使用せず接合することが可能であるため、作用点における重量を増加させずに中軸へ固定することが可能である。したがって、重量を増加させることなくコネクタを形成することができる。 Since the annular member is made of metal, the annular member can be fixed to the central shaft by caulking from the outer periphery of the annular member toward the inside in the radial direction. Since the caulking and fixing can be performed without using other members (such as a solder and an adhesive), the caulking can be fixed to the central shaft without increasing the weight at the point of action. Therefore, the connector can be formed without increasing the weight.
また、本発明のグロープラグの第3の構成は、
前記主体金具の外周面に形成された雄ネジ部のM8以下であることを特徴とする。
The third configuration of the glow plug of the present invention is as follows.
It is M8 or less of the external thread part formed in the outer peripheral surface of the said main metal fitting, It is characterized by the above-mentioned.
前述の通り、中軸の径がM8以下のように従来のものに比較して細くなると、中軸の強度の低下により、中軸の折損が懸念されたが、上記構成によりコネクタ構成部材の軽量化により応力が低減されるため中軸の折損を防止したり、その発生頻度を減少することができる。さらに、応力が低減されるために、接触抵抗が不安定となることも改善することができる。 As described above, when the diameter of the middle shaft is smaller than that of the conventional one such as M8 or less, there is a concern about the breakage of the middle shaft due to a decrease in the strength of the middle shaft. Therefore, it is possible to prevent breakage of the middle shaft and to reduce the frequency of occurrence thereof. Furthermore, since the stress is reduced, it can be improved that the contact resistance becomes unstable.
以下、本発明のグロープラグについて図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態のグロープラグ1の全体を示す半断面図である。グロープラグ1は、概略、主体金具10、中軸20、セラミックヒータ30、絶縁部材40、Oリング50、外筒60、環状部材70が組み合わされて構成されている。
The glow plug of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a half sectional view showing an
本発明のグロープラグ1の筒状の主体金具10の内周側には後端側へ一端を突出させた棒状の中軸20が収容され、この中軸20の先端側にはセラミックヒータ30が接続されている。セラミックヒータ30は外周面を外筒60に保持され、この外筒が主体金具10の先端部に接合されている。一方、主体金具10の後端側はOリング50、絶縁部材40が中軸20と主体金具10との間隙に挿入され、絶縁部材40の後端側には環状部材70が中軸20に周囲から固定されている。
A rod-shaped
以下、各部材について詳細を説明する。
主体金具10はS45C相当の鉄系素材からなる筒状を呈しており、自身の外周面にはディーゼルエンジンヘッド300(図2参照)への取り付けのための雄ネジ11、この雄ネジ11のさらに後端側には取り付け工具が係合する工具係合部12が形成されている。一方、自身の内周には軸孔13が形成され、その後端部には、後端側に向かって軸孔13を拡径する主体金具側テーパ14、及びこの主体金具側テーパ14のさらに後端側に隣接して大径孔15が形成されている。
Hereinafter, details of each member will be described.
The
主体金具10の内周側に収容される中軸20は棒状の形態を呈し、主体金具10同様S45C等の鉄系素材からなる。中軸20は後端部26に外部から供給された電力をセラミックヒータ30へ導電する役割を果たし、その電気的接続は先端部22にセラミックヒータ30との導通用のリング部材21が接続されることによってなされる。リング部材21が接合される先端部22は自身の後端側より径の小さい接合径小部23、及びその接合径小部23を形成する先端向き端面25が形成されている。この先端向き端面25にリング部材21の後端面が当接した状態で接合されている。
The
このリング部材21は中軸20の最大径(即ち中軸20の先端径大部24)と略同等の外径を持つ筒状の部材であり、内径は中軸20の接合径小部23が圧入される径を有することによって、中軸と同軸状に接合することができる。
The
セラミックヒータ30は、棒状の絶縁性セラミック基体31に導電性セラミックからなる発熱体32及びリード部33が埋設された構造となっている。発熱体32はセラミックヒータ30内部の先端側に位置し、略U字状に形成され、この発熱体32の各基端からは後方へ向かって延びる2本のリード部33が形成されている。なお、リード部33の一方は、セラミックヒータ30の後端部において前記リング部材21と導通可能となるように電極取出部34をセラミック基体31の表面に露出させて形成される。他方は前記電極取出部34より先端側において、前記外筒60と導通するように径方向に電極取出部35が同様に形成されている。
The
この外筒60はステンレス製の筒状体を呈しており、自身の内周側には軸孔61が形成されている。この軸孔61には、セラミックヒータ30の発熱体32が収容された先端部36が外筒60の先端面66から突出するように挿通されて圧入保持され、セラミックヒータ30の外周面に露出した電極取出部34の少なくとも一部が軸孔61の表面(外筒60の内周面)に当接して導通している。なお、外筒60の後端部は主体金具10に嵌合する径小部62が形成され、その先端側には径方向に突出するフランジ63を形成し、フランジ部63の後端面は主体金具10の先端面16と当接する後端向き端面64、及びフランジ63の先端側には、図2に示したようにエンジンヘッド300に取り付けたときに燃焼室との気密を保持するテーパ65が形成されている。
The
グロープラグ1の後端側には図2に示すように外部の電源から電力を供給するソケット端子付きの配線コードが接続される端子部75が形成される。この端子部75の形成に先立ち、グロープラグ1の外部と内部とを気密に保つためのOリング50が絶縁部材40の先端面41に軸方向先端側へ押圧された状態で配置されている。なお、端子部75を構成する環状部材70は、このOリング50及び絶縁部材40が中軸20からはずれてしまわないように固定する役目も果たしている。この端子部75は絶縁部材40の後端面42からさらに後端側へ中軸20の後端部26を突出させ、中軸20が内周側に位置する状態となるように環状部材70(ステンレス製)が円周加締めされている。なお、中軸20の後端部26と環状部材70とによって端子部75が構成されており、この端子部75が本発明のコネクタに相当する。
On the rear end side of the
この端子部75はエンジンヘッド300から露出されたり、エンジンヘッドの内部に収容されて取り付けられるため、外気や雨水等の水分及び金属粉の混じったエンジンオイル等に晒されて変質しないようにステンレス等の耐食性に優れた金属材質により形成される。
Since this
上記のそれぞれの部材は以下のように製造され、互いに組み付けられることによってグロープラグ1を構成している。
まず、発熱体32とリード部33は原料であるセラミック粉末より一体に射出成形し、発熱部粉末成形体330として用意する。一方、セラミック基体31として、原料となるセラミック粉末を予め金型プレス成形して、発熱部粉末成形体330が収容される凹部を自身の合わせ面に備える分割成形体340を形成しておく(図3(a))。そして、この分割成形体340に凹設された凹部に発熱部粉末成形体330を挟んで収容し、さらに、プレス圧縮した後、脱バインダ処理、ホットプレス等の焼成工程を経て、その外周面を円筒形に研磨して整えることで図3(b)に示すセラミックヒータ30を得る。(なお、図3(a)ではセラミックヒータ30の完成後に電極取出部34、35となる部位を括弧書きで示している。)
Each of the above members is manufactured as follows, and is assembled with each other to constitute the
First, the
リング部材21はステンレス等の鋼材をパイプ状に成形し、その内径がセラミックヒータ30の外径より僅かに大きくなるようにする(図4(a))。同様に、外筒60も自身の内孔61がセラミックヒータ30の外径より僅かに大きくなるように成形する。これらのセラミックヒータ30の外周に嵌め合わされる部材は、圧入荷重の低減やセラミックヒータ30の表面に露出した電極取出部34、35の酸化を防ぐ目的でリング部材21及び外筒60の内周面にはCuやAu等の耐酸化性に優れる軟質性のメッキを施している。なお、リング部材21の後端側は中軸20とレーザ溶接されるため、その溶接される部位(具体的にはリング部材21の内周面の接合径小部23と当接する部位)にはメッキが施される必要は必ずしも無い。
The
そして、リング部材21の先端部の内周面にリード部33の一方の電極取出部34が電気的に接続するようにセラミックヒータ30を圧入、締まり嵌め等により嵌合させ導通を図る。同様に、電極取出部35に対しても、セラミックヒータ30の外周に外筒60を圧入、締まり嵌め等により嵌合させ電極取出部35と外筒60との導通を図り、セラミックヒータ30、外筒60及びリング部材21を一体にする(図4(b))。(以後、この一体となった部材をヒータ一体部材と呼称する。)
Then, the
一方、中軸20は一定の寸法に切断されたS45C等の鉄系材料の棒状部材に塑性加工や切削等を行い中軸20を形成する。中軸20の先端側となる棒状部材の一端にはリング部材21と接合される接合径小部23を形成し、後端側となる他端は環状部材70を固定して端子部(コネクタ)75を構成するため、環状部材70の内周面が当接する部分にローレット加工を施している。
On the other hand, the
中軸20の先端側となる接合径小部23の後端側には、先端径大部24との境界面となる位置決め端面25を形成する。予めこの位置決め端面25を形成して、接合径小部23の軸方向長さを確保することによって、後工程にてリング部材21と中軸20とを接合する際に接合径小部23圧入長さが不足して接合強度が不足する問題をも回避することができる。なお、この接合径小部23はその外径をリング部材21の内径と略同等とすることによって、ヒータ一体部材と接合する際に同軸状に合わせることが容易となる。
A positioning
上記のように製造した中軸20と、前述のヒータ一体部材とをレーザ溶接Lする(図5(a))。この溶接の際、中軸20の接合径小部23をリング部材21に内挿し、中軸20の位置決め端面25をリング部材21の後端面に押し付けた状態で溶接をする。このようにすることで、中軸20とヒータ一体部材の同軸度のずれを最小限に抑制して接合することが可能となる。
Laser welding L is performed on the
このようにヒータ一体部材と中軸20とを接合したものの後端側、即ち中軸20の後端側から主体金具10を自身の内孔13内に前記中軸20を挿通させる(図5(b))。そして、外筒60の後端向き端面64に主体金具10の先端面を当接させ、外筒60の径小部62及びフランジ63とレーザ溶接Lにより接合する。
In this way, the
その後、中軸20の後端側から主体金具10の大径孔15と中軸20との間隙にOリング50、絶縁部材40のそれぞれを嵌め込む(図6(a))。そして、この絶縁部材40の後端面に環状部材70を載置し(図6(b))、軸方向先端向きに押圧すると共に環状部材70を径方向に加締め、図6(c)に示す構造とし、端子部75を形成する。こうしてグロープラグ1を構成する部材が一体となり、グロープラグは完成する。
Thereafter, the O-
(評価方法)
次に本実施の形態のグロープラグの有効性を検証する試験を行った。主体金具の外周面に形成した雄ネジ部の呼び径がそれぞれM10、M8、M6となるグロープラグそれぞれに対して、中軸はその径にφ4.0mm、φ3.2mm、φ2.4mmのものを使用している。なお、この中軸の径は端子部75を構成する部分の径である。そして、比較対象としての従来例は図10に記載したピン端子170´がグロープラグ後端の端子部を形成しており、これに対して本発明の実施例は図1に記載した環状部材70による端子部75の構造である。本評価方法は使用時における耐久性を検証するために通電状態(即ち発熱状態)で振動試験を行い、図7(a)にこの試験系を示す。
(Evaluation methods)
Next, a test for verifying the effectiveness of the glow plug of the present embodiment was conducted. For each glow plug with a nominal diameter of M10, M8, and M6 formed on the outer peripheral surface of the metal shell, the center shaft has a diameter of φ4.0 mm, φ3.2 mm, or φ2.4 mm. is doing. Note that the diameter of the central shaft is the diameter of the portion constituting the
測定対象のグロープラグの端子部75を振動試験機の保持具280に把持させ、グロープラグが略水平となるように固定する。振動試験の試験条件は、室温にて2000Hz、50Gでグロープラグを水平方向に振動させ、その負荷が端子部75に掛かるようにしている。端子部75には電力供給のために電源に接続されたカプラを接続するとともに、接地側は外筒60のフランジ63を外周方向から狭持して電気的に接地する。なお、供給電力は、DC13Vで通電180秒−切断60秒のサイクルにて通電している。この耐久試験を200時間行った。なお、発熱部への通電が実際の使用状態と同等である場合を想定するために、端子部75は振動試験機の保持具280に対して絶縁された状態にある。
The
上述の通電振動試験を行った後に、1.後端部における中軸20の破損が発生していないかどうか、2.中軸20と環状部材70との、若しくはピン端子170´との接触抵抗が増大していないかどうか、を確認しその結果を表1に示す。1.の中軸破損評価に関しては、中軸20を目視にてクラック・破損の有無を確認し、クラック等による破損が発生していないものを“○”とし、それらが発生したものに対しては“−”と示している。そして、中軸破損評価において、破損していないものに対して抵抗値の測定を行った。抵抗値の測定は図7(b)に記載したように、中軸20の後端部分である端子部75とエンジンヘッドに取り付けられた際に接地される外筒60との間の抵抗値を測定した。接触抵抗が増大したとの判断基準は、初期抵抗値(300mΩ)に対して20%以上増大しているものをNGとしている。なお、各コネクタ形状及びそれぞれの中軸径を有する中軸に対してそれぞれ10本の評価を行い、表1中括弧内の表記は10本中のNGの発生本数を示している。
After conducting the above-mentioned energization vibration test, 1. Check for breakage of the
この結果によると、従来例であるピン端子形状のコネクタ(170´)であっても、φ4.0mmの径の中軸を有していれば中軸にクラックは発生していないことがわかる。しかしながら、その接触抵抗を測定してみると、接触抵抗が増大してしまっているものがあることが確認できる。また、特に主体金具に形成した雄ネジ部のネジ径がM8である場合に適用されるような中軸であるφ3.2mmのもの、及び、M6に適用されるようなφ2.4mmのものであると、中軸のクラック発生率は10本中の5本、10本中の全て、というように中軸自体の耐久性が不足していることが確認できる。これに対して、本発明の実施例の環状部材70によるコネクタである場合は、いずれの径の中軸であっても、中軸のクラックの発生は認められなかった。また、その接触抵抗を測定しても接触抵抗が増大しているものはなく、いずれの径の中軸においても良好であることが確認できた。この結果から特にM8以下に使用される中軸に対しては端子部75が環状部材70によって構成される効果が大きいことが確認できる。
According to this result, it can be seen that even if the pin terminal-shaped connector (170 ′) which is a conventional example has a central axis of φ4.0 mm, no crack is generated in the central axis. However, when the contact resistance is measured, it can be confirmed that some of the contact resistance has increased. Further, in particular, a φ3.2 mm which is a central shaft as applied when the screw diameter of the male screw portion formed on the metal shell is M8, and a φ2.4 mm as applied to M6. And it can be confirmed that the durability of the central shaft itself is insufficient such that the crack occurrence rate of the central shaft is 5 out of 10 and all 10 out of 10. On the other hand, in the case of the connector using the
このように、端子部75がピン端子であった従来に対して環状部材70と中軸20の後端部とによって構成されるため、中軸20への応力を緩和することが可能となり、中軸20が折損してしまうことを回避することが可能となった。
Thus, since the
上記評価試験においては接触抵抗の増大を確認するために端子部75の径大部71と外筒60との間の抵抗値の増大を測定しているが、通常、本発明のグロープラグは図8に記載したようなソケット端子210を備える配線コード200が接続されて使用されることが想定される。特にこの図8に記載したソケット端子210のように、グロープラグとの電気的接続をする部分220が中軸に接触して導通する構造を備えている場合に本発明のグロープラグは特に有効である。従来のコネクタ形状であるピン端子であると、上記試験のように接触抵抗が増大してしまった場合に増大した接触抵抗分の電力が端子部(即ち、ピン端子109と中軸120との間での接触抵抗の増大分)において損失してしまうが、環状部材によってコネクタが形成されていれば、接触抵抗を増大してしまうことを抑制するばかりではなく、万一接触抵抗が増大してしまっても、配線コードからの導通経路には増大した抵抗が介在しない電気回路を構成することが可能である。
In the evaluation test, an increase in the resistance value between the large-
1 グロープラグ
10 主体金具
20 中軸
21 リング部材
25 応力緩和部
30 セラミックヒータ
40 絶縁部材
50 Oリング
60 外筒
70 環状部材
DESCRIPTION OF
Claims (3)
軸孔を有し、前記セラミックヒータの先端部が自身の先端面から突出するように前記軸孔の径方向内部を挿通する前記セラミックヒータを保持し、自身の外周面に機関取り付け用雄ネジ部が形成された筒状の主体金具と、
自身の後端部が前記主体金具の後端面から突出するように配置され、前記発熱体へ電力を供給するための棒状の中軸と、
前記セラミックヒータの後端部と前記中軸の先端部とを保持すると共に両者を機械的に接続するリング部材と、
軸線方向において前記主体金具の後端面と前記中軸の後端部との間に配置され前記中軸と固定される環状部材と、
を備え、
自身の後端部が外部と電気的に接続されるコネクタであるグロープラグであって、
少なくとも前記中軸の後端部と前記環状部材からコネクタを構成すること
を特徴としたグロープラグ。 A rod-shaped ceramic heater in which a heating element that generates heat when energized is housed inside its tip, and
The ceramic heater that has a shaft hole, holds the ceramic heater inserted in the radial direction of the shaft hole so that the tip of the ceramic heater protrudes from the tip surface of the ceramic heater, and is a male screw portion for engine attachment on its outer peripheral surface A cylindrical metal shell formed with
A rod-shaped central shaft for supplying power to the heating element, the rear end portion of the metal shell being disposed so as to protrude from the rear end surface of the metal shell;
A ring member that holds the rear end portion of the ceramic heater and the front end portion of the central shaft and mechanically connects the two;
An annular member disposed between the rear end surface of the metal shell and the rear end portion of the middle shaft in the axial direction and fixed to the middle shaft;
With
A glow plug which is a connector whose rear end is electrically connected to the outside,
A glow plug comprising a connector comprising at least a rear end portion of the central shaft and the annular member.
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