JP4093175B2 - グロープラグ - Google Patents

Description

本発明は、通電により発熱するセラミック発熱体をスリーブに収納保持し、このスリーブをハウジングに圧入固定してなるグロープラグに関する。

従来より、通電により発熱する棒状のセラミック発熱体を筒状のスリーブに収納し、このスリーブを筒状のハウジングに圧入固定してなるグロープラグが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

図１５は、このようなグロープラグにおける要部の一般的な縦断面構成を示す概略断面図である。

このグロープラグは、筒状のハウジング１０を有しており、このハウジング１０には、筒状のスリーブ２０が圧入されて固定されている。ここで、スリーブ２０は、その一端２１側をハウジング１０の一端１１から突出させた状態で他端２２側をハウジング１０に圧入することにより圧入部２３が形成され、それによって、ハウジング１０に固定されている。

そして、通電により発熱するセラミック製棒状の発熱体３０は、その一端３１側をスリーブ２０の一端２１から突出させるとともに他端３２側をスリーブ２０に挿入した状態で、スリーブ２０に保持されている。

この発熱体３０は、導電性を有するたとえば導電性セラミック製の発熱部３３が、絶縁性セラミック製の絶縁体３５に埋設されてなるものである。それとともに、発熱部３３と導通するリード部３４の端部が、絶縁体３５のうちスリーブ２０内に位置する部位の外周に露出している。

そして、この絶縁体３５の外周に露出しているリード部３４の端部とスリーブ２０の内面とがロウ付け等により電気的に接合されており、接合部３６を構成している。つまり、この接合部３６は、発熱体３０とスリーブ２０との電気的接合を行う部分である。

このようなグロープラグは、棒状の発熱体３０を、上記の状態となるようにスリーブ２０に挿入して保持した後、この発熱体３０が保持されたスリーブ２０を、上記の状態となるように筒状のハウジング１０に圧入することによって固定することにより、製造することができる。
特公平３−１３４８５号公報

ところで、上記した従来のグロープラグにおいては、セラミック発熱体３０における接合部３６には、リード部３４として、金属線、または絶縁体３５とは異種のセラミック材が埋設されているため、非常に脆くなっている。

そして、従来では、発熱体３０が保持されたスリーブ２０をハウジング１０に圧入固定した際に、この接合部３６が圧入部２３となって圧入荷重が印加される。

このような発熱体３０における脆い接合部３６に対する圧入荷重の印加は、当該接合部３６にマイクロクラックを発生させる要因となり、リード部３４とスリーブ２０との導通不良を生じたり、発熱部３３への通電の繰り返しにおいて信頼性の低下を生じる。

ちなみに、スリーブ２０とハウジング１０とを圧入固定ではなくロウ付けにより固定する場合もあるが、その場合には、上記接合部３６には負荷が小さく、接合部３６における発熱体３０の割れの懸念は小さい。

本発明は、上記問題に鑑み、通電により発熱するセラミック発熱体をスリーブに収納保持し、このスリーブをハウジングに圧入固定してなるグロープラグにおいて、スリーブをハウジングに圧入したときの圧入荷重が、発熱体とスリーブとの電気的な接合部へ加わるのを防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、筒状のハウジング（１０）と、一端（２１）側がハウジング（１０）の一端（１１）から突出した状態で他端（２２）側がハウジング（１０）に圧入されて固定された筒状のスリーブ（２０）と、一端（３１）側がスリーブ（２０）の一端（２１）から突出するとともに他端（３２）側がスリーブ（２０）に挿入された状態でスリーブ（２０）に保持され、通電により発熱するセラミック製棒状の発熱体（３０）とを備え、発熱体（３０）は、導電性を有する発熱部（３３）が、絶縁性セラミック製の絶縁体（３５）に埋設されるとともに、発熱部（３３）と導通するリード部（３４）の端部が、スリーブ（２０）内にて絶縁体（３５）の外周に露出したものであり、リード部（３４）の端部とスリーブ（２０）の内面とが電気的に接合された接合部（３６）を構成してなるグロープラグにおいて、スリーブ（２０）が圧入により固定されている圧入部（２３）と接合部（３６）とは、ハウジング（１０）の軸方向に沿って互いにずれた位置関係にあり、接合部（３６）の外周に位置するスリーブ（２０）の外面とハウジング（１０）の内面とは、互いに隙間を有した形状となっており、接合部（３６）の外周に位置するスリーブ（２０）の外面は、圧入部（２３）に位置するスリーブ（２０）の外面よりも径方向の内側に向かって引っ込んだ形状となって、圧入部（２３）に位置するスリーブ（２０）の外面よりも径の小さい小径部となっており、接合部（３６）は、スリーブ（２０）の他端（２２）に位置しており、接合部（３６）の外周に位置するスリーブ（２０）の他端（２２）の外面は、小径部として、スリーブ（２０）の一端（２１）側から他端（２２）へ向かって縮径するテーパ部となっていることを特徴としている。

接合部（３６）がスリーブ（２０）の他端（２２）に位置し、接合部（３６）の外周に位置するスリーブ（２０）の他端（２２）の外面が、小径部となる場合、この小径部としては、スリーブ（２０）の一端（２１）側から他端（２２）へ向かって縮径するテーパ部とすることができる。

スリーブ（２０）は、通常、冷間鍛造にて作製されるので、小径部として上記したようなテーパ部を採用すれば、このテーパ部を作ることが容易である。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のグロープラグにおいて、接合部（３６）の外周に位置するスリーブ（２０）の外面に対向するハウジング（１０）の内面は、圧入部（２３）に位置するハウジング（１０）の内面よりも径方向の外側に向かって引っ込んだ形状となっていることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載のグロープラグにおいて、ハウジング（１０）の軸方向に沿って互いにずれた位置関係にある圧入部（２３）と接合部（３６）との距離が、０．５ｍｍ以上であることを特徴としている。

それによれば、圧入荷重が、発熱体（３０）とスリーブ（２０）との電気的な接合部（３６）へ加わるのをより適切に防止することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るグロープラグＧ１の全体構成を示す縦断面図であり、図２は、図１における発熱体３０の近傍を拡大して示す断面図である。なお、以下の各実施形態中、グロープラグＧ１の各部において、一端とは図中の下端、他端とは図中の上端に相当する。

［グロープラグの構成等］
このグロープラグＧ１は、たとえば、自動車の直噴式ディーゼルエンジンにおける複数（たとえば４気筒）のエンジンヘッドに形成された取付用の穴部（グローホール）にそれぞれ取り付けられ、エンジン始動時における燃料の着火および燃焼を促進するものとして適用される。

ハウジング１０は、エンジンに取付可能な筒状の部材であり、導電性材料（たとえば、鉄系材料）からなる。このハウジング１０の一端１１と他端１２の間における外周面には、取付ネジ部１３およびネジ締め用の六角部１４が形成されている。

このグロープラグＧ１は、図示しないが、ハウジング１０の一端１１側を燃焼室側に位置させつつエンジンヘッドの穴部に挿入され、当該穴部に形成されたネジ部と取付ネジ部１３とが、六角部１４を介してネジ結合される。それにより、グロープラグＧ１は、エンジンヘッドに脱着可能に取り付けられるようになっている。

ハウジング１０は、たとえば炭素鋼等を用い、その内面及び外面を冷間鍛造により加工形成した後、切削等によって取付ネジ部１３を形成することで作ることができる。また、取付ネジ部１３の寸法は、例えば、ＪＩＳ（日本工業規格）に規格されたＭ８以下の寸法を採用することができる。

このハウジング１０の内孔には、円筒状のスリーブ２０が収納されている。このスリーブ２０は、たとえばステンレスなどの耐熱・耐食性合金等よりなるもので、冷間鍛造等により作製される。

スリーブ２０は、その一端２１側がハウジング１０の一端１１から突出した状態で他端２２側がハウジング１０に挿入されている。ここで、圧入により、ハウジング１０の圧入部内面とスリーブ２０の圧入部外面とが固定され、スリーブ２０はハウジング１０に保持されている。

このスリーブ２０の内孔には、通電により発熱するセラミック製棒状の発熱体３０が収納されている。

発熱体３０は、その一端３１側がスリーブ２０の一端２１から突出した状態で他端３２側がスリーブ２０に挿入されている。ここで、挿入部のロウ付け等により、発熱体３０は、スリーブ２０に固定されて保持されている。

この発熱体３０は、導電性を有する発熱部３３が、絶縁性セラミック製の絶縁体３５に埋設されてなるものである。

具体的には、図１および図２に示されるように、発熱体３０は、Ｕ字状の発熱部３３と、この発熱部３３に電気的に接続され発熱部３３の通電を行うためのリード部としての一対のリード線３４とを備え、これら発熱部３３およびリード線３４が絶縁体３５に埋設されてなる焼結体である。

ここで、発熱部３３は、たとえば窒化珪素とタングステンカーバイドを成分とした導電性セラミック製のものであり、一対のリード線（リード部）３４は、たとえばタングステン等よりなる金属線からなるものであり、絶縁体３５は、たとえば窒化珪素を成分とした絶縁性セラミック製のものである。

また、ハウジング１０の内孔のうちハウジング１０の他端１２側には、棒状の中軸４０が収納されている。この中軸４０は、たとえば切削および冷間鍛造により加工された炭素鋼よりなる部材である。この中軸４０の一端４１側には、ステンレス等の導電性金属よりなるキャップリード５０が嵌合されている。

そして、発熱体３０の一方のリード線３４は、絶縁体３５から露出した部分にてキャップリード５０にロウ付け等によって接続されることにより、中軸４０に電気的に接続されている。

また、他方のリード線３４は、その端部がスリーブ２０内にて絶縁体３５の外周に露出しており、この露出した端部にてスリーブ２０にロウ付け等によって接続されている。それにより、他方のリード線３４は、スリーブ２０を介してハウジング１０にアースされている。

このように、本実施形態では、絶縁体３５の外周に露出する他方のリード線（リード部）３４の端部とスリーブ２０の内面とが電気的に接合されて導通しており、この部分が接合部３６として構成されている。

そして、本実施形態では、図１、図２に示されるように、スリーブ２０が圧入により固定されている圧入部２３と上記接合部３６とは、ハウジング１０の軸方向すなわち本例ではプラグＧ１の軸方向に沿って互いにずれた位置関係にある。

ここで、図３は、図２中の接合部３６のＡ視拡大図である。ここでいう接合部３６とは、図３中の斜線ハッチングにて示される部分、すなわち、他方のリード線３４のうちスリーブ２０と導通目的にて発熱体３０（つまり絶縁体３５）から露出しているすべての領域である。

また、圧入部２３は、図２に示されるように、圧入荷重が加わった状態でハウジング１０とスリーブ２０とが接している部位のすべてである。

さらに、本実施形態では、図２に示されるように、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の外面は、圧入部２３に位置するスリーブ２０の外面よりも径の小さい小径部となっている。

それにより、スリーブ２０の外面のうち接合部３６の外周に位置する部位は、圧入部２３に位置するスリーブ２０の外面よりも径方向の内側に向かって引っ込んだ形状となっている。

ここで、図２に示される例では、圧入部２３と接合部３６とでは、接合部３６の方がハウジング１０の他端１２側へずれた位置にあり、接合部３６は、スリーブ２０の他端２２に位置している。

そして、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の他端２２の外面は、上述のように小径部となっているが、ここでは、小径部として、スリーブ２０の一端２１側から他端２２へ向かって縮径するテーパ部となっている。

このように、本実施形態では、図２に示されるように、圧入部２３と上記接合部３６とは、ハウジング１０の軸方向に沿って互いにずれた位置関係にあるとともに、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の外面とハウジング１０の内面とは、互いに隙間を有した形状となっている。この構成は、本実施形態独自の構成である。

また、図１に示されるように、中軸４０の他端４２側は、ハウジング１０の他端１２から突出しており、この突出部には、電源（図示せず）と電気的に接続された外部配線部材（図示せず）がネジ結合される端子ネジ部４３が形成されている。

ここで、中軸４０の他端４２側とハウジング１０との間には、筒状の絶縁ブッシュ６０、中軸４０の保持・固定及び芯出しを行うための環状の溶着ガラス６２及びインシュレータ６４といった電気絶縁性部材が介在している。溶着ガラス６２及びインシュレータ６４は、端子ネジ部４３に設けられたナット４４により、絶縁ブッシュ６０を介して締め付け固定されている。

［グロープラグの製造方法］
次に、上記構成に基づき、グロープラグＧ１の製造方法について具体的に述べる。発熱体３０は、詳しくは特開２０００−１３０７５５号公報に記載されているように、ホットプレス等で成形し、さらに、研磨等で一端３１の球面を形成する。

次に、キャップリード５０と発熱体３０の一方のリード線３４間と、およびそれと同時に、発熱体３０をスリーブ２０に挿入し、挿入部および他方のリード線３４とスリーブ２０とをロウ付け固定する。その後、キャップリード５０と中軸４０とをかしめ等により固定する。こうして、発熱体３０、中軸４０、スリーブ２０およびキャップリード５０が一体化された一体化部材ができあがる。

そして、上記一体化部材をハウジング１０へ挿入し、ハウジング１０とスリーブ２０とを、圧入によって固定する。この一体化部材とハウジング１０との圧入による組み付けについて、図４および図５を参照して具体的に述べる。

図４は、一体化部材とハウジング１０との組み付け工程（圧入工程）を示す工程図、図５は、その組み付けについて治具Ｋ１、Ｋ２を用いた一例を示す図である。

発熱体３０、中軸４０、スリーブ２０およびキャップリード５０が一体化された一体化部材（図４（ａ）参照）と、ハウジング１０（図４（ｂ）参照）とを用意し、図４（ｃ）に示されるように、ハウジング１０の一端１１側から中軸４０の他端４２を挿入して、圧入を行う。

実際には、圧入部２３においてスリーブ２０とハウジング１０との間に潤滑油等を介在させた状態で圧入を行う。ここで、圧入方向をハウジング１０の一端１１側から他端１２側へ向かう方向とするのは、一体化部材が燃焼圧を受けても、抜け落ちないようにするためである。

この一体化部材の圧入は、図５に示されるように、治具Ｋ１、Ｋ２を用いて行う。すなわち、図５に示されるように、ハウジング１０の他端１２を治具Ｋ２で保持するとともに、一体化部材におけるスリーブ２０を治具Ｋ１にて保持する。

このとき、治具Ｋ１には、スリーブ２０が挿入される穴Ｋ１１が設けられており、この穴Ｋ１１にスリーブ２０が挿入されるとともに、スリーブ２０の中間部に設けられた段差２４に治具Ｋ１が当たるようにする。

この状態で、互いの治具Ｋ１、Ｋ２を近づけていくことにより、スリーブ２０がハウジング１０の一端１１側から圧入されていく。

このとき、発熱体３０のうちスリーブ２０の一端２１から突出する部分は、治具Ｋ１の穴Ｋ１１中にて穴Ｋ１１の内面とは非接触の状態にある。つまり、当該突出する部分には治具Ｋ１を接触させないことにより、当該突出する部分に荷重が印加されないようになっている。

そして、図４（ｄ）に示されるように、圧入が完了すると、スリーブ２０とハウジング１０とが圧入部２３によって固定され、一体化部材とハウジング１０とが組み付けられ一体化する。この一体化した一体化部材およびハウジング１０に対して、さらに、次のような組み付け工程を行っていく。

すなわち、図１に示されるように、絶縁ブッシュ６０、溶着ガラス６２およびインシュレータ６４を中軸４０の回りに配しつつ、端子ネジ部４３に沿ってナット４４を締め付ける。なお、溶着ガラス６２は粉末状で投入され、加熱して溶着させる。こうして、図１に示すグロープラグＧ１ができあがる。

このグロープラグＧ１は、上述したように、取付ネジ部１３を介してエンジンヘッドの穴部にネジ結合されて取り付けられる。そして、発熱体３０の一端３１が、エンジンの燃焼室に露出した状態になる。

また、グロープラグＧ１をエンジンヘッドに取り付けた状態で、端子ネジ部４３には、電源と電気的に接続された上記外部配線部材が、端子用ナット（図示せず）を締め付ける等によって組み付けられる。これにより、ハウジング１０およびエンジンヘッドをアース側として、電源から外部配線部材、中軸４０を介して発熱体３０へ通電が可能となっている。

そして、グロープラグＧ１においては、発熱体３０へ通電することにより、発熱体３０の発熱部３３が発熱し、この熱によって燃焼室内の燃料への着火が行われる。こうして、エンジン始動時における燃料の着火および燃焼が促進される。

［本実施形態の特徴点等］
ところで、本実施形態によれば、筒状のハウジング１０と、一端２１側がハウジング１０の一端１１から突出した状態で他端２２側がハウジング１０に圧入されて固定された筒状のスリーブ２０と、一端３１側がスリーブ２０の一端２１から突出するとともに他端３２側がスリーブ２０に挿入された状態でスリーブ２０に保持され、通電により発熱するセラミック製棒状の発熱体３０とを備え、発熱体３０は、導電性を有する発熱部３３が、絶縁性セラミック製の絶縁体３５に埋設されるとともに、発熱部３３と導通するリード部３４の端部が、スリーブ２０内にて絶縁体３５の外周に露出したものであり、リード部３４の端部とスリーブ２０の内面とが電気的に接合された接合部３６を構成してなるグロープラグＧ１において、次のような点を主たる特徴としたグロープラグが提供される。

・スリーブ２０が圧入により固定されている圧入部２３と接合部３６とは、ハウジング１０の軸方向に沿って互いにずれた位置関係にあること。

・接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の外面とハウジング１０の内面とは、互いに隙間を有した形状となっていること。

このような特徴点を有する本実施形態のグロープラグＧ１によれば、圧入部２３と接合部３６とは、ハウジング１０の軸方向に沿って互いにずれており、しかも、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の外面とハウジング１０の内面とは、たがいに隙間を有しているから、接合部３６は圧入部２３とはならず、接合部３６に対して圧入荷重が加わることはない。

よって、本実施形態によれば、通電により発熱するセラミック発熱体３０をスリーブ２０に収納し、このスリーブ２０をハウジング１０に圧入固定してなるグロープラグＧ１において、スリーブ２０をハウジング１０に圧入したときの圧入荷重が、発熱体３０とスリーブ２０との電気的な接合部３６へ加わるのを防止することができる。

また、本実施形態では、図２に示されるように、接合部３６がスリーブ２０の他端２２に位置し、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の他端２２の外面が、小径部となる場合において、この小径部として、スリーブ２０の一端２１側から他端２２へ向かって縮径するテーパ部を採用している。

スリーブ２０は、上述したように、通常、冷間鍛造にて作製されるので、小径部を上記したようなテーパ部とすれば、このテーパ部を作ることが容易である。

ここで、スリーブ２０をハウジング１０に圧入したときの圧入荷重としては、たとえば２ｋＮ〜１０ｋＮ程度とすることができる。この圧入荷重の範囲は、本発明者らが行った検討結果に基づくものである。

本実施形態のグロープラグＧ１として、上記図２に示されるようなテーパ部をスリーブ２０に形成したものを用い、比較例として、上記図１５に示されるようなグロープラグ、すなわち、上記テーパ部を持たずに接合部３６が圧入部２３となっているグロープラグを用いた。

そして、本実施形態のグロープラグＧ１および上記比較例のグロープラグについて圧入荷重を１ｋＮ〜１２ｋＮまで代えたものを作製し、これら作製された各グロープラグについて、実車の運転時に相当する振動を与える信頼性試験を行い、接合部３６の割れの有無等について調査した。

次に示される表１はその調査結果を示すものである。なお、表１中、スリーブテーパ形状の項について、「無」は上記比較例のグロープラグであり、「有」は本実施形態のグロープラグＧ１である。

この表１に示される結果から、圧入荷重を２ｋＮ〜１０ｋＮとした場合、比較例のグロープラグでは接合部３６の割れが発生するのに対し、本実施形態のグロープラグＧ１では接合部３６での割れが発生せず、上記した本実施形態の効果が適切に発揮されることがわかる。

また、圧入荷重が１ｋＮの場合、本実施形態および比較例ともに、圧入荷重が小さすぎて接合部３６の割れは発生しないが、試験中にヒータ抜け、すなわち上記一体化部材がハウジング１０から抜けてしまうという不具合が生じた。

一方、圧入荷重が１２ｋＮの場合、本実施形態および比較例ともに、圧入荷重が大きすぎて、ハウジング１０の割れが生じた。これらのことから、圧入荷重としては、限定するものではないが、一例として２ｋＮ〜１０ｋＮ程度とすることができる。

また、本実施形態によれば、上記したグロープラグの製造方法において、発熱体３０を保持するスリーブ２０をハウジング１０に圧入するときに、発熱体３０のうちスリーブ２０の一端２１から突出する部分には、治具Ｋ１を接触させないことにより、当該突出する部分に荷重が印加されないようにすることを特徴とするグロープラグの製造方法が提供される。

本製造方法によれば、スリーブ２０をハウジング１０に圧入するときに、発熱体３０のうちスリーブ２０の一端２１から突出する部分に荷重が印加されないため、当該突出する部分の割れも回避することができ、より好ましい。

上記図５には、治具を用いた一体化部材のハウジング１０への圧入方法の一例を示したが、ここで、上記図５以外の他の例についても、図６、図７に示しておく。

上記図５では、スリーブ２０の中間部に設けられた段差２４に治具Ｋ１が当たるようにしていたが、図６に示される例では、スリーブ２０の中間部に段差がない場合を示すものであり、この場合、治具Ｋ１は、スリーブ２０の一端２１にてスリーブ２０を支持するようにしている。

また、上記図５、図６では、スリーブ２０の圧入方向をハウジング１０の一端１１側から他端１２側へ向かう方向としていたが、必要に応じて、スリーブ２０の圧入方向をハウジング１０の他端１２側から一端１１側へ向かう方向としてもよい。図７は、この場合を示すものである。

すなわち、図７に示される例では、ハウジング１０の一端１１を治具Ｋ１にて支持し、一体化部材における中軸４０の他端４２を治具Ｋ２により支持した状態で、互いの治具Ｋ１、Ｋ２を近づけていくことにより、スリーブ２０がハウジング１０の他端１２側から圧入されていく。

なお、これら図６および図７に示される例においても、スリーブ２０をハウジング１０に圧入するときに、発熱体３０のうちスリーブ２０の一端２１から突出する部分には、治具Ｋ１を接触させないことにより、当該突出する部分に荷重が印加されないようにすることは、同図に示されるように、明らかである。

（第２実施形態）
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第２実施形態に係るグロープラグの要部を示す概略断面図であり、図８において（ｃ）は（ｂ）中のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。ここでは、上記第１実施形態と相違するところを中心に述べる。

上記第１実施形態では、図２に示されるように、接合部３６がスリーブ２０の他端２２に位置し、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の他端２２の外面が小径部となる場合において、小径部として上記テーパ部を採用していたが、このようなテーパ部以外にも、一様な径を持った小径部としてもよい。

具体的には、図８（ａ）に示されるように、スリーブ２０の他端２２の全体が小径部となっていてもよいし、図８（ｂ）および（ｃ）に示されるように、スリーブ２０の他端２２側の部位のうち接合部３６に対応する部位の全周のみが、実質的に小径部となっていてもよい。

また、図９は、本実施形態の変形例としてのグロープラグの要部を示す概略断面図であり、図９において（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿った概略断面図である。

スリーブ２０の外面のうち接合部３６の外周に位置する部位を、圧入部２３に位置するスリーブ２０の外面よりも径方向の内側に向かって引っ込んだ形状とするためには、上記各形態のように、小径部としなくてもよい。

具体的には、図９に示されるように、スリーブ２０の外面のうち接合部３６に対応する部位のみを、切削等によりカットするようにしてもよい。

そして、上記した本実施形態の各例においても、圧入部２３と接合部３６とがハウジング１０の軸方向に沿って互いにずれた位置関係にあり、且つ、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の外面とハウジング１０の内面とが、互いに隙間を有した形状となっている構成を適切に実現できる。そして、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。

（第３実施形態）
図１０は、本発明の第３実施形態に係るグロープラグの要部を示す概略断面図である。ここでは、上記第１実施形態と相違するところを中心に述べる。

上記実施形態では、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の外面を、圧入部２３に位置するスリーブ２０の外面よりも径方向の内側に向かって引っ込んだ形状とすることによって、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の外面とハウジング１０の内面とが互いに隙間を有した形状となっている構成を適切に実現していた。

本実施形態では、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の外面に対向するハウジング１０の内面を、圧入部２３に位置するハウジング１０の内面よりも径方向の外側に向かって引っ込んだ形状としている。

それにより、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の外面とハウジング１０の内面とが互いに隙間を有した形状となっている構成を適切に実現している。

具体的には、図１０に示されるように、ハウジング１０において、圧入部２３に位置する部位を厚肉として突出部１５を構成し、接合部３６に位置する部位を薄肉としている。それにより、ハウジング１０において圧入部２３に位置する部位の内径を、接合部３６に位置する部位の内径よりも小さくしている。

このように、ハウジング１０のうち圧入部２３に位置する部位の内面を突出させることにより、圧入荷重によって、この突出部１５が潰れやすくなる。つまり、圧入時においてハウジング１０のつぶしを確保しやすくすることができ、圧入による固定がより確実に行われるという利点がある。

（第４実施形態）
図１１は、本発明の第４実施形態に係るグロープラグの要部を示す概略断面図である。上記第１実施形態と相違するところを中心に述べる。

図１１に示されるように、ハウジング１０の一端１１において、ハウジング１０の内面を薄肉としている。このことは、上記した各実施形態と同様であるが、本実施形態では、ハウジング１０の一端１０の薄肉部に対向して、接合部３６を位置させている。

それによって、上記第３実施形態と同様、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の外面に対向するハウジング１０の内面を、圧入部２３に位置するハウジング１０の内面よりも径方向の外側に向かって引っ込んだ形状なる。そして、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の外面とハウジング１０の内面とが互いに隙間を有した形状を、適切に実現している。

ここで、本例では、圧入部２３と接合部３６とでは、接合部３６の方がハウジング１０の一端１１側へずれた位置にある。このハウジング１０の軸方向に沿って互いにずれた位置関係にある圧入部２３と接合部３６との距離Ｌ、すなわちオフセット距離Ｌについて調査した。

図１１に示される構成のグロープラグとして、圧入荷重を１０ｋＮとし、オフセット距離Ｌを、０ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、０．７ｍｍ、１ｍｍと代えたものを作製し、これら作製された各グロープラグについて、上記第１実施形態と同様の信頼性試験を行い、接合部３６の割れの有無等について調査した。

次に示される表１はその調査結果を示すものである。なお、各オフセット距離Ｌについて、ｎ数は４本にて調査した。

この表２に示される結果から、オフセット距離Ｌが０ｍｍの場合、すなわち、圧入部２３と接合部３６とがハウジング１０の軸方向に沿って互いにずれていない場合には、全数で接合部３６の割れが発生した。

それに対して、圧入部２３と接合部３６とをハウジング１０の軸方向に沿って互いにずらし、オフセット距離Ｌを設けた場合には、接合部３６の割れが抑制されている。特に、オフセット距離Ｌが０．５ｍｍ以上であれば、全数で接合部３６の割れを防止することができている。

よって、オフセット距離Ｌは０．５ｍｍ以上であることが好ましく、０．６ｍｍとすればより好ましい。それによれば、圧入荷重が、発熱体３０とスリーブ２０との電気的な接合部３６へ加わるのをより適切に防止することができる。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、主として、スリーブ２０のハウジング１０への圧入方向をハウジング１０の一端１１側から他端１２側へ向かう方向とする場合について述べた。

ここにおいて、圧入方向をハウジング１０の他端１２側から一端１１側へ向かう方向とする場合について、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、いくつか例を挙げておく。

これら図１２に示される各例においても、圧入部２３と接合部３６とがハウジング１０の軸方向に沿って互いにずれた位置関係にあり、且つ、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の外面とハウジング１０の内面とが、互いに隙間を有した形状となっている構成を適切に実現できる。

また、図１２からわかるように、スリーブ２０の圧入をハウジング１０の他端１２側から一端１１側へ向かう方向へ行う際に、接合部３６に圧入荷重が加わらない構成となっている。

また、上記実施形態では、発熱体３０において発熱部３３と導通するリード部は、金属線からなるリード線３４としたが、リード部はこれに限定されるものではなく、たとえば、図１３に示されるように、リード部３４は、発熱部３３と導通する導電性セラミック材からなるものであってもよい。

この導電性セラミック材からなるリード部３４は、たとえば、発熱部３３を構成する窒化珪素とタングステンカーバイドを成分とした導電性セラミックに対して、窒化珪素とタングステンカーバイドの組成比を変更して低抵抗化した導電性セラミック材からなるものにできる。

さらに、上記実施形態では、発熱部３３は、導電性セラミック製のものであったが、発熱部３３としては、たとえば金属線を用いたものであってもよい。要するに、発熱部３３は、導電性を有するものであって通電により発熱し、グロープラグとしての機能を発揮させるものであれば、かまわない。

また、上記実施形態では、スリーブ２０は、全体が同一材料からなるものであったが、２種以上の異なる材料からなるものであってもかまわない。

たとえば、図１４に示される例では、スリーブ２０の他端２２側の小径部を別材質の部材２０ａによって構成している。具体的には、この部材２０ａとスリーブ２０の残部とが異種金属により構成され、両者が溶接等により一体化されてスリーブ２０を構成するようにできる。

また、上記実施形態では、圧入部２３と接合部３６とは、ハウジング１０の軸方向に沿って互いにずれた位置関係にあり、且つ、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の外面とハウジング１０の内面とは互いに隙間を有していた。

ここにおいて、接合部３６の外周に位置するスリーブ２０の外面とハウジング１０の内面とは互いに隙間を有していなくてもよく、互いに接していてもよい。ただし、その接し方は、あくまでも圧入の状態ではなく、軽く接する程度であり、この接する部分が圧入部となるわけではない。

このことから、通電発熱するセラミック発熱体３０をスリーブ２０に収納保持し、このスリーブ２０をハウジング１０に圧入固定してなり、発熱体３０から露出するリード線３４がスリーブ２０の内面と電気的に接合されて接合部２３を構成しているグロープラグにおいて、圧入部２３と接合部３６とを、ハウジング１０の軸方向に沿って互いにずれた位置関係にあるものとすれば、スリーブ２０の圧入荷重が、発熱体３０とスリーブ２０との電気的な接合部３６へ加わるのを防止することができる。

以上述べてきたように、本発明は、圧入部２３と接合部３６とを、ハウジング１０の軸方向に沿って互いにずれた位置関係としたことを要部とするものであり、他の部分については適宜設計変更可能である。

本発明の第１実施形態に係るグロープラグの全体構成を示す縦断面図である。 図１における発熱体の近傍を拡大して示す断面図である。 図２中の接合部のＡ視拡大図である。 一体化部材とハウジングとの圧入による組み付け工程を示す工程図である。 図４に示される組み付け工程について治具を用いた一例を示す図である。 図４に示される組み付け工程について治具を用いた他の例を示す図である。 図４に示される組み付け工程について治具を用いたもうひとつの他の例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るグロープラグの要部を示す概略断面図である。 第２実施形態の変形例としてのグロープラグの要部を示す概略断面図である。 本発明の第３実施形態に係るグロープラグの要部を示す概略断面図である。 本発明の第４実施形態に係るグロープラグの要部を示す概略断面図である。 圧入方向をハウジングの他端側から一端側へ向かう方向とする場合に対応した種々のグロープラグの要部構成を示す概略断面図である。 リード部として導電性セラミック材を用いたグロープラグの要部を示す概略断面図である。 スリーブを２種以上の異なる材料からなるものとしたグロープラグの要部を示す概略断面図である。 従来のグロープラグにおける要部の一般的な縦断面構成を示す概略断面図である。

符号の説明

１０…ハウジング、１１…ハウジングの一端、１２…ハウジングの他端、
２０…スリーブ、２１…スリーブの一端、２２…スリーブの他端、２３…圧入部、
３０…発熱体、３１…発熱体の一端、３２…発熱体の他端、３３…発熱部、
３４…リード部としてのリード線、３５…絶縁体、３６…接合部、Ｋ１…治具。

Claims (3)

1. 筒状のハウジング（１０）と、
   一端（２１）側が前記ハウジング（１０）の一端（１１）から突出した状態で他端（２２）側が前記ハウジング（１０）に圧入されて固定された筒状のスリーブ（２０）と、
   一端（３１）側が前記スリーブ（２０）の一端（２１）から突出するとともに他端（３２）側が前記スリーブ（２０）に挿入された状態で前記スリーブ（２０）に保持され、通電により発熱するセラミック製棒状の発熱体（３０）とを備え、
   前記発熱体（３０）は、導電性を有する発熱部（３３）が、絶縁性セラミック製の絶縁体（３５）に埋設されるとともに、前記発熱部（３３）と導通するリード部（３４）の端部が、前記スリーブ（２０）内にて前記絶縁体（３５）の外周に露出したものであり、
   前記リード部（３４）の端部と前記スリーブ（２０）の内面とが電気的に接合された接合部（３６）を構成してなるグロープラグにおいて、
   前記スリーブ（２０）が圧入により固定されている圧入部（２３）と前記接合部（３６）とは、前記ハウジング（１０）の軸方向に沿って互いにずれた位置関係にあり、
   前記接合部（３６）の外周に位置する前記スリーブ（２０）の外面と前記ハウジング（１０）の内面とは、互いに隙間を有した形状となっており、
   前記接合部（３６）の外周に位置する前記スリーブ（２０）の外面は、前記圧入部（２３）に位置する前記スリーブ（２０）の外面よりも径方向の内側に向かって引っ込んだ形状となって、前記圧入部（２３）に位置する前記スリーブ（２０）の外面よりも径の小さい小径部となっており、
   前記接合部（３６）は、前記スリーブ（２０）の他端（２２）に位置しており、
   前記接合部（３６）の外周に位置する前記スリーブ（２０）の他端（２２）の外面は、前記小径部として、前記スリーブ（２０）の一端（２１）側から他端（２２）へ向かって縮径するテーパ部となっていることを特徴とするグロープラグ。
2. 前記接合部（３６）の外周に位置する前記スリーブ（２０）の外面に対向する前記ハウジング（１０）の内面は、前記圧入部（２３）に位置するハウジング（１０）の内面よりも径方向の外側に向かって引っ込んだ形状となっていることを特徴とする請求項１に記載のグロープラグ。
3. 前記ハウジング（１０）の軸方向に沿って互いにずれた位置関係にある前記圧入部（２３）と前記接合部（３６）との距離が、０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のグロープラグ。

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