JP4175970B2

JP4175970B2 - Glow plug

Info

Publication number: JP4175970B2
Application number: JP2003206943A
Authority: JP
Inventors: 雅人谷口; 政一長澤; 信行堀田; 克彦田中
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2002-08-12
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2023-08-08
Also published as: JP2004132688A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グロープラグに関し、詳しくはディーゼルエンジンなどの始動促進用に、エンジンの燃焼室などに取り付けられるグロープラグに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、このようなグロープラグ１００の１例を示したものである。このものは、通電することによって発熱する発熱部９１をセラミックなどの絶縁部材９３内に備えてなるヒーター１０１が、筒状（管状）をなす金属製本体（以下、単に本体ともいう）１０３の先端寄り部位１０３ａに固定されている。同図のものにおけるその固定は、金属筒１０５にヒーター（以下、セラミックヒーターともいう）１０１を内挿してロウ材によって固定した後、この金属筒１０５を本体１０３にロウ付けするなどによって行われている。このものでは、ヒーター１０１の一方（図示左）の電極９５が金属製本体１０３に金属筒１０５を介して電気的に接続されている。そして、他方（図示右）の電極９７が、金属製本体１０３内において、ヒーター１０１の後端より後方に配置され、金属製本体１０３と絶縁されたリード用軸部材１０７を介して外部接続端子１０９に電気的に接続（以下、単に接続ともいう）されている。同図においてヒーター１０１の他方の電極９７とリード用軸部材１０７とは中継線（例えばコイル状の配線）９９を介して接続されている。
【０００３】
このようなリード用軸部材１０７は、本体１０３の後端寄り部位において、外周面にガラス１１１をリング状に充填して、本体１０３との絶縁を保持するとともに、ブッシュ１１３や固定リング１１５などで固定されている。なお、本明細書において、グロープラグ又はその構成部材に関して先端というときは、同図における下方の端をいい、逆に後端とは同図における上方の端をいう。
【０００４】
このようなグロープラグ１００は、そのリード用軸部材１０７が剛性のある鉄系金属からなり、太さが直径で数ｍｍと太いことから、曲りにくく、しかも、電気的特性にすぐれている。したがって、本体１０３と共にこのリード用軸部材１０７を長くすることで、ヒーター１０１と外部接続端子１０９間の寸法を大きくとることができる。このため、グロープラグ１００の長寸化が容易であり、燃料直噴型エンジンへの取り付け用のものに好適である。ところが、このようなリード用軸部材１０７は細いリード線と異なり重量がある。一方でその固定は、本体１０３の後端（発熱側の端と反対側の端）寄り部位に充填されたガラス１１１に依存している。ここで、本体１０３の後端寄り部位での固定となるのは、次の理由による。このグロープラグ１００の組立は、ヒーター１０１とこれに接続されたリード用軸部材１０７を本体１０３内に組込んだ後で、リング状のガラス（肉厚円筒状の粉体プレス体）１１１をリード用軸部材１０７に外嵌、装填するという作業手順となる。このため、ガラスのセット位置は後端寄り部位にならざるをえない。これがその主な理由である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来のグロープラグ１００におけるリード用軸部材１０７の固定構造では基本的にその固定力が小さいといった問題があった。しかも、その固定は後端寄り部位のいわば片持ち状態での固定となるため、エンジンの燃焼過程における熱衝撃等によって同軸部材が共振し易く、これによって破断等してショートや断線を招く恐れがあるといった問題があった。すなわち、グロープラグはエンジンの振動や爆風或いは熱衝撃に晒されているため、このようなリード用軸部材１０７の固定構造では、それが本体１０３内で弛緩し、或いは折損や破断を起して短絡を招くなどの故障の原因となることがある。そして、こうした問題は、リード用軸部材が長くなるほど発生しやすくなり、したがって、グロープラグの長寸化を妨げる理由ともなっていた。
【０００６】
加えて、リード用軸部材１０７をこのようにガラスによって固定する場合には、グロープラグの組立ての最終工程で、ガラスを同軸部材１０７に外嵌めし、本体１０３の後端部内に嵌め込んだ後で、それを加熱溶融する工程を要する。このような熱処理は工程の複雑化を招き、高コスト化の原因でもある。しかも、グロープラグの各構成部材（部品）、及び部位には、その熱処理に対する耐熱性を考慮した設計をしなければならず、したがって、その分、設計の自由度が奪われていた。
【０００７】
本発明は、こうした従来のグロープラグにおける問題点に鑑みてなされたもので、ガラスの加熱、溶融のための熱処理を要することなく、リード用軸部材を本体内に絶縁を保持して、強固に固定できる構造のグロープラグを提供することをその目的とする。
【０００８】
【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、通電することによって発熱する発熱部を絶縁部材内に備えてなるヒーターが、筒状をなす金属製本体の先端寄り部位に固定され、一方の電極が該金属製本体に電気的に接続され、他方の電極が、該金属製本体内において前記ヒーターの後端より後方に該金属製本体と絶縁されて配置されたリード用軸部材に電気的に接続されてなるグロープラグにおいて、
前記リード用軸部材は、大径軸部と小径軸部を有しており、前記金属製本体の内周面と、前記リード用軸部材の外周面との間であって、前記大径軸部の外周面に絶縁層を介在させ、該絶縁層の介在された部位において該大径軸部の外周面に変形（変形痕）を有するように該大径軸部が径方向に該金属製本体の内周面で締付けられて前記リード用軸部材が該金属製本体内に絶縁を保持して固定されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、金属製本体の内周面で締付けられる（径方向に押圧される）ことによってリード用軸部材が固定されている構造のため、その固定に熱処理を要しない。また、リード用軸部材（以下、単に軸部材ともいう）の外周面に、変形を有するように金属製本体の内周面で締付けられて固定されているため、強固な固定が得られる。しかも、その固定部位は、ガラスによる固定の場合のように、リード用軸部材の後端寄り部位に制限されることもない。ここに、その締付けは、グロープラグとして組立てられている状態において、本体の内周面で軸部材が締付けられていればよい（締り嵌め状態にあればよい）。したがって、その締付けの方法（手段）は限定されるものではない。例示的には、金属製本体を径方向に挟み付けるように、圧縮（加圧）するなどによる、かしめ（カシメ）によるのが製造上からして効率的であり好ましい。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、通電することによって発熱する発熱部を絶縁部材内に備えてなるヒーターが、筒状をなす金属製本体の先端寄り部位に固定され、一方の電極が該金属製本体に電気的に接続され、他方の電極が、該金属製本体内において前記ヒーターの後端より後方に該金属製本体と絶縁されて配置されたリード用軸部材に電気的に接続されてなるグロープラグにおいて、
前記リード用軸部材は、大径軸部と小径軸部を有しており、前記金属製本体の内周面と、前記リード用軸部材の外周面との間であって、前記大径軸部の外周面に絶縁層を介在させ、該絶縁層の介在された部位において該大径軸部の外周面に変形（変形痕）を有するように該金属製本体が径方向にかしめられて前記リード用軸部材が該金属製本体内に絶縁を保持して固定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、通電することによって発熱する発熱部を絶縁部材内に備えてなるヒーターが、筒状をなす金属製本体の先端寄り部位に固定され、一方の電極が該金属製本体に電気的に接続され、他方の電極が、該金属製本体内において前記ヒーターの後端より後方に該金属製本体と絶縁されて配置されたリード用軸部材に電気的に接続されてなるグロープラグにおいて、
前記金属製本体の内周面と、前記リード用軸部材の外周面との間であって、該リード用軸部材の軸方向における少なくとも一部に、絶縁層を介在させ、該絶縁層の介在された部位において該リード用軸部材の外周面に凹状をなす変形を有し、かつその変形に前記金属製本体の内周面が前記絶縁層を介して入り込む形態の変形を有するように該金属製本体の内周面で締付けられて前記リード用軸部材が該金属製本体内に絶縁を保持して固定されていることを特徴とする。
【００１２】
このものでは、該絶縁層の介在された部位において該リード用軸部材の外周面に凹状をなす変形を有し、かつその変形に前記金属製本体の内周面が前記絶縁層を介して入り込む（嵌り込む）形態の変形を有するように該金属製本体の内周面で締付けられている。したがって、軸部材の極めて高い固定が得られる。また、この発明においても、その締付けは、本体を径方向に圧縮（加圧）することによる、カシメによるのが製造上、効率的である。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、通電することによって発熱する発熱部を絶縁部材内に備えてなるヒーターが、筒状をなす金属製本体の先端寄り部位に固定され、一方の電極が該金属製本体に電気的に接続され、他方の電極が、該金属製本体内において前記ヒーターの後端より後方に該金属製本体と絶縁されて配置されたリード用軸部材に電気的に接続されてなるグロープラグにおいて、
前記金属製本体の内周面と、前記リード用軸部材の外周面との間であって、該リード用軸部材の軸方向における少なくとも一部に、絶縁層を介在させ、該絶縁層の介在された部位において該リード用軸部材の外周面に凹状をなす変形を有し、かつその変形に前記金属製本体の内周面が前記絶縁層を介して入り込む形態の変形を有するように該金属製本体がかしめられて前記リード用軸部材が該金属製本体内に絶縁を保持して固定されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５は、前記絶縁層が、前記リード用軸部材に外嵌してなる樹脂チューブによって形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のグロープラグである。請求項６の本発明は、前記樹脂チューブが、フッ素樹脂製であることを特徴とする請求項５に記載のグロープラグである。請求項７の本発明は、前記絶縁層が、前記リード用軸部材の外周面に塗布してなる樹脂コーティング層であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のグロープラグである。
【００１５】
前記絶縁層は、絶縁が保持されるものである限り、その材質は限定されるものではない。したがって、例えば、前記リード用軸部材を、鉄系金属製のものとし、絶縁層は、その外周面に形成された酸化被膜層としてもよい。しかし、請求項５〜７に記載のようにすれば、絶縁層を介在させるのが容易である。また、前記絶縁層は、グロープラグにおいて、その本体の内周面と、前記リード用軸部材の外周面との間に存在していればよいことから、グロープラグの組立て（完成品）前には本体の内周面に形成されていてもよいし、軸部材の外周面に形成されていてもよい。
【００１６】
なお、絶縁層を樹脂で形成する場合、その材質は、耐熱性、強度などを考慮して選定する。エンジンに取付けられるグロープラグの温度は１５０℃以上になることがあるため、２００℃以上の耐熱性があるものとするのが好ましい。ただし、本発明では、本体の内周面で絶縁層も、かしめ等によって締付けられるから、その締付け（以下、「かしめ」ともいう）において、破損、ないし破壊されにくい、変形の容易な軟質のものとするのが適切である。これらを考慮すると、例示的には、スーパーエンプラ材料と呼ばれるＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ポリイミド系樹脂をはじめとして、汎用エンプラ材料であるポリアミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）が挙げられる。また、チューブ材としては、シリコンも使用可能であるが、フッ素系樹脂材料を用いると、金具本体のかしめられる時の破損を最小限に留めることができるので、より好ましい。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、前記絶縁層の厚さを、０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲としたことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載のグロープラグである。前記絶縁層を樹脂とする場合において、その厚さは、リード用軸部材の固定後において、本体とリード用軸部材との絶縁が保持される厚さで、なるべく薄いものとするのが好ましい。これが厚いと、本体による軸部材の締付けにおける変形が絶縁層の層内で発生し易いが、軸部材に変形を与えにくい。絶縁層を樹脂とする場合において、その厚さは、０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲が適切である。
【００１９】
リード用軸部材には、通常、ストレートの、同径の円断面のものが使用される。しかし、請求項１又は２に記載の発明のもののように、大径軸部と小径軸部を有しているものを使用し、前記絶縁層が該大径軸部の外周面に介在させられ、前記リード用軸部材の変形が該大径軸部の外周面に存在するようにすると、本体に、ストレートの同径の円断面の内周面をもつものを使用する場合には、締付けられる部位以外では、本体の内周面と軸部材の外周面との間の間隙を大きくとれる。したがって、絶縁層の厚さを薄く設定できるし、短絡防止にも有効である。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、前記金属製本体は、エンジンへねじ込み方式で取付けるための雄ネジを備えており、該雄ネジよりも後端寄り部位において、前記リード用軸部材が該金属製本体内に絶縁を保持して固定されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のグロープラグである。
【００２１】
該金属製本体のうち、その雄ネジよりも先端寄り部位においてリード用軸部材を金属製本体内に、かしめ等による締付けによって固定する場合には、その締付けによる金属製本体の変形により、締付けている部位の軸が雄ネジの軸線に対して偏心（心ずれ、或いは振れ）を生じる可能性がある。一方、このようなグロープラグが挿入されてねじ込み方式で取付けられるのは、エンジン（ブロツク）に設けられた取付け穴であり、この取付け穴は小径で深い（長い）。そして、雌ネジは取付け穴の外部開口寄り部位に設けられる。しかも、この取付け穴はグロープラグ対し径方向に微小なすきま嵌め状態が得られる設計とされる。このため、上記のような偏心が大きくなると、そのねじ込みにおいて、グロープラグの外周面が取付け穴の内周面に干渉ないし接触する危険性がある。これに対して、該雄ネジよりも後端寄り部位において固定する場合には、その後端寄り部位は、エンジンブロツクの外部に露出することになるため、このような問題を生じない。したがって、本体をかしめるとしても、十分に大きな力を付与できるため、強固な固定が得られる。これにより、エンジンへの取付け後において、そのリード用軸部材に直接又は間接的に接続されるリード（配線コード）の脱着を行なう場合においても、緩みを招くことのない十分な強度を保持できる。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、前記リード用軸部材が、その軸方向における複数箇所で該金属製本体内に絶縁を保持して固定されていることを特徴とする、請求項１〜９いずれか１項に記載のグロープラグである。
【００２３】
小型軽量化の要請により、グロープラグについても、その外径（太さ）を小さくする要請が高まっている。この要請に応えるためには、リード用軸部材の径が一定であれば、金属製本体の筒部の肉厚を薄くせざるを得ない。しかし、そのようにすると、基本的に同本体の強度の低下を招き、結果としてグロープラグの強度（剛性）不足を招いてしまう。しかし、請求項１０に記載の発明のように、軸方向における複数箇所で金属製本体内にリード用軸部材を固定することで、リード用軸部材が、いわば心金となって、本体とともにグロープラグ全体の強度或いは剛性のアップを図ることができる。すなわち、このような構成とすることで、本体の肉厚が薄くなっても、グロープラグ全体としての強度アップが図られるから、本体の肉厚を薄くでき、グロープラグの小型軽量化が図られる、という特有の効果が得られる。
【００２４】
なお、いずれの発明においても、前記絶縁層の介在された部位において該リード用軸部材の外周面に変形を有するように金属製本体の内周面にて軸部材を締付け、或いは、該金属製本体をかしめる位置は、所望とする固定力が得られるように設定すればよい。なお、軸方向における、締付け領域、或いは、かしめ領域の範囲は、その位置、数、リード用軸部材の長さ、或いは必要な固定力に応じて適宜に設定すればよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１〜図３に基いて詳細に説明する。図中１は、ディーゼルエンジン用のグロープラグであり、全体が筒状（管状）に形成された、例えば炭素鋼からなる本体１０３と、セラミックヒーター１０１、リード用軸部材１０７などから構成されている。本体１０３は、内周面１０４が軸方向（長手方向）の略全域においてストレート（同径）の細長い段付き円筒状をなしている。そして、先端（図示下端）寄り部位は、外周面もストレートの円筒部１０３ａとされ、この円筒部１０３ａより後端（図示上端）寄り部位には、エンジンにねじ込み方式で固定するための雄ネジ１０３ｂが形成され、そのさらに後方には後方円筒部１０３ｃを介し、詳しくは図示しないが、エンジンへのねじ込みにおいて工具を掛けるための工具係合部１０３ｄが径大の六角状に形成されている。なお、本体１０３の後端寄り部位の内側には気密材を装填するための装填部１０３ｅが拡径状に形成されている。ただし、このような本体１０３は、グロープラグ１の完成状態では、先端寄り部位における円筒部１０３ａと、その後方における雄ネジ１０３ｂとの間（軸方向における略中間部）が、径方向にかしめられており、かしめ部１０３ｆをなしている。これにより、かしめ部１０３ｆは、例えば、多角形状（六角形又は八角形など）のかしめ用のダイスの押圧面にて押圧（加圧）されているため、その押圧面に倣うように若干凹状に凹む形に変形している。詳しくは後述する。なお、本体１０３は、Ｓ４５Ｃ、ＳＵＭ２４Ｌ、ＳＷＣＨ６又はＳＵＳ４３０などから形成されており、リード用軸部材１０７は本体１０３より軟質の鋼材から形成されている。
【００２６】
このような本体１０３の内側（内周面）の先端寄り部位には、円柱状のセラミックヒーター１０１がその先端寄り部位を突出させて配置されている。本形態において、セラミックヒーター１０１は、絶縁性セラミック９３内に、先端側においてＵ字状に折り返し曲げられた形の発熱部９１が埋設され、その各端部には電極をなす配線（高融点金属リード）が接続されており、セラミックヒーター１０１の後端寄り部位の両側面に各電極９５、９７が露出状に設けられている。なお、セラミックヒーター１０１の軸線方向における中間部位には金属筒１０５が外嵌めされ、ロウ材により固定されて一体化されており、後述するようにして、その金属筒１０５を介して本体１０３の先端寄り部位の円筒部１０３ａの内周面１０４にロウ付けにより固定されている。こうして、ヒーター１０１は、本体１０３内に固定された状態において、その図示左側の電極９５が金属筒１０５を介して本体１０３と電気的に接続されている。
【００２７】
一方、リード用軸部材１０７は、本体１０３内のセラミックヒーター１０１の後端１０１ｂよりも後方に配置されている。この軸部材１０７は、例えばＳ４５Ｃ材からなり、略全長にわたってストレートで一定の円断面をなす丸棒から形成されている。そして、周囲には本体１０３の内周面１０４と絶縁用の空隙が保持され、同軸部材１０７は本体１０３内に同心状に配置されている。また、リード用軸部材１０７は、その中間より先端寄り部位の一部に絶縁層（絶縁膜）１０６がその外周面（表面）１０８を覆うように円筒状に形成されている。本形態において絶縁層１０６は軟質の樹脂とされ、組立前において、リード用軸部材１０７のその外周面１０８に、例えば樹脂製チューブが外嵌されて、熱収縮により一体化されている。なお、絶縁層をなす樹脂は、フッ素系樹脂であることが望ましく、例えばポリフッ化ビニリデン樹脂である、商品名スミチューブＫ（住友電工ファインポリマー（株）製）とされ、０．１５ｍｍの厚さとなるように形成されている。
【００２８】
ただし、グロープラグ（完成品）１は、前記もしたように、かしめにより、その絶縁層１０６の部位において、本体１０３の外周面が若干凹状に凹む形をなし、それに対応して内周面１０４が軸線側に若干凸となすように膨らむ形をなしており、軸部材１０７の外周面を絶縁層１０６を介して締付けている。そして、そのかしめにより軸部材１０７の外周面も本体１０３の横断面に倣うように凹状をなす形の変形１０７ａを有している。なお、かしめ部（変形部）１０３ｆに対応する本体１０３の内周面１０４が、その変形１０７ａに絶縁層１０６を介して入り込んでいる。また、同軸部材１０７の先端寄り部位は小径部１０７ｂとされ、この小径部１０７ｂと、セラミックヒーター１０１の後端１０１ｂに露出する他方の電極９７とがコイル状の中継線９９を介して接続されている。なお、中継線９９は銀ロウ付けされている。また、リード用軸部材１０７の後端部１０７ｃは本体１０３の後端から突出しており、本形態では突出しているその後端部１０７ｃが外部接続端子をなしている。なお、かしめは、本体が、縮径されるように多角形状になる程度の強い力による、いわゆる強かしめを行ない、そのかしめにより軸部材１０７も、本体１０３の内周面の凸となす変形に倣う多角形状にその断面が縮径されるようにしてもよい。
【００２９】
一方、このような軸部材１０７の後端寄り部位の外周には、絶縁材からなるリング状の絶縁ブッシュ１１３が嵌着され、軸部材１０７と本体１０３との絶縁が確保されている。ただし、この絶縁ブッシュ１１３は、本体１０３の後端寄り部位の内周面の拡径された装填部１０３ｅに装填されている。そして軸部材１０７の突出する後端部１０７ｃに固定用筒部材１０９がその筒部１０９ａを介して外嵌状に取付けられている。そして、この筒部１０９ａにて絶縁ブッシュ１１３を先端側に押し込む状態としつつ、筒部１０９ａを半径方向にかしめることで固定用筒部材１０９を軸部材１０７に、後端部（以下、外部接続端子ともいう）１０７ｃを突出させて固定している。このようなグロープラグ１は、ヒーター１０１の先端が燃焼室内に位置するように、その雄ネジを介してエンジンにねじ込み方式で固定される。そして、外部接続端子１０７ｃから、リード用軸部材１０７、中継線９９、発熱部９１、そして本体１０３へと電流を流すことで、ヒーター１０１の先端を発熱し、燃料の着火を促進するようにされている。
【００３０】
さて、このようなグロープラグ１は、上記したように、リード用軸部材１０７をその外周面１０８に形成された絶縁層１０６の部分で、本体１０３を半径方向に圧縮してかしめた構造をしている。そして、リード用軸部材１０７の外周面１０８には凹状の変形１０７ａが発生している。すなわち、本体１０３の内周面で軸部材１０７を径方向に締付けている。また、かしめによって本体１０３のみが変形しているのではなく、リード用軸部材１０７が絶縁層１０６の部分で変形（凹部）１０７ａを有しており、この変形１０７ａに金属製本体１０３の内周面１０４のかしめ部１０３ｆに対応する部分が絶縁層１０６を介して入り込んでいる。したがって、例えば、本体１０３を固定し、軸部材１０７に軸方向に大きな外力が作用しても、軸部材１０７の変形箇所において軸部材１０７と本体１０３とが係合していることから、そのような外力にも十分抗することができる。また、本形態では、横断面において（軸線方向から見て）、例えば六角形をなすようにかしめられているため、軸部材１０７に周方向に外力が作用しても、その外力にも抗することができる。
【００３１】
さらに、かしめによる締付けにより、本体１０３の内周面１０４と、軸部材１０７の外周面１０８との間における軸方向の空隙が、絶縁層１０６を介して遮断されるため、その間の気密保持も図られる。なお、絶縁層１０６が厚いと、かしめによる変形がその絶縁層には及ぶが、軸部材１０７に与えられない危険性があり、その場合には、固定力が低下する。したがって、本発明における絶縁層１０６は、絶縁保持に支障のない範囲でなるべく薄めに設定するとよい。
【００３２】
このように、本形態のグロープラグ１によれば、従来のように、リード用軸部材の外周面と本体後端寄り部位における内周面との間におけるガラスによる同軸部材の固定構造ではない。したがって、熱処理も不要であり、しかも上記したかしめによる固定構造のため、軸部材に強度のある固定が得られる。
【００３３】
なお、前記形態のグロープラグ１は、次のようにして組立てられる（図２参照）。まず、軸部材１０７の所定部位に所定の厚さ、内径、及び長さを有する前記樹脂製チューブを嵌めて加熱して熱収縮させ、その表面１０８に密着させて絶縁層１０６を設ける。そして、ヒーター１０１の他方の電極９７と軸部材１０７とを中継線９９を介して接続しておく。次いで、金属筒１０５にヒーター１０１を内挿してロウ付けして一体化する。このようにして、図２−Ａに示したヒーター１０１と軸部材１０７の組立て体を作る。そして、このような組立体を図２−Ｂに示したように、本体１０３内に内挿して位置決めした後、金属筒１０５を介して本体１０３にロウ付けする。そして、かしめ装置の例えば軸方向から見て六角を二分割してなるダイスＤによって、かしめ部１０３ｆの位置を半径方向に圧縮してかしめる。その後、絶縁ブッシュ１１３をセットし、固定用筒部材１０９を軸部材１０７の後端部１０７ｃに嵌合し、固定用筒部材１０９の筒部１０９ａをかしめることで、図１に示したグロープラグ１となる。
【００３４】
さて次ぎに本発明の第２の実施の形態について、図３及び図４に基づいて説明する。ただし、このグロープラグ２１は、前形態のものと、リード用軸部材１０７及びこれに設けられている絶縁層１０６が相違するだけであり、本質的な相違はないので、同一部位には同一の符号を付し、その相違点を中心として説明する。
【００３５】
すなわち、本形態では、図４に示したように、かしめ前において、軸部材１０７が、かしめ部１０３ｆに対応する部分を含む軸線方向の所定範囲にわたって、他より太い大径軸部１２７とされている。そして、グロープラグ２１の完成品では、図３に示したように、その大径軸部１２７の外周面と、本体１０３の内周面１０４との間に絶縁層１０６が介在され、その絶縁層１０６のある部位において、大径軸部１２７の外周面に変形１０７ａが存在するように本体１０３がかしめられている。こうして、軸部材１０７は、金属製本体１０３の内周面１０４で締付けられて金属製本体内に絶縁を保持して固定されている。このような、本形態のグロープラグ２１は、かしめる前における本体１０３は、前記形態と同様、その内周面１０４が同一寸法の円断面でストレートのものである。しかし、リード用軸部材１０７のかしめ前における形状は、図４に示したように、前記形態におけるかしめ部１０３ｆに対応する、軸線方向における所定範囲が大径の大径軸部１２７とされ、それ以外は、それと同心で小径の小径軸部１２８とされている。そして、絶縁層１０６は、この大径軸部１２７の外周面及びそれに連なる上下の小径軸部の一部に設けられたものである。
【００３６】
しかして、このような絶縁層１０６の設けられたリード用軸部材１０７を用いて、前記形態と同様にして組立体をつくり、これを図４に示したようにして本体１０３内に内挿して位置決めした後、金属筒１０５を介して本体１０３にロウ付けする。そして、その絶縁層１０６のある大径軸部１２７の外周面が変形するように本体１０３を前記形態と同様にかしめたものである。このような本形態では、前記形態の効果に加えて、次の特有の効果もある。
【００３７】
すなわち、このようなグロープラグ２１においては、本体１０３をかしめて軸部材を固定する構造のため、かしめ部１０３ｆに対応する本体１０３の内周面１０４と、軸部材１０７の外周面１０８との間の間隔は、絶縁層１０６による絶縁確保や組立上に支障のない範囲で小さめにしたい要請がある。しかし、前記形態のように、本体１０３の内周面１０４と、軸部材１０７の外周面１０８ともに、一定の直径でストレートとしたものでは、その間隔を小さくするほど、絶縁層１０６のない部位での短絡の危険性が増大する。これに対して、本形態では、そのような短絡の危険性もなく、しかも、かしめ部１０３に対応する本体１０３の内周面１０４と、軸部材１０７の外周面１０８との間の間隔を小さく設定できる、という効果がある。
【００３８】
さて次ぎに、本発明の第３の実施の形態について、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、本体１０３をかしめてリード用軸部材１０７を固定する箇所を、軸方向における２箇所で実施した点のみが、上記した図１の実施形態のものと相違するだけである。したがって、相違点についてのみ説明し、同一部位には、同一の符号を付すに止める。
【００３９】
すなわち、このものでは、リード用軸部材１０７の軸方向における、２つの領域部分に絶縁層１０６を設け、その各絶縁層１０６のある部位において、リード用軸部材１０７の外周面に変形１０７ａを有するように本体１０３をかしめて、軸部材１０７を本体１０３内に絶縁を保持して固定したものである。本形態では本体１０３におけるかしめ部１０３ｆを２箇所とした分、その固定強度の格段の向上が図られる。リード用軸部材１０７が長い場合に好適である。なお、必要に応じて３箇所以上で固定してもよい。また、本形態でも、リード用軸部材１０７に、大径軸部と小径軸部を有するものを用い、絶縁層をその大径軸部の外周面に形成し、軸部材の変形をこの大径軸部の外周面において複数箇所で存在するように本体をかしめてもよい。
【００４０】
次に本発明の第４の実施の形態について、図６に基づいて説明する。ただし、本形態のグロープラグ４１は、本体１０３をかしめてリード用軸部材１０７を固定する箇所を、雄ネジ１０３ｂと工具係合部１０３ｄとの間に形成された後方円筒部１０３ｃとした点のみが、前記した実施の形態と相違するだけである。すなわち、前記形態における、２箇所のかしめ部位を図５における上の１箇所のみとした点が構造において相違するだけである。したがって、このものと同一の部位には同一の符号を付し、その相違点のみについて説明する。
【００４１】
すなわち、このものでは、リード用軸部材１０７の軸方向における、後方円筒部１０３ｃ領域部分に絶縁層１０６を設け、その絶縁層１０６のある部位において、リード用軸部材１０７の外周面に変形１０７を有するように本体１０３をかしめて、軸部材１０７を本体１０３内に絶縁を保持して固定したものである。本形態では、このように、かしめの部位を雄ネジ１０３ｂよりも後方としたため、リード用軸部材１０７の強い固定が得られる強かしめを問題なく実施できる。すなわち、このような、位置のかしめ部位は、グロープラグ４１をエンジンの取付け穴にねじ込み方式で取付けた際には外部に露出する。このため、かしめ部位が雄ネジ１０３ｂの軸線に対して偏心していても大きな問題はなく、したがって、問題なく強かしめを行なうことができる。これにより、前記もした様に、リード用軸部材１０７の後端に接続される配線コード（図示せず）の脱着に起因する、同軸部材の本体からの弛緩防止に有効である。
【００４２】
なお、上記した各実施の形態においては、本体をかしめることによってリード用軸部材を固定した場合で説明したが、本発明においては、固定手段はこのようなかしめに限定されるものではない。すなわち、本発明においては、絶縁層の介在された部位においてリード用軸部材の外周面に変形（変形痕）を有するように金属製本体の内周面で締付けられてリード用軸部材が金属製本体内に絶縁を保持して固定されていればよい。そして、ここに、その締付けは、上記もしたように、グロープラグとして組立てられている状態において、本体の内周面で軸部材が締付けられていればよい。その締付けの方法はかしめに限定されるものではない。かしめとはいえないような、金属製本体を径方向に圧縮状に変形させたものであってもよい。
【００４３】
なお、本発明は、上記した各実施例のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更できる。例えば、絶縁層は、グロープラグにおいて、金属製本体の内周面と、リード用軸部材の外周面との間に介在させられていればよく、したがって、組立前において、前記形態のように軸部材の表面に形成することに限定されるものではない。本体の内周面に予め形成しておいてもよいし、本体の内周面及び軸部材の外周面の双方に形成しておいてもよい。また、このような絶縁層は、いずれの方法で形成してもよい。フイルムの貼り付けとしてもよいし、液状の樹脂を塗布することで形成してもよい。また、粉体樹脂を静電塗で形成してもよいし、スプレー法で形成してもよい。そして、前記もしたが、金属製本体又はリード用軸部材を鉄系金属とする場合には酸化被膜層であってもよい。さらに、絶縁層は、かしめる領域を超えて、例えばリード用軸部材の軸方向における全体に設けてあってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のグロープラグによれば、本体をかしめることによってリード用軸部材を固定した構造のため、熱処理を要しない。また、リード用軸部材の外周面に変形を有するように絶縁層を介して金属製本体がかしめられて同軸部材が本体に固定されている。したがって、軸部材を本体内に絶縁を保持して強固に固定できるグロープラグとなすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るグロープラグの第１の実施の形態の正面縦断面図及び要部拡大図。
【図２】図１のグロープラグの製造工程を説明する図。
【図３】本発明に係るグロープラグの第２の実施の形態の正面縦断面図及び要部拡大図。
【図４】図３のグロープラグの製造工程を説明する図。
【図５】本発明に係るグロープラグの第３の実施の形態の正面縦断面図。
【図６】本発明に係るグロープラグの第４の実施の形態の正面縦断面図。
【図７】従来のグロープラグの正面縦断面図及び要部拡大図。
【符号の説明】
１、２１、３１、４１グロープラグ
９１発熱部
９３絶縁部材
９５、９７ヒーターの電極
１０１ヒーター
１０１ｂヒーターの後端
１０３金属製本体
１０４金属製本体の内周面
１０６絶縁層
１０７リード用軸部材
１０７ａリード用軸部材の外周面の凹状をなす変形
１０８リード用軸部材の外周面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a glow plug, and more particularly to a glow plug that is attached to a combustion chamber of an engine or the like for promoting startup of a diesel engine or the like.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 shows an example of such a glow plug 100. In this device, a heater 101 having a heat generating portion 91 that generates heat when energized in an insulating member 93 such as a ceramic is formed at the tip of a metal main body (hereinafter also simply referred to as a main body) 103 having a tubular shape (tubular). It is fixed to the offset part 103a. The fixing in the figure is performed by inserting a heater (hereinafter also referred to as a ceramic heater) 101 into a metal cylinder 105 and fixing it with a brazing material, and then brazing the metal cylinder 105 to the main body 103. Yes. In this device, one (left in the drawing) electrode 95 of the heater 101 is electrically connected to the metal main body 103 via the metal tube 105. The other (right) electrode 97 is disposed behind the rear end of the heater 101 in the metal main body 103, and is connected to the external connection terminal 109 via a lead shaft member 107 insulated from the metal main body 103. Are electrically connected (hereinafter also simply referred to as connections). In the figure, the other electrode 97 of the heater 101 and the lead shaft member 107 are connected via a relay wire (for example, a coiled wire) 99.
[0003]
Such a lead shaft member 107 is filled with a glass 111 on the outer peripheral surface in a ring shape near the rear end of the main body 103 to maintain insulation from the main body 103, and with a bush 113 or a fixing ring 115. It is fixed. In this specification, when the tip of the glow plug or its constituent member is referred to, it means the lower end in the figure, and conversely, the rear end means the upper end in the figure.
[0004]
Such a glow plug 100 has a lead shaft member 107 made of a rigid iron-based metal, and has a diameter as large as several millimeters, so that it is difficult to bend and has excellent electrical characteristics. Therefore, the dimension between the heater 101 and the external connection terminal 109 can be increased by elongating the lead shaft member 107 together with the main body 103. For this reason, the glow plug 100 can be easily lengthened, and is suitable for mounting on a direct fuel injection engine. However, such a lead shaft member 107 is heavy unlike a thin lead wire. On the other hand, the fixing depends on the glass 111 filled in a portion closer to the rear end of the main body 103 (the end opposite to the end on the heat generation side). Here, the reason why the fixing is performed at the portion near the rear end of the main body 103 is as follows. The glow plug 100 is assembled after the heater 101 and the lead shaft member 107 connected thereto are assembled in the main body 103, and then the ring-shaped glass (thick cylindrical powder press body) 111 is lead. This is an operation procedure in which the shaft member 107 is externally fitted and loaded. For this reason, the setting position of the glass must be close to the rear end portion. This is the main reason.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the fixing structure of the lead shaft member 107 in the conventional glow plug 100 described above has a problem that the fixing force is basically small. Moreover, since the fixing is performed in a so-called cantilever state near the rear end, the coaxial member is likely to resonate due to a thermal shock or the like in the combustion process of the engine, which may cause a short circuit or disconnection due to breakage or the like. There was a problem. In other words, since the glow plug is exposed to engine vibration, blast or thermal shock, such a fixing structure of the lead shaft member 107 is loosened in the main body 103 or causes breakage or breakage. It may cause failure such as short circuit. Such a problem is more likely to occur as the lead shaft member becomes longer, and thus has been a reason for hindering the lengthening of the glow plug.
[0006]
In addition, when the lead shaft member 107 is fixed with glass in this way, after the glass is externally fitted to the coaxial member 107 and fitted into the rear end portion of the main body 103 in the final process of assembling the glow plug. Therefore, a process of heating and melting it is required. Such a heat treatment leads to a complicated process and a high cost. In addition, each component member (part) and part of the glow plug must be designed in consideration of the heat resistance against the heat treatment, and accordingly, the degree of freedom of design has been lost.
[0007]
The present invention has been made in view of such problems in the conventional glow plug, and without requiring a heat treatment for heating and melting the glass, the lead shaft member is insulated in the main body and firmly It is an object to provide a glow plug having a structure that can be fixed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that a heater including a heat generating portion that generates heat when energized is provided in an insulating member is fixed to a portion near the tip of a cylindrical metal body. One of the electrodes is electrically connected to the metal main body, and the other electrode is disposed in the metal main body behind the rear end of the heater and insulated from the metal main body. In glow plugs that are electrically connected,
The lead shaft member has a large-diameter shaft portion and a small-diameter shaft portion, Between the inner peripheral surface of the metal main body and the outer peripheral surface of the lead shaft member An insulating layer is provided on the outer peripheral surface of the large-diameter shaft portion. Intervene in the part where the insulating layer is interposed Of the large-diameter shaft To have deformation (deformation marks) on the outer peripheral surface The large-diameter shaft portion is radially The lead shaft member is fastened on the inner peripheral surface of the metal main body, and is fixed in the metal main body while maintaining insulation.
[0009]
In the present invention, since the lead shaft member is fixed by being tightened (pressed in the radial direction) on the inner peripheral surface of the metal main body, the fixing does not require heat treatment. In addition, since the lead shaft member (hereinafter, also simply referred to as a shaft member) is fastened and fixed to the outer peripheral surface of the metal main body so as to be deformed, strong fixing can be obtained. Moreover, the fixing portion is not limited to the portion near the rear end of the lead shaft member as in the case of fixing with glass. Here, the tightening may be performed as long as the shaft member is tightened on the inner peripheral surface of the main body in a state where it is assembled as a glow plug (if it is in an interference fit state). Therefore, the tightening method (means) is not limited. Illustratively, caulking by pressing (pressing) or the like so as to sandwich the metal main body in the radial direction is efficient and preferable from the viewpoint of manufacturing.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, a heater including a heat generating portion that generates heat when energized is provided in an insulating member is fixed to a portion near the tip of a cylindrical metal body, and one electrode is made of the metal. A glow which is electrically connected to the main body, and the other electrode is electrically connected to a lead shaft member disposed behind the rear end of the heater and insulated from the metal main body in the metal main body. In the plug,
The lead shaft member has a large-diameter shaft portion and a small-diameter shaft portion, Between the inner peripheral surface of the metal main body and the outer peripheral surface of the lead shaft member And interposing an insulating layer on the outer peripheral surface of the large-diameter shaft portion, In the part where the insulating layer is interposed Of the large-diameter shaft The metal body so that the outer peripheral surface has deformation (deformation marks) Is in the radial direction The lead shaft member is fixed in the metal main body while maintaining insulation.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, a heater comprising a heat generating part that generates heat when energized is provided in an insulating member is fixed to a portion near the tip of a cylindrical metal body, and one electrode is made of the metal. A glow which is electrically connected to the main body, and the other electrode is electrically connected to a lead shaft member disposed behind the rear end of the heater and insulated from the metal main body in the metal main body. In the plug,
An insulating layer is interposed between the inner peripheral surface of the metal main body and the outer peripheral surface of the lead shaft member in at least a part of the lead shaft member in the axial direction, and the insulating layer is interposed. The metal member is deformed so that the outer peripheral surface of the lead shaft member has a concave shape and the inner peripheral surface of the metal main body enters into the deformed portion through the insulating layer. The lead shaft member is fastened on the inner peripheral surface of the metal main body and is fixed in the metal main body while maintaining insulation.
[0012]
In this structure, the lead shaft member has a concave deformation at the portion where the insulating layer is interposed, and the inner peripheral surface of the metal main body enters the deformation through the insulating layer. It is fastened by the inner peripheral surface of the metal main body so as to have a deformation of (fitting) form. Therefore, extremely high fixation of the shaft member can be obtained. Also in this invention, it is efficient in manufacturing that the tightening is performed by caulking by compressing (pressing) the main body in the radial direction.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, a heater comprising a heat generating portion that generates heat when energized is provided in an insulating member is fixed to a portion near the tip of a cylindrical metal body, and one electrode is made of the metal. A glow which is electrically connected to the main body, and the other electrode is electrically connected to a lead shaft member disposed behind the rear end of the heater and insulated from the metal main body in the metal main body. In the plug,
An insulating layer is interposed between the inner peripheral surface of the metal main body and the outer peripheral surface of the lead shaft member in at least a part of the lead shaft member in the axial direction, and the insulating layer is interposed. The metal member is deformed so that the outer peripheral surface of the lead shaft member has a concave shape and the inner peripheral surface of the metal main body enters into the deformed portion through the insulating layer. The lead body is caulked and the lead shaft member is fixed in the metal body while maintaining insulation.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, in the glow plug according to any one of the first to fourth aspects, the insulating layer is formed of a resin tube that is externally fitted to the lead shaft member. . The present invention of claim 6 is the glow plug according to claim 5, wherein the resin tube is made of a fluororesin. According to a seventh aspect of the present invention, in the glow according to any one of the first to sixth aspects, the insulating layer is a resin coating layer formed on the outer peripheral surface of the lead shaft member. It is a plug.
[0015]
The material of the insulating layer is not limited as long as insulation is maintained. Therefore, for example, the lead shaft member may be made of an iron-based metal, and the insulating layer may be an oxide film layer formed on the outer peripheral surface thereof. However, according to the fifth to seventh aspects, it is easy to interpose an insulating layer. In addition, since the insulating layer only needs to exist between the inner peripheral surface of the main body of the glow plug and the outer peripheral surface of the lead shaft member, before the glow plug is assembled (finished product). May be formed on the inner peripheral surface of the main body, or may be formed on the outer peripheral surface of the shaft member.
[0016]
Note that when the insulating layer is formed of a resin, the material is selected in consideration of heat resistance, strength, and the like. Since the temperature of the glow plug attached to the engine may be 150 ° C. or higher, it is preferable that the glow plug has heat resistance of 200 ° C. or higher. However, in the present invention, since the insulating layer is also tightened on the inner peripheral surface of the main body by caulking or the like, the tightening (hereinafter also referred to as “caulking”) is not easily damaged or destroyed and is soft and easily deformed. Is appropriate. Taking these into account, for example, PEEK (polyether ether ketone), PPS (polyphenylene sulfide), and polyimide resin, which are called super engineering plastic materials, are general-purpose engineering plastic materials such as polyamide, PET (polyethylene terephthalate), and PBT. (Polybutylene terephthalate). Silicon can also be used as the tube material. However, it is more preferable to use a fluorine-based resin material because damage to the metal fitting main body can be minimized.
[0017]
The invention according to claim 8 is the glow plug according to any one of claims 4 to 7, wherein a thickness of the insulating layer is in a range of 0.01 mm to 0.5 mm. . In the case where the insulating layer is made of resin, the thickness is preferably as thin as possible so that the insulation between the main body and the lead shaft member is maintained after the lead shaft member is fixed. If this is thick, deformation in tightening of the shaft member by the main body is likely to occur in the insulating layer, but it is difficult to deform the shaft member. When the insulating layer is made of resin, the thickness is suitably in the range of 0.01 mm to 0.5 mm.
[0019]
As the lead shaft member, a straight, circular member with the same diameter is usually used. However, like the invention of the first or second aspect, the one having a large diameter shaft portion and a small diameter shaft portion is used, and the insulating layer is interposed on the outer peripheral surface of the large diameter shaft portion. When the deformation of the lead shaft member is present on the outer peripheral surface of the large-diameter shaft portion, When a straight body having an inner peripheral surface with a circular cross section having the same diameter is used, a gap between the inner peripheral surface of the main body and the outer peripheral surface of the shaft member can be increased except for a portion to be tightened. Therefore, the thickness of the insulating layer can be set thin, and it is effective for preventing a short circuit.
[0020]
Claim 9 In the described invention, the metal main body is provided with a male screw to be screwed into the engine, and the lead shaft member insulates the metal main body at a portion closer to the rear end than the male screw. It is characterized by being held and fixed, Claims 1-8 It is a glow plug given in any 1 paragraph.
[0021]
In the case where the lead shaft member is fixed in the metal main body at a position closer to the tip than the male screw, the metal main body is tightened by deformation of the metal main body due to the tightening. There is a possibility that the axis of the part is eccentric (center misalignment or shake) with respect to the axis of the male screw. On the other hand, it is a mounting hole provided in the engine (block) that the glow plug is inserted and mounted by a screwing method, and this mounting hole is small in diameter and deep (long). And a female screw is provided in the site | part near the external opening of a mounting hole. Moreover, the mounting hole is designed to obtain a minute clearance fit in the radial direction with respect to the glow plug. For this reason, when the eccentricity as described above increases, there is a risk that the outer peripheral surface of the glow plug interferes with or contacts the inner peripheral surface of the mounting hole during the screwing. On the other hand, in the case of fixing at a portion closer to the rear end than the male screw, the portion closer to the rear end is exposed to the outside of the engine block, so that such a problem does not occur. Therefore, even if the main body is caulked, a sufficiently large force can be applied, so that firm fixation can be obtained. Thereby, even when attaching / detaching a lead (wiring cord) connected directly or indirectly to the lead shaft member after attachment to the engine, it is possible to maintain a sufficient strength without causing loosening.
[0022]
Claim 10 The lead shaft member is characterized in that the lead shaft member is fixed while being insulated in the metal main body at a plurality of positions in the axial direction. 1-9 It is a glow plug given in any 1 paragraph.
[0023]
The demand for reducing the outer diameter (thickness) of the glow plug is increasing due to the demand for a reduction in size and weight. In order to meet this demand, if the diameter of the lead shaft member is constant, the thickness of the cylindrical portion of the metal main body must be reduced. However, if it does so, the fall of the intensity | strength of the main body will be caused fundamentally and the intensity | strength (rigidity) of a glow plug will be caused as a result. But, Claim 10 By fixing the lead shaft member in the metal main body at a plurality of locations in the axial direction as in the present invention, the lead shaft member becomes a so-called mandrel, and the strength or rigidity of the entire glow plug is increased together with the main body. Can be achieved. That is, with such a configuration, even if the thickness of the main body is reduced, the strength of the glow plug as a whole can be increased. Therefore, the thickness of the main body can be reduced, and the glow plug can be reduced in size and weight. A unique effect is obtained.
[0024]
In any of the inventions, the shaft member is tightened on the inner peripheral surface of the metal body so that the outer peripheral surface of the lead shaft member is deformed at the portion where the insulating layer is interposed, or the metal member is The position for caulking the main body may be set so as to obtain a desired fixing force. The range of the tightening area or the caulking area in the axial direction may be set as appropriate according to the position, number, length of the lead shaft member, or necessary fixing force.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the figure, reference numeral 1 denotes a glow plug for a diesel engine, which is composed of a main body 103 made of, for example, carbon steel, a ceramic heater 101, a lead shaft member 107, and the like, all formed in a tubular shape (tubular shape). . The main body 103 has an elongated stepped cylindrical shape with a straight (same diameter) inner surface 104 substantially in the entire axial direction (longitudinal direction). The portion closer to the tip (lower end in the figure) has a cylindrical portion 103a whose outer peripheral surface is also straight, and the portion closer to the rear end (upper end in the drawing) than the cylindrical portion 103a is a male screw 103b for fixing to the engine by a screwing method. Further, although not shown in detail, a tool engaging portion 103d for applying a tool when screwed into the engine is formed in a hexagonal shape having a large diameter. A loading portion 103e for loading an airtight material is formed on the inner side of the rear end portion of the main body 103 so as to expand in diameter. However, in such a main body 103, when the glow plug 1 is completed, the space between the cylindrical portion 103a near the tip and the male screw 103b at the rear thereof (substantially intermediate portion in the axial direction) is caulked in the radial direction. And a caulking portion 103f is formed. Accordingly, the caulking portion 103f is pressed (pressed) by, for example, a pressing surface of a crimping die having a polygonal shape (such as a hexagon or an octagon), so that the caulking portion 103f has a slightly concave shape so as to follow the pressing surface. It is deformed into a concave shape. Details will be described later. The main body 103 is made of S45C, SUM24L, SWCH6, SUS430, or the like, and the lead shaft member 107 is made of a steel material that is softer than the main body 103.
[0026]
A cylindrical ceramic heater 101 is disposed at a portion near the tip on the inner side (inner peripheral surface) of the main body 103 such that the portion near the tip protrudes. In the present embodiment, the ceramic heater 101 includes a heat generating portion 91 that is folded in a U shape on the tip side in an insulating ceramic 93, and wiring that forms electrodes (high melting point metal) at each end portion. Leads) are connected, and the electrodes 95 and 97 are exposed on both side surfaces near the rear end of the ceramic heater 101. In addition, a metal cylinder 105 is externally fitted to an intermediate portion in the axial direction of the ceramic heater 101, and is fixed and integrated by a brazing material. As will be described later, the tip of the main body 103 is inserted through the metal cylinder 105. It is fixed by brazing to the inner peripheral surface 104 of the cylindrical portion 103a at the offset portion. Thus, the heater 101 is electrically connected to the main body 103 via the metal cylinder 105 in the state where the heater 101 is fixed in the main body 103.
[0027]
On the other hand, the lead shaft member 107 is disposed behind the rear end 101 b of the ceramic heater 101 in the main body 103. The shaft member 107 is made of, for example, an S45C material, and is formed of a round bar that is straight and has a constant circular cross section over substantially the entire length. In addition, an inner peripheral surface 104 of the main body 103 and an insulating gap are held in the periphery, and the coaxial member 107 is disposed concentrically in the main body 103. Further, the lead shaft member 107 is formed in a cylindrical shape so that an insulating layer (insulating film) 106 covers the outer peripheral surface (surface) 108 at a part of the portion closer to the tip than the middle. In this embodiment, the insulating layer 106 is made of a soft resin, and before assembly, for example, a resin tube is fitted on the outer peripheral surface 108 of the lead shaft member 107 and integrated by heat shrinkage. The resin forming the insulating layer is preferably a fluorine-based resin, for example, a trade name Sumitube K (manufactured by Sumitomo Electric Fine Polymer Co., Ltd.), which is a polyvinylidene fluoride resin, and has a thickness of 0.15 mm. It is formed as follows.
[0028]
However, as described above, the glow plug (finished product) 1 has a shape in which the outer peripheral surface of the main body 103 is slightly recessed at the portion of the insulating layer 106 by caulking, and the inner peripheral surface 104 is correspondingly formed. Is formed so as to be slightly convex toward the axial line side, and the outer peripheral surface of the shaft member 107 is fastened via an insulating layer 106. Further, the outer peripheral surface of the shaft member 107 has a concave deformation 107 a so as to follow the cross section of the main body 103 by the caulking. The inner peripheral surface 104 of the main body 103 corresponding to the caulking portion (deformed portion) 103 f enters the deformed 107 a through the insulating layer 106. Further, the portion near the tip of the coaxial member 107 is a small-diameter portion 107 b, and the small-diameter portion 107 b and the other electrode 97 exposed at the rear end 101 b of the ceramic heater 101 are connected via a coiled relay line 99. Yes. The relay line 99 is silver brazed. The rear end portion 107c of the lead shaft member 107 protrudes from the rear end of the main body 103. In this embodiment, the protruding rear end portion 107c forms an external connection terminal. The caulking is so-called strong caulking with a strong force that causes the main body to have a polygonal shape so that the diameter of the main body is reduced. The cross section may be reduced in diameter to a polygon shape to be copied.
[0029]
On the other hand, a ring-shaped insulating bush 113 made of an insulating material is fitted on the outer periphery of such a portion near the rear end of the shaft member 107 to ensure insulation between the shaft member 107 and the main body 103. However, the insulating bush 113 is loaded in the loading portion 103e having an enlarged diameter on the inner peripheral surface near the rear end of the main body 103. And the fixing cylinder member 109 is attached to the rear end part 107c from which the shaft member 107 projects through the cylinder part 109a. Then, while the insulating bush 113 is pushed to the front end side with the cylindrical portion 109a, the cylindrical portion 109a is caulked in the radial direction, thereby fixing the fixing cylindrical member 109 to the shaft member 107 and the rear end portion (hereinafter referred to as external connection). 107c (also referred to as a terminal) is protruded and fixed. Such a glow plug 1 is fixed by screwing to the engine via its male screw so that the tip of the heater 101 is located in the combustion chamber. Then, by flowing current from the external connection terminal 107c to the lead shaft member 107, the relay wire 99, the heat generating portion 91, and the main body 103, the front end of the heater 101 is heated and fuel ignition is promoted. ing.
[0030]
As described above, the glow plug 1 has a structure in which the lead shaft member 107 is caulked by compressing the main body 103 in the radial direction at the portion of the insulating layer 106 formed on the outer peripheral surface 108 thereof. ing. A concave deformation 107 a occurs on the outer peripheral surface 108 of the lead shaft member 107. That is, the shaft member 107 is tightened in the radial direction on the inner peripheral surface of the main body 103. In addition, not only the main body 103 is deformed by caulking, but the lead shaft member 107 has a deformation (concave portion) 107a in the insulating layer 106, and the inner periphery of the metal main body 103 is formed in the deformation 107a. A portion corresponding to the caulking portion 103 f of the surface 104 enters through the insulating layer 106. Therefore, for example, even when a large external force is applied to the shaft member 107 in the axial direction while the main body 103 is fixed, the shaft member 107 and the main body 103 are engaged at the deformed portion of the shaft member 107. It can withstand strong external forces. Further, in this embodiment, the cross section (viewed from the axial direction) is caulked to form, for example, a hexagon, so that even if an external force acts on the shaft member 107 in the circumferential direction, the external force is resisted. be able to.
[0031]
Further, since the axial gap between the inner peripheral surface 104 of the main body 103 and the outer peripheral surface 108 of the shaft member 107 is blocked through the insulating layer 106 by tightening by caulking, the airtightness between them is also maintained. It is done. When the insulating layer 106 is thick, deformation due to caulking reaches the insulating layer, but there is a risk that it is not applied to the shaft member 107, and in this case, the fixing force decreases. Therefore, the insulating layer 106 in the present invention is preferably set as thin as possible within a range that does not hinder insulation retention.
[0032]
As described above, according to the glow plug 1 of the present embodiment, it is not a conventional structure for fixing the coaxial member by glass between the outer peripheral surface of the lead shaft member and the inner peripheral surface near the rear end of the main body. Accordingly, heat treatment is not required, and the shaft member is fixed with strength due to the above-described fixing structure by caulking.
[0033]
In addition, the glow plug 1 of the said form is assembled as follows (refer FIG. 2). First, the resin tube having a predetermined thickness, inner diameter, and length is fitted into a predetermined portion of the shaft member 107, heated and thermally contracted, and the insulating layer 106 is provided in close contact with the surface 108 thereof. Then, the other electrode 97 of the heater 101 and the shaft member 107 are connected via a relay line 99. Next, the heater 101 is inserted into the metal tube 105 and brazed to be integrated. In this way, the assembly of the heater 101 and the shaft member 107 shown in FIG. Then, as shown in FIG. 2B, such an assembly is inserted into the main body 103 and positioned, and then brazed to the main body 103 via the metal tube 105. Then, the position of the caulking portion 103f is crimped in the radial direction by a die D obtained by dividing the hexagon into two when viewed from the axial direction of the caulking device, for example. After that, the insulating bush 113 is set, the fixing cylinder member 109 is fitted to the rear end portion 107c of the shaft member 107, and the cylinder portion 109a of the fixing cylinder member 109 is caulked, whereby the glow plug shown in FIG. 1
[0034]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, the glow plug 21 is different from the previous embodiment only in the lead shaft member 107 and the insulating layer 106 provided on the lead plug member 107, and there is no essential difference. A description will be given with reference to the reference numerals.
[0035]
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 4, before caulking, the shaft member 107 has a larger diameter shaft portion 127 that is thicker than the others over a predetermined range in the axial direction including the portion corresponding to the caulking portion 103 f. Yes. In the completed product of the glow plug 21, as shown in FIG. 3, an insulating layer 106 is interposed between the outer peripheral surface of the large-diameter shaft portion 127 and the inner peripheral surface 104 of the main body 103, and the insulating layer The main body 103 is caulked so that the deformation 107 a exists on the outer peripheral surface of the large-diameter shaft portion 127 at a portion 106. In this way, the shaft member 107 is fastened by the inner peripheral surface 104 of the metal main body 103 and is fixed in the metal main body while maintaining insulation. In such a glow plug 21 of this embodiment, the main body 103 before caulking has a circular cross section with the same inner dimension on the inner peripheral surface 104 as in the above embodiment. However, as shown in FIG. 4, the shape of the lead shaft member 107 before caulking is a large-diameter shaft portion 127 having a large diameter in a predetermined range corresponding to the caulking portion 103f in the above-described form. Other than the above, the small diameter shaft portion 128 is concentric with the small diameter shaft portion 128. The insulating layer 106 is provided on a part of the outer peripheral surface of the large-diameter shaft portion 127 and the upper and lower small-diameter shaft portions connected thereto.
[0036]
Then, using the lead shaft member 107 provided with such an insulating layer 106, an assembly is produced in the same manner as in the above embodiment, and this is inserted into the main body 103 as shown in FIG. After positioning, the main body 103 is brazed via the metal cylinder 105. Then, the main body 103 is caulked in the same manner as in the above embodiment so that the outer peripheral surface of the large-diameter shaft portion 127 with the insulating layer 106 is deformed. In this embodiment, in addition to the effects of the above embodiment, there are the following unique effects.
[0037]
That is, in such a glow plug 21, since the shaft member is fixed by caulking the main body 103, the gap between the inner peripheral surface 104 of the main body 103 corresponding to the caulking portion 103 f and the outer peripheral surface 108 of the shaft member 107. There is a demand to reduce the interval in the range where there is no problem in ensuring insulation and assembling by the insulating layer 106. However, in the case where both the inner peripheral surface 104 of the main body 103 and the outer peripheral surface 108 of the shaft member 107 are straight with a constant diameter as in the above-described form, the smaller the interval, the more the portion without the insulating layer 106. The risk of short circuiting increases. On the other hand, in this embodiment, there is no risk of such a short circuit, and the distance between the inner peripheral surface 104 of the main body 103 corresponding to the caulking portion 103 and the outer peripheral surface 108 of the shaft member 107 is reduced. There is an effect that it can be set.
[0038]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. However, the glow plug 31 of this embodiment is different from that of the above-described embodiment of FIG. 1 only in that the main body 103 is caulked to fix the lead shaft member 107 at two places in the axial direction. Only. Therefore, only the differences will be described, and the same parts are only given the same reference numerals.
[0039]
That is, in this structure, the insulating layer 106 is provided in two regions in the axial direction of the lead shaft member 107, and the deformation 107a is provided on the outer peripheral surface of the lead shaft member 107 at a portion where each insulating layer 106 is provided. Thus, the main body 103 is crimped and the shaft member 107 is fixed in the main body 103 while maintaining insulation. In this embodiment, the fixing strength of the main body 103 is greatly improved by providing two caulking portions 103f. This is suitable when the lead shaft member 107 is long. In addition, you may fix in three or more places as needed. Also in this embodiment, a lead shaft member 107 having a large-diameter shaft portion and a small-diameter shaft portion is used, an insulating layer is formed on the outer peripheral surface of the large-diameter shaft portion, and the deformation of the shaft member is caused by this large-diameter portion. The main body may be caulked so as to exist at a plurality of locations on the outer peripheral surface of the shaft portion.
[0040]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. However, in the glow plug 41 of this embodiment, only the point where the main body 103 is caulked and the lead shaft member 107 is fixed is the rear cylindrical portion 103c formed between the male screw 103b and the tool engaging portion 103d. However, this is only different from the above-described embodiment. That is, the only difference in the structure is that the two caulking sites in the above embodiment are only one upper site in FIG. Accordingly, the same parts as those in this embodiment are given the same reference numerals, and only the differences will be described.
[0041]
That is, in this case, the insulating layer 106 is provided in the region of the rear cylindrical portion 103c in the axial direction of the lead shaft member 107, and the deformation 107 is applied to the outer peripheral surface of the lead shaft member 107 at a portion where the insulating layer 106 is located. The main body 103 is caulked so that the shaft member 107 is fixed in the main body 103 while maintaining insulation. In this embodiment, since the caulking part is located behind the male screw 103b in this way, strong caulking that provides strong fixation of the lead shaft member 107 can be performed without any problem. That is, such a caulking portion of the position is exposed to the outside when the glow plug 41 is attached to the engine mounting hole by a screwing method. For this reason, even if the caulking part is eccentric with respect to the axis of the male screw 103b, there is no big problem, and therefore strong caulking can be performed without any problem. Accordingly, as described above, this is effective in preventing the loosening of the coaxial member from the main body due to the attachment / detachment of the wiring cord (not shown) connected to the rear end of the lead shaft member 107.
[0042]
In each of the above embodiments, the case where the lead shaft member is fixed by caulking the main body has been described. However, in the present invention, the fixing means is not limited to such caulking. That is, in the present invention, the lead shaft member is metal-bound by being tightened on the inner peripheral surface of the metal main body so that the outer peripheral surface of the lead shaft member has a deformation (deformation mark) at the portion where the insulating layer is interposed. What is necessary is just to hold | maintain insulation and hold | maintain in the body. And as for the tightening here, as above-mentioned, in the state assembled as a glow plug, the shaft member should just be fastened by the internal peripheral surface of a main body. The tightening method is not limited to caulking. A metal main body that is not caulked may be deformed in the radial direction in a compressed state.
[0043]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various design changes can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the glow plug, the insulating layer only needs to be interposed between the inner peripheral surface of the metal main body and the outer peripheral surface of the lead shaft member. It is not limited to forming on the surface of a member. It may be formed in advance on the inner peripheral surface of the main body, or may be formed on both the inner peripheral surface of the main body and the outer peripheral surface of the shaft member. Such an insulating layer may be formed by any method. The film may be attached, or may be formed by applying a liquid resin. Further, the powder resin may be formed by electrostatic coating or may be formed by a spray method. As described above, when the metal main body or the lead shaft member is an iron-based metal, an oxide film layer may be used. Furthermore, the insulating layer may be provided over the entire area in the axial direction of the lead shaft member, for example, beyond the area to be caulked.
[0044]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the glow plug of the present invention, since the lead shaft member is fixed by caulking the main body, no heat treatment is required. Also, the coaxial main body is fixed to the main body by caulking the metal main body via an insulating layer so that the outer peripheral surface of the lead shaft member is deformed. Therefore, the shaft member can be a glow plug that can be firmly fixed while maintaining insulation in the main body.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front longitudinal sectional view and an enlarged view of a main part of a first embodiment of a glow plug according to the present invention.
2 is a view for explaining a manufacturing process of the glow plug of FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a front longitudinal sectional view and an enlarged view of a main part of a second embodiment of a glow plug according to the present invention.
4 is a view for explaining a manufacturing process of the glow plug of FIG. 3;
FIG. 5 is a front longitudinal sectional view of a third embodiment of a glow plug according to the present invention.
FIG. 6 is a front longitudinal sectional view of a fourth embodiment of a glow plug according to the present invention.
FIG. 7 is a front longitudinal sectional view and a main part enlarged view of a conventional glow plug.
[Explanation of symbols]
1, 21, 31, 41 Glow plug
91 Heating part
93 Insulation material
95, 97 Heater electrode
101 heater
101b Rear end of heater
103 Metal body
104 Inner peripheral surface of metal body
106 Insulating layer
107 Shaft member for lead
107a Deformation that forms a concave shape on the outer peripheral surface of the lead shaft member
108 Outer peripheral surface of lead shaft member

Claims

A heater comprising a heat generating part that generates heat when energized in an insulating member is fixed to a portion near the tip of a cylindrical metal body, one electrode is electrically connected to the metal body, and the other In the glow plug in which the electrode is electrically connected to a shaft member for lead disposed behind the rear end of the heater in the metal body and insulated from the metal body,
The lead shaft member has a large-diameter shaft portion and a small-diameter shaft portion, and is between the inner peripheral surface of the metal main body and the outer peripheral surface of the lead shaft member, and the large-diameter shaft. the outer peripheral surface of the parts is interposed insulating layer, the insulating layer interposed deformation on the outer circumferential surface of Oite the large diameter shaft portion in a portion (deformation marks) said large-diameter portion in the radial direction so as to have a A glow plug, wherein the lead shaft member is fastened on an inner peripheral surface of a metal main body, and is fixed in the metal main body while maintaining insulation.

A heater comprising a heat generating part that generates heat when energized in an insulating member is fixed to a portion near the tip of a cylindrical metal body, one electrode is electrically connected to the metal body, and the other In the glow plug in which the electrode is electrically connected to a shaft member for lead disposed behind the rear end of the heater in the metal body and insulated from the metal body,
The lead shaft member has a large-diameter shaft portion and a small-diameter shaft portion, and is between the inner peripheral surface of the metal main body and the outer peripheral surface of the lead shaft member, and the large-diameter shaft. the outer peripheral surface of the parts is interposed insulating layer, crimped onto the metallic body is radially so as to have deformed (deformation marks) on the outer peripheral surface of Oite the large diameter shaft portion interposed the site of the insulating layer The glow plug is characterized in that the lead shaft member is fixed in the metal main body while maintaining insulation.

A heater comprising a heat generating part that generates heat when energized in an insulating member is fixed to a portion near the tip of a cylindrical metal body, one electrode is electrically connected to the metal body, and the other In the glow plug in which the electrode is electrically connected to a shaft member for lead disposed behind the rear end of the heater in the metal body and insulated from the metal body,
An insulating layer is interposed between the inner peripheral surface of the metal main body and the outer peripheral surface of the lead shaft member in at least a part of the lead shaft member in the axial direction, and the insulating layer is interposed. The metal member is deformed so that the outer peripheral surface of the lead shaft member has a concave shape and the inner peripheral surface of the metal main body enters into the deformed portion through the insulating layer. A glow plug characterized in that the lead shaft member is fastened on an inner peripheral surface of a main body made of a metal and is fixed in the metal main body while maintaining insulation.

A heater comprising a heat generating part that generates heat when energized in an insulating member is fixed to a portion near the tip of a cylindrical metal body, one electrode is electrically connected to the metal body, and the other In the glow plug in which the electrode is electrically connected to a shaft member for lead disposed behind the rear end of the heater in the metal body and insulated from the metal body,
An insulating layer is interposed between the inner peripheral surface of the metal main body and the outer peripheral surface of the lead shaft member in at least a part of the lead shaft member in the axial direction, and the insulating layer is interposed. The metal member is deformed so that the outer peripheral surface of the lead shaft member has a concave shape and the inner peripheral surface of the metal main body enters into the deformed portion through the insulating layer. A glow plug characterized in that a main body is caulked and the lead shaft member is fixed in the metal main body while maintaining insulation.

The glow plug according to any one of claims 1 to 4, wherein the insulating layer is formed of a resin tube that is externally fitted to the lead shaft member.

The glow plug according to claim 5, wherein the resin tube is made of a fluororesin.

The glow plug according to any one of claims 1 to 6, wherein the insulating layer is a resin coating layer formed on an outer peripheral surface of the lead shaft member.

The glow plug according to any one of claims 4 to 7, wherein a thickness of the insulating layer is in a range of 0.01 mm to 0.5 mm.

The metal main body is provided with a male screw to be attached to the engine by a screw-in method, and the lead shaft member is fixed in the metal main body while maintaining insulation at a portion closer to the rear end than the male screw. The glow plug according to claim 1, wherein the glow plug is provided.

The glow plug according to any one of claims 1 to 9, wherein the lead shaft member is fixed to the metal main body while maintaining insulation at a plurality of locations in the axial direction.