JP5027027B2

JP5027027B2 - Glow plug

Info

Publication number: JP5027027B2
Application number: JP2008075342A
Authority: JP
Inventors: 佳浩中村
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2008-03-24
Filing date: 2008-03-24
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2028-03-24
Also published as: JP2009228989A

Description

本発明は、内燃機関に取り付けられて気筒内の温度を測定する機能を備えたグロープラグに関するものである。 The present invention relates to a glow plug that is attached to an internal combustion engine and has a function of measuring the temperature in a cylinder.

従来から、発熱ヒータの表面に温度センサを設けた温度測定用のグロープラグが知られている（例えば、特許文献１参照）。このグロープラグの主体金具の外面には、内燃機関の取付孔内に形成された雌ねじに対応するねじ山が形成されている。これによりグロープラグを内燃機関の取付孔に取り付けることができる。このグロープラグを用いて、内燃機関の気筒内の温度測定を行う場合、気筒内の所望の位置に向けて温度センサが配置されるように、グロープラグを内燃機関の取付孔に取り付けなければならない。
特開２００１−３３６４６８号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, a temperature measurement glow plug in which a temperature sensor is provided on the surface of a heater is known (see, for example, Patent Document 1). On the outer surface of the glow plug metal shell, a thread corresponding to the female thread formed in the mounting hole of the internal combustion engine is formed. Thereby, the glow plug can be attached to the attachment hole of the internal combustion engine. When measuring the temperature in the cylinder of the internal combustion engine using this glow plug, the glow plug must be mounted in the mounting hole of the internal combustion engine so that the temperature sensor is arranged toward a desired position in the cylinder. .
JP 2001-336468 A

しかしながら、特許文献１に記載のグロープラグでは、主体金具のねじ山のねじ切り開始位置は既に決まっている。つまり、そのねじ山を内燃機関の取付孔の雌ねじに螺合させると、気筒内における温度センサの向く方向は決まってしまう。従って、主体金具のねじ山のねじ切り開始位置に対して温度センサを周方向にずらしたグロープラグを数本作製しておき、その中から内燃機関の取付孔に取り付けられた状態で温度センサが所望の部分に向けられたグロープラグを選択しなければならず、非常に手間であった。 However, in the glow plug described in Patent Document 1, the threading start position of the thread of the metal shell is already determined. In other words, when the screw thread is screwed into the female screw of the mounting hole of the internal combustion engine, the direction of the temperature sensor in the cylinder is determined. Therefore, several glow plugs in which the temperature sensor is shifted in the circumferential direction with respect to the threading start position of the thread of the metal shell are prepared, and the temperature sensor is desired in a state of being attached to the mounting hole of the internal combustion engine. I had to select a glow plug that was aimed at the part, which was very laborious.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、温度センサの向きを変えることなく、グロープラグを取付孔に取り付けることができるグロープラグを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a glow plug that can attach a glow plug to an attachment hole without changing the direction of a temperature sensor.

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のグロープラグは、軸孔を有し、内燃機関の取付孔内に設けられる雌ねじと螺合するねじ山が自身の外周面に形成された筒状の主体金具と、当該主体金具の前記軸孔内に保持されるヒータと、当該ヒータの軸中心から径方向にずれた位置に設けられる温度センサとを備えたグロープラグであって、前記主体金具は、軸線方向先端側に配置され、前記ヒータを自身の先端側から突出させる筒状の第１の主体金具と、軸線方向後端側に配置され、前記ねじ山が形成された筒状の第２の主体金具とが同一軸線上で接合してなるものであって、前記第１の主体金具の軸線方向後端部と、前記第２の主体金具の軸線方向先端部との間には、前記取付孔内に配置された前記第１の主体金具に対して、前記第２の主体金具を回転自在に支持するベアリングが配置されている。 In order to achieve the above object, a glow plug according to a first aspect of the present invention has a shaft hole, and a screw thread that engages with a female screw provided in a mounting hole of an internal combustion engine is formed on its outer peripheral surface. A glow plug comprising a cylindrical metal shell, a heater held in the shaft hole of the metal shell, and a temperature sensor provided at a position radially displaced from the axial center of the heater, The metal shell is disposed on the front end side in the axial direction, and is a cylindrical first metal shell that projects the heater from its front end side, and a cylindrical shape that is disposed on the rear end side in the axial direction and has the threads formed thereon. The second metal shell is joined on the same axis, and between the axial rear end of the first metal shell and the axial front end of the second metal shell. With respect to the first metal shell disposed in the mounting hole. Bearings supporting the metal shell rotatably is arranged.

請求項１に係る発明のグロープラグでは、温度センサを所望の位置に向けた状態で、内燃機関の取付孔内に対して第１の主体金具が先に取り付けられ、その後、ベアリングを介して第２の主体金具が取り付けられる。従って、第２の主体金具のねじ山を取付孔の雌ねじに螺合させて取り付ける際、ベアリングの滑り効果によって第１の主体金具が回転しない。つまり、取付孔に先に取り付けられた第１の主体金具に対して、ベアリングを介して第２の主体金具のみが回転する。よって、第２の主体金具のねじ山のねじ切り開始位置に個体差があっても、温度センサの向きを変えることなく、取付孔内にグロープラグを取り付けることができる。 In the glow plug according to the first aspect of the invention, the first metal shell is first attached to the inside of the attachment hole of the internal combustion engine with the temperature sensor directed to a desired position, and then the first metal fitting is attached via the bearing. Two metal shells are attached. Accordingly, when the thread of the second metal shell is screwed into the female screw of the mounting hole, the first metal shell does not rotate due to the sliding effect of the bearing. That is, only the second metallic shell rotates through the bearing with respect to the first metallic shell previously attached to the attachment hole. Therefore, even if there is an individual difference in the threading start position of the thread of the second metal shell, the glow plug can be mounted in the mounting hole without changing the direction of the temperature sensor.

以下、本発明の一実施形態であるグロープラグ１について、図面を参照して説明する。図１は、グロープラグ１の外観図であり、図２は、グロープラグ１の縦断面図であり、図３は、図２に示すＩ−Ｉ線矢視方向断面図であり、図４は、図３に示すＩＩ−ＩＩ線矢視方向断面図であり、図５は、取付孔１５４へのグロープラグ１の取付方法を示す図である。なお、軸線Ｏ方向において、セラミックヒータ２０の配置された側（図１，図２における下側）をグロープラグ１の先端側として説明する。 Hereinafter, a glow plug 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is an external view of the glow plug 1, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the glow plug 1, FIG. 3 is a sectional view taken in the direction of arrows I-I shown in FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line II-II shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a view showing a method of attaching the glow plug 1 to the attachment hole 154. Note that the side where the ceramic heater 20 is disposed (the lower side in FIGS. 1 and 2) in the direction of the axis O will be described as the tip side of the glow plug 1.

はじめに、本実施形態であるグロープラグ１の構造について説明する。図１に示すグロープラグ１は、例えば、直噴式ディーゼルエンジン１５０（以下、エンジン１５０と略す）の取付孔１５４に取り付けられ、エンジン１５０の始動時の点火を補助する熱源として利用されるものである。 First, the structure of the glow plug 1 according to the present embodiment will be described. A glow plug 1 shown in FIG. 1 is attached to, for example, a mounting hole 154 of a direct injection diesel engine 150 (hereinafter abbreviated as an engine 150), and is used as a heat source for assisting ignition when the engine 150 is started. .

図２に示すように、グロープラグ１は、内部に発熱抵抗体２７を有するセラミックヒータ２０と、当該セラミックヒータ２０を径方向に保持するヒータ保持部材８０と、セラミックヒータ２０の後端部に連結され、軸線Ｏに沿って後端側に延設された棒状の中軸３０と、ヒータ保持部材８０の後端部（後述する金具嵌合部８３）に接合された筒状の第１主体金具４０と、当該第１主体金具４０の後端側に、リング状のオイルレスベアリング６０を介して配置された筒状の第２主体金具５０とを備えている。そして、第２主体金具５０をエンジン１５０の取付孔１５４に取り付けられることによって、グロープラグ１がエンジン１５０に取り付けられる。以下、各部材について説明する。 As shown in FIG. 2, the glow plug 1 is connected to a ceramic heater 20 having a heating resistor 27 therein, a heater holding member 80 that holds the ceramic heater 20 in the radial direction, and a rear end portion of the ceramic heater 20. The cylindrical first metallic shell 40 joined to the rod-shaped middle shaft 30 extending to the rear end side along the axis O and the rear end portion (a fitting fitting portion 83 described later) of the heater holding member 80. And a cylindrical second metal shell 50 disposed on the rear end side of the first metal shell 40 via a ring-shaped oilless bearing 60. The glow plug 1 is attached to the engine 150 by attaching the second metal shell 50 to the attachment hole 154 of the engine 150. Hereinafter, each member will be described.

まず、セラミックヒータ２０について説明する。図２に示すように、セラミックヒータ２０は丸棒状に形成されている。その先端部２２は、半球状に曲面加工された絶縁性セラミックからなる基体２１を有する。その基体２１の内部には、導電性セラミックからなる断面略Ｕ字状の発熱素子２４が埋設されている。この発熱素子２４は、先端部２２の曲面にあわせて両端が略Ｕ字状に折り返された発熱抵抗体２７（図２乃至図４参照）と、当該発熱抵抗体２７の両端にそれぞれ接続され、セラミックヒータ２０の後端部２３に向けて軸線Ｏに沿って互いに略平行に延設されたリード部２８，２９とを備えている。なお、発熱抵抗体２７は、その断面積がリード部２８，２９の断面積よりも小さくなるように形成されている。 First, the ceramic heater 20 will be described. As shown in FIG. 2, the ceramic heater 20 is formed in a round bar shape. The tip 22 has a base 21 made of an insulating ceramic that has been hemispherically curved. A heating element 24 having a substantially U-shaped cross section made of conductive ceramic is embedded in the base 21. The heating element 24 is connected to a heating resistor 27 (see FIGS. 2 to 4) whose both ends are folded back in a substantially U shape in accordance with the curved surface of the tip portion 22, and both ends of the heating resistor 27. Lead portions 28 and 29 extending substantially parallel to each other along the axis O toward the rear end portion 23 of the ceramic heater 20 are provided. The heating resistor 27 is formed such that its cross-sectional area is smaller than the cross-sectional area of the lead portions 28 and 29.

また、セラミックヒータ２０の中央より後端側の外周面には、リード部２８，２９から各々突出する電極取出部２５，２６が設けられている。電極取出部２５，２６は、軸線Ｏ方向の互いにずれた位置で各々露出されている。さらに、図３，図４に示すように、基体２１の外表面には軸方向（図４中上下方向）に沿って溝３５が形成されている。その溝３５の内側には、２本の金属線３８（図４では１本のみ図示）の先端が溶接された熱電対３６がセメント３７で覆うように埋設されている。なお、図３，図４に示す熱電対３６が本発明の「温度センサ」に相当する。 In addition, on the outer peripheral surface on the rear end side from the center of the ceramic heater 20, electrode extraction portions 25 and 26 that protrude from the lead portions 28 and 29 are provided. The electrode extraction portions 25 and 26 are exposed at positions shifted from each other in the direction of the axis O. Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a groove 35 is formed on the outer surface of the base body 21 along the axial direction (vertical direction in FIG. 4). Inside the groove 35, a thermocouple 36 in which the tips of two metal wires 38 (only one is shown in FIG. 4) is welded is embedded in a cement 37. The thermocouple 36 shown in FIGS. 3 and 4 corresponds to the “temperature sensor” of the present invention.

このようなセラミックヒータ２０を備えるグロープラグ１がエンジン１５０の取付孔１５４に取り付けられると、セラミックヒータ２０の先端部２２が燃焼室１６０内に露出される。そして、熱電対３６によって先端部２２の表面温度に極めて近い部分の温度を測定できる。即ち、燃焼室１６０において熱電対３６が向けられた側の温度を測定できる。 When the glow plug 1 having such a ceramic heater 20 is attached to the attachment hole 154 of the engine 150, the tip 22 of the ceramic heater 20 is exposed in the combustion chamber 160. The temperature of the portion very close to the surface temperature of the tip 22 can be measured by the thermocouple 36. That is, the temperature on the side where the thermocouple 36 is directed in the combustion chamber 160 can be measured.

次に、ヒータ保持部材８０について説明する。図２に示すように、ヒータ保持部材８０は軸線Ｏ方向に延びる円筒状の金具である。このヒータ保持部材８０の筒孔８４には、セラミックヒータ２０の胴部分が径方向に保持される。そして、そのセラミックヒータ２０の先端部２２及び後端部２３が、筒孔８４の両端から各々突出されている。また、ヒータ保持部材８０の胴部８１の後端側には、肉厚の鍔部８２が形成されている。これら胴部８１と鍔部８２との間はテーパ状の係止部８５で接続されている。従って、グロープラグ１がエンジン１５０の取付孔１５４に取り付けられる際には、この係止部８５が、取付孔１５４内に設けられた段部１５６に係止される。これにより、取付孔１５４を介した燃焼室１６０内の気密漏れを防止できる。 Next, the heater holding member 80 will be described. As shown in FIG. 2, the heater holding member 80 is a cylindrical metal fitting extending in the direction of the axis O. The barrel portion of the ceramic heater 20 is held in the radial direction in the cylindrical hole 84 of the heater holding member 80. And the front-end | tip part 22 and the rear-end part 23 of the ceramic heater 20 each protrude from the both ends of the cylinder hole 84. A thick collar 82 is formed on the rear end side of the body 81 of the heater holding member 80. The body 81 and the flange 82 are connected by a tapered locking portion 85. Therefore, when the glow plug 1 is mounted in the mounting hole 154 of the engine 150, the locking portion 85 is locked to the step portion 156 provided in the mounting hole 154. Thereby, the airtight leak in the combustion chamber 160 via the attachment hole 154 can be prevented.

また、鍔部８２の後端には、第１主体金具４０との接合を行うために、第１主体金具４０の先端部４１を外嵌めによる圧入によって嵌合させる段状の金具嵌合部８３が設けられている。そして、セラミックヒータ２０の電極取出部２５，２６のうち、先端側に形成された電極取出部２５は、このヒータ保持部材８０の筒孔８４の内周面に接触している。これにより、電極取出部２５とヒータ保持部材８０とが電気的に接続されている。 In addition, a stepped fitting fitting portion 83 for fitting the distal end portion 41 of the first metallic shell 40 by press-fitting by external fitting in order to join the first metallic shell 40 at the rear end of the collar portion 82. Is provided. Of the electrode extraction portions 25 and 26 of the ceramic heater 20, the electrode extraction portion 25 formed on the distal end side is in contact with the inner peripheral surface of the cylindrical hole 84 of the heater holding member 80. Thereby, the electrode extraction part 25 and the heater holding member 80 are electrically connected.

また、ヒータ保持部材８０の金具嵌合部８３から後端側に露出されたセラミックヒータ２０の後端部２３には、金属製で筒状の接続リング７５が嵌合されている。セラミックヒータ２０の電極取出部２６は、この接続リング７５の内周面に接触している。これにより、電極取出部２６と接続リング７５とが電気的に接続されている。 In addition, a cylindrical connecting ring 75 made of metal is fitted to the rear end 23 of the ceramic heater 20 exposed from the metal fitting fitting 83 of the heater holding member 80 to the rear end. The electrode extraction portion 26 of the ceramic heater 20 is in contact with the inner peripheral surface of the connection ring 75. Thereby, the electrode extraction part 26 and the connection ring 75 are electrically connected.

さらに、第１主体金具４０の先端部４１が、ヒータ保持部材８０の金具嵌合部８３に接合することによって、第１主体金具４０とヒータ保持部材８０とが電気的に接続される。このとき、セラミックヒータ２０の後端部２３及び接続リング７５が第１主体金具４０の内側に配置される。さらに、セラミックヒータ２０と第１主体金具４０とがそれぞれヒータ保持部材８０によって位置決めされ、第１主体金具４０と接続リング７５とが非接触の状態で維持される。 Furthermore, the front end portion 41 of the first metal shell 40 is joined to the metal fitting portion 83 of the heater holding member 80, whereby the first metal shell 40 and the heater holding member 80 are electrically connected. At this time, the rear end portion 23 and the connection ring 75 of the ceramic heater 20 are disposed inside the first metal shell 40. Further, the ceramic heater 20 and the first metal shell 40 are respectively positioned by the heater holding member 80, and the first metal shell 40 and the connection ring 75 are maintained in a non-contact state.

次に、第１主体金具４０について説明する。図２に示すように、第１主体金具４０は、軸線Ｏ方向に貫通する軸孔４３を有する筒状の金属部材である。この軸孔４３の内側には、セラミックヒータ２０の後端部２３に接合された中軸３０の先端側が内挿される。そして、第１主体金具４０の先端部４１は、ヒータ保持部材８０の金具嵌合部８３に対して圧入により嵌合される。さらに、この先端部４１の内周は金具嵌合部８３の外周に密着され、さらに外周から両者の合わせ部位がレーザ溶接される。これにより、第１主体金具４０とヒータ保持部材８０とが一体に接合される。 Next, the first metal shell 40 will be described. As shown in FIG. 2, the first metal shell 40 is a cylindrical metal member having a shaft hole 43 penetrating in the direction of the axis O. Inside the shaft hole 43, the front end side of the middle shaft 30 joined to the rear end portion 23 of the ceramic heater 20 is inserted. And the front-end | tip part 41 of the 1st main metal fitting 40 is fitted by the press fit with respect to the metal fitting fitting part 83 of the heater holding member 80. FIG. Further, the inner periphery of the tip portion 41 is in close contact with the outer periphery of the fitting fitting portion 83, and the joint portion of both is laser-welded from the outer periphery. Thereby, the 1st metal shell 40 and the heater holding member 80 are joined integrally.

次に、第２主体金具５０について説明する。図２に示すように、軸線Ｏ方向に貫通する軸孔５３を有する筒状の金属部材である。この軸孔５３の内側には、セラミックヒータ２０に接合された中軸３０の後端側が内挿される。そして、第２主体金具５０の後端側の外周面には、ねじ山が形成されたねじ部５２が設けられている。ねじ部５２は、エンジン１５０の取付孔１５４に設けられた雌ねじ１５７と螺合して、グロープラグ１の固定を行うものである。 Next, the second metal shell 50 will be described. As shown in FIG. 2, it is a cylindrical metal member having an axial hole 53 penetrating in the direction of the axis O. Inside the shaft hole 53, the rear end side of the middle shaft 30 joined to the ceramic heater 20 is inserted. A screw portion 52 in which a thread is formed is provided on the outer peripheral surface on the rear end side of the second metal shell 50. The screw portion 52 is screwed with a female screw 157 provided in the mounting hole 154 of the engine 150 to fix the glow plug 1.

また、第２主体金具５０のねじ部５２よりも後端側には、エンジン１５０へのグロープラグ１の取り付けの際に使用される工具（図示外）が係合する断面六角形状の工具係合部５６が形成されている。この工具係合部５６の内側では軸孔５３は拡径されている。 Further, on the rear end side of the threaded portion 52 of the second metal shell 50, a tool engagement having a hexagonal cross section with which a tool (not shown) used when the glow plug 1 is attached to the engine 150 is engaged. A portion 56 is formed. Inside the tool engaging portion 56, the diameter of the shaft hole 53 is increased.

次に、オイルレスベアリング６０について説明する。図１に示すように、オイルレスベアリング６０は座金状に形成され、無潤滑下で低摩擦係数と耐摩耗特性とを備えた金属製のベアリングである。このオイルレスベアリング６０は、機械加工された後に油が含浸されている。その油の種類としては、鉱油、植物油、合成油等が挙げられる。なお、この他にも、固体潤滑剤を使用したドライベアリングでも適用可能である。例えば、ベースとなる金属中に微細な固体潤滑剤を均一に分散させたものでもよい。固体潤滑剤としては、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、ポリテトラフルオロエチレン、窒化ほう素、軟質金属、金属石けん等が挙げられる。このようなオイルレスベアリング６０は、第１主体金具４０の後端部４５と、第２主体金具５０の先端部５５との間に挟まれた状態で配置される。 Next, the oilless bearing 60 will be described. As shown in FIG. 1, the oilless bearing 60 is a metal bearing that is formed in a washer shape and has a low coefficient of friction and wear resistance under no lubrication. The oilless bearing 60 is impregnated with oil after being machined. Examples of the oil include mineral oil, vegetable oil, and synthetic oil. In addition to this, a dry bearing using a solid lubricant is also applicable. For example, a fine solid lubricant dispersed uniformly in a base metal may be used. Examples of the solid lubricant include graphite, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, polytetrafluoroethylene, boron nitride, soft metal, metal soap and the like. Such an oilless bearing 60 is disposed in a state of being sandwiched between the rear end portion 45 of the first metal shell 40 and the tip portion 55 of the second metal shell 50.

次に、中軸３０について説明する。図２に示すように、中軸３０は軸線Ｏ方向に延設され、その長さが主体金具４０の軸線Ｏ方向の長さよりも長く形成された金属棒である。この中軸３０は、第１主体金具４０の軸孔４３の内側と、第２主体金具５０の軸孔５３の内側とに各々挿通される。中軸３０の先端部３１には、その先端に、接続リング７５の内周に係合するため小径のリング係合部３４が形成されている。このリング係合部３４を接続リング７５に係合させることで、セラミックヒータ２０と中軸３０とが接続リング７５を介して軸線Ｏに沿って一体に連結される。 Next, the middle shaft 30 will be described. As shown in FIG. 2, the middle shaft 30 is a metal rod that extends in the direction of the axis O and whose length is longer than the length of the metal shell 40 in the direction of the axis O. The intermediate shaft 30 is inserted through the inside of the shaft hole 43 of the first metal shell 40 and the inside of the shaft hole 53 of the second metal shell 50. A small-diameter ring engaging portion 34 is formed at the tip end portion 31 of the middle shaft 30 so as to engage with the inner periphery of the connection ring 75. By engaging the ring engaging portion 34 with the connection ring 75, the ceramic heater 20 and the middle shaft 30 are integrally coupled along the axis O through the connection ring 75.

さらに、中軸３０の先端部３１と接続リング７５とは、外周から両者の合わせ部位がレーザにより溶接されることで一体に接合される。従って、中軸３０は、接続リング７５を介し、セラミックヒータ２０の電極取出部２６と電気的に接続される。そして、上記したように、セラミックヒータ２０と、第１主体金具４０とがそれぞれヒータ保持部材８０に位置決めされる。従って、第１主体金具４０の軸孔４３の内側で、中軸３０と主体金具４０とが非接触の状態で維持されるので、電気的に絶縁される。 Furthermore, the front-end | tip part 31 and the connection ring 75 of the center axis | shaft 30 are joined integrally by welding both joining site | parts from the outer periphery with a laser. Therefore, the middle shaft 30 is electrically connected to the electrode extraction portion 26 of the ceramic heater 20 through the connection ring 75. As described above, the ceramic heater 20 and the first metal shell 40 are positioned on the heater holding member 80, respectively. Therefore, since the middle shaft 30 and the metal shell 40 are maintained in a non-contact state inside the shaft hole 43 of the first metal shell 40, they are electrically insulated.

また、中軸３０の後端部３２は、その一部が第２主体金具５０の後端よりも後方へ突出されている。この後端部３２には、円筒状の樹脂製の絶縁ブッシュ９１と、絶縁ブッシュ９１の脱落を防止するための丸ナット９２と、通電用のケーブル接続用の端子用ねじ９３がこの順序で中軸３０に嵌め込まれて固定される。 Further, a part of the rear end portion 32 of the middle shaft 30 projects rearward from the rear end of the second metal shell 50. The rear end portion 32 includes a cylindrical resin insulating bush 91, a round nut 92 for preventing the insulating bush 91 from falling off, and a terminal screw 93 for connecting a cable for energization in this order. 30 and fixed.

次に、上記構造からなるグロープラグ１をエンジン１５０の取付孔１５４に取り付ける方法について説明する。図５に示すように、まず、セラミックヒータ２０の後端部に接続リング７５（図２参照）を介して中軸３０を連結する。次いで、そのセラミックヒータ２０を、ヒータ保持部材８０の筒孔８４（図２参照）の内側に保持させる。さらに、ヒータ保持部材８０の筒孔８４の後端側から突出する中軸３０の後端部３２に対して、第１主体金具４０の軸孔４３を先端側から被せるようにして通す。そして、ヒータ保持部材８０の金具嵌合部８３に、第１主体金具４０の先端部４１を嵌合させる。このとき、両者の合わせ部位に対して外周からレーザ溶接を行う。これにより、第１主体金具４０とヒータ保持部材８０とが一体に接合され、プラグ中間体２００が完成する。 Next, a method for attaching the glow plug 1 having the above structure to the attachment hole 154 of the engine 150 will be described. As shown in FIG. 5, first, the middle shaft 30 is coupled to the rear end portion of the ceramic heater 20 via a connection ring 75 (see FIG. 2). Next, the ceramic heater 20 is held inside the cylindrical hole 84 (see FIG. 2) of the heater holding member 80. Further, the shaft hole 43 of the first metal shell 40 is passed from the front end side to the rear end portion 32 of the middle shaft 30 protruding from the rear end side of the cylindrical hole 84 of the heater holding member 80. Then, the tip end portion 41 of the first metal shell 40 is fitted into the metal fitting fitting portion 83 of the heater holding member 80. At this time, laser welding is performed from the outer periphery with respect to the combined portion. Thereby, the 1st metal shell 40 and the heater holding member 80 are joined integrally, and the plug intermediate body 200 is completed.

次いで、プラグ中間体２００をエンジン１５０の取付孔１５４に挿入する。すると、セラミックヒータ２０の先端部２２が燃焼室１６０内に露出される。このとき、先端部２２の外表面に埋設された熱電対３６の温測点を、燃焼室１６０内の目標の方向に向かうようにして取り付ける。さらに、取付孔１５４の内側において、プラグ中間体２００の後端側に突出する中軸３０の後端部３２に対して、オイルレスベアリング６０を通し、第１主体金具４０の後端部４５に、オイルレスベアリング６０の下面を当接させる。その後、中軸３０の後端部３２に対して、第２主体金具５０の軸孔５３を先端側から被せるようにして通す。 Next, the plug intermediate body 200 is inserted into the mounting hole 154 of the engine 150. Then, the tip 22 of the ceramic heater 20 is exposed in the combustion chamber 160. At this time, the temperature measuring point of the thermocouple 36 embedded in the outer surface of the tip end portion 22 is attached so as to face the target direction in the combustion chamber 160. Further, inside the mounting hole 154, the oilless bearing 60 is passed through the rear end portion 32 of the middle shaft 30 protruding to the rear end side of the plug intermediate body 200, and the rear end portion 45 of the first metal shell 40 is passed through the oilless bearing 60. The lower surface of the oilless bearing 60 is brought into contact. Thereafter, the shaft hole 53 of the second metal shell 50 is passed through the rear end portion 32 of the middle shaft 30 so as to cover the tip end side.

次に、第２主体金具５０のねじ部５２のねじ山を、エンジン１５０の取付孔１５４に設けられた雌ねじ１５７に螺合させる。すると、第２主体金具５０の締め付けに応じて、第２主体金具５０の先端部５５が徐々に下降し、オイルレスベアリング６０の上面に当接する。 Next, the thread of the threaded portion 52 of the second metal shell 50 is screwed into the female screw 157 provided in the mounting hole 154 of the engine 150. Then, as the second metal shell 50 is tightened, the distal end portion 55 of the second metal shell 50 gradually descends and comes into contact with the upper surface of the oilless bearing 60.

ここで、取付孔１５４に先に挿入されたプラグ中間体２００では、ヒータ保持部材８０の係止部８５が、取付孔１５４内の段部１５６に係止されている。つまり、そのヒータ保持部材８０に溶接された第１主体金具４０は、取付孔１５４の内側で周方向に回転しない。従って、第２主体金具５０を取付孔１５４に締め付けても、オイルレスベアリング６０の滑り効果によって、第２主体金具５０のみが回転し、プラグ中間体２００は回転しない。即ち、先端部２２の外表面に埋設された熱電対３６の温測点を、燃焼室１６０内の目標の方向に向けたままの状態を保持できる。 Here, in the plug intermediate body 200 previously inserted into the mounting hole 154, the locking portion 85 of the heater holding member 80 is locked to the step portion 156 in the mounting hole 154. That is, the first metal shell 40 welded to the heater holding member 80 does not rotate in the circumferential direction inside the mounting hole 154. Therefore, even if the second metal shell 50 is tightened in the mounting hole 154, only the second metal shell 50 rotates due to the sliding effect of the oilless bearing 60, and the plug intermediate body 200 does not rotate. In other words, the temperature measurement point of the thermocouple 36 embedded in the outer surface of the distal end portion 22 can be kept facing the target direction in the combustion chamber 160.

最後に、プラグ中間体２００に取り付けられた第２主体金具５０の後端側に対して、絶縁ブッシュ９１、丸ナット９２、端子用ねじ９３の順にそれぞれ取り付ける。こうして、エンジン１５０の取付孔１５４の内側において、グロープラグ１の組み立てが完了する。このグロープラグ１では、ねじ部５２のねじ山のねじ切り開始位置と、雌ねじ１５７のねじ切り開始位置とに関係なく、熱電対３６の温測点を、燃焼室１６０内の目標の方向に確実に向けることができるので、燃焼室１６０内の所望の場所の温度を正確に検出できる。 Finally, the insulating bush 91, the round nut 92, and the terminal screw 93 are attached in this order to the rear end side of the second metal shell 50 attached to the plug intermediate body 200. Thus, the assembly of the glow plug 1 is completed inside the mounting hole 154 of the engine 150. In this glow plug 1, the temperature measuring point of the thermocouple 36 is reliably directed in the target direction in the combustion chamber 160 regardless of the threading start position of the thread of the threaded portion 52 and the threading start position of the female screw 157. Therefore, the temperature of a desired place in the combustion chamber 160 can be accurately detected.

また、オイルレスベアリング６０は構造が簡単であるので、通常のベアリング（例えば、図６に示すベアリング１００）に比べて長寿命であり、メンテナンスが少ない利点がある。さらに、荷重特性が高い点についても優れている。 Further, since the oilless bearing 60 has a simple structure, it has an advantage that it has a longer service life and less maintenance than a normal bearing (for example, the bearing 100 shown in FIG. 6). Furthermore, it is excellent in terms of high load characteristics.

以上説明したように、本実施形態のグロープラグ１では、燃焼室１６０から露出するセラミックヒータ２０の先端部２２には、温度測定用の熱電対３６が埋設されている。そして、第１主体金具４０と第２主体金具５０との間にはオイルレスベアリング６０が配設されている。ここで、グロープラグ１をエンジン１５０の取付孔１５４に取り付ける場合、セラミックヒータ２０、中軸３０、ヒータ保持部材８０及び第１主体金具４０が一体となったプラグ中間体２００を取付孔１５４に先に挿入する。このとき、セラミックヒータ２０の先端部２２が燃焼室１６０内に露出されるが、その外表面に埋設された熱電対３６の温測点を燃焼室１６０内の目標の方向に向ける。 As described above, in the glow plug 1 of the present embodiment, the thermocouple 36 for temperature measurement is embedded in the tip 22 of the ceramic heater 20 exposed from the combustion chamber 160. An oilless bearing 60 is disposed between the first metal shell 40 and the second metal shell 50. Here, when the glow plug 1 is attached to the attachment hole 154 of the engine 150, the plug intermediate body 200 in which the ceramic heater 20, the middle shaft 30, the heater holding member 80, and the first metal shell 40 are integrated is first attached to the attachment hole 154. insert. At this time, the tip 22 of the ceramic heater 20 is exposed in the combustion chamber 160, but the temperature measuring point of the thermocouple 36 embedded in the outer surface thereof is directed toward the target in the combustion chamber 160.

さらに、プラグ中間体２００の後端側に突出する中軸３０に対してオイルレスベアリング６０を通す。次いで、第２主体金具５０のねじ部５２のねじ山を、エンジン１５０の取付孔１５４に設けられた雌ねじ１５７に締め付ける。このとき、オイルレスベアリング６０の滑り効果によって、第２主体金具５０のみが回転し、プラグ中間体２００は回転しない。従って、熱電対３６の温測点が燃焼室１６０内の目標の方向に向けられた状態を保持できるので、燃焼室１６０内の所望の場所の温度を正確に検出できる。 Further, the oilless bearing 60 is passed through the middle shaft 30 protruding to the rear end side of the plug intermediate body 200. Next, the thread of the threaded portion 52 of the second metal shell 50 is tightened to the female screw 157 provided in the mounting hole 154 of the engine 150. At this time, due to the sliding effect of the oilless bearing 60, only the second metal shell 50 rotates and the plug intermediate body 200 does not rotate. Accordingly, since the temperature measuring point of the thermocouple 36 can be maintained in the target direction in the combustion chamber 160, the temperature at a desired location in the combustion chamber 160 can be accurately detected.

なお、本発明は種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では絶縁性セラミックからなる基体２１の内部に導電性セラミックからなる発熱素子２４を埋設したセラミックヒータ２０を備えているが、これに限られず、先端部が半球状に閉塞した金属製のシースチューブ内にコイル状の発熱抵抗体や制御抵抗体を配したシーズヒータを備えてもよい。 The present invention can be variously modified. For example, in the present embodiment, the ceramic heater 20 in which the heat generating element 24 made of conductive ceramic is embedded in the base 21 made of insulating ceramic is provided. However, the present invention is not limited to this, and the tip is closed in a hemispherical shape. A sheathed heater in which a coiled heating resistor or control resistor is disposed in a metal sheath tube may be provided.

また、上記実施形態では、オイルレスベアリング６０を使用したが、滑り効果が得られるベアリングであればよい。例えば、図６に示す変形例のような、単式スラスト玉軸受けであるベアリング１００でもよい。このベアリング１００は、アキシアル荷重を受けられるものである。ベアリング１００は、複数の鋼球１０１と、リング状の保持器１０２とから構成されている。保持器１０２は、複数の鋼球１０１を組み込んで転動可能に保持するリング状の組立品１０３と、当該組立品１０３の上部に同軸上に固定された座金状の上側軌道盤１０４と、組立品１０３の下部に同軸上に固定された座金状の下側軌道盤１０５とから構成されている。この様な構成からなるベアリング１００を、オイルレスベアリング６０の代わりに、第１主体金具４０と第２主体金具５０との間に配置することによって、上記実施形態と同様の効果が得られる。なお、ベアリング１００を使用した場合、オイルレスベアリング６０の場合に比べて起動時の摩擦が小さい利点がある。 Moreover, in the said embodiment, although the oilless bearing 60 was used, what is necessary is just a bearing with which a sliding effect is acquired. For example, the bearing 100 which is a single type thrust ball bearing like the modification shown in FIG. 6 may be used. The bearing 100 can receive an axial load. The bearing 100 includes a plurality of steel balls 101 and a ring-shaped cage 102. The retainer 102 incorporates a plurality of steel balls 101 and holds a ring-shaped assembly 103 that can be rolled, a washer-shaped upper washer 104 that is coaxially fixed to the upper portion of the assembly 103, and an assembly. It comprises a washer-like lower washer 105 fixed coaxially to the lower part of the product 103. By arranging the bearing 100 having such a configuration between the first metal shell 40 and the second metal shell 50 instead of the oilless bearing 60, the same effect as in the above embodiment can be obtained. In addition, when the bearing 100 is used, there is an advantage that friction at the time of starting is small as compared with the case of the oilless bearing 60.

本発明は、温度センサのみを有するグロープラグだけでなく、圧力センサ等を組み込んだグロープラグに対しても利用することができる。 The present invention can be used not only for a glow plug having only a temperature sensor but also for a glow plug incorporating a pressure sensor or the like.

グロープラグ１の外観図である。1 is an external view of a glow plug 1. FIG. グロープラグ１の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a glow plug 1. FIG. 図２に示すＩ−Ｉ線矢視方向断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken in the direction of arrows II in FIG. 2. 図３に示すＩＩ−ＩＩ線矢視方向断面図であるFIG. 4 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG. 取付孔１５４へのグロープラグ１の取付方法を示す図である。It is a figure which shows the attachment method of the glow plug 1 to the attachment hole 154. FIG. 変形例であるベアリング１００の断面図である。It is sectional drawing of the bearing 100 which is a modification.

Explanation of symbols

１グロープラグ
２０セラミックヒータ
２２先端部
３６熱電対
４０第１主体金具
４３軸孔
５０第２主体金具
５３軸孔
６０オイルレスベアリング
１００ベアリング
１５０エンジン
１５４取付孔
１５６段部
１５７雌ねじ
１６０燃焼室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glow plug 20 Ceramic heater 22 Tip part 36 Thermocouple 40 1st metal shell 43 Shaft hole 50 2nd metal shell 53 Shaft hole 60 Oilless bearing 100 Bearing 150 Engine 154 Mounting hole 156 Step part 157 Female screw 160 Combustion chamber

Claims

A cylindrical metal shell having a shaft hole and threaded to a female screw provided in a mounting hole of the internal combustion engine formed on the outer peripheral surface of the shaft, and held in the shaft hole of the metal shell A glow plug comprising a heater and a temperature sensor provided at a position displaced in the radial direction from the axial center of the heater,
The metallic shell is
A cylindrical first metal shell that is disposed on the front end side in the axial direction and projects the heater from its front end side;
A cylindrical second metal shell formed on the rear end side in the axial direction and formed with the thread is joined on the same axis,
Between the first metal shell disposed in the mounting hole between the rear end portion in the axial direction of the first metal shell and the tip portion in the axial direction of the second metal shell, A glow plug, wherein a bearing for rotatably supporting the second metal shell is disposed.