JPH0310844B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、デイーゼルエンジンの副燃焼室また
は燃焼室を予熱するために用いられるグロープラ
グの製造方法に関する。

〔従来技術〕 一般に、デイーゼルエンジンは低温時の始動性
が悪いため、副燃焼室または燃焼室内にグロープ
ラグを設置し、これに電流を流して発熱させるこ
とにより、吸気温度を上昇させあるいは着火源と
して用い、エンジンの始動性を向上させる方法が
採用されている。そして、この種のグロープラグ
として、耐熱金属製のシース内に耐熱絶縁粉末を
充填してコイル状発熱線を埋設してなる、いわゆ
るシース型グロープラグと呼ばれるものや、抵抗
体をセラミツク材などに埋設してなるヒータ棒を
用いたセラミツクヒータ型のもの等、種々構造の
ものが知られている。特に、後者のセラミツクヒ
ータ型のものは、在来型であるシース型に比べ熱
伝達効率の面で優れ、速熱型としてその性能を発
揮し得ることから、近年注目を集めている。

その一例を第１図を用いて簡単に説明すると、
全体を符号１０で示すグロープラグは、通電によ
り発熱する抵抗体（図示せず）が埋設されたセラ
ミツク材からなる断面略々楕円形状（第３図参
照）を呈するヒータ棒１１と、このヒータ棒１１
をその先端部において保持する略々管状をなす金
属製ホルダ１２とを備えている。そして、このホ
ルダ１２の後端部には樹脂製の絶縁ブツシユ１３
を介して外部接続端子１４が嵌め込まれ、さらに
この外部接続端子１４は前記ヒータ棒１１の後端
部に鉄線などの導線１５を介して接続されてい
る。

また、１６，１７は前記ヒータ棒１１の中央部
外周と後端部外周および端面とにそれぞれ形成さ
れた金属メタライズ層で、これらはそれぞれヒー
タ棒１１内に埋設された抵抗体の両端にリード部
を介して接続されている。そして、ヒータ棒１１
中央の金属メタライズ層１６はその外周に嵌合さ
れた補強用の金属製パイプ１８を介してホルダ１
２側に接続され、一方後端側の金属メタライズ層
１７にはターミナルキヤツプ１９が被冠されて前
記導線１５との接続がなされている。ここで、前
記金属製パイプ１８はヒータ棒１１をホルダ１２
の先端部に保持させるための補助部材としても機
能するものであり、ヒータ棒１１の異形断面形状
に合わせて形成された貫通孔を有し、ヒータ棒１
１およびホルダ１２のそれぞれに対したとえば銀
ろう付けなどにより溶着して接合固定されてい
る。一方、ターミナルキヤツプ１９も同様にヒー
タ棒１１の断面形状に合わせて形成され、たとえ
ば銀ろう付けなどにより溶着固定されている。そ
して、前記導線１５はこのターミナルキヤツプ１
９に対しろう付けなどにて同時に、あるいは溶
接、半田付けなどにより後工程にて固着されて接
続されている。

また、上述した電線１５の外周部には絶縁チユ
ーブ１５ａなどが被せられるとともに、その後端
は前記外部接続端子１４の内方端に溶接などによ
つて接続されている。そして、この外部接続端子
１４は、これを保持した絶縁ブツシユ１３がホル
ダ１２の後端部でその開口部周縁をかしめ付ける
ことにより係止された状態で組付けられている。
ここで、上述した外部接続端子１４の連結部分に
は、これを絶縁ブツシユ１３を介してホルダ１２
側に強固に固定することによりその抜け止めおよ
び回り止めを図ることが必要とされるが、これは
樹脂製の絶縁ブツシユ１３の外周部に被装した金
属管１３ａの存在により満足し得るものである。

すなわち、外部接続端子１４にはリード線の締
付け時などにおいて回転力が作用するため、この
回転力が導線１５を介してホルダ１２側に固定さ
れたヒータ棒１１側に伝達されると、導線１５の
接続部やヒータ棒１１の強度を保障するうえで問
題で、またこれは外部接続端子１４の抜けに対し
ても同様である。勿論、導線１５としては柔軟性
に富むフレキシブルワイヤ等が用いられ、緩衝材
として機能するように構成され、また絶縁ブツシ
ユ１３はローレツト加工等が施こされた外部接続
端子１４に対し圧入あるいはインサート成形など
により強固に組付けられているが、上述した問題
を完全に防止することはできないものである。さ
らに、単なる樹脂成形品である絶縁ブツシユ１３
のみを用いた場合にはホルダ１２との熱膨張率の
差からブツシユ１３が熱収縮して両者間に隙間が
生じ、緩んでしまうといつた虞れがあるもので、
これはその周囲温度差が大きい場所で長期間にわ
たつて使用した場合に著しいものである。

これに対し、上述した金属管１３ａを樹脂製の
絶縁ブツシユ１３に被装し、これらをホルダ１２
内に嵌込んでその内方端をホルダ１２内の段部に
て係止した後、ホルダ１２の開口縁を高加圧力で
かしめ付けることにより、上述した金属管１３ａ
は両端側から大きな力で挾持され、その結果軸線
方向に沿つて座屈変形することとなり、これを極
端に図示すれば第２図に示すようになる。そして
この状態では、金属管１３ａの外側がホルダ１２
側に、内側が絶縁ブツシユ１３側に強固に圧接さ
れて固設されることになり、これにより所望の機
械的強度をもつてこれらは一体化され、樹脂製部
分が多少熱収縮してもその変形量は吸収されて緩
み等の問題は解消されるものである。

なお、前記外部接続端子１４の後端側はねじ部
とされ、絶縁リング２０およびナツト２１、スプ
リングワツシヤ２２、ワツシヤ２３、および外部
リード締付け用のナツト２４などが螺合されてい
る。そして、この外部接続端子１４は、図示しな
いバツテリからのリード線などをワツシヤ２３と
ナツト２４との間で挾持することにより、バツテ
リ端子に電気的に接続される。また、前記ホルダ
１２の外周に形成されたねじ部２５をエンジンの
シリンダハウジングに穿設されたねじ孔に螺合さ
せることにより、前記ヒータ棒１１はこのホルダ
１２を介して電気的にアース接続され、シリンダ
内に突出して配置されたヒータ棒１１の先端が通
電電流により赤熱化される。

ところで、上述した構成によるグロープラグ１
０において、ヒータ棒１１に対する金属製パイプ
１８およびこの金属製パイプ１８のホルダ１２に
対する接合部分には、気密洩れや接合不良等が生
じないような状態にてそれぞれを連結することが
望まれている。すなわち、上述した各接合部分は
エンジン内に臨み、混合気や燃焼ガス雰囲気中に
晒されるものであり、この部分に気密洩れが生じ
ると、その隙間から燃料油や水分等がグロープラ
グ１０内に浸入し、ヒータ棒１１の耐久性に影響
を及ぼすばかりでなく、各電気的接続部における
接触不良等を招き、グロープラグとしての機能を
発揮し得ないといつた問題を生じる虞れがある。
特に、このような気密洩れ等の問題は、熱膨張率
の異なるセラミツクヒータ棒１１と金属製パイプ
１８との間で溶着部の接合離れによつて生じるこ
とが多く、またこの部分での水分等の浸入はヒー
タ棒１１の急速発熱による被損に繋がる虞れを生
じるもので、耐久性や品質の安定化を得るうえで
問題である。これは、このグロープラグのヒータ
棒１１部分では、その発熱時を含むエンジン運転
時とエンジン停止時とで加熱、冷却が交互に繰り
返されることから明らかであろう。

したがつて、このような気密洩れ等を防ぐため
に、ヒータ棒１１に対して金属製パイプ１８およ
びターミナルキヤツプ１９、さらにはこれに接続
される導線１５等を、たとえば炉内で800℃程度
に加熱することにより予め銀ろう付けにて溶着固
定し、その所要の接合強度を得るようにしたもの
が従来から提案されている。これは、上述した各
部材をセラミツク材に金属部材を銀ろう付けする
ためには炉内での無酸化雰囲気中で全体を加熱す
ることが必要とされるためで、またこのようにし
ないと確実な接合状態を得ることができないもの
である。

しかしながら、このような製造方法によれば、
その後工程、すなわちヒータ棒１１に導線１５を
介して外部接続端子１４を接続した後これらをホ
ルダ１２内に挿通させ、その先端部において金属
製パイプ１８を銀ろう付けにより接合させる場合
に、その他の各部に対して悪影響を及ぼすといつ
た問題を生じるものであつた。

すなわち、上述した金属製パイプ１８のホルダ
１２に対するろう付け時に、全体を組立て状態に
て炉内に搬入して加熱すると、前述したヒータ棒
１１と金属製ホルダ１８とを溶着しているろう材
が溶融されたり、この部分での熱膨張率の相違か
ら接合離れが生じる虞れがある。また、上述した
炉内での加熱時においては、グロープラグ全体が
加熱されて外部接続端子１４をホルダ１２の後端
部に保持させる樹脂製の絶縁ブツシユ１３が溶け
てその機能を得ることができないという問題を生
じるものである。したがつて、この種のグロープ
ラグによれば、上述した絶縁ブツシユ１３の問題
からヒータ棒１１、金属製パイプ１８、およびホ
ルダ１２の同時接合も行なえないもので、何らか
の対策を講じることが必要とされている。

このため、特開昭58−120028号公報などによつ
て、上述した絶縁ブツシユ１３を樹脂製に代え、
セラミツク製として、グロープラグ全体のろう付
け等による接合を同時に行なえるようにしたもの
も考えられているが、この場合には各部の接合強
度と成形加工性を向上させ得る反面、セラミツク
製の絶縁ブツシユやその金属部材側への接合を行
なうための金属メタライズ層の形成が必要となる
といつた点から、コスト高を招くといつた問題を
生じるもので、実用面で好ましいものではない。

〔発明の概要〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
であり、ヒータ棒と金属製パイプを高融点金属材
にて溶着接合するとともに、その金属製パイプを
ホルダに対しグロープラグ全体の組立て状態にお
いて低融点金属材にて溶着接合するという簡単な
構成によつて、従来のような気密洩れや接触不良
等の問題を生じることなく、各部の品質の安定性
と耐久性とを向上させ、グロープラグとしての機
能を発揮させることが可能となる安価なデイーゼ
ルエンジン用グロープラグの製造方法を提供する
ものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳
細に説明する。

第３図ないし第５図は第１図および第２図と共
に本発明に係る製造方法を適用したデイーゼルエ
ンジン用グロープラグの一実施例を示すものであ
り、これらの図において前述した第１図と同一部
分には同一番号を付してその説明は省略する。

さて、本発明によれば、セラミツク材からなる
ヒータ棒１１とこれに嵌装される金属製パイプ１
８とを、たとえば銀ろう材などのような高融点金
属材にて溶着接合し、次でこのヒータ棒１１に導
線１５を介して外部接続端子１４等を接続してホ
ルダ１２内に挿通させた後、金属製パイプ１８を
ホルダ１２の先端部に対し前記銀ろう材などより
も溶融温度が低い低融点金属材、たとえば銀Ag
とカドミウムCd、スズSnからなる合金材料、銀
Agと鉛Pb、スズSnからなる合金材料にて溶着接
合するように構成したところに特徴を有してい
る。そして、このようにして溶着接合されたグロ
ープラグ１０において、そのホルダ１２後端部を
かしめ付けて外部接続端子１４を保持した絶縁ブ
ツシユ１３を係止することによりグロープラグ１
０の組立てが完了するものである。

これを詳述すると、本実施例によれば、セラミ
ツク製のヒータ棒１１に対し接合が困難でしかも
所要の強度を得ることが難しい金属製パイプ１
８、さらにはターミナルキヤツプ１９および導線
１５を、第４図に示すように、予めアツセンブリ
として炉内などで高温加熱して銀ろう付けにて溶
着接合するようにしている。そして、このような
方法によれば、ヒータ棒１１に対する金属製パイ
プ１８等の接合を簡単かつ確実に行なえ、熱膨張
率の相違による熱収縮が生じたとしてもその接合
離れを可能な限り防止し得るものである。

ここで、第４図中符号３０はヒータ棒１１内に
埋設された発熱体となる抵抗体、３０ａ，３０ｂ
はその両端に接続された一対のリード部で、この
リード部の一方３０ａがヒータ棒１１の略々中央
部外周に露呈して前記金属製パイプ１８に電気的
に接続され、さらに他方のリード部３０ｂはヒー
タ棒１１の後端部外周およびその端面に露呈して
ターミナルキヤツプ１９を介して導線１５との接
続が行なえるものである。また、同図中３１，３
２はこれらのアツセンブリを炉内に搬入する際に
各接合部に配置される銀ろう材で、たとえば図示
の場合その左端を上向き状態で搬入し全体を加熱
して銀ろう材３１，３２を溶融させて各接合部内
に流入させ、確実な溶着接合状態が得られるよう
にされている。

なお、本実施例では、上述した炉内での溶着時
に、導線１５およびターミナルキヤツプ１９を同
時に銀ろう付けするようにしているが、この部分
は前述した気密洩れ等の問題は生じないためこれ
を後工程で溶着接合するようにしてもよいことは
勿論である。しかし、本実施例のようにすれば、
製造工程の簡略化と所要の接合強度を得るうえで
その効果を発揮し得るものである。

また、上述したように炉内で銀ろう付けされた
ヒータ棒１１等のアツセンブリは、その導線１５
にチユーブ１５ａが被装された後、その後端が樹
脂製の絶縁ブツシユ１３を備えた外部接続端子１
４の先端に、たとえばスポツト溶接などにより接
続され、その状態で全体が第５図に示すように、
ホルダ１２内にその後端側から挿通されるもので
ある。

そして、この状態でホルダ１２の先端部に、前
述した低融点金属材からなるリング３３を配置さ
せ、この部分をたとえば高周波などで局部的に加
熱してこのホルダ１２と金属製パイプ１８との間
の溶着接合を行なうように構成されている。ここ
で、この加熱温度はたとえば350℃〜500℃程度
で、前述した銀ろう付けの加熱温度（約800℃）
よりも低いものである。

したがつて、このような方法によれば、この部
分の溶着接合が簡単かつ確実に行なえるとともに
その熱影響がヒータ棒１１と金属製パイプ１８と
の溶着接合部分に及ぶことはなく、この部分での
気密洩れ等の問題は生じることはないものであ
り、また上述したような局部加熱であることか
ら、ホルダ１２後端部の絶縁ブツシユ１３が溶解
されるといつた問題もない。

そして、上述したホルダ１２の先端側での接合
が終了した後、第５図に示すように、ホルダ１２
後端部開口縁３４をかしめ付けてこれをホルダ１
２側に係止し、次で絶縁ナツト２０等を外部接続
端子１４に螺合させることにより全体の組立てが
終了するものである。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定され
ず、各部の形状、構造等を適宜変形、変更するこ
とは自由で、たとえばグロープラグ１０における
電気的接続回路やその外部接続端子構造、さらに
はこれをホルダに組付ける絶縁ブツシユ構造等に
おいて種々の変形例が考えられるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係るデイーゼル
エンジン用グロープラグの製造方法によれば、セ
ラミツクヒータ棒に金属製パイプを予め高融点金
属材にて溶着接合するとともに、各部を組立てた
状態にて金属製パイプをホルダに低融点金属材に
て溶着接合し、しかる後ホルダ後端部をかしめて
樹脂製の絶縁ブツシユを組付け固定するという簡
単な方法によつて、従来のような気密洩れや接触
不良等の問題を生じることなく、各部の品質の安
定化と耐久性とを向上させることができ、しかも
その製造がきわめて容易にかつ確実に行なえ、グ
ロープラグとしての機能を発揮させることがで
き、コスト面でも有利である等、その効果は大き
い。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る製造方法を適用するデイーゼ
ルエンジン用グロープラグの一実施例を示し、第
１図は全体の概略構成を示す縦断側面図、第２図
はその要部拡大図、第３図は全体を分解して示す
分解斜視図、第４図および第５図はその製造順序
を説明するためのそれぞれ要部を示す側断面図で
ある。 １０……デイーゼルエンジン用グロープラグ、
１１……ヒータ棒、１２……金属製の管状ホル
ダ、１３……樹脂製の絶縁ブツシユ、１４……外
部接続端子、１５……導線、１５ａ……絶縁チユ
ーブ、１６，１７……金属メタライズ層、１８…
…金属製パイプ、１９……ターミナルキヤツプ、
３１，３２……銀ろう材（高融点金属材）、３３
……低融点金属材からなるリング、３４……ホル
ダ後端部開口周縁（かしめ部）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 抵抗体を埋設してなるセラミツクヒータ棒
   と、このヒータ棒を金属製パイプを介してその先
   端部に保持する管状を呈する金属製ホルダと、こ
   のホルダの後端部に樹脂製の絶縁ブツシユを介し
   て保持され前記ヒータ棒と導線を介して接続され
   る外部接続端子とを備えたデイーゼルエンジン用
   グロープラグの製造方法であつて、前記ヒータ棒
   とこれに嵌装された金属製パイプとを加熱するこ
   とにより高融点金属材にて溶着接合し、次でこれ
   らを前記導線を介して接続された外部接続端子と
   共に前記ホルダ内に挿通させた後、前記金属製パ
   イプをホルダの先端部に対し前記加熱温度よりも
   低い温度で溶融する低融点金属材にて溶着接合
   し、しかる後前記外部接続端子側の絶縁ブツシユ
   を前記ホルダの後端部開口周縁をかしめ付けるこ
   とにより係止することを特徴とするデイーゼルエ
   ンジン用グロープラグの製造方法。