JPH0742939A

JPH0742939A - セラミックヒータ型グロープラグ

Info

Publication number: JPH0742939A
Application number: JP20553393A
Authority: JP
Inventors: Hiroji Hatanaka; 広二畑中
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1993-07-29
Filing date: 1993-07-29
Publication date: 1995-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】棒状セラミックヒータを金属製ホルダ内に組
込んで保持する際の組立性を向上させ、さらに所要部位
での電気的接続も確実に行なえるようにする。【構成】抵抗体１１を埋設する絶縁性セラミック材に
よるセラミックヒータ１２に、金属製ホルダ１３の先端
に係止される大径部１２Ｂを形成する。ホルダ後端部か
ら挿入されて先端がヒータ後端面に当接可能な外部接続
端子１５と、これをホルダ後端部で保持してかしめ部２
８にて係止される絶縁ブッシュ１４を有する。ヒータ後
端面に露呈する抵抗体の一端を、外部接続端子内方端に
電気的に接続する。抵抗体の他端をヒータ後端側の大径
部による段差部１２Ｃ付近に露呈させ、この段差部をホ
ルダ先端部に導電性ガスケット２７を介して係止させて
電気的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディ−ゼルエンジンの副
燃焼室または燃焼室内を予熱するために用いられるグロ
−プラグに関し、特に速熱性および自己温度制御性を有
し長時間にわたるアフターグローを達成可能な自己温度
制御機能を備えているセラミックヒータ型グロープラグ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジン用グロープラグとし
て従来から種々の構造を有するものが知られており、そ
の中で近年セラミックヒータ型のものが、速熱型として
機能し得る等の理由から注目を集めている。

【０００３】このようなセラミックヒータ型グロープラ
グとして、たとえば特開昭57-41523号公報等には、タン
グステン(W) やレニウム合金(Re)等による発熱線を絶縁
性セラミック材中に埋設したセラミックヒータを用いた
ものが知られ、シース型に比べ熱伝達効率の面で優れ、
発熱特性や温度立上り特性を向上させ、速熱型としての
性能を得られるものである。

【０００４】ところで、このような従来のセラミックヒ
ータ型グロープラグにあっては、セラミックヒータは、
一般に、グロープラグ本体としての金属製ホルダの先端
部に金属製パイプを介してろう付け等で接合されること
によって固定され、またこのヒータ後端部に溶接等で接
続されている金属導線の他端が、ホルダ後端部に絶縁ブ
ッシュ等を介して保持されている外部接続端子に溶接等
で溶着接続されることで、一体的に組立てられていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のセラミックヒータ型グロープラグによれば、ヒ
ータとホルダとのろう付け部、さらに金属導線両端の溶
接部というように、三個所もの接合部分があるばかりで
なく、ホルダ後端部での外部接続端子のかしめ等による
固定部等もあり、全体の組立作業が面倒かつ煩雑でコス
ト高を招くばかりでなく、上述したろう付け部分や溶接
部分に剥れ、割れ等といった問題を招いてしまうといっ
た不具合があった。

【０００６】これは、特にセラミック材によるヒータと
金属材によるホルダとの間の接合部分において著しいも
のであった。そして、このような従来のグロープラグに
よれば、各部の動作上での信頼性を確保するうえで問題
をもつもので、これらの問題点を一掃し得る何らかの対
策を講じることが望まれている。

【０００７】このため、たとえば特開平５−１８５３６
号公報には、セラミックヒータをろう付けにより保持し
た金属製パイプに段差部を設け、この段差部をガスケッ
トを介して金属製ホルダ先端部に係止させる一方、ヒー
タ後端部にろう付けにより固定した電極取り出し金具の
開口部に、ホルダ後端側からフランジ部を有する外部接
続端子を挿入し、その先端部を内挿させ、さらに外部接
続端子に内方端が前記フランジ部に係合する絶縁ブッシ
ュを嵌装し、この絶縁ブッシュをホルダ内に組込んだ状
態でホルダ後端部をかしめることにより、全体を一体的
に組立てるようにした構造のグロープラグが提案されて
いる。

【０００８】そして、このような構成では、ホルダと金
属製パイプとの間、電極取り出し金具と外部接続端子と
の間を、ろう付けせずに、加圧接合により一体的に固定
でき、ろう付け個所が少なくなり、組立てが簡素化す
る。

【０００９】しかしながら、このような従来例では、セ
ラミックヒータには、金属製パイプ、電力取り出し金具
をろう付けすることは必ず必要で、組立性の面で問題で
あるばかりでなく、セラミックヒータとパイプとのろう
付け部分でのクリープを生じ易く、長時間にわたる耐久
性の面でも問題を持つものであった。

【００１０】また、特開昭６０−１７６３２号公報に
は、導電性セラミック材を絶縁性セラミック材による円
筒体の表面にフィルム状に形成し、これによるヒータを
ホルダ先端に導電性ガスケットを介して係止させるとと
もに、このヒータの後端部内孔部分にホルダ後端から挿
入した外部接続端子の先端部を嵌合させ、かつこの外部
接続端子を絶縁ブッシュによって保持し、このブッシュ
をホルダ後端部でのかしめ部で係止することにより、全
体を一体的に組立てるようにした構造が開示されてい
る。

【００１１】しかしながら、このようなフィルム状発熱
体を用いた筒状セラミックヒータを備えたグロープラグ
にあっては、燃焼圧シールを必要とする部分が、ホルダ
へのガスケットを介したヒータ係止保持部と、ヒータ後
端への外部接続端子の嵌合部または端子側のフランジと
ヒータ後端面部分との二個所であり、構造が複雑でしか
も確実性に欠け、コスト高となる等の問題を避けられな
いものであった。

【００１２】さらに、このような構造では、ヒータ後端
側の大径な係止部をガスケットを介してホルダ側に係止
させることによりアース側の電気的接続をとっている
が、このヒータ表面全体が発熱体であるために、この発
熱体がヒータの全周にわたって必要となることから、こ
のヒータをホルダ側に圧接する外部接続端子の当たり
が、この係止部全周にわたって均一とならないと、抵抗
の不均一を生じ、ヒータの均一な温度分布が得られない
という問題もあり、このような問題点に対しての何らか
の対策を講じることが望まれている。

【００１３】特に、この種のグロープラグには、近年エ
ンジン始動後にもグロープラグへの通電状態を一定時間
維持し、エンジン燃焼効果を高めるという、いわゆるア
フターグロー方式が採用されており、このような場合の
動作上での信頼性や耐久性も得られ、しかも製造が簡単
でコスト低減化も可能となるようなグロープラグを得る
うえでの対策が必要となっている。

【００１４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、セラミックヒータを、金属製ホルダの先端
部に係止保持させ、かつホルダ後端部での単純なかしめ
により一体的に組立てでき、組立性や低コスト化を図れ
るとともに信頼性の面でも優れ、さらに燃焼圧シールも
簡単かつ確実に行なえ、また設計上での自由度も大きい
セラミックヒータ型グロープラグを得ることを目的とし
ている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述した要請に応えるた
めに本発明に係るセラミックヒータ型グロープラグは、
金属製ホルダ先端部に係止される大径部を後端側に有し
かつ抵抗体を絶縁性セラミック材中に埋設することで形
成されている棒状セラミックヒータと、ホルダ後端部か
ら挿入され先端部がセラミックヒータ後端面に当接可能
に形成されている外部接続端子と、この外部接続端子に
嵌装されることによりこれをホルダ後端部で保持した状
態で組付けられホルダ後端部のかしめ部により係止され
る絶縁ブッシュを備え、セラミックヒータ内の抵抗体の
一端をヒータ後端面に露呈させ、外部接続端子の内方端
を直接、またはこの内方端に設けた導電性金属片を介し
て電気的に接続するとともに、抵抗体の他端をヒータの
後端側の大径部による段差部付近の外周面に露呈させ、
この段差部をホルダ先端部に導電性ガスケットを介して
係止させることによりこれを介して電気的に接続するよ
うに構成したものである。

【００１６】また、本発明に係るセラミックヒータ型グ
ロープラグは、棒状セラミックヒータを、ヒータ先端側
に埋設される導電性セラミック材からなる第１の発熱体
と、この第１の発熱体に直列接続されかつこの第１の発
熱体よりも正の抵抗温度係数の大きな導電性金属材から
なる第２の発熱体と、これら第１、第２の発熱体による
抵抗体の一端に接続されかつヒータ後端部まで延設され
てヒータ後端面に露呈する第１のリード部と、抵抗体の
他端に接続されヒータ後端寄りの部分に露呈する第２の
リード部とによって構成したものである。

【００１７】

【作用】本発明によれば、ホルダの先端部内側の段差部
にガスケットを装着し、次で棒状セラミックヒータを、
金属製ホルダ内に挿入し、その後端寄りの段差部をガス
ケットを介してホルダ先端部に係止させるとともに、先
端に金属片を仮止めしたりしている外部接続端子を、ホ
ルダ後端部から挿入し、その先端部をヒータ後端部に押
し付けた状態で、この外部接続端子に嵌装させた絶縁ブ
ッシュを、ホルダ後端部のかしめ部により係止すること
により、グロープラグを構成するヒータ、外部接続端子
等を金属製ホルダ内に、ろう付け等を要せずに組込み保
持させ、グロープラグとしての組立てを簡単かつ確実に
行なえる。

【００１８】本発明によれば、通電初期においてはセラ
ミックヒータ先端側の第１の発熱体に対し大電力を供給
し、急速に発熱させて速熱型としての性能を発揮させ得
るとともに、所定時間経過後において第１の発熱体への
通電電力を、セラミックヒータ後端側に埋設した電力制
御用抵抗体となる第２の発熱体により行ない、速熱型と
しての機能を発揮し得るとともに、適切な飽和温度特性
が得られ、また長時間のアフターグローを行なえるオー
バーシュート特性を得ることが可能となる。

【００１９】

【実施例】図１および図２は本発明に係るセラミックヒ
ータ型グロープラグの一実施例を示すものであり、ま
ず、全体を符号１０で示すグロープラグの概略構成を、
図１を用いて簡単に説明すると、このグロープラグ１０
は、二種類の発熱体とそのリード部とからなる抵抗体１
１をたとえば窒化ケイ素(Si₃N₄) 等の絶縁性セラミック
材中に埋設してなる棒状セラミックヒータ１２と、この
ヒータ１２を先端部において保持する略管状を呈する金
属製ホルダ１３とを備えている。なお、この金属製ホル
ダ１３は、クリープに強い材質、たとえばＳ４５Ｃのよ
うな炭素鋼やこれに類する材料で形成されている。

【００２０】そして、このホルダ１３の後端側には、絶
縁性セラミック材等からなる絶縁ブッシュ１４を介して
棒状外部接続端子１５が嵌め込まれて保持されている。
この外部接続端子１５の内方端は、前記セラミックヒー
タ１２の後端面に後述する導電性金属材からなる金属片
１６を介して当接され、ヒータ１２内に埋設されている
一方のリード部（後述する）と電気的に接続されてい
る。

【００２１】なお、図中１３ａはホルダ１３外周に形成
されたねじ部で、図示しないエンジンシリンダヘッド側
のねじ孔に螺合され、ヒータ１２先端を副燃焼室（燃焼
室）内に突出させた状態で配置させるためのものであ
る。さらに、図中１７ａはホルダ１３の後端部から延設
される外部接続端子１５に貫装された絶縁性リング、１
７ｂはこの絶縁性リング１７ａをホルダ１３の後端部に
当接させた状態で外部接続端子１５上にかしめ等で固定
される金属製リング、１８はこの金属製リング１７ｂと
の間に図示しないバッテリからのリード線を結線するた
めの締付けナットである。

【００２２】また、上述したセラミックヒータ１２は、
断面が略円形状を呈する丸棒状体として形成され、前記
抵抗体１１を金型内に保持した状態で充填されるセラミ
ック粉末をホットプレス等により形成される。この場
合、このセラミックヒータ１２の材質としては、絶縁
性、熱伝導率の優れた材料、たとえば窒化ケイ素等のよ
うなシリコン系窒化物などが望ましいが、炭化ケイ素な
どを用いてもよいことは言うまでもない。

【００２３】さらに、本実施例によれば、上述したよう
な構成によるセラミックヒータ型グロープラグ１０にお
いて、絶縁性セラミック材による棒状セラミックヒータ
１２内でその先端側に、図１から明らかなように、導電
性セラミック材として導電性サイアロンにより略Ｕ字状
を呈するように形成されている第１の発熱体２０を、発
熱用抵抗体として埋設するとともに、このヒータ１２の
後端側で第１の発熱体２０の両端部にそれぞれ直列接続
される電力制御用の抵抗体として、この第１の発熱体２
０よりも正の抵抗温度係数の大きな金属材、たとえばタ
ングステン（Ｗ）による第２の発熱体２１，２１を埋設
することにより、セラミックヒータ１２を構成してい
る。

【００２４】また、セラミックヒータ１２内で各第２の
発熱体２１，２１の後端側には、第１および第２のリー
ド部２２，２３が接続されるとともにこれら各リード部
２２，２３はセラミックヒータ１２の軸線方向に向って
延設されている。そして、第１のリード部２２の後端部
は、セラミックヒータ１２の後端面に外部接続可能に露
呈され（露呈部２２ａ）、第２のリード部２３の後端部
は、後述するセラミックヒータ１２の後端寄りの部分に
形成された大径部との間の段差部分に外部接続可能に露
呈して形成されている（露呈部２３ａ）。

【００２５】ここで、上述した第１の発熱体２０を形成
する導電性セラミック材としては、たとえば窒化ケイ素
(Si₃N₄) を主成分とするβサイアロンまたはαとβとの
混相しているサイアロンに、導電性付与材としての窒化
チタン(TiN) の含有量を増減することで、その固有抵抗
を任意に選択して用いることができる導電性サイアロン
(SiAlON)等を用いるとよい。

【００２６】しかし、このような導電性セラミック材と
しては、上述した導電性サイアロンに限定されず、要は
高温状態（たとえば1200℃程度まで）でも性能的に安定
し、相対的に第２の発熱体２１よりも抵抗温度係数が小
さく、しかも耐熱衝撃性等に優れてなるセラミック材で
あればよく、たとえばSiC および周期律表の４ａ族、５
ａ族または６ａ族元素の炭化物、ホウ化物、窒化物また
は炭窒化物等の非酸化物導電材の群から選ばれた一種以
上と焼結結合材であるAlまたはAl化合物等を含有するサ
イアロン焼結体が考えられる。なお、この種の導電性セ
ラミック材による第１の発熱体２０を、絶縁性セラミッ
ク材中に埋設する際には、導電性セラミック材を粉末状
態のままで混入したり、予め成形したものを埋設しても
よい。

【００２７】また、上述した第２の発熱体２１，２１と
しては、上述した第１の発熱体２０を形成する導電性サ
イアロンに比べて相対的に正の抵抗温度係数が大きくな
るように設定し得るタングステン（Ｗ）線材で形成する
とよい。さらに、上述した第２の発熱体２１，２１の後
端部からセラミックヒータ１２の後端側に延設される第
１、第２のリード部２２，２３としては、電気抵抗が可
能な限り小さくなるようにタングステン線の断面積を発
熱体２１，２１よりも大きくした線等を用いて形成する
とよい。

【００２８】なお、上述した第２の発熱体２１，２１
は、上述した第１の発熱体２０の両端部と各リード部２
２，２３の先端部とに、それぞれ巻き付けられた状態で
接続され、かつヒータ１２の長手方向に沿って螺旋状に
形成されてヒータ１２内に埋設されている。しかし、こ
のような接続手法にはこれに限定されず、第１の発熱体
２０を形成する導電性サイアロン中に埋め込んで接続す
るようにしてもよく、これはリード部２２，２３側でも
その材質によって適宜の接続手法が考えられる。すなわ
ち、この実施例では、第１、第２のリード部２２，２３
としてワイヤ状のものを例示し、第２の発熱体２１，２
１に対し充分に線径の大きいタングステン等を用いてい
る。

【００２９】そして、上述したように発熱用抵抗体とし
ての第１の発熱体２０とこれに直列接続され電力制御用
抵抗体となる第２の発熱体２１，２１とを備えているセ
ラミックヒータ１２によれば、通電初期においてはセラ
ミックヒータ１２先端側の第１の発熱体２０に対し大電
力を供給し、急速に発熱させて速熱型としての性能を発
揮させ得るとともに、所定時間経過後において第１の発
熱体２０への通電電力を、セラミックヒータ１２後端側
に埋設した電力制御用抵抗体となる第２の発熱体２１，
２１により制御し、図７に示したグロープラグの発熱特
性から明らかなように、速熱型としての機能を発揮し得
るとともに、適切な飽和温度特性が得られ、また長時間
にわたるアフターグローを行なえるオーバーシュート特
性を得ることが可能となる。

【００３０】さて、本発明によれば、上述したセラミッ
クヒータ型グロープラグ１０において、セラミックヒー
タ１２におけるリード部２２，２３を設けた後端部分
を、第１、第２の発熱体２０；２１，２１を埋設した先
端側の小径部１２Ａに比べて径が大きい大径部１２Ｂと
して構成し、これら小径部１２Ａと大径部１２Ｂとの間
の段差部１２Ｃを、ホルダ１３の先端部に設けた小径な
ヒータ挿通孔２５による段差部２６により係止可能に構
成し、かつこの部分に燃焼圧シール機能を兼ね備えた導
電性金属材によるリング状ガスケット２７を介在した状
態としている。そして、この部分での第２のリード部２
３の露呈部２３ａとホルダ１３との間でのアース側の電
気的接続が行なえ、またこの部分で燃焼圧をシールでき
るようになっている。

【００３１】また、本発明によれば、外部接続端子１５
の内方端部分を大径部１５Ａとし、後端側部分を小径部
１５Ｂとして形成しており、その間の段差部１５Ｃに対
し絶縁ブッシュ１４の先端部を係止可能に構成されてい
る。さらに、この外部接続端子１５の先端（内方端）に
は、前記導電性を有する金属片１６が、係入穴１６ａへ
の係入（図３参照）あるいは水、クリーム状の液体等を
塗布して付着させることにより仮止めされるよになって
いる。この場合、この金属片１６は、組込み時に外部接
続端子１５の先端部から外れなければよい。

【００３２】この仮止め状態で、外部接続端子１５をホ
ルダ１３内に差し込むことにより、金属片１６はヒータ
１２後端面に突き当てられ、この部分に露呈している第
１のリード部２２の露呈部２２ａとの陽極側の電気的接
続が確実に行なえるように構成されている。

【００３３】そして、この外部接続端子１５の後端側小
径部１５Ｂには、絶縁ブッシュ１４が嵌装され、その内
方端が前記段差部１５Ｃに係止されるとともに、後端部
が、前記ホルダ１３の筒状後端部１３ｂ（図２参照）を
ナーリングによりかしめ付けることによるかしめ部２８
により係止されるようになっている。

【００３４】このような構成によるグロープラグ１０
は、導電性ガスケット２７をホルダ１３内に挿入し、先
端側の段差部２６に載せた状態で、棒状セラミックヒー
タ１２を金属製ホルダ１３内に挿入し、その段差部１２
Ｃをガスケット２７を介してホルダ１３先端部の段差部
２６に係止させるとともに、先端に金属片１６を仮止め
した外部接続端子１５を、ホルダ１３後端部から挿入
し、その先端部をヒータ１２後端部に押し付けた状態
で、この外部接続端子１５に嵌装させた絶縁ブッシュ１
４を、ホルダ１３後端部のかしめ部２８により係止する
ことにより、一体的に組立てられる。

【００３５】ここで、このようにして組立てられるグロ
ープラグ１０によれば、ホルダ１３の後端側での大径孔
部分に、図１等から明らかなように、かしめ部２８のか
しめ時において絶縁ブッシュ１４の軸線方向への動きを
許容できるような隙間を設けておくとよい。

【００３６】以上の構成によれば、ホルダ１３内にセラ
ミックヒータ１２、外部接続端子１５、絶縁ブッシュ１
４、さらに導電性ガスケット２７や導電性金属片１６を
単純に組込み、かつホルダ１３の後端部１３ｂをかしめ
ることにより絶縁ブッシュ１４の後端をかしめ部２８で
係止することにより、従来のようなろう付け作業等を要
せずに、きわめて簡単に組込み保持させ、グロープラグ
１０全体を一体的に組立てることができるもので、従来
に比べて組立性を簡素化し、製造コストの大幅な低減化
が可能となる。

【００３７】さらに、このような構成では、セラミック
ヒータ１２の後端側大径部１２Ｂによる段差部１２Ｃ
を、ホルダ１３先端部に導電性ガスケット２７を介して
係止させ、これをホルダ１３後端側でのかしめ部２８で
係止される絶縁ブッシュ１４、外部接続端子１５、さら
に導電性金属片１６を介して押圧することによって、ガ
スケット２７部分での電気的接続や燃焼圧シールを簡単
かつ確実に行なえる。

【００３８】特に、このような構造によれば、燃焼圧シ
ールが上述した一個所でよいため、簡単でしかもコスト
的にも安価となる。さらに、このような構成では、ヒー
タ１２、ガスケット２７、金属片１６、外部接続端子１
５、絶縁ブッシュ１４等が、個々に分割構成され、それ
ぞれの間での相対的な位置ズレはある程度許容できるも
ので、組立性に優れ、製造コスト的にも有利である。

【００３９】また、このような構成では、ヒータ１２の
段差部１２Ｃを全周にわたって均一に押圧することが可
能で、しかも電気的接続はリード部２３の露呈部２３ａ
が露呈する周方向の一個所であるため、所要の電気的接
続が得られ、その結果としてヒータ１２の均一な温度分
布が得られるという利点もある。

【００４０】さらに、上述した構成によれば、ろう付け
接合個所がないため、グロープラグ１０としての設計上
での制約がなくなり、従来のようにろう付け接合におい
て電力制御用抵抗体である第２の発熱体での発熱による
熱影響によってろう付け個所が溶け出さないように、こ
の第２の発熱体をろう付け接合部とは軸線方向での位置
をずらす必要性をなくせるといった利点もある。

【００４１】また、上述した構成において、外部接続端
子１５先端の金属片１６として、図１〜図３、さらに図
４の（ａ）に示されるような単純な円板状を呈するもの
を用いたが、図４の（ｂ）に示したような皿ばね形状等
のような弾性を有する金属片１６Ａ、あるいは同図
（ｃ）のような半球状による金属片１６Ｂを用いると、
絶縁ブッシュ１４を介して全体を一体的に組立てるため
のホルダ１３後端部でのかしめ部２８でのクリープ等を
吸収でき、このようなクリープによる接触不良問題を解
消し、確実な電気的接続が得られるという利点もある。
これは各部の寸法公差を吸収するうえでも効果的であ
る。

【００４２】さらに、上述した構造では、セラミックヒ
ータ１２において、第１および第２の発熱体２０，２１
を、金属製ホルダ１３先端部に保持するためにガスケッ
ト２７を介在させた単純な圧接構造を利用しているた
め、従来のようにろう付け接合を採用するにあたって、
両発熱体２０，２１の温度上昇等でヒータ１２とホルダ
１３側とのろう付け接合部等に熱影響が及ばないように
したりすることが可能で、その利点は大きい。

【００４３】また、上述した構造では、発熱用抵抗体と
しての第１の発熱体２０を導電性セラミック材で形成す
ることにより、耐熱強度面で優れ、耐久性を向上させ、
長時間にわたるアフターグロー化が図れる。そして、こ
のグロープラグ１０においてセラミックヒータ１２部分
のみで発熱することから、余分な個所での発熱は不要
で、無駄な電力消費がなく、耐熱強度等での信頼性の面
でも優れているといった利点もある。

【００４４】なお、本発明は上述した実施例構造に限定
されず、グロープラグ１０各部の形状、構造等を、適宜
変形、変更することは自由であり、種々の変形例が考え
られよう。

【００４５】たとえば図８は本発明の別の実施例を示
し、この実施例では、ホルダ１３内に差し込まれる外部
接続端子１５の大径部１５Ａでのホルダ１３内部での絶
縁性を保つために、ガラス繊維等による絶縁チューブ４
０を嵌装した場合である。このようにすれば、外部接続
端子１５とホルダ１３との確実な絶縁性を保つととも
に、外部接続端子１５のホルダ１３内への差込み時にお
けるヒータ１２との同心性の位置決めを簡単に行なえる
等の利点がある。

【００４６】また、前述した実施例では、第２の発熱体
２１，２１として、第１の発熱体２０を形成する導電性
セラミック材としての導電性サイアロンに比べ、正の抵
抗温度係数が大きくなるように設定し得るタングステン
（Ｗ）線材で形成した場合を示したが、これに限定され
ず、上述した第１の発熱体２０を形成する導電性セラミ
ック材よりも正の抵抗温度係数が、上述した関係を維持
できる程度に大きい金属材、たとえばタングステン合金
材等で形成してもよい。

【００４７】さらに、上述した実施例では、セラミック
ヒータ型グロープラグ１０において、ホルダ１３内での
セラミックヒータ１２の後端面に露呈する第１のリード
部２２の露呈部２２ａと外部接続端子１５の先端との電
気的接続を、導電性金属片１６を用いて行なっている
が、このような導電性金属片１６を省略し、ヒータ１２
の後端面への第１のリード部２２の露呈部２２ａと外部
接続端子１５の内方端との直接接触により電気的に接続
してもよいことは勿論である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るセラミ
ックヒータ型グロープラグによれば、金属製ホルダ先端
部に係止される大径部を後端側に有する絶縁性セラミッ
ク材からなる棒状セラミックヒータと、ホルダ後端部か
ら挿入されて先端がセラミックヒータ後端面に当接可能
な外部接続端子と、これに嵌装されることにより外部接
続端子をホルダ後端部に保持した状態でホルダ後端部の
かしめ部により係止される絶縁ブッシュを備え、セラミ
ックヒータ内に埋設される抵抗体の一端をヒータ後端面
に露呈させ、外部接続端子の内方端を直接、またはこの
内方端に設けた導電性金属片を介して電気的に接続する
とともに、抵抗体の他端をヒータの後端側の大径部によ
る段差部付近の外周面に露呈させ、この段差部をホルダ
先端部に導電性ガスケットを介して係止させることによ
りこれを介して電気的に接続するようにしたので、簡単
な構成であるにもかかわらず、以下のような優れた効果
を奏する。

【００４９】すなわち、上述した構成によれば、ホルダ
内にセラミックヒータ、外部接続端子、絶縁ブッシュ、
さらに導電性ガスケットや導電性金属片を単純に組込
み、ホルダ後端部をかしめることにより絶縁ブッシュの
後端をかしめ付け係止することにより、グロープラグ全
体を一体的に組立てることができ、従来グロープラグの
組立時に必要であったろう付け工程を省略でき、組立性
を簡素化し、製造コストの大幅な低減化が図れるという
優れた効果がある。

【００５０】また、上述した構成では、セラミックヒー
タの後端側大径部による段差部とホルダ先端部との間に
導電性ガスケットを介在させ、これをホルダ後端側での
かしめ部により係止される絶縁ブッシュ、外部接続端
子、さらに導電性金属片を介して圧接することにより、
ガスケット部分での電気的接続を確実に行なえるととも
に、この部分での燃焼圧シールも簡単かつ確実に行なえ
るという利点がある。特に、このような燃焼圧シールが
一個所でよいため、簡単でしかもコスト的にも安価とな
る。

【００５１】さらに、上述した構成によれば、ろう付け
接合個所がないため、グロープラグとしての設計上での
制約がなくなるという利点もある。すなわち、従来は、
ろう付け接合では、電力制御用抵抗体である第２の発熱
体での発熱による熱影響によってろう付け個所が溶け出
さないように、この第２の発熱体をろう付け接合部とは
軸線方向での位置をずらす必要があったが、本発明によ
ればこのような必要性がない。

【００５２】さらに、本発明によれば、絶縁性セラミッ
ク材によるセラミックヒータ内でその先端側に、導電性
サイアロン等といった導電性セラミック材による第１の
発熱体を発熱用抵抗体として埋設するとともに、ヒータ
後端側で第１の発熱体に直列接続される電力制御用抵抗
体として、この第１の発熱体よりも正の抵抗温度係数の
大きな導電性金属材または導電性セラミック材からなる
第２の発熱体を埋設することで、セラミックヒータを構
成することにより、構造が簡単で、信頼性にも優れ、コ
スト的にも安価であるにもかかわらず、グロープラグと
しての発熱特性や耐久性、さらに自己温度制御機能を発
揮させ、アフターグロー化も図れる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセラミックヒータ型グロープラグ
の一実施例を示す全体の概略構成を示す概略断面図であ
る。

【図２】本発明に係るグロープラグの組立て工程を説明
するための概略分解斜視図である。

【図３】本発明のグロープラグにおいて外部接続端子先
端に対する導電性金属片の付設部分の拡大図である。

【図４】導電性金属片およびその変形例を（ａ），
（ｂ），（ｃ）に例示する概略斜視図である。

【図５】図４の（ｂ）を導電性金属片として用いた状態
を示す概略図である。

【図６】ホルダ先端部においてヒータの段差部との間に
介在される導電性ガスケットを示す概略斜視図である。

【図７】本発明に係るセラミックヒータ型グロープラグ
における発熱温度特性を示す特性図である。

【図８】本発明に係るセラミックヒータ型グロープラグ
の別の実施例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１０セラミックヒータ型グロープラグ１１抵抗体１２セラミックヒータ１２Ｂ大径部１２Ｃ段差部１３金属製ホルダ１５外部接続端子１５Ａ大径部１６導電性金属片２０導電性セラミック材による第１の発熱体２１導電性金属材からなる第２の発熱体２２第１のリード部２３第２のリード部２６ホルダ側段差部２７導電性ガスケット２８かしめ部４０絶縁チューブ

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１１月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属製ホルダの先端部に係止される大径
部を後端側に有しかつ抵抗体を絶縁性セラミック材中に
埋設することにより形成されている棒状セラミックヒー
タと、前記ホルダの後端部から挿入され先端部がセラミ
ックヒータの後端面に当接可能に形成されている外部接
続端子と、この外部接続端子に嵌装されることによりこ
の外部接続端子を前記ホルダ後端部で保持した状態でこ
のホルダ後端部のかしめ部により係止される絶縁ブッシ
ュとを備え、前記セラミックヒータ内の抵抗体の一端はヒータ後端面
に露呈され、前記外部接続端子の内方端に設けられる導
電性を有する金属片を介して電気的に接続されるととも
に、抵抗体の他端はヒータの後端側の大径部と先端側の
小径部との段差部付近の外周面に露呈され、この段差部
が前記ホルダ先端部に導電性を有するガスケットを介し
て係止されることによりこのガスケットを介して電気的
に接続され、前記セラミックヒータは、その段差部が前記ガスケット
を介してホルダ先端部に係止されるとともに、後端部に
前記金属片を介して外部接続端子を押付けた状態で、前
記絶縁ブッシュが前記ホルダ後端部のかしめ部により係
止されることにより固定されていることを特徴とするセ
ラミックヒータ型グロープラグ。
【請求項２】請求項１記載のセラミックヒータ型グロ
ープラグにおいて、外部接続端子の内方端は、セラミックヒータの後端面に
露呈される抵抗体の一端に、導電性を有する金属片を介
して電気的に接続されていることを特徴とするセラミッ
クヒータ型グロープラグ。
【請求項３】請求項１または請求項２記載のセラミッ
クヒータ型グロープラグにおいて、棒状セラミックヒータは、このヒータ先端側に埋設され
ている導電性セラミック材からなる第１の発熱体と、こ
の第１の発熱体に直列接続されかつこの第１の発熱体よ
りも正の抵抗温度係数の大きな導電性金属材からなる第
２の発熱体と、これら第１および第２の発熱体による抵
抗体の一端に接続されかつヒータ後端部まで延設されて
ヒータの後端面に露呈する第１のリード部と、抵抗体の
他端に接続されヒータの後端寄りの部分に露呈する第２
のリード部とを備えていることを特徴とするセラミック
ヒータ型グロープラグ。
【請求項４】請求項３記載のセラミックヒータ型グロ
ープラグにおいて、セラミックヒータにおける第１の発熱体を形成する導電
性セラミック材として、窒化ケイ素(Si₃N₄) を主成分と
するβサイアロンまたはαとβとの混相しているサイア
ロンに、導電性付与材としての窒化チタン(TiN) の含有
量を増減することにより、その固有抵抗を任意に選択す
ることができる導電性サイアロン(SiAlON)を用いたこと
を特徴とするセラミックヒータ型グロープラグ。