JP4536065B2 - グロープラグ - Google Patents
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Description
また、上記グロープラグは、筒状部材の後端部が、中軸の後端側外周面に溶接により接合されている。これにより、高硬度の筒状部材と中軸とを強固に接合することが出来る。なお、筒状部材と中軸との溶接は、抵抗溶接、超音波溶接、レーザ溶接のいずれでも良く、筒状部材と中軸とが電気的に接続されていれば良い。
[図2]図1の要部を示す縦断面図である。
[図3]グロープラグ1のセラミックヒータ2の製造工程の説明図である。
[図4]図3に続く、グロープラグ1の製造工程の説明図である。
[図5]図1のグロープラグ1の第1変形例を示す縦断面図である。
[図6]図1のグロープラグ1の第2変形例を示す縦断面図である。
[図7]従来のグロープラグ90の説明図である。
図1は、本発明の一例であるグロープラグ1の内部構造を示すものである。また、図2は、その要部を拡大して示すものである。グロープラグ1は、主にセラミックヒータ2とこれを保持する外筒3、該外筒3を保持する主体金具4とセラミックヒータ2の後端側に配置された中軸5とを有する。
まず、筒状部材100の硬度と電気導通性との関係について調査した。Si3N4を主成分とするセラミックヒータ本体21に、WC等の導電性セラミックと絶縁性セラミックとからなる発熱部22及びリード部23、24を埋設させて棒状のセラミックヒータ2を作製した。なお、セラミックヒータ2は、直径3.3mm、長さ42mmであり、発熱部22はセラミックヒータ2の先端から1〜6mmの位置に埋設した。次に、そのセラミックヒータ2に対してビッカース硬度をそれぞれ異ならせた筒状部材100の先端部101を圧入した。この筒状部材100は、長さ6.5mm、直径4.0mm、内径3.2mmで、25℃でのビッカース硬度100HV、150HV、200HV、250HV、300HV、350HV、400HVのものをそれぞれ用意した。具体的には、ビッカース硬度100HVのものはSUS430の焼きなまし材、ビッカース硬度150HVのものはSUS430の加工硬化材、ビッカース硬度200HVのものはSUS430の加工硬化材、ビッカース硬度250HVのものはSUS430の加工硬化材、ビッカース硬度300HVのものはSUS630の溶体化材、ビッカース硬度350HVのものはSUS630の時効硬化材、ビッカース硬度400HVのものはSUS630の時効硬化材を用いた。なお、SUS430の焼きなまし材とは、引き抜き加工により所定の太さに形成されたSUS430の棒材に焼きなましを行い、その後切削により筒状に作成したものである。また、SUS430の加工硬化材とは、引き抜き加工により所定の太さに形成されたSUS430の棒材に焼きなましを行う。そして、引き抜き加工を再度行って所定の硬度にし、その後切削により筒状に作成したものである。また、SUS630の溶体化材は、SUS630の素材を溶体化し、その後切削加工にて形成したものである。さらに、SUS630の時効硬化材は、SUS630の素材を溶体化し、その後切削加工を行って所定の形状にする。そして、JIS G4303(1991年度版)に基づいて所定の硬度に時効処理を行って形成したものである。また、セラミックヒータ2と筒状部材100との重なり部の長さは4mmである。次に、筒状部材100の後端部102と中軸5とを溶接し、その後、外筒3及び主体金具4を接合して、グロープラグ1を作製した。
次に、ビッカース硬度が200HV以上の筒状部材100を用いたグロープラグ1の中軸5と主体金具4の固定手段と耐久性との関係について調べた。まず、実施例1に用いたビッカース硬度が100HV、200HV、300HVの筒状部材100を備えるグロープラグ1をそれぞれ10本用意する。なお、実施例としては、主体金具4と中軸5との固定手段として、本実施形態にて説明したゴム製(フッ素ゴム)のOリング6及び絶縁ブッシュ7を用いた。一方、比較例として、特許文献1のようなガラスシール96を用いた。そして、そのグロープラグ1をそれぞれ排気量3000ccの直噴コモンレール式(インタークーラ付ターボチャーヂャ)のディーゼルエンジンエンジンに取り付け、グロープラグ1に通電してエンジンを駆動させた。その後、グロープラグ1の通電を止めてセラミックヒータ2と筒状部材100との重なり部が100℃以下になるように保ちながら、エンジンを250時間駆動し続けた。そして、グロ−プラグ1をエンジンから取り外し、グロープラグ1のセラミックヒータ2にクラックが生じているか否かを観察し、クラックが生じているグロープラグ1の本数を数えた。結果を表2に示す。
本出願は、2004年2月19日出願の日本特許出願(特願2004−043378)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
Claims (5)
- 軸線方向に延びるセラミックヒータ本体と、該セラミック本体の先端部に埋設され、通電により発熱する発熱部と、該発熱部に一端が接続され、他端が該セラミックヒータ本体の後端部外周面に露出する一対のリード部と、を有する棒状のセラミックヒータと、
軸線方向に延びて外部と電気的に接続する棒状の中軸と、
前記セラミックヒータの後端側外周面に接合される先端部と、前記中軸の先端側外周面に接合される後端部とを有し、前記一対のリード部の一方と前記中軸とを電気的に接続する金属材料からなる筒状部材と、
を有するグロープラグにおいて、
前記筒状部材は、一定の内径を有しており、前記中軸の先端部の外周面に自身の内周面が接合され、25℃におけるビッカース硬度が200HV以上であり、
前記筒状部材の先端部は、前記セラミックヒータの後端側外周面に締まり嵌めにより接合され、
前記筒状部材の後端部は、前記中軸の先端側外周面に溶接により接合されていることを特徴とするグロープラグ。 - 請求項1に記載のグロープラグにおいて、
前記締まり嵌めが圧入であることを特徴とするグロープラグ。 - 請求項1又は2に記載のグロープラグにおいて、
前記セラミックヒータの先端部及び後端部とを突出させて保持する外筒と、
該外筒を保持するとともに、中軸の先端側を取り囲む主体金具と、
前記中軸と前記主体金具との間隙に位置するように配置された弾性部材と、
を有していることを特徴とするグロープラグ。 - 請求項3に記載のグロープラグにおいて、
前記弾性部材は、前記主体金具の後方向き面と係合するとともに、
前記弾性部材を押圧するようにして該弾性部材の後端側に配置された筒状の絶縁部材を有していることを特徴とするグロープラグ。 - 軸線方向に延びるセラミックヒータ本体と、該セラミック本体の先端部に埋設され、通電により発熱する発熱部と、該発熱部に一端が接続され、他端が該セラミックヒータ本体の後端部外周面に露出する一対のリード部と、を有する棒状のセラミックヒータと、
軸線方向に延びて外部と電気的に接続する棒状の中軸と、
前記セラミックヒータの後端側外周面に接合される筒状の先端部と、前記中軸の先端側外周面に接合される後端部とを有し、前記一対のリード部の一方と前記中軸とを電気的に接続する金属部材と、
を有するグロープラグにおいて、
前記金属部材は、一定の内径を有しており、前記中軸の先端部の外周面に自身の内周面が接合され、25℃におけるビッカース硬度が200HV以上であり、
前記金属部材の先端部は、前記セラミックヒータの後端側外周面に締まり嵌めにより接合され、
前記金属部材の後端部は、前記中軸の先端側外周面に溶接により接合されていることを特徴とするグロープラグ。
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