JPH01137585A - セラミックヒータと金属部材との嵌合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、セラミックヒータと金属部材との嵌合構造に
関し、とくに重両用内燃機関のシリンダーヘッドに取付
（）られるセラミツフグ［１−プラグに好適なセラミッ
クヒータと金属部材との嵌合構造にかかわる、。

（従来の技術１ 内燃機関とくにデイ−げルートンジンには、周知のよう
に始動補助装置としてセラミックグロープラグが採用さ
れている１、セラミックグロープラグ１００は、従来よ
り、第８図に示すごとく、自動中用デイ−ビルエンジン
のシリンダーヘッドに取イ４けられる中空の取付金具１
１０内に挿入された電気絶縁性のセラミック焼結体１２
０内に発熱抵抗線１３０および該発熱抵抗線１３０の端
子１４０を埋設してなるセラミックヒータ１５０と、セ
ラミック焼結体１２０に外嵌されると共に、発熱抵抗線
１３０と取付金具１１０とを接続する保持金具１６０と
からなり、嵌合面に露出された端子１４０の露出部１４
１と保持金具１６０とがろう何けされてなる。

［発明が解決しようとする問題点１ しかるに、上記構成のセラミックグロープラグ１００に
おいては、このセラミックグロープラグ１００が熱履歴
を受けるたびに、取付金具１１０および保持金員１６０
とセラミック焼結体１２０との熱膨張係数の差により生
ずる応力によって、保持金具１６０に端子１４０の露出
部１４１が矢印り向に引張られるため、端子１４０の露
出部１４１の近傍で断線等の不具合を発生し易いという
問題点があった。

本発明は、導電体の喘Ｐの断線などの不具合を防止する
セラミックヒータと金属部材との嵌合構造の１ν供を［
］的とする。

Ｌ問題点を解決するためのｆ段］ 本発明のヒラミックヒータと金属部材との嵌合溝Ｊ２ｉ
は、電気絶縁性のピラミック焼結体内に導電体を狸没し
てなるセラミックヒータと、前記焼結体に外嵌されると
共に、前記導電体への接続端子を兼ねた保持金具とから
なり、嵌合面に露出された前記４電体の端Ｔと前記保持
金員とがろう付けされてなるヒラミックヒータと金属部
材との嵌合構造において、前記導電体の端子の露出部は
、その両端が前記セラミック焼結体内に埋設されている
構成を採用した。

［竹田］ 本発明のセラミックヒータと金属部材との嵌合構造は上
記構成によりつぎのｎ用を有する。

ＩＦ電休体喘ｆの露出部が断線不良を生起する原因は、
熱履歴を受けるたびに、Ｓ電体への接続端子を兼ねた保
持金具とセラミック焼結体との熱膨張係数の差により生
ずる応力によって、導電体の端Ｆの露出部が引張られ、
断線に至るものであつた。そこで、断線を防止するため
に、保持金具とセラミック焼結体との熱膨張係数の差に
より生ずる応力に耐え得るように、導電体の端子とセラ
ミック焼結体との固着力を向上する必要がある。このた
め、導電体の端子の露出部の両端をセラミック焼結体に
埋設することによって、導電体の端子とセラミック焼結
体との固着力を向上させ、セラミックヒータと金属部材
との嵌合構造が熱履歴を受ける際、取イ・１金具に導電
体の端Ｐの露出部が引張られ、断線に芋ることを防止す
ることが可能となる。。

［発明の効果１ 本発明のセラミックヒータと金属部材との嵌合構造は上
記構成および信用によりつぎの効果を奏する。

導電体の喘ｆの露出部の両端をセラミック焼結体に埋設
することによって、熱履歴を受けるたびに、取付金具に
導電体の喘ｆの露出部が引張られることを防止できるの
で、導電体の端子の露出部の断ＦＡなどの不具合を防止
することができる、。

［実施例］ 本発明のセラミックヒータと金属部Ｈとの嵌合構造の実
施例を第１図ないし第７図に基づき説明する。　第１図
は本発明の第１実施例を適用した内燃開開とくにデイ−
ビルエンジンの始り１補助装麿であるセラミックグロー
プラグを示し、第２図はそのセラミックヒータを示す。

１はセラミックグロープラグを丞す。

２は外周に数句ねじ２１および六角状の頭部２２が形成
され、デーｒ　−１ｉル１ンジンのシリンダーヘッドに
取付けられる中空の取付金Ａを示し、Ａは取イ」金！：
Ｊ２の−・方側の中心に挿入されたセラミックヒータを
示し、３は取付金具２の使方側の中心に挿入され、外周
に雄ねじ３１が形成された棒状中心電極を示す。

このセラミックヒータＡは、取付金具２から先端部４１
が突出するように基部４２が取付金具２の中心に挿入さ
れた電気絶縁性の棒状セラミック焼結体４と、該廿ラミ
ック焼結体４に外嵌される保持金具８とを備える。。

セラミック焼結体４の先端部４１には、Ｓ電体であるコ
イル状発熱抵抗線５が略Ｕ字型に埋設され、基部４２に
は、陽電極取出線６および導電体の端ｆである陰電極取
出線γが埋設されている。

陽電極取出線６は、一方がわにセラミック焼結体４の基
部４２の端部４３で露出すると共に中心電極３に接続さ
れる露出部６１を有し、他方がわに発熱抵抗線５の端部
５１に接続されると共にセラミック焼結体４に埋設され
る埋設部６２を有する。露出部６１は、ニッケルメツ都
が施され、さらにリード線６３を銀ろう付けし、これを
介してセラミックグロープラグ１の中心電極３に接続さ
れている。

陰電極取出線７は、一方がわにセラミック焼結体４の基
部４２の保持金具８との嵌合面４４で露出する露出部７
１を有し、他方がわに発熱抵抗線５の端部５２に接続さ
れると共にセラミック焼結体４に埋設される埋設部７２
を有する。

露出部７１は、くの字型に折曲げられ、その先端１３、
および他端７４をセラミック焼結体４内にＪ！Ｊ段する
ことによってセラミック焼結体４との固着力を向」−さ
けている。陰電極取出線７は、露出部７１にニッケルメ
ツＥ　／Ｊ＜　ｍされている。

保持金具８４．Ｌ、セラミック焼結体４に外嵌されると
」（に、陰電極取出線７への接続端子をＡねており、こ
の保持金具８とＩ１２電極取出線１の露出部１１とｔｉ
銀ろう付けされている。

本実施例のセラミックグロープラグ１の製）貴方法は、
例えば窒化硅素（Ｓｉ３Ｎａ＞質のセラミック素地粉末
中に、例えばタンゲステン系のコイル状の発熱抵ＩＡｆ
１５、陽電極取出線６および陰電極取出線７をプレス成
型によって、埋設する。これをホットプレス焼成して、
略円柱状のセラミック焼結体４を製造する。つぎにセラ
ミック焼結体４の保持金具８との１択合而４４を研磨し
て、所定形状の棒状に成型し、セラミック焼結体４中に
埋設された陽′Ｆ１８ｉ取出線６および陰電極取出線７
を露出させ、これらの露出部６１．７１にニッケルメツ
↑を施した上、陰電極取出線γの露出部１１と保持金具
８とを銀ろう付げにより接合する。そして、中心電極３
を溶接した後、取付金具２内にセラミック焼結体４およ
び保持金具８を挿入して、取付金具２と保持金具８とを
ろう伺げにより接合してセラミックグロープラグ１を製
造する。

本実施例のセラミックグロープラグ１の作用を図に基づ
き説明する。

陰′Ｆｉ極取出線７の露出部１１が断線不良を生起する
原因は、セラミックグロープラグ１が熱履歴を受けるた
びに、セラミック焼結体４を保持し、デイ−ピル１ンジ
ンのシリンダーヘッドに取付けるための取付金具２とセ
ラミック焼結体４との熱部脹係数の差により生ｆる応力
によって、陰電極取出線７の露出部７１が引張られ、露
出部７１の近傍で中電極取出線が断線に至るものであっ
た。

そこで、断線を防止するために、取付金具２とセラミッ
ク焼結体４との熱部慝係数の差により生ずる応力に耐え
得るように、陰電極取出線ｌとセラミック焼結体４との
固着力を向上するため、陰電極取出線７の露出部７１の
先端７３をくの字型に折曲げて、露出部７１の両端７３
．７４をセラミック焼結体４内に埋設することによって
、陰電極取出線７とセラミック焼結体４どの固着力を向
トさせることにより、取１４金具２とけラミック焼結体
４との熱部１瓜係数のＺによりイ１−ヂる応）ｊに耐え
ることができる。

したがって、本実施例では、発熱抵抗線５および陰電極
取出線７の両端１３．７４が共に常時セラミック焼結体
４内に埋設されているので、断線秀の不具合の発生を防
止できる。

ここで、陰電極取出線７の露出部７１の両端７３、ｔ４
の折曲げ形状は、任意であるが、セラミック焼結体４の
大きざがφ３．５ａ＋ａ＋　Ｘ　Ｊ！　４０で、陰電極
取出ｌＱ７がφ０．３．の場合には、セラミック焼結体
４に埋設される先端７３の長さは、０．！１ｎｙ−３，
０ｍｍ、先端７３の埋設深さは、０．０５ａｎ以上とす
ることが耐久竹上好ましい。

ざらに、本出願人は、本実施例のセラミックグロープラ
グ１（ｘｌＯＯ本）と従来ＩＡ　造のセラミックグロー
プラグ（ｘ１００本）とを１分間の通電による加熱によ
り１２５０℃まで１１１渇し、１分間の非通電による冷
却により降温を繰り返す熱勺イクル耐久テストを実施し
た。

その結果、ノ１常に苛酷な条件下での耐久テストのため
、従来の構造のセラミックグロープラグは、１００００
回の熱サイクルで１００木中２本の電極取出線の断線が
発生した。本実施例のセラミックグロープラグ１は、１
００００回の熱サイクルまで１００本全て何ら不具合が
牛１．；なかった。

第３図は本発明のセラミックヒータと金属部材との嵌合
構造の第２実施例を適用したセラミックヒータを丞す。

（第１実施例と同−目能物は同番号を（Ｊす）本実施例
では、陰電極取出線７の露出部７１を一箇所のみくの字
型の折曲げてセラミック焼結体４内に露出部７１の両端
７３．７４を埋設し、研磨することによって、セラミッ
ク焼結体４と而−にしている。

第４図は本発明のセラミックヒータと金属部材との嵌合
構造の第３実施例を適用したセラミックヒータを承す１
゜ （第１実施例と同−機能物は同番岡を付す）本実施例で
は、陰電極取出線７の露出部７１の先端を角を付けて１
ｈ曲げると陰電極取出線７の材質にタンゲス１ンを用い
た場合は歪みが生ずるので、陰電極取出線７の露出部７
１の先端７３を円弧状に形成し、セラミック焼結体４内
に露出部７１の両端７３．７４をｌ’Ｊ設している。

第５図は本発明のヒラミックヒータと金属部材との１■
合購造の第４実施例を適用したセラミックヒータを示す
、。

（第１実施例と同−機能物は同番号を付す）本実施例で
は、陰電極取出線７の露出部７１の先端７３を折返して
、鉤状に形成し、セラミック焼結体４内に露出部７１の
両端７３．１４を埋設している。

第６図は本発明のセラミックヒータと金属部材との嵌合
構造の第５実施例を適用したセラミックヒータを示す。

（第１実施例と同−機能物は同番号を付す）本実施例で
は、陰電極取出線γの露出部７１の折曲げを三箇所で（
ｊい、セラミック焼結体４内に露出部７１の両端１３．
１４および中央１５を埋設することによって露出面７１
ａ、７ｔｈを三箇所にして、陰電極取出線７と取付金具
２との電気的接続をより確実に行う。

第７図は本発明のセラミックヒータと金属部材との嵌合
構造の第６実施例を適用したセラミックヒータを示す、
。

（第１実施例と同−機能物は同番号を付す）本実施例で
は、陰電極取出線７の露出部７１をコイル状に形成して
、セラミック焼結体４内に露出部７１の両端７３．７４
および中間７６．７１を埋設することによって陰電極取
出線１とセラミック焼結体４との固着力を向上させてい
る。

［他の実施例］ 本実施例で（ま、陰電極取出線７のみ本発明を採用して
いる。この叩出は、一般に陽電極取出線６がリード線６
３を介して中心電極３に接続されているため、中心電極
３とセラミック焼結体４との熱１ｍ＋１係数の差により
住ｆる応ツノが小さく、断線等の不見合が生じ難いから
である。この陽電極取出線６の露出部６１の先端をセラ
ミック焼結体４内にＪ！ｌ！設した場合にＩＬ陽雷極取
出線６の信頼性が向上することは言うまでｔ）すい。

本実施例では、陰電極取出線と取付金具との間に筒状保
持金具を介在させて電気的に接続したが、陰電極取出線
と取ト１金具との間に円弧状などの保持金具を介在させ
て電気的に接続してら良く、保持金具と取付金具とを一
体的に構成してら良い。

本発明は、上述した第１〜第６実施例に限定されるもの
ではなく、あるいはセラミックグロープラグに限定され
るものではなく、形状、材質、用途など本発明を逸脱し
ない範囲内で種々変更できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を適用したセラミックグロ
ープラグを示す断面図、第２図は本発明の第１実施例の
セラミックヒータのに部を示す断面図、第３図は本発明
の第２実施例のセラミックヒータの要部を示す断面図、
第４図は本発明の第３実施例のセラミックヒータの要部
を示す断面図、第５図は本発明の第４実施例のセラミッ
クヒータの要部を示す断面図、第６図は本発明の第５実
施例のセラミックヒータの要部を示す断面図、第７図は
本発明の第６実施例のセラミックヒータの要部を示す断
面図、第８図は従来のセラミックグロープラグを示す断
面図である。 図中 Ａ・・・セラミックヒータ　　１・・・セラミックグロ
ープラグ　２・・・取付金具　３・・・中心電極　４・
・・セラミック焼結体　５・・・発熱抵抗線（導電体）
　　６・・・陽電極取出線　７・・・陰電極取出線　８
・・・保持金具６１．７１・・・露出部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電気絶縁性のセラミック焼結体内に導電体を埋設し
   てなるセラミックヒータと、 前記焼結体に外嵌されると共に、前記導電体への接続端
   子を兼ねた保持金具とからなり、嵌合面に露出された前
   記導電体の端子と前記保持金具とがろう付けされてなる
   セラミックヒータと金属部材との嵌合構造において、 前記導電体の端子の露出部は、その両端が前記セラミッ
   ク焼結体内に埋設されていることを特徴とするセラミッ
   クヒータと金属部材との嵌合構造。 ２）前記導電体は、セラミックグロープラグの中空の取
   付金具内に前記保持金具を介して挿入された棒状セラミ
   ック焼結体の先端部に埋設された発熱抵抗線であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のセラミック
   ヒータと金属部材との嵌合構造。 ３）前記端子は、一端が前記発熱抵抗線に接続され、他
   端が前記セラミック焼結体の中間部の外周より露出し、
   該露出部で前記保持金具に接続された陰電極取出線であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のセラ
   ミックヒータと金属部材との嵌合構造。