WO2012102109A1 - グロープラグ - Google Patents

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WO2012102109A1
WO2012102109A1 PCT/JP2012/050708 JP2012050708W WO2012102109A1 WO 2012102109 A1 WO2012102109 A1 WO 2012102109A1 JP 2012050708 W JP2012050708 W JP 2012050708W WO 2012102109 A1 WO2012102109 A1 WO 2012102109A1
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WO
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axis
contact member
contour
shaft hole
glow plug
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Ceased
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PCT/JP2012/050708
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English (en)
French (fr)
Inventor
勝照 伊藤
鈴木　啓之
岳 波多野
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP12739873.3A priority patent/EP2669578B1/en
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Priority to JP2012515276A priority patent/JP5806211B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines

Definitions

  • the present invention relates to a glow plug used for assisting in starting a diesel engine.
  • a glow plug used to assist the start of a diesel engine directly or indirectly holds a heater having a heating resistor at its tip at the tip of a cylindrical metal shell having a shaft hole.
  • a rod-shaped central shaft is inserted into the shaft hole of the metal shell, and is arranged in an insulated state from the metal shell.
  • One end of the middle shaft is connected to the rear end of the heater, and the other end projects from the rear end of the metal shell.
  • Two electrodes taken out from the heater are electrically connected to the metal shell and the central shaft, respectively.
  • an O-ring is disposed between the inner peripheral surface of the shaft hole and the middle shaft on the rear end side of the shaft hole in order to ensure airtightness through the shaft hole of the metal shell.
  • an insulating member for ensuring insulation between the metal shell and the center shaft is disposed between the inner peripheral surface of the shaft hole and the center shaft on the rear end side of the O-ring.
  • a tapered surface is provided at a portion where the inner peripheral surface of the shaft hole and the O-ring of the middle shaft are disposed.
  • the O-ring has a circular or elliptical cross section.
  • the O-ring is arranged in a narrow gap between the inner peripheral surface of the shaft hole and the middle shaft in the process of assembling the glow plug, there is a risk that twisting occurs in the circumferential direction of the O-ring.
  • an O-ring having a circular cross section or an oval O-ring surrounded by three contact surfaces has a substantially circular cross section when disposed. For this reason, the length interposed between the inner peripheral surface of the shaft hole and the middle shaft in the axial direction is shortened, and it is difficult to obtain the effect of suppressing the deflection of the middle shaft when external vibration is applied to the middle shaft. Even with a long tube-shaped anti-vibration rubber or the like in the axial direction, it is difficult to place such a member between the inner peripheral surface of the shaft hole and the central shaft, and the cost increases. there were.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and can improve the adhesion between the inner peripheral surface of the shaft hole of the metal shell and the center shaft, ensure the vibration isolation of the center shaft, and can be easily assembled.
  • An object is to provide a glow plug including a contact member.
  • a heater having a heating resistor that generates heat when energized is formed in a cylindrical shape having a shaft hole extending along the first axis that is the axis of the heater.
  • a contact member made of an insulating elastic member disposed in contact with each of the inner peripheral surface of the shaft hole and the middle shaft, and before the assembly to the glow plug
  • the abutting member of the abutting member When cutting along a plane including the second axis, which is a line, when the contour line of one of the two cross sections is viewed, the contact member is a contour portion that partially configures the contour line
  • the first contour portion extending in a curved shape having a radius of curvature R1 that swells radially outward while being along the second axis, and the radius of curvature R2 satisfying R1 ⁇ R2 while being along the second axis.
  • a glow plug is provided having a second contour that extends inwardly in a curved or linear shape.
  • the second contour portion having the curvature radius R2 extends along the second axis with a larger curvature radius than the first contour portion having the curvature radius R1. For this reason, when a contact member is pushed in along a 2nd axis, a 2nd contour part can function as a core which supports the whole contact member and suppresses a bending and entrainment. For this reason, in a 2nd outline part, it is suppressed that a contact member bends and wrinkles.
  • the contact member when the contact member is disposed between the inner peripheral surface of the shaft hole and the middle shaft, the thickness of the contact member in the radial direction perpendicular to the second axis is compressed. Since the first contour portion has a curved shape that swells outward in the radial direction of the contact member, deformation due to compression can be performed smoothly. In addition, since the thick part can be deformed so as to move to the thin side, there is no local deformation part with high internal stress, and the glow plug vibrates from the outside. Even if it receives, it is hard to occur that it cuts. Further, the contact member is in contact with two points (two surfaces) of the inner peripheral surface of the shaft hole and the central shaft. For this reason, when considering the airtightness of the shaft hole by the abutting member, it is not necessary to form a complicated seal surface on the metal shell or the middle shaft on the receiving side where the abutting member abuts. You can go down.
  • the contact member may have a length along the extending direction of the second axis that is longer than a length along the orthogonal direction of the second axis in the one cross section. In this way, when the contact member is disposed between the inner peripheral surface of the shaft hole and the middle shaft, the length interposed between the inner peripheral surface of the shaft hole and the middle shaft in the axial direction is made longer. Can be secured. For this reason, it is possible to more reliably hold the center shaft in the shaft hole, and it is possible to more reliably suppress the swing of the center shaft when external vibration is applied to the center shaft.
  • the central shaft is a portion disposed at a position facing the rear end portion of the inner peripheral surface of the shaft hole in the extending direction of the first axis of the metal shell, and is more than the other end portion.
  • the metal shell is a tapered portion that extends in a taper shape from the distal end side to the rear end side in the extending direction of the first axis at the rear end portion of the shaft hole rather than the end portion on the distal end side of the shoulder portion. May be further provided.
  • the abutting member may be arranged such that the second contour portion abuts on the middle shaft, and the first contour portion abuts on the inner peripheral surface of the shaft hole on the tip side of the taper portion.
  • the contact member is pivoted by the tapered portion when the contact member is disposed between the inner peripheral surface of the shaft hole and the center shaft. It can be guided to the center of the hole. Therefore, the axial deviation between the first axis and the center axis can be corrected via the contact member. Further, if the outer diameter of the rear end side body portion is defined to be larger than the inner diameter of the contact member, when the contact member is assembled to the glow plug, the inner diameter of the contact member is first widened at the shoulder portion. And can be brought into contact with the middle shaft.
  • the outer diameter of the contact member is constricted along the taper portion in a state where the contact member remains in contact with the middle shaft (that is, a state where there is no large gap between the middle shaft). There is no entanglement in the direction and no twist or wrinkle in the circumferential direction. Therefore, the contact member can reliably contact the inner peripheral surface of the shaft hole and the outer peripheral surface of the middle shaft, and airtightness can be reliably ensured through the shaft hole.
  • the contact member when the contour line of the contact member is viewed, the contact member is connected to the second contour portion at one end as a contour portion that partially configures the contour portion, and the one end Extending radially outward from the other end along the second axis, the other end connected to the first contour portion, and the connection point with the first contour portion is the extending direction of the second axis
  • a third contour portion that constitutes an end portion of the abutting member may be further provided.
  • the contour line may form a mirror image with reference to a center position in the extending direction of the second axis. That is, since the contact member has a symmetrical shape in the extending direction of the second axis, when the contact member is assembled to the glow plug, it is fitted to the rear end portion of the middle shaft regardless of the direction of the axis P direction. be able to. Therefore, it is possible to save the trouble of confirming the orientation when assembling.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a glow plug 1.
  • FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the rear end side of the glow plug 1. It is a figure which shows the contact member 7 before assembling
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the rear end side of the glow plug 1 in the process of assembling the contact member 7 to the glow plug 1.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the rear end side of the glow plug 1 in the process of assembling the contact member 7 to the glow plug 1. It is a figure which shows the contact member 107 before assembling
  • FIG. 1 the whole structure of the glow plug 1 as an example is demonstrated.
  • the drawings to be referred to are used for explaining the technical features that can be adopted by the present invention, and the structure of the glow plugs described is not intended to be limited only to them, but merely illustrative examples. is there.
  • the axis of the metal shell 4 is defined as the axis O, and the axis O is used as a reference for explaining the positional relationship, orientation, and direction of each component constituting the glow plug 1 assembled to the metal shell 4. To do.
  • the side where the ceramic heater 2 is disposed (the lower side in FIG. 1) is the tip side of the glow plug 1.
  • the axis O corresponds to the “first axis” of the present invention.
  • An axis P to be described later refers to the axis of the contact member 7 in a state before being assembled to the glow plug 1, and the process of assembling and after the assembling will be described with reference to the axis O.
  • the axis P corresponds to the “second axis” of the present invention.
  • a glow plug 1 shown in FIG. 1 is attached to a combustion chamber (not shown) of a direct injection type diesel engine, for example, and is used as a heat source for assisting ignition at engine start.
  • the glow plug 1 includes a metal shell 4, a holding member 8, a ceramic heater 2, a center shaft 3, a connection terminal 5, an insulating member 6, a contact member 7, and a connection ring 85.
  • the ceramic heater 2 has a round bar shape, and has a base 21 made of an insulating ceramic whose tip 22 is 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 includes a heating resistor 27 and lead portions 28 and 29.
  • the heating resistor 27 is disposed at the tip portion 22 of the ceramic heater 2, and both ends are folded back in a substantially U shape in accordance with the curved surface of the tip portion 22.
  • the lead portions 28 and 29 are connected to both ends of the heating resistor 27 and extend substantially parallel to each other toward the rear end portion 23 of the ceramic heater 2.
  • the cross-sectional area of the heat generating resistor 27 is formed to be smaller than the cross-sectional area of the lead portions 28 and 29, and heat is generated mainly in the heat generating resistor 27 when energized.
  • electrode extraction portions 25 and 26 protrude in the radial direction from the lead portions 28 and 29, respectively.
  • the electrode extraction portions 25 and 26 are exposed on the outer peripheral surface of the ceramic heater 2 at positions shifted from each other in the axis O direction.
  • the holding member 8 is made of a cylindrical metal member extending in the direction of the axis O, and holds the body portion of the ceramic heater 2 in the radial direction in its own cylindrical hole 84.
  • the front end portion 22 and the rear end portion 23 of the ceramic heater 2 are respectively exposed from both ends of the holding member 8.
  • a thick collar portion 82 is formed on the rear end side of the body portion 81 of the holding member 8. At the rear end of the collar portion 82, a stepped metal fitting portion 83 that engages with a tip portion 41 of the metal shell 4 described later is formed.
  • the electrode extraction portion 25 formed on the tip side is in contact with the inner peripheral surface of the cylindrical hole 84 of the holding member 8, and the electrode extraction portion 25 and the holding member 8 are in contact with each other. Electrically connected.
  • a metallic cylindrical connection ring 85 is press-fitted into the rear end portion 23 of the ceramic heater 2 exposed to the rear end side from the metal fitting engaging portion 83 of the holding member 8.
  • the electrode extraction part 26 of the ceramic heater 2 is in contact with the inner peripheral surface of the connection ring 85, and the electrode extraction part 26 and the connection ring 85 are electrically connected.
  • the electrode extraction portion 25 is electrically connected to the metal shell 4 by joining a distal end portion 41 of the metal shell 4 to be described later to a metal fitting engaging portion 83 of the holding member 8.
  • the connection ring 85 connected to the electrode extraction portion 26 is disposed in the metal shell 4, but the ceramic heater 2 and the metal shell 4 are positioned by the holding member 8, and the connection ring 85 and the metal shell 4 are directly connected. Is maintained in an insulated state.
  • the metal shell 4 is a long and thin cylindrical metal member having a shaft hole 43 penetrating in the direction of the axis O.
  • the front end portion 41 of the metal shell 4 is engaged with the outer periphery of the metal fitting engaging portion 83 of the holding member 8 described above, and is electrically connected to the electrode extraction portion 25 of the ceramic heater 2 via the holding member 8.
  • Laser welding is performed on the joint portion between the tip portion 41 and the metal fitting engagement portion 83, and the metal shell 4 and the holding member 8 are integrally joined.
  • the middle body portion 44 between the front end portion 41 and the rear end portion 45 of the metal shell 4 is formed long in the direction of the axis O, and the glow plug 1 is attached to the engine head (not shown) of the internal combustion engine on the rear end side outer peripheral surface.
  • the attachment part 42 in which the screw thread for attaching to is formed is provided.
  • a tool engaging portion 46 that engages with a tool used when the glow plug 1 is mounted on the engine head is formed with a hexagonal cross section.
  • a taper portion 47 is formed on the inner peripheral surface of the shaft hole 43 at the rear end portion 45 of the metal shell 4 so as to extend in a taper shape from the shaft hole 43 to the opening of the rear end 48.
  • the middle shaft 3 is a rod-shaped metal member extending in the direction of the axis O, and is inserted through the shaft hole 43 of the metal shell 4.
  • the middle body portion 33 between the front end portion 31 and the rear end portion 32 of the middle shaft 3 is formed to have a smaller outer diameter than the front end portion 31 and the rear end portion 32.
  • a small-diameter ring engagement portion 34 is formed at the distal end portion 31 to engage with the inner periphery of the connection ring 85. As the ring engaging portion 34 engages with the connection ring 85, the ceramic heater 2 and the middle shaft 3 are integrally coupled along the axis O via the connection ring 85.
  • the middle shaft 3 is electrically connected to the electrode extraction portion 26 of the ceramic heater 2 via the connection ring 85.
  • the middle shaft 3 and the metal shell 4 are directly maintained in an insulated state by the shaft hole 43.
  • the rear end portion 32 of the middle shaft 3 includes a connection end portion 36 that protrudes from the rear end 48 of the metal shell 4, and a connection base portion that connects between the connection end portion 36 and the middle body portion 33. 37.
  • the connecting end portion 36 is formed with a locking portion 39 having a knurled surface treatment on the outer peripheral surface.
  • the outer diameter of the connection end portion 36 including the locking portion 39 is smaller than the outer diameter of the connection base portion 37.
  • a shoulder 38 that connects the connection end 36 and the connection base 37 in a tapered shape is formed between the connection end 36 and the connection base 37.
  • the contact member 7 and the insulating member 6 are disposed at the rear end portion 32 of the middle shaft 3. Although the contact member 7 will be described later, the contact member 7 is disposed between the inner peripheral surface of the shaft hole 43 of the metal shell 4 and the connection base portion 37 of the middle shaft 3, and holds the middle shaft 3 in the shaft hole 43. While suppressing the deflection of the middle shaft 3, the airtightness of the shaft hole 43 is maintained.
  • the insulating member 6 is a cylindrical body formed of a member having heat resistance and insulating properties, such as nylon (registered trademark), for example, in order to prevent a short circuit due to contact between the metal shell 4 and the center shaft 3 and the connection terminal 5 (described later). It is.
  • the insulating member 6 is inserted through the rear end portion 32 of the middle shaft 3 and is positioned by contacting the tapered portion 63 provided on the outer periphery of the tapered portion 47 of the metal shell 4 with the taper portion 47 of the metal shell 4. Maintain insulation.
  • connection terminal 5 is disposed in contact with the rear end 65.
  • the connection terminal 5 and the metal shell 4 are maintained in an insulated state.
  • connection terminal 5 is fixed to the connection end 36 of the central shaft 3.
  • the connection terminal 5 has a cap-shaped body portion 52 that covers the connection end portion 36, and a pin-shaped protrusion 53 projects from the body portion 52 to the rear end side.
  • a flange portion 51 is provided that protrudes in the radial direction over the entire circumference.
  • connection terminal 5 is pressed inward from the outer periphery of the trunk portion 52 in a state where the connection terminal 5 is pressed toward the tip end in the axis O direction, and the inner peripheral surface of the trunk portion 52 is firmly attached to the locking portion 39 of the connection end portion 36. It is locked to. Since the locking portion 39 has a knurled shape, the fixing force of the body 52 to be pressed by crimping to the locking portion 39 is increased, and the connection terminal 5 and the central shaft 3 are fixed integrally, and both Electrically connected.
  • the glow plug 1 When the glow plug 1 is attached to the engine head (not shown), a plug cap (not shown) is fitted to the protrusion 53 of the connection terminal 5.
  • the heating element 24 (see FIG. 1) of the ceramic heater 2 is connected to one end side of the heating resistor 27 grounded to the engine via the holding member 8 and the metal shell 4, and to the plug cap via the connection terminal 5 and the middle shaft 3. When it is energized between the other end side connected, it generates heat.
  • the contact member 7 is a member disposed between the inner peripheral surface of the shaft hole 43 of the metal shell 4 and the connection base portion 37 of the middle shaft 3, and holds the middle shaft 3 in the shaft hole 43. While suppressing the deflection of the middle shaft 3, the airtightness of the shaft hole 43 is maintained.
  • the contact member 7 is formed in a cylindrical shape using a material having heat resistance, insulation and elasticity, for example, fluorine rubber, acrylic rubber, silicon rubber or the like.
  • the hardness of the contact member 7 is preferably 60 to 80 in Knoop hardness.
  • the abutting member 7 has a cylindrical shape having a cylindrical hole 76 extending in the extending direction of its own axis P (hereinafter also referred to as “axis P direction”), and is in a state before being assembled to the glow plug 1.
  • the cross-sectional shape is substantially D-shaped. More specifically, when the cylindrical contact member 7 is cut (divided) into two pieces along a plane including the axis P of the contact member 7, each piece has a cross section at two locations. In the present embodiment, attention is paid to one of the two cross sections 75 formed in the fragment, and when the outline 70 of the cross section 75 is viewed, the outline 70 has the following form.
  • the contour line 70 includes three contour portions, ie, a second contour portion 71, a first contour portion 72, and a third contour portion 73, as contour portions partially constituting the contour line 70 (line segments constituting the contour line).
  • the second contour portion 71 is a contour portion extending linearly along the axis P.
  • the first contour portion 72 is a contour portion that extends along the axis P, but extends in a curved shape that swells outward in the radial direction orthogonal to the axis P.
  • the third contour portion 73 is a contour portion that connects the second contour portion 71 and the first contour portion 72 at the end on the same side in the direction of the axis P, and has a curved shape that bulges outward in the cross section 75. Make. Moreover, the connection point of the 1st outline part 72 and the 3rd outline part 73 is made into the both ends of the up-and-down (front-rear) of the contact member 7 in the axis line P direction.
  • the first contour portion 72 is disposed on the outer side in the radial direction than the second contour portion 71, and the length in the axis P direction is longer than that of the second contour portion 71. Therefore, the third contour portion 73 extends radially outward from the end portion of the second contour portion 71 and is connected to the end portion of the first contour portion 72. Further, the contour line 70 forms a mirror image with reference to the center position in the direction of the axis P (indicated by a two-dot chain line AA in FIG. 3). That is, the contact member 7 has a symmetrical shape in the axis P direction.
  • the abutting member 7 having such a cross-sectional shape provides the following rules for the shapes of the second contour portion 71 and the first contour portion 72.
  • the first contour portion 72 is a curved contour portion that swells outward in the radial direction of the axis P, and the curvature radius of the first contour portion 72 is R1.
  • the second contour portion 71 is a contour portion extending linearly. However, if the second contour portion 71 is a curved contour portion having a radius of curvature R2, the second contour portion 71 is a curve with R2 being infinite. It can also be regarded as a contoured portion.
  • the relationship between the curvature radius R2 of the second contour portion 71 and the curvature radius R1 of the first contour portion 72 is defined to satisfy R1 ⁇ R2.
  • the first contour portion 72 that bulges outward in the radial direction has a larger bulge in the radial direction than the second contour portion 71 that swells linearly (expands radially inward according to the above assumption).
  • the cross-sectional shape of the contact member 7 it is defined that the length L1 along the extending direction of the axis P is longer than the length L2 along the orthogonal direction (that is, the radial direction) (that is, satisfying L1> L2). ing.
  • Such an abutting member 7 can be manufactured without requiring any particular change other than the method of manufacturing an ordinary O-ring and the shape of its mold.
  • compression molding for manufacturing a contact member 7 by compressing a mold having a shape corresponding to the outer shape of the contact member 7 from the upper and lower sides of the sheet made of fluororubber as a material.
  • the present invention is not limited thereto, and it is possible to use injection molding in which a material such as fluororubber is injected and molded into a split mold having a cavity whose internal shape is the shape of the contact member 7 described above. .
  • cutting out by cutting an annular member (ring) made of a material such as fluororubber.
  • the glow plug 1 having such a structure is roughly assembled as follows.
  • An element molded body that is the original form of the heating element 24 of the ceramic heater 2 is formed by injection molding using conductive ceramic powder, a binder, or the like as a raw material.
  • a base compact that is the original form of the base 21 of the ceramic heater 2 is formed as a two-part compact by die press molding using insulating ceramic powder as a raw material. In a state where the element molded body is held between the base molded body, it is pressed and compressed.
  • the ceramic heater 2 having a rod shape and a hemispherical tip is formed by polishing the outer peripheral surface through a baking process such as a binder removal process and a hot press.
  • the manufacturing method of the ceramic heater 2 can be changed as appropriate.
  • a method for producing a base molded body one molded body is previously molded and placed in a mold, an element molded body is placed thereon, further filled with an insulating ceramic powder, and press-compressed. Can be applied.
  • the ceramic heater 2 is press-fitted into a connection ring 85 formed of a steel material such as stainless steel in a pipe shape, and the connection ring 85 and the electrode extraction portion 26 are electrically connected.
  • the ceramic heater 2 is press-fitted into the holding member 8 formed in a predetermined shape, and the holding member 8 and the electrode extraction portion 25 are electrically connected.
  • the central shaft 3 is formed by subjecting a rod-shaped member made of an iron-based material (for example, Fe—Cr—Mo steel) cut to a certain size to plastic processing, cutting, or the like. In a state where the ring engaging portion 34 of the middle shaft 3 is engaged with the connection ring 85 fitted to the ceramic heater 2, the matching portion is laser-welded so that the middle shaft 3 and the ceramic heater 2 are joined together.
  • a cylindrical metal shell 4 is formed from an iron-based material such as S45C, and a thread is rolled on the mounting portion 42. Further, a taper portion 47 is formed on the inner peripheral surface of the shaft hole 43 at the rear end portion 45 of the metallic shell 4 by cutting or the like so as to extend from the shaft hole 43 to the opening of the rear end 48.
  • the central shaft 3 integrated with the ceramic heater 2 and the like is inserted into the shaft hole 43 of the metal shell 4.
  • the joining portion of the metal shell 4 and the holding member 8 is laser welded, and both are joined together.
  • the contact member 7 is fitted to the rear end portion 32 of the middle shaft 3 protruding from the rear end 48 of the metal shell 4.
  • the contact member 7 since the contact member 7 has a symmetrical shape (enantiomer) in the direction of the axis P, the orientation in the direction of the axis P when the contact member 7 is fitted to the rear end portion 32 of the middle shaft 3. Is not questioned.
  • the inner diameter C ⁇ b> 1 of the cylindrical hole 76 of the contact member 7 is formed larger than the outer diameter C ⁇ b> 2 of the connection end portion 36 of the middle shaft 3.
  • the tip position B1 (shoulder portion 38) of the shoulder portion 38 of the middle shaft 3 is more than the tip position B2 of the taper portion 47 of the metal shell 4 (corresponding to the start position of the taper portion 47 in the shaft hole 43).
  • the connection base 37 corresponds to the boundary). Therefore, after the connection end portion 36 is inserted, the contact member 7 reaches the shoulder portion 38 of the middle shaft 3 before contacting the tapered portion 47 of the metal shell 4.
  • the inner diameter C1 of the cylindrical hole 76 of the contact member 7 is formed to be smaller than the outer diameter C3 of the connection base portion 37 of the middle shaft 3. Therefore, the abutting member 7 that has reached the shoulder portion 38 is further pushed toward the distal end side in the direction of the axis O, so that the cylindrical hole 76 is pushed and expanded along the taper of the shoulder portion 38.
  • the third contour portion 73 (see FIG. 3) in the cross section 75 of the contact member 7 is pressed against the tapered shoulder portion 38. Since the third contour portion 73 has a curved shape that swells outward in the cross section 75, the inner diameter of the contact member 7 can be smoothly spread along the taper of the shoulder portion 38.
  • the first contour portion 72 has a curved shape with a curvature radius R ⁇ b> 1 that swells outward in the radial direction of the contact member 7. Therefore, the deformation in which the radial thickness of the abutting member 7 is compressed is smoother than that of the second contour portion 71 having a linear shape (the curvature radius R2 is infinite in the case of a curved shape). Can be done.
  • the abutting member 7 is in a state where the inner diameter is first widened by the shoulder portion 38 of the middle shaft 3 and the inner peripheral surface of the cylindrical hole 76 is in contact with the outer peripheral surface of the connection base portion 37.
  • the contact member 7 Since the outer diameter is narrowed by the taper portion 47 of the metal shell 4 in the state as it is (that is, in a state where there is no large gap between the center shaft 3), the contact member 7 is caught inwardly. It does not occur and no circumferential twist or wrinkle occurs.
  • the pressing of the contact member 7 between the inner peripheral surface of the shaft hole 43 and the connection base 37 may be performed using a jig, or may be performed by the insulating member 6 as shown in FIG. Good.
  • the second contour portion 71 of the contact member 7 is linear along the axis P of the contact member 7. Therefore, when the contact member 7 is pushed in along the axis O and mainly in the direction along its own axis P, the second contour portion 71 supports the entire contact member and suppresses bending and entanglement. Can function as. For this reason, in the 2nd outline part 71, it is suppressed that the contact member 7 bends and wrinkles.
  • the contact member 7 when the contact member 7 is disposed between the inner peripheral surface of the shaft hole 43 and the connection base portion 37, the contact member 7 is guided to the center of the shaft hole 43 by the tapered portion 47 of the metal shell 4. The For this reason, for example, even when an axis deviation occurs between the axis O of the metal shell 4 and the axis of the middle shaft 3, the middle shaft 3 is guided to the center of the shaft hole 43 via the contact member 7. An axial deviation from the third axis can be corrected.
  • the contact member 7 since the contact member 7 has the first contour portion 72 having a radius of curvature R1 and bulging outward in the radial direction in its cross section, it can be elastically deformed smoothly. Furthermore, by having the linear second contour portion 71, the second contour portion 71 is reliably disposed between the inner peripheral surface of the shaft hole 43 and the connection base portion 37 without causing bending or wrinkling. Further, the radial thickness of the contact member 7 in which the outline 70 of the cross section before assembly is D-shaped is compressed and deformed so as to be flattened along the axis P. Therefore, deformation is performed such that the thickest portion (near the center in the direction of the axis P) moves to the thin side (both ends in the direction of the axis P).
  • the contact member 7 does not produce a deformed portion having a high internal stress locally, and is unlikely to break even when the glow plug 1 receives vibration or the like from the outside.
  • the assembled contact member 7 does not maintain the shape of the mirror image body in the direction of the axis P, and by such deformation, the contact member 7 reliably adheres to both the inner peripheral surface of the shaft hole 43 and the connection base portion 37. Therefore, sufficient resistance can be obtained for both the outer peripheral surface of the connection base 37 and the inner peripheral surface of the inner peripheral surface of the shaft hole 43. For this reason, the abutting member 7 can reliably hold the middle shaft 3 in the shaft hole 43, and can suppress the deflection of the middle shaft 3 when the glow plug 1 receives vibration or the like from the outside.
  • the contact member 7 is provided at two points in the radial direction between the outer peripheral surface of the connection base portion 37 of the middle shaft 3 that surrounds the circumference of the axis O and the inner peripheral surface of the shaft hole 43 of the metal shell 4. And a contact surface between the connection base 37 and the inner peripheral surface of the shaft hole 43.
  • the positional displacement of the contact member 7 may occur due to vibration associated with the use of the glow plug 1.
  • the contact member 7 having a contact surface between the connection base portion 37 and the inner peripheral surface of the shaft hole 43 at two points in the radial direction can maintain the size of the contact surface only by shifting the contact position between them. Can do.
  • the contact member 7 can maintain the state contact
  • the contact member 7 satisfies L1> L2
  • L1> L2 when the contact member 7 is disposed between the inner peripheral surface of the shaft hole 43 and the middle shaft 3, the inner periphery of the shaft hole 43 in the direction along the axis O.
  • the length interposed between the surface and the middle shaft 3 can be secured longer. For this reason, the middle shaft 3 can be more reliably held in the shaft hole 43, and the shake of the middle shaft 3 when external vibration is applied to the middle shaft 3 can be more reliably suppressed.
  • the insulating member 6 When the contact member 7 is disposed between the inner peripheral surface of the shaft hole 43 and the connection base portion 37, the insulating member 6 is fitted to the rear end portion 32 of the middle shaft 3 as shown in FIG. 2.
  • the taper portion 63 of the insulating member 6 is in contact with the taper portion 47 of the metal shell 4 and is positioned, and is fitted to the rear end portion 32 of the middle shaft 3.
  • the body portion 52 of the connection terminal 5 is crimped, and the connection terminal 5 is fixed to the connection end portion 36 of the center shaft 3 to complete the glow plug 1.
  • the contact member 7 has a shape in which both upper and lower (front and rear) ends thereof are connection points between the first contour portion 72 and the third contour portion 73.
  • the ratio of the third contour portion 73 to the contour line 70 may be further increased so that the upper and lower end portions in the direction of the axis P constitute the third contour portion.
  • the contour portion 170 of the cross section 175 in the contour portion 170 of the cross section 175, there is no third contour portion, and the second contour portion 171 and the first contour portion 172 are directly connected. It may have a D-shape.
  • the contour portion 270 of the cross section 275 does not form a mirror body with respect to the center position in the axis P direction, that is, has an asymmetric shape in the axis P direction. May be.
  • the second contour portion 371 may have a curved shape with a radius of curvature R2 that swells inward in the radial direction.
  • the relationship between the radius of curvature R1 of the first contour portion 372 bulging outward in the radial direction and the radius of curvature R2 of the second contour portion 371 may satisfy R1 ⁇ R2, as in the present embodiment.
  • the first contour portion 372 having a larger bulge than the second contour portion 371 is elastically deformed smoothly.
  • the second contour portion 371 having a smaller bulge than the first contour portion 372 and closer to a linear shape can function as a core that supports the entire contact member and suppresses bending and entanglement.
  • the contact members 107, 207, and 307 shown in FIGS. 6, 7, and 8 are the same as the contact member 7 of the present embodiment shown in FIG. That is, in the cross section, the length L1 in the extending direction of the axis P is longer than the length L2 in the orthogonal direction (radial direction), that is, a flat shape (L1> L2) short in the radial direction. More preferably, the configuration is such that the radial length L2 in the cross section is not more than half the length P1 in the axis P direction (L1 / 2 ⁇ L2). However, depending on the selection of materials and the configuration of details, this relationship (half of the length in the direction of the axis P> diameter in the radial direction (L1 / 2 ⁇ L2)) may deviate in a range satisfying L1> L2.
  • the glow plug 1 includes the ceramic heater 2, but the glow plug 1 is not limited thereto, and a sheathed heater in which a coiled heating resistor and a control resistor are arranged in a metal sheath tube whose tip is closed in a hemispherical shape. You may prepare. Moreover, the glow plug of the form which does not have the holding member 8 but hold
  • a hook-shaped or protruding stopper that may cause a slight step may be provided on the distal end side of the connection base portion 37 of the middle shaft 3. In this way, even if the contact member 7 is displaced due to vibration or the like, for example, it is possible to prevent the contact member 7 from being moved to the middle barrel portion 33 side by the stopper. Further, the contact member 7 may be disposed in a non-contact state with the insulating member 6 between the inner peripheral surface of the shaft hole 43 and the connection base portion 37.
  • the contact member 7 of the present embodiment is premised on securing the airtightness of the shaft hole 43, and it is preferable to hold the middle shaft 3 and suppress the deflection of the middle shaft 3 in the radial direction. Therefore, when the contact member 7 is configured to continuously adhere to each of the inner peripheral surface of the shaft hole 43 and the outer peripheral surface of the central shaft 3 while making a round in the circumferential direction of the axis O, the vibration-proof property and the air-tightness. Can be ensured.
  • the tip 31 corresponds to “one end” and the connection end 36 corresponds to “other end”.
  • the connection base 37 corresponds to a “rear end body”.

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Abstract

　当接部材７は、断面７５の輪郭線７０が、直線状の第二輪郭部７１と、径方向に膨らむ曲線状の第一輪郭部７２と、第二輪郭部７１と第一輪郭部７２とを接続する曲線状の第三輪郭部７３とから構成される。当接部材７を主体金具４の軸孔４３の内周面と中軸３の接続基部３７との間に配置するため押し込む際に、直線状の第二輪郭部７１が芯として機能し、巻き込みや曲がりを生じない。また、第一輪郭部７２が曲線状であるので径方向の厚みを圧縮する変形がスムーズになされ、局部的に内部応力の高い変形部分を生じない。また、中軸３の肩部３８によって内径が広げられてから主体金具４のテーパ部４７に外径が窄められるので、ねじれやシワを生じない。

Description

グロープラグ
　本発明は、ディーゼルエンジンの始動の補助に用いるグロープラグに関するものである。
　ディーゼルエンジンの始動を補助するために使用されるグロープラグは、発熱抵抗体を自身の先端部に有するヒータを、軸孔を有する筒状の主体金具の先端部において直接または間接的に保持する。主体金具の軸孔には棒状の中軸が挿通され、主体金具とは絶縁された状態で配置される。中軸の一端部はヒータの後端部に接続され、他端部は、主体金具の後端から突出される。ヒータから取り出される２つの電極が、主体金具と中軸とのそれぞれに電気的に接続されている。
　このような構成のグロープラグでは、主体金具の軸孔を介した気密性を確保するため、軸孔の後端側において、軸孔の内周面と中軸との間にＯリングが配置される。さらに、主体金具と中軸との間の絶縁を確保するための絶縁部材が、Ｏリングの後端側にて、軸孔の内周面と中軸との間に配置される。軸孔の内周面や中軸のＯリングが配置される部位にはテーパ面が設けられている。絶縁部材の端面によってＯリングがテーパ面へ向けて押圧されることによって、軸孔の内周面と中軸と絶縁部材との３つの接触面のそれぞれに対するＯリングの密着性が確保されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００７－２９２４４４号公報
　しかしながら、軸孔の内周面と中軸と絶縁部材との３つの接触面でＯリングを囲う構成では、Ｏリングを圧縮した場合に変形部位の逃げ場を確保しづらい。このため、Ｏリングに対する各接触面の配置位置を精度よく位置決めする必要がある。例えば、軸孔の内周面と中軸との間に絶縁部材を強く押し込んだ場合、Ｏリングを配置したときの大きさが小さくなる。Ｏリングが接触面間の狭い間隙に入り込むように変形し、変形部位の内部応力が高まり、Ｏリングが切れてしまう虞がある。一方、絶縁部材の押し込みが緩い場合、Ｏリングを配置したときの大きさが大きくなる。Ｏリングが各接触面に対して十分に密着状態を維持できず、すき間を生じ、気密性を確保できなくなる虞がある。
　また、従来のグロープラグではＯリングの断面を円形状や楕円形状としている。グロープラグの組み立て過程においてＯリングを軸孔の内周面と中軸との狭い間隙に配置する際に、Ｏリングの周方向においてねじれを生じてしまう虞があった。また、Ｏリングの断面が円形状であったり、３つの接触面で囲われて配置される楕円形状のＯリングは配置時には断面が略円形状をなす。このため、軸方向において軸孔の内周面と中軸との間に介在する長さが短くなり、外部からの振動が中軸に加わった場合の中軸の振れを抑制する効果が得られにくい。軸方向に長いチューブ状の防振ゴム等を併用しても、このような形態の部材は軸孔の内周面と中軸との間に配置しにくく、また、コストがかかってしまうという問題があった。
　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、主体金具の軸孔の内周面と中軸とに対する密着性を高められ、中軸の防振性を確保でき、組み付けが容易な当接部材を備えるグロープラグを提供することを目的とする。
　本発明の実施態様によれば、通電によって発熱する発熱抵抗体を自身の先端部に有するヒータと、自身の軸線である第１軸線に沿って延びる軸孔を有する筒状に形成され、自身の先端部において前記ヒータを直接または間接的に保持する主体金具と、棒状に形成され、前記主体金具の前記軸孔に当該軸孔の内周面に対し間隙をおいて配置されると共に、自身の一端部が前記ヒータの後端部に接続され、自身の他端部が前記主体金具の後端から突出される中軸と、環状に形成され、前記軸孔の後端部において前記軸孔に挿入されて、前記軸孔の内周面と前記中軸とのそれぞれに当接した状態に配置される絶縁性の弾性部材からなる当接部材と、を備えるグロープラグであって、グロープラグに組み付ける前の前記当接部材を、前記当接部材の軸線である第２軸線を含む平面にて切断した場合に、２つの断面のうちの一方の断面の輪郭線をみたときに、前記当接部材は、前記輪郭線を部分的に構成する輪郭部として、前記第２軸線に沿いつつも径方向外向きに膨らむ曲率半径Ｒ１の曲線状に延びる第一輪郭部と、前記第２軸線に沿いつつも、曲率半径Ｒ２がＲ１＜Ｒ２を満たして径方向内向きに膨らむ曲線状または直線状に延びる第二輪郭部と、を有するグロープラグが提供される。
　本実施態様において、曲率半径Ｒ２の第二輪郭部が、曲率半径Ｒ１の第一輪郭部に比べてより大きな曲率半径で、第２軸線に沿って延びる。このため、当接部材が第２軸線に沿って押し込まれる際に、第二輪郭部が、当接部材の全体を支えて曲がりや巻き込みを抑制する芯として機能することができる。このため、第二輪郭部において、当接部材に曲がりやシワを生じたりすることが抑制される。
　また、当接部材を軸孔の内周面と中軸との間に配置する際に、当接部材は第２軸線に垂直な径方向の厚みが圧縮されることになる。第一輪郭部が当接部材の径方向の外側に膨らむ曲線状を有しているので、圧縮による変形をスムーズに行うことができる。また、変形の際には、厚みの厚い部分が薄い側へ移動するような変形をすることができるので、局部的に内部応力の高い変形部分を生ずることがなく、グロープラグが外部から振動等を受けても、切れてしまうことが生じ難い。また、当接部材が接するのは軸孔の内周面と中軸の２点（２面）である。このため、当接部材による軸孔の気密性を考慮した場合に、当接部材の当接する受け側となる主体金具や中軸に複雑なシール面を形成しなくとも済むので、加工が容易でコストダウンを図ることができる。
　本実施態様において、前記当接部材は、前記一方の断面において、前記第２軸線の延伸方向に沿う長さが前記第２軸線の直交方向に沿う長さよりも長くてもよい。このようにすれば、当接部材を軸孔の内周面と中軸との間に配置した場合に、軸方向において軸孔の内周面と中軸との間に介在する長さを、より長く確保することができる。このため、軸孔内で中軸をより確実に保持することができ、外部からの振動が中軸に加わった場合の中軸の振れを、より確実に抑制することができる。
　本実施態様において、前記中軸は、前記主体金具の前記第１軸線の延伸方向において前記軸孔の内周面の前記後端部と向き合う位置に配置される部位であり、前記他端部よりも前記径方向に大きく形成される後端側胴部と、前記後端側胴部と前記他端部とをテーパ状に結ぶ肩部と、をさらに備えてもよい。前記主体金具は、前記軸孔の前記後端部において、前記肩部の先端側の端部よりも先端側から、前記第１軸線の延伸方向の後端側へ向けてテーパ状に広がるテーパ部をさらに備えてもよい。前記当接部材は、前記第二輪郭部が前記中軸と当接し、前記第一輪郭部が前記テーパ部よりも先端側で前記軸孔の内周面と当接して配置されていてもよい。
　例えば主体金具の第１軸線と中軸の軸線とに軸ずれが生じた場合でも、軸孔の内周面と中軸との間に当接部材を配置する際に、テーパ部によって当接部材を軸孔の中央に案内することができる。よって当接部材を介し、第１軸線と中軸の軸線との軸ずれを矯正することができる。また、後端側胴部の外径が当接部材の内径よりも大きくなるように規定すれば、当接部材をグロープラグに組み付ける際に、まず、肩部において、当接部材の内径を広げさせ、中軸に当接した状態にすることができる。そして当接部材は中軸に当接したままの状態（すなわち中軸との間に大きな間隙を有さない状態）でテーパ部に沿って外径が窄められることになるので、当接部材に内向きの巻き込みが生ずることがなく、周方向のねじれやシワを生じない。ゆえに、当接部材は軸孔の内周面と中軸の外周面とに確実に当接することができ、軸孔を介した気密性の確保を確実に行うことができる。
　本実施態様において、前記当接部材の前記輪郭線をみたときに、前記当接部材は、前記輪郭部を部分的に構成する輪郭部として、一端が前記第二輪郭部に接続し、前記一端から他端にかけて前記第２軸線に沿いつつも前記径方向外向きに延び、前記他端が前記第一輪郭部に接続し、前記第一輪郭部との接続点が前記第２軸線の延伸方向における前記当接部材の端部をなす第三輪郭部をさらに備えてもよい。当接部材をグロープラグに組み付ける際に、当接部材がまず肩部に当たる。その際に、肩部には、第２軸線に沿いつつも径方向外向きに延びる第三輪郭部が当接する。このため、肩部に対する摩擦が小さく、肩部に引っかかって内向きの巻き込みを生じてしまうことを防止できる。
　本実施態様において、前記輪郭線は、前記第２軸線の延伸方向における中央の位置を基準に鏡像体をなしてもよい。すなわち、当接部材が第２軸線の延伸方向において対称な形状を有しているので、当接部材をグロープラグに組み付ける際に、軸線Ｐ方向の向きを問わずに中軸の後端部に嵌めることができる。よって、組み付け時に向きを確認して揃える手間を省くことができる。
グロープラグ１の縦断面図である。 グロープラグ１の後端側を拡大して見た断面図である。 グロープラグ１に組み付ける前の当接部材７を斜視および断面で示す図である。 グロープラグ１に当接部材７を組み付ける過程において、グロープラグ１の後端側を拡大して見た断面図である。 グロープラグ１に当接部材７を組み付ける過程において、グロープラグ１の後端側を拡大して見た断面図である。 グロープラグ１に組み付ける前の当接部材１０７を斜視および断面で示す図である。 グロープラグ１に組み付ける前の当接部材２０７を斜視および断面で示す図である。 グロープラグ１に組み付ける前の当接部材３０７を斜視および断面で示す図である。
　以下、本発明を具体化したグロープラグの一実施の形態について、図面を参照して説明する。図１，図２を参照して、一例としてのグロープラグ１の全体の構造について説明する。なお、参照する図面は、本発明が採用し得る技術的特徴を説明するために用いるものであり、記載しているグロープラグの構成等は、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。以下の説明では、主体金具４の軸線を軸線Ｏとし、軸線Ｏを、主体金具４に組み付けられた、グロープラグ１を構成する各部品の位置関係や向き、方向を説明する上での基準とする。軸線Ｏの延伸方向（以下、「軸線Ｏ方向」ともいう）において、セラミックヒータ２の配置された側（図１における下側）をグロープラグ１の先端側とする。なお、この軸線Ｏが本発明の「第１軸線」に相当する。また、後述する軸線Ｐは、グロープラグ１に組み付け前の状態における当接部材７の軸線を指し、組み付けの過程および組み付け後においては軸線Ｏを基準に説明を行うものとする。軸線Ｐが本発明の「第２軸線」に相当する。
　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の燃焼室（図示外）に取り付けられ、エンジン始動時の点火を補助する熱源として利用される。グロープラグ１は、主体金具４と、保持部材８と、セラミックヒータ２と、中軸３と、接続端子５と、絶縁部材６と、当接部材７と、接続リング８５とを備える。
　まず、セラミックヒータ２について説明する。セラミックヒータ２は丸棒状をなし、先端部２２が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。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。発熱素子２４は、発熱抵抗体２７と、リード部２８，２９とからなる。発熱抵抗体２７はセラミックヒータ２の先端部２２に配置され、先端部２２の曲面にあわせて両端が略Ｕ字状に折り返されている。リード部２８，２９は発熱抵抗体２７の両端にそれぞれ接続され、セラミックヒータ２の後端部２３へ向けて互いに略平行に延設されている。発熱抵抗体２７の断面積は、リード部２８，２９の断面積よりも小さくなるように成形されており、通電時、主に発熱抵抗体２７において発熱が行われる。また、セラミックヒータ２の中央より後端側において、リード部２８，２９のそれぞれから電極取出部２５，２６が径方向に突出されている。電極取出部２５，２６は、軸線Ｏ方向において互いにずれた位置にて、セラミックヒータ２の外周面に露出されている。
　次に、保持部材８について説明する。保持部材８は軸線Ｏ方向に延びる円筒状の金属部材からなり、自身の筒孔８４内にてセラミックヒータ２の胴部分を径方向に保持する。セラミックヒータ２の先端部２２および後端部２３は、保持部材８の両端からそれぞれ露出している。保持部材８の胴部８１の後端側には、肉厚の鍔部８２が形成されている。鍔部８２の後端には、後述する主体金具４の先端部４１に係合する段状の金具係合部８３が形成されている。セラミックヒータ２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、保持部材８の筒孔８４内周面に接触されており、電極取出部２５と保持部材８とが電気的に接続されている。
　また、保持部材８の金具係合部８３から後端側に露出されたセラミックヒータ２の後端部２３には、金属製で筒状の接続リング８５が圧入によって嵌められている。セラミックヒータ２の電極取出部２６は接続リング８５の内周面に接触されており、電極取出部２６と接続リング８５とが電気的に接続されている。後述する主体金具４の先端部４１が保持部材８の金具係合部８３に接合されることによって、電極取出部２５は、主体金具４と電気的に接続される。電極取出部２６に接続された接続リング８５は主体金具４内に配置されるが、保持部材８によってセラミックヒータ２と主体金具４とが位置決められ、接続リング８５と主体金具４とは直接的には絶縁状態に維持される。
　次に、主体金具４について説明する。主体金具４は、軸線Ｏ方向に貫通する軸孔４３を有する長細い筒状の金属部材である。主体金具４の先端部４１は、その内周が前述した保持部材８の金具係合部８３の外周に係合され、保持部材８を介してセラミックヒータ２の電極取出部２５と電気的に接続されている。先端部４１と金具係合部８３との合わせ部位にはレーザ溶接が施されており、主体金具４と保持部材８とが一体に接合されている。主体金具４の先端部４１と後端部４５との間の中胴部４４は軸線Ｏ方向に長く形成されており、後端側外周面に、グロープラグ１を内燃機関のエンジンヘッド（図示外）に取り付けるためのねじ山が形成された取付部４２が設けられている。取付部４２よりも後端側には、グロープラグ１をエンジンヘッドに取り付ける際に使用される工具が係合する工具係合部４６がその断面形状を六角形状にして形成されている。図２に示すように、主体金具４の後端部４５における軸孔４３の内周面に、軸孔４３から後端４８の開口にかけてテーパ状に広がるテーパ部４７が形成されている。
　次に、中軸３について説明する。図１に示すように、中軸３は軸線Ｏ方向に延びる棒状の金属部材であり、主体金具４の軸孔４３に挿通される。中軸３の先端部３１と後端部３２との間の中胴部３３は、先端部３１および後端部３２と比べ、外径が細く形成されている。先端部３１には、その先端に、接続リング８５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。リング係合部３４が接続リング８５に係合することで、セラミックヒータ２と中軸３とが接続リング８５を介して軸線Ｏに沿って一体に連結される。なお、図示しないが、先端部３１と接続リング８５との合わせ部位にはレーザ溶接が施されており、先端部３１と接続リング８５とが一体に接合されている。これにより、中軸３は、接続リング８５を介し、セラミックヒータ２の電極取出部２６と電気的に接続されている。上記したように、セラミックヒータ２と主体金具４とが保持部材８に位置決められるので、軸孔４３で、中軸３と主体金具４とは直接的には絶縁状態に維持される。
　図２に示すように、中軸３の後端部３２は、主体金具４の後端４８から突出される接続端部３６と、接続端部３６と中胴部３３との間を接続する接続基部３７とを有する。接続端部３６には、外周面にローレット状の表面加工を施した係止部３９が形成されている。係止部３９を含め、接続端部３６の外径は、接続基部３７の外径と比べて小さい。接続端部３６と接続基部３７との間には、接続端部３６と接続基部３７とをテーパ状に接続する肩部３８が形成されている。
　中軸３の後端部３２には当接部材７と絶縁部材６とが配置される。当接部材７については後述するが、当接部材７は主体金具４の軸孔４３の内周面と中軸３の接続基部３７との間に配置され、軸孔４３で中軸３を保持して中軸３の振れを抑制するとともに、軸孔４３の気密性を保つ。
　絶縁部材６は、主体金具４と中軸３および接続端子５（後述）との接触による短絡を防止するため、例えばナイロン（登録商標）等、耐熱性および絶縁性を有する部材から形成される筒体である。絶縁部材６は中軸３の後端部３２を挿通し、主体金具４のテーパ部４７に、自身の外周に設けられたテーパ部６３が当接することで位置決めされ、主体金具４と中軸３とを絶縁状態に維持する。この状態で、絶縁部材６の後端６５は主体金具４の後端４８よりも後方に突出して配置され、接続端子５の鍔部５１（後述）が後端６５に当接した状態に配置されることで、接続端子５と主体金具４とが絶縁状態に維持される。
　中軸３の接続端部３６には、接続端子５が固定される。接続端子５は、接続端部３６に覆い被せるキャップ状の胴部５２を有し、胴部５２から後端側にピン状の突起部５３が突設されている。胴部５２の先端の開口端には、一周にわたって径方向に突設する鍔部５１が形成されている。接続端子５を中軸３の接続端部３６に被せた場合に、絶縁部材６の後端６５に鍔部５１が当接する。また、接続端子５を軸線Ｏ方向の先端向きに押圧した状態で、胴部５２の外周から内向きに加締められ、胴部５２の内周面が接続端部３６の係止部３９に強固に係止される。係止部３９はローレット形状であるため、加締めにより圧着される胴部５２の係止部３９への固着力が高められ、接続端子５と中軸３とが一体に固定されると共に、両者が電気的に接続される。
　接続端子５の突起部５３には、グロープラグ１がエンジンヘッド（図示外）に取り付けられる際に、プラグキャップ（図示外）が嵌められる。セラミックヒータ２の発熱素子２４（図１参照）は、保持部材８および主体金具４を介してエンジンに接地される発熱抵抗体２７の一端側と、接続端子５および中軸３を介してプラグキャップに接続される他端側との間に通電されることによって、発熱する。
　次に、当接部材７について説明する。上記したように、当接部材７は、主体金具４の軸孔４３の内周面と中軸３の接続基部３７との間に配置される部材であり、軸孔４３で中軸３を保持して中軸３の振れを抑制するとともに、軸孔４３の気密性を保つ。図３に示すように、当接部材７は、耐熱性、絶縁性および弾性を有する部材、例えばフッ素ゴム、アクリルゴム、シリコンゴム等を材料に、円筒状に形成される。また、当接部材７硬さは、ヌープ硬度で６０～８０であることが好ましい。
　具体的に、当接部材７は、自身の軸線Ｐの延伸方向（以下、「軸線Ｐ方向」ともいう）に延びる筒孔７６を有する円筒状をなし、グロープラグ１への組み付け前の状態において、断面形状が略Ｄ字形状をなすように形成されている。より詳細に、円筒状の当接部材７を、当接部材７の軸線Ｐを含む平面で２つの断片に切断（分割）した場合、各断片はそれぞれ２箇所に断面を有することとなる。本実施の形態では、断片に形成される２つの断面のうちの一方の断面７５に着目し、その断面７５の輪郭線７０をみたときに、輪郭線７０は以下の形態をなす。
　輪郭線７０は、輪郭線７０を部分的に構成する輪郭部（輪郭線を構成する線分）として、第二輪郭部７１、第一輪郭部７２および第三輪郭部７３の３つの輪郭部を有する。第二輪郭部７１は、軸線Ｐに沿って、直線状に延びる輪郭部である。第一輪郭部７２は、軸線Ｐに沿いつつも、軸線Ｐと直交する径方向の外向きに膨らむ曲線状に延びる輪郭部である。第三輪郭部７３は、第二輪郭部７１と第一輪郭部７２とを、軸線Ｐ方向で同じ側の端部においてそれぞれ接続する輪郭部であり、断面７５の外方へ向けて膨らむ曲線状をなす。また、第一輪郭部７２と第三輪郭部７３との接続点を、軸線Ｐ方向における当接部材７の上下（先後）の両端部としている。
　また、第一輪郭部７２は、第二輪郭部７１よりも径方向の外側に配置されており、軸線Ｐ方向における長さが、第二輪郭部７１よりも長く形成されている。よって、第三輪郭部７３は、第二輪郭部７１の端部から径方向の外向きに延び、第一輪郭部７２の端部に接続する。さらに、輪郭線７０は、軸線Ｐ方向における中央の位置（図３において二点鎖線Ａ－Ａで示す）を基準に、鏡像体をなしている。すなわち、当接部材７は、軸線Ｐ方向において対称な形状を有している。
　このような断面形状を有する当接部材７は、第二輪郭部７１と第一輪郭部７２の形状について、以下の規定を設けている。上記のように、第一輪郭部７２は、軸線Ｐの径方向外向きに膨らむ曲線状の輪郭部であり、第一輪郭部７２の曲率半径をＲ１とする。第二輪郭部７１は、直線状に延びる輪郭部であるが、仮に、曲率半径がＲ２の曲線状の輪郭部であるとした場合に、第二輪郭部７１は、Ｒ２が無限大である曲線状の輪郭部とみなすこともできる。したがって、本実施の形態では、第二輪郭部７１の曲率半径Ｒ２と、第一輪郭部７２の曲率半径Ｒ１との関係について、Ｒ１＜Ｒ２を満たすことを規定している。言い換えると、径方向外向きに膨らむ第一輪郭部７２は、直線状（上記仮定によれば径方向内向きに膨らむ）第二輪郭部７１よりも、径方向の膨らみが大きい。また、当接部材７の断面形状について、軸線Ｐの延伸方向に沿う長さＬ１が直交方向（すなわち径方向）に沿う長さＬ２よりも長いこと（すなわちＬ１＞Ｌ２を満たすこと）を規定している。
　このような当接部材７は、通常のＯリングを製造する方法と、その金型の形状を異ならせる以外に特段の変更を要すことなく製造することが可能である。例えば、材料であるフッ素ゴムからなるシートに対して、当接部材７の外形形状に即した形状を有する型を当該シートの上下から圧縮し、当接部材７を製造する圧縮成形を利用して製造することができる。またこれに限られず、内部形状が上記の当接部材７の形状を呈するキャビティを備えた分割金型に対してフッ素ゴム等の材料を射出して成形する射出成形を利用することが可能である。あるいは、フッ素ゴム等の材料からなる環状部材（リング）を削ることによる削り出しを利用することも可能である。
　このような構造を有するグロープラグ１は、概略、以下のように組み立てられる。導電性のセラミック粉末やバインダ等を原料として射出成形によって、セラミックヒータ２の発熱素子２４の原形となる素子成形体が形成される。また、絶縁性セラミック粉末を原料として金型プレス成形によって、セラミックヒータ２の基体２１の原形となる基体成形体が、２分割の成形体として形成される。基体成形体で素子成形体を挟んで収容した状態で、プレス圧縮される。脱バインダ処理、ホットプレス等の焼成工程を経て、外周面の研磨によって、棒状で先端が半球状のセラミックヒータ２が形成される。なお、セラミックヒータ２の製造方法は適宜変更が可能である。例えば、基体成形体の製造方法として、一方の成形体を予め成形して金型に配置し、その上に素子成形体を載置、さらに絶縁性セラミック粉末を充填してプレス圧縮する製造方法等を適用することができる。
　ステンレス等の鋼材をパイプ状に成形した接続リング８５に、セラミックヒータ２が圧入により嵌められて、接続リング８５と電極取出部２６とが導通される。同様に、所定の形状に成形された保持部材８に、セラミックヒータ２が圧入により嵌められて、保持部材８と電極取出部２５とが導通される。一方、中軸３は、一定の寸法に切断された鉄系材料（例えば、Ｆｅ－Ｃｒ－Ｍｏ鋼）からなる棒状部材に塑性加工や切削等が施されて形成される。中軸３のリング係合部３４を、セラミックヒータ２に嵌められた接続リング８５に係合させた状態で、合わせ部位がレーザ溶接されて、中軸３とセラミックヒータ２とが一体に接合される。
　Ｓ４５Ｃ等の鉄系素材から筒状の主体金具４が形成され、取付部４２にねじ山が転造される。さらに切削加工等により、主体金具４の後端部４５における軸孔４３の内周面に、軸孔４３から後端４８の開口にかけてテーパ状に広がるテーパ部４７が形成される。主体金具４の軸孔４３に、セラミックヒータ２等と一体となった中軸３が挿通される。主体金具４と保持部材８との合わせ部位がレーザ溶接され、両者が一体に接合される。
　次に、主体金具４の後端４８から突出する中軸３の後端部３２に当接部材７が嵌められる。上記したように、当接部材７が軸線Ｐ方向において対称な形状（鏡像体）を有しているので、当接部材７を中軸３の後端部３２に嵌める際に、軸線Ｐ方向の向きは問われない。また、図４に示すように、当接部材７の筒孔７６の内径Ｃ１は、中軸３の接続端部３６の外径Ｃ２よりも大きく形成されている。これにより、当接部材７は接続端部３６を挿通する際に、筒孔７６の内周面と接続端部３６の係止部３９とが擦れ合い、筒孔７６（当接部材７の内周面）が傷付いてしまうことが防止されている。
　軸線Ｏ方向において、主体金具４のテーパ部４７の先端位置Ｂ２（軸孔４３におけるテーパ部４７の広がりの開始位置が相当する）よりも、中軸３の肩部３８の先端位置Ｂ１（肩部３８と接続基部３７との境目が相当する）が、後端側に配置されている。よって、接続端部３６が挿通された後に、当接部材７は、主体金具４のテーパ部４７と当接するよりも先に、中軸３の肩部３８に達する。
　また、当接部材７の筒孔７６の内径Ｃ１は、中軸３の接続基部３７の外径Ｃ３よりも小さく形成されている。よって、肩部３８に達した当接部材７は、軸線Ｏ方向の先端側へ向けてさらに押し込まれることにより、筒孔７６が、肩部３８のテーパに沿って押し広げられる。このとき、テーパ状である肩部３８には、当接部材７の断面７５における第三輪郭部７３（図３参照）が押し付けられることとなる。第三輪郭部７３が断面７５の外方へ向けて膨らむ曲線状をなすので、当接部材７の内径を肩部３８のテーパに沿ってスムーズに押し広げることができる。
　肩部３８に筒孔７６が押し広げられた当接部材７は、筒孔７６の内周面が接続基部３７の外周面に当接した状態で、軸線Ｏ方向の先端側へ向け押し込まれると、次に外周面側が主体金具４のテーパ部４７に当接する。当接部材７を押し込むと、図５に示すように、外周面側がテーパ部４７のテーパに沿って弾性変形し、テーパ部４７の先端位置Ｂ２よりも先端側に挿入される。ここで、第一輪郭部７２は、当接部材７の径方向の外側に膨らむ曲率半径Ｒ１の曲線状を有する。ゆえに、直線状（仮に曲線状とした場合には曲率半径Ｒ２が無限大である）の第二輪郭部７１と比べて、より、当接部材７の径方向の厚みが圧縮される変形をスムーズに行うことができる。また、当接部材７は、中軸３の肩部３８によって、まず、内径が広げられて、筒孔７６の内周面が接続基部３７の外周面に当接した状態となっている。そのままの状態（すなわち中軸３との間に大きな間隙を有さない状態）で、主体金具４のテーパ部４７によって外径が窄められることになるので、当接部材７に内向きの巻き込みが生ずることがなく、周方向のねじれやシワを生じない。なお、軸孔４３の内周面と接続基部３７との間への当接部材７の押し込みは、治具を用いて行ってもよいし、図５のように、絶縁部材６によって行ってもよい。
　また、上記のように、当接部材７の第二輪郭部７１が、当接部材７の軸線Ｐに沿う直線状である。ゆえに、当接部材７が軸線Ｏに沿って、自身の軸線Ｐに沿う向きを主に押し込まれる際に、第二輪郭部７１が、当接部材の全体を支えて曲がりや巻き込みを抑制する芯として機能することができる。このため、第二輪郭部７１において、当接部材７に曲がりやシワを生じたりすることが抑制される。
　また、当接部材７を軸孔４３の内周面と接続基部３７との間に配置する際に、当接部材７は、主体金具４のテーパ部４７によって、軸孔４３の中央に案内される。このため、例えば主体金具４の軸線Ｏと中軸３の軸線とに軸ずれが生じた場合でも、当接部材７を介して軸孔４３の中央に中軸３が案内されるので、軸線Ｏと中軸３の軸線との軸ずれを矯正することができる。
　このように、当接部材７は、その断面において曲率半径がＲ１で径方向外向きに膨らむ第一輪郭部７２を有するのでスムーズに弾性変形できる。さらに直線状の第二輪郭部７１を有することによって、曲がりやシワを生ずることなく確実に軸孔４３の内周面と接続基部３７との間に配置される。また、組み付け前の断面の輪郭線７０がＤ字状であった当接部材７の径方向の厚みが圧縮されて、軸線Ｐに沿って扁平をなすように変形する。よって、厚みの最も厚い部分（軸線Ｐ方向の中央付近）が厚みの薄い側（軸線Ｐ方向の両端側）へ移動するような変形がなされる。ゆえに、当接部材７は、局部的に内部応力の高い変形部分を生ずることがなく、グロープラグ１が外部から振動等を受けても、切れてしまうことが生じ難い。組み付け後の当接部材７は、軸線Ｐ方向における鏡像体の形態を維持しておらず、このような変形によって、軸孔４３の内周面と接続基部３７との双方に確実に密着する。ゆえに、接続基部３７の外周面および軸孔４３の内周面の内周面の双方に対し、十分な抗力が得られる。このため、当接部材７は、軸孔４３で、中軸３を確実に保持することができ、グロープラグ１が外部から振動等を受けた際の中軸３の振れを抑制することができる。
　また、当接部材７は、軸線Ｏの周囲を取り巻いて一周する中軸３の接続基部３７の外周面と、主体金具４の軸孔４３の内周面との間において、径方向の２点に、接続基部３７と軸孔４３の内周面との接触面を有する。例えば、グロープラグ１の使用に伴う振動で、当接部材７の配置位置に位置ずれが生ずる場合がある。しかし、径方向の２点において接続基部３７と軸孔４３の内周面との接触面を有する当接部材７は、両者との接触位置がずれるだけで、接触面の大きさは維持することができる。そして当接部材７は、弾性変形によって軸孔４３の内周面と接続基部３７とに当接した状態を維持できるので、軸孔４３を介した気密性の確保を確実に行うことができる。また、当接部材７が接するのは軸孔４３の内周面と接続基部３７の外周面との２点である。このため、当接部材７による軸孔４３の気密性を考慮した場合に、当接部材７の当接する受け側となる主体金具４や中軸３に複雑なシール面を形成せずとも済み、加工が容易でコストダウンを図ることができる。
　また、当接部材７はＬ１＞Ｌ２を満たすので、当接部材７を軸孔４３の内周面と中軸３との間に配置した場合に、軸線Ｏに沿う方向において軸孔４３の内周面と中軸３との間に介在する長さを、より長く確保することができる。このため、軸孔４３内で中軸３をより確実に保持することができ、外部からの振動が中軸３に加わった場合の中軸３の振れを、より確実に抑制することができる。
　軸孔４３の内周面と接続基部３７との間に当接部材７が配置されたら、図２に示すように、中軸３の後端部３２に絶縁部材６が嵌められる。主体金具４のテーパ部４７に絶縁部材６のテーパ部６３が当接して位置決めされた状態で、中軸３の後端部３２に嵌められる。接続端子５の胴部５２が加締められ、接続端子５が中軸３の接続端部３６に固定されて、グロープラグ１が完成する。
　なお、本発明は各種の変形が可能である。上述した実施の形態では、当接部材７は自身の上下（先後）の両端部を第一輪郭部７２と第三輪郭部７３との接続点とする形状とした。これに限られず、例えば、第三輪郭部７３が輪郭線７０に占める割合をさらに多くして、軸線Ｐ方向における上下の両端部を第三輪郭部が構成するようにしてもよい。
　また、例えば、図６に示す、当接部材１０７のように、断面１７５の輪郭部１７０において、第三輪郭部がなく、第二輪郭部１７１と第一輪郭部１７２とが直接接続された、Ｄ字状の形状を有するものであってもよい。また、図７に示す、当接部材２０７のように、断面２７５の輪郭部２７０が、軸線Ｐ方向における中央位置を基準に鏡像体をなさず、すなわち軸線Ｐ方向において非対称な形状のものであってもよい。
　また、例えば、図８に示す、当接部材３０７のように、断面３７５の輪郭部３７０において、第二輪郭部３７１が、径方向内向きに膨らむ曲率半径Ｒ２の曲線状であってもよい。このとき、径方向外向きに膨らむ第一輪郭部３７２の曲率半径Ｒ１と、第二輪郭部３７１の曲率半径Ｒ２との関係が、本実施の形態と同様に、Ｒ１＜Ｒ２を満たせばよい。このようにすれば、当接部材３０７を軸孔４３の内周面と中軸３との間に配置する場合に、第二輪郭部３７１よりも膨らみの大きい第一輪郭部３７２をスムーズに弾性変形させることができる。そして、第一輪郭部３７２よりも膨らみが小さく、より直線状に近い、第二輪郭部３７１を、当接部材の全体を支えて曲がりや巻き込みを抑制する芯として機能させることができる。
　また、図６，図７，図８に示す当接部材１０７，２０７，３０７においても、図３に示す本実施の形態の当接部材７と同様である。すなわち、断面において軸線Ｐの延伸方向の長さＬ１が、直交方向（径方向）の長さＬ２よりも長く、すなわち径方向に短い扁平状のもの（Ｌ１＞Ｌ２）が好ましい。より好ましくは、断面における径方向長さＬ２が軸線Ｐ方向長さＬ１の半分以下の長さとなる構成（Ｌ１／２≧Ｌ２）であるとよい。しかしながら、材質の選定や細部の構成によっては、この関係（軸線Ｐ方向長さの半分＞径方向長さ（Ｌ１／２≧Ｌ２））を、Ｌ１＞Ｌ２を満たす範囲で逸脱してもよい。
　また、グロープラグ１はセラミックヒータ２を備えたが、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。また、保持部材８を有さず、主体金具４の先端部４１においてセラミックヒータ２やシーズヒータを直接保持する形態のグロープラグであってもよい。また、発熱素子２４が外周に位置し、その内部を基体２１として構成する、所謂、表面発熱タイプとも呼称されるセラミックヒータであってもよい。
　また、中軸３の接続基部３７の先端側において、若干の段差を生ずる程度の鍔状あるいは突起状のストッパを設けてもよい。このようにすれば、当接部材７が例えば振動等によって位置ずれを生じても、ストッパによって規制し、中軸３の中胴部３３側へ移動してしまうことを防止できる。また、当接部材７は、軸孔４３の内周面と接続基部３７との間において、絶縁部材６と非接触の状態に配置されてもよい。
　なお、本実施の形態の当接部材７は、軸孔４３の気密性を確保することを前提とし、中軸３を保持して中軸３の径方向への振れを抑制するものであるとよい。したがって、当接部材７が、軸孔４３の内周面および中軸３の外周面のそれぞれに対し、軸線Ｏの周方向に一周しつつ連続して密着する形態とすると、防振性および気密性を確保することができ、好ましい。
　なお、本実施の形態においては、先端部３１が「一端部」に相当し、接続端部３６が「他端部」に相当する。また、接続基部３７が「後端側胴部」に相当する。

Claims (5)

  1. 　通電によって発熱する発熱抵抗体を自身の先端部に有するヒータと、
    　自身の軸線である第１軸線に沿って延びる軸孔を有する筒状に形成され、自身の先端部において前記ヒータを直接または間接的に保持する主体金具と、
    　棒状に形成され、前記主体金具の前記軸孔に当該軸孔の内周面に対し間隙をおいて配置されると共に、自身の一端部が前記ヒータの後端部に接続され、自身の他端部が前記主体金具の後端から突出される中軸と、
    　環状に形成され、前記軸孔の後端部において前記軸孔に挿入されて、前記軸孔の内周面と前記中軸とのそれぞれに当接した状態に配置される絶縁性の弾性部材からなる当接部材と、
    　を備えるグロープラグであって、
    　グロープラグに組み付ける前の前記当接部材を、前記当接部材の軸線である第２軸線を含む平面にて切断した場合に、２つの断面のうちの一方の断面の輪郭線をみたときに、前記当接部材は、前記輪郭線を部分的に構成する輪郭部として、
    　　前記第２軸線に沿いつつも径方向外向きに膨らむ曲率半径Ｒ１の曲線状に延びる第一輪郭部と、
    　　前記第２軸線に沿いつつも、曲率半径Ｒ２がＲ１＜Ｒ２を満たして径方向内向きに膨らむ曲線状または直線状に延びる第二輪郭部と、
    　を有することを特徴とするグロープラグ。
  2. 　前記当接部材は、前記一方の断面において、前記第２軸線の延伸方向に沿う長さが前記第２軸線の直交方向に沿う長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載のグロープラグ。
  3. 　前記中軸は、
    　　前記主体金具の前記第１軸線の延伸方向において前記軸孔の内周面の前記後端部と向き合う位置に配置される部位であり、前記他端部よりも前記径方向に大きく形成される後端側胴部と、
    　　前記後端側胴部と前記他端部とをテーパ状に結ぶ肩部と、
    　をさらに備え、
    　前記主体金具は、前記軸孔の前記後端部において、前記肩部の先端側の端部よりも先端側から、前記第１軸線の延伸方向の後端側へ向けてテーパ状に広がるテーパ部をさらに備え、
    　前記当接部材は、前記第二輪郭部が前記中軸と当接し、前記第一輪郭部が前記テーパ部よりも先端側で前記軸孔の内周面と当接して配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のグロープラグ。
  4. 　前記当接部材の前記輪郭線をみたときに、前記当接部材は、前記輪郭部を部分的に構成する輪郭部として、一端が前記第二輪郭部に接続し、前記一端から他端にかけて前記第２軸線に沿いつつも前記径方向外向きに延び、前記他端が前記第一輪郭部に接続し、前記第一輪郭部との接続点が前記第２軸線の延伸方向における前記当接部材の端部をなす第三輪郭部をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のグロープラグ。
  5. 　前記輪郭線は、前記第２軸線の延伸方向における中央の位置を基準に鏡像体をなすことを特徴とする請求項４に記載のグロープラグ。
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