(57)【要約】  レーザ溶接部に溶加材を安定して供給し、クラックの発生を抑制すること。  セラミックスヒータ（１１）と、一端でセラミックスヒータを保持すると共に他端が金属製のハウジング（１４）内に挿入されて固定される金属製の外筒（１２）とを備えるセラミックスヒータ型グローブラグ（１）の製造方法であって、ハウジングは、互いに同軸上に配置される第１のハウジング部（１４ａ）と第２のハウジング部（１４ｂ）とを有し、セラミックスヒータを外筒内に挿入するステップと、第１のハウジング部と第２のハウジング部との間に環状の溶加材（１８）を挟み込んだ状態で、外筒を第１のハウジング部、第２のハウジング部及び溶加材内に挿入するステップと、溶加材が設けられている位置で、第１のハウジング部、第２のハウジング部及び外筒を溶接により接合するステップと、を有する。
2016080105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスヒータと、一端で前記セラミックスヒータを保持すると共に他端が金属製のハウジング内に挿入されて固定される金属製の外筒とを備えるセラミックスヒータ型グローブラグの製造方法であって、
前記ハウジングは、互いに同軸上に配置される第１のハウジング部と第２のハウジング部とを有し、
前記セラミックスヒータを前記外筒内に挿入するステップと、
前記第１のハウジング部と前記第２のハウジング部との間に環状の溶加材を挟み込んだ状態で、前記外筒を前記第１のハウジング部、前記第２のハウジング部及び前記溶加材内に挿入するステップと、
前記溶加材が設けられている位置で、前記第１のハウジング部、前記第２のハウジング部及び前記外筒を溶接により接合するステップと、
を有することを特徴とするセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。
【請求項２】
前記溶加材を、ニッケル、ニッケル合金、マンガン合金のいずれかから形成することを特徴とする請求項１に記載のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。
【請求項３】
前記溶加材をニッケルから形成し、
前記第１のハウジング部及び前記第２のハウジング部の表面にニッケルメッキを形成することを特徴とする請求項２に記載のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。
【請求項４】
前記第１のハウジング部及び前記第２のハウジング部を炭素鋼から形成し、
前記外筒をステンレス鋼から形成することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。
【請求項５】
前記セラミックスヒータを前記外筒内に挿入する際に、
前記セラミックスヒータにおける前記外筒に保持される少なくとも一部の表面領域にメタライズ層を形成し、
前記セラミックスヒータの少なくとも前記メタライズ層を前記外筒に圧入し、
圧入後、加熱によって前記外筒と前記メタライズ層とを接合することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。
【請求項６】
前記外筒と前記メタライズ層の接合と同時に、前記セラミックスヒータに通電するリード線と前記セラミックスヒータとをロウ付けすることを特徴とする請求項５に記載のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。
【請求項７】
前記リード線と前記セラミックスヒータとをロウ付けした後に、前記外筒をかしめて、前記リード線を前記外筒に固定することを特徴とする請求項６に記載のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。
【請求項８】
前記外筒のかしめ部分に対向する前記リード線の表面に耐熱樹脂を設けることを特徴とする請求項７に記載のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。
【請求項９】
前記外筒のかしめ部分に対向する前記リード線の表面にローレット加工を施すことを特徴とする請求項７又は８に記載のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。
【請求項１０】
前記セラミックスヒータに通電するリード線における前記セラミックスヒータとの接続部位に、耐酸化性材料による酸化防止層を形成することを特徴とする請求項６から９までのいずれか一項に記載のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。
【請求項１１】
前記耐酸化性材料は、銀又はニッケルであることを特徴とする請求項１０に記載のセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法。
【請求項１２】
セラミックスヒータと、一端で前記セラミックスヒータを保持すると共に他端が金属製のハウジングに挿入されて固定される金属製の外筒とを備えるセラミックスヒータ型グローブラグであって、
前記ハウジングは、互いに同軸上に配置される第１のハウジング部と第２のハウジング部とを有し、
前記第１のハウジング部と前記第２のハウジング部との間に、前記外筒が挿入される環状の溶加材が設けられており、
前記溶加材が設けられている位置で、前記第１のハウジング部、前記第２のハウジング部及び前記外筒が溶接によって接合されていることを特徴とするセラミックスヒータ型グローブラグ。
【請求項１３】
前記溶加材は、ニッケル、ニッケル合金、マンガン合金のいずれかから形成されていることを特徴とする請求項１２に記載のセラミックスヒータ型グロープラグ。
【請求項１４】
前記溶加材は、ニッケルから形成されており、
前記第１のハウジング部及び前記第２のハウジング部の表面には、ニッケルメッキが形成されていることを特徴とする請求項１３に記載のセラミックスヒータ型グロープラグ。
【請求項１５】
前記第１のハウジング部及び前記第２のハウジング部は、炭素鋼から形成されており、
前記外筒は、ステンレス鋼から形成されていることを特徴とする請求項１２から１４までのいずれか一項に記載のセラミックスヒータ型グロープラグ。
【請求項１６】
前記セラミックスヒータにおける前記外筒に保持される少なくとも一部の表面領域にはメタライズ層が形成されており、
前記メタライズ層は、前記外筒に圧入されて、加熱によって前記外筒と接合されていることを特徴とする請求項１２から１５までのいずれか一項に記載のセラミックスヒータ型グロープラグ。
【請求項１７】
前記セラミックスヒータに通電するリード線を備え、
前記リード線は、前記外筒がかしめられることによって前記外筒に固定されていることを特徴とする請求項１２から１６までのいずれか一項に記載のセラミックスヒータ型グロープラグ。
【請求項１８】
前記外筒のかしめ部分に対向する前記リード線の表面に耐熱樹脂が設けられていることを特徴とする請求項１７に記載のセラミックスヒータ型グロープラグ。
【請求項１９】
前記外筒のかしめ部分に対向する前記リード線の表面にローレット加工が施されていることを特徴とする請求項１７又は１８に記載のセラミックスヒータ型グロープラグ。
【請求項２０】
前記リード線と前記セラミックスヒータとの接続部位に、耐酸化性材料による酸化防止層が設けられていることを特徴とする請求項１７から１９までのいずれか一項に記載のセラミックスヒータ型グロープラグ。
【請求項２１】
前記耐酸化性材料は、銀又はニッケルであることを特徴とする請求項２０に記載のセラミックスヒータ型グロープラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの始動補助用として使用されるセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法及びセラミックスヒータ型グロープラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの始動補助に使用されるセラミックスヒータ型グロープラグが知られている。セラミックスヒータ型グロープラグは、発熱部を有するセラミックスヒータと、発熱部を外部に突出させた状態でセラミックスヒータの一端側を保持するステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ４３０）製の外筒とを備えている。このようなグロープラグは、外筒の一端側がエンジンのシリンダヘッドへの取り付け金具である高炭素鋼（例えば、Ｓ４５Ｃ）製のハウジング内に挿入されて固定されている。ハウジングへの外筒の固定は、ハウジングの先端部に外筒の一端を突き合わせ、突き合わせ部分をレーザ溶接することにより実現される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、高炭素鋼とステンレス鋼とのレーザ溶接は、溶接部分及びその周辺が急冷固化されるので、硬度の高いマルテンサイトが生成され、クラックが生じやすくなる。クラックの発生を抑制するため、レーザ溶接時に外筒とハウジングとの間に溶加材を供給して溶接部分の炭素濃度を希釈する溶接方法が用いられている。
しかしながら、ハウジングの直径は比較的小さく、ハウジング及び外筒を高速で回転させながらレーザ溶接を行うため、レーザ溶接部への溶加材の安定した供給が困難であった。【０００５】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、レーザ溶接部に溶加材を安定して供給し、クラックの発生を抑制することができるセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法及びセラミックスヒータ型グロープラグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、セラミックスヒータと、一端で前記セラミックスヒータを保持すると共に他端が金属製のハウジング内に挿入されて固定される金属製の外筒とを備えるセラミックスヒータ型グローブラグの製造方法であって、前記ハウジングは、互いに同軸上に配置される第１のハウジング部と第２のハウジング部とを有し、前記セラミックスヒータを前記外筒内に挿入するステップと、前記第１のハウジング部と前記第２のハウジング部との間に環状の溶加材を挟み込んだ状態で、前記外筒を前記第１のハウジング部、前記第２のハウジング部及び前記溶加材内に挿入するステップと、前記溶加材が設けられている位置で、前記第１のハウジング部、前記第２のハウジング部及び前記外筒を溶接により接合するステップと、を有することを特徴とする。【０００７】
また、前記溶加材を、ニッケル、ニッケル合金、マンガン合金のいずれかから形成することが好ましい。【０００８】
また、前記溶加材をニッケルから形成し、前記第１のハウジング部及び前記第２のハウジング部の表面にニッケルメッキを形成することが好ましい。【０００９】
また、前記第１のハウジング部及び前記第２のハウジング部を炭素鋼から形成し、前記外筒をステンレス鋼から形成することが好ましい。【００１０】
また、前記セラミックスヒータを前記外筒内に挿入する際に、前記セラミックスヒータにおける前記外筒に保持される少なくとも一部の表面領域にメタライズ層を形成し、前記セラミックスヒータの少なくとも前記メタライズ層を前記外筒に圧入し、圧入後、加熱によって前記外筒と前記メタライズ層とを接合することが好ましい。【００１１】
また、前記外筒と前記メタライズ層の接合と同時に、前記セラミックスヒータに通電するリード線と前記セラミックスヒータとをロウ付けすることが好ましい。【００１２】
また、前記リード線と前記セラミックスヒータとをロウ付けした後に、前記外筒をかしめて、前記リード線を前記外筒に固定することが好ましい。【００１３】
また、前記外筒のかしめ部分に対向する前記リード線の表面に耐熱樹脂を設けることが好ましい。【００１４】
また、前記外筒のかしめ部分に対向する前記リード線の表面にローレット加工を施すことが好ましい。【００１５】
また、前記セラミックスヒータに通電するリード線における前記セラミックスヒータとの接続部位に、耐酸化性材料による酸化防止層を形成することが好ましい。【００１６】
また、前記耐酸化性材料は、銀又はニッケルであることが好ましい。【００１７】
本発明は、セラミックスヒータと、一端で前記セラミックスヒータを保持すると共に他端が金属製のハウジングに挿入されて固定される金属製の外筒とを備えるセラミックスヒータ型グローブラグであって、前記ハウジングは、互いに同軸上に配置される第１のハウジング部と第２のハウジング部とを有し、前記第１のハウジング部と前記第２のハウジング部との間に、前記外筒が挿入される環状の溶加材が設けられており、前記溶加材が設けられている位置で、前記第１のハウジング部、前記第２のハウジング部及び前記外筒が溶接によって接合されていることを特徴とする。【００１８】
また、前記溶加材は、ニッケル、ニッケル合金、マンガン合金のいずれかから形成されていることが好ましい。【００１９】
また、前記溶加材は、ニッケルから形成されており、前記第１のハウジング部及び前記第２のハウジング部の表面には、ニッケルメッキが形成されていることが好ましい。【００２０】
また、前記第１のハウジング部及び前記第２のハウジング部は、炭素鋼から形成されており、前記外筒は、ステンレス鋼から形成されていることが好ましい。【００２１】
また、前記セラミックスヒータにおける前記外筒に保持される少なくとも一部の表面領域にはメタライズ層が形成されており、前記メタライズ層は、前記外筒に圧入されて、加熱によって前記外筒と接合されていることが好ましい。【００２２】
また、前記セラミックスヒータに通電するリード線を備え、前記リード線は、前記外筒がかしめられることによって前記外筒に固定されていることが好ましい。【００２３】
また、前記外筒のかしめ部分に対向する前記リード線の表面に耐熱樹脂が設けられていることが好ましい。【００２４】
また、前記外筒のかしめ部分に対向する前記リード線の表面にローレット加工が施されていることが好ましい。【００２５】
また、前記リード線と前記セラミックスヒータとの接続部位に、耐酸化性材料による酸化防止層が設けられていることが好ましい。【００２６】
また、前記耐酸化性材料は、銀又はニッケルであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、レーザ溶接部に溶加材を安定して供給し、クラックの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態１にかかるセラミックスヒータ型グロープラグの縦断面図である。
【図２】図１において、セラミックスアセンブリ付近を拡大視したセラミックスヒータ型グロープラグの縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態１にかかるセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態２にかかるセラミックスヒータ型グロープラグの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施形態は一つの例示であり、本発明の範囲において、種々の実施形態をとり得る。
【００３０】
［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１にかかるディーゼルエンジン用のセラミックスヒータ型グロープラグ１の縦断面図である。図２は、図１において、セラミックスアセンブリ付近を拡大視したセラミックスヒータ型グロープラグの縦断面図である。図１、図２に示すように、グロープラグ１は、セラミックスヒータアセンブリ１０と、ハウジング１４と、リード棒１６等を備えている。なお、以下で使用される横断面とは、セラミックスヒータ型グロープラグ１の長手方向の軸線に垂直な切断面を意味する。また、以下で使用される縦断面とは、セラミックスヒータ型グロープラグ１の長手方向の軸線を含む切断面を意味する。
【００３１】
＜セラミックスヒータ型グロープラグの構成＞
（セラミックスヒータ型アセンブリ）
セラミックスヒータアセンブリ１０は、セラミックスヒータ１１と、金属製の外筒（シース）１２と、太径リード部１３等を備えている。
セラミックスヒータ１１は、通電により加熱される部位であり、セラミックスヒータ１１には、その本体部を構成するセラミックス絶縁基体１１１の内部に、Ｕ字状に形成されたセラミックス発熱体１１２が埋設されている。このセラミックス発熱体１１２の両端側には、それぞれ金属リード１１３を介して正側電極１１４及び負側電極１１５が設けられている。負側電極１１５は、セラミックス絶縁基体１１１の外周面に取り出され、負側電極１１５を含むセラミックス絶縁基体１１１の外周面には、メタライズ層としての負極側メタライズ部１１６が形成されている。
負極側メタライズ部１１６は、例えば、負極側メタライズ部１１６全体の重量に対して３０重量％以下の銅（Ｃｕ）と、１０重量％以下のチタン（Ｔｉ）を含有する銀ペーストから形成されている。
【００３２】
セラミックスヒータ１１のうち、少なくとも負極側メタライズ部１１６は、外筒１２の一端側の内面に接合され、負側電極１１５は外筒１２に電気的に接続されている。すなわち、外筒１２は、導電性を有する金属材料、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）から形成されている。外筒１２は、深絞り加工が可能な、外周面が段付きの円筒状に形成されている。ここで、外筒１２を深絞り加工で形成できるような形状としているのは、製造コストを低減するためである。外筒１２は、その内径がセラミックスヒータ１１を圧入できる程度の大きさに形成されており、セラミックスヒータ１１を外筒１２に圧入した際に、外筒１２の内周面１２３とセラミックスヒータ１１の外周面１１８との間に大きな隙間がほとんどできないように形成されている。
具体的に、セラミックスヒータ１１と外筒１２との接合は、外筒１２内にセラミックスヒータ１１の負極側メタライズ部１１６を圧入、固定した状態で、負極側メタライズ部１１６を形成する材料が半溶融状態となる温度で、セラミックスヒータ１１及び外筒１２を加熱して、外筒１２と負極側メタライズ部１１６の固層間での物質移動によって行われる。
【００３３】
正側電極１１４は、セラミックス発熱体１１２が埋設されている先端側とは反対の後端側においてセラミックス絶縁基体１１１の外面に取り出されている。正側電極１１４を含むセラミックス絶縁基体１１１の後端面には正極側メタライズ部１１７が形成されている。この正極側メタライズ部１１７はロウ付け等によって太径リード部１３の先端面１３１に接合され、正側電極１１４と太径リード部１３とが電気的に接続されている。
【００３４】
ここで、セラミックス絶縁基体１１１の後端面には、面取加工部１１１ａが形成されている。これによって、セラミックス絶縁基体１１１と太径リード部１３の接合部の周囲において、セラミックス絶縁基体１１１と外筒１２との距離を稼ぐことができる。したがって、ロウ付けする場合において、ロウ材と外筒１２との絶縁性が高められ、絶縁破壊を低減することができるようになっている。
【００３５】
グロープラグ１の作動時において、太径リード部１３には高温かつ大きな電流（例えば４〜３０アンペア）が流れることから、太径リード部１３の直径が例えば１ｍｍ未満のように小さすぎると、自己発熱も加わって、短時間で酸化するおそれがある。そのため、太径リード部１３は、例えば、セラミックス絶縁基体１１１の横断面積の２０％以上の横断面積を有する、比較的太い直径を有するリード棒（セラミックスヒータへの通電のためのリード線）として形成されている。
一方で、太径リード部１３の直径が大きすぎると、太径リード部１３と外筒１２との間の距離を十分に確保することができず、絶縁破壊を生じるおそれがある。よって、太径リード部１３の横断面積は、例えば、セラミックス絶縁基体１１１の横断面積の４０％以下であることが好ましい。また、太径リード部１３の長さは、太径リード部１３の直径の２倍以上の長さとすることが好ましい。
【００３６】
太径リード部１３は、外部接続端子として機能するリード棒１６（セラミックスヒータへの通電のためのリード線）よりも剛性が低く、電気導電率が高い材料からなる。このような材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）、あるいはそれらの合金が挙げられる。あるいは、低剛性であり電気導電率が高い鉄合金や鋳鉄とすることもできる。
太径リード部１３の先端面１３１を含む先端部には、耐酸化性を向上させるために酸化防止層１３５としての銀ペーストが被覆されている。なお、酸化防止層１３５は、銀ペーストに限らず、ニッケル等の耐酸化性を有する材料を焼き付けてもよい。また、太径リード部１３には、耐熱性を改善するためにニッケル（Ｎｉ）メッキ等を施してもよい。
太径リード部１３の軸線方向の中央部表面には、全周にわたってローレット加工が施されており、このローレット加工部１３３と外筒１２との間には、耐熱樹脂１３６が充填されている。ここで、耐熱樹脂１３６としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等を用いることが好ましい。
耐熱樹脂１３６は、外筒１２と共にかしめられており、外筒１２が他の部分よりも縮径されている。外筒１２をかしめることにより、外筒１２及び耐熱樹脂１３６は、太径リード部１３のローレット加工部１３３に押しつけられ、外筒１２に太径リード部１３を固定することができる。すなわち、外筒１２のかしめ部分に対向する太径リード部１３の表面には、ローレット加工部１３３が形成されるとともに、耐熱樹脂１３６が設けられている。
【００３７】
（ハウジング）
ハウジング１４は、図示しないエンジンのシリンダヘッドへの取付金具であり、外筒１２や太径リード部１３を収容するものである。ハウジング１４は、例えば、円筒状に形成され、上記のように構成されるセラミックスヒータアセンブリ１０が、レーザ溶接により接合されて固定されている。具体的には、ハウジング１４の内部に外筒１２の他端側がレーザ溶接により固定されている。
ハウジング１４は、互いにセラミックスヒータアセンブリ１０と同軸上に配置される第１のハウジング部１４ａ及び第２のハウジング部１４ｂを備えており、これらは互いに分割されている。第１のハウジング部１４ａ及び第２のハウジング部１４ｂは、高い強度が要求されるため、例えば、炭素含有量の多い炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）から形成されている。
第１のハウジング部１４ａの先端部に第２のハウジング部１４ｂが設けられており、第２のハウジング部１４ｂは、セラミックスヒータアセンブリ１０により近い位置に配置されている。第１のハウジング部１４ａと第２のハウジング部１４ｂとの間には、外筒１２が挿入される環状の溶加材（フイラー）１８が設けられている。第１のハウジング部１４ａ及び第２のハウジング部１４ｂは、溶加材１８が設けられている位置で、溶加材１８と共に外筒１２とレーザ溶接によって接合されている。
溶加材１８は、ニッケル、ニッケル合金、マンガン合金のいずれかから形成されていることが好ましいが、溶加材１８は、ニッケルから形成し、第１のハウジング部１４ａ及び第２のハウジング部１４ｂの表面に、ニッケルメッキを形成することにより、ハウジング１４と溶加材１８の表面をニッケルで統一することができるので、美観上も好ましい。
【００３８】
（リード棒）
リード棒１６は、ハウジング１４内に収容され、太径リード部１３の後端部に溶接によって接合されている。
リード棒１６は、ハウジング１４の後端側でインシュレータ１７１に保持されるとともに、その後端部はハウジング１４外部に露出して、ラウンドピン１７２と接続されている。
すなわち、リード棒１６は、その先端側で太径リード部１３を介して外筒１２にかしめによって保持、固定されており、後端側でインシュレータ１７１に保持、固定されている。
【００３９】
＜セラミックスヒータ型グロープラグの製造方法＞
図３に基づいて、セラミックスヒータ型グロープラグ１の製造方法について説明する。
図３は、本発明の実施形態にかかるセラミックスヒータ型グロープラグの製造方法を説明する図である。
最初に、セラミックスヒータ１１と外筒１２を準備する。ここで、セラミックスヒータ１１の一端（組み立てた際の後端側）近傍には、その外周面に負極側メタライズ部１１６を形成する。
次に、図３（ａ）に示すように、外筒１２の内部孔１２１内にセラミックスヒータ１１を圧入する。圧入に際しては、図３（ｂ）に示すように、少なくともセラミックスヒータ１１に形成された負極側メタライズ部１１６の全域が外筒１２内に収容される位置までセラミックスヒータ１１を外筒１２内に圧入する。
【００４０】
次に、図３（ｂ）に示すように、ローレット加工を施した太径リード部１３の先端面１３１を、セラミックスヒータ１１の正極側メタライズ部１１７上に置く。その際、正極側メタライズ部１１７と太径リード部１３との間には、ロウ材１７５を置く。また、太径リード部１３のローレット加工部１３３と外筒１２の内周面との間に耐熱樹脂１３６を充填する。
その後、外筒１２、セラミックスヒータ１１、太径リード部１３を仮組みした状態で、このアッセンブリを真空又は不活性ガスの環境下で８００〜９００℃まで加熱する。ここで、８００〜９００℃という温度は、負極側メタライズ部１１６を形成する銀ペーストが半溶融状態となる温度であるため、加熱により負極側メタライズ部１１６は半溶融状態となり、外筒１２の内周面と負極側メタライズ部１１６の固層間での物質移動による接合が行われる。これによって、外筒１２とセラミックスヒータ１１とが接合される。この接合と同時に、セラミックスヒータ１１と太径リード部１３とが、ロウ材１７５によってロウ付けされる。
【００４１】
次に、図３（ｃ）に示すように、外筒１２をかしめて外筒１２に太径リード部１３を固定する。また、リード棒１６と太径リード部１３とを溶接（例えばスポット溶接）よって接合し、固定する。
なお、太径リード部１３の端部をセラミックスヒータ１１の端部に所定の力で押しつけた状態で外筒１２をかしめることにより、太径リード部１３を外筒１２に固定するとともに、太径リード部１３とセラミックスヒータ１１とを接続するような方法を用いてもよい。
【００４２】
次に、図３（ｄ）に示すように、第１のハウジング部１４ａと第２のハウジング部１４ｂとの間に環状の溶加材１８を挟み込んだ状態で、第２のハウジング部１４ｂ側からリード棒１６、外筒１２の順に挿通していき、外筒１２を第１のハウジング部１４ａ、第２のハウジング部１４ｂ及び溶加材１８内に挿入する。
その後、溶加材１８が設けられている位置で、第１のハウジング部１４ａ、第２のハウジング部１４ｂ及び外筒１２をレーザ溶接により接合する。これにより、第１のハウジング部１４ａ、第２のハウジング部１４ｂ、外筒１２及び溶加材１８が一体に接合され、ハウジング１４に外筒１２を固定することができる。
【００４３】
最後に、図３（ｅ）に示すように、ハウジング１４の内部孔１４３の後端を、インシュレータ１７１によって塞ぎ、リード棒１６の後端部にラウンドピン１７２を接続する。この際、インシュレータ１７１とハウジング１４との間にはＯリング１７７を設ける。
以上の工程をもって、セラミックスヒータ型グロープラグ１が完成する。
【００４４】
＜効果＞
上述した構成によれば、ハウジング１４を互いに同軸上に配置される第１のハウジング部１４ａと第２のハウジング部１４ｂとに分割し、第１のハウジング部１４ａと第２のハウジング部１４ｂとの間に環状の溶加材１８を挟み込んだ状態で、外筒１２を第１のハウジング部１４ａ、第２のハウジング部１４ｂ及び溶加材１８内に挿入し、その後、溶加材１８が設けられている位置で、第１のハウジング部１４ａ、第２のハウジング部１４ｂ及び外筒１２をレーザ溶接により接合することで、第１のハウジング部１４ａ、第２のハウジング部１４ｂ、外筒１２及び溶加材１８を一体に接合して固定することができる。
ここで、溶加材１８は、ハウジング１４と外筒１２との溶接部に介在しているので、溶接部の炭素濃度を希釈して、レーザ溶接の短時間における急速加熱、冷却の環境下においても、溶接部のクラックの発生を抑制することができる。また、レーザ溶接の際には、ハウジング１４及び外筒１２を回転させるが、溶加材１８は、外筒１２の外周に環状に配置されているので、レーザ溶接部には常に溶加材１８が存在することとなり、レーザ溶接部に溶加材１８を安定して供給することができる。
【００４５】
また、溶加材１８をニッケル、ニッケル合金、マンガン合金のいずれかから形成することにより、耐食性に優れた溶加材１８を提供できる。
また、溶加材１８をニッケルから形成し、第１のハウジング部１４ａ及び第２のハウジング部１４ｂの表面にニッケルメッキを形成することにより、ハウジング１４及び溶加材１８の表面をニッケルで統一することができるので、美観を向上することができる。
【００４６】
また、ハウジング１４を炭素鋼から形成し、外筒１２をステンレス鋼から形成しているような場合においても、溶加材１８の介在により、溶接後のクラックの発生を抑制することができる。
【００４７】
また、外筒１２をかしめることによって太径リード部１３に外筒１２を固定することができるので、太径リード部１３と外筒１２との間に充填剤を充填する等による太径リード部１３の固定を行う必要がない。また、かしめるという一つの作業で太径リード部１３を外筒１２に固定することができるので、この工程を簡易に短時間で行うことができる。
【００４８】
また、太径リード部１３を用いてセラミックスヒータ１１の正極側メタライズ部１１７をリード棒１６に接続しているので、太径リード部１３の抵抗を低減させることができ、構成を簡素化できる。また、高温かつ大きな電流が流れた場合であっても自己発熱が抑えられ、太径リード部１３の温度がその耐熱温度以上になることを防ぐことができる。よって、太径リード部１３の酸化による劣化を、長期間に亘って防ぐことができる。また、太径リード部１３を用いることで、他の構成部材の形態も簡素なものとすることができ、製造工程をも簡素化することができる。
【００４９】
また、太径リード部１３の剛性をリード棒１６よりも低くすることにより、太径リード部１３が撓みやすくなって、太径リード部１３とセラミックスヒータ１１の正極側メタライズ部１１７との接合部への応力集中を緩和することができる。具体的には、エンジン駆動時の振動や、グロープラグ１の組み立て時に各接合部周辺に印加される応力によって当該接合部に曲げ応力が生じた場合であっても、太径リード部１３が撓んで当該接合部への曲げ応力の集中を避けることができる。
【００５０】
また、太径リード部１３が銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、又は鋳鉄からなることにより、比較的剛性が低く、電気導電率の高い太径リード部１３とすることができる。電気導電率を高くすることにより、リード線の太径化による自己発熱抑制の効果をさらに高めることができる。
また、太径リード部１３の直径を１．０としたときに、太径リード部１３の軸方向長さを２．０以上の値とすることにより、太径リード部１３を十分に撓ませることが可能になる。よって、エンジン駆動時の振動や、グロープラグ１の組み立て時に各接合部周辺に印加される応力によって当該接合部に曲げ応力が生じた場合であっても、太径リード部１３が撓んで当該接合部への曲げ応力の集中を避けることができる。
【００５１】
また、セラミックスヒータ１１の横断面積を１．０としたときに、太径リード部１３の横断面積を０．２〜０．４の範囲内の値とすることにより、太径リード部１３と正極側メタライズ部１１７との接合部との接合部の接合強度を高めることができる。よって、車両のエンジン等に固定されて使用される場合に発生する振動や、グロープラグ１製造時に付加される応力等にも耐え得る接合強度を得ることができる。さらに、太径リード部１３と外筒１２との電気絶縁性を確保することができる。
【００５２】
また、太径リード部１３にニッケル（Ｎｉ）メッキ等を施すことにより、太径リード部１３の耐熱性をより高めることができる。また、太径リード部１３の熱伝導率をより高くすることで、セラミックヒータ１１から伝達される熱を効率的にリード棒１６に伝達させることができ、太径リード部１３の耐熱性をさらに高めることができる。
また、太径リード部１３を銀（Ａｇ）により被覆することで、太径リード部１３の耐久性（特に耐酸化性）を向上させることができる。
また、太径リード部１３に酸化防止層１３５として銀ペーストを設けることで、太径リード部１３の先端に可撓性が付与され、正極側メタライズ部１１７との接触面積が増加し、結果として接触抵抗を軽減できる。
【００５３】
［実施形態２］
図４は、本発明の実施形態２にかかるセラミックスヒータ型グロープラグ２の縦断面図である。なお、図４において、実施形態１と同じ構成には同一符号を付して説明を省略する。
実施形態３は、ハウジング１４内における太径リード部１３の固定を、図４に示すような構成にしたものである。
セラミックスヒータ型グロープラグ２においては、太径リード部１３を外筒１２に固定するのではなく、リード棒１６を第１のハウジング部１４ａの内面に固定することにより、リード棒１６に接合されている太径リード部１３も第１のハウジング１４ａ内に固定するものである。
具体的に、リード棒１６は、第１のハウジング部１４ａ内に収容され、第１のハウジング部１４ａとの間に充填された樹脂又は低融点ガラス等からなる充填剤１７３及びシールリング１７４によって固定されている。
【００５４】
このような構成においては、充填剤１７３及びシールリング１７４を設ける必要があるものの、外筒１２をかしめる必要がないため、外筒１２と太径リード部１３との間に耐熱樹脂１３６を充填する必要がない。また、太径リード部１３にローレット加工部１３３も形成する必要がない。
【００５５】
以上説明したグロープラグは、本発明の一態様を示すものであってこの発明を限定するものではなく、それぞれの実施形態は本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
【図１】
2016080105.tif 000003
【図２】
2016080105.tif 000004
【図３】
2016080105.tif 000005
【図４】
2016080105.tif 000006
【国際調査報告】
2016080105.tif 000007
2016080105.tif 000008
2016080105.tif 000009
2016080105.tif 000010