(57)【要約】【課題】  グロープラグ１は、先端側が閉じた筒状形態であるシーズチューブ４の後端側筒内に通電端子軸５を臨ませ、シーズチューブ４の内部軸線方向に、先端をシーズチューブ４に、後端を通電端子軸５に接続するように抵抗線コイル６を装填してシーズヒータ２を形成し、そのヒータ２を筒状である主体金具３に該ヒータ２の先端側を突出させて両者を一体に固着してなる。近年、グロープラグ１を細径にする要望が強いが、そうすると主体金具３の薄肉化に比例して熱に対する強度が低下し、主体金具３先端のテーパシール部３ｃが熱変形して燃焼室Ｃの気密を損なうおそれがある。【解決手段】  前記主体金具３の外周面に形成したグロープラグ固定用のネジ部の呼び径を８ｍｍ以下に設定し且つ抵抗線コイル６の発熱領域Ｈを前記主体金具３の先端面より先端側に配置したグロープラグ１を提供する。【選択図】        図１
2005083635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側が閉じた筒状形態であるシーズチューブの後端側筒内に通電端子軸を臨ませ、さらに前記シーズチューブの内部軸線方向に、先端を前記シーズチューブに後端を前記通電端子軸に接続するように抵抗線コイルを装填してシーズヒータを形成し、そのシーズヒータを筒状である主体金具に該シーズヒータの先端側を突出させて両者を一体に固着してなるグロープラグにおいて、
前記主体金具の外周面に形成したグロープラグ固定用のネジ部の呼び径を８ｍｍ以下に設定し且つ前記抵抗線コイルの発熱領域を前記主体金具の先端面より先端側に配置したことを特徴とするグロープラグ。
【請求項２】
前記抵抗線コイルの発熱領域を前記主体金具の先端面より３ｍｍ以上先端側に配置したことを特徴とする請求項１記載のグロープラグ。
【請求項３】
前記シーズチューブは前記主体金具に対し圧入により固着されていることを特徴とする請求項１又は２記載のグロープラグ。  
【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予熱などに使用するグロープラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
図３，図４に示したようにグロープラグ１００は、先端側が閉じた筒状形態であるシーズチューブ１０１の後端側筒内に通電端子軸１０２を臨ませ、さらに前記シーズチューブ１０１の内部軸線方向に、先端を前記シーズチューブ１０１に後端を前記通電端子軸１０２に接続するように抵抗線コイル１０３を装填してシーズヒータ１０４を形成し、そのシーズヒータ１０４を筒状である主体金具１０５に該シーズヒータ１０４の先端側を突出させて両者を一体に固着してなる。なお、図示したグロープラグ１００は公知の自己温度制御タイプであり、従って抵抗線コイル１０３は、先端側が発熱コイル１０３ａで後端側（通電端子軸１０２側）が制御コイル１０３ｂになっている。抵抗線コイル１０３は、通電端子軸１０２の先端部分に形成した細径のコイル接続部１０２ａに巻き付けられており、そのコイル接続部１０２ａより先端側の部分が通電により発熱する発熱領域Ｈである。
【０００３】
グロープラグ１００は、ディーゼルエンジンのブロックＡに穿設されている貫通孔状のプラグホールＢにシーズチューブ１０１の先端が燃焼室Ｃ内に突出する状態にして装着されている。前記プラグホールＢは、シーズチューブ１０１が収まる小径部Ｂ１と主体金具１０５が収まる大径部Ｂ２とからなり、該大径部Ｂ２と前記小径部Ｂ１の境界部がテーパ孔形態のシール受面Ｂ３になっている。また、プラグホールＢの口部には雌ネジ部Ｂ４が形成されており、その雌ネジ部Ｂ４にグロープラグ１００の主体金具１０５に形成したネジ部１０５ａが螺合する。そして該ネジ同士の締め付けにより主体金具１０５の先端に形成した先細りのテーパシール部１０５ｂがプラグホールＢの前記シール受面Ｂ３に当たって密着する。このプラグホールＢのシール受面Ｂ３と主体金具１０５のテーパシール部１０５ｂの密着により燃焼室Ｃ内の気密が保たれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これまでグロープラグ１００は、急速昇温や自己制御機能の維持等の要請に対し、抵抗線コイル１０３のコイル長を長くして対応してきた。その結果、図３のように主体金具１０５の内部にまで抵抗線コイル１０３の発熱領域Ｈが入り込む状態になっていた。言うまでもなく抵抗線コイル１０３の発熱領域Ｈが主体金具１０５の内部に入り込んでいる状態では、抵抗線コイル１０３の発熱により主体金具１０５の先端の温度が著しく上昇するが、現在主流のグロープラグ１００ではそのような温度上昇による弊害は殆ど生じていない。
しかしながら本出願人の研究によれば、前記のような主体金具１０５の端面温度の上昇はグロープラグ１００の細径化を阻害する極めて深刻な問題である、という結論に達した。
【０００５】
すなわち、現在のグロープラグ１００は、主体金具１０５のネジ部１０５ａの呼び径１０ｍｍというサイズが主流であるが、プラグホールＢの細径化に対応して主体金具１０５をこれよりさらに細くすると、主体金具１０５の肉厚を薄くする必要がある。よってグロープラグ１００は細径化を進めるほどテーパシール部１０５ｂの熱に対する強度が低下する。その結果、主体金具１０５のテーパシール部１０５ｂが熱変形して燃焼室Ｃ内の気密が損なわれる。一方、グロープラグ１００を細径化させると、前記プラグホールＢのシール受面Ｂ３と主体金具１０５のテーパシール部１０５ｂの接触面積が減り、主体金具１０５からブロックＡに伝わる熱量が激減して主体金具１０５の端面温度が異常に上昇するおそれもある。
従ってグロープラグ１００の細径化は、テーパシール部１０５ｂの熱に対する強度の低下に主体金具１０５の端面温度の異常な上昇の更なる悪条件が重なることもあり、その結果、主体金具１０５のテーパシール部１０５ｂが熱変形して燃焼室Ｃ内の気密がさらに損なわれる、という深刻な事態に発展するおそれもある。
また、通常、シーズチューブ１０１は主体金具１０５に圧入して固着されているから、主体金具１０５の肉厚が薄くなってシーズチューブ１０１の保持力が低下してるところに前記した高熱により追い打ちを掛けられると、シーズチューブ１０１が脱落するおそれさえある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
先端側が閉じた筒状形態であるシーズチューブの後端側筒内に通電端子軸を臨ませ、さらに前記シーズチューブの内部軸線方向に、先端を前記シーズチューブに後端を前記通電端子軸に接続するように抵抗線コイルを装填してシーズヒータを形成し、そのシーズヒータを筒状である主体金具に該シーズヒータの先端側を突出させて両者を一体に固着してなるグロープラグにおいて、前記主体金具の外周面に形成したグロープラグ固定用のネジ部の呼び径を８ｍｍ以下に設定し且つ前記抵抗線コイルの発熱領域を前記主体金具の先端面より先端側に配置したグロープラグを提供する。
【０００７】
また、請求項２に記載したように、前記抵抗線コイルの発熱領域を前記主体金具の先端面より３ｍｍ以上先端側に配置した請求項１記載のグロープラグを提供する。
【０００８】
また、請求項３に記載したように、前記シーズチューブは前記主体金具に対し圧入により固着されている請求項１又は２記載のグロープラグを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載のグロープラグは、主体金具のネジ部の呼び径を８ｍｍ以下に設定している。よって主体金具の先端部の熱変形により気密が損なわれるおそれがあるが、抵抗線コイルの発熱領域を主体金具の先端面より先端側に配置することにより従来構造のままなら起こり得る主体金具の異常な温度上昇を回避することができ、従ってそのような異常温度上昇を起因とする気密性の低下懸念が払拭できる。よって従来の気密性を維持したまま細径のグロープラグが提供できる。また、シーズチューブが主体金具に対し圧入により固着されている場合には、前記のようにグロープラグの細径化による主体金具の肉厚減と前記異常温度上昇が相乗的に作用してシーズチューブの保持力低下をもたらすが、本発明により主体金具の異常温度上昇が回避できるからシーズチューブの保持力低下をも防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、図１は使用状態を示すグロープラグの要部拡大断面図、図２はグロープラグの断面図である。
図１，図２に示したように、グロープラグ１はシーズヒータ２と主体金具３で概略構成される。
【００１１】
前記シーズヒータ２は、先端側が閉じた筒状形態であるシーズチューブ４と、そのシーズチューブ４の後端側筒内に先端が臨む通電端子軸５と、前記シーズチューブ４の内部軸線方向に装填した抵抗線コイル６と、シーズチューブ４内に充填した例えばマグネシアの粉末である絶縁材７とからなる。
【００１２】
前記通電端子軸５は、シーズチューブ４内に臨む先端部分に細径のコイル接続部５ａが形成されており、また、逆の後端部分に電源ケーブル接続用の雄ネジ部５ｂを有する。
この通電端子軸５とシーズチューブ４は、例えばゴム製の絶縁パッキン８をシーズチューブ４の後端開口部に嵌め、その部分をスウェージングで絞って締め付けることにより一体になっている。
【００１３】
例示したグロープラグ１は公知の自己温度制御タイプであり、従って前記抵抗線コイル６は、先端側が発熱コイル６ａで後端側（通電端子軸５側）が制御コイル６ｂになっている。この抵抗線コイル６は、後端が通電端子軸５のコイル接続部５ａに巻き付き、先端がシーズチューブ４の筒先内面に溶接されていて、通電により発熱する。なお、抵抗線コイル６のコイル接続部５ａに巻き付けた部分は抵抗がほぼ「０」であって通電しても発熱しないため、抵抗線コイル６のこの部分から先の部分が発熱領域Ｈである。
【００１４】
一方、主体金具３は、筒状の金属部品であって、後端に六角ボルト形態の工具係合部３ａがあり、その工具係合部３ａに続いてネジ部３ｂが刻設されている。また、主体金具３の先端には先細りのテーパシール部３ｃが形成されている。さらにまた、主体金具３の内部は、先端から数ｍｍ奥まった位置を起点としそこからほぼ中央に至るまでの範囲が小径部３ｄになっている。なお、小径部３ｄの開始位置、つまり後述するシーズチューブ４の圧入開始位置は、主体金具３の先端から１ｍｍ〜１０ｍｍ程度奥まった所にするのがよい。主体金具３の先端から小径部３ｄまでの間は、主体金具３とシーズチューブ４が密着せず隙間Ｓができるため、その隙間Ｓの長さが１ｍｍ以上あれば主体金具３の昇温緩和に効果を発揮する。また、小径部３ｄの開始位置が主体金具３の先端から１０ｍｍを越えるとシーズチューブ４の保持力が低下するおそれがあって好ましくない。何故なら主体金具３は、ネジ部３ｂとテーパシール部３ｃ間でネジ部３ｂの締め付けによる圧縮応力を受けており、その圧縮応力で中央部が外側に膨らむように変形し、圧入ポイントが主体金具３の膨らんだ中央部に近づくほど圧入強度が低下するからである。
【００１５】
主体金具３とシーズヒータ２は、シーズチューブ４の圧入と、通電端子軸５のナット９による締め付けで一体化されている。すなわちシーズチューブ４の外径を主体金具３の前記小径部３ｄより若干大きく設定し、シーズチューブ４を小径部３ｄに圧入させて主体金具３でシーズチューブ４を強固に締め付ける。一方、シーズヒータ２の通電端子軸５の後端にある雄ネジ部５ｂが主体金具３の後端から外に突出しているからその雄ネジ部５ｂに絶縁環１０とナット９を通して締め付ける。こうしてシーズヒータ２は主体金具３に対し二箇所を固定した状態で一体に固着されているのである。
【００１６】
しかして本発明の特徴は、前記主体金具３のネジ部３ｂの呼び径を８ｍｍ以下のサイズに設定し且つ前記抵抗線コイル６の発熱領域Ｈを主体金具３の先端面より先端側に配置したことにある。なお、抵抗線コイル６の発熱領域Ｈに、通電端子軸５のコイル接続部５ａに巻き付けた部分を含まないことは前記のとおりであり、従ってその部分は主体金具３の内部に配置されていてもよい。
【００１７】
以上の構成であるグロープラグ１はディーゼルエンジンに装着されるが、このディーゼルエンジンへの装着は背景技術の項で説明した従来型のグロープラグ１と同じである。よって図４を援用しっつ本発明のグロープラグ１の使用状態を説明する。
【００１８】
図４に示したようにグロープラグ１は、ディーゼルエンジンのブロックＡに穿設されている貫通孔状のプラグホールＢにシーズチューブ４の先端が燃焼室Ｃ内に突出する状態にして装着される。前記プラグホールＢは、シーズチューブ４が収まる小径部Ｂ１と主体金具３が収まる大径部Ｂ２とからなり、該大径部Ｂ２と前記小径部Ｂ１の境界部がテーパ孔形態のシール受面Ｂ３になっている。また、プラグホールＢの口部には雌ネジ部Ｂ４が形成されており、その雌ネジ部Ｂ４にグロープラグ１の主体金具３に形成したネジ部３ｂが螺合する。そして該ネジ同士の締め付けにより、主体金具３の先端に形成したテーパシール部３ｃがプラグホールＢの前記シール受面Ｂ３に当たって密着する。このプラグホールＢのシール受面Ｂ３と主体金具３のテーパシール部３ｃの密着により燃焼室Ｃ内の気密が保たれる。
【００１９】
上記のようにしてブロックＡに装着されている状態でグロープラグ１の抵抗線コイル６に通電すると発熱領域Ｈが発熱するが、本発明ではその発熱領域Ｈが主体金具３の端面より先端側に配置されているため、主体金具３の先端部の温度上昇が抑制される。
【００２０】
以上本発明を実施の形態について説明したが、もちろん本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば実施形態では主体金具３に対するシーズチューブ４の固着手段を圧入としたが、主体金具３にシーズチューブ４をろう付けする固着手段を採用してもよい。
また、実施形態では発熱コイル６ａと制御コイル６ｂをつなぎ合わせて一つの抵抗線コイル６を構成したが、抵抗線コイルは単一のコイル材を螺旋状に加工して形成してもよい。
【実施例】
【００２１】
本発明の効果を検証するため、主体金具３のネジ部３ｂの呼び径８ｍｍ、シーズチューブ４の外径φ４.４ｍｍに統一し、主体金具３の端面から発熱領域Ｈまでの距離Ｘを異ならせて５つのグロープラグを製作し、ＤＣ１１Ｖを６０秒間各グロープラグに印加したとき（抵抗線コイル６に通電したとき）の主体金具３の先端面温度を測定した。その結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
2005083635.tif 000003
【００２３】
表１の結果から明らかなように、主体金具３の端面から発熱領域Ｈまでの距離Ｘが３ｍｍ，５ｍｍ，０ｍｍである本発明の実施例１〜３は、同距離Ｘが−２ｍｍ，−８ｍｍである比較例１，２（構造は図３参照。）に比べて主体金具３の端面温度の上昇が抑制された。また、この検証結果より抵抗線コイル６の発熱領域Ｈを主体金具３の端面より３ｍｍ以上先端側に配置した場合に、主体金具３の端面温度の十分な抑制効果が得られることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】使用状態を示すグロープラグの要部拡大断面図である。
【図２】グロープラグの断面図である。
【図３】従来のグロープラグの使用状態を示す要部拡大断面図である。
【図４】ブロックにグロープラグを取り付けて示す要部の断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  …グロープラグ
２  …シーズヒータ
３  …主体金具
３ｂ…ネジ部
４  …シーズチューブ
５  …通電端子軸
６  …抵抗線コイル
Ｈ  …発熱領域
【図１】
2005083635.tif 000004
【図２】
2005083635.tif 000005
【図３】
2005083635.tif 000006
【図４】
2005083635.tif 000007