(57)【要約】【課題】  半導体素子を用いたスイッチング回路によって制御されるグロープラグ通電装置において、電源逆接続に対するグロープラグの破損を回避する手段を備えたグロープラグ通電装置を提供する。【解決手段】  グロープラグ４を、シリンダヘッド８１に固定される円筒状の金属製ハウジング４０内に発熱部４１と、一端がスイッチング回路３に接続され他端が上記発熱部４１に接続される通電用中軸４２とを保持し、上記ハウジング４０と上記通電用中軸４２との間を電気的に絶縁する絶縁部４３を介設した構成とし、上記スイッチング回路３と上記グロープラグ４との間に、電源が逆接続された場合に、逆電流を遮断するダイオード５０を設けるとともに、上記ダイオード５０に密着させて上記ダイオード５０から発生した熱を放散するヒートシンク５１を配設する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの気筒毎に設けられたグロープラグと、電圧を印加するための電源と、通電を制御するための半導体素子を用いたスイッチング回路とからなるグロープラグ通電装置であって、
上記グロープラグを、上記エンジンのシリンダヘッドに固定される円筒状の金属製ハウジング内に上記電源からの通電によって発熱する発熱部と、一端が上記スイッチング回路に接続され他端が上記発熱部に接続される通電用中軸とを保持し、上記ハウジングと上記通電用中軸との間を電気的に絶縁する絶縁部を介設した構成とし、
上記スイッチング回路と上記グロープラグとの間に、上記電源が逆接続された場合に、上記電源からの逆電流を遮断する整流素子を設けるとともに、
上記整流素子に密着させて上記整流素子から発生した熱を放散するヒートシンクを配設したことを特徴とするグロープラグ通電装置。
【請求項２】
上記整流素子は上記グロープラグと一体的に設けられている請求項１に記載のグロープラグ通電装置。
【請求項３】
上記整流素子は上記通電用中軸と上記スイッチング回路とをつなぐ導通線の上記通電用中軸と接触する端末部に一体的に設けられている請求項１に記載のグロープラグ通電装置。
【請求項４】
上記整流素子は上記エンジンの複数の気筒に設けられた複数のグロープラグに電力を供給する複数の導通線を一体的に包含するコネクティングバスバーの電極部の近傍に設けられ、上記電極部は上記ヒートシンクを兼用している請求項１に記載のグロープラグ通電装置。
【請求項５】
上記ヒートシンクは放熱部を外部に露出させている請求項１ないし４のいずれか１項に記載のグロープラグ通電装置。
【請求項６】
上記ヒートシンクは上記通電用中軸と熱的に結合されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載のグロープラグ通電装置。
【請求項７】
上記ヒートシンクは上記ハウジングと熱的に結合されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載のグロープラグ通電装置。
【請求項８】
上記整流素子はダイオードまたはダイオードを用いた整流回路である請求項１ないし７のいずれか１項に記載のグロープラグ通電装置。
【請求項９】
上記グロープラグは低定格グロープラグである請求項１ないし８のいずれか１項に記載のグロープラグ通電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子からなるスイッチング回路によって制御されるグロープラグ通電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にディーゼルエンジンにおいて、始動性向上のため気筒毎に設けられたグロープラグによって、気筒内に噴射された燃料を加熱し着火を補助する方法が広く実施されている。従来は、電源からグロープラグへの通電は電磁リレーの開閉によって制御されている。
【０００３】
近年、エンジン始動時の着火性向上に加え、エンジン始動後の安定性の向上や排ガス浄化性能の向上を図るため、始動時のみならず、始動後もグロープラグに通電を行うアフターグローの要求が高まってきている。
このような場合、電源の負荷をできる限り少なくするとともに、エンジンの状態に応じて、気筒毎に、より精密なグロープラグ加熱温度の制御を図るべく、従来の電磁リレーの開閉による通電制御に代わって、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）や絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等の半導体素子を用いたスイッチング回路による通電制御が試みられている。
【０００４】
例えば、図６に示すようなスイッチング回路３によって、電子制御装置（ＥＣＵ）２からのパルス信号をＭＯＳＦＥＴ３１のゲートＧに印加し、ＭＯＳＦＥＴ３１をオンオフさせ、ソースＳからドレインＤへの電流の流れを制御し、電源１からのエンジン８の気筒毎に設けられたグロープラグ４への通電を制御する方法等が考えられる。
このようなグロープラグ通電装置として、特許文献１には、グロープラグと蓄電池との間にスイッチング素子としてパワーＭＯＳＦＥＴを直列接続してグロープラグの通電を制御する装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２４５１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このような装置においては、バッテリの交換の際等に、バッテリの極性を間違えて逆接続してしまうと、スイッチング回路の半導体素子が破壊されてしまうという問題がある。
【０００６】
これについて説明する。従来の電磁リレーを用いたグロープラグにおいては、図７（Ａ）に示すように、電源１が逆接続された時に（以下、逆接続された電源１は電源１１と表示する）、ＥＣＵ２からグロープラグ４への通電が命令されたとしても、電磁リレー６のコイル６１も逆接続となり作動しないので、電磁リレー６が開いた状態のままとなり、電源１１からグロープラグ４へ逆電流は流れない。
ところが、図７（Ｂ）に示すように、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子３１を用いたスイッチング回路３が設けられていると、ＥＣＵ２からの通電命令がなくても、スイッチング回路３に内蔵される寄生ダイオード３１１が準バイアスとなり、電源の逆接続がなされた瞬間に電源１１からスイッチング回路３に逆電流が流れてしまう。
スイッチング回路３に逆電流が流れると、寄生ダイオード３１１の過剰な自己発熱により、半導体素子３１が破壊されてしまう可能性がある。
【０００７】
このような場合、特許文献１においては、電源逆接続時の熱破壊防止方法として、電源逆接続時にパワーＭＯＳＦＥＴのソースとドレインとの間を導通状態とする電圧をゲートに印加させる保護回路を設け、寄生ダイオードへ逆電流が流れないようにすることでパワーＭＯＳＦＥＴの破損を防止する技術が開示されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１の装置では、電源逆接続時のパワーＭＯＳＦＥＴの破損は回避できるが、グロープラグへの逆電流の通電を阻止することはできない。
【０００９】
一方、高速昇温や常時通電のために、近年、低定格グロープラグ（例えば、セラミックグロープラグでは定格７Ｖ、メタルグロープラグでは定格４．７Ｖなどがある）が用いられるようになっている。
このような低定格グロープラグを用いたときに、電源の逆接続がされ、接地側から電源電圧が制御回路を通らず直接印加されると、低定格グロープラグは初期抵抗が小さいので、非常に大きな逆電流が流れ、グロープラグが過剰発熱し、断線してしまうことがある。
更に、グロープラグの破損に至った場合には、破損したグロープラグの破片などがエンジンの燃焼室内に飛散し、二次的被害として、エンジンの損傷を引き起こす可能性もある。
【００１０】
また、極寒冷地などでバッテリの電圧が低下し、エンジンが始動できなくなった時に、他の車に搭載されたバッテリと電圧低下したバッテリとをブースタケーブルを用いて接続し、容量の低下したバッテリの充電を試みることがある。
しかしながら、一般ユーザーにおいては、必ずしも正確な知識を有しているとは限らず、バッテリを逆接続してしまうこともありうるので、電源逆接続によるグロープラグの破損は確実に回避しなければならない。
【００１１】
このため、図８に示すように電源バッテリ１と半導体スイッチング回路３との間に電磁リレー６を装着することも考えられるが、低定格グロープラグを用いた場合、突入電流が大きいため、従来の定格１１Ｖのグロープラグを用いた時の電磁リレーに比べ電磁リレーの体格が大きくなり、搭載が困難である。
【００１２】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、複雑な構成を必要とせず、確実に電源逆接続によるグロープラグの破壊を阻止してグロープラグを保護できるグロープラグ通電装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、ディーゼルエンジンの気筒毎に設けられたグロープラグと、電圧を印加するための電源と、通電を制御するための半導体素子を用いたスイッチング回路とからなるグロープラグ通電装置であって、
上記グロープラグを、上記エンジンのシリンダヘッドに固定される金属製のハウジング内に上記電源からの通電によって発熱する発熱部と、一端が上記スイッチング回路に接続され他端が上記発熱部に接続される通電用中軸とを保持し、上記ハウジングと上記通電用中軸との間を電気的に絶縁する絶縁部を介設した構成とし、
上記スイッチング回路と上記グロープラグとの間に、上記電源が逆接続された場合に、上記電源からの逆電流を遮断する整流素子を設けるとともに、
上記整流素子に密着させて上記整流素子から発生した熱を放散するヒートシンクを配設したことを特徴とする。
【００１４】
本発明のグロープラグ通電装置において、電源の逆接続がなされたとしても、上記整流素子によって逆電流が遮断される。よって、上記スイッチング回路の半導体素子が準バイアスになっても、逆電流は流れない。
従って、低定格グロープラグを用いた場合であっても、グロープラグが破損されるおそれがない。
また、上記整流素子で発生する熱が上記ヒートシンクによって放散されるため、上記整流素子の熱暴走を防ぐことができる。従って、確実に逆電流の阻止を図ることができ、グロープラグ通電装置の信頼性が向上する。
【００１５】
請求項２の発明では、上記整流素子は上記グロープラグと一体的に設けられている。
【００１６】
上記整流素子と上記グロープラグとが一体に設けられているため、グロープラグの体格が大きくならず、搭載性に優れている。
また、既存のＥＣＵおよびスイッチング回路のままで、逆電流に対してグロープラグを保護することができ、グロープラグ通電装置の信頼性を高めることができる。
【００１７】
請求項３の発明では、上記整流素子は上記通電用中軸と上記スイッチング回路とをつなぐ導通線の上記通電用中軸と接触する端末部に一体的に設けられている。
【００１８】
上記整流素子が導通線の端末部に一体的に設けられているので、体格があまり大きくならず、搭載性に優れている。
また、上記整流素子が上記グロープラグと別体に設けられているので、既存のＥＣＵ、スイッチング回路およびグロープラグを用いたままで逆電流に対してグロープラグを保護することができ、グロープラグ通電装置の信頼性を高めることができる。
【００１９】
請求項４の発明では、上記整流素子は上記エンジンの複数の気筒に設けられた複数のグロープラグに電力を供給する複数の導通線を一体的に包含するコネクティングバスバーの電極部の近傍に設けられ、上記電極部は上記ヒートシンクを兼用している。
【００２０】
上記整流素子で発生した熱が、上記電極部を介して上記グロープラグへ放散するので、上記整流素子の熱暴走を防ぐことができ、確実に逆電流の阻止を図ることができ、グロープラグ通電装置の信頼性が向上する。
また、複数の導通線が一体的に設けられているので、取付が容易な上に搭載性が向上する。
【００２１】
請求項５の発明では、上記ヒートシンクは放熱部を外部に露出させている。
【００２２】
上記ヒートシンクの放熱部が外部に露出しているので放熱性が良好となり、上記整流素子で発生した熱を速やかに放散できる。
従って、上記グロープラグ通電装置の信頼性が更に向上する。
【００２３】
請求項６の発明では、上記ヒートシンクは上記通電用中軸と熱的に結合されている。
【００２４】
上記ヒートシンクと上記グロープラグの通電用中軸と熱的に結合されているため、上記整流素子で発生した熱は上記ヒートシンクに伝わって放熱するだけでなく、上記グロープラグの通電用中軸にも伝導するため、より一層放熱性が向上する。
従って、上記グロープラグ通電装置の信頼性が更に向上する。
【００２５】
請求項７の発明では、上記ヒートシンクは上記ハウジングと熱的に結合されている。
【００２６】
上記ヒートシンクと上記ハウジングとが熱的に結合されているため、上記整流素子で発生した熱は上記ヒートシンクに伝わって放熱するだけでなく、上記ハウジングを介してエンジンに放散されるため、一層、放熱性が良好となる。
従って、上記グロープラグ通電装置の信頼性が更に向上する。
【００２７】
請求項８の発明では、上記整流素子はダイオードまたはダイオードを用いた整流回路である。
【００２８】
電源が逆接続された場合であっても、上記ダイオードが逆バイアスになり、通電を遮断するので上記グロープラグに逆電流が流れることがなく、上記グロープラグの破損を未然に防ぐことができるので、二次的被害としてエンジンの破損を引き起こすことがない。
従って、上記グロープラグ通電装置の信頼性が向上する。
【００２９】
請求項９の発明では、上記グロープラグは低定格グロープラグである。
【００３０】
本発明によれば、確実に、電源を逆接続した場合の逆電流を阻止することができるので、低定格グロープラグを用いた場合であっても、グロープラグの破損を防止できる。
従って、エンジンの始動性向上、常時通電による騒音の低減や排ガス浄化性能の向上などの低定格グロープラグを用いた場合のメリットを有効に利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明の第１の実施形態について図１、２を参照して説明する。本発明の第１の実施形態においては、整流素子としてダイオード５０がヒートシンク５１を介してグロープラグ４と保護部５として一体的に設けられていることを特徴とする。
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るグロープラグ４の概略断面図であり、（Ｂ）は本発明の第１の実施形態に用いられるダイオード５０の斜視図である。
【００３２】
グロープラグ４は、例えば、図略の自動車の直噴式ディーゼルエンジンの気筒毎に取り付けられ、エンジンの燃焼室内を予熱してエンジン始動時ないしは始動後における燃料の着火および燃焼を補助するものとして適用される。
【００３３】
筒状のハウジング４０は鋼鉄（例えばＳ２５Ｃ）等の導電性金属材料からなり、上記ハウジング４０の外周面には、シリンダヘッド８１に取り付けるための取付ネジ部４０２およびネジ締め用の六角部４０１が形成されている。
上記グロープラグ４は、上記シリンダヘッドに形成された雌ネジ部に上記取付ネジ部４０２が螺合されてシリンダヘッド８１に固定される。
これにより、上記ハウジング４０は上記シリンダヘッド８１に電気的に接地された状態となる。
【００３４】
ハウジング４０の上端部内には、炭素鋼からなる棒状の通電用中軸４２が収納されている。
上記通電用中軸４２の上端部の上記ハウジング４０から突出した部分には中軸端子ネジ部４２１が形成されている。
上記通電用中軸４２の下端部には、キャップ挿入部４２２が形成され、上記通電用中軸４２と後述する発熱部４１とを連結するステンレス等の導電性金属からなる段付き円筒状のキャップ４２３が嵌着されている。
【００３５】
更に、ハウジング４０の筒内の下方には、通電により発熱する発熱部４１が設けられ、上記発熱部４１の上端部が上記キャップ４２３に嵌着され、上記通電用中軸４２と連結されている。
上記発熱部４１は、例えば二硅化モリブデン含有窒化硅素等の導電性セラミックからなるＵ字状の発熱体４１３と、タングステン等からなる一対のリード線４１０ａ、４１０ｂとを埋設する、例えば窒化硅素等の絶縁性セラミックからなる支持体４１２と、上記支持体４１２を上記ハウジング４０に保持する、例えばステンレスからなるスリーブ４１１とで構成されている。
【００３６】
上記発熱体４１の一方のリード線４１０ａは、上記支持体４１２から露出した部分にて上記キャップ４２３に接続されることにより、上記通電用中軸４２に電気的に接続されている。
他方のリード線４１０ｂは、上記支持体４１２から露出した部分にて上記スリーブ４１１に接続されることにより、上記スリーブ４１１を介して上記ハウジング４０に接地されている。
【００３７】
上記通電用中軸４２は上記ハウジング４０の上端で絶縁部４３によって上記通電用中軸４２と上記ハウジング４０との絶縁を保持され、ナット４４によって締め付け固定されている。
上記絶縁部４３は、例えばフェノール樹脂等からなる環状の絶縁ブッシュ４３０、例えばＮＢＲゴムからなる環状のシールラバーパッキング４３１、および環状の絶縁性のガラスシール４３２等によって構成されている。
【００３８】
図１（Ｂ）に示すようにダイオード５０は円板状で上面にアノード５０１が接続される。上記ダイオード５０の外周および下面を覆う金属カバー５０２が設けられ、上記金属カバー５０２の下面にはカソード５０３が接続されている。
【００３９】
ヒートシンク５１は円柱状で、例えばアルミニウム、ステンレス等の熱伝導率の高い材料が用いられ、下端には上記中軸端子ネジ部４２１と螺合する雌ネジ部が形成され、上端には上記ダイオード５０が挿入される挿入孔が穿設され、さらに上記カソード５０３が挿入可能な穴が上記雌ネジ部と上記挿入孔とを連通するように設けられている。
【００４０】
上記ヒートシンク５１は上記中軸端子ネジ部４２１と上記雌ネジ部によって螺結され、上記ヒートシンク５１の上記挿入孔には上記ダイオード５０が上記金属カバー５０２と上記ヒートシンク５１とが密着する状態で埋設され、上記ダイオード５０の上記カソード５０３と上記中軸端子ネジ部４２１と上記ヒートシンク５１とは電気的および熱的に結合され一体となっている。
【００４１】
上記ダイオード５０のアノード５０１は金属からなるターミナル電極５３と電気的に結合され、上記ターミナル電極５３は例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂からなるカバー５２によって上記ヒートシンク５１と電気的絶縁性を保ちつつ、上記ヒートシンク５１に嵌着されている。
【００４２】
上述したように上記保護部５は上記中軸ネジ部４２１の上に、上記グロープラグ４のハウジング４０とほぼ同程度の外径とすることができるので搭載性に優れている。
【００４３】
上記ターミナル電極５３には半導体素子からなるスイッチング回路３から導通線５５が導通線結合端子５９によって結合される。
【００４４】
上記スイチング回路３には電源１が接続され、ＥＣＵ２にからの信号に従って、上記スイッチング回路３がオンオフし、上記電源１から上記グロープラグ４への通電が制御される。
【００４５】
図２（Ａ）に本発明の第１の実施形態において、電源１が逆接続された場合の等価回路を示す。
図中、エンジン８の複数の気筒に設けられたグロープラグ４とダイオード５０とは一体的に構成されており、これらグロープラグ４およびダイオード５０と半導体素子３１からなるスイッチング回路３とが直列に接続された状態となっており、例えばパルス幅変調（PWM）通電を実施すべく、ＥＣＵ２からのパルス信号によって上記スイッチング回路３が制御されている。
【００４６】
図２（Ａ）に示すように電源１が電源１１として表すように逆接続されても、ＥＣＵ２の信号の如何に関わらず、ダイオード５０が逆バイアスとなり、電源１１からの逆電流は阻止される。
従って、電源が逆接続されたとしても、上記グロープラグ４に逆電流が流れることはないので上記グロープラグ４の破壊が回避される。
【００４７】
更に、上記ダイオード５０に逆向きの電圧が印加されても、上記ダイオード５０で発生した熱が速やかに上記ヒートシンク５１に放散されるので上記ダイオード５０は、熱暴走することなく確実に逆電流を阻止し、上記グロープラグ４を保護する。
【００４８】
一方、電源１が正常に取り付けられた場合には、上記ダイオード５０は準バイアスとなり導通可能となるので、上記ＥＣＵ２からのパルス信号に従って、半導体素子３１がオンオフし、上記グロープラグ４に通電される。
【００４９】
上記ダイオード５０に準電流が流れた場合にも、上記ダイオード５０の内部抵抗によって自己発熱するが、上記ダイオード５０で発生した熱が上記ヒートシンク５１に放散されるため、上記ダイオード５０の熱ストレスを低減させ、上記ダイオード５０の信頼性が確保される。
【００５０】
従って、本実施形態によれば、上記ダイオード５０と上記グロープラグ４とが一体に設けられているため、グロープラグの体格が大きくならず、搭載性に優れている。
また、低定格グロープラグを使用した場合でも、既存のＥＣＵおよびスイッチング回路のままで、逆電流に対して確実にグロープラグを保護することができ、グロープラグ通電装置の信頼性を高めることができる。
【００５１】
図２（Ｂ）に本発明の第１の実施形態における別の構成例を示す。
なお、共通する部分についての説明は省略する。
【００５２】
本構成において、ダイオード５０は例えばアルミナ基板または窒化アルミニウム基板等の熱伝導性の良い絶縁基板５４上に設けられ、例えばステンレスまたはアルミニウム等からなるヒートシンク５１ｂを介して上記グロープラグ４のハウジング４０の六角部４０１ｂに熱的に結合されている点で上記図１に示した構成とは異なっている。
【００５３】
上記ヒートシンク５１ｂは、図２（Ｃ）に示すように、下端に開口する筒状体でハット型をしており、上記ヒートシンク５１ｂの上端面５１０の中心には上記中軸端子ネジ部４２１と上記カソード５０３とを回避し、電気的に絶縁を確保するための挿通孔５１１が設けられ、下端の外周に突設した鍔部５１２は、上記六角部４０１ｂの上面にパッキング４０６を介して、上記六角部４０１ｂの外周に設けられたカシメ部４０５の折り返しによりカシメ固定されている。
【００５４】
上記ダイオード５０は上記絶縁基板５４を介して、上記ヒートシンク５１ｂに密着しており、上記ダイオード５０のカソード５０３および金属カバー５０２は上記絶縁基板５１ｂによって上記ヒートシンク５１ｂと電気的には絶縁性を確保しつつ、上記ヒートシンク５１ｂを介して上記ハウジング４０と熱的に結合しており、上記ダイオード５０で発生した熱は、上記ヒートシンク５１ｂおよび上記ハウジング４０に放散される。
【００５５】
上記カソード５０３は上記中軸端子ネジ部４２１と接続され、上記アノード５０１は上記ターミナル電極５３と接続されている。
また。上記ダイオード５０および上記絶縁基板５４を覆って、例えばＰＢＴ樹脂からなるカバー５２が設けられ、上記ターミナル電極５３は上記カバー５２の上方へ突出している。
【００５６】
このような構成としても、上記ダイオード５０は上記グロープラグ４と実質的に一体となっており、先に示した本発明の第１の実施形態と同様に、グロープラグの体格が大きくならず、搭載性に優れており、また、逆電流に対してグロープラグを保護する機能も同様である。
【００５７】
本発明の第２の実施形態について図３、４を参照して説明する。図中、本発明の第１の実施形態において図１、２に示された部分と同一若しくは実質的に同一の部分においては、説明の簡略化を図るべく、同一の符号を付してある。  本発明の第２の実施形態においては、ダイオード５０がグロープラグ４とは別体の通電キャップ５ｂとヒートシンク５１ｂとが一体的に設けられていることを特徴とする。
【００５８】
図３（Ａ）は、本発明の第２の実施形態における電源１が正常に接続された状態を示す等価回路である。本実施形態において電気的には本発明の第１の実施形態と等価であるので、電源逆接続に対するダイオード５０の効果は本発明の第１の実施形態における効果と同様である。
従って、上記第１の実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
【００５９】
図３（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態におけるダイオード５０およびヒートシンク５１ｂが樹脂モールド５２ｂによって一体的に設けられた通電キャップ５ｂの要部断面図を示す。
図３（Ｃ）は、本発明の第２の実施形態において、複数のグロープラグ４が上記通電キャップ５ｂを介して、導通線５５でスイチング回路３に結合された状態を示す構成図である。
【００６０】
図３（Ｂ）に示すように、上記ダイオード５０は、例えばアルミナ基板や窒化アルミニウム基板などの熱伝導性の良い平板状の絶縁基板５４の一方の面に密接した状態でマウントされ、アノード５０１は上記導通線５５と電気的に結合され、カソード５０３は一端が開口する筒状の電極であるコンタクト端子４２１ｂと電気的に結合されている。
【００６１】
なお、上記コンタクト端子４２１ｂは単なる筒状の電極でも良いし、内側に上記中軸端子ネジ部４２１に螺合する雌ネジ部を設けた電極でもよい。
また、上記導通線５５は絶縁被覆５５０によって覆われ保護されている。
【００６２】
上記絶縁基板５４は上記ダイオード５０のマウントされた面の裏面で平板状のヒートシンク５１ｂに密接した状態で固定される。
【００６３】
上記樹脂モールド５２ｂは略円筒状で、上記樹脂モールド５２ｂの上端は上記ヒートシンク５１ｂが上記ヒートシンク５１ｂの上面を露出するように上記ヒートシンク５１ｂの外周部を覆い、上記ヒートシンク５１ｂの下面には上記絶縁基板５４と上記ダイオード５０とが密着固定されている。
更に、上記樹脂モールド５２ｂは筒状の上記コンタクト端子４２１ｂを上記コンタクト端子４２１ｂの開口部が上記樹脂モールド５２ｂの下端で開口するように覆っている。
【００６４】
上記ヒートシンク５１ｂは上記樹脂モールド５２ｂに外周部のみが保持されており、上面がほとんど外部に晒されているので、上記ダイオード５０で発生した熱を上記絶縁基板５４および上記ヒートシンク５２ｂを介して、外部に放散することができる。
【００６５】
上記の構成にすれば、上記コンタクト端子４２１ｂを、グロープラグ４の中軸端子ネジ部４２１を覆うように差し込むと、上記通電キャップ４２が上記グロープラグ４に固定されるとともに、上記コンタクト端子４２１ｂと上記中軸端子ネジ部４２１とが導通され、上記グロープラグ４を、上記ダイオード５０を介して、上記スイッチング回路３と直列につなぐことができる。
上記通電キャップ５ｂを上記中軸端子ネジ部４２１に差し込むだけでよいので、既存のグロープラグに簡単に装着することができる。
【００６６】
図４（Ａ）に本発明の第２の実施形態における別の構成例を示す。なお、本発明の第２の実施形態における先の例と異なる部分のみについて説明する。  
【００６７】
金属製の通電キャップカバー５６は上記通電キャップ５ｂの外周面を覆うように設けられる。
上記樹脂モールド５２ｂの上端の開口部において上記ヒートシンク５１ｂの上面と上記通電キャップカバー５６とが密着しており、上記ヒートシンク５１ｂと上記通電キャップカバー５６とは熱的に結合されている。
【００６８】
また、上記通電キャップ５ｂを上記中軸端子ネジ部４２１に差し込むと、上記通電キャップカバー５６の下端部は、固定ナット４４と接触しないように回避しながら、上記グロープラグ４のハウジング４０の六角部４０１に当接し、上記通電キャップカバー５６と上記ハウジングとは熱的に結合された状態になる。
【００６９】
従って、上記グロープラグ５０で発生した熱は、上記絶縁基板５４および上記ヒートシンク５１ｂを介して、上記通電キャップカバー５６に伝わり、更に上記グロープラグ４のハウジング４０に放散される。
また、上記通電キャップカバー５６は上記通電キャップ６ｂの全面を覆っているため、放熱面積が増加し、放熱性がよい。
【００７０】
よって、本実施形態によれば、上記ダイオード５０と上記ヒートシンク５１ｂとが一体的に設けられた上記通電キャップ５ｂの信頼性が更に向上する。
【００７１】
図４（Ｂ）に本発明の第２の実施形態における更に別の構成例を示す。
本実施形態においては、金属からなるハット型のカバー５８が固定ナット４４を避けるようにして設けられ、カバー５８の下端の鍔部５８１は、上記グロープラグ４のハウジング４０の六角部４０１ｂに設けられたハウジングカシメ部４０５によって上記ハウジング４０にカシメ固定されている。
上記カバー５８の上面は上記中軸端子ネジ部４２１と絶縁体５７によって電気的に絶縁されている。
【００７２】
上記通電キャップ５ｂを上記中軸端子ネジ部４２１に差し込むと、上記通電キャップ５ｂを覆う金属製の通電キャップカバー５６の下端部で上記通電キャップカバー５６の下縁と上記金属カバー５８とが当接する。
従って、ダイオード５０は絶縁基板５４を介してヒートシンク５１ｂと熱的に結合され、更に上記ヒートシンク５１ｂは上記通電キャップカバー５６と熱的に結合され、更に上記通電キャップカバー５６は上記金属カバー５８と熱的に結合され、更に上記金属カバー５８は上記ハウジング４０と熱的に結合された状態となっている。
【００７３】
よって、上記ダイオード５０で発生した熱は上記絶縁基板５４，上記ヒートシンク５１ｂ、上記通電キャップカバー５６、上記金属カバー５７、上記ハウジング４０へと順に伝わり放散される。
【００７４】
本実施形態によれば、上記ダイオード５０と上記ヒートシンク５１ｂとが一体的に設けられた上記通電キャップ５ｂの信頼性が更に向上する。
【００７５】
本発明の第３の実施形態について図５を参照して説明する。本実施形態ではダイオード５０はエンジン８の複数の気筒に設けられた複数のグロープラグ４に電力を供給する複数の導通線５５を一体的に包含するコネクティングバスバー７のコンタクト端子７１の近傍に設けられ、上記コンタクト端子７１は電極とヒートシンクとを兼用していることを特徴とする。
【００７６】
図５（Ａ）は本発明の第３の実施形態において電源１が正常に接続された状態を示す等価回路である。電気的な構成は本発明の第１の実施形態および第２の実施形態と等価である。
図５（Ｂ）は本発明の第３の実施形態における上記コネクティングバスバー７の構造を示す概略図である。
図５（Ｃ）に本実施形態における電源１、ＥＣＵ２、スイッチング回路３、コネクティングバスバー７、グロープラグ４の接続例を示す。
【００７７】
上記コネクティングバスバー７は、コンタクト端子７１と樹脂モールド７２とコネクタ７３と複数の導通線５５と複数のダイオード５０とによって構成されている。
【００７８】
上記コンタクト端子７１は金属からなり、上記ダイオード５０が上記コンタクト端子７１に密接して設けられている。
上記コンタクト端子７１は電極として上記ダイオード５０に通電するのみならず、ヒートシンクを兼用している。
【００７９】
上記コンタクト端子７１は上記グロープラグ４の通電用中軸４２１と上下２つの固定ナット４４によって挟み込まれるように結合されるので、上記ダイオード５０で発生した熱が、上記コンタクト端子７１を介して、上記固定ナット４４および上記グロープラグ４へ伝わり、更に上記エンジン８へと放散される。
【００８０】
また、複数の通電線５５が樹脂モールド７２に一体的に内包されているので、搭載性が向上する。
樹脂モールド７２は硬質の材料でも可撓性のある材料でもよい。
更に、上記通電線５５の端末部はコネクタ７３によって差し込み容易な構造となっている。
【００８１】
本実施形態によれば、複雑な構成を必要とせず、確実に電源逆接続によるグロープラグの破壊を阻止してグロープラグを保護できるので、グロープラグ通電装置の信頼性が向上する。
【００８２】
また、本発明の実施形態において、逆電流を阻止する整流素子としてダイオードを用いた場合について説明しているが、整流素子としてダイオードに限定するものではなく、ＭＯＳＦＥＴやＩＤＢＴ等の半導体素子を用いて、逆電流を遮断するように構成した整流回路としても良い。
【００８３】
なお、当然のことながら、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、本発明の実施形態の説明において、グロープラグ４はセラミックグロープラグを用いた場合について説明しているが、メタルグロープラグを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】（Ａ）は、本発明の第１の実施形態におけるダイオード一体型グロープラグの構造を示す断面図を含む本発明のグロープラグ通電装置の構成図で、（Ｂ）は、本発明に用いられるダイオードの一例を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第１の実施形態において電源逆接続時における効果を示す等価回路図で、（Ｂ）は本発明の第１の実施形態における別の形態の例のダイオード一体型グロープラグを示す要部断面図で、（Ｃ）は本実施形態に用いられるヒートシンク５１ｂの斜視図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第２の実施形態におけるダイオードがグロープラグと別体に設けられている場合の等価回路図を示し、（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態におけるダイオードを設けた通電キャップの構造を示す要部断面図で、（Ｃ）は、本発明の第２の実施形態において、複数のグロープラグを設けた場合の構成を示す。
【図４】（Ａ）は、本発明の第２の実施形態における別の例の電源逆接続保護用ダイオードを設けた通電キャップの構造を示す要部断面図で、（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態における更に別の例の電源逆接続保護用ダイオードを設けた通電キャップの構造を示す要部断面図である。
【図５】（Ａ）は、本発明の第３の実施形態における複数のグロープラグへの通電ケーブルを一体的に設けた構成を示す等価回路図で、（Ｂ）は、本発明の第３の実施形態におけるコネクティングバスバーの構成を示す要部概略図で、（Ｃ）は、本発明の第３の実施形態における複数のグロープラグへの適用例を示す概略図である。
【図６】低定格グロープラグを、半導体素子を用いたスイッチング回路で制御する基本構成を示す等価回路図である。
【図７】（Ａ）は従来の高定格グロープラグを電磁リレーで制御する場合の電源逆接続の起こった状態を示す等価回路図で、（Ｂ）は、低定格グロープラグを半導体素子で制御する場合の電源逆接続の起こった状態を示す等価回路図である。
【図８】比較例として電磁リレーを用いて電源逆接続からの保護を図る場合の等価回路図を示す。
【符号の説明】
【００８５】
１  電源（順接続状態）
１１  電源（逆接続状態）
２  ＥＣＵ
３  スイッチング回路（ＥＤＵ）
３１  金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ
３１１  寄生ダイオード
４  グロープラグ
４０  ハウジング
４０１、４０１ｂ  ハウジング六角部
４０２  ハウジングネジ部
４１  発熱部
４１０ａ、４１０ｂ  タングステンリード線
４１１  スリーブ
４１２  セラミック支持体
４１３  セラミック発熱体
４２  通電用中軸
４２１  中軸端子ネジ部
４２１ｂ  コンタクト端子
４２２  キャップ挿入部
４２３  連結用キャップ
４３  絶縁部
４３０  絶縁ブッシュ
４３１  パッキング
４３２  ガラスシール
４４  固定ナット
５  保護部
５０  ダイオード（整流素子）
５０１  カソード
５０２  金属カバー
５０３  アノード
５１  ヒートシンク
５２  樹脂カバー
５３  ターミナル電極
５５  導通線
５９  導通線結合端子
６  電磁リレー
７  コネクティングバスバー
７１  電極兼用ヒートシンク
８  エンジン
８１  エンジンシリンダーヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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