(57)【要約】【課題】圧力センサ付グロープラグにおいて圧力センサの受圧面積をより大きくする。【解決手段】グロープラグは、筒状のハウジング１２０と、ハウジング１５０の一方の端部に設けられたヒータ１５０と、ヒータ１５０のハウジング１２０に対する変位を検出するセンサ５２０とを有している。ハウジング１２０内には、ヒータ１５０に電気的に接続されるとともに、ヒータ１５０の変位をハウジング１２０内のセンサ５２０に伝達する給電部材３００が設けられており、また、給電部材３００を介してヒータ１５０に電力を供給するリード部材４００が配設されている。給電部材３００は、一方の端部側から他方の端部側に貫通する貫通穴３０２を有しており、貫通穴３０２に挿通されたリード部材４００と給電部材３００とは、給電部材３００の貫通穴３０２の一方の端部側において接合されている。【選択図】図２
2009243709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グロープラグであって、
筒状のハウジングと、
前記ハウジングの一方の端部に設けられたヒータと、
前記ハウジング内に設けられ、前記ヒータの前記ハウジングに対する前記一方の端部と他方の端部とを結ぶ方向に沿った変位を検出するセンサと、
前記ハウジング内において前記ヒータと前記センサとの間に設けられ、前記ヒータに電気的に接続されるとともに、前記ヒータの変位を前記センサに機械的に伝達する給電部材と、
前記給電部材から前記センサよりも前記他方の端部に向かって前記ハウジング内に配設され、前記給電部材を介して外部電源から前記ヒータに電力を供給するリード部材と
を備え、
前記給電部材は、前記一方の端部側から前記他方の端部側に貫通する貫通穴を有しており、
前記貫通穴に挿通された前記リード部材と、前記給電部材とは、前記給電部材の前記貫通穴の前記一方の端部側において接合されている
グロープラグ。
【請求項２】
請求項１記載のグロープラグであって、
前記リード部材は、前記貫通穴の前記他方の端部側において、前記貫通穴の断面方向に移動可能である
グロープラグ。
【請求項３】
請求項１または２記載のグロープラグであって、
前記リード部材は、前記一方の端部側の外径が前記貫通穴の径よりも大きい
グロープラグ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか記載のグロープラグであって、
前記リード部材と前記給電部材との前記接合は溶接によりなされている
グロープラグ。
【請求項５】
グロープラグの製造方法であって、
ハウジング一方の端部に設けられるヒータに電気的に接続され、前記ハウジング内において前記ヒータとセンサとの間に配置されることにより、前記ヒータの前記ハウジングに対する前記一方の端部と他方の端部とを結ぶ方向に沿った変位を前記センサに機械的に伝達する給電部材であって、前記一方の端部側から前記他方の端部側に貫通穴を有する給電部材を準備する工程と、
前記貫通穴に挿通されるリード部材の前記一方の端部側を、外径が前記貫通穴の径よりも大きい大径部として形成する工程と、
前記貫通穴の前記一方の端部側において前記大径部と前記給電部材とを接合する工程と
を備えるグロープラグの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載のグロープラグの製造方法であって、
前記大径部と前記給電部材との前記接合は溶接によってなされる
グロープラグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自着火方式の内燃機関で使用されるグロープラグにおいて、内燃機関の燃焼圧を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の自着火方式の内燃機関において始動を補助するためのグロープラグに圧力センサを設け、内燃機関の燃焼圧を検出することが行われている。このようなグロープラグでは、ヒータに電力を供給するための中軸を用いて、燃焼圧が加わるヒータの変位がセンサに伝達される（例えば、特許文献１参照）。より詳細には、燃焼室内の圧力がヒータにかかり、その圧力が応力として中軸を伝わり、センサにより燃焼圧が検出される。
【０００３】
また、特許文献２には、圧力センサと加熱要素（ヒータ）とを備える圧力ピックアップ加熱バーの構造をより簡単にするため、圧力センサをグロープラグ本体（ハウジング）内に格納することが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４６８２２号公報
【特許文献２】特開２００７−１２０９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ヒータに電力を供給するための中軸は、ヒータ側（先端側）から内燃機関の外側（後端側）にまでわたって設けられる。そのため、圧力センサをハウジング内に格納する場合、圧力センサの中心には中軸を通すための貫通穴が設けられる。そのため、圧力センサの受圧面積（圧力を受ける方向に垂直な面の断面積）は、貫通穴の大きさにより制限される。一方、圧力センサの受圧面積は、センサの耐荷重を高めるため、より大きくするのが望ましい。
【０００６】
一方、中軸において変位を伝達する部分（変位伝達部）が変形すると、圧力センサに加わる荷重が低下する。そこで、圧力センサに加わる荷重の低下を抑制するため、変位伝達部の変形量が小さくなるように、変位伝達部の外径は大きくされる。一般に、中軸のように一体で形成される部材において、その外径差を大きくとることは困難である。そのため、圧力センサの位置における中軸の外径を十分小さくすることができず、圧力センサに設けられる貫通穴を小径化して、圧力センサの受圧面積を十分大きくすることが困難であった。例えば、中軸となる柱状の金属材料の一体物から、変位伝達部としての大径部（例えば、外径４ｍｍ）を一方の端部側に形成し、圧力センサに設けられる貫通孔に挿通される部位である小径部（例えば、φ１ｍｍ）を他方の端部側に隣接して形成するような場合である。
【０００７】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、圧力センサ付グロープラグにおいて圧力センサの受圧面積をより大きくする技術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】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
グロープラグであって、
筒状のハウジングと、
前記ハウジングの一方の端部に設けられたヒータと、
前記ハウジング内に設けられ、前記ヒータの前記ハウジングに対する前記一方の端部と他方の端部とを結ぶ方向に沿った変位を検出するセンサと、
前記ハウジング内において前記ヒータと前記センサとの間に設けられ、前記ヒータに電気的に接続されるとともに、前記ヒータの変位を前記センサに機械的に伝達する給電部材と、
前記給電部材から前記センサよりも前記他方の端部に向かって前記ハウジング内に配設され、前記給電部材を介して外部電源から前記ヒータに電力を供給するリード部材と
を備え、
前記給電部材は、前記一方の端部側から前記他方の端部側に貫通する貫通穴を有しており、
前記貫通穴に挿通された前記リード部材と、前記給電部材とは、前記給電部材の前記貫通穴の前記一方の端部側において接合されている
グロープラグ。
【００１０】
この適用例によれば、ヒータに電力を供給するリード部材と、変位の伝達にも使用される給電部材とを別体のものとすることにより、リード部材の外径をより細くすることができる。そのため、センサの受圧面積をより大きくすることが容易となる。また、給電部材と、給電部材の貫通穴に挿通されたリード部材とは、給電部材の貫通穴の一方の端部側において接合されている。そのため、リード部材に力が加わった場合に、接合部に加わる応力が低減するので、接合部の破断を抑制することができる。
【００１１】
［適用例２］
適用例１記載のグロープラグであって、
前記リード部材は、前記貫通穴の前記他方の端部側において、前記貫通穴の断面方向に移動可能である
グロープラグ。
【００１２】
この適用例によれば、リード部材は、他方の端部側において、貫通穴の断面方向に移動可能となっている。リード部材が断面方向に移動することにより、リード部材に加わる断面方向の力の一部は、リード部材の線方向（リード線が延在する方向）に分散される。そのため、リード部材と貫通穴の端部とが接触することによりリード部材に加わる剪断応力をより小さくすることができ、リード部材の破断を抑制することができる。
【００１３】
［適用例３］
適用例１または２記載のグロープラグであって、
前記リード部材は、前記一方の端部側の外径が前記貫通穴の径よりも大きい
グロープラグ。
【００１４】
この適用例によれば、リード部材の一方の端部側の外径が、貫通穴の径よりも大きくなっている。そのため、リード部材に他方の端部に向きの力が加わった場合においても、リード部材が給電部材から抜けることが抑制される。
【００１５】
［適用例４］
適用例１ないし３のいずれか記載のグロープラグであって、
前記リード部材と前記給電部材との前記接合は溶接によりなされている
グロープラグ。
【００１６】
この適用例によれば、リード部材と給電部材とが溶接により接合されることにより、接合部が給電部材の一方の端部側に限定される。そのため、貫通穴の他方の端部側においてリード部材が固定されることが抑制され、リード部材に加わる応力をより低減することができる。
【００１７】
［適用例５］
グロープラグの製造方法であって、
ハウジング一方の端部に設けられるヒータに電気的に接続され、前記ハウジング内において前記ヒータとセンサとの間に配置されることにより、前記ヒータの前記ハウジングに対する前記一方の端部と他方の端部とを結ぶ方向に沿った変位を前記センサに機械的に伝達する給電部材であって、前記一方の端部側から前記他方の端部側に貫通穴を有する給電部材を準備する工程と、
前記貫通穴に挿通されるリード部材の前記一方の端部側を、外径が前記貫通穴の径よりも大きい大径部としてを形成する工程と、
前記貫通穴の前記一方の端部側において前記大径部と前記給電部材とを接合する工程と
を備えるグロープラグの製造方法。
【００１８】
この適用例によれば、リード部材と給電部材との接合部が破断しにくいグロープラグをより容易に製造することができる。
【００１９】
［適用例６］
適用例５記載のグロープラグの製造方法であって、
前記大径部と前記給電部材との前記接合は溶接によってなされる
グロープラグの製造方法。
【００２０】
この適用例によれば、リード部材の外径が貫通穴の径よりも大きい大径部と給電部材とが溶接される。そのため、溶接によるリード部材の細径化が抑制され、リード部材の断線を抑制することができる。
【００２１】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、グロープラグ、グロープラグの製造方法、およびその製造方法で製造されたグロープラグ、それらのグロープラグを使用した内燃機関の始動補助装置、その始動補助装置を使用した内燃機関、その内燃機関を使用した移動体、等の態様で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．グロープラグの構造：
Ａ２．通電機構の構成：
Ａ３．実施例の効果：
Ａ４．ヒータアセンブリの組立方法：
Ｂ．第２実施例：
【００２３】
Ａ１．グロープラグの構造：
図１は、本発明の一実施例としてのグロープラグの外観を示す外観図である。グロープラグ１００は、配線保持部１１０と、主体金具１２０（「ハウジング」とも呼ばれる）と、外筒１３０と、先端チップ１４０と、ヒータ１５０とを備えている。
【００２４】
配線保持部１１０は、グロープラグ１００に設けられた圧力センサ（後述する）の出力信号を外部に出力するセンサケーブル１１２と、ヒータ１５０に電力を供給するための通電ケーブル１１４とを保持している。配線保持部１１０において、センサケーブル１１２の複数の心線は、それぞれ、圧力センサに接続された複数のセンサ信号線（図示しない）と接続されている。また、通電ケーブル１１４の心線は、ヒータ１５０に電力を供給するためのリード線（後述する）に接続されている。
【００２５】
主体金具１２０は、筒状の部材であり、ディーゼルエンジン等の自着火方式の内燃機関が有するシリンダヘッドに装着される。第１実施例では、主体金具１２０を炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）で形成している。但し、主体金具１２０の材質としては、高強度の材料であれば、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ６３０，ＳＵＳ４３０）等、種々の材料を用いることができる。主体金具１２０の配線保持部１１０側の端部には、シリンダヘッドに取り付ける際に使用する工具と係合する係合部１２２が形成されている。主体金具１２０の中間部には、グロープラグ１００をシリンダヘッドに固定するためのネジ部１２４が形成されている。係合部１２２を工具で回転させることにより、シリンダヘッドとネジ部１２４とが締結され、グロープラグ１００はシリンダヘッドに取り付けられる。これにより、グロープラグ１００のヒータ１５０は、内燃機関の燃焼室内に曝される。なお、以下では、軸線Ｏに沿ったヒータ１５０側の方向（図１の矢印Ｒ方向）を「先端側」とも呼び、配線保持部１１０側の方向（図１の矢印Ｌ方向）を「後端側」とも呼ぶ。
【００２６】
外筒１３０は、フランジ１３２と、薄肉部１３４と、ヒータ保持部１３６とが形成された筒状の部材である。フランジ１３２は、外筒１３０と主体金具１２０との軸線Ｏに沿った位置関係を規定するため鍔状に形成されている。薄肉部１３４は、燃焼室内の圧力により変形するように外筒１３０の他の部分よりも薄く形成されている。ヒータ保持部１３６は、外筒１３０に圧入されるヒータ１５０を保持する。外筒１３０は、ＳＵＳ６３０で形成されている。なお、外筒１３０の材質としては、繰り返し耐力を有するとともにヤング率が低い種々の材料（例えば、マルエージ鋼、ＳＵＳ４３０、純チタン、チタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ））を用いることができる。但し、薄肉部１３４のみをこのような材料で形成することも可能である。この場合、外筒１３０の他の部分を、他の種類の高強度材料で形成することができる。
【００２７】
先端チップ１４０は、ＳＵＳ４３０で形成された筒状の部材である。なお、先端チップ１４０を、炭素鋼や他のステンレス鋼で形成することも可能である。先端チップ１４０は、外径が軸線Ｏに沿ってほぼ一定の円筒部１４２と、先端側に向かって外径が細くなっているテーパ部１４４とを有している。このように、テーパ部１４４を設けることにより、シリンダヘッドにグロープラグを締め付けた際に、先端チップ１４０がシリンダヘッド側に設けられたテーパシート面を押さえつけ、変形させることにより、燃焼室の気密を確保できる。主体金具１２０と先端チップ１４０は、外筒１３０のフランジ１３２を挟み込んだ状態で溶接される。これにより、主体金具１２０、外筒１３０、及び先端チップ１４０は固定的に接合される。
【００２８】
図２は、第１実施例のグロープラグ１００の圧力検出機構の周辺（以下、「主要部」とも呼ぶ）の構成を示す断面図である。図２に示すように、圧力検出機構は、主体金具１２０の内部に組み込まれている。
【００２９】
主体金具１２０の内部において、ヒータ１５０は、リング２００に圧入されている。リング２００は、内径がヒータ１５０とほぼ同じ円筒状の部材である。リング２００の後端側には、ベース部材３００が圧入されている。リング２００は、ＳＵＳ６３０で形成されており、ベース部材３００は、ＳＵＳ４３０で形成されている。なお、リング２００およびベース部材３００は、導電性で強度が高い材料であれば他の材料（炭素鋼や他のステンレス鋼等）で形成することも可能である。
【００３０】
ベース部材３００には、先端側から後端側に向かって、テーパ部３１２と、嵌合部３１４と、胴部３１６と、位置決め部３１８とがこの順に形成されている。嵌合部３１４は、外径がリング２００の内径（すなわち、ヒータ１５０の外径）とほぼ同じとなっている。嵌合部３１４の先端側に外径が先端側に向かって細くなっているテーパ部３１２を設けることにより、ベース部材３００のリング２００への圧入が容易となっている。胴部３１６は、外径がリング２００の外径とほぼ同じとなっている。そのため、ベース部材３００をリング２００に圧入する際、リング２００が胴部３１６に突き当たり、ベース部材３００とリング２００との軸線Ｏに沿った位置関係が規定される。胴部３１６の後端側の位置決め部３１８は、図示しない位置決め部材と嵌合し、後述する絶縁板やセンサ素子の径方向（軸線Ｏに垂直な方向）の位置を規定する。なお、胴部３１６の外径は、グロープラグ１００の構造により適宜設定される。胴部３１６の外径は、例えば、３．５ｍｍないし５．８ｍｍに設定される。
【００３１】
ベース部材３００の中心部には、貫通穴３０２が設けられている。貫通穴３０２の先端側には、内径が先端側に向かって大きくなる面取り部３０４が形成されている。貫通穴３０２には、ヒータ１５０に通電するためのリード線４００が通されている。リード線４００は、ベース部材３００の先端側において、ベース部材３００に接合されている。貫通穴３０２の内径は、リード線４００の外径（以下、「線径」とも呼ぶ）や材質を考慮して適宜設定される。線径と貫通穴３０２の内径との関係、および、リード線４００のベース部材３００への取り付け方法については、後述する。図２の例では、貫通穴３０２に面取り部３０４を設けており、リード線４００の破断を抑制することができる。但し、面取り部３０４を省略することも可能である。
【００３２】
ベース部材３００の後端側には、第１の絶縁板５１０、圧力センサとして機能するセンサ素子５２０、第２の絶縁板５３０、および素子止め部材６００がこの順に配置されている。絶縁板５１０，５３０は、アルミナで形成された円盤状の部材であり、センサ素子５２０は、ニオブ酸リチウムで形成された円盤状の部材である。これらの絶縁板５１０，５３０およびセンサ素子５２０は、その中心に、リード線４００の線径よりも大きい貫通穴が設けられている。なお、絶縁板５１０，５３０を、アルミナの他、ジルコニア、あるいは窒化ケイ素等の高強度で絶縁性の材料で形成してもよい。また、センサ素子５２０を、ニオブ酸リチウム以外の圧電材料（例えば、水晶）で形成しても良い。また、センサ素子５２０をピエゾ抵抗材料で形成することも可能である。この場合、センサ素子５２０周辺の構造は、ピエゾ抵抗材料の使用に伴って適宜変更される。
【００３３】
素子止め部材６００は、その中心に、リード線４００の線径よりも大きい貫通穴が設けられた部材であり、ＳＵＳ４３０で形成されている。なお、素子止め部材６００を、他の高強度の材料（例えば、炭素鋼やステンレス鋼）で形成することも可能である。素子止め部材６００は、外径が外筒１３０の内径とほぼ同じ挿入部６１０と、外径が外筒１３０の外径とほぼ同じ円筒部６２０とを有している。素子止め部材６００は、挿入部６１０が外筒１３０に挿入された状態で、外筒１３０と溶接される。なお、素子止め部材６００と外筒１３０とを、ロウ付けなどの他の方法により接合することも可能である。
【００３４】
素子止め部材６００と外筒１３０との溶接は、ヒータ１５０、リング２００、ベース部材３００、絶縁板５１０，５３０、センサ素子５２０、および素子止め部材６００を組み立て、素子止め部材６００に先端方向への荷重（「予荷重」と呼ばれる）を加えた状態で行われる。具体的には、ヒータ１５０と、リング２００と、リード線４００を取り付けたベース部材３００とからなるヒータアセンブリを組み立てる。組み立てられたヒータアセンブリを外筒１３０に圧入した後、第１の絶縁板５１０と、センサ素子５２０と、第２の絶縁板５３０とを外筒１３０内部に挿入する。その後、挿入部６１０を外筒１３０に挿入し、素子止め部材６００に先端方向への荷重を加えながら、挿入部６１０と外筒１３０との重複部分を外筒１３０の外周側からレーザ溶接する。なお、溶接は、レーザ溶接のほかアークスポット溶接等の種々の方法で行うことができる。また、挿入部６１０と外筒１３０とをロウ付け等の他の接合方法で接合しても良い。
【００３５】
このように形成されたグロープラグ１００（図１）は、内燃機関のシリンダヘッドに装着され、内燃機関の燃焼室内の圧力の検出を行う。燃焼室内の圧力が変動すると、外筒１３０の薄肉部１３４が変形して、ヒータ１５０が主体金具１２０に対して軸線Ｏに沿って変位する。ヒータ１５０の変位は、リング２００、ベース部材３００、および第１の絶縁板５１０を介してセンサ素子５２０に伝達される。一方、センサ素子５２０は、第２の絶縁板５３０、素子止め部材６００、および外筒１３０を介して、主体金具１２０に固定されている。そのため、センサ素子５２０の主体金具１２０に対する変位が規制され、センサ素子５２０に加わる荷重は、ヒータ１５０の主体金具１２０に対する変位に応じて変化する。これにより、圧電材料で形成されたセンサ素子５２０には、ヒータ１５０の変位に応じた電荷が発生する。発生した電荷は、図示しないセンサ信号線と、配線保持部１１０（図１）においてセンサ信号線に接続されたセンサケーブル１１２を介して外部に出力される。また、この発生電荷を、主体金具１２０の内部にある回路（図示しない）により電圧信号に変換し、変換された電圧信号を外部に出力するものとしてもよい。
【００３６】
Ａ２．通電機構の構成：
図３は、第１実施例のグロープラグ１００においてヒータ１５０に通電を行うための通電機構の構成を示す断面図である。図３では、図示の便宜上、ヒータ１５０への通電に関連しない部材の図示を省略している。
【００３７】
ヒータ１５０は、絶縁性のセラミックスで形成された絶縁部１５２と、導電性のセラミックスで形成された導電部１５４とを有している。導電部１５４は、絶縁部１５２内に線状に埋め込まれている。導電部１５４は、ヒータ１５０の後端側から先端側に向かって延びる２本の延長部を、ヒータ１５０の先端部で接続することにより形成されている。導電部１５４は、ヒータ１５０の後端側と先端側との２カ所において、ヒータ１５０の外周に露出した露出部１５４ａ，１５４ｂを有している。
【００３８】
導電部１５４の先端側の露出部１５４ａは、外筒１３０のヒータ保持部１３６と接触している。これにより、導電部１５４は、外筒１３０と主体金具１２０とを介して、シリンダヘッドに電気的に接続される。
【００３９】
導電部１５４の後端側の露出部１５４ｂは、ヒータ１５０が圧入される円筒状のリング２００と接触している。リング２００の後端側には、前端側から後端側に向かって貫通穴３０２が設けられたベース部材３００が圧入されている。上述のように、ベース部材３００にはリード線４００が接合されている。このようにして、導電部１５４の後端側の露出部１５４ｂは、リング２００、ベース部材３００を介して、リード線４００と電気的に接続される。
【００４０】
このように、第１実施例のグロープラグ１００では、リード線４００、ベース部材３００、リング２００、導電部１５４、外筒１３０、及び主体金具１２０がこの順で電気的に接続されている。そのため、リード線４００に接続された通電ケーブル１１４（図１）と、シリンダヘッドとの間に電圧を加えることにより、ヒータ１５０の導電部１５４に電流が流れ、ヒータ１５０が加熱される。
【００４１】
第１実施例のグロープラグ１００では、ヒータ１５０への通電がリード線４００を介して行われる。後述するように、リード線４００を電気伝導度の高い材料で形成することにより、リード線４００の線径をより小さくすることができる。そのため、センサ素子５２０の貫通穴の内径をより小さくして、センサ素子５２０の軸線Ｏに垂直な面における断面積をより大きくすることができる。センサ素子５２０の断面積を大きくすることにより、センサ素子５２０の耐荷重が大きくなる。また、センサ素子５２０の断面積が大きくなると、センサ素子５２０と絶縁板５１０，５３０との間に設けられる電極（図示しない）をより広くすることができ、センサ信号線の電極への取付がより容易となる。さらに、リード線４００の線径を小さくすることにより、素子止め部材６００より後端側では、主体金具１２０内においてリード線４００と干渉しない空間をより広くすることができる。そのため、主体金具１２０内に信号処理回路などの回路を組み込むことがより容易となる。
【００４２】
Ａ３．実施例の効果：
第１実施例では、ベース部材３００にリード線４００を取り付けることにより、ベース部材３００の軸線Ｏ方向の長さを短くしてもヒータ１５０に電力を供給することができる。ベース部材３００はヒータ１５０の主体金具１２０に対する変位を伝達する部材であるため、ベース部材３００をより短くすることにより、グロープラグ１００の振動がセンサ素子５２０に加わることを抑制することができる。そのため、グロープラグ１００の振動により発生するノイズをより低減することができる。
【００４３】
さらに、第１実施例のグロープラグ１００では、リード線４００がベース部材３００に設けられた貫通穴３０２を通して、ベース部材３００の先端側で接合されている。そのため、リード線４００に力が加わった場合、貫通穴３０２とリード線４００との接触により応力が分散され、接合部に加わる応力が低減される。接合部に加わる応力を低減することにより、リード線４００とベース部材３００との接合部の破断を抑制することができる。
【００４４】
なお、リード線４００に加わる応力を低減するため、貫通穴３０２の内径を、リード線４００の外径よりも大きくするのがより好ましい。この場合、ベース部材３００の後端において、リード線４００に加わる剪断応力が低減される。そのため、リード線４００の断線を抑制することが可能となる。但し、リード線４００に加わる剪断応力が低減可能であれば、必ずしも貫通穴３０２の内径をリード線５００の線径よりも大きくする必要はない。例えば、貫通穴３０２の後端側に前端側と同様な面取り部を設けるものとしてもよい。一般的には、ベース部材３００の後端において、リード線４００がベース部材３００に対して径方向（すなわち、貫通穴３０２の断面方向）に移動可能になっていればよい。
【００４５】
一方、貫通穴３０２の内径とリード線４００の線径との差（クリアランス）が大きくなると、リード線４００とベース部材３００との接合部に加わる応力が大きくなり、リード線４００とベース部材３００との接合部が破断するおそれがある。そこで、クリアランスは、このような特性を考慮して、実験やシミュレーション等により決定することができる。
【００４６】
次の表１は、クリアランスの決定のために、線径とクリアランスとを変更してリード線４００の破断位置を評価した結果を示している。表１のデータは、リード線４００としてニッケル（Ｎｉ）を用い、リード線４００（ニッケル線）とベース部材３００とを溶接した後、リード線４００に後端方向への力を加えた場合の破断位置を示している。
【００４７】
【表１】
2009243709.tif 000003
【００４８】
表１に示すように、線径が０．５ｍｍと０．８ｍｍの場合、クリアランスが０．０４ｍｍ以下ではリード線４００自体が破断し、クリアランスが０．０６ｍｍ以上では接合部で破断した。一方、線径が１ｍｍでは、クリアランスが０．１ｍｍまでリード線４００自体が破断した。この結果から、リード線４００として線径が０．８ｍｍ以下のニッケルを使用する場合には、クリアランスを０．０４ｍｍ以下とするのが好ましいことが分かった。一方、線径を１ｍｍ以上とした場合には、クリアランスを少なくとも０．１ｍｍまで広くすることができることが分かった。
【００４９】
Ａ４．ヒータアセンブリの組み立て：
図４および図５は、ヒータアセンブリの組立工程を示す説明図である。図４は、リード線４００をベース部材３００に接合する工程を示している。図５は、リード線４００が取り付けられたベース部材３００と、リング２００と、ヒータ１５０とを組み立てる工程を示している。
【００５０】
まず、図４（ａ）に示すように、リード線４００として使用されるワイヤ４１０が準備される。ワイヤ４１０としては、ニッケルや銅（Ｃｕ）等の電気伝導度の高い材料を用いるのが好ましい。また、これらの金属の合金を用いるものとしてもよい。なお、ワイヤ４１０として、鉄（Ｆｅ）やステンレス鋼を使用することも可能である。但し、ワイヤ４１０の径をより細くできる点で、電気伝導度の高い材料を用いるのがより好ましい。ワイヤ４１０の材料としてニッケルを用いた場合、ワイヤ４１０の線径は０．５ｍｍないし１．２ｍｍの範囲内にするのが好ましい。
【００５１】
次いで、図４（ｂ）に示すように、準備されたワイヤ４１０の先端にリベット加工を施して、ワイヤ４１０よりも外径が大きい大径部４１２を形成する。リベット加工は、例えば、ワイヤ４１０をその軸を中心として円周方向に回転させながら、端面が平坦な工具をワイヤ４１０の軸方向に押し当てることにより形成することができる。なお、大径部４１２は、リベット加工のほか、プレス加工や切削加工などの種々の方法で形成することが可能である。なお、大径部４１２の外径は、ワイヤ４１０の線径等を考慮して適宜設定される。ワイヤ４１０として線径が０．５ｍｍないし１．２ｍｍのニッケル線を用いた場合、大径部４１２の外径は、例えば、線径よりも０．１ｍｍないし１．０ｍｍ程度大きく設定される。
【００５２】
大径部４１２が形成されたワイヤ４１０は、ベース部材３００の貫通穴３０２に挿入される。具体的には、図４（ｃ）に示すように、大径部４１２が形成されたワイヤ４１０を、溶接用のコレット８００に装着されたベース部材３００の貫通穴３０２に挿入する。コレット８００は、台座８１０とベース部材受８２０とが形成された金属製の部材である。台座８１０には、ワイヤ４１０を通すための貫通穴８１２が設けられている。また、コレット８００は、後述するようにアークスポット溶接を行うため、接地されている。
【００５３】
ワイヤ４１０の挿入の後、図４（ｄ）に示すように、リード線４００の大径部４１２とベース部材３００とは、アルゴン（Ａｒ）雰囲気中のアークスポット溶接にて接合される。なお、図４（ｄ）の例では、リード線４００の大径部４１２とベース部材３００との接合をアークスポット溶接で行っているが、他の接合方法を用いることも可能である。大径部４１２とベース部材３００との接合は、例えば、抵抗溶接、超音波溶接、ロウ付け、あるいはハンダ付け等の種々の方法で行うことが可能である。
【００５４】
なお、第１実施例では、大径部４１２とベース部材３００との接合を溶接で行っている。そのため、ロウ材あるいはハンダがワイヤ４１０と貫通穴３０２との間に流れ込むことがなく、ワイヤ４１０がベース部材３００の後端側で固定されない。これにより、ワイヤ４１０に力が加わった場合においても、ベース部材３００の後端側でワイヤ４１０に加わる剪断応力が低減され、ワイヤ４１０の断線が抑制される。
【００５５】
なお、図４の例では、図４（ｃ）に示すワイヤ４１０の挿入の後、他の工程を経ることなく、図４（ｄ）に示すように溶接を行っているが、ワイヤ４１０の挿入の後、大径部４１２にワイヤ４１０の軸方向（すなわち、貫通穴３０２の方向）の圧力を加えるのがより好ましい。この場合、大径部４１２をハンマ等で叩いて衝撃力を加えるのが、静的な圧力を加えるよりもさらに好ましい。
【００５６】
また、図４の例では、ベース部材３００の貫通穴３０２へは、大径部４１２が形成されたワイヤ４１０を挿入しているが、ワイヤ４１０を貫通穴３０２に挿入した後に大径部４１２を形成するものとしてもよい。
【００５７】
図５は、図４に示す工程でリード線４００が接合されたベース部材３００と、リング２００と、ヒータ１５０とからヒータアセンブリを組み立てる工程を示している。第１実施例のヒータアセンブリの組み立て工程では、図５（ａ）に示すように、まず、リング２００にヒータ１５０を圧入して、ヒータ１５０とリング２００とが固定される。次いで、図５（ｂ）に示すように、リード線４００が接合されたベース部材３００をリング２００に圧入し、ベース部材３００とリング２００とが固定される。なお、ヒータ１５０とリング２００との固定、および、ベース部材３００とリングとの固定は、ロウ付けなどの他の方法によって行うこともできる。
【００５８】
図５の例では、リング２００にヒータ１５０とベース部材３００とをこの順に圧入することにより、ヒータアセンブリの組み立てが行われる。但し、リングへの圧入順序は、必ずしもこの限りでない。まず、ベース部材３００をリング２００に圧入し、その後、リング２００にヒータ１５０を圧入するものとしてもよい。
【００５９】
第１実施例のヒータアセンブリの組み立て工程によれば、ワイヤ４１０の先端側に大径部４１２が設けられ、大径部４１２とベース部材３００とを溶接することによりリード線４００とベース部材３００とが接合される。このように、大径部４１２で溶接を行うことにより、溶接部の周辺においてワイヤ４１０が細くなることが抑制される。そのため、ワイヤ４１０の断線を抑制することが可能となる。
【００６０】
Ｂ．第２実施例：
図６は、第２実施例のグロープラグの構成を示す説明図である。第２実施例は、リード線４００からヒータ１５０に電力を供給する給電部材として、リング２００とベース部材３００との２つの部材に換えて、一体に形成された部材７００を用いている点で、図２に示す第１実施例と異なっている。他の点は、第１実施例と同様である。
【００６１】
図６（ａ）は、一体に形成された給電部材７００の形状を示す断面図である。図６に示すように、給電部材７００には、貫通穴７０２が設けられたベース部７１０と、リング２００に相当する冠状部７２０とが設けられている。
【００６２】
図６（ｂ）は、第２実施例におけるグロープラグの主要部の構成を示す断面図である。図６（ｂ）に示すように、第２実施例においても、リード線４００は貫通穴７０２を通してベース部７１０の先端側で接合される。そして、リード線４００が接合された給電部材７００の冠状部７２０にヒータ１５０（図３）を圧入することにより、第１実施例と同様に、ヒータ１５０への通電経路が形成される。また、ヒータ１５０の変位は給電部材７００を介してセンサ素子５２０に伝達されるので、第１実施例と同様に、燃焼室内の圧力を検出することができる。
【００６３】
このようにしても、給電部材７００とリード線４００との接合部は、ベース部７１０の先端側に設けられている。そのため、第１実施例と同様に、リード線４００自体の破断、および、リード線４００とベース部７１０との接合部の破断が抑制される。また、給電部材７００の軸線Ｏ方向への長さを短くすることができるので、ノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施例としてのグロープラグの外観を示す外観図。
【図２】第１実施例のグロープラグの主要部の構成を示す断面図。
【図３】第１実施例のグロープラグの通電機構の構成を示す断面図。
【図４】リード線をベース部材に接合する工程を示す工程図。
【図５】ベース部材とリングとヒータとを組み立てる工程を示す工程図。
【図６】第２実施例のグロープラグの構成を示す説明図。
【符号の説明】
【００６５】
１００…グロープラグ
１１０…配線保持部
１１２…センサケーブル
１１４…通電ケーブル
１２０…主体金具
１２２…係合部
１２４…ネジ部
１３０…外筒
１３２…フランジ
１３４…薄肉部
１３６…ヒータ保持部
１４０…先端チップ
１４２…円筒部
１４４…テーパ部
１５０…ヒータ
１５２…絶縁部
１５４…導電部
１５４ａ，１５４ｂ…露出部
２００…リング
３００…ベース部材
３０２…貫通穴
３０４…面取り部
３１２…テーパ部
３１４…嵌合部
３１６…胴部
３１８…位置決め部
４００…リード線
４１０…ワイヤ
４１２…大径部
５００…リード線
５１０，５３０…絶縁板
５２０…センサ素子
６００…素子止め部材
６１０…挿入部
６２０…円筒部
７００…給電部材
７０２…貫通穴
７１０…ベース部
７２０…冠状部
８００…コレット
８１０…台座
８１２…貫通穴
８２０…ベース部材受
【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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