JPH10332149A - セラミックヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リード１８、１９の曲げ形状の厳密な寸法管
理およびセラミック焼結体素材内部におけるリード１
８、１９の位置管理を容易にし、さらにセラミック焼結
体６の強度の低下を抑え、且つ正極側リードコイル２２
の耐久性の低下を抑えて安定した導通を得ることができ
るセラミックグロープラグ１を提供する。 【解決手段】 先端側が取付金具２の先端よりも突出し
た状態で内孔９内に円筒形状の金属外筒５を介して嵌め
込まれたセラミック焼結体６は、先端側に正極側リード
１８を接続する発熱体１７を埋め込んだ発熱部１４、お
よび後端側に正極側リード１８から延接された正極側電
極部２１が露出する正極側電極取出部１６を有してい
る。そして、その正極側電極取出部１６の外径を、負極
側電極取出部１５の外径よりも小さくすることで、正極
側リード１８を略直線状とすることができると共に、負
極側ターミナルとして働く取付金具２と正極側リードコ
イル２２との間に十分な絶縁距離を確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料を着火するた
めのセラミックヒータに関するもので、特にディーゼル
エンジンの始動を補助するためのセラミックグロープラ
グに係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車に搭載されるディーゼ
ルエンジンでは、空気を圧縮したときに発生する熱で燃
料を着火させるため、特に寒冷時には着火困難（始動困
難）になり易いので、これを補う目的で予熱装置を設け
ている。そして、予熱装置としては、グロープラグ、グ
ロープラグコントローラ、グロープラグリレーなどで構
成されている。

【０００３】ここで、ディーゼルエンジンの予燃焼室や
渦流室などの副室に取り付けられるセラミックグロープ
ラグの一般的な構造を説明する。例えばセラミックグロ
ープラグ（第１従来例）は、図８および図９に示したよ
うに、ディーゼルエンジンに取り付けるための主体金具
１０１と、この主体金具１０１の内孔１０２内に嵌め込
まれ、先端側に発熱体１０３を埋め込んだセラミック焼
結体１０４とを備えている。そして、発熱体１０３の一
方の端部には、リード１０５が接続されており、他方の
端部には、リード１０６が接続されている。そして、リ
ード１０５は、セラミック焼結体素材をホットプレス焼
成した後に研磨加工等をすることによりセラミック焼結
体１０４の外周に露出させた電極部１０７に接続されて
いる。そして、電極部１０７は、リードコイル１０８に
接続されている。一方、リード１０６は、同様にしてセ
ラミック焼結体１０４の外周に露出させた電極部１０９
に接続されている。セラミック焼結体１０４は、金属外
筒１１３にガラス接合後ろう付けされ、さらに主体金具
１０１に遊嵌されてろう付けされることによって、電極
部１０９は、金属外筒１１３に接続されている。

【０００４】また、従来の技術としては、図１０に示し
たように、電極部１０７、１０９にそれぞれリードコイ
ル１０８、１１０を接続したセラミックグロープラグ
（第２従来例）がある。さらに、従来の技術としては、
図１１に示したように、リードコイル１０８の代わりに
導電性のキャップ１１１を使用するセラミックグロープ
ラグ（第３従来例）もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、第１〜第３
従来例のセラミックグロープラグは、セラミック焼結体
１０４の主体金具１０１の内孔１０２内に嵌め込まれた
中間部の外径と後端側の電極取出部の外径とが同じであ
る。このため、リード１０５、１０６を折り曲げて電極
部１０７、１０９を同一径寸法位置に合わせることが必
要になる。また、その電極取出部に、リードコイル１０
８、１１０やキャップ１１１を組み付けると、主体金具
１０１の内孔１０２内に収容する部品の外径は電極取出
部の外径よりも大きくなる。

【０００６】そこで、従来より、リード１０５、１０６
を折り曲げて電極部１０７、１０９を同一径寸法位置に
合わせるために、曲げ形状を厳密に寸法管理し、さらに
セラミック焼結体素材内部におけるリード１０５、１０
６の位置管理を厳密に行うことが必要であった。また、
主体金具１０１の内孔１０２の内壁面の内径Ｐとリード
コイル１０８のコイル外径Ｑやキャップ１１１の外径と
の径差（絶縁用隙間）Ｓ（＝Ｐ−Ｑ）を確保するため
に、内孔１０２に逃げ部１１２を設けており、主体金具
１０１のサイズがどうしても大型化するという不具合が
あった。また、主体金具１０１のサイズを小さくしよう
とすると、絶縁用隙間を確保できないか、若しくは、主
体金具１０１の肉厚を薄くせざるを得ず強度が低下する
という不具合もあった。具体的には、取付ねじがＭ１０
よりも小さい主体金具１０１を製作することができなか
った。

【０００７】また、セラミック焼結体１０４と金属外筒
１１３はガラス接合後ろう付けされ、さらに金属外筒１
１３と主体金具１０１はろう付けされているため、偏芯
が生じ易く、主体金具１０１の内孔１０２とリードコイ
ル１０８またはキャップ１１１とのクリアランスを確保
し難かった。この場合に、セラミック焼結体の外径を細
くすることも考えられる。しかし、セラミック焼結体の
発熱部を副燃焼室または燃焼室に露出して取り付けられ
るため、燃焼による衝撃に耐え得る径を確保する必要が
ある。また、燃焼を安定させるために熱容量を確保でき
る径とすることが必要である。したがって、セラミック
焼結体の外径をあまり細くすることはできない。

【０００８】そこで、セラミック焼結体の後端側の電極
取出部の外径を先端側の発熱部の外径よりも細くしたセ
ラミックグロープラグ（第４従来例、特公平２−４３０
９１号公報に記載の技術）が提案されているが、電極取
出部の外径を発熱部の外径よりも単純に細くするとセラ
ミック焼結体の電極取出部の強度が低下するという不具
合が生じてしまう。この部分は、セラミックグロープラ
グの主体金具１０１の内部に存在するため、セラミック
焼結体１０４の発熱部に比べ強度はそれほど必要とされ
ない。しかし、リードコイル１０８または導電性のキャ
ップ１１１を介して主体金具１０１との絶縁性を保ちつ
つ、外部の車載電源に接続されるために、セラミックグ
ロープラグの組立てとエンジンでの使用時における振動
に耐え得るだけの強度が必要とされる。

【０００９】また、セラミック焼結体の電極取出部の強
度を保つために、電極取出部の外径と発熱部の外径を同
一として、その代わりにリードコイル１０８の線径を極
細にすることも考えられるが、この場合には、リードコ
イル１０８自身の抵抗値が上昇し、通電により発熱して
しまうこととなり、耐久性が低下することにより安定し
た導通を得ることができないという不具合が生じてしま
う。

【００１０】さらに、第４従来例のセラミックグロープ
ラグでは、電極取出部の外径を発熱部の外径よりも細く
するために切削加工を行っているが、製造誤差により電
極取出部の外径がリードコイル１０８のコイル内径より
も極度に大きいとセラミック焼結体にリードコイル１０
８を組み付けることができないという不具合が生じる。
逆に、製造誤差により電極取出部の外径がリードコイル
１０８のコイル内径よりも極度に小さいと、セラミック
焼結体からリードコイル１０８が抜け落ちるという不具
合が生じる。

【００１１】

【発明の目的】本発明の目的は、セラミック焼結体内部
に配置するリードの形状および位置管理を容易にするこ
とができるセラミックヒータを提供することにある。ま
た、セラミック焼結体の強度の低下を抑え、且つ導電部
材の耐久性の低下を抑えて安定した導通を得ることがで
きるセラミックヒータを提供することにある。そして、
セラミック焼結体にリードコイルや導電部材を組み付け
易くするセラミックヒータを提供することにある。さら
に、セラミック焼結体から導電部材が抜け落ちることを
防いで安定した導通を得ることができるセラミックヒー
タを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、軸方向に内孔を有する主体金具と、先端部が前記主
体金具よりも突出した状態で中間部が前記内孔内に嵌め
込まれ、先端側に発熱体を埋め込んだ発熱部、および後
端側に前記発熱部よりも外径の小さい小径部を形成する
と共に、前記発熱体の一方の端部と電気的に接続されて
自身の外周に露出されるように曲折された第１電極、お
よび前記発熱体の他方の端部と電気的に接続されて前記
小径部の外周に露出されるように前記第１電極よりも曲
折の小さい第２電極を有するセラミック焼結体と、前記
セラミック焼結体の小径部の外周に露出された前記第２
電極と電気的に接続する導電部材とを備えたことを特徴
とする。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のセラミックヒータであって、前記第２電極は、略直線
状であることを特徴とする。そして、請求項３に記載の
発明は、請求項１または請求項２に記載のセラミックヒ
ータであって、前記セラミック焼結体の中間部の外径を
Ｙ、前記セラミック焼結体の小径部の外径をＺとしたと
き、 φ３．３ｍｍ≦Ｙ φ２．５ｍｍ≦Ｚ の関係を満足することを特徴とする。

【００１４】さらに、請求項４に記載の発明は、請求項
１ないし請求項３のいずれかに記載のセラミックヒータ
であって、前記主体金具の内径と前記導電部材の外径と
の径差をＳとしたとき、 ０．４ｍｍ≦Ｓ の関係を満足することを特徴とする。また、請求項５に
記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記
載のセラミックヒータであって、 ０．５ｍｍ≦（Ｙ−Ｚ） の関係を満足することを特徴とする。

【００１５】さらに、請求項６に記載の発明は、請求項
１ないし請求項５のいずれかに記載のセラミックヒータ
であって、前記セラミック焼結体の小径部は、前端側よ
りも後端側の方が外径が小さいことを特徴とする。そし
て、請求項７に記載の発明は、請求項１ないし請求項５
のいずれかに記載のセラミックヒータであって、前記セ
ラミック焼結体の小径部は、前端側よりも後端側の方が
外径が大きいことを特徴とする。

【００１６】

【作用および発明の効果】請求項１に記載の発明によれ
ば、第１電極および第２電極をセラミック焼結体の異な
る外径面に位置させることができるため、セラミック焼
結体の焼結前の素材に配置する第１電極および第２電極
の厳密な位置管理を要しない。請求項２に記載の発明に
よれば、さらに第２電極の形状管理をより容易にするこ
とができる。

【００１７】請求項３に記載の発明によれば、セラミッ
ク焼結体は後端側に発熱部よりも外径の小さい小径部を
有するため、主体金具の内径と導電部材の外径との径差
を十分にとることができ、主体金具と導電部材との間の
絶縁距離を十分にとることができる。そして、セラミッ
ク焼結体の中間部の外径をφ３．３ｍｍ以上とし、セラ
ミック焼結体の小径部の外径をφ２．５ｍｍ以上とする
ことにより、セラミック焼結体の強度の不足による耐久
性の低下はないので、セラミックヒータの耐久性を向上
できる。

【００１８】請求項４に記載の発明によれば、径差を
０．４ｍｍ以上とすることにより主体金具とセラミック
焼結体との偏芯が生じでも、リードコイルまたは導電性
のキャップと主体金具との電気絶縁性を保つことができ
る。また、径差を１．５ｍｍ以下とすることが好まし
い。これにより、リードコイルまたは導電性のキャップ
が位置する主体金具のねじ部における肉厚を確保するこ
とが容易になる。したがって、例えばエンジン等の取付
部材に取付けた際の締め付けトルクによる主体金具の変
形を防止することができる。

【００１９】請求項５に記載の発明によれば、主体金具
の内径と導電部材の外径との径差を十分にとることがで
き、主体金具と導電部材との間の絶縁距離を十分にとる
ことができる。さらに、主体金具の外径を縮小化するこ
とができるので、セラミックヒータをコンパクト化する
ことができる。

【００２０】請求項６に記載の発明によれば、セラミッ
ク焼結体の小径部の後端側の外径を前端側よりも小さく
することにより、仮に製造誤差により小径部の外径が導
電部材の内径よりも極度に小さくても、セラミック焼結
体の小径部の後端から導電部材を嵌め合わせることによ
って、セラミック焼結体の小径部の外周に導電部材を簡
単に組み付けることができる。この場合の小径部の外径
は、小径部の先端側の径寸法と定義する。

【００２１】請求項７に記載の発明によれば、セラミッ
ク焼結体の小径部の後端側の外径を前端側よりも大きく
することにより、仮に製造誤差により小径部の外径が導
電部材の内径よりも大きくても、小径部から導電部材が
抜け落ちることはなく、導電部材と電極部とが安定した
導通を得ることができるので、セラミックヒータの耐久
性を向上できる。この場合の小径部の外径は、小径部の
先端側の径寸法と定義する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示す実施例を参照しつつ説明する。〔第１実施形態〕
図１ないし図４は本発明の第１実施形態を示したもの
で、図１はセラミックグロープラグの全体構造を示した
図で、図２はセラミックグロープラグの主要構造を示し
た図で、図３はセラミック焼結体を示した図である。

【００２３】本実施形態のセラミックグロープラグ１
は、取付金具２と、この取付金具２の後端側で円環形状
の絶縁体３を介して保持固定された中軸４と、取付金具
２の先端側に円筒形状の金属外筒５を介して保持固定さ
れたセラミック焼結体６とを備えている。

【００２４】取付金具２は、本発明の主体金具に相当す
るもので、予燃焼室や渦流室などの副室を持つディーゼ
ルエンジンのシリンダヘッド（図示せず）にセラミック
グロープラグ１を取り付けるための部品であると共に、
セラミックグロープラグ１の負極側ターミナルを構成す
る部品でもある。この取付金具２の外周には、ディーゼ
ルエンジンのシリンダヘッドにねじ込むための取付ねじ
部７、および工具が係合する六角ボルト部８が形成され
ている。

【００２５】取付金具２の内部には、軸方向に貫通した
内孔９が形成されている。この内孔９は、先端側が最も
細く、後端側が最も太くなるように形成されている。ま
た、内孔９の後端側の開口部は、ガラスシール材１１で
封着されている。なお、内孔９内には、溶融ガラス材等
よりなる充填粉末１０を充填しても良い。

【００２６】中軸４は、セラミックグロープラグ１の正
極側ターミナルを構成する部品である。この中軸４の先
端側は、内孔９内において取付金具２の内周面よりも離
れた状態で取付金具２に収容されている。中軸４の後端
側は、取付金具２の後端側の開口部よりも突出してお
り、絶縁体３を介して端子ナット１２を用いて取付金具
２の後端側の開口部に保持固定されている。また、中軸
４の先端側は、他の箇所の外径よりも細い外径を持つ電
極接続部１３とされている。

【００２７】金属外筒５は、耐熱性に優れた金属により
円筒形状に形成され、取付金具２の先端側でセラミック
焼結体６を保持する際にセラミック焼結体６に大きな応
力が作用しないようにすると共に、セラミック焼結体６
に埋め込まれた発熱体１７と取付金具２とを電気的に接
続する導電部材として働く。

【００２８】セラミック焼結体６は、例えば窒化珪素に
より製作されたセラミックヒータ本体で、先端部が主体
金具２よりも突出した状態で中間部が金属外筒５を介し
て内孔９内に緊密に嵌め込まれて取付金具２の先端側に
保持されている。このセラミック焼結体６の先端側に
は、取付金具２の先端面よりも突出する発熱部１４が設
けられている。また、セラミック焼結体６の中間部に
は、発熱部１４の外径と同じ外径を持つ負極側電極取出
部１５が設けられ、さらに後端側には、発熱部１４の外
径よりも細い正極側電極取出部１６が設けられている。

【００２９】発熱部１４には、Ｕ字形状の発熱体１７が
埋め込まれている。この発熱体１７の一方の端面からは
直線状の正極側リード１８が取り出され、他方の端面か
らは曲折された負極側リード１９が取り出されている。
そして、発熱体１７が通電されることにより、セラミッ
ク焼結体６の表面温度が高くなり、霧化燃料を暖める。
負極側電極取出部１５は、発熱部１４の外径と同一の外
径を持ち、外周面で負極側リード１９の負極側電極部２
０が露出している。この負極側電極部２０は、導電性の
金属外筒５を介して取付金具２に電気的に接続されてい
る。

【００３０】正極側電極取出部１６は、本発明の小径部
に相当する部分で、負極側電極取出部（中間部）１５の
外径よりも細い外径を持ち、外周面で正極側リード１８
の正極側電極部２１が露出している。この正極側電極部
２１は、正極側リードコイル２２を介して中軸４に電気
的に接続されている。なお、正極側電極取出部１６の後
端には、図４に示したように、Ｒ形状の面取りが施され
た面取り部２３が形成されていても良い。

【００３１】正極側リードコイル２２は、本発明の導電
部材に相当するもので、正極側電極取出部１６の外周に
巻装され、正極側電極部２１とろう付け等の接合手段を
用いて電気的に接続される先端側コイル部２４と、中軸
４の電極接続部１３の外周に巻装され、電極接続部１３
とろう付け等の接合手段を用いて電気的に接続される後
端側コイル部２５と、先端側コイル部２４と後端側コイ
ル部２５とを連結する螺旋形状の中間コイル部２６とか
ら構成されている。

【００３２】以下、本発明の効果をさらに詳しく説明す
る。次に、本実施形態では、通電耐久性、実機耐久性お
よびセラミック強度を確保し、且つ取付金具２と正極側
リードコイル２２との間にクリアランス（絶縁距離）を
確保すると共に、取付金具２の取付ねじをＭ１０以下に
設定するために、各々の箇所を下記のように定めること
が好ましい。

【００３３】先ず、正極側リードコイル２２の線径Ｘを
下記の数１の式の範囲内に設定する。望ましくは、正極
側リードコイル２２の線径をφ０．４ｍｍ〜φ０．７ｍ
ｍに設定することが望ましい。また、正極側リードコイ
ル２２の線材としては、耐熱性が高く、導電性の良い純
ニッケルまたはニッケル合金が望ましい。

【数１】φ０．２ｍｍ≦Ｘ≦φ０．７ｍｍ

【００３４】ここで、正極側リードコイル２２の線径を
φ０．２ｍｍよりも小さくすると、この正極側リードコ
イル２２自身の抵抗値が大きくなり、抵抗体となってし
まう。したがって、セラミックグロープラグ１としての
機能を果たすために通電を行うと、この正極側リードコ
イル２２が発熱し、無用の電力を消費してしまう。ま
た、発熱することによって正極側リードコイル２２の酸
化が進み耐久性に欠ける。さらに、この部分で無用の電
力を消費するために、発熱体１７に十分な電力が供給さ
れず、セラミック焼結体６の発熱部１４の温度が十分に
上がらない。一方、φ０．７ｍｍよりも大きくしても耐
久性は実用上大差ないにも拘らず、取付金具２と正極側
リードコイル２２との間に径差（クリアラス、絶縁距
離）を確保することが困難となる。

【００３５】純ニッケル線を使用した正極側リードコイ
ル２２の線径を種々変化させた場合に通電耐久試験（１
１Ｖにて３分ＯＮ−１分ＯＦＦのサイクリック試験）を
行った結果を表１に示す。本試験の結果１００００サイ
クル以上の耐久性を持つものを○、１００００サイクル
未満で抵抗値上昇または断線したものを×とした。

【００３６】

【表１】

【００３７】この結果から、φ０．３ｍｍ以下では通電
耐久性が極端に低下するのに対し、φ０．４ｍｍ以上で
あれば実用上問題を生じないことが分かる。

【００３８】次に、セラミック焼結体６の負極側電極取
出部１５の外径Ｙを下記の数２の式の範囲内に設定す
る。望ましくは、負極側電極取出部１５の外径をφ３．
５ｍｍ〜φ３．６ｍｍに設定する。

【数２】φ３．３ｍｍ≦Ｙ≦φ５．０ｍｍ

【００３９】ここで、セラミック焼結体６の負極側電極
取出部１５の外径は、発熱体１７をＵ字形状に埋め込む
関係上、これよりも外径を細くすると、発熱体１７をコ
の字形状に潰す必要がある。このようにすると、発熱体
１７自身に亀裂が入ったり、発熱体１７の両端部同士が
接近して絶縁距離が保てなくなったりする。このため、
発熱体１７の両端部の絶縁距離が１ｍｍ以上とれるよう
にし、且つ負極側電極取出部１５の機械的強度が実際の
エンジンに取り付けて使用した際の振動に耐え得るよう
負極側電極取出部１５の外径を定めると、どんなに細く
しようとしてもφ３．３ｍｍよりも細くすることは実機
としては採用することは望ましくない。また、φ５．０
ｍｍよりも大きくすると、取付金具２の肉厚を薄くせざ
るを得ず、強度上の問題が生じる場合がある。

【００４０】セラミック焼結体６の発熱部１４の先端を
金属外筒５の先端面より９ｍｍ突出させ、セラミック発
熱体６の外径を種々変化させた場合に実際のエンジンに
取り付けて実験を行った結果を、表２に示す。この試験
は、直列４気筒１８００ｃｃのエンジンを用い、ノッキ
ング等の異常燃焼を強制的に発生させたときのクラック
の発生を見たものである。

【００４１】

【表２】

【００４２】この結果、セラミック焼結体６の外径をφ
３．３ｍｍ以上とすればクラックも生じず、良好である
ことが確認された。

【００４３】次に、セラミック焼結体６の正極側電極取
出部１６の外径Ｚを下記の数３の式の範囲内に設定す
る。望ましくは、正極側電極取出部１６の外径をφ２．
５ｍｍ〜φ３．０ｍｍに設定する。

【数３】φ２．５ｍｍ≦Ｚ≦φ４．５ｍｍ

【００４４】ここで、セラミック焼結体６の正極側電極
取出部１６は、負極側電極取出部１５の外径と同一の外
径を持つセラミック焼結体６の後端側を研磨加工により
細くするのであるが、発熱体１７の正極側リード１８は
一直線上に正極側電極部２１までに引き出した方が途中
で折り曲げて中心側を通す方法よりも途中での断線が少
ない。また、上述のように、発熱体１７の両端部の絶縁
距離を１ｍｍ以上とれるように設定する必要もある。こ
のため、発熱体の線径および正極側リード１８および負
極側リード１９の線径を考慮すると、正極側電極取出部
１６の外径をどんなに細くしようとしても、φ２．０ｍ
ｍ以下にはすることはできず、しかも正極側電極取出部
１６の強度を考慮するとφ２．５ｍｍよりも正極側電極
取出部１６の外径を小径とすることは困難である。φ
４．５ｍｍよりも大きくすると、取付金具２と正極側リ
ードコイル２２との絶縁距離を十分に保つことが困難と
なる。

【００４５】セラミック焼結体６の正極側電極取出部１
６の外径をφ２．０ｍｍおよびφ２．５ｍｍにした場合
にＪＩＳ Ｂ８０３１に規定する耐衝撃性試験を行った
結果を表３に示す。なお、この試験は、振動振幅５ｍｍ
にて行った。

【００４６】

【表３】

【００４７】本試験結果から、正極側電極取出部１６の
外径は、φ２．５ｍｍ以上必要であることが分かった。

【００４８】次に、セラミック焼結体６の負極側電極取
出部１５および負極側電極取出部１５の外周と取付金具
２の内周との間に嵌め合わされる金属外筒５の内径Ｖを
セラミック焼結体６の外径（具体的には負極側電極取出
部１５の外径Ｙ）よりもφ０．２ｍｍだけ大きい径に設
定する。

【００４９】ここで、セラミック焼結体６の保護のた
め、金属外筒５の強度および耐熱性を確保するべく、金
属外筒５を例えばＳＵＳ４３０等のステンレス鋼または
インコネル６０１等のニッケル合金等の耐熱金属材料で
製作し、且つ板厚を例えば０．４ｍｍ〜１．５ｍｍに設
定すると良い。

【００５０】次に、取付金具２の内径（Ｐ）を金属外筒
の外径よりもφ０．１ｍｍだけ大きい径に設定する。な
お、取付金具２はＳ４０Ｃ等の炭素鋼で製作されてい
る。次に、正極側リードコイル２２をセラミック焼結体
６に装着する前におけるコイル内径をセラミック焼結体
６の正極側電極取出部１６の外径よりもφ０．１ｍｍだ
け小さい径に設定する。正極側リードコイル２２はバネ
性を持っているため、正極側電極取出部１６に装着した
後のろう付け作業が容易になる。次に、正極側リードコ
イル２２に使用するリードコイルの線径をφ０．５ｍｍ
に設定する。したがって、正極側リードコイル２２をセ
ラミック焼結体６に装着した後における正極側リードコ
イルの外径（Ｑ）はセラミック焼結体６の正極側電極取
出部１６の外径よりもφ１．０ｍｍだけ大きい径とな
る。

【００５１】次に、取付金具２の内径と正極側リードコ
イル２２のコイル外径との径差Ｓ（＝Ｐ−Ｑ）を下記の
数４の式の範囲内に設定する。望ましくは、径差を０．
８ｍｍ〜１．５ｍｍに設定する。

【数４】０．４ｍｍ≦Ｓ≦１．５ｍｍ

【００５２】ここで、取付金具２の内径と正極側リード
コイル２２のコイル外径との径差は、少なくとも０．４
ｍｍ以上とすることにより取付金具２とセラミック焼結
体６との偏芯が生じても、正極側リードコイル２２と取
付金具２との電気絶縁性を保つことができる。望ましく
は、上述のように、取付金具２の内径と正極側リードコ
イル２２のコイル外径との径差を０．８ｍｍ以上とった
方が良い。

【００５３】正極側電極取出部１６における取付金具２
の内径と正極側リードコイル２２のコイル外径との径差
を０．２ｍｍおよび０．４ｍｍに設定し、サンプル数各
１００個としてセラミックグロープラグを組み立てた場
合にショートが発生する割合を表４に示す。

【００５４】

【表４】

【００５５】この結果から、この径差が０．４ｍｍ以上
あれば取付金具２とセラミック焼結体６との偏芯が生じ
ても、正極側リードコイル２２と取付金具２との電気絶
縁性を保つことができることが確認された。

【００５６】〔第１実施形態の効果〕以上のように、セ
ラミックグロープラグ１は、セラミック焼結体６の後端
側に設けられた正極側電極取出部１６の外径を、負極側
電極取出部１５の外径よりもφ０．５ｍｍ程度だけ細く
し、正極側リードコイル２２の線径をφ０．５ｍｍに保
ち、金属外筒５の外径をφ４．７ｍｍに設定することに
より、取付金具２の内孔９に逃げ部を設けなくても、取
付金具２の内径と正極側リードコイル２２のコイル外径
との間に例えば０．７ｍｍ〜１．０ｍｍの径差を確保で
きる。

【００５７】取付ねじをＭ８とする場合には、セラミッ
ク焼結体６の負極側電極取出部１５の外径をφ３．５ｍ
ｍとし、正極側電極取出部１６の外径をφ３．０ｍｍと
した。正極側リードコイル２２の線径をφ０．５ｍｍと
するため、正極側リードコイル２２の外径はφ４．０ｍ
ｍとなる。そして、取付金具２の内径は取付金具２の強
度を考慮してφ４．８ｍｍに設定した。これによって、
取付金具２の内径と正極側リードコイル２２のコイル外
径との間に例えば０．８ｍｍの径差を確保できる。

【００５８】これにより、負極側ターミナルとして働く
取付金具２と正極側リードコイル２２との間に十分な絶
縁距離を確保できるので、取付金具２と正極側リードコ
イル２２との間の短絡を防止することができる。また、
取付金具２の内周側に逃げ部を設けなくても良いので、
取付金具２の取付ねじをＭ１０以下（例えばＭ８）にし
ても、通電耐久性、実機耐久性およびセラミック強度を
確保することができる。したがって、負極側電極取出部
１５の外径がφ３．３ｍｍ以上で、且つ取付ねじがＭ１
０以下のセラミックグロープラグ１を製作することがで
きる。

【００５９】さらに、セラミック焼結体６の正極側電極
取出部１６の外径をφ２．５ｍｍよりも細くすると、セ
ラミック焼結体６の強度が弱くなり、十分な耐久性を確
保することができないが、本実施形態では、正極側電極
取出部１６の外径をφ２．５ｍｍ以上にすることによ
り、そのような不具合を回避できる。また、取付金具２
の取付ねじがＭ１０よりも大きいセラミックグロープラ
グ１を製作する場合には、正極側電極取出部１６の外径
をφ３．０ｍｍ以上にまで太くすることができるので、
セラミック焼結体６の強度が向上し、十分な耐久性を確
保することができる。さらに、取付金具２の内径と正極
側リードコイル２２のコイル外径との間に十分な径差を
確保できる。

【００６０】そして、セラミック焼結体６の正極側電極
取出部１６の後端には、図４に示したように、Ｒ形状の
面取り部２３が形成されている。これにより、仮に製造
誤差により正極側電極取出部１６の外径が正極側リード
コイル２２のコイル内径よりも大きくなった場合であっ
ても、正極側電極取出部１６の後端から正極側リードコ
イル２２を嵌め合わせることによって、セラミック焼結
体６に正極側リードコイル２２を簡単に組み付けること
ができる。

【００６１】〔第２実施形態〕図５は本発明の第２実施
形態を示したもので、セラミックグロープラグのセラミ
ック焼結体の正極側電極取出部を示した図である。

【００６２】本実施形態では、セラミック焼結体６の正
極側電極取出部１６に、正極側リードコイル２２のコイ
ル形状に沿った螺旋溝２７を設けることにより、セラミ
ック焼結体６の正極側電極取出部１６の外周に正極側リ
ードコイル２２を巻装する際に、螺旋溝２７に沿って正
極側リードコイル２２を螺旋状にねじ込むことによっ
て、簡単に正極側リードコイル２２をセラミック焼結体
６の正極側電極取出部１６の外周に巻装することができ
る。

【００６３】しかも、正極側リードコイル２２と正極側
電極取出部１６の螺旋溝２７の溝山とが嵌合した状態で
正極側リードコイル２２が正極側電極取出部１６の外周
に固定され、さらに正極側リードコイル２２の先端側コ
イル部２４が正極側電極部２１にろう付けや半田付けさ
れる。したがって、正極側リードコイル２２と正極側電
極部２１とが安定した導通を得ることができるので、セ
ラミックグロープラグ１の耐久性を向上できる。

【００６４】〔第３実施形態〕図６は本発明の第３実施
形態を示したもので、セラミックグロープラグのセラミ
ック焼結体の正極側電極取出部と正極側リードコイルを
示した図である。

【００６５】本実施形態のセラミックグロープラグは、
セラミック焼結体６の正極側電極取出部１６の途中から
後端に向かえば向かう程、外径が小さくなるテーパ部２
８を有している。これにより、仮に製造誤差により正極
側電極取出部１６の外径が正極側リードコイル２２のコ
イル内径よりも大きくなった場合であっても、正極側電
極取出部１６の後端から正極側リードコイル２２を嵌め
合わせることによって、セラミック焼結体６に正極側リ
ードコイル２２を簡単に組み付けることができる。

【００６６】〔第４実施形態〕図７は本発明の第４実施
形態を示したもので、セラミックグロープラグのセラミ
ック焼結体の正極側電極取出部と正極側リードコイルを
示した図である。

【００６７】本実施形態のセラミックグロープラグは、
セラミック焼結体６の正極側電極取出部１６の外径が後
端側に向かう程大きくなる逆テーパ部２９を有してい
る。これにより、仮に製造誤差により正極側電極取出部
１６の外径が正極側リードコイル２２のコイル内径より
も小さくなった場合であっても、正極側電極取出部１６
から正極側リードコイル２２が抜け落ちることはなく、
正極側リードコイル２２と正極側電極部２１とが安定し
た導通を得ることができるので、セラミックグロープラ
グ１の耐久性を向上できる。

【００６８】〔他の実施形態〕本実施形態では、本発明
をセラミックグロープラグ１に適用したが、本発明をシ
ーズグロープラグ、ヒートフランジ、バーナヒータやエ
アヒータ等のセラミックヒータに適用しても良い。

【００６９】また、セラミック焼結体６の正極側電極取
出部１６の外径を前端から後端に向かう程小さくなるよ
うに形成しても良い。さらに、負極側電極取出部１５を
中間部の外径よりも細くして、負極側電極取出部１５の
外周に負極側リードコイルを巻装するようにしても良
い。そして、導電部材としてキャップを使用しても良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】セラミックグロープラグの全体構造を示した断
面図である（第１実施形態）。

【図２】セラミックグロープラグの主要構造を示した断
面図である（第１実施形態）。

【図３】セラミック焼結体を示した断面図である（第１
実施形態）。

【図４】正極側電極取出部と正極側リードコイルを示し
た説明図である（第１実施形態）。

【図５】正極側電極取出部を示した側面図である（第２
実施形態）。

【図６】正極側電極取出部と正極側リードコイルを示し
た説明図である（第３実施形態）。

【図７】正極側電極取出部と正極側リードコイルを示し
た説明図である（第４実施形態）。

【図８】セラミックグロープラグの主要部を示した断面
図である（第１従来例）。

【図９】セラミック焼結体を示した断面図である（第１
従来例）。

【図１０】セラミック焼結体とリードコイルを示した断
面図である（第２従来例）。

【図１１】セラミック焼結体とキャップを示した断面図
である（第３従来例）。

【符号の説明】

１ セラミックグロープラグ（セラミックヒータ） ２ 取付金具（主体金具） ６ セラミック焼結体 ７ 取付ねじ部 ９ 内孔 １４ 発熱部 １５ 負極側電極取出部（中間部） １６ 正極側電極取出部（小径部） １７ 発熱体 ２１ 正極側電極部 ２２ 正極側リードコイル（導電部材） ２３ 面取り部 ２７ 螺旋溝

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）軸方向に内孔を有する主体金具と、 （ｂ）先端部が前記主体金具よりも突出した状態で中間
   部が前記内孔内に嵌め込まれ、先端側に発熱体を埋め込
   んだ発熱部、および後端側に前記発熱部よりも外径の小
   さい小径部を形成すると共に、前記発熱体の一方の端部
   と電気的に接続されて自身の外周に露出されるように曲
   折された第１電極、および前記発熱体の他方の端部と電
   気的に接続されて前記小径部の外周に露出されるように
   前記第１電極よりも曲折の小さい第２電極を有するセラ
   ミック焼結体と、 （ｃ）前記セラミック焼結体の小径部の外周に露出され
   た前記第２電極と電気的に接続する導電部材とを備えた
   セラミックヒータ。
2. 【請求項２】請求項１に記載のセラミックヒータであっ
   て、 前記第２電極は、略直線状であることを特徴とするセラ
   ミックヒータ。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載のセラミッ
   クヒータであって、 前記セラミック焼結体の中間部の外径をＹ、 前記セラミック焼結体の小径部の外径をＺとしたとき、 φ３．３ｍｍ≦Ｙ φ２．５ｍｍ≦Ｚ の関係を満足することを特徴とするセラミックヒータ。
4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
   のセラミックヒータであって、 前記主体金具の内径と前記導電部材の外径との径差をＳ
   としたとき、 ０．４ｍｍ≦Ｓ の関係を満足することを特徴とするセラミックヒータ。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
   のセラミックヒータであって、 ０．５ｍｍ≦（Ｙ−Ｚ） の関係を満足することを特徴とするセラミックヒータ。
6. 【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかに記載
   のセラミックヒータであって、 前記セラミック焼結体の小径部は、前端側よりも後端側
   の方が外径が小さいことを特徴とするセラミックヒー
   タ。
7. 【請求項７】請求項１ないし請求項５のいずれかに記載
   のセラミックヒータであって、 前記セラミック焼結体の小径部は、前端側よりも後端側
   の方が外径が大きいことを特徴とするセラミックヒー
   タ。