JPS62731A - デイ−ゼルエンジン用グロ−プラグ - Google Patents
デイ−ゼルエンジン用グロ−プラグInfo
- Publication number
- JPS62731A JPS62731A JP60139118A JP13911885A JPS62731A JP S62731 A JPS62731 A JP S62731A JP 60139118 A JP60139118 A JP 60139118A JP 13911885 A JP13911885 A JP 13911885A JP S62731 A JPS62731 A JP S62731A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- heating element
- insulating
- ceramic material
- glow plug
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はディーゼルエンジンの副燃焼室または燃焼室内
を予熱するために用いられるグロープラグに関し、特に
速熱型としての機能を発揮させるとともに、その発熱特
性を改善し長時間のアフターグロー化を達成し得る自己
温度飽和性を有するセラミックヒータを備えてなるディ
ーゼルエンジン用グロープラグの改良に関する。
を予熱するために用いられるグロープラグに関し、特に
速熱型としての機能を発揮させるとともに、その発熱特
性を改善し長時間のアフターグロー化を達成し得る自己
温度飽和性を有するセラミックヒータを備えてなるディ
ーゼルエンジン用グロープラグの改良に関する。
一般に、ディーゼルエンジンは低温時の始動性が悪いた
め、副燃焼室または燃焼室内にグロープラグを設置し、
これに電流を流して発熱させることで、吸気温度を上昇
させあるいは着火源として用い、エンジンの始動性を向
上させる方法が採用されている。ところで、この種のグ
ロープラグとして従来は、金属製シース内に耐熱絶縁粉
末を充填し鉄クロム、ニッケル等からなるコイル状発熱
線を埋設した、いわゆるシース型と呼ばれるものが一般
的であるが、それ以外にも特開昭５７−４１５２３号公
報等に示されるように、タングステン等による発熱線を
、絶縁性を有する窒化ケイ素などといったセラミック材
中に埋設した棒状ヒータを用いてなるセラミックヒータ
型も知られている。そして、このようなセラミックヒー
タ型では、耐熱絶縁粉末およびシースを介しての間接加
熱であるシース型に比べ、熱伝達効率を向上させ得ると
ともに発熱特性の面でも優れ、加熱時に短時間で赤熱し
て温度立上り特性を大幅に向上させ、速熱型としての性
能を発揮させ得るもので、近年盛んに採用されるように
なっている。
め、副燃焼室または燃焼室内にグロープラグを設置し、
これに電流を流して発熱させることで、吸気温度を上昇
させあるいは着火源として用い、エンジンの始動性を向
上させる方法が採用されている。ところで、この種のグ
ロープラグとして従来は、金属製シース内に耐熱絶縁粉
末を充填し鉄クロム、ニッケル等からなるコイル状発熱
線を埋設した、いわゆるシース型と呼ばれるものが一般
的であるが、それ以外にも特開昭５７−４１５２３号公
報等に示されるように、タングステン等による発熱線を
、絶縁性を有する窒化ケイ素などといったセラミック材
中に埋設した棒状ヒータを用いてなるセラミックヒータ
型も知られている。そして、このようなセラミックヒー
タ型では、耐熱絶縁粉末およびシースを介しての間接加
熱であるシース型に比べ、熱伝達効率を向上させ得ると
ともに発熱特性の面でも優れ、加熱時に短時間で赤熱し
て温度立上り特性を大幅に向上させ、速熱型としての性
能を発揮させ得るもので、近年盛んに採用されるように
なっている。
しかしながら、上述したセラミックヒータ型のグロープ
ラグでは、たとえば窒化ケイ素などのような絶縁性セラ
ミック材の内部に金属製（タングステン）の発熱線を埋
設したヒータ構造であり、しかもこれら両部材間での熱
膨張率が異なることから、その接合強度を確保し得ない
ものであり、これによりヒータ内での温度勾配が急峻と
なり、特に発熱時における急激な温度上昇とその繰返し
使用とが、セラミックヒータめ耐久性に悪影響を及ぼす
虞れがあり、耐熱強度等の信頼性の面で問題をもち、さ
らにコスト高を招く等といった欠点があった。
ラグでは、たとえば窒化ケイ素などのような絶縁性セラ
ミック材の内部に金属製（タングステン）の発熱線を埋
設したヒータ構造であり、しかもこれら両部材間での熱
膨張率が異なることから、その接合強度を確保し得ない
ものであり、これによりヒータ内での温度勾配が急峻と
なり、特に発熱時における急激な温度上昇とその繰返し
使用とが、セラミックヒータめ耐久性に悪影響を及ぼす
虞れがあり、耐熱強度等の信頼性の面で問題をもち、さ
らにコスト高を招く等といった欠点があった。
このような問題を解消し得るものとして、発熱線を絶縁
性を有するセラミック材と略々間等の熱膨張率を有する
導電性セラミック材で形成するようにしたセラミックヒ
ータ構造が、たとえば特開昭［１０−９０８５号公報や
特開昭８０−１４７８４号公報等により従来既に提案さ
れているが、いずれもグロープラグとして使用するには
、構造上からも、機能面からもまだまだ問題をもつもの
であり、実用化するには至らないものであった。
性を有するセラミック材と略々間等の熱膨張率を有する
導電性セラミック材で形成するようにしたセラミックヒ
ータ構造が、たとえば特開昭［１０−９０８５号公報や
特開昭８０−１４７８４号公報等により従来既に提案さ
れているが、いずれもグロープラグとして使用するには
、構造上からも、機能面からもまだまだ問題をもつもの
であり、実用化するには至らないものであった。
たとえば前者の場合には１発熱体となる導電性セラミッ
ク材を絶縁性セラミック材中に埋設してなる構造である
ため、熱伝導率の面ではシース型に比べて優れているも
のの、間接的な加熱であることから、速熱型としての機
能を発揮させるうえでは問題を生じるものであった。ま
た、後者の場合には、発熱体がヒータ表面側に露呈し、
速熱型として機能し得るも、その発熱体が単にＵ字状を
呈する部材の積層構造によって形成されかつその両端部
がヒータ後端部に導かれているだけであるため、その電
極の取出しにあたって構造が複雑化し、コスト高を招き
、さらに燃焼室内への渦流に対してＵ字状の発熱体によ
り悪影響を与え、実用面で問題となるものであった。
ク材を絶縁性セラミック材中に埋設してなる構造である
ため、熱伝導率の面ではシース型に比べて優れているも
のの、間接的な加熱であることから、速熱型としての機
能を発揮させるうえでは問題を生じるものであった。ま
た、後者の場合には、発熱体がヒータ表面側に露呈し、
速熱型として機能し得るも、その発熱体が単にＵ字状を
呈する部材の積層構造によって形成されかつその両端部
がヒータ後端部に導かれているだけであるため、その電
極の取出しにあたって構造が複雑化し、コスト高を招き
、さらに燃焼室内への渦流に対してＵ字状の発熱体によ
り悪影響を与え、実用面で問題となるものであった。
また、近年この種のグロープラグにあっては、ディーゼ
ルエンジンの始動性の向上やそのターボ化の普及に伴な
う使用条件の高温化に対する耐久性、さらにエンジン始
動後において一定時間の間グロープラグに対し通電状態
を維持することによりエンジン内部での燃焼を円滑かつ
適切に行なえるようにして、排気、騒音対策を図るとい
う、いわゆるアフターグロ一方式を採用することに対し
ての市場要求が大きく、しかもこのアフターグロ一時間
を可能な限り長時間化（たとえばｌＯ分程度）すること
が必要とされている。そして、このようなアフターグロ
ーの長時間化を図るためには、発熱体への通電電力を自
己制御して発熱特性を大幅に改善しヒータ部分での過加
熱を防止するとともにその飽和温度を適切な温度状態以
下に維持し得る自己温度飽和機能を有することも必要と
されているもので、これらの点をも考慮して、速熱性お
よび自己温度飽和性等を有し、かつ耐熱強度等の信頼性
の面でも優れてなる安価なセラミックヒータを有するグ
ロープラグの出現が要望されている。
ルエンジンの始動性の向上やそのターボ化の普及に伴な
う使用条件の高温化に対する耐久性、さらにエンジン始
動後において一定時間の間グロープラグに対し通電状態
を維持することによりエンジン内部での燃焼を円滑かつ
適切に行なえるようにして、排気、騒音対策を図るとい
う、いわゆるアフターグロ一方式を採用することに対し
ての市場要求が大きく、しかもこのアフターグロ一時間
を可能な限り長時間化（たとえばｌＯ分程度）すること
が必要とされている。そして、このようなアフターグロ
ーの長時間化を図るためには、発熱体への通電電力を自
己制御して発熱特性を大幅に改善しヒータ部分での過加
熱を防止するとともにその飽和温度を適切な温度状態以
下に維持し得る自己温度飽和機能を有することも必要と
されているもので、これらの点をも考慮して、速熱性お
よび自己温度飽和性等を有し、かつ耐熱強度等の信頼性
の面でも優れてなる安価なセラミックヒータを有するグ
ロープラグの出現が要望されている。
上述した要請に応えるために、本発明に係るディーゼル
エンジン用グロープラグは、中空状ホルダの先端部に保
持される棒状セラミックヒータを、絶縁性セラミック材
により形成された絶縁筒体と、この絶縁筒体の内、外周
部および先端部を覆うようにして一連に形成された導電
性セラミック材による発熱体とからなり、かつこの発熱
体を、少なくともヒータ先端側外周部分での肉厚が薄く
なるようにして形成したものである。
エンジン用グロープラグは、中空状ホルダの先端部に保
持される棒状セラミックヒータを、絶縁性セラミック材
により形成された絶縁筒体と、この絶縁筒体の内、外周
部および先端部を覆うようにして一連に形成された導電
性セラミック材による発熱体とからなり、かつこの発熱
体を、少なくともヒータ先端側外周部分での肉厚が薄く
なるようにして形成したものである。
本発明によれば、セラミックヒータを、略々間等の熱膨
張率を有する導電性セラミック材および絶縁性セラミッ
ク材で一体に形成することで、その耐熱強度等の信頼性
を向上させるとともに、ヒータ表面にまで露呈する発熱
体によって、ヒータ先端の迅速な赤熱化が図れ、速熱型
としての性能を発揮させ得るとともに、それ自身の自己
温度飽和性によりピーク温度および飽和温度を適切に制
御し得るものである。
張率を有する導電性セラミック材および絶縁性セラミッ
ク材で一体に形成することで、その耐熱強度等の信頼性
を向上させるとともに、ヒータ表面にまで露呈する発熱
体によって、ヒータ先端の迅速な赤熱化が図れ、速熱型
としての性能を発揮させ得るとともに、それ自身の自己
温度飽和性によりピーク温度および飽和温度を適切に制
御し得るものである。
以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。
する。
第１図ないし第３図は本発明に係るディーゼルエンジン
用グロープラグの一実施例を示すものであり、まず、第
１図において全体を符号１０で示すグロープラグの概略
構成を簡単に説明すると、このグロープラグ１０は、先
端側が発熱体として機能する棒状セラミックヒータ１１
と、この−セラミックヒータ１１を先端において保持す
る略管状を呈する金属製ホルダ１２とを備え、このホル
ダ１２後端部には合成樹脂材などからなる絶縁ブツシュ
１３を介して外部接続端子１４が同心状に嵌合保持され
、またこの外部接続端子１４は、前記セラミックヒータ
１１内の発熱体２１（後述する）側にフレキシブルワイ
ヤ等の金属導線１５を介して接続されている。なお、図
中１３ａは前記絶縁ブッシュ１３外周部に一体的に嵌装
され組付時においてかしめられるホルダ１２後端部によ
る高加圧力にてその軸線方向に座屈変形し絶縁ブツシュ
１３をホルダ１２側に所要の機械的強度で一体化し温度
影響を受けにくい構造とするための金属製パイプである
。また、１６ａ、１６ｂ、１６Ｃは前記外部接続端子１
４ｖｋ端側のねじ部に螺合された絶縁リング、固定用ナ
ツト、および外部リード締付は用ナツトで、図示せぬバ
ッテリからのリード線などをナツト１６ｂ、１６Ｃ間で
挟持することによりこの外部接続端子１４をバッテリ端
子に電気的に接続される。一方、前記ホルダ１２はその
外周部のねじ部１２ａが図示しないエンジンのシリンダ
ヘッドに形成されたねじ孔に螺合されることによって電
気的にアース接続されると同時に、ヒータ１１の先端を
副燃焼室または燃焼室内に突出して配置させるものであ
る。
用グロープラグの一実施例を示すものであり、まず、第
１図において全体を符号１０で示すグロープラグの概略
構成を簡単に説明すると、このグロープラグ１０は、先
端側が発熱体として機能する棒状セラミックヒータ１１
と、この−セラミックヒータ１１を先端において保持す
る略管状を呈する金属製ホルダ１２とを備え、このホル
ダ１２後端部には合成樹脂材などからなる絶縁ブツシュ
１３を介して外部接続端子１４が同心状に嵌合保持され
、またこの外部接続端子１４は、前記セラミックヒータ
１１内の発熱体２１（後述する）側にフレキシブルワイ
ヤ等の金属導線１５を介して接続されている。なお、図
中１３ａは前記絶縁ブッシュ１３外周部に一体的に嵌装
され組付時においてかしめられるホルダ１２後端部によ
る高加圧力にてその軸線方向に座屈変形し絶縁ブツシュ
１３をホルダ１２側に所要の機械的強度で一体化し温度
影響を受けにくい構造とするための金属製パイプである
。また、１６ａ、１６ｂ、１６Ｃは前記外部接続端子１
４ｖｋ端側のねじ部に螺合された絶縁リング、固定用ナ
ツト、および外部リード締付は用ナツトで、図示せぬバ
ッテリからのリード線などをナツト１６ｂ、１６Ｃ間で
挟持することによりこの外部接続端子１４をバッテリ端
子に電気的に接続される。一方、前記ホルダ１２はその
外周部のねじ部１２ａが図示しないエンジンのシリンダ
ヘッドに形成されたねじ孔に螺合されることによって電
気的にアース接続されると同時に、ヒータ１１の先端を
副燃焼室または燃焼室内に突出して配置させるものであ
る。
また、本実施例において、セラミックヒータ１１に対し
外部接続端子１４を金属導線１５にて接続したのは、外
部接続端子１４に加わる種々の振動や締付はトルク等の
機械的外力からヒータ１１を強度的に保護するためで、
この導線１５の材料としてはある程度の柔軟性をもつも
のを用いるとよいものである。
外部接続端子１４を金属導線１５にて接続したのは、外
部接続端子１４に加わる種々の振動や締付はトルク等の
機械的外力からヒータ１１を強度的に保護するためで、
この導線１５の材料としてはある程度の柔軟性をもつも
のを用いるとよいものである。
さて、本発明によれば、上述した構成によるグロープラ
グｌＯにおいて、ホルダ１２先端に保持される棒状セラ
ミックヒータ１１を、第１図および第２図から明らかな
ように、絶縁性セラミック材により形成された絶縁筒体
２０と、この絶縁筒体２０の内、外周部および先端部を
覆うようにして一連に形成された導電性セラミック材に
よる発熱体２１とで形成し、かつこの発熱体２１の少な
くともヒータ１１先端側外周部分を、その肉厚が薄くな
るようにして形成するようにしたところに特徴を有して
いる。
グｌＯにおいて、ホルダ１２先端に保持される棒状セラ
ミックヒータ１１を、第１図および第２図から明らかな
ように、絶縁性セラミック材により形成された絶縁筒体
２０と、この絶縁筒体２０の内、外周部および先端部を
覆うようにして一連に形成された導電性セラミック材に
よる発熱体２１とで形成し、かつこの発熱体２１の少な
くともヒータ１１先端側外周部分を、その肉厚が薄くな
るようにして形成するようにしたところに特徴を有して
いる。
これを詳述すると、本実施例では、セラミックヒータ１
１は、長尺な筒状を呈するように絶縁性セラミック材で
形成された絶縁筒体２０に対しその内部を埋設するよう
に充填されるとともにその先端部２２ａが絶縁筒体２０
外周側に回り込みかつ後端側が絶縁筒体２０よりも後方
に突出するリード接続端２２ｂとされている＋側す−ド
部２２と、これに連続して絶縁筒体２０の先端側外周部
に肉厚が薄＜ （０，３１腸程度）形成された小径な発
熱部２３と、これに連続して絶縁筒体２０の外周部で後
端側にまで形成された肉厚が前記発熱部２３よりも厚く
形成された大径なｍ個す−ド部２４とを導電性セラミッ
ク材によって一連に形成してなる発熱体２１を備えてい
る。そして、前記＋側リード部２２１に端のリード接続
端２２ｂには、前記金属導線１５の先端部がキャップ２
５を介して電源側に接続されるとともに、ヒータ１１後
端側のｍ個す−ド部２４外周が図示しないメタライズ層
等を介して前記ホルダ１２側に保持された状態で固着さ
れることによりアース接続されている。
１は、長尺な筒状を呈するように絶縁性セラミック材で
形成された絶縁筒体２０に対しその内部を埋設するよう
に充填されるとともにその先端部２２ａが絶縁筒体２０
外周側に回り込みかつ後端側が絶縁筒体２０よりも後方
に突出するリード接続端２２ｂとされている＋側す−ド
部２２と、これに連続して絶縁筒体２０の先端側外周部
に肉厚が薄＜ （０，３１腸程度）形成された小径な発
熱部２３と、これに連続して絶縁筒体２０の外周部で後
端側にまで形成された肉厚が前記発熱部２３よりも厚く
形成された大径なｍ個す−ド部２４とを導電性セラミッ
ク材によって一連に形成してなる発熱体２１を備えてい
る。そして、前記＋側リード部２２１に端のリード接続
端２２ｂには、前記金属導線１５の先端部がキャップ２
５を介して電源側に接続されるとともに、ヒータ１１後
端側のｍ個す−ド部２４外周が図示しないメタライズ層
等を介して前記ホルダ１２側に保持された状態で固着さ
れることによりアース接続されている。
ここで、上述したセラミックヒータ１１において、発熱
部２３部分での径寸法は３φ、その軸線方向長さは６■
■で、さらにリード部２４部分の径寸法は５φ、そのホ
ルダ１２からの突出部分長さは２０ｍ腸等に設定すると
よいことが実験により確認されている。
部２３部分での径寸法は３φ、その軸線方向長さは６■
■で、さらにリード部２４部分の径寸法は５φ、そのホ
ルダ１２からの突出部分長さは２０ｍ腸等に設定すると
よいことが実験により確認されている。
また、上述したセラミックヒータ１１を形成する絶縁性
および導電性セラミック材として、たとえばβサイアロ
ンまたはαとβとの混相しているサイアロンに窒化チタ
ン（Ｔｉｅ）の添加量を調整することで絶縁性、導電性
を選択し得るサイアロン（ＳｉＡＩＯＮ）等を用いると
、前記絶縁筒体２０と発熱体２１とを熱膨張率の等しい
同一材質で形成することができ、その接合強度を増大さ
せて耐熱強度等の信頼性を向上させ得るといった利点を
奏するものである。すなわち、上述したサイアロンに対
し、ＴｉＮを約３０％以上添加すると、導電性を有する
こと（いわゆる導電性サイアロン）が確認されており、
またそれ以上加えることにより抵抗値が連続的に変化す
ることが知られており、上述したＴｉＮの含有率を変え
たものを適宜利用すればよいことは明らかであろう、ま
た、上述したサイアロンによる絶縁性および導電性セラ
ミック材は、Ｙ２Ｏ３（イツトリア）などの酸化物焼結
助剤を介在させて焼結することで、その接合部分に拡散
層を形成した状態で強固に接合されるものである。
および導電性セラミック材として、たとえばβサイアロ
ンまたはαとβとの混相しているサイアロンに窒化チタ
ン（Ｔｉｅ）の添加量を調整することで絶縁性、導電性
を選択し得るサイアロン（ＳｉＡＩＯＮ）等を用いると
、前記絶縁筒体２０と発熱体２１とを熱膨張率の等しい
同一材質で形成することができ、その接合強度を増大さ
せて耐熱強度等の信頼性を向上させ得るといった利点を
奏するものである。すなわち、上述したサイアロンに対
し、ＴｉＮを約３０％以上添加すると、導電性を有する
こと（いわゆる導電性サイアロン）が確認されており、
またそれ以上加えることにより抵抗値が連続的に変化す
ることが知られており、上述したＴｉＮの含有率を変え
たものを適宜利用すればよいことは明らかであろう、ま
た、上述したサイアロンによる絶縁性および導電性セラ
ミック材は、Ｙ２Ｏ３（イツトリア）などの酸化物焼結
助剤を介在させて焼結することで、その接合部分に拡散
層を形成した状態で強固に接合されるものである。
しかしなが′ら、これら絶縁筒体２０および発熱体２１
を形成する絶縁性および導電性セラミック材としては、
上述したサイアロンに限定されないもので、要は高温状
態（たとえば１２００℃程度まで）でも性能的に安定し
、しかも耐熱衝撃性などに優れてなるセラミック材であ
ればよいものである。この場合、発熱体２１を形成する
導電性セラミック材としては、たとえば周期律表の４ａ
族、５ａ族または６ａ族元素の炭化物、ホウ化物または
窒化物等の非酸化物導電材の群から得らばれた一種以上
とＳｉＣとその焼結結合材であるＡ１またはＡＩ化合物
とからなる焼結体が考えられる。また、絶縁筒体２０を
形成する絶縁性セラミック材としては、耐熱強度等に優
れしかも発熱体２１との接合強度面で優れた、たとえば
ＳｉＣ，Ｓｉ３ Ｎ ＋、ＡＩＭまたはＡ１２０３を主
成分とするものが考えられる。
を形成する絶縁性および導電性セラミック材としては、
上述したサイアロンに限定されないもので、要は高温状
態（たとえば１２００℃程度まで）でも性能的に安定し
、しかも耐熱衝撃性などに優れてなるセラミック材であ
ればよいものである。この場合、発熱体２１を形成する
導電性セラミック材としては、たとえば周期律表の４ａ
族、５ａ族または６ａ族元素の炭化物、ホウ化物または
窒化物等の非酸化物導電材の群から得らばれた一種以上
とＳｉＣとその焼結結合材であるＡ１またはＡＩ化合物
とからなる焼結体が考えられる。また、絶縁筒体２０を
形成する絶縁性セラミック材としては、耐熱強度等に優
れしかも発熱体２１との接合強度面で優れた、たとえば
ＳｉＣ，Ｓｉ３ Ｎ ＋、ＡＩＭまたはＡ１２０３を主
成分とするものが考えられる。
そして、上述した本発明による構成によれば、従来のグ
ロープラグでは金属製の発熱線をシースや絶縁性セラミ
ック材内に埋設してなる内部発熱型であることがら速熱
型としての機能に欠けるといった問題を、発熱体２１を
セラミックヒータ１１の外表面側にまで露呈させること
で解決し、その発熱特性を改善することができる。これ
は、本発明によるセラミックヒータ１１によれば、発熱
体２１の発熱部２３がヒータ１１先端側の表面に露呈す
ると同時にその内部にまで延在し、従来の内部発熱型に
比べ内外発熱型ということができることから、容易に理
解されよう、また、本発明によれば、発熱体２１および
絶縁筒体２０を共に、略々等しい熱膨張率を有するサイ
アロン等といったセラミック材で適切かつ確実に接合さ
せて一体に形成し、従来のセラミックヒータのように急
激な温度上昇によるわれ等といった耐久性などに対する
悪影響をなくし、耐熱強度等の信頼性を大幅に向上させ
ることが可能となるものである。特に、このような耐熱
強度等の信頼性に優れてなるセラミックヒータ１１によ
れば、従来のような金属製発熱線をセラミック材内に埋
設した場合に比べ両部材の接合強度面で優れ、また発熱
線をセラミック材の表面から取出すリード部が不要で、
その利点は大きい。
ロープラグでは金属製の発熱線をシースや絶縁性セラミ
ック材内に埋設してなる内部発熱型であることがら速熱
型としての機能に欠けるといった問題を、発熱体２１を
セラミックヒータ１１の外表面側にまで露呈させること
で解決し、その発熱特性を改善することができる。これ
は、本発明によるセラミックヒータ１１によれば、発熱
体２１の発熱部２３がヒータ１１先端側の表面に露呈す
ると同時にその内部にまで延在し、従来の内部発熱型に
比べ内外発熱型ということができることから、容易に理
解されよう、また、本発明によれば、発熱体２１および
絶縁筒体２０を共に、略々等しい熱膨張率を有するサイ
アロン等といったセラミック材で適切かつ確実に接合さ
せて一体に形成し、従来のセラミックヒータのように急
激な温度上昇によるわれ等といった耐久性などに対する
悪影響をなくし、耐熱強度等の信頼性を大幅に向上させ
ることが可能となるものである。特に、このような耐熱
強度等の信頼性に優れてなるセラミックヒータ１１によ
れば、従来のような金属製発熱線をセラミック材内に埋
設した場合に比べ両部材の接合強度面で優れ、また発熱
線をセラミック材の表面から取出すリード部が不要で、
その利点は大きい。
さらに、本発明によるセラミックヒータ１１によれば、
発熱体２１を形成する導電性サイアロンの固有抵抗は窒
化チタンの添加量により調整できることから、その厚み
を自由に設定できるもので、特に発熱部２３部分での厚
みを薄くし、迅速な発熱特性を得るとともに、その飽和
温度を適切に制御して長時間にわたるアフターグローを
も可能とすることができる。すなわち、このような自己
温度飽和性は、発熱部２３部分の容積（断面積）と、リ
ード部２２．２４での容積との関係等によって得られる
もので、しかもこれら発熱体２１が導電性セラミック材
で形成されていることから、従来のような金属製発熱線
に比べ成形加工性や耐久性等の面で優れているといった
利点もある。なお、上述した発熱体２１各部の厚み等は
、たとえば研摩などによっても調整し得るもので、これ
により抵抗値を自由に選択し得るものである。
発熱体２１を形成する導電性サイアロンの固有抵抗は窒
化チタンの添加量により調整できることから、その厚み
を自由に設定できるもので、特に発熱部２３部分での厚
みを薄くし、迅速な発熱特性を得るとともに、その飽和
温度を適切に制御して長時間にわたるアフターグローを
も可能とすることができる。すなわち、このような自己
温度飽和性は、発熱部２３部分の容積（断面積）と、リ
ード部２２．２４での容積との関係等によって得られる
もので、しかもこれら発熱体２１が導電性セラミック材
で形成されていることから、従来のような金属製発熱線
に比べ成形加工性や耐久性等の面で優れているといった
利点もある。なお、上述した発熱体２１各部の厚み等は
、たとえば研摩などによっても調整し得るもので、これ
により抵抗値を自由に選択し得るものである。
さらに、上述した実施例構造では、セラミックヒータ１
１におけるホルダ１２に対するアース側の保持部および
金属導線１５に対するプラス側の接続部を、発熱部２３
から離間した後端部側に設けることができ、これにより
発熱部２３からの熱影響のない低温度部分で金属材との
接合強度を適切かつ確実に得ることが可能で、その利点
は大きい。
１におけるホルダ１２に対するアース側の保持部および
金属導線１５に対するプラス側の接続部を、発熱部２３
から離間した後端部側に設けることができ、これにより
発熱部２３からの熱影響のない低温度部分で金属材との
接合強度を適切かつ確実に得ることが可能で、その利点
は大きい。
なお、本実施例では、セラミックヒータ１１はその断面
形状が略円形となるように形成された小径部と大径部と
を有する丸棒状に形成した場合を示しており、これによ
りその成形加工やホルダ１２側への組付けにあたって容
易である等といった利点を奏するものであるが、勿論こ
れに限定されず、楕円状、角形状等、種々の変形例が考
えられるものであり、さらに第５図に示すように、−側
リード部２４の厚みを発熱部２３と同一寸法で形成し、
金属製の保護パイプ２６を介してホルダ１２側に保持さ
せる等といった構造を採用してもよいものである。
形状が略円形となるように形成された小径部と大径部と
を有する丸棒状に形成した場合を示しており、これによ
りその成形加工やホルダ１２側への組付けにあたって容
易である等といった利点を奏するものであるが、勿論こ
れに限定されず、楕円状、角形状等、種々の変形例が考
えられるものであり、さらに第５図に示すように、−側
リード部２４の厚みを発熱部２３と同一寸法で形成し、
金属製の保護パイプ２６を介してホルダ１２側に保持さ
せる等といった構造を採用してもよいものである。
また、上述した実施例では説明を省略したが、ヒータ１
１外表面において、特に発熱部２３部分の耐酸化性を有
する保護ｍ＜第５図中２７で示す）を蒸着等でコーティ
ングして形成すれば、より大きな耐久性等を期待し得る
ものである。
１外表面において、特に発熱部２３部分の耐酸化性を有
する保護ｍ＜第５図中２７で示す）を蒸着等でコーティ
ングして形成すれば、より大きな耐久性等を期待し得る
ものである。
そして、上述したように絶縁性および導電性セラミック
材による絶縁筒体２０と発熱体２１とを一体的に構成し
てなるセラミックヒータ１１を用いると、第４図に示す
ようなグロープラグｌＯとして優れた特性を発揮し得る
ものである。すなわち、本発明によるグロープラグ１０
によれば、同図中ａで示すように、８００℃到達時間を
３．５秒、ピーク温度をその許容範囲を１２００℃以下
としたうえで約１１００℃、さらに飽和温度を９００℃
程度とし得ることが実験により確認されている。
材による絶縁筒体２０と発熱体２１とを一体的に構成し
てなるセラミックヒータ１１を用いると、第４図に示す
ようなグロープラグｌＯとして優れた特性を発揮し得る
ものである。すなわち、本発明によるグロープラグ１０
によれば、同図中ａで示すように、８００℃到達時間を
３．５秒、ピーク温度をその許容範囲を１２００℃以下
としたうえで約１１００℃、さらに飽和温度を９００℃
程度とし得ることが実験により確認されている。
なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、各部
の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由であ
る。たとえばセラミックヒータ１１の形状、構造や電極
の接続構造等として種々の変形例が考えられるものであ
る。
の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由であ
る。たとえばセラミックヒータ１１の形状、構造や電極
の接続構造等として種々の変形例が考えられるものであ
る。
以上説明したように、本発明に係るディーゼルエンジン
用グロープラグによれば、ホルダ先端に保持される棒状
セラミックヒータを、絶縁性セラミック材により形成さ
れた絶縁筒体と、この絶縁筒体の内、外周部および先端
部を覆うようにして一連に形成された導電性セラミック
材による発熱体とを一体的に接合させて形成するととも
に、この発熱体の少なくともセラミックヒータ先端側外
周部分の肉厚を薄く形成して発熱部とするようにしたの
で、簡単な構成でコスト的にも安価であるにもかかわら
ず、発熱部がヒータ外表面にまで露呈し、従来型に比べ
迅速かつ確実な先端赤熱化を達成し、速熱型としての機
能を発揮し得るとともに、絶縁筒体と発熱体との熱膨張
率を略々等しくすることができるため、その接合強度を
増大させ、ヒータ発熱時における急激な温度上昇によっ
ても何ら影響されず、われ等を生じることがなく、これ
によって耐熱強度等の信頼性を確保し得るもので、その
結果エンジンの排気、騒音対策としての長時間のアフタ
ーグローが可能で、グロープラグとしての性能を発揮さ
せることが可能なり、しかも全体の構造が簡単でその成
形加工および組立性、さらに過酷な使用条件にも充分に
耐え得る耐熱強度、耐久性等に優れてなる等といった種
々優れた効果がある。
用グロープラグによれば、ホルダ先端に保持される棒状
セラミックヒータを、絶縁性セラミック材により形成さ
れた絶縁筒体と、この絶縁筒体の内、外周部および先端
部を覆うようにして一連に形成された導電性セラミック
材による発熱体とを一体的に接合させて形成するととも
に、この発熱体の少なくともセラミックヒータ先端側外
周部分の肉厚を薄く形成して発熱部とするようにしたの
で、簡単な構成でコスト的にも安価であるにもかかわら
ず、発熱部がヒータ外表面にまで露呈し、従来型に比べ
迅速かつ確実な先端赤熱化を達成し、速熱型としての機
能を発揮し得るとともに、絶縁筒体と発熱体との熱膨張
率を略々等しくすることができるため、その接合強度を
増大させ、ヒータ発熱時における急激な温度上昇によっ
ても何ら影響されず、われ等を生じることがなく、これ
によって耐熱強度等の信頼性を確保し得るもので、その
結果エンジンの排気、騒音対策としての長時間のアフタ
ーグローが可能で、グロープラグとしての性能を発揮さ
せることが可能なり、しかも全体の構造が簡単でその成
形加工および組立性、さらに過酷な使用条件にも充分に
耐え得る耐熱強度、耐久性等に優れてなる等といった種
々優れた効果がある。
第１図は本発明に係るディーゼルエンジン用グロープラ
グの一実施例を示す縦側断面図、第２図はその要部拡大
断面図、第３図はその特徴とする棒状セラミックヒータ
の概略斜視図、第４図はその要部とする棒状セラミック
ヒータの温度特性を示す特性図、第５図は本発明の別の
実施例を示す縦側断面図である。 １０・・・・ディーゼルエンジン用グロープラグ、１１
・・・・棒状セラミックヒータ、１２−・・φ中空状ホ
ルダ、１４・―φ・外部接続端子、１５・争・・金属導
線、２０・・・會絶縁性セラミック材による絶縁筒体、
２１・・・・導電性セラミック材による発熱体、２２−
−−Φ＋側リード部、２３・拳・・発熱部； ２４・・
・・―側す−ド部。 特許出願人 自動車機器株式会社 日立金属株式会社 代 理 人 山川数構（ほか２名）第３図 第４図 鼻＆（’Ｃ’） ぐ＝＝か ぐ＝＝＝＝４アフターり°ロー婢 μ
：二）ザＪ
グの一実施例を示す縦側断面図、第２図はその要部拡大
断面図、第３図はその特徴とする棒状セラミックヒータ
の概略斜視図、第４図はその要部とする棒状セラミック
ヒータの温度特性を示す特性図、第５図は本発明の別の
実施例を示す縦側断面図である。 １０・・・・ディーゼルエンジン用グロープラグ、１１
・・・・棒状セラミックヒータ、１２−・・φ中空状ホ
ルダ、１４・―φ・外部接続端子、１５・争・・金属導
線、２０・・・會絶縁性セラミック材による絶縁筒体、
２１・・・・導電性セラミック材による発熱体、２２−
−−Φ＋側リード部、２３・拳・・発熱部； ２４・・
・・―側す−ド部。 特許出願人 自動車機器株式会社 日立金属株式会社 代 理 人 山川数構（ほか２名）第３図 第４図 鼻＆（’Ｃ’） ぐ＝＝か ぐ＝＝＝＝４アフターり°ロー婢 μ
：二）ザＪ
Claims (2)
- （１）一端を外部に突出させた状態で中空状ホルダ先端
部に保持される棒状セラミックヒータを備え、このセラ
ミックヒータは、絶縁性セラミック材により形成された
絶縁筒体と、この絶縁筒体の内、外周部および先端部を
覆うようにして一連に形成された導電性セラミック材に
よる発熱体とからなり、かつこの発熱体は、少なくとも
セラミックヒータ先端側外周部分の肉厚が薄くなるよう
に形成されていることを特徴とするディーゼルエンジン
用グロープラグ。 - （２）セラミックヒータを構成する絶縁筒体と発熱体と
は、βサイアロンまたはαとβとの混相しているサイア
ロンに窒化チタンの添加量を調整することで絶縁性、導
電性を選択し得るセラミック材によって一体的に形成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
ディーゼルエンジン用グロープラグ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60139118A JPS62731A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | デイ−ゼルエンジン用グロ−プラグ |
| US06/873,668 US4742209A (en) | 1985-06-27 | 1986-06-12 | Glow plug for diesel engine |
| DE19863621216 DE3621216A1 (de) | 1985-06-27 | 1986-06-25 | Gluehkerze fuer dieselmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60139118A JPS62731A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | デイ−ゼルエンジン用グロ−プラグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62731A true JPS62731A (ja) | 1987-01-06 |
Family
ID=15237915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60139118A Pending JPS62731A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | デイ−ゼルエンジン用グロ−プラグ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4742209A (ja) |
| JP (1) | JPS62731A (ja) |
| DE (1) | DE3621216A1 (ja) |
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| JP2017083129A (ja) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | 日本特殊陶業株式会社 | グロープラグ |
| WO2019102708A1 (ja) * | 2017-11-21 | 2019-05-31 | ボッシュ株式会社 | グロープラグ |
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1985
- 1985-06-27 JP JP60139118A patent/JPS62731A/ja active Pending
-
1986
- 1986-06-12 US US06/873,668 patent/US4742209A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-06-25 DE DE19863621216 patent/DE3621216A1/de active Granted
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