JPH0152876B2 - - Google Patents

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JPH0152876B2
JPH0152876B2 JP10059884A JP10059884A JPH0152876B2 JP H0152876 B2 JPH0152876 B2 JP H0152876B2 JP 10059884 A JP10059884 A JP 10059884A JP 10059884 A JP10059884 A JP 10059884A JP H0152876 B2 JPH0152876 B2 JP H0152876B2
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JP
Japan
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ceramic
heater rod
resistor
heater
compacts
Prior art date
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Expired
Application number
JP10059884A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS607092A (en
Inventor
Sokichi Minegishi
Tozo Takizawa
Hideo Kawamura
Nobukazu Sagawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Kyocera Corp
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
Application filed by Kyocera Corp, Isuzu Motors Ltd filed Critical Kyocera Corp
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Publication of JPS607092A publication Critical patent/JPS607092A/en
Publication of JPH0152876B2 publication Critical patent/JPH0152876B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、デイーゼルエンジンのシリンダ内を
予熱するグロープラグに用いて好適なセラミツク
ヒータ棒の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic heater rod suitable for use in a glow plug for preheating the inside of a diesel engine cylinder.

一般に、デイーゼルエンジンは低温時の始動性
が悪いため、シリンダ内にグロープラグを設けこ
れに電流を流して加熱することにより、シリンダ
内部の温度を上昇させてエンジンの始動性を向上
させる方法が用いられている。
In general, diesel engines have poor startability at low temperatures, so a method is used to increase the temperature inside the cylinder by installing a glow plug inside the cylinder and heating it by passing an electric current through it, thereby improving the startability of the engine. It is being

この種のグロープラグとして従来のものでは、
耐熱金属製のシース内に耐熱絶縁粉末を充填して
コイル状発熱線を埋設してなる、いわゆるシーズ
ヒータを用いており、これが間接加熱であること
からシリンダ内の昇温に時間がかかりすぎるとい
う問題があつた。すなわち、発熱線に電流を流し
て加熱することにより発生する熱は耐熱絶縁粉末
を経てシース側に伝達され、このシースから熱が
シリンダ内に放射されるもので、熱伝導効率の面
で問題である。たとえばシリンダ内の温度を1100
℃とするには数10秒の時間を必要としている。そ
して、このような長い昇温時間を短縮するために
通電電流を増加すると、発熱線の溶断あるいは高
熱によるシースの破損などが生じ易くなる。さら
に、上述した構造では、発熱線の埋設時にシース
との間の短絡などが生じないようにすることが望
まれ、このために発熱線を予め絶縁物で覆つた
り、シース内壁に絶縁層を形成するといつた手段
を講じる必要があり、その製造作業が面倒である
という問題もある。
Conventional glow plugs of this type
The system uses a so-called sheathed heater, which consists of a heat-resistant metal sheath filled with heat-resistant insulating powder and a coiled heating wire buried inside, and because this is indirect heating, it takes too long to raise the temperature inside the cylinder. There was a problem. In other words, the heat generated by passing a current through the heating wire and heating it is transferred to the sheath side through the heat-resistant insulating powder, and the heat is radiated from the sheath into the cylinder, which poses a problem in terms of heat conduction efficiency. be. For example, set the temperature inside the cylinder to 1100
It takes several tens of seconds to bring the temperature down to ℃. If the applied current is increased in order to shorten such a long heating time, the heating wire is likely to melt or the sheath is damaged due to high heat. Furthermore, in the above-mentioned structure, it is desirable to prevent short circuits between the heating wire and the sheath when burying it, and for this purpose, the heating wire is covered with an insulating material in advance, or an insulating layer is placed on the inner wall of the sheath. There is also the problem that it is necessary to take other means to form the structure, and that the manufacturing process is troublesome.

また、特開昭54−109536号公報には、上述した
熱伝導効率を向上させるものとして多層基板の技
術を応用したグロープラグ用セラミツクヒータが
開示されているが、これは抵抗体を印刷した円板
上のうすいセラミツクグリーンシートを多数枚積
層して一体化し棒状としたもので、その製造にあ
たつて困難さが伴い非常に繁雑な作業を必要とし
ている。特に、狭少なグリーンシート面に抵抗体
を設けたものを多数必要とし、さらに各シート上
の抵抗体を接続するためにはシート外周部に露呈
する抵抗体の両端を直列あるいは並列に結線しな
ければならず、このための作業が繁雑で、しかも
所望の結線状態を容易に得ることができるとは考
えられない。
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-109536 discloses a ceramic heater for glow plugs that applies multilayer substrate technology to improve the heat conduction efficiency described above, but this is a ceramic heater for glow plugs that uses a circular resistor printed on it. It is made by laminating a large number of thin ceramic green sheets on a board and integrating them into a rod shape, which is difficult to manufacture and requires extremely complicated work. In particular, a large number of resistors are required on the narrow green sheet surface, and in order to connect the resistors on each sheet, both ends of the resistor exposed on the outer periphery of the sheet must be connected in series or in parallel. Naturally, the work for this is complicated, and it is difficult to imagine that it is possible to easily obtain the desired connection state.

特に、上述したデイーゼルエンジン用グロープ
ラグを形成するうえで、問題とされることは、そ
のヒータ発熱部分の発熱特性を適切に制御し、そ
のヒータ先端部の急速な赤熱化を達成するととも
に、その熱影響がヒータ部分を始めとする各部材
に及ぶことがないようにすることで、このような
点を考慮して、述したように速熱性に優れしかも
その構造が簡単で製造が容易に行なえ、さらに各
部の耐久性の面でも優れてなるデイーゼルエンジ
ン用グロープラグを開発することが望まれてい
る。
In particular, when forming the above-mentioned glow plug for diesel engines, the problem is to appropriately control the heat generation characteristics of the heat generating part of the heater, to achieve rapid red-hot heating at the tip of the heater, and to Taking these points into account, we have created a system that has excellent rapid heating properties, has a simple structure, and is easy to manufacture, by preventing the effects of heat from reaching the heater part and other parts. Furthermore, it is desired to develop a glow plug for diesel engines that has excellent durability in each part.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
であり、セラミツクヒータ棒を、シリコン系非酸
化物によつて断面が略々半楕円形状を呈する棒状
体に形成された一対のセラミツク圧粉体とその相
対向して組合わされる平坦面間に介装される抵抗
体とを準備し、この抵抗体を介装された一対のセ
ラミツク圧粉体を圧縮焼成して一体に形成すると
いう簡単な方法によつて、加熱時において短時間
で赤熱して温度立上り特性を向上させ速熱型とし
ての性能を発揮し得る直接的な熱伝達構造である
セラミツクヒータ棒の製造を容易に行なえ、さら
にこのヒータ棒各部での強度上での信頼性の面で
も優れ、さらにコスト的も安価で、デイゼルエン
ジン用グロープラグ等に用いて好適なセラミツク
ヒータ棒の製造方法を提供するものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a ceramic heater rod is made of a pair of ceramic powder compacts formed into a rod-shaped body having a substantially semi-elliptical cross section made of a silicon-based non-oxide. A simple method is to prepare a resistor and a resistor to be interposed between the flat surfaces facing each other, and to integrally form a pair of ceramic compacts with the resistor by compression firing. By using this method, it is possible to easily manufacture ceramic heater rods that have a direct heat transfer structure that becomes red hot in a short time when heated, improving temperature rise characteristics and exhibiting performance as a fast heating type. The present invention provides a method for manufacturing a ceramic heater rod which is excellent in terms of strength and reliability at each part of the heater rod, is inexpensive, and is suitable for use in glow plugs for diesel engines and the like.

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。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail using embodiments shown in the drawings.

第1図および第3図は本発明に係る製造方法に
よるセラミツクヒータ棒を採用したデイーゼルエ
ンジン用グロープラグの一実施例を示し、これら
の図において、全体を符号10で示すグロープラ
グは、その一方の接合面に導電材による抵抗体1
1を有しこれを介装た状態で加圧焼成されるシリ
コン系セラミツク材からなる一対のセラミツク圧
粉体12,13により形成されたセラミツクヒー
タ棒14と、このヒータ棒14を先端部において
保持する略々管状のホルダ15を備え、このホル
ダ15の後端部には合成樹脂などからなる絶縁ブ
ツシユ16を介して外部接続端子17が嵌め込ま
れ、またこの外部接続端子17は前記ヒータ棒1
4の後端部に所要の柔軟性を有する導線18を介
して接続されている。
FIGS. 1 and 3 show an embodiment of a glow plug for a diesel engine that employs a ceramic heater rod produced by the manufacturing method according to the present invention. Resistor 1 made of conductive material on the joint surface of
A ceramic heater rod 14 is formed of a pair of ceramic compacts 12 and 13 made of a silicon-based ceramic material which is pressure-fired with the heater rod 1 interposed therein, and this heater rod 14 is held at the tip. An external connection terminal 17 is fitted into the rear end of the holder 15 via an insulating bushing 16 made of synthetic resin or the like, and this external connection terminal 17 is connected to the heater rod 1.
4 through a conducting wire 18 having the required flexibility.

前記ヒータ棒14は断面が略々円状を呈するよ
うに、断面長方形の一辺が直線となるような平坦
面とこれに対向する他辺が外側に凸形な円弧とな
るような円弧面とをもつて形成された一対のセラ
ミツク圧粉体12,13を接合して加圧焼成する
ことによつて成形される。この場合、ヒータ棒1
4の断面形状を略々楕円状としたのは、円形に比
べてセラミツク材の密度を向上させ、その耐熱強
度、絶縁性さらには熱伝導率をより効果的とする
ためである。なお、上述した一対のセラミツク圧
粉体12,13の材質としては、絶縁性、耐熱衝
撃性などに優れてなる、いわゆるフアインセラミ
ツクスと言われているシリコン系セラミツク材で
あるシリコン系非酸化物、たとえばシリコン系窒
化物などが好ましいものである。
The heater rod 14 has a substantially circular cross section, with a flat surface where one side of the rectangle in cross section is a straight line, and an arcuate surface where the other side opposite to this is an outwardly convex arc. A pair of ceramic compacts 12 and 13 thus formed are joined together and fired under pressure. In this case, heater rod 1
The reason why the cross-sectional shape of 4 is approximately elliptical is to improve the density of the ceramic material compared to a circular shape, and to make its heat resistance strength, insulation properties, and thermal conductivity more effective. The material of the pair of ceramic compacts 12 and 13 mentioned above is a silicon-based non-oxide material, which is a silicon-based ceramic material known as fine ceramics, which has excellent insulation properties and thermal shock resistance. For example, silicon-based nitride is preferable.

また、前記ヒータ棒14内の抵抗体11は、た
とえば高融点金属材料により形成され、第2図に
示すような状態で前記一方のセラミツク圧粉体1
2の接合面12a上に形成されている。すなわ
ち、抵抗体11は、セラミツク圧粉体12の先端
部側に設けられたヒータ部11aと、このヒータ
部11aの一端からセラミツク圧粉体12の後方
に延設されその後端部から棒体外に露出する第1
のリード部11bと、前記ヒータ部11aの他端
から後方に延設されセラミツク圧粉体12の中央
部側方から棒体外に露出する第2のリード部11
cとからなり、これらが前記接合面12a上に一
連に形成されている。この場合、注意すべき点
は、抵抗体11のヒータ部11a部分の抵抗が大
きくなるようにその幅が充分に狭く形成され、一
方各リード部11b,11cは抵抗が小さくなる
ようにヒータ部11aよりも広い幅をもつて形成
されることである。また、ヒータ部11aと各リ
ード部11b,11cとはセラミツク圧粉体1
2,13の接合時においてヒータ棒14内部に完
全に埋設され、各リード部11b,11cの端部
のみがセラミツク圧粉体12,13の接合部から
外部に露出される。
Further, the resistor 11 in the heater rod 14 is formed of, for example, a high melting point metal material, and the one ceramic compact 1 is connected to the ceramic powder body 1 in the state shown in FIG.
It is formed on the joint surface 12a of No. 2. That is, the resistor 11 includes a heater section 11a provided on the tip end side of the ceramic compact 12, and a heater section 11a that extends from one end of the heater section 11a to the rear of the ceramic compact 12 and extends from the rear end to the outside of the rod. The first thing to be exposed
a lead portion 11b, and a second lead portion 11 extending rearward from the other end of the heater portion 11a and exposed outside the rod body from the side of the central portion of the ceramic powder compact 12.
c, which are formed in series on the joint surface 12a. In this case, it should be noted that the width of the heater portion 11a of the resistor 11 is formed sufficiently narrow so that the resistance is large, while the width of each lead portion 11b and 11c is formed so that the resistance of the heater portion 11a is small. It is to be formed with a wider width than the Moreover, the heater part 11a and each lead part 11b, 11c are made of ceramic compact 1.
When the ceramic compacts 12 and 13 are joined together, the lead parts 11b and 11c are completely buried inside the heater rod 14, and only the ends of the lead parts 11b and 11c are exposed to the outside from the joined part of the ceramic compacts 12 and 13.

なお、前記抵抗体11はセラミツク圧粉体12
の接合面12a上に薄い導電膜として印刷配線し
たり、高融点金属の線条または板状のものを貼
着、あるいは焼付け、蒸着などの手法により容易
に得られ、またその材料としてはタングステンな
どの金属材料が考えられる。これはセラミツク焼
成温度が高く、このために抵抗体11が耐熱材で
ある必要からである。そして、このような抵抗体
11を、前述した一対のセラミツク圧粉体12,
13間に介装した状態でこれらを約1700〜200℃
の高温雰囲気中において約200〜500Kg/cm2の高圧
でその上下方向つまりそれぞれの円弧面の外側か
ら圧縮焼成することにより、前述したセラミツク
ヒータ棒14が得られるものである。
Note that the resistor 11 is a ceramic powder compact 12.
It can be easily obtained by printing wiring as a thin conductive film on the bonding surface 12a, pasting a wire or plate of high melting point metal, baking, vapor deposition, etc., and the material is tungsten etc. Metal materials are considered. This is because the firing temperature of ceramics is high, and therefore the resistor 11 needs to be made of a heat-resistant material. Then, such a resistor 11 is connected to the pair of ceramic compacts 12,
These are heated to approximately 1,700 to 200 degrees Celsius while being interposed between 13
The ceramic heater rod 14 described above is obtained by compression firing from the upper and lower directions, that is, from the outside of each arcuate surface, at a high pressure of about 200 to 500 kg/cm 2 in a high-temperature atmosphere.

また、上述したようにして形成されるヒータ棒
14の中央部外周と後端部外周およびその端面と
のそれぞれには、第1図および第3図から明らか
なように、金属コーテイング層19,20が形成
されている。これらの金属コーテイング層19,
20は前記ヒータ棒14内に埋設される抵抗体1
1の両端、すなわち各リード部11b,11cの
端部を外部に電気的に接続するためのもので、各
リード部11b,11cの棒体外の露出する端部
に接触してヒータ棒14外部に形成される。これ
はセラミツク材からなるヒータ棒14には金属部
材を直接溶接あるいはろう付けするとができない
ためである。
Further, as is clear from FIGS. 1 and 3, metal coating layers 19 and 20 are formed on the outer periphery of the center portion, the outer periphery of the rear end portion, and the end surfaces of the heater rod 14 formed as described above. is formed. These metal coating layers 19,
20 is a resistor 1 embedded in the heater rod 14
1, that is, the ends of each lead part 11b and 11c, are used to electrically connect the ends of each lead part 11b and 11c to the outside. It is formed. This is because metal members cannot be directly welded or brazed to the heater rod 14 made of ceramic material.

そして、前記ヒータ棒14の中央部分には補強
用の金属製パイプ21が嵌合され、かつその後端
部側には前記導線18を結線するためのターミナ
ルキヤツプ22が被冠され、それぞれヒータ棒1
4に対し銀ろう付けなどにより固着される。すな
わち、このヒータ棒14は前記ホルダ15の先端
部に保持された状態で組込まれるが、この場合そ
の断面形状が略々楕円状をなすためにこれを確実
に固定するにはホルダ15の先端部開口をヒータ
棒14に合わせて形成する必要がある。しかし、
このような楕円状開口ホルダ15の先端部に成形
するといつた作業は面倒でまたコスト的にも好ま
しくない。このために、ヒータ棒14の形状に合
わせて形成した略々楕円状をなす貫通孔21aを
有する金属製パイプ21をホルダ15と別個に準
備し、このパイプ21をヒータ棒14に固定した
後これをホルダ15の先端部に嵌合して固定すれ
ば、各部の成形加工が容易で、コスト的にも安価
となり、しかもヒータ棒14のホルダ15に対す
る取付けを簡単かつ確実に行なえ、その強度も充
分に保障される。特に、の種のグロープラグ10
が取付けられるデイーゼルエンジンはその動作時
にかなりの震動等を生じるもので、ホルダ15へ
のヒータ棒14の保持状態が問題となる。
A reinforcing metal pipe 21 is fitted into the central portion of the heater rod 14, and a terminal cap 22 for connecting the conductive wire 18 is capped at the rear end of the heater rod 14, respectively.
It is fixed to 4 by silver brazing or the like. That is, the heater rod 14 is assembled while being held at the tip of the holder 15, but in this case, since its cross-sectional shape is approximately elliptical, in order to securely fix it, the tip of the holder 15 must be fixed. It is necessary to form the opening to match the heater rod 14. but,
Molding the tip of the elliptical opening holder 15 as described above is troublesome and undesirable in terms of cost. For this purpose, a metal pipe 21 having a substantially elliptical through hole 21a formed to match the shape of the heater rod 14 is prepared separately from the holder 15, and after fixing this pipe 21 to the heater rod 14, By fitting and fixing the heater rod 14 to the tip of the holder 15, each part can be easily molded and the cost can be reduced.Moreover, the heater rod 14 can be easily and securely attached to the holder 15, and its strength is sufficient. guaranteed. In particular, glow plugs of the species 10
The diesel engine to which the heater rod 14 is attached generates considerable vibration during operation, and the state in which the heater rod 14 is held in the holder 15 becomes a problem.

なお、金属製パイプ21の楕円状貫通孔21a
は簡単な引抜き加工などにより精度よく成形する
ことが可能である。また、ヒータ棒14内の抵抗
体11の一端、すなわち第2のリード部11cの
端部は金属コーテイング層19、金属製パイプ2
1を介してホルダ15と電気的に接続されてい
る。
Note that the elliptical through hole 21a of the metal pipe 21
It is possible to form it with high precision by simple drawing process. Further, one end of the resistor 11 in the heater rod 14, that is, the end of the second lead portion 11c is coated with a metal coating layer 19 and a metal pipe 2.
It is electrically connected to the holder 15 via 1.

一方、ヒータ棒14の端部に露出する抵抗体1
1の他端、すなわち第1のリード部11bの端部
は、ホルダ15の後端部に絶縁ブツシユ16を介
して取付けられる外部接続端子17と接続される
が、この場合この外部接続端子17をヒータ棒1
4の後端部に直接固着すると、外部接続端子17
に加わる振動や締付トルクなどの機械的外力によ
つて外れたり、ヒータ棒14に損傷等が生じると
いつた問題があり、こらを弾性的に結合する必要
がある。そして、このような外力の影響を強度的
に保障するために、本実施例では、ヒータ棒14
と外部接続端子17とはフレキシブルリードワイ
ヤなどの柔軟性に富む導線18で接続されてい
る。
On the other hand, the resistor 1 exposed at the end of the heater rod 14
1, that is, the end of the first lead portion 11b, is connected to an external connection terminal 17 attached to the rear end of the holder 15 via an insulating bushing 16. In this case, this external connection terminal 17 is Heater rod 1
When attached directly to the rear end of 4, the external connection terminal 17
There is a problem that the heater rod 14 may come off due to mechanical external forces such as vibrations or tightening torque applied to the heater rod 14, or damage may occur to the heater rod 14, so it is necessary to connect these elements elastically. In order to ensure strength against the influence of such external force, in this embodiment, the heater rod 14 is
and the external connection terminal 17 are connected by a highly flexible conducting wire 18 such as a flexible lead wire.

また、この導線18をヒータ棒14の後端部に
確実に固着するために前記ターミナルキヤツプ2
2が用いられている。このターミナルキヤツプ2
2は、第1図および第3図から明らかなように、
ヒータ棒14の後端部に被冠されるようなキヤツ
プ状を呈し、その底部から導線18を固着する取
付片22aが起り起こされている。そして、この
取付片22aに前記導線18の一端がスポツト溶
接などにより固着される。勿論、導線18の他端
も外部接続端子17の先端にスポツト溶接などに
より固着される。
In addition, in order to securely fix the conducting wire 18 to the rear end of the heater rod 14, the terminal cap 2 is attached to the terminal cap 2.
2 is used. This terminal cap 2
2, as is clear from FIGS. 1 and 3,
It has a cap-like shape that is capped on the rear end of the heater rod 14, and a mounting piece 22a for fixing the conducting wire 18 is raised from the bottom of the cap. One end of the conducting wire 18 is fixed to this mounting piece 22a by spot welding or the like. Of course, the other end of the conducting wire 18 is also fixed to the tip of the external connection terminal 17 by spot welding or the like.

なお、上述した柔軟性に富む導線18の代り
に、ある程度の柔軟性をもつ電気導体を用い、こ
れをターミナルキヤツプ22の取付片22aをも
たせて結合したり、また外部接続端子17側に弾
性的に結することは自由で、さらに金属線材の少
なくとも一端を彎曲形成してその弾性を利用して
接続することも考えられる。
Note that instead of the above-mentioned highly flexible conductor 18, an electric conductor having a certain degree of flexibility may be used, and this may be connected by holding the mounting piece 22a of the terminal cap 22, or an elastic conductor may be attached to the external connection terminal 17 side. It is also possible to connect at least one end of the metal wire with a curve and utilize its elasticity for connection.

また、上述した導線18などを用いて接続した
場合、これが内接されるホルダ15の空間部に、
耐熱絶縁粉末、たとえば酸化マグネシウムなどの
セラミツク粉体を充填するようにしてもよい。こ
のようにすれば、導線18などの防振対策として
その効果が発揮できる。
In addition, when connecting using the above-mentioned conducting wire 18, etc., in the space of the holder 15 where this is inscribed,
It may also be filled with heat-resistant insulating powder, for example ceramic powder such as magnesium oxide. In this way, the effect can be exhibited as a measure against vibration of the conducting wire 18 and the like.

このように構成されたグロープラグ10は、次
のようにして簡単に組立てられる。まず、その相
対向する接合面間に抵抗体11を介装させた状態
で重ね合わされる一対のセラミツク圧粉体12,
13を接合して圧縮焼成することによつて発熱性
に優れたヒータ棒14が準備される。そして、こ
のヒータ棒14の中央部と後端部とにそれぞれパ
イプ21およびターミナルキヤツプ22を嵌合し
銀ろう付けなどにより固着した後、ターミナルキ
ヤツプ22の取付片22aに導線18の一端を、
またその他端を絶縁ブツシユ16を嵌着した外部
接続端子17の先端にそれぞれスポツト溶接して
固着する。さらに、これらの各部材を前記ホルダ
15の後端部から差し込み、ヒータ棒14を保持
するパイプ21をホルダ15の先端部において銀
ろう付けにより固着し、一方ホルダ15の後端部
に嵌め込まれた外部接続端子17外周の絶縁ブツ
シユ16をホルダ15の後端部をかしめることに
よつて組付け固定する。この組立て状態を第3図
A,Bに示している。
The glow plug 10 configured as described above can be easily assembled as follows. First, a pair of ceramic compacts 12 are stacked on top of each other with a resistor 11 interposed between their opposing joint surfaces.
A heater rod 14 with excellent heat generation properties is prepared by joining the rods 13 and compressing and firing them. Then, after fitting the pipe 21 and the terminal cap 22 to the center and rear ends of the heater rod 14 and fixing them by silver brazing or the like, one end of the conducting wire 18 is attached to the mounting piece 22a of the terminal cap 22.
Further, the other end is fixed by spot welding to the tip of the external connection terminal 17 into which the insulating bush 16 is fitted. Furthermore, each of these members is inserted from the rear end of the holder 15, and the pipe 21 holding the heater rod 14 is fixed at the tip of the holder 15 by silver brazing, while the pipe 21 that is fitted into the rear end of the holder 15 is The insulating bush 16 on the outer periphery of the external connection terminal 17 is assembled and fixed by caulking the rear end of the holder 15. This assembled state is shown in FIGS. 3A and 3B.

また、このようにして組立てられたグロープラ
グ10は、デイーゼルエンジンのシリンダヘツド
に形成されたねじ孔にねじ込まれ、その先端のヒ
ータ棒14をシリンダ室内に突出した状態で取付
けられる。そして、外部接続端子17とホルダ1
5間に電圧が印加され、ヒータ棒14内の抵抗体
11に電流が流れると、そのヒータ部11aは加
熱され、この発生熱がセラミツク材からなる外皮
に伝達され、これによりシリンダ内に熱が放射さ
れてその内部温度が上昇し、その結果エンジンの
始動性がよくなる。
The glow plug 10 assembled in this manner is screwed into a screw hole formed in the cylinder head of a diesel engine, and is attached with the heater rod 14 at its tip protruding into the cylinder chamber. Then, the external connection terminal 17 and the holder 1
When a voltage is applied between 5 and 5 and a current flows through the resistor 11 in the heater rod 14, the heater portion 11a is heated and the generated heat is transferred to the outer skin made of ceramic material, thereby causing heat to be generated inside the cylinder. The radiation increases the internal temperature of the engine, resulting in better starting performance of the engine.

ここで、注目すべき点は、抵抗体11を埋設し
たヒータ棒14がシリコン系非酸化物などのセラ
ミツク材で形成され、このセラミツク材は絶縁性
がよいばかりでなく耐熱衝撃性の面で優れてお
り、この種のデイーゼルエンジン用グロープラグ
におけるヒータ部分に用いてその性能を発揮させ
得るものである。さらに、このようなセラミツク
材からなるヒータ棒14では、その内部に発熱体
となる抵抗体11が直接埋設されており、従来の
ようなシース内に充填された耐熱絶縁粉末にて発
熱体を埋設したものに比べて、その熱伝導率をも
大幅に向上させ得るものである。したがつて、こ
のようなヒータ棒14は加熱時に短時間で赤熱し
て温度立上り特性が向上し、速熱性としてその性
能を充分に発揮し得るものである。たとえば、本
発明によるグロープラグによつて1100℃の昇温温
度を得るに、2秒以内で行なえることが実験の結
果確認されている。そして、これは、従来のもの
において2秒では300℃程度の昇温効果しか得ら
れない場合に比べ、その利点は大きい。さらに、
上述したヒータ棒14は、エンジンの始動性に最
も影響する先端部にのみ抵抗体11のヒータ部1
1aを形成しており、これによりヒータ棒として
の役割を充分に果し、エンジンの始動性を著しく
改善することが可能である。また、ヒータ棒14
の製造にあたつても、一対のセラミツク圧粉体1
2,13の一方の接合面12aに抵抗体11を形
成し、さらにこれらのセラミツク圧粉体12,1
3を接合して圧縮焼成することによつて簡単に行
なえることは明らかであろう。
What should be noted here is that the heater rod 14 in which the resistor 11 is embedded is made of a ceramic material such as silicon-based non-oxide, and this ceramic material not only has good insulation properties but also has excellent thermal shock resistance. It can be used in the heater part of this type of diesel engine glow plug to exhibit its performance. Furthermore, in the heater rod 14 made of such a ceramic material, the resistor 11 serving as the heating element is directly buried inside the heater rod 14, and the heating element is buried in the heat-resistant insulating powder filled in the sheath as in the conventional case. Its thermal conductivity can also be significantly improved compared to that of conventional materials. Therefore, such a heater rod 14 becomes red hot in a short period of time when heated, has improved temperature rise characteristics, and can fully exhibit its performance as a fast heating property. For example, it has been confirmed through experiments that the glow plug according to the present invention can raise the temperature to 1100° C. within 2 seconds. This is a great advantage compared to the conventional method, which can only increase the temperature by about 300° C. in 2 seconds. moreover,
The heater rod 14 described above has the heater portion 1 of the resistor 11 only at the tip, which has the greatest effect on engine startability.
1a, which allows it to fully fulfill its role as a heater rod and significantly improve the startability of the engine. In addition, the heater rod 14
In manufacturing, a pair of ceramic compacts 1
A resistor 11 is formed on one joint surface 12a of the ceramic powder bodies 12, 13.
It is clear that this can be easily done by joining 3 and compressing and firing.

ここで、上述したセラミツク圧粉体12,13
によるヒータ棒14の特性について述べると、抵
抗強度は、約70〜90Kg/mm2(従来10Kg/mm2程度と
小さい)と大きくなり、耐熱強度は約60Kg/mm2
(1100℃の場合;従来5Kg/mm2)と強くなり、ま
た品質安定性もワイブル係数13〜15(従来2〜3)
と良くなり、それぞれ性能面で大幅な向上化が図
れることになる。また、このようなヒータ棒14
によれば、抵抗体11を介装させた平担面同士を
重ね合わせた状態で一対のセラミツク圧粉体1
2,13を、それぞれの円弧面外側から圧縮した
場合に、その軸心部分よりも楕円断面形状の長辺
側(セラミツク圧粉体12,13の接合面方向)
における両側縁部分でのセラミツク密度を高め、
強度を向上させて急速加熱に耐え得るような構成
としている。これは、断面が略々半楕円形状を呈
するセラミツク圧粉体12,13を、抵抗体11
を介装した状態で重ね合わせ、かつそれぞれの円
弧面外側からこれに略々等しい断面形状をもつ成
形型により一定ストロークで圧縮した場合に、楕
円断面形状の長辺側において中央部分よりもその
両側部分での成形型同士の間隔が狭まり、圧縮率
が大きくなることから、容易に理解されよう。さ
らに、このような成形型内での圧縮焼成時に、セ
ラミツク圧粉体12,13における前記両側縁部
分が、接合面方向中央側に収縮しようとするも、
円弧面側からの加圧によつて成形型の両側壁側へ
の押出し力が作用し、この両側縁部分での幅寸法
を所定の値に規定し得るものである。
Here, the above-mentioned ceramic compacts 12, 13
Regarding the characteristics of the heater rod 14 according to
(At 1100℃; conventionally 5Kg/mm 2 )
This results in a significant improvement in performance. Moreover, such a heater rod 14
According to , a pair of ceramic powder compacts 1 are placed in a state in which the flat surfaces with resistors 11 interposed thereon are overlapped.
2 and 13 are compressed from the outside of their respective arcuate surfaces, the longer side of the elliptical cross-sectional shape (in the direction of the joint surface of the ceramic compacts 12 and 13) than the axial center part
Increasing the ceramic density on both side edges of
It has a structure that improves strength and can withstand rapid heating. In this method, the ceramic compacts 12 and 13 having a substantially semi-elliptical cross section are connected to the resistor 11.
When compressed with a constant stroke from the outside of each arcuate surface using a mold with a cross-sectional shape that is approximately equal to the arcuate surface, the long side of the elliptical cross-sectional shape has a shape on both sides of the central portion of the long side of the elliptical cross-sectional shape. This can be easily understood from the fact that the distance between the molds becomes narrower in that region, and the compression rate increases. Furthermore, during compression firing in such a mold, the both side edge portions of the ceramic compacts 12 and 13 tend to shrink toward the center in the direction of the joint surface.
Extrusion force is applied to both side walls of the mold by applying pressure from the arc surface side, and the width dimension at both side edge portions can be defined to a predetermined value.

なお、前述した実施例では、一対のセラミツク
圧粉体12,13からなるヒータ棒14の断面形
状を略々楕円状とし、これに合わせて形成された
金属製パイプ21およびターミナルキヤツプ22
を用いて15内に組込み、さらに外部接続端子1
7に接続するようにした構成について説明した
が、本発明はこれに限定されず、たとえばヒータ
棒を直接ホルダの先端部に保持させてもよく、さ
らにターミナルキヤツプを用いず直接導線をはん
だ付けなどにより固着するようにしてもよい。
In the above-mentioned embodiment, the cross-sectional shape of the heater rod 14 made of a pair of ceramic compacts 12 and 13 is approximately elliptical, and the metal pipe 21 and terminal cap 22 are formed accordingly.
15 using external connection terminal 1.
7 has been described, the present invention is not limited to this. For example, the heater rod may be held directly at the tip of the holder, or the conductor may be directly soldered without using a terminal cap. It may also be made to be firmly fixed.

また、ヒータ棒内の抵抗体形成パターンも、前
述した実施例に限定されず、これを適宜変更して
その抵抗値を可変することは自由で、要するに、
エンジンの始動性に影響を与えるヒータ棒の先端
部が特に迅速に赤熱するように構成すればよい。
Further, the resistor formation pattern within the heater rod is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be changed as appropriate to vary the resistance value.
The tip of the heater rod, which affects the startability of the engine, may be configured to become red-hot particularly quickly.

以上説明したように本発明によれば、断面略々
半楕円形状を呈する棒状体に形成された一対のセ
ラミツク圧粉体とその相対向して組合わせられる
平坦面間に介装される抵抗体とを準備し、この抵
抗体を介装させた一対のセラミツク圧粉体を圧縮
焼成することにより、セラミツクヒータ棒を一体
に形成するようにしたので、簡単な方法にもかか
わらず、発熱特性に優れ、加熱時において短時間
で赤熱して温度立上り特性を向上させ速熱性とし
ての性能を発揮し得る直接的な熱伝達構造である
セラミツクヒータ棒を簡単かつ適切に製造して提
供することができ、しかもこのヒータ棒各部での
強度上での信頼性の面でも優れ、さらにコスト的
にも安価である等の種々優れた効果がある。
As explained above, according to the present invention, a resistor is interposed between a pair of ceramic green compacts each formed into a rod-like body having a substantially semi-elliptical cross section and the flat surfaces of the compacts which are combined to face each other. By preparing a pair of ceramic compacts with a resistor interposed therein and then compressing and firing them, a ceramic heater rod was formed in one piece.Although it is a simple method, it has excellent heat generation characteristics. It is possible to easily and appropriately manufacture and provide a ceramic heater rod, which has an excellent direct heat transfer structure that becomes red hot in a short time during heating, improves temperature rise characteristics, and exhibits fast heating performance. Furthermore, this heater rod has various excellent effects such as being superior in terms of strength and reliability at each part and being inexpensive in terms of cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図は本発明に係る製造方法によるセラミツクヒ
ータ棒を用いたデイーゼルエンジン用グロープラ
グの一実施例を示し、第1図は全体の概略構成を
示す分解斜視図、第2図は一対のセラミツク圧粉
体からなるセラミツクヒータ棒を拡大して示す分
解斜視図、第3図Aは第1図の組立て状態を示す
縦断面図、同図Bは同じく先端側から見た側面図
である。 10……グロープラグ、11……抵抗体、11
a……ヒータ部、11b,11c……リード部、
12,13……一対のセラミツク圧粉体、14…
…セラミツクヒータ棒、15……ホルダ、16…
…絶縁ブツシユ、17……外部接続端子、18…
…導線、19,20……金属コーテイング層、2
1……金属製パイプ、22……ターミナルキヤツ
プ。
The figures show an embodiment of a glow plug for a diesel engine using a ceramic heater rod produced by the manufacturing method according to the present invention. FIG. 3A is a vertical sectional view showing the assembled state of FIG. 1, and FIG. 3B is a side view similarly seen from the tip side. 10...Glow plug, 11...Resistor, 11
a...Heater part, 11b, 11c...Lead part,
12, 13... A pair of ceramic compacts, 14...
...Ceramic heater rod, 15...Holder, 16...
...Insulation bushing, 17...External connection terminal, 18...
...Conducting wire, 19,20...Metal coating layer, 2
1...Metal pipe, 22...Terminal cap.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 断面長方形の一辺が直線となるような平坦面
とこれに対向する他辺が外側に凸形な円弧となる
ような円弧面とをもつて形成された一対のセラミ
ツク圧粉体と、これらセラミツク圧粉体の相対向
して組合わせられる平坦面間に介装される湾曲部
と直線状部とを有する抵抗体とを準備し、この抵
抗体を前記平坦面間に介装させて重ね合わせた状
態で、これら一対のセラミツク圧粉体を、それぞ
れの円弧面の外側から圧縮焼成することにより、
これらを一体に形成することを特徴とするセラミ
ツクヒータ棒の製造方法。 2 セラミツク圧粉体を、シリコン系非酸化物に
より形成することを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のセラミツクヒータ棒の製造方法。 3 セラミツク圧粉体間に介装される抵抗体を、
高融点金属材料にて形成することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のセラミツクヒータ棒の
製造方法。
[Scope of Claims] 1. A pair of ceramic pressure plates formed with a flat surface in which one side of a rectangle in cross section is a straight line and an arcuate surface in which the other side opposite to this is an outwardly convex arc. Prepare powder and a resistor having a curved part and a straight part to be interposed between the flat surfaces of these ceramic green compacts that are combined facing each other, and insert this resistor between the flat surfaces. By compressing and firing the pair of ceramic compacts from the outside of their respective arcuate surfaces while interposed and stacked on top of each other,
A method for manufacturing a ceramic heater rod, characterized by forming these in one piece. 2. The method for manufacturing a ceramic heater rod according to claim 1, characterized in that the ceramic green compact is formed from a silicon-based non-oxide. 3 The resistor interposed between the ceramic compacts,
2. A method of manufacturing a ceramic heater rod according to claim 1, wherein the ceramic heater rod is made of a high melting point metal material.
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