JPH0159497B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0159497B2 JPH0159497B2 JP15702983A JP15702983A JPH0159497B2 JP H0159497 B2 JPH0159497 B2 JP H0159497B2 JP 15702983 A JP15702983 A JP 15702983A JP 15702983 A JP15702983 A JP 15702983A JP H0159497 B2 JPH0159497 B2 JP H0159497B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- ceramic
- outer cylinder
- ceramic heater
- metal outer
- 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.)
- Expired
Links
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は主としてデイーゼルエンジンに装着
されるセラミツクグロープラグさらに詳しくはセ
ラミツクヒーターと金属との鑞接を改良して成る
セラミツクグロープラグに関する。
されるセラミツクグロープラグさらに詳しくはセ
ラミツクヒーターと金属との鑞接を改良して成る
セラミツクグロープラグに関する。
一般にデイーゼルエンジンは低温時における始
動性が悪いためにエンジンヘツドの副燃焼室、主
燃焼室等にグロープラグを装着し、室内に噴射さ
れる燃料を一部燃焼させてエンジンの始動性を向
上させる方法がとられており、近年グロープラグ
はその始動性を容易にするために急速な昇温特性
をもつことが要求される。
動性が悪いためにエンジンヘツドの副燃焼室、主
燃焼室等にグロープラグを装着し、室内に噴射さ
れる燃料を一部燃焼させてエンジンの始動性を向
上させる方法がとられており、近年グロープラグ
はその始動性を容易にするために急速な昇温特性
をもつことが要求される。
この目的を達成するグロープラグとしては発熱
線に特に高融点金属のタングステン（Ｗ）等を用
い、これを窒化珪素（Si3N4）等を主成分とする
セラミツク焼結体中に埋設して成るセラミツクヒ
ーターを発熱体としたセラミツクグロープラグが
知られているが、この種のグロープラグは従来の
メタル型グロープラグのように発熱体が金属シー
スで覆われていないため昇温効率が良く、発熱線
に高融点金属線材を用いているため高温時におい
ても溶断するおそれは少ない利点がある。
線に特に高融点金属のタングステン（Ｗ）等を用
い、これを窒化珪素（Si3N4）等を主成分とする
セラミツク焼結体中に埋設して成るセラミツクヒ
ーターを発熱体としたセラミツクグロープラグが
知られているが、この種のグロープラグは従来の
メタル型グロープラグのように発熱体が金属シー
スで覆われていないため昇温効率が良く、発熱線
に高融点金属線材を用いているため高温時におい
ても溶断するおそれは少ない利点がある。
ところで上記発熱体は渦流室等の燃焼室内に直
接曝されて急速昇温および発熱体表面が噴射燃料
や渦流気によつて冷却作用を受け熱衝撃によりセ
ラミツク割れを生ずるおそれがあること、またグ
ロープラグ装着時の接触をはじめ外力で析損し易
い問題があるため、かかるセラミツク発熱体は金
属外筒でその基部部分が銀鑞付けされて覆われ、
機関取付ねじを配した金具の内腔に前記金属外筒
が挿嵌され同様に銀鑞付けされた構成となつてい
る。しかし、上記セラミツクヒーターと金属外筒
の銀鑞材を使用した接合の場合は次の欠点があつ
た。即ち(イ)銀鑞材は60000円／Kgと高くコスト高
となる。(ロ)銀鑞と鑞付けできる金属の材質が限定
される。つまり通常銀鑞付けの場合、鑞付け温度
は約850℃、その雰囲気として純水素又は水素・
窒素の分解ガスが使用される。かかる雰囲気中に
おいて、第１図の如き加熱温度サイクルを経過す
るが、その際低温域で雰囲気ガス中の微量の水分
により金属が酸化され、鑞付け温度に達するまで
に水素ガスによる還元が生じて金属表面が清浄に
なつて鑞付けされる。従つて鑞付け温度までに酸
化物が還元される必要があるが、ステンレス鋼の
場合はCr，Mnの酸化物の還元温度が900〜1000
℃であるため銀鑞付けには使用できない。このた
めかかる銀鑞付けの際の金属外筒の材質としては
鉄、コーバルに限定され、耐酸化性が悪いという
欠点があつた。また(ハ)金属外筒と金具との接合に
使用する銀鑞材は上記セラミツクヒーターと金属
外筒の接合に使用する銀鑞材より約200℃程度低
い融点をもつものを使用する必要があり、その銀
鑞材質としては銀の添加量の多いBAg1又は７に
限定され、コストが高くなる等の問題をもつてい
た。
接曝されて急速昇温および発熱体表面が噴射燃料
や渦流気によつて冷却作用を受け熱衝撃によりセ
ラミツク割れを生ずるおそれがあること、またグ
ロープラグ装着時の接触をはじめ外力で析損し易
い問題があるため、かかるセラミツク発熱体は金
属外筒でその基部部分が銀鑞付けされて覆われ、
機関取付ねじを配した金具の内腔に前記金属外筒
が挿嵌され同様に銀鑞付けされた構成となつてい
る。しかし、上記セラミツクヒーターと金属外筒
の銀鑞材を使用した接合の場合は次の欠点があつ
た。即ち(イ)銀鑞材は60000円／Kgと高くコスト高
となる。(ロ)銀鑞と鑞付けできる金属の材質が限定
される。つまり通常銀鑞付けの場合、鑞付け温度
は約850℃、その雰囲気として純水素又は水素・
窒素の分解ガスが使用される。かかる雰囲気中に
おいて、第１図の如き加熱温度サイクルを経過す
るが、その際低温域で雰囲気ガス中の微量の水分
により金属が酸化され、鑞付け温度に達するまで
に水素ガスによる還元が生じて金属表面が清浄に
なつて鑞付けされる。従つて鑞付け温度までに酸
化物が還元される必要があるが、ステンレス鋼の
場合はCr，Mnの酸化物の還元温度が900〜1000
℃であるため銀鑞付けには使用できない。このた
めかかる銀鑞付けの際の金属外筒の材質としては
鉄、コーバルに限定され、耐酸化性が悪いという
欠点があつた。また(ハ)金属外筒と金具との接合に
使用する銀鑞材は上記セラミツクヒーターと金属
外筒の接合に使用する銀鑞材より約200℃程度低
い融点をもつものを使用する必要があり、その銀
鑞材質としては銀の添加量の多いBAg1又は７に
限定され、コストが高くなる等の問題をもつてい
た。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたもの
で、金属外筒および金属キヤツプに耐熱性、耐酸
化性を有するステンレス鋼材を用いると共に、安
価な銅鑞材の使用可能によつて製造コストの大巾
な低減を達成したセラミツクグロープラグを提供
しようとするものである。
で、金属外筒および金属キヤツプに耐熱性、耐酸
化性を有するステンレス鋼材を用いると共に、安
価な銅鑞材の使用可能によつて製造コストの大巾
な低減を達成したセラミツクグロープラグを提供
しようとするものである。
以下本発明セラミツクグロープラグを図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
第２図は本発明セラミツクグロープラグの縦断
面図を示したもので、図中１は発熱体となるセラ
ミツクヒーターであり、例えばＷ，Mo又はＷと
Re，Co，Mo，Zr等とのＷ合金を線材として用
い、中央部でＵ字状に折曲げられてなる発熱線２
にはその両端にリード線３，３′が溶接され、こ
れを例えば窒化珪素（Si3N4）を主成分としたセ
ラミツク燃結体に埋設して成るもので、好ましく
はこのヒーターは真円を有する棒状に形成され、
またその製造方法としては本出願人の提出した特
願昭57―194768号が好適に用いることができる。
このセラミツクヒーター１は、ステンレス鋼材
（例えばSUS310S）で形成された金属外筒４の内
壁に嵌合され、その先端を該金属外筒４の先端よ
り適宜露出させ保持されている。発熱線２の一端
に溶接されたリード線３はセラミツクヒーター表
面に露出して該セラミツクヒーターの一部分と共
に銅鑞材５により前記金属外筒４に鑞接されて電
気的に接続され、この金属外筒４は機関取付ねじ
を設けた金具６の内腔に挿嵌され銀鑞材７により
鑞接され電極を構成し、一方発熱線２の他端に
溶接されたリード線３′はセラミツクヒーター１
の後端部で露出し、リード棒８を備えた金属キヤ
ツプ９と同じく銅鑞材５を用いて電気的に接続さ
れ、リード棒８の他方が中軸１０と溶接され絶縁
体１１を前記金具６との間に絶縁介在させてナツ
ト１２で締付け固定され電極となる構造をもつ
ものである。
面図を示したもので、図中１は発熱体となるセラ
ミツクヒーターであり、例えばＷ，Mo又はＷと
Re，Co，Mo，Zr等とのＷ合金を線材として用
い、中央部でＵ字状に折曲げられてなる発熱線２
にはその両端にリード線３，３′が溶接され、こ
れを例えば窒化珪素（Si3N4）を主成分としたセ
ラミツク燃結体に埋設して成るもので、好ましく
はこのヒーターは真円を有する棒状に形成され、
またその製造方法としては本出願人の提出した特
願昭57―194768号が好適に用いることができる。
このセラミツクヒーター１は、ステンレス鋼材
（例えばSUS310S）で形成された金属外筒４の内
壁に嵌合され、その先端を該金属外筒４の先端よ
り適宜露出させ保持されている。発熱線２の一端
に溶接されたリード線３はセラミツクヒーター表
面に露出して該セラミツクヒーターの一部分と共
に銅鑞材５により前記金属外筒４に鑞接されて電
気的に接続され、この金属外筒４は機関取付ねじ
を設けた金具６の内腔に挿嵌され銀鑞材７により
鑞接され電極を構成し、一方発熱線２の他端に
溶接されたリード線３′はセラミツクヒーター１
の後端部で露出し、リード棒８を備えた金属キヤ
ツプ９と同じく銅鑞材５を用いて電気的に接続さ
れ、リード棒８の他方が中軸１０と溶接され絶縁
体１１を前記金具６との間に絶縁介在させてナツ
ト１２で締付け固定され電極となる構造をもつ
ものである。
本発明におけるセラミツクヒーター１と金属外
筒４、該ヒーターと金属キヤツプ９との銅鑞付け
は、鑞付け温度が1100〜1150℃で行なわれるため
ステンレス鋼材を使用しても十分にその酸化物の
還元作用をなして銅鑞付けすることができる。か
かるステンレス鋼材の金属外筒は耐熱性耐酸化性
を有することから、セラミツクヒーターの露出寸
法（約５〜10mm）を可及的に短かくでき、セラミ
ツクの割れ、折損等が有効に防止することができ
る。また金属キヤツプの接合は上記金属外筒の鑞
接と同時に行なうことから製造コストが低減でき
る。さらに銅鑞材を使用した場合、その融点は約
1100℃のため金属外筒４と金具６の鑞接にはいか
なる銀鑞材の使用が可能で、特に低銀鑞材（Ag
の添加量が少なく融点が上昇）が使用できるため
コストが大巾に低減することができる。
筒４、該ヒーターと金属キヤツプ９との銅鑞付け
は、鑞付け温度が1100〜1150℃で行なわれるため
ステンレス鋼材を使用しても十分にその酸化物の
還元作用をなして銅鑞付けすることができる。か
かるステンレス鋼材の金属外筒は耐熱性耐酸化性
を有することから、セラミツクヒーターの露出寸
法（約５〜10mm）を可及的に短かくでき、セラミ
ツクの割れ、折損等が有効に防止することができ
る。また金属キヤツプの接合は上記金属外筒の鑞
接と同時に行なうことから製造コストが低減でき
る。さらに銅鑞材を使用した場合、その融点は約
1100℃のため金属外筒４と金具６の鑞接にはいか
なる銀鑞材の使用が可能で、特に低銀鑞材（Ag
の添加量が少なく融点が上昇）が使用できるため
コストが大巾に低減することができる。
本発明の銅鑞付けとしては第３図に示すように
金属外筒４および金属キヤツプ９とのセラミツク
ヒーター１の鑞接部分に、予めセラミツクと濡れ
性の良いガラスを主体とするガラス材を被覆焼付
けしたガラス層１３を形成した後、非酸化性の雰
囲気中1100〜1150℃で銅鑞付けを行なう。しかる
後この金属外筒に公知のフラツクスを塗布して金
具６の内腔に挿嵌し、銀鑞材を用いて大気中800
〜850℃で鑞接される。
金属外筒４および金属キヤツプ９とのセラミツク
ヒーター１の鑞接部分に、予めセラミツクと濡れ
性の良いガラスを主体とするガラス材を被覆焼付
けしたガラス層１３を形成した後、非酸化性の雰
囲気中1100〜1150℃で銅鑞付けを行なう。しかる
後この金属外筒に公知のフラツクスを塗布して金
具６の内腔に挿嵌し、銀鑞材を用いて大気中800
〜850℃で鑞接される。
ここで上記ガラスを主体とするガラス材として
は、熱膨脹係数がセラミツク焼結体と近似する
2.0〜5.0×10-6／℃で、かつ焼結温度1150〜1350
℃で粘性104Pの粘性を有することが好ましいこ
とを見出した。そのガラス材としてはホウ珪酸系
ガラス又は珪酸ガラスを主体としたもので、好適
には前記ガラス粉末100重量部に炭酸カルシウム
（CaCO3）１〜10重量部およびSiO2，CuO，
TiO2，SiC，TiC，Si3N4，TiNβ―スポジユメン
などの少なくとも１種以上のセラミツク粉末０〜
10重量部添加し、これに有機又は無機バインダー
を適量配して混練して成る。この混合物をセラミ
ツクヒーターの鑞接部分に塗布した後1150〜1350
℃で焼付けられガラス層を形成したものである。
なおガラス材の熱膨脹係数は上記範囲から外れる
とセラミツク焼結体の熱膨脹係数（3.0〜3.5×
10-6／℃）と著しく異なるための接着性が低下し
実用に供しない。また銅鑞材の流動性を向上する
には焼付温度1150〜1350℃で粘性が104Pを有す
ることが最良条件であつた。
は、熱膨脹係数がセラミツク焼結体と近似する
2.0〜5.0×10-6／℃で、かつ焼結温度1150〜1350
℃で粘性104Pの粘性を有することが好ましいこ
とを見出した。そのガラス材としてはホウ珪酸系
ガラス又は珪酸ガラスを主体としたもので、好適
には前記ガラス粉末100重量部に炭酸カルシウム
（CaCO3）１〜10重量部およびSiO2，CuO，
TiO2，SiC，TiC，Si3N4，TiNβ―スポジユメン
などの少なくとも１種以上のセラミツク粉末０〜
10重量部添加し、これに有機又は無機バインダー
を適量配して混練して成る。この混合物をセラミ
ツクヒーターの鑞接部分に塗布した後1150〜1350
℃で焼付けられガラス層を形成したものである。
なおガラス材の熱膨脹係数は上記範囲から外れる
とセラミツク焼結体の熱膨脹係数（3.0〜3.5×
10-6／℃）と著しく異なるための接着性が低下し
実用に供しない。また銅鑞材の流動性を向上する
には焼付温度1150〜1350℃で粘性が104Pを有す
ることが最良条件であつた。
なお、本発明の銅鑞付けはセラミツクグロープ
ラグのセラミツクヒーターと金属部分の接合だけ
でなく、温度的に高温となるエンジン部品のピス
トン、副室、シリンダーヘツドの燃焼室等の一部
を構成したセラミツク部材と金属部材との接合な
どにも応用することができる。
ラグのセラミツクヒーターと金属部分の接合だけ
でなく、温度的に高温となるエンジン部品のピス
トン、副室、シリンダーヘツドの燃焼室等の一部
を構成したセラミツク部材と金属部材との接合な
どにも応用することができる。
以上の説明から理解されるように、本発明セラ
ミツクグロープラグは金属外筒および金属キヤツ
プに耐熱性，耐酸化性を有するステンレス鋼材を
用いると共に、従来の銀鑞材に変つて安価な銀鑞
材を用いて結合力を保持することによつてコスト
を大巾に低減することができ、また、前記金属外
筒の材質によつてセラミツクヒーターの露出寸法
を従来より短縮できることから、取付時のセラミ
ツクヒーター部分の折損および使用中の熱サイク
ルによる割れを有効に防止して優れた耐久性を有
するセラミツクグロープラグが提供できる。
ミツクグロープラグは金属外筒および金属キヤツ
プに耐熱性，耐酸化性を有するステンレス鋼材を
用いると共に、従来の銀鑞材に変つて安価な銀鑞
材を用いて結合力を保持することによつてコスト
を大巾に低減することができ、また、前記金属外
筒の材質によつてセラミツクヒーターの露出寸法
を従来より短縮できることから、取付時のセラミ
ツクヒーター部分の折損および使用中の熱サイク
ルによる割れを有効に防止して優れた耐久性を有
するセラミツクグロープラグが提供できる。
第１図は鑞付けの加熱温度サイクルを示す状態
図、第２図は本発明セラミツクグロープラグの一
実施例を示す縦断面図、第３図は本発明のセラミ
ツクヒーターと金属外筒および金属キヤツプとの
鑞接を示す要部断面図である。 １…セラミツクヒーター、２…発熱線、４…金
属外筒、５…銅鑞材、６…金具、９…金属キヤツ
プ、１３…ガラス層。
図、第２図は本発明セラミツクグロープラグの一
実施例を示す縦断面図、第３図は本発明のセラミ
ツクヒーターと金属外筒および金属キヤツプとの
鑞接を示す要部断面図である。 １…セラミツクヒーター、２…発熱線、４…金
属外筒、５…銅鑞材、６…金具、９…金属キヤツ
プ、１３…ガラス層。
Claims (1)
- １ セラミツク粉体中に高融点金属線が埋設され
焼結されたセラミツクヒーターに、電極取り出し
用金属キヤツプ及び機関取付ねじを設けた金具の
内腔と嵌着する金属外筒とを鑞設して成るセラミ
ツクグロープラグにおいて、前記セラミツクヒー
ターの鑞接部分に、熱膨脹係数が2.0〜5.0×
10-6／℃を有するガラスを主体とするガラス材を
塗布し、焼付温度1150〜1350℃で焼付け、このガ
ラス層を介してセラミツクヒーターとステンレス
鋼材から成る金属キヤツプおよび金属外筒とを銅
鑞付けしたことを特徴とするセラミツクグロープ
ラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15702983A JPS6048422A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | セラミツクグロ−プラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15702983A JPS6048422A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | セラミツクグロ−プラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6048422A JPS6048422A (ja) | 1985-03-16 |
| JPH0159497B2 true JPH0159497B2 (ja) | 1989-12-18 |
Family
ID=15640623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15702983A Granted JPS6048422A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | セラミツクグロ−プラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6048422A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH089040Y2 (ja) * | 1988-06-30 | 1996-03-13 | 澁谷工業株式会社 | ライン式キャップ供給装置 |
| JP2002270339A (ja) * | 2001-03-08 | 2002-09-20 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミックヒーター |
| JP4559671B2 (ja) * | 2001-08-28 | 2010-10-13 | 日本特殊陶業株式会社 | グロープラグ及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-08-26 JP JP15702983A patent/JPS6048422A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6048422A (ja) | 1985-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4931619A (en) | Glow plug for diesel engines | |
| US4426568A (en) | Glow plug for diesel engines | |
| US4914751A (en) | Bipolar diesel engine glow plug having a U-shaped ceramic heater | |
| US4661686A (en) | Dual line ceramic glow plug | |
| US5189280A (en) | Glow plug for diesel engines | |
| JPS6337848B2 (ja) | ||
| JP2004061041A (ja) | セラミックグロープラグ | |
| JPS618526A (ja) | セラミツクグロ−プラグ | |
| JPS6048422A (ja) | セラミツクグロ−プラグ | |
| JPH039370B2 (ja) | ||
| JP2002134251A (ja) | セラミックヒーター装置 | |
| JPS58210412A (ja) | セラミツクグロ−プラグ | |
| JP3588227B2 (ja) | セラミックヒータ | |
| JP2735729B2 (ja) | セラミック発熱体 | |
| JPS637287B2 (ja) | ||
| JPS5958773A (ja) | セラミツクヒ−タ装置 | |
| JPS6086324A (ja) | 自己制御型セラミツクグロ−プラグ | |
| JPS6350606Y2 (ja) | ||
| JPH0248813B2 (ja) | ||
| JP3050266B2 (ja) | セラミックス発熱体及びその製造方法 | |
| JPH0243091B2 (ja) | ||
| JPH0315093B2 (ja) | ||
| JP2000021556A (ja) | セラミックヒータ | |
| JPH0316566B2 (ja) | ||
| JPS6350605Y2 (ja) |