JPH0311577Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はデイ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、特にこのグロープラグ自身あるいはエ
ンジン燃焼室内温度を検知し得る温度検知機能を
備えてなるデイーゼルエンジン用グロープラグの
改良に関する。

〔従来の技術〕

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、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。そして、近年この種のグロープラグ
として、たとえば特開昭57−41523号公報により、
タングステン等の発熱線を窒化ケイ素等による絶
縁性セラミツク材中に埋設した棒状ヒータを用い
てなるセラミツクヒータ型のものが提案されてお
り、熱伝達効率や発熱特性面で優れ、しかも加熱
時に短時間で赤熱し速熱型としての性能を発揮さ
せ得ることから、注目を集めている。

ところで、上述したグロープラにおいて、その
セラミツクヒータ部分に温度検知機能を付加する
ことで、このヒータ自身またはエンジン燃焼室内
温度の温度を検知し、エンジンの燃焼状態等を確
認し得るような構成とすることが望まれている。
すなわち、エンジンの燃焼状態に応じてグロープ
ラグへの通電電圧制御等といつた各種制御を行な
うことで、発熱時における発熱特性や飽和温度等
を制御したり、エンジン始動後における温度条件
によつてアフターグローをオン・オフ制御した
り、あるいはこのアフターグローの作動時間や供
給電圧の大小を制御したりするようにすれば、グ
ロープラグを無駄のない状態で効率よく作動せし
めることとなり、その利点は大きいものである。
特に、近年では、グロープラグの性能面でデイー
ゼルエンジンの始動性を向上させるための速熱性
と共に、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でエン
ジン内部での燃焼を円滑かつ適切に行なえるよう
にし、排気、騒音対策を図るという、いわゆるア
フターグロー方式を採用することに対しての市場
要求が大きく、しかもその通電時間をできるだけ
長時間化することが望まれているが、反面このア
フターグローを行なうか否かやその作動時間等
は、暖かい地域と寒冷地とでは異ならしめること
が必要で、エンジン燃焼室内の状況等に応じて上
述したアフターグロー制御を適切かつ確実に行な
えるような配慮が必要とされている。

そして、このような要請に応えることができる
ものとして、温度検知機能を有してなるグロープ
ラグが、たとえば実開昭61−23065号公報等で先
に提案されており、この従来例では、温度検知手
段としての熱電対を、セラミツクヒータ側部に凹
設してなる溝内に、絶縁状態を保つて接着固定し
てなる構成とされている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した構成による従来例で
は、熱電対の絶縁状態を保つての接着固定作業が
面倒かつ困難で、その製造作業が面倒であるばか
りでなく、この熱電対をヒータ側部の溝内に付設
しているためにエンジンへの取付けにあたつて方
向性を有しているもので、特にこのようなグロー
プラグをエンジンボデイに形成されているねじ孔
内にねじ込んで固定する場合に、熱電対側を燃焼
室側に位置させるといつた面倒で煩雑な位置決め
作業等を必要とするもので、実用上問題の大きい
ものであつた。また、この従来例では、上述した
熱電対から引出されたリードをグロープラグ後端
側から外部に引出すにあたつてこの引出し構造も
面倒かつ煩雑となるものであり、このような点を
も考慮して何らかの対策を講じることが要望され
ている。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した要請に応えるために本考案に係るデイ
ーゼルエンジン用グロープラグは、セラミツクヒ
ータ内でその先端部表面に近接するようにして、
正の抵抗温度係数の大きい材料からなる測温用の
抵抗体を、発熱用の抵抗体と共に、一体に埋設す
るとともに、この測温用抵抗体の一端を、発熱用
抵抗体とは絶縁状態を保つてセラミツクヒータ後
端側から外部接続可能に引出し、かつその他端
を、発熱用抵抗体のアース接続端側に接続するよ
うにしたものである。

〔作用〕

本考案によれば、方向性のない状態でエンジン
ボデイに対し簡単に装着し得るとともに、セラミ
ツクヒータ内でその先端部表面に近接して埋設さ
れている測温用抵抗体の働きにより、ヒータ発熱
部またはエンジン燃焼室内の温度を簡単かつ適切
に検知し、これによりエンジン燃焼状態を確認し
て各種の制御を行なえるものである。

〔実施例〕

以下、本考案を図面に示した実施例を用いて詳
細に説明する。

第１図ないし第３図は本考案に係るデイーゼル
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３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、第１図からも明らかな
ように、その内部に発熱用の抵抗体１１とその両
端に接続された一対のリード部１１ａ，１１ｂが
埋設され断面略々楕円形状を呈する棒状セラミツ
クヒータ１２と、このヒータ１２を先端において
保持する略々管状を呈する金属製ホルダ１３とを
備えている。そして、このホルダ１３の後端部に
は、第１および第２の外部接続端子１４，１５を
合成樹脂材などによる絶縁材内に貫通して埋設し
てなる端子組立体１６が嵌込み保持され、かつそ
の各端子１４，１５はヒータ１２側にフレキシブ
ルワイヤ等による金属導線１７，１８を介して接
続されている。

なお、図中１９はヒータ１２の長手方向略々中
央部外周に形成されヒータ１２内に埋設されてい
る発熱用抵抗体１１のリード部１１ｂが電気的に
接続されている金属メタライズ層で、その外周に
はヒータ１２断面形状に合せて形成された貫通孔
を有する補強用の金属製パイプ２０が嵌合され、
たとえば銀ろう付けなどで溶着接合され、またこ
のパイプ２０は前記ホルダ１３の先端部に同じく
銀ろう付けなどで溶着して固定されている。さら
に、前記ホルダ１３は、その外周部のねじ部１３
ａが図示しないエンジンボデイ等に形成されたね
じ孔に螺合されることで電気的にアース接続され
ると同時に、ヒータ１２先端を副燃焼室または燃
焼室内に突出して配置される。

また、前記端子組立体１６は、その軸線上に配
置され前記導線１７と接続されるロツド部１４ａ
をその内方端側に有する第１の外部接続端子１４
と、その周囲に所定間隔おいて配置されかつその
内方端の一部から延設されたリード片１５ａが前
記導線１８と接続される筒状を呈する第２の外部
接続端子１５と、これら両端子１４，１５間を絶
縁するとともにその外周部にも絶縁層を有するよ
うにしてこれらを一体化する樹脂モールデイング
による組立体本体２１を有し、この本体２１の外
周には連結補強用の金属管２２が嵌装されてい
る。そして、この金属管２２がホルダ１３の後端
部開口周縁部分にて高加圧力でかしめ付けられ、
その軸線方向に沿つて座屈変形することで、その
内側が樹脂製本体２１側に、外側がホルダ１３内
壁に強固に圧接された状態となり、外力や熱収縮
による問題を解消し得るものである。

さらに、図中２３，２４はホルダ１３の後方に
突出する第２の端子１５に対し嵌装された絶縁リ
ングおよびワツシヤ、２５はこのワツシヤ２４の
外方端で前記第１の端子１４側に嵌装された絶縁
部材、２６，２７はこの第１の端子１４の外方端
に形成されたねじ部に螺合されたスプリングワツ
シヤ２４と絶縁部材２５間、および絶縁部材２５
とスプリングワツシヤ２６間にそれぞれバツテリ
からのリード線（図示せず）を介装して挟持する
ことにより前記各端子１４，１５がバツテリ端子
の＋側に電気的に接続されるような構成とされて
いる。なお、２８，２９は導線１７，１８に被覆
されたチユーブ等の絶縁部材である。

さて、本考案によれば、上述した構成によるグ
ロープラグ１０において、ホルダ１３先端部に保
持されかつその内部に発熱用の抵抗体１１が埋設
されている棒状セラミツクヒータ１２内でその先
端部表面に近接する位置に、第１図および第２図
から明らかなように、温度検知機能を有する正の
抵抗温度係数の大きい材料からなる測温用の抵抗
体３０を、発熱用の抵抗体１１と共に、一体に埋
設するとともに、この測温用抵抗３０の一端を、
発熱用抵抗体１１とは絶縁状態を保つてセラミツ
クヒータ１２後端側から外部接続可能に引出し、
かつの他端を、発熱用抵抗体１１のアース接続端
側に接続するようにしたところに特徴を有してい
る。

ここで、上述したような測温用の抵抗体３０
は、ヒータ１２の表面温度または燃焼室内温度等
に比例した起電力を発生することでコントローラ
側に温度状態を報知せしめるものであり、たとえ
ばタングステン、白金、モリブデン等といつた正
の抵抗温度係数の大きな材料により発熱用抵抗体
１１よりも細い線径をもつて形成されている。ま
た、第１図中３１ａ，３１ｂは測温用抵抗体３０
の両端部に一端が接続され他端がヒータ１２後端
側に延設されている抵抗体３０よりも太い線径を
有する一対のリード部であり、その一方のリード
部３１ａはヒータ１２の後端寄りの部分に嵌装さ
れているターミナルキヤツプ（後述する）に対し
電気的に接続され、他方３１ｂは前記ヒータ１２
を金属製パイプ２０を介してホルダ１３側に保持
させることでアース接続される前記発熱用抵抗体
１１からのリード部１１ｂに対し、このセラミツ
クヒータ１２内で結線されている。

なお、本実施例では、ヒータ１２後端部から発
熱用および測温用抵抗体１１，３０を外部接続す
るために、ヒータ１２後端部において長手方向の
所定間隔おいた位置に、ヒータ１２内部に埋設さ
れている発熱側リード部１１ａおよび測温側リー
ド部３１ａ端をそれぞれ露呈させ、かつその外周
部に形成した金属メタライズ層３２，３３に対し
て接合させるようにして前記各導線１７，１８と
接続される二個のターミナルキヤツプ３４，３５
をそれぞれ嵌装して銀ろう付け等で固着すること
で、前記第１および第２の外部接続端子１４，１
５に導線１７，１８を介して接続するような構成
とした場合を示している。

そして、上述した構成によれば、セラミツクヒ
ータ１２内でその先端部表面に近接して埋設され
ている測温用抵抗体３０の働きにより、ヒータ１
２発熱部分またはエンジン副燃焼室内等の温度を
簡単かつ適切に検知し、これによりエンジン燃焼
状態を確認しその周囲状況に即したアフターグロ
ー制御等といつた各種の制御を適正に行なえるも
ので、その利点は明らかであろう。

また、上述した構成によるグロープラグ１０に
あつては、測温用抵抗体３０を、発熱用抵抗体１
１と共に、セラミツクヒータ１２内に一体に埋設
しているため、従来のように熱電対を別工程でヒ
ータ側部に設けるといつた面倒な作業は不要で、
成形加工性の面で優れているばかりでなく、測温
用抵抗体３０がヒータ１２先端部、特に端面部分
に対応して埋設されているため、取付けにあたつ
ての方向性がなく、エンジンボデイに対し簡単に
ねじ込んで装着固定できるものである。さらに、
本考案によれば、測温用抵抗体３０の一端をリー
ド部３１ａにてヒータ１２の後端側から外部接続
可能に引出すとともに、他端をリード部３１ｂを
介して発熱用抵抗体１１のアース接続側のリード
部１１ｂにヒータ１２内で結線しているために、
グロープラグ１０の制御回路に温度制御回路を付
設するにあたつての回路構成が簡単で、制御動作
上での信頼性やコスト面から有利となる。そし
て、このようなグロープラグ１０において、測温
用抵抗体３０の外部接続を、ヒータ１２の後端寄
り部分に嵌装したターミナルキヤツプ３４を介し
てホルダ１３後端部の二極二線式構造を有する端
子組立体１６における第２の外部接続端子１５へ
の接続およびヒータ１２内で発熱用抵抗体１１側
への結線というきわめて簡単な構造によつて簡単
に行なえるもので、その実用上での効果は大き
い。また、本考案によるセラミツクヒータ１１で
は、温度検知機能を有する測温用抵抗体３０をセ
ラミツク材中に埋設しているため、エンジンの副
燃焼室内などのように使用条件の厳しい場所での
長期間にわたる使用が可能となるといつた利点も
ある。

さらに、上述したような発熱用および測温用の
抵抗体１１，３０を有するセンサ付きグロープラ
グ１０は、第４図に示すような電気回路から明ら
かなように、一般のグロープラグ１０と共に、コ
ントローラ４０に対し並列接続して使用される。
この場合、このセンサ付きのグロープラグ１０は
一本でよいことは容易に理解されよう。そして、
前記測温用抵抗体３０の働きでその周囲温度条件
を検知することにより、たとえばエンジン始動後
においてアフターグロー等の制御を簡単に行なえ
るものである。すなわち、測温用抵抗体３０でヒ
ータ１２先端部の表面温度に比例した起電力を生
じさせ、これをコントローラ４０で検知し、その
温度値に応じてアフターグロを行なうか否かを判
断して各グロープラグ１０への電力供給を選択的
に行なうようにすればよいものである。なお、第
４図中４１は手動で切替え制御される予熱スイツ
チで、その動作等は容易に理解されよう。

また、上述したようなアフターグロー制御を行
なううえで注意すべきことは、本考案によるグロ
ープラグ１０の発熱特性が概略第５図に示す通り
で、予熱により一旦所定温度まで昇温された温度
が、クランキング時においてバツテリの電圧降下
や低温状態にある燃料の副燃焼室内への噴射、さ
らにこの副燃焼室内のスワール現象等によつて約
100℃程度が低下することで、このような点を考
慮してエンジン始動後においてアフターグローを
行なうか否かを判断する温度を選択し、その設定
温度以下の状態においてのみアフターグローを行
なうような構成とするとよいものである。

なお、本考案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。たとえばセラミツクヒータ１
２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、要は測温用抵抗体３
０を、発熱用抵抗体１１と共に、セラミツクヒー
タ１２内でその先端部表面に近接した位置に埋設
するとともに、この測温用抵抗体３０の一端を、
発熱用抵抗体１１とは絶縁状態を保つてセラミツ
クヒータ１２後端側から外部接続可能に引出し、
かつその他端を、発熱用抵抗体１１のアース接続
端側に接続するようにすればよいものである。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案に係るデイーゼルエ
ンジン用グロープラグによれば、ホルダ先端部に
保持されその内部に発熱用抵抗体を埋設してなる
棒状セラミツクヒータの先端部表面に近接する位
置に、温度検知機能を有する正の抵抗温度係数の
大きい材料からなる測温用の抵抗体を、発熱用の
抵抗体と共に、一体に埋設するとともに、この測
温用抵抗体の一端を、発熱用抵抗体とは絶縁状態
を保つてセラミツクヒータ後端側から外部接続可
能に引出し、かつその他端を、発熱用抵抗体のア
ース接続端側に接続するようにしたので、簡単か
つ安価な構成にもかかわらず、従来のような方向
性といつた問題は生ぜず、エンジンボデイ側にき
わめて簡単に取付け固定できるとともに、ヒータ
先端部での温度検知機能を簡単かつ適切に確保し
得るもので、これによりこのヒータ自身あるいは
エンジン燃焼室内等の温度を適切かつ確実に検出
してエンジンの燃焼状態を確実に把握し、その結
果適切なアフターグロー制御や、バツテリ制御等
といつた各種の制御を適切に行なえ、また測温用
抵抗体を発熱用抵抗体側とアース接続を共用して
いるために温度検知による制御機能を付加したグ
ロープラグ通電制御回路を簡単な回路構成によつ
て構成でき、信頼性やコスト的にも有利である等
といつた実用上種々優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るデイーゼルエンジン用グ
ロープラグの一実施例を示す要部拡大断面図、第
２図はその−線断面図、第３図は全体の概略
構成を示す縦側断面図、第４図はデイーゼルエン
ジンにおけるグロープラグ用電気回路を示す回路
図、第５図はグロープラグの発熱特性を示す特性
図である。 １０……デイーゼルエンジン用グロープラグ、
１１……抵抗体、１１ａ，１１ｂ……リード部、
１２……棒状セラミツクヒータ、１３……中空状
ホルダ、１４，１５……第１および第２の外部接
続端子、１６………端子組立体、１７，１８……
第１および第２の導線、１９……メタライズ層、
２０……金属製パイプ、３０……測温用抵抗体、
３１ａ，３１ｂ……リード部、３２，３３……メ
タライズ層、３４，３５……ターミナルキヤツ
プ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一端を外部に突出させた状態でホルダ先端部に
   保持されかつその内部に発熱用抵抗体が埋設され
   てなる絶縁性セラミツク材からなる棒状セラミツ
   クヒータを備えてなり、このセラミツクヒータの
   内部でその先端部表面に近接する位置に、温度検
   知機能を有する正の抵抗温度係数の大きい材料か
   らなる測温用抵抗体を、前記発熱用抵抗体と共に
   一体に埋設し、かつこの測温用抵抗体の一端を、
   前記発熱用抵抗体とは絶縁状態を保つて前記セラ
   ミツクヒータ後端側から外部接続可能に引出すと
   ともに、この測温用抵抗体の他端を、前記発熱用
   抵抗体のアース接続端側に接続したことを特徴と
   するデイーゼルエンジン用グロープラグ。