JPH032712Y2 - - 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機関のシリンダヘツドに形
成された過流式燃焼室（以下単に渦室という）に
突出するように配設され、渦室内の着火燃焼を促
進させるデイーゼル機関用渦室の加熱構造に関す
るものである。

〔従来の技術〕

一般にデイーゼル機関では実開昭56−97523号
公報に開示されているように、その着火燃焼の促
進のためにグロープラグが用いられている。

特に最近では、例えば特開昭55−126989号公報
や特開昭54−109536号公報に開示されているよう
に、着火燃焼の更なる促進のためにグロープラグ
のヒータにセラミツク材を用いることが提案され
ている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところでこのようなセラミツク製グロープラグ
をデイーゼル機関の渦室に取付けると熱応力によ
る次のような問題が起る。即ちデイーゼル機関の
作動時には、渦室内は高温に曝されており、しか
も渦室の周囲のシリンダヘツド内部は低い温度に
維持されているので、先端と基部との間に大きい
熱落差を生じ、これによる熱膨張・収縮によつて
損傷し易いという問題がある。

また、前記先行技術のセラミツク製グロープラ
グは、発熱線とリード線との接続部をセラミツク
から露出した位置に設けるとか、薄いセラミツク
ペースト層で覆つたのみとしたので、該接続部が
燃焼ガス等の影響を受け易く、また機械的にも弱
くなるという問題がある。

そこで本出願人は、前記熱落差の影響をより緩
和するために、セラミツク製ヒータとプラグ本体
との間に金属製保護パイプを設け、且つ発熱線と
リード線との接続部をセラミツク内に封入したグ
ロープラグの発明を、特願昭55−116317号（特開
昭57−41523号公報）として特許出願している。

ところでセラミツク製ヒータ内に封入したリー
ド線と発熱線との接続部は、セラミツク製ヒータ
内に熱的に不連続となる部分即ち熱的不連続部を
作り、熱歪で損傷し易く、また金属製保護パイプ
の先端に位置する部分およびプラグ孔の渦室内周
面への開口端に位置する部分も熱的不連続部を形
成するという問題がある。そして前記熱歪は、機
関の作動時にヒータの外から熱的影響を受け、始
動時には発熱線により内側が高温で外側が低温で
あることからの熱応力のいずれにも耐久性を発揮
する必要がある。

また前記金属製保護パイプをグロープラグの先
端近くまで延長すると強度は増すが、ヒータ部分
の大きさを十分取ることができず、またヒータの
熱を該保護パイプが奪うので始動時の温度の立上
がりが悪くなり、しかも金属部分の燃焼ガスによ
る腐食などの問題が発生するという問題がある。

殊に発熱素子に耐熱性が高くセラミツクの焼結
温度に耐えるタングステンを主成分とする材料を
使用したときは、導線とのロー接、溶接等の接合
が難しいので、発熱素子と導線とは巻上げ（巻付
け）等の機械的な接続しかできないが、この状態
で上記タングステン線を例えば窒化珪素中に封入
して焼結すると、線膨脹係数の差により、冷却時
では窒化珪素の外周の密度が小さくなり、その状
態で高温度になると、複雑な形状の前記接続部強
度が弱いためタングステン線の膨脹とともに前記
引張力により破損し易くなる。

これを避けるためには、前記接続部を低温に保
持する必要があるが、従来のものでは、殊に前記
接続部の配設位置について配慮が不十分だつたた
め、上記のような不具合があつたのである。

そこで本考案は、上述の問題に着目し、金属製
保護パイプの先端位置、プラグ孔の渦室内周面へ
開口する部分などの熱的不連続部と同様に、熱的
不連続部で熱歪に損傷し易いセラミツク製ヒータ
内の発熱線とリード線との接続部もセラミツク製
グロープラグの強度に強い影響力を有することを
実験的に知見して成されたものであり、プラグ本
体に金属製保護パイプを介して取付けられた前記
セラミツク製ヒータを設けたグロープラグにおい
て、前記セラミツク製ヒータの渦室内周面より渦
室内に突出した高温となる部分、前記渦室内周面
より前記保護パイプの先端に至るまでのプラグ孔
内側に位置した中温となる部分、前記保護パイプ
の先端より内側部位に位置し前記保護パイプによ
り被覆された低温に保持される部分とに区画し、
ヒータ発熱時には温度勾配を徐々に与えることに
より、前記セラミツク製ヒータの熱落差による熱
膨張・収縮による損傷を防止するとともに、熱的
不連続部となる前記発熱線とリード線との接続部
を、同様に熱的不連続部となる前記プラグ孔の渦
室内周面への開口端に位置する部分や前記保護パ
イプの先端に位置する部分を避けた部位であつて
かつ低温に保持される部位に位置せしめることに
より、前記セラミツク製ヒータの熱歪による損傷
を防止し、さらに、前記保護パイプが渦室内に突
出することをなくして前記保護パイプの燃焼ガス
による腐食を防止し、耐久性、信頼性のあるデイ
ーゼル機関用渦室の加熱構造を提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本考案のデイー
ゼル機関用渦室の加熱構造の構成は、発熱素子を
その端部を導線に巻付けた接続部とともに内封し
たセラミツク製ヒータを、先端付近を露出させた
状態で金属製保護パイプを介してプラグ本体に挿
入取付けるとともに、前記接続部を前記金属製保
護パイプの前端より内側部位に位置せしめたグロ
ープラグを、機関の渦室内側壁にほぼ平行に形成
され該渦室に開口したプラグ孔に、先端が前記渦
室内に突出し且つ前記保護パイプの先端が前記プ
ラグ孔内側にあるよう挿通せしめてなるものであ
る。

〔作用〕

前記構成のデイーゼル機関用渦室の加熱構造で
は、セラミツク製ヒータは渦室内周面より渦室内
に突出した高温となる部分、前記渦室内周面より
前記保護パイプの先端に至るまでのプラグ孔内側
に位置した中温となる部分、前記保護パイプの先
端より内側部位に位置し前記保護パイプにより被
覆された低温に保持される部分とに区画され、ヒ
ータ発熱時には温度勾配が徐々に与えられること
になるので、前記セラミツク製ヒータの熱落差に
よる熱膨張・収縮による損傷が防止されるととも
に、熱的不連続部となる前記発熱線とリード線と
の接続部が、該接続部と同様に熱的不連続部とな
る前記プラグ孔の渦室内周面への開口端に位置す
る部分や前記保護パイプの先端に位置する部分を
避けた部位であつてかつ低温に保持される部位に
位置せしめられるため、前記セラミツク製ヒータ
の熱歪による損傷が防止され、さらに、前記保護
パイプが渦室内に突出することがないので、前記
保護パイプの燃焼ガスによる腐食が防止される。

〔実施例〕

以下、本考案のデイーゼル機関用渦室の加熱構
造の一実施例を図について説明する。

１はグロープラグで、プラグ本体２の先端側に
金属製保護パイプ３を介してセラミツク製ヒータ
４が取付けられている。そのヒータ４の内部には
２本のリード線５，６とそれらの先端側に接続さ
れた発熱線７が埋設されている。発熱線７は基端
においてリード線５，６に巻付けられ、接続部
８，８１を構成している。また、前記ヒータ４は
前記保護パイプ３から発熱線７の埋設部分のほぼ
80％程度を突出させている。

前記一方のリード線５はプラグ本体２の後部に
絶縁保持部材９を介して取付けられているターミ
ナル端子１０と可撓性のある導線１１によつて接
続されている。なお、１１ａは導線１１の外周部
を被覆した絶縁カバーである。他方のリード線６
は金属製保護パイプ３に接続され、アース端子を
構成している。

このように構成されたグロープラグ１はその先
端部がデイーゼル機関Ｅのシリンダヘツド１２に
口金１３を嵌合して形成された渦室１４内にヒー
タ４の先端部が突出するように、プラグ本体２の
外周部に設けられたねじ部１５を介してシリンダ
ヘツド１２にねじ結合によつて装着されている。

また、１６は燃料噴射ノズルで、渦室１４内に
燃料を噴射させるように、ヘツド１２にねじ結合
等により装着されている。また、１７は前記渦室
１４の側壁にほぼ平行に形成されて該渦室１４に
開口したプラグ孔で、グロープラグ１が挿入され
る。

更に、上記接続部８，８１はヒーター４内で保
護パイプ３の先端３１とはずらして、即ち該先端
３１よりも内側部位に配設されている。また、保
護パイプ３の先端３１は、図に示したようにグロ
ープラグ１がシリンダヘツド１２に装着されたと
き、渦室１４の内周面よりも適度の長さだけプラ
グ孔１７の内側即ちプラグ本体側にくるように配
設されている。

その長さは、エンジンの大きさやグロープラグ
の大きさ等を勘案して適宜設定されるものである
が、ヒータ４又はプラグ孔１７と渦室１４の内周
面とが交差するほぼ中心点Ｐより前記接続部８，
８１までの長さをｌとし、ヒータ４の径をｄとす
ると、ｌ＝2dとすることが望ましい。

本考案によるデイーゼル機関用渦室の加熱構造
は、上述のように構成され次のような利点があ
る。

即ち、前記セラミツク製ヒータ４の渦室１４内
周面より渦室内に突出した高温となる部分、渦室
１４内周面より保護パイプ３の先端３１に至るま
でのプラグ孔１７内側に位置した中温となる部
分、保護パイプ３の先端３１より内側部位に位置
し保護パイプ３により被覆された低温に保持され
る部分とに区画され、ヒータ発熱時には徐々に温
度勾配が与えられることになるので、前記セラミ
ツク製ヒータ自体の熱落差による熱膨張・収縮に
よる損傷が防止される。

その上、ヒータ４のリード線５，６と発熱線７
との接続部８，８１は熱的不連続部となるプラグ
孔１７の渦室１４内周面への開口端に位置する部
分や保護パイプ３の先端３１に位置する部分を避
けた部位に配設されるので、接続部８，８１付近
における温度差による熱応力の軽減はより著しい
ものとなり、ヒータ４の熱破損は殆んど避けられ
るようになる。

また、ヒータの外周を金属製保護パイプ３で被
覆されているので、機械的耐久性を増大させるこ
とができる。

更に、金属製保護パイプ３が渦室１４内に突出
することがないので、金属製保護パイプ３の燃焼
ガスによる腐食が防止される。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案デイーゼル機関用渦
室の加熱構造は、発熱素子をその端部を導線に巻
付けた接続部とともに内封したセラミツク製ヒー
タを、先端付近を露出させた状態で金属製保護パ
イプを介してプラグ本体に挿入取付けるととも
に、前記接続部を前記金属製保護パイプの前端よ
り内側部位に位置せしめたグロープラグを、機関
の渦室内側壁に沿つて垂直に開けられたプラグ孔
に、先端が前記渦室内に突出し且つ前記保護パイ
プの先端が前記プラグ孔内側にあるよう挿通せし
めてなるので、以下の効果を得ることができる。

即ち、前記セラミツク製ヒータの渦室内周面よ
り渦室内に突出した高温となる部分、前記渦室内
周面より前記保護パイプの先端に至るまでのプラ
グ孔の内側に位置した中温となる部分、前記保護
パイプの先端より内側部位に位置し前記保護パイ
プにより被覆された低温に保持される部分とに区
画され、ヒータ発熱時には徐々に温度勾配が与え
られることになるので、前記セラミツク製ヒータ
の熱落差による熱膨張・収縮による損傷が防止さ
れる。

また、熱的不連続部となる前記発熱線とリード
線との接続部が、該接続部と同様に熱的不連続部
となる前記プラグ孔の渦室内周面への開口端に位
置する部分や前記保護パイプの先端に位置する部
分を避けた部位であつてかつ低温に保持される部
位に位置せしめられるため、前記セラミツク製ヒ
ータの熱歪による損傷が防止される。

また、前記保護パイプが渦室内に突出すること
がないので、前記保護パイプの燃焼ガスによる腐
食が防止される。

さらに、グロープラグは機関の渦室内側壁にほ
ぼ平行に開口されたプラグ孔に挿入設置され、セ
ラミツク製ヒータの先端のみを前記渦室内に突出
させ、金属製保護パイプの先端を前記プラグ孔内
側にあるようにしたので、渦室内の渦流を阻害す
ることがない。

上記により全体として耐久性、信頼性のあるデ
イーゼル機関用渦室の加熱構造を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の実施例におけるデイーゼル機関用
渦室の加熱構造を示す縦断面図である。 １……グロープラグ、２……プラグ本体、３…
…金属製保護パイプ、３１……保護パイプの先
端、４……セラミツク製ヒータ、５，６……リー
ド線、７……発熱線、８，８１……接続部、１２
……シリンダヘツド、１３……口金、１４……渦
室、１６……燃料噴射ノズル、１７……プラグ
孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発熱素子をその端部を導線に巻付けた接続部と
   ともに内封したセラミツク製ヒータを、先端付近
   を露出させた状態で金属製保護パイプを介してプ
   ラグ本体に挿入取付けるとともに、前記接続部を
   前記金属製保護パイプの前端より内側部位に位置
   せしめたグロープラグを、機関の渦室内側壁にほ
   ぼ平行に形成され該渦室に開口したプラグ孔に、
   先端が前記渦室内に突出し且つ前記保護パイプの
   先端が前記プラグ孔内側にあるよう挿通せしめて
   なるデイーゼル機関用渦室の加熱構造。