JPH07167433A - 自己電流制御形グロープラグ - Google Patents
自己電流制御形グロープラグInfo
- Publication number
- JPH07167433A JPH07167433A JP34119493A JP34119493A JPH07167433A JP H07167433 A JPH07167433 A JP H07167433A JP 34119493 A JP34119493 A JP 34119493A JP 34119493 A JP34119493 A JP 34119493A JP H07167433 A JPH07167433 A JP H07167433A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- ptc
- glow plug
- pipe
- self
- 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
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)
- Resistance Heating (AREA)
- Spark Plugs (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、所定時間経過後にはコイルへの通
電を自動的に遮断できる自己電流制御形グロープラグを
提供する。 【構成】 本発明は、コネクタ12を備えた中空状本体
1にセラミック製パイプ2が固着され、パイプ2の前端
部15と本体側端部17にはセラミックス充填体6,7
が充填されている。コイル3は、前端部15の内壁面2
0に接触状態のヒータコイル部4と中間部16に内壁面
20に非接触状態の制御コイル部5を有する。PTC部
材10はコイル3の端部8とコネクタ12のコネクタ部
13とを接続している。PTC部材10は所定温度以上
で急激に抵抗値が増加し、コイル3への通電を遮断す
る。ヒータコイル部4が配置された前端部15が発熱部
を構成し、制御コイル部5が電流制御部を構成する。
電を自動的に遮断できる自己電流制御形グロープラグを
提供する。 【構成】 本発明は、コネクタ12を備えた中空状本体
1にセラミック製パイプ2が固着され、パイプ2の前端
部15と本体側端部17にはセラミックス充填体6,7
が充填されている。コイル3は、前端部15の内壁面2
0に接触状態のヒータコイル部4と中間部16に内壁面
20に非接触状態の制御コイル部5を有する。PTC部
材10はコイル3の端部8とコネクタ12のコネクタ部
13とを接続している。PTC部材10は所定温度以上
で急激に抵抗値が増加し、コイル3への通電を遮断す
る。ヒータコイル部4が配置された前端部15が発熱部
を構成し、制御コイル部5が電流制御部を構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
等に使用される自己電流制御形グロープラグに関する。
等に使用される自己電流制御形グロープラグに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンの始動補助装
置として、グロープラグが使用されている。例えば、図
6に示すように、グロープラグ40は、加熱部37を有
し、その加熱部37はディーゼルエンジンのシリンダヘ
ッド38に形成した副室の燃焼室39内に配置されてい
る。グロープラグ40は、エンジンのキー36がオンす
ることによってリレー即ちスイッチ41が接続され、バ
ッテリー42からの大電流がグロープラグ40の加熱部
37に投入され、該加熱部37が短時間に加熱され、該
加熱部37に燃料が接触して燃料が着火燃焼するもので
ある。
置として、グロープラグが使用されている。例えば、図
6に示すように、グロープラグ40は、加熱部37を有
し、その加熱部37はディーゼルエンジンのシリンダヘ
ッド38に形成した副室の燃焼室39内に配置されてい
る。グロープラグ40は、エンジンのキー36がオンす
ることによってリレー即ちスイッチ41が接続され、バ
ッテリー42からの大電流がグロープラグ40の加熱部
37に投入され、該加熱部37が短時間に加熱され、該
加熱部37に燃料が接触して燃料が着火燃焼するもので
ある。
【0003】従来のグロープラグは、急速に加熱するた
め、窒化ケイ素等のセラミックスにタングステン線を埋
め込んで焼結して構成されている。タングステン線で
は、12Vの電源に対して、常温では抵抗値が0.1Ω
であり且つその時の電流は120Aである。グロープラ
グが時間の経過に伴って常温から温度が上昇して900
℃になると、抵抗値は0.4Ωになり、その時の電流は
30Aである。この電流を制御するためには別の抵抗体
が必要であり、通常、上記抵抗体に直列に抵抗温度係数
の大きい金属線を直列に接続すると、グロープラグが加
熱して抵抗値が上昇し、更に電流制御抵抗体の抵抗が増
し、抵抗値が1Ωになって安定するものであり、その時
の電流は12Aである。即ち、ディーゼルエンジンに使
用されている従来のグロープラグでは、コントローラの
指令で12Vのバッテリーから電流を流すと、最初は1
20Aの電流が流れるが、ヒータコイルの温度上昇と共
に、抵抗値が大きくなり、抵抗値が1Ωになったところ
で安定する。そこで、グロープラグを抵抗値が1Ωのと
ころで安定するように、コントローラの指令で電流を制
御してヒータコイルが1Ωに保持されるような制御を行
っていた。
め、窒化ケイ素等のセラミックスにタングステン線を埋
め込んで焼結して構成されている。タングステン線で
は、12Vの電源に対して、常温では抵抗値が0.1Ω
であり且つその時の電流は120Aである。グロープラ
グが時間の経過に伴って常温から温度が上昇して900
℃になると、抵抗値は0.4Ωになり、その時の電流は
30Aである。この電流を制御するためには別の抵抗体
が必要であり、通常、上記抵抗体に直列に抵抗温度係数
の大きい金属線を直列に接続すると、グロープラグが加
熱して抵抗値が上昇し、更に電流制御抵抗体の抵抗が増
し、抵抗値が1Ωになって安定するものであり、その時
の電流は12Aである。即ち、ディーゼルエンジンに使
用されている従来のグロープラグでは、コントローラの
指令で12Vのバッテリーから電流を流すと、最初は1
20Aの電流が流れるが、ヒータコイルの温度上昇と共
に、抵抗値が大きくなり、抵抗値が1Ωになったところ
で安定する。そこで、グロープラグを抵抗値が1Ωのと
ころで安定するように、コントローラの指令で電流を制
御してヒータコイルが1Ωに保持されるような制御を行
っていた。
【0004】従来のグロープラグでは、コントローラを
使用することなく、グロープラグが1Ωに調節されるよ
うな自己制御できるものが開発された。タングステンW
とニッケルNiは、温度℃の上昇に従って、抵抗値Ωが
上昇して大きくなる特性を有している。従って、タング
ステンW線とニッケルNi線では、温度の上昇に従って
抵抗値Ωが大きくなり、電流が減少して電流値が制限さ
れることになる。そこで、自己制御型グロープラグは、
タングステンW線をSi3 N4 等のセラミックスの中に
埋設し、そのW線と直列にニッケルNi線のコイルを接
続して構成されている。即ち、自己制御型グロープラグ
は、ヒータコイルの発熱体の部分に電気抵抗値が小さい
導電体を配置し、その導電体の上流側にNi線のコイル
の電気抵抗値の大きい金属線を接続して作製されてい
た。このような自己制御型グロープラグは、電流を流す
ことによってNi製コイルが過熱されて抵抗値が大きく
なり、電流が減少してヒータコイルの発熱体の部分の発
熱量が制御されることになる。
使用することなく、グロープラグが1Ωに調節されるよ
うな自己制御できるものが開発された。タングステンW
とニッケルNiは、温度℃の上昇に従って、抵抗値Ωが
上昇して大きくなる特性を有している。従って、タング
ステンW線とニッケルNi線では、温度の上昇に従って
抵抗値Ωが大きくなり、電流が減少して電流値が制限さ
れることになる。そこで、自己制御型グロープラグは、
タングステンW線をSi3 N4 等のセラミックスの中に
埋設し、そのW線と直列にニッケルNi線のコイルを接
続して構成されている。即ち、自己制御型グロープラグ
は、ヒータコイルの発熱体の部分に電気抵抗値が小さい
導電体を配置し、その導電体の上流側にNi線のコイル
の電気抵抗値の大きい金属線を接続して作製されてい
た。このような自己制御型グロープラグは、電流を流す
ことによってNi製コイルが過熱されて抵抗値が大きく
なり、電流が減少してヒータコイルの発熱体の部分の発
熱量が制御されることになる。
【0005】従来、自己電流制御形グロープラグとして
は、特公平4−34052号公報、特公昭60−194
04号公報、特開昭59−157423号公報、特開昭
58−106326号公報等に開示されたものがある。
は、特公平4−34052号公報、特公昭60−194
04号公報、特開昭59−157423号公報、特開昭
58−106326号公報等に開示されたものがある。
【0006】例えば、特公平4−34052号公報に開
示された自己制御型グロープラグは、通電昇温時におけ
る発熱体の温度を制御するため、発熱体に電流制御用抵
抗体を直列に接続したものであり、発熱線コイルと抵抗
体コイルとが直列に接続されてセラミック焼結体中に埋
設され、一体化されたセラミックヒータを構成し、発熱
線が温度−抵抗係数が4倍以下となるような正の抵抗温
度係数を持つタングステンWとレニウムRe合金線から
なり、抵抗体は純W又は純モリブデンMoの線材からな
るものである。
示された自己制御型グロープラグは、通電昇温時におけ
る発熱体の温度を制御するため、発熱体に電流制御用抵
抗体を直列に接続したものであり、発熱線コイルと抵抗
体コイルとが直列に接続されてセラミック焼結体中に埋
設され、一体化されたセラミックヒータを構成し、発熱
線が温度−抵抗係数が4倍以下となるような正の抵抗温
度係数を持つタングステンWとレニウムRe合金線から
なり、抵抗体は純W又は純モリブデンMoの線材からな
るものである。
【0007】また、特公昭60−19404号公報に開
示されたシーズグロープラグは、耐熱性の有底金属チュ
ーブの内底と中心電極間をいずれも巻線の発熱体と抵抗
体を直接接続して成る自己制御型のシーズグロープラグ
であり、抵抗体の巻線ピッチが中心電極側の電極側の取
付金具に近い部分を密にし、発熱体側に近い部分を粗に
形成したものである。
示されたシーズグロープラグは、耐熱性の有底金属チュ
ーブの内底と中心電極間をいずれも巻線の発熱体と抵抗
体を直接接続して成る自己制御型のシーズグロープラグ
であり、抵抗体の巻線ピッチが中心電極側の電極側の取
付金具に近い部分を密にし、発熱体側に近い部分を粗に
形成したものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自己電流制御形グロープラグは、遮熱エンジン等の高温
燃焼室での使用では、耐熱性、熱ショックに対する強
度、高温強度等について十分なものとはいえないもので
あった。また、従来開示されている自己制御形グロープ
ラグは、炭化タングステン線を用いて作製した発熱線コ
イルとNi線コイルを用いて作製した抵抗体コイルとを
接続し、両者を抵抗温度係数が異なる材料で作製した
り、或いは巻線の発熱体と抵抗体とを異なった形状に作
製したものであるので、使用中にNi線が過熱によって
断線したり、経時変化によって劣化するという問題があ
り、しかも構造が複雑になり、コスト、強度に関して満
足できるものではなかった。
自己電流制御形グロープラグは、遮熱エンジン等の高温
燃焼室での使用では、耐熱性、熱ショックに対する強
度、高温強度等について十分なものとはいえないもので
あった。また、従来開示されている自己制御形グロープ
ラグは、炭化タングステン線を用いて作製した発熱線コ
イルとNi線コイルを用いて作製した抵抗体コイルとを
接続し、両者を抵抗温度係数が異なる材料で作製した
り、或いは巻線の発熱体と抵抗体とを異なった形状に作
製したものであるので、使用中にNi線が過熱によって
断線したり、経時変化によって劣化するという問題があ
り、しかも構造が複雑になり、コスト、強度に関して満
足できるものではなかった。
【0009】セラミック製グロープラグについては、自
己電流制御型グロープラグを構成するには、ヒータコイ
ルの電流通路の上流側領域で抵抗値が極端に上昇すれば
よいものである。通常、グロープラグは、12Vの電源
電圧では、1Ω位で飽和電流が流れ、温度が約900℃
に保持されるものである。グロープラグを瞬間的に加熱
するためには、常温で0.1Ω位が必要である。通常、
加熱線即ちヒータコイルとして使用される線等は、抵抗
温度係数が4×10- 3 程度であるので、900℃で電
流を飽和させることができない。
己電流制御型グロープラグを構成するには、ヒータコイ
ルの電流通路の上流側領域で抵抗値が極端に上昇すれば
よいものである。通常、グロープラグは、12Vの電源
電圧では、1Ω位で飽和電流が流れ、温度が約900℃
に保持されるものである。グロープラグを瞬間的に加熱
するためには、常温で0.1Ω位が必要である。通常、
加熱線即ちヒータコイルとして使用される線等は、抵抗
温度係数が4×10- 3 程度であるので、900℃で電
流を飽和させることができない。
【0010】更に、グロープラグは、燃焼室に配置され
て電流を供給することによって短時間に加熱されて始動
補助装置として燃料の着火燃焼を助けるが、ディーゼル
エンジンでは、ある温度以上では、グロープラグの着火
補助なしで、燃料は十分に着火燃焼することができる。
そこで、燃焼室がある温度以上になった場合には、グロ
ープラグへの電流を遮断してグロープラグの加熱機能を
停止する必要があり、従来のグロープラグでは、グロー
プラグへの通電を断つために電流遮断装置を必要として
いる。そこで、上記のような自己電流制御形グロープラ
グが開発されているが、従来の自己電流制御形グロープ
ラグは、ヒータコイル線への電流を自動的に減少させる
ことができても、ヒータコイル線への電流を遮断する機
能は有していないものであり、ヒータコイル線への電流
を遮断するため、タイマー等の遮断装置が必要である。
しかも、このような遮断装置は、エンジンの条件によっ
て通電期間を変化させる等の複雑な機構を要するもので
ある。
て電流を供給することによって短時間に加熱されて始動
補助装置として燃料の着火燃焼を助けるが、ディーゼル
エンジンでは、ある温度以上では、グロープラグの着火
補助なしで、燃料は十分に着火燃焼することができる。
そこで、燃焼室がある温度以上になった場合には、グロ
ープラグへの電流を遮断してグロープラグの加熱機能を
停止する必要があり、従来のグロープラグでは、グロー
プラグへの通電を断つために電流遮断装置を必要として
いる。そこで、上記のような自己電流制御形グロープラ
グが開発されているが、従来の自己電流制御形グロープ
ラグは、ヒータコイル線への電流を自動的に減少させる
ことができても、ヒータコイル線への電流を遮断する機
能は有していないものであり、ヒータコイル線への電流
を遮断するため、タイマー等の遮断装置が必要である。
しかも、このような遮断装置は、エンジンの条件によっ
て通電期間を変化させる等の複雑な機構を要するもので
ある。
【0011】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、セラミック製パイプ内に配置した
コイルを発熱部を構成するヒータコイル部と電流制御部
を構成する制御コイル部とで構成し、前記発熱部と前記
電流制御部を流れる電流を調節して最適の発熱量を確保
する自己電流制御形グロープラグに構成し、更に、コイ
ルとコネクタとを所定温度以上で抵抗値が急激に増加す
る機能を有するPTC(positive tempe
rature coefficient)部材即ち正の
温度係数部材で接続し、該PTC部材の電流遮断機能に
よってその温度上昇に応答して前記コイルに流れる電流
を自動的に遮断するように構成し、しかもPTC部材が
有する固有抵抗をその構成を工夫して低減する構造に構
成した自己電流制御形グロープラグを提供することであ
る。
解決することであり、セラミック製パイプ内に配置した
コイルを発熱部を構成するヒータコイル部と電流制御部
を構成する制御コイル部とで構成し、前記発熱部と前記
電流制御部を流れる電流を調節して最適の発熱量を確保
する自己電流制御形グロープラグに構成し、更に、コイ
ルとコネクタとを所定温度以上で抵抗値が急激に増加す
る機能を有するPTC(positive tempe
rature coefficient)部材即ち正の
温度係数部材で接続し、該PTC部材の電流遮断機能に
よってその温度上昇に応答して前記コイルに流れる電流
を自動的に遮断するように構成し、しかもPTC部材が
有する固有抵抗をその構成を工夫して低減する構造に構
成した自己電流制御形グロープラグを提供することであ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、次のように構成されている。即ち、この
発明は、絶縁部材を介してコネクタが配設された中空状
本体、該中空状本体に取り付けられたセラミック製パイ
プ、前記中空状本体から突出した前記パイプの前端部の
内側に配置されたヒータコイル部と前記パイプの中間部
の内側に配置された制御コイル部とを直列に構成したコ
イル、前記ヒータコイル部に直列に前記中空状本体内に
配置され且つ所定温度以上で抵抗値が急激に増加して前
記コイルへの電流を大幅に減少するPTC部材を有し、
前記PTC部材は一端が前記コネクタに他端が前記コイ
ルのコイル端子にそれぞれ並列に接続された複数のPT
C端子から構成されていることを特徴とする自己電流制
御形グロープラグに関する。
達成するため、次のように構成されている。即ち、この
発明は、絶縁部材を介してコネクタが配設された中空状
本体、該中空状本体に取り付けられたセラミック製パイ
プ、前記中空状本体から突出した前記パイプの前端部の
内側に配置されたヒータコイル部と前記パイプの中間部
の内側に配置された制御コイル部とを直列に構成したコ
イル、前記ヒータコイル部に直列に前記中空状本体内に
配置され且つ所定温度以上で抵抗値が急激に増加して前
記コイルへの電流を大幅に減少するPTC部材を有し、
前記PTC部材は一端が前記コネクタに他端が前記コイ
ルのコイル端子にそれぞれ並列に接続された複数のPT
C端子から構成されていることを特徴とする自己電流制
御形グロープラグに関する。
【0013】また、この自己電流制御形グロープラグに
おいて、前記コイル端子は前記コネクタ上で隔置して配
置された金属ディスクであり、前記PTC端子は前記金
属ディスクにそれぞれ対応するPTCディスクである。
おいて、前記コイル端子は前記コネクタ上で隔置して配
置された金属ディスクであり、前記PTC端子は前記金
属ディスクにそれぞれ対応するPTCディスクである。
【0014】又は、この発明は、絶縁部材を介してコネ
クタが配設された中空状本体、該中空状本体に取り付け
られたセラミック製パイプ、前記中空状本体から突出し
た前記パイプの前端部の内側に配置されたヒータコイル
部と前記パイプの中間部の内側に配置された制御コイル
部とを直列に構成したコイル、前記ヒータコイル部に直
列に前記中空状本体内に配置され且つ所定温度以上で抵
抗値が急激に増加して前記コイルへの電流を大幅に減少
するPTC部材を有し、前記PTC部材は一端が前記コ
ネクタに他端が前記コイルのコイル端子に接続されたP
TCディスクから構成されていることを特徴とする自己
電流制御形グロープラグに関する。また、前記PTCデ
ィスクは前記コネクタと前記コイル端子間で巻き上げら
れた螺旋部材である。
クタが配設された中空状本体、該中空状本体に取り付け
られたセラミック製パイプ、前記中空状本体から突出し
た前記パイプの前端部の内側に配置されたヒータコイル
部と前記パイプの中間部の内側に配置された制御コイル
部とを直列に構成したコイル、前記ヒータコイル部に直
列に前記中空状本体内に配置され且つ所定温度以上で抵
抗値が急激に増加して前記コイルへの電流を大幅に減少
するPTC部材を有し、前記PTC部材は一端が前記コ
ネクタに他端が前記コイルのコイル端子に接続されたP
TCディスクから構成されていることを特徴とする自己
電流制御形グロープラグに関する。また、前記PTCデ
ィスクは前記コネクタと前記コイル端子間で巻き上げら
れた螺旋部材である。
【0015】また、この自己電流制御形グロープラグに
おいて、前記PTCはBaTiO3系焼結体又はPbT
iO3 系焼結体から構成されている。
おいて、前記PTCはBaTiO3系焼結体又はPbT
iO3 系焼結体から構成されている。
【0016】また、この自己電流制御形グロープラグに
おいて、前記コイルはタングステン線で構成されてい
る。
おいて、前記コイルはタングステン線で構成されてい
る。
【0017】また、この自己電流制御形グロープラグに
おいて、前記パイプは耐熱性に富んだSi3 N4 で構成
され、また、前記ヒータコイル部が位置する部分に充填
された第1セラミックス充填体及び前記パイプの中間部
を密封するため前記パイプの本体側端部に充填された第
2セラミックス充填体はTiO2 を含んでいるSi3N
4 から構成されている。
おいて、前記パイプは耐熱性に富んだSi3 N4 で構成
され、また、前記ヒータコイル部が位置する部分に充填
された第1セラミックス充填体及び前記パイプの中間部
を密封するため前記パイプの本体側端部に充填された第
2セラミックス充填体はTiO2 を含んでいるSi3N
4 から構成されている。
【0018】
【作用】この発明による自己電流制御形グロープラグ
は、上記のように構成されており、次のように作用す
る。即ち、この自己電流制御形グロープラグは、コネク
タが配設された中空状本体にセラミック製パイプを取り
付け、前記パイプの内側に配置されたヒータコイル部と
前記パイプの中間部の内側に配置された制御コイル部と
を直列に構成したコイルを前記パイプ内に配置し、所定
温度以上で抵抗値が急激に増加して前記コイルに流れる
電流を遮断するPTC部材で前記コネクタと前記コイル
とを接続し、しかも前記PTC部材は一端が前記コネク
タに他端が前記コイルのコイル端子にそれぞれ並列に接
続された複数のPTC端子から構成されているので、前
記ヒータコイル部が配置された前記パイプの前端部が発
熱部を構成し、前記制御コイル部が配置された前記パイ
プの中間部が電流制御部を構成する。特に、前記コネク
タと前記コイルとは前記PTC部材を構成する面積が大
きく厚さが小さい複数のPTC端子でそれぞれ接続され
ているので、前記PTC部材が有する抵抗を低温時には
低減できると共に、前記PTC部材が位置する領域の温
度上昇に伴って前記PTC部材の抵抗値が急激に増大し
て前記コイルへ供給される電流が自動的に遮断される。
は、上記のように構成されており、次のように作用す
る。即ち、この自己電流制御形グロープラグは、コネク
タが配設された中空状本体にセラミック製パイプを取り
付け、前記パイプの内側に配置されたヒータコイル部と
前記パイプの中間部の内側に配置された制御コイル部と
を直列に構成したコイルを前記パイプ内に配置し、所定
温度以上で抵抗値が急激に増加して前記コイルに流れる
電流を遮断するPTC部材で前記コネクタと前記コイル
とを接続し、しかも前記PTC部材は一端が前記コネク
タに他端が前記コイルのコイル端子にそれぞれ並列に接
続された複数のPTC端子から構成されているので、前
記ヒータコイル部が配置された前記パイプの前端部が発
熱部を構成し、前記制御コイル部が配置された前記パイ
プの中間部が電流制御部を構成する。特に、前記コネク
タと前記コイルとは前記PTC部材を構成する面積が大
きく厚さが小さい複数のPTC端子でそれぞれ接続され
ているので、前記PTC部材が有する抵抗を低温時には
低減できると共に、前記PTC部材が位置する領域の温
度上昇に伴って前記PTC部材の抵抗値が急激に増大し
て前記コイルへ供給される電流が自動的に遮断される。
【0019】この自己電流制御形グロープラグにおい
て、前記コイルにバッテリーから電流を流すことによっ
て、前記ヒータコイル部が位置する前記発熱部で発生し
た熱は前記パイプを加熱して外部に放熱するのに対し
て、前記制御コイル部で発生する熱は遮熱されて温度が
上昇し、温度上昇に伴って前記制御コイル部に流れる電
流を抑制し、電流制御部を構成する。従って、前記制御
コイル部が高温になれば、その抵抗値が大きくなり、前
記コイル即ちタングステン線に流れる電流が小さくな
り、前記セラミック製パイプからの発熱量が自己制御さ
れ、最適値に制御されることになる。
て、前記コイルにバッテリーから電流を流すことによっ
て、前記ヒータコイル部が位置する前記発熱部で発生し
た熱は前記パイプを加熱して外部に放熱するのに対し
て、前記制御コイル部で発生する熱は遮熱されて温度が
上昇し、温度上昇に伴って前記制御コイル部に流れる電
流を抑制し、電流制御部を構成する。従って、前記制御
コイル部が高温になれば、その抵抗値が大きくなり、前
記コイル即ちタングステン線に流れる電流が小さくな
り、前記セラミック製パイプからの発熱量が自己制御さ
れ、最適値に制御されることになる。
【0020】特に、前記コイルに通電する時には、前記
PTC部材の電気抵抗は小さい状態でなければならない
が、前記PTC部材は複数の前記PTC端子でそれぞれ
並列に接続されているので、低温時には前記PTC部材
は全体で抵抗値は小さくなる。即ち、前記PTC部材
は、抵抗率(係数)kが非常に大きく、一般の金属が1
×10- 5 Ω・cmであるのに対し、1Ω・cmであ
る。このような前記PTC部材を直接金属線と接続する
と、極めて大きな面積を必要とする。物体の抵抗値は、
通常、R=k・L/Aで表される。ここで、Lは長さ、
Aは面積を表す。この式から計算すると、前記PTC部
材はL/Aを10- 5 倍にしなければ、金属と同一の抵
抗値とならない。従って、前記PTC部材の通電する厚
さを薄くし、面積を大きくする方法がこの自己電流制御
形グロープラグを成立させる条件である。一方、抵抗体
は並列に結線すると、その全体の抵抗値を小さくするこ
とができる。例えば、前記PTC端子がn個使用され、
全体の抵抗値をRとし、それぞれの抵抗をR1 ,R2 ,
R3 〜Rn であるとすると、1/R=1/R1 +1/R
2 +R3 〜+1/Rn である。前記PTC端子の抵抗値
がそれぞれ同一抵抗値R1 であるとすると、1/R=n
×1/R1 である。従って、R=R1 /nであり、前記
PTC部材は全体で抵抗値は小さくなる。
PTC部材の電気抵抗は小さい状態でなければならない
が、前記PTC部材は複数の前記PTC端子でそれぞれ
並列に接続されているので、低温時には前記PTC部材
は全体で抵抗値は小さくなる。即ち、前記PTC部材
は、抵抗率(係数)kが非常に大きく、一般の金属が1
×10- 5 Ω・cmであるのに対し、1Ω・cmであ
る。このような前記PTC部材を直接金属線と接続する
と、極めて大きな面積を必要とする。物体の抵抗値は、
通常、R=k・L/Aで表される。ここで、Lは長さ、
Aは面積を表す。この式から計算すると、前記PTC部
材はL/Aを10- 5 倍にしなければ、金属と同一の抵
抗値とならない。従って、前記PTC部材の通電する厚
さを薄くし、面積を大きくする方法がこの自己電流制御
形グロープラグを成立させる条件である。一方、抵抗体
は並列に結線すると、その全体の抵抗値を小さくするこ
とができる。例えば、前記PTC端子がn個使用され、
全体の抵抗値をRとし、それぞれの抵抗をR1 ,R2 ,
R3 〜Rn であるとすると、1/R=1/R1 +1/R
2 +R3 〜+1/Rn である。前記PTC端子の抵抗値
がそれぞれ同一抵抗値R1 であるとすると、1/R=n
×1/R1 である。従って、R=R1 /nであり、前記
PTC部材は全体で抵抗値は小さくなる。
【0021】次いで、前記PTC部材の領域の温度が更
に上昇して所定温度以上になると、前記PTC部材の抵
抗値が急激に上昇する。この場合、前記PTC部材の前
記PTC端子に接触するコイル端子を金属ディスクで作
製しておけば、該金属ディスクは通電により均一に発熱
し、前記PTC部材の全体が加熱され、前記PTC部材
の抵抗値が急激に上昇する。前記PTC部材の抵抗値が
上昇すると、前記コイルへ供給する電流を自動的に遮断
することになり、自己電流制御形グロープラグの機能は
停止する。
に上昇して所定温度以上になると、前記PTC部材の抵
抗値が急激に上昇する。この場合、前記PTC部材の前
記PTC端子に接触するコイル端子を金属ディスクで作
製しておけば、該金属ディスクは通電により均一に発熱
し、前記PTC部材の全体が加熱され、前記PTC部材
の抵抗値が急激に上昇する。前記PTC部材の抵抗値が
上昇すると、前記コイルへ供給する電流を自動的に遮断
することになり、自己電流制御形グロープラグの機能は
停止する。
【0022】或いは、前記PTC部材が一端が前記コネ
クタに他端が前記コイルのコイル端子に接続されたPT
Cディスクから構成されている場合には、上記のよう
に、前記PTC部材の抵抗Rは面積Aに反比例するもの
である。即ち、R=k・L/Aである。また、前記PT
Cディスクを前記コネクタと前記コイル端子間で巻き上
げられた螺旋部材で構成した場合にも、面積を増大して
抵抗を低減できるものである。
クタに他端が前記コイルのコイル端子に接続されたPT
Cディスクから構成されている場合には、上記のよう
に、前記PTC部材の抵抗Rは面積Aに反比例するもの
である。即ち、R=k・L/Aである。また、前記PT
Cディスクを前記コネクタと前記コイル端子間で巻き上
げられた螺旋部材で構成した場合にも、面積を増大して
抵抗を低減できるものである。
【0023】更に、前記パイプの前記中間部に配置され
た前記制御コイル部は断熱材によって覆われ、前記パイ
プに対して遮熱されているので、前記制御コイル部の遮
熱が確実に行われ、信頼性に富んだ電流制御部を構成す
ることができる。また、前記第1セラミックス充填体及
び前記第2セラミックス充填体を構成するセラミックス
は、TiO2 を含有したSi3 N4 で構成しているの
で、熱伝導性を良好であり、前記パイプの密封状態を良
好に構成できる。
た前記制御コイル部は断熱材によって覆われ、前記パイ
プに対して遮熱されているので、前記制御コイル部の遮
熱が確実に行われ、信頼性に富んだ電流制御部を構成す
ることができる。また、前記第1セラミックス充填体及
び前記第2セラミックス充填体を構成するセラミックス
は、TiO2 を含有したSi3 N4 で構成しているの
で、熱伝導性を良好であり、前記パイプの密封状態を良
好に構成できる。
【0024】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明による自己
電流制御形グロープラグの実施例を説明する。図1はこ
の発明による自己電流制御形グロープラグの一実施例を
示す概略断面図、図2は図1の自己電流制御形グロープ
ラグに組み込まれるPTC部材の温度と抵抗値との関係
を示すグラフ、及び図3は図1の自己電流制御形グロー
プラグに組み込まれるPTC部材の一実施例を示す拡大
断面図である。
電流制御形グロープラグの実施例を説明する。図1はこ
の発明による自己電流制御形グロープラグの一実施例を
示す概略断面図、図2は図1の自己電流制御形グロープ
ラグに組み込まれるPTC部材の温度と抵抗値との関係
を示すグラフ、及び図3は図1の自己電流制御形グロー
プラグに組み込まれるPTC部材の一実施例を示す拡大
断面図である。
【0025】この自己電流制御形グロープラグは、主と
して、絶縁ブッシュ等の絶縁体19を介在して端子即ち
コネクタ12を中空部21内に配設した中空状本体1、
セラミック製パイプ2、タングステン線等から成るコイ
ル3、コイル3とコネクタ12とを接続するPTC部材
10及びパイプ2の両端に充填されたセラミックス充填
体6,7から構成されている。中空状本体1は、耐熱合
金等の金属から作製され、他の部品への取り付けのため
の外周面にねじ22が形成されている。コネクタ12は
位置決め固定用のナット18が螺入され、コネクタ12
は中空状本体1に対して位置決め固定される。セラミッ
ク製パイプ2を中空状本体1に接続するには、セラミッ
ク製パイプ2の外周面23をメタリイジングして本体1
の内周面24に嵌合接合すれば、パイプ2と中空状本体
1とは極めて強固に接合できる。また、セラミック製パ
イプ2の発熱部を構成する前端部15は、中空状本体1
の端部25から突出状態に配置されている。コイル3
は、その一端部8がPTC部材10の一端に接続され、
PTC部材10の他端部はコネクタ12にコネクタ部1
3を介して接続されている。コイル3の他端9が本体1
に連結されて電気的にアース状態に接続されている。
して、絶縁ブッシュ等の絶縁体19を介在して端子即ち
コネクタ12を中空部21内に配設した中空状本体1、
セラミック製パイプ2、タングステン線等から成るコイ
ル3、コイル3とコネクタ12とを接続するPTC部材
10及びパイプ2の両端に充填されたセラミックス充填
体6,7から構成されている。中空状本体1は、耐熱合
金等の金属から作製され、他の部品への取り付けのため
の外周面にねじ22が形成されている。コネクタ12は
位置決め固定用のナット18が螺入され、コネクタ12
は中空状本体1に対して位置決め固定される。セラミッ
ク製パイプ2を中空状本体1に接続するには、セラミッ
ク製パイプ2の外周面23をメタリイジングして本体1
の内周面24に嵌合接合すれば、パイプ2と中空状本体
1とは極めて強固に接合できる。また、セラミック製パ
イプ2の発熱部を構成する前端部15は、中空状本体1
の端部25から突出状態に配置されている。コイル3
は、その一端部8がPTC部材10の一端に接続され、
PTC部材10の他端部はコネクタ12にコネクタ部1
3を介して接続されている。コイル3の他端9が本体1
に連結されて電気的にアース状態に接続されている。
【0026】この自己電流制御形グロープラグでは、中
空状本体1はコネクタ12を備えた導電体を中空部21
に突出させており、発熱部を構成する先端部即ち前端部
15を構成するセラミック製パイプ2が本体1から突出
状態に本体1に固定されている。パイプ2の両端部には
第1セラミックス充填体6と第2セラミックス充填体7
で密封されている。パイプ2の前端部15は閉鎖状態に
構成されており、パイプ2の中間部16は中空部26が
形成されている。パイプ2の中空部26には、SiC等
のセラミックス繊維から成る断熱材11から成る2重パ
イプが配置され、コイル3の制御コイル部5を内外面か
ら覆っている。従って、コイル3の制御コイル部5は、
パイプ2に対して遮熱されている。パイプ2の中空部2
6は、真空状態又はN2 ガスが封入された状態であり、
コイル3の酸化が防止される構造に構成されている。ま
た、パイプ2の電極部側端部17は、第2セラミックス
充填体7で密封されている。
空状本体1はコネクタ12を備えた導電体を中空部21
に突出させており、発熱部を構成する先端部即ち前端部
15を構成するセラミック製パイプ2が本体1から突出
状態に本体1に固定されている。パイプ2の両端部には
第1セラミックス充填体6と第2セラミックス充填体7
で密封されている。パイプ2の前端部15は閉鎖状態に
構成されており、パイプ2の中間部16は中空部26が
形成されている。パイプ2の中空部26には、SiC等
のセラミックス繊維から成る断熱材11から成る2重パ
イプが配置され、コイル3の制御コイル部5を内外面か
ら覆っている。従って、コイル3の制御コイル部5は、
パイプ2に対して遮熱されている。パイプ2の中空部2
6は、真空状態又はN2 ガスが封入された状態であり、
コイル3の酸化が防止される構造に構成されている。ま
た、パイプ2の電極部側端部17は、第2セラミックス
充填体7で密封されている。
【0027】この自己電流制御形グロープラグにおい
て、コイル3は、タングステン線等から構成され、パイ
プ2の前端部15の内側の内壁面20に接触状態に配置
されたヒータコイル部4とパイプ2の中間部16の内側
の内壁面20に非接触状態に配置された制御コイル部5
とを備えている。パイプ2の先端部15には、熱伝導性
の良好な第1セラミックス充填体6が充填され、該第1
セラミックス充填体6によってヒータコイル部4がパイ
プ2の内壁面20に接触状態に押し付けられている。ま
た、パイプ2の本体側端部17には、第2セラミックス
充填体7がパイプ2の内壁面20に密着されると共に、
コイル3の端部8,9の外周面に密着した状態で充填さ
れ、パイプ2の中間部16の中空部26を密封してい
る。コネクタ12の端部にはコネクタ部13が設けら
れ、また、コイル3の端部8には環状のコイル端子28
が設けられている。コイル端子28は、中空状本体1の
内壁面に絶縁材29を介在して配置されており、コイル
端子28の内壁面から半径方向内向きに延び且つ長手方
向に隔置して配置されている複数のPTC端子27を有
している。
て、コイル3は、タングステン線等から構成され、パイ
プ2の前端部15の内側の内壁面20に接触状態に配置
されたヒータコイル部4とパイプ2の中間部16の内側
の内壁面20に非接触状態に配置された制御コイル部5
とを備えている。パイプ2の先端部15には、熱伝導性
の良好な第1セラミックス充填体6が充填され、該第1
セラミックス充填体6によってヒータコイル部4がパイ
プ2の内壁面20に接触状態に押し付けられている。ま
た、パイプ2の本体側端部17には、第2セラミックス
充填体7がパイプ2の内壁面20に密着されると共に、
コイル3の端部8,9の外周面に密着した状態で充填さ
れ、パイプ2の中間部16の中空部26を密封してい
る。コネクタ12の端部にはコネクタ部13が設けら
れ、また、コイル3の端部8には環状のコイル端子28
が設けられている。コイル端子28は、中空状本体1の
内壁面に絶縁材29を介在して配置されており、コイル
端子28の内壁面から半径方向内向きに延び且つ長手方
向に隔置して配置されている複数のPTC端子27を有
している。
【0028】この自己電流制御形グロープラグは、特
に、中空状本体1の中空部21に、コネクタ12のコネ
クタ部13とコイル3の端部8とを接続するPTC部材
10に特徴を有するものである。PTC部材10は、あ
る温度で電気抵抗値が指数的に急激に増加する材料で作
製され、所定温度以上で抵抗値が急激に増加してコイル
3に流れる電流を遮断する機能を有する正の温度係数部
材(即ち、温度上昇電流遮断部材)である。PTC部材
10は、半導体化したBaTiO3 系焼結体(又はPb
TiO3 系焼結体)から構成されている。PTC部材1
0は、一端がコイル3のコイル端子28に他端がコネク
タ部13にそれぞれ並列に接続された複数のPTC端子
27から構成されている。金属ディスク14は、コネク
タ部13上で長手方向にPTCスペーサ35によって隔
置された複数のディスク部材であり、コイル端子28は
各金属ディスク14にそれぞれ対応する複数のPTC端
子27を有している。金属ディスク14をPTCスペー
サ35で隔置しておくと、低温時には金属ディスク14
で電流が流れるが、高温になると、PTCスペーサ35
には電流の流れが低減され、金属ディスク14間での導
通状態は遮断されると共に、コネクタ部13からコイル
端子28への通電が実質的に遮断されることになる。B
aTiO3 系焼結体のPTC端子27は、図2に示すよ
うに、例えば、120℃〜130℃に温度が上昇する
と、PTC端子27の抵抗値が104 Ω〜105 Ωに増
加するPTC機能即ち誘電体機能を有している。即ち、
PTC端子27が120℃に加熱されると、その抵抗値
が104 Ωになる。PTC部材10を構成するPTC端
子27が10枚であったとすると、PTC端子27は並
列に接続しているので、PTC部材10の全体の抵抗値
は103 Ωとなり、PTC部材10には電流は殆ど流れ
ない状態になる。
に、中空状本体1の中空部21に、コネクタ12のコネ
クタ部13とコイル3の端部8とを接続するPTC部材
10に特徴を有するものである。PTC部材10は、あ
る温度で電気抵抗値が指数的に急激に増加する材料で作
製され、所定温度以上で抵抗値が急激に増加してコイル
3に流れる電流を遮断する機能を有する正の温度係数部
材(即ち、温度上昇電流遮断部材)である。PTC部材
10は、半導体化したBaTiO3 系焼結体(又はPb
TiO3 系焼結体)から構成されている。PTC部材1
0は、一端がコイル3のコイル端子28に他端がコネク
タ部13にそれぞれ並列に接続された複数のPTC端子
27から構成されている。金属ディスク14は、コネク
タ部13上で長手方向にPTCスペーサ35によって隔
置された複数のディスク部材であり、コイル端子28は
各金属ディスク14にそれぞれ対応する複数のPTC端
子27を有している。金属ディスク14をPTCスペー
サ35で隔置しておくと、低温時には金属ディスク14
で電流が流れるが、高温になると、PTCスペーサ35
には電流の流れが低減され、金属ディスク14間での導
通状態は遮断されると共に、コネクタ部13からコイル
端子28への通電が実質的に遮断されることになる。B
aTiO3 系焼結体のPTC端子27は、図2に示すよ
うに、例えば、120℃〜130℃に温度が上昇する
と、PTC端子27の抵抗値が104 Ω〜105 Ωに増
加するPTC機能即ち誘電体機能を有している。即ち、
PTC端子27が120℃に加熱されると、その抵抗値
が104 Ωになる。PTC部材10を構成するPTC端
子27が10枚であったとすると、PTC端子27は並
列に接続しているので、PTC部材10の全体の抵抗値
は103 Ωとなり、PTC部材10には電流は殆ど流れ
ない状態になる。
【0029】従って、電流がコイル3に投入されると、
コイル3のヒータコイル部4、制御コイル部5及びコネ
クタ部13に接続される金属ディスク14で発生した
熱、或いは燃焼室の燃焼熱がPTC端子14に伝達され
ると、所定の時間経過後には、PTC端子14が120
℃程度に加熱される。PTC端子14が120℃以上に
加熱されると、PTC端子14の抵抗値が急激に上昇
し、コイル3へ供給される電流が遮断されることにな
る。PTC端子14が120℃以上に加熱される時間
は、燃焼室、シリンダヘッド、冷却ジャケット、自己電
流制御形グロープラグ等の設計、構造等の諸条件で任意
に設定できるものであり、自己電流制御形グロープラグ
がディーゼルエンジンの始動補助装置として適用された
場合には、通電開始から遮断状態までの期間が3〜5分
間程度であり、その場合には、PTC部材10はコイル
3への電流の供給を3〜5分後に遮断することができ
る。
コイル3のヒータコイル部4、制御コイル部5及びコネ
クタ部13に接続される金属ディスク14で発生した
熱、或いは燃焼室の燃焼熱がPTC端子14に伝達され
ると、所定の時間経過後には、PTC端子14が120
℃程度に加熱される。PTC端子14が120℃以上に
加熱されると、PTC端子14の抵抗値が急激に上昇
し、コイル3へ供給される電流が遮断されることにな
る。PTC端子14が120℃以上に加熱される時間
は、燃焼室、シリンダヘッド、冷却ジャケット、自己電
流制御形グロープラグ等の設計、構造等の諸条件で任意
に設定できるものであり、自己電流制御形グロープラグ
がディーゼルエンジンの始動補助装置として適用された
場合には、通電開始から遮断状態までの期間が3〜5分
間程度であり、その場合には、PTC部材10はコイル
3への電流の供給を3〜5分後に遮断することができ
る。
【0030】また、この自己電流制御形グロープラグに
おいて、パイプ2を構成するセラミックスはSi3 N4
であり、また、第1セラミックス充填体6及び第2セラ
ミックス充填体7を構成するセラミックスは、Si3 N
4 とTiO2 とから構成され、場合によっては、TiN
2 が含まれている。また、コイル3は、第1コイル部4
は大径に形成され、制御コイル部5は小径に形成されて
おり、連続した1本のタングステン線で作製されてい
る。コイル3のヒータコイル部4は前端部15を加熱す
るのに十分な熱を提供でき、前端部15を直ちに短時間
に温度上昇させて発熱部を構成することになり、また、
制御コイル部5は放熱されることがなく、温度上昇に伴
って抵抗値が上昇して電流を制御する電流制御部を構成
することになる。
おいて、パイプ2を構成するセラミックスはSi3 N4
であり、また、第1セラミックス充填体6及び第2セラ
ミックス充填体7を構成するセラミックスは、Si3 N
4 とTiO2 とから構成され、場合によっては、TiN
2 が含まれている。また、コイル3は、第1コイル部4
は大径に形成され、制御コイル部5は小径に形成されて
おり、連続した1本のタングステン線で作製されてい
る。コイル3のヒータコイル部4は前端部15を加熱す
るのに十分な熱を提供でき、前端部15を直ちに短時間
に温度上昇させて発熱部を構成することになり、また、
制御コイル部5は放熱されることがなく、温度上昇に伴
って抵抗値が上昇して電流を制御する電流制御部を構成
することになる。
【0031】また、この自己電流制御形グロープラグで
は、パイプ2は、耐熱性、高強度のSi3 N4 のセラミ
ックスで作製することが好ましい。また、セラミックス
充填体6,7は、耐熱性、高温高強度に富むSi3 N4
で作製され、好ましくは、Si3 N4 にTiO2 が10
%含まれるセラミックス、場合によっては、TiN2も
含有するセラミックスで作製されている。TiO2 ,T
iN2 を含有するSi3 N4 で作製すると、熱伝導性が
良好になると共に、焼結によって無収縮となってパイプ
2に対して密封作用を発揮できる。パイプ2の中空部2
6を真空密封したり、又はN2 ガスを封入しない場合に
は、コイル3を構成するタングステン線の酸化を防止す
るために、タングステン線をSiC又はWC等で被覆す
ることが必要であり、その場合にはタングステン線の酸
化を防止でき、耐腐食性を向上でき、タングステン線の
耐久性を向上できる。
は、パイプ2は、耐熱性、高強度のSi3 N4 のセラミ
ックスで作製することが好ましい。また、セラミックス
充填体6,7は、耐熱性、高温高強度に富むSi3 N4
で作製され、好ましくは、Si3 N4 にTiO2 が10
%含まれるセラミックス、場合によっては、TiN2も
含有するセラミックスで作製されている。TiO2 ,T
iN2 を含有するSi3 N4 で作製すると、熱伝導性が
良好になると共に、焼結によって無収縮となってパイプ
2に対して密封作用を発揮できる。パイプ2の中空部2
6を真空密封したり、又はN2 ガスを封入しない場合に
は、コイル3を構成するタングステン線の酸化を防止す
るために、タングステン線をSiC又はWC等で被覆す
ることが必要であり、その場合にはタングステン線の酸
化を防止でき、耐腐食性を向上でき、タングステン線の
耐久性を向上できる。
【0032】この自己電流制御形グロープラグは、上記
のように構成されているので、次のように作用する。即
ち、このセラミック製グロープラグでは、バッテリーか
ら供給される電流はコネクタ12、環状コネクタ部13
及びPTC部材10を通じてコイル3に供給される。コ
イル3の制御コイル部5は中空部26内に遮熱状態に配
置されており、ヒータコイル部4はパイプ2の内壁面2
0に接触しているので、パイプ2の前端部15はヒータ
コイル部4の発熱によって加熱され、発熱部となる。従
って、パイプ2の前端部15は、燃焼室に配置されて始
動補助装置として機能することができる。ここで、ヒー
タコイル部4で発生する熱はパイプ2を通じて放熱され
るが、制御コイル部5の熱は放熱されずに、制御コイル
部5はヒータコイル部4に比較して極端に高温になる。
制御コイル部5が高温になれば、制御コイル部5は、電
流制御線の機能を果たし、その抵抗が上昇して大きくな
り、コイル3に流れる電流は抑制されて小さくなり、前
端部15の発熱量が自己制御される。また、制御コイル
部5の温度が下がれば、再びコイル3に電流が流れてヒ
ータコイル部4によって前端部15が加熱されるので、
従って、前端部15の発熱部は常に最適発熱量に維持さ
れ、燃焼室での始動補助として良好に機能する。
のように構成されているので、次のように作用する。即
ち、このセラミック製グロープラグでは、バッテリーか
ら供給される電流はコネクタ12、環状コネクタ部13
及びPTC部材10を通じてコイル3に供給される。コ
イル3の制御コイル部5は中空部26内に遮熱状態に配
置されており、ヒータコイル部4はパイプ2の内壁面2
0に接触しているので、パイプ2の前端部15はヒータ
コイル部4の発熱によって加熱され、発熱部となる。従
って、パイプ2の前端部15は、燃焼室に配置されて始
動補助装置として機能することができる。ここで、ヒー
タコイル部4で発生する熱はパイプ2を通じて放熱され
るが、制御コイル部5の熱は放熱されずに、制御コイル
部5はヒータコイル部4に比較して極端に高温になる。
制御コイル部5が高温になれば、制御コイル部5は、電
流制御線の機能を果たし、その抵抗が上昇して大きくな
り、コイル3に流れる電流は抑制されて小さくなり、前
端部15の発熱量が自己制御される。また、制御コイル
部5の温度が下がれば、再びコイル3に電流が流れてヒ
ータコイル部4によって前端部15が加熱されるので、
従って、前端部15の発熱部は常に最適発熱量に維持さ
れ、燃焼室での始動補助として良好に機能する。
【0033】この自己電流制御形グロープラグは、ヒー
タコイル部4を内接させたパイプ2は燃焼室等の外部に
露出しているので、パイプ2から熱放散され、例えば、
前端部15の温度は900℃に維持されてヒータコイル
部4の抵抗値は0.4Ωになるが、制御コイル部5は密
封状の中空部26内に位置して遮熱されているので、例
えば、制御コイル部5の温度は1800℃になって制御
コイル部5の抵抗値は0.6Ωになる。従って、この自
己電流制御形グロープラグでは、ヒータコイル部4と制
御コイル部5との抵抗値の総和は1Ωになり、安定状態
になる。
タコイル部4を内接させたパイプ2は燃焼室等の外部に
露出しているので、パイプ2から熱放散され、例えば、
前端部15の温度は900℃に維持されてヒータコイル
部4の抵抗値は0.4Ωになるが、制御コイル部5は密
封状の中空部26内に位置して遮熱されているので、例
えば、制御コイル部5の温度は1800℃になって制御
コイル部5の抵抗値は0.6Ωになる。従って、この自
己電流制御形グロープラグでは、ヒータコイル部4と制
御コイル部5との抵抗値の総和は1Ωになり、安定状態
になる。
【0034】そこで、安定状態になってヒータコイル部
4と制御コイル部5とで発熱が続き、燃焼室が良好な燃
焼を繰り返し、エンジンが順調に運転され始めると、燃
焼室の燃焼熱等の熱がPTC部材10に伝達されると共
に、コネクタ部13を構成する金属ディスク14は発熱
し、PTC端子27は、例えば、120℃〜130℃に
温度上昇する。PTC部材10が120℃〜130℃に
温度上昇すると、PTC部材10の各PTC端子27の
抵抗値が急激に上昇し、例えば、104 Ω〜105 Ωに
増加する。PTC部材10の各PTC端子27の抵抗値
が上昇して104 Ω〜105 Ωになれば、PTC部材1
0自体には電流が遮断されたと同等の状態になり、コイ
ル3への通電が遮断される。
4と制御コイル部5とで発熱が続き、燃焼室が良好な燃
焼を繰り返し、エンジンが順調に運転され始めると、燃
焼室の燃焼熱等の熱がPTC部材10に伝達されると共
に、コネクタ部13を構成する金属ディスク14は発熱
し、PTC端子27は、例えば、120℃〜130℃に
温度上昇する。PTC部材10が120℃〜130℃に
温度上昇すると、PTC部材10の各PTC端子27の
抵抗値が急激に上昇し、例えば、104 Ω〜105 Ωに
増加する。PTC部材10の各PTC端子27の抵抗値
が上昇して104 Ω〜105 Ωになれば、PTC部材1
0自体には電流が遮断されたと同等の状態になり、コイ
ル3への通電が遮断される。
【0035】次に、図4を参照して、この発明による自
己電流制御形グロープラグの別の実施例を説明する。こ
の実施例は、上記実施例と比較して、PTC部材が相違
する以外は同一の構成を有するものである。図4は図1
の自己電流制御形グロープラグに組み込まれるPTC部
材の別の例を示す拡大断面図である。この実施例のPT
C部材10は、コイル端子28の環状部材30の内壁面
に導電リング34を介して接続するように、PTC端子
を環状リング31に形成している。また、環状リング3
1とコイル端子28とは絶縁部材33によって遮断され
ている。更に、コイル端子28はコイル3の端部8に接
続されており、環状リング31はコネクタ部13に接続
されている。従って、PTC部材10は、そのPTC端
子が環状リング31に形成されているので、その面積を
大きく形成することができるものである。従って、PT
C部材10は、低温時には抵抗値が低く、例えば、12
0℃以上になれば、極端に抵抗値が大きくなるので、コ
イル3への通電が遮断されることになる。
己電流制御形グロープラグの別の実施例を説明する。こ
の実施例は、上記実施例と比較して、PTC部材が相違
する以外は同一の構成を有するものである。図4は図1
の自己電流制御形グロープラグに組み込まれるPTC部
材の別の例を示す拡大断面図である。この実施例のPT
C部材10は、コイル端子28の環状部材30の内壁面
に導電リング34を介して接続するように、PTC端子
を環状リング31に形成している。また、環状リング3
1とコイル端子28とは絶縁部材33によって遮断され
ている。更に、コイル端子28はコイル3の端部8に接
続されており、環状リング31はコネクタ部13に接続
されている。従って、PTC部材10は、そのPTC端
子が環状リング31に形成されているので、その面積を
大きく形成することができるものである。従って、PT
C部材10は、低温時には抵抗値が低く、例えば、12
0℃以上になれば、極端に抵抗値が大きくなるので、コ
イル3への通電が遮断されることになる。
【0036】次に、図5を参照して、この発明による自
己電流制御形グロープラグの更に別の実施例を説明す
る。この実施例は、上記実施例と比較して、PTC部材
が相違する以外は同一の構成を有するものである。図5
は図1の自己電流制御形グロープラグに組み込まれるP
TC部材の更に別の例を示す拡大断面図である。この実
施例のPTC部材10は、コイル端子28の環状部材3
0の内壁面に接触するように、PTC端子を渦巻き状に
巻き上げた円形螺旋体32に形成し、PTC部材10の
面積を大きくしたものである。図4に示す自己電流制御
形グロープラグと機能は同様である。
己電流制御形グロープラグの更に別の実施例を説明す
る。この実施例は、上記実施例と比較して、PTC部材
が相違する以外は同一の構成を有するものである。図5
は図1の自己電流制御形グロープラグに組み込まれるP
TC部材の更に別の例を示す拡大断面図である。この実
施例のPTC部材10は、コイル端子28の環状部材3
0の内壁面に接触するように、PTC端子を渦巻き状に
巻き上げた円形螺旋体32に形成し、PTC部材10の
面積を大きくしたものである。図4に示す自己電流制御
形グロープラグと機能は同様である。
【0037】従って、この自己電流制御形グロープラグ
は、ディーゼルエンジンの始動補助装置として使用され
た場合には、エンジンの燃焼に応じて、コイル3への通
電を自動的に遮断でき、自己電流制御形グロープラグの
不要な加熱を続けることがなくなり、バッテリー等の電
力を無駄に消費することがない。
は、ディーゼルエンジンの始動補助装置として使用され
た場合には、エンジンの燃焼に応じて、コイル3への通
電を自動的に遮断でき、自己電流制御形グロープラグの
不要な加熱を続けることがなくなり、バッテリー等の電
力を無駄に消費することがない。
【0038】
【発明の効果】この発明による自己電流制御形グロープ
ラグは、上記のように構成されており、次のような効果
を有する。即ち、この自己電流制御形グロープラグは、
中空状本体にセラミック製パイプを取り付け、密封状態
の前記パイプ内にコイルを配置し、前記コイルを前記パ
イプの内側のヒータコイル部と前記パイプの中間部の内
側の制御コイル部で構成し、前記コイルとコネクタとを
所定温度以上で抵抗値が急激に増加するPTC部材で接
続し、該PTC部材を一端が前記コネクタに他端が前記
コイルのコイル端子にそれぞれ並列に接続された複数の
PTC端子から構成したので、前記PTC部材が所定温
度以上に加熱されると、前記コイルに流れる電流を自動
的に遮断することができると共に、前記ヒータコイル部
を配置した前記パイプの先端部が発熱部を構成し、前記
制御コイル部を配置した前記パイプの中間部が電流制御
部を構成し、前記配置が最適温度で安定させることがで
きる。
ラグは、上記のように構成されており、次のような効果
を有する。即ち、この自己電流制御形グロープラグは、
中空状本体にセラミック製パイプを取り付け、密封状態
の前記パイプ内にコイルを配置し、前記コイルを前記パ
イプの内側のヒータコイル部と前記パイプの中間部の内
側の制御コイル部で構成し、前記コイルとコネクタとを
所定温度以上で抵抗値が急激に増加するPTC部材で接
続し、該PTC部材を一端が前記コネクタに他端が前記
コイルのコイル端子にそれぞれ並列に接続された複数の
PTC端子から構成したので、前記PTC部材が所定温
度以上に加熱されると、前記コイルに流れる電流を自動
的に遮断することができると共に、前記ヒータコイル部
を配置した前記パイプの先端部が発熱部を構成し、前記
制御コイル部を配置した前記パイプの中間部が電流制御
部を構成し、前記配置が最適温度で安定させることがで
きる。
【0039】即ち、前記コイルに電流を流せば、前記ヒ
ータコイル部が発熱部を構成し、前記制御コイル部が電
流制御部を構成し、前記制御コイル部が高温になれば、
その抵抗値が大きくなり、前記コイルに流れる電流が小
さくなり、前記セラミック製パイプからの発熱量が自己
制御され、最適値に制御されることになる。また、エン
ジンが順調に運転されて燃焼室からの燃焼熱或いはコイ
ルで発生する熱が前記PTC部材に伝達されると、前記
PTC部材が所定温度以上に温度上昇し、前記PTC部
材の抵抗値が急激に大きくなり、前記コイルへの電流を
遮断する。従って、ディーゼルエンジンの始動補助装置
として、この自己電流制御形グロープラグを適用した場
合に、自己電流制御形グロープラグを遮断するためのタ
イマー等を必要とせず、バッテリー等の電力を無駄に消
費することもない。
ータコイル部が発熱部を構成し、前記制御コイル部が電
流制御部を構成し、前記制御コイル部が高温になれば、
その抵抗値が大きくなり、前記コイルに流れる電流が小
さくなり、前記セラミック製パイプからの発熱量が自己
制御され、最適値に制御されることになる。また、エン
ジンが順調に運転されて燃焼室からの燃焼熱或いはコイ
ルで発生する熱が前記PTC部材に伝達されると、前記
PTC部材が所定温度以上に温度上昇し、前記PTC部
材の抵抗値が急激に大きくなり、前記コイルへの電流を
遮断する。従って、ディーゼルエンジンの始動補助装置
として、この自己電流制御形グロープラグを適用した場
合に、自己電流制御形グロープラグを遮断するためのタ
イマー等を必要とせず、バッテリー等の電力を無駄に消
費することもない。
【0040】この自己電流制御形グロープラグにおい
て、前記PTC部材は、半導体化したBaTiO3 系焼
結体又はPbTiO3 系焼結体から成る複数のPTC端
子を並列に接続して構成されているので、低温時での前
記PTC部材の抵抗を全体で小さくでき、所定の温度ま
で上昇する間の前記PTC部材の電流の流れをスムース
にする。即ち、前記PTC部材を構成しているBaTi
O3 系焼結体の前記PTC端子は、例えば、120℃〜
130℃に温度上昇すると、抵抗値が急激に104 Ω〜
105 Ωに増加することになり、前記PTC部材を10
枚の前記PTC端子で作製していると、前記PTC部材
全体では103 Ω〜104 Ωになり、誘電体として機能
する。
て、前記PTC部材は、半導体化したBaTiO3 系焼
結体又はPbTiO3 系焼結体から成る複数のPTC端
子を並列に接続して構成されているので、低温時での前
記PTC部材の抵抗を全体で小さくでき、所定の温度ま
で上昇する間の前記PTC部材の電流の流れをスムース
にする。即ち、前記PTC部材を構成しているBaTi
O3 系焼結体の前記PTC端子は、例えば、120℃〜
130℃に温度上昇すると、抵抗値が急激に104 Ω〜
105 Ωに増加することになり、前記PTC部材を10
枚の前記PTC端子で作製していると、前記PTC部材
全体では103 Ω〜104 Ωになり、誘電体として機能
する。
【0041】また、この自己電流制御形グロープラグで
は、前記PTC部材の面積を大きくする形状に構成する
こともできる。その時も、上記の場合と同様に、低温時
での前記PTC部材の抵抗を小さくでき、所定の温度ま
で上昇する間の前記PTC部材の電流の流れをスムース
にする。前記PTC部材の温度が上昇すれば、上記と同
様に前記コイルへの電流を遮断する。
は、前記PTC部材の面積を大きくする形状に構成する
こともできる。その時も、上記の場合と同様に、低温時
での前記PTC部材の抵抗を小さくでき、所定の温度ま
で上昇する間の前記PTC部材の電流の流れをスムース
にする。前記PTC部材の温度が上昇すれば、上記と同
様に前記コイルへの電流を遮断する。
【0042】また、前記コイルはタングステン線で構成
することができる。前記パイプの中間部に配置された前
記制御コイル部は断熱材によって覆われ、前記パイプに
対して遮熱されており、適正に電流制御を行うことがで
きる。更に、前記パイプを構成するセラミックスはSi
3 N4 であるので、耐熱性に富むと共に、耐酸化性に富
み、パイプ自体を高強度に作製できる。また、前記第1
セラミックス充填体及び前記第2セラミックス充填体を
構成するセラミックスは、TiO2 を含むSi3 N4 か
ら構成されているので、焼成収縮はなく、熱伝導性を向
上できると共に、前記パイプ内を良好に密封することが
できる。
することができる。前記パイプの中間部に配置された前
記制御コイル部は断熱材によって覆われ、前記パイプに
対して遮熱されており、適正に電流制御を行うことがで
きる。更に、前記パイプを構成するセラミックスはSi
3 N4 であるので、耐熱性に富むと共に、耐酸化性に富
み、パイプ自体を高強度に作製できる。また、前記第1
セラミックス充填体及び前記第2セラミックス充填体を
構成するセラミックスは、TiO2 を含むSi3 N4 か
ら構成されているので、焼成収縮はなく、熱伝導性を向
上できると共に、前記パイプ内を良好に密封することが
できる。
【図1】図1はこの発明による自己電流制御形グロープ
ラグの一実施例を示す概略断面図である。
ラグの一実施例を示す概略断面図である。
【図2】図1の自己電流制御形グロープラグに組み込ま
れるPTC部材の温度と抵抗値との関係を示すグラフで
ある。
れるPTC部材の温度と抵抗値との関係を示すグラフで
ある。
【図3】図1の自己電流制御形グロープラグに組み込ま
れるPTC部材の一実施例を示す拡大断面図である。
れるPTC部材の一実施例を示す拡大断面図である。
【図4】図1の自己電流制御形グロープラグに組み込ま
れるPTC部材の別の実施例を示す拡大断面図である。
れるPTC部材の別の実施例を示す拡大断面図である。
【図5】図1の自己電流制御形グロープラグに組み込ま
れるPTC部材の更に別の実施例を示す拡大断面図であ
る。
れるPTC部材の更に別の実施例を示す拡大断面図であ
る。
【図6】従来のディーゼルエンジンの燃焼室にグロープ
ラグを配置した状態を示す説明図である。
ラグを配置した状態を示す説明図である。
1 中空状本体 2 セラミック製パイプ 3 コイル 4 ヒータコイル部 5 制御コイル部 6 第1セラミックス充填体 7 第2セラミックス充填体 8 コイルの端部 9 コイルの端部 10,35 PTC部材 11 断熱材 12 コネクタ 13 コネクタ部 14 金属ディスク 15 パイプの先端部 16 パイプの中間部 17 パイプの本体側端部 19 絶縁体 20 パイプの内壁面 21 中空状本体の中空部 27 BaTiO3 系焼結体のPTC端子 28 コイル端子 29 絶縁材 30 環状部材 31 環状リング 32 円形螺旋体
Claims (7)
- 【請求項1】 絶縁部材を介してコネクタが配設された
中空状本体、該中空状本体に取り付けられたセラミック
製パイプ、前記中空状本体から突出した前記パイプの前
端部の内側に配置されたヒータコイル部と前記パイプの
中間部の内側に配置された制御コイル部とを直列に構成
したコイル、前記ヒータコイル部に直列に前記中空状本
体内に配置され且つ所定温度以上で抵抗値が急激に増加
して前記コイルへの電流を大幅に減少するPTC部材を
有し、前記PTC部材は一端が前記コネクタに他端が前
記コイルのコイル端子にそれぞれ並列に接続された複数
のPTC端子から構成されていることを特徴とする自己
電流制御形グロープラグ。 - 【請求項2】 前記コイル端子は前記コネクタ上で隔置
して配置された金属ディスクであり、前記PTC端子は
前記金属ディスクにそれぞれ対応するPTCディスクで
あることを特徴とする請求項1に記載の自己電流制御形
グロープラグ。 - 【請求項3】 絶縁部材を介してコネクタが配設された
中空状本体、該中空状本体に取り付けられたセラミック
製パイプ、前記中空状本体から突出した前記パイプの前
端部の内側に配置されたヒータコイル部と前記パイプの
中間部の内側に配置された制御コイル部とを直列に構成
したコイル、前記ヒータコイル部に直列に前記中空状本
体内に配置され且つ所定温度以上で抵抗値が急激に増加
して前記コイルへの電流を大幅に減少するPTC部材を
有し、前記PTC部材は一端が前記コネクタに他端が前
記コイルのコイル端子に接続されたPTCディスクから
構成されていることを特徴とする自己電流制御形グロー
プラグ。 - 【請求項4】 前記PTCディスクは前記コネクタと前
記コイル端子間で巻き上げられた螺旋部材であることを
特徴とする請求項3に記載の自己電流制御形グロープラ
グ。 - 【請求項5】 前記PTCはBaTiO3 系焼結体又は
PbTiO3 系焼結体から構成されていることを特徴と
する請求項1〜4のいずれかに記載の自己電流制御形グ
ロープラグ。 - 【請求項6】 前記コイルはタングステン線で構成され
ていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載
の自己電流制御形グロープラグ。 - 【請求項7】 前記パイプは耐熱性に富んだSi3 N4
で構成され、また、前記ヒータコイル部が位置する部分
に充填された第1セラミックス充填体及び前記パイプの
中間部を密封するため前記パイプの本体側端部に充填さ
れた第2セラミックス充填体はTiO2 を含んでいるS
i3 N4 から構成されていることを特徴とする請求項1
〜6のいずれかに記載の自己電流制御形グロープラグ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34119493A JPH07167433A (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 自己電流制御形グロープラグ |
| EP19940308900 EP0657698B1 (en) | 1993-12-13 | 1994-11-30 | Current self-control type glow plug |
| DE1994308900 DE657698T1 (de) | 1993-12-13 | 1994-11-30 | Glühkerze mit Selbsregelung des Stromes. |
| DE69426288T DE69426288D1 (de) | 1993-12-13 | 1994-11-30 | Glühkerze mit Selbsregelung des Stromes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34119493A JPH07167433A (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 自己電流制御形グロープラグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07167433A true JPH07167433A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18344097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34119493A Pending JPH07167433A (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 自己電流制御形グロープラグ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0657698B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07167433A (ja) |
| DE (2) | DE657698T1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006125776A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | グロープラグ |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19852485C2 (de) * | 1998-11-13 | 2002-09-19 | Beru Ag | Glühkerze und Steckanschluss für eine Glühkerze |
| DE19944193A1 (de) * | 1999-09-15 | 2001-04-19 | Bosch Gmbh Robert | Glühstiftkerze |
| US7122764B1 (en) | 2000-08-12 | 2006-10-17 | Robert Bosch Gmbh | Sheathed element glow plug |
| DE102013211789A1 (de) * | 2013-06-21 | 2014-12-24 | Robert Bosch Gmbh | Glühstiftkerze für Glühtemperaturregelung |
| CN115234910A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-10-25 | 佛山市天禄智能装备科技有限公司 | 一种气电混合预热辐射管 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4725711A (en) * | 1984-08-27 | 1988-02-16 | Jidosha Kiki Co., Ltd. | Self temperature control type glow plug |
| JPS6217521A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-26 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 自己制御型グロ−プラグ |
| JPH03175210A (ja) * | 1989-09-11 | 1991-07-30 | Jidosha Kiki Co Ltd | セラミツクヒータ型グロープラグ |
| JPH04143518A (ja) * | 1990-10-04 | 1992-05-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 自己制御型セラミックグロープラグ |
-
1993
- 1993-12-13 JP JP34119493A patent/JPH07167433A/ja active Pending
-
1994
- 1994-11-30 EP EP19940308900 patent/EP0657698B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-30 DE DE1994308900 patent/DE657698T1/de active Pending
- 1994-11-30 DE DE69426288T patent/DE69426288D1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006125776A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Ngk Spark Plug Co Ltd | グロープラグ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69426288D1 (de) | 2000-12-21 |
| EP0657698B1 (en) | 2000-11-15 |
| DE657698T1 (de) | 1996-08-29 |
| EP0657698A2 (en) | 1995-06-14 |
| EP0657698A3 (en) | 1996-08-28 |
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