JPS6086326A - 自己制御型セラミツクグロ−プラグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主としてディーゼルエンジンに装着され始動時
に副燃焼室内等を予熱する急速加熱型グロープラグに関
するものである。

一般にディーゼルエンジンは低温時における始動性が悪
い為に、副燃焼室等にグロープラグを装着して、これに
通電して赤熱し、室内に噴射される燃料の一部を燃焼さ
せて予熱する方法がとられておシ、始動時に急速な昇温
特性を持つことが要求されると共に、近時は始動後に於
ても燃焼安定化のための７７ターグローとして長時間使
用される傾向となっておシ、その耐久性の向上が益々必
要とされてきている。

この目的に応する急速加熱型グロープラグとして、高融
点金属の発熱線をセラミック焼結体中に埋設してなるセ
ラミックヒータ−を発熱体として用い、更に急速昇温時
における発熱線の溶断あるいは熱衝撃によるセラミック
割れ等を防止する為、該発熱体に、発熱線の線材より大
きい正の抵抗温度係数を有する線材を用いた抵抗体を直
列に接続した構造をもち、通電々流を制御するようにし
た自己制御型グロープラグが知られており、この種グロ
ープラグの従来例は第１図の縦断面図に示すような構造
をもつもので、発熱体となるセラミックヒータ−１は発
熱線２をセラミック焼結体中に埋設してな多金属外筒３
の内腔にろう接されるとともに発熱線２の一端２ａが電
気的に接続され。

金属外筒３が取付金具４の先端部内腔にろう接されてθ
側電極とな９．一方発熱線２の他端２ｂはセラミックヒ
ータ−１の後端部に嵌装した金属キャップ５にろう接さ
れ、このキャップ５に溶接されたリード線６を経て抵抗
体コイル７に電気的に接続され、さらに抵抗体コイル７
の他端は中軸８にろう接されている。

而して取付金具４？ｌ’会骨外嚇→の内腔内には前記構
成部分が埋設されるように耐熱絶縁材９が充填され、中
軸８は絶縁体１０を取付金具４との間に介在させて丸ナ
ツト１１で締付は固定され■電極となるように構成され
てなるものである。

このような構造をもつ従来のこの種自己制御型セラミッ
クグロープラグは１通電昇温時において抵抗体線材と発
熱線の線材との抵抗温度係数のＬ、によシ、抵抗体の温
度が発熱線よシ速かに増加しこれに伴なう抵抗値の増大
によシ発熱線の加熱電流を減少させ発熱体の過熱を防止
できる優れた特長をもつものであるが、抵抗体の抵抗値
を増加させる昇温特性が一定となるようにしなければ安
定した通電制御機能が得られないという問題点があった
。

本発明は、上記せる如き問題点を解決した自己制御型グ
ロープラグの提供を目的とし、発熱体に直列に接続する
抵抗体の通電昇温時における温度（抵抗値）を安定化さ
せる為、抵抗体の取付金具内腔における収納条件、及び
グロープラグとしてエンジンヘッドに装着されるときの
抵抗体コイルのエンジンヘッド端面からの関係位置が、
数値的に限定された寸法範囲内となるような構造をもた
せることによって、抵抗体の発熱時における放熱状態を
一定化し、安定した通電電流の制御機能をもたせるよう
にしたものである。

以下本発明につき図面を用いて詳細に説明する。

第２図は本発明自己制御型セラミックグロープラグをエ
ンジンヘッドに取付けた状態を示す実施例の半縦断面図
で、第１図と同一部分は同一符号で示したものである。

図に於て、Ｔは抵抗体コイルで、その外側に嵌装した金
属チューブ１２の内腔内に充填した例えばＭｇＱあるい
はガラス等の耐熱絶縁材９中に埋設されてお）、金属チ
ューブ１２は、その外周と取付金具４の内腔内壁との間
隙ｔが０．１寵以下となるような外径をもつもので、取
付金具４の内腔に前記同様の耐熱絶縁材９を充填し封着
されている。

而して取付金具４内腔内における抵抗体コイル７は、グ
ロープラグとしてエンジンヘッド１３に螺着されたとき
、ヘッド端面１３′からの埋没寸法ｌが、０から上記抵
抗体コイル７の長さＬに対し−Ｌの寸法範囲となるよう
な位置に埋設されてなる構造を有するものとし、又セラ
ミックヒータ−１の発熱線２には温度−抵抗係数（常温
における抵抗値と１０００’（３の高温時における抵抗
値との比）が３倍以下となるような正の抵抗温度係数を
もつ例Ｌ　Ｉｄタングステン（Ｗ）にレニウム（Ｒｅ）
　、コバルト（００）、）リウム（Ｔｈ）　ｓモリブデ
ン（ＭＯ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等のうちの少くとも
１種以上を添加したタングステン（Ｗ）合金を用い、又
抵抗体コイル７の線材には温度−抵抗係数が５倍以上と
なるような正の抵抗温度係数をもつ例えば純ニッケル（
Ｎｉ）　、純鉄（７ｅ）　吟を用い組合せ直列に接続し
てなるものである。

なお、取付金具４の内腔内壁と金属チューブ１２の外周
面との間＠１を０．１Ｈ以下とし、又取付金具４の内腔
内における抵抗体コイル−な、グロープラグとしてエン
ジンヘッド１３に螺着したときヘッド端面１３′からの
埋没寸法ｌが０がら抵うに配設する理由は、以下に示す
実験結果によるものである。

即ち、第３図は第２図に示す如くエンジンヘッド１３に
螺着された本発明自己制御型セラミックグロープラグに
つき、抵抗体コイル７の埋没寸法ｌをコイル長りに対し
−Ｌとなるように一定とし、上記抵抗体コイルγを内蔵
する金属チューブ１２に、取付金具４の内腔内壁との間
隙ｔがｏ　ｗｍ　（密着）、０．１１１１１１及び０．
２ｆｆとなるような外径を有するものを用いた場合の通
電による発熱体（セラミックヒータ−１）の昇温特性を
比較したテスト結果を示したグラフであシ、図に見られ
る如く抵抗体コイル７に発熱線２の線材よシ大きい温度
−抵抗係数をもつ線材を用い直列に接続しているため、
通電によシ抵抗体コイル７の温度（抵抗値）が発熱線よ
シ速かに増加し通電々流を減少させることにより発熱体
の温度はいずれも最高温度に達したのち漸減する傾向を
示し、前記間隙ｔが０−０．１翳となるような外径の金
属チューブ１２内に埋設された抵抗体コイル７に接続さ
れた発熱体の温度は、最高１２００°Ｃ〜１２５０℃に
達したのち漸減しても９００℃以上を維持し極めて良好
な特性を示していることに対し、間隙ｔが０．２ｆｆと
なる金属チューブを用いたものはエンジンヘッド側への
放熱量が少なくなる為内蔵している抵抗体コイル７の温
度（抵抗値）が高くなル過ぎて通電々流が減少し過ぎ、
図中点線の曲線で示す如ぐ発熱体の温度が従来必要とさ
れている９００℃を維持できず、グロープラグとしての
性能を発揮できなりものとなシ、この結果よ多金属チュ
ーブ１２の外周面と取付金具４の内腔内壁との間隙ｔは
０．１ＭＭ以下とすることが最適となるものである。

又第４図は前記した金属チヱープ１２の外周面と取付金
具４の内腔内壁との間隙ｔを０．０５５Ｍとなるように
一定に設けてなる第２図に示した如き本発明グロープラ
グについて、抵抗体コイル１のエンジンヘッド端面１３
′からの埋没寸法ｌを０としたもの、及び抵抗体コイル
７の長さＬに対し、えて螺着した場合の５種類の埋没寸
法をもつものにつき行なった発熱体の通電昇温テストの
結果を示したグラフであり、図に見られる如く、エンジ
ンヘッド端面１３′からの埋没寸法ｌ！が０のもの、上
昇に伴なう電流制御作用により漸次温度が下降しても９
００°Ｃ以上を保っているが、抵抗体コイル７のヘッド
端面１３′からの埋没寸法／＝ＩＩとなるように螺着し
た（図中点線の曲線で示す）ものは抵抗体コイル７がエ
ンジンヘッド１３　ニ完全（−埋没している為放熱量が
大きくな）、抵抗体の温度（抵抗値）が高くならず通電
々流が減少しないため１発熱体が必要以上に過熱される
ことを示しており、又逆に抵抗体コイル７がヘッド端面
１３′た（図中一点鎖線で示す）ものは、抵抗体コイル
Ｔがエンジンヘッド１３より完全に露出している為抵抗
体の放熱量が少なく、温度（抵抗値）が高くなシ過ぎて
通電電流が過少となり発熱体の最高温度が極端に低下し
、必要な所定の昇温特性が得られないことを示している
。従って抵抗体コイル最良であることが理解されよう。

以上の説明から明らかなように１本発明自己制御型グロ
ープラグは１発熱体に直列に接続される抵抗体コイルが
、取付金具内腔内壁との間隙ｔが０．１１１以下となる
ような外径を有する耐熱絶縁材を充填した金属チューブ
内に埋設され、さらにグロープラグとしてエンジンヘッ
ドに螺着されたとき、該抵抗体コイルのヘッド端面から
の埋没寸法うに配設される一定の構造をもつため、抵抗
体の昇温発熱時における放熱が一定したものとなり抵抗
体の抵抗値を増加させる昇温特性が変動せず発熱体に対
する安定した過熱制御機能を得られるものであって、従
来の問題点を解決した極めて安定した自己制御機能をも
つセラミックグロープラグとして提供できるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は自己制御型セラミックグロープラグの従来例を
示す縦断面図、第２図は本発明自己制御型セラミックグ
ロープラグをエンジンヘッドに螺着した実施例を示す半
縦断面図、第３図は取付金具の内腔内壁と金属チ二−プ
外周面との間＠１を変えた場合の発熱体の昇温特性比較
グラフ、第４図は本発明グロープラグをエンジンヘッド
に装着し抵抗体コイルのヘッド端面からの埋没寸法Ｅを
変えたときの１発熱体の昇温特性比較グラフである。 １：セラミックヒータ−，２：発熱線、３：金属外筒、
４：取付金具、７：抵抗体コイル、８：中軸、９：耐熱
絶縁材、１２：金属チューブ、１３：エンジンヘッド、
１３電ヘッド端面、ｔ：間隙、ｌ：埋没寸法 代理人　弁理士　竹　内　守 （１１） 第１図 傘植ザＣ望剣　β

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 取付金具の先端部に設ける発熱体として、セラミック焼
   結体中に発熱線を埋設したセラミックヒータ−を用いる
   と共に、前記取付金具内腔内で、前記発熱体に抵抗体が
   直列に接続されて成る自己制御型セラミックグロープラ
   グにおいて、前記抵抗体が金属チ二−ブ内に耐熱絶縁粉
   末を介して埋設されると共に、該金属チューブは、その
   外周面と前記取付金具内腔内壁との間隙（１）が０．１
   闘以下となるようにその内腔内に封入され、さら（二前
   記抵抗体は、該グローブ２グをエンジンヘッドに螺着し
   たとき、前記抵抗体のエンジンヘッド端面からの埋没寸
   法Ｃｔ）が、０から抵抗体コイルの長配設されて成るこ
   とを特徴とする自己制御型グローブ２グ。