JPS6313087B2 - - Google Patents
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- JPS6313087B2 JPS6313087B2 JP17320883A JP17320883A JPS6313087B2 JP S6313087 B2 JPS6313087 B2 JP S6313087B2 JP 17320883 A JP17320883 A JP 17320883A JP 17320883 A JP17320883 A JP 17320883A JP S6313087 B2 JPS6313087 B2 JP S6313087B2
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- heater
- glow plug
- outer cylinder
- heating wire
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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】
本発明は主として始動のためデイーゼルエンジ
ンに装着されるセラミツクグロープラグに関し、
特にその発熱体となるセラミツクヒーターに係る
ものである。
ンに装着されるセラミツクグロープラグに関し、
特にその発熱体となるセラミツクヒーターに係る
ものである。
一般にデイーゼルエンジンは始動性を向上させ
る為副燃焼室等にグロープラグを装着し、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り、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、
始動後に於ても燃焼安定化のためのアフターグロ
ーとして長時間使用される傾向となつており、そ
の耐久性の向上が益々必要とされてきている。
る為副燃焼室等にグロープラグを装着し、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り、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、
始動後に於ても燃焼安定化のためのアフターグロ
ーとして長時間使用される傾向となつており、そ
の耐久性の向上が益々必要とされてきている。
この目的に応ずる急速加熱型グロープラグとし
て、従来高融点金属のタングステン（Ｗ）線材を
用いた発熱線をセラミツク粉体中に埋設し焼結し
てな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おり、その構造は一
般に第１図に示す如きものである。
て、従来高融点金属のタングステン（Ｗ）線材を
用いた発熱線をセラミツク粉体中に埋設し焼結し
てな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おり、その構造は一
般に第１図に示す如きものである。
即ちセラミツクグロープラグ１は、発熱線コイ
ル２をセラミツク焼結体中に埋設したセラミツク
ヒーター３が金属外筒４の内腔に接合されて保持
されると共に前記発熱線コイル２の一端が電気的
に接続され、さらに金属外筒４は取付金具５にろ
う接されて側電極を構成し、又発熱線コイル２
の他端は、取付金具４の内腔内で該取付金具４と
電気的に絶縁された中軸６に接続され電極とな
るように構成されて成るものである。（詳細は図
示せず） このような構造を持つ従来のこの種グロープラ
グのセラミツクヒーター３は、発熱線コイル２が
埋設され通電により赤熱するヒーター部３′が金
属外筒４の先端面から突出して形成されており、
その突出寸法ｌは電源のバツテリー電圧12V用の
場合通常12〜15mmであるがこのヒーター部３′が
過流室等燃焼室内に露出して装着される為、始動
後におけるアフターグローとしての長時間運転域
においてはこの突出部分が障害物となつて室内の
渦流形成を阻害し燃焼性に影響を与え、エンジン
出力の低下、燃費の悪化あるいは有害な排気ガス
の増大等エンジン性能に悪影響を及ぼすという問
題があり、従つてヒーター部３′は、その外径Ｄ
が可及的に細く、又金属外筒４からの突出寸法ｌ
が可及的に短かく形成されることが好ましいもの
である。
ル２をセラミツク焼結体中に埋設したセラミツク
ヒーター３が金属外筒４の内腔に接合されて保持
されると共に前記発熱線コイル２の一端が電気的
に接続され、さらに金属外筒４は取付金具５にろ
う接されて側電極を構成し、又発熱線コイル２
の他端は、取付金具４の内腔内で該取付金具４と
電気的に絶縁された中軸６に接続され電極とな
るように構成されて成るものである。（詳細は図
示せず） このような構造を持つ従来のこの種グロープラ
グのセラミツクヒーター３は、発熱線コイル２が
埋設され通電により赤熱するヒーター部３′が金
属外筒４の先端面から突出して形成されており、
その突出寸法ｌは電源のバツテリー電圧12V用の
場合通常12〜15mmであるがこのヒーター部３′が
過流室等燃焼室内に露出して装着される為、始動
後におけるアフターグローとしての長時間運転域
においてはこの突出部分が障害物となつて室内の
渦流形成を阻害し燃焼性に影響を与え、エンジン
出力の低下、燃費の悪化あるいは有害な排気ガス
の増大等エンジン性能に悪影響を及ぼすという問
題があり、従つてヒーター部３′は、その外径Ｄ
が可及的に細く、又金属外筒４からの突出寸法ｌ
が可及的に短かく形成されることが好ましいもの
である。
然し乍らヒーター部３′の外径Ｄを細くするこ
とは、室内の過酷な急熱急冷の熱サイクル及び運
転時に受ける振動、衝撃等の条件下で破損し易く
なり機械的強度面で問題があり、これに対するも
のとして第２図（第１図と同一部分は同一符号で
示す）に示す如くヒーター部３′を保持する金属
外筒４を長くして突出寸法l1を短かくし補強する
例があるが、内部に埋設されている発熱線コイル
２の図における長さl2に相当する部分が金属外筒
４で蔽われるため発熱効率が阻害される許りでな
く、この部分における発熱線コイル２の温度が過
大に上昇し、金属外筒４との接合部におけるろう
材を溶融させるという不具合があり、又発熱線の
材質、線径が従来のまゝでヒーター部の突出寸法
を単に短かくすることは、これに伴なつて内部に
埋設される発熱線コイル長が短かくなる為抵抗値
が不足し所要の発熱量が得られないという問題が
あつた。
とは、室内の過酷な急熱急冷の熱サイクル及び運
転時に受ける振動、衝撃等の条件下で破損し易く
なり機械的強度面で問題があり、これに対するも
のとして第２図（第１図と同一部分は同一符号で
示す）に示す如くヒーター部３′を保持する金属
外筒４を長くして突出寸法l1を短かくし補強する
例があるが、内部に埋設されている発熱線コイル
２の図における長さl2に相当する部分が金属外筒
４で蔽われるため発熱効率が阻害される許りでな
く、この部分における発熱線コイル２の温度が過
大に上昇し、金属外筒４との接合部におけるろう
材を溶融させるという不具合があり、又発熱線の
材質、線径が従来のまゝでヒーター部の突出寸法
を単に短かくすることは、これに伴なつて内部に
埋設される発熱線コイル長が短かくなる為抵抗値
が不足し所要の発熱量が得られないという問題が
あつた。
本発明はかかる実情に鑑みなされたものであつ
て、上記せる問題点を解決するものとして、セラ
ミツクヒーターの発熱線に、従来用いられている
純タングステン（Ｗ）線材より大きい固有抵抗を
有する後記する組成をもつタングステン（Ｗ）合
金線線材を用いることによりヒーター部を小型化
し、発熱性能、耐久性の優れ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。
て、上記せる問題点を解決するものとして、セラ
ミツクヒーターの発熱線に、従来用いられている
純タングステン（Ｗ）線材より大きい固有抵抗を
有する後記する組成をもつタングステン（Ｗ）合
金線線材を用いることによりヒーター部を小型化
し、発熱性能、耐久性の優れ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。
第３図は本発明セラミツクグロープラグの実施
例におけるセラミツクヒーターを示す要部縦断面
図である。
例におけるセラミツクヒーターを示す要部縦断面
図である。
図において、セラミツクヒーター１０は金属外
筒１１の先端面からヒーター部１０′を突出して
その内腔に接合保持され、発熱線コイル１２がそ
の突出寸法ｌ内に埋設されており、発熱線コイル
１２は、その線材に純タングステン（Ｗ）線材
（固有抵抗5.0μΩ―cm3）より大きい固有抵抗（10μ
Ω―cm3以上）を有する線材として、Ｗにレニウム
（Re）、トリウム（Th）、ジルコニウム（Zr）の
うちの少くとも１種以上を添加したＷ合金を用い
て小型化され、これに伴なつてヒーター部１０′
を、外径Ｄ（断面が真円状でなく楕円類似形状の
ものにあつてはその長径）が約4.0mm以下で、金
属外筒１１の先端面からの突出寸法ｌが外径Ｄの
３倍以下となるように小型に形成してなるもので
ある。
筒１１の先端面からヒーター部１０′を突出して
その内腔に接合保持され、発熱線コイル１２がそ
の突出寸法ｌ内に埋設されており、発熱線コイル
１２は、その線材に純タングステン（Ｗ）線材
（固有抵抗5.0μΩ―cm3）より大きい固有抵抗（10μ
Ω―cm3以上）を有する線材として、Ｗにレニウム
（Re）、トリウム（Th）、ジルコニウム（Zr）の
うちの少くとも１種以上を添加したＷ合金を用い
て小型化され、これに伴なつてヒーター部１０′
を、外径Ｄ（断面が真円状でなく楕円類似形状の
ものにあつてはその長径）が約4.0mm以下で、金
属外筒１１の先端面からの突出寸法ｌが外径Ｄの
３倍以下となるように小型に形成してなるもので
ある。
なお、本発明セラミツクグロープラグにおける
セラミツクヒーターを除くその他の部分の構造は
従来のものと同様であるので説明を省略する。
セラミツクヒーターを除くその他の部分の構造は
従来のものと同様であるので説明を省略する。
第４図は本発明におけるセラミツクヒーターに
用いたＷ合金線材のうちＷにReを５〜30重量％
添加したときのRe添加量と固有抵抗との関係を
示したグラフであり、図から判る通りReを15重
量％添加した場合、固有抵抗が約21μΩ―cm3とな
るものが得られ、これを発熱線材として用いた
12V用セラミツクヒーターの実施例においては発
熱線コイルの有効長が従来の約1/2となり、これ
に伴なつてヒーター部の突出寸法が従来の約1/2
に短縮されたセラミツクグロープラグとすること
ができた。
用いたＷ合金線材のうちＷにReを５〜30重量％
添加したときのRe添加量と固有抵抗との関係を
示したグラフであり、図から判る通りReを15重
量％添加した場合、固有抵抗が約21μΩ―cm3とな
るものが得られ、これを発熱線材として用いた
12V用セラミツクヒーターの実施例においては発
熱線コイルの有効長が従来の約1/2となり、これ
に伴なつてヒーター部の突出寸法が従来の約1/2
に短縮されたセラミツクグロープラグとすること
ができた。
又セラミツクヒーターの外径（Ｄ）を4.0mm以
下とし、その突出寸法ｌを外径（Ｄ）の３倍以下
とする理由は、発熱線コイルにＷにReを添加し
たＷ合金線材を発熱線に用いた本発明セラミツク
グロープラグの実施例につき行なつた以下に述べ
る急速通電加熱テスト及び落下衝撃テストの結果
によるものである。
下とし、その突出寸法ｌを外径（Ｄ）の３倍以下
とする理由は、発熱線コイルにＷにReを添加し
たＷ合金線材を発熱線に用いた本発明セラミツク
グロープラグの実施例につき行なつた以下に述べ
る急速通電加熱テスト及び落下衝撃テストの結果
によるものである。
即ち、第５図は急速通電加熱テストの結果を示
したグラフで上記グロープラグに、2.0mm、3.0
mm、4.0mm、4.3mmの４種類の外径（Ｄ）を有する
セラミツクヒーターを用いた試料につき、900℃
迄の昇温条件を変えて最高1300℃迄急速に通電加
熱したときの各試料の900℃迄の昇温条件（時間）
とセラミツク割れが発生する温度との関係をグラ
フ化したものであり、各曲線の左側ハツチング部
分はセラミツク割れの発生ゾーンを示し、例えば
ヒーター外径（Ｄ）＝4.0mmの曲線について見た場
合、約1300℃に於ては900℃の温度に達する昇温
時間を1.4秒以内とするとセラミツク割れを発生
し、約1125℃に於ては1.3秒以内、約1025℃では
1.2秒以内とするとセラミツク割れが発生するこ
とを示しており、グラフで見られる如く外径
（Ｄ）が細くなる程900℃迄の昇温時間は短縮で
き、太くなる程発熱線の温度上昇に対してセラミ
ツクの追随が遅れ熱歪みによりセラミツク割れが
発生し易くなる為、900℃迄の昇温時間は短縮し
難くなることを示している。従つて良好な始動性
及び燃焼安定性を得るために要求されている900
℃迄の昇温時間1.5秒以内という条件を満足させ
るためにはヒーター外径（Ｄ）を4.0mm以下とす
ることが良いことが判る。
したグラフで上記グロープラグに、2.0mm、3.0
mm、4.0mm、4.3mmの４種類の外径（Ｄ）を有する
セラミツクヒーターを用いた試料につき、900℃
迄の昇温条件を変えて最高1300℃迄急速に通電加
熱したときの各試料の900℃迄の昇温条件（時間）
とセラミツク割れが発生する温度との関係をグラ
フ化したものであり、各曲線の左側ハツチング部
分はセラミツク割れの発生ゾーンを示し、例えば
ヒーター外径（Ｄ）＝4.0mmの曲線について見た場
合、約1300℃に於ては900℃の温度に達する昇温
時間を1.4秒以内とするとセラミツク割れを発生
し、約1125℃に於ては1.3秒以内、約1025℃では
1.2秒以内とするとセラミツク割れが発生するこ
とを示しており、グラフで見られる如く外径
（Ｄ）が細くなる程900℃迄の昇温時間は短縮で
き、太くなる程発熱線の温度上昇に対してセラミ
ツクの追随が遅れ熱歪みによりセラミツク割れが
発生し易くなる為、900℃迄の昇温時間は短縮し
難くなることを示している。従つて良好な始動性
及び燃焼安定性を得るために要求されている900
℃迄の昇温時間1.5秒以内という条件を満足させ
るためにはヒーター外径（Ｄ）を4.0mm以下とす
ることが良いことが判る。
又第６図は、セラミツクヒーターの外径（Ｄ）
を、2.0mm、3.0mm、4.0mmとした３種類のセラミツ
クグロープラグ試料について行なつた落下衝撃試
験結果を示したグラフで、試料を水平に保持し、
コンクリート床上に落下させ、ヒーター部が破損
したときの落下高さとヒーターの突出寸法（ｌ）
との関係を示したものであり、実用上の見地から
少くとも1.5ｍ以上の落下高さに耐えるものとす
るためにはヒーターの突出寸法（ｌ）は、3D以
下とする必要のあることが判る。
を、2.0mm、3.0mm、4.0mmとした３種類のセラミツ
クグロープラグ試料について行なつた落下衝撃試
験結果を示したグラフで、試料を水平に保持し、
コンクリート床上に落下させ、ヒーター部が破損
したときの落下高さとヒーターの突出寸法（ｌ）
との関係を示したものであり、実用上の見地から
少くとも1.5ｍ以上の落下高さに耐えるものとす
るためにはヒーターの突出寸法（ｌ）は、3D以
下とする必要のあることが判る。
以上の説明から明らかな如く、本発明セラミツ
クグロープラグは、セラミツクヒーターの発熱線
に従来用いられている純Ｗ線材より大きい固有抵
抗を有する特定組成のＷ合金線材を用いることに
よつて、発熱線コイルを小型化し、これに伴ない
ヒーター部の突出寸法が短かくなる為、燃焼室内
の渦流形成を阻害することが少なく、又運転時の
振動、衝撃等に対する機械的強度が向上されたも
のとなり、従来の問題点を解決した耐久性及び発
熱性能の優れたセラミツクグロープラグとして提
供できるものである。
クグロープラグは、セラミツクヒーターの発熱線
に従来用いられている純Ｗ線材より大きい固有抵
抗を有する特定組成のＷ合金線材を用いることに
よつて、発熱線コイルを小型化し、これに伴ない
ヒーター部の突出寸法が短かくなる為、燃焼室内
の渦流形成を阻害することが少なく、又運転時の
振動、衝撃等に対する機械的強度が向上されたも
のとなり、従来の問題点を解決した耐久性及び発
熱性能の優れたセラミツクグロープラグとして提
供できるものである。
第１図は従来例セラミツクグロープラグの正面
図で、ヒーター部の縦断面を示したもの、第２図
は従来構造のまゝで金属外筒を長くしてヒーター
部を補強した状態を示す要部縦断面図、第３図は
本発明セラミツクグロープラグの実施例における
ヒーター部構造を示す要部縦断面図、第４図は、
本発明実施例における発熱線に用いたＷ合金の
Re添加量と固有抵抗の関係を示したグラフ、第
５図はヒーター外径に対する900℃迄の昇温時間
とセラミツク割れ限界温度との関係、第６図はヒ
ーター突出寸法と落下高さの関係を示すグラフで
ある。 １……セラミツクグロープラグ、２，１２……
発熱線コイル、３，１０……セラミツクヒータ
ー、３′，１０′……ヒーター部、４，１１……金
属外筒、５……取付金具、６……中軸、ｌ，l1…
…突出寸法、Ｄ……外径。
図で、ヒーター部の縦断面を示したもの、第２図
は従来構造のまゝで金属外筒を長くしてヒーター
部を補強した状態を示す要部縦断面図、第３図は
本発明セラミツクグロープラグの実施例における
ヒーター部構造を示す要部縦断面図、第４図は、
本発明実施例における発熱線に用いたＷ合金の
Re添加量と固有抵抗の関係を示したグラフ、第
５図はヒーター外径に対する900℃迄の昇温時間
とセラミツク割れ限界温度との関係、第６図はヒ
ーター突出寸法と落下高さの関係を示すグラフで
ある。 １……セラミツクグロープラグ、２，１２……
発熱線コイル、３，１０……セラミツクヒータ
ー、３′，１０′……ヒーター部、４，１１……金
属外筒、５……取付金具、６……中軸、ｌ，l1…
…突出寸法、Ｄ……外径。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高融点金属の発熱線をセラミツク粉体中に埋
設し焼結して成るセラミツクヒーターが、金属外
筒の先端面からヒーター部を突出してその内腔に
ろう接され、該金属外筒が取付金具の先端内腔に
接合され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外径Ｄが4.0mm以
下で、そのヒーター部の金属外筒先端面からの突
出寸法ｌが外径Ｄの３倍以下となるように形成さ
れ、前記ヒーター部に埋設された発熱線のコイル
部分が前記突出寸法ｌ内に配設されると共に、該
発熱線に純タングステン（Ｗ）より大きい固有抵
抗を有するタングステン（Ｗ）合金線材を用いた
ことを特徴とするセラミツクグロープラグ。 ２ 上記Ｗ合金線材がレニウム（Re）、トリウム
（Th）、ジルコニウム（Zr）の少なくとも１種以
上と残部Ｗから成る特許請求の範囲第１項記載の
セラミツクグロープラグ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17320883A JPS6066019A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | セラミツクグロ−プラグ |
| US06/652,659 US4650963A (en) | 1983-09-21 | 1984-09-20 | Ceramic glow plug |
| DE19843434762 DE3434762A1 (de) | 1983-09-21 | 1984-09-21 | Keramik-gluehkerze |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17320883A JPS6066019A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | セラミツクグロ−プラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6066019A JPS6066019A (ja) | 1985-04-16 |
| JPS6313087B2 true JPS6313087B2 (ja) | 1988-03-24 |
Family
ID=15956115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17320883A Granted JPS6066019A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | セラミツクグロ−プラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6066019A (ja) |
-
1983
- 1983-09-21 JP JP17320883A patent/JPS6066019A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6066019A (ja) | 1985-04-16 |
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