JPS63297916A - ディ−ゼルエンジン用グロ−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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼルエンジンの副燃焼室または燃焼室内
の予熱に使用するグロープラグに関し。

特に速熱型の機能を有し、かつ長時間のアフターグロー
化を達成し得る自己飽和性を有するセラミックヒータを
備えたディーゼルエンジン用グロープラグの改良に関す
るものである。

〔従来の技術〕

一般にディ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１通
電発熱により、吸気温度の上昇または着火源用として、
エンジンの始動性を向上させる方法を採用している。こ
の種のグロープラグとしては１従来金属製シース内に耐
熱絶縁粉末を充填し、鉄クロム、ニッケル等からなるコ
イル状発熱線を埋設した。いわゆるシース型と称するも
のが一般的である。またそれ以外にも特開昭５７−４１
５２３号公報等に示されるように、タングステン等によ
る発熱線を、絶縁性を有する窒化ケイ素等のセラミック
材中に埋設した棒状ヒータを使用したセラミックヒータ
型も知られている。このようなセラミックヒータ型は、
耐熱絶縁粉末およびシースを介して間接加熱するシース
型に比べ、熱伝達効率を向上させ得ると共に９発熱特性
の面でも優れ、加熱時に短時間で赤熱して温度立ち上り
特性を大幅に向上させ、速熱型の性能を有するため。

近年盛んに採用されるようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら５上記セラミツクヒータ型のグロープラグ
は１例えば窒化ケイ素のような絶縁性セラミック材の内
部に、タングステン等の金属製発熱線を埋設した構造で
あり、しかもこれら両部材間の熱膨張率が異なるため、
特に発熱時における急激な温度上昇とその繰り返し使用
とが、セラミックヒータの耐久性を減するおそれがある
。従って耐熱強度等の信転性の面で問題があり、さらに
コスト高を招くという欠点があった。

上記問題点を解消するものとして１発熱線を絶縁性セラ
ミック材と略々間等の熱膨張率を有する導電性セラミッ
ク材で形成したセラミ・７クヒータ構造が５例えば特開
昭６０−９０８５号公報や、同６０−１４７８４号公報
等により提案されている。しかしいずれもグロープラグ
として使用するには、構造上および機能面からも未だ問
題があり、実用化するには至っていない。

すなわち速熱型としての機能が不充分、成形加工が煩雑
、電極の取出し構造が複雑、アフターグロ一時間の長時
間化が困難等の問題点がある。

上記の問題点を解決するために１本出願人はＵ字状に形
成した導電性セラミック材からなるセラミ・７クヒータ
を中空状ホルダ内に接合保持したディーゼルエンジン用
グロープラグについての発明をすでに出願している（特
願昭６０−２９９３３８号、同６０−２９９３３９号、
同６１−２５６３５４号、同６１−２５６３５５号。

同６２−３２６４３号等）、これらの発明により上記従
来技術に存在する問題点を解決することができたが、ホ
ルダとセラミックヒータとの接合保持部分において２部
材相互間の熱膨張係数の相違による熱応力に起因する割
れの発生があり、また接合部材との濡れ性不充分に起因
する接合不良等があり。

未だ若干の改良を要する問題点がある。

本発明は上記の問題点を解決し、上記発明の完全化を図
り、信鎖性の高いディーゼルエンジン用グロープラグを
提案することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点解決のために２本発明においては。

Ａ、一端を外部に突出させた状態で中空状ホルダの先端
部にセラミックヒータを保持する。

Ｂ、このセラミックヒータをＵ字状発熱部とこのＵ字状
発熱部の両端部から後方に延設した一対のリード部とを
導電性セラミック材によって一体に構成する。

Ｃ１少なくとも前記一方のリード部外周面に絶縁層を設
ける。

Ｄ、リード部の外周面に金属管を介在させて前記ホルダ
内に接合保持する。

Ｅ、少な（とも前記一方のリード部後端部を金属導線を
介して前記ホルダ後端部に絶縁状態で保持した外部接続
端子と接続する。

という技術的手段を採用したのである。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す要部縦断面図である。同
図において全体を符号ＩＯで示すグロープラグの概略構
成を説明する。グロープラグ１０は、先端側が発熱体と
して機能する棒状のセラミックヒータ１１と、このセラ
ミックヒータ１１を先端において保持する略管状を呈す
る例えばステンレス鋼等の金属製のホルダ１２を有する
。ホルダ１２の外周にはねじ部１２ａを形成し、エンジ
ンのシリンダヘッド例のねじ穴（図示せず）と螺合し、
セラミックヒータ１１の先端を燃焼室若しくは副燃焼室
内に突出させた状態で保持する。ホルダ１２の後端部に
は第１および第２の外部接続端子１３．１４を５合成樹
脂その他の絶縁材料内に貫通埋設してなる端子組立体１
５を嵌込み支持すると共に、各端子１３．１４と前記セ
ラミックヒータ１１を構成するリード部２１．２２とは
。

例えばフレキシブルワイヤ等の金属導線１６．１７およ
びターミナルキャップ２８．２９を介して接続する。

次に前記端子組立体１５は、その軸線上に配設し前記金
属導線１６と接続すべきロンド部１３ａをその内方端側
に有する第１の外部接続端子１３と、その周囲に所定間
隔を置いて配設しかつその内方端側の一部に延設したリ
ード片１４ａを前記金属導線１７と接続する筒状の第２
の外部接続端子１４と、上記両端子１３．１４問および
外周部を絶縁するように一体化する樹脂モールドによる
組立体本体１５ａを存すると共に２組立体本体１５ａの
外周には連結補強用の金属管１５ｂを嵌装する。そして
この金属管１５ｂをホルダ１２の後端部開口周縁部分に
おいて高加圧力を介してかしめ付け９軸線方向に沿って
座屈変形させることにより、その内側が樹脂製の組立体
本体１５ａ側に、外側がホルダ１２の内壁に強固に圧接
された状態となり、外力若しくは熱収縮による問題を解
消し得るように構成する。

更に１８ａ、１８ｂは各々絶縁リングおよびワッシャで
あり、ホルダ１２の後方に突出する第２の外部接続端子
１４に嵌装する。１８Ｃは絶縁部材であり、前記ワッシ
ャ１８ｂの外方端側において前記第１の外部接続端子１
３側に嵌装する。また１８ｄ、１８ｅは各々スプリング
ワッシャおよび締付用ナンドであり、前記第１の外部接
続端子１３の外方端側に形成したねじ部に嵌装および螺
合する。そして前記ワッシャ１８ｂと絶縁部材１８Ｃと
の間、および絶縁部材１８Ｃとスプリングワッシャ１８
ｄとの間に各々バッテリからのり−ドｖＡ（図示せず）
を介装挟持することにより。

前記各外部接続端子１３．１４をバッテリと電気的に接
続する＊１６ａ、１７ａは各々前記金属導線１６，１７
に被覆したチューブ等の絶縁部材である。

セラミックヒータ１１は２例えば導電性サイアロンわ）
末を熱可塑性樹脂等と混練し、所定のキャビティを有す
る金型中に射出成形し、この成形体を焼成して形成する
か、若しくは予め棒状に成形した素材を放電加工や切削
加工によって所定の形状に成形することができる。そし
て発熱部２０はリード部２１．２２よりも肉厚が薄くな
るよう小径に形成すると共に、セラミックヒータ１１の
中央部には１発熱部２０からリード部２１．２２間にか
けて長手方向にスリット２５を形成する。なおリード部
２１．２２の外周面には絶縁層２３゜２４を設ける。

なお３０は密閉用シートであり、ゴム、アスベスト等か
らなり、ホルダ１２の後端部開口部分で第１および第２
の外部接続端子１３．１４を有する端子組立体１５の外
方端側に介装させて、この部分を機械的にシールする構
成とする。

第２図は第１図におけるセラミックヒータ１１とホルダ
１２との接合部の拡大縦断面図であり。

同一部分は前記第１図と同一の参照符号で示す。

第２図において２６は金属管であり２例えばホルダ１２
を構成する材料と同一のステンレス鋼により肉厚を０．
０５〜Ｏ，ｌ＋ｗ−に形成し、リード部２１゜２２の外
周面に固着する。すなわち絶縁層２３゜２４を形成する
材料として例えば珪酸含有量の高い高軟化点ガラスを使
用して、前記金属管２６を焼付固着する。そしてホルダ
１２と金属管２６との間には例えば銀ろう等の接合材を
介在させて加熱することにより両者を固着するのである
。なお２７は絶縁シートであり１例えば絶縁性セラミッ
ク材によって形成し、セラミックヒータ１１の少なくと
もホルダ１２先端部に対応する部分のリード部２１．２
２間に、それらと一体に接合させる。

このように構成することにより、スリット２５をホルダ
１２の先端部で閉塞密閉し、エンジンの燃焼圧の外部漏
洩を防止できるのである。また上記の構成により、セラ
ミックヒータ１１のホルダ１２に保持される後端部分の
機械的強度を向上させ得る。

以上のようにしてセラミックヒータ１１全体を５１１Ｉ
ＩφＸ５（１＋ｍ、発熱部２０を３１１醜φＸ１０ｍｍ
に形成してグロープラグ１０として組立てて実験したと
ころ、８００℃到達時間３．５秒、飽和温度をその許容
範囲１２００℃以下とした上で約１１００℃とし得る性
能を確認した。

本実施例においては、セラミックヒータ１１をホルダ１
２の先端部に保持させた状態で接合固定するために、リ
ード部２１．２２の外周面に各々絶縁層２３．２４を形
成する例を示したが、一方のリード部例えば２１にメタ
ライズ層のような導電層を設け、金属管２６を介してホ
ルダ１２と電気的に接続し、金属導線を他方のリード部
例えば２２にのみ接続する構成としてもよい、また本発
明は前記実施例の構造に限定されず、各部の形状。

構造等を適宜変形、変更することは自由であり。

例えばセラミックヒータ１１は横断面円形以外に。

矩形、正方形、多角形、楕円等の形状としても作用は同
一である。更に少なくとも一方のリード部外周面に絶縁
層を介して介在させる金属管を構成する材料としては、
ホルダを構成する材料と同一であることが好ましいが、
異なる材料で構成してもよく、ステンレス鋼以外に、銅
１ｗＡ合金５コバール、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｎｉ、Ｎｉ合金、
鋼等の金属材料を使用することができる。

〔発明の効果〕

本発明のディーゼルエンジン用グロープラグは。

以上記述のような構成であるから、下記の効果を奏する
ことができる。

＋１１　　簡単な構造であるにも拘らず５発熱部がヒー
タ外周面に露出しているから、従来型に比べて迅速かつ
確実な先端赤熱化を達成し、速熱型としての機能を発揮
できる。

（２）発熱部およびリード部を形成する導電性セラミッ
クスを同一材料で形成するため、ヒータ発熱時における
急激な温度上昇によってもワレ等の事故を発生せず、耐
熱強度等の信幀性を確保し得る。

（３）先端発熱部の熱容量が小さいため自己温度飽和性
を有し、その結果エンジンの排気、騒音対策としての長
時間のアフターグローが容易となる。

（４）全体の構造が簡単であるため、成形加工１組立が
容易であり、生産性が橿めて高い。

（５）少なくとも一方のリード部の外周面に設ける絶縁
層の外周面に金属管を介在させであるため。

ろう付けが完全に行われると共に、２８応力を吸収する
ことにより割れの発生を防止し、信輔性を飛躍的に向上
させ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す要部縦断面図。 第２図は第１図におけるセラミックヒータとホルダとの
接合部の拡大縦断面図である。 １１Ｆセラミツクヒータ、１２；ホルダ。 ２０：発熱部、２１．２２Ｆリ一ド部、２３゜２４：絶
縁層、２６二金属管。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　一端を外部に突出させた状態で中空状ホルダの
   先端部にセラミックヒータを保持し、このセラミックヒ
   ータをＵ字状発熱部とこのＵ字状発熱部の両端部から後
   方に延設した一対のリード部とを導電性セラミック材に
   よって一体に構成し、少なくとも前記一方のリード部外
   周面に絶縁層を設けると共にリード部の外周面に金属管
   を介在させて前記ホルダ内に接合保持し、少なくとも前
   記一方のリード部後端部を金属導線を介して前記ホルダ
   後端部に絶縁状態で保持した外部接続端子と接続したこ
   とを特徴とするディーゼルエンジン用グロープラグ。
2. （２）　セラミックヒータを構成するＵ字状発熱部の肉
   厚寸法をリード部の肉厚寸法より小さく形成した特許請
   求の範囲第１項記載のディーゼルエンジン用グロープラ
   グ。
3. （３）　セラミックヒータの少なくともホルダ先端部に
   対応する部分の一対のリード部間に、燃焼圧をシールす
   る絶縁シートを一体的に介装した特許請求の範囲第１項
   若しくは第２項記載のディーゼルエンジン用グロープラ
   グ。
4. （４）　一方のリード部を導電層を介してホルダと電気
   的に接続すると共に、他方のリード部とホルダ後端部に
   保持した外部接続端子とを金属導線を介して接続した特
   許請求の範囲第１項ないし第３項何れかに記載のディー
   ゼルエンジン用グロープラグ。
5. （５）　金属管とホルダとを同一金属材料で構成した特
   許請求の範囲第１項ないし第４項何れかに記載のディー
   ゼルエンジン用グロープラグ。