JPS6337848B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6337848B2 JPS6337848B2 JP58176809A JP17680983A JPS6337848B2 JP S6337848 B2 JPS6337848 B2 JP S6337848B2 JP 58176809 A JP58176809 A JP 58176809A JP 17680983 A JP17680983 A JP 17680983A JP S6337848 B2 JPS6337848 B2 JP S6337848B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- outer cylinder
- metal outer
- metal
- ceramic heater
- 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.)
- Expired
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)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は主として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、更に詳し
くはセラミツクヒーターと金属の接合を改良して
成るセラミツクグロープラグに関する。
されるセラミツクグロープラグに関し、更に詳し
くはセラミツクヒーターと金属の接合を改良して
成るセラミツクグロープラグに関する。
一般にデイーゼルエンジンは低温時における始
動性が悪いためにエンジンヘツドの副燃焼室、主
燃焼室等にグロープラグを装着し、これら室内に
噴射される燃料を一部燃焼させてエンジンの始動
性を向上させる方法がとられており、近年グロー
プラグはその始動性を容易にするために急速な昇
温特性をもつことが要求される。
動性が悪いためにエンジンヘツドの副燃焼室、主
燃焼室等にグロープラグを装着し、これら室内に
噴射される燃料を一部燃焼させてエンジンの始動
性を向上させる方法がとられており、近年グロー
プラグはその始動性を容易にするために急速な昇
温特性をもつことが要求される。
この目的を達成するグロープラグとしては、発
熱線に高融点金属のタングステン（Ｗ）、モリブ
デン（Mo）等を用い、これを窒化珪素（Si3N4）
等を主成分とするセラミツク焼結体中に埋設して
成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いるが、この種のグロ
ープラグは従来のメタル型グロープラグのように
発熱体が金属シーズで覆われていないため昇温効
率が良く、発熱線に高融点金属線材を用いている
ため高温時においても溶断するおそれは少ない利
点がある。
熱線に高融点金属のタングステン（Ｗ）、モリブ
デン（Mo）等を用い、これを窒化珪素（Si3N4）
等を主成分とするセラミツク焼結体中に埋設して
成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いるが、この種のグロ
ープラグは従来のメタル型グロープラグのように
発熱体が金属シーズで覆われていないため昇温効
率が良く、発熱線に高融点金属線材を用いている
ため高温時においても溶断するおそれは少ない利
点がある。
ところで上記発熱体のセラミツクヒーターは渦
流室等の燃焼室内に直接曝されて急速昇温および
セラミツクヒータ表面が噴射燃料や渦流気によつ
て冷却作用を受け熱衝撃によりセラミツク割れを
生じるおそれがあること、又グロープラグのエン
ジンヘツド取付時の接触をはじめ外力で折損し易
い問題があるため、かかるセラミツクヒーターは
金属外筒でその基部分が銀鑞付けされて覆われ、
機関取付ねじを備えた取付金具の内腔に前記金属
外筒が挿嵌されて同様に鑞接された構成となつて
いる。しかしセラミツクヒーターと金属外筒の銀
鑞付けの場合には次のような問題が生じた。(イ)銀
鑞付けされる金属の材質が限定され、耐熱性の低
いものしか使用できない。即ち前記両者の銀鑞付
けの通常温度は約850℃で、その雰囲気として純
水素又は水素、窒素の分解ガスが使用される。か
かる雰囲気において第１図の如き加熱温度サイク
ルを経過するが、その際低温域で雰囲気ガス中の
微量の水分により金属が酸化され、鑞付け温度に
達するまでのガスによる還元が生じて金属表面が
清浄になつて鑞付けされる。従つて前記鑞付け温
度までに酸化物が還元される必要があるが、ステ
ンレス鋼、インコネルのような耐熱金属はCr、
Mn等が添加されていてこれら金属の酸化物の還
元温度が900〜1000℃であるため銀鑞付けには使
用できない。このためかかる銀鑞付けの際の金属
外筒の材質としては炭素鋼（Fe−Ｃ）、コバール
に限定されて耐酸化性が劣り上述の如き金属外筒
からのセラミツクヒーターの突出寸法を可及的に
短縮し、セラミツクヒーターの折損を防止して耐
久性の優れたものとすることができなかつた。
流室等の燃焼室内に直接曝されて急速昇温および
セラミツクヒータ表面が噴射燃料や渦流気によつ
て冷却作用を受け熱衝撃によりセラミツク割れを
生じるおそれがあること、又グロープラグのエン
ジンヘツド取付時の接触をはじめ外力で折損し易
い問題があるため、かかるセラミツクヒーターは
金属外筒でその基部分が銀鑞付けされて覆われ、
機関取付ねじを備えた取付金具の内腔に前記金属
外筒が挿嵌されて同様に鑞接された構成となつて
いる。しかしセラミツクヒーターと金属外筒の銀
鑞付けの場合には次のような問題が生じた。(イ)銀
鑞付けされる金属の材質が限定され、耐熱性の低
いものしか使用できない。即ち前記両者の銀鑞付
けの通常温度は約850℃で、その雰囲気として純
水素又は水素、窒素の分解ガスが使用される。か
かる雰囲気において第１図の如き加熱温度サイク
ルを経過するが、その際低温域で雰囲気ガス中の
微量の水分により金属が酸化され、鑞付け温度に
達するまでのガスによる還元が生じて金属表面が
清浄になつて鑞付けされる。従つて前記鑞付け温
度までに酸化物が還元される必要があるが、ステ
ンレス鋼、インコネルのような耐熱金属はCr、
Mn等が添加されていてこれら金属の酸化物の還
元温度が900〜1000℃であるため銀鑞付けには使
用できない。このためかかる銀鑞付けの際の金属
外筒の材質としては炭素鋼（Fe−Ｃ）、コバール
に限定されて耐酸化性が劣り上述の如き金属外筒
からのセラミツクヒーターの突出寸法を可及的に
短縮し、セラミツクヒーターの折損を防止して耐
久性の優れたものとすることができなかつた。
本発明は上記点に鑑みてなされたものであつて
金属外筒にステンレス鋼、インコネル等の耐熱金
属を用いると共に表面にニツケルメツキ層を形成
しセラミツクヒーターとの銀鑞付け接合を可能に
して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。
金属外筒にステンレス鋼、インコネル等の耐熱金
属を用いると共に表面にニツケルメツキ層を形成
しセラミツクヒーターとの銀鑞付け接合を可能に
して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。
以上本発明を図面の実施例によつて説明する。
第２図は本発明の一実施例を示すセラミツクグ
ロープラグの縦断面図であり、図中１は発熱体と
なるセラミツクヒーターであり、例えばＷ、Mo
又はＷとRe、Co、Mo、Zr、Th等とのＷ合金線
材を用い、中央部でＵ字状に折曲げられて成る発
熱線２にはその両端にリード線３，３′が溶接さ
れ、これを例えばSi3N4を主成分としたセラミツ
ク焼結体に埋設して成るものであつて、好ましく
はこのヒーターは真円を有する棒状に形成されま
たその製造方法としては本出願人の出願した特願
昭57−194768号が好適に用いることができる。こ
のセラミツクヒーター１はステンレス鋼、インコ
ネル等の耐熱金属で形成された金属外筒４の内壁
に嵌合され、その先端を該金属外筒４の先端より
適宜（好ましくはヒーター外径の３倍以下）突出
させて保持されている。発熱線２の一端に溶接さ
れたリード線３はセラミツクヒーター表面に露出
して該セラミツクヒーターの一部分と共に銀鑞材
５により前記金属外筒４に鑞接されて電気的に接
続され、この金属外筒４は機関取付ねじを設けた
取付金具６の内腔に挿嵌され銀鑞材７によつて鑞
接されて−電極を構成し、一方発熱線２の他端に
溶接されたリード線３′はセラミツクヒーター１
の後端部でリード棒８を備えた金属キヤツプ９と
電気的に接続され、リード棒８の他方が中軸１０
と溶接されて絶縁体１１を取付金具６との間に介
設してナツト１２で締付け固定され＋電極となる
構造をもつものである。
ロープラグの縦断面図であり、図中１は発熱体と
なるセラミツクヒーターであり、例えばＷ、Mo
又はＷとRe、Co、Mo、Zr、Th等とのＷ合金線
材を用い、中央部でＵ字状に折曲げられて成る発
熱線２にはその両端にリード線３，３′が溶接さ
れ、これを例えばSi3N4を主成分としたセラミツ
ク焼結体に埋設して成るものであつて、好ましく
はこのヒーターは真円を有する棒状に形成されま
たその製造方法としては本出願人の出願した特願
昭57−194768号が好適に用いることができる。こ
のセラミツクヒーター１はステンレス鋼、インコ
ネル等の耐熱金属で形成された金属外筒４の内壁
に嵌合され、その先端を該金属外筒４の先端より
適宜（好ましくはヒーター外径の３倍以下）突出
させて保持されている。発熱線２の一端に溶接さ
れたリード線３はセラミツクヒーター表面に露出
して該セラミツクヒーターの一部分と共に銀鑞材
５により前記金属外筒４に鑞接されて電気的に接
続され、この金属外筒４は機関取付ねじを設けた
取付金具６の内腔に挿嵌され銀鑞材７によつて鑞
接されて−電極を構成し、一方発熱線２の他端に
溶接されたリード線３′はセラミツクヒーター１
の後端部でリード棒８を備えた金属キヤツプ９と
電気的に接続され、リード棒８の他方が中軸１０
と溶接されて絶縁体１１を取付金具６との間に介
設してナツト１２で締付け固定され＋電極となる
構造をもつものである。
本発明の上記金属外筒４は第３図に一部切截し
て図示するように少なくともセラミツクヒーター
１と鑞接部分の内壁又は全表面に予めニツケルメ
ツキ層１３を形成する。このNiメツキ層を形成
することで表面から内部への酸素の拡散が阻止で
き、鑞付けに有害なCr、Mnの酸化物が形成され
ないため強固な接合が得られる。またNiメツキ
層の厚みは実験によれば酸素の拡散が防止できる
5μ以上が必要であり、又40μ以上の膜厚は加熱時
又は冷却時に亀裂が発生して鑞付け性の改善がで
きない。更にNiメツキは電解、無電解とも鑞付
け性には差はないが生産性の面から無電解Niメ
ツキが得策である。又セラミツクヒーター１の鑞
接部分には予め金属粉末とセラミツク粉末から成
る金属化処理、濡れ性の良いガラス材を主体とす
る被覆焼付け層および金属蒸着層等の被膜層１４
が形成されて銀鑞材５を介して上記Niメツキ１
３を施した金属外筒４内に挿嵌し、水素ガス雰囲
気中約850℃で銀鑞付けを行なう。なおこの鑞付
けの際にはリード棒８を配した金属キヤツプ９を
も同時に銀鑞付けする。この時の金属キヤツプは
特に耐熱性を必要としないため炭素鋼（Fe−Ｃ）
が使用でき、又金属外筒と同質材を用いる場合に
は同様に鑞接部分にはNiメツキを施したものを
用いて銀鑞付けされる。
て図示するように少なくともセラミツクヒーター
１と鑞接部分の内壁又は全表面に予めニツケルメ
ツキ層１３を形成する。このNiメツキ層を形成
することで表面から内部への酸素の拡散が阻止で
き、鑞付けに有害なCr、Mnの酸化物が形成され
ないため強固な接合が得られる。またNiメツキ
層の厚みは実験によれば酸素の拡散が防止できる
5μ以上が必要であり、又40μ以上の膜厚は加熱時
又は冷却時に亀裂が発生して鑞付け性の改善がで
きない。更にNiメツキは電解、無電解とも鑞付
け性には差はないが生産性の面から無電解Niメ
ツキが得策である。又セラミツクヒーター１の鑞
接部分には予め金属粉末とセラミツク粉末から成
る金属化処理、濡れ性の良いガラス材を主体とす
る被覆焼付け層および金属蒸着層等の被膜層１４
が形成されて銀鑞材５を介して上記Niメツキ１
３を施した金属外筒４内に挿嵌し、水素ガス雰囲
気中約850℃で銀鑞付けを行なう。なおこの鑞付
けの際にはリード棒８を配した金属キヤツプ９を
も同時に銀鑞付けする。この時の金属キヤツプは
特に耐熱性を必要としないため炭素鋼（Fe−Ｃ）
が使用でき、又金属外筒と同質材を用いる場合に
は同様に鑞接部分にはNiメツキを施したものを
用いて銀鑞付けされる。
かかる方法で製作された金属外筒組立体は取付
金具との鑞接部分に公知のフラツクスを塗布して
該取付金具６の内腔に挿嵌し、低融点銀鑞材（前
記銀鑞材５より約200℃融点が低い）を用いて大
気中で鑞付けされて製作される。
金具との鑞接部分に公知のフラツクスを塗布して
該取付金具６の内腔に挿嵌し、低融点銀鑞材（前
記銀鑞材５より約200℃融点が低い）を用いて大
気中で鑞付けされて製作される。
以上述べた如く、本発明のセラミツクグロープ
ラグは金属外筒にステンレス鋼、インコネル等の
耐熱金属を用いると共に内壁表面にNiメツキ層
を形成したことにより酸化が防止されて強固な銀
鑞付接合が得られ、セラミツクヒーターの突出寸
法が前記金属外筒を延長することで短縮でき、セ
ラミツクヒーターの折損および使用中の熱サイク
ルによるセラミツク割れを有効に防止し、耐久性
を著しく向上することができる。
ラグは金属外筒にステンレス鋼、インコネル等の
耐熱金属を用いると共に内壁表面にNiメツキ層
を形成したことにより酸化が防止されて強固な銀
鑞付接合が得られ、セラミツクヒーターの突出寸
法が前記金属外筒を延長することで短縮でき、セ
ラミツクヒーターの折損および使用中の熱サイク
ルによるセラミツク割れを有効に防止し、耐久性
を著しく向上することができる。
第１図は銀鑞付けの加熱温度サイクルを示す状
態図、第２図は本発明の一実施例を示すセラミツ
クグロープラグの縦断面図、第３図は第１図のセ
ラミツクヒーターと金属外筒との鑞接を示す要部
断面図である。 １……セラミツクヒーター、２……発熱線、４
……金属外筒、５……銀鑞材、６……取付金具、
１３……ニツケルメツキ層。
態図、第２図は本発明の一実施例を示すセラミツ
クグロープラグの縦断面図、第３図は第１図のセ
ラミツクヒーターと金属外筒との鑞接を示す要部
断面図である。 １……セラミツクヒーター、２……発熱線、４
……金属外筒、５……銀鑞材、６……取付金具、
１３……ニツケルメツキ層。
Claims (1)
- １ 高融点金属の発熱線をセラミツク粉体内に埋
設し焼結して成るセラミツクヒーターが、金属外
筒の先端面から突出してその内壁に鑞接され、こ
の金属外筒が取付金具の先端部内腔に接合されて
成るセラミツクグロープラグにおいて、前記金属
外筒を耐熱合金で形成すると共に少くとも前記セ
ラミツクヒーターとの鑞接部分の前記内壁に形成
されたニツケルメツキ層を介して銀鑞付けされ、
かつそのニツケルメツキ層の厚みが５〜40μとし
て成るセラミツクグロープラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17680983A JPS6069434A (ja) | 1983-09-24 | 1983-09-24 | セラミツクグロ−プラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17680983A JPS6069434A (ja) | 1983-09-24 | 1983-09-24 | セラミツクグロ−プラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6069434A JPS6069434A (ja) | 1985-04-20 |
| JPS6337848B2 true JPS6337848B2 (ja) | 1988-07-27 |
Family
ID=16020214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17680983A Granted JPS6069434A (ja) | 1983-09-24 | 1983-09-24 | セラミツクグロ−プラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6069434A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3646249B2 (ja) * | 2000-07-25 | 2005-05-11 | 株式会社ボッシュオートモーティブシステム | セラミックヒータ型グロープラグおよびその製造方法 |
| JP4677140B2 (ja) * | 2001-08-13 | 2011-04-27 | 日本特殊陶業株式会社 | グロープラグ |
| JP2005315447A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Kyocera Corp | セラミックヒーターおよびグロープラグ |
| JP5829879B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2015-12-09 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックグロープラグ及びその組付構造 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58206090A (ja) * | 1982-05-25 | 1983-12-01 | 株式会社デンソー | セラミツクヒ−タ |
-
1983
- 1983-09-24 JP JP17680983A patent/JPS6069434A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6069434A (ja) | 1985-04-20 |
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