JP2000130754A

JP2000130754A - セラミックグロープラグ

Info

Publication number: JP2000130754A
Application number: JP10303468A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Konishi; 雅弘小西; Kazuo Tatematsu; 一穂立松; Takanori Mizuno; 隆徳水野
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2000-05-12
Anticipated expiration: 2018-10-26
Also published as: JP3865953B2

Abstract

(57)【要約】【課題】自己飽和型のセラミックグロープラグであっ
て、消費電力が少なく、かつ、耐久性に優れ、生産性に
も優れたものを提供する。【解決手段】基体セラミック１１の先端に抵抗値の高
い第１のセラミック抵抗体１２を埋設し、抵抗値の低い
第２のセラミック抵抗体１３，１４を第１のセラミック
抵抗体１２に接合すると共に基体セラミック１１の上方
でリード線１５，１６に接続する。接合した第１及び第
２のセラミック抵抗体１２，１３，１４は射出成形によ
り形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの始動時に着火源として用いられるグロープラグに関
し、特に発熱体をセラミックの中に埋設し一体に焼結し
たセラミックグロープラグに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のセラミックグロープラグは、例え
ば特開昭５９−２３１３２２号公報に記載されているよ
うに、タングステン（Ｗ）等の細線からなる発熱線コイ
ルとリード線とを接続したものを窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）
等の粉末中に埋設し焼結成形してセラミックヒータとし
たものであった。また、特開平９−１４６５９号公報に
は、金属線からなる発熱線コイルの代わりに、タングス
テン（Ｗ）合金の粉末と窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）の粉末を
混合したものを成形してセラミック発熱体とし、基体と
なる窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）と共に焼結成形してセラミッ
クヒータとしたものが提案されている。また、同公報に
はセラミック抵抗体を２種類用意し，その一つをセラミ
ック発熱体とし、他を温度抵抗係数の大きな組成のもの
として温度制御用のセラミック抵抗体として使用する２
材タイプの自己制御型グロープラグが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属細
線のコイルを使ったセラミックグロープラグは、金属コ
イルの作製と接続に手間がかかりコスト高になるという
問題点があった。一方、上記の温度抵抗係数の異なる２
種類のセラミック発熱体を用いた自己制御型セラミック
グロープラグは、消費電力が大きいという問題点があっ
た。

【０００４】消費電力の問題について図５を参照し説明
する。図５は自己飽和型のセラミックグロープラグの先
端部に装着されるセラミックヒータ３０，４０の断面図
である。窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）を主成分とする略円柱形
状の基体セラミック３１，４１の中にＵ字形状をしたセ
ラミック発熱体３２，４２とリード線３３，３４，４
３，４４が埋設されている。セラミック発熱体３２，４
２は例えばタングステンカーバイト（ＷＣ）と窒化珪素
（Ｓｉ₃Ｎ₄）の混合物を焼成したものを主な組成とす
る。リード線３３，３４，４３，４４は純粋な金属タン
グステン（Ｗ）で構成される。

【０００５】図５（Ａ）に示すようにセラミック発熱体
３２が長尺のものでは、セラミックヒータ３０の先端を
高温にするためセラミック発熱体３２の先端を細くして
抵抗を大きくし先端を白熱させる必要がある。一方、図
５（Ｂ）に示すようにセラミック発熱体４２の有効長を
短くしてリード線４３，４４を長くすれば先端だけ高温
にすることができる。しかしながら、有効長を短くする
とタングステン（Ｗ）からなるリード線４３，４４がエ
ンジンの燃焼室に極く近い位置に位置することになり、
燃焼室の１４００°Ｃの使用温度環境下では基体セラミ
ック４１とリード線４３，４４との熱膨張率の差により
クラックが発生する恐れがあり耐久性に問題点があっ
た。

【０００６】クラックを防止するためには、セラミック
発熱体４２とリード線４３，４４との嵌合位置をグロー
プラグのシート面より後退側に持ってくる必要があり、
結局、セラミック発熱体４２が長尺化する。セラミック
発熱体４２が長尺化すると本来必要のない先端以外の部
分でも無駄な電力を消費し発熱することになり、消費電
力が大きくなるという問題点があった。

【０００７】そこで、本発明は、消費電力が極力少な
く、かつ、耐久性に優れた自己飽和型のセラミックグロ
ープラグを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のうち請求項１記載の発明は、電気絶縁体で
ある基体セラミックの中に、タングステン（Ｗ）、タン
タル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジ
ルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム
（Ｖ）またはクロム（Ｃｒ）より選ばれた少なくとも１
種類以上の珪化物、炭化物または窒化物を主体としたセ
ラミック抵抗体を埋設させたセラミックグロープラグで
あって、前記セラミック抵抗体は抵抗値の異なる２種類
のものが用意され、抵抗値の高い第１のセラミック抵抗
体は基体セラミックの先端部に埋設され、前記第１のセ
ラミック抵抗体の両端に分割して結合された抵抗値の低
い第２のセラミック抵抗体は基体セラミックの後退部に
埋設されており、その第２のセラミック抵抗体に基体セ
ラミック外部と接続するリード線が結合されていること
を特徴とする。

【０００９】このように形成したグロープラグの基体セ
ラミックにリード線を経由して通電すると、直列に接続
された第１のセラミック抵抗体及び第２のセラミック抵
抗体に通電されそれぞれが発熱する。ここで、第１のセ
ラミック抵抗体の抵抗値（Ｒ１）は第２のセラミック抵
抗体の抵抗値（Ｒ２）より大であるから（抵抗値比Ｒ１
／Ｒ２＞１）、第１のセラミック抵抗体は第２のセラミ
ック抵抗体に比べてより強く発熱する。このため、第１
のセラミック抵抗体が実質的な発熱体となり基体セラミ
ックの先端部が強く加熱される。一方、第２のセラミッ
ク抵抗体は抵抗値（Ｒ２）が小さいからその発熱量は小
さく電力消費量が少ない。従って、リード線から供給さ
れる電力の大部分が第１のセラミック抵抗体で消費され
ることになり、１種類のセラミック抵抗体で構成した１
材タイプのセラミックグロープラグに比べて、基体セラ
ミックの先端すなわちグロープラグの先端を同じ温度に
するのに必要な消費電力が少なくなる。

【００１０】そして、第１のセラミック抵抗体、第２の
セラミック抵抗体及び基体セラミックは同じようなセラ
ミックで構成することができ熱膨張係数を近似したもの
とすることができるから、基体セラミックの先端を繰り
返し１０００°Ｃ以上に加熱してもクラックの発生する
恐れが無く、耐久性のあるグロープラグとすることがで
きる。また、リード線と第２のセラミック抵抗体との結
合は基体セラミックの後退部で行われるから温度上昇が
比較的低くなり、クラックに強く十分な耐久性を示す。

【００１１】ここで、請求項２記載の発明のように、前
記第１のセラミック抵抗体の軸方向長さをＬ１とし、前
記基体セラミックが金属外筒から露出したセラミック露
出長をＬ２として、Ｌ１／Ｌ２＜０．８と設定したこと
を特徴とすることができる。このように形成すると、金
属外筒から露出した基体セラミックの露出部の中でも第
１のセラミック抵抗体が存在する先端部が強く加熱され
高温になる。第１のセラミック抵抗体からある程度離れ
た金属外筒の位置では基体セラミックの温度が先端部に
比べて低下し、基体セラミックと金属外筒とをロウ付け
固着しているロウ材を溶融するほどにはならない。実験
によるとロウ材が溶出しない限界が、Ｌ１／Ｌ２＜０．
８の近傍にある。すなわち、このように形成するとロウ
材が溶出せず耐久性のあるセラミックグロープラグを提
供することができる。

【００１２】ここで、請求項３記載の発明のように、前
記第１のセラミック抵抗体と第２のセラミック抵抗体と
の結合部が、凹部と凸部との嵌合により結合されている
ことを特徴とすることができる。このように形成する
と、結合部が凹凸嵌合になり、第１のセラミック抵抗体
と第２のセラミック抵抗体とを突き合わせ結合する場合
に比べて結合強度が高くなり耐久性のあるセラミックグ
ロープラグを提供することができる。

【００１３】ここで、請求項４記載の発明のように、前
記セラミック抵抗体の結合部の凸部が、逆テーパー形状
とされていることを特徴とすることができるこのように
形成すると、第１のセラミック抵抗体と第２のセラミッ
ク抵抗体との結合が２つのセラミック体の接着力だけで
はなく機械的にも結合されるから、第１のセラミック抵
抗体と第２のセラミック抵抗体との結合がより強くなり
より耐久性のあるセラミックグロープラグを提供するこ
とができる。このような、逆テーパー形状の結合は第１
及び第２のセラミック抵抗体を射出成形により形成する
ことにより容易に実現できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照し説明する。図１は本発明に係るセラミックグロ
ープラグの部分断面図である。セラミックグロープラグ
１の主体金具２は低炭素鋼で構成され、プラグレンチと
嵌合する６角形部２Ａと、シリンダヘッドに螺合するね
じ部２Ｂとを備えている。主体金具２の先端には燃焼室
との密閉を図るシート面２Ｃが形成されている。主体金
具２の先端から図面下方に突出して金属外筒（スリー
ブ）３が配設されている。その金属外筒３に保護されて
略円柱形状で先端が半球状のセラミックヒータ４が配設
され、その先端部を金属外筒３から図面下方に露出させ
ている。金属外筒３は主体金具２にロウ付け固着され、
セラミックヒータ４は金属外筒３にロウ付け固着されて
いる。

【００１５】主体金具２の後退側（図面上部）には低炭
素鋼からなる中軸５が配設されている。中軸５はセラミ
ックグロープラグ１の電極となる部材であり、その上部
にねじ部５Ａが形成されている。中軸５はガラスシール
材６により主体金具２の中心に位置するようにされ、絶
縁体７を介してナット８により固定されている。中軸５
とセラミックヒータ４とはリードコイル９により電気的
に接続されている。

【００１６】図２はセラミックグロープラグ１の先端部
を拡大して示し、特に、セラミックヒータ４の内部構造
を示す断面図である。セラミックヒータ４は略円柱形状
をした電気絶縁体である基体セラミック１１の中に、Ｕ
字形状をした第１のセラミック抵抗体１２と、直線状を
した２本の第２のセラミック抵抗体１３，１４と、その
２本の第２のセラミック抵抗体にそれぞれ嵌合された第
１及び第２のリード線１５，１６が埋設されている。第
１のリード線１５は基体セラミック１１の上端近傍の側
周に露出し、リードコイル９にロウ付けされる。第２の
リード線１６は基体セラミック１１の中程の側周に露出
し、金属外筒３にロウ付けされる。

【００１７】従って、中軸５に電圧（通常＋１１Ｖ程
度）を印加すると電流は、中軸５、リードコイル９、第
１のリード線１５、一方の第２のセラミック抵抗体１
３、第１のセラミック抵抗体１２、他方の第２のセラミ
ック抵抗体１４、第２のリード線１６、金属外筒３、主
体金具２と流れ接地される。この電流によりＵ字形状を
した第１のセラミック抵抗体１２が強く発熱し基体セラ
ミック１１の先端部を加熱する。

【００１８】セラミックヒータ４の構成についてさらに
詳細に説明する。セラミックヒータ４の本体となる基体
セラミック１１には電気絶縁体である窒化珪素（Ｓｉ₃
Ｎ₄）の焼成体を用いる。第１及び第２のセラミック抵
抗体１２，１３には導電材料であるタングステンカーバ
イト（ＷＣ）と窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）との混合物を焼結
したものを用いる。第１のセラミック抵抗体１２には抵
抗値を比較的高くするため、例えばタングステンカーバ
イト（ＷＣ）が５５％のものを用い、抵抗値の比較的小
さい第２のセラミック抵抗体１３，１４には、例えばタ
ングステンカーバイト（ＷＣ）が７０％のものを用い
る。リード線１５，１６には耐熱性のある純タングステ
ン（Ｗ）線を用いる。

【００１９】セラミックヒータ４の製造方法について簡
単に説明する。、タングステンカーバイト（ＷＣ）等の導電材料に規
定量の窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）及び焼結助剤を添加し、湿
式にて７２Ｈｒ混合粉砕を行う。、その泥漿を乾燥後、粉末状態とし、混練機中にその
粉末及び成形補助バインダーを投入し、４Ｈｒ混練す
る。、その混練した導電材料をペレット状に裁断し、射出
成形機に投入してインサート成形のようにしてリード線
１５，１６が嵌合した２本の第２のセラミック抵抗体１
３，１４を成形する。、第１のセラミック抵抗体１２の材料を生成するため
組成の異なった導電材料で上記の工程を経て混練し
た導電材料を得る。、その混練した導電材料をペレット状に裁断し、リー
ド線１５、１６が嵌合した２本の第２のセラミック抵抗
体１３、１４が金型に装着された状態で、射出成形機に
投入し、Ｕ字形状をした第１のセラミック抵抗体１２の
両端に２本の第２のセラミック抵抗体が嵌合した導電部
品を成形する。

【００２０】次に上記導電部品を基体セラミック１１中
に埋設する工程について説明する。、基体セラミックの材料となる窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）
に焼結助剤を添加し、４０Ｈｒ湿式にて混合粉砕した
後、噴霧乾燥により造粒粉末とする。、上記で得られた粉末中にで得られた導電部品を
埋没し、一体プレスする。、上記の一体プレス品をホットプレス法により焼成す
る。、上記の焼成体を円柱形状に研磨し、先端側（第１の
セラミック抵抗体１２側）を半球状にＲ研磨し、セラミ
ックヒータ４とした。

【００２１】図２を参照し、上記のセラミックグロープ
ラグにおいて、Ｕ字形状をした第１のセラミック抵抗体
１２の抵抗値Ｒ１と第２のセラミック抵抗体１３、１４
の抵抗値Ｒ２との抵抗値比Ｒ１／Ｒ２と、第１のセラミ
ック抵抗体１２の軸方向長さＬ１と基体セラミック１１
が金属外筒３から露出したセラミック露出長Ｌ２との軸
長比Ｌ１／Ｌ２と、リード線１５，１６の第２のセラミ
ック抵抗体１２，１３への嵌合位置との、３つのパラメ
ータを変えた試作品を作り、通電耐久テストを行った。
リード線の結合位置は主体金具２のシート面２Ｃの位置
を基準とし、先端側を−、後退側を＋とした。また、セ
ラミック抵抗体１２，１３，１４の抵抗値Ｒ１，Ｒ２は
常温での抵抗値で測定した。通電耐久テストの結果を表
１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１において、「５ｓｅｃ時温度」とはグ
ロープラグに１１Ｖを印加してから６０秒経過時の飽和
温度が１２００°Ｃである場合に、電圧印加後５秒経過
時の温度である。温度はセラミックヒータ４の先端から
２ｍｍの位置の温度を放射温度計で測定した温度であ
り、単位は°Ｃである。この温度は少なくともディーゼ
ルエンジンの冷間始動に必要な９００°Ｃ以上は必要で
あり、好ましくは１０００°Ｃ以上であることが望まし
い。この温度が高いほど製品のバラツキに対する余裕が
出てきて製品の歩留まりが向上する。「６０ｓｅｃ時電
流値」とは飽和温度に達した６０秒経過時の電流値であ
る。この電流値が小さいほど本発明の目的である消費電
力の小さいグロープラグになる。「通電耐久テスト」と
はセラミックヒータ４の先端から２ｍｍの位置の温度が
１４００°Ｃになるような電圧で１分間通電し、１分間
遮断するという通電パターンで規定のサイクル数まで異
常が出ないか耐久性をテストしたものである。

【００２４】表１において実施例１から８までは本発明
に係るセラミックグロープラグでのデータであり、比較
例１から３は比較のため本発明品ではないセラミックグ
ロープラグでのデータを示したものである。比較例１は
本発明品と同じく２種類のセラミック抵抗体を用いてい
るが、本発明とは逆に先端の第１のセラミック抵抗体１
２の抵抗値Ｒ１より第２のセラミック抵抗体１３，１４
の合計抵抗値Ｒ２の方を大きくし、抵抗値比Ｒ１／Ｒ２
を１より小さくしたものである。比較例２と３は１種類
のセラミック抵抗体を用いた従来の一材タイプのもので
ある。比較例２はセラミック抵抗体が長尺な図５（Ａ）
に示すようなものであり、比較例３はセラミック抵抗体
が極く短い図５（Ｂ）に示すようなものである。

【００２５】表１において実施例１と比較例２とを比較
すると、「５ｓｅｃ時温度」が同じ１０００°Ｃであり
ながら「６０ｓｅｃ時電流値」が１材タイプの比較例２
が７Ａであるのに対して実施例１では５Ａと大幅に消費
電力が低減していることがわかる。セラミック抵抗体が
短尺でリード線嵌合位置が−８ｍｍと大きく先端方向に
下がっている比較例３では、「６０ｓｅｃ時電流値」は
４Ａと消費電力が小さく良好であるが、通電耐久テスト
でリード線とセラミック抵抗体との嵌合部に割れが発見
され、耐久性に問題があることを示している。

【００２６】実施例１と同じ２材タイプの比較例１とを
比較すると、抵抗値比Ｒ１／Ｒ２が０．５の比較例１の
「６０ｓｅｃ時電流値」が７Ａであるのに対して、抵抗
値比Ｒ１／Ｒ２が１．５の実施例１では５Ａと低減して
いる。さらに、実施例１，２，３を比較すると抵抗値比
Ｒ１／Ｒ２が１．５，４．０，１０．０と大きくなるほ
ど「６０ｓｅｃ時電流値」が低減し消費電力が減少して
いることがわかる。このことから、自己飽和型のセラミ
ックグロープラグにおいて消費電力を低減するには、２
材タイプとし、第１のセラミック抵抗体の抵抗値Ｒ１と
第２のセラミック抵抗体の合計抵抗値Ｒ２との抵抗値比
Ｒ１／Ｒ２が少なくとも１以上あることが必要であり、
さらに好ましくは抵抗値比Ｒ１／Ｒ２が８以上であるこ
とが好適である。これらのデータは請求項１の発明を支
持するものである。

【００２７】また、実施例１，２，３を比較すると、抵
抗値比Ｒ１／Ｒ２が大きくなるほど「６０ｓｅｃ時電流
値」が低下し消費電力が低減するばかりではなく、「５
ｓｅｃ時温度」が上昇している。このことは、素子のバ
ラツキに対する許容度を上げ、それだけ製品の歩留まり
を上げることになり好ましことである。

【００２８】次に、実施例４，５，６を比較すると、抵
抗値比Ｒ１／Ｒ２が大きくなるほど「６０ｓｅｃ時電流
値」が低下し消費電力が低減すると共に、「５ｓｅｃ時
温度」が上昇するという実施例１，２，３と同じ傾向を
示している。そして、実施例６ではリード線嵌合位置を
−５ｍｍとシート面２Ｃより先端側に下げてみたが、２
万サイクルの通電耐久テストでもリード線嵌合部の割れ
は見られず、良好な耐久性を示した。これは実施例６が
２材タイプであり抵抗値比Ｒ１／Ｒ２が２４あることか
ら、リード線嵌合部の温度が比較例３に比べて低下して
いるためと思われる。

【００２９】次に、実施例６，７，８を比較する。ここ
では軸長比Ｌ１／Ｌ２を変化させている。実施例１〜６
では、第１のセラミック抵抗体１２の軸方向長さＬ１と
セラミック露出長Ｌ２との軸長比Ｌ１／Ｌ２は０．５で
一定であった。実施例７では軸長比Ｌ１／Ｌ２を０．７
まで上げたが通電耐久テストの２万サイクルを無事通過
し耐久性に問題は生じなかった。しかし、軸長比Ｌ１／
Ｌ２を０．８５とした実施例８では通電耐久テストの２
万サイクルはクリアしたものの、小さなロウ材の溶出が
観察された。従って、軸長比Ｌ１／Ｌ２は、Ｌ１／Ｌ２
＜０．８、と設定することが耐久性の要請から妥当であ
る。この実験結果は請求項２の発明を支持するものであ
る。

【００３０】図３はセラミックグロープラグに電圧（１
１Ｖ）を印加した後の温度と電流の変化を示すグラフ図
である。曲線Ａ，Ｂは温度を、曲線Ｃ，Ｄは電流を示し
ている。横軸は時間であり単位は秒である。縦軸の左側
は温度であり単位は°Ｃであり、縦軸の右側は電流であ
り単位はアンペアである。実線で示す曲線Ａ．Ｃは本発
明品である表１の実施例２のセラミックグロープラグの
特性を示している。破線で示す曲線Ｂ，Ｄは従来品であ
る表１の比較例２のセラミックグロープラグの特性を示
している。

【００３１】温度特性を示す曲線Ａ，Ｂについて検討し
てみる。曲線ＡとＢは重なり合っているように見えるが
仔細に観察すると、発明品の温度曲線Ａの方が従来品の
温度曲線Ｂより立ち上がりが早く、５秒経過時付近では
温度曲線Ａの方が温度曲線Ｂより温度が高い。１０秒経
過時付近で温度曲線ＡとＢが逆転し、温度曲線Ｂの方が
温度が高くなる。そして、両者の温度曲線Ａ，Ｂは時間
の経過と共に１２００°Ｃで飽和する。このように、発
明品の温度曲線Ａの方が従来品の温度曲線Ｂより立ち上
がりが早く、５秒経過時付近では温度曲線Ａの方が温度
曲線Ｂより温度が高い点が本発明品の優れた特徴であ
る。

【００３２】電流特性を示す曲線Ｃ，Ｄについて検討し
てみる。電流曲線ＣとＤは明らかに異なり、発明品の電
流曲線Ｃの方が従来品の電流曲線Ｄを絶えず下回ってい
る。そして、飽和電流は発明品の電流曲線Ｃでは４Ａを
示し、従来品の電流曲線Ｄでは７Ａを示す。このよう
に、立ち上がり温度が高いにも係わらず電流曲線Ｃが低
い値を示すのは、消費電力が少ないという本発明品の優
れた特徴を表している。

【００３３】以上説明した実施の形態では、Ｕ字形状を
した第１のセラミック抵抗体１２と直線状の第２のセラ
ミック抵抗体１３，１４とを平面的に突き合わせた状態
で焼成し接合したが、両者１２，１３の結合を凹凸嵌合
とし２つのセラミック抵抗体の結合強度を高めることが
できる。

【００３４】図４は２つのセラミック抵抗体の結合部を
示す断面図である。図４（Ａ）は第１のセラミック抵抗
体１２の端部に円孔状の凹部を設け、その凹部に第２の
セラミック抵抗体１３，１４の円柱状の凸部が嵌合する
ようにしたものである。このように、凹凸嵌合とするこ
とにより、第１のセラミック抵抗体１２と第２のセラミ
ック抵抗体１３，１４との接合部の面積が大きくなり、
それだけ結合強度が強くなる。また、横方向への剪断力
に対しても機械的に結合強度が強くなる。図４（Ｂ）は
第１のセラミック抵抗体１２の端部の円孔状の凹部を底
に行くほど径が大きくなる逆テーパー形状とし、第２の
セラミック抵抗体１３，１４の凸部をこれと嵌合する逆
テーパー形状の凸部としたものである。このように、逆
テーパーの凹凸嵌合とすることにより、セラミック抵抗
体１２，１３，１４どうしの接合力だけでなく機械的に
も結合されるから、それだけ結合強度が強くなる。結合
強度が強くなるとそれだけセラミックグロープラグ１の
耐久性が増すことになる。

【００３５】図４（Ｃ）は（Ａ）とは逆に、第１のセラ
ミック抵抗体１２に凸部を設け、第２のセラミック抵抗
体１３，１４に凹部を設けたものである。図４（Ｄ）は
（Ｂ）とは逆に、第１のセラミック抵抗体１２に逆テー
パー形状の凸部を設け、第２のセラミック抵抗体１３，
１４に逆テーパー形状の凹部を設けて嵌合させたもので
ある。このような複雑な形状の嵌合も、セラミック抵抗
体１２，１３，１４を射出成形により形成するため金型
の工夫により容易に実現できる。図４（Ａ）及び図４
（Ｃ）に示す例は請求項３の発明に対応し、図４（Ｂ）
及び図４（Ｄ）に示す例は請求項４の発明に対応する。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、抵抗値
の異なる２種類のセラミック抵抗体を用意し、抵抗値の
高い第１のセラミック抵抗体を基体セラミックの先端部
に埋設し、抵抗値の低い第２のセラミック抵抗体を第１
のセラミック抵抗体の端部に接合すると共に基体セラミ
ックの後退部に埋設しリード線との連結を図ったもので
あるから、自己飽和型のセラミックグロープラグであっ
て、消費電力が少なく、かつ、耐久性に優れているとい
う優れた効果がある。また、発熱体となる第１のセラミ
ック抵抗体及び導電部となる第２のセラミック抵抗体が
射出成形により形成することが可能になるから、生産性
が向上し、コストが低下するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセラミックグロープラグの部分断
面図である。

【図２】セラミックグロープラグの先端部を拡大して示
す断面図である。

【図３】セラミックグロープラグの温度特性及び電流特
性を示すグラフ図である。

【図４】２つのセラミック抵抗体の結合部分を示す断面
図である。

【図５】従来のセラミックヒータの断面図である。

【符号の説明】

１セラミックグロープラグ２主体金具３金属外筒４セラミックヒータ１１基体セラミック１２第１のセラミック抵抗体１３第２のセラミック抵抗体１４第２のセラミック抵抗体１５第１のリード線１６第２のリード線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気絶縁体である基体セラミックの中
に、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ
（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、
ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）またはクロム
（Ｃｒ）より選ばれた少なくとも１種類以上の珪化物、
炭化物または窒化物を主体としたセラミック抵抗体を埋
設させたセラミックグロープラグであって、前記セラミック抵抗体は抵抗値の異なる２種類のものが
用意され、抵抗値の高い第１のセラミック抵抗体は基体
セラミックの先端部に埋設され、前記第１のセラミック
抵抗体の両端に分割して結合された抵抗値の低い第２の
セラミック抵抗体は基体セラミックの後退部に埋設され
ており、その第２のセラミック抵抗体に基体セラミック
外部と接続するリード線が結合されていることを特徴と
するセラミックグロープラグ。
【請求項２】前記第１のセラミック抵抗体の軸方向長
さをＬ１とし、前記基体セラミックが金属外筒から露出
したセラミック露出長をＬ２として、Ｌ１／Ｌ２＜０．
８と設定したことを特徴とする請求項１記載のセラミッ
クグロープラグ。
【請求項３】前記第１のセラミック抵抗体と第２のセ
ラミック抵抗体との結合部が、凹部と凸部との嵌合によ
り結合されていることを特徴とする請求項１又は２記載
のセラミックグロープラグ。
【請求項４】前記セラミック抵抗体の結合部の凸部
が、逆テーパー形状とされていることを特徴とする請求
項３記載のセラミックグロープラグ。