JP3050264B2 - セラミック製グロープラグ - Google Patents
セラミック製グロープラグInfo
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- JP3050264B2 JP3050264B2 JP5269432A JP26943293A JP3050264B2 JP 3050264 B2 JP3050264 B2 JP 3050264B2 JP 5269432 A JP5269432 A JP 5269432A JP 26943293 A JP26943293 A JP 26943293A JP 3050264 B2 JP3050264 B2 JP 3050264B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
等に使用されるセラミック製グロープラグに関する。
等に使用されるセラミック製グロープラグに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、グロープラグは、窒化ケイ素等の
セラミックスにタングステンＷ線を埋め込んで構成され
ている。タングステンＷ線では、１２Ｖの電源に対し
て、常温では抵抗値が０．１Ωであり且つその時の電流
は１２０Ａである。グロープラグが時間の経過に伴って
常温から温度が上昇して９００℃になると、抵抗値は
０．４Ωになり、その時の電流は３０Ａである。そし
て、グロープラグが加熱して抵抗値が上昇し、抵抗値が
１Ωになって安定するものであり、その時の電流は１２
Ａである。即ち、ディーゼルエンジンに使用されている
従来のグロープラグでは、コントローラの指令で１２Ｖ
のバッテリーから電流を流すと、最初は１２０Ａの電流
が流れるが、ヒータコイルの温度上昇と共に、抵抗値が
大きくなり、抵抗値が１Ωになったところで安定する。
そこで、グロープラグを抵抗値が１Ωのところで安定す
るように、コントローラの指令で電流を制御してヒータ
コイルが１Ωに保持されるような制御を行っていた。
セラミックスにタングステンＷ線を埋め込んで構成され
ている。タングステンＷ線では、１２Ｖの電源に対し
て、常温では抵抗値が０．１Ωであり且つその時の電流
は１２０Ａである。グロープラグが時間の経過に伴って
常温から温度が上昇して９００℃になると、抵抗値は
０．４Ωになり、その時の電流は３０Ａである。そし
て、グロープラグが加熱して抵抗値が上昇し、抵抗値が
１Ωになって安定するものであり、その時の電流は１２
Ａである。即ち、ディーゼルエンジンに使用されている
従来のグロープラグでは、コントローラの指令で１２Ｖ
のバッテリーから電流を流すと、最初は１２０Ａの電流
が流れるが、ヒータコイルの温度上昇と共に、抵抗値が
大きくなり、抵抗値が１Ωになったところで安定する。
そこで、グロープラグを抵抗値が１Ωのところで安定す
るように、コントローラの指令で電流を制御してヒータ
コイルが１Ωに保持されるような制御を行っていた。
【０００３】従来のグロープラグでは、コントローラを
使用することなく、グロープラグが１Ωに調節されるよ
うな自己制御できるものが開発された。タングステンＷ
とニッケルＮｉは、温度℃の上昇に従って、抵抗値Ωが
上昇して大きくなる特性を有している。従って、タング
ステンＷ線とニッケルＮｉ線では、温度の上昇に従って
抵抗値Ωが大きくなり、電流が減少して電流値が制限さ
れることになる。そこで、自己制御型グロープラグは、
タングステンＷ線をＳｉ3 Ｎ4 等のセラミックスの中に
埋設し、そのＷ線と直列にニッケルＮｉ線のコイルを接
続して構成されている。即ち、自己制御型グロープラグ
は、ヒータコイルの発熱体の部分に電気抵抗値が小さい
導電体を配置し、その導電体の上流側にＮｉ線のコイル
の電気抵抗値の大きい金属線を接続して作製されてい
た。このような自己制御型グロープラグは、電流を流す
ことによってＮｉ製コイルが過熱されて抵抗値が大きく
なり、電流が減少してヒータコイルの発熱体の部分の発
熱量が制御されることになる。
使用することなく、グロープラグが１Ωに調節されるよ
うな自己制御できるものが開発された。タングステンＷ
とニッケルＮｉは、温度℃の上昇に従って、抵抗値Ωが
上昇して大きくなる特性を有している。従って、タング
ステンＷ線とニッケルＮｉ線では、温度の上昇に従って
抵抗値Ωが大きくなり、電流が減少して電流値が制限さ
れることになる。そこで、自己制御型グロープラグは、
タングステンＷ線をＳｉ3 Ｎ4 等のセラミックスの中に
埋設し、そのＷ線と直列にニッケルＮｉ線のコイルを接
続して構成されている。即ち、自己制御型グロープラグ
は、ヒータコイルの発熱体の部分に電気抵抗値が小さい
導電体を配置し、その導電体の上流側にＮｉ線のコイル
の電気抵抗値の大きい金属線を接続して作製されてい
た。このような自己制御型グロープラグは、電流を流す
ことによってＮｉ製コイルが過熱されて抵抗値が大きく
なり、電流が減少してヒータコイルの発熱体の部分の発
熱量が制御されることになる。
【０００４】従来、自己電流制御型グロープラグとして
は、特公平４−３４０５２号公報、特公昭６０−１９４
０４号公報、特開昭５９−１５７４２３号公報、特開昭
５８−１０６３２６号公報等に開示されたものがある。
は、特公平４−３４０５２号公報、特公昭６０−１９４
０４号公報、特開昭５９−１５７４２３号公報、特開昭
５８−１０６３２６号公報等に開示されたものがある。
【０００５】例えば、特公平４−３４０５２号公報に開
示された自己制御型グロープラグは、通電昇温時におけ
る発熱体の温度を制御するため、発熱体に電流制御用抵
抗体を直列に接続したものであり、発熱線コイルと抵抗
体コイルとが直列に接続されてセラミック焼結体中に埋
設され、一体化されたセラミックヒータを構成し、発熱
線が温度−抵抗係数が４倍以下となるような正の抵抗温
度係数を持つタングステンＷとレニウムＲｅ合金線から
なり、抵抗体は純Ｗ又は純モリブデンＭｏの線材からな
るものである。
示された自己制御型グロープラグは、通電昇温時におけ
る発熱体の温度を制御するため、発熱体に電流制御用抵
抗体を直列に接続したものであり、発熱線コイルと抵抗
体コイルとが直列に接続されてセラミック焼結体中に埋
設され、一体化されたセラミックヒータを構成し、発熱
線が温度−抵抗係数が４倍以下となるような正の抵抗温
度係数を持つタングステンＷとレニウムＲｅ合金線から
なり、抵抗体は純Ｗ又は純モリブデンＭｏの線材からな
るものである。
【０００６】また、特公昭６０−１９４０４号公報に開
示されたシーズグロープラグは、耐熱性の有底金属チュ
ーブの内底と中心電極間をいずれも巻線の発熱体と抵抗
体を直接接続して成る自己制御型のシーズグロープラグ
であり、抵抗体の巻線ピッチが中心電極側の電極側の取
付金具に近い部分を密にし、発熱体側に近い部分を粗に
形成したものである。
示されたシーズグロープラグは、耐熱性の有底金属チュ
ーブの内底と中心電極間をいずれも巻線の発熱体と抵抗
体を直接接続して成る自己制御型のシーズグロープラグ
であり、抵抗体の巻線ピッチが中心電極側の電極側の取
付金具に近い部分を密にし、発熱体側に近い部分を粗に
形成したものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自己電流制御型グロープラグは、遮熱エンジン等の高温
燃焼室での使用では、耐熱性、熱ショックに対する強
度、高温強度等について十分なものとはいえないもので
あった。また、従来開示されている自己制御型グロープ
ラグは、炭化タングステン線を用いて作製した発熱線コ
イルとＮｉ線コイルを用いて作製した抵抗体コイルとを
接続し、両者を抵抗温度係数が異なる材料で作製した
り、或いは巻線の発熱体と抵抗体とを異なった形状に作
製したものであるので、使用中にＮｉ線が過熱によって
断線したり、経時変化によって劣化するという問題があ
り、しかも構造が複雑になり、コスト、強度に関して満
足できるものではなかった。
自己電流制御型グロープラグは、遮熱エンジン等の高温
燃焼室での使用では、耐熱性、熱ショックに対する強
度、高温強度等について十分なものとはいえないもので
あった。また、従来開示されている自己制御型グロープ
ラグは、炭化タングステン線を用いて作製した発熱線コ
イルとＮｉ線コイルを用いて作製した抵抗体コイルとを
接続し、両者を抵抗温度係数が異なる材料で作製した
り、或いは巻線の発熱体と抵抗体とを異なった形状に作
製したものであるので、使用中にＮｉ線が過熱によって
断線したり、経時変化によって劣化するという問題があ
り、しかも構造が複雑になり、コスト、強度に関して満
足できるものではなかった。
【０００８】セラミック製グロープラグについては、自
己電流制御型グロープラグを構成するには、ヒータコイ
ルの電流通路の上流側領域で抵抗値が極端に上昇すれば
よいものである。ヒータコイルにおける抵抗値と温度と
の関係は、次式で示される。 ρT X ＝ρT 0 〔１＋α（ＴX −Ｔ0 ）〕 但し、ρT X はある温度ＴX でのヒータコイルの抵抗
値、ρT 0 は常温Ｔ0 でのヒータコイルの抵抗値、αは
抵抗温度係数である。
己電流制御型グロープラグを構成するには、ヒータコイ
ルの電流通路の上流側領域で抵抗値が極端に上昇すれば
よいものである。ヒータコイルにおける抵抗値と温度と
の関係は、次式で示される。 ρT X ＝ρT 0 〔１＋α（ＴX −Ｔ0 ）〕 但し、ρT X はある温度ＴX でのヒータコイルの抵抗
値、ρT 0 は常温Ｔ0 でのヒータコイルの抵抗値、αは
抵抗温度係数である。
【０００９】通常、グロープラグは、１２Ｖの電源電圧
では、１Ω位で飽和電流が流れ、温度が約９００℃に保
持されるものである。グロープラグを瞬間的に加熱する
ためには、常温で０．１Ω位が必要である。通常、加熱
線即ちヒータコイルとして使用されるＷ線等は、抵抗温
度係数が４×１０- 3 程度であるので、９００℃で電流
を飽和させることができない。
では、１Ω位で飽和電流が流れ、温度が約９００℃に保
持されるものである。グロープラグを瞬間的に加熱する
ためには、常温で０．１Ω位が必要である。通常、加熱
線即ちヒータコイルとして使用されるＷ線等は、抵抗温
度係数が４×１０- 3 程度であるので、９００℃で電流
を飽和させることができない。
【００１０】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、電極側領域で遮熱度を大きくして
熱放散量を小さくするためタングステン線のコイル状電
流制御部で構成し、先端側領域で遮熱度を小さくして熱
放散量を大きくして発熱部を構成し、前記発熱部と前記
電流制御部を流れる電流を調節して最適の発熱量を確保
する自己電流制御型に構成し、特に、セラミック製パイ
プにおける電極側部分の内径を先端側部分の内径より大
きく形成し、タングステン線のコイル外径を同一径に作
製し、先端部を発熱部に構成し且つ電極側部分を電流制
御部に構成し、信頼性に富み且つ製造コストを低減で
き、安定した強度を確保できるセラミック製グロープラ
グを提供することである。
解決することであり、電極側領域で遮熱度を大きくして
熱放散量を小さくするためタングステン線のコイル状電
流制御部で構成し、先端側領域で遮熱度を小さくして熱
放散量を大きくして発熱部を構成し、前記発熱部と前記
電流制御部を流れる電流を調節して最適の発熱量を確保
する自己電流制御型に構成し、特に、セラミック製パイ
プにおける電極側部分の内径を先端側部分の内径より大
きく形成し、タングステン線のコイル外径を同一径に作
製し、先端部を発熱部に構成し且つ電極側部分を電流制
御部に構成し、信頼性に富み且つ製造コストを低減で
き、安定した強度を確保できるセラミック製グロープラ
グを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、次のように構成されている。即ち、この
発明は、電極を備えた導電体を中空部に突出させた中空
状本体、該本体から突出状態に前記本体に嵌合固定され
た発熱部を構成するセラミック製パイプ、該パイプの前
記発熱部に対応する部分に形成された内径が小さい第１
孔部、前記パイプの前記電極側部分に形成された内径が
大きい第２孔部、前記第１孔部の内壁面に接触する第１
コイル部と前記第２孔部の内壁面に接触しない第２コイ
ル部とを有し且つ一端を前記電極に他端を前記本体に接
続したコイル状タングステン線、前記第１コイル部が位
置する部分で且つ前記第１コイル部を埋める状態に充填
された第１セラミックス充填体、及び前記第２コイル部
が位置する部分を中空部に残すように前記パイプの前記
電極側端部に充填された第２セラミックス充填体、から
構成したことを特徴とするセラミック製グロープラグに
関する。
達成するため、次のように構成されている。即ち、この
発明は、電極を備えた導電体を中空部に突出させた中空
状本体、該本体から突出状態に前記本体に嵌合固定され
た発熱部を構成するセラミック製パイプ、該パイプの前
記発熱部に対応する部分に形成された内径が小さい第１
孔部、前記パイプの前記電極側部分に形成された内径が
大きい第２孔部、前記第１孔部の内壁面に接触する第１
コイル部と前記第２孔部の内壁面に接触しない第２コイ
ル部とを有し且つ一端を前記電極に他端を前記本体に接
続したコイル状タングステン線、前記第１コイル部が位
置する部分で且つ前記第１コイル部を埋める状態に充填
された第１セラミックス充填体、及び前記第２コイル部
が位置する部分を中空部に残すように前記パイプの前記
電極側端部に充填された第２セラミックス充填体、から
構成したことを特徴とするセラミック製グロープラグに
関する。
【００１２】また、このセラミック製グロープラグにお
いて、前記パイプの前記中空部にはＮ2 ガス及びＳｉＣ
繊維が封入されている。
いて、前記パイプの前記中空部にはＮ2 ガス及びＳｉＣ
繊維が封入されている。
【００１３】また、このセラミック製グロープラグにお
いて、前記パイプ、前記第１セラミックス充填体及び前
記第２セラミックス充填体を構成するセラミックスはＳ
ｉ3Ｎ4 である。
いて、前記パイプ、前記第１セラミックス充填体及び前
記第２セラミックス充填体を構成するセラミックスはＳ
ｉ3Ｎ4 である。
【００１４】また、このセラミック製グロープラグにお
いて、前記第１セラミックス充填体及び前記第２セラミ
ックス充填体を構成するセラミックスは、ＴｉＯ2 を含
有したＳｉ3 Ｎ4 である。
いて、前記第１セラミックス充填体及び前記第２セラミ
ックス充填体を構成するセラミックスは、ＴｉＯ2 を含
有したＳｉ3 Ｎ4 である。
【００１５】また、このセラミック製グロープラグにお
いて、前記第１コイル部と前記第２コイル部とは、同一
の線形で且つ同一のコイル外径を有し、しかも連続した
１本のタングステン線材で作製されているものである。
いて、前記第１コイル部と前記第２コイル部とは、同一
の線形で且つ同一のコイル外径を有し、しかも連続した
１本のタングステン線材で作製されているものである。
【００１６】また、このセラミック製グロープラグにお
いて、前記第１コイル部のピッチは前記第２コイル部の
ピッチより小さく形成されている。
いて、前記第１コイル部のピッチは前記第２コイル部の
ピッチより小さく形成されている。
【００１７】また、このセラミック製グロープラグにお
いて、前記タングステン線は、中央に貫通孔を有し且つ
外周面に螺旋溝を有するコイル作製治具を使用して作製
されている。
いて、前記タングステン線は、中央に貫通孔を有し且つ
外周面に螺旋溝を有するコイル作製治具を使用して作製
されている。
【００１８】
【作用】この発明によるセラミック製グロープラグは、
上記のように構成されており、次のように作用する。即
ち、このセラミック製グロープラグは、電極を備えた中
空状本体から突出状態に発熱部を構成するセラミック製
パイプを嵌合固定し、該パイプは前記発熱部に対応する
部分の第１孔部の内径が小さく、前記電極側部分側の第
２孔部の内径が大きく形成され、一端を前記電極に他端
を前記本体に接続したコイル状タングステン線が前記第
１孔部の内壁面に接触する第１コイル部と前記第２孔部
の内壁面に接触しない第２コイル部とを有し、前記第１
コイル部を埋める状態に第１セラミックス充填体が充填
され、前記電極側端部に第２セラミックス充填体が充填
されているので、前記第１コイル部と前記第２コイル部
が連続したタングステン線で形成され、該タングステン
線を前記セラミック製パイプの中心に配置するだけで、
前記第１コイル部が前記発熱部を構成し、前記第２コイ
ル部が電流制御部を構成することができる。
上記のように構成されており、次のように作用する。即
ち、このセラミック製グロープラグは、電極を備えた中
空状本体から突出状態に発熱部を構成するセラミック製
パイプを嵌合固定し、該パイプは前記発熱部に対応する
部分の第１孔部の内径が小さく、前記電極側部分側の第
２孔部の内径が大きく形成され、一端を前記電極に他端
を前記本体に接続したコイル状タングステン線が前記第
１孔部の内壁面に接触する第１コイル部と前記第２孔部
の内壁面に接触しない第２コイル部とを有し、前記第１
コイル部を埋める状態に第１セラミックス充填体が充填
され、前記電極側端部に第２セラミックス充填体が充填
されているので、前記第１コイル部と前記第２コイル部
が連続したタングステン線で形成され、該タングステン
線を前記セラミック製パイプの中心に配置するだけで、
前記第１コイル部が前記発熱部を構成し、前記第２コイ
ル部が電流制御部を構成することができる。
【００１９】従って、前記コイル状タングステン線に電
流を流せば、前記第１コイル部で発生した熱は前記パイ
プを加熱して外部に放熱するのに対して、前記第２コイ
ル部で発生する熱は遮熱されて温度が上昇し、温度上昇
に伴って前記第２コイル部に流れる電流を抑制し、電流
制御部を構成する。即ち、前記第２コイル部が高温にな
れば、その抵抗値が大きくなり、前記タングステン線に
流れる電流が小さくなり、前記セラミック製パイプから
の発熱量が自己制御され、最適値に制御されることにな
る。
流を流せば、前記第１コイル部で発生した熱は前記パイ
プを加熱して外部に放熱するのに対して、前記第２コイ
ル部で発生する熱は遮熱されて温度が上昇し、温度上昇
に伴って前記第２コイル部に流れる電流を抑制し、電流
制御部を構成する。即ち、前記第２コイル部が高温にな
れば、その抵抗値が大きくなり、前記タングステン線に
流れる電流が小さくなり、前記セラミック製パイプから
の発熱量が自己制御され、最適値に制御されることにな
る。
【００２０】また、前記セラミック製パイプには内径が
小さい前記第１孔部と内径が大きい前記第２孔部が形成
され、前記タングステン線における前記第１コイル部と
前記第２コイル部とは、同一の線形で且つ同一のコイル
外径を有しているので、前記セラミック製パイプ内に前
記タングステン線を配置するだけで、前記タングステン
線を前記セラミック製パイプの中心に配置でき、前記第
１コイル部を発熱部に構成し、前記第２コイル部を電流
制御部に構成でき、従って、発熱効率が良好で、発熱部
を均一に加熱でき、信頼性に富んだ前記タングステン線
を容易に作製でき、特に、製造コストを低減できる。
小さい前記第１孔部と内径が大きい前記第２孔部が形成
され、前記タングステン線における前記第１コイル部と
前記第２コイル部とは、同一の線形で且つ同一のコイル
外径を有しているので、前記セラミック製パイプ内に前
記タングステン線を配置するだけで、前記タングステン
線を前記セラミック製パイプの中心に配置でき、前記第
１コイル部を発熱部に構成し、前記第２コイル部を電流
制御部に構成でき、従って、発熱効率が良好で、発熱部
を均一に加熱でき、信頼性に富んだ前記タングステン線
を容易に作製でき、特に、製造コストを低減できる。
【００２１】また、前記第１セラミックス充填体及び前
記第２セラミックス充填体を構成するセラミックスは、
ＴｉＯ2 を含有したＳｉ3 Ｎ4 で構成しているので、熱
伝導性を良好に構成できる。
記第２セラミックス充填体を構成するセラミックスは、
ＴｉＯ2 を含有したＳｉ3 Ｎ4 で構成しているので、熱
伝導性を良好に構成できる。
【００２２】更に、前記パイプの前記中空部にはＮ2 ガ
ス及びＳｉＣ繊維が封入されているので、前記タングス
テン線が酸化して断線することなく、耐久性に富んだも
のとなる。
ス及びＳｉＣ繊維が封入されているので、前記タングス
テン線が酸化して断線することなく、耐久性に富んだも
のとなる。
【００２３】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明によるセラ
ミック製グロープラグの実施例を説明する。図１はこの
発明によるセラミック製グロープラグの一実施例を示す
概略説明図である。
ミック製グロープラグの実施例を説明する。図１はこの
発明によるセラミック製グロープラグの一実施例を示す
概略説明図である。
【００２４】このセラミック製グロープラグは、主とし
て、絶縁ブッシュ等の絶縁体１８を介在して端子即ち電
極１０を中空部２２内に取り付けた中空状本体１、セラ
ミック製パイプ２、一本のタングステン線３、及びパイ
プ２の両端に充填されたセラミックス充填体４，１４か
ら構成されている。中空状本体１は、耐熱合金等の金属
から作製され、他の部品への取り付けのためのねじ１９
が形成されている。電極１０には位置決め固定用のナッ
ト２０が螺入され、電極１０は中空状本体１に対して位
置決め固定される。セラミック製パイプ２を中空状本体
１に接続するには、セラミック製パイプ２の外周面１７
をメタリイジングして本体１の内周面２４に嵌合接合す
れば、パイプ２と中空状本体１とは極めて強固に接合で
きる。また、セラミック製パイプ２の発熱部１２は、中
空状本体１の端部１５から突出状態に配置されている。
タングステン線３は、その一端１６が電極１０に電源接
続部１１を介して接続すると共に、他端１３が本体１の
内面に接合して電気的に接続されている。
て、絶縁ブッシュ等の絶縁体１８を介在して端子即ち電
極１０を中空部２２内に取り付けた中空状本体１、セラ
ミック製パイプ２、一本のタングステン線３、及びパイ
プ２の両端に充填されたセラミックス充填体４，１４か
ら構成されている。中空状本体１は、耐熱合金等の金属
から作製され、他の部品への取り付けのためのねじ１９
が形成されている。電極１０には位置決め固定用のナッ
ト２０が螺入され、電極１０は中空状本体１に対して位
置決め固定される。セラミック製パイプ２を中空状本体
１に接続するには、セラミック製パイプ２の外周面１７
をメタリイジングして本体１の内周面２４に嵌合接合す
れば、パイプ２と中空状本体１とは極めて強固に接合で
きる。また、セラミック製パイプ２の発熱部１２は、中
空状本体１の端部１５から突出状態に配置されている。
タングステン線３は、その一端１６が電極１０に電源接
続部１１を介して接続すると共に、他端１３が本体１の
内面に接合して電気的に接続されている。
【００２５】このセラミック製グロープラグでは、中空
状本体１は電極１０を備えた導電体を中空部２２に突出
させており、発熱部１２を構成するセラミック製パイプ
２が本体１から突出状態に本体１に固定されている。パ
イプ２の両端部はセラミックス充填体４，１４で密封さ
れ、パイプ２の中間部には中空部９が形成されている。
パイプ２の中空部５には、Ｎ2 ガス及びＳｉＣ繊維が封
入され、タングステン線３の酸化を防止するように構成
されている。
状本体１は電極１０を備えた導電体を中空部２２に突出
させており、発熱部１２を構成するセラミック製パイプ
２が本体１から突出状態に本体１に固定されている。パ
イプ２の両端部はセラミックス充填体４，１４で密封さ
れ、パイプ２の中間部には中空部９が形成されている。
パイプ２の中空部５には、Ｎ2 ガス及びＳｉＣ繊維が封
入され、タングステン線３の酸化を防止するように構成
されている。
【００２６】特に、このセラミック製グロープラグは、
セラミック製パイプ２には、その発熱部１２に対応する
部分に形成された内径が小さい第１孔部８と、電極側部
分に形成された内径が大きい第２孔部９とが形成されて
いる。また、タングステン線３は、１本の線から構成さ
れており、第１孔部８の内壁面に接触する第１コイル部
６と第２孔部９の内壁面に接触しない第２コイル部７と
を有し、一端１６が電極１０に接続され且つ他端１３が
本体１に接続されている。更に、第１コイル部６が位置
する部分で且つ第１コイル部６を埋める状態にセラミッ
クス充填体４が充填され、また、第２コイル部７が位置
する部分を中空部５に残すように、パイプ２の電極側端
部にセラミックス充填体１４が充填されている。タング
ステン線３の端部１６は、電極１０の端部１１に形成さ
れた穴部２５に嵌入され、メタライジングを施すことに
よって電気的に良好に接続されている。また、タングス
テン線３の端部１３は、パイプ２の端部に形成された溝
部２１に嵌入され、メタライジングを施すことによって
電気的に良好に接続されている。
セラミック製パイプ２には、その発熱部１２に対応する
部分に形成された内径が小さい第１孔部８と、電極側部
分に形成された内径が大きい第２孔部９とが形成されて
いる。また、タングステン線３は、１本の線から構成さ
れており、第１孔部８の内壁面に接触する第１コイル部
６と第２孔部９の内壁面に接触しない第２コイル部７と
を有し、一端１６が電極１０に接続され且つ他端１３が
本体１に接続されている。更に、第１コイル部６が位置
する部分で且つ第１コイル部６を埋める状態にセラミッ
クス充填体４が充填され、また、第２コイル部７が位置
する部分を中空部５に残すように、パイプ２の電極側端
部にセラミックス充填体１４が充填されている。タング
ステン線３の端部１６は、電極１０の端部１１に形成さ
れた穴部２５に嵌入され、メタライジングを施すことに
よって電気的に良好に接続されている。また、タングス
テン線３の端部１３は、パイプ２の端部に形成された溝
部２１に嵌入され、メタライジングを施すことによって
電気的に良好に接続されている。
【００２７】更に、このセラミック製グロープラグは、
タングステン線３における第１コイル部６と第２コイル
部７とは、同一の線形で且つ同一のコイル外径を有して
おり、しかも、連続した１本のタングステン線材で作製
されているものである。更に、第１コイル部６のピッチ
は、第２コイル部７のピッチより小さく形成されている
ものである。従って、タングステン線３は、極めて容易
に且つ正確に作製できると共に、第１コイル部６は発熱
部１２を加熱するのに十分な熱を提供でき、発熱部１２
を直ちに短時間に温度上昇させることができ、また、第
２コイル部７は電流を制御するのに適している。
タングステン線３における第１コイル部６と第２コイル
部７とは、同一の線形で且つ同一のコイル外径を有して
おり、しかも、連続した１本のタングステン線材で作製
されているものである。更に、第１コイル部６のピッチ
は、第２コイル部７のピッチより小さく形成されている
ものである。従って、タングステン線３は、極めて容易
に且つ正確に作製できると共に、第１コイル部６は発熱
部１２を加熱するのに十分な熱を提供でき、発熱部１２
を直ちに短時間に温度上昇させることができ、また、第
２コイル部７は電流を制御するのに適している。
【００２８】また、このセラミック製グロープラグで
は、パイプ２は、耐熱性、高強度のＳｉ3 Ｎ4 のセラミ
ックスで作製することが好ましい。また、セラミックス
充填体４，１４は、耐熱性、高温高強度に富むＳｉ3 Ｎ
4 で作製されており、好ましくは、ＴｉＯ2 を含有する
Ｓｉ3 Ｎ4 で作製することが熱伝導性を良好にして好ま
しいものである。パイプ２の中空部５にＮ2 ガスを封入
しない場合には、タングステン線３の酸化を防止するた
めに、タングステン線３をＳｉＣ又はＷＣ等で被覆する
ことが必要であり、その場合にはタングステン線３の酸
化を防止でき、耐腐食性を向上でき、タングステン線３
の耐久性を向上できる。
は、パイプ２は、耐熱性、高強度のＳｉ3 Ｎ4 のセラミ
ックスで作製することが好ましい。また、セラミックス
充填体４，１４は、耐熱性、高温高強度に富むＳｉ3 Ｎ
4 で作製されており、好ましくは、ＴｉＯ2 を含有する
Ｓｉ3 Ｎ4 で作製することが熱伝導性を良好にして好ま
しいものである。パイプ２の中空部５にＮ2 ガスを封入
しない場合には、タングステン線３の酸化を防止するた
めに、タングステン線３をＳｉＣ又はＷＣ等で被覆する
ことが必要であり、その場合にはタングステン線３の酸
化を防止でき、耐腐食性を向上でき、タングステン線３
の耐久性を向上できる。
【００２９】このセラミック製グロープラグは、上記の
ように構成されているので、次のように作用する。即
ち、このセラミック製グロープラグでは、電極１０から
電流をタングステン線３に通電すると、タングステン線
３の第２コイル部７は中空部５内に露出し、第１コイル
部６はパイプ２の内壁面に接触しているので、パイプ２
の発熱部１２は第１コイル部６の発熱によって加熱され
る。ここで、第２コイル部６で発生する熱はパイプ２を
通じて放熱されるが、第２コイル部７の熱は放熱されず
に、第２コイル部７は第１コイル部６に比較して極端に
高温になる。第２コイル部７が高温になれば、第２コイ
ル部７は、電流制御線の機能を果たし、その抵抗が上昇
して大きくなり、タングステン線３に流れる電流は抑制
されて小さくなり、発熱部１２の発熱量が自己制御され
る。また、第２コイル部７の温度が下がれば、再びタン
グステン線３に電流が流れて第１コイル部６によって発
熱部１２が加熱されるので、従って、発熱部１２の発熱
体は常に最適発熱量に維持される。
ように構成されているので、次のように作用する。即
ち、このセラミック製グロープラグでは、電極１０から
電流をタングステン線３に通電すると、タングステン線
３の第２コイル部７は中空部５内に露出し、第１コイル
部６はパイプ２の内壁面に接触しているので、パイプ２
の発熱部１２は第１コイル部６の発熱によって加熱され
る。ここで、第２コイル部６で発生する熱はパイプ２を
通じて放熱されるが、第２コイル部７の熱は放熱されず
に、第２コイル部７は第１コイル部６に比較して極端に
高温になる。第２コイル部７が高温になれば、第２コイ
ル部７は、電流制御線の機能を果たし、その抵抗が上昇
して大きくなり、タングステン線３に流れる電流は抑制
されて小さくなり、発熱部１２の発熱量が自己制御され
る。また、第２コイル部７の温度が下がれば、再びタン
グステン線３に電流が流れて第１コイル部６によって発
熱部１２が加熱されるので、従って、発熱部１２の発熱
体は常に最適発熱量に維持される。
【００３０】このセラミック製グロープラグでは、第１
コイル部６を内接させたパイプ２は燃焼室等の外部に露
出しているので、パイプ２から熱放散され、例えば、発
熱部１２の温度は９００℃に維持されて第１コイル部６
の抵抗値は０．４Ωになるが、第２コイル部７は密封状
の中空部５内に位置して遮熱されているので、例えば、
第２コイル部７の温度は１８００℃になって第２コイル
部７の抵抗値は０．６Ωになる。従って、このセラミッ
ク製グロープラグでは、第１コイル部６と第２コイル部
７との抵抗値の総和は１Ωになり、安定状態になる。
コイル部６を内接させたパイプ２は燃焼室等の外部に露
出しているので、パイプ２から熱放散され、例えば、発
熱部１２の温度は９００℃に維持されて第１コイル部６
の抵抗値は０．４Ωになるが、第２コイル部７は密封状
の中空部５内に位置して遮熱されているので、例えば、
第２コイル部７の温度は１８００℃になって第２コイル
部７の抵抗値は０．６Ωになる。従って、このセラミッ
ク製グロープラグでは、第１コイル部６と第２コイル部
７との抵抗値の総和は１Ωになり、安定状態になる。
【００３１】次に、図２を参照して、このセラミック製
グロープラグにおけるタングステン線３を作製するセラ
ミック製コイル作製治具２３を説明する。セラミック製
コイル作製治具２３は、セラミックスから作製された円
柱体２６であり、中央にタングステン線３の線径より大
きなサイズに形成された貫通孔２７を有し、その外周面
３０に螺旋溝２８，２９が形成されている。また、円柱
体２６の端面には、貫通孔２７から外周面３０へ延びる
溝３１が形成されている。螺旋溝２８のピッチは螺旋溝
２９のピッチより短く形成され、螺旋溝２８の溝数は螺
旋溝２９の溝数より多く形成されている。コイル作製治
具２３を使用してタングステン線３を作製するには、タ
ングステン線材を貫通孔２７に通し、溝３１で屈曲させ
て円柱体２６の外周面３０に形成された螺旋溝２８，２
９に巻き付ける。そこで、コイル作製治具２３に巻き付
けたタングステン線材の両端を通電し、タングステン線
材を加熱し、次いで、タングステン線材を冷却すれば、
タングステン線材をタングステン線３に成形できる。コ
イル作製治具２３からタングステン線３を取り外すに
は、コイル作製治具２３とタングステン線３とを相対回
転させれば、タングステン線３のコイル内径が円柱体２
６の径より大きくなり、タングステン線３をコイル作製
治具２３から容易に取り外すことができる。
グロープラグにおけるタングステン線３を作製するセラ
ミック製コイル作製治具２３を説明する。セラミック製
コイル作製治具２３は、セラミックスから作製された円
柱体２６であり、中央にタングステン線３の線径より大
きなサイズに形成された貫通孔２７を有し、その外周面
３０に螺旋溝２８，２９が形成されている。また、円柱
体２６の端面には、貫通孔２７から外周面３０へ延びる
溝３１が形成されている。螺旋溝２８のピッチは螺旋溝
２９のピッチより短く形成され、螺旋溝２８の溝数は螺
旋溝２９の溝数より多く形成されている。コイル作製治
具２３を使用してタングステン線３を作製するには、タ
ングステン線材を貫通孔２７に通し、溝３１で屈曲させ
て円柱体２６の外周面３０に形成された螺旋溝２８，２
９に巻き付ける。そこで、コイル作製治具２３に巻き付
けたタングステン線材の両端を通電し、タングステン線
材を加熱し、次いで、タングステン線材を冷却すれば、
タングステン線材をタングステン線３に成形できる。コ
イル作製治具２３からタングステン線３を取り外すに
は、コイル作製治具２３とタングステン線３とを相対回
転させれば、タングステン線３のコイル内径が円柱体２
６の径より大きくなり、タングステン線３をコイル作製
治具２３から容易に取り外すことができる。
【００３２】
【発明の効果】この発明によるセラミック製グロープラ
グは、上記のように構成されており、次のような効果を
有する。即ち、このセラミック製グロープラグは、電極
を備えた中空状本体に発熱部を構成するセラミック製パ
イプを固定し、該パイプは前記発熱部に対応する部分の
第１孔部の内径が小さく、前記電極側部分側の第２孔部
の内径が大きく形成され、一端を前記電極に他端を前記
本体に接続したコイル状タングステン線が前記第１孔部
の内壁面に接触する第１コイル部と前記第２孔部の内壁
面に接触しない第２コイル部とを有し、前記第１コイル
部を埋める状態に第１セラミックス充填体が充填され、
前記電極側端部に第２セラミックス充填体が充填されて
いるので、前記コイル状タングステン線に電流を流せ
ば、前記第１コイル部が発熱部を構成し、前記第２コイ
ル部が電流制御部を構成する。そこで、前記第２コイル
部が高温になれば、その抵抗値が大きくなり、前記タン
グステン線に流れる電流が小さくなり、前記セラミック
製パイプからの発熱量が自己制御され、最適値に制御さ
れることになる。
グは、上記のように構成されており、次のような効果を
有する。即ち、このセラミック製グロープラグは、電極
を備えた中空状本体に発熱部を構成するセラミック製パ
イプを固定し、該パイプは前記発熱部に対応する部分の
第１孔部の内径が小さく、前記電極側部分側の第２孔部
の内径が大きく形成され、一端を前記電極に他端を前記
本体に接続したコイル状タングステン線が前記第１孔部
の内壁面に接触する第１コイル部と前記第２孔部の内壁
面に接触しない第２コイル部とを有し、前記第１コイル
部を埋める状態に第１セラミックス充填体が充填され、
前記電極側端部に第２セラミックス充填体が充填されて
いるので、前記コイル状タングステン線に電流を流せ
ば、前記第１コイル部が発熱部を構成し、前記第２コイ
ル部が電流制御部を構成する。そこで、前記第２コイル
部が高温になれば、その抵抗値が大きくなり、前記タン
グステン線に流れる電流が小さくなり、前記セラミック
製パイプからの発熱量が自己制御され、最適値に制御さ
れることになる。
【００３３】このセラミック製グロープラグは、上記の
構成により、前記第１コイル部が発熱部を構成するが、
前記第１コイル部は前記パイプの中心に配置されている
ので、前記パイプ全体が均一に温度上昇する。前記パイ
プの内壁面に前記第１コイル部が密着し、前記第１コイ
ル部を埋める状態にセラミックス充填体が充填されてい
るので、前記発熱部の熱伝導性が極めて良好になる。
構成により、前記第１コイル部が発熱部を構成するが、
前記第１コイル部は前記パイプの中心に配置されている
ので、前記パイプ全体が均一に温度上昇する。前記パイ
プの内壁面に前記第１コイル部が密着し、前記第１コイ
ル部を埋める状態にセラミックス充填体が充填されてい
るので、前記発熱部の熱伝導性が極めて良好になる。
【００３４】また、このセラミック製グロープラグで
は、前記タングステン線における前記第１コイル部と前
記第２コイル部とは、同一の線形で且つ同一のコイル外
径を有し、しかも、連続した１本のタングステン線材で
作製されているので、例えば、中央に貫通孔を有し且つ
外周面に螺旋溝を有するセラミック製コイル作製治具を
使用して簡単に作製することができ、途中に接続部が存
在しないので、電気的にも信頼性に富んだ耐久性に富ん
だ前記タングステン線を安価に提供できる。また、前記
第１コイル部のピッチは前記第２コイル部のピッチより
小さく形成されているので、理想的な発熱部と電気制御
部を提供できる。
は、前記タングステン線における前記第１コイル部と前
記第２コイル部とは、同一の線形で且つ同一のコイル外
径を有し、しかも、連続した１本のタングステン線材で
作製されているので、例えば、中央に貫通孔を有し且つ
外周面に螺旋溝を有するセラミック製コイル作製治具を
使用して簡単に作製することができ、途中に接続部が存
在しないので、電気的にも信頼性に富んだ耐久性に富ん
だ前記タングステン線を安価に提供できる。また、前記
第１コイル部のピッチは前記第２コイル部のピッチより
小さく形成されているので、理想的な発熱部と電気制御
部を提供できる。
【図１】この発明によるセラミック製グロープラグの一
実施例を示す断面図である。
実施例を示す断面図である。
【図２】このセラミック製グロープラグにおけるタング
ステン線を作製するコイル作製治具を示す断面図であ
る。
ステン線を作製するコイル作製治具を示す断面図であ
る。
１ 中空状本体 ２ セラミック製パイプ ３ タングステン線 ４，１４ セラミックス充填体 ５ 中空部 ６ 第１コイル部 ７ 第２コイル部 ８ 内径の小さい第１孔部 ９ 内径の大きい第２孔部 １０ 電極 １２ 発熱部 １３，１６ タングステン線の端部 ２３ コイル作製治具 ２７ 貫通孔 ２８，２９ 螺旋溝 ３０ 外周面
Claims (7)
- 【請求項１】 電極を備えた導電体を中空部に配設した
中空状本体、該本体から突出状態に前記本体に嵌合固定
された発熱部を構成するセラミック製パイプ、該パイプ
の前記発熱部に対応する部分に形成された内径が小さい
第１孔部、前記パイプの前記電極側部分に形成された内
径が大きい第２孔部、前記第１孔部の内壁面に接触する
第１コイル部と前記第２孔部の内壁面に接触しない第２
コイル部とを有し且つ一端を前記電極に他端を前記本体
に接続したコイル状タングステン線、前記第１コイル部
が位置する部分で且つ前記第１コイル部を埋める状態に
充填された第１セラミックス充填体、及び前記第２コイ
ル部が位置する部分を中空部に残すように前記パイプの
前記電極側端部に充填された第２セラミックス充填体、
から構成したことを特徴とするセラミック製グロープラ
グ。 - 【請求項２】 前記パイプの前記中空部にはＮ2 ガス及
びＳｉＣ繊維が封入されていることを特徴とする請求項
１に記載のセラミック製グロープラグ。 - 【請求項３】 前記パイプ、前記第１セラミックス充填
体及び前記第２セラミックス充填体を構成するセラミッ
クスはＳｉ3 Ｎ4 であることを特徴とする請求項１に記
載のセラミック製グロープラグ。 - 【請求項４】 前記第１セラミックス充填体及び前記第
２セラミックス充填体を構成するセラミックスは、Ｔｉ
Ｏ2 を含有したＳｉ3 Ｎ4 であることを特徴とする請求
項１に記載のセラミック製グロープラグ。 - 【請求項５】 前記第１コイル部と前記第２コイル部と
は、同一の線形で且つ同一のコイル外径を有し、しかも
連続した１本のタングステン線材で作製されていること
を特徴とする請求項１に記載のセラミック製グロープラ
グ。 - 【請求項６】 前記第１コイル部のピッチは前記第２コ
イル部のピッチより小さく形成されていることを特徴と
する請求項１に記載のセラミック製グロープラグ。 - 【請求項７】 前記タングステン線は、中央に貫通孔を
有し且つ外周面に螺旋溝を有するセラミック製コイル作
製治具を使用して作製されていることを特徴とする請求
項１に記載のセラミック製グロープラグ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5269432A JP3050264B2 (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | セラミック製グロープラグ |
| DE69425308T DE69425308D1 (de) | 1993-10-04 | 1994-10-03 | Keramische Glühkerze |
| EP19940307223 EP0648978B1 (en) | 1993-10-04 | 1994-10-03 | Ceramic glow plug |
| DE1994307223 DE648978T1 (de) | 1993-10-04 | 1994-10-03 | Keramische Glühkerze. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5269432A JP3050264B2 (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | セラミック製グロープラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07103481A JPH07103481A (ja) | 1995-04-18 |
| JP3050264B2 true JP3050264B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=17472356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5269432A Expired - Lifetime JP3050264B2 (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | セラミック製グロープラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3050264B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101634093B1 (ko) | 2012-08-09 | 2016-06-28 | 봇슈 가부시키가이샤 | 압력 센서 일체형 글로 플러그 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4572492B2 (ja) * | 2000-11-13 | 2010-11-04 | ボッシュ株式会社 | セラミックスグロープラグおよびその製造方法 |
| JP5179887B2 (ja) * | 2008-01-15 | 2013-04-10 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | グロープラグ制御装置及び制御方法 |
| JP2019020050A (ja) * | 2017-07-18 | 2019-02-07 | 日本特殊陶業株式会社 | グロープラグ |
-
1993
- 1993-10-04 JP JP5269432A patent/JP3050264B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101634093B1 (ko) | 2012-08-09 | 2016-06-28 | 봇슈 가부시키가이샤 | 압력 센서 일체형 글로 플러그 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07103481A (ja) | 1995-04-18 |
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