JP3712134B2

JP3712134B2 - 予熱プラグ

Info

Publication number: JP3712134B2
Application number: JP24551394A
Authority: JP
Inventors: ヘルムート・ミユーラー
Original assignee: ベルー・ループレヒト・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシヤフト
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1994-10-11
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: DE59402135C5; EP0648977B1; ES2101416T5; US5589091A; EP0648977B2; DE4335292A1; DE59402135D1; EP0648977A2; JPH07217880A; EP0648977A3; ATE150537T1; ES2101416T3

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、中空体を有し、この中空体の中に、焼結された加熱要素を有するセラミックの加熱棒が配置され、この加熱棒は中空体の一方の側で軸方向に突出しかつその加熱要素が電流供給接続部と接続されている予熱プラグに関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミック導体や金属抵抗コイルを加熱要素として有するそのような予熱プラグがドイツ連邦共和国特許公開第 42 03 183号またはドイツ連邦共和国特許公開第 41 33 046号から知られている。
【０００３】
予熱プラグは、一般に補助ヒータの点火のために、ガスバーナなどの点火のためにジーゼルエンジンやアルコールエンジンに始動補助具として用いられる。
ドイツ連邦共和国特許公開第 42 03 183号から知られた予熱プラグでは、セラミック導体がＵ形に曲げた導体片からなり、この導体片は加熱要素の突出部分の前端に配置されかつ第一の加熱要素を形成している。この第一の加熱要素は、金属材料からなるコイルの形態の第二の加熱要素を介して電流供給接続部と接続されている。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許公開第 41 33 046号から知られた予熱プラグでは、加熱コイルが直接電流供給接続部と接続されている。
そのような予熱プラグで意図される加熱範囲において接触する故に、特に第一と第二の加熱要素の間ならびに第二の加熱要素と電流供給接続部の間で接触する故に、そのような予熱プラグの製造法は非常に費用がかかる。さらに、加熱範囲における不可欠な接触のために、セラミック絶縁体の中に焼結されたセラミック導体の熱的負荷容量限度がすでに約1200℃で存在する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これに対して、本発明が基礎とする課題は、いっそうわずかな数の製造工程を有し、少ない構成要素で製造可能でありそして接触位置の熱的過負荷が避けられるように、冒頭に述べた種類の予熱プラグを形成することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明により、加熱要素に接触面が形成され、これらの接触面を介して加熱要素が電流供給接続部と接触しており、加熱要素の接点がその接触面で電流供給接続部と押圧作用され、前記押圧力は軸方向圧力でありかつ加熱要素それ自体の部分が接触面の形をしていることを特徴とする予熱プラグ加熱要素により解決される。
【０００７】
本発明による構成では、接点、特に加熱範囲のロー付け接点が避けられるので、熱的過負荷が接点位置に生じることができず、その際加熱要素に接触面の形態の接点が形成される故に、本発明による予熱プラグを簡単な方法で製造することができる。
【０００８】
本発明による構成に基づいて、さらに、プラグに、幾何学的な金属棒予熱プラグに対応する寸法を与えること、すなわちコンパクトな構造様式のセラミック予熱プラグを設計することが可能であり、さらにこのセラミック予熱プラグは既存のかつ周知の大型シリーズの製造法で、すなわち価格上好都合に製造可能である。本発明による予熱プラグは、1200℃を越える温度でも熱的にかつ機械的に安定である加熱要素を有する。
【０００９】
本発明による予熱プラグの特別有利な構成と変形例は、請求項２から１０までの対象である。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明を図面に示す実施例により詳細に説明する。
図１に示した予熱プラグは実質的に金属の中空体１からなり、この中空室にはセラミックの加熱棒２が配置されており、この加熱棒は一端で、すなわち中空体１のモータ側端部で軸方向にこの中空体から突出している。加熱棒２は実質的に、例えばAlN からなるセラミックの絶縁体７で形成され、この絶縁体の中には例えばSiC またはSiAlONからなるセラミックの導体６が焼結されている。このセラミックの導体６は、モータ側加熱棒先端に、すなわち加熱範囲５に、比較的高い電気抵抗を有する領域１５が形成されている。この領域１５は本来の熱抵抗体を形成し、この熱抵抗体は図１に示したようにＵ字型に形成されるのが好ましい。このような構成は、領域１５のセラミック導体６の相応するドーピングによりまたは横断面の減少により達成することができる。
【００１１】
領域１５には、抵抗の低い範囲１４が隣接しており、この範囲は熱抵抗体の両端を接続範囲、すなわち電流供給接続部と接続し、これらの電流供給接続部は、図１に示した実施例では、マス接続部としての金属の中空体１でありかつねじまたはコネクタ接続部３であり、このコネクタ接続部は同様に中空体１の中に、加熱範囲５に相対する側に配置されている。
【００１２】
加熱棒２を形成するために、セラミック導体６が通例の製造法にしたがってセラミック絶縁体７に焼結され、そして焼結過程の前または後の機械加工によりマス接点とコネクタ接点のための接触面８と９が設けられる。セラミック導体６の配置ならびに接触面８と９を形成するには、セラミック導体６を一方ではその端部分の範囲で電気的に金属中空体１と接続してマス接点を形成しかつ他方では他方の端部分でコネクタ接続部３と電気的に接続すればよい。マス接触面９は、同時に密封座として役立つことができる。接触面８は、例えば同心のコネクタとして設計することができるコネクタ接続部３と接続している。
【００１３】
電流供給接続部と、すなわち図１によれば金属中空体１ならびにコネクタ接続部３とセラミック導体６の接触は、加圧接触が好ましい。すなわち、接触面８と９における接触は押圧作用される。これを達成するには、加熱棒２を絶縁部４を介して中空体１の中へ組み込み、絶縁部４の上で中空体１の縁１２をフランジにすればよく、そのとき達成された予応力が接触面８と９を押圧することになる。さらに、予応力は、中空体１を中間範囲１３で加熱しかつ軸方向に圧縮することにより達成しまたは強めることができる。
【００１４】
必要な場合には、接点を追加してロー付けするかまたは導電性の接着剤また導電性の接合剤を貼りつけることができる。
図１に示した予熱プラグでは、接触面８と９における接触を改善するために金属の接触リング１０と１１の形態の接触部分が設けられ、これらの接触部分が接触面８と９でセラミック導体６と機械的または電気的に、例えばロー付けにより接続される。これらの接触リング１０と１１は、予め製造された加熱棒２に取り付けるかまたはセラミック導体が接触リング１０、１１と共にセラミック絶縁体７の中へ完全に焼結される前に、セラミック導体６と結合することができる。セラミック導体６および接触リング１０、１１を絶縁体７に相応して配置することにより、セラミック導体６が接点に点対称に相対する位置で中空体１またはコネクタ接続部３に対して絶縁されることが配慮される。
【００１５】
図２は、図１に示した単極の設計に対して二極の設計を有する点で、図１に示した実施例と異なる本発明による予熱プラグの実施例を示す。
図１に示した実施例では、マス接点のための接触面９が金属中空体１の内側でセラミック導体６の外側に抵抗の低い範囲に形成されかつそこでこれと共にマス接点を形成していたのに対し、図２に示した実施例ではマス接点のためのこの接触面もセラミック導体６の端部に形成されかつ接触部分１８を介してコネクタ接続部３の第二の極２０と接続され、その第一の極は図１の実施例と同じように形成されている。絶縁部分１９は、コネクタ接続部３の両極３と２０の間に設けられている。
【００１６】
図１に示した実施例では、接点部分が接触リング１０、１１として形成されていたのに対し、図２に示した実施例では、個々の接触片１７、１８が設けられ、これらの接触片がそれぞれ対応する第一または第二の極に向かって接触するように配置されかつ形成されている。
【００１７】
二極の構成では、図２に示すように、中空体１が加熱要素に対し電気的に絶縁された状態で組み込まれ、その際図１にマス接触面９が形成される位置に存在する面２１は純粋な密封面として役立つ。
【００１８】
その他の点では、図２に示した予熱プラグは図１と関連してすでに述べた構成に対応する。
図１と２の両方に示した実施例の場合、セラミック導体６の導電性セラミックの特別なドーピングにより、セラミック導体６が範囲的に種々の抵抗温度係数を有し、すなわち予熱プラグが自己調製するように正の抵抗温度係数を有する範囲が生ずることが配慮される。この自己調製特性は、セラミック導体６の全範囲にわたってまたは部分範囲にわたってのみ設けることができる。この特性は範囲１４にわたって存在するのが好ましい。
【００１９】
図３に示した本発明の第三の実施例は、図１に示した実施例と実質的に次の点で異なる。すなわち、セラミック導体の代わりに加熱要素として、抵抗線、特にタングステンフィラメントコイルからなる加熱コイル１６が設けられている。タングステンフィラメントコイル１６はセラミック絶縁体７の中に焼結されそして接触リング１０、１１を介して電流供給接続部と、例えばコネクタ接続部３および本体１のマス接続部の接触面９に接続される。その他の点では、図３に示した第三の実施例は図１をもとにして記載された第一の実施例に対応する。
【００２０】
【発明の効果】
本発明による構成によれば、接点、特に加熱範囲のロー付け接点が避けられるので、熱的過負荷が接点位置に生じることができず、その際加熱要素に接触面の形態の接点が形成される故に、本発明による予熱プラグを簡単な方法で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による予熱プラグの第一の実施例の軸方向断面図である。
【図２】本発明による予熱プラグの第二の実施例の軸方向断面図である。
【図３】本発明による予熱プラグの第三の実施例の軸方向断面図である。
【符号の説明】
１中空体
３コネクタ接続部
４絶縁兼密封リング
６加熱要素
８，９接触面
１０，１１，１７，１８金属接触部分
１２縁
２０マスポール

Claims

中空体を有し、この中空体の中に、焼結された加熱要素を有するセラミックの加熱棒が配置され、この加熱棒は中空体の一方の側で軸方向に突出しかつその加熱要素が電流供給接続部と接続されている予熱プラグにおいて、加熱要素(6) に接触面(8,9) が形成され、これらの接触面を介して加熱要素(6) が電流供給接続部と接触しており、加熱要素 (6) の接点がその接触面 (8,9) で電流供給接続部と押圧作用され、前記押圧力は軸方向圧力でありかつ加熱要素それ自体の部分が接触面の形をしていることを特徴とする予熱プラグ。
他方の側で中空体(1) 内に配置された絶縁兼密封リング(4) を備え、前記リングの上で中空体(1) の縁(12)をフランジにすることにより、接触面(8,9) を押圧作用する予応力が軸方向に存在することを特徴とする請求項１に記載の予熱プラグ。
接触面(8,9) に圧力をかける軸方向予応力が中空体(1) の加熱と軸方向圧縮により発生することを特徴とする請求項２に記載の予熱プラグ。
加熱要素(6) の接触面(8,9) と電流供給接続部の間の接触位置に設けられている金属接触部分(10,11,17,18) を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３までのうちのいずれか一つに記載の予熱プラグ。
コネクタ接続部(3) のための接触面(8) が一方の導体部分に形成されかつマス接続部のための接触面(9) が金属材料からなる中空体(1) の中に存在する他方の導体部分の範囲の位置に形成され、その際この位置に金属中空体(1) に向かってマス接点が形成されるように加熱要素(6) が配置されかつマス接続部のための接触面(9) が形成されることを特徴とする請求項１から請求項４までのうちのいずれか一つに記載の予熱プラグ。
中空体(1) が加熱要素(6) に対して絶縁され、そしてマス接続部のための接触面が加熱要素(6) の他端に形成されかつ二極の接続コネクタ(3,20)のマスポール(20)と接続されていることを特徴とする請求項１から請求項５までのうちのいずれか一つに記載の予熱プラグ。
加熱要素(6) がセラミック導体であることを特徴とする請求項１から請求項６までのうちのいずれか一つに記載の予熱プラグ。
セラミック導体(6) に少なくとも部分的に異なるようにドーピングすることにより、正および負の抵抗温度係数を有する範囲が形成されることを特徴とする請求項７に記載の予熱プラグ。
加熱要素が金属の抵抗材料からなる加熱コイルであることを特徴とする請求項１から請求項６までのうちのいずれか一つに記載の予熱プラグ。