JP3865953B2

JP3865953B2 - セラミックグロープラグ

Info

Publication number: JP3865953B2
Application number: JP30346898A
Authority: JP
Inventors: 雅弘小西; 一穂立松; 隆徳水野
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 1998-10-26
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2018-10-26
Also published as: JP2000130754A

Description

【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３３，３４，４３，４４が埋設されている。セラミック発熱体３２，４２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てなるセラミックヒータと、先端に燃焼室との密閉を図るシート面を有する主体金具と、その主体金具の先端から突出する金属外筒とを具備し、前記金属外筒に前記セラミックヒータの先端部を前記金属外筒から露出して配設してなる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埋設されて結合されるとともに前記第２のセラミック抵抗体と前記リード線との結合位置を前記シート面よりも後退させ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１３、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（Ｓｉ₃Ｎ₄）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。
▲１▼、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。
▲２▼、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。
▲３▼、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１３，１４を成形する。
▲４▼、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▲１▼▲２▼の工程を経て混練した導電材料を得る。
▲５▼、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。
▲６▼、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。
▲７▼、上記▲６▼で得られた粉末中に▲５▼で得られた導電部品を埋没し、一体プレスする。
▲８▼、上記の一体プレス品をホットプレス法により焼成する。
▲９▼、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１２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、「５ｓｅｃ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。
【００２９】
次に、実施例６，７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１〜５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６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７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（１１Ｖ）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

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てなるセラミックヒータと、
先端に燃焼室との密閉を図るシート面を有する主体金具と、
その主体金具の先端から突出する金属外筒とを具備し、
前記金属外筒に前記セラミックヒータの先端部を前記金属外筒から露出して配設してなる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埋設されて結合されるとともに前記第２のセラミック抵抗体と前記リード線との結合位置を前記シート面よりも後退させていることを特徴とするセラミックグロープラグ。
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。
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。
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。