JPH0155370B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主としてデイーゼルエンジンに装着さ
れ始動時に副燃焼室内等を予熱する急速加熱型グ
ロープラグに関するものである。

一般にデイーゼルエンジンは低温時における始
動性が悪い為に、エンジンヘツドに設けた副燃焼
室等にグロープラグを装着して、これに通電して
赤熱し室内に噴射される燃料の一部を燃焼させて
予熱する方法がとられており、始動時に急速な昇
温特性を持つことが要求されると共に、近時は始
動後に於ても燃焼安定化の為のアフターグローと
して長時間使用される傾向となつており、その耐
久性の向上が益々必要とされてきている。

この目的に応ずる急速加熱型グロープラグとし
て、高融点金属の発熱線を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、
さらに急速昇温時における発熱線の溶断あるいは
熱衝撃によるセラミツク割れ等を防止する為、該
発熱体に、発熱線に用いた線材より大きい正の抵
抗温度係数を有する線材からなる抵抗体を直列に
接続した構造をもち加熱電流を制御するようにし
た自己制御型セラミツクグロープラグが知られて
いる。

第１図は、この種グロープラグの従来例の構造
を示す縦断面図を示したもので発熱体となるセラ
ミツクヒーター１は発熱線２をセラミツク焼結体
中に埋設してなり金属外筒３の内腔にろう接され
ると共に発熱線２の一端２ａが電気的に接続さ
れ、金属外筒３は取付金具４の先端部内腔にろう
接されて側電極となり、一方発熱線２の他端２
ｂはセラミツクヒーター１の後端部に嵌着された
金属キヤツプ５に溶接されているリード電極軸６
を経て抵抗体コイル７に電気的に接続され、抵抗
体コイル７の他端は中軸８の先端部に接続されて
いる。

而して取付金具４の内腔内には、該内腔内にお
ける前記構成部分が埋設されるようにガラス粉末
９が充填され、中軸８は絶縁体１０を取付金具４
との間に介在させて丸ナツト１１で締付け固定さ
れ電極となるように構成されてなるものであ
る。

このような構造を有する従来のこの種自己制御
型グロープラグは、通電昇温時において抵抗体線
材と発熱線の線材との抵抗温度係数の差により、
抵抗体の温度が発熱線より速かに増加し、これに
伴なう抵抗値の増大により発熱線の加熱電流を減
少させ発熱体の過熱を防止できる優れた特長をも
つものであるが、量産時におけるグロープラグに
所定の安定した加熱電流の制御機能をもたせる為
には、いずれのグロープラグの抵抗体も昇温時に
於て温度が一定となることが必要で、この為に量
産時の製造が容易な取付金具内腔における収納構
造の改良が望まれ、さらに又第１図に示し説明せ
る如く抵抗体コイル７と中軸８及びセラミツクヒ
ーター１の接続構成部分が取付金具４内腔内にガ
ラス９により封着されているため、抵抗体コイル
７の発熱、冷却の繰返しによつて抵抗体コイル７
とガラス９との膨張係数の差によりガラスが割れ
封着性が阻害されるほか、割れた部分から外気が
浸入し抵抗体コイル７の酸化が促進され、耐久性
を低下させるという問題点をもつていた。

本発明は前記せる如き問題点を解決し、耐久性
が向上され、量産時においても製造の容易な自己
制御型セラミツクグロープラグの提供を目的とし
たものであつて、発熱体に直列に接続される抵抗
体コイルを耐熱絶縁材を充填した金属チユーブ内
に中軸及び発熱体との接続部を含め埋設した組立
体として形成し、さらに該組立体を取付金具内腔
内に安定した状態で収納させた構造としたもので
ある。

以下本発明につき図面を用いて詳細に説明す
る。

第２図は本発明自己制御型セラミツクグロープ
ラグの実施例についての縦断面図である。なお第
１図と同一部分は同一符号で示している。

図に於て、７は線材に抵抗温度係数の大きいニ
ツケル（Ni）もしくは鉄（Fe）を用いた抵抗体
コイルで、その一端は取付金具４の後端部より突
出して側電極となる中軸８の先端部８ａに接続
され、他端は抵抗体コイルより小さい抵抗温度係
数をもつ線材例えばタングステン（Ｗ）にレニウ
ム（Re）を添加したＷ合金を用いたセラミツク
ヒーター１の発熱線（図では省略して図示せず）
に接続するリード電極軸６に接続されており、抵
抗体コイル７と中軸８及びリード電極軸６を含む
接続構成部分は金属チユーブ１２で覆われ、その
内腔に充填された例えばマグネシア粉末等の耐熱
絶縁材１３中に埋設され一体化した組立体１４と
して形成されてなり、該組立体１４は、取付金具
４の後端開口部から挿入されて金属チユーブは取
付金具の内腔内壁との間隙が0.2mm以下で嵌合さ
れ、取付金具４の胴部の一部４ａで外周から加締
められ、該取付金具４の内腔内壁に一部を密接し
て保持される構造としたものである。

なお前記組立体１４の金属チユーブ１２に対す
る取付金具４の胴部の一部４ａでの加締め加工
は、第３図のイに示す如きローリング加締めある
いは同図ロに示す如く四角、六角、八角等の多角
形ダイスを用いて加締められるもので、加締め箇
所は一箇所に限定されるものではなく必要により
同図ハに示す如く軸方向における複数箇所を加締
めるようにしてもよい。

又前記せる組立体１４は、第４図（第２図と同
一部分は同一符号で示す）イに示す如くコイルの
内部空間にマグネシア等の耐熱絶縁粉末で予備成
型された心体１３_-1を挿入した抵抗体コイル７を
中軸８及びリード電極軸６に接続し、これら接続
構成部分の外側に前記心体１３_-1と同材質の予備
成型管１３_-2を嵌挿し、さらにこれを金属チユー
ブ１２′内に入れ両端の開口部をゴムシール１７
してスウエージングマシン又はロールマシン等に
より絞り加工することにより、同図ロに示す如く
抵抗体コイル７と中軸８及びリード電極軸６の一
部を含む接続構成部分が金属チユーブ１２内の耐
熱絶縁材１３中に埋設固着された組立体１４とし
て得られるものである。

本実施例における自己制御型セラミツクグロー
プラグとしてのその他の構造は第１図に示した従
来例の場合と同様であるので説明を省略する。

第５図は、組立体の金属チユーブ外周と取付金
具の内腔内壁との間〓ｔが、通電昇温時における
発熱体の温度に与える影響を知る為に行なつたテ
スト結果を示したグラフで、テストは上記間〓ｔ
が０mm（密接）、0.1mm及び0.2mmとなるような外
径を有する３種類の金属チユーブ１２ａを取付金
具４の内腔内に第６図（第２図と同一部分は同一
符号で示す）の要部縦断面図に示す如く配設した
グロープラグにつき行なつたものである。

図に見られる如く、抵抗体コイル７に発熱線の
線材より大きい正の抵抗温度係数をもつ線材を用
い直列に接続している為、通電により抵抗体コイ
ル７の温度（抵抗値）が発熱線より速かに増加し
通電電流を減少させることにより発熱体の温度は
いずれも最高温度に達したのち漸減する傾向を示
し、取付金具内腔内壁との間〓ｔが０〜0.1mmと
なるように金属チユーブ１２ａが配設されたもの
は、最高1200℃〜1250℃に達したのち漸減しても
約900℃を維持し極めて良好な温度特性を示して
いることに対し、間〓ｔが0.2mmとなるように配
設されたものは取付金具４側への放熱量が少なく
なる為内蔵している抵抗体コイル７の温度（抵抗
値）が高くなり過ぎて通電電流が減少し過ぎ、図
中点線の曲線で示す如く発熱体の温度が従来必要
とされている900℃を維持できずグロープラグと
しての性能を発揮できないものとなる、従つて金
属チユーブ１２ａの外周面と取付金具４の内腔内
壁との間〓ｔは0.1mm以下とする必要のあること
が分る。

然し乍ら実際の製造時における量産性を考慮す
ると、金属チユーブ１２ａの外径及び取付金具４
内腔内径の製作バラツキもあり、金属チユーブ１
２ａの外周面と取付金具４の内腔内壁とを全周に
亘つて完全に密接（間〓ｔ＝０）させたり、均一
に0.1mm以下とすることは量産性を阻害し製造上
困難を伴なうものである。

これに対し本発明による抵抗体の収納構造は、
第２図に示し説明せる如く取付金具４内腔に挿入
された組立体１４の金属チユーブ１２が取付金具
４の胴部４ａで加締められ、その内腔内壁に一部
を密接させた構造となつている為、前記せる間〓
ｔが0.1mmを超えていても実効的には0.1mm以下と
なつて安定する効果を生じ、抵抗体の放熱状態を
容易に一定化させることができるものである。

第７図は、本発明によるグロープラグの実施例
につき行なつたテスト結果を示したもので、テス
トは前記間〓ｔが0.05mm、0.1mm及び0.2mmとなる
ような外径の３種類の金属チユーブ１２をもつ組
立体１４を取付金具４の内腔に挿入し、第２図に
示した如くその外周の一部を取付金具４の胴部４
ａで加締め部分的に密接させた収納構造をもつも
のについて行なつたもので、間〓ｔと通電昇温時
における発熱体の温度との関係をグラフ化して示
したものである。

第７図のグラフで見られる如く、本発明の収納
構造による場合は、前記間〓ｔが0.2mmであつて
も、金属チユーブ１２外周の一部が取付金具４の
内腔でその内壁に密接している為、実効的に間〓
ｔを狭くする効果を生じ、ｔ＝0.05mm及び0.1mm
の場合と同様通電昇温時における発熱体の温度は
最高1200℃以上に達したのち漸減しても900℃以
上を維持しグロープラグとして必要な温度性能を
充分満足できるものとなることが立証された。

以上の説明から理解されるように、本発明自己
制御型セラミツクグロープラグは、発熱体に直列
に接続される抵抗体が耐熱絶縁材を充填した金属
チユーブ内に抵抗体コイルと、中軸及び発熱体に
接続されるリード電極軸との接続部を含め埋設さ
れ、一体化した組立体として形成されたシーズ抵
抗体構造をもつ為極めて強固なものとなり、耐久
性が大幅に向上されたものとなるほか、前記組立
体の金属チユーブが取付金具の内腔において該金
具の胴部の一部で加締められ、その外周の一部を
取付金具の内壁に部分的に接触させた構造とする
ことにより、取付金具の内腔内壁と金属チユーブ
外周との間〓ｔの製造時におけるバラツキが吸収
されて実効的に間〓を狭める効果を生じ、これに
伴なつて通電昇温時における抵抗体の放熱状態が
一定化し所定の安定した通電制御機能が得られる
特長をもつもので、従来の問題点を解決すると共
に耐久性が向上されしかも量産性に優れた自己制
御型セラミツクグロープラグとして提供できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は自己制御型セラミツクグロープラグの
従来例を示す縦断面図、第２図は本発明自己制御
型セラミツクグロープラグの実施例を示す縦断面
図、第３図は本発明における取付金具胴部による
加締め形状を示す実施例の要部正面図、第４図は
本発明における組立体の製造手順説明図、第６図
は、取付金具内腔における金属チユーブ外周と取
付金具内壁との間〓ｔと、昇温時における発熱体
の温度との関係を知る為に行なつたテストに用い
たグロープラグ試料の構造を示す要部縦断面図で
第５図はその結果を示したグラフであり、第７図
は本発明自己制御型セラミツクグロープラグにお
ける同様なテスト結果を示したグラフである。 １：セラミツクヒーター、２：発熱線、３：金
属外筒、４：取付金具、６：リード電極軸、７：
抵抗体コイル、８：中軸、９，１３：耐熱絶縁
材、１０：絶縁体、１１：丸ナツト、１２：金属
チユーブ、１４：組立体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 取付金具の先端部に設ける発熱体にセラミツ
   ク焼結体中に発熱線を埋設したセラミツクヒータ
   ーを用いると共に、取付金具内腔内で前記発熱体
   に抵抗体が直列に接続されて成る自己制御型セラ
   ミツクグロープラグにおいて、前記抵抗体のコイ
   ルが両端を解放した金属チユーブ内に配され、該
   金属チユーブの後端側から突出して端子電極とな
   る中軸にその一端が接続されると共に、他端が発
   熱体に接続されるリード電極軸に接続され、金属
   チユーブ内における前記接続部分がその内腔内に
   充填された耐熱絶縁材中に埋設されると共に、該
   金属チユーブが内方に絞り加工されて一体化した
   組立体として形成され、該組立体の金属チユーブ
   は、取付金具の内腔内壁との間隙が0.2mm以下で
   嵌合されるとともに、取付金具胴部の一部で外周
   から加締められ取付金具の内腔にその外周を部分
   的に密接して収納されていることを特徴とする自
   己制御型セラミツクグロープラグ。