JPH0248814B2 - Jikoseigyogataseramitsukuguroopuragu - 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接着さ
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の先端部内腟にろう
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に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材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。

このような構造をもつ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の線
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する優れた特長をもつ
ものであるが、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内腔内でガラス材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とガラス材
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の酸化を促進し耐久性を低下させる
という問題があるほか、所定の安定した加熱電流
の制御機能を得るためには抵抗体の通電昇温時に
おける温度特性を一定とする必要がある為、その
放熱状態を一定化できる取付金具内腔における収
納構造の改良が望まれていた。

本発明は、前記せる如き問題点を解決するもの
として、耐久性が向上され、安定した自己制御機
能を有する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
ルが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強固な組立
体として形成されるとともに、組立体内の抵抗体
コイルは、グロープラグとしてエンジンヘツドに
取り付けられたとき、ヘツド端面との関係距離が
数値的に限定された一定寸法範囲内にあるように
位置して金属チユーブ内に埋設され、この組立体
が取付金具内腔内に一定の状態で収納された構造
とすることにより耐久性を向上させ抵抗体の発熱
時における放熱を一定化させ昇温時の温度を安定
させる構造としたものである。

以下本発明を図面を参照しつつ詳細に説明す
る。

第２図は、本発明自己制御型セラミツクグロー
プラグをエンジンヘツドに取付けた状態を示す実
施例の縦断面図で、第１図と同一部分は同一符号
で示したものである。

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７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の一部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
アの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として形成されており、該組立体
１４は取付金具４の後端開口部から挿入され、そ
の胴部の一部４ａで外周から加締められ、該取付
金具４の内腔内壁に外周を部分的に密接させて保
持されて成り、又前記取付金具４内腔内における
抵抗体コイル７は、グロープラグとしてエンジン
ヘツド１５に螺着されたとき、ヘツド端面１５ａ
からの埋没寸法ｌがコイル長Ｌに対し−１／４Ｌ （１／４Ｌだけヘツド端面１５ａの外側へ出る）から ＋３／４Ｌ（３／４Ｌだけヘツド端面１５ａから埋没す る）の範囲となるような位置に埋設されて成る構
造をもつものである。

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（第２図と同一部分を同一符号で示
す）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１
３_-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。

このような構造を有する本発明自己制御型セラ
ミツクグロープラグは、組立体１４の金属チユー
ブ１２を取付金具４の内腔において該金具４胴部
の一部４ａで加締め、その外周を取付金具４の内
壁に部分的に密接させたことにより、製造時にお
ける取付金具４内腔内壁と金属チユーブ１２外周
との間〓ｔのバラツキが吸収されると共に実効的
に狭める効果を生ぜしめ、これに伴なつて通電昇
温時における抵抗体コイル７の放熱状態が安定化
し一定の温度特性をもたせることが出来るもので
ある。

第５図は、前記金属チユーブ１２の外周と取付
金具４の内腔内壁との間〓ｔを0.05mmとした上記
せる如き取付金具４内腔における組立体１４の収
納構造をもつ自己制御型グロープラグを、第２図
に示す如くエンジンヘツド１５に螺着し、抵抗体
コイル７のヘツド端面１５ａからの埋没寸法ｌ
を、ｌ＝０としたもの及びコイル長Ｌに対し−
１／４Ｌ，−２／４Ｌ（１／４Ｌ，２／４Ｌだけヘツド
端面から 外側に出るようにしたもの）、１／２Ｌ，３／４Ｌ並び にｌ＝Ｌとなるように変えたものにつき行なつた
発熱体の通電昇温テスト結果を示したグラフで、
図に見られる如く抵抗体コイル７のエンジンヘツ
ド端面１５ａからの埋没寸法ｌ＝０のものおよび
１／２Ｌ，３／４Ｌのものは発熱体の最高温度がいずれ も1200℃以上に昇温し、抵抗体コイル７の温度上
昇に伴なう電流制御作用により漸次温度が下降し
ても900℃を保つことがわかり、又ｌ＝−１／４Ｌ即 ちヘツド端面１５ａから１／４Ｌだけ露出して螺着 された場合に於ても充分な温度特性をもつことを
示しているが、ｌ＝Ｌとなるように螺着した（第
５図中点線の曲線で示す）ものは抵抗体コイル７
がエンジンヘツド１５内に完全に埋没しているた
め放熱量が大きくなり、抵抗体の温度（抵抗値）
が高くならず通電電流が減少しないため、発熱体
が必要以上に過熱されることを示しており、又逆
にｌ＝−２／４Ｌとなるもの即ち抵抗体コイル７が ヘツド端面１５ａから２／４Ｌだけ露出するように 螺着された場合は同図に一点鎖線の曲線で示す如
く、抵抗体の放熱量が少な過ぎて温度が高くなり
過ぎ、この為に通電電流が過少となり発熱体の温
度が極端に低下し、必要な所定の昇温特性が得ら
れないことを示している。従つて抵抗体コイル７
のエンジンヘツド端面１５ａからの埋没寸法ｌ
は、コイル長Ｌに対し−１／４Ｌ〜３／４Ｌの範囲とな ることが最良であることが理解されよう。

以上の説明から明らかなように、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
一部で加締られその外周を取付金具の内壁に部分
的に密接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実効的に該間〓を
安定させて狭める効果を生じ、これに伴なつて通
電昇温時における抵抗体の放熱が一定化され所定
の温度特性をもつものとすることができ、さらに
取付金具内腔内の抵抗体コイルは、グロープラグ
としてエンジンヘツドに螺着されたとき、該抵抗
体コイルの下端とヘツド端面との関係距離ｌが一
定の寸法範囲内にあるように配設される構造をも
つため、エンジンヘツド装着後に於ても抵抗体の
昇温発熱時における放熱が一定となり抵抗体の抵
抗値を増加させる昇温特性が変動せず発熱体に対
する安定した過熱制御機能を得られるものであつ
て、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をエンジンヘツドに螺
着した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
の製造手順実施例説明図、第５図は本発明グロー
プラグをエンジンヘツドに装着し、抵抗体コイル
のヘツド端面からの関係距離を変えたときの、発
熱体の昇温特性グラフである。 １：セラミツクヒーター、２：発熱線、３：金
属外筒、４：取付金具、４ａ：取付金具胴部の加
締め部、６：リード電極軸、７：抵抗体コイル、
８：中軸、９：ガラス材、１０：絶縁体、１１：
丸ナツト、１２：金属チユーブ、１３：耐熱絶縁
材、１４：組立体、１５：エンジンヘツド、１５
ａ：ヘツド端面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   イルが両端を開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、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
   体として形成されて成り、該組立体の金属チユー
   ブは、取付金具の胴部の一部で加締められ取付金
   具の内腔にその外周を部分的に密接させて収納さ
   れ、さらに前記組立体内における抵抗体コイル
   は、グロープラグとしてエンジンヘツドに螺着さ
   れたとき、エンジンヘツド端面からの埋没寸法(l)
   が、コイル長(L)に対し−１／４Ｌ〜＋３／４Ｌの寸法
   範 囲に位置するように、その内腔に配設されて成る
   ことを特徴とする自己制御型セラミツクグロープ
   ラグ。