JPH04120A - 自己制御型セラミックグロープラグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主としてディ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。

〔従来の技術〕

一般にディーゼルエンジンは始動性を向上させるために
副燃焼室等にグロープラグを装着し、これに通電してヒ
ータを赤熱させ室内に噴射される燃料の一部を燃焼させ
予熱する方法がとられており、グロープラグは始動時に
急速な昇温特性を持つことが要求されるとともに、近時
は始動後においても燃焼安定化のためのアフターグロー
として長時間使用される傾向となっており、その耐久性
の向上が益々要望されてきている。

この目的に応する急速加熱型グロープラグとして、高融
点金属の線材からなる発熱線をセラミック粉体中に埋設
し焼結してなるセラミックヒータを発熱体として用い、
更に急速昇温時における発熱線の溶断あるいは熱衝撃に
よるセラミック割れの発生等を防止するため、発熱線に
、該発熱線より大きい正の抵抗温度係数をもつ線材を用
いた抵抗体を直列に接続し、通電昇温時における発熱体
の加熱電流を制御するようにした自己制御型セラミンク
グロープラグが知られている。

第２図は、この種グロープラグの従来例を示したもので
あり、発熱体となるセラミックヒータ１は、例えば、レ
ニウム−タングステン合金からなる発熱線（図示せず）
をセラミック焼結体中に埋設してなり金属外筒２の内腔
にろう接されるとともに発熱線の一端が電気的に接続さ
れ、金属外筒２は取付金具３の先端部内腔にろう接され
てｅ側電極を構成し、一方、発熱線の他端はセラミック
ヒータ１の後端部に嵌着された金属キャップ４に溶接さ
れたリード電極軸５に電気的に接続されている。抵抗体
コイル６の線材には、自己制御機能を持たせるため抵抗
温度係数が発熱線の抵抗温度係数よりも大きな、例えば
Ｎｉ−Ｆｅ合金が用いられ、その一端はリード電極軸５
に接続され、他端は取付金具３の後端部より突出して■
側電極となる中軸７の先端部に接続され、抵抗体コイル
６とリード電極軸５及び中軸７の一部を含む接続構成部
分は金属チューブ８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９中に埋設され一
体化したシーズ抵抗体ｌＯとして形成されて、取付金具
３の内腔に挿嵌され、取付金具３の外周から加締め３−
１により固着され、リード電極軸５と金属キャップ４と
がリードコイル１１で接続され、取付金具３の後端開口
部内腔にガラス材１２が溶融充填されてシールされてな
る構造をもつものである。同図において、Ｉ３は取付金
具３の後端開口部で中軸７を保持する絶縁体、１４はこ
れを締めつけ、中軸７を固定するナツトである。

なお、抵抗体コイル６に用いられているＮｉＦｅ合金は
抵抗温度係数が良好ではあるが、耐酸化性に劣るため、
線材の熱負荷を軽減し耐久性を向上させるために、外径
を大きくしてあり、そのためにシーズ抵抗体１０の外径
が金属外筒２の外径よりも０．４〜１．０ｍｍ大きくし
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の如き従来のグロープラグは、アフターグロー時の
温度低下が大きいので、エンジン始動時におけるエンジ
ンの回転上昇が緩慢であるという欠点がある。また、取
付金具３を六角鋼材から製作する場合に、シーズ抵抗体
ＩＯを挿嵌する内腔の内径よりも大きいために、取付金
具３の内腔をシーズ抵抗体１０の外径に対応させて切削
加工する必要があり、加工費が嵩むという欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の如き課題を解決するためになされたも
ので、前記した如きグロープラグにおいて、抵抗体コイ
ルがＹ−Ｎｉ合金にて形成され、かつ、この抵抗体コイ
ルを内蔵したシーズ抵抗体の外径が金属外筒の外径より
も０．１〜０．４＋ａ＋ｌｌ小さく構成されてなる自己
制御型セラミックグロープラグを提供するものである。

〔作用〕

Ｙ−Ｎｉ合金は、従来のＮｉ−Ｆｅ合金に比して、より
高温まで酸化を起こさない、従ってその分だけＹ　−Ｎ
　ｉ合金を用いる場合は抵抗体の温度上昇の限界が上昇
することになり、外径を細くすることができる。第３図
における実線はＹ−Ｎｉ合金からなる抵抗体コイル及び
破線はＮｉ−Ｆｅ合金からなる抵抗体コイルに通電した
ときの温度の経時変化を示している。Ｎｉ−Ｆｅ合金の
場合には表面酸化による抵抗増加によって温度が上昇し
続ける。

Ｙ−Ｎｉ合金の場合には径が細いので急速に抵抗値が増
加するが、酸化がないので飽和する。このような抵抗体
コイルの特性のため、グロープラグのセラミックヒータ
の温度特性は第４図の如くなり、Ｙ−Ｎｉ合金を用いた
場合は始動時におけるセラミックヒータの温度上昇が急
速となり、しかもアフターグロー時における温度低下が
Ｎｉ−Ｆｅ合金の場合に比して半分以下となり、良好な
昇温特性が得られる。

上記の如く抵抗体コイルの細径化に伴ってシーズ抵抗体
の外径を小さくできるので、シーズ抵抗体外径を金属外
筒の外径よりも前記の如＜０．１〜０．４ｍｍ細くする
と、取付金具の内腔には従来例の如く段部を設けること
なく、シーズ抵抗体挿嵌部分も金属外筒挿嵌部分も同じ
内径にすることができるので、取付金具内腔の切削加工
が不要となり加工費を低減することができる。なお、シ
ーズ抵抗体外径を金属外筒の外径よりも０．１〜０．４
＋ｎｍ　／Ｊ１さくする理由は、実際の製造時における
量産性を考慮すると、金属チューブの外径及び取付金具
内腔の内径の製作ばらつきもあり、０．１ｍｍ未満とす
ることは量産性を阻害し製造上困難を伴うからで、また
、０．４ｍｍを超えると取付金具への放熱量が少なくた
るために抵抗体コイルが高温となり抵抗値が高くなりす
ぎて通電電流が減少し過ぎるので自己側′４Ｂ機能が悪
化するからである。

〔実施例〕

第１図は本発明による自己制御型セラミックグロープラ
グの実施例の縦断面図であり、従来例の第２図と同一部
分は同一符号にて示す。同図において、取付金具３の内
腔は後端開口部を除き５．２５ｍｍの均一な内径を有し
、その先端部には外径５　、２ｍｍの金属外筒２が溶着
固定されている。抵抗体コイル６はイツトリウム１％の
Ｙ−Ｎｉ合金からなり、外径５．０ｍｍの金属チューブ
８内に配して従来例同様マグネシア粉末の耐熱絶縁材９
中に埋設されてシーズ抵抗体１０を構成し、これを取付
金具３の後端部内腔に挿嵌して加締め３−１により固着
されている。従って、シーズ抵抗体ＩＯの外径は金属外
筒２の外径よりも０．２ｍｍ小さい。上記以外の構造は
従来例の第２図と同様である。

第５図では、（イ）はプラグ単体の場合、（ロ）は実機
始動時における場合のセラミックヒータの温度特性を示
し、実線は実施例、破線は従来例における値を示してお
り、実施例のものは従来例のものに比して昇温が急速と
なり、しかもアフターグロー時における温度低下が小さ
くて、温度特性が大きく改善されている。また、第６図
は実機始動時におけるエンジン回転数の上昇例を示した
ものであり、実線は実施例、破線は従来例を示しており
、実施例の場合は通電約１０秒後にセラミックヒータの
温度はピークに達して、このピーク値から温度低下が少
ないだけ着火しやすく吹上がりが速くなる。

〔発明の効果〕

本発明による自己制御型セラミックグロープラグは抵抗
体コイルにＹ　−Ｎ　ｉ合金を用いることにより、抵抗
体の外径を小さくすることができるとともに温度特性が
向上しエンジンの始動性が大きく改善される。また、抵
抗体の外径を小さくできてセラミックヒータ保持する金
属外筒の外径よりも細くすることによって、取付金具内
腔の切削加工が不要となり六角綱材使用のメリットを生
かすことによって加工費を低減することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による自己制御型セラミックグロープラ
グの実施例の縦断面図、第２図は従来例の自己制御型セ
ラミックグロープラグの実施例の縦断面図、第３図は本
発明の実施例及び従来例における抵抗体コイルの温度特
性、第４図は本発明の実施例及び従来例におけるセラミ
ックヒータの温度特性、第５図は本発明の実施例及び従
来例における（イ）はプラグ単体、（ロ）は実機始動時
のヒータの温度特性、第６図は本発明の実施例及び従来
例におけるエンジン回転数の経時変化特性である。 １：セラミックヒータ、２：金属外筒、３：取付金具、
６：抵抗体コイル、８：耐熱絶縁材、９：金属チューブ
、１０：シーズ抵抗体。 第１図 第３図 時間 第４図 綺 問

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．内腔にセラミックヒータを挿嵌固着した金属外筒が
   取付金具の先端部内腔に接合されるとともに、前記セラ
   ミックヒータと直列に接続される抵抗体コイルを両端開
   放の金属チューブ内に充填された耐熱絶縁材中に埋設し
   て一体化してなるシーズ抵抗体が、前記取付金具の後端
   側内腔に挿嵌固着されてなる自己制御型セラミックグロ
   ープラグにおいて、前記抵抗体コイルがＹ−Ｎｉ合金に
   て形成され、かつ、該抵抗体コイルを内蔵した前記金属
   チューブの外径が前記金属外筒の外径よりも０．１〜０
   ．４ｍｍ小さいことを特徴とする自己制御型セラミック
   グロープラグ。