JPH0434052B2 - - Google Patents
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- JPH0434052B2 JPH0434052B2 JP58104200A JP10420083A JPH0434052B2 JP H0434052 B2 JPH0434052 B2 JP H0434052B2 JP 58104200 A JP58104200 A JP 58104200A JP 10420083 A JP10420083 A JP 10420083A JP H0434052 B2 JPH0434052 B2 JP H0434052B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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
される急速加熱型グロープラグさらに詳しくは昇
温時における発熱体の過熱を防止するために有効
な自己制御型グロープラグに関するものである。
される急速加熱型グロープラグさらに詳しくは昇
温時における発熱体の過熱を防止するために有効
な自己制御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
動性が悪いために、シリンダー又は副燃焼室内に
グロープラグを装着し、室内の温度を上昇させて
エンジンの始動特性を向上させる方法がとられて
おり、始動時において急速な昇温特性を持つこと
が要求される。
動性が悪いために、シリンダー又は副燃焼室内に
グロープラグを装着し、室内の温度を上昇させて
エンジンの始動特性を向上させる方法がとられて
おり、始動時において急速な昇温特性を持つこと
が要求される。
この目的を達成する急速加熱型グロープラグと
して、先端を閉塞した金属シース内にマグネシ
ア、アルミナ等の耐熱絶縁物を充填し、この中に
ニツケル発熱線を埋設したメタル型グロープラグ
を用いる従来例があるが、この種グロープラグは
急速な加熱電流を通電させるとニツケル発熱線が
溶断するおそれがあるので、これを防ぐ必要上、
加熱時間や温度を制御するため高価なコントロー
ラ等を必要とする欠点があつた。
して、先端を閉塞した金属シース内にマグネシ
ア、アルミナ等の耐熱絶縁物を充填し、この中に
ニツケル発熱線を埋設したメタル型グロープラグ
を用いる従来例があるが、この種グロープラグは
急速な加熱電流を通電させるとニツケル発熱線が
溶断するおそれがあるので、これを防ぐ必要上、
加熱時間や温度を制御するため高価なコントロー
ラ等を必要とする欠点があつた。
また、他の従来例として、発熱線に特に耐熱性
の優れたタングステン（Ｗ）を用い、これを窒化
ケイ素（Si3N4）又は炭化ケイ素（SiC）等を主
成分とするセラミツク粉体中に埋設し焼結成形し
て発熱体とした急速加熱型セラミツクグロープラ
グがあるが、この場合は前記メタル型グロープラ
グのように発熱体が金属シースで覆われていない
ため昇温効率が良く、又発熱線に高耐熱金属線材
を用いている為高温時に於いても溶断するおそれ
は少ないが、急速昇温による熱衝撃によつてセラ
ミツク割れを生ずるおそれがあるため、前記従来
例の場合と同様に通電を制御するコントローラそ
の他の補助回路手段を必要とせざるを得ない問題
点をもつものであつた。
の優れたタングステン（Ｗ）を用い、これを窒化
ケイ素（Si3N4）又は炭化ケイ素（SiC）等を主
成分とするセラミツク粉体中に埋設し焼結成形し
て発熱体とした急速加熱型セラミツクグロープラ
グがあるが、この場合は前記メタル型グロープラ
グのように発熱体が金属シースで覆われていない
ため昇温効率が良く、又発熱線に高耐熱金属線材
を用いている為高温時に於いても溶断するおそれ
は少ないが、急速昇温による熱衝撃によつてセラ
ミツク割れを生ずるおそれがあるため、前記従来
例の場合と同様に通電を制御するコントローラそ
の他の補助回路手段を必要とせざるを得ない問題
点をもつものであつた。
急速加熱型グロープラグのさらに他の従来例と
しては、昇温効率をさらに向上させるため発熱線
をそのまゝ露出させて発熱体とし、この発熱体に
電流制御用抵抗体を直列に配置して接続した構造
をもつ自己制御型グロープラグがあり、このグロ
ープラグの場合は、小電力量で急速昇温が可能と
なり、さらに直列に接続されている抵抗体の温度
上昇に伴なう抵抗増加によつて加熱電流が減少
し、発熱線が溶断しない範囲で温度が飽和するよ
うに制限されるので、特にコントローラ等による
制御手段を必要としない利点をもつものである
が、発熱部が裸出しているため発熱線に酸化腐食
を生じ易く耐久性が不十分であるという問題点が
あつた。
しては、昇温効率をさらに向上させるため発熱線
をそのまゝ露出させて発熱体とし、この発熱体に
電流制御用抵抗体を直列に配置して接続した構造
をもつ自己制御型グロープラグがあり、このグロ
ープラグの場合は、小電力量で急速昇温が可能と
なり、さらに直列に接続されている抵抗体の温度
上昇に伴なう抵抗増加によつて加熱電流が減少
し、発熱線が溶断しない範囲で温度が飽和するよ
うに制限されるので、特にコントローラ等による
制御手段を必要としない利点をもつものである
が、発熱部が裸出しているため発熱線に酸化腐食
を生じ易く耐久性が不十分であるという問題点が
あつた。
以上述べた如く従来の急速加熱型グロープラグ
は、急速な昇温によ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ため加熱電
流を制御するコントローラその他の補助回路手段
を特に必要としシステムが複雑化すると共に高価
なものとならざるを得なかつたり、又昇温効率を
良くするために発熱線を裸出させ、この発熱線に
抵抗体を直列に接続した自己制御型グロープラグ
は発熱体の耐久性が不十分である等いずれも問題
点をもつものであり、特に近時においては、グロ
ープラグをエンジン始動時に使用するのみでな
く、始動後も燃焼安定化のためのアフターグロー
として長時間使用する傾向となつてきているた
め、グロープラグの電気的ならびに化学的耐久性
が特に必要とされてきている。
は、急速な昇温によ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ため加熱電
流を制御するコントローラその他の補助回路手段
を特に必要としシステムが複雑化すると共に高価
なものとならざるを得なかつたり、又昇温効率を
良くするために発熱線を裸出させ、この発熱線に
抵抗体を直列に接続した自己制御型グロープラグ
は発熱体の耐久性が不十分である等いずれも問題
点をもつものであり、特に近時においては、グロ
ープラグをエンジン始動時に使用するのみでな
く、始動後も燃焼安定化のためのアフターグロー
として長時間使用する傾向となつてきているた
め、グロープラグの電気的ならびに化学的耐久性
が特に必要とされてきている。
本発明は、このような実情に鑑み、発熱部の耐
久性を向上させ、且つ前記従来例について示した
如き問題点を解決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、温度
−抵抗係数（常温−1000℃）が４倍以下となるよ
うな正の抵抗温度係数をもつタングステン（Ｗ）
合金を線材として用いた発熱線と、純Ｗ又は純
Mo等を線材とした抵抗体とを直列に接続し、こ
れらをセラミツク粉体中に埋設し一体に焼結成形
してなるセラミツクヒーターを発熱体として用い
るものである。
久性を向上させ、且つ前記従来例について示した
如き問題点を解決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、温度
−抵抗係数（常温−1000℃）が４倍以下となるよ
うな正の抵抗温度係数をもつタングステン（Ｗ）
合金を線材として用いた発熱線と、純Ｗ又は純
Mo等を線材とした抵抗体とを直列に接続し、こ
れらをセラミツク粉体中に埋設し一体に焼結成形
してなるセラミツクヒーターを発熱体として用い
るものである。
以下本発明の実施例を付図を用いて詳細に説明
する。
する。
第１図は、本発明自己制御型グロープラグの縦
断面図を示したもので、先端部に設けた発熱体と
なるセラミツクヒーター１は、Ｕ字状に折曲げら
れた発熱線コイル２の両端に接続線３を介し２本
の抵抗体コイル４-1及び-2がそれぞれ接続され、
これらを例えばSi3N4を主成分とするセラミツク
粉体中に埋設し円筒形状に予備成型を行なつたの
ちホツトプレス法でセラミツクを焼結させ、研磨
あるいは研削加工によつて外形仕上し、一体成形
されてなるものである。このセラミツクヒーター
１の外側には金属外筒６が嵌挿されてろう接さ
れ、同時に抵抗体コイル４-1に溶接されたリード
線５-1が電気的に接続されている。而して金属外
筒６は取付金具７の先端内腔にろう接され電極
となり、一方抵抗体コイル４-2に溶接されている
リード線５-2は、セラミツクヒーター１の後端部
側面で、これにろう接されているリード棒８に電
気的に接続され、このリード棒８が中軸９に溶接
され、中軸９は絶縁体１０を取付金具７との間に
介在させて丸ナツト１１で締付け固定されて電
極となる構造をもつものである。
断面図を示したもので、先端部に設けた発熱体と
なるセラミツクヒーター１は、Ｕ字状に折曲げら
れた発熱線コイル２の両端に接続線３を介し２本
の抵抗体コイル４-1及び-2がそれぞれ接続され、
これらを例えばSi3N4を主成分とするセラミツク
粉体中に埋設し円筒形状に予備成型を行なつたの
ちホツトプレス法でセラミツクを焼結させ、研磨
あるいは研削加工によつて外形仕上し、一体成形
されてなるものである。このセラミツクヒーター
１の外側には金属外筒６が嵌挿されてろう接さ
れ、同時に抵抗体コイル４-1に溶接されたリード
線５-1が電気的に接続されている。而して金属外
筒６は取付金具７の先端内腔にろう接され電極
となり、一方抵抗体コイル４-2に溶接されている
リード線５-2は、セラミツクヒーター１の後端部
側面で、これにろう接されているリード棒８に電
気的に接続され、このリード棒８が中軸９に溶接
され、中軸９は絶縁体１０を取付金具７との間に
介在させて丸ナツト１１で締付け固定されて電
極となる構造をもつものである。
なお、同図に示したセラミツクヒーター１は、
発熱線コイル２の両端に抵抗体コイル４-1及び４
−２をそれぞれ接続したものを示したが、発熱線コ
イルと抵抗体コイルの接続は、第２図にその要部
を示す如く、セラミツクヒーター１′は発熱線コ
イル２′と抵抗体コイル４′の片端同志をａに於て
接続し、抵抗体コイル４′の他端はそのまゝ引出
してリード線ｂとし、また一方発熱線コイル２′
の他端はコイルの中心を通して引出してリード線
ｃとする接続構造をとつてもよい。
発熱線コイル２の両端に抵抗体コイル４-1及び４
−２をそれぞれ接続したものを示したが、発熱線コ
イルと抵抗体コイルの接続は、第２図にその要部
を示す如く、セラミツクヒーター１′は発熱線コ
イル２′と抵抗体コイル４′の片端同志をａに於て
接続し、抵抗体コイル４′の他端はそのまゝ引出
してリード線ｂとし、また一方発熱線コイル２′
の他端はコイルの中心を通して引出してリード線
ｃとする接続構造をとつてもよい。
ところで今迄述べてきたような構造をもつセラ
ミツクヒーターに用いる発熱線コイルと、これに
直列に挿入接続される抵抗体コイルの金属線材と
しては、すぐれた発熱制御機能をもたせるため、
抵抗温度係数が正の特性を持ち、発熱線材より抵
抗体の線材の方が大きい値をもつもので、かつこ
の両者間に成る可く温度−抵抗係数（常温におけ
る抵抗値と、1000℃の高温時における抵抗値との
比）に差のあることが好ましいものであり、本発
明者らは種々試作検討を行なつた結果、セラミツ
クの焼結温度に耐えかつ上記条件を満足する材料
として、発熱線コイルの線材には温度−抵抗係数
が４倍以下となるような抵抗温度係数をもつタン
グステン（Ｗ）とレニウム（Re）合金を用い、
又抵抗体コイルの線材には純Ｗまたは純モリブデ
ン（Mo）いずれも温度−抵抗温度係数が５倍を
用いる組合せにより急速加熱ができて、かつヒー
ター部の温度も1200℃以下に抑えることができる
好結果が得られることを見出した。
ミツクヒーターに用いる発熱線コイルと、これに
直列に挿入接続される抵抗体コイルの金属線材と
しては、すぐれた発熱制御機能をもたせるため、
抵抗温度係数が正の特性を持ち、発熱線材より抵
抗体の線材の方が大きい値をもつもので、かつこ
の両者間に成る可く温度−抵抗係数（常温におけ
る抵抗値と、1000℃の高温時における抵抗値との
比）に差のあることが好ましいものであり、本発
明者らは種々試作検討を行なつた結果、セラミツ
クの焼結温度に耐えかつ上記条件を満足する材料
として、発熱線コイルの線材には温度−抵抗係数
が４倍以下となるような抵抗温度係数をもつタン
グステン（Ｗ）とレニウム（Re）合金を用い、
又抵抗体コイルの線材には純Ｗまたは純モリブデ
ン（Mo）いずれも温度−抵抗温度係数が５倍を
用いる組合せにより急速加熱ができて、かつヒー
ター部の温度も1200℃以下に抑えることができる
好結果が得られることを見出した。
第１図に示した本実施例のグロープラグにおけ
るセラミツクヒーター１は、発熱線コイル２の線
材としてレニウム（Re）を15％添加したＷ−
15Re合金（温度−抵抗係数２倍）と、Reを３％
添加したＷ−3Re合金（温度−抵抗係数４倍）を
用い、これら発熱線コイル２に抵抗体コイル４-1
及び４-2の線材には純Ｗ（温度−抵抗係数５倍）
を用い組合わせてなる本発明品グロープラグＡ及
びＢ、又比較品グロープラグＣとして、発熱線コ
イルにRe1.5％添加したＷ−1.5Re合金（温度−
抵抗係数4.5倍）を用いて同じく抵抗体コイルを
組合わせたもの、更に従来品グロープラグＤとし
て発熱線コイルに純Ｗ線材のみを用いたものを用
意し、これらグロープラグに11Vを通電し、急速
に昇温（900℃到達６秒以内）させ、通電をその
まま継続させてヒーター部の温度特性を比較し
た。
るセラミツクヒーター１は、発熱線コイル２の線
材としてレニウム（Re）を15％添加したＷ−
15Re合金（温度−抵抗係数２倍）と、Reを３％
添加したＷ−3Re合金（温度−抵抗係数４倍）を
用い、これら発熱線コイル２に抵抗体コイル４-1
及び４-2の線材には純Ｗ（温度−抵抗係数５倍）
を用い組合わせてなる本発明品グロープラグＡ及
びＢ、又比較品グロープラグＣとして、発熱線コ
イルにRe1.5％添加したＷ−1.5Re合金（温度−
抵抗係数4.5倍）を用いて同じく抵抗体コイルを
組合わせたもの、更に従来品グロープラグＤとし
て発熱線コイルに純Ｗ線材のみを用いたものを用
意し、これらグロープラグに11Vを通電し、急速
に昇温（900℃到達６秒以内）させ、通電をその
まま継続させてヒーター部の温度特性を比較し
た。
その結果は、第３図に示すように、本発明品グ
ロープラグＡ及びＢは抵抗体コイルによる制御作
用によつて最高温度が1200℃以内で飽和すること
が確認された。これに対し、温度−抵抗係数が
4.5倍の比較品グロープラグＣ及び抵抗体コイル
を直列接続しなく発熱体コイルのみの従来品グロ
ープラグＤは同じように急速昇温させると、1200
℃以上に暴走することから、セラミツク材の耐久
性が損なわれ、タイマによるコントローラが必要
となる。以上のことから発生線コイルと抵抗体コ
イルの温度抵抗係数の差の大きい程昇温特性を向
上して最高温度も1200℃以下に低く抑える点で望
ましく、それには発熱線コイルの温度−抵抗係数
は４倍以下が必要である。
ロープラグＡ及びＢは抵抗体コイルによる制御作
用によつて最高温度が1200℃以内で飽和すること
が確認された。これに対し、温度−抵抗係数が
4.5倍の比較品グロープラグＣ及び抵抗体コイル
を直列接続しなく発熱体コイルのみの従来品グロ
ープラグＤは同じように急速昇温させると、1200
℃以上に暴走することから、セラミツク材の耐久
性が損なわれ、タイマによるコントローラが必要
となる。以上のことから発生線コイルと抵抗体コ
イルの温度抵抗係数の差の大きい程昇温特性を向
上して最高温度も1200℃以下に低く抑える点で望
ましく、それには発熱線コイルの温度−抵抗係数
は４倍以下が必要である。
以上の説明から理解されるように、本発明によ
る自己制御型グロープラグは、セラミツクの焼結
温度に耐える高耐熱性を有する発熱線及び抵抗体
がセラミツクで被覆されたセラミツクヒーターを
発熱体としている為、使用条件及び使用環境下に
於て電気的ならびに化学的安定性に優れており、
発熱体コイルに温度−抵抗係数が４倍以下のＷ−
Re合金を用い、この発熱体コイルに直列に接続
する抵抗体コイルの線材に、その温度−抵抗係数
が発熱線コイルの４倍以下より大であるものを用
い組合せているので、通電昇温時に於ては、抵抗
体コイルの抵抗値が発熱線コイルの抵抗値より速
かに増大することによつて加熱電流を減少させ、
自己制御により加熱が防止されるため熱衝撃によ
るセラミツク割れ等を生ずることのない耐久性の
優れたものとなるほか、高価かつ繁雑な通電制御
用コントローラ等を特に必要としない従来の急速
加熱型グロープラグが有していた問題点を解決し
たものと言える。
る自己制御型グロープラグは、セラミツクの焼結
温度に耐える高耐熱性を有する発熱線及び抵抗体
がセラミツクで被覆されたセラミツクヒーターを
発熱体としている為、使用条件及び使用環境下に
於て電気的ならびに化学的安定性に優れており、
発熱体コイルに温度−抵抗係数が４倍以下のＷ−
Re合金を用い、この発熱体コイルに直列に接続
する抵抗体コイルの線材に、その温度−抵抗係数
が発熱線コイルの４倍以下より大であるものを用
い組合せているので、通電昇温時に於ては、抵抗
体コイルの抵抗値が発熱線コイルの抵抗値より速
かに増大することによつて加熱電流を減少させ、
自己制御により加熱が防止されるため熱衝撃によ
るセラミツク割れ等を生ずることのない耐久性の
優れたものとなるほか、高価かつ繁雑な通電制御
用コントローラ等を特に必要としない従来の急速
加熱型グロープラグが有していた問題点を解決し
たものと言える。
第１図は、本発明自己制御型グロープラグの実
施例縦断面図、第２図は本発明自己制御型グロー
プラグのセラミツクヒーターにおける発熱線コイ
ルと抵抗体コイルの、他の接続方法の実施例を示
す要部縦断面図、第３図は本発明グロープラグと
比較例及び従来例グロープラグの昇温特性図であ
る。 １……セラミツクヒーター、２，２′……発熱
線コイル、３……接続線、４-1，４-2，４′……
抵抗体コイル、５-1，５-2およびｂ，ｃ……リー
ド線、６……金属外筒、７……取付金具、８……
リード棒、９……中軸、１０……絶縁体、１１…
…丸ナツト。
施例縦断面図、第２図は本発明自己制御型グロー
プラグのセラミツクヒーターにおける発熱線コイ
ルと抵抗体コイルの、他の接続方法の実施例を示
す要部縦断面図、第３図は本発明グロープラグと
比較例及び従来例グロープラグの昇温特性図であ
る。 １……セラミツクヒーター、２，２′……発熱
線コイル、３……接続線、４-1，４-2，４′……
抵抗体コイル、５-1，５-2およびｂ，ｃ……リー
ド線、６……金属外筒、７……取付金具、８……
リード棒、９……中軸、１０……絶縁体、１１…
…丸ナツト。
Claims (1)
- １ 通電昇温時における発熱体の温度を制御する
ため、該発熱体に電流制御用抵抗体が直列に接続
されてなる自己制御型グロープラグにおいて、発
熱線コイルと抵抗体コイルとが直列に接続されて
セラミツク焼結体中に埋設され、一体化されてな
るセラミツクヒーターを形成し、かつ発熱線が温
度−抵抗係数（常温−1000℃）が４倍以下となる
ような正の抵抗温度係数をもつタングステン
（Ｗ）とレニウム（Re）合金線からなり、抵抗体
は純Ｗまたは純モリブデン（Mo）の線材からな
り、このセラミツクヒーターを取付金具の先端に
配設したことを特徴とする自己制御型グロープラ
グ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10420083A JPS59231322A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 自己制御型グロ−プラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10420083A JPS59231322A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 自己制御型グロ−プラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59231322A JPS59231322A (ja) | 1984-12-26 |
| JPH0434052B2 true JPH0434052B2 (ja) | 1992-06-04 |
Family
ID=14374330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10420083A Granted JPS59231322A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 自己制御型グロ−プラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59231322A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8591801B2 (en) | 2007-10-29 | 2013-11-26 | Kyocera Corporation | Process for producing conductor built-in ceramic |
| EP3163171B1 (en) * | 2015-10-30 | 2018-12-12 | NGK Spark Plug Co., Ltd. | Glow plug |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58190628A (ja) * | 1982-04-28 | 1983-11-07 | Jidosha Kiki Co Ltd | デイ−ゼルエンジン用グロ−プラグ |
-
1983
- 1983-06-13 JP JP10420083A patent/JPS59231322A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58190628A (ja) * | 1982-04-28 | 1983-11-07 | Jidosha Kiki Co Ltd | デイ−ゼルエンジン用グロ−プラグ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59231322A (ja) | 1984-12-26 |
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