JPH07167432A

JPH07167432A - 自己電流制御形グロープラグ

Info

Publication number: JPH07167432A
Application number: JP34119393A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kawamura; 英男河村
Original assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Current assignee: Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Priority date: 1993-12-13
Filing date: 1993-12-13
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、所定時間経過後にはコイルへの通
電を自動的に遮断できる自己電流制御形グロープラグを
提供する。【構成】本発明は、コネクタ１２を備えた中空状本体
１にセラミック製パイプ２が固着され、パイプ２の前端
部１５と本体側端部１７にはセラミックス充填体６，７
が充填されている。コイル３は、先端部１５の内壁面２
０に接触状態のヒータコイル部４と中間部１６の内壁面
２０に非接触状態の制御コイル部５を有し、一端８がＰ
ＴＣ部材１０を介してコネクタ１２に他端９が本体１に
接続されている。ＰＴＣ部材１０は所定温度以上で急激
に抵抗値が増加し、コイル３への通電を遮断する。ヒー
タコイル部４が配置された前端部１５が発熱部を構成
し、制御コイル部５が電流制御部を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
等に使用される自己電流制御形グロープラグに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンの始動補助装
置として、グロープラグが使用されている。例えば、図
３に示すように、グロープラグ３０は、加熱部３３を有
し、その加熱部３３はディーゼルエンジンのシリンダヘ
ッド３１に形成した燃焼室３２内に配置されている。グ
ロープラグ３０は、エンジンのキー３６がオンすること
によってリレー即ちスイッチ３４が接続され、バッテリ
ー３５からの大電流がグロープラグ３０の加熱部３３に
投入され、該加熱部３３が短時間に加熱され、該加熱部
３３に燃料が接触して燃料が着火燃焼するものである。

【０００３】従来のグロープラグは、急速に加熱するた
め、窒化ケイ素等のセラミックスにタングステン線を埋
め込んで焼結して構成されている。タングステン線で
は、１２Ｖの電源に対して、常温では抵抗値が０．１Ω
であり且つその時の電流は１２０Ａである。グロープラ
グが時間の経過に伴って常温から温度が上昇して９００
℃になると、抵抗値は０．４Ωになり、その時の電流は
３０Ａである。そして、グロープラグが加熱して抵抗値
が上昇し、抵抗値が１Ωになって安定するものであり、
その時の電流は１２Ａである。即ち、ディーゼルエンジ
ンに使用されている従来のグロープラグでは、コントロ
ーラの指令で１２Ｖのバッテリーから電流を流すと、最
初は１２０Ａの電流が流れるが、ヒータコイルの温度上
昇と共に、抵抗値が大きくなり、抵抗値が１Ωになった
ところで安定する。そこで、グロープラグを抵抗値が１
Ωのところで安定するように、コントローラの指令で電
流を制御してヒータコイルが１Ωに保持されるような制
御を行っていた。

【０００４】従来のグロープラグでは、コントローラを
使用することなく、グロープラグが１Ωに調節されるよ
うな自己制御できるものが開発された。タングステンＷ
とニッケルＮｉは、温度℃の上昇に従って、抵抗値Ωが
上昇して大きくなる特性を有している。従って、タング
ステンＷ線とニッケルＮｉ線では、温度の上昇に従って
抵抗値Ωが大きくなり、電流が減少して電流値が制限さ
れることになる。そこで、自己制御型グロープラグは、
タングステンＷ線をＳｉ₃Ｎ₄等のセラミックスの中に
埋設し、そのＷ線と直列にニッケルＮｉ線のコイルを接
続して構成されている。即ち、自己制御型グロープラグ
は、ヒータコイルの発熱体の部分に電気抵抗値が小さい
導電体を配置し、その導電体の上流側にＮｉ線のコイル
の電気抵抗値の大きい金属線を接続して作製されてい
た。このような自己制御型グロープラグは、電流を流す
ことによってＮｉ製コイルが過熱されて抵抗値が大きく
なり、電流が減少してヒータコイルの発熱体の部分の発
熱量が制御されることになる。

【０００５】従来、自己電流制御形グロープラグとして
は、特公平４−３４０５２号公報、特公昭６０−１９４
０４号公報、特開昭５９−１５７４２３号公報、特開昭
５８−１０６３２６号公報等に開示されたものがある。

【０００６】例えば、特公平４−３４０５２号公報に開
示された自己制御型グロープラグは、通電昇温時におけ
る発熱体の温度を制御するため、発熱体に電流制御用抵
抗体を直列に接続したものであり、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ック焼結体中に埋
設され、一体化されたセラミックヒータを構成し、発熱
線が温度−抵抗係数が４倍以下となるような正の抵抗温
度係数を持つタングステンＷとレニウムＲｅ合金線から
なり、抵抗体は純Ｗ又は純モリブデンＭｏの線材からな
るものである。

【０００７】また、特公昭６０−１９４０４号公報に開
示されたシーズグロープラグは、耐熱性の有底金属チュ
ーブの内底と中心電極間をいずれも巻線の発熱体と抵抗
体を直接接続して成る自己制御型のシーズグロープラグ
であり、抵抗体の巻線ピッチが中心電極側の電極側の取
付金具に近い部分を密にし、発熱体側に近い部分を粗に
形成したものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自己電流制御形グロープラグは、遮熱エンジン等の高温
燃焼室での使用では、耐熱性、熱ショックに対する強
度、高温強度等について十分なものとはいえないもので
あった。また、従来開示されている自己制御形グロープ
ラグは、炭化タングステン線を用いて作製した発熱線コ
イルとＮｉ線コイルを用いて作製した抵抗体コイルとを
接続し、両者を抵抗温度係数が異なる材料で作製した
り、或いは巻線の発熱体と抵抗体とを異なった形状に作
製したものであるので、使用中にＮｉ線が過熱によって
断線したり、経時変化によって劣化するという問題があ
り、しかも構造が複雑になり、コスト、強度に関して満
足できるものではなかった。

【０００９】セラミック製グロープラグについては、自
己電流制御型グロープラグを構成するには、ヒータコイ
ルの電流通路の上流側領域で抵抗値が極端に上昇すれば
よいものである。通常、グロープラグは、１２Ｖの電源
電圧では、１Ω位で飽和電流が流れ、温度が約９００℃
に保持されるものである。グロープラグを瞬間的に加熱
するためには、常温で０．１Ω位が必要である。通常、
加熱線即ちヒータコイルとして使用される線等は、抵抗
温度係数が４×１０^{- 3}程度であるので、９００℃で電
流を飽和させることができない。

【００１０】更に、グロープラグは、電流を供給するこ
とによって短時間に加熱されて始動補助装置として燃料
の着火燃焼を助けるが、ディーゼルエンジンでは、ある
温度以上では、グロープラグの着火補助なしで、燃料は
十分に着火燃焼することができる。そこで、燃焼室があ
る温度以上になった場合には、グロープラグへの電流を
遮断してグロープラグの加熱機能を停止する必要があ
り、従来のグロープラグでは、グロープラグへの通電を
断つために遮断装置を必要としている。そこで、上記の
ような自己電流制御形グロープラグが開発されている
が、従来の自己電流制御形グロープラグは、ヒータコイ
ル線への電流を自動的に減少させることができても、ヒ
ータコイル線への電流を遮断する機能は有していないも
のであり、ヒータコイル線への電流を遮断するため、タ
イマー等の遮断装置が必要である。しかも、このような
遮断装置は、エンジンの条件によって通電時間を変化さ
せる等の複雑な機構を必要とするものである。

【００１１】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、セラミック製パイプ内に配置した
コイルを発熱部を構成するヒータコイル部と電流制御部
を構成する制御コイル部とで構成し、前記発熱部と前記
電流制御部を流れる電流を調節して最適の発熱量を確保
する自己電流制御形グロープラグに構成し、特に、コイ
ルとコネクタとを所定温度以上で抵抗値が急激に増加す
る機能を有するＰＴＣ（ｐｏｓｉｔｉｖｅｔｅｍｐｅ
ｒａｔｕｒｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）部材即ち正の
温度係数部材で接続し、該ＰＴＣ部材の電流遮断機能に
よってその温度上昇に応答して前記コイルに流れる電流
を自動的に遮断する自己電流制御形グロープラグを提供
することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、次のように構成されている。即ち、この
発明は、絶縁部材を介してコネクタが配設された中空状
本体、該中空状本体に取り付けられたセラミック製パイ
プ、前記中空状本体から突出した前記パイプの前端部の
内壁面に接触状態に配置されたヒータコイル部と前記パ
イプの中間部の内壁面に非接触状態に配置された制御コ
イル部とを有するコイル、前記ヒータコイル部が位置す
る前記前端部に充填された第１セラミックス充填体、前
記中間部を密封するため前記パイプの本体側端部に充填
された第２セラミックス充填体、及び前記中空状本体内
に配置されて前記電極部と前記コイルとに直列に接続さ
れ且つ所定温度以上で抵抗値が急激に増加して前記コイ
ルに流れる電流を遮断するＰＴＣ部材、から構成したこ
とを特徴とする自己電流制御形グロープラグに関する。

【００１３】また、この自己電流制御形グロープラグに
おいて、前記ＰＴＣ部材は、ＢａＴｉＯ₃系焼結体又は
ＰｂＴｉＯ₃系焼結体の薄膜から構成され、前記ヒータ
コイル部の熱が伝導されるように構成されている。ま
た、前記ＰＴＣ部材は、筒状薄板より構成されている。

【００１４】また、この自己電流制御形グロープラグに
おいて、前記コイルはタングステン線で構成されてい
る。

【００１５】また、この自己電流制御形グロープラグに
おいて、前記パイプの前記中間部に配置された前記制御
コイル部は断熱材によって覆われ、前記パイプに対して
遮熱されている。

【００１６】また、この自己電流制御形グロープラグに
おいて、前記パイプは耐熱性に富んだＳｉ₃Ｎ₄で構成
されている。

【００１７】また、この自己電流制御形グロープラグに
おいて、前記第１セラミックス充填体及び前記第２セラ
ミックス充填体は、ＴｉＯ₂を含んでいるＳｉ₃Ｎ₄か
ら構成されている。

【００１８】

【作用】この発明による自己電流制御形グロープラグ
は、上記のように構成されており、次のように作用す
る。即ち、この自己電流制御形グロープラグは、コネク
タが配設された中空状本体にセラミック製パイプを取り
付け、前記中空状本体から突出した前記パイプの前端部
の内壁面に接触状態に配置されたヒータコイル部と前記
パイプの内壁面に非接触状態に配置された制御コイル部
とを有するコイルを前記パイプ内に配置し、前記ヒータ
コイル部が位置する部分に第１セラミックス充填体を充
填し、前記パイプの中間部を密封するため前記パイプの
本体側端部に第２セラミックス充填体を充填し、所定温
度以上で抵抗値が急激に増加して前記コイルに流れる電
流を遮断するＰＴＣ部材で前記コネクタと前記コイルと
を接続したので、前記ヒータコイル部が配置された前記
パイプの前端部が発熱部を構成し、前記制御コイル部が
配置された前記パイプの中間部が電流制御部を構成す
る。特に、前記コネクタと前記コイルとは前記ＰＴＣ部
材で接続されているので、前記ＰＴＣ部材が位置する領
域の温度上昇に伴って前記ＰＴＣ部材の抵抗値が急激に
増大して前記コイルへ供給される電流が自動的に遮断さ
れる。

【００１９】即ち、前記コイルにバッテリーから電流を
流すことによって、前記ヒータコイル部が位置する前記
発熱部で発生した熱は前記パイプを加熱して外部に放熱
するのに対して、前記制御コイル部で発生する熱は遮熱
されて温度が上昇し、温度上昇に伴って前記制御コイル
部に流れる電流を抑制し、電流制御部を構成する。従っ
て、前記制御コイル部が高温になれば、その抵抗値が大
きくなり、前記コイル即ちタングステン線に流れる電流
が小さくなり、前記セラミック製パイプからの発熱量が
自己制御され、最適値に制御されることになる。特に、
温度が更に上昇して所定温度以上になると、前記ＰＴＣ
部材の抵抗値が急激に上昇し、前記コイルへ供給する電
流を自動的に遮断する。

【００２０】更に、前記パイプの前記中間部に配置され
た前記制御コイル部は断熱材によって覆われ、前記パイ
プに対して遮熱されているので、前記制御コイル部の遮
熱が確実に行われ、信頼性に富んだ電流制御部を構成す
ることができる。

【００２１】また、前記第１セラミックス充填体及び前
記第２セラミックス充填体を構成するセラミックスは、
ＴｉＯ₂を含有したＳｉ₃Ｎ₄で構成しているので、熱
伝導性を良好であり、前記パイプの密封状態を良好に構
成できる。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明による自己
電流制御形グロープラグの実施例を説明する。図１はこ
の発明による自己電流制御形グロープラグの一実施例を
示す概略断面図、及び図２は図１の自己電流制御形グロ
ープラグに組み込まれるＰＴＣ部材の温度と抵抗値との
関係を示すグラフである。

【００２３】この自己電流制御形グロープラグは、主と
して、絶縁ブッシュ等の絶縁体１９を介在して端子即ち
コネクタ１２を中空部２１内に配設した中空状本体１、
セラミック製パイプ２、タングステン線等から成るコイ
ル３、コイル３とコネクタ１２とを接続するＰＴＣ部材
１０及びパイプ２の両端に充填されたセラミックス充填
体６，７から構成されている。中空状本体１は、耐熱合
金等の金属から作製され、他の部品への取り付けのため
の外周面にねじ２２が形成されている。コネクタ１２は
位置決め固定用のナット１８が螺入され、コネクタ１２
は中空状本体１に対して位置決め固定される。セラミッ
ク製パイプ２を中空状本体１に接続するには、セラミッ
ク製パイプ２の外周面２３をメタリイジングして本体１
の内周面２４に嵌合接合すれば、パイプ２と中空状本体
１とは極めて強固に接合できる。また、セラミック製パ
イプ２の発熱部を構成する前端部１５は、中空状本体１
の端部２５から突出状態に配置されている。コイル３
は、その一端８がＰＴＣ部材１０の一端に接続され、Ｐ
ＴＣ部材１０の他端はコネクタ１２に環状コネクタ部１
３を介して接続されている。コイル３の他端９が本体１
に連結されて電気的にアース状態に接続されている。

【００２４】この自己電流制御形グロープラグでは、中
空状本体１はコネクタ１２を備えた導電体を中空部２１
に突出させており、発熱部を構成する前端部１５を構成
するセラミック製パイプ２が本体１から突出状態に本体
１に固定されている。パイプ２の両端部には第１セラミ
ックス充填体６と第２セラミックス充填体７で密封され
ている。パイプ２の前端部１５は閉鎖状態に構成されて
おり、パイプ２の中間部１６は中空部２６が形成されて
いる。パイプ２の中空部２６には、ＳｉＣ等のセラミッ
クス繊維から成る断熱材１１から成る２重パイプが配置
され、コイル３の制御コイル部５を内外面から覆ってい
る。従って、コイル３の制御コイル部５は、パイプ２に
対して遮熱されている。パイプ２の中空部２６は、真空
状態又はＮ₂ガスが封入された状態であり、コイル３の
酸化が防止される構造に構成されている。また、パイプ
２の電極部側端部１７は、第２セラミックス充填体７で
密封されている。

【００２５】この自己電流制御形グロープラグにおい
て、コイル３は、タングステン線等から構成され、パイ
プ２の前端部１５の内壁面２０に接触状態に配置された
ヒータコイル部４とパイプ２の中間部１６の内壁面２０
に非接触状態に配置された制御コイル部５とを備えてい
る。パイプ２の先端部１５には、熱伝導性の良好な第１
セラミックス充填体６が充填され、該第１セラミックス
充填体６によってヒータコイル部４がパイプ２の内壁面
２０に接触状態に押し付けられている。また、パイプ２
の本体側端部１７には、第２セラミックス充填体７がパ
イプ２の内壁面２０に密着されると共に、コイル３の端
部８，９の外周面に密着した状態で充填され、パイプ２
の中間部１６の中空部２６を密封している。

【００２６】この自己電流制御形グロープラグは、特
に、中空状本体１の中空部２１に、コネクタ１２とコイ
ル３の端部８とを接続するＰＴＣ部材１０に特徴を有す
るものである。ＰＴＣ部材１０は、円筒等の筒状薄板よ
り構成されており、ある温度で電気抵抗値が指数的に急
激に増加する材料で作製され、所定温度以上で抵抗値が
急激に増加してコイル３に流れる電流を遮断する機能を
有する正の温度係数部材（即ち、温度上昇電流遮断部
材）である。ＰＴＣ部材１０は、セラミックス等から成
る部材本体２７及び該部材本体２７に被覆された半導体
化したＢａＴｉＯ₃系焼結体（又はＰｂＴｉＯ₃系焼結
体）の被膜即ち薄膜１４から構成されている。ＢａＴｉ
Ｏ₃系焼結体の薄膜１４は、図２に示すように、例え
ば、１３０℃に温度が上昇すると、薄膜１４の抵抗値が
１０³Ω〜１０⁵Ωに増加するＰＴＣ機能即ち誘電体機
能を有している。

【００２７】従って、電流がコイル３に投入されると、
コイル３のヒータコイル部４及び制御コイル部５で発生
した熱及び燃焼室の燃焼熱が薄膜１４に伝達され、所定
時間経過後には、薄膜１４が１３０℃程度に加熱され
る。薄膜１４が１３０℃以上に加熱されると、薄膜１４
の抵抗値が急激に上昇し、コイル３へ供給される電流が
遮断されることになる。薄膜１４が１１０℃〜１３０℃
以上に加熱される時間は、燃焼室、シリンダヘッド、冷
却ジャケット、自己電流制御形グロープラグ等の設計、
構造等の諸条件で任意に設定できるものであり、自己電
流制御形グロープラグがディーゼルエンジンの始動補助
装置として適用された場合には、通電開始から遮断状態
までの期間が３〜５分間程度であり、その場合には、Ｐ
ＴＣ部材１０はコイル３への電流の供給を３〜５分後に
遮断することができる。即ち、グロープラグは、図３に
示すように、燃焼室３２内に突出しているので、燃焼の
安定化と共に、温度上昇し、その熱がグロープラグに伝
わり、電流を遮断する。また、水ジャケット３７の水温
が上昇した状態では、グロープラグはコネクタから熱を
受けてＰＴＣ部材１０が温度上昇し、電流を制御する。

【００２８】また、この自己電流制御形グロープラグに
おいて、パイプ２を構成するセラミックスはＳｉ₃Ｎ₄
であり、また、第１セラミックス充填体６及び第２セラ
ミックス充填体７を構成するセラミックスは、Ｓｉ₃Ｎ
₄とＴｉＯ₂とから構成され、場合によっては、ＴｉＮ
₂が含まれている。また、コイル３は、第１コイル部４
は大径に形成され、制御コイル部５は小径に形成されて
おり、連続した１本のタングステン線で作製されてい
る。コイル３のヒータコイル部４は前端部１５を加熱す
るのに十分な熱を提供でき、前端部１５を直ちに短時間
に温度上昇させて発熱部を構成することになり、また、
制御コイル部５は放熱されることがなく、温度上昇に伴
って抵抗値が上昇して電流を制御する電流制御部を構成
することになる。

【００２９】また、この自己電流制御形グロープラグで
は、パイプ２は、耐熱性、高強度のＳｉ₃Ｎ₄のセラミ
ックスで作製することが好ましい。また、セラミックス
充填体６，７は、耐熱性、高温高強度に富むＳｉ₃Ｎ₄
で作製され、好ましくは、Ｓｉ₃Ｎ₄にＴｉＯ₂が１０
％含まれるセラミックス、場合によっては、ＴｉＮ₂も
含有するセラミックスで作製されている。ＴｉＯ₂，Ｔ
ｉＮ₂を含有するＳｉ₃Ｎ₄で作製すると、熱伝導性が
良好になると共に、焼結によって無収縮となってパイプ
２に対して密封作用を発揮できる。パイプ２の中空部２
６を真空密封したり、又はＮ₂ガスを封入しない場合に
は、コイル３を構成するタングステン線の酸化を防止す
るために、タングステン線をＳｉＣ又はＷＣ等で被覆す
ることが必要であり、その場合にはタングステン線の酸
化を防止でき、耐腐食性を向上でき、タングステン線の
耐久性を向上できる。

【００３０】この自己電流制御形グロープラグは、上記
のように構成されているので、次のように作用する。即
ち、このセラミック製グロープラグでは、バッテリーか
ら供給される電流はコネクタ１２、環状コネクタ部１３
及びＰＴＣ部材１０を通じてコイル３に供給される。コ
イル３の制御コイル部５は中空部２６内に遮熱状態に配
置されており、ヒータコイル部４はパイプ２の内壁面２
０に接触しているので、パイプ２の前端部１５はヒータ
コイル部４の発熱によって加熱され、発熱部となる。従
って、パイプ２の前端部１５は、燃焼室に配置されて始
動補助装置として機能することができる。ここで、ヒー
タコイル部４で発生する熱はパイプ２を通じて放熱され
るが、制御コイル部５の熱は放熱されずに、制御コイル
部５はヒータコイル部４に比較して極端に高温になる。
制御コイル部５が高温になれば、制御コイル部５は、電
流制御線の機能を果たし、その抵抗が上昇して大きくな
り、コイル３に流れる電流は抑制されて小さくなり、前
端部１２の発熱量が自己制御される。また、制御コイル
部５の温度が下がれば、再びコイル３に電流が流れてヒ
ータコイル部４によって前端部１２が加熱されるので、
従って、前端部１２の発熱部は常に最適発熱量に維持さ
れ、燃焼室での始動補助として良好に機能することがで
きる。

【００３１】この自己電流制御形グロープラグは、ヒー
タコイル部４を内接させたパイプ２は燃焼室等の外部に
露出しているので、パイプ２から熱放散され、例えば、
前端部１２の温度は９００℃に維持されてヒータコイル
部４の抵抗値は０．４Ωになるが、制御コイル部５は密
封状の中空部２６内に位置して遮熱されているので、例
えば、制御コイル部５の温度は１８００℃になって制御
コイル部５の抵抗値は０．６Ωになる。従って、この自
己電流制御形グロープラグでは、ヒータコイル部４と制
御コイル部５との抵抗値の総和は１Ωになり、安定状態
になる。

【００３２】そこで、安定状態になってヒータコイル部
４と制御コイル部５とで発熱が続き、燃焼室が良好な燃
焼を繰り返し、エンジンが順調に運転され始めると、燃
焼室の燃焼熱等の熱がＰＴＣ部材１０に伝達され、例え
ば、１３０℃に温度上昇する。ＰＴＣ部材１０が１３０
℃に温度上昇すると、ＰＴＣ部材１０の抵抗値が急激に
上昇し、例えば、１０³Ω〜１０⁵Ωに増加する。ＰＴ
Ｃ部材１０の抵抗値が上昇して１０³Ω〜１０⁵Ωにな
れば、ＰＴＣ部材１０自体には電流が遮断されたと同等
の状態になり、コイル３への通電が遮断される。

【００３３】従って、この自己電流制御形グロープラグ
は、ディーゼルエンジンの始動補助装置として使用され
た場合には、エンジンの燃焼に応じて、コイル３への通
電を自動的に遮断でき、自己電流制御形グロープラグの
不要な加熱を続けることがなくなり、バッテリー等の電
力を無駄に消費することがない。

【００３４】

【発明の効果】この発明による自己電流制御形グロープ
ラグは、上記のように構成されており、次のような効果
を有する。即ち、この自己電流制御形グロープラグは、
中空状本体にセラミック製パイプを取り付け、密封状態
の前記パイプ内にコイルを配置し、前記コイルを前記パ
イプの内壁面に接触状態のヒータコイル部と前記内壁面
に非接触状態の制御コイル部で構成し、前記コイルとコ
ネクタとを所定温度以上で抵抗値が急激に増加するＰＴ
Ｃ部材で接続したので、前記ＰＴＣ部材が所定温度以上
に加熱されると前記コイルに流れる電流を自動的に遮断
することができると共に、前記ヒータコイル部を配置し
た前記パイプの前端部が発熱部を構成し、前記制御コイ
ル部を配置した前記パイプの中間部が電流制御部を構成
し、前記発熱部が最適温度で安定させることができる。

【００３５】即ち、前記コイルに電流を流せば、前記ヒ
ータコイル部が発熱部を構成し、前記制御コイル部が電
流制御部を構成し、前記制御コイル部が高温になれば、
その抵抗値が大きくなり、前記コイルに流れる電流が小
さくなり、前記セラミック製パイプからの発熱量が自己
制御され、最適値に制御されることになる。また、エン
ジンが順調に運転されて燃焼室からの燃焼熱或いはコイ
ルで発生する熱が前記ＰＴＣ部材に伝達されると、前記
ＰＴＣ部材が所定温度以上に温度上昇し、前記ＰＴＣ部
材の抵抗値が急激に大きくなり、前記コイルへの電流を
遮断する。従って、ディーゼルエンジンの始動補助装置
として、この自己電流制御形グロープラグを適用した場
合に、自己電流制御形グロープラグを遮断するためのタ
イマー等を必要とせず、バッテリー等の電力を無駄に消
費することもない。

【００３６】この自己電流制御形グロープラグにおい
て、前記ＰＴＣ部材は、部材本体及び該部材本体に被覆
された半導体化したＢａＴｉＯ₃系焼結体又はＰｂＴｉ
Ｏ₃系焼結体の被膜即ち薄膜から構成されているもので
ある。即ち、前記ＰＴＣ部材を構成しているＢａＴｉＯ
₃の薄膜は、例えば、１３０℃に温度上昇すると、抵抗
値が急激に１０³Ω〜１０⁵Ωに増加することにより誘
電体として機能する。また、前記コイルはタングステン
線で構成することができる。前記パイプの中間部に配置
された前記制御コイル部は断熱材によって覆われ、前記
パイプに対して遮熱されており、適正に電流制御を行う
ことができる。

【００３７】更に、前記パイプを構成するセラミックス
はＳｉ₃Ｎ₄であるので、耐熱性に富むと共に、耐酸化
性に富み、パイプ自体を高強度に作製できる。また、前
記第１セラミックス充填体及び前記第２セラミックス充
填体を構成するセラミックスは、ＴｉＯ₂を含むＳｉ₃
Ｎ₄から構成されているので、焼成収縮はなく、熱伝導
性を向上できると共に、前記パイプ内を良好に密封する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明による自己電流制御形グロープ
ラグの一実施例を示す概略断面図である。

【図２】図１の自己電流制御形グロープラグに組み込ま
れるＰＴＣ部材の温度と抵抗値との関係を示すグラフで
ある。

【図３】従来のディーゼルエンジンの燃焼室にグロープ
ラグを配置した状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１中空状本体２セラミック製パイプ３コイル４ヒータコイル部５制御コイル部６第１セラミックス充填体７第２セラミックス充填体８コイルの端部９コイルの端部１０ＰＴＣ部材１１断熱材１２コネクタ１３環状コネクタ部１４ＢａＴｉＯ₃系焼結体の薄膜１５パイプの前端部１６パイプの中間部１７パイプの本体側端部１８ナット１９絶縁体２０パイプの内壁面２１中空状本体の中空部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁部材を介してコネクタが配設された
中空状本体、該中空状本体に取り付けられたセラミック
製パイプ、前記中空状本体から突出した前記パイプの前
端部の内壁面に接触状態に配置されたヒータコイル部と
前記パイプの中間部の内壁面に非接触状態に配置された
制御コイル部とを有するコイル、前記ヒータコイル部が
位置する前記前端部に充填された第１セラミックス充填
体、前記中間部を密封するため前記パイプの本体側端部
に充填された第２セラミックス充填体、及び前記中空状
本体内に配置されて前記電極部と前記コイルとに直列に
接続され且つ所定温度以上で抵抗値が急激に増加して前
記コイルに流れる電流を遮断するＰＴＣ部材、から構成
したことを特徴とする自己電流制御形グロープラグ。
【請求項２】前記ＰＴＣ部材は、ＢａＴｉＯ₃系焼結
体又はＰｂＴｉＯ₃系焼結体の薄膜から構成され、前記
ヒータコイル部の熱が伝導されるように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の自己電流制御形グロ
ープラグ。
【請求項３】前記ＰＴＣ部材は、筒状薄板より構成さ
れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自己
電流制御形グロープラグ。
【請求項４】前記コイルはタングステン線で構成さ
れ、前記パイプの前記中間部に配置された前記制御コイ
ル部は断熱材によって覆われ、前記パイプに対して遮熱
されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の自己電流制御形グロープラグ。
【請求項５】前記パイプは耐熱性に富んだＳｉ₃Ｎ₄
で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいず
れかに記載の自己電流制御形グロープラグ。
【請求項６】前記第１セラミックス充填体及び前記第
２セラミックス充填体は、ＴｉＯ₂を含んでいるＳｉ₃
Ｎ₄から構成されていることを特徴とする請求項１〜５
のいずれかに記載の自己電流制御形グロープラグ。